JP2003211045A

JP2003211045A - 材料塗布装置

Info

Publication number: JP2003211045A
Application number: JP2002015633A
Authority: JP
Inventors: Toshimasa Sakayori; 敏昌酒寄; Takashi Nemoto; 崇根本; Kenichi Horie; 賢一堀江
Original assignee: ThreeBond Co Ltd
Current assignee: ThreeBond Co Ltd
Priority date: 2002-01-24
Filing date: 2002-01-24
Publication date: 2003-07-29

Abstract

(57)【要約】【課題】低い押圧力で所望の変形が可能となるビード
をワークの被塗布面上に確実に形成することができる材
料塗布装置を提供すること。【解決手段】ワークＫが設置されるベース１１と、軌
跡Ｃ上に材料を塗布するシリンジ１３と、このシリンジ
１３を直交三軸方向に移動させる移動機構１４と、シリ
ンジ１３の軸線を中心として当該シリンジ１３を回転さ
せる回転機構１５と、軌跡Ｃの形状に応じて移動機構１
４及び回転機構１５を制御する制御装置１７とを備えて
材料塗布装置１０が構成されている。シリンジ１３は、
シール剤や接着剤等として用いられる樹脂製の材料が内
部に収容される本体１８の先端側に設けられたノズル１
９を含み、このノズル１９の先端吐出口２１は、略鋭角
三角形状に設けられ、幅１に対して高さ０．９よりも大
きい断面形状のビードＢを形成可能に材料を吐出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は材料塗布装置に係
り、更に詳しくは、低い押圧力で所望の変形が可能とな
るビードをワークの被塗布面上に確実に形成することの
できる材料塗布装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ワークの被塗布面上に樹脂材料を塗布す
る材料塗布装置としては、例えば、ハードディスクの本
体ケースの外周部分を被塗布面とし、当該本体ケースの
外周に略沿う軌跡上にシール剤を塗布するものが知られ
ている。この材料塗布装置は、シール剤を吐出可能なノ
ズルが設けられたシリンジと、このシリンジを予めティ
ーチングされた所定の軌跡に沿って移動させるロボット
等の移動手段とを備えて構成されている。前記ノズル
は、その先端に略円形状の吐出口が形成され、当該吐出
口からシール剤を吐出しながら前記軌跡に沿って移動
し、これにより、前記本体ケースにシール剤が塗布さ
れ、偏平化された断面形状を有する略蒲鉾状のビードが
形成される。このようなビードが形成された本体ケース
には、カバーが重ね合され、当該カバーの外側から散点
的にねじ止めすることによりカバーと本体ケースとの一
体化が図られる。この際、カバーによってビードが上方
から押圧され、当該ビードは、圧縮変形を伴いながらケ
ース本体とカバーとの間に介装されることになる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記材
料塗布装置にあっては、偏平化された断面形状を有する
略蒲鉾状のビードが形成されるため、ビードの上端側に
おける変形量が少なく、カバーをケース本体に取り付け
た状態でのそれらの間のシール性が悪化し易くなるとい
う不都合がある。特に、カバーのねじ止め部より離れた
部分等においては、カバーのねじ止め部付近よりも、ビ
ードへの押圧力が低くなるため、前記不都合が一層顕著
になる。一方、カバーのねじ止め部より離れた部分での
ビードへの押圧力を高めるために、カバーへのねじ込み
力を増大すると、ねじ止め部分付近のビードに過剰な押
圧力が付与され、当該部分のビードが切れ易くなるとい
う別異の不都合を招来する。

【０００４】従って、前述の場合においては、低い押圧
力で効果的に変形可能となるビードの断面形状、例え
ば、鋭角三角形状等の断面形状等、幅１に対して高さ
０．９よりも大きくなる比較的スリムな断面形状が望ま
しいことを本発明者が知見した。

【０００５】ところで、特開平４−２６０４６６号公報
には、ノズル部の外周面側に形成された正面視三角形状
の切欠を接着剤の吐出口とし、断面が三角形状となるビ
ードを形成可能な接着剤塗布装置が開示されている。

