(57)【要約】【課題】塗料の無駄を低減し、かつローラ刷毛に塗料を均一に分配することのできるローラ式塗布装置を提供する。【解決手段】軸中心孔１３と軸中心孔１３の複数箇所から半径方向に放射状に延びる放射孔１４とを残して中実をなす中実円筒体１１と、中実円筒体１１の外周に取り付けられるローラ刷毛１２と、中実円筒体１１の軸中心孔１３両端に接続される塗料圧送管２４と、中実円筒体１１の両端を回転可能に支持するアーム３１を備え、これ全体を旋回可能支持機構４０と上下動可能支持機構５０とで支持するようにした。【選択図】　　図１
2004066215.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸中心を貫通する軸中心孔と該軸中心孔の複数箇所から半径方向に放射状に延びる放射孔とを残して中実をなす中実円筒体と、該中実円筒体の外周に取り付けられるローラ刷毛とから構成されることを特徴とする塗布用ローラ。
【請求項２】
軸中心を貫通する軸中心孔と該軸中心孔の複数箇所から半径方向に放射状に延びる放射孔とを残して中実をなす中実円筒体および該中実円筒体の外周に取り付けられるローラ刷毛とから構成される複数個の分割ローラ刷毛組立体と、該分割ローラ刷毛組立体同士を引き合う弾性体と、前記すべての分割ローラ刷毛組立体の軸中心孔を貫通する柔軟性チューブと、から構成され、前記柔軟性チューブに開けられた孔と前記放射孔とを一致させたことを特徴とする塗布用ローラ。
【請求項３】
前記中実円筒体の表面に前記放射孔の出口につながる周方向の溝を有することを特徴とする請求項１又は２記載の塗布用ローラ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項記載の塗布用ローラと、該塗布用ローラの前記中実円筒体の前記軸中心孔両端に接続される塗料圧送管と、前記塗布用ローラを前記塗布用ローラの両端で回転可能に支持するアーム部とを備えたことを特徴とするローラ式塗布装置。
【請求項５】
塗布用ローラと、該塗布用ローラの両端から内部へ塗料を圧送する塗料圧送管と、該塗布用ローラを回転可能に該塗布用ローラの両端で支持するアーム部と、該アーム部を前記塗布用ローラの軸を含む垂直面と平行な面で旋回可能に支持する旋回可能支持機構と、該アーム部を上下方向に移動可能に支持する上下可能支持機構とを備えていることを特徴とする曲面対応ローラ式塗布装置。
【請求項６】
請求項５記載の塗布用ローラとして請求項１〜３のいずれか１項記載の塗布用ローラを使用したことを特徴とする曲面対応ローラ式塗布装置。
【請求項７】
ロボットのアーム先端に請求項５又は６記載の曲面対応ローラ塗布装置を取りつけた３次元方向に移動可能な３次元移動ロボットと、該３次元移動ロボットを制御するロボット制御装置と、前記曲面対応ローラ塗布装置へ圧送する塗料流量を制御するポンプ制御装置と、を備えたことを特徴とするローラ式自動塗装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗布用ローラの改良、曲面の塗布に対応できるローラ式塗布装置、およびその自動塗装装置に関するもので、特に、ローラ刷毛にポンプ等によって塗料等を供給する態様に適したローラ式塗布装置および自動塗装装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ローラ式塗布装置はこれまでもいろいろの分野で用いられてきており、その１つに例えば、自動車製造工場において、完成した自動車を出荷する場合に、自動車の塗膜を雨水，鉄粉，花粉，鳥糞等の汚染から保護し、品質の低下を防ぐ目的で塗膜表面上に保護膜を形成するのにも使用されている。
【０００３】
従来公知のローラ式塗布装置は、塗料を蓄えた塗料溜の中でローラを手作業で回転させて塗料をローラに浸透させていたが、これではローラ全体に均一に塗料を付けることが難しくバラツキが生じた。また、数回塗布後に再び塗料をローラに浸透させるという作業が繰り返し行われるので工数がかかり、人件費、作業時間、塗装ブースの延長などの欠点が多かった。
やがて塗料溜の塗料をポンプ等の圧送によりローラまで自動供給する装置が開発された。さらに高粘度化した塗料の塗布にも対応できるような自動供給装置が開発され、その自動供給装置の小型化も開発されてきている。
そしてこの種の最新のローラ式塗布装置としては、本出願人の共願に係る発明のローラ式塗布装置（特開平９−１９２５８４号公報）がある。
図１３および図１４はこのローラ式塗布装置を説明する図で、図１３はローラ式塗布装置の斜視図、図１４は図１３のローラ式塗布装置の分解斜視図である。
図１３及び図１４において、８０はローラ式塗布装置で、これは大きく分けて、ローラ刷毛８２と、ローラ支持体８５と、ハンドル８８とから構成されている。
ローラ刷毛８２は塗布面となる自動車の塗膜面上を転動して塗膜面上に塗料を塗布するものであり、このローラ刷毛８２を回転自在に支持するローラ支持体８５であり、さらにこれを支えてローラ刷毛８２に塗料を供給するのがハンドル８８である。
【０００４】
ハンドル８８は、作業者が握るための把持部８８ａと操作レバー８８ｂとから成り、把持部８８ａの先端にはクランク状のフレーム本体８６が接続されている。
