(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗装面にレーザ光を照射して塗膜の一部を除去するレーザ光源と、このレーザ光源を収納すると共に所定のレーザ照射口を有する装置本体と、この装置本体内に所定の不活性ガスを供給すると共に前記レーザ照射口から噴出させる不活性ガス供給手段とを備えた塗装欠陥除去装置において、
前記レーザ照射口の近傍に当該レーザ照射口の周囲を覆うフードを装備すると共に、このフードに所定のフード冷却手段を併設し、該冷却手段により前記フードを常時低温に保つことにより、前記フードの内壁面に、前記レーザ光の照射によって発生した塗料蒸気を付着させることを特徴とする塗装欠陥除去装置。
【請求項２】
塗装面にレーザ光を照射して塗膜の一部を除去するレーザ光源と、このレーザ光源を収納すると共に所定のレーザ照射口を有する装置本体と、この装置本体内に所定の不活性ガスを供給すると共に前記レーザ照射口から噴出させる不活性ガス供給手段とを備えた塗装欠陥除去装置において、
前記レーザ照射口の近傍に当該レーザ照射口の周囲を覆うフードを装備すると共に、このフード内に所定の繊維状部材若しくは粘着材を配設したことを特徴とする塗装欠陥除去装置。
【請求項３】
塗装面にレーザ光を照射して塗膜の一部を除去するレーザ光源と、このレーザ光源を収納すると共に所定のレーザ照射口を有する装置本体と、この装置本体内に所定の不活性ガスを供給すると共に前記レーザ照射口から噴出させる不活性ガス供給手段とを備えた塗装欠陥除去装置において、
前記レーザ照射口の近傍に当該レーザ照射口の周囲を覆うフードを装備し、
このフードにフード冷却手段を併設すると共に、フード内に所定の繊維状部材若しくは粘着材を配設したことを特徴とする塗装欠陥除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗装欠陥除去装置にかかり、特に自動車の車体表面等に形成された塗装欠陥をレーザ光を用いて除去する塗装欠陥除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車や電化製品等の高品質な塗装が求められる製品においては、塗装面に僅かな塗装欠陥が生じても、商品価値は低下してしまうので、塗装欠陥の除去に関しては種々の提案がなされている。例えば、具体的な工程としては、先ず塗装欠陥部及びその周辺部を、グラインダや紙やすり等を用いて研磨除去し、粉塵を完全に取り除く。塗膜欠陥部がシリコン油等の付着による凹所であるときは、同様にして該シリコン油等の付着物を完全に取り除く。次に、スプレーガンを用いて塗料研削部に補修用塗料を吹きつけ塗布し、最後に補修塗膜部を磨き平滑に仕上げる、という工程を採っている。
【０００３】
また、他の例としては、図５に示すように、レーザ光Ｌ及び不可性ガスＧを用いて塗装欠陥を除去する装置が提案されている。即ち、塗装欠陥除去装置５１は、塗装面５３にレーザ光Ｌを照射して塗膜５３ａの一部を除去するレーザ光源５５と、レーザ照射口５７を有してレーザ光源５５を収納する装置本体５９と、不活性ガスＧを装置本体５９内に供給すると共にレーザ照射口５７から噴出させる不活性ガス供給手段６１とを備えている。
【０００４】
この塗装欠陥除去装置５１の機能を説明すると、先ず、塗装欠陥が形成されている位置に、欠陥除去用のレーザ光Ｌを照射する。この時、塗装欠陥除去装置５１には、照射位置を特定するための可視レーザ光Ｌａを放射する可視レーザ光源６４が設けられているので、正確に塗装欠陥部５３ｂにレーザ光Ｌを位置決めできる。また、レーザ光Ｌを照射して塗装欠陥を除去する際には、装置本体５９内部から不活性ガスＧを噴出させ、塗装欠陥部５３ｂの周囲を不可性ガス雰囲気下におくようになっている。これにより、レーザ光Ｌの熱によって発生する塗装欠陥部５３ｂの周辺塗膜面の変色が抑制される。これと同時に、不活性ガスＧによって、レーザ光Ｌの照射で生じた塗膜５３ａの除去物などは、周囲部に吹き飛ばされるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例には以下のような不都合があった。即ち、グラインダや紙やすり等で塗装欠陥を除去する場合には、不要な領域までグラインダや紙やすりによる研磨の影響が及んでしまう、という不都合が生じていた。また、塗装欠陥を除去した後には、上記したようにスプレーガンで塗装するが、この塗装領域はグラインダ等で研磨した領域より広くならざるを得ず、結果として塗装工程において多量の塗料を必要とする、という不都合を生じていた。
