上色喷嘴的制作方法

专利名称：上色喷嘴的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对诸如具有导电芯线和覆盖所述芯线的绝缘 护套的电线之类的目标物上色的上色喷嘴。
背景技术：
多种电子元件安装在车辆上。因此，线束设置在车辆中以将来自 电池的电力供应至电子元件并将来自计算机的控制信号提供至电子元 件。线束包括多根电线以及附连至电线端部的连接器。
所述电线包括导电芯线和覆盖所述芯线的由绝缘合成树脂制成的 护套。这种电线是所谓的涂塑线。连接器包括端子和接收所述端子的 连接器壳体。所述端子由导电金属板制成，并连接至所述电线的端部 并电连接至电线的芯线。连接器壳体由绝缘合成树脂制成，且为盒状。 通过将连接器壳体连接至电子元件以使电线经由端子电连接至电子元 件，线束向电子元件供应预定的电力或信号。
当装配线束时，首先，电线被切割为特定的长度，去除电线端部 处的护套，并随后将端子附连至电线的端部。接着，必要时，电线彼 此连接。然后，将端子插入连接器壳体中。由此，对线束进行了装配。
芯线的尺寸、护套的材料(例如，耐热性)和在线束中使用的各
电线的目的应当有所区分。使用的目的例如可以是传送气嚢、ABS(防 抱死制动系统)或车辆速度的控制信号、或者供应电力。
通常，在用于线束的电线中，在通过将合成树脂挤压至芯线上而 制成护套之前，具有预定颜色的上色材料与合成树脂混合，从而使护 套具有预定的颜色(参见专利文件1至3)。在这种情况下，必需在改 变电线的外表面之前使挤压制造护套的挤压机停止。在这种情况下， 每次改变电线的颜色时，挤压4几均要停止。因此，制造电线的时间和
3工作量增加，而产率降低。
替代性地，在挤压机挤压护套的同时改变待与合成树脂混合的上 色材料。在这种情况下，就在改变上色材料的颜色之后，合成树脂的 颜色是改变之前的颜色和改变之后的颜色的混合。由此，电线的成材 率降低。
为了防止电线产率的降低和电线成材率的降低，本发明的申请人 提出在制造单色电线之后，在电线的外表面上以预定的颜色上色，并
随后对线束进行装配(见专利文件4)。申请人进一步提出了一种电线 上色装置，其中当对单色电线进行上色时，将特定量的液态上色材料 喷射至电线的外表面，从而通过使上色材料的液滴附着至电线的外表 面而以预定的颜色对电线上色(参见专利文件5)。图9和图10是示 出了上色装置的上色喷嘴的主要部分的截面图。
如图9和图IO所示，上色喷嘴254形成圆柱状，并且包括第一 喷嘴构件237,其将上色材料灌注至内部流路237A中；第二喷嘴构件 250，其设置为相比第一喷嘴构件237更靠近电线；以及连接管，其连 接第一喷嘴构件237和第二喷嘴构件250。第二喷嘴构件250的流路 250A的内径(大约100微米)小于第一喷嘴构件237的流路237A的 内径。进一步地，上色喷嘴254沿其纵向方向的长度大约为0.5微米。 由此，当上色材料从流路237A移动至流路250A时，上色材料的流动 速度增加。因此，上色材料的喷射量是可调节的，而上色材料的喷射 液滴的清晰度增大。
专利文件1:日本公开专利申请No. Hei5-111947 专利文件2:日本公开专利申请No. Hei6-119833 专利文件3:日本7〉开专利申请No. Hei9-92056 专利文件4:国际专利申请No. WO03/019580 专利文件5:日本专利申请No. 2005-01908
发明内容
待由本发明解决的问题然而，常规的上色装置的上色喷嘴254具有以下问题。如上所述， 上色喷嘴254形成为当上色材料从流路237A流动至流路250A时流速 增大。当上色装置停止喷射时，即当将上色材料发送至第一喷嘴构件 237的阀关闭时，具有增大速度的上色材料由于惯性而从上色喷嘴254 射出(参见图9),从而气泡进入上色喷嘴254的流路237A、 250A内 (参见图10)。
由于流路237A、 250A内的气泡，即使当上色装置没有喷射信号 时，上色材料也会从上色喷嘴254滴落。进一步地，由于气泡，上色 喷嘴254中的上色材料被干燥并固化从而可能会堵塞上色喷嘴254。 进一步地，从上色喷嘴254滴落的上色材料附着至靠近电线的顶端面 250b，使得上色材料的喷射方向不稳定。
因此，本发明的目的是提供一种上色喷嘴，其在上色装置停止喷 射上色材料时，通过防止气泡进入上色喷嘴的流路内而防止上色材料 滴落、堵塞上色喷嘴，以及使喷射方向不稳定。
解决问题的方法
为了实现这种目的，根据权利要求l，在此提供了一种上色喷嘴， 特定量的液态上色材料经过所述上色喷嘴喷射至目标物的外表面，从 而通过使所述上色材料的液滴附着至所述目标物的外表面而给所述目 标物上色，所述上色喷嘴包括用于容纳所述上色材料的容器；第一 喷嘴构件，其形成为圆柱状，且所述上色材料在其内流动，所述第一 喷嘴构件与所述容器连通；以及第二喷嘴构件，其形成为圆柱状，且 所述上色材料在其内流动，所述第二喷嘴构件比所述第一喷嘴构件更 靠近所述目标物设置，并且连接至所述第一喷嘴构件，其中，所述第 二喷嘴构件包括小直径部，其内径小于所述第一喷嘴构件的内径； 以及第一大直径部，所述第一大直径部比所述小直径部更靠近所述目 标物设置，并且所述第 一大直径部的内径大于所述小直径部的内径。