フレーム本体８６は剛性を有する金属製、例えばステンレス鋼製の塗料導管となっている。ハンドル８８の把持部８８ａの後端に塗料供給管が接続され、塗料供給管は、把持部８８ａを握った作業者が移動しながら塗布作業を続けられるように可撓性を有している。操作レバー８８ｂは、塗料供給管から圧送される塗料をフレーム本体８６側へ流入及び遮断する働きをする。
【０００５】
ローラ支持体８５には回転可能にディフューザー８３が取り付けられている。
ディフューザー８３は図１４に示すように、複数のディフューザー単体８３１〜８３６を有しており、各ディフューザー単体８３１〜８３６は多角形でその各頂部方向に中央部から放射状に伸びる略星形の中空部及び各頂部間の各周辺の中央部に凹状部を具備する略星状の断面を有する柱状形（いわゆる表面に凹凸を備えたレンコンのような形状）であって、各ディフューザー単体８３１〜８３６の中空部の頂端が隣接するディフューザー単体８３１〜８３６の凹状部と連通するよう複数連接すると共に各ディフューザー単体８３１〜８３６の各周辺とローラ８２の内周面とによって各塗料貯留室が形成されている。このディフューザー８３を覆うのがローラ刷毛８２である。
また、ローラ刷毛８２は、軸線方向の両端が開放した筒状のローラ８２ａとこのローラの外周に装着される円筒状の刷毛素体８２ｂとから構成されており、ローラ８２ａは全周にわたってローラ８２ａの内外を連通する複数の噴出孔がもうけられている。
【０００６】
このようにして形成されたローラ式塗布装置８０の使用は、先ず、ハンドル８８の把持部８８ａを持ってローラ刷毛８２を塗布面に接触させて操作レバー８８ｂを操作すると、圧送される塗料が把持部８８ａを介してフレーム本体８６、ローラ支持体８５、さらにローラシャフト８１の塗料供給孔を経てディフューザー８３内の塗料留まり内に圧送され、各ディフューザー単体８３１〜８３６の中空部の頂端端部と隣接するディフューザー単体８３１〜８３６の凹状部とによって形成される開口部より各ディフューザー単体８３１〜８３６の各周辺とローラ８２の内周面とによって形成される各塗料貯留室に分散導入される。各塗料貯留室に分散導入された塗料は噴出孔を通ってローラ８２ａの外周に噴出し、刷毛素体８２ｂに浸透する。塗料がローラ刷毛８２の刷毛素体８２ｂに充分浸透した状態で作業者がローラ刷毛８２を塗膜表面上に押し付けて塗膜表面上に沿ってローラ刷毛８２を転がすことによって刷毛素体８２ｂに浸透している塗料が塗布される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したローラ式塗布装置８０によると、簡素な構成にかかわらず高粘度の塗料であっても塗布時、ローラ刷毛８２は塗布面に対して滑ることなく円滑に転動し、ローラ刷毛８２の回転が停止することなく、均一な厚さの塗料塗布が可能になり、また取付部と摺動部の間から塗料が流出することがなくなり、ローラ式塗布装置８０から塗料タレによる塗装対象である自動車車体の汚れ、作業環境の悪化を招くことなく、塗料の歩留まり低下を回避できる等の効果があった。
【０００８】
ところが、他方で次のような欠点があることに本出願人は気がついた。
（１）ディフューザー８３には、塗膜面上に塗料を均一な厚さに塗布するため、星形の中空部や塗料貯留室に常に十分な塗料を含浸させておく必要があり、したがって作業終了後においても、ディフューザー８３内に相当量の塗料が滞留した状態になり、塗料が無駄になってしまうばかりでなく、その塗料が流れ出て周囲を汚す虞があり、また洗浄するにもその手間が多くかかった。
（２）また、このローラ式塗布装置では、ドラムの軸心にローラシャフト８１を挿嵌させており、部品点数が多くなり、またにローラシャフト８１を洗浄する手間がかかった。
（３）さらに、このローラ式塗布装置では、一方端からのみ塗料を供給しているため、その先端部に十分な圧力の塗料が行き渡らなくなり、ローラ全体に均一に塗料を塗布することが困難であった。
（４）そして、このローラ式塗布装置では、一方端でのみローラを支持する片持ち支持であるため、ローラの全体に均一に力をかけるようにするには熟練を必要とし、素人には使い勝手がよくなかった。
また、この塗布装置を使用して塗布した際に、ローラ部の左右の塗装膜厚の差が大きくなるため、膜厚が十分に確保できない。このため十分に膜厚が確保されていない塗装面については重ね塗りが必要となり、その重ね塗りによる均一塗装を行うことは難しかった。
【０００９】
一方、ローラの両端から塗料を圧送供給し、かつローラを両持ち支持するローラ式塗布装置自体はすでに特開昭５７−７５１７０号公報で公知である。
図１５はそのローラ式塗布装置を示す平面図（ただし、ローラは想像線）である。図において、１０１は塗料供給管、１０２はローラ本体、１０３はローラコア、１０４は塗料吐出口、１０５は中空Ｌ型継ぎ手、１０６は中継パイプ、１０７はボール、１０８はハンドル兼塗料供給管、１０９は仕切板である。
ハンドル兼塗料供給管１０８を通って到来した塗料は左右の中継パイプ１０６に別れ、それぞれ中空Ｌ型継ぎ手１０５を介して塗料供給管１０１の中に入り、塗料吐出口１０４からローラコア１０３を経て、ローラ本体１０２に行き、均一に塗布されるものである。
このローラ式塗布装置は、垂直な壁などを塗る際ローラ本体１０２を垂直に立てて床と平行に転がして塗布するようなとき特に有効であり、その場合、ボール１０７が下方の中継パイプ１０６の入り口を閉止するので、上方の中継パイプ１０６からのみ塗料供給管１０１へ入り、仕切板１０９まで達し仕切板１０９から上方の塗料吐出口１０４を通ってローラへ向けて出ていく。一方、下方の中継パイプ１０６からは塗料は供給されないが、塗料は重力でローラ本体１０２の下方側へ流れるので、ローラ本体１０２を垂直に立てて塗っても結果的に上下均一に塗布できるというものである。