【０００６】しかしながら、前記接着剤塗布装置にあっ
ては、本発明者らが行った実験によると、ビードの上端
側が偏平状になり易く、前述した不都合を解決できる断
面形状のビードを確実に形成できないことを知見した。
これは、吐出口の形成位置がノズル部の外周面側とされ
ているため、ノズル内での接着剤の流通方向と吐出方向
とが直交関係となり、これによって、接着剤の吐出時に
吐出口の上端側で大きな吐出抵抗が付与されることによ
るものと考えられる。また、塗布ビードを一筆書き状に
形成する場合には、塗布開始点と塗布終了点を精度良く
重ね合わせることが必要となるが、この形状のノズルで
はその制御が極めて困難である。更に、例えば、ハード
ディスクカバーのような被塗布体が小物品の場合には、
ビードを形成するフランジ部の近傍に障害物（突起やリ
ブ）があったり、フランジ部の寸法そのものが小さく狭
い場合が多いため、そのような場合には、特開平４−２
６０４６６号公報に開示されるノズルの構造ではビード
を形成できないことがある。

【０００７】

【発明の目的】本発明は、このような不都合及び発明者
の知見に着目して案出されたものであり、その目的は、
低い押圧力で所望の変形が可能となるビードをワークの
被塗布面上に確実に形成することができる材料塗布装置
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、ワークの被塗布面とノズルとを相対移動
させながら、当該ノズルの先端吐出口から材料を前記被
塗布面上の所定の軌跡に沿って塗布する材料塗布装置に
おいて、前記先端吐出口は、非円形状に設けられ、幅１
に対して高さ０．９より大きくした断面形状のビードを
形成可能に前記材料を吐出する、という構成を採ってい
る。このような構成によれば、ノズル内での材料の流通
方向と吐出方向とが略一致することになり、先端吐出口
の形状を略維持した状態で被塗布面上に材料を吐出させ
ることができ、低い押圧力で所望の変形が可能となるビ
ードを被塗布面上に確実に形成することができる。ここ
において、前記ビードは、幅よりも高さの大きい断面形
状にすることが好ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明における先端吐出口は、前
記軌跡上の進行方向の前端側に位置する第１端部が後端
側に位置する第２端部よりも前記軌跡を横切る方向の幅
が広くなる輪郭に設けられる、という構成を採ることが
好ましい。このように構成することで、軌跡を横切る方
向の幅が広い第１端部に相応するビードの部分が、第２
端部に相応するビードの部分よりも先に被塗布面に接地
し、上端が下端よりも幅狭となる断面形状のビードを確
実に形成することができる。ここで、前記ノズルは、前
記軌跡の略全域に亘って前記第１端部が第２端部よりも
先行するように回転制御される、という構成を採ること
も可能である。これによれば、閉ループ状の軌跡等、曲
線部分を有する軌跡に対しても難なく対応可能となる。

【００１０】また、前記材料は、上述した塗布形状を維
持するために適度な粘度及びチクソ性を付与されている
ことが好ましい。例えば、前述の第１端部の幅が１ｍｍ
〜１．５ｍｍ程度のビードを形成する場合は、粘度が１
００００ｃＰ〜４０００００ｃＰに設定されるととも
に、チクソ比が４〜１０に設定される、という構成を併
用するとよい。この場合、粘度が１００００ｃＰ未満で
あると、塗布時の形状を維持できず、粘度が４００００
０ｃＰを超えると塗布が困難になったり、塗布物の糸引
きが起こり角状の突起が形成されやすくなる。また、チ
クソ比が４未満であると、やはり形状が維持できず、チ
クソ比が１０を超えると塗布物の糸引きが起こり角状の
突起が形成されやすくなる。また、塗布ビードを一筆書
き状に形成する場合（リング状など）には、塗布開始点
と塗布終了点を重ねるため、重ね合わせ部分で材料が馴
染むように、材料の性状を調整することも好ましい。更
に、上述した塗布形状を維持するためには、粘度やチク
ソ比の他に、例えば比重など材料の性状や、材料の性質
（湿気や熱により反応する樹脂の場合は塗布時の温度や
湿度）や、形成するビードの太さやその長さも考慮して
から材料を調整するとよい。

【００１１】更に、前記被塗布面及びノズルの相対移動
速度と前記先端吐出口からの材料の吐出速度とを略一致
させる、という構成を採用することが好ましい。これに
より、幅よりも高さの大きい断面形状のビードを一層確
実に形成することができる。

【００１２】また、前記先端吐出口と被塗布面との離間
距離を前記ビードの高さの１．５倍〜３倍程度に設定す
るとよい。離間距離がビードの高さの１．５倍未満であ
ると、断面三角形等のビードの頂点が潰れ気味となり、
離間距離がビードの高さの３倍を超えると、ビードが不
均一に波打ったり塗布位置からのずれが生ずる場合があ
る。

