(57)【要約】【課題】従来の塗装装置においては、ロボットが噴霧機をワークの形状等に応じて移動および姿勢変更してワークの被塗装面に塗料を噴霧するため、塗料の噴霧方向が一定ではなく、塗料は種々の方向に噴霧され、塗装ブース内の広範囲にわたって未着塗料が拡散する。該未着塗料を捕集するためには非常に大きな風量の空調装置を必要とし、空調装置の駆動（排風）に要するエネルギーは非常に大きいものとなる。【解決手段】ロボット１１３によりワーク１０９を姿勢変更可能に支持し、略鉛直下向きの気流を塗装ブース１１２内に発生させ、該気流の方向と噴霧機１１４から噴霧される塗料の噴霧方向とを略一致させた。【選択図】図４
2005103446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗装ブース内にてロボットによりワークを姿勢変更可能に支持し、塗装ブース内に発生させた気流の方向と塗料の噴霧方向とを略一致させた塗装方法。
【請求項２】
塗装ブース内にてロボットによりワークを姿勢変更可能に支持し、塗装ブース内に発生させた気流の方向と塗料の噴霧方向とが成す角度を３０度未満とした塗装方法。
【請求項３】
前記気流の方向を略鉛直下向きとしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の塗装方法。
【請求項４】
塗装ブースと、気流を塗装ブース内に発生させる空調装置と、塗装ブース内にてワークを姿勢変更可能に支持するロボットと、空調装置による気流の方向と塗料の噴霧方向とを略一致させてワークに塗料を噴霧する噴霧機と、を具備する塗装装置。
【請求項５】
塗装ブースと、気流を塗装ブース内に発生させる空調装置と、塗装ブース内にてワークを姿勢変更可能に支持するロボットと、空調装置による気流の方向と塗料の噴霧方向とが成す角度を３０度未満としてワークに塗料を噴霧する噴霧機と、を具備する塗装装置。
【請求項６】
前記気流の方向を略鉛直下向きとしたことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の塗装装置。
【請求項７】
前記気流を塗装ブースの天井面近傍から発生させることを特徴とする請求項４から請求項６までのいずれか一項に記載の塗装装置。
【請求項８】
前記ロボットは、ワークの搬送手段を兼ねることを特徴とする請求項４から請求項７までのいずれか一項に記載の塗装装置。
【請求項９】
前記噴霧機を上下方向に移動可能としたことを特徴とする請求項４から請求項８までのいずれか一項に記載の塗装装置。
【請求項１０】
前記噴霧機の噴霧方向を変更可能としたことを特徴とする請求項４から請求項９までのいずれか一項に記載の塗装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗装に要するエネルギー消費量の削減を目的とする塗装方法および塗装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車塗装は、主に外観の美しさや意匠性の向上と、錆や劣化等からの素材保護を目的としている。しかし、非特許文献１に記載の如く、自動車製造工程別で見ると、塗装工程におけるエネルギー消費量が他の工程（鋳造、機械加工、溶接、鍛造、プレス、成型等）と比較して非常に大きい。
従って、環境問題（二酸化炭素の排出レベルの抑制）という観点から、あるいは製造コスト削減という観点から見て塗装工程のエネルギー消費削減は非常に重要である。
【０００３】
従来から、上記塗装工程における塗装方法として、空調装置を具備する塗装ブース内で、自動車の車体、フード、ドア、バンパー等のワーク（被塗装物）を噴霧塗装する塗装方法は公知となっている。
上記塗装方法は、例えば塗装ブースと、塗装ブース内でワークを搬送する搬送装置と、先端部に塗料を噴霧するための噴霧機を具備したロボットと、塗装ブース内に清浄な空気を供給し、略鉛直下向きの気流を塗装ブース内に発生させる空調装置と、塗装ブース内に拡散した未着塗料（ワークに付着せずオーバースプレーされた塗料のミスト）や蒸発した溶剤等を除去するスクラバーと、スクラバーを通過後の空気を塗装ブース外に排気する排気ファンを具備する塗装装置により行われる。例えば、特許文献１に記載の如くである。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−４９９８９号公報
【非特許文献１】ＴＯＹＯＴＡ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｒｅｖｉｅｗ  Ｖｏｌ．４８  Ｎｏ．２  Ｄｅｃ．１９９８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の塗装装置による塗装作業においては、通常、ワークが塗装ブース内を搬送装置により姿勢を保持しつつ移動し、先端部に塗料を噴霧する噴霧機を具備するロボットが、その先端部をワークの形状等に応じて移動および姿勢変更してワークの被塗装面に塗料を噴霧する。
従って、塗料の噴霧方向は一定ではなく、塗料は種々の方向に噴霧され、塗装ブース内の広範囲にわたって未着塗料が拡散する。
【０００６】
上記未着塗料を捕集するためには非常に大きな風量（排風能力）の空調装置を必要とする。また、未着塗料等を塗装ブース外に飛散させないためには空調装置の排気経路に除去効率が高いスクラバーやフィルターを設ける必要があるが、このようなスクラバーやフィルターは圧力損失が大きい。従って、空調装置の駆動（排風）に要するエネルギーは非常に大きいものとなる。
【０００７】
さらに、塗装条件を一定に保持する（例えば、塗料の溶剤の蒸発等）ためには、塗装ブース内の空気の温度および湿度を常に一定に保持する必要があり、ブース内に供給される空気の空調（温度および湿度の調整）に要するエネルギーも風量の増大に伴い増大する。
