JP2014058987A - Valve, and coating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、供給を受けた流体を下流側に圧送するバルブに関する。 The present invention relates to a valve that pumps a supplied fluid downstream.
こうしたバルブは、下流側への流体圧送を間欠的に行えることから、例えば、塗工液を吹き付けた吹き付け痕を塗工液層として基材に間欠的に形成する塗工装置に多用される。こうした塗工装置の適用範囲は広まりつつある。例えば、リチウム−イオン電池製造工程において、長尺のアルミ箔等の基材に電極材料である黒鉛、コークス等の分散液を間欠的に吹き付け塗工する手法が提案されている(例えば、下記特許文献1)。こうした手法は、プロトン伝導性を有する電解質膜(例えば、固体高分子膜)の両膜面にアノードとカソードの両電極を薄膜形成した膜電極接合体にも適用できる。 Since such a valve can intermittently perform fluid pumping to the downstream side, for example, it is frequently used in a coating apparatus that intermittently forms a spray mark sprayed with a coating liquid on a substrate as a coating liquid layer. The application range of such a coating apparatus is expanding. For example, in a lithium-ion battery manufacturing process, a technique has been proposed in which a dispersion liquid such as graphite or coke as an electrode material is intermittently sprayed onto a base material such as a long aluminum foil (for example, the following patents) Reference 1). Such a technique can also be applied to a membrane electrode assembly in which both anode and cathode electrodes are formed as thin films on both membrane surfaces of an electrolyte membrane (for example, a solid polymer membrane) having proton conductivity.
ところで、上記の特許文献で提案されたバルブ構成は、その明細書に明記されているように、バルブ構成材の板厚等のスペックを塗工液の粘度に応じて設定している。このため、粘度変化を来さないようにした塗工液の間欠塗工には支障はないものの、塗工液の粘度変化が起きる状況では、こうした粘度変化への対応が困難となる。 Incidentally, in the valve configuration proposed in the above-mentioned patent document, the specifications such as the plate thickness of the valve constituent material are set according to the viscosity of the coating liquid, as specified in the specification. For this reason, although there is no hindrance to the intermittent application of the coating liquid so as not to cause the viscosity change, it is difficult to cope with the viscosity change in a situation where the viscosity change of the coating liquid occurs.
上記した目的の少なくとも一部を達成するために、本発明は、以下の適用例として実施することができる。 In order to achieve at least a part of the above object, the present invention can be implemented as the following application examples.
(1)本発明の一形態によれば、流体供給源から供給を受けた流体を供給圧に基づいて下流側に送り込むバルブが提供される。このバルブは、シリンダーと、該シリンダーに組み込まれて前記シリンダーを前記流体の供給を受ける1次側と流体の圧送側の2次側とに区画した上で、シリンダー内周壁に沿って摺動しつつシリンダー軸心方向に進退するよう駆動可能とされ、前記1次側から前記2次側に貫通した流体通過孔を有する第1弁体と、前記第1弁体に対して相対的に駆動可能とされ、該相対的な駆動により前記流体通過孔の開口状況を前記流体通過孔の閉塞を含めて可変する第2弁体と、前記第1弁体の前記シリンダー軸心方向の駆動制御と前記開口状況を可変する前記第2弁体の相対的な駆動制御とを併用して、前記流体通過孔を経た前記1次側から前記2次側への流体通過と前記2次側に通過した流体の下流側への送り込みを図る弁体制御部とを備える。上記形態のバルブでは、シリンダーの2次側に通過した流体を供給圧に基づいて下流側に送り込む際の上記制御、つまり、第1弁体をシリンダー軸心方向に進退駆動する制御と、流体通過孔の開口状況を可変に第2弁体を第1弁体に対して相対的に駆動する制御とにおいて、何らかの制御意図を持たせた制御を可能とする。そして、シリンダー軸心方向の第1弁体の進退駆動および流体通過孔の開口状況の可変をもたらす第2弁体の相対的な駆動は、流体送り込みの状況に影響を及ぼす。この結果、上記形態のバルブによれば、流体の粘度変化に対応した制御意図を持った弁体制御をなすことで、その制御意図に沿った流体送り込みが可能となることから、流体の粘度変化に対応させた下流側への流体送り込みを図ることが可能となる。この他、流体の粘度が変化しないような機器構成やその制御も不要となる。 (1) According to one aspect of the present invention, there is provided a valve that feeds fluid supplied from a fluid supply source downstream based on supply pressure. The valve is slid along the inner peripheral wall of the cylinder after being divided into a cylinder and a primary side that receives the fluid supply and a secondary side that is a pressure-feeding side of the fluid. The first valve body having a fluid passage hole penetrating from the primary side to the secondary side can be driven relatively to the first valve body. A second valve body that changes the opening state of the fluid passage hole including the blockage of the fluid passage hole by the relative driving, drive control of the first valve body in the cylinder axial direction, and the Combined with the relative drive control of the second valve body that varies the opening state, the fluid passing from the primary side to the secondary side through the fluid passage hole and the fluid passing to the secondary side The valve body control part which aims at sending to the downstream of this. In the valve of the above aspect, the above control when the fluid that has passed to the secondary side of the cylinder is sent to the downstream side based on the supply pressure, that is, the control that drives the first valve body to move forward and backward in the cylinder axial direction, and the fluid passage In the control of driving the second valve body relative to the first valve body by changing the opening state of the hole, it is possible to perform control with some control intention. The relative drive of the second valve body that causes the first valve body to move forward and backward in the cylinder axis direction and the opening state of the fluid passage hole to vary affects the fluid feeding state. As a result, according to the valve of the above aspect, by controlling the valve body with the control intention corresponding to the change in the viscosity of the fluid, the fluid can be fed in accordance with the control intention. Therefore, it is possible to feed the fluid downstream. In addition, it is not necessary to configure or control the apparatus so that the viscosity of the fluid does not change.
(2)上記形態のバルブにおいて、前記弁体制御部を、前記流体の粘度変化または該粘度変化に対応するパラメータを検出し、該検出した流体の粘度変化に応じて、前記第1弁体の前記シリンダー軸心方向の駆動制御と前記第2弁体の前記相対的な駆動制御とを調整するようにできる。こうすれば、流体の粘度が変化しても、粘度変化による流体の下流側への送り込み状況の変化を抑制できるので、流体の粘度変化に拘わらず流体の圧送の品質維持、例えば圧送量の均等化等を図ることが可能となる。 (2) In the valve of the above aspect, the valve body control unit detects a change in the viscosity of the fluid or a parameter corresponding to the change in the viscosity, and according to the detected change in the viscosity of the fluid, The drive control in the cylinder axis direction and the relative drive control of the second valve body can be adjusted. In this way, even if the viscosity of the fluid changes, it is possible to suppress the change in the situation of feeding the fluid to the downstream side due to the change in the viscosity, so that the quality of the fluid pumping can be maintained regardless of the change in the viscosity of the fluid. And so on.
(3)上記したいずれかの形態のバルブにおいて、前記弁体制御部を、前記液体の下流側への圧送開始のタイミングにおいて、圧送開始時の原位置に位置する前記第1弁体の前記流体通過孔が開口するように前記第2弁体を駆動制御した後に、前記第2弁体を前記流体通過孔が閉塞される側に駆動制御する第1制御と、前記流体通過孔が閉塞された状態のまま前記第1弁体を前記原位置から前記2次側に向けて駆動制御した後に、前記流体通過孔が開口するように前記第2弁体を駆動制御する第2制御とを実行するようにできる。こうすれば、第1制御における第2弁体の駆動制御による流体通過孔の開口により、シリンダーの2次側には、流体供給源からの供給圧で流体が流れ込む。これにより、シリンダーの2次側圧力の上昇を図ることができる。そして、第1制御におけるその後の第2弁体の駆動制御による流体通過孔の閉塞により、シリンダーの2次側に流れ込んだ流体を保持する。その上で、第2制御における流体通過孔の閉塞状態のままの第1弁体の原位置から2次側への駆動により、その駆動量に合致した量の流体を、バルブ下流側の流体供給先に向けて供給して流体供給先での流体取扱に備えることができる。この際、第1弁体の駆動量や駆動速度は、弁体制御部により制御可能である。よって、第1弁体の駆動量や駆動速度の調整を経て、流体の粘度変化の影響を抑制することも可能となる他、圧力差がある状況下での流体圧送開始に伴うサージ圧についても、その抑制が可能となる。そして、第2制御における流体通過孔の開口側への第2弁体の駆動後は、開口した流体通過孔とシリンダーの2次側領域を経て、流体を流体供給先に継続して圧送できる。この結果、流体供給先が流体吹き付けを図るダイヘッドであれば、そのダイヘッドからの流体吹き付け開始時の吹き付け状態の安定化が可能となる。 (3) In the valve of any one of the above-described forms, the fluid of the first valve body that is located at the original position at the start of pumping at the timing of starting pumping the liquid to the downstream side of the liquid. After the second valve body is driven and controlled so that the passage hole opens, the first control for driving and controlling the second valve body to the side where the fluid passage hole is closed, and the fluid passage hole is closed. After the first valve body is driven and controlled from the original position toward the secondary side in the state, the second control is executed to drive and control the second valve body so that the fluid passage hole is opened. You can If it carries out like this, the fluid will flow into the secondary side of a cylinder with the supply pressure from a fluid supply source by opening of the fluid passage hole by drive control of the 2nd valve body in 1st control. Thereby, the secondary side pressure of the cylinder can be increased. And the fluid which flowed into the secondary side of the cylinder is hold | maintained by obstruction | occlusion of the fluid passage hole by drive control of the 2nd valve body in the subsequent 1st control. Then, by driving from the original position of the first valve body to the secondary side while the fluid passage hole is closed in the second control, an amount of fluid matching the driving amount is supplied to the fluid downstream of the valve. It is possible to prepare for handling the fluid at the fluid supply destination by supplying the fluid toward the front. At this time, the driving amount and driving speed of the first valve body can be controlled by the valve body control unit. Therefore, after adjusting the drive amount and drive speed of the first valve body, it is possible to suppress the influence of the change in the viscosity of the fluid, as well as the surge pressure associated with the start of fluid pumping under circumstances where there is a pressure difference This can be suppressed. Then, after driving the second valve body to the opening side of the fluid passage hole in the second control, the fluid can be continuously pumped to the fluid supply destination through the opened fluid passage hole and the secondary region of the cylinder. As a result, if the fluid supply destination is a die head that performs fluid spraying, it is possible to stabilize the spraying state at the start of fluid spraying from the die head.
