(57)【要約】【課題】車両の外表面に保護層形成材を塗布する工程をさらに自動化させるとともに、ローラを車両の外表面に密着させ、保護層形成材を適切に塗布する。【解決手段】ロボットの先端部にエンドエフェクタとしてローラ機構部３４を設ける。ローラ機構部３４は、ローラ４８が空気圧シリンダ５２から弾性的に力を受け、軸心と直交する方向に移動可能になるよう設定する。乾燥後に、剥離性保護層として作用する液状の保護層形成材を塗布材管路２２から供給する。【選択図】図３
2004261652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の搬送ラインの近傍に設けられ、ティーチング動作可能なロボットと、
前記ロボットに接続され、回転自在なローラを備えるローラ機構部と、
乾燥後に剥離性保護層として作用する液状の保護層形成材を前記ローラに供給する供給機構部と、
を有し、
前記ローラ機構部は、空気圧シリンダを備え、該空気圧シリンダを介して前記ローラを前記車両の外表面に弾性的に押圧させるとともに、前記外表面の凹凸に応じて受動的に前記ローラを昇降させることを特徴とする保護層形成材の塗布装置。
【請求項２】
請求項１記載の保護層形成材の塗布装置において、
前記空気圧シリンダに供給される空気の圧力を調整する押圧力調整機能部を有することを特徴とする保護層形成材の塗布装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の保護層形成材の塗布装置において、
前記空気圧シリンダのロッドの軸心と前記ローラの軸心は直交するように設定されていることを特徴とする保護層形成材の塗布装置。
【請求項４】
請求項１または２記載の保護層形成材の塗布装置において、
前記空気圧シリンダは第１の空気圧シリンダおよび第２の空気圧シリンダからなり、
前記ローラは揺動部材に連結され、軸心と直交する方向に揺動自在であり、
前記第１の空気圧シリンダおよび前記第２の空気圧シリンダは、前記揺動部材に対してそれぞれ対向する方向に力を加えることを特徴とする保護層形成材の塗布装置。
【請求項５】
請求項１〜４記載の保護層形成材の塗布装置において、
前記保護層形成材の材料は、アクリル系コポリマ剤であることを特徴とする保護層形成材の塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗装が終了した車両の塗装部を主にした外表面に保護層形成材を塗布する保護層形成材の塗布装置に関し、特に、乾燥後に剥離性保護層として作用する液状の保護層形成材を塗布する保護層形成材の塗布装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両は、製造後にユーザに手渡されるまでに屋外ストックヤードで保管されたり、トレーラ、船等で搬送されることが多い。この間、車両は粉塵、金属粉、塩分、油分、酸、直射日光等に曝されることから、長時間の保管および搬送の間には、車両外表面における複数の塗装層のうち表面層の品質が侵されるおそれがある。このような事態を防ぐため、車両出荷前の段階において塗装部に剥離性保護層を形成させる方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。剥離性保護層は液状ラップ材である保護層形成材（ストリッパブルペイントとも呼ばれる）を塗布して乾燥させることにより形成され、塗装部を保護することができる。また、除去する際には容易に剥離させることができるとともに、通常の保管時には自然に剥離してしまうことがない。
【０００３】
剥離性保護層が乾燥する前の保護層形成材を塗布する工程では、ローラに保護層形成材を付着させて、複数の作業者がローラを転がして保護層形成材の塗布を行っている。
【０００４】
このような作業の自動化を図り、作業者の負担を軽減させるとともに塗布品質を均一化させるために、ボディ上に保護層形成材を抽出した後、エアを吹き付けることによって保護層形成材を広げる方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この方法によれば保護層形成材の塗布工程における作業の多くが自動化され、作業者の負担を軽減するとともに、タクトタイムを向上させることができて好適である。
【０００５】
また、車両を生産する工場では、組み立て作業においてボディを傷つけることがないようにスクラッチカバーと呼ばれる樹脂製のカバーを仮付けすることがある。スクラッチカバーは、例えば、ボディの前方横面に仮付けされ、出荷前に外される。スクラッチカバーは車種毎に違う形状のものを用意する必要があり、さらに搬送ラインにおける日々の生産台数に応じて多数用意する必要がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−８９６９７号公報（段落［００２２］〜［００２７］）
【特許文献２】
特開平８−１７３８８２号公報（図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記の特許文献２で開示されている方法では、保護層形成材の広がり具合が必ずしも均一ではなく、また、保護層形成材が飛散することを防ぐために、ルーフの縁部には適用していない。
【０００８】
さらに、近時の自動車のボディはより複雑な形状となりつつあり、凹凸部や複雑な曲面を有するものがある。このような凹凸部や曲面にはエアノズルによって保護層形成材を広げるということが困難である。さらにまた、塗装品質が特に重要視されている箇所には保護層形成材をより厚く塗る必要があるが、エアノズルで保護層形成材を広げる場合には塗膜の厚さを調整することは困難である。
【０００９】
