CN101758011A - 涂布方法和涂布装置 - Google Patents

Abstract

一种涂布方法和涂布装置，将Y轴用伺服马达(26)的驱动力通过Y轴用滚珠丝杠(18)传递到支承部件(20)，将X轴用伺服马达(40)的驱动力通过花键轴(30)、螺母(32)、带轮(44)、同步带(48)、带轮(46)、旋转轴(50)、锥齿轮(52、54)传递到X轴用滚珠丝杠(58)，由Y轴用伺服马达(26)的驱动使支承部件(20)和涂装枪组件(62)沿Y轴移动，由X轴用伺服马达40的驱动使涂装枪组件(62)沿X轴移动，在该过程中，由涂装枪组件(62)在片(16)上实施涂装。此时，用锥齿轮(52、54)将螺母(32)的旋转(方向)变换90度传递到X轴用滚珠丝杠(58)，由此可简化将X轴用伺服马达(40)的驱动力传递到涂装枪组件(62)的机构的构成。

Description

涂布方法和涂布装置

技术领域

本发明涉及对电解质膜等工件实施涂装的涂布(涂敷)方法和涂布装置。

背景技术

以往，在电解质膜上涂布催化剂墨水时用喷枪进行喷射涂布已为公众所知(参照专利文献1)。

另一方面，在含有由喷枪喷出的涂料的气氛中配置工件时，由于在涂料方面使用具有可燃性的原料，因此，在将驱动喷枪的驱动机构和马达(motor，电动机)等驱动源与工件一起收容在外壳(casing)内时，作为驱动源需要使用防爆规格的结构。但是，若将驱动源做成防爆规格的结构则会使成本上升。

因此，作为对汽车等的工件实施涂装的涂装装置提出了如下装置：将涂装枪和驱动涂装枪的驱动机构收容在防爆结构的外壳中，在外壳的外部配置对驱动机构提供驱动力的驱动源，让连接驱动机构和驱动源的驱动轴穿过被形成在外壳的孔部，使得不需要防爆型的驱动源，从而使得涂装装置的价格低廉化(参照专利文献2)。

专利文献1：日本特开2003-211063号公报

专利文献2：日本特开平11-57554号公报

在以往的技术中，在外壳的外部配置驱动源，使得不需要防爆型的驱动源，因此，可使涂装装置的价格低廉化。

但是，在以往技术中，作为用于将左右往复式马达和摇动式马达的驱动力传递到涂装枪的机构、分别使用具有一对锥齿轮的传递机构、具有一对锥齿轮的左右往复动作机构，因此构成变得复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以简化将马达的驱动力传递到涂装枪等涂布器的机构的构成的涂布方法和涂布装置。

本发明的技术方案(权利要求)1的涂布方法的特征在于：在工件收容室内在下部设置工件载置用板、并在工件收容室内在该工件载置用板上方设置具有涂布器的涂布器组件；

在该工件收容室内，由第1移动机构使上述涂布器组件沿第1直线方向移动，且由第2移动机构使上述第1移动机构沿与上述第1直线方向正交的第2直线方向移动；

从所述工件收容室外，由第1马达驱动所述第1移动机构、而由第2马达驱动所述第2移动机构，使所述涂布器相对于载置在所述工件载置用板的被涂工件进行定位而进行涂布。

技术方案(权利要求)2的涂布方法，在技术方案1所述的涂布方法中，其特征在于，所述第1移动机构通过第1旋转传递机构将所述第1马达的旋转传递到第1旋转螺旋轴、由该第1旋转螺旋轴使所述涂布器组件沿所述第1直线方向移动，而且，

所述第2移动机构通过第2旋转传递机构将所述第2马达的旋转驱动传递到第2旋转螺旋轴，通过该第2旋转螺旋轴使所述第1移动机构沿所述第2直线方向移动。

技术方案(权利要求)3的涂布方法，在技术方案1所述的涂布方法中，其特征在于，所述第1移动机构的所述第1旋转传递机构含有：将通过与所述第2旋转螺旋轴平行且可自由旋转地支承在所述工件收容室的花键轴传递的所述第1马达的旋转变换90度方向而传递到所述第1旋转螺旋轴的旋转方向变换机构。

