JP5376687B2

JP5376687B2 - 塗装装置

Info

Publication number: JP5376687B2
Application number: JP2011210894A
Authority: JP
Inventors: 直道長副
Original assignee: 東亜工業株式会社
Priority date: 2011-09-27
Filing date: 2011-09-27
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2031-09-27
Also published as: JP2013071042A

Description

本発明は、板材の自動塗装処理に適した塗装装置に関する。

従来、ＡＬＣ（Autoclave light-weight concrete；軽量気泡コンクリート）等からなる板材は、外観の向上や防水性の向上を図るために塗装処理が施されていた。その塗装方法としては、板材を搬送ローラにより搬送しながら、塗布ロールを用いたロールコーターにより、搬送ローラ上の板材の上面を自動的に塗装していた。しかしながら、板材の側面の塗装については、自動化が難しく、手動式の塗装ローラを用いて塗装するのが一般的であった。ロールコーターを用いた塗装装置については、特許文献１、２に記載されている。

特開２００５−３４９２４８号公報特開２００９−０１１９３３号公報

しかしながら、手動式の塗装ローラでは、板材の側面に均一な厚さの塗装膜を形成することが困難であった。

本発明の塗装装置は、搬送ローラ上で板材を水平方向に搬送しながら、当該板材の側面を塗装する板材の塗装装置において、
第１の垂直回転軸を有する押圧ローラと、第２の垂直回転軸を有する固定ローラと、第３の垂直回転軸を有する可動ローラと、前記可動ローラを前記板材の搬送方向に付勢する付勢手段と、前記押圧ローラ、固定ローラ及び前記可動ローラに回動可能に掛け渡された塗装ベルトと、第４の垂直回転軸を有し、当該第４の垂直回転軸の外周に、塗料が浸透した塗布ロールが嵌着され、当該塗布ロールが前記塗装ベルトの外面に接触するように配置された塗料供給ローラと、前記押圧ローラを介して、前記塗装ベルトの外面を前記板材の側面に押し当てる押し当て装置と、前記塗料供給ローラに連結され、前記塗布ロールに塗料を供給する塗料供給ホースと、を備え、前記押し当て装置は、前記板材の幅に応じて前記押圧ローラを移動させて前記押圧ローラに掛けられた前記塗装ベルトの外面を前記板材の側面に押し当てるように構成されたことを特徴とする。

本発明の塗装装置によれば、板材の側面に均一な厚さの塗装膜を形成することができる。また、本発明の塗装装置によれば、異なる幅Ｗの板材１の側面を連続的に塗装することにも対応できる。さらに、本発明の塗装装置によれば、塗料供給源である塗料供給ローラと、押圧ローラとを分離し、両ローラに掛け渡された塗装ベルトを、押圧ローラを介して板材の側面に押し当てるようにしたので、塗料供給ローラに連結された塗料供給ホースの荷重が押圧ローラの動作に悪影響を与えるのを防止することができる。

本発明の実施形態における塗装装置の構成を示す平面図である。本発明の実施形態における塗装装置の構成を示す正面図である。可動ローラの正面図である。搬送ベルトの断面図である。塗料供給ローラの断面図である。塗料供給ローラのボールベアリングの構造を示す断面図である。

図１は、本発明の実施形態における塗装装置の構成を示す平面図、図２はその正面である。図３は、可動ローラ７０の正面図である。図１に示すように、基台２上に複数の搬送ローラ３が並設される。例えばＡＬＣ等からなる板材１は、搬送ローラ３上に載置され、搬送ローラ３の回転に伴って矢印で示す水平方向に搬送される。板材１は、上面、裏面及び側面を有し、裏面が搬送ローラ３に接している。本実施形態の塗装装置は、搬送方向に沿った板材１の側面垂直面を塗装するものである。

