塗装装置
【課題】 防爆構造を実現し、装置の簡易化および小型化を図ることができる塗装装置を提供する。
【解決手段】塗装ロボット２と、前記塗装ロボット２のアーム先端部に装着された塗装機本体３と、塗装機本体３の塗料吐出口３ｄに塗料通路３ｅを介して通じる塗料貯留部４と、塗料通路３ｅの途中に配設された定量ポンプ５Ａと、定量ポンプ５Ａを駆動させる液体圧モータ５Ｂとを備える。
【解決手段】塗装ロボット２と、前記塗装ロボット２のアーム先端部に装着された塗装機本体３と、塗装機本体３の塗料吐出口３ｄに塗料通路３ｅを介して通じる塗料貯留部４と、塗料通路３ｅの途中に配設された定量ポンプ５Ａと、定量ポンプ５Ａを駆動させる液体圧モータ５Ｂとを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットアームの先端部に設けられる塗装機本体の、塗料吐出口からたとえば、水性塗料を噴射して静電塗装を行うために好適に実施することができる塗装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水性塗料で静電塗装を行う装置における塗料の供給方式としては、大別して、外部印加方式、ボルテージブロック方式、カートリッジ方式および塗料タンク保持方式が挙げられる。近時、自動車ボディなどの塗装には、塗装設備の大型化を抑えることができることから、カートリッジ方式が多く採用されるようになった。このようなカートリッジ方式の塗装装置は、塗料が充填されたカートリッジを、ヘッド部に着脱自在に装着され、塗装対象物の仕様に応じて異なる色のカートリッジに適宜交換して塗装するように構成されている。
【０００３】
カートリッジ方式の塗装装置における塗装機本体への塗料の供給方法は、たとえば、特許文献１〜３に記載されている。特許文献１の先行技術では、カートリッジ内に設けられたピストンを空気圧あるいは液圧で作動させ、塗装機本体に装着されたカートリッジ内の塗料を吐出口側に押出し、あるいは、カートリッジ内に設けられた袋状塗料容器を同様の流体圧で圧縮して塗料を同様に押出すようにしている。
【０００４】
また、特許文献２の先行技術では、ロボットの近くに設置されたカートリッジホルダ内に圧縮ガスボンベを設け、あるいは外部のコンプレッサから圧縮空気を導入し、カートリッジホルダ内のカートリッジを圧縮し、ペイントチューブを通じて塗装機本体の吐出口側に塗料を押出すようにしている。
【０００５】
さらに、特許文献３の先行技術では、ピストンをヘッド部に内蔵したモータによって駆動して塗料を吐出口側に押出すようにしている。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２２９４４６号公報
【特許文献２】特開平９−１６８７６６号公報
【特許文献３】特開２００３−１７５３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に示される塗装装置の場合、ピストンを作動させあるいは袋状容器を圧縮させるための空気圧あるいは液圧が用いられており、そのため、空気や液体を圧送するためのモータなどの駆動源を備える圧送装置を設け、塗装機本体側には、空気圧あるいは液圧を受けて、塗料を吐出口側に押出すピストンや袋状容器を備える受圧室がカートリッジ毎に設けられている。この場合は、圧送装置と受圧装置とが配管接続されるが、圧送装置が大型となるため、ロボットあるいは塗装機本体に設けると、ロボットの可動範囲に制約を受けると共に、装置全体がより一層大型化および複雑化して、コストの増大を招くことにもなる。
【０００８】
また、特許文献２のように、カートリッジホルダ内に圧縮ガスボンベを設け、あるいは外部のコンプレッサからカートリッジホルダへ圧縮空気を導入する場合は、圧縮ガスボンベのランニングコストが嵩み、あるいは外部のコンプレッサからロボットへの配管を要する上に、カートリッジホルダから塗装機本体へのペイントチューブの配管接続も必要とされる。
【０００９】
さらに、特許文献３のように、塗装機部にピストンを作動させるためのモータを設ける場合、塗装機部の重量が増加するため、塗装機部を動作させるためのエネルギが増大し、加えて、防爆上の問題も派生する。
【００１０】
本発明の目的は、防爆構造を実現し、装置の簡易化および小型化を図ることができる塗装装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、ロボットアームの先端部に装着され、塗料を吐出する塗料吐出口を有する塗装機本体と、
前記塗装機本体の塗料吐出口に塗料通路を介して連通する塗料貯留部と、
前記塗装機本体の塗料通路の途中に設けられ、塗料貯留部の塗料を塗料吐出口に吐出する定量ポンプと、
前記定量ポンプを駆動させる液体圧モータとを含むことを特徴とする塗装装置である。
【００１２】
また本発明は、前記塗料貯留部は、塗装機本体に着脱自在に装着される塗料カートリッジからなることを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、前記液体圧モータを作動させるための液体は非導電性の液体からなり、前記液体の供給源は、ロボットアーム内に設置されていることを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、前記定量ポンプと液体圧モータとは、ギヤポンプから成ることを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、前記塗装機本体は静電塗装機本体であって、対象塗料が水性塗料であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、塗料通路の途中に配設された定量ポンプの作動により、塗料貯留部に貯留された塗料が、塗料通路を経て塗装機本体の塗料吐出口に供給される。ロボットは、教示によって予めプログラムされた動作シーケンスに従って塗装機本体を被塗物の形状などに応じて動作し、塗装機本体の塗料吐出口より塗料を吐出しながら被塗物の塗装を行う。定量ポンプは、液体圧モータによって駆動されるので、防爆上の問題を生じることなく塗料吐出口への塗料の定量供給を行う。そして、定量ポンプの処理量（回転数）の適宜設定により、安定かつ精度の高い塗装が実現できる。
【００１７】
さらに、定量ポンプが塗装機本体内であって塗料通路の途中に配設されるので、定量ポンプから塗料吐出口までの距離が短く、この間での圧力損失が生じることがなく、吐出精度の向上を図ることができる。しかも、定量ポンプは、塗装機本体内に設けられるので、狭い作業空間内であっても周囲の機器への干渉が防がれる。
【００１８】
また、塗料貯留部が、塗装機本体に着脱自在に装着される塗料カートリッジからなることによって、各色のカートリッジを準備しておくことにより、被塗物の塗装仕様に応じた色替えなどの対応を簡易に行うことができ、大規模な塗装設備を不要とする。