ところがこのローラ式塗布装置にも次のような欠点があった。
（１）ローラコア１０３についての詳しい説明がないことから、従来より知られている多数の流路、あるいはスポンジ体のような構造を有するものであると考えられ、したがってローラ内に相当量の塗料が滞留状態になるので、特開平９−１９２５８４号公報記載のローラ式塗布装置が有する上記欠点（１）と同じである。
（２）このローラ式塗布装置はドラムの軸心に塗料供給管１０１を挿嵌させており、この点で特開平９−１９２５８４号公報記載のローラ式塗布装置が有する上記欠点（２）と同じである。
（３）このローラ式塗布装置は中央に仕切板１０９が設けられており、ローラの両端から塗料を圧送供給するものであるとはいえ、仕切板１０９を中心に左右の塗料の圧力に差があっても、その圧力差は仕切板１０９で仕切られて平衡化されず、したがって仕切板１０９を中心に左右から塗布される塗料の厚みに差が生じてしまうこととなる。また、仕切板１０９で仕切られているため、一方端からのみ塗料を供給しているのと同じ現象が生じ、塗料供給管１０１の奥の仕切板側までに十分な圧力の塗料が行き渡らなくなり、均一に塗料を塗布することが困難である。
このように、単に、ローラの両端から塗料を圧送供給し、かつローラを両持ち支持する特開昭５７−７５１７０号公報記載のローラ式塗布装置では上記欠点は解決されなかった。
【００１０】
そして、このローラ式塗布装置も含めて従来公知のローラ式塗布装置は自動化が行われていなかった。平らな平面での塗布でさえローラを使って手で塗布されており、自動化はされていなかった。まして、塗布面が曲面である対象物に使用される場合には、特にローラ刷毛を塗布面に均一に当接させることが難しいため自動化はいっそう困難と考えられていた。
【００１１】
そして塗料の自動塗布はもっぱらスプレー（噴霧）塗装が採用されていた。
ところがスプレー式によると、ノズルから飛散した塗料はパターンの外周部がダストとなってしまい、均一塗布はできず、しかもこのダスト部分の剥離作業は手で行うことになり、結構やっかいな作業となっていた。このようにスプレー式の自動塗装装置があることはあったが、不完全なものであった。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、塗料の無駄を低減し、かつローラ刷毛に塗料を均一に分配することのできる塗布用ローラを提供し、このローラを用いて曲面のある塗布面でも均一に塗布ができる曲面対応のローラ式塗布装置を提供し、および究極にはこの曲面対応のローラ式塗布装置を用いて曲面のある塗布面でも均一に自動塗装ができるローラ式自動塗装装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の塗布用ローラの発明は、軸中心を貫通する軸中心孔と該軸中心孔の複数箇所から半径方向に放射状に延びる放射孔とを残して中実をなす中実円筒体と、該中実円筒体の外周に取り付けられるローラ刷毛とから構成されることを特徴とする。
この発明によれば、中実円筒体内の塗料の占有容積が少なく、また従来装置のようなローラシャフトを必要としないため、作業終了後における塗料の残量が少なく、塗料の無駄も少なくなり、手入れも簡単で、部品点数も少なくできる。
【００１４】
請求項２記載の塗布用ローラの発明によれば、軸中心を貫通する軸中心孔と該軸中心孔の複数箇所から半径方向に放射状に延びる放射孔とを残して中実をなす中実円筒体および該中実円筒体の外周に取り付けられるローラ刷毛とから構成される複数個の分割ローラ刷毛組立体と、該分割ローラ刷毛組立体同士を引き合う弾性体と、前記すべての分割ローラ刷毛組立体の軸中心孔を貫通する柔軟性チューブと、から構成され、前記柔軟性チューブに開けられた孔と前記放射孔とを一致させたことを特徴とする。
この発明によれば、請求項１記載の発明と同じく、中実円筒体内の塗料の占有容積が少なく、また従来装置のようなローラシャフトを必要としないため、作業終了後における塗料の残量が少なく、塗料の無駄も少なくなり、手入れも簡単で、部品点数も少なくできるという効果もちろんのこと、その他に局部的な凹凸形状の曲面に対しても追従できるので、凹凸形状の曲面に対しても綺麗に塗布をすることができる。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の塗布用ローラにおいて、前記中実円筒体の表面に前記放射孔の出口につながる周方向の溝を有することを特徴とする。
この発明によれば、放射孔から出た塗料は周方向の溝を通って速やかに周方向に広がるので、結果的に塗料がローラ全面に均一に広がるので、均一塗布に寄与することとなる。
【００１６】
請求項４記載のローラ式塗布装置の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載の塗布用ローラと、該塗布用ローラの前記中実円筒体の前記軸中心孔両端に接続される塗料圧送管と、前記塗布用ローラを前記塗布用ローラの両端で回転可能に支持するアーム部とを備えたことを特徴とする。