根据权利要求2，提供了一种如权利要求1所述的上色喷嘴，其 中，所述第二喷嘴构件比所述小直径部更靠近所述第一喷嘴构件设置，并且进一步包括第二大直径部，所述第二大直径部的内径大于所述小 直径部的内径但小于所述第 一喷嘴构件的内径。
另外，在本说明书中，上色材料是指液态物质，其中上色剂(工 业中使用的有机物质)溶解及分散在水或其它溶剂中。有机物质是染 料或颜料(其中大部分为有机物质和合成物质)。有时，染料用作颜料， 而颜料用作染料。作为更具体的实例，本说明书中的上色材料是上色
液体或涂覆材料。上色液体是这样一种液体，其中染料溶解或分散 在溶剂中。涂覆材料是这样一种材料，其中颜料分散在液体分散剂中。
当上色液体沉积在目标物的外表面上时，上色剂渗透至目标物中。 当涂覆材料沉积在目标物的外表面上时，颜料沉积在外表面上而并不 渗透至目标物中。即，"对目标物的外表面上色，，表示以染料对目标物 的部分外表面染色或以颜料对目标物的部分外表面涂覆。
优选的是，为了将染料可靠地渗透至目标物中或使颜料可靠地沉 积在目标物的外表面上，溶剂和液体分散剂与构成目标物的合成树脂 具有亲和力。
发明效果
根据如权利要求1所述的本发明，当喷射上色材料时，通过将上 色材料从第一喷嘴构件移动至第二喷嘴构件的小直径部而使上色材料 的速度增大，并且上色材料从小直径部的靠近所述目标物的端壁喷射 出。因此，上色材料的喷射量是可以调节的，而上色材料的喷射液滴 的清晰度增加。进一步地，当停止喷射上色材料时，在小直径部中速 度增大的上色材料由于惯性移动至第二喷嘴构件的第一大直径部。当 上色材料从小直径部移动至第一直径部时，上色材料的速度减小，从 而上色材料不会从上色喷嘴喷出，并且上色材料停止，从而上色材料 的液体表面沉积在第一大直径部的靠近目标物的端壁的同一表面上。 接着，大气压力使上色材料返回至上色喷嘴内，而上色材料的液体表 面设置在小直径部的靠近目标物的端壁的同一表面处。因此，防止气泡进入上色喷嘴的流路，并且因此，可以提供一种能够防止上色材料 滴落、堵塞上色喷嘴，并且喷射方向不稳定的上色喷嘴。进一步地， 因为防止了喷嘴的堵塞，所以传统上在上色材料开始喷射之前进行上 色材料的预喷射是不必要的，从而可以减少上色材料的用量。
根据本发明的权利要求2,因为第二大直径部介于第一喷嘴构件 和第二喷嘴构件的小直径部之间，所以从第一喷嘴构件至小直径部， 内径逐渐减小。因此，可以对经过这些流路的上色材料的流速进行精 细地调节。


图1示出了具有根据本发明实施方式的上色喷嘴的电线上色装 置的结构的侧视示意图。
图2是沿图1的线II-II剖切的电线上色装置的上色单元的截面图。
图3示出了图2示出的上色单元的上色喷嘴和电线之间位置关系 的说明图。
图4示出了图2示出的上色单元的上色喷嘴的喷嘴单元的结构的 截面图。
图5中的(a)示出了由图l中示出的电线上色装置上色的电线的 立体图，图5中的(b)是图5 (a)示出的电线的平面图。
图6示出了图4示出的上色喷嘴的主要部分的放大截面图。 图7示出了当图6示出的上色喷嘴停止喷射上色材料时的上色材 料的截面图。
图8示出了当上色喷嘴仍然停止喷射时从图7示出的状态被压回 至上色喷嘴中的上色材料的截面图。
图9示出了当常规的上色喷嘴停止喷射上色材料时上色材料的截 面图。
图IO示出了进入图9示出的常规上色喷嘴的流路中的气泡的截面图。字母或数字的说明
3电线(目标物)
3a电线的外表面
31上色喷嘴
35插入构件(容器)
37第一喷嘴构件
50第二喷嘴构件
151第二大直径部
152小直径部
153第一大直径部
具体实施例方式
下面将参考图l至图8对根据本发明实施方式的上色喷嘴31进行 解释。图3和图4示出的上色喷嘴31安装在图l示出的构造成对作为 目标物的电线3上色的电线上色装置l上。上色装置l将电线3切割 为特定的长度，并在电线3的一部分外表面3a上形成标记6。即，上 色装置1对作为目标物的电线3的外表面3a上色，也即施加标记。
作为目标物的电线3组成了构造为设置在作为移动本体的车辆中 线束。如图5(a)所示，电线3包括导电芯线4和绝缘护套5。芯线4 通过缠绕多根基本电线形成。基本电线由导电金属制成。芯线4可以 由单根基本电线组成。护套5由诸如聚氯乙烯(PVC)之类的合成树 脂制成。护套5覆盖芯线4。因此，电线3的外表面3a是护套5的外 表面。
护套5是单一的颜色P。期望的上色材料可以与护套5的合成树 脂混合，以将电线3的外表面3a的颜色制成单一的颜色P，或者替代 性地，单一的颜色P可设定为合成树脂本身的颜色，而不必将上色材 料添加至护套5的合成树脂。在后一种情况时，电线3的外表面3a 不被上色，即护套5不被上色。电线3的外表面3a不被上色，或具有 诸如白色之类的单一的颜色。由多个斑点7组成的标记6形成在电线3的外表面3a上。斑点7 具有不同于单一的颜色p的颜色B(在图5中由平行斜线表示)。斑点 7在如图5所示的平面图中是圆形的。多个斑点7根据预定的图案沿 电线3的纵向方向设置。彼此相邻设置的斑点7的中心之间的距离是 预定的。
