JP2991020B2 - 塗布装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車のアンダ
ーコート塗装などのように塗料が付着しては都合の悪い
塗装不要部位をマスキングして塗料の付着を防止しつつ
塗装を行うの好適な塗布装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の塗装工程においては、下塗り工
程とは別に、ホイールハウス部をはじめとする車体下部
に防音性や耐チッピング性を付与するためにアンダーコ
ート塗装と称して防音塗料（サウンドデドナー）あるい
は耐チッピング塗料などの厚膜塗装を施すことが行われ
る。

【０００３】特にホイールハウス部のアンダーコート塗
装においては、その塗料の膜厚が比較的厚く、ホイール
ハウス部内の部品取付穴などの穴部への塗料の付着をき
らうことから、アンダーコート塗装に先立って、穴部な
どの塗装不要部位をマスキングする必要がある。

【０００４】従来、上記のような自動車のアンダーコー
ト塗装工程において、塗装不要部位をマスキングするに
際しては、例えば、マスキング材供給用ロボットと、マ
スキングセット用ロボットとを組み合わせ、発泡スチロ
ールなどの成形品からなり片面側に粘着剤を塗布したマ
スキング材を供給用ロボットがセット用治具にセット
し、セット用ロボットが当該治具を用いて塗装不要部位
にマスキング材を貼り付けるようにしていた（例えば、
特開昭６３−１７１６６２号公報等参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
マスキング方法においては、マスキング材が使い捨てと
なるため、多くのマスキング材を消費して材料費が高い
ものとなるばかりでなく、マスキング材の補給や在庫管
理、塗装後の剥離作業、さらには使用済みのマスキング
材の廃棄処分などにも多くの人手と費用を必要とするこ
とから、ランニングコストが高くならざるを得ないとい
う問題点があり、このような問題点の解消が塗装工程の
コスト低減のための課題となっていた。

【０００６】本発明は、上記課題に着目してなされたも
のであり、使い捨てのマスキング材を使用することな
く、一度に多数の塗装不要部位を自動的にマスキングす
ることができ、被塗装物の変更にも容易に対応すること
ができ、さらにはマスキング治具の洗浄まで自動的に行
い得る塗布装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、被塗装物に対して塗料を塗布する塗装用ス
プレーガンと、前記被塗装物における複数の塗装不要部
位に同時に当接する複数のマスキングヘッドを備えると
共に自身を前記被塗装物に吸着させる吸着手段を備え、
前記複数の塗装不要部位を同時にマスキングするマスキ
ング手段と、前記マスキング手段を把持および把持解除
する把持手段と前記塗装用スプレーガンとが設けられた
ハンド部を有し、前記把持手段により把持されたマスキ
ング手段の前記マスキングヘッドを前記各塗装不要部位
に当接させると共に前記吸着手段を前記被塗装物に吸着
させるロボットと、このロボットの前記把持手段により
把持された前記マスキング手段が搬入され当該マスキン
グ手段に対して残留塗料の除去を行う洗浄手段と、を有
してなる塗布装置である。

【０００８】また、前記マスキング手段は、前記被塗装
物に係合して当該マスキング手段の前記被塗装物に対す
る位置決めを行う係合ピンを有してなる塗布装置であ
る。

【０００９】また、前記把持手段は、前記ハンド部に対
して相対的に移動自在に設けられてなる塗布装置であ
る。

【００１０】また、前記洗浄手段は、搬入されたマスキ
ング手段に対して振動を加える加振手段と、当該マスキ
ング手段に向けて流体を噴出するブロー手段とを有して
なる塗布装置である。

【００１１】

【作用】このように構成した塗布装置では、ロボット
は、そのハンド部に設けた把持手段でマスキング手段を
把持し、当該マスキング手段のマスキングヘッドを塗装
不要部位に当接させながら、吸着手段によって当該マス
キング手段を被塗装物に吸着させる。これにより、被塗
装物の複数の塗装不要部位は、マスキング手段のマスキ
ングヘッドにより同時にマスキングされる。このように
マスキングをした後に、ロボットは、そのハンド部に設
けた塗装用スプレーガンにより被塗装物に対して塗料を
塗布するが、塗装不要部位はマスキングヘッドによりマ
スキングされているため、該部位には塗料は塗布されな
い。塗装が終了すると、使用済みのマスキング手段は、
ロボットの把持手段で把持されて洗浄手段に搬入され、
この洗浄手段によって残留した塗料の除去が行われる。

【００１２】このように、マスキング手段の被塗装物へ
の取り付け、塗布、マスキング手段の車体からの取り外
し、さらには使用済マスキング手段の洗浄に至るまで、
人手を一切介在することなく自動的に行われる。さら
に、複数のマスキングヘッドを備えたマスキング手段で
塗装不要部位を同時にマスキングするため、マスキング
作業が迅速に行われる。しかも、マスキング手段は再利
用されるものであるため、使い捨てとなるマスキング材
が不要となる。

【００１３】また、マスキング手段は、その係合ピンが
被塗装物に係合することにより、被塗装物に対して位置
決めがなされる。

【００１４】また、把持手段はハンド部に対して相対的
に移動自在に設けられているため、被塗装部の位置例え
ば停止位置が設計位置からずれている場合であっても、
把持手段は、この位置ずれを吸収しつつマスキング手段
を把持する。

【００１５】また、洗浄手段に搬入されたマスキング手
段に付着した残留塗料は、加振手段により加えられた振
動で剥離され、ブロー手段から噴出された流体により払
い落とされる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は、本発明に係る塗布装置を自動車の塗装
ラインにおけるフロントホイールハウス部のアンダーコ
ート塗装工程に適用した場合の全体構成を示す概略図で
ある。

