JP2928576B2

JP2928576B2 - 五軸可動スプレーガン

Info

Publication number: JP2928576B2
Application number: JP2051592A
Authority: JP
Inventors: シャープレスジョン; トンラヂュオン
Original assignee: Nordson Corp
Current assignee: Nordson Corp
Priority date: 1989-03-03
Filing date: 1990-03-02
Publication date: 1999-08-03
Anticipated expiration: 2014-08-03
Also published as: DE69002776D1; DE69002776T2; EP0385755B1; ATE93169T1; EP0385755A1; CA2010247A1; CA2010247C; JPH02277569A

Description

【発明の詳細な説明】発明の分野本発明は、ロボット操縦によるスプレーガンに関し、
さらに詳しく述べれば、五つの「軸」を中心とする運
動、つまりＸおよびＹ軸に沿った第一の面内における運
動、Ｚ軸に沿った直角の面内における運動、そのＺ軸に
ほぼ平行な軸（いわゆる「第四の軸」）を中心とする回
転、およびそのＺ軸にほぼ平行な方向を向いた垂直な面
内における運動（いわゆる「第五軸」の運動）を行なう
ことができる、特にプリント回路基板被覆用のスプレー
ガンに関する。また、スプレーガンをＸ、ＹおよびＺ方
向に固定し、被覆すべき基板を、Ｘ、ＹおよびＺ方向に
あるスプレーガンと相対的に移動できるテーブル上に載
せ、そのスプレーガンに対して第四および第五軸駆動機
構を適用することも本発明の目的である。

発明の背景電子機器用のパッケージ化した回路基板は、湿気、漏
電および埃から回路基板を保護するために、一般に、防
湿性の絶縁フィルムで被覆する。好ましくは、防湿性絶
縁フィルムは、揮発性の溶剤に溶解したアクリル、ポリ
ウレタンまたはエポキシ合成樹脂の様な、順応性被覆と
呼ばれるものである。清浄なプリント回路基板に塗布し
た場合、溶剤が蒸発するにつれて、連続した、均一な厚
さの絶縁フィルムが形成される。

以前は、プリント回路基板に防湿絶縁被覆を施すの
に、五つの主な方法が使用されていた。これらの方法
は、先行する米国出願第06/941,365号、1986年12月15日
出願、題名「パッケージ化した回路基板に防湿絶縁被覆
を施すための方法」、出願人タカギシマダ、およびそ
の出願の一部継続出願、即ち第07/206,199号、1988年６
月13日出願、題名「平パターンノズルから放出した三角
形または鳩尾形液体フィルムを使用する、プリント回路
基板に防湿絶縁被覆を施すための方法」、出願人タカギ
シマダ、に記載されている。これらの特許出願の開示
をここに参考として含める。

そのような特許出願に記載されているように、プリン
ト回路基板に防湿絶縁被覆を施すための主な方法には、（ａ）防湿絶縁材料が入っている浸漬タンクにパッケー
ジ化した回路基板を浸漬する浸漬方法、（ｂ）プリント回路基板に防湿絶縁材料を手で刷毛塗り
する、刷毛塗り方法、（ｃ）被覆すべきプリント回路基板の表面に防湿絶縁材
料を含浸させた羊毛ロールでロール塗りするローラー方
法、（ｄ）防湿絶縁材料をプリント回路基板に吹き付け技術
により塗布する吹き付け方法、および（ｅ）防湿絶縁材料に圧力をかけ、スリットダイスから
押し出し、プリント回路基板表面にフィルムを施す、ス
リットダイス方法がある。

上記のシマダ特許出願のそれぞれに記載されているよ
うに、先行技術の方法にはそれぞれ長所と短所がある。
刷毛塗り以外の方法はすべてプリント回路基板の被覆し
ない部分をマスクする必要がある。マスクは基板に手で
取り付けおよび除去しなければならず、これが回路基板
の大量生産の障害になっている。刷毛塗りは、マスクの
必要はないが、労力がかかり、大量生産には不適当であ
る。

需要に応じるために、大量生産に最も広く使用されて
いる絶縁塗装方法は、吹付け方法である。上記のシマダ
出願のそれぞれは、平パターンノズルを使用し、そのノ
ズルから放出される平パターンの面を横断する方向で、
そのノズルと回路基板との間が相対的に移動する様な、
プリント回路基板上に絶縁性の液体被服材料を吹付ける
方法を開示している。プリント回路基板および／または
回路部品の被覆しない区域に液体被覆材料が堆積しない
ように、ノズルへの被覆材料の供給は断続的に中断され
る。

上記のシマダ出願に開示されている被覆方法に伴う一
つの欠点は、基板上のあらゆる位置で望ましいパターン
の被覆材料が得られるようにするため、スプレーノズル
または回路基板を、相互の関係で、移動させていること
である。大量生産では、ロボットアームを使用して、ス
プレーノズルを固定位置に取り付けたスプレーガンを操
作することが多い。これらのロボットアームは、スプレ
ーガンおよびそのスプレーノズルをＺ方向に、即ちプリ
ント回路基板に向かって、およびそこから離れる様に、
およびＸおよびＹ方向に、即ち回路基板の長さおよび幅
に沿って移動させることができる。

