JP4365250B2

JP4365250B2 - 塗布装置

Info

Publication number: JP4365250B2
Application number: JP2004104886A
Authority: JP
Inventors: 佳紀巣山; 周二郎栗林; 英治岡本
Original assignee: KYORITSU INDUSTRY CO., LTD.; Toyota Motor Corp
Current assignee: KYORITSU INDUSTRY CO., LTD.; Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2024-03-31
Also published as: CN1676224A; CN100431715C; JP2005288255A

Description

本発明は、液状ガスケット等を塗布するための塗布装置に関するものである。

例えば自動車のエンジンにおいては、成形ガスケットに代って液状ガスケットが多用されつつある。自動車のエンジンの製造工程において、液状ガスケットの塗布には、従来、例えば図４に示すような液状ガスケット塗布装置１が用いられている。

液状ガスケット塗布装置１は、主剤及び硬化剤からなる２液を混合して使用する液状ガスケットを塗布するための装置であって、ミキシングケース２と、ミキシングケース２内で主剤と硬化剤を混合するミキシングロータ３と、ミキシングロータ３を回転させるサーボモータ４及び減速機５と、ミキシングケース２に主剤及び硬化剤を供給する主剤供給バルブ６及び硬化剤供給バルブ７と、ミキシングケース２内で混合された液状ガスケットを吐出する吐出ノズル７とを備えている。ミキシングロータ２の回転軸８は、ミキシングケース２の外部へ延出されており、外部に配置されたサーボモータ４及び減速機５にカップリング９によって連結されている。ミキシングケース２と回転軸８との間は、３段構造のシール部材１０によってシールされている。

この構成により、主剤供給バルブ６及び硬化剤供給バルブ７を介してミキシングケース２内に供給された主剤及び硬化剤は、ミキシングロータ３の回転によって混合された後、吐出ノズル７から吐出されて、ワークに塗布される。このとき、ミキシングロータ３の回転軸８とミキシングケース２との間を３段構造のシール部材１０によってシールすることにより、主剤及び硬化剤の漏れを確実に防止している。なお、上記液状ガスケット塗布装置１と同様に、サーボモータをミキシングケースの外部に配置した粘性材料塗布装置が特許文献１に記載されている。
特開平６−２６９７２０号公報

しかしながら、上記従来の液状ガスケット塗布装置１では、次のような問題がある。ミキシングロータ３の回転軸８とミキシングケース２との間は、３段構造のシール部材１０によって確実にシールされているが、粘性を有する主剤及び硬化剤が回転軸８とシール部材１０との間に侵入すると、回転軸８及びシール部材１０の摩耗が助長されることになるため、シール性を維持するためには、定期的にシール部材１０及び回転軸８を交換する必要がある。特に、主剤と硬化剤との混合によって、これらの粘性が高まった場合に、シール部材１０及び回転軸８の摩耗が問題となる。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、可動部のシールの劣化の問題を解消することができる液状ガスケット等の塗布装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、密閉されたケースと、該ケース内に主剤及び硬化剤を供給する供給手段と、前記ケース内のミキシング室で前記主剤及び硬化剤を攪拌する攪拌手段と、撹拌された主剤及び硬化剤を前記ミキシング室から吐出するノズルと、前記攪拌手段をマグネットカップリングを介して非接触状態で前記ケースの外部から駆動する駆動手段とを備えた塗布装置において、
前記供給手段は、前記主剤を前記ミキシング室に直接供給し、前記硬化剤を前記ケースの前記マグネットカップリングの被駆動側を収容するカップリング室に供給し、該カップリング室から、前記マグネットカップリングの被駆動側と前記撹拌手段とを連結する回転軸に設けられた通路を介して前記ミキシング室に供給することを特徴とする。