(4)上記したいずれかの形態のバルブにおいて、前記弁体制御部を、前記液体の下流側への圧送停止のタイミングにおいて、前記流体通過孔が閉塞される側への前記第2弁体の駆動制御に続き、前記流体通過孔が閉塞された状態のまま前記第1弁体を前記原位置に復帰するよう駆動制御するようにできる。こうすれば、流体通過孔の閉塞により流体の圧送を遮断した上で、流体供給先の側から残留流体をシリンダーの2次側領域に吸引できる。この結果、流体供給先が流体吹き付けを図るダイヘッドであれば、そのダイヘッドからの流体吹き付け停止時の吹き付け状態の安定化が可能となる。 (4) In any one of the above-described types of valves, the valve body control unit may be configured such that the second valve body toward the side where the fluid passage hole is closed at the timing of stopping the pressure-feeding of the liquid to the downstream side. Following the drive control, the first valve body can be controlled to return to the original position while the fluid passage hole is closed. In this way, the fluid can be sucked into the secondary side region of the cylinder from the fluid supply destination side after blocking the fluid pumping by blocking the fluid passage hole. As a result, if the fluid supply destination is a die head that performs fluid spraying, it is possible to stabilize the spraying state when the fluid spraying from the die head is stopped.
(5)上記したいくつかの形態のバルブにおいて、前記第2弁体を、前記第1弁体と相対的に離間可能とされ、前記第1弁体と重なることで前記流体通過孔を閉塞し、前記第1弁体から離れることで前記流体通過孔を開口するようにできる。こうすれば、第2弁体を第1弁体と相対的に離間するよう駆動制御することで、流体通過孔の開口状況をその閉塞を含めて簡便に可変できる。 (5) In the above-described several types of valves, the second valve body can be separated from the first valve body, and the fluid passage hole is closed by overlapping the first valve body. The fluid passage hole can be opened by separating from the first valve body. If it carries out like this, the opening condition of a fluid passage hole can be easily changed including the obstruction | occlusion by drive-controlling a 2nd valve body so that it may space apart from a 1st valve body.
(6)上記形態のバルブにおいて、前記弁体制御部を、前記液体の下流側への圧送開始のタイミングにおける前記第2制御に続き、前記流体通過孔が開口する側への前記第2弁体の駆動制御を行ったまま、前記第1弁体を前記シリンダー軸心方向に沿って進退させて前記2次側のシリンダー内容積を可変しつつ、前記開口した前記流体通過孔から流体を継続供給するようにできる。流体通過孔が開口する側へ第2弁体が駆動して第2弁体が第1弁体から離れると、1次側に供給された流体は、第1弁体と第2弁体との間に入り込んでから第1弁体の流体通過孔を通過して2次側に入り込む。こうした2次側への流体の入り込み挙動は、バルブへの流体供給源の供給圧脈動や流体の粘度変化の影響を受けて変わる。この形態のバルブでは、第1弁体の進退に伴う2次側のシリンダー内容積の可変状況は、弁体制御部により制御可能であることから、2次側のシリンダー内容積を調整することで、供給圧脈動や流体の粘度変化の影響を抑制することも可能となる。よって、バルブから流体供給先への流体供給に際しては、安定した供給圧で流体を継続して圧送できる。 (6) In the valve of the above aspect, following the second control at the timing of starting the pumping of the liquid to the downstream side, the second valve body toward the side where the fluid passage hole is opened The fluid is continuously supplied from the opened fluid passage hole while the first valve body is advanced and retracted along the cylinder axis direction to vary the volume of the secondary cylinder. You can do that. When the second valve body is driven to the side where the fluid passage hole opens and the second valve body is separated from the first valve body, the fluid supplied to the primary side is between the first valve body and the second valve body. After entering, the fluid passes through the fluid passage hole of the first valve body and enters the secondary side. Such a behavior of the fluid entering the secondary side changes under the influence of the supply pressure pulsation of the fluid supply source to the valve and the change in the viscosity of the fluid. In this type of valve, the variable status of the secondary cylinder internal volume accompanying the advancement and retraction of the first valve body can be controlled by the valve body control unit, so the secondary cylinder internal volume can be adjusted by adjusting the secondary cylinder internal volume. It is also possible to suppress the influence of supply pressure pulsation and fluid viscosity change. Therefore, when supplying the fluid from the valve to the fluid supply destination, the fluid can be continuously pumped at a stable supply pressure.
(7)上記したいくつかの形態のバルブにおいて、前記第2弁体を、前記流体通過孔と重なる貫通孔を備えて前記第1弁体に対して相対的に回転可能とされ、回転により前記貫通孔と前記流体通過孔との重なり状況を変えることで、前記流体通過孔の開口状況を可変とするようにできる。こうすれば、第2弁体を第1弁体と相対的に回転するよう駆動制御することで、流体通過孔の開口状況をその閉塞を含めて簡便に可変できる。 (7) In the valves of some forms described above, the second valve body is provided with a through hole that overlaps the fluid passage hole and is rotatable relative to the first valve body. By changing the overlapping state of the through hole and the fluid passage hole, the opening state of the fluid passage hole can be made variable. If it carries out like this, the opening condition of a fluid passage hole can be easily changed including the obstruction | occlusion by carrying out drive control so that a 2nd valve body may rotate relatively with respect to a 1st valve body.
(8)上記形態のバルブにおいて、前記弁体制御部を、前記液体の下流側への圧送開始のタイミングにおける前記第2制御に続き、前記第2弁体を駆動制御して前記流体通過孔の開口程度が増減するように前記流体通過孔の開口状況を可変させつつ、前記開口した前記流体通過孔から流体を継続供給するようにできる。第2弁体の駆動に伴う流体通過孔の開口状況の可変は、流体通過孔を通過する流体の流量の変更を来す。その一方、1次側に供給された流体が流体通過孔を通過して2次側に入り込む際の流体の挙動は、バルブへの流体供給源の供給圧脈動や流体の粘度変化の影響を受けて変わる。この形態のバルブでは、第2弁体の駆動に伴う流体通過孔の開口状況、即ち流体通過孔を通過する流体の流量は、弁体制御部により制御可能であることから、第2弁体の駆動に伴う流体通過孔の開口状況を調整することで、供給圧脈動や流体の粘度変化の影響を抑制することも可能となる。よって、バルブから流体供給先への流体供給に際しては、安定した供給圧で流体を継続して圧送できる。 (8) In the valve of the above aspect, following the second control at the timing of the start of pumping the liquid to the downstream side, the valve body control unit drives and controls the second valve body to control the fluid passage hole. The fluid can be continuously supplied from the opened fluid passage hole while varying the opening state of the fluid passage hole so that the degree of opening is increased or decreased. The change in the opening state of the fluid passage hole accompanying the drive of the second valve body changes the flow rate of the fluid passing through the fluid passage hole. On the other hand, the behavior of the fluid when the fluid supplied to the primary side passes through the fluid passage hole and enters the secondary side is affected by the supply pressure pulsation of the fluid supply source to the valve and the viscosity change of the fluid. Change. In the valve of this form, the opening state of the fluid passage hole accompanying the driving of the second valve body, that is, the flow rate of the fluid passing through the fluid passage hole can be controlled by the valve body control unit. By adjusting the opening state of the fluid passage hole that accompanies driving, it is possible to suppress the influence of supply pressure pulsation and fluid viscosity change. Therefore, when supplying the fluid from the valve to the fluid supply destination, the fluid can be continuously pumped at a stable supply pressure.