【００１７】まず、塗布装置の構成を概説する。塗布装
置１０は、搬送コンベア１１に懸架されて搬入される被
塗装物としての車体Ｂの下方に配置され、図示しないレ
ールに沿って前記車体Ｂの搬送方向に移動自在なプレー
ト１２上に設けられている。塗布装置１０は、プレート
１２上に設けられたロボットＲと、プレート１２上のロ
ボットＲの近傍位置に設けられた洗浄装置１３（洗浄手
段）とを有する。ロボットＲは、車体Ｂにおける複数の
塗装不要部位を同時にマスキングするマスキング治具１
４（マスキング手段に相当する）を車体Ｂへ取り付けた
り取り外したりすると共に、車体Ｂに対してアンダーコ
ート用塗料を塗布するためのものである。洗浄装置１３
は、前記ロボットＲにより搬入されたマスキング治具１
４に対して、アンダーコート塗装作業により付着した残
留塗料の除去を行うためのものである。また、図示省略
するが、搬送される車体Ｂと干渉しない位置に、複数の
マスキング治具１４を着脱自在に保持する治具スタンド
が設けられており、ロボットＲは、治具スタンドに保持
されている複数のマスキング治具１４の中から、搬送さ
れてくる車体Ｂの車種に応じたマスキング治具１４を選
択し把持するようになっている。

【００１８】フロントホイールハウス部Ｗには、図２に
示すように、部品を取り付けるための複数の部品取付穴
やハーネス穴Ｐ、ストラットハウジングＨのストラット
取付穴Ｆ、ブレーキチューブを取り付けるためのブレー
キチューブブラケット１５などが設けられている。これ
らの部位は、塗料のミストが付着すると都合が悪い塗装
不要部位である。

【００１９】図３（Ａ）にハッチングで示される塗装不
要部位をマスキングするのがマスキング治具１４であ
り、同図（Ｂ）に示すように、塗装不要部位はマスキン
グ治具１４により同時にマスキングされる。マスキング
治具１４は、図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、塗装不要
部位に同時に当接する複数のマスキングヘッド１６が設
けられている。さらに、マスキング治具１４自身を車体
Ｂに吸着させ治具ズレを防止する吸着手段としての磁石
１７、および、車体Ｂに係合して当該マスキング治具１
４の車体Ｂに対する位置決めを行う係合ピン１８が設け
られている。マスキング治具１４の詳細な構成について
は、図６〜図１７に基づいて後述する。

【００２０】ロボットＲは、図５に示すように、マスキ
ング治具１４の把持および把持解除を行う把持手段とし
ての治具ホルダ２０と、車体Ｂに対して塗料を塗布する
公知の塗装用スプレーガン２１とが設けられたハンド部
２２を有している。治具ホルダ２０は、図１に示される
Ｘ−Ｙ−Ｚ方向に沿ってハンド部２２に対して相対的に
スライド移動自在に設けられ、車体Ｂの停止位置の誤差
を吸収し得る構成となっている。治具ホルダ２０の詳細
な構成については、図１８〜図２２に基づいて後述す
る。

【００２１】また、洗浄装置１３の詳細な構成について
は、図２３に基づいて後述する。

【００２２】次ぎに、マスキング治具１４、治具ホルダ
２０、洗浄装置１３の詳細な構成について順に説明す
る。

【００２３】マスキング治具１４ マスキング治具１４は、図６に示すように、支柱２５に
連結された第１パイプ２６と、この第１パイプ２６に連
結された第２パイプ２７とを有し、これら第１、第２パ
イプ２６、２７によりメインフレーム２８が形成されて
いる。また、支柱２５と第１パイプ２６との間には、補
強パイプ２９が設けられている。支柱２５の下端部に
は、治具ホルダ２０によって把持されるグリップ３０
が、マスキング治具１４の重心位置に一致するように設
けられている。同図に仮想線で示すように、グリップ３
０への塗料の付着を防ぐために、つば状の付着防止具３
１を設けても良い。第１、第２および補強パイプ２６、
２７、２９には丸パイプが用いられ、支柱２５およびグ
リップ３０には角パイプが用いられている。

【００２４】メインフレーム２８には、塗装不要部位の
形状に対応し塗装不要部位を覆う複数個のマスキングヘ
ッド１６がサブフレーム３２を介して取り付けられてい
る。各サブフレーム３２は、メインフレーム２８から塗
装不要部位までの長さに応じた長さを有し、また、マス
キングヘッド１６を塗装不要部位に向かい合わせ得るよ
うに屈曲されている。

【００２５】マスキングヘッド１６の種類には、大別す
ると、平板型ヘッド１６ａ〜１６ｄと、皿型ヘッド１６
ｅとがあり、塗装不要部位の形状に応じて使い分けられ
ている。以下に、４つの平板型ヘッド１６ａ〜１６ｄの
構成および使用形態を図７〜図１０に基づいて説明し、
また、皿型ヘッド１６ｅの一例の構成および使用形態を
図１１に基づいて説明する。なお、図７〜図１１におけ
る各（Ａ）にはマスキングヘッド１６ａ〜１６ｅの外形
形状をサブフレーム３２とともに示してあり、（Ｂ）に
は使用形態を概念的に示してある。

【００２６】各平板型ヘッド１６ａ〜１６ｄはアルミ板
や鉄板より形成されている。図７（Ａ）に示されるマス
キングヘッド１６ａは、一辺を円弧縁とした平坦な矩形
プレート３３からなる。このマスキングヘッド１６ａ
は、同図（Ｂ）に示すように、使用の際にはストラット
ハウジングＨに向かい合うように車体Ｂに当接され、ス
トラットハウジングＨの裏や、部品取り付け面への塗料
ミストのかぶりを防止する。

【００２７】図８（Ａ）に示されるマスキングヘッド１
６ｂは、折り曲げ面を有するプレート３４からなる。こ
のマスキングヘッド１６ｂは、同図（Ｂ）に示すよう
に、使用の際にはダッシュロア３５に向かい合うように
車体Ｂに当接され、ダッシュロア３５、ハーネル穴Ｐへ
の塗料ミストのかぶりを防止する。

【００２８】図９（Ａ）に示されるマスキングヘッド１
６ｃは、９０°に折り曲げられたプレート３６からな
る。このマスキングヘッド１６ｃは、同図（Ｂ）に示す
ように、使用の際にはストラットタワーに向かい合うよ
うに車体Ｂに当接され、ストラットタワーに形成された
ハーネル穴Ｐへの塗料ミストのかぶりを防止する。

