KR20110102413A

KR20110102413A - 코팅 제품 스프레이건, 및 그 스프레이건에 코팅 제품을 재공급하는 방법

Info

Publication number: KR20110102413A
Application number: KR1020117015581A
Authority: KR
Inventors: 에르베 왈테르; 드니스 방제또; 프랑크 제르슈
Original assignee: 싸므 테크놀로지
Priority date: 2008-12-09
Filing date: 2009-12-08
Publication date: 2011-09-16
Also published as: FR2939333B1; JP5698144B2; CN102292163B; CN102292163A; EP2355934B1; BRPI0917607A2; JP2012511418A; FR2939333A1; ES2458347T3; WO2010067014A1; US8746167B2; BRPI0917607B1; RU2011128016A; US20110277686A1; EP2355934A1; RU2500485C2; KR101665075B1

Abstract

본 발명의 스프레이건(1)은 몸체(11), 및 몸체(11)의 근위부(11.1) 내에 하우징되고 주축(X₁₀)을 따라서 연장된 탱크(10)를 포함한다. 이 스프레이건은 몸체(11)의 원위부(11.2)에 분무화 수단(5)을 더 포함하는데, 그 분무화 수단은 코팅 제품을 전체적으로 분무화 방향(Y₅₀)으로 분무화시키도록 설계된 분무화 부재(51)를 포함한다. 분무화 방향(Y₅₀)과 탱크의 주축(X₁₀)은 수렴한다.

Description

코팅 제품 스프레이건, 및 그 스프레이건에 코팅 제품을 재공급하는 방법{Coating product spraygun and method for resupplying coating product to such a spraygun}

본 발명은 코팅될 물건을 향하여 코팅 재료를 스프레이하기 위한 목적의 로봇에 의하여 움직여지도록 설계된 분무기에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 그러한 분무기에 코팅 재료를 재공급하는 방법에 관한 것이기도 하다. "코팅 재료"라는 용어는, 프라이머(primer), 페인트, 또는 바니쉬(varnish)와 같은 액체 재료를 지칭하기 위하여 사용된다.

FR-A-2　887　474 에는 코팅될 물건에 대해 상대적으로 분무기를 이동시키는 다축 로봇의 손목부에 고정된 몸체를 포함하는 분무기가 기술되어 있다. 그 문헌에서 코팅될 물건은 컨베이어에 의하여 운반되는 차량 몸체이다. 그 분무기는 코팅 재료 저장부도 구비하는데, 그 코팅 재료 저장부는 몸체의 근위부에 하우징(housing)된다. 저장부는 분무기의 축과 일치하는 주축을 따라서 연장된 원통형 형상을 갖는다. 벨 컵(bell cup)의 형상을 갖는 분무기 부재 및 터빈은 몸체 내에 장착된다. FR-A-2　887　474 의 도 1 및 도 2 에서 알 수 있는 바와 같이, 분무기 부재는 저장부와 분무기의 주축을 따라 연장된 스프레이 방향으로 코팅 재료를 스프레이한다. 즉, 저장부의 주축은 스프레이 방향과 동일 선 상에 있다.

따라서, 분무기는 민첩성(agility), 즉 특히 자동차 몸체의 내측과 같이 접근하기 곤란한 영역에 도달하기 위한 특성을 제한하는 긴 형상을 갖는다.

또한, 연결 덕트와 공급 덕트의 길이 및 협소함은 큰 수두 손실(head loss)을 유발하는데, 이것은 용제(solvent)의 유량을 저감시켜서 세정 작업의 속도 저하를 유발할 수 있다. 분무기를 세정하는 때에 폐기물을 수집하기 위하여는 특히 낮은 수두 손실의 덕트가 필요하다. 따라서, 종래의 페인트 스프레이 설비에서는, 세정 단계가 대략 20초 동안 지속되고, 대략 25 cm³ 의 페인트 손실을 발생시킨다.

본 발명의 특정 목적은, 로봇에 의하여 조작하기가 간편하고 소형이며 민접한 분무기를 제안함에 의하여 위와 같은 문제를 해소하는 것이다.

