JP2959371B2 - 自動研磨・吸塵装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動研磨・吸塵装置に
関し、詳しくは、塗装の研ぎ工程などにおいて用いられ
る、塗面のゴミブツ等の研磨除去および塗膜に付着して
いる塵埃の吸引除去を同時に行なう装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】自動車製造を始めとする各種分野におい
て、防錆と美観の付与等を目的として製品表面に塗装を
施すことが行なわれている。一般に、塗料は一つの材料
で、要求されるすべての性能を満足することはできず、
いくつかの材料を使い分け、何回か塗り重ねることによ
り、総合塗膜として諸性能を満足するようになってい
る。例えば、自動車ボディ外板部の塗装は、一般的に、
鋼板素地上に（前処理、）下塗り、中塗りおよび上塗り
という塗膜を順に重ねたものであり、前処理、下塗りで
防錆を、中塗りは仕上り外観向上のための表面調整を、
上塗りは仕上り外観と耐久性を主体に塗膜性能を分担し
ている。

【０００３】ところで、このように塗装を塗り重ねる場
合、各塗装工程の間に、ゴミブツ等の塗面の不具合の修
正および塗装に付着する研粕その他の塵埃の除去を行な
い、最終的な塗装品質の向上を図るための研ぎ工程を設
けている。従来、ワーク表面のゴミブツ等を除去する場
合、回転ブラシを利用することが一般的である。例え
ば、自動車ボディ塗装後の研磨には、マニュアル式水平
回転ブラシを局所的に使用したり、自動式垂直回転ブラ
シを全面的に使用したりしている。またワーク表面に付
着している塵埃は、エアブローでワーク表面より飛散さ
せ、直ちに真空吸引装置により捕集して、系外へ強制除
去している。

【０００４】なお、「研ぎ工程」については、自動車工
学全書 第１９巻 自動車の製造法（昭和５５年４月２
０日 株式会社山海堂発行）の第１９６、１９７頁の項
目８．２．４ 下塗り研ぎ（サンディング）および項目
８．２．６ 中塗り研ぎ（サンディング）なる記載にて
紹介されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の回転ブラシを用いた研磨によれば、ブラシの
焼付きが発生しやすく、また曲面形状を有するボディ表
面に対して完全な追従が不可能であった。さらにボディ
表面全面を追従させようとすると、研磨圧が強くなる部
位が発生し、該部位において塗膜を完全に剥離してしま
う可能性があり、防錆品質上等で影響が大きいものであ
った。

【０００６】またワーク表面に付着している研粕その他
の塵埃は、ワーク表面への付着力が強くエアブローだけ
では完全に除去できないものであった。さらに上記した
ように、回転ブラシによる研磨後に、エアブローでワー
ク表面から塵埃を飛散させ、飛散塵埃を真空吸引除去す
るという構成を取るために、作業エリアが大きくなると
いう問題があった。

【０００７】従って本発明は、研ぎ工程における上述し
たような問題を解決してなる研磨・吸塵装置を提供する
ことを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の自動研磨・吸塵装置は、前記ワーク表面に対向して
弾性的に保持されかつ交互に配置された複数の研磨ブラ
シおよび吸塵パイプと、前記研磨ブラシおよび吸塵パイ
プをワーク表面に略平行な方向において同時に揺動させ
る揺動機構と、前記研磨ブラシおよび吸塵パイプを前記
ワーク表面に対して略垂直な方向に同時に変位させる変
位機構を有するものである。また、前記研磨ブラシは、
ワーク表面に対し傾斜した角度をもって取り付けられて
いるものであることが望まれる。

【０００９】

【作用】このように本発明によれば、研磨を行なうブラ
シと吸塵パイプとを交互に配置し、研磨を行ないながら
吸塵を行なうことができるものとしているために、作業
エリアが小さくなり、作業環境を良好なものとすること
ができる。

【００１０】また、ブラシ研磨を、揺動により行なうも
のとすることで、ブラシの軸線上に作動軸（揺動軸）が
位置しないものとなるので、ブラシをその軸線方向から
コイルバネ等により容易に弾性保持することが可能とな
る。なお、ブラシを回転させる場合においてはブラシの
軸線上に作動軸（回転軸）があるために、このような弾
性保持が困難である。ブラシを弾性保持して研磨作業を
行なえるために、ブラシ自体の弾性と合せて、ワーク表
面の曲面形状に完全に追従でき、塗膜を完全に剥離して
しまうといった不具合が生じなくなる。