スプレーガンの動きのＸおよびＹの両方向で、スプレ
ーノズルにより被覆材料を、望ましいパターンに確実に
施すには、スプレーノズルおよび従ってスプレーガン
を、その移動方向がＸ方向からＹ方向へ、またはその逆
に変化する度に、90°方向転換する必要があった。スプ
レーガン全体を回転させるには比較的重い機構が必要
で、これはロボットアームで支えるのは困難であり、お
よび／またはロボットアームの移動速度を低下させるこ
とが多い。

先行技術の回路基板被覆装置に伴うもう一つの難点
は、回路部品等が回路の表面から突き出ていることがあ
るので、回路基板が必ずしも平面ではないことである。
また、回路基板上に載せた部品の垂直な側面あるいはそ
の直下の部分を被覆することが望ましい場合もある。こ
れは、Ｘ、ＹおよびＺ方向でのみスプレーガンを動かす
ことができるロボットアームでは、簡単に実行できな
い。

発明の概要従って、本発明の目的は、スプレーガンの操作中に制
御する必要がある運動および慣性の量を減少させ、目標
の基板上ならびにその基板の上に載せた部品上に被覆材
料を正確に、効果的に堆積させる、スプレーガンを操作
するための装置を提供することである。

これらの目的は、プリント回路基板の様な被覆すべき
基板に対して、スプレーノズルを持つスプレーガンを操
作するための装置において、Ｘ、ＹおよびＺ方向におけ
るスプレーガンおよびスプレーノズルの運動と、スプレ
ーガンに対して独立して制御し、作動させるスプレーノ
ズルの運動とを組み合わせることによって達成される。
スプレーガンを支えるロボットアームと関連した機構
は、被覆すべきプリント回路基板または他の基板に対し
て、スプレーガンおよびそのスプレーノズルをＸ軸、Ｙ
軸およびＺ軸に沿って動かすことができる。この運動に
加えて、本発明に係わる装置は、Ｚ軸と平行な軸を中心
にしてスプレーガンのスプレーノズルを回転させる機
構、およびその回転運動と無関係にスプレーガンに対し
てスプレーノズルを回転させるもう一つの機構を備えて
いる。従って、本発明に係わる装置は、スプレーガンの
ノズルの五軸運動、例えばＸ、ＹおよびＺ軸のそれぞれ
に沿った運動、Ｚ軸と平行な軸（いわゆる「第四の軸」
を中心として回転する運動、およびスプレーガンに対し
て回転する、または振り動かす（いわゆる「第五の
軸」）運動を提供する。あるいは、本発明に係わる装置
は、第四および第五軸駆動機構を持つが、Ｘ、Ｙおよび
Ｚ方向では固定してあるスプレーガンと共に使用でき
る。この場合、被覆すべき回路基板は、固定したスプレ
ーガンに対して、Ｘ、ＹおよびＺ方向に移動できるテー
ブル上に載せる。

好ましい実施形態では、例えば米国特許第4,785,996
号に示される型のスプレーガンを、僅かに改良して延長
部を収容する様になっているが、この延長部は、ガンの
内部に形成した内部通路中に回転できるように支持して
あり、ガンのスプレーノズルを通常通りに取り付けるガ
ン本体の底部から外に延びている。この延長部は、ガン
本体により支えられている可動プランジャーを受け入れ
る、被覆材料搬送通路と一体になっている。このプラン
ジャーは、延長部に形成された出口を開閉し、使用しな
かったまたは過剰の被覆材料をプランジャーの中空にな
った内部を通してガン本体に戻し、被覆材料の供給源と
連通する出口を通して排出できる。

スプレーノズルは、延長部の底部に回転できる様に取
り付けてあり、延長部の被覆材料通路と連絡している。
スプレーノズルには放出口が付いているが、この放出口
は、延長部の長手方向軸からずれており、プランジャー
が開いた位置にある時に、プリント回路基板の様な基板
上に被覆材料を放出する。

スプレーガン、延長部、およびスプレーノズルは、ロ
ボットアームによりＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸に沿って一緒
に移動する。この動きに加えて、スプレーガンに対して
延長部およびスプレーノズルを回転させ、スプレーガン
に対してスプレーノズルを振る、即ち回転させるための
別な機構が備わっている。

好ましい実施形態では、延長部に固定した割り出し輪
の作動により、延長部およびスプレーノズルがスプレー
ガンに対して回転する。割り出し輪には円周状に間隔を
置いて配置した多数のピンが付いており、そのピンのそ
れぞれが、延びた位置と後退した位置との間で移動でき
る押し板と係合するようになっている。押し板が延びる
度に、割り出し輪のピンの一つと係合し、割り出し輪お
よび延長部をスプレーガンに対して回転させる。押し板
がその伸びた位置から後退した位置に戻る時に、割り出
し輪に付属する固定装置により、割り出し輪は固定され
る。これらの部品はすべて比較的軽量なので、各種のロ
ボットアームに、そのロボットアームの移動速度を犠牲
にすることなく、あるいは過剰な重量による著しい慣性
力を加えることなく、使用することができる。

