JP2500241Y2 - 自動塗装装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、トップレシプロ型の自
動塗装装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５にトップレシプロ型の代表的な自動
塗装装置（例えば、実開平２−２０９６０号公報）の構
成を示す。同図において、１は複数の塗装機１０を支持
する支持体で、通常、対向配設された支柱２，２と、両
者２，２間を連結する補強フレーム３とを含み形成され
ている。ここに、塗装機１０は自動車車体等のワークＷ
の上方において多軸方向運動が可能で複雑形状のワーク
Ｗに均一塗装を高能率かつ自動的に行えるものと形成さ
れている。基本的直交３軸方向の運動は、塗装機１０を
Ｘ（巾寄）方向に移動させる巾寄機構５５と、Ｙ方向に
移動させる昇降機構３０（昇降レール体３１，チェーン
３２，スプロケット３３，バランスウエイト３４，昇降
用モータ３６等）と、図１の紙面直交方向に移動させる
トラッキング機構２０（トラッキングボックス２１，ト
ラッキングモータ２２，ピニオン２３，ラック２４等）
とによって行われる。このトラッキング機構２０は、ラ
ック２４を介して昇降機構３０の負荷となる。

【０００３】さらに、Ｒ（揺動）方向運動を加える詳細
を図４（例えば、実開平２−９１６６６号公報）に示す
揺動機構４０（揺動アーム４１，支軸４２，ピン４３，
横軸４４，チルトボックス４５，溝４６，クランクアー
ム４７，クランク軸４８，揺動用モータ４９等）と、横
軸４４を回動させてＣ〔チルト（ｔｉｌｔ）〕方向運動
を加えるチルト機構５０とを設け、５軸方向運動ができ
るものとされている。かかる多軸方向運動を行わせる各
機構（２０，３０，４０，５０，５５）は、塗装品質向
上の観点からは速度均一性が求められ、生産能率向上の
観点からは高速性が求められる。一方において、設備の
小型軽量化が強く要請されている。

【０００４】かくして従来は、一定の速度均一性，高速
性を満す限りにおいて各機構（２０，３０，４０，５
０，５５）の機械的剛性，駆動モータの容量等をいわば
限界的設計のもとにコスト低減要請を勘案しつつ慎重に
選定されていたのが実情である。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】ところで、塗装機１０
がベル型構造の場合にはその移動速度の一層の高速化が
求められ、一方いわゆるＲＥＡ型構造の場合には一段と
高重量化しつつある。したがって、上記限界的設計をい
かに慎重に行っても、局部的乃至全体的に大きな振動が
微妙な外乱から誘発される問題が生じ得る。特に、揺動
機構４０は複数の塗装機１０を直接担持するのでその影
響が大きい。

【０００６】しかも、その構成上、揺動機構４０はトラ
ッキング機構２０，昇降機構３０を介して支持体１に支
持されるものである、つまりトラッキング機構２０，昇
降機構３０の負荷となることから、その振動問題はトラ
ッキング機構２０，昇降機構３０の竪牢化ひいてはバラ
ンスウエイト３４の高重量化すなわち支持体１の剛性を
非常に大きくしなければならないという問題に直結す
る。

【０００７】よって、揺動機構４０の剛性を高めること
によって行なう問題解決策は、揺動機構４０自体の高重
量・大型化はもとよりトラッキング機構２０，昇降機構
３０，支持体１の高重量・大型化を招来するので実用的
といえない。しかも、各構成、特に揺動機構４０のチル
トボックス４５やトラッキング機構２０のトラッキング
ボックス２１が大型化することは、塗装ブース内のダウ
ンフローの気流乱れを引起すので塗装品質上も好ましく
ない。換言すれば、塗装機１０の移動高速性，速度均一
性を確保しつつ揺動機構４０の小型・軽量化が図れるな
らば、多軸方向運動用のトラッキング機構２０，昇降機
構３０の小型・軽量化が図れ、かつ支持体１からその基
礎の小型・軽量化，簡素化が達成され、しかも塗装品質
と生産能率を向上できる。

