JPH0729074B2 - 塗装マスキング方法およびマスクブロツク取外しハンド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、自動車ボデー等の被塗装物の一部に塗料が付
着することを防止する塗装マスキング方法およびその方
法の実施に好適に使用し得るマスクブロック取外しハン
ドに関するものである。

従来の技術 塗装を行うに当たって、被塗装物の特定部位に塗料が付
着しないようにすることが必要となる場合が多い。例え
ば、自動車用ボデーにおいては、フロアパネルの下面に
防音，防錆を目的としたアンダコート塗料を塗装するこ
とが行われているが、このフロアパネルには水抜き穴や
部品を取り付けるためのねじ穴が設けられており、塗装
時にこれらの穴から塗料がボデー内に侵入し、穴の周辺
を汚したりねじ溝を埋めたりする不具合が生ずるため、
これらの穴を塞ぐことが必要となる。また、穴はなくて
も、後に部品を取り付ける必要上等の理由でアンダコー
ト塗料の付着を防止すべき部位もある。

そのために、被塗装物の一部にマスク部材を取り付けて
その部分を覆った状態で塗装を行い、塗装後にそのマス
ク部材を取り外すことによって、その部分に塗料が付着
することを防止する塗装マスキングが行われている。し
かし、被塗装物にマスク部材を取り付け、塗装後にこれ
を取り外す作業は多くの人手を要する上、マスク部材の
取付位置によっては作業者に不自然な姿勢を強いること
となって健康管理上望ましくなく、また、特に取外し作
業については塗料の溶剤によって作業環境が悪くなり易
く、この点からも健康管理上の問題が生ずる。

そこで、特開昭57-117370号公報および特開昭60-248249
号公報等に、マスク部材の取外し作業を省略するための
技術が提案されている。前者はマスク部材を熱溶融性あ
るいは水溶性の材料からなるシートもしくはフィルムと
し、塗料の乾燥時あるいは水研ぎ時に溶融または溶解さ
せて被塗装物から自然に離脱させるようにしたものであ
り、後者はそれをさらに改良して、マスク部材を加熱に
より収縮変形するカップ状部材とし、塗装に先立って水
抜き穴やねじ穴に嵌合により固定するとともに、塗料の
乾燥時に収縮して自然に脱落するようにしたものであ
る。

発明が解決しようとする問題点 上記のようにマスク部材の取外し作業を省略することが
できれば、塗装マスキングに要する工数が低減し、作業
者の健康管理上の問題も解消されて好都合なのである
が、これらの方法はマスク部材の自然離脱に依存するも
のであるため、完全を期し難いという問題がある。特
に、マスク部材の熱溶融あるいは熱収縮による自然脱落
に依存するものにおいては、溶融しあるいは収縮したマ
スク部材が塗料により被塗装物に接着された状態で脱落
せず、そのまま乾燥が行われて強固に被塗装物に固着し
てしまうことがあり、これを後に除去する作業が大変と
なる。また、自然脱落したマスク部材とそれに付着した
塗料とが乾燥炉の床面に堆積して硬化することとなるた
め、これの除去作業も大変である。

マスク部材を水溶性材料からなるものとし、塗膜の水研
ぎ時に溶解によって離脱するようにする場合には、上記
のような問題は発生しないが、マスク部材の材料が制限
され、かつ、水研ぎが行われない塗装には適用すること
ができないという問題がある。

本発明はこのような問題を解決するために、（１）塗装
後にマスク部材をロボット等を使用して自動的に取り外
し得るマスキング方法と、（２）マスク部材の取外しの
みならず取付けも自動的に行い得るマスキング方法と、
（３）それらの方法を実施するためにロボットの手首部
に取り付けて使用し得るマスク部材取外しハンドとを提
供することを目的として為されたものである。

問題点を解決するための手段 そして、本願の第一発明は、塗装マスキング方法におい
て、マスク部材として厚手のマスクブロックを使用する
とともに、そのマスクブロックの被塗装物からの取外し
に際して、針をその針の軸方向に移動させてマスクブロ
ックに突き刺した後、その軸方向と交差し、かつ、前記
被塗装物から遠ざかる方向に移動させることによりマス
クブロックを被塗装物から離脱させることを特徴とする
ものである。

マスクブロックが小さいものである場合には針は一本で
充分であるが、大きいものである場合には、複数本の針
を並列に設けることが望ましい。また、少なくとも先端
部を偏平な形状とした針を使用し、マスクブロックを被
塗装物から取り外す際にはその偏平な先端部の厚さ方向
に針を動かすことによっても良好な結果が得られる。

