JPH07275744A - 吹付け塗装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的とするところは、閉ざされた筐体
で一部に小さい開孔部しかないような狭隘部のあらゆる
面を塗装可能であり、ロボット化による自動化を可能す
る吹付け塗装装置を提供することにある。 【構成】塗料を霧状に噴射するスプレーガンの先端に延
長管を取付け、その先端には先端が湾曲面状に閉塞され
ると共に、当該湾曲面部分には斜め側方に、かつ、管軸
方向に伸びるスリット溝６ａを形成すると共に、スリッ
ト溝は中間部に内外を連通する開孔部を形成し、この開
孔部を噴出口６ｂとする筒状の空気キャップ６を取り付
ける構造とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、塗料を一定の広がり角
度（吹付パターン）をもって低圧の空気で微粒化し、２
面以上で囲われた狭隘部に進入させてあらゆる面に塗装
することができるようにした吹付け塗装装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】塗料と低圧空気とをスプレーガンに供給
し、スプレーガンの先端ノズルより、塗料を低圧の空気
で霧状に噴出させ、塗装対象物に吹き付けることによ
り、塗装するようにした吹付け塗装装置がある。このよ
うな噴霧式の吹付け塗装装置は刷毛で塗料を塗る場合の
ように、刷毛の後が付かず、綺麗な仕上がりが得られる
ことから、製品の塗装等に広く使用されている。

【０００３】ところで塗装しようとする面が露出してい
る場合は問題ないが、全ての面が閉塞されて、その一部
に小さな開孔部しかないような筐体の内部塗装は大変厄
介である。

【０００４】それは狭い開孔部からではスプレーガンの
塗料噴霧方向を思うように調整できず、吹き付け範囲が
制限されてしまうからである。一般に、噴霧式の塗装装
置は図７（ａ）に示すように、コンプレッサなどの空気
源とスプレーガンＧとをエアーホースにより接続し、ス
プレーガンＧの上部に設けた塗料タンクＴ内に液体塗料
を詰めてスプレーガンＧの引き金を引くことにより、エ
アーホースからの空気がスプレーガンＧの先端ノズル
（銃口）より噴出し、その際、塗料タンクＴ内に液体塗
料を引き込んでノズルの作用により霧状にして噴射する
と云った構成である。そして、先端ノズルは噴出方向が
正面であることから、塗装対象物が図のように箱状でそ
の一部に小さな開孔部Ｈしかないような筐体Ｐの内部塗
装をするにあたっては、スプレーガンＧが開孔部Ｈに入
らないので、開孔部Ｈから先端ノズルが覗ける範囲内が
塗装可能範囲となる。つまり、開孔部Ｈの正面にあたる
部分のみしか筐体Ｐの内部を塗装することができない。

【０００５】そこで、スプレーガンＧの銃口に着脱自在
の空気キャップＣを付けて塗料の噴霧方向を変えること
ができるようにする方式が考案されている。これは図８
（ａ）〜（ｄ）に示すようなものであって、（ａ）は細
長い筒の先端を閉塞し、円周に沿ってスリットを設けて
筒先より放射方向に塗料を噴霧させるようにしたもので
あり、（ｂ）は細長い筒の先端をドーム状に閉塞し、先
端に斜め方向に開孔する小孔を設けて空気キャップ先端
より斜め前方に塗料を噴霧させるようにしたものであ
り、（ｃ）は細長い筒の先端をドーム状に閉塞し、先端
側の側周面に斜め方向に開孔するスリットを設けて空気
キャップＣ先端より放射方向の一方向に塗料を噴霧させ
るようにしたものであり、（ｄ）は細長い筒の先端を閉
塞し、先端側の側周面に斜め後方に向けて開孔する小孔
を設けて空気キャップＣ先端より斜め後方に塗料を噴霧
させるようにしたものである。

【０００６】これらの図において、Ｐｓは空気キャップ
より噴霧される塗料を示し、Ｐａは塗装域を示してい
る。このような空気キャップＣをスプレーガンＧの銃口
先端に装着し、図７（ｂ）に示すように空気キャップＣ
の先端を開孔部Ｈより筐体Ｐ内に挿入して内面を塗装す
る。空気キャップＣは細長いパイプ状であり、塗料の噴
霧方向は図８に示すように空気キャップの選択により種
々のものが利用できるから、使い分けることによって筐
体内面をくまなく塗装することができるようになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな塗料のスプレー方向（噴霧方向）を変える従来の空
気キャップの場合、つぎのような問題が生じる。それ
は、ある空気キャップを使用して塗装していて塗装ので
きない領域ができた場合に別の空気キャップを使用して
塗装を試みるが、それでも塗装できない領域が発生した
場合にまた別の空気キャップと取り替えて塗装を試みな
ければならないと云う手間である。

