塗布液供給装置
【課題】塗布液供給装置において、シールの安定性向上、吸引時間の短縮等を図る。
【解決手段】シリンジポンプ２のシリンダヘッド９の内面９ａのうち凹部底部９ｅの同一円周上に供給口１８ａ，１８ｂと吐出口１９を設ける。切換ロッド２４の先端に設けた弁板２６に供給口１８ａ，１８ｂ及び吐出口１９と対応する貫通孔２７ａ，２７ｂを設ける。切換ロッド２４はロータリアクチュエータ２３によって回転駆動され、コイルばね４８によって弁板２６がシリンダヘッド９の凹部底部９ｅに押圧される向きに弾性的に付勢される。
【解決手段】シリンジポンプ２のシリンダヘッド９の内面９ａのうち凹部底部９ｅの同一円周上に供給口１８ａ，１８ｂと吐出口１９を設ける。切換ロッド２４の先端に設けた弁板２６に供給口１８ａ，１８ｂ及び吐出口１９と対応する貫通孔２７ａ，２７ｂを設ける。切換ロッド２４はロータリアクチュエータ２３によって回転駆動され、コイルばね４８によって弁板２６がシリンダヘッド９の凹部底部９ｅに押圧される向きに弾性的に付勢される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗布液供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス基板等の板状処理物、フィルム等の表面にペースト、レジスト液、カラーフィルター用の蛍光体ペースト等の塗布液を塗布する塗工機としてダイコータが広範に使用されている。従来、塗布液タンクからダイコータに塗布液を供給する塗布液供給装置としては、特許文献１にシリンジポンプ２のヘッドに流路切換機構を一体化したものが開示されている。
【０００３】
しかし、特許文献１に開示された塗布液供給装置は、カップリングを介して切換ロッドにエアシリンダを連結し、このエアシリンダの空圧で切換ロッドに設けた弁板とシリンダヘッドとの間のシールを維持する構成であり、弁体の回転時にはシリンダヘッドとの空間をあける方式であるため、シリンダヘッドと弁板との間の摺動面のシールが安定せず、液漏れが生じるおそれがある。また、この塗布液供給装置では、塗布液タンクからの塗布液をシリンダ内に導入するための供給口が１個であるので、塗布液の吸引に要する時間が長い。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２００４５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、塗布液供給装置において、シールの安定性向上、吸引時間の短縮、及び装置の小型を図ること課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、シリンダ内で進退するピストンと、内面が前記ピストンと対向するように前記シリンダの一端に配置されたシリンダヘッドと、前記シリンダヘッドに設けられ、かつ塗布液タンクに接続された吸引ポートと、前記シリンダヘッドに設けられ、かつ塗工機に接続された吐出ポートと、前記シリンダヘッドの前記内面に開口し、前記吸引ポートと連通する供給口と、前記シリンダの内面に開口し、前記吐出ポートと連通し、かつ前記供給口と同一の第１の円上に配置された吐出口と、前記シリンダヘッドを貫通し、軸線が前記第１の円の中心を通り、かつ前記シリンダの内面側に位置する一端に弁板を備える切換ロッドと、前記弁板に設けられ、かつ前記第１の円と同心かつ同径の第２の円上に配置された貫通孔と、前記切換ロッドを前記軸線周りに回転駆動するアクチュエータと、前記弁板が前記シリンダヘッドの前記内面に押圧される向きに、前記切換ロッドを弾性的に付勢するばねとを備える、塗布液供給装置を提供する。
【０００７】
塗布液タンクから塗布液を吸引する際には、アクチュエータで切換ロッドが回転駆動されることにより、弁板は貫通孔が供給口と一致する角度位置となる。ピストンがシリンダ内の容積を増加させる方向に移動し、塗布液タンクからの塗布液は吸引ポートを経て供給口からシリンダ内に吸引される。一方、塗工機に塗布液を吐出する際には、アクチュエータで切換ロッドが回転駆動されることにより、弁板は貫通孔が吐出口と一致する角度位置となる。ピストンがシリンダ内の容積を減少させる方向に移動し、シリンダ内の塗布液は吐出口を経て吐出ポートから塗工機へ吐出される。
【０００８】
弁板はばねによって常時シリンダヘッドの内面に押圧される。詳細には、貫通孔が供給口と一致する角度位置から貫通孔が吐出口と一致する角度位置へ弁板が回転する際にも、その逆の向きに弁板が回転する際にも、弁板はシリンダヘッドの内面に押圧された状態を維持する。従って、カップリングを介して切換ロッドをエアシリンダに接続し、弁板の回転時には弁板とシリンダヘッドとの間に空間をあけて回転させ、空圧でシールを維持する場合と比較すると、シリンダヘッドの内面と弁板との間の摺動面のシールの安定性が大幅に向上し、塗布液の漏れを確実に防止できる。また、切換ロッドを進退させるエアシリンダやカップリングが不要となるので、装置の小型化及び簡素化される。さらに、ばねによる付勢力を調整するだけで、簡単に弁板をシリンダヘッドの内面に対する押圧する力を調整でき、装置の操作性が向上する。
【０００９】
好ましくは、前記供給口が複数個あり、かつ前記貫通孔が前記供給口と同数ある。
【００１０】
供給口の総断面積を増加できるので、塗布液タンクからの塗布液の吸引に要する時間を短縮できる。また、適切な流量で塗布液を吸引するために必要な総断面積を確保しつつ、個々の供給口の断面積は低減できる。個々の供給口の断面積を低減することで、弁板の寸法を小型化できる。さらに、個々の供給口の断面積を低減することで、確実なシールのために必要な供給口と吐出口の間の沿面距離を確保しつつ、供給口と吐出口のとの間の角度範囲を狭めることができる。その結果、吸引と吐出の切換のために必要な弁板の回転角度を縮小し、摺動面の摺動面積及び摺動距離を低減できる。
【００１１】
さらに好ましくは、前記供給口は前記第１の円の前記中心に対して点対称に配置されている。
【００１２】
塗布液タンクからの圧力は弁板の複数個所に均一に作用する。その結果、シリンダヘッドの内面と弁板との間の摺動面のシールの安定性がより向上する。
【００１３】
例えば、前記供給口が２個あり、これら２個の供給口は前記第１の円の前記中心周りに１８０°の角度間隔を隔てて配置される。
【００１４】
前記シリンダヘッドの内面と前記弁板との間に、前記シリンダヘッド又は前記弁板に固定された耐磨耗性を有する固定板が介在していてもよい。
【００１５】
前記ばねによる押圧力は、前記弁体と前記シリンダヘッドの間にシール膜兼潤滑膜として機能する前記塗布液の膜が形成されるように設定されている。そのため、弁体が回転するときに、シリンダヘッドの内面と弁板との間の摺動面に広範囲に塗布液を供給でき、この摺動面の全面にシール膜兼潤滑膜として機能する塗布液の潤滑膜が形成される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の塗布液供給装置では、ばねによって弁板がシリンダヘッドの内面に押圧される向きに切換ロッドを弾性的に付勢するので、シリンダヘッドの内面と弁板との間の摺動面のシールの安定性を向上できると共に、装置を小型化及び簡素化できる。また、複数個の供給口を設けることで、摺動面のシールの安定性向上、吸引時間の短縮、弁板の寸法の小型化、並びに摺動面の摺動面積及び摺動距離の低減を実現できる。さらに、供給口を点対称に配置することで、シリンダヘッドの内面と弁板との間の摺動面のシールの安定性をさらに向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１８】