【０００８】
本発明は以上の如き状況に鑑み、噴霧塗装作業に要するエネルギーを削減可能な塗装方法および塗装装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１０】
即ち、請求項１においては、塗装ブース内にてロボットによりワークを姿勢変更可能に支持し、塗装ブース内に発生させた気流の方向と塗料の噴霧方向とを略一致させたものである。
【００１１】
請求項２においては、塗装ブース内にてロボットによりワークを姿勢変更可能に支持し、塗装ブース内に発生させた気流の方向と塗料の噴霧方向とが成す角度を３０度未満としたものである。
【００１２】
請求項３においては、前記気流の方向を略鉛直下向きとしたものである。
【００１３】
請求項４においては、塗装ブースと、気流を塗装ブース内に発生させる空調装置と、塗装ブース内にてワークを姿勢変更可能に支持するロボットと、空調装置による気流の方向と塗料の噴霧方向とを略一致させてワークに塗料を噴霧する噴霧機と、を具備するものである。
【００１４】
請求項５においては、塗装ブースと、気流を塗装ブース内に発生させる空調装置と、塗装ブース内にてワークを姿勢変更可能に支持するロボットと、空調装置による気流の方向と塗料の噴霧方向とが成す角度を３０度未満としてワークに塗料を噴霧する噴霧機と、を具備するものである。
【００１５】
請求項６においては、前記気流の方向を略鉛直下向きとしたものである。
【００１６】
請求項７においては、前記気流を塗装ブースの天井面近傍から発生させるものである。
【００１７】
請求項８においては、前記ロボットは、ワークの搬送手段を兼ねるものである。
【００１８】
請求項９においては、前記噴霧機を上下方向に移動可能としたものである。
【００１９】
請求項１０においては、前記噴霧機の噴霧方向を変更可能としたものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００２１】
請求項１においては、未着塗料（塗料ミスト）は塗装ブース内において広範囲に拡散することがなく、塗装ブース内に供給する空気の風量を抑えて効率良く未着塗料を捕集することが可能であり、空調装置の駆動および空調や、排気ファンによる排気等に要するエネルギーを大幅に削減することが可能である。また、空調装置や、排気ファン等を小型かつ安価なものに置換することが可能であり、省スペースおよび省コスト（設備費用）を達成することが可能である。
【００２２】
請求項２においては、未着塗料（塗料ミスト）は塗装ブース内において広範囲に拡散することがなく、塗装ブース内に供給する空気の風量を抑えて効率良く未着塗料を捕集することが可能であり、空調装置の駆動および空調や、排気ファンによる排気等に要するエネルギーを大幅に削減することが可能である。また、空調装置や、排気ファン等を小型かつ安価なものに置換することが可能であり、省スペースおよび省コスト（設備費用）を達成することが可能である。
【００２３】
請求項３においては、未着塗料（塗料ミスト）は塗装ブース内において広範囲に拡散することがなく、塗装ブース内に供給する空気の風量を抑えて効率良く未着塗料を捕集することが可能であり、空調装置の駆動および空調や、排気ファンによる排気等に要するエネルギーを大幅に削減することが可能である。また、空調装置や、排気ファン等を小型かつ安価なものに置換することが可能であり、省スペースおよび省コスト（設備費用）を達成することが可能である。
【００２４】
請求項４においては、未着塗料（塗料ミスト）は塗装ブース内において広範囲に拡散することがなく、塗装ブース内に供給する空気の風量を抑えて効率良く未着塗料を捕集することが可能であり、空調装置の駆動および空調や、排気ファンによる排気等に要するエネルギーを大幅に削減することが可能である。また、空調装置や、排気ファン等を小型かつ安価なものに置換することが可能であり、省スペースおよび省コスト（設備費用）を達成することが可能である。
【００２５】
請求項５においては、未着塗料（塗料ミスト）は塗装ブース内において広範囲に拡散することがなく、塗装ブース内に供給する空気の風量を抑えて効率良く未着塗料を捕集することが可能であり、空調装置の駆動および空調や、排気ファンによる排気等に要するエネルギーを大幅に削減することが可能である。また、空調装置や、排気ファン等を小型かつ安価なものに置換することが可能であり、省スペースおよび省コスト（設備費用）を達成することが可能である。
【００２６】
請求項６においては、未着塗料（塗料ミスト）は塗装ブース内において広範囲に拡散することがなく、塗装ブース内に供給する空気の風量を抑えて効率良く未着塗料を捕集することが可能であり、空調装置の駆動および空調や、排気ファンによる排気等に要するエネルギーを大幅に削減することが可能である。また、空調装置や、排気ファン等を小型かつ安価なものに置換することが可能であり、省スペースおよび省コスト（設備費用）を達成することが可能である。
【００２７】
請求項７においては、未着塗料（塗料ミスト）は塗装ブース内において広範囲に拡散することがなく、塗装ブース内に供給する空気の風量を抑えて効率良く未着塗料を捕集することが可能であり、空調装置の駆動および空調や、排気ファンによる排気等に要するエネルギーを大幅に削減することが可能である。また、空調装置や、排気ファン等を小型かつ安価なものに置換することが可能であり、省スペースおよび省コスト（設備費用）を達成することが可能である。
【００２８】
請求項８においては、塗装ブース内の搬送装置を省略することが可能である。
【００２９】
請求項９においては、ロボットによるワークの姿勢変更に係るティーチングが容易となるとともに、ティーチングの自由度が向上する。
【００３０】
