(57)【要約】【課題】安価で簡易な構成で流体を撹拌するとともに、撹拌された流体を塗布する際に、塗布面に気泡痕ができることを抑制することができる流体塗布装置を提供する。【解決手段】流体塗布装置３０において、グリスが流れる流路溝２ａと、流路溝２ａの下流側において流路溝２ａと連通して設けられ、流路溝２ａよりも断面積が小さい流路孔１ａと、流路孔１ａの下流側において流路孔１ａと連通して設けられ、流路孔１ａよりも断面積が大きい流路溝３ａであって、流路孔１ａを通過したグリスが流路溝３ａの内壁に衝突するように、流路孔１ａの中心軸線方向に対して交差する方向に延在する流路溝３ａと、を備える流体撹拌装置２０と、流体撹拌装置２０により撹拌されたグリスをワークＷに塗布するノズル２１、塗布台２２を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流れる第１流路と、
前記第１流路の下流側において前記第１流路と連通して設けられ、前記第１流路よりも断面積が小さい第２流路と、
前記第２流路の下流側において前記第２流路と連通して設けられ、前記第２流路よりも断面積が大きい第３流路であって、前記第２流路を通過した流体が該第３流路の内壁に衝突するように、前記第２流路の中心軸線方向に対して交差する方向に延在する第３流路と、
を備える撹拌ユニットと、
前記撹拌ユニットにより撹拌された流体を被塗布材に塗布する塗布手段と、
を有することを特徴とする流体塗布装置。
【請求項２】
前記第１流路は、前記第２流路の中心軸線方向に対して交差する方向に延在していることを特徴とする請求項１に記載の流体塗布装置。
【請求項３】
前記第３流路の断面積は、前記第１流路の断面積以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の流体塗布装置。
【請求項４】
前記第１流路よりも上流側において前記第１流路と連通して設けられ、前記第１流路よりも断面積が小さい第４流路をさらに備え、
前記第１流路は、前記第４流路を通過した流体が内壁に衝突するように、前記第４流路の中心軸線方向に対して交差する方向に延在していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の流体塗布装置。
【請求項５】
前記第４流路の断面積は、前記第２流路の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項４に記載の流体塗布装置。
【請求項６】
前記第１流路、前記第２流路、前記第３流路の少なくてもいずれか１つを流れる流体を加熱する加熱手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の流体塗布装置。
【請求項７】
前記第１流路、前記第２流路、前記第３流路は、それぞれ別部材として構成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の流体塗布装置。
【請求項８】
前記第１流路と前記３流路は、螺旋状であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の流体塗布装置。
【請求項９】
前記第１流路と前記第３流路の少なくてもいずれか一方は、増設して延長可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の流体塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を被塗布材に塗布する流体塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、流体を撹拌する流体撹拌装置が知られている。例えば特許文献１に記載の流体撹拌装置８０では、図１０に示す様に、流体収容部８２ａ、８２ｂから空洞容器８１内に流体を取り込み、空洞容器８１内に設けられた撹拌部材８３を駆動源の駆動力で回転させることで流体を撹拌する構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３６５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の構成では、撹拌部材８３を回転させるための駆動源が必要であり、装置の複雑化やコストアップを招来する懸念がある。また、特に高粘度流体を撹拌する場合に流体中に多くの気泡が残る懸念がある。このように流体中に多くの気泡が残った状態で、その流体を被塗布材に塗布する場合、気泡痕が塗布面に散在してしまう。
