(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの塗装ガンと、
異なる色の塗料が入れられた複数の塗料タンクから前記塗装ガン内に延び塗料を供給する複数の塗料供給経路と、
該塗料供給経路の途中におのおの設けられ、塗料の供給量を制御する制御装置と、
該制御装置の下流でかつ前記塗装ガンのベルヘッド内に設けられ、それぞれの塗料供給経路により供給される異なる色の塗料を混合する塗料混合部と、
を備えており、
前記塗料混合部はベルヘッドのハブ後面であり、前記塗料供給経路は塗料ホースと該塗料ホースに連通する塗料フィードチューブからなり、それぞれの塗料フィードチューブの先端部は互いに近づく方に曲げられており、それぞれの塗料フィードチューブから吐出した塗料はベルヘッドのハブの後方で互いに衝突し、さらにベルヘッドの回転によりハブ後面上で塗料の混合が促進されるようになっている、多色塗装用の塗装装置。
【請求項２】
複数の塗料供給経路を流れるそれぞれの塗料を塗装ガン内で混合して塗装ガンから吐出させて塗装を行う場合に、塗装の途中で前記それぞれの塗料の混合比を変化させることにより塗装ガンから吐出される塗料の色を変化させて多色塗装を行う、塗装方法。
【請求項３】
前記混合比を段階的に変化させることにより、グラデーション模様を得る、請求項２記載の塗装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多色の塗装を行う塗装装置および塗装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平６−１３４３５４号には、図５に示すように、ベルヘッドに塗料を供給するための複数の塗料供給経路２４、２５、２６が配置された回転霧化塗装ガンが開示されている。各塗料供給経路２４、２５、２６には塗料の供給をＯＮ／ＯＦＦする切り替えバルブ５１、５２、５３が設けられている。これにより、１台の塗装ガンで、複数の色の塗料を塗装することができる。Ａ色、Ｂ色、Ｃ色のそれぞれの塗料を供給する３本の塗料供給経路２４、２５、２６が配置された塗装ガンを用いる場合、Ａ色の塗装時はＡ色を供給する塗料供給経路の切り替えバルブ５１がＯＮとされ、Ｂ色、Ｃ色を供給するそれぞれの塗料供給経路の切り替えバルブ５２、５３がＯＦＦとされる。Ｂ色の塗装時はＢ色を供給する塗料供給経路の切り替えバルブ５２がＯＮとされ、Ａ色とＣ色を供給するそれぞれの塗料供給経路の切り替えバルブ５１、５３がＯＦＦとされる。Ａ色からＢ色への塗色替え時には、各塗料供給経路は洗浄の必要がないので、色替え時間は短い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の回転霧化塗装装置は、色替え時に、あらかじめ用意された複数の色の塗料の中から選択して塗装することはできるが、それぞれの色を混合し、たとえば、グラデーション模様などの多色の塗装を１台の塗装ガンを用いて行うことができない。
本発明の目的は、複数の異なる色の塗料を混合することにより多色の塗装を行うことができる塗装装置および塗装方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は、つぎの通りである。
（１）  １つの塗装ガンと、
異なる色の塗料が入れられた複数の塗料タンクから前記塗装ガン内に延び塗料を供給する複数の塗料供給経路と、
該塗料供給経路の途中におのおの設けられ、塗料の供給量を制御する制御装置と、
該制御装置の下流でかつ前記塗装ガンのベルヘッド内に設けられ、それぞれの塗料供給経路により供給される異なる色の塗料を混合する塗料混合部と、
を備えており、
前記塗料混合部はベルヘッドのハブ後面であり、前記塗料供給経路は塗料ホースと該塗料ホースに連通する塗料フィードチューブからなり、それぞれの塗料フィードチューブの先端部は互いに近づく方に曲げられており、それぞれの塗料フィードチューブから吐出した塗料はベルヘッドのハブの後方で互いに衝突し、さらにベルヘッドの回転によりハブ後面上で塗料の混合が促進されるようになっている、多色塗装用の塗装装置。