請求項１０においては、ロボットによるワークの姿勢変更に係るティーチングが容易となるとともに、ティーチングの自由度が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明の塗装方法および塗装装置について、三つの実施例（自動車車体用の塗装装置１１１、自動車のドア用の塗装装置１４１、バンパー用の塗装装置１７１）を用いて説明する。なお、本発明の塗装装置におけるワーク（被塗装物）の対象としては、主に自動車車体、自動車のドアやフードといったいわゆる蓋物、バンパー等が挙げられるが、これらに限定されず、塗装ブース内で噴霧塗装されるものに広く適用可能である。
【００３２】
以下では、図１から図７を用いて従来の自動車車体の塗装方法および塗装装置と、本発明の自動車車体の塗装方法および塗装装置とを比較して説明する。
一般的に自動車車体の塗装方法は、下塗り、中塗り、上塗りで構成されており、そのうち下塗りは通常電着塗装と呼ばれる方法が用いられ、中塗りおよび上塗りでは液体や粉体の噴霧塗装が用いられている。本発明の塗装装置および塗装方法は噴霧塗装に関するものである。
【００３３】
以下では図１から図３を用いて従来の自動車車体の塗装方法および塗装装置について説明する。
図１に示す如く従来の自動車車体用（またはドア等の蓋物用）の噴霧塗装ライン１は、準備室２、ベースコートゾーン３、フラッシュオフゾーン４、クリヤコートゾーン５、セッティング室６、乾燥炉７等に区画され、これらを搬送装置８で繋いで本発明におけるワーク（塗装が施される対象物）の一例である自動車車体９（図２および図３に図示）を搬送する。搬送装置８は準備室２から乾燥炉７までその内部を貫通する形で配置されている。
【００３４】
準備室２では自動車車体９の表面に付着した埃等が予め除去される。
ベースコートゾーン３ではシルバーやブルー、ゴールド等に着色されたいわゆるベース塗料を、ロボット１３の先端部に設けられた噴霧機１４で噴霧塗装（霧状の塗料を吹き付けて塗装）する。
フラッシュオフゾーン４は、ベースコートゾーン３でベース塗料を噴霧塗装してから次のクリヤコートゾーン５での噴霧塗装を行うまでの時間を調整するためのゾーンであり、例えば、ベース塗料がいわゆる水性塗料の場合、自動車車体９に付着したベース塗料の塗膜からの水の蒸発を促進するために加温される。
クリヤコートゾーン５では、表面のツヤを向上させるための透明な塗料を、ロボット１３の先端部に設けられた噴霧機１４で噴霧塗装する。
クリヤコートゾーン５で透明な塗料を噴霧塗装された自動車車体９は、セッティング室６でしばらく静置された後、乾燥炉７でいわゆる焼き付け乾燥され、上塗り塗装が完了する。
【００３５】
以下では図２および図３を用いて従来の塗装ゾーン（上記噴霧塗装ライン１におけるベースコートゾーン３およびクリヤコートゾーン５）を形成する塗装装置１１の詳細構成について説明する。
塗装装置１１は主に塗装ブース１２、ロボット１３、噴霧機１４、空調装置１５、フィルター１６、スクラバー１７、排気ダクト１８、排気ファン１９等で構成される。
【００３６】
塗装ブース１２は、埃等のワーク表面への付着防止、噴霧塗装による未着塗料（塗料ミスト）の拡散・飛散防止、および噴霧塗装時の温度および湿度制御を目的とした筐体であり、該塗装ブース１２内にはロボット１３、噴霧機１４、スクラバー１７等が設けられる。また、塗装ブース１２内を長手方向に貫通する形で搬送装置８が設けられている。
【００３７】
ロボット１３は塗装ブース１２内に設けられた搬送装置８に沿って設けられる。該ロボット１３は多くの関節を有し、予めティーチング等により設定されたプログラムに基づいてロボット１３の先端部に設けられた噴霧機１４の位置および姿勢（角度）を変更する。
【００３８】
噴霧機１４は搬送装置８に沿って移動する台車８ａに載置固定された自動車車体９の表面に塗料を噴霧する。このとき、塗料の噴霧のオン、オフはロボット１３と連動している。
【００３９】
空調装置１５は、取り込んだ外気を塗装作業に適した温度および湿度に調整（空調）し、空気導入口１５ａから塗装ブース１２内に供給する。空調装置１５は塗装ブース１２の天井面の上方に設けられ、空気導入口１５ａは塗装ブース１２の天井面に設けられる。
フィルター１６は、塗装ブース１２の天井面との間に空間を形成する形で設けられる。フィルター１６と塗装ブース１２の天井面との間に設けられた空間は、空調装置１５により塗装ブース１２内に供給された空気を整流する（気流の方向を鉛直下向きとする）プレナムチャンバーとしての機能を果たし、フィルター１６により埃等が除去された後の空気が作業スペース（ワークに塗料が噴霧塗装されるスペースであり、上下方向においてフィルター１６から床２０までの空間）に供給される。
このとき、空調装置１５により塗装ブース１２の作業スペースに生じる気流の方向は略鉛直下向きであり、埃や未着塗料（塗料ミスト）が舞い上がるのを防止し、塗装ブース１２内の清浄度を維持している。
【００４０】
塗装ブース１２の床２０はグレーチング床（パンチング等で孔が形成され、床２０の上下で通気可能な床）となっており、床２０の下方には未着塗料や埃等を除去するためのスクラバー１７が設けられている。該スクラバー１７を通過後の空気は排気ダクト１８を経て塗装ブース１２の外部に放出される。
【００４１】
以上の如き従来の自動車車体の塗装方法は、ロボット１３により噴霧機１４を動かして（位置および姿勢（角度）を変更して）噴霧塗装を行うため、噴霧機１４から噴霧される塗料の噴霧方向が一定ではなく、塗料は種々の方向に向かって噴霧される。従って、未着塗料は塗装ブース１２内の空間に広範囲にわたって拡散する。このような未着塗料を捕集するためには、塗装ブース１２内の空間の全体にわたって所定値以上の風速で気流を発生させる必要がある。
【００４２】