【０００５】
そこで本発明はこのような現状に鑑みてなされたものであり、安価で簡易な構成で流体を撹拌するとともに、撹拌された流体を塗布する際に、塗布面に気泡痕ができることを抑制することができる流体塗布装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明に係る流体塗布装置の代表的な構成は、流体が流れる第１流路と、前記第１流路の下流側において前記第１流路と連通して設けられ、前記第１流路よりも断面積が小さい第２流路と、前記第２流路の下流側において前記第２流路と連通して設けられ、前記第２流路よりも断面積が大きい第３流路であって、前記第２流路を通過した流体が該第３流路の内壁に衝突するように、前記第２流路の中心軸線方向に対して交差する方向に延在する第３流路と、を備える撹拌ユニットと、前記撹拌ユニットにより撹拌された流体を被塗布材に塗布する塗布手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、安価で簡易な構成で流体を撹拌するとともに、撹拌された流体を塗布する際に、塗布面に気泡痕ができることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】流体塗布装置の全体構成を示す正面図である。
【図２】流体撹拌装置の断面図である。
【図３】撹拌筒内部の側面図と正面図である。
【図４】撹拌筒の断面図である。
【図５】グリス塗布面の様子を模式的に示す模式図である。
【図６】撹拌筒内部の斜視図である。
【図７】撹拌筒内部の側面図と正面図である。
【図８】他の流路構成を示す斜視図と正面図である。
【図９】他の流路構成を示す斜視図と正面図である。
【図１０】従来の流体撹拌装置の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施形態）
＜流体塗布装置＞
以下、まず本発明の第１実施形態に係る流体塗布装置の全体構成を基本動作とともに図面を参照しながら説明する。なお、記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１０】
図１は、ワークＷ（被塗布材）表面に高粘度流体であるグリスを吐出して塗布する流体塗布装置３０の全体構成を示す正面図である。図１に示す様に、流体塗布装置３０は、不図示のポンプによってチューブ１６から搬送されたグリスを蓄積するグリス溜まり１７を有する。
【００１１】
グリス溜まり１７には、プランジャー１８が取り付けられている。またグリス溜まり１７の下方には流れ整理器１９が設けられ、流れ整理器１９には、チューブ６とチューブ１２を介して流体撹拌装置２０が接続されている。また流れ整理器１９の下方には、ノズル２１（吐出手段）が、細板状のワークＷとクリアランスをもって取り付けられている。またワークＷは、矢印Ｘ１、Ｘ２方向に移動可能な塗布台２２に固定されている。
【００１２】
グリスを塗布する際は、まずプランジャー１８の押し出し動作によりグリス溜まり１７に収容された定常温度のグリスが流れ整理器１９に押し出される。流れ整理器１９に押し出されたグリスは、チューブ６を通って、流体撹拌装置２０に供給される。
【００１３】
次に、流体撹拌装置２０で加熱軟化、脱泡、撹拌されたグリスは、チューブ１２を通って、再度流れ整理器１９に送られる。その後、流れ整理器１９に送られたグリスは、先端が帯幅に広げられたノズル２１からワークＷに向けて吐出される。
【００１４】