【０００６】
また、レーザ光及び不活性ガスを用いる塗装欠陥除去装置においては、レーザ光をスポットにして塗装欠陥を除去するので、塗装欠陥除去部が狭い範囲に限定される、という利点は有している。しかしながら、塗装欠陥を除去した後の除去物が他の塗装面に拡散してしまう、という不都合を生じていた。また、除去物が光学機器に付着しこれらの汚れが発生する。更に、除去物は本来塗料であるのでこれを拡散させるのは、周囲に悪影響を与える、という不都合を生じていた。
【０００７】
【発明の目的】
本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、特に、簡易に塗装欠陥を除去でき、且つ除去物の拡散を防ぐことができる塗装欠陥除去装置を提供することを、その目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、請求項１記載の発明では、塗装面にレーザ光を照射して塗膜の一部を除去するレーザ光源と、このレーザ光源を収納すると共に所定のレーザ照射口を有する装置本体と、この装置本体内に所定の不活性ガスを供給すると共にレーザ照射口から噴出させる不活性ガス供給手段とを備えた塗装欠陥除去装置において、レーザ照射口の近傍に当該レーザ照射口の周囲を覆うフードを装備すると共に、このフードに所定のフード冷却手段を併設し、該冷却手段により前記フードを常時低温に保つことにより、前記フードの内壁面に、前記レーザ光の照射によって発生した塗料蒸気を付着させる、という構成を採っている。
【０００９】
以上のように構成されたことで、先ず、塗装欠陥が形成されている塗装面の上に装置本体を位置決めする。そして、レーザ光の照射位置を塗装欠陥の部分に正確に合わせる。これと同時に、不活性ガス供給手段によって装置本体内を不活性ガスで充満させるとともに、レーザ照射口から当該不活性ガスを噴出させる。レーザ照射口は塗装欠陥部に向かって開口しているので、塗装欠陥部は不活性ガス雰囲気下となる。
【００１０】
また、レーザ照射口の周囲はフードによって覆われており、このフードの周囲には所定のフード冷却手段が併設されている。このフード冷却手段の作用によりフード自体は低温に維持されている。このため、レーザ光の照射により発生した塗料蒸気はフード内壁に付着すると、このフードに付着したままとなり拡散しない。
【００１１】
また、請求項２記載の発明では、塗装面にレーザ光を照射して塗膜の一部を除去するレーザ光源と、このレーザ光源を収納すると共に所定のレーザ照射口を有する装置本体と、この装置本体内に所定の不活性ガスを供給すると共にレーザ照射口から噴出させる不活性ガス供給手段とを備えた塗装欠陥除去装置において、レーザ照射口の近傍に当該レーザ照射口の周囲を覆うフードを装備すると共に、このフード内に所定の繊維状部材若しくは粘着材を配設する、という構成を採っている。
【００１２】
以上のように構成されたことにより、レーザ光の照射によって発生した塗料蒸気や固体状若しくは液体状の塗料は、フード内の繊維状部材に吸収されたりまた粘着材に付着し、効率よく除去物が収集される。
【００１３】
更に、請求項３記載の発明では、塗装面にレーザ光を照射して塗膜の一部を除去するレーザ光源と、このレーザ光源を収納すると共に所定のレーザ照射口を有する装置本体と、この装置本体内に所定の不活性ガスを供給すると共にレーザ照射口から噴出させる不活性ガス供給手段とを備えた塗装欠陥除去装置において、レーザ照射口の近傍に当該レーザ照射口の周囲を覆うフードを装備し、このフードにフード冷却手段を併設すると共に、フード内に所定の繊維状部材若しくは粘着材を配設する、という構成を採っている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図１ないし図４に基づいて説明する。
【００１５】
