JPH04341364A - 粘性液状物の塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は粘性液状物を一筆書き状
に形成塗布する粘性液状物の塗布装置に関し、詳しくは
、均一な塗布が行えると共に、特に塗り始め部と塗り終
わり部をほど良く重ね合わせて継ぎ目を高精度に仕上げ
ることができるようにした粘性液状物の塗布装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、接着剤など粘性液状物を被塗
布面に一筆書き状に塗布することが行われている。この
例としては、例えば自動車の組立てにおいて、ウィンド
ゥガラスの外周にシーラントと呼ばれる液状ゴムを塗布
し、シーラント塗布後のウィンドゥガラスをウィンドゥ
パネル面に押圧固定することにより、パネルとガラスと
を常温接着する例がある。また、テレビのブラウン管の
組立てにおいて、ファンネル（Ｆｕｎｎｅｌ）と呼ばれ
れるロート状のコーンの接合面にフリットを塗布し、こ
れにブラウン管の前面ガラス部を載せ、４５０℃程度の
高温にて焼付け接着する例がある。

【０００３】従来のファンネルへのフリット塗布方式の
例を示すと、バルブ付タンク方式と、タンク圧送バルブ
制御方式と、ポンプ圧送バルブ制御方式と呼ばれるもの
の例がある。

【０００４】図１４はバルブ付タンク方式によるフリッ
ト塗布装置の構成を示す説明図である。

【０００５】図１４において、バルブ付タンク方式によ
るフリット塗布装置は、ファンネル１の被塗布面の上方
に２リットル位の比較的大容量の大きなタンク２を配置
し、このタンク２をロボットハンド（図示せず）に固定
して、被塗布面の形状に沿ってタンク２の下面のノズル
３を移動させる。

【０００６】タンク２の中心軸上には、シリンダ４によ
って昇降駆動されるニードル５が配置され、ニードル５
の先端と、前記ノズル３の弁座によってニードル弁が構
成されている。前記タンク２の内部にはアクチュエータ
６によって回転駆動される拡拌羽根７が設けられ、タン
ク２の内部に収納されたフリットを拡拌する。

【０００７】また、前記タンク２の上部にはタンク内を
０．２〜０．５ｋｇ／ｃｍ２　の一定圧に保つためのエ
アー配管が設けられ、さらにタンク２の側面には塗り始
め点を検出するセンサ８が設けられている。

【０００８】上記構成のフリット塗布装置では、ファン
ネル１の上面外形に沿ってノズル３を移動させ、ニード
ル弁を作動させ、塗り始め部と塗り終わり部とを重ね合
わせることにより、一筆書き状にフリットを塗布するこ
とができる。

【０００９】しかし、一般に２リットルのタンクは、重
く、慣性が大きく、ロボットハンドにより振り回すと、
ロボット動作精度を悪化する。また、塗り終わり付近で
は、塗り始め部をセンサ８で検出してニードル５を下降
駆動するのであるが、ニードル動作による吐出量の調整
が極めて困難で、特に、ニードル閉塞動作時には、ニー
ドル５及び弁座間に蓄積されているフリットが押し出さ
れ、図１５に示すように、塗り始めと塗り終わりの継ぎ
目部分の直前に膨らみ部Ｂを形成し、この膨らみ部Ｂに
次いで即絞り込まれるので塗布が不均一となって継ぎ目
の仕上り精度が悪くなる。

【００１０】このように、特に継ぎ目の仕上り精度が悪
いと、前面ガウスの接着が不完全となり、不良品を生じ
たり、信頼性の低い製品となる。

【００１１】図１６はタンク圧送バルブ制御方式による
フリット塗布装置の構成を示す説明図である。

【００１２】図１６において、本例のフリット塗布装置
は、メインタンク９に封入したフリットを、アクチュエ
ータ６で回転される拡拌羽根７により拡拌しつつ配管１
０を介してバルブ装置１１に圧送し、このバルブ装置１
１をファンネル１の被塗布面に対して移動させ、バルブ
装置１１のバルブ開閉制御により、被塗布面にフリット
を塗布する。

