(57)【要約】【課題】ワークの凹凸形状部に塗布液を満遍なく含浸塗布する含浸塗布装置を提供する。【解決手段】含浸塗布装置のノズルヘッド１０は、内部材１１及び外部材２１から構成され、ワーク９０を収容室１６に収容した状態でワーク９０に塗布液８を塗布する。内部材１１は、ワーク９０の凹凸形状部９２、９３の外形に適合した収容室１６を筒壁の内側に形成し、且つ当該筒壁を径方向に貫通する複数の吐出孔８５を有する。外部材２１は、内部材１１の外側を覆い、内部材２１との間に塗布液通路８４を形成する。これにより、塗布液通路８４から複数の吐出孔８５を経由して吐出された塗布液８は、吐出孔８５が対面する部位に、安定して塗布される。また、塗布液８が付着したワークを回転手段によって回転させることで、塗布液８を周方向に均一にならし、凹凸形状部９２、９３を含めた広範囲に亘って塗布液８を満遍なく含浸塗布することができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク（９０）の凹凸形状部（９２、９３）に塗布液（８）を含浸塗布する含浸塗布装置（１００）であって、
前記ワークの前記凹凸形状部の外形に適合した収容室（１６）を筒壁の内側に形成し且つ当該筒壁を径方向に貫通する複数の吐出孔（８５）を有する内部材（１１）、及び、前記内部材の外側を覆い前記内部材との間に塗布液通路（８４）を形成する外部材（２１）から構成され、前記ワークを前記収容室に収容した状態で前記ワークに塗布液を塗布するノズルヘッド（１０）と、
前記ノズルヘッドに塗布液を供給する塗布液供給手段（４）と、
前記ノズルヘッドを前記ワークに対して相対的に接近又は離間させるように移動させる移動手段（５）と、
前記ワークを支持するワーク受け（６）と、
前記ワーク受けを前記ノズルヘッドに対して回転させる回転手段（７）と、
を備えることを特徴とする含浸塗布装置。
【請求項２】
前記ノズルヘッドと一体に設けられ、前記ワークにエアを吹き付け可能なエアブロー手段（３０）を備えることを特徴とする請求項１に記載の含浸塗布装置。
【請求項３】
前記回転手段は、正逆方向に回転可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の含浸塗布装置。
【請求項４】
前記ワークは、コアに巻回されたコイルを有するアーマチャであり、
当該コイルの露出した線間を含む塗布部位に塗布液を含浸塗布することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の含浸塗布装置。
【請求項５】
請求項１に記載の含浸塗布装置を用い、ワークの凹凸形状部に塗布液を含浸塗布する含浸塗布方法であって、
前記移動手段によって前記ノズルヘッドを前記ワークに相対的に接近させ、前記ワークを前記ノズルヘッドの前記収容室に収容する接近段階と、
前記塗布液供給手段から前記ノズルヘッドに供給された塗布液を、前記塗布液通路を経由して前記吐出孔から前記ワークに塗布する塗布段階と、
前記回転手段によって前記ワーク受けを回転させることで、塗布液が前記ワークの周方向にならされると共に凹部に流れ込むように前記ワークを回転させる回転段階と、
塗布完了後に前記移動手段によって前記ノズルヘッドを前記ワークから相対的に離間させる離間段階と、
を含むことを特徴とする含浸塗布方法。
【請求項６】
塗布液が塗布された前記ワークに対しエアを吹き付けるエアブロー段階をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の含浸塗布方法。
【請求項７】
前記回転段階は、前記ワークを正方向に回転させる正転段階と逆方向に回転させる逆転段階とを含むことを特徴とする請求項５または６に記載の含浸塗布方法。
【請求項８】
前記ワークは、コアに巻回されたコイルを有するアーマチャであり、