【００１１】また、ブラシが揺動するため、ブラシの走
行方向は常に切換っており、この切換り時におけるブラ
シ自体の弾性による反力により、研粕をはね上げ、その
まま吸塵パイプにより吸塵除去することができるため
に、ワーク表面に研粕が付着して除去できないといった
こともなくなる。なお、このような作用は、ワーク表面
に対して研磨ブラシを傾斜した角度で取り付けているこ
とによって、より良好に生じるものである。

【００１２】またブラシ研磨時に、前記したようにブラ
シの走行方向が常に切換っているため、ブラシの走行方
向が常に一定方向であるブラシを回転させる方式と比較
して、ブラシの焼付きが生じにくい。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに具体的に
説明する。図１は、本発明に係わる自動研磨・吸塵装置
の一実施例の構成を模式的に示す一部断面図であり、ま
た図２は同実施例の側面図である。

【００１４】この実施例における自動研磨・吸塵装置１
は、自動車ボディＢの略水平面（フード、ルーフ、トラ
ンクリッド）の塗装研ぎを行なう装置であって、水平バ
ー２の自動車ボディＢとの対向面に、複数の研磨ブラシ
部３および吸塵パイプ部４が懸架保持されており、それ
ぞれコイルバネ５を接続部に有することで弾性的に支持
されている。そして研磨ブラシ部３と吸塵パイプ部４は
水平方向において交互に並列的に配置されている。な
お、コイルバネ５に変えて、その他の弾性部材、例え
ば、エアシリンダ、オイルシリンダ、あるいはゴムない
し弾性プラスチックなどの部材などを用いて弾性支持す
ることも可能である。

【００１５】前記水平バー２の略中央部にある支柱部６
は、水平方向より延長された連接棒７の一端部に回動自
在に連結され、この連接棒７の他端部はクランク８の一
端部に接続ピン９により回動自在に連結されており、さ
らにこのクランク８の他端部は、略矩形枠状の揺動部フ
レーム１０上に固定されたモータ付減速機１１の回転軸
１２に連結固定されている。従って、モータ付減速機１
１の駆動により回転軸１２が回転すると、クランク８お
よび連接棒７によって回転運動が水平運動に変換されて
水平バー２へと伝えられ、水平バー２に取付けられた研
磨ブラシ部３と吸塵パイプ部４とが同時に揺動（図１に
おいては左右方向）することとなる。

【００１６】前記研磨ブラシ３および吸塵パイプ４を懸
架保持してなる水平バー２は、このように連接棒７、ク
ランク８およびモータ付減速機１１の回転軸１２を介し
て、揺動部フレーム１０へと支持されているが、併せて
図２に示すように、前記水平バー２の両側端部に下面側
から干渉する位置には、揺動部フレーム１０の水平バー
支持部１３が前記水平バー２と平行して水平方向に延長
して設けられており、前記水平バー２の両側端部に軸線
方向に延長して設けられた凹状ガイド溝１４には、前記
水平バー支持部１３に埋め込まれた回転ローラー１５が
嵌合しており、これによって水平バーを摺動自在に支持
している。

【００１７】そして、この実施例の装置１においては、
前記揺動部フレーム１０は、その両側端部に設けられた
回転ローラー１６が、固定フレーム１７の垂直支柱部１
８に設けられた凹状ガイド溝１９に嵌合することで、固
定フレーム１７に垂直方向に摺動自在に支持されてお
り、この固定フレーム１７に取付けられた昇降モーター
３８より延長された牽引ワイヤ３９が複数のプーリー４
０により変向され、上方から前記揺動部フレーム１０を
懸架するかたちで、揺動部フレーム１０へと固定されて
おり、該昇降モーターを回転ないし反転させることで、
揺動部フレームを垂直方向に自在に変位させることがで
きるようにされている。

【００１８】ここで、前記研磨ブラシ部３は、図３に示
すように、水平バー２への接続部２１下部に垂直方向に
延長された基部２２に、回動ピン２３によって回動自在
に取り付けられたアーム部２４を有している。また基部
２２には、前記回動ピン２３の取付部を中心として複数
のネジ止め孔２７が設けられており、アーム部２４に回
動ピン２３の取付部の前後に２箇所設けられたネジ止め
孔２８と、任意の２つを位置合せして、ネジ止めするこ
とにより、後述するようにアーム部２４先端側に取付け
られる研磨ブラシを、自動車ボディＢに対して種々の傾
斜角度で当接することが可能なものとしている。なお、
この傾斜角度は、研磨ブラシの揺動方向に垂直な方向に
おいて生じるものであることが望まれる。さらに、基部
２２には、所定距離離間して配置された２つの円弧状細
板からなる回動角ガイド部２９が設けられており、この
ガイド部２９に、アーム部２４後端側より延長された指
針部３０が挿入されており、傾斜角度の保持を容易とし
ている。