상기 목적을 위하여 본 발명은, 코팅될 물건(article)을 향하여 코팅 재료(coating material)를 스프레이(spray)하기 위한 분무기(atomizer; 1)를 제공한는바, 상기 분무기는:

분무기를 로봇(robot)에 고정시키기 위한 플랜지(flange)가 구비된 몸체(body)로서, 상기 로봇 및/또는 플랜지는 말단 축(terminal axis)을 한정하고, 분무기는 코팅될 물건에 대해 상대적으로 움직임에 있어서 상기 말단 축 주위로 움직이도록 설계된, 몸체;

몸체의 근위부(proximal portion) 내에 하우징(housing)되고, 주축(main axis)을 따라서 연장된, 코팅 재료 저장부(coating material reservoir); 및

몸체의 원위부(distal portion)에 배치되고 코팅 재료를 스프레이하는 분무기 수단(atomizer means)으로서, 코팅 재료를 실질적으로 스프레이 방향(spraying direction)으로 스프레이하도록 배치된 분무기 부재(atomizer member)를 구비한, 분무기 수단;을 포함한다.

상기 분무기는 저장부의 주축과 스프레이 방향이 수렴하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 몸체 내에 하우징된 저장부는 스프레이 방향에 대해 각도 상으로 오프셋(offset)되어서, 공동들(cavities) 내의 스프레이와 저장부의 세정/충전이 용이하게 된다.

본 발명의 다른 유리하면서도 선택적인 특징들은 아래와 같은바, 이 특징들은 단독으로 또는 기술적으로 가능한 범위 내에서 조합될 수 있다.

스프레이 방향과 저장부의 주축 사이의 각도는 50° 내지 100° 사이의 범위 내에 있고, 바람직하게는 90°이다.

말단 축은 스프레이 방향에 대해, 110° 내지 130° 사이의 범위 내에 있고 바람직하게는 120°인 각도를 형성한다.

말단 축과 분무기의 무게 중심(center of gravity) 사이의 거리는 80mm 미만으로 선택되고, 바람직하게는 20mm 미만으로 선택된다.

스프레이 방향에서 측정된 분무기의 높이는 450mm 미만으로 선택되고, 바람직하게는 400mm 미만으로 선택된다.

분무기는 코팅 재료 회로(coating material circuit)에의 연결을 위한 적어도 하나의 오리피스(orifice)를 구비하고, 상기 오리피스는 분무기의 외측 표면 상에 위치되며, 분무기는 오리피스를 저장부에 연결하는 연결 덕트(connection duct)를 구비하고, 연결 덕트는 50mm 와 같거나 이보다 적은 길이를 갖는다.

분무기는 분무기를 통한 코팅 재료 및 세정 재료의 유동을 제어하기 위한 밸브(valve)를 더 구비하고, 밸브는 연결 덕트의 일부분을 형성한다.

분무기 수단은 분무기 부재에의 공급을 위한 공급 덕트(feed duct)를 구비하고, 공급 덕트는 저장부로부터 분무기 부재로 연장되며, 공급 덕트는, 300mm 와 같거나 이보다 적은 길이를 가지며, 또한 5mm 와 같거나 이보다 적고 바람직하게는 4mm 보다 적은 최대 직경을 갖는다.

저장부는 코팅 재료를 분무기 수단을 향하여 밀기 위한 피스톤(piston)을 구비하고, 분무기는 피스톤을 주축을 따라서 이동시키기 위한 액츄에이터(actuator)를 더 구비하며, 액츄에이터는 저장부와 플랜지 사이의 몸체 내에 하우징(housing)된다.

저장부는 원형의 베이스(base)를 갖는 실린더(cylinder)의 형상을 가지고, 그 체적은 200 cm³ 내지 1000 cm³ 의 범위 내에 있으며, 저장부의 실린더의 직경은 50　mm 내지 120　mm 의 범위 내에 있되 바람직하게는 101　mm 이다.

분무기 수단은, 분무기 부재를 스프레이 방향과 실질적으로 일치하는 회전축(axis of rotation) 주위로 회전하도록 구동시키기 위한 회전식 구동 수단(drive means)을 구비한다.

