JPS6279862A - セルフクリ−ニング機能を備えたスプレ−ガン - Google Patents

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 この発明は塗料等の各種の塗布材を噴霧するスプレーガ
ンに関し、特にエアレススプレーガンに関するものでお
る。

従来の技術 周知のようにエアレススプレー塗装は、プランジャーポ
ンプなどの高圧ポンプによって塗布材を加圧圧送し、ノ
ズルチップを備えたスプレーガンから噴霧する塗布方式
である。この方式によれば、エアスプレ一方式よりも高
い粘度の塗布材を用いることができ、またスプレーガン
からの吐出量が多く、一度に厚く塗れるので作業能率が
良いなどの利点を有しているため、例えば自動車ボディ
ーの製造工程においては、床裏等の防錆塗装に採用され
ている。この種の防錆のための塗装には、塩化ビニルゾ
ルやビチューメン系もしくはワックス系の防錆材を用い
るが、その材料特性上ゲル化した微小な固りや異物が混
入していた場合にノズル詰りを生じ易く、このような場
合、スプレーパターンが変化し、狙った箇所から大きく
外れた箇所を塗装するなどの不都合が生じる。

他方、エアレススプレー塗装においても塗布材が飛散す
るため、作業環境が必ずしも良好ではなく、また床裏等
の塗装の場合には無理な作業姿勢を強いられるなどの問
題があるため、通常の塗装工程にあけると同様に産業用
ロボットが多く導入されている。産業用ロボットは予め
行なったティーチング操作で記憶させた動作を繰返し↑
１なうものであるが、ノズル詰りの検出やノズル詰りを
修正することはできず、そのために産業用ロボットによ
るエアレススプレ一工程でノズル詰りか生じた場合には
、従来、以下のように対処していた。

すなわち塗布材の噴霧によってノズルに振動が生じるか
ら、その撮動を、例えば特開昭５７−５４８２１号公報
に示されているように、マイクロホン等のセンサーによ
って検出し、ノズル詰りか生じた場合には、その撮動が
変化するので、ノズル詰りを振動変化に伴う電気信号と
して検出し、ブザーやランプによって知らせる。このよ
うにしてノズル詰りを知った保全要員が、ラインを一旦
止めるとともに、ノズル詰りの生じているスプレーガン
まで出向いてレバー操作によりノズルチップを１８０°
反転し、塗布材を１秒間程度ノズルチップに対して逆噴
射してノズル詰りを解消し、しかる後ラインを再度起動
していた。

発明か解消しようとする問題点 しかるに従来では、ノズル詰りを自動的に検出すること
はできるが、ノズル詰り解消のための清掃作業を手動に
よって行なわざるを得ないために、ノズル詰りの発生の
都度、ラインもしくは装置の全体を長時量比める必要が
あり、稼動率か低下するのみならず、合理化を図るうえ
での障害になるなどの問題があった。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、ノズル
詰りの検出からその清掃までの全操作を自動的に行なう
ことができ、しかも簡単かつコンパクトな溝成のセルフ
クリーニング機能を備えたスプレーガンを提供すること
を目的とするものである。

問題点を解決するための手段 この発明は、上記の目的を達成するために、塗布材流路
が貫通して形成されたノズルチップが、前記塗装ｉ　ｔ
ｒ／Ｊｉｉ路の軸線に対して直交する方向に向けて設け
た軸を中心に回転するようガン本体に保持されたスプレ
ーカンにおいて、塗布材の噴射に伴う振動に基づいてノ
ズル詰りを検出するセンサーを前記カン本体の所定箇所
に取り付け、また前記軸に、ノズルチップを正転状態に
回転させるよう回転力を与えるバネ手段と、加熱昇温さ
れることにより前記塗布材流路が前後逆向きとなるよう
ノズルチップを反転させる回転力を生じる形状記憶合金
製バネ手段とをイづ段し、さらに前記センサーの出力信
号に基づいて面記形状記憶合金製バネ手段を加熱冷却す
る温度制御手段を設けたことを特徴とするものである。