塗装装置は、押圧ローラ４０、固定ローラ８０、可動ローラ７０、可動ローラ７０の付勢手段、塗装ベルト６０、塗料供給ローラ１０、押し当て装置２３、塗料供給ホース２２、塗料圧送ポンプ３０、塗料貯留タンク３１、板材の幅Ｗを検出する幅検出器９０を含んで構成される。

押圧ローラ４０は、円柱状の第１の垂直回転軸４３、第１の垂直回転軸４３の両端部をそれぞれ受ける一対の軸受け部４１ａ，４１ｂ、第１の垂直回転軸４３の外周に嵌着された円筒状の第１の弾性ロール４４、一対の軸受け部４１ａ，４１ｂに連結された第１のアーム４２を備える。第１の垂直回転軸４３とは、垂直方向に延びた回転軸であり、第１の垂直回転軸４３は図１の平面図で見て、矢印の向きに自転可能である。固定ローラ８０の第２の垂直回転軸８３、可動ローラ７０の第３の
垂直回転軸７３についても同様である。

押し当て装置２３は、伸縮棒２４を備えた油圧シリンダー又は空圧シリンダーによって構成することができ、伸縮棒２４が押圧ローラ４０の第１のアーム４２に当接又は連結される。このように、押圧ローラ４０は、押し当て装置２３により板材１の側面に直角方向に駆動されるが、押圧ローラ４０そのものは、不図示のリンク手段により可動に支持されている。

固定ローラ８０は、円柱状の第２の垂直回転軸８３、第１の垂直回転軸８３を受ける一対の軸受け部８１ａ，８１ｂ、第２の垂直回転軸８３の外周に嵌着され、円筒状の第２の弾性ロール８４、これらの一対の軸受け部８１ａ，８１ｂに連結された第２のアーム８２を備える。固定ローラ８０の第２のアーム８２は、不図示の支持部に支持されることにより、固定ローラ８０の位置は固定される。

図３に示すように、可動ローラ７０は、円柱状の第３の垂直回転軸７３、第３の垂直回転軸７３を受ける一対の軸受け部７１ａ，７１ｂ、第３の垂直回転軸７３の外周に嵌着され、円筒状の第３の弾性ロール７４を備える。

可動ローラ７０の付勢手段は、一方の端が上方の軸受け部７１ａに連結され水平方向に延びた第１のバネ板７５ａと、一方の端が下方の軸受け部７１ｂに連結され水平方向に延びた第２のバネ板７５ｂと、第１及び第２のバネ板７５ａ，７５ｂの他方の端を固定する固定軸７２を含んで構成される。

押圧ローラ４０、固定ローラ８０は、板材１の側面に対して直角方向の同一直線上に配置され、可動ローラ７０は、押圧ローラ４０、固定ローラ８０より搬送方向の前方に配置される。つまり、可動ローラ７０は、押圧ローラ４０、固定ローラ８０の各中心点は鋭角三角形の頂点に対応する。

塗装ベルト６０は、押圧ローラ４０、固定ローラ８０及び可動ローラ７０に回動可能に掛け渡されている。塗装ベルト６０は、押圧ローラ４０の押圧力により、板材１の側面に押し当てられるので、その摩擦力により回動力が生じるが、その回動を補助するために、固定ローラ８０又は可動ローラ７０に回転モータを取り付けてもよい。

塗料供給ローラ１０は、第４の垂直回転軸（後述する円筒状回転体１１がこれに相当する）を有し、当該第４の垂直回転軸の外周に、塗料が浸透した塗布ロール１３が嵌着され、当該塗布ロール１３が塗装ベルト６０の外面に接触するように配置されている。

塗料供給ホース２２は、塗料供給ローラ１０に連結され、塗料供給ローラ１０の塗布ロール１３に塗料に供給する。塗料圧送ポンプ３０は塗料供給ホース２２に接続され、塗料貯留槽３１からの塗料を塗料供給ホース２２の中に圧送する。