図１を参照すると、塗布液供給装置１は、シリンジポンプ２、切換装置３、及びコントローラ４を備える。
【００１９】
シリンジポンプ２は、シリンダ６、直動型のアクチュエータ７で駆動されてシリンダ６内で進退するピストン８、内面９ａがピストン８と対向するようにシリンダ６の一端に固定されたシリンダヘッド９を備える。
【００２０】
図２から図４を併せて参照すると、本実施形態におけるシリンダヘッド９は概ね扁平な円柱状であり、外周には吸引ポート１１と吐出ポート１２が設けられている。吸引ポート１１は配管１３により塗布液タンク１６に接続され、吐出ポート１２は配管１４によりダイコータ（塗工機）１７に接続されている。シリンダヘッド９の内面９ａには断面円形の凹部９ｃが設けられている。内面９ａのうち凹部９ｃの底部を構成する部分（凹部底部９ｅ）には、２個の供給口１８ａ，１８ｂと１個の吐出口１９とがシリンダ６内の内部に開口している。供給口１８ａ，１８ｂは、シリンダヘッド９内に形成された供給流路２１ａ，２１ｂを介して吸引ポート１１と連通している。吐出口１９は、シリンダヘッド９内に形成された吐出流路２２を介して吐出ポート１２と連通している。本実施形態では、供給口１８ａ，１８ｂと吐出口１９の断面形状は、いずれも円形である。
【００２１】
図３に示すように、供給口１８ａ，１８ｂと吐出口１９は、内面９ａ上の仮想の円Ｃ１の円周上に配置されている。詳細には、２個の供給口１８ａ，１８ｂは、円Ｃ１の中心ＣＴ１周りに１８０°の角度間隔を隔てて点対称に配置されている。また、吐出口１９は個々の供給口１８ａ，１８ｂに対して円Ｃ１の中心ＣＴ１周りに９０°の角度間隔を隔てて配置されている。シリンダヘッド９には、円Ｃ１と同心の円形断面を有する差込孔９ｄが厚み方向に貫通するように設けられている。
【００２２】
切換装置３はロータリアクチュエータ２３と、このロータリアクチュエータ２３によってそれ自体の軸線Ｓ周りに回転駆動される切換ロッド２４とを備える。
【００２３】
図１、図２、及び図５を参照すると、切換ロッド２４は差込孔９ｄに挿通されることでシリンダヘッド９を貫通しており、軸線Ｓは供給口１８ａ，１８ｂと吐出口１９が配置されている円Ｃ１の中心ＣＴ１を通る。シリンダ６内（シリンダヘッド９の内面９ａ側）に位置する切換ロッド２４の一端には円盤状の弁板２６が一体に設けられている。弁板２６には２個の貫通孔２７ａ，２７ｂが設けられている。これらの貫通孔２７ａ，２７ｂは、供給口１８ａ，１８ｂと吐出口１９が配置されている円Ｃ１と同心かつ同径の仮想の円Ｃ２の円周上に配置されている。詳細には、２個の貫通孔２７ａ，２７ｂは、円Ｃ２の中心ＣＴ２周りに１８０°の角度間隔を隔てて点対称に配置されている。また、貫通孔２７ａ，２７ｂの断面形状は、供給口１８ａ，１８ｂ及び吐出口１９と同一径の円形である。
【００２４】
図２に最も明瞭に示すように、弁板２６のシリンダヘッド９と対向する面には耐磨耗性の材料からなり、かつ円盤状である、耐磨耗性を有する固定板２８が固定されている。この固定板２８には２個の貫通孔２９ａ，２９ｂが厚み方向に貫通するように設けられている。詳細には、これらの貫通孔２９ａ，２９ｂは、円Ｃ１，Ｃ２と同径の仮想の円Ｃ３の円周上に中心ＣＴ３に対して１８０°の角度間隔を隔てて点対称に配置されている。また、貫通孔２９ａ，２９ｂの断面形状は、供給口１８ａ，１８ｂ、吐出口１９、及び貫通孔２７ａ，２７ｂと同一径の円形である。固定板２８の中央には差込孔３１が設けられており、この差込孔３１には切換ロッド２４が挿通されている。また、固定板２８は一対のピン孔３２ａ，３２ｂに挿通したピン（図示せず。）により弁板２６に対して固定されている。
【００２５】
切換ロッド２４の他端には雄ねじ部３３が設けられている。また、図５に示すように、切換ロッド２４のロータリアクチュエータ２３に挿通されている部位から雄ねじ部３３にかけて、互いに平行な平坦面３４ａ，３４ｂが形成されている。切換ロッド２４の他の部分の断面形状は円形である。シリンダヘッド９の差込孔９ｄには３個のブシュ３６ａ，３６ｂ，３６ｃとＯリング３７が装着されており、これらはシリンダヘッド９の外面９ｂにボルト止めされた保持部品３８によって保持されている。Ｏリング３７によって差込孔９ｄの孔壁と切換ロッド２４の外周面の隙間のシールがなされている。
【００２６】
シリンダヘッド９の外面にはブラケット３９がボルト止めされており、このブラケット３９にロータリアクチュエータ２３のケーシング４１が固定されている。図６を参照すると、ロータリアクチュエータ２３のケーシング４１内には、２個のシリンダ室４２ａ，４２ｂが平行に設けられている。個々のシリンダ室４２ａ，４２ｂには、それぞれ第２ピストン４３ａ，４３ｂが収容されている。一方のシリンダ室４２ａは、第２ピストン４３ａにより仕切られた図において左側の第１室４２ｃと右側の第２室４２ｄとを備える。同様に、他方のシリンダ室４２ｂも、第２ピストン４３ｂにより仕切られた図において左側の第１室４２ｅと右側の第２室４２ｆとを備える。シリンダ室４２ａの第１室４２ｃとシリンダ室４２ｂの第２室４２ｆは図示しない流路を介して互いに連通している。同様に、シリンダ室４２ａの第２室４２ｄとシリンダ室４２ｂの第１室４２ｅも図示しない流路を介して互いに連通している。個々の第２ピストン４３ａ，４３ｂの片側にはラック４４が設けられている。ケーシング４１内には第２ピストン４３ａ，４３ｂのラック４４と噛合するピニオン４６が回転自在に支持されている。ピニオン４６には、前述のように平坦面３４ａ，３４ｂを有する切換ロッド２４の断面形状と対応する断面形状を有する差込孔４６ａが厚み方向に貫通するように設けられている。この差込孔４６ａに切換ロッド２４が挿通されている。ピニオン４６の回転は切換ロッド２４に伝達されるが、ピニオン４６は切換ロッド２４の軸線Ｓの方向に進退を妨げない。
【００２７】
シリンダ室４２ａの第１室４２ｃ内とシリンダ室４２ｂの第２室４２ｆ内に空気を供給すると、第２ピストン４３ａが図６において右側に移動する一方、第２ピストン４３ｂが左側に移動する。その結果、ラック４４で駆動されたピニオン４６は図６において反時計回りに回転する。シリンダ室４２ａの第２室４２ｄ内とシリンダ室４２ｂの第１室４２ｅ内に空気を供給すると、第２ピストン４３ａが図６において左側に移動する一方、第２ピストン４３ｂが右側に移動し、ラック４４で駆動されたピニオン４６は図６において時計回りに回転する。ピニオン４６と共に切換ロッド２４が軸線Ｓ周りに回転し、その結果弁板２６が円Ｃ２の中心ＣＴ２を中心に回転する。
【００２８】
図１及び図５を参照すると、ロータリアクチュエータ２３のケーシング４１のうちブラケット３９への取付部位と反対側の部位には軸受部材４７が固定されている。この軸受部材４７を厚み方向に貫通する差込孔４７ａに切換ロッド２４の他端側が差し込まれている。切換ロッド２４の雄ねじ部３３は軸受部材４７の外部に突出している。差込孔４７ａは、ロータリアクチュエータ２３に近接している側から、軸受部４７ｂ、第１拡径部４７ｃ、及び第１拡径部４７ｃより大径の第２拡径部４７ｄを備える。軸受部４７ｂは切換ロッド２４のラジアル軸受として機能する。第１拡径部４７ｃと第２拡径部４７ｄの接続部位の段部がばね座４７ｅとして機能する。コイルばね４８が第２拡径部４７ｄ内に収容されており、コイルばね４８の一端（ロータリアクチュエータ２３側の端部）はばね座４７ｅによって支持されている。また、第２拡径部４７ｄには円筒状のばね押さえ４９のつば部４９ａが摺動自在に収容されており、コイルばね４８の他端（ロータリアクチュエータ２３とは反対側の端部）はばね押さえ４９に当接している。