作　　　用 通常の塗布材の噴霧は、形状記憶合金製バネ手段を常温
に冷却しておくことにより、ノズルチップをバネ手段に
よって正転状態に維持して行なう。

塗布材の噴霧を行なった結果、塗布材流路に異物などが
詰った場合、噴出量の低下などによりノズル本体に生じ
る振動が変化し、その振動変化を検出したセンサーの出
力信号に基づいて温度制御手段に通電され、形状記憶合
金製バネ手段が加熱昇温される。その結果、形状記・巨
合金製バネ手段か予め熱処理により付与した形状に復元
するから、ノズルチップはその復元力によって軸を介し
て反転させられる。その状態で塗布材を噴射すれば、塗
布材が塗布材流路に対して逆方向から流れ、異物などの
ノズル詰りの原因物が排出される。そして温度制御手段
によつ−Ｃ形状記憶合金製バネ手段を冷却すれば、その
発生力がバネ手段の弾性力よりも小さくなるために、ノ
ズルチップがバネ手段によって正転状態に戻される。

実施例 以下、この発明の実施例を添附の図面を参照して説明す
る。

第１図は産業用ロボットに取付けるよう崩成したこの発
明の一実施例を示す断面図であって、カン本体１はコ字
状断面のサボー１へ２にセットボルト３によって固定さ
れてあり、そのザボート２はニードル４を前後動させて
塗布材の噴出および停止を行なうガンニードル作動部本
体（図示せず）を保持する部材を兼ね、また前記セット
ボルト３はニードル４を保持かつガイドするニードルス
リーブを兼ねており、そしてニードル４はガン本体１よ
り後方に位置するガンニードル作動部本体からセラ１〜
ボルト３を貫通してガン本体１の内部に挿入されている
。なお、セットボルト３とサボー１へ２との間にワッシ
ャ５が介挿され、またセットボルト３の先端部とガン本
体１との間には、シールのためのＯリング６が介挿され
ている。そのＯリング６より先端側は、ニードル４より
大径の中空状となっており、ニードル４の先端部がその
中空部の先端側に形成した弁座７に譜触離隔することに
より流路を開閉し、塗布材の噴射停止を行なうよう構成
されている。また前記中空部に対しその半径方向に向け
て塗布材流入孔８が連通形成されてあり、Ｏリング９を
介在させてガン本体１にねじ込んだユニオンジヨイント
−１０を介してその塗装ｌｒ材流入孔８に塗布材ホース
（図示せず）が接続されている。さらにガン本体１の先
端部には、テーパ状のケイ５材流路１１を貫通して形成
したほぼ球形のノズルチップ１２が、ノズルキャップ１
３によって保持されている。そのノズルチップ］２は、
第１図に示すように塗布材流路１１が先細りとなつ−（
いる状態が正転状態でおって、その塗布材流路１１の軸
線に対して直交する方向に沿う軸線を中心に回転自在と
なってあり、その回転中心となる軸１４ａ、１４ｂがノ
ズルチップ１２に突設されている。各軸１４ａ、１４ｂ
はノズルギャップ１３に対してＯリング１５によってシ
ールされるとともに、ノズルキャップ１３から突出して
おり、その突出端を収納するケーシング］６ａ。

１６ｂがワッシャ１７およびＱリング１Ｂを介してノズ
ルキャップ１３の左右両側部にねじ込まれＣいる。各ケ
ーシング’１６ａ、１６ｂは端部が開口した中空形状で
おって、その開口端には、前記軸１４ａ、１４１）の端
部を回転自在５に保持する軸受部を形成したキャップ１
９ａ、１９１）が取付けられている。

