JPS62102850A

JPS62102850A - スプレ−ガン

Info

Publication number: JPS62102850A
Application number: JP61258080A
Authority: JP
Inventors: ゴードン・ブイ・モムスン; ウィリアム・シー・シェアラー; ノーマン・エヌ・フェンダー; ロバート・ジェイ・リンド; スタンレイ・ジー・カーウォスキー
Original assignee: Graco Inc
Current assignee: Graco Inc
Priority date: 1985-10-30
Filing date: 1986-10-29
Publication date: 1987-05-13
Also published as: FR2589369A1; FR2589369B1; DE3636717A1; CA1314027C; GB2182586A; GB8625555D0; US4679734A; GB2182586B

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野１この発明は、ロボットの先端に装着して用いるスプレー
ガンに関する。

［従来の技術ｊ近年、産業界におけるロボットの利用は急速に増加しつ
つある。特に、ペイント塗装等の仕上げ工程においては
、ロボットを利用することによって箸しく能宰を向上さ
けることがて・きる。従来は、ＩｊＡＩｉＬ的なスプレ
ーガンあるいはこれに改良を加えたスプレーガンを単に
ロボットアームの先端に装着して利用されてきた。スプ
レーガンを改良して用いる場合は、標準的なスプレーガ
ンに通常取り付けられているピストルグリップを取り除
いて用いることが多い。しかし、ピストルグリップを取
り除く以外、ロボットでの使用に適合させるだめの特別
な工夫はなされていない。スプレーガンを５火いコーナ
まで届くようにするためには、スプレーガンをアクチュ
エータの上へ搭載することがしばしば行われる。このア
クチュエータは、スプレーガンをその搭載点のまわりに
プラス、マイナス９０’方向を変えることができ、これ
によってロボットアームやスプレーガンを狭いコーナま
で届かぼることができるようになる。ロボットアームの
積載量は一般にかなり制限されており、かつスプレーガ
ンは重湯が重い場合が多いため、フリッパ−メカニズム
は大きなストレスを受ける可能性がある。従って、スプ
レーガン全体ではなくて、必要な部分のみを旋回するこ
とができるようなスプレーガンが提供されることが望ま
しい。

一般に、静電式スプレーガンについてはよく知られてい
る、通常、こうした静電式スプレーガンにおいては、電
源からスプレーガンへ延びる高圧ケーブルが必要とされ
る。また、最近のスプレーガンにおいては電源を組み込
んだものもある。これは圧縮空気を用いて小さなタービ
ンオールタネータ装置を駆動して電源を供給し、さらに
静電塗装に必要とされる電圧値まで昇圧している。こう
した装置が米国特許第４，４６２，０６１号および同第
４、４９７．４４７号に開示されている。また、こうし
た装置はこの発明の１受入によって、モデル名プロ４０
００　（ＰＩ（Ｏ−４０００）の下に製造されている。

［発明の概要］この発明においては、主要本体ハウジングに取り付けら
れた旋回可能なスプレーヘッドアセンブリが提供されて
いる。スプレーヘッドは回転シャフトに取り付けられ、
このシャフトは主要本体ハウジング内において回転を行
う。回転シャフトには、エアによって駆動される流体バ
ルブが取り付けられている。電源は主要本体ハウジング
に取り付けられていて、流体が結合され流体バルブが設
けられている端部とは反対側のシャフト端部へ回転可能
な状態で接触しつつ連結されている。タービンオールタ
ネータ装置や関連のマルチプライヤ（昇圧器）および制
御回路ちまた主要本体ハウジングに設置されている。、
要約すれば重鎖および慣性をそれ程有しないスプレーガ
ンのほとんどすべての機構はスプレーガンの主要本体ハ
ウジング内に収容されており、スプレーノズルのみが回
転を行うスプレーヘッドアセンブリの先端に設置されて
いる。こうした構造を採用することによって、回転部材
の重」を軽減し、応答性をよくすることができる。この
回転ヘッドによれば、スプレーガンはより狭い空間へ届
くことができるし、ロボットのブＯグラミングも簡略化
することができる。

