JPH07265747A

JPH07265747A - 塗装装置

Info

Publication number: JPH07265747A
Application number: JP6065327A
Authority: JP
Inventors: Masashi Murate; 政志村手; Kimio Toda; 紀三夫戸田; Isamu Yamazaki; 山崎　　勇; Ichio Tomita; 易智雄富田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1994-04-01
Filing date: 1994-04-01
Publication date: 1995-10-17

Abstract

(57)【要約】【目的】色替時における塗料および洗浄剤の損失を低
減し、かつ塗料ホースの絶縁破壊を防止する。【構成】塗装ロボット１０の中空状の手首１２の内側
に、霧化頭３８に高電圧を印加する高電圧発生器５０を
絶縁材２０を介して取付け、高電圧発生器５０と接続さ
れる電源ケーブル５２を塗装ロボット１０の手首１２お
よびアーム１４の内側に配置し、色の異なる塗料を霧化
頭３８に供給する複数の塗料ホース６２、６４と霧化頭
３８に洗浄剤を供給する洗浄ホース６６とを絶縁カバー
７０で被覆し、絶縁カバー７０で被覆された塗料ホース
６２、６４および洗浄ホース６６を塗装ロボット１０の
手首１２およびアーム１４の外側に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、塗装ロボットに回転霧
化静電塗装装置を取付けた塗装装置の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両の塗装ラインでは、車体の仕様塗装
色に応じて塗料の色を自動的に切替えることが行われて
いる。車両の塗装ラインにおいては、塗料の車体への塗
着効率を高めるため回転霧化静電塗装装置を用いた塗装
作業が行われており、この回転霧化静電塗装装置にも色
替え機能が備えられている。

【０００３】回転霧化静電塗装装置では、中空回転軸の
先端に取付けられた霧化頭に塗料を供給し、霧化頭の高
速回転による遠心力で塗料を微粒化するとともに、塗装
装置と被塗装物との間の静電界による吸引力によって塗
料微粒子を被塗装物に塗着させている。中空回転軸の中
空部には、１本の固定式の塗料ノズルが配置されてい
る。塗料ノズルの一方は霧化頭に向って延びており、塗
料ノズルの先端から霧化頭の内壁部に塗料が供給される
ようになっている。塗料の色替時には、霧化頭に洗浄用
シンナが供給され、霧化頭の洗浄が行われる。中空回転
軸の中空部に配置された１本の塗料ノズルから霧化頭に
塗料を供給する回転霧化静電塗装装置は、たとえば実開
平２−１３３４４７号公報に開示されている。

【０００４】被塗装物の自動塗装においては、回転霧化
静電塗装装置は塗装ロボットの手首に取付けられてお
り、回転霧化静電塗装装置は塗装ロボットにより予め教
示された位置に沿って移動する。回転霧化静電塗装装置
は、霧化頭に塗料を供給する塗料ホース、色替時に霧化
頭に洗浄剤を供給する洗浄ホース、霧化頭に高電圧を印
加する高電圧発生器用の電源ケーブル等を有しており、
これらのホースや電源ケーブルは、中空タイプの塗装ロ
ボットの手首およびアームの内側に配置される場合があ
る。これにより、ホースや電源ケーブルの取り回しが改
善され、保守性も向上する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の実開平
２−１３３４４７号公報の装置のように、中空回転軸の
中を通る１本の塗料ノズルを経由して霧化頭に塗料を供
給する構造の場合は、色替え経路が長くなり、色替時に
おける塗料および洗浄剤のロスが多くなるという問題が
ある。

【０００６】また、塗料ホースや電源ケーブルの取り回
しを改善するために、塗料ホースと電源ケーブルとを中
空タイプの塗装ロボットの手首およびアームの内側に一
緒に配置すると、手首の内壁またはアームの内壁と接触
している塗料ホースが絶縁破壊によって破れ、塗料が塗
装ロボットの手首内およびアーム内に漏れ出るおそれが
ある。これは、つぎのように説明できる。霧化頭には、
飛散する塗料に静電気を帯電させる高電圧が印加されて
いるが、とくにメタリック塗料のように塗料にアルミ顔
料が混在している場合は、霧化頭側の高電圧が供給塗料
を介して塗料ホース側までリークする。そのため、塗料
ホース内の塗料とアース電位となる塗装ロボットの中空
状の手首の内壁またはアームの内壁との間に大きな電位
差が生じ、塗料ホースが絶縁破壊するおそれがある。