(9)本発明の他の形態によれば、塗工液を吹き付けた吹き付け痕を塗工液層として基材に間欠的に形成する塗工装置が提供される。この塗工装置は、前記基材に対向して前記塗工液を吹き付けるダイヘッドと、塗工液タンクから前記ダイヘッドに到る塗工液管路に設けられ、前記塗工液タンクから供給を受けた塗工液を、前記ダイヘッドに間欠的に圧送する間欠バルブとを備え、該間欠バルブは、上記したいずれかの形態のバルブとされ、前記弁体制御部は、前記第1弁体の前記シリンダー軸心方向の駆動制御と前記開口状況を可変する前記第2弁体の相対的な駆動制御とを併用して、前記流体通過孔を経た前記1次側から前記2次側への塗工液通過と前記2次側に通過した塗工液の前記ダイヘッドへの間欠的な送り込みを図る。上記形態の塗工装置では、塗工液をダイヘッドに間欠的に送り込む間欠バルブを上記したいずれかの形態のバルブとすることから、塗工液の粘度変化に対処した上で、高品質での塗工液の吹出と吹出停止とダイヘッドへの安定した供給圧での塗工液圧送とにより、基材に、高い精度で塗工液層を間欠的に形成できる。 (9) According to another aspect of the present invention, there is provided a coating apparatus that intermittently forms a spray mark on which a coating liquid is sprayed on a substrate as a coating liquid layer. The coating apparatus is provided in a die head for spraying the coating liquid so as to face the substrate, and a coating liquid conduit from the coating liquid tank to the die head, and is supplied from the coating liquid tank. An intermittent valve that intermittently pumps the coating liquid to the die head, the intermittent valve being any one of the above-described forms, and the valve body control unit Coating from the primary side through the fluid passage hole to the secondary side by using both the drive control in the axial direction of the cylinder and the relative drive control of the second valve body that changes the opening state The liquid is passed and the coating liquid that has passed to the secondary side is intermittently fed to the die head. In the coating apparatus of the above form, since the intermittent valve that intermittently feeds the coating liquid to the die head is a valve of any of the forms described above, after dealing with the viscosity change of the coating liquid, By spraying the coating liquid, stopping the blowing, and feeding the coating liquid at a stable supply pressure to the die head, a coating liquid layer can be intermittently formed on the substrate with high accuracy.
本発明は、例えば、流体の圧送方法や塗工液の間欠塗工方法等の形態で実現することができる。 The present invention can be realized, for example, in the form of a fluid pressure feeding method, a coating liquid intermittent coating method, or the like.
図1は本発明の第1実施形態としての塗工装置100の概略構成を示すブロック図である。本実施例では、燃料電池の発電単位となるセルに組み込まれる膜電極接合体(Membrane Electrode Assembly/MEA)の製造を意図しており、基材Kは、プロトン伝導性を有するフッ素系の電解質樹脂からなる電解質膜である。そして、この基材K(電解質膜)に形成する塗工液層Sを電極とすべく、基材Kに吹き付ける塗工液を、触媒ペーストとする。この触媒ペーストは、触媒を担持したカーボン粒子等をフッ素系の電解質樹脂と共にバインダーに分散させたものであり、定常時のペースト粘度は1000cps程度である。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a
図示するように、塗工装置100は、間欠塗工機器群110と制御機器群400とを備える。間欠塗工機器群110は、基材Kに対向したダイヘッド112と、触媒ペーストのタンク114とを有し、タンク114からダイヘッド112に到る管路をペースト圧送管路116とし、当該管路から分岐してタンク114に戻る管路をリターン管路117とする。塗工装置100は、このペースト圧送管路116に、タンクの側からポンプ118と間欠バルブ200とを備え、ポンプ118は、タンク114から触媒ペーストを吸引して、その触媒ペーストをダイヘッド112に向けて圧送する。間欠バルブ200は、イン側ペースト圧送管路116aを経てポンプ118から供給を受けた触媒ペーストを、アウト側ペースト圧送管路116bを経てダイヘッド112に間欠的に圧送する。この間欠バルブ200の構成と間欠圧送の様子については、後述する。また、間欠塗工機器群110は、リターン管路117にリリーフバルブ119を備え、当該バルブオンの間において、ポンプ118の圧送する触媒ペーストをリターン管路117を経てタンク114に循環させる。
As illustrated, the
この他、間欠塗工機器群110は、ペースト圧送管路116に第1圧力センサー121を、ダイヘッド112に第2圧力センサー122を、タンク114に温度センサー123を備える。第1圧力センサー121は、ペースト圧送管路116におけるペースト圧送圧力P0を検出してその検出圧力を後述の制御装置410に出力する。第2圧力センサー122は、ダイヘッド112のダイ内圧Pdを検出してその検出圧力を後述の制御装置410に出力する。温度センサー123は、タンク114に貯留された触媒ペーストの温度を検出してその検出圧力を後述の制御装置410に出力する。この場合、温度センサー123にて、ペースト圧送管路116を流れる触媒ペーストの温度を検出するようにすることもできる。そして、制御装置410は、入力を受けた触媒ペースト温度に基づいて、触媒ペーストの粘度をマップ等を参照して演算する。
In addition, the intermittent
制御機器群400は、制御装置410と、第1サーボモーター420と、第2サーボモーター430と、これらモーターのドライバーユニット422、432とを備える。制御装置410は、ポンプ118を定常状態で運転制御する一方、間欠バルブ200とリリーフバルブ119とを駆動制御し、ポンプ118の圧送する触媒ペーストの供給先を間欠バルブ200とリリーフバルブ119のいずれかに切り換える。ダイヘッド112は、この切り換えに伴って間欠バルブ200が駆動して後述のペースト圧送を行っている間(リリーフバルブ119は閉弁)において、図中に白抜き矢印で示すように所定速度で移動する基材Kに触媒ペーストを吹き付け、基材Kに触媒ペーストの吹き付け痕としての塗工液層Sを形成する。塗工液層Sが形成されると、制御装置410は、触媒ペーストの供給先をリリーフバルブ119の側に切り換えるので、ダイヘッド112への触媒ペースト圧送および触媒ペーストの吹き付けは停止し、触媒ペーストは、リターン管路117を経てタンク114に戻る。この間にも、基材Kは移動し、制御装置410は、上記した制御を繰り返すので、間欠塗工機器群110は、触媒ペーストの吹き付け痕としての塗工液層Sを基材Kに間欠的に形成する。
The
ドライバーユニット422は、制御装置410の制御下で、第1サーボモーター420を駆動制御しつつ、モーター付属のエンコーダーからモーター駆動量を入力する。そして、第1サーボモーター420は、間欠バルブ200が有する後述の第1弁体210と動力伝達機器424にて接続され、この第1弁体210をドライバーユニット422の制御を受けて駆動する。ドライバーユニット432についても同様であり、第2サーボモーター430は、間欠バルブ200が有する後述の第2弁体220と動力伝達機器434にて接続され、この第2弁体220をドライバーユニット432の制御を受けて駆動する。本実施形態では、第1弁体210と第2弁体220は、進退駆動をすれば足りることから、上記の両動力伝達機器は、例えばリニアレール或いはボールネジを含んで構成される。