このようなことから、エアノズルで保護層形成材を広げた後に、数人の作業者がルーフの縁部や凹凸部等の細部にローラで保護層形成材を塗布して仕上げの処理を行う必要がある。従って、保護層形成材の塗布処理は一部を人手作業に頼っており、作業者の負担となるとともに、作業者の熟練度によって塗布品質にばらつきが発生する。
【００１０】
このような作業者の作業を軽減し、かつ、作業の品質を均一にするためには産業用のロボットを適用することが検討されるが、ロボットに装着可能であって、しかも保護層形成材を塗布するための適当なローラおよびその保持装置は提案されていない。また、上記のように近時の自動車のボディは複雑な形状となっていることから、ローラをボディに密着させるとともに適切な力で押圧することが困難である。
【００１１】
また、この押圧力は、適用箇所や移動方法に応じて容易に調整可能であることが望ましい。さらに、ローラを変位可能な構成とする場合には、使用状況に応じて動かなくなるようにロック可能であることが望ましい。
【００１２】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、車両の外表面に保護層形成材を塗布する工程をさらに自動化させるとともに、ローラを車両の外表面に密着させ、保護層形成材を適切に塗布することを可能にする保護層形成材の塗布装置を提供することを目的とする。
【００１３】
また、本発明の他の目的は、車両の外表面に対する前記ローラの押圧力を、適用箇所や移動方法に応じて容易に調整可能とし、さらに、使用状況に応じてロック可能な保護層形成材の塗布装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る保護層形成材の塗布装置は、車両の搬送ラインの近傍に設けられ、ティーチング動作可能なロボットと、前記ロボットに接続され、回転自在なローラを備えるローラ機構部と、乾燥後に剥離性保護層として作用する液状の保護層形成材を前記ローラに供給する供給機構部と、を有し、前記ローラ機構部は、空気圧シリンダを備え、前記ローラは前記空気圧シリンダから弾性的に力を受け、軸心と直交する方向に移動可能であることを特徴とする。
【００１５】
このように、空気圧シリンダによってローラに力を加えながら保護層形成材を塗布するようにすると、ローラを車両の外表面に密着させ、保護層形成材を適切に塗布することができる。すなわち、外表面に多少の凹凸がある箇所についてもローラを密着させることができる。これにより、車両の外表面に保護層形成材を塗布する工程をさらに自動化することができる。
【００１６】
この場合、前記空気圧シリンダに供給される空気の圧力を調整する押圧力調整機能部を設けるとよい。
【００１７】
空気圧シリンダに供給する空気の圧力を調整することにより、ローラの押圧力を、適用箇所や移動方法に応じて容易に調整することができる。また、使用状況に応じてローラが変位しないようにロックすることができる。
【００１８】
前記空気圧シリンダのロッドの軸心と前記ローラの軸心は直交するように設定すると、車両の外表面に対してローラを押圧させやすい。
【００１９】
前記空気圧シリンダは第１の空気圧シリンダおよび第２の空気圧シリンダからなり、前記ローラは揺動部材に連結され、軸心と直交する方向に揺動自在であり、前記第１の空気圧シリンダおよび前記第２の空気圧シリンダは、前記揺動部材に対してそれぞれ対向する方向に押圧力を加えるようにしてもよい。
【００２０】
このようにローラを揺動自在にするとともに第１の空気圧シリンダまたは第２の空気圧シリンダから対向する向きに押圧力を加えることにより、ローラの自重を押圧力として有効に利用するとともに、該自重では不足の押圧力を第１の空気圧シリンダにより補償することができる。また、第１の空気圧シリンダと第２の空気圧シリンダとは揺動部材に対してそれぞれ対向する方向に押圧力を加えるので、揺動部材が時計方向または反時計方向のいずれの方向に傾斜している場合にも適切に動作可能である。
【００２１】
さらに、前記保護層形成材の材料としてアクリル系コポリマ剤を用いると、車両の塗装部をより確実に保護することができ、しかも除去するときには剥がしやすい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る保護層形成材の塗布装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図１〜図１６を参照しながら説明する。
【００２３】
図１および図２に示すように、本実施の形態に係る保護層形成材の塗布装置１０は、自動車の搬送ライン１２に設けられるものであり、塗装の終了した車両１４に対して保護層形成材を塗布するものである。塗布装置１０は、産業用ロボットである３台のロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃと、システム全体の制御を行う制御部１８と、保護層形成材が収容されたタンク２０と、該タンク２０から各ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃに連通する塗布材管路２２と、水供給源２４からロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃへ水を供給する水管路２６とを有する。ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃはそれぞれ制御部１８に接続されたロボットコントローラ２８ａ、２８ｂ、２８ｃによって制御される。
【００２４】