【００１３】ところが、この方式では、配管１０により
フリットの圧送を行うため、図１７に示すように、タン
ク９側からバルブ装置１１にかけて圧力変化が生じ、吐
出圧が不安定となり、図１８に示すように塗出物１３の
各部に量的なムラが生じるという問題点があった。また
、仕切り弁１２通過時の急激な圧力変化等が関係して、
配合成分が分離し、均一な塗布が行えないという問題点
があった。

【００１４】図１９は、ポンプ圧送バルブ制御方式によ
るフリット塗布装置の構成を示す説明図である。

【００１５】この装置は、図１６に示したタンク圧送バ
ルブ制御方式における仕切り弁１２に代えてスクリュー
によるフリット圧送ポンプ１４を設けたもので、配合成
分の分離を極力押えること可能である。

【００１６】しかし、その塗布原理は、基本的には図１
５のタンク圧送バルブ制御方式と同じであるので、やは
り吐出圧が不安定となり、図１８に示すように塗布が不
均一となるという問題点があった。

【００１７】上記例ではファンネルにフリットを塗布す
る例で示したが、シーラントの塗布、その他の塗布であ
っても同様な問題がある。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】上記の如く、従来のバ
ルブ付タンク方式、タンク圧送バルブ制御方式、ポンプ
圧送バルブ制御方式による粘性液状物の塗布にあっては
、粘性液状物を収納するタンクをロボットハンドに持た
せる場合には慣性を大として正確な移動制御を困難とし
たり、継ぎ目の仕上り精度が悪化したり、塗布の途中で
吐出量の不均一を生じ、場合によっては配合液の分離が
生じ、均一で高精度な塗布を行えないという問題点があ
った。

【００１９】そこで、本発明は、これら問題点を改善し
、液性液状物を一筆書き状に塗布するに際し、均一な塗
布が行えると共に、継ぎ目を高精度に仕上げることがで
きる粘性液状物の塗布装置を提供することを目的とする
。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、特許請求の範囲に記載の通りの粘性液状物の
塗布装置を構成した。

【００２１】

【作用】本発明の粘性液状物の塗布装置では、粘性液状
物を吐出するノズルを、吐出圧を加えたタンクに直結し
て設けるので、塗布時において圧力変動が無く、均一な
塗布が行える。また、ノズルをシャッタで閉塞するので
、ニードル弁のように継ぎ目直前に膨らみ部を形成して
しまうこともなく均一な塗布を行うことができる。

【００２２】また、シャッタのノズルに対する閉塞方向
及びその速度を調整可能とする場合には、例えばシャッ
タ閉塞時突出物を前方に押し飛ばす作用が得られるので
、この場合には吐出物を前方、即ち塗り始め部の方向に
引き伸ばして重ね合わせることができ、継ぎ目を高精度
に仕上げることができる。

【００２３】さらに、ノズルをロボットハンドで支持す
る場合、サブタンクの容量を最小とすれば、慣性小とし
てロボット移動精度を良好とすることができる。

【００２４】

【実施例】以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施例
を説明する。

【００２５】図１は、本発明を実施したフリット塗布装
置のシステム構成を示す説明図である。

【００２６】図１において、本システムは、２つのライ
ン上をそれぞれ流れるファンネル１に対し、例えば５０
リットルのフリットを収納可能のメインタンク１５から
、フリットを２本の分配配管１６を介して１ないし３回
分の塗布量のフリットを収納するサブタンク１７に分配
し、各サブタンク１７をロボット１８のハンドに支持さ
せてファンネル１の被塗布面に対して移動させることに
より、ファンネル１にフリットを塗布するようになって
いる。

【００２７】メインタンク１５には、タンク内部に圧力
をかけ、フリットを加圧供給するためのエア配管１９が
設けられている。タンク内部にはモータ２０で回転駆動
される拡拌羽根２１が設けられている。また、タンク底
部にはサンプリングバルブ２２が設けられ、各サブタン
クに設けられたレベルセンサーにより自動供給する。