【００１９】
また、前記液体圧モータを作動させるための液体を非導電性の液体とし、この液体の供給源を、塗装ロボットのアーム内に設置することによって、防爆性が完全に保証されると共に、塗装ロボットの外部から液体を供給・循環させるための流体圧送用配管などを設置する必要がなく、装置の簡易化および小型化に一層寄与する。また、圧送流体の管路の設置箇所がアーム内の一箇所に限定されるから、扱いが便利でメンテナンスも容易となる。加えて、イニシャルコストも低減できる。
【００２０】
さらに、前記定量ポンプと液体圧モータとが、一体型のギヤポンプとして構成されることによって、構成のコンパクト化が図られ、塗装機本体内にこれを組込むための大きなスペースを確保する必要がなく、重量増による塗装機本体の作動エネルギの問題も生じることがない。
【００２１】
そして、本発明の塗装機本体は、以上のような簡易な構成を備えるものであるから、対象塗料を水性塗料とする静電塗装機本体を簡易に構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は本発明の一実施形態の塗装装置１が塗装室に設置された状態を示す鉛直断面図である。塗装ブース内ＢＩと塗装ブース外ＢＯとは壁Ｗによって仕切られ、塗装ブース内ＢＩ内には、本実施形態の塗装装置１が設置されている。この塗装装置１は、静電塗装装置であって、塗装ロボット２と、塗装ロッボット２のアーム先端部に装着された塗装機本体３と、塗装機本体３の基端（上端）側に着脱自在に装着された塗料カートリッジ（塗料貯留部）４とを主たる構成要素として備える。塗装ロボット２は、ロボットベース２ａに、関節部２ｂ，２ｃ，２ｄを介し、第１アーム２ｅ，第２アーム２ｆおよび手首部２ｇが連結され、これら関節部、アームおよび手首部により自由度６のロボットアーム部が構成されている。ロボットベース２ａ内に、各関節部２ｂ，２ｃ，２ｄを動作させるための中枢機構部および制御部（いずれも図示せず）が装備され、手首部２ｇに塗装機本体３が着脱自在に取付けられている。
【００２３】
塗装機本体３は、ベルボディ３ａと、ベルボディ３ａに内蔵されたエアモータ３ｂと、エアモータ３ｂに支持されたベルカップ３ｃと、ベルボディ３ａのほぼ中央に上下に貫通し塗料カートリッジ４と塗料吐出口３ｄとを連通する塗料通路３ｅと、前記塗料通路３ｅの途中に配設されたギヤポンプ５とを備える。
【００２４】
エアモータ３ｂは、圧縮空気により高速回転するエアタービンによって実現される。エアモータ３ｂには、図示しない圧縮空気供給ラインを介して圧縮空気が供給される。塗装機本体３のベルボディ３ａには、ブース外ＢＯに設置された高電圧コントローラ６から導出され、関節部２ｃ、第２アーム２ｆ、関節部２ｄおよび手首部２ｇ内に配線された高電圧ケーブル６ａの先端が臨み、また、ベルカップ３ｃは、前記エアモータ３ｂによって高速回転可能に支持されている。これらによって、ボルテージブロック方式の回転霧化塗装機本体が構成されている。ボルテージブロック方式により、塗装機本体３のベルボディ３ａに直接高電圧を印加できるため、水性塗料に対応した塗着効率の良い塗装装置を実現することができる。ベルボディ３ａの側部には、内部洗浄ポート７を備え、後述するように塗料の色替え時に、塗料通路３ｅ内の洗浄が行えるようになされている。
【００２５】
塗料カートリッジ４は、図２にも示すように、塗装機本体３（ベルボディ３ａ）の上端に着脱自在に装着させるためのベース部４ａと、ベース部４ａの上に装着された透明樹脂からなるカバーケース（カートリッジボディ)４ｂと、ベース部４ａおよびカバーケース４ｂにより形成される内部空間内に設けられた軟質の合成樹脂からなる透明ラミネートパック（塗料貯留容器）４ｃとを備えている。
【００２６】
ベース部４ａの中央には、ラミネートパック４ｃに通じ、かつベルボディ３ａに装着された際に塗料通路３ｅに連通するニードル弁４ｄによる塗料注出口が設けられている。カバーケース４ｂの上端には、取外し可能なエンドキャップ４ｅが螺着されている。ベース部４ａは、ベルボディ３ａに対して、その軸線まわりに回動させることによって、図示しない着脱機構部を介して着脱可能とされている。
【００２７】
ベルボディ３ａの着脱機構部には、塗料通路３ｅの入口部分を開閉する開閉シャッター３ｆと図示しないカートリッジロック機構（ロックシリンダ）が設けられている。この開閉シャッター３ｆは、塗料カートリッジ４がベルボディ３ａに装着されロックされたときには開となり、また、脱着されたときには閉となるように構成されている。さらに、ベルボディ３ａ内には、オン・オフの操作信号によって動作するトリガーバルブ３ｇが設けられ、開閉シャッター３ｆが開の状態でトリガーバルブ３ｇがオンとされると、ニードル弁４ｄが押上げられて開となり、ラミネートパック４ｃ内と塗料通路３ｅとが連通する。
【００２８】
前記内部洗浄ポート７は、ベルボディ３ａ内に形成された洗浄流体通路７ａを介して塗料通路３ｅに通じており、また、その入口部分にはチャッキ弁７ｂが設けられている。後記するように、洗浄ユニット８（図３参照）が内部洗浄ポート７にドッキングされたときには、洗浄流体の流体圧によりチャッキ弁７ｂが開となり、洗浄流体通路７ａを経て洗浄液あるいは洗浄エアーが塗料通路３ｅに供給されるように構成されている。
【００２９】
塗装ロボット２の第２アーム２ｆには、前記ギヤポンプ５を作動させるための非導電性液体を循環させる液体供給源である循環ポンプ液体供給源９と、この循環ポンプ９の駆動用モータ９ａとが設置されている。循環ポンプ９と、駆動用モータ９ａとにより、前記液体の供給源が構成される。循環ポンプ９とギヤポンプ５とは、循環路９ｂ，９ｃを介して非導電性液体の循環系が構成されており、往復路としての循環路９ｂ，９ｃは、ナイロンあるいはテフロン(登録商標）などの樹脂チューブからなり、第２アーム２ｆ、関節部２ｄ、手首部２ｇおよびベルボディ３ａに亘って配設されている。非導電性液体としては、酢酸を好適に用いることができる。ギヤポンプ５の詳細構造およびその作用については後述する。
【００３０】
図２は、塗装装置１が塗装動作のスタンバイ状態ないしは塗装開始動作に移行する状態であることを示している。すなわち、塗装機本体３の上端には、ラミネートパック４ｃに所望の塗料ｐが充填された塗料カートリッジ４が装着されており、この状態では、開閉シャッター３ｆが開とされている。この状態から、ロボット２の関節部２ｂ，２ｃ，２ｄ、第１アーム２ｅ，第２アーム２ｆおよび手首部２ｇが所定の動作シーケンスに基づき動作し、被塗物（図示せず）の表面にベルカップ３ｃが近接され、その後、トリガーバルブ３ｇがオンとされ、ニードル弁４ｄが開とされる。
【００３１】
