電動式粘性材料吸引吐出装置
【課題】シーリング材等の施工用の作業性に優れた電動式吸引吐出装置を提供する。
【解決手段】粘性材料の吸引および吐出を行なうための電動式吸引吐出装置であって、該装置は、本体部とシリンダとからなり、該本体部は、ロッドと、該ロッドに結合されたピストンと、該ロッドの移動を喚起する電動モータと、該電動モータに電源から電力を供給するための電気回路とを有し、該電気回路は、論理回路と、タイマ回路と、コンデンサおよび抵抗からなる放電回路とを有し、粘性材料の吐出動作を停止した時、該吐出動作が所定の時間を超えていた場合は、該ピストンが一定の時間τだけ吸引動作方向に移動し、該吐出動作が所定の時間以下であった場合は、該ピストンが吸引動作方向に移動することなく停止するように構成されていることを特徴とする、電動式吸引吐出装置。
【解決手段】粘性材料の吸引および吐出を行なうための電動式吸引吐出装置であって、該装置は、本体部とシリンダとからなり、該本体部は、ロッドと、該ロッドに結合されたピストンと、該ロッドの移動を喚起する電動モータと、該電動モータに電源から電力を供給するための電気回路とを有し、該電気回路は、論理回路と、タイマ回路と、コンデンサおよび抵抗からなる放電回路とを有し、粘性材料の吐出動作を停止した時、該吐出動作が所定の時間を超えていた場合は、該ピストンが一定の時間τだけ吸引動作方向に移動し、該吐出動作が所定の時間以下であった場合は、該ピストンが吸引動作方向に移動することなく停止するように構成されていることを特徴とする、電動式吸引吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、粘性材料の吸引および吐出を行なう電動式の吸引吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、建築物や土木構造物などにおいて、外壁の目地などに防水目的でシーリング材を充填／施工する作業、あるいは、木質の根太などに合板を接着したり、コンクリート床に合成樹脂製のシートを貼り付けたりする目的で、下地に接着剤を塗布する作業などが一般的に行なわれている。このような作業に用いられるシーリング材や接着剤は、垂直目地に充填したとき垂れないように揺変性を付与したり、部材の粘接着保持性を付与したりするために、いずれも粘度が高められている。
【０００３】
こうした粘度を高めた粘性材料を目地に充填したり、あるいは下地材に塗布して施工を行う場合には、通常、施工する粘性材料を吐出装置を用いて吐出する。
【０００４】
たとえば、シーリング材を施工する場合、シーリング材の使用量が比較的少ない場合には、先端にノズルを有する紙製またはポリプロピレン製のカートリッジ状容器（３２０ｍｌや５００ｍｌといった小容量のものがよく用いられる）に予めシーリング材を充填しておき、これを手動式の吐出装置にセットして、カートリッジ状容器に付設されたプランジャーを押すことにより、先端のノズルからシーリング材を吐出する。
【０００５】
また、シーリング材の使用量が比較的多い場合には、ある程度大きな容積（たとえば５００ｍｌ〜１，０００ｍｌ程度）の空間を有するシリンダと、そのシリンダに沿って可動なピストンとを内部に備えた手動の吸引吐出装置が使用される。この場合には、シリンダの一端に設けられた開口を、広口のペール缶に入れたシーリング材の中に挿入し、ピストンに付設した棒状物を手で引っ張ることにより、シリンダ内にシーリング材を吸引して充填する。次いで、開口にノズルを装着した後、施工対象である建築外壁の目地などにノズルをあてがい、吸引吐出装置のレバーを引いてピストンを吐出方向に押すことにより、シーリング材をノズルから吐出させる。そして、これらの作業は全て手動で行われる。
【０００６】
シリンダとピストンとを備えた吸引吐出装置を用いる場合、１回の吸引でシリンダ内に充填できるシーリング材の量は高々１０００ｍｌであるため、シーリング材の使用量が多くなれば吸引の回数の増加が避けられない。シーリング材は粘度が高く流体抵抗が大きいため、シーリング材の吸引および吐出の際にピストンを引いたり押したりするには大きな力が必要である。したがって、作業者がシーリング材の吸引や吐出を手動で多数回行なうとすれば、これは作業者にとって大きな負担となる。
【０００７】
一方、作業者の負担を低減するために、粘性材料が入ったカートリッジ状容器のプランジャーを電動で押すようにした吐出装置が知られている。このタイプの粘性材料吐出装置としては、粘性材料を押し出す押圧棒にピニオンと噛合するラックを設け、多段変速装置を設けた電動モータでピニオンを駆動することにより押圧棒を動かすようにした粘稠剤押出装置が知られている（たとえば特許文献１参照）。また、ピストンと結合しているロッドの表面に設けたネジ部に球体を係合させ、これを駆動することによりピストンを動かすようにした吐出装置も知られている（たとえば特許文献２参照）。
【０００８】
しかしながら、これらはいずれも、予め粘性物質が収容された円筒状のカートリッジやチューブを押出機やシーリングガンなどにセットし、電動で粘性物質をカートリッジやチューブの外へ吐出させるようにしたものであり、粘性物質を押し出す点については開示されているが、粘性物質を吸引する点については全く開示されていない。
【０００９】
ところで、電動式の吐出装置を用いてシーリング材のような高粘度の粘性材料を吐出させる場合、吐出を停止させようとして電動モータを停止した後も、カートリッジ状容器内に残る残圧により粘性材料がいつまでもノズルから吐出し続ける、いわゆる「後だれ」あるいは「残存吐出」とよばれる現象を生じ、施工対象物を汚してしまうという大きな作業上の問題がある。これを解決する方法として、スイッチをオフにした後でモータの回転方向を逆転させることによってシーリング材の後だれ現象を防止する吐出装置がある（たとえば特許文献３参照）。これは、スイッチのオン時間（シーリング材の吐出時間）中にコンデンサを充電し、その充電量によってモータの逆転時間を決定するものであるが、後だれ現象は必ずしも十分に防止できてはいない。
【００１０】
これらを解決する方法として、本発明者らは以前に、螺旋状ネジを形成したロッドとナットとを組み合わせ、電動モータでナットを回転させることにより、ロッドに結合するピストンを往復運動させ、電動で粘性材料の吸引と吐出の両作業をすることができる粘性材料の電動式吸引吐出装置を提案し、さらにこの装置において、論理回路とタイマ回路を組み合わせ、吐出を停止した時に短時間モータを逆回転させることにより、残存吐出を防止することも提案した（特許文献４参照）。
【００１１】
【特許文献１】特開昭５９−２２２２５３号公報
【特許文献２】特表平１０−５０２８６６号公報
【特許文献３】特開平８−２５７４６５号公報
【特許文献４】特開２００７−７６４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記特許文献４に記載された装置は、例えば幅１０ｍｍ前後の通常の太さの目地にシーリング材を充填する場合には作業性が良好なのであるが、幅５ｍｍ以下の細目地や複雑な形状の目地などに充填する場合、作業者は様子を見ながら少量ずつシーリング材を吐出させるときがあり、このとき吐出を停止する度にモータが逆回転していたのでは作業に支障をきたし、また時には目地に充填したシーリング材中に気泡を巻き込む不具合を生じることがわかった。さらに、少量吐出の場合には、シリンダの残圧も小さく残存吐出はほとんど生じないため、むしろモータを逆回転しない方がよいこともわかった。また、前記装置をさらにコンパクトにすること、吐出速度を広範囲に変化できるようにすることなどの必要性もわかった。
【００１３】
本発明は、上記問題に鑑み、粘性材料の吸引および吐出作業の両方を電動で行う装置において、粘性材料を吐出した時間が一定時間を超えたときは、吐出作業を停止した瞬間に電動モータが逆回転して残存吐出を防止し、吐出時間が一定時間以下であったときは、吐出作業を停止しても電動モータが逆転することなく停止しかつ残存吐出のない、コンパクトで、吐出速度を広範囲に変化させることができ、加えて過負荷による破壊を防止した、作業性に優れた電動式粘性材料吸引吐出装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは、鋭意検討した結果、粘性材料の吸引および吐出を行うための電動式吸引吐出装置において、本体部に設けた電気回路に、論理回路と、タイマ回路と、コンデンサおよび抵抗からなる放電回路とを組み合わせること、さらにロッドの回転拘束手段をキー溝とキーにより行うこと、複数の可変抵抗器を使用すること、そして過負荷保護回路を使用することにより、上記課題を解決できることを見出した。
【００１５】
すなわち、本発明は、第１に、粘性材料の吸引および吐出を行なうための電動式吸引吐出装置であって、該装置は、本体部とシリンダとからなり、該本体部は、ロッドと、該ロッドに結合されたピストンと、該ロッドの移動を喚起する電動モータと、該電動モータに電源から電力を供給するための電気回路とを有し、該電気回路は、論理回路と、タイマ回路と、コンデンサおよび抵抗からなる放電回路とを有し、粘性材料の吐出動作を停止した時、該吐出動作が所定の時間を超えていた場合は、該ピストンが一定の時間τだけ吸引動作方向に移動し、該吐出動作が所定の時間以下であった場合は、該ピストンが吸引動作方向に移動することなく停止するように構成されていることを特徴とする電動式吸引吐出装置を提供し、これにより上記課題を解決する。
【００１６】
これにより、作業者は、吸引吐出装置を用いて行う粘性材料の吸引および吐出の両動作を、いずれも手動ではなく電動で行うことができるため、作業者の労力の負担を著しく低減することができる。そして、例えば幅１０ｍｍ前後の通常の太さの目地にシーリング材を充填する場合など、所定の時間を超えた時間、吐出作業をして目地にシーリング材を充填した後、吐出動作を停止したときは、電動モータが極めて短時間逆回転し、シリンダ内の残圧を除去するため、残存吐出を防止することができる。一方、例えば幅５ｍｍ以下の細目地や複雑な形状の目地などにシーリング材を充填する場合など、作業者が様子を見ながら少量ずつ所定の時間以下の短時間の吐出をした後、吐出動作を停止したときは、電動モータが逆転することなく停止するので、少量吐出のたびに吸引動作をすることがない。このため、充填したシーリング材中に気泡を巻き込む不具合を生じることがなく、かつ吐出が短時間のときには残圧もなく残存吐出の不具合も生じないので、作業性に優れ安心して使用できる装置となる。これにより、作業者が熟練していなくても、簡単に作業ができて不具合の発生がなく、かつ労力の負担を軽減した施工作業を実施することができる。
【００１７】
第２に、該本体部が、さらに該ロッドの中心軸まわりに回転可能に螺嵌したナットと、該ロッドが貫通するフレームを有し、該電動モータが該ナットを回転させることにより該ロッドの移動を喚起し、該ロッドに設けたキー溝と、該フレームに設けたキーからなる回転拘束手段により、該ロッドが、自ら回転することなく、該ナットの回転方向に応じ、該ロッドの中心軸に沿って往復運動するように構成されていることが好ましい。
【００１８】
これにより、電動モータの回転力がロッドに直線方向の推進力として伝達し、かつコンパクトな装置となる。
【００１９】
第３に、該本体部が、さらに吸引側および吐出側のリミットスイッチを備え、吸引または吐出動作の間に該ピストンが所定の位置に到達した時、該吸引側または吐出側のリミットスイッチが作動し該電動モータの両極を直結する閉回路を形成することにより、該ピストンの移動が短時間で停止するように構成されていることが好ましい。
【００２０】
第４に、該ロッドが吸引または吐出の動作を終了するための所定の位置を検出する該リミットスイッチについては、該吸引側のリミットスイッチが、該本体部に設けたキーとともに移動する該キーを固定する板と接触することにより作動し、該吐出側のリミットスイッチが、該ロッドに設けた作動板と接触することにより作動することがさらに好ましい。
【００２１】
これにより、ピストンが吸引および吐出動作の限界点に達したときに、速やかに動作を停止するため、装置に無理な力がかからない構造となる。
【００２２】
第５に、該ピストンの移動速度が該本体部に設けた複数の可変抵抗器により調整されることが好ましい。第６に、該複数の可変抵抗器が２個であり、一方の可変抵抗器の抵抗値が、該本体部に設けたトリガの移動距離（ｌｘ）に応じて変化し、他方の可変抵抗器の抵抗値が該本体部のフレームに設けた調節ツマミの変位に応じて変化することにより、該電動モータへの供給電力を変化させるように構成されていると、より好ましい。
【００２３】
これにより、吸引および吐出の速度を、低速から高速まで広範囲に調節することができ、粘性材料の吸引ならびに吐出の作業性が優れたものとなる。
【００２４】
第７に、該電気回路が、さらにポリスイッチと過負荷表示部からなる過負荷防止回路を有することが好ましい。
【００２５】
これにより、粘性材料の粘度が非常に高い場合など、吸引または吐出の際、過電流が流れ過負荷状態になりそうな危険を事前に知ることができ、また万一過負荷状態になったとき電流を遮断することができ、本体部そのものの破壊を防止する。
【００２６】
第８に、該電気回路が、さらに電源として、該本体部に備えたニッケル水素電池を有することが好ましい。
【００２７】
これにより、別途に大きなバッテリ等を用意する必要がなく、コンパクトでポータビリティに優れ、かつ、長時間強力な電力を得られることから、作業性に優れた装置となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に、本発明の好ましい実施形態を図面を用いて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２９】
図１、図２および図３を参照して、本発明の電動式吸引吐出装置の構成を説明する。図１は、本体部２とそれに連結されたシリンダ３とからなる、本発明の電動式吸引吐出装置１の全体を示した図である。図１は、シリンダ３にノズル４０を取り付けた状態を示しており、シリンダ３とノズル４０ならびに本体部２の筐体（フレーム１０ａ、１０ｂおよび外装板１０ｃからなる）はその断面のみを示している。図２は、図１の吸引吐出装置１をノズル４０の方向から見た図である。図３は、本体部２のナット７、回転歯車８および従動歯車９と、それらの近傍のロッド４を拡大して示す断面図である。図において、電動モータ６は簡略化して示している。なお、図１においてモータ６、リミットスイッチＬＳ１とＬＳ２、切替えスイッチＳ１、第２の可変抵抗器２７および過負荷表示ランプ２９のそれぞれから電気回路に接続する配線は、省略している。
【００３０】
本発明の吸引吐出装置１は，本体部２にシリンダ３を取り付けた状態で使用する。本体部２は、その筐体に固定された駆動手段たる電動モータ６と、電動モータ６に取り付けられ電動モータの回転に合わせて回転する回転歯車８と、回転歯車８と噛合する従動歯車９と、従動歯車９に固定されて一緒に回転するナット７とを有している。さらに、本体部２は、ナット７に螺嵌しフレーム１０ａと１０ｂを貫通して、筐体内部から外部に突き出して延在するロッド４を有し、ロッド４の先端にはシリンダ３内へ粘性材料を吸引し、吸引した粘性材料をシリンダ外へ吐出するピストン５が結合している。このように、本体部２は、電動モータ６でナット７が駆動され、これによりロッド４とこれに結合したピストン５の移動が喚起される構成を有している。なお、本体部２は、作業者が本体部２を保持するためのグリップ１１を有する。
【００３１】
シリンダ３は、その一端に粘性材料の吸引口となる開口部３ａを有し、他端の開口部３ｂは本体部２との連結部を構成する。ピストン５を内挿した状態で、連結治具３９を介して本体部２に着脱可能に支持される。たとえば、図３に示すように、連結部としてシリンダ３の開口部３ｂ側の外周面にネジ部３ｃを設ける一方、本体部筐体を構成するフレーム１０ａの外側（図の左側）に、このネジ部３ｃが螺合可能な連結治具３９を、固定具３４と固定具３７の間にスペーサ３８を介して挟み、回転可能に固定しておき、シリンダ３は、この連結治具３９に使用の度に螺合するようにすればよい。連結治具３９が回転可能であるため、シリンダ３も回転可能となり、したがって、シリンダ３に取り付けた後述するノズル４０を、外壁目地などの施工対象物の向きに合うように自由に回転させることができる。
【００３２】
シリンダ３の先端側である開口部３ａは、ノズル４０を脱着可能に取り付けられるようになっている。すなわち、粘性材料の吸引時には開口面積を大きくして流体抵抗を減らすためにノズルを外しておき、一方、粘性材料の吐出時には正確に細く吐出するためにノズル４０を取り付けて開口面積を小さく絞るようにすれば便利である。
【００３３】
なお、シリンダ３の開口部３ａの側の端部を粘性材料に挿入した状態でピストン５を本体部２の側に移動させたときに、減圧状態にして粘性材料を吸い込めるように、ピストン５の外周部はシリンダ３の内壁面に密接しながら動けるような、すなわち内壁面に摺接する構造である必要がある。このため、図１に示すように、ピストン５の外周面に、たとえば、ゴム製や合成樹脂製のリング状パッキン５ａを取り付けてもよいし、ピストン５の外周面自体をシリンダ３の内壁面に密接しながら動けるような大きさおよび材質で形成してもよい。