【００２８】各サブタンク１７にはモータ等のアクチュ
エータ２３で回転駆動される拡拌羽根２４が設けられて
いる。また、ソレノイドバルブ２５、レギュレータ２６
、溶剤雰囲気を生成するベーパタンク２７と接続される
エア配管２８が接続され、一定の吐出圧が加えられるよ
うになっている。さらに、サブタンク１７の底部には吐
出口を開閉操作するためのシャッタ装置２９が設けられ
ている。シャッタ装置２９については後で詳細に説明す
る。一方、サブタンク１７の側面には、液面センサ３０
と、塗り始め検出センサ３１が設けられている。塗り始
め検出センサ３１の作用については後で詳細に説明する
。

【００２９】図２は、メインタンク１５の詳細を示す説
明図である。

【００３０】図示のように、メインタンク１５は、フレ
ーム３２に支持されており、フレーム２の上部には、拡
拌羽根２１を回転駆動するためのモータ２０が固定され
ている。拡拌羽根２１は、モータ２０に対し、ベアリン
グユニット３３、駆動部部品３４、ユニバーサルジョイ
ント３５を介して接続される。

【００３１】メインタンク１５の上部には、加圧用のエ
ア配管１９の他に、覗き窓兼投入口３６と、リーク弁及
び圧力計が設けられている。また、メインタンク１５の
下部には、前記の分配配管１６及びサンプリングバルブ
２２と接続されるディストリビュータ３７が設けられて
いる。さらにメインタンク１５には、冷却水入口管３８
と冷却水出口管３９が設けられ、タンク内部を一定温度
に保つようになっている。４０は制御盤を示す。

【００３２】上記構成において、窓３６からフリットを
投入すると、これは拡拌羽根２１により拡拌される。ま
た、管３８より流入された水により一定温度に保持され
る。そこで、サンプリングバルブ３７を動作させること
ににより加圧されたタンク内部のフリットを図１に示し
たサブタンク１７のうち一方または両方に小出しするこ
とができる。ただし、この小出しは、各サブタンク１７
側よりフリット補給要求が出力されたときのみ実行され
る。ここで、分配配管１６を通じての分配中、多少の圧
力変動が生じるが、この圧力変動は塗布に関係ないので
何ら問題ない。

【００３３】図３はロボット１８及びハンド１９の詳細
を示す説明図である。

【００３４】図示のように、ロボット１８はＸ軸アセン
ブリ１８Ｘと、Ｙ軸アセンブリ１８Ｙと、Ｚ軸アセンブ
リ１８Ｚを介して前記サブタンク１７を任意の位置に支
持するようになっている。

【００３５】したがって、ロボット１８は、サブタンク
１７を支持し、３軸ＸＹＺを補間することにより、支持
したタンク１７を図１に示すファンネル１上で任意の軌
跡を描かせることが可能である。一般には、予め定めた
作業原点を始点として始動開始し、ファンネル１の外周
に沿って一定速度で移動し、塗布終了後原点位置へ戻り
、この動作を繰り返す。

【００３６】図４はサブタンク１７及びシャッタ装置２
９の詳細を示す説明図である。

【００３７】図において、サブタンク１７の底部にはノ
ズル４１が直結されて設けられ、このノズル４１には、
タンク内部のフリットを下方に向けて吐出するための吐
出孔４１Ｈが設けられている。

【００３８】前記ノズル４１の下方には、該ノズル４１
の下面に沿って移動自在のシャッタ板４２が設けられて
いる。このシャッタ板４２は、ノズル４１の下面と、ガ
イド部材４３との間で、図において左右方向に摺動自在
とされる。

【００３９】前記シャッタ板４２及びガイド部材４３に
は、図示の状態において、前記ノズル孔４１Ｈより吐出
されたフリットを下方に向けて通すため、孔４１Ｈより
大きな孔４２Ｈ，４３Ｈがそれぞれ設けられている。シ
ャッタ孔４２Ｈは、下方の方がより広くなるようテーパ
状に形成されており、孔４２Ｈの上部では鋭利部分を形
成して、シャッタ板４２の移動に伴って、フリットを切
断しノズル孔４１Ｈを閉塞または開放するようになって
いる。ガイド孔４３Ｈは、シャッタ孔より大きく形成さ
れる。

【００４０】一方、前記シャッタ板４２の一方側にはロ
ッド挿入孔が設けられ、この孔部にはタンク１７の側部
に設けた水平軸４４の回りに回転するロッド４５の下端
が挿入されている。