技术方案(权利要求)4的涂布方法，在技术方案1-3中任一项所述的涂布方法中，其特征在于，所述工件收容室由防爆结构构成。

技术方案(权利要求)5的涂布方法，在技术方案1～4的任何一项所述的涂布方法中，其特征在于，

所述工件为片状，

驱动所述第1马达或第2马达以从所述片状工件的一端到另一端地使所述涂布器沿所述第1直线方向或第2直线方向移动，局部涂布所述片状工件，接着，在驱动所述第2马达或第1马达使所述涂布器移动到了所述片状工件的未涂布部分之后，驱动所述第1马达或第2马达以从所述一端到所述另一端地进行涂布，反复进行所述操作，对所述片状工件的整个面进行涂布。

本发明的技术方案(权利要求)6的涂布装置的特征在于：包括：

设置在工件收容室内下部的工件载置板；

在所述工件收容室内配置在工件载置板的上方的具有涂布器的涂布器组件；

设置在所述工件收容室内、用于使所述涂布器组件沿第1直线方向移动的第1移动机构；

设置在所述工件收容室内、用于使该第1移动机构沿与所述第1直线方向正交的第2直线方向移动的第2移动机构；

设置在所述工件收容室外、驱动所述第1移动机构的第1马达；和

设置在所述工件收容室外、驱动所述第2移动机构的第2马达。

技术方案(权利要求)7的涂布装置，在技术方案6所述的涂布装置中，其特征在于，

所述第1移动机构包括：在所述第1直线方向延伸且螺纹连接于所述涂布器组件的支承体的第1旋转螺旋轴、支承该第1旋转螺旋轴的支承部件、和将所述第1马达的旋转驱动传递到所述第1旋转螺旋轴的第1旋转传递机构；

所述第2移动机构包括：可自由旋转地被支承于所述工件收容室、在所述第2直线延伸且与所述支承部件螺纹连接的第2旋转螺旋轴、和将所述第2马达的旋转驱动传递到所述第2旋转螺旋轴的第2旋转传递机构。

技术方案(权利要求)8的涂布装置的特征在于，在实施方式7所述的涂布装置中，

所述第1旋转传递机构含有：与所述第2旋转螺旋轴平行且可自由旋转地被支承在所述工件收容室内的花键轴、将所述第1马达的旋转传递到花键轴的联轴器、与花键轴花键连接的旋转部件、和将该旋转部件的旋转变换90度方向传递到所述第1旋转螺旋轴的旋转方向变换机构。

技术方案(权利要求)9的装置，在技术方案6～8中任意一项所述的涂布装置中，所述工件收容室由防爆结构构成。

根据本发明，可以由配置在工件收容室的外部的第1马达和第2马达通过配置在工件收容室内的第1和第2移动机构使涂布器组件移动，并用涂布器对工件的整个面进行涂布。

另外，根据本发明，在将工件收容室做成防爆结构时，将第1马达和第2马达配置在工件收容室的外部，因此，使得不再需要用防爆规格的结构构成第1马达和第2马达，可以简化整个涂布装置的构成。

根据本发明，可以简化将各马达的驱动力传递到涂装枪等涂布器的机构的构成。

附图说明

图1是表示本发明的一实施例的涂布装置的要部剖视俯视图。

图2是涂布装置的要部剖视侧视图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的一实施例进行说明。图1是表示本发明的一实施例的涂布装置的要部剖视俯视图，图2是涂布装置的要部剖视侧视图。

在图1中，涂布装置10具有工件收容室12。该工件收容室12其内部处于充满可燃性的涂装液的气氛下，因此，例如由密封的防爆结构构成。在工件收容室12的内部配置有用于固定工件的加热板(hot plate)14。

加热板14形成为大致箱体形状，并用螺栓和螺母固定在工件收容室12的底面。从热介质供给源(未图示)向加热板14的内部供给热介质，在加热板14的上部固定作为工件的例如用于燃料电池的电极的电解质膜片16(sheet)。在这种情况下，加热板14接收来自热介质供给源的热介质的供给，其表面温度例如保持在60～110℃，并使该热量传导到电解质膜片16。

