JP2006297353A

JP2006297353A - 塗装装置

Info

Publication number: JP2006297353A
Application number: JP2005127175A
Authority: JP
Inventors: Hideo Fujinaka; 英雄藤中; Keisuke Nakamura; 圭佑中村
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2005-04-25
Filing date: 2005-04-25
Publication date: 2006-11-02
Anticipated expiration: 2025-04-25
Also published as: JP4779422B2

Abstract

【課題】外管バルブのような中空球状体の内面に対して少ない工程で、且つ均一に塗料を塗布することが可能な塗装装置を提供する。
【解決手段】開口を有する中空球状体１の内面１ａに塗料４を塗布する塗装装置を、上記開口を通じてその先端部が中空球状体１内に挿入される棒状の支持部材５と、支持部材５の先端部に支持される塗料噴霧用のノズル部６と、中空球状体１の内面１ａに対してノズル部６を回動させる駆動機構３２と、を用いて構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、中空球状体の内面に対して塗料を均一に塗布する為の技術に関するものである。

従来から、ランプの外管バルブのような中空球状体の内面に蛍光体等を含む塗料を塗布し、これにより中空球状体の内面に蛍光体等を含む被膜を形成することが知られている。上記の中空球状体内に被膜を形成する為の塗装装置としては、中空球状体の内部に液体状の塗料を流入させ、内面全体に行き渡るように流した後に、外管バルブ内に溜まった余剰分の塗料を排出させるといった方式のものが提案されている（特許文献１参照）。しかし、上記塗装装置にあっては、中空球状体内に流入させた塗料を排出するといった工程が必要になるうえに、塗料を内面全体に均一に塗布することが困難であるという問題がある。
特開２００４−０６３２８４号公報

本発明は上記問題点に鑑みて発明したものであって、外管バルブのような中空球状体の内面に対して少ない工程で、且つ均一に塗料を塗布することが可能な塗装装置を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために本発明を、開口を有する中空球状体の内面に塗料を塗布する塗装装置であって、上記開口を通じてその先端部が中空球状体内に挿入される棒状の支持部材と、支持部材の先端部に支持される塗料噴霧用のノズル部と、中空球状体の内面に対してノズル部を回動させる駆動機構と、を具備したものとする。上記構成の塗装装置にあっては、駆動機構によりノズル部を回動させながら塗料を噴霧させることで、中空球状体の内面全体に塗料を塗布することができ、したがって、中空球状体の内面に対して少ない工程で且つ均一に塗料を塗布することが可能となる。

上記駆動機構は、支持部材の中心軸方向と直交する方向に伸びる回転軸を中心としてノズル部を支持部材に対して旋回させる旋回機構と、支持部材と中空球状体とを該支持部材の中心軸を中心として相対的に回転させる回転機構と、から成ることが好適である。上記構成によれば、中空球状体に対してノズル部を回動させる駆動機構を、旋回機構と回転機構とを組み合わせたシンプル且つ効果的な構造で実現することができる。

また、上記塗装装置においては、支持部材をその中心軸方向に進退させる進退機構と、ノズル部からの噴霧方向において該ノズル部と中空球状体の内面との距離が一定に保持されるように上記駆動機構及び上記進退機構を連動させる制御部と、を具備することが好適である。このようにすることで、中空球状体が断面楕円状を成すような各種形状のものであってもこれに対応して内面全体に均一に塗料を塗布することが可能となる。

また、上記構成の塗装装置においては、支持部材の先端部に、複数のノズル部を夫々の噴霧範囲が相違するように連結させることも好適である。このようにすることで、中空球状体の内面に対して均一に塗料を塗布することが容易となる。

また、上記構成の塗装装置にあっては、上記ノズル部が、中空球状体の内面と沿うように湾曲させた側周面に複数の噴霧孔を形成したスリットノズル部であることも好適である。このようにすることで、中空球状体の内面に対して均一に塗料を塗布することが容易となる。

本発明は、外管バルブのような中空球状体の内面に対して少ない工程で、且つ均一に塗料を塗布することができるという効果を奏する。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。図１には、本発明の実施形態における一例の塗装装置を示している。本例の塗装装置は、開口を有する中空球状体１の上記開口縁から外方に向けて円筒状の筒体２を延設して成る外管バルブ３の、上記中空球状体１の内面１ａに蛍光体を含む塗料４を塗布する為の装置であって、外部から筒体２内及び中空球状体１の開口内を通じて中空球状体１内に挿入される棒状の支持部材５と、支持部材５の挿入方向（図中上方向）の先端部に連結されるノズル部６とを具備している。

