(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークをとり囲む限られた空間内に、粉体塗料の浮遊する雲を生成し、粉体静電塗装を行なう塗装システムであって、
ベース床と、
ワークを該ベース床より上方の塗装位置に運搬して停止し、塗装終了の後ワークを同塗装位置より送り出すワーク運搬装置と、
一体の蓋もしくは複数の蓋部材より構成され、全体としてワークを被せ覆うことができる形状のドーム蓋と、
電極を取り付けた枠であって、該ドーム蓋の内側に固定された電極枠と、
前記ドーム蓋を前記塗装位置にあるワークに対して進退動させる装置であって、前記ドーム蓋をワークに覆い被せて、同ドーム蓋と前記ベース床とで、ワークをとり囲む実質閉じられた塗装空間を形成することができる蓋移動装置と、
粉体塗料と空気との混合流体を供給する装置であって、該混合流体の吹出し口を前記塗装空間の下部に設けてなる塗料吹出し装置と、
前記塗装空間における空気を上方へ吸引し、前記吹出し口から吹き出された粉体塗料を雲様に前記塗装空間内に浮遊させる空気吸引装置と、
高電圧をドーム蓋内側の前記電極と前記塗装位置にあるワークとの間に印加して、塗装空間を浮遊する粉体塗料をワークに塗着せしめる電圧印加装置とを備えてなることを特徴とする、粉体塗装システム。
【請求項２】
フィルタ壁を前記ドーム蓋の内面と前記電極枠との間に同内面全体にわたって張設するとともに、該フィルタ壁と前記ドーム蓋の内面との間の空間における空気を吸引する第一の空気吸引装置と、該フィルタ壁より内側の前記塗装空間における空気を吸引する第二の空気吸引装置とを備えてなることを特徴とする、請求項１記載の粉体塗装システム。
【請求項３】
スリット形成壁を前記ドーム蓋の内面と前記電極枠との間に同内面全体にわたって張設し、そして、該スリット形成壁と前記ドーム蓋の内面との間の空間における空気を吸引する空気吸引装置を備えてなることを特徴とする、請求項１記載の粉体塗装システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、従来一般の粉体静電塗装とは異なる新規な粉体静電塗装システムに関し、より詳しくは、ワークをとり囲む限られた空間内に、粉体塗料の浮遊する雲を生成し、そして該空間内の電極への高電圧の印加により粉体静電塗装を行なうことができるところの新規塗装システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、粉体塗料吹付け用の塗装ガンを使用する粉体静電塗装法は、知られそして利用されている。これは、高電圧を塗装ガンの先端とワークとの間に印加すると同時に、粉体塗料を塗装ガンよりワークに向けて吹き付けることにより、イオン化された粉体塗料をワークの外表面に付着させるという塗装法である。
ところで、最近、塗装ガンを使用しない注目すべき粉体静電塗装法が、特開平11-57592号公報などに提案されている。この公報に開示された塗装装置は、塗装のためのハウジング内において板状のワークを吊り下げながら連続して運搬する機構を備え、かつ適当数の電極をハウジング内にワークの表面に対向するように配置し、そして、ハウジングの底部には、粉体塗料をその流動槽よりハウジング内に吹き上げる機構を備えるとともに、ハウジングの上部には、ハウジング内の空気を上方へ吸引し、その後一緒に吸引された粉体塗料を分別して前記流動槽に戻す機構を備えてなり、粉体塗料の浮遊する雲（クラウド）をハウジング内に生成しそしてその状態で高電圧を電極に印加することにより、粉体塗料をワークに塗着せしめるものである。
