JP2547817B2 - 自動塗装装置及び自動車ボディー用自動塗装装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、被塗物と装置基台とを相対的に移動させる
移送手段を設け、前記装置基台に塗装用のスプレーノズ
ルを特定軸芯周りで揺動向き変更自在に支持し、被塗物
と前記装置基台との相対移動に連係して、前記スプレー
ノズルを被塗物に対する適正吹付向きに向けるように前
記特定軸芯周りで自動向き変更操作する向き制御手段を
設けた自動塗装装置、及び、その自動塗装装置の一応用
例として、塗装対象の自動車ボディーをボディー前後向
きで搬送する搬送装置を設け、自動車ボディー搬送経路
の両側に支柱を立設し、それら支柱にわたらせて横フレ
ームを回転自在に、かつ、昇降自在に横架し、塗装用の
スプレーノズルを前記横フレームに、その横フレームの
回転により塗料噴出向きが変更されるように付設し、自
動車ボディー搬送に連係して、前記スプレーノズルを自
動車ボディーに対する適正吹付向きに向けるように前記
横フレームを自動回転操作する向き制御装置を設けた自
動車ボディー用自動塗装装置に関する。

〔従来の技術〕

上記の如き自動塗装装置及び自動車ボディー用自動塗
装装置は、多関節型の産業用ロボットのアーム先端にス
プレーノズルを付設した所謂塗装ロボットに比して関節
数が少なく、その点、構造が簡単でコスト的に有利であ
り、又、扱いも簡単であるという利点を有するものであ
る。

ところで、従来、この種の自動塗装装置及び自動車ボ
ディー用自動塗装装置においては、第７図に示すよう
に、スプレーノズル（Ｎ）の向き変更の軸芯である特定
軸芯（横フレームの回転軸芯）（Ｑ）をスプレーノズル
（Ｎ）の後端部付近に配置していたが、この場合、被塗
物（自動車ボディー）（Ａ）と装置基台（自動車ボディ
ー搬送経路の両側の支柱）（２）との相対移動に対し、
上記の特定軸芯（Ｑ）を、その軸芯（Ｑ）と被塗物
（Ａ）の塗面との間の距離を一定に保つように位置変更
制御（ないし昇降制御）したとしても、スプレーノズル
（Ｎ）を向き変更した際、ノズル後端部付近の特定軸芯
（Ｑ）とノズル先端との間の回転半径をもって特定軸芯
（Ｑ）周りでスプレーノズル（Ｎ）が回動することによ
り、スプレーノズル（Ｎ）の先端が大きく変位し、これ
により、スプレーノズル（Ｎ）の先端が塗装箇所から大
きく離反したり、また逆に、塗装箇所に異常接近したり
して塗装に支障を来す問題があった。

そこで、この問題に対する対策として、特開昭63−88
074号公報に見られるように、上記の特定軸芯（Ｑ）と
被塗物（Ａ）の塗面との間の距離を一定に保つように特
定軸芯（Ｑ）を昇降制御することに対し、スプレーノズ
ル（Ｎ）の先端を特定軸芯（Ｑ）上に位置させる装置構
成（換言すれば、特定軸芯（Ｑ）をスプレーノズル
（Ｎ）の先端部に配置した装置構成）とし、これによ
り、ノズル先端を変位させることなくスプレーノズル
（Ｎ）を向き変更できるようにして、上記の如きノズル
先端の変位に原因する塗装支障を回避したものが提案さ
れている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、この提案装置によれば、確かに、向き変更の
際のノズル先端の変位に原因する塗装支障は回避できる
ものの、未だ次の問題があった。

