(57)【要約】【課題】目砂を含有するスラリーを、懸垂ガイシの頭部の所定範囲全面に、ほとんど人手を要することなく均一な厚さで塗布することができる懸垂ガイシの頭部への目砂塗布方法を提供する。【解決手段】懸垂ガイシ１の頭部２に、目砂を含有するスラリーをスラリーノズル１１から線状に定量塗布したうえ、塗布された線に沿って走行するエアーノズル１２によってエアー噴射を行い、エアー圧によってスラリーを押し広げて均一な塗布面とする。これらのノズルは例えば３軸ロボット５によって、スパイラル等の任意のパターンで走行させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
懸垂ガイシの頭部に、目砂を含有するスラリーを線状に定量塗布したうえ、エアー圧によって押し広げ、均一な塗布面とすることを特徴とする懸垂ガイシの頭部への目砂塗布方法。
【請求項２】
目砂を含有するスラリーをスラリーノズルから塗布し、次に塗布された線に沿って走行するエアーノズルによってエアー噴射を行い押し広げることを特徴とする請求項１記載の懸垂ガイシの頭部への目砂塗布方法。
【請求項３】
スラリーノズル及びエアーノズルを３軸ロボットにより走行させることを特徴とする請求項２記載の懸垂ガイシの頭部への目砂塗布方法。
【請求項４】
スラリーの塗布を外側から内側に向かって行い、エアー噴射を内側から外側に向かって行うことを特徴とする請求項２記載の懸垂ガイシの頭部への目砂塗布方法。
【請求項５】
エアー噴射を最外周を残して停止させることを特徴とする請求項４記載の懸垂ガイシの頭部への目砂塗布方法。
【請求項６】
目砂を含有するスラリーが、水溶性高分子に目砂成分であるセラミック粉末を分散させた粘性流体であることを特徴とする請求項１記載の懸垂ガイシの頭部への目砂塗布方法。
【請求項７】
スラリーノズルからの目砂を含有するスラリーの押し出しを、一軸偏心ポンプによって行うことを特徴とする請求項２記載の懸垂ガイシの頭部への目砂塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、懸垂ガイシの製造工程において、焼成用冶具への溶着防止用の目砂を懸垂ガイシの頭部に塗布する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
懸垂ガイシの製造工程中には、施釉された懸垂ガイシを頭部を下にして焼成用冶具の上に載せ、焼成する工程（非特許文献１）がある。この際に釉薬が溶けて焼成用冶具と懸垂ガイシの頭部とが溶着してしまうトラブルを避けるために、目砂と呼ばれるセラミック粉末を頭部に塗布し、融着を防止している。目砂は一定の厚さで、頭部全体に均一に塗布しなければならず、しかも頭部の周縁部から側面に流れ落ちないように塗布する必要がある。
【０００３】
目砂は、ろう石、電融アルミナ、焼き粘土等の粉末からなるもので、水溶性高分子に分散させた高粘性のスラリー状態として、古くは刷毛を用いて人手による塗布が行われてきた。しかし近年においては省人化のため、目砂を含有する所定量のスラリーを懸垂ガイシの頭部中央に垂らし、旋回する刷毛によって所定の直径と厚さになるように塗り拡げる方法が採用されている。
【０００４】
ところが、目砂のスラリーが刷毛に滲みこむまでは塗り拡げがうまく行われないので、作業員が付きっ切りで補助しなければならなかった。また使用中に刷毛の腰が次第に軟化してくるため、短時間で刷毛を交換しなければならず、生産性の低下を招いていた。また刷毛に付着したスラリーが硬化してたれ落ちることもあった。さらに、ガイシは乾燥収縮を伴う陶磁器製品であるために頭部表面の寸法精度にも多少のバラツキがあり、製品ごとに刷毛の接触状態が変化して均一な塗り拡げを行うことは難しいという問題もあった。このため自動化を図ったにもかかわらず、刷毛の調子を頻繁にチェックしなければならず、完全な自動化には至らなかった。