【００１３】本明細書におけるビードに用いられる「断
面」とは、特に明示しない限り、ビードの延出方向に略
直交する方向の縦断面を意味する。また、前記ビードに
用いられる「幅」、「高さ」とは、図４に示されるビー
トの断面における左右方向の寸法、上下方向の寸法をそ
れぞれ意味する。

【００１４】また、「チクソ比」とは、回転型粘度計の
回転数を変えて材料の粘度をそれぞれ測定したときにお
けるそれら測定値の比を意味し、具体的には、ＪＩＳＫ
７１１７に準じた測定による粘度比、つまり、ＢＨ型回
転粘度計（ローターＮｏ．７）を用い、毎分２回転の場
合の粘度と毎分２０回転の場合の粘度との比を意味す
る。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。

【００１６】図１には、本実施例に係る材料塗布装置の
概略斜視図が示されており、図２には、図１の要部拡大
図が示されている。これらの図において、材料塗布装置
１０は、ワークＫの被塗布面Ｆ上における所望の軌跡Ｃ
に沿ってシール剤等の材料を塗布することで、軌跡Ｃ上
にビードＢを形成する装置である。すなわち、この材料
塗布装置１０は、前記ワークＫが設置されるベース１１
と、軌跡Ｃ上に材料を塗布するシリンジ１３と、このシ
リンジ１３を直交三軸（図１中Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）方向
に移動させる移動機構１４と、シリンジ１３の軸線を中
心として当該シリンジ１３を回転させる回転機構１５
と、軌跡Ｃに応じて移動機構１４及び回転機構１５を制
御する制御装置１７とを備えて構成されている。なお、
本実施例の軌跡Ｃは、平面視で略方形状をなす閉ループ
状に設定されている。

【００１７】前記シリンジ１３は、シール剤や接着剤等
として用いられる樹脂製の材料が内部に収容される本体
１８と、この本体１８の先端側に設けられたノズル１９
とを備えて構成され、本体１８内の材料を図示しない加
圧装置によって加圧することでノズル１９の下端に形成
された先端吐出口２１から材料を吐出可能となってい
る。ここで、前記材料としては、エポキシ樹脂、シリコ
ーン樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ゴム、又はこ
れらの変成物によって形成されたものであって、粘度が
１００００ｃＰ〜４０００００ｃＰに設定され、且つ、
チクソ比が４〜１０に設定されたものが用いられる。

【００１８】前記ノズル１９は、図３に部分的に示され
るように、同図中左端側に位置する先端部分が略三角柱
状に形成されて略鋭角三角形状に開放する先端吐出口２
１を備えた形状とされている。すなわち、先端吐出口２
１は、図３中上端側に位置する鋭角側の頂部２２と、こ
の頂部２２から同図中斜め下向きに延びる一対の側辺部
２３，２３と、これら側辺部２３，２３の同図中下端側
間に連なる底辺部２４とを備えた輪郭に設けられてい
る。このような先端吐出口２１の形状により、当該先端
吐出口２１から吐出された材料で形成されるビードＢと
して、図４に示されるように、先端吐出口２１の形状に
略相当した鋭角三角形状の断面形状、換言すれば、幅Ｗ
よりも高さＨが大きい比較的スリムな断面形状のものを
得ることが可能になる。すなわち、本実施例では、ノズ
ル１９の底辺部２４の幅が約１．３ｍｍに設定される一
方、当該底辺部２４と頂部２２との最短距離、つまり、
先端吐出口２１の高さが約１．６ｍｍに設定されてい
る。そして、このようなサイズのノズル１９を用い、塗
布時の温度を２５℃に設定して形成されたビードＢは、
幅Ｗが約１．３ｍｍ、高さＨが約１．４ｍｍとなってい
る。

【００１９】前記移動機構１４は、図１に示されるよう
に、同図中Ｘ軸方向に延びる側面視略門型のＸ軸レール
構造体２６と、同図中Ｙ軸方向に延びるとともに、Ｘ軸
レール構造体２６に沿って移動可能なＹ軸レール構造体
２７と、同図中Ｚ軸方向に延びるとともに、Ｙ軸レール
構造体２７に沿って移動可能なＺ軸レール構造体２８
と、このＺ軸レール構造体２８に対して上下方向に移動
可能に設けられるとともに、シリンジ１３を保持するシ
リンジ保持体２９とを備えて構成されている。ここで、
図示省略しているが、各構造体２６〜２８及びシリンジ
保持体２９は、それらを動作させるためのモータや送り
ねじ軸若しくはシリンダ等の駆動機構を含んで構成され
ており、これらモータやシリンダ等は、前記制御装置１
７によって制御されるようになっている。また、移動機
構１４は、前記構成に限定されるものではなく、シリン
ジ１３を所定の空間内に移動できる限りにおいて、他の
機構を採用することもできる。例えば、図示例ではＹ軸
レール構造体２８が片持ちタイプとなっているが、Ｘ軸
レール構造体２６を一対配置して両持ちタイプとする構
成、或いは、多関節アーム型等が例示できる。