또한 본 발명은 위에서 정의된 분무기에 코팅 재료를 재공급하는 방법을 제공하는바, 그 방법은:

a) 저장부 내에 남아 있는 코팅 재료 모두를 공급 덕트 및 분무기 부재를 통해 제거(dumping)하는 단계;

b) 세정 재료(cleaning material)가 저장부 및 세정 덕트(cleaning duct) 안으로 유동하게 되도록 밸브를 개방하는 단계로서, 세정 재료 모두는 저장부로부터 하류에서 분무기 부재를 통하여 유동하게 되는 단계; 및

c)　저장부가 새로운 코팅 재료로 충전되도록, 코팅 재료가 연결 덕트 안으로 그리고 세정 덕트 안으로 유동하게끔 밸브를 개방하는 단계;를 포함한다.

본 발명에 의하여, 로봇에 의하여 조작하기가 간편하고 소형이며 민접한 분무기가 제공된다.

본 발명과 그 장점들은 하기의 첨부도면들을 참조로 하고 비제한적인 예로서 제공되는 아래의 상세한 설명으로부터 명확히 이해될 것이다.
도 1 은 본 발명의 분무기의 단면도이고,
도 2 는 도 1 의 II부분의 확대도이다.

도 1 에는 몸체(11), 저장부(10), 및 분무기 수단(5)을 포함하는 분무기(1)가 도시되어 있다. 분무기(1)는 페인트, 프라이머, 또는 바니쉬와 같은 액체 재료를 차량 몸체와 같은 코팅될 물건을 향하여 스프레이하도록 설계된다. 저장부(10)의 기능은 스프레이될 재료를 수납하는 것이다.

몸체(11)에는 다축 유형의 로봇(2)에의 고정을 위한 수단이 구비된다. 로봇(2)의 케이싱(casing)은 도 1 에서 일점쇄선으로 도시되어 있다. 로봇(2)은 분무기(1)를 코팅될 물건에 대해 상대적으로 이동시키도록 설계된다. 로봇(2)에 분무기(1)를 장착시키기 위하여, 몸체(11)에는 플랜지(19)가 구비되는데, 본 예에서는 그 플랜지가 칼라(collar)의 형상을 갖는다. 분무기(1)를 로봇(2)에 고정시키기 위한 수단은 플랜지(19)에 대해 맞닿는 스크류(screw)들의 세트(set)를 포함한다. 플랜지(19)는 분무기(1)와 로봇(2) 사이의 인터페이스부(interface)에 있다. 실제에서, 플랜지는 몸체를 로봇에 연계시키는 것이 가능하여 분무기를 위한 베이스의 기능을 수행하는 한, 다양한 형상을 가질 수 있다.

플랜지(19)는 말단 축(Y₁₉)을 한정하는데, 분무기(1)는 그 말단 축을 중심으로 하여 코팅될 물건에 대해 상대적으로 이동한다. 말단 축(Y₁₉)은, 분무기(1) 자체의 앞에서 로봇(2)의 마지막 축과 일치하기 때문에, "말단"으로 호칭된다. 로봇(2)이 다축 로봇인 때, 상기 로봇(2)은 말단 축(Y₁₉)을 포함하여, 분무기(1)를 이동시키기 위한 적어도 6개의 축들을 구비한다. 도 1 및 도 2 에 도시된 실시예에서, 말단 축(Y₁₉)은 플랜지(19)와 로봇(2)에 의하여 한정된다. 대안적으로, 말단 축은 플랜지가 아니라 로봇에 의하여만 한정될 수 있다.

몸체(11)는 근위부(11.1) 및 원위부(11.2)로 이루어진다. 저장부(10)는 근위부(11.1) 내에 수용되는바, 즉 몸체(11)의 케이싱(17)에 의하여 한정되는 체적 안에 포함된다. 본 출원에 있어서, "근위(proximal)" 및 "원위(distal)"라는 용어는, 플랜지(19)를 기준으로 하여 사용된 것이다. "근위"라는 형용사는 플랜지(19)에 대해 상대적으로 가까운 요소를 지칭하기 위하여 사용되고, "원위"라는 형용사는 플랜지로부터 상대적으로 먼 요소를 지칭하기 위하여 사용된다.

