JP2007152315A - 異形ワークの除塵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素且つコンパクトな構成でありながらも充分な除塵性能を有する、新規な異形ワークの除塵装置の開発を技術課題とした。
【解決手段】筐体１内に区画された略密閉し得る除塵室１０内に、ワークを安定的に支持するホルダ５と、このホルダ５に支持されたワークの要除塵面を満遍なく掃引するスポットエアノズル２０と、吸塵機８とが具えられ、前記スポットエアノズル２０を少なくともワークの要除塵面の範囲を二次元的に移動させ、その掃引移動時にスポットエアノズル２０から除塵気体を噴出させることによりワークの要除塵面に付着していたダストを吹き飛ばすとともに、吹き飛ばされたダストを前記吸塵機８により集塵するように構成されたことを特徴として成り、コンパクトな除塵室１０内においてワークの要除塵面から満遍なくダストを除去するとともに、これを集塵することができるため、除塵工程の省スペース化及びコストダウンを図ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は例えば自動車用ヘッドランプ等の、比較的複雑ないわゆる異形形状のワークを対象とした場合に好適な除塵装置に関するものである。

例えば自動車のヘッドランプは、発光システムの変遷、多機能ランプを一体化したコンビネーションランプの普及等から、全体的に精密且つ複雑な構成となっている。
このようないくつかの要因から、製造途中、例えばハウジングにレンズを組み付ける工程ではより高いコンタミネーションフリーが求められており、ハウジングやレンズに付着した埃等のダストの除去を厳密に行うことが要求される。
前記ダストの除塵作業の形態には、従来からいわゆるエアダスターを用いた手法があり、大規模な設備ではクリーンルーム内でロボットアームを用い、ハウジングやレンズの形状に沿ってエアを吹き付けて除塵を行った後、これらの組み付けが行われている。

ところで前記ヘッドランプは図５に示すように、ハウジング１０１の内側にリフレクタ１０２が配され、このリフレクタ１０２内に発光部が突出した状態となるようにバルブ１０３が取り付けられるとともに、必要であればエクステンション１０４を配した状態でハウジング１０１の外縁に対してレンズ１０５が嵌め込まれて構成されるものである。そしてハウジング１０１とレンズ１０５とをホットメルト接着剤を用いたり、熱板溶着法等により一体化することにより、ヘッドランプアッセンブリ１００が構成される。
なお自動車本体の組立工程においては、このヘッドランプアッセンブリ１００は一つの部品として扱われ、車体のノーズ部分に組み付けられることとなる。

ところで自動車本体のコストダウンを追及しようとしたときには、当然、一部品であるヘッドランプアッセンブリ１００のコストダウンも求められることとなるが、その対象は部品原価の低減が主体となり、特に除塵工程を工夫することによりコストダウンを図るといった試みは積極的に行われてはいなかった。
また前記エアダスターの方法にあっては、例えば多数のエアノズルを縦配列した掃引ロッドを水平方向に移動させてワーク全域がエアブローされる手法が採られていた。しかしながら実際のワークは異形であり、従って多くのノズルからのエアブローは実作用をしない空吹き状態となり、エアの無駄な噴出となっており、ひいてはエアコンプレッサの負荷を高めて省エネルギー化には沿わないものとなっていた。

本発明はこのような背景を考慮して成されたものであって、簡素且つコンパクトな構成でありながらも充分な除塵性能を有する、新規な異形ワークの除塵装置の開発を技術課題としたものである。

すなわち請求項１記載の異形ワークの除塵装置は、筐体内に区画された略密閉し得る除塵室内に、ワークを安定的に支持するホルダと、このホルダに支持されたワークの要除塵面を満遍なく掃引するスポットエアノズルと、吸塵機とが具えられ、前記スポットエアノズルを少なくともワークの要除塵面の範囲を二次元的に移動させ、その掃引移動時にスポットエアノズルから除塵気体を噴出させることによりワークの要除塵面に付着していたダストを吹き飛ばすとともに、吹き飛ばされたダストを前記吸塵機により集塵するように構成されたことを特徴として成るものである。
この発明によれば、コンパクトな除塵室内においてワークの要除塵面から満遍なくダストを除去するとともに、これを集塵することができるため、除塵工程の省スペース化及びコストダウンを図ることができる。

