(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体材料を流す第１流路が設けられた本体部と、
前記本体部に回転可能に取り付けられ、前記第１流路から流入する液体材料を流す第２流路が設けられた回転部と、
前記回転部に取り付けられ、前記第２流路から流入する液体材料を吐出して対象物に塗布するノズルと、
前記第２流路に設けられ、前記第２流路を開閉するバルブと、
を備え、
前記回転部は、
前記本体部に回転可能に取り付けられる供給部と、
前記ノズルを、前記ノズルの中心軸線周りに回転可能に支持するノズル支持部と、
前記供給部と前記ノズル支持部とを連結する連結部と、
前記供給部及び前記ノズル支持部が取り付けられるベースと、
を備え、
前記ノズルは、少なくとも一部が前記回転部の回転軸線に対して傾斜するように前記回転部に取り付けられていることを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
請求項１に記載の塗布装置において、
前記ノズルの先端部と前記ノズルの後端部とが前記回転部の回転軸線に平行な平行方向において離れるように前記ノズルは傾斜され、
前記バルブは、前記平行方向において前記ノズルの後端部から前記ノズルの先端部に向けた方向とは逆方向に前記ノズルの後端部から離れるように配置されていることを特徴とする塗布装置。
【請求項３】
請求項１に記載の塗布装置において、
前記ノズルは、前記ノズルの中心軸線周りに回転可能に前記回転部に取り付けられていることを特徴とする塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シール剤等の液体材料を塗布する塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車体を構成する車体板等では、２枚の車体板を積層することがある。このような場合、積層する各々の車体板の精度が許容範囲内であっても、一方の車体板の端部と他方の車体板の表面との間には、互いの許容誤差が合わさり隙間ができる。このような隙間が空いたままであると、その部分から水漏れや錆が発生したり、車体の外観において視認される場合には外観が損なわれるという問題がある。そこで、上記隙間にシール剤を塗布することで、錆止め、外観向上を図っている。【０００３】
塗布対象物に対してシール剤等の液体材料を塗布する装置として、例えば、特許文献１に記載の塗装用ロボットは、第１アームと、第１アームに連結された第２アームと、第２アームの先端に回転可能に取り付けられた手首部とを備え、手首部の先端に、塗布対象物に対して塗料を噴射する塗装ガンを装着している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２３０２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の塗装用ロボットは、塗料を供給するチューブや、エアーを供給するチューブ等が手首部に接続されており、塗布対象物の周囲の空間が狭い場合には、手首部を回転すると、チューブが塗布対象物の周囲に接触してしまい、塗布対象物に塗装することができないという問題があった。【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、塗布対象物の周囲の空間が狭い場合にも液体材料を塗布することができる塗布装置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】
【０００７】
本発明の塗布装置は、液体材料を流す第１流路が設けられた本体部と、前記本体部に回転可能に取り付けられ、前記第１流路から流入する液体材料を流す第２流路が設けられた回転部と、前記回転部に取り付けられ、前記第２流路から流入する液体材料を吐出して対象物に塗布するノズルと、前記第２流路に設けられ、前記第２流路を開閉するバルブと、を備え、前記回転部は、前記本体部に回転可能に取り付けられる供給部と、前記ノズルを、前記ノズルの中心軸線周りに回転可能に支持するノズル支持部と、前記供給部と前記ノズル支持部とを連結する連結部と、前記供給部及び前記ノズル支持部が取り付けられるベースと、を備え、前記ノズルは、少なくとも一部が前記回転部の回転軸線に対して傾斜するように前記回転部に取り付けられていることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、ノズルは、少なくとも一部が回転部の回転軸線に対して傾斜しているので、塗布対象物の周囲の空間が狭い場合でも、ノズルの先端部を塗布位置にセットする際に回転部が塗布対象物の周囲に接触することが少なくなり、塗布対象物に液体材料を塗布することができる。【０００９】