【００３４】
次に、図３および図４を参照して、ロッド４、ナット７、回転歯車８および従動歯車９の関係を詳しく説明する。図４は、本体部２におけるロッド４、ナット７、回転歯車８および従動歯車９を拡大して示す斜視図である。
【００３５】
図３と図４に示すように、ロッド４は、その表面（外周面）に形成された雄ネジと、ナット７の内面に形成された雌ネジにより、ナット７に螺嵌している。電動モータ６は本体部２のフレーム１０ｂに固定され、その回転シャフト６ａにピン３１により回転歯車８が固定されていて、電動モータ６の回転は回転歯車８に伝達される。従動歯車９は、回転歯車８と噛合され、固定具３３ａによりボールベアリング３２ａを介して、フレーム１０ｂに回転可能に取り付けられている。これにより、回転歯車８の回転は従動歯車９に逆方向の回転として伝達される。ナット７の一方の側の面は、従動歯車９の面に、同心状に、ボルト３５ａ、３５ｂ、３５ｃおよび３５ｄで固定されている。ナット７の反対側の面は、固定具３３ｂによりボールベアリング３２ｂを介して、フレーム１０ａに固定された固定具３４に回転可能に取り付けられている。なお、固定具３４は、ボルト３６ａおよび３６ｂでフレーム１０ａに固定されている。これにより、従動歯車９とナット７は、ボールベアリング３２ａとボールベアリング３２ｂを介して、本体部筐体のフレーム１０ａおよび１０ｂに両端から回転可能に支持される。
【００３６】
したがって、電動モータ６の回転運動はナット７に伝達され、ナット７が回転することにより、ナット７に螺嵌しているロッド４の移動を喚起する。なお、回転歯車８と従動歯車９の歯数比を変えることにより、ナット７の回転速度を適宜、変更することができる。また、図３においては、２個の歯車の組合せが採用されているが、回転歯車８と従動歯車９の間に、別の歯車を介することによりナット７の回転速度や回転方向を変えることもできる。そして、後述するように、キー溝とキーの噛み合わせによるロッド４の回転を拘束する手段により、ナット７の回転運動は、ナット７に螺嵌しているロッド４の軸方向直線運動として伝達される。
【００３７】
次に、図３、図５および図６を参照して、本発明の第２、第３および第４の態様にかかわる、ロッド４の軸方向直線運動の仕組みとリミットスイッチ（ＬＳ１、ＬＳ２）の作動の仕組みを説明する。図５は本体部２においてフレーム１０ｂをロッド４が貫通する部分を拡大して示す断面図であり、図６は本体部２をモータ６側から見た正面図である。なお、図５において、押さえボルト１８ａはロッド４の手前に図示する必要があるが、図が複雑になるのを避けるため便宜上ロッド４の下に示しており、また押さえボルト１８ａ付近の断面は、ロッド４の断面とは異なる位置にあるが一つの断面図で示している。また図６においては、リミットスイッチ作動板２０は他の部分を見やすく図示できるように便宜的に破線で示している。なお、図３においてはリミットスイッチを省略している。
【００３８】
すなわち、図５と図６に示すようにロッド４にはその表面付近の軸方向にキー溝１５が形成され、フレーム１０ｂの外側（モータ６側）のロッド４が貫通する部分に、ロッド４の貫通穴を開けたキー固定板１７が取り付けられ、そのキー固定板１７の穴の上側にＬ字形のキー１６がフレーム１０ｂの外側から内側に入りこむように固定されている。そしてロッド４のキー溝１５と、キー１６が噛み合うように配置しているため、ロッド４の回転が拘束されることにより、ナット７の回転運動は、ロッド４の軸方向の直線運動に変換され、ロッド４に連結しているピストン５は、モータ６の回転に従い、シリンダ３の内壁面に沿って、開口部３ａと開口部３ｂの間を往復摺動する。キー溝１５とキー１６を一組にして回転拘束手段と称すが、この回転拘束手段はコンパクトにまとめられているため、本体部そのものを小型、軽量化できる。
【００３９】
なお、本明細書では、便宜上、ロッド４とピストン５とがシリンダ３の先端側の開口部３ａに向かって移動する動きを「前進」とよび、逆にシリンダ３の連結部側の開口部３ｂに向かって移動する動きを「後退」とよぶ。
【００４０】
また、吸引および吐出動作のそれぞれの終了時点でモータ６を停止させるために、フレーム１０ｂの外面（モータ取付側）に吸引側リミットスイッチＬＳ１と吐出側リミットスイッチＬＳ２を並べて配置する。そして、リミットスイッチＬＳ１を作動させるため、キー固定板１７の下方向に端部１７ａを設け、リミットスイッチＬＳ２を作動させるため、ロッド４の後端部にリミットスイッチ作動板２０を設け、リミットスイッチＬＳ１は下端部１７ａと接触する向きに、リミットスイッチＬＳ２は作動板２０と接触する向きに配置する。キー固定板１７はボルト１８ａと１８ｂによりフレーム１０ｂにルーズに固定されている。すなわち、ボルト１８ａと１８ｂのそれぞれの頭部とキー固定板１７の間にはスプリング１９ａと１９ｂがそれぞれ挟みこまれているため、キー固定板１７は下には落ちないが、キー固定板１７がフレーム１０ｂから離れる方向に力が加わったとき、フレーム１０ｂとは少し離れる向きに移動できるようになっている。吸引動作において、ロッド４が後退を続け、ピストン５が所定の位置まで後退した時、ロッド４の所定の場所に設けたキー溝１５の端部１５ａがキー１６の端部１６ａを押すような場所に端部１５ａを設けておく。押されたキー１６とともにキー固定板１７も動き、キー固定板１７の端部１７ａがリミットスイッチＬＳ１と接触し、スイッチＬＳ１が作動し、モータ６が停止し、ピストン５が吸引動作を停止する。また吐出動作において、ロッド４が前進を続け、ピストン５がシリンダ３の開口部先端３ａ付近の所定の位置に到達した時、リミットスイッチ作動板２０がリミットスイッチＬＳ２に接触することにより、リミットスイッチＬＳ２が作動し、モータ６が停止し、ピストン５が吐出動作を停止する。なお、端部１５ａはキー溝の端部に限らず、キー溝の途中に設けたボルト等の突起物であってもよく、また、キー１６とキー固定板１７とは一体的に形成されていてもよい。
【００４１】
また、ロッドを軸方向に前進または後退させる他の仕組みとしては、表面をラック状に形成したロッドにピニオンを噛合させた装置があり、ピニオンを左右に回転させることによりロッドの直線運動を行う方法も使用できるが、粘性材料の力に負けないようにロッドを力強く前進および後退させることができる点で、前述したような表面に螺旋状ネジを形成したロッドと、ナットの組合せが好ましい。
【００４２】
次に、図１および図７を参照しながら、本発明の第５および第６の態様にかかわる、電動式吸引吐出装置１における粘性材料の吸引と吐出の速度調節の構成について説明する。図７は、吸引吐出装置１のトリガ１２の支点軸１３付近を拡大した斜視図である。
【００４３】
図１および図７に示すように、本体部２には、グリップ１１が固定されており、それにトリガ１２が支点軸１３により取り付けられている。作業者はこのグリップ１１を手で持ち、トリガ１２を指で引くことにより吸引および吐出の操作を行う。トリガ１２とグリップ１１の間にはスプリング１４が取り付けられている。本明細書では、便宜上、グリップ１１およびトリガ１２の支点軸１３に対してスプリング１４とは反対側の端部を「根元部分」とよぶ。
【００４４】
本体部２には、第１の可変抵抗器２１が配置されている。可変抵抗器２１はトリガ１２に連動して抵抗値が変化すればどのように配置されていてもよいが、例えば、図７に示すように、可変抵抗器２１の回転軸２１ａには、止めネジ２２で回転腕２３が取り付けられ、その取付位置は止めネジ２２を緩めて調整することができ、回転軸２１ａの回転により可変抵抗器２１の抵抗値（後述するＲ１）が変化する。回転腕２３は板状に形成され、ほぼ長方形の穴が開いており、この穴には通し棒２４が通してある。この通し棒２４の回転腕２３に対して可変抵抗器２１と反対側の端部は、トリガ１２の根元部分に取り付けられた取付板２５の端部２６に固定されている。これにより、トリガ１２の動きが、滑らかに回転腕２３に伝わる。
【００４５】
こうすることで、作業者が指でトリガ１２を引くと、その移動距離ｌｘに応じて通し棒２４が移動し、それに応じて回転腕２３が移動距離ｌｘに応じた（ほぼ比例した）角度θだけ回転する。すると回転軸２１ａも角度θだけ回転し、可変抵抗器２１の抵抗値が変化する。したがって、可変抵抗器２１の抵抗値は、作業者がトリガ１２を引く移動距離ｌｘ（ないし角度変化θ）に応じて変化する。この場合、作業者がトリガ１２をグリップ１１に向かって浅く（移動距離ｌｘを小さく）引いたときは、粘性材料の吸引または吐出速度が遅く、トリガ１２を深く（移動距離ｌｘを大きく）引いたときは、粘性材料の吸引または吐出速度が速くなるように可変抵抗器の抵抗値が変化し、これにより、後に述べるように、電動モータ６に供給される電力が変化する。
【００４６】
さらに、本発明においては、図１に示すように、第２の可変抵抗器２７を本体部２の内部に設け、その抵抗値（後述するＲ２）を変化させるための調節ツマミ２８を本体部２のフレーム１０ａの外側（シリンダ取付側）に配置する。電動モータ６の回転数は、第１の可変抵抗器２１と第２の可変抵抗器２７の２個の抵抗器の抵抗値の調節により調節することができる。作業者は、調節ツマミ２８を指で回転するなど変位させ、第一段階の電動モータ６の回転数を調節し、次いでトリガ１２を引く量（距離ｌｘ）を変化させることにより、第二段階のモータ６の回転数を調節することができ、抵抗値を極めて小さな値から大きな値に変化させることができる。これにより、作業者は、施工対象物の形状に応じて、吸引あるいは吐出の速度、特に吐出の速度を非常に遅い状態から速い状態まで広範囲に、かつ滑らかに変化させることができるため、精度の高い施工と速い作業を自由に調節することができる。なお、可変抵抗器２７と調節ツマミ２８を配置する場所は作業者が手で操作しやすい場所ならどこでもよく、またトリガ１２と調節ツマミ２８の操作時期は同時であってもよいし、前後逆であってもよく、また、調節ツマミの形式はダイヤル式であってもよいし、スライド式であってもよいが、操作し易い点でダイヤル式が好ましい。
【００４７】
次に、図８、図９および図１０を参照して、本発明の第１の態様にかかわる、吐出動作を停止した時に、吐出動作時間の長短の違いにより、ピストンの吸引動作方向への移動を実行させる、あるいは実行させないようにする電気回路の構成について説明する。図８は、吸引吐出装置１の回路基板３０に設けられた電気回路の概略の構成を示した回路図である。図８の回路は、論理回路５１および５２ならびにタイマ回路５３を用いて吸引および吐出の起動と停止ならびに吐出を停止した時の後ダレ（残存吐出）現象の防止を行うものであり、さらにこれにコンデンサＣ１と抵抗Ｒ３とからなる放電回路を組み合わせることにより、吐出動作が所定時間以下の短時間のときは、電動モータ６が逆回転することなく停止するものである。回路は大きく分けて起動・停止回路部Ｘと電動モータ６の回転数制御回路部Ｙとから構成される。
【００４８】
まず、起動・停止回路部Ｘについて説明する。図１および図８に示すように、吸引吐出装置１の電動モータ６は、回路基板３０上に配置した電気回路を介して、本体部２に備えた電源であるバッテリ４１に電気的に接続されている。図８に示すように、起動・停止回路部Ｘはトリガ１２で作動するスイッチＳ２の接点状態によってモータ６の起動と停止を決定する回路部分と、吸引と吐出を切り替えるための切替えスイッチＳ１によりモータ６の回転方向を決定する回路部分と、後述するポリスイッチＰＳ１を有する過負荷を防止するための回路部分とから構成されている。
【００４９】
前記起動と停止を決定する回路部分は、マイクロスイッチで構成される起動・停止スイッチＳ２、論理回路であるＯＲ回路５１およびＡＮＤ回路５２、ならびにタイマ回路５３を有しており、これらは起動・停止スイッチＳ２の起動側の信号ａが分岐点５８を経てＯＲ回路５１の一方の入力となり、ＯＲ回路５１の出力信号ｄがＡＮＤ回路５２の一方の入力となり、ＡＮＤ回路５２の出力信号ｆがスイッチングトランジスタＴｒ１の入力となるように接続されている。また、起動・停止スイッチＳ２の停止側の信号ｂがタイマ回路５３の入力となり、タイマ回路５３の出力が分岐点５７で二方向に分かれ、一方の出力信号ｃがＯＲ回路５１の他方の入力となり、他方の出力信号ｇがスイッチングトランジスタＴｒ２の入力となるように接続されている。さらに、起動・停止スイッチＳ２の停止側とタイマ回路５３の間に、分岐点５５と５６を介して抵抗Ｒ３とコンデンサＣ１が並列に配置されている。また、後述するパルス幅変調回路（ＰＷＭ回路）５４からの出力信号Ｖｓが、ＡＮＤ回路５２の他方の入力信号ｅとなるように接続されている。なお、起動・停止スイッチＳ２は、トリガ１２と連動するように接続されており、トリガ１２を引かないときは停止（ＯＦＦ）状態にあり、トリガ１２をグリップ１１に近づく方向（作動方向）に少し引いたとき起動（ＯＮ）状態となるように設定されている。また、起動・停止スイッチＳ２の共通端子（コモン端子）には、Ｈｉｇｈレベルの電圧信号（以下“Ｈ”信号と称す）が接続され、起動・停止スイッチＳ２が接続しない側はＬｏｗレベルの電圧信号（以下“Ｌ”信号と称す）となるよう抵抗Ｒ３を介して接地されている。なお、トリガ１２を引かず、スイッチＳ２が停止状態にあるときも、ＰＷＭ回路５４には抵抗値Ｒ１とＲ２に制御されたコントロール電圧Ｖｃが入力するように接続されている。
【００５０】
また、前記モータ６の回転方向を決定する回路部分は、モータ６（Ｍ）、リレーＲＬ１と連動するリレースイッチＳ１ａおよびＳ１ｂを備えた吸引と吐出を切替えるための切替スイッチＳ１、吸引側リミットスイッチＬＳ１と吐出側リミットスイッチＬＳ２、ＡＮＤ回路５２の出力先となるスイッチングトランジスタＴｒ１、ならびにタイマ回路の他方の出力先となるスイッチングトランジスタＴｒ２を有している。バッテリ４１の一方の極（一般的には、図８に示すように正極側）は、電流が分岐点４５とリレースイッチＳ１ａの吸引側を経て電動（直流）モータ６の一方の極４６に流れるように接続され、また分岐点４５、４８およびリレースイッチＳ１ｂの吐出側を経て電動モータ６の他方の極４７に流れるように接続されている。モータ６を出た電流は、分岐点４９を経てスイッチングトランジスタＴｒ１に通じるように接続されている。また、バッテリ４１の正極側はリレーＲＬ１と吸引・吐出切替えスイッチＳ１の吸引側を経てバッテリ４１の他方の極（図８においては負極側）に、そしてスイッチングトランジスタＴｒ２が吸引・吐出切替えスイッチＳ１と並列に接続されている。これにより、バッテリ４１からの電流は分岐点４５とモータ６と分岐点４９とスイッチングトランジスタＴｒ１を順次経由して流れ、ロッド４を駆動する電動モータ６に電力を供給することが可能となる。モータ６（Ｍ）に流れる電流の向きは、リレースイッチＳ１ａとＳ１ｂの接点が吸引側であれば極４６から極４７への向きとなり、吐出側であれば極４７から極４６への向きとなる。なお、ここにおいて電源の正極と負極は逆であってもよく、その場合にはモータ６を流れる電流の向きは上記と逆になる。本明細書においては、極４７から極４６への電流の向きをｉ方向とする。
【００５１】
また、前記過負荷を防止するための回路部分は、ポリスイッチＰＳ１と、緑色ＬＥＤ５９と赤色ＬＥＤ６０の２色ＬＥＤからなる過負荷表示部（図１における過負荷表示ランプ２９）とから構成されている。ポリスイッチＰＳ１は、バッテリ４１の正極側と分岐点４５の間に直列に接続され、過負荷表示部はポリスイッチＰＳ１と並列に接続されている。
【００５２】
次に、吐出時間が所定の時間を超えた長時間（Ｔ１＋Ｔ２）であった場合には、吐出動作を停止した時（停止した瞬間）に、極めて短時間である一定の時間τだけ電動モータ６が逆回転して残存吐出を防止し、吐出時間が所定の時間（Ｔ１）以下の短時間であった場合には、吐出を停止した時に、電動モータ６が逆回転することなく停止するようにするための、電気回路の構成について説明する。まず、吸引動作について説明する。充電したバッテリ４１を本体部２にセットし、回路基板３０に設けられた電気回路に接続する。切替えスイッチＳ１を吸引側にすると、リレーＲＬ１が通電状態となり、リレースイッチＳ１ａとＳ１ｂの接点が吸引側に接続する。このとき、トリガ１２を引かず、起動・停止スイッチＳ２が停止状態にあるとき（停止側に接続しているとき）は、停止接点から分岐点５６を経てタイマ回路５３に入力する電圧信号ｂは“Ｈ”信号であるが、タイマ回路５３から出力してＯＲ回路５１に入力する電圧信号ｃは“Ｌ”信号となるように設定されている。そして、分岐点５８を介してＯＲ回路５１に入力する電圧信号ａも“Ｌ”信号のままであるため、ＡＮＤ回路５２からの出力信号ｆも“Ｌ”信号となる。このときスイッチングトランジスタＴｒ１はＯＦＦ（切断）状態になるように設定されているため、電動モータ６に電流が流れず、電動モータ６は停止したままである。また、このときコンデンサＣ１には“Ｈ”に相当する電荷が蓄えられる。このときの電気回路に流れる電圧信号ａ〜ｆのそれぞれおよび電動モータ６に流れる電流ｉの状態を図９および図１０のタイミングチャートの「起動」より左側に示す。なお、図９および図１０は吐出の場合のタイミングチャートであるが、吸引の場合は、電流ｉの「停止」から左側の部分について、吐出方向側の電流変化を吸引方向側の電流変化に置き換えて参照することができる。それ以外は同様の挙動を示す。なお、本発明においては電流の向きを、電動モータの極４７から極４６に流れる向きを吐出方向（＋ｉ方向）とし、逆の向きを吸引方向（−ｉ方向）としている。
