特許 6864586 粘性材料撹拌装置および粘性材料撹拌方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6864586

(24)【登録日】2021年4月6日

(45)【発行日】2021年4月28日

(54)【発明の名称】粘性材料撹拌装置および粘性材料撹拌方法

(51)【国際特許分類】

   B05C 11/00 20060101AFI20210419BHJP

   B05C 5/00 20060101ALI20210419BHJP

   B05C 9/12 20060101ALI20210419BHJP

   B05D 3/00 20060101ALI20210419BHJP

   B05D 3/12 20060101ALI20210419BHJP

   B05D 1/26 20060101ALI20210419BHJP

   B05D 7/24 20060101ALI20210419BHJP

【ＦＩ】

   B05C11/00

   B05C5/00 101

   B05C9/12

   B05D3/00 Z

   B05D3/12 Z

   B05D1/26 Z

   B05D7/24 301K

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-165809(P2017-165809)

(22)【出願日】2017年8月30日

(65)【公開番号】特開2019-42634(P2019-42634A)

(43)【公開日】2019年3月22日

【審査請求日】2020年7月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】特許業務法人 有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小山 雅隆

(72)【発明者】

【氏名】山角 覚

(72)【発明者】

【氏名】浜谷 晋輔

【審査官】 鏡 宣宏

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−３３７５２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−７０８６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３２５８５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３１１２０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２４３１３８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０５Ｃ １／００−２１／００

Ｂ０５Ｄ １／００− ７／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークに塗布された粘性材料を撹拌する装置であって、
回転軸周りに回転し、その先端部が前記回転軸から径方向に離れた撹拌部材と、
前記撹拌部材を前記回転軸周りに回転させる回転アクチュエータと、
前記撹拌部材を移動させる移動機構と、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記移動機構を駆動して前記撹拌部材の前記先端部を前記塗布された粘性材料に没入させ、
前記回転アクチュエータを駆動して前記撹拌部材を前記回転軸周りに回転させると共に、前記移動機構を駆動して前記撹拌部材の前記先端部を前記粘性材料に没入させたまま前記撹拌部材を前記粘性材料の塗布方向に沿って移動させるように構成されている、粘性材料撹拌装置。

【請求項2】

前記撹拌部材に、前記先端部の前記回転軸からの径方向距離である偏心量を調整する偏心量調整機構が設けられている、請求項１に記載の粘性材料撹拌装置。

【請求項3】

前記撹拌部材および前記回転アクチュエータを保持する保持部材を備え、
前記保持部材が前記移動機構に取外し可能に装着される、請求項１または２に記載の粘性材料撹拌装置。

【請求項4】

前記保持部材に保持され、粘性材料を吐出する吐出ヘッドを備え、
前記制御装置は、
前記移動機構を駆動して、前記吐出ヘッドが前記保持部材の移動方向前側、前記撹拌部材が前記保持部材の移動方向後側となる姿勢で、前記保持部材を移動させ、
前記保持部材の移動過程において、前記吐出ヘッドを駆動して粘性材料をワークに塗布していくと共に、前記回転アクチュエータを駆動して前記撹拌部材を前記回転軸周りに回転させるように構成されている、請求項３に記載の粘性材料撹拌装置。

【請求項5】

ワークに塗布された粘性材料を撹拌する方法であって、
移動機構により撹拌部材を移動させて該撹拌部材の先端部を前記塗布された粘性材料に没入させる工程と、
前記撹拌部材の先端部を前記粘性材料に没入させたまま、回転アクチュエータにより前記撹拌部材を所定の回転軸周りに旋回させると共に、前記移動機構により前記撹拌部材を前記粘性材料の塗布方向に沿って移動させる工程と、
を備える、粘性材料撹拌方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シール剤や接着剤のような粘性材料を撹拌する装置および方法に関する。

