(57)【要約】【課題】ワークに対する塗装方法において、色の再現性を維持しながら、しかも塗装工程全体としての効率を向上させる。【解決手段】塗着効率が優先される中塗り塗装工程及びクリア塗装工程では、ベルガン１２のベルカップ３６の外縁、又はその近傍へ向けて前記ベルガン１２の回転軸２２と略平行、又は該回転軸２２の回転方向に対して同方向に傾斜する方向にシェイピングエア１６を吐出させ、色の再現性が優先されるベース塗装工程では、ベルガン１２のベルカップ３６の回転方向に対して逆方向に傾斜して、筐体４２の端面において環状に配列された複数のエア吐出孔３０ｂからシェイピングエア１６を吐出させる。これらをベルカップ３６へ吐出された塗料１８と衝突させることによって、優先事項に合致するように塗料１８粒子の大きさを形成する。【選択図】図１
2010137162.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定の方向に回転し、内側から塗料を吐出するベルカップと、前記ベルカップの外縁よりも基端側で環状に設けられて、前記外縁、又はその近傍へ向けてシェイピングエアを吐出するシェイピングエア吐出部とをそれぞれ備える中塗り塗装ベルガン、ベース塗装ベルガン、及びクリア塗装ベルガンによってワークに対して塗装を順次行う塗装方法において、
前記塗料は中塗り塗料であって、前記シェイピングエア吐出部から前記中塗り塗装ベルガンの回転軸と略平行、又は該回転軸の回転方向に対して同方向に傾斜する方向にシェイピングエアを吐出させ、前記ベルカップから吐出された前記塗料を前記シェイピングエアと衝突させることで微粒子化させて、前記ワークを塗装する中塗り塗装工程と、
前記塗料はベース塗料であって、前記中塗り塗装工程の後、前記シェイピングエア吐出部から前記ベース塗装ベルガンの回転軸の回転方向に対して逆方向に傾斜する方向にシェイピングエアを吐出させ、前記ベルカップから吐出させた前記塗料を前記シェイピングエアと衝突させることで微粒子化させて、前記ワークを塗装するベース塗装工程と、
前記塗料はクリア塗料であって、前記ベース塗装工程の後、前記シェイピングエア吐出部から前記クリア塗装ベルガンの回転軸と略平行、又は該回転軸の回転方向に対して同方向に傾斜する方向にシェイピングエアを吐出させ、前記ベルカップから吐出された前記塗料を前記シェイピングエアと衝突させることで微粒子化させて、前記ワークを塗装するクリア塗装工程と、
を有することを特徴とする塗装方法。
【請求項２】
請求項１記載の塗装方法において、
前記中塗り塗装ベルガン及びクリア塗装ベルガンは、それぞれ、前記ベルカップと同軸上の外側リング、及び内側リングを有し、
前記シェイピングエア吐出部は、前記外側リングと前記内側リングとの間に形成されるスリットであること
を特徴とする塗装方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の塗装方法において、
前記ベース塗装工程における前記シェイピングエアと前記ベルカップとの相対速度が、前記中塗り塗装及び前記クリア塗装工程における前記シェイピングエアと前記ベルカップとの相対速度より速いこと
を特徴とする塗装方法。
【請求項４】
一定の方向に回転し、内側から塗料を吐出するベルカップと、前記ベルカップの外縁よりも基端側で環状に設けられて、前記外縁、又はその近傍へ向けてシェイピングエアを吐出するシェイピングエア吐出部とをそれぞれ備えるベース塗装ベルガン及びクリア塗装ベルガンによって、ワークに対して塗装を順次行う塗装方法において、
前記塗料はベース塗料であって、前記シェイピングエア吐出部から前記ベース塗装ベルガンの回転軸の回転方向に対して逆方向に傾斜する方向にシェイピングエアを吐出させ、前記ベルカップから吐出させた前記塗料を前記シェイピングエアと衝突させることで微粒子化させて、前記ワークを塗装するベース塗装工程と、
前記塗料はクリア塗料であって、前記ベース塗装工程の後、前記シェイピングエア吐出部から前記クリア塗装ベルガンの回転軸と略平行、又は該回転軸の回転方向に対して同方向に傾斜する方向にシェイピングエアを吐出させ、前記ベルカップから吐出された前記塗料を前記シェイピングエアと衝突させることで微粒子化させて、前記ワークを塗装するクリア塗装工程と、
を有することを特徴とする塗装方法。
【請求項５】
請求項４記載の塗装方法において、
前記クリア塗装ベルガンは、前記ベルカップと同軸上の外側リング、及び内側リングを有し、
前記シェイピングエア吐出部は、前記外側リングと前記内側リングとの間に形成されるスリットであること