【００５３】
ここで、吸引を実行するためトリガ１２を引くと、起動・停止スイッチＳ２の接点が停止状態から起動状態に切り替わり、ＯＲ回路５１の入力電圧信号ａは“Ｈ”レベルに変わる。このとき、停止側からタイマ回路５３への入力ｂは、最初コンデンサＣ１に蓄積していた“Ｈ”信号であるが、抵抗Ｒ３を通して徐々に放電して“Ｌ”信号となるため、タイマ回路５３から出力してＯＲ回路５１に入力する信号ｃは“Ｌ”信号のままで変化していない。しかしながら、ＯＲ回路５１の入力ａが“Ｈ”信号であるため、ＡＮＤ回路５２への入力ｄは“Ｌ”信号から“Ｈ”信号に変わるため、ＡＮＤ回路５２から出力する電圧信号ｆは、ＰＷＭ回路５４から出力するパルス出力Ｖｓが電圧信号ｅとしてＡＮＤ回路５２に入力する信号に同期した信号となり、この信号がスイッチングトランジスタＴｒ１に入力する。そうすると電動モータ６にはパルス出力Ｖｓに同期したパルス幅で電流が極４６から極４７の向き（−ｉ方向）に流れ、電動モータ６はロッド４とそれに連結したピストン５が後退するように回転（これを本明細書では「逆回転」と呼ぶ）する。これにより吸引吐出装置１のシリンダ３内に粘性材料を吸引することができる。そしてピストン５が所定の位置まで後退した時、吸引側リミットスイッチＬＳ１が作動しＯＦＦに接続すると、モータ６はバッテリを含まない閉回路を形成することによる逆向きの起電力を生じ、瞬時に停止する。以上の一連の動作における論理回路部およびタイマ回路部の信号電圧ａ〜ｆのレベルおよび電動モータ６を流れる電流ｉの状態を、図９のチャートの「起動〜停止」の間に示す。
【００５４】
また、吸引動作の途中、吸引側リミットスイッチＬＳ１が作動する前に、トリガ１２を元の停止位置に戻した場合は、後述する吐出動作の場合と同様に、タイマ回路５３は入力ｂの“Ｌ”信号から“Ｈ”信号への立ち上がりを検知し、所定の時間幅τだけ“Ｈ”信号が出力し、一方の信号ｃが“Ｈ”信号でＯＲ回路５１に入力する。このとき他方の信号ｇも“Ｈ”信号でスイッチングトランジスタＴｒ２に入力するが、切替えスイッチＳ１は吸引状態のままであるため、τ時間だけそのまま吸引が続いた後、モータ６が停止し、吸引動作が停止する。このときの信号ａ〜ｆの状態および電流ｉの状態は、図９のタイミングチャートにおいて起動から停止までの電流ｉの状態を吐出方向から吸引方向に置き換えることにより参照できる。
【００５５】
次いで吐出動作に移るが、まず、吐出が所定の時間（Ｔ１）を超えた長時間（Ｔ１＋Ｔ２）であったときについて、図８および図９を用いて説明する。切替えスイッチＳ１を吐出側に切り替えると、リレーＲＬ１は非導通となり、リレースイッチＳ１ａとＳ１ｂの接点は吐出側に切り替わる。この状態でトリガ１２を長時間引くと、前記と同様、信号ｂは最初コンデンサＣ１に蓄積されていた電圧に等しい“Ｈ”信号であるが、抵抗Ｒ３を通して放電するため電圧が徐々に減少して“Ｌ”となり、信号ｃは“Ｌ”のままである。しかしながら、信号ａが“Ｌ”から“Ｈ”に切り替わるため、ＯＲ回路５１の出力ｄは“Ｌ”から“Ｈ”に切り替わり、これがＡＮＤ回路５２の一方の入力となり、抵抗値Ｒ１およびＲ２により制御されたコントロール電圧Ｖｃに応じたパルス幅の出力ＶｓがＰＷＭ回路５４から信号ｅとして出力し、この信号ｅがＡＮＤ回路５２の他方の入力となっているため、信号ｅに同期した信号ｆがＡＮＤ回路５２から出力する。この出力ｆがスイッチングトランジスタＴｒ１に入力するため、電動モータ６には、ＰＷＭ回路５４の出力Ｖｓに同期したパルス幅で、吸引時とは逆の方向に分岐点４５と４８を経由して、電動モータ６の極４７から極４６への向き（ｉ方向）に電流が流れ、電動モータ６はロッド４とピストン５を前進させる方向に回転（前記逆回転に対し「正回転」と呼ぶ）する。これにより、吸引吐出装置１のシリンダ３の外に、あるいはシリンダ３にノズル４０を取付けたときはノズル４０から、粘性材料を吐出させることができる。
【００５６】
この状態で、吐出をストップさせるためにトリガ１２を引くのを止め元に戻すと、起動スイッチＳ２が起動から停止の状態に切り替わり、ＯＲ回路５１の入力ａは“Ｈ”信号から“Ｌ”信号に変わる。そして、このとき同時に、タイマ回路５３への入力ｂが“Ｌ”信号であったものが“Ｈ”信号に変化する。タイマ回路５３は、入力信号が“Ｌ”信号から“Ｈ”信号に変わると、その立ち上がりを検知して、所定の時間幅τだけ“Ｈ”信号を出力するように設定されているため、この時間幅τの“Ｈ”信号が、分岐点５７を経由して、ＯＲ回路５１への入力信号ｃと、スイッチングトランジスタＴｒ２への入力信号ｇとなる。
【００５７】
その結果、Ｔｒ２に入力された“Ｈ”信号により、時間幅τだけリレーＲＬ１が通電状態となり、切替えリレースイッチＳ１ａおよびＳ１ｂが吐出側から吸引側に切り替わる。他方、同じく時間幅τだけ、ＯＲ回路５１の入力ｃが“Ｈ”に変わる。これにより、ＡＮＤ回路５２の入力ｄが時間幅τだけ“Ｈ”のまま続くことにより、信号ｆも時間幅τだけ出力Ｖｓに同期したパルス信号が続き、スイッチングトランジスタＴｒ１に入力が続くため、Ｔｒ１も時間幅τだけＯＮ状態（通電状態）が続くこととなる。すなわち、電動モータ６に流れる電流は、それまで極４７から極４６の向きであったのが、時間幅τだけ逆の向きである極４６から極４７の向きに切り替わって流れ、ピストン５が粘性材料を吸引する方向に移動するように回転（逆回転）する。したがって、時間幅τだけ粘性材料を吸い戻す動作が行われるため、シリンダ３内の粘性材料にかかる残圧が除去され、問題となる残存吐出が防止できるのである。時間幅τの経過後、入力ｃは“Ｈ”信号から“Ｌ”信号に変わり、スイッチングトランジスタＴｒ１への入力ｆも“Ｌ”信号に変わるため、Ｔｒ１はＯＦＦ（切断状態）になり、電動モータ６は電流が流れなくなって回転を停止する。すなわち、吐出動作が所定の時間を越えた長時間の場合、吐出を停止したとき時間幅τだけ吸引動作をし、残存吐出を防止する。以上の一連の動作における信号電圧ａ〜ｆのレベルおよび電動モータ６を流れる電流ｉの状態を、図９のチャートの「停止」より右側に示す。なお、前記時間幅τは、残存吐出を防止しつつ吸い戻し過ぎによるノズル４０内への気泡混入を避けるため、２秒以下に、さらに１秒以下に設定するのが好ましい。
【００５８】
次に、吐出動作が所定の時間幅（Ｔ１）以下の短時間であった場合について、図８と図１０を用いて説明する。トリガ１２をＴ１時間以下の短時間引いた後、すぐ引くのをやめ元に戻したときの動作は次のようになる。起動・停止スイッチＳ２が起動状態になり、信号ａは“Ｈ”信号となる。他方、信号ｂは最初コンデンサＣ１に蓄積されていた電圧に等しい“Ｈ”信号であるが、抵抗Ｒ３を通して放電するため、電圧が徐々に減少して行くとともに、前述したように、信号ｆはＡＮＤ回路５２の入力ｄが“Ｈ”であるので、ＰＷＭ回路５４の出力電圧Ｖｓに同期したパルス信号ｆとなってスイッチングトランジスタＴｒ１に入力し、ＰＷＭ回路５４の出力Ｖｓと同期したパルスで、スイッチングトランジスタＴｒ１に入力し、ピストンが前進し粘性材料を吐出する。しかし、図１０に示すように、スイッチＳ２がＴ１時間以内に停止に切り替わると、コンデンサＣ１の電圧が“Ｌ”になる前に、すなわち信号ｂが“Ｌ”まで低下する前に“Ｈ”になってしまう。そうすると、タイマ回路５３が“Ｌ”から“Ｈ”への信号の立ち上がりを検出しないため、タイマ回路５３は所定の信号を出力しない。そのため出力ｃは“Ｌ”のままであり、信号ｄも“Ｌ”になるため、信号ｆも“Ｌ”となる。したがって、スイッチングトランジスタＴｒ１はＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替わるため、電動モータ６に電流が流れず、逆回転の動作をすることなく、したがって吸引動作をすることなく吐出動作を停止する。このＴ１という時間は極めて短時間に設定しているため、シリンダ３内の残圧はほとんど生じておらず、残存吐出の不具合は生じない。以上の一連の動作における論理回路部およびタイマ回路部の信号電圧ａ〜ｆのレベルおよび電動モータ６に流れる電流ｉの状態を、図１０のチャートに示す。なお、Ｔ１の設定時間は、吐出を停止したときに残存吐出が生じない時間という点で、３秒以内が好ましく、さらに１秒以下が好ましい。この時間になるようにコンデンサＣ１の容量および抵抗Ｒ３の抵抗値を決定すればよい。
【００５９】
次に、本発明の吸引吐出装置１におけるリミットスイッチＬＳ１およびＬＳ２の動作状態を図１、図５および図８を参照しながら説明する。図８の起動・停止回路Ｘに示したように、電動モータ６の極４７と切替えスイッチＳ１ｂの間には、吸引側リミットスイッチＬＳ１を、そして電動モータ６の極４６と切替えスイッチＳ１ａの間には、吐出側リミットスイッチＬＳ２をそれぞれ配置し電気的に接続させている。このとき、リミットスイッチＬＳ１とＬＳ２が作動していないときは、それぞれのリミットスイッチのＯＮ側接点を介して電動モータ６が回転するように接続しておく。また、ＯＦＦ側接点は一緒にしてバッテリの正極側に接続しておき、それぞれのリミットスイッチが作動したときは、ＯＦＦ側に接続するようにしておく。
【００６０】
作業者が、粘性材料を吸引吐出装置１のシリンダ３内に吸引するため、ピストン５がシリンダ３の開口部３ａ側の先端にある状態で、切替えスイッチＳ１を吸引側に切り替え、トリガ１２を少し引くと、起動・停止スイッチＳ２が起動状態（ＯＮ状態）になり、前述したように図８のモータ６（Ｍ）の極４６から極４７の向きに電流が流れ、モータ６が回転（逆回転）してロッド４とピストン５が後退を始め、粘性材料の吸引を始める。そのままトリガ１２を引き続けるとピストン５も後退を続け、ピストン５がシリンダ３の反対側の開口部３ｂの端部に近い所定の位置に到達した時、キー溝１５の端部１５ａがキー端部１６ａを押すことにより、このキーを固定しているキー固定板１７が移動し、キー固定板の下端部１７ａが吸引側リミットスイッチＬＳ１を押すことにより、吸引側リミットスイッチＬＳ１が作動し、その接点がＯＮ側からＯＦＦ側に切り替わる。すると、モータ６の極４６と極４７が直結してバッテリを含まない閉回路を形成し、負荷回路がショートするため、モータ６の逆起電力によりモータ６が慣性で回転を続けることなく一瞬のうちに停止し、吸引動作を停止する。停止したら、トリガ１２を引く力を緩めて元の位置に戻し、起動・停止スイッチＳ２を停止側にすればよい。
【００６１】
次いで、粘性材料を吸引吐出装置１のシリンダ３外へ吐出するために、切替えスイッチＳ１を吐出側に切り替え、再びトリガ１２を指で少し引くと、起動・停止スイッチＳ２が起動状態（ＯＮ状態）になり、図８のモータ６の極４７から極４６の向き（ｉ方向）に電流が流れ、電動モータ６が正回転しロッド４とピストン５が前進をはじめ、粘性材料の吐出を始める。そのままトリガ１２を引き続けるとピストン５も前進を続け、ピストン５がシリンダ３の開口部３ａ側の端部に近い所定の位置に到達した時、ロッド４の後端に設けた作動板２０が吐出側リミットスイッチＬＳ２を押し作動させる。そうすると、電気回路において吐出側リミットスイッチＬＳ２の接点はＯＮ側からＯＦＦ側に切り替わり、モータ６の極４６と極４７が直結してバッテリを含まない閉回路を形成し、負荷回路がショートするため、モータ６の逆起電力により、慣性で回転することなく、一瞬のうちに回転を停止して吐出動作を停止する。このときトリガ１２を引く力を緩めて元の位置に戻し、起動・停止スイッチＳ２を停止側にすれば、前述したように、時間幅τだけタイマ回路５３から“Ｈ”信号が出力され、リレーＲＬ１が通電状態となって、切替えスイッチＳ１ａおよびＳ１ｂが吸引側に切り替わるため、モータ６の極４６から極４７の向き（ｉ方向とは逆の向き）に電流が流れてモータ６が逆回転し、時間幅τだけピストン５が後退して、吐出圧が除去される。時間τが経過するとタイマ回路５３からは“Ｌ”信号が出力されるため、モータ６への電力の供給が停止し、モータ６の回転が完全に停止することにより、残存吐出を発生することなく、吐出動作を終了することができる。
【００６２】
なお、吸引側と吐出側のリミットスイッチを配置し作動させる方法としては、図５に示した方法に限定されず、例えば、ロッド４の両端に近い位置にそれぞれ凹部を設け、別に本体部の適当な位置にロッド４の凹部がきた時、この窪んだ部分に入り込むことによりスイッチが作動するように２個のリミットスイッチを配置し、電気回路と接続しておく方法なども採用できる。
【００６３】
次に、図８を参照して電気回路の面から、複数の、好ましくは２個の可変抵抗器を用いることによる、吸引速度の制御方法について説明する。この速度制御は、ピストン５の駆動源である電動（直流）モータ６をパルス幅変調回路（ＰＷＭ回路）５４により速度制御することで実現している。図８に示すモータの回転数制御回路部Ｙがそれであり、その出力ＶｓがＡＮＤ回路５２の入力ｅとなるように構成されている。なお、ＰＷＭとしては、例えばタイマＩＣ５５５などが挙げられる。このＰＷＭ回路５４に、入力として一定周波数のノコギリ波状や三角波状のパルス電圧を加え、コントロール信号として第一の可変抵抗器２１の可変抵抗Ｒ１および第二の可変抵抗器２７の可変抵抗Ｒ２により調整された直流電圧Ｖｃを加えると、Ｖｃの大きさに比例したパルス幅の変調出力信号Ｖｓが得られる。この変調出力電圧信号ＶｓがＡＮＤ回路５２の入力信号ｅとなり、これに同期した信号ｆがＡＮＤ回路５２から出力し、スイッチングトランジスタＴｒ１に入力してＴｒ１を作動させることにより、変調出力信号Ｖｓに同期したパルス幅で電動モータ６へ電力が供給されることにより、電動モータ６の回転数を制御するようになっている。すなわち、バッテリ４１からの直流電圧を、トリガ１２を引く量（ｌｘ）に応じて抵抗値Ｒ１を変えるように配置した第一の可変抵抗器２１および調節ツマミ２８を指で変位させて抵抗値Ｒ２を変えるように配置した第二の可変抵抗器２７によりダブルで調整し、こうして調整された直流電圧をコントロール信号ＶｃとしてＰＷＭ回路５４に供給することで、電動モータ６の速度を制御し、ピストン５の移動速度を調整するのである。
【００６４】
次に、電動式吸引吐出装置１に負荷がかかり過ぎて破壊することを防止する方法について、図１、図６および図８を参照して説明する。図８に示すように、起動・停止回路Ｘは、バッテリ４１の正極側と分岐点４４の間に、ポリスイッチＰＳ１と、ＰＳ１の両側に並列に配置した緑と赤の２色ＬＥＤと抵抗Ｒ４からなる過負荷表示部分（図１における過負荷表示ランプ２９）から構成されている過負荷防止回路を有している。抵抗Ｒ４は分岐点４２と赤色ＬＥＤ６０の間に配置される。この過負荷保護回路はバッテリの負極側に近いところに配置されていてもよく、また過負荷表示ランプ２９は見やすい所であればどこでもよいが、例えば図６に示すようにフレーム１０ｂの外側のモータ６のそばに配置される。吸引・吐出の操作中、付加が大きくなく、また電気回路に異常なく規定内の電気が流れているときは、ポリスイッチＰＳ１は導電性があり抵抗値が小さく、分岐点４３の電位は高いため、緑色ＬＥＤ５９に導通し強く発光し、これに比べ赤色ＬＥＤ６０は流れる電流が小さく発光が弱いため、過負荷表示ランプ２９は緑色を表示する。粘性材料の粘度が高すぎるなどにより、電動モータ６に負荷がかかり過ぎたとき、発熱によりポリスイッチＰＳ１の抵抗が増大し、ＰＳ１に電気が流れなくなり、電動モータ６が回転を停止するため、吸引吐出装置１が破壊するのを防止することができる。このとき、分岐点４３の電位が下がり、分岐点４２から赤色ＬＥＤ６０に流れる電流の電位差の方が大きくなるため、赤色ＬＥＤ６０の方が強く発光し危険を表示できる。危険を察知しトリガ１２を引くのを止めて元に戻し、吸引・吐出動作を停止すると、ポリスイッチＰＳ１の温度が低下し始め、導電性が回復するため、起動・停止回路Ｘに電流が流れるようになり、吸引吐出装置１を再び使用することが可能となる。
【００６５】
次に、電動式吸引吐出装置１の電源である、バッテリ４１について、図１、図２および図６を参照して説明する。図１には、図が不明確になるためバッテリ４１は表示していないが、本体部２の外装板１０ｃの内側で、ナット７に対して回路基板３０とは反対側、すなわち図２においてノズル４０方向から見て左側、また図６において、モータ６側からみて右側に、バッテリ４１が配置され、電気回路に接続している。バッテリ４１は、放電後に充電できるように、本体部２から取り外し可能に配置される。なお、バッテリ４１は、筐体の外側に配置してもよいし、またグリップ１１を箱状に形成し、その内部に配置してもよい。バッテリ４１としては、繰り返し充電することができる二次電池である、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、ニッケル・カドミウム電池などが挙げられるが、大容量で放電出力が大きく、且つ軽量で、また破裂などの危険性が小さく、さらにはカドミウムなどの環境に悪影響を与える物質を使用していない点でニッケル水素電池が好ましい。
【００６６】
以上のように、作業者にとっては、本発明の電動式吸引吐出装置１を使用する限り、粘性材料の吸引および吐出工程のいずれにおいても、吸引および吐出の作業が手動ではなく電動で行なわれるので、従前の作業よりも負担が大幅に軽減される。
【００６７】