【００１９】一方、このアーム部２４の先端部には、開
閉自在なカップ状ブラシホルダー２５が設けられてい
る。研磨ブラシ２６はこのブラシホルダー２５に保持さ
れることで、ブラシの種類変更の際あるいはブラシの破
損の際に簡単に交換可能なものとされている。研磨ブラ
シは、例えば、と粒（＃４００の場合平均粒径２１μ
ｍ）が混在したナイロン等の合成樹脂で構成された薄板
シート状の弾性体ないしは合成繊維などの弾性のある素
材からなる毛を束ねたものからなる。

【００２０】また、前記吸塵パイプ部４は、図４に示す
ように、水平バー２への接続部３１下部に矩形の閉塞さ
れた箱体からなる吸塵ボックス３２を有しており、この
吸塵ボックス３２の下面には微小な吸引孔３３が多数設
けられており、この吸引孔３３には、吸塵ボックス３２
の外部よりそれぞれ微細な口径の吸引パイプ３４が気密
に連通接続されており、そしてこの複数の吸引パイプ３
４は、吸塵ボックス３２側面に取付けられた筒状の集束
体３５内部に通されることで、束ねられその先端部がほ
ぼ同一方向に向けられている。なお、この集束体３５に
より配向される吸引パイプ３４の向きは、前記研磨ブラ
シの場合と同様に、自動車ボディＢに対して傾斜角度を
有して当接させることもできるが、特に傾斜させず垂直
方向から配向してもよい。一方、吸塵ボックス３２の側
面に設けられた比較的大口径の開口部３６には、吸塵ポ
ンプ等の吸引装置（図示せず）へと接続される吸塵ホー
ス３７が気密に連通接続されている。なお、前記吸引パ
イプ３４は、例えばナイロン等の合成樹脂あるいは各種
合成ゴム等の柔軟な素材から構成されたものであり、自
動車ボディＢと接触しても、表面に形成された塗膜に傷
を付ける虞れのないものである。

【００２１】このような構成の自動研磨・吸塵装置を用
いて、自動車ボディに施された塗装の研ぎを行なうに
は、まず、自動研磨・吸塵装置１へと、台車等の搬送装
置によって自動車ボディＢを一定速度で搬送する。自動
研磨・吸塵装置１内へと自動車ボディＢが侵入してきた
ら、前記昇降モーター３８を駆動して、自動車ボディＢ
の被研磨面と研磨ブラシ２６の毛が接触する位置まで、
揺動部フレーム１０を下降させる。なお、自動車ボディ
Ｂの移動に伴ない、研磨ブラシ２６および吸引パイプ３
４の作動面における、自動車ボディＢの被研磨面の高さ
が変動したら、その後も適宜前記昇降モーター３８を駆
動して揺動部フレーム１０を昇降ないし下降させ、自動
車ボディＢの被研磨面と研磨ブラシ２６とが適正な位置
関係となるように調整する。しかしながら、前記したよ
うに、研磨ブラシ２６および吸引パイプ３４は弾性的に
保持されており、ある程度の高さの変動には追従可能で
あるので、微小な位置合せは必ずしも必要ではない。

【００２２】揺動部フレーム１０に支持された水平バー
２は、モータ付減速機１１の駆動により水平方向におい
て左右に揺動しており、水平バー２に弾性的に取付けら
れた研磨ブラシ２６は、自動車ボディＢの曲面形状に追
従して適当な力で押圧されながら、この揺動によって自
動車ボディＢ表面の研磨を行ない、研磨ブラシ２６によ
って研磨されたことにより生じる研粕等の自動車ボディ
Ｂ表面部に存在する塵埃は、この研磨ブラシ２６の側方
に位置し、同様に揺動して、研磨直後に自動車ボディＢ
に当接してないしはごく近傍上空を通過移動する吸引パ
イプ３４によって系外へと吸引除去される。なお前記し
たように、研磨ブラシ２６が自動車ボディＢに対して傾
斜した角度で取付けられていると、図５に示すように、
研磨ブラシ２６の毛は、その腹部で自動車ボディＢに接
触することとなるため、ブラシ自体の弾性による反力に
より、より確実に研粕４１をはね上げ、研粕が自動車ボ
ディＢに付着する前に、吸引除去できることとなり、自
動車ボディＢ表面の清浄化がより良好になされる。