저장부(10)는 실린더 표면(cylindrical surface; 10.1) 및 원형 베이스(10.2)에 의하여 한정되는, 전체적으로 원통형의 실린더 형상을 갖는다. 저장부(10)는 도 1 에 대해 수평한 주축(X₁₀)을 따라 연장된다. 여기에서 표시된 체적(V₁₀)은 저장부(10)의 최대 체적에 대응된다. 저장부(10)는 100　mm 의 직경(D₁₀), 및 50　mm 내지 100　mm 범위 내의 길이(L₁₀)를 갖는다. 저장부(10)의 체적(V₁₀)은 대략 0.8 리터(liter; l), 즉 대략 800 cm³ 이다. 실제에서, 직경(D₁₀)은 50　mm 내지 120　mm 의 범위 내에 있고, 체적(V₁₀)은 200 cm³ 내지 1000 cm³ 의 범위 내에 있다.

원판 형상을 갖는 피스톤(18.1)은, 아래에서 설명되는 바와 같이 저장부(10)로부터 분무기 수단(5)을 향하여 코팅 재료를 배출시키기 위하여 저장부(10)에 배치된다. 피스톤(18.1)은 축(X₁₀)을 따라서 병진하여 이동할 수 있도록 장착된다. 분무기(1)는 주축(X₁₀)을 따라서 피스톤(18.1)을 병진하여 이동시키기 위한 액츄에이터(18)를 더 포함한다. 액츄에이터(18)는 전기 모터 또는 다른 임의의 동등한 액츄에이터로 구성될 수 있다. 액츄에이터(18)는 주축(X₁₀)을 따라 긴 형상을 갖는다. 액츄에이터(18)는 몸체(11)의 근위부(11.1) 내에서 첫 번째로는 저장부(10)와 두 번째로는 플랜지(19)에 의하여 한정되는 공간 내에 수용된다.

분무기 수단(5)은, 분무기 부재를 이루는 벨 컵(51), 및 회전축(Y₅₁)을 중심으로 벨 컵(51)을 회전시켜 구동하기 위한 수단을 형성하는 터빈(52)을 포함한다. 분무기 수단(5)은 터빈(turbine; 52)의 중앙 공동(central cavity) 내에 장착된 분사기(injector; 53), 공급 덕트(4)의 하류부(downstream portion; 54), 및 분사기(53)를 통하고 벨 컵(51)에 걸친 유체의 유동을 제어하는 분무기 밸브(55)를 더 포함한다.

페인트 스프레이 중에, 분무기 밸브(55)는 공급 덕트(4)의 하류부(54)를 개방하여서, 페인트가 분사기(53)를 통해 벨 컵(51)을 넘어 유동하는 것을 가능하게 한다. 터빈(52)은 벨 컵(51)을 고속으로 회전하게 구동한다. 잘 알려진 바와 같이, 벨 컵(51)은 페인트를 미세 액적들로 분무화시키고, 그 미세 액적들은 스프레이(50)를 형성한다. 스프레이(50)는 실질적으로 스프레이 방향(Y₅₀)을 따라서 코팅될 물건에 도달한다. 벨 컵(51)은 페인트를 실질적으로 스프레이 방향(Y₅₀)으로 스프레이하도록 배치된다. 벨 컵(51)은 원형으로 대칭적이므로, 스프레이(50)는 스프레이 방향(Y₅₀) 주위로 원형으로 대칭적인 포물면(paraboloid) 또는 총알의 형상을 이룬다. 스프레이 방향(Y₅₀)은 벨 컵(51)의 회전축(Y₅₁)과 실질적으로 일치한다.

스프레이 수단(5)은 몸체(11)의 원위부(11.2)에 배치된다. 원위부(11.2)는 분무기 수단(5)을 수납하는 케이싱을 형성한다. 원위부(11.2)는 저장부(10)의 위치에서 근위부(11.1)에 대해 상대적으로 돌출된다.

