(57)【要約】【課題】簡素化して軽量化を図ることでロボットアームに搭載可能にして、塗料ホース短くすることで、塗料の廃棄と洗浄溶剤の削減を図ることを可能にした塗料供給用シリンジを提供すること。【解決手段】駆動源としてのモーターの回動軸に回動軸と同心で連結される作動軸９と、作動軸９と同心に円弧状に湾曲させるとともに塗料吐出口４を備えたヘッドカバー３で先端部を閉鎖した中空のシリンダー２と、シリンダー２内をシリンダー２と同心で円弧状に往復移動可能としたピストン５と、先端部にピストン５が連結されて基端部は作動軸９に連結され、モーターを駆動することでシリンダー２と同心状に回動してピストン５をシリンダー２内で往復移動可能としたピストンロッド６と、ピストン５の外周側に周設し、ピストン５の往復移動に伴ってシリンダー２の内壁に摺動するシール部材と、を具備した。【選択図】図１
2014205106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源としてのモーターの回動軸に回動軸と同心に連結される作動軸（９）と、
前記作動軸（９）と同心に円弧状に湾曲させるとともに、塗料吐出口（４）を備えたヘッドカバー（３）で先端部を閉鎖した中空のシリンダー（２）と、
該シリンダー（２）内をシリンダー（２）と同心で円弧状に往復移動可能としたピストン（５）と、
先端部に前記ピストン（５）が連結され、基端部は前記作動軸（９）に連結され、前記モーターを駆動することで、前記シリンダー（２）と同心状に回動して、前記ピストン（５）を前記シリンダー（２）内で往復移動可能としたピストンロッド（６）と、
前記ピストン（５）の外周側に周設し、前記ピストン（５）の往復移動に伴って前記シリンダー（２）の内壁に摺動するシール部材と、を具備したことを特徴とする塗料供給用シリンジ。
【請求項２】
前記シール部材は、
内周側が前記ピストン（５）の側壁に当接している円環状の本体部（１２）と、該本体部（１２）における本体部（１２）の円周方向に向いた中央部分を、先端部分が前記ピストン（５）よりも外周側に突出するようにして外周側に隆起させて形成した、前記ピストン（５）の往復移動に伴って前記シリンダー（２）の内壁に摺動するリップ部（１３）と、を具備したリップシール（１１）と、
該リップシール（１１）における前記本体部（１２）の外周側を覆う形態で前記ピストン（５）の側壁に周設された一対のバックアップリング（１４）と、を具備したことを特徴とする請求項１に記載の塗料供給用シリンジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗料供給用のシリンジに係り、より詳しくは、小型軽量化を達成することで塗装装置のロボットアームに搭載可能とした塗料供給用シリンジに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、被塗装物であるワークを大量に塗装する場合には、塗料の噴射作業が自動化された塗装装置が用いられている。そして、この塗装装置では、塗装ブースに備えられたロボットアームの先端部に備えられたスプレーガンより、ワーク供給テーブル上に載置されたワークへ向けて塗料が噴射され、これによりワークの塗装が行われる。
【０００３】
ところで、ワークを塗装する場合には、スプレーガンより塗料を均等に噴射して、いわゆる塗料むらを無くす必要があり、そのためにはスプレーガンへ定量的に塗料を供給する必要があるが、従来から、スプレーガンに塗料を定量的に供給する方法としては、シリンジを用いた塗料供給装置が採用されている。
【０００４】
ここで、図４を用いて、シリンジを用いた塗料供給装置について説明すると、図４はシリンジを用いた塗料供給装置の構造を示す概略一部断面図で、図４において３１がシリンジであり、このシリンジ３１は、先端部に塗料吐出口３３を具備した円筒状のシリンダー３２と、このシリンダー３２内を往復移動可能なピストン３４を備えており、ピストン３４を往復移動するためのピストンロッド３５の基端部分には作動板３６が取り付けられている。また、前記作動板３６は、ボールネジ３７に螺合しており、このボールネジ３７は、駆動手段としてのモーター３８の軸に連結されている。
