JP2007253002A - 塗布剤の塗布方法とそれに用いる塗布ノズル - Google Patents

Abstract

【課題】塗布剤を塗布ノズル内で略均一に分布させることで、塗布厚さを均一にして材料の使用量を適正化できる塗布方法およびそれに用いる塗布ノズルを提供する。
【解決手段】塗布剤供給源２０から供給された塗布剤６０を塗布ノズル４０内で略均一に分布させる工程を備えた塗布剤の塗布方法。この塗布方法に用いる塗布ノズルが、塗布剤供給源２０から塗布剤６０が供給される供給部４１と、供給部４１と連通して流入した塗布剤６０が貯留される平板状の空隙の塗布剤貯留部４３と、この先端に設けられ、スリット状の吐出口４５１を有する塗布剤吐出部４５とを備えた塗布ノズルであって、供給部４１は、塗布剤貯留部４３の、塗布剤吐出部４５と対向する端部に設けられるとともに、塗布剤貯留部の厚さを供給部の口径と略同一および／またはそれ以上、かつ、塗布剤吐出部の厚さを塗布剤の塗布厚さと略同一とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の所要部位に接着剤あるいは補強材、制振材等の塗布剤を塗布する塗布剤の塗布方法とそれに用いる塗布ノズルに関する。

車両のドアは、板金工程で外板と内板を組み合わせて、その周囲をヘミング加工することにより最中状に組み立てられる。外板の単体時に、該外板の内側に、該外板を補強するための補強材や、ドア閉鎖時の振動を防止する制振材等が貼り付けられる。そして、この板金工程でのドアの組み立ては殆どロボットにより自動化されつつある。

しかしながら、外板の内側に貼り付けられる補強材や制振材は、従来は合成樹脂やガラス繊維製の平板状のシート材が用いられているため、ロボットによる貼り付け作業の自動化は困難であり、人手作業を強いられていた。
したがって、ドア組み付けの自動化ラインに人手作業が混在するため、効率的なライン編成が困難であった。

そこで、本願発明者らは、制振材や補強材としてゴム系の接着剤やエポキシ系の補強材などの塗布剤を用いて塗布する方法を検討した。塗布剤を所定幅で塗布する塗布ノズルとして、特許文献１に記載されているようなものがある。
特開平８−２７４０１４号公報

ところが、この特許文献１に記載の塗布ノズル４では、塗布液のボタ落ちを防止するために、塗布液貯留部６に貯留された塗布液が多数の狭小通路９を通って塗布液保持部８に出てくるようにしたものであり、粘性の低い塗布液には利用できるが、粘性の高い補強材や制振材には適用できないという問題がある。
このため、本願発明者らは、車両の床面等に防音材を貼り付ける接着剤を塗布するために用いられている、図１３に示すような平板状の空隙を有する塗布剤貯留部９４３が設けられた塗布ノズル９４０を、図２に示すようなロボット１０に取り付けて利用することを検討した。

外板７１の内側に幅約１００ｍｍ、長さ約４００ｍｍで塗布される塗布型制振材・補強材（塗布剤）６０は、図１４に示すように、塗布厚さｔ＝１ｍｍで外板の内側に直接塗布される制振材としてのゴム系接着剤６１と、塗布厚さＴ＝２ｍｍでゴム系接着剤６１の上面に塗布される補強材としてのエポキシ系補強拘束剤６３とにより構成されるものである。

この塗布剤６０を外板７１の内側に塗布する従来の塗布方法は、図２に示すように、ロボット１０に把持させたサーボモータ２７により減速機を介して駆動される定流量ガン２５のピストンにより、塗布剤供給源２０から定流量ガン２５のシリンダに充填された塗布剤６０を加圧して塗布ノズル９４０に供給し、該塗布ノズル９４０の吐出部９４５から所定の幅と厚さで吐出させて塗布している。
塗布ノズル９４０は、塗布剤６０の塗布厚さと同一寸法の間隙を有する平板状の空隙からなる塗布剤貯留部９４３と、該塗布剤貯留部９４３の先端に設けられたスリット状の吐出口９４５１を有する塗布剤吐出部９４５と、塗布剤貯留部９４３の塗布剤吐出部９４５とは反対側に設けられ、塗布剤供給源２０から塗布剤６０が供給される供給部９４１とを備えたものである。