先ず、図１に示すように、塗装欠陥除去装置１ａは、塗装面３にレーザ光Ｌを照射して塗膜３ａの一部を除去するレーザ光源５と、レーザ照射口７を有してレーザ光源５を収納する装置本体９と、不活性ガスＧを装置本体９内に供給すると共にレーザ照射口７から噴出させる、不活性ガス供給手段１１とを備えている。そして、レーザ照射口７の近傍には、レーザ照射口７の周囲を覆うフード１３が装備されると共に、当該フード１３には所定のフード冷却手段２ａが併設されている。
【００１６】
以下これを詳述すると、塗装欠陥除去装置１ａはレーザ光源５を装備している。このレーザ光源５は後述する塗装面３の塗装欠陥を除去するための加工用レーザであり、いわゆるエキシマレーザや炭酸ガスレーザ等が用いられている。そして、このレーザ光源５は、その他の構成要素と共に装置本体９内に格納されている。
【００１７】
装置本体９の一端部には、所定のレーザ照射口７が開口されている。このレーザ照射口７は、レーザ光源５のレーザ光Ｌ及び可視レーザ光源１４から発生した可視レーザ光Ｌａを外部に放射するための通路となるものであり、特に塗装面３の方向に向かって開口している。また、本実施形態におけるレーザ照射口７は、装置本体９の外側にノズル状に突出している。
【００１８】
また、レーザ光源９からレーザ照射口７までの間には、レーザ光源５側から順に、ハーフミラー１５、レンズ部材１７、防御窓部材１９が配設されている。ハーフミラー１５は、レーザ光源５からのレーザ光Ｌをそのまま透過させる一方、後述する可視レーザ光源１４からの可視レーザ光Ｌａを直角に反射させて、塗装欠陥部３ｂ側に導くためのものである。
【００１９】
レンズ部材１７は、レーザ光源５のレーザ光Ｌを集光して塗装欠陥部３ｂ近傍で焦点を結ばせるためのものであり、凸レンズとなっている。更に、防御窓部材１９はレーザ照射口７に対向して配設され、レーザ光Ｌの照射によって発生する塗装面３の除去物が、レーザ光源５やレンズ部材１７に付着しないようにするためのものである。但し、後述するように、レーザ照射口７からは不活性ガスＧを噴出させなければならないので、防御窓部材１９はレーザ照射口７に密着していない。
【００２０】
また、装置本体９内には、レーザ光源５に併設して可視レーザ光源１４も装備されている。この可視レーザ光源１４は、上記したレーザ光源５のレーザ光Ｌの照射位置を正確に塗装欠陥部３ｂに定めるためのものである。具体的には、レーザ光源５に併設され、レーザ光Ｌとほぼ平行に可視レーザ光Ｌａが放射されるようになっている。そして、所定位置に配設された反射ミラー２１によって一旦直角に反射されて、上記したハーフミラー１５側に偏向されるようになっている。さらに、ハーフミラー１５によってレーザ光Ｌと同一方向に反射されて、レーザ光Ｌと可視レーザ光Ｌａとが同一方向に照射されることとなる。
【００２１】
また、装置本体９の他端部には、不活性ガス供給手段１１が配設されている。この不活性ガス供給手段１１は、装置本体９内に窒素ガス等の不活性ガスＧを供給するためのものである。具体的には、加圧ポンプ等で不活性ガスＧを供給したり、単純に高圧ガスボンベ等から直接供給するようにしてもよい。但し、後述するように、排気管１６側で不活性ガスＧを吸引するように構成する場合には、特に加圧ポンプ等は必要ではない。ここで、不活性ガスＧは、後述するように除去物の搬送と装置本体９内のレーザ光源５等の冷却等を目的としている。
【００２２】
上記したレーザ照射口７の周囲には、所定のフード１３が設けられている。このフード１３は、レーザ照射口７全体を回りから覆うようになっており、塗装欠陥部３ｂにレーザ光Ｌが照射され、除去物（塗料蒸気、スパッタ等）が発生した場合に、これらが周囲に散乱しないようにするためのものである。また、フード１３には、排気管１６が連通して接続されると共に、フード１３内に滞留する不活性ガスＧを強制的に排出できるように所定の吸引ポンプ２５が排気管１６に接続されている。また、フード１３の先端部の全体には、所定のゴムパッキン２７が配設されている。このゴムパッキン２７は、フード１３が塗装面３に接触した場合でも、塗装面３を傷つけず、またフード１３内に充満する不活性ガスＧを外部に漏洩させないようにするためのものである。
【００２３】
また、フード１３の周囲には所定のフード冷却手段２が併設されている。このフード冷却手段２は、フード１３の周囲に巻装される冷却水パイプからなり、フード１３の周囲全体を覆うように設けられている。そして、冷却水パイプ内を流れる冷却水は、図示しない熱交換器によって熱を放出し、低温にされたものが供給される。尚、本実施形態の塗装欠陥除去装置１ａでは、フード１３を冷却するフード冷却手段２とレーザ光源５を冷却するフード冷却手段と共用としている。しかしながら、本発明はこれに限定されることはなく、フード専用の冷却手段を設けるようにしても良い。
