JP2010274168A - 制振材を塗布するノズルユニット、及び、制振材塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータによってノズルの吐出口のスリット幅を制御可能なノズルユニットであって、ワークと干渉し難い配置でモータがノズルに取り付けられているノズルユニットを提供する。
【解決手段】ワーク９０上に制振材を塗布するノズルユニット１０であって、スリット状の吐出口１２ｅを有し、吐出口１２ｅから制振材を吐出するノズル１２と、ノズル１２に固定されているケース部１４ａと、ケース部１４ａから制振材の吐出方向に伸びる回転軸１４ｂを有するモータ１４と、モータ１４の回転軸１４ｂの回転を、ノズル１２に向かって伸びる第２回転軸１８に伝達する回転伝達手段１６と、第２回転軸１８の回転に応じて吐出口１２ｅのスリット幅を変更するスリット幅変更手段１２ｆを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、制振材を塗布するノズルユニット、及び、制振材塗布装置に関する。

制振性が要求される構造体に対して、その表面に制振材層を形成する技術が知られている。例えば、特許文献１には、自動車のフロアパネル上に制振材層を形成することによって、車室内の制振性の向上を図ることが記載されている。制振材層を形成する際には、制振材層を形成する対象物であるワークの表面に、未硬化状態の制振材を塗布する。そして、塗布した制振材を硬化させることで、ワークの表面に制振材層を形成する。

特開２００９−６３０２号公報

ノズルの吐出口のスリット幅を変更すると、塗布される制振材の膜厚を調整するこができる。特許文献１の技術では、スペーサを変更することで、吐出口のスリット幅を変更している。しかしながら、スペーサを交換するためには、ノズルを分解する必要があり、作業が煩雑となる。

本発明は、上述した実情に鑑みて創作されたものであり、モータによってノズルの吐出口のスリット幅を変更可能なノズルユニットを提供する。このノズルユニットは、ワーク上に制振材を塗布する。このノズルユニットは、スリット状の吐出口を有し、吐出口から制振材を吐出するノズルと、ノズルに対して固定されているモータと、モータの回転に応じて吐出口のスリット幅を変更するスリット幅変更手段を備えている。
このように、吐出口のスリット幅をモータによって制御可能とすれば、プログラム等によって容易に吐出口のスリット幅を調整することが可能となる。

制振材の塗布対象であるワークは、複雑な形状である場合が多い。このため、ノズルにモータを取り付けると、モータがワークと干渉してしまい、制振材を塗布することができない場合がある。特に、モータは回転軸方向のサイズが大きい。このため、ノズルの吐出口のスリット幅を調整する機構にモータの回転軸を直接接続すると、ノズルの側面から極端に突出した状態でモータがノズルに取り付けられることになる。このため、モータがワークと干渉し易くなり、制振材を塗布可能な範囲が狭くなってしまう。このため、上述したノズルユニットは、以下の構成を有することが好ましい。

このノズルユニットは、回転伝達手段をさらに備えている。このノズルユニットにおいては、モータは、その回転軸がノズルから制振材が吐出される吐出方向に沿う向きで配設されている。回転伝達手段は、モータの回転軸の回転を、ノズルに向って伸びる第２回転軸に伝達する。スリット幅変更手段は、第２回転軸の回転に応じて吐出口のスリット幅を変更する。
このノズルユニットでは、モータの回転軸が制振材の吐出方向に伸びる向きで、モータがノズルに対して固定されている。回転軸と直交する方向におけるモータのサイズはそれほど大きくない。したがって、このようにモータをノズルに固定することで、モータがノズルの側面から極端に突出することがなくなる。このため、制振材を塗布するときに、モータがワークと干渉し難くなる。また、モータの回転軸の回転は、回転伝達手段を介して、ノズルに向かって伸びる第２回転軸に伝達される。スリット幅変更手段は、第２回転軸の回転によって吐出口のスリット幅を変更する。このため、モータを制御することによって、ノズルの吐出口のスリット幅を制御することができる。

上述したノズルユニットは、回転伝達手段が、モータの回転軸の回転速度より、第２回転軸の回転速度が低くなるように、回転を伝達することが好ましい。
このような構成によれば、モータの回転軸の回転角度に対して、第２回転軸の回転角度を小さくすることでき、モータの動作を制御したときに、ノズルの吐出口のスリット幅をより細かに調節することができる。