多组电线3捆扎起来，而连接器则附连至电线3的相应端部，由 此构成线束。连接器与车辆等中的各种电子元件的相应匹配连接器耦 连，从而线束的电线3将各种信号和电力传送至电子元件。
通过改变标记6的各个斑点7的颜色B,可以将电线3彼此区分 开。在附图中，作为实例，电线3的所有斑点7的颜色B设定为是一 样的，然而，相应斑点7的颜色B可以根据需要而改变。颜色B用于 区分线束或电线系统中的电线3的类型。即，颜色B用于区分线束中 的电线3的类型或其使用目的。
如图1所示，上色装置1包括框架10、引导辊11、 一对传输辊 12、拉直单元13、松弛吸收单元14、上色单元15、管道16、编码器 17、切割机18、以及控制器19。
框架IO安装在例如工厂的地面上，并且水平延伸。引导辊ll以 可旋转的方式安装在框架10的端部上。没有标记6的连续电线3缠绕 在引导辊ll上。引导辊11将电线3依次传送至拉直单元13、松弛吸 收单元14、上色单元15、管道16、编码器17、以及切割机18。
成对的传输辊12安装在框架10的另一端上。成对的传输辊12 由框架10以可旋转的方式支撑，并且竖直地排列。传输辊12通过例 如马达(未示出)沿彼此相反的方向旋转相同的转数。成对的传输辊 12接收电线3,并沿电线3的纵向方向从引导辊11上拉拽电线3。
传输辊12沿电线3的纵向方向传送电线3,从而使电线在纵向方 向上相对于将在后面描述的上色单元15的上色喷嘴31移动。因此， 电线3沿图1中的箭头K从引导辊11传送至传输辊12。箭头K表示 电线3的传送方向。
在电线3的传送方向K上，拉直单元13设置于引导辊11的下游、
9传输辊12的上游。拉直单元13包括固定至框架10的板状单元本体 20、多个第一辊21、以及多个第二辊22。
第一辊21和第二辊22分别由单元本体20以可旋转的方式支撑。 多个第一辊21水平地(在传送方向K上)布置于电线3的上方。多 个第二辊22水平地(在传送方向K上)布置于电线3的下方。如图1 所示，第一辊21和第二辊22以交错的方式设置。
拉直单元13将通过传输辊12从引导辊11传送的电线3放置在第 一辊21和第二辊22之间并将电线3拉直。进一步地，拉直单元13 通过将电线3放置在第一辊21和第二辊22之间而向电线3提供摩擦 力。即，拉直单元13向电线3提供沿着与传输辊12施加于电线3上 的拉拽力的方向(传送方向K)相反的方向的第一作用力Hl。所述第 一作用力Hl小于传输辊12施加于电线3的拉拽力。因此，拉直单元 13沿电线3的纵向方向拉紧电线3。
在电线3的传送方向K上，松弛吸收单元14设置于拉直单元13 的下游、传输辊12的上游。松弛吸收单元13设置在拉直单元13和将 在后面描述的上色单元15的上色喷嘴31之间。
如图1所示，松弛吸收单元14包括用于支撑成对的引导辊24 的一对支撑框架23，所述支撑框架23固定在框架10上，并且沿电线 3的传送方向K存在一定间隙地设置； 一对引导辊24，其由支撑框架 23以可旋转的方式支撑；用于支撑可移动辊26的支撑框架25，其固 定至框架10并介于成对的支撑框架23之间；以及可移动辊26，其介 于所述引导辊24之间。
引导辊24设置在电线3的下方并引导电线3，通过引导辊24的 外周壁与电线3接触，避免使电线3偏离传送方向K。由此，引导辊 24沿传送方向K引导电线3。
可移动辊26由可移动辊26的支撑框架25以可旋转的方式支撑， 并且能够沿支撑框架25的竖直方向移动。可移动辊26设置在电线3 的上方。可移动辊26以能够沿竖直方向移动的方式被支撑，即以能够 沿垂直于电线3的传送方向K的方向移动的方式被支撑。气缸27包括气缸体28，其固定在可移动辊26的支撑框架25 上，并设置在电线3的上方；以及可伸长的杆29，其可从气缸体28 伸出。可伸长的杆29可从气缸体28向电线3延伸。可移动辊26附连 至可伸长的杆29。通过向气缸体28的内部供应压缩气体，气缸27通 过垂直于传送方向K的方向向下的第二作用力H2 (图1中示出的) 致动可伸长的杆29，即可移动辊26。第二作用力H2小于第一作用力 Hl。
当传输辊12暂时停止传送电线3,以通过切割机18的将在后面 描述的一对彼此靠近的切割刀片48、 49切割电线3时，电线3仍然由 于惯性力沿箭头K传送，从而电线3在成对的引导辊24之间松弛。 这时，在具有上述结构的松弛吸收单元14中，由于气缸27通过第二 作用力H2致动可移动辊26，气缸27的可伸长的杆29伸长而将可移 动辊26移动至例如图1中双点划线示出的位置。这样，松弛吸收单元 14沿垂直于传送方向K的方向作用于如前所述在成对的引导辊24之 间松弛的电线3，并吸收松弛以使电线3保持张紧。
在电线3的传送方向K上，上色单元15设置在松弛吸收单元14 的下游、传输辊12的上游。因此，上色单元15即后述的上色喷嘴31 设置在成对的传输辊12和拉直单元13之间。