この塗装ガンを使用しない粉体静電塗装法は、言うなれば、電界流動粉体静電塗装法と呼ぶこともできるものであるが、塗装ガンを使用する従来の粉体静電塗装法と比較して、平滑性の大変高い塗膜肌を形成することができ、また、粉体塗料雲の濃度調整によってより薄膜の塗料膜の形成が可能である等、種々の特徴および利点を有する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、環境保護問題への対処として、自動車生産の塗装工程にあっては、ＶＯＣ(Volatile Organic Compound)および臭気の排出量を低減することが要求され、そして最近にあっては、これに応える対策の一つとして、自動車ボディの上塗りなどをも、溶剤を用いないところの粉体塗装によって満足に為しうるようにすることが求められている。
しかし、上述の公報に開示された粉体静電塗装装置は、電気部品パネル等、平面形状のワークを塗装の対象とする装置であって、自動車ボディとか、その部品など、大きな凹凸のある立体形状のワークを対象とする粉体静電塗装には、適用することができない。
また、開示された装置は、ワークを連続して吊り下げ運搬しながら、個々のワークに対して粉体静電塗装を順に行なう連続式の塗装装置であり、装置の稼動時においては、粉体塗料をハウジング下方よりハウジング内に連続して吹き上げる一方、吹き上げた粉体塗料をハウジング上方より連続して吸引しそして再使用するという塗料循環機構を常に運転させておくことが必要とされる。この塗料循環機構は、大量の粉体塗料を吹き上げて循環させるものであるので、その連続運転には、多大なエネルギーが消費される。従って、この従来装置は、エネルギーの消費量が大変大きく、これが省エネルギーの面で改良すべき事項となるであろう。
【０００４】
本発明は、これら諸々の事情を考慮してなされたものであって、その目的とするところは、ワークをとり囲む限られた空間を運搬される各ワークごとに形成し、その空間内において粉体塗料の浮遊する雲を生成し、続いてワークに対し粉体静電塗装を行なうことができるところの新規な粉体塗装システムを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、凹凸のある立体形状のワークに対しても、粉体塗料の浮遊する雲の中で粉体静電塗装を行なうことができ、しかも、塗装に要するエネルギー消費量がより少なくて済むところのバッチ式粉体塗装システムを提供することにある。
なお、本発明のその他の目的は、以下の記載より、または、その記載から自明な事項に基づいて、容易に理解されうる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、かかる目的を達成するために、粉体静電塗装システムにおいて、塗装対象の一つのワークに対して、ワークをとり囲む実質閉じた空間を、ベース床とワークを被せ覆うドーム蓋とでまたはワークを収納するベース槽と天井材とで作り出し、次いで、その閉じた空間内に粉体塗料の浮遊する雲を生成し、続いて、該空間内の電極への高電圧印加により、粉体塗料をワークに塗着させることができるようにしたものである。より明確には、本発明は、ワークをとり囲む限られた空間内に、粉体塗料の浮遊する雲を生成し、粉体静電塗装を行なう塗装システムであって、ベース床と、ワークを該ベース床より上方の塗装位置に運搬して停止し、塗装終了の後ワークを同塗装位置より送り出すワーク運搬装置と、一体の蓋もしくは複数の蓋部材より構成され、全体としてワークを被せ覆うことができる形状のドーム蓋と、電極を取り付けた枠であって、該ドーム蓋の内側に固定された電極枠と、前記ドーム蓋を前記塗装位置にあるワークに対して進退動させる装置であって、前記ドーム蓋をワークに覆い被せて、同ドーム蓋と前記ベース床とで、ワークをとり囲む実質閉じられた塗装空間を形成することができる蓋移動装置と、粉体塗料と空気との混合流体を供給する装置であって、該混合流体の吹出し口を前記塗装空間の下部に設けてなる塗料吹出し装置と、前記塗装空間における空気を上方へ吸引し、前記吹出し口から吹き出された粉体塗料を雲様に前記塗装空間内に浮遊させる空気吸引装置と、高電圧をドーム蓋内側の前記電極と前記塗装位置にあるワークとの間に印加して、塗装空間を浮遊する粉体塗料をワークに塗着せしめる電圧印加装置とを備えてなることを特徴とする、粉体塗装システムに関する。