(57)【要約】【課題】  刷毛の交換を自動化させて生産性を向上させる塗布装置を提供する。【解決手段】  複数個の刷毛３が装填されるカートリッジを備え、該カートリッジに形成される切欠き部に、ロボットアーム２に装着された刷毛３の基部５を毛部材６が下方へ向けられた状態で挿入させ、この状態でロボットアーム２を上方へ軸移動させることにより、刷毛３の基部５のフランジ９が切欠き部の下端縁面に係止されて刷毛３に設けられるソケット８とアダプタ４に設けられるボールピン１５との結合が外れて刷毛３がロボットアーム２から脱離され、該刷毛３が脱離されたロボットアーム２を該カートリッジに装填された各刷毛３に対して上方から接近させて各刷毛３に設けられるソケット８とアダプタ４に設けられるボールピン１５とを結合させることにより、ロボットアーム２に刷毛３が装着される。したがって、刷毛３の交換を自動で行うことが可能になり、生産性が大幅に向上される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットアームで操作される刷毛により塗布材が塗布される塗布装置であって、前記ロボットアームと前記刷毛とをワンタッチで着脱させる着脱機構と、前記刷毛が前記ロボットアームに装着可能に複数個装填されるカートリッジとを具備することを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
前記着脱機構は、前記ロボットアームに取り付けられるアダプタを備え、該アダプタと前記刷毛との一方に設けられるボールピンと他方に設けられるソケットとにより形成されることを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】
前記刷毛には、前記アダプタに接続される基部にフランジが設けられ、前記カートリッジには、端面が切欠かれて形成される切欠き部が設けられ、該切欠き部には、前記刷毛の基部の外周部分が切欠き方向へ挿入退出され、前記着脱機構は、前記切欠き部に前記基部が挿入された状態で前記刷毛が切欠き方向と直交する方向へ移動されて前記切欠き部の端縁に前記フランジが係止されることにより、前記ボールピンと前記ソケットとの接続が解除されることを特徴とする請求項１又は２に記載の塗布装置。
【請求項４】
前記カートリッジの前記切欠き部の下方に、前記アダプタから脱離される前記刷毛が回収される刷毛回収手段が設置されることを特徴とする請求項３に記載の塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プライマー等の塗布に用いられる塗布装置に関し、特に、刷毛がロボットアームで操作される塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車のウィンドウガラスにプライマーを塗布する場合には、ロボットアームの先端に装着される刷毛にプライマーが自動供給される塗布装置が使用される。このような塗布装置では、ロボットアームで操作される刷毛が指定された経路で移動されることにより、プライマーがウィンドウガラスの所定部位に塗布される。例えば、特許文献１には、多数の毛の一端部を束ねて固着させた固着部を有し、該固着部の中央に孔が設けられた毛部材と、固着部の裏面側に位置する基台部を有し、且つ基台部の中央から突き出して孔を挿通して毛の内部に延びる管部を有する基部材と、基台部に螺合し、固着部を支持し、且つ毛の外周を集束する保持部材と、を有する塗布用刷毛装置が開示されている。この塗布用刷毛装置は、毛部材と基部材と保持部材とが分割可能に構成され、刷毛が摩耗した際に毛部材のみを交換するようにして、ランニングコストを削減させる。この塗布用刷毛装置では、毛部材（刷毛）を交換するに際して、まず、基部材に螺合されている保持部材を回転させて基部材から取り外し、次に、新規毛部材を基部材と保持部材との間に介挿させた後、保持部材を回転させて基部材に螺合させる。
【０００３】
このように、上記塗布用刷毛装置は、基部材と保持部材とがねじで締結されることから、毛部材の交換に際して、保持部材を回転させて基部材に対して着脱させると共に新規毛部材（刷毛）を基部材と保持部材との間に介挿させる必要があるため、毛部材の交換作業を自動化するのが極めて困難で、且つ多大な費用を要する。また、毛部材の交換は、煩雑で多大な手間と時間とを要する作業であって、生産性を著しく低下させる。