ノズル部６には、塗料供給部である塗液タンク７と該ノズル部６とを連通するチューブ８と、噴霧エアを該ノズル部６に供給するチューブ９とを接続させており、両チューブ８，９から吐出ポンプ部１０を介して送り込まれる塗料４及び噴霧エアがノズル部６にて混合された後に、ノズル部６先端の噴霧口６ａから所定範囲の広がりをもって噴霧されるようになっている。図中の符号４０は支持部材５に設置したロータリージョイントであり、両チューブ８，９の流路途中に介在するように設けている。

ノズル部６は、支持部材５の中心軸Ａ方向（図中上下方向）と直交する方向に伸びる回転軸Ｂを中心として、支持部材５の先端部に旋回自在に連結されている。ノズル部６には、その中心を回転軸Ｂが通るように第１旋回用プーリ１１を固定しており、支持部材５の基端側に回動自在に設置してある第２旋回用プーリ１２との間に、旋回用ベルト１３を巻着させるとともに、第２旋回用プーリ１２を回転駆動させる旋回用モータ１４を、支持部材５近傍に配している。本例にあっては上記各構成によってノズル部６を旋回させる旋回機構１５が構成されており、この旋回機構１５によって、ノズル部６がその噴霧口６ａの向きを回転軸Ｂ中心に回動させて該噴霧口６ａからの塗料４の噴霧方向を自在に変更するものである。

支持部材５の、第２旋回用プーリ１２を設けてある箇所よりも基端側の個所には、中心軸Ａ方向に伸びる溝１６を外周面に有するスプライン軸部５ａを形成している。スプライン軸部５ａには、上記溝１６と中心軸Ａ方向にスライド自在に係合する凹凸形状（図示せず）を内周面に有する第１自転用プーリ１７を嵌合させており、自転用モータ１８により回動駆動される第２自転用プーリ１９と上記第１自転用プーリ１７との間には、自転用ベルト２０を巻着させている。上記各構成によって、支持部材５及びノズル部６を該支持部材５の中心軸Ａ中心に自転させる自転機構２１が構成されており、この自転機構２１によって、ノズル部６は中心軸Ａ中心に自転しながらその噴霧方向を自在に変更するものである。

また、支持部材５の、スプライン軸部５ａを形成してある箇所よりも基端側の箇所には、外周面に雄ねじ２２を切ってある送りねじ軸部５ｂを形成している。送りねじ軸部５ｂには、上記雄ねじ２２と螺合する雌ねじ（図示せず）を内周面に切ってある第１進退用プーリ２３を嵌合させており、進退用モータ２４により回動駆動される第２進退用プーリ２５と上記第１進退用プーリ２３との間には、進退用ベルト２６を巻着させている。第１進退用プーリ２３は中心軸Ａ方向に移動不能に設置しているので、進退用モータ２４により第２進退用プーリ２５及び進退用ベルト２６を介して第１進退用プーリ２３を回転駆動させると、その回転方向及び回転量に応じて、ねじ軸部５ｂ即ち支持軸部５全体が中心軸Ａ方向に進退することとなる。

上記各構成によって、支持部材５をその中心軸Ａ方向に進退させる進退機構２７が構成されており、この進退機構２７によって、ノズル部６はその位置を中心軸Ａ方向に移動させるものである。なお、このとき上記自転機構２１のスプライン軸部５ａと第１自転用プーリ１８とは中心軸Ａ方向に相対位置を変えることとなるが、相対位置の変更に関わらずスプライン軸部５ａと第１自転用プーリ１８とは動力伝達可能に係合するので、自転用モータ１８の回転駆動力は支持部材５にまで問題無く伝達される。

図中の符号２８は、外管バルブ３を保持する保持具であり、中空球状体１の外面であって開口部分とは逆側の個所に固定されている。保持具２８は、回転用モータ２９により支持部材５の中心軸Ａ回りに回転駆動されるものであって、該保持部２８を介して中空球状体１自体を中心軸Ａ回りに回転駆動することが可能になっている。

本例にあっては、上記各構成から成り中空球状体１を回転駆動させる球状体側回転機構３０と、この球状体側回転機構３０とは逆方向に支持部材５を回転駆動させる上述の自転機構２１とが、支持部材５と中空球状体１とを該支持部材５の中心軸Ａを中心として相対的に回転させる回転機構３１となっているのだが、球状体側回転機構３０及び自転機構２１の一方のみで、上記回転機構３１を構成してあっても構わない。

そして、本例にあっては上記のように支持部材５と中空球状体１とを中心軸Ａ中心に相対的に回転させる回転機構３１と、中心軸Ａと直交する回転軸Ｂを中心としてノズル部６を支持部材５に対して旋回させる旋回機構１５とで、中空球状体１の内面１ａに対してノズル部６を全方位に回動させる駆動機構３２を構成している。