The
次に、間欠バルブ200の構成について説明する。図2は間欠バルブ200を拡大して模式的に示す説明図、図3は弁体構成と弁体駆動の様子を示す説明図である。
Next, the configuration of the
図2に示すように、間欠バルブ200は、シリンダー202と第1弁体210と第2弁体220とを有する。シリンダー202は、円筒状の中空体であり、イン側ペースト圧送管路116aとアウト側ペースト圧送管路116bと接続されている。第1弁体210は、シリンダー202に嵌合して摺動可能な外径の円盤状をなして、等ピッチで貫通孔212を有し、第1弁体シャフト214で支えられる。そして、この第1弁体210は、シリンダー202に組み込まれて、シリンダー202を、イン側ペースト圧送管路116aの側の1次側シリンダー室202aと、アウト側ペースト圧送管路116bの側の2次側シリンダー室202bとに区画する。第1弁体210は、こうしてシリンダー202に組み込まれると、第1弁体シャフト214を介して駆動力を受けることで、シリンダー内周壁に沿って摺動しつつシリンダー軸心方向に進退するよう駆動し、貫通孔212は、1次側シリンダー室202aから2次側シリンダー室202bへの触媒ペーストの通過孔となる。
As shown in FIG. 2, the
第2弁体220は、第1弁体210より小径の円盤状をなして、第2弁体シャフト222で支えられ、当該シャフトを貫通するシャフト貫通孔224を有する。シャフト貫通孔224は、第1弁体210が有する第1弁体シャフト214が円滑に摺動可能な径とされ、図3に示すように、このシャフト貫通孔224には、第1弁体シャフト214が第2弁体220の側から挿入される。この状態で、第1弁体210は、第2弁体220と共に既述したようにシリンダー202に組み込まれる。
The
第1弁体210は、その第1弁体シャフト214を第1サーボモーター420(図1参照)と接続する動力伝達機器424が第1サーボモーター420の正逆回転駆動力を変換した直進の進退駆動力を受ける。第2弁体220は、その第2弁体シャフト222を第2サーボモーター430(図1参照)と接続する動力伝達機器434が第1サーボモーター420の正逆回転駆動力を変換した直進の進退駆動力を受ける。この両弁体への駆動力伝達は、それぞれのサーボモーターにより独立になされることから、第1弁体210と第2弁体220は、シリンダー202の内部において、それぞれ個別にシリンダー軸心方向に進退可能であると共に、第1弁体210に第2弁体220が重なった状態のまま、両弁体はシリンダー軸心方向に進退可能となる。こうした弁体駆動が可能であることから、第2弁体220は、第1弁体210に対して相対的に離間可能に進退する。そして、第2弁体220は、図2〜図3に示すように、第1弁体210と重なることで第1弁体210の貫通孔212を全て閉塞する。その一方、第2弁体220は、第1弁体210から離れることで貫通孔212を開口する。つまり、第2弁体220は、1次側シリンダー室202aにおいて、第1弁体210との間に弁体間隙228(図3参照)を形成し、この弁体間隙228を、第1弁体210に対する相対的な離間駆動により、値ゼロから相対的な離間駆動量まで可変とする。
The
次に、間欠バルブ200を用いた間欠塗工の様子について説明する。図4は間欠塗工に際しての間欠バルブ200の駆動プロセスを各構成材の駆動状況とダイヘッド112からペースト吹き付けの様子と合わせて示す説明図、図5は第1弁体210と第2弁体220の駆動状況を塗工ダイ内圧P2の推移と合わせて示す説明図である。
Next, the state of intermittent coating using the
この駆動プロセスは、基材Kに対して塗工液層Sを間欠的に形成する間に、制御装置410にて繰り返される。そして、制御装置410は、そのスタートにおいて、第1弁体210に第2弁体220を重ねた状態で両弁体を原位置y0に位置させる。このスタート状態では、ポンプ118(図1参照)は、図示しない塗工開始スイッチ等の操作を受けて制御装置410にて運転制御下にあり、ポンプ回転数で定まるペースト圧送圧力P0で、触媒ペーストをシリンダー202の1次側シリンダー室202aに圧送している。また、ダイヘッド112においては、後述するように一つの塗工液層Sの塗工の最終段階にてダイヘッド内の触媒ペーストの吸込を行うことから、触媒ペーストは、ダイヘッド112もしくはアウト側ペースト圧送管路116bに留まり、ダイヘッド112および間欠バルブ200のシリンダー202における2次側シリンダー室202bは、ほぼ大気圧となっている。
This driving process is repeated by the
制御装置410は、第1圧力センサー121(図1参照)の検出圧力により、間欠バルブ200に到るペースト圧送管路116内のペースト圧送が所定の安定状況にあると判断すると、塗工動作の開始処理を行う(ステップS100)。このステップS100では、制御装置410は、第1弁体210を原位置y0に位置させたまま、第2弁体220の後退駆動と第1弁体210に重なる原位置y0への復帰駆動(前進駆動)を順次実行する。この第2弁体220の進退駆動は、制御装置410の制御を受けたドライバーユニット432が第2サーボモーター430をパルス駆動することでなされる。第2弁体220の後退駆動により、第2弁体220は第1弁体210から離間して、その後の復帰駆動により第2弁体220が第1弁体210に重なるまでの間において、第1弁体210の貫通孔212は開口される。よって、1次側シリンダー室202aまで圧送されていた触媒ペーストは、図示するように第2弁体220の周囲から弁体間隙228に入り込んで貫通孔212を通過し、ペースト圧送圧力P0で2次側シリンダー室202bに流れ込む。これにより、2次側シリンダー室202bおよびダイヘッド112の内圧(ダイ内圧)は、図5に示すように上昇し、上記の第2弁体220の復帰駆動に伴う貫通孔212の閉塞により、間欠バルブ200は、2次側シリンダー室202bに触媒ペーストを保持する。
When the
上記のステップS100では、触媒ペーストがペースト圧送圧力P0で2次側シリンダー室202bに流れ込んでも、ダイヘッド112からペースト吹き付けが起きないように、第2弁体220の上記の後退駆動量やその速度、および貫通孔212の閉塞までの経過時間が設定されている。本実施形態では、第2弁体220を第2サーボモーター430で進退駆動させるので、ダイヘッド112からペースト吹き付けが起きないように、モーターへの出力パルスが定められている。この場合、第2弁体220の周囲から両弁体の間を経て貫通孔212を通過するペースト通過状況は、触媒ペーストの粘度によって変化するが、第2サーボモーター430へのパルス出力を調整することで、触媒ペーストの粘度変化によるペーストの通過状況変化を抑制するようにできる。例えば、粘度が高くなると上記のペースト通過状況は、低粘度の場合より低くなるので、ペースト粘度が高くなれば、低粘度の場合に2次側シリンダー室202bに流れ込むペースト量とほぼ同量の触媒ペーストが流れ込むよう、第2サーボモーター430へのパルス出力を調整すればよい。この場合、触媒ペーストの粘度は、既述したように制御装置410にて触媒ペースト温度から演算される。なお、ペースト粘度を直接計測するようにすることもできる。
In the above step S100, even if the catalyst paste flows into the secondary
制御装置410は、第2圧力センサー122(図1参照)の検出圧力により、ダイヘッド112におけるダイ内圧の上昇を確認すると、ダイ内圧を所定の塗工ダイ内圧P2まで昇圧させて塗工処理を開始する(ステップS110)。このステップS110では、制御装置410は、第2弁体220にて貫通孔212が閉塞された状態のまま、第1弁体210を第2弁体220と共に原位置y0から中間位置y1まで前進駆動させる。この両弁体の前進駆動は、第1弁体210については、制御装置410の制御を受けたドライバーユニット422が第1サーボモーター420をパルス駆動することでなされる。第2弁体220については、制御装置410の制御を受けたドライバーユニット432が第2サーボモーター430をパルス駆動することでなされる。ペースト圧送圧力P0で2次側シリンダー室202bに入り込んでいた触媒ペースト(ステップS100)は、上記の両弁体の前進駆動により圧力が高められてダイヘッド112に圧送され、その圧送量は、両弁体の前進駆動量、即ち原位置y0から中間位置y1までの2次側シリンダー室202bの内容積で定まる。
When the
上記のステップS110では、2次側シリンダー室202bの内圧がダイヘッド112からの触媒ペーストの塗工圧(塗工ダイ内圧P2)よりΔPnだけ高くなってダイヘッド112からの触媒ペーストの塗工が実際に開始されるよう、上記の両弁体の前進駆動量やその速度が設定されている。本実施形態では、第1、第2の両弁体をそれぞれのサーボモーターで進退駆動させるので、上記した内圧上昇やペースト塗工が起きるように、モーターへの出力パルスが定められている。この場合、2次側シリンダー室202bからダイヘッド112に達するペースト到達状況は、触媒ペーストの粘度によって変化するが、第1、第2の両サーボモーターへのパルス出力を調整することで、触媒ペーストの粘度変化によるペースト到達状況変化を抑制するようにできる。例えば、粘度が高くなると上記のペースト到達状況は、低粘度の場合より低くなるので、ペースト粘度が高くなれば、低粘度の場合とほぼ同様のペースト到達状況となるよう、第1、第2の両サーボモーターへのパルス出力を調整すればよい。
