(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗料を噴霧する塗装ガンを装備した塗装装置に、塗装ガンからの噴霧塗料における塗料溶剤の蒸発を促進するための蒸発促進空気を噴出する空気噴出手段を装備してある塗装設備であって、
搬送手段により搬送される複数の被塗物を前記塗装ガンからの塗料噴霧により順次塗装する構成にするとともに、前記蒸発促進空気の温度を被塗物ごとの塗料種に応じて自動的に切り替える切り替え手段を設け、
温度の異なる複数種の空気を空気混合手段で混合して、その混合空気を前記蒸発促進空気として前記空気噴出手段から噴出する構成にし、
前記切り替え手段は、前記温度の異なる複数種の空気の混合比率を変化させることにより前記蒸発促進空気の温度を切り替える構成にするとともに、
前記温度の異なる複数種の空気のうち、高温側空気の混合比率の下限を０よりも大なる値に制限した状態で前記蒸発促進空気の温度を切り替える構成にしてある塗装設備。
【請求項２】
前記空気噴出手段の空気噴出部を、前記塗装ガンの塗料噴霧部に対する正面視でその塗料噴霧部の周囲に沿って配置することにより、塗料噴霧部から噴霧される塗料粒子の被塗物に向かう飛行域の外周を包囲する状態で前記蒸発促進空気を噴出する構成にしてある請求項１記載の塗装設備。
【請求項３】
前記空気混合手段を、前記塗装装置又はそれに近い位置に設けてある請求項１又は２記載の塗装設備。
【請求項４】
前記温度の異なる複数種の空気のうちの前記高温側空気を前記空気混合手段に供給する高温側空気供給路に前記高温側空気が通風する状態を、前記塗装ガンからの塗料噴霧の一時停止中も継続する構成にしてある請求項１〜３のいずれか１項に記載の塗装設備。
【請求項５】
前記塗装ガンからの塗料噴霧の一時停止中に前記高温側空気供給路に通風する前記高温側空気を、前記空気噴出手段とは異なる排出部から外部に排出する構成にしてある請求項４記載の塗装設備。
【請求項６】
前記温度の異なる複数種の空気が、加熱空気と常温空気である請求項１〜５のいずれか１項に記載の塗装設備。
【請求項７】
塗料を噴霧する塗装ガンを装備した塗装装置に、塗装ガンからの噴霧塗料における塗料溶剤の蒸発を促進するための蒸発促進空気を噴出する空気噴出手段を装備しておく塗装方法であって、
搬送手段により搬送される複数の被塗物を前記塗装ガンからの塗料噴霧により順次塗装するとともに、前記蒸発促進空気の温度を被塗物ごとの塗料種に応じて切り替え、
温度の異なる複数種の空気を混合して、その混合空気を前記蒸発促進空気として前記空気噴出手段から噴出し、
前記温度の異なる複数種の空気の混合比率を変化させることにより前記蒸発促進空気の温度を切り替えるとともに、
前記温度の異なる複数種の空気のうち、高温側空気の混合比率の下限を０よりも大なる値に制限した状態で前記蒸発促進空気の温度を切り替える塗装方法。
【請求項８】
前記空気噴出手段の空気噴出部を、前記塗装ガンの塗料噴霧部に対する正面視でその塗料噴霧部の周囲に沿って配置することにより、塗料噴霧部から噴霧される塗料粒子の被塗物に向かう飛行域の外周を包囲する状態で前記蒸発促進空気を噴出させる請求項７記載の塗装方法。
【請求項９】
前記温度の異なる複数種の空気のうちの前記高温側空気を前記空気混合手段に供給する高温側空気供給路に前記高温側空気が通風する状態を、前記塗装ガンからの塗料噴霧の一時停止中も継続する請求項７又は８記載の塗装方法。
【請求項１０】
前記塗装ガンからの塗料噴霧の一時停止中に前記高温側空気供給路に通風する前記高温側空気を、前記空気噴出手段とは異なる排出部から外部に排出する請求項９記載の塗装方法。
【請求項１１】
前記温度の異なる複数種の空気として、加熱空気と常温空気を用いる請求項７〜１０のいずれか１項に記載の塗装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗装設備及び塗装方法に関し、詳しくは、塗料を噴霧する塗装ガンを装備した塗装装置に、塗装ガンからの噴霧塗料における塗料溶剤の蒸発を促進するための蒸発促進空気を噴出する空気噴出手段を装備しておく塗装設備及び塗装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の塗装設備及び塗装方法としては、塗装ブース内に設置された塗装装置（例えば、塗装ロボット）に装備される塗装ガンとしての回転霧化式塗装機に、空気噴出手段としてのエアダクトを、それの複数個の空気噴出口が回転霧化式塗装機の円筒ボディの外周に円状に配置される状態で装備することで、回転霧化式塗装機から噴霧される塗料粒子の被塗物に向かう飛行域（以下、噴霧パターンと称することがある。）の外周を包囲する状態で蒸発促進空気をエアダクトから噴出して、その蒸発促進空気により噴霧パターン内の温度を制御し、これにより、噴霧パターン内での塗料溶剤の蒸発を促進して、塗装装置周囲の温度（すなわち、塗装ブース内の温度）に係わらず被塗物における塗膜の固形分率が適度に調整された良好な塗装を被塗物に施す技術が知られている。（下記特許文献１参照）
そして、この技術では、エアダクトから噴出する蒸発促進空気の温度を塗装ブース内の空気の温湿度条件によって設定していた。
【特許文献１】特開２０００−３２５８６０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年の製造現場では、生産から販売に至る総合効率の向上を目的に受注生産方式の採用が増加している。この受注生産方式は、１つの生産ラインで１種類の製品を順次生産するのではなく、１つの生産ラインで受注状況に併せて様々な種別の製品を順次生産するもので、在庫用倉庫や在庫整理業務などを省力化できるという優れた利点を有している。