つまり、スプレーノズル（Ｎ）の向き変更の軸芯であ
る特定軸芯（横フレームの回転軸芯）（Ｑ）を、スプレ
ーノズル（Ｎ）の先端部に配置するから、向き変更の
際、スプレーノズル（Ｎ）の先端の位置は変化しない
が、向き変更そのものに伴い、塗装物（自動車ボディ
ー）（Ａ）において、塗料吹付を受ける箇所が塗面上で
ノズル向き変更側へ変位し、この為、その吹付受け箇所
の変位が塗装進行方向へのもの（すなわち、未だ塗装を
行っていない側への変位）である場合には、その吹付受
け箇所の変位範囲にわたって塗装が薄くなり、また逆
に、その吹付受け箇所の変位が塗装進行方向とは逆向き
の方向へのもの（すなわち、既に塗装した側への変位）
である場合には、その吹付受け箇所の変位範囲にわたっ
て重ね塗りとなり、これらのことで塗装ムラが生じる問
題があった。

また、この問題に対する対策として、本発明者は、第
１図に示すように、上記特定軸芯（横フレームの回転軸
芯）（Ａ）をスプレーノズル（Ｎ）の先端よりも塗料噴
出方向の先方に配置する形態を考えたが、これにして
も、やはり、特定軸芯（Ｑ）と被塗物（自動車ボディ
ー）（Ａ）の塗面との間の距離を一定に保つように（換
言すれば、特定軸芯（Ｑ）がノズル先端と被塗物（Ａ）
の塗面との間の所定中間部に位置するように）、特定軸
芯（Ｑ）を位置変更制御（ないし昇降制御）する制御下
で、スプレーノズル（Ｎ）を向き変更した際、上述と同
様、向き変更に伴い、被塗物（Ａ）における吹付受け箇
所が塗面上で変位してしまうものであった。

本発明の目的は、円滑で良好な塗装を行うにあたり、
向き変更に伴うノズル先端の変位を無くす、また、ノズ
ル向き変更の軸芯である特定軸芯を塗面から一定距離だ
け離間させた状態に保つといった従来の技術思想を破棄
して、新規で合理的な塗装形態を採用することにより、
上述の如き問題を回避して、ムラの無い塗装を円滑に行
えるようにし、また合わせて、自動塗装の制御そのもの
を簡単化できるようにする点にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による自動塗装装置の特徴構成（請求項１記載
の発明の特徴）は、 被塗物と装置基台とを相対的に移動させる移送手段を
設け、前記装置基台に塗装用のスプレーノズルを特定軸
芯周りで揺動向き変更自在に支持し、被塗物と前記装置
基台との相対移動に連係して、前記スプレーノズルを被
塗物に対する適正吹付向きに向けるように前記特定軸芯
周りで自動向き変更操作する向き制御手段を設ける構成
において、 前記装置基台に対する前記スプレーノズルの支持にお
いて、前記特定軸芯を、前記スプレーノズルの先端より
も塗料噴出方向の先方に配置し、 被塗物と前記装置基台との相対移動に対して、前記特
定軸芯が前記被塗物の塗面付近に位置する状態を維持す
るように、前記特定軸芯を自動位置変更操作する位置制
御手段を設けたことにある。

又、本発明による自動車ボディー用自動塗装装置の特
徴構成（請求項３記載の発明の特徴）は、 塗装対象の自動車ボディーをボディー前後向きで搬送
する搬送装置を設け、自動車ボディー搬送経路の両側に
支柱を立設し、それら支柱にわたらせて横フレームを回
転自在に、かつ、昇降自在に横架し、塗装用のスプレー
ノズルを前記横フレームに、その横フレームの回転によ
り塗料噴出向きが変更されるように付設し、自動車ボデ
ィー搬送に連係して、前記スプレーノズルを自動車ボデ
ィーに対する適正吹付向きに向けるように前記横フレー
ムを自動回転操作する向き制御装置を設ける構成におい
て、 前記支柱に対する前記横フレームの架設、及び、前記
横フレームに対する前記スプレーノズルの付設におい
て、前記横フレームの回転軸芯を前記スプレーノズルの
先端よりも塗料噴出方向の先方に配置し、 前記自動車ボディーの搬送に対して、前記回転軸芯が
前記自動車ボディーの塗面付近に位置する状態を維持す
るように、前記横フレームを自動昇降操作する昇降制御
装置を設けたことにあり、 これら特徴構成による作用・効果は次の通りである。