ベルボディ３ａには、高電圧コントローラ６から高電圧ケーブル６ａを介して高電圧、たとえば９００００Ｖ〜１０００００Ｖが印加されるとともに、エアモータ３ｂに圧縮空気が供給されてベルカップ３ｃが高速回転、たとえば４００００ｒｐｍ〜５００００ｒｐｍの回転状態とされる。この状態で循環ポンプ９が作動し、非導電性液体の循環作用によってギヤモータモンプ５が作動し、ラミネートパック４ｃ内の塗料ｐは、塗料通路３ｅを経てベルカップ３ｃ内に臨む塗料吐出口３ｄから被塗物に向けて吐出される。
【００３２】
ベルカップ３ｃは、被塗物の表面から２００ｍｍ〜３００ｍｍ離れた位置で被塗物の表面に沿って、塗装ロボット２の動作によって移動し、塗料吐出口３ｄから吐出される塗料ｐは、ベルカップ３ｃの高速回転とベルボディ３ａに印加された高電圧とによって回転霧化され、アースされた被塗物の表面に静電気力によって塗着される。このとき、被塗物の表面は、たとえば正電位に帯電されており、微粒化された塗料粒子はベルボディ３ａに対する高電圧の印加により負電位に帯電され、これにより塗料粒子は、静電気的に被塗物の表面に吸着される。
【００３３】
また、塗料ｐの供給は、非導電性液体によって作動するギヤモータモンプ５によってなされるから、防爆構造が実現されると共に、精度の高い定量供給がなされ、塗着精度が向上する。さらに、ボルテージブロック方式の回転霧化によって塗装がなされるから、水性塗料にも好適であり、塗着効率の高い水性塗料の塗装が実現できる。
【００３４】
塗料カートリッジ４のラミネートパック４ｃには１回の塗装に必要な量の塗料ｐが充填されており、目的の塗装が完了すると、ギヤモータモンプ５の作動を停止し、トリガーバルブ３ｇをオフしてニードル弁４ｄを閉とすると共に、エアモータ３ｂの回転および高電圧の印加を停止させた上で塗装ロボット２は塗装機本体３を待機位置（塗料カートリッジの交換位置）に移動させる。
【００３５】
ラミネートパック４ｃは、透明カバーケース４ｂを透して視認されるから、作業者は、この塗装作業の間、ラミネートパック４ｃ内の塗料ｐの量を、壁Ｗに設けられた確認窓（図示せず）を通してブース外ＢＯより監視することができる。また、カバーケース４ｂには、その内部空間と外部とを連通させるための図示しない通気孔が設けられている。
【００３６】
したがって、カバーケース４ｂの内部空間は外気の導入によって常時大気圧に維持されるから、塗装時におけるラミネートパック４ｃ内の塗料ｐの減少に伴うラミネートパック４ｃ内の減圧過程で、カバーケース４ｂが圧縮・収縮され、これによって、塗料ｐの供給が円滑になされ、定量供給が維持される。
【００３７】
所定の塗装が完了すると、上述のように、塗装ロボットは塗装機本体３を塗料カートリッジ交換位置に移動させて待機させる。図３は、この塗料カートリッジ交換位置での塗装機本体３の状態を示しており、塗装機本体３のベルカップ３ｃが洗浄ホッパー１０内に下向きに挿入されている。そして、図示しない移載装置によって塗料カートリッジ４が取外され、続いて、洗浄ユニット８が内部洗浄ポート７に接続される。
【００３８】
洗浄ユニット８には、洗浄液バルブ８ａおよび洗浄エアーバルブ８ｂを介して洗浄液供給管路８ｃおよび洗浄エアー供給管路８ｄが接続されており、洗浄液供給管路８ｃおよび／または洗浄エアー供給管路８ｄをオン（開）とすることにより、この流体圧によりチャッキ弁７ｂが開となり、これらの洗浄液供給管路８ｃおよび／または洗浄エアー供給管路８ｄが洗浄流体通路７ａを介して塗料通路３ｅに通じる。これによって、塗料通路３ｅの洗浄がなされ、洗浄流体は洗浄ホッパー１０内に収容される。
【００３９】
このとき、開閉シャッター３ｆは閉とされているから、洗浄流体が外部に流出することはない。また、洗浄ホッパー１０の上にカップ裏洗浄ノズル１１が設置されており、このカップ裏洗浄ノズル１１には、洗浄液バルブ１１ａを介して洗浄液供給管路１１ｂが接続されている。
【００４０】
塗料通路３ｅの洗浄と並行して、洗浄液バルブ１１ａをオン（開）とすることによって、ベルカップ３ｃの裏面が洗浄され、洗浄液は洗浄ホッパー１０内に収容される。これらの洗浄の際には、エアモータ３ｂを作動させ、ベルカップ３ｃを回転させておけば、ベルカップ３ｃの表裏がむらなく清浄化され、次の塗装への影響をなくすことができる。洗浄液としては、塗料ｐが水性塗料の場合は水が、油性塗料の場合は各種有機溶剤が、用いられる。
【００４１】
塗料通路３ｅおよびベルカップ３ｃの洗浄が完了すると、ベルカップ３ｃの回転を停止させた上で、前記移載装置によって色替えがなされる。すなわち、移載装置は、図示しないカートリッジ配列台上に各色の塗料が事前に充填され準備された複数の塗料カートリッジから、次の塗装仕様に基づく所定色の塗料が充填された塗料カートリッジ４を取り出して塗装機本体３の上端部に載せ、所定の装着動作を行い、塗料カートリッジ４を塗装機本体３の上端部に装着・固定する。この装着・固定により開閉シャッター３ｆが開となり、ラミネートパック４ｃの内部と塗料通路３ｅとがニードル弁４ｄを介して連通し、図２に示すように塗装スタンバイ状態となる。以後、前記と同様にロボット２などの動作が開始され、次の塗装仕様に基づく塗装がなされ、目的の塗装が完了すると、同様に塗料カートリッジ４の交換・色替えおよび洗浄がなされ、これらが順次繰返される。
【００４２】
図４および図５は、ギヤポンプ５の詳細を示している。図に示すギヤポンプ５は、定量ポンプとしてのギヤポンプ本体５Ａと、液体圧モータ５Ｂとが一体として構成されたものである。図示のギヤポンプ本体５Ａは、外接形ギヤポンプであり、一対の外接歯車５Ａａ，５Ａｂが、互いに噛合った状態でケーシング５Ａｃ内に回転可能に支持されている。この支持状態では、外接歯車５Ａａ，５Ａｂの外周および側面は、ケーシング５Ａｃの内面に密接している。外接歯車５Ａａが駆動側、外接歯車５Ａｂが従動側とされ、駆動側外接歯車５Ａａは駆動軸５Ａｄに一体にキー結合され、一方、従動側外接歯車５Ａｂはケーシング５Ａｃに固定された支軸５Ａｅに軸回転可能に支持されている。ケーシング５Ａｃにおける外接歯車５Ａａ，５Ａｂが噛合う部分の両側には、塗料通路３ｅが接続される吸入口５Ａｆおよび吐出口５Ａｇが形成されている。
【００４３】
液体圧モータ５Ｂは、ギヤポンプ本体５Ａのケーシング５Ａｃと一体に形成されたモータケーシング５Ｂａと、このモータケーシング５Ｂａ内に、その内面に密接的に軸回転可能に支持されたタービン５Ｂｂとより構成される。タービン５Ｂｂの出力軸５Ｂｃは、ギヤポンプ本体５Ａにおける駆動軸５Ａｄに同心的に直結されており、タービン５Ｂｂの回転力が出力軸５Ｂｃおよび駆動軸５Ａｄを介し、外接歯車５Ａａに伝達されるように構成されている。モータケーシング５Ｂａの液体導入口５Ｂｄには、前記循環ポンプ９に繋がる循環路（往路）９ｂが接続され、液体排出口５Ｂｅには、循環路（復路）９ｃが接続される。
【００４４】