【特許文献１】特開平１１−１９５５６号公報（段落番号００１３〜００１９、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、刷毛の交換を自動化させて生産性を向上させ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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、ロボットアームで操作される刷毛により塗布材が塗布される塗布装置であって、ロボットアームと刷毛とをワンタッチで着脱させる着脱機構と、刷毛がロボットアームに装着可能に複数個装填されるカートリッジとを具備することを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、着脱機構は、ロボットアームに取り付けられるアダプタを備え、該アダプタと刷毛との一方に設けられるボールピンと他方に設けられるソケットとにより形成されることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、刷毛には、アダプタに接続される基部にフランジが設けられ、カートリッジには、端面が切欠かれて形成される切欠き部が設けられ、該切欠き部には、刷毛の基部の外周部分が切欠き方向へ挿入退出され、着脱機構は、切欠き部に基部が挿入された状態で刷毛が切欠き方向と直交する方向へ移動されて切欠き部の端縁にフランジが係止されることにより、ボールピンとソケットとの接続が解除されることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、カートリッジの切欠き部の下方に、アダプタから脱離される刷毛が回収される刷毛回収手段が設置されることを特徴とする。
【０００６】
従って、請求項１に記載の発明では、カートリッジに装填された刷毛がロボットアームにワンタッチで装着される。
請求項２に記載の発明では、着脱機構により刷毛がアダプタを介してロボットアームに着脱可能に装着される。
請求項３に記載の発明では、刷毛をロボットアームで操作して基部の外周部分がカートリッジの切欠き部に挿入された状態に位置決めし、この状態で刷毛を切欠き方向と直交する方向へ移動させることにより、基部に形成されたフランジが切欠き部の端縁に係止されて着脱機構のボールピンとソケットとの接続が解除され、これにより刷毛がアダプタ（ロボットアーム）から脱離される。
請求項４に記載の発明では、アダプタ（ロボットアーム）から脱離された刷毛が刷毛回収手段により回収される。
【発明の効果】
【０００７】
刷毛の交換を自動化させて生産性を向上させる塗布装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の一実施の形態を図１〜図８に基づいて説明する。図１に示される本塗布装置１は、多関節式ロボットアーム２の先端に刷毛３がアダプタ４を介して着脱機構により着脱可能に装着されて形成される。図２及び図３に示されるように、上記刷毛３は、外円筒面５ａが形成される基部５に毛部材６が束縛されて形成される。また、図２に示されるように、刷毛３は、基部５の軸線上に、毛部材６へプライマー（塗布材）を送通させる塗布材送通路７が設けられる。さらに、刷毛３は、基部５のアダプタ４との接続面５ｂに、当該基部５の軸線上に配置されて上記塗布材送通路７に連通されるソケット８が設けられる。そして、刷毛３は、基部５の外円筒面５ａの一側（基部５のアダプタ４との接続面５ｂが形成される側と反対側）に、側面９ａが基部５の軸線に対して所定角度をなすように形成されたフランジ９が設けられる。また、上記アダプタ４は、外円筒面１０ａが形成される基部１０の軸線上に、上記刷毛３の基部５に形成される塗布材送通路７及びロボットアーム２に形成される塗布材送通路１１に連通される塗布材送通路１２が設けられる。
【０００９】
