JP2014012252A - 塗装装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大型構造物の塗装作業を簡便に行うことが可能な塗装装置を提供する。
【解決手段】ノズル１３から被塗装面１に向けて塗料４を吹き付け塗装する塗装ヘッド１２を搭載して、被塗装面１に固定される装置本体１１と、装置本体１１の外に設置されて、ノズル１３に塗料を供給する塗料供給器２１と、塗料供給器２１から塗装ヘッド１２へと接続されるホースユニット２２とを備える塗装装置１０であって、装置本体１１は、塗装ヘッド１２を支持する固定治具１５と、被塗装面１に対して平行で、且つ互いに平行に配置された１対の走行レール１７，１７と、固定治具１５を１対の走行レール１７，１７の間で往復駆動するアクチュエーター１６と、１対の走行レール１７，１７を、それぞれ被塗装面１から離隔して被塗装面１に固定する固定部２０とを備え、１対の走行レール１７，１７に沿ってアクチュエーター１６の両端を平行にスライド移動可能とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、塗料を吹き付け塗装する塗装装置に関する。

外壁、屋根、柵柱、歩道橋等の屋外構造物に使用するため、種々の塗装装置が知られている。
特許文献１には、建物の外壁に塗料を吹き付ける塗装機本体を移動可能に直接または間接的に支持するレールが、建物の外壁に沿って立設された足場の支柱に設けられた受け部に着脱可能とされている外壁塗装装置が記載されている。
特許文献２には、建物の折板屋根に塗料を吹付ける塗装機本体を移動可能に直接又は間接的に支持するレールが、折板屋根に対して着脱自在な固定手段を有する屋根塗装装置が記載されている。
特許文献３には、柵柱の上と下に磁石鉄片定着台を設置して案内レールを支持することにより、圧送装置に接続した噴射ノズル付きリング状パイプを柵柱の上または下に移動させることが可能な吹き付け塗装装置が記載されている。
特許文献４には、構造物の外側に着脱可能に搬送レールを取り付け、搬送レールに沿って走行するキャリヤによって搬送台を吊持し、この搬送台に、工具操作軸、サーボモータ、工具ホルダ、塗装装置等を載置した構造物塗装ロボットが記載されている。

特開２０１２−１７５８２号公報 特開２０１２−１２８８６号公報 特開２０１０−１７９２３１号公報 特開平５−１０４０４３号公報

橋梁、ガスタンク、建物、船舶等の大型構造物の塗装においては、被塗装面の面積が広く、人力では膨大な労力を要するため、作業の簡便化、低コスト化が求められている。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、大型構造物の塗装作業を簡便に行うことが可能な塗装装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、ノズルから被塗装面に向けて塗料を吹き付け塗装する塗装ヘッドを搭載して、前記被塗装面に固定される装置本体と、前記装置本体の外に設置されて、前記ノズルに塗料を供給する塗料供給器と、前記塗料供給器から前記塗装ヘッドへと接続されるホースユニットとを備える塗装装置であって、前記装置本体は、前記塗装ヘッドを支持する固定治具と、前記被塗装面に対して平行で、且つ互いに平行に配置された１対の走行レールと、前記固定治具を前記１対の走行レールの間で往復駆動するアクチュエーターと、前記１対の走行レールを、それぞれ前記被塗装面から離隔して前記被塗装面に固定する固定部とを備え、前記１対の走行レールに沿って前記アクチュエーターの両端を平行にスライド移動可能としたことを特徴とする塗装装置を提供する。
前記塗装ヘッドは、エアを吐出するエア吐出部を前記ノズルの周囲に備え、被塗装面に向けて塗料を霧化して吹き付け塗装するものであり、前記塗装装置は、さらに、前記装置本体の外に設置されて、前記エア吐出部にエアを供給するエア供給器と、前記エア供給器から前記塗装ヘッドへと接続されるホースユニットとを備えることが好ましい。
前記固定部は、前記装置本体を磁力又は減圧による吸着により前記被塗装面に固定することが好ましい。

本発明によれば、塗装ヘッドを一定の方向に往復駆動させて所定の幅を塗装する工程を、所望の回数繰り返すことができ、その際、走行レールによって塗装位置を幅方向にずらすことができるので、大面積の被塗装面を塗りむらなく塗装することができる。したがって、大型構造物の塗装作業を簡便に行うことが可能になる。

