JP5293391B2 - ペースト状物質塗布装置 - Google Patents

Description

本発明は、ペースト状物質をワークに塗布するペースト状物質塗布ノズル及び塗布装置に関するものである。

ペースト状物質、例えばろう付け用のペースト等をワークに塗布する一つの方法として、ペーストをスプレーノズルにより霧状にしてワークの表面全体に塗布する方法がある。ところが、ワークの表面のうち、ペーストの必要な領域が全面ではなく部分的である場合には、不要な部分にもペーストが無駄に塗布されることとなる。また、霧状にして塗布する場合、表面積が大きく酸化劣化するペーストの量が多くなり、密着性が悪く、品質を高めることが難しかった。

一方、ペーストを霧状にしないでワークの所定の部分に帯状または線状に塗布することも例えば特許文献１及び２に記載されている装置を利用して可能である。これらの装置では、ワークの対向する二面に各１本ずつのペーストの帯又は線が形成される。ところで、ペーストの帯又は線をワークの一面に１本ではなく複数本必要とする場合もあるが、これらの装置を利用して、ペーストの帯又は線を複数本形成しようとした場合には、対応する複数の装置が必要となると考えられる。

特開平１０−３１４６４７号公報 特開平８−３７００５号公報

本発明は前述した従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ワークの表面にペースト状物質を複数の帯状又は線状で均一に塗布することができるペースト状物質塗布ノズル及び塗布装置を提供することである。

請求項１に記載された発明は、板状のワーク（Ｗ）の対向する両面（Ｓ１、Ｓ２）にペースト状物質を塗布するために、ペースト状物質を吐出しながらワーク（Ｗ）に対して相対移動するペースト状物質塗布ノズル（４）を提供するものである。この発明によるペースト状物質塗布ノズル（４）は、加圧されたペースト状物質が流通するペースト状物質流路（４５）を備えており、前記ペースト状物質流路（４５）は、比較的広い流路断面積を有するペースト状物質溜め（４８）と、前記ペースト状物質溜め（４８）の下流側に設けられた、比較的狭い流路断面積をそれぞれ有する複数の吐出流路（５１、５２）にして、共通の前記ペースト状物質溜め（４８）に開口している入口（５１ａ、５２ａ）及びワーク（Ｗ）に面する位置に開口している吐出口（５１ｂ、５２ｂ）をそれぞれ有する複数の吐出流路（５１、５２）と、を含んでおり、前記複数の吐出流路（５１、５２）は、前記入口（５１ａ、５２ａ）と前記吐出口（５１ｂ、５２ｂ）とを直線で結ぶ最短距離が互いに異なっている場合であっても、該複数の吐出流路（５１、５２）の前記入口（５１ａ、５２ａ）から前記吐出口（５１ｂ、５２ｂ）にかけての流路抵抗が互いに等しくなるように形成されており、該ペースト状物質塗布ノズル（４）は、ワーク（Ｗ）が挿通される溝（４４）を有し、前記溝（４４）の対向する各側壁（４４ｃ）に前記吐出流路（５１、５２）の前記吐出口（５１ｂ、５２ｂ）が形成されていることを特徴とするものである。

これによれば、各吐出流路は共通のペースト状物質溜めにそれぞれの入口を有するので等しい入口圧力を有し、また入口から吐出口までの流路抵抗は互いに等しいので、等しい吐出口圧力を有し、従って各吐出流路を流れるペースト状物質の流量が等しくなり、その結果ペースト状物質の複数の帯または線を互いに等しい量でワークの表面に形成することが可能になる。

また、これにより、板状のワーク（Ｗ）の対向する両面（Ｓ１、Ｓ２）にペースト状物質を複数の均一な帯又は線として効率的に塗布することが可能になる。また、等しい吐出圧力を有して対向する側壁から吐出されるペースト状物質によってワークが溝の中央に維持されるので、ワークの両面間の塗布量の均一性が維持される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記複数の吐出流路（５１、５２）の前記入口（５１ａ、５２ａ）から前記吐出口（５１ｂ、５２ｂ）にかけての流路長が互いに等しいことを特徴とするものである。これにより、各吐出流路の間の流路抵抗は等しくされる。

請求項３に記載された発明は、ワーク（Ｗ）の対向する両面（Ｓ１、Ｓ２）にペースト状物質を塗布するペースト状物質塗布装置（１）を提供するものである。この発明によるペースト状物質塗布装置（１）は、請求項３に記載された発明のペースト状物質塗布ノズル（４）と、ワーク保持手段（３）とを具備し、ワーク（Ｗ）の対向する前記両面（Ｓ１、Ｓ２）に接してワーク（Ｗ）を挟持すると共に前記両面（Ｓ１、Ｓ２）上を転動する少なくとも一対のローラ（３６）を前記ワーク保持手段（３）が具備すること、及び前記ワーク保持手段（３）と前記ペースト状物質塗布ノズル（４）が共にワーク（Ｗ）に対して相対移動することを特徴とするものである。これによれば、保持手段がワークを挟持したままワークに対して相対移動するので、ワーク（Ｗ）を安定に保持した状態でその対向する両面（Ｓ１、Ｓ２）にペースト状物質を複数の均一な帯又は線として効率的に塗布することが可能になる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

