JPH0365236B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、スプレイ塗装システムに関し、特に
塗装ブースとこの塗装ブース内で移動でき、ブー
ス外に支持された塗装ロボツトから成るスプレイ
塗装システムに関する。

背景技術 大量生産品、例えば自動車の車体の塗装のため
多くのスプレイ塗装装置がこれまで導入されてい
る。かかる塗料スプレイ装置は、オペレータ要員
がバツクアツプして塗装装置が塗装ミスをした領
域を仕上げなければならない用途に一般に限定さ
れていた。かかる装置は塗料を無駄に使用し、往
復動システム上の水平および／または垂直通路に
沿つて塗装をするように設計されていたにすぎな
い。物体を完全に塗装するには、特に物体が複雑
な輪郭を有している場合、横方向のみならず深さ
方向にも移動しなければならない。複雑な輪郭を
した表面に塗料を付着させるため、オペレータが
特別な態様で塗料スプレーガンを傾斜させなけれ
ばならないことが多いので、ひねりの使用は重要
である。

従来のスプレー塗装装置の多くは被覆すべき外
側表面の大きなパーセントを塗装するよう大容量
で中央制御される塗料リザーバから供給されるス
プレーガンのバツテリーを含む。アクセスしにく
い領域、例えば車輪のアーチ部分、トランク、ま
たはエンジンルーム内およびドアエツジはオペレ
ータが塗装しなければならず、オペレータは自動
塗装機によつて塗装されていない車体領域を探し
ていた。

多数の従来の特許、例えばチヤツプマンに対す
る米国特許第2858947号、シエリー外に対する米
国特許第3007097号、ピアソン外に対する米国特
許第3481499号、リヒターに対する米国特許第
4031617号、ヨシオに対する米国特許第4113115
号、バーンズ外に対する米国特許第4196049号、
シヤムに対する米国特許第4398863号および同第
4407625号、ヤコーデズコーム外に対する米国特
許第4424427号およびゴーマンに対する米国特許
第4424473号は電気塗装装置を含む塗装装置を開
示している。ホラードに対する米国特許第
2213108号および第2286571号のいずれも、塗料を
スプレーするための電気ロボツトを開示してい
る。ストライカーに対する米国特許第4170751号
も同様に塗料スプレーロボツトに関連する電気装
置を開示している。

大量生産品を高品質の塗装仕上げするのにロボ
ツトを使用する理由は多くある。ロボツトは劣悪
な塗装環境に対処できる点、塗装プロセスの全エ
ネルギーを低消費量にて塗装できる点、塗装の品
質を改善でき、この結果材料および労力のコスト
を低減できる点で好ましい。上記利点は、生産速
度が速く、塗装に利用される時間が比較的短く、
一回でなくて数回の塗装で完了する車体を塗装す
るとき特に重要である。

塗装ロボツトは、表面をエネメル化および／ま
たはパウダー化する時にも使用できる。例えば車
体に塗料を塗布するのに使用されるのと同じスプ
レイ技術の多くをプラスチツク浴槽にほうろうを
塗布する場合に使用する。

スプレイ塗装に使用されているロボツトは、人
のオペレータの動作を模した連続パス装置から成
る。かかるロボツトは、実際の塗装作業を通して
学習モードで専門の塗装工が各ロボツトを指導す
ることにより一般に習得されている。

塗装ロボツトは大きな部品、例えば車体を塗装
するのにある期間使用されていた。一般にロボツ
トは、小さな作業包絡線または領域を有し、ロボ
ツトはこの内で移動できる。従つて、これら大き
な部品を塗装するのに作業包絡線を充分大きくす
るため、ロボツトはキヤリツジによりレール、テ
ーブルまたはスライドのいずれかに取付けなけれ
ばならなかつた。作業包絡線を大きくする３つの
方法のうちで、レールが好ましい。その理由は、
レールはテーブルまたはスライドよりも小さいス
ペースしか占めず、レールはテーブルまたはスラ
イドほど多くのゴミを発生および／または散らさ
ないからである。バーレツト外に対する米国特許
第4312535号にはかかるシステムの例が示されて
いる。