【０００８】本考案は、上記事情に鑑みなされたもの
で、その目的は塗装機レシプロ運動の高速性を確保しつ
つ揺動機構の機械的剛性を最小的に選定でき、もって振
動問題の解消はもとより多軸方向運動用各機構および支
持体，基礎を含む全体の小型・軽量化を達成できる自動
塗装装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本考案は、揺動機構はト
ラッキング機構，昇降機構との関係及びワークＷの上方
において塗装機をレシプロ運動させることから、図４に
示すように揺動アーム４１とクランク構造（クランクア
ーム４７，クランク軸４８）で構成せざるを得ないので
揺動アームの運動方向反転時における衝撃が過大となる
こと、並びにレシプロ運動の等速性はワークＷに対する
有効塗装領域において保障されればよいこと、すなわち
揺動機構の構成特質に鑑み有効塗装領域外においては必
然的に揺動アームの加速度が減増することに着目し、か
つ実用的設備における試験によるとその加速度減増域に
必要とする時間は、有効塗装領域を高速かつ等速運動さ
せる時間に対し非常に小さい。つまり、塗装機レシプロ
運動の高速性に関してはネグリジブルスモールであると
の分析結果に基づき、揺動アームの運動方向反転領域に
おいてモータを低速駆動することにより、その衝撃を大
幅に引下げることができるように構成し、前記目的を達
成するものである。

【００１０】すなわち、本考案は塗装機をワークＷの上
方でレシプロ運動させるための揺動アーム，クランク構
造等を含む揺動機構を備えた自動塗装装置において、前
記揺動機構の揺動用モータとこの揺動用モータを回転駆
動する駆動手段とを速度可変型に形成する、とともに前
記揺動アームの運動方向反転領域を検出する方向反転領
域検出手段と速度可変型駆動手段に速度切替信号を加え
る速度切替信号発生手段とを設け、前記揺動用モータを
有効塗装領域中において高速にかつ揺動アームが運動方
向反転する領域で低速に切替えるように構成したことを
特徴とする。

【００１１】

【作用】本考案によれば、揺動用モータは有効塗装領域
中にあっては塗装品質上求められる高速で回転される。
ここに、揺動アームの運動方向が反転する領域となる
と、方向反転領域検出手段がこれを検出し速度切替信号
発生手段に方向反転領域検出信号を出力する。すると、
速度切替信号発生手段は可変速駆動手段に低速に切替え
るべき指令する。このため、揺動用モータは方向反転前
において低速に切替えられるから、揺動機構を支持する
構造体に与える衝撃並びにその反力によりチルトボック
スに与える衝撃を大幅に引下げられる。

【００１２】よって、揺動機構自体の小型・軽量化はも
とより全体の小型・軽量化が図られ、振動問題も解消さ
れる。しかも、塗装機の等速性および高速性は保障され
ているから、高品質塗装ができかつ生産能率を低下させ
ることもない。

【００１３】

【実施例】以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は一部を模式的に現わした全体構成図、図
２は動作を説明するための図である。

【００１４】本自動塗装装置は、揺動用モータ４９と駆
動手段６０とを速度可変型としかつ方向反転領域検出手
段７０，速度切替信号発生手段８０とを設け、揺動用モ
ータ４９を有効塗装領域Ｚ中において高速Ｖｈにかつ揺
動アーム４１が運動方向反転する領域で低速Ｖｌに切替
え、大幅な衝撃減少を図ることができるものと構成され
ている。なお、揺動機構４０については基本的構造が図
４，図５に示す従来構造と同一とされているので、同
一，共通部分には同じ符号を付してその説明は簡略また
は省略する。

【００１５】図１において、駆動手段６０はインバータ
６１と信号発生器６２とからなるインバータ駆動方式と
され、速度可変型の揺動用モータ４９に接続されてい
る。信号ＣＮＴは速度設定信号であり、図２（Ｂ）の高
速Ｖｈと低速Ｖｌに切替えるためのものである。なお、
高速Ｖｈと低速Ｖｌとの間は、段階的でなく連続的にス
ローアップ，スローダウンすることができる。この信号
ＣＮＴは、速度切替信号発生手段８０から出力される速
度切替信号ＣＮＧにより信号発生器６２から発生される
アナログ信号である。因に、速度切替信号ＣＮＧはデジ
タル信号である。速度切替信号発生手段８０と信号発生
器６２とは本自動塗装装置全体を駆動制御する制御盤５
に内蔵されている。

