JPH07106319B2 - 触媒を中空基体に塗布する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はセラミックモノリシック基体（monolithic sub
strates）の含浸のための方法に関し、更に詳細には、
有効的な方法で、且つむだなく基体に所定量の触媒を含
浸可能にするそのような方法に関する。

従来の技術及び発明が解決しようとする問題点 車輌排気ガス中の有毒な成分を除去又は交換する必要性
は空気汚染を克服するための手段として今やよく知られ
ている。また、動力車輌上に触媒排気ガスコンバーター
を有するための現在及び提案されている将来の必要要件
も非常によく知られている。コンバーターのための触媒
が供給される１つの形式は触媒によりコートされた堅い
スケレタル（skeletal）モノシリック基体、又はハニカ
ム型要素の如きものであり、これ等は全体的に円筒状又
は長円形の形状であり、高表面積を提供するために各々
のユニット内に多数の長手方向の通路がある。

堅いモノシリックの、スケレタルな基体構造はシリマナ
イト、ケイ酸マグネシウム、ジルコン、葉長石、ゆうき
石、董青石、アルミノケイ酸塩、ムライト、又はその組
合せの如き耐火性の結晶状の材料を含むセラミックから
典型的に製造される。このような材料は一般的に多孔性
の表面を有すると考えられるが、スケレタル表面の表面
の多孔性を改良すると考えられ、触媒による活性材料で
表面含浸を行なう前にスケレタル構造全体に亘り高度に
多孔性のアルミナコーティングを提供するのが一般的に
得策である。これ等のモノシリックの、実質的に触媒的
に不活性なスケレタル基体部材は、例えばケイス等（Ke
ith et al）の米国特許第3,331,787号及び第3,565,830
号の如き従来技術の特許に記載されているので、それ等
について本文で詳細に説明する必要はないと思う。

典型的に、そして実施例のみによれば、触媒の構成要素
は、周期表のグループI B、V B、VII B、及びVIIIの１
又はそれ以上の貴金属及び卑金属並びに金属酸化物、と
くに、銅、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバル
ト、ニッケル、白金、パラジウムロジウム、及びルテニ
ウムを含んでおり、１つの触媒金属が単一にあるいは１
又はそれ以上の他の活性金属と組合わせて使用される。

モノリシック支持体をアルミナの如き耐火性のコーティ
ング及びプラチナ、パラジウム、そしてロジウムの如き
貴金属の触媒コーティングでコートするための種々の方
法が本技術において知られているが、このような方法は
費用の観点から、塗布されるコーティングの量を最少に
する場合、特に、高価な（cost）触媒的に活性な貴金
属、例えばプラチナ、パラジウム、又はロジウムが高表
面積の耐火性金属に一緒に沈着されるときには不充分で
ある。

本開示は、1984年４月５日に出願されたトーマスシムロ
ック（Thomas Shimrock）等の係属中の特許出願第596,9
93号に開示された技術を改良するために続けられた努力
の結果を反映している。その開示は第１に必要な過剰の
コーティング量を減少するためにセラミックモノシリッ
ク触媒基体に塗布されるアルミナ及び金属触媒スラリー
量を正確に制御するための当技術における必要性を提供
しており、従って工程の能率の改良及びコーティング材
料損失の減少となる。

その係属中の開示は多くの従来の特許及び本発明によっ
て求められている目標達成の場合の欠陥を列挙してい
る。本開示と関係を有しているいくつかの追加の従来の
特許を考慮しなければならない。例えばホイヤー（Hoye
r）等に対する米国特許第3,984,213号はコーティングス
ラリーを基体に塗布するための処理チャンバーを開示し
ている。そのスラリーは頂部から導入されて、そして中
空基体を通り下方へ流れる。

ホイヤー（Hoyer）等に対する米国特許第4,038,939号は
基体を処理チャンバー内に浸すことによる含浸工程を開
示している。この特許は除去アーム手段を利用してお
り、このアーム手段は基体が処理チャンバーから除去さ
れるとき各々の基体の90回転を行なうように作動し、従
ってそのハニカム通路がほぼ水平状に方向づけされて空
気の吹出し及び湿った要素の乾燥を可能にし、且つスラ
リーの小滴が通路を閉塞するのを防ぐ。

リード（Reed）等に対する米国特許第4,191,126号によ
れば、スラリーは浸漬コーティングするか又はコーティ
ングチャージ（charge）を基体の上方端に塗布するかの
いづれかによって基体に塗布される。基体が１端から余
剰スラリーを追い出した後、基体を逆にして、そして反
対端から余剰スラリーの追い出しを続けるのが有利であ
ると上記特許に述べられている。

ヤング（Young）に対する米国特許第4,384,014号では、
ベースプレート上に置かれており、且つベルジャー（be
ll jar）のようにベース上に密封して置かれたシリンダ
ーでカバーされた多孔性の物品の含浸を開示している。
真空がシリンダーの上方部分に加えられ、そして含浸剤
が真空の作用の下でベースプレートを通り入れられる。
工程が終了したとき、真空が破られて、過剰の含浸剤は
カバーから除去され、そしてカバーはベースプレートか
ら除かれる。

しかしながら、前述の如く、これ等の従来の特許のどれ
も、基体に塗布されるコーティングスラリー量を正確に
制御して、これによって工程の能率を改良し、且つコー
ティング材料の損失を減少するいかなる技術も開示して
いない。

問題点を解決するための手段 本発明は、耐火性の及び／又は触媒金属構成要素のスラ
リーを用いて、正確に制御された、所定量のスラリーが
セラミックモノリシック（monolithic）基体部材に加え
るために計量される真空コーティングセラミック基体部
材のための方法及び装置を提供することによってこれ等
の必要性を満たす。これは過剰なコーティング材料を部
材に充満する必要性及び過剰のコーティング材料を部材
から除去するためのあらかじめ必要な補助的ステップを
除去する。従って、本発明の方法及び装置を使用するこ
とによって、セラミックモノリシック基体の外部コーテ
ィングの除去又はその内部スケルタル（skeletal）通路
内部の閉塞除去（unplugging）を必要とすることなく耐
火性の及び触媒金属構成要素の所望の濃度の均一なコー
ティングを塗布することが可能である。

本発明によれば、処理されるべき、且つ対向する開放端
を有している中空基体は、１端が貴金属を含む所定量又
は装填量のスラリー材料を導入された浸漬なべ（dip pa
n）内に下降されるように、休止位置から移される。１
端を完全にスラリー内に浸たすようにして、基体の他端
にかけられた真空が基体の下方部分をコートするために
浸漬なべからすべてのスラリーを吸引する。その後基体
は浸漬なべから上昇されて、それから回転され、他方の
端がスラリーの他の所定装填量内に完全に浸たされよう
に再び下降され、そしてこの工程が繰返えされる。そこ
で、基体は浸漬なべから引き上げられ、基体をその初め
の方向に戻すために回転され、そしてそのスタート位置
に戻される。

本発明の実施によって、モノリシック基体部材の内部ス
ケレタル（skeletal）通路のみがコートされる。基体部
材からの過剰のコーティングの排出又は追い出しも、セ
ラミック部材からの空気の予備的排気の如き、いかなる
予備的真空適用ステップも必要としない。セラミックモ
ノリシック基体部材が所定量のコーティングスラリーで
内部をコートされることによって、基体は、その後、コ
ーティングの高温硬化を行なうために乾燥及び／又は熱
処理領域に送られることができる。しかしながら、コー
ティング作業において利用される制限された量の触媒ス
ラリーのために閉塞（unplugging）ステップはこのよう
な加熱ステップに対する前提条件ではない。

