(57)【要約】【課題】スパッタ付着防止剤をワークの塗布面に均一に塗布する塗布ロールを提供する。【解決手段】塗布ロール１０は、回転軸部１の軸方向ｚに積み重ねられ、液体を吸排出可能な複数の円柱状の多孔質ロール２１〜２７と、これらの多孔質ロール２１〜２７の間に配置され、多孔質ロール２１〜２７の外周方向ｒに突出する円環状の鍔部３１ｆ〜３５ｆを有する複数のブラシ３１〜３５と、を備える。複数の多孔質ロール２２〜２７及び複数のブラシ３１〜３５は、回転軸部１の先端部１１から基端部１２に向かって、それらの外径が段階的に拡径している。塗布ロール１０を回転させながら、これらの多孔質ロール２１〜２７の外周をワークの表面に押圧して、ワークの表面に倣って移動させることにより、余剰の液体を生成することなく、ワークの表面に液体を均一に塗布できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸部の周りに設けられた多孔質ロールと、
当該多孔質ロールの外周面から外方に突出する円環状の鍔部を有するブラシと、を備える塗布ロール。
【請求項２】
前記多孔質ロールを前記回転軸部の軸方向に積み重ねた複数の円柱状に形成すると共に、前記回転軸部の先端部から基端部に向かって、それらの外径が段階的に拡径している請求項１記載の塗布ロール。
【請求項３】
前記多孔質ロールと前記ブラシとは、前記回転軸部の軸方向に交互に配置している請求項１又は２記載の塗布ロール。
【請求項４】
前記鍔部は、遠心方向に向かう所定数のスリットを有する請求項１から３のいずれかに記載の塗布ロール。
【請求項５】
前記回転軸部を介してロボットに備えた回転手段に取り付け可能とした請求項１から４のいずれかに記載の塗布ロール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を均一に塗布するのに適した塗布ロールに関する。特に、金属の溶接など、ワークの複雑な形状の表面に塗布するのに適したスパッタ付着防止用の塗布ロールの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ワークとして自動車のボディーを製造するときは、抵抗溶接の一種であるスポット溶接が多用されている。このスポット溶接では、スパッタと呼ばれる溶融金属が飛散することがある。そして、飛散したスパッタがボディーの外板に付着するので、塗装工程の前に、付着したスパッタを手作業で除去していた。
【０００３】
又、溶接の前工程で、スパッタ付着防止剤と呼ばれる液体を溶接部位に塗布しておくことによって、スパッタの付着を防止することが実施されている。この場合、作業員が噴霧ガン又はブラシを用いて、スパッタ付着防止剤をボディーの溶接部位に塗布していた。
【０００４】
しかしながら、手作業によるスパッタ付着防止剤の塗布作業は、手間と時間を必要とする。又、スパッタ付着防止剤の塗布が不均一であると、スパッタの付着を防止することが困難になるという不具合があった。
【０００５】
上述した不具合に対して、ワークの溶接部位に均一にスパッタ付着防止剤を噴霧できるスパッタ付着防止剤噴霧装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
特許文献１によるスパッタ付着防止剤噴霧装置は、ワークを搬送するオーバーヘッドコンベアの搬送経路に設けたブース内に、ワークを指向する複数の噴霧ノズルを配置している。そして、ドラム缶内のスパッタ付着防止剤を予めサブタンク内に汲み上げておき、光電センサがブースへのワークの搬入を検出すると、送液ポンプによりサブタンク内のスパッタ付着防止剤を噴霧ノズルに供給してワークに噴霧している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−１４１４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１によるスパッタ付着防止剤噴霧装置は、ワークに付着しなかったスパッタ付着防止剤を回収するドレンパンをブースの底面に設けている。つまり、余剰のスパッタ付着防止剤がワークから滴下するなど余分な使用量の増加を余儀なくしている。