また同時に、ロボットの融通性および多様性を向上させ
ることもできる。

この位置付は機構は２つのピストンを有し、このピスト
ンは種々の方向およびそれらの組み合わせによって駆動
され、スプレーヘッドを３つの異なった位置へ設定する
。メインピストンを第１の方向へ駆動すると、スプレー
ヘッドは第１の端へ設定され、一方メインピストンを他
の方向へ駆動すると、スプレーヘッドは反対側の端へ設
定される。ストップピストンを駆動すると、メインピス
トンによって動作するセクターギヤが停止し、その結果
、メインピストンが第１の方向へ駆動され、かつストッ
プピストンが駆動されると、スプレーノズルは前面の位
置へ設定される。

この発明の上述した目的やそれ以外の目的および利点は
、以下の図面に基づ〈実施例の説明からより明らかとな
ろう。図面の中において、同一の番号は図面全体にわた
って同一の部材を表わしている。

［実施例］以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図には、ロボット１２に搭載されたこの発明による
スプレーガン１０が示されている。

ロボット１２はアーム１４を有し、アーム１４の先端に
はリスト１６が設けられている。スプレーガン１０は、
このリスト１６に装着されている。

第２図に示すように、スプレーガン１０は２つの基本的
なアセンブリを有する。つまり、その１つはハウジング
本体１８であり、もう１つは回転運動を行うヘッドアセ
ンブリ２０である。ヘッドアセンブリ２０はスプレーヘ
ッド２２を右する。このスプレーヘッド２２は、シャフ
ト２４の第１の端部２６および第２の端部２８のほぼ中
間において、シャフト２４に取り付けられている。シャ
フト２４の第２の端部２８に隣接して、ギｉ７３０が取
り付けられている。スプレーヘッド２２は、プラスチッ
ク材料を用いて成型されている。その場合には、スプレ
ーヘッド２２は重量が軽く、また様々の流体による腐蝕
作用に対しても耐久性を右するようになる。

主要部であるハウジング本体１８は、第１および第２の
本体部材３２．３４から成る。これら第１および第２の
本体部材３２．３４もまたプラスチック材料を成型して
作られていて、小量が軽く絶縁性および耐腐蝕性を有す
る。第２図かられかるように、第１の本体部材３２には
位置付は機構が収容され、また第２の本体部材３４には
静電気パワーサプライが収容されている。第１の本体部
材３２には第１のシャフトボア３６が設けられ、スプレ
ーヘッド２２のシャフト２４が有する第２の端部を受容
している。第１のシャフトボア３６と隣接してこれと平
行に、ギヤチャンバ３８が設けられている。ストップピ
ストンボア４０およびメインピストンボア４２が互いに
平行に、かつギヤチャンバ３８の軸と垂直に設けられて
いる。ストップピストンボア４０とメインピストンボア
４２は共にギヤチャンバ３８の内部に通じている。

ギヤチャンバ３８はまた、以下で説明するように第１の
シャフトボア３６とも通じている。

ギヤチャンバ３８の内部にはセクターギヤ４４が設置さ
れている。このセクターギ１７４４は１つの側面にシャ
フトティース４６を有し、また別の側面にはピストンテ
ィース４８を有する。さらにセクターギヤ４４は、回転
可能にシャフト５０に取り付けられている。一方、シャ
フト５０はギヤチャンバ３８の底部に固定されている。

ギヤチャンバ３８は、ギヤチャンバカバー５２によって
、装置の他の部分からシールされると共に、隔離されて
いる。このシーリングはざらにＯ−リング５４によって
補強されている。第３図かられかるように、シャフトテ
ィース４６は開口部３９を通して、スプレーヘッド２２
のシャフト２４に取り付けられたギヤ３０に係合してい
る。

ストップピストンボア４０の内部には、ストップピスト
ン５６が配置されている。ストップピストン５６の端部
にはストツブシ１１７１−５８が設けられ、一方、スト
ップピストン５６の周縁にはシール６０が固定されてい
る。

