(57)【要約】      （修正有）【課題】塗装装置に付着した塗料の洗浄を行うために必要な作業を不要化もしくは軽減する塗料付着防止材及び塗装装置を提供する。【解決手段】  対象物としての搬送ロボット１００に対し塗料が付着することを防止する塗料付着防止材３２を設ける。この塗料付着防止材は、搬送ロボットを覆い、搬送ロボットの外表面を形成するように構成された面状の浸透膜シート１０６と、浸透膜シートと搬送ロボットとの間に設けられ、浸透膜シートに接するように水を流すことが可能な水路１０４を備える。水路に流される水は浸透膜シートから浸みだすことにより水膜１１０を形成する。これにより、塗装時に飛来する塗料片群１２０を外表面に付着させずに洗い流すことができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物への塗料の付着を防止する塗料付着防止材であって、
前記対象物を覆い、前記対象物の外表面を形成するように構成された面状の浸透部材と、
前記浸透部材と前記対象物との間に設けられ、前記浸透部材に接するように洗浄液を流すことが可能な洗浄液流路と、
を備えることを特徴とする塗料付着防止材。
【請求項２】
請求項１に記載の塗料付着防止材において、
前記浸透部材と前記対象物との間には、前記対象物を覆う面状の洗浄液漏防止部材が設けられ、
前記洗浄液流路は、前記浸透部材と前記洗浄液漏防止部材との間に形成される、ことを特徴とする塗料付着防止材。
【請求項３】
請求項１または２に記載の塗料付着防止材において、
前記浸透部材及び前記洗浄液流路は、曲げ変形可能な柔軟な素材により形成されている、ことを特徴とする塗料付着防止材。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の塗料付着防止材において、
前記浸透部材の外表面には、前記洗浄液流路からしみ出した洗浄液によって洗浄液層が形成される、ことを特徴とする塗料付着防止材。
【請求項５】
請求項４に記載の塗料付着防止部材において、
前記浸透部材の外表面は、洗浄液の表面張力よりも大きい臨界表面張力を有する、ことを特徴とする塗料付着防止材。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の塗料付着防止材において、
前記洗浄液は水である、ことを特徴とする塗料付着防止材。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の塗料付着防止材を用いた塗装装置であって、
塗装ブースと、
前記塗装ブース内に設けられ、被塗装物に塗装を行う塗装ロボットと、
塗装中の被塗装物を支持する支持ロボットと、
を備え、
前記対象物は、前記塗装ブースの内壁面、前記塗装ロボット又は前記支持ロボットの少なくとも一部である、ことを特徴とする塗装装置。
【請求項８】
請求項７に記載の塗装装置であって、
前記塗料付着防止材の外表面から流れる洗浄液及び塗料を回収する回収装置を備える、ことを特徴とする塗装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗装に伴う周囲の汚れを防止する技術、特に、保護対象物を覆って塗料の付着を防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
被塗装物を塗装する際、周囲の機械や壁面等に塗料が付着してしまうことがある。この場合には、付着した塗料を洗い流すなどのメインテナンス作業が必要となる。
【０００３】
下記特許文献１には、静電塗装の際にオーバースプレーされたミスト状の塗料を含む汚染空気を吸い込んで塗料を捕捉し、捕捉した液体から分離した濾液を吹き付け用の洗浄液として使用する装置についての技術が開示されている。しかしながら、この技術は、吹き付ける洗浄液の有効利用を目指したものに過ぎない。
【０００４】
下記特許文献２には、塗装ブースの内壁として、発泡スチロール板にフィルムを貼り合わせた部材を用い、帯電した静電塗装の塗料の電気的性質を利用して塗料の付着を防止する技術が開示されている。この技術は、水等を用いた従来の洗浄作業の非効率性を解消することを目指したものである。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１５６２２７号公報
【特許文献２】特開平１１−２０７８４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１の技術は、従来と同様に洗浄液を吹き付けて洗浄を行うものであり、洗浄等のメインテナンスを不要もしくは軽減するものではない。また、上記特許文献２の技術においては、水等による洗浄の有効性については一切着目されていない。