【０００９】
しかし、スパッタ付着防止剤がワークから殆んど滴下しないように、スパッタ付着防止剤をワークに塗布することができれば、余剰のスパッタ付着防止剤を回収する設備（ドレンパンなど）を不要にできる。又、ラインの環境を良好に維持できる。
【００１０】
例えば、自動車のボディーのドア用開口部は、階段状の段差が形成された複雑な塗布面となっており、手作業は勿論であるが噴霧作業を自動化しても、この複雑な塗布面にスパッタ付着防止剤を均一に塗布することは困難である。そして、ワークがこのような複雑な塗布面を有するので、余剰のスパッタ付着防止剤を生成させる要因にもなっている。
【００１１】
階段状の段差が形成された複雑な塗布面にスパッタ付着防止剤を均一に塗布することが容易にできれば、作業効率を向上できる。又、スパッタの付着を防止して塗装品質を向上できる。以上のことを達成することが本発明の課題であった。
【００１２】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、スパッタ付着防止剤の余分な使用を防止し、かつスパッタ付着防止剤をワークの塗布面に均一に塗布することが可能な塗布ロールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、上記目的を達成するため、ワークに圧力を加えると、内部から液体を放出し、ワークとの圧力を減ずると、内部に液体を吸収する多孔質体で塗布ロールを構成することにより、上記の課題が解決可能なことを見出し、これに基づいて、以下のような新たな塗布ロールを発明するに至った。
【００１４】
本発明の請求項１による塗布ロールは、回転軸部の周りに設けられた多孔質ロールと、当該多孔質ロールの外周面から外方に突出する円環状の鍔部を有するブラシと、を備える。
【００１５】
本発明の請求項２による塗布ロールは、請求項１記載の塗布ロールにおいて、前記多孔質ロールを前記回転軸部の軸方向に積み重ねた複数の円柱状に形成すると共に、前記回転軸部の先端部から基端部に向かって、それらの外径が段階的に拡径している。
【００１６】
本発明の請求項３による塗布ロールは、請求項１又は２記載の塗布ロールにおいて、前記多孔質ロールと前記ブラシとは、前記回転軸部の軸方向に交互に配置している。
【００１７】
本発明の請求項４による塗布ロールは、請求項１から３のいずれかに記載の塗布ロールにおいて、前記鍔部は、遠心方向に向かう所定数のスリットを有する。
【００１８】
本発明の請求項５による塗布ロールは、請求項１から４のいずれかに記載の塗布ロールにおいて、前記回転軸部を介してロボットに備えた回転手段に取り付け可能とした。
【発明の効果】
【００１９】
本発明による塗布ロールは、塗布ロールを回転させながら、これらの多孔質ロールの外周をワークの表面に押圧して、ワークの表面に倣って移動させることにより、進行方向の前段では、多孔質ロールから液体を排出し、進行方向の後段では、多孔質ロールが過剰な液体を吸収するので、余剰の液体を生成することなく、ワークの表面に液体を均一に塗布できる。
【００２０】
又、本発明による塗布ロールは、ブラシが液体を吸収又は排出する機能を有しており、多孔質ロールと協働して、余剰の液体を生成することなく、ワークの表面に液体を均一に塗布できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態による塗布ロールの外観を示す斜視図であり、塗布ロールを正面側から観ている。
【図２】前記実施形態による塗布ロールの外観を示す斜視図であり、塗布ロールを左側面側から観ている。
