JP4277336B2 - 自動塗装装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は船側外板の如き縦向き鋼板の被塗装面を効率よく塗装するために用いる自動塗装装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ドックで建造された船体の船側外板に塗装作業を実施する場合、従来では、左右方向往復動機構としてのレシプロケータ(ロングアクチュエータ)にスプレーノズルを組み付けた構成を具備する塗装ユニットを、レッカー車等の高所作業車から巻上装置を介し吊り下げて、船側外板の被塗装面に近接させて配置し、巻上装置による上昇又は下降と、スプレーノズルの左右方向のストローク移動と、スプレーノズルのON、OFFとを自動制御により行わせて、所定領域の塗装を行わせるようにし、所定領域の塗装が終了すると、高所作業車を移動させて塗装ユニットを次の塗装領域に配置し、以後同様な手順を繰り返すようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記塗装ユニットによる左右方向の塗装長さは、レシプロケータによるスプレーノズルのストローク長により決まるので、広い面積を塗装する場合には、所定領域の塗装が終了する度に高所作業車を移動させなければならず、そのため、高所作業車の運転者が常時必要である。又、高所作業車を移動させた後、塗装ユニットを次の塗装領域に配置する際の位置合わせは目測により行っているため、時間が掛かるだけでなく、塗装部の重ね代にばらつきが生じ易く、更に、上下方向に湾曲している被塗装面に対しては塗装を行うことはできず、しかも、下降時のみしか塗装を行うことができないので、塗装ユニットを巻上げる時間がロスとなる問題がある。
【0004】
そこで、本発明は、塗装領域に対する塗装ユニットの位置合わせを容易に行うことができるようにすると共に、被塗装面に緩い曲りがあっても適用できるようにし、且つ塗装ユニットの上昇時及び下降時の両方で塗装を行うことができるような自動塗装装置を提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、それぞれ左右2本の上部支持脚と下部支持脚を前方へ張り出させて取り付けた塗装ユニット本体フレームの下部位置に、左右方向へ延在するレシプロケータを設置すると共に、該レシプロケータに、左右方向へ往復移動できるようにスプレーノズルを組み付け、且つ上記各支持脚の前端部に、縦向き鋼板の被塗装面に対し非接触で吸着させる電磁石と該電磁石による吸着時に被塗装面に接して転動させられるガイドローラとを備えた昇降ガイドを、シリンダにより進退可能に取り付けてなる塗装ユニットを構成し、該塗装ユニットを、縦向き鋼板の上端縁部に沿って走行できるようにした走行台車に、巻上装置を介して昇降可能に吊り下げ支持させ、更に、上記走行台車の走行、停止、巻上装置による巻上下、塗装ユニットの作動を制御盤の操作により自動で行うようにした構成とする。
【0006】
塗装ユニットを吊っている走行台車を縦向き鋼板の上端縁部に係合させて塗装ユニットを被塗装面に対峙させた状態とし、塗料を吹き付けながら、スプレーガンを一方のストロークエンドから他方のストロークエンドへ向けて移動させた後、塗料吹き付け幅分だけ塗装ユニットを下降させ、再び塗料を吹き付けながら、スプレーノズルを逆方向に移動させる下降塗装モードを実施した後、走行台車を所要距離走行させ、上昇塗装モードに切り替えるようにし、下降塗装モードと上昇塗装モードを必要回数繰り返させるようにする。この際、下降塗装モードでは、下部支持脚側の昇降ガイドのみを鋼板表面に接触させ、上昇塗装モードでは、上部支持脚側の昇降ガイドのみを鋼板表面に接触させるようにする。
【0007】
又、走行台車に、鋼板の上端縁部に上方から係合させるための爪部を有するセット用ブラケットを設けた構成とすることにより、鋼板の上端縁部をレールとして走行台車を安定して走行させることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【0009】