ロボット１６ａおよび１６ｃは、搬送ライン１２における車両１４の進行方向左手側に設けられ、ロボット１６ｂは、進行方向右手側に備えられている。また、ロボット１６ａは進行方向前方、ロボット１６ｂは進行方向の中程、ロボット１６ｃは進行方向後方に備えられている。ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃは搬送ライン１２と平行なスライドレール３０上を移動可能である。
【００２５】
塗布材管路２２の途中にはポンプ３２が設けられており、タンク２０から保護層形成材を吸い上げてロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃへ供給する。また、タンク２０および塗布材管路２２は、図示しないヒータと温度計とによって温度制御されており、保護層形成材を適温に保っている。ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの先端部には、それぞれ塗布材管路２２によって保護層形成材が供給されるローラ機構部３４が設けられている。
【００２６】
保護層形成材の材料は、アクリル系コポリマ剤を主成分とするものであって、好ましくは、ガラス転移温度の異なる２種のアクリル系コポリマ部分を有するものであるとよい。具体的には、例えば、前記の特許文献１で示されている保護層形成材を用いるとよい。また、保護層形成材は、水との混合割合および温度の変化によって粘度を調整することができ、しかも、乾燥すると車両１４に密着して粉塵、金属粉、塩分、油分、酸、直射日光等から車両１４の塗装部を化学的および物理的に保護することができる。さらに、車両１４をユーザに納品の際等で除去するときには、容易に剥離させることができる。
【００２７】
図３に示すように、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、例えば、産業用の多関節型のロボットであり、ベース部４０と、該ベース部４０を基準にして順に、第１アーム４２、第２アーム４４および第３アーム４６とを有し、該第３アーム４６の先端にローラ機構部３４が設けられている。ローラ機構部３４は、第３アーム４６に対して着脱自在であり、所謂、エンドエフェクタとして作用する。第１アーム４２はベース部４０に対して水平および垂直に回動可能な軸Ｊ１、Ｊ２によって回動可能である。第２アーム４４は第１アーム４２と軸Ｊ３で回動可能に連結されている。第２アーム４４は軸Ｊ４によって捻れ回転が可能になっている。第３アーム４６は第２アーム４４と軸Ｊ５で回動可能に連結されている。第３アーム４６は軸Ｊ６によって捻れ回転が可能になっている。
【００２８】
このような６軸構成のロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの動作によって、先端部に接続されたローラ機構部３４は車両１４の近傍における任意の位置に移動可能であって、かつ、任意の向きに設定可能である。換言すれば、ローラ機構部３４は６自由度の移動が可能である。ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、回転動作以外にも伸縮動作、平行リンク動作等の動作部を有するものであってもよい。
【００２９】
図４に示すように、ローラ機構部３４は、第３アーム４６の先端部に取り付けられており、円筒形状で保護層形成材を吸収して蓄えることのできる材質のローラ４８と、該ローラ４８を指示するパイプ５０と、該パイプ５０を進退させる空気圧シリンダ（クッション機能部）５２と、空気圧シリンダ５２のロッド５２ａとパイプ５０とを接続する接続部材５４と、該接続部材５４を支持して上下方向に案内するレール５６とを有する。ローラ４８の材質は、例えば、スポンジおよび植毛体等を挙げることができる。
【００３０】
空気圧シリンダ５２は、一端が第３アーム４６に固定されており、ボトム側およびロッド側のそれぞれの空気圧を調整することにより、ロッド５２ａに力を発生させることができる。
【００３１】
ロッド５２ａは第３アーム４６の軸方向延長上に配置されている。また、ロッド５２ａとパイプ５０の根元部５０ａとは接続部材５４を介して突き合わされて接続されている。レール５６の一端は空気圧シリンダ５２の側面と第３アーム４６の先端部とに固定されている。レール５６の案内支持部５６ａの一部は接続部材５４に固定されており、該接続部材５４は、案内支持部５６ａを介してレール５６に案内される。
【００３２】
パイプ５０は、略９０°の屈曲部５０ｂと、Ｕ字の屈曲部５０ｃと、該屈曲部５０ｃの先端側のローラ取付部５０ｄとを有する。ローラ取付部５０ｄとロッド５２ａとのそれぞれの軸心は直交する。また、パイプ５０は中空となっており、ローラ取付部５０ｄの先端部は塞がれている。ローラ取付部５０ｄには小さい複数の孔が設けられている。
【００３３】
接続部材５４には塗布材管路２２の先端が接続されており、該塗布材管路２２とパイプ５０は連通している。従って、塗布材管路２２から保護層形成材が供給されると、該保護層形成材は、接続部材５４およびパイプ５０を通り、ローラ４８の表面ににじみ出る。また、ローラ４８はローラ取付部５０ｄから着脱自在であり交換、洗浄およびメンテナンスを行うことができる。
【００３４】
図５に示すように、ローラ４８に保護層形成材を供給するための液圧および空圧の複合回路（供給機構部）１５０は、コンプレッサ１５２と、該コンプレッサ１５２の吐出部に接続されたエアタンク１５４と、空気圧の供給・遮断の切り換えを行う手動の空圧投入弁１５６と、制御部１８から供給される電気信号によって２次側圧力を減少させるレギュレータ１５８と、該レギュレータ１５８の２次圧によってパイロット操作されて塗布材管路２２の圧力を減少させるレギュレータ操作弁１６０とを有する。また、複合回路１５０は、レギュレータ操作弁１６０の２次側管路および水管路２６が接続されたＭＣＶ（Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｖａｌｖｅ、供給切換弁）１６２と、ＭＣＶ１６２の２次側とローラ４８との間に設けられたトリガー弁１６４とを有する。ＭＣＶ１６２の内部には、塗布材管路２２および水管路２６の連通・遮断の切り換えを行う切換弁１６２ａ、１６２ｂが設けられており、該切換弁１６２ａ、１６２ｂの２次側は連通している。なお、図５の破線は空気圧管路を示す。
