(57)【要約】【課題】簡便な構造で、ワークに対して塗りむらのない均一な塗装を行うことのできるローラ塗布装置を提供する。【解決手段】ローラ塗布装置１０は、液状の保護層形成材が中空部４８ａから外面に浸透可能な材質の円筒状のローラ４８と、該ローラ４８を回転自在に保持するホルダ７２と、中空部４８ａに保護層形成材を供給する塗布材管路２２及びパイプ１１２と、中空部４８ａ内で軸方向に設けられた複数のポール１２４とを有する。ポール１２４は長尺な円柱形状である。中空部４８ａ内に注入された保護層形成材は、表面張力によってポール１２４の表面に沿って軸方向に拡散することから、ローラ４８の外面に均一ににじみ出る。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状の塗布剤が中空部から外面に浸透可能な材質の円筒状のローラ刷毛と、
前記ローラ刷毛を回転自在に保持する支持部と、
前記中空部に前記塗布剤を供給する供給管路と、
前記中空部内に設けられた複数の棒状部材と、
を有することを特徴とするローラ塗布装置。
【請求項２】
請求項１記載のローラ塗布装置において、
前記棒状部材は長尺な円柱形状であり、転がり可能に設けられたことを特徴とするローラ塗布装置。
【請求項３】
請求項２記載のローラ塗布装置において、
前記棒状部材の径は、１〜１０ｍｍであることを特徴とするローラ塗布装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のローラ塗布装置において、
前記中空部の断面積に対して、全ての前記棒状部材を囲む包絡線のなす面積は、６０〜９５％であることを特徴とするローラ塗布装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のローラ塗布装置において、
前記棒状部材を全て包む多孔性の袋体を有することを特徴とするローラ塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液状の塗布剤が中空部から外面に浸透可能な材質の円筒状のローラ刷毛と、該ローラ刷毛を回転自在に保持する支持部とを有するローラ塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液状の塗料をワークに塗布する際に、ローラ刷毛と該ローラ刷毛を回転自在に保持する支持部とを備えるローラ塗布装置が広汎に用いられている。特許文献１においては、中空部から外面に浸透可能な材質の円筒状のローラ刷毛を設け、該ローラ刷毛の軸方向端部に所定の供給管路を接続し、ポンプにより塗料を圧送して中空部に塗料を供給する装置が提案されている。このように塗料を供給管路を介して自動的に供給することにより、連続的な塗布作業が可能となり好適である。
【０００３】
一方、車両の製造工場では、ユーザに引き渡すまでに塗装部を保護するため、出荷前の段階において塗装部に所定の剥離性保護層を形成させる方法が知られている。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、塗装部を物理的、化学的に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。保護層形成材を塗布する手段としては、例えば前記のローラ塗布装置を用いることができる。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１９２５８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記のローラ塗布装置を用いる場合、中空部に供給した塗料がローラ刷毛の外面に対して必ずしも均一ににじみ出てくるとは限らず、図１１に示すように、塗りむらが生じる場合がある。塗りむらが生じる場合、薄い箇所１でも十分な保護作用が得られるように調整して塗布を行うため品質上の問題は生じないが、厚い箇所２では塗料が過剰に塗布されており無駄が生じている。また、乾燥した後の剥離性保護層を剥がす場合には、薄い箇所１に応力が集中することにって裂けてストライプ状に細分されてしまい、除去に時間がかかることがある。
【０００６】