第１図中右側の軸１４ａは、ノズルチップ１２を１８０
°回転させる所謂反転軸であり、また第１図中の右側の
ケーシング１６ａ内には、形状記憶合金製バネ手段とし
て形状記憶合金製の渦巻バネ（以下仮に反転用バネと記
す）２０が収容されている。この反転用バネ２０は、加
熱昇温されることにより予め付与した形状に復元するも
のでおって、その中心側の端部が！１１１１４ａに固定
され、また外周側の端部がケーシング１６ａに固定され
−Ｃあり、加熱昇温されることに伴う）！死力が＠１４
ａを介してノズルチップ１２を反転させる回転力として
作用するよう構成されている。さらにケーシング１６ａ
内には、前記反転用バネ２０と併せて、温度制御手段と
してのサーモモジュール２１か収容されている。このサ
ーモモジュール２１は、電流の流れる方向に従って発熱
および吸熱を１１ノようもので市って、リード線２２を
介して１ナーモモシユール制御装置（図示せず）に接続
されて（゛ろ。

さらに第１図中左側の軸１４ｔ）はノズルチップ１２を
正転させる所謂正転軸で必って、このｌ１ｉｉ！１１４
ｂを介してノズルチップ１２を正転状態に維持するバネ
手段としての通常合金製の渦巻バネ（以下仮に正転用バ
ネと記す）２３が第１図中左側のケーシング１６１）内
に収容されている。すなわち正転用バネ２３の中心側の
端部を軸’１４ｂに固定するとともに、外周側の端部を
ケーシング１６ｂに固定することにより、前記反転用バ
ネ２０とは逆方向に作用する回転力を軸１４ｂを介して
ノズルデツプ１２に与えるよう構成されており、したが
って正転用バネ２３は形状記・臣合金製の反転用バネ２
０に対してバイアスバネとなっている。

そしてノズル詰りを検出するセンサーとしてマイクロホ
ン２４が、所定の箇所、例えば前記ガン本体１の側面に
固定され一〇おり、そのマイクロホン２４は、ピックア
ップした振動に暴く電気信号を処理してノズル詰りを電
気的に判定する制御装置（図示せず）に、リード線２５
を介して接続されている。

つぎに上記のように構成したスプレーガンの作用につい
て説明する。

通常の塗布作業には、前記反転用バネ２０を常温に維持
し、もしくはサーモモジュール２１によって冷却し、正
転用バネ２３０弾性力よつ−Ｃ／ズルヂップ１２を正転
状態に維持する。第１図はその正転状態を示し、ノズル
チップ１２の塗布材流路１１は先端側で小径となる向き
に設定されており、この状態でニードル４により流路を
開閉すれば、ユニオンジヨイント１０および塗布材流入
孔８を介して圧送された塩化ビニルゾル等の塗布材がノ
ズルチップ１２から噴射される。この正常状態での振動
（音声波形）が制御装置に記憶されている。

塗布材の噴射に伴いノズルチップ１２の塗布材流路１１
に例えば異物が詰ってノズル詰りか生じ場合、噴射量の
低下に伴って撮動が変化するので、これをマイクロホン
２４が検出し、その検出信号と予め記憶しである正常時
の信号とを比較することにより、ノズル詰りと判定され
異常信号が出力される。この異常信号に基いてサーモモ
ジュール制御装置からサーモモジュール２１に加熱方向
の電流が通電され、設定温度まで加熱昇温する。その結
果、形状記憶合金製の反転用バネ２０が予め記憶させで
ある形状に復元するよう動作し、その復元力が正転用バ
ネ２３の弾性力より強いから、ノズルチップ１２は軸１
４ａを介して１８０°反転させられる。第２図にその反
転状態を示しており、この反転状態では、ノズルチップ
１２のケイ５材流路１１が前後逆向きとなり、ここで所
定の短時間（例えば１秒程度）ニードル４が後退して流
路を開き、その間にわずか噴射される塗布材によって塗
布材流路１１中の異物に従前とは逆向きの押し出し力が
作用し、その異物が外部に吹き飛され、ノズル詰りか解
消される。なお、このような所謂逆洗時間はタイマーに
よって設定することができる。