好ましくは、押し板が延びる各行程毎に、割り出し
輪、およびそれによって延長部およびスプレーノズル
が、スプレーガンに対して90°の角度だけ回転する様に
する。このようにして、スプレーガンがＸ軸またはＹ軸
方向で移動しているかに関係なく、スプレーガンの移動
方向に対してほぼ直角方向で、望ましいパターンに被覆
材料を堆積させる様にスプレーノズルの向きを合わせる
ことができる。これによって、ガンの移動方向に対して
スプレーパターンを望ましい方向に向かせるために、ス
プレーガンまたは標的の基板の一つを動かす必要がなく
なる。

スプレーガンに対する延長部およびスプレーノズルの
回転に加えて、スプレーノズルが回転する軸と一般に平
行な面でスプレーノズルを回転させる機構を提供する。
好ましい実施形態では、延長部にスリーブを横滑りでき
る様に取り付け、延長部に沿って垂直に上下移動できる
様にする。スリーブは、空気圧シリンダーのピストンに
接続したヨークを備えている。シリンダーが作動してピ
ストンを延ばすと、ヨークはピストンと共に移動し、ス
リーブを延長部に沿って下降させる。ピストンがシリン
ダー中で後退し、それと共にヨークを移動させると、ス
リーブは上昇する。

延長部に沿ったスリーブの上下運動により、ノズルク
ランクアームとノズル傾斜レバーとが結合しているため
に、スプレーノズルが傾斜する。ノズルクランクアーム
の上端はスリーブに回転できる様に取り付けてあり、下
端はノズル傾斜レバーに回転できる様に取り付けてあ
る。ノズル傾斜レバーは、スプレーノズルの底部に取り
付けたアダプター内に回転できる様に支えている、スプ
レーノズルの突起に固定してある。

スリーブが下降すると、ノズルクランクアームが下降
し、ノズル傾斜レバーの一端を時計方向または反時計方
向に回転させる、それに応じて、ノズル傾斜レバーとノ
ズルの突起とが結合しているために、スプレーノズルが
同じ方向に回転する。次に、スリーブが反対に上昇する
と、ノズルクランクアームが上昇し、ノズル傾斜レバー
およびスプレーノズルを反対方向に回転させる。

従って、ノズルの放出オリフィスが、被覆すべき基板
に対して、円弧を描いて振れる様に、ノズルクランクア
ームおよびノズル傾斜レバーが、スプレーガンに対し
て、スプレーノズルを回転させる。これによって、回路
基板およびその上に載せてある部品に対して、被覆材料
がある角度で放出されるので、そのような部品の側面お
よび／またはそのような部品の直下の部品も被覆するこ
とができる。

以下に、添付の図面を参照しながら、本発明の好まし
い実施形態の構造、操作および利点をさらに説明する。

本発明の装置10は、ここに参考として含める米国特許
第4,785,996号に記載する型のスプレーガン12を含む。
スプレーガン12は、ガン本体14を含み、そのガン本体14
は、その底部末端に延びる、段が付いた穴16を有する。
支持部17は、ガン本体14の底部で、穴16の中で支持さ
れ、その支持部17の上に取り付けブロック18が載ってい
る。支持部17および取り付けブロック18の両方にそれぞ
れ通し穴19および21が形成してあり、これらが、中空内
部23を持つ可動プランジャー22を受け入れている。プラ
ンジャー22の外側と取り付けブロック18の通し穴21との
間は空間になっているが、その空間は取り付けブロック
18の中に形成された通路24によりガン本体14内の液体入
り口25に接続している。被覆材料は入り口25および通路
24を通り、取り付けブロック18の通し穴21に入り、プラ
ンジャー22の外側に沿って流れる。ガン本体14は、支持
部17により回転できるように支えられている円筒状の延
長部26に取り付けてある。円筒状の延長部26の上端は、
支持部17の上端でシール27と接しており、そこで支持部
17と取り付けブロック18の輪状の底部との間に挟まって
いる。円筒状の延長部26には、内部通路28が形成されて
おり、この内部通路は、その上端で、取り付けブロック
18内に通し穴21に連通しており、被覆材料を搬送する。
この通路28は、延長部26の底部末端に向かって下方に延
びるプランジャー22を受け入れている。好ましくは、プ
ランジャー22の下端30は円錐状になっており、延長部26
の下端にある座32と係合している。プランジャー22は、
その下端30が座32から外れ、その中に形成された排出口
34を開く、後退した、開いた位置と、図に示す、プラン
ジャー22の下端が座32と係合し、排出口34をふさいでい
る、進出した位置との間で移動できる。プランジャー22
のこの動きが、以下に説明するように、基板上に堆積さ
せるために延長部26から放出される被覆材料の流れを調
整する。

第２および４図に示すように、被覆材料は、プランジ
ャー22の外側に沿って、円錐状の下端30に流れていき、
そこで、プランジャー22が後退した、開いた位置にある
場合、材料は放出される。プランジャー22が閉じた位置
にある場合、および／または延長部26から過剰の被覆材
料を除去するために、延長部26の底から上方へ被覆材料
を再循環させ、ガン本体14から外へ出す様になってい
る。