を特徴とする塗装方法。
【請求項６】
請求項４又は５記載の塗装方法において、
前記ベース塗装工程における前記シェイピングエアと前記ベルカップとの相対速度が、前記クリア塗装工程における前記シェイピングエアと前記ベルカップとの相対速度より速いこと
を特徴とする塗装方法。
【請求項７】
請求項１〜６記載の塗装方法において、
前記ベース塗装ベルガンは、前記ベルカップと同軸上の筐体を有し、
前記シェイピングエア吐出部は、前記筐体の端面において環状に配列され、前記ベース塗装ベルガンの回転軸の回転方向に対して逆方向に傾斜した複数のエア吐出孔であること
を特徴とする塗装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中塗り塗装工程、ベース塗装工程及びクリア塗装工程において中塗り塗装ベルガン、ベース塗装ベルガン、及びクリア塗装ベルガンによってワークに対して塗装を順次行う塗装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、塗装の外観、すなわち塗装品質を重視する自動車の車体等の構造部材を塗装する方法として、塗料を霧化させる塗装方法、例えば、空気霧化、エアレス霧化、電気霧化、電気空気併用霧化等、様々な方法が知られている。
【０００３】
塗装品質の要素としては、例えば、外観肌品質及び色味品質が挙げられる。このうち、色味品質としては、安定した色の再現性が得られることが望まれている。
【０００４】
上記の塗料を霧化する塗装方法において、塗料をより微細に霧化、すなわち微粒子化を促進することによって、色の再現性は向上することが知られており、塗料の微粒子化を促進させるためのベルガンが提案されてきた（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
このようなベルガンは、例えば、車両の塗装において、中塗り塗装工程、ベース塗装工程及びクリア塗装工程において用いられている。
【０００６】
【特許文献１】実開昭５９−８２５６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、塗料の微粒子化が促進された場合、色の再現性は向上するものの、塗装に時間がかかることがある。これは、塗料粒子が小さ過ぎるために、構造部材（ワーク）の塗着面に沿ったエアの流れによって、塗料粒子の塗着が阻害されるためと考えられる。
【０００８】
量産工程、例えば、中塗り塗装工程、ベース塗装工程、クリア塗装工程といった複数の塗装工程を有する自動車の量産工程においては、最終製品としての色の再現性のみならず、全体としての効率的な運用も必要であり、そのために、塗料のワークへの塗着効率の向上も、色の再現性と併せて求められているという課題があった。なお、塗着効率とは、塗装装置から吐出された塗料の分量に対して、ワークへ塗着した塗料の分量の比率である。
【０００９】
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、色の再現性を維持しながら、しかも塗装工程全体としての効率を向上させることのできる塗装方法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】
【００１０】
本発明に係る塗装方法は、一定の方向に回転し、内側から塗料を吐出するベルカップと、前記ベルカップの外縁よりも基端側で環状に設けられて、前記外縁、又はその近傍へ向けてシェイピングエアを吐出するシェイピングエア吐出部とをそれぞれ備える中塗り塗装ベルガン、ベース塗装ベルガン、及びクリア塗装ベルガンによってワークに対して塗装を順次行う塗装方法において、前記塗料は中塗り塗料であって、前記シェイピングエア吐出部から前記中塗り塗装ベルガンの回転軸と略平行、又は該回転軸の回転方向に対して同方向に傾斜する方向にシェイピングエアを吐出させ、前記ベルカップから吐出された前記塗料を前記シェイピングエアと衝突させることで微粒子化させて、前記ワークを塗装する中塗り塗装工程と、前記塗料はベース塗料であって、前記中塗り塗装工程の後、前記シェイピングエア吐出部から前記ベース塗装ベルガンの回転軸の回転方向に対して逆方向に傾斜する方向にシェイピングエアを吐出させ、前記ベルカップから吐出させた前記塗料を前記シェイピングエアと衝突させることで微粒子化させて、前記ワークを塗装するベース塗装工程と、前記塗料はクリア塗料であって、前記ベース塗装工程の後、前記シェイピングエア吐出部から前記クリア塗装ベルガンの回転軸と略平行、又は該回転軸の回転方向に対して同方向に傾斜する方向にシェイピングエアを吐出させ、前記ベルカップから吐出された前記塗料を前記シェイピングエアと衝突させることで微粒子化させて、前記ワークを塗装するクリア塗装工程と、を有することを特徴とする。
