JP2001518009A - 塗料を自動スプレイ塗布するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 スプレイノズルを経て塗料を自動スプレイ塗布するための装置であって、塗料を収容して上記スプレイノズルの近傍に配置され、スプレイ塗布のためスプレイノズルに導管(4)を経て塗料を供給するように接続された容器(5)を有する。この容器は、回転可能に配置され、容器内に収容された塗料を容器の外周域に向け外側へ押し出すべく容器を回転駆動する部材(8)を有する。上記導管は、容器の上記外周域に開口(18)を経て連通する。この開口(18)を経て上記スプレイノズルへ向かって塗料が押し出されるように容器内の圧力媒体に正圧を加える手段が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】 塗料を自動スプレイ塗布するための装置 技術分野 本発明は、スプレイノズルを経て塗料を自動スプレイ塗布するための装置に関 し、この装置は、塗料を収容してスプレイノズルの近傍に配置され、スプレイ塗 布のための塗料を供給するスプレイノズルに導管を経て接続される容器と、塗料 を上記容器から導管を経てノズルに圧力媒体によって圧送するようになっている 手段を有する。 背景技術 この種の装置は、様々な分野に用いられ、本発明を限定するものではないが明 瞭にするために、車体などの対象物をスプレイ塗装ロボットを介して塗装する利 用例について以下に主として述べるが、本発明は、いわゆる塗装機械の形態の装 置も含んでいる。ここで、「塗装」の語は、広く解釈されなければならず、スプ レイ塗布に適した総ての種類の塗装を包含する。 塗料源とスプレイノズルの間の導管が長くなるのを避けるため、塗料を蓄える 容器をスプレイ塗装ロボット内のスプレイノズルに近づけて配置することが、し ばしば望まれる。それは、主として色が変えられる場合に塗料の多量な浪費を避 け、導管の清掃を容易化するとともに、長い導管がロボットの動作性能を妨げた り障害になったりするのを回避するためである。しかし、塗料容器をスプレイノ ズルの近傍に配置した場合、塗料容器とスプレイノズルとを載せたロボットアー ムが動作して、塗料容器が逆さになったり傾いたりすると、問題が生じる。塗料 容器がこのように動くと、容器内の塗料は、重力によって新たな位置をとり、導 管が塗料に届かなくなって、ロボットアーム,それ故,塗料容器が特定の位置にあ る場合、塗料をスプレイノズルから噴霧することができなくなり、また、必要な 際に塗料容器から総ての塗料を効率的に放出できなくなる。そして、スプレイノ ズルに塗料を供給する際のこの問題は、容器内の塗料の量が減少するほど増大す る。 この問題の解決策は、フランス特許第2635990号公報に開示され、容器内で塗 料と圧縮空気などの圧力媒体とを分離すべく容器を機械的に分割するピストンや 柔軟な膜からなる部材を設けるものである。しかし、このような膜やピストンを 容器内に配置することは、不必要に複雑な制御手段を必要とし、容器の構造を不 必要に高価なものにする。 発明の開示 本発明の目的は、冒頭に述べた種類の装置であって、上記問題を費用観点から のみならず上記フランス特許公報の装置によるよりも簡単かつ有利に解決するこ とができる装置を提供することにある。 上記目的は、本発明によれば、容器を回転可能に配置し、容器内に収容された 塗料を容器外周域に向けて外側へ押し出すべく容器を回転駆動する部材を設け、 上記導管を容器外周域に開口を経て連通させ、この開口を経てスプレイノズルへ 向かって塗料が押し出されるように容器内の圧力媒体に正圧を加える手段を備え ている。 こうして、室内の容器の位置に関係なく、容器に収容された塗料は、上記導管 が容器内に連通する箇所に必ず存在して、容器内に塗料が残存する限り塗料をス プレイノズルに供給できる。これは、容器内にいかなる膜やピストンも設けるこ となく完全に達成される。「遠心力」が塗料を容器の外周へ押し付け続けるよう な速度で上記回転駆動手段が容器を回転駆動しなければならないのは言うまでも ない。回転駆動手段が、容器を常に回転駆動する必要はなく、必要なときに回転 駆動できれば足るということも、本発明の範疇に属する。