【００２９】図１０（Ａ）に示されるマスキングヘッド
１６ｄは、断面コの字形状を有するプレート３７からな
る。このマスキングヘッド１６ｄは、同図（Ｂ）に示す
ように、使用の際にはブレーキチューブブラケット１５
を囲繞するようにして車体Ｂに当接され、ブレーキチュ
ーブブラケット１５への塗料ミストのかぶりを防止す
る。

【００３０】皿型ヘッド１６ｅは、図１１（Ａ）にその
一例を示すように、円形のお椀形状を有するカップ部材
３８より形成されている。この種のマスキングヘッド１
６ｅは、同図（Ｂ）に示すように、使用の際には、カッ
プ部材３８でウェルドナット３９や部品取付穴Ｐを囲繞
するようにして車体に当接され、ウェルドナット３９な
どへの塗料ミストのかぶりを防止する。

【００３１】マスキングヘッド１６には、図１１（Ａ）
に示したように、１本のサブフレーム３２からさらにサ
ブフレーム３２を介して枝分かれして、複数のカップ部
材２８が設けられたものもある。

【００３２】上述したように各マスキングヘッド１６は
サブフレーム３２を介してメインフレーム２８に連結さ
れるが、サブフレーム３２の基端部は溶接によってメイ
ンフレーム２８に連結されるようになっている。このよ
うにマスキング治具１４は、メインフレーム２８からサ
ブフレーム３２が延びる枝分かれした形状を有している
が、塗料が付着し難い枝構成にすることが必要である。
以下に、メインフレーム２８とサブフレーム３２との連
結状態について、図１２〜図１５に基づいて説明する。
なお、図７〜図１１における各（Ａ）には不具合例を示
してあり、（Ｂ）には改善例を示してある。

【００３３】図１２（Ａ）に示すように、大径の丸棒と
小径の丸棒との溶接角度が４５°以下になると、丸棒同
士の間にドットで示される塗料が溜まり易くなる。そこ
で、同図（Ｂ）に示すように、丸棒同士の溶接角度は４
５°よりも大きく９０°以下、好ましくは、９０°にす
るのが好ましい。したがって、メインフレーム２８とサ
ブフレーム３２とは、９０°の角度をなすように連結す
るのが良い。

【００３４】図１３（Ａ）に示すように、大径丸棒の上
方側に小径丸棒を溶接すると、この部分に塗料が溜まり
易く、塗料スプレー面４０に小径丸棒が臨んで塗装面積
が狭められることになる。そこで、同図（Ｂ）に示すよ
うに、大径丸棒の側方側でスプレーガン２１に向かう側
に小径丸棒を溶接するのが好ましい。したがって、サブ
フレーム３２は、メインフレーム２８の側方位置で、ス
プレーガン２１に向かう側に連結するのが好ましい。

【００３５】図１４（Ａ）に示すように、丸棒同士の溶
接角度が４５°以下で、さらに一方の丸棒の長手方向に
沿って複数の枝分かれを順次行うと、枝分かれした部位
に塗料が溜まり易くなる。そこで、同図（Ｂ）に示すよ
うに、一方の丸棒からの枝分かれは先端部寄りの位置で
行うのが好ましい。したがって、サブフレーム３２から
さらにサブフレーム３２に枝分かれするような場合（図
１１（Ａ）参照）には、メインフレーム２８に連結され
ているサブフレーム３２の先端部寄りの位置で行うのが
好ましい。

【００３６】図１５（Ａ）に示すように、複数の小径丸
棒を密集させて大径丸棒に溶接した場合には、大径丸棒
と小径丸棒との溶接部分および隣接する小径丸棒同士の
間に塗料が溜まり易くなる。そこで、同図（Ｂ）に示す
ように、枝分かれする場合には、枝となる丸棒同士を相
互に離間するのが好ましい。したがって、メインフレー
ム２８から複数のサブフレーム３２が枝分かれする場合
には、隣接するサブフレーム３２、３２同士の間隔を所
定寸法Ｌ、例えば２０ｍｍ以上とするのが好ましい。

【００３７】図６に示すように、メインフレーム２８の
第１パイプ２６の一端（図中右端）には、マスキング治
具１４を車体Ｂに吸着させるための磁石１７がブラケッ
ト４１を介して取り付けられている。また、第１パイプ
２６の他端（図中左上端）には、車体Ｂに形成された穴
に係合してマスキング治具１４の車体Ｂに対する位置決
めを行う係合ピン１８がサブフレーム３２を介して取り
付けられている。さらに、車体Ｂにマスキング治具１４
を取り付けた際の治具姿勢を固定するために、車体Ｂに
当接する位置決め用抑えプレート４２あるいは位置決め
用抑えピンも第１パイプ２６に設けられている。

【００３８】係合ピン１８は、図１６に示すように、車
体Ｂのパネル４３に形成されたハーネス穴Ｐを覆う平板
型のマスキングヘッド１６に、前記ハーネス穴Ｐに挿入
されるピン部４４を一体的に設けて構成され、ピン部４
４にはハーネス穴Ｐの内周縁に係合する凹部４５が形成
されている。

【００３９】係合ピン１８の車体Ｂのパネル４３に対す
る係合は、次ぎのようになされる。まず、同図（Ａ）に
実線矢印で示すように、係合ピン１８をハーネス穴Ｐに
近付ける。次いで、同図（Ｂ）に実線矢印で示すよう
に、ピン部４４をハーネス穴Ｐに挿入し、図中＋Ｘ方向
に所定寸法、例えば１５ｍｍ程度押し付ける。そして、
係合ピン１８を−Ｚ方向に所定寸法、例えば１５ｍｍ程
度下げれば、同図（Ｃ）に示すように、ピン部４４の凹
部４５がハーネス穴内周縁に係合する。