（２）  複数の塗料供給経路を流れるそれぞれの塗料を塗装ガン内で混合して塗装ガンから吐出させて塗装を行う場合に、塗装の途中で前記それぞれの塗料の混合比を変化させることにより塗装ガンから吐出される塗料の色を変化させて多色塗装を行う、塗装方法。
（３）  前記混合比を段階的に変化させることにより、グラデーション模様を得る、（２）記載の塗装方法。
【０００５】
上記（１）の塗装装置では、複数の塗料供給経路の途中におのおの設けられた制御装置によって供給量が制御されたそれぞれの異なる色の塗料が、塗装ガンのベルヘッド内に設けられた塗料混合部で混合される。混合された塗料は、それぞれの塗料の混合比によって塗色が異なるので、混合比が変化されることにより多くの色が塗装ガン内で得られ、多色塗装を行うことができる。
上記（２）の塗装方法では、複数の塗料供給経路により供給されるそれぞれの異なる色の塗料を塗装ガン内で混合して塗装を行う途中、それぞれの塗料の混合比を塗装ガン内で変化させるので、多色の塗装を行うことができる。
上記（３）の塗装方法では、塗装ガン内で混合されるそれぞれの塗料の混合比を段階的に変えることにより、グラデーション模様の塗装を行うことができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明実施例の塗装装置を示し、図２は本発明実施例の塗装装置の塗料混合部のその他の例を示し、図３は本発明実施例の塗装方法により塗装するときのタイムチャートを示し、図４は本発明実施例の塗装方法により得られるグラデーション模様を示す。
【０００７】
まず、本発明実施例の塗装装置について、図１を参照して説明する。
図１に示すように、本発明実施例の塗装装置は、塗装ガン１と、それぞれ異なる色の塗料が入れられている、複数の、たとえば２つの塗料タンク６Ａ、６Ｂと、それぞれの塗料タンクから塗装ガン１内に延びる複数の塗料供給経路１６Ａ、１６Ｂ、３Ａ、３Ｂ、５と、塗料供給経路の途中に設けられた制御装置７Ａ、７Ｂ、８Ａ、８Ｂと、塗料混合部４と、を備えている。
【０００８】
塗装ガン１は、回転霧化塗装ガンやエア塗装ガンなどの静電タイプもしくは非静電タイプの塗装ガンが用いられる。図１には、回転霧化静電塗装ガン１の例を示している。回転霧化静電塗装ガン１はベルヘッド２と、ベルヘッド２を回転軸芯まわりに回転させるエアモータ１３と、エアモータ１３を介してベルヘッド２に高電圧を付与する高電圧発生器１１と、ベルヘッド２の先端から吐出する塗粒に向けて後方からシェーピングエアを噴出するシェーピングエアノズル１５ａを備えたシェーピングエアキャップ１５と、を有する。
ベルヘッド２は、カップ状で、内部に後面中央が後方に突出した略円盤状のハブ２ａが設けられている。ハブ２ａの周縁には複数の塗料吐出孔２ｂが設けられている。塗料吐出孔２ｂを通り抜けた塗料は、ベルヘッド２の先端から吐出する。
高電圧発生器１１は高電圧コントローラー１２から延びる低電圧ケーブル１８に接続している。
塗装ガン１は、塗装ロボット１０の先端に取り付けられる。
【０００９】
塗料供給経路は、塗料タンク６Ａ、６Ｂからベルヘッド２内のハブ２ａの後面に塗料を供給する。塗料供給経路は、各塗料タンク６Ａ、６Ｂに連通する塗料ホース１６Ａ、１６Ｂと、塗料ホース１６Ａ、１６Ｂに連通し塗装ガン１内に配置されている塗料フィードチューブ３Ａ、３Ｂと、一方端がそれぞれの塗料フィードチューブ３Ａ、３Ｂに連通し他方端がハブ後面の中央に対向する１本の先端ノズル５からなる。
塗料ホース１６Ａ、１６Ｂと塗料フィードチューブ３Ａ、３Ｂの連通部分には、塗料ＯＮ／ＯＦＦバルブ１４Ａ、１４Ｂが配置されている。
塗料フィードチューブ３Ａ、３Ｂの前端部には逆流防止弁１９Ａ、１９Ｂが設けられている。
【００１０】
制御装置７Ａ、７Ｂ、８Ａ、８Ｂ、９によって、塗料供給経路によって供給される塗料量が制御される。本発明実施例では、制御装置は、流量制御装置とされる。流量制御装置は、塗料ホース１６Ａ、１６Ｂの途中に設けられたギアポンプ７Ａ、７Ｂと、サーボモータ８Ａ、８Ｂと、サーボモータの回転数をコントロールする制御盤９からなる。制御盤９からは、それぞれのサーボモータ８Ａ、８Ｂの回転数、その回転数を変化させる時間の信号の出力が可能である。制御盤９からの信号によってサーボモータ８Ａ、８Ｂの回転数は変化され、ギアポンプ７Ａ、７Ｂによる塗料タンクからの塗料の流量が変化し、その結果、供給塗料量が変化する。たとえば、サーボモータ８Ａよりサーボモータ８Ｂの回転数が多い場合には、塗料ホース１６Ａの供給塗料量より塗料ホース１６Ｂの供給塗料量が多い。供給塗料量は、サーボモータ８Ａ、８Ｂの回転数に比例する。