当該コイルの露出した線間を含む塗布部位に塗布液を含浸塗布することを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の含浸塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークに塗布液を含浸塗布する含浸塗布装置、及び含浸塗布方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ワークの表面に塗布液を塗布する装置が知られている。
例えば特許文献１には、液体を含浸した含浸体をワーク表面に接触させながらワークの周りに回転させ、ワーク表面に液体を塗布する液体塗布装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２５５３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の装置では、含浸体が接触している表面にしか液体を塗布することができない。この他、滴下した塗布液を遠心力で表面に塗り広げる装置も知られているが、いずれの装置も、凹凸形状部を有するワークに適用した場合、表面より奥に位置する凹部を含めた広範囲に満遍なく塗布液を含浸塗布することは困難である。
【０００５】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ワークの凹凸形状部に塗布液を満遍なく含浸塗布する含浸塗布装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ワークの凹凸形状部に塗布液を含浸塗布する含浸塗布装置であって、ノズルヘッド、塗布液供給手段、移動手段、ワーク受け、及び回転手段を備える。
ノズルヘッドは、内部材及び外部材から構成され、ワークを収容室に収容した状態でワークに塗布液を塗布する。内部材は、ワークの凹凸形状部の外形に適合した収容室を筒壁の内側に形成し、且つ当該筒壁を径方向に貫通する複数の吐出孔を有する。外部材は、内部材の外側を覆い、内部材との間に塗布液通路を形成する。
移動手段は、ノズルヘッドをワークに対して相対的に接近又は離間させるように移動させる。
回転手段は、ワーク受けをノズルヘッドに対して回転させる。
【０００７】
ノズルヘッドの内部材に形成される収容室がワークの凹凸形状部の外形に適合しているため、塗布液通路から複数の吐出孔を経由して吐出された塗布液は、吐出孔が対面する部位に、安定して塗布される。
例えば、ワークは収容室と同軸の回転軸を有する略回転体形状であり、複数の吐出孔は周方向に均等に配置されていることが好ましい。この場合、塗布液が付着したワークをワーク受けごと回転手段によって回転することにより、塗布液が周方向に均一にならされると共に、表面より奥に位置する穴、溝、隙間等の凹部に塗布液を流し込むことができる。また、複数の吐出孔を軸方向にも複数箇所設けることで、ある幅の軸方向範囲に付着した塗布液を周方向に帯状にならすと共に、広範囲の凹部に塗布液を流し込むことができる。したがって、ワークの表面のみでなく凹凸形状部を含めた広範囲に亘って塗布液を満遍なく含浸塗布することができる。
【０００８】
ここで、ワークの「凹凸形状部」とは、含浸塗布範囲の少なくとも一部に凹凸形状を有する部分を意味する。すなわち、凹凸部以外に平坦面の部分を含んでもよい。また、凹凸形状部は、目視可能なものに限らず、微細な空洞を内部に有する多孔質体等も含まれる。
例えばモータ等のアーマチャのようにコアにコイルが巻回された部材では、コイルの線が凸部を形成し、線間に生じる隙間が凹部を形成すると見なす。この場合、本発明の含浸塗布装置により、コイルの線間の凹部にまで塗布液を行き渡らせることができる。
【０００９】
本発明は、また、上記の含浸塗布装置を用い、ワークの凹凸形状部に塗布液を含浸塗布する含浸塗布方法として提供される。
この含浸塗布方法は、以下の段階を含む。
（Ａ）移動手段によってノズルヘッドをワークに相対的に接近させ、ワークをノズルヘッドの収容室に収容する接近段階、
（Ｂ）塗布液供給手段からノズルヘッドに供給された塗布液を、塗布液通路を経由して吐出孔からワークに塗布する塗布段階、
（Ｃ）塗布液がワークの周方向にならされると共に凹部に流れ込むようにワークを回転させる回転段階、