In the above step S110, the internal pressure of the
制御装置410は、ステップS110にてペースト塗工を開始したことから、続くステップS120では、第1弁体210と第2弁体220とを共に中間位置y1から更に前進駆動させつつ、第1弁体210については、これを、繰り返し前後退させる。つまり、図5に示すように、第2弁体220については、これを定速で中間位置y1から最終位置y2まで前進させ、こうして前進する第2弁体220に対して、第1弁体210を、貫通孔212が閉塞されないように繰り返し前後退させる。この最終位置y2は、後述の塗工停止に伴うペースト吸引に足りる位置として規定されている。つまり、原位置y0から最終位置y2までのシリンダー内容積がペースト吸引量と合致するよう、最終位置y2が規定されている。第2弁体220がこの最終位置y2に到達した後は、第2弁体220を最終位置y2に位置させたまま第1弁体210を、貫通孔212が閉塞されないように繰り返し前後退させる。第1弁体210のこの進退駆動により、2次側シリンダー室202bの内容積は第1弁体210の進退駆動範囲において広狭変化する。そして、こうした第1弁体210の進退駆動は、第1弁体210に対する第2弁体220の相対的な進退駆動に他ならず、第2弁体220は、図3に示す弁体間隙228を広狭変更することになる。これにより、第2弁体220は、弁体間隙228を隔てて第1弁体210から離間するので、第1弁体210の貫通孔212は、継続して開口する。よって、触媒ペーストは、1次側シリンダー室202aから弁体間隙228を経て貫通孔212を通過して2次側シリンダー室202bに入り込み、ペースト圧送圧力P0に基づいてダイヘッド112から基材Kに吹き付けられる。そして、触媒ペーストは継続して供給されるので、搬送される基材Kに塗工液層Sが形成される。この場合、ダイヘッド112における塗工ダイ内圧P2は、触媒ペーストがダイヘッド112に達するまでの圧力損失によりペースト圧送圧力P0より低くなる。しかも、第1弁体210の上記の進退駆動により、ダイヘッド112への触媒ペーストの圧送をその圧力を所定範囲で高低させつつ、ダイヘッド112に触媒ペーストを圧送する。
Since the
上記のステップS120における第1弁体210と第2弁体220の駆動状況は、既述した第1、第2のサーボモーターのパルス制御で規定でき、原位置y0から中間位置y1への弁体移動速度、並びに、第1弁体210の進退駆動量(2次側シリンダー室202bの内容積可変量)やその速度は、サーボモーターへのパルス出力調整により種々設定できる。そして、第2弁体220が弁体間隙228を隔てて第1弁体210から離間している間での塗工液層Sの形成過程において、制御装置410は、塗工ダイ内圧P2が所定の圧力範囲内に収まるよう、第1弁体210と第2弁体220とを進退駆動する。つまり、制御装置410は、第1圧力センサー121と第2圧力センサー122(図1参照)のセンサー出力に基づいて、図5に示すように、第1弁体210の進退駆動量Δynや駆動速度を調整して、塗工ダイ内圧P2を所定の圧力範囲内に収まるようにする。図5に示すように、2次側シリンダー室202bのシリンダー内圧は、ペースト圧送圧力P0の高低推移(脈動)が反映して推移すると共に、ペースト圧送圧力P0より触媒ペースト供給に伴う圧力損失分だけ小さい。塗工ダイ内圧P2は、間欠バルブ200および当該バルブからダイヘッド112までの触媒ペースト供給に伴う圧力損失分だけ、2次側シリンダー室202bのシリンダー内圧より小さい。よって、2次側シリンダー室202bのシリンダー内圧と塗工ダイ内圧P2の差分ΔPnが所定範囲内となるように、制御装置410は、第1弁体210の進退駆動量Δynや駆動速度を調整することになる。本実施形態では、第1弁体210を第1サーボモーター420で進退駆動させるので、第1サーボモーター420へのパルス出力を調整することで、上記した圧力の均等化とこれに伴うダイヘッド112への安定した供給量でのペースト供給に加え、触媒ペーストの粘度変化による弁体間隙228や貫通孔212のペーストの通過状況変化を抑制するようにできる。例えば、粘度が高くなると上記のペースト通過状況は、低粘度の場合より低くなるので、ペースト粘度が高くなれば、低粘度の場合より第1弁体210の駆動速度を高めるよう、第1サーボモーター420へのパルス出力を調整すればよい。
The driving state of the
制御装置410は、塗工液層Sの形成サイズに合致する時間に亘って上記のステップS120を継続すると、塗工終了動作を開始する(ステップS130)。このステップS130では、制御装置410は、最終位置y2に位置する第2弁体220に第1弁体210が重なるように、第1弁体210を後退駆動させ、貫通孔212を閉塞する。これにより、ダイヘッド112への触媒ペーストの供給が停止する。制御装置410は、ステップS130に続き、第1弁体210と第2弁体220とを共に後退駆動して、両弁体を原位置y0に復帰させる(ステップS140)。これにより、2次側シリンダー室202bの容積が拡張することから、アウト側ペースト圧送管路116bおよびダイヘッド112に残留している触媒ペーストを吸引して、ダイヘッド112からのペースト吹き付けを確実に停止する。よって、ダイヘッド112からのペースト吹き付け停止時の吹き付け状態の安定化させて、塗工液層Sの形状についても安定させることができる。制御装置410は、ステップS140で塗工を停止すると、基材Kで隣り合う塗工液層Sの間隔形成に相当する時間を待機して(ステップS150)、既述したステップS100に移行して、次の塗工液層Sを形成する。
When the
ステップS140における第1弁体210と第2弁体220の原位置y0への復帰駆動の際の駆動速度は、サーボモーターへのパルス出力調整により変更できる。そして、弁体復帰に伴う触媒ペーストの吸引状況は、触媒ペーストの粘度によって変化するが、サーボモーターへのパルス出力を調整することで、触媒ペーストの粘度変化によるペーストの吸引状況変化を抑制するようにできる。例えば、粘度が高くなると上記のペースト吸引状況は、低粘度の場合より低くなるので、ペースト粘度が高くなれば、低粘度の場合と同じ程度にペースト吸引が起きるよう、サーボモーターへのパルス出力を調整すればよい。
In step S140, the driving speed when the
次に、間欠バルブ200を有する第1実施形態の塗工装置100の塗工性能について説明する。図6は基材Kに塗工液層Sを間欠的に形成した際の塗工性能評価項目を示す説明図である。性能評価に当たっては、図6に示す塗工液層Sを基材Kに200パターン形成し、各塗布パターンにおける実際の塗工長と塗工幅、およびパターン間の未塗工間隔を実測した。その上で、実測値と塗工狙いである塗工長、塗工幅および未塗工間隔との誤差を加算平均して評価した。評価対比となる比較例は、図1における間欠バルブ200を既存の二方向弁に置換した塗工装置である。塗工液層Sの形成には、カーボン含有のフッ素系溶液をダイヘッド112から吹き付けることとし、その粘度は1000cps前後に調整済みである。そして、性能評価を行う都合から粘度がなるべく変化しないよう、図1のペースト圧送管路116を含む配管系を約50℃に温度調整して、上記溶液をダイヘッド112から吹き付けた。この際の塗工条件は、塗工速度1m/min、塗工厚み100μm(Wet)、塗工幅150mm、塗工長300mm、未塗工長100mmである。二方向弁を用いた塗工装置と、本実施形態の塗工装置100とで上記の条件で形成した塗工液層Sについて、それぞれ上記の実測を行い、その誤差を求めた。図7は塗工性能を示したグラフである。この図7に示すように、本実施形態の塗工装置100は、基材Kに高い精度で塗工液層Sを間欠形成できる性能を有することが実証された。塗工液をカーボン含有のアルコール系溶液に代えて性能評価を行ったところ、図7と同様の結果が得られたので、本実施形態の塗工装置100は、塗工液の成分性状に拘わらず基材Kに高い精度で塗工液層Sを間欠形成できる性能を有することが実証された。なお、カーボン含有のアルコール系溶液の塗工に際しては、配管系を25℃に温度調整した。
Next, the coating performance of the
以上説明したように、第1実施形態の塗工装置100によれば、2次側シリンダー室202bに保持した触媒ペーストの圧送(ステップS110)と、その後の塗工ダイ内圧P2の維持下での触媒ペーストの継続供給(ステップS120)、貫通孔212の閉塞による供給停止(ステップS130)、並びに、弁体復帰による触媒ペースト吸引(ステップS140)とを行うことで、基材Kに高い精度で塗工液層Sを間欠形成できる。しかも、第1実施形態の塗工装置100では、2次側シリンダー室202bに保持した触媒ペーストの圧送(ステップS110)を図る際の弁体駆動の様子、塗工ダイ内圧P2の維持下での触媒ペーストの継続供給(ステップS120)を図る際の弁体駆動の様子、貫通孔212の閉塞による供給停止(ステップS130)を図る際の弁体駆動の様子、並びに、弁体復帰による触媒ペースト吸引(ステップS140)を図る際の弁体駆動の様子を、触媒ペーストの粘度変化に対応して調整可能とする。この結果、第1実施形態の塗工装置100によれば、触媒ペーストの粘度が変化しても、粘度変化によるダイヘッド112の側へのペースト圧送状況の変化を抑制できるので、触媒ペーストの粘度変化に対処して基材Kに高い精度で塗工液層Sを間欠形成できる。この他、触媒ペーストの粘度が変化しないような機器構成やその制御も不要とできる。