在工件收容室12中的加热板14的周围配置有Y轴用滚珠丝杠18，并且在与Y轴用滚珠丝杠18大致正交的方向配置有支承部件20。

在Y轴用滚珠丝杠18的外周侧形成螺纹部(公螺纹)，在该螺纹部螺纹连接(接合)有支承部件20的螺纹部(母螺纹)。Y轴用滚珠丝杠18在轴向一端侧连接联轴器22，在轴向另一方侧可自由旋转地轴支承在轴承24。在联轴器22连接有Y轴用伺服马达26(servo motor)的旋转轴28。

Y轴用伺服马达26配置在工件收容室12的外部，连接有马达驱动装置(未图示)。若由来自马达驱动装置的脉冲信号使Y轴用伺服马达26正转或反转，Y轴用伺服马达26的旋转力通过联轴器22传递到Y轴用滚珠丝杠18，使Y轴用滚珠丝杠18正转或反转。若Y轴用滚珠丝杠18正转或反转，则与Y轴用滚珠丝杠18的螺纹部螺纹连接的支承部件20沿Y轴用滚珠丝杠18的轴向(箭头Y方向)移动。

另外，在工件收容室12中与Y轴用滚珠丝杠18平行地配置有花键轴(轴)30。

在花键轴30除了其轴向一端侧端部之外形成有由多个齿形成的外花键(方形花键)，在该外花键安装有圆环形的螺母(支承部件)32。螺母32在内周侧设置有可与外花键接合的内花键(方形花键)，可自由旋转地轴支承在被固定在支承部件20的轴承34，并且，内花键与花键轴30的外花键花键连接。

花键轴30的轴向一端侧被连接到联轴器36，轴向另一端侧可自由旋转地轴支承在轴承38。在联轴器36连接有X轴用伺服马达40的旋转轴42。

该X轴用伺服马达40配置在工件收容室12的外部，被连接到马达驱动装置(未图示)。若由来自马达驱动装置的脉冲信号使X轴用伺服马达40正转或反转，则X轴用伺服马达40的旋转力(驱动力)通过联轴器36传递到花键轴30，使花键轴30正转或反转。若花键轴30正转或反转，则与花键轴30的外花键花键连接的螺母32与花键轴30一起正转或反转。

此时，螺母32在轴支承于支承部件20的轴承34的状态下正转或反转，另一方面在Y轴用伺服马达26正转或反转，伴随Y轴用滚珠丝杠18的正转或反转，支承部件20沿Y轴用滚珠丝杠18的轴向(箭头Y方向)移动时，螺母32在轴支承在支承部件20的轴承34的状态下，与支承部件20的移动相配合，沿花键轴30的轴向(箭头Y方向)移动。

另外，在螺母32外周面沿花键轴30的径向固定有圆环状的带轮44。与该带轮44相对向地配置有带轮46，在带轮44、46分别安装有同步带48。即，使得花键轴30的旋转力通过螺母32、带轮44、同步带48被传递到带轮46。

带轮46被固定在与花键轴30平行地配置的旋转轴50的外周面。旋转轴50其一部分与锥齿轮52、54一起被收容在正交轴齿轮箱56内，正交轴齿轮箱56被固定在支承部件20。锥齿轮52、54被配置在相互正交的方向上，其齿部相互啮合。锥齿轮52被固定在旋转轴50外周面，锥齿轮54被固定在X轴用滚珠丝杠(第2螺旋轴(螺杆轴，丝杠轴))58的轴向另一端部外周。X轴用滚珠丝杠(第2螺旋轴)58的轴向另一端部可自由旋转地被轴支承在固定在支承部件20的轴承60。

即，若花键轴30正转或反转，花键轴30的旋转力通过螺母32、带轮44、同步带48、带轮46、旋转轴50被传递到锥齿轮52，其后，将该锥齿轮52的旋转方向通过锥齿轮54变换90度地传递到X轴用滚珠丝杠58。