本発明に係る塗布装置によれば、駆動手段は、マグネットカップリングによって、外部から、密閉されたケースの内部の攪拌手段を非接触状態で駆動することができるので、攪拌手段の可動部のシールの劣化の問題を解消することができる。また、主剤をミキシング室に直接供給する一方、硬化剤をカップリング室に供給した後、回転軸に設けられた通路を介してミキシング室に供給することにより、カップリング室を硬化剤で満たし、主剤がカップリング室に侵入して硬化するのを防止することができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態に係る塗布装置は、自動車用エンジンの製造工程において、オイルパン、チェーンケース、シリンダヘッド−カムキャリア間、ギヤリテーナ等のワークに、主剤（塗布流体）及び硬化剤（塗布流体）からなる２液混合タイプのシリコン系液状ガスケット（ＦＩＰＧ：フォームドインプレースガスケット）を塗布するための液状ガスケット塗布装置である。

図１乃至図３に示すように、本実施形態に係る塗布装置１１は、主剤及び硬化剤が導入されるミキシングケース１２（ケース）と、ミキシングケース１２内で回転して主剤と硬化剤とを混合するミキシングロータ１３（攪拌手段）と、ミキシングケース１２に主剤及び硬化剤を供給する主剤供給バルブ１４（供給手段）及び硬化剤供給バルブ１５（供給手段）と、ミキシングケース１２内で混合された主剤及び硬化剤を吐出するノズルユニット１６（ノズル）と、ミキシングロータ１３を駆動するためのサーボモータ１７（駆動手段）及び減速機１８と、ミキシングロータ１３と減速機１８とを駆動連結するマグネットカップリング１９とを備えている。

ミキシングケース１２は、左右に主剤供給バルブ１４及び硬化剤供給バルブ１５が結合されるミキシングブロック２０の下側にノズルユニット１６が結合されて、ミキシングロータ１３を収容するミキシング室２１が形成されている。ミキシングブロック２０の上側には、ブッシュホルダ２２が取付けられて、ミキシングブロック２０とブッシュホルダ２２との間に略環状の冷却水路２３が形成されている。更に、ブッシュホルダ２２の上側には、有底円筒状の隔壁２４が取付けられて、ブッシュホルダ２２と隔壁２４との間にカップリング室２５が形成されている。ミキシングブロック２０には、主剤供給バルブ１４の吐出ポート２６及び硬化剤供給バルブ１５の吐出ポート２７が形成されている。主剤供給バルブ１４の吐出ポート２６は、ミキシング室２１に直接連通し、硬化剤供給バルブ１５の吐出ポート２７は、上方へ延ばされ、ブッシュホルダ２２に貫通された通路２８に連通され、この通路２８を介して、カップリング室２５に連通されている。

ミキシング室２１内には、ミキシングロータ１３が所定のクリアランスをもって収容されている。ミキシングロータ１３の後端部には、回転軸２９が連結されており、回転軸２９は、ブッシュホルダ２２に取付けられオイレスブッシュ３０、３１によって、回転可能に支持されている。回転軸２９は、カップリング室２５内の上部まで延ばされている。カップリング室２５内には、マグネットカップリング１９を構成する円筒状のインナカップリング３２（被駆動側）が所定のクリアランスを持って収容されている。インナカップリング３２には、回転軸２９が挿通されて、キー３３及びナット３４によって結合されている。回転軸２９には、軸方向通路３５が貫通され、ミキシングロータ１３の基端部には、軸方向通路３５に連通する径方向通路３６が貫通されており、軸方向通路３５及び径方向通路３６によって、カップリング室２５の上部とミキシング室２１の上部とが互いに連通されている。

ノズルユニット１６には、冷却水通路（図示せず）及び温度センサ３７が設けられており、温度センサ３７の検出温度に基づいて、ノズルユニット１６の冷却水通路及びミキシングブロック２２の冷却水路２３に冷却水を供給することによって、ミキシングケース１２内の主剤及び硬化剤の温度を制御できるようになっている。