【００４０】一方、車体Ｂのパネル４３に係合している
係合ピン１８の取り外しは、上記手順とは逆の手順によ
りなされる。つまり、まず、ハーネス穴内周縁に係合し
ている係合ピン１８を、同図（Ｃ）に破線矢印で示すよ
うに、＋Ｚ方向に所定寸法、例えば１５ｍｍ程度押し上
げて、ピン部４４の凹部４５とハーネス穴内周縁との係
合を解除する。次いで、同図（Ｂ）に破線矢印で示すよ
うに、−Ｘ方向に所定寸法、例えば１５ｍｍ程度引け
ば、同図（Ａ）に示すように、係合ピン１８が車体Ｂの
パネル４３から抜き取られる。

【００４１】マスキング治具１４全体を車体Ｂに取り付
けるには、図１７に示すように、まず、マスキング治具
１４全体を破線で示されるように傾けつつ、車体Ｂに近
付ける（同図（Ａ）の状態）。次いで、マスキング治具
１４全体を傾けた状態のままで係合ピン１８をハーネス
穴Ｐ内に挿入し、そのまま＋Ｘ方向に所定寸法押し付
け、マスキング治具１４全体を−Ｚ方向に所定寸法下げ
る（同図（Ｂ）の状態）。そして、同図（Ｃ）に示すよ
うに、マスキング治具１４を垂直に立てれば、マスキン
グ治具１４は、係合ピン１８がパネル４３に係合するこ
とで位置決めがなされ、磁石１７がパネル４３に吸着す
ることでズレが防止されて、車体Ｂに対して固定され
る。

【００４２】このようにしてマスキング治具１４を取り
付ける際には、治具１４のマスキング面つまりマスキン
グヘッド１６は車体Ｂのパネル４３と干渉せず、係合ピ
ン１８が最先にパネル４３に接触するようになってい
る。

【００４３】本実施例にあっては、マスキング治具１４
は、車体Ｂの停止位置を補正する補正作業を行うことな
く当該車体Ｂに取り付けられるようになっており、車体
Ｂを停止した際に生じる停止位置精度誤差は、係合ピン
１８をハーネス穴Ｐに差し込むことによって吸収するよ
うにしてある。つまり、図１に示されるＸ−Ｙ−Ｚ方向
のうち、Ｙ、Ｚ方向の誤差は係合ピン１８により補正
し、Ｘ方向の誤差は、マスキング治具１４を車体Ｂのパ
ネル面に押し付けることによって吸収する。吸収し得る
車体停止位置精度誤差は、係合ピン１８を差し込むハー
ネス穴Ｐの内径寸法で決定される。例えば、ハーネス穴
Ｐの直径が３０ｍｍの場合には、車体停止位置精度誤差
を、図１に示されるＸ−Ｙ−Ｚ方向ともそれぞれ±１２
ｍｍの範囲で吸収することができる。また、ハーネス穴
Ｐの直径が５０ｍｍであれば、車体停止位置精度誤差
を、Ｘ−Ｙ−Ｚ方向ともそれぞれ±２２ｍｍの範囲で吸
収することができる。

【００４４】ハーネス穴Ｐの直径が３０ｍｍの場合を例
に採って上記のことを換言すれば、車体Ｂの停止位置精
度が、Ｘ−Ｙ−Ｚ方向とも基準位置に対して±１２ｍｍ
以内であれば、車体ＢやロボットＲの停止位置を補正す
ることなく、マスキング治具１４を車体Ｂの所定位置に
セットすることができる。なお、この例において車体Ｂ
の停止位置精度がＸ−Ｙ−Ｚ方向とも±１２ｍｍより大
きい場合には、なんらかの対策を施して車体Ｂの停止位
置の精度を向上させるか、車体位置補正センサなどを用
いてロボットＲの停止位置を補正するフィードバック制
御などが必要となる。

【００４５】治具ホルダ２０ 治具ホルダ２０は、図５に概略的に示すように、マスキ
ング治具１４のグリップ３０を把持する把持ユニット５
０と、この把持ユニット５０を図中Ｚ方向にスライド移
動自在に保持すると共にロボットＲのハンド部２２に対
してＸ−Ｙ方向に沿ってスライド移動自在に取り付けら
れたスライダユニット５１とを有する。したがって、治
具ホルダ２０の全体は、Ｘ−Ｙ−Ｚ方向に沿ってハンド
部２２に対して相対的にスライド移動自在となってい
る。

【００４６】治具ホルダ２０の把持ユニット５０は、図
１８〜図２０に示すように、上端面が開口された有底箱
形状を呈しマスキング治具１４のグリップ３０を受け入
れるボックス５２を有している。本実施例では、ボック
ス５２内に受け入れたグリップ３０を２方向（図中Ｘ方
向およびＹ方向）から押圧することにより当該グリップ
３０を固定し、ボックス５２に対するグリップ３０の位
置決めを行うようになっている。このため、図２０より
明らかなように、ボックス５２のＸ方向に沿う一端面５
２ａに取り付けられた第１治具ロックシリンダ５３と、
ボックス５２のＹ方向に沿う一端面５２ｃに取り付けら
れた第２治具ロックシリンダ５４とが設けられている。
各治具ロックシリンダ５３、５４は、例えばエアシリン
ダより構成される。第１治具ロックシリンダ５３の作動
ロッド５５の先端には、ボックス５２のＸ方向に沿う他
端面５２ｂとの間でグリップ３０を挟持する第１押圧パ
ッド５７が取り付けられている。同様に、第２治具ロッ
クシリンダ５４の作動ロッド５６の先端には、ボックス
５２のＹ方向に沿う他端面５２ｄ側に取り付けられたブ
ロック５９との間でグリップ３０を挟持する第２押圧パ
ッド５８が取り付けられている。第２押圧パッド５８
は、グリップ３０の幅方向寸法よりも小さな幅寸法を有
しており、第１押圧パッド５７がグリップ３０を押圧し
た後でも、第２押圧パッド５８がグリップ３０を押圧し
得るようになっている。