【背景技術】

【0002】

乗り物や産業機械の製造現場では、２部品の合わせ部に粘性材料を塗布する作業の自動化が進められている。例えば、特許文献１は、自動車の製造現場に適用され得る粘性材料塗布装置を開示している。この装置は、ロボットハンドに取り付けられて所定軌跡に沿って移動しながらシール剤を吐出するミキシングヘッドを備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平６−２６９７２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

状況によっては、塗布された粘性材料の内側にエアが入り込んでしまうことがある。施工品質の向上または安定のため、粘性材料の塗布作業では、粘性材料の内側に入り込んだエアを抜く作業を付帯的に行うことがある。

【0005】

この付帯作業は、製造現場の作業員によって人手で行われており、作業員にかかる負担が大きい。このような実情の下で施工品質を継続的に安定させるには、付帯作業に熟達した作業員の育成が不可欠となるが、これには多大な時間と費用を要する。

【0006】

そこで本発明は、粘性材料の塗布作業に付帯する作業の省力化に資する装置および方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一形態に係る粘性材料撹拌装置は、ワークに塗布された粘性材料を撹拌する装置であって、回転軸周りに回転し、その先端部が前記回転軸から径方向に離れた撹拌部材と、前記撹拌部材を前記回転軸周りに回転させる回転アクチュエータと、前記撹拌部材を移動させる移動機構と、制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記移動機構を駆動して前記撹拌部材の前記先端部を前記塗布された粘性材料に没入させ、前記回転アクチュエータを駆動して前記撹拌部材を前記回転軸周りに回転させると共に、前記移動機構を駆動して前記撹拌部材の前記先端部を前記粘性材料に没入させたまま前記撹拌部材を前記粘性材料の塗布方向に沿って移動させるように構成されている。

【0008】

本発明の一形態に係る粘性材料撹拌方法は、ワークに塗布された粘性材料を撹拌する方法であって、移動機構により撹拌部材を移動させて該撹拌部材の先端部を前記塗布された粘性材料に没入させる工程と、前記撹拌部材の先端部を前記粘性材料に没入させたまま、回転アクチュエータにより前記撹拌部材を所定の回転軸周りに旋回させると共に、前記移動機構により前記撹拌部材を前記粘性材料の塗布方向に沿って移動させる工程と、を備える。

【0009】

上記装置および方法によれば、撹拌部材の先端部が粘性材料に没入した状態で偏心回転しながら、撹拌部材が粘性材料の塗布方向に移動していく。塗布された粘性材料は撹拌部材の先端部によって撹拌される。これにより、粘性材料の内側にエアが入り込んでいたとしても、そのエアを偏心回転している撹拌部材の周囲から粘性材料の外側に抜くことができる。このように、エアを抜く作業を回転アクチュエータおよび移動機構の作動によって自動化できる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、粘性材料の塗布作業に付帯する作業の省力化に資する装置および方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１Ａは、第１実施形態に係る粘性材料撹拌装置および方法が適用される製造現場で行われる粘性材料の塗布作業の説明図である。図１Ｂは、当該製造現場で行われるエア抜き作業の説明図であって、撹拌部材の先端部を粘性材料に没入させる工程を示す図である。

【図2】第１実施形態に係る粘性材料撹拌装置を示す概念図である。

【図3】第１実施形態に係る粘性材料撹拌装置を示すブロック図である。

【図4】図４Ａが、第１実施形態に係る保持部材の断面図である。図４Ｂが、図４ＡのＢ矢視図、すなわち、撹拌部材をその回転軸方向に見て示す図である。

【図5】図５Ａが偏心量調整機構の分解斜視図、図５Ｂが偏心量調整機構を組立状態で示す斜視図である。

【図6】粘性材料の撹拌作業の説明図であって、撹拌部材の先端部を旋回させると共に撹拌部材を移動させる工程を示す図である。

【図7】第２実施形態に係る粘性材料撹拌装置の保持部材を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照しながら実施形態について説明する。全図を通じて同一又は対応する要素には同一の符号を付して重複する詳細な説明を省略する。