【図３】前記実施形態による塗布ロールの外観を示す斜視図であり、塗布ロールをクランプ装置に備えた状態図である。
【図４】前記実施形態による塗布ロールの縦断面図である。
【図５】前記実施形態による塗布ロールの横断面を示す摸式図であり、塗布ロールを回転させながら移動させている状態図である。
【図６】前記実施形態による塗布ロールの外観を示す斜視図であり、自動車のボディーのドア用開口部を塗布している状態図である。
【図７】図６の要部を拡大した斜視図である。
【図８】前記実施形態による塗布ロールによって塗布される自動車のボディーの側面図である。
【図９】前記実施形態による塗布ロールをアームの先端部に取り付ける塗布ロボットの概略を示す斜視図である。
【図１０】前記塗布ロボットが配置される自動車のボディーの製造ラインの概略を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。
【００２３】
最初に、本発明の一実施形態による塗布ロールの構成を説明する。図１は、本発明の一実施形態による塗布ロールの外観を示す斜視図であり、塗布ロールを正面側から観ている。図２は、前記実施形態による塗布ロールの外観を示す斜視図であり、塗布ロールを左側面側から観ている。図３は、前記実施形態による塗布ロールの外観を示す斜視図であり、塗布ロールをクランプ装置に備えた状態図である。図４は、前記実施形態による塗布ロールの縦断面図である。
【００２４】
図１から図４を参照すると、本発明の実施形態による塗布ロール１０は、回転軸部１の軸方向ｚに積み重ねた複数の円柱状の多孔質ロール２１〜２７を備えている。これらの多孔質ロール２１〜２７は、回転軸部１の周りに設けられている。これらの多孔質ロール２１〜２７は、液体を吸収又は排出（吸排出）することができる。
【００２５】
図１から図４を参照すると、塗布ロール１０は、多孔質ロール２２〜２７の間に配置される複数のブラシ３１〜３５を備えている。ブラシ３１〜３５は、円環状の鍔部３１ｆ〜３５ｆを外周方向ｒに突出している。ブラシ３１〜３５は、多孔質ロール２２〜２７の外周面から外方に突出する円環状の鍔部３１ｆ〜３５ｆを有している。
【００２６】
図１から図４を参照すると、複数の多孔質ロール２２〜２７は、回転軸部１の先端部１１から基端部１２に向かって、多孔質ロール２２〜２７の外径が段階的に拡径している。なお、実施の形態では、多孔質ロール２１と多孔質ロール２２は、同じ外径としている。
【００２７】
又、図１から図４を参照すると、複数のブラシ３１〜３５は、回転軸部１の先端部１１から基端部１２に向かって、それらの外径が段階的に増加している。そして、複数の多孔質ロール２２〜２７と複数のブラシ３１〜３５とは、軸方向ｚに交互に配置されている。
【００２８】
図１から図４を参照すると、各ブラシ３１〜３５は、中心から遠心方向に向かって放射状に複数のスリットＳを有している。そして、各鍔部３１ｆ〜３５ｆは、所定数の円弧帯に分割されている。図示された各鍔部３１ｆ〜３５ｆは、八つの円弧帯に分割されているが、６つの円弧帯に分割してもよく、適宜に分割数を設定できる。
【００２９】
図１から図４を参照すると、実施の形態では、複数の多孔質ロール２１〜２７は、それらの内周が接着剤で回転軸部１に固定されている。なお、複数の多孔質ロール２１〜２７と回転軸部１の固定は、接着剤によらず、他の固定手段であってもよい。
【００３０】
又、図１から図４を参照すると、実施の形態では、複数のブラシ３１〜３５は、隣接する一対の多孔質ロール２２〜２７の内、外径の小さい方の各多孔質ロール２２〜２７の端面に接着剤で接合されている。なお、複数のスリットＳは、中心に至ることなく、複数のブラシ３１〜３５の各中心部の近傍が円環状の接合面に形成されている。
【００３１】
図１から図４を参照すると、回転軸部１は、中実の軸棒であってもよく、中空のパイプであってもよい。又、回転軸部１は、金属で形成してもよく、合成樹脂で形成してもよく、変形しないように所要の剛性を有することが好ましい。
