(57)【要約】      （修正有）【課題】塗装ロボットへの塗料カートリッジの移載を容易化し、タクトタイムを短縮する。【解決手段】塗料カートリッジ搬送装置は、塗料カートリッジＣに塗料を充填する塗料充填エリアから、ワークに塗装を施す塗装エリアまで、塗料カートリッジＣを搬送するものであり、搬送レール３１と、搬送レール３１に沿って走行し、塗料カートリッジＣを外部に露出した状態で搭載する台車３３と、台車３３をエア圧で駆動する駆動チューブ３２とを備える塗料カートリッジ搬送装置。【選択図】図２
2018103101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗料カートリッジに塗料を充填する塗料充填エリアから、ワークに塗装を施す塗装エリアまで、塗料カートリッジを搬送する塗料カートリッジ搬送装置であって、
搬送レールと、前記搬送レールに沿って走行し、塗料カートリッジを外部に露出した状態で搭載する台車と、前記台車をエア圧で駆動する駆動機構とを備えた塗料カートリッジ搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗料カートリッジ搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車体や部品（バンパー等）の塗装は、プライマ（中塗り）、ベース、クリア等の塗料をワークに順に吹き付けることにより行われる。従来の塗装設備では、各種塗料を貯留する塗料タンクから、ワークに塗装を施す塗装ゾーンまで塗料配管を設置することで、塗装ゾーンに設けられた塗装ロボットに各種塗料を供給していた。しかし、この場合、塗料の種類ごとに塗料配管を設ける必要があるため、設備コストが高騰する。また、塗料配管中で塗料を循環させ続ける必要があるため、塗料が劣化しやすい。さらに、塗料配管に供給する塗料の種類（色）を変更する場合には、塗料配管の内部を洗浄する必要があるが、塗料配管の洗浄は、多大な手間がかかる、無駄な塗料が多量に発生する、シンナー等の薬剤を用いるため環境に負担がかかる、等の問題がある。
【０００３】
そこで、各種塗料を塗料カートリッジに充填し、この塗料カートリッジを塗装ゾーンまで搬送して塗装ロボットに装着して塗装を行えば、塗料配管が不要となり、上記の不具合を解消することができる。例えば、モータで駆動される台車に塗料カートリッジを搭載し、この台車を搬送レールに沿って走行させることにより、塗料カートリッジを搬送することができる。しかし、このような台車は搬送速度がそれ程速くないため、塗装のタクトタイムに間に合わせるために多数の台車が必要となり、コスト高を招く。
【０００４】
例えば下記の特許文献１では、塗装エリアと、塗料カートリッジに塗料を充填する塗料充填エリアとの間に、エア圧により塗料カートリッジを搬送するカートリッジ搬送路を設けた塗装設備が示されている。具体的には、中空のパイプ状のカートリッジ搬送路内に塗料カートリッジを収容した後、カートリッジ搬送路にエアを供給することにより、エア圧で塗料カートリッジを搬送する。このように、エア圧で塗料カートリッジを搬送することで、モータ駆動の台車で塗料カートリッジを搬送する場合と比べて、搬送速度が格段に速くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３２１９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のカートリッジ搬送路には、塗料カートリッジの搬入出を行う開口部に、内部空間を密封するための収容扉が設けられる。この場合、カートリッジ搬送路で塗料カートリッジを塗装ゾーンまで搬送した後、収容扉を開いてカートリッジ搬送路の内部から塗料カートリッジを取り出す作業が必要となるため、タクトタイムが長くなる。特に、カートリッジ搬送路から塗装ロボットへの塗料カートリッジの移載を、移載装置により自動で行う場合、上記のような複雑な作業を行うことは非常に困難である。
【０００７】
そこで、本発明は、塗装エリアと塗料充填エリアとの間で塗料カートリッジを搬送するにあたり、塗装ロボットへの塗料カートリッジの移載を容易化し、タクトタイムを短縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明は、塗料カートリッジに塗料を充填する塗料充填エリアから、ワークに塗装を施す塗装エリアまで、塗料カートリッジを搬送する塗料カートリッジ搬送装置であって、搬送レールと、前記搬送レールに沿って走行し、塗料カートリッジを外部に露出した状態で搭載する台車と、前記台車をエア圧で駆動する駆動機構とを備えた塗料カートリッジ搬送装置を提供する。