そして、粘性材料の吐出時間が所定の時間（Ｔ１）を超えた場合は、吐出作業を停止した瞬間に電動モータが逆回転して残存吐出を防止し、吐出時間が所定の時間（Ｔ１）以下の短時間であった場合は、吐出作業を停止しても電動モータが逆転することなく停止するが、この場合は吐出時間が短時間のため、残存吐出を生じない。これにより、吐出時間の長短にかかわらず残存吐出のない、精度が高くかつ高速の吐出作業が可能な、コンパクトで、加えて過負荷による吸引吐出装置の破壊を防止することができる、作業性に優れた電動式吸引吐出装置が得られた。
【００６８】
なお、本発明の電動式の吸引吐出装置１で吐出させる粘性材料としては、建築物、土木構築物、自動車などの分野において使用されるシーリング材、塗膜防水材、塗料、接着剤などが挙げられる。これらのうち、シーリング材料は揺変性が付与されていて粘度が極めて高いため、本発明の電動吸引吐出装置１の特徴を最大限に発揮できる点で好適である。
【００６９】
粘性材料を構成する樹脂成分としては、ウレタン系、エポキシ系、ポリサルファイド系、ポリエステル系、アクリル系、シリコ−ン系、変成シリコーン系などの樹脂が挙げられ、これらのうちウレタン系、ポリサルファイド系、または変成シリコーン系の樹脂がシーリング材の構成樹脂成分として適しており好ましい。
【００７０】
また、粘性材料の硬化方式としては、湿気などの水分や空気中の酸素を利用して硬化させる１液硬化型、あるいは主剤と硬化剤を混合して硬化させる２液硬化型があるが、比較的粘度が高い１液硬化型、特に１液湿気硬化型に本発明の電動式吸引吐出装置１を適用すると、効果的である。
【実施例】
【００７１】
次に、本発明の実施例を以下に示すが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、粘性材料として一液湿気硬化型ウレタン系シーリング材を使用した。
【００７２】
（作製例１） 電動式シーリング材吸引吐出装置Ａの作製
前記図１〜図８に示す形に形成し、図８におけるコンデンサＣ１として三洋電子部品社製の電解コンデンサ（規格：耐圧１０Ｖ、容量１０μＦ）を使用し、図９および図１０におけるＴ１が１秒となるように、抵抗Ｒ３の抵抗値を１００ｋΩに設定した。そして第１の可変抵抗器２１（Ｒ１）として東京コスモス社製の可変抵抗器（規格：径１６ｍｍ、Ｂ型１０ｋΩ、型番：ＲＶ１６ＹＮ １５ＳＢ１０３）、第２の可変抵抗器２７（Ｒ２）として５ｋΩの可変抵抗器（規格：径１６ｍｍ、Ｂ型５ｋΩ）、ポリスイッチＰＳ１としてポリスイッチ（規格：ホールド電流ＩＨ ２．５Ａ、トリップ電流ＩＴ ５．０Ａ、ＰＯ ２．５Ｗ）を使用し、図１における過負荷表示ランプ２９として、２色ＬＥＤランプ（規格：赤と緑の５φ２色、カソードコモン）を使用して、電動式シーリング材吸引吐出装置Ａを作製した。なお、第２の可変抵抗器２７の調節ツマミ２８はダイヤル状に、そして図１におけるシリンダ３の内容量が約５５０ｍＬとなるように形成し、吸い戻しの時間幅τが０．５秒となるようにタイマ回路を設定した。
【００７３】
（作製例２） 電動式シーリング材吸引吐出装置（比較Ｂ）の作製
作製例１において、コンデンサＣ１、第２の可変抵抗器２７（Ｒ２）、ポリスイッチＰＳ１および過負荷表示ランプ２９を使用せず、第２の可変抵抗器２７（Ｒ２）の代わりに、作業者が自由に抵抗値を変えることのできない半固定抵抗を使用して、電動式シーリング材吸引吐出装置（比較Ｂ）を作製した。
【００７４】
（作製例３） 目地の作製
サイディング（ニチハ社製、モエンサイディング−Ｍ、厚さ１２ｍｍ）を長さ１．５ｍに切り出したものを合板の表面に幅８ｍｍの間隔を開けて並べ、ビスで固定して目地を作製した。次いでこの目地に厚さ２ｍｍ×幅８ｍｍ×長さ１．５ｍのバックアップ材を挿入した後、目地の両側にマスキングテープを貼付し、幅８ｍｍ×長さ１．５ｍ×深さ１０ｍｍの目地を必要数作製し、目地の長さ方向が垂直縦方向になるように屋外に設置した。
【００７５】
（実施例１）
作製例１で得た電動式シーリング材吸引吐出装置Ａを使用し、内容量６Ｌのプラスチック製ペール缶に詰めた一液湿気硬化型ウレタン系シーリング材（オート化学工業社製、オートンサイディングシーラント）を、内容量約５５０ｍＬのシリンダ内にトリガを引いて電動で吸引しシーリング材を満たした。次いで内口の幅８ｍｍのノズルを取り付け、作製例３で作製した幅８ｍｍの目地の最上部にノズルを当て、トリガを約０．５秒間引いては元に戻す動作、すなわちシーリング材を約０．５秒吐出した後停止する動作を繰り返しながら、ノズルを下方向に移動させ、長さ１．５ｍの目地内にシーリング材を充填し、余分のシーリング材をヘラでかきとり表面を平らにしてシーリング目地を形成し、これを試験体１とした。この際、シーリング材の吐出を停止した時、瞬間吸引する動作はなく、かつ残存吐出も発生しないため、きれいなシーリング目地を形成することができた。
【００７６】
次いでこの試験体１を７日間屋外に放置し硬化させた後、表面を観察し、硬化物表面がきれいで異状のないことを確認し、次に硬化したシーリング材部分をカッターで切り取り、内部に気泡や亀裂のないことを確認した。
【００７７】
（実施例２）
実施例１において、シーリング材を目地内に充填する際、トリガを１回引き、一度に１．５ｍの目地にシーリング材を充填した後、トリガを元に戻し吐出を停止した以外は同様にして、試験体２を作製した。この際、シーリング材の吐出を停止した時、瞬間吸引動作をするため残存吐出は発生せず、きれいなシーリング目地を形成することができた。吐出時間は約６秒であった。
【００７８】
次いでこの試験体２を７日間屋外に放置し硬化させた後、表面を観察し。硬化物表面がきれいで異状のないことを確認し、次に硬化したシーリング材部分をカッターで切り取り、内部に気泡や亀裂のないことを確認した。
【００７９】
（比較例１）
実施例１において、作製例１で得た電動式シーリング材吸引吐出装置Ａの代わりに、作製例２で得た電動式シーリング材吸引吐出装置（比較Ｂ）を使用した以外は同様にして、試験体比較１を作製した。この際、残存吐出は生じなかったが、約０．５秒吐出の後、瞬間吸引し、再度約０．５秒吐出する動作を繰り返すため、気泡を巻き込み、シーリング材の表面に凹凸が認められた。
【００８０】
次いでこの試験体比較１を７日間屋外に放置し硬化させた後、表面を観察し、硬化物表面に凹凸があるのを認め、次に硬化したシーリング材部分をカッターで切り取り観察したところ、内部に気泡および亀裂があることを確認した。
【００８１】
（比較例２）
実施例２において、作製例１で得た電動式シーリング材吸引吐出装置Ａの代わりに、作製例２で得た電動式シーリング材吸引吐出装置（比較Ｂ）を使用した以外は同様にして、試験体比較２を作製した。この際、残存吐出は生じないため、シーリング材の表面はきれいであった。
【００８２】
次いでこの試験体比較２を７日間屋外に放置し硬化させた後、硬化したシーリング材部分をカッターで切り取り、内部に気泡および亀裂がないことを確認した。
【００８３】
（実施例３）
作製例１で得た電動式シーリング材吸引吐出装置Ａを使用し、２３℃の室内において、内容量６Ｌのプラスチック製ペール缶に詰めた一液湿気硬化型ウレタン系シーリング材（オート化学工業社製、オートンサイディングシーラント）を、内容量約５５０ｍＬのシリンダ内にトリガを引いて電動で吸引しシーリング材を満たし、内口の幅８ｍｍのノズルを取り付けた。
【００８４】
この状態で、ツマミ２８を回転させ第２の可変抵抗器の抵抗値を最小にし、トリガを最大限に引いてシーリング材を吐出させたとき、トリガを引き始めた時から５５０ｍＬを吐出し終わるまでの時間は４２秒であった。
【００８５】
前記同様にして、第２の可変抵抗器の抵抗値を最小にし、トリガを少し引いたときの吐出時間は９８秒であった（これを最大吐出時間Ａと称す）。
【００８６】
前記同様にして、第２の可変抵抗器の抵抗値を最大にし、トリガを最大限に引いてシーリング材を吐出させたとき、トリガを引き始めた時から吐出し終わるまでの時間は１４秒であった（これを最小吐出時間Ａと称す）。
【００８７】
前記同様にして、第２の可変抵抗器の抵抗値を最大にし、トリガを少し引いたときの吐出時間は６７秒であった。
【００８８】
したがって、このときの最大吐出時間幅Ａ＝最大吐出時間Ａ−最小吐出時間Ａ＝８４秒であり、後記の比較例３の最大吐出時間幅Ｂ＝４４秒に比べ、１．９倍の吐出時間幅を有し、良好であった。
【００８９】
（比較例３）
作製例２で得た電動式シーリング材吸引吐出装置（比較Ｂ）を使用し、２３℃の室内において、内容量６Ｌのプラスチック製ペール缶に詰めた一液湿気硬化型ウレタン系シーリング材（オート化学工業社製、オートンサイディングシーラント）を、内容量約５５０ｍＬのシリンダ内にトリガを引いて電動で吸引しシーリング材を満たし、内口の幅８ｍｍのノズルを取り付けた。
【００９０】
この状態で、トリガを少し引いてシーリング材を吐出させたとき、トリガを引き始めた時から吐出し終わるまでの時間（最大吐出時間Ｂ）は６０秒であった。
【００９１】
同様にして、トリガを最大限に引いてシーリング材を吐出させたとき、トリガを引き始めた時から吐出し終わるまでの時間（最小吐出時間Ｂ）は１６秒であった。
【００９２】
したがって、このときの最大吐出時間幅Ｂ＝最大吐出時間Ｂ−最小吐出時間Ｂ＝４４秒であった。
【００９３】
（実施例４）
作製例１で得た電動式シーリング材吸引吐出装置Ａを使用し、内容量６Ｌのプラスチック容器に詰めた一液湿気硬化型ウレタン系シーリング材（オート化学工業社製、オートンサイディングシーラント）を５０℃の恒温槽中に２０日間置いて増粘させ、これを５℃の室内に３日間放置後、５℃の室内において内容量約５５０ｍＬのシリンダ内にトリガを引いて電動で吸引しシーリング材を満たした。この際電動で吸引することは可能であった。
【００９４】
次いで内口の幅８ｍｍのノズルを取り付けトリガを引いて吐出を開始した。電動モータの回転速度は通常より遅く、吐出の途中、過負荷表示ランプが緑色から赤色に変化したのが確認できた。そのまま吐出を続けたところ、ポリスイッチが作動し電動モータが停止したため、トリガを元に戻し吐出作業を中止した。吐出作業を中止してから１０分間放置後、再度トリガを引くことによりシーリング材を吐出することができ、吐出作業を再開できた。
【００９５】
（比較例４）
実施例４において、作製例２で得た電動式シーリング材吸引吐出装置（比較Ｂ）を使用した以外は同様にして、内容量約５５０ｍＬのシリンダ内にトリガを引いて電動で吸引しシーリング材を満たした。この際電動で吸引することは可能であった。
【００９６】
次いで内口の幅８ｍｍのノズルを取り付けトリガを引いて吐出を開始した。電動モータの回転速度は通常より遅く熱を帯び始めたが、かまわず吐出を続けたところ、ついに電動モータが発煙し始めたため、この時点でトリガを元に戻し吐出作業を停止した。したがって最後まで吐出することはできなかった。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の電動式吸引吐出装置の一例を示す全体図である。
【図２】図１の電動式吸引吐出装置１をノズル４０側から見た側面図である。
【図３】図１の電動式吸引吐出装置１の本体部２の回転歯車８，従動歯車９，ナット７およびその近傍のロッド４を拡大して示す断面図である。
【図４】図１の電動式吸引吐出装置１の回転歯車８、従動歯車９、ナット７およびその近傍のロッド４の関係を拡大して示す斜視図である。
【図５】図１の電動式吸引吐出装置１の、ロッド４がフレーム１０ｂを貫通する近傍の、キー溝１５とキー１６とリミットスイッチＬＳ１、ＬＳ２およびリミットスイッチ作動板２０の関係を拡大して示す断面図である。
【図６】図１の電動式吸引吐出装置１をモータ６の側から見た側面図である。
【図７】図１の電動式吸引吐出装置１のグリップ１１の根元付近の、グリップ１１とトリガ１２と可変抵抗器２１の動作関係を示す簡略化した斜視図である。
【図８】図１の電動式吸引吐出装置１の回路基板３０上に設けられる電気回路の一例を示す回路図である。
【図９】吐出時間が長いときの図８の電気回路における電圧信号の時間軸上の状態変化を示すタイミングチャートである。
【図１０】吐出時間が短いときの図８の電気回路における電圧信号の時間軸上の状態変化を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００９８】
１ 吸引吐出装置
２ 本体部
３ シリンダ
３ａ 先端側開口部
３ｂ 取付側開口部
３ｃ ねじ部
４ ロッド
５ ピストン
５ａ リング状パッキン
６ 電動モータ
６ａ 回転シャフト
７ ナット
８ 回転歯車
９ 従動歯車
１０ａ フレーム
１０ｂ フレーム
１０ｃ 外装板
１１ グリップ
１２ トリガ
１３ 支点軸
１４ スプリング
１５ キー溝
１５ａ キー溝端面
１６ キー
１６ａ キー端部
１７ キー固定板
１７ａ キー固定板下端部
１８ａ、１８ｂ 固定ボルト
１９ａ、１９ｂ スプリング
２０ 吐出側リミットスイッチ作動板
２１ 第１の可変抵抗器
２１ａ 回転軸
２２ 止めネジ
２３ 回転腕
２４ 通し棒
２５ 取付板
２６ 止め具
２７ 第２の可変抵抗器
２８ 調節ツマミ
２９ 過負荷表示ランプ
３０ 回路基板
３１ ピン
３２ａ、３２ｂ ボールベアリング
３３ａ、３３ｂ 固定具
３４ 固定具
３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ ボルト
３６ａ、３６ｂ ボルト
３７ 固定具
３８ スペーサ
３９ 連結治具
４０ ノズル
４１ バッテリ
４２、４３、４４、４５ 分岐点
４６、４７ モータの極
４８、４９、５０ 分岐点
５１ ＯＲ回路
５２ ＡＮＤ回路
５３ タイマ回路
５４ ＰＷＭ回路
５５、５６、５７，５８ 分岐点
５９ 緑色ＬＥＤ
６０ 赤色ＬＥＤ
６１ 分岐点
Ｓ１ 切替えスイッチ
Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ リレースイッチ
Ｓ２ 起動・停止スイッチ
ＲＬ１ リレー
ＰＳ１ ポリスイッチ
Ｔｒ１ スイッチングトランジスタ
Ｔｒ２ スイッチングトランジスタ
ＬＳ１ 吸引側リミットスイッチ
ＬＳ２ 吐出側リミットスイッチ
Ｃ１ コンデンサ
Ｍ 電動モータ
Ｒ１ 第１の可変抵抗
Ｒ２ 第２の可変抵抗
Ｒ３ 抵抗
Ｒ４ 抵抗
【技術分野】
【０００１】
この発明は、粘性材料の吸引および吐出を行なう電動式の吸引吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、建築物や土木構造物などにおいて、外壁の目地などに防水目的でシーリング材を充填／施工する作業、あるいは、木質の根太などに合板を接着したり、コンクリート床に合成樹脂製のシートを貼り付けたりする目的で、下地に接着剤を塗布する作業などが一般的に行なわれている。このような作業に用いられるシーリング材や接着剤は、垂直目地に充填したとき垂れないように揺変性を付与したり、部材の粘接着保持性を付与したりするために、いずれも粘度が高められている。
【０００３】
こうした粘度を高めた粘性材料を目地に充填したり、あるいは下地材に塗布して施工を行う場合には、通常、施工する粘性材料を吐出装置を用いて吐出する。
【０００４】
たとえば、シーリング材を施工する場合、シーリング材の使用量が比較的少ない場合には、先端にノズルを有する紙製またはポリプロピレン製のカートリッジ状容器（３２０ｍｌや５００ｍｌといった小容量のものがよく用いられる）に予めシーリング材を充填しておき、これを手動式の吐出装置にセットして、カートリッジ状容器に付設されたプランジャーを押すことにより、先端のノズルからシーリング材を吐出する。
【０００５】
また、シーリング材の使用量が比較的多い場合には、ある程度大きな容積（たとえば５００ｍｌ〜１，０００ｍｌ程度）の空間を有するシリンダと、そのシリンダに沿って可動なピストンとを内部に備えた手動の吸引吐出装置が使用される。この場合には、シリンダの一端に設けられた開口を、広口のペール缶に入れたシーリング材の中に挿入し、ピストンに付設した棒状物を手で引っ張ることにより、シリンダ内にシーリング材を吸引して充填する。次いで、開口にノズルを装着した後、施工対象である建築外壁の目地などにノズルをあてがい、吸引吐出装置のレバーを引いてピストンを吐出方向に押すことにより、シーリング材をノズルから吐出させる。そして、これらの作業は全て手動で行われる。
【０００６】
シリンダとピストンとを備えた吸引吐出装置を用いる場合、１回の吸引でシリンダ内に充填できるシーリング材の量は高々１０００ｍｌであるため、シーリング材の使用量が多くなれば吸引の回数の増加が避けられない。シーリング材は粘度が高く流体抵抗が大きいため、シーリング材の吸引および吐出の際にピストンを引いたり押したりするには大きな力が必要である。したがって、作業者がシーリング材の吸引や吐出を手動で多数回行なうとすれば、これは作業者にとって大きな負担となる。
【０００７】
一方、作業者の負担を低減するために、粘性材料が入ったカートリッジ状容器のプランジャーを電動で押すようにした吐出装置が知られている。このタイプの粘性材料吐出装置としては、粘性材料を押し出す押圧棒にピニオンと噛合するラックを設け、多段変速装置を設けた電動モータでピニオンを駆動することにより押圧棒を動かすようにした粘稠剤押出装置が知られている（たとえば特許文献１参照）。また、ピストンと結合しているロッドの表面に設けたネジ部に球体を係合させ、これを駆動することによりピストンを動かすようにした吐出装置も知られている（たとえば特許文献２参照）。