【００４１】また、前記ロッド４５の上端には、図にお
いて左右に動作するエアシリンダ４６のピストンロッド
４７が結合され、エアシリンダ４６の駆動によって、ロ
ッド４５の下端を、図において左右方向へ移動させるよ
うになっている。エアシリンダ４６は、フレキシブルホ
ースを介してソレノイドバルブと接続される。ソレノイ
ドバルブでロッド４５を直接作動させないこととしたの
は、ソレノイドバルブよりエアシリンダの方が軽量だか
らである。また、エアシリンダの方がシャッタ速度を調
節し易いからである。

【００４２】したがって、シャッタ板４２は、エアシリ
ンダ４６の駆動によって、図示のノズル開放状態から図
において右方向へ移動され、この移動によってノズル４
１の孔４１Ｈを閉塞可能である。また、その逆に、閉塞
状態から開放状態とすることができる。図において、塗
布作業中、サブタンク１７は、矢印４８の方向へ一定速
度で移動するものとする。

【００４３】図５は、ロボット１８及びシャッタ板４２
の動作を示すタイミングチャートである。

【００４４】時刻ｔ１でロボット１８が原点を始点とし
て移動開始すると、定速化された後、時刻ｔ２でシャッ
タ板４２が開放動作に入る。原点は、フリットを塗布す
べき軌跡上に設ける。

【００４５】するとシャッタ板４２は、図４において、
孔４２Ｈが図示の状態より右方の閉塞位置から、図示の
開放状態へ移行し、フリットが吐出開始される。このと
き、シャッタ速度は有限であるので、図５に示すように
、動作終了時刻は時刻ｔ２より遅れた時刻ｔ３となる。 シャッタ動作時間△ｔ＝ｔ３−ｔ２は０．０５〜０．１
秒程度の時間であり、この間にサブタンク１７あるいは
ノズル４１は、ロボットの移動速度Ｖに時間△ｔを乗じ
た距離Ｖ・△ｔだけ移動する。また、シャッタ孔４２Ｈ
は、ノズル４１に対し相対的に速度Ｖｓ　で動作する。

【００４６】シャッタ開放動作時におけるフリット吐出
状態を図６〜図８に示す。

【００４７】図６において、速度Ｖで移動されるノズル
孔４１Ｈに対し、シャッタ孔４２Ｈは、本実施例ではそ
の反対方向に速度Ｖｓ　で作動され、図（ａ）（ｂ）（
ｃ）に順次示すように、ノズル開度を次第に大とし、最
後に全開状態となる。したがって、図７に示すフリット
４９の吐出物の先端は、その断面が先端順から順次図６
の（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように大きくなる。ただし
、フリットは粘性物であるので実際形状は図のものと必
ずしも一致しない。

【００４８】また、図７に示すフリット４９の吐出物は
、図６に示すように、シャッタ速度Ｖｓ　の影響により
シャッタ孔４２Ｈに連れ動作され、その先端が全体的に
図７において左方向へずらされたような形状となって被
塗布面１ａに落下されれる。ただし、フリット４９の吐
出物の先端位置が被塗布面１ａに到達するまでには、あ
る程度の時間がかかるので、このずれはこの間に図７に
示すように是正され、悪影響は生じない。

【００４９】そこで、ノズル４１がさらに移動すると、
図８に示すように被塗布面１ａ上にフリット４９が塗布
開始される。ここに、フリット４９は粘性を有しダレを
生ずるので、時間の経過と共に破線で示すようにその高
さを低くし、横方向に伸びる。したがって、図７で示し
たシャッタ切断動作に伴う吐出物先端部のシャッタ作動
方向へのずれは、その影響があったにしても大きくはな
い。むしろ、フリットが図６に示すシャッタ順次開口作
用によって伸ばされ過ぎるのを防止するのに有効である
。