また請求項２記載の異形ワークの除塵装置は、前記要件に加え、前記スポットエアノズルの掃引移動は、エアシリンダを用いた駆動機構により行われるものであることを特徴として成るものである。
この発明によれば、スポットエアノズルの掃引移動を円滑に行うことができるとともに、駆動系が簡略化されるため、故障率の低減とコストダウンを実現することができる。

更にまた請求項３記載の異形ワークの除塵装置は、前記要件に加え、前記スポットエアノズルによる除塵気体の作用位置の選択は、ティーチング機能により設定されるものであることを特徴として成るものである。
この発明によれば、車種やグレード毎に異なるハウジングやレンズの形状に応じたスポットエアノズルの掃引軌跡の設定を容易に行うことができる。

更にまた請求項４記載の異形ワークの除塵装置は、前記要件に加え、前記ホルダは、ホルダ移動機構によって除塵室内における入出位置と除塵位置との間を移動できるように構成されるものであり、且つこのホルダ移動機構に対して着脱自在に具えられるものであることを特徴として成るものである。
この発明によれば、形状の異なるワーク毎に用意された専用のホルダを交換することにより、簡単に種々のワークを処理対象とすることができる。

更にまた請求項５記載の異形ワークの除塵装置は、前記要件に加え、前記除塵室には、除電器が具えられていることを特徴として成るものである。
この発明によれば、ワーク及び除塵室内の雰囲気の静電気を除去して、ワークから吹き飛ばされたダストが再びワークに付着してしまうのを防ぐことができる。
そしてこれら各請求項記載の発明の構成を手段として前記課題の解決が図られる。

本発明によれば、簡易な構成でありながらも充分な除塵性能を有する除塵装置を提供することができるため、ヘッドランプアッセンブリ等のワークの製造工程でのコストダウンを実現することができる。

以下本発明を実施するための最良の形態について、図示の実施例に基づいて説明するが、この実施例に対して、本発明の技術的思想の範囲内において適宜変更を加えることも可能である。

図中符号Ｄで示すものが本発明の異形ワークの除塵装置であり、このものは筐体１内に区画、形成された除塵室１０内において、垂直移動機構３及び水平移動機構４によって二次元掃引されるヘッド２に具えられたスポットエアノズル２０から除塵気体Ａを噴出させ、ホルダ５に保持されたワークの要除塵面に付着していたダストを吹き飛ばすように構成された装置である。
なお前記ホルダ５は、ホルダ移動機構６によって筐体１内を入出位置と除塵位置との間で移動できるように構成されている。
また前記ワークは、除電器７によって静電気が除去され、更に除塵室１０内の雰囲気も除電器７によって静電気が除去されるものである。
更に除塵室１０の下方には、前記スポットエアノズル２０から噴出される除塵気体Ａにより吹き飛ばされたダストを集塵するための吸塵機８が具えられる。
そしてこれらの各機器は制御ボックス９内に具えられた制御装置によって運転制御されるものである。
またこの実施例ではワークの一例として、自動車のノーズ部分に組み付けられるヘッドランプアッセンブリ１００を取り扱うものとする。

以下除塵装置Ｄを構成する諸部材について詳しく説明する。
まず前記筐体１について説明すると、このものは一例として図１、２に示すように、金属板等を適宜加工して構成された箱体であって、その内部空間を除塵室１０とするものである。また上部の略全域を開口部１１とするとともに、前面の２／３程の面積をアクリル板等を用いて窓１２とする。
なお前記開口部１１は、塩ビシート等の柔軟素材で形成された蓋１３によって開閉することができるように構成されるものであり、この蓋１３は図３に示すようにレール１４にガイドされてシフトシリンダ１５の伸縮作用によって移動する。