〔作 用〕

つまり、上述の各特徴構成によれば（第２図参照）、
スプレーノズル（Ｎ）の向き変更の軸芯である特定軸芯
（Ｑ）を、スプレーノズル（Ｎ）の先端よりも塗料噴出
方向の先方へ配置した上で、被塗物（Ａ）と装置基台と
の相対移動に対し、この特定軸芯（Ｑ）が被塗物（Ａ）
の塗面付近（好ましくは、第２図に示す如く塗面上）に
位置する状態を維持するように、特定軸芯（Ｑ）を自動
位置変更操作することにより、 又、スプレーノズル（Ｎ）を付設する横フレームを昇
降自在とした自動車ボディー用自動塗装装置では、スプ
レーノズル（Ｎ）の向き変更の軸芯（すなわち、上記の
特定軸芯に相当する軸芯）である横フレームの回転軸芯
（Ｑ）を、スプレーノズル（Ｎ）の先端よりも塗料噴出
方向の先端へ配置した上で、被塗物としての自動車ボデ
ィー（Ａ）の搬送に対し、この回転軸芯（Ｑ）が自動車
ボディー（Ａ）の塗面付近（好ましくは、第２図に示す
如く塗面上）に位置する状態を維持するように、横フレ
ームを自動昇降操作することにより、 夫々、第２図に示す如く、向き変更に伴いノズル先端
位置は変位させるものでありながらも、また、特定軸芯
（横フレームの回転軸芯）（Ｑ）を塗面から一定距離だ
け離間させた状態に保つといったことは不要にしながら
も、スプレーノズル（Ｎ）の向き変更に起因する吹付受
け箇所の塗面上変位を効果的に防止した状態で、かつ、
ノズル先端と吹付受け箇所との距離を一定に保った状態
で、塗装を進行できる。また、特定軸芯（横フレームの
回転軸芯）（Ｑ）を塗面付近（好ましくは塗面上）で塗
面で沿わせて移動させながら吹き付け塗装する形態とな
るから、局部の曲率半径の大小によらず各局部を均一な
厚みで塗装できる。

〔発明の効果〕

したがって、本発明による自動塗装装置、及び、自動
車ボディー用自動塗装装置によれば、塗装ムラを生じる
こと無く良好かつ円滑に被塗物（自動車ボディー）を自
動塗装することができ、ひいては、この種の自動塗装装
置、及び、自動車ボディー用自動塗装装置において、構
造及び扱いが簡単であるという本来利点を生かしなが
ら、塗装品質の向上、手なおし作業の軽減、並びに、塗
装能率の向上を達成でる。

また、被塗物と装置基台（自動車ボディーと支柱）と
の相対移動に対し、ノズル向き変更の軸芯である特定軸
芯（横フレームの回転軸芯）が被塗物（自動車ボディ
ー）の塗面付近（好ましくは塗面上）に位置する状態を
保つように、この軸芯を位置変更制御（ないし昇降制
御）する制御形態を採るから、この位置変更制御（ない
し昇降制御）において、被塗物の外形線そのものを直接
的に特定軸芯の目標軌跡線として利用することができ、
この点、特定軸芯を被塗物から一定距離だけ離間した位
置に保つように、軸芯を位置変更制御（ないし昇降制
御）する形態、すなわち、被塗物の外形を拡大したよう
な目標軌跡線を別途に求める必要がある制御形態に比
べ、その位置変更制御（ないし昇降制御）そのものも簡
単化することができる。

なお、本発明による自動塗装装置において、被塗物と
装置基台との相対移動方向に対して直交する方向でスプ
レーノズルを往復動作させる往復動作手段を設ける構成
（請求項２記載の構成）を採用すれば、また、本発明に
よる自動車ボディー用自動塗装装置において、自動車ボ
ディーの搬送方向に対して直交する方向でスプレーノズ
ルを往復動作させる往復動作装置を設ける構成（請求項
４記載の構成）を採用すれば、このスプレーノズルの往
復動作により、被塗物と装置基台との一過的な相対移動
（自動車ボディーと支柱との一過的な相対移動）におい
て、被塗物を、また被塗物としての自動車ボディーを幅
広く塗装することができる。