この発明によれば、塗料が塗布用ローラの両端から供給され、かつ両端で支持されるため、軸中心を貫通する軸中心孔全体にわたって液圧が均一となり、また塗布用ローラに加わる押圧力が均一となるので、ローラ全体に塗料を均一に分配できることとなる。
【００１７】
請求項５記載の曲面対応ローラ式塗布装置の発明は、塗布用ローラと、該塗布用ローラの両端から内部へ塗料を圧送する塗料圧送管と、該塗布用ローラを回転可能に該塗布用ローラの両端で支持するアーム部と、該アーム部を前記塗布用ローラの軸を含む垂直面と平行な面で旋回可能に支持する旋回可能支持機構と、該アーム部を上下方向に移動可能に支持する上下可能支持機構とを備えていることを特徴とする。
この発明によれば、旋回可能支持機構によってローラ刷毛が塗布面に倣って変位するため、斑のない塗布ができ、上下可能支持機構によってローラ刷毛を一定の圧で塗布面に当接させることができるので、均一な厚みの塗布が行える。
【００１８】
請求項６記載の曲面対応ローラ式塗布装置の発明は、請求項５記載の塗布用ローラとして請求項１〜３のいずれか１項記載の塗布用ローラを使用したことを特徴とする。
請求項５記載の曲面対応ローラ式塗布装置を用いれば、アーム部がローラの軸を含む垂直面で旋回かつ上下方向にも移動可能となるので、そこに用いられる塗布用ローラの種類には特に縛られないが、この発明によれば、ここに請求項１〜３のいずれか１項記載の塗布用ローラを使用すれば、塗料の残量が少なく、塗料の無駄も少なくなり、手入れも簡単で、塗料がローラ全面に均一に広がることとなるので、一層均一化が進み、使い勝手がよくなる。
【００１９】
請求項７記載のローラ式自動塗装装置の発明は、ロボットのアーム先端に請求項５又は６記載の曲面対応ローラ塗布装置を取りつけた３次元方向に移動可能な３次元移動ロボットと、該３次元移動ロボットを制御するロボット制御装置と、前記曲面対応ローラ塗布装置へ圧送する塗料流量を制御するポンプ制御装置と、を備えたことを特徴とする。
この発明によれば、塗料の粘度，膜厚，塗装環境（温度，湿度等）等を勘案してロボット動作（ローラ刷毛の回転数，押付け圧力）および塗料の供給量，送給圧力等を自動的に適宜に設定することができ、より均一なローラ塗装を自動化で行うことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明について図面に基づき詳細に説明する。
（発明の第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の形態に係る塗布用ローラを含む塗布装置を概念的に示した斜視図である。図１において、本発明の第１の形態に係る塗布用ローラはローラ刷毛組立体１０の部分である。
そこで、まず本発明の第１の形態に係る塗布用ローラについて説明する。
図２はそのローラ刷毛組立体の軸方向の縦断面図、図３は図２のＡ−Ａ方向矢視図である。
ローラ刷毛組立体１０は、図２および図３に示したように、中実円筒体１１と、中実円筒体１１の外周に嵌着されるローラ刷毛１２とによって構成されている。
中実円筒体１１は、合成樹脂又は金属等によって中実に形成されており、ただその軸心に貫設された軸中心孔１３と、軸中心孔１３の複数箇所から半径方向に放射状に延びる放射孔１４とのみによって塗料供給通路が形成された中実構造となっている。
【００２１】
放射孔１４は、図３で示すように軸中心孔１３を中心に９０度おきに１本づつ半径方向へ延び、合計４本で構成されている。放射孔１４の本数はここでは４本としているが、もちろん４本に限るものではない。ただし放射孔１４の本数を多く形成しないのが本発明の特徴の１つである。本数を多く増やすと、多数の放射孔内に多量の塗料が溜まることとなり、内部に多量の塗料が溜まる従来のローラと作用効果の点で変わらなくなってしまうからである。
具体的には、図４の（ａ）〜（ｆ）に示すように、２〜８本程度とするのが良い。これ以上本数を増やすと、図４（ｇ）のような従来のローラと同じような作用効果を表すようになり、好ましくない。
【００２２】
また、孔の径は使用する塗料の粘度によって決められるものである。
さらに、第１の形態では、放射孔１４の各出口に、その出口から周方向に一周する溝１５（図５参照）が形成されている。このようにすることにより、放射孔から出た塗料は周方向の溝を通って周方向に広がりやすくなり、塗料が速くローラ全面に均一に広がるので、均一な塗布に寄与することとなる。
この中実円筒体１１には、一端にフランジ１６が形成され、他端面中心に雌ねじ１７が形成されている。
また、ローラ刷毛１２は、剛性を有する合成樹脂，金属等によって形成されたドラム１８に合成樹脂繊維が接着または植設されている。ドラム１８には、その周壁に溝１５に合致する多数の孔１９が貫設されている。
【００２３】
そして、このローラ刷毛組立体１０は、中実円筒体１１のフランジ１６にガスケット２０を添設させた状態で、中実円筒体１１の他端からローラ刷毛１２を嵌着させ、次いで中実円筒体１１の他端にガスケット２１を介して円板２２を係合させ、ボルト２３を中実円筒体１１の雌ねじ１７に螺合させることによって一体化される。
【００２４】
図５は図１に示すローラ刷毛組立体１０の分解斜視図で、ローラ刷毛組立体１０は中実円筒体１１とローラ刷毛１２で構成され、ローラ刷毛１２の端部に円板２２を係合させ、ボルト２３を中実円筒体１１に螺合させることによって一体化される（これらの組み立てについては後述する）。軸心に貫設された軸中心孔１３から半径方向に放射状に延びる放射孔１４が見られる。そして、放射孔１４の各出口でその出口から周方向に溝１５が一周している様子が見られる。