【0013】

（第１実施形態）
図１Ａおよび１Ｂは、第１実施形態に係る粘性材料撹拌装置１（以下、単に「撹拌装置１」という）が適用される製造現場を示している。この製造現場では、２つのワーク９１，９２の重ね合わせまたは突き合わせによって形成されるワーク９１，９２の合わせ部９３に、粘性材料９５が塗布される。

【0014】

＜製造現場＞
製造現場の一例としては、乗り物（例えば、航空機または自動車）や産業機械（例えば、建設機械、農業機械または工作機械）の製造現場を挙げることができる。

【0015】

＜ワーク＞
本実施形態では、一例として、ワーク９１，９２が板状であり、合わせ部９３がワーク９１，９２の重ね合わせによって形成されている。合わせ部９３は、第１ワーク９１の表面と第２ワーク９２の側端面とで構成され、直角を形成し、第２ワーク９２の側端面に沿って延在している。航空機の製造現場では、ワーク９１，９２は、円筒状の機体を構成するセグメントであってもよい。

【0016】

＜粘性材料＞
粘性材料９５は、シール剤あるいは接着剤のような粘性を有した材料である。一例として、粘性材料９５は、常温環境下（例えば、２０〜２５℃）での塗布時において、１５００〜２０００Pa・sの粘度を有する。ただし、シール剤も接着剤も、製造現場における湿気の影響もしくは加熱により、合わせ部９３に塗布された後の時間経過と共に硬化する（粘度が高くなっていく）。

【0017】

＜塗布作業＞
図１Ａは、粘性材料９５の塗布作業を示す。図１Ａに示すように、粘性材料９５の塗布作業では、粘性材料９５を吐出する吐出ヘッド８０が用いられる。吐出ヘッド８０は、図示しないヘッド移動機構によって、合わせ部９３への近接または離隔が可能であり、また、合わせ部９３の延在方向に沿った移動が可能である。塗布作業では、吐出ヘッド８０を作動させて粘性材料９５を合わせ部９３に吐出しながら、ヘッド移動機構を作動させて吐出ヘッド８０と合わせ部９３とのクリアランスを適切に保ちつつ吐出ヘッド８０を合わせ部９３の延在方向に移動させる。吐出速度および移動速度の調整により、吐出ヘッド８０が単位距離だけ移動する間に合わせ部９３に塗布される粘性材料９５の量（体積または重さ）が、製品に要求される量の範囲内に収まるように調整される。以下、当該量を「塗布量」という。

【0018】

この塗布作業により、粘性材料９５が合わせ部９３の延在方向に沿って塗布される。本実施形態では、粘性材料９５が、第１ワーク９１の表面と第２ワーク９２の側端面とに跨るようにして設けられ、また、合わせ部９３の延在方向に沿ってビード状に設けられる。それにより、粘性材料９５は、ワーク９１，９２間の隙間を埋める。以下、ビード状に塗布された粘性材料の延在方向を「塗布方向」ともいう。

【0019】

図１Ｂに粘性材料９５の断面を示すとおり、外から見ると粘性材料９５が上述のとおり２ワーク９１，９２に跨るように設けられていても、その内側にエア９６が入り込んでしまうことがある。その場合、粘性材料９５のワーク９１，９２との接触面積が想定よりも小さくなる。すると、粘性材料９５がワーク９１，９２から剥がれやすくなり、求められる性能（例えば、シール性能あるいは接合性能）を満足に得られる期間が想定よりも短くなる可能性がある。なお、エア９６が入り込んでしまう状況の例としては、製品に要求される塗布量が多い場合などを挙げることができる。

【0020】

この製造現場では、粘性材料９５の塗布作業後、粘性材料９５の内側に入り込んだエア９６を抜く作業が付帯的に行われる。従前、エア抜き作業は、木もしくは合成樹脂製の櫛状工具を用いて作業員により人手で行われていたが、撹拌装置１は、エア抜き作業の自動化のため、製造現場に適用されている。

