JP2011005363A - 塗布ロール - Google Patents
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Abstract
【課題】スパッタ付着防止剤をワークの塗布面に均一に塗布する塗布ロールを提供する。
【解決手段】塗布ロール10は、回転軸部1の軸方向zに積み重ねられ、液体を吸排出可能な複数の円柱状の多孔質ロール21〜27と、これらの多孔質ロール21〜27の間に配置され、多孔質ロール21〜27の外周方向rに突出する円環状の鍔部31f〜35fを有する複数のブラシ31〜35と、を備える。複数の多孔質ロール22〜27及び複数のブラシ31〜35は、回転軸部1の先端部11から基端部12に向かって、それらの外径が段階的に拡径している。塗布ロール10を回転させながら、これらの多孔質ロール21〜27の外周をワークの表面に押圧して、ワークの表面に倣って移動させることにより、余剰の液体を生成することなく、ワークの表面に液体を均一に塗布できる。
【選択図】図1
【解決手段】塗布ロール10は、回転軸部1の軸方向zに積み重ねられ、液体を吸排出可能な複数の円柱状の多孔質ロール21〜27と、これらの多孔質ロール21〜27の間に配置され、多孔質ロール21〜27の外周方向rに突出する円環状の鍔部31f〜35fを有する複数のブラシ31〜35と、を備える。複数の多孔質ロール22〜27及び複数のブラシ31〜35は、回転軸部1の先端部11から基端部12に向かって、それらの外径が段階的に拡径している。塗布ロール10を回転させながら、これらの多孔質ロール21〜27の外周をワークの表面に押圧して、ワークの表面に倣って移動させることにより、余剰の液体を生成することなく、ワークの表面に液体を均一に塗布できる。
【選択図】図1
Description
本発明は、液体を均一に塗布するのに適した塗布ロールに関する。特に、金属の溶接など、ワークの複雑な形状の表面に塗布するのに適したスパッタ付着防止用の塗布ロールの構造に関する。
例えば、ワークとして自動車のボディーを製造するときは、抵抗溶接の一種であるスポット溶接が多用されている。このスポット溶接では、スパッタと呼ばれる溶融金属が飛散することがある。そして、飛散したスパッタがボディーの外板に付着するので、塗装工程の前に、付着したスパッタを手作業で除去していた。
又、溶接の前工程で、スパッタ付着防止剤と呼ばれる液体を溶接部位に塗布しておくことによって、スパッタの付着を防止することが実施されている。この場合、作業員が噴霧ガン又はブラシを用いて、スパッタ付着防止剤をボディーの溶接部位に塗布していた。
しかしながら、手作業によるスパッタ付着防止剤の塗布作業は、手間と時間を必要とする。又、スパッタ付着防止剤の塗布が不均一であると、スパッタの付着を防止することが困難になるという不具合があった。
上述した不具合に対して、ワークの溶接部位に均一にスパッタ付着防止剤を噴霧できるスパッタ付着防止剤噴霧装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1によるスパッタ付着防止剤噴霧装置は、ワークを搬送するオーバーヘッドコンベアの搬送経路に設けたブース内に、ワークを指向する複数の噴霧ノズルを配置している。そして、ドラム缶内のスパッタ付着防止剤を予めサブタンク内に汲み上げておき、光電センサがブースへのワークの搬入を検出すると、送液ポンプによりサブタンク内のスパッタ付着防止剤を噴霧ノズルに供給してワークに噴霧している。
しかしながら、特許文献1によるスパッタ付着防止剤噴霧装置は、ワークに付着しなかったスパッタ付着防止剤を回収するドレンパンをブースの底面に設けている。つまり、余剰のスパッタ付着防止剤がワークから滴下するなど余分な使用量の増加を余儀なくしている。
しかし、スパッタ付着防止剤がワークから殆んど滴下しないように、スパッタ付着防止剤をワークに塗布することができれば、余剰のスパッタ付着防止剤を回収する設備(ドレンパンなど)を不要にできる。又、ラインの環境を良好に維持できる。
例えば、自動車のボディーのドア用開口部は、階段状の段差が形成された複雑な塗布面となっており、手作業は勿論であるが噴霧作業を自動化しても、この複雑な塗布面にスパッタ付着防止剤を均一に塗布することは困難である。そして、ワークがこのような複雑な塗布面を有するので、余剰のスパッタ付着防止剤を生成させる要因にもなっている。