【０００９】
このように、搬送レールに沿って走行可能な台車をエア圧で駆動することにより、台車を高速で搬送することが可能となる。また、この搬送装置によれば、塗料カートリッジを、中空のカートリッジ搬送路の内部に収容する必要はなく、外部に露出した状態で台車に搭載して搬送することができる。これにより、塗料カートリッジを塗装装置（例えば塗装ロボット）に移載する際、上記の特許文献１のように収容扉を開いてカートリッジ搬送路の内部から塗料カートリッジを取り出す作業が不要となるため、移載作業が容易化される。
【００１０】
上記の塗装設備において、台車が搬送レール上の所定の位置まで搬送されたら、台車に搭載された塗料カートリッジを塗装装置に移載する。この移載作業を、移載装置により自動で行う場合、塗料カートリッジを移載装置で確実に保持するために、塗料カートリッジを搭載した台車を搬送レール上の所定の位置に正確に配置する必要がある。例えば、搬送レール上に出没可能な係止部材を設け、この係止部材を搬送レールから突出させ、台車と当接させることにより、台車を位置決めすることが考えられる。しかし、係止部材は、台車が衝突したときの衝撃を吸収するために比較的柔らかい材料（ウレタン等）で形成する必要があるため、台車が係止部材に当接することで係止部材が変形してしまい、台車を高精度に位置決めすることができないおそれがある。
【００１１】
そこで、台車を所定位置で停止させる停止手段（例えば、上記の係止部材）を設けた上で、さらに、台車に設けられた被挟持部を搬送方向両側から挟持する挟持部を設けることが好ましい。これにより、停止手段で台車を停止させた後、台車の被挟持部を挟持部で搬送方向両側から挟持することで、台車を搬送方向で位置決めすることができる。この場合、挟持部による台車の被挟持部の挟持は、台車を停止させた状態で行われるため、被挟持部と挟持部が高速で衝突することは無い。従って、挟持部及び被挟持部を柔らかい材料で形成する必要はなく、これらを硬い材料（金属等）で形成することができるため、挟持したときにこれらが変形することがなく、台車の位置決め精度を高めることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明の塗料カートリッジ搬送装置によれば、塗装装置への塗料カートリッジの移載が容易化されるため、タクトタイムを短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】塗装設備の平面図である。
【図２】台車の側面図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ線における断面図である。
【図４】駆動チューブにより駆動輪を駆動する原理を説明する断面図である。
【図５】台車のカートリッジ搭載部の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１に、例えば自動車の車体や部品（バンパー等）に塗装を施す塗装設備を示す。この塗装設備は、図１に示すように、塗料カートリッジに各種塗料を充填する塗料充填エリア１と、ワークＷに塗装を施す塗装エリア２と、塗料充填エリア１から塗装エリア２に塗料カートリッジを搬送する、本発明の一実施形態に係る塗料カートリッジ搬送装置３（以下、単に「搬送装置３」と言う。）とを備える。
【００１６】
本実施形態の塗装設備には、複数（例えば三箇所）の塗装エリア２が設けられ、図中左端の塗装エリア２でプライマ塗料を塗装し、図中中央の塗装エリア２でベース塗料を塗装し、図中右端の塗装エリア２でクリア塗料を塗装する。各塗装エリア２には、塗装装置としての塗装ロボット４と、搬送装置３から塗装ロボット４に塗料カートリッジを移載する移載装置５とが設けられる。図示例では、各塗装エリア２に複数の塗装ロボット４が設けられ、各塗装ロボット４の近傍に移載装置５が設けられる。
【００１７】
塗装ロボット４は、多関節アーム４ａと、塗料カートリッジＣが装着されるカートリッジ装着部（図示省略）と、多関節アーム４ａの先端に設けられ、カートリッジ装着部に装着された塗料カートリッジＣの塗料を吐出する吐出部４ｂとを有する。吐出部４ｂは、例えばベルガンやスプレーガンで構成される。
【００１８】
移載装置５は、塗料カートリッジＣを保持する保持部５ａと、保持部５ａを駆動する駆動部とを備える。駆動部は、保持部５ａを、水平方向に進退させると共に、鉛直方向の回転軸を中心に回転させることができる。
【００１９】
搬送装置３は、搬送レール３１と、搬送レール３１に沿って走行可能な台車３３と、台車３３をエア圧で駆動する駆動機構とを備える。