そして、塗装設備においても、このような利点のある受注生産方式の採用を視野に、水を塗料溶剤とした水性塗料、シンナー等の有機溶剤を塗料溶剤とした溶剤塗料などの複数の塗料種による塗装を同一の塗装ラインで行う混流塗装への対応が求められている。
【０００４】
ところが、蒸発促進空気の温度を塗装装置周囲の温湿度条件によって設定する上記の如き従来技術では、塗料溶剤の蒸発速度が異なる複数の塗料種による混流塗装の実施において、例えば、水を塗料溶剤とした水性塗料による塗装（水性塗装）と、水よりも蒸発し易い有機溶剤を塗料溶剤とした溶剤塗料による塗装（溶剤塗装）とを行う場合に、水性塗装においては蒸発促進空気による塗料溶剤（水）の蒸発促進が適度で塗膜の固形分率が適度に調整されるものの、溶剤塗装においては蒸発促進空気による塗料溶剤（有機溶剤）の蒸発促進が過剰で塗膜の固形分率が過大になり、そのことで塗装品質の低下を招くなど、混流塗装における塗料種の切り替わりに対して対応できない問題があった。
【０００５】
本発明は、上述の課題に鑑みて為されたものであって、その主たる課題は、合理的な改良により、上記の如き問題を効果的に解消する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するのに、
塗料を噴霧する塗装ガンを装備した塗装装置に、塗装ガンからの噴霧塗料における塗料溶剤の蒸発を促進するための蒸発促進空気を噴出する空気噴出手段を装備してある塗装設備において、
搬送手段により搬送される複数の被塗物を前記塗装ガンからの塗料噴霧により順次塗装する構成にするとともに、前記蒸発促進空気の温度を被塗物ごとの塗料種に応じて自動的に切り替える切り替え手段を設けるようにしてもよい。
【０００７】
つまり、この構成であれば、搬送手段により搬送される被塗物ごとの塗料種に応じて蒸発促進空気の温度を自動的に切り替えるから、混流塗装における塗料種の切り替わりに係わらず塗料溶剤の蒸発促進を適度なものにして塗膜の固形分率を適度なものにすることができ、このことにより、混流塗装においても品質の高い塗装物を安定的に生産することができる。
【０００８】
ちなみに、混流塗装においても品質の高い塗装物を安定的に生産する別の塗装設備として、例えば、水性塗装と溶剤塗装とを行う混流塗装の実施において、水性塗装よりも塗料溶剤が蒸発し易い溶剤塗装時に、空気噴出手段からの蒸発促進空気の噴出を停止することで溶剤塗装において塗料溶剤の蒸発が過剰になることを抑制するなど、塗料種によって蒸発促進空気の噴出を発停することも考えられるが、それに比べて、本発明は、塗料種に応じて温度を切り替えた蒸発促進空気を噴出することにより、混流塗装における塗料種の切り替わりに係わらず塗料粒子の被塗物に向かう飛行速度が蒸発促進空気の有無により大きく異なることを回避して、蒸発促進空気の有無で塗膜の状態が大きく異なることを防止することもできるという利点がある。
【０００９】
この構成の実施において、
前記空気噴出手段の空気噴出部を、前記塗装ガンの塗料噴霧部に対する正面視でその塗料噴霧部の周囲に沿って配置することにより、塗料噴霧部から噴霧される塗料粒子の被塗物に向かう飛行域の外周を包囲する状態で前記蒸発促進空気を噴出する構成にしてもよい。
【００１０】
つまり、この構成であれば、塗料粒子の被塗物に向かう飛行域（すなわち、噴霧パターン）の外周を蒸発促進空気で包囲することにより、噴霧パターンを塗装装置周囲の空気からシールドする状態にすることができて、噴霧パターン内への不純物の侵入を抑制することができ、このことにより、塗膜に不純物が混入するなどの塗装不良の発生を抑制することができて、混流塗装における塗装品質を一層高いものとすることができる。
【００１１】
また、上記構成の実施において、
温度の異なる複数種の空気を空気混合手段で混合して、その混合空気を前記蒸発促進空気として前記空気噴出手段から噴出する構成にするとともに、
前記切り替え手段を、前記温度の異なる複数種の空気の混合比率を変化させることにより前記蒸発促進空気の温度を切り替える構成にしてもよい。
【００１２】
つまり、例えば、加熱器での空気の加熱量を増大又は低減することにより蒸発促進空気の温度を切り替えることも考えられるが、その場合、加熱器での空気の加熱量の増大又は低減に対して蒸発促進空気の温度が変化するまでに相当の時間遅れがあり、このことにより、蒸発促進空気の温度の切り替えが遅くなってしまう。
【００１３】
それに対して、この構成であれば、温度の異なる複数種の空気の空気混合手段での混合比率を変化させることにより蒸発促進空気の温度を切り替えるから、温度の切り替えを迅速に行うことができ、このことにより、混流塗装における塗装能率を高く確保することができる。
【００１４】
この構成の実施において、
前記空気混合手段を、前記塗装装置又はそれに近い位置に設けてもよい。
【００１５】
つまり、この構成であれば、空気混合手段で混合生成した蒸発促進空気をその移動距離が極力短い状態で塗装装置に装備した空気噴出手段から噴出させることができるから、生成した蒸発促進空気を極力短い時間で空気噴出手段から噴出させることができて、蒸発促進空気の温度の切り替えを一層迅速に行うことができ、このことにより、混流塗装における塗装能率を一層高く確保することができる。
【００１６】
また、前述のように、生成した蒸発促進空気を極力短い時間で空気噴出手段から噴出させることができるから、蒸発促進空気が移動中に放熱することで温度が低下することを極力抑制することができて、空気噴出手段から噴出される蒸発促進空気の温度精度を高くすることができ、このことにより、混流塗装における塗装品質を一層高いものとすることができる。
【００１７】
これらの構成に対して、本発明による塗装設備の第１特徴構成は、