【０００７】
本発明の目的は、塗装装置に付着した塗料の洗浄を行うために必要な作業を不要化もしくは軽減する新たな技術を確立することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の塗料付着防止材は、対象物への塗料の付着を防止する塗料付着防止材であって、前記対象物を覆い、前記対象物の外表面を形成するように構成された面状の浸透部材と、前記浸透部材と前記対象物との間に設けられ、前記浸透部材に接するように洗浄液を流すことが可能な洗浄液流路と、を備える。
【０００９】
対象物とは、塗料の付着を防止する保護対象を指す。浸透部材は、対象物を覆うことで、対象物の最外側となる外表面を構成し、これにより飛来する塗料から対象物を保護する。浸透部材とは、洗浄液を透過させ、かつ、塗料粒子（必要に応じて塗料の溶媒も）を透過させないような「網目」構造をもつ部材である。また洗浄液としては、水、有機溶媒、界面活性剤溶液など様々な液体を採用することができる。洗浄液は、浸透部材の背後に設けられた洗浄液流路に流され、浸透部材からしみ出して外表面を濡らす。洗浄液流路の形状は様々に設定可能であり、一本道であっても複数に分流してもよく、複数の独立な流路が設けられていてもよい。設定にあたっては、例えば、洗浄液の流れ易さや、洗浄液流路の容積（流れる洗浄液の重さ）等の各種条件を考慮することができる。
【００１０】
この構成によれば、浸透部材からしみ出した洗浄液によって、浸透部材に塗料が直接到達することが防止され、あるいは、塗料が乾燥して浸透部材に固着することが防止される。また、次々としみ出す洗浄液によって吹きかかった塗料が速やかに洗い流される。これにより、対象物に塗料が付着することを防止できる他、塗料付着防止材の外表面に塗料が固着することも防止できる。このため、外表面にその外側から別途洗浄液を振りかけたり、外表面をブラシ等で擦ったりして洗浄する作業を不要化あるいは簡略化できるものと期待できる。あるいは、外表面にその外側から別途洗浄液を振りかけたり、外表面をブラシ等で擦ったりした場合に、洗浄を速やかに完了できることも期待できる。この結果、洗浄等に係るメインテナンスの作業量を軽減することが可能となる。なお、塗装、あるいは、塗料の種類は、特に限定されるものではない。例えば、塗料は水溶性でも油溶性でもよく、また、塗装方法は単なる吹きつけによるものであっても電着塗装等であってもよい。洗浄液は、必要に応じて塗装方法や塗料の種類に適合したものを採用すればよい。
【００１１】
本発明の塗料付着防止材の一態様においては、前記浸透部材と前記対象物との間には、前記対象物を覆う面状の洗浄液漏防止部材が設けられ、前記洗浄液流路は、前記浸透部材と前記洗浄液漏防止部材との間に形成される。洗浄液漏防止部材とは、洗浄液がしみ出さないように形成された部材である。このため、この洗浄液漏防止部材を洗浄液流路の壁面として使用した場合にも、対象物を洗浄液で濡らすことはない。なお、洗浄液漏防止部材と対象物の間には、別途補強部材等を設けて強度補強を行ったり、別の洗浄液漏防止部材を設けて漏れ防止効果を高めたりすることができる。
【００１２】
本発明の塗料付着防止材の一態様においては、前記浸透部材及び前記洗浄液流路は、曲げ変形可能な柔軟な素材により形成されている。つまり、塗料付着防止材は、曲げ変形が可能となるように構成される。この態様においては、輸送や保管が容易となる他、例えば、立体的形状をなす対象物の周囲を覆うように塗料付着防止材を設置することも容易となる。
【００１３】
本発明の塗料付着防止材の一態様においては、前記浸透部材の外表面には、前記洗浄液流路からしみ出した洗浄液によって洗浄液層が形成される。外表面に洗浄液層が恒常的に形成されている場合には、塗料が直接外表面に到達することを回避することが期待できる。つまり、洗浄液は外表面に吹きかかる塗料から外表面を保護する保護液としての機能も果たすと期待できる。また、次々としみ出す洗浄液は、洗浄液の表面に浮遊するなどした塗料を容易に流すものと期待できる。
【００１４】
本発明の塗料付着防止材の一態様においては、前記浸透部材の外表面は、洗浄液の表面張力よりも大きい臨界表面張力を有する。一般に、浸透部材から常に適当な量の洗浄液がしみ出している場合、浸透部材の素材や外表面の凹凸等にかかわらず、浸透部材の外表面には常に洗浄液層が形成されると考えられが、その一方で、しみ出した洗浄液が表面張力により粒状化して、洗浄液層が形成されないこともありえる。そこで、この後者の場合を防止する態様として、浸透部材の外表面の臨界表面張力を、浸透部材の表面張力よりも大きくなるように設定することとした。これにより、洗浄液の粒状化を防ぎ、外表面を完全に濡らす洗浄液層を形成できると考えられる。
【００１５】