同様に、メインピストン６２は、シャフト６８およびね
じの切られた端部７０と共に、第１および第２の面６４
．６６を有する。メインピストン６２の周縁をシールす
るために、Ｏ−リング７２が使用されている。シャフト
６８はシーリングピストン７４を貫いて摺動し、シーリ
ングピストン７４は内側のＯ−リングシール７６と、外
側のＯ−リングシール７８によってシールされている。

シャフト６８の端部には、ギヤセクション８０が設けら
れ、ナツト８２がねじの切られた端部７０に螺着される
ことによって、ギヤセクション８０はシャフト６８の端
部に固定されている。シーリングピストン７４は、メイ
ンピストンボア４２の内側端部へ着座し、そこをシール
している。シーリングピストン７４は、メインピストン
６２およびシャフト６８がメインピストンボア４２の内
側および外側へ出入りするのを可能にし、これによって
ギヤセクション８０を動かす一方で、メインピストン６
２の第２の面６６を隔離する。この結果、ギヤチャンバ
内部は加圧されるが、これについ工は後にざらに詳しく
説明する。第４図ないし第６図かられかるように、ギヤ
セクション８０はピストンティース４８と係合している
。他の位置付は磯６１として、ラックアンドピニオン機
構を使用してもよい。

第２図に示すように、キャビティ８４が第２の本体部材
３４内に設けられ、スプレーガン１０のパワーサプライ
８６を収容しｔいる。パワーサプライ８６は前述したグ
ラフ・インコーホレーテッドの１０４０００スプレーガ
ン（Ｇｒａｃｏ　ＰＲＯ−４０００ｇｕｎ）にＪ３いて
用いられているものと類似したタービンオールタネータ
装置８８や、マルチプライヤ９０および関連の回路基板
９２から成っている。

これらの部材はベースプレート９４に固定され、一方、
ベースプレート９４は第２の本体部材３４の端部に固定
されている。マルチプライヤ９０の端部にはコンタクト
スプリング９６が設置されている。第２の本体部材３４
には第２のシャフトボア９８が設けられ、スプレーヘッ
ド２２上に取り付けられたシャフト２４の第１の端部２
６を受容している。第３図において最もよくわかるよう
に、コンタクトスプリング９６はスタッド１００内のワ
イヤ１０２と電気的に接続されている。スタッド１００
は第２のシャフトボア９８の底部から上方へ延びている
。第２図かられかるように、第２のコンタクトスプリン
グ１０４によって、ワイヤ１０２とコンタクトプレート
１０６との間の接触が確実なものにされている。コンタ
クトプレート１０６は、ワイヤ１０７と電気的に接続さ
れている。後でさらに詳しく説明するが、ワイ１′７１
０７は外側へ延びスプレーヘッド２２へ通じている。

スタッド１００のまわりにはシール１０８が設けられ、
シールを行っている。

特に第２図および第３図を参照するとわかるが、種々の
チセンバおよび通路の間を離隔させてシールするために
、かなり複雑に組み合わされて配置されたリングが利用
されている。特に、シール１１２を固定するためには、
スナップリング１１０が使用されている。さらに、シー
ル１１２をシール１１６から離間させるためにスプリッ
トスナップリング１１４が使用され、一方、シール１１
６をシール１２０から離間するために別のスナップリン
グ１１８が用いられている。また、スプリットスナップ
リング１２２はシール１２０とシール１２４を離間させ
ている。

第３図の実施例において、噴霧エア用の通路１２３が第
２の本体部材３４の中に設けられ、シール１１２とシー
ル１１６の間に形成された環状スペース１２７へ連通し
ている。スプリットスナップリング１１４に設けられた
開口部は内部通路１２８に連通している。この内部通路
１２８はスプレーヘッド２２を厄通して、スプレーノズ
ルアセンブリに連通している。同様に、シェーピングエ
ア用の通路１３０が第２の本体部材３４を員く形で設け
られ、シール１２０とシール１２４の間に形成された環
状スペース１３２と連通している。