塗料を噴霧する塗装ガンを装備した塗装装置に、塗装ガンからの噴霧塗料における塗料溶剤の蒸発を促進するための蒸発促進空気を噴出する空気噴出手段を装備してある塗装設備であって、
搬送手段により搬送される複数の被塗物を前記塗装ガンからの塗料噴霧により順次塗装する構成にするとともに、前記蒸発促進空気の温度を被塗物ごとの塗料種に応じて自動的に切り替える切り替え手段を設け、
温度の異なる複数種の空気を空気混合手段で混合して、その混合空気を前記蒸発促進空気として前記空気噴出手段から噴出する構成にし、
前記切り替え手段は、前記温度の異なる複数種の空気の混合比率を変化させることにより前記蒸発促進空気の温度を切り替える構成にするとともに、
前記温度の異なる複数種の空気のうち、高温側空気の混合比率の下限を０よりも大なる値に制限した状態で前記蒸発促進空気の温度を切り替える構成にしてある点にある。
【００１８】
この第１特徴構成であれば、前述の如く、搬送手段により搬送される被塗物ごとの塗料種に応じて蒸発促進空気の温度を自動的に切り替えるから、混流塗装における塗料種の切り替わりに係わらず塗料溶剤の蒸発促進を適度なものにして塗膜の固形分率を適度なものにすることができ、このことにより、混流塗装においても品質の高い塗装物を安定的に生産することができる。
また、温度の異なる複数種の空気の空気混合手段での混合比率を変化させることにより蒸発促進空気の温度を切り替えるから、温度の切り替えを迅速に行うことができ、このことにより、混流塗装における塗装能率を高く確保することができる。
そしてまた、例えば、蒸発促進空気の温度を高温側から低温側に切り替える際に、複数種の空気のうちの高温側空気の混合比率を一時的に０にすることも考えられるが、その場合、高温側空気を空気混合手段に供給する空気供給路内に高温側空気が滞留して放熱することによって高温側空気の温度が低下してしまい、次に蒸発促進空気の温度を低温側から高温側に切り替える際に、放熱によって温度が低下した高温側空気を空気混合手段で混合することになり、そのことで、蒸発促進空気の温度の高温側への切り替えが遅くなってしまう。
【００１９】
それに対して、上記の第１特徴構成であれば、高温側空気の混合比率の下限を０よりも大なる値に制限した状態、つまり、高温側空気を必ず混合する状態で蒸発促進空気の温度を切り替えることになるから、高温側空気が空気供給路内で滞留して放熱することを抑制することができ、このことにより、蒸発促進空気の温度の高温側への切り替えを迅速に行うことができて、混流塗装における塗装能率を一層高く確保することができる。
本発明の第２特徴構成は、第１特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記空気噴出手段の空気噴出部を、前記塗装ガンの塗料噴霧部に対する正面視でその塗料噴霧部の周囲に沿って配置することにより、塗料噴霧部から噴霧される塗料粒子の被塗物に向かう飛行域の外周を包囲する状態で前記蒸発促進空気を噴出する構成にしてある点にある。
この第２特徴構成によれば、前述の如く、塗料粒子の被塗物に向かう飛行域（すなわち、噴霧パターン）の外周を蒸発促進空気で包囲することにより、噴霧パターンを塗装装置周囲の空気からシールドする状態にすることができて、噴霧パターン内への不純物の侵入を抑制することができ、このことにより、塗膜に不純物が混入するなどの塗装不良の発生を抑制することができて、混流塗装における塗装品質を一層高いものとすることができる。
本発明の第３特徴構成は、第１又は第２特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記空気混合手段を、前記塗装装置又はそれに近い位置に設けてある点にある。
この第３特徴構成によれば、前述の如く、空気混合手段で混合生成した蒸発促進空気をその移動距離が極力短い状態で塗装装置に装備した空気噴出手段から噴出させることができるから、生成した蒸発促進空気を極力短い時間で空気噴出手段から噴出させることができて、蒸発促進空気の温度の切り替えを一層迅速に行うことができ、このことにより、混流塗装における塗装能率を一層高く確保することができる。
また、生成した蒸発促進空気を極力短い時間で空気噴出手段から噴出させることができるから、蒸発促進空気が移動中に放熱することで温度が低下することを極力抑制することができて、空気噴出手段から噴出される蒸発促進空気の温度精度を高くすることができ、このことにより、混流塗装における塗装品質を一層高いものとすることができる。
【００２０】
本発明の第４特徴構成は、第１〜第３特徴構成の実施において好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記温度の異なる複数種の空気のうちの前記高温側空気を前記空気混合手段に供給する高温側空気供給路に前記高温側空気が通風する状態を、前記塗装ガンからの塗料噴霧の一時停止中も継続する構成にしてある点にある。
【００２１】
つまり、例えば、塗料種の変更時（又は色替え時）や被塗物の搬送時など塗装ガンからの塗料噴霧の一時停止中に、蒸発促進空気の噴出を停止するなどにより高温側空気供給路に高温側空気が通風する状態を中断することも考えられるが、その場合、高温側空気供給路に高温側空気が滞留して放熱することにより高温側空気の温度が低下してしまい、次に塗装ガンからの塗料噴霧を再開した際に、温度が低下した高温側空気を空気混合手段で混合することになり、そのことで、塗料種に応じた所定温度の蒸発促進空気を生成するのが遅くなってしまう。
【００２２】