階段状の段差が形成された複雑な塗布面にスパッタ付着防止剤を均一に塗布することが容易にできれば、作業効率を向上できる。又、スパッタの付着を防止して塗装品質を向上できる。以上のことを達成することが本発明の課題であった。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、スパッタ付着防止剤の余分な使用を防止し、かつスパッタ付着防止剤をワークの塗布面に均一に塗布することが可能な塗布ロールを提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成するため、ワークに圧力を加えると、内部から液体を放出し、ワークとの圧力を減ずると、内部に液体を吸収する多孔質体で塗布ロールを構成することにより、上記の課題が解決可能なことを見出し、これに基づいて、以下のような新たな塗布ロールを発明するに至った。
本発明の請求項1による塗布ロールは、回転軸部の周りに設けられた多孔質ロールと、当該多孔質ロールの外周面から外方に突出する円環状の鍔部を有するブラシと、を備える。
本発明の請求項2による塗布ロールは、請求項1記載の塗布ロールにおいて、前記多孔質ロールを前記回転軸部の軸方向に積み重ねた複数の円柱状に形成すると共に、前記回転軸部の先端部から基端部に向かって、それらの外径が段階的に拡径している。
本発明の請求項3による塗布ロールは、請求項1又は2記載の塗布ロールにおいて、前記多孔質ロールと前記ブラシとは、前記回転軸部の軸方向に交互に配置している。
本発明の請求項4による塗布ロールは、請求項1から3のいずれかに記載の塗布ロールにおいて、前記鍔部は、遠心方向に向かう所定数のスリットを有する。
本発明の請求項5による塗布ロールは、請求項1から4のいずれかに記載の塗布ロールにおいて、前記回転軸部を介してロボットに備えた回転手段に取り付け可能とした。
本発明による塗布ロールは、塗布ロールを回転させながら、これらの多孔質ロールの外周をワークの表面に押圧して、ワークの表面に倣って移動させることにより、進行方向の前段では、多孔質ロールから液体を排出し、進行方向の後段では、多孔質ロールが過剰な液体を吸収するので、余剰の液体を生成することなく、ワークの表面に液体を均一に塗布できる。
又、本発明による塗布ロールは、ブラシが液体を吸収又は排出する機能を有しており、多孔質ロールと協働して、余剰の液体を生成することなく、ワークの表面に液体を均一に塗布できる。
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。
最初に、本発明の一実施形態による塗布ロールの構成を説明する。図1は、本発明の一実施形態による塗布ロールの外観を示す斜視図であり、塗布ロールを正面側から観ている。図2は、前記実施形態による塗布ロールの外観を示す斜視図であり、塗布ロールを左側面側から観ている。図3は、前記実施形態による塗布ロールの外観を示す斜視図であり、塗布ロールをクランプ装置に備えた状態図である。図4は、前記実施形態による塗布ロールの縦断面図である。
図1から図4を参照すると、本発明の実施形態による塗布ロール10は、回転軸部1の軸方向zに積み重ねた複数の円柱状の多孔質ロール21〜27を備えている。これらの多孔質ロール21〜27は、回転軸部1の周りに設けられている。これらの多孔質ロール21〜27は、液体を吸収又は排出(吸排出)することができる。
図1から図4を参照すると、塗布ロール10は、多孔質ロール22〜27の間に配置される複数のブラシ31〜35を備えている。ブラシ31〜35は、円環状の鍔部31f〜35fを外周方向rに突出している。ブラシ31〜35は、多孔質ロール22〜27の外周面から外方に突出する円環状の鍔部31f〜35fを有している。
図1から図4を参照すると、複数の多孔質ロール22〜27は、回転軸部1の先端部11から基端部12に向かって、多孔質ロール22〜27の外径が段階的に拡径している。なお、実施の形態では、多孔質ロール21と多孔質ロール22は、同じ外径としている。