これに対して、特許文献１ではローラ刷毛の中空部内に、複数の塗料貯溜室を備えるとともに各塗料貯溜室内に塗料を分散導入するディフューザを設けることにより、塗りむらのない均一な塗装を図っている。しかしながら、この構造は複雑であって、しかもワークに対する塗りむらは十分には解消されていない。
【０００７】
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、簡便な構造で、ワークに対して塗りむらのない均一な塗装を行うことのできるローラ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】
【０００８】
本発明に係るローラ塗布装置は、液状の塗布剤が中空部から外面に浸透可能な材質の円筒状のローラ刷毛と、前記ローラ刷毛を回転自在に保持する支持部と、前記中空部に前記塗布剤を供給する供給管路と、前記中空部内に設けられた複数の棒状部材と、を有することを特徴とする。
【０００９】
このように、中空部内に複数の棒状部材を設けることにより、中空部内に注入された塗装剤は、表面張力によって棒状部材に沿って軸方向に拡散することから、外面に均一ににじみ出る。したがって、ワークに対する塗料の塗りむらの発生が抑制される。
【００１０】
この場合、前記棒状部材は長尺な円柱形状であり、転がり可能に設けられていると、表面に付着した塗料を適度に撹拌及び送り出す作用があり、塗料の拡散と供給を促進することができる。また、棒状部材が円柱形状であることにより、各棒状部材間に適度な隙間ができ、塗料の拡散、供給が好適に行われる。
【００１１】
一般的なローラ刷毛のサイズ及び一般的な塗料の粘度に対して、前記棒状部材の径は、１〜１０ｍｍに設定すると塗料の拡散、供給に好適である。
【００１２】
前記中空部の断面積に対して、全ての前記棒状部材を囲む包絡線のなす面積は、６０〜９５％であるとよい。
【００１３】
また、前記棒状部材を全て包む多孔性の袋体を有するとよい。これにより、全ての棒状部材を一体的に取り扱うことができ、組み立て、取り出し、及び洗浄作業等が容易に行われる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るローラ塗布装置によれば、中空部内に複数の棒状部材を設けることにより、中空部内に注入された塗装剤は、表面張力によって棒状部材の表面に沿って軸方向に拡散することから、ローラ刷毛の外面に均一ににじみ出る。したがって、ワークに対する塗料の塗りむらの発生が抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係るローラ塗布装置について実施の形態を挙げ、添付の図１〜図１０を参照しながら説明する。
【００１６】
図１に示すように、本実施の形態に係るローラ塗布装置１０は、車両製造工場において、車両１２に保護層形成材の塗布工程を行う複数のロボット１６ａ、１６ｂ及び１６ｃの各先端部に設けられている。車両１２は、上塗り塗装を行い焼き付け乾燥した後に搬送ライン１７により順次搬送され、近傍にロボット１６ａ〜１６ｃが設けられたステーション１９において塗装面（例えば、ボンネットやルーフ等）に対して保護層形成材が塗布される。
【００１７】
具体的には、ステーション１９は、ロボット１６ａ〜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〜１６ｃに連通する塗布材管路（供給管路）２２と、水供給源２４からロボット１６ａ〜１６ｃへ水を供給する水管路２６とを有する。ロボット１６ａ〜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。
【００１８】
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〜１６ｃへ供給する。また、保護層形成材は、図示しないヒータと温度計とによって適温となるように制御されている。ロボット１６ａ〜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塗布装置１０が設けられいている。
【００１９】
