JP6886131B2

JP6886131B2 - 塗工装置

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Publication number: JP6886131B2
Application number: JP2019177598A
Authority: JP
Inventors: 浩貴橘田
Original assignee: Tungaloy Corp
Current assignee: Tungaloy Corp
Priority date: 2019-09-27
Filing date: 2019-09-27
Publication date: 2021-06-16
Anticipated expiration: 2039-09-27
Also published as: JP2021053556A

Description

本発明は、塗工装置に関する。

二次電池や、コンデンサなどの電子部品を製造するにあたり、薄い帯状の被塗工材に塗液を塗工する工程がある。この種の塗工工程には、ダイコーターなどと呼ばれる塗工装置が用いられる。

上記塗工装置は、本体ブロックを有する。本体ブロックは、塗液が導入される塗液導入部と、塗液が吐出される一方向に長いスリット状の塗液吐出部を備えている。本体ブロックは、その内部に、塗液導入部から導入された塗液が流入する、長手方向に長いマニホールドと、マニホールドから塗液吐出部に通じる塗液流路を備えている。塗液は、マニホールドにおいて塗液流量や塗液圧力が長手方向に均され、塗液流路を通じて塗液吐出部から吐出される。

上記塗工装置に関し、特許文献１には、吐出量の分布を長手方向に亘って均一に調整するために、塗液流路の一方向に亘って分割した複数個の分割バーを設け、分割バーを進退させることで各分割バー毎に塗液流路の間隙量を調整することが提案されている（特許文献１参照）。

上記塗工装置では、塗液流路と塗液吐出部における間隙量を調整するためにダイ本体に挟み込まれる板状のシム（治具）が用いられている。

上述のシムは、例えば被塗工材の幅方向に沿って塗る場所と塗らない場所が交互にあるようなストライプ模様の塗工パターンに対応するため、上述の塗液流路と塗液吐出部における塗液の流路を限定するためにも用いられる。この場合、シムは、例えば櫛形状に構成され、複数本の櫛歯部分が塗液を吐出しない領域（塗液が流れない領域）に対応し、それらの櫛歯部分の間の空間が塗液を吐出する領域（塗液が流れない領域）に対応する。

特開２００７−４４６４３号

ところで、上述のような塗液の流路を限定するシムを用いてストライプ模様の塗工パターンを実現する場合には、被塗工材の幅方向に並ぶ複数の塗工部分の膜厚を所定の範囲内に揃える必要がある。このため、複数の塗工部分の膜厚が同じになるように、塗液吐出部における長手方向の吐出流量を調整する必要がある。

そこで、上述した塗工装置の分割バーを用いることが考えられるが、この場合、シムの櫛歯部分と分割バーの個数や位置が合わず互いに干渉し、分割バーが進退できなくなって機能しなくなることがある。特に塗工装置において塗工パターンに応じて複数種類のシムを用いる場合には、シムの櫛歯部分と分割バーの個数や位置が必ず合わない場合があり、このとき塗液吐出部における長手方向の吐出流量を調整することはできない。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、塗液の流路を制限するようなシムを用いる場合であっても、塗工装置の本体ブロックの長手方向の吐出流量を調整可能な塗工装置を提供することをその目的とする。

本発明の一態様に係る塗工装置は、本体ブロックを備え、本体ブロックは、塗液導入部と、一方向に延設された塗液吐出部と、塗液導入部から導入された塗液が流入する、一方向に延設された第１の空間部と、第１の空間部の塗液を塗液吐出部に流す、一方向に延設された塗液流路と、塗液流路に、当該塗液流路の流路幅が部分的に広くなるように設けられ、一方向に延設された第２の空間部と、第２の空間部に一方向に亘って複数設けられ、各々が第２の空間部に対し進退して、第２の空間部の一方向の各部分の容積を変更可能な容積変更部材と、を有する。