好ましい実施形態では、プランジャー22には、その下
方の、円錐状の末端30の直上の地点に口38が開いてい
る。過剰の、または使用しなかった、排出口34から排出
されない被覆材料が、プランジャー22のこの口38に入
り、その中空内部23を上昇し、プランジャー22の上端に
形成した第二の口40に流れて行く。その被覆材料は口40
を出てから、ガン本体14の中の、取り付けブロック18の
上部にあるワッシャー43の形のシールと、ばね45で支え
ている類似のシール44との間にある空洞42に入る。この
空洞42は、ガン本体14に形成された、被覆材料の供給源
（図には示していない）と連絡している再循環出口47に
接続している。被覆材料の一部が排出口34から放出され
ていても、被覆材料は、プランジャー22内を連続的に再
循環するようになっている。これによって、被覆材料
は、スプレーガン12の作動中、適当な温度に確実に加熱
されている。

しかし、本発明は、中空のプランジャー22または被覆
材料を再循環する他の手段に限定しようとするものでは
ない。スプレーガン12は、被覆材料を再循環させる手段
を持たないこともできる、つまり材料をガンから放出し
ない場合は、行き詰まりにすることもできる。

次に、第４図に関して、スプレーノズル48を延長部26
に取り付けるために、アダプター46を延長部26の下端に
ねじ込む。このアダプター46には、延長部26の外側のね
じと噛み合うカラー50、および延長部26の底部にある座
32の中の排出口34と連通している穴52が付いている。ア
ダプター46は、座32と接してその間にシールを形成する
ワッシャー53を支えている。アダプター46には、横断す
る通し穴54が開いており、その中にスプレーノズル48の
円筒状突起56が回転できるように取り付けてある。アダ
プター46とノズルの突起56との間にＯ−リングシール58
が挟まっており、そこに液体を密閉するシールを形成し
ている。

ノズルに突起56には、Ｌ−字形のコネクター穴60が開
いており、このコネクター穴は一端でアダプター46中の
穴52に連通し、もう一方の端でスプレーノズル48中に形
成した液体搬送通路64に連通している、ノズル48には清
掃用のネジ65が取り付けてあり、通路64を横切り、ノズ
ル48および延長部26の底部を清掃できるようになってい
る。液体搬送通路64は、被覆すべき基板（図には示して
いない）に対して下方を向いている放出口66の所で終っ
ている。従って、被覆材料の流路は、延長部26からスプ
レーノズル48まで形成されており、アダプター46中の穴
52、ノズル突起56中のコネクター穴60およびスプレーノ
ズル48の本体内にある液体搬送通路64を含む。この流路
を通る被覆材料の流れは、プランジャー22の、放出口34
に対して後退した、開いた位置と、進出した、閉じた位
置との間の運動により制御される。

Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸のガンの動き本発明の第一の特徴は、プリント回路基板などの標的
基板に対して、スプレーガン12およびそのスプレーノズ
ル48を動かすための機構の、構造および操作である。ス
プレーガン12を支持するロボットアームに関連する機構
は、スプレーガン12をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸に沿って移
動させる。そのような機構の詳細は、本発明自体とは関
係なく、下記のスプレーガン12のＸ、ＹおよびＺ軸運動
の説明は、装置10の全体の動作を説明するためにのみ行
なう。その上、別の実施形態では、スプレーガン12は固
定し、駆動機構は、回路基板を載せたテーブルをX,Yお
よびＺ軸に沿って移動させるために装備する。

説明上、「上部は」は、第１および２図に示すよう
に、スプレーガン12の上部を意味し、「底部」は、それ
らの図におけるガン本体14の下部を意味する。「Ｘ軸」
は、第１図に示すように、左から右へ延びる軸を、「Ｙ
軸」は、第１図の頁の内および外に延びる軸を、「Ｚ
軸」は、第１図の上部と底部との間の垂直方向に延びる
軸を意味する。

ここで、第１図に関して、スプレーガン12は、垂直に
延びる側端部70を持つガン取り付け板68に固定してあ
り、側端部70の一方を第１図に示してある。ガン取り付
け板68は、四つのローラー72の間に挟まれており、取り
付け板68の各側端部70にそのローラーが二つずつ取り付
けてある。各ローラ72は、ピン74を中心に回転でき、そ
のピンは、第１図に図式的に示すロボットアーム78によ
り支えられているフレーム76に固定してある。

フレーム76にはモーター80が取り付けてあり、そのモ
ーター80の出力軸は、ピニオン歯車84に接続してあり、
これを駆動する。ピニオン歯車84は、ガン取り付け板68
に固定したラック86と噛み合っている。モーター80が作
動すると、ピニオン歯車84がラック86に対して、時計方
向または反時計方向に回転する。ピニオン歯車84とラッ
ク86との間に駆動作用により、ガン取り付け板68は、各
側端部70に取り付けたローラー72の間を、垂直に、即ち
Ｚ軸に沿って移動する。ガン取り付け板68のそのような
動きにより、スプレーガン12およびスプレーノズル48が
移動し、被覆すべき回路基板などの基板に対して望まし
い垂直位置に、スプレーノズル48を合わせる。