マスクブロックは針を突き刺して取り外すのであるから
厚手のものであることが必要であるが、そのような厚手
のマスクブロックを安価に製作するために発泡スチロー
ル，ウレタンフォーム等の発泡材料を使用することが望
ましく、価格および取付け，取外しの容易さの点から発
泡スチロールが特に望ましい。

本願の第二発明は、上記第一発明と同様にマスクブロッ
クを使用し、そのマスクブロックを被塗装物に取り付け
る際、マスクブロックに針を突き刺し、その針を被塗装
物に対して位置決めすることによりマスクブロックを位
置決めした後、そのマスクブロックを押圧部材により被
塗装物に押し付けてその被塗装物に取り付け、マスクブ
ロックの取外しは第一発明と同様に行うことを特徴とす
るものである。

マスクブロックを被塗装物に取り付けるためには、マス
クブロックに予め粘着剤を塗布しておいてもよく、ま
た、一端にフランジを備えたマスクブロックを穴に嵌合
させるとともにその穴の周辺にフランジを密着させても
よい。さらに、覆うべき部分が板の縁部である場合に
は、コの字形のマスクブロックを、それの一対の腕部に
板の縁部を表裏両側から挟ませて取り付けることも可能
である。粘着剤による場合および嵌合による場合は、針
を被塗装物の面に対して傾斜させて突き刺した後、被塗
装物の面にほぼ直角な方向に移動させてマスクブロック
を取り外すことが望ましく、コの字型のマスクブロック
を使用する場合は、被塗装物の面に直角に針を突き刺し
た後、面に平行に移動させてマスクブロックを取り外す
ことが望ましい。

本願の第三発明は、ロボットの手首部に取り付けられる
ハンド本体に、マスクブロックを突き刺す針と、その針
に突き刺されたマスクブロックに当接可能な押出部材
と、その針と押出部材とを針の基端側から先端側へ軸方
向に相対移動させることにより針に突き刺されたマスク
ブロックを針から離脱させるアクチュエータとを取り付
けたことを特徴とするものである。

作用および効果 第一発明によれば、針を軸方向に移動させた後、その軸
方向と交差する方向に移動させることによりマスクブロ
ックを取り外すことができ、単純な運動によってマスク
ブロックを取り外し得るため、針を工業用ロボット等に
取り付けることによってマスク部材の取外し作業を容易
に自動化することができる。

また、取り外されるべきマスクブロックには塗料が付着
しているのであるが、このマスクブロックに接触するの
は針のみであるため、取外し装置に付着する塗料を極力
少なくすることができ、また、付着した塗料の除去も容
易である。さらに、取外し装置がマスクブロックの周辺
の塗膜に接触して塗膜を傷付けることも回避し得る。一
般に、ロボットにより物を取り外す場合には、開閉可能
な一対の爪を備えたハンドが使用されているが、このよ
うなハンドをマスクブロックの取外しに使用すれば、爪
に塗料が付着する上、爪がマスクブロックの周辺におい
て被塗装物上に塗膜に接触する恐れがあるのに対し、第
一発明に従えば、このような不都合の発生を回避するこ
とができるのである。

また、第二発明によれば、第一発明と同じ効果が得られ
る上、針を被塗装物に対して位置決めすることによって
マスクブロックを被塗装物に対して正確に位置決めし、
そのままの状態で押圧部材によりマスクブロックを被塗
装物に押し付けて固定することができ、マスクブロック
を被塗装物上の正確な位置に取り付けることができる。

また、本発明に係るマスクブロック取外しハンドによれ
ば、針に突き刺して取り外したマスクブロックを、アク
チュエータによる押出部材と針との相対移動によって針
から離脱させることができ、ロボット自体に取り外した
マスクブロックの放出機能を持たせることができる。

さらに、ハンド本体に針を複数本並列に取り付ければ、
比較的大形のマスクブロックも確実に取り外すことがで
き、また、比較的強度の低いマスクブロックの使用も可
能となる。針の先端部を偏平な形状とすることによって
も、ほぼ同様な効果が得られ、しかも複数本の針を用い
る場合より針に付着した塗料の除去作業が容易とする特
有の効果も得られる。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。こ
の実施例は自動車ボデーのフロアパネル下面に防錆およ
び防音の目的で塩ビゾルを塗装する場合に本発明を適用
したものである。

第１図において10はフロアパネルであり、このフロアパ
ネルは水抜き穴12を備えている。フロアパネル12の下面
に塩ビゾルを塗装するに当たって、この水抜き穴12の周
辺をマスキングすることが必要である。