本発明による粉体塗装法にあっては、塗装品の仕上がり具合を均一にするために、粉体塗料の浮遊する雲を一様に塗装空間内に生成し維持することがより好ましい。この観点より、本発明のより好ましい態様は、上記の粉体塗装システムにおいて、フィルタ壁をドーム蓋の内面と電極枠との間に該内面全体にわたって張設するとともに、該フィルタ壁とドーム蓋の内面との間の空間における空気を吸引する第一の空気吸引装置と、該フィルタ壁より内側の塗装空間における空気を吸引する第二の空気吸引装置とを備えてなる粉体塗装システムに関する。また、別のより好ましい態様は、上記の粉体塗装システムにおいて、スリット形成壁をドーム蓋の内面と電極枠との間に該内面全体にわたって張設し、そして、該スリット形成壁とドーム蓋の内面との間の空間における空気を吸引する空気吸引装置を備えてなる粉体塗装システムに関する。また、本発明に従う粉体塗装の原理は、上記の粉体塗装システムのように、台車等を用いてワークを下方より支持しながらベース床の上に運搬する場合だけでなく、ワークを吊り下げながらベース面より下側のベース槽内に運搬する場合にも、同様に適用することができる。したがって、他の発明は、ワークをとり囲む限られた空間内に、粉体塗料の浮遊する雲を生成し、粉体静電塗装を行なう塗装システムであって、ベース槽と、ワークを吊持しながら該ベース槽内の塗装位置に運搬して停止し、塗装終了の後ワークを同ベース槽外に送り出すワーク運搬装置と、電極を取り付けた枠であって、該ベース槽の内側に固定された電極枠と、前記ベース槽の内部を覆い隠すことができる形状の天井材であって、ワークが前記塗装装置にあるとき、該天井材と前記ベース槽とで、ワークをとり囲む実質閉じられた塗装空間を形成することができる天井材と、粉体塗料と空気との混合流体を供給する装置であって、該混合流体の吹出し口を前記塗装空間の下部に設けてなる塗料吹出し装置と、前記塗装空間における空気を上方へ吸引し、前記吹出し口から吹き出された粉体塗料を雲様に前記塗装空間内に浮遊させる空気吸引装置と、高電圧をベース槽内の前記電極と前記塗装位置にあるワークとの間に印加して、塗装空間を浮遊する粉体塗料をワークに塗着せしめる電圧印加装置とを備えてなることを特徴とする、粉体塗装システムに関する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の粉体塗装システムを構成する各々の部品および要素を順に説明する。
ベース床とは、ワーク（自動車ボディなど）が塗装されるべき位置（塗装位置）において基礎となる床をいい、ワークまたはその運搬装置を下方より支持しうる一般的な固定床でもよく、また、ワークの搬出入に連係して開閉する可動式の床でもよい。ベース床は、その上方の塗装を為す位置（塗装位置）にワークが運搬されたとき、ワークの下側をとり囲むものであり、そして、ドーム蓋とともに、下記の塗装空間を形成する。
ワーク運搬装置は、台車およびその駆動機構などよりなり、ワークをベース床より上方の塗装位置に運搬して停止し、塗装終了の後ワークを塗装位置より送り出すという間欠運搬を行なうことができるものである。
ドーム蓋は、全体としてワークを被せ覆うことができる形状の蓋であって、例えば逆さ椀形状の一体の蓋であってもよく、また、より好ましくは、複数の、例えば左右一対の半椀形状の蓋部材より構成される。
電極枠は、電極を取り付けた枠であって、ドーム蓋の内側に固定される。ドーム蓋でワークを被せ覆ったとき、電極枠もまた、ワークと接触せずに、ワークを覆うように配置される。電極は、ドーム蓋でワークを被せ覆ったとき、ワークの外表面全体に対向するように、好ましくはワークの外形に倣うように、適当な数電極枠に取り付けられる。
