JP2014140791A - 粘性材料の塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】作業者の熟練度に左右されることなく、粘性材料の厚さを一定にすることができる塗布装置を提供することを課題とする。
【解決手段】図（ａ）に示すように、スタンプ部材２８を所定量下げる。すると、均し部材５８が押し下げられ、揺動板５７が揺動し、貯留部５５に溜められている粘性材料７０がスタンプ部材２８に接触する。この状態で、貯留部５５を水平に、図面右へ移動させる。すると、図（ｂ）に示すように、粘性材料７０がスタンプ部材２８の下面に移される。その上、均し部材５８は粘性材料７０の厚さが一定になるように均す。
【効果】粘性材料７０が移されたスタンプ部材２８を、ワークに当てることで、粘性材料をワークへ移す。自動化したので個人差が生じることはない。
【選択図】図４

Description

本発明は、シーラーなどの粘性材料をワークの表面に塗布する塗布装置に関する。

シーラーなどの粘性材料をワークに塗る場合、粘性材料は、一般塗料と同様に、刷毛塗りやローラ塗りによりワークの表面に塗布される。
自動化の一環として、ローラ塗りを基本原理とする塗布装置が知られている（例えば、特許文献１（図５）参照。）。

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図７は従来の技術の基本原理を説明する図であり、容器１０１に粘性材料１０２が溜められ、この粘性材料１０２に一部が浸るようにローラ１０３が設けられている。図面時計回りにローラ１０３を回すと、粘性材料１０２がローラ１０３に付着した状態で上へ移動する。この途中、ブレード１０４で余剰の粘性材料１０２が掻き取られ、容器１０１へ戻される。

作業者は、手１０５で棒状又は板状のワーク１０６を支え、このワーク１０６をローラ１０３の上面に当てながら、図面右から左へ移動させる。結果、ワーク１０６の下面に粘性材料１０２を塗布することができる。

特許文献１の塗布装置は、構造が簡単であるという利点を有するが、反面、改善されるべき点が幾つかある。
第１に、ワーク１０６の傾きや、力の入れ具合により、粘性材料の厚さが変化する。具体的には、ローラ１０３の回転により、入り側が厚くなり、出側が薄くなることが心配される。熟練者であれば、このような不具合を是正するために力の入れ具合やワークの傾きを微妙に調整する。しかし、未熟練者ではこのような微調整は難しい。結果、熟練者と未熟練者とでは厚さの均一性の点で差が顕著になる。品質の確保が求められる中、作業者に左右されないことが望まれる。

すなわち、作業者の熟練度に左右されることなく、粘性材料の厚さを一定にすることができる塗布装置が求められる。

第２に、容器１０１にヒータ１０７が備えられ、容器１０１内の粘性材料１０２は硬化しないように、温められる。例えば、ワーク１０６に粘性材料１０２が塗布された状態で、休憩時間に入ったとすると、このワーク１０６が放置される可能性があり、そうすると粘性材料１０２が次の工程へ供する前に硬化する。
作業が途中になるようであれば、休憩時間の一定時間前に作業を中断するという対策を講じる必要がある。すると、生産性が低下する。

生産性の向上が求められる中、休憩時間であっても作業を中断する必要がない塗布装置が求められる。

特開２０１２−４０４８０公報

本発明は、作業者の熟練度に左右されることなく、粘性材料の厚さを一定にすることができる塗布装置を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、粘性材料をワークの表面に塗布する塗布装置において、
被塗付面が上になるようにして前記ワークを支えるワーク支持機構と、
前記被塗付面の上方に昇降自在に配置されるスタンプ部材と、
前記粘性材料を供給源から一定量ずつ送給する送給機構と、
上面が開放され、前記送給機構で送られた前記粘性材料を貯留する貯留部と、
この貯留部を前記スタンプ部材の下位位置と待機位置との間を往復移動させる移動機構と、
前記スタンプ部材を前記貯留部へ下げることで、この貯留部に溜められている前記粘性材料を前記スタンプ部材の下面に移し、前記貯留部を待機位置へ移動し、前記スタンプ部材をさらに下げることで、前記粘性材料を前記ワークへ移す制御をなす制御部と、からなることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、ワーク支持機構とスタンプ部材と送給機構と貯留部は、略密閉構造のチャンバー内に配置されることを特徴とする。

