JP2022014520A - Method and system for coating non-newtonian fluid - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、塗布ローラを用いてシール材等の非ニュートン流体を塗布する方法およびシステムに関する。 The present disclosure relates to a method and system for applying a non-Newtonian fluid such as a sealing material using a coating roller.
航空機の構造部材の組み立てに際しては、防水・耐食要求等に基づいて部材同士の接合面にシール材が塗布される。例えば、シール材を供給した接合面に対してローラを回転させながら、接合面にシール材を塗り拡げる。
塗布時の環境温度等に応じたシール材の物性のばらつきから、接合面へのシール材の塗布状態を安定させることが難しい。そのため、ローラを用いるシール材の塗布作業は、手作業により、シール材が接合面になす層の厚さ等の状態を確認しながら行われている。
環境温度によってシール材の粘度が変わるため、塗布作業にあたり、環境温度が、シール材に定められた許容温度域の範囲内にあることが確認される。
When assembling the structural members of an aircraft, a sealing material is applied to the joint surface between the members based on the requirements for waterproofing and corrosion resistance. For example, the sealing material is spread on the joint surface while rotating the roller with respect to the joint surface to which the sealing material is supplied.
It is difficult to stabilize the coating state of the sealing material on the joint surface due to the variation in the physical properties of the sealing material depending on the environmental temperature at the time of coating. Therefore, the coating work of the sealing material using the rollers is performed by hand while checking the state such as the thickness of the layer formed by the sealing material on the joint surface.
Since the viscosity of the sealing material changes depending on the environmental temperature, it is confirmed that the environmental temperature is within the allowable temperature range specified for the sealing material during the coating operation.
塗布装置によるシール材塗布の自動化を試みた例は少ないが、特許文献1は、航空機のストリンガーに適用可能なシール材塗布装置を開示する。かかるシール材塗布装置は、フレームに吊り下げられレールに沿って走行可能であるとともに上下動が可能な台車に搭載されるシール材塗布機構と、ストリンガー等のワークとシール材塗布機構との接圧を付与可能なワーク支持用ポジショナとを備えている。シール材塗布機構は、シール材の供給器と、供給器に対して直列に配置された鋸歯状のシール材ならしロールとを含む。このシール材塗布機構は、ワークの形状に倣って走行し、ならしロールをワークに押し付けつつ、供給器により接合面に供給されたシール材をならしロールの各鋸歯に均等に分配する。走行速度とならしロールの周速とは同調される。
Although there are few examples of attempts to automate the coating of the sealing material by the coating device,
上述したように、環境温度等によるシール材の物性のばらつきがシール材の塗布状態に影響するため、シール材の塗布工程を自動化する塗布システムの実用化は難しく、依然、シール材の塗布工程を人手に頼っている。
シール材を介在させて組み付けられる部材間の接合品質を確保するため、接合面に安定した厚さでシール材を塗布したい。
As described above, it is difficult to put into practical use a coating system that automates the sealing material coating process because the variation in the physical properties of the sealing material due to the environmental temperature and the like affects the coating state of the sealing material. It relies on human hands.
In order to ensure the joining quality between the members that are assembled with the sealing material intervening, we want to apply the sealing material to the joint surface with a stable thickness.
習熟した作業者によれば、ディスペンサから吐出されたシール材の粘度や塗布されたシール材の状態を確認しつつ、接合面へのローラの押付力、ローラを動かす速度、必要に応じてローラを往復動作させる回数等を経験に基づいて調整することにより、塗布の状態を安定させることが可能である。
しかしながら、習熟した作業者の確保が必要となることに加え、人手による限り熟練の作業者ではあっても塗布作業の速度には限界がある。塗布作業の都度、シール材の状態を確認しつつローラの速度等を調整することで塗布状態を安定させる現況に鑑みると、塗布工程の高速化による生産性向上の要求に対応することが難しい。
According to a skilled worker, while checking the viscosity of the sealing material discharged from the dispenser and the condition of the applied sealing material, the pressing force of the roller against the joint surface, the speed at which the roller is moved, and the roller as necessary It is possible to stabilize the coating state by adjusting the number of reciprocating operations based on experience.
However, in addition to the need to secure skilled workers, there is a limit to the speed of the coating work even for skilled workers as far as manpower is concerned. Considering the current situation in which the coating state is stabilized by adjusting the roller speed while checking the state of the sealing material each time the coating work is performed, it is difficult to meet the demand for productivity improvement by speeding up the coating process.
以上より、本開示は、塗布システムによるシール材等の非ニュートン流体の安定した塗布を実現することを通じて、非ニュートン流体の塗布の自動化による塗布工程の高速化を図ることが可能な方法およびシステムを提供することを目的とする。 Based on the above, the present disclosure provides methods and systems capable of speeding up the coating process by automating the coating of non-Newtonian fluids by realizing stable coating of non-Newtonian fluids such as sealing materials by the coating system. The purpose is to provide.
自動化および高速化を実現するための塗布条件を検討するにあたり、発明者は、ローラの外周面に供給されたシール材が、ローラの回転に伴い接合面へと付着することに関する物理現象を検討した。ローラの外周面にシール材が安定して供給されたとしても、シール材が接合面に安定して付着しないとすれば、接合面に付着したシール材の厚さも安定しない。接合面の一端から他端までローラを転動させる処理を一度のみ行う処理によりシール材の安定した厚さの層が得られるならば、塗布工程の高速化に寄与する。 In studying the coating conditions for achieving automation and high speed, the inventor examined the physical phenomenon that the sealing material supplied to the outer peripheral surface of the roller adheres to the joint surface as the roller rotates. .. Even if the sealing material is stably supplied to the outer peripheral surface of the roller, if the sealing material does not stably adhere to the joint surface, the thickness of the sealing material adhered to the joint surface is also not stable. If a layer having a stable thickness of the sealing material can be obtained by performing the process of rolling the roller from one end to the other end of the joint surface only once, it contributes to speeding up the coating process.
本開示の発明者は、シール材が非ニュートン流体であって、流れの剪断応力と流れの速度との間には関係性があるから、シール材の剥がれ易さと、塗布する速度にも関係性があることに着目し、接合面に安定した厚さのシール材を得るために必要な新たな塗布条件を想到した。 The inventor of the present disclosure is related to the ease of peeling of the sealing material and the speed of application because the sealing material is a non-Newton fluid and there is a relationship between the shear stress of the flow and the speed of the flow. Focusing on the fact that there is, we came up with new coating conditions necessary to obtain a sealing material with a stable thickness on the joint surface.
かかる塗布条件を含む本開示の非ニュートン流体塗布方法は、対象部材の対象領域を転動する塗布ローラを用いて対象領域に非ニュートン流体を塗布する方法であって、塗布ローラを含む非ニュートン流体塗布システムにより、非ニュートン流体の温度特性に対応した塗布ローラの周速に相当する所定のローラ速度にて塗布ローラを回転駆動するとともにローラ速度と対応する塗布速度にて対象部材と塗布ローラとを相対的に移動させつつ、非ニュートン流体を塗布ローラの外周部に供給しながら、塗布ローラから対象領域へと非ニュートン流体を塗布する塗布ステップを備える。
ローラ速度がVRであり、非ニュートン流体が、ある温度、かつある粘度のとき、塗布ローラの回転による対象領域への到達に先行して塗布ローラの外周部から離脱する速度がVG、対象領域に到達した非ニュートン流体が塗布ローラの外周部から離脱する速度がVS、であるとして、VG<VR<VS の関係が成り立つ。
The non-Newtonian fluid coating method of the present disclosure including such coating conditions is a method of applying a non-Newtonian fluid to a target region using a coating roller that rolls the target region of the target member, and is a non-Newtonian fluid including the coating roller. The coating system rotates the coating roller at a predetermined roller speed corresponding to the peripheral speed of the coating roller corresponding to the temperature characteristics of the non-Newtonian fluid, and at the same time, the target member and the coating roller are driven at a coating speed corresponding to the roller speed. A coating step is provided in which the non-Newtonian fluid is applied from the coating roller to the target area while being relatively moved while supplying the non-Newtonian fluid to the outer peripheral portion of the coating roller.
