JP2007190552A - 流体塗布用装置 - Google Patents

Abstract

【課題】押出または噴霧の際のアクセスのしやすさを向上し、それにより、工具を取り替える必要なく続行することができるようにすること；第１の噴霧方向から第２の噴霧方向への調節に必要な調節時間を少なくすること；途中で工具の交換を行わずに、例えば噴霧と押出のような、異なる加工工程間の移行を可能にする。
【解決手段】異なる位置および方向間で調節可能な保持装置上に工具として装着するように意図された、表面上への流体塗布用装置であって、該装置は、１つまたは幾つかの加圧された流体を、該工具上に装着された、該流体を排出するための少なくとも２つのノズル３８，３９に供給するための供給手段４を備える、装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、請求項１の前提部に記載の流体塗布用装置に関する。

現在のタイプの装置は、多数のスプレーノズルを有し且つロボットの形態の制御装置に装着されるように設計された回転式スプレーガンとして、実用化されている。

スプレーガンは、ガス、液体、プラスチック材料などの流体を表面上に噴霧または押出する場合に用いられる。塗布の分野の１つの例は自動車産業にあり、ボディの表面を処理する場合または接合部を封止する場合である。もちろん、他の塗布の分野も当然可能である。ガンを用いる場合、材料を塗布する表面に対して慎重にガンを配置しなければならない。従来のスプレーガンは、通常、固定された塗布方向を有する１つのノズルを備えている。従って、ノズルの向きを変えるにはガン全体を回さなければならず、これにはやや時間がかかり、限られたスペースではアクセスのしやすさの問題が生じ得る。スプレーガンの方向を変える場合、精度良く正確な塗布を達成するために、ロボットの制御命令に対する要求は大きい。

幾つかのノズルを有する回転式スプレーアセンブリは、例えば、ＷＯ ８０／０２２７８から既知である。しかし、この公報は、すべてのノズルに同時に供給するスプレーアセンブリを示しており、これは、アセンブリの使用範囲をかなり制限してしまう。

本発明の１つの目的は、例えば、押出または噴霧の際のアクセスのしやすさを向上し、それにより、工具を取り替える必要なく続行することができるようにすることである。

本発明の別の目的は、第１の噴霧方向から第２の噴霧方向への調節に必要な調節時間を少なくすることである。

本発明のさらに他の目的は、途中で工具の交換を行わずに、例えば噴霧と押出のような、異なる加工工程間の移行を可能にすることである。

本発明によって以下が提供される。
（項目１）異なる位置および方向間で調節可能な保持装置上に工具として装着するように意図された、表面上への流体塗布用装置であって、該装置は、１つまたは幾つかの加圧された流体を、該工具上に装着された、該流体を排出するための少なくとも２つのノズル（３８〜４１）に供給するための供給手段（４）を備え、該装置が、該供給手段（４）から、各バルブ手段と対応のノズルとの間に延びるチャネル（２８、２９、３０、３２、３６）を介する各ノズルへの流体の供給を別個に制御するための、各ノズル（３８〜４１）に関連する少なくとも１つのバルブ手段（２６）を備えることを特徴とする、装置。
（項目２）異なる位置および方向間で調節可能であり且つ回転の動きを工具上の少なくとも１つのノズル（３８〜４１）に伝達するように配設される保持装置上に、工具として装着するように意図された、表面上への流体塗布用装置であって、該工具が、供給手段（４）が接続されるハウジング（１０）と、一方では該ハウジングにおいて回転可能に保持され他方では該ノズルを担持するシャフト（８）とを有するスイベル手段（２）と、該ハウジングを介する該回転可能なシャフトへの該流体の通路を形成する少なくとも１つの第１のチャネル（１５）と、該回転可能なシャフトの回転位置に関わらず、該第１のチャネルから該回転可能なシャフトへの流体を供給するための少なくとも１つの第２のチャネル（１９）と、該シャフトに配設され、該第２のチャネルから該ノズルに該流体を供給するための少なくとも１つの第３のチャネル（２２、２７、２９、３１、３５、３６）とを備えることを特徴とする、装置。
（項目３）前記第２のチャネルが、前記シャフト（８）の長手方向の軸（Ａ）に垂直な方向に延びる環状チャネル（１９）を備えることを特徴とする、項目２に記載の装置。
（項目４）ノズル（３８〜４１）の数が３つであり、各ノズルが異なる方向に向けられることを特徴とする、項目１または２に記載の装置。
（項目５）前記ハウジング（１０）には、前記供給手段（４）からそれぞれのノズル（３８〜４１）への流体の供給を制御するための少なくとも１つのバルブ手段（２６）が配設され、該バルブ手段が、前記第２のチャネル（１９）と前記第３のチャネル（２２、２７、２９、３１、３５、３６）との間に接続されることを特徴とする、項目２に記載の装置。
（項目６）前記第２のチャネル（１９）が、前記ハウジングの内周面（１２）の少なくとも一部分に向かって開いている、開いた環状チャネルから構成されることを特徴とする、項目２または５に記載の装置。
（項目７）前記第３のチャネル（２２、２７、２９、３１、３５、３６）が、前記ハウジング（１０）と前記シャフト（８）との移行部に配設され且つそれらの周囲の少なくとも一部分に沿って開いている、各々のバルブ手段（２６）およびノズル（３８〜４１）のための環状チャネル（３２）を備えることを特徴とする、項目５に記載の装置。
（項目８）前記工具は、モジュール式に構成され、前記スイベル手段（２）のための１つのモジュールと、各々のバルブ手段（２６）のための１つのモジュールと、前記ノズル（３８〜４１）が配置されるノズルヘッド（６）のための１つのモジュールと、該スイベル手段と該ノズルヘッドとの間に配設されるモジュールであって、押出チャネル（３６）が該スイベル手段のシャフト（８）から該ノズルヘッドに流体を供給するための各々のバルブ手段およびノズルのために配設される位置決めランス（５）のための１つのモジュールとを備えることを特徴とする、項目２または５に記載の装置。