【００３２】
次に、本発明の実施形態による塗布ロール１０の組立手順を説明しながら、塗布ロール１０の構成を補足する。
【００３３】
図１又は図４を参照して、最初に、塗布ロール１０の回転軸をなす回転軸部１の基端部１２の外周に設けた円環状の溝にＣ型のスナップリング１５を嵌合する。次に、比較的外径の大きい座金１４を回転軸部１に挿入する。そして、多孔質ロール２７、ブラシ３５、多孔質ロール２６、ブラシ３４というように、外径の大きい順番に、複数の多孔質ロール２２〜２７及び複数のブラシ３１〜３５を回転軸部１に挿入して積層する。
【００３４】
図４を参照して、全ての多孔質ロール２２〜２７及び全てのブラシ３１〜３５を回転軸部１に挿入した後に、比較的外径の小さい座金１３を回転軸部１に挿入する。次に、回転軸部１の先端部１１の外周に設けた円環状の溝にＣ型のスナップリング１５を嵌合する。
【００３５】
図４を参照すると、上記の手順で組み立てられた塗布ロール１０は、複数の多孔質ロール２２〜２７及び複数のブラシ３１〜３５の軸方向ｚの移動が規制される。なお、回転軸部１、複数の多孔質ロール２２〜２７及び複数のブラシ３１〜３５は、互いの接合面に予め接着剤が塗布され、回転が規制される。
【００３６】
図４を参照すると、最後に、座金１３及びスナップリング１５を被覆するように、多孔質ロール２１が回転軸部１の先端部１１に取り付けられ、全ての組立を終了する。
【００３７】
次に、本発明の実施形態による塗布ロール１０の作用を説明する。
【００３８】
なお、塗布ロール１０が塗布するワークは、自動車のボディーＷとし、塗布ロール１０が塗布する液体は、スパッタ付着防止剤（以下、防止剤と略称する）Ｌとして、作用を説明する。又、複数の円柱状の多孔質ロール２１〜２７及び複数のブラシ３１〜３５は、同じ材質で構成されているので、多孔質ロール２１及びブラシ３１を代表して、作用を説明する。
【００３９】
図５は、前記実施形態による塗布ロールの横断面を示す摸式図であり、塗布ロールを回転させながら移動させている状態図である。図６は、前記実施形態による塗布ロールの外観を示す斜視図であり、自動車のボディーのドア用開口部を塗布している状態図である。
【００４０】
又、図７は、図６の要部を拡大した斜視図である。図８は、前記実施形態による塗布ロールによって塗布される自動車のボディーの側面図である。
【００４１】
本発明の実施形態による多孔質ロール２１は、合成樹脂の連続気泡発泡体を円筒状に形成したものが用いられている。
【００４２】
図５を参照すると、本発明の実施形態による多孔質ロール２１は、合成樹脂発泡体の連続気泡層により、防止剤Ｌを吸収又は排出する、いわゆる「吸排効果」を向上させている。なお、合成樹脂としては耐油性、耐磨耗性に優れたウレタン樹脂が用いられる。
【００４３】
本発明の実施形態による多孔質ロール２１は、体積比で「８０」％の空隙Ｃを有している。そして、塗布ロール１０を回転させながら、多孔質ロール２１の外周をボディーＷの表面（塗布面）に押圧して、ボディーＷの表面に倣って塗布ロール１０を移動させると、進行方向の前段の圧縮ゾーンＰＺでは、空隙Ｃに溜まっていた防止剤Ｌが排出される。
【００４４】
一方、塗布ロール１０の進行方向の後段の開放ゾーンＯＺでは、空隙Ｃが復元すると共に、内部の合成樹脂発泡体の連続気泡層が防止剤Ｌを吸収して、防止剤Ｌを空隙Ｃに放出できる。
【００４５】
このように、本発明の実施形態による多孔質ロール２１は、多孔質ロール２１が防止剤Ｌを排出しながら吸収するので、過剰な防止剤Ｌを生成することなく、ボディーＷの表面に防止剤Ｌを均一に塗布できる。
【００４６】
図１から図３を参照すると、本発明の実施形態によるブラシ３１は、前述と同様の「吸排効果」を利用している。そして、ブラシ３１は、空隙の大きさを制御できる人工皮革を用いることが好ましい。