As explained above, according to the
また、本実施形態の塗工装置100では、ステップS100の塗工動作開始を行うことで、塗工に先立ってシリンダー202の2次側シリンダー室202bの圧力上昇を図って、ダイヘッド112への触媒ペーストの圧送およびダイヘッド112からのペースト吹き出しに備える。このため、圧力差がある状況下でのダイヘッド112へのペースト圧送開始に伴うサージ圧の発生を抑制できるので、ダイヘッド112からのペースト吹き付け開始時の吹き付け状態を安定化させて、塗工液層Sの形状についても安定させることができる。しかも、2次側シリンダー室202bの圧力上昇を図るための第1弁体210と第2弁体220の駆動状況を、サーボモーターのパルス出力調整を経て、触媒ペーストの粘度変化の影響を抑制するようにすることもできるので、粘度変化に対する汎用性も高まる。
In addition, in the
また、本実施形態の塗工装置100では、間欠塗工に関与する間欠バルブ200において、第2弁体220を第1弁体210に対して相対的に離間可能とする。その上で、第2弁体220が第1弁体210に重なることで、第1弁体210の貫通孔212を閉塞し、第1弁体210から離れることで貫通孔212を開口する。このため、第2弁体220を第1弁体210と相対的に離間するよう駆動制御することで、貫通孔212の開口状況をその閉塞を含めて簡便に可変できる。
Further, in the
次に、第2実施形態について説明する。この実施形態では、第1弁体210が有する貫通孔212の開口状況を可変とした点に特徴がある。図8は第2実施形態の間欠バルブ200Aを拡大して模式的に示す説明図、図9は弁体構成と弁体駆動の様子を示す説明図である。なお、既述した実施形態と同一の構成については同じ符号を用いて、詳細な説明についてはこれを省略する。
Next, a second embodiment will be described. This embodiment is characterized in that the opening state of the through
図8〜図9に示すように、間欠バルブ200Aは、シリンダー202に貫通孔212を等ピッチで有する第1弁体210を組み込んで備え、第1弁体210により、シリンダー202を1次側シリンダー室202aと2次側シリンダー室202bとに区画する。第2弁体220Aは、第1弁体210と同径の円盤状をなして、等ピッチで貫通孔226を有し、第2弁体シャフト222で支えられる。そして、第2弁体220Aのシャフト貫通孔224には、第1弁体210の第1弁体シャフト214が挿入され、第1弁体210の下面に第2弁体220Aの上面が重なるようにされる。この状態で、第1弁体210は、第2弁体220と共にシリンダー202に組み込まれ、第2弁体220Aは、第1弁体210に対して相対的に回転可能とされる。
As shown in FIGS. 8 to 9, the
第1弁体210は、既述したように、動力伝達機器424を介して第1サーボモーター420の駆動力を受け、シリンダー内周壁に沿って摺動しつつシリンダー軸心方向に進退駆動する。第2弁体220Aに第2サーボモーター430の駆動力を伝達する動力伝達機器434は、第1実施例と異なり、第2サーボモーター430の正逆回転駆動力を、図示しないギヤやプーリー等により第2弁体シャフト222を介して第2弁体220Aにそのまま伝達する。よって、第2弁体220Aは、その上面を第1弁体210の下面に重ねたまま、第1弁体210に対する相対的な回転状況に応じて、貫通孔226を第1弁体210の貫通孔212に重ねる。図10は第2弁体220Aの回転推移と貫通孔212の開口状況との関係を示す説明図である。この図10に示すように、第2弁体220Aは、第2サーボモーター430の回転駆動力を受けて正逆回転駆動すると、その正逆回転推移に応じて貫通孔212と貫通孔226の重なり状況を変えることで、貫通孔212を、閉塞状況から全開状況まで可変とする。そして、既述したように、第1、第2の両弁体への駆動力伝達は、それぞれのサーボモーターにより独立になされることから、第1弁体210は、第2弁体220と重なったまま、シリンダー202の内部において、シリンダー軸心方向に進退駆動する。第2弁体220Aは、第1弁体210の進退位置に拘わらず、第1弁体210に対して相対的に正逆回転し、既述したように貫通孔212の開口状況を可変とする。なお、図9〜図10においては、貫通孔212と貫通孔226とを異形形状としているが、第1実施形態のように円形とすることもできる。
As described above, the
この第2実施形態の間欠バルブ200Aを用いた間欠塗工の様子は、次のようになる。図11は間欠塗工に際しての間欠バルブ200Aの駆動プロセスを各構成材の駆動状況とダイヘッド112からペースト吹き付けの様子と合わせて示す説明図、図12は第1弁体210と第2弁体220Aの駆動状況を塗工ダイ内圧P2の推移と合わせて示す説明図である。
The state of intermittent coating using the
この第2実施形態の駆動プロセスにあっても、基材Kに対して塗工液層Sを間欠的に形成する間に、制御装置410にて繰り返される。そして、スタートでは、第1弁体210に第2弁体220Aを重ねた状態で両弁体を原位置y0に位置させると共に、第2弁体220Aを、第1弁体210の貫通孔212が閉塞される回転位置に置く。スタート状態におけるポンプ118の駆動状況、ダイヘッド112や2次側シリンダー室202bの圧力状況は既述したとおりである。
Even in the driving process of the second embodiment, the process is repeated by the
ステップS100の塗工動作の開始処理では、制御装置410は、第1弁体210と第2弁体220Aとを原位置y0に位置させたまま、貫通孔212を開口する側への第2弁体220Aの回転駆動(正転駆動)と貫通孔212を閉塞する側への第2弁体220Aの復帰駆動(逆転駆動)を順次実行する。この第2弁体220Aの正逆転駆動は、制御装置410の制御を受けたドライバーユニット432が第2サーボモーター430をパルス駆動することでなされる。そして、第2弁体220Aが正転駆動してから復帰駆動するまでの間において、第1弁体210の貫通孔212は、一旦開口して閉じられる。よって、1次側シリンダー室202aまで圧送されていた触媒ペーストは、図示するように第2弁体220Aの貫通孔226と第1弁体210の貫通孔212とを通過して、ペースト圧送圧力P0で2次側シリンダー室202bに流れ込む。これにより、2次側シリンダー室202bおよびダイヘッド112の内圧(ダイ内圧)は、図12に示すように上昇し、上記の第2弁体220の復帰駆動に伴う貫通孔212の閉塞により、間欠バルブ200Aは、2次側シリンダー室202bに触媒ペーストを保持する。
In the coating operation start process in step S100, the
上記のステップS100では、触媒ペーストがペースト圧送圧力P0で2次側シリンダー室202bに流入しても、ダイヘッド112からペースト吹き付けが起きないように、第2弁体220Aの上記の正転駆動量やその回転速度、および貫通孔212の閉塞までの経過時間が設定されている。本実施形態では、第2弁体220Aを第2サーボモーター430で正逆回転駆動させるので、ダイヘッド112からペースト吹き付けが起きてしまうようなペースト流入が起きないように、モーターへの出力パルスが定められている。この場合、第2弁体220Aは、その有する貫通孔226と貫通孔212との重なり状況を変えることで、貫通孔212の開口状況を変える絞りとして機能する。よって、貫通孔226と貫通孔212との重なりで定まる絞りを通過するペースト通過状況は、触媒ペーストの粘度によって変化するが、第2サーボモーター430へのパルス出力を調整することで、触媒ペーストの粘度変化によるペーストの通過状況変化を抑制するようにできる。例えば、粘度が高くなると上記のペースト通過状況は、低粘度の場合より低くなるので、ペースト粘度が高くなれば、低粘度の場合に2次側シリンダー室202bに流れ込むペースト量とほぼ同量の触媒ペーストが流れ込むよう、第2サーボモーター430へのパルス出力を調整すればよい。
In the above step S100, the above-mentioned forward rotation drive amount of the
続くステップS110では、制御装置410は、既述したようにダイ内圧を所定の塗工ダイ内圧P2まで昇圧させて塗工処理を開始する。このステップS110では、制御装置410は、第2弁体220にて貫通孔212が閉塞された状態のまま、第1弁体210を第2弁体220と共に原位置y0から中間位置y1まで前進駆動させる。この両弁体の前進駆動は、制御装置410の制御を受けたドライバーユニット422が第1サーボモーター420をパルス駆動することでなされる。つまり、第2弁体220Aは、既述したように第1弁体210に重なったままで回転することから、第1サーボモーター420にて第1弁体210を前進駆動させれば、必然的に第2弁体220Aも前進する。ペースト圧送圧力P0で2次側シリンダー室202bに入り込んでいた触媒ペースト(ステップS100)は、既述したように、上記の両弁体の前進駆動により圧力が高められてダイヘッド112に圧送される。そして、2次側シリンダー室202bの内圧がダイヘッド112からの触媒ペーストの塗工圧(塗工ダイ内圧P2)よりΔPnだけ高くなってダイヘッド112からの触媒ペーストの塗工が実際に開始されるよう、上記の両弁体の前進駆動量やその速度が設定されている。本実施形態では、第1、第2の両弁体を第1サーボモーター420で進退駆動させるので、上記した内圧上昇やペースト塗工が起きるように、モーターへの出力パルスが定められている。この場合、2次側シリンダー室202bからダイヘッド112に達するペースト到達状況は、触媒ペーストの粘度によって変化するが、第1サーボモーター420へのパルス出力を調整することで、触媒ペーストの粘度変化によるペースト到達状況変化を抑制するようにできる。例えば、粘度が高くなると上記のペースト到達状況は、低粘度の場合より低くなるので、ペースト粘度が高くなれば、低粘度の場合とほぼ同様のペースト到達状況となるよう、第1サーボモーター420へのパルス出力を調整すればよい。