また、本発明は、上述したノズルユニットを用いた制振材塗布装置を提供する。この制振材塗布装置は、上述したノズルユニットと、ノズルユニットをワークに対して相対移動させる移動装置と、ノズルユニットと移動装置を制御する制御装置を備えている。制御装置は、塗布後の制振材の目標膜厚と、ノズルの吐出口のスリット幅の制御目標値と、制振材の吐出速度の制御目標値と、ノズルのスリット幅方向におけるノズルとワークとの相対移動速度の制御目標値の入力を受けるステップと、各制御目標値から予測される塗布後の制振材の予測膜厚と入力された目標膜厚との差が許容範囲内であるか否かを判定するステップと、前記差が許容範囲内である場合に、各制御目標値にしたがって、ノズルユニットと移動装置を制御するステップを実行する。
なお、ノズルの吐出口のスリット幅の制御目標値は、具体的にスリット幅を指定するものでなくてもよい。例えば、モータの回転位置を指定する制御目標値であってもよい。また、吐出速度の制御目標値は、具体的に吐出速度を指定するものでなくてもよい。例えば、ノズルに供給する制振材の供給圧力を指定する制御目標値であってもよい。また、ノズルのスリット幅方向におけるノズルとワークとの相対移動速度の制御目標値は、具体的に相対移動速度を指定するものでなくてもよい。例えば、相対移動に用いられるモータ等の回転速度を指定する制御目標値であってもよい。このように、上記の制御目標値は、各値を直接指定するものだけではなく、上記各値に影響するパラメータを指定する制御目標値が含まれる。
この制振材塗布装置によれば、各制御目標値から予測される制振材の予測膜厚と制振材の目標膜厚とが許容範囲内にあるときに制振材が塗布されるので、誤った制御目標値にしたがって制振材が塗布されることが防止される。

上述した制振材塗布装置は、塗布後の制振材の膜厚を測定する膜厚測定手段をさらに有しており、制振材の塗布中に、膜厚測定手段で測定される膜厚と目標膜厚との差に基づいて、ノズルの吐出口のスリット幅の制御目標値と、制振材の吐出速度の制御目標値と、ノズルのスリット幅方向におけるノズルとワークの相対移動速度の制御目標値の少なくとも１つを変更することが好ましい。
このような構成によれば、より正確に制振材の膜厚を制御することが可能となる。

制振材塗布装置８０の構成を示す図。 Ｘ方向から見たノズルユニット１０を示す図。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面を矢印方向から見た断面図。 ノズル１２の下面図。 時刻ｔ０において塗布されている制振材の説明図。 時刻ｔ０＋Δｔにおいて塗布されている制振材の説明図。 制振材の塗布開始時に制御装置４０が実行する処理を示すフローチャート。 制振材層Ａ、Ｂの曲げ剛性を示すグラフ。 振動実験におけるテストピースＡ１、Ｂ１のイナータンスを示すグラフ。 振動実験におけるテストピースＡ１〜Ａ３のイナータンスを示すグラフ。 振動実験におけるテストピースＢ１〜Ｂ３のイナータンスを示すグラフ。 振動実験におけるテストピースＡ１上の評価箇所Ｇ１〜Ｇ３でのイナータンスを示すグラフ。 振動実験におけるテストピースＢ１上の評価箇所Ｇ１〜Ｇ３でのイナータンスを示すグラフ。 テストピースＡ１上の評価箇所Ｇ１〜Ｇ３の説明図。 テストピースＢ１上の評価箇所Ｇ１〜Ｇ３の説明図。 Ｘ方向に伸びるスリット状の吐出口を有するノズルから制振材を吐出しながら、Ｙ方向にノズルを移動させて制振材を塗布する際に、制振材の吐出速度より低い移動速度でノズルを移動させる従来の一例に係る制振材の塗布方法を示す図。

（実施例）
本発明を適用した制振材塗布装置について説明する。図１は、実施例の制振材塗布装置８０により、ワーク９０上に制振材を塗布する様子を示している。図示するように、制振材塗布装置８０は、ノズルユニット１０と、制振材供給装置２０と、移動装置３０と、制御装置４０を備えている。

図２は、図１のＸ方向からノズルユニット１０を見た図を示している。図２に示すように、ノズルユニット１０は、ノズル１２と、サーボモータ１４と、ギアボックス１６を備えている。図２では、ノズル１２についてはその断面を示している。また、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に示す断面を、矢印に示す方向から平面視したノズル１２の縦断面図を示している。また、図４は、ノズル１２を下面側から見た平面図を示している。

