JP4501382B2

JP4501382B2 - デフォッガー線塗布装置

Info

Publication number: JP4501382B2
Application number: JP2003320203A
Authority: JP
Inventors: 康司飯森; 宏久野
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2003-09-11
Filing date: 2003-09-11
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2023-09-11
Also published as: JP2005081337A; DE102004039684B4; US20050056213A1; DE102004039684A1

Description

本発明は、樹脂ウィンドウのデフォッガー線を塗布する装置に関するものである。

従来、無機ガラス製の自動車のリヤウィンドウに対してデフォッガー線を設ける場合、
平面の状態の無機ガラスに所謂スクリーン印刷によって表面に熱線用の導電ペーストを付与していた。そして、その後に熱を加えて自動車のリヤウィンドウに適した湾曲状態にまで曲げ加工すると共に、約６００度でペーストを加熱乾燥させていた。
ところで、近年、自動車のリヤウィンドウも多様化しており、無機ガラスではなく樹脂ガラス（例えばポリカーボネイト製）でリヤウィンドウを構成するものもある。しかしながら、樹脂ガラスの場合、通常、射出成形によって当初から曲面状に形成されるため、無機ガラスの場合のように導電ペーストの付与にスクリーン印刷を用いることができなかった。
また、特開昭６０−２３９８４号公報に開示の装置（同公報第２図を参照）のように、ノズル状のアプリケータを備えた装置を用いることで、曲面状の樹脂ガラスに導電ペーストを付与することが可能である。

特開昭６０−２３９８４号公報特開平５−１１５８２５号公報

しかしながら、樹脂ガラスの耐熱温度は無機ガラスより低いため、導電ペーストは低温焼成タイプ（焼成温度１２０度程度）のものを用いる必要があるが、かかる低温焼成タイプは、抵抗値が高いため、通電によるデフォッガー効果が低くなる問題がある。またそれに鑑みて、抵抗値を低減すべく導電ペーストの横断面積を増加させようとした場合、今度は導電ペーストの厚みや幅を均一にすることが困難となり、安定的な抵抗状態を達成することが難しくなる問題がある。また、特開平５−１１５８２５号公報に開示の装置は、平面状の塗布対象を可動させてペースト状部材のものを塗布する構造であるため、曲面状の塗布対象にペースト状部材のものを塗布する場合には使用できない。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、樹脂ウィンドウに対してデフォッガー線を設けるに際し、導電ペーストを均一に塗布することができるデフォッガー線塗布装置を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため、本発明のデフォッガー線塗布装置は、樹脂ウィンドウに対して導電ペーストを塗布するノズルと、前記ノズルが取り付けられる被取り付け部と、前記被取り付け部を前記樹脂ウィンドウに沿って移送する移送機構と、前記ノズルと一体的に移動するように設けられ前記樹脂ウィンドウと接触して該樹脂ウィンドウ及び該ノズルの間隔を一定に保持する接触子と、前記ノズルに導電ペーストを供給する容積計量型の供給手段とを備えたことを特徴とする。

また、好適には、デフォッガー線塗布装置は、前記ノズル及び前記供給手段を連通するホースを備え、前記ノズル及び前記接触子は、前記被取り付け部において、前記樹脂ウィンドウに対して交差する方向にスライド自在に取り付けられており、前記供給手段は、前記被取り付け部に固定される。

本発明によれば、樹脂ウィンドウに対してデフォッガー線を設けるに際し、導電ペーストを均一に塗布することができる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に示されるように、デフォッガー線塗布装置１は、設置面３に固定されたロボットアーム（移送機構）５と、そのロボットアーム５の先端部に取り付けられた塗布ヘッド７とを備えている。ロボットアーム５は、主に、回転台９と、第１アーム１１と、第２アーム１３と、回転端１５とを備えている。回転台９はその下部が設置面３に固定されており、回転台９の上部には第１アーム１１の下端が固定されている。回転台９の上部と下部とは相互に回転可能に構成されており、それによって、第１アーム１１は回転台９により回転可能に支持されている。また、第１アーム１１の基端と回転台９との間、並びに、第２アーム１３の基端と第１アーム１１の先端との間は、支軸１７及び１９によって相互回転可能に連接されている。これにより、第２アーム１３は第１アーム１１に対して、第１アーム１１は回転台９に対して、それぞれ図示しないアクチュエータなどの周知の駆動手段によって揺動可能に構成されている。また、第２アーム１３は回転軸１４によって相互に回転可能に連結された本体部１３ａ及び先端部１３ｂからなり、先端部１３ｂは本体部１３ａに対して角度変更可能となっている。先端部１３ｂに設けられた回転端１５には塗布ヘッド７が取り付けられており、回転端１５はモータなどの周知の駆動手段によって塗布ヘッド７を第２アーム１３長手方向軸心回りに回転させることができる。