また、前記ノズルの先端部と前記ノズルの後端部とが前記回転部の回転軸線に平行な平行方向において離れるように前記ノズルは傾斜され、前記バルブは、前記平行方向において前記ノズルの後端部から前記ノズルの先端部に向けた方向とは逆方向に前記ノズルの後端部から離れるように配置されていることが好ましい。【００１０】
この構成によれば、バルブは、回転部の回転軸線に平行な平行方向においてノズルの先端部とは逆方向にノズルの後端部から離れるので、ノズルの先端部を塗布位置にセットする場合に、バルブが邪魔になることがない。【００１１】
さらに、前記ノズルは、前記ノズルの中心軸線周りに回転可能に前記回転部に取り付けられていることが好ましい。【００１２】
この構成によれば、ノズルを所望する方向に向けることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、塗布対象物の周囲の空間が狭い場合にも液体材料を塗布することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の塗布装置を示す側面図。
【図２】塗布ユニットを示す側面図。
【図３】塗布ユニットを示す上面図。
【図４Ａ】塗布ユニットを示す正面図。
【図４Ｂ】回転ユニットが回転した状態の塗布ユニットを示す正面図。
【図５】第１供給部と取付部とを示す断面図。
【図６】ノズルと車体板とを示す斜視図。
【図７】ノズル本体を示す斜視図。
【図８Ａ】ノズル本体の先端側からの正面図。
【図８Ｂ】ノズル本体を示すVIIIB−VIIIB線断面図。
【図８Ｃ】ノズル本体を示すVIIIC−VIIIC線断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１に示すように、塗布装置１０は、塗布ロボット１１と、ロボット制御装置１２と、塗布ユニット１３と、塗布制御装置１４とを備えている。
【００１７】
塗布ロボット１１は、例えば、多軸多関節型のロボットであり、先端から順にアーム１１ａ〜１１ｄが設けられている。塗布ロボット１１は、各アーム１１ａ〜１１ｄの関節部（図示せず）を駆動する複数のモータ（図示せず）が設けられ、ロボット制御装置１２により駆動が制御される。
【００１８】
塗布ロボット１１の先端側のアーム１１ａには装着部１５が取り付けられており、この装着部１５には、塗布ユニット１３が装着されている。
【００１９】
ロボット制御装置１２は、塗布ロボット１１の複数のモータを駆動することで、各アーム１１ａ〜１１ｄを駆動して、装着部１５に装着された塗布ユニット１３を塗布対象物に対面する位置まで移動させる。
【００２０】
図２〜図４に示すように、塗布ユニット１３は、例えば、車体を構成する２枚の車体板２３，２４の間隙に、シール剤２５（図６参照）を塗布する。
【００２１】
塗布ユニット１３は、回転ユニット２６と、回転ユニット２６を回転可能に支持する支持ユニット２７とを備えている。
【００２２】
回転ユニット２６は、ノズルユニット２８と、このノズルユニット２８を回転可能に支持するノズル支持部２９と、本体ベース３０とを備える。また、回転ユニット２６は、シール剤２５をノズルユニット２８に供給するための第１供給部３１と、第２供給部３２及び第３供給部３３と、バルブ３４と、モータ３５とを備える。ノズル支持部２９、第１供給部３１、第２供給部３２、第３供給部３３及びモータ３５は、本体ベース３０に取り付けられている。
【００２３】
支持ユニット２７は、塗布ロボット１１の装着部１５に取り付けられる取付部３６を備える。取付部３６は、第１供給部３１を回転可能に支持している。取付部３６には、シール剤２５をノズルユニット２８に供給するための供給路３６ａが形成されている。
【００２４】