本発明の実施形態によるペースト状物質塗布装置によりペースト状物質が塗布されるワークである扁平チューブの斜視図である。 前記ペースト状物質塗布装置の模式的な正面図である。 図２の模式的右側面図である。 図２の切断線Ａ−Ａによる模式的断面図である。 前記ペースト状物質塗布装置のノズルの正面断面図である。 前記ノズルの部分断面側面図である。

以下、本発明の実施形態によるペースト状物質塗布装置１について図１〜図６を参照して説明する。本明細書では、ワークＷとして熱交換器用の扁平チューブを例にして、及びペースト状物質としてろう付け用のペーストを例にして説明する。前記扁平チューブは銅合金製のものであり、図１に示されるように、その横断面の寸法は高さ２７ｍｍ、厚さ２．１ｍｍであり、全長は８０ｃｍ以上のものである。扁平チューブの図１の左右の対向する両面Ｓ１及びＳ２が塗布対象面であり、ペーストは各塗布対象面Ｓ１、Ｓ２上に間隔Ｄで離間された２本の平行な帯Ｐとして塗布される。なお、フィン（図示せず）が、帯状に塗布されたペーストを利用して扁平チューブにろう付け接合される。また勿論、ワークＷは、チューブではなく、例えば中実の板状のものであってもよい。

図２は、本発明の実施形態によるペースト状物質塗布装置１の模式的な正面図である。図２の塗布装置１は、ワークＷを支持する２個の支持具２と、ワーク保持装置３と、ペーストを吐出するノズル４と、ノズル４にペーストを供給する供給パイプ６とを具備している。また、供給パイプ６の図示しない一端側には、いずれも図示しないペースト供給源、ポンプ、バルブ等が接続されていて、加圧されたペーストが供給パイプ６に供給されるように、及びペーストの供給を遮断できるように構成されている。ワークＷは、その下縁が支持具２のＶ字溝に挿入されて支持されており、本実施形態では移動しない。一方、ノズル４及びワーク保持装置３は、ペーストを塗布するときには、図示しない駆動装置によって駆動されることにより共にワークＷに対して図２の矢印Ａに示されるように左方向に移動される。ノズル４はペーストを吐出しながら移動するので、ワークＷの表面にペーストの帯Ｐが形成される。本実施形態ではペーストの帯ＰはワークＷの片方の塗布対象面Ｓ１に２本、両面で合計４本形成される。

ワーク保持装置３は、ノズル４の前後に配置された２つのチャック３１と、それらを連結する連結部材３２とを備えている。各チャック３１は、チャック本体３３と、図２の右側面図である図３に示されるようにチャック本体部３３の下端から延びワークＷを挟持及び解放するように駆動される一対の可動部材３４と、可動部材３４の先端において鉛直方向に延びるピン３５によって軸支された一対のローラ３６とを備えている。一対のローラ３６は、一対の可動部材３４が互いに接近するように駆動されたとき、ワークＷの各塗布対象面Ｓ１、Ｓ２の上部に接してワークＷを挟持すると共に、ワークＷを挟持した状態でワークＷの塗布対象面Ｓ１、Ｓ２上を転動することができる。

ノズル４にペーストを供給する供給パイプ６は、金属製の剛性を有するもので、ノズル４を機械的に保持する機能も有している。また供給パイプ６は、図示しない駆動装置に連結されており、したがってノズル４は供給パイプ６を介して駆動装置によって矢印Ａの方向に駆動される。

ノズル４は、下側の本体部４１と、上側の接続部４２と、それらを結合するリングナット４３とから構成されている。本体部４１は、図２における切断線Ａ−Ａによる模式的断面図である図４に示されるように、左右対称に形成されており、またワークＷが挿通可能な溝４４を中心線Ｃに沿って有している。図４の実施形態では、溝４４は、ワークＷの厚さよりやや広い幅を有する矩形状部分４４ａと、上側の円形部分４４ｂとをしている。ただし、円形部分４４ｂは溝加工を容易にする等のために設けられたものであり、したがってこれを有さない矩形状部分４４ａだけの溝でもよい。