【０００７】本発明の目的は、色替時における塗料およ
び洗浄剤の損失を低減することができ、かつ塗料ホース
の絶縁破壊を防止することが可能な塗装装置を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の塗装装置は、塗装ロボットの中空状の手首の内側に、
霧化頭に高電圧を印加する高電圧発生器を絶縁材を介し
て取付け、該高電圧発生器と接続される電源ケーブルを
前記塗装ロボットの手首およびアームの内側に配置し、
色の異なる塗料を前記霧化頭に供給する複数の塗料ホー
スと霧化頭に洗浄剤を供給する洗浄ホースとを絶縁カバ
ーで被覆し、該絶縁カバーで被覆された塗料ホースおよ
び洗浄ホースを前記塗装ロボットの手首およびアームの
外側に配置したものから成る。

【０００９】

【作用】本発明に係る塗装装置においては、色の異なる
塗料を霧化頭に供給する複数の塗料ホースと、霧化頭に
洗浄剤を供給する洗浄ホースとを有しているので、色替
時には塗料ホース内に残存している塗料を押し出して洗
浄する必要がなくなり、塗料および洗浄剤の損失を低減
することが可能となる。高電圧発生器と接続される電源
ケーブルは、塗装ロボットの中空状の手首およびアーム
の内側に配置され、絶縁カバーによって被覆された塗料
ホースおよび洗浄ホースは塗装ロボットの外側に配置さ
れるので、電源ケーブルと塗料ホースは分離して配置さ
れることになる。ここで、塗料ホース内の塗料を介して
霧化頭側の高電圧が塗料ホース側にリークしても、塗料
ホースは塗装ロボットの中空状の手首の内壁やアームの
内壁と接触していないので、大きな電位差が生じること
はなく、塗料ホースの絶縁破壊は解消される。また、高
電圧が印加される霧化頭に塗料や洗浄剤を供給する各ホ
ースは、絶縁カバーによって被覆されているので、塗料
ホースが直接塗装ロボットの手首やアームに接触するこ
とはなくなり、塗料ホースの絶縁破壊は確実に防止され
る。

【００１０】

【実施例】図１は、本発明の一実施例を示している。図
１において、２は塗装装置を示している。塗装装置２
は、大別すると塗装ロボット１０と回転霧化静電塗装装
置３０から構成されている。塗装ロボット１０は、各ホ
ース等の取り回しを考慮した中空タイプのロボットから
構成されている。塗装ロボット１０は、先端に中空状の
手首１２を有している。手首１２は、中空状のアーム１
４に変位可能に連結されている。

【００１１】塗装ロボット１０の手首１２の内側には、
中空状の回動軸１５が配置されている。回動軸１５は、
ベアリング１６を介して手首１２に回動可能に支持され
ている。手首１２の回動軸１５には、中空状の手首フラ
ンジ部１８が取付けられている。手首フランジ部１８
は、ポリエチレンテレフタレート樹脂のような絶縁性の
高い絶縁材から構成されている。手首フランジ部１８の
内側には、回転霧化静電塗装装置３０の高電圧発生器５
０が配置されている。高電圧発生器５０は、絶縁材２０
を介して手首フランジ部１８に保持されている。

【００１２】絶縁材２０は、たとえば手首フランジ部１
８と同様に絶縁性の高いポリエチレンテレフタレート樹
脂から構成されている。絶縁材２０には、高電圧発生器
５０を保持する保持穴２２と、圧縮エア通路２４、２６
が形成されている。絶縁材２０の軸方向の端面には、凹
凸状の嵌合部２８が形成されている。絶縁材２０の端面
には、回転霧化静電塗装装置３０の樹脂ケース３２が取
付けられている。樹脂ケース３２は、絶縁材料から構成
されている。樹脂ケース３２には、絶縁材２０の嵌合部
２８に嵌合される凹凸状の嵌合部３４が形成されてい
る。嵌合部２８と嵌合部３４は、インロー構造となって
いる。嵌合部２８、３４を凹凸形状としているのは、嵌
合面の長さを長く確保し、絶縁性を高めるためである。

【００１３】樹脂ケース３２内には、エアモータ３６が
収納されている。エアモータ３６には、塗料を飛散させ
る霧化頭３８が取付けられている。樹脂ケース３２の端
部には、霧化頭３８から飛散した塗料に向けて圧縮エア
を噴射するエアノズル４０が設けられている。エアノズ
ル４０には、多数のエア噴出用小孔４１が形成されてい
る。樹脂ケース３２には、絶縁材２０側から延びる圧縮
エア通路２４、２６、２７が形成されている。絶縁材２
０側の圧縮エア通路２４、２６、２７の上流端には、エ
アホース４２、４４、４５が接続されている。一方のエ
アホース４２は、エアモータ３６を回転駆動させる圧縮
エアを供給するものであり、他方のエアホース４４は、
塗装パターンを制御するエアノズル４０に圧縮エアを供
給するものである。また、エアホース４５は、エアモー
タ３６の回転支持ベアリングとしてのエアベアリング
（図示略）に圧縮エアを供給するものである。