次に、図１及び図２に基づいて、塗布ヘッド７の詳細について説明する。塗布ヘッド７は、図１においてみて上下逆Ｌ字状のブラケット２１を備えている。ブラケット２１の上端は回転端１５に固定されており、ブラケット２１の下端にはスライド機構２３を介してノズル２５が取り付けられている。スライド機構２３は、ブラケット２１に固定された横断面矩形のスライドシリンダ２７を備え、スライドシリンダ２７にはボールベアリング２８を介してシャフト２９がスライド自在に挿通されている。シャフト２９の下端には、ノズル２５及びスライドガイド３１がシャフト２９と一体的にスライドするように固定されている。スライドガイド３１には、接触子３３が螺合されている。接触子３３はナット３５によって位置が固定されるようになっており、接触子３３におけるスライドシリンダ２７側方向とは反対方向（図２における紙面下方向）に向けた突出量はナット３５を緩めることによって調整できるようになっている。

スライドガイド３１には、シャフト２９とほぼ平行に延び且つスライドシリンダ２７の外面と面接触するガイド部３１ａを備えている。このようにスライドシリンダ２７とガイド部３１ａとが面接触するように配置されることで、スライドガイド３１延いては接触子３３などの意図しない回転が防止されている。また、シャフト２９下部の外周には、スプリング３７が設けられている。スプリング３７の下端はスライドガイド３１に当接しており、シャフト２９はスプリング３７の弾性力を受けて常に下方に付勢されている。さらに、シャフト２９の上端にはストッパヘッド３９が形成されている。ストッパヘッド３９は、スライドシリンダ２７の上面に形成されたシャフト２９が貫通する孔よりも大きな外径を有する部分である。かかるストッパヘッド３９は、スライドシリンダ２７の上面と当接することによって、シャフト２９の最も下方へスライドした位置を規定する。

ノズル２５の被取り付け部であるブラケット２１には、例えば容積計量型のプランジャーポンプなどからなるペースト圧送用の供給装置４１が固定されている。さらに、供給装置４１にはホース４３の一端が接続されており、ホース４３の他端はノズル２５に接続されている。すなわち、ホース４３の他端は、ノズル２５内に挿入されてノズル２５の入口に連通している。

次に、以上のように構成された本実施の形態に係るデフォッガー線塗布装置の動作について説明する。導電ペーストとしては銀ペーストを使用し、ノズル２５は内径０．３ｍｍのものを使用する。また、曲面樹脂ガラス４５の塗布面４５ａとノズル２５の先端とのクリアランスＣが０．１〜０．７ｍｍ、好適には０．３ｍｍとなるように、接触子３３の突出量を調整しておく。そして、供給装置４１を駆動させ導電ペーストをホース４３を介してノズル２５から放出させると共に、ロボットアーム５を動作させて塗布ヘッド７を曲面樹脂ガラス４５の塗布面４５ａの曲面形状に沿って移動させる（なお、移動方向としては図２の紙面表裏方向とする）。これにより、塗布面４５ａにはデフォッガー線４７となる導電ペーストが塗布される。より詳細には、本実施の形態では、ロボットアーム５による塗布ヘッド７の移動速度は２００ｍｍ／ｓ程度であり、太さ０．８ｍｍのデフォッガー線４７を形成する。また、塗布中、ノズル２５は曲面樹脂ガラス４５の塗布面４５ａに対して常に垂直方向を指向し且つ一定のクリアランスを保持するようにロボットアーム５によって制御されている。なお、デフォッガー線の太さについては、０．６〜１．０ｍｍの範囲で適宜選択することが好適である。