本発明の塗料付着防止材の一態様においては、前記洗浄液は水である。水は一般に、多くの種類の塗料に対し、洗浄液として効果的に機能する。また、安価に入手可能であること、作業員が直接触れ得ること、容易に蒸発し蒸発跡がべとつかないことなどの利点も挙げられる。
【００１６】
本発明の塗装装置は、塗装ブースと、前記塗装ブース内に設けられ、被塗装物に塗装を行う塗装ロボットと、塗装中の被塗装物を支持する支持ロボットと、を備え、前記対象物は、前記塗装ブースの内壁面、前記塗装ロボット又は前記支持ロボットの少なくとも一部である。塗装ブースとは外部と仕切られた塗装場所を指しており、塗装ブースの内壁面には塗装場所の床面も含まれる。
【００１７】
本発明の塗装装置の一態様においては、前記塗料付着防止材の外表面から流れる洗浄液及び塗料を回収する回収装置を備える。回収装置は、塗料付着防止材と一体化したものであってもよいし、別途構成されたものであってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に本発明の代表的な実施の形態を、自動車のバンパーの塗装を例に挙げて説明する。この例では、塗料付着防止材が保護する対象物は支持ロボットととしての機能を備えたワークの搬送ロボットであり、洗浄液は水である。
【００１９】
図１は、本実施の形態に係る塗装装置の塗装ブース１０の様子を示した斜視図である。塗装ブース１０は、半円筒状のブースカバー１２により覆われている。そして、ブースカバー１２の両側の壁面下部には、搬送ロボット２０，４０が装着されている。搬送ロボット２０，４０は、被塗装物としてのバンパー５０，５２をそれぞれ保持している。また、ブースカバー１２の両側の壁面上部には各二つの塗装ロボット６０，６２，６４，６６が取り付けられている。各サイドのうち、図の手前側に位置する塗装ロボット６０，６４は、図の手前側で保持されているバンパー５０を塗装するロボットであり、図の奥側に位置する塗装ロボット６２，６６は、図の奥側で保持されているバンパー５２を塗装するロボットである。ここでは、電着塗装の方法により塗装が行われる。
【００２０】
搬送ロボット２０は、ブースカバー１２の壁面下部に設けられたロボットガイド２２に取り付けられており、壁面に沿う水平移動が可能となっている。これにより、前工程側に移動してバンパー５０を受け取り、塗装ロボット６０，６４の位置に移動してこのバンパー５０を塗装のために支持し、後工程側に移動してバンパー５０を後工程に引き渡す搬送動作を行うことができる。
【００２１】
搬送ロボット２０には、その根元に回転機構２６が取り付けられている。このため、壁面に平行な面内で回転することができる。また、回転機構２６の先には第１関節部２８が設けられてその先のアーム部３０を支えている。このアーム部３０もまた関節部を備えており、回転機構２６とともに制御されて、バンパー５０を塗装に適した様々な姿勢で支持する。なお、搬送ロボット４０も、搬送ロボット２０と同様の機構を備えている。
【００２２】
搬送ロボット２０のアーム部３０は、塗料付着防止材としての付着防止カバー３２に覆われている。付着防止カバー３２は、塗装ロボット６０等から放出される塗料がアーム部３０に付着することを防止する役割を果たしている。その構造及び付着の防止過程については後で図３を用いて詳しく述べる。
【００２３】
図２は、搬送ロボット２０付近について、塗装ブース１０の断面の様子を示した図である。図１とは、各ロボットの姿勢が異なっているが、同一の構成には同一の番号を付して説明を省略もしくは簡略化する。
【００２４】
搬送ロボット２０のアーム部３０は、第１関節部２８から伸びる第１アーム３４、第１アーム３４の先端に取り付けられた第２関節部３６、第２関節部３６に取り付けられた第２アーム３８、第２アーム３８の先端に取り付けられバンパー５０を保持する保持部３９とからなる。このアーム部３０は、塗装時にはバンパー５０の下方に配置されるため、塗料が吹きかかりやすい状況にある。そこで、この塗料の付着を防ぐため、第１アーム３４、第２関節部３６、第２アーム３８が付着防止カバー３２によって覆われている。付着防止カバー３２の表面には、洗浄液層としての水膜が形成されており、吹きかかった塗料は洗い流される。
【００２５】
塗装ブース１０の床面の中央付近には、排出口７０が設けられている。この排出口７０は、付着防止カバー３２から洗い流される塗料及び洗い流しに用いられる水を排出するために設けられている。排出された液体に対しては塗料を分離して回収する処理などが行われる。
【００２６】
図３は、付着防止カバー３２の断面図である。ここでは、搬送ロボット１００が付着防止カバー３２で覆われている様子を示している。
【００２７】