（ａ）は本発明の塗装装置の一例を示す斜視図、（ｂ）は装置本体の側面図、（ｃ）は塗装ヘッドの一例を示す斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は塗装ヘッドの動作を説明する動作図である。

以下、好適な実施の形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
図１に本発明の塗装装置の一例を示す。この塗装装置１０は、ノズルから被塗装面１に向けて塗料４を吹き付け塗装する塗装ヘッド１２を搭載して、被塗装面１に固定される装置本体１１を備える。装置本体１１は、塗装ヘッド１２を支持する固定治具１５と、被塗装面１に対して平行で、且つ互いに平行に配置された１対の走行レール１７，１７と、固定治具１５を１対の走行レール１７，１７の間で往復駆動するアクチュエーター１６と、１対の走行レール１７，１７を、それぞれ被塗装面１から離隔して被塗装面１に固定する固定部２０を備えている。

図１（ｃ）は塗装ヘッド１２の一例を示す模式的な斜視図である。この塗装ヘッド１２は、略直方体状である。塗装ヘッド１２の一面には、１列または複数列に配列された複数のノズル１３が開口している。塗装ヘッド１２に設けるノズル１３の個数は適宜設定できる。ノズル１３の列は、直線状でもジグザグ状（千鳥状）でもよい。複数のノズル１３を有する塗装ヘッド１２内で、塗料の配管を１個の供給側流路からＮ個（Ｎ≧２）の吐出側流路へと分岐する場合、各吐出側流路の配管の長さを等しくし、かつ、各吐出側流路での圧力損失の合計（Ｎ個分の和）が供給側流路での圧力損失と略同じ又はより高くすると、各ノズルからの吐出量が均一になるように塗料を分配しやすく、好ましい。
塗装ヘッド１２は、各ノズル１３の周囲に、エアを吐出するエア吐出部１４を備えてもよい。この場合、ノズル１３から吐出された塗料とエア吐出部１４から吐出されたエアとを混合して、被塗装面１に向けて塗料４を霧化して吹き付け塗装することができる。

塗装ヘッド１２を支持する固定治具１５は、アクチュエーター１６により、１対の走行レール１７，１７の間で往復駆動される。アクチュエーター１６としては、例えば油圧シリンダー、エアシリンダー、リニアサーボモーター等が挙げられる。アクチュエーター１６による塗装ヘッド１２の移動範囲は、走行レール１７，１７の間であればよく、走行レール１７，１７の間隔より短いことが好ましい。塗装ヘッド１２が走行レール１７，１７に接近しすぎると、被塗装面１に吹き付ける塗料４が走行レール１７に付着するおそれもあるから、塗装ヘッド１２の位置には、走行レール１７まで余裕をもたせることが好ましい。

塗装ヘッド１２から被塗装面１に塗料４を吹き付けるとき、塗装ヘッド１２から被塗装面１までの距離は、遠すぎると塗着効率が低下し、周囲への塗料の飛散量が多くなるため、適切な範囲に設定されることが好ましい。塗装ヘッド１２から被塗装面１までの距離は、４０ｃｍ以下、あるいは３０ｃｍ以下が好ましく、例えば５ｃｍ程度が例示できる。塗料が被塗装面１に対して略鉛直方向に流れて被塗装面１に付着することにより、塗料の飛散を抑制することができる。
固定治具１５は、塗装ヘッド１２から被塗装面１までの距離を調節できるように、伸縮可能であることが好ましい。フレーム１８と固定部２０とを連結する脚部１９の長さが調節可能である場合は、固定治具１５の長さが可変でなくても、塗装ヘッド１２から被塗装面１までの距離を調節することができる。

アクチュエーター１６の両端は、それぞれ走行レール１７，１７により案内されている。走行レール１７，１７は互いに平行に配置されているので、塗装ヘッド１２が取り付けられたアクチュエーター１６を、塗装ヘッド１２の向きを変えることなく、平行にスライド移動することが可能になる。走行レール１７，１７は、塗装可能範囲２を含む矩形状の領域が開口されたフレーム１８に取り付けられている。塗装ヘッド１２の移動範囲はアクチュエーター１６や走行レール１７，１７によって規制されるため、フレーム１８内に障害物が存在しないことが明らかな場合は、塗装ヘッド１２の進路上における障害物の有無を検知するセンサは不要である。障害物の有無を検知するセンサを設けて、障害物を検知した場合には自動で動作を停止できるようにしてもよい。