グリスがノズル２１から吐出され始めると、塗布台２２が矢印Ｘ２方向に移動する。これによりワークＷ上にグリスが帯状に連続的に塗布される。つまりノズル２１と塗布台２２は、ワークＷにグリスを塗布する塗布手段である。このようにしてワークＷに対するグリスの塗布作業が行われる。
【００１５】
＜流体撹拌装置＞
次に、流体撹拌装置２０（撹拌ユニット）の構成について詳しく説明する。
【００１６】
図２は、流体撹拌装置２０の断面図である。図２に示す様に、流体撹拌装置２０は、チューブ６、１２とカップリング７、１１を介してそれぞれ接続された撹拌筒９を有する。
【００１７】
撹拌筒９の内部には、グリスが流れる螺旋状の６条の流路溝２ａ（第１流路）、３ａ（第３流路）が外周面に形成された流路形成部材２、３が格納されている。各々の流路溝２ａ、３ａは、流路形成部材２、３に３面、撹拌筒９の内周面に１面が囲われた長方形断面となっている。また流路形成部材２、３の間には、流路孔板１が設けられている。なお、流路溝２ａ、３ａは、撹拌筒９、流路形成部材２、３を適宜増設して連結させることで延長可能に構成されている。
【００１８】
また撹拌筒９の外周面には、ヒータ１３が設けられている。また撹拌筒９の上部には、流路形成部材２の温度を検知する第一温度センサ１４と、撹拌筒９の温度を測定する第二温度センサ１５が設けられている。
【００１９】
第一温度センサ１４と第二温度センサ１５の少なくてもいずれか一方は、不図示のヒータ温度調節器を介してヒータ１３と接続されている。ヒータ１３は、第一温度センサ１４や第二温度センサ１５が検知した温度に応じて、ヒータ温度調節器により、流路溝２ａ、３ａを流れるグリスを加熱するための最適な温度に調整されている。なお、本実施形態では、ヒータ１３による熱伝導効率を高めるために流路形成部材２、３をアルミ製にしたものの、これらを他の金属や樹脂を材料として形成してもよい。
【００２０】
図３は、撹拌筒９内部の側面図（図３（ａ））と正面図（図３（ｂ））である。また図４は、図３（ａ）におけるＡ−Ａ断面で切断したときの撹拌筒９の断面図である。なお、図３（ａ）においては、一部の部材を断面で示している。
【００２１】
図３、４に示す様に、６条の流路溝２ａ、３ａは、それぞれ略６０度の間隔で６箇所設けられており、先端から後端までの間で各々１８０度回転するように形成されている。また流路溝２ａ、３ａは、断面積がそれぞれ同じであり、略平行となっている。なお、グリスの流れに対する抵抗を軽減するため、流路溝３ａの断面積を流路溝２ａの断面積以上にするのが好ましい。
【００２２】
また流路孔板１には、６条の流路溝２ａ、３ａとそれぞれ連通するように、６箇所の流路孔１ａ（第２流路）が略６０度の間隔で形成されている。つまり流路孔１ａは流路溝２ａの下流側において流路溝２ａと連通して設けられており、また流路溝３ａは流路孔１ａの下流側において流路孔１ａと連通して設けられている。
【００２３】
また流路孔１ａの断面積は、流路溝２ａ、３ａの断面積よりも小さくなっている。また流路溝３ａは、流路孔１ａを通過したグリスが流路溝３ａの内壁に衝突するように、流路孔１ａの中心軸線方向（図３に示すＸ方向）に対して交差する方向に延在するように配置されている。また流路溝２ａは、流路孔１ａの中心軸線方向に対して交差する方向に延在するように配置されている。
【００２４】
次に、図２〜図４を参照して流体撹拌装置２０によるグリスの撹拌動作について説明する。
【００２５】
まずチューブ６から撹拌筒９内に送り込まれたグリスは、コーン４の外周面に沿って流れて６条の流路溝２ａに分流される。次に、６条の流路溝２ａ内をそれぞれ通過したグリスは、流路孔板１に送られて、流路孔１ａ内をそれぞれ通過する。
【００２６】
ここで上述した通り、流路孔１ａの断面積は、流路溝２ａの断面積よりも小さくなっている。このため、グリスは流路孔１ａを通過することで流路溝２ａを流れている時よりも流速が増加する。つまり流路溝２ａの断面積をＢ、流路孔１ａの断面積をＳ１としたとき、流路孔１ａ通過時のグリスの流速は、通過前の流速と比較してＢ／Ｓ１倍となる。なお、流路溝２ａの断面積と流路孔１ａの断面積との関係は、Ｓ１＜０．５Ｂであるのが好ましい。