【００４７】
この人工皮革は、ポリエステルを素材とした超極細繊維からなる不織布にポリウレタン樹脂を含侵させ、連続多孔層を形成する海島構造を有することが好ましい。このような構造とすることにより、天然皮革では困難な防止剤Ｌの「吸排効果」を得ることができる。
【００４８】
そして、図１から図５を参照すると、本発明の実施形態によるブラシ３１は、多孔質ロール２１と協働して、余剰の防止剤Ｌを生成することなく、ボディーＷの表面に防止剤Ｌを均一に塗布できる。
【００４９】
図６又は図７を参照すると、自動車のボディーＷのドア用開口部（以下、開口部と略称する）Ｋは、階段状の段差が形成され、その段差をなす垂直面Ｖと水平面Ｈの寸法も三次元的な流線形状の複雑な塗布面となっている。
【００５０】
したがって、図６又は図７を参照すると、本発明の実施形態による塗布ロール１０は、これらの段差の形状にも適合するように、複数の多孔質ロール２１〜２７の外径を回転軸部１の先端部１１から基端部１２に向かって段階的に増加させているので、塗布ロール１０を回転させながら、図７の矢印Ｓ１〜Ｓ３の方向にブラシ３１〜３３を移動させることで、段差の垂直面Ｖにブラシ３１〜３３が当接する状況が発生し、更に、多孔質ロール２１〜２４が水平面Ｈへ当接することも確実に行われ、段差面であっても防止剤Ｌを開口部Ｋに均一に塗布できる。
【００５１】
又、図６又は図７を参照すると、本発明の実施形態による塗布ロール１０は、これらの段差の形状にも適合するように、複数のブラシ３１〜３５の外径を回転軸部１の先端部１１から基端部１２に向かって段階的に増加させているので、防止剤Ｌを開口部Ｋに均一に塗布できる。
【００５２】
図６又は図７を参照すると、本発明の実施形態による塗布ロール１０は、複数の多孔質ロール２１〜２７と複数のブラシ３１〜３５を回転軸部１の軸方向に交互に配置しているので、これらの多孔質ロール及びブラシが共働して、複数の断差の垂直面Ｖ及び水平面Ｈを塗布することが容易である。
【００５３】
又、図６又は図７を参照すると、本発明の実施形態による塗布ロール１０は、複数の鍔部３１ｆ〜３５ｆが所定数の円弧帯に分割されているので、これらの鍔部３１ｆ〜３５ｆが各多孔質ロール２１〜２７に部分的に押圧されて、各円弧帯が独立して塗布できる。
【００５４】
図８は、ワークを自動車のボディに適用した実施例であり、塗布ロール１０は、後述する塗布ロボット８によって、操作（動作）される様にした。これにより、防止剤Ｌを均一に塗布することが困難な、自動車のボディーＷの開口部Ｋの複雑な段差付き表面を全周防止剤Ｌを均一に塗布できる例である。
【００５５】
次に、本発明の一実施形態による塗布ロボットの構成及び作用を説明する。
【００５６】
図９は、前記実施形態による塗布ロールをアームの先端部に取り付ける塗布ロボットの概略を示す斜視図である。図１０は、前記塗布ロボットが配置される自動車のボディーの製造ラインの概略を示す平面図である。
【００５７】
図９を参照すると、本発明の一実施形態による塗布ロボット８は、塗布ロール１０をアーム８１の先端部に取り付けている。塗布ロボット８は、塗布ロール１０を自在に動かすことができる。塗布ロボット８は、腕が垂直面内で動く垂直多関節型の多関節ロボットが好ましく、ティーチング機能を有していることが好ましい。
【００５８】
図９を参照すると、アーム８１の先端部と塗布ロール１０との間には、回転手段となるサーボモータ８２を介装している。サーボモータ８２により、塗布ロール１０を回転できるように、回転軸部１をクランプ装置８３を介して取り付けられている。
【００５９】
図９を参照すると、予め、塗布ロール１０には、防止剤Ｌが噴霧され、複数の多孔質ロール２１〜２７及び複数のブラシ３１〜３５に防止剤Ｌが含浸される。次に、塗布ロール１０がボディーＷに移動され、ボディーＷの塗布面に防止剤Ｌが塗布される。塗布工程の途中で、防止剤Ｌの含浸量が残り少なくなると、塗布ロール１０が噴霧側に戻り、複数の多孔質ロール２１〜２７及び複数のブラシ３１〜３５に防止剤Ｌが再度、含浸される。