【００２３】図６は、本発明の自動研磨・吸塵装置の別
の実施例の構成を模式的に示すものである。この実施例
の装置は、前記した図１および２に示す実施例のもの
と、水平バー２に対する揺動機構の構成が異なること
と、研磨ブラシ２６および吸引パイプ３４に対する洗浄
機構を有する以外は、ほぼ同様の構成を有するものであ
り、図１および２に示す実施例のものと同一の部材には
同一の符号を付してある。

【００２４】すなわち、この実施例においては、水平バ
ー２に対する揺動機構は、水平バーの一端部に回動自在
に連結された連接棒４２と、この連接棒４２の他端部と
外周部において回動自在に連結され、また揺動部フレー
ム１０に固定された駆動モーター（図示せず）の回転軸
１２に中心部において連結された回転ディスク４３とか
らなるものであり、回転ディスク４３の回転により、回
転軸１２と連接棒４２の前記他端部との位置関係が各位
相により異なるものとなり、これによって生じる周期的
な振幅によって、水平バー２を水平方向に揺動させるも
のである。

【００２５】また、揺動部フレーム１０には、前記水平
バー２の揺動機構および上述したような凹状ガイド溝と
回転ローラーによる揺動部フレーム１０への水平バー２
の摺動自在な支持機構とは、干渉しない位置に、水平バ
ーの揺動幅よりも大きな移動幅を有するワイヤないしは
チェーン駆動式の水平搬送機構４４が、設けられてお
り、この水平搬送機構４４内を走行する移動子４５に
は、接続板４６によってブラシ洗浄機本体４７が取付け
られている。このブラシ洗浄機本体４７は、一般的な掃
除機の吸込みノズルに似た形状を有しており、上端側が
広角に開口され、一方下端側に設けられた比較的小さな
開口が、固定フレーム１７に取付けられた真空吸引装置
（図示せず）へと延長されるフレキシブルホース４８へ
と接続されているものである。なお、フレキシブルホー
ス４８は、ブラシ洗浄機本体４５が水平方向に移動する
ことで、真空吸引装置との距離が隔った場合においても
十分対応できるような長さを有している。またこのブラ
シ洗浄機本体４７の上端側の両側面部には、剛性のある
材質、例えば金属板等からなるブラシ叩きプレート４９
が立設されている。このブラシ洗浄機本体４７は、接続
された移動子４５を走行させた際に、複数の研磨ブラシ
２６および吸塵ホース３７の直下を水平に移動できる位
置に配置されており、また前記ブラシ叩きプレート４９
は、研磨ブラシ２６および吸塵ホース３７の先端部に十
分接触し得る高さにある。

【００２６】このような洗浄機構は、自動研磨・吸塵装
置１内に自動車ボディＢが存在し、塗装研ぎ処理が行な
われている際には、図６に示すように、水平バー２の最
大揺動幅よりも側方にはずれた位置に、ブラシ洗浄機本
体４７を位置させておくことで、研磨ブラシ２６および
吸塵ホース３７による研磨・吸塵操作の何ら障害とはな
らない。そして、自動車ボディＢが装置１外へと通過
し、次の自動車ボディＢが搬送されてくるまでの間に、
ブラシ洗浄機本体４７を水平方向に往復動させ、プレー
ト４９によるブラシ叩きおよび真空吸引によって、先の
研磨処理によって、研磨ブラシ２６および吸塵ホース３
７の先端部に付着した研粕等を除去して、これらの部材
の目詰り、および先の研磨処理において付着した研粕に
よる次の自動車ボディの汚染を防止できるために好まし
いものである。

【００２７】以上本発明を実施例により説明したが、本
発明は例示した実施例の構成に何ら限定されるものでは
ない。例えば、前記実施例においては、研磨を行なうワ
ーク表面が略水平方向に向いたものであり、研磨ブラシ
および吸塵ホースを水平方向に揺動させる構成を有する
ものとしたが、研磨を行なうワーク表面が略鉛直方向に
向いたものであっても、あるいは他の傾斜角度を有する
ものであっても、例えば、上記実施例におけると同様
に、ワーク表面に略平行な方向に配置された支持体に、
前記研磨ブラシおよび吸塵パイプを弾性的に取付け、こ
の支持体をワーク表面に略平行な方向に揺動させる揺動
機構を介して揺動部のフレームに支持し、さらにこの揺
動部を、前記研磨ブラシおよび吸塵パイプが前記ワーク
表面に対して略垂直な方向に同時に変位させる変位機構
を介して固定フレームに支持することで本発明に係わる
装置を構成し得るものである。また、揺動機構および昇
降機構としても同様に機能し得るものであれば、前記し
た以外の構成を採用することは当然に可能である。