【0021】

＜粘性材料撹拌装置＞
撹拌装置１は、撹拌部材２を備えている。撹拌部材２は、回転軸Ａ周りに回転し、その先端部が回転軸Ａから径方向に離れている。撹拌装置１は、撹拌部材２の先端部を塗布作業で合わせ部９３に塗布された粘性材料９５に没入させ、その状態のままで撹拌部材２を回転軸Ａ周りに旋回させると共に撹拌部材２を塗布方向に沿って移動させるように構成される。ここでいう「旋回」とは、回転軸Ａを中心とした自転のみならず、回転軸Ａを中心とした公転あるいは回転軸Ａを中心とした偏心回転を含む。これにより、粘性材料９５の内側に入り込んだエア９６を抜くことができ、それにより粘性材料９５がワーク９１，９２と適正に接触し、粘性材料９５の耐用期間が長くなる（補修頻度が低くなる）。以下、この撹拌装置１の構成および作用について、より詳しく説明する。

【0022】

図２は撹拌装置１を示す概念図、図３は撹拌装置１を示すブロック図である。図２および図３に示すように、撹拌装置１は、上述した撹拌部材２の他、回転アクチュエータ３、移動機構４、および制御装置８を備えている。回転アクチュエータ３は、撹拌部材２を回転軸Ａ周りに回転させる。回転アクチュエータ３は、一例として、電気モータによって構成される。移動機構４は、撹拌部材２を移動させる。移動機構４は、一例として、垂直多関節ロボットで構成されており、複数（例えば、６つ）の関節を有するロボットアーム５と、複数の関節それぞれを駆動する複数（関節と同数）の移動アクチュエータ６（図３を参照）とを備えている。

【0023】

本実施形態では、撹拌部材２と回転アクチュエータ３とが、保持部材７によって保持されてユニット化されており、撹拌部材２、回転アクチュエータ３および保持部材７が撹拌ヘッド１０を構成している。保持部材７は、ロボットアーム５の先端に取外し可能に装着されている。移動機構４のロボットアーム５が動作すると、保持部材７およびこれに保持された撹拌部材２が回転アクチュエータ３と共に移動する。

【0024】

一例として、ロボットアーム５の基台は、作業現場の床面に設置される。ワーク９１，９２は、製造現場の床面に設置された治具９０に保持され、ロボットアーム５の可動範囲内に位置づけられる。ただし、ロボットアーム５の基台は、製造現場の床面に設置された走行レールに摺動可能に支持されていてもよく、その場合、移動機構４は、走行レール、および走行レールに沿ってロボットアーム５を走行させる走行アクチュエータも含む。ロボットアーム５の基台は、製造現場の床面に設置された架台に支持されていてもよい。

【0025】

図３に示すように、回転アクチュエータ３および移動機構４の移動アクチュエータ６は、制御装置８によって制御される。制御装置８は、例えば、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリとＣＰＵを有するコンピュータであり、ＲＯＭに記憶されたプログラムがＣＰＵにより実行される。制御装置８は、単一の機器であってもよいし、複数の機器に分割されていてもよい。

【0026】

本実施形態では、ＲＯＭに記憶されたプログラムに、ロボットアーム５の先端の移動軌跡および移動速度を教示するプログラムが含まれ、当該プログラムの実行（すなわち、プレイバック）により、保持部材７およびこれに保持された撹拌部材２を予め教示されたとおりに移動させることができる。ＲＯＭに記憶されたプログラムには、回転アクチュエータ３の回転速度の指令値を導出するプログラムが含まれ、当該プログラムの実行により、回転アクチュエータ３ひいては撹拌部材２の回転速度が制御される。

【0027】

制御装置８は、操作盤９と接続されている。操作盤９は、製造現場の作業員によって操作される。操作盤９にてエア抜き作業を開始する指令が作業員によって入力されると、制御装置８のＣＰＵが上述したプログラムを実行し、撹拌部材２の旋回および移動が行われる。