スプレーガン12およびスプレーノズル48のＹ方向にお
ける動きは、次のようにして得られる。フレーム76の上
部板には、四つの軸受けブロック88,90（そのうちの二
つを図に示してある）が取り付けてあり、それらのブロ
ックは、それぞれポスト95により支持板96に取り付けた
案内棒、つまり直線路92,94により支えられている。支
持板96は、第１図にその一つを示すポスト98により、軸
受け金具101でロボットアーム78に支えられている案内
棒100に取り付けてある。

モーター102は、支持板96の底に固定してあり、その
モーター出力軸104は、ピニオン歯車106に接続してこれ
を駆動する。ピニオン歯車106は、フレーム76の上部板
に取り付けた、Ｙ方向に延びるラック108と噛み合って
いる。モーター102が作動すると、ピニオン歯車106がラ
ック108を駆動し、フレーム76を移動させ、スプレーガ
ン12およびスプレーノズル48を、上記のＹ軸に沿ったＹ
方向に移動させる。

スプレーガン12およびスプレーノズル48のＸ方向にお
ける、つまりＸ軸に沿った動きは、Ｙ軸に沿った動きに
類似した様式で行なわれる。ロボットアーム78に取り付
けた第三のモーター110の出力軸112にピニオン歯車114
が付いている。このピニオン歯車114は、支持板96の上
に取り付けた、Ｘ方向に延びるラック116と噛み合って
いる。出力軸112およびピニオン歯車114が回転すると、
支持板96、フレーム76およびそれによってスプレーガン
12およびスプレーノズル48のすべてが、固定したロボッ
トアーム78に対してＸ方向に移動する。

スプレーガン12およびスプレーノズル48をＸ、Ｙおよ
びＺ軸に沿って移動させるための上記の駆動機構は、こ
れに限定するものではなく、各種の他の機構を使って
も、そのようなＸ、ＹおよびＺ方向の移動が可能であ
る。

第四の軸による運動−スプレーノズルの回転次に、第３、3A、3B図および第１図を参照しながら、
スプレーガン12に対するスプレーノズル48の回転機構を
説明する。上に説明したように、スプレーガン12および
スプレーノズル48を一単位としてＸ、ＹおよびＺ方向に
移動する。しかし、第四の軸による運動機構は、スプレ
ーガン12の他の部分から独立して、およびロボットアー
ム78のどの動きからも独立して、スプレーノズル48を回
転させる。

割り出し輪118は、ガン本体14底部の下にある延長部2
6に固定してある。割り出し輪118には、互いに90°の間
隔を置いて配置した、割り出し輪118の中心から等半径
距離にある、下方に延びる四つのピン120a−ｄが付いて
いる。割り出し輪118の周囲に、それぞれピン120a−ｄ
と半径方向で並んだ、四つの窪み122a−ｄが形成されて
いる。

支持フレーム124は、割り出し輪118の片側から外に向
かって形持ちされており、その位置でねじ126によりガ
ン取り付け板68の下側に取り付けてある。この支持フレ
ーム124にはピストン130を備えた空気圧シリンダー128
が付いており、そのピストンは第3A図に示す延びた位置
と、第３図に示す後退した位置との間で、以下にさらに
詳細に説明するように、動くことができる。ピストン13
0は、ヨーク131に固定してあるが、そのヨークは、押し
板134に回転自在に取り付けてある。押し板134には、そ
の片側の、両端の間にカム表面136、およびその前端、
つまり第３−3B図で見て左端に切込部138が形成されて
いる。押し板134の上表面から上方に、以下に説明する
目的のためにピン140が延びている。

支持フレーム124の前側、つまり左側に144でピン止め
してある固定アーム142がある。固定アーム142の一端
は、曲がっており、割り出し輪118の周囲にある窪み122
と噛み合うローラー146を取り付けてある。固定アーム1
42と支持フレーム124に取り付けたポスト150との間に延
びるばね148が、第３−3B図に見られるように、固定ア
ーム142の一端を時計方向に引っ張っているので、ロー
ラー146は割り出し輪118の周囲に押し付けられている。

本発明に係わる第四軸機構の作動は、次の通りであ
る。第３図に示す位置では、空気圧シリンダー128のピ
ストン130は後退した位置にあり、そこでは押し板134上
のピン140は固定アーム142の後ろ側にあり、割り出し輪
118のピン120bは押し板134の切り込み138中にある。押
し板134とフレーム124との間にあるばね152が押し板134
をピン120bの方に引っ張っている。その上、固定アーム
142のローラー146が割り出し輪118の周囲にある窪み122
cの中に納まっているので、割り出し輪118を固定位置に
保持している。

第3A図に関して、空気圧シリンダー128が作動してピ
ストン130を延ばすと、二つの運動が続いて起こる。第
一に、押し板134上のピン140が固定アーム142に接し、
これを軸144の回りに回転させるので、ローラー146が割
り出し輪118上の窪み122cから外れる。これにより、割
り出し輪118がその固定位置から解除され、回転できる
ようになる。さらにピストン130が延びて、押し板134が
前進すると、押し板134の切り込み138が割り出し輪118
のピン120bと噛み合う。ピン120bとの噛み合わせによ
り、押し板134が割り出し輪118、取り付けた延長部26お
よびスプレーノズル48を回転させ、固定アーム142のロ
ーラー146が割り出し輪118の周囲を走行する。