それに対して、上記の第４特徴構成であれば、塗料噴霧の一時停止中においても高温側空気供給路に高温側空気が通風する状態を継続するから、高温側空気が高温側空気供給路に滞留して放熱することにより高温側空気の温度が低下することを抑制することができて、塗料噴霧の再開時に塗料種に応じた所定温度の蒸発促進空気を迅速に生成することができ、このことにより、塗料噴霧を一時停止する必要のある混流塗装においても塗装能率を高く確保することができて、様々な塗料種や生産工程での混流塗装にも対応し易い塗装設備とすることができる。
【００２３】
本発明の第５特徴構成は、第４特徴構成の実施において好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記塗装ガンからの塗料噴霧の一時停止中に前記高温側空気供給路に通風する前記高温側空気を、前記空気噴出手段とは異なる排出部から外部に排出する構成にしてある点にある。
【００２４】
つまり、例えば、塗料噴霧の一時停止中も高温側空気供給路に高温側空気が通風する状態を継続させるのに、塗料噴霧の一時停止中に高温側空気供給路に通風する高温側空気を蒸発促進空気として空気噴出手段から噴出することも考えられるが、その場合、搬送中の被塗物などに対して塗料溶剤の蒸発と関係しない不要な蒸発促進空気を吹き付けることになり、そのことで、塗膜が乱れるなどの塗装不良が生じてしまう虞がある。
【００２５】
それに対して、上記の第５特徴構成であれば、塗料噴霧の一時停止中に高温側空気供給路に通風する前記高温側空気を、空気噴出手段とは異なる排出部から外部に排出するから、搬送中の被塗物などに不要な蒸発促進空気を吹き付けることで塗膜が乱れるなどの塗装不良が生じることを防止することができ、このことにより、塗料噴霧を一時停止する必要のある混流塗装においても塗装品質を高いものとすることができて、様々な塗料種や生産工程での混流塗装にも一層対応し易い塗装設備とすることができる。
【００２６】
本発明の第６特徴構成は、第１〜第５特徴構成の実施において好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記温度の異なる複数種の空気が、加熱空気と常温空気である点にある。
【００２７】
つまり、この第６特徴構成であれば、温度の異なる空気の一方が加熱器を必要としない常温空気であるから、その一方の空気を生成する専用加熱器を不要にすることができ、このことにより、塗装設備の複雑化を抑制することができる。
【００２８】
本発明の第７特徴構成は塗装方法に係り、その特徴は、
塗料を噴霧する塗装ガンを装備した塗装装置に、塗装ガンからの噴霧塗料における塗料溶剤の蒸発を促進するための蒸発促進空気を噴出する空気噴出手段を装備しておく塗装方法であって、
搬送手段により搬送される複数の被塗物を前記塗装ガンからの塗料噴霧により順次塗装するとともに、前記蒸発促進空気の温度を被塗物ごとの塗料種に応じて切り替え、
温度の異なる複数種の空気を混合して、その混合空気を前記蒸発促進空気として前記空気噴出手段から噴出し、
前記温度の異なる複数種の空気の混合比率を変化させることにより前記蒸発促進空気の温度を切り替えるとともに、
前記温度の異なる複数種の空気のうち、高温側空気の混合比率の下限を０よりも大なる値に制限した状態で前記蒸発促進空気の温度を切り替える点にある。
【００２９】
つまり、この第７特徴構成であれば、搬送手段により搬送される被塗物ごとの塗料種に応じて蒸発促進空気の温度を切り替えるから、混流塗装における塗料種の切り替わりに係わらず塗料溶剤の蒸発促進を適度なものにして塗膜の固形分率を適度なものにすることができ、このことにより、混流塗装においても品質の高い塗装物を安定的に生産することができる。
【００３０】
ちなみに、混流塗装においても品質の高い塗装物を安定的に生産する別の塗装方法として、例えば、水性塗装と溶剤塗装とを行う混流塗装の実施において、水性塗装よりも塗料溶剤が蒸発し易い溶剤塗装時に、空気噴出手段からの蒸発促進空気の噴出を停止することで溶剤塗装において塗料溶剤の蒸発が過剰になることを抑制するなど、塗料種によって蒸発促進空気の噴出を発停することも考えられるが、それに比べて、本発明は、塗料種に応じて温度を切り替えた蒸発促進空気を噴出することにより、混流塗装における塗料種の切り替わりに係わらず塗料粒子の被塗物に向かう飛行速度が蒸発促進空気の有無により大きく異なることを回避して、蒸発促進空気の有無で塗膜の状態が大きく異なることを防止することもできるという利点がある。
また、この第７特徴構成であれば、前述の如く、温度の異なる複数種の空気の空気混合手段での混合比率を変化させることにより蒸発促進空気の温度を切り替えるから、温度の切り替えを迅速に行うことができ、このことにより、混流塗装における塗装能率を高く確保することができる。
そしてまた、前述の如く、高温側空気の混合比率の下限を０よりも大なる値に制限した状態、つまり、高温側空気を必ず混合する状態で蒸発促進空気の温度を切り替えることになるから、高温側空気が空気供給路内で滞留して放熱することを抑制することができ、このことにより、蒸発促進空気の温度の高温側への切り替えを迅速に行うことができて、混流塗装における塗装能率を一層高く確保することができる。
【００３１】
本発明の第８特徴構成は、第７特徴構成の実施において好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記空気噴出手段の空気噴出部を、前記塗装ガンの塗料噴霧部に対する正面視でその塗料噴霧部の周囲に沿って配置することにより、塗料噴霧部から噴霧される塗料粒子の被塗物に向かう飛行域の外周を包囲する状態で前記蒸発促進空気を噴出させる点にある。
【００３２】
つまり、この第８特徴構成であれば、塗料粒子の被塗物に向かう飛行域（すなわち、噴霧パターン）の外周を蒸発促進空気で包囲することにより、噴霧パターンを塗装装置周囲の空気からシールドする状態にすることができて、噴霧パターン内への不純物の侵入を抑制することができ、このことにより、塗膜に不純物が混入するなどの塗装不良の発生を抑制することができて、混流塗装における塗装品質を一層高いものとすることができる。