【０００５】
そして、この構成により、シリンダー３２内に塗料を充填した状態でモーター３８を駆動し、ボールネジ３７を回動することで、ボールネジ３７に沿って作動板３６を定速で往復移動し、それにより、ピストン３４をシリンダー３２内で往復移動させ、シリンダー３２内に充填した塗料を前記塗料吐出口３３より吐出可能としていた。なお、図において３９はガイドレール、４０はガイドベアリングである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−８２８６７号公報
【特許文献２】特開２００９−８２８６６号公報
【特許文献３】特開２００４−２９０９３９号公報
【特許文献４】特開２００２−１５９９０７号公報
【特許文献５】特開２００１−８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、従来のシリンジを用いた塗料供給装置は前述のように、シリンダー３２内でピストン３４を往復移動させる方法として、モーター３８の回転運動を直線運動に変換する方法を採用しているため、機構が複雑になるとともに部品点数も多くなり、それにより装置全体の重量が重くなってしまっていたために、スプレーガンとは離れた箇所に設置して、塗料ホースを用いてスプレーガンまで塗料を導入することとしていた。
【０００８】
そのために、従来の塗装装置では、塗料をスプレーガンまで導入するための塗料ホースが長くなってしまい、塗料の色替え等に際して塗料ホース内の洗浄を行うときに、多量の塗料を廃棄しなければならないとともに、洗浄溶剤を多量に必要としていた。そしてこのとき、ロボットアームに複数のスプレーガンを搭載している場合には、スプレーガンの数だけ塗料ホースが必要となるために、塗料の色替え等に際して塗料ホース内の洗浄を行うときの廃棄塗料、及び洗浄溶剤が更に多量になる一方、塗料には有害物質等が含まれているために、環境的にも好ましくなく、更に、塗料ホースが邪魔になってしまうという問題点も指摘されていた。
【０００９】
この点、塗料供給装置をロボットアームに搭載することで、塗料ホースを短くすることができ、それにより、前述のような問題点を解決して環境に配慮した塗装装置とすることができ、そのためには、塗料供給装置を小型軽量化する必要があるが、前述したように、モーターの回転運動を直線運動に変換してピストンを往復有働させる従来の塗料供給装置では、機構が複雑になるとともに部品点数も多くなり装置全体の重量が重くなってしまっていたために、これをロボットアームに搭載した場合には、ロボットアームにかかる負荷が大きくなりすぎるため、ロボットアームに塗料供給装置を搭載することは困難であった。
【００１０】
そこで、本発明は、構成を簡素化して軽量化を図ることでロボットアームに搭載可能にして、それにより、塗料ホースの長さを極端に短くすることで、塗料の廃棄と洗浄溶剤の削減を図ることを可能にした塗料供給用シリンジを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の塗料供給用シリンジは、
駆動源としてのモーターの回動軸に回動軸と同心に連結される作動軸と、
前記作動軸と同心に円弧状に湾曲させるとともに、塗料吐出口を備えたヘッドカバーで先端部を閉鎖した中空のシリンダーと、
該シリンダー内を前記シリンダーと同心で円弧状に往復移動可能としたピストンと、
先端部に前記ピストンが連結され、基端部は前記作動軸に連結され、前記モーターを駆動することで、前記シリンダーと同心状に回動して、前記ピストンを前記シリンダー内で往復移動可能としたピストンロッドと、
前記ピストンの外周側に周設し、前記ピストンの往復移動に伴って前記シリンダーの内壁に摺動するシール部材と、を具備したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の塗料供給用シリンジでは、シリンダーを円弧状に形成してピストンをシリンダーと同心状に移動することとしているために、モーターの回転を直線運動に変換することなくピストンを移動することができ、塗料供給装置全体の機構を簡素化して軽量化及び小型化を図ることができる。