【００１１】
これによって、中塗り塗装工程及びクリア塗装工程では、塗着効率が低下しない程度に塗料を適度に微粒子化するにとどめ、塗装効率を向上させる。中塗り塗装工程で施される中塗り塗装は、その後のベース塗装によって覆われることから視認されず、色の再現性に与える影響は小さく、塗着効率を優先する。また、クリア塗装工程で施されるクリア塗装は、ベース塗装を保護する透明膜となることから、色の再現性としての色彩に対する影響は小さく、塗着効率を優先する。
【００１２】
製品の色彩を決定するベース塗装工程では、衝突時における塗料に対するシェイピングエアの相対速度が高くなり、ワークへ塗着するのに必要な運動エネルギーが確保可能な塗料粒子の大きさを維持しつつ、塗料が十分に微粒子化され、色の再現性が維持される。従って、最終製品としての色の再現性を維持しながら、しかも塗装工程全体としての効率を向上させることができる。
【００１３】
ここで、中塗り塗装ベルガン、ベース塗装ベルガン、及びクリア塗装ベルガンの各名称は、説明の便宜上、区別しているものである。中塗り塗装ベルガンは、中塗り工程で中塗り塗料を噴出するガンであり、ベース塗装ベルガンは、ベース塗装工程でベース塗料を噴出するガンであり、クリア塗装ガンは、クリア塗装工程でクリア塗料を噴出するガンとして定義される。
【００１４】
この場合、前記中塗り塗装ベルガン及びクリア塗装ベルガンは、それぞれ、前記ベルカップと同軸上の外側リング、及び内側リングを有し、前記シェイピングエア吐出部は、前記外側リングと前記内側リングとの間に形成されるスリットにするとよい。
【００１５】
これによって、中塗り塗装ベルガン及びクリア塗装ベルガンでは、スリットが外側リングの全周にわたって形成されるために、シェイピングエアが均一に吐出される。よって、中塗り塗装ベルガン及びクリア塗装ベルガンの構造として、ベルカップと外側リング間の距離を短くしても、シェイピングエアと塗料を均一に衝突させることができる。また、シェイピングエアが均一に吐出されることで、中塗り塗装ベルガン及びクリア塗装ベルガンの外部からの汚れの進入を軽減することが可能となる。結果、塗料が汚れとしてベルカップに付着する量を抑制でき、ベルカップの洗浄頻度を減少させることができる。また、該距離が短いことから、ベルガンがコンパクトになる。
【００１６】
前記ベース塗装工程における前記シェイピングエアと前記ベルカップとの相対速度を、前記中塗り塗装及び前記クリア塗装工程における前記シェイピングエアと前記ベルカップとの相対速度より速くするとよい。
【００１７】
これによって、色の再現性を優先するベース塗装工程において、塗料に対するシェイピングエアの相対速度を高めることでき、中塗り塗装及びクリア塗装工程と比べ、塗料の微粒子化を促進させることが可能となる。
【００１８】
本発明に係る塗装方法は、一定の方向に回転し、内側から塗料を吐出するベルカップと、前記ベルカップの外縁よりも基端側で環状に設けられて、前記外縁、又はその近傍へ向けてシェイピングエアを吐出するシェイピングエア吐出部とをそれぞれ備えるベース塗装ベルガン及びクリア塗装ベルガンによって、ワークに対して塗装を順次行う塗装方法において、前記塗料はベース塗料であって、前記シェイピングエア吐出部から前記ベース塗装ベルガンの回転軸の回転方向に対して逆方向に傾斜する方向にシェイピングエアを吐出させ、前記ベルカップから吐出させた前記塗料を前記シェイピングエアと衝突させることで微粒子化させて、前記ワークを塗装するベース塗装工程と、前記塗料はクリア塗料であって、前記ベース塗装工程の後、前記シェイピングエア吐出部から前記クリア塗装ベルガンの回転軸と略平行、又は該回転軸の回転方向に対して同方向に傾斜する方向にシェイピングエアを吐出させ、前記ベルカップから吐出された前記塗料を前記シェイピングエアと衝突させることで微粒子化させて、前記ワークを塗装するクリア塗装工程と、を有することを特徴とする。
【００１９】
これによって、上述したベース塗装工程及びクリア塗装工程の効果を有したまま、中塗り塗装工程を省略することで、量産工程全体として効率的な運用が可能となる。
【００２０】
この場合、前記クリア塗装ベルガンは、前記ベルカップと同軸上の外側リング、及び内側リングを有し、前記シェイピングエア吐出部は、前記外側リングと前記内側リングとの間に形成されるスリットにするとよい。