また、上記の如き塗装装置１１を塗装ゾーン毎に設ける必要があることから、設備投資が大きくなるだけでなく、空調装置１５の駆動および空調や、排気ファン１９による排気等に要するエネルギーも莫大なものとなる。自動車生産において塗装工程でのエネルギー消費が他の工程と比較して大きく、塗装工程でのエネルギー消費の約５０％が塗装ブースに係るものである。
【００４３】
図２および図３に示す塗装装置１１は自動車車体用の塗装装置であるが、図８および図９に示すドア３９やフード、ラゲッジ等のいわゆる蓋物を取り扱う塗装装置４１も基本的な構成は略同じである。なお、蓋物にはフェンダーや脱着可能としたルーフ、クォータパネル等も含まれる。
【００４４】
以下では、図４から図７を用いて本発明の自動車車体の塗装方法および塗装装置について説明する。
図４に示す如く、噴霧塗装ライン１０１は、準備室１０２、ベースコートゾーン１０３、フラッシュオフゾーン１０４、クリヤコートゾーン１０５、セッティング室１０６、乾燥炉１０７等に区画され、これらを搬送装置１２３・１２４・１２５で繋いで本発明におけるワークの一例である自動車車体１０９（図５、図６および図７に図示）を搬送する。
なお、搬送装置１２３・１２４・１２５が塗装ゾーン（噴霧塗装ライン１０１におけるベースコートゾーン１０３およびクリヤコートゾーン１０５）で分断された形で配置される理由については後述する。
準備室１０２、フラッシュオフゾーン１０４、セッティング室１０６、乾燥炉１０７の構成については、前記噴霧塗装ライン１における準備室２、フラッシュオフゾーン４、セッティング室６、乾燥炉７と略同じである。
【００４５】
以下では図５から図７を用いて本実施例における塗装ゾーン（上記噴霧塗装ライン１０１におけるベースコートゾーン１０３およびクリヤコートゾーン１０５）を形成する塗装装置１１１の詳細構成について説明する。
塗装装置１１１は主に塗装ブース１１２、ロボット１１３、噴霧機１１４、空調装置１１５、フィルター１１６、スクラバー１１７、排気ダクト１１８、排気ファン１１９等で構成される。
【００４６】
塗装ブース１１２は、埃等のワーク表面への付着防止、噴霧塗装による未着塗料（塗料ミスト）の拡散・飛散防止、および噴霧塗装時の温度および湿度制御を目的とした筐体であり、該塗装ブース１１２内にはロボット１１３、噴霧機１１４、スクラバー１１７等が設けられる。
【００４７】
ロボット１１３は塗装ブース１１２内に設けられる。該ロボット１１３は多くの関節を有し、ワークである自動車車体１０９をロボット１１３の先端部に支持し、予めティーチング等により設定されたプログラムに基づいて自動車車体１０９の位置および姿勢（角度）を変更する。
また、ロボット１１３は塗装ブース１１２の内と外との間で自動車車体１０９を受け渡しすることが可能である。すなわち、ロボット１１３はワークの搬送手段を兼ねることが可能である。このように構成することにより、従来の塗装装置１１（図２に図示）において必要であった塗装ブース内を貫通してワークを搬送する搬送装置を少なくとも塗装ブース内においては省略することが可能であり、設備費用を削減することが可能である。
【００４８】
噴霧機１１４はロボット１１３の先端部に支持された自動車車体１０９の表面に塗料を噴霧する。このとき、塗料の噴霧のオン、オフはロボット１１３と連動している。
噴霧機１１４は塗装ブース１１２の側面から塗装ブース１１２内に突設された支持部材１１４ａの先端部に固定され、自動機１１４ｂ内に設けられた図示せぬ通常の色変更装置、塗料を噴霧機１１４に供給するための塗料チューブ、圧縮空気や電源等を噴霧機１１４に供給するためのケーブル群と接続されている。このとき、噴霧機１１４は自動車車体１０９の上方に位置し、噴霧機１１４の噴霧方向（塗料が噴霧される方向）は略鉛直下向きである。
【００４９】
なお、塗装ブース１１２内に設けられる噴霧機１１４の個数は一個でも複数個でも良く、ワークのサイズや形状等に応じて適宜選択すればよい。また、複数個の噴霧機１１４を近接して配置しても、距離を空けて配置しても良い。
例えば、本実施例の自動車車体１０９の如くワークのサイズが大きい場合、一個の噴霧機１１４で全面を噴霧塗装しようとするとロボット１１３の可動範囲を大きく設定する必要があり、かつ塗装ブース１１２のサイズも自動車車体との干渉を避けるために大きくする必要がある。
このような場合には図６に示す如く、噴霧機１１４を塗装ブース１１２内に複数個（自動車車体１０９の前半部に噴霧塗装する噴霧機１１４と、自動車車体１０９の後半部に噴霧塗装する噴霧機１１４等）設けることにより、ロボット１１３の可動範囲を小さく抑え、塗装ブース１１２のサイズも極力小さく設定することが可能である。また、噴霧機１１４を複数個設けることにより、自動車車体１０９に噴霧塗装するために要する時間を短縮することが可能である。
【００５０】
なお、本実施例においては、ワークである自動車車体１０９にフードやドア、ラゲッジ等のいわゆる「蓋物」と呼ばれる部品を取り付けた状態であっても、取り外した状態であっても噴霧塗装を行うことが可能であるが、自動車車体の内面の塗装や、乾燥炉での乾燥条件設定等を考慮すると「蓋物」を取り外した状態で塗装することが望ましい。
【００５１】
空調装置１１５は、取り込んだ外気を塗装作業に適した温度および湿度に調整（空調）し、塗装ブース１１２内に供給する。空調装置１１５は塗装ブース１１２の天井面の上方に設けられる。
このとき、塗装ブース１１２の上部には前記従来の塗装装置１１と同様にフィルター１１６が設けられ、プレナムチャンバーとしての機能を果たす空間（空気室１２１）が形成されているが、これとは別に、空調装置１１５からの空調された空気を供給する空気室１２２が塗装機１１４の上方となる位置に設けられ、空気室１２２の下面は開口して空気導入口１２２ａを形成している。空調装置１１５から塗装ブース１１２内に供給される空気の流れ（気流）は、空気室１２１、フィルター１１６を経て作業スペースに送られるものと、空気室１２２、フィルター１１６を経て特に噴霧機１１４の周囲に送られるものとに分けられるが、いずれも略鉛直下向きであって噴霧機１１４の噴霧方向と略一致している。