そして、塗布剤貯留部９４３とスリット状の吐出口９４５１の厚さは、塗布剤６０の塗布厚さと略同一の厚さに設定されているため、この従来の例では、図１３に示すように、空隙の厚さがそれぞれｔ＝１ｍｍ、Ｔ＝２ｍｍと比較的狭い空隙である。
したがって、供給部９４１を通って空隙の狭い塗布剤貯留部９４３に流入した塗布剤６０は、先端の吐出口９４５１に向けて均一の圧力にはならず、供給部９４１に近い部位では圧力が高く、離れた部位では圧力が低くなり、その結果、図１４に示すように、所定の厚さより中央が盛り上がったかまぼこ状の断面で塗布されるようになる。

このため、塗布剤６０を必要以上に使うことになるので、コストアップとなるという問題がある。また、塗布厚さが異なると外板７１の歪みの原因ともなるという問題がある。

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、塗布剤を塗布ノズル内で略均一に分布させることにより、塗布厚さを均一にして材料の使用量を適正にし、かつ外板の歪みを防止することができる塗布方法およびそれに用いる塗布ノズルを提供することを目的とする。

本発明に係る請求項１に記載の塗布剤の塗布方法は、平板状の空隙とスリット状の吐出口を有する塗布ノズルに塗布剤供給源から塗布剤を供給する工程と、塗布剤を塗布ノズルから吐出させつつ、塗布ノズルを移動させて被塗布面に塗布剤を塗布する工程と、塗布ノズルへの塗布剤の供給を遮断する工程と、を備えた塗布剤の塗布方法であって、塗布剤供給源から供給された塗布剤を塗布ノズル内で略均一に分布させる工程を備えたことを特徴とする。
よって、塗布剤が塗布ノズル内で略均一に分布した状態で吐出口から吐出されるので、比較的均一な塗布厚さの塗膜が形成でき、適正な量の塗布剤の使用によりコスト低減を図ることができるとともに、外板の歪みを防止することができる。

また、本発明に係る請求項２に記載の塗布ノズルは、請求項１に記載の塗布方法に用いる塗布ノズルであって、塗布剤供給源から塗布剤が供給される供給部と、該供給部と連通し、該供給部から流入した塗布剤が貯留される平板状の空隙の塗布剤貯留部と、該塗布剤貯留部の先端に設けられ、スリット状の吐出口を有する塗布剤吐出部と、を備えた塗布ノズルにおいて、前記供給部は、平板状の空隙の前記塗布剤貯留部の、前記塗布剤吐出部と対向する端部に設けられるとともに、塗布剤貯留部の厚さを前記供給部の口径と略同一および／またはそれ以上とし、かつ、塗布剤吐出部の厚さを塗布剤の塗布厚さと略同一としたことを特徴とする。
よって、塗布剤貯留部の厚さを供給部の口径と略同一および／またはそれ以上に厚くしたので、供給部から流入した塗布剤が塗布剤貯留部で広がりやすくなり、塗布剤吐出部における塗布剤の圧力が幅方向で略均一になり、塗布厚さも均一にすることができる。

また、本発明に係る請求項３に記載の塗布ノズルは、請求項２に記載の塗布ノズルにおいて、前記塗布剤吐出部の厚さは、中央が両端よりも小さく形成されていることを特徴とする。
よって、塗布剤が塗布剤貯留部で広がり、塗布剤吐出部における塗布剤の圧力が幅方向で略均一になることに加えて、僅かに高い圧力の中央部の吐出量を絞るのでさらに塗布厚さを均一にすることができる。