図1乃至図6は本発明の実施の一形態を示すもので、それぞれ左右2本の上部支持脚1aと下部支持脚1bとを矩形フレーム部1cの四隅から前方へ張り出させた塗装ユニット本体フレーム1の下部位置に、左右方向へ延在するレシプロケータ2を設置すると共に、該レシプロケータ2に、左右方向へ移動できるようにスプレーノズル3を組み付け、且つ上記各支持脚1a,1bの前端部に、船側外板4の被塗装面4aに吸着して上下左右方向への移動を容易に行えるようにするための昇降ガイド5を被塗装面4aに対し近接離反できるよう進退可能に取り付けて塗装ユニット6を構成し、該塗装ユニット6を船側外板4の上端縁部に沿って走行できるようにした走行台車7に、巻上装置としてのチェーンブロック8を介して昇降可能に吊り下げ支持させた構成とする。
【0010】
詳述すると、上記走行台車7は、水平に配した上面板9と、該上面板9の前端に下方へ直角に設けた前面板10とを有し、上記上面板9上の左右両端側の前端部に、図4に拡大して示す如く、船側外板4の上端縁部に先端爪部11aを上方から係合させるようにしたセット用ブラケット11を取り付けると共に、上記先端爪部11aの最先端に、船側外板4の上縁部内側面に転動自在に接触させるようにするためのカムフォロワ12が取り付けてある。
【0011】
又、上記上面板9上には、左右方向の中央部に、モータ13によって駆動される駆動軸14を前後方向に配置して回転自在に支持させ、左右両端部側位置に、従動軸15をそれぞれ駆動軸14と平行に配置して回転自在に支持させると共に、各従動軸15の先端に、船側外板4の上端縁に載せるようにする走行用主ローラ16をそれぞれ設け、且つ上記駆動軸14上に設けたスプロケット17と従動軸15上に設けたスプロケット18との間に無端状のチェーン19を掛け回し、モータ13の駆動力が駆動軸14からスプロケット17、チェーン19、スプロケット18、従動軸15を介して走行用主ローラ16に伝えられるようにしてある。
【0012】
更に、上記前面板10の背面部には、左右方向の中央部に、モータ20によって駆動される駆動軸21を上下方向に配置して回転自在に支持させ、左右両端部側位置に、従動軸22をそれぞれ駆動軸21と平行に配置して回転自在に支持させると共に、各従動軸22の中間部に、前面板10を貫通して船側外板4の外側面に当接させるようにする走行用補助ローラ23をそれぞれ設け、且つ上記駆動軸21上に設けたスプロケット24と従動軸22上に設けたスプロケット25との間に無端状のチェーン26を掛け回し、モータ20の駆動力が駆動軸21からスプロケット24、チェーン26、スプロケット25、従動軸22を介して走行用補助ローラ23に伝えられるようにしてある。したがって、走行台車7は船側外板4の上端縁部をガイドレールとして走行できるようにしてある。
【0013】
又、図5(イ)(ロ)(ハ)に拡大して示す如く、上記走行台車7の走行量を検出するため、上記前面板10の所要位置に走行検出ロールとしてのゴムタイヤ27が組み付けてある。該ゴムタイヤ27は、前面板10の背面部に縦ヒンジ28により揺動自在に取り付けた支持プレート29の一端部に、縦方向の軸30を介して回転自在に組み付けられ、支持プレート29の他端部と前面板10の背面との間に介在させたスプリング31の力で支持プレート29が揺動付勢されることにより、前面板10の開口10aを貫通して船側外板4の外側面に押し付けられるようにしてあり、上記軸30の一端に連結したエンコーダ32の信号を基に走行台車7の走行量が求められるようにしてある。
【0014】
更に、上記巻上装置としてのチェーンブロック8は、モータ34の駆動により左右2本のチェーン33を同期して巻上下できるようにしてあり、且つ上記モータ34の駆動軸に取り付けたエンコーダ35の信号を基に、チェーン33の巻上下量としての塗装ユニット6の吊上下量が求められるようにしてある。
【0015】
