JPS6039508B2 - 塗膜研摩機における研摩材押付装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、搬送ラインを流れてくるワーク、たとえば自
動車における車体の塗膜面に、積極回転する研摩材を押
付けてその研摩を行う塗膜研摩機に係り、詳しくはワー
クに対する研摩材の押圧力の均一化を図るための研摩材
押付装置に関するものである。

一般に自動車の塗膜の研摩作業では、車体が複雑な形状
を呈していることと、被研摩面としての塗膜が非常に薄
くかつ軟らかいことから、研摩材を複雑な曲面に追従さ
せ、かつ深い切傷や下地の研ぎ出し等を防ぐための局部
的過剰研摩を防止しなければならず。

そのために従来から多くは手作業に頼っていたが、生産
性の向上が希求される近時に至って、研摩部に水を供給
しながら研摩を行ういわゆる水研機と称される湿式のも
のや、水を使用しない乾式のものが自動化装置として提
案されるに至った。ところがその自動化装置においては
、車体に対する研摩材の押圧力を均一に保持することが
非常に重要な事項となるが、適宜作動装鷹、たとえば可
動部と固定部との間に通常にピン連結をしたェアシリン
ダによって研摩材を車体の塗膜面に押圧するように構成
したときには、該シリンダの摺動部における抵抗が有害
に作用するため、車体の曲面に対応してシリンダを微妙
に進退制御しない限り該シリンダによる押圧力を一定に
保持することが困難であり、仮に上記の制御を実施した
場合には制御装置がきわめて複雑化しかつ高価となる。

本発明は、上記の問題点を解決すべくなされたもので、
研摩材を支持する支持アームの揺動中心と研摩材の回転
中心とを結ぶ中心線が水平状となる状態において、水平
軸線に対して所定の仰角をもって配置せしめた押圧ウェ
イトの重量を利用して研摩材をワークに押圧させること
により、該研摩材の押圧力の均一化を図るとともに、研
摩材とワークの研摩面と摩擦係数の大きさに応じて押圧
ウェイトの重Ｄ位置を調整可能となし均質な研摩を行う
ことのできる塗膜研摩機（湿式および乾式を含む）にお
ける研摩材押付装置を提供しようとするものである。以
下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明する
。

本実施例はとくに湿式である水研機に関して具体化した
ものであり、図においてＷはコンベア等の搬送装置（図
示しない）によって連続的に搬送される車体を示し、１
は搬送ラインに沿って立設されたフレームであって、搬
送ラインを横切る方向に延びるフレーム１′のほぼ中央
部に固着されたアームブラケツト２の下端部には研摩材
５の支持アーム３が支藤４を介して上下に揺動可能に取
付けられており、この支持アーム３の先端に取付けられ
た研摩材５は支持アーム３の他端に固定された電動モー
タ６からベルト伝動機構７を介して回転される。ただし
、支持アーム３は中空状に形成されていて、その内部に
ベルト伝動機構７が収容されている。なお、研摩材５は
砥粒を含浸した合成樹脂を基材に円筒状に楯設したブラ
シタイプのものや、砥粒を含んだ紙質のものを基材に円
筒状に楯設したタイプのもの等から構成される。前記フ
レ−ム１′上にはアーム支軸８が平行に配置されており
、このアーム支軸８はその一端部が前記アームブラケッ
ト２の上部に形成された軸受部２ａによって、池端部が
フレーム端部に固着された軸受９によって回転可能に支
持されている。