従って、スプレイノズ ルおよび容器が静止位置にある所定期間に、スプレイノズルによるスプレイ塗装 がどんな対象物に用いられても、上記外周域が最下点となるように容器が位置す る限り、回転駆動手段は容器の回転を停止し、重力が塗料を導管の開口に位置さ せ続ける。さらに、「容器内の圧力媒体に正圧を加える手段」の文言は、広く解 釈されなければならず、容器内へ圧力媒体が実際に供給されないような場合も包 含する意図であることを強調しておく。しかし、容器は、例えば圧力減少下で総 ての塗料が容器から出てしまったときでも正圧が維持されるだけの圧縮が得られ るに足る量と高圧の媒体によって最初から充填されることができる。 本発明の好ましい実施の形態では、上記導管の開口は、容器に収容されている 全塗料が上記開口を経て実質上放出されるように、容器内壁の上記外周域の最外 部に位置する。このような導管開口の配置が容器の回転と組み合わさったお陰で 、容器の容積を最適に利用しつつ容器を完全に空にすることが可能になる。 本発明の他の好ましい実施の形態によれば、上記外周域は、容器の回転軸と実 質上平行な方向に延びる限られた容器部分に亘って延在する。これによって、上 記開口は、「最後の一滴」まで塗料を最適に空にするために、不適当に長く延び る必要がなくなる。 上記実施の形態を更に発展させた本発明の他の好ましい実施の形態によれば、 上記外周域は、容器の回転軸に関して円周をなし,谷底が容器の回転軸から最も 離れ,この谷底に上記開口が位置するような容器の谷状の設計で形成されている 。こうして、塗料を収集するのに非常に良好に限定された箇所が得られる。なぜ なら、この設計によって軸方向の延びが短くなり、塗料が円周経路内の上記谷に 移動して、上記開口付近の箇所に捕らえられ,より正確には上記開口を経て押し 出される。 本発明の他の好ましい実施の形態では、容器が、その回転軸に関して実質上対 称である。このような容器の設計は、塗料が、実質上渦を形成したり,塗料に剪 断力が加わったりすることなく、「遠心力」によって容器の外周へ向かって外側 へ円滑に押し出されるので、有利である。上記渦や剪断力は、塗料を劣化させる とともに、塗料が容器から均一に放出されるのを妨げる。 本発明の他の好ましい実施の形態では、上記手段が、塗料を圧縮空気によって 容器外へ押し出すようになっていて、このことは、この圧縮空気にアクセスし易 いことから大抵の場合好ましい。 本発明の他の好ましい実施の形態では、上記手段が、容器の回転軸の領域に圧 縮空気を供給するようになっている。このことは、容器が回転していて塗料がな くなったとき、空間に圧縮空気が供給されるから、装置の効率が改善されるとい う理由、および所望の場合上記手段を回転に対して静止して配置するのが容易で あるという理由から、有利である。 本発明の他の好ましい実施の形態では、上記装置は、導管内に配置された弁部 材と、スプレイ塗布が実行されるべきときに,容器とスプレイノズルとの間の導 管接続を開くように、スプレイ塗布が不要のときに,容器から導管を経て塗料が 流出するのを防ぐべく、閉じるように弁部材を夫々制御するような部材とを有す る。これによって、本当に必要な場合のみに塗料がスプレイノズルから噴霧され ることが保障され、この弁部材は、上記導管に沿うどんな箇所にも配置でき、ス プレイノズル内にさえも良好に配置することができる。 本発明の他の好ましい実施の形態では、塗料を容器から放出する導管は、容器 の回転軸の領域から外側へ容器外周に向かって塗料を放出する領域に延び、容器 の回転軸に実質上沿って容器外へ塗料を導く。このような配置によって、塗料は 効率的かつ最も容易に外部へ導かれ、しかも容器から塗料を効率的に「フェッチ する(持ってくる)」ことができる。 上記実施の形態を更に発展させた本発明の他の好ましい実施の形態では、上記 装置は、容器から塗料を放出する上記領域内の容器外周の回転方向に分布する複 数箇所に現われる上記管で形成された複数の導管を有する。このような構造は、 容器からスプレイノズルへの塗料の分配の効率を高めるので、有利である。 