ノズル４単体の正面断面図である図５及び部分断面側面図である図６も更に参照して、ノズル４の内部に形成されたペースト流路４５について説明する。なお、図５は、後述する第１吐出流路５１及び第２吐出流路５２をノズル４の左側と右側にそれぞれ１本ずつ示せるように断面の切断面を設定して得られた図である。ペースト流路４５は、接続部４２において、供給パイプ６の内径より細い中径部４６と、供給パイプ６の内径から中径部４６の径へ徐々に縮径する円錐台状の移行部４７とを有しており、本体部４１において、その上端部に中径部４６より拡径したペースト溜め４８と、ペースト溜め４８の下流側に設けられた第１吐出流路５１と第２吐出流路５２を２本ずつ有している。また、加圧されたペーストが吐出口以外へは流れないように、接続部４２と本体部４１の間、及び接続部４２と供給パイプ６の間にはそれぞれＯリング５３、５４が挿入されて密閉されている。

第１吐出流路５１は本体部４１の中心線Ｃの右側と左側に左右対称にそれぞれ１本ずつ形成され、第２吐出流路５２も右側と左側に左右対称にそれぞれ１本ずつ形成されている。第１吐出流路５１及び第２吐出流路５２は、ペースト溜め４８の底面に開口する第１入口５１ａ及び第２入口５２ａと前記溝４４の矩形状部分４４ａの対向する側壁４４ｃに開口する第１吐出口５１ｂ及び第２吐出口５２ｂをそれぞれ有している。各側壁４４ｃにおける第１吐出口５１ｂは第２吐出口５２ｂよりも上方に間隔Ｄだけ離れている。

第１吐出流路５１は、図５に示されるように、鉛直より１５度程度時計回りに傾いて第１入口５１ａから下方へ延びる第１上流部分５１ｃと、水平から１０度程度時計回りに傾いて概ね横に延び第１吐出口５１ｂに通じる第１下流部分５１ｄとから形成されており、第１上流部分５１ｃと第１下流部分５１ｄは第１交差部５１ｅにおいて交差している。また、第１下流部分５１ｄは第１上流部分５１ｃより細径に形成されている。図６で見たとき、第１上流部分５１ｃは、鉛直から１０度程度時計回りにも傾いており、第１下流部分５１ｄは第１吐出口５１ｂが第１交差部５１ｅよりも右側に位置するように延びている。

ところで、第１吐出流路５１は、その製作を容易にするために、第１上流部分５１ｃを含み本体部４１をほぼ縦に貫通する縦穴５５と、第１下流部分５１ｄを含み本体部４１をほぼ横に貫通する横穴５６とを第１交差部５１ｅで交差するように形成した後、流路として用いない部分に、図中ハッチングが施されたプラグ部材５７ａ、５７ｂを埋め込むことにより形成されたものである。但し、吐出流路の形成方法は様々な方法が可能であり前述したものに限定されないことは勿論である。

第２吐出流路５２も、第１吐出流路５１と同様に、第２上流部分５２ｃと、それより細径の第２下流部分５２ｄとが第２交差部５２ｅで交差した形態として形成されている。第２下流部分５２ｄは、図５で見たとき、水平から反時計回りに概ね４５度傾いて延びている。図６で見たとき、第２上流部分５２ｃは、第１上流部分５１ｃよりも右側に形成されており、第２下流部分５２ｄは、第２吐出口５２ｂが第１吐出口５１ｂよりわずかに右側に位置するように延びている。第２吐出流路５２の形成方法は、第１吐出流路５１の場合と同様であり、第２の吐出流路は、本体部４１を貫通して形成された二つの穴の流路として用いられない部分にプラグ部材５７ｃ、５７ｄが埋め込まれて形成される。

本実施形態における第１吐出口５１ｂと第２吐出口５２ｂは間隔Ｄだけ鉛直方向に離間されているので、各吐出流路における入口と吐出口との間を直線で結ぶ最短距離を考えたとき、第１吐出流路５１の前記最短距離は第２吐出流路５２の前記最短距離より短い。但し、本発明のノズル４では、第１吐出流路５１と第２吐出流路５２は、それらの流路抵抗が等しくなるように形成されている。具体的には、本実施形態では、流路抵抗を等しくするため、第１吐出流路５１と第２吐出流路５２は、それぞれの入口と吐出口との間を直線で結ぶ最短距離が互いに異なっているにもかかわらず、それらの流路長さが互いに等しくなるように形成されている。

