(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
担体基材に塗布するスラリーを担体基材の下端面から充填させる触媒用スラリー塗布装置であって、
担体基材の下側に備えられ計量されたスラリーを担体基材の下端面から充填させる上下方向に移動可能な圧入ポットと、
担体基材の上側に備えられ担体基材の上側を覆う上下方向に移動可能な液保持キャップと、
前記圧入ポットと前記液保持キャップが担体基材を把持する部分の間隙をシールする担体保持シールとを備え、
担体基材へのスラリー充填時に前記圧入ポットと前記液保持キャップと前記担体保持シールとで担体基材の周囲を覆った後に、前記圧入ポットに備えられた前記圧入ポットの容積を減少させる圧入ピストンを動作させるとともに、前記液保持キャップの上面に備えられた吸引孔から吸引することにより前記液保持キャップと前記液保持キャップに備えられた担体シールで覆われた空間を負圧にし、計量されたスラリーを担体基材に圧入ピストンの動作に連動して充填する充填機構を備えた触媒用スラリー塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス浄化用触媒の触媒担体基材への触媒用スラリーを塗布する触媒用スラリーの塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジン等の内燃機関から排出される排気ガスは、炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物等の有害成分を有しており、排ガス浄化用触媒を用いて浄化された後、大気中に排出されている。
【０００３】
排ガス浄化用触媒は、スラリーの形態で供給され、触媒担体基材のハニカム流路の内壁に塗布されている。スラリーを塗布する装置として、特許文献１のような装置が知られている。
【０００４】
この特許文献１のスラリー塗布装置は、スラリーを供給する供給タンクと、触媒担体基材の端面に一定量のスラリーを供給するシリンダー室およびピストンと、触媒担体基材の端面を保持する触媒担体基材保持部とから構成されている。
【０００５】
供給タンクには、スラリーの粘度を測定しタンク内を攪拌するスラリー調整手段が備えられている。
【０００６】
供給タンクとシリンダー室、触媒担体基材保持部は、配管で接続されており流路に備えられたバルブ等の制御手段によって、スラリーがシリンダー室と供給タンクとを循環しスラリーの粘度を一定に保つようにしている。触媒担体基材へのスラリーの供給は、シリンダー室のピストンを所定量移動することにより配管を介して触媒担体基材保持部に供給している。触媒担体基材保持部では、配管を経由して供給されたスラリーを触媒用担体基材の下端から侵入させスラリーの液面高さが所定の塗布幅に達するまで供給している。
【０００７】
また、触媒担体基材に塗布されなかったスラリーは、配管を介して供給タンクに戻り再利用されるようになっている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２７６６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このような構成の場合、シリンダー室から配管を介して触媒担体基材保持部にスラリーを供給する際、短時間で供給すると触媒担体基材保持部のスラリー液面がばたつく（不安定になる）ことがある。液面のばたつきは、塗布領域のばらつきとなり触媒担体基材の品質に悪影響を与える。そのため、シリンダー室のピストンの移動速度をゆっくり行いスラリー液面のばたつきを押さえなければならず、塗布時間の増加を生んでいた。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、触媒用担体基材（以下、担体基材と示す。）のスラリーの塗布時間を短縮できる構成の触媒用スラリー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】
【００１１】
請求項１に記載の発明は、
担体基材に塗布するスラリーを担体基材の下端面から充填させる触媒用スラリー塗布装置であって、
担体基材の下側に備えられ計量されたスラリーを担体基材の下端面から充填させる上下方向に移動可能な圧入ポットと、
担体基材の上側に備えられ担体基材の上側を覆う上下方向に移動可能な液保持キャップと、
前記圧入ポットと前記液保持キャップが担体基材を把持する部分の間隙をシールする担体保持シールとを備え、
担体基材へのスラリー充填時に前記圧入ポットと前記液保持キャップと前記担体保持シールとで担体基材の周囲を覆った後に、前記圧入ポットに備えられた前記圧入ポットの容積を減少させる圧入ピストンを動作させるとともに、前記液保持キャップの上面に備えられた吸引孔から吸引することにより前記液保持キャップと前記液保持キャップに備えられた担体シールで覆われた空間を負圧にし、計量されたスラリーを担体基材に圧入ピストンの動作に連動して充填する充填機構を備えた触媒用スラリー塗布装置である。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、担体基材を圧入ポットと液保持キャップで覆った後に、覆われた空間を負圧にし、配管を介さずにスラリーを直接担体基材に充填させている。配管を介してシリンダー室で計量されたスラリーを触媒担体基材保持部へ供給する工程が不要となるので、シリンダー室のピストンをゆっくり動作させ触媒担体基材保持部のスラリー液面のばたつきを抑える工程も不要となる。