【非特許文献１】「がいし」（社団法人電気学会、1983年6月発行）、238−240頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、目砂を含有するスラリーを、懸垂ガイシの頭部の所定範囲全面に、ほとんど人手を要することなく均一な厚さで塗布することができる懸垂ガイシの頭部への目砂塗布方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するためになされた本発明は、懸垂ガイシの頭部に、目砂を含有するスラリーを線状に定量塗布したうえ、エアー圧によって押し広げ、均一な塗布面とすることを特徴とするものである。
【０００７】
なお請求項２のように、目砂を含有するスラリーをスラリーノズルから塗布し、次に塗布された線に沿って走行するエアーノズルによってエアー噴射を行い押し広げることが好ましく、請求項３のように、スラリーノズル及びエアーノズルを３軸ロボットにより走行させることが好ましい。
【０００８】
また請求項４のように、スラリーの塗布を外側から内側に向かって行い、エアー噴射を内側から外側に向かって行うことが好ましく、その場合には請求項５のように、エアー噴射を最外周を残して停止させることが好ましい。
【０００９】
請求項６のように、目砂を含有するスラリーが、水溶性高分子に目砂成分であるセラミック粉末を分散させた粘性流体であることが好ましく、請求項７のように、スラリーノズルからの目砂を含有するスラリーの押し出しを、一軸偏心ポンプによって行うことが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の懸垂ガイシの頭部への目砂塗布方法によれば、線状に塗布したスラリーをエアー圧によって押し広げるので、従来のようにガイシ表面に接触する刷毛を用いることなく目砂塗布を行うことができる。このために従来のような刷毛の微調整や交換作業が不要となり、ほぼ完全な自動化を図ることができる。
【００１１】
請求項２のように、スラリーノズルとエアーノズルとを用い、エアーノズルをスラリーが塗布された線に沿って走行させながらエアー噴射を行えば、ガイシ表面と非接触のままスラリーを均一に押し広げ、均一な塗布面を得ることができる。また消耗部分がほとんどないので、部品交換が不要となる。
【００１２】
請求項３のように、スラリーノズル及びエアーノズルを３軸ロボットにより走行させるようにすれば、単一の装置でしかも正確に目的とする範囲内に目砂塗布を行うことができる。
【００１３】
請求項４のようにエアー噴射を内側から外側に向かって行うようにすれば、中心部にスラリーが集まることがなく、外周へのスラリーの押し広げを均一に行うことができる。この場合、請求項５のように最外周を残してエアー噴射を停止すれば、頭部側面への流れ落ちを防止することができる。
【００１４】
請求項６のように、目砂をスラリー状の粘性流体として塗布すれば取り扱いが容易になり、また請求項７のように一軸偏心ポンプを用いれば、スラリーを一定速度で供給したり、垂れ落ちを生ずるおそれなく、間欠的に定量供給するなどの操作が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。この実施形態は３軸ロボットを用いて懸垂ガイシの頭部への目砂塗布を行うもので、図１は正面図、図２は側面図である。１は頭部２と本体３を備えた懸垂ガイシであり、前工程において成形、乾燥、施釉が施されている。懸垂ガイシ１は次工程の焼成工程では頭部２を下にして焼成用冶具の上に載せられるが、目砂塗布は図示のように頭部２を上向きにして行なわれる。なお、頭部２の直径は５０〜１２０mmの範囲にある。
【００１６】