本実施例においては、そのために発泡スチロール製のマ
スクブロック14が使用される。このマスクブロック14は
厚さ10mmの発泡スチロール製ブロックの一面に粘着剤が
塗布されたものであるが、一枚の発泡スチロール板に格
子状に溝が形成されるとともに、その一面に粘着剤16が
塗布され、それが剥離容易なシートで覆われたものを、
マスキング対象部分に合わせて適当な大きさに折って使
用するのが便利である。

マスクブロック14は、取付用のロボット20によりフロア
パネル10に取り付けられる。ロボット20は垂直軸線まわ
りに旋回可能な旋回台22に、水平軸線まわりの回動が可
能な第一アーム24および第二アーム26から成るロボット
アーム28が取り付けられたものであり、そのロボットア
ーム28の先端の手首部材36に取付けハンド30が取り付け
られている。手首部材36はロボットアーム28の先端に水
平軸線まわりに回動可能に取り付けられ、図示を省略す
るサーボモータによって任意の角度回動されられるよう
になっている。

取付けハンド30は、第２図に拡大して示すように、上記
手首部材36に取り付けられたロッド部材37と、そのロッ
ド部材37に取り付けられたエアシリンダ38,針40および
押圧部材42とを備えている。ロッド部材37は手首部材36
に可撓装置44を介して取り付けられ、エアシリンダ38と
ロッド部材37との間にはスプリング48が設けられてい
る。

可撓装置44は２枚の平行な平板50,52の間に複数の可撓
部材54が配設されたものであって、手首部材36に対する
ロッド部材37のある程度の傾きおよび軸線に直角な方向
の移動を許容するものである。この可撓装置44として
は、例えばバンドー化学株式会社から『バンドーRCC
（リモート・センター・コンプライアンス）デバイス』
の商品名で市販されているものが好適である。

エアシリンダ38はシリンダハウジング58とそれに摺動可
能かつ気密に嵌合されたピストン60とを備えており、シ
リンダハウジング58がロッド部材37に摺動可能に嵌合さ
れるとともに、スプリング48によって前進方向に付勢さ
れ、かつ、ロッド部材37に設けられたストッパフランジ
62により一定以上の前進を阻止されている。エアシリン
ダ38のピストン60から延び出したピストンロッド64の先
端に針40が固定される一方、シリンダハウジング58には
前記押圧部材42が固定されている。これら針40および押
圧部材42はいずれも螺合により取外し可能に取り付けら
れている。ピストン60はスプリング66により前進方向に
付勢されており、常には針40が押圧部材42から一定長さ
突出した状態に保たれている。

エアシリンダ38のスプリング66が配設された側とは反対
側の圧力室68には空気通路70によりエア源72が接続され
ており、この空気通路70には圧力室68をエア源72に連通
させる状態と大気に連通させる状態とに切り換わる電磁
切換弁74が設けられている。電磁切換弁74の切換えによ
り圧力室68にエアが供給されれば、押圧部材42と針40と
が、針40の基端側から先端側へ相対移動させられ、針40
が押圧部材42内に引っ込むこととなるようにされている
のである。

以上の説明から明らかにように、本実施例においてはロ
ッド部材37が取付けハンド30の本体を構成し、エアシリ
ンダ38が針40と押圧部材42とを相対移動させるアクチュ
エータを構成している。

マスクブロック14を取り外すための取外し用ロボット78
も、第３図に示すように、取付け用ロボット20と同様な
構成を有するものである。ただ、取外し用ロボット78に
おいては、取外しハンド80に前記針40より長い針82が設
けられるとともに、フランジ付の押圧部材42に代えてフ
ランジなしの押出部材84が設けられる。その他の部分は
取付け用ロボット20におけると同様であるため、対応す
る部分に同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。

上記装置によるマスキング作業は以下のように自動で行
われる。

まず、図示されていないマスクブロック供給装置により
マスクブロック14が正確な供給位置に位置決めされた状
態でロボット20が作動させられ、マスクブロック14に針
40が突き刺されてこれが取付けハンド30に保持される。

続いて、取付けハンド30がフロアパネル10の下方へ移動
させられ、針40が正確に水抜き穴12の中心線上に位置さ
せられる。その状態で取付けハンド30が上昇させられ
て、マスクブロック14がフロアパネル10に当接させら
れ、そこに付着させられる。この際、押圧部材42がマス
クブロック14をフロアパネル10に押し付けることとなる
が、押圧部材42およびエアシリンダ38はスプリング48を
圧縮しつつ後退し得るようにされており、かつ、このス
プリング48の弾性力が適正に設定されているため、マス
クブロック14が適性な力でフロアパネル10に押し付けら
れる。マスクブロック14の押付力が過少であればマスク
ブロック14の粘着力が不足して脱落する恐れがあり、過
大であれば粘着力も過大となって後にマスクブロック14
を取り外すことが困難となるため、押付力を適正範囲に
保つことが望ましいのであるが、本実施例においてはス
プリング48がその機能を果たすのである。