【００２５】
（発明の第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態は、塗布用ローラの中実円筒体１１の軸中心孔１３に塗料を供給する供給の仕方と、中実円筒体１１の支持の仕方に関するものである。
従来は図１３で説明したように片側供給および片持ち支持であったので、前述の欠点があったが、ここでは、中実円筒体１１の軸中心孔１３の両端にそれぞれ塗料圧送管２４（図１参照）を接続し、かつ塗布用ローラの両端をアーム３１で回転可能に支持し、そのアーム３１を下部フレーム３２で連結して支持体３０となすものである。
【００２６】
このように中実円筒体１１の両端部には塗料圧送管２４が接続され、塗料圧送管２４の端部はポンプ（図１１の７３参照）に接続される。このように構成されたローラ刷毛組立体１０は、軸中心孔の両端から塗料が供給され、そして軸中心孔１３に供給された塗料は、各放射孔１４を経て環状の溝１５に送られ、該溝を介してローラ刷毛１２に分配される。
また、ロール刷毛組立体１０をアーム３１，３１に回転可能に支持し、かつ中実円筒体１１の軸中心孔１３に塗料圧送管２４を接続する構造は、公知の適宜な構造を採用すればよい。
このようにこの実施の形態によれば、塗料が塗布用ローラの両端から供給され、かつ両端で支持されるため、軸中心を貫通する軸中心孔全体にわたって液圧が均一となり、また塗布用ローラに加わる押圧力が均一となるので、ローラ全体に塗料を均一に分配できることとなる。
【００２７】
（発明の第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
第３の実施の形態に係る塗布装置は、図１において、ローラ刷毛組立体１０を支持する支持体３０を図の矢印方向Ａに旋回させる旋回可能支持機構４０と、矢印方向Ｂに上下させる上下可能支持機構５０を備えて成るものである。
【００２８】
支持体３０は２本のアーム３１，３１とそれらのアームに差し渡された下部フレーム３２とを備え、そして２本のアーム３１，３１はそれらの間にローラ刷毛組立体１０を回転自在に支持している。そして支持体３０は旋回可能支持機構４０に取り付けられ、かつ旋回可能支持機構４０は上下動可能支持機構５０に取り付けられている。
旋回可能支持機構４０は、下部フレーム３２の上面にローラ刷毛組立体１０の軸と平行に板４１を延設し、この板を中間フレーム３３にピン４２によって回動自在に連結したものである。
【００２９】
図６は旋回可能支持機構４０の動作を説明する概略図で、（ａ）はローラが平らな面を転動する状態、（ｂ）は図で右上がりの曲面を転動する状態、（ｃ）は図で左上がりの曲面を転動する状態をそれぞれ示している。
図６（ａ）では平らな面をローラ刷毛組立体１０が転動するので、中間フレーム３３はピン４２を中心に水平状態になっている。
（ｂ）ではローラ刷毛組立体１０が右上がりの曲面にさしかかると、中間フレーム３３がピン４２を中心に回転するので、中間フレーム３３は水平状態を保ちながらも下方のローラ刷毛組立体１０は右上がりの曲面に沿って転動することができる。
（ｃ）ではローラ刷毛組立体１０が左上がりの曲面にさしかかると、中間フレーム３３がピン４２を中心に（ｂ）とは逆方向に回転するので、同じく中間フレーム３３は水平状態を保ちながらも下方のローラ刷毛組立体１０は左上がりの曲面に沿って転動することができる。
また、塗料圧送管２４は一部が可撓性材料で形成されかつ余裕の長さを備えているため、ローラ刷毛組立体１０が旋回してもそれに追従することができる。
【００３０】
第３の実施の形態によれば、さらに支持体３０は上下動可能支持機構５０を備えている。図７はこの上下動可能支持機構５０を示している。
図７において、上下動可能支持機構５０は、自由端に上部フレーム３４を一体的に支持した２本のアーム５１，５１をピン５２によって中間フレーム３３の基台３３ａに揺動可能に支持するとともに、それらのアーム５１，５１をばね（ここでは、捻りコイルばね）５３によって上方へ付勢したものである。
この上下動可能支持機構５０では、ばね５３の付勢力を調整するための調整ねじ５４を備えており、該ねじをばね５３の一端部に当接させている。
また、この上下動可能支持機構５０では、図示していない角度規制手段によって、アーム５１の最大開き角度を約２０〜６０度に設定されている。この約２０〜６０度の範囲が支持体３０が上下動するのに無理なく行うことができる数値であることも実験により判明した。
同じく、塗布用ローラ１０の両端を回転可能に支持するアーム３１も水平面に対して約２０〜６０度に設定するとよいことも実験により判明した。
また、ローラの加重は０．６〜１．５ｋｇｆ（５．７〜１４．７Ｎ）の範囲が良い。この範囲よりも押圧力が弱いとローラの転がり性が低下し、曲面に応じた形状の傾きが低下する。逆に、この範囲よりも押圧力が強いと塗布面（自動車塗装の場合、ボディ）の変形をきたし、ローラの転がり性が低下し、またローラ端部側の塗布面が厚膜化する。
ローラの加重は調整ネジ５４を調整して、開き角度を大きくすることにより大きくすることができ、一方、開き角度を小さくすることにより小さくすることができる。
【００３１】