請求項３に係る発明では、チャンバーへ常温より高い所定温度の温風を供給する温風供給機構が備えられていることを特徴とする。

請求項４に係る発明では、貯留部に、スタンプ部材の下面に摺接して粘性材料の厚さを均一にする均し部材が付設されていることを特徴とする。

請求項５に係る発明では、ワーク支持機構は、鉛直軸廻りに回転可能とされ一部がチャンバー内に在り、残部がチャンバー外に在るようなターンテーブル上に設けられていることを特徴とする。

請求項６に係る発明では、ターンテーブルは、チャンバーの内外を仕切る仕切壁を備えていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、粘性材料が移されたスタンプ部材を、ワークに当てることで、粘性材料をワークへ移す。自動化したので個人差が生じることはない。加えて、従来の技術のように入り側、出側が、本発明では存在しないため、厚さが均一になる。結果、本発明によれば、作業者の熟練度に左右されることなく、粘性材料の厚さを一定にすることができる塗布装置が提供される。

請求項２に係る発明では、ワーク支持機構とスタンプ部材と送給機構と貯留部は、略密閉構造のチャンバー内に配置される。
チャンバーに外気が侵入すること及びチャンバー内の空気が外に漏れることが少ないため、チャンバーの温度制御が容易になる。ヒータなどでチャンバー内を常温より高い温度に保つことで熱軟化性の粘性材料の流動性が維持される。
結果、休息時間に粘性材料が硬化する心配が無くなる。

請求項３に係る発明では、チャンバーへ常温より高い所定温度の温風を供給する温風供給機構が備えられている。
ヒータよりは熱風の方がチャンバー内を均一の所定温度に維持することができ、チャンバーでは粘性材料が硬化する心配はない。結果、チャンバーに作業途中のワークが収納され、このままで休憩に入ることができ、生産性の低下を防ぐことができる。

請求項４に係る発明では、貯留部に、スタンプ部材の下面に摺接して粘性材料の厚さを均一にする均し部材が付設されている。
粘性材料の厚さを、より一層均一にすることができる。

請求項５に係る発明では、ワーク支持機構は、一部がチャンバー内に在り、残部がチャンバー外に在るようなターンテーブル上に設けられている。
ターンテーブルを採用したことにより、ワークを密閉空間へ出し入れする必要が無く、作業が容易になる。

請求項６に係る発明では、ターンテーブルは、チャンバーの内外を仕切る仕切壁を備えている。仕切壁により、外気が侵入すること及びチャンバー内の空気が外に漏れることを、より効果的に防止することができる。熱風の消費量が減少し、省エネルギーが図れる。

本発明に係る粘性材料の塗布装置の側面図である。 チャンバー内部の構造を説明する図である。 粘性材料の流れを説明する図である。 均し部材の作用を説明する図である。 スタンプ部材とワーク支持機構の構成を説明する図である。 ターンテーブルの作用を説明する図である。 従来の技術の基本原理を説明する図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

図１に示すように、粘性材料の塗布装置１０は、キャスター１１、１１及び固定具１２、１２を脚下に備える作業台１３と、この作業台１３の上に設けられるチャンバー１４と、このチャンバー１４の上に設けられる温風供給機構１５とからなる。チャンバー１４には、適宜、保守点検のための扉１６が設けられる。

キャスター１１、１１により、作業台１３を任意の場所へ移動させることができる。
固定具１２は、ボルト１７とアンカー１８とにより、作業台１３を床１９に固定する役割を果たす。