저장부(10)의 주축(X₁₀)은 스프레이 방향(Y₅₀)에 대해 직각인바, 즉 저장부(10)의 주축(X₁₀)은 스프레이 방향(Y₅₀)과 90°의 각도(A₁₀)를 형성한다. 실제에서, 각도(A₁₀)는 50° 내지 100° 내에 있다. 따라서 주축(X₁₀)과 스프레이 방향(Y₅₀)은 수렴한다.

본 출원에 있어서 "수렴한다"는 형용사는 동일선 상에 있지 않고 일치하지 않으며 평행하지도 않은 두 개의 방향들을 지칭한다. 다시 말하면, 주축(X₁₀)과 스프레이 방향(Y₅₀)이 동일 평면에 있을 때에, "수렴한다"는 것은 그들이 분할(secant)된다는 것을 지칭한다. 주축(X₁₀)과 스프레이 방향(Y₅₀)이 동일 평면에 있지 않다면, "수렴한다"는 형용사는 주축(X₁₀)에 대해 평행하고 스프레이 방향(Y₅₀)을 포함하는 평면에서 주축(X₁₀)의 정투영(orthogonal projection)이 스프레이 방향(Y₅₀)에 대해 분할된다는 것을 지칭한다.

또한, 원위부(11.2)는 실질적으로 스프레이 방향(Y₅₀)으로 연장된다. 도 1 의 평면에서, 말단 축(Y₁₉)은 스프레이 방향(Y₅₀)에 대해 대략 120°의 각도(A₁₉)를 형성한다. 실제에서, 각도(A₁₉)는 110° 내지 130° 의 범위 내에 있다. 그러한 각도(A₁₉)는 분무기(1)가 매우 작게 되는 것(high compactness)을 가능하게 하고, 따라서 로봇(2)에 우수한 민첩성을 제공한다.

도 2 에 도시된 바와 같이, 분무기(1)는 재공급 스테이션(re-supply station)의 일부인 페인트 회로(paint circuit)(미도시)에 대한 연결을 위한 오리피스(104.1)를 구비한다. 오리피스(104.1)는 원위부(11.1)의 도킹 표면(15)에 위치된다. 페인트와 용제는 개별적으로, 저장부(10)의 충전 단계 중에 그리고 분무기(1)의 세정 단계 중에, 오리피스(104.1)을 거쳐서 분무기(1) 안으로 관통한다.

분무기(1)는, 오리피스(104.1)를 저장부(10), 보다 정확하게는 저장부의 베이스(10.2)에 연결하는 연결 덕트(13)도 포함한다. 연결 덕트(13)는 베이스(10.2)와 도킹 표면(15)에 대해 직각으로 그리고 직선적인 방식으로 원위부(11.1) 내에서 연장된다. 연결 덕트(13)는 주축(X₁₀)에 대해 평행하게 측정된 길이(L₁₃)를 갖는다. 길이(L₁₃)는 대략 50mm 이다. 실제에서, 길이(L₁₃)는 100mm 와 같거나 이보다 작다.

연결 덕트(13)는, 분무기(1) 내의 용제 및 페인트의 유동을 제어하는 밸브(100)의 일부에 형성된다. 보다 구체적으로는, 제2 덕트(112)가 연결 덕트(13)의 상류부(upstream portion)를 한정한다.

밸브(100)는, 몸체(101), 제1 덕트(111), 및 개별의 제2 덕트(112)를 포함하는데, 그 몸체와 덕트 안에서는 페인트, 용제, 및 압축 공기에 의하여 이루어지는 저장부(10)의 충전 단계, 스프레이 단계, 및 세정 단계 중에 사용되는 유체가 유동할 수 있다. 밸브(100)는 제1 니들(first needle; 130) 및 제2 니들(second needle; 160)을 구비하는데, 이 니들들은 유체가 유동하게 허용하거나 또는 유체가 유동하지 못하게 하는 역할을 한다. 몸체(101)는 제1 니들(130) 및 제2 니들(160)을 하우징(housing)한다. 또한, 제1 니들(130)은 제2 니들(160)의 주요부(substantial portion)를 수용하도록 적합화된 요부를 한정한다.