在这种情况下，带轮44、同步带48、带轮46、旋转轴50、锥齿轮52、54构成将螺母32的旋转力以将其旋转方向变换90度的方式传递到X轴用滚珠丝杠58的旋转方向变换机构。

在X轴用滚珠丝杠58的外周侧形成有螺纹部(公螺纹)，在该螺纹部螺纹连接有涂装枪组件62的螺纹部(母螺纹)。

涂装枪组件62具有沿X轴用滚珠丝杠58的轴向配置的涂布喷嘴64、66、68(spray nozzle)、和支承各涂布喷嘴64、66、68的壳体70(case)，在壳体70形成与X轴用滚珠丝杠58的螺纹部(公螺纹)螺纹连接的螺纹部(母螺纹)，在壳体70内收容有用于向各涂布喷嘴64、66、68供给涂装液的箱(tank)(未图示)。

若在X轴用滚珠丝杠58正转或反转，则该涂装枪组件62可以在与X轴用滚珠丝杠58的螺纹部螺纹连接的壳体70沿X轴用滚珠丝杠58的轴向(箭头X方向)移动的同时，从各涂布喷嘴64、66、68向片16上喷射涂装液、对片16表面实施涂装。

此时，为了对片16的整个面实施涂装，涂装枪组件62可在片16的整个面上移动。

即，涂装枪组件62的移动区域设定为比片16宽广的范围。具体来说，支承部件20和涂装枪组件62的在Y轴用滚珠丝杠18的轴向的移动距离设定为比片16的在Y轴方向的长度长，涂装枪组件62的在X轴用滚珠丝杠58的轴向的移动距离设定为比片16的在X轴方向的长度长。

在此，将片16中的靠近花键轴30的一方设为右端、远离花键轴30的一方设为左端，靠近X轴用滚珠丝杠58的一方设为前侧，远离X轴用滚珠丝杠58的一方设为后侧；在从片16的右端向左端进行涂装并且从片16的前侧向后侧进行涂装的情况下，首先，在涂布之前、为了将涂装枪组件62定位于第1起始位置，分别使Y轴用伺服马达26和X轴用伺服马达40旋转，将涂装枪组件62配置在正交轴齿轮箱56附近，并且，将支承部件20配置在Y轴用伺服马达26、X轴用伺服马达40附近，并且，将涂装枪组件62定位在片16的右端前侧的上方。

在将涂装枪组件62定位在第1起始位置之后，若使Y轴用伺服马达26正转，则Y轴用滚珠丝杠18正转，支承部件20沿Y轴用滚珠丝杠18的轴向向后侧移动。此时，若从各涂布喷嘴64、66、68向片16上喷射涂装液，则可在片16中的右端侧的第1区域从前侧到后侧地实施涂装。

涂装枪组件62从第1起始位置移动到了后侧时，在暂时停止了Y轴用伺服马达26的驱动之后，若使Y轴用伺服马达26反转，则支承部件20沿Y轴用滚珠丝杠18的轴向向前侧移动，涂装枪组件62回归第1起始位置。

此后，若使X轴用伺服马达40仅以恒定转速正转，则花键轴30以恒定转速正转，花键轴30的旋转力通过螺母32、带轮44、同步带48、带轮46、旋转轴50、锥齿轮52、锥齿轮54传递到X轴用滚珠丝杠58，使X轴用滚珠丝杠58以恒定转速正转。

若X轴用滚珠丝杠58以恒定转速正转，则涂装枪组件62沿X轴用滚珠丝杠58的轴向(X轴方向)向从正交轴齿轮箱56离开的方向移动，将涂装枪组件62定位于从第1起始位置沿X轴方向距离规定间距(相当于涂布喷嘴64、66、68整体的长度(幅宽)的距离)的第2起始位置。

其后，若使Y轴用伺服马达26正转，则Y轴用滚珠丝杠18正转，支承部件20沿Y轴用滚珠丝杠18的轴向向后侧移动。此时，若从各涂布喷嘴64、66、68向片16上喷射涂装液，则可以对片16中的右端侧的第2区域从前侧到后侧实施涂装。