チャンバー１４の内部を次に説明する。
図２に示すように、チャンバー１４は、床板２１と、奥壁２２と左右壁２３（手前の右壁は不図示につき、図１参照）と、正面壁２４と、天井２５とで６面が囲われてなる。ただし、正面壁２４は一部切り欠かれているため、チャンバー１４は、略密閉空間を形成するに留まる。

少なくとも正面壁２４は、内部が透視できるように、アクリルなどの透明樹脂板で構成することが望ましい。また、床板２１は、作業台１３の天板で兼用することができる。

チャンバー１４に、ターンテーブル２７の略半分（図では右半分）と、このターンテーブル２７で支持される複数個のワーク支持機構９０の略半分（図では右半分）と、スタンプ部材２８と、粘性材料を供給源から一定量ずつ送給する送給機構７１と、上面が開放され送給機構７１で送られた粘性材料を貯留する貯留部５５と、この貯留部５５をスタンプ部材２８の下位位置と待機位置との間を往復移動させる移動機構５０とが収納される。

ターンテーブル２７は、ベース３１に軸受３２を介して支持される。この軸受３２は大径のリング３３で囲われる。すなわち、ベース３１とリング３３とターンテーブル２７の三枚重ね構造とされる。ベース３１は連結部材３４により、床板２１に固定される。

また、ベース３１に旋回用アクチュエータ３５が取付けられ、この旋回用アクチュエータ３５から上に延びる旋回軸３６がターンテーブル２７に嵌合される。 ベース３１及びリング３３が非旋回部材であり、ターンテーブル２７が旋回用アクチュエータ３５により、旋回される。この例では１／２回転（１８０°）単位で回される。

スタンプ部材２８は、スタンプ昇降機構４０により支持される。
スタンプ昇降機構４０は、例えば、床板２１から天井２５に掛け渡される柱４１と、この柱４１に設けられる縦レール４２と、この縦レール４２に昇降可能に取付られる縦スライダ４３と、この縦スライダ４３から水平に延ばされる水平支持板４４と、この水平支持板４４を吊す昇降アクチュエータ４５と、水平支持板４４に貫通する上部ロッド４６、４６と、これらの上部ロッド４６、４６を囲うように設けられる上部弾性部材４７、４７とからなる。

上部弾性部材４７は圧縮コイルばねが好適である。
なお、昇降アクチュエータ４５は柱４１に固定するが、天井２５に固定することは差し支えない。

上部ロッド４６、４６でスタンプ部材２８が支えられる。昇降アクチュエータ４５により、スタンプ部材２８が大きく上昇、下降される。この昇降の際に、縦スライダ４３と縦レール４２が水平支持板４４の揺れ止めの役割を果たす。結果、スタンプ部材２８は正確な位置に下降する。上部弾性部材４７及び上部ロッド４６の作用は後述する。

一方、床板２１からブラケット４８が上に延ばされ、このブラケット４８に、移動機構５０が設けられる。
この移動機構５０は、ブラケット４８上に設けられる水平レール５１と、この水平レール５１上を水平に移動する水平スライダ５２と、ブラケット４８に固定され水平スライダ５２を移動する移動アクチュエータ５３とからなる。水平スライダ５２の先端に貯留部５５が取付けられる。

図３に示すように、水平スライダ５２の先端に、ヒンジ５６を介して、く字断面の揺動板５７が取付けられ、この揺動板５７の上端正面（図では右の面）に、先端が突の均し部材５８が固定される。
水平スライダ５２からボルト５９が斜めに延ばされ、このボルト５９が揺動板５７に緩やかに連結される。このボルト５９を囲うように圧縮ばね６１が取付けられる。圧縮ばね６１は揺動板５７を起立する方向へ付勢する。

ボルト５９は揺動板５７の起立位置を特定する役割を果たす。この状態で、スタンプ部材２８により均し部材５８に下向き力が加わると、圧縮ばね６１が縮む。結果、揺動板５７はヒンジ５６を回転中心として図面反時計方向へ揺動する。

