JPH0717500U - 高圧水噴射式の水研機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】塗装面の凹凸や曲面に係わらず均一な研磨を容
易に行うことができる高圧噴射式の水研機を提供するこ
と。 【構成】圧送供給される高圧水をノズル部材２６の先端
部の噴出孔３４より噴射して塗装皮膜４０を水研する水
研機１である。ノズル部材２６は高圧水の複数の噴出孔
３４をノズル部材２６の回転中心より離れた偏心位置に
有し、かつ水研機本体２の回転駆動手段２０により回転
可能に形成され、かつ高圧水をノズル部材２６の回転中
心の回転軸部２４を経て各噴出孔３４に導く流路２８、
２８Ａを有し、かつ各噴出孔３４は、高圧水を放射状に
噴射可能な細径に形成され、ノズル部材２６の回転状態
において各噴出孔３４より高圧水を噴射する構成よりな
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、高圧水を噴射して塗装皮膜を水磨する高圧水噴射式の水研機に関 する。

【０００２】

【従来の技術】

水研機は、自動車ボデーの塗装工程等において、中塗り塗装で生じたブツを取 り除き、かつ上塗り塗装の密着性向上を図るために使用されるものである。 ここにいう水研機とは、水を噴射しつつ回転する研磨ブラシ等を塗装面に押し つけて水研（水による研磨）を行う構成とした装置である。 図８に示すように、従来このような水研機４２としては、エアモータに直結さ れた回転ロータ４１に研磨ブラシ４４が回転自在に取り付られ、このブラシ４４ の回転とともに水が噴射して、飛散する研磨粉を洗い流す構成となっているもの がある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、図８に示す水研機４２は、研磨ブラシ４４の先端が平面である ため、ボデー外板面４６の曲率が大きい曲面部４６Ａやレリーフ凹部４６Ｂでは 、研磨ブラシ４４が到達しえず、部分的にしか研磨することができない。このた め、未研磨部分は別個に研磨する必要があった。 また、研磨量の調整は研磨ブラシ４４を塗装面に押しつける力と、移動スピー ドにより決定され、さらに研磨ブラシ４４の磨耗度によっても変動する。したが って、塗装面全体を常に均一の研磨量で研磨することは困難であって、部分的に 凹凸が形成されてしまうことがある。 そこで、本考案では、かかる従来の水研機の不都合を排除して、塗装面の凹凸 や曲面に係わらず均一な研磨を容易に行うことができる高圧水噴射式の水研機を 提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

上記した課題を解決するための本考案の高圧水噴射式の水研機は、圧送供給さ れる高圧水をノズル部材の先端部の噴出孔より噴射して塗装皮膜を水研する水研 機であって、 前記ノズル部材は高圧水の複数の噴出孔をノズル部材の回転中心より離れた偏 心位置に有しかつ本体の回転軸駆動手段により回転可能に形成され、かつ高圧水 をノズル部材の回転中心の回転軸部を経て前記各噴出孔に導く流路を有し、かつ 前記各噴出孔は高圧水を放射状に噴射可能な細径に形成され、前記ノズル部材の 回転状態において前記各噴出孔より高圧水を噴射することを特徴とする。

【０００５】

【作用】

上記構成としたことにより、放射状に噴出される高圧水は塗装面の凹凸に関係 なく塗装皮膜に作用してその衝撃力により研磨する。 高圧水は各噴射孔において、孔まわりに広がる所定の角度の放射状に噴射され る。また、各噴射孔は回転軸から偏心位置にある関係でノズル部材の回転時にお ける各噴射孔は、回転軸を中心とする一定の円周上を移動するので、各噴射孔の 高圧水はこの円周に沿って噴射される。したがって、ノズル部材の回転時の高圧 水は回転軸まわりに広く放射状に噴射される。

