(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺サンドペーパーの一部をサンディングヘッドの片側外部から前記ヘッドの圧着面を経由して他側外部へ送出させるサンドペーパーの供給機構を備えたサンディング材の自動交換を目的とする機構であって、前記ヘッドの両側部外側に夫々ヘッド両側辺と平行に設けられた固定側ガイドバーと、前記ガイドバーの下方に平行に配置されて前記ヘッド上のシリンダとリンクアームの作動により前記ヘッド両側部と前記固定側ガイドバーとの間を回動する可動側ローラとからなり、前記サンドペーパーを固定側ガイドバーの内側から可動側ローラの外側を経由して前記ヘッド圧着面に添設し、前記可動側ローラを上方へ回動することで、該可動側ローラに設けた圧着子がサンドペーパーを固定側ガイドバーへ圧着させるサンドペーパーのクランプ機構を備えたことを特徴とする塗膜面サンディング装置。
【請求項２】
前記可動側ローラが、サンディングヘッド上に設けたシリンダとリンクアームの作動により回転するシャフトの両端に設けられた一対の回動アームの先端に支持され、前記固定側ガイドバーが前記シャフトの両端を支持する軸受から突出する一対の固定アームの先端に支持されている請求項１の塗膜面サンディング装置。
【請求項３】
前記固定側ガイドバーの内側に長さ方向に沿った凹部を有し、可動側ローラに前記サンドペーパーを前記固定側ガイドバーの凹部内へ圧着する突条を備えている請求項１もしくは２の塗膜面サンディング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車車体などのワーク塗膜面研磨装置に設けられるサンディング材の自動交換機構、詳細には、塗膜面を研磨するサンディングヘッドの圧着面からサンドペーパーの使用済部分を外部へ送り出すと共に、所定長さの新しい未使用部分を適切に送り込んでヘッド圧着面へ確実に添着固定することのできるサンディング材の自動交換機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車車体などの塗装における下塗りから中塗りへ入る前の工程、中塗りから上塗りへ入る前の工程などで行われる下地塗膜面の研磨作業としては、従来より回転するブラシを塗膜面に押し付けるブラシ水研方式が広く行われている。
【０００３】
しかしながら、このブラシ水研方式による研磨では、ブラシの先端のような凹凸のある面を塗膜面に押し付けて回転しながら移動するので、研磨終了後における塗膜面に微細な凹凸面とか、ゴミ突起等が残ることがあり、どうしても研磨作業にムラが生ずるという問題がある。
【０００４】
このような水研方式による研磨方法の問題点を解消する手段として、ロールから繰り出される長尺サンドペーパーの一部を下面に添着させた軟質製のサンディングヘッドを塗膜面に接触せさて塗膜面を均一に擦るような空研装置が特願平７−２５６５７８号により出願されている。
【０００５】
【発明が解決すべき課題】
しかしながら、従来における上記のサンディングヘッドによる塗膜面の空研装置では、サンディングヘッドの下面に添着されたサンドペーパーの使用済部分を外側へ送り出し、新たな未使用部分を前記ヘッド下面位置へ送り込むための手段として、サンディングヘッドの両側に上下一対のローラによりサンドペーパーを挾着したアームを設けて、これらのアームを上下動させることで、サンドペーパーをサンディングヘッドに圧着したり分離する構造であるため、サンドペーパーをサンディングヘッドに圧着したり分離する作用は専らアームの上下動だけで行われて、サンドペーパーを挾着する一対のローラは単にサンドペーパーの通過移動を許すための働きしかもたない構成となっている。
【０００６】
そのためサンディングヘッド両側の一対のローラによるサンドペーパーの挾着力が弱く、ヘッドの両側のアームを上方へ引き上げることでサンドペーパーの新たな未使用部分をヘッドの下面に密着させたとしても、サンドペーパーをヘッド下面に対して一体的に固定することができず、ヘッドをワーク塗膜面上で左右方向に揺動した場合に、サンドペーパーがヘッドから緩んで剥がれてしまうという問題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のようなサンディングヘッドによる塗膜面研磨装置の問題点を解消するために、サンドペーパーのようなサンディング材の所定長さを確実にサンディングヘッドの先端圧着面へ供給できると共に、サンディングヘッド両側におけるサンディング材への挾着力を高めて、新たな未使用部分をヘッド圧着面に対して一体的に固定することができ、ヘッドがワーク塗膜面上で左右方向に揺動してもサンディング材がヘッドと緩んで剥がれないようにしたサンディング材自動交換機構の提供を目的とするものである。