【００１１】
塗料混合部４は塗装ガン１内の塗料フィードチューブ３Ａ、３Ｂの前方に設けられ、それぞれの塗料供給経路により供給される塗料を完全に混合する。図１には、スタティックミキサー４を用いる例を示している。塗料フィードチューブ３Ａ、３Ｂはそれぞれスタティックミキサー４が配置されている通路と連通している。塗料フィードチューブ３Ａ、３Ｂから供給されたそれぞれの塗料は、スタティックミキサー４の内部を通過する際に完全に混合する。スタティックミキサー４の下流には、混合された塗料をベルヘッド２のハブ２ａの後面に供給する１本の先端ノズル５が配置されている。
なお、図２に示すように、塗料混合部４はベルヘッド２のハブ後面２ａであってもよい。この場合、塗料供給経路は、塗料ホースと塗料ホースに連通する塗料フィードチューブ２３Ａ、２３Ｂからなる。塗料フィードチューブ２３Ａ、２３Ｂの先端部は互いに近づく方に曲げられており、それぞれの塗料フィードチューブ２３Ａ、２３Ｂから吐出した塗料はベルヘッド２のハブ２ａの後方で互いに衝突し、さらに、ベルヘッドの回転により、ハブ２ａの上で塗料の混合が促進される。
【００１２】
つぎに、上記装置の作用でもある多色塗装する方法について、図３、図４を参照して、説明する。
塗装ガン１内の塗料混合部４では、ギアポンプ７Ａを介して塗料ホース１６Ａ、塗料フィードチューブ３Ａによって塗料タンク６Ａ内の塗料Ａと、ギアポンプ７Ｂを介して塗料ホース１６Ｂ、塗料フィードチューブ３Ｂによって塗料タンク６Ｂ内の塗料Ｂが同時に供給され、完全に混合される。そして、塗色の異なる塗料Ａと塗料Ｂが混合されて得られた塗料が塗装ガン１によって塗布される。塗布の途中で、サーボモータ８Ａ、８Ｂの少なくともどちらか一方の回転数を変化させることにより、回転数が変化された方の塗料供給経路の塗料流量が変化する。それにより、供給塗料量が変化し、塗料混合部４で混合される塗料Ａと塗料Ｂとの混合比が変化し、混合された塗料の色が塗布の途中で混合比に応じた色に変えられる。
【００１３】
たとえば、サーボモータ８Ａ、８Ｂのそれぞれの回転数が同じ場合には、ギアポンプ７Ａ、７Ｂを介して供給される塗料の流量は同じになる。その場合には、塗料混合部４で混合され得られた塗料は、塗料Ａが５０％、塗料Ｂが５０％の混合比を有する混合塗料となる。サーボモータ８Ａ、８Ｂのどちらか一方の作動を停止し塗料の供給を停止した場合には、塗料混合部４で得られた塗料は、どちらか一方の塗料１００％となる。
このように、あらかじめ塗料タンク内に用意された複数色の塗料の混合比を変化させることにより、あらかじめ用意された色より多くの塗色が得られる。したがって、塗装の途中であらかじめ用意された複数色の塗料の混合比を変化させることにより、一つの塗装ガンで、一つのワークに対して多色の塗装を行うことができる。
また、塗料混合部４が塗装ガン１内に設けられていることにより、塗色替え時に廃棄される無駄な塗料量は少ない。また、図２に示すように、混合塗料が流れる配管がない場合には、配管の洗浄が必要でないため、塗料の無駄がほとんどなく、また、色替え時間が短くなる。
【００１４】
つぎに、本発明実施例の装置を用いて塗装を行うことにより、グラデーション模様を得る方法を説明する。
図３に示すように、異なる色の塗料Ａと塗料Ｂの混合比を段階的に変化させた混合塗料を、被塗装面に複数段にわたって塗装することにより、図４に示すようなグラデーション模様が得られる。
この方法では、あらかじめ、塗装ガンの塗装方向、順序、速度が決められている。塗装ガンは、被塗装面の左側から右側へＴ１時間で移動され、ｔ１時間で下方に移動され、右側から左側へＴ２時間で移動され、ｔ２時間で下方に移動され、左側から右側へＴ３時間で移動され、ｔ３時間で下方に移動され、右側から左側へＴ４時間で移動され、ｔ４時間で下方に移動され、左側から右側へＴ５時間で移動され、ｔ５時間で下方に移動され、右側から左側へＴ６時間で移動され、ｔ６時間で下方に移動され、左側から右側へＴ７時間で移動される。