When the roller speed is VR and the non-Newtonian fluid has a certain temperature and a certain viscosity, the speed at which the non-Newtonian fluid separates from the outer peripheral portion of the coating roller prior to reaching the target region due to the rotation of the coating roller is VG . Assuming that the velocity at which the non-Newtonian fluid that has reached the region leaves the outer peripheral portion of the coating roller is VS , the relationship of VG < VR < VS is established.
さらに、本開示の非ニュートン流体塗布システムは、対象部材の対象領域を転動する塗布ローラを用いて対象領域に非ニュートン流体を塗布するシステムであって、非ニュートン流体の温度特性に対応した塗布ローラの周速に相当する所定のローラ速度にて回転駆動されながら、ローラ速度と対応する塗布速度にて対象部材に対して移動機構により移動される塗布ローラと、非ニュートン流体を塗布ローラの外周部に供給する供給機構と、を備える。
ローラ速度がVRであり、非ニュートン流体が、ある温度、かつある粘度のとき、塗布ローラの回転による対象領域への到達に先行して塗布ローラの外周部から離脱する速度がVG、対象領域に到達した非ニュートン流体が塗布ローラの外周部から離脱する速度がVS、であるとして、VG<VR<VS の関係が成り立つ。
Further, the non-Newtonian fluid coating system of the present disclosure is a system for coating a non-Newtonian fluid on a target region by using a coating roller that rolls on the target region of the target member, and is a coating corresponding to the temperature characteristics of the non-Newtonian fluid. A coating roller that is rotationally driven at a predetermined roller speed corresponding to the peripheral speed of the roller and is moved by a moving mechanism with respect to the target member at a coating speed corresponding to the roller speed, and a non-Newtonian fluid is applied to the outer periphery of the coating roller. It is equipped with a supply mechanism that supplies the unit.
When the roller speed is VR and the non-Newtonian fluid has a certain temperature and a certain viscosity, the speed at which the non-Newtonian fluid separates from the outer peripheral portion of the coating roller prior to reaching the target region due to the rotation of the coating roller is VG . Assuming that the velocity at which the non-Newtonian fluid that has reached the region leaves the outer peripheral portion of the coating roller is VS , the relationship of VG < VR < VS is established.
本開示によれば、詳しくは後述するように、VG<VR<VSに基づいて、非ニュートン流体の温度特性に対応したローラ速度VRにて塗布ローラが回転駆動されることにより、シール材の温度による粘度等の物性のばらつきによらず、一度塗りであっても、非ニュートン流体を対象領域に安定した厚さに塗布することができるので、非ニュートン流体塗布の自動化および高速化を図ることができる。本開示によれば、人手作業による速度を大幅に超える塗布速度を実現することが可能となる。
後述するように、シール材の温度毎の塗布ローラの適合速度は、シール材の温度が高いほど速い。したがって、相対的に高い温度のときに塗布作業を行うと、対象部材に対して塗布ローラを高速で転動させながらシール材の塗布を行えるので、塗布工程に要する時間を短縮することができる。特に、塗布時にシール材に許容される温度の上限に近い温度のときに塗布作業を行うと、塗布工程の短縮の観点から好ましい。さらに、シール材の温度が高いほど、温度毎の適合速度域が広いことから、塗布ローラ等を駆動する装置の自由度が高い。
According to the present disclosure, as will be described in detail later, the coating roller is rotationally driven at a roller speed VR corresponding to the temperature characteristics of the non- Newtonian fluid based on VG < VR <VS. Non-Newtonian fluid can be applied to the target area to a stable thickness even if it is applied once, regardless of variations in physical properties such as viscosity due to the temperature of the sealing material, so that non-Newtonian fluid application can be automated and speeded up. Can be planned. According to the present disclosure, it is possible to realize a coating speed that greatly exceeds the speed by manual work.
As will be described later, the applicable speed of the coating roller for each temperature of the sealing material is faster as the temperature of the sealing material is higher. Therefore, if the coating operation is performed at a relatively high temperature, the sealing material can be applied to the target member while rolling the coating roller at high speed, so that the time required for the coating process can be shortened. In particular, it is preferable to perform the coating operation at a temperature close to the upper limit of the temperature allowed for the sealing material at the time of coating from the viewpoint of shortening the coating process. Further, the higher the temperature of the sealing material, the wider the applicable speed range for each temperature, so that the degree of freedom of the device for driving the coating roller or the like is high.
以下、添付図面を参照しながら、実施形態について説明する。
本実施形態は、塗布ローラ11を用いてシール材3を部材2に塗布する方法およびシステム、並びに塗布ローラ11の速度を取得する方法を開示する。
以下に開示するシール材塗布システム1(図1~図3)によれば、対象部材の一例としての航空機の機体を構成する部材2にシール材3を塗布することができる。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the accompanying drawings.
The present embodiment discloses a method and a system for applying the sealing
According to the sealing material coating system 1 (FIGS. 1 to 3) disclosed below, the sealing
〔塗布の対象部材〕
部材2は、例えば、図6Aに示すストリンガー2-1、あるいは、図6Bに示すフレーム2-2に相当する。これらストリンガー2-1およびフレーム2-2はいずれも航空機の構造部材であり、図示しないスキンに接合される。ストリンガー2-1の断面形状はあくまで一例である。