如图2所示，上色单元15包括固定至框架10的单元本体30，以 及由单元本体30支撑的多个上色喷嘴31。具有上述结构的上色喷嘴 31将预定量的来自上色材料源32的液态上色材料喷向电线3的外表 面3a，以对电线3的外表面3a的至少一部分上色(或作标记)。所述 上色喷嘴31的详细结构将在下文说明。
所述多个上色喷嘴31沿电线3的传送方向K排列。如图l所示， 单元本体30的五个上色喷嘴31沿电线3的传送方向K排列。如图3 所示，各上色喷嘴31由单元本体30保持在如下状态电线3的最上 部3b位于将在后面描述的第一喷嘴构件37的轴线R的延伸线(图3 中以交替的长短虛线示出)上。各上色喷嘴31沿轴线R喷射上色材 料。即，各上色喷嘴31将特定量的上色材料喷射至电线3的最上部
ii3b。
在本说明书中，使用粘度等于或小于IO毫帕斯卡秒(mPa*s)的 上色材料。上色材料表示一种液体物质，其中上色材料(工业中使用 的有机物质)溶解并分散在水或其他溶剂中。上述的有机物质是染料 或颜料(大部分是有机物质和合成物质)。有时，染料用作颜料，而颜 料用作染料。作为更具体的实例，上色材料是上色液体或涂覆材料。 上色液体是染料溶解或分散在溶剂中的液体。涂覆材料是颜料分散在 液体分散剂中的材料。当上色液体沉积在电线3的外表面3a上时，染 料渗透至涂层5中。当涂覆材料沉积在电线3的外表面3a上时，颜料 沉积在外表面3a上，而并不渗透至涂层5中。因此，"对电线3的外 表面3a上色"表示以染料对电线3的外表面3a的一部分上色或者以 颜料涂覆电线3的外表面3a的一部分。优选的是，溶剂和液体分散剂 与构成涂层5的合成树脂具有亲和力，以使染料可靠地渗透至涂层5 中或允许颜料可靠地设置在外表面3a上。上述的"喷射，，表示液滴状 态的液态上色材料从上色喷嘴31强力地喷向电线3的外表面3a。
在电线3的传送方向K上，管道16设置于上色单元15的下游、 传输辊12的上游。管道16具有圆柱的形状，电线3穿过管道16。未 示出的诸如真空泵之类的吸气构件连接至管道16。吸气构件抽吸管道 16中的气体以防止上色材料的溶剂或液体分散剂填充上色装置1的外 侧。
在电线3的传送方向K上，编码器17设置于传输辊12的下游。 如图1所示，编码器17包括一对转子47。转子47以能够围绕转子47 的轴线旋转的方式被支撑。转子47的外周面接触电线3的外表面3a, 所述外表面3a保持在成对的传输辊12之间。当芯线4即电线3沿箭 头K向前时，转子47旋转。电线3沿箭头K的传送长度与转子47 的转数成正比。
编码器17连接至控制器19。当转子47旋转特定角度时，编码器 17向控制器19输出脉沖信号。即，编码器17测量与电线3沿箭头K 的传送长度相对应的数据，并向控制器19输出该数据。因此，编码器
12417测量对应于电线3的传送长度的数据并向控制器19输出对应于电 线3的传送长度的脉沖信号。通常，编码器17借助电线3和转子47 之间的摩擦来输出对应于电线3的传送长度的脉冲信号。然而，当电 线3的传送长度由于电线3的外表面3a的状况而与脉沖数不一致时， 电线3的运动速度数据可以由用于反馈的另一种方式获得，或者执行 比较的操作。
在电线3的传送方向K上，切割机18设置于编码器17的成对转 子47的下游。切割机18包括成对的切割刀片48、 49。成对的切割刀 片48、 49沿竖直方向排列。成对的切割刀片48、 49彼此同时竖直地 附连及分离。当彼此靠近时，成对切割刀片48、 49将由传输辊12传 送的电线3夹在刀片48、 49之间并切割。接着，成对的切割刀片48、 49彼此分离并与电线3分离。
控制器19是包括已公知的ROM、 RAM、 CPU等的计算机。控 制器19连接至传输辊12、编码器17、切割机18、上色喷嘴31,等等， 以及上色单元15。通过控制这些器件，控制器19控制整个上色装置1。
控制器19存储标记6的预定图案。当特定的脉冲信号即对应于电 线3的传送长度的数据从编码器17输入时，控制器19以预定的时间 间隔向预定上色喷嘴31的线圏40施加电压，以使上色喷嘴31将特定 量的上色材料喷出至电线3上。根据所存储的标记6的预定图案，当 电线3的传送速度变快时，控制器19使喷液的间隔变短，而当电线3 的传送速度变慢时，使该间隔变长。因此，控制器10根据所存储的预 定图案对电线3上色。进一步地，当控制器19基于来自编码器17的 数据判断电线3已移动预定的长度时，控制器19使传输辊12停止并 使成对的切割刀片48、 49彼此靠近并切割电线3。进一步地，控制器 19控制上色喷嘴31的将在后面描述的清洁部64(所述清洁部64并不 对在上色喷嘴31之间的电线3的外表面3a上色)，以使清洁部64每 隔特定时间间隔对上色喷嘴31的喷嘴元件54进行清洁。
接下来，将对上色喷嘴31更详细地进行解释。如图l和图3所示， 上色喷嘴31包括喷嘴单元52、上色材料供应单元53、以及清洁部64。如图4所示，喷嘴单元52包括圆柱形的喷嘴本体34、由喷嘴本体34 接收的插入构件35、入口管36、喷嘴元件54、阀机构38、以及喷嘴 盖55。