【００１３】
そして、塗料供給装置全体を軽量化することができるために、塗料供給装置全体をロボットアームに搭載することができ、それにより、シリンダーとスプレーガン間の塗料ホースを短くすることができ、塗料の色替え等に際して塗料ホース内の洗浄を行うときに、廃棄塗料の削減、洗浄時の洗浄溶剤の削減を図ることが可能で、ＶＯＣ（揮発性有機化合物）の排出を抑えて環境改善にも貢献することが可能となり、従来技術の問題点を解決することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の塗料供給用シリンジの実施例の構造を説明するための概略一部断面図である。
【図２】本発明の塗料供給用シリンジの実施例におけるピストンの断面図である。
【図３】本発明の塗料供給用シリンジの実施例におけるピストンロッドを説明するための図である。
【図４】従来の塗料供給装置を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の塗料供給用シリンジでは、作動軸を有しており、この作動軸は、駆動源としてのモーターの回動軸に、回動軸と同心に連結され、この作動軸は、モーターを駆動することで、回動軸の回転とともに、回動軸と同心で回動することとしている。
【００１６】
また、本発明の塗料供給用シリンジでは、中空のシリンダーを有しており、このシリンダーは、前記作動軸と同心に円弧状に湾曲させており、塗料吐出口を備えたヘッドカバーにより、先端部が閉鎖されている。
【００１７】
そして、このシリンダー内部には、シリンダー内をシリンダーと同心で円弧状に往復移動可能としたピストンが配設されている。
【００１８】
また、本発明の塗料供給用シリンダーでは前記ピストンを移動させるためのピストンロッドを有しており、このピストンロッドは、先端部に前述のピストンが連結されており、基端部は、前記作動軸に連結されている。そして、これによってピストンロッドは、モーターを駆動することで、シリンダーと同心状に回動して、ピストンをシリンダー内で往復移動可能としている。
【００１９】
更に、本発明の塗料供給用シリンジでは、シリンダー内壁とピストン間をシールするためのシール部材を有しており、このシール部材は、ピストンの外周側に周設しており、ピストンの往復移動に伴って、シリンダーの内壁に摺動することとしている。
【００２０】
ここで、前記シール部材は、内周側がピストンの側壁に当接している円環状の本体部と、この本体部における本体部の円周方向に沿った中央部分を先端部分がピストンよりも外周側に突出するようにして外周側に隆起させて形成してピストンの往復移動に伴ってシリンダーの内壁に周度するリップ部と、を具備したリップシールと、このリップシールにおける本体部の外周側を覆う形態でピストンの側壁に周設された一対のバックアップリングとで構成するとよく、これにより、ピストンの往復移動の際にシール部材が取れてしまうことを防止することが可能である。
【００２１】
即ち、本発明においてはピストンが円弧状に移動するために、移動に際して、ピストンにおける、シリンダー内の内周側に摺動する部分と、シリンダー内の外周側に摺動する部分とでは、周速が異なる。そのため、例えばピストンの周囲をＯリングでシールした場合には、ピストンが移動すると、Ｏリングにおけるシリンダー内の外周側に摺動する部分がピストンの側部に沿って後方側へ転がってしまいシールが不十分になってしまう。
【００２２】
しかしながら本発明では、円環状の本体部における円周に沿った中央部分を外周側に隆起させてリップ部を形成したリップシールをピストンに周設し、更に、リップシールにおける本体部の外周側を覆う形態でピストンの側壁にバックアップリングを周設しているために、ピストンの移動に際してもリップシールがずれたり転がったりすることが無く、シールを完全に行うことができる。
【実施例１】
【００２３】
本発明の塗料供給用シリンジの実施例について図面を参照して説明すると、図１は、本実施例の塗料供給用シリンジの構造を説明するための図で、概略の構造を一部断面で示した図であり、図において１が本実施例の塗料供給用シリンジである。