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。保護層形成材は、水との混合割合及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１２に密着して、粉塵、金属粉、塩分、油分、酸、直射日光等から車両１２の塗装部を化学的及び物理的に保護することができる。
【００２０】
図２及び図３に示すように、ローラ塗布装置１０は、ロボット１６ａ（１６ｂ、１６ｃ）の先端部に取り付けられており、ローラ（ローラ刷毛）４８と、ロボット１６ａに対する取付部を兼ねる揺動機構部７０と、ローラ４８を回転自在に保持するホルダ（支持部）７２とを有する。ホルダ７２は、揺動機構部７０の作用下に揺動可能であり、ワークの表面形状に応じて姿勢を変化させることができる。
【００２１】
揺動機構部７０は、ベース板７６の両端部に設けられた空気圧シリンダ７８、８０と、ベース板７６から下方に延在する２つのブラケット７６ａと、該ブラケット７６ａに対して軸８２により揺動自在に軸支された揺動部材８４と、ホルダ７２と揺動部材８４とを接続する接続部８８とを有する。揺動部材８４における軸８２よりも上方の部分にはピン９０が設けられており、該ピン９０は空気圧シリンダ７８及び８０に対して押し出し機構９４によって接続されている。すなわち、空気圧シリンダ７８及び８０の作用下にピン９０が左右に押し出されることによって揺動部材８４及びホルダ７２は揺動可能である。また、空気圧シリンダ７８及び８０に供給する圧力を調整することによって、揺動部材８４及びホルダ７２を揺動させる力が調整され、ローラ４８をワーク表面に対して適度な力で押し付けることができる。
【００２２】
ホルダ７２は、図２及び図３に示すように、板状のホルダ本体７２ｅを備える。ホルダ本体７２ｅの一端には、固定ホルダ部７２ａがボルト７２ｂによって固定される一方、前記ホルダ本体７２ｅの他端には、可動ホルダ部７２ｃが軸部材７２ｄを介して回転自在に装着される。固定ホルダ部７２ａには、ナット１１０ａによって連結部材１１０ｂが固定され、この連結部材１１０ｂの一端側開口には、塗布材管路２２が接続される。
【００２３】
連結部材１１０ｂの他端側開口には、中空状のパイプ１１２の第１端部１１２ａが接続される。パイプ１１２は、塗布材管路２２から供給される保護層形成材をローラ４８内に供給するとともに、前記ローラ４８を回転自在に支持する。この第１端部１１２ａには、複数（例えば、２箇所）の図示しない円錐状の溝が形成されており、この溝に連結部材１１０ｂ側から図示しない埋め込みボルト等が係合することによって、パイプ１１２が連結部材１１０ｂに強固に装着される。パイプ１１２の第２端部１１２ｂは閉塞されている。
【００２４】
図４に示すように、パイプ１１２には、供給された保護層形成材をローラ４８の中空部４８ａへと送給するための複数のノズル孔１１４が形成されている。ノズル孔１１４は、軸方向に等間隔ずつ離間して設けられる。パイプ１１２は、例えばステンレス鋼材（例えば、ＳＵＳ３０４（日本工業規格準拠））にするとよい。
【００２５】
可動ホルダ部７２ｃの先端側には、円形溝部７２ｆが形成されている。この可動ホルダ部７２ｃは、スプリング１１６の付勢作用下に回転可能であり（図３中、矢印Ｇ方向参照）、該スプリング１１６の弾発力によって前記円形溝部７２ｆに前記パイプ１１２の第２端部１１２ｂが係合される。これにより、パイプ１１２が確実に保持される。
【００２６】
ローラ４８は、円筒形状であって、中空部４８ａから外面に浸透可能な材質で構成されている。ローラ４８の材質については、スポンジ、及び植毛体等を挙げることができる。ローラ４８の両端の開口部には、Ｏリング１２０を介して端部キャップ１２２が装着され、中空部４８ａを液密に保持する。
【００２７】
端部キャップ１２２の中心には、孔部１２２ａが形成され、この孔部１２２ａにパイプ１１２が直接挿通されることにより、前記端部キャップ１２２は、ローラ４８と一体的に前記パイプ１１２に対して回転自在に支持される。パイプ１１２と孔部１２２ａとは、ローラ４８の内部に保護層形成材を保持可能な程度に嵌め合いが調整されている。
【００２８】