【００３３】
本発明の第９特徴構成は、第７又は第８特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記温度の異なる複数種の空気のうちの前記高温側空気を前記空気混合手段に供給する高温側空気供給路に前記高温側空気が通風する状態を、前記塗装ガンからの塗料噴霧の一時停止中も継続する点にある。
【００３４】
この第９特徴構成であれば、前述の如く、塗料噴霧の一時停止中においても高温側空気供給路に高温側空気が通風する状態を継続するから、高温側空気が高温側空気供給路に滞留して放熱することにより高温側空気の温度が低下することを抑制することができて、塗料噴霧の再開時に塗料種に応じた所定温度の蒸発促進空気を迅速に生成することができ、このことにより、塗料噴霧を一時停止する必要のある混流塗装においても塗装能率を高く確保することができて、様々な塗料種や生産工程での混流塗装にも対応し易い塗装設備とすることができる。
【００３５】
本発明の第１０特徴構成は、第９特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記塗装ガンからの塗料噴霧の一時停止中に前記高温側空気供給路に通風する前記高温側空気を、前記空気噴出手段とは異なる排出部から外部に排出する点にある。
この第１０特徴構成であれば、前述の如く、塗料噴霧の一時停止中に高温側空気供給路に通風する前記高温側空気を、空気噴出手段とは異なる排出部から外部に排出するから、搬送中の被塗物などに不要な蒸発促進空気を吹き付けることで塗膜が乱れるなどの塗装不良が生じることを防止することができ、このことにより、塗料噴霧を一時停止する必要のある混流塗装においても塗装品質を高いものとすることができて、様々な塗料種や生産工程での混流塗装にも一層対応し易い塗装設備とすることができる。
【００３６】
本発明の第１１特徴構成は、第７〜第１０特徴構成の実施において好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記温度の異なる複数種の空気として、加熱空気と常温空気を用いる点にある。
【００３７】
つまり、この第１１特徴構成であれば、温度の異なる空気の一方に加熱器を必要としない常温空気を用いるから、その一方の空気を生成する専用加熱器を不要にすることができ、このことにより、塗装設備の複雑化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
図１は本発明の塗装設備及び塗装方法を用いて構成した塗装設備を示し、１はトンネル状の塗装ブース（平面視）、２は被塗物（本実施形態では自動車ボディ）であり、塗装ブース１内には、搬送手段Ｔにより所定間隔でタクト搬送される被塗物２を順次に自動塗装する複数の塗装ロボット３を設置してある。
【００３９】
塗装ロボット３の下面には、塗装ブース１の床面に被塗物２の搬送ラインと平行に敷設した所定長さのレール３ａ上を転動可能な複数の転輪３ｂを設けて被塗物２の搬送方向に所定範囲で移動できる構造にしてあり、また、塗装ロボット３の作業アーム３ｃには、被塗物２に対し塗料を霧状にして噴出するとともに、その塗料噴出に併行して後述する蒸発促進空気としてのシールドエアを被塗物２に向けて噴出するエアシールドノズル一体型の塗装機４を装備してあり、この塗装機４が、作業アーム３ｃの動作により、又は転輪３ｂのレール上の転動により移動することで、被塗物２の任意の塗装部位を塗装する。
【００４０】
９は、空気供給源から供給される常温空気Ａ１を加熱して塗装用加熱空気Ａ２を生成する塗装機４ごとの加熱器であり、８Ａは、その塗装用加熱空気Ａ２を塗装ブース１の近傍に配置した塗装機４ごとの給気ヘッダ７に供給する長尺の高温側空気供給管であり、図示しないが、その全長に亘って外周を断熱材で被覆してある。また、８Ｂは、空気供給源から供給される常温空気Ａ３（Ａ１と同じ空気）を塗装ブース１の近傍まで導く低温側空気供給管であり、その塗装ブース１側の端部には他部材との接続用のフランジ状継手を設けてある。
【００４１】
５は高温側空気供給管８Ａを通じて給気ヘッダ７に供給された塗装用加熱空気Ａ２を各塗装機４に供給する複数本（本実施形態では２本）の高温側空気供給ホースであり、また、６は低温側空気供給管８Ｂにより塗装ブース１の近傍に導かれた常温空気Ａ３を低温側空気供給管８Ｂとの継手接続によって塗装用常温空気Ａ３として各塗装機４に供給する低温側空気供給ホースである。これら、高温側及び低温側の空気供給ホース５、６は夫々、塗装機４の移動を許す可撓性を備える樹脂で構成してある。
【００４２】
空気供給源からヒータ９に至る接続管１４には、高温側の空気供給弁１０を介装してあり、この高温側空気供給弁１０の操作により、塗装機４への塗装用加熱空気Ａ２の供給流量を調節できるようにしてある。また、空気供給源から低温側空気供給ホース６に至る低温側空気供給管８Ｂには、低温側の空気供給弁１１を介装してあり、この低温側空気供給弁１１の操作により、塗装機４への塗装用常温空気Ａ３の供給流量を調節できるようにしてある。
【００４３】
１２は、予め設定された生産スケジュールに基づき塗装機４に対する供給塗料の切り替えに連携して、高温側及び低温側の空気供給弁１０、１１を自動操作する塗装機４ごとの弁制御器であり、この弁制御器１２による弁操作により流量調節された塗装用加熱空気Ａ２と塗装用常温空気Ａ３を塗装機４に供給する構成にしてある。
【００４４】
