粘性材塗布ノズル

【課題】塗布部位の塗布幅及び温度変化に対応した吐出口の開口面積を正確に微調整できる粘性材塗布ノズルを提供する。
【解決手段】ユニットホルダ１と回転機構２を備え、ユニットホルダ１にはノズル駒３が収納され、ノズル駒３はカップ状をなす２つの回転子４，４の開口端を突き合わせて構成される。回転機構２はユニットホルダ１に挿入保持される筒体５の周囲に回転自在に設けた被動ギヤ７と、被動ギヤ７に噛合する駆動ギヤ８と、扇状をなす一対の平歯車６，６からなり、筒体５の周囲に設けた被動ギヤ７に駆動ギヤ８が噛合し、被動ギヤ７の対向する箇所に平歯車６，６が噛合し、平歯車６，６の回転中心部は２つの回転子４，４の開口端とは反対側に形成した係合片９，９に係合している。駆動ギヤ８を回転させると、駆動ギヤ８に噛合している筒体５が回転し、筒体５の被動ギヤ７に噛合している平歯車６，６が互いに反対方向に回動し、開口面積が変化する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクや塗料などの粘性材を塗布するノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
部位によってシール材の塗布幅が異なるワークに、シール材を塗布する時、塗布幅に対応する開口を有するノズルに適宜切替えてシール材の塗布をしている。また、シール材などの粘性材は温度変化によって粘性が変化し、塗布量がバラついたり、塗布幅が不均一になったりしてしまう。
【０００３】
特許文献１には、ノズルの長さ方向に伸縮する第１の圧電素子の動きを一対のくさび部材を介して径方向の動きに変え、この径方向の動きによりノズルの口径をインクの塗布幅に応じたノズル口径に調整し、また、径方向に伸縮する第２の圧電素子によってノズルの口径の微調整を行って温度変化に伴う塗布量の微妙な調整を行う内容が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１５６２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されるノズルにあっては、一対のくさび部材の間に粘性物が入り込んで硬化し、正確な幅で塗布できなくなる。そのため、定期的に分解して洗浄する必要があるが、圧電素子に電圧を印加するための配線があるため、取り外しが面倒で、しかも一旦硬化した粘性物は除去し難い。
また、硬化した粘性物を除去できないと作動不良が発生し、作動不良に起因する防爆のおそれがあるため塗装ブース内での使用はできない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため請求項１に係る発明は、カップ状をなす２つの回転子の開口端を突き合わせて構成されるノズル駒を収納するユニットホルダと、前記２つの回転子を互いに反対方向に回転せしめることで２つの回転子間に形成される吐出口の面積を変化せしめる回転機構とを備えた構成とした。
【０００７】
前記２つの回転子の形状としては、開口端に凸部と凹部が設けられ、一方の回転子の凸部を他方の回転子の凹部に突き当てることで、２つの回転子の凸部間に吐出口が形成される構造が考えられる。
【０００８】
また前記凸部と凹部との境界部に形成される段部の粘性材吐出方向に対する角度を、吐出口が最大吐出口を形成する状態に近づくに連れて平行または若干先広がりとなる角度とすることで、塗布幅の全域に亘って粘性材を均一に広げて吐出することができる。
【０００９】
また前記凸部と凹部との境界部に形成される段部の粘性材吐出方向に対する角度を、最小吐出口を形成する状態に近づくに連れて先細りとなる角度とすることにより、同様に塗布幅の全域に亘って粘性材を均一に広げて吐出することができる。
【００１０】
請求項５に係る発明は、カップ状をなす２つの回転子の開口端を突き合わせて構成されるノズル駒を収納するユニットホルダと、前記２つの回転子を互いに反対方向に回転せしめることで２つの回転子間に形成される吐出口の面積を変化せしめる回転機構を備えて粘性材を吐出する粘性材塗布ノズルであって、前記ノズル駒の内部空間は、前記ユニットホルダの先端に向かって傾斜する傾斜面によって先細りのテーパ状内部空間として形成される。
【００１１】
前記傾斜面は、粘性材を前記ノズル駒に供給する供給通路と基端側が同幅であり、吐出口を形成する凹部と曲面を介して連設するように形成することができる。
【００１２】