【００２７】
また流路溝３ａの断面積Ｃは流路孔１ａの断面積Ｓ１よりも大きく（Ｓ１＜Ｃ）、さらに流路溝３ａは、流路孔１ａを通過したグリスが流路溝３ａの内壁に衝突するように、流路孔１ａの中心軸線方向に対して交差する方向に延在している。このため、流路孔１ａを流れ出たグリスは、流速が増加した状態で流路溝３ａの内壁面に衝突する。これによりグリスが撹拌されるとともに、グリスが圧縮されてグリス中の空隙や気泡が減少する。
【００２８】
次に、グリスは流路溝３ａを通過し、コーン５の外周面に沿って流れて合流部１０に送られる。そして合流部１０において６条の流路溝３ａを通過したグリスが再度合流して混合される。その後、グリスはチューブ１２から流体撹拌装置２０の外側に排出される。
【００２９】
このように、グリスの流速を増加させた状態で流路溝３ａの内壁面に衝突させてグリスを撹拌・圧縮することで、駆動源を用いることなく安価で簡易な構成で、グリスを撹拌するとともにグリス中の気泡を減少させることができる。
【００３０】
また流体撹拌装置２０により撹拌・圧縮されたグリスをノズル２１（図１参照）から吐出してワークＷに塗布することで、図５（ａ）に示す様なグリスの途切れや、図５（ｂ）に示す様な気泡痕が塗布面に散在することが抑制される。このため、図５（ｃ）に示す様に、ワークＷにおいて平滑で一様なグリス塗布面を得やすくなる。
【００３１】
またグリスが流れる流路溝２ａ、３ａを螺旋状にすることで、直線状のものと比べて流路長を長くすることができ、流体撹拌装置２０や流体塗布装置３０の小型化を図ることができる。また流路溝２ａ、３ａにグリスが滞留する時間が増えるため、ヒータ１３によるグリスの加熱時間が増えて、グリスの塗布に最適な状態を得やすくなる。なお、本実施形態では、流路溝２ａ、３ａを螺旋状にすることで、直線状のものと比べて流路長が１．４倍となり、装置全長を約３０％小型化することができた。
【００３２】
また撹拌筒９と流路形成部材２、３を増設して流路溝２ａ、３ａを延長可能な構成とすることで、流入圧力や撹拌具合、脱泡等の性能調整が行いやすくなる。
【００３３】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る流体塗布装置の第２実施形態について図を用いて説明する。上記第１実施形態と説明の重複する部分については、同一の図面、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３４】
図６は、本実施形態に係る流体撹拌装置２０における撹拌筒９内部の斜視図である。図７は、撹拌筒９内部の側面図（図７（ａ））と正面図（図７（ｂ））である。なお、図７（ｂ）において、先端流路孔板４１の一部を切り欠いて表示しているものの、実際の形状は図４における流路孔板１と同様に円盤形状である。また図７（ａ）においては、一部の部材を断面で示している。
【００３５】
図６、７に示す様に、本実施形態では、第１実施形態の構成に対して、流体撹拌装置２０において、先端流路孔板４１をコーン４と流路形成部材２との間に加えた構成であり、他の構成は同様である。
【００３６】
先端流路孔板４１には、６条の流路溝２ａとそれぞれ連通するように、６箇所の先端流路孔４１ａ（第４流路）が略６０度の間隔で形成されている。つまり先端流路孔４１ａは、流路溝２ａの上流側において流路溝２ａと連通するように設けられている。また流路溝２ａの断面積は、先端流路孔４１ａの断面積よりも大きくなっている。また流路溝２ａは、先端流路孔４１ａを通過したグリスが流路溝２ａの内壁に衝突するように、先端流路孔４１ａの中心軸線方向（図７（ａ）に示すＸ方向）に対して交差する方向に延在するように配置されている。
【００３７】
次に、図６、７を参照して流体撹拌装置２０によるグリスの撹拌動作について説明する。
【００３８】
まずチューブ６から撹拌筒９内に送り込まれたグリスは、コーン４の外周面に沿って先端流路孔板４１の６条の先端流路孔４１ａに分流される。次に、６条の先端流路孔４１ａ内をそれぞれ通過したグリスは、６条の流路溝２ａに送られる。
【００３９】