このように本実施形態の塗装装置によれば、塗装ローラを板材１の側面に直接押し当てるのではなく、塗料供給源である塗料供給ローラ１０と、押圧ローラ４０とを分離し、塗布ロール１３の塗料が転写された塗装ベルト６０を押圧ローラ４０により塗装面である板材１の側面に押し当てるようにした。そして、押し当て装置２３は、板材１の側面に接触する塗装ベルト６０に一定の押し込み量が生じるように押圧ローラ４０に対して押し当て力を加える。これにより、板材１の側面に所望の均一な厚さの塗装膜を形成することができる。

塗装ベルト６０は、図４に示すように、外面の塗料浸透材６０ａ（例えば、スポンジ材やフェルト材）と内面の塗料非浸透材６０ｂ（例えば、軟性ゴム材）とを貼り合わせて構成することが好ましい。これにより、塗装ベルト６０の塗料浸透材６０ａに塗布ロール１３が接触して、塗布ロール１３の塗料が塗装ベルト６０に転写される。この時、塗装ベルト６０の内面の塗料非浸透材６０ｂには塗料は浸透しないため、塗料のたれ、塗料非浸透材６０ｂが接触する押圧ローラ８０、固定ローラ８０及び可動ローラ７０のよごれを防止することができる。

また、本実施形態の塗装装置によれば、異なる幅の複数の板材１の側面を連続的に塗装することにも対応できる。すなわち、幅Ｗ１の板材１を搬送しながら、その側面を塗装した後に、小さい幅Ｗ２（Ｗ２＜Ｗ１）の板材１が搬送されて来た場合、押し当て装置２３は、押圧ローラ４０を図１において左方向に移動させ、押圧ローラ４０を小さい幅Ｗ２の板材１の側面に押し当てる。

この時、固定ローラ８０及び塗料供給ローラ１０の位置は固定されているが、可動ローラ７０は板材１の搬送方向に付勢力Ｆで付勢されることで、塗装ベルト６０に適度の張力が生じた状態で可動になっている。つまり、塗装ベルト６０に張力が働いている状態で、可動ローラ７０の第１及び第２のバネ板７５ａ，７５ｂは板材１の搬送方向に凸になるように撓んでおり、バネ板７５ａ，７５ｂが元の直線形状に戻ろうとするために付勢力Ｆが生じるように構成されている。この場合、押し当て装置２３の押し当て力が付勢力Ｆより大きければ、可動ローラ７０は、付勢力Ｆに抗して、押圧ローラ４０の移動に連動して板材１の搬送方向の反対方向に自動的に移動することになる。

逆に、幅Ｗ１の板材１の側面を塗装した後に、大きな幅Ｗ３（Ｗ３＞Ｗ１）の板材１が搬送されて来た場合、押し当て装置２３は、押圧ローラ４０を図１において右方向に移動させ、大きな幅Ｗ３の板材１の側面に押し当てる。この時、可動ローラ７０は、付勢力Ｆにより板材１の搬送方向に自動的に移動することになる。このようにして、押圧ローラ４０の位置決めがされることにより、異なる幅Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の板材１の側面を連続的に塗装することができる。また、塗料供給ローラ１０の位置は固定されているので、塗料供給ローラ１０に連結された塗料供給ホース２２の荷重が押圧ローラ４０の押圧動作に悪影響を与えるのを防止することができる。

また、板材１の幅Ｗを検出する幅検出器９０を設け、押し当て装置２３は、幅検出器４０の検出結果に応じて、押し当て位置を位置決めすると共に、塗装ベルト６０に一定の押し込み量が生じるように塗布ロール１３を板材１の側面に押し当てるように構成することができる。

幅検出器９０は、図１及び図２に示すように、搬送ローラ３の上方に設けられ、板材１の搬送方向に直角な方向に直線状に延びたフレーム９０ａと、フレーム９０ａの下面に一定間隔で取り付けられた複数の光電センサ素子９０ｂを含んで構成される。複数の光電センサ素子９０ｂは、それぞれ発光素子と受光素子とを備え、発光素子から射出された光は、板材１の上面に当たると反射される。その反射光は受光素子により検出される。