付着防止カバー３２は、主として洗浄液漏防止部材としての防水シート１０２、洗浄液流路としての水路１０４、及び、浸透部材としての浸透膜シート１０６によって構成されている。防水シート１０２は、付着防止カバー３２の内表面（裏側の表面）をなす柔軟なシートであり、水漏れが起きないような密な素材により作られている。また、浸透膜シート１０６は、付着防止カバー３２の外表面（外側の表面）をなす柔軟なシートであり、浸透性のある素材によって作られている。図においては、浸透膜シート１０６を、浸透膜部分片１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ，．．．の列と、その間の浸透孔１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃ，．．．の列によって示している。水路１０４は、防水シート１０２と浸透膜シート１０６に形成されている。すなわち、防水シート１０２と浸透膜シート１０６とは、部分的に張り合わされ、張り合わされていない空間が水路１０４を構成するように作られている。
【００２８】
水路１０４には、図示していない注水口からポンプ等により水が注入される。そして、注入された水は浸透孔１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃ，．．．を通って浸透膜シート１０６の外表面にしみ出す。水膜１１０は、しみ出した水によって形成された水の層である。
【００２９】
付着防止カバー３２に対しては、被塗装物に付着しなかった塗料の小粒子である塗料片群１２０が吹きかかる。図においては、塗料片群１２０として、空中を飛来する塗料片１２２，１２４、及び、水膜１１０の表面に到達した塗料片１２６，１２８を示している。この塗料片群１２０は、水膜１１０があるために、浸透膜シート１０６に直接付着しにくい。また、塗料片群１２０の大きさは、一般に浸透孔１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃ，．．．よりも大きく、水路に入り込むことはない。このため、次々としみ出す水とともに、付着した塗料片１２６，１２８は付着防止カバー３２の外表面から流れ落ちる。したがって、長時間経過した後も、付着防止カバー３２はあまり汚れず、清掃のためのメインテナンスをほとんどする必要がない。つまり、付着防止カバー３２は、背後の搬送ロボット１００の汚れを防止するカバーであって、ほぼメインテナンスフリー（清掃作業がほとんど不要）なカバーとなっている。
【００３０】
付着防止カバー３２の外表面をなす浸透膜シート１０６の素材は特に限定されない。ただし、しみ出した水が滑らかに拡がってその外表面に水膜を形成するように、その臨界表面張力は水の表面張力よりも大きいことが望ましい。臨界表面張力は、素材自体の物性や、表面の凹凸形状等によって変わる。表面の凹凸形状は、化学的処理をはじめとする表面処理加工等によって設定することができる。
【００３１】
水路１０４の平面パターンは様々に設定することができる。図４は、その一例を表す平面図であり、水路１０４及びその境界をなす接着領域１５０の水平パターンを示している。この例では、防水シート１０２と浸透膜シート１０６とが張り合わされて形成された接着領域１５０は、縦に伸びる独立した接着小領域１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃ，１５０ｄ，．．．からなる。各接着小領域１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃ，１５０ｄ，．．．は、短く横方向に伸びる構造を周期的間隔で含んでおり、全体として地図における私鉄の線路記号のようなパターンを形成している。水路１０４は、これと対応して縦に伸びる複数の独立した小水路１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，．．．からなる。そして、各小水路１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，．．．は、線路の「枕木」を壁とする小さな小部屋（例えば小部屋１０４ｘ，１０４ｙ，１０４ｚ）からなる。
【００３２】
この構成によれば、各小水路１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，．．．は一本道となるように（一筆書きができるように）形成されており、分岐路を有していない。したがって、小水路１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，．．．上に注入口を設けて水を注入すると、その水を淀むことなく流すことができる。また、各小水路１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，．．．を小部屋に分けていることで、水が流入した場合の小水路１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，．．．の膨らみを抑制している。これにより、使用時に付着防止カバー３２の重量が大きくなりすぎたり、変形が大きくなりすぎたりすることが防止される。