또한, 이 예에서, 상류부(14)와 하류부(54)로 이루어지고 저장부(10)의 베이스(10.2)로부터 벨 컵(51)으로 연장된 공급 덕트(4)는 대략 260　mm의 길이(최소화될 필요가 있는 길이)를 가지며, 또한 대략 4mm 의 최대 직경을 갖는다. 실제에서, 공급 덕트(4)의 길이는 300　mm 과 같거나 이보다 작고, 공급 덕트의 최대 직경은 5mm 와 같거나 이보다 작다. 분사기(53)는 3mm 만큼 클 수 있는 직경을 갖는다. 분사기(53)는 상대적으로 짧은 길이를 가져서, 수두 손실이 제한되도록 한다.

분무기(1)는 밸브(100)와 분무기 수단(5) 사이에서 연장되는 세정 덕트(16.1)도 포함한다. 세정 덕트(16.1)는 도 1 및 도 2 에서 점선으로서 개략적으로 도시되어 있다. 세정 덕트는 제1 하류 세그먼트(first downstream segment; 16.2) 및 제2 하류 세그먼트(second downstream segment; 16.3)에 연결된다. 제1 하류 세그먼트(16.2)는 벨 컵(51)을 향하여 개방된다. 제2 하류 세그먼트(16.3)는 분사기(53) 안으로 개방된다.

세정 덕트(16.1) 및 하류 세그먼트들(16.2, 16.3)은 용제를 분무기 수단(5)을 향하여 그리고 분무기 수단 안으로 안내하여, 분사기(53)와 벨 컵(51)의 표면들을 세정하거나 헹군다. 보다 구체적으로는, 세정 단계에서는 오염된 표면들 상에 침착된 페인트를 제거하기 위하여 공제와 압축 공기의 흐름을 이용한다.

밸브(100)는 특히 콤팩트(compact)하다. 덕트(13)의 길이(L₁₃)는 상대적으로 짧아서, 세정 단계 및 저장부(10)에의 재공급 단계 중에 페인트의 낭비와 용제의 소비를 최소화하는 것을 가능하게 한다.

예를 들어 페인트인 코팅 재료를 분무기(1)에 재공급하는 방법은, 먼저 저장부(10) 내에 잔존하는 페인트 모두가 제거되는 단계를 포함한다. 그러한 임의의 잔류 페인트는 제2 공급 덕트(4) 및 벨 컵(51)을 통하여 제거된다.

그 다음에는 밸브(100)가 개방되어서, 용제 모두가 저장부(10), 세정 덕트(16.1), 및 하류 세그먼트들(16.2, 16.3) 안으로 유동하게끔 되고, 저장부(10)로부터의 하류에서는 벨 컵(51)을 통하여 유동하게 되는데, 여기에서 그 용제가 수집될 수 있다. 그 후, 밸브(100)가 개방되어서 페인트로 하여금 연결 덕트(13) 안으로 유동하게 되어, 새로운 색상의 페인트로 저장부(10)가 충전된다. 다시 말하면, 분무기(1)에는 폐기 페인트와 폐기 용제를 수집하기 위한 어떠한 회로도 없다.

또한, 스프레이 방향(Y₅₀)으로 측정된 분무기(1)의 높이(H₁)는 대략 390mm 이다. 실제에서, 분무기(1)의 높이(H₁)는 450mm 보다 작도록 선택되고 바람직하게는 400m 보다 작도록 선택된다.

이러한 높이(H₁)는 분무기(1)와 로봇(2)이 접근 곤란성 영역들에 접근함과 그로부터 빠져나옴을 용이하게 하는데, 이것은 정전식 스프레이(electrostatic spraying) 중에 코팅될 물건과 벨 컵(51) 사이의 최소 거리가 대략 200mm 이기 때문에 중요하다. 따라서, 저장부(10)의 주축(X₁₀)이 스프레이 방향(Y₅₀)에 대해 평행하지 않은 저장부(10)의 구성은, 분무기에 우수한 소형성(good compactness)을 부여하여, 로봇(2)에 뛰어난 민첩성을 부여한다. "민첩성"이라는 용어는 분무기(1) 또는 로봇(2)이 접근 곤란성 영역들, 특히 차량 몸체 내측의 영역들에 도달함에 있어서의 용이성을 의미하기 위하여 사용된 것이다.