図２〜４に示すように、ノズル１２は、ケース１２ａと、ケース１２ａに固定されているケース１２ｂにより構成されている。図２及び図３に示すように、ノズル１２の内部には、上側から下側に向かうにしたがってＸ方向の幅が広がる内部空間１２ｃが形成されている。ケース１２ａの上端には、内部空間１２ｃに連通する供給口１２ｄが形成されている。供給口１２ｄは、配管によって図１に示す制振材供給装置２０に接続されている。後述するが、供給口１２ｄには、制振材供給装置２０から制振材が供給される。図２〜４に示すように、ノズル１２の下面には、内部空間１２ｃに連通する吐出口１２ｅが形成されている。図３及び４に示すように、吐出口１２ｅは、Ｙ方向（Ｘ方向と直交する方向）の幅が略一定であるとともに、Ｘ方向に沿って直線状に伸びるスリット状の開口部である。供給口１２ｄに供給される制振材は、内部空間１２ｃを通って、吐出口１２ｅからノズル１２外に吐出される。図２に示すように、Ｙ方向における吐出口１２ｅの一方の壁面は、可動ブロック１２ｆにより形成されている。可動ブロック１２ｆは、ケース１２ａに対して、Ｙ方向にスライド移動することができる。可動ブロック１２ｆがスライド移動することで、吐出口１２ｅのＹ方向の幅（すなわち、スリット幅）が変更される。また、ノズル１２は、図３の矢印７０に示すように、吐出口１２ｅから制振材が真っ直ぐ吐出されるように設計されている。すなわち、吐出される制振材が、Ｘ方向に広がらないように設計されている。

図２に示すように、サーボモータ１４は、ケース１４ａと回転軸１４ｂを備えている。ケース１４ａの内部には、ロータが回転可能に収容されている。回転軸１４ｂは、ロータの回転軸である。サーボモータ１４に電力を供給すると、ケース１４ａに対して回転軸１４ｂが回転する。また、図示していないが、サーボモータ１４は、ロータリーエンコーダを内蔵している。図１に示すように、サーボモータ１４は、制御装置４０と電気的に接続されている。ロータリーエンコーダにより検出されるサーボモータ１４の回転数は、制御装置４０に入力される。制御装置４０は、入力される回転数に基づいて、サーボモータ１４を制御する。したがって、制御装置４０によって、サーボモータ１４の回転数は正確に制御される。図２に示すように、サーボモータ１４のケース１４ａは、接続部材１５を介してノズル１２の側面に固定されている。サーボモータ１４は、回転軸１４ｂがケース１４ａから下向き（すなわち、制振材の吐出方向）に伸びる向きで、ノズル１２に取り付けられている。

ギアボックス１６は、接続部材１５を介してノズル１２の側面に固定されている。ギアボックス１６は、複数のギアを内蔵している。ギアボックス１６内のギアには、ベベルギア等の回転軸の向きを変換するギアが含まれている。ギアボックス１６は、サーボモータ１４の回転軸１４ｂに接続されているとともに、回転軸１４ｂに対して直交する向きに配置されている回転軸１８に接続されている。ギアボックス１６は、回転軸１４ｂの回転を、内部のギアを介して回転軸１８に伝達する。したがって、回転軸１４ｂが回転すると、回転軸１８が回転する。ギアボックス１６の内部のギアのギア比は、回転軸１４ｂの回転を減速して回転軸１８に伝達するように設定されている。すなわち、回転軸１８の回転速度は、回転軸１４ｂの回転速度より遅くなる。

回転軸１８は、ギアボックス１６からノズル１２に向かって伸びている。回転軸１８は、第１回転軸１８ａと、第２回転軸１８ｂと、接続部材１８ｃによって構成されている。回転軸１８ａは、ギアボックス１６に接続されている。回転軸１８ｂは、接続部材１８ｃを介して回転軸１８ａに接続されている。接続部材１８ｃは、回転軸１８ｂが回転軸１８ａに対して軸方向（すなわち、Ｙ方向）にスライド移動可能であるとともに、回転軸１８ｂが回転軸１８ａに対して相対回転不可能な状態で、回転軸１８ｂを回転軸１８ａに接続している。回転軸１８ｂは、ケース１２ｂに形成されているネジ孔１２ｇに挿通されている。回転軸１８ｂの側面の一部にはネジ部１９が形成されている。回転軸１８ｂのネジ部１９は、ネジ孔１２ｇに係合されている。回転軸１８ｂの先端は、可動ブロック１２ｆに係合されている。回転軸１８ｂは、可動ブロック１２ｆに対して相対回転可能であるとともに、可動ブロック１２ｆに対してスライド移動不可能に接続されている。回転軸１８が回転すると、回転軸１８ｂのネジ部１９がネジ孔１２ｇに案内され、回転軸１８ｂがＹ方向に移動する。これによって、可動ブロック１２ｆがＹ方向に移動し、ノズル１２の吐出口１２ｅのスリット幅が変更される。