上述した各モータ１４，１８，２４，２９は制御部３３によりＰＬＣ制御されるものであり、中空球状体１の各種形状に応じて、進退用モータ２４により駆動される進退機構２７を旋回用モータ１４により駆動される旋回機構１５と連動させ、ノズル部６からの噴霧方向において該ノズル部６と中空球状体１の内面１ａとの距離を一定に保持させるように設定している。つまり、例えば中空球状体１が図中上下方向を長径方向とする楕円状断面を有するものであった場合には、中空球状体１の内面１ａの上側部分を塗装する際には噴霧口６ａが上方を向くようにノズル部６を旋回させるとともに該ノズル部６を支持部材５と一体に上方に移動させ、この上方位置でノズル部６と中空球状体１とを中心軸Ａ中心に相対的に回転させる。内面１ａの下側部分を塗装する際には噴霧口６ａが下側を向くようにノズル部６を旋回させるとともに該ノズル部６を下方に移動させるものであり、ここでのノズル部６の旋回制御及び進退制御は中空球状体１の形状に応じて適宜設定すればよい。

また、旋回用モータ１４により駆動される上記旋回機構１５と、自転用モータ１８及び回転用モータ２９により駆動される回転機構３１とは、中空球状体１の内面１ａに対する塗布速度がノズル部６の向きに関わらず常時一定となるように連動させる。つまり、中空球状体１の内面１ａの上側部分や下側部分のように中心軸Ａからの距離が短い部分を塗装する場合には、噴霧口６ａが上方又は下方を向くようにノズル部６を旋回させるとともに、ノズル部６と中空球状体１とを相対的に小さな回転速度で中心軸Ａ中心に回転駆動させ、逆に、中空球状体１の内面１ａの上下方向中央部分のように中心軸Ａからの距離が長い部分を塗装する場合には、噴霧口６ａが側方を向くようにノズル部６を旋回させるとともに、ノズル部６と中空球状体１とを相対的に大きな回転速度で中心軸Ａ中心に回転駆動させる。これにより、中空球状体１の内面１ａに対する塗布速度を一定に保持することができ、ここでの旋回制御及び回転制御は中空球状体１の形状に応じて適宜設定する。

具体的には、中空球状体１の内面１ａ上の塗料４を吹付けられる箇所の、中心軸Ａを中心とする周速度が９０ｍｍ／ｓｅｃとなり、且つ、中空球状体１の内面１ａ上の吹付箇所がノズル部６の旋回により中心軸Ａ方向に移動する移動速度が５ｍｍ／ｓｅｃとなるように、自動調整させる。ここで、上記移動速度は上記周速度の１／１４以下であることが望ましい。

つまり、制御部３３での上記ＰＬＣ制御によって、中空球状体１の内面１ａのいずれの個所においても、ノズル部６からの距離及び塗布速度が一定に保持されることとなり、中空球状体１の形状に関わらずその内面１ａ全体に塗料４を均一に塗布することが可能となるものである。

上記構成を具備して成る本例の塗装装置にあっては、中空球状体１の開口を下方に向けた状態で保持具２８により外管バルブ３を固定し、筒体２を通じて上記開口から中空球状体１内に支持部材５を挿入し、この支持部材５の先端部に連結されるノズル部６を中空球状体１の中心部分に位置させる。ここで、自転機構２１及び球状体側回転機構３０から成る回転機構３１によって、ノズル部６及び支持部材５と中空球状体１の内面１ａとを中心軸Ａ中心に相対的に回転駆動させるとともに、旋回機構１５によって、支持部材５に対してノズル部６を回転軸Ｂ中心に旋回させるように制御することで、中空球状体１の内面１ａ全体に塗料４を塗布することができる。

しかもこのとき、制御部３３のＰＬＣ制御によって、噴霧方向におけるノズル部６と中空球状体１の内面１ａとの距離が一定となるように、進退機構２７により支持部材５及びノズル部６が中心軸Ａ方向に進退駆動されるとともに、中空球状体１の内面１ａへの塗料４の塗布速度が一定となるように、旋回機構１５及び回転機構３１が駆動されるので、中空球状体１の形状に関わらずその内面１ａ全体に塗料４が均一に塗布されるものである。

次に、本発明の実施形態における他例の塗装装置について、図２に基づいて説明する。なお、本例の基本的構成は上記した一例の構成と同様であることから、一例と一致する構成については同一符号を付して詳細な説明を省略し、一例とは相違する特徴的な構成についてのみ以下に詳述する。