本発明の更に好ましい実施の形態では、上記装置は、スプレイノズルの近傍の 支持体に容器を支持する支持部材を有し、この支持部材は、容器を他の容器に交 換したり,容器に塗料を充填したりするために、容器を支持体から取り外し、再 び支持体に取り付けうるように容器を着脱可能に支持するようになっている。上 記装置から着脱可能に容器を配置することによって、同じ色または全く異なる色 の塗料を充填した容器への交換は、容器内の塗料が流出し始めると直ちに行なわ れ、あるいは他の色への交換は、ロボットやスプレイ塗装機械の休止期間が短く なるように行なわれる。 本発明の更なる利点および有利な特徴は、以下に述べる説明および従属請求項 から明らかになる。 図面の簡単な説明 図１は、車体に塗料をスプレイ塗布するロボットであって本発明の好ましい実 施の形態による装置を備えたロボットの概略図であり、 図２は、図１に示した装置の一部破断拡大図であり、 図３は、容器を取り外してスプレイノズルを洗浄する位置にある図２に示され た装置の図であり、 図４は、本発明の他の実施の形態の一部破断平面図である。 発明を実施するための最良の形態 塗料をスプレイ塗布する装置であって、互いにヒンジで連結された種々のロボ ットアームを有してスプレイ塗装ロボットの形態をなす装置が、極めて概略的に 図１に示されている。まさに先端のロボットアームに、ベルのようにも思えるが ガンの形態をなし、ここでは車体である対象物２に自動的にスプレイ塗装を施工 するスプレイノズル１が取り付けられている。このスプレイノズルは、概略的に 示され,塗料を噴霧化する装置３に接続され、上記塗料は、スプレイノズルの極 めて近傍に配置された塗料を蓄える容器５から、図２に部分的に示された導管４ を経てスプレイノズル１に供給される。圧縮空気の供給管や装置に含まれる部材 を電子制御するコンジットなどの異なる導管は、簡明化のため図１では省略され 、本発明と関係のない部材は、図１および図２〜４に示されていない。 図２を参照すると、容器５は、きのこ状の帽子のような外観を呈し、このきの こ状の帽子は、回転対称であって、この対称軸と平行に「きのこ帽子」の中央か ら突出する要素６を有する。この要素は、ギヤ７の形態をなす外周の噛合部材を もち、このギヤ７は、第２ギヤ８の形態の噛合部材と噛み合っている。第２ギヤ ８は、このスプレイ塗装装置が要求に応じてスプレイ塗布状態にあるとき、容器 ５をその対称軸の周りに回転駆動する部材の一部をなす。このため、容器５は、 噴霧化装置３の静止部材をなす支持体９に対して回転できるように取り付けられ ている。このため、容器の要素６は、詳しくは更に後述する支持体９に対する回 転に対して静止して取り付けられた中央部１２の周りの軸受１０,１１によって 回転可能に支承されている。 容器５は、意図された用途に応じて種々の種類の材料で作ることができる。高 い電圧が加わる導電性塗料が用いられる場合は、良好な絶縁性をもつプラスティ ックが適した材料であり、非導電性塗料に対しては金属を用いることもできる。 容器は、その回転軸に関して谷状の外周設計(ディザイン)を有し、谷底１３が容 器の回転軸から最大の距離をもっていて、容器が回転すると、容器内の塗料が、 外方へ谷底１３に向かって流れやすく、導管４のための塗料収集箇所を明確に限 定している。 スプレイ塗装装置は、導管１４をもつ圧縮空気供給のための手段を有し、上記 導管は、容器の中央に現われて、先端にチェック弁１６を備えている。さらに、 上記導管４は、容器とスプレイノズルの間に、容器の回転軸の近傍に延び,次い で実質上半径方向外側へ曲がり、容器からの塗料を受けるための開口１８を容器 の外周の上記谷底１３にもつ管１７を有する。管部分１５および管１７は、回転 不可に取り付けられ,その周りに容器が回転させられるようになっている中央部 １２を形成する。これと択一的な実施の形態では、所望の場合は、上記中央部を 回転可能に取り付けることもできる。さらに、上記スプレイ塗装装置は、管１５ ，１７をもつ部分に剛に連結された部分２１の凹部２０に、付勢されて嵌合する ，この例ではばねで付勢されるボールである部材１９を有する。こうして、上記 中央部と容器は、図３に示すように持ち上げることによって支持体９から一緒に 取り外すことができる。