In the subsequent step S110, the
続くステップS120では、第1弁体210と第2弁体220Aとを共に中間位置y1から更に最終位置y2まで前進駆動させつつ、第2弁体220Aについては、これを、図12に示すように、弁体の前進駆動当初は、貫通孔212の開口状況が絞られる側に駆動する。これは、中間位置y1からの更なる弁体の前進駆動により、ダイヘッド112へのペースト圧送量が増えることから、過剰な増加を来さないよう、貫通孔212の開口状況を、弁体移動量に応じて絞るようにするためである。この絞りの程度については、第2弁体220Aの回転駆動量で定まり、パルス出力の調整により調整可能である。よって、絞られた貫通孔212を通過して2次側シリンダー室202bに流入する触媒ペーストの流入状況が、触媒ペーストの粘度によらずほぼ同様となるようにできる。例えば、粘度が高くなると絞られた貫通孔212のペースト通過状況は、低粘度の場合より低くなるので、ペースト粘度が高くなれば、絞りの程度を緩めるようよう、第2サーボモーター430へのパルス出力を調整すればよい。そして、弁体が最終位置y2にまで前進駆動すれば、それ以上の弁体の前進は起きないことから、第2弁体220Aについては、貫通孔212の開口状況がほぼ同じ程度の絞りとなるよう第1弁体210に対して相対的に回転駆動制御する。これにより、第1弁体210の貫通孔212は、第2弁体220Aの回転駆動状況で定まる絞りの程度で継続して開口する。よって、触媒ペーストは、1次側シリンダー室202aからこの貫通孔212を通過して2次側シリンダー室202bに入り込み、ペースト圧送圧力P0に基づいてダイヘッド112から基材Kに吹き付けられる。そして、触媒ペーストは継続して供給されるので、搬送される基材Kに塗工液層Sが形成される。
In the subsequent step S120, the
上記のステップS120における第1弁体210と第2弁体220Aの駆動状況は、既述した第1、第2のサーボモーターのパルス制御で規定でき、原位置y0から中間位置y1への弁体移動速度、並びに、第2弁体220Aの回転駆動量(貫通孔212の絞り可変量)やその速度は、サーボモーターへのパルス出力調整により種々設定できる。そして、第2弁体220Aの回転駆動にて貫通孔212の開口状況が規定されている間での塗工液層Sの形成過程において、制御装置410は、塗工ダイ内圧P2が所定の圧力範囲内に収まるよう、第2弁体220Aを正逆回転駆動する。図12では、ペースト圧送圧力P0がほぼ一定として両弁体の駆動状況を示しているので、第2弁体220Aの正逆回転駆動による貫通孔212の開度状況調整はさほど必要としない。ところが、図5に示したようにペースト圧送圧力P0の高低推移(脈動)する場合には、制御装置410は、第1圧力センサー121と第2圧力センサー122(図1参照)のセンサー出力に基づいて、図12に二点鎖線で示すように、第2弁体220Aの正逆回転駆動量や駆動速度を調整して、塗工ダイ内圧P2を所定の圧力範囲内に収まるようにできる。しかも、第2弁体220Aの正逆回転駆動量や駆動速度を、触媒ペーストの粘度変化を考慮して調整すれば、触媒ペーストの粘度変化に対処して塗工ダイ内圧P2を所定の圧力範囲内に収まるようにできる。
The driving state of the
塗工液層Sの形成サイズに合致する時間に亘ってのステップS120の継続に続き、制御装置410は、ステップS130の塗工終了動作を開始する。このステップS130では、制御装置410は、第2弁体220Aを第1弁体210の貫通孔212が閉塞されるように回転駆動させる。これにより、ダイヘッド112への触媒ペーストの供給が停止する。制御装置410は、ステップS130に続き、第1弁体210と第2弁体220とを共に後退駆動して、両弁体を原位置y0に復帰させる(ステップS140)。これにより、2次側シリンダー室202bが拡張することから、アウト側ペースト圧送管路116bおよびダイヘッド112に残留している触媒ペーストを吸引して、ダイヘッド112からのペースト吹き付けを確実に停止する。よって、ダイヘッド112からのペースト吹き付け停止時の吹き付け状態の安定化させて、塗工液層Sの形状についても安定させることができる。制御装置410は、ステップS140で塗工を停止すると、基材Kで隣り合う塗工液層Sの間隔形成に相当する時間を待機して(ステップS150)、既述したステップS100に移行して、次の塗工液層Sを形成する。
Following the continuation of step S120 for a time that matches the formation size of the coating liquid layer S, the
ステップS140における第1弁体210と第2弁体220の原位置y0への復帰駆動の際の駆動速度は、第1サーボモーター420へのパルス出力調整により変更できる。そして、弁体復帰に伴う触媒ペーストの吸引状況は、触媒ペーストの粘度によって変化するが、サーボモーターへのパルス出力を調整することで、触媒ペーストの粘度変化によるペーストの吸引状況変化を抑制するようにできる。例えば、粘度が高くなると上記のペースト吸引状況は、低粘度の場合より低くなるので、ペースト粘度が高くなれば、低粘度の場合と同じ程度にペースト吸引が起きるよう、サーボモーターへのパルス出力を調整すればよい。
The driving speed at the time of returning the
以上説明した第2実施形態において、既述した塗工性能を調べたところ、第1実施形態と同様、基材Kに高い精度で塗工液層Sを間欠形成できた。こうしたことから、第2実施形態によっても、2次側シリンダー室202bに保持した触媒ペーストの圧送(ステップS110)と、その後の塗工ダイ内圧P2の維持下での触媒ペーストの継続供給(ステップS120)、貫通孔212の閉塞による供給停止(ステップS130)、並びに、弁体復帰による触媒ペースト吸引(ステップS140)とを行うことで、触媒ペーストの粘度変化にも対処して、既述した効果を奏することができる。
In the second embodiment described above, the coating performance described above was examined. As in the first embodiment, the coating liquid layer S could be intermittently formed on the substrate K with high accuracy. Therefore, also in the second embodiment, the catalyst paste held in the
また、第2実施形態では、間欠塗工に関与する間欠バルブ200Aにおいて、第2弁体220Aを第1弁体210に対して相対的に正逆回転可能とする。その上で、第2弁体220Aが有する貫通孔226と第1弁体210の貫通孔212との重なり状況を、第2弁体220Aの回転により変えて、貫通孔212の開口状況を閉塞を含めて可変とする。このため、第2弁体220Aを第1弁体210と相対的に回転駆動制御することで、貫通孔212の開口状況をその閉塞を含めて簡便に可変できる。
In the second embodiment, in the
本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、或いは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be realized with various configurations without departing from the spirit of the present invention. For example, the technical features of the embodiments corresponding to the technical features in each embodiment described in the summary section of the invention are intended to solve part or all of the above-described problems, or part of the above-described effects. Or, in order to achieve the whole, it is possible to replace or combine as appropriate. Further, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it can be deleted as appropriate.