【００２１】
これによって、クリア塗装ベルガンでは、スリットが外側リングの全周にわたって形成されるために、シェイピングエアが均一に吐出される。よって、クリア塗装ベルガンの構造として、ベルカップと外側リング間の距離を短くしても、シェイピングエアと塗料を均一に衝突させることができる。また、シェイピングエアが均一に吐出されることで、クリア塗装ベルガンの外部からの汚れの進入を軽減することが可能となる。結果、塗料が汚れとしてベルカップに付着する量を抑制でき、ベルカップの洗浄頻度を減少させることができる。また、該距離が短いことから、ベルガンがコンパクトになる。
【００２２】
前記ベース塗装工程における前記シェイピングエアと前記ベルカップとの相対速度を、前記クリア塗装工程における前記シェイピングエアと前記ベルカップとの相対速度より速くするとよい。
【００２３】
これによって、色の再現性を優先するベース塗装工程において、塗料に対するシェイピングエアの相対速度を高めることでき、前記クリア塗装工程と比べ、塗料の微粒子化を促進させることが可能となる。
【００２４】
前記ベース塗装ベルガンは、前記ベルカップと同軸上の筐体を有し、前記シェイピングエア吐出部は、前記筐体の端面において環状に配列され、前記ベース塗装ベルガンの回転軸の回転方向に対して逆方向に傾斜した複数のエア吐出孔にするとよい。
【００２５】
これによって、色の再現性を優先するベース塗装工程において、塗料に対するシェイピングエアの相対速度を高めることでき、ワークへ塗着するのに必要な運動エネルギーが確保可能な塗料粒子の大きさを維持しつつ、十分な塗料の微粒子化が可能となる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る塗装方法によれば、中塗り塗装工程及びクリア塗装工程では、塗着効率が低下しない程度に適度な塗料の微粒子化が可能となり、塗装効率が向上する。中塗り塗装工程及びクリア塗装工程では色の再現性に与える影響は小さく、塗着効率を優先し、ベース塗装工程とは異なる塗装手段によって塗装する。製品の色彩を決定するベース塗装工程では、ワークへ塗着するのに必要な運動エネルギーが確保可能な塗料粒子の大きさを維持しつつ、塗料が十分に微粒子化され、色の再現性が維持される。従って、最終製品としての色の再現性を維持しながら、しかも塗装工程全体としての効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明に係る塗装方法について好適な実施の形態を挙げ、添付の図１〜図１０を参照しながら説明する。
【００２８】
図１に示すように、本実施の形態に係る塗装方法は、車両であるワーク１０に対して、中塗り塗装ベルガン１２ａ、ベース塗装ベルガン１２ｂ、及びクリア塗装ベルガン１２ｃを有する塗装ロボット１４にて、シェイピングエア１６と、塗料１８である中塗り塗料１８ａ、ベース塗料１８ｂ、及びクリア塗料１８ｃとを用いて塗装を行う。図１においては、代表的に１つの工程における塗装ステーションだけを示しているが、後述（図６参照）するようにワーク１０に対しては、中塗り塗装工程、ベース塗装工程、クリア塗装工程によって順に塗装を行い、その間に焼付け工程及び予備加熱工程等を有する。各工程は搬送ラインで接続された別ステーションで行われる。
【００２９】
中塗り塗装工程では、中塗り塗料１８ａを用いて中塗り塗装ベルガン１２ａによって塗装を行い、ベース塗装工程では、ベース塗料１８ｂを用いてベース塗装ベルガン１２ｂによって塗装を行い、クリア塗装工程では、クリア塗料１８ｃを用いてクリア塗装ベルガン１２ｃによって塗装を行う。中塗り塗装ベルガン１２ａ、ベース塗装ベルガン１２ｂ、及びクリア塗装ベルガン１２ｃは塗装ロボット１４のティーチング動作によって、ワーク１０の表面に対して所定の距離を保って移動しながら塗料を吹き付けて塗装を行う。これらの一連の塗装工程では、基本的には静電塗装を行うが、設計条件によってはそれ以外の吹き付け塗装としてもよい。なお、中塗り塗装ベルガン１２ａ、ベース塗装ベルガン１２ｂ、及びクリア塗装ベルガン１２ｃの各名称は、説明の便宜上、区別しているものである。
【００３０】
また、中塗り塗装ベルガン１２ａとクリア塗装ベルガン１２ｃは、同じ構成要素を有しているため、中塗り塗装ベルガン１２ａの構成要素の説明をもって、クリア塗装ベルガン１２ｃの説明を省略する。
【００３１】