次に前記ヘッド２について説明するとこのものは、スポットエアノズル２０とポインタ２１を具えて成るものであり、前記スポットエアノズル２０にはエアチューブが接続され、適宜コンプレッサから供給されたエア（除塵気体Ａ）が噴出されることとなる。なおこの実施例ではスポットエアノズル２０を一例として縦に二個配置するものであり、それぞれのスポットエアノズル２０から噴出される除塵気体Ａが並行するような配置や、クロスするような配置等が適宜選択される。
また前記ポインタ２１は一例として緑色の発光ダイオードが適用されるものであり、スポットエアノズル２０から噴出された除塵気体Ａのワークに対する作用個所を照らし出すこととなる。

そして前記ヘッド２は、垂直移動機構３及び水平移動機構４により、除塵室１０内の一定範囲を二次元移動するものであり、ここでこれらの移動機構について説明する。
まず筐体１の底部付近に水平移動機構４が設けられるものであり、筐体１の長手方向に沿ってレール４０が設けられる。このレール４０には、スライダ４１が摺動自在に具えられるとともに、スライダ４１上に垂直移動機構３のベース３２が前記レール４０と直交した状態で具えられる。
そして前記ベース３２の両端にそれぞれレール３０が立ち上げられるものであり、このレール３０にはスライダ３１が摺動自在に具えられ、スライダ３１に前記ヘッド２が搭載される。

ここで前記垂直移動機構３及び水平移動機構４におけるスライダ３１、４１の駆動構造について説明しておくと、この実施例では一例として、両ロッドシリンダのピストンに接続されるロッドの代わりに特別なナイロンコートが施された高強度のケーブルが接続された複動エアシリンダが採用されるものであり、この複動エアシリンダが前記レール３０、４０の内部に収容されるものとする。なおこの実施例では一例として甲南電機株式会社製ロッドレスケーブルシリンダを採用した。このためスポットエアノズル２０の掃引移動を円滑に行うことができるとともに、駆動系が簡略化されるため、故障率の低減とコストダウンを実現することができる。 また垂直移動機構３及び水平移動機構４の駆動源としては前記複動エアシリンダの他にも、油圧シリンダ、ボールネジ等を採用することもできる。
なお前記スライダ３１、４１の移動量は、レール３０、４０に沿って設けられたラック３３、４３の凹凸を光パルス発信機が感知して出力されるパルスをカウントすることにより把握される。

次に前記ホルダ５について説明すると、このものは除塵室１０内において、除塵気体Ａが吹き付けられるワークを保持するものであり、除塵気体が妨げられることなくワークの要除塵面に作用するように、様々な形状のワークに応じてそれぞれ対応した形状を有する専用のものが用意される。このためホルダ５を交換することにより、簡単に種々のワークを処理対象とすることができる。
またホルダ５には、ワークに対して傷をつけてしまわないように、ワークとの接触面に防塵処理が施された布地等が貼付される。
そして前記ホルダ５は、ホルダ移動機構６によって筐体１内の高さ方向で移動することができるように構成されるものであり、図２（ａ）に示す上死点を入出位置とし、一方、図２（ｂ）に示す下死点を除塵位置とする。このホルダ移動機構６は、筐体１の内壁部に対向して鉛直方向に敷設されたレール６０に沿って移動する一対のスライダ６１間に保持バー６２が懸架されて構成されるものであり、この保持バー６２に前記ホルダ５がマグネットによって着脱自在に保持されるものである。
また前記保持バー６２にはリミットスイッチ６３が具えられ、ホルダ５にワークがセットされたことが検知できるように構成される。

次に前記除電器７について説明すると、このものは放電針に高電圧を印加すると、放電針の先端部のまわりに不平等電界が発生してコロナ放電が起こるため、放電針の先端近傍の空気分子がプラスイオンとマイナスイオンに電離されることにより、これらイオンが帯電物に近づくと帯電物の帯電電荷は反対極性のイオンを引き付けて静電気の中和が成されることを利用した機器である。
なおこの実施例では、二基の除電器７を筐体１の開口部１１付近に対向させて具えるようにした。