アーム支軸８の一端には運動アーム１０が固着され、こ
の連動アーム１０の先端には連結杵１１が自在継手１２
を介して連結されており、さらにこの連結好１１は下方
に延在するとともにその端部が前記支持アーム３と自在
継手１３を介して連結されている。また、前記アーム支
軸８の他端部はフレーム１の側方へ延出されていて、そ
の延出端には研摩材５に対して車体Ｗへの押圧力を与え
る押圧ウェイト１４のウェイト支持板１５が取付けられ
ている。このウェイト支持板１５はその先端側にアーム
支軸８を中心とする円弧状の長孔１６を有した扇形状に
形成されており、支持アーム３の揺動中心と研摩材５の
回転中心とを結ぶ中心線が水平状となる状態において水
平軸線に対して上向きの傾斜をもつようにアーム支藤８
に取付けられている。表側にはウェイト支鞠１７を有し
裏側には取付ボルト１８を有した平板状のウェイトホル
ダー１９は、ウェイト支持板１５の長孔１６に取付ボル
ト１８を挿通しこれをナット２１にて緊締することによ
って該ウェイト支持板１５に取付けられており、最孔１
６の長さの範囲内において固定位置が調整可能となって
いる。押圧ウェイト１４はウェイトホルダー１９のウェ
イト支軸１７に脱着可能に支持されかつナット２０‘こ
て固定されていて、支持アーム３の揺動中心と研摩材５
の回転中心とを結ぶ中心線が水平状となる状態において
、水平軸線に対して所定の仰角８をもって配置されてい
る。そして、研摩材５の車体Ｗに対する押圧力は上記の
押圧ウェイト１４を適宜加減してその重量を調整するこ
とにより望ましい値に設定される。さらに、前記アーム
支軸８の延出端部にはローラアーム２２が取付けられ、
このローラアーム２２の先端に取付けられたローラ２３
がＵ字形のローラ受け２４に遊接されており、このロー
ラ受け２４は研摩材退避用のェアシリンダ２５における
ピストンロッド２６の先端に固着されている。

ェァシリンダ２５は前記アーム支軸８に直交するように
横向きに配置されフレーム１に固着されたシリンダブラ
ケット２７に支軸２８を介して枢着されている。そして
、このエアシリ．ンダ２５はその伸長動作時には。ーラ
受け２４を介してローラアーム２２を押圧ウェイト１４
に抗して回動させることによって、連動アーム１０およ
び連結村１１を介して支持アーム３を上方へ揺動させ研
摩材５を車体Ｗから離間した非研摩位置（図示実線状態
）に退避変位させるものであり、また縮小動作時には仮
想線で示す如くローラ受け２４の溝底とローラ２３との
間に自由隙間Ｃを形成することによって研摩材５の作動
系から実質的に分離し、押圧ウェイト１４の作用力によ
る研摩材５の研摩位置への押圧変位を許容するものであ
る。しかして、上記の如く構成された研摩装置は、これ
を１つのユニットとして搬送ラインの上方位置に研摩材
５にその幅に相当する量の左右方向の位置ずれをもたせ
て複数台配督するものであり、また図示はしないが各研
摩材５ごとに水噴射用のノズルが配置されていて、研摩
材５による研摩作業に同調して水を噴射するようになっ
ている。

本実施例は上述のように構成したものであり、従って搬
送ラインを流れてくる車体Ｗが所定位置に達しェアシリ
ンダ２５に対して研摩指令、すなわち縮小作動指令が与
えられると、ェアシリンダ２５の縮小動作により前述し
た如くローラ受け２４とローラ２３とに自由隙間Ｃが与
えられ該ェアシリンダ２５と研摩材５の支持アーム３と
の連結が断たれるため、研摩材５は押圧ウェイト１４の
作用力によって研摩装置へ変位され車体Ｗの表面に押圧
されて研摩作業を開始する。そして研摩作業が完了する
と、作動指令を受けたェアシリンダ２５はその伸長動作
によって研摩材５の支持アーム３と連結し、該研摩材５
を押圧ウェイト１４に抗して強制的に退避させるととも
につぎの研摩指令までその状態を保持する。さて、本実
施例においては前述したように研摩材５に押圧力を付与
するための押圧ウェイト１４を、アーム支軸８上にウェ
イト支持板１５を介して支持アーム３の揺動中心と研摩
材５の回転中心とを結ぶ中心線が水平状となる状態にお
いて水平軸線に対して仰角８をもたせて配置するととも
に、ウェイト支持板１５に対してはウェイトホルダー１
９を介して前記仰角６の調整、すなわち重心位置が調整
できるように構成したことにより、研摩作業中における
車体Ｗに対する研摩材５の押圧力を支持アーム３の揺動
変化に拘らずほぼ一定に保持できるとともに、研摩材５
と車体Ｗの塗膜面との摩擦係数に応じて最も変動幅の小
さし、押圧力が得られるように選定できるものであり、
以下このことについて第６図を参照して説明する。