本発明の好ましい実施態様では、基体部材の１端が、コ
ーティングスラリーの１部分、即ち大体において全所定
量のスラリーの50％と85％との間で、真空含浸を受けた
後、基体部材を逆にし、そして反対端から真空含浸をつ
づけるのが有利であることが判った。これは含浸工程を
スピードアップし、且つ内部スケレトン通路壁上のコー
ティング分布の均一性を実質的に改良する。

本発明の目標を達成するのに役立つ本装置は多くのユニ
ークな特徴を含んでいる。これ等の特徴の１つは、作動
が時間的ベースで、且つ正しいシーケンスで行なわれる
のを保証するコンピュータ、センサ及びリミットスイッ
チを具備している制御システムである。

本発明の他の特徴はスラリーを含んでいるタンクの利用
にある。このタンクはスラリーの流れを容易にするため
にプラスチック又はファイバーグラスで裏張り又はコー
トされたステンレススチールで作られるのが好ましく、
それてスラリー内に存在するすべての固形物の連続する
流れを保証するために出口の方に傾斜している底部部分
を有している。その内容物は定期的に撹拌され、そして
その温度は受け入れられる限界内に維持される。

本発明のなお他の特徴は、好ましくは自由に収容するよ
うに成形されており、しかもコートされるべき基体の形
状に、断面において、正確に合っているスラリーを収容
するくぼみ（cavity）を浸漬なべに設けたことである。
所定の装填量のスラリーを浸漬なべ内に導入する２つの
異なる方法が本発明によって提供される。１つの例で
は、所定の装填量の大きさ（magnitude）は重量に基づ
いており、他の例では、容積に基づいている。

開示された操作の特に重要な部分は、基体がスラリー内
に、しかも浸漬なべ内に形成されたくぼみの底部から特
定の距離へだてられて浸たされるように浸漬なべ内に基
体の各々の端を位置づけすることを含む。基体が浸漬な
べの方に下降されるに従って、適切なセンサがスラリー
内に浸漬されようとしている基体の端を検出する。この
センサがコンピュータに信号を与え、このコンピュータ
が更に、スラリー内に浸たされた端が浸漬なべ内のくぼ
みの底部上方の正しい距離だけへだてられたとき、基体
の運動を停止する。

本発明の他の特徴は、１端がコートされた後、他端を同
じコーティング手順のために方向づけするように基体を
回転するための適切な機構を提供することにある。

本発明のなお他の特徴は、基体がスラリー内に浸たされ
るに従って、基体の露出した端上に下降される真空コー
ンを提供することである。基体の端に初めに係合する真
空コーンの寸前に、低い真空が加えられ、初めに基体の
最内部を排気し、それからスラリーを上方に吸い上げ始
め、その後高真空が加えられて、コーティング仕事が終
る。このコーティング仕事は、浸漬なべ内のすべてのス
ラリーが引き上げられたとき基体の端に関してコーティ
ング仕事が完了される。このようにして、高価なスラリ
ーの浪費が避けられる。

本発明の他の特徴によれば、コーティング操作が基体の
両端に行なわれた後、基体は再び回転されて、基体をそ
の初めの方位に戻す。このようにして基体は、それが棚
（shelf）の頂部に当たり、又は棚上に落下することな
くその初めの休止場所又は棚に正しく戻される。

本発明の他の及び更に他の特徴は、以下の図面と共に行
った以下の説明から明らかとなるであろう。上記の一般
的な説明及び下記の説明はともに例示的、且説明に役立
つものであるが、本発明を限定するものではないと理解
されるべきである。本発明の１部分を含み、且つ構成し
ている添付図面は本発明の１実施例を例示しており、そ
して説明と一緒に、本発明の原理を説明するのに役立っ
ている。

実 施 例 図面について、最初に本発明の原理を具体化しているシ
ステム20を全体的に例示している第１図を参照する。序
説の目的のために、開示されるべき全工程は半自動工程
であって、システムの作業者は初めにコートされるべき
基体（substrate）を手でシステム内に入れ、そしてそ
れ等がコートされた後取出さなければならないことを述
べておくことは望ましい。その他には、この工程は作業
者の相互作用を必要としない。

本システムによって行なわれる工程ステップの概観は下
記の如くである。作業者は中空であり、且つ両端におい
て開放している基体21（第13図）を基体クランプ24内の
棚22上に置き、それから制御盤28上のスタートボタン26
を押す。基体はクランプ24によって固定され、移動さ
れ、そして基体内に吸いあげられるべき１装入量のスラ
リー材料を含んでいる浸漬なべ（dip pan）30内に下降
される。初めの低い真空が真空コーン32を経て基体の頂
部に与えられて、そして浸漬なべ内のスラリーを吸いあ
げてすべてのセル（cell）を均等に満たし、その後基体
の下方部分をコートするために高真空が加えられる。そ
れから基体は浸漬なべから引き上げられて、そして180
度回転される。これが行なわれると、スラリーの第２の
装填が浸漬なべ内に置かれる。それから基体21は浸漬な
べ内に再び下降され、そして基体の反対の端内にスラリ
ーの第２の装填を吸いあげるために連続した真空が再び
加えられる。それから基体は浸漬なべから引き上げら
れ、その最初の位置へ180度回転してもどされて、そし
て棚22にもどされる。それからクランプはコートされた
基体から解放されて、作業者はそれを手でシステムから
外す。

全体のシステムが第１図に全体的に例示されているが、
多数のサブシステム及びそれ等の各々を最もよく示して
いる図を参照することによって最もよく理解されること
ができる。従って、主なサブシステム及びそれ等を最も
よく示している図は一般的に下記の如くである：第６図
はスラリータンク及び循環サブシステム、第７図乃至第
８図はスラリー計量サブシステム、第１図乃至第５図及
び第11図は真空サブシステム、第１図乃至第５図、第13
図及び第14図は機械的取扱いサブシステム、第１図乃至
第５図、第12図及び第14図は制御サブシステムである。

さて第６図に戻ると、この図はスラリータンク34及びシ
ステム20によって利用されるスラリータンク34に関連し
た循環サブシステム35である。タンクは任意の適した大
きさ又は構造であることができるが、それは好ましくは
プラスチック又はファイバーグラスを内張りした又はコ
ートしたステンレススチール容器として作られており、
且つスラリーを制御された温度に維持するために冷却水
又は他の適切な流体のためのジャケット36によって形成
される。使用されたスラリータンクの典型的な大きさは
約48ガロン（約182リットル）の容量を有している。タ
ンクは例えば出口38の方向に適度な角度をつけたスロー
プ５度を有する底部37によって形成されるのが好まし
い。タンク底部36のスロープは、固形物が十分に分散さ
れていないとき、スラリー内の固形物を出口38に最も近
いタンク底部の側の方に導く意図を有している。これは
固形物の多いスラリーがサブシステム全体に、そして、
結局浸漬なべ30にスラリーの流れを生じさせるのに役立
つ往復動ダイアフラムポンプ40にもたらされるのを保証
する。サブシステムにおいて適切に動作するダイアフラ
ムポンプ40の１つの実例はモデル番号SB1−Ａ、SN−１
−Ａ型のサンドピッパー（Sand piper）ユニットであ
る。更に、スラリータンク34は、スラリー内の固形物の
均一な懸濁を維持する更に他の保証として撹拌器42を備
えることができる。

サブシステムのための配管44はポリビニールクロライド
（PVC）プラスチックパイプの如き任意の適切な非湿潤
材料であることができる。実際の実施では、適切である
と思われた管は商標「テイゴン（TYGON）」の名で売ら
れており、且つフィッシャーサイエンティフィックコー
ポレーション（Finsher Scientific Corporation）によ
って市販されている。管の非湿潤特性は、システムが費
用のかかるスラリー材料の生じた損失によって閉塞しな
いのを保証する。

