JP4829588B2 - 塗装装置における塗料漏れ検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、塗装装置においてその塗料漏れを検知する検知装置に関するものである。

塗料を塗装ガンに供給するための塗料供給ホースが内部に挿通されたアーム筐体を有する塗装装置において、アーム筐体内における塗料供給ホースからの塗料漏れを検知する技術としては特許文献１に記載されたものが挙げられる。この技術は、溶剤剥離性接着材を利用して、塗料が漏れた際、２つの接触子を導通或いは非導通とさせることによりその電気信号をもって塗料の漏れを検知するというものである。
特開平５−１３８０８９号公報

前記技術は、接触子同士の電気的接続を利用するものであるから、導通・非導通の切り換え時に火花を生ずるおそれがあり、これは塗料中の溶剤が特に油性溶剤である場合には防爆の点で好ましいことではない。なお、防爆処理対策のなされた電気的センサは、高価であり、また一般に大型であるため、アーム筐体の内部が狭い場合などには内装することが困難となりやすい。

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、簡易でかつ小型な構造であり、防爆性を有した塗装装置における塗料漏れ検知装置を提供することを目的としている。

本発明は、前記課題を解決するため、塗装ガンと、溶剤を含有した塗料を前記塗装ガンに供給する塗料供給ホースと、先端に前記塗装ガンが取り付けられ、内部に前記塗料供給ホースが挿通されたアーム筐体と、を有する塗装装置において、前記塗料供給ホースから漏れた塗料によって溶解する溶解素子と、前記溶解素子が溶解することによって所定位置から変位する移動体からなる被検知素子と、所定位置における前記被検知素子の有無を検知する光ファイバセンサと、前記光ファイバセンサの先端部に固定され、塗料通過用の開口部を有して、前記光ファイバセンサの先端部周りと前記被検知素子と前記溶解素子とを内装する筒形状のハウジングと、を備えたことを特徴とする塗装装置における塗料漏れ検知装置とした。

この塗料漏れ検知装置によれば、長尺の光ファイバセンサの介在により、塗装装置が防爆エリアに設置されている場合であっても、電気的な検知信号の処理を安全な非防爆エリアにて行うことができる。これにより、防爆性に優れた塗料漏れ検知装置となる。また、部品点数の少ない簡易な構造で、かつ小型の塗料漏れ検知装置となる。

また本発明においては、前記被検知素子を、滑らかな球面を有し、前記光ファイバセンサの先端部周りと前記溶解素子とに挟持されることにより所定位置に位置決めされる球体から構成し、前記溶解素子が溶解したとき、前記ハウジング内において、前記球体が重力により所定位置から転がり落下する構成としたことを特徴とする請求項２に記載の塗装装置における塗料漏れ検知装置とした。

この塗料漏れ検知装置によれば、球体の介在により塗料漏れの検知精度の向上を図ることができる。そして、これらの部材をハウジングに一体的に内装して、球体の転がり落下を利用した構成としたことにより、簡易な構造で塗装装置に対する組み付け性に優れた塗料漏れ検知装置となる。

また本発明においては、前記溶解素子を発泡スチロール材から構成したことを特徴とする塗装装置における塗料漏れ検知装置とした。

この塗料漏れ検知装置によれば、塗料に含有される溶剤が油性溶剤である場合、発泡スチロール材は溶剤によって瞬時に溶けるため、検知精度の向上が図れる。また、発泡スチロール材は容易に入手できるため、コスト的にも有利である。

本発明によれば、簡易でかつ小型な構造であり、防爆性を有した塗料漏れ検知装置となる。

図１は塗装装置及び塗料漏れ検知装置を示す側面説明図である。塗装装置１は、例えば車両の構成部品等の塗装用として自動車製造ラインにおける塗装エリアに設置される。このような塗装エリアは一般に防爆エリアとして区画されている。塗装装置１の本体部２の上部にはアーム筐体３がおおむね横方向に延設されるように取り付けられている。アーム筐体３は、本体部２に対して固定されるタイプであってもよいし、いわゆる関節ロボットアームのように可動式のタイプであってもよい。図１では、筒状のアーム本体３ａの先端に、公知の接続構造（図示せず）によりアーム本体３ａに対して３次元で揺動可能となる環状の手首部３ｂを備えた構造のものを示している。