【００２４】
また、本実施形態では断面円形状の冷却水パイプを用いているが、フード１３との間の熱伝導性を向上させるために、半円形断面のパイプや矩形断面のパイプを用いて、平面側をフード１３の表面に当接させるようにすることも有効である。平面で接触することにより、熱伝達面積が増大し効率よくフード１３を冷却することができるからである。
【００２５】
次に、以上のように構成された塗装欠陥除去装置１ａの機能及び作用について説明する。先ず、不活性ガス供給手段１１によって装置本体９内に不活性ガスＧが充填される。これと同時に、装置本体９にはレーザ照射口７が開口されているので、このレーザ照射口７から不活性ガスＧが噴出するようになっている。また、上記したように、レーザ照射口７の周囲にはフード１３が装備されており、排気管１６から吸引ポンプ２５がフード１３内の不活性ガスＧを吸引するようになっている。
【００２６】
実際の塗装欠陥の除去作業行程においては、先ず、可視レーザ光源１４から可視レーザ光Ｌａが照射される。そして可視レーザ光Ｌａは反射ミラー２１によって直角に反射されて。ハーフミラー１５側に偏向される。偏向された可視レーザ光Ｌａは更にハーフミラー１５によってレーザ照射口７の方向に偏向される。ここで、可視レーザ光Ｌａの光路はレーザ光源５により照射されるレーザ光Ｌの光路と一致するようにその光学的条件が設定されている。
【００２７】
そして、可視レーザ光Ｌａが正確に塗装欠陥部３ｂに照射された場合には、レーザ光源５からレーザ光Ｌが照射される。これにより、塗装欠陥部３ｂの塗膜３ａが除去される。レーザ光Ｌの照射によりフード１３内に発生した除去物の一部分は、排気管１６側に吸引される。そして、排気管１６の端部に配設されているフィルタ２３によって捕獲され外部には排出されないようになっている。
【００２８】
また、本実施形態の塗装欠陥除去装置１ａでは、フード１３を冷却するフード冷却手段２が装備されており、フード１３自体が常時低温に保たれている。このため、レーザ光Ｌの照射によって発生した塗料蒸気等は、フード１３の内壁面に付着すると振動エネルギが吸収されて、そのままフード１３の内壁に付着したままになる。このため、フード１３内の塗料蒸気を効率よく収集できる。
【００２９】
次に、他の実施形態について図２に基づいて説明する。図２における塗装欠陥除去装置１ｂは、上記した実施形態とほぼ同様の構成を有しているが、フード１３内に所定の繊維状部材４ａ若しくは粘着材４ｂが設けられている点が異なっている。これら繊維状部材４ａや粘着材４ｂは、レーザ光Ｌの照射により塗装面３から生じた気体状或いはプラズマ状の塗料蒸気を収集する役割を有するものである。また、これら繊維状部材４ａ若しくは粘着材４ｂは、レーザ光Ｌの照射によって吹き飛ばされる固体状或いは液体状の塗料（スパッタ）を回収する役割をも有している。
【００３０】
従って、繊維状部材４ａの構造としては、細い繊維の集合体であり且つ内部に充分な空間があるものであれば、特に限定されるものではない。具体的には、一般的な織毛布であってもよいし、綿状の部材であってもよい。また繊維の材質としては、天然繊維に限定されるものではなく、その他の合成繊維やガラス繊維などであってもよい。また、粘着材４ｂについては、粘着シートのようなものを貼付してもよいし、接着材状の物質をフード１３の内壁に塗布するようにしてもよい。このとき、粘着材４ｂは、吹き飛ばされた塗料が付着して離れないように、所定の弾力を有するものであればさらによい。
【００３１】
次に、図３に基づいて、更に他の実施形態について説明する。本実施形態にかかる塗装欠陥除去装置１ｃは、上記した各実施形態の構成要素を組み合わせたものとなっている。即ち、フード１３の周囲部に所定のフード冷却手段２が配設されると共に、フード１３の内壁に所定の繊維状部材４ａ若しくは粘着材４ｂが設けられている。このように構成することにより、繊維状部材４ａ若しくは粘着材４ｂが常時低温に維持される。このため、常温や不活性ガスＧの温度に近い温度の場合に比較して、より効率よく塗料蒸気を回収することができる。このとき、フード冷却手段２からの冷却作用を繊維状部材４ａ若しくは粘着材４ｂ全体に効率よく伝えるために、繊維状部材４ａや粘着材４ｂを熱伝導性の良好なもので構成することも有効である。