ノズルユニット２８は、シール剤２５を吐出するものであり、詳しくは後述するように、円筒状のノズル筒３８と、このノズル筒３８の先端部に固定されたノズル本体３９とを備えている。
【００２５】
第１供給部３１には、シール剤２５をノズルユニット２８に供給するための供給路３１ａが形成されている。第１供給部３１は、回転機構（図示せず）により回転される。この回転機構は、塗布制御装置１４により駆動が制御される。第１供給部３１が取り付けられた本体ベース３０には、ノズル支持部２９、第２供給部３２、第３供給部３３及びモータ３５が取り付けられている。第１供給部３１の回転により、回転ユニット２６が回転する。
【００２６】
第２供給部３２には、シール剤２５をノズルユニット２８に供給するための供給路３２ａが形成されている。供給路３２ａの上流端は、供給路３１ａの下流端に接続されている。
【００２７】
第３供給部３３には、シール剤２５をノズルユニット２８に供給するための供給路３３ａが形成されている。供給路３３ａの上流端及び供給路３２ａの下流端は、バルブ３４に接続されている。
【００２８】
バルブ３４は、開閉可能であり、開閉によりシール剤２５の供給及び供給停止を制御する。バルブ３４は、塗布制御装置１４により駆動が制御される。
【００２９】
ノズル支持部２９には、シール剤２５をノズルユニット２８に供給するための供給路２９ａが形成されている。供給路２９ａの上流端は、供給路３３ａの下流端に接続されている。
【００３０】
ノズル支持部２９は、ノズルユニット２８の中心軸線が回転ユニット２６の回転軸線に対して傾斜した状態でノズルユニット２８を回転可能に支持している。本実施形態では、ノズルユニット２８は、先端部が後端部より前側（図２における右側）に突出するように傾斜している。なお、ノズルユニット２８の傾斜方向は、適宜変更可能である。
【００３１】
また、ノズル支持部２９は、ノズルユニット２８を突出方向に付勢するコイルバネ（図示せず）を備える。ノズル支持部２９は、コイルバネの付勢に抗してノズルユニット２８が後退方向に押された場合に、ノズルユニット２８が後退可能となるようにノズルユニット２８を支持している。
【００３２】
車体板２３，２４に設計形状とは異なる凸部があり、この凸部によりノズル本体３９の先端が押されると、コイルバネの付勢に抗してノズルユニット２８が後退する。これにより、ノズル本体３９が車体板２３，２４の凸部により押されても、ノズルユニット２８の破損を防止することができる。なお、コイルバネを設けずに、ノズルユニット２８の自重により突出させてもよい。
【００３３】
モータ３５の回転軸には、第１プーリ４１が取り付けられている。ノズル筒３８の基端部には、第２プーリ４２が取り付けられている。第１プーリ４１と第２プーリ４２とには、ベルト４３が巻き掛けられている。モータ３５は、塗布制御装置１４により駆動が制御される。
【００３４】
モータ３５の回転は、第１プーリ４１、ベルト４３を介して第２プーリ４２に伝わり、第２プーリ４２が取り付けられたノズル筒３８を備えるノズルユニット２８が回転する。
【００３５】
図５を参照して、第１供給部３１の供給路３１ａと、取付部３６の供給路３６ａとの接続部分のスイベル構造に関して説明する。
【００３６】
取付部３６は円筒状に形成され、内部には第１供給部３１の後端部が回転可能に挿入されている。取付部３６の内周面には、リング状の中継溝５１ａ〜５１ｄが形成されている。なお、各中継溝５１ａ〜５１ｄの前後方向の両側には、それぞれ挿入溝（図示せず）が形成され、各挿入溝にはシール材（図示せず）が挿入されている。
【００３７】
第１供給部３１の供給路３１ａは、供給路３１ａ１〜３１ａ４を備えている。供給路３１ａ１の後端（上流端）は、中継溝５１ａに接続されている。供給路３１ａ２〜３１ａ４の後端は、中継溝５１ｂ〜５１ｄに接続されている。供給路３１ａ２〜３１ａ４の先端（下流端）は、第２供給部３２の供給路３２ａに接続されている。
【００３８】
取付部３６の供給路３６ａは、供給路３６ａ１〜３６ａ４を備えている。供給路３６ａ１の先端（下流端）は、中継溝５１ａに接続されている。供給路３６ａ２〜３６ａ４の先端は、中継溝５１ｂ〜５１ｄに接続されている。供給路３６ａ１〜３６ａ４の後端（上流端）は、シール剤２５を供給するシール剤供給装置（図示せず）に接続されている。なお、図２では、第１供給部３１の供給路３１ａ及び取付部３６の供給路３６ａを概略化して図示している。