前記回転機構は、各回転子に先端が係合する一対の揺動ロッドと、この一対の揺動ロッドの基端に係合する回転板と、この回転板と一体に締結される被動歯車と、この被動歯車に噛合するラック歯車より構成される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、吐出口の開閉に直接かかわる部材に圧電素子などの電気的な部材が含まれないため、作動不良が生じにくく、また作動不良がおきても防爆などの問題は生じない。
また、機構が簡単で分解組立が容易にできるため、メンテナンス性に優れ、硬化した粘性物も除去しやすい。
【００１４】
更に、部位によって粘性材の塗布幅が異なるワークに粘性材を塗布する時、吐出口の開口面積を随時変更しながら連続して適正な塗布幅の粘性材を塗布することができる。
また、吐出口の開口面積を正確に微調整することができるので、温度変化による粘性の変化が大きい塗料などを、一定量だけかつ所定の幅で塗布することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る粘性材塗布ノズルの第１実施の形態の一部を切欠して示した平面図
【図２】図１のＡ方向から見た図
【図３】図１のＢ方向から見た図
【図４】本発明に係る粘性材塗布ノズルの第１実施の形態の平断面図
【図５】本発明に係る粘性材塗布ノズルの第１実施の形態のユニットホルダの斜視図
【図６】同ユニットホルダを背面から見た図
【図７】（ａ）はユニットホルダ内に収納されるノズル駒の断面図、（ｂ）はノズル駒の分解図
【図８】（ａ）は吐出口を絞った状態のノズル駒の正面図、（ｂ）は吐出口を広げた状態のノズル駒の正面図
【図９】（ａ）は吐出口を絞った状態のユニットホルダの拡大図、（ｂ）は吐出口を広げた状態のユニットホルダの拡大図
【図１０】本発明に係る粘性材塗布ノズルの第２実施の形態の断面図
【図１１】本発明に係る粘性材塗布ノズルの第２実施の形態の平面図
【図１２】図１０のＡ−Ａ線断面図
【図１３】図１２のＢ方向から見た図
【図１４】図１０のＥ−Ｅ線断面図
【図１５】図１４の分解図
【図１６】図１５のＦ−Ｆ線断面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本発明に係る粘性材塗布ノズルの第１実施の形態は、図１〜図４に示すように、ユニットホルダ１と回転機構２を備えている。ユニットホルダ１にはノズル駒３が収納され、このノズル駒３はカップ状をなす２つの回転子４，４の開口端を突き合わせて構成される。
【００１７】
回転機構２は、ユニットホルダ１に挿入保持される筒体５の周囲に回転自在に設けた被動ギヤ７と、この被動ギヤ７に噛合する駆動ギヤ８と、扇状をなす一対の平歯車６，６からなり、筒体５の周囲に設けた被動ギヤ７に駆動ギヤ８が噛合し、また被動ギヤ７の対向する箇所に前記平歯車６，６が駆動ギヤ８と干渉しないように噛合している。
【００１８】
平歯車６，６の回転中心部は２つの回転子４，４の開口端とは反対側に形成した係合片９，９に係合している。したがって、モータなどによって粘性材塗布部位の塗布幅の変更または温度変化に対応した量だけ駆動ギヤ８を回転させると、この駆動ギヤ８に噛合している筒体５が回転し、この筒体５の被動ギヤ７に噛合している平歯車６，６が互いに反対方向に回動し、その結果、２つの回転子４，４が互いに反対方向に回動する。この回転子４，４の回動に伴って後述するように吐出口の開口面積が変化する。
【００１９】
筒体５の内部は塗料などの粘性材の供給通路１０とされ、この供給通路１０を介して粘性材は回転子４，４の内部空間１１に送り込まれる。
【００２０】
一方、図５に示すように、ユニットホルダ１の前面にはノズル駒３の側面が露出する開口１２が形成され、このユニットホルダ１内にノズル駒３を収納するには、図７に示すように、ユニットホルダ１から蓋板１３を外し、ユニットホルダ１に形成した円筒状凹部１４内に２つの回転子４，４をそれぞれの開口端を突き合わせた状態で収納し、この後、蓋板１３を取り付ける。
【００２１】
ユニットホルダ１内にノズル駒３（回転子４，４）を収納し、蓋板１３をボルト１５によってユニットホルダ１に固定した状態で、一方の回転子４の係合片９が蓋板１３に形成した開口１６から突出し、他方の回転子４の係合片９がユニットホルダ１の底面に形成した開口１７から突出する。
【００２２】
カップ状をなす回転子４の開口端には周縁に沿って凸部１９と凹部１８が設けられ、一方の回転子４の凸部１９を他方の回転子４の凹部１８に突き当てることで、２つの回転子の凸部１９，１９間に吐出口２０が形成される。この吐出口２０の中心は粘性材の供給通路１０の中心線（軸線）と一致するように設定されている。
【００２３】