又、図1から図4を参照すると、複数のブラシ31〜35は、回転軸部1の先端部11から基端部12に向かって、それらの外径が段階的に増加している。そして、複数の多孔質ロール22〜27と複数のブラシ31〜35とは、軸方向zに交互に配置されている。
図1から図4を参照すると、各ブラシ31〜35は、中心から遠心方向に向かって放射状に複数のスリットSを有している。そして、各鍔部31f〜35fは、所定数の円弧帯に分割されている。図示された各鍔部31f〜35fは、八つの円弧帯に分割されているが、6つの円弧帯に分割してもよく、適宜に分割数を設定できる。
図1から図4を参照すると、実施の形態では、複数の多孔質ロール21〜27は、それらの内周が接着剤で回転軸部1に固定されている。なお、複数の多孔質ロール21〜27と回転軸部1の固定は、接着剤によらず、他の固定手段であってもよい。
又、図1から図4を参照すると、実施の形態では、複数のブラシ31〜35は、隣接する一対の多孔質ロール22〜27の内、外径の小さい方の各多孔質ロール22〜27の端面に接着剤で接合されている。なお、複数のスリットSは、中心に至ることなく、複数のブラシ31〜35の各中心部の近傍が円環状の接合面に形成されている。
図1から図4を参照すると、回転軸部1は、中実の軸棒であってもよく、中空のパイプであってもよい。又、回転軸部1は、金属で形成してもよく、合成樹脂で形成してもよく、変形しないように所要の剛性を有することが好ましい。
次に、本発明の実施形態による塗布ロール10の組立手順を説明しながら、塗布ロール10の構成を補足する。
図1又は図4を参照して、最初に、塗布ロール10の回転軸をなす回転軸部1の基端部12の外周に設けた円環状の溝にC型のスナップリング15を嵌合する。次に、比較的外径の大きい座金14を回転軸部1に挿入する。そして、多孔質ロール27、ブラシ35、多孔質ロール26、ブラシ34というように、外径の大きい順番に、複数の多孔質ロール22〜27及び複数のブラシ31〜35を回転軸部1に挿入して積層する。
図4を参照して、全ての多孔質ロール22〜27及び全てのブラシ31〜35を回転軸部1に挿入した後に、比較的外径の小さい座金13を回転軸部1に挿入する。次に、回転軸部1の先端部11の外周に設けた円環状の溝にC型のスナップリング15を嵌合する。
図4を参照すると、上記の手順で組み立てられた塗布ロール10は、複数の多孔質ロール22〜27及び複数のブラシ31〜35の軸方向zの移動が規制される。なお、回転軸部1、複数の多孔質ロール22〜27及び複数のブラシ31〜35は、互いの接合面に予め接着剤が塗布され、回転が規制される。
図4を参照すると、最後に、座金13及びスナップリング15を被覆するように、多孔質ロール21が回転軸部1の先端部11に取り付けられ、全ての組立を終了する。
次に、本発明の実施形態による塗布ロール10の作用を説明する。
なお、塗布ロール10が塗布するワークは、自動車のボディーWとし、塗布ロール10が塗布する液体は、スパッタ付着防止剤(以下、防止剤と略称する)Lとして、作用を説明する。又、複数の円柱状の多孔質ロール21〜27及び複数のブラシ31〜35は、同じ材質で構成されているので、多孔質ロール21及びブラシ31を代表して、作用を説明する。
図5は、前記実施形態による塗布ロールの横断面を示す摸式図であり、塗布ロールを回転させながら移動させている状態図である。図6は、前記実施形態による塗布ロールの外観を示す斜視図であり、自動車のボディーのドア用開口部を塗布している状態図である。
又、図7は、図6の要部を拡大した斜視図である。図8は、前記実施形態による塗布ロールによって塗布される自動車のボディーの側面図である。
本発明の実施形態による多孔質ロール21は、合成樹脂の連続気泡発泡体を円筒状に形成したものが用いられている。
図5を参照すると、本発明の実施形態による多孔質ロール21は、合成樹脂発泡体の連続気泡層により、防止剤Lを吸収又は排出する、いわゆる「吸排効果」を向上させている。なお、合成樹脂としては耐油性、耐磨耗性に優れたウレタン樹脂が用いられる。
本発明の実施形態による多孔質ロール21は、体積比で「80」%の空隙Cを有している。そして、塗布ロール10を回転させながら、多孔質ロール21の外周をボディーWの表面(塗布面)に押圧して、ボディーWの表面に倣って塗布ロール10を移動させると、進行方向の前段の圧縮ゾーンPZでは、空隙Cに溜まっていた防止剤Lが排出される。