【００１３】
担体基材の上側は液保持キャップと担体保持シールで覆われた状態で負圧に保たれる。そして、担体基材の下側から計量されたスラリーが圧入ピストンの動作と共に担体基材に充填される。担体基材の上側が負圧状態なので、連動して動作する圧入ピストンの空気の噛み込みによる担体基材への塗布不良がなく、均一に短時間にスラリーを塗布することができる。また、圧入ピストンを早く動作させることができる。そのため、スラリーの担体基材への塗布時間を大幅に短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１５】
図１に触媒用スラリー塗布装置の塗布ステージ５の概略側面図を示す。塗布ステージ５は、スラリー３が貯蔵されるスラリータンク１５と、塗布するスラリー３を計量する計量シリンジ１６と、担体２の下端にスラリー３を圧入する圧入ポット１７および圧入ピストン１８と、担体２を上側から支える液保持キャップ１９とから構成されている。スラリータンク１５と計量シリンジ１６は配管２０で接続されている。配管２０には弁２１が備えられており、スラリータンク１５からのスラリー３の供給の停止および続行ができるようになっている。スラリータンク１５には、攪拌用のプロペラ２２が備えられており攪拌モータ２３の駆動によりプロペラ２２が旋回しスラリー３を一定濃度に保っている。
【００１６】
計量シリンジ１６には圧入ポット１７にスラリー３を供給する配管２４が接続されている。配管２４には弁２５が備えられており、スラリー３の供給および停止を行うようになっている。配管２４は圧入ポット１７の上側で逆Ｕ字の形状になるように曲がっており、配管２４の先端には、スラリー供給ノズル２６が装着されている。スラリー供給ノズル２６と配管２４の逆Ｕ字の部分は、スラリー３の圧入ポット１７への供給が完了すると、圧入ポット１７の上側から退避できるようになっている。
【００１７】
計量シリンジ１６へのスラリー３の供給は、弁２５を閉、弁２１を開の状態にしてスラリータンク１５よりスラリー３を供給する。所定量のスラリー３が計量シリンジ１６に充填されると、弁２５を開、弁２１を閉の状態にして計量シリンジ１６のサーボシリンダ２７を駆動し所定量のスラリー３を配管２４を介して圧入ポット１７に供給する。供給するスラリー３の量はサーボシリンダ２７のストロークによって可変できるようになっている。
【００１８】
圧入ポット１７は支持部材２８に支持されている。圧入ポット１７に備えられている圧入ピストン１８は、サーボシリンダ３０により上下方向に駆動できるようになっている。圧入ポット１７の上端には担体保持シール３１が備えられいる。図２に示すように、担体２と担体保持シール３１が接触する面は弾性部材３３（例えばゴム）で構成されており、図示していない圧空ポンプよりエアーを供給することにより弾性部材３３が膨らみ担体２と圧入ポット１７の密閉空間を形成できるようになっている。図１にもどり、本体フレーム２９には上下方向に支持部材２８をスライドできるようにスライドレール３２が備えられている。担体３は生産品種によって長さが違うため、担体保持シール２６が任意の高さに位置合わせできることが必要になる。そのため、図示していないサーボモータによって支持部材２８は上下に昇降し、担体保持シール３１を保持チャック１３に保持された担体２の下端に位置合わせできるようになっている。
【００１９】
担体２は、搬送機構により図１のＡの位置に搬送される。Ａの位置では、保持チャック１３が１８０度旋回できるようになっており、担体２を上下逆さまに配置することができる。担体２に下端から圧入されたスラリー３は保持チャック１３が１８０度旋回することにより担体２の上側に配置される。担体２を介して圧入ポット１７に対向する位置には、液保持キャップ１９が備えられている。液保持キャップ１９の担体２側には圧入ポット１７の上端に備えられている担体保持シール３１と同じ機構の担体保持シール３４が備えられている。液保持キャップ１９は支持部材３６に支持されている。支持部材３６は、本体フレーム２９に設けられたスライドレール３７に沿って上下に移動できるようになっている。液保持キャップ１９の上側には吸引孔３５が接続されており、図示していない吸引ポンプと連通している。担体２の上端を担体保持シール３４でシールした後、吸引ポンプを作動させることにより液保持キャップ１９で覆われた空間を負圧にすることができる。
【００２０】
次に、本発明のスラリー塗布装置１の動作について説明する。図３はスラリー塗布装置の動作を示すフロチャートである。
【００２１】
まず、担体２がスラリー塗布装置に投入される（ステップＳ０１）。
【００２２】
次に、担体２が投入されると、搬送機構の保持チャック１３が、担体２の縦方向略中央の部分をチャック（保持）する。チャックが完了すると、担体２が塗布ステージ５に移動する（ステップＳ０２）。
【００２３】