図２、図３は、作業アーム３ｃに装備した塗装機４を示し、４Ａは作業アーム３ｃに取り付けた砲弾形状の塗装ガン、４ａは塗装ガン４Ａが先端に備える塗料噴霧部としての回転ベルであり、この回転ベル４ａの正面視中央には塗料吐出口４ｂを形成してある。
【００４５】
塗装ガン４Ａの先端部には、被塗物２の側（すなわち、回転ベル４ａが望む前方側）に向けてシェーピングエアＡｓを噴出する小孔のシェーピングエア噴出口４ｃを、回転ベル４ａの正面視で回転ベル４ａの周囲に環状に配置して多数形成してあり、塗料吐出口４ｂから吐出されて回転ベル４ａの高速回転により回転ベル４ａの外縁から霧化状態で放出された塗料の粒子は、図４に模式的に示す如く、シェーピングエアＡｓの噴出流により外郭が形成される噴霧パターンＰ内を被塗物２に向かい飛行して被塗物２に塗着する。
【００４６】
４Ｂは塗装ガン４Ａとともに作業アーム３ｃの先端部に装備した空気噴出手段としてのエアシールドノズルであり、このエアシールドノズル４Ｂは、回転ベル４ａよりも若干後方（すなわち、反被塗物の側）において塗装ガン４Ａから離した状態で、且つ、塗装ガン４Ａを囲う状態で回転ベル４ａの周囲に沿って配置した空気噴出部としての円環状のノズル部４ｅを備え、このノズル部４ｅはノズル支持部材４ｄを介して作業アーム３ｃの先端近傍部に対し連結固定してある。
【００４７】
前記ノズル支持部材４ｄにおけるノズル部４ｅとの連結部近傍箇所には、塗装用加熱空気Ａ２を供給する複数本の高温側空気供給ホース５、及び、塗装用常温空気Ａ３を供給する低温側空気供給ホース６を後面側から接続して、これら空気供給ホース５、６から供給される塗装用加熱空気Ａ２と塗装用常温空気Ａ３とを混合し、その混合空気Ａ２・Ａ３を前面側から突出させた送出管１３ａを通してノズル部４ｅに供給する空気混合手段としての混合器１３を装備してあり、この混合器１３を装備することで、弁制御器１２による弁操作をもって塗装用加熱空気Ａ２及び塗装用常温空気Ａ３を夫々の供給流量に調節することにより混合器１３での塗装用加熱空気Ａ２及び塗装用常温空気Ａ３の混合比率を変化させて、混合空気Ａ２・Ａ３の温度を調節するようにしてある。
尚、１３ｂは混合器１３における送出管１３ａのノズル部４ｅに対する接続部に装備したサイレンサ（消音器）である。
【００４８】
前記ノズル部４ｅは、ノズル支持部材４ｄにボルト連結するとともに後面側から混合器１３の送出管１３ａを接続するノズル部本体４ｆと、そのノズル部本体４ｆの前面部分に取付ける蓋状体４ｇとからなり、ノズル部本体４ｆに形成した前向き開口の環状凹部に蓋する状態でノズル部本体４ｆの前面部に蓋状体４ｇを取り付けることにより、内部に環状の空気室４ｈを備える円環状のノズル部４ｅを形成し、この環状の空気室４ｈに対し混合器１３を介して混合空気Ａ２・Ａ３を供給する構成にしてある。
【００４９】
ノズル部４ｅの蓋状体４ｇには、環状の空気室４ｆに供給される混合空気Ａ２・Ａ３をシールドエアＡｈとして被塗物２の側に向けて噴出するシールドエア噴出口４ｉを、回転ベル４ａに対する正面視でシェーピングエア噴出口４ｃの環状配置部の周囲に沿って環状に位置させる配置で形成してある。
【００５０】
そして、このシールドエア噴出口４ｉからシールドエアＡｈ（すなわち、温度調節された混合空気Ａ２・Ａ３）を噴出することで、図４に模式的に示す如く、回転ベル４ａからのシェーピングエアＡｓにより形成される噴霧パターンＰの外周をシールドエアＡｈの噴出流をもって包囲する状態（換言すれば、シールドエアＡｈにより噴霧パターンＰを塗装ブース１の室内空気からシールドする状態）にし、これにより、噴霧パターンＰ内への不純物の侵入を抑制して、塗膜に不純物が混入するなどの塗装不良の発生を抑制するとともに、シールドエアＡｈをその流れ過程で噴霧パターンＰに混入させる状態にして噴霧パターンＰの内部温度をシールドエアＡｈにより調節し、そのことで、噴霧パターンＰ内において噴霧塗料中の塗料溶剤の蒸発を促進して塗装直後における塗膜の固形分率を適度にすることによりタレやムラなどの塗装不良の発生を抑制する。
【００５１】
シールドエアＡｈの温度は、弁制御器１２による高温側空気供給弁１０及び低温側空気供給弁１１の自動操作により、図５に示す如く、水を塗料溶媒として用いる水性塗装パターン、色替え時など塗装を行っていない状態の待機パターン、シンナー等の有機溶剤を塗料溶媒として用いる溶剤塗装パターンの３パターンで自動的に切り替えるようにしてあり、水性塗装パターンでは、塗装用加熱空気Ａ２の流量Ｒａ２を待機パターン及び溶剤塗装パターンでの流量Ｒｂ２、Ｒｃ２よりも大きな流量にするとともに、塗装用常温空気Ａ３の流量Ｒａ３を待機パターン及び溶剤塗装パターンでの流量Ｒｂ３、Ｒｃ３よりも小さな流量にする（本実施形態では、流量をゼロにする）ことで、シールドエアＡｈの温度Ｔａを待機パターン及び溶剤塗装パターンでの温度Ｔｂ、Ｔｃよりも高い温度（例えば、６０℃）にして、これにより、噴霧パターンＰの内部温度ＴＡを待機パターン及び溶剤塗装パターンでの内部温度ＴＢ、ＴＣよりも高い温度（例えば、３６℃）にして、有機溶剤よりも蒸発し難い塗料溶媒である水の蒸発を促進する。
【００５２】
また、溶剤塗装パターンでは、塗装用加熱空気Ａ２の流量Ｒｃ２を水性塗装パターンでの流量Ｒａ２の半分強の流量にするとともに、塗装用常温空気Ａ３の流量Ｒｃ３を水性塗装パターンでの流量Ｒａ３よりも大きな流量にして、シールドエアＡｈの温度Ｔｃを水性塗装パターンでの温度Ｔａよりも低い温度（例えば、４２℃）にし、また、塗装用加熱空気Ａ２と塗装用常温空気Ａ３との合計流量を水性塗装パターンでの流量よりも若干小さな流量にし、これにより、噴霧パターンＰの内部温度ＴＣを水性塗装パターンでの内部温度ＴＡよりも低い温度（例えば、２７℃）にするとともにシールドエアＡｈの噴出量も低下させて、有機溶剤の蒸発をある程度は促進する。
【００５３】