【０００８】つまり従来の空気キャップの場合、種類毎
に塗装可能方向が決まっており、専用のものとなってい
る。例えば、図８の（ｃ）の空気キャップＣを使用する
と放射方向専用であるから、図９（ａ）に示すように塗
料をスプレーできるのは筐体Ｐの内側壁のみであり、開
孔部Ｈの対向面と開孔部Ｈ側の内面はスプレー不可能で
ある。そこでつぎに図８の（ｄ）の空気キャップＣを使
用するとこれは空気キャップＣの先端側より斜め後方に
塗料をスプレーする用途のものであるから、空気キャッ
プＣを開孔部Ｈ側の内面はスプレーできるが、図９
（ｂ）に示すように開孔部Ｈに対向する面は塗装不可能
であり、未塗装面として取り残されてしまう。

【０００９】このように、従来の空気キャップＣは用途
が専用であり、一つの空気キャップでは塗装不可能な所
が発生し、空気キャップの取り替えにより塗装する必要
性があった。また、空気キャップの使い分けばかりでな
く、スプレー方向が決まっているので塗装にあたっては
スプレーガンの動かし方にも苦労を要していた。

【００１０】従ってこのような従来方式は、どうしても
手作業に頼らざるを得ず、手間が掛かって作業の合理化
を図ることができない。特に近年では、作業者を十分確
保できないことが多く、手作業に頼らざるを得ない従来
方式ではロボット化による自動化への道も閉ざされてし
まう。従ってこのような欠点を打開できる新技術の開発
が嘱望されている。

【００１１】そこで本発明の目的とするところは、閉ざ
された筐体で一部に小さい開孔部しかないような狭隘部
のあらゆる面を塗装可能であり、ロボット化による自動
化を可能する吹付け塗装装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明はつぎのように構成する。すなわち、塗料を
霧状に噴射するスプレーガンの先端に直接、もしくは延
長管を介して、筒状の空気キャップを取付けると共に、
空気キャップはその先端が湾曲面状に閉塞され、当該湾
曲面部分には斜め側方に、かつ、管軸方向に伸びるスリ
ット溝を形成すると共に、スリット溝は中間部に内外を
連通する開孔部を形成し、この開孔部を噴出口とする構
造とする。

【００１３】

【作用】このような構成において、本装置はスプレーガ
ンの先端に直接、空気キャップを装着するかもしくは延
長管を取付け、その先端に空気キャップを装着してあ
る。空気キャップは先端が湾曲面状で、先端湾曲面部分
には斜め側方に当該空気キャップの管軸方向に伸びるス
リット溝を形成すると共に、スリット溝は中間部に内外
を連通する開孔部を形成してある。そして、この開孔部
が霧状の塗料の噴出口となる。

【００１４】そして、空気キャップは延長管の先端に取
り付けられたことにより、もしくは長尺の空気キャップ
とすることにより、スプレーガンのノズルは実質的に延
長されたことになり、従って、当該延長されたノズル先
端を、狭隘部分に深く進入させることができるようにな
る。しかも、スプレーガンを立てたり、寝かせたり、回
転させたり、進退移動させたりすることにより、延長さ
れたノズルである空気キャップの噴出口の向きを変えた
り、移動させたりすることができ、どのような場所、お
よびどのような方向へも塗料をスプレーすることができ
るようになる。そして、このような姿勢変更は工業用の
アームロボットの得意とする制御であり、ロボットによ
る塗装作業の自動化を可能にする。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。舗装値の特徴はスプレーガンの先端に延長管を介
して図２の構造の空気キャップを取り付ける構成とした
ことにある。空気キャップ内には互いに同圧に加圧され
た塗料と空気を供給し、空気キャップ内に噴射させて混
合霧化をする。該空気キャップ先端は半球状とし、その
球面にキャップの中心軸を通る平面に沿い、かつ、溝の
延長線が当該中心軸に対し交差するように形成された溝
と、その溝における内部に達する溝底によって細長の開
口を形成した狭隘部塗装用スプレーガンの空気キャップ
としてある。

【００１６】本発明の噴霧式の塗装装置は例えば、図１
に示すような構成である。すなわち、密封された円筒缶
状の塗料加圧タンク１内に液体の塗料を詰めてあり、こ
の塗料加圧タンク１にはその上部に図示しない低圧圧搾
空気供給源に繋がる加圧管１ａと塗料加圧タンク１内の
底部近傍に達する塗料導入管１ｂとが設けられている。