【０００８】
請求項１の発明にかかる塗膜面のサンディング装置は、そのための具体的手段として、長尺なサンドペーパーの一部をサンディングヘッドの片側外部から前記ヘッドの圧着面を経由して他側外部へ送出させるサンドペーパーの供給機構を備えたサンディング材の自動交換を目的とする機構であって、前記ヘッドの両側部外側に夫々ヘッド両側辺と平行に設けられた固定側ガイドバーと、前記ガイドバーの下方に平行に配置されて前記ヘッド上のシリンダとリンクアームの作動により前記サンドペーパーを固定側ガイドバーの内側から可動側ローラの外側を経由して前記ヘッド圧着面に添設し、前記可動側ローラを上方へ回動することで、該可動側ローラに設けた圧着子がサンドペーパーを固定側ガイドバーへ圧着させるサンドペーパーのクランプ機構を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明にかかる塗膜面のサンディング装置は、前記可動側ローラが、サンディングヘッド上に設けたシリンダとリンクアームの作動により回転するシャフトの両端に設けられた一対の回動アームの先端に支持され、前記固定側ガイドバーが前記シャフトの両端を支持する軸受から突出する一対の固定アームの先端に支持されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３にかかる塗膜面のサンディング装置は、前記固定側ガイドバーの内側に長さ方向に沿った凹部を有し、可動側ローラに前記サンドペーパーを前記固定側ガイドバーの凹部内へ圧着する突条を備えていることを特徴とする。
【００１１】
固定側ガイドバーを、固定アームの先端に対して非回転式とした場合には、サンドペーパーの通過に際して、固定側ガイドバーはサンドペーパーと接触せずに可動側ローラとだけ接触するような構成とすることが好ましい。
【００１２】
長尺サンドペーパーの一部をサンディングヘッドの片側外部から前記ヘッドの圧着面を経由して他側外部へ送出させるサンドペーパーの供給機構は、サンドペーパーの繰り出しドラムとモータを備えた巻き取りドラムとからなり、前記繰り出しドラムにサンドペーパーの所定繰り出し長さを指示するエンコーダと、所定繰り出し長さでドラム回動角度を制御するエアブレーキとを備えていることが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明に係るサンディング材ガイド機構を、図示の実施例に従って説明すると、図１はこのガイド機構を備えたサンディングヘッド１の正面図であり、図５および図６に示すように、前記サンディングヘッド１はワーク２の移動通路上方の左右方向および上下方向の往復動が可能な梁材３に支持されたヘッド昇降装置４の下端に設けられており、前記ヘッド昇降装置４がワーク２に対する所定の高さ位置に降下した状態で横方向に往復移動することで、前記サンディングヘッド１がワーク２の塗膜面を研磨する。
【００１４】
前記ヘッド昇降装置４は、図５及び図６に示すように、前記梁材３の下面に突設された一対の縦形平行アーム５と、該梁材３の上面に立設されたシリンダ６と、前記平行アーム５の間と両側とに設けられた前記シリンダ６により昇降する複数本のヘッド支持脚７と、これらの支持脚７の下端に夫々固定板８を介して吊下げ支持されたウレタンフォームのような軟質板を素材とする前記サンディングヘッド１とからなっている。
【００１５】
また、前記平行アーム５の下端には支持板１０が設けられていると共に、前記シリンダ６のロッド１１の下端にはブラケット１２を介して前記平行アーム５の間と両側とに延びるバー１３とが設けられており、前記支持脚７の上方のボス１４が前記支持板１０の上に貫通状態で支持されていると共に、前記支持脚７の上端が前記バー１３に開設された孔１３ａから上方に突出して、前記バー１３の上に載置されたウエイト１５に固定されている。
【００１６】