ここで、実際には塗布面４５ａの曲面形状及び微妙な凹凸や、ロボットアーム５の制御のバラツキなどが存在するため、ノズル２５のクリアランス保持が困難となる要因が存在する。しかしながら、本実施の形態では、例えばノズル２５が塗布面４５ａの凸部に達すると、スプリング３７が撓んでシャフト２９が上方にスライドしつつスプリング３７の上記付勢力によって接触子３３は塗布面４５ａと当接状態に維持される。これによって、凸面に達してもスライドシリンダ２７の上下位置は変動することなくノズル２５が上方にスライドし、ノズル２５と塗布面４５ａとの間のクリアランスＣは変化させることなく凸部の高さＳを吸収することができる。また、凸部を乗り越えた後はスプリング３７の付勢力によって接触子３３が塗布面４５ａとの当接状態を維持するようにシャフト２９がスライドし、連続的にクリアランスＣの維持が図られる。すなわち、本実施の形態では、ノズル２５及び接触子３３が、共に一体的にスライド可能であって、スプリング３７により常に塗布面４５ａへの押し付け方向に付勢され且つ接触子３３によって塗布面４５ａへの接近が規制されているため、上記のような凹凸などの要因があってもノズル２５と塗布面４５ａとのクリアランスが一定に保たれるようになっている。さらに、本実施の形態では、塗布ヘッド７においてスライドする部分は、供給装置４１を除くノズル２５及び接触子３３だけの小型軽量な部分であり、また、ノズル２５と供給装置４１とは可撓性に富むホース４３によって接続されている。このため、供給装置までもがノズルや接触子と一緒にスライドする態様と比べて、塗布面４５ａの凹凸に対するノズル２５の動作追従性が非常に良好となっている。よって、塗布速度を上げることもでき、生産性の向上につなげることができる。また、ポンプなどの供給装置がノズルや接触子と一体的に可動する態様では、塗布ヘッドの可動部が本発明と比較して大型化する。このため、塗布面４５ａの曲率が大きい場合には塗布ヘッドを塗布面４５ａに沿って移動させる際に塗布ヘッドの可動部が塗布面４５ａと干渉する可能性が考えられる。しかし、本実施の形態では、塗布ヘッド７の先端近傍を、スライドさせるノズル２５及び接触子３３だけのコンパクト部分とすることによって、上記の干渉問題を回避し、塗布可能なウィンドウ湾曲形状への制約を低減することができる。

また、供給装置４１としてはいわゆる吐出圧力制御型ではなく吐出容積計量型のポンプを使用しているため、ホース４３内やノズル２５内などにおける流動抵抗、ノズル２５と塗布面４５ａとの間に存在する導電ペースが原因となる抵抗、さらに導電ペーストの粘度のバラツキなどに影響して、導電ペーストの吐出量が変化することを抑えることができる。また、このように導電ペーストの吐出量が流動抵抗の影響を受けにくくしたことは、径の細いホース４３を採用し供給装置４１をスライド部分であるノズル２５と分離して配置することを可能にすることにも寄与している。
上述のようにノズル２５と塗布面４５ａとのクリアランスを一定に保持すると共に導電ペーストの吐出量を一定にすることができ、均一な細線状の導電ペーストの塗布が行えるようになっている。

以上に説明してきた本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な改変を施して実施することができる。例えば、ノズルは必ずしもシャフトに対してその軸心延長上に配置することに限定されるものではない。よって、図３に示されるように、ノズル２５をシャフト２９ではなくスライドガイド１３１に固定する態様でもよい。
また、ノズルは、上記実施の形態のように塗布面における塗布対象面と垂直な方向にスライドされるように企図されることには限定されず、塗布対象面と交差する方向すなわち塗布対象面と平行ではない方向にスライド可能に構成されていればよい。さらに、ノズルは、ノズル自身の軸心方向に沿ってスライドされる態様には限定されず、ノズル自身の軸心方向とは傾いた方向にスライドされるように構成されていてもよい。

また、上述したようにノズルは一つのロボットアーム５に対し一本の割合で設けられることには限定されず、複数本設けるようにしてもよい。すなわち、図４に二本の例として模式的に示すように、二股に分岐したブラケット２２１を用意しその分岐部２２１ａにそれぞれスライド機構２３を介してノズル２５や接触子３３などを上記と同様に取り付けてもよい。このような態様によれば、一つの供給装置４１で複数のノズル２５からの導電ペーストの放出が行えるため生産性が向上し、また、一つのロボットアーム５によって導電ペーストを効率よく放出できるため部品コストや制御コストの面で良好である。