插入构件35形成为圆柱状。在插入构件35中形成供上色材料经 过的流道39。流道39填充以由后述的上色材料源32供应的上色材料。 插入构件35是用于接收在本说明书中描述的液态上色材料的接收器。 入口管36与流道39连通，并将上色材料从上色材料源32引导至流道 39内。
如图6所示，喷嘴元件54包括第一喷嘴构件37、第二喷嘴构件 50、以及连接管51。第一喷嘴构件37形成为圆柱状，并与流道39连 通。第一喷嘴构件37将流道39中的上色材料引导至上色喷嘴31的外 部。第一喷嘴构件37的内径小于喷嘴本体34的内径也即流道39的外 径。第一喷嘴构件37与喷嘴本体34共轴。第一喷嘴构件37由不锈钢 制成。
第二喷嘴构件50相比第一喷嘴构件37要更靠近电线3，并形成 圆柱状。第二喷嘴构件50由聚醚醚酮(下文称为"PEKK")制成。 第二喷嘴构件50的外径等于第一喷嘴构件37的外径。由此，喷嘴元 件54形成上色材料流经其内侧的管状，并与插入构件35连通。
进一步地，第二喷嘴构件50包括内径小于第一喷嘴构件37的 第二大直径部151;内径小于第二大直径部151的小直径部152,其相 比第二大直径部151更靠近电线3地设置；以及内径大于小直径部152 的第一大直径部153，其相比小直径部152更靠近电线3地设置。如 图6所示，第二喷嘴构件50的内壁形成阶梯状。因此，第二喷嘴构件 50的靠近第一喷嘴构件37的端壁50a从第一喷嘴构件37的内壁向着 第一喷嘴构件37的内部突出。进一步地，在本实施方式中，小直径部 152的内径是90微米，而第二大直径部151和第一大直径部153的内 径是125微米。进一步地，小直径部152、第二大直径部151、以及第 一大直径部153沿喷嘴元件54的纵向方向的长度是0.5微米。第二喷 嘴构件50与第一喷嘴构件37共轴，并连接至第一喷嘴构件37。
14第一喷嘴构件37和第二喷嘴构件50之间设置有不透水的密封件。 上色材料沿由箭头Q表示的第一喷嘴构件37的纵向方向流经第一喷 嘴构件37和第二喷嘴构件50。即，小直径部152、第二大直径部151、 以及第一大直径部153构成笫二喷嘴构件50的流道。箭头Q示出了 上色材料的流动方向。
连接管51形成圆柱状，并由合成树脂制成。连接管51的内径基 本等于第一喷嘴构件37和第二喷嘴构件50的外径。连接管51安装于 第一喷嘴构件37和第二喷嘴构件50的外壁，并连接第一喷嘴构件37 和第二喷嘴构件50。进一步地，连接管51能够使第二喷嘴构件50与 第一喷嘴构件37分离。
阀机构38包括线圏40、阀本体41、以及螺旋弹簧42。线圏40 形成在流道39外部并嵌入插入构件35中。电流从外部施加至线圏40。 阀本体41包括导电主体43和阀44。主体43包括一体的圆柱体45和 延续至圆柱体45端部的盘状部46。
主体43的盘状部46面向第一喷嘴构件37的基部端37a。主体43 在圆柱体45的纵向方向平行于喷嘴本体34的纵向方向的状态下接收 在流道39中。主体43即阀本体41以能够沿圆柱体45的纵向方向即 喷嘴本体34的纵向方向移动的方式形成。
阀44附连至主体43的盘状部46。即，阀44接收在插入构件35 中。阀元件44面向第一喷嘴构件37的基部端37a。因为阀44附连至 主体43的盘状部46，所以阀44能够附连至第一喷嘴构件37的基部 端37a或与其分离。
因此，阀元件44能够在如图4中双点划线示出的打开位置和图4 中实线示出的闭合位置之间附连至基部端37a或与其分离。在打开位 置，阀44与基部端37a分离，从而上色材料可以流经喷嘴构件37和 第二喷嘴构件50以喷向电线3的外表面3a。在闭合位置，阀44附连 至基部端37a，从而上色材料不能流经喷嘴构件37喷向电线3的外表 面3a。由此，阀44附连至基部端37a或与其分离来控制上色材料从 喷嘴元件54的喷射。螺旋弹簧42沿阀44附连至第一喷嘴构件37的基部端37a的方向 作用于盘状部46。
喷嘴盖55包括盖本体56，其外径沿其轴向是恒定的，而其内 径逐步改变；以及喷嘴固定构件57。盖本体56附连至单元本体30。 盖本体56接收喷嘴单元52，使得喷嘴单元52的喷嘴本体34安装 在台阶部59上，喷嘴单元52的入口管36定位于上方，而喷嘴构件 37、 50定位于下方。
在盖本体56中，密封圏60安装在台阶部59和喷嘴单元52的喷 嘴本体34之间，用于保持其不透水。在盖本体56和喷嘴构件37、 51 即喷嘴元件54之间形成空间61。空间61的下方敞开。因此，喷嘴盖 55允许经过喷嘴元件54喷射的上色材料沉积在电线3上。盖本体56 的面向电线3的端壁56a相比于第二喷嘴构件50的面向电线3的顶端 壁50b更靠近电线3设置。
如图2所示，喷嘴固定构件57安装在盖本体56上并将喷嘴单元 52固定至盖本体56。喷嘴固定构件57将盖本体56和喷嘴单元52共 轴地固定。