また凸部１９と凹部１８との境界部に形成される段部２１の粘性材吐出方向に対する角度、即ち粘性材の供給通路１０の中心線に対する角度は、２つの回転子４，４が回動して吐出口２０の開口面積が拡大して最大開口面積になった図９（ｂ）に示す閉じ状態で先広がりとなり、また吐出口２０の開口面積が縮小して最小開口面積になった図９（ａ）に示す状態で先細りとなる角度に設定されている。
【００２４】
以上において部位によって粘性材の塗布幅が異なるワークにたいしても粘性材を適正な幅で塗布する時、予め不図示の制御装置で設定された量だけ回転機構２を介して２つの回転子４，４を反対方向に所定量だけ回転させ、吐出口２０の開口面積を微調整する。
また、不図示の温度センサによって粘性材の温度を検知し、当該温度の粘度を検量線などを基に算出し、この算出値に合わせた量だけ回転機構２を介して２つの回転子４，４を反対方向に所定量だけ回転させ、吐出口２０の開口面積を微調整する。
【００２５】
本発明のノズルが適用される粘性材には、清掃等を目的とした気体または水等の液体が含まれる。また、本発明の第１実施の形態においては、回転機構として扇状をなす一対の平歯車と被動ギヤ、駆動ギヤを組み合わせたものを使用したが、リンク等を用いることも可能である。
【００２６】
また、本発明の第１実施の形態においては、凸部と凹部との境界部に形成される段部の粘性材吐出方向に対する角度を、吐出口が最大吐出口を形成する状態に近づきに連れて平行または若干先広がりとなる角度とし、段部の粘性材吐出方向に対する角度を、最小吐出口を形成する状態に近づきに連れて先細りとなる角度とすることにより塗布幅の全域に亘って粘性材を均一に広げて吐出する構成としたが、粘性材の粘度によっては段部の粘性材吐出方向に対する角度は適宜変更しうるものである。
【００２７】
次に、本発明に係る粘性材塗布ノズルの第２実施の形態は、図１０〜図１３に示すように、ユニットホルダ３１と回転機構３２を備えている。ユニットホルダ３１にはノズル駒３３が収納され、このノズル駒３３はカップ状をなす２つの回転子３４，３４の開口端を突き合わせて構成される。回転機構３２は２つの回転子３４，３４を回動させる。
【００２８】
カップ状をなす回転子３４の開口端には、図１４〜図１６に示すように、周縁に沿って凸部４９と凹部４８が設けられ、一方の回転子３４の凸部４９を他方の回転子３４の凹部４８に突き当てることで、２つの回転子３４，３４の凸部４９，４９間に吐出口５０が形成される。回転機構３２が２つの回転子３４，３４を回動させることにより、吐出口５０の開口面積が変化する。５１は凸部４９と凹部４８との境界部に形成される段部である。
【００２９】
２つの回転子３４，３４の凸部４９と凹部４８を当接することにより形成されるノズル駒３３の内部空間４１は、ユニットホルダ３１の先端に向かって傾斜する傾斜面３０によって先細りのテーパ状に形成されている。傾斜面３０の基端は筒体３５の供給通路４０と同じ幅に形成され、傾斜面３０の先端は回転子３４，３４の凹部４８及び凸部４９に連設する曲面を形成している。４３はユニットホルダ３１に形成した円筒状凹部４７内に２つの回転子３４，３４をそれぞれの開口端を突き合わせた状態で収納し、その後、取り付ける蓋板である。
【００３０】
このような構成により、供給通路４０を介してノズル駒３３の内部空間４１に供給される粘性材は整流となって吐出口５０よりワークに向けて吐出される。このため、供給通路４０を介して内部空間４１に供給される粘性材に乱流が発生し、これにより吐出口５０からの粘性材吐出時の脈動を防止し、所謂ビーチマーク不良を防止することができる。
【００３１】
また、２つの回転子３４，３４を回動させる回転機構３２は、各回転子３４に先端が係合する一対の揺動ロッド３６と、この一対の揺動ロッド３６の基端に係合する回転板３７と、この回転板３７と一体に締結される被動歯車３８と、この被動歯車３８に噛合するラック歯車３９などにより構成されている。
【００３２】
２つの回転子３４，３４は、その係合片４２，４２に夫々揺動ロッド３６を挿通し、この揺動ロッド３６の基端を回転板３７の係合凹部３７ａに係合させている。更に、揺動ロッド３６には回転板３７からの抜けを防止するための抜け止め用の割りピン５３が挿通されている。
【００３３】
また、回転板３７の一面には筒部４４が接続固定され、回転板３７の貫通孔と筒部４４には、ユニットホルダ３１に一端を螺合する筒体３５が嵌挿されている。また、回転板３７に対向する被動歯車３８の一面には、円筒部４５が一体に形成され、更に被動歯車３８には円筒部４５と同軸に貫通孔が開けられている。