アーム筐体３は、手首部３ｂの先端に塗装ガン４が取り付けられるとともに、アーム本体３ａ及び手首部３ｂの内部には、溶剤を含有した塗料を塗装ガン４に供給するための塗料供給ホース５が挿通されている。図２は手首部３ｂ周りの側面説明図であり、塗装ガン４の基部を固設した蓋材３ｃが、手首部３ｂの端部の開口を塞ぐようにしてねじ６により手首部３ｂの周縁に固定され、塗料供給ホース５は蓋材３ｃに形成された流路を介して塗装ガン４内の流路と連通している。

以上の塗装装置１において、アーム筐体３内で塗料供給ホース５が経時劣化や損傷等により塗料漏れを起こした場合、アーム筐体３内で次第に溜まっていく塗料は、手首部３ｂと蓋材３ｃとの接合面におけるごく僅かな隙間や、アーム本体３ａと手首部３ｂとの接続部位の隙間等から外部に滴下するおそれがある。特に、手首部３ｂがアーム本体３ａに対して揺動する本実施形態の構造のようにアーム筐体３が部分的に可動する構造の場合、それに伴って塗料供給ホース５にはストレスが生じやすくなり、さらに塗料供給ホース５が複数挿通されている場合や圧縮エアホース等の他のホースが挿通されている場合には、アーム筐体３（手首部３ｂ）の動きに伴って互いのホースが擦れることが考えられるので、可動タイプのアーム筐体３は可動部を有さないタイプに比して塗料漏れが起こりやすいといえる。

この塗料漏れを検知する本発明の塗料漏れ検知装置７は、そのセンサ部がアーム筐体３の内部に設置されており、図２では手首部３ｂ内に設置した場合を示している。図３及び図４はセンサ部の構成に関する第１実施例の説明図であり、図３は分解斜視図、図４は側面作用説明図である。図５は同第２実施例の側面作用説明図である。

これらの図において、塗料漏れ検知装置７のセンサ部は、塗料供給ホース５から漏れた塗料によって溶解する、具体的には溶剤によって溶解する溶解素子８と、被検知素子１０と、所定位置における被検知素子１０の有無を検知する光ファイバセンサ１１と、を備えている。第１実施例と第２実施例との主な相違点は、第１実施例では溶解素子８自体が被検知素子１０を兼ねる構成であるのに対し、第２実施例では、溶解素子８とは別体であって、溶解素子８が溶解することによって所定位置から変位する移動体１２を被検知素子１０としたことにある。つまり、本発明において被検知素子１０とは、溶解素子８自体、または溶解素子８とは別体であって、溶解素子８が溶解することによって所定位置から変位する移動体１２のいずれか一方から構成される。

「第１実施例」
図３及び図４を参照して、第１実施例のセンサ部周りの構造は、光ファイバセンサ１１の先端部の前方に被検知素子１０の機能を兼ねる溶解素子８が位置決め固定されるように、両者をハウジング１３にて内装したものとなっている。塗料に含有される溶剤が油性溶剤である場合、溶解素子８としては、瞬時に溶けるという溶解性や容易に入手できるという汎用性などの観点から発泡スチロール材（発泡ポリスチレン）が好適である。光ファイバセンサ１１としては、特定の監視範囲における物の有無を検知できるものであればよく、市販のものを利用できる。測定精度の観点から、先端部に集光レンズユニットを組み込んだものが好適である。

図３、図４では、一端側が開口形成された円筒形状のビニル系樹脂のハウジング１３に対し、その開口部１３ｂから筒形状の溶解素子８（発泡スチロール材）及び筒形状を呈した光ファイバセンサ１１のセンサカバー１１ａを圧入した場合を示している。ハウジング１３には、漏れた塗料が溶解素子８に達するように塗料通過用の開口部１３ａが形成されている。符号１４は、ハウジング１３を光ファイバセンサ１１のセンサカバー１１ａに強固に固定するための留め輪である。

作用を説明すると、通常時は図４（ａ）に示すように、光ファイバセンサ１１からの照射光が測定点に位置する溶解素子８の側面８ａに当たり、反射光が光ファイバセンサ１１に戻る。この反射光の信号によって溶解素子８、すなわち被検知素子１０が所定位置に存在しており、塗料漏れが生じていないことが判る。