【００２９】
切換ロッド２４はコイルばね４８とばね押さえ４９を貫通し、雄ねじ部３３は軸受部材４７の筒状部４７ｆから外部に突出している。切換ロッド２４の軸線Ｓ方向の進退を拘束しないように、コイルばね４８とばね押さえ４９の内径は切換ロッド２４の外寸よりも十分大きく設定されている。ばね押さえ４９のつば部４９ａとは反対側の端部も、軸受部材４７の筒状部４７ｆから外部に突出している。
【００３０】
切換ロッド２４の雄ねじ部３３にはナット５１が螺合されており、このナット５１を締め込むことで、切換ロッド２４は図１において矢印Ａで示す方向にコイルばね４８によって弾性的に付勢されている。詳細には、ナット５１を締め込むと、ナット５１で押されたばね押さえ４９がばね座４７ｅに向けてコイルばね４８を圧縮する。従って、圧縮されたコイルばね４８が自然長に復帰しようとする力がばね押さえ４９を介してナット５１に伝達され、切換ロッド２４は矢印Ａ方向に付勢される。コイルばね４８の矢印Ａ方向の付勢力により、切換ロッド２４の弁板２６は固定板２８を介してシリンダヘッド９の内面９ａ（凹部底部９ｅ）に対して常時弾性的に押圧される。
【００３１】
コントローラ４は、シリンジポンプ２のピストン８を進退させるアクチュエータ７と、切換ロッド２４を回転駆動するロータリアクチュエータ２３を同期して動作するように制御する。
【００３２】
次に、本実施形態の塗布液供給装置１の動作を説明する。
【００３３】
塗布液タンク１６から塗布液を吸引する際には、ロータリアクチュエータ２３で切換ロッド２４が回転駆動されることにより、図７（Ａ）に示すように、弁板２６は個々の貫通孔２７ａ，２７ｂが固定板２８の貫通孔２９ａ，２９ｂを介して個々の供給口１８ａ，１８ｂと一致する角度位置となる。この角度位置では、吐出口１９は固定板２８の貫通孔２９ａ，２９ｂが存在しない部位で閉鎖される。弁板２６がこの角度位置となった後、アクチュエータ７によってシリンジポンプ２のピストン８がシリンダ６内の容積を増加させる方向（図１おいて右向き）に移動する。その結果、塗布液タンク１６に蓄液された塗布液の圧力（静圧）により、塗布液タンク１６から配管１３、吸引ポート１１、供給流路２１ａ，２１ｂ、供給口１８ａ，１８ｂ、貫通孔２９ａ，２９ｂ、及び貫通孔２７ａ，２７ｂを介して塗布液がシリンダ６内に吸引される。
【００３４】
次に、ダイコータ１７に塗布液を吐出する際には、ロータリアクチュエータ２３で切換ロッド２４が回転駆動されることにより、図７（Ｂ）に示すように、弁板２６は中心ＣＴ１周りに図において時計方向に９０°回転し、一方の貫通孔２７ｂが固定板２８の貫通孔２９ｂを介して吐出口１９と一致する角度位置となる。この角度位置では、供給口１８ａ，１８ｂは固定板２８の貫通孔２９ａ，２９ｂがない部位で閉鎖され、他方の貫通孔２７ａ及び貫通孔２９ａはシリンダヘッド９の内面９ａの凹部底部９ｅのうち供給口１８ａ，１８ｂも吐出口１９も存在しない部位で閉鎖される。弁板２６がこの角度位置となった後、アクチュエータ７によってシリンジポンプ２のピストン８がシリンダ６内の容積を減少させる方向（図１において左向き）に移動する。その結果、ピストン８によって加圧されたシリンダ６内の塗布液は、貫通孔２７ｂ、貫通孔２９ｂ、吐出口１９、吐出流路２２、吐出ポート１２、及び配管１４を介してダイコータ１７へ吐出される。
【００３５】
ダイコータ１７への塗布液の吐出後に再度塗布液タンク１６から塗布液を吸引する際には、弁板２６が図７（Ｂ）に示す角度位置から中心ＣＴ１周りに図において反時計方向に９０°回転し、貫通孔２７ａ，２７ｂと貫通孔２９ａ，２９ｂが供給口１８ａ，１８ｂと一致した後、シリンダ６内の容積が増加する方向にピストン８が移動する。以上のように弁板２６の回転とそれに同期したピストン８の進退を繰り返すことにより、塗布液タンク１６内の塗布液を連続的にダイコータ１７へ供給できる。
【００３６】
本実施形態の塗布液供給装置１には以下の特徴がある。
【００３７】
弁板２６及び固定板２８はコイルばね４８によって常時シリンダヘッド９の内面９ａの凹部底部９ｅに押圧される。詳細には、貫通孔２７ａ，２７ｂと貫通孔２９ａ，２９ｂが供給口１８ａ，１８ｂと一致する角度位置（図７（Ａ））から貫通孔２７ｂと貫通孔２９ｂが吐出口１９と一致する角度位置（図７（Ｂ））へ弁板２６が回転する際にも、その逆の向きに弁板２６が回転する際にも、弁板２６及び固定板２８はシリンダヘッド９の内面９ａの凹部底部９ｅに押圧された状態を維持する。従って、カップリングを介して切換ロッドをエアシリンダに接続し、空圧でシールを維持する場合と比較すると、シリンダヘッド９の内面９ａの凹部底部９ｅと固定板２８との間の摺動面のシールの安定性が大幅に向上し、塗布液の漏れを確実に防止できる。また、切換ロッド２４を進退させるためのエアシリンダやカップリングが不要となるので、装置の小型化及び簡素化される。さらに、コイルばね４８による付勢力を調整するだけで、簡単に弁板２６及び固定板２８をシリンダヘッド９の内面９ａの凹部底部９ｅに対する押圧する力を調整でき、装置の操作性が向上する。本実施形態の場合、ナット５１の締め込み量を増加させればコイルばね４８の付勢力が増加し、締め込み量を減少させればコイルばね４８の付勢力が低下する。
【００３８】
複数個（本実施形態では２個）の供給口１８ａ，１８ｂを設け、それと同数の貫通孔２７ａ，２７ｂと貫通孔２９ａ，２９ｂを設けているので、弁板２６が回転することでシリンダヘッド９の内面９ａの凹部底部９ｅと固定板２８との間の摺動面の広範囲に塗布液が入り込み、塗布液の膜がシール膜兼及び潤滑膜として機能する。図７（Ｂ）の符号θ１，θ２は弁板２６の１回の回転で摺動面に塗布液が供給される角度範囲を示す。回転を繰り返すうちに、摺動面の全面に塗布液によるシール膜兼潤滑膜が形成され、シリンダヘッド９の内面９ａの凹部底部９ｅと固定板２８との間の摺動面における液漏れや摩耗を防止できる。
【００３９】
複数の供給口１８ａ，１８ｂを設けたことにより、供給口の総断面積を増加できるので、塗布液タンク１６からの塗布液の吸引に要する時間を短縮できる。また、適切な流量で塗布液を吸引するために必要な総断面積を確保しつつ、個々の供給口１８ａ，１８ｂの断面積を低減できる。個々の供給口１８ａ，１８ｂの断面積を低減することで、弁板２６の寸法を小型化できる。さらにまた、個々の供給口１８ａ，１８ｂの断面積を低減することで、確実なシールのために必要な供給口１８ａ，１８ｂと吐出口１９の間の沿面距離（図７（Ｂ）に符号Ｌで模式的に示す。）を確保しつつ、供給口１８ａ，１８ｂと吐出口１９のとの間の角度範囲を狭めることができる（本実施形態では９０°）。その結果、吸引と吐出の切換のために必要な弁板２６の回転角度を縮小し、シリンダヘッド９の内面９ａの凹部底部９ｅと固定板２８との間の摺動面の摺動面積及び摺動距離を低減できる。
【００４０】