また、前記平行アーム５の上部背面には、該平行アーム５の間と両側とに延びる夫々スプロケット１６を軸着したブラケット１７が設けられていると共に、このブラケット１７の背面側と前記支持板１０の背面側との間に、ガイド１８に沿って昇降するバランスウエイト１９が設けられていて、表側の前記ウエイト１５の上端に接続したチェーン２０が、図６に示すように、前記スプロケット１６を経由して平行アーム５の上部背面側へ延びて、前記バランスウエイト１９の上端に連結されている。
【００１７】
図５及び図６では、前記ブラケット１２がシリンダ６のロッド１１により最も低い位置まで押し下げられた状態を示し、また、サンディングヘッド１も前記ウエイト１５の荷重によって、前記支持脚７のボス１４が支持板１０に支持される最も低い位置まで下降しているが、下端のサンディングヘッド１はその位置で下方のワーク２からの反力を受けたり場合に、前記ウエイト１５が同図に実線で示した位置と上方の鎖線１５ａで示した位置の間を上下動する。
【００１８】
サンディングヘッド１が下方のワーク２からの反力を受けることで、上方へ持ち上げられる際には、前記ウエイト１５が上昇すると共に、このウエイト１５にチェーン２０で連結された背面側のバランスウエイト１９が下降して、夫々のウエイトの荷重が釣り合うことになるので、サンディングヘッド１の上方移動を軽く作動させる。
【００１９】
また、サンディングヘッド１が図５及び図６に示した最も低い位置まで下降する前の段階、つまり支持脚７の上端の前記ウエイト１５が図５及び図６の鎖線１５ａで示した位置にある段階から、下方のワーク２からの反力を受けることなく独自に同図に実線で示した最も低い位置まで下降する際には、背面の前記バランスウエイト１９が上昇しながらウエイト１５を下降させるので、夫々のウエイト荷重が釣り合うことでサンディングヘッド１の急激な落下を防止し、サンディングヘッド１をワーク２に軟接触させる。
【００２０】
前記サンディングヘッド１は、前記支持脚７の下端に夫々細長い前記金属製固定板８が、ヒンジ２１を介してワーク２の移動方向に沿った前後方向に対して揺動可能なるように軸着されていて、夫々の固定板８の下面には一枚のゴム製基板２２が取付けられ、このゴム製基板２２の下面にウレタンフォームのような軟質板２３が貼り合わされている。
【００２１】
また、図３に示すように、前記夫々の固定板８上のワーク２の移動方向に沿った前方部分には、ワーク２の形状に応じて前記固定板８を前記ヒンジ２１を中心にして前方へ傾斜させるためのウエイト２４が設けられていると共に、中央の固定板８には中央支持脚７の中間に突出したブラケット２５に設けられたエアシリンダ２６からロッド２７が連結されていて、ヘッド１はエアシリンダ２６の作動により水平に保持されるが、外部からの指令等によりエアシリンダ２６の作動を加減するこで、ウエイト２４の荷重により前方へ傾斜する力が与えられるようになっている。
【００２２】
一方、前記ヘッド１のワーク２の移動方向に沿った左右方向に対しては、図１に示すように、ヘッド１の複数本の支持脚７の下端が、ゴム製基板２２及び軟質板２３に対して夫々左右及び中間の別々の固定板８を介して連結されているから、ワーク２の部分的形状の相違により左側の支持脚７と右側の支持脚７との上昇もしくは下降の高さが異なる場合には、図１に鎖線で示すように、ゴム製基板２２及び軟質板２３が左右の支持脚７の高さ位置に応じて自由に変形し、ワーク２の表面形状に対応して適切に接触する。
【００２３】
図７及び図８に示すように、前記梁材３にはブラケット３１を介して夫々サンドペーパー４０の繰り出しドラム３８と巻き取りドラム３９とが軸架されてサンドペーパーの供給機構３０を構成しており、繰り出しドラム３８には使用前の長尺サンドペーパー４０が巻装され、図５のように、この繰り出しドラム３８から繰り出されたサンドペーパー４０が前記ヘッド１のワーク圧着面（下面）を経由してから上方の巻き取りドラム３９に巻き取られるようになっている。なお、前記繰り出しドラム３８及び巻き取りドラム３９には、夫々サンドペーパー４０の巻き緩み防止バネ３８ａ及び３９ａが設けられている。
【００２４】
図８に示すように、前記サンドペーパー供給機構３０を構成する一方の巻き取りドラム３９には、制御指令に基づいて回動を開始する巻き取り用駆動モータ３２を備えると共に、図７に示すように、他方の繰り出しドラム３８には同じく制御指令に基づいて前記モータ３２と連動してサンドペーパーの所定繰り出し長さを指示するエンコーダ３３と、サンドペーパーの所定繰り出し長さの位置でドラム３８の回転を停止するエアブレーキ３４とが設けられている。