防水および耐食の要求から、例えば、ストリンガー2-1の対象領域2Aにシール材3を塗布した後、ストリンガー2-1とスキンとを締結等の適宜な方法で接合する。
図4に示すように、位置決め部材9により部材2を所定位置に位置決めすることができる。
航空機の構造部材の接合面である対象領域2Aにシール材3を塗布する場合は、対象領域2Aの全体に亘りシール材3が塗布されることが要求される。
[Material to be applied]
The
Due to the requirements for waterproofing and corrosion resistance, for example, after applying the sealing
As shown in FIG. 4, the positioning
When the sealing
〔シール材〕
シール材3は、耐候性等の観点から選定された適宜な分散質と、分散媒とを含み、硬化する前の流動性を有した状態のときに、部材2の対象領域2Aに塗布される。塗布時において、シール材3は、粘性を示す非ニュートン流体に相当する。
部材2の対象領域2Aと、対応する部材(例えばスキン)の対象領域との間は、シール材3が乾燥等により硬化することで封止される。
[Seal material]
The sealing
The
シール材3の温度は、基本的には、使用される環境の温度に近似し、シール材3の粘度を含む物性は、シール材3の温度に応じて変化する。本実施形態によれば、後述するように、シール材3の温度特性に応じた、塗布ローラ11からのシール材3の剥がれ易さと、塗布ローラ11の速度との関係から、塗布時のローラ速度VRを導くことにより、対象領域2Aへのシール材3の塗布の状態を安定させて接合品質を向上させることができる。
The temperature of the sealing
なお、シール材3は、封止機能に加え、部材同士を接着力により接合させる接着機能を有していてもよい。その場合は、部材間におけるシール材3の硬化に伴い、部材同士が接合される。このとき、部材同士が位置決めされた状態で、必要に応じて加圧および加熱の処理が行われてもよい。
In addition to the sealing function, the sealing
本実施形態では、シール材3はシリンダ状の容器3C(図1および図2)に封入され、温度管理の下、保管される。容器3Cには、塗布ローラ11にシール材3を吐出するノズル31が設けられている。使用前に容器3Cが開封されると、塗布ローラ11を含む移動体40に容器3Cが着脱可能に装着される。容器3Cを新たな容器3Cと交換する際は、使用済の容器3Cのシール材が、新たな容器3Cのシール材と混在することを避けるため、ノズル31、容器3C内に挿入されるピストン状の押出部32、および塗布ローラ11を含めて、シール材3が接触する部材の全てが洗浄される。なお、定期的な点検時にも、ノズル31や塗布ローラ11を含め、シール材3の接触した経路の洗浄が行われる。
In the present embodiment, the sealing
〔シール材塗布システム〕
図1~図3に示すシール材塗布システム1(以下、塗布システム1)は、部材2の対象領域2Aを転動する塗布ローラ11を用いて対象領域2Aにシール材3を塗布する。
本明細書における「前」および「後」は、塗布ローラ11の位置を基準として、塗布ローラ11が転動する方向(転動方向D1)の前方および後方を言う。
[Seal material application system]
In the sealing material coating system 1 (hereinafter referred to as coating system 1) shown in FIGS. 1 to 3, the sealing
As used herein, the terms "front" and "rear" refer to the front and rear of the direction in which the
塗布システム1は、図1~図3に示すように、塗布ローラ11と、塗布ローラ11の前方に配置される供給ローラ12と、シール材3を塗布ローラ11の外周部11Aに供給する供給機構30と、塗布ローラ11および供給ローラ12を含む移動体40と、塗布ローラ11および供給ローラ12の回転駆動を制御する制御部6と、シール材3を所定の温度に調整する温度調整機構7とを備えている。
制御部6、または図示しない別の制御部により移動機構8が駆動されることで、塗布ローラ11を備えた移動体40が移動速度にて部材2に対して送られる。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
By driving the moving
さらに、塗布システム1は、塗布ローラ11と対象領域2Aとを押し付けて互いに接触させる加圧機構41と、部材2の形状変化に塗布ローラ11を追従させる追従機構43を備えていることが好ましい。加圧機構41および追従機構43は、本実施形態のように移動体40に設けることができる。
Further, it is preferable that the
シール材3の温度特性に対応したローラ速度VRの設定について説明する。 ローラ速度VRは、塗布ローラ11の周速に相当する。当該周速は、塗布ローラ11の回転数、直径、および円周率より換算できるから、シール材3の温度特性に対応するローラ速度としての回転数を取得し、回転数を用いて塗布ローラ11の周速に換算してもよい。
シール材3が、ある温度Tで、かつある粘度ηのとき、塗布ローラ11からのシール材3の剥がれ易さと、塗布ローラ11の速度との関係は、下記の式(1)により表される
VG<VR<VS (1)
VG:シール材3が、塗布ローラ11の回転による対象領域2Aへの到達に先行して塗布ローラ11の外周部11Aから離脱する速度
VR:塗布ローラ11の周速に相当する速度
VS:対象領域2Aに到達したシール材3が塗布ローラ11の外周部から離脱する速度
The setting of the roller speed VR corresponding to the temperature characteristic of the sealing
When the sealing
VG : Speed at which the sealing
ここで、VGは、シール材3の物性により、VRとの関係で相対的に定まる速度である。、VSも、シール材3の物性により、VRとの関係で相対的に定まる速度である。試験や解析によりVGやVSを導くことができる。
VG<VRのとき、シール材3は、対象領域2Aへの到達に先行して塗布ローラ11から重力や遠心力等により離脱することなく、外周部11Cに留まることができる。
また、VR<VSのとき、対象領域2Aに到達し、重力や遠心力、対象領域2Aとの密着力等が作用するシール材3が、塗布ローラ11の外周部から離脱することができる。
例えば、ローラ速度VRを変えて塗布試験を行ったとき、VGとVRとの関係が式(1)とは逆転したり、VRとVSとの関係が式(1)とは逆転したりすれば、塗布状態が安定し難い。
Here, VG is a speed that is relatively determined in relation to VR due to the physical properties of the sealing
When VG < VR , the sealing
Further, when VR < VS , the sealing
For example, when the coating test is performed at different roller speeds VR , the relationship between VG and VR is reversed from the equation (1), and the relationship between VR and VS is the equation (1). If it is reversed, it will be difficult to stabilize the coating state.
上記の式(1)より、VGからVSまでの間であるローラ速度VRの範囲(速度域SR)が導かれる。当該範囲においてローラ速度VRが決定される。速度域SRおよびローラ速度VRは、制御部6の記憶媒体に記憶させることができる。
ローラ速度VRは、VGよりも十分に大きく、かつ、VSよりも十分に小さいことが好ましい。例えば、VGからVSまでの中心値をローラ速度VRに定めることができる。
From the above equation (1), the range of the roller speed VR (speed range SR ) between VG and VS is derived. The roller speed VR is determined in this range. The speed range SR and the roller speed VR can be stored in the storage medium of the
It is preferable that the roller speed VR is sufficiently larger than VG and sufficiently smaller than VS. For example, the center value from VG to VS can be set for the roller speed VR .
図7Aは、設定されたローラ速度VRにて塗布ローラ11が回転駆動されるときのシール材3の流れの挙動を模式的に示している。
図7Aおよび比較例である図7Bおよび図7Cには、塗布ローラ11の前方に供給ローラ12が隣接して配置される例を示している。供給ローラ12が存在せず、ノズル31からシール材3が直接的に塗布ローラ11の外周部11Aに供給される場合も、シール材3は、図7A、図7B、および図7Cにそれぞれ示すものと同様の挙動を示す。
FIG. 7A schematically shows the behavior of the flow of the sealing
7A and 7B and 7C, which are comparative examples, show an example in which the