制振材供給装置２０は、配管を介してノズル１２の供給口１２ｄに接続されている。制振材供給装置２０は、ノズル１２に未硬化状態の制振材を送り込む。制振材供給装置２０によってノズル１２に供給された制振材は、ノズル１２の内部空間１２ｃを通って、吐出口１２ｅから吐出される。制振材供給装置２０は、制御装置４０と電気的に接続されている。

移動装置３０は、複数の関節を有するアームを有しており、各関節をサーボモータによって駆動する産業用ロボットである。移動装置３０のアームの先端には、ノズルユニット１０が固定されている。移動装置３０によって、ノズルユニット１０をワーク９０に対して移動させることができる。移動装置３０は、制御装置４０と電気的に接続されている。

制御装置４０は、ノズルユニット１０のサーボモータ１４、制振材供給装置２０、及び、移動装置３０の動作を制御する。

次に、制振材塗布装置８０によって塗布される制振材の膜厚について説明する。制振材を塗布する際には、図１に示すように、制振材供給装置２０を作動させてノズル１２から制振材を吐出しながら、移動装置３０によってノズル１２をＹ方向に移動させる。これによって、ワーク９０上に制振材を塗布していく。本実施例の制振材塗布装置８０は、ノズル１２のＹ方向の移動速度Ｖ１と、ノズル１２からの制振材の吐出速度Ｖ２とが、Ｖ１≧Ｖ２の関係を満たすように動作する。

図５と図６は、Ｖ１＝Ｖ２の状態で制振材を塗布する工程を説明する説明図である。図５及び図６において、幅Ｔ１はワーク９０上に塗布された制振材の膜厚を示しており、幅Ｔ２はノズル１２の吐出口１２ｅのスリット幅を示している。

図５は、時刻ｔ０における状態を示している。図５の例では、ノズル１２から吐出された制振材は、そのΔｔ秒後にワーク９０と接触する。図５の点Ｐ１は、時刻ｔ０よりΔｔ秒前にノズル１２から吐出された制振材を示している。Δｔ秒前に吐出された制振材であるので、点Ｐ１の制振材は、ワーク９０に対して非接触状態の制振材と、接触状態の制振材との境界部に位置している。また、図５の点Ｐ２は、時刻ｔ０においてノズル１２の吐出口１２ｅに存在する制振材（すなわち、吐出される瞬間の制振材）を示している。図５の範囲Ｓは、点Ｐ１と点Ｐ２の間の範囲に存在する制振材を示している。すなわち、範囲Ｓの制振材は、時刻ｔ０の直前のΔｔ秒の間にノズル１２から吐出された制振材である。したがって、図５の長さＬ２は、Ｖ２とΔｔの積であるＶ２Δｔとなる。図４に示すようにノズル１２の吐出口１２ｅのＸ方向の長さをＸ１とすると、図５の例においてΔｔ秒の間に吐出口１２ｅから吐出される制振材（すなわち、範囲Ｓに示す制振材）の体積Ｃ２は、以下の数式１により表される。
（数式１）
Ｃ２＝Ｘ１・Ｔ２・Ｌ２＝Ｘ１・Ｔ２・Ｖ２・Δｔ

図６は、時刻ｔ０からさらにΔｔ秒（上記のΔｔ秒と同じ時間）が経過した後の状態を示している。この状態では、点Ｐ２の制振材が、ワーク９０に対して非接触状態の制振材と、接触状態の制振材との境界部に位置する。点Ｐ１と点Ｐ２の間の距離Ｌ１は、Δｔ秒の間にノズル１２が移動した距離に等しい。したがって、距離Ｌ１はＶ１Δｔである。図５に示す距離Ｌ２が、図６に示す距離Ｌ１より長ければ、制振材は図１６に示すように折れ重なった状態で塗布される。制振材塗布装置８０は、Ｖ１≧Ｖ２の関係を満たしながら動作するので、Ｌ１≧Ｌ２となる。したがって、制振材は折れ重なることなく塗布される。なお、図５及び図６の例では、Ｖ１＝Ｖ２であるので、Ｌ１＝Ｌ２となっており、塗布される制振材は折れ重なっていない。制振材が折れ重ならない場合、図６の範囲Ｓに示す制振材の体積Ｃ１は以下のように求めることができる。すなわち、上述したように、制振材はノズル１２からＸ方向に広がらないように吐出されるので、図１に示すように、塗布される制振材の幅は吐出口１２ｅのＸ方向の長さＸ１と略等しくなる。したがって、図６の範囲Ｓに示す制振材の体積Ｃ１は、以下の数式２により表される。
（数式２）
Ｃ１＝Ｘ１・Ｔ１・Ｌ１＝Ｘ１・Ｔ１・Ｖ１・Δｔ