【００３９】
第１供給部３１が回転された場合、供給路３１ａ１〜３１ａ４は、中継溝５１ａ〜５１ｄに接続された状態で回転する。したがって、取付部３６に供給されたシール剤２５は、供給路３６ａ１〜供給路３６ａ４、中継溝５１ｂ〜５１ｄ、及び供給路３１ａ１〜３１ａ４を通って、第２供給部３２の供給路３２ａに供給される。
【００４０】
図７及び図８に示すように、ノズル本体３９の内部を貫通する流路は、本体流路部３９ａと、第１流路部３９ｂと、本体流路部３９ａ及び第１流路部３９ｂを連結する連結部３９ｃと、複数（例えば、１９個）の第２流路部３９ｄと、先端部に形成され、シール剤２５を吐出するためのチャンバ３９ｅとを備えている。
【００４１】
ノズル本体３９は、上流端が円形状で形成され、下流端が細長の四辺形状で形成されている。また、ノズル本体３７は、中央部分から下流端側に向かうにつれて、円形状から細長の四辺形状に変化するように形成されている。なお、ノズル本体３９の形状は適宜変更可能であり、上流端から下流端まで断面円形状で形成してもよい。
【００４２】
本体流路部３９ａは、シール剤２５が流れる方向に直交する直交面での断面において円形状で形成されている。第１流路部３９ｂは、断面細長形状で形成され、本体流路部３９ａより断面形状が小さい。なお、本体流路部３９ａを設けずに、第１流路部３９ｂをノズル本体３９の上流端まで延ばすようにしてもよい。
【００４３】
連結部３９ｃは、先端側（下流端側）に向かうにつれて、本体流路部３９ａの円形状から第１流路部３９ｂの細長形状に変化するように形成されている。チャンバ３９ｅは、断面細長の矩形状で形成されている。
【００４４】
複数の第２流路部３９ｄは、第１流路部３９ｂとチャンバ３９ｅとを連結している。これにより、ノズル筒３８から送られたシール剤２５は、本体流路部３９ａ、第１流路部３９ｂ、複数の第２流路部３９ｄを通って、チャンバ３９ｅに送られる。チャンバ３９ｅに送られたシール剤２５は、チャンバ３９ｅの先端側の開口であるノズル口３９ｆから外部に吐出される。なお、図８Ａは、ノズル本体３７の先端側から見た正面図であり、図８Ｂは、図８ＡのＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線断面図であり、図８Ｃは、図８８ＡのＶＩＩＩＣ−ＶＩＩＩＣ線断面図である。
【００４５】
ノズル本体３９のノズル口３９ｆは、矩形状に形成され、指向性を有する。ノズル本体３９は、車体板２３に当接した状態でシール剤２５を吐出する。ノズルユニット２８は、その中心軸線が正面視（図４Ａ）において車体板２３の表面に対して垂直となるようにセットされる。なお、図４における左右方向がノズル口３９ｆの長手方向となる。また、ノズルユニット２８の中心軸線が正面視（図４Ａ）において車体板２３の表面に対して傾いていてもよい。
【００４６】
図６に示すように、ノズルユニット２８は、ノズル本体３９が車体板２３に当接した状態でシール剤２５を吐出できるように、車体板２３の表面に対してノズル口３９ｆが傾斜された状態で車体板２３に当接する。この状態で、ノズル口３９ｆから車体板２３，２４の段差部に向けてシール剤２５を吐出すると、吐出されたシール剤２５により、車体板２３，２４の間隙が埋められる。
【００４７】
塗布装置１０により、車体板２３，２４の間隙にシール剤２５を塗布する場合、オペレータが操作パネル（図示せず）を操作して、塗布ロボット１１と、塗布ユニット１３のバルブ３４及びモータ３５とを駆動するための塗布実行データを入力する。この塗布実行データに基づいて、ロボット制御装置１２は塗布ロボット１１を駆動して、図１に示すように、装着部１５に装着された塗布ユニット１３を所望する位置にセットする。
【００４８】
次に、図４に示すように、塗布制御装置１４は、バルブ３４を駆動して開放状態にする。また、塗布制御装置１４は、回転機構を駆動して第１供給部３１を回転させ、回転ユニット２６を所望する向きまで回転させる。さらに、塗布制御装置１４は、ノズルユニット２８のモータ３５を駆動してノズルユニット２８を所望する向きまで回転させる。
【００４９】