【００３４】
筒体３５が嵌挿された筒部４４は、被動歯車３８の貫通孔と円筒部４５に挿入され、筒部４４と円筒部４５は締結ボルト４６により締結されて一体となっている。そして、被動歯車３８は、その一側に配設されたラック歯車３９に噛合している。
【００３５】
このような構成の下で、ラック歯車３９を前後に移動することにより被動歯車３８を左右に回動させ、被動歯車３８の回動により回転板３７を、筒体３５を中心として回動させ、回転板３７の回動により揺動ロッド３６を揺動させ、揺動ロッド３６の揺動により２つの回転子３４を相反する方向に同じ角度だけ回動させることができる。従って、ラック歯車３９の前後の移動量を調整することによって、吐出口５０の開口面積を所望な大きさにすることができる。
【００３６】
このように構成することにより、回転機構３２の構成が非常に簡便となり、重量も軽減される。また、被動歯車３８とラック歯車３９を吐出口５０から離れた後方に配置することが可能となり、粘性材が歯車系に付着して作動不良となるのを防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明によれば、機構が簡単で分解組立が容易にできるため、メンテナンス性に優れ、吐出口の開閉に直接かかわる部材に圧電素子などの電気的な部材が含まれないため、作動不良が発生し難く、また作動不良が発生しても防爆などの問題が生じない粘性材塗布ノズルを提供することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１，３１…ユニットホルダ、２，３２…回転機構、３，３３…ノズル駒、４，３４…ノズル駒を構成する回転子、５，３５…筒体、６…扇状平歯車、７…被動ギヤ、８…駆動ギヤ、９，４２…係合片、１０，４０…粘性材の供給通路、１１，４１…内部空間、１２…ユニットホルダの開口、１３，４３…蓋板、１４，４７…円筒状凹部、１５…ボルト、１６，１７…開口、１８，４８…凹部、１９，４９…凸部、２０，５０…吐出口、２１，５１…段部、３０…傾斜面、３６…揺動ロッド、３７…回転板、３８…被動歯車、３９…ラック歯車、４４…筒部、４５…円筒部。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗料などの温度によって粘性が変化する材料を吐出する粘性材塗布ノズルにおいて、カップ状をなす２つの回転子の開口端を突き合わせて構成されるノズル駒を収納するユニットホルダと、前記２つの回転子を互いに反対方向に回転せしめることで２つの回転子間に形成される吐出口の面積を変化せしめる回転機構とを備えることを特徴とする粘性材塗布ノズル。
【請求項２】
請求項１に記載の粘性材塗布ノズルにおいて、前記２つの回転子の開口端には凸部と凹部が設けられ、一方の回転子の凸部を他方の回転子の凹部に突き当てることで、２つの回転子の凸部間に吐出口が形成されることを特徴とする粘性材塗布ノズル。
【請求項３】
請求項１に記載の粘性材塗布ノズルにおいて、前記凸部と凹部との境界部に形成される段部の粘性材吐出方向に対する角度は、吐出状態で先広がりとなる角度であることを特徴とする粘性材塗布ノズル。
【請求項４】
請求項１に記載の粘性材塗布ノズルにおいて、前記凸部と凹部との境界部に形成される段部の粘性材吐出方向に対する角度は、閉じ状態で先細りとなる角度であることを特徴とする粘性材塗布ノズル。
【請求項５】
カップ状をなす２つの回転子の開口端を突き合わせて構成されるノズル駒を収納するユニットホルダと、前記２つの回転子を互いに反対方向に回転せしめることで２つの回転子間に形成される吐出口の面積を変化せしめる回転機構を備えて粘性材を吐出する粘性材塗布ノズルであって、前記ノズル駒の内部空間は、前記ユニットホルダの先端に向かって傾斜する傾斜面によって先細りのテーパ状内部空間として形成されることを特徴とする粘性材塗布ノズル。
【請求項６】
請求項５に記載の粘性材塗布ノズルにおいて、前記傾斜面は、粘性材を前記ノズル駒に供給する供給通路と基端側が同幅であり、吐出口を形成する凹部と曲面を介して連設するように形成されることを特徴とする粘性材塗布ノズル。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の粘性材塗布ノズルにおいて、前記回転機構は、各回転子に先端が係合する一対の揺動ロッドと、この一対の揺動ロッドの基端に係合する回転板と、この回転板と一体に締結される被動歯車と、この被動歯車に噛合するラック歯車より構成されることを特徴とする粘性材塗布ノズル。

【図１】