【００１７】加圧管１ａは低圧圧搾空気供給源に繋がる
元エアー導入管２ａに接続され、また元エアー導入管２
ａは加圧管１ａとの接続端部より霧化エアー導入管２ｂ
に接続される。霧化エアー導入管２ｂはフレキシブルな
チューブである。塗料導入管１ｂはフレキシブルなチュ
ーブである塗料導入管３に一端が接続され、これら霧化
エアー導入管２ｂおよび塗料導入管３の他端はそれぞれ
スプレーガン４に接続される。

【００１８】スプレーガン４は銃のような形態であり、
把持部（握り部分）４ａに霧化エアー導入管２ｂが、そ
して、銃身部４ｂ側に塗料導入管３が接続される。銃身
部４ｂには把持部４ａ近傍に位置させて引き金部４ｃが
設けてあり、この引き金部４ｃを引くことにより霧化エ
アー導入管２ｂからの低圧空気が銃口側に吹き出し、塗
料導入管３からの液体塗料を吸い込んで銃口側の噴射ノ
ズル部より霧状にして噴出させることができる。

【００１９】スプレーガン４の銃口先端にはスプレーガ
ン４のノズルを実質的に延長するための細長い延長管で
ある内部混合エクステンション５が接続されており、ス
プレーガン４の銃口より霧状に噴出された塗料を狭隘部
に導き易いようにしてある。

【００２０】そして、内部混合エクステンション５の先
端には本発明による空気キャップ６が取り付け可能にな
っている。本発明による空気キャップ６は図２に示すよ
うな構成となっている。すなわち、図２の（ａ）は空気
キャップ６の平面図であり、（ｂ）はそのＡ‐Ａ断面
図、（ｃ）は外観図である。空気キャップ６は一端が開
口され、他端が半球面状に閉塞されたパイプ状のもの
で、閉塞端側には球面の中心点Ｏより４５°の方向に伸
びる１本の線を中心線Ｌ１にしてその中心線Ｌ１と直交
する方向に底部が通る１本のスリット溝６ａを形成して
ある。このスリット溝６ａは上記中心線Ｌ１位置近傍の
溝深さが空気キャップ６の厚みより大きくなるようにし
てあり、これによって当該中心線Ｌ１位置近傍ではスリ
ット溝６ａは空気キャップ６内に連通し、この部分より
離れるに従って溝が浅くなるようなスリット形状となっ
ている。

【００２１】このような形状の空気キャップ６をスプレ
ーガン４の銃口先端の内部混合エクステンション５に取
り付けることにより、スプレーガン４より霧状に噴射さ
れる塗料は内部混合エクステンション５を経て空気キャ
ップ６に至る（図３（ａ）参照）。空気キャップ６には
その先端側に上述のスリット溝６ａがあり、その中心部
近傍が空気キャップ６の内部に連通する小さな方形の噴
出口６ｂとなっているので、霧状の塗料はこの小さな噴
出口６ｂより外部に噴射されることになる。

【００２２】内部混合エクステンション５内ではスプレ
ーガン４により既に塗料は霧状になっており（第１次噴
霧化塗料Ｍ１）、これは空気キャップ６を経てその先端
側のスリット溝６ａに開口する小さな方形の噴出口６ｂ
より勢い良く噴射されることでさらに細かい霧状になり
（第２次噴霧化塗料Ｍ２）、扇型に広がって噴射される
ことになる（図３（ｂ）参照）。

【００２３】この第２次噴霧化塗料の噴霧領域は空気キ
ャップ６の先端半球面部分の中心点Ｏより４５°の方向
であり、図４（ａ）に示すように、塗装対象物が全面を
閉塞され、その一部に小さい開口部Ｈが開けられている
ような筐体Ｐであった場合でも内部混合エクステンショ
ン５を立てて開口部Ｈに挿入すれば筐体Ｐの水平方向の
壁面内部を塗装でき、内部混合エクステンション５を立
てて筐体Ｐの周面を移動させれば図４（ｂ）に示すよう
に、筐体Ｐの周面側壁を塗装できる。