体積Ｃ１と体積Ｃ２は等しいので、数式１と数式２から、以下の数式３が得られる。
（数式３）
Ｔ１＝Ｔ２・Ｖ２／Ｖ１
なお、図５及び図６の例では、移動速度Ｖ１が吐出速度Ｖ２と等しいので、膜厚Ｔ１はスリット幅Ｔ２と等しい。
吐出口１２ｅのスリット幅Ｔ２と、移動速度Ｖ１と、吐出速度Ｖ２は、制振材塗布装置８０により制御可能なパラメータである。したがって、塗布される制振材の膜厚Ｔ１は、制振材塗布装置８０の制御パラメータから予測することができる。なお、数式３により算出される値は理論値であり、実際の値とは若干の誤差が生じる場合がある。したがって、制振材の膜厚Ｔ１は、過去の実績に基づく制御パラメータと膜厚Ｔ１との相関関係等によって予測することもできる。

次に、制振材塗布装置８０の動作について説明する。図７は、制振材塗布装置８０の動作開始時に制御装置４０が実行する処理を示すフローチャートである。制振材塗布装置８０を作動させると、ステップＳ２において、サーボモータ１４と移動装置３０の各サーボモータから、制御装置４０に動作可能であることを示す信号が入力される。全てのサーボモータから動作可能であることを示す信号が入力されると、制御装置４０は、ステップＳ４を実行する。

ステップＳ４では、制御装置４０は、塗布する制振材の目標膜厚、ワーク９０上における制振材の塗布経路、ノズル１２の移動速度Ｖ１の制御目標値、制振材の吐出速度Ｖ２の制御目標値、吐出口１２ｅのスリット幅Ｔ２の制御目標値の入力を受ける。なお、制振材供給装置２０がノズル１２に制振材を供給する圧力は、制振材の吐出速度Ｖ２と相関関係にある。したがって、ステップＳ４で、制振材の供給圧力の制御目標値を入力してもよい。ユーザによりこれらのデータが入力されると、制御装置４０は、ステップＳ６を実行する。

ステップＳ６では、制御装置４０は、ステップＳ４で入力された各値が適性であるか否かを判定する。すなわち、制御装置４０は、目標膜厚Ｔ０、移動速度Ｖ１の制御目標値、吐出速度Ｖ２の制御目標値、及び、スリット幅Ｔ２の制御目標値が、適性範囲内の値であるか否かを判定する。また、移動速度Ｖ１の制御目標値と吐出速度Ｖ２の制御目標値が、Ｖ１≧Ｖ２の関係を満たしているか否かが判定される。さらに、制御装置４０は、移動速度Ｖ１の制御目標値、吐出速度Ｖ２の制御目標値、及び、スリット幅Ｔ２の制御目標値から、塗布される制振材の膜厚を予測する。膜厚は、上述した数式３から予測することができる。また、過去の実績に基づいて膜厚を予測してもよい。制御装置４０は、予測される膜厚と目標膜厚との差が予め決められた適性範囲内にあるか否かを判定する。各値が適性でない場合には、制御装置４０は、ステップＳ１０でエラーを報告する。これによって、誤って入力された制御目標値に基づいて制振材塗布装置８０が動作することが防止される。各値が適性である場合には、制御装置４０は、ステップＳ８を実行する。

ステップＳ８では、制御装置４０は、ステップＳ４で入力された塗布経路にしたがってノズルユニット１０を移動させたときに、ノズルユニット１０がワーク９０と干渉しないかをチェックする。また、複数の制振材塗布装置８０を用いて制振材を塗布する場合には、ノズルユニット１０が他のノズルユニット１０と干渉しないかについてもチェックする。干渉が生じる場合には、ステップＳ８でエラーが報告される。干渉が生じない場合には、制御装置４０は、ステップＳ１２を実行する。

ステップＳ１２では、ステップＳ４で入力された吐出口１２ｅのスリット幅Ｔ２の制御目標値にしたがって、吐出口１２ｅのスリット幅Ｔ２が制御される。すなわち、制御装置４０は、サーボモータ１４を駆動して、可動ブロック１２ｆの位置を調整する。これによって、吐出口１２ｅのスリット幅Ｔ２が制御目標値で指定された値に正確に調節される。

ステップＳ１４では、制御装置４０は、ノズルユニット１０を塗布開始位置に移動させる。ステップＳ１６では、制御装置４０は、ステップＳ４で入力された塗布経路に沿って、ステップＳ４で入力された移動速度Ｖ１の制御目標値にしたがって、ノズルユニット１０を移動させる。すなわち、ノズルユニット１０が、ノズルユニット１０とワーク９０との間に一定の間隔を保持した状態で、吐出口１２ｅのスリット幅方向（すなわち、Ｙ方向）に沿って移動速度Ｖ１で移動される。この段階では、まだ、ノズルユニット１０から制振材は吐出されない。