【0028】

＜撹拌ヘッド＞
図４Ａは、第１実施形態に係る保持部材７の断面図である。図４Ａに示すように、保持部材７は、撹拌部材２および回転アクチュエータ３を保持する保持部１１と、保持部１１に一体化された取付部１２とを有する。詳細図示は省略するが、取付部１２は、円盤状に形成され、ロボットアーム５の先端に取外し可能に装着される。保持部１１は、両端開口された筒状に形成されている。保持部１１は、図示される角筒のほか、円筒でもよい。

【0029】

回転アクチュエータ３が上述のとおり電気モータで構成される場合、回転アクチュエータ３は、ロータやステータを内蔵するハウジング３１、ハウジング３１の一端に設けられたフランジ３２、フランジ３２からハウジング３１と反対側へ突出する出力軸３３を有する。出力軸３３が保持部１１の一端開口を通じて保持部１１内に挿入された状態でフランジ３２を保持部１１の一端側に締結することで、回転アクチュエータ３が保持部材７に保持される。保持部１１とフランジ３２との間にはスペーサ１３が介在していてもよい。

【0030】

撹拌部材２は、被動体２１および撹拌体２２を有する。本実施形態では、被動体２１が被動軸２３および円盤体２４を有する。被動軸２３は、保持部１１の他端開口を通じて保持部１１に部分的に収容されており、被動軸２３の一端部は保持部１１内において軸継手１４を介して回転アクチュエータ３の出力軸３３と結合されている。被動軸２３の他端部は、保持部１１外に位置づけられている。被動軸２３は、保持部１１内に設けられた軸受１５，１６によって回転可能に支持されている。円盤体２４は被動軸２３の他端部に固定されており、保持部１１外に位置づけられている。撹拌体２２は、被動体２１のうち円盤体２４に取り付けられ、円盤体２４から被動軸２３や回転アクチュエータ３とは反対側に突出している。撹拌体２２は、撹拌部材２の先端部を構成している。

【0031】

本実施形態では、出力軸３３、被動軸２３および円盤体２４が同軸状に配されており、これらの中心軸が撹拌部材２の回転軸Ａを成している。ただし、出力軸３３は被動軸２３と同軸状に配されていなくてもよく、例えば、２軸３３，２３が直交軸歯車あるいは食い違い軸歯車を介して連結されていてもよい。この場合、歯車に減速機能を持たせることができるが、同軸配置の場合であっても、波動歯車装置を介在させて減速機能を持たせてもよい。

【0032】

回転アクチュエータ３が作動して出力軸３３が回転すると、撹拌部材２（被動体２１および撹拌体２２）が回転軸Ａの周りに回転駆動される。撹拌体２２は、偏心量調整機構２５を介して円盤体２４に取り付けられており、図４Ｂに示すように、撹拌体２２の先端部（すなわち、撹拌部材２の先端部）は、回転軸Ａから径方向に離れている。撹拌部材２が回転軸Ａ周りに回転する際、撹拌体２２の先端部に焦点を当てれば、この先端部は回転軸Ａ周りに公転あるいは偏心回転することになる。以下、撹拌部材２の先端部の回転軸Ａからの径方向距離を「偏心量ｅ」という。偏心量調整機構２５は、撹拌体２２の被動体２１（円盤体２４）への取付け位置を調整可能とし、それにより偏心量ｅ[mm]を調整可能とする。一例として、偏心量ｅは、０〜１０mmの範囲内で調整可能である。

【0033】

＜偏心量調整機構＞
図５Ａは偏心量調整機構２５の分解斜視図、図５Ｂは偏心量調整機構２５を組立て状態で示す斜視図である。一例として、偏心量調整機構２５は、撹拌体２２に設けられたスライダ２６および雄ねじ２７、並びに、円盤体２４に設けられた溝２８を備えている。偏心量調整機構２５は、ワッシャ２９およびナット３０を更に備える。

【0034】

撹拌体２２は、一例として、棒状に形成されて直線状に延在している。撹拌体２２の先端部は、先細りになっている。図示例では、半球状に形成されて丸みを帯びているが、錐状に形成されて先鋭になっていてもよい。