【００２５】
一方、図１，図２に示すように、ヘッド１の両端には前記サンドペーパー４０を該ヘッド１の下面に圧着するためのペーパークランプ機構４１が設けられている。このクランプ機構４１は、左右の固定板８の上にエアシリンダ４３とリンクアーム４４を介して回転するシャフト４２を前記固定板８の側縁と平行に配置すると共に、前記固定板８の側縁外側には、前記シャフト４２の両端に連結した回動アーム４８を介して上下方向に回動する可動側ローラ４９を備えている。
【００２６】
また、図１に示すように、前記回動アーム４８及び可動側ローラ４９の上方には、前記シャフト４２の両端を支持する軸受４５の上端から、夫々固定アーム４６が突出して、この固定アーム４６の先端に固定側ガイドバー４７が前記可動側ローラ４９と平行に支持されており、ヘッド１の左側におけるサンドペーパー４０の導入側では、サンドペーパー４０が上方の固定側ガイドバー４７の内側から可動側ローラ４９の外側を通ってヘッド１の下側圧着面を通り、右側の同様な構成の送り出し側へ導かれるようになっている。
【００２７】
更に、前記可動側ローラ４９には先端にゴム製の圧着子５０が設けられていて、図１に実線で示すように、エアシリンダ４３のロッドを押し出して、前記シャフト４２の両端の回動アーム４８を下方へ回動することで、サンドペーパー４０をヘッド１の圧着面から離してサンドペーパー４０を移動することができ、また、鎖線で示すように、エアシリンダ４３のロッドを引き込ませて、回動アーム４８を上方へ回動することで、サンドペーパー４０がヘッド１の圧着面に密着し、同時に圧着子５０がサンドペーパー４０を固定側ガイドバー４７に圧着するので、サンドペーパー４０をヘッド１の圧着面にしっかりと固定する。
【００２８】
図１に示した前記固定側ガイドバー４７は、可動側ローラ４９と共にサンドペーパー４０と接触してその移動通過が円滑に行えるようにする必要から、固定アーム４６の先端に対してローラのように回転可能に軸着されているが、この固定側ガイドバー４７と圧着子５０とによりサンドペーパー４０を挾着固定するという機能を考慮した場合、この固定側ガイドバー４７は固定アーム４６の先端に対して回転せずに固定されたものであってもよい。
【００２９】
前記のように、ペーパークランプ機構における固定側ガイドバー４７を非回転の固定式とした場合には、図９ａに示したように、サンドペーパー４０の移動通過に際して、固定側ガイドバー４７はサンドペーパー４０と接触せずに可動側ローラ４９とだけ接触するような構成とする。
【００３０】
また、固定側ガイドバー４７の下側に長さ方向に沿った凹部５１と、可動側ローラ４９の内側の回動アーム４８に先端部に突条５２を設けた前記圧着バー５０ａを取り付けておき、図９ｂのように、可動側ローラ４９の回動アーム４８を上昇させた場合に、圧着バー５０ａの突条５２がサンドペーパー４０の一部を固定側ガイドバー４７の下側の凹部５１に押し込んで挾着するような構成としてもよい。
【００３１】
サンディングヘッド１の下側圧着面に固定した一部のサンドペーパー４０による研磨作業が進行して、ヘッド圧着面に添着したサンドペーパー４０が古くなり、古い部分のサンドペーパーをヘッド圧着面から送り出し、新しい部分のサンドペーパー４０をヘッド下面に送り込む場合には、いったんシリンダ６によりサンディングヘッド１を引き上げてワーク２より引き離す。
【００３２】
このようにサンディングヘッド１が下方のワーク２から反力を受けない高さの上方まで引き上げられると、夫々の支持脚７がウエイト１５の荷重により等しい位置に揃えられるので、夫々の固定板８を介して連結されたゴム製基板２２と軟質板２３が図１のように水平な状態に戻り、新しいサンドペーパー４０がヘッド圧着面に添着されるのに好ましい状態とする。
【００３３】
また、図３の鎖線で示したように、ワーク２の形状に応じてサンディングヘッド１がウエイト２４の荷重によりヒンジ２１を中心にして前方へ傾斜している場合には、エアシリンダ２６を作動してロッド２７を引き上げることでヘッド１を実線で示すような水平状態に戻し、ヘッド圧着面に新しいサンドペーパー４０が添着されるのに好ましい状態とする。
【００３４】
サンドペーパー４０の供給に際しては、前記サンドペーパー供給機構３０を作動する前に、ヘッド圧着面に対するサンドペーパー４０の固定状態を解除する。そのためには、図１に示すように、ヘッド１上におけるエアシリンダ４３のロッドを押し出して、リンクアーム４４により前記シャフト４２の両端の回動アーム４８を下方へ回動することでサンドペーパー４０をヘッド１の圧着面から分離し、サンドペーパー４０が移動し易い状態とする。