なお、本実施例ではウェイト支持板１５の揺動中心はア
ーム支軸８上に存在するが、説明の便宜上支持アーム３
の揺動中心とウェイト支持板１５の揺動中心とは同一軸
線上にあるものとする。第６図において ＲＩ：ウェイト支持板の半径（ウェイト支持板の揺動中
心から押圧ウェイトの重心位置までの距離） Ｒ２：支持アームの半径（支持アームの揺動中心から研
摩材中心までの距離）ＷＩ：押圧ウェイトの重量 Ｗ２：ＷＩによって与えられる研摩材の押圧力Ｗ３：車
体に対する研摩材の実際の押圧力ＰＩ：研摩材の回転に
抵抗する摩擦力 Ｐ２：研摩材を押上げるカ メ ：研摩材とワーク間の摩擦係数 Ｑ ：支持アームの揺動角（支持アームの揺動中心と研
摩材の回転中心とを結ぶ中心線が水平状となる位置を基
準として、研摩 材が下降する向きの回動角） ８：押圧ウェイトの仰角（支持アームの揺動中心と研摩
材の回転中心とを結ぶ中心線が水平状となる状態におい
ての仰角） とすれば、 Ｗ３＝Ｗ２−Ｐ２ ｗ２＝Ｗ空ヂ−Ｗ１〔■Ｓ（８−Ｑ）‐ＲＩ〕ＣＯＳＱ
・Ｒ２Ｐ２＝ｔａｎＱ・Ｐ１，Ｐ１＝Ｗ３・仏 であるから、上記各式より ｗ３＝Ｗ１・ｃｏｓ（８−Ｑ）・ＲＩ ＣＯＳＱ・Ｒ２ 一ねｎＱ・Ｗ３・仏 となり、従ってＷＩに対するＷ３の変化はＷ３ ｃ
ｏｓ（８‐Ｑ） ＲＩ Ｗ１一ＣＯＳＱ・（１十ｔａｎＱ‐仏）・Ｒ良夏母は一
定である納・これをＫ櫨雌Ｗ３ ｃｏｓ（０−Ｑ） Ｗ１ ＣＯＳＱ．（１十ｔａｎＱ．仏）・Ｋで表わすこ
とができる。

一般に車体Ｗの塗膜と研摩材６の間の摩擦係数仏は通常
０．２〜０．４位であるので、仏＝０．２，０．３およ
び０．４の場合について上式に基づいて計算してみると
、支持アーム３の揺動角Ｑに対する研摩材５の押圧の変
化は第８図に示す如くなる。

ただし、第８図のイは押圧ウェイト１４の仰角８が１０
度の場合を示し、口は仰角８が２０度の場合を示す。第
８図のグラフから明らかなように、支持アーム３の揺動
角Ｑが０のとき（支持アーム３が塗膜面に平行なとき）
を基準として、研摩材５の押圧は揺動角Ｑが大きくなる
につれて変化するが、その変イ靴富‘またとえば押圧ウ
ェイト１４を支持アーム３の揺動中心と研摩材５の回転
中心とを結ぶ直線上に直取付けた場合における押圧の変
化幅（第９図のグラフ参照）に比較して非常に小さいも
のとなっており、しかもその変イ靴副ま摩擦係数仏の大
きさによっても相違し、たとえば仏＝０．２の場合には
研摩材５の仰角０が１０度のときが２０度のときよりも
小さく、また仏＝０．３７レーム１′０．４の場合には
仰角６が２０度のときが１０度のときよりも小さい。従
って、研摩材５の実際の稼動範囲（支持アームの揺動角
）をたとえば１０度〜４０度位に設定すれば、この稼動
範囲内での車種の相違による研摩面のレベル変化あるい
は研摩材５の摩耗による径の変化等に原因して支持アー
ム３の揺動角Ｑが変化しても該変化に拘らず研摩面に対
して研摩材５をほぼ一定の安定した押圧力をもって押付
けることができる。

また、前記摩擦係数仏は研摩材５の種類や塗料の種類、
硬さ等によって相違するので、これを予め知ることによ
ってその大きさに応じて押圧ウェイト１４の仰角０を選
定することにより、最も変化幅の４・ごい押圧力を得る
ことができるものであり、押圧ウェイト１４の仰角０の
変更、すなわち押圧ウェイト１４の重心位置の調整はウ
ェイトホルダー１９における敬付ボルト１８のナット２
１を弛めてから該ウェイトホルダー１９をウェイト支持
板１５の長孔１６に沿って摺動することによって行われ
る。つぎに、本発明の別の実施例について第７図を参照
して説明する。