【００３３】
水路１０４を形成する際には、その長さ（小水路からなる場合には小水路の長さ）があまり長くならないようにすると効果的な場合がある。一般に長さが長くなると、水が通る場合の抵抗が増大する。したがって、末端まで十分な水を流すためには注入口で大きな水圧をかける必要が生じる。そして、水路の壁をなす接着領域の強度もその水圧に耐えうるように設計しなければならない。この問題を回避するため、適当な長さよりも長くなる場合には、水路を複数の小水路に分離して形成することが有効となる。また、水路の他端や中途位置に注入口を設けるように構成し、一つの注入口あたりの水路の長さを短くすることも有効である。このようにすることで、水路内の全体の水圧を所望の値に保つことが可能となり、浸透膜シート１０６の各部分からほぼ均一に水がしみ出すことが期待できる。なお、一般に、注入口を設置時における鉛直方向上側の位置に配置することも有効であると思われる。この場合には、重力を受けることで、水が水路を下向きに容易に流れることが期待できるからである。
【００３４】
注入口から注入する水の圧力は、塗料の付着防止効果が得られるように、例えば実験を行って設定され制御される。一般に浸透膜付近の水圧を高めることで水のしみ出し量を多くすることができるが、その量は、浸透膜の網目の大きさにも依存する。また、注入口の数や、水路の長さ・幅・形状等によって、注入口に作用させる水圧と水路の各部に作用する水圧に差が生じると考えられる。
【００３５】
塗装間隔が十分に大きな場合、例えば、１０分や１時間に一度だけ塗装が行われるような場合には、必ずしも水路に常に一定の水を流す必要はない。そこで、水路を流す水の水量あるいは水圧を塗装処理と連携して変化させることも有効である。具体的には、塗料が塗料付着防止材に吹きかかりやすい時間の前後に、外表面にしみ出す水量が多くなるように水量や水圧を制御する案を挙げることができる。なお、この制御においては、水路の水圧を高めてから十分な水がしみ出すまでのタイムラグを考慮することが必要である。
【００３６】
以上の説明においては、付着防止カバー３２は、折れ曲がり可能なシート状であるとした。しかし、例えば、覆うべき対象物の形状に合わせた骨枠を入れたり、水路の膨らみすぎを防止するための変形防止部材を入れたりすることも可能である。また、壁面等に取り付ける場合などには、折り曲げ困難な固い板状に形成することも効果的である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】塗装ブースの構成例を示す斜視図である。
【図２】図１の塗装ブースの断面を示す図である。
【図３】付着防止カバーの断面図である。
【図４】水路の平面パターン例を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０  塗装ブース、１２  ブースカバー、２０，４０，１００  搬送ロボット、２２  ロボットガイド、２６  回転機構、２８  第１関節部、３０  アーム部、３２  付着防止カバー、３２  塗料付着防止材、３４  第１アーム、３６  第２関節部、３８  第２アーム、３９  保持部、５０，５２  バンパー、６０，６２，６４，６６  塗装ロボット、７０  排出口、１０２  防水シート、１０４  水路、１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，  小水路、１０４ｘ，１０４ｙ，１０４ｚ  小部屋、１０６  浸透膜シート、１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ  浸透膜部分片、１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃ  浸透孔、１１０  水膜、１２０  塗料片群、１２２，１２４，１２６，１２８  塗料片、１５０  接着領域、１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃ，１５０ｄ  接着小領域。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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