また、本発明に係る請求項４に記載の塗布ノズルは、請求項２に記載の塗布ノズルにおいて、前記供給部を、所定の間隔をおいて複数箇所設けたことを特徴とする。
よって、塗布剤貯留部へ複数箇所から塗布剤が流入されるので、塗布剤貯留部で塗布剤がさらに広がりやすくなり、塗布剤吐出部における塗布剤の圧力を幅方向でさらに略均一にすることができる。

また、本発明に係る請求項５に記載の塗布ノズルは、請求項２又は請求項４に記載の塗布ノズルにおいて、前記塗布剤貯留部に、前記供給部から流入した塗布剤を分散させる抵抗体を設けたことを特徴とする。
よって、供給部から流入した塗布剤の一部が抵抗体に当接して塗布剤貯留部で分散するので、塗布剤貯留部で塗布剤が広がり、塗布剤吐出部における塗布剤の圧力を幅方向で略均一にすることができる。

本発明の塗布剤の塗布方法とそれに用いる塗布ノズルによれば、供給部から流入する塗布剤を塗布剤貯留部で広げることができ、塗布剤吐出部における塗布剤の圧力を幅方向で略均一にすることができるので、塗膜の厚さが均一となり、塗布剤の適切な使用によりコストダウンが図れるとともに、外板に歪みを発生させずに補強することができる。

次に、本発明に係る塗布剤の塗布方法とそれに用いる塗布ノズルの一の実施の形態について図面を参照して説明する。本実施の形態の塗布剤の塗布方法とそれに用いる塗布ノズルは、自動車用ドアの板金工程の組立ラインに適用されたものである。
ここで、図１は、自動車用ドアを車両室内側から見た概念図であり、図２は、塗布装置の全体斜視図である。

本発明の塗布方法に用いる塗布装置の構成について説明する。自動車用ドア７０は、図１に示すように、外板７１と内板７３とから最中状に形成されるが、この最中状に形成される前に外板７１の内面に、外板７１の剛性を高めることによりドア７０を閉じたときに外板７１が振動するのを防止する制振材と、外板に外力が加えられたときにベコつくのを防止する補強材として塗布剤６０が塗布される。

塗布剤６０は、図４の断面図に示すように、外板７１の内板７３に対向する面（内面）に厚さｔが約１ｍｍで直接塗布される制振材としてのゴム系接着剤６１と、該ゴム系接着剤６１の上（内板７３に対向する面）に厚さＴが約２ｍｍで塗布される補強材としてのエポキシ系補強拘束剤６３との２層から構成される。塗布範囲は、本実施の形態では幅（図１のドア７０の高さ方向）１００ｍｍ、長さ（図１のドア７０の前後方向）４００ｍｍである。

エポキシ系補強拘束剤６３は、外板７１を補強して張り剛性（外板のベコ付き防止）を上げるために、熱硬化性樹脂を組成とするため、自動車ボデーの塗装工程の熱風炉で硬化する。このエポキシ系補強拘束剤６３を直接外板７１に塗布すると外板７１が歪みを起こすため、中間剤として制振材を兼ねて熱風炉でも硬化しないゴム系接着剤６１を塗布して、この上にエポキシ系補強拘束剤６３を塗布する。
この塗布剤６０のゴム系接着剤６１とエポキシ系補強拘束剤６３の塗布方法は両者同一であり、塗布装置の内の塗布ノズルが異なるだけのため、本実施の形態の塗布方法および塗布装置では、一方のゴム系接着剤６１に適用したものを主体に説明する。

塗布装置１は、図２に示すように、ロボット１０と、該ロボット１０のアーム部１１に把持される定流量ガン２５等を含む塗布剤供給源２０と、塗布剤供給源２０からの塗布剤６０の供給を断接するバルブ３０と、バルブ３０を介して塗布剤供給源２０に接続される塗布ノズル４０とを備えている。
塗布剤供給源２０は、ロボット１０の近傍に設置され塗布剤６０を収容したタンク２１１を有するポンプ２１と、ポンプ２１に接続されたホース２３に連結され、ロボット１０のアーム部１１に把持された定流量ガン２５と、該定流量ガン２５に接続され、定流量ガン２５から塗布剤６０に圧力をかけて一定量を塗布ノズル４０に送り出すサーボモータ２７とを備えている。