【００４７】図２２（Ａ）（Ｂ）は、マスキング治具１
４のグリップ３０を把持する手順を示す図であり、同図
（Ａ）は、把持ユニット５０のボックス５２内にマスキ
ング治具１４のグリップ３０を受け入れた状態、同図
（Ｂ）は、グリップ３０をロックした状態を示してい
る。マスキング治具１４が車体Ｂなどに固定されている
際には、そのグリップ３０の位置も固定された状態とな
っている。一方、後述するが、把持ユニット５０はＸ−
Ｙ−Ｚ方向に移動自在となっている。このため、同図
（Ａ）の状態から第１治具ロックシリンダ５３の作動ロ
ッド５５を前進駆動して第１押圧パッド５７によりグリ
ップ３０のＸ方向側面を押圧すると、同図（Ｂ）に示す
ように、把持ユニット５０のボックス５２がＸ方向に移
動して、ボックス５２の他端面５２ｂと第１押圧パッド
５７との間でグリップ３０が挟持される。第１治具ロッ
クシリンダ５３の駆動とほぼ同時に第２治具ロックシリ
ンダ５４の作動ロッド５６も前進駆動され、上述したの
と同様に、第２押圧パッド５８がグリップ３０のＹ方向
側面を押圧するのに伴って把持ユニット５０のボックス
５２がＹ方向に移動し、ブロック５９と第２押圧パッド
５８との間でグリップ３０が挟持される。

【００４８】治具ホルダ２０のスライドユニット５４
は、図１８および図１９に示すように、把持ユニット５
０を図中Ｚ方向にスライド移動自在に保持するスライダ
ープレート６０と、このスライダープレート６０をＸ−
Ｙ方向に沿ってスライド移動自在に保持すると共にロボ
ットＲのハンド部２２に連結固定されるベースプレート
６１とを有する。図２１にも示すように、スライダープ
レート６０のＹ方向両端部に設けたシャフト固定部６２
にはＸ方向に沿って延伸するＸ方向シャフト６３がそれ
ぞれ挿通され固定されている。また、ベースプレート６
１のＸ方向両端部に設けたシャフト固定部６４にはＹ方
向に沿って延伸するＹ方向シャフト６５がそれぞれ挿通
され固定されている。

【００４９】直交して交差するＸ方向シャフト６３とＹ
方向シャフト６５とは、図１８および図１９に示すよう
に、Ｘ方向シャフト６３を摺動自在に保持するＸ方向保
持孔６６と、Ｙ方向シャフト６５を摺動自在に保持する
Ｙ方向保持孔６７とが形成された４つの連結部材６８を
介して接続されている。Ｘ方向シャフト６３が連結部材
６８のＸ方向保持孔６６内を摺動することにより、スラ
イダープレート６０は、ベースプレート６１に対して相
対的にＸ方向に沿ってスライド移動する。また、連結部
材６８がそのＹ方向保持孔６６に挿通されたＹ方向シャ
フト６５上を摺動することにより、スライダープレート
６０は、ベースプレート６１に対して相対的にＹ方向に
沿ってスライド移動する。

【００５０】さらに、ベースプレート６１に対するスラ
イダープレート６０のＸ方向の基準位置を定めるため
に、図１９および図２１に示すように、連結部材６８と
スライダープレート６０のシャフト固定部６２との間に
は、Ｘ方向位置決め用スプリング６９がそれぞれ取り付
けられている。スライダープレート６０にＸ方向に沿う
負荷が作用していない状態では、当該スライダープレー
ト６０は、各Ｘ方向位置決め用スプリング６９の弾発力
が釣り合う位置に保持される。

【００５１】同様に、ベースプレート６１に対するスラ
イダープレート６０のＹ方向の基準位置を定めるため
に、図１８および図２１に示すように、連結部材６８と
ベースプレート６１のシャフト固定部６４との間には、
Ｙ方向位置決め用スプリング７０がそれぞれ取り付けら
れている。スライダープレート６０にＹ方向に沿う負荷
が作用していない状態では、連結部材６８を介してＹ方
向シャフト６５に接続されるＸ方向シャフト６３が各Ｙ
方向位置決め用スプリング７０の弾発力が釣り合う位置
に移動され、結果的に、スライダープレート６０は、各
Ｙ方向位置決め用スプリング７０の弾発力が釣り合う位
置に保持される。

【００５２】スライダープレート６０上に設けた支持板
７２には、図１８および図２０に示すように、上下方向
に延びたガイドプレート７３が取り付けられている。把
持ユニット５０に取り付けたリニアガイド７４が前記ガ
イドプレート７３に摺動自在に嵌合することにより、把
持ユニット５０は、ガイドプレート７３に案内されて図
中Ｚ方向にスライド移動自在となっている。

【００５３】把持ユニット５０のＹ方向端面には、対を
なす上下プレート７５、７６が取り付けられており、こ
の上下プレート７５、７６のそれぞれに、Ｚ方向に沿っ
て延伸するＺ方向シャフト７７の両端部がそれぞれ固定
されている。一方、スライダープレート６０の支持板７
２には、Ｚ方向シャフト７７を摺動自在に保持する保持
孔が形成された保持プレート７８が取り付けられてい
る。

【００５４】さらに、スライダープレート６０に対する
把持ユニット５０のＺ方向の基準位置を定めるために、
上下プレート７５、７６と保持プレート７８との間に
は、Ｚ方向位置決め用スプリング７１がそれぞれ取り付
けられている。したがって、把持ユニット５０にＺ方向
に沿う負荷が作用していない状態では、当該把持ユニッ
ト５０は、各Ｚ方向位置決め用スプリング７１の弾発力
および把持ユニット５０の自重が釣り合う位置に保持さ
れる。

【００５５】把持ユニット５０とスライドユニット５１
とを上述のように構成することで、治具ホルダ２０の全
体はＸ−Ｙ−Ｚ方向に沿ってハンド部２２に対して相対
的にスライド移動自在となっている。特に、いわゆるＷ
スプリング方式で各方向の基準位置を定めるようにして
いるため、Ｘ−Ｙ−Ｚの３方向ともに基準位置の再現性
が極めて良いものとなる。