また好ましくは、フィルタ壁またはスリット形成壁がドーム蓋の内面と電極枠との間に蓋内面の全体にわたって張設される。フィルタ壁は、空気の通過を許すが、粉体塗料の通過を抑止するフィルタ材より構成される曲面壁である。スリット形成壁は、壁面の随所に適当数のスリットが形成された曲面壁で、スリットを通っての空気および塗料粉体の吸い込みを可能にするものである。より好ましくは、適当数のスリットは、最も下側に位置するものが最も狭く、そして、それより上側に位置する程、スリット口がより拡大するように構成される。フィルタ壁およびスリット形成壁は、ドーム蓋の内側の空間（塗装空間）における空気の吸引をドーム蓋の上下にわたってより均等なものにし、従って粉体塗料の浮遊する雲を一様に塗装空間内に生成し維持するのに寄与する。
蓋移動装置は、ドーム蓋を塗装位置にあるワークに対して進退動させる装置であって、例えばドーム蓋が逆さ椀形状の一体の蓋よりなるとき、ドーム蓋を上下動可能に吊持し、ワークが塗装位置にあるとき、ドーム蓋を下降させてワークを被せ覆う装置であればよい。また、蓋移動装置は、ドーム蓋が左右一対の半椀形状の蓋部材よりなるとき、対向する左右の蓋部材を水平にそれぞれ、塗装位置にあるワークに向けて進退動させ、そして、左右の蓋部材の当接または結合により、ドーム蓋を完成するとともに、ワークを被せ覆う装置であればよい。従って、蓋移動装置の運転により、ドーム蓋は、ワークを被せ覆う姿勢となり、よって、ドーム蓋とベース床とで、ワークをとり囲む実質閉じられた空間（塗装空間）が形成される。
なお、左右の蓋部材が結合するところの結合部は、完全にドーム蓋内部を密閉しうる構造のものでもよいが、ドーム蓋の内部空間がドーム蓋の外側の雰囲気と実質遮断されうる構造のものも、十分である。
塗料吹出し装置は、粉体塗料と空気との混合流体を上方に吹き上げることができる吹出し装置であって、該混合流体の吹出し口を上記の塗装空間の下部に設けてなる。この装置は、例えば、粉体塗料の流動床装置つまり床上に貯留された粉体塗料を床下側からの空気の流入によって上方に吹き上げることができる装置、または、各々別系統で供給される塗料粉体と空気とを混合域で攪拌混合し、両者の混合流体を生成する装置よりなる。塗料吹出し装置の運転により、粉体塗料の粉末、つまり塗料粉体がドーム蓋内側の塗装空間内に噴煙のごとく吹き上げられる。
空気吸引装置は、吸引ファン、これとドーム蓋とを接続するダクト等よりなり、塗装空間における空気を上方へ吸引する装置であって、塗装空間内を浮遊する塗料粉体をも上方へ吸引することができる。塗料吹出し装置の運転によって塗装空間内に吹き上げられた霧状の塗料粉体は、その自重により、しばらくのうちに落下し、下方に沈降する。その際、空気吸引装置の運転によって、塗装空間内の空気が上方へ引き上げられると、塗料粉体の落下は防止され、塗料粉体が塗装空間内に浮遊する。すなわち、粉体塗料に加わる重力および浮力、塗料吹出し装置の塗料粉体を吹き上げる吹上げ力、並びに、空気吸引装置の塗料粉体を上方へ吸引する吸引力を均衡させることにより、ドーム蓋内側の塗装空間内において、塗料粉体を雲様に空間全体にわたってまんべんなく浮遊させることができる。
フィルタ壁およびスリット形成壁は、粉体塗料の浮遊する雲を一様に塗装空間内に生成するために、上述したように、空気吸引装置による空気吸引の作用がドーム蓋の内面全体から働くようにすることによって、塗装空間の全体にわたって均一な空気吸引を達成する一様化手段である。フィルタ壁は、フィルタ材の濾過性能により、特に壁部位ごとのその性能の変更により、空気吸引を一様化せしめるものであり、空気吸引装置としては、フィルタ壁とドーム蓋の内面との間の空間における空気を吸引する装置が備えられる。また、スリット形成壁は、スリットの大小および数により、空気吸引を一様化せしめるものであり、空気吸引装置としては、スリット形成壁とドーム蓋の内面との間の空間における空気を吸引する装置が備えられる。
また、空気吸引装置は、塗装の終了の後、ドーム蓋内側の塗装空間に残存する塗料粉体を、空気吸引により塗装空間外に除去して回収する装置でもある。従って、フィルタ壁をドーム蓋の内側に備える態様にあっては、塗装終了の後、塗装空間内に残存する未利用の粉体塗料を迅速に回収するために、フィルタ壁とドーム蓋内面との間の空間における空気を吸引する上記の第一の空気吸引装置の他に、フィルタ壁より内側の塗装空間における空気を、フィルタ壁を経由せずに直接速やかに吸引しうる第二の空気吸引装置を備えることがより好ましい。