（Ｄ）塗布完了後に移動手段によってノズルヘッドをワークから相対的に離間させる離間段階。
ここで、塗布段階及び回転段階については、塗布段階が完了してから回転段階に移行してもよく、或いは、塗布と同時に回転する段階を含んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態による含浸塗布装置の模式図である。
【図２】本発明の一実施形態による含浸塗布装置のノズルヘッドの断面図である。
【図３】本発明の一実施形態によるワークであるアーマチャの正面図である。
【図４】図３のＩＶ方向矢視図（平面図）である。
【図５】本発明の一実施形態による含浸塗布方法の下降段階を示す模式図である。
【図６】同上の塗布段階を示す模式図である。
【図７】同上の正方向回転段階を示す模式図である。
【図８】同上の逆方向回転段階を示す模式図である。
【図９】同上のエアブロー段階を示す模式図である。
【図１０】同上の上昇段階を示す模式図である。
【図１１】本発明のその他の実施形態に適用可能なワークの模式図（一部切り欠き断面図）である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（一実施形態）
本発明の一実施形態の含浸塗布装置について、図１、図２を参照して説明する。
図１に示すように、含浸塗布装置１００は、略回転体形状のワーク９０の凹凸形状部９２、９３に塗布液を含浸塗布する装置であり、本実施形態では、図１の上下方向を鉛直方向とした縦型の装置として構成されている。含浸塗布装置１００は、主に、ノズルヘッド１０、「塗布液供給手段」としてのシリンジ４、「移動手段」としての昇降手段５、ワーク受け６、及び、回転手段７を備えている。
【００１２】
ノズルヘッド１０は、内側にワーク９０を収容する収容室１６を形成すると共に、ワーク９０へ塗布する塗布液８の通路を形成する。さらに本実施形態では、ノズルヘッド１０の下部に、ワーク９０へエアを吹き付け可能なエアブロー手段３０が一体に設けられている。ノズルヘッド１０の詳細な構成については後述する。
【００１３】
シリンジ４は、一個のワーク９０に対応する量の塗布液８を定量し、供給口８１を経由してノズルヘッド１０に供給する。
昇降手段５は、ノズルヘッド１０をワーク９０に対して相対的に接近又は離間させるように移動させる。
【００１４】
ワーク受け６は、ワーク９０の中心軸Ｏと同軸の受け穴６１にワーク９０の軸部であるシャフト９８が嵌合することで、ワーク９０の重心を支持する。また、ワーク９０とワーク受け６とは、中心軸Ｏとは異なる位置で、回転位置決めピン６２によって連結される。ワーク受け６の径外側には、ノズルヘッド１０やワーク９０から垂れ落ちる塗布液８を受ける受け皿６５が設けられている。
回転手段７は、モータ等の動力によって駆動され、中心軸Ｏを中心としてワーク受け６を回転させる。これにより、ワーク９０は、ワーク受け６と一体に回転する。特に本実施形態では、回転手段７は正逆方向に回転可能となっている。
【００１５】
次に、ノズルヘッド１０の詳細な構成について、図２を参照して説明する。図２に示すように、ノズルヘッド１０は、主に、内部材１１、外部材２１、エアブロー手段３０の上板３１及び下板３２から構成されている。
【００１６】
内部材１１及び外部材２１は、組み合わされると二重の釣り鐘状を呈する。
内部材１１は、嵌合部１２、内筒部１３、フランジ部１４を有している。嵌合部１２は外壁にシール材１７１、１７２を挿着した状態で、外部材２１の嵌合部２６に嵌合されている。嵌合部１２の内側には、収容室１６に連通するエア穴１５が形成されている。
【００１７】
内筒部１３は、筒壁の内側に、ワーク９０の凹凸形状部９２、９３の外形に適合した収容室１６を形成している。内筒部１３の下部には、筒壁を径方向に貫通する複数の吐出孔８５が形成されている。本実施形態の吐出孔８５は、軸方向の上側から順に、略水平の第１吐出孔８５１、下方に向かって中心軸Ｏ側に傾斜した第２吐出孔８５２及び第３吐出孔８５３の３種類を含んでいる。且つ、吐出孔８５は、各吐出孔８５１、８５２、８５３は周方向に複数配置されており、好ましくは等間隔に配置されている。