【００２０】前記回転機構１５は、シリンジ保持体２９
に対して固定配置されたモータ部３１を含んで構成さ
れ、このモータ部３１は、制御装置１７によって回転が
制御されるようになっている。

【００２１】前記制御装置１７は、図５に示されるよう
に、所定のデータを記憶する記憶部３４と、この記憶部
３４のデータに基づいて移動機構１４、回転機構１５を
制御する移動制御部３５、回転制御部３６とを備えてい
る。

【００２２】前記記憶部３４は、ノズル１９（図１参
照）の先端側をワークＫに相対させてシリンジ１３を手
動で移動することによって得られた軌跡Ｃをティーチン
グデータとして記憶するようになっている。

【００２３】前記移動制御部３５は、ノズル１９の先端
吐出口２１を軌跡Ｃのスタート地点Ｐの上方に移動させ
た後、先端吐出口２１から材料が吐出されている状態
で、スタート地点Ｐから軌跡Ｃに沿ってノズル１９を移
動させるように移動機構１４を制御する。ここで、ノズ
ル１９は、図６及び図７に示されるように、先端吐出口
２１と被塗布面Ｆとの離間距離Ｌを略一定にした状態
で、軌跡Ｃ上を反時計回りに移動するようになってい
る。前記離間距離Ｌとしては、得られるビードＢの高さ
Ｈ（図４参照）、すなわち、先端吐出口２１の頂部２２
と底辺部２４との最短距離の１．５倍〜３倍程度に設定
される。また、軌跡Ｃに沿うノズル１９の移動速度は、
先端吐出口２１からの材料の吐出速度と略一致した速度
に設定され、本実施例では、５０ｍｍ／ｓ以下に設定さ
れる。

【００２４】前記回転制御部３６は、軌跡Ｃ上をノズル
１９が移動する際に、当該ノズル１９の回転制御を行う
ものであり、当該回転制御部３６は、図７に示されるよ
うに、軌跡Ｃの略全域に亘って、当該軌跡Ｃ上の進行方
向における前端側に底辺部２４を位置させる一方、後端
側に頂部２２を位置させ、且つ、底辺部２４が軌跡Ｃに
対して略垂直方向に横切るようにノズル１９を回転制御
する。このため、底辺部２４は、軌跡Ｃ上の進行方向の
前端側に位置する第１端部を構成する一方、頂部２２
は、軌跡Ｃの進行方向の後端側に位置する第２端部を構
成し、軌跡Ｃを横切る方向の幅が頂部２２よりも広い底
辺部２４が、頂部２２よりも先行して軌跡Ｃ上を移動す
ることとなる。

【００２５】次に、前記材料塗布装置１０における材料
塗布動作について図１等を用いて説明する。

【００２６】予め、軌跡Ｃがティーチングデータとして
制御装置１７に記憶された状態で、このティーチングデ
ータを用いるワークＫをベース１１の所定位置に設置す
る。そして、図示しないスイッチを投入すると、ノズル
１９が軌跡Ｃのスタート地点Ｐに移動し、スタート地点
Ｐ上に先端吐出口２１が位置したときに、当該先端吐出
口２１から材料を吐出し始め、その吐出状態のまま、前
記ティーチングデータに基づきノズル１９の先端がスタ
ート地点Ｐから軌跡Ｃ上を反時計方向に一周する。この
際、図７に示されるように、先端吐出口２１の底辺部２
４が頂部２２よりも常に先行するようにノズル１９が回
転制御される。このようにしてワークＫの被塗布面Ｆ上
に塗布された材料は、図４に示されるように、先端吐出
口２１に対応する略鋭角三角形状をなす断面形状のビー
ドＢが軌跡Ｃ上に形成される。ここで、底辺部２４に相
応するビードＢの部分が被塗布面Ｆ上に接地し、頂部２
２に相応するビードＢの部分が上端側に位置することに
なる。