最後に、電圧印加装置は、ドーム蓋内側の電極枠の各電極とそれぞれ接続された高電圧発生器などよりなり、所要の高電圧を各電極と塗装位置にあるワークとの間に印加することができる。この装置の運転により、つまり塗装空間内を浮遊する粉体塗料の雲への高電圧印加により、塗装空間内を浮遊する塗料粉体は、イオン化されて、電気力線に沿ってワークへ誘導され、ワーク表面に塗着する。
なお、ワークの内面への塗料粉体の塗着を避け、ワークの外面への粉体塗装を確実なものにするために、空気の流入管をワークの内側に導き、緩やかな空気流、つまり微風をワークの内部から外側へ流し送りうる構成とするのが、より好ましい。
【０００７】
以上述べたように、本発明の粉体塗装システムは、ドーム蓋内側の塗装空間内において、粉体塗料の浮遊する雲の中で、高電圧印加によりワークに対して粉体静電塗装を行なうことができるものである。
言い換えると、本発明の粉体塗装システムは、個々のワークごとにそれぞれ、塗料粉体の雲をドーム内側の空間に生成し、塗料粉体のワークへの静電塗着を行ない、そして未使用の塗料粉体を回収することにより、限られた空間内での言わばバッチ式の粉体静電塗装を達成するものである。
従って、例えば特開平11-57592号公報に開示された、塗料粉体をハウジング内において、下方より吹き上げかつ上方より吸引しながら、常に循環流送するところの従来の塗装システムと比較して、本発明の粉体塗装システムは、エネルギー消費量を格段に低減することができる。その上、本発明の塗装システムは、自動車ボディのように、凹凸のある立体形状のワークに対して、表面全体にわたって一度に、粉体塗装を為すことができる。
【０００８】
次に、他の発明の粉体塗装システムを構成する各要素および部品を説明する。先に述べた態様の塗装システムの場合と同様の事項については、説明を省略する。ベース槽は、箱型の槽で、塗装されるべきワークを収納しうるものが使用される。従って、ワークがベース槽内の塗装位置にあるとき、ベース槽は、ワークの下側および側面全体をとり囲むものであり、下記の天井材と一緒になって、塗装空間を形成する。ワーク運搬装置は、吊り下げコンベア等よりなり、ワークを吊持しながらベース槽内の塗装位置に運搬して停止し、塗装終了の後ワークをベース槽外に送り出すという間欠運搬を行なうことができる。電極枠は、ベース槽の内側に固定されるが、ワークのベース槽内への搬入およびベース槽からの搬出を妨げなく迅速に為しうるようにするために、より好ましくは、ワーク搬入側および搬出側において、電極枠の一部は、搬出入するワークとの接触を回避しうるように、傾動もしくは回動可能に備えられる。天井材は、ベース槽の内部を覆い隠すことができる形状の天井であって、ワークが塗装装置にあるとき、ワークの上側をとり囲むことができる。従って、ワークがベース槽内に収納されたとき、ワークを覆う天井材とベース槽とで、ワークをとり囲む実質閉じられた塗装空間が形成される。塗料吹出し装置は、粉体塗料と空気との混合流体の吹出し口を塗装空間の下部に配設してなり、また、空気吸引装置は、吸引ダクトを塗装空間の上部に配設してなり、このダクトを通じて塗装空間における空気が上方へ吸引されうる。さらに、電圧印加装置は、ベース槽内の電極と塗装位置にあるワークとの間に高電圧の印加が可能となるように構成される。この態様の塗装システムにおいても、粉体塗料の自重、塗料粉体の吹上げ能力および空気吸引力の均衡により、浮遊する粉体塗料の雲をベース槽内部の塗装空間に全体にわたって生成することができる。従って、この状態のとき、高電圧印加を為すことにより、イオン化された塗料粉体がワークの表面に塗着する。したがって、他の発明の粉体塗装システムは、ベース槽内部の限られた空間内において、個々のワークごとにそれぞれ粉体静電塗装を為すことができ、よって、塗装に要するエネルギーの消費量が著しく小さく、しかも、立体形状のワークに対しても確実に粉体塗装を為しうるという利点を有する。