更に筐体１の下部には、前記スポットエアノズル２０から噴出される除塵気体Ａにより吹き飛ばされたダストを集塵するための吸塵機８が具えられるものであり、このものはファン８０によって筐体１内の雰囲気を排気するとともに、この際フィルタ８１によってダストを捕捉するものである。

そして上述した各機器は、制御ボックス９内に具えられた制御装置により、適宜設定されたプログラムに従って運転制御されるものである。
また制御ボックス９には、後述するティーチングを行う際に使用されるリモコン９０が接続され、前記制御装置に対する入力をオペレータが自然な姿勢で行うことができるようにする。

またこの実施例では一例として、自動車のノーズ部分に組み付けられるヘッドランプアッセンブリ１００の一部をワークとして取り扱うものであり、ここでヘッドランプアッセンブリ１００について説明する。
前記ヘッドランプアッセンブリ１００は図５に示すように、ハウジング１０１の内側にリフレクタ１０２が配され、このリフレクタ１０２よりも前面に発光部が突出した状態となるようにバルブ１０３が取り付けられるとともに、必要であればエクステンション１０４を配した状態でハウジング１０１の外縁に対してレンズ１０５が嵌め込まれ、これらをホットメルト接着剤を用いたり、あるいは熱板溶着法等により一体化したものである。
そして本発明の除塵装置Ｄは、ハウジング１０１に対してレンズ１０５が一体化される前の段階の状態、すなわちハウジング１０１に対して、リフレクタ１０２、バルブ１０３及びエクステンション１０４が組み付けられた状態のユニットＵまたはレンズ１０５をワークとして扱うことにより、これらの除塵を行うものである。

本発明の異形ワークの除塵装置Ｄは一例として上述のようにして構成されるものであって、以下この装置の作動態様について説明する。
（１）ワークの設置
まず装置の稼動に先立ち、シフトシリンダ１５を作動させて蓋１３を開くとともに、ホルダ移動機構６を作動させて保持バー６２を図２（ａ）に示す入出位置にまで上昇させ、この保持バー６２に、除塵対象となるワーク専用のホルダ５を装着する。
そしてホルダ５にワークたるユニットＵをセットすると、リミットスイッチ６３がこれを検知してホルダ移動機構６が起動し、ホルダ５は下降して図２（ｂ）に示す除塵室１０の略中心に位置する除塵位置に移動する。
次いで、シフトシリンダ１５が作動して蓋１３が閉鎖される。

（２）ティーチング
続いて初めて扱うワークの場合には、リモコン９０を操作して垂直移動機構３及び水平移動機構４を作動させながらヘッド２をワークの形状に合せて移動させ、スポットエアノズル２０の移動経路を走査データとして制御ボックス９内のメモリに記憶させる。なお二回目以降には、この走査データをメモリから読み込んで使用するようにする。
ここでスポットエアノズル２０の移動経路は図４に示すように、直線移動させたり、ジグザグ移動させる等、適宜設定し得るものであり、特にワークのコーナー部分等は重点的に掃引させるようにすることが効果的である。
このようにして、車種やグレード毎に異なるハウジング１０１やレンズ１０５の形状に応じたスポットエアノズル２０の掃引軌跡の設定を容易に行うことができる。

（３）除塵動作
次いで前記走査データに従って垂直移動機構３及び水平移動機構４を機能させてヘッド２をワークに対して走査させながらスポットエアノズル２０から除塵気体Ａを噴出することにより、ユニットＵの要除塵面に付着したダストの除塵を図るものである。
このとき、ワークに対するポインタ２１からの照射光によってスポットエアノズル２０から噴出される除塵気体Ａの作用個所が照らし出されるため、オペレータは除塵の様子を視認することができ、更にＣＣＤカメラを用いた画像解析を行うことにより、除去されずに要除塵面に残ったダストの存在を認識して再走査を行うことにより、より確実な除去を行うこともできる。
またこのとき、除電器７によってワーク及び除塵室１０内の雰囲気の静電気が除去されるため、ワークから吹き飛ばされたダストが再びワークに付着してしまうことがない。
更に吸塵機８が作動するため、ユニットＵから除去されたダストはファン８０によって吸引されるとともにフィルタ８１によって捕捉され、除塵室１０内に飛散して再びワークに付着してしまうことはない。