図２に示すように、中塗り塗装ベルガン１２ａは、本体２０を備え、該本体２０には回転軸２２が突設されている。説明の便宜上、回転軸２２における中塗り塗装ベルガン１２ａの基端側をＸ方向、中塗り塗装ベルガン１２ａの先端側をＹ方向とする。
【００３２】
本体２０のＹ方向端中央部には、回転軸２２が突設されている。本体２０のＹ方向端外周には外側リング２４が螺着されている。該外側リング２４の内側に、内側リング２６が挿嵌され、前記外側リング２４と前記内側リング２６との隙間には、エアチャンバ２８及びシェイピングエア吐出部３０であるスリット３０ａが形成されている。
【００３３】
回転軸２２は、中空部である塗料供給路３２を有し、ベルカップ３６に軸通している。また、回転軸２２は、本体２０から供給される圧縮空気によって回転し、連動して、ベルカップ３６も回転している。
【００３４】
塗料供給路３２は、本体２０のＹ方向端より回転軸２２方向（Ｘ−Ｙ方向）に延在し、Ｙ方向端部には、塗料チャンバ３４が設けられている。塗料１８は、塗料供給路３２を介して、本体２０から塗料チャンバ３４へ供給される。
【００３５】
塗料チャンバ３４は、塗料１８の充填効率を高めるのと同時に、塗料１８を均一化させて塗料吐出孔３８へ送ることができる。塗料チャンバ３４のＹ方向端面には、複数（例えば、１２個）の塗料吐出孔３８が環状に配列され、塗料チャンバ３４とベルカップ３６とを接続している。塗料チャンバ３４に充填された塗料１８は、複数の塗料吐出孔３８を介してベルカップ３６へ供給される。
【００３６】
ベルカップ３６は、ベル形状で、Ｙ方向に向かって拡開している。また、ベルカップ３６のＹ方向端部は、外側リング２４のＹ方向端部よりも距離Ｈ１（図２参照）だけ突出している。塗料チャンバ３４より供給された塗料１８は、回転軸２２の回転によって生じる遠心力を受けて、ベルカップ３６の外縁方向へ吐出されることとなる。
【００３７】
外側リング２４は、Ｙ方向より平面視すると、ベルカップ３６と同軸の円形状である。外側リング２４のＹ方向端部は、内側リング２６よりもややＹ方向に位置している。
【００３８】
内側リング２６には、中空部として略回転軸２２方向（Ｘ−Ｙ方向）に延在し、シェイピングエア１６を供給する複数（例えば、３０個）のシェイピングエア供給路４０が穿設されている。本体２０より供給されたシェイピングエア１６は、シェイピングエア供給路４０、エアチャンバ２８の順に経由して、スリット３０ａに供給される。
【００３９】
エアチャンバ２８は、スリット３０ａより体積のある空間であり、本体２０より供給されるシェイピングエア１６をスリット３０ａへ吐出する前に一時的に保管すると同時に、複数のシェイピングエア供給路４０から供給されるシェイピングエア１６を均一化させることができる。
【００４０】
シェイピングエア吐出部３０であるスリット３０ａは、外側リング２４内周と、内側リング２６外周との間に形成された環状の細い隙間で（図３参照）、略回転軸２２方向（Ｘ−Ｙ方向）に延在する。スリット３０ａが、外側リング２４の内周全体にわたって形成されるために、シェイピングエア１６が均一に吐出される。よって、中塗り塗装ベルガン１２ａの構造として、ベルカップ３６と外側リング２４におけるＹ方向端部間の距離Ｈ１（図２参照）を短くしても、シェイピングエア１６と塗料１８を均一に衝突させることができる。また、シェイピングエア１６が均一に吐出され、前記距離Ｈ１の短い構造を中塗り塗装ベルガン１２ａが有することによって、中塗り塗装ベルガン１２ａの外部から侵入する汚れの量を減少させることができ、汚れが塗料１８に与える影響を抑制することができる。結果、汚れがベルカップ３６に付着する量を抑制できることで、ベルカップ３６の洗浄頻度を低減させることが可能となる。また、該距離が短いことから、中塗り塗装ベルガン１２ａはコンパクトになる。
【００４１】
次に、ベース塗装ベルガン１２ｂの構成について説明する。ベース塗装ベルガン１２ｂについて、中塗り塗装ベルガン１２ａの構成要素と同じ構成要素については同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００４２】
図４に示すように、ベース塗装ベルガン１２ｂは、本体２０を備え、該本体２０のＹ方向端外周には筐体４２が螺着されている。
【００４３】
ベルカップ３６のＹ方向端部は、筐体４２のＹ方向端部よりも距離Ｈ２だけ突出している（図４参照）。
【００４４】