무게가 동등한 경우, 분무기(1)의 무게 중심(G₁)은 종래 기술의 분무기의 무게 중심보다 말단 축(Y₁₉)에 가까이 배치된다. 도 1 에 도시된 무게 중심(G₁)은, 스프레이 단계 중에 저장부(10)가 충만한 때의 분무기(1)의 무게 중심이다. 비어 있는 때의 무게 중심은 무게 중심(G₁)에 대해 상대적으로 가까운데, 이것은 분무기(1)의 무게에 비하여 저장부(10) 내에 수납되는 페인트의 무게가 무시할 수 있는 정도이기 때문이다.

무게 중심(G₁)과 말단 축(Y₁₉) 사이의 거리(H₁₉)는 대략 10mm 이다. 거리(H₁₉)는 "최단 경로에 의하여" 측정된바, 즉 말단 축(Y₁₉)에 대해 직각으로 측정된 것이다. 실제에서, 상기 거리(H₁₉)는 80mm 보다 작게, 바람직하게는 20mm 보다 작게 선택된다. 종래 기술의 분무기의 무게 중심은 일반적으로 말단 축으로부터 100mm 보다 많이 떨어져 위치된다.

그러한 거리(H₁₉)를 갖는 무게 중심(G₁)의 위치는, 말단 축(Y₁₉) 주위에서의 분무기(1)의 관성 모멘트(moments of inertia)를 최소화하는 것을 가능하게 한다.

따라서, 로봇(2)이 발생시켜야 할 힘을 감소시키는 것이 가능하게 되어서, 로봇(2)이 종래 기술의 분무기가 장착되는 로봇보다 높은 가속도로 움직이는 것이 가능하게 된다.