脈動ダンパー（pulsation danper）46は変動サージに適
応し、且つ全体に均一な圧力を提供し、これによってコ
ーティング操作のためのスラリーの一定の供給量を保証
するためシステムにおいて従来の方式で作動する。この
サブシステムのために満足すべき特性を有しているダン
パーの実例はオハイオ州クリーブランド（cleveland Oh
io）のアレンポンプカンパニイ（Allen Pump Company）
によって製造されたモデルTA−１−Ｎ−１−Ａ、商標
「サンドピッパー（Sandpiper）」の名で市場に出され
ている。本サブシステムの最適有効性のために、ダイア
フラムポンプ40とスラリータンク34との間の循環ライン
又は配管44上に２フィート（約0.60メートル）程度の高
水頭を置くのが好ましい。この方法は、循環ライン又は
配管は、好ましくない泡の形成を生ずるシステム内への
空気の吸引を防止するために、スラリーで充たされたま
まである。

スラリータンク34及びその関連した循環サブシステムに
よって供給されるスラリー計量（metering）サブシステ
ムが全体的に第６図の48で示されている。それは浸漬な
べ30内に入れられるスラリー量について正確な制御が維
持されるのを保証する。適切な計量サブシステムの１実
施例が第７図に例示されており、且つ参照番号48Aによ
って指示されている。これは重量サブシステムと呼ばれ
ることができる、即ち、これが浸漬なべ30内に導入され
るべき装填のための適切な重量を計る。例示された如
く、サブシステム48Aはバランスアーム52の１端から適
切に懸垂されている逆さにされたボトル又は、袋（blad
der）50を含んでいる。特定的に、ナイロン又は他の適
切な材料のねじ54が袋の頂部56の中心にねじで係合され
ている。ねじ54の頂部はバランスアームの下側にあり、
且の端の近くに設けられた適切なくぼみ58内に滑動可能
にし、しかもぴったり合って収容されている。勿論、ね
じ54はいくつかの方式で袋と係合されるシャンク（shan
k）部分を有しているいくつかの他の適切なファスナー
によって代えられることができることは理解されるであ
ろう。実際に、袋は同様な形状で、しかも一体の懸垂装
置を提供するように成型されることもできる。更に、バ
ランスアームは60における如く、その下側の中央領域に
切込みが付けられていて、システム20のためのフレーム
構造64上に固定されている硬化されたナイフエッジ62を
収容している。従って、袋50はその重心と一致する位置
から、且つ容易にその挿入及び取外し、即ち掃除及び取
替えの目的のための明らかな利益を与えるように取付け
られる。

バランスアーム52の反対の端において、釣り合いおもり
66はスタッド68上にねじで収容されており、そして作動
フィンガー71がバランスアームの運動に敏感であるロー
ドセル70を初めに零に合わせるようにバランスアーム組
立体をナイフエッジ62の周りに実質的にバランスするの
に役立つ。ロードセル70はデイジタル読出し（図示せ
ず）を有することができ、オハイオ州コロンブス市のセ
ンソテック−ポレーション（Sensotec Corporation）に
よって製造された商標「センソテック（Sensotec）」、
モデル450D、ハイ／ローオプション（Hi/Low Option）
で売出されているのが１つの例である。好ましくは高密
度ゴム又は他の適切な弾性材料から成る振動制動パッド
（dampener pad）72がバランスアームとフィンガー71と
の間の干渉をクッションするようにバランスアームに適
用されている。この関係においては、またナイフエッジ
62と袋50が懸垂されている凹部58（袋の重心を表わして
いる）との間のバランスアームに沿った距離は好ましく
はナイフエッジと、フィンガー71のパッド72との接触点
との間の距離よりも大きいことに注意すべきである。こ
れはスラリー重量の機械的倍率を提供して、ロードセル
70によって生じた電気的ノイズの寄与（contribution）
を最少にするのに役立つ。

サブシステム48Aまたは循環サブシステムにおける配管4
4からそして袋50の頂部56内の穴をゆるく通って延びて
いる取り入れライン73を含んでいる。取り入れライン73
内に位置づけされている隔離弁73Aはサブシステム48A上
で行なわれるべき作用を可能にする必要があるとき作動
されることができる。同様に、出口ライン74は袋50の底
部に連結されており、且つ袋の底部から延びていて、そ
してサージアキュムレータ74Aを経て浸漬なべ30に重力
供給によってスラリーの流れを導くのに役立っている。
ライン73及び74は好ましくはゴム管又は他の適切な柔軟
性の導管材料より成っている。フレーム構造64上に適切
に取付けられており、且つ第７図に例示しされた如く空
気ライン75Aから圧縮空気によって作動されるピンチ
弁、又は任意の他の適切な型式の弁であることができる
第１の常閉供給弁75は袋50内へのスラリーの流れを調節
するためにライン73上で作動する。同様な方法で、第２
の常閉供給弁77は、ブラケット76に取付けられており、
ブラケット76はその第１の端に隣接するバランスアーム
にボルト止めされるか、又はさもなくば適切に取付けら
れていて、且つそこから下方に延びている。供給弁75と
同様に、弁77は空気ライン77Aから圧縮空気によって作
動されるピンチ弁であることができる。弁77は袋50から
浸漬なべ30の方へのライン74内のスラリーの流れを調節
するのに役立つ。上述の如く、スラリータンク34とダイ
アフラムポンプ40との間の高水頭の他の利益は最少の全
サイクル時間を達成するように袋50が最少の時間で充た
されるのを保証することである。

上部供給弁75はフレーム構造64に固定されているので、
取り入れライン73は、充分な長さを有しており、且つバ
ランスアーム52がナイフエッジ62上で揺動するように袋
の運動に適合するために袋50内に充分な距離延びていな
ければならない。取り入れライン73と異なり、出口ライ
ン74は袋50及び下部供給弁77と単一様式に動く。出口ラ
イン74はスラリーを袋と浸漬なべ30との間に位置づけさ
れたサージアキュムレータ74A内に排出する。サージア
ッキュムレータ74Aによって袋50はスラリーの流れが浸
漬なべ内に続いている間に再充填されることができる。

続けて第７図を参照すると、スラリーの約２フィート
（約61cm）の一定の水頭が好ましくは上部、即ち第１の
供給弁75上に維持される。袋50をスラリーで充たすのが
望まれるとき、ロードセル70は釣り合い錘66のために零
になる。それから、コンピュータ78（第15図）からのデ
イジタル信号が上部供給弁75を開けるために導かれて、
袋50を充填する操作がスタートする。スラリーが袋内に
収容されるに従って、ロードセル70のフィンガー71はバ
ランスアーム52の反時計の針の方向の運動によって上方
に（第７図）に動かされ、そしてコンピュータ78に送ら
れるべき信号を生じて、供給弁75を閉じる方に操作し、
これによって充填工程が終る。次に、袋50の内容物を浸
漬なべ30に解放するのを望まれるときには、供給弁77
が、その目的のために、指令によって作動される。

サージアッキュムレータ74Aは、スラリーの流れが浸漬
なべ内に続いている間に袋50を再充填せしめる。また、
上述の構成は計量システムを提供しており、この計量シ
ステムはそれが動くとき最小の抗力（drag）を有してお
り、従って高度の正確さを保証することは理解されるで
あろう。またこの構成はデイジタル（コンピュータ78）
及びアナログ（ロードセル70）装置の一体化によって高
速の応答を保証する。即ち、上部供給弁75はロードセル
70からの信号によって閉じられ、それからコンピュータ
が前記弁を再び開けるように指令するまでコンピュータ
78によって閉じられている。従って、デイジタルシステ
ムに固有の走査時間誤りはアナログ監視（monitoring）
によって除かれる。