【００３５】
ＭＣＶ１６２、トリガー弁１６４およびレギュレータ操作弁１６０は、空気圧パイロット式に限らず電気ソレノイド等の駆動方式のものでもよい。
【００３６】
複合回路１５０は、さらに、空圧投入弁１５６から供給される空気圧を切り換えることによって切換弁１６２ａ、１６２ｂをパイロット形式で操作するＭＣＶ切換電磁弁１６６と、トリガー弁１６４をパイロット操作するトリガー切換電磁弁１６８とを有する。ＭＣＶ切換電磁弁１６６は制御部１８から供給される電気信号によって、切換弁１６２ａ、１６２ｂのいずれか一方を連通させるとともに他方を遮断し、水と保護層形成材とを切り換えてトリガー弁１６４に供給する。トリガー切換電磁弁１６８は、制御部１８から供給される電気信号によってトリガー弁１６４を連通・遮断状態に切り換えて、ローラ４８に水または保護層形成材を供給する。
【００３７】
塗布材管路２２および水管路２６の途中には、それぞれ手動の止め弁１７０、１７２が設けられている。通常、止め弁１７０および１７２は連通させておく。複合回路１５０において空気の排出口にはそれぞれサイレンサ１７４が設けられており、排気音を低減させている。コンプレッサ１５２、ポンプ３２および水供給源２４には、過剰な圧力上昇を防止するリリーフ弁（図示せず）が設けられている。
【００３８】
空気圧シリンダ５２のボトム側には電磁パイロット式のレギュレータ（押圧力調整機能部）１７６を介して減圧した空気が供給される。該レギュレータ１７６は制御部１８によって電気的に操作され、または、所定のダイヤル等により手動で操作されて保護層形成材の塗布時に２次側の圧力値を適宜変更可能である。レギュレータ１７６の２次側は空気圧シリンダ５２のボトム側に連通している。空気圧シリンダ５２のロッド側の空気はサイレンサ１７４を介して排出自在となっている。
【００３９】
なお、複合回路１５０におけるコンプレッサ１５２、エアタンク１５４、水供給源２４およびポンプ３２は、各ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃに共通であり、それ以外の機器は各ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃに個別に備えられている。
【００４０】
次に、このように構成される保護層形成材の塗布装置１０を用いて、車両１４に保護層形成材を塗布する方法について説明する。
【００４１】
まず、予め、各ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃに対して動作の教示を行う。ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃに車両１４のボンネット部１４ａ（図１参照）、ルーフ中央部１４ｂおよびルーフ後方部１４ｃをそれぞれ分担させて、各担当部に保護層形成材を塗布させるように教示し、教示したティーチングデータは制御部１８の所定の記録部に記録し、保持しておく。車両１４がセダン型であるときには、ロボット１６ｃはトランク部を分担する。
【００４２】
図６に示すように、ロボット１６ａの第３アーム４６と車両１４の表面との距離は長さＬとなるように動作の教示を行う。この長さＬはロッド５２ａの最小ストロークに対応する長さＬ１より大きく、最大ストロークに対応する長さＬ２より小さい値に設定する。
【００４３】
第３アーム４６と車両１４の表面の距離は基本的に長さＬに保つが、例えば、深さｄの浅い凹部５００および高さｄの凸部５０２は無視し、第３アーム４６と車両１４の表面との距離を、Ｌ＋ｄまたはＬ−ｄとしてもよい。このように浅い凹部５００や比較的低い凸部５０２も無視することによりロボット１６ａの動作教示が容易になる。
【００４４】
保護層形成材を塗布する処理は、搬送ライン１２において１台の車両１４毎に設定されているタクトタイム内で終了するように教示を行う。
【００４５】
次に、車両１４に保護層形成材を塗布する際には、タンク２０（図５参照）および塗布材管路２２を所定のヒータによって適温に加温するとともに、コンプレッサ１５２、水供給源２４およびポンプ３２を動作させる。また、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃを車両１４と干渉することのない位置で待機させ、空圧投入弁１５６を連通させる。
【００４６】
次いで、塗装の終了した車両１４を搬送ライン１２によって搬入し、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの近傍で停止させる。制御部１８は、車両１４が搬入されたことを搬送ライン１２から供給される信号またはセンサ（図示せず）によって認識し、各ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃを教示データに基づいて動作させる。
【００４７】
このとき、制御部１８はレギュレータ１５８（図５参照）を介してレギュレータ操作弁１６０を制御し、塗布材管路２２を適当な圧力に制御する。また、制御部１８は、ＭＣＶ切換電磁弁１６６を介してＭＣＶ１６２を制御し、塗布材管路２２を連通させるとともに水管路２６を遮断する。さらに、制御部１８はトリガー切換電磁弁１６８を操作することによってトリガー弁１６４を連通させる。このような制御部１８の作用によって保護層形成材は適当な圧力および適温に保たれながらローラ機構部３４のローラ４８に供給され、該ローラ４８の表面に適量がしみ出る。