この態様によれば、塗液流路に第２の空間部を設け、その第２の空間部に容積変更部材が設けられているので、塗液の流路を制限するようなシムを用いる場合であっても、当該シムと容積変更部材が干渉することがなく、本体ブロックの長手方向の吐出流量を調整することができる。

上記態様において、第２の空間部は、容積変更部材の塗液の流れ方向の長さよりも大きい塗液の流れ方向の長さを有するようにしてもよい。

上記態様において、容積変更部材は、第２の空間部の下流側の端部に配置されてもよい。

上記態様において、本体ブロックは、第２の空間部の内面に通じる孔を有し、容積変更部材は、孔に配置され、孔から第２の空間部内に進退自在に構成されていてもよい。

上記態様において、本体ブロックは、互いに対向するように配置された２つのブロック部を有し、２つのブロック部の間に第１の空間部と、塗液流路と、第２の空間部及び塗液吐出部が形成されていてもよい。

上記態様において、第１の空間部と第２の空間部は、異なるブロック部の対向面が凹むことにより形成されていてもよい。

上記態様において、第１の空間部と第２の空間部は、同じブロック部の対向面が凹むことにより形成されていてもよい。

上記態様において、第１の空間部の下流部と第２の空間部の上流部が重なっていてもよい。

上記態様において、第１の空間部と第２の空間部が互いに離れていてもよい。

上記態様において、第２の空間部の内面には、みがき処理が施されていてもよい。

塗工装置の使用状態を示す斜視図である。塗工装置の分解図である。塗工装置を短辺方向の垂直断面で切断した塗工装置の断面図である。塗工装置の第１のブロック部の内面を示す図である。第２の空間部近辺を拡大した垂直断面図である。本体ブロックのＣ−Ｃ断面図である。シムを配置した第１のブロック部の内面を示す図である。被塗工材の説明図である。容積変更部材の動作例を示す本体ブロックのＣ−Ｃ断面図である。第１の空間部と第２の空間部を重ねた場合の本体ブロックの垂直断面図である。第１の空間部と第２の空間部を異なるブロック部に設けた場合の本体ブロックの垂直断面図である。第１の空間部と第２の空間部を重ねた場合の本体ブロックの垂直断面図である。第２の空間部を矩形にした場合の第２の空間部近辺を拡大した垂直断面図である。第２の空間部を半円状にした場合の第２の空間部近辺を拡大した垂直断面図である。ヘッド部の先端を傾斜させた場合の第２の空間部近辺を拡大した垂直断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態について説明する。

図１は、本実施の形態に係る塗工装置１の使用状態の斜視図であり、図２は、塗工装置１の分解図である。なお、本実施の形態において上下は、図１に示す塗工装置１の姿勢を基準とする。

塗工装置１は、図１に示すように一方向（長手方向Ｙ）に長い略直方体形状の本体ブロック１０を有する。本体ブロック１０の下面は、短辺方向Ｘの中央が最も低くなるように下に突出し、長手方向Ｙに長い頂部２０を有している。本体ブロック１０は、図１及び図２に示すように短辺方向Ｘの中央で左右に分割された２つのブロック部（第１のブロック部３０、第２のブロック部３１）と、本体ブロック１０の長手方向Ｙの両側面に設けられた側板３２と、第１のブロック部３０と第２のブロック部３１の間に介在される治具としてのシム３３と、複数の容積変更部材３４とを有している。図１に示すように第１のブロック部３０と第２のブロック部３１は、シム３３を挟んだ状態で締結部材（図示せず）により互いに固定されている。

図３、図４に塗工装置１の内部構造を示す。図３は、塗工装置１を短辺方向Ｘの垂直断面で切断した塗工装置１の断面図であり、図４は、塗工装置１の第１のブロック部３０の内面を示す図である。本体ブロック１０は、図３及び図４に示すように塗液導入部４０と、塗液吐出部４１と、第１の空間部４２と、塗液流路４３及び第２の空間部４４を有している。