フランジ部１４は、外部材２１のフランジ部２４との間にシール材１８を挿着した状態で、ボルト２８によって外部材２１のフランジ部２４と締結されている。
【００１８】
外部材２１は、小径部２２、外筒部２３、フランジ部２４を有している。小径部２２の上端面には、シリンジ４に接続される接続部２５が設けられている。接続部２５の内壁には、塗布液８の供給口８１が形成されており、供給口８１の下側には、供給口８１よりも大径の導入路８２が形成されている。また、導入路８２と塗布液通路８４とを軸方向に連通する導入路８３が周方向に複数形成されている。
導入路８２の下側には、中心軸Ｏに沿って嵌合穴２６が形成されている。
【００１９】
内部材１１の嵌合部１２が外部材２１嵌合穴２６に嵌合し、且つ、内部材１１のフランジ部１４と外部材２１のフランジ部２４とが締結されることにより、内部材１１は外部材２１に対して同軸に組み付けられる。そのため、内筒部１３の外壁と外筒部２３の内壁との間に同軸環状の塗布液通路８４が形成される。
以上の構成により、シリンジ４から供給された塗布液８は、供給口８１から導入路８２、８３、塗布液通路８４を経由して、複数の吐出孔８５から平均的に吐出可能となる。
また、外部材２１の小径部２２に形成された管用ねじ２２１にはカプラ２９が接続されており、カプラ２９からエア穴１５を通して収容室１６へエアを供給可能となっている。
【００２０】
エアブロー手段３０は、環状の上板３１と下板３２とがボルト３７によって締結されており、上板３１は、ボルト３８によって外部材２１のフランジ部２４に取り付けられている。上板３１には、管用ねじ３１１に接続されたカプラ３９を通して、環状通路３１２にエアが供給される。上板３１と下板３２との当接面には、環状通路３１２と内部空間３４とを連通するエア溝３３が周方向に複数形成されている。
【００２１】
続いて、本実施形態の含浸塗布装置１００に適用されるワーク９０の具体例について、図３、図４を参照して説明する。図３、図４に例示するワーク９０は、モータのアーマチャであり、以下、「アーマチャ９０」と示す。アーマチャ９０は、シャフト９８を中心としてコア９５にコイル９１が巻回されている。外部に露出したコイル９１のうち、コア９５の上方に位置する部分は外観が段状になっており、概略として段の上側を上面部９２、段の外側を側面部９３という。上面部９２及び側面部９３は、含浸塗布の対象部位である「凹凸形状部」に該当する。また、コア９５の下方に露出する部分を下巻部９４という。
【００２２】
コイル上面部９２はコンミテータ９６に接続されており、バインドリング９７によって外方向に広がらないよう押さえられている。コイル側面部９３は、コア端面９５１に近い外周側から内周の上面部９２に向かって、時計回り方向に進みながら上方向に傾斜して進むように配線されている。なお、図３、図４では図示を省略したが、実際には、コイルの線と線との間に、奥に巻かれたコイルが見えている。
このアーマチャ９０において、軸方向のバインドリング９７からコア端面９５１までの範囲のコイル上面部９２及び側面部９３に、絶縁性接着剤等の塗布液８が塗布される。
【００２３】
このようにアーマチャ９０は、上面部９２及び側面部９３の外形角度が一定でなく、しかも一本一本の線によって表面が凹凸形状をなしているため、単純に外部から塗布液８を吹き付けるだけでは、均一な塗布仕上げ状態を得ることが困難である。そのため、作業者の手作業に頼らざるを得ず、作業工数が増大することとなる。
そこで、本実施形態の含浸塗布装置１００は、このアーマチャ９０のように凹凸形状部９２、９３を有するワークに、塗布液８を満遍なく含浸塗布することを目的とするものである。
【００２４】
次に、含浸塗布装置１００を用いた含浸塗布方法について、図５〜図１０を参照して説明する。図５に示すように、アーマチャ９０は、回転位置決めピン６２によってワーク受け６と連結されつつシャフト９８が受け穴６１に嵌合することで、ノズルヘッド１０と同軸の中心軸Ｏ上でワーク受け６にセットされる。