第3A図に示すように、ピストン130が十分に延びる
と、押し板134が割り出し輪118を約90°動かす、即ちピ
ン120bは、本来、第３図で見てピン120aが占めていた位
置に来る。押し板134は、前方へ移動する際、割り出し
輪118が円形であるために、円弧状の経路を辿って移動
するが、これは、押し板134と、ピストン130に接続した
ヨーク131とが回転できるように接続しているために可
能となっている。この円弧状経路のために、ピン140が
固定アーム142の末端を迂回するので、固定アーム142が
解除されて割り出し輪118の周囲と再び噛み合うことが
できる様になる。ピストン130が完全に延び切った点で
は、固定アーム142のローラー146は割り出し輪118の周
囲の窪み、即ち第3A図の窪み122d中に納まっている。こ
れにより、ピストン130の後退により、押し板134がその
最初の位置に戻っていく間、割り出し輪118がその固定
位置に止められる。

押し板134がその最初の位置に戻る時、押し板134のカ
ム表面136は、本来ピン120bが占めていた位置に移動し
たピン120cに沿って通過する。第3B図参照。このカム表
面136により、押し板134が固定アーム142に対して外側
に押し遣られ、押し板134上のピン140が固定アーム142
を飛び越え、第３図に示す、固定アーム142の後ろにあ
るその本来の位置に戻ることができる。

好ましい実施形態では、割り出し輪118の上にカム板1
43が載っている。リミットスイッチ147に接続したトリ
ップレバー145がカム板143の外周上に移動する。カム板
143に沿った予め決定した位置に到達すると、トリップ
レバー145がリミットスイッチ147を作動させ、割り出し
輪118が「本来の」位置にある、即ち四つのピン120a−
ｄが第３図に示す位置に並んでいることを表わす号を発
する。

次いで上記の手順が繰り返され、延長部26の縦軸に関
して、割り出し輪118に90°毎の割り出しをさせる。ロ
ボットアーム制御に関連する制御装置（図には示してい
ない）が、割り出し輪118の回転の速度および頻度が必
要に応じて変えられる様に、空気圧シリンダー128の作
動を制御する。特定の用途の条件に応じて、空気圧シリ
ンダー128を作動させ、ピストン130を早く、または遅
く、および／または高、または低頻度で前進、後退させ
て、スプレーノズル48の望ましい回転運動を得る。

第五軸運動−スプレーノズルの回転第２および2A図を参照しながら、延長部26およびスプ
レーガン12に対して、スプレーノズル48を傾斜させる機
構を説明する。この機構は、上記のＸ、ＹおよびＺ軸に
沿ったスプレーガン12の動きから独立して、およびスプ
レーノズル48の回転からも独立して、スプレーノズル48
を円弧状経路に沿って傾斜させる、または回転させる。

空気圧シリンダー154は、ガン取り付け板68に取り付
けてあり、ナット159によりヨーク158に固定したピスト
ン156を有する。止まり板160が空気圧シリンダー154の
底部に取り付けてあり、止まりボルト164を滑動できる
ように受け入れている透き間または穴が形成してある、
止まりボルト164は、隣接するナット166によりヨーク15
8に接続してあり、ピストン156の前進、後退に応じて移
動できる。

ヨーク158には、一対のアーム168が付いているが、そ
の片方を図に示してあり、これらのアームは、スリーブ
176の上側円盤172および下側円盤174により形成される
溝170中にゆるく納まっている。スリーブ176は、形が一
般に円筒形で、垂直方向、即ちＺ軸に平行に移動できる
ように、延長部26上に滑動できるように取り付けてあ
る。好ましくは、上側円盤172と上記の割り出し輪118と
の間にコネクターピン178が延びており、割り出し輪118
および垂直に移動できるスリーブ176の相対的な回転位
置を保つ。

上に述べたように、スプレーノズル48は、アダプター
46を横切る通し穴54中に回転できるように支えてあり、
スプレーノズル48の突起56がそこから外側に延びてい
る。このスプレーガン12の突起56は、ノズル傾斜レバー
184の一部を形成する一対のアーム180,182の間で固定し
てある。傾斜レバー184のアーム180,182は、互いに離れ
て配置してあり、その間に切り込みがあり、そこにノズ
ルの突起56を挟み込んでいる。アーム180,182の間にボ
ルト185が延びており、両アーム180,182を締め付けてノ
ズルの突起56を固定し、ノズル傾斜レバー184の動きが
スプレーノズル48に直接伝わるようにしている。

ノズル傾斜レバー184の一端は、ピン186により、ノズ
ルクランクアーム188の下端に回転できるように取り付
けてある。ノズルクランクアーム188の反対側の上端
は、ピン189により、下側円盤174の直下でスリーブ176
に回転できるように取り付けてある。