４は懸垂ガイシ１の搬送装置であり、懸垂ガイシ１は本体３の下面を搬送装置４に支持された姿勢で、３軸ロボット５の直下にまで間欠的に搬送されてくる。３軸ロボット５はX軸方向駆動機構６、Y軸方向駆動機構７、Z軸方向駆動機構８を備え、そのヘッド９は直交する３軸方向に自由に移動することができる。このヘッド９には昇降機構１０が取り付けられており、その下端にはスラリーノズル１１がヘッド９に対して昇降可能に装着されている。またこのヘッド９には、エアーノズル１２が取り付けられている。これらのスラリーノズル１１とエアーノズル１２とはともに垂直下向きとなっている。
【００１７】
スラリーノズル１１は図示しないチューブを介してスラリーポンプに接続されている。スラリーポンプとしては、例えばステータの内部に細長い偏心ロータを組み込んだ一軸偏心ポンプを用いることができる。このポンプは兵神装備株式会社から「モーノポンプ」の商品名で販売されており、各種のスラリーを定量供給するのに適したポンプである。またロータを正転・逆転させることによりスラリーの供給・停止を自由に行えるので、目砂を含有するスラリーを一定速度で供給したり、定量供給後は供給を停止したりするに適している。
【００１８】
またエアーノズル１２は電磁弁等を介して圧縮空気源に接続されている。空気圧は０・１〜０．２ＭＰａ、エアーノズル１２の先端からの風速は５〜２０m/ｓが適している。
【００１９】
目砂は水溶性高分子に目砂成分であるセラミック粉末を分散させたスラリー状の粘性流体として、スラリーノズル１１から頭部２に線状に供給される。具体的には、セラミック粉末はろう石、電融アルミナ、焼き粘土等の粉末であり、その調合割合は例えばろう石６５質量％、電融アルミナ２０％、焼き粘土１５％である。これらを水と水溶性高分子（例えばセロゲン）に分散させ、粘度を４０〜５０D Ｐａ・Sに調整したものが用いられる。なおセラミック粉末の粒径は１０〜２００μmとしておくことが好ましい。
【００２０】
以下に、本発明による目砂塗布方法を説明する。
まず懸垂ガイシ１が３軸ロボット５の直下において停止すると、図３に示すようにスラリーノズル１１が頭部２の上方においてスパイラル状に一定速度で走行し、外側から内側に向かってスラリーを線状に塗布する。なお最外周からのスタートは、１周目は閉じた円を描いてから内側に向かって渦巻きを描き、中心部でストップさせることが好ましい。上記のような高粘性流体を途切れることなく均一な幅で線状に塗布するためには、スラリーノズル１１の頭部表面からの距離、口径、塗布量、走行速度が適正な関係にあることが必要である。
【００２１】
スラリーノズル１１の頭部表面からの距離は、接近しすぎると接触の可能性があり、逆に遠すぎるとスラリーが落下途中で途切れて点々状となるため、０．５〜２mmの範囲が適切である。スラリーの好ましい塗装厚は経験上０．２〜０．３５mmであるため、頭部２への塗布面積及び線間の間隔が決定されると、塗布量と走行速度との関係は単純な計算によって求めることができ、例えば塗布量を０．４ｃｃ／ｓ、ノズル走行速度を２００mm／ｓとすればよい。またノズルの口内径は、細すぎると高粘性流体をこのような速度で押し出すことが難しくなり、逆に大きすぎると吐出速度が低下するためやはりスラリーが落下途中で途切れ、きれいな線状に塗布することが困難となるため、３〜１０mmが適切である。この実施形態では、外径が６mm、内径が４mmのスラリーノズル１１を用いた。
【００２２】
図３のようにスラリーノズル１１を頭部２の中心まで移動させながら目砂を含有するスラリーを線状に塗布する。そしてスラリーポンプを逆転操作することによりスラリーの供給を停止し、同時に昇降機構１０によってスラリーノズル１１を上方に引き上げる。次に３軸ロボット５のヘッド９が移動してエアーノズル１２を頭部２の中心に位置させる。
【００２３】
図４に示すように、エアーノズル１２はスラリーが塗布された線に沿って３軸ロボット５により移動しながらスラリーに向かってエアー噴射を行い、線状のスラリーを両側に押し広げる。前記したように、エアーノズル１２に供給される空気圧は０・１〜０．２ＭＰａ、エアーノズル１２の先端からの風速は５〜２０m／ｓが好ましい。これによりスラリーは均一に広がって、均一な厚みの塗布面が形成される。