これら３つの装置のうちの一つによつて得られ
る作業包絡線の増加は、車体を固定または移動し
たまま車体全体の片側をロボツトが塗装できるよ
うにする。車体が移動していれば、車体がブース
を通過している間に追加軸線は車体を追跡する。
ブースの他方の側に別のレール、テーブルまたは
スライドを追加すると、車体の両側を塗装でき
る。

自動車産業における平均的スプレイブースは、
幅を比較的狭くするよう標準化されてきた。この
ような狭い幅は、かかるスプレイブース内で使用
すべきロボツトの寸法および移動を一般に制限す
る。

棚、ポケツト、ゆるいホースまたは標準的歩行
用衣服はゴミまたは綿くずを集めおよび／または
分散させるので塗装スプレイブース内の領域には
これらのものがあつてはならない。この領域内に
ゴミまたは綿くずがあると、これらは塗装中の車
体または大きな物体な附着し、塗装作業を駄目に
してしまう。

一般的レールの頂部または前方は、移動中のキ
ヤリツジをレールの端部に接続する「通路カバ
ー」で被われている。このカバーは、ベアリン
グ、通路およびドライブ機構を劣悪な塗装環境か
ら保護するのに必要である。この通路カバーに
は、入れ子式チユーブまたはプレート、アコーデ
イオンおよびウインドーシエードを含む多数のタ
イプのものがあり、この通路カバーはゴムのよう
なエラストマーまたはステンレススチールのシー
トのいずれからも製造できる。

通路カバーはこれまでは塗料店用の高度なメン
テナンス用品であつた。このカバーには塗料が累
積し、隣接した層状の材料が附着し、最後にはカ
バーが疲労してしまう。通路カバーが移動した
り、こすれ合うと、塗料やゴミが新しく塗装した
車体に落下し、この結果傷が生じる。このような
傷は、サンド掛け、清掃および再塗装を必要とす
る。

ほとんどの塗装ブースは、ダウンドラフトタイ
プであり、このことは空気は塗装ブースの頂部内
のフイルタを通過して、車体のまわりを通つて塗
装ブースの底部から流出することを意味する。レ
ールは気流に対する障害となり、空気速度を増加
するので、レールの前方で部分的負圧が生じる。
この部分的負圧は、附着していない塗料粒子を通
路カバーから車体に附着させる。このレールは乱
気も発生させ、これによりブースの流線形が無効
となり、車体上にゴミが附着する可能性が増す。
循環される空気容積はかなり大きく、空気を循環
し、加熱し、除湿するのにかなりの量のエネルギ
ーが必要である。

発明の開示 本発明の目的は、塗装ブースと、スプレイ塗装
ブース内で塗装するための塗装ロボツトと、塗装
ブースの外側に設けられロボツトを支持するレー
ル機構とを含む、改善されたスプレイ塗装システ
ムを提供することにある。

本発明の別の目的は、側壁を有する塗装ブース
と、塗装ブース内に位置する物体の両側を塗装す
るためのロボツトと、側壁の外側に位置する一対
の離間したレール機構とから成り、側壁は塗装ブ
ースの底部に隣接する細長い開口を有し、側壁の
下端部はレール機構と共働してラビリンス状シー
ルを形成し、ケーブル、ホースおよび塗装ライン
のみならずレール機構の所定汚染検出部品も塗装
ブース環境から保護する改善されたスプレイ塗装
システムを提供することにある。

本発明の更に別の目的は、一対の離間した側壁
を含む複数の壁を含み、側壁の各々は少なくとも
部分的にラビリンス状シールを画定するよう装置
の底部に隣接して形成された細長い開口を有する
改善された塗装ブース装置を提供することにあ
る。

本発明の別の目的は、塗装ロボツトと、ロボツ
トを支持するためのロボツトキヤリツジと、一端
部でキヤリツジを支持し、他端部でトラツク機構
上で摺動できるようになつたがちようの首状サド
ル構造体と、トラツク機構上でサドル構造体を駆
動するためのモータを含むドライブアセンブリと
から成るスプレイ塗装ロボツト装置を提供するこ
とにある。