光ファイバセンサ１１のファイバケーブルは図１に示すようにアーム筐体３の内部を通り、その末端は信号増幅用のアンプ１５に接続している。アンプ１５は制御盤１６に接続している。これらアンプ１５、制御盤１６は安全な非防爆エリアに設置されているので、これらの機器で前記反射光の信号の光電変換、すなわち電気的導通・非導通が行われても何ら問題はない。

そして、アーム筐体３の内部において何らかの理由により塗料漏れが起きると、図４（ｂ）に示すように、塗料が開口部１３ａからハウジング１３内に浸入し、含有される溶剤によって溶解素子８が溶ける。これにより、所定の反射光が光ファイバセンサ１１に戻らず、溶解素子８である被検知素子１０が所定位置に存在せず、塗料漏れが生じたものと判断される。この場合、塗料漏れが生じた旨を周辺の作業者に知らせるべく、図１に示した制御盤１６を介して、警報音を鳴らしたり、警報ランプを点灯するなどの適宜な処置が採られる。

「第２実施例」
図５に示すように、第２実施例では、光ファイバセンサ１１の先端部と溶解素子８との間に被検知素子１０としての移動体１２を配置した構造となっている。この移動体１２は、滑らかな球面、すなわち光反射性に優れた表面を有する球体として構成され、具体的には金属製のボールから構成されている。金属製以外にも、硬質プラスチック製のボールを使用してもよい。この移動体１２は、光ファイバセンサ１１のセンサカバー１１ａの先端部周りと溶解素子８とに挟持されることにより所定位置に位置決めされている。

本実施例でも、塗料に含有される溶剤が油性溶剤である場合、溶解素子８としては、瞬時に溶けるという溶解性や容易に入手できるという汎用性などの観点から発泡スチロール材（発泡ポリスチレン）が好適である。光ファイバセンサ１１としては第１実施例と同様のものが使用される。

また、本実施例においても、一端側が開口形成された円筒形状のビニル系樹脂のハウジング１３に対し、その開口部から筒形状の溶解素子８（発泡スチロール材）及び筒形状を呈した光ファイバセンサ１１のセンサカバー１１ａを圧入した構造であり、これら圧入された両者によって移動体１２が挟持されている。これにより、光ファイバセンサ１１の先端部周り（すなわちセンサカバー１１ａ）と移動体１２である球体と溶解素子８とがハウジング１３に一体的に内装される。ただし、移動体１２はハウジング１３に対しては遊嵌された構造となっている。

ハウジング１３には、第１実施例と同様、漏れた塗料が溶解素子８に達するように塗料通過用の開口部１３ａが形成されている。ハウジング１３は、溶解素子８が溶解したとき、ハウジング１３内において、移動体１２である球体が重力により所定位置から転がり落下するように、傾斜状に筐体アーム３（図１）内で配置される。

作用を説明すると、通常時は図５（ａ）に示すように、光ファイバセンサ１１からの照射光が測定点に位置する移動体１２の表面に当たり、反射光が光ファイバセンサ１１に戻る。この反射光の信号によって移動体１２、すなわち被検知素子１０が所定位置に存在しており、塗料漏れが生じていないことが判る。移動体１２は、滑らかな球面を有しているため、光ファイバセンサ１１への反射光の感度に優れ、したがって、塗料漏れの検知精度の向上を図ることができる。

本実施例でも、光ファイバセンサ１１のファイバケーブルは図１に示すようにアーム筐体３の内部を通り、その末端は信号増幅用のアンプ１５に接続し、アンプ１５は制御盤１６に接続している。

そして、アーム筐体３の内部において何らかの理由により塗料漏れが起きると、図５（ｂ）に示すように、塗料が開口部１３ａからハウジング１３内に浸入し、含有される溶剤によって溶解素子８が溶け、溶解素子８からの移動規制を解かれた移動体１２が重力により転がり落下する。したがって、所定の反射光が光ファイバセンサ１１に戻らず、移動体１２（被検知素子１０）が所定位置に存在せず、塗料漏れが生じたものと判断される。この場合、第１実施例の場合と同様、塗料漏れが生じた旨を周辺の作業者に知らせるべく、図１に示した制御盤１６を介して、警報音を鳴らしたり、警報ランプを点灯するなどの適宜な処置が採られる。