如图2和图3所示，上色材料供应单元53包括多个作为上色液体 供应构件的上色材料源32。各上色材料源32是用于接收上色材料的 接收器，并将上色材料供应至上色喷嘴31的入口管36。各上色材料 源32对应于各上色喷嘴31。供应至上色喷嘴31的上色材料的颜色B 各上色材料源32之间可以不同或相同。来自后述的加压气体源33的 加压气体供应至上色材料源32。
如图3所示，清洁部64包括清洁液体供应部65和清洁液体排放 部66。清洁液体供应部65包括第一容器67、加压空气源33、第一管 道68、以及第一阀69。
第一容器67是用于接收清洁液体的接收器，并将清洁液体供应至 喷嘴盖55的盖本体56和喷嘴元件54之间的空间61中，即供应至喷 嘴盖55内。第一容器67可以对应于每个上色喷嘴31分别安装，或仅 安装一个以用于所有的上色喷嘴31。清洁液体表示诸如溶剂或分散液
16体之类的液体物质，其中工业用的构成上色材料的有机物质可以溶解 或分散在这些液态物质中。优选的是，清洁液体在室温时不挥发。
加压气体源33将加压气体供应至各上色材料源32和第一容器 67。因而，加压气体源33对接收在上色材料源32中和上色喷嘴31 的插入构件35中的上色材料、以及接收在第一容器67中和上色喷嘴 31内的空间61中的清洁液体进行加压。
因为加压气体源33对接收在上色材料源32中和上色喷嘴31的插 入构件35中的上色材料加压，所以当其中一个上色喷嘴31的阀44 与第一喷嘴构件37的基部端37a分离时，接收在流道39中的上色材 料迅速经过第一喷嘴构件37和第二喷嘴构件50喷出。
第一管道68将加压空气源33连接至第一容器67,并与空间61 即喷嘴盖55的内部连通。第一管道68将第一容器67中的上色液体引 导至空间61即喷嘴盖55内。
第一阀69安装在位于第一容器67和上色喷嘴31的喷嘴盖55之 间的第一管道68上。当第一阀69打开时，清洁液体从第一容器67 供应至空间61即喷嘴盖55内。当笫一阀69闭合时，清洁液体停止从 第一容器67供应至空间61即喷嘴盖55内。通过上述的结构，清洁液 体供应部65将清洁液体从第一容器67供应至喷嘴盖55内。
如图3所示，清洁液体排放部66包括第二容器70、吸气器71、 第二管道72、以及第二阀73。
第二容器70接收从空间61即喷嘴盖55内排放的清洁液体。第二 容器70可以是为多个且分别附连至各个上色喷嘴31，或仅有一个且 附连至所述的多个上色喷嘴31。
吸气器71由诸如真空泵或真空发生器之类的器件制成，并吸出第 二容器70中的气体。吸气器71通过吸出第二容器70中的气体而将喷 嘴盖55中的清洁液体吸向第二容器70。
第二管道72连接吸气器71和第二容器70，并与空间61即喷嘴 盖55内连通。第二管道72将空间61即喷嘴盖55内的清洁液体引导 至第二容器70。第二阀73安装在位于第二容器70和各上色喷嘴31的喷嘴盖55之间的第二管道72上。当第二阀73打开时，第二阀73将空间61即喷嘴盖55内的清洁液体引导至第二容器70。当第二阀73闭合时，清洁液体停止从空间61即喷嘴盖55内引导至第二容器70。通过上述的结构，清洁液体排放部66将空间61即喷嘴盖55内的清洁液体排放至喷嘴盖55的外部。清洁部64通过将清洁液体供应至喷嘴盖55内而至少对喷嘴元件54的靠近电线3的末端进行清洁。
具有上述结构的上色喷嘴31经过入口管36将上色材料从上色材料源32引导至流道39。进一步地，通过螺旋弹簧42的作用力，在不向线圈40通电时，阀44接触第一喷嘴构件37的基部端37a以将上色材料限定在流道39中。当根据来自控制器19的指令对电线3的外表面3a进4亍上色时，电流作用于线圏40，而附连至盘状部46的阀44克服螺旋弹簧42的作用力与第一喷嘴构件37的基部端37a分离。接着，存储在流道39中的上色材料沿箭头Q流经第一喷嘴构件37和第二喷嘴构件50的内部。接着，上色喷嘴31从第二喷嘴构件50喷射上色材料。
当喷射上色材料时，沿轴线R和箭头Q流经第一喷嘴构件37和第二喷嘴构件50的上色材料部分地碰撞第二喷嘴构件50的端壁50a。接着，与端壁50a碰撞的部分上色材料产生涡流而搅拌上色材料。因此，上色材料的浓度在整个第二喷嘴构件50的内部保持均勻。
进一步地，因为流道的横截面积逐渐减小，在喷射上色材料时，当上色材料从第一喷嘴构件37内流动至第二喷嘴构件50的第二大直径部151时，从第一喷嘴构件37流动至第二喷嘴构件50的小直径部152的上色材料的流动速度增大。当上色材料从第二大直径部151流动至小直径部152时，流动速度进一步增大。接着，具有较大流动速度的液态上色材料从靠近电线3的小直径部152的端壁50c喷射至电线3的外表面3a。由此，通过减小从第一喷嘴构件37至第二喷嘴构件50的小直径部152的流道的横截面积，上色材料的流动速度可调节至喷射的最佳值，并且还可以对上色材料的喷射量进行调节。进一步
18地，因为流速增大，所以上色材料的喷射液滴的清晰度增加。
另外，当对电线3的外表面3a上色时，第一阀69和第二阀73均闭合，从而在喷嘴盖55内并不填充清洁液体。