なお、上記した上下動可能支持機構５０は、上記実施の形態の態様ばかりでなく、例えばパンタグラフ機構等を採用することもできることはもちろんである。
【００３２】
図８は上下可能支持機構５０の動作を説明する概略図で、凹凸のある塗布面を転動する場合の（ａ）は低い面を転動する状態、（ｂ）は高い面を転動する状態をそれぞれ示している。
図８（ａ）では低い面をローラ刷毛組立体１０が転動するので、上下可能支持機構５０はそのアーム５１、５１の開き角度が大きい状態になって、ローラ刷毛組立体１０は下方へ達することができる。一方、（ｂ）では高い面をローラ刷毛組立体１０が転動するので、上下可能支持機構５０はそのアーム５１、５１の開き角度が狭い状態になり、したがってローラ刷毛組立体１０は高い面に退却することができる。
【００３３】
このように、第３の実施の形態によれば、支持体３０を図１の矢印方向Ａに旋回させる旋回可能支持機構４０と、矢印方向Ｂに上下させる上下可能支持機構５０を備えて成るものであるため、上下かつ左右に傾斜のある曲面に対しても常にローラ刷毛組立体１０を真上から押圧させることができるようになり、均一な塗布が可能となる。
【００３４】
図９は曲面に対応可能なローラで図２に示したローラ刷毛組立体の変形例である。（ａ）は平らな面、（ｂ）は凹凸形状の面を塗装する場合のそれぞれ断面図である。図１０は５個の分割ローラから成るローラ刷毛組立体の外観図で、（ａ）は定常時、（ｂ）は分割ローラ同士を離間させた状態、（ｃ）は図（ｂ）の一部拡大図である。
図９に示したように、ローラ刷毛組立体６０は、分割中実円筒体６１と分割中実円筒体６１の外周に嵌着されるローラ刷毛６２とから成る分割ローラ６０ａの複数個と、隣接分割ローラ６０ａ同士に牽引力を与える引っ張りバネ６１ｂと、複数個の隣接分割ローラ６０ａの軸中心孔を貫通する柔軟性チューブ６５と、から構成されている。
分割中実円筒体６１は、合成樹脂又は金属等によって中実に形成されており、ただその軸心に貫設された軸中心孔６３と、軸中心孔６３の複数箇所から半径方向に放射状に延びる放射孔６４とによって塗料供給通路が形成された中実構造となっており、両側面部に環状凹部６１ａが設けられ、この凹部６１ａに引っ張りバネ６１ｂが取り付けられ隣接する分割ローラ６０ａとの間で通常は互いに引っ張り合っているが、図１０（ｃ）の拡大図から判るように、外力を加えると、分割ローラ６０ａ同士は離間することもできる。
放射孔６４は図３で示すように軸中心孔６３を中心に９０度おきに１本づつ半径方向へ延び、合計４本で構成されている。もちろん４本に限るものではないし、また孔の径も使用する塗料の粘度等によって自由に決められるものである。
各軸中心孔６３および各引っ張りバネ６１ｂの内部を柔軟性のある１本のテフロンチューブ６５が貫通している。各軸中心孔６３内ではテフロンチューブ６５がテフロンチューブ６５に開けられた孔と中心孔６３から延びる放射孔６４とが一致するようにして各軸中心孔６３に密着取付されている。
このようにすることにより、塗料が各分割ローラ６０ａの放射孔６４内にスムーズに供給されると共に、引っ張りバネ６１ｂを塗料で汚すこともおきなくなる。
【００３５】
放射孔６４の各出口には、その出口から周方向に一周する溝が形成されているので、放射孔６４から出た塗料は周方向の溝を通って周方向に広がりやすくなり、塗料が速くローラ全面に均一に広がるので、均一な塗布に寄与することとなる。
最外側の分割中実円筒体６１には、外周にフランジ６６ａが形成され内周に雌ねじ６６ｂが形成された円板６６が設けられている。
また、ローラ刷毛６２は、剛性を有する合成樹脂，金属等によって形成されたドラム６８に合成樹脂繊維が接着または植設されている。ドラム６８には、その周壁に溝に合致する多数の孔が貫設されている。
【００３６】
そして、このローラ刷毛組立体６０は、分割中実円筒体６１のフランジ６６ａにガスケット６１ｃを添設させた状態で、分割中実円筒体６１の他端からローラ刷毛６２を嵌着させ、次いで分割中実円筒体６１の他端にガスケット６１ｃを介して円板６６を係合させ、ボルト６９を分割中実円筒体６１の雌ねじ６６ｂに螺合させ、引っ張りバネ６１ｂで互いに引っ張り合うことによって、一体化される。
【００３７】
平らな面の塗装は図９および図１０の（ａ）のように、各分割ローラ６０ａは同一軸線上に並んで回転し、両端から塗料を供給しながら塗装をする。この場合は図２の場合と同じである。
次に、凹凸形状の面を塗装する場合は、引っ張りバネ６１ｂの引っ張り力に対して直角な方向の摩擦力に抗してかつ柔軟性のあるテフロンチューブ６５によって図９（ｂ）のように、各分割ローラ６０ａが凹凸に応じた形状に沿うよう互いにずれるので、凹凸形状の面に沿って塗装することが可能となる。
【００３８】
図２のローラ刷毛組立体１０に代えて、図９の分割形のローラ刷毛組立体６０を用いて前記第２および第３の実施の形態を実施すれば、さらに効果が増すことはいうまでもない。
【００３９】
（発明の第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態について図１１および図１２に基づいて説明する。第４の実施の形態は自動塗装に関するもので、第３の実施の形態に係る曲面対応ローラ式塗布装置をロボットアームの先端に設置して成るものである。
図１１は自動塗装装置を示す概略構成図、図１２は図１１の中央制御装置のブロック図である。
