JP2006026526A

JP2006026526A - 自動スプレーガン

Info

Publication number: JP2006026526A
Application number: JP2004208677A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Otsubo; 進一大坪; Yoshihiro Okura; 義広大倉
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2004-07-15
Filing date: 2004-07-15
Publication date: 2006-02-02

Abstract

【課題】塗料容器から塗装ガンへの塗料の供給経路を短く設定できる自動スプレーガンを得る。
【解決手段】自動スプレーガン１０では、塗装ガン１１８に塗料容器１４４が一体的に設けられた構成であるため、従来の自動塗装機の如く塗料供給装置が塗装ガンとは独立して離れて設置されている場合に比べて、塗料の供給経路（連結管１４８及び継手１４２）を大幅に短く設定できる。これにより、例えば、自動塗装機の全体構成を簡素化できると共に、塗料供給経路の充分な洗浄が可能であるため、所謂塗料コレステロールの堆積による所謂塗ブツ不良の発生を防止でき、さらに、色替え・洗浄に伴うロス塗料および洗浄シンナーの量を大幅に低減できる。またさらに、自動塗装機本体に着脱自在に取り付けられる構成であるため、例えば、色替えや洗浄のための段取り作業を、実際の塗装作業とは別のラインで実施でき、生産性が大幅に向上する。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動塗装機に適用される自動スプレーガンに関する。

従来、自動車や家電製品等の被塗装物を自動的に塗装する自動塗装機が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような自動塗装機では、自動スプレーガン（塗装ガン）に塗料を供給する塗料供給装置を備えており、この塗料供給装置は、塗料を収容する塗料タンク（塗料容器）を備えている。

このような塗料容器は、一般的に大型で重量が重いため、塗装ガンの駆動範囲外（例えば、塗装ブースの外側）に離して設置されており、自動塗装機本体の作動時（塗装ガンの駆動時）における塗装ガンと塗料容器との間の最大距離に対して十分に余裕のある長さの塗料ホースを介して塗装ガンに接続されている。このため、上記構成の自動塗装機では、塗料容器から塗装ガンへの塗料の供給経路が長くなるという問題がある。
特開平６−２２６１５９号公報

本発明は上記事実を考慮し、塗料容器から塗装ガンへの塗料の供給経路を短く設定できる自動スプレーガンを得ることを目的とする。

請求項１に係る発明の自動スプレーガンは、自動塗装機本体に着脱自在に取り付けられ、前記自動塗装機本体の作動により被塗装物の周囲で駆動される自動スプレーガンであって、遠隔操作で作動するバルブを有し、前記バルブの作動時には供給された塗料を前記塗料とは独立して供給された圧縮空気の圧力でノズルから噴霧して前記被塗装物に塗着させる塗装ガンと、前記塗装ガンに一体的に設けられ、内部に充填された塗料を前記塗装ガンに供給する塗料容器と、を備えたことを特徴としている。

請求項１記載の自動スプレーガンは、塗装ガンと、この塗装ガンに一体的に設けられて内部に充填された塗料を塗装ガンに供給する塗料容器とを備えており、自動塗装機本体に着脱自在に取り付けられて、当該自動塗装機本体の作動により被塗装物の周囲で駆動される。そして、塗装ガンのバルブが遠隔操作により作動すると、塗料容器から塗装ガンに供給された塗料が、この塗料とは独立して塗装ガンに供給された圧縮空気の圧力により塗装ガンのノズルから噴霧されて、被塗装物に塗着される。

ここで、この自動スプレーガンでは、上述の如く、塗装ガンに塗料容器が一体的に設けられた構成であるため、従来の自動塗装機の如く塗装ガンに塗料を供給する塗料供給装置が塗装ガンとは独立して離れて設置されている場合に比べて、塗料の供給経路を短く設定できる。

請求項２に係る発明の自動スプレーガンは、請求項１記載の自動スプレーガンにおいて、前記塗料容器は、耐圧性を有すると共に前記充填された塗料を前記塗装ガンに圧送するための圧縮空気が内部に供給され、当該供給される圧縮空気の圧力を調節されることで前記塗装ガンへの塗料の供給量を調節される、ことを特徴としている。

請求項２記載の自動スプレーガンでは、耐圧性を有する塗料容器の内部に圧縮空気が供給されると、この塗料容器の内部に充填された塗料が塗装ガンに圧送され、これにより、塗装ガンに塗料が供給される。しかもこの場合、塗料容器の内部に供給される圧縮空気の圧力が調節されると、塗料容器から塗装ガンに供給される塗料の供給量（液量）が調節される。

以上説明した如く、本発明に係る自動スプレーガンでは、塗料容器から塗装ガンへの塗料の供給経路を短く設定できる。

図１には、本発明の実施の形態に係る自動スプレーガンとしての第１自動スプレーガン１０及び第２自動スプレーガン１２が適用されて構成された自動塗装機１４の全体構成が斜視図にて示されている。

図１に示すように、自動塗装機１４は、平面視Ｌ字形の板材からなる台座１６を備えている。台座１６の下部には、複数のアジャストボルト１８が取り付けられており、台座１６が床面に対して水平になるように調節できるようになっている。また、台座１６の上部には、被塗装物２０（本実施の形態では、自動車のドアミラーのハウジング）を支持して垂直軸周りに回転させるターンテーブル２２と、第１自動スプレーガン１０及び第２自動スプレーガン１２を上記被塗装物２０の周囲で駆動する自動塗装機本体としての直交ロボット２４とが取り付けられている。