スラリー計量サブシステムの他の実施態様が第８図に参
照番号48Bによって示され、且つ例示されている。この
実施態様の目的のために、計量ポンプ80が使用されてい
る。このポンプは、例えば、米国イリノイ州ホイーリン
グ（Wheeling）市のブランアンドルベ（Bran and hubb
e）によって製造販売されているモデルナンバーNP−31
の如きポンプでよい。袋50はサブシステム48Aに関して
前に記載したのと同一であることができる。第８図に例
示した如く、スラリーの水頭は計量ポンプ80の入口への
管44によって与えられる。ポンプの出口は取り入れライ
ン73を経て袋50内に連結し、ライン73は第７図の実施態
様に使用されたものと類似の型式である。出口ライン74
は、また大体において、前に記載した如く、袋50を浸漬
なべ30に適切に連結している。この袋は、計量ポンプ
が、その特徴によって、スラリーを不規則に排出するの
ではねかけを防ぐのに利用されることができる。しかし
ながら、計量ポンプがスラリーの流れを直接浸漬なべ内
に提供する場合に、このシステムに袋50を利用する必要
がないと理解されるべきである。上記の特定の型式の計
量ポンプはポンプのストロークの長さを、公知の様式で
手で決定するために機械的制御を設けるのが好ましい。
そのようにしてストロークを制御することによって、浸
漬なべ30内に入れられる装填量は前に述べた如く制御さ
れることができる。従って第８図に例示されたシステム
は第７図の実施態様に利用された重量制御と対照的に装
填の容積制御に基づいている。

浸漬なべ30を例示している第９図及び第10図を参照する
と、その容量はスラリーを基体21内に吸い上げる前にス
ラリーの装填量を収容する。浸漬なべは任意の適切な様
式で、且つ任意の適切な材料から製造される。使用され
てきたこのような適切な材料の１つはゼネラルエレクト
リックカンパニイ（General Electric Company）によっ
て製造され、そして商標「デルリン（Delrin）」、一般
名称「アセタール（aceta）」で販売されているプラス
チック材料である。浸漬なべは基体の１端を収容するた
めのくぼみ84をその中に形成している。また複数の適切
な穴86が浸漬なべをベース87上に解放可能に取付けられ
ており、前記ベース87は、更に、システム20のフレーム
構造64に固定される。この方法では、１つの主本体82
は、基体の種々の大きさ及び輪郭に適合するためにくぼ
み84の大きさによって他のもので代用されることができ
る。

浸漬なべ30は非湿潤（non−wettable）材料で作られる
のが好ましく、その中、「デルリン（Delrin）」が１つ
の実例である。管44と同様に、このような材料の使用は
吸い上げ作用が完了した後高価なスラリー材料の付着を
回避するのに役立つ。デルリンは１つの適切な材料とし
て述べたが、実際には、良い寸法の安定性を備えた任意
の比較的非湿潤材料が使用されることができる。他のこ
のような材料はポリスチレン又はポリプロピレン族から
の材料でよい。しかしながら、非湿潤材料が好ましい
が、選択された材料が僅かに湿潤していると、最初の装
填のスラリーはくぼみ84を完全に湿潤するのに役立ち、
そして一旦湿潤すると、浸漬なべへの次の装填のスラリ
ー全量が基体上に収容される。

基体は一般的に長円形断面に生成されるので、浸漬なべ
のくぼみ84は便宜のため並びにスラリーの保存のために
類似の形状であるのが好ましい。特に第10図を参照する
と、浸漬なべ30のくぼみ84は、基体が容易にくぼみ内に
収容されることができるように基体の外周辺の周りに間
隙を有する如く例示されている。それにもかかわらず、
基体の位置は重要ではなく、そして基体がくぼみの他方
の側よりも１方の側により接近していても工程は正しく
行なわれることができる。しかしながら、実際に、くぼ
み84の底部上方0.040インチ（約1.0mm）の公称距離にお
いて基体21の端を保持するのが望ましいことが判明した
（第10図参照）。これは、正しい量（magnitude）の装
填によって、一旦基体がその吸上げ位置に達すると、基
体周辺はスラリー内に最大約0.25インチ（約6.4mm）ま
で浸漬されるのを保証する。浸漬なべにおける基体端と
くぼみ底部との間の間隙は許容誤差プラス又はマイナス
0.010インチ（約0.25mm）を有しており、これはつまり
浸漬なべの底部上方の基体端の好ましい距離範囲が0.03
0インチ（約0.75mm）と0.050インチ（約1.25mm）との間
であるということである。この間隙許容誤差が維持され
る限り、基体端はなべのくぼみの底部に平行である必要
はない。

上記に言及したけれども、約0.25インチ（約6.4mm）の
深さまでスラリー内に浸漬された物質の周辺を有するの
が好ましい。しかしながら、吸上げ工程の初めにおいて
スラリーによってカバーされたいくらかの僅かな量の基
体周辺を有するのみが必要である。勿論、基体端がスラ
リー内に浸漬されなければ、且つスラリーと基体周辺端
との間に接触がなければ、スラリーよりも寧ろ基体の下
方端の周りの空気が基体内に吸上げられるのでこの工程
は作用しないことは理解されるであろう。しかしなが
ら、スラリー内に浸漬した基体端のほんの僅かな部分に
よって、スラリーがくぼみ84内に残らなくなるまでスラ
リーは基体内に吸上げられ続ける高真空が保証される。

特によく第10図で明らかな如く、連結穴90を通りくぼみ
84に連通する出口ライン74の端を収容するために、入口
通路88が主本体82内に形成されている。通路88及びその
関連した連結穴90はくぼみ84の底部に対して約15゜の角
度をつけられるように例示されている。しかしながら、
この角度の大きさは重要な値ではないが、ただくぼみの
底部内へのスラリーの流れを保証するのに充分大きい必
要がある。更に、穴90はスラリーがくぼみ84内に流入す
るときスラリーのはねかけを防止するようにフレヤーが
つけられている。

回転インデックスアーム92及びアーム92の１端に回転可
能に取付けられた基体クランプ24を詳細に例示している
第13図を参照する。クランプ24は全体的にディスク形状
であり、且つクランプの第１の、即ち図の底部の側から
その第２の、即ち図の頂部100を通りクランプを完全に
通って延びている中央に配置された開口96を有するよう
に形成されている。基体は開口96を通り延びており、且
つ浸漬なべ30の上方でクランプによって保持されている
のが仮想線で示されている。クランプ24は基体を膨張可
能なガスケット102によって保持しており、膨張可能な
ガスケット102は開口96内でクランプ24に適切に取付け
られており、且つ基体から引っ込んだ収縮した状態と、
基体の中間をその端で係合し且つ保持している膨張した
状態との間の運動のためにクランプ24に取付けられてい
る。

加圧された空気ライン104が高圧空気源に適切に連結さ
れており、且つ取付金具106によって、加圧された空気
をクランプ24の本体を通りガスケット102内に導入する
のに役立っている。このシステムが初めに作動される
と、空気が空気ライン104を通って膨張可能なガスケッ
トに供給されて、膨張可能なガスケットをふくらまし、
そして基体が処理されている間基体を確実に保持する。
基体がその処理加工を終り、そしてその初めの位置に戻
される時点で、空気がガスケットから解放されて、そし
てガスケットは収縮される。作業者はそのとき単にコー
トされた基体をクランプから滑らせ、そしてそれをコー
トされるべき新しい基体と入れ代える。

再び第１図、第３図及び第５図を参照すると、これ等の
図には、基体クランプ24がそれぞれ水平、即ちＸ軸線に
沿って、及び垂直、即ちＹ軸線に沿って運動するために
１対のキャリッジ108及び110に取付けられているのが示
されている。サーボモータ112が親ねじ（lead screw）1
14を適切に回転してキャリッジ110を水平軸線に沿って
前後に駆動する。親ねじ114から間隔をへだてており、
且つ平行であり、そしてそれ等の端をフレーム構造64に
取付けられている１対のトンプソン（Thompson）ロッド
116が親ねじ114と協働している。このトンプソンロッド
116は滑動的にキャリッジ108内に収容されていて、キャ
リッジ108が前後に動かされるときフレーム構造に対す
るキャリッジ108の方向を維持する。