なお、本実施例においては、空調装置１１５により塗装ブース１１２に発生させる気流のうち、未着塗料の捕集を主目的とする気流は空気室１２２の下面に設けられた空気導入口１２２ａから供給されるが、これに限定されず、未着塗料の捕集を主目的とする気流を塗装ブース１１２の天井面近傍から発生させれば同様の効果を奏する。
【００５２】
塗装ブース１１２の床１２０はグレーチング床（パンチング等で孔が形成され、床１２０の上下で通気可能な床）となっており、床１２０の下方には未着塗料や埃等を除去するためのスクラバー１１７が設けられている。該スクラバー１１７を通過後の空気は排気ダクト１１８を経て塗装ブース１１２の外部に放出される。
【００５３】
本実施例の塗装装置１１１は、塗装ブース１１２と、気流を塗装ブース１１２内に発生させる空調装置１１５と、塗装ブース１１２内にてワークである自動車車体１０９を姿勢変更可能に支持するロボット１１３と、空調装置１１５による気流の方向と塗料の噴霧方向とを略一致させて自動車車体１０９に塗料を噴霧する一個または複数個の噴霧機１１４と、を具備している。
【００５４】
このように構成することにより、未着塗料（塗料ミスト）は塗装ブース内において広範囲に拡散することがないので、従来の塗装装置１１の如く塗装ブース１２内に空気を大量に供給しなくても、未着塗料が拡散する領域に局所的に噴霧方向と略一致する気流を発生させ、効率よく未着塗料を捕集することが可能である。
従って、塗装ブース１１２内に供給される空気の量（風量）を削減し、空調装置１１５の駆動および空調や、排気ファン１１９による排気等に要するエネルギーを大幅に削減することが可能である。また、空調装置１１５、スクラバー１１７、排気ファン１１９等を従来の塗装装置１１のものと比較して小型かつ安価なものに置換することが可能であり、省スペースおよび省コスト（設備費用）を達成することが可能である。
さらに、塗装ブースで使用される塗料がＶＯＣ（揮発性有機化合物）を揮発するものの場合、塗装ブースからの排気に含まれるＶＯＣを燃焼分解させて低減するインシネレータを設ける必要があるが、風量が大きい従来の塗装方法ではインシネレータを大型化する必要があった。本実施例の塗装装置１１１の場合、塗装ブース１１２内の風量が従来と比較して少ないので、インシネレータを小型化することが可能である。
【００５５】
例えば、塗装ブース１１２が塗装ブース１２と同じく年産１０万台規模の上塗り用塗装ブースの場合、該塗装ブース１１２に供給される空気の量が従来の塗装ブース１２の約１０分の１となる条件でも、未着塗料を塗装ブース１２の広範囲に拡散させることなく、効率良く捕集することが可能である。
【００５６】
近年の自動車製造方法は作業効率の向上のためモジュール化が進み、自動車車体とドア等の蓋物とを別々に噴霧塗装する機会が増大する傾向にあるが、従来の塗装方法では、蓋物を塗装するだけでも自動車車体を塗装するのと同程度の設備、エネルギーを要する。本実施例の塗装方法では塗装ブースで消費するエネルギーを大幅に削減可能であり、モジュール化のメリットがより大きくなる。
【００５７】
なお、空気室１２１に供給される空気は、塗装ブース１１２内の温度および湿度を略一定に保持し、塗装ブース１１２内で埃が舞い上がらず、万一周囲に微量の未着塗料が拡散した場合でも捕集可能な程度の風量を確保すれば良いので、風量が少なくて済む。ただし、スクラバー１１７の吸引口１１７ａの位置は、未着塗料を含む気流の方向を略一定に保持し、未着塗料が拡散する範囲を極力狭くするために、噴霧機１１４の下方に限定することが望ましい。また、未着塗料が拡散する範囲が狭い（塗装ブース内の広範囲に拡散しない）ことは、床１２０の表面に未着塗料（塗料ミスト）が付着する領域が限定される（具体的には、噴霧機１１４の下方のみに限定される）ことを意味しており、塗装ブース内の清掃作業を簡略化する（例えば、床１２０の未着塗料が付着する部位のみ取り外し可能な構成とし、清掃時には当該部位のみ洗浄等を行う等）ことが可能である。
【００５８】
本実施例においては、塗装機１１４を支持部材１１４ａにより塗装ブース１１２内の所定の位置（塗装ブース１１２の上部であって、未着塗料を捕集するための気流が供給される空気導入口１２２ａと、ワークである自動車車体１０９との間に挟まれた位置）に固定し、空調装置１１５からの気流の方向と噴霧機１１４による塗料の噴霧方向とがいずれも略鉛直下向きで略一致するように構成したが、特にワークが大きい場合においては、ロボット１１３の可動範囲の制限等により、噴霧機１１４の位置が完全に固定されていると塗装が容易でない箇所が生じる場合がある。
従って、ロボット１１３によるワークの姿勢変更の効率化、ティーチングの容易化および自由度の向上の観点から見れば、塗装機１１４を塗装ブース１１２内で上下方向に移動可能としたり、あるいは噴霧機１１４の噴霧方向を略鉛直下向きから変更（傾斜）可能とすることが望ましい。
【００５９】
しかし、噴霧機１１４による塗料の噴霧方向と気流の方向との成す角度（傾斜角度）が大きくなると、塗装ブース１１２に供給する空気の量を削減するという本来の目的に相反することとなる。
この点については、実験の結果、空調装置１１５による気流の方向と塗料の噴霧方向との成す角度（傾斜角度）を３０度未満、より好ましくは２０度未満とすれば、未着塗料の捕集効率を、空調装置１１５による気流の方向と塗料の噴霧方向とが略一致している（傾斜角度がゼロの）場合と同程度であることを確認している。
【００６０】