【0035】

スライダ２６は、撹拌体２２の基端部に固定されている。換言すれば、撹拌体２２は、スライダ２６の中心から突出するように設けられている。スライダ２６は、一例として、回転軸Ａ方向に見て正方形のブロック状に形成されている。雄ねじ２７は、撹拌体２２の基端部であってスライダ２６よりも若干先端側に位置づけられ、撹拌体２２の外周面に設けられている。

【0036】

溝２８は、円盤体２４の直径方向（回転軸Ａに直交する一方向）に沿って直線状に形成されている。溝２８は、円盤体２４の内部を直線状に延びて円盤体２４の周面に開口する貫通部２８ａと、円盤体２４の端面に形成されて貫通部２８ａを円盤体２４の外に開放する開放部２８ｂとを有する。貫通部２８ａと開放部２８ｂとは平行である。スライダ２６は、円盤体２４の周面に形成された開口を通じて貫通部２８ａ内に受容され、貫通部２８ａ内で溝２８の延在方向に摺動可能である。開放部２８ｂの高さｈ２８ｂは、スライダ２６の高さｈ２６よりも小さく、撹拌体２２の外径φ２２よりも大きい。そのため、スライダ２６が貫通部２８ａに受容されると、撹拌体２２が開放部２８ｂを通じて円盤体２４の外に突出できる一方、スライダ２６の脱落は阻止される。

【0037】

スライダ２６が貫通部２８ａ内に受容されると、雄ねじ２７は円盤体２４の外であって円盤体２４の端面付近に位置づけられる。ワッシャ２９が撹拌体２２の先端側から撹拌体２２に挿通され、次いで、ナット３０が雄ねじ２７に締め付けられる。この締付けにより、円盤体２４がスライダ２６とワッシャ２９とで挟み込まれ、撹拌体２２が被動体２１に固定される。通しボルト式の締付け構造が採用されており、スライダ２６は当該締付け構造におけるボルト頭部と同等の機能を果たしている。この締付け前に、スライダ２６を摺動させながらスライダ２６の貫通部２８ａ内での位置を調整することで、偏心量ｅが調整される（図４Ｂを参照）。エア抜き作業の対象となる粘性材料９５の塗布量に応じて偏心量ｅを変えることができ、粘性材料９５の塗布量によらずエアを抜くことができる。二重ナット式の締付け構造が採用されているので、ネジが緩みにくく、締付け後に偏心量ｅが不所望に変化するのを防止できる。

【0038】

＜エア抜き作業＞
上記構成の撹拌装置１を用いたエア抜き作業は、操作盤９にて作業員によって指令が入力されると開始する。なお、下記のアクチュエータの動作は、制御装置８の制御によるものである。指令が入力されると、移動アクチュエータ６が作動し、ロボットアーム５の姿勢および撹拌部材２の位置および姿勢が変化し、撹拌部材２の先端部が、塗布作業の結果として合わせ部９３に塗布された粘性材料９５の撹拌開始位置と対向される（図１Ｂまたは図２を参照）。粘性材料９５が両端を有する線分状に塗布されている場合、撹拌開始位置は粘性材料９５のいずれかの端である。粘性材料９５は閉ループ状に塗布される場合もあり、この場合、撹拌開始位置は粘性材料９５の任意の位置、もしくは塗布作業の起点かつ終点位置である。

【0039】

移動アクチュエータ６は作動し続け、撹拌部材２の先端部が塗布された粘性材料９５の上記撹拌開始位置に没入する（図１Ｂまたは図６を参照）。撹拌部材２（撹拌体２２）の先端部は、粘性材料９５の内部に没入した没入部２ａを形成する（図６を参照）。

【0040】

図６を参照して、この没入工程の後、回転アクチュエータ３が作動し、撹拌部材２が回転軸Ａ周りに旋回する。併せて、移動アクチュエータ６が作動し、撹拌部材２の先端部を粘性材料９５の内部に没入させたまま、撹拌部材２が粘性材料９５の塗布方向に沿って移動する。没入部２ａは、回転軸Ａに対して偏心回転しながら、撹拌開始位置から塗布方向に移動する。没入部２ａの移動軌跡Ｔは、塗布方向に並ぶ複数の長円を連ねたものとなる。