類似の様式で、サーボモータ118は、キャリッジ110を上
下に動かすためにキャリッジ110にねじ係合されている
親ねじ120を作動する。水平キャリッジ108の構成と同様
な構成で、トンプソンロッド122はそれ等の端を水平キ
ャリッジ108に取付けられており、そして親ねじ120に平
行に、且つ垂直キャリッジ110上に滑動的に収容されて
いて、垂直キャリッジ110が上下方向に動くときその方
向を保証する。

水平キャリッジ108はクランプ24を棚（shelf）22の領域
から浸漬なべ30の領域上方に移動し、そして再び戻るこ
とは理解されるであろう。同様に、垂直キャリッジ110
は棚22の上方及び浸漬なべの上方の双方でクランプを上
下に動かすように作動する。

基体の第１の端が浸漬なべ内で処理されたとき、基体は
サーボモータ118及び親ねじ120によって適切な位置に上
昇されるので、基体は完全に浸漬なべから離れる。次に
基体はクランプ24上で回転されて、その他方の端を浸漬
なべ内に下降されるべき位置にもたらされる。この回転
を行なう機構が第13図及び第14図に最も明らかに例示さ
れている。

クランプ24が回転インデックスアーム92上に適切な方法
で回転可能に取付けられていることは前に述べられてい
る。インデックスアーム92は更に垂直キャリッジ110と
一体になっている。クランプ24の円筒状の延長部124、
即ちインデックスアーム92に回転可能に取付けられてい
るクランプの部分は、クランプ24における開口96の領域
から離れた円筒状の延長部124の端に固定されたセグメ
ント歯車126を有している。インデックスアーム92に滑
動可能に取付けられているラック128は歯車126に係合し
ており、そして空気作動器130によって上下に動かし、
且つそうすることによって、クランプ24を底部側98及び
頂部側100の位置を逆にするように回転するように作動
可能である。

突起132が円筒状延長部124の外壁に固定されており、そ
してそこから半径方向外方に延びていて、クランプ24の
回転を停止し、且つクランプを所望の位置に固定して保
持するための機構の１部分として役立っている。特に、
第13図及び第14図の双方に例示された如く、突起132は
インデックスアーム92に不動に取付けられているストッ
プ部材134に係合して選択的に保持される。この状態で
は、クランプ24は実質的に水平平面にあって、第１側98
が底部側であり、そして第２の側100が頂部側である。
しかしながら、作動器130は延長部124、及びそれと共に
突起132を回転して、突起が延長部24に対して直径方向
の反対の位置においてインデックスアーム92に固定され
ている他のストップ部材136に係合するまで作動される
ことができる。

この運動範囲を例示するために、突起132は第14図にお
いて点線で例示されている。突起132がストップ部材136
に係合すると、クランプ24は第１の側98が頂部側とな
り、そして第２の側100が底部側となるような位置に回
転される。このようにして、歯車126及びラック128の作
動によって突起132は初めに１つのストップ部材134に係
合され、それから他のストップ部材136が180度の円弧を
経て延長部124を回転するのに役立つ。従って、基体21
がクランプ24によって支持されているとき、クランプの
１つの位置において、基体の１端はくぼみ84内の容器の
方に方向づけされる；そしてクランプが180度回転さ
れ、そして今説明した如く保持されると、基体の反対端
はそれからくぼみ内に受け入れる方に方向づけされる。

真空コーン32は基体21の端に係合するのに役立ち、そし
て真空を加えることによってスラリーを浸漬なべから基
体内に吸上げることは前に述べた。第11図を参照する
と、真空コーンの構成を更に理解する助けとなる。真空
コーン32の下方のリム（rim）138は、コーン及びクラン
プが係合されているとき、真空の損失を本質的に防ぐよ
うな様式にクランプ24の側に密封式に係合する密封ガス
ケット140に適切に取付けてあるのが判る。第11図か
ら、基体がクランプ24内に入れられたとき、クランプは
その長手方向の軸線に沿って実質的に心合わせされるこ
とが判る。またこのシステムは異なる大きさの基体にす
べて適応するために、異なる大きさのクランプ24及び異
なる大きさのくぼみ84を備えた浸漬なべに利用できる
が、真空コーン32はそのベル形状によってほぼすべての
大きさの基体に適応するように構成されていることは注
目に価する。

特に第１図を参照すると、真空コーン32はライン142を
経て真空源に連結されているのが判る。真空源のための
好ましい装置は可変速モータによって駆動される真空ポ
ンプ144である。低いモータ速度において、0ctmのとき
水柱1 1/2乃至２インチ（約38乃至50mm）の範囲の低真
空を発生し；そして高モータ速度において、200ctm（約
5.6m³/m）のとき水柱６乃至７インチ（約150乃至175m
m）の範囲の高真空が発生される。

特によく第１図、第３図及び第４図で明らかな如く、真
空コーン32は浸漬なべ30の上方に位置づけされており、
フレーム構造64上に適切に支持されていて、そしてくぼ
み84は正確に整合されている。適切な空気シリンダー14
6によって、真空コーンは上昇位置、即ち不活動位置
と、基体21の上方端に係合するための下降位置、即ち活
動位置との間をガイド146Aに沿って移動されることがで
きる。その上昇位置は真空コーン32と一体であり、且つ
真空コーン32から突出しているカム145Aが空気シリンダ
ー146（第４図）の外部に取付けられたリミットスイッ
チ145に当たるときに規定される。スイッチ145の作動は
空気シリンダー146を不活動にし、一方コンピュータ78
は、真空コーンが基体に係合するその下降した位置に達
したときに空気シリンダーを不活動化するのに役立って
いる真空コーンの下方への運動はクランプ24が基体を浸
漬なべの方に運んでいるときクランプ24の運動と整合的
に空気シリンダー146によって行なわれる。即ち、真空
コーン32は実質的に同時に、又は基体が浸漬なべ内のス
ラリー内に入る僅か前に基体と同時に下方に動かされ
る。

第12図を参照すると、この図は基体が浸漬なべ内に入れ
られるに従って、スラリー内に浸たされるその下方端を
有している基体21の高さを制御するための赤外線センサ
装置を全体的に例示している。このセンサ装置は１対の
センサシステム147を含んでおり、各々はなべ30を対角
線で横切り、従って基体の運動径路を横切って作動す
る。各々のセンサシステムは信号発生源148及び関連す
る検出器150を含んでおり、検出器又は源のいづれかが
なべの各々のコーナーに配置されている。センサシステ
ムは商業的に入手可能なユニットであり、１つの実例
は、米国ケンタッキイ州フローレンス市のバラフインコ
ーポレーション（Baluff,Inc）によって製造された「赤
外線スルー・ビームスイッチ（Infra−Red Thru・Beam
Suitch）」の商標名で販売されている。

センサシステムの目的は基体の下方端がなべ及びその中
に保持された装填に接近するときを決定することであ
る。センサの他の目的及びその等の２対を有している理
由は、クランプ24内に保持された基体が、基体の端が正
しくくぼみ84内に入っていないような、斜めの位置にあ
るかどうかを決定することである。このような状態が検
出されれば、その基体に対するコーティング操作は失敗
し、そしてその特定の基体は作業者によって再位置づけ
のために棚22へ戻される。基体が垂直キャリッジ110上
のクランプの下方運動の際浸漬なべに近づくに従って基
体の下方端がセンサシステム147を活動化する。この点
において、コンピュータ78（第15図）は、基体の端が浸
漬なべの底部から正しい距離に保たれるのを保証し、且
つ高真空が吸上げ操作のために基体上にかけられる点を
調節するクランプのそれ以上の運動の制御を引き受け
る。