【０００８】
しかしながら、これらはいずれも、予め粘性物質が収容された円筒状のカートリッジやチューブを押出機やシーリングガンなどにセットし、電動で粘性物質をカートリッジやチューブの外へ吐出させるようにしたものであり、粘性物質を押し出す点については開示されているが、粘性物質を吸引する点については全く開示されていない。
【０００９】
ところで、電動式の吐出装置を用いてシーリング材のような高粘度の粘性材料を吐出させる場合、吐出を停止させようとして電動モータを停止した後も、カートリッジ状容器内に残る残圧により粘性材料がいつまでもノズルから吐出し続ける、いわゆる「後だれ」あるいは「残存吐出」とよばれる現象を生じ、施工対象物を汚してしまうという大きな作業上の問題がある。これを解決する方法として、スイッチをオフにした後でモータの回転方向を逆転させることによってシーリング材の後だれ現象を防止する吐出装置がある（たとえば特許文献３参照）。これは、スイッチのオン時間（シーリング材の吐出時間）中にコンデンサを充電し、その充電量によってモータの逆転時間を決定するものであるが、後だれ現象は必ずしも十分に防止できてはいない。
【００１０】
これらを解決する方法として、本発明者らは以前に、螺旋状ネジを形成したロッドとナットとを組み合わせ、電動モータでナットを回転させることにより、ロッドに結合するピストンを往復運動させ、電動で粘性材料の吸引と吐出の両作業をすることができる粘性材料の電動式吸引吐出装置を提案し、さらにこの装置において、論理回路とタイマ回路を組み合わせ、吐出を停止した時に短時間モータを逆回転させることにより、残存吐出を防止することも提案した（特許文献４参照）。
【００１１】
【特許文献１】特開昭５９−２２２２５３号公報
【特許文献２】特表平１０−５０２８６６号公報
【特許文献３】特開平８−２５７４６５号公報
【特許文献４】特開２００７−７６４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記特許文献４に記載された装置は、例えば幅１０ｍｍ前後の通常の太さの目地にシーリング材を充填する場合には作業性が良好なのであるが、幅５ｍｍ以下の細目地や複雑な形状の目地などに充填する場合、作業者は様子を見ながら少量ずつシーリング材を吐出させるときがあり、このとき吐出を停止する度にモータが逆回転していたのでは作業に支障をきたし、また時には目地に充填したシーリング材中に気泡を巻き込む不具合を生じることがわかった。さらに、少量吐出の場合には、シリンダの残圧も小さく残存吐出はほとんど生じないため、むしろモータを逆回転しない方がよいこともわかった。また、前記装置をさらにコンパクトにすること、吐出速度を広範囲に変化できるようにすることなどの必要性もわかった。
【００１３】
本発明は、上記問題に鑑み、粘性材料の吸引および吐出作業の両方を電動で行う装置において、粘性材料を吐出した時間が一定時間を超えたときは、吐出作業を停止した瞬間に電動モータが逆回転して残存吐出を防止し、吐出時間が一定時間以下であったときは、吐出作業を停止しても電動モータが逆転することなく停止しかつ残存吐出のない、コンパクトで、吐出速度を広範囲に変化させることができ、加えて過負荷による破壊を防止した、作業性に優れた電動式粘性材料吸引吐出装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは、鋭意検討した結果、粘性材料の吸引および吐出を行うための電動式吸引吐出装置において、本体部に設けた電気回路に、論理回路と、タイマ回路と、コンデンサおよび抵抗からなる放電回路とを組み合わせること、さらにロッドの回転拘束手段をキー溝とキーにより行うこと、複数の可変抵抗器を使用すること、そして過負荷保護回路を使用することにより、上記課題を解決できることを見出した。
【００１５】
すなわち、本発明は、第１に、粘性材料の吸引および吐出を行なうための電動式吸引吐出装置であって、該装置は、本体部とシリンダとからなり、該本体部は、ロッドと、該ロッドに結合されたピストンと、該ロッドの移動を喚起する電動モータと、該電動モータに電源から電力を供給するための電気回路とを有し、該電気回路は、論理回路と、タイマ回路と、コンデンサおよび抵抗からなる放電回路とを有し、粘性材料の吐出動作を停止した時、該吐出動作が所定の時間を超えていた場合は、該ピストンが一定の時間τだけ吸引動作方向に移動し、該吐出動作が所定の時間以下であった場合は、該ピストンが吸引動作方向に移動することなく停止するように構成されていることを特徴とする電動式吸引吐出装置を提供し、これにより上記課題を解決する。
【００１６】
これにより、作業者は、吸引吐出装置を用いて行う粘性材料の吸引および吐出の両動作を、いずれも手動ではなく電動で行うことができるため、作業者の労力の負担を著しく低減することができる。そして、例えば幅１０ｍｍ前後の通常の太さの目地にシーリング材を充填する場合など、所定の時間を超えた時間、吐出作業をして目地にシーリング材を充填した後、吐出動作を停止したときは、電動モータが極めて短時間逆回転し、シリンダ内の残圧を除去するため、残存吐出を防止することができる。一方、例えば幅５ｍｍ以下の細目地や複雑な形状の目地などにシーリング材を充填する場合など、作業者が様子を見ながら少量ずつ所定の時間以下の短時間の吐出をした後、吐出動作を停止したときは、電動モータが逆転することなく停止するので、少量吐出のたびに吸引動作をすることがない。このため、充填したシーリング材中に気泡を巻き込む不具合を生じることがなく、かつ吐出が短時間のときには残圧もなく残存吐出の不具合も生じないので、作業性に優れ安心して使用できる装置となる。これにより、作業者が熟練していなくても、簡単に作業ができて不具合の発生がなく、かつ労力の負担を軽減した施工作業を実施することができる。
【００１７】
第２に、該本体部が、さらに該ロッドの中心軸まわりに回転可能に螺嵌したナットと、該ロッドが貫通するフレームを有し、該電動モータが該ナットを回転させることにより該ロッドの移動を喚起し、該ロッドに設けたキー溝と、該フレームに設けたキーからなる回転拘束手段により、該ロッドが、自ら回転することなく、該ナットの回転方向に応じ、該ロッドの中心軸に沿って往復運動するように構成されていることが好ましい。
【００１８】
これにより、電動モータの回転力がロッドに直線方向の推進力として伝達し、かつコンパクトな装置となる。
【００１９】
第３に、該本体部が、さらに吸引側および吐出側のリミットスイッチを備え、吸引または吐出動作の間に該ピストンが所定の位置に到達した時、該吸引側または吐出側のリミットスイッチが作動し該電動モータの両極を直結する閉回路を形成することにより、該ピストンの移動が短時間で停止するように構成されていることが好ましい。
【００２０】
第４に、該ロッドが吸引または吐出の動作を終了するための所定の位置を検出する該リミットスイッチについては、該吸引側のリミットスイッチが、該本体部に設けたキーとともに移動する該キーを固定する板と接触することにより作動し、該吐出側のリミットスイッチが、該ロッドに設けた作動板と接触することにより作動することがさらに好ましい。
【００２１】
これにより、ピストンが吸引および吐出動作の限界点に達したときに、速やかに動作を停止するため、装置に無理な力がかからない構造となる。
【００２２】
第５に、該ピストンの移動速度が該本体部に設けた複数の可変抵抗器により調整されることが好ましい。第６に、該複数の可変抵抗器が２個であり、一方の可変抵抗器の抵抗値が、該本体部に設けたトリガの移動距離（ｌｘ）に応じて変化し、他方の可変抵抗器の抵抗値が該本体部のフレームに設けた調節ツマミの変位に応じて変化することにより、該電動モータへの供給電力を変化させるように構成されていると、より好ましい。
【００２３】
これにより、吸引および吐出の速度を、低速から高速まで広範囲に調節することができ、粘性材料の吸引ならびに吐出の作業性が優れたものとなる。
【００２４】
第７に、該電気回路が、さらにポリスイッチと過負荷表示部からなる過負荷防止回路を有することが好ましい。
【００２５】
これにより、粘性材料の粘度が非常に高い場合など、吸引または吐出の際、過電流が流れ過負荷状態になりそうな危険を事前に知ることができ、また万一過負荷状態になったとき電流を遮断することができ、本体部そのものの破壊を防止する。
【００２６】
第８に、該電気回路が、さらに電源として、該本体部に備えたニッケル水素電池を有することが好ましい。
【００２７】
これにより、別途に大きなバッテリ等を用意する必要がなく、コンパクトでポータビリティに優れ、かつ、長時間強力な電力を得られることから、作業性に優れた装置となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に、本発明の好ましい実施形態を図面を用いて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２９】
図１、図２および図３を参照して、本発明の電動式吸引吐出装置の構成を説明する。図１は、本体部２とそれに連結されたシリンダ３とからなる、本発明の電動式吸引吐出装置１の全体を示した図である。図１は、シリンダ３にノズル４０を取り付けた状態を示しており、シリンダ３とノズル４０ならびに本体部２の筐体（フレーム１０ａ、１０ｂおよび外装板１０ｃからなる）はその断面のみを示している。図２は、図１の吸引吐出装置１をノズル４０の方向から見た図である。図３は、本体部２のナット７、回転歯車８および従動歯車９と、それらの近傍のロッド４を拡大して示す断面図である。図において、電動モータ６は簡略化して示している。なお、図１においてモータ６、リミットスイッチＬＳ１とＬＳ２、切替えスイッチＳ１、第２の可変抵抗器２７および過負荷表示ランプ２９のそれぞれから電気回路に接続する配線は、省略している。
【００３０】
本発明の吸引吐出装置１は，本体部２にシリンダ３を取り付けた状態で使用する。本体部２は、その筐体に固定された駆動手段たる電動モータ６と、電動モータ６に取り付けられ電動モータの回転に合わせて回転する回転歯車８と、回転歯車８と噛合する従動歯車９と、従動歯車９に固定されて一緒に回転するナット７とを有している。さらに、本体部２は、ナット７に螺嵌しフレーム１０ａと１０ｂを貫通して、筐体内部から外部に突き出して延在するロッド４を有し、ロッド４の先端にはシリンダ３内へ粘性材料を吸引し、吸引した粘性材料をシリンダ外へ吐出するピストン５が結合している。このように、本体部２は、電動モータ６でナット７が駆動され、これによりロッド４とこれに結合したピストン５の移動が喚起される構成を有している。なお、本体部２は、作業者が本体部２を保持するためのグリップ１１を有する。
【００３１】
シリンダ３は、その一端に粘性材料の吸引口となる開口部３ａを有し、他端の開口部３ｂは本体部２との連結部を構成する。ピストン５を内挿した状態で、連結治具３９を介して本体部２に着脱可能に支持される。たとえば、図３に示すように、連結部としてシリンダ３の開口部３ｂ側の外周面にネジ部３ｃを設ける一方、本体部筐体を構成するフレーム１０ａの外側（図の左側）に、このネジ部３ｃが螺合可能な連結治具３９を、固定具３４と固定具３７の間にスペーサ３８を介して挟み、回転可能に固定しておき、シリンダ３は、この連結治具３９に使用の度に螺合するようにすればよい。連結治具３９が回転可能であるため、シリンダ３も回転可能となり、したがって、シリンダ３に取り付けた後述するノズル４０を、外壁目地などの施工対象物の向きに合うように自由に回転させることができる。
【００３２】
シリンダ３の先端側である開口部３ａは、ノズル４０を脱着可能に取り付けられるようになっている。すなわち、粘性材料の吸引時には開口面積を大きくして流体抵抗を減らすためにノズルを外しておき、一方、粘性材料の吐出時には正確に細く吐出するためにノズル４０を取り付けて開口面積を小さく絞るようにすれば便利である。
【００３３】
なお、シリンダ３の開口部３ａの側の端部を粘性材料に挿入した状態でピストン５を本体部２の側に移動させたときに、減圧状態にして粘性材料を吸い込めるように、ピストン５の外周部はシリンダ３の内壁面に密接しながら動けるような、すなわち内壁面に摺接する構造である必要がある。このため、図１に示すように、ピストン５の外周面に、たとえば、ゴム製や合成樹脂製のリング状パッキン５ａを取り付けてもよいし、ピストン５の外周面自体をシリンダ３の内壁面に密接しながら動けるような大きさおよび材質で形成してもよい。
【００３４】
次に、図３および図４を参照して、ロッド４、ナット７、回転歯車８および従動歯車９の関係を詳しく説明する。図４は、本体部２におけるロッド４、ナット７、回転歯車８および従動歯車９を拡大して示す斜視図である。
【００３５】
図３と図４に示すように、ロッド４は、その表面（外周面）に形成された雄ネジと、ナット７の内面に形成された雌ネジにより、ナット７に螺嵌している。電動モータ６は本体部２のフレーム１０ｂに固定され、その回転シャフト６ａにピン３１により回転歯車８が固定されていて、電動モータ６の回転は回転歯車８に伝達される。従動歯車９は、回転歯車８と噛合され、固定具３３ａによりボールベアリング３２ａを介して、フレーム１０ｂに回転可能に取り付けられている。これにより、回転歯車８の回転は従動歯車９に逆方向の回転として伝達される。ナット７の一方の側の面は、従動歯車９の面に、同心状に、ボルト３５ａ、３５ｂ、３５ｃおよび３５ｄで固定されている。ナット７の反対側の面は、固定具３３ｂによりボールベアリング３２ｂを介して、フレーム１０ａに固定された固定具３４に回転可能に取り付けられている。なお、固定具３４は、ボルト３６ａおよび３６ｂでフレーム１０ａに固定されている。これにより、従動歯車９とナット７は、ボールベアリング３２ａとボールベアリング３２ｂを介して、本体部筐体のフレーム１０ａおよび１０ｂに両端から回転可能に支持される。
【００３６】
したがって、電動モータ６の回転運動はナット７に伝達され、ナット７が回転することにより、ナット７に螺嵌しているロッド４の移動を喚起する。なお、回転歯車８と従動歯車９の歯数比を変えることにより、ナット７の回転速度を適宜、変更することができる。また、図３においては、２個の歯車の組合せが採用されているが、回転歯車８と従動歯車９の間に、別の歯車を介することによりナット７の回転速度や回転方向を変えることもできる。そして、後述するように、キー溝とキーの噛み合わせによるロッド４の回転を拘束する手段により、ナット７の回転運動は、ナット７に螺嵌しているロッド４の軸方向直線運動として伝達される。
【００３７】
次に、図３、図５および図６を参照して、本発明の第２、第３および第４の態様にかかわる、ロッド４の軸方向直線運動の仕組みとリミットスイッチ（ＬＳ１、ＬＳ２）の作動の仕組みを説明する。図５は本体部２においてフレーム１０ｂをロッド４が貫通する部分を拡大して示す断面図であり、図６は本体部２をモータ６側から見た正面図である。なお、図５において、押さえボルト１８ａはロッド４の手前に図示する必要があるが、図が複雑になるのを避けるため便宜上ロッド４の下に示しており、また押さえボルト１８ａ付近の断面は、ロッド４の断面とは異なる位置にあるが一つの断面図で示している。また図６においては、リミットスイッチ作動板２０は他の部分を見やすく図示できるように便宜的に破線で示している。なお、図３においてはリミットスイッチを省略している。
【００３８】
すなわち、図５と図６に示すようにロッド４にはその表面付近の軸方向にキー溝１５が形成され、フレーム１０ｂの外側（モータ６側）のロッド４が貫通する部分に、ロッド４の貫通穴を開けたキー固定板１７が取り付けられ、そのキー固定板１７の穴の上側にＬ字形のキー１６がフレーム１０ｂの外側から内側に入りこむように固定されている。そしてロッド４のキー溝１５と、キー１６が噛み合うように配置しているため、ロッド４の回転が拘束されることにより、ナット７の回転運動は、ロッド４の軸方向の直線運動に変換され、ロッド４に連結しているピストン５は、モータ６の回転に従い、シリンダ３の内壁面に沿って、開口部３ａと開口部３ｂの間を往復摺動する。キー溝１５とキー１６を一組にして回転拘束手段と称すが、この回転拘束手段はコンパクトにまとめられているため、本体部そのものを小型、軽量化できる。
【００３９】
なお、本明細書では、便宜上、ロッド４とピストン５とがシリンダ３の先端側の開口部３ａに向かって移動する動きを「前進」とよび、逆にシリンダ３の連結部側の開口部３ｂに向かって移動する動きを「後退」とよぶ。
【００４０】