【００１４】エアモータ３６には、高電圧発生器５０が
接続されている。高電圧発生器５０には、電源ケーブル
５２が接続されている。高電圧発生器５０は、１０〜９
０ＫＶ程度の高電圧を発生させる機能を有している。高
電圧発生器５０によって生じた高電圧は、本実施例では
エアモータ３６を介して霧化頭３８に印加されている。
絶縁材２０側の圧縮エア通路２４、２６に接続されたエ
アホース４２と、高電圧発生器５０に接続された電源ケ
ーブル５２は、中空状の手首１２の内側およびアーム１
４の内側に配置されている。

【００１５】エアモータ３６の中空回転軸３７内には、
複数の塗料ノズル５６、５８が配置されている。塗料ノ
ズル５６、５８の上流側は、樹脂ケース３２側に固定さ
れている。塗料ノズル５６、５８の下流端は、霧化頭３
８内に配置されている。中空回転軸３７内には、洗浄ノ
ズル６０が配置されている。洗浄ノズル６０の上流側
は、樹脂ケース３２側に固定されている。洗浄ノズル６
０の下流端は、霧化頭３８内に配置されている。

【００１６】塗料ノズル５６、５８の上流端は、塗料ホ
ース６２、６４と接続されている。洗浄ノズル６０の上
流端は、洗浄ホース６６と接続されている。塗料ホース
６２、６４と洗浄ホース６６の下流側は、樹脂ケース３
２内に挿入されている。塗料ホース６２、６４と洗浄ホ
ース６６は、塗装ロボット１０の手首１２およびアーム
１４の外側に配置されており、手首１２およびアーム１
４の外周面から適度な距離だけ離れて配置されている。
塗料ホース６２、６４と洗浄ホース６６は、一つに束ね
られている。

【００１７】塗料ホース６２、６４の上流端は、各塗料
供給源（図示略）にそれぞれ接続されている。洗浄ホー
ス６６の上流端は、洗浄剤供給源（図示略）に接続され
ている。塗料ホース６２、６４の途中には、色替え用の
切替バルブ（図示略）か設けられている。洗浄ホース６
６の途中には、洗浄用バルブ（図示略）が設けられてい
る。

【００１８】塗料ホース６２、６４と洗浄ホース６６
は、柔軟のある絶縁カバー７０によって被覆されてい
る。絶縁カバー７０の一方は、樹脂ケース３２に固定さ
れている。絶縁カバー７０は、樹脂ケース３２の端部か
ら各ホース６２、６４、６６の下流側に一定距離だけ延
びている。各ホース６２、６４、６６の外周面および絶
縁カバー７０は、金属継手８０を介してアースされてい
る。

【００１９】つぎに、上記の塗装装置における作用につ
いて説明する。塗装ラインでは、被塗装物である車両ボ
デーがコンベアによって搬送される。車両ボデーが所定
の位置に到達すると、塗装ロボット１０に取付けられた
回転霧化静電塗装装置３０による塗装作業が開始され
る。この場合、車両ボデーの仕様に基づいた塗装色が選
択され、これに対応する切替バルブのみが開弁される。
この状態では、洗浄用バルブは閉弁したままとなってい
る。

【００２０】切替バルブが開弁すると、塗料供給源から
塗料が塗料ホース６２を介して塗料ノズルに圧送され、
塗料ノズル５６の先端から霧化頭３８の内壁面側に塗料
が供給される。霧化頭３８はエアモータ３６により高速
回転しているので、霧化頭３８の内壁面に付着した塗料
は遠心力によって霧化頭３８の外周端から粒子となって
飛散する。霧化頭３８から飛散する塗料は、高電圧発生
器５０からの高電圧によって負に帯電され、エアノズル
４０から噴出されるエアにより被塗装物側に吹き飛ばさ
れる。したがって、霧化頭３８から放出された塗料は、
静電力による吸引とエアノズル４０からのエアによる押
し出し効果によって被塗装物に効率よく塗着される。

【００２１】塗装作業が終了すると、切替バルブが閉弁
し、その後、洗浄用バルブが開弁する。これにより、洗
浄剤は洗浄剤ホース６６を介して洗浄ノズル６０に供給
され、霧化頭３８の内周面は洗浄剤によって洗浄され
る。複数の塗料ノズル５６、５８を設けたことにより、
塗料の色替時においては、霧化頭３８に向けてのみ洗浄
剤を噴出すればよいことになり、各塗料ノズル５６、５
８内に洗浄剤を通過させる必要はなくなる。また、複数
の塗料ノズル５６、５８を設けたことにより、色替のた
めに塗料ノズル内の塗料を押し出して排出させる必要も
なくなる。したがって、色替え時における塗料および洗
浄剤の損失を低減することが可能となる。