１つのセンサシステム147は基体が存在しているか、又
は浸漬なべの方に動いているかどうかを決定するように
なっていることは理解されるであろう。即ち、基体が下
降するにつれて、基体が源148から発生した信号を中断
し、従ってその信号は関連する検出器150によって受け
とられない。しかしなが、２つの協働センサシステムは
基体が正しく方向づけられているかどうかを決定する必
要がある。特に、２つのシステムは各々の検出器によっ
て発せられ、且つ受けとられる信号が互に横切り、並び
に基体の径路を横切るように位置づけされている（第12
図）。この方法では、双方の源148からそれ等の関連す
る検出器150への信号が同時に妨げられれば、コンピュ
ータ78はそれを通知され、そして基体が正しく方向づけ
られていることを指示する。しかしながら、信号が例え
ば100ミリ秒又はそれ以上の時間差をもって順次妨げら
れれば、コンピュータは基体がくぼみ84内に収容する方
向に正しく方向づけされていないことを意味していると
理解する。その場合には、コンピュータは適切な警報、
多分可聴の、多分制御板28上の光の如き可視の警報を発
し、そしてシステム20の作動を問題が修正されるまで休
止せしめる。この２つのセンサシステムは源148又は検
出器150が偶然にスラリーをはねかけられ、且つコート
された場合にも同様の様式で作動して、これによってシ
ステムの機能を妨げる。

システム20のための制御サブシステムはフレーム構造64
の前部に適切に取付けられた制御盤28上のスタートボタ
ン26と、コンピュータ78（第15図）と、センサシステム
147（第12図）と、145及び以下にシステム20の作動説明
中に提供されるべき他のものを含んでいる多数のリミッ
トスイッチとを具備している。コンピュータ78の１つの
実例は米国オハイオ州ハイランドハイツのアレン・ブラ
ッドレイカンパニイ（Allen−Bradley Company）によ
って「ミニ・ピーエルシー（Mini−PLC）」の商標名で
販売されているモデル2/15であることができ、これは実
際に、中央処理装置（cpu）又はシステム20の頭脳とし
て作用する。コンピュータ78はシステムの種々の作動段
階に関してリミットスイッチ、センサシステム14及びロ
ードセル70から情報を受けとり、そして適正な、継続的
方法でサブシステムの各々を作動するためにI/Oインタ
ーフェース158を経て適切な命令を提供する。

システム20の構造を開示したので、その作動について説
明する。

最初に、作業者はコートされるべき基体を棚22上のクラ
ンプ24の最下端に置くことによって基体クランプ24内に
手で装填する。次に作業者は同時に多数の作動を生ぜし
めるスタートボタンを押す。低い真空が初めにライン14
2を経て真空コーン32に加えられる。同時に、スラリー
計量サブシステム48が浸漬なべ30内へのスラリー装填量
を計量する。更に、突起132がストップ部材134に対して
しっかりと保持され、これによって基体をその初期の方
位に維持し、且つしっかりと保持するように空気作動器
130が付勢される。また、加圧された空気が空気ライン1
04を経てガスケット102を膨張するために導入され、こ
のガスケットによってクランプ24が基体をしっかりと保
持し、且つ支持する。

これ等の初期の作動が達成されることによって、垂直キ
ャリッジ110は棚22の頂部から約0.25インチ（6.4mm）離
して基体の底部を上昇するために垂直親ねじ120上を上
方に駆動されて、その次の水平運動のための充分な間隙
を提供する。キャリッジ110に取付けられたリミットス
イッチ160がキャリッジ108（第３図）に取付けられたカ
ム161に係合すると、垂直方向の更にそれ以上の運動は
停止されるが水平の親ねじ114が水平キャリッジ108を水
平に駆動するために回転し始めて水平キャリッジ108を
浸漬なべ30におけるくぼみ84に整合して位置づけする。

フレーム構造体64（第３図）に適切に取付けられたリミ
ットスイッチ162は基体がその位置から棚22上方をすぎ
て浸漬なべ上方の位置に移動するように浸漬なべ上方に
基体を位置づけするために設けられている。リミットス
イッチ162は水平キャリッジ108の外表面がキャリッジの
最後の運動点においてスイッチに係合するように水平キ
ャリッジ108と整合されている。リミットスイッチ162の
作動は水平親ねじ114の回転を終らすのに役立っている
ばかりでなく、再び垂直親ねじ120の回転を開始して、
垂直キャリッジ110を下方に移動し、そしてそれと共
に、基体を支持しているクランプ24を移動する。リミッ
トスイッチ162の作動はまた真空コーン32の下方運動を
開始する。モータがコンピュータ78によって作動され
て、真空コーンが下降し始めるとき、前述の如く低い真
空を発生する。真空コーン及び基体を支持しているクラ
ンプの運動は、基体の下方端が浸漬なべ内のスラリー内
に入るとき、又は僅かその前に、真空コーンが基体の上
方端を密封して包むように整合されている。これは基体
がその最終位置に達する前に基体を排気するのを助け
る。

下方に動いている基体の下方端がセンサシステム147の
平面を通過し、そしてセンサシステムを作動すると、浸
漬なべ内への基体の下方端の更にそれ以上の運動は、く
ぼみ84の底部上の約0.040インチ（約1.0mm）の位置にも
たらされるまで、コンピュータ78によって制御されるよ
うになる。同時に、今述べた如く、真空コーンは、それ
が基体の上方端を密封して包むまで下降する。基体がス
ラリー内に浸たされるに従って、真空コーン32に加えら
れている低い真空はスラリーを基体内に上方に吸引する
のに役立つ。スラリーを基体内部内に上方に吸引するこ
の工程は時折スラリーの「装填（loading）」と呼ばれ
る。基体がその底部、即ち最終位置に達した後約1 1/2
乃至２秒、即ち基体がスラリー内に入った後約1/2秒、
コンピュータは、モータを作動して、前記の如く、高真
空を発生して、この高真空がライン142を経て真空コー
ン32に加えられる。発生されるべき高真空には約１秒か
かり、そしてこの作動は充分長期間続けて、スラリーが
基体の下方部分内に完全に上方に吸引されるのを可能に
する。２つのレベルの真空を用いてスラリーを装填する
目的は基体の内部通路におけるコーティングスラリーの
「スパイキング（spiking）」を避けることである。ス
パイキングというのは加えられた初めの真空が高すぎる
ときに生ずる異常現象であり、従ってスラリーは基体の
細胞内に均等に上方に吸引されない。より詳細な説明は
係属中の米国特許出願第596,993号に提供されており、
それを参照されたい。

浸漬なべ30内のすべてのスラリーが基体内に装填された
後、垂直親ねじ120が再び作動して、垂直キャリッジ110
及びクランプ24を上方に駆動し、そして浸漬なべから離
す。しかしながら、これが行なわれているときでも、真
空コーン32はクランプと係合され、且つ高真空源に連結
されつづけている。このようにして、空気は基体を通っ
て吸引され、これによって基体の下方端において丁度沈
澱したスラリーを基体内に深く吸引し、そして基体の細
胞すべてを均一にコートする。基体に対するこの連続高
真空の適用は「拡散（spreading）」又は「分布（distr
ibution）」ステップと呼ばれ、そして約３乃至４秒、
実質的にクランプが一時休止（dwell）位置に達するの
に必要な期間続く。クランプはこの操作の間下記に説明
する如く基体の回転を許容し、且つ浸漬なべ又は他の装
置がその付近において基体の最下方端中への空気の流入
防止を生ずるいかなる障害をも除くために上昇される。
同時に、基体の反対の端を通り装填されるように定めら
れたスラリーの第２の装填は浸漬なべ30のくぼみ84内に
分配され、且つ収容される。