また、吸引および吐出動作のそれぞれの終了時点でモータ６を停止させるために、フレーム１０ｂの外面（モータ取付側）に吸引側リミットスイッチＬＳ１と吐出側リミットスイッチＬＳ２を並べて配置する。そして、リミットスイッチＬＳ１を作動させるため、キー固定板１７の下方向に端部１７ａを設け、リミットスイッチＬＳ２を作動させるため、ロッド４の後端部にリミットスイッチ作動板２０を設け、リミットスイッチＬＳ１は下端部１７ａと接触する向きに、リミットスイッチＬＳ２は作動板２０と接触する向きに配置する。キー固定板１７はボルト１８ａと１８ｂによりフレーム１０ｂにルーズに固定されている。すなわち、ボルト１８ａと１８ｂのそれぞれの頭部とキー固定板１７の間にはスプリング１９ａと１９ｂがそれぞれ挟みこまれているため、キー固定板１７は下には落ちないが、キー固定板１７がフレーム１０ｂから離れる方向に力が加わったとき、フレーム１０ｂとは少し離れる向きに移動できるようになっている。吸引動作において、ロッド４が後退を続け、ピストン５が所定の位置まで後退した時、ロッド４の所定の場所に設けたキー溝１５の端部１５ａがキー１６の端部１６ａを押すような場所に端部１５ａを設けておく。押されたキー１６とともにキー固定板１７も動き、キー固定板１７の端部１７ａがリミットスイッチＬＳ１と接触し、スイッチＬＳ１が作動し、モータ６が停止し、ピストン５が吸引動作を停止する。また吐出動作において、ロッド４が前進を続け、ピストン５がシリンダ３の開口部先端３ａ付近の所定の位置に到達した時、リミットスイッチ作動板２０がリミットスイッチＬＳ２に接触することにより、リミットスイッチＬＳ２が作動し、モータ６が停止し、ピストン５が吐出動作を停止する。なお、端部１５ａはキー溝の端部に限らず、キー溝の途中に設けたボルト等の突起物であってもよく、また、キー１６とキー固定板１７とは一体的に形成されていてもよい。
【００４１】
また、ロッドを軸方向に前進または後退させる他の仕組みとしては、表面をラック状に形成したロッドにピニオンを噛合させた装置があり、ピニオンを左右に回転させることによりロッドの直線運動を行う方法も使用できるが、粘性材料の力に負けないようにロッドを力強く前進および後退させることができる点で、前述したような表面に螺旋状ネジを形成したロッドと、ナットの組合せが好ましい。
【００４２】
次に、図１および図７を参照しながら、本発明の第５および第６の態様にかかわる、電動式吸引吐出装置１における粘性材料の吸引と吐出の速度調節の構成について説明する。図７は、吸引吐出装置１のトリガ１２の支点軸１３付近を拡大した斜視図である。
【００４３】
図１および図７に示すように、本体部２には、グリップ１１が固定されており、それにトリガ１２が支点軸１３により取り付けられている。作業者はこのグリップ１１を手で持ち、トリガ１２を指で引くことにより吸引および吐出の操作を行う。トリガ１２とグリップ１１の間にはスプリング１４が取り付けられている。本明細書では、便宜上、グリップ１１およびトリガ１２の支点軸１３に対してスプリング１４とは反対側の端部を「根元部分」とよぶ。
【００４４】
本体部２には、第１の可変抵抗器２１が配置されている。可変抵抗器２１はトリガ１２に連動して抵抗値が変化すればどのように配置されていてもよいが、例えば、図７に示すように、可変抵抗器２１の回転軸２１ａには、止めネジ２２で回転腕２３が取り付けられ、その取付位置は止めネジ２２を緩めて調整することができ、回転軸２１ａの回転により可変抵抗器２１の抵抗値（後述するＲ１）が変化する。回転腕２３は板状に形成され、ほぼ長方形の穴が開いており、この穴には通し棒２４が通してある。この通し棒２４の回転腕２３に対して可変抵抗器２１と反対側の端部は、トリガ１２の根元部分に取り付けられた取付板２５の端部２６に固定されている。これにより、トリガ１２の動きが、滑らかに回転腕２３に伝わる。
【００４５】
こうすることで、作業者が指でトリガ１２を引くと、その移動距離ｌｘに応じて通し棒２４が移動し、それに応じて回転腕２３が移動距離ｌｘに応じた（ほぼ比例した）角度θだけ回転する。すると回転軸２１ａも角度θだけ回転し、可変抵抗器２１の抵抗値が変化する。したがって、可変抵抗器２１の抵抗値は、作業者がトリガ１２を引く移動距離ｌｘ（ないし角度変化θ）に応じて変化する。この場合、作業者がトリガ１２をグリップ１１に向かって浅く（移動距離ｌｘを小さく）引いたときは、粘性材料の吸引または吐出速度が遅く、トリガ１２を深く（移動距離ｌｘを大きく）引いたときは、粘性材料の吸引または吐出速度が速くなるように可変抵抗器の抵抗値が変化し、これにより、後に述べるように、電動モータ６に供給される電力が変化する。
【００４６】
さらに、本発明においては、図１に示すように、第２の可変抵抗器２７を本体部２の内部に設け、その抵抗値（後述するＲ２）を変化させるための調節ツマミ２８を本体部２のフレーム１０ａの外側（シリンダ取付側）に配置する。電動モータ６の回転数は、第１の可変抵抗器２１と第２の可変抵抗器２７の２個の抵抗器の抵抗値の調節により調節することができる。作業者は、調節ツマミ２８を指で回転するなど変位させ、第一段階の電動モータ６の回転数を調節し、次いでトリガ１２を引く量（距離ｌｘ）を変化させることにより、第二段階のモータ６の回転数を調節することができ、抵抗値を極めて小さな値から大きな値に変化させることができる。これにより、作業者は、施工対象物の形状に応じて、吸引あるいは吐出の速度、特に吐出の速度を非常に遅い状態から速い状態まで広範囲に、かつ滑らかに変化させることができるため、精度の高い施工と速い作業を自由に調節することができる。なお、可変抵抗器２７と調節ツマミ２８を配置する場所は作業者が手で操作しやすい場所ならどこでもよく、またトリガ１２と調節ツマミ２８の操作時期は同時であってもよいし、前後逆であってもよく、また、調節ツマミの形式はダイヤル式であってもよいし、スライド式であってもよいが、操作し易い点でダイヤル式が好ましい。
【００４７】
次に、図８、図９および図１０を参照して、本発明の第１の態様にかかわる、吐出動作を停止した時に、吐出動作時間の長短の違いにより、ピストンの吸引動作方向への移動を実行させる、あるいは実行させないようにする電気回路の構成について説明する。図８は、吸引吐出装置１の回路基板３０に設けられた電気回路の概略の構成を示した回路図である。図８の回路は、論理回路５１および５２ならびにタイマ回路５３を用いて吸引および吐出の起動と停止ならびに吐出を停止した時の後ダレ（残存吐出）現象の防止を行うものであり、さらにこれにコンデンサＣ１と抵抗Ｒ３とからなる放電回路を組み合わせることにより、吐出動作が所定時間以下の短時間のときは、電動モータ６が逆回転することなく停止するものである。回路は大きく分けて起動・停止回路部Ｘと電動モータ６の回転数制御回路部Ｙとから構成される。
【００４８】
まず、起動・停止回路部Ｘについて説明する。図１および図８に示すように、吸引吐出装置１の電動モータ６は、回路基板３０上に配置した電気回路を介して、本体部２に備えた電源であるバッテリ４１に電気的に接続されている。図８に示すように、起動・停止回路部Ｘはトリガ１２で作動するスイッチＳ２の接点状態によってモータ６の起動と停止を決定する回路部分と、吸引と吐出を切り替えるための切替えスイッチＳ１によりモータ６の回転方向を決定する回路部分と、後述するポリスイッチＰＳ１を有する過負荷を防止するための回路部分とから構成されている。
【００４９】
前記起動と停止を決定する回路部分は、マイクロスイッチで構成される起動・停止スイッチＳ２、論理回路であるＯＲ回路５１およびＡＮＤ回路５２、ならびにタイマ回路５３を有しており、これらは起動・停止スイッチＳ２の起動側の信号ａが分岐点５８を経てＯＲ回路５１の一方の入力となり、ＯＲ回路５１の出力信号ｄがＡＮＤ回路５２の一方の入力となり、ＡＮＤ回路５２の出力信号ｆがスイッチングトランジスタＴｒ１の入力となるように接続されている。また、起動・停止スイッチＳ２の停止側の信号ｂがタイマ回路５３の入力となり、タイマ回路５３の出力が分岐点５７で二方向に分かれ、一方の出力信号ｃがＯＲ回路５１の他方の入力となり、他方の出力信号ｇがスイッチングトランジスタＴｒ２の入力となるように接続されている。さらに、起動・停止スイッチＳ２の停止側とタイマ回路５３の間に、分岐点５５と５６を介して抵抗Ｒ３とコンデンサＣ１が並列に配置されている。また、後述するパルス幅変調回路（ＰＷＭ回路）５４からの出力信号Ｖｓが、ＡＮＤ回路５２の他方の入力信号ｅとなるように接続されている。なお、起動・停止スイッチＳ２は、トリガ１２と連動するように接続されており、トリガ１２を引かないときは停止（ＯＦＦ）状態にあり、トリガ１２をグリップ１１に近づく方向（作動方向）に少し引いたとき起動（ＯＮ）状態となるように設定されている。また、起動・停止スイッチＳ２の共通端子（コモン端子）には、Ｈｉｇｈレベルの電圧信号（以下“Ｈ”信号と称す）が接続され、起動・停止スイッチＳ２が接続しない側はＬｏｗレベルの電圧信号（以下“Ｌ”信号と称す）となるよう抵抗Ｒ３を介して接地されている。なお、トリガ１２を引かず、スイッチＳ２が停止状態にあるときも、ＰＷＭ回路５４には抵抗値Ｒ１とＲ２に制御されたコントロール電圧Ｖｃが入力するように接続されている。
【００５０】
また、前記モータ６の回転方向を決定する回路部分は、モータ６（Ｍ）、リレーＲＬ１と連動するリレースイッチＳ１ａおよびＳ１ｂを備えた吸引と吐出を切替えるための切替スイッチＳ１、吸引側リミットスイッチＬＳ１と吐出側リミットスイッチＬＳ２、ＡＮＤ回路５２の出力先となるスイッチングトランジスタＴｒ１、ならびにタイマ回路の他方の出力先となるスイッチングトランジスタＴｒ２を有している。バッテリ４１の一方の極（一般的には、図８に示すように正極側）は、電流が分岐点４５とリレースイッチＳ１ａの吸引側を経て電動（直流）モータ６の一方の極４６に流れるように接続され、また分岐点４５、４８およびリレースイッチＳ１ｂの吐出側を経て電動モータ６の他方の極４７に流れるように接続されている。モータ６を出た電流は、分岐点４９を経てスイッチングトランジスタＴｒ１に通じるように接続されている。また、バッテリ４１の正極側はリレーＲＬ１と吸引・吐出切替えスイッチＳ１の吸引側を経てバッテリ４１の他方の極（図８においては負極側）に、そしてスイッチングトランジスタＴｒ２が吸引・吐出切替えスイッチＳ１と並列に接続されている。これにより、バッテリ４１からの電流は分岐点４５とモータ６と分岐点４９とスイッチングトランジスタＴｒ１を順次経由して流れ、ロッド４を駆動する電動モータ６に電力を供給することが可能となる。モータ６（Ｍ）に流れる電流の向きは、リレースイッチＳ１ａとＳ１ｂの接点が吸引側であれば極４６から極４７への向きとなり、吐出側であれば極４７から極４６への向きとなる。なお、ここにおいて電源の正極と負極は逆であってもよく、その場合にはモータ６を流れる電流の向きは上記と逆になる。本明細書においては、極４７から極４６への電流の向きをｉ方向とする。
【００５１】
また、前記過負荷を防止するための回路部分は、ポリスイッチＰＳ１と、緑色ＬＥＤ５９と赤色ＬＥＤ６０の２色ＬＥＤからなる過負荷表示部（図１における過負荷表示ランプ２９）とから構成されている。ポリスイッチＰＳ１は、バッテリ４１の正極側と分岐点４５の間に直列に接続され、過負荷表示部はポリスイッチＰＳ１と並列に接続されている。
【００５２】
次に、吐出時間が所定の時間を超えた長時間（Ｔ１＋Ｔ２）であった場合には、吐出動作を停止した時（停止した瞬間）に、極めて短時間である一定の時間τだけ電動モータ６が逆回転して残存吐出を防止し、吐出時間が所定の時間（Ｔ１）以下の短時間であった場合には、吐出を停止した時に、電動モータ６が逆回転することなく停止するようにするための、電気回路の構成について説明する。まず、吸引動作について説明する。充電したバッテリ４１を本体部２にセットし、回路基板３０に設けられた電気回路に接続する。切替えスイッチＳ１を吸引側にすると、リレーＲＬ１が通電状態となり、リレースイッチＳ１ａとＳ１ｂの接点が吸引側に接続する。このとき、トリガ１２を引かず、起動・停止スイッチＳ２が停止状態にあるとき（停止側に接続しているとき）は、停止接点から分岐点５６を経てタイマ回路５３に入力する電圧信号ｂは“Ｈ”信号であるが、タイマ回路５３から出力してＯＲ回路５１に入力する電圧信号ｃは“Ｌ”信号となるように設定されている。そして、分岐点５８を介してＯＲ回路５１に入力する電圧信号ａも“Ｌ”信号のままであるため、ＡＮＤ回路５２からの出力信号ｆも“Ｌ”信号となる。このときスイッチングトランジスタＴｒ１はＯＦＦ（切断）状態になるように設定されているため、電動モータ６に電流が流れず、電動モータ６は停止したままである。また、このときコンデンサＣ１には“Ｈ”に相当する電荷が蓄えられる。このときの電気回路に流れる電圧信号ａ〜ｆのそれぞれおよび電動モータ６に流れる電流ｉの状態を図９および図１０のタイミングチャートの「起動」より左側に示す。なお、図９および図１０は吐出の場合のタイミングチャートであるが、吸引の場合は、電流ｉの「停止」から左側の部分について、吐出方向側の電流変化を吸引方向側の電流変化に置き換えて参照することができる。それ以外は同様の挙動を示す。なお、本発明においては電流の向きを、電動モータの極４７から極４６に流れる向きを吐出方向（＋ｉ方向）とし、逆の向きを吸引方向（−ｉ方向）としている。
【００５３】
ここで、吸引を実行するためトリガ１２を引くと、起動・停止スイッチＳ２の接点が停止状態から起動状態に切り替わり、ＯＲ回路５１の入力電圧信号ａは“Ｈ”レベルに変わる。このとき、停止側からタイマ回路５３への入力ｂは、最初コンデンサＣ１に蓄積していた“Ｈ”信号であるが、抵抗Ｒ３を通して徐々に放電して“Ｌ”信号となるため、タイマ回路５３から出力してＯＲ回路５１に入力する信号ｃは“Ｌ”信号のままで変化していない。しかしながら、ＯＲ回路５１の入力ａが“Ｈ”信号であるため、ＡＮＤ回路５２への入力ｄは“Ｌ”信号から“Ｈ”信号に変わるため、ＡＮＤ回路５２から出力する電圧信号ｆは、ＰＷＭ回路５４から出力するパルス出力Ｖｓが電圧信号ｅとしてＡＮＤ回路５２に入力する信号に同期した信号となり、この信号がスイッチングトランジスタＴｒ１に入力する。そうすると電動モータ６にはパルス出力Ｖｓに同期したパルス幅で電流が極４６から極４７の向き（−ｉ方向）に流れ、電動モータ６はロッド４とそれに連結したピストン５が後退するように回転（これを本明細書では「逆回転」と呼ぶ）する。これにより吸引吐出装置１のシリンダ３内に粘性材料を吸引することができる。そしてピストン５が所定の位置まで後退した時、吸引側リミットスイッチＬＳ１が作動しＯＦＦに接続すると、モータ６はバッテリを含まない閉回路を形成することによる逆向きの起電力を生じ、瞬時に停止する。以上の一連の動作における論理回路部およびタイマ回路部の信号電圧ａ〜ｆのレベルおよび電動モータ６を流れる電流ｉの状態を、図９のチャートの「起動〜停止」の間に示す。
【００５４】
また、吸引動作の途中、吸引側リミットスイッチＬＳ１が作動する前に、トリガ１２を元の停止位置に戻した場合は、後述する吐出動作の場合と同様に、タイマ回路５３は入力ｂの“Ｌ”信号から“Ｈ”信号への立ち上がりを検知し、所定の時間幅τだけ“Ｈ”信号が出力し、一方の信号ｃが“Ｈ”信号でＯＲ回路５１に入力する。このとき他方の信号ｇも“Ｈ”信号でスイッチングトランジスタＴｒ２に入力するが、切替えスイッチＳ１は吸引状態のままであるため、τ時間だけそのまま吸引が続いた後、モータ６が停止し、吸引動作が停止する。このときの信号ａ〜ｆの状態および電流ｉの状態は、図９のタイミングチャートにおいて起動から停止までの電流ｉの状態を吐出方向から吸引方向に置き換えることにより参照できる。
【００５５】
次いで吐出動作に移るが、まず、吐出が所定の時間（Ｔ１）を超えた長時間（Ｔ１＋Ｔ２）であったときについて、図８および図９を用いて説明する。切替えスイッチＳ１を吐出側に切り替えると、リレーＲＬ１は非導通となり、リレースイッチＳ１ａとＳ１ｂの接点は吐出側に切り替わる。この状態でトリガ１２を長時間引くと、前記と同様、信号ｂは最初コンデンサＣ１に蓄積されていた電圧に等しい“Ｈ”信号であるが、抵抗Ｒ３を通して放電するため電圧が徐々に減少して“Ｌ”となり、信号ｃは“Ｌ”のままである。しかしながら、信号ａが“Ｌ”から“Ｈ”に切り替わるため、ＯＲ回路５１の出力ｄは“Ｌ”から“Ｈ”に切り替わり、これがＡＮＤ回路５２の一方の入力となり、抵抗値Ｒ１およびＲ２により制御されたコントロール電圧Ｖｃに応じたパルス幅の出力ＶｓがＰＷＭ回路５４から信号ｅとして出力し、この信号ｅがＡＮＤ回路５２の他方の入力となっているため、信号ｅに同期した信号ｆがＡＮＤ回路５２から出力する。この出力ｆがスイッチングトランジスタＴｒ１に入力するため、電動モータ６には、ＰＷＭ回路５４の出力Ｖｓに同期したパルス幅で、吸引時とは逆の方向に分岐点４５と４８を経由して、電動モータ６の極４７から極４６への向き（ｉ方向）に電流が流れ、電動モータ６はロッド４とピストン５を前進させる方向に回転（前記逆回転に対し「正回転」と呼ぶ）する。これにより、吸引吐出装置１のシリンダ３の外に、あるいはシリンダ３にノズル４０を取付けたときはノズル４０から、粘性材料を吐出させることができる。
【００５６】
この状態で、吐出をストップさせるためにトリガ１２を引くのを止め元に戻すと、起動スイッチＳ２が起動から停止の状態に切り替わり、ＯＲ回路５１の入力ａは“Ｈ”信号から“Ｌ”信号に変わる。そして、このとき同時に、タイマ回路５３への入力ｂが“Ｌ”信号であったものが“Ｈ”信号に変化する。タイマ回路５３は、入力信号が“Ｌ”信号から“Ｈ”信号に変わると、その立ち上がりを検知して、所定の時間幅τだけ“Ｈ”信号を出力するように設定されているため、この時間幅τの“Ｈ”信号が、分岐点５７を経由して、ＯＲ回路５１への入力信号ｃと、スイッチングトランジスタＴｒ２への入力信号ｇとなる。
【００５７】