これらの目的は本発明による装置によって達成され、この装置の特徴は、添付の請求項１に開示されている。

異なるノズル間の切換が可能であるため、装置の利用度を増加することができ、これにより、加工時間が少なくなり、なおかつ生産コストも削減される。

以下に、本発明の幾つかの実施形態を添付の図面を参照しながらさらに詳細に説明する。

図面から明らかであるように、流体塗布用装置は、５つの主構成要素、即ち、ガンをロボットアーム（図示せず）に接続する役割を果たすアダプタ１と、回転の動きを伝達することができるスイベル手段２と、ガス、液体、プラスチック材料などの流体用の供給手段４（図２参照）への接続３と、位置決めランス５と、多数の噴霧または押出ノズルを有するヘッド６とを備えるガン工具として設計される。以下に、これらの異なる主構成要素の構成およびそれぞれの機能をさらに説明する。

アダプタは、任意の既知のタイプのロボットアームに直接または中間アダプタを介して装着するように構成される。ロボットアームは、通常、６つの自由度の動き、即ち、３方向ｘ、ｙ、ｚの動作と、互いに垂直であり且つロボットアームの長手方向に対して直角である第１および第２の軸ｙ、ｚを中心とする回転と、ロボットアームの長手方向に延びる第３の軸ｘを中心とする回転とを行う。アダプタ１は、この第３の軸を中心とする回転を伝達する。これは、アダプタがしっかりと回転するため、またはアダプタに配置されるシャフト７がアダプタに関係して回転するためである。アダプタに配置されるシャフトは、スイベル手段２に回転可能に保持されるシャフト８に接続される。このシャフトは、シャフト７と一体に連続するものであってもよい。この場合、シャフト７および８は、一片として作られたシャフトからなり、これは、ロック用ピン９によって、回転するように固定してアダプタ１に接続され、ロボットアームによって回転されるように配設される。

スイベル手段２は、外部マントル面１１と、円筒形内壁１２と、２つの端面１３および１４とを有するハウジング１０によって外側に制限される。ハウジングのマントル面は実質的に円筒形であるが、もちろん、ハウジングのマントル面は、他の形状であってもよい。

第１の貫通チャネル１５は、ハウジングのマントル面を貫通するように配設される。この貫通チャネルは、入口開口部１６と、出口１７とを有する。入口開口部は、貫通チャネルを供給チャネル１８に接続し、プラスチック材料用の供給手段４からこの供給チャネルを介して、押出または噴霧される材料が供給される。供給チャネル１８は、スイベル手段２を供給手段４に接続する接続手段３において形成される。

出口１７は、チャネル１９に接続される。このチャネルは、ハウジング１０の内壁２０に沿って延び、第１の貫通チャネル１５を多数の第２の貫通チャネル２１に接続する。第２の貫通チャネルの各々は、入口開口部２２と、出口２３とを有する。

チャネル１９は、好ましくは、シャフト８上に配設された軸受リング２４において環状溝の形状にされる。あるいは、この溝は、ハウジングの内壁を削って（mill）形成されてもよい。

溝は、必ずしも閉じられていなくてもよく、即ち、必ずしもリング状でなくてもよく、１つ以上の終端部を有する分岐溝としてこの溝を構成することも可能である。

各々の出口１７は、それぞれの貫通チャネル２１を、バルブ手段２６に続く入力チャネル２５に接続する。バルブ手段は操作可能であり、何らかの既知の態様で開閉することができる。バルブ手段は、ハウジングの内部で、好ましくは、実質的に、ガンの長手方向の軸Ａと一致するハウジングの長手方向の軸に沿って延びるチャネル２９の入口２８に接続される出口チャネル２７からなる。

チャネル２９は、ハウジングの内壁２０とチャネル２９との間に延びるチャネル３０に接続される。チャネル３０は出口３１を有し、この出口はシャフト８の周りに環状に延びるチャネル３２に接続される。このチャネルは、シャフトの周囲面３３によって部分的に制限される。このチャネルは、ハウジング１０でシャフト８を回転可能に保持する構造３４の部分によってさらに制限される。チャネル３２は、長手方向のチャネル３５に通じる入口３４に接続される。このチャネルは、ここで示す実施例の場合、押出チャネル３６とヘッド６における対応のチャネル４２とを介して、噴霧または押出ノズル３８の出口３７に接続され得る。