以上のようにしてノズル詰りを解消した後、前記サーモ
モジュール２１に冷却方向の電流を流して急冷する。そ
の結果、反転用バネ２０による復元力が失われて、正転
用バネ２３の弾性力が勝りノズルチップ１２は正転用バ
ネ２３により第１図の正転状態に回転復帰させられる。

以降、通常の塗布作業が行なわれる。なお、サーモモジ
ュール２１に対する通電は、設定温度に至ることにより
停止する。

なお、上記の実施例では、ノズル詰りを検出するセンサ
ーをマイクロホンとしたが、この発明では、マイクロホ
ン以外に撮動速度計や振動加速度計をセンサーとして使
用することもでき、また温度制御手段としてサーモモジ
ュール以外に必要に応じ適宜の装置を使用することがで
きる。

発明の効果 以上の説明から明らかなようにこの発明のスプレーガン
においては、塗布材流路が貫通して形成されたノズルチ
ップが、前記塗布材流路の軸線に対して直交する方向に
向けて設けた軸を中心に回転するようガン本体に保持さ
れたスプレーガンにおいて、塗布材の噴射に伴う振動に
基づいてノズル詰りを検出するセンサーを前記ガン本体
の所定１　　箇所に取り付け、また前記軸に、ノズルチ
ップを正転状態に回転させるよう回転力を与えるバネ手
段と、加熱昇温されることにより前記ケイＨ材流路が前
後逆向きとなるようノズルデツプを反転させる回転力を
生じる形状記憶合金製バネ手段とを付設し、さらに前記
センサーの出力信号に基づいて前記形状記憶合金製バネ
手段を加熱冷却する温度制御手段を設けたから、ノズル
詰りをセンサーによって検出し、それに伴って形状記・
吃合金製バネ手段によってノズルチップを反転し、ノズ
ル詰りの解消後、正転用のバネ手段によってノズルチッ
プを正転状態に復帰回転させることかでき、したがって
この発明によれば、ノズル詰りの検出から解消までの全
操作を自動化することかでき、またその操作を短時間に
行なうことができるため、ラインの稼動率を高め、生産
性を向上させることができる等実用上すぐれた効果を得
ることができる。

またこの発明ではノズルチップを回転させるために、バ
ネ手段を用いているから、可動部の少ない簡単でかつ故
障のおそれの少ない構成とすることがてきる。

【図面の簡単な説明】 第１図および第２図はこの発明の一実施例を示す断面図
であって、第１図はノズルチップが正転状態にある場合
を示し、第２図はノズルチップが反転状態におる場合を
示す。 １・・・カン本体、　１１・・・塗布材流路、　１２・
・・ノズルチップ、　１４ａ、１４ｂ・・・軸、　２０
・・・形状記″巴合金製渦巻バネ（反転用バネ）、　２
１・・・ザーモモジュール、　２３・・・通常合金製渦
巻バネ（正転用バネ）、　２４・・・マイクロホン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 塗布材流路が貫通して形成されたノズルチップが、前記
   塗布材流路の軸線に対して直交する方向に向けて設けた
   軸を中心に回転するようガン本体に保持されたスプレー
   ガンにおいて、 塗布材の噴射に伴う振動に基づいてノズル詰りを検出す
   るセンサーが前記ガン本体の所定箇所に取り付けられ、
   また前記軸に、ノズルチップを正転状態に回転させるよ
   う回転力を与えるバネ手段と、加熱昇温されることによ
   り前記塗布材流路が前後逆向きとなるようノズルチップ
   を反転させる回転力を生じる形状記憶合金製バネ手段と
   が付設され、さらに前記センサーの出力信号に基づいて
   前記形状記憶合金製バネ手段を加熱冷却する温度制御手
   段が設けられていることを特徴とするセルフクリーニン
   グ機能を備えたスプレーガン。