【００２４】
なお、エアーノズル１２は頭部２の中心から外側に向かってスパイラル状に移動しながらエアー噴射を行うことが好ましい。これは逆に外側から中心に向かってエアーノズル１２を移動させると、頭部２の中心にスラリーが吹き寄せられて厚みが厚くなるためである。外側に向かってエアーノズル１２を移動させればそのようなおそれはない。しかしエアー噴射は最外周を残して停止させることが好ましい。これは懸垂ガイシ１の頭部２の外周が円弧状に面取りされているため、最外周までエアー噴射を行うとスラリーが頭部２の外周側面にまで流れ落ちて製品不良の原因となるためである。
【００２５】
この実施形態ではスラリーノズル１１とエアーノズル１２をスパイラル状に走行させながら目砂の塗布を行ったが、図５、６、７に示すような様々なパターンで走行させることもできる。図５に示す同心円、図７に示す同心の長方形などの場合には、径方向に移動する際にスラリーノズル１１からのスラリー供給を瞬間的に停止することが好ましい。しかし図６に示すようなスパイラル走行の場合には、連続供給が可能な利点がある。
【００２６】
以上に説明したように、本発明の目砂塗布方法によれば、ガイシ表面に接触する刷毛を用いることなく、頭部２の必要領域に均一な厚さに自動的に目砂塗布を行うことができる。その後に懸垂ガイシ１は上下を反転され、頭部２を下にして焼成用冶具の上に載せられて焼成が行なわれるが、目砂の作用によって焼成用冶具と懸垂ガイシ１の頭部２との溶着が防止される。次に本発明の実施例を示す。
【実施例】
【００２７】
懸垂ガイシの直径が６０ｍｍの頭部に対して、実施形態に示した３軸ロボットによる目砂の自動塗布を行った。目砂のスラリーは、ろう石５２ｋｇ、電融アルミナ１６ｋｇ、焼き粘土１２ｋｇを、２６ｋｇの水と２２ｋｇのセロゲン（高分子糊）とともに混練したもので、その粘度は４５±３Ｄ Ｐａ・ｓである。内径が７．５ｍｍのスラリーノズルを用い、０．４ｃｃ／ｓの流速で上記スラリーを押し出しながら、スラリーノズルを２００ｍｍ／ｓの速度で外側から内側に向けてスパイラル状に走行させながら、線状に塗布した。なお頭部とスラリーノズルとのギャップは０．６ｍｍとした。径方向の間隔は６ｍｍであり、塗布されたスラリーの線の幅は約３．８ｍｍである。
【００２８】
次に外径６ｍｍ、内径４ｍｍのエアーノズルを塗布された線に沿って逆方向に走行させ、塗布されたスラリーを押し広げた。空気圧は０・１４ＭＰａ、風速は１０．２m／ｓである。最外周ではエアー噴射を停止させ、側面へのスラリー流下を防止した。目砂の塗布に要するトータル時間は６秒であり、厚さが０．３ｍｍの均一な厚さの塗布を行うことができた。なお、頭部とスラリーノズルとのギャップを１．０ｍｍとした場合にも、同様に良好な塗布を行うことができた。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態を示す正面図である。
【図２】本発明の実施形態を示す側面図である。
【図３】スラリーノズルによる塗布工程を示す斜視図である。
【図４】エアーノズルによる押し広げ工程を示す斜視図である。
【図５】同心円状の塗布パターンを示す平面図である。
【図６】スパイラル状の塗布パターンを示す平面図である。
【図７】同心長方形状の塗布パターンを示す平面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  懸垂ガイシ
２  頭部
３  本体
４  搬送装置
５  ３軸ロボット
６  X軸方向駆動機構
７  Y軸方向駆動機構
８  Z軸方向駆動機構
９  ヘッド
１０  昇降機構
１１  スラリーノズル
１２  エアーノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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