在涂装枪组件62从第2起始位置移动到了后侧之时，在暂时停止Y轴用伺服马达26的驱动之后，若使Y轴用伺服马达26反转，则支承部件20沿Y轴用滚珠丝杠18的轴方向向前侧移动，涂装枪组件62回到第2起始位置。

此后，使X轴用伺服马达40仅以恒定转速正转，则花键轴30以恒定转速正转，花键轴30的旋转力通过螺母32、带轮44、同步带48、带轮46、旋转轴50、锥齿轮52、锥齿轮54传递到X轴用滚珠丝杠58，使X轴用滚珠丝杠58以恒定转速正转。

若X轴用滚珠丝杠58以恒定转速正转，则涂装枪组件62沿X轴用滚珠丝杠58的轴向(X轴方向)向从正交轴齿轮箱56离开的方向移动，将涂装枪组件62定位于从第2起始位置沿X轴方向距离规定间距(相当于涂布喷嘴64、66、68整体的长度(幅宽)的距离)的第3起始位置。

其后，同样将涂装枪组件62定位于第3起始位置之后，使涂装枪组件62移动到后侧，在将涂装枪组件62定位于第3起始位置之后，依次将涂装枪组件62定位于第4，第5，......，第n起始位置(左端的起始位置)，并且，通过使涂装枪组件62从第4，第5，......，第n起始位置移动到后侧，可对片16的整个面实施涂装。

另外，在使涂装枪组件62移动时，可以使涂装枪组件62从片16的左端上方向右端上方移动、并且使涂装枪组件62从后侧上方向前侧上方移动，另外，也可在使X轴用伺服马达40旋转的状态下使Y轴用伺服马达26旋转。

在本实施例中，将配置在工件收容室12的外部的Y轴用伺服马达26的驱动力(旋转力)通过Y轴用滚珠丝杠18传递到支承部件20，将配置在工件收容室12的外部的X轴用伺服马达40的驱动力(旋转力)通过花键轴30、螺母32、带轮44、同步带48、带轮46、旋转轴50、锥齿轮52、54传递到X轴用滚珠丝杠58，由Y轴用伺服马达26的驱动使支承部件20和涂装枪组件62沿Y轴移动，由X轴用伺服马达40的驱动使涂装枪组件62沿X轴移动，在涂装枪组件62沿Y轴或X轴移动的过程中，可对由涂装枪组件62片16的整个面实施涂装。

此时，用Y轴用滚珠丝杠18、支承部件20和X轴用滚珠丝杠58构成将Y轴用伺服马达26的驱动力传递到涂装枪组件62的Y轴用驱动力传递机构；并且用花键轴30、螺母32、带轮44、同步齿形轮48、带轮46、旋转轴50、锥齿轮52、54、X轴用滚珠丝杠58构成将X轴用伺服马达40的驱动力传递到涂装枪组件62的X轴用驱动力传递机构；因此，可以简化Y轴用驱动力传递机构和X轴用驱动力传递机构的构成。

另外，用一对锥齿轮52、54构成属于X轴用驱动力传递机构的旋转方向变换机构，做成将伴随X轴用伺服马达40的驱动的花键轴30和螺母32的旋转力以将其旋转方向变换90度的方式传递到X轴用滚珠丝杠58，因此，可以进一步简化旋转方向变换机构的构成。

而且，将Y轴用伺服马达26和X轴用伺服马达40配置在工件收容室12的外部，因此，使得不需要用防爆规格的结构构成Y轴用伺服马达26和X轴用伺服马达40，可以简化整个涂装装置10的构成。

采用本实施例，可以简化将Y轴用伺服马达26的驱动力传递到涂装枪组件62的Y轴用驱动力传递机构和将X轴用伺服马达40的驱动力传递到涂装枪组件62的X轴用驱动力传递机构的构成。

另外，在构成属于将X轴用伺服马达40的驱动力传递到涂装枪组件62的机构的旋转方向变换机构时，使用在螺母32的外周面直接固定锥齿轮52的构成代替使用带轮44、46、同步带48、旋转轴50，因此可进一步简化构成。