【００２４】また、図５に示すように開口部Ｈに挿入し
た内部混合エクステンション５を寝かせて空気キャップ
６の噴出口６ｂを上に向ければ天井面を、そして、寝か
せて噴出口６ｂを下に向ければ底面が塗装範囲となる。
従って、図５の（ａ）に示すように開口部Ｈに挿入した
内部混合エクステンション５を矢印Ａ，Ｂのように軸回
りに回動させたり、軸方向に進退移動させることで、Ａ
´，Ｂ´のように天井塗装を容易に行うことができ、ま
た、図５の（ｂ）に示すように開口部Ｈに挿入した内部
混合エクステンション５を寝かせて空気キャップ６の噴
出口６ｂを下に向け、図５の（ｂ）に示すように挿入し
た内部混合エクステンション５を矢印Ｃ，Ｄのように軸
回りに回動させたり、軸方向に進退移動させることで、
Ｃ´，Ｄ´のように底面塗装を容易に行うことができる
ようになる。

【００２５】勿論、内部混合エクステンション５を寝か
せて空気キャップ６の噴出口６ｂを下に向け、塗装対象
物である筐体Ｐの周囲を移動させたり、首振り操作すれ
ば上面塗装ができ、噴出口６ｂを上に向け、同様の操作
をすれば外部の底面塗装ができる。

【００２６】このように、スプレーガンの先端に延長管
を取付け、その先端に先端が半球面状で、先端半球面部
分の側面４５度の角度に開孔する小さい噴出口を設けて
構成した空気キャップを取り付ける構造としたから、狭
隘部分に空気キャップを進入させることができるように
なり、しかも、空気キャップの噴出口の向きを変えた
り、延長管の傾斜度を変えたり移動させたりするだけ
で、どのような場所、およびどのような方向へも塗料を
スプレーすることができるようになる。

【００２７】そして、このような姿勢変更は工業用のア
ームロボットの得意とする制御であり、ロボットによる
塗装作業の自動化を可能にする。つぎに本発明の空気キ
ャップ６を利用して図４，図５のような姿勢による塗装
作業を図６のようにアームロボットＲにて実施する例を
説明する。

【００２８】図６の塗装は塗装対象物が、ボックス状で
あり、その一つの面に小さい穴Ｈがある形状物で、その
穴Ｈより空気キャップ６を進入させ内面全体を塗装する
方法である。

【００２９】使用するアームロボットＲはアームの先端
に延長管および空気キャップを装着した本発明のスプレ
ーガン４が把持される。但し、スプレーガン４の引き金
部による噴射操作は電磁弁機構に置き換える等して、自
動制御し易い構造にする。

【００３０】スプレーガン４を把持するアームロボット
Ｒのアームは、回転、首振り、上下方向関節、左右方向
関節等を持つロボットである。図４（ａ）に示すよう
に、塗装対象物である筐体Ｐの内側４面（Ａ面，Ｂ面，
Ｃ面，Ｄ面）とノズル（空気キャップ６の吐出口である
噴出口６ｂ）との距離により、スプレーガン４の回転ス
ピードを変えながら上から下へ、また、下から上へと段
階的に塗る。

【００３１】図４（ａ）の塗装は、ボックスの一面に穴
がある形状物で、その穴より空気キャップ６を進入させ
内面全体を塗装する方法である。図５は塗装対象物であ
る筐体Ｐの内面の下面（底）および上面（天井面）を塗
るケースである。

【００３２】下面を塗装するには開口部Ｈより２方向か
らノズルを進入させ、回転範囲（塗装可能範囲）、塗着
率を考慮しスプレーガン４の動きを変えながら塗装す
る。Ａの状態ではＡ’範囲を塗り、Ｂの状態ではＢ’範
囲を塗ることができる。

【００３３】穴の周囲は空気キャップと塗面との距離が
近くなるので回転を早くして４方より進入させ、図のよ
うに塗ると良い。図４（ｂ）は同空気キャップによる外
面の塗装方法である。空気キャップ６の塗料の吐出は角
度が付けてあるが、塗面に直角に姿勢を維持すれば一般
スプレーガンの使用方法と変わりはない。

【００３４】このような塗装操作を行うべく、多軸の自
由度を持つアームロボットを使用して塗装を実施すれ
ば、ロボットはテーチング（教示操作）により難しい一
連の動きを一度インプットすれば同じ動作を繰り返すの
で、狭隘部に塗装の必要な量産品の塗装工程に適する。
そして、このような自動化により、省力化と塗装工程の
時間短縮並びに、塗装品質の安定化に繋がり、しかも、
コストダウンが図れる。

【００３５】本発明による空気キャップはあらゆる方向
に塗料をスプレーすることが可能であるが、噴出口の形
状や大きさは塗装対象物に合せ適宜なものを利用する。
そして、空気キャップの噴出口の形状、寸法は、塗料の
噴射量に関係するので、噴出口を調整できるようにすれ
ば塗装作業に最適な噴射量にすることができる。例え
ば、スリット幅を大きくすれば多量に噴射できるように
なり、スリット幅を小さくすれば噴射量は少量に調整で
きる。ここに、上記実施例の場合、スリット幅は、０．
５〜１．０ｍｍを採用している。