図１１において、７０は自動塗装装置、７１は塗布用ロボット、７２は塗布用ロボット７１の可動部先端に装着された曲面対応ローラ式塗布装置、７３は塗料圧送用ポンプ、７３１はポンプ制御装置、７４はロボット本体で、ここでは多関節型でティ−チングプレイバック方式のロボットを用いている。またロボット本体７４は動作可能に連結された可動部（ロボットアーム）７４１を具備し、ロボット制御装置７４２によりロボット動作を制御される。ロボット制御装置７４２は中央制御装置７５からの制御指令を受けてロボット本体７４のロボット動作を制御する。７６は塗装環境の温度を感知する温度センサ、７７は塗装環境の湿度を感知する湿度センサである。温度センサ７６および湿度センサ７７の検出信号は中央制御装置７５へ送られる。
【００４０】
図１２において、７５は中央制御装置で、ここには、受信した温度／湿度データの処理、ＲＡＭ内のデータの解読、ポンプ制御およびロボット制御等自動塗装装置全体のシステムを制御するＣＰＵ７５０と、環境の温度・湿度・塗料の種類や粘度・塗料圧送用ポンプ圧・塗料圧等についてのデータを記憶するＲＡＭ７５１と、ＣＰＵ７５０の演算処理手順を記憶するＲＯＭ７５２と、現在の動作状況やキーボード入力値等を表示する表示装置７５３と、データを入力・変更するキーボード７５４と、外部機器との信号授受を行うインタフェース７５５を備えている。なお、外部機器としては、塗装環境の温度を感知する温度センサ７６、塗装環境の湿度を感知する湿度センサ７７、ポンプ制御装置７３１、ロボット制御装置７４２がある。
【００４１】
次にこの自動塗装装置７０の動作の説明をする。
今、塗装しようとする対象の塗装条件（例えばどの塗料を用いていかなる膜厚の塗装をするか）をキーボードから入力する。一方、温度センサ７６、湿度センサ７７からは検出信号が中央制御装置７５に送られる。そこで中央制御装置７５では塗装条件および各センサからの検出信号に基づいて、塗装条件を満たすためのポンプからの最適塗料吐出量、塗布用ローラの最適圧力・移動速度などを演算し、それぞれの制御指令がポンプ制御装置７３１およびロボット制御装置７４１に与えられる。ポンプ制御装置７３１はこれにしたがってポンプ７３を制御して塗料の圧送量を調整し、また、ロボット制御装置７４１はこれにしたがってロボット本体７４を制御してローラの押圧力および移動速度を調整する。
【００４２】
なお、塗料の粘性によっては、塗布用ローラ表面に供給された塗料は重力で塗布用ローラの下方に移るため、塗布開始にあたって予め別の接触表面でこの塗布用ローラを数回往復移動させて、下方に集まった塗料を均一にならす均し運動を行うようにするとよい。
【００４３】
このようにすることにより、ロボット本体７４の可動部７４１の移動により、その先端に設けられた曲面対応ローラ式塗布装置７２も移動する。このとき塗布面に凹凸があっても、本発明による曲面対応ローラ式塗布装置７２が塗布面の凹凸に追随するので膜厚の均一な塗布がなされる。
以上のように、この実施の形態によれば、従来の自動スプレー式と比べてはるかに膜厚の均一な塗布が可能となる。
また、ローラの通過箇所しか塗布しないので、従来のスプレー式のようなダストが全く生じなくなる。
また、ロボット本体７４は塗布面の凹凸状況をいちいち認識してその可動部７４１を塗布面の凹凸状況に合わせて上下させる必要もなく、ただ水平に進むだけでよいので、制御が著しく簡単化される効果もある。
また、同じことは塗布面が左右方向に勾配をもつ曲面に対しても言え、ただ水平に進むだけでよいので、制御が著しく簡単化される効果がある。
【００４４】
以上のように、本発明によれば、ローラ塗装を手作業で行う必要がなくなり、したがって、ローラ全体に均一に塗料を付けることできるのでバラツキが生じなくなり、数回塗布後で再び塗料をローラに浸透させるという作業の繰り返えしがなくなり、したがって人件費削減、作業時間短縮、塗装ブースの短縮などの点で有利となる。
また、本発明のローラ式塗布装置および自動塗装装置は、従来からローラ塗装されている被塗物に特に限定なしに使用することができる。具体的には、車両関係、建設関係、船舶関係、家具関係、道路関係等に適用できる。
車両関係で、自動車ボディを対象とする場合は、フード、ルーフ、トランクに限らず、垂直面のバンパー、フェンダー、ドア等に対しても保護材料または耐スリキズ材料を用い、適用することができる。
また、本発明で使用される塗料は、従来から公知のローラ塗装が行われている塗料を特に限定なしに使用することができる。具体的には、水性塗料、有機溶剤塗料等が挙げられる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の塗布用ローラによれば、中実円筒体内の塗料の占有容積が少なく、また従来装置のようなローラシャフトを必要としないため、作業終了後における塗料の残量が少なく、塗料の無駄も少なくなり、手入れも簡単で、部品点数も少なくできる。
請求項２記載の塗布用ローラの発明によれば、されに局部的な凹凸形状の曲面に対しても追従できるので、凹凸形状の曲面に対しても綺麗に塗布をすることができる。
請求項３記載の発明によれば、放射孔から出た塗料は周方向の溝を通って速やかに周方向に広がるので、結果的に塗料がローラ全面に均一に広がるので、均一塗布に寄与することとなる。
【００４６】