塗液導入部４０は、例えば本体ブロック１０の第１のブロック部３０の外側面３０ａから後述の第１の空間部４２に通じている。塗液導入部４０は、例えば長手方向Ｙの中央の位置の一個所に設けられている。塗液導入部４０は、本体ブロック１０の外部に設けられた図示しない塗液供給源に接続されており、塗液供給源から供給された塗液を本体ブロック１０内に導入し、第１の空間部４２に流入させるように構成されている。

塗液吐出部４１は、本体ブロック１０の下端の頂部２０に形成されている。塗液吐出部４１は、本体ブロック１０の長手方向Ｙの両端に亘り延設されている。塗液吐出部４１は、細長いスリット状に形成され、一定の流路幅Ｄ１（図３に示す）を有している。流路幅Ｄ１は、例えば０．０５ｍｍ〜２ｍｍ程度に設定されている。

第１の空間部４２は、本体ブロック１０の上下方向の中央付近に設けられている。第１の空間部４２は、図３に示すように例えば第１のブロック部３０の対向面（内面）３０ｂを湾曲状に凹ませることにより形成されている。第１の空間部４２は、図４に示すように本体ブロック１０の長手方向Ｙの両端に亘り細長に延設されている。第１の空間部４２の長手方向Ｙの中央部に塗液導入部４０が開口している。

図３に示すように塗液流路４３は、第１の空間部４２から塗液吐出部４１に通じている。塗液流路４３は、後述の第２の空間部４４以外の部分で短辺方向Ｘに一定の流路幅Ｄ１を有している。塗液流路４３は、図４に示すように第１の空間部４２と同じように本体ブロック１０の長手方向Ｙの両端に亘り設けられている。

第２の空間部４４は、図３に示すように塗液流路４３に設けられ、塗液流路４３の流路幅が部分的に広くなるように形成されている。第２の空間部４４は、第１のブロック部３０の対向面３０ｂを凹ませることにより形成されている。第２の空間部４４は、例えば第１のブロック部３０の対向面３０ｂが湾曲状に凹んだ上流部４４ａと、矩形状に凹んだ下流部４４ｂを有している。

第２の空間部４４は、図５に示すように後述の容積変更部材３４の塗液の流れ方向Ｚの（最大）長さＬ１よりも長い塗液の流れ方向Ｚの（最大）長さＬ２を有している。第２の空間部４４は、一定の塗液流路４３の流路幅Ｄ１の２倍以上、好ましくは３倍以上２０倍以下の（最大）深さＤ２を有している。第２の空間部４４の全体の容積は、第１の空間部４２よりも小さい。第２の空間部４４は、図４に示すように本体ブロック１０の長手方向の両端に亘り延設されており、長手方向Ｙにおいて第１の空間部４２及び塗液流路４３と同じ長さで同じ位置に設けられている。第２の空間部４４の内面４４ｃには、例えば表面粗さがRzで１０μｍ以下となるみがき処理（ラップ研磨、バフ研磨等）が施されている。

図６は、本体ブロック１０の水平断面（図３のＣ−Ｃ断面）図である。図３及び図６に示すように本体ブロック１０には、第１のブロック部３０の外側面３０ａから第２の空間部４４に通じる孔６０が形成されている。孔６０は、第２の空間部４４の内面４４ｃに開口するように形成され、後述の容積変更部材３４のヘッド部７０が収容される大径部６０ａと、容積変更部材３４の支持部７１が収容される小径部６０ｂを有している。

大径部６０ａは、図４及び図６に示すように第２の空間部４４の長手方向Ｙの両端に亘り延設されている。小径部６０ｂは、図３及び図６に示すように大径部６０ａから第１のブロック部３０の外側面３０ａまで短辺方向Ｘに延設されている。小径部６０ｂは、図４及び図６に示すように第２の空間部４４の長手方向Ｙに沿って複数個、例えば５個、等間隔で設けられている。