図7A、図7B、および図7Cにおいて、塗布ローラ11の外周部11Cは、回転する塗布ローラ11において、ノズル31や、塗布ローラ11および供給ローラ12の間の隙間13の位置から、対象領域2Aまでの範囲に相当する。上述の外周部11Aは、ノズル31や隙間13を通じて外周部11Cにシール材3を供給する位置よりも上方に位置している。
In FIGS. 7A, 7B, and 7C, the outer
上記の式(1)の関係が成り立つとき、図7Aに示すように、シール材3は、隙間13よりも下方の外周部11Cにおいて安定した厚さの層3L1をなすとともに、塗布ローラ11のR1方向への回転に伴い層3L1が対象領域2Aに接触すると塗布ローラ11から離脱し、対象領域2Aにおいても安定した厚さの層3L2をなす。このとき、層3L1の厚さt1と、層3L2の厚さt2とは同等である。
When the relationship of the above formula (1) holds, as shown in FIG. 7A, the sealing
上記の式(1)が成り立たない場合について、図7Bおよび図7Cを参照して説明する。式(1)が成り立たない場合は、塗布ローラ11の外周部11Aにシール材3が安定した供給量(単位時間あたりの供給量)にて供給されるとしても、シール材3の温度による粘度等の物性のばらつきがシール材3の流れの状態に与える影響が大きいため、シール材3の塗布状態が安定しない。
The case where the above equation (1) does not hold will be described with reference to FIGS. 7B and 7C. If the formula (1) does not hold, even if the sealing
図7Bに示すように、VRがVGよりも十分に小さいとき(VR<<VG)、図7Aと比べてローラ速度VRが遅いがために、外周部11Cに付着したシール材3が、塗布ローラ11の回転による対象領域2Aへの到達に先行して、重力や遠心力等により外周部11Cから離脱し、流れ落ちてしまう。流れ落ちるシール材3の挙動が不安定であるため、外周部11Cにおけるシール材3の厚さt1を安定させることが難しい。そうすると、対象領域2Aに付着したシール材3の厚さt2を安定させることも難しい。t1,t2の関係は、t1>t2、あるいはt1<t2となるので、対象領域2A上のシール材3の層3L2の厚さのばらつきが大きい。
As shown in FIG. 7B, when VR is sufficiently smaller than VG ( VR << VG ), the roller speed VR is slower than that in FIG. 7A, so that the sealing material adhered to the outer peripheral portion 11C. 3 separates from the outer
次に、図7Cに示すように、VRがVSよりも十分に大きいとき(VS<<VR)、図7Aと比べてローラ速度VRが速いがために、外周部11Cに付着したシール材3が対象領域2Aとの接触により塗布ローラ11から離脱する前に、塗布ローラ11の回転により対象領域2Aから離れてしまう。このように対象領域2Aと接触してもシール材3が塗布ローラ11から離脱しない場合のシール材3の挙動が不安定なので、図7Cに示す例のように、塗布ローラ11から対象領域2Aに一部のシール材3が移行するとしても、シール材3の厚さt2を安定させることが難しい。
Next, as shown in FIG. 7C , when VR is sufficiently larger than VS (VS << VR ), the roller speed VR is faster than that in FIG. 7A, so that it adheres to the outer
例えば、外周部11Cに付着したシール材3の一部だけが対象領域2Aに転写され、残りのシール材3が、対象領域2Aを通過しても同じ箇所(外周部11C´)に残される。この場合は、外周部11Cにおけるシール材3の厚さt1と、対象領域2Aに付着したシール材3の厚さt2との関係はt1>t2となるから、t2の不足により対象領域2Aの全体をシール材3により覆うことができずに、対象領域2Aの一部が露出する可能性がある。
For example, only a part of the sealing
上記式(1)により示される速度域SRにローラ速度VRが選定されるならば、塗布ローラ11からシール材3が離脱するタイミングに塗布ローラ11の回転を同期させることができる。そうすると、シール材3の温度による粘度等の物性のばらつきによらず、図7Aに示すように、外周部11Cにおいてシール材3が離脱せずに厚さt1を維持し、対象領域2Aに到達すれば対象領域2Aに付着して塗布ローラ11から離脱する。したがって、対象領域2Aに安定した厚さのシール材3の層3L2が形成されることとなる。この状態のとき、図7Aに示すように、塗布ローラ11の外周部と供給ローラ12の外周部との間に溜まるシール材3の量は、シール材3の塗布状態を安定させることの可能な必要最小限の量で足りる。
If the roller speed VR is selected for the speed range SR represented by the above equation (1), the rotation of the
温度条件毎にローラ速度VRを変えて、塗布システム1によりシール材3を対象領域2Aに塗布する試験の結果に基づいて、シール材3の塗布厚さ、およびシール材3が対象領域2Aを覆う割合の観点から安定した塗布状態が得られた速度域を例示する。
検証試験結果:
気温が15℃のとき:2.5~3m/分
気温が35℃のとき:7.5~14m/分
Based on the result of the test in which the roller speed VR is changed for each temperature condition and the sealing
Verification test results:
When the temperature is 15 ° C: 2.5 to 3 m / min When the temperature is 35 ° C: 7.5 to 14 m / min
15℃および35℃のいずれの条件においても、対象領域2Aの一端から他端まで塗布ローラ11を一度だけ転動させてシール材3を塗布したとき、膜厚ゲージにより測定されたシール材3の塗布厚さ(層3L2の厚さ)は120μm以上であり、さらに、対象領域2Aの100%の範囲がシール材3により覆われていることが目視により確認された。
35℃のとき、14m/分超は、移動機構8の上限速度の制約から試験が行われていない。移動機構8よりも上限速度の高い他の移動機構により部材2と塗布ローラ11とを相対移動させるならば、14m/分を超えていても、シール材3の安定した塗布が可能である。
When the sealing
At 35 ° C., the speed exceeding 14 m / min has not been tested due to the limitation of the upper limit speed of the moving
上記と同じ一度塗りで、気温が35℃、ローラ速度VRが5m/分の条件で試験を行ったところ、シール材3の塗布厚さが不足した。この場合は二度塗りなどの膜厚を一定に保つための動作が必要である。
また、一度塗りで、気温が15℃、ローラ速度VRが10m/分の条件で試験を行ったところ、シール材3の塗布厚さが不足し、かつばらついた。この場合は複数回重ね塗りしても膜厚が安定しないおそれがある。
以上の試験結果より、シール材3の温度特性に応じて、シール材3の塗布状態の安定に寄与する速度域SRが存在すると言えるから、試験結果は式(1)に整合した。
When the test was conducted under the conditions of the same one-time coating as above, the temperature was 35 ° C., and the roller speed VR was 5 m / min, the coating thickness of the sealing
Further, when the test was conducted under the conditions that the temperature was 15 ° C. and the roller speed VR was 10 m / min after one coating, the coating thickness of the sealing
From the above test results, it can be said that there is a speed range SR that contributes to the stability of the coated state of the sealing
塗布システム1を用いた上記の試験結果から、塗布作業を行うときの環境温度に適合する速度域にて塗布ローラ11を回転駆動することにより、一度塗りによって安定した厚さのシール材3の層3L2を対象領域2Aに得ることができるので、手作業による塗布作業から脱却し、シール材塗布の自動化および高速化を成し遂げることができる。
From the above test results using the
上記の試験結果より、温度毎の適合速度は、シール材3の温度が高いほど速い。したがって、環境温度が相対的に高い温度のときに塗布作業を行うと、部材2に対して塗布ローラ11を高速で転動させながらシール材3の塗布が行われることとなるので、塗布工程に要する時間を短縮することができる。
特に、塗布時にシール材3に許容される温度の上限に近い温度(例えば35℃)のときに塗布作業を行うと、塗布工程の短縮の観点から好ましい。
以上に加え、シール材3の温度が高いほど、温度毎の適合速度域が広いことから、塗布ローラ11や移動体40等を駆動する装置の自由度が高く、塗布ローラ11や移動体40にそれぞれ適切な速度を与えることができる。
From the above test results, the applicable speed for each temperature is faster as the temperature of the sealing