なお、上記塗装装置１１１においては、空調装置１１５により塗装ブース１１２内に発生させる気流（特に、未着塗料を捕集する目的で発生させている気流）の方向と、噴霧機１１４による塗料の噴霧方向とをいずれも略鉛直下向きとしているが、これに限定されず、空調装置１１５により塗装ブース１１２内に発生させる気流の方向と、噴霧機１１４による塗料の噴霧方向とが略一致していれば同様の効果を奏する。
例えば、ワークの形状や塗装ゾーンのレイアウト等の条件により、噴霧方向を斜め下向きや略水平方向とする場合でも、気流の方向を噴霧方向に略一致させることで未着塗料を効率良く捕集することが可能である。
【００６１】
図５から図７に示す塗装装置１１１は自動車車体用の塗装装置であるが、図１０および図１１に示すドア１３９やフード、ラゲッジ等のいわゆる蓋物を取り扱う塗装装置１４１も基本的な構成は略同じである。なお、蓋物にはフェンダーや脱着可能としたルーフ、クォータパネル等も含まれる。
【００６２】
以下では図１２から図１７を用いて従来のバンパーの塗装方法および塗装装置と、本発明のバンパーの塗装方法および塗装装置とを比較して説明する。
近年、自動車のバンパーは意匠上の理由から自動車車体と同色に塗装されることが一般的となっている。バンパーの塗装方法としては自動車車体にバンパーを仮付けして自動車車体と同時に塗装する方法もあるが、自動車車体の多くは鋼板で構成されるのに対して、バンパーはポリプロピレン樹脂等の化成品で構成されるため、塗装や焼き付け乾燥時の特性が異なるという問題がある。従って、自動車車体とバンパーとは別々に塗装されるのが一般的である。
なお、バンパーは通常、ポリプロピレン樹脂等の化成品からなるバンパー表皮と、鋼板等からなるリーンフォースメントとで構成されるが、以下の説明では特別な断りが無い限りバンパー表皮を指すものとする。
【００６３】
以下では図１２および図１３を用いて従来のバンパーの塗装方法および塗装装置について説明する。
図１２に示す如く、従来のバンパー用の噴霧塗装ライン６１は、仕掛けゾーン６２、プライマーゾーン６３、ベースコートゾーン６４、クリヤコートゾーン６５、乾燥炉６６、検査・卸しゾーン６７等に区画され、これらを搬送装置６８で繋いで本発明におけるワークの一例であるバンパー６９（図１３に図示）を搬送する。
搬送装置６８は台車６８ａを仕掛けゾーン６２→プライマーゾーン６３→ベースコートゾーン６４→クリヤコートゾーン６５→乾燥炉６６→検査・卸しゾーン６７→仕掛けゾーン６２→・・・の順に周回させる。
【００６４】
仕掛けゾーン６２では、作業者が搬送装置６８に沿って移動する台車６８ａに設けられた取付治具６８ｂにバンパー６９を取り付ける。また、バンパー６９表面の埃等を除去するためのワイピング作業や、必要に応じてアース取り作業が行われる。
【００６５】
プライマーゾーン６３では、スプレーガンまたは噴霧機（ベル塗装機）を持った作業者により、または先端部に噴霧機７４を設けたロボット７３により、バンパー６９の表面にプライマーが吹き付けられる（噴霧塗装される）。
プライマーは塗膜とバンパー６９表面との密着力を向上させたり、バンパー６９の導電性を向上させたりする目的でバンパー６９表面に塗布される表面処理剤である。従って、後工程でバンパー６９に噴霧される塗料とバンパー６９表面との密着力が十分である場合や、高電圧を印加して塗着効率を向上させるいわゆる静電塗装を行わない場合や、バンパー６９を構成する材料そのものが導電性に優れるものである場合にはプライマーの塗布を省略する（すなわち、プライマーゾーン６３を省略する）ことが可能な場合がある。
また、プライマーゾーン６３と次工程であるベースコートゾーン６４との間では、必要に応じて焼き付け乾燥や部分的乾燥を行う場合もある。
【００６６】
ベースコートゾーン６４では、プライマーゾーン６３と略同様に、スプレーガンまたは噴霧機（ベル塗装機）を持った作業者により、または先端部に噴霧機７４を設けたロボット７３により、バンパー６９の表面に所望の色のベース塗料を噴霧塗装する。ベースコートゾーン６４と次工程であるクリヤコートゾーン６５との間では、必要に応じて加熱乾燥や部分的乾燥を行う場合もある。
【００６７】
クリヤコートゾーン６５では、プライマーゾーン６３と略同様に、スプレーガンまたは噴霧機（ベル塗装機）を持った作業者により、または先端部に噴霧機７４を設けたロボット７３により、バンパー６９の表面に、ツヤを向上させるための透明な塗料を噴霧塗装する。
【００６８】
乾燥炉６６では所定の温度および時間（例えば、１００℃、２０分）でバンパー６９に焼き付け乾燥が施される。
【００６９】
検査・卸しゾーン６７では塗装品質上問題がないかバンパー６９を検査し、必要に応じて補修してバンパー６９を完成品として治具６８ｂから取り外す。
【００７０】
なお、治具６８ｂの形状を変更して複数個のバンパー６９を同時に一台の台車６８ａに取り付け可能としても良い。また、搬送装置６８は連続式（停止せずに常時移動している）でもストップアンドゴー式（間欠的に移動と停止を行う）でも良い。さらに、塗料は溶剤系塗料でも水性塗料でも良く、１液タイプでも２液タイプでも良い。
しかし、従来の噴霧塗装ライン６１は、搬送装置６８により各工程が繋がれ、搬送装置６８に沿って移動する台車６８ａ等にバンパー６９を取り付けて噴霧塗装を行うという点で共通している。
【００７１】
以下では図１３を用いて従来の塗装ゾーン（上記噴霧塗装ライン６１におけるプライマーゾーン６３、ベースコートゾーン６４およびクリヤコートゾーン６５）を形成する塗装装置７１の詳細構成について説明する。
塗装装置７１は主に塗装ブース７２、ロボット７３、噴霧機７４、空調装置７５、フィルター７６、スクラバー７７、排気ダクト７８、排気ファン７９等で構成される。塗装装置７１および塗装装置７１の各構成要素は、前記塗装装置１１および塗装装置１１の各構成要素と略同じ機能を有する。
【００７２】