筐体４２は、Ｙ方向より平面視すると、ベルカップ３６と同軸の円形状である（図５参照）。筐体４２の外周部には、シェイピングエア吐出部３０である複数（例えば、４０個）のエア吐出孔３０ｂと、エアチャンバ２８と、シェイピングエア供給路４０とが穿設されており、本体２０より供給されたシェイピングエア１６は、シェイピングエア供給路４０、エアチャンバ２８の順に経由して、複数のエア吐出孔３０ｂに供給される。
【００４５】
エア吐出孔３０ｂは、回転軸２２の回転方向に対して逆方向に傾斜して設けられ、Ｙ方向より平面視すると、筐体４２の端面において環状に配列されている。エア吐出孔３０ｂを傾けて設けることによって、色の再現性が優先される塗装工程において、塗料１８に対するシェイピングエア１６の相対速度を高めることでき、十分な塗料の微粒子化が可能となる。
【００４６】
ベルカップ３６のＹ方向端部と筐体４２のＹ方向端部との距離Ｈ２は、前記の距離Ｈ１より適度に大きく設定されており、不連続な複数のエア吐出孔３０ｂから吐出されたシェイピングエア１６は、吐出時には各エア吐出孔３０ｂに分かれて不連続であるが、ベルカップ３６のＹ方向端部に達するまでには適度に拡散してほとんど均一となっており、塗料１８に対して好適な状態で衝突する。
【００４７】
以上のような基本的構成を有した中塗り塗装ベルガン１２ａ、ベース塗装ベルガン１２ｂ、及びクリア塗装ベルガン１２ｃを用いて、中塗り塗装工程、ベース塗装工程、及びクリア塗装工程を含む塗装ラインにおいてワーク１０に対して塗装をする塗装方法について、図６を参照しながら説明する。
【００４８】
ステップＳ１、すなわち、中塗り塗装工程において、前処理として電着塗装した後、該電着塗装を定着させるために焼付け作業を行ったワーク１０と、中塗り塗装ベルガン１２ａと、中塗り塗料１８ａを準備する。中塗り塗装工程で施される中塗り塗装は、塗装面の平滑性確保及び防錆等が主な目的で、後述するベース塗装によって覆われ、製品として外側からは視認されなくなるため、色の再現性に与える影響は小さく、塗着効率が優先する。従って、中塗り塗装工程では、塗着効率が低下しない程度に塗料を適度に微粒子化するにとどめ、塗装効率を向上させる。
【００４９】
中塗り塗料１８ａは、本体２０から塗料供給路３２、塗料チャンバ３４の順に経由して、複数の塗料吐出孔３８よりベルカップ３６へ射出される。中塗り塗料１８ａは、回転軸２２の回転によって生じる遠心力でベルカップ３６の外縁側へ飛散する。回転軸２２及びベルカップ３６は、図７に示すように、Ｙ方向からＸ方向に見た場合、反時計回りに回転している。
【００５０】
シェイピングエア１６は、本体２０からシェイピングエア供給路４０、エアチャンバ２８の順に経由して、スリット３０ａより吐出される。この際、スリット３０ａは、略回転軸２２方向（Ｘ−Ｙ方向）に延在するため、シェイピングエア１６は略Ｙ方向へ吐出する（図７参照）。
【００５１】
よって、ベルカップ３６の外縁側へ飛散した中塗り塗料１８ａと、略Ｙ方向へ吐出したシェイピングエア１６とは、スリット３０ａの略Ｙ方向上で衝突し、結果、中塗り塗料１８ａは塗料チャンバ３４から射出された時より適度に小さな粒子を形成し、ワーク１０に塗着する。この粒子は塗着効率が低下しない程度の大きさになる。
【００５２】
中塗り塗装工程では、塗装ロボット１４の動作によって中塗り塗装ベルガン１２ａをワーク１０から所定の距離を保ちながら所定の速度で移動させる。このとき、中塗り塗装ベルガン１２ａによる塗着効率は高いことから、塗装ロボット１４による移動速度を適度に速くすることができ中塗り塗装工程を短時間で終了させることができる。
【００５３】
なお、中塗り塗装工程（及びクリア塗装工程）では、塗着効率を優先させていることから、塗料の粒子はベース塗装工程における粒子よりは大きくしているが、前記の通り中塗り塗装ベルガン１２ａ（及びクリア塗装ベルガン１２ｃ）では、塗料はスリット３０ａから均一に吐出されていることから、塗りむらがなく、色の再現性も相当に高い。
【００５４】
ステップＳ２、すなわち、焼付け工程において、ワーク１０に対して、中塗り塗料１８ａの定着を目的とした焼付け作業を行う。
【００５５】
次いで、ステップＳ３、すなわち、ベース塗装工程において、ワーク１０と、ベース塗装ベルガン１２ｂと、ベース塗料１８ｂを準備する。該ベース塗装工程は、製品の色彩を決定する工程のため、色の再現性が優先され、ワーク１０へ塗着するのに必要な運動エネルギーが確保可能な塗料粒子の大きさを維持しつつ、塗料を十分に微粒子化する。
【００５６】
ベース塗料１８ｂは、本体２０から塗料供給路３２、塗料チャンバ３４、複数の塗料吐出孔３８の順に経由して、ベルカップ３６へ射出される。ベース塗料１８ｂは、回転軸２２の回転によって生じる遠心力でベルカップ３６の外縁側へ飛散する。回転軸２２及びベルカップ３６は、図８に示すように、Ｙ方向からＸ方向に見た場合、反時計回りに回転している。