本発明の上記目的およびそれ以外の目的を達成
するため、本発明に従つて製造されたスプレイ塗
装システムは、密閉された塗装領域を画定する壁
を有する塗装ブースと、塗装領域外に位置し、塗
装ブース内に形成された少なくとも一つの開口を
通して塗装領域と流体連通した少なくとも一つの
トラツク手段とから成る。このシステムは塗装領
域内に配置された物体を塗装するため塗装領域内
に位置する少なくとも一つの塗装ロボツトを更に
含む。この塗装ロボツトは塗装領域の外側でトラ
ツク手段上に移動自在に支持されている。

本発明の上記目的およびそれ以外の目的を達成
するため、本発明に従つて製造され、細長いトラ
ツク手段上で摺動できるようにされたスプレイ塗
装ロボツト装置は塗装領域内でスプレイ塗装をす
るようになつている塗装ロボツトと、ロボツトを
支持するためのロボツトキヤリツジとから成る。
この装置は、一端部でキヤリツジを支持し他端部
でトラツク手段上を摺動するようになつているが
ちようの首状サドル構造体も含む。トラツク手段
上でサドル構造体を駆動するためのモータを含む
ドライブアセンブリが設けられ、このサドル構造
体の一端は、サドル構造体の他端より下方に配置
される。

本発明に従つて製造された塗装ブース装置は、
密閉された塗装領域を画定する複数の壁を含む。
これら壁は一対の離間した側壁を含み、側壁の
各々は装置の底部に隣接して形成された細長い開
口を有する。側壁の各々は少なくとも部分的にラ
ビリンス状シールを画定し、本装置は更に一対の
離間したハウジングを含む。ハウジングの各々
は、それぞれの側壁に隣接して内部に細長いトラ
ツク手段を収容するようになつている。ハウジン
グの各々の内部は塗装領域と流体連通しており、
ハウジングはハウジングの内部から周辺に塗料フ
ユームが逃げないようシールされる。

本発明に従つて製造されたスプレイ塗装ロボツ
トを摺動自在に支持する細長いレール機構は頂部
レール部分と底部レール部分を含む。頂部レール
部分は、ロボツトを摺動自在に支持するように取
付けられた上方通路を有し、底部レール部分は、
頂部レール部分に接続されると共にロボツトを摺
動自在に支持するよう取付けられた下方通路を有
する。頂部レール部分には、ピニオンギアと駆動
係合するためのラツクが取付けられ、上方部分と
下方部分との間に偏向プレートが配置され、上方
に移動する汚染物からラツクおよび上方通路を保
護している。

上記のように構成された、スプレイ塗装ロボツ
トと、塗装ブースとレール機構を含むスプレイ塗
装システムの利点は多数ある。例えば、レール機
構は塗装ブース環境の外側にあるので、高度なメ
ンテナンスが必要であり、新しく塗装された車体
に塗料を落下する原因となる通路カバーが不要で
ある。更にレール機構は、塗装ブース環境内にな
いので、各レールの作動寿命は長くなり、各レー
ル機構の前方は、ラビリンス状シールの壁オーバ
ハング部に保護されているので、各レール機構の
メンテナンスは比較的容易である。更に、ブース
環境からレール機構を除かれているので、ブース
内に気流はより流線形となつている。このため塗
装すべき物体上にゴミが附着する可能性を通常増
す乱流が少なくなつている。レール機構は塗装ブ
ースの外側に位置しているので、建設がより安価
にできるだけでなく、換気およびエアーコンデイ
シヨニングに必要なエネルギーが少なくてすむ小
さなブースで車体を塗装できる。

更に請求されたサドル構造体およびロボツトキ
ヤリツジは、塗装ブース環境にさらすことなく電
気ケーブル、液圧ホース、および塗料ラインを貫
通させてそれぞれのロボツトまで配線できるよう
にする。これにより、かかるケーブル、ホース、
ラインの作動上の寿命が長くなり、更にケーブ
ル、ホースおよびラインから車体上にゴミが附着
する可能性がなくなる。要約すれば、車体はゴミ
および／または綿くずから保護され、レール機
構、ケーブル、ホースおよびラインは車体塗装環
境から保護される。