【００２２】塗料がアルミ顔料を有するメタリック塗料
の場合は、霧化頭３８に印加される高電圧が供給塗料を
介して塗料ホース６２、６４側にリークし、塗料ホース
６２、６４内の塗料と塗装ロボット１０の手首１２やア
ーム１４との電位差が大となる。しかし、塗料ホース６
２、６４は、手首１２およびアーム１４の外周面から離
れているので、塗料ホース６２、６４には高電圧は直接
印加されず、塗料ホース６２、６４が絶縁破壊によって
破れることはなくなる。また、塗料ホース６２、６４お
よび洗浄ホース６６は、絶縁カバー７０によって被覆さ
れているので、塗料ホース６２、６４が直接手首１２や
アーム１４に接触することがなくなり、塗料ホース６
２、６４は、絶縁破壊から確実に保護される。また、各
ホース６２、６４、６６および絶縁カバー７０は、金属
継手８０を介してアースされているので、各ホース６
２、６４、６６および絶縁カバー７０に大量の静電気が
帯電することもなくなり、静電塗装の安全性が高められ
る。

【００２３】高電圧発生器５０を塗装ロボット１０の中
空状の手首１２の内側に配置しているので、霧化頭３８
を塗装ロボット１０の手首１２に近づけることができ
る。そのため、手首１２に作用するモーメントを小とす
ることができ、塗装ロボット１０の負荷を低減すること
が可能となる。したがって、塗装ロボット１０の耐久性
を高めることができるとともに、負荷が低減される分だ
け塗装ロボット１０の剛性を小にすることができ、塗装
ロボット１０自身のスリム化も可能となる。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、つぎの効果が得られ
る。（１）色の異なる塗料を霧化頭に供給する複数の塗料ホ
ースと、霧化頭に洗浄剤を供給する洗浄ホースとを設け
たので、色替時には塗料ホース内に残存している塗料を
霧化頭側に押し出して洗浄する必要がなくなり、色替時
における塗料および洗浄剤の損失を低減することができ
る。（２）高電圧発生器と接続される電源ケーブルは、塗装
ロボットの中空手首およびアームの内側に配置され、絶
縁カバーによって被覆された塗料ホースおよび洗浄ホー
スは塗装ロボットの外側に配置されるので、電源ケーブ
ルと塗料ホースは分離して配置されることになる。その
ため、メタリック塗料のようなアルミ顔料を有する塗料
を用いた場合は、塗料ホース内の塗料を介して霧化頭側
の高電圧が塗料ホース側にリークしても、塗料ホースは
塗装ロボットの中空状の手首の内壁やアームの内壁と接
触しないので、高電圧による塗料ホースの絶縁破壊を防
止することができる。また、高電圧が印加されている霧
化頭に塗料や洗浄剤を供給する各ホースは、絶縁カバー
によって被覆されているので、塗料ホースが直接塗装ロ
ボットの手首やアームに接触することはなくなり、塗料
ホースは絶縁破壊から確実に保護される。（３）高電圧発生器を塗装ロボットの中空状の手首の内
側に配置しているので、霧化頭を塗装ロボットの手首側
に近づけることができ、手首に作用するモーメントを小
にすることができる。したがって、塗装ロボットの負荷
を低減することができ、塗装ロボットの耐久性を高める
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る塗装装置の部分拡大断
面図である。

【符号の説明】

１０塗装ロボット１２手首１４アーム２０絶縁材３０回転霧化静電塗装装置３８霧化頭５０高電圧発生器５２電源ケーブル６２塗料ホース６４塗料ホース６６洗浄ホース７０絶縁カバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者富田易智雄愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】塗装ロボットの中空状の手首の内側に、
霧化頭に高電圧を印加する高電圧発生器を絶縁材を介し
て取付け、該高電圧発生器と接続される電源ケーブルを
前記塗装ロボットの手首およびアームの内側に配置し、
色の異なる塗料を前記霧化頭に供給する複数の塗料ホー
スと霧化頭に洗浄剤を供給する洗浄ホースとを絶縁カバ
ーで被覆し、該絶縁カバーで被覆された塗料ホースおよ
び洗浄ホースを前記塗装ロボットの手首およびアームの
外側に配置したことを特徴とする塗装装置。