ターンテーブル２２は、台座１６に取り付けられた支柱２６を備えている。支柱２６は、自らの長手方向が自動塗装機１４の上下方向（台座１６に垂直な方向、図１の矢印Ｚ方向及び反矢印Ｚ方向）に沿うように配置されている。この支柱２６は、一対の軸受２８、３０を介して円柱状の回転軸３２を台座１６に垂直な状態で回転可能に支持している。

回転軸３２の軸線方向一端部（上端部）には、棒状の製品支持部３４が連結されており、この製品支持部３４の上端側には、被塗装物２０が支持されている。また、回転軸３２の軸線方向他端部（下端部）は、台座１６に取り付けられたギヤボックス３６の内部に挿入されている。

このギヤボックス３６の内部には、台座１６に取り付けられた軸受３８及び図示しない軸受によって台座１６に対して平行な状態で回転可能に支持されたシャフト４０の軸線方向一端部が挿入されている（すなわち、回転軸３２とシャフト４０とは互いに直交する位置関係にある）。このシャフト４０の軸線方向一端部と、上記回転軸３２の軸線方向他端部（下端部）とは、図示しないギヤ（例えば、かさば歯車等）を介して互いに連結されている。

また、シャフト４０の軸線方向他端部には、ステッピングモータ４２の出力軸４４が一体的に連結されており、このステッピングモータ４２の出力軸４４が回転すると、シャフト４０が軸線周りに回転するようになっている。シャフト４０の回転力は、ギヤボックス３６内部の図示しないギヤを介して回転軸３２に伝達され、回転軸３２が軸線周りに回転し、製品支持部３４に支持された被塗装物２０が垂直軸周り（回転軸３２の軸線周り）に回転するようになっている（図１の矢印θ１参照）。

一方、直交ロボット２４は、支持台４６を介して台座１６に取り付けられた第１リニアアクチュエータ４８を備えている。この第１リニアアクチュエータ４８は、上側へ向けて開口する長尺な箱状に形成されて自動塗装機１４の左右方向（図１の矢印Ｙ方向及び反矢印Ｙ方向）に沿って配置されたケース５０を備えている。

ケース５０の内部には、自動塗装機１４の左右方向に沿って配置された送りねじ５２が、自らの軸線周りに回転自在に支持されており、この送りねじ５２は、図示しないステッピングモータからの駆動力によって軸線周りに回転するようになっている。また、送りねじ５２には、第１リニアアクチュエータ４８の上側に配置された板状の第１駆動板５４が連結されている。この第１駆動板５４の上部には、長尺板状の支持板５５の長手方向一端部が連結されており、送りねじ５２が回転すると、第１駆動板５４を介して支持板５５の長手方向一端部が自動塗装機１４の左右方向に沿って駆動されるようになっている。

一方、支持板５５の長手方向他端部には、その下側において断面コ字形の長尺状に形成されたガイド５６が、自動塗装機１４の左右方向に沿って取り付けられている。このガイド５６は下側へ向けて開口しており、台座１６の上部に自動塗装機１４の左右方向に沿って固定された板状のレール５８の上端部に摺動可能に嵌り込んでいる。これにより、支持板５５の長手方向他端部は、ガイド５６を介してレール５８に支持されており、この状態では、支持板５５は、台座１６に対して平行になるように設定されている。

この支持板５５は、図示しないステッピングモータからの駆動力によりリニアアクチュエータ４８の送りねじ５２が回転すると、その長手方向一端部が第１駆動板５４を介して自動塗装機１４の左右方向に駆動されると共に、その長手方向他端部がガイド５６及びレール５８よって自動塗装機１４の左右方向に案内され、全体的に自動塗装機１４の左右方向に駆動されるようになっている。

支持板５５の上部には、第２リニアアクチュエータ６０が取り付けられている。この第２リニアアクチュエータ６０は、上述した第１リニアアクチュエータ４８と基本的に同様の構成とされており、上側へ向けて開口する長尺な箱状に形成されて自動塗装機１４の前後方向（図１の矢印Ｘ方向及び反矢印Ｘ方向）に沿って配置されたケース６２を備えている。ケース６２の内部には、自動塗装機１４の前後方向に沿って配置された送りねじ６４が、自らの軸線周りに回転自在に支持されている。この送りねじ６４には、第２リニアアクチュエータ６０の上側に配置された板状の第２駆動板６６が連結されており、図示しないステッピングモータからの駆動力により送りねじ６４が回転すると、第２駆動板６６が自動塗装機１４の前後方向に駆動されるようになっている。

第２駆動板６６の上部には、第３リニアアクチュエータ６８が取り付けられている。この第３リニアアクチュエータ６８は、上述した第１リニアアクチュエータ４８及び第２リニアアクチュエータ６０と基本的に同様の構成とされており、自動塗装機１４の前方側（図１の反矢印Ｘ方向側）へ向けて開口する長尺な箱状に形成されて自動塗装機１４の上下方向（図１の矢印Ｚ方向及び反矢印Ｚ方向）に沿って配置されたケース７０を備えている。ケース７０の内部には、自動塗装機１４の上下方向に沿って配置された送りねじ７２が、自らの軸線周りに回転自在に支持されている。この送りねじ７２には、第３リニアアクチュエータ６８の開口側（図１の反矢印Ｘ方向側）に配置された板状の第３駆動板７４が連結されており、図示しないステッピングモータからの駆動力により送りねじ７２が回転すると、第３駆動板７４が自動塗装機１４の上下方向に駆動されるようになっている。