【0041】

この撹拌部材２の旋回および移動工程は、没入部２ａが粘性材料９５の撹拌終了位置に達するまで行われる。粘性材料９５が線分状に塗布されている場合、撹拌終了位置は粘性材料９５のうち撹拌開始位置とは反対側の端である。粘性材料９５が閉ループ状に塗布されている場合、撹拌終了位置は撹拌開始位置と同位置である。没入部２ａが撹拌終了位置まで移動すると、移動アクチュエータ６が作動し、撹拌部材２を粘性材料９５から退避させる。この退避工程では、移動アクチュエータ６による退避移動の前あるいは最中に、回転アクチュエータ３が停止して撹拌部材２の旋回が停止する。

【0042】

撹拌部材２の先端部を粘性材料９５に没入させたまま撹拌部材２を旋回および移動させると、没入部２ａが粘性材料９５を押し退けながら移動軌跡Ｔに沿って移動し、それにより粘性材料９５が没入部２ａによって撹拌される。粘性材料９５には、没入部２ａの通過痕９５ａが、没入部２ａを基準として移動軌跡Ｔの下流側に形成される。粘性材料９５の内側に入り込んでいたエアは、没入部２ａの周囲、特に通過痕９５ａを通じて粘性材料９５の外に抜ける。

【0043】

回転アクチュエータ３は、一定の回転数ｎ[rpm]で撹拌部材２を回転させる（撹拌部材２の角速度ω[rad/s]は、２πｎ／６０）。移動アクチュエータ６は、一定の移動速度ｖ[mm/s]で撹拌部材２を移動させる。この場合、没入部２ａの移動軌跡Ｔは、塗布方向をｘ方向、塗布方向および回転軸Ａ方向に直交する方向をｙ方向とする二次元直交座標系が想定された場合において、次式（１）で表される。

【0044】

ｘ＝ｅcosωｔ＋ｖｔ， ｙ＝ｅsinωｔ ……（１）
ここで、ｔは、没入部２ａの回転および移動の開始からの経過時間[s]、ｘは、没入部２ａの回転および移動の開始からｔ秒後のｘ座標、ｙは、同ｙ座標である。なお、ｅ、ωおよびｖは、上述した偏心量[mm]、角速度[rad/s]および移動速度[mm/s]である。

【0045】

一例として、回転数ｎは５０〜１００rpmの範囲内に設定される。このように比較的低速に設定されることで、塗布された粘性材料９５が掻き乱されず、粘性材料９５が合わせ部９３に塗布された状態を維持して粘性材料９５を撹拌できる。この場合において、移動速度ｖがあまりに低速であれば、移動軌跡Ｔが複数の長円を幾重に重ねたようなものとなり、粘性材料９５が掻き乱される。移動速度ｖがあまりに高速であれば、複数の長円が塗布方向に大きな間隔をおいて並べられることとなり、撹拌されない領域ができてしまう。そこで、移動速度ｖは、移動軌跡Ｔを構成する複数の長円が互いに外接する、もしくは、少ない被り量でオーバーラップする、もしくは、少ないクリアランスをおいて配列されるように設定される。一例として、移動速度ｖは０．１〜１５m/min（１．７〜２５０mm/s）の範囲内に設定される。これにより、粘性材料９５を掻き乱すことなく、塗布方向の位置に関わらず万遍なくエア９６を抜くことができる。