ここで上述した通り、流路溝２ａの断面積は先端流路孔４１ａの断面積よりも大きく、また流路溝２ａは、先端流路孔４１ａを通過したグリスが流路溝２ａの内壁に衝突するように、先端流路孔４１ａの中心軸線方向に対して交差する方向に延在している。このため、先端流路孔４１ａを流れ出たグリスは流路溝２ａの内壁面に衝突し、これによりグリスが撹拌されるとともに、グリスが圧縮されてグリス中の空隙や気泡が減少する。
【００４０】
次に、グリスは６条の流路溝２ａ内をそれぞれ通過し、流路孔板１に送られて、流路孔１ａ内をそれぞれ通過する。そして第１実施形態と同様に、グリスは流路孔１ａを通過することで流路溝２ａを流れている時よりも流速が増加し、流路孔１ａを流れ出たグリスは流速が増加した状態で流路溝３ａの内壁面に衝突する。これによりグリスが撹拌されるとともに、グリスが圧縮されてグリス中の空隙や気泡が減少する。
【００４１】
次に、グリスは流路溝３ａを通過し、コーン５の外周面に沿って合流部１０に送られる。そして合流部１０において６条の流路溝３ａを通過したグリスが再度合流して混合される。その後、グリスはチューブ１２から流体撹拌装置２０の外側に排出される。
【００４２】
このように、グリスを流路溝２ａ、３ａの内壁面に複数回衝突させることで、一度だけ衝突させる構成と比較して、グリスがより撹拌されるとともに、グリスが圧縮されてグリス中の空隙や気泡が減少しやすくなる。
【００４３】
このため、流体塗布装置３０において、流体撹拌装置２０によって撹拌・圧縮されたグリスをノズル２１（図１参照）から吐出してワークＷに塗布する際に、グリスの途切れや気泡痕が塗布面に散在することがさらに抑制され、平滑で一様な塗布面を得やすくなる。
【００４４】
なお、流路溝２ａ、３ａ内を流れるグリスはヒータ１３により加熱されるため、下流側よりも上流側の方が低温であり、粘度も高くなっている。従って、流路孔１ａ通過時と比較して、先端流路孔４１ａ通過時の方が摩擦抵抗と圧力損失が大きい。そこで摩擦抵抗と圧力損失を低減するため、先端流路孔４１ａの断面積を流路孔１ａの断面積よりも大きくするのが好ましい。
【００４５】
なお、上記第１実施形態、第２実施形態では、グリスが流れる流路溝２ａ、３ａが６条の構成を例示したものの、本発明はこれに限られず、流路の条数は適宜変更することができる。
【００４６】
また上記第１実施形態、第２実施形態では、グリスの流路として部材表面に設けた流路溝２ａ、３ａを例示したものの、本発明はこれに限られず、部材の内部を流路とする構成等、他の構成であってもよい。例えば、ハニカム断面形状の孔の内部を流路とする構成（図８）や、円形断面形状の孔の内部を流路とする構成（図９）であってもよい。また流路は螺旋状のものに限られず、例えば屈曲した構成であってもよい。また流路溝２ａ、３ａ、流路孔１ａ、先端流路孔４１ａをそれぞれ別部材として構成するのではなく、１つの部材で構成してもよい。
【００４７】
また上記第１実施形態、第２実施形態では、流体塗布装置３０による塗布に好適な高粘度流体であるグリスを撹拌して塗布する構成を例示して説明した。しかし本発明はこれに限られず、他の流体を撹拌する構成であっても上記同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００４８】
１ａ…流路孔（第２流路）
２ａ…流路溝（第１流路）
３ａ…流路溝（第３流路）
２０…流体撹拌装置（撹拌ユニット）
２１…ノズル（塗布手段）
２２…塗布台（塗布手段）
３０…流体塗布装置
４１ａ…先端流路孔（第４流路）
Ｗ…ワーク（被塗布材）
【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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【図８】
2018202341.tif 000010
【図９】
2018202341.tif 000011
【図１０】
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