【００２８】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ワー
ク表面の研磨ならびに表面に存在する塵埃の除去を行な
うにおいて、研磨を行なうブラシと吸塵パイプとを交互
に並列して配置し、これらを同時に、ワーク表面と略平
行な方向に揺動させ、また略垂直な方向に変位させて、
研磨・吸塵を行なうものであるので、作業エリアが小さ
くなり、作業環境を良好なものとすることができ、ま
た、ブラシを弾性保持して研磨作業を行なえるために、
ワーク表面の曲面形状に完全に追従でき、塗装剥離とい
った問題の生じる虞れが少ない。さらにワーク表面から
の研粕等の塵埃の除去も容易かつ良好になされ、特に、
ワーク表面に対して研磨ブラシを傾斜した角度で取り付
けていれば、良好な塵埃除去がなされる。またブラシの
焼付きも生じにくく、塗装研ぎ工程において極めて好適
に使用され得る装置となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の自動研磨・吸塵装置の一実施例の構
成を模式的に示す一部断面図、

【図２】 同実施例の側面図、

【図３】 同実施例における研磨ブラシ部の構成を示す
分解斜視図、

【図４】 同実施例における吸塵パイプ部の構成を示す
斜視図、

【図５】 本発明の自動研磨・吸塵装置を用いた際にお
けるワーク表面と研磨ブラシとの接触状態を模式的に現
わす拡大断面図、

【図６】 本発明の自動研磨・吸塵装置の別の実施例の
構成を模式的に示す平面図。

【符号の説明】

１…自動研磨・吸塵装置、 ２…水平バー、
３…研磨ブラシ部、 ４…吸塵パイプ
部、５…コイルバネ、 ６…支柱
部、７…連接棒、 ８…クラン
ク、９…接続ピン、 １０…揺動
部フレーム、１１…モーター付減速機、 １
２…回転軸、１３…水平バー支持部、 １
４，１９…凹状ガイド溝、１５，１６…ローラー、
１７…固定フレーム、１８…垂直支柱部、
２６…研磨ブラシ、３４…吸引パイ
プ、 ３７…吸塵ホース、３８…昇降
モーター、 ３９…牽引ワイヤー、４０
…プーリー、 ４１…研粕、４２…
連接棒、 ４３…回転ディスク、
４７…ブラシ洗浄機本体、 ４９…ブラシ叩
きプレート、Ｂ…自動車ボディ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 津島 広明 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日 産自動車株式会社内 (72)発明者 大山 浩治 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日 産自動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−212066（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−48161（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−141158（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−19660（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B24B 29/00 B24B 55/06

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワーク表面の研磨ならびに表面に存在す
   る塵埃の除去を行なう自動研磨・吸塵装置であって、 前記ワーク表面に対向して、弾性的に保持されかつ交互
   に配置された複数の研磨ブラシおよび吸塵パイプと、 前記研磨ブラシおよび吸塵パイプを、ワーク表面に略平
   行な方向において同時に揺動させる揺動機構と、 前記研磨ブラシおよび吸塵パイプを前記ワーク表面に対
   して略垂直な方向に同時に変位させる変位機構を有する
   ことを特徴とする自動研磨・吸塵装置。
2. 【請求項２】 ワーク表面の研磨ならびに表面に存在す
   る塵埃の除去を行なう自動研磨・吸塵装置であって、 前記ワーク表面に略平行に配置された水平バーと、 前記水平バーのワーク表面との対向面に弾性的に取付け
   られた交互に配置された複数の研磨ブラシおよび吸塵パ
   イプと、 前記水平バーに連結され、かつ前記水平バーを水平方向
   において揺動自在に保持する揺動機構と、 前記揺動機構に連結され前記揺動機構を駆動する駆動手
   段と、 前記駆動手段を固定支持してなるフレームとからなる揺
   動部と、 前記揺動部を支持し、前記揺動部を前記ワーク表面に対
   して略垂直な方向に変位させる昇降機構を有することを
   特徴とする請求項１に記載の自動研磨・吸塵装置。
3. 【請求項３】 前記研磨ブラシは、ワーク表面に対し傾
   斜した角度をもって取り付けられているものである請求
   項１または２に記載の自動研磨・吸塵装置。