第３駆動板７４の幅方向両端部からは、一対の板状の側壁７６、７８が自動塗装機１４の前方側へ向けて延設されている。これら一対の側壁７６、７８には、自動塗装機１４の左右方向に沿って設けられた円柱状の第１シャフト８０及び第２シャフト８２が貫通している。これらの第１シャフト８０及び第２シャフト８２は、互いに平行な状態で自動塗装機１４の上下方向に並んで配置されており、一対の側壁７６、７８にそれぞれ軸受８４を介して回転自在に支持されている。

第１シャフト８０及び第２シャフト８２の各軸線方向一端部には、リンク部８６が設けられており、第１シャフト８０と第２シャフト８２は同期して回転するようになっている。

また、上側に配置された第１シャフト８０には、一対の側壁７６、７８の間においてギヤ８８が同軸的かつ一体的に設けられており、このギヤ８８は、第３駆動板７４に固定されたステッピングモータ９０の出力軸に同軸的かつ一体的に設けられたギヤ９２に噛み合っている。これにより、ステッピングモータ９０の出力軸が回転すると、ギヤ９２、８８を介して上側の第１シャフト８０が回転すると共に、リンク部８６を介して下側の第２シャフト８２が上側の第１シャフト８０に同期して回転するようになっている。

これらの第１シャフト８０及び第２シャフト８２の各軸線方向他端部には、それぞれ第１自動スプレーガン１０及び第２自動スプレーガン１２が取り付けられている。

ここで、図２には、第１自動スプレーガン１０及び第２自動スプレーガン１２の構成が斜視図にて示されている。また、図３には、第１自動スプレーガン１０及び第２自動スプレーガン１２の構成が正面図にて示されている。さらに、図４には、第１自動スプレーガン１０及び第２自動スプレーガン１２の構成が側面図にて示されている。またさらに、図５には、第１自動スプレーガン１０の構成が上面図にて示されている。

これらの図に示されるように、第１自動スプレーガン１０は、取付ステー１００を備えている（図５では図示省略）。取付ステー１００は、正面視Ｌ字形とされており、取付部１０２とガン支持部１０４とを備えている。取付部１０２の中央部分には、第１シャフト８０の他端部が貫通する円孔１０６が形成されている（なお、図２では、説明の都合上、取付ステー１００が第１シャフト８０から取り外された状態が図示されている）。この円孔１０６の内径寸法は、第１シャフト８０の外径寸法と同等又は僅かに大きく形成されている。

また、取付部１０２には、ガン支持部１０４とは反対側の端部から円孔１０６にかけて連続する切込み１０８が形成されており、取付部１０２は側面視略Ｃ字状とされている。

さらに、取付部１０２には、レバー１１０が取り付けられており、このレバー１１０を回動操作すると、切込み１０８の幅が狭くなる方向に取付部１０２が弾性変形するようになっている。これにより、円孔１０６の内径寸法が小さくなり、取付部１０２（取付ステー１００）が第１シャフト８０の他端部に一体的に固定される構成である。

この場合、第１シャフト８０の他端部には、径方向に突出する円盤状の鍔部１１２が設けられており、この鍔部１１２が取付ステー１００の取付部１０２に係合することで、取付ステー１００（第１自動スプレーガン１０）が、第１シャフト８０の軸線方向に対して位置決めされるようになっている。しかもこの場合、鍔部１１２には円柱状の突起１１４が設けられており、取付部１０２には、この突起１１４が嵌り込む断面半円形の切欠１１６が形成されている。これにより、取付ステー１００（第１自動スプレーガン１０）は第１シャフト８０の周方向に対して位置決め（回り止め）されるようになっている。

一方、ガン支持部１０４の上面側（図２乃至図４の矢印Ｚ方向側）には、塗装ガン１１８が設けられている。塗装ガン１１８は、ブロック状の本体部１２０を備えており、この本体部１２０がネジ１２２（図３及び図４参照）によりガン支持部１０４に固定されている。

本体部１２０の内部には、図示しないバルブが収容されており、このバルブは、本体部１２０に設けられたバルブ作動用エア供給口１２４（図４参照）から当該本体部１２０に供給される圧縮空気の圧力で作動するようになっている（すなわち、遠隔操作により作動する構成である）。バルブ作動用エア供給口１２４には、継手１２６（図４では図示省略）が接続されており、この継手１２６は、図６に示す如く、配管部材１２８（例えば、ナイロンチューブ等）を介して電磁弁１３０に接続されており、電磁弁１３０は別の配管部材を介してエアコンプレッサー１３２に接続されている。

また、本体部１２０の上部には、当該本体部１２０に霧化用エアを供給するための霧化用エア供給口（図示省略）が設けられており、この霧化用エア供給口には、継手１３４（図３及び図４参照）が取り付けられている。この継手１３４は、図６に示す如く、配管部材１３６（例えば、ナイロンチューブ等）を介して電磁弁１３８に接続されており、電磁弁１３８は別の配管材料を介してレギュレータ１４０及びエアコンプレッサー１３２に接続されている。

さらに、本体部１２０の上部には、当該本体部１２０に塗料を供給するため塗料供給口（図示省略）が設けられている。この塗料供給口には、Ｌ字形の継手１４２が接続されており、この継手１４２を介して本体部１２０に塗料容器１４４が取り付けられている。