なお、回転ユニット２６の所望する向きとは、ノズルユニット２８の中心軸線が正面視（図４Ａ）において車体板２３の表面に対して垂直となるような向きである。また、ノズルユニット２８の所望する位置とは、ノズルユニット２８の先端面が、車体板２３の端部に当接する位置である。さらに、ノズルユニット２８の所望する向きとは、ノズルユニット２８のノズル口３９ｆの長手方向（図４における左右方向）が、車体板２３，２４の段差部で車体板２３，２４の両方に跨るような向きである。
【００５０】
回転ユニット２６が所望する向きにセットされ、さらに、ノズルユニット２８が所望する位置及び向きにセットされると、シール剤供給装置を駆動して、シール剤２５を取付部３６に供給する。
【００５１】
取付部３６に供給されたシール剤２５は、取付部３６の供給路３６ａ１〜供給路３６ａ４、中継溝５１ｂ〜５１ｄ、第１供給部３１の供給路３１ａ１〜３１ａ、第２供給部３２の供給路３２ａ、第３供給部３３の供給路３３ａ、及びノズル支持部２９の供給路２９ａを通ってノズルユニット２８に供給される。
【００５２】
ノズルユニット２８に供給されたシール剤２５は、ノズル筒３８を通ってノズル本体３９に送られる。そして、図６に示すように、ノズル本体３９に送られたシール剤２５は、ノズル口３９ｆから車体板２３，２４に向けて吐出される。この吐出されたシール剤２５により、車体板２３，２４の間隙が埋められる。
【００５３】
ノズル本体３９の第２流路部３９ｄは、第１流路部３９ｂの下流端より小さいので、第１流路部３９ｂ内にあるシール剤２５は、勢いよくチャンバ３９ｅに送られ、ノズル口３９ｆから外部に吐出される。これにより、チャンバ３９ｅの全範囲においてほぼ同じ量のシール剤２５を吐出することができる。
【００５４】
チャンバ３９ｅの全範囲においてほぼ同じ速度でシール剤２５を吐出することができるので、ムラなく車体板２３，２４の間隙を埋めることができる。特に、ノズル本体３９に近い側の車体板２３へのシール剤２５の塗布量（盛り量）を適切な厚さに維持した状態で、遠い側の車体板２４へも十分な量のシール剤２５を塗布することができる。
【００５５】
本実施形態では、ノズルユニット２８の中心軸線が回転ユニット２６の回転軸線に対して傾斜している。これにより、塗布対象物である車体板２３，２４の周囲の空間が狭い場合にも、ノズルユニット２８の先端部を車体板２３，２４に近付けることができる。
【００５６】
また、バルブ３４を、ノズル本体３９の先端部とは逆方向にノズル本体３９の後端部から離しているので、ノズルユニット２８の先端部を塗布位置にセットする場合に、バルブ３４が邪魔になることがない。
【００５７】
上記実施形態では、ノズルは、車体板に当接した状態でシール剤を吐出するようにしているが、ノズルと車体板との間に隙間を設けるようにしてもよい。
【００５８】
また、ノズルから吐出するものもシール剤に限らず、液体材料であればよい。
【００５９】
さらに、ノズルの形状は直線状に限らず、例えばＬ字状でもよい。この場合でも、ノズルの一部は、回転ユニットの回転軸線に対して傾斜するように取り付けられる。
【符号の説明】
【００６０】
１０…塗布装置、１１…塗布ロボット、１２…ロボット制御装置、１３…塗布ユニット、１４…塗布制御装置、１５…装着部、２１…支持部、２３，２４…車体板、２５…シール剤、２６…回転ユニット、２７…支持ユニット、２８…ノズルユニット、２９…ノズル支持部、３０…本体ベース、３１…第１供給部、３１ａ〜３３ａ，３１ａ１〜３１ａ４，３６ａ，３６ａ１〜３６ａ４…供給路、３２…第２供給部、３３…第３供給部、３４…バルブ、３５…モータ、３６…取付部、３８…ノズル筒、３９…ノズル本体、３９ａ…本体流路部、３９ｂ…第１流路部、３９ｃ…連結部、３９ｄ…第２流路部、３９ｅ…チャンバ、３９ｆ…ノズル口、４０…モータ、４１，４２…第１，第２プーリ、４３…ベルト、５１ａ〜５１ｄ…中継溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
0006724147.tif 000010
【図８Ｂ】
0006724147.tif 000011
【図８Ｃ】
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