押出チャネル３６は、モジュール構成タイプのランス５に形成され、工具の使用に適切な長さのランスと容易に交換することができる。ヘッドもまた他のノズルタイプ、他の寸法、または他の位置のヘッドとモジュール式に交換できるように、ランス５は何らかの既知の態様でヘッド６およびスイベル手段２に取り付けられる。

チャネル３２がシャフト８の周りで環状に延びているため、出口３１は、シャフト８が回転している間絶えずチャネル３２と連通する。この回転のため、材料の供給のとぎれは起こらない。

スプレーガンは、少なくとも２つ、ここで示した実施例では３つの噴霧または押出ノズル３８から４１を有する。ガンを確実に機能させるために、ノズルの各々は、共通チャネル１９とノズルとの間にチャネルを有する。そのようなチャネルの各々は、説明したチャネルのように、第１のノズル３８に対応する態様で配設される。各チャネルには、操作可能なバルブ手段が配設される。このことは、各ノズルを他のノズルから独立して開閉できることを意味する。このため、同時に１つ以上のノズルを開閉することが可能となる。

軸受構造は、好ましくは、シャフトを削って形成された溝であってそれぞれのボール軸受独自の溝に延びる多数のボール軸受を備える。多数の環状チャネル３２、４２、４３は、それぞれのノズル用のチャネルであって、ハウジングとシャフトとの間に介挿されるシーリング手段４４によって形成され、これらのシーリング手段はシャフトの周囲に接する。これらの手段は、好ましくはハウジングに固定されるが、回転がハウジングの内壁に抗して起こることも考えられる。チャネル１９は、シャフトとハウジングとの間に介挿される手段４５によって形成されることも可能である。

ハウジングは、第１および第２の端片４６、４７によって軸方向に閉じられる。

スプレーガンのヘッドは、上述のように、少なくとも２つ、例えば３つの噴霧または押出ノズルを備えて構成され、これらのノズルの各々は、ここで示す実施例では、異なる面および／または方向に向いている。図１の実施例によれば、ノズルは、好ましくは、実質的に軸Ａの方向、即ち、ｘ方向に向けられる。第２のノズル３８は、好ましくは、長手方向の軸Ａに実質的に垂直な方向、即ち、ｙ方向に向けられる。第３のノズル４０は、ｘ／ｙ面に向けられ、好ましくは、ｘ軸と４０°から５０°の角度を形成する。

図２に示した実施例では、２つのノズル３８、３９が示されているが、これらのノズルの一方は軸方向に向けられ、他方は長手方向の軸Ａに対して垂直な方向に向けられる。第３のノズルはヘッドの後ろに隠れているが、例えば、他の２つのノズル３８、３９に対して垂直な方向に向けられるか、または他のノズルのうちの一方に対してより小さいもしくはより大きい角度を形成する。

バルブ手段２６は、たとえば、図２および図３に示すように、ばね５１によって閉位置に付勢されてシートの上に載せられるボール５０の形状のバルブボディを有するボールバルブの形態に形成される。バルブの開閉は、ここで示した実施例では、軸方向に移動可能なニードル５２の形態の制御手段を用いて行われる。このニードルは、エアシリンダ５４内で移動可能な空気手段、例えば空気制御ピストン５３によって移動され、このエアシリンダを介して図示しないエアホースが空気制御装置に接続される。対応の制御手段５２、５３、５４とチャネル２５、２７とを備える各バルブ手段２６も、容易に取り替え可能なモジュールに組み立てられる。

本発明は、上の説明にも図面に示した実施例にも限定されず、添付の請求の範囲に示す範囲内で変更することができる。例えば、２つ以上のノズルが同じ動作方向を有することも可能である。入ってくる流体のための供給手段は、異なる流体を供給するための１つ以上のチャネルを有することも可能である。例えば、別個のチャネルに空気を加えて、例えばそれぞれが各々の流体用のホールである２つのノズルホールを有する専用ノズルまではるばる送ることも可能である。各々の流体のために、別個の環状チャネルがバルブの前に必要である。ロボットアームの代わりに、異なる位置および／または加工工程間での調節を自動化するための他のタイプの移動可能な保持装置にガンを装着することも可能である。バルブ手段２６を、スイベル手段２およびガンから離して装着することも可能である。ノズルの数は、２つ以上であることが可能である。

図１は、本発明による装置の、第１のノズルヘッドを有する実施例の外部構成を斜視図で示している。 図２は、第２の実施例を部分縦断面図で示しており、ここで、装置は第２のノズルヘッドを有している。 図３は、装置に属するスイベル手段のモジュールの縦断面図をより大きい縮尺で示している。

Claims (1)

1. 異なる位置および方向間で調節可能な保持装置上に工具として装着するように意図された、表面上への流体塗布用装置。