また、フロアパネル10と押圧部材42との平行度が悪い場
合でも、可撓装置44の弾性変形によってこの平行度の悪
さが吸収されるため、マスクブロック14は確実にフロア
パネル10に押し付けらる。

マスクブロック14がフロアパネル10に押し付けられた
後、電磁切換弁74の切換えにより圧力室68にエアが供給
され、ピストン60が後退させられて、針40が押圧部材42
に対して後退させられ、マスクブロック14から離脱す
る。続いて取付けハンド30がフロアパネル10から離間さ
せられて、一個のマスクブロック14の取付けが終了す
る。

フロアバネル10の所定箇所のすべてにマスクブロック14
が取り付けられたならば、公知の方法により塩ビゾルが
塗装されて塗膜86が形成され、乾燥炉においては乾燥さ
せられるのであるが、その乾燥に先立ってマスクブロッ
ク14の取外しが行われる。まず、ロボット78によって針
82がフロアパネル10の板面に対して傾斜した軸線方向に
移動させられ、マスクブロック14に突き刺される。針82
のフロアパネル10の板面に対する傾斜角度は45度以下が
望ましいのであるが、15〜30度の範囲が特に望ましい。

針82がマスクブロック14に突き刺された後、ロボット78
の作動により針82が真っ直ぐ下方へ移動させられる。す
なわち、針82はそれの軸方向と交差し、かつ、フロアパ
ネル10から遠ざかる方向に移動させられるのであり、こ
の針82の移動によってマスクブロック14がフロアパネル
10から取り外される。その後、取外しハンド80が図示を
省略するマスクブロック受け容器の上方位置へ移動させ
られるとともに斜め下向きとされ、エアシリンダ38が作
動させられて針82が後退し、押出部材84がマスクブロッ
ク14を押し出して針82から離脱させる。この際には、針
82および押出部材84に塗料が付着することを避け得ない
のであるが、この塗料はまだ硬化させられてはいないた
め流動性に富んでおり、取外しハンド80を一定短時間斜
め下向きの姿勢に保つことによって、その大半がマスク
ブロック受け容器内に滴り落ち、取外しハンド80には殆
ど蓄積されない。しかし、万一蓄積された場合には、針
82および押出部材84を取外しハンド80から取り外して清
掃し、あるいは新しいものと交換すればよい。

なお、付言すれば、本実施例においては、マスクブロッ
ク14が粘着剤16によってフロアパネル10に取り付けられ
るようにされているが、第４図に示すようにフランジ90
を有するプラグ形のマスクブロック92を水抜き穴12等に
嵌合することにより、フロアパネル10に取り付けること
も可能である。このようなマスクブロック92であって
も、針82を傾斜させて突き刺し、水抜き穴12の中心線に
平行な方向に取り外すことが可能である。

さらに、フロアパネル10の端縁部に塗料が付着すること
を防止するためには、第５図に示すように、コの字形の
マスクブロック96を、それの一対のアーム部によりフロ
アパネル10を表裏両側から挟む状態で取り付けることも
可能である。この場合には、針82がフロアパネル10の板
面に直角な方向から突き刺され、板面に平行な方向に移
動させられることによってマスクブロック96がフロアパ
ネル10から取り外されることが望ましい。

また、針は前記実施例におけるように１本のみ取外しハ
ンド80に取り付けることも可能であるが、第６図および
第７図に示すように、２本以上の針を一列に並べた針部
材100を使用することも可能である。また、第８図およ
び第９図に示すように、比較的細い針を複数列に多数本
設けた剣山形の針部材104を使用することも可能であ
り、さらに、第10図および第11図に示すように、先端部
を偏平な形状とした針108を使用することも可能であ
る。

上記針部材100,104は針の列を含む面がフロアパネル10
の板面に対して傾斜した向きでマスクブロックに突き刺
され、針の列を含む面と交差する方向に移動させられる
ことが望ましい。また、先端部が偏平な形状とされた針
108も偏平な先端部が厚さ方向においてフロアパネル10
に対して傾斜させられた状態でマスクブロックに突き刺
され、厚さ方向に平行な平面内で移動させられることが
望ましい。これら第６図ないし第11図に示す針部材ある
いは針によれば、比較的大形のマスクブロックあるいは
比較的強度の低いマスクブロックをも確実に取り外すこ
とができる。