【０００６】

【実施例】

以下に、本考案を具現化した一実施例として、図１ないし図７に基づいて説明 する。 本例の高圧水噴射式の水研機１に係わる装置全体構成の概略は図２に示す如く である。 本例のウォータジェット水研機１は、水研機本体２（以下、単に本体という） に超高圧の高圧水を発生・供給する高圧ポンプ４と圧縮エアを供給する圧縮エア 供給装置１０と、遠隔制御可能なロボット１４を主体としている。

【０００７】 高圧ポンプ４は、給水タンク６を備えて、この給水タンク６から供給される水 を設定圧力の高圧水として、本体２に供給できるものである。 本体２への高圧水の供給はオンオフバルブ４Ａとアキュムレータ４Ｂとによっ て調節され、高圧水ホース８を通じて行われる。 一方、圧縮エア供給装置１０は、圧縮された高圧のエアを本体２に供給可能に バルブ１０Ａとレギュレータ１０Ｂを備えており、エアホース１２を通じて本体 ２に接続されている。

【０００８】 ロボット１４は、各種検出装置を内蔵するとともに、離れた場所にある制御装 置により制御されてフロアＦを移動可能になっている。そして、その制御の下に ロボット１４に装着されたマニュピレータアーム１６（以下、アームという）が 操作される。

【０００９】 このアーム１６の先端部の本体取付ブラケット１８には、本体２が取付けられ ている。 図１に示すように、本体２は、圧縮エアにより駆動されるエアモータ２０を介 して回転される回転軸２４とこれに連結されたノズル部材２６とから構成されて いる。なお、本例においてはスガノマシン製のロータリージェットガンを使用し ている。 エアモータ２０は、供給された圧縮エアにより回転されるタービンを内蔵し、 このタービンは回転軸２４に連結されて、ノズル部材２６が回転可能となってい る。 一方、高圧水ホース８は、所定の継手を介してエアモータ２０の所定部位に接 続され、高圧水ホース８で送られる高圧水はエアモータ２０内に入り、所定の導 水管経過を介し、回転軸２４内の導水管を経てノズル部材２６の流路２８、２８ Ａに至るようにされている。

【００１０】 図３に示すように、ノズル部材２６は、大径の先端側が略円錐台形状で接続側 が小径の円柱形状に形成されていて、その軸心ｌが回転軸２４の軸方向に一致す るように固定されるものである。 ノズル部材２６は、その小径の接続側の部分に回転軸２４の接続用の螺合部（ 雌ネジ部）が設けられるとともに大径の流路２８が形成され、かつ円錐台形状の 大径部分には流路２８から放射状に大径部分の端面に通ずる各細径の流路２８Ａ が形成されている。すなわち、ノズル部材２６内の各流路２８は大径の流路２８ から大径部分の先端面に向かってノズル部材２６の回転中心から離れるように放 射状に形成されている（図３及び図４（ａ）参照）。 これら放射状の流路２８のなす角度及び径は、超高圧水の圧力や使用する塗装 皮膜の性質等によって適宜設定される。なお、本例では３本の流路２８が形成さ れている。

【００１１】 ノズル部材２６の流路２８には、ノズル部材２６の基部側から高圧水ホース８ によって高圧水が供給される。図４に示すように、ノズル部材２６の先端の流路 ２８Ａの開口側はそれより手前までの流路２８Ａよりも径が大きくかつ内周面に 雌ネジが螺設された凹部２９となっている。そして、この凹部２９には図４（ｂ ）に示すノズルチップ３０が流路２８の開口部にはめ込まれている。 図４（ｂ）に示すようにこのノズルチップ３０は断面略Ｔ字状であり、基部３ １及び頭部３２を通して一本のチップ流路３３が貫通している。 基部３１の外周には凹部２９の雌ネジ目と螺合する雄ネジが螺設され、基部３ １におけるチップ流路３３は、ノズル部材２６内の流路２８Ａとほぼ同等の内径 を有している。したがって、基部３１が凹部２９にはめ込まれると、基部３１内 を貫通するチップ流路３３が流路２８Ａと連続した状態となる。 さらに、ノズル部材２６の外部に露出する頭部３２側のチップ流路３３は徐々 に狭く形成されているため、流路２８がノズルチップ３０によって狭窄されたよ うになっている。 そして、このチップ流路３３がノズル部材２６の先端側に開口して高圧水の噴 出孔３４となっている。