また、図２に示されるように、アダプタ４は、ロボットアーム２との接続面１０ｂに、基部１０の軸線上に配置されてロボットアーム２の当該アダプタ４との接続面２ａに螺設されたねじ孔１３に螺合されるねじ部１４が設けられる。さらに、アダプタ４は、基部１０の刷毛３との接続面１０ｃに、当該基部１０の軸線上に配置されて上記刷毛３の基部５に形成されるソケット８に対して軸線方向（図２における紙面視上下方向）へ移動されることでワンタッチで接続及び脱離されるボールピン１５が設けられる。そして、本塗布装置１の着脱機構は、刷毛３に設けられるソケット８とアダプタ４に設けられるボールピン１５とで構成される。なお、図２及び図３に示されるように、上記アダプタ４の基部１０には、軸平面に平行な２つの平面１６が軸線を挟んだ両側に形成されており、各平面１６に工具を係合させてアダプタ４のねじ部１４をロボットアーム２のねじ孔１３に対して軸線回りに回転させることにより、アダプタ４がロボットアーム２に着脱される。
【００１０】
また、図１に示されるように、本塗布装置１は、ロボットアーム２の作動範囲内に、複数個の上記刷毛３が装填されるカートリッジ１７が設置される。図４に示されるように、該カートリッジ１７は円板状に形成されて、刷毛３が収容される複数個（本実施の形態では１１個）の刷毛収容部１８が、軸線を中心とする同心円上に所定角度位相毎（本実施の形態では３０度毎）に配設される。また、図５に示されるように、各刷毛収容部１８には、刷毛３の基部５が収容される内円筒面１８ａと、刷毛３のフランジ９の側面９ａを当接させて刷毛３を支持させる刷毛支持面１８ｂと、刷毛３の毛部材６が挿通される孔１８ｃとが形成される。そして、本塗布装置１は、ロボットアーム２に取り付けられたアダプタ４をカートリッジ１７の一刷毛収容部１８に収容された刷毛３に対して同軸上に位置決めさせ、この状態で、ロボットアーム２によりアダプタ４を刷毛３の軸線方向下方（図５における紙面視下方）へ移動させて、刷毛３の基部５に設けられたソケット８にアダプタ４の基部１０に設けられたボールピン１５を結合させることにより、ロボットアーム２に刷毛３がワンタッチで装着される構造になっている。
【００１１】
また、図４に示されるように、カートリッジ１７には、当該カートリッジ１７の外周面から中心に向けて形成されて、幅Ｗが刷毛部３の基部５の直径Ｄ１（図３参照）よりも大きく、且つフランジ９の直径Ｄ２（図３参照）よりも小さい切欠き部１９が設けられる。そして、図７に示されるように、本塗布装置１は、ロボットアーム２により刷毛３の基部５をカートリッジ１７の切欠き部１９に挿入させ、この状態で、ロボットアーム２により刷毛３を当該刷毛３の軸線方向上方（図７の（ｂ）における紙面視上方）へ移動させることにより、刷毛３の基部５に形成されたフランジ９が切欠き部９の下端縁に係止される。これにより、図８に示されるように、カップリング（着脱機構）のソケット８とボールピン１５との結合が外れて刷毛３がロボットアーム２（アダプタ４）から脱離される構造になっている。なお、本塗布装置１は、ロボットアーム２から脱離された刷毛３が、図１に示される刷毛回収箱２０（刷毛回収手段）で回収されるように構成される。
【００１２】
次に、本塗布装置１の作用を説明する。ロボットアーム２に装着された刷毛３が摩耗された場合（本実施の形態では、２時間使用されるごとに刷毛３が交換されるように設定される）、まず、図６に示されるように、ロボットアーム２により刷毛３がカートリッジ１７の切欠き部１９の近傍に位置決めされる。この時、刷毛３は、軸線が垂直に配置されると共に毛部材６が下方に向けられて、且つ、フランジ９がカートリッジ１７の下面よりも低い位置に位置決めされる。この状態で、ロボットアーム２により刷毛３がカートリッジ１７の切欠き部１９に向けて水平移動されて、図７に示されるように、切欠き部１９に刷毛３の基部５が挿入される。そして、この状態で、ロボットアーム２が垂直方向上方へ軸移動されることにより、刷毛３のフランジ９がカートリッジ１７の切欠き部１９の下端縁面に係止される。これにより、刷毛３に設けられたソケット８とアダプタ４に設けられたボールピン１５とで形成されるカップリング（着脱機構）の結合が外れて、図８に示されるように、刷毛３がロボットアーム２（アダプタ４）からワンタッチで脱離される。この時、ロボットアーム２から脱離された刷毛３は、図１に示される刷毛回収箱２０に回収される。
【００１３】
次に、図５に示されるように、ロボットアーム２により、アダプタ４がカートリッジ１７に装填された刷毛３のうち（ロボット制御装置により）指定された刷毛３に対して同軸上で当該刷毛３の上方に位置決めされる。この状態で、ロボットアーム２が垂直方向下方へ軸移動されることにより、刷毛収容部１８に収容された刷毛３に設けられたソケット８とアダプタ４に設けられたボールピン１５とで形成されるカップリングが結合されて、図３に示されるように、ロボットアーム２（アダプタ４）に新規刷毛３がワンタッチで装着される。