【０００９】
【実施例】
以下、本発明の最良の実施形態として、図面により具体化された実施例を説明することにより、本発明をより明らかにする。
【００１０】
実施例１
この実施例の粉体塗装システムは、図１ないし図８に示すように、塗装位置Ａにあるワーク（自動車ボディ）１に対して、ワーク１台づつ塗装するシステムであって、ベース床２とドーム蓋３の組で、実質閉じられた塗装空間４を形成するものである。
ベース床２は、水平の固定床である。ワーク１は、このベース床２の上を、図示しないワーク運搬装置の運転によって、矢印Ｐ（図２、図５）の方向に水平運搬され、ベース床２より上方の塗装位置Ａにて停止し、そして塗装終了の後、塗装位置Ａより送り出される。
ドーム蓋３は、図１ないし図３に示すように、楕円形ドームを長手方向に沿って二つに分割して得られる左右一対の蓋部材５、５より構成され、全体としてワーク１を上方より被せ覆うことができるドーム形状をなす。
ドーム蓋３の内側には、図１、図３および図４に示すように、いくつかの碍子２０を組み付けた支持曲板２１が備えられ、そして、その碍子２０には、電極枠６が固定支持されている。電極枠６は、左右各々、電極７を取り付けた枠であって、ドーム蓋３の左右の蓋部材５、５でワーク１を被せ覆ったとき、電極枠６もまた、図７に詳細に示すように、ワーク１と接触せずにワーク１を覆うように配置されている。すなわち、電極７は、ドーム蓋３がワーク１を被せ覆ったとき、ワーク１の外表面全体に対向するようにかつワーク１の外形に倣うように、適当な数、電極枠６に取り付けられている。
また、図１、図３および図４に示すように、ドーム蓋３の内面１２と電極枠６との間には、フィルタ壁１０がドーム蓋３の内面１２の全体にわたって張設されている。フィルタ壁１０は、空気の通過を許すが、粉体塗料の通過を抑止するフィルタ材より構成される曲面壁である。
また、本実施例の塗装システムは、左右二つの蓋部材５、５を、塗装位置Ａにあるワーク１に対して進退動させて、ドーム蓋３を開閉するところの蓋移動装置１１を備えている。すなわち、蓋移動装置１１は、左右二つの蓋部材５、５の外側に各々接続配置された開閉ロボットからなり、その運転によって、対向する左右の蓋部材５、５を水平にそれぞれ内向きに移動させて、それらを塗装位置Ａにあるワーク１に向けて接近させ、そして左右の蓋部材５、５が当接して結合すると、図２および図３に示すようにドーム蓋３が完成されるとともに、その中にワーク１は被せ覆われる。従って、蓋移動装置１１の運転により、ドーム蓋３がワーク１を被せ覆う姿勢となったとき、ドーム蓋３とベース床２とで、ワーク１をとり囲む実質閉じられた空間の塗装空間４が形成される構成となっている。これとは反対に、蓋移動装置１１は、対向する左右の蓋部材５、５を水平にそれぞれ外向きに移動させて、それらを塗装位置Ａにあるワーク１より隔て離すと、そして図５および図６に示すようにドーム蓋３が開いた状態になる。
なお、左右の蓋部材５、５が結合するところの結合部１３は、完全にドーム蓋３の内部を密閉しうる構造のものでもよいが、ドーム蓋３の内部空間がドーム蓋の外側の雰囲気と実質遮断されうる構造のものでも十分である。
また、本実施例の塗装システムは、粉体塗料と空気との混合流体を塗装空間４内に上方に吹き上げることができる塗料吹出し装置１４を備えている。この吹出し装置１４は、図３および図４に示すように上記の塗装空間４の下部に設けられたいくつかの吹出し口１５・・・と、吹出し口１５と連通する粉体塗料供給装置１６と、この粉体塗料供給装置１６から吹出し口１５に至るまでの中途に接続された空気の供給源１７とからなる。いくつかの吹出し口１５は、図８に詳細に示すようにワーク１の下側輪郭に沿って設けられている。また、粉体塗料供給装置１６は、図１に示すように、新鮮な粉体塗料の供給源および回収粉体塗料タンク１８と接続され、新鮮な粉体塗料および／または回収粉体塗料が装置内に投入される。