１ユニットとしてクランプ24及び真空コーン30の上方へ
の運動は垂直キャリッジ110上のリミットスイッチ164が
キャリッジ108上に固定されたカム165に係合するときに
終る。拡散又は分配ステップが完了したとき、高真空作
動の開始後約５乃至10秒、コーン32はクランプの上方端
から離脱し、そして前述の如くコーン32がリミットスイ
ッチ145（第４図）を作動し、且つそのホーム位置（hom
e position）において静止するまで上昇されつづける。
真空コーン32がそのホーム位置に後退するとき、コンピ
ュータ78がモータを不活動にし、これによって真空コー
ンにおける真空の存在を除去する。

この時点において、基体の両端はそれぞれ浸漬なべ30及
び真空コーン32から離れて、行なわれるべき次のステッ
プ、即ち、基体の180度回転が可能である。回転された
とき、基体の端は新しい方向に向けられ、前の下方端が
今の上方端となり、そして前の上方端が今の下方端にな
る。クランプ24及びその支持された基体は作動器130に
よって新しい位置に移動され、且つ保持され、突起132
はストップ部材136に係合する。クランプは、コンピュ
ータ78がクランプに工程において後でクランプの初期の
位置に戻るように命令するまで、作動器130によってそ
の位置に保持されつづける。

今や基体のコートされていない端が浸漬なべ30に下降す
る位置にあり、コンピュータ78は再びシステムの作動を
引き受けて、基体をくぼみ84の方へ下方に移動する。次
に基体の第１の端の装填に関して前に説明した手順が第
２の端でも繰返えされる。基体のこの第２の端に対する
装填及び乾燥ステップの完了後、クランプ24は真空コー
ン32と一緒に再び浸漬なべ30上方のクランプの最上方位
置に上昇され、その上方への運動はリミットスイッチ16
4のために再び終結される。その後、真空コーン32はク
ランプ24から離脱され、そしてリミットスイッチ145に
よって規定された如く、そのホーム位置に戻る。

リミットスイッチ164はまた空気作動器130の作動を生ぜ
しめてクランプ24を再び回転して、基体をその元の位置
に戻すのに役立つ。そこで、水平な親ねじ114が再び作
動されて、クランプを浸漬なべ上方の位置から棚22上方
の位置に移す。クランプ24の水平運動はキャリッジ108
に適切に取付けられたリミットスイッチ166がフレーム
構造64に固定されたカム167に係合するときに終結され
る。第３図及び第４図参照。更に、これは垂直な親ねじ
120を作動してクランプ24及び、これと共に、基体を下
降するので、クランプ24の下方端はその初めの方位に関
して棚の方に戻される。これが行なわれるとき、キャリ
ッジ110に取付けられたリミットスイッチ168（第３図及
び第４図）が、システム20及びすべてのそのサブシステ
ムへの電力の供給を停止するのに役立っているキリッジ
110に固定されたカム170に係合する。棚22上に収容され
た基体の下方端によって、ガスケット102への圧力が除
去されて、ガスケット102を収縮可能にし、そして基体
との係合から引っ込む。それから作業者はコートした基
体をクランプから取外すことができ、そして他のサイク
ルの装填工程のためにコートしていない基体を再びクラ
ンプ内に入れる。単一の基体のコーティングのための既
述の如き全手順は約30乃至40秒の時間がかかる。

本発明の好ましい実施態様が詳細に開示されたが、明細
書に説明され、且つ添付の特許請求の範囲に規定された
如く、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく例示
された実施態様に種々の変更が行ない得ると当業者にお
いて理解されるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を具体化している製造システムの
斜視図である； 第２図は第１図に例示されたシステムの１側部の側部立
面図である、 第３図は見易くするために１部分を切断している；第１
図に例示されたシステムの前部立面図である； 第４図は第２図の例示の反対側から見た製造システムの
側部立面図である； 第５図は第１図乃至第４図に例示された製造システムの
頂部平面図である； 第６図は本発明のスラリータンク及び循環サブシステム
の概略的な流れ線図である； 第７図及び第８図はスラリー計量サブシステムの異なる
実施態様を例示している、概略的に示したいくつかの部
分に関する詳細な側部立面図である； 第９図は本発明の製造システムと共に利用されたスラリ
ー浸漬なべの頂部平面図である； 第10図は第９図のほぼ10〜10線に沿って見たときの断面
図である； 第11図はコーティング工程中の基体と真空コーンの作動
的関係を例示している、いくつかの部分を切断し、断面
で示した、詳細な側部立体面図である； 第12図は第９図及び第10図の浸漬なべと、これに関連し
ているセンサ装置を例示している詳細な頂部平面図であ
る； 第13図は180度の円弧を通り基体を回転するための基体
クランプ及び回転インデックスアームを例示している斜
視図である； 第14図は第13図のほぼ14−14線に沿って見たときの断面
図である；そして 第15図は本発明の原理を具体化している製造システムを
操作する制御サブシステムの概略図である。 20……システム 21……基体 22……棚 28……制御盤 30……浸漬なべ 32……真空コーン 34……スラリータンク 35……循環サブシステム 36……ジャケット 46……脈動ダンパー 48……スラリー計量サブシステム 50……袋 52……バランスアーム 66……釣り合いおもり 70……ロードセル 73……取り入れライン 75A……空気ライン 78……コンピュータ 80……計量ポンプ 84……くぼみ 92……インデックスアーム 102……ガスケット 180,110……キャリッジ 118……サーボモータ 126……セグメント歯車 130……空気作動器 132……突起 134……ストップ部材 147……センサシステム 148……信号発生源 150……検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジヨン・エム・コリンズ アメリカ合衆国オハイオ州サガモアヒル ズ・キヤニオンビユー 925 (72)発明者 マイケル・ジー・カウベク アメリカ合衆国オハイオ州メイプルハイ ツ・ベバリイアベニユ− 19501 (56)参考文献 特開 昭54−112389（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−193140（ＪＰ，Ａ)