【００１６】次に、方向反転領域検出手段７０は、チル
トボックス４５が前出図５において右（左）向きから左
（右）向きに方向反転する近傍、つまり揺動アーム４１
の運動方向反転領域（近傍）を検出する手段で、この実
施例ではカム機構とスイッチ機構とから形成されてい
る。詳しくは、カム体７１に対向配設された２つの検出
部７２と、検出部７２で駆動されるレバー７５を持つリ
ミットスイッチ７４とからなり、カム体７１はチェーン
７３を介して揺動用モータ４９で回転駆動される。揺動
用モータ４９とカム体７１との間は、必要量だけ減速さ
れる。

【００１７】かかる構成の実施例では、チルトボックス
４５の往動（図５で水平右方向）を考えると、揺動用モ
ータ４９はインバータ６１によって高速Ｖｈで回転制御
される。この高速Ｖｈ回転は、図２に示す有効塗装領域
Ｚにおいて行われる。したがって、揺動アーム４１はク
ランク構造（４７，４８）によって揺動運動され、チル
トボックス４５つまり各塗装機１０を高速で均一な速度
Ｖで往動することができる。

【００１８】かくして、チルトボックス４５が有効塗装
領域Ｚを外れた位置まで移動すると、すなわち揺動アー
ム４１の運動方向反転領域に入ると、方向反転領域検出
手段７０（７４）がそれを検出し方向反転領域検出信号
ＤＴＣを速度切替信号発生手段８０に出力する。この信
号ＤＴＣは、検出部７２がレバー７５をＯＮ動作させて
いる期間中連続出力される。かくして、速度切替信号発
生手段８０は、図２（Ｂ）に示す高速Ｖｈから低速Ｖｌ
に切替えさせるための速度切替信号ＣＮＧを駆動手段６
０（信号発生器６２）に出力する。

【００１９】よって、信号発生器６２からは高速Ｖｈか
ら連続的に減衰し低速Ｖｌとするための速度設定信号Ｃ
ＮＴが出力され、インバータ６１はこの信号ＣＮＴに応
じて揺動用モータ４９を同（Ｂ）に示すように低速Ｖｌ
回転する。したがって、揺動アーム４１の揺動速度つま
りチルトボックス４５の方向反転近傍速度は、同（Ａ）
に実線で示す如く減速される。なお、図２（Ａ），
（Ｂ）で点線で示すカーブは、揺動用モータ４９を一定
の高速Ｖｈで回転させた場合の従来例を示す。

【００２０】ここに、図３に示す如く、塗装機１０を含
むチルトボックス４５の荷重をＷＧ，チルトボックス４
５の往動速度をＶ，揺動アーム４１乃至クランク軸４８
の擬制回転半径をｒとすれば、チルトボックス４５の慣
性力（遠心力）Ｆは、Ｆ＝ＷＧ／ｇ×α，α＝Ｖ^２／ｒ
であるから、往動速度Ｖの２乗に反比例してチルトボッ
クス４５の方向反転時の衝撃を小さくすることができ
る。

【００２１】この場合、高速Ｖｈから低速Ｖｌに切替る
時点から、チルトボックス４５（揺動アーム４１）が見
掛停止するまでの時間は、図２（Ａ）に実線で示す本実
施例の場合の方が、点線で示す従来例の場合よりも少々
長くなるが、往動全体時間からすればネグリジブルスモ
ールである。すなわち、揺動機構４０に係る従来の余剰
的時間を利用することにより、揺動機構４０自体の構成
を変えなくとも、かつトラッキング機構２０，昇降機構
３０に影響を与えないで衝撃緩和できる。

【００２２】引続き、揺動アーム４１が方向反転しチル
トボックス４５が復動に入ると、揺動用モータ４９は低
速Ｖｌで回転されているがチルトボックス４５は揺動ア
ーム４１の特性により加速されつつ復動に入る。する
と、図１でレバー７５が検出部７２から外れるので、信
号ＤＴＣは遮断される。したがって、速度切替信号発生
手段８０から信号発生器６２に加える信号ＣＮＧは低速
Ｖｌから連続的に上昇して高速Ｖｈとすべき信号に切替
わる。よって、揺動用モータ４９はインバータ６１によ
って増速され高速Ｖｈで一定回転される。