第２、2Aおよび４図に関して、スプレーノズル48の回
転運動は、次の様にして得られる。図に示す様に、空気
圧シリンダー154が作動し、ピストン156を延ばし、ヨー
ク158および止まりボルト164を下方に動かす。ヨーク15
8は、スリーブ176を延長部26に沿って下方に動かす。こ
のスリーブ176の動きがノズルクランクアーム188を押し
下げ、そのノズルクランクアーム188が、第2A図に示す
様に、ノズル傾斜レバー184を時計方向に回転させる。
ノズル傾斜得レバー184はノズル突起156に固定してある
ので、スプレーノズル48は、ノズル傾斜レバー184と同
じ方向に回転する。従って、スプレーノズル48の放出口
66が、ノズル傾斜レバー184の回転運動量に応じた円弧
を描いて、時計方向に傾斜、即ち回転する。

ピストン156が反対の、上方に動くと、ヨーク158がス
リーブ176を引き上げ、それと共にノズルクランクアー
ム188を引き上げる。ノズルクランクアーム188が上昇す
ると、ノズル傾斜レバー184を反対の、反時計方向に回
転させ、スプレーノズル48を反時計方向に傾斜、即ち回
転させる。こうして、ピストン156、ヨーク158、スリー
ブ176およびノズルクランクアーム188の垂直方向の上下
運動が、ノズル傾斜レバー184によるスプレーノズル48
の回転、即ち傾斜運動に転換されるのである。

スプレーノズル48に与える回転運動の量は、止まりボ
ルト164により調整する。第2A図に示す様に、止まりボ
ルト164の頭165は、止まり板160の上側にある。ピスト
ン156が延びてヨーク158を下降させると、止まりボルト
164がヨーク158と共に下降する。止まりボルト164の頭1
65が止まり板160に接すると、ピストン156はそれ以上下
降できなくなる。これによって、延長部26に沿ったスリ
ーブ176の垂直移動が制御され、ノズルクランクアーム1
88およびノズル傾斜レバー184の動きが制御される。固
定した止まり板160に対する止まりボルト164の頭165の
位置は、ナット166をゆるめ、止まりボルト164をヨーク
158に沿って移動させることによって調整できる。