In particular, it is preferable to perform the coating operation at a temperature close to the upper limit of the temperature allowed for the sealing
In addition to the above, the higher the temperature of the sealing
(供給機構)
供給機構30(図1および図2)は、例えば、容器3Cおよびノズル31と、押出部32とを備えている。
押出部32は、制御部6により駆動制御される例えばエアシリンダ等の駆動装置33により、容器3C内のシール材3をノズル31から押し出す。シール材3は、ノズル31を通じて、塗布厚さに相応の供給量で塗布ローラ11の外周部11Aに安定して供給される。
押出部32は、容器3C内のシール材3の減少に伴い、例えば、図1に示す位置から図2に示す位置まで移動する。
(Supply mechanism)
The supply mechanism 30 (FIGS. 1 and 2) includes, for example, a
The
The extruded
外周部11Aの近傍に位置するノズル31は、下方に向かうにつれて、転動方向D1には次第に細くなり、塗布ローラ11の幅方向には図2に示すように次第に開口面積が拡大する。ノズル31から塗布ローラ11の外周部11Aの幅方向全体にシール材3が供給されるように、転動方向D1に対して直交した回転軸11Bの方向におけるノズル31の下端31Aの寸法は、塗布ローラ11の幅の寸法と同等に設定されることが好ましい。
The
(温度調整機構)
温度調整機構7は、加温および冷却の少なくとも一方の機能を有しており、シール材3を所定の温度に調整する。シール材3を加温する場合、温度調整機構7は、例えば、電熱線を備えるもの、あるいは、熱源と、温水や温風等の熱媒体とを備えるものであってよい。シール材3を冷却する場合、温度調整機構7は、例えば、ペルチェ素子を備えるものであってよい。シール材3の許容温度の上限を環境温度が超える場合に、冷却機構を有した温度調整機構7により、シール材3の温度を許容値以下に維持することができる。
(Temperature adjustment mechanism)
The
本実施形態の温度調整機構7は、シール材3の供給源である容器3Cを覆うカバー71と、カバー71に組み込まれる図示しない電熱線とを備えており、通電される電熱線の出力を制御部6により制御することによって、容器3Cを介してシール材3の温度を例えば30℃以上に調整する。但し、シール材3に許容される温度を超えないように温度を制御する。
図1ではカバー71の一部を破断し、カバー71により覆われた容器3Cを示している。通電により電熱線から熱が発せられると、図2にドット状のパターンで示すように、カバー71の内側の容器3C、押出部32、およびノズル31の一部を含む範囲の全体が加温される。
温度調整機構7は、供給機構30の構成に応じて適宜に構成することができる。他の例について後述する(図8)。
The
FIG. 1 shows a
The
温度調整機構7により加温あるいは冷却されることでシール材3に与えられた温度が、対象領域2Aにシール材3が到達するまでに出来るだけ保たれるように、ノズル31や塗布ローラ11、供給ローラ12の全てあるいは一部を、金属材料と比べて熱伝導率が低い樹脂材料等から形成することができる。採用可能な樹脂材料としては、例えば、シリコーン樹脂を挙げることができる。
保温に留まらず、塗布ローラ11や供給ローラ12に温度調整機構7を組み込むことも可能である。
The
In addition to heat retention, it is also possible to incorporate the
温度調整機構7によりシール材3が一定の温度に調整されると、式(1)を示して説明したように、シール材3の安定した塗布状態が得られる塗布ローラ11の速度域SRが決まる。
温度調整機構7を備えていると、環境温度にかかわらず、シール材3の温度と速度域SRとの関係を成立させることができる。例えば、駆動装置により塗布ローラ11や移動体40を駆動することが可能な速度域に適合した温度をシール材3に与えることができる。
When the sealing
When the
(移動体、塗布ローラ、および供給ローラ)
移動体40は、塗布ローラ11が転動する転動方向D1に沿って移動機構8(図2)により部材2に対して移動される。図2には、移動体40が着脱可能に装着される移動機構8の装着部81のみを示し、装着部81を水平方向や上下方向にガイド可能なレール等を備えた移動機構8の全体の図示は省略する。
所定位置に位置決めされた部材2に対して移動機構8により移動体40が移動することで、ローラ速度VRと対応する塗布速度VAにて部材2と塗布ローラ11とが相対的に移動する。ローラ速度VRと塗布速度VAとは基本的には同期される。
(Moving bodies, coating rollers, and supply rollers)
The moving
When the moving
移動体40は、塗布ローラ11と、供給ローラ12と、塗布ローラ11および供給ローラ12等を支持する支持部400と、弾性体としてのばね411を含む加圧機構41と、形状パラメータ取得部42と、追従機構43とを備えている。
The moving
塗布ローラ11は、回転軸11Bを中心に回転可能に支持部400に支持されており、制御部6による制御の下、モータ11M(図2)により回転駆動される。
塗布ローラ11は、ローラ速度VRにて矢印R1の向きに回転駆動されることで、対象領域2Aに接触しつつ、回転軸11Bの周りに回転しながら所定の向き(D1)に移動する。塗布ローラ11の「転動」は、この意味で用いる。
The
The
塗布ローラ11は、樹脂材料等の適宜な材料から形成されている。供給ローラ12も同様である。
The
図6A,図6Bに示すように部材2が、所定方向に長い対象領域2Aを有する場合、移動体40の塗布ローラ11は、対象領域2Aを転動しながら部材2の長手方向に沿って対象領域2Aを転動する。このとき、塗布ローラ11の転動方向D1は、部材2の長手方向にほぼ一致する。
As shown in FIGS. 6A and 6B, when the
塗布ローラ11には、対象領域2Aと同等の幅が与えられることが好ましい。対象領域2Aの全体に亘りシール材3を確実に塗布するため、塗布ローラ11の幅は、例えば、対象領域2Aの幅よりも数mm大きく設定することができる。
塗布ローラ11の幅と対象領域2Aの幅とが同等であると、塗布ローラ11の幅方向の両側からシール材3が垂れるのを抑えることができるので、溜まったシール材3が対象領域2Aの幅方向両端におけるシール材3の厚さに影響したり、先にノズル31から吐出されたシール材3が、それよりも後に吐出されたシール材3に混入するコンタミネーションが発生したりといったことを避けることができる。
その上、長尺の対象領域2Aの一端から他端まで塗布ローラ11を転動させる一度の塗布ステップにより、対象領域2Aの全体に亘るシール材3の塗布を完了することができる。
It is preferable that the
When the width of the
Moreover, the coating of the sealing
塗布システム1は、塗布ローラ11の幅よりも幅が広い対象領域2Aにも適用することができる。この場合は、対象領域2Aの幅方向に移動体40を移動機構8により移動させながら、対象領域2Aの全体に亘りシール材3を塗布することができる。
The
供給ローラ12は、塗布ローラ11の前方に隣接し、支持部400に支持されている。供給ローラ12および塗布ローラ11の上方より、塗布ローラ11の外周部11Aに安定した供給量で供給される。供給されたシール材3は、供給ローラ12と塗布ローラ11との間に溜まりつつ、互いに逆向きに回転駆動される供給ローラ12と塗布ローラ11との隙間13を通じて塗布ローラ11の外周部11Cに安定した供給量でシール材3を供給する。このことによって、外周部11Cにおけるシール材3の厚さをより安定させることができるので、塗布ローラ11からの転写により対象領域2A上に形成されるシール材3の層3L2の厚さをより安定させることができる。隙間13は、塗布ローラ11の外周部11Cにシール材3を供給するノズルとして機能する。
The
供給ローラ12は、塗布ローラ11の回転の向き(R1)とは逆向き(R2)に、制御部6による制御の下、モータ12M(図2)により、塗布ローラ11の回転軸11Bに対して平行な回転軸12Bを中心に回転駆動される。
供給ローラ12は、塗布ローラ11による対象領域2Aの塗布時において対象領域2Aには接触しない。供給ローラ12の周速は、ローラ速度VRと基本的には同等であってよい。供給ローラ12の径は、対象領域2Aや支持部400等に干渉しない限り適宜に定めることができる。
外周部11Cの幅方向全体に亘りシール材3を安定して供給するため、供給ローラ12の幅は、塗布ローラ11の幅と同等に設定されることが好ましい。
The
The
In order to stably supply the sealing
供給ローラ12には、軸方向の両側に円形状の仕切121(図1)が設けられていることが好ましい。一対の仕切121は、供給ローラ12と共に回転軸12Bを中心に回転される。一対の仕切121は、供給ローラ12を支持部400に取り付けるブッシュ122に設けられており、外周部12Aよりも径が大きいため、全周に亘り外周部12Aから突出している。そのため、一対の仕切121の間の区画に溜まったシール材3が仕切121の外部に対して隔てられることにより、外部からの塵埃等のシール材3への混入を避けつつ、一対の仕切121の間にシール材3の付着した領域が限定されるので、シール材3が付着した領域の洗浄を容易に行うことができる。
なお、一対の仕切121は、必ずしも、供給ローラ12と共に回転しなくてもよい。
It is preferable that the
The pair of
(支持部、加圧機構、および追従機構)
支持部400、加圧機構41、形状パラメータ取得部42、および追従機構43について簡単に説明する。