【００４８】
また、空気圧シリンダ５２のボトム側に小さい圧力を加えるとともに、ロッド側の圧力を略０にする。これにより、ロッド５２ａは延出方向に適切な力を受ける。空気圧シリンダ５２に加える圧力は、内部のピストン径、ロッド径、ローラ４８の自重および適用箇所や移動方法に応じて調整する。この調整は、レギュレータ１７６の設定を電気的操作またはダイヤル操作により容易に行うことができ、しかも、塗装の最中にも連続的かつ任意の値に調整可能である。
【００４９】
また、空気圧シリンダ５２に加える圧力を比較的大きく設定することにより、ローラ４８が動かないようにロックすることもできる。ローラ４８をロックすることにより、例えば、ローラ４８を車両１４の表面から離間して比較的長距離を移動させる場合にローラ４８が不用意に動くことがなく、長距離を高速で移動させることができる。
【００５０】
このようにして、ローラ４８は適切な押圧力で車両１４の表面に押しつけられることになり、保護層形成材を塗布することができる。このとき、ローラ４８は車両１４の表面形状に沿って受動的に昇降可能であることから、凹部５００および凸部５０２に対しても確実に密着させて保護層形成材を塗布することができる。つまり、ローラ４８が凹部５００および凸部５０２を通過する際には、凹部５００の深さｄおよび凸部５０２の高さｄに応じてロッド５２ａが受動的に伸縮する。この伸縮動作はレール５６の作用によって滑らかに行われる。また、ローラ４８はレール５６により支持されているので、ローラ４８が受ける外力の方向がどのような向きであってもロッド５２ａに対して軸方向以外の方向の力がかかることを防止できる。
【００５１】
ローラ４８は、適当な押圧力で車両１４の表面に押しつけられていることから空回りしたり、凹部５００および凸部５０２を通過するときに飛び跳ねることがない。また、ローラ４８から保護層形成材がしみ出しやすい。
【００５２】
また、不測の事態により、ロボット１６ａの動作が所定の教示経路をやや外れて第３アーム４６が車両１４の表面に近づいた場合においても、ローラ４８は車両１４の表面に対して昇降可能であるとともに、表面に対する押圧力は空気圧シリンダ５２に供給される空気圧により制御されているので、車両１４に過度な力が加わることがない。特に、空気圧シリンダ５２は、駆動流体として圧縮性に富む空気を用いていることから柔軟な動作が可能であり、外力の変動を吸収しやすい。
【００５３】
レギュレータ１５８による圧力制御、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの動作速度およびロッド５２ａに加える力の制御とによって車両１４に塗布する保護層形成材の厚みを調整することができる。
【００５４】
このときの車両１４は塗装が終了していればよく、部品等が取り付けられていない未完成車であってもよいことはもちろんである。
【００５５】
ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃによって保護層形成材が塗布された車両１４は、搬送ライン１２によって次工程へ搬送される。ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、車両１４と干渉することのない待機姿勢に待避して、つぎの車両１４が搬入されるまで待機する。このとき、トリガー弁１６４を遮断させ保護層形成材の供給を停止させる。
【００５６】
塗布された保護層形成材は、自然乾燥または送風しながら乾燥させて可剥離性保護層を形成し、車両１４の塗装部を保護する。
【００５７】
次に、ローラ機構部３４の第１〜第３の変形例について図７〜図１６を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、ローラ機構部３４と同じ箇所については同じ参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５８】
図７に示すように、第１の変形例であるローラ機構部３４ａは、前記のローラ機構部３４における空気圧シリンダ５２と第３アーム４６との間に２つの直交するシフトベース６０および６２が設けられている。空気圧シリンダ５２はシフトベース６０に取り付けられており、矢印Ｘ方向にスライド可能である。該シフトベース６０はシフトベース６２に取り付けられており、矢印Ｙ方向にスライド可能である。シフトベース６２は第３アーム４６に取り付けられている。ロッド５２ａの進退する方向を矢印Ｚとしたとき、矢印Ｘ、ＹおよびＺはそれぞれ直交する。矢印Ｙはローラ４８の軸方向と平行である。
【００５９】
このようにシフトベース６０および６２を介在させることにより、ローラ４８は矢印Ｘ方向および矢印Ｙ方向にスライド可能であり、結局、矢印Ｚに直交する面において任意の方向に移動可能となる。保護層形成材を車両１４に塗布する際、ローラ４８が車両１４の表面から受ける力の方向は必ずしも矢印Ｚ方向に一致しているとは限らず、矢印Ｘ方向および矢印Ｙ方向の成分も含まれていることがある。この場合、シフトベース６０および６２により車両１４の表面から受ける力の上下方向、つまり矢印Ｚ方向の成分はロッド５２ａにより吸収することができ、それ以外の矢印ＸおよびＹ方向の成分はシフトベース６０および６２により吸収される。従って、パイプ５０およびロッド５２ａ等に過大な外力が加わることがない。また、車両１４の表面に反作用としての過大な力が加わることがない。ロッド５２ａはレール５６により支持されているが、シフトベース６０および６２によってより確実に支持および保護することができる。