一方、上記塗装ユニット6を構成するレシプロケータ2は、次の如き構成としてある。すなわち、図6(イ)(ロ)(ハ)に示す如く、左右方向へ延びるチャンネル材形状のベースフレーム36を上向きに配置し、該ベースフレーム36の前後のフランジ上端縁に、リニアガイドレール37を左右方向に沿わせて取り付け、該前後のガイドレール37間上にスライドテーブル38を組み付けて、該スライドテーブル38上にスプレーノズル3を搭載させるようにし、該スライドテーブル38の左右方向一側に補助テーブル39を張り出させて、該補助テーブル39上にモータ40を下向きに設置し、又、ベースフレーム36内に左右方向に延びるゴムベルト42を張設し、該ゴムベルト42に、上記モータ40の軸41に取り付けた移動用プーリ43を係合させると共に、補助テーブル39の下面側に支持させたベルト押えローラ44を駆動用プーリ43の左右に配置して、ゴムベルト42への駆動用プーリ43の係合がゴムベルト42の全長に亘って保持されるようにし、モータ40の駆動で駆動用プーリ43を回転させて、駆動用プーリ43をゴムベルト42に沿わせて転動させることにより、モータ40及びスライドテーブル38と一体にスプレーノズル3が左右方向へ移動できるようにしてあり、上記モータ40に設置したエンコーダ45の信号を基にスプレーノズル3の移動量が求められるようにしてある。
【0016】
又、上記スプレーノズル3に接続させたホース等を収納するための収納ハンガー46を、ベースフレーム36の後側面に沿い設けたハンガー受47上に配置して、該収納ハンガー46の一端をスライドテーブル38の後側部に、又、他端をハンガー受47の一端にそれぞれ固定し、スライドテーブル38がリニアガイドレール37に沿い左右方向へ移動するときにホースと収納ハンガー46が一緒に追従して移動できるようにしてある。48はスプレーノズル3用のフードを示す。
【0017】
更に、上記昇降ガイド5は、各支持脚1a,1bの前端部にサポートブラケット49により前後方向に取り付けたエアシリンダの先端に支持させた脚台51と、該脚台51の前面中央部に取り付けた電磁石52と、該電磁石52の周囲の位置に取り付けたガイドローラとしてのキャスター53とからなり、エアシリンダ50の伸長作動で脚台51を前進させたときに、船側外板4の外側面に対し、キャスター53が接し且つ電磁石52が非接触で吸着するようにしてある。
【0018】
なお、上記走行台車7の走行駆動、レシプロケータ2の駆動、スプレーノズル3による塗料の吹き付け及び停止、チェーンブロック8の巻上下動作等は、制御盤54に設定したプログラムに基づいて自動的に行われるようにしてある。
【0019】
船側外板4の塗装を行うときは、図7(イ)に一例を示す如く、塗装ユニット6を巻き上げた状態として走行台車7を船側外板4の上縁部外側に係合配置した状態とし、制御盤54に、レシプロケータ2によるスプレーノズル3の左右方向のストロークSと、スプレーノズル3からの塗料の吹き付け幅に基づくチェーンブロック8による塗装ユニット6の昇降量lと、被塗装面4aの高さ領域に応じたチェーンブロック8による塗装ユニット6の全体昇降量Lと、被塗装面4aの左右方向長さ領域に応じた走行台車7の走行量等を設定して、自動的に下降塗装モードと上昇塗装モードを繰り返し実行させるようにする。
【0020】
詳述すると、予め、図7(イ)において実線で示す如く、塗装ユニット6を巻き上げた状態において、図1に示す如く、塗装ユニット本体フレーム1の下部支持脚1b側に装備されている昇降ガイド5を、エアシリンダ50の伸長作動で被塗装面4aへ向けて押し出すことにより、各キャスター53を被塗装面に接触させて電磁石52を被塗装面4aに対し非接触状態で吸着させるようにし、一方、上部支持脚1a側に装備されている昇降ガイド5を、エアシリンダ50の収縮作動で被塗装面4aから離反させるようにする。又、スプレーノズル3を、始端となるレシプロケータ2の一方(図上左方)のストロークエンドに位置させておくようにする。これにより、被塗装面4aに対する塗装ユニット6の位置合わせが行われる。
【0021】
かかる状態を原点として、制御盤54のスタートボタンを押すと、先ず、下降塗装モードが実行される。この場合、レシプロケータ2のモータ40が駆動されてスプレーノズル3がスライドテーブル38の移動を介して終点となる他方(図上右方)のストロークエンドまで移動させられる間に、塗料が被塗装面4aに吹き付けられる。この際、スプレーノズル3のストローク移動はモータ40部のエンコーダ45により検出されるため、エンコーダ45の回転角信号により、スプレーノズル3の設定されたストローク移動が検出されると、モータ40が停止され、同時に塗料の吹き付けが停止される。
【0022】