図３及び図６に示すように容積変更部材３４は、例えばヘッド部７０と、ヘッド部７０を支持する支持部７１を有している。ヘッド部７０は、孔６０の大径部６０ａに収容されている。

ヘッド部７０は、例えば長手方向Ｙに長い直方体形状を有している。ヘッド部７０は、平坦な先端面７０ａを有する。支持部７１は、ヘッド部７０から小径部６０ｂを通じて第１のブロック部３０の外側面３０ａの外方まで延設されている。容積変更部材３４は、例えば図示しないモータなどの駆動部に接続されており、ヘッド部７０が第２の空間部４４に対し短辺方向Ｘに進退することで、第２の空間部４４の容積を変更することができる。

容積変更部材３４は、第２の空間部４４の長手方向Ｙに沿って複数、例えば５つ設けられている。５つの容積変更部材３４のヘッド部７０は、図４に示すように第１のブロック部３０の対向面３０ｂを短辺方向Ｘから見た内面視で、長手方向Ｙにほぼ隙間なく直線状に配置されている。図６に示すように５つの容積変更部材３４は、各々が第２の空間部４４に対し進退して、第２の空間部４４の長手方向Ｙに５等分した各部分の容積を変更することができる。

図３に示すように第１の空間部４２、塗液流路４３、第２の空間部４４及び塗液吐出部４１は、本体ブロック１０の第１のブロック部３０と第２のブロック部３１の間に上から下に向けてこの順で形成されている。第１のブロック部３０の対向面（内面）の上部には、シム３３の後述の基部９０を挟むための平担面３０ｄが形成されている。第２のブロック部３１の内面３１ａは、全面平坦に形成されている。

シム３３は、第１のブロック部３０と第２のブロック部３１の間に介在されている。シム３３は、塗液流路４３の塗液の流路、及び塗液吐出部４１の塗液の吐出部分を限定するものである。シム３３は、例えば図２に示したように櫛状の板形状を有する。シム３３は、一方向に延伸する基部９０と、基部９０から基部９０の直角方向に延伸する複数本、例えば３本の流路規制板９１を有している。２本の流路規制板９１は、基部９０の両端部に設けられ、残りの流路規制板９１は、基部９０の中央に設けられている。３本の流路規制板９１は、幅、厚み、長さが同じであり、基部９０の延伸方向に沿って等間隔に配置されている。

シム３３は、図７に示すように基部９０が第１のブロック部３０の第１の空間部４２よりも上部の平坦面３０ｄに配置され、流路規制板９１が塗液の流れ方向Ｚに沿って第１の空間部４２から塗液吐出部４１まで延伸するように、第１のブロック部３０と第２のブロック部３１の間に介在される。これにより、塗液流路４３と塗液吐出部４１において隣り合う流路規制板９１の間にのみ塗液の流路ができ、長手方向Ｙに塗液が吐出される部分と塗液が吐出されてない部分が交互にでき、被塗工材に塗液をストライプ状に塗工することができる。

シム３３は、図３に示すように第１のブロック部３０と第２のブロック部３１の間に気密に挟まれるため、シム３３の厚みが、そのまま塗液流路４３と塗液吐出部４１の流路幅Ｄ１となる。よって、本実施の形態において、シム３３は、塗液吐出部４１の流路幅Ｄ１を規定する機能を有する。

次に以上のように構成された塗工装置１の使用例を説明する。シム３３が第１のブロック部３０と第２のブロック部３１との間に挟み込まれた状態で、第１のブロック部３０と第２のブロック部３１が互いに締結され、その後側板３２が長手方向Ｙの両側面に取り付けられる。こうして図１に示すような本体ブロック１０が組み立てられる。