しかし、上記容器は、この容器だけを取り外せるように 、上記中央部から分離でき,この中央部に図示しない保持部で支持されるのが好 ましい場合もある。 スプレイ塗装装置は、導管４内に概略的に示され、容器とスプレイノズルの間 の連通を開放,閉鎖するための第１弁部材２２を有する。この弁部材は、図２に は開位置で,図３には閉位置で夫々示されている。複数の穴をもつ板２４は、塗 料を分配すべく第１弁部材の下流の導管４内に設けられている。第２弁部材は、 圧力媒体を供給すべく導管１４内に設けられ、第２弁部材２３がどのように供給 導管１４を閉じるのかが図３に概略的に示され、第２弁部材が圧縮空気を供給す るために供給導管を開位置に保持しているのが図２に示されている。容器内に塗 料や圧縮空気を充填するための補助弁を設けることもできる。最後に、支持体９ は、圧縮空気や溶剤などの洗浄媒体を供給するために導管４に流入する導管２５ を有し、洗浄媒体は導管２５の流入口から下流側へスプレイノズルまでを洗浄す る。上記流入口に弁部材２６が設けられ、この弁部材は、スプレイ塗装装置を介 して塗料がスプレイ塗布される間、導管２４を閉鎖状態に保つ。 上述のスプレイ塗装装置は、次のように動作する。スプレイノズルから塗料を 噴霧すべきとき、第２ギヤ８を回転駆動することによって、容器５の回転を開始 させる。好ましくは、塗料にＶ²／ｒ≒３g(g：重力加速度)の遠心力が加わるよ うに容器が回転させられ、その結果、塗料が容器の回転軸から外側へできる限り 離れるように上記谷底１３へ押し出される。容器の半径を半分にすると、容器の 外周における速度は１／４に減少するから、塗料に加わる剪断力が減少し、主と して凝集体の形成によって塗料が破壊されるのが防がれるので、比較的小さな半 径の容器を用いるのが有利である。 容器の回転によって、塗料は、塗装されるべき対象物の種々の表面にスプレイ 塗布する際のロボットアームの動きの影響による室内での容器の位置に拘わりな く、常に容器の外周に位置する。容器の中央に供給される圧縮空気は、容器内に 塗料がある限り常に塗料が存在する領域(谷底１３)へ向けて塗料を押圧し、塗料 を導管４の開口１８を経て容器外へ押し出す。こうして、圧縮空気は、導管１４ を経て図２に示す箇所に供給され、塗料をスプレイノズルへ流すための第１弁部 材２２は開き、弁部材２６は閉じている。 図３には、新たな塗料を充填すべく交換するためおよび／または容器を洗浄す るために、どのように容器が持ち上げられるのかが示されている。図３に示す位 置では、第１弁部材２２および第２弁部材２３は、塗布休止のため夫々の導管箇 所を閉鎖する一方、弁部材２６は、導管２５と導管４との問の連通を開いている 。従って、洗浄媒体は、導管２５を経て導管４に供給され、この導管およびスプ レイノズルを洗浄する。さらに、容器には、例えば箇所２８で示す壁に配置され ，塗料充填の際に容器から任意量の空気を吹き出すことができる補助弁を設ける のが好ましく、これによって、容器に実質上完全に塗料を充填することができる 。 本発明の更なる実施の形態によるスプレイ塗装装置の容器５は、図４に示され ている。この実施の形態では、容器から塗料を放出する領域に現われる複数の管 １７が、容器の外周に沿って分布した複数の箇所に配置されている。これらの管 １７は、容器の回転軸の近傍で、一緒になってスプレイノズルへ延びる導管４に 流入する。この構成は、容器からスプレイノズルへの塗料の分配の効率を増大さ せる。 本発明は、勿論、上述の好ましい実施の形態に決して限定されるものではなく 、本発明の基本的思想から離れることなく当業者が種々の変更をなしうることは 明らかである。 例えば容器の形状を変更することもでき、可能な形状は、球状と盤状の２つで あり、球状は、非常に目立つた谷底をもつ上述の例のようには塗料収集箇所を明 確に限定できないが、盤状は、塗料収集箇所を良好に限定できる。既述のように 、容器に例えば５バールの圧力をもつ圧縮空気を最初から供給しておいて、その 後は圧縮空気を供給しないようにでき、そうすれば、容器から全塗料が放出され たときでも、圧力は２バールに低下するにすぎない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．