その結果、Ｔｒ２に入力された“Ｈ”信号により、時間幅τだけリレーＲＬ１が通電状態となり、切替えリレースイッチＳ１ａおよびＳ１ｂが吐出側から吸引側に切り替わる。他方、同じく時間幅τだけ、ＯＲ回路５１の入力ｃが“Ｈ”に変わる。これにより、ＡＮＤ回路５２の入力ｄが時間幅τだけ“Ｈ”のまま続くことにより、信号ｆも時間幅τだけ出力Ｖｓに同期したパルス信号が続き、スイッチングトランジスタＴｒ１に入力が続くため、Ｔｒ１も時間幅τだけＯＮ状態（通電状態）が続くこととなる。すなわち、電動モータ６に流れる電流は、それまで極４７から極４６の向きであったのが、時間幅τだけ逆の向きである極４６から極４７の向きに切り替わって流れ、ピストン５が粘性材料を吸引する方向に移動するように回転（逆回転）する。したがって、時間幅τだけ粘性材料を吸い戻す動作が行われるため、シリンダ３内の粘性材料にかかる残圧が除去され、問題となる残存吐出が防止できるのである。時間幅τの経過後、入力ｃは“Ｈ”信号から“Ｌ”信号に変わり、スイッチングトランジスタＴｒ１への入力ｆも“Ｌ”信号に変わるため、Ｔｒ１はＯＦＦ（切断状態）になり、電動モータ６は電流が流れなくなって回転を停止する。すなわち、吐出動作が所定の時間を越えた長時間の場合、吐出を停止したとき時間幅τだけ吸引動作をし、残存吐出を防止する。以上の一連の動作における信号電圧ａ〜ｆのレベルおよび電動モータ６を流れる電流ｉの状態を、図９のチャートの「停止」より右側に示す。なお、前記時間幅τは、残存吐出を防止しつつ吸い戻し過ぎによるノズル４０内への気泡混入を避けるため、２秒以下に、さらに１秒以下に設定するのが好ましい。
【００５８】
次に、吐出動作が所定の時間幅（Ｔ１）以下の短時間であった場合について、図８と図１０を用いて説明する。トリガ１２をＴ１時間以下の短時間引いた後、すぐ引くのをやめ元に戻したときの動作は次のようになる。起動・停止スイッチＳ２が起動状態になり、信号ａは“Ｈ”信号となる。他方、信号ｂは最初コンデンサＣ１に蓄積されていた電圧に等しい“Ｈ”信号であるが、抵抗Ｒ３を通して放電するため、電圧が徐々に減少して行くとともに、前述したように、信号ｆはＡＮＤ回路５２の入力ｄが“Ｈ”であるので、ＰＷＭ回路５４の出力電圧Ｖｓに同期したパルス信号ｆとなってスイッチングトランジスタＴｒ１に入力し、ＰＷＭ回路５４の出力Ｖｓと同期したパルスで、スイッチングトランジスタＴｒ１に入力し、ピストンが前進し粘性材料を吐出する。しかし、図１０に示すように、スイッチＳ２がＴ１時間以内に停止に切り替わると、コンデンサＣ１の電圧が“Ｌ”になる前に、すなわち信号ｂが“Ｌ”まで低下する前に“Ｈ”になってしまう。そうすると、タイマ回路５３が“Ｌ”から“Ｈ”への信号の立ち上がりを検出しないため、タイマ回路５３は所定の信号を出力しない。そのため出力ｃは“Ｌ”のままであり、信号ｄも“Ｌ”になるため、信号ｆも“Ｌ”となる。したがって、スイッチングトランジスタＴｒ１はＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替わるため、電動モータ６に電流が流れず、逆回転の動作をすることなく、したがって吸引動作をすることなく吐出動作を停止する。このＴ１という時間は極めて短時間に設定しているため、シリンダ３内の残圧はほとんど生じておらず、残存吐出の不具合は生じない。以上の一連の動作における論理回路部およびタイマ回路部の信号電圧ａ〜ｆのレベルおよび電動モータ６に流れる電流ｉの状態を、図１０のチャートに示す。なお、Ｔ１の設定時間は、吐出を停止したときに残存吐出が生じない時間という点で、３秒以内が好ましく、さらに１秒以下が好ましい。この時間になるようにコンデンサＣ１の容量および抵抗Ｒ３の抵抗値を決定すればよい。
【００５９】
次に、本発明の吸引吐出装置１におけるリミットスイッチＬＳ１およびＬＳ２の動作状態を図１、図５および図８を参照しながら説明する。図８の起動・停止回路Ｘに示したように、電動モータ６の極４７と切替えスイッチＳ１ｂの間には、吸引側リミットスイッチＬＳ１を、そして電動モータ６の極４６と切替えスイッチＳ１ａの間には、吐出側リミットスイッチＬＳ２をそれぞれ配置し電気的に接続させている。このとき、リミットスイッチＬＳ１とＬＳ２が作動していないときは、それぞれのリミットスイッチのＯＮ側接点を介して電動モータ６が回転するように接続しておく。また、ＯＦＦ側接点は一緒にしてバッテリの正極側に接続しておき、それぞれのリミットスイッチが作動したときは、ＯＦＦ側に接続するようにしておく。
【００６０】
作業者が、粘性材料を吸引吐出装置１のシリンダ３内に吸引するため、ピストン５がシリンダ３の開口部３ａ側の先端にある状態で、切替えスイッチＳ１を吸引側に切り替え、トリガ１２を少し引くと、起動・停止スイッチＳ２が起動状態（ＯＮ状態）になり、前述したように図８のモータ６（Ｍ）の極４６から極４７の向きに電流が流れ、モータ６が回転（逆回転）してロッド４とピストン５が後退を始め、粘性材料の吸引を始める。そのままトリガ１２を引き続けるとピストン５も後退を続け、ピストン５がシリンダ３の反対側の開口部３ｂの端部に近い所定の位置に到達した時、キー溝１５の端部１５ａがキー端部１６ａを押すことにより、このキーを固定しているキー固定板１７が移動し、キー固定板の下端部１７ａが吸引側リミットスイッチＬＳ１を押すことにより、吸引側リミットスイッチＬＳ１が作動し、その接点がＯＮ側からＯＦＦ側に切り替わる。すると、モータ６の極４６と極４７が直結してバッテリを含まない閉回路を形成し、負荷回路がショートするため、モータ６の逆起電力によりモータ６が慣性で回転を続けることなく一瞬のうちに停止し、吸引動作を停止する。停止したら、トリガ１２を引く力を緩めて元の位置に戻し、起動・停止スイッチＳ２を停止側にすればよい。
【００６１】
次いで、粘性材料を吸引吐出装置１のシリンダ３外へ吐出するために、切替えスイッチＳ１を吐出側に切り替え、再びトリガ１２を指で少し引くと、起動・停止スイッチＳ２が起動状態（ＯＮ状態）になり、図８のモータ６の極４７から極４６の向き（ｉ方向）に電流が流れ、電動モータ６が正回転しロッド４とピストン５が前進をはじめ、粘性材料の吐出を始める。そのままトリガ１２を引き続けるとピストン５も前進を続け、ピストン５がシリンダ３の開口部３ａ側の端部に近い所定の位置に到達した時、ロッド４の後端に設けた作動板２０が吐出側リミットスイッチＬＳ２を押し作動させる。そうすると、電気回路において吐出側リミットスイッチＬＳ２の接点はＯＮ側からＯＦＦ側に切り替わり、モータ６の極４６と極４７が直結してバッテリを含まない閉回路を形成し、負荷回路がショートするため、モータ６の逆起電力により、慣性で回転することなく、一瞬のうちに回転を停止して吐出動作を停止する。このときトリガ１２を引く力を緩めて元の位置に戻し、起動・停止スイッチＳ２を停止側にすれば、前述したように、時間幅τだけタイマ回路５３から“Ｈ”信号が出力され、リレーＲＬ１が通電状態となって、切替えスイッチＳ１ａおよびＳ１ｂが吸引側に切り替わるため、モータ６の極４６から極４７の向き（ｉ方向とは逆の向き）に電流が流れてモータ６が逆回転し、時間幅τだけピストン５が後退して、吐出圧が除去される。時間τが経過するとタイマ回路５３からは“Ｌ”信号が出力されるため、モータ６への電力の供給が停止し、モータ６の回転が完全に停止することにより、残存吐出を発生することなく、吐出動作を終了することができる。
【００６２】
なお、吸引側と吐出側のリミットスイッチを配置し作動させる方法としては、図５に示した方法に限定されず、例えば、ロッド４の両端に近い位置にそれぞれ凹部を設け、別に本体部の適当な位置にロッド４の凹部がきた時、この窪んだ部分に入り込むことによりスイッチが作動するように２個のリミットスイッチを配置し、電気回路と接続しておく方法なども採用できる。
【００６３】
次に、図８を参照して電気回路の面から、複数の、好ましくは２個の可変抵抗器を用いることによる、吸引速度の制御方法について説明する。この速度制御は、ピストン５の駆動源である電動（直流）モータ６をパルス幅変調回路（ＰＷＭ回路）５４により速度制御することで実現している。図８に示すモータの回転数制御回路部Ｙがそれであり、その出力ＶｓがＡＮＤ回路５２の入力ｅとなるように構成されている。なお、ＰＷＭとしては、例えばタイマＩＣ５５５などが挙げられる。このＰＷＭ回路５４に、入力として一定周波数のノコギリ波状や三角波状のパルス電圧を加え、コントロール信号として第一の可変抵抗器２１の可変抵抗Ｒ１および第二の可変抵抗器２７の可変抵抗Ｒ２により調整された直流電圧Ｖｃを加えると、Ｖｃの大きさに比例したパルス幅の変調出力信号Ｖｓが得られる。この変調出力電圧信号ＶｓがＡＮＤ回路５２の入力信号ｅとなり、これに同期した信号ｆがＡＮＤ回路５２から出力し、スイッチングトランジスタＴｒ１に入力してＴｒ１を作動させることにより、変調出力信号Ｖｓに同期したパルス幅で電動モータ６へ電力が供給されることにより、電動モータ６の回転数を制御するようになっている。すなわち、バッテリ４１からの直流電圧を、トリガ１２を引く量（ｌｘ）に応じて抵抗値Ｒ１を変えるように配置した第一の可変抵抗器２１および調節ツマミ２８を指で変位させて抵抗値Ｒ２を変えるように配置した第二の可変抵抗器２７によりダブルで調整し、こうして調整された直流電圧をコントロール信号ＶｃとしてＰＷＭ回路５４に供給することで、電動モータ６の速度を制御し、ピストン５の移動速度を調整するのである。
【００６４】
次に、電動式吸引吐出装置１に負荷がかかり過ぎて破壊することを防止する方法について、図１、図６および図８を参照して説明する。図８に示すように、起動・停止回路Ｘは、バッテリ４１の正極側と分岐点４４の間に、ポリスイッチＰＳ１と、ＰＳ１の両側に並列に配置した緑と赤の２色ＬＥＤと抵抗Ｒ４からなる過負荷表示部分（図１における過負荷表示ランプ２９）から構成されている過負荷防止回路を有している。抵抗Ｒ４は分岐点４２と赤色ＬＥＤ６０の間に配置される。この過負荷保護回路はバッテリの負極側に近いところに配置されていてもよく、また過負荷表示ランプ２９は見やすい所であればどこでもよいが、例えば図６に示すようにフレーム１０ｂの外側のモータ６のそばに配置される。吸引・吐出の操作中、付加が大きくなく、また電気回路に異常なく規定内の電気が流れているときは、ポリスイッチＰＳ１は導電性があり抵抗値が小さく、分岐点４３の電位は高いため、緑色ＬＥＤ５９に導通し強く発光し、これに比べ赤色ＬＥＤ６０は流れる電流が小さく発光が弱いため、過負荷表示ランプ２９は緑色を表示する。粘性材料の粘度が高すぎるなどにより、電動モータ６に負荷がかかり過ぎたとき、発熱によりポリスイッチＰＳ１の抵抗が増大し、ＰＳ１に電気が流れなくなり、電動モータ６が回転を停止するため、吸引吐出装置１が破壊するのを防止することができる。このとき、分岐点４３の電位が下がり、分岐点４２から赤色ＬＥＤ６０に流れる電流の電位差の方が大きくなるため、赤色ＬＥＤ６０の方が強く発光し危険を表示できる。危険を察知しトリガ１２を引くのを止めて元に戻し、吸引・吐出動作を停止すると、ポリスイッチＰＳ１の温度が低下し始め、導電性が回復するため、起動・停止回路Ｘに電流が流れるようになり、吸引吐出装置１を再び使用することが可能となる。
【００６５】
次に、電動式吸引吐出装置１の電源である、バッテリ４１について、図１、図２および図６を参照して説明する。図１には、図が不明確になるためバッテリ４１は表示していないが、本体部２の外装板１０ｃの内側で、ナット７に対して回路基板３０とは反対側、すなわち図２においてノズル４０方向から見て左側、また図６において、モータ６側からみて右側に、バッテリ４１が配置され、電気回路に接続している。バッテリ４１は、放電後に充電できるように、本体部２から取り外し可能に配置される。なお、バッテリ４１は、筐体の外側に配置してもよいし、またグリップ１１を箱状に形成し、その内部に配置してもよい。バッテリ４１としては、繰り返し充電することができる二次電池である、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、ニッケル・カドミウム電池などが挙げられるが、大容量で放電出力が大きく、且つ軽量で、また破裂などの危険性が小さく、さらにはカドミウムなどの環境に悪影響を与える物質を使用していない点でニッケル水素電池が好ましい。
【００６６】
以上のように、作業者にとっては、本発明の電動式吸引吐出装置１を使用する限り、粘性材料の吸引および吐出工程のいずれにおいても、吸引および吐出の作業が手動ではなく電動で行なわれるので、従前の作業よりも負担が大幅に軽減される。
【００６７】
そして、粘性材料の吐出時間が所定の時間（Ｔ１）を超えた場合は、吐出作業を停止した瞬間に電動モータが逆回転して残存吐出を防止し、吐出時間が所定の時間（Ｔ１）以下の短時間であった場合は、吐出作業を停止しても電動モータが逆転することなく停止するが、この場合は吐出時間が短時間のため、残存吐出を生じない。これにより、吐出時間の長短にかかわらず残存吐出のない、精度が高くかつ高速の吐出作業が可能な、コンパクトで、加えて過負荷による吸引吐出装置の破壊を防止することができる、作業性に優れた電動式吸引吐出装置が得られた。
【００６８】
なお、本発明の電動式の吸引吐出装置１で吐出させる粘性材料としては、建築物、土木構築物、自動車などの分野において使用されるシーリング材、塗膜防水材、塗料、接着剤などが挙げられる。これらのうち、シーリング材料は揺変性が付与されていて粘度が極めて高いため、本発明の電動吸引吐出装置１の特徴を最大限に発揮できる点で好適である。
【００６９】
粘性材料を構成する樹脂成分としては、ウレタン系、エポキシ系、ポリサルファイド系、ポリエステル系、アクリル系、シリコ−ン系、変成シリコーン系などの樹脂が挙げられ、これらのうちウレタン系、ポリサルファイド系、または変成シリコーン系の樹脂がシーリング材の構成樹脂成分として適しており好ましい。
【００７０】
また、粘性材料の硬化方式としては、湿気などの水分や空気中の酸素を利用して硬化させる１液硬化型、あるいは主剤と硬化剤を混合して硬化させる２液硬化型があるが、比較的粘度が高い１液硬化型、特に１液湿気硬化型に本発明の電動式吸引吐出装置１を適用すると、効果的である。
【実施例】
【００７１】
次に、本発明の実施例を以下に示すが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、粘性材料として一液湿気硬化型ウレタン系シーリング材を使用した。
【００７２】
（作製例１） 電動式シーリング材吸引吐出装置Ａの作製
前記図１〜図８に示す形に形成し、図８におけるコンデンサＣ１として三洋電子部品社製の電解コンデンサ（規格：耐圧１０Ｖ、容量１０μＦ）を使用し、図９および図１０におけるＴ１が１秒となるように、抵抗Ｒ３の抵抗値を１００ｋΩに設定した。そして第１の可変抵抗器２１（Ｒ１）として東京コスモス社製の可変抵抗器（規格：径１６ｍｍ、Ｂ型１０ｋΩ、型番：ＲＶ１６ＹＮ １５ＳＢ１０３）、第２の可変抵抗器２７（Ｒ２）として５ｋΩの可変抵抗器（規格：径１６ｍｍ、Ｂ型５ｋΩ）、ポリスイッチＰＳ１としてポリスイッチ（規格：ホールド電流ＩＨ ２．５Ａ、トリップ電流ＩＴ ５．０Ａ、ＰＯ ２．５Ｗ）を使用し、図１における過負荷表示ランプ２９として、２色ＬＥＤランプ（規格：赤と緑の５φ２色、カソードコモン）を使用して、電動式シーリング材吸引吐出装置Ａを作製した。なお、第２の可変抵抗器２７の調節ツマミ２８はダイヤル状に、そして図１におけるシリンダ３の内容量が約５５０ｍＬとなるように形成し、吸い戻しの時間幅τが０．５秒となるようにタイマ回路を設定した。
【００７３】
（作製例２） 電動式シーリング材吸引吐出装置（比較Ｂ）の作製
作製例１において、コンデンサＣ１、第２の可変抵抗器２７（Ｒ２）、ポリスイッチＰＳ１および過負荷表示ランプ２９を使用せず、第２の可変抵抗器２７（Ｒ２）の代わりに、作業者が自由に抵抗値を変えることのできない半固定抵抗を使用して、電動式シーリング材吸引吐出装置（比較Ｂ）を作製した。
【００７４】
（作製例３） 目地の作製
サイディング（ニチハ社製、モエンサイディング−Ｍ、厚さ１２ｍｍ）を長さ１．５ｍに切り出したものを合板の表面に幅８ｍｍの間隔を開けて並べ、ビスで固定して目地を作製した。次いでこの目地に厚さ２ｍｍ×幅８ｍｍ×長さ１．５ｍのバックアップ材を挿入した後、目地の両側にマスキングテープを貼付し、幅８ｍｍ×長さ１．５ｍ×深さ１０ｍｍの目地を必要数作製し、目地の長さ方向が垂直縦方向になるように屋外に設置した。
【００７５】
（実施例１）
作製例１で得た電動式シーリング材吸引吐出装置Ａを使用し、内容量６Ｌのプラスチック製ペール缶に詰めた一液湿気硬化型ウレタン系シーリング材（オート化学工業社製、オートンサイディングシーラント）を、内容量約５５０ｍＬのシリンダ内にトリガを引いて電動で吸引しシーリング材を満たした。次いで内口の幅８ｍｍのノズルを取り付け、作製例３で作製した幅８ｍｍの目地の最上部にノズルを当て、トリガを約０．５秒間引いては元に戻す動作、すなわちシーリング材を約０．５秒吐出した後停止する動作を繰り返しながら、ノズルを下方向に移動させ、長さ１．５ｍの目地内にシーリング材を充填し、余分のシーリング材をヘラでかきとり表面を平らにしてシーリング目地を形成し、これを試験体１とした。この際、シーリング材の吐出を停止した時、瞬間吸引する動作はなく、かつ残存吐出も発生しないため、きれいなシーリング目地を形成することができた。
【００７６】