以下では、図１４から図１７を用いて本発明のバンパーの塗装方法および塗装装置について説明する。
図１４に示す如く、噴霧塗装ライン１６１は、シューター１６２、塗装ゾーン１６３、乾燥炉１６４、検査ゾーン１６５、搬送装置１６６等で構成される。搬送装置１６６は乾燥炉１６４と検査ゾーン１６５との間でバンパー１６９を搬送するものである。
【００７３】
シューター１６２では、作業者がバンパー１６９に治具を取り付ける。また、バンパー１６９表面の埃等を除去するためのワイピング作業や、必要に応じてアース取り作業が行われる。
【００７４】
塗装ゾーン１６３では、ロボット１７３によりシューター１６２からバンパー１６９を受け取り、ロボット１７３によりバンパー１６９の姿勢を変更しつつロボット１７３の上方に固定された噴霧機１７４でバンパー１６９を噴霧塗装する。噴霧塗装終了後、バンパー１６９はロボット１７３により乾燥炉１６４内の搬送装置１６６に受け渡す。
【００７５】
乾燥炉１６４では所定の温度および時間でバンパー１６９に焼き付け乾燥が施される。
【００７６】
検査ゾーン１６５では塗装品質上問題がないかバンパー１６９を検査し、必要に応じて補修してバンパー１６９を完成品として治具から取り外す。
【００７７】
以下では図１５および図１６を用いて本実施例における塗装ゾーン１６３を形成する塗装装置１７１の詳細構成について説明する。
塗装装置１７１は主に塗装ブース１７２、ロボット１７３、噴霧機１７４、空調装置１７５、フィルター１７６、スクラバー１７７、排気ダクト１７８、排気ファン１７９等で構成される。
【００７８】
塗装ブース１７２は、埃等のワーク表面への付着防止、噴霧塗装による未着塗料（塗料ミスト）の拡散・飛散防止、および噴霧塗装時の温度および湿度制御を目的とした筐体であり、該塗装ブース１７２内にはロボット１７３、噴霧機１７４、スクラバー１７７等が設けられる。
【００７９】
ロボット１７３は塗装ブース１７２内に設けられる。該ロボット１７３は多くの関節を有し、ワークであるバンパー１６９をロボット１７３の先端部に支持し、予めティーチング等により設定されたプログラムに基づいてバンパー１６９の位置および姿勢（角度）を変更する。
また、ロボット１７３は塗装ブース１７２の内と外との間で自動車車体１７９を受け渡しすることが可能である。すなわち、ロボット１７３はワークの搬送手段を兼ねることが可能であり、従来の塗装装置７１において必要であった塗装ブース内を貫通してワークを搬送する搬送装置を少なくとも塗装ブース内においては省略することが可能であり、設備費用を削減することが可能である。
【００８０】
噴霧機１７４はロボット１７３の先端部に支持されたバンパー１６９の表面に塗料を噴霧する。このとき、塗料の噴霧のオン、オフはロボット１７３と連動している。
噴霧機１７４は塗装ブース１７２の側面から塗装ブース１７２内に突設された支持部材１７４ａの先端部に固定され、自動機１７４ｂ内に設けられた図示せぬ通常の色変更装置、塗料を噴霧機１７４に供給するための塗料チューブ、圧縮空気や電源等を噴霧機１７４に供給するためのケーブル群と接続されている。このとき、噴霧機１７４はバンパー１６９の上方に位置し、噴霧機１７４の噴霧方向（塗料が噴霧される方向）は略鉛直下向きである。噴霧機１７４は色変更装置により、同一の噴霧機１７４でバンパー１６９にプライマー、ベース塗料、透明塗料の順に噴霧可能である。
【００８１】
なお、塗装ブース１７２内に設けられる噴霧機１７４の個数は一個でも複数個でも良く、ワークのサイズや形状等に応じて適宜選択すればよい。また、複数個の噴霧機１７４を近接して配置しても、距離を空けて配置しても良い。
例えば、複数個の噴霧機１７４を可能な範囲で近接して支持部材１７４ａに設け、各噴霧機１７４からそれぞれプライマー、ベース塗料、透明塗料を噴霧する構成とすれば、塗料の色変更に要する時間を短縮可能である。また、同色の塗料を複数の噴霧機１７４から噴霧しても単位時間当たりの噴霧量を増大させることにより時間短縮が可能である。
また、同一の塗装ブース内でプライマー、ベース塗料、透明塗料の順に噴霧塗装する際に、次の塗料を噴霧する前に乾燥させる時間が必要な場合には、塗装ブース内にバンパー１６９を仮置き可能なスペースを設け、複数個のバンパー１６９を交互に噴霧塗装する（仮置きスペースで乾燥させる）ことも可能である。このように構成することにより、待ち時間を短縮可能であり、作業効率が向上する。
【００８２】
バンパー１６９のように開口部の多いワークに噴霧塗装する場合、ロボット１７３やロボット１７３とバンパー１６９とを固定するための治具（ツールチェンジャー）等に該開口部を通過した塗料が大量に付着し、清掃作業が繁雑になる場合があった。このような場合には治具にワークの開口部の形状に合わせたマスキングパッドを設けておけば良い。このように構成することによりロボット１７３等への塗料の付着を低減し、清掃容易とすることが可能である。
【００８３】
空調装置１７５は、取り込んだ外気を塗装作業に適した温度および湿度に調整（空調）し、塗装ブース１７２内に供給する。空調装置１７５は塗装ブース１７２の天井面の上方に設けられる。
このとき、塗装ブース１７２の上部には前記従来の塗装装置７１と同様にフィルター１７６が設けられ、プレナムチャンバーとしての機能を果たす空間（空気室１８１）が形成されているが、これとは別に、空調装置１７５からの空調された空気を供給する空気室１８２が塗装機１７４の上方に設けられ、空気室１８２の下面は開口して空気導入口１８２ａを形成している。空調装置１８５から塗装ブース１８２内に供給される空気の流れ（気流）は、空気室１８１、フィルター１７６を経て作業スペースに送られるものと、空気室１８２、フィルター１７６を経て作業スペースに送られるものとに分けられるが、いずれも略鉛直下向きであって噴霧機１７４の噴霧方向と略一致している。