【００２０】
搬送レール３１は、塗料充填エリア１と各塗装エリア２とを接続するように設けられる。本実施形態では、搬送レール３１が、塗装エリア２の周囲を囲むループ状に設けられる。具体的には、搬送レール３１が、各塗装エリア２の全ての移載装置５の近傍を通るループ状に設けられる。
【００２１】
駆動機構は、搬送レール３１に沿って設けられた駆動チューブ３２と、駆動チューブ３２の内部に高圧エアを供給するエア供給部（図示省略）とを備える。駆動チューブ３２は、可撓性の材料（例えばゴム）で形成され、搬送レール３１の全域に設けられる。本実施形態では、駆動チューブ３２が、搬送レール３１の延在方向で分割された複数の領域に設けられる。各駆動チューブ３２の上流側の端部には、それぞれエア供給部が接続される。各エア供給部は、図示しない制御部で別個に制御可能とされる。
【００２２】
台車３３は、図２に示すように、走行部３３ａと、連結部３３ｂと、カートリッジ搭載部３３ｃとを備える。尚、以下では、台車３３の搬送方向（搬送レール３１の延在方向）を「搬送方向」と言い、搬送方向と直交する水平方向を「幅方向」と言う。
【００２３】
図示例では、走行部３３ａが、搬送方向に離隔した２箇所に設けられる。各走行部３３ａには、搬送レール３１上を走行する走行輪３３ａ１と、駆動チューブ３２で駆動される駆動輪３３ａ２とを有する。図３に示すように、走行輪３３ａ１及び駆動輪３３ａ２は、何れも幅方向の回転軸を中心として自由回転可能とされる。走行輪３３ａ１は両走行部３３ａに設けられ、駆動輪３３ａ２は一方の走行部３３ａ（図示例では、上流側の走行部３３ａ）のみに設けられる。尚、両走行部３３ａに駆動輪３３ａ２を設けてもよい。
【００２４】
駆動輪３３ａ２は、図４に示すように、駆動チューブ３２を押しつぶすように配置される。駆動チューブ３２の内部に高圧エアを供給することにより、駆動輪３３ａ２がω方向に回転しながら、推進力Ｆを受けて駆動される。
【００２５】
図２に示すように、カートリッジ搭載部３３ｃは、一対の走行部３３ａの下方に、連結部３３ｂを介して取り付けられる。カートリッジ搭載部３３ｃは、一対の走行部３３ａの搬送方向中央に設けられる。カートリッジ搭載部３３ｃには、塗料カートリッジＣが外部に露出した状態で搭載される。本実施形態のカートリッジ搭載部３３ｃは、少なくとも幅方向一方側が開口しており、図示例では、幅方向両側及び搬送方向両側が開口している。具体的には、図５に示すように、カートリッジ搭載部３３ｃは、塗料カートリッジＣを下方から支持する支持台３３ｃ１と、支持台３３ｃ１の四隅を連結部３３ｂに連結する４本の柱部３３ｃ２とを備える。支持台３３ｃ１の上面には、塗料カートリッジＣを着脱可能な連結具３３ｄが設けられる。隣接する柱部３３ｃ２の間隔は、塗料カートリッジＣの幅（直径）よりも大きい。これにより、塗料カートリッジＣを水平方向（幅方向）からカートリッジ搭載部３３ｃに搬入出することができる。
【００２６】
本実施形態の搬送装置３は、台車３３を所定の位置（各移載装置５で塗料カートリッジＣを取り出し可能な位置）で位置決めする位置決め機構を有する。位置決め機構は、台車３３を停止させる停止手段と、台車３３に設けられた被挟持部３４を挟持する挟持部３５とを有する。この位置決め機構は、各移載装置５の近傍に設けられる。
【００２７】
停止手段は、例えば、台車３３の走行経路上に出没可能な係止部材３６で構成される。図２に実線で示すように、係止部材３６を台車３３の走行経路に突出させることで、台車３３が係止部材３６に当接して停止される。一方、図２に点線で示すように、係止部材３６を台車３３の走行経路から退避させることで、台車３３が係止部材３６と当接することなく走行可能とされる。尚、停止手段は、係止部材３６に限らず、例えば、駆動チューブ３２内のエア圧を調整して台車３３を所定位置に停止させるものであってもよい。
【００２８】
挟持部３５は、台車３３の被挟持部３４を搬送方向両側から挟持する一対の挟持片３５ａを備える。一対の挟持片３５ａ及び被挟持部３４は、何れも金属で形成される。挟持部３５で被挟持部３４を挟持することで、台車３３が搬送方向で所定の位置に正確に位置決めされる。
【００２９】
以下、上記の搬送装置３により塗料カートリッジＣを搬送する手順の一例を説明する。
【００３０】
まず、塗料充填エリア１で、塗料カートリッジＣに所定の塗料を充填する。塗料カートリッジＣに充填する塗料は、各塗装エリア２の塗装ロボット４の作業の進行状況等に基づいて決定される。所定の塗料が充填された塗料カートリッジＣを、台車３３に搭載する。
【００３１】