図４及び図５に示すように、中空部４８ａには複数（例えば、５０〜２００本）のポール（棒状部材）１２４が転がり可能なように軸方向に沿って挿入されている。ポール１２４は長尺な円柱形状であり、中空部４８ａの軸方向長さよりもやや短い。また、ポール１２４の径Ｄは例えば２ｍｍに設定すると好適であり、一般的なローラ刷毛のサイズ及び一般的な塗料の粘度に対応して、１〜１０ｍｍに設定すると塗料の拡散、供給に好適である。ポール１２４はすべてが同径である必要はなく、適度に異径に設定してもよい。ポール１２４は、例えば樹脂材、竹材、木材等で構成される。
【００２９】
さらに、中空部４８ａの断面積に対して、全てのポール１２４を囲む包絡線１２６のなす面積は、例えば、９０％に設定されており、設計条件により６０〜９５％に設定すると好適である。このように、包絡線１２６が囲む面積は中空部４８ａの断面積より小さいことから、中空部４８ａには上部隙間１２８が形成され、各ポール１２４が拘束させることなく、移動しやすく、転がりやすい。
【００３０】
このように構成されるローラ塗布装置１０では、中空部４８ａ内に複数のポール１２４を設けることにより、図６に示すように、パイプ１１２から中空部４８ａ内に注入された保護層形成材３００は、表面張力によってポール１２４の表面に沿って軸方向に拡散する。したがって、保護層形成材３００は、外面に均一ににじみ出て、ワークに対する塗料の塗りむらの発生が抑制される。
【００３１】
なお、図６においては保護層形成材３００が拡散する様子を明確にするため、パイプ１１２においてノズル孔１１４が両側に１つずつ設けられている場合について、該ノズル孔１１４から保護層形成材３００が注出される状況について示している。実際には、図４に示すように、パイプ１１２は軸方向に並んだ複数のノズル孔１１４を有することから、保護層形成材はローラ４８に対して一層均一に供給される。
【００３２】
一方、図７に示すように、ポール１２４は円柱形状であって、しかも適当にばらついて配置されることにより、各ポール１２４の間に適度な隙間１３０ができる。また、ポール１２４は円柱形状であることから中空部４８ａ内で転がりやすく、例えば、図７の矢印Ａで示すように、ローラ４８が時計方向に回転するとき、これに対応して各ポール１２４は円弧状の小矢印Ｂで示すように時計方向又は反時計方向に回転する。
【００３３】
これにより、例えば、隙間１３０ａに充填されている保護層形成材は、ポール１２４ａ及び１２４ｂの回転により、挟み込まれるように矢印Ｃで示す方向に送り出され隙間１３０ｂに充填される。さらに隙間１３０ｂの保護層形成材は、ポール１２４ｂ及び１２４ｃの回転により矢印Ｄの方向に送り出されるとともに、ポール１２４ａ及び１２４ｄの回転により矢印Ｅの方向に送り出され隙間１３０ｃに充填される。該隙間１３０ｃに充填された保護層形成材はポール１２４ｄ及び１２４ｅの回転により矢印Ｆの方向に送り出され、隙間１３０ｄを介してローラ４８の内面に浸透する。矢印Ｄの方向に送り出された保護層形成材は、別のルートを経由してやがてローラ４８の内面に達する。
【００３４】
このように、複数のポール１２４によれば、表面に付着した塗料を適度に分配して送り出す作用があり、塗料の供給を促進することができる。また、このような経路を経由する間に、保護層形成材は各隙間１３０ａ〜１３０ｄにおいて軸方向にも流れ広がるため、ローラ４８の内面に対して均一に供給される。
【００３５】
さらに、中空部４８ａにおけるパイプ１１２よりも下の部分はほとんどがポール１２４で占められており、保護層形成材が充填されうる体積は非常に小さい。したがって、塗布作業を終了し保護層形成材の供給を停止したとき、中空部４８ａには余分に残る保護層形成材が少ないことから経済的であるとともに、その後にローラ４８から余分に滴り落ちる量も少なく、取り扱いが簡便である。
【００３６】
また、包絡線１２６のなす面積は６０％以上であることからパイプ１１２は複数のポール１２４の中に埋もれており、ノズル孔１１４から吐出した保護層形成材は即時にいずれかのポール１２４に接触して拡散されやすい。
【００３７】
さらに、ポール１２４はその場で自転する訳ではなく、ローラ４８の回転に伴って公転的に移動しながら回転するため、ポール１２４に付着し、又は隙間１３０に充填された保護層形成材も隣接するポール１２４とともに中空部４８ａの内部を移動する。つまり、保護層形成材は下方にのみ移動する訳ではなく、あらゆる方向に送り出され、ローラ４８に対してより一層均一に供給することができる。特に、包絡線１２６のなす面積は６０％以上に設定されていることから、保護層形成材は十分上方にまで供給され、下方にのみ偏在しない。したがって、ローラ４８の回転が短時間停止し、又は回転速度が変化した場合であっても、塗りむらはほとんど発生しない。