この実施例はウェイト支持板１５の２箇所、たとえば支
持アーム３の揺動中心と研摩材５の回転中心とを結ぶ中
心線が水平状となる状態においてウェイト支持板１５の
揺動中心を通る水平軸線上と、この水平軸線に対して所
定の仰角をもつ軸線上と同一半径上にそれぞれウェイト
支軸１７，１７′を設けるとともに、このウェイト支軸
１７，１７′にそれぞれ取付けた押圧ウェイト１４，１
４′の重量を適宜加減することによって、研摩材５の押
圧力を決定する合成重量と、合成重心位置とを調整する
ようにしたものであり、前述の実施例と同様の作用効果
を得ることができる。なお、上述の実施例では上面研摩
用として説明したが、側面研摩に適用できることは勿論
であり、また研摩すべきワークは車体に限るものではな
く、ざらに乾式のものにおいても緑式と同様の態様で実
施することができる。

また実施例ではウエイト支持板１５をアーム支軸８上に
取付けたが、支持アーム３の揺動中心に同０的に取付け
たり支持アーム３と一体に形成したりしても差支えない
。以上詳述したように、本発明は搬送ラインを流れてく
るワークに対して支持アームにて支持された研摩材を押
圧ウェイトの重量を利用して押圧せしめることにより、
ワーク表面の塗膜の研摩を行う塗膜研摩機において、支
持アームまたはこれと連動する鼠上に取付けたウェイト
支持板に、研摩材押圧用の押圧ウェイトを支持アームの
揺動中心と研摩材の回転中心とを結ぶ中心線が水平状と
なる状態において、水平軸線に対して所定の仰角をもっ
て配設するとともに、該押圧ウェイトの重心位置を調整
可能となしたことにより、前記支持アームの揺動角の変
化に伴う研摩材のワークに対する押圧力の変化を小さい
範囲に抑え得るばかりでなく、研摩材とワーク間の摩擦
係数に応じて最も変イ靴陣の小さい押圧力を得ることが
できるものであり、従って研摩すべきワークの変更によ
る研摩面のレベル変化や研摩材の摩耗による径の変化、
さらには摩擦係数の相違に拘らず、均質な研摩面を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は塗膜研摩機の正
面図、第２図は同じく側面図、第３図は同じく平面図、
第４図は研摩材押付装置における押圧ウェイト取付部の
正面図、第５図は同じく分解斜視図、第６図は研摩材押
付装置の作動原理を示す説明図、第７図は本発明の別の
実施例を示す押圧ウェイト取付部の正面図、第８図は本
装置による支持アームの揺動角に対する研摩材の押圧変
化を示すグラフ、第９図は押圧ウェイトを支持アームに
直接付設した場合即ちａ＝００における支持アームの揺
動角に対する研摩材５の押圧変化を示すグラフである。 １・・・・・・フレーム、３・・・・・・支持アーム、
５・・・・・・研摩材、８・・・…アーム支軸、１４・
・・…押圧ウェイト、１５・・…・ウェイト支持板、１
６・・…・長孔、１９……ウエイトホルダ−、２５……
エアシリンダ。第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第９図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 搬送ラインを流れてくるワークに積極回転する研摩
   材を押圧せしめて該ワーク表面に被着された塗膜を研摩
   する塗膜研摩機において、前記研摩材をワークに押圧す
   る研摩位置とワークから離間する非研摩位置とに変位さ
   せるための揺動可能とされた支持アームと、この支持ア
   ームに対し常に研摩材をワークに押圧させる方向の力を
   作用する押圧ウエイトと、非研摩時には支持アームと連
   結して前記押圧ウエイトの作用力に抗して研摩材を非研
   摩位置に退避保持させ研摩時には支持アームから分離し
   て押圧ウエイトの作用力を支持アームに働かせる退避用
   シリンダとを備え、前記支持アームまたはこれと連動す
   る軸上に取付けたウエイト支持板の先端側には前記支持
   アームの揺動中心と研摩材の回転中心とを結ぶ中心線が
   水平状となる状態において前記押圧ウエイトを水平軸線
   に対して所定の仰角をもつて配置せしめるとともに、こ
   の押圧ウエイトは前記仰角の範囲内において上下方向に
   重心位置の調整可能に構成されていいることを特徴とす
   る塗膜研摩機における研摩材押付装置。