また、複数個（本実施形態では２個）の供給口１８ａ，１８ｂを円Ｃ１の中心ＣＴ１に対して点対称（本実施形態では中心ＣＴ１周りに１８０°の角度間隔）で配置しているので、塗布液の吸引時の塗布液タンク１６からの圧力は弁板２６の複数個所（本実施形態では２個所）に均一に作用する。その結果、シリンダヘッド９の内面９ａの凹部底部９ｅと固定板２８との間の摺動面のシールの安定性がより向上する。
【００４１】
図８はシリンダヘッド９の内面における供給口と吸込口の代案を示し、図９はそれに対応する弁板２６を示す。
【００４２】
図８を参照すると、４個の供給口１８ａ〜１８ｄと４個の吐出口１９ａ〜１９ｄが２個１対で仮想の円Ｃ１の中心ＣＴ１周りに６０°の角度間隔で配置されている。また、１個の対を構成する供給口１８ａ〜１８ｄと吐出口１９ａ〜１９ｄは中心ＣＴ１周りに３０°の角度間隔で配置されている。一方、図９を参照すると、弁板２６には４個の貫通孔２７ａ〜２７ｄが仮想の円Ｃ２の中心ＣＴ２周りに９０°の角度間隔で配置されている。なお、固定板２８には弁板２６の貫通孔２７ａ〜２７ｄと連通する４個の貫通孔２９ａ〜２９ｄが設けられている。
【００４３】
図１０（Ａ）で示すように貫通孔２７ａ〜２７ｄ及び２９ａ〜２９ｄが供給口１８ａ〜１８ｄと吐出口１９ａ〜１９ｄのいずれとも一致しない中間位置にある弁板２６及び固定板２８が反時計方向に３０°回転すると、図１０（Ｂ）に示すように、貫通孔２７ａ〜２７ｄ及び２９ａ〜２９ｄが供給口１８ａ〜１８ｄと一致して塗布液の吸込が可能な角度位置となる。逆に、図１０（Ａ）の中間位置から弁板２６及び固定板２８が時計方向に３０°回転すると、図１０（Ｃ）に示すように、貫通孔２７ａ〜２７ｄ及び２９ａ〜２９ｄが吐出口１９ａ〜１９ｄと一致して塗布液の吐出が可能な角度位置となる。
【００４４】
この代案のように、供給口及び弁板の貫通孔の個数を増加させることで、摺動面の摺動面積及び摺動距離を低減できる。
【００４５】
本発明は、前記実施形態に限定されず種々の変形が可能である。例えば、ロータリアクチュエータのピニオンと切換ロッドは切換ロッドの進退を拘束しない構造で連結すればよく、例えばキー止めを採用できる。また、切換ロッドの進退を拘束することなく切換ロッドを回動できる限り、ロータリアクチュエータは実施形態のもの以外の構成を有していてもよい。切換ロッドの回転を拘束しない限り、切換ロッドを弾性的に付勢する構成は、実施形態のコイルばね、ばね押さえ、雄ねじ部、及びナットの組み合わせ以外であってもよい。さらに、弁板は切換ロッドと一体である必要はなく別体の弁板を切換ロッドに固定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施形態に係る塗布液供給装置を示す縦断面図。
【図２】シリンダヘッド、弁板、及び固定板を示す部分分解斜視図。
【図３】シリンダヘッドのシリンダ内部から見た正面図。
【図４】図３のIV−IV線での断面図。
【図５】ロータリアクチュエータと切換ロッドを示す部分分解斜視図。
【図６】ロータリアクチュエータを示す模式的な縦断面図。
【図７】（Ａ）は吸込時のシリンダヘッドと弁板を示す正面図、（Ｂ）は吐出時のシリンダヘッドと弁板を示す正面図。
【図８】代案のシリンダヘッドを示す模式的な正面図
【図９】代案の弁板を示す模式的な正面図。
【図１０】（Ａ）は中間位置での代案のシリンダヘッドと弁板を示す模式的な正面図、（Ｂ）は吸込位置での代案のシリンダヘッドと弁板を示す模式的な正面図、（Ｃ）は吐出位置での代案のシリンダヘッドと弁板を示す模式的な正面図。
【符号の説明】
【００４７】
１ 塗布液供給装置
２ シリンジポンプ
３ 切換装置
４ コントローラ
６ シリンダ
７ アクチュエータ
８ ピストン
９ シリンダヘッド
９ａ 内面
９ｂ 外面
９ｃ 凹部
９ｄ 差込孔
９ｅ 凹部底部
１１ 吸引ポート
１２ 吐出ポート
１３，１４ 配管
１６ 塗布液タンク
１７ ダイコータ
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ 供給口
１９，１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ 吐出口
２１ａ，２１ｂ 供給流路
２２ 吐出流路
２３ ロータリアクチュエータ
２４ 切換ロッド
２６ 弁板
２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ 貫通孔
２８ 固定板
２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ 貫通孔
３１ 差込孔
３２ａ，３２ｂ ピン孔
３３ 雄ねじ部
３４ａ，３４ｂ 平坦面
３６ａ，３６ｂ，３６ｃ ブシュ
３７ Ｏリング
３８ 保持部品
３９ ブラケット
４１ ケーシング
４２ａ，４２ｂ シリンダ室
４２ｃ，４２ｅ 第１室
４２ｄ，４２ｆ 第２室
４３ａ，４３ｂ 第２ピストン
４４ ラック
４６ ピニオン
４６ａ 差込孔
４７ 軸受部材
４７ａ 差込孔
４７ｂ 軸受部
４７ｃ 第１拡径部
４７ｄ 第２拡径部
４７ｅ ばね座
４７ｆ 筒状部
４８ コイルばね
４９ ばね押さえ
４９ａ つば部
５１ ナット
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３ 円
ＣＴ１，ＣＴ２，ＣＴ３ 中心
Ｓ 軸線
θ１，θ２ 角度範囲
Ｌ 沿面距離
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗布液供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス基板等の板状処理物、フィルム等の表面にペースト、レジスト液、カラーフィルター用の蛍光体ペースト等の塗布液を塗布する塗工機としてダイコータが広範に使用されている。従来、塗布液タンクからダイコータに塗布液を供給する塗布液供給装置としては、特許文献１にシリンジポンプ２のヘッドに流路切換機構を一体化したものが開示されている。
【０００３】
しかし、特許文献１に開示された塗布液供給装置は、カップリングを介して切換ロッドにエアシリンダを連結し、このエアシリンダの空圧で切換ロッドに設けた弁板とシリンダヘッドとの間のシールを維持する構成であり、弁体の回転時にはシリンダヘッドとの空間をあける方式であるため、シリンダヘッドと弁板との間の摺動面のシールが安定せず、液漏れが生じるおそれがある。また、この塗布液供給装置では、塗布液タンクからの塗布液をシリンダ内に導入するための供給口が１個であるので、塗布液の吸引に要する時間が長い。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２００４５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、塗布液供給装置において、シールの安定性向上、吸引時間の短縮、及び装置の小型を図ること課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、シリンダ内で進退するピストンと、内面が前記ピストンと対向するように前記シリンダの一端に配置されたシリンダヘッドと、前記シリンダヘッドに設けられ、かつ塗布液タンクに接続された吸引ポートと、前記シリンダヘッドに設けられ、かつ塗工機に接続された吐出ポートと、前記シリンダヘッドの前記内面に開口し、前記吸引ポートと連通する供給口と、前記シリンダの内面に開口し、前記吐出ポートと連通し、かつ前記供給口と同一の第１の円上に配置された吐出口と、前記シリンダヘッドを貫通し、軸線が前記第１の円の中心を通り、かつ前記シリンダの内面側に位置する一端に弁板を備える切換ロッドと、前記弁板に設けられ、かつ前記第１の円と同心かつ同径の第２の円上に配置された貫通孔と、前記切換ロッドを前記軸線周りに回転駆動するアクチュエータと、前記弁板が前記シリンダヘッドの前記内面に押圧される向きに、前記切換ロッドを弾性的に付勢するばねとを備える、塗布液供給装置を提供する。