〔実施例〕

次に実施例を第３図ないし第６図に基づいて説明す
る。

被塗物としての自動車ボディー（Ａ）を前後向きに搬
送するコンベア（１）を設け、自動車ボディー搬送経路
の両側に装置基台としての支柱（２）を立設し、そし
て、それら支柱（２）にわたらせて横架した横フレーム
（３）にスプレーノズル（Ｎ）を付設し、もって、自動
車ボディー（Ａ）の上面及び前後面を搬送に伴い自動吹
付塗装する自動塗装装置を構成してある。

尚、自動車ボディー（Ａ）の両側面を自動吹付塗装す
る自動塗装装置は、自動車ボディー搬送経路の上手側な
いし下手側に並設される。

横フレーム（３）は具体的には、各支柱（２）に設け
た揺動アーム（４）どうしにわたらせて支持してあり、
これら揺動アーム（４）は夫々、縦軸芯（Ｐ）周りで揺
動自在に、かつ、昇降自在になっている。

支柱２には、両揺動アーム（４）を同調させて往復揺
動駆動する揺動駆動機構（５）、並びに、両揺動アーム
（４）を同調させて昇降駆動する昇降駆動機構（６）を
内装してある。

又、横フレーム（３）は、その両端部をクランクアー
ムとする状態で、自動車ボディー搬送方向に対し直交す
る横軸芯（Ｑ）周りで回転自在に揺動アーム（４）に支
持してあり、揺動アーム（４）と横フレーム（３）との
連結部には横フレーム（３）を回転駆動する回転駆動機
構（７）を付設してある。

そして、この自動塗装装置には、コンベア（１）によ
る自動車ボディー搬送と連係して上述の揺動駆動機構
（５）、昇降駆動機構（６）、及び、回転駆動機構
（７）夫々の駆動を自動制御することにより、スプレー
ノズル（Ｎ）からの塗料吹付が自動車ボディー（Ａ）の
全巾にわたるように揺動アーム（４）を往復揺動させ、
かつ、スプレーノズル（Ｎ）と自動車ボディー（Ａ）と
の離間距離を調整するように横フレーム（３）（揺動ア
ーム（４））を自動昇降操作し、かつ、スプレーノズル
（Ｎ）を自動車ボディー（Ａ）に対する適正吹付向きに
向けるように横フレーム（３）を自動回転操作する制御
装置（８）を具備してあり、この自動制御をもって、自
動車ボディー（Ａ）の前面部、ボンネット部、フロント
ウインド部、ルーフ部、トランク部、後面部の各部を搬
送に伴い順次適切に自動吹付塗装するようにしてある。

横フレーム（３）に対するスプレーノズル（Ｎ）の付
設構造としては、横フレーム（３）を前述の如くクラン
ク構造とすることにより、スプレーノズル（Ｎ）の先端
よりも塗料噴出方向の先方に横フレーム（３）の回転軸
芯（横軸芯）（Ｑ）が位置するようにしてあり、又、制
御装置（８）は、スプレーノズル（Ｎ）と自動車ボディ
ー（Ａ）との離間距離調整として、自動車ボディー
（Ａ）の搬送に対し、横フレーム（３）の回転軸芯
（Ｑ）が自動車ボディー（Ａ）の塗面付近（好ましく
は、第６図に示すように塗面上）に位置する状態を維持
するように、横フレーム（３）を自動昇降操作するもの
としてあり、これによって、自動車ボディー搬送に伴い
スプレーノズル（Ｎ）を前記回転軸芯（Ｑ）周りで自動
向き変更させながら自動塗装を進行する上で塗装が円滑
かつ良好に、又、能率良く進行するようにしてある。