ステップＳ１８では、制御装置４０は、ノズルユニット１０の移動を継続した状態で、予め定められた遅延時間が経過するのを待つ。遅延時間は極めて短い時間である。遅延時間が経過すると、制御装置４０は、ステップＳ４で入力された吐出速度Ｖ２の制御目標値にしたがって、ノズルユニット１０から制振材を吐出させる。このように、ノズルユニット１０の移動が開始されてから遅延時間経過後に制振材を吐出することで、ノズルユニット１０が停止した状態で制振材が吐出されることが防止される。これによって、ワーク９０上の塗布開始位置で局所的に制振材が厚く塗布されることが防止される。制振材の吐出を開始した以降は、ステップＳ４で入力された制御目標値にしたがって各部が制御され、塗布経路に沿って制振材が塗布される。移動速度Ｖ１と吐出速度Ｖ２がＶ１≧Ｖ２の関係を満たしているので、制振材は折れ重なることなくワーク９０上に塗布される。また、各制御目標値から予測される制振材の膜厚と目標膜厚が略等しいので、目標膜厚と略等しい厚さで制振材が塗布される。このように、精神材塗布装置８０によれば、膜厚を正確に制御して制振材を塗布することができる。

上述したノズルユニット１０は、制振材を塗布する際に、ワーク９０等と干渉し難い。すなわち、上述したように、ノズルユニット１０では、回転軸１４ｂが制振材の吐出方向と平行となるようにサーボモータ１４がノズル１２に固定されている。このため、図２に示すノズルユニット１０のＹ方向の幅Ｄ１がそれほど大きくない。仮にサーボモータ１４の回転軸１４ｂを回転軸１８に直接接続すれば、サーボモータ１４がノズル１２の側面からＹ方向に大きく突出するように配置される。このため、ノズルユニット１０の幅Ｄ１が極めて大きくなり、ノズルユニット１０がワーク等と干渉し易くなる。本実施例のノズルユニット１０では、回転軸１４ｂが制振材の吐出方向と平行となるようにサーボモータ１４をノズル１２に固定することで、ノズルユニット１０のコンパクト化を実現している。ノズルユニット１０がコンパクト化されているので、ノズルユニット１０がワーク９０と干渉し難い。例えば、図１に示すように、ワーク９０に折れ曲がり部９２が形成されている場合にも、折れ曲がり部９２の近傍まで制振材を塗布することができる。

また、上述したように、本実施例の制振材塗布装置８０によれば、制振材を波状に折り重ねることなく、ワーク９０上に制振材を塗布することができる。図１６のように制振材が波状に折り重なって塗布された場合、塗布された制振材中に多量の気泡が取り込まれる。制振材塗布装置８０によれば、塗布された制振材中に気泡が混入することを抑制することができる。また、図１６のように制振材が波状に折り重なって塗布された場合、塗布された制振材の表面にはＹ方向に沿って凹凸が形成される。すなわち、塗布後の制振材の膜厚が、Ｙ方向の位置によって大きくばらついてしまう。本実施例の制振材塗布装置８０によれば、塗布された制振材が波状に折り重なることがないので、位置による制振材の厚さのばらつきは非常に小さい。制振材塗布装置８０によれば、均一な厚さで制振材を塗布することができる。また、制振材塗布装置８０は、ノズル１２の吐出口１２ｅの幅をサーボモータ１４によって正確に調整することが可能である。特に、ギアボックス１６のギア比が、回転軸１４ｂの回転速度よりも回転軸１８の回転速度が遅くなるように設定されているので、より正確に吐出口１２ｅのスリット幅を調節することができる。したがって、塗布される制振材の厚さを正確に制御することができる。

以上のようにして塗布された制振材は、加熱により硬化される。硬化後の制振材層の特性について、以下に説明する。
図８は、実施例の制振材塗布装置８０によって塗布されて形成された制振材層Ａと、図１６に示すように波状に折れ重なって塗布されて形成された制振材層Ｂの曲げ剛性を示している。この実験では、厚さが異なる複数の制振材層Ａ、Ｂについて、曲げ剛性を測定した。図８に示すように、何れの厚さであっても、制振材層Ａの方が、制振材層Ｂより曲げ剛性が高い結果となった。また、厚さが厚いほど、制振材層ＡとＢの曲げ剛性の差が顕著となることが分かる。制振材層Ａが制振材層Ｂより曲げ剛性が高いのは、制振材層Ａ中に存在する気泡が制振材層Ｂより少ないためであると考えられる。