【０００７】
塗布液タンクから塗布液を吸引する際には、アクチュエータで切換ロッドが回転駆動されることにより、弁板は貫通孔が供給口と一致する角度位置となる。ピストンがシリンダ内の容積を増加させる方向に移動し、塗布液タンクからの塗布液は吸引ポートを経て供給口からシリンダ内に吸引される。一方、塗工機に塗布液を吐出する際には、アクチュエータで切換ロッドが回転駆動されることにより、弁板は貫通孔が吐出口と一致する角度位置となる。ピストンがシリンダ内の容積を減少させる方向に移動し、シリンダ内の塗布液は吐出口を経て吐出ポートから塗工機へ吐出される。
【０００８】
弁板はばねによって常時シリンダヘッドの内面に押圧される。詳細には、貫通孔が供給口と一致する角度位置から貫通孔が吐出口と一致する角度位置へ弁板が回転する際にも、その逆の向きに弁板が回転する際にも、弁板はシリンダヘッドの内面に押圧された状態を維持する。従って、カップリングを介して切換ロッドをエアシリンダに接続し、弁板の回転時には弁板とシリンダヘッドとの間に空間をあけて回転させ、空圧でシールを維持する場合と比較すると、シリンダヘッドの内面と弁板との間の摺動面のシールの安定性が大幅に向上し、塗布液の漏れを確実に防止できる。また、切換ロッドを進退させるエアシリンダやカップリングが不要となるので、装置の小型化及び簡素化される。さらに、ばねによる付勢力を調整するだけで、簡単に弁板をシリンダヘッドの内面に対する押圧する力を調整でき、装置の操作性が向上する。
【０００９】
好ましくは、前記供給口が複数個あり、かつ前記貫通孔が前記供給口と同数ある。
【００１０】
供給口の総断面積を増加できるので、塗布液タンクからの塗布液の吸引に要する時間を短縮できる。また、適切な流量で塗布液を吸引するために必要な総断面積を確保しつつ、個々の供給口の断面積は低減できる。個々の供給口の断面積を低減することで、弁板の寸法を小型化できる。さらに、個々の供給口の断面積を低減することで、確実なシールのために必要な供給口と吐出口の間の沿面距離を確保しつつ、供給口と吐出口のとの間の角度範囲を狭めることができる。その結果、吸引と吐出の切換のために必要な弁板の回転角度を縮小し、摺動面の摺動面積及び摺動距離を低減できる。
【００１１】
さらに好ましくは、前記供給口は前記第１の円の前記中心に対して点対称に配置されている。
【００１２】
塗布液タンクからの圧力は弁板の複数個所に均一に作用する。その結果、シリンダヘッドの内面と弁板との間の摺動面のシールの安定性がより向上する。
【００１３】
例えば、前記供給口が２個あり、これら２個の供給口は前記第１の円の前記中心周りに１８０°の角度間隔を隔てて配置される。
【００１４】
前記シリンダヘッドの内面と前記弁板との間に、前記シリンダヘッド又は前記弁板に固定された耐磨耗性を有する固定板が介在していてもよい。
【００１５】
前記ばねによる押圧力は、前記弁体と前記シリンダヘッドの間にシール膜兼潤滑膜として機能する前記塗布液の膜が形成されるように設定されている。そのため、弁体が回転するときに、シリンダヘッドの内面と弁板との間の摺動面に広範囲に塗布液を供給でき、この摺動面の全面にシール膜兼潤滑膜として機能する塗布液の潤滑膜が形成される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の塗布液供給装置では、ばねによって弁板がシリンダヘッドの内面に押圧される向きに切換ロッドを弾性的に付勢するので、シリンダヘッドの内面と弁板との間の摺動面のシールの安定性を向上できると共に、装置を小型化及び簡素化できる。また、複数個の供給口を設けることで、摺動面のシールの安定性向上、吸引時間の短縮、弁板の寸法の小型化、並びに摺動面の摺動面積及び摺動距離の低減を実現できる。さらに、供給口を点対称に配置することで、シリンダヘッドの内面と弁板との間の摺動面のシールの安定性をさらに向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１８】
図１を参照すると、塗布液供給装置１は、シリンジポンプ２、切換装置３、及びコントローラ４を備える。
【００１９】
シリンジポンプ２は、シリンダ６、直動型のアクチュエータ７で駆動されてシリンダ６内で進退するピストン８、内面９ａがピストン８と対向するようにシリンダ６の一端に固定されたシリンダヘッド９を備える。
【００２０】
図２から図４を併せて参照すると、本実施形態におけるシリンダヘッド９は概ね扁平な円柱状であり、外周には吸引ポート１１と吐出ポート１２が設けられている。吸引ポート１１は配管１３により塗布液タンク１６に接続され、吐出ポート１２は配管１４によりダイコータ（塗工機）１７に接続されている。シリンダヘッド９の内面９ａには断面円形の凹部９ｃが設けられている。内面９ａのうち凹部９ｃの底部を構成する部分（凹部底部９ｅ）には、２個の供給口１８ａ，１８ｂと１個の吐出口１９とがシリンダ６内の内部に開口している。供給口１８ａ，１８ｂは、シリンダヘッド９内に形成された供給流路２１ａ，２１ｂを介して吸引ポート１１と連通している。吐出口１９は、シリンダヘッド９内に形成された吐出流路２２を介して吐出ポート１２と連通している。本実施形態では、供給口１８ａ，１８ｂと吐出口１９の断面形状は、いずれも円形である。
【００２１】
図３に示すように、供給口１８ａ，１８ｂと吐出口１９は、内面９ａ上の仮想の円Ｃ１の円周上に配置されている。詳細には、２個の供給口１８ａ，１８ｂは、円Ｃ１の中心ＣＴ１周りに１８０°の角度間隔を隔てて点対称に配置されている。また、吐出口１９は個々の供給口１８ａ，１８ｂに対して円Ｃ１の中心ＣＴ１周りに９０°の角度間隔を隔てて配置されている。シリンダヘッド９には、円Ｃ１と同心の円形断面を有する差込孔９ｄが厚み方向に貫通するように設けられている。
【００２２】
切換装置３はロータリアクチュエータ２３と、このロータリアクチュエータ２３によってそれ自体の軸線Ｓ周りに回転駆動される切換ロッド２４とを備える。
【００２３】
図１、図２、及び図５を参照すると、切換ロッド２４は差込孔９ｄに挿通されることでシリンダヘッド９を貫通しており、軸線Ｓは供給口１８ａ，１８ｂと吐出口１９が配置されている円Ｃ１の中心ＣＴ１を通る。シリンダ６内（シリンダヘッド９の内面９ａ側）に位置する切換ロッド２４の一端には円盤状の弁板２６が一体に設けられている。弁板２６には２個の貫通孔２７ａ，２７ｂが設けられている。これらの貫通孔２７ａ，２７ｂは、供給口１８ａ，１８ｂと吐出口１９が配置されている円Ｃ１と同心かつ同径の仮想の円Ｃ２の円周上に配置されている。詳細には、２個の貫通孔２７ａ，２７ｂは、円Ｃ２の中心ＣＴ２周りに１８０°の角度間隔を隔てて点対称に配置されている。また、貫通孔２７ａ，２７ｂの断面形状は、供給口１８ａ，１８ｂ及び吐出口１９と同一径の円形である。