このような構成のギヤポンプ５の作用について説明する。前記循環ポンプ９の駆動用モータ９ａが作動すると、循環ポンプ９によって循環路９ｂ，９ｃを非導電性液体が循環する。循環路９ｂから液体圧モータ５Ｂのモータケーシング５Ｂａ内に導入された非導電性液体は、タービン５Ｂｂに作用して、タービン５Ｂｂを図４の破線矢印の方向に軸回転させる。この回転は、出力軸５Ｂｃから、ギヤポンプ本体５Ａの駆動軸５Ａｄに伝達され、これにより、駆動側外接歯車５Ａａおよびこれに噛合う従動側外接歯車５Ａｂが、図５に示す矢印の方向に軸回転する。両外接歯車５Ａａ，５Ａｂの回転の際に、双方の歯同士が離れる部分に真空部分が生じ、この真空部分に塗料通路３ｅが接続された吸入口５Ａｆより塗料ｐが吸入され、両外接歯車５Ａａ，５Ａｂの歯溝空間が順次塗料で満たされる。
【００４５】
両外接歯車５Ａａ，５Ａｂの回転に伴い歯溝に満たされた塗料ｐは、順次吐出口５Ａｇ付近にまで運ばれる。吐出口５Ａｇ付近にまで運ばれた塗料ｐは、両外接歯車５Ａａ，５Ａｂの噛合いに伴う歯溝空間の容積の減少により押出され、吐出口５Ａｇより塗料吐出口側の塗料通路３ｅに導出される。これにより、塗料カートリッジ４内の塗料ｐは、塗料通路３ｅを経てその先端の塗料吐出口３ｄ（図１および図２参照）から被塗物に向けて吐出される。
【００４６】
前記駆動用モータ９ａを定速回転させることによって、循環ポンプ９による非導電性液体の循環量（液体圧）を一定化させることができる。非導電性液体の循環量を一定とすることにより、ギヤポンプ５による塗料ｐの供給量を一定化させることができる。たとえば、自動車のボディの塗装においては、駆動用モータ９ａの回転速度を１０００ｒｐｍ、循環ポンプ９による非導電性液体の循環量を０．５ｃｃ／１回転とし、塗料吐出口３ｄからの塗料吐出量を５００ｃｃ／ｍｉｎとされる。このように、駆動用モータ９ａの回転速度の設定により、塗料吐出口３ｄからの塗料吐出量の設定が、簡易かつ精度よくなされる。
【００４７】
ギヤポンプ５は、ギヤポンプ本体５Ａと、液体圧モータ５Ｂとの一体型で構成されたものであるから、コンパクトでかつ軽量であり、そのため、塗装機本体３内のギヤポンプ５のための収納スペースを大きく確保する必要がなく、また、塗装機本体３を動作させるためのエネルギも小さくすることができる。
【００４８】
さらに、ギヤポンプ５は、第２アーム２ｆ内に設置された駆動用モータ９ａおよび循環ポンプ９により循環供給される非導電性液体の液体圧で作動するから、塗装機本体３を防爆構造とすることができると共に、塗料ｐの精度の高い定量供給が可能とされる。
【００４９】
しかも、ギヤポンプ５は、塗料カートリッジ４から塗料吐出口３ｄに通じる塗料通路３ｅの途中に配設されるから、ギヤポンプ５から塗料吐出口３ｄまでの距離が短く、この間での圧力損失が殆どなく、塗装精度の向上を図ることができる。加えて、塗装ロボット２の外部から液体を供給・循環させるための流体圧送用配管などを設置する必要がなく、装置を簡易化および小型化することができると共に、循環路９ｂ，９ｃのような圧送流体の管路の設置箇所が第２アーム２ｆ内の一箇所に限定されるから、ギヤポンプ５を作動させるための機構のイニシャルコストも低減でき、これらのメンテナンスも容易となる。
【００５０】
なお、前記実施形態における塗料カートリッジ４には、図示を省略したが、塗料ｐをラミネートパック４ｃ内に充填するためのチャッキ弁付注入口が設けられている。実際の塗装設備においては、塗装ブース外の塗料調合室などにおいて、あるいは、塗料製造工場において、塗装仕様に応じて、各種色の塗料ｐがこの注入口より注入され、塗装ブース内の前記配列台に搬入される。
【００５１】
また、図１において図示を省略したが、エアモータ３ｂの近傍には回転センサが設置され、このセンサによる検出情報をブース外ＢＯの回転計で表示すると共に、この検出情報を塗装ロボット２の制御部（いずれも図示せず）にフィードバックし、塗装ロボット２のロボットアーム部、エアモータ３ｂ、ギヤポンプ５の駆動用モータ９ａなどの動作制御をするよう構成されている。
【００５２】
さらに、塗装ロボット２、エアモータ３ｂ、ギヤポンプ５、ベルボディ３ａへの高電圧印加および前記洗浄などの作動制御は、予めプログラムされた動作シーケンスに基づき、塗装ロボット２の制御部においてなされる。本発明の塗装機本体は、水性塗料の静電塗装に好適であるが、油性塗料の静電塗装にも適用することができる。また、自動車のボディだけでなく、その他の輸送装置（たとえば、飛行機、列車、自転車、バイクなど)のボディ、各種家電製品や制御機器などのケーシング、建築用品あるいは建築資材などの塗装にも適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態の塗装装置１を示す断面図である。
【図２】塗装装置１の一部の断面図であり、塗装スタンバイ状態ないしは塗装動作状態を示している。
【図３】塗装装置１を洗浄する状態を示す断面図である。
【図４】塗装装置１に組込まれたギヤポンプを示す平面図である。
【図５】図４の切断面線Ｖ−Ｖから見た断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ 塗装装置
２ 塗装ロボット
２ｆ アーム
３ 塗装機本体
３ｄ 塗料吐出口
３ｅ 塗料通路
４ 塗料カートリッジ（塗料貯留部）
５ ギヤポンプ
５Ａ ギヤポンプ本体(定量ポンプ）
５Ｂ 液体圧モータ
９ 循環ポンプ（液体の供給源）
９ａ 駆動用モータ（液体の供給源）
ｐ 塗料
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットアームの先端部に設けられる塗装機本体の、塗料吐出口からたとえば、水性塗料を噴射して静電塗装を行うために好適に実施することができる塗装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水性塗料で静電塗装を行う装置における塗料の供給方式としては、大別して、外部印加方式、ボルテージブロック方式、カートリッジ方式および塗料タンク保持方式が挙げられる。近時、自動車ボディなどの塗装には、塗装設備の大型化を抑えることができることから、カートリッジ方式が多く採用されるようになった。このようなカートリッジ方式の塗装装置は、塗料が充填されたカートリッジを、ヘッド部に着脱自在に装着され、塗装対象物の仕様に応じて異なる色のカートリッジに適宜交換して塗装するように構成されている。
【０００３】
カートリッジ方式の塗装装置における塗装機本体への塗料の供給方法は、たとえば、特許文献１〜３に記載されている。特許文献１の先行技術では、カートリッジ内に設けられたピストンを空気圧あるいは液圧で作動させ、塗装機本体に装着されたカートリッジ内の塗料を吐出口側に押出し、あるいは、カートリッジ内に設けられた袋状塗料容器を同様の流体圧で圧縮して塗料を同様に押出すようにしている。