【００６０】
図８〜図１０に示すように、第２の変形例であるローラ機構部３４ｂは、ロボット１６ａの第３アーム４６の先端部に取り付けられており、円筒形状で保護層形成材を吸収して蓄えることのできる材質のローラ４８と、ロボット１６ａの第３アーム４６に対する取付部であるスラスト回転機構６９とを有する。該スラスト回転機構６９は、第３アーム４６に対する取付部材７０と、該取付部材７０に対しベアリング７２を介して回転自在に支持されているスラスト回転部材７４と、該スラスト回転部材７４の下に取り付けられたベース部７６とを有する。
【００６１】
また、ローラ機構部３４ｂは、ベース部７６の両端部に設けられた空気圧シリンダ７８および８０と、ベース部７６の略下端の揺動軸８２に揺動自在に軸支された揺動部材８４と、ローラ４８を保持するホルダ８６と揺動部材８４とを接続するホルダ接続部８８とを有する。ローラ４８は揺動軸８２を中心として、径方向に揺動自在である。揺動部材８４は、上方に延在する２つの上方延在部８４ａを有し、該上方延在部８４ａの略上端には、揺動軸８２と平行なピン９０が設けられている。ピン９０は揺動軸８２より上方に設定されている。さらに、ローラ機構部３４ｂは、前記空気圧シリンダ７８および８０のロッド７８ａおよびロッド８０ａから力を受けて、前記揺動軸８２を中心として回転する２つのピン押圧部材９２および９４を有する。ピン押圧部材９２の押圧面９２ａは、ロッド７８ａが縮退するとき図１０における前記ピン９０の左面を押圧し、ピン押圧部材９４の押圧面９４ａは、ロッド８０ａが縮退するとき図１０における前記ピン９０の右面を押圧する。
【００６２】
２つの上方延在部８４ａの間には、ベース部７６から下方に延在する２つの下方延在部７６ａが配置され、該２つの下方延在部７６ａの間に押圧面９２ａおよび９４ａが配置されている。
【００６３】
スラスト回転部材７４には回転規制部材９６が設けられており、該回転規制部材９６の上面の凹部９６ａには、取付部材７０から下に突出する小突起９８が配置されている。小突起９８の幅は凹部９６ａの幅よりやや小さく、この隙間の範囲においてスラスト回転部材７４はスラスト方向に回転自在となっている。ここでいうスラスト方向とは、ローラ４８自体の軸心と直交する方向であり、第３アーム４６の軸心Ｃを中心とした回転方向である。取付部材７０を第３アーム４６に取り付けるためのボルト１００を小突起９８に兼用してもよい。
【００６４】
ホルダ接続部８８には上部と下部で対向する２つのクランパ１０２および１０４が設けられている。これらのクランパ１０２および１０４はアルミパイプ１０６を保持しており、該アルミパイプ１０６により揺動部材８４とホルダ８６が連結されている。アルミパイプ１０６の表面には環状溝１０６ａが設けられている。
【００６５】
ローラ４８の両端はホルダ８６により回転自在に保持されており、塗布材管路２２はホルダ８６の一端部を介してローラ４８の内部に連通している。ローラ４８はホルダ８６に対して着脱自在である。
【００６６】
次に、このように構成されるローラ機構部３４ｂを用いて保護層形成材を塗布する方法について説明する。
【００６７】
図１１に示すように、ロボット１６ａの第３アーム４６と車両１４の表面との距離を適当に保ち、揺動部材８４の傾斜角度を所定の角度θとなるように教示する。揺動部材８４の傾斜角度は基本的に角度θに保つが、例えば、凹部５００および凸部５０２は無視し、揺動部材８４の傾斜角度を多少変化させるようにしてもよい。このように浅い凹部５００や比較的低い凸部５０２を無視することによりロボット１６ａの動作教示が容易になる。
【００６８】
次に、図１１に示すようにロボット１６ａを右方向へ移動させながら車両１４に保護層形成材を塗布する際には、ロッド８０ａが縮退する方向に比較的弱い力Ｆａを発生するように右側の空気圧シリンダ８０に空気を供給する。また、ロッド７８ａが延出するように左側の空気圧シリンダ７８に空気を供給する。このようにすることにより、右側のピン押圧部材９４の押圧面９４ａはピン９０の右側面を比較的弱い力で押圧し、左側のピン押圧部材９２の押圧面９２ａはピン９０から離間する。従って、揺動部材８４およびローラ４８は揺動軸８２を中心として反時計方向の力を受けることになり、ローラ４８が適当な押圧力で車両１４の表面に押圧される。
【００６９】
ローラ４８の適用箇所や移動方法に応じて力Ｆａを適宜調整するとよい。この調整は、前記レギュレータ１７６に相当する押圧力調整機能部を制御部１８により操作し、または、所定のダイアル等を操作することにより容易に調整可能である。
【００７０】
図１２に示すように、ロボット１６ａを左方向に移動させながら車両１４に保護層形成材を塗布する際には、ロッド７８ａが縮退する方向に比較的弱い力Ｆａを発生するように左側の空気圧シリンダ７８に空気を供給する。また、ロッド８０ａが延出するように右側の空気圧シリンダ８０に空気を供給する。このようにすることにより、左側のピン押圧部材９２の押圧面９２ａはピン９０の左側面を比較的弱い力で押圧し、右側のピン押圧部材９４の押圧面９４ａはピン９０から離間する。従って、揺動部材８４およびローラ４８は揺動軸８２を中心として時計方向の力を受けることになり、ローラ４８が適当な押圧力で車両１４の表面に押圧される。
【００７１】
このように、ロボット１６ａの進行方向に応じて空気圧シリンダ７８および８０に供給する空気の流れの方向と圧力とを制御することにより、ローラ４８を車両１４の表面に対して適度に押圧することができる。つまり、ローラ４８の自重を押圧力として有効に利用するとともに、該自重では不足の押圧力を空気圧シリンダ７８または空気圧シリンダ８０により補償することができる。
【００７２】