一方、塗布ロール10の進行方向の後段の開放ゾーンOZでは、空隙Cが復元すると共に、内部の合成樹脂発泡体の連続気泡層が防止剤Lを吸収して、防止剤Lを空隙Cに放出できる。
このように、本発明の実施形態による多孔質ロール21は、多孔質ロール21が防止剤Lを排出しながら吸収するので、過剰な防止剤Lを生成することなく、ボディーWの表面に防止剤Lを均一に塗布できる。
図1から図3を参照すると、本発明の実施形態によるブラシ31は、前述と同様の「吸排効果」を利用している。そして、ブラシ31は、空隙の大きさを制御できる人工皮革を用いることが好ましい。
この人工皮革は、ポリエステルを素材とした超極細繊維からなる不織布にポリウレタン樹脂を含侵させ、連続多孔層を形成する海島構造を有することが好ましい。このような構造とすることにより、天然皮革では困難な防止剤Lの「吸排効果」を得ることができる。
そして、図1から図5を参照すると、本発明の実施形態によるブラシ31は、多孔質ロール21と協働して、余剰の防止剤Lを生成することなく、ボディーWの表面に防止剤Lを均一に塗布できる。
図6又は図7を参照すると、自動車のボディーWのドア用開口部(以下、開口部と略称する)Kは、階段状の段差が形成され、その段差をなす垂直面Vと水平面Hの寸法も三次元的な流線形状の複雑な塗布面となっている。
したがって、図6又は図7を参照すると、本発明の実施形態による塗布ロール10は、これらの段差の形状にも適合するように、複数の多孔質ロール21〜27の外径を回転軸部1の先端部11から基端部12に向かって段階的に増加させているので、塗布ロール10を回転させながら、図7の矢印S1〜S3の方向にブラシ31〜33を移動させることで、段差の垂直面Vにブラシ31〜33が当接する状況が発生し、更に、多孔質ロール21〜24が水平面Hへ当接することも確実に行われ、段差面であっても防止剤Lを開口部Kに均一に塗布できる。
又、図6又は図7を参照すると、本発明の実施形態による塗布ロール10は、これらの段差の形状にも適合するように、複数のブラシ31〜35の外径を回転軸部1の先端部11から基端部12に向かって段階的に増加させているので、防止剤Lを開口部Kに均一に塗布できる。
図6又は図7を参照すると、本発明の実施形態による塗布ロール10は、複数の多孔質ロール21〜27と複数のブラシ31〜35を回転軸部1の軸方向に交互に配置しているので、これらの多孔質ロール及びブラシが共働して、複数の断差の垂直面V及び水平面Hを塗布することが容易である。
又、図6又は図7を参照すると、本発明の実施形態による塗布ロール10は、複数の鍔部31f〜35fが所定数の円弧帯に分割されているので、これらの鍔部31f〜35fが各多孔質ロール21〜27に部分的に押圧されて、各円弧帯が独立して塗布できる。
図8は、ワークを自動車のボディに適用した実施例であり、塗布ロール10は、後述する塗布ロボット8によって、操作(動作)される様にした。これにより、防止剤Lを均一に塗布することが困難な、自動車のボディーWの開口部Kの複雑な段差付き表面を全周防止剤Lを均一に塗布できる例である。
次に、本発明の一実施形態による塗布ロボットの構成及び作用を説明する。
図9は、前記実施形態による塗布ロールをアームの先端部に取り付ける塗布ロボットの概略を示す斜視図である。図10は、前記塗布ロボットが配置される自動車のボディーの製造ラインの概略を示す平面図である。
図9を参照すると、本発明の一実施形態による塗布ロボット8は、塗布ロール10をアーム81の先端部に取り付けている。塗布ロボット8は、塗布ロール10を自在に動かすことができる。塗布ロボット8は、腕が垂直面内で動く垂直多関節型の多関節ロボットが好ましく、ティーチング機能を有していることが好ましい。
図9を参照すると、アーム81の先端部と塗布ロール10との間には、回転手段となるサーボモータ82を介装している。サーボモータ82により、塗布ロール10を回転できるように、回転軸部1をクランプ装置83を介して取り付けられている。