請求項４記載のローラ式塗布装置の発明によれば、塗料が塗布用ローラの両端から供給され、かつ両端で支持されるため、軸中心を貫通する軸中心孔全体にわたって液圧が均一となり、また塗布用ローラに加わる押圧力が均一となるので、ローラ全体に塗料を均一に分配できることとなる。
【００４７】
請求項５記載の曲面対応ローラ式塗布装置の発明によれば、旋回可能支持機構によってローラ刷毛が塗布面に倣って変位するため、斑のない塗布ができ、上下可能支持機構によってローラ刷毛を一定の圧力で塗布面に当接させることができるので、均一な厚みの塗布が行える。
請求項６記載の曲面対応ローラ式塗布装置の発明によれば、請求項１又は２記載の塗布用ローラを使用するため塗料の残量が少なく、塗料の無駄も少なくなり、手入れも簡単で、塗料がローラ全面に均一に広がることとなるので、一層均一化が進み、使い勝手がよくなる。
【００４８】
請求項７記載のローラ式自動塗装装置の発明によれば、塗料の粘度，膜厚，塗装環境（温度，湿度等）等を勘案してロボット動作（ローラ刷毛の回転数，押付け圧力）および塗料の供給量，送給圧力等を自動的に適宜に設定することができ、曲面の塗装面であっても均一なローラ塗装を自動化で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の形態に係る塗布用ローラを含む塗布装置を概念的に示した斜視図である。
【図２】図１に示したローラ刷毛組立体の軸方向の縦断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ方向矢視図である。
【図４】放射孔の本数を本発明により少なく抑えた例で、（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ２〜８本を示し、（ｇ）は従来のローラを表している。
【図５】図１に示すローラ刷毛組立体１０の分解斜視図である。
【図６】図５の旋回可能支持機構４０の動作を説明する概略図で、（ａ）はローラが平らな面を転動する状態、（ｂ）は図で右上がりの曲面を転動する状態、（ｃ）は図で左上がりの曲面を転動する状態をそれぞれ示している。
【図７】第３の実施の形態に係る上下動可能支持機構５０を示している。
【図８】図７の上下可能支持機構５０の動作を説明する概略図で、（ａ）は低い面を転動する状態、（ｂ）は高い面を転動する状態をそれぞれ示している。
【図９】図２のローラ刷毛組立体の変形例で、（ａ）は平らな面、（ｂ）は凹凸形状の面を塗装する場合のそれぞれ断面図である。
【図１０】５個の分割ローラから成るローラ刷毛組立体の外観図で、（ａ）は定常時、（ｂ）は分割ローラ同士を離間させた状態、（ｃ）は図（ｂ）の一部拡大図である。
【図１１】第４の実施の形態に係る自動塗装装置を示す概略構成図である。
【図１２】図１１の中央制御装置のブロック図である。
【図１３】公知のローラ式塗布装置の斜視図である。
【図１４】図１３のローラ式塗布装置の分解斜視図である。
【図１５】両端圧送・両持ち支持の公知のローラ式塗布装置を示す平面図である。
【符号の説明】
１０　　　ローラ刷毛組立体
１１　　　中実円筒体
１２　　　ローラ刷毛
１３　　　軸中心孔
１４　　　放射孔
１５　　　溝
１６　　　フランジ
１７　　　雌ねじ
１８　　　ドラム
１９　　　孔
２０，２１　　　ガスケット
２２　　　円板
２３　　　ボルト
２４　　　塗料圧送管
３０　　　支持体
３１　　　アーム
３２　　　下部フレーム
３３　　　中間フレーム
３３ａ　中間フレーム基台
３４　　　上部フレーム
４０　　　旋回可能支持機構
４１　　　板
４２　　　ピン
５０　　　上下動可能支持機構
５１　　　アーム
５２　　　ピン
５３　　　ばね
５４　　　調整ねじ
６０　　　ローラ刷毛組立体
６１　　　分割中実円筒体
６１ａ　　分割ローラ
６１ｂ　　引っ張りバネ
６１ｃ　　ガスケット
６２　　　ローラ刷毛
６３　　　軸中心孔
６４　　　放射孔
６５　　　テフロンチューブ
６６　　　円板
６６ａ　　フランジ
６６ｂ　　雌ねじ
６８　　　ドラム
６９　　　ボルト
７０　自動塗装装置、
７１　塗布用ロボット
７２　曲面対応ローラ式塗布装置
７３　塗料圧送用ポンプ
７３１　ポンプ制御装置
７４　ロボット本体
７４１　可動部
７４２　ロボット制御装置
７５　中央制御装置
７５０　ＣＰＵ
７５１　ＲＡＭ
７５２　ＲＯＭ
７５３　表示装置
７５４　キーボード
７５５　インタフェース
７６　温度センサ
７７　湿度センサ
Ａ　　　塗布面
【図１】
2004066215.tif 000003
【図２】
2004066215.tif 000004
【図３】
2004066215.tif 000005
【図４】
2004066215.tif 000006
【図５】
2004066215.tif 000007
【図６】
2004066215.tif 000008
【図７】
2004066215.tif 000009
【図８】
2004066215.tif 000010
【図９】
2004066215.tif 000011
【図１０】
2004066215.tif 000012
【図１１】
2004066215.tif 000013
【図１２】
2004066215.tif 000014
【図１３】
2004066215.tif 000015
【図１４】
2004066215.tif 000016
【図１５】
2004066215.tif 000017