塗布ノズル４０は、図５乃至図７に示すように、塗布剤供給源２０から塗布剤６０が供給される供給部４１と、該供給部４１と連通し、該供給部４１から流入した塗布剤６０が貯留される平板状の空隙の塗布剤貯留部４３と、該塗布剤貯留部４３の、供給部４１と反対側の先端に設けられ、スリット状の吐出口４５１を有する塗布剤吐出部４５とを有する。この塗布ノズル４０の外壁は、肉厚のステンレス鋼材で形成されている。
なお、図５等では、供給部４１、塗布剤貯留部４３や塗布剤吐出部４５を実線で示し、外壁の外形を点線で示してある。

前記供給部４１は、バルブ３０を介して塗布剤供給源２０に接続される。
前記塗布剤貯留部４３は、一端が前記供給部４１と連通し、反対側の他端が前記塗布剤吐出部４５と連通する平板状の空隙で構成される。塗布剤貯留部４３の厚さＭは、供給部４１の開口の内径と略同一および／またはそれ以上とし、かつ、塗布剤６０の塗布厚さと略同一とした塗布剤吐出部４５の厚さｍより厚く設定されている。

以上のように構成された塗布装置１を用いて、塗布剤６０を外板７１の内面に塗布する塗布方法について説明する。
塗布剤供給源２０のポンプ２１を駆動させてタンク２１１に収容されている塗布剤６０に圧力を加えて、塗布剤６０をホース２３からサーボモータ２７に接続された定流量ガン２５のピストンによりシリンダに吸い込ませ、その後、ポンプ２１と定流量ガン２５間に設定されているバルブ（図略）を閉じて、定流量ガン２５に塗布剤６０を充填する。
つぎに、定流量ガン２５と塗布ノズル４０との間に設定されているバルブ３０を開いた状態で、サーボモータ２７を作動させて定流量ガン２５に充填されている塗布剤６０に圧力を加えて、塗布剤６０を一定の流量でバルブ３０を通して塗布ノズル４０の供給部４１に供給する。

塗布剤供給源２０の駆動と同時にロボット１０を作動させて、アーム部１１に定流量ガン２５とバルブ３０を介して把持させた塗布ノズル４０を、外板７１の内面の塗布剤６０を塗布する所定の位置に待機させる。

供給部４１に供給された塗布剤６０は、供給部４１に連通している塗布剤貯留部４３に広がるように流入し、該塗布剤貯留部４３に充満すると塗布剤吐出部４５に至り、やがて吐出口４５１から塗布ノズル４０の外部へ吐出される。
そして、図３（Ａ）に示すように、塗布剤６０（ゴム系接着剤６１）を外板７１の内面に塗布する。

塗布剤６０の塗布長さが所定の長さに達したら、バルブ３０を作動させて塗布剤６０の流れを遮断し、塗布ノズル４０への塗布剤６０の供給を停止する。
つぎに、上記と同様にして、図３（Ｂ）に示すように、塗布されているゴム系接着剤６１の上面に、同じロボット１０に把持させた別の塗布ノズル４０からエポキシ系補強拘束剤６３を塗布する。

以上のように塗布剤６０を塗布するときの塗布ノズル４０の作用を説明する。供給部４１から塗布剤貯留部４３に流入した塗布剤６０は、塗布剤貯留部４３の厚さＭが従来の塗布剤貯留部９４３の厚さｔ（Ｔ）（図１３参照）より厚いので、塗布剤貯留部４３で広がりやすくなり、塗布剤吐出部４５における塗布剤６０の圧力が幅方向で略均一になり、塗布厚さも均一になる。

つぎに、本発明の第２の実施の形態の塗布ノズル４０Ａは、塗布剤吐出部４５Ａのスリット状の吐出口４５１Ａの厚さが、両端よりも中央が小さく形成されたものである。
すなわち、塗布ノズル４０Ａを下面から見た図９に示すように、吐出口４５１Ａの両端部の厚さＧより中央部の厚さｇが小さく設定されている。本実施の形態では、塗布厚さｔが１ｍｍの場合は、Ｇ＝１ｍｍ、ｇ＝０．６ｍｍに設定されている。