1: 분무기 2: 로봇
5: 분무기 수단 10: 저장부
11: 몸체 19: 플랜지

Claims

코팅될 물건(article)을 향하여 코팅 재료(coating material)를 스프레이(spray)하기 위한 분무기(atomizer; 1)로서, 상기 분무기는:
분무기(1)를 로봇(robot; 2)에 고정시키기 위한 플랜지(flange; 19)가 구비된 몸체(body; 11)로서, 상기 로봇(2) 및/또는 플랜지(19)는 말단 축(terminal axis; Y₁₉)을 한정하고, 분무기는 코팅될 물건에 대해 상대적으로 움직임에 있어서 상기 말단 축 주위로 움직이도록 설계된, 몸체;
몸체(11)의 근위부(proximal portion; 11.1) 내에 하우징(housing)되고, 주축(main axis; X₁₀)을 따라서 연장된, 코팅 재료 저장부(coating material reservoir; 10); 및
몸체(11)의 원위부(distal portion; 11.2)에 배치되고 코팅 재료를 스프레이하는 분무기 수단(atomizer means; 5)으로서, 코팅 재료를 실질적으로 스프레이 방향(spraying direction; Y₅₀)으로 스프레이하도록 배치된 분무기 부재(atomizer member; 51)를 구비한, 분무기 수단;을 포함하고,
저장부(10)의 주축(X₁₀)과 스프레이 방향(Y₅₀)은 수렴하는 것을 특징으로 하는, 분무기(1).
제 1 항에 있어서,
스프레이 방향(Y₅₀)과 저장부(10)의 주축(X₁₀) 사이의 각도(A₁₀)는 50° 내지 100° 사이의 범위 내에 있고, 바람직하게는 90°인 것을 특징으로 하는, 분무기(1).
제 2 항에 있어서,
말단 축(Y₁₉)은 스프레이 방향(Y₅₀)에 대해, 110° 내지 130° 사이의 범위 내에 있고 바람직하게는 120°인 각도(A₁₉)를 형성하는 것을 특징으로 하는, 분무기(1).
앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
말단 축(Y₁₉)과 분무기(1)의 무게 중심(center of gravity; G₁) 사이의 거리(H₁₉)는 80mm 미만으로 선택되고, 바람직하게는 20mm 미만으로 선택되는 것을 특징으로 하는, 분무기(1).
앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
스프레이 방향(Y₅₀)에서 측정된 분무기(1)의 높이(H₁)는 450mm 미만으로 선택되고, 바람직하게는 400mm 미만으로 선택되는 것을 특징으로 하는, 분무기(1).
앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
분무기는 코팅 재료 회로(coating material circuit)에의 연결을 위한 적어도 하나의 오리피스(orifice; 104.1)를 구비하고, 상기 오리피스(104.1)는 분무기(1)의 도킹 표면(docking surface; 15) 상에 위치되며, 분무기는 오리피스(104.1)를 저장부(10)에 연결하는 연결 덕트(connection duct; 13)를 구비하고, 연결 덕트(13)는 50mm 와 같거나 이보다 적은 길이(L₁₃)를 갖는 것을 특징으로 하는, 분무기(1).
제 6 항에 있어서,
분무기(1)는 분무기(1)를 통한 코팅 재료 및 세정 재료의 유동을 제어하기 위한 밸브(valve; 100)를 더 구비하고, 밸브(100)는 연결 덕트(13)의 일부분을 형성하는 것을 특징으로 하는, 분무기(1).
앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
분무기 수단(5)은 분무기 부재(51)에의 공급을 위한 공급 덕트(feed duct; 4)를 구비하고, 공급 덕트(4)는 저장부(10)로부터 분무기 부재(51)로 연장되며, 공급 덕트는, 300mm 와 같거나 이보다 적은 길이를 가지며, 또한 5mm 와 같거나 이보다 적고 바람직하게는 4mm 보다 적은 최대 직경을 갖는 것을 특징으로 하는, 분무기(1).
앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
저장부(10)는 코팅 재료를 분무기 수단(5)을 향하여 밀기 위한 피스톤(piston; 18.1)을 구비하고, 분무기(1)는 피스톤(18.1)을 주축(X₁₀)을 따라서 이동시키기 위한 액츄에이터(actuator; 18)를 더 구비하며, 액츄에이터(18)는 저장부(10)와 플랜지(19) 사이의 몸체(11) 내에 하우징(housing)되는 것을 특징으로 하는, 분무기(1).
앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
저장부(10)는 원형의 베이스(base; 10.2)를 갖는 실린더(cylinder; 10.1)의 형상을 가지고, 그 체적(V₁₀)은 200 cm³ 내지 1000 cm³ 의 범위 내에 있으며, 저장부의 실린더(10.1)의 직경(D₁₀)은 50　mm 내지 120　mm 의 범위 내에 있되 바람직하게는 101　mm 인 것을 특징으로 하는, 분무기(1).
앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
분무기 수단(5)은, 분무기 부재(51)를 스프레이 방향(Y₅₀)과 실질적으로 일치하는 회전축(axis of rotation; Y₅₁) 주위로 회전하도록 구동시키기 위한 회전식 구동 수단(drive means; 52)을 구비하는 것을 특징으로 하는, 분무기(1).
제 7 항에 따른 분무기(1)에 코팅 재료를 재공급하는 방법으로서,
a) 저장부(10) 내에 남아 있는 코팅 재료 모두를 공급 덕트(4) 및 분무기 부재(51)를 통해 제거(dumping)하는 단계;
b) 세정 재료(cleaning material)가 저장부(10) 및 세정 덕트(cleaning duct; 16.1) 안으로 유동하게 되도록 밸브(100)를 개방하는 단계로서, 세정 재료 모두는 저장부(10)로부터 하류에서 분무기 부재(51)를 통하여 유동하게 되는 단계; 및
c)　저장부(10)가 새로운 코팅 재료로 충전되도록, 코팅 재료가 연결 덕트(13) 안으로 유동하게끔 밸브(100)를 개방하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 코팅 재료 재공급 방법.