次いでこの試験体１を７日間屋外に放置し硬化させた後、表面を観察し、硬化物表面がきれいで異状のないことを確認し、次に硬化したシーリング材部分をカッターで切り取り、内部に気泡や亀裂のないことを確認した。
【００７７】
（実施例２）
実施例１において、シーリング材を目地内に充填する際、トリガを１回引き、一度に１．５ｍの目地にシーリング材を充填した後、トリガを元に戻し吐出を停止した以外は同様にして、試験体２を作製した。この際、シーリング材の吐出を停止した時、瞬間吸引動作をするため残存吐出は発生せず、きれいなシーリング目地を形成することができた。吐出時間は約６秒であった。
【００７８】
次いでこの試験体２を７日間屋外に放置し硬化させた後、表面を観察し。硬化物表面がきれいで異状のないことを確認し、次に硬化したシーリング材部分をカッターで切り取り、内部に気泡や亀裂のないことを確認した。
【００７９】
（比較例１）
実施例１において、作製例１で得た電動式シーリング材吸引吐出装置Ａの代わりに、作製例２で得た電動式シーリング材吸引吐出装置（比較Ｂ）を使用した以外は同様にして、試験体比較１を作製した。この際、残存吐出は生じなかったが、約０．５秒吐出の後、瞬間吸引し、再度約０．５秒吐出する動作を繰り返すため、気泡を巻き込み、シーリング材の表面に凹凸が認められた。
【００８０】
次いでこの試験体比較１を７日間屋外に放置し硬化させた後、表面を観察し、硬化物表面に凹凸があるのを認め、次に硬化したシーリング材部分をカッターで切り取り観察したところ、内部に気泡および亀裂があることを確認した。
【００８１】
（比較例２）
実施例２において、作製例１で得た電動式シーリング材吸引吐出装置Ａの代わりに、作製例２で得た電動式シーリング材吸引吐出装置（比較Ｂ）を使用した以外は同様にして、試験体比較２を作製した。この際、残存吐出は生じないため、シーリング材の表面はきれいであった。
【００８２】
次いでこの試験体比較２を７日間屋外に放置し硬化させた後、硬化したシーリング材部分をカッターで切り取り、内部に気泡および亀裂がないことを確認した。
【００８３】
（実施例３）
作製例１で得た電動式シーリング材吸引吐出装置Ａを使用し、２３℃の室内において、内容量６Ｌのプラスチック製ペール缶に詰めた一液湿気硬化型ウレタン系シーリング材（オート化学工業社製、オートンサイディングシーラント）を、内容量約５５０ｍＬのシリンダ内にトリガを引いて電動で吸引しシーリング材を満たし、内口の幅８ｍｍのノズルを取り付けた。
【００８４】
この状態で、ツマミ２８を回転させ第２の可変抵抗器の抵抗値を最小にし、トリガを最大限に引いてシーリング材を吐出させたとき、トリガを引き始めた時から５５０ｍＬを吐出し終わるまでの時間は４２秒であった。
【００８５】
前記同様にして、第２の可変抵抗器の抵抗値を最小にし、トリガを少し引いたときの吐出時間は９８秒であった（これを最大吐出時間Ａと称す）。
【００８６】
前記同様にして、第２の可変抵抗器の抵抗値を最大にし、トリガを最大限に引いてシーリング材を吐出させたとき、トリガを引き始めた時から吐出し終わるまでの時間は１４秒であった（これを最小吐出時間Ａと称す）。
【００８７】
前記同様にして、第２の可変抵抗器の抵抗値を最大にし、トリガを少し引いたときの吐出時間は６７秒であった。
【００８８】
したがって、このときの最大吐出時間幅Ａ＝最大吐出時間Ａ−最小吐出時間Ａ＝８４秒であり、後記の比較例３の最大吐出時間幅Ｂ＝４４秒に比べ、１．９倍の吐出時間幅を有し、良好であった。
【００８９】
（比較例３）
作製例２で得た電動式シーリング材吸引吐出装置（比較Ｂ）を使用し、２３℃の室内において、内容量６Ｌのプラスチック製ペール缶に詰めた一液湿気硬化型ウレタン系シーリング材（オート化学工業社製、オートンサイディングシーラント）を、内容量約５５０ｍＬのシリンダ内にトリガを引いて電動で吸引しシーリング材を満たし、内口の幅８ｍｍのノズルを取り付けた。
【００９０】
この状態で、トリガを少し引いてシーリング材を吐出させたとき、トリガを引き始めた時から吐出し終わるまでの時間（最大吐出時間Ｂ）は６０秒であった。
【００９１】
同様にして、トリガを最大限に引いてシーリング材を吐出させたとき、トリガを引き始めた時から吐出し終わるまでの時間（最小吐出時間Ｂ）は１６秒であった。
【００９２】
したがって、このときの最大吐出時間幅Ｂ＝最大吐出時間Ｂ−最小吐出時間Ｂ＝４４秒であった。
【００９３】
（実施例４）
作製例１で得た電動式シーリング材吸引吐出装置Ａを使用し、内容量６Ｌのプラスチック容器に詰めた一液湿気硬化型ウレタン系シーリング材（オート化学工業社製、オートンサイディングシーラント）を５０℃の恒温槽中に２０日間置いて増粘させ、これを５℃の室内に３日間放置後、５℃の室内において内容量約５５０ｍＬのシリンダ内にトリガを引いて電動で吸引しシーリング材を満たした。この際電動で吸引することは可能であった。
【００９４】
次いで内口の幅８ｍｍのノズルを取り付けトリガを引いて吐出を開始した。電動モータの回転速度は通常より遅く、吐出の途中、過負荷表示ランプが緑色から赤色に変化したのが確認できた。そのまま吐出を続けたところ、ポリスイッチが作動し電動モータが停止したため、トリガを元に戻し吐出作業を中止した。吐出作業を中止してから１０分間放置後、再度トリガを引くことによりシーリング材を吐出することができ、吐出作業を再開できた。
【００９５】
（比較例４）
実施例４において、作製例２で得た電動式シーリング材吸引吐出装置（比較Ｂ）を使用した以外は同様にして、内容量約５５０ｍＬのシリンダ内にトリガを引いて電動で吸引しシーリング材を満たした。この際電動で吸引することは可能であった。
【００９６】
次いで内口の幅８ｍｍのノズルを取り付けトリガを引いて吐出を開始した。電動モータの回転速度は通常より遅く熱を帯び始めたが、かまわず吐出を続けたところ、ついに電動モータが発煙し始めたため、この時点でトリガを元に戻し吐出作業を停止した。したがって最後まで吐出することはできなかった。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の電動式吸引吐出装置の一例を示す全体図である。
【図２】図１の電動式吸引吐出装置１をノズル４０側から見た側面図である。
【図３】図１の電動式吸引吐出装置１の本体部２の回転歯車８，従動歯車９，ナット７およびその近傍のロッド４を拡大して示す断面図である。
【図４】図１の電動式吸引吐出装置１の回転歯車８、従動歯車９、ナット７およびその近傍のロッド４の関係を拡大して示す斜視図である。
【図５】図１の電動式吸引吐出装置１の、ロッド４がフレーム１０ｂを貫通する近傍の、キー溝１５とキー１６とリミットスイッチＬＳ１、ＬＳ２およびリミットスイッチ作動板２０の関係を拡大して示す断面図である。
【図６】図１の電動式吸引吐出装置１をモータ６の側から見た側面図である。
【図７】図１の電動式吸引吐出装置１のグリップ１１の根元付近の、グリップ１１とトリガ１２と可変抵抗器２１の動作関係を示す簡略化した斜視図である。
【図８】図１の電動式吸引吐出装置１の回路基板３０上に設けられる電気回路の一例を示す回路図である。
【図９】吐出時間が長いときの図８の電気回路における電圧信号の時間軸上の状態変化を示すタイミングチャートである。
【図１０】吐出時間が短いときの図８の電気回路における電圧信号の時間軸上の状態変化を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００９８】
１ 吸引吐出装置
２ 本体部
３ シリンダ
３ａ 先端側開口部
３ｂ 取付側開口部
３ｃ ねじ部
４ ロッド
５ ピストン
５ａ リング状パッキン
６ 電動モータ
６ａ 回転シャフト
７ ナット
８ 回転歯車
９ 従動歯車
１０ａ フレーム
１０ｂ フレーム
１０ｃ 外装板
１１ グリップ
１２ トリガ
１３ 支点軸
１４ スプリング
１５ キー溝
１５ａ キー溝端面
１６ キー
１６ａ キー端部
１７ キー固定板
１７ａ キー固定板下端部
１８ａ、１８ｂ 固定ボルト
１９ａ、１９ｂ スプリング
２０ 吐出側リミットスイッチ作動板
２１ 第１の可変抵抗器
２１ａ 回転軸
２２ 止めネジ
２３ 回転腕
２４ 通し棒
２５ 取付板
２６ 止め具
２７ 第２の可変抵抗器
２８ 調節ツマミ
２９ 過負荷表示ランプ
３０ 回路基板
３１ ピン
３２ａ、３２ｂ ボールベアリング
３３ａ、３３ｂ 固定具
３４ 固定具
３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ ボルト
３６ａ、３６ｂ ボルト
３７ 固定具
３８ スペーサ
３９ 連結治具
４０ ノズル
４１ バッテリ
４２、４３、４４、４５ 分岐点
４６、４７ モータの極
４８、４９、５０ 分岐点
５１ ＯＲ回路
５２ ＡＮＤ回路
５３ タイマ回路
５４ ＰＷＭ回路
５５、５６、５７，５８ 分岐点
５９ 緑色ＬＥＤ
６０ 赤色ＬＥＤ
６１ 分岐点
Ｓ１ 切替えスイッチ
Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ リレースイッチ
Ｓ２ 起動・停止スイッチ
ＲＬ１ リレー
ＰＳ１ ポリスイッチ
Ｔｒ１ スイッチングトランジスタ
Ｔｒ２ スイッチングトランジスタ
ＬＳ１ 吸引側リミットスイッチ
ＬＳ２ 吐出側リミットスイッチ
Ｃ１ コンデンサ
Ｍ 電動モータ
Ｒ１ 第１の可変抵抗
Ｒ２ 第２の可変抵抗
Ｒ３ 抵抗
Ｒ４ 抵抗
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘性材料の吸引および吐出を行なうための電動式吸引吐出装置であって、
該装置は、本体部とシリンダとからなり、
該本体部は、ロッドと、該ロッドに結合されたピストンと、該ロッドの移動を喚起する電動モータと、該電動モータに電源から電力を供給するための電気回路とを有し、
該電気回路は、論理回路と、タイマ回路と、コンデンサおよび抵抗からなる放電回路とを有し、
粘性材料の吐出動作を停止した時、該吐出動作が所定の時間を超えていた場合は、該ピストンが一定の時間τだけ吸引動作方向に移動し、該吐出動作が所定の時間以下であった場合は、該ピストンが吸引動作方向に移動することなく停止するように構成されていることを特徴とする、電動式吸引吐出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動式吸引吐出装置であって、
該本体部が、さらに該ロッドの中心軸まわりに回転可能に螺嵌したナットと、該ロッドが貫通するフレームを有し、
該電動モータが該ナットを回転させることにより該ロッドの移動を喚起し、該ロッドに設けたキー溝と、該フレームに設けたキーからなる回転拘束手段により、該ロッドが、自ら回転することなく、該ナットの回転方向に応じ、該ロッドの中心軸に沿って往復運動するように構成されている電動式吸引吐出装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電動式吸引吐出装置であって、
該本体部が、さらに吸引側および吐出側のリミットスイッチを備え、
吸引または吐出動作の間に該ピストンが所定の位置に到達した時、該吸引側または吐出側のリミットスイッチが作動して該電動モータの両極を直結する閉回路を形成することにより、該ピストンの移動が停止するように構成されている電動式吸引吐出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電動式吸引吐出装置であって、
該吸引側のリミットスイッチが、該本体部に設けたキーとともに移動する該キーを固定する板と接触することにより作動し、該吐出側のリミットスイッチが、該ロッドに設けた作動板と接触することにより作動する電動式吸引吐出装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の電動式吸引吐出装置であって、
該ピストンの移動速度が該本体部に設けた複数の可変抵抗器により調整される電動式吸引吐出装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電動式吸引吐出装置であって、
該複数の可変抵抗器が２個であり、一方の可変抵抗器の抵抗値が該本体部に設けたトリガの移動距離に応じて変化し、他方の可変抵抗器の抵抗値が該本体部のフレームに設けた調節ツマミの変位に応じて変化し、これにより該電動モータへの供給電力を変化させるように構成されている電動式吸引吐出装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の電動式吸引吐出装置であって、
該電気回路が、さらにポリスイッチと過負荷表示部からなる過負荷防止回路を有する電動式吸引吐出装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の電動式吸引吐出装置であって、
該電気回路が、さらに電源として、該本体部に備えたニッケル水素電池を有する電動式吸引吐出装置。
【請求項１】
粘性材料の吸引および吐出を行なうための電動式吸引吐出装置であって、
該装置は、本体部とシリンダとからなり、
該本体部は、ロッドと、該ロッドに結合されたピストンと、該ロッドの移動を喚起する電動モータと、該電動モータに電源から電力を供給するための電気回路とを有し、
該電気回路は、論理回路と、タイマ回路と、コンデンサおよび抵抗からなる放電回路とを有し、
粘性材料の吐出動作を停止した時、該吐出動作が所定の時間を超えていた場合は、該ピストンが一定の時間τだけ吸引動作方向に移動し、該吐出動作が所定の時間以下であった場合は、該ピストンが吸引動作方向に移動することなく停止するように構成されていることを特徴とする、電動式吸引吐出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動式吸引吐出装置であって、
該本体部が、さらに該ロッドの中心軸まわりに回転可能に螺嵌したナットと、該ロッドが貫通するフレームを有し、
該電動モータが該ナットを回転させることにより該ロッドの移動を喚起し、該ロッドに設けたキー溝と、該フレームに設けたキーからなる回転拘束手段により、該ロッドが、自ら回転することなく、該ナットの回転方向に応じ、該ロッドの中心軸に沿って往復運動するように構成されている電動式吸引吐出装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電動式吸引吐出装置であって、
該本体部が、さらに吸引側および吐出側のリミットスイッチを備え、
吸引または吐出動作の間に該ピストンが所定の位置に到達した時、該吸引側または吐出側のリミットスイッチが作動して該電動モータの両極を直結する閉回路を形成することにより、該ピストンの移動が停止するように構成されている電動式吸引吐出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電動式吸引吐出装置であって、
該吸引側のリミットスイッチが、該本体部に設けたキーとともに移動する該キーを固定する板と接触することにより作動し、該吐出側のリミットスイッチが、該ロッドに設けた作動板と接触することにより作動する電動式吸引吐出装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の電動式吸引吐出装置であって、
該ピストンの移動速度が該本体部に設けた複数の可変抵抗器により調整される電動式吸引吐出装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電動式吸引吐出装置であって、
該複数の可変抵抗器が２個であり、一方の可変抵抗器の抵抗値が該本体部に設けたトリガの移動距離に応じて変化し、他方の可変抵抗器の抵抗値が該本体部のフレームに設けた調節ツマミの変位に応じて変化し、これにより該電動モータへの供給電力を変化させるように構成されている電動式吸引吐出装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の電動式吸引吐出装置であって、
該電気回路が、さらにポリスイッチと過負荷表示部からなる過負荷防止回路を有する電動式吸引吐出装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の電動式吸引吐出装置であって、
該電気回路が、さらに電源として、該本体部に備えたニッケル水素電池を有する電動式吸引吐出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−１２００４（Ｐ２００９−１２００４Ａ）
【公開日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３６３３４（Ｐ２００８−１３６３３４）
【出願日】平成２０年５月２６日（２００８．５．２６）
【出願人】（５０５１９９８０９）
【出願人】（０００１０３５４１）オート化学工業株式会社 (83)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２６日（２００８．５．２６）
【出願人】（５０５１９９８０９）
【出願人】（０００１０３５４１）オート化学工業株式会社 (83)
【Ｆターム（参考）】
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