【００３２】
また、本実施形態の塗装欠陥除去装置１ｃでは、フード１３に排気管を設けていない点が上記各実施形態とは異なっている。即ち、当該実施形態のフード１３には、その上面の周囲部に不活性ガスＧを排気するための排気口が形成されている。また、この排気口には所定のフィルタ６が装着されている。このフィルタ６は、不活性ガスＧに混入している除去物を収集して外部に排出されないようにするためのものである。但し、フード１３内には繊維状部材４ａ若しくは粘着材４ｂが設けられているので、これらにより多くの除去物が収集される。このため、フィルタ６は容量の小さなものであっても有効に機能する。以上のように、本実施形態では上記実施形態には装備していた排気管等が不要となるので、装置自体を小型化することができる。
【００３３】
更に、図４に基づいて他の実施形態について説明する。当該実施形態は、フード１３ｄを塗装欠陥除去装置の本体側と分離したものである。このため、フード１３ｄの上面中央部には、レーザ照射口７の外周部に嵌合するように所定の貫通孔８が形成されている。但し、フード１３ｄ自体の構造やフード冷却手段２、そしてフード１３ｄの内壁に設けられる繊維状部材４ａ若しくは粘着材４ｂは、上記各実施形態で説明したものと同様である。このようにフード１３ｄを分離して、これ自体に除去物を収集する機能を持たせることにより、従来より用いられている塗装欠陥除去装置に容易に装着することができ、除去物の周囲への拡散を有効に防止できる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明では、レーザ照射口の近傍に当該レーザ照射口の周囲を覆うフードを装備すると共に、このフードの周囲にフード冷却手段を併設した。このため、本発明の塗装欠陥除去装置を用いると、塗装欠陥へのレーザ光照射による塗料蒸気等が、低温に保たれているフードの内壁に付着して離れなくなる。この結果、除去物による塗装面の汚れや光学機器の汚れを有効に防止できると共に、除去物の外部への拡散も抑制することができる。
【００３５】
請求項２記載の発明では、フード内に繊維状部材若しくは粘着材を設けたので、除去物がこれら繊維状部材若しくは粘着材に有効に収集され、除去物による塗装面の汚れや光学機器の汚れを有効に防止できる。加えて、本実施形態では、フード内に繊維状部材や粘着材を設けるだけであるので、塗装欠陥除去装置を簡易且つ小型に構成することができる、という優れた効果を生じる。
【００３６】
更に、請求項３記載の発明では、フードにフード冷却手段を併設すると共に、フード内に所定の繊維状部材若しくは粘着材を配設したので、フード冷却手段のみを設けた場合或いは繊維状部材のみを設けた場合と比較して、より除去物を効率よく収集できる、という優れた効果を生じる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す側方断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態を示す側方断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態を示す側方断面図である。
【図４】本発明の第４の実施形態を示す側方断面図である。
【図５】従来例を示す側方断面図である。
【図６】図５に開示した塗装欠陥除去装置によって塗装欠陥を除去した後の状態を示す側方断面図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ，１ｃ  塗装欠陥除去装置
３  塗装面
５  レーザ光源
７，７ｂ  レーザ照射口
９  装置本体
１１  不活性ガス供給手段
１３，１３ｄ  フード
１６  排気管
Ｇ  不活性ガス
Ｌ  レーザ光
【図１】
0003644190.tif 000002
【図２】
0003644190.tif 000003
【図３】
0003644190.tif 000004
【図４】
0003644190.tif 000005
【図５】
0003644190.tif 000006
【図６】
0003644190.tif 000007