【００２３】しかして、この実施例によれば、揺動用モ
ータ４９と駆動手段６０とを速度可変型とし、かつ方向
反転領域検出手段７０，速度切替信号発生手段８０とを
設け、チルトボックス４５つまり揺動アーム４１の運動
方向反転領域において揺動用モータ４９を低速Ｖｌに自
動切替えする構成であるから、大幅な衝撃緩和のもとチ
ルトボックス４５を含む揺動機構４０自体の構成はもと
よりトラッキング機構２０，昇降機構３０の簡素化と小
型・軽量化を達成することができる。しかも、低速Ｖｌ
運転時間の、チルトボックス４５のレシプロ運動に要す
る時間に占る割合は、非常に小さいから塗装機１０の高
速移動を保障できる。振動問題も一掃できる。

【００２４】また、駆動手段６０はインバータ駆動方式
とされているので、高速Ｖｈから低速Ｖｌへの切替がス
ムースで、この点からも緩衝効果を助長でき、かつ低コ
ストで具体化できる。また、速度（Ｖｌ，Ｖｈ）の絶対
値を安易に設定変更でき適用性が広い。

【００２５】さらに、方向反転領域検出手段７０は、揺
動用モータ４９と連動して検出する構成とされているか
ら、リミットスイッチ７４が１ヶで済み、また運動方向
反転領域を正確に検出できる。なお、揺動アーム４１や
クランク軸４８等に直接関与して検出するようしても実
施できる。

【００２６】

【考案の効果】本考案によれば、揺動用モータと駆動手
段とを速度可変型に形成し、かつ方向反転領域検出手
段，速度切替信号発生手段を設け、揺動アームの運動方
向反転領域において揺動用モータを低速に自動切替えす
る構成とされているので、揺動機構のレシプロ運動によ
る衝撃を大幅に減少できるから、揺動機構自体の構成は
もとよりトラッキング機構，昇降機構の簡素化が図ら
れ、支持体，基礎を含む全体の小型・軽量化を達成でき
る。また、小型であるからダウンフローを乱さず、塗装
機の高速で均一移動が保障され、かつ制振作用も発揮す
るので高品質塗装を高能率に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す一部を模式的に現わし
た全体構成図である。

【図２】同じく動作を説明するための図である。

【図３】同じく緩衝作用を説明するための図である。

【図４】従来の揺動機構を説明するための図である。

【図５】従来のトップレシプロ型自動塗装装置を説明す
るための図である。

【符号の説明】

１ 支持体 ２ 支柱 ３ 補強フレーム ５ 制御装置 １０ 塗装機 ２０ トラッキング機構 ３０ 昇降機構 ４０ 揺動機構 ４１ 揺動アーム ４４ 横軸 ４５ チルトボックス ４７ クランクアーム（クランク構造） ４８ クランク軸（クランク構造） ４９ 揺動用モータ ５０ チルト機構 ５５ 巾寄機構 ６０ 駆動手段 ６１ インバータ ６２ 信号発生器 ７０ 方向反転領域検出手段 ７１ カム体 ７２ 検出部 ７４ リミットスイッチ ７５ レバー ８０ 速度切替信号発生手段

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 塗装機をワークの上方でレシプロ運動さ
   せるための揺動アーム，クランク構造等を含む揺動機構
   を備えた自動塗装装置において、前記揺動機構の揺動用
   モータとこの揺動用モータを回転駆動する駆動手段とを
   速度可変型に形成する、とともに前記揺動アームの運動
   方向反転領域を検出する方向反転領域検出手段と速度可
   変型駆動手段に速度切替信号を加える速度切替信号発生
   手段とを設け、前記揺動用モータを有効塗装領域中にお
   いて高速にかつ揺動アームが運動方向反転する領域で低
   速に切替えるように構成したことを特徴とする自動塗装
   装置。