図9を参照すると、予め、塗布ロール10には、防止剤Lが噴霧され、複数の多孔質ロール21〜27及び複数のブラシ31〜35に防止剤Lが含浸される。次に、塗布ロール10がボディーWに移動され、ボディーWの塗布面に防止剤Lが塗布される。塗布工程の途中で、防止剤Lの含浸量が残り少なくなると、塗布ロール10が噴霧側に戻り、複数の多孔質ロール21〜27及び複数のブラシ31〜35に防止剤Lが再度、含浸される。
本発明の実施形態による塗布ロボット8は、塗布ロール10を用いて、防止剤Lの塗布作業を自動化できる。本発明の実施形態による塗布ロボット8は、ティーチング機能をもたせることにより、熟練した作業員を必要とせずに均一な塗布が可能になる。
図10を参照すると、例えば、塗布ロボット8は、繋ぎ工程CPの両翼に2組ずつ配置されることが好ましい。繋ぎ工程CPの前段の搬送工程FPでは、前工程から溶接前のボディーWが台車91に搭載されて、移動される。
図10を参照すると、防止剤Lの塗布工程では、リフタ92が配置されており、溶接前のボディーWがリフタ92に移載される。そして、リフタ92が上昇して、停止中(待機中)に4基の塗布ロボット8により、溶接前のボディーWに防止剤Lが自動塗布される。
次に、図10を参照すると、リフタ92が下降して、防止剤Lを塗布後のボディーWが溶接工程WPに搬送される。溶接工程WPでは、複数の溶接ロボット9が配置されており、ボディーWの所定の箇所にスポット溶接が実施される。そして、溶接後のボディーWは、図示されない塗装工程(前処理工程を含む)に搬送される。
本発明の実施形態による塗布ロール10は、塗布ロール10を回転させながら、これらの多孔質ロール21〜27の外周をボディーWの表面に押圧して、ボディーWの表面に倣って移動させることにより、進行方向の前段では、多孔質ロール21〜27から防止剤Lを排出し、進行方向の後段では、多孔質ロール21〜27が過剰な防止剤Lを吸収するので、余剰の防止剤Lを生成することなく、ボディーWの表面に防止剤Lを均一に塗布できる。
又、本発明の実施形態による塗布ロール10は、複数のブラシ31〜35が防止剤Lを吸収又は排出する機能を有しており、ロール面と直交する壁面やへこみ部などの表面にすみずみまで塗布することができ、複数の多孔質ロール21〜27と協働して、余剰の防止剤Lを生成することなく、ボディーWの表面に防止剤Lを均一に塗布できる。
本発明の実施形態による塗布ロール10は、防止剤LがボディーWから殆んど滴下しないように、防止剤LをボディーWに塗布することができので、余剰の防止剤Lを回収する設備を不要にできる。又、ラインの環境を良好に維持できる。更に、防止剤Lの使用量を削減することもできる。
本発明の技術的思想による塗布ロールは、モータによる回転やロボットにより移動されるものに限らず自由に回転するものでもよく、図示された実施の形態に限定されない。被塗布物であるワークの形状に対応して、様々な変形が可能である。
又、本発明の技術的思想による塗布ロールは、塗布する液体がスパッタ付着防止剤に限定されない。例えば、本発明の技術的思想による塗布ロールを用いて、複雑な形状のワークにオイルを均一に塗布することもできる。
1 回転軸部
10 塗布ロール
21〜27 多孔質ロール
31〜35 ブラシ
31f〜35f 鍔部
r 外周方向
z 軸方向
10 塗布ロール
21〜27 多孔質ロール
31〜35 ブラシ
31f〜35f 鍔部
r 外周方向
z 軸方向
Claims (5)
- 回転軸部の周りに設けられた多孔質ロールと、
当該多孔質ロールの外周面から外方に突出する円環状の鍔部を有するブラシと、を備える塗布ロール。 - 前記多孔質ロールを前記回転軸部の軸方向に積み重ねた複数の円柱状に形成すると共に、前記回転軸部の先端部から基端部に向かって、それらの外径が段階的に拡径している請求項1記載の塗布ロール。
- 前記多孔質ロールと前記ブラシとは、前記回転軸部の軸方向に交互に配置している請求項1又は2記載の塗布ロール。
- 前記鍔部は、遠心方向に向かう所定数のスリットを有する請求項1から3のいずれかに記載の塗布ロール。
- 前記回転軸部を介してロボットに備えた回転手段に取り付け可能とした請求項1から4のいずれかに記載の塗布ロール。
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