【００３６】また、吹付パターン（スプレー域）の調整
は、スリット長さを大きくすればパターン大（スプレー
域、大）に、スリット長さを小さくすればパターンが小
（スプレー域、小）に調整できる。さらにまた、空気キ
ャップの噴出口形成部分は上記実施例の場合、半球面と
したが、４分の１球面としたり、球面でなくとも丸みを
持たせる形状にするなど、湾曲面とするようにすれば良
い。

【００３７】また、塗料の噴射角度も塗装対象物の形状
やサイズにより変えるようにしても良い。さらにまた、
上記実施例ではスプレーガンに延長管としての内部混合
エクステンションを介在させてその先端に空気キャップ
を取り付けるようにしたが、必ずしも内部混合エクステ
ンションを介在させる必要はなく、空気キャップのみで
も実施可能である。そして、短い空気キャップのみでは
十分なノズル長を確保できない場合には、空気キャップ
自身の長さを長尺のものとすれば内部混合エクステンシ
ョンの機能を代用できる。その他、要旨を変更しない範
囲内で適宜変形して実施可能である。

【００３８】

【発明の効果】以上、詳述したように本発明によれば、
１つの空気キャップにより全ての面の塗装に対処するこ
とが可能となり、従来のように１つの空気キャップでは
塗れない所、流れ、カスレ等の不具合が発生すると云っ
たことが解消されるばかりでなく、ロボットを使用した
塗装の自動化を可能にするなど、袋状の狭隘部塗装を効
率的に行うことが出来て塗装工程のコストダウンを図る
ことが出来る吹付け塗装装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を説明するための図であって、
本発明のシステム構成例を説明する全体図。

【図２】本発明の実施例を説明するための図であって、
本発明による空気キャップの構成を説明するための図。

【図３】本発明の実施例を説明するための図であって、
本発明の空気キャップによる噴射形態を説明する図。

【図４】本発明の実施例を説明するための図であって、
本発明の空気キャップを装着したスプレーガンによる塗
装の様子を説明するための図。

【図５】本発明の実施例を説明するための図であって、
本発明の空気キャップを装着したスプレーガンによる塗
装の様子を説明するための図。

【図６】本発明の実施例を説明するための図であって、
本発明装置をロボットによる自動化システムに適用した
場合の例を示す図。

【図７】従来例を説明するための図であって、従来の塗
装方法を説明する図。

【図８】従来例を説明するための図であって、従来の空
気キャップの構成を説明するための図。

【図９】従来例を説明するための図であって、従来の塗
装方法を説明する図。

【符号の説明】

１…塗料加圧タンク １ａ…加圧管 １ｂ…塗料導入管 ２ａ…元エアー導入管 ２ｂ…霧化エアー導入管 ３…塗料導入管 ４…スプレーガン ５…内部混合エクステンション ６…空気キャップ ６ａ…スリット溝 ６ｂ…噴出口 Ｐ…筐体（塗装対象物）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 健三 愛知県名古屋市港区大江町10番地 三菱重 工業株式会社名古屋航空宇宙システム製作 所内 (72)発明者 木村 貞治 神奈川県横浜市港北区新吉田町3176番地 岩田塗装機工業株式会社横浜工場内 (72)発明者 剣持 雄治 神奈川県横浜市港北区新吉田町3176番地 岩田塗装機工業株式会社横浜工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塗料を霧状に噴射するスプレーガンの先
   端に筒状の空気キャップを取付けると共に、空気キャッ
   プはその先端が湾曲面状に閉塞され、当該湾曲面部分に
   は斜め側方に、かつ、管軸方向に伸びるスリット溝を形
   成すると共に、スリット溝は中間部に内外を連通する開
   孔部を形成し、この開孔部を噴出口とする構造とするこ
   とを特徴とする吹付け塗装装置。
2. 【請求項２】 空気キャップは長尺とすることを特徴と
   する請求項１記載の吹付け塗装装置。
3. 【請求項３】 塗料を霧状に噴射するスプレーガンの先
   端に延長管を取付け、その先端には筒状の空気キャップ
   を取り付けると共に、この空気キャップはその先端が湾
   曲面状に閉塞され、当該湾曲面部分には斜め側方に、か
   つ、管軸方向に伸びるスリット溝を形成すると共に、ス
   リット溝は中間部に内外を連通する開孔部を形成し、こ
   の開孔部を噴出口とする構造とすることを特徴とする吹
   付け塗装装置。