一方、光電センサ素子９０ｂの下方に板材１が無い場合には、そのような反射光は検出されない。したがって、複数の光電センサ素子９０ｂの検出結果に基づいて、板材１の幅Ｗを検出することができる。つまり、板材１の幅Ｗが何種類かある場合（例えば、５種類）、搬送されてきた板材１がどの幅Ｗを有しているかを検出して、押し当て装置２３の位置決めをすることができる。なお、幅検出器９０は、上記のような光学的センサではなく、センタリングマシン等で板材１を挟んでその幅Ｗを検出する機械的センサを用いることもできる。

図５は、塗装装置１０の塗料供給ローラ１０の詳細な構造を示す垂直方向の断面図であり、図６は、図５のボールベアリング１６ａ、１６ｂの構造を示す水平方向の断面図である。

塗料供給ローラ１０は、基本的には、円筒状回転体１１と、円筒状回転体１１を受ける第１の回転体受け部１１及び第２の回転体受け部２０とをスイベルジョイントを用いて接合したものである。

円筒状回転体１１（図５の斜めの実線部分）は、円筒の内面から外面に貫通する複数の塗料供給孔１２を有している。塗布ロール１３は、スポンジ材、フェルト材などの多孔質弾性材からなり、円筒状回転体１１の複数の塗料供給孔１２を覆い、円筒状回転体１１の外面に嵌着されている。

円筒状回転体１１の中には、塗料供給ホース２２を介して、液状の塗料が供給され、当該塗料は、複数の塗料供給孔１２を通して塗布ロール１３の全体に浸透する。

前述のように、塗布ロール１３に塗装ベルト６０が掛けられ、塗布ロール１３から塗装ベルト６０に塗料が供給される。この場合、塗布ロール１３への塗料の浸透量と、塗布ロール１３から塗装ベルト６０への塗料の供給量（転写量）を均一にするために、塗料供給孔１２の形成位置は均一に分布していることが好ましい。また、塗布ロール１３への塗料供給を円滑に行うために、塗料供給孔１２の開口径は、円筒状回転体１１の内面側で外面側より広くなるようにテーパー面が形成されていることが好ましい。

第１の回転体受け部１４（図５の斜めの破線部分）は、円筒形状を有しており、円筒状回転体１１の上部が、その円筒内側に嵌入され、当該円筒状回転体１１の上端面が当接する段差面２５が内面に設けられている。コネクタ部１５は、第１の回転体受け部１４の上端部に第１の回転体受け部１４と一体となって設けられ、円筒状回転体１１の中に塗料を供給する塗料供給ホース２２を第１の回転体受け部１４に連結するネジ部を有している。

第２の回転体受け部２０は、カップ形状を有しており、円筒状回転体１１の下部がカップ内に嵌入され、円筒状回転体１の下端面が当接するカップ底面２６を有している。

ボールベアリング１６ａ、１６ｂは、円筒状回転体１１の回転摩擦を低減するものであり、第１の回転体受け部１４に嵌入された円筒状回転体１１の上部の外周と、第１の回転体受け部１４の内面との接触面（境界面）に設けられている。ボールベアリング１６ｃ、１６ｄも、円筒状回転体１１の回転摩擦を低減するものであり、第２の回転体受け部２０に嵌入された円筒状回転体１１の下部の外周と、第２の回転体受け部２０の内面との接触面に設けられている。ボールベアリング１６ａ〜１６ｄは、前記接触面に形成されたリング状の空隙に、複数の同じ大きさの剛球５０が回転自在に嵌入されてなる。

第１のシール材１７ａは、円筒状回転体１１の上端面と、第１の回転体受け部１４の段差面２５との間に挿入されており、円筒状回転体１１からの前記接触面に塗料が漏れるのを防止している。また、同様の目的により、第２のシール材１７ｂは、円筒状回転体１１の下端面と、第２の回転体受け部２０のカップ底面２６との間に挿入されている。第１のシール材１７ａと第２のシール材１７ｂは、リング状の形状を呈しており、Ｏリングで構成することができる。