これにより、ローラ４８が空回りしたり、凹部５００および凸部５０２を通過するときに飛び跳ねることがない。また、ローラ４８から保護層形成材がしみ出しやすい。このとき、ローラ４８は揺動軸８２を中心として揺動可能であることから、凹部５００および凸部５０２に対しても確実に密着させて保護層形成材を塗布することができる。つまり、ローラ４８が凹部５００および凸部５０２を通過する際には、凹部５００の深さｄおよび凸部５０２の高さに応じてロッド７８ａまたは８０ａが伸縮する。空気圧シリンダ７８および８０は、駆動流体として圧縮性に富む空気を用いていることから柔軟な動作が可能であり、外力の変動を吸収しやすい。
【００７３】
空気圧シリンダ７８のロッド７８ａに連結されたピン押圧部材９２と空気圧シリンダ８０のロッド８０ａに連結されたピン押圧部材９４は、揺動部材８４に対してそれぞれ対向する方向に押圧力を加えるので、揺動部材８４が時計方向または反時計方向のいずれの方向に傾斜している場合にも適切に動作可能である。これにより、右方向および左方向のいずれの方向へも保護層形成材を塗布することができる。
【００７４】
また、図１３に示すように、空気圧シリンダ７８のロッド７８ａおよび空気圧シリンダ８０のロッド８０ａの双方を縮退するように作用させてもよい。例えば、ロボット１６ａを図１３の右方向へ移動させる場合、ロッド８０ａが縮退する方向に比較的弱い力Ｆａを発生させるとともに、ロッド７８ａが縮退する方向に非常に弱い力Ｆｂを発生させる。力Ｆａは力Ｆｂより大きく設定し、これらの力ＦａおよびＦｂを適切に設定することにより、ローラ４８を車両１４の表面に対して適切な力で押圧させることができる。
【００７５】
さらに、図１４に示すように、空気圧シリンダ７８のロッド７８ａおよび空気圧シリンダ８０のロッド８０ａの双方を延出するように作用させてもよい。このようにすると、ピン押圧部材９２の押圧面９２ａとピン押圧部材９４の押圧面９４ａの双方がピン９０から離間し、揺動部材８４に加わる力はなくなる。従って、ローラ４８は自重だけで車両１４の表面を押圧することとなる。特に、ローラ４８が比較的重く車両１４の表面に対する十分な押圧力を有する場合には、ロッド７８ａおよび８０ａの双方を延出させて揺動部材８４を揺動自在とするとよい。
【００７６】
さらにまた、図１５に示すように、狭い幅で比較的深い溝５０４に保護層形成材を塗布する際には、ロッド７８ａおよびロッド８０ａの双方を強い力Ｆｃで縮退させるとよい。この場合、揺動部材８４は力学的なバランスにより軸心Ｃ（図１０参照）と一致する方向に設定されるとともに、左右いずれの方向にも揺動し難くなり、所謂、ロックされた状態になる。このように揺動部材８４をロックした状態でローラ４８を溝５０４に比較的強く押し込むことによりローラ４８から保護層形成材がしみ出し、該溝５０４に対して保護層形成材を塗布することができる。
【００７７】
また、ローラ４８を車両１４の表面に接触させずに比較的長距離を移動させる場合には揺動部材８４をロックしておくとよい。ロックすることにより、揺動部材８４が不用意に揺動することがなく、長距離を高速で移動させることができる。
【００７８】
次に、図１６に示すように、第３の変形例であるローラ機構部３４ｃは、ローラ機構部３４ｂ（図１０参照）におけるピン押圧部材９２および９４（図１０参照）をピン押圧部材３０６および３０８で置き換えたものである。ピン押圧部材３０６および３０８はそれぞれロッド７８ａ、８０ａから力を受けて揺動軸８２を中心として回転する。ピン押圧部材３０６の押圧面３０６ａは、ロッド７８ａが延出するとき図１６における前記ピン９０の右面を押圧し、ピン押圧部材３０８の押圧面３０８ａは、ロッド８０ａが延出するとき図１６における前記ピン９０の左面を押圧する。このような構成とすることにより、ロッド７８ａおよび８０ａの延出する力を制御してローラ４８の押圧力を調整することができる。この場合、ロッド７８ａおよび８０ａに加わる力の向きが前記のローラ機構部３４ｂと逆の向きとなる。
【００７９】
なお、ローラ機構部３４およびその変形例であるローラ機構部３４ａ、３４ｂおよび３４ｃはそれぞれ機能の一部を組み合わせて用いてもよい。例えば、ローラ機構部３４ａのシフトベース６０および６２（図７参照）をローラ機構部３４ｂに設けてもよい。また、ローラ４８を保持する機構はパイプ５０（図４参照）またはホルダ８６（図８参照）のいずれを用いてもよい。
【００８０】
さらに、各ローラ機構部３４、３４ａ、３４ｂおよび３４ｃにおけるローラ４８に対するクッション機能を作用させる部分（空気圧シリンダ５２、７８および８０）には、振動を抑制する適当な減衰機能を持たせてもよい。
【００８１】
上記したように、本実施の形態に係る保護層形成材の塗布装置１０によれば、ローラ４８を備えるローラ機構部３４、３４ａ、３４ｂまたは３４ｃをロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃで操作するとともにローラ４８に保護層形成材を供給することにより、保護層形成材を塗布する工程を自動化し、塗布品質を均一化することができる。
【００８２】
また、車両１４の表面に対するローラ４８の押圧力を、適用箇所や移動方法に応じて容易に調整することができ、さらに、使用状況に応じてローラ４８が変位しないようにロックすることができる。
【００８３】
さらに、車両１４の表面に対するローラ４８の押圧力は、空気圧シリンダ５２、７８および８０に供給される空気圧力によって設定されることから、これらの空気圧力を一定に保つことにより経時変化を防ぐことができる。従って、保護層形成材の塗布品質のばらつきを防ぐことができる。
【００８４】
さらにまた、ローラ機構部３４、３４ａ、３４ｂおよび３４ｃは、ローラ４８を車両１４の表面に押圧させるとともに、凹凸に応じてローラ４８を受動的に昇降させる機能を有するので、ローラ４８を車両１４の外表面に密着させ、保護層形成材を適切に塗布することができる。