塗料容器１４４は、一端側（図２乃至図４では下端側）が絞り加工された円筒状に形成され、内部に塗料（図示省略）が充填されるカップ１４６を備えている。カップ１４６の一端部には、金属材料等によりＬ字形の筒状に形成された連結管１４８の一端側が接続されており、この連結管１４８の他端側は、袋ナット１５０によって着脱可能に継手１４２に接続されている。これにより、カップ１４６と塗装ガン１１８とは一体的に（本実施の形態では、互い相対移動不能な状態で）接続されており、カップ１４６の内部と本体部１２０の内部とは、連結管１４８及び継手１４２を介して連通している。なお、第１自動スプレーガン１０では、塗料容器１４４は、塗装ガン１１８に対して自動塗装機１４の前方側（図１、図２、図４の反矢印Ｘ方向側）にオフセットして配置されている。

カップ１４６の開口側（図２乃至図４では上端側）には、有底円筒状に形成されたカバー１５２が設けられている。カバー１５２は、図４に示す如く、その側壁外周部に周方向に沿った段部１５４を有しており、底壁側が大径とされ、開口側が小径とされている。この小径とされた部分は、カップ１４６の内側に嵌り込んでいる。また、カップ１４６の開口端とカバー１５２の段部１５４との間には、Ｏリング１５６が配設されている。

このカバー１５２は、一対の所謂アジャストファスナー１５８、１６０によりカップ１４６に係止される構成である。すなわち、カップ１４６の側壁部には、一対のアジャストファスナー１５８、１６０を構成する一対の把持部１６２、１６４が回動可能に取り付けられている。これらの把持部１６２、１６４には、カバー１５２の側壁部に固定された一対のフック１６６、１６８に係合する係合部１７０、１７２がそれぞれ連結されており、一対の係合部１７０、１７２が一対のフック１６６、１６８にそれぞれ係合した状態で把持部１６２、１６４が回動操作されることで、カバー１５２がカップ１４６に一体的に係止される構成である。

この係止状態では、上述の如くカバー１５２の段部１５４とカップ１４６の開口端との間にＯリング１５６が配設されているので、カップ１４６の内部には密閉空間１７４（図４参照）が形成されるようになっている。しかもこの場合、カップ１４６及びカバー１５２は、所定の耐圧性を備えており、密閉空間１７４内に所定の圧力の気体又は液体を封入できるようになっている。

図５に示す如く、カバー１５２の底壁中央部には、密閉空間１７４内に圧縮空気を供給するための塗料圧送用エア供給口１７６が設けられており、この塗料圧送用エア供給口１７６には継手１７８（図５では図示省略）が取り付けられている。この継手１７８は、図６に示す如く、配管部材１８０（例えば、ナイロンチューブ等）を介して電磁弁１８２に接続されており、電磁弁１８２は別の配管部材を介してレギュレータ１８４及びエアコンプレッサー１３２に接続されている。

ここで、この第１自動スプレーガン１０では、エアコンプレッサー１３２が作動した状態で電磁弁１８２が作動すると、レギュレータ１８４により所定の圧力に減圧された圧縮空気が配管部材１８０及び継手１７８を介して塗料容器１４４の密閉空間１７４内に供給される構成である。密閉空間１７４内に圧縮空気が供給されると、当該密閉空間１７４内（カップ１４６内）に充填された塗料が、連結管１４８及び継手１４２を介して本体部１２０の塗料供給口に圧送（供給）されるようになっており、当該供給された塗料は、本体部１２０の図示しないバルブにより塞き止められるようになっている。

また、エアコンプレッサー１３２が作動した状態で電磁弁１３８が作動すると、レギュレータ１４０により所定の圧力に減圧された圧縮空気が配管部材１３６及び継手１３４を介して本体部１２０の霧化用エア供給口に供給され、当該供給された圧縮空気は、本体部１２０の前面側（反矢印Ｘ方向側）に設けられたノズル１８６から噴射されるようになっている。

さらにこの状態で、電磁弁１３０が作動すると、配管部材１２８及び継手１２６を介して本体部１２０のバルブ作動用エア供給口１２４に圧縮空気が供給され、本体部１２０の図示しないバルブが作動するようになっている。バルブが作動すると、継手１４２を介して本体部１２０に供給されて当該バルブにより塞き止められていた塗料が、継手１３４を介して本体部１２０に供給された圧縮空気の圧力で、ノズル１８６から噴霧される構成である。

一方、第２自動スプレーガン１２は、上述した第１自動スプレーガン１０と基本的に同様の構成とされているが、以下の点で異なる。なお、前記第１自動スプレーガン１０と全く同様の構成については前記第１自動スプレーガン１０と同符号を付してその説明を省略する。

第２自動スプレーガン１２は、前述した取付ステー１００と同様構成の取付ステー１００を備えており、この取付ステー１００は、第２シャフト８２に着脱自在に取り付けられている（なお、図２では、説明の都合上、取付ステー１００が第２シャフト８２から取り外された状態が図示されている）。

また、この取付ステー１００には、前述した塗装ガン１１８と同様構成の塗装ガン２００が取り付けられており、この塗装ガン２００の本体部１２０に設けられた図示しない塗料供給口には、前述した継手１４２と同様構成の継手２０２を介して前述した塗料容器１４４と基本的に同様構成の塗料容器２０４が一体的に（本実施の形態では、互いに相対移動不能な状態で）取り付けられている。