つまり、スプレーノズル（Ｎ）を向き変更すると、そ
れに伴い、自動車ボディー（Ａ）において塗料吹付を受
ける箇所が塗装進行方向（すなわち、自動車ボディー搬
送方向とは逆向きの方向）へ、又は、逆向きの方向へ変
位してしまうが、上述の如く横フレーム（３）の回転軸
芯（Ｑ）をスプレーノズル（Ｎ）の先端よりも塗料噴出
方向の先方に配置し、かつ、その回転軸芯（Ｑ）が自動
車ボディー（Ａ）の塗面付近（好ましくは、塗面上）に
位置するように横フレーム（３）を昇降制御することに
より、スプレーノズル（Ｎ）の向き変更に起因した上述
吹付受け箇所の塗面上での変位をほとんど無くし、もっ
て、塗装ムラを生じること無く良好にかつ円滑に被塗物
としての自動車ボディー（Ａ）を自動塗装することがで
きるようにしてある。

尚、第６図は、上述自動塗装装置における自動塗装運
転形態の一例を示し、搬送自動車ボディー（Ａ）から見
て搬送方向とは逆方向へ相対移動するスプレーノズル
（Ｎ）を、その相対移動過程においてどのように自動昇
降並びに自動向き変更させるかを図示してある。

又、第３図ないし第５図において、（９）は揺動アー
ム（４）の昇降を案内する支軸であり、そして、昇降駆
動機構（６）としては、上部回転軸（11）に巻回したチ
ェーン（12）を昇降用モータ（10）により駆動するよう
にして、そのチェーン（12）に揺動アーム（４）及びバ
ランスウェイト（13）を連結してあり、一方、揺動駆動
機構（５）としては、揺動用モータ（14）の回転を揺動
に変換して連動杆（15）に伝達するクランク機構（16）
を設けると共に、揺動アーム（４）に付設の連係アーム
（17）を連動杆（15）に対し昇降自在に係止連結し、も
って、連動杆（15）の揺動を連係アーム（17）を介して
揺動アーム（４）に伝達するようにしてある。

〔別実施例〕

次に別実施例を説明する。

前述実施例においては、特許請求の範囲の項における
請求項１又は２記載の自動塗装装置と請求項３又は４記
載の自動車ボディー用自動塗装装置との共通実施例とし
て、自動車ボディーの上面及び前後面を塗装する自動塗
装装置を例示したが、請求項１又は２記載の自動塗装装
置の別実施例としては下記（イ）〜（ニ）等を挙げるこ
とができる。

（イ）塗装対象は自動車ボディーの上面及び前後面に限
定されるものではなく、自動車ボディーの側面、その
他、家電製品のケーシングや各種加工部材等々、塗装対
象（被塗物）は何であっても良い。

（ロ）スプレーノズルを向き変更させる特定軸芯は横軸
芯に限定されるものではなく、縦軸芯であっても良い。

（ハ）装置基台の構造、並びに、装置基台に対するスプ
レーノズルの具体的支持構造は夫々、種々の構成変更が
可能である。

（ニ）装置基台と被塗物とを相対的に移動させるに被塗
物を静止して装置基台を移動させるようにしても良く、
又、それらを相対的に移動させる移動手段の具体的構造
も種々の構造変更が可能である。