また、マスクブロックの取付けに際して、針40を備えた
取付けハンド30を使用すれば、マスクブロック14の正確
な位置決めが容易となる効果が得られるのであるが、こ
れは必ずしも不可欠なことではなく、例えば真空で吸着
するバキュームカップを備えた取付けハンドや一対の開
閉可能な爪を備えた取付けハンドを使用することも可能
である。

また、取外しハンド80のアクチュエータを、前記エアシ
リンダ38からソレノイド等に変更することも可能であ
り、さらに、針82を後退させる代わりに押出部材84を前
進させるものとすることも可能である。

また、ハンド本体としてのロッド部材37と手首部材36と
の間に可撓装置44を設けること、およびロッド部材37と
アクチュエータとしてのエアシリンダ38との間にスプリ
ング48を設けることはいずれも不可欠ではなく、アクチ
ュエータを直接手首部材36に固定してもよい。この場合
にはアクチュエータの本体がハンド本体を兼ねることと
なる。

その他、当業者の知識に基づいて種々の変形，改良を施
した態様で、本発明を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるマスクブロックの取
付け作業の状態を示す正面図であり、第２図はそのため
に使用されるロボットの取付けハンドを拡大して示す正
面断面図である。第３図は上記実施例におけるマスクブ
ロックの取外し作業を示す正面図である。第４図および
第５図は、それぞれ本発明の別の実施例において使用さ
れるマスクブロックの正面図である。第６図および第７
図と、第８図および第９図とは、それぞれ本発明の別の
実施例において使用される針部材の側面図および正面図
である。第10図および第11図は、本発明の別の実施例に
おいて使用される針の側面図および正面図である。 10:フロアパネル、12:水抜き穴 14:マスクブロック、16:粘着剤 20:ロボット、30:取付けハンド 37:ロッド部材、38:エアシリンダ 40:針、42:押圧部材 78:ロボット、80:取外しハンド 82:針、92,96:マスクブロック 100,104:針部材、108:針

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被塗装物の一部にマスク部材を取り付けて
   その部分を覆った状態で塗装を行い、塗装後にそのマス
   ク部材を取り外すことにより、前記一部に塗料が付着す
   ることを防止する塗装マスキング方法において、 前記マスク部材として厚手のマスクブロックを使用する
   とともに、そのマスクブロックの前記被塗装物からの取
   外しに際して、針をその針の軸方向に移動させてマスク
   ブロックに突き刺した後、前記軸方向と交差し、かつ、
   前記被塗装物から遠ざかる方向に移動させることにより
   マスクブロックを被塗装物から離脱させることを特徴と
   する塗装マスキング方法。
2. 【請求項２】被塗装物の一部にマスク部材を取り付けて
   その部分を覆った状態で塗装を行い、塗装後にそのマス
   ク部材を取り外すことにより、前記一部に塗料が付着す
   ることを防止する塗装マスキング方法において、 前記マスク部材として厚手のマスクブロックを使用する
   とともに、そのマスクブロックの前記被塗装物への取付
   けに際して、そのマスクブロックに針を突き刺し、その
   針を被塗装物に対して位置決めすることによりマスクブ
   ロックを位置決めした後、マスクブロックを押圧部材に
   より被塗装物に押し付けてその被塗装物に取り付ける一
   方、そのマスクブロックの前記被塗装物からの取外しに
   際して、針をその針の軸方向に移動させてマスクブロッ
   クに突き刺した後、前記軸方向と交差し、かつ、前記被
   塗装物から遠ざかる方向に移動させることによりマスク
   ブロックを被塗装物から離脱させることを特徴とする塗
   装マスキング方法。
3. 【請求項３】ロボットの手首部に取り付けられ、被塗装
   物からマスクブロックを取り外すハンドであって、 前記ロボットの手首部に取り付けられるハンド本体に前
   記マスクブロックを突き刺す針と、その針に突き刺され
   たマスクブロックに当接可能な押出部材と、その針と押
   出部材とを針の基端側から先端側へ軸方向に相対移動さ
   せることにより、針に突き刺されたマスクブロックを針
   から離脱させるアクチュエータとを取り付けたことを特
   徴とするマスクブロック取外しハンド。
4. 【請求項４】前記ハンド本体に前記針が一本取り付けら
   れた特許請求の範囲第３項記載のマスクブロック取外し
   ハンド。
5. 【請求項５】前記ハンド本体に前記針が複数本並列に取
   り付けられた特許請求の範囲第３項記載のマスクブロッ
   ク取外しハンド。
6. 【請求項６】前記針の少なくとも先端部が偏平な形状と
   されている特許請求の範囲第３項または第４項記載のマ
   スクブロック取外しハンド。