但し、塗料容器２０４は、塗装ガン２００に対して自動塗装機１４の後方側に離れて配置されており、継手２０２と塗料容器２０４の連結管１４８とは、各種の継手２０６、２０８、２１０を介して接続されている。これにより、前述した第１自動スプレーガン１０の塗料容器１４４と、第２自動スプレーガン１２の塗料容器２０４との干渉が防止されており、第１自動スプレーガン１０及び第２自動スプレーガン１２は、それぞれ第１シャフト８０又は第２シャフト８２の各軸線周りに所定の範囲内で互いに干渉せずに回動できるようになっている。

また、図６に示す如く、塗装ガン２００のバルブ作動用エア供給口に接続された継手１２６は、配管部材２１２を介して電磁弁２１４に接続されており、電磁弁２１４は、別の配管部材を介してエアコンプレッサー１３２に接続されている。

さらに、塗装ガン２００の霧化用エア供給口に接続された継手１３４は、配管部材２１６を介して電磁弁２１８に接続されており、この電磁弁２１８は別の配管部材を介してレギュレータ２１９及びエアコンプレッサー１３２に接続されている。

また、塗料容器２０４の塗料圧送用エア供給口に接続された継手１７８は、配管部材２２０を介して電磁弁２２２に接続されており、この電磁弁２２２は別の配管部材を介してレギュレータ２２３及びエアコンプレッサー１３２に接続されている。

なお、この第２自動スプレーガン１２では、他の構成部品は、前述した第１自動スプレーガン１０と同様の構成とされている。

一方、本自動塗装機１４は、図示しない制御装置を備えている。この制御装置は、前述したターンテーブル２２のステッピングモータ４２、第１リニアアクチュエータ４８の図示しないステッピングモータ、第２リニアアクチュエータ６０の図示しないステッピングモータ、第３リニアアクチュエータ６８の図示しないステッピングモータ、第１シャフト８０及び第２シャフト８２を駆動するステッピングモータ９０、電磁弁１３０、１３８、１８２、２１４、２１８、２２２等に電気的に接続されており、所定の制御プログラムに従って、上記各ステッピングモータ及び各電磁弁の作動を制御するようになっている。

この場合、制御装置は、第１シャフト８０及び第２シャフト８２が所定の範囲内で回動するように、ステッピングモータ９０の作動を制御するようになっている。これにより、第１自動スプレーガン１０及び第２自動スプレーガン１２は、第１シャフト８０及び第２シャフト８２の回動に伴って第１シャフト８０又は第２シャフト８２の軸線周りに互いに干渉しない範囲で回動（上下に首振り）される構成である（図１の矢印θ２参照）。しかもこの場合、第１自動スプレーガン１０及び第２自動スプレーガン１２が、第１シャフト８０又は第２シャフト８２の軸線周りに回動すると、塗料容器１４４のカップ１４６内部及び塗料容器２０４のカップ１４６内部の塗料と空気との境界面が変位するが、第１自動スプレーガン１０及び第２自動スプレーガン１２は、これらの境界面の変位に伴って各連結管１４８の内周（塗料のカップ１４６からの取出口）が各カップ１４６内に露出しない範囲で回動されるようになっている。例えば、本実施の形態では、第１自動スプレーガン１０及び第２自動スプレーガン１２の回動範囲は、図４に示す如き水平な状態から、各円孔１０６を中心として時計周りに３０°及び反時計周りに３０°の範囲とされている。

次に、本発明の実施の形態の作用について説明する。

上記構成の自動塗装機１４では、エアコンプレッサー１３２が作動した状態で図示しない制御装置によって電磁弁１８２が作動されると、レギュレータ１８４により所定の圧力に減圧された圧縮空気が配管部材１８０及び継手１７８を介して第１自動スプレーガン１０の塗料容器１４４の密閉空間１７４内に供給される。密閉空間１７４内に圧縮空気が供給されると、当該密閉空間１７４内（カップ１４６内）に充填された塗料が、連結管１４８及び継手１４２を介して本体部１２０の塗料供給口に圧送され、塗装ガン１１８の図示しないバルブにより塞き止められる。

また、制御装置によって電磁弁１３８が作動されると、レギュレータ１４０により所定の圧力に減圧された圧縮空気が配管部材１３６及び継手１３４を介して第１自動スプレーガン１０の塗装ガン１１８の霧化用エア供給口に供給され、当該供給された圧縮空気は、塗装ガン１１８の前面側に設けられたノズル１８６から噴射される。

さらにこの状態で、制御装置によって電磁弁１３０が作動されると、配管部材１２８及び継手１２６を介して第１自動スプレーガン１０の塗装ガン１１８のバルブ作動用エア供給口１２４に圧縮空気が供給され、塗装ガン１１８の図示しないバルブが作動する。バルブが作動すると、継手１４２を介して塗装ガン１１８に圧送されて当該バルブにより塞き止められていた塗料が、継手１３４を介して塗装ガン部１１８に供給された圧縮空気の圧力でノズル１８６から噴霧される。

同様に、制御装置によって電磁弁２１４、２１８、２２２が作動されると、第２自動スプレーガン１２の塗料容器２０４に充填された塗料が、塗装ガン２００のノズル１８６から噴霧される。なお、基本的には、第１自動スプレーガン１０と第２自動スプレーガン１２とは同時に作動されることはなく、何れか一方のみが作動される。