本体ブロック１０は、塗液吐出部４１がローラ１２０に対向するように配置される。ローラ１２０の回転により帯状の被塗工材Ａが塗液吐出部４１とローラ１２０の間に送られる。塗液は、本体ブロック１０の塗液導入部４０から導入され、第１の空間部４２において長手方向Ｙに拡散し、塗液の流量や圧力が均されてから塗液流路４３を流れ、塗液吐出部４１から吐出される。このとき、シム３３の流路規制板９１が、塗液流路４３及び塗液吐出部４１の一部の流路を規制し、流路規制部９１のない部分（分割流路）にのみ塗液が流れ吐出される。これにより、例えば図８に示すように被塗工材Ａには、幅方向に塗工部分１３０と非塗工部分１３１が交互に存在するストライプ状の塗工パターンが形成される。

塗工時には、被塗工材Ａの複数の塗工部分１３０の膜厚が均一になるように、各容積変更部材３４を個別に作動させる。例えば図９に示すように塗液流路４３の長手方向Ｙの中央付近の容積変更部材３４を相対的に後退させ、その部分の第２の空間部４４の容積を大きくし、塗液流路４３の長手方向Ｙの両端付近の容積変更部材３４を相対的に前進させ、その部分の第２の空間部４４の容積を小さくする。こうすることにより、シム３３で分割された塗液吐出部４１の各分割流路の吐出流量が揃えられ、その結果、被塗工材Ａの幅方向に亘り均一な膜厚の塗工部分１３０が形成される。

本実施の形態によれば、塗工装置１の本体ブロック１０が、塗液流路４３に、その流路幅が部分的に広くなるように設けられた第２の空間部４４と、第２の空間部４４に一方向に亘って複数設けられ、各々が第２の空間部４４に対し進退して、第２の空間部４４の一方向の各部分の容積を変更可能な容積変更部材３４を有している。これにより、塗液の流路を制限するようなシム３３を用いた場合でも、第２の空間部４４を用いて塗液流路４３における長手方向Ｙの塗液の流量を調整することができるので、本体ブロック１０の長手方向Ｙの吐出流量を調整することができる。

第２の空間部４４は、容積変更部材３４の塗液の流れ方向Ｚの長さＬ１よりも長い塗液の流れ方向Ｚの長さＬ２を有している。これにより、容積変更部材３４付近で塗液の対流が生じることが抑制され、第２の空間部４４において塗液がスムーズに流れ、これにより塗液の吐出流量を適切に調整することができる。

容積変更部材３４は、第２の空間部４４の下流部４４ｂに配置されているので、塗液の第２の空間部４４への流入がスムーズに行なわれる。また、容積変更部材３４が塗液吐出部４１に近くなるので、第２の空間部４４の容積の調整による長手方向Ｙの吐出流量の調整を効果的に行うことができる。

本体ブロック１０は、第２の空間部４４の内面に通じる孔６０を有し、容積変更部材３４は、孔６０に配置され、孔６０から第２の空間部４４内に進退自在に構成されている。これにより、第２の空間部４４に対する容積変更部材３４の進退を好適に行うことができる。

第２の空間部４４の内面４４ｃには、みがき処理が施されているので、第２の空間部４４における塗液の流れがスムーズになる。また、第２の空間部４４の内面４４ｃに付着する塗液を簡単に清掃することができる。

上記実施の形態において、図１０に示すように第１の空間部４２の下流部と第２の空間部４４の上流部が重なっていてもよい。この場合、塗液が第１の空間部４２から第２の空間部４４に流入する際の圧力損失が低減され、第２の空間部４４への塗液の流入がスムーズに行われる。

以上の実施の形態において、図１１に示すように第１の空間部４２と第２の空間部４４は、異なるブロック部の対向面が凹むことにより形成されていてもよい。例えば第１の空間部４２が第１のブロック部３０側に形成され、第２の空間部４４が第２のブロック部３１側に形成されていてもよい。塗工装置１は、本体ブロック１０を長手方向を水平にして設置する場合、本体ブロック１０を載置するためのステージを備える。この場合、容積変更部材３４を操作することを考えると、第１の空間部４２は、容積変更部材３４のある側のブロック部に設定する方がよい。