【００５７】
シェイピングエア１６は、本体２０からシェイピングエア供給路４０、エアチャンバ２８の順に経由して、複数のエア吐出孔３０ｂより吐出される。複数のエア吐出孔３０ｂは、回転軸２２の回転方向に対して逆方向に傾斜して設けられているため、シェイピングエア１６も同様に、回転軸２２の回転方向に対して逆方向に傾斜する方向に吐出する（図８参照）。
【００５８】
よって、ベルカップ３６の外縁側へ拡散したベース塗料１８ｂと、回転軸２２の回転方向に対して逆方向に傾斜する方向に吐出したシェイピングエア１６とは、エア吐出孔３０ｂの延長線上周辺で衝突し、結果、ベース塗料１８ｂは回転軸２２から射出された時より小さな粒子を形成し、ワーク１０へと塗着する。シェイピングエア１６とベース塗料１８ｂとの衝突時の相対速度は、ステップＳ１、すなわち、中塗り塗装工程におけるシェイピングエア１６と中塗り塗料１８ａとの衝突時の相対速度よりも速くなる。これは、複数のエア吐出孔３０ｂが、回転軸２２の回転方向に対して逆方向に傾斜して設けられているためである。よって、ワーク１０へ塗着するのに必要な運動エネルギーが確保可能なベース塗料１８ｂ粒子の大きさを維持しつつ、ベース塗料１８ｂの微粒子化が促進され、色の再現性が高く維持されるように十分に小さいベース塗料粒子を形成することが可能となる。
【００５９】
ベース塗装工程では、塗装ロボット１４の動作によってベース塗装ベルガン１２ｂをワーク１０から所定の距離に保ちながら所定の速度で移動させる。このとき、ベース塗装ベルガン１２ｂによる色の再現性を維持させるために塗装ロボット１４による移動速度を適度に遅くするとよい。
【００６０】
ステップＳ４、すなわち、予備加熱工程において、ワーク１０に対して、ベース塗料１８ｂに含まれる水分を蒸発させることを目的とした予備加熱作業を行う。なお、ベース塗料１８ｂが溶剤塗料である場合、溶剤は揮発するので、本工程は省略してもよい。
【００６１】
次いで、ステップＳ５、すなわち、クリア塗装工程において、ワーク１０と、クリア塗装ベルガン１２ｃと、クリア塗料１８ｃを準備する。クリア塗装工程で施されるクリア塗装は、ベース塗装を保護する透明膜となることから、色の再現性としての色彩に対する影響は小さく、塗着効率を優先する。従って、クリア塗料１８ｃの粒子は塗着効率が低下しない程度の大きさにとどめる。
【００６２】
このステップＳ５では、ステップＳ１、すなわち、中塗り塗装工程と同様の作業を行うが、中塗り塗料１８ａの代わりにクリア塗料１８ｃを用いて、該クリア塗料１８ｃをワーク１０に塗着させる。ステップＳ５においては、塗料の粒子が過度に小さくないことから、ステップＳ１と同様に高効率の塗装が行われる。
【００６３】
ステップＳ６、すなわち、焼付け工程において、ステップＳ２と同様に焼付け作業を行う。
【００６４】
これによって、図６に示す塗装方法に係る一連の塗装が終了する。
【００６５】
中塗り塗装ベルガン１２ａ及び（又は）クリア塗装ベルガン１２ｃの変形例としては、ベース塗装ベルガン１２ｂと同様の構造を有してもよい。この場合、ステップＳ１及び（又は）ステップＳ５は、回転軸２２及びベルカップ３６の回転方向を、Ｙ方向からＸ方向に見た場合、時計回りにさせるとよい。これによって、シェイピングエアと塗料との衝突時の相対速度を、上述した実施の形態におけるステップＳ１及び（又は）ステップＳ５と比べて減少させることができ、塗料の微粒子化を適度に抑制することができる。
【００６６】
別の変形例としては、図９に示すように、上述した塗装方法におけるステップＳ１及びＳ２、すなわち中塗り塗装工程及びその後の焼付け工程を省略してもよい。よって、図９に示した、ステップＳ１０１であるベース塗装工程の前に、前処理として電着塗装した後、該電着塗装を定着させるために焼付け作業を行ったワーク１０と、ベース塗装ベルガン１２ｂと、塗料１８であるベース塗料１８ｂを準備することとなる。
【００６７】
次に、本実施の形態に係る塗装方法による色の再現性と塗着効率を確認するために行った実験結果を図１０に示す。
【００６８】
図１０において、シェイピングエア吐出部が、ベース塗装ベルガンのように吐出孔が回転軸の回転方向に対して逆方向に傾斜する構造を有した場合を●印で示し、中塗り塗装ベルガン及びクリア塗装ベルガンのようにスリットを有した構造の場合を◆印で示し、前記の変形例のように吐出孔が回転軸の回転方向に対して同方向に傾斜する構造を有した場合を■印で示す。図１０の縦軸は、色の再現性確認のため、色彩の指標の一つである明度を示す。図１０の横軸は、シェイピングエアと塗料とが衝突する時のベルカップ周方向における相対速度を示す。