【００５０】かくして、ノズル４１がさらに移動を続け
ると、ノズル４１によって一様な吐出がなされ、被塗布
面１ａに帯状のフリット４９が均一に塗布されてゆく。

【００５１】図９〜図１１はシャッタ閉塞動作時におけ
るフリット吐出状態を示す説明図である。

【００５２】まず、シャッタは、図５に時間Ｔで示すよ
うに、図１に示す塗り始め検出センサ９が塗布物の塗り
始め部４９ａを検出した時刻を基準として、調整された
時間Ｔ後に作動開始される。

【００５３】図１２に時間Ｔの調整方式を示した。即ち
ステップ１２０１で塗布条件に応じディジタルタイマを
設定し、ステップ１２０２で試し塗りを行い、ステップ
１２０３で重なり具合を見、ステップ１２０４で１〜１
０ｍｓ単位で調整することにより行われる。ステップ１
２０５でデータ蓄積することとしているが、これは、各
種塗布条件に応じて、ステップ１２０１で示す初期のデ
ータ設定を自動的に行うためである。

【００５４】図９において、ノズル速度ＶＮ　に対しシ
ャッタ速度はＶＳ　で、作動方向はノズル進行方向と同
一方向である。ノズル４１の吐出口の断面はシャッタ動
作に伴って（ａ）（ｂ）（ｃ）の順で閉塞される。した
がって、図１０に示すように、シャッタ閉塞動作時にお
けるフリット４９の断面は図９の（ａ）（ｂ）（ｃ）に
示すように次第に絞られる。また、シャッタ開放時と同
様に、フリット４９には粘性があるので、フリット４９
はシャッタ孔４２Ｈにその程度はともあれ連れ動かされ
、絞り終わり先端部４９ｂはノズル進行方向４８に引き
伸ばされ、最後にノズル４１から離れて塗り始め部４９
ａに重ね合わされる。このことは仕上げ精度を良好とす
る上で重要な事項である。即ち、図１１に示すように、
塗り始め部４９ａ上に塗り終り部４９ｂが重ね合わされ
ると、両者は時間の経過と共に次第に融合してゆくので
あるが、本例では塗り終り部が図９に示すように、その
厚みが次第に薄くされ、かつ断面が次第に細くなる形状
とされ、シャッタ板４２の移動作用に伴って適度に引き
伸ばされている。したがって、重ね合わせ量が適度に調
整され得て一定時間経過後に略完全に融合されるのであ
る。

【００５５】塗布結果を図１３に示す（ａ）図は平面図
、（ｂ）図は側面図である。図は重ね合わせ部を少し余
計目に取った例で、（ｂ）図に稀かの盛り上り部が見ら
れるが、時間Ｔの微調整により重ね合わせ部を少し減少
させてもこの盛り上り部が稀かに減るのみである。また
、逆に重ね合わせ部を少し増加させても、この盛り上り
量が稀かに増える程度である。要するに、本例の塗布方
式では、シャッタ動作時間Ｔの調整、即ち重ね合わせ量
の調整に余裕が生じ、調整時間Ｔに多少のバラツキを生
じても全ての場合において継ぎ目の仕上げ精度を良好と
することができる。因みに、塗布後一定時間後に重ね合
わせ部の写真を撮ると、目視確認では、凝視しなければ
その継ぎ目を発見できない程度に塗布できる。

【００５６】上記実施例では、図４に示すシャッタ板４
２を図において右方向に移動させて閉塞制御したが、フ
リットの性状に応じてはその反対方向に移動させて閉塞
制御することもできる。また、その速度もエアシリンダ
４６のエア圧を変化させることにより自由に調整できる
。

【００５７】また、上記実施例では、ファンネル１にフ
リット４９を塗布する例を示したが、ガラス板にシーラ
ントを塗布する場合等であっても同様である。

【００５８】さらに、上記実施例では、塗り始め部と塗
り終わり部をほどよく重ね合わせるため、塗り終わり部
を次第に薄く細く引き伸ばしたような形状を得るように
したが、この形状を得る方式は上記実施例に限定される
ものではなく、シャッタ孔の形状、あるいはシャッタ速
度を適正とすることにより幅及び厚みあるいは長さにお
いて適度に調整し得るものである。