次に、担体２が塗布ステージ５に到着すると、計量シリンジ１６にスラリータンク１５からスラリー３が供給される。弁２５を閉、弁２１を開、の状態でスラリー３の供給が行われる。計量シリンジ１６内および弁２５から弁２１までの配管がスラリー３で充填されると弁２１を閉状態に切り替えスラリー３の供給と計量が完了する（ステップＳ０３）。
【００２４】
次に、弁２５を開状態に切り替え、サーボシリンダ２７を駆動し計量シリンジ１６内に充填されたスラリー３を配管２４とスラリー供給ノズル２６を用いて圧入ポット１７に移し替える。圧入ポット１７は、スラリー供給ノズル２６の下方に位置されている。スラリー３は、圧入ポット１７に供給されるまで外気に触れることがないので粘度は一定に保たれるようになっている（ステップＳ０４）。
【００２５】
次に、サーボシリンダ２７が所定のストローク移動し計量シリンジ１６のスラリー３が圧入ポット１７に入ると、弁２５が閉状態に切り替わる。スラリー供給ノズル２６からスラリー３が液切れする時間（数秒）だけ経過すると、配管２４およびスラリー供給ノズル２６が圧入ポット１７の上側から待機位置に移動する。これにより、圧入ポット１７へのスラリー３の供給が完了する（ステップＳ０５）。
【００２６】
次に、圧入ポット１７が上昇し担体２の下端に担体保持シール３１が位置する高さで停止する。図示していないポンプよりエアーが供給され担体保持シール３１の弾性部材３３が膨らみ、担体２を保持する。圧入ポット１７の上昇は支持部材２８を図示していないサーボモータで駆動し高さ方向の位置決めを行っている。担体２は品種毎に長さが異なるので、圧入ポット１７の高さ位置は品種に合わせて位置合わせできるようになっている（ステップＳ０６）。
【００２７】
次に、液保持キャップ１９が待機位置から下降し担体２の上端に担体保持シール３４が位置する高さで停止する。ステップＳ０６と同様に、図示していないポンプよりエアーが供給され担体保持シール３４の弾性部材３３が膨らみ、担体２を保持する（ステップＳ０７）。
【００２８】
次に、図示していない吸引ポンプが作動し、吸引孔３５を経由して液保持キャップ１９と担体２で密閉された空間を負圧にする。そして、負圧状態に連動してサーボシリンダ３０を駆動し圧入ピストン１８を上昇させる。圧入ポット１７のスラリー３が圧入ピストン１８の上昇にともない、担体２に充填しさらに負圧状態のため担体２の上側に引き上げられる（ステップＳ０８）。
【００２９】
担体２の上側を限定的に負圧状態にし連動して圧入ピストン１８を作動させるので、圧入ピストン１８動作時の空気の噛み込みによる塗布不良がなく短時間に圧入ピストン１８を動作させることができる。そのため、スラリー３の担体２への塗布時間を大幅に短縮することができる。
【００３０】
スラリー３は粘性をもっており、担体２に圧入されることで内壁を伝わって塗布することができる。さらに、担体２の上側を負圧にしているので内壁を伝わって所定量のスラリー３が担体２に塗布されようになる。
【００３１】
次に、担体保持シール３１，３４の弾性部材３３へのエアー供給が停止し、弾性部材３３が縮み担体２の保持が開放される。次に、圧入ポット１７が待機位置（スラリー３が計量シリンジ１６から供給される位置）に下降する。次に、液保持キャップ１９が待機位置に上昇する（ステップＳ０９）。
【００３２】
次に、保持チャック１３が１８０度旋回し担体２を逆さまの状態（圧入されたスラリー３が担体２の上側になるように反転）にする（ステップＳ１０）。
【００３３】
次に、保持チャック１３に保持された担体２が塗布ステージ５から次のステージ（乾燥工程等）搬送される（ステップＳ１１）。
【００３４】
以上のように本発明の触媒用スラリー塗布装置１によれば、担体２に下端側から直接圧入されたスラリー３を、担体２ごと反転するので、担体２の内壁にスラリー３を短時間に均一に塗布することができる。また、計量されたスラリー３がすべて担体２の塗布に用いられ塗布されなかったスラリー３は再利用されない。そのため、粘度の一定したスラリー３を担体２に塗布することができる。また、塗布の際に余分となったスラリーを再利用することがないのでスラリーの循環用配管の設備が不要となりコンパクトな装置構成にできる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】塗布ステージの概略側面図である。
【図２】圧入ポットの概略断面図である。
【図３】スラリー塗布装置の動作を示すフロチャートである。
【符号の説明】
【００３６】
２    担体基体（担体）
３    スラリー
５    塗布ステージ
１３    保持チャック
１５    スラリータンク
１６    計量シリンジ
１７    圧入ポット
１８    圧入ピストン
１９    液保持キャップ
２０    配管
２１    弁
２２    プロペラ
２３    攪拌モータ
２４    配管
２５    弁
２６    スラリー供給ノズル
２７    サーボシリンダ
２８    支持部材
２９    本体フレーム
３０    サーボシリンダ
３１    担体保持シール
３２    スライドレール
３３    弾性部材
３４    担体保持シール
３５    吸引孔
３６    支持部材
３７    スライドレール
【図１】
0004774418.tif 000002
【図２】
0004774418.tif 000003
【図３】
0004774418.tif 000004