本発明の他の利点は、添付図面を参照して次の
詳細な説明を読めばより理解されよう。

発明を実施するための最良の態様 次に第１図を参照すると、この図には本発明に
従つて製造されたスプレイ塗装システム１０が示
されている。このスプレイ塗装システムは、特別
製造された塗装ブース装置１２と、塗装ブース１
２の両側に離間された一対のレール機構１４と、
それぞれのレール機構１４上に支持された一対の
スプレイ塗装ロボツト１６とを含む。この塗装ロ
ボツト１６は、本体、例えば塗装ブース装置１２
の密閉された塗装領域１９内に位置する車体１８
に塗料をスプレイするようになつている。車体１
８は、従来の移動自在なフロアトラツク２０上に
支持されている。各フロアトラツク１８は、移動
コンベア（図示せず）の一部であり、塗装ロボツ
トは、塗装作業中レール機構１４上で移動と位置
が整するようコンピユータプログラム制御される
ようになつている。

第１図に示すように、塗装ブース装置１２は、
ダウンドラフトタイプであり、天井部分２３にフ
イルタ２２を有する。空気は車体１８のまわりの
フイルタ２２を通過し、一連の格子から構成され
た塗装ブース装置１２のフロア２４から出る。格
子は、塗装ブース装置１２内の気流に対する妨害
を最小にしたまま保守要員または他の者がブース
のフロア２４上を歩行してシステム１０の保守が
できるようにしている。

塗装ブース装置１２は密閉された塗装領域１９
を形成するよう天井部分２３により相互接続され
た一対の側壁２６も含む。この天井部分２３はフ
ロア２４から約3.66〜4.27m（12〜14フイート）だ
け一般に離間している。第１図および第５図に誇
張しているが、側壁２６の各々の底部部分３０
は、ラビリンス状のシールを画定するようフロア
から約10cm（約４インチ）だけ離間することが好
ましい。レール機構１４の各々には更にラビリン
ス状シールを画定するよう細長いフラツプまたは
偏向プレート３３が取付けられている。

中空ロボツトキヤリツジ３４上には塗装ロボツ
ト１６の各々が支持されており、キヤリツジ３４
は次に中空のガチヨウの首状のサドル構造体３６
が支持されている。サドル構造体３６の各々は、
後に詳細に示すように塗装ブース装置１２の長手
方向に沿つて塗装ロボツト１６を摺動できるよう
それぞれのレール機構１４上に摺動自在に取付け
られている。

次に第２図を参照すると、この図には塗装ブー
ス１２′内でレール機構１４′上を摺動できるよう
関連キヤリツジ３４′上に塗装ロボツト１６′が取
付けられた従来のスプレイ塗装システム１０′が
示されている。レール機構１４′の頂部および前
部には通路カバー３８が設けられており、関連す
るベアリング、通路およびドライブ機構を不利な
塗装ブース環境から保護している。

次に第３図および第４図を参照すると、これら
図には、従来のシステム１０と本発明に係るスプ
レイ塗装システム１０の双方における障害気流領
域がクロスハツチングで示されている。第３図に
示すようにロボツト１６、ロボツトキヤリツジ３
４および各サドル構造体３６の一部だけが気流に
対する障害となつている。しかしながら第４図を
参照すると、ロボツト１６′とキヤリツジ３４′が
気流の障害になつているだけでなく、レール機構
１４′も気流に対する障害となつている。レール
機構１４′は、空気の速度を速め、この速度の増
加によりレール機構１４′の各々の前方に部分的
吸引力が発生する。かかる部分的吸引力は、通路
カバー３８から附着していない塗料粒子を引き上
げようとし、これら粒子を車体１８に附着させ
る。レール機構１４′も乱気流を発生し、この乱
気流は塗装ブース１２′内の流線型を無効にし、
よつて車体１８にゴミが附着する機会を増加す
る。

第３図に示されるようなシステム１０は塗装ブ
ース装置１２内の気流障害を最小にするので、塗
装ブース１２内で循環するのに必要な空気容積を
減少する。このように循環中空気を循環させ、加
熱、冷却し、除湿するのに少量のエネルギーしか
消費されない。

装置１２は、塗装ブース装置１２の側壁２６に
隣接してレール機構１４を収容するための一対の
細長い離間したハウジング４０を含む。ハウジン
グ４０は、側壁２６およびフロア２４に対して一
般にシールされ、ハウジング４０の内部から塗料
のフユームが逃げないようにしており、ハウジン
グ内部は細長い開口３２を通して塗装領域１９と
流体連通している。