つまり、搬送された被塗物２に対して水性塗装パターンのシールドエアＡｈにより塗料溶剤（水）の蒸発を促進する状態で水性塗装を行い、次に搬送された溶剤塗装を施すべき別の被塗物２に対しては、弁制御器１２による空気供給弁１０、１１の自動操作により塗装用加熱空気Ａ２及び塗装用常温空気Ａ３の流量を調節して混合器１３での塗装用加熱空気Ａ２及び塗装用常温空気Ａ３の混合比率を変化させることで溶剤塗装パターンに自動的に切り替えたシールドエアＡｈにより、塗料溶剤（有機溶剤）の蒸発をある程度促進する状態で溶剤塗装を行うことができ、また反対に、搬送された被塗物２に対して溶剤塗装パターンのシールドエアＡｈで塗料溶剤（有機溶剤）の蒸発をある程度促進する状態で溶剤塗装を行い、次に搬送された水性塗装を施すべき別の被塗物２に対しては、前述と同じく自動的に水性塗装パターンに切り替えたシールドエアＡｈにより、塗料溶剤（水）の蒸発を促進する状態で水性塗装を行うことができるようにして、塗料種の切り替わりに係わらず塗膜の固形分率を適度なものにすることができるようにしてある。
【００５４】
また、水性塗装パターン及び溶剤塗装パターンの夫々においてシールドエアＡｈを噴出することにより、水性塗装、溶剤塗装など塗装種に係わらず塗装中において噴霧パターンＰ内への不純物の侵入をシールドエアＡｈが抑止して、塗膜に不純物が混入するなどの塗装不良の発生を回避するとともに、水性塗料、溶剤塗料など塗料種によって被塗物２に向かう塗料粒子の飛行速度がシールドエアＡｈ噴出の有無により大きく異なることを回避して、シールドエアＡｈ噴出の有無で塗装後の塗膜の状態が大きく異なることも合せて防止する。
【００５５】
また、待機パターンにおいては、塗装用加熱空気Ａ２の流量Ｒｂ２、塗装用常温空気Ａ３の流量Ｒｂ３を溶剤塗装パターンと同一の流量設定にして、シールドエアＡｈの温度Ｔｂ及び噴霧パターンＰの内部温度ＴＢを溶剤塗装パターンと同一の温度設定にしてある。
【００５６】
つまり、水性塗装パターン、待機パターン、溶剤塗装パターンの全てにおいて、混合器１３での塗装用加熱空気Ａ２の混合比率を０よりも大なる値に制限した状態（換言すれば、混合器１３で塗装用加熱空気Ａ２を必ず混合する状態）で生成したシールドエアＡｈを噴出することにより、加熱器９から混合器１３に至る高温側空気供給路（詳しくは、高温側空気供給管８Ａ及び高温側空気供給ホース５）内に新鮮な塗装用加熱空気Ａ２を常に通風させておくようにして、塗装用加熱空気Ａ２が高温側空気供給路内に滞留することで生じる放熱により塗装用加熱空気Ａ２の温度が低下することを抑制し、このように温度低下を抑制した新鮮な塗装用加熱空気Ａ２を塗装機４に設けた混合器１３で混合してシールドエアＡｈを生成することで、待機パターンの有無に係わらず水性塗装パターン及び溶剤塗装パターンの温度のシールドエアＡｈの生成を迅速に行えるようにしてあり、また、混合器１３で生成されたシールドエアＡｈを混合器１３と同じく塗装機４に設けたエアシールドノズル４Ｂから噴出することにより、極力短い時間で所要温度のシールドエアＡｈを噴出できるようにしてある。
【００５７】
塗装機４に設けた混合器１３に塗装用加熱空気Ａ２を供給する複数本の高温側空気供給ホース５には、図６〜図８に示す如く、それら空気供給ホース５の外周を囲う被覆ホース５ｄを設けて、被覆ホース５ｄの内周面と空気供給ホース５の外周面との間に空気供給ホース５の全長に亘って断面視円環状の保温用空間Ｓを形成する二重ホース構造にしてあり、この保温用空間Ｓの内部に保温用空気層ＳＡを形成するようにしてある。
尚、被覆ホース５ｄは空気供給ホース５と同様に塗装機４の移動を許す可撓性を備える樹脂で構成してある。
【００５８】
そして、高温側空気供給ホース５の塗装機４側端部の近傍（詳しくは、混合器１３との接続部近傍）には、それら空気供給ホース５の内部を通過して塗装機４側端部の近傍に至った塗装用加熱空気Ａ２の一部（本実施形態では全体流量の約１０％）を空気供給ホース５から排出して保温用空間Ｓに導入する小孔の第１排出口５ａを周方向に複数配設してあり、また、塗装ブース１の外部に位置する被覆ホース５ｄの給気ヘッダ７近傍には、保温用空間Ｓ内の保温用空気Ａ４を被覆ホース５ｄの外部に排出する小孔の第２排出口５ｃを周方向に複数配設してあり、これにより、第１排出口５ａを通じて保温用空間Ｓ内に導入した塗装用加熱空気Ａ２の一部を保温用加熱空気Ａ４として空気供給ホース５の内部における塗装用加熱空気Ａ２の通過向きとは反対向きである給気ヘッダ７側に向けて通過させたのち、この保温用空気Ａ４を第２排出口５ｃを通じて保温用空間Ｓから塗装ブース１の外部に排出することで、空気供給ホース５内部の塗装用加熱空気Ａ２からの外部放熱を抑止する保温用空気層ＳＡを保温用空間Ｓ内に形成するようにしてある。
【００５９】
つまり、変形抵抗のほとんどない無形物である保温用空気Ａ４を通過させた保温用空気層ＳＡで空気供給ホース５内部の塗装用加熱空気Ａ２を保温することにより、塗装機４の動きによる空気供給ホース５の変形によって保温効果が低下することを抑制し、これにより、塗装用加熱空気Ａ２に対する保温効果を長期にわたり高く保って、保温効果の低下に原因する塗装用加熱空気Ａ２の温度低下によってシールドエアＡｈの温度精度が低下することを抑制して、塗装品質を高く保つとともに、保温することによる空気供給ホース５の可撓性の低下を最小限のものとして、塗装機４の移動の抵抗となることによる塗装ロボット３及び塗装機４の運転効率の低下を抑制する。
【００６０】