【００２４】
図２に最も明瞭に示すように、弁板２６のシリンダヘッド９と対向する面には耐磨耗性の材料からなり、かつ円盤状である、耐磨耗性を有する固定板２８が固定されている。この固定板２８には２個の貫通孔２９ａ，２９ｂが厚み方向に貫通するように設けられている。詳細には、これらの貫通孔２９ａ，２９ｂは、円Ｃ１，Ｃ２と同径の仮想の円Ｃ３の円周上に中心ＣＴ３に対して１８０°の角度間隔を隔てて点対称に配置されている。また、貫通孔２９ａ，２９ｂの断面形状は、供給口１８ａ，１８ｂ、吐出口１９、及び貫通孔２７ａ，２７ｂと同一径の円形である。固定板２８の中央には差込孔３１が設けられており、この差込孔３１には切換ロッド２４が挿通されている。また、固定板２８は一対のピン孔３２ａ，３２ｂに挿通したピン（図示せず。）により弁板２６に対して固定されている。
【００２５】
切換ロッド２４の他端には雄ねじ部３３が設けられている。また、図５に示すように、切換ロッド２４のロータリアクチュエータ２３に挿通されている部位から雄ねじ部３３にかけて、互いに平行な平坦面３４ａ，３４ｂが形成されている。切換ロッド２４の他の部分の断面形状は円形である。シリンダヘッド９の差込孔９ｄには３個のブシュ３６ａ，３６ｂ，３６ｃとＯリング３７が装着されており、これらはシリンダヘッド９の外面９ｂにボルト止めされた保持部品３８によって保持されている。Ｏリング３７によって差込孔９ｄの孔壁と切換ロッド２４の外周面の隙間のシールがなされている。
【００２６】
シリンダヘッド９の外面にはブラケット３９がボルト止めされており、このブラケット３９にロータリアクチュエータ２３のケーシング４１が固定されている。図６を参照すると、ロータリアクチュエータ２３のケーシング４１内には、２個のシリンダ室４２ａ，４２ｂが平行に設けられている。個々のシリンダ室４２ａ，４２ｂには、それぞれ第２ピストン４３ａ，４３ｂが収容されている。一方のシリンダ室４２ａは、第２ピストン４３ａにより仕切られた図において左側の第１室４２ｃと右側の第２室４２ｄとを備える。同様に、他方のシリンダ室４２ｂも、第２ピストン４３ｂにより仕切られた図において左側の第１室４２ｅと右側の第２室４２ｆとを備える。シリンダ室４２ａの第１室４２ｃとシリンダ室４２ｂの第２室４２ｆは図示しない流路を介して互いに連通している。同様に、シリンダ室４２ａの第２室４２ｄとシリンダ室４２ｂの第１室４２ｅも図示しない流路を介して互いに連通している。個々の第２ピストン４３ａ，４３ｂの片側にはラック４４が設けられている。ケーシング４１内には第２ピストン４３ａ，４３ｂのラック４４と噛合するピニオン４６が回転自在に支持されている。ピニオン４６には、前述のように平坦面３４ａ，３４ｂを有する切換ロッド２４の断面形状と対応する断面形状を有する差込孔４６ａが厚み方向に貫通するように設けられている。この差込孔４６ａに切換ロッド２４が挿通されている。ピニオン４６の回転は切換ロッド２４に伝達されるが、ピニオン４６は切換ロッド２４の軸線Ｓの方向に進退を妨げない。
【００２７】
シリンダ室４２ａの第１室４２ｃ内とシリンダ室４２ｂの第２室４２ｆ内に空気を供給すると、第２ピストン４３ａが図６において右側に移動する一方、第２ピストン４３ｂが左側に移動する。その結果、ラック４４で駆動されたピニオン４６は図６において反時計回りに回転する。シリンダ室４２ａの第２室４２ｄ内とシリンダ室４２ｂの第１室４２ｅ内に空気を供給すると、第２ピストン４３ａが図６において左側に移動する一方、第２ピストン４３ｂが右側に移動し、ラック４４で駆動されたピニオン４６は図６において時計回りに回転する。ピニオン４６と共に切換ロッド２４が軸線Ｓ周りに回転し、その結果弁板２６が円Ｃ２の中心ＣＴ２を中心に回転する。
【００２８】
図１及び図５を参照すると、ロータリアクチュエータ２３のケーシング４１のうちブラケット３９への取付部位と反対側の部位には軸受部材４７が固定されている。この軸受部材４７を厚み方向に貫通する差込孔４７ａに切換ロッド２４の他端側が差し込まれている。切換ロッド２４の雄ねじ部３３は軸受部材４７の外部に突出している。差込孔４７ａは、ロータリアクチュエータ２３に近接している側から、軸受部４７ｂ、第１拡径部４７ｃ、及び第１拡径部４７ｃより大径の第２拡径部４７ｄを備える。軸受部４７ｂは切換ロッド２４のラジアル軸受として機能する。第１拡径部４７ｃと第２拡径部４７ｄの接続部位の段部がばね座４７ｅとして機能する。コイルばね４８が第２拡径部４７ｄ内に収容されており、コイルばね４８の一端（ロータリアクチュエータ２３側の端部）はばね座４７ｅによって支持されている。また、第２拡径部４７ｄには円筒状のばね押さえ４９のつば部４９ａが摺動自在に収容されており、コイルばね４８の他端（ロータリアクチュエータ２３とは反対側の端部）はばね押さえ４９に当接している。
【００２９】
切換ロッド２４はコイルばね４８とばね押さえ４９を貫通し、雄ねじ部３３は軸受部材４７の筒状部４７ｆから外部に突出している。切換ロッド２４の軸線Ｓ方向の進退を拘束しないように、コイルばね４８とばね押さえ４９の内径は切換ロッド２４の外寸よりも十分大きく設定されている。ばね押さえ４９のつば部４９ａとは反対側の端部も、軸受部材４７の筒状部４７ｆから外部に突出している。
【００３０】
切換ロッド２４の雄ねじ部３３にはナット５１が螺合されており、このナット５１を締め込むことで、切換ロッド２４は図１において矢印Ａで示す方向にコイルばね４８によって弾性的に付勢されている。詳細には、ナット５１を締め込むと、ナット５１で押されたばね押さえ４９がばね座４７ｅに向けてコイルばね４８を圧縮する。従って、圧縮されたコイルばね４８が自然長に復帰しようとする力がばね押さえ４９を介してナット５１に伝達され、切換ロッド２４は矢印Ａ方向に付勢される。コイルばね４８の矢印Ａ方向の付勢力により、切換ロッド２４の弁板２６は固定板２８を介してシリンダヘッド９の内面９ａ（凹部底部９ｅ）に対して常時弾性的に押圧される。
【００３１】
コントローラ４は、シリンジポンプ２のピストン８を進退させるアクチュエータ７と、切換ロッド２４を回転駆動するロータリアクチュエータ２３を同期して動作するように制御する。
【００３２】
次に、本実施形態の塗布液供給装置１の動作を説明する。
【００３３】
塗布液タンク１６から塗布液を吸引する際には、ロータリアクチュエータ２３で切換ロッド２４が回転駆動されることにより、図７（Ａ）に示すように、弁板２６は個々の貫通孔２７ａ，２７ｂが固定板２８の貫通孔２９ａ，２９ｂを介して個々の供給口１８ａ，１８ｂと一致する角度位置となる。この角度位置では、吐出口１９は固定板２８の貫通孔２９ａ，２９ｂが存在しない部位で閉鎖される。弁板２６がこの角度位置となった後、アクチュエータ７によってシリンジポンプ２のピストン８がシリンダ６内の容積を増加させる方向（図１おいて右向き）に移動する。その結果、塗布液タンク１６に蓄液された塗布液の圧力（静圧）により、塗布液タンク１６から配管１３、吸引ポート１１、供給流路２１ａ，２１ｂ、供給口１８ａ，１８ｂ、貫通孔２９ａ，２９ｂ、及び貫通孔２７ａ，２７ｂを介して塗布液がシリンダ６内に吸引される。
【００３４】