【００１２】 このように流路２８Ａが噴出孔３４においてより狭くなるように形成されてい ると、流路２８Ａを通過してきた高圧水は噴出孔３４の手前でさらに水圧が高め られるとともに、噴出孔３４外で急激に圧力が低下することから放射状に広がっ て噴出される。 したがって、ノズル部材２６は、図５に示すように各噴出孔３４から高圧水を 放射状に噴射しつつ回転し、円形に噴射された高圧水がそれぞれの回転軌跡を形 成する結果、大きな略円形状の面積全体で均一に高圧水を塗装面４０に噴射でき るようになっている。

【００１３】 特に、本例においてはノズル部材２６の先端から約３０度の角度で放射状に広 がるように流路２８Ａ相互の角度等が設定されている。 このように、一定圧の高圧水が供給される場合には、ノズルチップ３０による 流路２８Ａの狭窄の程度や流路２８Ａ同士のなす角度により、ノズル部材２６か ら噴射される高圧水の噴射形状を決定することができる。

【００１４】 次に、このように構成した高圧水噴射式の水研機１を車体の塗装工程において 使用した場合の作用について説明する。 中塗りが施された車体が水研工程に進入すると、所定の位置に設けたエリアセ ンサーにより検出され、ロボット１４が予め設定されたパターンで本体２を水研 開始位置に移動する。 そして、エアモータ２０にロボット１４より回転信号が出力されるとともに、 エアバルブ１０の開放信号が出力される。この結果圧縮エアが供給され、タービ ンが回転され、回転軸２４に連結されたノズル部材２６が回転する。

【００１５】 また、ロボット１４からの信号により高圧ポンプ４のバルブが開放され、高圧 水ホース８を介して回転するノズル部材２６の流路２８、２８Ａに超高圧の高圧 水が供給される。この高圧水は、ノズル部材２６から噴出される際には、９００ ｋｇ／ｃｍ² 〜１０００ｋｇ／ｃｍ² の水圧である。また、高圧水はロボット１ ４により塗装皮膜と常に一定の距離が保たれて噴射される（図１、図７参照）。 図６に示すように、この高圧水による衝撃は塗装皮膜を食刻し、サンドペーパ ーやブラシによる水研と同様の効果を上げることができる。

【００１６】 なお、図６において、４０Ａは車体のボディ鋼板よりなる被塗装部材、４０Ｂ は塗料の下塗り層、４０は塗料の中塗り層である。図６（ａ）は、中塗り層４０ を形成した状態を示し、図６（ｂ）は本例の水研機１にて水研（研磨）処理後の 中塗り層４０を示す。図６（ｂ）にて明らかなように、本例の水研機１による水 研処理によれば中塗り層４０に良好な研磨処理を施すことができ、上塗り層（図 示せず）の付着性を良好になし得る。

【００１７】 また図５及び図７に示すように、ノズル部材２６が回転し、各噴出孔３４が円 周運動をしつつ水が噴射されるため、全体として、広い面積を均一に高圧水によ り食刻可能となっている。 したがって、流路２８Ａと噴出孔３４の数を増やせば、単位時間あたりの研磨 能力をより向上させることができる。

【００１８】 さらに、この高圧水によれば、図７に示すように、噴射される水は曲面やレリ ーフ凹部等の塗装面４０の多少の凹凸があっても、一律にその表面に噴射され、 その衝撃力により食刻する。したがって、従来のように、レリーフ凹部底面の研 磨不能や、曲面凸状部周辺のみが研磨されるという事態が発生せず、高圧水が当 たる部分は均一に食刻される。 したがって、一度水が噴射された部位においては、再度部分的に研磨しなおす 必要がなく、水研工程の効率をアップさせることができる。