＜下降段階（接近段階）＞
このセット状態から、昇降手段５によって、ノズルヘッド１０をアーマチャ９０に接近させるように下降させる。
【００２５】
＜塗布段階＞
図６に示すように、ノズルヘッド１０が下降したとき、アーマチャ９０のコイル上面部９２及び側面部９３は、収容室１６下部の内面形状に良くフィットする。特に第２吐出孔８５２、第３吐出孔８５３が対面する部位は、収容室１６との間にほとんど隙間が無い状態となる。一方、第１吐出孔８５１が対面する部位では、ある程度の隙間が形成される。
このような状態で、シリンジ４から加圧された塗布液８が吐出孔８５から吐出され、コイル上面部９２及び側面部９３の表面に付着する。所定量の塗布液８が吐出されると、塗布液通路８４内の液圧が収容室１６の内圧と平衡し、吐出孔８５からの吐出が停止する。
【００２６】
＜正転段階＞
まず、図４に示すように、アーマチャ９０を上側から見たときの時計回り方向の回転を「正転」、反時計回り方向の回転を「逆転」と定義する。また、図７〜図１０では、塗布液８が塗布された後のアーマチャを「塗布前のアーマチャ９０」と区別して「塗布後のアーマチャ９９」と示す。
塗布段階完了後、図７に示すように、回転手段７によってワーク受け６ごとアーマチャ９９を正転させる。すると、特にコイル側面部９３の表面に不均一に付着していた塗布液８が、実線矢印ｆ１で示すように、コイル線間に沿ってコア端面９５１側に流れ込む。また、本実施形態では含浸塗布装置１００が縦型なので、このとき重力の作用も加わり、塗布液８は、コア端面９５１側に落とし込まれる。
【００２７】
＜逆転段階＞
続いて図８に示すように、回転手段７によってワーク受け６ごとアーマチャ９９を逆転させる。すると、特にコイル側面部９３の表面に不均一に付着していた塗布液８が、収容室１６とのわずかな隙間によって均一にならされ、ちょうど作業者が手作業で「へらならし」したような仕上がり状態が得られる。さらに、破線矢印ｆ２で示すように、塗布液８が表面から奥へ含浸される。
【００２８】
正転段階及び逆転段階では、回転時に側面部９３が収容室１６と接触することを避けるため、ノズルヘッド１０をアーマチャ９９からわずかに離間させるように上昇させることが好ましい。このとき、カプラ２９から収容室１６へエアを供給することで、内部材１１をアーマチャ９９から引き離すことが容易となる。
回転速度や回転時間は、アーマチャ９９の大きさ、形状や塗布液８の粘度等の特性によって調整することが好ましい。また、正転と逆転とを交互に数回繰り返してもよい。
【００２９】
＜エアブロー段階＞
その後、本実施形態ではエアブロー段階を実行する。図９に示すように、このとき、コイル上面部９２及び側面部９３は、塗布液８が満遍なく塗布された状態である。そこで、エアブロー手段３０にエアを供給し、エア溝３３からコア９５上部の側面にエアを吹き付ける。これにより、コア９５側面への塗布液８の垂れを防止し、また、余分な塗布液８を側面部９３の径内方向に押し込むことができる。
【００３０】
＜上昇段階（離間段階）＞
最後に、図１０に示すように、昇降手段５によって、ノズルヘッド１０をアーマチャ９９から離間させるように上昇させる。このとき、塗布液８の糸引きを防止するため、アーマチャ９９を回転させながらノズルヘッド１０を上昇させるようにしてもよい。
【００３１】
以上のように、本実施形態の含浸塗布装置１００によると、ノズルヘッド１０の内部材１１に形成される収容室１６がアーマチャ９０の上面部９２及び側面部９３の外形に適合しているため、塗布液通路８４から複数の吐出孔８５を経由して吐出された塗布液８は、吐出孔８５が対面する部位に、安定して塗布される。
そして、回転手段７がアーマチャ９０を回転させることにより、塗布液８が周方向に均一にならされると共に、コイル線間の凹部に塗布液８を流し込むことができる。また、第１〜第３吐出孔８５１、８５２、８５３が軸方向に設けられているため、ある幅の軸方向範囲に付着した塗布液８を周方向に帯状にならすと共に、広範囲の凹部に塗布液を流し込むことができる。よって、上面部９２及び側面部９３の表面のみでなく、コイル線間の凹部を含めた広範囲に亘って塗布液８を満遍なく含浸塗布することができる。