同様に、スプリットスナップリング１２２に設けられた
開口部は、スプレーヘッド２２の中に設置ノられたシェ
ーピングエア用の通路１３４と位置合わせがなされてい
る。

同様に、シャフト２４の第２の端部２８にも、さらにシ
ール部材が設けられている。第２図かられかるように、
このシール部材は流体部と関連のバルブ駆動装置に係わ
っている。シール１３６は第２の端部２８のベースに隣
接して設けられている。シール１３６はスプリットスナ
ップリング１３８によって固定され、スプリットスナッ
プリング１３８はシール１３６とシール１４０を離間し
ている。シール１４０はスナップリング１４２によって
固定され、スナップリング１４２は別のシール１４４お
よびスナップリング１４６によって支えられている。さ
らに、シール１４４はスナップリング１４６によって固
定されている。スナップリング１４８はシール１５０を
固定しており、シール１５０はスプリットスナップリン
グ１５２によってシール１５４から離間されている。さ
らに、シール１５４はスナップリング１５６によって固
定されている。第３図に示すように、通路１５８がスプ
レーガンのベースから延び、第１の本体部材３２の内部
へ通じている。流体バルブ駆動用の通路１５８は、ここ
へ空気が導入された時この空気を輸送し、後に詳述する
ように流体バルブを開く。

通路１５８はシール１５０とシール１５４との間に形成
された環状スペース１６０に連通されている。同様に、
スプリットスナップリング１５２の開口部は、内部通路
１６２に位置合わせされている。後述するように内部通
路１６２はバルブアセンブリの内部へ連通している。

同様に、第１の本体部材３２には流体通路１６４が設【
プられ、シール１３６とシール１４０の間に形成された
環状のスペース１６６へ流体を導く。

さらに、スプリットスナップリング１３８はシール１３
６とシール１４０を離間している。スプリットスナップ
リング１３８の開口部は、第２の端部２８の内部と連通
した内部通路１６８と位置合わせされている。

第２図から最もよくわかるように、シャフトプラグ１７
０がシャフト２４の第２の端部２８へねじで締め付けら
れ、バルブアセンブリをシールしている。スプリング１
７２はバルブを付勢して、バルブを閉じた状態にする。

バルブピストン１７４は外側にシール１７８を有し、一
方、より小さいシール１８０によってもバルブピストン
１７４はシールされている。バルブピストン１７４は、
シーリングチップ１８４を有するニードル１８２へ設置
されている。シール１８６，１８８，１９０．１９２が
ニードル１８２のまわりに設けられ、ニードル１８２を
プラグ部材１９４に対しシールしている。プラグ部材１
９４もまた螺着可能にシャフト２４の第２の端部２８へ
係合されている。

他のシール１９６が、プラグ部材１９４をシｔ！フト２
４の第２の端部２８に対しシールを行っている。バルブ
シート１９８が流体チレンバ２００の底部に設置されて
いる。流体通路２０２は、バルブシート１９８から流体
ノズルアセンブリへ流体を導く。

第３図に示す点より外側の流体のスプレーヘッド２２や
ノズル部分の構造は、従来のものと同様である。特に、
スプレーヘッド２２には流体スタッド２０４が係合され
、Ｏ−リング２０６によって流体通路からシールされて
いる。また、流体スタッド２０４には１つ、あるいはそ
れ以上のセットスクリュ２０８が取り付けられている。

流体スタッド２０４のベースのコンタクトポイントはワ
イヤ１０７と接触している。流体ノズル２１２が流体ス
タッド２０４へ螺着可能に係合され、ロッキング部材２
１４によってそこにロックされている。この詳細につい
ては、１９８５年５月２３日に出願された同時係属中の
米国特許願第７３７．８２３号に開示されており、その
内容はこの明細書において参照されている。流体ノズル
２１２の上には、エアキャップ２１６が被せられ、保持
リング２１８によってそこに保持されている。