一方、制御装置によってターンテーブル２２のステッピングモータ４２が作動されると、ステッピングモータ４２の出力軸４４に連結されたシャフト４０が軸線周りに回転すると共に、このシャフト４０の回転力が図示しないギヤを介して回転軸３２に伝達され、回転軸３２が軸線周りに回転する。このため、回転軸３２の上端部に連結された製品支持部３４が回転軸３２と共に回転し、製品支持部３４に支持された被塗装物２０が垂直軸周り（回転軸３２の軸線周り）に回転される。これにより、被塗装物２０の第１自動スプレーガン１０及び第２自動スプレーガン１２に対する回転角θ１が制御される。

また一方、制御装置によって直行ロボット２４の第１リニアアクチュエータ４８に設けられた図示しないステッピングモータが作動されると、送りねじ５２が回転し、これにより、第１駆動板５４が自動塗装機１４の左右方向（図１の矢印Ｙ方向及び反矢印Ｙ方向）に駆動される。このため、第１駆動板５４に連結された各構成部材（支持板５５、第２リニアアクチュエータ６０、第２駆動板６６、第３リニアアクチュエータ６８、第３駆動板７４、一対の側壁７６、７８、第１シャフト８０及び第２シャフト８２）が自動塗装機１４の左右方向に駆動され、第１シャフト８０及び第２シャフト８２に取り付けられた、第１自動スプレーガン１０及び第２自動スプレーガン１２が、自動塗装機１４の左右方向に駆動される。これにより、第１自動スプレーガン１０及び第２自動スプレーガン１２の被塗装物２０に対する図１の矢印Ｙ方向に沿った相対位置座標が制御される。

また、制御手段によって直行ロボット２４の第２リニアアクチュエータ６０に設けられた図示しないステッピングモータが作動されると、送りねじ６４が回転し、これにより、第２駆動板６６が自動塗装機１４の前後方向（図１の矢印Ｘ方向及び反矢印Ｘ方向）に駆動される。このため、第２駆動板６６に連結された各構成部材（第３リニアアクチュエータ６８、第３駆動板７４、一対の側壁７６、７８、第１シャフト８０及び第２シャフト８２）が自動塗装機１４の前後方向に駆動され、第１シャフト８０及び第２シャフト８２に取り付けられた、第１自動スプレーガン１０及び第２自動スプレーガン１２が、自動塗装機１４の前後方向に駆動される。これにより、第１自動スプレーガン１０及び第２自動スプレーガン１２の被塗装物２０に対する図１の矢印Ｘ方向に沿った相対位置座標が制御される。

さらに、制御手段によって直行ロボット２４の第３リニアアクチュエータ６８に設けられた図示しないステッピングモータが作動されると、送りねじ７２が回転し、これにより、第３駆動板７４が自動塗装機１４の上下方向（図１の矢印Ｚ方向及び反矢印Ｚ方向）に駆動される。このため、第３駆動板７４に連結された各構成部材（一対の側壁７６、７８、第１シャフト８０及び第２シャフト８２）が自動塗装機１４の上下方向に駆動され、第１シャフト８０及び第２シャフト８２に取り付けられた、第１自動スプレーガン１０及び第２自動スプレーガン１２が、自動塗装機１４の上下方向に駆動される。これにより、第１自動スプレーガン１０及び第２自動スプレーガン１２の被塗装物２０に対する図１の矢印Ｚ方向に沿った相対位置座標が制御される。

またさらに、制御装置によって第３駆動板７４に取り付けられたステッピングモータ９０が作動されると、ギヤ９２及びギヤ８８を介して第１シャフト８０が所定の範囲内で回動すると共に、リンク部８６を介して第２シャフト８２が第１シャフト８０に同期して所定の範囲内で回動する。これにより、第１シャフト８０に取り付けられた第１自動スプレーガン１０が、第１シャフト８０の軸線周りに所定の範囲内で回動し、第２シャフト８２に取り付けられた第２自動スプレーガン１２が、第１自動スプレーガン１０に同期して第２シャフト８２の軸線周りに所定の範囲内で回動する。これにより、第１自動スプレーガン１０及び第２自動スプレーガン１２の被塗装物２０に対する上下の首振り角θ２が制御される。

この場合、本自動塗装機１４では、例えば、図７に示す如く、第１自動スプレーガン２０及び第２自動スプレーガン１２が被塗装物２０の上方に移動した際には（図７の１点鎖線で示す状態を参照）、第１自動スプレーガン１０及び第２自動スプレーガン１２を下向きに首振りさせることで、被塗装物２０の上部を塗装できる。また、第１自動スプレーガン１０及び第２自動スプレーガン１２が被塗装物２０の側方を通過する際には（図７の実線で示す状態を参照）、第１自動スプレーガン１０及び第２自動スプレーガン１２を水平にすることで、被塗装物２０の側部を塗装できる。さらに、第１自動スプレーガン１０及び第２自動スプレーガン１２が被塗装物２０の下方に移動した際には（図７の点線で示す状態を参照）、第１自動スプレーガン１０及び第２自動スプレーガン１２を上向きに首振りさせることで、被塗装物２０の下部を塗装できる。