【００５６】さらに、治具ホルダ２０がＸ−Ｙ−Ｚ方向
にスライド移動自在であることから、治具ロックシリン
ダ５３、５４を作動させてマスキング治具１４のグリッ
プ３０を把持すると、治具ホルダ２０は車体Ｂの停止位
置に合わせてスライド移動することになり、車体Ｂの停
止位置誤差を吸収することができる。また、車体Ｂにセ
ットされているマスキング治具１４を取り外す際におい
ても、マスキング治具１４がなんらかの原因でズレてい
たとしても、グリップ３０を正確に把持することができ
る。

【００５７】なお、治具ホルダ２０がスライド移動し得
る許容量は、対象となる車体Ｂの停止位置誤差に合わせ
て設定する。例えば、車体Ｂの停止位置誤差がＸ−Ｙ−
Ｚ各方向とも±１０ｍｍであれば、スライドユニットの
Ｘ−Ｙ方向のスライド移動許容量および把持ユニット５
０のＺ方向のスライド移動許容量は、±１５ｍｍ程度に
設定される。

【００５８】治具ホルダ２０の基準位置からの移動量を
検知して車体Ｂの停止位置誤差を間接的に検知するた
め、図２１に示すように、スライドユニット５１のＸ方
向のスライド移動量を検知する一対のＸ方向スイッチＳ
Ｗ１、スライドユニット５１のＹ方向のスライド移動量
を検知する一対のＹ方向スイッチＳＷ２が図示しないブ
ラケットを介してベースプレート６１に取り付けられて
いる。また、図１８に示すように、把持ユニット５０の
Ｚ方向のスライド移動量を検知する一対のＺ方向スイッ
チＳＷ３が図示しないブラケットを介して支持板７２に
取り付けられている。各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３は、例
えば、近接スイッチより構成されている。また、一対の
各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３は、検知対象部位から等間隔
の位置に配置されている。

【００５９】そして、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３で検知し
たスライドユニットの移動量が規定量例えば±１５ｍｍ
程度を越えている場合には、車体Ｂの停止位置誤差が許
容範囲を越えていることが認識される。この場合には、
マスキング治具１４の把持が不安定になる虞などが生じ
るため、図示しないコンピュータなどの制御手段はアラ
ームを表示ないし発し、作業者に警告を促す。

【００６０】洗浄装置１３ 洗浄装置１３は、図２３に示すように、上端開口部８２
に蓋体８０が開閉自在に設けられた洗浄室８１を有し、
この洗浄室８１内に、アンダーコート塗装の際に使用さ
れたマスキング治具１４がロボットＲにより搬入され
る。上端開口部８２の近傍に設けたプレート８３には、
搬入されるマスキング治具１４を着脱自在に保持する治
具クランパ８４が設けられ、さらに、プレート８３を振
動させる加振手段としての振動発生装置８５が設けられ
ている。この振動発生装置８５を作動させてプレート８
３を振動させることにより、治具クランパ８４に保持さ
れたマスキング治具１４に対して振動が加えられる。前
記蓋体８０は、例えばエアシリンダ８６により開閉駆動
される。

【００６１】洗浄室８１内および蓋体８０にはエアー配
管８７が設けられており、このエアー配管８７から複数
のエアーブロー用ノズル８８が接続されている。エアー
ブロー用ノズル８８は、治具クランパ８４に保持された
マスキング治具１４に向けて延びており、当該マスキン
グ治具１４に向けて流体としてのエアーを噴出するブロ
ー手段として機能する。

【００６２】洗浄室８１内の下方には、マスキング治具
１４から除去された残留塗料を収容するタンク８９が配
置され、洗浄室８１の側方には、タンク８９を取り出す
ときなどに開閉されるドア９０が設けられている。

【００６３】マスキング治具１４に付着した残留塗料の
除去を行う際には、使用済みのマスキング治具１４は、
ロボットＲにより車体Ｂから取り外され、エアシリンダ
８６により蓋体８０が開かれている収納室８１内に搬入
され、治具クランパ８４に保持される。次いで、エアシ
リンダ８６を作動させて蓋体８０を閉じた後、振動発生
装置８５を駆動してマスキング治具１４に微振動を加
え、これと同時にマスキング治具１４の上下位置に配置
されている複数のエアーブロー用ノズル８８からマスキ
ング治具１４に向けてエアーを噴出する。すると、マス
キング治具１４のマスキングヘッド１６やフレーム２
８、３２などに付着した残留塗料は、微振動により剥離
され、エアーブローにより払い落とされる。このように
してマスキング治具１４から除去された残留塗料は、タ
ンク８９内に溜められる。

【００６４】次に、本実施例の作用を説明する。

【００６５】車体Ｂが搬送コンベア１１によりアンダー
コート塗装工程に搬入されると、ロボットＲは、作動を
開始し、図示しない治具スタンドに保管された複数のマ
スキング治具１４の中から搬入された車体Ｂの車種に応
じたマスキング治具１４を選択し、当該マスキング治具
１４のグリップ３０を治具ホルダ２０の把持ユニット５
０内に受け入れる。グリップ３０が把持ユニット５０の
ボックス５２内に入ると、第１、第２治具ロックシリン
ダ５３、５４が作動して作動ロッド５５、５６が前進移
動し、選択されたマスキング治具１４のグリップ３０が
ボックス５２内面に押し付けられて固定される。これに
より、マスキング治具１４がロボットＲに把持される。

【００６６】その後、図２４（Ａ）（Ｂ）に示すよう
に、ロボットＲは、マスキング治具１４を傾けたまま車
体Ｂに近付け、係合ピン１８をハーネス穴Ｐ内に挿通
し、マスキング治具１４全体を若干下降し、係合ピン１
８の凹部４５をハーネス穴周縁に係合させる。これによ
り、マスキング治具１４は車体Ｂの所定位置に位置決め
される。車体Ｂを停止した際に生じている停止位置誤差
のうちＹ、Ｚ方向の誤差は係合ピン１８により補正さ
れ、Ｘ方向の誤差は、マスキング治具１４を車体Ｂのパ
ネル４３に押し付けることによって吸収されている。