【００１４】
この実施の形態では以下の効果を奏する。
本塗布装置１は、ロボットアーム２と刷毛３との間にアダプタ４を介在させ、刷毛３の接続面５ｂに設けられるソケット８とアダプタ４の接続面１０ｃに設けられるボールピン１５とでカップリング（着脱機構）を形成し、同軸上に配置された刷毛３とアダプタ４とを軸線上で近接方向へ相対移動させて刷毛３に設けられるソケット８とアダプタ４に設けられるボールピン１５とを結合させることでロボットアーム２（アダプタ４）に刷毛３が装着され、また、刷毛３とアダプタ４とを軸線上で離反方向へ相対移動させてソケット８とボールピン１５との結合を解除させることで刷毛３がロボットアーム２（アダプタ４）から脱離される。
したがって、本塗布装置１は、刷毛３をロボットアーム２にワンタッチで着脱させることができる。
また、本塗布装置１は、複数個の刷毛３が装填されるカートリッジ１７を備え、該カートリッジ１７に形成される切欠き部１９に、ロボットアーム２（アダプタ４）に装着された刷毛３の基部５を毛部材６が下方へ向けられた状態で挿入させ、この状態でロボットアーム２を上方へ軸移動させることにより、刷毛３の基部５のフランジ９が切欠き部１９の下端縁面に係止されて刷毛３に設けられるソケット８とアダプタ４に設けられるボールピン１５との結合が外れて刷毛３がロボットアーム２（アダプタ４）から脱離され、該刷毛３が脱離されたロボットアーム２（アダプタ４）を該カートリッジ１７に装填された各刷毛３に対して上方から接近させて各刷毛３に設けられるソケット８とアダプタ４に設けられるボールピン１５とを結合させることにより、ロボットアーム２（アダプタ４）に刷毛３が装着される。
したがって、本塗布装置１は、刷毛３の交換を自動で行うことが可能になり、生産性が大幅に向上される。
さらに、本塗布装置１は、ロボットアーム２から脱離された刷毛３が、カートリッジ１７の切欠き部１９の下方に設置された刷毛回収箱２０（刷毛回収手段）に回収されるので、後処理が容易である。
【００１５】
なお、実施の形態は上記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
本塗布装置１は、刷毛３の接続面５ｂにソケット８を設けると共にアダプタ４の接続面１０ｃにボールジョイント１５を設けてカップリング（着脱機構）を形成したが、刷毛３の接続面５ｂにボールジョイント１５を設けると共にアダプタ４の接続面１０ｃにソケット８を設けてカップリング（着脱機構）を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本塗布装置の全体図である。
【図２】本塗布装置の説明図であって、ロボットアーム、アダプタ及び刷毛の分解図である。
【図３】本塗布装置の説明図であって、ロボットアームにアダプタを介して刷毛が装着された状態を示す図である。
【図４】カートリッジの平面図である。
【図５】本塗布装置の説明図であって、カートリッジに装填された刷毛の上方にロボットアームに装着されたアダプタが位置決めされた状態を示す図である。
【図６】本塗布装置の説明図であって、（ａ）は、ロボットアームから刷毛を脱離させるに際して、刷毛がカートリッジの切欠き部に対して所定位置に位置決めされた状態を示す平面図で、（ｂ）は、（ａ）の正面図である。
【図７】本塗布装置の説明図であって、（ａ）は、図６の状態から刷毛が切欠き部に挿入された状態を示す平面図で、（ｂ）は、（ａ）の正面図である。
【図８】本塗布装置の説明図であって、図７の状態でロボットアームを上方へ軸移動させて刷毛がロボットアーム２（アダプタ４）から脱離された状態を示す図である。
【符号の説明】
【００１７】
１  塗布装置、２  ロボットアーム、３  刷毛、４  アダプタ、５  基部（５ａ  外周面）、８  ソケット（着脱機構）、９  フランジ、１５  ボールピン（着脱機構）、１７  カートリッジ、１９  切欠き部、２０  刷毛回収箱（刷毛回収手段）
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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