进一步地，在上色喷嘴31中，当根据控制器19的指令，停止对电线3的外表面3a上色时，即当停止喷射上色材料时，停止向线圈40施加电流，并且阀本体44接触第一喷嘴构件37的基部端37a。接着，位于第二喷嘴构件50的第二大直径部151和小直径部152处的具有增大流速的上色材料由于惯性而移动至第一大直径部153内。
此时，因为上色材料移动至内径大于小直径部152内径的第一大直径部153，所以上色材料的流动速度减小。因此，流速减小的上色材料停止，从而上色材料的液体表面与第二喷嘴构件50的顶端壁50b处在同一表面处。由此，防止了上色材料溅出第二喷嘴构件50。
另外，当上色材料喷射停止时，接收在喷嘴元件54内的上色材料的量是在没有惯性的情况下、将上色材料的液体表面设置成与小直径部152的端壁50c处在同一表面的上色材料的量。即，由于惯性，从第二大直径部151和小直径部152移动的上色材料将接收在第一大直径部153内。
在上色材料的流速减小、并且上色材料的液体表面处在与第二喷嘴构件50的顶端部50b相同的表面处之后，大气的压力将移动至第一大直径部153内的上色材料推回至小直径部152。如图8中所示，被推压的上色材料的液体表面与小直径部152的端壁50c处在同一表面处。在这种情况下，上色材料只有与小直径部152的端壁50c处在同一表面处的液体表面才接触空气。由此，防止气泡进入喷嘴元件54内，即防止其进入比端壁50c更靠近第一喷嘴构件37的侧部。
进一步地，在上色喷嘴31中，当阀本体44处于闭合位置以停止喷射上色材料之后，第一阀69和第二阀73均打开，吸气器71吸出第二容器70内的气体，并且加压空气源33将加压气体供应至第一容器67内。接着，清洁液体从第一容器67供应至空间61即喷嘴盖55内。供应至空间61内的清洁液体由于例如清洁液体的表面张力而不会从盖本体56的下部向下泄漏，并且喷嘴元件54和盖本体56之间的空间 逐步填充清洁液体。在空间61充满清洁液体之后，清洁液体被引导至 第二容器70。
接着，通过以预先存储在控制器19中的特定时长(诸如十分钟或 二十分钟)打开阀69、 73，上色喷嘴31经由第一容器67将清洁液体 供应至空间61中，并随后第二容器70从空间61接收清洁液体。由此， 上色喷嘴31以清洁液体沖洗喷嘴盖55中的喷嘴元件54的在电线3 这侧的末端。
接着，根据来自控制器19的指令，上色喷嘴31同时闭合阀69、 73。接着，根据来自控制器19的指令，上色喷嘴31以非常短的(诸 如十毫秒)并且先前存储在控制器19中的第二特定时长打开第一阀 69，并随后再次闭合第一阀69。由此，空间61中的清洁液体的液体 表面(界面)和喷嘴盖55的盖本体56的端壁56a设置在同一平面上。 接着，根据来自控制器19的指令，上色喷嘴31以先前存储在控制器 19中的第三特定时长保持这种状态。进一步地，此时，根据来自控制 器19的指令，上色喷嘴31可以闭合第二阀73并在经过所述第二特定 时长之后，上色喷嘴31可以闭合第一阀69，而不是同时闭合阀69、 73。
接着，清洁液体溶解或分散沉积上色喷嘴31的在电线3侧的喷嘴 元件54上的上色材料，并将上色材料从喷嘴元件54的末端清除。由 此，清洁液体从喷嘴元件54上清除沉积在喷嘴元件54上的上色材料 以清洁喷嘴元件54。
接着，根据来自控制器19的指令，在第一阀69闭合时，上色喷 嘴31打开第二阀73，并且吸气器71吸出第二容器70中的气体。接 着，空间61即喷嘴盖55内的清洁液体被引导至第二容器70中。接着， 如图3所示，位于空间61即喷嘴盖55内的清洁液体排放至喷嘴盖55 外。由此，清洁部64清洁喷嘴盖55中的上色喷嘴31的喷嘴元件54 的在电线3—侧的末端。当完成清洁液体从空间61的排放时，上色喷 嘴31闭合笫二阀73。接着，上色喷嘴31以存储在控制器19中的第四特定时长(例如两分钟)、通过清洁液体来清洁空间61即喷嘴盖55 内部，直到对电线3的外表面3a上色。
当具有上述结构的上色装置l在电线3的外表面3a上形成标记6、 即对电线3的外表面3a上色时，首先将引导辊11安装在框架10上。 在切割刀片48、 49彼此分开地设置之后，使巻绕在引导辊ll上的电 线3依次穿过拉直单元13、松弛吸收单元14、上色单元15和管道16 并夹持在成对的传输辊12之间。接着，各上色喷嘴31附连至上色单 元15的相应单元本体30的预定位置，并连接至相应上色材料源32 和第一容器67。接着，加压气体源33连接至上色材料源32和第一容 器67。接着，吸气构件吸走管道16中的气体。
接着，通过旋转传输辊12，电线3从引导辊11上被拉出，并沿 电线3的纵向方向传送。同时，拉直单元13由于第一作用力Hl而提 供摩擦而将电线3保持在拉伸状态。接着，气缸27通过第二作用力 H2致动可移动辊26也即致动电线3。接着，如上所述，上色材料从 上色材料源32供应至上色喷嘴31的流道39，并且清洁液体从第一容 器67供应至空间61。
接着，当特定图案的脉沖信号从编码器17输入控制器19时，控 制器19以特定时间间隔将电流施加于预定的上色喷嘴31的线圏40 并持续特定时长。因而，上色喷嘴31将特定量的上色材料喷射至电线 3的外表面3a上。接着，溶剂或液体分散剂从沉积在电线3的外表面 3a上的上色材料中蒸发，由此电线3的外表面3a由染料上色或被颜 料涂覆。吸气构件经过管道16吸出从沉积在电线3的外表面3a上蒸 发的溶剂或液体分散剂。由此，对电线3的表面3a上色。接着，对喷 嘴盖55内部清洁。