支持部400は、塗布ローラ11、供給ローラ12、供給機構30、および温度調整機構7を支持する。この支持部400は、第1支持板401、第2支持板402、および第3支持板403を含む積層体と、容器3Cおよび駆動装置33を支持する支柱404と、移動機構8の装着部81に装着される取付部405とを備えている。
(Support, pressurization mechanism, and follow-up mechanism)
The
The
(加圧機構)
加圧機構41は、塗布ローラ11および供給ローラ12等を支持する第1支持板401の上方に、第2支持板402を支持する複数(ここでは4つ)の弾性体としてのコイルばね411を有している。これらのコイルばね411の弾性力により塗布ローラ11が対象領域2Aに対して押し付けられた状態に接触するように、支持部400を支持する装着部81の対象領域2Aに対する高さが移動機構8により調整されるとともに、複数(ここでは4つ)の伸縮部431によりコイルばね411の弾性力が調整される。
(Pressurization mechanism)
The
本実施形態とは異なり、部材2を支持する装置に、塗布ローラ11と部材2とを押し付けて互いに接触させる加圧機構を設けてもよい。
Unlike the present embodiment, the device that supports the
(形状パラメータ取得部)
形状パラメータ取得部42は、例えばレーザーを用いて対象領域2Aを幅方向に走査するラインセンサである。形状パラメータ取得部42は、例えば第1支持板401に設けられて支持部400と共に転動方向D1に移動しながら、塗布ローラ11よりも前方の対象領域2Aの形状を示す形状パラメータを検知する。形状パラメータは、例えば、対象領域2Aの表面に対して直交する法線のベクトルである。対象領域2Aの形状が転動方向D1に変化すると、検知される法線ベクトルが変化する。
(Shape parameter acquisition unit)
The shape
形状パラメータ取得部42は、ラインセンサに限らず、例えば、対象領域2Aを撮像するカメラと、カメラにより得られた画像データから形状パラメータを取得する画像処理部とを含んで構成されていてもよい。カメラおよび画像処理部の図示は省略する。
The shape
(追従機構)
追従機構43は、形状パラメータ取得部42により取得された形状パラメータ(法線ベクトル)を用いて、対象領域2Aの形状変化に対して塗布ローラ11の姿勢を追従させる。上述のコイルばね411を有した加圧機構41により、対象領域2Aの傾きに対して塗布ローラ11をある程度は追従させることができる。追従機構43によれば、加圧機構41による追従範囲を超える大きな傾きに対しても塗布ローラ11を追従させることが可能となる。
追従機構43は、第2支持板402および第3支持板403の間に設けられた複数の伸縮可能なエアシリンダ等からなる伸縮部431と、対象領域2Aの幅方向への揺動機構432とを有する。
(Following mechanism)
The follow-
The follow-
一対の揺動機構432はそれぞれ、軸部432Aを中心に第2支持板402に対して第1支持板401を駆動するモータ432Bを備えている。揺動機構432は、移動体40の転動方向D1における前側と後側とにそれぞれ配置されている。
例えば、部材2が水平面に対して傾斜しているとすると、制御部6によりモータ432Bを駆動することで、図6に示すように、第1支持板401と、第1支持板401に支持されているローラ11,12や容器3C等を第2支持板402および第3支持板403に対して対象領域2Aの幅方向に揺動させることができる。
Each of the pair of
For example, assuming that the
制御部6は、法線ベクトル等の形状パラメータを監視することで対象領域2Aの傾き等の形状変化を把握し、その形状変化に追従するように各伸縮部431および各揺動機構432を駆動することで塗布ローラ11の姿勢を変化させる。こうした追従機構43を移動体40に備えていることで、例えば塗布ローラ11に追従機構を備えている場合と比べて、対象領域2Aの形状変化に追従可能な角度を拡大することができる。
形状パラメータ取得部42および追従機構43を用いた姿勢制御によれば、航空機の機体を構成する部材2のように、種々の形状が与えられた多数の部材2の形状を、寸法形状の公差を含め、塗布する間に亘り継続して把握しながら、シール材3によって塗布ローラ11が対象領域2Aに対して幅方向に滑ったり、対象領域2Aから離れてしまったりすることなく適切な接圧を塗布ローラ11および部材2に与えながら、シール材3を安定して塗布することができる。
The
According to the attitude control using the shape
追従機構43を用いた姿勢制御により、対象領域2Aに対して塗布ローラ11の外周面がなす角度を例えば5°以下に抑えることが好ましい。当該角度は、対象領域2Aの法線ベクトルと、移動体40に設定されている中心軸Xとがなす角度(例えば図6のθ)によっても表すことができる。
上述の検証試験と同様の試験を水平面に対して傾斜した対象領域2Aに対して実施したところ、5°以下のとき十分な塗布厚さで対象領域2Aの全面に亘りシール材3が塗布されることが確認された。
It is preferable to suppress the angle formed by the outer peripheral surface of the
When the same test as the above-mentioned verification test was performed on the
塗布ローラ12と部材2とを押し付けて互いに接触させるために、必ずしもばね411等の弾性体は必要ない。例えば、支持部400を支持する装着部81に加えられる荷重をセンサにより検知しつつ、移動機構8により支持体400を上下方向に変位させることで、塗布ローラ12と部材2の対象領域2Aとが所定の力で押し付けられるようにしてもよい。この場合、加圧機構41を必要としない。
また、移動機構8により支持体400の姿勢を制御するようにすれば、加圧機構41の機能と追従機構43の機能とを移動機構8が兼ねるので、加圧機構41および追従機構43を必要としない。
An elastic body such as a
Further, if the posture of the
〔シール材塗布方法〕
以上で説明した塗布システム1によりシール材3を塗布する手順の一例を説明する。
上述の式(1)に基づく速度域SRからローラ速度VRを取得したならば(ローラ速度取得ステップ)、移動機構8により、ローラ速度VRと同期した塗布速度VAにて移動体40を対象領域2Aに対して転動方向D1に送りながら、供給機構30によりノズル31からシール材3を塗布ローラ11に供給しつつ、制御部6による駆動制御の下、塗布ローラ11のR1方向へのローラ速度VRに制御するとともにR2方向への供給ローラ12の回転速度をローラ速度VRと同期した速度に制御し、さらに加圧機構41により塗布ローラ11を対象領域2Aに対して押さえつつ、塗布ローラ11によりシール材3を対象領域2Aへ塗布する(塗布ステップ)。この塗布ステップにおいて形状パラメータ取得部42により検知された形状パラメータを用いて塗布ローラ11等の姿勢を補正すると好ましい。
塗布ステップに先立ち、あるいは塗布ステップに並行して、温度調整機構7によりシール材3の温度調整を行うと良い。
上述したように塗布ローラ11が、シール材3の温度特性に対応した速度域SRにおいて決定されたローラ速度VRにて塗布ローラ11が回転駆動されることにより、一度塗りであっても、シール材3を対象領域2Aへ所望の厚さに塗布することができる。本実施形態によれば、上述の試験結果に示すように、人手による塗布作業の速度を大幅に超える塗布速度VAを実現することが可能となる。
[Seal material application method]
An example of the procedure for applying the sealing
If the roller speed V R is acquired from the speed range SR based on the above equation (1) (roller speed acquisition step), the moving
It is preferable to adjust the temperature of the sealing
As described above, the
本実施形態のように塗布ローラ11に加えて供給ローラ12が用いられることにより、両者の間の隙間13を通り対象領域2Aに供給されるシール材3によって安定した厚さの層3L2を対象領域2Aに形成することができる。さらに、上述したように塗布ローラ11と供給ローラ12との間に必要最小限の量だけシール材3が滞留するので、シール材3への異物等の混入や、ノズル31から吐出されてからの経過時間が異なるシール材3同士の混在を出来るだけ避けることができるとともに、ローラ11,12からシール材3を除去する洗浄作業を容易に行うことができる。
By using the
上記以外にも、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
本実施形態の変形例である図8に示すように、シール材3の供給機構30が、供給源としてのタンク301と、塗布ローラ11にシール材3を吐出するノズル31と、タンク301およびノズル31を繋ぐホース302とを備えていてもよい。この場合、温度調整機構7としての加温カバー701,702によりタンク301およびホース302を覆うようにしてもよい。加温カバー701,702には例えば電熱線を組み込むことができる。
この変形例によっても、ローラ速度VRにて塗布ローラ11を回転駆動しつつ、ローラ速度VRと同期させた塗布速度VAにて対象領域2Aに対して移動体40を送りながら、ノズル31から塗布ローラ11に供給されたシール材3を対象領域2Aに塗布することにより、対象領域2Aに安定した塗布厚さを一度塗りでも実現できるので、シール材塗布の自動化および高速化を図ることができる。
In addition to the above, it is possible to select the configuration described in the above embodiment or change it to another configuration as appropriate.