【００３２】
また、ノズルヘッド１０が一体にエアブロー手段３０を備えていることで、含浸塗布後のアーマチャ９０の定位置にエアを吹き付け、塗布液８の垂れ防止や余分の塗布液８の押し込み等の作用効果を得ることができる。
さらに、アーマチャ９０のコイル９１が一方向に傾斜して進むように巻かれているため、アーマチャ９０を回転させる方向によって表面に付着した塗布液８の流れ方が異なる。そこで、回転手段７を正逆方向に回転可能とすることで、「線間への流し込み」、「表面のならし」等の作用効果を使い分けた活用が可能となる。
【００３３】
（その他の実施形態）
（ア）ワークの凹凸形状が正逆回転方向によって違わない場合には、一方向にのみ回転する回転手段を用い、一方向の回転段階を含む含浸塗布方法としてもよい。
また、上記実施形態のように、塗布段階が完了してから回転段階に移行するのでなく、塗布と同時に回転する段階を含んでもよい。
【００３４】
（イ）エアブロー手段は、ノズルヘッドと別に独立して設けられてもよい。また、塗布液の垂れ落ちが問題とならないような場合には、ノズルヘッドにエアブロー手段を設けず、エアブロー段階を含まない含浸塗布方法としてもよい。
【００３５】
（ウ）「移動手段」としての昇降手段は、高さ位置が固定されたワークに対してノズルヘッドを移動させるものに限らず、高さ位置が固定されたノズルヘッドに対してワークを移動させるものでもよい。或いは、ノズルヘッドとワークの両者を移動させてもよい。
【００３６】
（エ）含浸塗布装置は、移動手段がノズルヘッドをワークに対して相対的に昇降させる「縦型」に限らず、移動手段がノズルヘッドをワークに対して水平方向に、相対的に接近又は離間させる「横型」に構成されてもよい。横型の場合、ワーク受けは、ワークの側面を安定して保持できる形状とすることが好ましい。
【００３７】
（オ）本発明の含浸塗布装置及び含浸塗布方法が有効に適用されるワークとして、上記実施形態のアーマチャの他、図１１に示すような形状のワークが考えられる。（ａ）に示すワーク９０１は、表面に突起部と陥没部を有する。（ｂ）に示すワーク９０２は、表面及び内部に空洞を有するいわゆる多孔質体である。（ｃ）に示すワーク９０３は、立体的なメッシュ形状であり、線と線との隙間が奥まで続いている。本発明の含浸塗布装置及び含浸塗布方法を用いれば、このようなワークの凹部にまで塗布液を満遍なく含浸塗布することができる。
以上、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１００・・・含浸塗布装置、
１０  ・・・ノズルヘッド、
１１  ・・・内部材、  １６  ・・・収容室、  ２１  ・・・外部材、
４    ・・・シリンジ（塗布液供給手段）、
５    ・・・昇降手段（移動手段）、
６    ・・・ワーク受け、
７    ・・・回転手段、
８    ・・・塗布液、  ８４  ・・・塗布液通路、  ８５  ・・・吐出孔、
９０  ・・・アーマチャ（ワーク）、
９２  ・・・上面部（凹凸形状部）、  ９３  ・・・側面部（凹凸形状部）、
９９  ・・・（塗布後の）アーマチャ（ワーク）。
【図１】
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【図２】
2014046219.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2014046219.tif 000007
【図６】
2014046219.tif 000008
【図７】
2014046219.tif 000009
【図８】
2014046219.tif 000010
【図９】
2014046219.tif 000011
【図１０】
2014046219.tif 000012
【図１１】
2014046219.tif 000013