また、上記の実施形態では、第2弁体220を1次側シリンダー室202aの側に組み込んだが、第2弁体220を2次側シリンダー室202bの側に組み込むこともできる。この場合には、第1弁体210の第1弁体シャフト214にシャフト貫通孔を空け、当該貫通孔に第2弁体220の第2弁体シャフト222を挿入すればよい。第2実施形態の間欠バルブ200Aでも同様である。
In the above embodiment, the
更に、第2実施形態では、第2弁体220Aを正逆回転するようにしたが、第1弁体210に重なって一方方向にのみ回転するようにすることもできる。
Further, in the second embodiment, the
この他、触媒ペーストを塗工液として燃料電池用の膜電極接合体を製造する場合を例に上げて説明したが、触媒ペースト以外の塗工液を間欠的に吹き付けて塗工液層を基板に間欠的に形成するようにすることもできる。 In addition, the case where a membrane electrode assembly for a fuel cell is manufactured using a catalyst paste as a coating liquid has been described as an example. However, a coating liquid other than the catalyst paste is intermittently sprayed to form a coating liquid layer on the substrate. It can also be formed intermittently.
100…塗工装置
110…間欠塗工機器群
112…ダイヘッド
114…タンク
116…ペースト圧送管路
116a…イン側ペースト圧送管路
116b…アウト側ペースト圧送管路
117…リターン管路
118…ポンプ
119…リリーフバルブ
121…第1圧力センサー
122…第2圧力センサー
123…温度センサー
150…塗工幅
200…間欠バルブ
200A…間欠バルブ
202…シリンダー
202a…1次側シリンダー室
202b…2次側シリンダー室
210…第1弁体
212…貫通孔
214…第1弁体シャフト
220…第2弁体
220A…第2弁体
222…第2弁体シャフト
224…シャフト貫通孔
226…貫通孔
228…弁体間隙
400…制御機器群
410…制御装置
420…第1サーボモーター
422…ドライバーユニット
424…動力伝達機器
430…第2サーボモーター
432…ドライバーユニット
434…動力伝達機器
S…塗工液層
K…基材
y0…原位置
y1…中間位置
y2…最終位置
DESCRIPTION OF
Claims (9)
シリンダーと、
該シリンダーに組み込まれて前記シリンダーを前記流体の供給を受ける1次側と流体の圧送側の2次側とに区画した上で、シリンダー内周壁に沿って摺動しつつシリンダー軸心方向に進退するよう駆動可能とされ、前記1次側から前記2次側に貫通した流体通過孔を有する第1弁体と、
前記第1弁体に対して相対的に駆動可能とされ、該相対的な駆動により前記流体通過孔の開口状況を前記流体通過孔の閉塞を含めて可変する第2弁体と、
前記第1弁体の前記シリンダー軸心方向の駆動制御と前記開口状況を可変する前記第2弁体の相対的な駆動制御とを併用して、前記流体通過孔を経た前記1次側から前記2次側への流体通過と前記2次側に通過した流体の下流側への送り込みを図る弁体制御部とを備える
バルブ。 A valve that feeds fluid supplied from a fluid supply source downstream based on supply pressure,
A cylinder,
Incorporated into the cylinder, the cylinder is divided into a primary side that receives the fluid supply and a secondary side that is the fluid pressure feeding side, and then slides along the inner peripheral wall of the cylinder while moving forward and backward in the cylinder axis direction. A first valve body that is drivable to have a fluid passage hole penetrating from the primary side to the secondary side;
A second valve body that can be driven relative to the first valve body, and can change an opening state of the fluid passage hole including the blockage of the fluid passage hole by the relative driving;
Using the drive control of the first valve body in the axial direction of the cylinder and the relative drive control of the second valve body that changes the opening state in combination, the primary side from the primary side through the fluid passage hole is used. A valve comprising: a fluid passage to the secondary side; and a valve body control unit that feeds the fluid that has passed to the secondary side to the downstream side.
前記弁体制御部は、
前記流体の粘度変化または該粘度変化に対応するパラメータを検出し、該検出した流体の粘度変化に応じて、前記第1弁体の前記シリンダー軸心方向の駆動制御と前記第2弁体の前記相対的な駆動制御とを調整する
バルブ。 The valve according to claim 1,
The valve body control unit
The viscosity change of the fluid or a parameter corresponding to the viscosity change is detected, and the drive control of the first valve element in the axial direction of the cylinder and the second valve element according to the detected viscosity change of the fluid. Valve to adjust relative drive control.
前記弁体制御部は、
前記液体の下流側への圧送開始のタイミングにおいて、
圧送開始時の原位置に位置する前記第1弁体の前記流体通過孔が開口するように前記第2弁体を駆動制御した後に、前記第2弁体を前記流体通過孔が閉塞される側に駆動制御する第1制御と、
前記流体通過孔が閉塞された状態のまま前記第1弁体を前記原位置から前記2次側に向けて駆動制御した後に、前記流体通過孔が開口するように前記第2弁体を駆動制御する第2制御とを実行する
バルブ。 The valve according to claim 1 or 2, wherein
The valve body control unit
At the timing of starting the pumping of the liquid to the downstream side,
The side on which the fluid passage hole is closed after the second valve body is driven and controlled so that the fluid passage hole of the first valve body located at the original position at the start of pumping opens. A first control for driving and controlling
The second valve body is driven and controlled so that the fluid passage hole opens after the first valve body is driven and controlled from the original position toward the secondary side while the fluid passage hole is closed. A valve that executes the second control.
前記弁体制御部は、
前記液体の下流側への圧送停止のタイミングにおいて、
前記流体通過孔が閉塞される側への前記第2弁体の駆動制御に続き、前記流体通過孔が閉塞された状態のまま前記第1弁体を前記原位置に復帰するよう駆動制御する
バルブ。 The valve according to any one of claims 1 to 3,
The valve body control unit
At the timing of stopping the pumping of the liquid to the downstream side,
Following the drive control of the second valve body to the side where the fluid passage hole is closed, the drive control is performed so that the first valve body is returned to the original position while the fluid passage hole is closed. .
前記弁体制御部は、
前記液体の下流側への圧送開始のタイミングにおける前記第2制御に続き、前記流体通過孔が開口する側への前記第2弁体の駆動制御を行ったまま、前記第1弁体を前記シリンダー軸心方向に沿って進退させて前記2次側のシリンダー内容積を可変しつつ、前記開口した前記流体通過孔から流体を継続供給する
バルブ。 The valve according to claim 5,
The valve body control unit
Following the second control at the timing of starting the pumping of the liquid to the downstream side, the first valve body is moved to the cylinder while driving the second valve body to the side where the fluid passage hole opens. A valve for continuously supplying fluid from the opened fluid passage hole while varying the volume in the cylinder on the secondary side by moving forward and backward along the axial direction.
前記弁体制御部は、
前記液体の下流側への圧送開始のタイミングにおける前記第2制御に続き、前記第2弁体を駆動制御して前記流体通過孔の開口程度が増減するように前記流体通過孔の開口状況を可変させつつ、前記開口した前記流体通過孔から流体を継続供給する
バルブ。 The valve according to claim 7,
The valve body control unit
Following the second control at the timing of starting the pumping of the liquid to the downstream side, the opening state of the fluid passage hole can be varied so that the degree of opening of the fluid passage hole is increased or decreased by controlling the driving of the second valve body. A valve that continuously supplies fluid from the opened fluid passage hole.
前記基材に対向して前記塗工液を吹き付けるダイヘッドと、
塗工液タンクから前記ダイヘッドに到る塗工液管路に設けられ、前記塗工液タンクから供給を受けた塗工液を、該塗工液の供給圧に基づいて前記ダイヘッドに間欠的に送り込む間欠バルブとを備え、
該間欠バルブは、請求項1ないし請求項8のいずれか一項に記載のバルブとされ、前記弁体制御部は、前記第1弁体の前記シリンダー軸心方向の駆動制御と前記開口状況を可変する前記第2弁体の相対的な駆動制御とを併用して、前記流体通過孔を経た前記1次側から前記2次側への塗工液通過と前記2次側に通過した塗工液の前記ダイヘッドへの間欠的な送り込みを図る
塗工装置。 A coating apparatus that intermittently forms a spray mark on which a coating liquid is sprayed on a substrate as a coating liquid layer,
A die head that sprays the coating liquid against the substrate;
A coating liquid conduit is provided from the coating liquid tank to the die head, and the coating liquid supplied from the coating liquid tank is intermittently supplied to the die head based on the supply pressure of the coating liquid. With intermittent valve to feed,
The intermittent valve is a valve according to any one of claims 1 to 8, and the valve body control unit controls the drive control of the first valve body in the cylinder axial direction and the opening state. Combined with relative drive control of the variable second valve body, the coating liquid passes from the primary side to the secondary side through the fluid passage hole and the coating passes to the secondary side. A coating device that intermittently feeds liquid to the die head.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (2)
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RU173325U1 (en) * | 2016-12-16 | 2017-08-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод нефтегазового оборудования "ТЕХНОВЕК" | DISC LATCH |
CN113056334A (en) * | 2018-12-18 | 2021-06-29 | 松下知识产权经营株式会社 | Intermittent coating device |
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- 2012-09-14 JP JP2012202610A patent/JP2014058987A/en active Pending
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