在上述实施例中，以涂装电解质膜等的涂装枪或喷嘴为例进行了说明，但工件不限于上述实施例中的物品，包含与半导体相关、与电子设备相关等的所有被涂物都可作为加工对象。

另外，对于涂布器来说，不限于上述实施例中所示的内容，可以包含喷嘴、超声波雾化装置、分送器(dispenser)、喷墨器、帘式涂料器等。

Claims (9)

1.一种涂布方法，其特征在于，在工件收容室内下部设置工件载置用板、并在工件收容室内在该工件载置用板上方设置具有涂布器的涂布器组件；

在该工件收容室内，由第1移动机构使上述涂布器组件沿第1直线方向移动，且由第2移动机构使上述第1移动机构沿与上述第1直线方向正交的第2直线方向移动；

从所述工件收容室外，由第1马达驱动所述第1移动机构、而由第2马达驱动所述第2移动机构，使所述涂布器相对于载置于所述工件载置用板的被涂工件进行定位而进行涂布。

2.根据权利要求1所述的涂布方法，其特征在于，

所述第1移动机构通过第1旋转传递机构将所述第1马达的旋转传递到第1旋转螺旋轴、由该第1旋转螺旋轴使所述涂布器组件沿所述第1直线方向移动，而且，

所述第2移动机构通过第2旋转传递机构将所述第2马达的旋转驱动传递到第2旋转螺旋轴，通过该第2旋转螺旋轴使所述第1移动机构沿所述第2直线方向移动。

3.根据权利要求1所述的涂布方法，其特征在于，所述第1移动机构的所述第1旋转传递机构含有：将通过与所述第2旋转螺旋轴平行且可自由旋转地支承在所述工件收容室的花键轴传递的所述第1马达的旋转变换90度方向而传递到所述第1旋转螺旋轴的旋转方向变换机构。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的涂布方法，其特征在于，所述工件收容室由防爆结构构成。

5.根据权利要求1～3中任意一项所述的涂布方法，其特征在于，

所述工件为片状，

驱动所述第1马达或第2马达以从所述片状工件的一端到另一端地使所述涂布器沿所述第1直线方向或第2直线方向移动，局部涂布所述片状工件，接着，在驱动所述第2马达或第1马达使所述涂布器移动到了所述片状工件的未涂布部分之后，驱动所述第1马达或第2马达以从所述一端到所述另一端地进行涂布，反复进行所述操作，对所述片状工件的整个面进行涂布。

6.一种涂布装置，其特征在于，包括：

设置在工件收容室内下部的工件载置板；

在所述工件收容室内配置在工件载置板的上方的具有涂布器的涂布器组件；

设置在所述工件收容室内、用于使所述涂布器组件沿第1直线方向移动的第1移动机构；

设置在所述工件收容室内、用于使该第1移动机构沿与所述第1直线方向正交的第2直线方向移动的第2移动机构；

设置在所述工件收容室外、驱动所述第1移动机构的第1马达；和

设置在所述工件收容室外、驱动所述第2移动机构的第2马达。

7.根据权利要求6所述的涂布装置，其特征在于，

所述第1移动机构包括：在所述第1直线方向上延伸且螺纹连接于所述涂布器组件的支承体的第1旋转螺旋轴、支承该第1旋转螺旋轴的支承部件、和将所述第1马达的旋转驱动传递到所述第1旋转螺旋轴的第1旋转传递机构；

所述第2移动机构包括：可自由旋转地被支承于所述工件收容室、在所述第2直线延伸且与所述支承部件螺纹连接的第2旋转螺旋轴、和将所述第2马达的旋转驱动传递到所述第2旋转螺旋轴的第2旋转传递机构。

8.根据权利要求7所述的涂布装置，其特征在于，

所述第1旋转传递机构含有：与所述第2旋转螺旋轴平行且可自由旋转地被支承在所述工件收容室内的花键轴、将所述第1马达的旋转传递到花键轴的联轴器、与花键轴花键连接的旋转部件、和将该旋转部件的旋转变换90度方向传递到所述第1旋转螺旋轴的旋转方向变换机构。

9.根据权利要求6～8中任意一项所述的涂布装置，其特征在于，所述工件收容室由防爆结构构成。

Images