次に第５図を参照すると、この図には関連する
レール機構１４上にガチヨウの首状のサドル構造
体３６を取付け、駆動するための装置が詳細に示
されている。特に各サドル構造体３６は、キヤリ
ツジ３４上に支持されたモータ４４を含むドライ
ブアセンブリ４２により駆動される。モータ４４
のドライブシヤフト４５はギア装置４６を介して
ピニオンギア４８に結合され、ギア４８はレール
機構１４の頂部部分５２の下面に取付けられた細
長いラツク５０に駆動状態で係合する。

下方ベアリング５４および上方ベアリング５６
状をしたベアリング機構は、それぞれレール機構
１４に取付けられた下方および上方通路５８およ
び６０上に各サドル構造体３６を摺動自在に支持
している。

レール機構１４に隣接するハウジング４０の
各々の中にはケーブル、ホースおよびラインキヤ
リア６２も設けられており、まとめて６４で表示
される種々のケーブル、ラインおよびホースを担
持し、これらはロボツト１６に必要な塗料、電力
および液圧を供給する。サドル構造体３６および
キヤリツジ３４のいずれもそれぞれ６６および６
８にて中空部分を有し、ケーブル、ラインおよび
ホース６４がこの中空部分を貫通してロボツト１
６まで延長し、塗装環境からケーブル、ラインお
よびホース６４を保護し、更に曲屈時に剥離する
ことがあるケーブル、ラインおよびホース６４上
に担持されるゴミまたは他の物質から塗装済み車
体１８をも保護する。

上記のように製造されるスプレイ塗装システ
ム、塗装ロボツト装置および塗装ブースの利点は
多数ある。例えば、レール機構は塗装ブース環境
から外されているので通路カバーは不要である。
更にロボツトまでの電気ケーブル、液圧ホースお
よび塗装ラインは塗装ブース環境にはさらされな
いので、これら部品の寿命は長くなり、これらを
移動したり、または屈曲したりするときに塗装製
品上にゴミが附着する可能性がなくなる。更に塗
装ブースは小さくできるので、塗装ブースを組立
ておよび操作上より安価にできる。

更に塗装ブース内の乱流は、少なくなり、これ
により空気循環のためのエネルギー条件を低くで
きる。少なくなつた乱流は、塗装ブース環境内の
多数のゴミの元の一つからまき上げられるゴミの
量を少なくする。