塗装開始から塗装終了までの塗料Ａ、塗料Ｂの混合比、および混合比が変化されるタイミングは制御盤９によって制御される。塗装開始直後から塗装ガン１が左側から右側へ移動する間のＴ１時間は、制御盤９からサーボモータ８Ａには所定の回転数の信号が出され、サーボモータ８Ｂには停止信号が出される。それにより、塗料Ａが１００％からなる塗色の塗料が塗装ガン１から噴出され１段目に塗布される。Ｔ１時間後、制御盤９からサーボモータ８Ａには所定の回転数の信号が出され、サーボモータ８Ｂには所定の回転数の信号が出される。それにより、混合比が塗料Ａが８５％、塗料Ｂが１５％からなる塗色の塗料に替わり、塗装ガン１から寸吹きされる。色替え時間はｔ１である。塗装ガン１が右側から左側へ移動する間のＴ２時間は、塗料Ａが８５％、塗料Ｂが１５％からなる塗色の塗料が塗装ガン１から噴出され２段目に塗布される。Ｔ２時間後、制御盤９からサーボモータ８Ａには所定の回転数の信号が出され、サーボモータ８Ｂには所定の回転数の信号が出される。それにより、塗料Ａが７０％、塗料Ｂが３０％からなる塗色の塗料に替わり、塗装ガン１から寸吹きされる。色替え時間はｔ２である。塗装ガン１が左側から右側へ移動する間のＴ３時間は、塗料Ａが７０％、塗料Ｂが３０％からなる塗色の塗料が塗装ガン１から噴出され３段目に塗布される。以下、同様に、４段目にはＴ４時間で塗料Ａが５０％、塗料Ｂが５０％からなる塗料が塗布され、ｔ４時間の塗料替え後、５段目にはＴ５時間で塗料Ａが３０％、塗料Ｂが７０％からなる塗料が塗布され、ｔ５時間の塗料替え後、６段目にはＴ６時間で塗料Ａが１５％、塗料Ｂが８５％からなる塗料が塗布され、ｔ６時間の塗料替え後、７段目にはＴ７時間で塗料Ａが０％、塗料Ｂが１００％からなる塗料が塗布される。
塗装中に複数回にわたって塗料Ａと塗料Ｂの混合比が変化されるが、塗料混合部４が塗装ガン１内に、さらに望ましくはベルヘッド２内に設けられているので、色替え時に廃棄する塗料量は少なく、また色替えの時間も短く、効率的である。
【００１５】
グラデーション模様は、図４に示すように、上下方向に形成されるだけではなく、左右方向にも形成される。
また、あらかじめ用意する塗料は３色以上でもよく、混合比を大きく変動させ、ピッチを細かく変えて塗装することにより、意匠性の高いグラデーション模様を形成することができる。
また、混合比を連続的に変化させることにより、連続的グラデーション模様を形成することができる。
【００１６】
【発明の効果】
請求項１の塗装装置によれば、複数の塗料供給経路の途中におのおの設けられた制御装置によって供給量が制御されたそれぞれの塗料を、塗装ガンのベルヘッド内に設けられた塗料混合部で混合することができるので、それぞれの塗料の混合比の違いにより多くの色が塗装ガン内で得られ、多色塗装を行うことができる。
請求項２の塗装方法によれば、複数の塗料供給経路により供給されるそれぞれの塗料を塗装ガン内で混合して塗装を行う途中、それぞれの塗料の混合比を塗装ガン内で変化させるので、多色の塗装を行うことができる。
請求項３の塗装方法によれば、塗装ガン内で混合されるそれぞれの塗料の混合比を段階的に変えることにより、グラデーション模様の塗装を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例の塗装装置の断面図である。
【図２】本発明実施例の塗料混合部のその他の例を示す図である。
【図３】本発明実施例の塗装方法にかかわり、グラデーション模様を形成するときのタイムチャートを示す図である。
【図４】本発明実施例の塗装方法により得られるグラデーション模様を示す図である。
【図５】従来の塗装装置を示す図である。
【符号の説明】
１  塗装ガン
３Ａ、３Ｂ、５、１６Ａ、１６Ｂ  塗料供給経路
４  塗料混合部
６Ａ、６Ｂ    塗料タンク
９    制御装置
【図１】
0003562350.tif 000002
【図２】
0003562350.tif 000003
【図３】
0003562350.tif 000004
【図４】
0003562350.tif 000005
【図５】
0003562350.tif 000006