【０００４】
また、特許文献２の先行技術では、ロボットの近くに設置されたカートリッジホルダ内に圧縮ガスボンベを設け、あるいは外部のコンプレッサから圧縮空気を導入し、カートリッジホルダ内のカートリッジを圧縮し、ペイントチューブを通じて塗装機本体の吐出口側に塗料を押出すようにしている。
【０００５】
さらに、特許文献３の先行技術では、ピストンをヘッド部に内蔵したモータによって駆動して塗料を吐出口側に押出すようにしている。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２２９４４６号公報
【特許文献２】特開平９−１６８７６６号公報
【特許文献３】特開２００３−１７５３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に示される塗装装置の場合、ピストンを作動させあるいは袋状容器を圧縮させるための空気圧あるいは液圧が用いられており、そのため、空気や液体を圧送するためのモータなどの駆動源を備える圧送装置を設け、塗装機本体側には、空気圧あるいは液圧を受けて、塗料を吐出口側に押出すピストンや袋状容器を備える受圧室がカートリッジ毎に設けられている。この場合は、圧送装置と受圧装置とが配管接続されるが、圧送装置が大型となるため、ロボットあるいは塗装機本体に設けると、ロボットの可動範囲に制約を受けると共に、装置全体がより一層大型化および複雑化して、コストの増大を招くことにもなる。
【０００８】
また、特許文献２のように、カートリッジホルダ内に圧縮ガスボンベを設け、あるいは外部のコンプレッサからカートリッジホルダへ圧縮空気を導入する場合は、圧縮ガスボンベのランニングコストが嵩み、あるいは外部のコンプレッサからロボットへの配管を要する上に、カートリッジホルダから塗装機本体へのペイントチューブの配管接続も必要とされる。
【０００９】
さらに、特許文献３のように、塗装機部にピストンを作動させるためのモータを設ける場合、塗装機部の重量が増加するため、塗装機部を動作させるためのエネルギが増大し、加えて、防爆上の問題も派生する。
【００１０】
本発明の目的は、防爆構造を実現し、装置の簡易化および小型化を図ることができる塗装装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、ロボットアームの先端部に装着され、塗料を吐出する塗料吐出口を有する塗装機本体と、
前記塗装機本体の塗料吐出口に塗料通路を介して連通する塗料貯留部と、
前記塗装機本体の塗料通路の途中に設けられ、塗料貯留部の塗料を塗料吐出口に吐出する定量ポンプと、
前記定量ポンプを駆動させる液体圧モータとを含むことを特徴とする塗装装置である。
【００１２】
また本発明は、前記塗料貯留部は、塗装機本体に着脱自在に装着される塗料カートリッジからなることを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、前記液体圧モータを作動させるための液体は非導電性の液体からなり、前記液体の供給源は、ロボットアーム内に設置されていることを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、前記定量ポンプと液体圧モータとは、ギヤポンプから成ることを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、前記塗装機本体は静電塗装機本体であって、対象塗料が水性塗料であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、塗料通路の途中に配設された定量ポンプの作動により、塗料貯留部に貯留された塗料が、塗料通路を経て塗装機本体の塗料吐出口に供給される。ロボットは、教示によって予めプログラムされた動作シーケンスに従って塗装機本体を被塗物の形状などに応じて動作し、塗装機本体の塗料吐出口より塗料を吐出しながら被塗物の塗装を行う。定量ポンプは、液体圧モータによって駆動されるので、防爆上の問題を生じることなく塗料吐出口への塗料の定量供給を行う。そして、定量ポンプの処理量（回転数）の適宜設定により、安定かつ精度の高い塗装が実現できる。
【００１７】
さらに、定量ポンプが塗装機本体内であって塗料通路の途中に配設されるので、定量ポンプから塗料吐出口までの距離が短く、この間での圧力損失が生じることがなく、吐出精度の向上を図ることができる。しかも、定量ポンプは、塗装機本体内に設けられるので、狭い作業空間内であっても周囲の機器への干渉が防がれる。
【００１８】
また、塗料貯留部が、塗装機本体に着脱自在に装着される塗料カートリッジからなることによって、各色のカートリッジを準備しておくことにより、被塗物の塗装仕様に応じた色替えなどの対応を簡易に行うことができ、大規模な塗装設備を不要とする。
【００１９】
また、前記液体圧モータを作動させるための液体を非導電性の液体とし、この液体の供給源を、塗装ロボットのアーム内に設置することによって、防爆性が完全に保証されると共に、塗装ロボットの外部から液体を供給・循環させるための流体圧送用配管などを設置する必要がなく、装置の簡易化および小型化に一層寄与する。また、圧送流体の管路の設置箇所がアーム内の一箇所に限定されるから、扱いが便利でメンテナンスも容易となる。加えて、イニシャルコストも低減できる。
【００２０】
さらに、前記定量ポンプと液体圧モータとが、一体型のギヤポンプとして構成されることによって、構成のコンパクト化が図られ、塗装機本体内にこれを組込むための大きなスペースを確保する必要がなく、重量増による塗装機本体の作動エネルギの問題も生じることがない。
【００２１】
そして、本発明の塗装機本体は、以上のような簡易な構成を備えるものであるから、対象塗料を水性塗料とする静電塗装機本体を簡易に構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は本発明の一実施形態の塗装装置１が塗装室に設置された状態を示す鉛直断面図である。塗装ブース内ＢＩと塗装ブース外ＢＯとは壁Ｗによって仕切られ、塗装ブース内ＢＩ内には、本実施形態の塗装装置１が設置されている。この塗装装置１は、静電塗装装置であって、塗装ロボット２と、塗装ロッボット２のアーム先端部に装着された塗装機本体３と、塗装機本体３の基端（上端）側に着脱自在に装着された塗料カートリッジ（塗料貯留部）４とを主たる構成要素として備える。塗装ロボット２は、ロボットベース２ａに、関節部２ｂ，２ｃ，２ｄを介し、第１アーム２ｅ，第２アーム２ｆおよび手首部２ｇが連結され、これら関節部、アームおよび手首部により自由度６のロボットアーム部が構成されている。ロボットベース２ａ内に、各関節部２ｂ，２ｃ，２ｄを動作させるための中枢機構部および制御部（いずれも図示せず）が装備され、手首部２ｇに塗装機本体３が着脱自在に取付けられている。