As shown in FIG. 8, which is a modification of the present embodiment, the
Also in this modification, the
〔付記〕
以上で説明した非ニュートン流体塗布システムおよび非ニュートン流体塗布方法は、以下を開示する。
(1)非ニュートン流体塗布方法は、対象部材2の対象領域2Aを転動する塗布ローラ11を用いて対象領域2Aに非ニュートン流体3を塗布する方法であって、塗布ローラ11を含む非ニュートン流体塗布システム1により、非ニュートン流体3の温度特性に対応した塗布ローラ11の周速に相当する所定のローラ速度VRにて塗布ローラ11を回転駆動するとともにローラ速度VRと対応する塗布速度VAにて対象部材2と塗布ローラ11とを相対的に移動させつつ、非ニュートン流体3を塗布ローラ11の外周部11Aに供給しながら、塗布ローラ11から対象領域2Aへと非ニュートン流体3を塗布する塗布ステップを備える。
ローラ速度がVRであり、非ニュートン流体3が、ある温度、かつある粘度のとき、塗布ローラ11の回転による対象領域2Aへの到達に先行して塗布ローラ11の外周部11Cから離脱する速度がVG、対象領域2Aに到達した非ニュートン流体3が塗布ローラ11の外周部11Cから離脱する速度がVS、であるとして、VG<VR<VS の関係が成り立つ。
「非ニュートン流体」は、例えば、シール材や接着剤に該当する。
(2)塗布ローラ11が転動する方向D1における塗布ローラ11の前方に、塗布ローラ11との間に隙間13をあけて供給ローラ12が配置された状態で、塗布ステップにおいて、塗布ローラ11をローラ速度VRにて回転駆動し、かつ、供給ローラ12を塗布ローラ11の回転の向き(R1)とは逆向き(R2)に回転駆動しつつ、塗布ローラ11の外周部に非ニュートン流体3を供給する。
(3)塗布ステップに先立ち、あるいは塗布ステップに並行して、非ニュートン流体3を所定の温度に調整する。
(4)非ニュートン流体3の供給源(3C,301)、または、非ニュートン流体3が供給源から対象領域2Aに到達するまでの経路(31,11,12,302)の少なくとも一部の温度を調整することによって非ニュートン流体3の温度を調整する。
(5)塗布ステップは、塗布ローラ11と対象領域2Aとを押し付けて互いに接触させながら行われる。
(6)塗布ステップでは、塗布ローラ11を基準として塗布ローラ11が転動する方向D1の前方における対象領域2Aの形状を示す形状パラメータを検知しつつ、形状パラメータを用いて、対象領域2Aの形状変化に対して塗布ローラ11の姿勢を追従させる。
(7)対象部材2は、航空機の部材である。
(8)また、非ニュートン流体塗布システム1は、対象部材2の対象領域2Aを転動する塗布ローラ11を用いて対象領域2Aに非ニュートン流体3を塗布するシステム1であって、非ニュートン流体3の温度特性に対応した塗布ローラ11の周速に相当する所定のローラ速度VRにて回転駆動されながら、ローラ速度VRと対応する塗布速度VAにて対象部材2に対して移動機構8により移動される塗布ローラ11と、非ニュートン流体3を塗布ローラ11の外周部11Aに供給する供給機構30と、を備える。
ローラ速度がVRであり、非ニュートン流体3が、ある温度、かつある粘度のとき、塗布ローラ11の回転による対象領域2Aへの到達に先行して塗布ローラ11の外周部11Cから離脱する速度がVG、対象領域2Aに到達した非ニュートン流体3が塗布ローラ11の外周部11Cから離脱する速度がVS、であるとして、VG<VR<VS の関係が成り立つ。
(9)塗布ローラ11が転動する方向D1における塗布ローラ11の前方に、塗布ローラ11との間に隙間13をあけて配置され、塗布ローラ11の回転の向き(R1)とは逆向き(R2)に回転駆動される供給ローラ12を備え、供給機構30は、塗布ローラ11の外周部に非ニュートン流体3を供給する。
(10)非ニュートン流体3を所定の温度に調整する温度調整機構7を備える。
(11)供給機構30は、塗布ローラ11の外周部に非ニュートン流体3を吐出するノズル31と、ノズル31に非ニュートン流体3を供給する供給源(3C,301)と、を含み、温度調整機構7は、供給源(3C,301)、または、非ニュートン流体3が供給源(3C,301)から対象領域2Aに到達するまでの経路(31,11,12,302)の少なくとも一部の温度を調整することによって非ニュートン流体3の温度を調整し、経路には、ノズル31および塗布ローラ11が含まれる。
(12)塗布ローラ11が転動する方向D1に沿って移動機構8により移動される移動体40を備え、移動体40は、塗布ローラ11と、温度調整機構7の少なくとも一部と、を含む。
(13)塗布ローラ11と対象領域2Aとを押し付けて互いに接触させる加圧機構41を備える。
(14)塗布ローラ11を基準として塗布ローラ11が転動する方向D1の前方における対象領域2Aの形状を示す形状パラメータを取得する形状パラメータ取得部42と、形状パラメータを用いて、対象領域2Aの形状変化に対して塗布ローラ11の姿勢を追従させる追従機構43と、を備える。
[Additional Notes]
The non-Newtonian fluid application system and the non-Newtonian fluid application method described above disclose the following.
(1) The non-Newtonian fluid application method is a method of applying the
When the roller speed is VR and the
The "non-Newtonian fluid" corresponds to, for example, a sealing material or an adhesive.
(2) In the coating step, the
(3) The
(4) The temperature of at least a part of the source of the non-Newtonian fluid 3 (3C, 301) or the path (31, 11, 12, 302) from the source of the
(5) The coating step is performed while pressing the
(6) In the coating step, the shape of the
(7) The
(8) Further, the non-Newtonian
When the roller speed is VR and the
(9) The
(10) A
(11) The
(12) The moving
(13) A
(14) The shape
1 シール材塗布システム
2 部材(対象部材)
2-1 ストリンガー
2-2 フレーム
2A 対象領域
3 シール材(非ニュートン流体)
3C 容器(供給源)
3L1,3L2 層
6 制御部
7 温度調整機構
8 移動機構
9 位置決め部材
11 塗布ローラ
11A,11C 外周部
11B 回転軸
11M モータ
12 供給ローラ
12A 外周部
12B 回転軸
12M モータ
13 隙間
30 供給機構
31 ノズル
31A 下端
32 押出部
33 駆動装置
40 移動体
41 加圧機構
42 形状パラメータ取得部
43 追従機構
71 カバー
81 装着部
121 仕切
122 ブッシュ
301 タンク(供給源)
302 ホース
400 支持部
401 第1支持板
402 第2支持板
403 第3支持板
404 支柱
405 取付部
411 コイルばね
431 伸縮部
432 揺動機構
432A 軸部
432B モータ
701,702 加温カバー
D1 転動方向
t1,t2 厚さ
1 Sealing
2-1 Stringer 2-2
3C container (source)
3L1,
302
Claims (14)
前記塗布ローラを含む非ニュートン流体塗布システムにより、前記非ニュートン流体の温度特性に対応した前記塗布ローラの周速に相当する所定のローラ速度にて前記塗布ローラを回転駆動するとともに前記ローラ速度と対応する塗布速度にて前記対象部材と前記塗布ローラとを相対的に移動させつつ、前記非ニュートン流体を前記塗布ローラの外周部に供給しながら、前記塗布ローラから前記対象領域へと前記非ニュートン流体を塗布する塗布ステップを備え、
前記ローラ速度がVRであり、
前記非ニュートン流体が、ある温度、かつある粘度のとき、前記塗布ローラの回転による前記対象領域への到達に先行して前記塗布ローラの前記外周部から離脱する速度がVG、前記対象領域に到達した前記非ニュートン流体が前記塗布ローラの前記外周部から離脱する速度がVS、であるとして、 VG<VR<VS の関係が成り立つ、
非ニュートン流体塗布方法。 A method of applying a non-Newtonian fluid to the target area using a coating roller that rolls the target area of the target member.
The non-Newtonian fluid coating system including the coating roller drives the coating roller to rotate at a predetermined roller speed corresponding to the peripheral speed of the coating roller corresponding to the temperature characteristics of the non-Newtonian fluid, and corresponds to the roller speed. The non-Newtonian fluid is supplied from the coating roller to the target region while supplying the non-Newtonian fluid to the outer peripheral portion of the coating roller while relatively moving the target member and the coating roller at the coating speed. Equipped with an application step to apply
The roller speed is VR , and the roller speed is VR.