次に、ペーストの流れに沿って、本実施形態のノズル４の作用について説明する。
所定の圧力で供給パイプ６から接続部４２に供給されたペーストは、ペースト流路４５の移行部４７から中径部４６を経てペースト溜め４８に流入し、そこから各２本の第１吐出流路５１及び第２吐出流路５２に流入する。第１及び第２吐出流路の各入口５１ａ、５２ａにおけるペーストの圧力は、共通のペースト溜め４８の効力により互いに等しくなっており、また第１及び第２吐出流路の入口から吐出口までの流路抵抗は前述したとおり等しいので、入口から吐出口まで流れる間に等しい圧力損出が生じ、従って吐出口における圧力も互いに等しく、従って各吐出流路を流れるペーストの流量は等しくなる。その結果、ワークＷの両面に形成される合計４本のペーストの帯Ｐは互いに等しい量を有するものとして形成される。

前述の実施形態では、吐出流路の入口と吐出口との間の最短距離が異なる複数の吐出流路の流路抵抗を互いに等しくするために、複数の吐出流路は、その流路長さが互いに等しくなるように形成されていたが、例えば吐出流路の内径及び屈曲部の交差角度も流路抵抗に影響を及ぼす因子であるので、それらの因子の値を調整することによって流路抵抗の等しい複数の吐出流路を得てもよい。

本実施形態のペースト状物質塗布装置１は、ワークＷの両面が同時に塗布されるように構成されていたが、本発明では、ペースト状物質塗布装置１はワークＷの片面だけを塗布するように構成されてもよい。

本実施形態のペースト状物質塗布装置１のノズル４は一つのペースト溜め４８に対して四本の吐出流路を備えていたが、ノズル４は一つのペースト溜め４８に対して二本以上の吐出流路を備えていればよい。

本実施形態のペースト状物質塗布装置１では、ワークＷは固定され、ノズル４とワーク保持装置３とが移動するように構成されていたが、本発明においては、ノズルが固定されてワークＷが移動してもよい。

３ ワーク保持装置
４ ノズル
６ 供給パイプ
４１ 本体部
４２ 接続部
４３ リングナット
４４ 溝
４５ ペースト流路
４８ ペースト溜め
５１ 第１吐出流路
５２ 第２吐出流路
５１ａ 第１入口
５１ｂ 第１吐出口
５２ａ 第２入口
５２ｂ 第２吐出口
Ｗ ワーク

Claims (3)

1. 板状のワーク（Ｗ）の対向する両面（Ｓ１、Ｓ２）にペースト状物質を塗布するために、ペースト状物質を吐出しながらワーク（Ｗ）に対して相対移動するペースト状物質塗布ノズル（４）であって、
   加圧されたペースト状物質が流通するペースト状物質流路（４５）を備えており、
   前記ペースト状物質流路（４５）は、
   比較的広い流路断面積を有するペースト状物質溜め（４８）と、
   前記ペースト状物質溜め（４８）の下流側に設けられた、比較的狭い流路断面積をそれぞれ有する複数の吐出流路（５１、５２）にして、共通の前記ペースト状物質溜め（４８）に開口している入口（５１ａ、５２ａ）及びワーク（Ｗ）に面する位置に開口している吐出口（５１ｂ、５２ｂ）をそれぞれ有する複数の吐出流路（５１、５２）と、を含んでおり、
   前記複数の吐出流路（５１、５２）は、前記入口（５１ａ、５２ａ）と前記吐出口（５１ｂ、５２ｂ）とを直線で結ぶ最短距離が互いに異なっている場合であっても、該複数の吐出流路（５１、５２）の前記入口（５１ａ、５２ａ）から前記吐出口（５１ｂ、５２ｂ）にかけての流路抵抗が互いに等しくなるように形成されており、
   該ペースト状物質塗布ノズル（４）は、
   ワーク（Ｗ）が挿通される溝（４４）を有し、
   前記溝（４４）の対向する各側壁（４４ｃ）に前記吐出流路（５１、５２）の前記吐出口（５１ｂ、５２ｂ）が形成されていることを特徴とする、ペースト状物質塗布ノズル（４）。
2. 前記複数の吐出流路（５１、５２）の前記入口（５１ａ、５２ａ）から前記吐出口（５１ｂ、５２ｂ）にかけての流路長が互いに等しいことを特徴とする、請求項１に記載のペースト状物質塗布ノズル（４）。
3. 請求項１に記載されたペースト状物質塗布ノズル（４）と、ワーク保持手段（３）とを具備し、ワーク（Ｗ）の対向する両面（Ｓ１、Ｓ２）にペースト状物質を塗布するペースト状物質塗布装置（１）であって、
   ワーク（Ｗ）の対向する前記両面（Ｓ１、Ｓ２）に接してワーク（Ｗ）を挟持すると共に前記両面（Ｓ１、Ｓ２）上を転動する少なくとも一対のローラ（３６）を前記ワーク保持手段（３）が具備すること、及び前記ワーク保持手段（３）と前記ペースト状物質塗布ノズル（４）が共にワーク（Ｗ）に対して相対移動することを特徴とする、ペースト状物質塗布装置（１）。

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