【００６７】次いで、マスキング治具１４を垂直に立て
ると、マスキング治具１４は、その磁石１７が車体Ｂに
吸着してズレが防止されて、車体Ｂに対して固定され
る。また、マスキング治具１４に設けた位置決め抑え用
プレート４２も車体Ｂに当接して、治具姿勢が固定され
る。これにより、塗装不要部位は、複数のマスキングヘ
ッド１６により同時に覆われ、当該部位のマスキングが
なされる。

【００６８】このとき、治具ホルダ２０に設けた各スプ
リング６９、７０、７１が弾性変形して当該治具ホルダ
２０が所定位置に停止しているハンド部２２に対してＸ
−Ｙ−Ｚ方向にスライド移動することにより、車体Ｂの
停止位置誤差が吸収される。また、マスキング治具１４
を車体Ｂに取り付ける際の衝撃も、各スプリング６９、
７０、７１が弾性変形することにより吸収される。

【００６９】次に、図２４（Ｃ）に示すように、第１、
第２治具ロックシリンダ５３、５４の作動ロッド５５、
５６を後退移動し、グリップ３０の把持状態が解除さ
れ、ロボットＲはマスキング治具１４から分離される。
その後、ロボットＲは、ハンド部２２に設けたスプレー
ガン２１によってアンダーコート塗装を行うための姿勢
をとる。そして、図１に示すように、スプレーガン２１
から車体Ｂの所定位置に向けてアンダーコート塗料を塗
布し、アンダーコート塗装を行う。

【００７０】塗装が終了すると、ロボットＲは、車体Ｂ
に固定されているマスキング治具１４のグリップ３０を
把持ユニット５０内に受け入れ、第１、第２治具ロック
シリンダ５３、５４を作動させてグリップ３０をボック
ス５２内面に押し付け、マスキング治具１４を再び把持
する。この場合にも、治具ホルダ２０がＸ−Ｙ−Ｚ方向
にスライド移動することにより、停止位置誤差のある車
体Ｂに取り付けられたマスキング治具１４を確実に把持
でき、把持する際の衝撃も吸収される。

【００７１】その後、ロボットＲは、マスキング治具１
４を傾けることにより、磁石１７を車体Ｂから外してマ
スキング治具１４と車体Ｂとの吸着状態を解除し、マス
キング治具１４全体を若干上昇させることにより、係合
ピン１８と車体Ｂとの係合を解除し、その後、マスキン
グ治具１４を傾けたまま車体Ｂから離間させる。

【００７２】車体Ｂから取り外されたマスキング治具１
４は、ロボットＲに把持されたまま、洗浄装置１３に向
けて移動され、エアシリンダ８６により蓋体８０が開か
れている洗浄室８１内に搬入され、治具クランパ８４に
保持される。ロボットＲは、マスキング治具１４の把持
を一旦解除する。次いで、蓋体８０を閉じた後に、振動
発生装置８５を駆動してマスキング治具１４に微振動を
加え、これと同時にマスキング治具１４の上下位置に配
置されている複数のエアーブロー用ノズル８８からマス
キング治具１４に向けてエアーを噴出する。これによ
り、マスキング治具１４のマスキングヘッド１６やフレ
ーム２８、３２などに付着した残留塗料は、微振動によ
り剥離され、エアーブローにより払い落とされて、タン
ク８９内に溜められる。なお、ロボットＲがマスキング
治具１４を把持したままの状態で洗浄を行っても良い。

【００７３】マスキング治具１４の洗浄に際しては、上
記のように、振動のみならずエアブローも合わせて行わ
れるので、洗浄性能が極めて優れたものとなる。特に、
円お椀形状をなすマスキングヘッドは、洗浄性に優れて
いる。

【００７４】洗浄が終了すると、治具クランパ８４によ
るマスキング治具１４の保持が解除され、当該マスキン
グ治具１４は、ロボットＲに把持されて洗浄室８１から
搬出される。そして、マスキング治具１４は、治具スタ
ンドの初期の位置に戻され保管される。

【００７５】このように本実施例によれば、マスキング
治具１４の車体Ｂへの取り付け、塗布、マスキング治具
１４の車体Ｂからの取り外し、さらには使用済マスキン
グ治具１４の洗浄に至るまで、人手を一切介在すること
なく自動的に行うことができ、アンダーコート塗装にお
いて行われる一連の作業の容易化、効率化が達成され
る。

【００７６】さらに、複数のマスキングヘッド１６を備
えたマスキング治具１４で塗装不要部位を同時にマスキ
ングするため、マスキング作業の容易化、効率化が達成
される。

【００７７】しかも、マスキング治具１４は再利用され
るものであるため、使い捨てとなるマスキング材が不要
となり、ランニングコストを抑制でき、アンダーコート
塗装工程のコスト低減を図ることができる。

【００７８】また、車種ごとに準備した複数のマスキン
グ治具１４の中から、車種に応じたマスキング治具１４
を選択して車体Ｂに取り付けるようにしているため、車
種の切り替えに対応してマスキング作業を行うことがで
き、また、新車種に対してはマスキング治具１４を新た
に製作するだけで対応することができるため、タクト搬
送・連続搬送ラインのいずれにも本実施例を適用するこ
とができる。

【００７９】なお、本発明をアンダーコート塗装工程に
適用した例について説明したが、本発明はこの場合に限
定されるものではない。また被塗装物も車体Ｂに限られ
るものでもない。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の塗布装置
によれば、マスキング治具の被塗装物への取り付け、塗
布、マスキング治具の車体からの取り外し、さらには使
用済マスキング治具の洗浄に至るまで、人手を一切介在
することなく自動的に行うことができるため、塗装工程
において行われる一連の作業の容易化、効率化が達成さ
れる。

【００８１】さらに、複数のマスキングヘッドを備えた
マスキング治具で塗装不要部位を同時にマスキングする
ため、この点からもマスキング作業の容易化、効率化が
達成される。

【００８２】しかも、マスキング治具は再利用されるも
のであるため、使い捨てとなるマスキング材が不要とな
り、ランニングコストを抑制でき、塗装工程のコスト低
減を図ることができる。