次に、ダイコータ１７に塗布液を吐出する際には、ロータリアクチュエータ２３で切換ロッド２４が回転駆動されることにより、図７（Ｂ）に示すように、弁板２６は中心ＣＴ１周りに図において時計方向に９０°回転し、一方の貫通孔２７ｂが固定板２８の貫通孔２９ｂを介して吐出口１９と一致する角度位置となる。この角度位置では、供給口１８ａ，１８ｂは固定板２８の貫通孔２９ａ，２９ｂがない部位で閉鎖され、他方の貫通孔２７ａ及び貫通孔２９ａはシリンダヘッド９の内面９ａの凹部底部９ｅのうち供給口１８ａ，１８ｂも吐出口１９も存在しない部位で閉鎖される。弁板２６がこの角度位置となった後、アクチュエータ７によってシリンジポンプ２のピストン８がシリンダ６内の容積を減少させる方向（図１において左向き）に移動する。その結果、ピストン８によって加圧されたシリンダ６内の塗布液は、貫通孔２７ｂ、貫通孔２９ｂ、吐出口１９、吐出流路２２、吐出ポート１２、及び配管１４を介してダイコータ１７へ吐出される。
【００３５】
ダイコータ１７への塗布液の吐出後に再度塗布液タンク１６から塗布液を吸引する際には、弁板２６が図７（Ｂ）に示す角度位置から中心ＣＴ１周りに図において反時計方向に９０°回転し、貫通孔２７ａ，２７ｂと貫通孔２９ａ，２９ｂが供給口１８ａ，１８ｂと一致した後、シリンダ６内の容積が増加する方向にピストン８が移動する。以上のように弁板２６の回転とそれに同期したピストン８の進退を繰り返すことにより、塗布液タンク１６内の塗布液を連続的にダイコータ１７へ供給できる。
【００３６】
本実施形態の塗布液供給装置１には以下の特徴がある。
【００３７】
弁板２６及び固定板２８はコイルばね４８によって常時シリンダヘッド９の内面９ａの凹部底部９ｅに押圧される。詳細には、貫通孔２７ａ，２７ｂと貫通孔２９ａ，２９ｂが供給口１８ａ，１８ｂと一致する角度位置（図７（Ａ））から貫通孔２７ｂと貫通孔２９ｂが吐出口１９と一致する角度位置（図７（Ｂ））へ弁板２６が回転する際にも、その逆の向きに弁板２６が回転する際にも、弁板２６及び固定板２８はシリンダヘッド９の内面９ａの凹部底部９ｅに押圧された状態を維持する。従って、カップリングを介して切換ロッドをエアシリンダに接続し、空圧でシールを維持する場合と比較すると、シリンダヘッド９の内面９ａの凹部底部９ｅと固定板２８との間の摺動面のシールの安定性が大幅に向上し、塗布液の漏れを確実に防止できる。また、切換ロッド２４を進退させるためのエアシリンダやカップリングが不要となるので、装置の小型化及び簡素化される。さらに、コイルばね４８による付勢力を調整するだけで、簡単に弁板２６及び固定板２８をシリンダヘッド９の内面９ａの凹部底部９ｅに対する押圧する力を調整でき、装置の操作性が向上する。本実施形態の場合、ナット５１の締め込み量を増加させればコイルばね４８の付勢力が増加し、締め込み量を減少させればコイルばね４８の付勢力が低下する。
【００３８】
複数個（本実施形態では２個）の供給口１８ａ，１８ｂを設け、それと同数の貫通孔２７ａ，２７ｂと貫通孔２９ａ，２９ｂを設けているので、弁板２６が回転することでシリンダヘッド９の内面９ａの凹部底部９ｅと固定板２８との間の摺動面の広範囲に塗布液が入り込み、塗布液の膜がシール膜兼及び潤滑膜として機能する。図７（Ｂ）の符号θ１，θ２は弁板２６の１回の回転で摺動面に塗布液が供給される角度範囲を示す。回転を繰り返すうちに、摺動面の全面に塗布液によるシール膜兼潤滑膜が形成され、シリンダヘッド９の内面９ａの凹部底部９ｅと固定板２８との間の摺動面における液漏れや摩耗を防止できる。
【００３９】
複数の供給口１８ａ，１８ｂを設けたことにより、供給口の総断面積を増加できるので、塗布液タンク１６からの塗布液の吸引に要する時間を短縮できる。また、適切な流量で塗布液を吸引するために必要な総断面積を確保しつつ、個々の供給口１８ａ，１８ｂの断面積を低減できる。個々の供給口１８ａ，１８ｂの断面積を低減することで、弁板２６の寸法を小型化できる。さらにまた、個々の供給口１８ａ，１８ｂの断面積を低減することで、確実なシールのために必要な供給口１８ａ，１８ｂと吐出口１９の間の沿面距離（図７（Ｂ）に符号Ｌで模式的に示す。）を確保しつつ、供給口１８ａ，１８ｂと吐出口１９のとの間の角度範囲を狭めることができる（本実施形態では９０°）。その結果、吸引と吐出の切換のために必要な弁板２６の回転角度を縮小し、シリンダヘッド９の内面９ａの凹部底部９ｅと固定板２８との間の摺動面の摺動面積及び摺動距離を低減できる。
【００４０】
また、複数個（本実施形態では２個）の供給口１８ａ，１８ｂを円Ｃ１の中心ＣＴ１に対して点対称（本実施形態では中心ＣＴ１周りに１８０°の角度間隔）で配置しているので、塗布液の吸引時の塗布液タンク１６からの圧力は弁板２６の複数個所（本実施形態では２個所）に均一に作用する。その結果、シリンダヘッド９の内面９ａの凹部底部９ｅと固定板２８との間の摺動面のシールの安定性がより向上する。
【００４１】
図８はシリンダヘッド９の内面における供給口と吸込口の代案を示し、図９はそれに対応する弁板２６を示す。
【００４２】
図８を参照すると、４個の供給口１８ａ〜１８ｄと４個の吐出口１９ａ〜１９ｄが２個１対で仮想の円Ｃ１の中心ＣＴ１周りに６０°の角度間隔で配置されている。また、１個の対を構成する供給口１８ａ〜１８ｄと吐出口１９ａ〜１９ｄは中心ＣＴ１周りに３０°の角度間隔で配置されている。一方、図９を参照すると、弁板２６には４個の貫通孔２７ａ〜２７ｄが仮想の円Ｃ２の中心ＣＴ２周りに９０°の角度間隔で配置されている。なお、固定板２８には弁板２６の貫通孔２７ａ〜２７ｄと連通する４個の貫通孔２９ａ〜２９ｄが設けられている。
【００４３】
図１０（Ａ）で示すように貫通孔２７ａ〜２７ｄ及び２９ａ〜２９ｄが供給口１８ａ〜１８ｄと吐出口１９ａ〜１９ｄのいずれとも一致しない中間位置にある弁板２６及び固定板２８が反時計方向に３０°回転すると、図１０（Ｂ）に示すように、貫通孔２７ａ〜２７ｄ及び２９ａ〜２９ｄが供給口１８ａ〜１８ｄと一致して塗布液の吸込が可能な角度位置となる。逆に、図１０（Ａ）の中間位置から弁板２６及び固定板２８が時計方向に３０°回転すると、図１０（Ｃ）に示すように、貫通孔２７ａ〜２７ｄ及び２９ａ〜２９ｄが吐出口１９ａ〜１９ｄと一致して塗布液の吐出が可能な角度位置となる。
【００４４】
この代案のように、供給口及び弁板の貫通孔の個数を増加させることで、摺動面の摺動面積及び摺動距離を低減できる。
【００４５】
本発明は、前記実施形態に限定されず種々の変形が可能である。例えば、ロータリアクチュエータのピニオンと切換ロッドは切換ロッドの進退を拘束しない構造で連結すればよく、例えばキー止めを採用できる。また、切換ロッドの進退を拘束することなく切換ロッドを回動できる限り、ロータリアクチュエータは実施形態のもの以外の構成を有していてもよい。切換ロッドの回転を拘束しない限り、切換ロッドを弾性的に付勢する構成は、実施形態のコイルばね、ばね押さえ、雄ねじ部、及びナットの組み合わせ以外であってもよい。さらに、弁板は切換ロッドと一体である必要はなく別体の弁板を切換ロッドに固定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施形態に係る塗布液供給装置を示す縦断面図。
【図２】シリンダヘッド、弁板、及び固定板を示す部分分解斜視図。
【図３】シリンダヘッドのシリンダ内部から見た正面図。
【図４】図３のIV−IV線での断面図。
【図５】ロータリアクチュエータと切換ロッドを示す部分分解斜視図。
【図６】ロータリアクチュエータを示す模式的な縦断面図。