なお、本実施例においては、空調装置１７５により塗装ブース１７２に発生させる気流のうち、未着塗料の捕集を主目的とする気流は空気室１７２の下面に設けられた空気導入口１８２ａから供給されるが、これに限定されず、未着塗料の捕集を主目的とする気流を塗装ブース１７２の天井面近傍から発生させれば同様の効果を奏する。
【００８４】
塗装ブース１７２の床１８０はグレーチング床（パンチング等で孔が形成され、床１８０の上下で通気可能な床）となっており、床１８０の下方には未着塗料や埃等を除去するためのスクラバー１７７が設けられている。該スクラバー１７７を通過後の空気は排気ダクト１７８を経て塗装ブース１７２の外部に放出される。
【００８５】
本実施例の塗装装置１７１は、塗装ブース１７２と、気流を塗装ブース１７２内に発生させる空調装置１７５と、塗装ブース１７２内にてワークであるバンパー１６９を姿勢変更可能に支持するロボット１７３と、空調装置１７５による気流の方向と塗料の噴霧方向とを略一致させてバンパー１６９に塗料を噴霧する一個または複数個の噴霧機１７４と、を具備している。
【００８６】
このように構成することにより、未着塗料（塗料ミスト）は塗装ブース内において広範囲に拡散することがないので、従来の塗装装置７１の如く塗装ブース７２内に空気を大量に供給しなくても、未着塗料が拡散する領域に局所的に噴霧方向と略一致する気流を発生させ、効率よく未着塗料を捕集することが可能である。
従って、塗装ブース１７２内に供給される空気の量（風量）を削減し、空調装置１７５の駆動および空調や、排気ファン１７９による排気等に要するエネルギーを大幅に削減することが可能である。また、空調装置１７５、スクラバー１７７、排気ファン１７９等を従来の塗装装置７１のものと比較して小型かつ安価なものに置換することが可能であり、省スペースおよび省コスト（設備費用）を達成することが可能である。
さらに、塗装ブースで使用される塗料がＶＯＣ（揮発性有機化合物）を揮発するものの場合、塗装ブースからの排気に含まれるＶＯＣを燃焼分解させて低減するインシネレータを設ける必要があるが、風量が大きい従来の塗装方法ではインシネレータを大型化する必要があった。本実施例の塗装装置１７１の場合、塗装ブース１７２内の風量が従来と比較して少ないので、インシネレータを小型化することが可能である。
【００８７】
なお、上記塗装装置１７１においては、空調装置１７５により塗装ブース１７２内に発生させる気流（特に、未着塗料を捕集する目的で発生させている気流）の方向と、噴霧機１７４による塗料の噴霧方向とをいずれも略鉛直下向きとしているが、これに限定されず、空調装置１７５により塗装ブース１７２内に発生させる気流の方向と、噴霧機１７４による塗料の噴霧方向とが略一致していれば同様の効果を奏する。
例えば、ワークの形状や塗装ゾーンのレイアウト等の条件により、噴霧方向を斜め下向きや略水平方向とする場合でも、気流の方向を噴霧方向に略一致させることで未着塗料を効率良く捕集することが可能である。
【００８８】
なお、図１７に示す噴霧塗装ライン１６１ａの如く、噴霧塗装装置１７１を三台並べ、それぞれプライマーゾーン１６３ａ、ベースコートゾーン１６３ｂ、クリヤコートゾーン１６３ｃとし、プライマーゾーン１６３ａとベースコートゾーン１６３ｂとの間およびベースコートゾーン１６３ｂとクリヤコートゾーン１６３ｃとの間で、ロボット１７３によりバンパー１６９を受け渡し可能としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】従来の自動車車体用噴霧塗装ラインの平面模式図。
【図２】従来の自動車車体用塗装装置の断面図。
【図３】従来の自動車車体用塗装装置の別方向からの断面図。
【図４】本発明の自動車車体用噴霧塗装ラインの平面模式図。
【図５】本発明の自動車車体用塗装装置の断面図。
【図６】本発明の自動車車体用塗装装置の別方向からの断面図。
【図７】本発明の自動車車体用塗装装置の噴霧機とワークとロボットを示す斜視図。
【図８】従来のドア用塗装装置の断面模式図。
【図９】従来のドア用塗装装置の別方向からの断面図。
【図１０】本発明のドア用塗装装置の断面図。
【図１１】本発明のドア用塗装装置の噴霧機とワークとロボットを示す斜視図。
【図１２】従来のバンパー用噴霧塗装ラインの平面模式図。
【図１３】従来のバンパー用塗装装置の断面図。
【図１４】本発明のバンパー用噴霧塗装ラインの平面模式図。
【図１５】本発明のバンパー用塗装装置の断面図。
【図１６】本発明のバンパー用塗装装置の噴霧機とワークとロボットを示す斜視図。
【図１７】本発明のバンパー用噴霧塗装ラインの別実施例の平面模式図。
【符号の説明】
【００９０】
１１１  塗装装置
１１２  塗装ブース
１１３  ロボット
１１４  噴霧機
１１５  空調装置
【図１】
2005103446.tif 000003
【図２】
2005103446.tif 000004
【図３】
2005103446.tif 000005
【図４】
2005103446.tif 000006
【図５】
2005103446.tif 000007
【図６】
2005103446.tif 000008
【図７】
2005103446.tif 000009
【図８】
2005103446.tif 000010
【図９】
2005103446.tif 000011
【図１０】
2005103446.tif 000012
【図１１】
2005103446.tif 000013
【図１２】
2005103446.tif 000014
【図１３】
2005103446.tif 000015
【図１４】
2005103446.tif 000016
【図１５】
2005103446.tif 000017
【図１６】
2005103446.tif 000018
【図１７】
2005103446.tif 000019