装置の動作については極めて明解である。第３図かられ
かるように、噴霧化され、かつ成形された空気が通路１
２３およびシェーピングエアパッセージ１３０を通じて
供給され、ここからさらに内部通路１２８およびシェー
ピングエアパッセージ１３４を通して、スプレーヘッド
２２へ導かれる。スプレーを行いたい時は、通路１５８
を介してエアを供給し、そこから環状スペース１６０お
よび内部通路１６２を介してエアチャンバ１７６へ導く
。これによって、バルブピストン１７４およびニードル
１８２を押してバルブシート１９８から離す。流体は、
流体通路１６４、環状スペース１６６および内部通路１
６８を介して流体チャンバ２００へ供給され、ここから
さらにおおよそ従来形の構造を有するスプレーヘッド２
２へ、流体通路２０２を介して導かれる。ここで注目し
なければならないことは、上述した種々の流体およびエ
ア供給曙構によれば、スプレーヘッドＲ構の配置には関
係なく連通状態が保たれ、スプレーヘッド２２の角度方
向にかかわらず絶えずスプレーを行うことができること
である。

第２図を再び参照して説明する。スプレーヘッド２２の
位置付けは極めて簡単に行うことができる。第５図のよ
うにスプレーヘッド２２を第１の位置に設定したい時は
、エアをメインピストン６２の第１の面６４へ供給し、
これによってメインピストン６２およびギヤセクション
８０をスプレーヘッド２２およびスプレーガン１０の先
端へ向けて移動させる。この運動はギヤセクション８０
およびピストンティース４８を介して伝達され、セクタ
ーギヤ４４およびシャフトティース４６を回転させる。

さらにシャフトティース４６はギヤ３０と係合し、スプ
レーへラド２２を回転して第５図に示す位置へ設定する
。

同様に、スプレーヘッド２２を第６図に示す位置へ設定
するには、メインピストン６２の第２の面６６ヘエアを
供給し、これによってメインピストン６２をシャフト２
４から離れる方向へ移動させ、それに応じてスプレーヘ
ッド２２の位置を設定する。

スプレーヘッド２２を前面へ、つまり中間の第３の位置
へ設定する時は、エアをメインピストン６２の第１の面
６４へ供給すると共に、ストップピストン５６へもエア
を供給すると、ストップシャフト５８がセクターギヤ４
４と接触し、これによって第４図に示す位置でスプレー
ヘッド２２を停止させる。

パワーサプライ８６は、前述したグラフ・インコーホレ
ーテッドのプロ４０００スプレーガンのそれと同じよう
に動作する。パワーサプライ８６の一般的な動作やペイ
ントが静電気帯電される方法についてはよく知られてお
り、前述したこと以上に詳しく説明する必要はないであ
ろう。