このようにして、スプレーノズル3が終点側のストロークエンドに達すると、次に、チェーンブロック8の巻き下げ駆動により、スプレーノズル3による塗料の吹き付け幅分だけ塗装ユニット6が下降させられる。この塗装ユニット6の下降量はモータ34部のエンコーダ35により検出されるため、エンコーダ35の回転角信号により塗装ユニット6の下降量が検出されると、モータ34の駆動が停止され、下降が停止させられる。
【0023】
上記のように、塗装ユニット6の下降が停止すると、次に、レシプロケータ2のモータ40が逆方向に駆動されることにより、スプレーノズル3は塗料の吹き付けを行いながら始点側のストロークエンドへ向けて移動させられる。
【0024】
以後、同様な工程を繰り返すことにより、エンコーダ35の信号を基に塗装ユニット6が二点鎖線で示す如き設定された位置まで下降すると、下降塗装モードが終了したことになり、続いて、走行台車7の所定量の走行が行われた後、上昇塗装モードに切り替えられる。
【0025】
上記走行台車7は、モータ13の駆動による走行用主ローラ16の回転と、モータ20の駆動による走行用補助ローラ23の回転で行われるが、この際、上面板9の左右両端部に取り付けてあるセット用ブラケット11の爪部11aがカムフォロワ12を介して船側外板4の上端縁部に係合しているので、上甲板上の手摺りやホース等に邪魔されることなく、該船側外板4の上端縁部をレールとして安定して走行することができる。更にこの際、前面板10の部分において、支持プレート29の一端に取り付けられたゴムタイヤ27がスプリング31の作用で船側外板4の外板面に押し付けられているので、ゴムタイヤ27は船側外板4に沿って確実に転動させられることにとなり、このとき、ゴムタイヤ27の軸30に設置されているエンコーダ32により、ゴムタイヤ27の転動を基に走行台車7の走行量が検出され、走行量が設定値に達すると、上記モータ13,20の駆動が停止させられる。これにより、塗装ユニット6は図7(ロ)に示す如き位置に移されるが、このとき、塗装ユニット本体フレーム1の上部支持脚1a側の昇降ガイド5がエアシリンダ50の作動で船側外板4へ押し付けられ、船側外板4に接触させられていた下部支持脚1b側の昇降ガイド5が後退させられる。
【0026】
しかる後、上記下降塗装モードの場合とは上下逆向きの上昇塗装モードが実行される。以後、同様に下降塗装モードと上昇塗装モードが必要回数繰り返されることにより、設定した範囲の塗装が行われる。
【0027】
上記において、下降塗装モード時には、塗装ユニット本体フレーム1の下部支持脚1b側の昇降ガイド5のみが船側外板4に接し、上昇塗装モード時には上部支持脚1a側の昇降ガイド5のみが船側外板4に接するので、塗装面を擦ってしまうようなことはなく、又、この際、船側外板4に押し付けた昇降ガイド5の電磁石52は、非接触で吸着した状態を維持できるので、船側外板4の被塗装面4aと上下方向の緩い曲りがあっても塗装ユニット6を安定した姿勢に支持することができる。更に、スプレーノズル3と被塗装面4aとの間の距離を許容範囲内に調整しておけば、左右方向の曲りに対しても対処することができる。すなわち、被塗装面4aに左右方向の曲りがあると、レシプロケータ2の中央部位置でのスプレーノズル3と被塗装面4aとの間の距離と、レシプロケータ2の端部位置でのスプレーノズル3と被塗装面4aとの間の距離に差が生じるため、この差が大きいと塗装膜厚にばらつきが生じてしまうが、膜厚のばらつきが許容範囲となるように(スプレーノズル3と被塗装面4aとの間の距離が許容範囲内に入るように)、その曲率に合わせて、たとえば、スプレーノズル3を、レシプロケータ2の長手方向中央領域のみで左右にストローク移動させるようにすれば、左右方向の曲りがあっても塗装を行うことができる。又、スプレーノズル3がストロークエンドに達したときの塗装ユニット6全体の昇降量は塗料の吹き付け幅に合わせてあることから、塗装の重ね代にばらつきが生ずることはない。
【0028】