揺動板５７の上端裏面にブロック６２が取付けられ、このブロック６２に立板６３が取付けられ、均し部材５８とブロック６２と立板６３とで、上面が開放された、溝状の貯留部５５が形成される。この貯留部５５の底に小孔６４を備えるパイプ６５が収納される。

供給源６６は、容器６７と加熱手段６８と撹拌手段６９からなり、容器６７に収納される粘性材料７０を、加熱手段６８で常温より高い所定温度に温め、撹拌手段６９で温度むらや組成むらが起こらないように撹拌する。粘性材料７０は、シーラーに代表される熱軟化性材料である。

送給機構７１は、ピストンポンプ（プランジャポンプ）が好適であり、例えば、定量シリンダ７２と、定量ピストン７３と、この定量ピストン７３を一定ストロークだけ移動させる定量アクチュエータ７４とからなる。

定量シリンダ７２から一次ホース７５を延ばして容器６７に接続する。また、定量シリンダ７２から二次ホース７６を延ばしてパイプ６５に接続する。一次ホース７５に一次逆止弁７７を介在させ、二次ホース７６に二次逆止弁７８を介在させる。逆止弁７７、７８は定量シリンダ７２に内蔵してもよい。

定量ピストン７３を矢印（１）のように一定ストロークだけ後退させると、二次逆止弁７８が閉じ、一次逆止弁７７が開き、一次ホース７５を介して容器６７内の粘性材料７０が定量シリンダ７２に吸引される。次に、定量ピストン７３を矢印（２）のように一定ストロークだけ前進させると、一次逆止弁７７が閉じ、二次逆止弁７８が開き、二次ホース７６を介して定量シリンダ７２内の粘性材料７０がパイプ６５に送られる。

定量ピストン７３の外径×一定ストロール＝一定量の算式により、送給機構７１で一定量の粘性材料７０がパイプ６５に送られる。本発明では、塗布１工程当たり、一回一定量の粘性材料７０を貯留部５５へ送る。

図４（ａ）に示すように、スタンプ部材２８を所定量下げる。すると、均し部材５８が押し下げられ、揺動板５７が揺動し、貯留部５５に溜められている粘性材料７０がスタンプ部材２８に接触する。

この状態で、貯留部５５を水平に、図面右へ移動させる。
すると、図４（ｂ）に示すように、粘性材料７０がスタンプ部材２８の下面に移される。その上、均し部材５８は粘性材料７０の厚さが一定になるように均す。
１回の消費量に相当する量の粘性材料７０を、図３の送給機構７１で補充する。補充するタイミングは、消費と連動して実施することや、消費後に実施することの何れでもよい。

この際に、掻き取られた粘性材料又は溢れた粘性材料は、第１回収容器８１や第２回収容器８２へ落下する。貯留部５５及び均し部材５８は、更に図右の待機位置へ移動する。

図５に示すように、貯留部５５及び均し部材５８が待機位置へ移動すると、スタンプ部材２８が下降可能となる。
ワーク支持機構９０は、ターンテーブル２７に立てた下部ロッド９１、９１と、下部ロッド９１、９１に平行に配置される下部弾性部材９２、９２と、これらの下部弾性部材９２、９２で押し上げられつつ下部ロッド９１、９１で案内される支持台９３とからなる。この支持台９３にワーク９４が載せられる。

スタンプ部材２８を、矢印（３）のように下げると、ワーク９４に当たる。押圧力に応じて、上部弾性部材４７、４７及び下部弾性部材９２、９２が圧縮される。結果、ワーク９４の上面にスタンプ部材２８の下面が密着する。仮に、ワーク９４の上面とスタンプ部材２８の下面が非平行であったとしても、上部弾性部材４７、４７及び下部弾性部材９２、９２が圧縮することで、ワーク９４にスタンプ部材２８が倣うように傾斜する。

密着により、粘性材料７０を、想像線で示すように、ワーク９４へ移すことができる。
次にスタンプ部材２８を矢印（４）のように待機位置へ戻す。
なお、上部弾性部材４７、４７と下部弾性部材９２、９２の一方は省くことができる。