すなわち、本自動塗装機１４では、第１自動スプレーガン１０及び第２自動スプレーガン１２を被塗装物２０の上方から下方へ移動させて塗装を行う場合に、第１自動スプレーガン１０及び第２自動スプレーガン１２の移動軌跡を、被塗装物２０上方の所定の範囲内では円弧状の円弧補間軌跡とし（図７の矢印Ａ参照）、被塗装物２０側方の所定の範囲内では直線状の直線移動軌跡とし（図７の矢印Ｂ参照）、被塗装物２０下方の所定の範囲内では円弧状の円弧補間軌跡とすることができる（図７の矢印Ｃ参照）。

しかもこの場合、第２リニアアクチュエータ６０及び第３リニアアクチュエータ６８の各ステッピングモータ、並びにステッピングモータ９０の回転速度を制御することで、図６の矢印Ａで示す如き円弧補間軌跡における第１自動スプレーガン１０及び第２自動スプレーガン１２の移動速度Ｖ１と、前記６の矢印Ｂで示す如き直線軌跡における第１自動スプレーガン１０及び第２自動スプレーガン１２の移動速度Ｖ２と、図６の矢印Ｃで示す如き円弧補間軌跡における第１自動スプレーガン１０及び第２自動スプレーガン１２の移動速度Ｖ３とを、それぞれ異なる速度に設定できる。

このように、本自動塗装機１４では、直行ロボット２４及びターンテーブル２２の作動によって、第１自動スプレーガン１０及び第２自動スプレーガン１２と、被塗装物２０とが相対的に変位すると共に、第１自動スプレーガン１０及び第２自動スプレーガン１２の何れか一方（又は両方）が塗料を噴霧して被塗装物２０に塗料を塗着させる。

ここで、本発明の実施の形態に係る第１自動スプレーガン１０では、塗装ガン１１８に塗料容器１４４が一体的に設けられた構成であるため、従来の自動塗装機の如く塗装ガンに塗料を供給する塗料供給装置が塗装ガンとは独立して離れて設置されている場合に比べて、塗装容器１４４から塗装ガン１１８への塗料の供給経路（連結管１４８及び継手１４２）を大幅に短く設定できる。これにより、自動塗装機１４の全体構成を簡素化できるので、設備投資コストを低減できる。しかも、塗装ガン１１８と塗料容器１４４との一体構成により、従来の自動塗装機に用いられる塗料ホースや塗料圧送用のギヤポンプ等が不要になるので、塗料ホースやギヤポンプ等の交換に伴うメンテナンスコストが不要になる。

また、塗装ガン１１８と塗料容器１４４との一体構成により、上述の如く塗料の供給経路が大幅に短縮されると共に、ギヤポンプ等が介在しないため、当該供給経路の構成を大幅に簡素化できる。したがって、塗料の供給経路を充分に洗浄することが容易であるため、塗料の供給経路に所謂塗料コレステロールが堆積することを防止でき、これにより、通常の塗装時に塗料コレステロールが塗装ガン１１８のノズル１８６から不要に噴出して、所謂塗ブツ不良が発生することを防止できる。

さらに、上述の如く従来の自動塗装機に比べて塗料の供給経路が大幅に短縮された構成であるため、色替え・洗浄に伴うロス塗料（塗料の供給経路内に残留して捨てられる塗料）および洗浄シンナーの量を大幅に低減できる。

またさらに、本第１自動スプレーガン１０は、直行ロボット２４の第１シャフト８０に着脱自在に取り付けられる構成であり、しかも、上述の如く塗装ガン１１８に塗料容器１４４が一体に設けられた構成である。このため、例えば、本第１自動スプレーガン１０を複数用意して、それぞれの塗料容器１４４に異なる色の塗料を充填しておけば、色替えの際には、本第１自動スプレーガン１０自体を交換することで色替え作業を完了することができ、色替えのための段取り時間を大幅に短縮できる。すなわち、色替えや洗浄のための段取り作業を、実際の塗装作業とは別のラインで実施できるので、生産性が大幅に向上する。なお、上述の如く色替えのための段取り作業を容易かつ迅速に実施できるため、特に、多品種・少量生産の場合に好適である。

また、本第１自動スプレーガン１０では、塗料容器１４４は耐圧性を備えており、塗料容器１４４の密閉空間１７４内（カップ１４６内）に供給される圧縮空気の圧力がレギュレータ１８４により調節されることで、塗料容器１４４から塗装ガン１１８に供給される塗料の供給量（液量）が調節される構成である。

したがって、本第１自動スプレーガンでは、例えば、所望の塗料供給量が得られた際の塗料容器１４４への圧縮空気の圧力を記録しておけば、何らかの事情でこの圧力を変更した場合でも、前記決定した圧力に調節しなおすだけで、再び所望の塗料供給量に設定することができる。

しかも、塗装ガン１１８に一体的に設けられた塗料容器１４４にダイレクトに圧縮空気を供給して、塗料供給量を調節する構成であるため、当該塗料供給量の調節の精度が良好で、コントロール性が良くなると共に、低圧の圧縮空気でも塗料容器１４４から塗装ガン１１８に塗料を圧送できる。

一方、本発明の実施の形態に係る第２自動スプレーガン１２においても、基本的に第１自動スプレーガン１０と同様の構成とされているため、上述の如き優れた効果を奏することができる。

以上説明した如く、本発明の実施の形態に係る第１自動スプレーガン１０及び第２自動スプレーガン１２では、塗料容器１４４から塗装ガン１１８への塗料の供給経路、及び塗料容器２０４から塗装ガン２００への塗料の供給経路を短く設定できる。