【００８５】
そしてまた、自動化によって作業者が保護層形成材を塗布する工程がなくなることから、工程数を減少させて生産効率を向上させることができる。さらに、作業者用の空調設備を省略することができる。従って、空調に要する電力の低減により省エネルギ化を図ることができ、耐環境性を向上させることができるとともに工場の操業コストが低減化される。
【００８６】
保護層形成材により形成される剥離性保護層は、車両１４の出荷後において塗装部を保護することができる一方、工場内においても塗装部を保護することができスクラッチカバーの代用となる。従って、車種毎に違う形状の多数のスクラッチカバーを省略することができる。
【００８７】
車両１４のバンパには着色されていて塗装が不要のものがあるが、保護層形成材はこのようなバンパ等の塗装部以外の箇所に塗布してもよい。
【００８８】
本発明に係る保護層形成材の塗布装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る保護層形成材の塗布装置によれば、車両の外表面に保護層形成材を塗布する工程をさらに自動化させるとともに、ローラを車両の外表面に密着させ、保護層形成材を適切に塗布するという効果を達成することができる。
【００９０】
また、車両の外表面に対するローラの押圧力を、適用箇所や移動方法に応じて容易に調整することができ、さらに、使用状況に応じてローラが変位しないようにロックすることができる。
【００９１】
さらに、保護層形成材の材料としてアクリル系コポリマ剤を用いることによって、車両をより確実に保護することができ、しかも除去するときには剥がしやすい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る保護層形成材の塗布装置の斜視図である。
【図２】本実施の形態に係る保護層形成材の塗布装置の正面図である。
【図３】ロボットおよび該ロボットに設けられたローラ機構部の斜視図である。
【図４】ローラ機構部の拡大斜視図である。
【図５】液圧および空圧の複合回路を示す回路図である。
【図６】ロボットの動作を教示する過程におけるローラ機構部と車両の表面との位置関係を示す模式図である。
【図７】第１の変形例に係るローラ機構部の拡大斜視図である。
【図８】第２の変形例に係るローラ機構部の拡大斜視図である。
【図９】第２の変形例に係るローラ機構部の一部断面拡大正面図である。
【図１０】第２の変形例に係るローラ機構部の一部断面拡大側面図である。
【図１１】第２の変形例に係るローラ機構部を有するロボットを右方向へ動作させる過程において、ロボットと車両の表面との位置関係を示す模式図である。
【図１２】第２の変形例に係るローラ機構部を有するロボットを左方向へ動作させる際の、ロボットと車両の表面との位置関係を示す模式図である。
【図１３】第２の変形例に係るローラ機構部における左右の空気圧シリンダのロッドをそれぞれ縮退させながら保護層形成材を塗布する際の、ロボットと車両の表面との位置関係を示す模式図である。
【図１４】第２の変形例に係るローラ機構部における左右の空気圧シリンダのロッドをそれぞれ延出させながら保護層形成材を塗布する際の、ロボットと車両の表面との位置関係を示す模式図である。
【図１５】第２の変形例に係るローラ機構部における左右の空気圧シリンダのロッドをそれぞれ強い力で縮退させながら保護層形成材を塗布する際の、ロボットと車両の表面との位置関係を示す模式図である。
【図１６】第３の変形例に係るローラ機構部の一部断面拡大正面図である。
【符号の説明】
１０…塗布装置                        １２…搬送ライン
１４…車両                            １６ａ、１６ｂ、１６ｃ…ロボット
１８…制御部                          ２０…タンク
２２…塗布材管路                      ２６…水管路
３０…スライドレール                  ３２…ポンプ
３４、３４ａ、３４ｂ、３４ｃ…ローラ機構部
４８…ローラ                          ５０…パイプ
５２、７８、８０…空気圧シリンダ      ５２ａ、７８ａ、８０ａ…ロッド
５４…接続部材                        ５６…レール
６０、６２…シフトベース              ８２…揺動軸
８４…揺動部材                        ８６…ホルダ
９０…ピン
９２、９４、３０６、３０８…ピン押圧部材
９２ａ、９４ａ、３０６ａ、３０８ａ…押圧面
【図１】
2004261652.tif 000003
【図２】
2004261652.tif 000004
【図３】
2004261652.tif 000005
【図４】
2004261652.tif 000006
【図５】
2004261652.tif 000007
【図６】
2004261652.tif 000008
【図７】
2004261652.tif 000009
【図８】
2004261652.tif 000010
【図９】
2004261652.tif 000011
【図１０】
2004261652.tif 000012
【図１１】
2004261652.tif 000013
【図１２】
2004261652.tif 000014
【図１３】
2004261652.tif 000015
【図１４】
2004261652.tif 000016
【図１５】
2004261652.tif 000017
【図１６】
2004261652.tif 000018