【００６０】
本発明の実施形態による塗布ロボット８は、塗布ロール１０を用いて、防止剤Ｌの塗布作業を自動化できる。本発明の実施形態による塗布ロボット８は、ティーチング機能をもたせることにより、熟練した作業員を必要とせずに均一な塗布が可能になる。
【００６１】
図１０を参照すると、例えば、塗布ロボット８は、繋ぎ工程ＣＰの両翼に２組ずつ配置されることが好ましい。繋ぎ工程ＣＰの前段の搬送工程ＦＰでは、前工程から溶接前のボディーＷが台車９１に搭載されて、移動される。
【００６２】
図１０を参照すると、防止剤Ｌの塗布工程では、リフタ９２が配置されており、溶接前のボディーＷがリフタ９２に移載される。そして、リフタ９２が上昇して、停止中（待機中）に４基の塗布ロボット８により、溶接前のボディーＷに防止剤Ｌが自動塗布される。
【００６３】
次に、図１０を参照すると、リフタ９２が下降して、防止剤Ｌを塗布後のボディーＷが溶接工程ＷＰに搬送される。溶接工程ＷＰでは、複数の溶接ロボット９が配置されており、ボディーＷの所定の箇所にスポット溶接が実施される。そして、溶接後のボディーＷは、図示されない塗装工程（前処理工程を含む）に搬送される。
【００６４】
本発明の実施形態による塗布ロール１０は、塗布ロール１０を回転させながら、これらの多孔質ロール２１〜２７の外周をボディーＷの表面に押圧して、ボディーＷの表面に倣って移動させることにより、進行方向の前段では、多孔質ロール２１〜２７から防止剤Ｌを排出し、進行方向の後段では、多孔質ロール２１〜２７が過剰な防止剤Ｌを吸収するので、余剰の防止剤Ｌを生成することなく、ボディーＷの表面に防止剤Ｌを均一に塗布できる。
【００６５】
又、本発明の実施形態による塗布ロール１０は、複数のブラシ３１〜３５が防止剤Ｌを吸収又は排出する機能を有しており、ロール面と直交する壁面やへこみ部などの表面にすみずみまで塗布することができ、複数の多孔質ロール２１〜２７と協働して、余剰の防止剤Ｌを生成することなく、ボディーＷの表面に防止剤Ｌを均一に塗布できる。
【００６６】
本発明の実施形態による塗布ロール１０は、防止剤ＬがボディーＷから殆んど滴下しないように、防止剤ＬをボディーＷに塗布することができので、余剰の防止剤Ｌを回収する設備を不要にできる。又、ラインの環境を良好に維持できる。更に、防止剤Ｌの使用量を削減することもできる。
【００６７】
本発明の技術的思想による塗布ロールは、モータによる回転やロボットにより移動されるものに限らず自由に回転するものでもよく、図示された実施の形態に限定されない。被塗布物であるワークの形状に対応して、様々な変形が可能である。
【００６８】
又、本発明の技術的思想による塗布ロールは、塗布する液体がスパッタ付着防止剤に限定されない。例えば、本発明の技術的思想による塗布ロールを用いて、複雑な形状のワークにオイルを均一に塗布することもできる。
【符号の説明】
【００６９】
１  回転軸部
１０  塗布ロール
２１〜２７  多孔質ロール
３１〜３５  ブラシ
３１ｆ〜３５ｆ  鍔部
ｒ  外周方向
ｚ  軸方向
【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】
2011005363.tif 000007
【図６】
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【図７】
2011005363.tif 000009
【図８】
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【図９】
2011005363.tif 000011
【図１０】
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