図９は、ワーク上に制振材層Ａを形成したテストピースＡ１とワーク上に制振材層Ｂを形成したテストピースＢ１について、シミュレーション（ＣＡＥ）による振動実験を行った結果を示している。なお、テストピースＡ１とテストピースＢ１は、ワークの厚さ及び制振材層の厚さは等しい。図９の横軸は振動周波数を示しており、縦軸は振動時のイナータンスを示している。なお、イナータンスとは、入力する力Ｆと、測定点における加速度Ａにより、Ａ／Ｆで示される値である。イナータンスが高いことは、高い振動（ノイズ）が発生していること（すなわち、制振性能が低いこと）を意味する。
図９に示すように、テストピースＡ１とテストピースＢ１を比較すると、一部の周波数範囲を除く大部分の周波数範囲において、テストピースＡ１の方がテストピースＢ１よりイナータンスが低い。特に、自動車においてはイナータンスのピーク値が問題となるが、図９に示すように、テストピースＡ１ではテストピースＢ１よりイナータンスのピーク値が約１．４ｄＢ低くなるという結果が得られた。テストピースＡ１がテストピースＢ１よりイナータンスが低い（すなわち、制振性能が高い）のは、制振材層Ａに含まれる気泡が少なく、制振材層Ａの剛性が高いためであると考えられる。

また、制振材層の厚さのばらつきも、制振材層の制振性能に影響を与えることが分かっている。図１０と図１１は、制振材層Ａ、Ｂの厚さが異なる複数のテストピースについて、図９と同様の振動実験を行った結果を示している。上述したように、本実施例の制振材塗布装置８０を用いて形成される制振材層Ａは厚さのばらつきが少ない。従来の製造実績を考慮すると、制振材層Ｂに生じる厚さのばらつきは約１．５ｍｍである。これに対し、制振材層Ａでは、厚さのばらつきを約０．５ｍｍに抑えることができる。本実験は、制振材層Ａ、Ｂの厚さのばらつきによる制振性能を評価するものである。すなわち、図１０は、テストピースＡ１と、テストピースＡ１より制振材層Ａの厚さを０．５ｍｍ増加させたテストピースＡ２と、テストピースＡ３より制振材層Ａの厚さを０．５ｍｍ減少させたテストピースＡ３について、図９と同様の実験を行った結果を示している。また、図１１は、テストピースＢ１と、テストピースＢ１より制振材層Ｂの厚さを１．５ｍｍ増加させたテストピースＢ２と、テストピースＢ３より制振材層Ａの厚さを１．５ｍｍ減少させたテストピースＢ３について、図９と同様の実験を行った結果を示している。
図１０と図１１を比較することで明らかなように、テストピースＡ１〜Ａ３の間で生じるイナータンスのばらつきは、テストピースＢ１〜Ｂ３の間で生じるイナータンスのばらつきより明らかに小さくなる。特に、イナータンスのピーク値について見ると、図１０のテストピースＡ３についてのピーク値Ｐａ１は、図１１のテストピースＢ３についてのピーク値Ｐｂ１より約３．６ｄＢ小さい。このように、本実施例の制振材塗布方法によって制振材層の厚さばらつきが低減されることによって、制振材層の制振性能が向上する。

また、図１２及び図１３は、振動発生箇所とイナータンスの評価箇所との位置関係を種々に変更して振動実験を行った結果を示している。図１２は、図１４に示すように、テストピースＡ１において、振動発生箇所Ｅ１からＹ方向（制振材塗布時にノズルユニット１０を移動させた方向）に変位した位置の評価箇所Ｇ１と、振動発生箇所Ｅ１からＸ方向に変位した位置の評価箇所Ｇ２と、振動発生箇所Ｅ１からＸ方向及びＹ方向に変位した位置の評価箇所Ｇ３におけるイナータンスの評価結果を示している。また、図１３は、図１５に示すように、テストピースＢ１において、振動発生箇所Ｅ１からＹ方向（表面の波形状を横切る方向）に変位した位置の評価箇所Ｇ１と、振動発生箇所Ｅ１からＸ方向（表面の波形状に沿った方向）に変位した位置の評価箇所Ｇ２と、振動発生箇所Ｅ１からＸ方向及びＹ方向に変位した位置の評価箇所Ｇ３におけるイナータンスの評価結果を示している。図１２及び図１３を比較することで明らかなように、テストピースＡ１の方がテストピースＢ１よりも、評価箇所の差によるイナータンスの差が小さい。このため、図１２のピーク値Ｐａ２が、図１３のピーク値Ｐｂ２より約２．０ｄＢ小さくなっている。このように、本実施例の制振材塗布装置８０により形成された制振材層Ａは、振動が加えられる方向によって生じる制振性能のばらつきが小さく、その結果、制振材層の制振性能が向上されている。これは、制振材層Ａの表面形状が均一であり、異方性が極めて小さいためであると考えられる。