【００８３】また、被塗装物の種類が切り替えられて
も、マスキング治具の形状を改変するだけで容易に対応
することができ、この点からも塗装工程のコスト低減を
図ることができる。

【００８４】また、把持手段はハンド部に対して相対的
に移動自在に設けられているため、被塗装部の位置例え
ば停止位置が設計位置からずれている場合であっても、
把持手段は、この位置ずれを吸収して、マスキング治具
を確実に把持することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る塗布装置を自動車の塗装ライン
におけるフロントホイールハウス部のアンダーコート塗
装工程に適用した場合の全体構成を示す概略図である。

【図２】 フロントホイールハウス部を示す斜視図であ
る。

【図３】 図３（Ａ）は、フロントホイールハウス部に
おける塗装不要部位をハッチングで示す図、同図（Ｂ）
は、塗装不要部位をマスキング治具により同時にマスキ
ングした状態を示す図である。

【図４】 図４（Ａ）（Ｂ）は、マスキング治具の概略
を示す正面図、側面図である。

【図５】 ロボットのハンド部に設けられた把持手段と
しての治具ホルダおよび塗装用スプレーガンを概念的に
示す正面図である。

【図６】 マスキング治具の詳細を示す正面図である。

【図７】 図７（Ａ）は、マスキング治具に設けられた
マスキングヘッドの外径形状を示す図、同図（Ｂ）は、
同図（Ａ）に示されるマスキングヘッドの使用形態を概
念的に示す図である。

【図８】 図８（Ａ）は、マスキング治具に設けられた
マスキングヘッドの外径形状を示す図、同図（Ｂ）は、
同図（Ａ）に示されるマスキングヘッドの使用形態を概
念的に示す図である。

【図９】 図９（Ａ）は、マスキング治具に設けられた
マスキングヘッドの外径形状を示す図、同図（Ｂ）は、
同図（Ａ）に示されるマスキングヘッドの使用形態を概
念的に示す図である。

【図１０】図１０（Ａ）は、マスキング治具に設けられ
たマスキングヘッドの外径形状を示す図、同図（Ｂ）
は、同図（Ａ）に示されるマスキングヘッドの使用形態
を概念的に示す図である。

【図１１】図１１（Ａ）は、マスキング治具に設けられ
たマスキングヘッドの外径形状を示す図、同図（Ｂ）
は、同図（Ａ）に示されるマスキングヘッドの使用形態
を概念的に示す図である。

【図１２】図１２（Ａ）（Ｂ）は、マスキング治具にお
けるメインフレームとサブフレームとの連結状態の説明
に供する図である。

【図１３】図１３（Ａ）（Ｂ）は、マスキング治具にお
けるメインフレームとサブフレームとの連結状態の説明
に供する図である。

【図１４】図１４（Ａ）（Ｂ）は、マスキング治具にお
けるメインフレームとサブフレームとの連結状態の説明
に供する図である。

【図１５】図１５（Ａ）（Ｂ）は、マスキング治具にお
けるメインフレームとサブフレームとの連結状態の説明
に供する図である。

【図１６】図１６（Ａ）〜（Ｃ）は、マスキング治具に
設けられた係合ピンの係合手順の説明に供する図であ
る。

【図１７】マスキング治具全体を車体に取り付ける際の
説明に供する図である。

【図１８】治具ホルダの詳細を示す正面図である。

【図１９】治具ホルダの詳細を示す側面図である。

【図２０】治具ホルダの要部を詳細に示す平面図であ
る。

【図２１】治具ホルダのスライダユニットの詳細を示す
平面図である。

【図２２】図２２（Ａ）（Ｂ）は、治具ホルダによりマ
スキング治具のグリップを把持固定する手順の説明に供
する図である。

【図２３】洗浄装置を示す概略構成図である。

【図２４】図２４（Ａ）〜（Ｃ）は、作用の説明に供す
るロボットの作動状態を示す図である。

【符号の説明】

１３…洗浄装置（洗浄手段）、 １４…マスキング治
具（マスキング手段）、１６…マスキングヘッド、
１７…磁石（吸着手段）、１８…係合ピン、
２０…治具ホルダ（把持手段）、２１…塗装
用スプレーガン ２２…ハンド部、５０…把持ユ
ニット、 ５１…スライダユニット、５３、
５４…第１、第２治具ロックシリンダ、６９、７０、７
１…Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の各位置決め用スプリン
グ、８５…振動発生装置（加振手段）、８８…エアーブ
ロー用ノズル（ブロー手段）、Ｂ…車体（被塗装物）、
Ｒ…ロボット。

───────────────────────────────────────────────────── 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 木下 英也 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３−217261（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−48270（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B05B 15/04 102

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被塗装物に対して塗料を塗布する塗装用
   スプレーガンと、 前記被塗装物における複数の塗装不要部位に同時に当接
   する複数のマスキングヘッドを備えると共に自身を前記
   被塗装物に吸着させる吸着手段を備え、前記複数の塗装
   不要部位を同時にマスキングするマスキング手段と、 前記マスキング手段を把持および把持解除する把持手段
   と前記塗装用スプレーガンとが設けられたハンド部を有
   し、前記把持手段により把持されたマスキング手段の前
   記マスキングヘッドを前記各塗装不要部位に当接させる
   と共に前記吸着手段を前記被塗装物に吸着させるロボッ
   トと、 このロボットの前記把持手段により把持された前記マス
   キング手段が搬入され当該マスキング手段に対して残留
   塗料の除去を行う洗浄手段と、を有してなる塗布装置。
2. 【請求項２】 前記マスキング手段は、前記被塗装物に
   係合して当該マスキング手段の前記被塗装物に対する位
   置決めを行う係合ピンを有してなる請求項１記載の塗布
   装置。
3. 【請求項３】 前記把持手段は、前記ハンド部に対して
   相対的に移動自在に設けられてなる請求項１記載の塗布
   装置。
4. 【請求項４】 前記洗浄手段は、搬入されたマスキング
   手段に対して振動を加える加振手段と、当該マスキング
   手段に向けて流体を噴出するブロー手段とを有してなる
   請求項１記載の塗布装置。