本発明を好ましい実施形態により説明したが、この技
術に精通した者には、本発明の範囲から逸脱することな
く、各種の変形が可能で、その構成要素を同等のもので
置き換えることが可能であることが分かる。その上、特
定の状況、または材料を採用するために、本発明の本質
的な範囲から逸れることなく、本発明の開示に対して多
くの変更を加えることができる。従って、本発明は、本
発明を実行するための最良の形態として説明した、この
特定の実施形態に限定するものではなく、本発明は、請
求の範囲に入るすべての実施形態を含むものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、スプレーガンをＸ、ＹおよびＺ軸に沿って移
動させるための機構を図式的に示す、本発明の「五軸」
スプレーガンの、部分的に分解した、部分的に図式化し
た立体図を、第２図は、第１図の２−２線上で見た、側方立面図で、
部分的にスプレーガンのスプレーノズルを回転させる機
構を示す断面図を、第2A図は、Ｚ軸に対して傾斜したノズルを示す、第２図
の下部の断面図、第３図は、押し板が後退した位置にある、スプレーガン
のスプレーノズルを回転させる機構を示す、第１図の３
−３線上で見た断面図を、第3A図は、押し板が延びた位置にある、第３図と類似の
図を、第3B図は、押し板がその後退した位置に移動する途中
の、第３および3A図と類似の図を、第４図は、延長部の下部とスプレーノズルを示す、第２
図の４−４線上で見た拡大断面図を示す。〔主要な部分の符号の説明〕 12……スプレーガン 14……ガン本体 22……プランジャー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−146363（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−114675（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B05B 12/00 - 13/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被覆材料を表面に塗布する装置であって、延長部を有し、被覆材料源に連通する入口と前記延長部
に形成された出口とを有する内部通路が形成されてお
り、前記延長部に形成された前記出口に対する開位置と
閉位置との間を移動可能な弁を前記内部通路が担持して
いる吹付け装置と、入口と放出口とを有するスプレーノズルと、前記スプレーノズルを前記延長部に回転可能に取り付け
るための取り付け手段と、前記取り付け手段は、（ｉ）前記延長部に接続され、穴が形成されている回り
継手基部と、（ii）前記回り継手基部の前記穴内に摺動可能に取り付
けられたノズル支持部材と、（iii）前記ノズル支持部材に形成された孔内に取り付
けられ、前記スプレーノズルを固定して取り付けるノズ
ルホルダーと、（iv）前記ノズル支持部材を前記回り継手基部内で摺動
させて、それによって前記ノズルホルダー及び前記スプ
レーノズルを摺動させ、それによって前記スプレーノズ
ルを前記延長部に対して回転させるための手段とを含ん
でおり、前記吹付け装置と前記表面とをＸ軸に沿って相対運動さ
せる手段と、前記吹付け装置と前記表面とを前記Ｘ軸に垂直なＹ軸に
沿って相対運動させる手段と、前記スプレーノズルを前記延長部に対して回転させるた
めの手段と、を含むことを特徴とする被覆材料を表面に塗布する装
置。
【請求項２】前記吹付け装置と前記表面とを前記Ｘ軸及
び前記Ｙ軸の両方に垂直なＺ軸に沿って相対運動させる
手段をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の装
置。
【請求項３】前記吹付け装置は、流体入口と再循環出口
とが形成されており、前記延長部は、前記吹付け装置に
回転可能に取り付けられた第１部材を含んでおり、前記
第１部材は、前記流体入口と連通して被覆材料を受け入
れるための通路が形成されており、前記通路は放出口で
終端しており、前記第１部材の前記通路は、中空プラン
ジャーを担持しており、前記中空プランジャーは、前記
第１部材の前記放出口に対する開位置と閉位置との間を
移動可能であり、前記開位置において被覆材料が前記放
出口から放出され、前記閉位置において前記中空プラン
ジャーが前記放出口を通る被覆材料の流れを阻止し、前
記中空プランジャーは、一端部に第一の口が形成されて
おり、前記第一の口は、被覆材料を前記第１部材の前記
通路から前記中空プランジャーの中空内部へ搬送し、前
記中空プランジャーは、反対側の端部に第二の口が形成
されており、前記第二の口は、前記吹付け装置の再循環
出口と連通して被覆材料を前記中空プランジャーの前記
中空内部から放出することを特徴とする請求項１に記載
の装置。
【請求項４】前記延長部を回転させる回転手段を含み、前記回転手段は、前記延長部に取り付けられており、中心から半径方向に
間隔を置いて配置され且つ円周方向に互いに間隔を置い
て配置されたピンを有する割り出し輪と、前記割り出し輪が回転しないように解除自在に前記割り
出し輪を固定する固定手段と、第１の方向とそれと反対の第２の方向とに移動可能な押
し板とを含み、前記押し板は、前記第１の方向に移動する際に、前記固
定手段を前記割り出し輪から外し、次いで前記割り出し
輪の前記ピンの一つと接触して前記割り出し輪及び前記
延長部を回転させ、前記固定手段が前記割り出し輪と再
び係合して前記割り出し輪を固定し、それから前記押し
板が前記反対の第２の方向に移動するときに前記割り出
し輪を静止状態に維持して前記押し板が前記割り出し輪
の前記ピンのもう一つと係合するための準備をすること
を特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】前記割り出し輪は、その外周部に間隔を置
いて配置された窪みが形成されており、前記固定手段
は、前記割り出し輪に対して回転可能な固定アームを含
んでおり、前記固定アームは、一端部にローラーを有し
ており、前記ローラーは、前記割り出し輪の前記窪みの
それぞれに納まる様に形成されており、前記ローラーが
前記割り出し輪の前記窪みの一つに納まったときに、前
記固定アームが前記割り出し輪を静止状態に保持するこ
とを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】前記スプレーノズルを前記延長部に回転可
能に取り付けるための前記取り付け手段は、前記延長部
に接続されたアダプターを含んでおり、前記アダプター
は、穴が形成されており、前記穴の中に前記スプレーノ
ズルの一部が回転可能に取り付けられており、前記アダ
プターには少なくとも一つの通路が形成されており、前
記少なくとも一つの通路は、被覆材料を前記延長部から
前記スプレーノズルへ搬送するために前記延長部の前記
内部通路を前記スプレーノズルに接続していることを特
徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】前記スプレーノズルを回転させるための前
記手段は、前記延長部に沿って第一方向及び第二方向に移動可能な
スリーブと、前記スプレーノズルに固定して取り付けられており、前
記スプレーノズルを前記回り継手基部及び前記吹付け装
置に対して回転させることができる傾斜レバーと、前記スリーブと前記傾斜レバーとの間を回転できる様に
接続しているクランクアームとを含んでおり、前記クランクアームは、前記スリーブの前記第一方向へ
の移動に応じて前記傾斜レバーを前記回り継手基部及び
前記吹付け装置に対して時計方向に回転させ、それによ
って前記傾斜レバーに取り付けられた前記スプレーノズ
ルを時計方向に回転させ、前記クランクアームは、前記
スリーブの前記第二方向への移動に応じて前記傾斜レバ
ーを前記延長部及び前記吹付け装置に対して反時計方向
に回転させ、それによって前記スプレーノズルを反時計
方向に回転させることを特徴とする請求項１に記載の装
置。
【請求項８】前記スリーブには、上部円盤及び下部円盤
が形成されており、前記上部円盤及び前記下部円盤は、
互いに間隔を置いて配置されてその間に溝を形成してい
ることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】前記スリーブを前記延長部に沿って移動さ
せるための移動手段をさらに含み、前記移動手段は、前
記上部円盤と前記下部円盤との間の前記溝の中に一端部
が支持されたヨークと前記ヨークを前記延長部に対して
移動させるための流体シリンダとを含んでおり、前記ヨ
ークは、前記スリーブを前記第一及び第二方向の一方へ
移動させるために前記下部円盤と係合し、且つ前記スリ
ーブを前記第一及び第二方向の他方へ移動させるために
前記上部円盤と係合することを特徴とする請求項８に記
載の装置。
【請求項１０】前記流体シリンダーは、固定された止ま
り板に接続されており、前記ヨークは、さらに前記ヨー
クと前記固定された止まり板との間に延在する止まり手
段を含んでおり、前記止まり手段は、前記ヨークの移動
の予め決定した点において前記固定された止まり板と係
合して前記スリーブの前記延長部に沿った移動を制限し
て、それによって前記スプレーノズルの回転移動量を制
限することを特徴とする請求項９に記載の装置。