当根据来自编码器17的数据判断传输了特定长度的电线3时，控 制器19停止传输辊12的转动。接着，电线3特别地在松弛吸收单元 14的成对引导辊24之间松弛，而通过第二作用力H2致动的可移动辊 26被移至如图1中双点划线示出的位置。接着，松弛吸收单元14的 气缸27的可伸长的杆29伸长。由此，松弛吸收单元14吸收电线3的松弛。
接着，成对的切割刀片48、 49彼此接近，并切割电线3。由此， 获得如图5所示的外表面3a上具有标记6的电线3。
根据本实施方式，在喷射上色材料时，当上色材料从第一喷嘴构 件37移动至第二喷嘴构件50的小直径部152时，流速增大，并且上 色材料从小直径部152的靠近电线3的端壁50c喷射出。因此，上色 材料的量是可以调节的，并且上色材料液滴的清晰度增加。进一步地， 当停止喷射上色材料时，在小直径部152中具有增大流速的上色材料 由于惯性移动至第一大直径部153内部，并且当上色材料从小直径部 152移动至第一大直径部153时，流速减小。因此，上色材料的液体 表面停止于与第一大直径部153的靠近目标物的端壁相同的平面处， 即停止于与第二喷嘴构件的顶端壁50b相同的平面处。接着，大气压 力使上色材料返回至小直径部152,并且上色材料的液体表面停止于 与小直径部152的端壁50c相同的平面处。因此，防止了气泡进入上 色喷嘴31内，即比端壁50c更靠近第一喷嘴构件37的侧部。因此， 可以提供一种能够防止上色材料滴落、堵塞上色喷嘴、喷射方向不稳 定的上色喷嘴。
在上述实施方式中，第一喷嘴构件37和第二喷嘴构件50彼此分 开，然而，根据本发明，第一喷嘴构件37和第二喷嘴构件50彼此可 以是一体的。进一步地，根据上述的实施方式，第二喷嘴构件50由单 个构件形成。然而，第二喷嘴构件50可由多个具有不同内径的构件组 合形成。进一步地，根据上述的实施方式，第二喷嘴构件50的内壁形 成阶梯状。然而，根据本发明，第二喷嘴构件50的内壁可以形成为锥 形这样来改变内径。进一步地，根据本发明，第二喷嘴构件50至少包 括小直径部152和第一大直径部153。第二喷嘴构件50可以不包括第 二大直径部151。
在本发明中，诸如丙烯酸涂覆材料、墨(染料或颜料)和UV墨 之类的多种材料可用作上色液体或涂覆材料。
在上述的实施方式中，描述了构成设置在车辆中的线束的电线3。
22然而，电线3不仅应用于车辆，而且还可应用于诸如计算机之类的各 种电子装置、或多种电器。
在上述的实施方式中，上色喷嘴31对电线3的外表面3a上色。 然而，上色喷嘴31可以对其它的多种目标物上色。
尽管本发明通过参考附图的实例进行了充分地描述，然而应当理 解的是多种改变和修改对于本领域的技术人员是显而易见的。因此， 除非这些改变和修改脱离在下文限定的本发明范围，均应当解释为包 括在本发明中。
权利要求
1. 一种上色喷嘴，特定量的液态上色材料经过所述上色喷嘴喷射至目标物的外表面，从而通过使所述上色材料的液滴附着至所述目标物的外表面而给所述目标物上色，所述上色喷嘴包括用于容纳所述上色材料的容器；第一喷嘴构件，其形成为圆柱状，且所述上色材料在其内流动，所述第一喷嘴构件与所述容器连通；以及第二喷嘴构件，其形成为圆柱状，且所述上色材料在其内流动，所述第二喷嘴构件比所述第一喷嘴构件更靠近所述目标物设置，并且连接至所述第一喷嘴构件，其中，所述第二喷嘴构件包括小直径部，其内径小于所述第一喷嘴构件的内径；以及第一大直径部，所述第一大直径部比所述小直径部更靠近所述目标物设置，并且所述第一大直径部的内径大于所述小直径部的内径。
2. 如权利要求l所述的上色喷嘴，其中，所述第二喷嘴构件比所 述小直径部更靠近所述第一喷嘴构件设置，并且进一步包括第二大直 径部，所述第二大直径部的内径大于所述小直径部的内径但小于所述 第一喷嘴构件的内径。
全文摘要
一种对电线上色的上色喷嘴，所述上色喷嘴包括用于容纳上色材料的插入构件、连接至所述插入构件的喷嘴元件54等部件。所述喷嘴元件54包括第一喷嘴构件37，其设置在所述插入构件侧；第二喷嘴构件50，设置在所述电线侧；以及连接管51，用于连接所述第一喷嘴构件37和所述第二喷嘴构件50。所述第二喷嘴构件50包括第二大直径部151，其靠近所述第一喷嘴构件37设置，其内径小于所述第一喷嘴构件37的内径；小直径部152，其比所述第二大直径部151靠近所述电线设置，其内径小于所述第二大直径部151的内径；以及第一大直径部153，其比所述小直径部152靠近所述电线设置，其内径大于所述小直径部152的内径。所述第二喷嘴构件50内形成阶梯状。
文档编号B05B5/025GK101500714SQ20078002920
公开日2009年8月5日 申请日期2007年6月8日 优先权日2006年8月8日
发明者杉村惠吾, 镰田毅 申请人:矢崎总业株式会社