【００２７】従って、このような実施例によれば、ノズ
ル１９内の材料の流通方向と同じ向きで材料が吐出さ
れ、しかも、ノズル１９の先端吐出口２１の形状を略鋭
角三角形状としたから、少ない押圧力で変形量を多く確
保することのできるビードＢを確実に形成可能となると
いう効果を得る。

【００２８】なお、本発明における先端吐出口２１の形
状は、前記実施例に限らず、幅Ｗが１に対して高さＨが
０．９よりも大きい断面形状のビードＢを形成可能な非
円形状に設けられている限りにおいて、種々の輪郭を備
えた形状とすることができる。例えば、図８に示される
ように、台形状の外形を備えた先端吐出口３８を適用
し、断面形状が台形状となるビードＢを形成可能にした
もの、或いは、図９に示されるように、だるま状の外形
を備えた先端吐出口３９を適用し、断面形状がだるま状
となるビードＢを形成可能にしたものを例示できる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ノズルの先端吐出口を非円形状に設け、幅Ｗが１に対し
て高さＨが０．９よりも大きい断面形状のビードを形成
可能に前記材料を吐出するようにしたから、ノズル内で
の材料の流通方向と吐出方向とを略一致させ、先端吐出
口の形状を略維持した状態で被塗布面上に材料を吐出さ
せることができ、低い押圧力で所望の変形が可能となる
ビードを確実に形成可能となる。

【００３０】また、前記先端吐出口として、前記軌跡上
の進行方向の前端側に位置する第１端部が後端側に位置
する第２端部よりも前記軌跡を横切る方向の幅が広くな
るような輪郭に設けたから、上端が下端よりも幅狭とな
る断面形状のビードを確実に形成することができる。

【００３１】更に、前記軌跡の略全域に亘って前記第１
端部が第２端部よりも先行するように前記ノズルを回転
制御したから、閉ループ状の軌跡等、曲線部分を有する
軌跡に対しても難なく対応可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例における材料塗布装置の概略斜視図。

【図２】図１の要部拡大図。

【図３】ノズルの先端側の拡大斜視図。

【図４】ビードの縦断面図。

【図５】制御装置を構成する各部を説明するためのブロ
ック図。

【図６】ノズルの先端とワークの被塗布面との離間距離
を説明するための拡大側面図。

【図７】ノズルの回転制御を説明するための模式図。

【図８】（Ａ）は、変形例に係るノズルの先端側の拡大
斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のノズルを適用したと
きに形成されるビードの縦断面図である。

【図９】（Ａ）は、他の変形例に係るノズルの先端側の
拡大斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のノズルを適用し
たときに形成されるビードの縦断面図である。

【符号の説明】

１０材料塗布装置１９ノズル２１先端吐出口２２頂部（第２端部）２４底辺部（第１端部）３８先端吐出口３９先端吐出口ＢビードＣ軌跡Ｆ被塗布面Ｈ高さＫワークＬ離間距離Ｗ幅

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者堀江賢一東京都八王子市狭間町1456番地株式会社スリーボンド内Ｆターム(参考） 4F041 AA02 AA03 AA04 AB02 BA12 BA15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ワークの被塗布面とノズルとを相対移動
させながら、当該ノズルの先端吐出口から材料を前記被
塗布面上の所定の軌跡に沿って塗布する材料塗布装置に
おいて、前記先端吐出口は、非円形状に設けられ、幅１に対して
高さ０．９より大きくした断面形状のビードを形成可能
に前記材料を吐出することを特徴とする材料塗布装置。
【請求項２】前記先端吐出口は、前記軌跡上の進行方
向の前端側に位置する第１端部が後端側に位置する第２
端部よりも前記軌跡を横切る方向の幅が広くなる輪郭に
設けられていることを特徴とする請求項１記載の材料塗
布装置。
【請求項３】前記ノズルは、前記軌跡の略全域に亘っ
て前記第１端部が第２端部よりも先行するように回転制
御されることを特徴とする請求項２記載の材料塗布装
置。
【請求項４】前記材料は、粘度が１００００ｃＰ〜４
０００００ｃＰに設定されるとともに、チクソ比が４〜
１０に設定されることを特徴とする請求項１、２又は３
記載の材料塗布装置。
【請求項５】前記被塗布面及びノズルの相対移動速度
と前記先端吐出口からの材料の吐出速度とを略一致させ
たことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の材料
塗布装置。
【請求項６】前記先端吐出口と被塗布面との離間距離
を前記ビードの高さの１．５倍〜３倍程度に設定したこ
とを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の材料塗布
装置。