【００３８】
図８に示すように、ローラ塗布装置１０により塗布した保護層形成材が乾燥して形成される剥離性保護層２００は、オーバラップ部の二度塗箇所２０２がやや厚くなるが、それ以外の一度塗箇所２０４は均一な厚さに形成され、過度に厚くなる箇所がない。したがって、保護層形成材の使用量が抑制されて経済的である。また、剥離性保護層２００は略均一に形成されることから、剥がす場合には所定の箇所に応力が集中することがなく、細分化されずに一度に広い面積の除去をすることができる。
【００３９】
なお、図９に示すように、ポール１２４はネット（多孔性の袋体）２１０で緩く包んだ状態で中空部４８ａに収納しておいてもよい。ネット２１０によれば、全てのポール１２４を一体的に取り扱うことができ、組み立て、取り出し、及び洗浄作業等が容易に行われる。ネット２１０は円筒形状とすることにより、中心孔２１０ａにパイプ１１２を挿通することができる。また、一部にファスナー２１０ｂ等の開閉手段を設けることにより、ポール１２４を適宜抜き出すことができる。ポール１２４を束ねる袋体は、必ずしもネット２１０に限らず、所定の枠体に多孔性材を張ったカートリッジ式等であってもよい。
【００４０】
さらに、図１０に示すように、ハンディタイプのローラ塗布装置１０ａについても、ローラ４８の中空部４８ａに複数のポール１２４を設けることにより、前記ローラ塗布装置１０と同様の効果が得られることはもちろんである。
【００４１】
ローラ塗布装置１０で用いる塗布剤は保護層形成材に限らず、塗料等であってもよい。
【００４２】
本発明に係るローラ塗布装置は、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。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】車両の搬送ライン及びその近傍に配置されたロボットの斜視図である。
【図２】本実施の形態に係るローラ塗布装置の斜視図である。
【図３】本実施の形態に係るローラ塗布装置の正面図である。
【図４】ローラ塗布装置の一部分解斜視図である。
【図５】ローラ、及び該ローラの中空部に設けられたパイプ、ポールの側面断面図である。
【図６】ローラ、及び該ローラの中空部に設けられたパイプ、ポールの正面断面図である。
【図７】ローラ及びポールの一部拡大側面図である。
【図８】ローラ塗布装置によって保護層形成材をワークに塗布した様子を示す模式図である。
【図９】ポールがネットで包まれた状態のローラ塗布装置の一部分解斜視図である。
【図１０】ハンディタイプのローラ塗布装置の一部断面斜視図である。
【図１１】従来技術に係るローラ塗布装置によって保護層形成材をワークに塗布した様子を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０、１０ａ…ローラ塗布装置          １６ａ〜１６ｃ…ロボット
２２…塗布材管路（供給管路）          ４８…ローラ（ローラ刷毛）
４８ａ…中空部                        ７２…ホルダ（支持部）
１１２…パイプ                        １１４…ノズル孔
１２４、１２４ａ〜１２４ｅ…ポール（棒状部材）
１２６…包絡線                        １２８…上部隙間
１３０、１３０ａ〜１３０ｄ…隙間      ２１０…ネット
【図１】
2007125486.tif 000003
【図２】
2007125486.tif 000004
【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】
2007125486.tif 000009
【図８】
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【図９】
2007125486.tif 000011
【図１０】
2007125486.tif 000012
【図１１】
2007125486.tif 000013