また、細線状のデフォッガー線４７に電流を供給する太線状の電源供給部４９（図１参照）を形成すべく導電ペーストを塗布する工程に対しては、ノズルにおけるペースト放出口を複数の小径孔を連続して並べて配置したり或いはスリット状の孔を用いたりして構成することもできる。このような態様によれば、電源供給部４９の形成において、塗布量や膜厚のバラツキが少ない太線状のペースト塗布を行うことができる。

さらに、一つのノズルに対して接触子は一本だけ設ける態様には限定されず、ノズルの本数と接触子の本数とが同一とならない組み合わせ態様で実施してもよい。例えば、図５に模式的に示すように、一つのノズル２５の左右両側にスライドガイド３３１を介して接触子３３を一本ずつ固定するように構成してもよい。このような態様によれば、塗布面４５ａが複雑な凹凸形状を有していたとしても、二本の接触子３３がノズル２５と塗布面４５ａとの接近を規制するため、より多方向にノズル２５が傾きがちな場面においてもノズル２５と塗布面４５ａとのクリアランスを狭くすることなく一定に保つことができる。

また、ノズルを樹脂ウィンドウに沿って移送する移送機構として、本実施の形態ではロボットアーム５が用いられてきたが、本発明の移送機構はこれに限定されるものではなく、ノズルをデフォッガー線の形成予定経路に沿って移動でき且つ塗布面に対してある程度クリアランス一定で移動できる態様であれば他の移動制御機構でもよい。よって、例えばノズルを直交二軸に沿って碁盤目状に移動できる二本レールを備えた移動制御機構を用意し、その直交二軸方向の移動量の組み合わせからノズルをデフォッガー線の形成予定経路に沿って移動させるようにしてもよい。

本発明の実施の形態に係るデフォッガー線塗布装置の構成を示す図である。図１のデフォッガー線塗布装置における塗布ヘッドの構造及び動作を示す図である。デフォッガー線塗布装置における塗布ヘッドの別の形態を示す図である。デフォッガー線塗布装置における塗布ヘッドの図２及び図３と更に異なる形態を示す図である。デフォッガー線塗布装置における塗布ヘッドの図２、図３及び図４と更に異なる形態を示す図である。

符号の説明

１デフォッガー線塗布装置
５ロボットアーム（移送機構）
２５ノズル
３３接触子
２１，２２１ブラケット
４１供給装置
４５曲面樹脂ガラス（樹脂ウィンドウ）

Claims

樹脂ウィンドウに対して導電ペーストを塗布するノズルと、
前記ノズルが取り付けられる被取り付け部と、
前記被取り付け部を前記樹脂ウィンドウに沿って移送する移送機構と、
前記ノズルと一体的に移動するように設けられ前記樹脂ウィンドウと接触して該樹脂ウィンドウ及び該ノズルの間隔を一定に保持する接触子と、
前記ノズルに導電ペーストを供給する容積計量型の供給手段を備え、
前記ノズル及び前記接触子は、前記被取り付け部において、前記樹脂ウィンドウに対して交差する方向にスライド自在に取り付けられている
デフォッガー線塗布装置。
前記ノズル及び前記供給手段を連通するホースと、
下端に前記ノズルを備え、前記ノズルと一体的にスライドするように固定されるシャフトとを備え、
前記ホースは前記シャフトの内部に配置されている
請求項１に記載のデフォッガー線塗布装置。
前記シャフトの下端には、前記ノズル及び前記シャフトと一体的にスライドするスライドガイドが固定されており、
前記スライドガイドは、前記シャフトとほぼ平行に延び且つ前記被取り付け部の外面と面接触するガイド部を有する
請求項２に記載のデフォッガー線塗布装置。
前記シャフトの下部の外周にはスプリングが設けられており、
前記スプリングの下端は前記スライドガイドに当接し、前記スプリングの上端は前記被取り付け部に当接している
請求項３に記載のデフォッガー線塗布装置。
前記接触子は、前記ノズルの塗布方向において、前記ノズルからずれた位置に配置されている
請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載のデフォッガー線塗布装置。