本例の塗装装置にあっては、支持部材５の先端部に、中空球状体１の内面１ａと沿う円弧状に湾曲した支持片３４を固定しており、この支持片３４上に複数（図示例では三つ）のノズル部６を夫々の噴霧範囲が相違するように配置している。各ノズル部６の配置は、その噴霧口６ａと中空球状体１の内面１ａとの距離が同一となり、且つ内面１ａ上の噴霧範囲が一部重なり合うように設定する。

つまり、本例の塗装装置にあっては、一例のような旋回機構１５を備える代わりに複数のノズル部６を支持部材５の先端部に放射状に配置させてあるので、一例と同様の自転機構２１から成る回転機構３１（本例にあってはこれで駆動機構３２を構成する）によって支持部材５及び各ノズル部６を中空球状体１に対して中心軸Ａ回りに回転駆動させながら、各ノズル部６から塗料４を噴霧させることで、中空球状体１の内面１ａ全体に塗料４を均一に塗布することが可能なものである。

次に、本発明の実施形態における更に他例の塗装装置について、図３に基づいて説明する。なお、本例の基本的構成は上記した一例の構成と同様であることから、一例と一致する構成については同一符号を付して詳細な説明を省略し、一例とは相違する特徴的な構成についてのみ以下に詳述する。

本例の塗装装置にあっては、中空球状体１内に挿入される支持部材５の先端部に、塗料噴霧用のスリットノズル部３５を連結させ、該スリットノズル部３５が中空球状体１の中央部分に位置するように設けている。スリットノズル部３５は、中空球状体１の内面１ａに沿うように円弧状に湾曲した側面３５ａを有し、該側面３５ａに多数の噴霧口（図示せず）を穿設したものであって、各噴霧口から内面１ａまでの距離が同一となり、且つ内面１ａ上の噴霧範囲が一部重なり合うように設定している。また、本例にあっては、塗料供給部である塗液微細化装置３６から送り込まれる塗料４と噴霧エアとが混合された状態でチューブ３７からスリットノズル部３５にまで送り込まれる構造にしている。図３（ａ）には円弧状の側面３５ａを有する半円状のスリットノズル部３５を一つ備えた場合を示し、図３（ｂ）には上記スリットノズル部３５を互いに逆方向を向くように一対備えた場合を示しているが、上記スリットノズル部３５を３以上備えたものであっても構わない。

つまり、本例の塗装装置にあっては、一例のようなノズル部６や旋回機構１５を備える代わりに、塗料４を放射状に噴霧するように多数の噴霧口を設けてあるスリットノズル部３５を支持部材５の先端部に連結させているので、一例と同様の自転機構２１から成る回転機構３１（本例にあってはこれで駆動機構３２を構成する）によって、支持部材５及びスリットノズル部３５を中空球状体１に対して中心軸Ａ回りに回転駆動させながら、各噴出口から塗料４を噴霧させることで、中空球状体１の内面１ａ全体に塗料４を均一に塗布することが可能なものである。

本発明の実施形態における一例の塗装装置を示す説明図である。同上の他例の塗装装置を示す説明図である。同上の更に他例の塗装装置を示す説明図であり、（ａ）はスリットノズル部を一つ備えた場合、（ｂ）はスリットノズル部を一対備えた場合を示している。

符号の説明

１中空球状体
１ａ内面
３外管バルブ
４塗料
５支持部材
６ノズル部
１５旋回機構
２１自転機構
２７進退機構
３０球状体側回転機構
３１回転機構
３２駆動機構
３３制御部
３５スリットノズル部
Ａ中心軸
Ｂ回転軸

Claims

開口を有する中空球状体の内面に塗料を塗布する塗装装置であって、上記開口を通じてその先端部が中空球状体内に挿入される棒状の支持部材と、支持部材の先端部に支持される塗料噴霧用のノズル部と、中空球状体の内面に対してノズル部を回動させる駆動機構と、を具備することを特徴とする塗装装置。
上記駆動機構が、支持部材の中心軸方向と直交する方向に伸びる回転軸を中心としてノズル部を支持部材に対して旋回させる旋回機構と、支持部材と中空球状体とを該支持部材の中心軸を中心として相対的に回転させる回転機構と、から成ることを特徴とする請求項１に記載の塗装装置。
支持部材をその中心軸方向に進退させる進退機構と、ノズル部からの噴霧方向において該ノズル部と中空球状体の内面との距離が一定に保持されるように上記駆動機構及び上記進退機構を連動させる制御部と、を具備することを特徴とする請求項１又は２に記載の塗装装置。
支持部材の先端部に、複数のノズル部を夫々の噴霧範囲が相違するように連結させることを特徴とする請求項１に記載の塗装装置。
上記ノズル部が、中空球状体の内面と沿うように湾曲させた側周面に複数の噴霧孔を形成したスリットノズル部であることを特徴とする請求項１又は４に記載の塗装装置。