この第２の実施例の塗布ノズル４０Ａによれば、供給部４１が平板状の空隙の塗布剤貯留部４３の一端の幅方向略中央部にある場合は、図８に示すように、供給部４１から流入した塗布剤６０が幅方向に広がる。しかし、供給部４１の下部すなわち塗布剤貯留部４３の幅方向中央部の圧力が両端部より若干高くなるため、塗布ノズル４０の外壁が肉厚のステンレス鋼材で形成されているとはいえ、外壁を外側に押圧して吐出口４５１Ａの中央部を広げる。
このため、ｇ＝０．６ｍｍの吐出口４５１Ａの中央部の厚さが大きくなり約１ｍｍとなり、両端のＧ＝１ｍｍと等しくなって、一定の塗布厚さｔで塗布でき、塗布剤６０を適正に使用できる。

つぎに、本発明の第３の実施の形態の塗布ノズル４０Ｂは、図１０に示すように、供給部４１Ｂを、塗布剤貯留部４３の上部に所定の間隔をおいて複数箇所（本実施の形態では２カ所）設けたものである。
この第３の実施例の塗布ノズル４０Ｂによれば、２カ所の供給部４１Ｂ、４１Ｂから塗布剤６０が塗布剤貯留部４３に図に示す矢印のように分かれて流入するので、塗布剤貯留部４３の中央部と両端部での塗布剤６０の流入圧力が分散され、吐出口４５１の中央部から両端部まで略一定の厚さで吐出される。

つぎに、本発明の第４の実施の形態の塗布ノズル４０Ｃは、図１１、図１２に示すように、塗布剤貯留部４３に、供給部４１から流入した塗布剤６０を分散させる抵抗体５０を設けたものである。
抵抗体５０は、塗布剤貯留部４３の平板状の空隙の両壁部に橋渡し状に取り付けられ、図１１に示すような頂点を供給部４１に向けた三角形状の三角形抵抗体５１や、図１２に示すような円形状の円形抵抗体５３が設定できる。

この第４の実施例の塗布ノズル４０Ｃによれば、供給部４１から塗布剤貯留部４３に流入する塗布剤６０の一部が抵抗体５０に当接して塗布剤貯留部４３の両端部方向に分散されるため、図の矢印で示すように分散して流れ、塗布剤貯留部４３の中央部と両端部での塗布剤６０の流入圧力が分散され、吐出口４５１の中央部から両端部まで略一定の厚さで吐出される。

なお、本発明は前記実施の形態のものに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施の形態では、塗布剤貯留部の厚さを供給部の口径と略同一としたもので説明したが、供給部の口径より大きな厚さとしてもよい。
また、前記実施の形態では、抵抗体の形状を三角形状や円形状で説明したが、これに限られず、四角形や五角形も可能である。
また、抵抗体を供給部が１カ所のものに設けたもので説明したが、供給部が２カ所のものに、その供給部に対向するように２カ所に抵抗体を設けるようにしてもよい。

本発明は、平板状の空隙とスリット状の吐出口を有する塗布ノズルに塗布剤供給源から塗布剤を供給する工程と、塗布剤を塗布ノズルから吐出させつつ、塗布ノズルを移動させて被塗布面に塗布剤を塗布する工程と、塗布ノズルへの塗布剤の供給を遮断する工程と、
を備えた塗布剤の塗布方法であって、塗布剤供給源から供給された塗布剤を塗布ノズル内で略均一に分布させる工程を備えた塗布剤の塗布方法とし、この塗布方法に用いる塗布ノズルを、塗布剤供給源から塗布剤が供給される供給部と、該供給部と連通し、該供給部から流入した塗布剤が貯留される平板状の空隙の塗布剤貯留部と、該塗布剤貯留部の先端に設けられ、スリット状の吐出口を有する塗布剤吐出部と、を備えた塗布ノズルにおいて、前記供給部が、平板状の空隙の前記塗布剤貯留部の、前記塗布剤吐出部と対向する端部に設けられるとともに、塗布剤貯留部の厚さを、供給部の口径と略同一および／またはそれ以上の厚さとし、かつ、塗布剤吐出部の厚さを塗布剤の塗布厚さと略同一としたので、塗布剤貯留部での塗布剤の圧力を分散させることができ、塗布剤吐出部から略一定の厚さで吐出することができ、塗布剤を一定の厚さで塗布することが可能となった。