【００２３】
塗装機本体３は、ベルボディ３ａと、ベルボディ３ａに内蔵されたエアモータ３ｂと、エアモータ３ｂに支持されたベルカップ３ｃと、ベルボディ３ａのほぼ中央に上下に貫通し塗料カートリッジ４と塗料吐出口３ｄとを連通する塗料通路３ｅと、前記塗料通路３ｅの途中に配設されたギヤポンプ５とを備える。
【００２４】
エアモータ３ｂは、圧縮空気により高速回転するエアタービンによって実現される。エアモータ３ｂには、図示しない圧縮空気供給ラインを介して圧縮空気が供給される。塗装機本体３のベルボディ３ａには、ブース外ＢＯに設置された高電圧コントローラ６から導出され、関節部２ｃ、第２アーム２ｆ、関節部２ｄおよび手首部２ｇ内に配線された高電圧ケーブル６ａの先端が臨み、また、ベルカップ３ｃは、前記エアモータ３ｂによって高速回転可能に支持されている。これらによって、ボルテージブロック方式の回転霧化塗装機本体が構成されている。ボルテージブロック方式により、塗装機本体３のベルボディ３ａに直接高電圧を印加できるため、水性塗料に対応した塗着効率の良い塗装装置を実現することができる。ベルボディ３ａの側部には、内部洗浄ポート７を備え、後述するように塗料の色替え時に、塗料通路３ｅ内の洗浄が行えるようになされている。
【００２５】
塗料カートリッジ４は、図２にも示すように、塗装機本体３（ベルボディ３ａ）の上端に着脱自在に装着させるためのベース部４ａと、ベース部４ａの上に装着された透明樹脂からなるカバーケース（カートリッジボディ)４ｂと、ベース部４ａおよびカバーケース４ｂにより形成される内部空間内に設けられた軟質の合成樹脂からなる透明ラミネートパック（塗料貯留容器）４ｃとを備えている。
【００２６】
ベース部４ａの中央には、ラミネートパック４ｃに通じ、かつベルボディ３ａに装着された際に塗料通路３ｅに連通するニードル弁４ｄによる塗料注出口が設けられている。カバーケース４ｂの上端には、取外し可能なエンドキャップ４ｅが螺着されている。ベース部４ａは、ベルボディ３ａに対して、その軸線まわりに回動させることによって、図示しない着脱機構部を介して着脱可能とされている。
【００２７】
ベルボディ３ａの着脱機構部には、塗料通路３ｅの入口部分を開閉する開閉シャッター３ｆと図示しないカートリッジロック機構（ロックシリンダ）が設けられている。この開閉シャッター３ｆは、塗料カートリッジ４がベルボディ３ａに装着されロックされたときには開となり、また、脱着されたときには閉となるように構成されている。さらに、ベルボディ３ａ内には、オン・オフの操作信号によって動作するトリガーバルブ３ｇが設けられ、開閉シャッター３ｆが開の状態でトリガーバルブ３ｇがオンとされると、ニードル弁４ｄが押上げられて開となり、ラミネートパック４ｃ内と塗料通路３ｅとが連通する。
【００２８】
前記内部洗浄ポート７は、ベルボディ３ａ内に形成された洗浄流体通路７ａを介して塗料通路３ｅに通じており、また、その入口部分にはチャッキ弁７ｂが設けられている。後記するように、洗浄ユニット８（図３参照）が内部洗浄ポート７にドッキングされたときには、洗浄流体の流体圧によりチャッキ弁７ｂが開となり、洗浄流体通路７ａを経て洗浄液あるいは洗浄エアーが塗料通路３ｅに供給されるように構成されている。
【００２９】
塗装ロボット２の第２アーム２ｆには、前記ギヤポンプ５を作動させるための非導電性液体を循環させる液体供給源である循環ポンプ液体供給源９と、この循環ポンプ９の駆動用モータ９ａとが設置されている。循環ポンプ９と、駆動用モータ９ａとにより、前記液体の供給源が構成される。循環ポンプ９とギヤポンプ５とは、循環路９ｂ，９ｃを介して非導電性液体の循環系が構成されており、往復路としての循環路９ｂ，９ｃは、ナイロンあるいはテフロン(登録商標）などの樹脂チューブからなり、第２アーム２ｆ、関節部２ｄ、手首部２ｇおよびベルボディ３ａに亘って配設されている。非導電性液体としては、酢酸を好適に用いることができる。ギヤポンプ５の詳細構造およびその作用については後述する。
【００３０】
図２は、塗装装置１が塗装動作のスタンバイ状態ないしは塗装開始動作に移行する状態であることを示している。すなわち、塗装機本体３の上端には、ラミネートパック４ｃに所望の塗料ｐが充填された塗料カートリッジ４が装着されており、この状態では、開閉シャッター３ｆが開とされている。この状態から、ロボット２の関節部２ｂ，２ｃ，２ｄ、第１アーム２ｅ，第２アーム２ｆおよび手首部２ｇが所定の動作シーケンスに基づき動作し、被塗物（図示せず）の表面にベルカップ３ｃが近接され、その後、トリガーバルブ３ｇがオンとされ、ニードル弁４ｄが開とされる。
【００３１】
ベルボディ３ａには、高電圧コントローラ６から高電圧ケーブル６ａを介して高電圧、たとえば９００００Ｖ〜１０００００Ｖが印加されるとともに、エアモータ３ｂに圧縮空気が供給されてベルカップ３ｃが高速回転、たとえば４００００ｒｐｍ〜５００００ｒｐｍの回転状態とされる。この状態で循環ポンプ９が作動し、非導電性液体の循環作用によってギヤモータモンプ５が作動し、ラミネートパック４ｃ内の塗料ｐは、塗料通路３ｅを経てベルカップ３ｃ内に臨む塗料吐出口３ｄから被塗物に向けて吐出される。
【００３２】
ベルカップ３ｃは、被塗物の表面から２００ｍｍ〜３００ｍｍ離れた位置で被塗物の表面に沿って、塗装ロボット２の動作によって移動し、塗料吐出口３ｄから吐出される塗料ｐは、ベルカップ３ｃの高速回転とベルボディ３ａに印加された高電圧とによって回転霧化され、アースされた被塗物の表面に静電気力によって塗着される。このとき、被塗物の表面は、たとえば正電位に帯電されており、微粒化された塗料粒子はベルボディ３ａに対する高電圧の印加により負電位に帯電され、これにより塗料粒子は、静電気的に被塗物の表面に吸着される。
【００３３】
また、塗料ｐの供給は、非導電性液体によって作動するギヤモータモンプ５によってなされるから、防爆構造が実現されると共に、精度の高い定量供給がなされ、塗着精度が向上する。さらに、ボルテージブロック方式の回転霧化によって塗装がなされるから、水性塗料にも好適であり、塗着効率の高い水性塗料の塗装が実現できる。
【００３４】
塗料カートリッジ４のラミネートパック４ｃには１回の塗装に必要な量の塗料ｐが充填されており、目的の塗装が完了すると、ギヤモータモンプ５の作動を停止し、トリガーバルブ３ｇをオフしてニードル弁４ｄを閉とすると共に、エアモータ３ｂの回転および高電圧の印加を停止させた上で塗装ロボット２は塗装機本体３を待機位置（塗料カートリッジの交換位置）に移動させる。
【００３５】
ラミネートパック４ｃは、透明カバーケース４ｂを透して視認されるから、作業者は、この塗装作業の間、ラミネートパック４ｃ内の塗料ｐの量を、壁Ｗに設けられた確認窓（図示せず）を通してブース外ＢＯより監視することができる。また、カバーケース４ｂには、その内部空間と外部とを連通させるための図示しない通気孔が設けられている。