主剤供給バルブ１４は、入口ポート３８、戻りポート３９及び供給ポート２６を有する３ポート２位置切換弁であり、エアシリンダ４０によってバルブシャフト４１を移動させることによって、吐出ポート２６を遮断すると共に入口ポート３８を戻りポート３９に連通する循環位置と、戻りポート３９を遮断すると共に入口ポート３８を吐出ポート２６に連通する吐出位置とを選択的に切換えられるようになっている。入口ポート３８は、主剤供給源のポンプ側に接続され、戻りポート３９は、主剤供給源のタンク側に接続されている。

硬化剤供給バルブ１５は、入口ポート４２、戻りポート４３及び吐出ポート２７を有する３ポート２位置切換弁であり、エアシリンダ４４によってバルブシャフト４５を移動させることによって、吐出ポート２７を遮断すると共に入口ポート４２を戻りポート４３に連通する循環位置と、戻りポート４３を遮断すると共に入口ポート４２を吐出ポート２７に連通する吐出位置とを選択的に切換えられるようになっている。入口ポート４２は、硬化剤供給源のポンプ側に接続され、戻りポート４３は、硬化供給源のタンク側に接続されている。

サーボモータ１７及び減速機１８は、ミキシングケース１２の隔壁２４の上方に配置され、サーボモータ１７に連結された減速機１８の出力軸４６に、マグネットカップリング１９を構成する有底円筒状のアウタカップリング４７が連結されている。アウタカップリング４７には、所定のクリアランスをもって隔壁２４が挿入されている。ミキシングケース１２、主剤供給バルブ１４及び硬化剤供給バルブ１５は、ベースプレート４８に固定され、また、サーボモータ１７及び減速機１８は、ブラケット４９を介してベースプレート４８に固定されており、これらが相互に位置決めされている。

マグネットカップリング１９は、インナカップリング３２（被駆動側）とアウタカップリング４７（駆動側）とで構成され、インナカップリング３２のインナインナヨーク５０の外周部には複数のインナマグネット５１（永久磁石）が配置され、アウタカップリング４７のアウタヨーク５２の内周部には、インナマグネット５１に対向する複数のアウタマグネット５３が配置されている。そして、インナカップリング３２をアウタカップリング４７に所定のクリアランスをもって挿入することにより、インナマグネット５１とアウタマグネット５３との相互作用によって、インナカップリング３２とアウタカップリング４７との間で、隔壁２４を介した非接触状態で回転トルクを伝達できるようになっている。ここで、マグネットカップリング１９による回転トルクの伝達を可能とするため、隔壁２４は、非磁性体とする必要があり、本実施形態では、機械的強度、耐食性、放熱性等を考慮してオーステナイト系のステンレス鋼（ＳＵＳ３０３）を使用している。

また、インナカップリング３２とアウタカップリング４７とのクリアランスは、マグネットカップリング１９の仕様によって決定されるが、隔壁２４は、アウタカップリング４７にできるだけ近づけて、インナカップリング３２とのクリアランスを大きく設定することにより、このクリアランスを硬化剤が流通する際に発生する熱による硬化剤の温度の上昇を抑制することができる。

以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
塗布装置１１は、ロボットハンド等に装着され、主剤供給バルブ１４及び硬化剤供給バルブ１５にそれぞれ供給される主剤及び硬化剤をミキシングケース１２内で混合し、ノズルユニット１６から吐出して、ワークに塗布する。

主剤供給バルブ１４では、通常は、バルブシャフト４１が循環位置とされ、この位置では、吐出ポート２６が遮断されると共に入口ポート３８が戻りポート３９に連通されるので、主剤供給源のポンプ側から入口ポート３８に供給された主剤は、戻りポート３９からタンク側へ戻されて循環する。これにより、主剤の流動性、温度等の性状を維持することができる。エアシリンダ４０によって、バルブシャフト４１を吐出位置に移動させると、この位置では、戻りポート３９が遮断されると共に入口ポート３８が吐出ポート２６に連通されるので、主剤供給源のポンプ側から入口ポート３８に供給された主剤は、吐出ポート２６からミキシングケース１２のミキシング室２１へ直接供給される。