When the non-Newtonian fluid has a certain temperature and a certain viscosity, the speed at which the non-Newtonian fluid separates from the outer peripheral portion of the coating roller prior to reaching the target region by the rotation of the coating roller is VG , and the target region is reached. Assuming that the velocity at which the non-Newtonian fluid that has reached is released from the outer peripheral portion of the coating roller is VS , the relationship of VG < VR < VS is established.
Non-Newtonian fluid application method.
前記塗布ステップにおいて、
前記塗布ローラを前記ローラ速度にて回転駆動し、かつ、前記供給ローラを前記塗布ローラの回転の向きとは逆向きに回転駆動しつつ、前記塗布ローラの前記外周部に前記非ニュートン流体を供給する、
請求項1に記載の非ニュートン流体塗布方法。 In a state where the supply roller is arranged in front of the coating roller in the direction in which the coating roller rolls with a gap between the coating roller and the coating roller.
In the coating step
The non-Newtonian fluid is supplied to the outer peripheral portion of the coating roller while the coating roller is rotationally driven at the roller speed and the supply roller is rotationally driven in the direction opposite to the rotation direction of the coating roller. do,
The non-Newtonian fluid coating method according to claim 1.
前記非ニュートン流体を所定の温度に調整する、
請求項1または2に記載の非ニュートン流体塗布方法。 Prior to or in parallel with the coating step,
Adjusting the non-Newtonian fluid to a predetermined temperature,
The non-Newtonian fluid coating method according to claim 1 or 2.
前記非ニュートン流体が前記供給源から前記対象領域に到達するまでの経路の少なくとも一部の温度を調整することによって前記非ニュートン流体の温度を調整する、
請求項3に記載の非ニュートン流体塗布方法。 The source of the non-Newtonian fluid, or
Adjusting the temperature of the non-Newtonian fluid by adjusting the temperature of at least a portion of the path from the source to the area of interest.
The non-Newtonian fluid coating method according to claim 3.
前記塗布ローラと前記対象領域とを押し付けて互いに接触させながら行われる、
請求項1から4のいずれか一項に記載の非ニュートン流体塗布方法。 The coating step
The coating roller and the target area are pressed against each other and brought into contact with each other.
The non-Newtonian fluid coating method according to any one of claims 1 to 4.
前記塗布ローラを基準として前記塗布ローラが転動する方向の前方における前記対象領域の形状を示す形状パラメータを検知しつつ、前記形状パラメータを用いて、前記対象領域の形状変化に対して前記塗布ローラの姿勢を追従させる、
請求項1から5のいずれか一項に記載の非ニュートン流体塗布方法。 In the coating step,
While detecting a shape parameter indicating the shape of the target area in front of the direction in which the coating roller rolls with the coating roller as a reference, the coating roller is used in response to a change in the shape of the target area using the shape parameter. Follow the posture of
The non-Newtonian fluid coating method according to any one of claims 1 to 5.
請求項1から6のいずれか一項に記載の非ニュートン流体塗布方法。 The target member is a member of an aircraft.
The non-Newtonian fluid coating method according to any one of claims 1 to 6.
前記非ニュートン流体の温度特性に対応した前記塗布ローラの周速に相当する所定のローラ速度にて回転駆動されながら、前記ローラ速度と対応する塗布速度にて前記対象部材に対して移動機構により移動される前記塗布ローラと、
前記非ニュートン流体を前記塗布ローラの外周部に供給する供給機構と、を備え、
前記ローラ速度がVRであり、
前記非ニュートン流体が、ある温度、かつある粘度のとき、前記塗布ローラの回転による前記対象領域への到達に先行して前記塗布ローラの前記外周部から離脱する速度がVG、前記対象領域に到達した前記非ニュートン流体が前記塗布ローラの前記外周部から離脱する速度がVS、であるとして、
VG<VR<VS の関係が成り立つ、非ニュートン流体塗布システム。 A system for applying a non-Newtonian fluid to the target area using a coating roller that rolls the target area of the target member.
While being rotationally driven at a predetermined roller speed corresponding to the peripheral speed of the coating roller corresponding to the temperature characteristics of the non-Newtonian fluid, the moving mechanism moves with respect to the target member at the coating speed corresponding to the roller speed. With the coating roller to be
A supply mechanism for supplying the non-Newtonian fluid to the outer peripheral portion of the coating roller is provided.
The roller speed is VR , and the roller speed is VR.
When the non-Newtonian fluid has a certain temperature and a certain viscosity, the speed at which the non-Newtonian fluid separates from the outer peripheral portion of the coating roller prior to reaching the target region by the rotation of the coating roller is VG , and the target region is reached. Assuming that the velocity at which the non- Newtonian fluid that has reached is released from the outer peripheral portion of the coating roller is VS.
A non-Newtonian fluid application system in which the relationship VG < VR < VS holds.
前記供給機構は、
前記塗布ローラの前記外周部に前記非ニュートン流体を供給する、
請求項8に記載の非ニュートン流体塗布システム。 A supply roller is provided in front of the coating roller in the rolling direction of the coating roller, which is arranged with a gap between the coating roller and the coating roller and is rotationally driven in the direction opposite to the rotation direction of the coating roller. ,
The supply mechanism
A non-Newtonian fluid is supplied to the outer peripheral portion of the coating roller.
The non-Newtonian fluid application system according to claim 8.
請求項8または9に記載の非ニュートン流体塗布システム。 A temperature adjusting mechanism for adjusting the non-Newtonian fluid to a predetermined temperature is provided.
The non-Newtonian fluid application system according to claim 8 or 9.
前記塗布ローラの前記外周部に前記非ニュートン流体を吐出するノズルと、
前記ノズルに前記非ニュートン流体を供給する供給源と、を含み、
前記温度調整機構は、
前記供給源、または、
前記非ニュートン流体が前記供給源から前記対象領域に到達するまでの経路の少なくとも一部の温度を調整することによって前記非ニュートン流体の温度を調整し、
前記経路には、前記ノズルおよび前記塗布ローラが含まれる、
請求項10に記載の非ニュートン流体塗布システム。 The supply mechanism
A nozzle that discharges the non-Newton fluid to the outer peripheral portion of the coating roller,
Containing a source for supplying the non-Newton fluid to the nozzle.
The temperature control mechanism is
The source or
Adjusting the temperature of the non-Newtonian fluid by adjusting the temperature of at least a portion of the path from the source to the area of interest of the non-Newtonian fluid.
The path includes the nozzle and the coating roller.
The non-Newtonian fluid coating system according to claim 10.
前記移動体は、
前記塗布ローラと、
前記温度調整機構の少なくとも一部と、を含む、
請求項10または11に記載の非ニュートン流体塗布システム。 It comprises a moving body that is moved by the moving mechanism along the direction in which the coating roller rolls.
The moving body is
With the coating roller
Including at least a part of the temperature control mechanism.
The non-Newtonian fluid application system according to claim 10 or 11.
請求項8から12のいずれか一項に記載の非ニュートン流体塗布システム。 A pressurizing mechanism for pressing the coating roller and the target area into contact with each other is provided.
The non-Newtonian fluid coating system according to any one of claims 8 to 12.
前記形状パラメータを用いて、前記対象領域の形状変化に対して前記塗布ローラの姿勢を追従させる追従機構と、を備える、
請求項8から13のいずれか一項に記載の非ニュートン流体塗布システム。 A shape parameter acquisition unit that acquires a shape parameter indicating the shape of the target area in front of the coating roller in the rolling direction with the coating roller as a reference.
A follow-up mechanism that follows the posture of the coating roller with respect to the shape change of the target area by using the shape parameter is provided.
The non-Newtonian fluid coating system according to any one of claims 8 to 13.
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