【図７】（Ａ）は吸込時のシリンダヘッドと弁板を示す正面図、（Ｂ）は吐出時のシリンダヘッドと弁板を示す正面図。
【図８】代案のシリンダヘッドを示す模式的な正面図
【図９】代案の弁板を示す模式的な正面図。
【図１０】（Ａ）は中間位置での代案のシリンダヘッドと弁板を示す模式的な正面図、（Ｂ）は吸込位置での代案のシリンダヘッドと弁板を示す模式的な正面図、（Ｃ）は吐出位置での代案のシリンダヘッドと弁板を示す模式的な正面図。
【符号の説明】
【００４７】
１ 塗布液供給装置
２ シリンジポンプ
３ 切換装置
４ コントローラ
６ シリンダ
７ アクチュエータ
８ ピストン
９ シリンダヘッド
９ａ 内面
９ｂ 外面
９ｃ 凹部
９ｄ 差込孔
９ｅ 凹部底部
１１ 吸引ポート
１２ 吐出ポート
１３，１４ 配管
１６ 塗布液タンク
１７ ダイコータ
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ 供給口
１９，１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ 吐出口
２１ａ，２１ｂ 供給流路
２２ 吐出流路
２３ ロータリアクチュエータ
２４ 切換ロッド
２６ 弁板
２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ 貫通孔
２８ 固定板
２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ 貫通孔
３１ 差込孔
３２ａ，３２ｂ ピン孔
３３ 雄ねじ部
３４ａ，３４ｂ 平坦面
３６ａ，３６ｂ，３６ｃ ブシュ
３７ Ｏリング
３８ 保持部品
３９ ブラケット
４１ ケーシング
４２ａ，４２ｂ シリンダ室
４２ｃ，４２ｅ 第１室
４２ｄ，４２ｆ 第２室
４３ａ，４３ｂ 第２ピストン
４４ ラック
４６ ピニオン
４６ａ 差込孔
４７ 軸受部材
４７ａ 差込孔
４７ｂ 軸受部
４７ｃ 第１拡径部
４７ｄ 第２拡径部
４７ｅ ばね座
４７ｆ 筒状部
４８ コイルばね
４９ ばね押さえ
４９ａ つば部
５１ ナット
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３ 円
ＣＴ１，ＣＴ２，ＣＴ３ 中心
Ｓ 軸線
θ１，θ２ 角度範囲
Ｌ 沿面距離
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ内で進退するピストンと、
内面が前記ピストンと対向するように前記シリンダの一端に配置されたシリンダヘッドと、
前記シリンダヘッドに設けられ、かつ塗布液タンクに接続された吸引ポートと、
前記シリンダヘッドに設けられ、かつ塗工機に接続された吐出ポートと、
前記シリンダヘッドの前記内面に開口し、前記吸引ポートと連通する供給口と、
前記シリンダの内面に開口し、前記吐出ポートと連通し、かつ前記供給口と同一の第１の円上に配置された吐出口と、
前記シリンダヘッドを貫通し、軸線が前記第１の円の中心を通り、かつ前記シリンダの内面側に位置する一端に弁板を備える切換ロッドと、
前記弁板に設けられ、かつ前記第１の円と同心かつ同径の第２の円上に配置された貫通孔と、
前記切換ロッドを前記軸線周りに回転駆動するアクチュエータと、
前記弁板が前記シリンダヘッドの前記内面に押圧される向きに、前記切換ロッドを弾性的に付勢するばねと
を備える、塗布液供給装置。
【請求項２】
前記供給口が複数個あり、かつ前記貫通孔が前記供給口と同数ある、請求項１に記載の塗布液供給装置。
【請求項３】
前記供給口は前記第１の円の前記中心に対して点対称に配置されている、請求項２に記載の塗布液供給装置。
【請求項４】
前記供給口が２個あり、これら２個の供給口は前記第１の円の前記中心周りに１８０°の角度間隔を隔てて配置されている、請求項３に記載の塗布液供給装置。
【請求項５】
前記シリンダヘッドの内面と前記弁板との間に、前記シリンダヘッド又は前記弁板に固定された耐磨耗性を有する固定板が介在している、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の塗布液供給装置。
【請求項６】
前記ばねによる押圧力は、前記弁体と前記シリンダヘッドの間にシール膜兼潤滑膜として機能する前記塗布液の膜が形成されるように設定されている、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の塗布液供給装置。
【請求項１】
シリンダ内で進退するピストンと、
内面が前記ピストンと対向するように前記シリンダの一端に配置されたシリンダヘッドと、
前記シリンダヘッドに設けられ、かつ塗布液タンクに接続された吸引ポートと、
前記シリンダヘッドに設けられ、かつ塗工機に接続された吐出ポートと、
前記シリンダヘッドの前記内面に開口し、前記吸引ポートと連通する供給口と、
前記シリンダの内面に開口し、前記吐出ポートと連通し、かつ前記供給口と同一の第１の円上に配置された吐出口と、
前記シリンダヘッドを貫通し、軸線が前記第１の円の中心を通り、かつ前記シリンダの内面側に位置する一端に弁板を備える切換ロッドと、
前記弁板に設けられ、かつ前記第１の円と同心かつ同径の第２の円上に配置された貫通孔と、
前記切換ロッドを前記軸線周りに回転駆動するアクチュエータと、
前記弁板が前記シリンダヘッドの前記内面に押圧される向きに、前記切換ロッドを弾性的に付勢するばねと
を備える、塗布液供給装置。
【請求項２】
前記供給口が複数個あり、かつ前記貫通孔が前記供給口と同数ある、請求項１に記載の塗布液供給装置。
【請求項３】
前記供給口は前記第１の円の前記中心に対して点対称に配置されている、請求項２に記載の塗布液供給装置。
【請求項４】
前記供給口が２個あり、これら２個の供給口は前記第１の円の前記中心周りに１８０°の角度間隔を隔てて配置されている、請求項３に記載の塗布液供給装置。
【請求項５】
前記シリンダヘッドの内面と前記弁板との間に、前記シリンダヘッド又は前記弁板に固定された耐磨耗性を有する固定板が介在している、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の塗布液供給装置。
【請求項６】
前記ばねによる押圧力は、前記弁体と前記シリンダヘッドの間にシール膜兼潤滑膜として機能する前記塗布液の膜が形成されるように設定されている、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の塗布液供給装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−１７８８１６（Ｐ２００８−１７８８１６Ａ）
【公開日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１５０４４（Ｐ２００７−１５０４４）
【出願日】平成１９年１月２５日（２００７．１．２５）
【出願人】（０００２１１１２３）中外炉工業株式会社 (170)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月２５日（２００７．１．２５）
【出願人】（０００２１１１２３）中外炉工業株式会社 (170)
【Ｆターム（参考）】
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