【００１９】 さらに、直接塗装面４０に接触する従来の研磨ブラシや研磨ペーパーと違って 水研機１には磨耗ということがないため、研磨能力は、移動速度や噴射距離、水 圧、回転数等の条件さえ一定であれば常に一定の研磨量が得られ、従来のように 磨耗の程度を考慮する必要もない。 したがって、研磨に関する高度な熟練を要する技術がなくても、容易に均一な 研磨が可能となるとともに、本例のようにロボット１４のみによって研磨工程を 完全に遂行させることができるようになる。 また、適当な噴出孔形状を有するノズルチップ３０に交換することにより、同 一のノズル部材２６によって異種の研磨工程に使用することもできるようになっ ている。 なお、本例においてはノズル部材２６の回転数は、予めレギュレータで設定さ れ、超高圧水の水圧は、超高圧ポンプ４の圧力調整弁にて設定されている。 また、ロボット１４のトレース時の塗装面との距離及び移動速度は、ティーチ ング時にトライを実施して設定されている。

【００２０】 このようにして塗装面４０全体に超高圧水を噴射しつつ、ロボット１４が移動 して塗装面４０全体をトレースすることにより塗装皮膜の全体が均一に食刻され 、ブツが除去され微視的レベルでの細かい凹凸が形成され、最終塗装の皮膜の付 きを良好にすることができる。 なお本例においては、噴射される水が食刻によって飛散する切削粉も同時に洗 い流される。 したがって、ロボット１４を使用して研磨工程フロアに作業者の立ち入りが不 要となることにより、工程で飛散する切削粉による作業者の労働衛生上の問題も 解決することができる。

【００２１】

【考案の効果】

以上詳述したように本考案によれば、回転するノズル部材から高圧水を放射状 に噴射することができるので、塗装面の凹凸にかかわらず高圧水が噴射面積全体 を均一に研磨することができ、また、ノズル部材が直接塗装皮膜に接触するもの でものないため、磨耗による研磨能力の変動を考慮することなく、一定条件下で 、常に一定の研磨量を得ることができる。 このため、塗装皮膜の研磨工程の無駄を省くことができ、研磨条件の設定が容 易になることから、ロボット等の使用による研磨工程の省人化を図ることができ る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の水研機を主体とした装置図で
ある。

【図２】本発明の実施例の水研機に係わる装置全体の概
略図である。

【図３】本実施例の水研機におけるノズル部材の拡大図
である。

【図４】図３のノズル部材の先端側の断面構造を示す図
である。

【図５】本実施例のノズル部材による高圧水の噴射状態
を示す図である。

【図６】高圧水による塗装皮膜の研磨状態を示す図であ
る。

【図７】塗装面の凹凸部に対するノズル部材による研磨
状態を示すである。

【図８】従来の水研機による塗装面の研磨状態を示す図
である。

【符号の説明】

１…水研機 ８…高圧水ホース ２０…エアモータ ２６…ノズル部材 ２８、２８Ａ…流路 ３４…噴出孔

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】圧送供給される高圧水をノズル部材の先端
   部の噴出孔より噴射して塗装皮膜を水研する水研機であ
   って、 前記ノズル部材は高圧水の複数の噴出孔をノズル部材の
   回転中心より離れた偏心位置に有しかつ本体の回転軸駆
   動手段により回転可能に形成され、かつ高圧水をノズル
   部材の回転中心の回転軸部を経て前記各噴出孔に導く流
   路を有し、かつ前記各噴出孔は高圧水を放射状に噴射可
   能な細径に形成され、前記ノズル部材の回転状態におい
   て前記各噴出孔より高圧水を噴射することを特徴とした
   高圧水噴射式の水研機。