一方、硬化剤供給バルブ１５では、通常は、バルブシャフト４５が循環位置とされ、この位置では、吐出ポート２７が遮断されると共に入口ポート４２が戻りポート４３に連通されるので、硬化剤供給源のポンプ側から入口ポート４２に供給された硬化剤は、戻りポート４３からタンク側へ戻されて循環する。これにより、硬化剤の流動性、温度等の性状を維持することができる。エアシリンダ４４によって、バルブシャフト４５を吐出位置に移動させると、この位置では、戻りポート４３が遮断されると共に入口ポート４２が吐出ポート２７に連通されるので、硬化剤供給源のポンプ側から入口ポート４２に供給された硬化剤は、吐出ポート２７から吐出される。

そして、吐出ポート２７から吐出された硬化剤は、ブッシュホルダ２２の通路２８を介してミキシングケース１２のカップリング室２５へ流入し、インナカップリング３２と隔壁２４とのクリアランスを通ってインナカップリング３２の上方へ流れ、回転軸２９の軸方向通路３５へ流入し、更に、軸方向通路３５及びミキシングロータ１３の径方向通路３６を通ってミキシング室２１へ供給される。

このようにして、ミキシング室２１に供給された主剤及び硬化剤は、ミキシングロータ１３の回転によって攪拌され、混合された後、ノズルユニット１６から吐出されて、ワークに塗布される。ミキシングロータ１３の回転速度は、サーボモータ１７によって、負荷にかかわらず一定に制御される。このとき、減速機１８の出力軸４６の回転トルクがマグネットカップリング１９によって隔壁２４を介した非接触状態でミキシングロータ１３に伝達されるようにしたので、ミキシングロータ１３及び回転軸２９の可動部をミキシングケース１２の外部からシールする必要がないので、粘性を有する主剤及び硬化剤による可動シール部の磨耗、劣化の問題を解消することができる。

また、単独でも硬化する傾向がある主剤をミキシング室２１に直接供給し、単独では硬化しない硬化剤を一旦カップリング室２５に供給し、回転軸２９の軸方向通路３５及びミキシングロータ１３の径方向通路３６を介してミキシング室２１に供給することにより、カップリング室２５が常時、硬化剤で満たされ、インナカップリング３２が硬化剤に浸漬されるので、カップリング室２５に主剤が侵入して硬化するのを防止することができる。

本発明の一実施形態に係る塗布装置の縦断面図である。図１に示す装置の側面図である。図１に示す装置の平面図である。従来の２液混合タイプの液状ガスケット塗布装置を示す概略図である。

符号の説明

１１塗布装置、１２ミキシングケース（ケース）、１３ミキシングロータ（攪拌手段）、１４主剤供給バルブ（供給手段）、１５硬化剤供給バルブ（供給手段）、１７サーボモータ（駆動手段）、１９マグネットカップリング、３２インナカップリング（被駆動側）、１６ノズルユニット（ノズル）

Claims

密閉されたケースと、該ケース内に主剤及び硬化剤を供給する供給手段と、前記ケース内のミキシング室で前記主剤及び硬化剤を攪拌する攪拌手段と、撹拌された主剤及び硬化剤を前記ミキシング室から吐出するノズルと、前記攪拌手段をマグネットカップリングを介して非接触状態で前記ケースの外部から駆動する駆動手段とを備えた塗布装置において、
前記供給手段は、前記主剤を前記ミキシング室に直接供給し、前記硬化剤を前記ケースの前記マグネットカップリングの被駆動側を収容するカップリング室に供給し、該カップリング室から、前記マグネットカップリングの被駆動側と前記撹拌手段とを連結する回転軸に設けられた通路を介して前記ミキシング室に供給することを特徴とする塗布装置。