スプレイノズル(1)を経て塗料を自動スプレイ塗布するための装置であって 、塗料を収容してスプレイノズルの近傍に配置され、スプレイ塗布のための塗料 を供給するスプレイノズルに導管(4)を経て接続される容器(5)と、塗料を上記容 器から導管を経てスプレイノズルに圧力媒体によって圧送するようになっている 手段(14〜16)とを有する装置において、 上記容器が回転可能に配置され、容器内に収容された塗料を容器の外周域(13) に向けて外側へ押し出すべく容器を回転駆動する部材(8)が設けられ、上記導管 が容器の外周域に開口(18)を経て連通され、この開口を経て上記スプレイノズル へ向かって塗料が押し出されるように容器内の圧力媒体に正圧を加える手段が設 けられていることを特徴とする装置。 ２．請求項１に記載の装置において、上記導管(4)の開口(18)は、容器に収容さ れている全塗料が上記開口を経て実質上放出されるように、容器内壁の上記外周 域の最外部に位置することを特徴とする装置。 ３．請求項１または２に記載の装置において、上記外周域(13)は、容器の回転軸 と実質上平行な方向に延びる限られた容器部分に亘って延在することを特徴とす る装置。 ４．請求項３に記載の装置において、上記外周域は、上記容器の回転軸に関して 円周をなし、谷底(13)が容器の回転軸から最も離れ、この谷底に上記開口(18)が 位置するような容器の谷状の設計で形成されていることを特徴とする装置。 ５．請求項１乃至４のいずれか１つに記載の装置において、上記容器(5)は、こ の容器の回転軸に関して実質上対称であることを特徴尾とする装置。 ６．請求項１乃至５のいずれか１つに記載の装置において、上記手段(14〜16)は 、上記塗料を圧縮空気によって容器外へ押し出すようになっていることを特徴と する装置。 ７．請求項１乃至６のいずれか１つに記載の装置において、上記手段(14〜16)は 、上記圧力媒体を上記容器の内部に供給する圧力媒体源を有することを特徴とす る装置。 ８．請求項７に記載の装置において、上記手段(14〜16)は、上記容器の回転軸の 領域に圧縮空気を供給するようになっていることを特徴とする装置。 ９．請求項１乃至８にのいずれか１つに記載の装置において、この装置は、上記 導管内に配置された第１弁部材(22)と、上記塗料のスプレイ塗布が実行されるべ きときに、上記容器(5)とスプレイノズル(1)との間の導管接続を開くとともに、 上記塗料のスプレイ塗布が不要のときに、上記容器から導管を経て塗料が流出す るのを防ぐべく、閉じるように上記弁部材を制御するようになっている部材とを 有することを特徴とする装置。 １０．請求項７または８に記載の装置において、この装置は、上記圧力媒体源か ら容器(5)へ圧力媒体を供給する導管(14)内に設けられた第２弁部材(23)と、上 記圧力媒体源と容器の間の連通を開放、閉鎖させるように上記第２弁部材を制御 するようになっている部材とを有することを特徴とする装置。 １１．請求項１乃至１０のいずれか１つに記載の装置において、上記容器(5)か ら塗料を放出する上記導管(4)は、容器の回転軸の領域から外側へ容器外周に向 かって塗料を放出する上記外周域(13)まで延びて、容器の回転軸に実質上沿って 塗料を容器外へ導く管(17)を有することを特徴とする装置。 １２．請求項１１に記載の装置において、この装置は、容器(5)から塗料を放出 する上記外周域内の容器外周の回転方向に分布する複数箇所に現われる上記管(1 7)で形成された複数の導管を有することを特徴とする装置。 １３．請求項１２に記載の装置において、上記管(17)は、上記容器の回転軸の近 傍でスプレイノズル(1)へ延びる共通の導管(4)に流入することを特徴とする装置 。 １４．請求項１乃至１３のいずれか１つに記載の装置において、この装置は、ス プレイノズル(1)の近傍の支持体(9)に上記容器を支持する支持部材(19,20)を有 し、この支持部材は、容器を他の容器と交換したり、容器に塗料を充填したりす るために、容器を支持体から取り外し、再び支持体に取り付けうるように上記容 器を着脱可能に支持するようになっていることを特徴とする装置。