以上で本発明を図により説明したが、ここで使
用した用語は、本発明を限定するためのものでな
く説明のため使用されているものであると解され
たい。

上記開示内容に鑑みれば、明らかに本発明の変
形および変更が多数可能である。従つて、特許請
求の範囲内で特定して説明した態様以外の態様で
本発明を実施できると解すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、塗装すべき車体と共に本発明に係る
スプレイ塗装システムを示す略断面図、第２図は
従来のスプレイ塗装システムと塗装すべき車体を
示す第１図に類似する図、第３図は妨害された気
流領域を示すクロスハツチングを付した構造体と
共に本発明のスプレイ塗装システムを示した略平
面図、第４図はクロスハツチングで表示された妨
害気流領域と共に従来のスプレイ塗装システムを
示す第３図と同様な図、第５図は本発明の特定構
造体および相互接続を示す一部を破断図にしかつ
一部を横断面図にした拡大略図である。 １２……塗装ブース、１４……レール機構、１
６……塗装ロボツト、１８……車体、２０……フ
ロアトラツク、３４……ロボツトキヤリツジ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 密閉された塗装領域を画定する壁を有する塗
   装ブースと、 前述塗装領域の外側に位置し、前述塗装ブース
   内に形成された少なくとも一つの開口を通して前
   記塗装領域と流体連通する少なくとも一つのトラ
   ツク手段と、 前記塗装領域内に配置された物体を塗装するよ
   う前記塗装領域内に位置し、塗装領域外の前記ト
   ラツク手段上で移動自在に支持された少なくとも
   一つの塗装ロボツトと、前記開口において塗装領
   域をシールしかつ少なくとも１つのラビリンス状
   シールを含むシール手段と、 から成るスプレイ塗装システム。 ２ 前記ロボツトを支持するよう前記塗装領域内
   に位置する少なくとも一つのロボツトキヤリツジ
   を更に含み、このキヤリツジは前記トラツク手段
   上に支持されてる特許請求の範囲第１項記載のシ
   ステム。 ３ 前記開口を貫通する少なくとも一つのサドル
   構造体を更に含み、このサドル構造体は前記トラ
   ツク手段上に支持され、前記キヤリツジは前記サ
   ドル構造体上に支持されている特許請求の範囲第
   ２項記載のシステム。 ４ 前記開口部内で前記トラツク手段上でサドル
   構造体を駆動するためのモータを含む、少なくと
   も一つのドライブアセンブリを更に含む特許請求
   の範囲第３項記載のシステム。 ５ 前記キヤリツジおよび前記サドル構造体は中
   空体であり、本システムは前記キヤリツジおよび
   前記サドル構造体を通つて塗装領域の外側から延
   長し、前記ロボツトに作動的に接続された少なく
   とも一本のケーブルを更に含む特許請求の範囲第
   ３項記載のシステム。 ６ 前記ラビリンス状シールは前記壁の一つと前
   記トラツク手段により画定される特許請求の範囲
   第１項記載のシステム。 ７ 前記トラツク手段は第１方向に細長く、開口
   は塗装ブースの底部に隣接して同一方向に細長い
   特許請求の範囲第１または第６項記載のシステ
   ム。 ８ 前記細長いトラツク手段上にロボツトを摺動
   自在に支持するためのサドル構造体を更に含む特
   許請求の範囲第７項記載のシステム。 ９ 前記細長い開口に沿つて前記トラツク手段上
   にサドル構造体を水平方向に駆動するためのドラ
   イブアセンブリを更に含む特許請求の範囲第６項
   記載のシステム。 １０ 前記ドライブアセンブリはドライブ部材と
   被動部材から成り、被動部材は前記トラツク手段
   に取付けられると共に前記細長い開口に沿つてサ
   ドル構造体を第１方向に移動するよう前記ドライ
   ブ部材と駆動状態で係合する特許請求の範囲第９
   項記載のシステム。 １１ 前記ドライブ部材はピニオンギアから成
   り、前記被動部材は前記開口から上方に離間した
   ラツクから成り、前記ラツクは前記ピニオンギア
   と駆動係合する下方を向いた表面を有する特許請
   求の範囲第１０項記載のシステム。 １２ 前記トラツク手段上のサドル構造体を摺動
   自在に支持するよう前記細長い開口から下方に離
   間したベアリング手段を含む特許請求の範囲第８
   項記載のシステム。 １３ ２つのラツク手段、２つの開口および２つ
   の塗装ロボツトを更に含み、前記ロボツトの各々
   はそれぞれのトラツク手段上で移動自在に支持さ
   れ、前記トラツク手段の各々は、塗装ブースの両
   側にあるそれぞれの開口を通して塗装領域と流体
   連通する特許請求の範囲第１項記載のシステム。 １４ 前記トラツク手段を収容し、ハウジングの
   内部から周囲へ塗料フユームが逃れないようにす
   る少なくとも一つのシールされたハウジングを更
   に含む特許請求の範囲第１項記載のシステム。 １５ 密閉された塗装領域を画定し空気の流れを
   塗装領域内に向ける複数の壁を含み、前記壁は一
   対の離間した側壁を含み、前記側壁の各々は装置
   の底部に隣接して形成された細長い開口を有し、
   前記開口の各々は塗装ブース中の空気の流に対し
   て直角な方向に細長く、前記側壁の各々は少なく
   とも部分的にラビリンス状シールを画定し、 更に一対の離間したハウジングを含み、前記ハ
   ウジングの各々はそれぞれの側壁に隣接して内部
   に細長いトラツク手段を収容するようになつてお
   り、前記ハウジングの各々の内部は塗装領域と流
   体連通し、ハウジングはハウジングの内部から周
   辺への塗料のフユームが逃げることを防止するよ
   うシールされており、前記リビリンス状シールの
   各々は、それぞれの開口における空気の流れの方
   向とは反対の方向にそれぞれのハウジングに開口
   している塗装ブース装置。