【００５９】また、上記実施例では、フリット４９のシ
ャッタ孔４２Ｈへの付着ないし押し飛ばし効果を利用し
たが、これら効果に頼らずノズル孔４１Ｈ形状とシャッ
タ孔４２Ｈ形状との相対動作による形状効果のみによっ
てフリット４９を薄く細く引き伸ばすことも可能である
。例えばスリット孔４２Ｈの下面ないしテーパー面に粘
着防止剤をコーティングしておいて付着防止することも
できる。この場合には、上記の如くシャッタ速度ＶＳ　
及びシャッタ孔４２Ｈの形状により、重ね合わせ部が薄
く細くなる形状を得れば良い。

【００６０】本発明は、上記実施例に限定されるもので
はなく、適宜設計的変更を行うことにより、適宜態様で
実施し得るものである。

【００６１】

【発明の効果】以上の通り、本発明は特許請求の範囲に
記載の通りの粘性液状物の塗布装置であるので、ノズル
から吐出される帯状の粘性液状物を塗り終わり部を塗り
始め部に重ね合わせる態様で一筆書き状に塗布する場合
、その途中において均一な塗布を行うことができ、塗り
始め部と塗り終わり部をうまく重ね合わせて継ぎ目の仕
上り精度を良好とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るフリット塗布装置のシ
ステム構成を示す説明図。

【図２】図１のメインタンクの詳細を示す説明図。

【図３】図１のロボットの詳細を示す説明図。

【図４】図１のサブタンク及びシャッタ装置の詳細を示
す説明図。

【図５】ロボット及びシャッタの動作状態を示すタイミ
ングチャート図。

【図６】シャッタの開放動作に伴うノズルの開放状態を
示す説明図。

【図７】ノズルの吐出開始状態を示す説明図。

【図８】ノズルの塗布開始状態を示す説明図。

【図９】ノズルの塗布終了状態を示す説明図。

【図１０】ノズルの吐出終了状態を示す説明図。

【図１１】塗布終了時のフリット重ね合わせ状態を示す
説明図。

【図１２】塗り始め点を検出してからシャッタを閉塞動
作させるまでの時間の調整方式を示すフローチャート図
。

【図１３】塗布状態を示す平面図及び側面図。

【図１４】従来のバルブ付タンク方式を実施した塗布装
置の一例を示す説明図。

【図１５】図１４に示す装置の塗布結果を示す平面図。

【図１６】タンク圧送バルブ制御方式を実施した塗布装
置の一例を示す説明図。

【図１７】図１６の装置における静圧変化状態を示す線
図。

【図１８】図１７の装置により得られる塗布状態を示す
平面図。

【図１９】ポンプ圧送バルブ制御方式による塗布装置を
示す説明図。

【符号の説明】

１　　ファンネル １５　　メインタンク １７　　サブタンク ２９　　シャッタ装置 ３１　　塗り始め検出センサ ４１　　ノズル ４１Ｈ　　ノズル孔 ４２　　シャッタ板 ４２Ｈ　　シャッタ孔 ４９　　フリット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ノズルから吐出される帯状の粘性液状
   物を、塗り始め部と塗り終わり部を重ね合わせる態様で
   一筆書き状に塗布する粘性液状物の塗布装置において、
   前記ノズルを被塗布面に対して相対的に移動させるノズ
   ル移動手段を設け、前記ノズル先端に前記ノズルの吐出
   口を開閉するシャッタ板を設け、該シャッタ板を塗り始
   め検出時点を基準として調整された時間後に閉塞制御す
   るシャッタ制御手段を設けたことを特徴とする粘性液状
   物の塗布装置。
2. 【請求項２】　　請求項１において、前記シャッタ板は
   、塗り終わり時に、吐出された吐出物が次第に薄くかつ
   長く伸ばされて塗り始め部と重ね合わせされるよう、閉
   塞方向及びその速度が調整可能であることを特徴とする
   粘性液状物の塗布装置。
3. 【請求項３】　　請求項１において、前記ノズルをロボ
   ットハンドに把握させて被塗面に対して移動させるとき
   、前記ロボットハンドには少なくとも１回分の塗布量を
   収納した比較的小容量のサブタンクが支持され、前記ノ
   ズルは、このサブタンクに直結されることを特徴とする
   粘性液状物の塗布装置。