【００２４】
そして、本実施例の塗料供給用シリンジ１では作動軸を有している。即ち、図において９が作動軸であり、本実施例においてこの作動軸９は、駆動源としてのモーターの回動軸に、回動軸と同心に連結されることとしている。
【００２５】
次に、図において２はシリンダーであり、本実施例においてシリンダー２は、中空の円弧状としている。即ち、図１に示すように、前記シリンダー２は、円筒状の素材を円弧状に湾曲して構成しており、前記作動軸９と同心になるように配置されている。
【００２６】
また、前記シリンダー２の先端はヘッドカバー３で閉鎖されており、このヘッドカバー３には、シリンダー２内の塗料をシリンダー２から外部に吐出するための塗料吐出口４が形成されている。
【００２７】
次に、図において５は、シリンダー２内を往復移動してシリンダー２内の塗料を塗料吐出口４より吐出するためのピストンであり、本実施例の塗料供給用シリンジ１において前記ピストン５は、前記シリンダー２と同心で円弧状に、シリンダー２内を往復移動可能としている。
【００２８】
このピストン５の作動について図３を参照して説明すると、図３はピストン５を前記シリンダー２内で往復移動させるための機構を示しており、図において６は、前記ピストン５を往復移動させるためのピストンロッドである。また、図において１０は駆動部であり、本実施例において、前記モーターは駆動部１０内に配置されており、駆動部１０内において前記作動軸９が、モーターの回動軸に連結されている。
【００２９】
そして、本実施例において前記ピストンロッド６は、前記シリンダー２内を往復移動可能な円弧状とした挿入部７を有しており、この挿入部７の先端に前記ピストン５が連結されている。
【００３０】
また、前記挿入部７の基端部には連結部８が連結されており、本実施例においてこの連結部８は、板状としており、基端部が前記挿入部７の基端部に連結されるとともに、先端部は、前記作動軸９に連結されている。そしてこれにより、前記モーターを駆動することで、前記ピストンロッド６は、作動軸９と同心で回動し、即ち前記シリンダー２と同心で回動し、それにより、挿入部７がシリンダー２内を往復移動するとともに、前記ピストン５が、図１において矢印で示すように、前記シリンダー２内で往復移動可能としている。
【００３１】
なお、図３において１５は塗料ホースであり、本実施例においては、前記ピストン５に塗料用流路１６を形成するとともに（図２参照）、この塗料用流路１６に塗料ホース１５を連結して、これにより、前記シリンダー２内に塗料を供給可能としている。但し、シリンダー内に塗料を供給する方法は特に限定されず、その他の方法によりシリンダー内に塗料を供給してもよい。
【００３２】
ここで、前記ピストン５について図２を参照して説明すると、本実施例において前記ピストン５の外周側には、前記ピストン５の往復移動に伴って前記シリンダー２の内壁に摺動するシール部材を備えている。そして、本実施例において前記シール部材は、リップシールとバックアップリングで構成している。
【００３３】
即ち、図において１１がリップシールであり、本実施例において前記リップシール１１は、本体部１２とリップ部１３を具備しており、前記本体部１２は、円環状であり、内周側が前記ピストン５の側壁に当接するようにして、前記ピストン５の外周に周設している。
【００３４】
一方、前記リップ部１３は、前記本体部１２における、本体部１２の円周方向に向いた中央部分の全域を外周側に隆起させることで形成しており、先端部分が前記ピストン５の外周側の先端部よりも外周側に突出するとともに、前記シリンダー２の内壁に当接するようにして形成し、これにより、前記ピストン５と前記シリンダー２の内壁間をシールしている。
【００３５】
一方、前記バックアップリングは、前記リップシール１１における前記本体部１２の外周側を覆う形態で、前記ピストン５の側壁に周設されている。即ち、図において１４がバックアップリングであり、本実施例において前記バックアップリング１４は一対個備えており、前記ピストン５の円周方向に見た前記リップ部１３の両側において、前記本体部１２外周側を覆っている。