また、第１の回転体受け部１４の外面から内面に貫通する第１の潤滑油注入孔と、当該第１の潤滑油注入孔に第１の潤滑油注入具１９ａを挿入することが好ましい。これにより、ボールベアリング１６ａ、１６ｂを含めて、円筒状回転体１１と第１の回転体受け部１４との接触面に潤滑油が供給されるので、両者の摩擦を更に低減することができる。同様の目的で、第２の回転体受け部２０の外面から内面に貫通する第２の潤滑油注入孔と、当該第２の潤滑油注入孔に第２の潤滑油注入具１９ｂを挿入することが好ましい。第１の潤滑油注入具１９ａと第２の潤滑油注入具１９ｂは、グリースニップルで構成することができる。

更に、ボールベアリング１６ｂの外側の第１の回転体受け部１４の端部と円筒状回転体１１との境界面に第１のダストシール１８ａを設けることが外部からのダストが浸入するのを防止する上で好ましい。同様の目的により、ボールベアリング１６ｃの外側の第２の回転体受け部２０の端部と円筒状回転体１１との境界面に第２のダストシール１８ｂを設けることが好ましい。

連結アーム２１は、第１及び第２の回転体受け部１４、２０に掛け渡され、両者を連結する。連結アーム２１の両端部は、第１及び第２の回転体受け部１４、２０の外面にそれぞれ溶接、ボルト締め等により固定される。また、この連結アーム２１は、不図示の支持部材に支持されることで固定される。

上記のように構成された塗料供給ローラ１０によれば、円筒状回転体１１はボールベアリング機構、シール材等の採用により、第１及び第２の回転体受け部１４、２０に対して、低摩擦で円滑に回転することができ、また、塗料の不要な漏れを防止することができることから、塗装ベルト６０に常に一定量の塗料を供給することができる。

なお、第２の回転体受け部２０の底部に開口部を形成し、その開口部に不図示の塗料還流ホースを連結し、円筒状回転体１１の内部の塗料を還流して、塗料貯留タンク３１に戻すように構成することもできる。この場合、不図示の流量調整バルブを塗料還流ホースに設け、塗料供給ホース２２に流れる塗料の流量ｑ１と、塗料還流ホースに流れる塗料の流量ｑ２との差Ｑ（ｑ１−ｑ２）が一定になるように、塗料還流ホースに流れる塗料の流量ｑ２を調整する。この場合、流量調整バルブは、塗料供給ホース２２、塗料還流ホースに、それぞれ設けられた流量センサのセンサ検出結果に基づいて開閉し、流量調整を行う。これにより、塗料供給ローラ１０が保持する塗料量を安定させ、塗布ロール１３に一定量の塗料を含ませることができる。

また、本実施形態の塗装装置は、複数の板材１を積み重ね、それらの側面を塗装する場合にも用いることができる。また、押し当て装置２３の代わりに、工作ロボットが押圧ローラ４０の第１のアーム４２を保持し、この保持された第１のアーム４２に押圧力を加えるようにしてもよい。また、板材１の両側に本実施形態の塗装装置をそれぞれ配置し、板材１の両方の側面を同時に塗装することもできる。