さらに上記例において、図１２に示すように第１の空間部４２の下流部と第２の空間部４４の上流部が重なっていてもよい。この場合、第１の空間部４２から第２の空間部４４への塗液の流れがスムーズに流れる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば上記実施の形態における本体ブロック１０の構成は上記実施の形態のものに限られない。例えば塗液導入部４０、塗液吐出部４１、第１の空間部４２、塗液流路４３、第２の空間部４４の形状は上記実施の形態のものに限られない。第２の空間部４４の形状は、縦断面において図１３に示すように矩形状に凹むものであってもよいし、図１４に示すように半円状に凹むものであってもよい。

容積変更部材３４は、数も形状も上記実施の形態に限られない。例えば図１５に示すように容積変更部材３４のヘッド部７０は、下流側が塗液流路４３により近づくように先端面７０ａが傾斜していてもよい。かかる場合、塗液吐出部４１への塗液の流れがスムーズになる。

シム３３は、上記実施の形態のものに限られない。例えばシム３３の流路規制板９１の数は、３本でなく、２本であっても４本以上であってもよい。本発明の塗工装置は、シムを用いないものにも適用できる。

以上の実施の形態では、本体ブロック１０の塗液吐出部４１が下に向いた塗工装置１の例を説明したが、塗工装置１は、本体ブロック１０の塗液吐出部４１が、横向きや上向きなど、どの向きに向いているものであってもよい。

本発明は、塗液の流路を制限するようなシムを用いる場合であっても、塗工装置の本体ブロックの長手方向の吐出流量を調整可能な塗工装置を提供する際に有用である。

１塗工装置
１０本体ブロック
３０第１のブロック部
３１第２のブロック部
３３シム
３４容積変更部材
４０塗液導入部
４１塗液吐出部
４２第１の空間部
４３塗液流路
４４第２の空間部

Claims

本体ブロックを備え、
前記本体ブロックは、
塗液導入部と、
一方向に延設された塗液吐出部と、
前記塗液導入部から導入された塗液が流入する、一方向に延設された第１の空間部と、
前記第１の空間部の塗液を前記塗液吐出部に流す、一方向に延設された塗液流路と、
前記塗液流路に、当該塗液流路の流路幅が部分的に広くなるように設けられ、一方向に延設された第２の空間部と、
前記第２の空間部に一方向に沿って複数設けられ、各々が前記第２の空間部に対し進退して、前記第２の空間部の一方向の各部分の容積を変更可能な容積変更部材と、を有する、塗工装置。
前記第２の空間部は、前記容積変更部材の塗液の流れ方向の長さよりも大きい前記塗液の流れ方向の長さを有する、請求項１に記載の塗工装置。
前記容積変更部材は、前記第２の空間部の下流側の端部に配置されている、請求項２に記載の塗工装置。
前記本体ブロックは、前記第２の空間部の内面に通じる孔を有し、
前記容積変更部材は、前記孔に配置され、前記孔から前記第２の空間部内に進退自在に構成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の塗工装置。
前記本体ブロックは、互いに対向するように配置された２つのブロック部を有し、前記２つのブロック部の間に前記第１の空間部と、前記塗液流路と、前記第２の空間部及び前記塗液吐出部が形成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の塗工装置。
前記第１の空間部と前記第２の空間部は、異なるブロック部の対向面が凹むことにより形成されている、請求項５に記載の塗工装置。
前記第１の空間部と前記第２の空間部は、同じブロック部の対向面が凹むことにより形成されている、請求項５に記載の塗工装置。
前記第１の空間部の下流部と前記第２の空間部の上流部が重なっている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の塗工装置。
前記第１の空間部と前記第２の空間部が互いに離れている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の塗工装置。
前記第２の空間部の内面には、みがき処理が施されている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の塗工装置。