【0046】

このように本実施形態では、今まで人手で行われてきたエア抜き作業を自動化できる。このため、粘性材料の塗布作業に付帯する作業の省力化に資する。

【0047】

（第２実施形態）
図７は第２実施形態に係る撹拌装置１０１の保持部材１０７を示す斜視図である。本実施形態では、保持部材１０７のベース１１３に、第１実施形態に係る撹拌ヘッド１０（撹拌部材２、回転アクチュエータ３および保持部材７の保持部１１で構成されるユニット）が搭載されている。このベース１１３には、撹拌ヘッド１０と隣接して、吐出ヘッド１８０が搭載されている。吐出ヘッド１８０は、ハウジング１８１、吐出アクチュエータ１８２、およびノズル１８３を有する。詳細図示を省略するが、ハウジング１８１は、粘性材料を貯留した貯留部、貯留部に貯留されている粘性材料をノズル１８３に押し出すプランジャなどを内蔵している。ノズル１８３は貯留部から供給される粘性材料を吐出する。吐出アクチュエータ１８２は、プランジャの動力源であり、吐出アクチュエータ１８２が作動すると粘性材料がノズル１８３から吐出される。吐出アクチュエータ１８２は、一例として、電気モータによって構成される。

【0048】

保持部材１０７の取付部１１２は、ベース１１３と一体化されており、また、第１実施形態と同様にして移動機構（例えば、垂直多関節ロボットのロボットアームの先端）に取外し可能に装着される。

【0049】

本実施形態に係る撹拌装置１０１は、エア抜き作業を行うための撹拌ヘッド１０と、粘性材料を吐出する吐出ヘッド１８０とがユニット化されている。そのため、塗布作業とエア抜き作業とを並行実施できる。

【0050】

詳細図示を省略するが、第２実施形態に係る撹拌装置１０１も、第１実施形態と同様にして制御装置８および操作盤９（図３を参照）を備えている。操作盤９において作業開始指令が入力されると、制御装置８は粘性材料の塗布作業とエア抜き作業とを実施する。

【0051】

すなわち、制御装置８は、移動機構を駆動して吐出ヘッド１８０が保持部材１０７の移動方向前側、撹拌部材２が保持部材１０７の移動方向後側となる姿勢で、保持部材１０７を移動させる。この保持部材１０７の移動過程において、制御装置８は、吐出ヘッド１８０（吐出アクチュエータ１８２）を駆動して粘性材料をワークに塗布していくと共に、回転アクチュエータ３を駆動して撹拌部材２を回転軸Ａ周りに回転させる。これにより、ワークの合わせ部に粘性材料を塗布する作業を行いながら、塗布された直後の粘性材料に撹拌部材２の先端部を没入させて第１実施形態と同様にして粘性材料を撹拌できる。塗布作業とエア抜き作業とを並行実施できるので、製造現場での生産効率が向上する。

【0052】

（変形例）
以上、実施形態について説明したが、上記構成は本発明の範囲内で適宜変更、追加および／または削除可能である。

【0053】

撹拌部材２は、その先端部が回転軸Ａから径方向に離れていればよく、撹拌体２２の形状は棒状に限定されない。一例として、撹拌体２２はクランク状であってもよい。撹拌部材２の旋回および移動の工程にて、回転数ｎおよび移動速度ｖを変動させてもよい。

【0054】

保持部材７は省略可能である。移動機構４が垂直多関節ロボットであって、最も先端側の関節が捻り軸（いわゆるＴ軸）である場合、撹拌部材２をロボットアーム５の先端に取外し可能に装着してもよい。その場合、垂直多関節ロボットの関節を駆動する複数のアクチュエータのうち、最も先端側の関節と対応したアクチュエータが、撹拌部材２を回転駆動する回転アクチュエータ３として機能し、残余のアクチュエータが撹拌部材２を移動させる移動アクチュエータ６として機能する。なお、移動機構４は、垂直多関節ロボットに限定されない。

【符号の説明】

【0055】

１，１０１ 粘性材料撹拌装置
２ 撹拌部材
３ 回転アクチュエータ
４ 移動機構
７，１０７ 保持部材
８ 制御装置
２５ 偏心量調整機構
８０，１８０ 吐出ヘッド
９１，９２ ワーク
９５ 粘性材料
Ａ 回転軸
ｅ 偏心量

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】