１板材２基台
３搬送ローラ１０塗料供給ローラ
１１円筒状回転体１２塗料供給孔
１３塗布ロール１４第１の回転体受け部
１５コネクタ部１６ａ〜１６ｄボールベアリング
１７ａ第１のシール材１７ｂ第２のシール材
１８ａ第１のダストシール１８ｂ第２のダストシール
１９ａ第１の潤滑油注入具１９ｂ第２の潤滑油注入具
２０第２の回転体受け部２１連結アーム
２２塗料供給ホース２３押し当て装置
２４伸縮棒２５段差面
２６カップ底面３０塗料圧送ポンプ
３１塗料貯留槽４０押圧ローラ
４１ａ，４１ｂ軸受け部４２第１のアーム
４３第１の垂直回転軸５０剛球
６０塗装ベルト６０ａ塗料浸透材
６０ｂ塗料非浸透材７０可動ローラ
７１ａ，７２ｂ軸受け部７２固定軸
７３第３の垂直回転軸７４第３の弾性ロール
７５ａ第１のバネ板７５ｂ第２のバネ板
８０固定ローラ８１ａ，８１ｂ軸受け部
８２第２のアーム８３第２の垂直回転軸
８４第２の弾性ロール９０幅検出器
９０ａフレーム９０ｂ光電センサ素子

Claims

搬送ローラ上で板材を水平方向に搬送しながら、当該板材の側面を塗装する板材の塗装装置において、
第１の垂直回転軸を有する押圧ローラと、
第２の垂直回転軸を有する固定ローラと、
第３の垂直回転軸を有する可動ローラと、
前記可動ローラを前記板材の搬送方向に付勢する付勢手段と、
前記押圧ローラ、固定ローラ及び前記可動ローラに回動可能に掛け渡された塗装ベルトと、
第４の垂直回転軸を有し、当該第４の垂直回転軸の外周に、塗料が浸透した塗布ロールが嵌着され、当該塗布ロールが前記塗装ベルトの外面に接触するように配置された塗料供給ローラと、
前記押圧ローラを介して、前記塗装ベルトの外面を前記板材の側面に押し当てる押し当て装置と、
前記塗料供給ローラに連結され、前記塗布ロールに塗料を供給する塗料供給ホースと、を備え、前記押し当て装置は、前記板材の幅に応じて前記押圧ローラを移動させて前記押圧ローラに掛けられた前記塗装ベルトの外面を前記板材の側面に押し当てるように構成されたことを特徴とする塗装装置。
前記塗装ベルトは、外面の塗料浸透材と、内面の塗料非浸透材とを貼り合わせて構成され、当該塗料浸透材に前記塗布ロールが接触することにより、前記塗布ロールの塗料を前記塗装ベルトに転写することを特徴とする請求項１に記載の塗装装置。
搬送ローラ上で板材を水平方向に搬送しながら、当該板材の側面を塗装する板材の塗装装置において、
第１の垂直回転軸を有する押圧ローラと、
第２の垂直回転軸を有する固定ローラと、
第３の垂直回転軸を有する可動ローラと、
前記可動ローラを前記板材の搬送方向に付勢する付勢手段と、
前記押圧ローラ、固定ローラ及び前記可動ローラに回動可能に掛け渡された塗装ベルトと、
第４の垂直回転軸を有し、当該第４の垂直回転軸の外周に、塗料が浸透した塗布ロールが嵌着され、当該塗布ロールが前記塗装ベルトの外面に接触するように配置された塗料供給ローラと、
前記押圧ローラを介して、前記塗装ベルトの外面を前記板材の側面に押し当てる押し当て装置と、
前記塗料供給ローラに連結され、前記塗布ロールに塗料を供給する塗料供給ホースと、
前記板材の幅を検出する幅検出器と、を備え、前記押し当て装置は、当該幅検出器の検出結果に応じて、前記押圧ローラを移動させて前記押圧ローラに掛けられた前記塗装ベルトの外面を前記板材の側面に押し当てるように構成されたことを特徴とする塗装装置。
前記塗料供給ローラは、
内面から外面に貫通する複数の塗料供給孔が形成された円筒状回転体と、
前記円筒状回転体の上部が嵌入された円筒状の第１の回転体受け部と、
前記円筒状回転体の下部が嵌入された円筒状の第２の回転体受け部と、
前記塗料供給ホースを前記第１の回転体受け部に連結するためのコネクタ部と、を備え、前記塗布ロールは、前記円筒状回転体の複数の塗料供給孔を覆うように、前記円筒状回転体の外面に嵌着されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の塗装装置。