他方、請求項３又は４記載の自動車ボディー用自動塗
装装置の別実施例としては下記（ホ）〜（チ）等を挙げ
ることができる。

（ホ）自動車ボディーを前後向きで搬送する搬送装置の
具体的構造は種々の構成変更が可能である。

（ヘ）装置基台としての支柱の具体的構造、並びに、少
なくとも回転及び昇降を自在とする横フレームの具体的
構造は夫々、種々の改良が可能である。

（ト）スプレーノズルを自動車ボディー搬送経路の巾方
向に往復摺動させるように横フレームに付設しても良
い。

（チ）横フレームを回転駆動及び昇降駆動するための具
体的駆動構造は種々の構成変更が可能である。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする
為に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構
造に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第２図は本発明の作用説明図である。第３図ないし第６
図は本発明の実施例を示し、第３図は斜視図、第４図は
正面視拡大図、第５図は側面視拡大図、第６図は運転形
態の説明図である。また、第１図は比較例の作用説明
図、第７図は従来例の作用説明図である。 （１）……移送手段（搬送装置）、（２）……装置基台
（支柱）、（３）……横フレーム、（Ａ）……被塗物
（自動車ボディー）、（Ｎ）……スプレーノズル、
（Ｑ）……特定軸芯（回転軸芯）、（８）……向き制御
手段（向き制御装置）・位置制御手段（昇降制御装
置）、（４），（５）……往復動作手段（往復動作装
置）。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被塗物（Ａ）と装置基台（２）とを相対的
   に移動させる移送手段（１）を設け、前記装置基台
   （２）に塗装用のスプレーノズル（Ｎ）を特定軸芯
   （Ｑ）周りで揺動向き変更自在に支持し、被塗物（Ａ）
   と前記装置基台（２）との相対移動に連係して、前記ス
   プレーノズル（Ｎ）を被塗物（Ａ）に対する適正吹付向
   きに向けるように前記特定軸芯（Ｑ）周りで自動向き変
   更操作する向き制御手段（８）を設けた自動塗装装置で
   あって、 前記装置基台（２）に対する前記スプレーノズル（Ｎ）
   の支持において、前記特定軸芯（Ｑ）を、前記スプレー
   ノズル（Ｎ）の先端よりも塗料噴出方向の先方に配置
   し、 被塗物（Ａ）と前記装置基台（２）との相対移動に対し
   て、前記特定軸芯（Ｑ）が前記被塗物（Ａ）の塗面付近
   に位置する状態を維持するように、前記特定軸芯（Ｑ）
   を自動位置変更操作する位置制御手段（８）を設けた自
   動塗装装置。
2. 【請求項２】被塗物（Ａ）と前記装置基台（２）との相
   対移動方向に対して直交する方向で前記スプレーノズル
   （Ｎ）を往復動作させる往復動作手段（４），（５）を
   設けた請求項１記載の自動塗装装置。
3. 【請求項３】塗装対象の自動車ボディー（Ａ）をボディ
   ー前後向きで搬送する搬送装置（１）を設け、自動車ボ
   ディー搬送経路の両側に支柱（２）を立設し、それら支
   柱（２）にわたらせて横フレーム（３）を回転自在に、
   かつ、昇降自在に横架し、塗装用のスプレーノズル
   （Ｎ）を前記横フレーム（３）に、その横フレーム
   （３）の回転により塗料噴出向きが変更されるように付
   設し、自動車ボディー搬送に連係して、前記スプレーノ
   ズル（Ｎ）を自動車ボディー（Ａ）に対する適正吹付向
   きに向けるように前記横フレーム（３）を自動回転操作
   する向き制御装置（８）を設けた自動車ボディー用自動
   塗装装置であって、 前記支柱（２）に対する前記横フレーム（３）の架設、
   及び、前記横フレーム（３）に対する前記スプレーノズ
   ル（Ｎ）の付設において、前記横フレーム（３）の回転
   軸芯（Ｑ）を前記スプレーノズル（Ｎ）の先端よりも塗
   料噴出方向の先方に配置し、 前記自動車ボディー（Ａ）の搬送に対して、前記回転軸
   芯（Ｑ）が前記自動車ボディー（Ａ）の塗面付近に位置
   する状態を維持するように、前記横フレーム（３）を自
   動昇降操作する昇降制御装置（８）を設けた自動車ボデ
   ィー用自動塗装装置。
4. 【請求項４】自動車ボディー（Ａ）の搬送方向に対して
   直交する方向で前記スプレーノズル（Ｎ）を往復動作さ
   せる往復動作装置（４），（５）を設けた請求項３記載
   の自動車ボディー用自動塗装装置。