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定量の触媒を中空基体の内表面に塗布す
   る方法において、 所定量の触媒スラリーを底部を有する浸漬なべのくぼみ
   内に導入すること； 第１の開口端及び第２の開口端と、コートされるべき内
   表面とを有している中空基体であって、第１の端が該浸
   漬なべのくぼみ内に収容され、そしてスラリー内に完全
   に浸たされるように該中空基体を下降すること； 該基体をその該第１の端が該浸漬なべ内のくぼみの底部
   上方の所定の距離のところに配置されるような高さに維
   持すること； 該浸漬なべ内に含まれるすべての該スラリーを、該基体
   の該内表面をコーティングするために、該基体内に上方
   に吸引するように真空を源から該基体の該第２の端に加
   えること； 該スラリーのすべてが該浸漬なべから、該基体内に吸引
   された後該基体上に形成されたコーティングを乾燥する
   ために該基体の該第２の端に所定の時間期間の間真空を
   加えつづけること； とを特徴とする方法。
2. 【請求項２】該基体の端が、それぞれ、該浸漬なべ及び
   真空源を離れるような一時休止高さまで該基体を上昇す
   ること； 該基体をその該第１の端及び該第２の端の相対的位置が
   逆になるように回転すること； 再び所定量のスラリーを該浸漬なべのくぼみ内に導入す
   ること； 該第２の端が該浸漬なべのくぼみ内に収容され、そして
   該スラリー内に浸たされること； 該基体をその該第１の端が該浸漬なべ内の該くぼみの底
   部上方の所定の距離のところに配置されるような高さに
   維持すること； 該浸漬なべ内のすべてのスラリーを該基体の内表面をコ
   ーティングするために該基体内に上方に吸引するように
   真空を源から該基体の該第１の端に加えること； 該スラリーのすべてが該浸漬なべから該基体内に吸引さ
   れた後該基体上に形成されたコーティングを乾燥するた
   めに該基体の該第２の端に所定の時間期間の間真空を加
   えつづけること、 の追加のステップを含んでいる特許請求の範囲第１項記
   載の方法。
3. 【請求項３】該真空の該源を該基体の該第２の端から引
   っ込めること； 該基体の端が、それぞれ、該浸漬なべ及び該真空の源か
   ら離れるように該基体を一時休止高さまで再び上昇する
   こと； 該基体の該第１の端及び該第２の端をそれ等の初めの相
   対的方位に戻すために該基体を回転すること、 の追加のステップを含んでいる特許請求の範囲第２項記
   載の方法。
4. 【請求項４】該触媒スラリーを該浸漬なべの該くぼみ内
   に導入するステップにおいて必要とする所定量が該スラ
   リーの所定容積である特許請求の範囲第１項記載の方
   法。
5. 【請求項５】該触媒スラリーを該浸漬なべの該くぼみ内
   に導入するステップにおいて必要とする所定量が該スラ
   リーの所定重量である特許請求の範囲第１項記載の方
   法。
6. 【請求項６】所定量の触媒を中空基体の内表面に塗布す
   る方法において、 所定量の触媒スラリーを底部を有する浸漬なべのくぼみ
   内に導入すること； 第１の開口端及び第２の開口端と、コートされるべき内
   表面とを有している中空基体であって、第１の端が該浸
   漬なべのくぼみ内に収容され、そしてスラリー内に完全
   に浸たされるように該中空基体を下降すること； 該基体をその該第１の端が該浸漬なべ内のくぼみの底部
   上方の所定の距離のところに配置されるような高さに維
   持すること； 該浸漬なべ内に含まれるすべてのスラリーを該基体の内
   表面にコーティングするために該基体内に上方に吸引す
   るように低い初期の真空及び次に高真空を源から該基体
   の第２の端に加えること；そして 該スラリーのすべてが該浸漬なべから該基体内に吸引さ
   れた後該基体上に形成されたコーティングを乾燥するた
   めに該基体の該第２の端に所定の時間期間の間高真空を
   加えつづけること； のステップを含むことを特徴とする方法。
7. 【請求項７】所定量の触媒を中空基体の内表面に塗布す
   る方法において； 第１の所定量の触媒スラリーを浸漬なべのくぼみ内に導
   入すること； 第１の開口端及び第２の開口端と、コートされるべき内
   表面とを有している中空基体であって、該第１の端が該
   浸漬なべのくぼみ内に収容され、且つ該スラリー内に完
   全に浸たされるように該中空基体を下降すること； 該浸漬なべ内に含まれている該スラリーのすべてを該基
   体の該内表面コーティングするために該第１の端を通り
   該基体内に上方に吸引するように真空を該基体の該第２
   の端に加えること； 該真空源を該基体の該第２の端から引っ込めること； 該基体の端が、それぞれ、該浸漬なべ及び該真空源から
   離れるような一時休止高さまで該基体を上昇すること； 該基体を該基体の第１の端及び第２の端の相対的位置を
   逆にするように回転すること； 第２の所定量のスラリーを該浸漬なべの該くぼみ内に導
   入すること； 該基体の該第２の端が該浸漬なべの該くぼみ内に収容さ
   れ、且つ該スラリー内に完全に浸たされるように該基体
   を下降すること； 該浸漬なべ内に含まれている該スラリーのすべてを該基
   体の内表面にコーティングするために該第２の端を通り
   該基体内に上方に吸引するように該基体の該第１の端に
   真空を加えること； のステップを含むことを特徴とする方法。
8. 【請求項８】所定量の触媒を中空基体の内表面に塗布す
   る方法において； コートされるべき基体を、該基体を確実に係合し、且つ
   支持するように選択的に作動可能なクランプの範囲内の
   プラットフォーム上に置くこと； 該基体を確実に係合し、且つ支持するために該クランプ
   を作動すること； 該プラットフォーム上の該クランプ及び支持された該基
   体を第１の一時休止位置へ上昇すること； 該クランプ及び支持された該基体を、真空コーン及び触
   媒スラリーを収容するためのくぼみをその中に有してい
   る浸漬なべに垂直方向に整合しており、且つ該真空コー
   ンと該浸漬なべとの間にある第２の一時休止位置に移す
   こと； 所定量の該触媒スラリーを該浸漬なべの該くぼみ内に導
   入すること； 該支持された基体の第１の端が該浸漬なべの該くぼみ内
   に収容されるように該クランプを下降すること； 該基体の該第１の端が該くぼみ上方に位置づけされた平
   面を通過し、且つ該基体の走行路を横切って置かれてい
   るときに該基体の存在を検知すること； 該基体の該第１の端が該くぼみの底部上方の所定の距離
   にある作動位置に達し、且つ該触媒スラリー内に浸たさ
   れているときに該クランプの運動を終ること； 該クランプの下降ステップと同時に、該第１の端が該作
   動位置にあるとき、該基体の該第１の端の反対の該基体
   の第２の端と密封係合するように該真空コーンを下降す
   ること； 該くぼみ内の該触媒スラリーを該第１の端に最も近い該
   基体の該内表面にコートするために該基体の該第１の端
   内に完全に吸引するように真空を該真空コーンに加える
   こと； 該クランプ、該基体、及び該真空コーンを１つのユニッ
   トとして第２の一時休止位置へ上昇している間、所定の
   期間の間該真空コーンに真空を加え続けること、 但し該第２の一時休止位置において該第１の端は該浸漬
   なべによる障害から離れ、これによって該基体の該内表
   面上の該触媒スラリーの該コーティングを乾燥する； 該真空コーンへの真空を加えるのを切ること； 該真空コーンを該クランプ及び該基体から離れた後退位
   置に引っ込めること； 該基体の該第１の端及び該第２の端のそれぞれの位置に
   移すように該クランプを軸線の周りに回転すること； 再び所定量の触媒スラリーを該浸漬なべの該くぼみ内に
   導入すること； 該基体の該第２の端が該浸漬なべの該くぼみ内に収容さ
   れるように該クランプを下降すること； 該基体の該第２の端が該くぼみ上方に位置づけされた平
   面を通過し、且つ該基体の走行路を横切るとき該基体の
   存在を検知すること； 該基体の該第２の端が該基体の底部上方の所定の距離に
   ある作動位置に達し、且つ該触媒スラリー内に完全に浸
   されるとき該クランプの運動を終ること； 該クランプを下降するステップと同時に、該第２の端が
   作動位置にあるとき該基体の該第１の端と密封係合して
   該真空コーンを再び下降すること； 該くぼみ内の該触媒スラリーを該第２の端に最も近い該
   基体の内表面にコートするために該基体の該第２の端内
   に完全に吸引するように真空を該真空コーンに加えるこ
   と； 該クランプ、該基体、及び該真空コーンを１ユニットと
   して第２の一時休止位置に上昇し、これによって該基体
   の該内表面上の該触媒スラリーのコーティングを乾燥す
   る間、真空を所定の期間の間該真空コーンに加え続ける
   こと； 該真空コーンに真空を加えるのを切ること； 該クランプ及び該基体から離れた後退位置に該真空コー
   ンを引っ込めること； 該基体の該第１の端及び該第２の端のそれぞれの位置を
   移すように該クランプを軸線の周りに再び回転するこ
   と； 該クランプ及び支持された該基体を該第１の一時休止位
   置へ戻すために移動すること； 該第１の端が再び該プラットフォーム上に静置されるよ
   うに該クランプを下降すること； 該クランプを該基体から離脱すること； のステップを含むことを特徴とする方法。