以上の２つの実施例の説明から判るように、塗料供給ホース５から漏れた塗料によって溶解する溶解素子８と、この溶解素子８自体（第１実施例の場合である）、またはこの溶解素子８とは別体であって、溶解素子８が溶解することによって所定位置から変位する移動体１２（第２実施例の場合である）のいずれか一方からなる被検知素子１０と、所定位置における被検知素子１０の有無を検知する光ファイバセンサ１１と、を備える構成とすれば、長尺の光ファイバセンサ１１の介在により、塗装装置１が防爆エリアに設置されている場合であっても、電気的な検知信号の処理を安全な非防爆エリアにて行うことができる。これにより、防爆性に優れた塗料漏れ検知装置７となる。また、部品点数の少ない簡易な構造で、かつ小型の塗料漏れ検知装置７となる。特に、第１実施例のように、溶解素子８自体を被検知素子１０とした場合、部品点数のさらなる低減が図れる。

また、塗料に含有される溶剤が油性溶剤である場合、溶解素子８を発泡スチロール材から構成すれば、瞬時に溶けるという点で検知精度の向上が図れ、容易に入手できるという点でコスト的な効果がある。

また、第２実施例のように、被検知素子１０が移動体１２からなる場合において、溶解素子８を発泡スチロール材から構成するとともに、移動体１２を、滑らかな球面を有し、光ファイバセンサ１１の先端部周りと溶解素子８とに挟持されることにより所定位置に位置決めされる球体から構成し、光ファイバセンサ１１の先端部周りと前記球体と溶解素子８とを、塗料通過用の開口部１３ａを形成したハウジング１３に一体的に内装し、溶解素子８が溶解したとき、ハウジング１３内において、前記球体が重力により所定位置から転がり落下する構成とすれば、球体の介在により塗料漏れの検知精度の向上を図ることができ、また、溶解素子８を構成する発泡スチロール材が瞬時に溶けるという点からも検知精度の向上を図ることができる。なお、本発明では、水溶性塗料の場合でも溶解素子８を水溶性の材料に変更することで、塗料漏れの検知が可能となるものである。そして、これらの部材をハウジング１３に一体的に内装して、球体の転がり落下を利用した構成としたことにより、簡易な構造で塗装装置１に対する組み付け性に優れた塗料漏れ検知装置７とすることができる。

以上、本発明について好適な実施形態を説明した。塗料漏れ検知装置７のセンサ部は、漏れた塗料を検知可能であれば適宜な箇所に設置可能であり、検知精度を高めるため複数設けることも可能である。また、本発明は、自動車の製造ラインに限らず、他の技術分野においても適用可能である。

塗装装置及び塗料漏れ検知装置を示す側面説明図である。 アーム筐体における手首部周りの側面説明図である。 センサ部の構成に関する第１実施例の分解斜視図である。 センサ部の構成に関する第１実施例の側面作用説明図である。 センサ部の構成に関する第２実施例の側面作用説明図である。

符号の説明

１ 塗装装置
３ アーム筐体
４ 塗装ガン
５ 塗料供給ホース
７ 塗料漏れ検知装置
８ 溶解素子
１０ 被検知素子
１１ 光ファイバセンサ
１２ 移動体
１３ ハウジング
１３ａ 開口部

Claims (3)

1. 塗装ガンと、溶剤を含有した塗料を前記塗装ガンに供給する塗料供給ホースと、先端に前記塗装ガンが取り付けられ、内部に前記塗料供給ホースが挿通されたアーム筐体と、を有する塗装装置において、
   前記塗料供給ホースから漏れた塗料によって溶解する溶解素子と、
   前記溶解素子が溶解することによって所定位置から変位する移動体からなる被検知素子と、
   所定位置における前記被検知素子の有無を検知する光ファイバセンサと、
   前記光ファイバセンサの先端部に固定され、塗料通過用の開口部を有して、前記光ファイバセンサの先端部周りと前記被検知素子と前記溶解素子とを内装する筒形状のハウジングと、
   を備えたことを特徴とする塗装装置における塗料漏れ検知装置。
2. 前記被検知素子を、滑らかな球面を有し、前記光ファイバセンサの先端部周りと前記溶解素子とに挟持されることにより所定位置に位置決めされる球体から構成し、
   前記溶解素子が溶解したとき、前記ハウジング内において、前記球体が重力により所定位置から転がり落下する構成としたことを特徴とする請求項１に記載の塗装装置における塗料漏れ検知装置。
3. 前記溶解素子を発泡スチロール材から構成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の塗装装置における塗料漏れ検知装置。

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