図６（ａ）に示すように、ターンテーブル２７に４個の支持台９３が設けられ、うち２個の支持台９３に載っているワーク９４、９４に、粘性材料７０が移された。作業者がスイッチ９５、９５を両手で操作すると、ターンテーブル２７は、矢印（５）のように１／２回転（１８０°）旋回する。

すると、図６（ｂ）に示すように、ワーク９４、９４が正面壁２４よりも外に出る。この状態でワーク９４、９４を支持台９３、９３からピックアップすればよい。同時に、正面壁２４より内側にワーク９４、９４が入るので、これらのワーク９４、９４に粘性材料７０を塗布すればよい。

図６（ａ）、（ｂ）に示すように、ターンテーブル２７に仕切壁９７を立てることにより、正面壁２４の開口９８を略々閉じることができ、外気の流入や内気の流出を抑制することができる。

図２にて、制御部９９により、スタンプ部材２８を貯留部５５へ下げることで、この貯留部５５に溜められている粘性材料をスタンプ部材２８の下面に移し、貯留部５５を待機位置へ移動し、スタンプ部材２８をさらに下げることで、粘性材料をワークへ移す（図５）制御を実施する。すなわち、制御部９９は、昇降アクチュエータ４５、移動アクチュエータ５３及び送給機構７１を制御する。

加えて制御部９９は、温風供給機構１５を制御する。温風供給機構１５は、チャンバー１４の内部温度が常温より高い所定温度になるように温風を吹き込む。チャンバー１４内が常温より高い所定温度に保たれるため、粘性材料が硬化する心配はない。硬化しないため、休憩時間などで放置しても何ら支障はない。

本発明は、シーラーを部品に塗布する塗布装置に好適である。

１０…粘性材料の塗布装置、１４…チャンバー、１５…温風供給機構、２７…ターンテーブル、２８…スタンプ部材、３６…鉛直軸（旋回軸）、５０…移動機構、５５…貯留部、５８…均し部材、７０…粘性材料、７１…送給機構、９０…ワーク支持機構、９４…ワーク、９７…仕切壁、９９…制御部。

Claims (6)

1. 粘性材料をワークの表面に塗布する塗布装置において、
   被塗付面が上になるようにして前記ワークを支えるワーク支持機構と、
   前記被塗付面の上方に昇降自在に配置されるスタンプ部材と、
   前記粘性材料を供給源から一定量ずつ送給する送給機構と、
   上面が開放され、前記送給機構で送られた前記粘性材料を貯留する貯留部と、
   この貯留部を前記スタンプ部材の下位位置と待機位置との間を往復移動させる移動機構と、
   前記スタンプ部材を前記貯留部へ下げることで、この貯留部に溜められている前記粘性材料を前記スタンプ部材の下面に移し、前記貯留部を待機位置へ移動し、前記スタンプ部材をさらに下げることで、前記粘性材料を前記ワークへ移す制御をなす制御部と、からなることを特徴とする粘性材料の塗布装置。
2. ワーク支持機構と前記スタンプ部材と前記送給機構と前記貯留部は、略密閉構造のチャンバー内に配置されることを特徴とする請求項１記載の粘性材料の塗布装置。
3. 前記チャンバーへ常温より高い所定温度の温風を供給する温風供給機構が備えられていることを特徴とする請求項２記載の粘性材料の塗布装置。
4. 前記貯留部に、前記スタンプ部材の下面に摺接して前記粘性材料の厚さを均一にする均し部材が付設されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の粘性材料の塗布装置。
5. 前記ワーク支持機構は、鉛直軸廻りに回転可能とされ一部が前記チャンバー内に在り、残部が前記チャンバー外に在るようなターンテーブル上に設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の粘性材料の塗布装置。
6. 前記ターンテーブルは、前記チャンバーの内外を仕切る仕切壁を備えていることを特徴とする請求項５記載の粘性材料の塗布装置。

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