（４）ワークの取り出し
そしてワークたるユニットＵの全域の除塵が終了した時点でスポットエアノズル２０からの除塵気体の噴出が停止され、蓋１３が開放され、次いでホルダ５が入出位置まで上昇させられ、ユニットＵはオペレータによって取り出されて次工程に送られる。
次工程では、同様にして除塵されたレンズ１０５がハウジング１０１の外縁に嵌め込まれ、これらはホットメルト接着剤を用いたり、熱板溶着法等により一体化させられ、ヘッドランプアッセンブリ１００が完成する。

（５）連続操作
続いて次のユニットＵをホルダ５にセットすると、リミットスイッチ６３がこれを検知して、ホルダの除塵位置への移動、蓋１３の閉鎖、ヘッド２の走査及び除塵、ホルダ５の入出位置への移動、蓋１３の開放といった一連の動作が自動的に行われる。
以上述べたように本発明によれば、コンパクトな除塵室１０内においてワークの要除塵面から満遍なくダストを除去するとともに、これを集塵することができるため、除塵工程の省スペース化及びコストダウンを図ることができる。

本発明の除塵装置を透視して示す斜視図である。 同上ワークが入出位置にある状態及び除塵位置にある状態をそれそれ示す正面図である。 同上除塵装置を透視して示す後方斜視図である。 スポットエアノズルによる除塵気体の掃引軌跡を示す説明図である。 ワークの一例であるヘッドランプアッセンブリを示す分解斜視図である。

符号の説明

Ｄ 除塵装置
１ 筐体
１０ 除塵室
１１ 開口部
１２ 窓
１３ 蓋
１４ レール
１５ シフトシリンダ
２ ヘッド
２０ スポットエアノズル
２１ ポインタ
３ 垂直移動機構
３０ レール
３１ スライダ
３２ ベース
３３ ラック
４ 水平移動機構
４０ レール
４１ スライダ
４３ ラック
５ ホルダ
６ ホルダ移動機構
６０ レール
６１ スライダ
６２ 保持バー
６３ リミットスイッチ
７ 除電器
８ 吸塵機
８０ ファン
８１ フィルタ
９ 制御ボックス
９０ リモコン
１００ ヘッドランプアッセンブリ
１０１ ハウジング
１０２ リフレクタ
１０３ バルブ
１０４ エクステンション
１０５ レンズ
Ｕ ユニット
Ａ 除塵気体

Claims (5)

1. 筐体内に区画された略密閉し得る除塵室内に、ワークを安定的に支持するホルダと、このホルダに支持されたワークの要除塵面を満遍なく掃引するスポットエアノズルと、吸塵機とが具えられ、前記スポットエアノズルを少なくともワークの要除塵面の範囲を二次元的に移動させ、その掃引移動時にスポットエアノズルから除塵気体を噴出させることによりワークの要除塵面に付着していたダストを吹き飛ばすとともに、吹き飛ばされたダストを前記吸塵機により集塵するように構成されたことを特徴とする異形ワークの除塵装置。
2. 前記スポットエアノズルの掃引移動は、エアシリンダを用いた駆動機構により行われるものであることを特徴とする請求項１記載の異形ワークの除塵装置。
3. 前記スポットエアノズルによる除塵気体の作用位置の選択は、ティーチング機能により設定されるものであることを特徴とする請求項１または２記載の異形ワークの除塵装置。
4. 前記ホルダは、ホルダ移動機構によって除塵室内における入出位置と除塵位置との間を移動できるように構成されるものであり、且つこのホルダ移動機構に対して着脱自在に具えられるものであることを特徴とする請求項１、２または３記載の異形ワークの除塵装置。
5. 前記除塵室には、除電器が具えられていることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の異形ワークの除塵装置。

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