【００３６】
したがって、カバーケース４ｂの内部空間は外気の導入によって常時大気圧に維持されるから、塗装時におけるラミネートパック４ｃ内の塗料ｐの減少に伴うラミネートパック４ｃ内の減圧過程で、カバーケース４ｂが圧縮・収縮され、これによって、塗料ｐの供給が円滑になされ、定量供給が維持される。
【００３７】
所定の塗装が完了すると、上述のように、塗装ロボットは塗装機本体３を塗料カートリッジ交換位置に移動させて待機させる。図３は、この塗料カートリッジ交換位置での塗装機本体３の状態を示しており、塗装機本体３のベルカップ３ｃが洗浄ホッパー１０内に下向きに挿入されている。そして、図示しない移載装置によって塗料カートリッジ４が取外され、続いて、洗浄ユニット８が内部洗浄ポート７に接続される。
【００３８】
洗浄ユニット８には、洗浄液バルブ８ａおよび洗浄エアーバルブ８ｂを介して洗浄液供給管路８ｃおよび洗浄エアー供給管路８ｄが接続されており、洗浄液供給管路８ｃおよび／または洗浄エアー供給管路８ｄをオン（開）とすることにより、この流体圧によりチャッキ弁７ｂが開となり、これらの洗浄液供給管路８ｃおよび／または洗浄エアー供給管路８ｄが洗浄流体通路７ａを介して塗料通路３ｅに通じる。これによって、塗料通路３ｅの洗浄がなされ、洗浄流体は洗浄ホッパー１０内に収容される。
【００３９】
このとき、開閉シャッター３ｆは閉とされているから、洗浄流体が外部に流出することはない。また、洗浄ホッパー１０の上にカップ裏洗浄ノズル１１が設置されており、このカップ裏洗浄ノズル１１には、洗浄液バルブ１１ａを介して洗浄液供給管路１１ｂが接続されている。
【００４０】
塗料通路３ｅの洗浄と並行して、洗浄液バルブ１１ａをオン（開）とすることによって、ベルカップ３ｃの裏面が洗浄され、洗浄液は洗浄ホッパー１０内に収容される。これらの洗浄の際には、エアモータ３ｂを作動させ、ベルカップ３ｃを回転させておけば、ベルカップ３ｃの表裏がむらなく清浄化され、次の塗装への影響をなくすことができる。洗浄液としては、塗料ｐが水性塗料の場合は水が、油性塗料の場合は各種有機溶剤が、用いられる。
【００４１】
塗料通路３ｅおよびベルカップ３ｃの洗浄が完了すると、ベルカップ３ｃの回転を停止させた上で、前記移載装置によって色替えがなされる。すなわち、移載装置は、図示しないカートリッジ配列台上に各色の塗料が事前に充填され準備された複数の塗料カートリッジから、次の塗装仕様に基づく所定色の塗料が充填された塗料カートリッジ４を取り出して塗装機本体３の上端部に載せ、所定の装着動作を行い、塗料カートリッジ４を塗装機本体３の上端部に装着・固定する。この装着・固定により開閉シャッター３ｆが開となり、ラミネートパック４ｃの内部と塗料通路３ｅとがニードル弁４ｄを介して連通し、図２に示すように塗装スタンバイ状態となる。以後、前記と同様にロボット２などの動作が開始され、次の塗装仕様に基づく塗装がなされ、目的の塗装が完了すると、同様に塗料カートリッジ４の交換・色替えおよび洗浄がなされ、これらが順次繰返される。
【００４２】
図４および図５は、ギヤポンプ５の詳細を示している。図に示すギヤポンプ５は、定量ポンプとしてのギヤポンプ本体５Ａと、液体圧モータ５Ｂとが一体として構成されたものである。図示のギヤポンプ本体５Ａは、外接形ギヤポンプであり、一対の外接歯車５Ａａ，５Ａｂが、互いに噛合った状態でケーシング５Ａｃ内に回転可能に支持されている。この支持状態では、外接歯車５Ａａ，５Ａｂの外周および側面は、ケーシング５Ａｃの内面に密接している。外接歯車５Ａａが駆動側、外接歯車５Ａｂが従動側とされ、駆動側外接歯車５Ａａは駆動軸５Ａｄに一体にキー結合され、一方、従動側外接歯車５Ａｂはケーシング５Ａｃに固定された支軸５Ａｅに軸回転可能に支持されている。ケーシング５Ａｃにおける外接歯車５Ａａ，５Ａｂが噛合う部分の両側には、塗料通路３ｅが接続される吸入口５Ａｆおよび吐出口５Ａｇが形成されている。
【００４３】
液体圧モータ５Ｂは、ギヤポンプ本体５Ａのケーシング５Ａｃと一体に形成されたモータケーシング５Ｂａと、このモータケーシング５Ｂａ内に、その内面に密接的に軸回転可能に支持されたタービン５Ｂｂとより構成される。タービン５Ｂｂの出力軸５Ｂｃは、ギヤポンプ本体５Ａにおける駆動軸５Ａｄに同心的に直結されており、タービン５Ｂｂの回転力が出力軸５Ｂｃおよび駆動軸５Ａｄを介し、外接歯車５Ａａに伝達されるように構成されている。モータケーシング５Ｂａの液体導入口５Ｂｄには、前記循環ポンプ９に繋がる循環路（往路）９ｂが接続され、液体排出口５Ｂｅには、循環路（復路）９ｃが接続される。
【００４４】
このような構成のギヤポンプ５の作用について説明する。前記循環ポンプ９の駆動用モータ９ａが作動すると、循環ポンプ９によって循環路９ｂ，９ｃを非導電性液体が循環する。循環路９ｂから液体圧モータ５Ｂのモータケーシング５Ｂａ内に導入された非導電性液体は、タービン５Ｂｂに作用して、タービン５Ｂｂを図４の破線矢印の方向に軸回転させる。この回転は、出力軸５Ｂｃから、ギヤポンプ本体５Ａの駆動軸５Ａｄに伝達され、これにより、駆動側外接歯車５Ａａおよびこれに噛合う従動側外接歯車５Ａｂが、図５に示す矢印の方向に軸回転する。両外接歯車５Ａａ，５Ａｂの回転の際に、双方の歯同士が離れる部分に真空部分が生じ、この真空部分に塗料通路３ｅが接続された吸入口５Ａｆより塗料ｐが吸入され、両外接歯車５Ａａ，５Ａｂの歯溝空間が順次塗料で満たされる。
【００４５】
両外接歯車５Ａａ，５Ａｂの回転に伴い歯溝に満たされた塗料ｐは、順次吐出口５Ａｇ付近にまで運ばれる。吐出口５Ａｇ付近にまで運ばれた塗料ｐは、両外接歯車５Ａａ，５Ａｂの噛合いに伴う歯溝空間の容積の減少により押出され、吐出口５Ａｇより塗料吐出口側の塗料通路３ｅに導出される。これにより、塗料カートリッジ４内の塗料ｐは、塗料通路３ｅを経てその先端の塗料吐出口３ｄ（図１および図２参照）から被塗物に向けて吐出される。
【００４６】
前記駆動用モータ９ａを定速回転させることによって、循環ポンプ９による非導電性液体の循環量（液体圧）を一定化させることができる。非導電性液体の循環量を一定とすることにより、ギヤポンプ５による塗料ｐの供給量を一定化させることができる。たとえば、自動車のボディの塗装においては、駆動用モータ９ａの回転速度を１０００ｒｐｍ、循環ポンプ９による非導電性液体の循環量を０．５ｃｃ／１回転とし、塗料吐出口３ｄからの塗料吐出量を５００ｃｃ／ｍｉｎとされる。このように、駆動用モータ９ａの回転速度の設定により、塗料吐出口３ｄからの塗料吐出量の設定が、簡易かつ精度よくなされる。
【００４７】