各走行レール１７，１７は、被塗装面１に対して平行に設けられていると、アクチュエーター１６の長手方向に沿った固定治具１５の位置によらず、固定治具１５と被塗装面１との距離が一定になるので、塗装ヘッド１２から被塗装面１までの距離の調整が容易になる。被塗装面１の表面に凹凸がある場合も、各走行レール１７と被塗装面１との距離がほぼ一定になるように、各走行レール１７，１７を配置すればよい。

図２に、塗装ヘッド１２の動作の一例を示す。アクチュエーター１６の長手方向に沿って塗装ヘッド１２が往復移動（図示例では上下）する間、塗装ヘッド１２から塗料４が被塗装面１に吐出される。最初に塗装ヘッド１２をいずれの方向に移動させるか（上昇させるか下降させるか）は任意である。

まず、図２（ａ）の矢印Ａに示すように、塗装ヘッド１２を一方向に移動（例えば上昇）させると、塗装ヘッド１２の横寸法と同程度の幅で形成された帯状の塗膜からなる帯状塗装部３Ａが形成される。次に、図２（ｂ）の矢印Ｂに示すように、図１（ａ）に示す走行レール１７に沿って、塗装ヘッド１２を備えるアクチュエーター１６を、横方向にスライド移動させる。このスライド移動距離は、帯状塗装部３Ａの幅と同程度であればよいが、前に形成された帯状塗装部３Ａと次に形成される帯状塗装部３Ｂが側縁同士、互いに重なり合うことが好ましい。隣接する帯状塗装部間の重なり幅は、特に限定されないが、例えば各帯状塗装部の幅の１０％以下が好ましい。
次に、図２（ｂ）の矢印Ａに示すように、塗装ヘッド１２を、前と反対の一方向に移動（例えば下降）させると、塗装ヘッド１２の横寸法と同程度の幅で形成された帯状の塗膜からなる帯状塗装部３Ｂが形成される。同様にアクチュエーター１６の駆動によって塗装ヘッド１２の上昇と下降を繰り返し（矢印Ａ）、その間、走行レール１７に沿ってアクチュエーター１６を横方向（矢印Ｂ）にスライド移動させることにより、多数の帯状塗装部３Ａ，３Ｂ、３Ｃを形成し、さらには図１に示すように、広い面積の塗装部３を形成することができる。

走行レール１７は、アクチュエーター１６を手作業でスライド移動させるものでもよく、電動式など自動でアクチュエーター１６をスライド移動させるものでもよい。一例としては、フレーム１８の高さ１．７ｍ程度に対してアクチュエーター１６の駆動距離が１．３ｍ程度で、フレーム１８の幅２ｍ程度に対して、走行レール１７の移動距離が１ｍ程度とする例が挙げられる。

装置本体１１を固定部２０により被塗装面１上に固定し、塗装可能範囲２を塗装し終えた後、さらにその周囲の塗り残した領域の塗装が必要な場合は、被塗装面１から装置本体１１を取り外して、別の位置に装置本体１１を固定する。構造物の周縁部などに塗装装置１０では塗装が難しい場所がある場合は、手作業などで塗装を補充することができる。塗装装置１０により、可能な限り広い面積を塗装することにより、一層の省力化が可能になる。被塗装面１に凹凸等があり、凹凸の側面等に塗り残しがある場合も、手作業などで塗装を補充することができる。

固定部２０は、橋梁、ガスタンク、建物、船舶等の大型構造物に塗装する場合、鋼製の被塗装面１に対して磁力で装置本体１１を固定することもできる。他の固定方式としては、減圧による吸着や、溶接などが挙げられる。塗装装置を仮設とする場合は、磁力や吸着等で着脱可能とすることが好ましい。装置本体１１が重すぎると、固定部２０で支えるべき負荷も増大するため、装置本体１１の重量をなるべく削減することが好ましい。図１の塗装装置１０は、塗装ヘッド１２のノズル１３に塗料を供給する塗料供給器２１や、塗装ヘッド１２のエア吐出部１４にエアを供給するエア供給器２５を、装置本体１１の外に設置して、塗料供給器２１やエア供給器２５から塗装ヘッド１２への間をホースユニット２２，２６で接続している。これにより、塗装ヘッド１２の位置をアクチュエーター１６や走行レール１７により移動させても、塗料供給器２１やエア供給器２５の配置を変えないままで、塗料供給器２１やエア供給器２５から塗装ヘッド１２への接続状態を維持することができる。塗料供給器２１やエア供給器２５は、例えば、被塗装面１付近の足場等に設置することができる。