また、本発明の実施の形態に係る自動塗装機１４は、被塗装物２０を支持して垂直軸周りに回転させるターンテーブル２２と、互いに平行に配置され、一方が第１自動スプレーガン１０を支持すると共に他方が第２自動スプレーガン１２を支持し、それぞれが同期して軸線周りに回転されることで第１自動スプレーガン１０及び第２自動スプレーガン１２を上下に首振りさせる一対の平行軸（第１シャフト８０及び第２シャフト８２）、及び、これら一対の平行軸を介して第１自動スプレーガン１０及び第２自動スプレーガン１２を前後左右上下に駆動する３軸駆動装置（第１リニアアクチュエータ４８、第２リニアアクチュエータ６０、第３リニアアクチュエータ６８）を有し、第１自動スプレーガン１０及び第２自動スプレーガン１２を被塗装物２０の周囲で駆動する直交ロボット２４と、を備えた構成とされている。これにより、形状の異なる多種の被塗装物を塗装することができる。

さらに、本発明の実施の形態に係る自動塗装機１４では、上述の如く被塗装物２０は、ターンテーブル２２によって垂直軸周りに回転される構成であり、第１自動スプレーガン１０及び第２自動スプレーガン１２の左右の首振り機構が省略された構成である。したがって、一般的な多関節の塗装ロボットに比べて稼動範囲を狭く設定でき、これにより、塗装ブースを小型に設定できる。しかも、このように稼動範囲が狭くかつ動作がシンプルであるため、作業者の作業安全性が向上し、安全装備のためのコストが低減する。

またさらに、本発明の実施の形態に係る自動塗装機１４では、上述の如く稼動範囲が狭いため、塗料の噴霧範囲も狭い範囲に限定される。これにより、給排気のための空調設備を小型に設定でき、空調コストを低減できる。しかも、このように塗料の噴霧範囲が狭い範囲に限定されるため、塗装ダスト（塗装時に飛散して固まった塗料の粉末）の散乱範囲も狭い範囲に限定される。これにより、清掃作業が容易になると共に廃棄物処理コストが低減される。

また、本発明の実施の形態に係る自動塗装機１４の直行ロボット２４は、第１自動スプレーガン１０と第２自動スプレーガン１２との２つの自動スプレーガンを同時に駆動できる構成である。したがって、例えば、第１自動スプレーガン１０の塗料容器１４４に着色用の塗料を充填すると共に、第２自動スプレーガン１２の塗料容器２０４にクリアーの塗料を充填しておけば、被塗装物２０に着色用の塗料を塗り付けた後に、塗料替えの段取り作業無しで、クリアーの塗料を上塗することができる。これにより、生産性が一層向上する。

なお、上記実施の形態では、第１自動スプレーガン１０は、塗装ガン１１８と塗料容器１１４が連結管１４８等を介して互いに相対移動不能に連結された構成とし、第２自動スプレーガン１２は、塗装ガン２００と塗料容器２０４が連結管１４８等を介して互いに相対移動不能に連結された構成としたが、これに限らず、例えば、各連結管１４８をフレキシブルに折り曲げ可能な構成とし、第１自動スプレーガン１０及び第２自動スプレーガン１２が、第１シャフト８０又は第２シャフト８２の軸線周りに回動した場合でも、塗料容器１４４及び塗料容器２０４の姿勢は、常に垂直に（カップ１４６の中心軸線が垂直になるように）保たれるように構成してもよい。

本発明の実施の形態に係る第１自動スプレーガン及び第２自動スプレーガンが適用されて構成された自動塗装機の全体構成を示す斜視図である。本発明の実施の形態に係る第１自動スプレーガン及び第２自動スプレーガンの構成を示す斜視図である。本発明の実施の形態に係る第１自動スプレーガン及び第２自動スプレーガンの構成を示す正面図である。本発明の実施の形態に係る第１自動スプレーガン及び第２自動スプレーガンの構成を示す側面図である。本発明の実施の形態に係る第１自動スプレーガンの構成を示す上面図である。本発明の実施の形態に係る第１自動スプレーガン及び第２自動スプレーガンへの圧縮空気の配管系統を示す系統線図である。本発明の実施の形態に係る自動塗装機の作動による第１自動スプレーガン及び第２自動スプレーガンの移動軌跡の一例を示す概略図である。

符号の説明

１０第１自動スプレーガン
１２第２自動スプレーガン
１４自動塗装機
２０被塗装物
２４直行ロボット（自動塗装機本体）
１１８塗装ガン
１４４塗料容器
１８６ノズル
２００塗装ガン
２０４塗料容器

Claims

自動塗装機本体に着脱自在に取り付けられ、前記自動塗装機本体の作動により被塗装物の周囲で駆動される自動スプレーガンであって、
遠隔操作で作動するバルブを有し、前記バルブの作動時には供給された塗料を前記塗料とは独立して供給された圧縮空気の圧力でノズルから噴霧して前記被塗装物に塗着させる塗装ガンと、
前記塗装ガンに一体的に設けられ、内部に充填された塗料を前記塗装ガンに供給する塗料容器と、
を備えたことを特徴とする自動スプレーガン。
前記塗料容器は、耐圧性を有すると共に前記充填された塗料を前記塗装ガンに圧送するための圧縮空気が内部に供給され、当該供給される圧縮空気の圧力を調節されることで前記塗装ガンへの塗料の供給量を調節される、
ことを特徴とする請求項１記載の自動スプレーガン。