また、横断面視において、空気供給ホース５がそのほぼ全周に亘り保温用空間Ｓに囲まれる形態にすることにより空気供給ホース５内部の塗装用加熱空気Ａ２からの放熱を保温用空気層ＳＡがそのほぼ全周に亘り抑止するとともに、常温空気よりも高温の保温用加熱空気Ａ４で保温用空気層ＳＡを形成することにより塗装用加熱空気Ａ２から保温用空気層ＳＡに放熱する側の熱交換量を極力少ない状態にし、さらに、保温用加熱空気Ａ４を保温用空間ＳＡに通過させることにより保温用加熱空気Ａ４が保温用空気層ＳＡ内で滞留して放熱することで温度が低下することを抑制して保温用空気層ＳＡの高温を極力維持し、これらのことにより、空気供給ホース５内部の塗装用加熱空気Ａ２の保温を効果的に行う。
【００６１】
高温側空気供給ホース５の外周面には、被覆ホース５ｄの内周面の半径Ｒ１と空気供給ホース５の外周面の半径Ｒ２との差Ｒよりも高さｈの小さな側面視角錐台状の樹脂製のスペーサー５ｂの複数個を周方向に均等間隔（本実施例では９０度ごとに４つ）に配設するとともに、この複数個の周方向配置スペーサー５ｂからなるスペーサー群をホース長さ方向に所定間隔で複数群設けてあり、周方向に隣合うスペーサー５ｂどうしの間、及び、被覆ホース５ｄの内周面とこれに相対向するスペーサーの天井面との間に保温用空気Ａ４を通過させるようにしながら、空気供給ホース５の外周面よりも外方でスペーサー５ｂが被覆ホース５ｄの内周面に接触することにより、塗装機４の移動に伴う空気供給ホース５の撓み時等の弾性変形において空気供給ホース５と被覆ホース５ｄとが接触することを防止し、これにより、保温用空気層ＳＡの周方向の一部の厚みが薄くなる、ないし、保温用空気層ＳＡが周方向の一部で不存となることを防止して、これらの部分からの放熱やこれらの部分が保温用加熱空気Ａ４の通過の支障となることで保温効率が低下することを抑制する。
【００６２】
尚、本実施形態において、弁制御器１２、空気供給弁１０、１１は、シールドエアＡｈの温度を切り替える切り替え手段を構成してある。
【００６３】
また、本実施形態において、塗装用加熱空気Ａ２、保温用加熱空気Ａ４は、外気中の空気と同一組成からなるものに限られるものではなく、無形物である気体であればどのような組成であってもよい.
【００６４】
〔別実施形態〕
次に本発明の別実施形態を列記する。
前述の実施形態では、色替え時などの塗装を行っていない状態の待機時にも塗装用加熱空気Ａ２の混合器１３での混合比率を０よりも大きくした待機パターンのシールドエアＡｈを噴出する構成にすることで、高温側空気供給路に塗装用加熱空気Ａ２の通風を継続させていたが、待機時にシールドエアＡｈの噴出を一時停止して、高温側空気供給路内の塗装用加熱空気Ａ２を第１排出口５ａ、被覆ホース５ｄ、第２排出口５ｃとからなる排出部を通じて高温側空気供給路の外部に排出することで、高温側空気供給路に塗装用加熱空気Ａ２の通風を継続させる構成にしてもよい。
【００６５】
前述の実施形態では、混合器１３を塗装ロボット３に設けていたが、塗装ブース１内など塗装ロボット３の近くに設けてもよい。
【００６６】
前述の実施形態では、弁制御器１２を、予め設定された生産スケジュールに基づき塗装機４に対する供給塗料の切り替えに連携して、高温側及び低温側の空気供給弁１０、１１を自動操作するように構成していたが、さらに、塗装ロボット３周囲の温度などに連携するように構成してもよい。
【００６７】
前述の実施形態では、蒸発促進空気としてシールドエアＡｈを例に示したが、これに限られるものではなく、例えば、塗料溶剤の蒸発促進用に温度を設定したシェービングエアＡｓであってもよい。つまり、直接であるか間接であるかを問わず、塗料溶剤の蒸発の促進に用いる空気であれば、どのようなものであってもよい。
【００６８】
前述の実施形態では、保温用空気層ＳＡとして、保温用空間Ｓに保温用加熱空気Ａ４を通過させて構成する例を示したが、保温用空間Ｓに空気を密封させて構成してもよい。
【００６９】
前述の実施形態では、保温用加熱空気Ａ４を被覆ホース５ｄの第２排出口５ｃを通じて外部に放出する例を示したが、保温用加熱空気Ａ４を外部に放出せず、供給ヘッダ７に再供給する構成にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】塗装設備の構成図
【図２】エアシールドノズル一体型の塗装機の一部破断断面図
【図３】エアシールドノズル一体型の塗装機の正面図
【図４】塗料噴霧状態を模式的に示す側面図
【図５】塗装用加熱空気の供給流量、塗装用常温空気の供給流量、シールドエアの温度、噴霧パターン内の温度の関係を説明するための表
【図６】高温側空気供給ホースの縦断図
【図７】図６のＩ−Ｉ線断面図
【図８】図６のＩＩ−ＩＩ線断面図
【符号の説明】
【００７１】
Ｔ            搬送手段
２            被塗物
３            塗装ロボット（塗装装置）
４Ａ          塗装ガン
４ａ          回転ベル（塗料噴霧部）
４Ｂ          エアシールドノズル（空気噴出手段）
４ｅ          ノズル部（空気噴出部）
Ａ２          塗装用加熱空気（高温側空気、加熱空気）
Ａ３          塗装用常温空気（常温空気）
５            高温側空気供給ホース（高温側空気供給路）
５ａ          第１排出口（排出部）
５ｃ          第２排出口（排出部）
５ｄ          被覆ホース（排出部）
８Ａ          高温側空気供給管（高温側空気供給路）
１０          高温側空気供給弁（切り替え手段）
１１          低温側空気供給弁（切り替え手段）
１２          弁制御器（切り替え手段）
１３          混合器（空気混合手段）
【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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