本発明の一の実施の形態に係る自動車用ドアの車両室内側から見た概念図である。 本発明の一の実施の形態に係る塗布装置の全体斜視図である。 本発明の一の実施の形態に係る塗布方法による塗布状況の断面図であり、（Ａ）は接着層、（Ｂ）は補強層の塗布状況を示す。 本発明の一の実施の形態に係る塗布方法により塗布された塗布剤の断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る塗布ノズルの、一部欠載斜視図である。 図５のVI−VI線に沿う断面図である。 図５のVII−VII線に沿う断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る塗布ノズルの、一部欠載斜視図である。 図８の矢印Ａ視図である。 本発明の第３の実施の形態に係る塗布ノズルの、一部欠載斜視図である。 本発明の第４の実施の形態に係る塗布ノズルの断面図である。 本発明の第４の実施の形態に係る他の塗布ノズルの断面図である。 従来の塗布ノズルの、一部欠載斜視図である。 従来の塗布方法と塗布ノズルにより塗布された塗布剤の断面図である。

符号の説明

１ 塗布装置
１０ ロボット
２０ 塗布剤供給源
３０ バルブ
４０ 塗布ノズル
４１ 供給部
４３ 塗布剤貯留部
４５ 塗布剤吐出部
４５１ 吐出口
５０ 抵抗体
５１ 三角抵抗体
５３ 円形抵抗体
６０ 塗布剤
７０ 自動車用ドア
７１ 外板
７３ 内板

Claims (5)

1. 平板状の空隙とスリット状の吐出口を有する塗布ノズルに塗布剤供給源から塗布剤を供給する工程と、
   塗布剤を塗布ノズルから吐出させつつ、塗布ノズルを移動させて被塗布面に塗布剤を塗布する工程と、
   塗布ノズルへの塗布剤の供給を遮断する工程と、
   を備えた塗布剤の塗布方法であって、
   塗布剤供給源から供給された塗布剤を塗布ノズル内で略均一に分布させる工程を備えた塗布剤の塗布方法。
2. 請求項１に記載の塗布方法に用いる塗布ノズルであって、
   塗布剤供給源から塗布剤が供給される供給部と、
   該供給部と連通し、該供給部から流入した塗布剤が貯留される平板状の空隙の塗布剤貯留部と、
   該塗布剤貯留部の先端に設けられ、スリット状の吐出口を有する塗布剤吐出部と、を備えた塗布ノズルにおいて、
   前記供給部は、平板状の空隙の前記塗布剤貯留部の、前記塗布剤吐出部と対向する端部に設けられるとともに、
   塗布剤貯留部の厚さを前記供給部の口径と略同一および／またはそれ以上とし、かつ、塗布剤吐出部の厚さを塗布剤の塗布厚さと略同一としたことを特徴とする塗布ノズル。
3. 請求項２に記載の塗布ノズルにおいて、
   前記塗布剤吐出部の厚さは、中央が両端よりも小さく形成されていることを特徴とする塗布ノズル。
4. 請求項２に記載の塗布ノズルにおいて、
   前記供給部を、所定の間隔をおいて複数箇所設けたことを特徴とする塗布ノズル。
5. 請求項２又は請求項４に記載の塗布ノズルにおいて、
   前記塗布剤貯留部に、前記供給部から流入した塗布剤を分散させる抵抗体を設けたことを特徴とする塗布ノズル。

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