ギヤポンプ５は、ギヤポンプ本体５Ａと、液体圧モータ５Ｂとの一体型で構成されたものであるから、コンパクトでかつ軽量であり、そのため、塗装機本体３内のギヤポンプ５のための収納スペースを大きく確保する必要がなく、また、塗装機本体３を動作させるためのエネルギも小さくすることができる。
【００４８】
さらに、ギヤポンプ５は、第２アーム２ｆ内に設置された駆動用モータ９ａおよび循環ポンプ９により循環供給される非導電性液体の液体圧で作動するから、塗装機本体３を防爆構造とすることができると共に、塗料ｐの精度の高い定量供給が可能とされる。
【００４９】
しかも、ギヤポンプ５は、塗料カートリッジ４から塗料吐出口３ｄに通じる塗料通路３ｅの途中に配設されるから、ギヤポンプ５から塗料吐出口３ｄまでの距離が短く、この間での圧力損失が殆どなく、塗装精度の向上を図ることができる。加えて、塗装ロボット２の外部から液体を供給・循環させるための流体圧送用配管などを設置する必要がなく、装置を簡易化および小型化することができると共に、循環路９ｂ，９ｃのような圧送流体の管路の設置箇所が第２アーム２ｆ内の一箇所に限定されるから、ギヤポンプ５を作動させるための機構のイニシャルコストも低減でき、これらのメンテナンスも容易となる。
【００５０】
なお、前記実施形態における塗料カートリッジ４には、図示を省略したが、塗料ｐをラミネートパック４ｃ内に充填するためのチャッキ弁付注入口が設けられている。実際の塗装設備においては、塗装ブース外の塗料調合室などにおいて、あるいは、塗料製造工場において、塗装仕様に応じて、各種色の塗料ｐがこの注入口より注入され、塗装ブース内の前記配列台に搬入される。
【００５１】
また、図１において図示を省略したが、エアモータ３ｂの近傍には回転センサが設置され、このセンサによる検出情報をブース外ＢＯの回転計で表示すると共に、この検出情報を塗装ロボット２の制御部（いずれも図示せず）にフィードバックし、塗装ロボット２のロボットアーム部、エアモータ３ｂ、ギヤポンプ５の駆動用モータ９ａなどの動作制御をするよう構成されている。
【００５２】
さらに、塗装ロボット２、エアモータ３ｂ、ギヤポンプ５、ベルボディ３ａへの高電圧印加および前記洗浄などの作動制御は、予めプログラムされた動作シーケンスに基づき、塗装ロボット２の制御部においてなされる。本発明の塗装機本体は、水性塗料の静電塗装に好適であるが、油性塗料の静電塗装にも適用することができる。また、自動車のボディだけでなく、その他の輸送装置（たとえば、飛行機、列車、自転車、バイクなど)のボディ、各種家電製品や制御機器などのケーシング、建築用品あるいは建築資材などの塗装にも適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態の塗装装置１を示す断面図である。
【図２】塗装装置１の一部の断面図であり、塗装スタンバイ状態ないしは塗装動作状態を示している。
【図３】塗装装置１を洗浄する状態を示す断面図である。
【図４】塗装装置１に組込まれたギヤポンプを示す平面図である。
【図５】図４の切断面線Ｖ−Ｖから見た断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ 塗装装置
２ 塗装ロボット
２ｆ アーム
３ 塗装機本体
３ｄ 塗料吐出口
３ｅ 塗料通路
４ 塗料カートリッジ（塗料貯留部）
５ ギヤポンプ
５Ａ ギヤポンプ本体(定量ポンプ）
５Ｂ 液体圧モータ
９ 循環ポンプ（液体の供給源）
９ａ 駆動用モータ（液体の供給源）
ｐ 塗料
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットアームの先端部に装着され、塗料を吐出する塗料吐出口を有する塗装機本体と、
前記塗装機本体の塗料吐出口に塗料通路を介して連通する塗料貯留部と、
前記塗装機本体の塗料通路の途中に設けられ、塗料貯留部の塗料を塗料吐出口に吐出する定量ポンプと、
前記定量ポンプを駆動させる液体圧モータとを含むことを特徴とする塗装装置。
【請求項２】
前記塗料貯留部は、塗装機本体に着脱自在に装着される塗料カートリッジからなることを特徴とする請求項１に記載の塗装装置。
【請求項３】
前記液体圧モータを作動させるための液体は非導電性の液体からなり、前記液体の供給源は、ロボットアーム内に設置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の塗装装置。
【請求項４】
前記定量ポンプと液体圧モータとは、ギヤポンプから成ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の塗装装置。
【請求項５】
前記塗装機本体は静電塗装機本体であって、対象塗料が水性塗料であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の塗装装置。
【請求項１】
ロボットアームの先端部に装着され、塗料を吐出する塗料吐出口を有する塗装機本体と、
前記塗装機本体の塗料吐出口に塗料通路を介して連通する塗料貯留部と、
前記塗装機本体の塗料通路の途中に設けられ、塗料貯留部の塗料を塗料吐出口に吐出する定量ポンプと、
前記定量ポンプを駆動させる液体圧モータとを含むことを特徴とする塗装装置。
【請求項２】
前記塗料貯留部は、塗装機本体に着脱自在に装着される塗料カートリッジからなることを特徴とする請求項１に記載の塗装装置。
【請求項３】
前記液体圧モータを作動させるための液体は非導電性の液体からなり、前記液体の供給源は、ロボットアーム内に設置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の塗装装置。
【請求項４】
前記定量ポンプと液体圧モータとは、ギヤポンプから成ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の塗装装置。
【請求項５】
前記塗装機本体は静電塗装機本体であって、対象塗料が水性塗料であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の塗装装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−５５１８（Ｐ２０１０−５５１８Ａ）
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６６６１８（Ｐ２００８−１６６６１８）
【出願日】平成２０年６月２５日（２００８．６．２５）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２５日（２００８．６．２５）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【Ｆターム（参考）】
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