以上、実施例について説明した。なお、上述した実施例の制振材塗布装置８０では、制振材の塗布中に各制御目標値が一定とされていた。しかしながら、制振材の塗布中に制御目標値を変更してもよい。
例えば、塗布された制振材の膜厚を測定する膜厚測定手段をノズルユニット１０に付加し、測定される膜厚と目標膜厚との差に基づいて、吐出口１２ｅのスリット幅の制御目標値を変更してもよい。膜厚測定手段には、レーザ距離計等を用いることができる。レーザ距離計をノズルユニット１０に付加し、ワーク９０までの距離をレーザ距離計で予め測定しておき、制振材の塗布時に制振材の表面までの距離をレーザ距離計で測定することで、塗布された制振材の膜厚を測定することができる。また、レーザ距離計をノズルユニット１０に付加すれば、ノズルユニット１０によって塗布された直後の制振材の膜厚を監視することができる。測定される制振材の膜厚と目標膜厚とが一致するように吐出口１２ｅのスリット幅Ｔ２の制御目標値を調節することで、制振材をより均一な膜厚で塗布することが可能となる。また、測定される制振材の膜厚と目標膜厚とが一致するように、移動速度Ｖ１や制振材の吐出速度Ｖ２の制御目標値を変更してもよい。

また、上述した実施例では、ノズルユニット１０をＹ方向に移動させながら制振材を塗布したが、ノズルユニット１０とワーク９０をＹ方向に相対移動させるのであれば、ノズルユニット１０とワーク９０の何れを移動させてもよい。また、ノズルユニット１０とワーク９０の双方を移動させてもよい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１０：ノズルユニット
１２：ノズル
１２ｅ：吐出口
１２ｆ：可動ブロック
１２ｇ：ネジ孔
１４：サーボモータ
１４ａ：ケース
１４ｂ：回転軸
１５：接続部材
１６：ギアボックス
１８：回転軸
１９：ネジ部
２０：制振材供給装置
３０：移動装置
４０：制御装置
８０：制振材塗布装置

Claims (5)

1. ワーク上に制振材を塗布するノズルユニットであって、
   スリット状の吐出口を有し、吐出口から制振材を吐出するノズルと、
   ノズルに対して固定されているモータと、
   モータの回転に応じて吐出口のスリット幅を変更するスリット幅変更手段、
   を備えていることを特徴とするノズルユニット。
2. 回転伝達手段をさらに備え、
   モータは、その回転軸がノズルから制振材が吐出される吐出方向に沿う向きで配設されており、
   回転伝達手段は、モータの回転軸の回転を、ノズルに向って伸びる第２回転軸に伝達し、
   スリット幅変更手段は、第２回転軸の回転に応じて吐出口のスリット幅を変更することを特徴とする請求項３に記載のノズルユニット。
3. 回転伝達手段が、モータの回転軸の回転速度より、第２回転軸の回転速度が低くなるように、回転を伝達することを特徴とする請求項２に記載のノズルユニット。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のノズルユニットと、
   ノズルユニットをワークに対して相対移動させる移動装置と、
   ノズルユニットと移動装置を制御する制御装置、
   を備えた制振材塗布装置であって、
   制御装置が、
   塗布後の制振材の目標膜厚と、ノズルの吐出口のスリット幅の制御目標値と、制振材の吐出速度の制御目標値と、ノズルのスリット幅方向におけるノズルとワークとの相対移動速度の制御目標値の入力を受けるステップと、
   各制御目標値から予測される塗布後の制振材の予測膜厚と入力された目標膜厚との差が許容範囲内であるか否かを判定するステップと、
   前記差が許容範囲内である場合に、各制御目標値にしたがって、ノズルユニットと移動装置を制御するステップ、
   を実行することを特徴とする制振材塗布装置。
5. 塗布後の制振材の膜厚を測定する膜厚測定手段をさらに有しており、
   制振材の塗布中に、膜厚測定手段で測定される膜厚と目標膜厚との差に基づいて、ノズルの吐出口のスリット幅の制御目標値と、制振材の吐出速度の制御目標値と、ノズルのスリット幅方向におけるノズルとワークの相対移動速度の制御目標値の少なくとも１つを変更することを特徴とする請求項４に記載の制振材塗布装置。

Images