そして、エア供給部から駆動チューブ３２に高圧エアを供給して、塗料カートリッジＣが搭載された台車３３を駆動する。この塗料カートリッジＣが、所定の塗装エリア２の移載装置５の近傍まで達したら、当該移載装置５の近傍に設けられた位置決め機構の係止部材３６を台車３３の走行経路上に突出させ（図２の実線参照）、台車３３を係止部材３６に当接させて停止させる。その後、挟持部３５で、台車３３の被挟持部３４を搬送方向両側から挟持することにより、台車３３を搬送方向で正確に位置決めする。
【００３２】
この状態で、図５に示すように、移載装置５の保持部５ａを台車３３の幅方向外側から接近させ、台車３３に搭載された塗料カートリッジＣを保持する。具体的には、塗料カートリッジＣに設けられた取付部に保持部５ａを装着することで、塗料カートリッジＣが保持部５ａで保持される（詳細な図示は省略する）。この状態で、保持部５ａを幅方向外側に後退させて塗料カートリッジＣを台車３３から取り外す。そして、保持部５ａを回転させて、塗料カートリッジＣを塗装ロボット４のカートリッジ装着部に装着する。
【００３３】
その後、係止部材３６を台車３３の走行経路から退避させ（図２の点線参照）、エア供給部から駆動チューブ３２に高圧エアを供給することで、空の台車３３を塗料充填エリア１まで搬送する。尚、空の台車３３に使用済みのカートリッジＣを移載した後、塗料充填エリア１まで搬送してもよい。
【００３４】
上記のように、駆動チューブ３２のエア圧で台車３３を駆動することで、モータで台車３３を駆動する場合と比べて、台車３３を高速で移動させることができる。また、駆動チューブ３２を有する搬送装置３を用いることで、上記のように塗料カートリッジＣを外部に露出した状態で搬送することができるため、台車３３への塗料カートリッジＣの搭載や、移載装置５による台車３３からの塗料カートリッジＣの取り出しが容易化される。以上により、各塗装ロボット４に塗料カートリッジＣを装着するタクトタイムが短縮されるため、少ない台数（図１では４台）の台車３３で、各塗装ロボット４に必要な塗料を供給することができ、設備コストが低減される。
【００３５】
また、上記のように、台車３３を停止させてから、台車３３の被挟持部３４を挟持部３５で挟持することで、挟持部３５及び被挟持部３４を金属等の硬い材質で形成することができる。従って、挟持部３５で被挟持部３４を挟持したときに、これらがほとんど変形することがないため、台車３３を所定位置に正確に位置決めすることができる。これにより、移載装置５の保持部５ａにより、台車３３に搭載された塗料カートリッジＣを確実に保持することが可能となる。
【００３６】
尚、搬送装置３は、複数の台車３３を同時に搬送することができる。ただし、各駆動チューブ３２上に、それぞれ一台の台車３３のみが配されるように、各台車の駆動（駆動チューブ３２のエア供給部、係止部材３６、及び挟持部３５）が制御される。
【００３７】
本発明は上記の実施形態に限られない。例えば、上記の実施形態では、ループ状の搬送レール３１に沿って台車３３を一方向に循環走行させる場合を示したが、これに限らず、搬送レール３１上で台車３３を往復動させてもよい。この場合、各駆動チューブ３２の両端にエア供給部が接続される。また、台車３３を往復動させる場合、搬送レール３１はループ状でなくてもよく、有端状としてもよい。
【００３８】
また、複数の塗装ゾーンのうち、一部の塗装ゾーンのみに本発明の塗装設備を適用してもよい。例えば、ベース塗料は車種によって塗料（色）が頻繁に変わるのに対し、プライマ塗料やクリア塗料は車種が変わっても同じであることが多い。従って、ベース塗料の塗装ゾーンに本発明の塗装設備を適用し、プライマ塗料やクリア塗料の塗装ゾーンは、従来のように塗料配管を用いた塗装設備としてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１     塗料充填エリア
２     塗装エリア
３     塗料カートリッジ搬送装置
４     塗装ロボット（塗装装置）
５     移載装置
３１   搬送レール
３２   駆動チューブ
３３   台車
３３ａ 走行部
３３ａ１      走行輪
３３ａ２      駆動輪
３３ｃ カートリッジ搭載部
３４   被挟持部
３５   挟持部
３６   係止部材（停止手段）
Ｃ     塗料カートリッジ
Ｗ     ワーク
【図１】
2018103101.tif 000003
【図２】
2018103101.tif 000004
【図３】
2018103101.tif 000005
【図４】
2018103101.tif 000006
【図５】
2018103101.tif 000007