【００３５】
次に、この状態で前記サンドペーパー供給機構３０に指令を与え、巻き取りドラム３９のモータ３２を回転して、この巻き取りドラム３９側のサンドペーパー４０を巻き取ることで、繰り出しドラム３８からサンドペーパー４０を所定長さ分だけ引き出す。繰り出しドラム３８は巻き取りドラム３９のモータ３２と連動するエンコーダ３３がサンドペーパー４０の所定繰り出し長さ量を検出して、所定長さ分が繰り出されると該繰り出しドラム３８に設けられたエアブレーキ３４が作動して、巻き取りドラム３９のモータ３２の回転を停止するという手順で、順次サンディングヘッド１の圧着面に新しいサンドペーパー４０を供給する。
【００３６】
前記のようにサンドペーパーの新しい未使用部分がヘッド１の圧着面へ送り込まれたのちは、エアシリンダ４３のロッドを引き戻すと、リンクアーム４４を介して前記シャフト４２の両端の回動アーム４８が上方へ回動し、先端の可動側ローラ４９が前記の下方に位置した部分より外側へ回動することでサンドペーパー４０の新しい未使用部分を引き上げてヘッド圧着面へ密着させると共に、可動側ローラ４９の先端部に設けられた圧着子５０がサンドペーパー４０の一部を固定側ガイドバー４７に圧着することになり、サンドペーパー４０をヘッド１の両側部分でクランプ機構によりしっかりと挾着固定する。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の塗膜面の研磨装置によれば、ヘッド昇降装置４の両側にサンドペーパー４０の供給機構３０を設けると共に、サンディングヘッド１の両端に該ヘッド下面へ導通される前記サンドペーパー４０をエアシリンダ４３およびリンクアーム４４の作動によってヘッド圧着面に対して緊張密着及び弛緩させるためのペーパークランプ機構４１を設けたので、サンドペーパー４０を軟質板からなるサンディングヘッド１の圧着面に対して、緩んだり剥がれたりすることのない研磨作業に十分耐えられる状態にしっかりと固定することができ、かつ固定側ガイドバー４７に対する可動側ローラ４９の回動圧着と開放とによりサンドペーパー４０の緊張及び弛緩作用を的確に行えるので、常にサンドペーパー４０の迅速な交換作業を可能とすることができ、この種の研磨作業の大幅な質的向上を期待することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるサンディング材ガイド機構の構成を示すサンディングヘッドの側面図。
【図２】同じくサンディングヘッドの平面図。
【図３】図１のＡ−Ａ線方向から見た断面図。
【図４】同じくサンディングヘッドの側面図。
【図５】サンディングヘッドが取り付けられるヘッド昇降機構の正面図。
【図６】同じくヘッド昇降機構の側面図。
【図７】サンドペーパー供給機構における繰り出しドラムの断面図。
【図８】同じくサンドペーパー供給機構における巻き取りドラムの断面図。
【図９】サンドペーパークランプ機構の別の実施例を示し、ａは可動側ローラの開放状態、ｂは可動側ローラの閉合状態を示す説明図。
【符号の説明】
１：サンディングヘッド
２：ワーク
３：梁材
４：ヘッド昇降装置
５：縦形平行アーム
６：シリンダ
７：支持脚
８：固定板
１０：支持板
１１：ロッド
１２：ブラケット
１３：バー
１４：ボス
１５：ウエイト
１６：スプロケット
１７：ブラケット
１８：ガイド
１９：バランスウエイト
２０：チェーン
２１：ヒンジ
２２：ゴム製基板
２３：軟質板
２４：ウエイト
２５：ブラケット
２６：エアシリンダ
２７：ロッド
３０：サンドペーパー供給機構
３２：モータ
３３：エンコーダ
３４：エアブレーキ
３８：繰り出しドラム
３９：巻き取りドラム
４０：サンドペーパー
４１：ペーパーガイド機構
４２：シャフト
４３：エアシリンダ
４４：リンクアーム
４５：軸受
４６：固定アーム
４７：固定側ガイドバー
４８：回動アーム
４９：可動側ローラ
５０：圧着子
５０ａ：圧着バー
５１：凹部
５２：突条
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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