ここに示した実施例は単にこの発明を説明するためのも
のであり、なんら発明を制限するものではない。従って
、この発明のスプレーガンはこの発明の精神および範囲
を逸脱することなくどのように変形して実現することも
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はスプレーガンを先端に装６した塗装仕上げロボ
ットの斜視図、第２図はこの発明に基づいたスプレーガ
ンの実施例の分解斜視図、第３図は第２図に示したスプ
レーガンを中央の水平線に関して１８０°回転した状態
を示す部分断面図、第４図はスプレーヘッドを前面の位
置へ設定するための位置付は機構を示づ略図、第５図は
スプレーヘッドを一方の端へ設定するための第４図と類
似の位置付は機構を示す略図、第６図はスプレーヘッド
を他方の端へ設定するための第４図と類似の位置付は機
構を示す略図である。１８・・・ハウジング本体　２２・・・スプレーヘッド
２４・・・シャフト　　　　２６・・・第１の端部２８
・・・第２の端部　　　３０・・・ギヤ８６・・・パワ
ーサプライ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）メインハウジング１８とスプレーヘッド２２とか
ら成り、前記スプレーヘッド２２が前記メインハウジン
グ１８に旋回可能に取り付けられ、少なくとも第１の位
置と第２の位置をとることができることを特徴とするロ
ボット搭載用のスプレーガン。
（２）第１および第２の端部２６、２８を有するシャフ
ト２４と、ノズルアセンブリとを有し、前記ノズルアセ
ンブリが前記シャフト２４の第１および第２の端部２６
、２８の中間において前記シャフト２４へ取り付けられ
、前記シャフト２４が前記メインハウジング１８内にお
いて旋回することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のスプレーガン。
（３）前記メインハウジング１８から前記スプレーヘッ
ド２２へ、前記シャフト２４の第２の端部２８を介して
流体を輸送するための装置を有することを特徴とする特
許請求の範囲第２項記載のスプレーガン。
（４）前記メインハウジング１８から前記スプレーヘッ
ド２２へ、前記シャフト２４の第１の端部２６を介して
圧縮空気を輸送するための装置を有することを特徴とす
る特許請求の範囲第３項記載のスプレーガン。
（５）前記メインハウジング１８が静電気パワーサプラ
イ８６を収容しており、前記静電気パワーサプライ８６
から前記スプレーヘッド２２へ、前記シャフト２４の第
１の端部２６を介して静電気を送るための装置を有する
ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のスプレー
ガン。
（６）前記シャフト２４の第２の端部２８に、流体フロ
ーを制御するためのバルブ装置が設けられていることを
特徴とする特許請求の範囲第３項記載のスプレーガン。
（７）前記バルブ装置が前記メインハウジング１８から
供給されるエアによつて駆動されることを特徴とする特
許請求の範囲第６項記載のスプレーガン。
（８）前記スプレーヘッド２２を前記メインハウジング
１８に対して回転して位置付けを行うための位置付け機
構が設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第
２項記載のスプレーガン。
（９）前記位置付け機構が、前記シャフト２４に取り付
けられたシャフトギヤ３０と、前記メインハウジング１
８に回転可能に取り付けられたセクターギヤ４４とを有
し、前記セクターギヤ４４が前記シャフトギヤ３０と係
合していることを特徴とする特許請求の範囲第８項記載
のスプレーガン。
（１０）前記位置付け機構が、第１および第２の方向へ
駆動されるメインピストン６２を有し、前記メインピス
トン６２が前記セクターギヤ４４に連結され、前記メイ
ンピストン６２が前記第１の方向へ駆動された時前記ス
プレーヘッド２２が前記第１の位置へ回転され、また前
記メインピストン６２が前記第２の方向へ駆動された時
前記スプレーヘッド２２が前記第２の位置へ回転される
ことを特徴とする特許請求の範囲第９項記載のスプレー
ガン。
（１１）ストップピストン５６が設けられ、前記メイン
ピストン６２が前記第１の方向へ駆動されている時に、
このストップピストン５６が駆動されると、ストップピ
ストン５６が前記セクターギヤと接触して、前記スプレ
ーヘッド２２を前記第１の位置と前記第２の位置の中間
の第３の位置へ停止させることを特徴とする特許請求の
範囲第１０項記載のスプレーガン。
（１２）メインハウジング１８と、スプレーヘッド２２
と、電圧伝送装置とから成り、前記メインハウジングが
液体塗装を行うのに適当なレベルの静電気電圧を発生す
るための静電気パワーサプライ８６を有し、前記静電気
パワーサプライ８６全体が前記メインハウジング１８内
に収容され、前記スプレーヘッド２２が前記メインハウ
ジング１８に旋回可能に取り付けられ、前記電圧伝送装
置が前記静電気パワーサプライ８６によって発生された
電圧を前記スプレーヘッド２２へ送ることを特徴とする
ロボットアーム搭載用のスプレーガン。
（１３）前記静電気パワーサプライ８６が供給される圧
縮空気からのエネルギを利用して動作し、外部からいっ
さい電気エネルギが供給されないことを特徴とする特許
請求の範囲第１２項記載のスプレーガン。