アクチュエーター１６の電源３１や、アクチュエーター１６の動作を制御するコントロールボックス等の制御器３２が設けられる場合、電源３１や制御器３２も装置本体１１の外に設置することが好ましい。本実施形態の塗料用ホースユニット２２には、塗料を圧送するためのダイヤフラムポンプ２３や、圧送される塗料の圧力を下げて一定に維持する減圧弁２４が設けられている。また、本実施形態のエア用ホースユニット２６には、エアの流量を確認するためのエア流量計２７が設けられている。ホースユニット２２，２６の途中に設けられる上記の機器等も、装置本体１１の外に設置することが好ましい。エア供給器２５は、ダイヤフラムポンプ２３を動作させるためのエアをダイヤフラムポンプ２３に供給するため、エア用ホースユニット２６とは別にエア供給経路２８を有することができる。ノズル１３の出口やその周囲に付着した塗料等の汚れを除去するため、溶剤や洗浄剤をノズル１３へ供給する機構を、塗料用ホースユニット２２に設けてもよい。さらに、エア吐出部１４の出口やその周囲に付着した塗料等の汚れを除去するため、溶剤や洗浄剤をエア吐出部１４へ供給する機構を、エア用ホースユニット２６に設けると、エア吐出部１４の詰まりによる霧化の不良を抑制でき、好ましい。

以上、本発明を好適な実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は上述の形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
図１に示す例では、被塗装面１が鉛直面とされているが、被塗装面が水平面や傾斜面である場合にも本発明を適用することが可能である。塗装ヘッドから被塗装面に塗料を吹き付ける向きは、横向き、上向き、下向き、斜め向き等、任意である。

また、図１に示す例では、走行レール１７が水平方向に配置され、アクチュエーター１６が塗装ヘッド１２を上下方向に駆動するように装置本体１１が設置されているが、本発明における装置本体１１の取付け向きはこの例に限定されるものではない。走行レールは、鉛直方向や傾斜方向に設けることも可能である。また、アクチュエーターは、塗装ヘッドを水平方向や傾斜方向に駆動するように設置することも可能である。

１…被塗装面、４…塗料、１０…塗装装置、１１…装置本体、１２…塗装ヘッド、１３…ノズル、１４…エア吐出部、１５…固定治具、１６…アクチュエーター、１７…走行レール、２０…固定部、２１…塗料供給器、２２…塗料用ホースユニット、２５…エア供給器、２６…エア用ホースユニット。

Claims (3)

1. ノズルから被塗装面に向けて塗料を吹き付け塗装する塗装ヘッドを搭載して、前記被塗装面に固定される装置本体と、
   前記装置本体の外に設置されて、前記ノズルに塗料を供給する塗料供給器と、
   前記塗料供給器から前記塗装ヘッドへと接続されるホースユニットとを備える塗装装置であって、
   前記装置本体は、
   前記塗装ヘッドを支持する固定治具と、
   前記被塗装面に対して平行で、且つ互いに平行に配置された１対の走行レールと、
   前記固定治具を前記１対の走行レールの間で往復駆動するアクチュエーターと、
   前記１対の走行レールを、それぞれ前記被塗装面から離隔して前記被塗装面に固定する固定部とを備え、
   前記１対の走行レールに沿って前記アクチュエーターの両端を平行にスライド移動可能としたことを特徴とする塗装装置。
2. 前記塗装ヘッドは、エアを吐出するエア吐出部を前記ノズルの周囲に備え、被塗装面に向けて塗料を霧化して吹き付け塗装するものであり、
   前記塗装装置は、さらに、
   前記装置本体の外に設置されて、前記エア吐出部にエアを供給するエア供給器と、
   前記エア供給器から前記塗装ヘッドへと接続されるホースユニットとを備えることを特徴とする請求項１に記載の塗装装置。
3. 前記固定部は、前記装置本体を磁力又は減圧による吸着により前記被塗装面に固定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。

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