なお、昇降台車7から塗装ユニット6を吊る巻上装置としてはチェーンブロックに限られるものではなく、ワイヤードラム方式であってもよく、又、塗装対象としては、縦向き鋼板であれば船側外板に限られるものではないこと、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【0029】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明の自動塗装装置によれば、それぞれ左右2本の上部支持脚と下部支持脚を前方へ張り出させて取り付けた塗装ユニット本体フレームの下部位置に、左右方向へ延在するレシプロケータを設置すると共に、該レシプロケータに、左右方向へ往復移動できるようにスプレーノズルを組み付け、且つ上記各支持脚の前端部に、縦向き鋼板の被塗装面に対し非接触で吸着させる電磁石と該電磁石による吸着時に被塗装面に接して転動させられるガイドローラとを備えた昇降ガイドを、シリンダにより進退可能に取り付けてなる塗装ユニットを構成し、該塗装ユニットを、縦向き鋼板の上端縁部に沿って走行できるようにした走行台車に、巻上装置を介して昇降可能に吊り下げ支持させ、更に、上記走行台車の走行、停止、巻上装置による巻上下、塗装ユニットの作動を制御盤の操作で行うようにした構成としてあるので、塗装ユニットの下降塗装モード及び上昇塗装モードと走行台車の走行とを設定プログラムに基づいて実施することにより、人手や高所作業車を必要とせずに広い面積を容易に且つ効率よく塗装することができ、この際、下降塗装モード時には塗装ユニット本体フレームの下部支持脚側の昇降ガイドのみを鋼板表面に接触させ、上昇塗装モード時には上部支持脚側の昇降ガイドのみを鋼板表面に接触させるようにすることにより、被塗装面に対する塗装ユニットの位置合わせを正確に行うことができ、且つ塗装時に塗装面を擦ることなく塗装ユニットを安定姿勢に保持することができ、又、昇降ガイドの吸着作用により鋼板に上下方向の緩り曲りがあっても支障なく塗装を行うことができると共に、スプレーノズルのストローク領域を選定することにより、左右方向に曲りがあっても塗装を行うことができ、更に、走行台車に、鋼板の上端縁部に上方から係合させるための爪部を有するセット用ブラケットを設けた構成とすることにより、走行台車を、鋼板の上端縁部をレールとして安定して走行させることができる、等の優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の自動塗装装置の実施の一形態を示す一部切断側面図である。
【図2】図1のA−A方向矢視図である。
【図3】図2のB−B方向矢視図である。
【図4】図3のC−C方向拡大矢視図である。
【図5】図2のD部を拡大して示すもので、(イ)は背面図、(ロ)は(イ)のE−E方向矢視図、(ハ)は(イ)のF−F方向矢視図である。
【図6】レシプロケータの詳細を示すもので、(イ)は背面図、(ロ)は平面図、(ハ)は(イ)のG−G方向矢視図である。
【図7】塗装作業工程の一例を示すもので、(イ)は下降塗装モードを示す概略図、(ロ)は上昇塗装モードを示す概略図である。
【符号の説明】
1 塗装ユニット本体フレーム
1a 上部支持脚
1b 下部支持脚
2 レシプロケータ
3 スプレーノズル
4 船側外板(縦向き鋼板)
4a 被塗装面
5 昇降ガイド
6 塗装ユニット
7 走行台車
8 チェーンブロック(巻上装置)
11 セット用ブラケット
11a 爪部
50 エアシリンダ(シリンダ)
52 電磁石
53 キャスター(ガイドローラ)
Claims (2)
- それぞれ左右2本の上部支持脚と下部支持脚を前方へ張り出させて取り付けた塗装ユニット本体フレームの下部位置に、左右方向へ延在するレシプロケータを設置すると共に、該レシプロケータに、左右方向へ往復移動できるようにスプレーノズルを組み付け、且つ上記各支持脚の前端部に、縦向き鋼板の被塗装面に対し非接触で吸着させる電磁石と該電磁石による吸着時に被塗装面に接して転動させられるガイドローラとを備えた昇降ガイドを、シリンダにより進退可能に取り付けてなる塗装ユニットを構成し、該塗装ユニットを、縦向き鋼板の上端縁部に沿って走行できるようにした走行台車に、巻上装置を介して昇降可能に吊り下げ支持させ、更に、上記走行台車の走行、停止、巻上装置による巻上下、塗装ユニットの作動を制御盤の操作で行うようにした構成を有することを特徴とする自動塗装装置。
- 走行台車に、鋼板の上端縁部に上方から係合させるための爪部を有するセット用ブラケットを設けた請求項1記載の自動塗装装置。
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