【００３６】
そして、前記リップシール１１とバックアップリング１４により、シリンダー２の内壁とピストン５間のシールを達成している。即ち前述したように、本実施例においてはピストンが円弧状に移動するため、ピストンが移動するときは、ピストンにおけるシリンダー内の内周側に摺動する部分とシリンダー内の外周側に摺動する部分とでは周速が異なる。そのため例えばピストンの周囲をＯリングでシールした場合には、ピストンが移動すると、Ｏリングにおけるシリンダー内の外周側に摺動する部分がピストンの側部に沿って後方側へ転がってしまいシールが不十分になってしまう。
【００３７】
しかしながら本実施例では、円環状の本体部１２における円周に沿った中央部分を外周側に隆起させてリップ部１３を形成したリップシール１１をピストン５に周設し、更に、リップシール１１における本体部１２の外周側を覆う形態でピストン５の側壁にバックアップリング１４を周設しているために、ピストン５が往復移動したときに、リップシール１１がずれたり転がったりすることが無く、シールを完全に行うことができる。なお、本実施例においては、前記リップシール１１、バックアップリング１４ともに樹脂製としているが、特に素材は限定されず、シリンダー２の内壁とピストン５間をシール可能な素材であればいずれの素材でも良い。
【００３８】
次に、このように構成される本実施例の塗料供給用シリンジ１の作用について説明すると、本実施例の塗料供給用シリンジ１を用いてスプレーガンに塗料を供給する場合には、前記作動軸９をモーターの回動軸に回動軸と同心で連結し、これによって、モーターを駆動することでピストンロッド６の挿入部７が作動軸９と同心で円弧状に回動自在にするとともに、挿入部７及びピストン５が前記シリンダー２内を往復移動可能なようにシリンダー２及びピストンロッド６等を配設し、前記シリンダー２内に塗料を充填し、その後にモーターを駆動する。
【００３９】
そうすると、前述したように、前記ピストンロッド６の挿入部７が前記シリンダー２と同心で回動するとともに、挿入部７の先端に連結した前記ピストン５が前記シリンダー２内で往復移動し、これにより、シリンダー２内の塗料を塗料吐出口４から吐出することが可能となる。
【００４０】
このように、本実施例の塗料供給用シリンジでは、シリンダー２を円弧状に形成してピストン５をシリンダー２と同心状に移動して塗料を吐出することとしており、これにより、モーターの回転を直線運動に変換することなくピストン５を移動可能としているため、塗料供給装置全体の機構を簡素化して軽量化及び小型化を図ることができる。
【００４１】
従って、塗料供給装置全体をロボットアームに搭載することができ、それにより、シリンダーとスプレーガン間の塗料ホースを短くし、塗料の色替え等に際して塗料ホース内の洗浄を行うときに、廃棄塗料の削減、洗浄時の洗浄溶剤の削減を図ることが可能で、ＶＯＣ（揮発性有機化合物）の排出を抑えて環境改善にも貢献することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の塗料供給用シリンジは、小型化、軽量化を達成することでロボットアームに搭載して塗料ホースを短くすることを可能にし、廃棄塗料の削減、洗浄時の洗浄溶剤の削減を図り、ＶＯＣ（揮発性有機化合物）の排出を抑えて環境改善に貢献することも可能であるため、スプレーガンに塗料を供給する塗料供給用シリンジの全般に適用可能である
【符号の説明】
【００４３】
１    シリンジ
２    シリンダー
３    ヘッドカバー
４    塗料吐出口
５    ピストン
６    ピストンロッド
７    挿入部
８    連結部
９    作動軸
１０    駆動部
１１    リップシール
１２    本体部
１３    リップ部
１４    バックアップリング
１５    塗料ホース
１６    塗料用流路
【図１】
2014205106.tif 000003
【図２】
2014205106.tif 000004
【図３】
2014205106.tif 000005
【図４】
2014205106.tif 000006