【００６９】
ベース塗装ベルガンを使用する場合、前記相対速度はＶ１ｍ／ｓであり、その際の明度は相当に高くなっており、塗着効率は概ね７０％程度である。また、中塗り塗装ベルガン及びクリア塗装ベルガンを使用した場合、前記相対速度はＶ２（Ｖ２＜Ｖ１）ｍ／ｓであり、その際の明度はやや低くなっており、塗着効率は概ね８０％程度である。さらにまた、変形例のように、吐出孔を回転軸の回転方向と同方向に傾斜して設けた場合、前記相対速度はＶ３（Ｖ３＜Ｖ２）ｍ／ｓであり、その際の明度はさらに低くなっている。なお、この場合の明度は、エックスライト株式会社製ＭＡ６８の測色計を用いて、正反射から１５度ずらした角度において測定したものである。
【００７０】
図１０の実験結果からも明らかなように、シェイピングエアと塗料とが衝突する相対速度が速い場合には、●印で示すように色の再現性としての明度を高くすることができるとともに、衝突する相対速度を低くすると塗着効率を向上させることができる。
【００７１】
上述したように、本実施の形態に係る塗装方法によれば、中塗り塗装工程及びクリア塗装工程では、塗着効率が低下しない程度に塗料を適度に微粒子化するにとどめ、塗装効率を向上させる。中塗り塗装工程で施される中塗り塗装は、その後のベース塗装によって覆われることから視認されず、色の再現性に与える影響は小さく、塗着効率を優先する。また、クリア塗装工程で施されるクリア塗装は、ベース塗装を保護する透明膜となることから、色の再現性としての色彩に対する影響は小さく、塗着効率を優先する。
【００７２】
製品の色彩を決定するベース塗装工程では、衝突時におけるベース塗料１８ｂに対するシェイピングエア１６の相対速度が高くなり、ワーク１０へ塗着するのに必要な運動エネルギーが確保可能なベース塗料１８ｂ粒子の大きさを維持しつつ、ベース塗料１８ｂが十分に微粒子化され、色の再現性が維持される。従って、最終製品としてのワーク１０の色の再現性を維持しながら、しかも塗装工程全体としての効率を向上させることができる。
【００７３】
本発明に係る塗装方法は、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、種々の構成乃至工程を採り得ることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本実施の形態に係る塗装方法における所定の塗装工程に係る塗装ステーションを示す概略斜視図である。
【図２】中塗り塗装ベルガン及びクリア塗装ベルガンの一部断面図である。
【図３】中塗り塗装ベルガン及びクリア塗装ベルガンの平面図である。
【図４】ベース塗装ベルガンの一部断面図である。
【図５】ベース塗装ベルガンの平面図である。
【図６】本実施の形態に係る塗装方法のフローチャートである。
【図７】中塗り塗装ベルガン及びクリア塗装ベルガンの一部斜視図である。
【図８】ベース塗装ベルガンの一部斜視図である。
【図９】変形例に係る塗装方法のフローチャートである。
【図１０】本実施の形態に係る塗装方法による塗装の効果を確認するための実験結果である。
【符号の説明】
【００７５】
１０…ワーク                      １２…ベルガン
１２ａ…中塗り塗装ベルガン        １２ｂ…ベース塗装ベルガン
１２ｃ…クリア塗装ベルガン        １４…塗装ロボット
１６…シェイピングエア            １８…塗料
１８ａ…中塗り塗料                １８ｂ…ベース塗料
１８ｃ…クリア塗料                ２０…本体
２２…回転軸                      ２４…外側リング
２６…内側リング                  ２８…エアチャンバ
３０…シェイピングエア吐出部      ３０ａ…スリット
３０ｂ…エア吐出孔                ３２…塗料供給路
３４…塗料チャンバ                ３６…ベルカップ
３８…塗料吐出孔                  ４０…シェイピングエア供給路
４２…筐体
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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