この供給装置１６は、１回の運転で、丁度ワーク１台分の粉体塗料を供給することができるように設計されている。従って、塗料吹出し装置１４の運転により、粉体塗料と空気との混合流体が各ワーク１の塗装ごとに、吹出し口１５よりドーム蓋３内側の塗装空間４内に供給され、つまり塗料粉体が塗装空間４内に噴煙のごとく上方へ吹き上げられる。しかも、１回の運転で、１台のワーク１の塗装に必要な量の塗料粉体が塗装空間４に供給される。つまり、塗料供給のために無駄なエネルギー消費が無く、エネルギーの最適利用が図られる。その上、粉体塗料供給装置１６は、新鮮な粉体塗料と回収粉体塗料との二系統の供給源を確保し、かつ、回収粉体塗料はいったん塗料タンク１８に貯留されてから供給されるので、塗装不良が万一起きたときも、廃棄される塗料の量はより少量に抑えることができる。
また、本実施例の塗装システムは、ドーム蓋内側の塗装空間４における空気を上方へ吸引し、これによって塗装空間４内を浮遊する塗料粉体をも上方へ吸引することができ、また塗装の終了後に、塗装空間４内に残存する塗料粉体を塗装空間４外に除去するところの空気吸引装置を備えている。この装置は、図１および図３に示すように、二系統の、つまり第一および第二の空気吸引装置２２、２３よりなる。
第一の空気吸引装置２２は、これらの図に示すように、フィルタ壁１０とドーム蓋内面１２との間の空間９における空気を吸引する装置であって、図２に示すようにドーム蓋３の側面中央に左右３箇所づつ、フィルタ壁１０とドーム蓋内面１２との間の空間９とそれぞれ接続された可撓性の吸引ダクト２４・・と、これら吸引ダクト２４・・と連通する吸引ファン５０（図１）と、そしてダンパＡないしダンパＤ（図１）よりなり、吸引ファン５０の運転により、フィルタ壁１０を通過した空気だけを吸引するものであり、これにより、塗装空間４内を浮遊する塗料粉体には、上方へ吸引される吸引力が加わる。本例の塗装システムは、粉体塗料に加わる重力および浮力、塗料吹出し装置による塗料粉体を吹き上げる吹上げ力、並びに、第一の空気吸引装置２２による塗料粉体を上方へ吸引する吸引力が均衡するように設計されており、従って、この均衡作用により、ドーム蓋３内側の塗装空間４内において、塗料粉体が雲様に空間全体にわたってまんべんなく浮遊することができる構成となっている。
また、この場合、フィルタ壁１０は、第一の空気吸引装置２２による空気吸引の作用がドーム蓋３の内面１２全体から上下にわたってより均等に働くように作用する。すなわち、フィルタ壁１０は、塗装空間４の全体にわたって均一な空気吸引を達成せしめる。従って、本例の塗装システムは、フィルタ壁１０の作用により、粉体塗料の浮遊する雲を一様に塗装空間４内に生成することができる。
また、第二の空気吸引装置２３は、図１および図３に示すように、フィルタ壁１０より内側の空間８における空気を、フィルタ壁１０を経由せずに直接吸引する装置であって、ドーム蓋３の頂部３箇所（図２）にて接続されたダクトでフィルタ壁１０より内側の空間８と連通する吸引ダクト２５と、これら吸引ダクト２５と接続された粉体塗料回収装置２６よりなり、該回収装置２６の吸引ファンの運転２７により、フィルタ壁１０より内側の空間８における空気および残存する塗料粉体を一緒に吸引するものであり、これにより、塗装空間４内の未利用の塗料粉体を迅速に粉体塗料回収装置２６に回収することができる。回収装置２６は、濾過器２８において、回収された塗料粉体を空気と分離して取り除く。そして、分離された回収粉体塗料は、最終的に、振動篩１９を経て、上記の回収塗料タンク１８に戻される。その後、タンク１８に貯留された粉体塗料は、塗料吹出し装置１４の運転によって、吹出し口１５より塗装空間４内に吹き上げられ、再利用される。
最後に、本実施例の塗装システムは、図１に示すように、高電圧発生器の電圧印加装置２９をドーム蓋３内側の電極枠６の各電極７とそれぞれ接続して備え、この装置２９の運転により、所要の高電圧をドーム蓋内側の電極枠６の各電極７と塗装位置Ａにあるワーク１との間に印加することができる。従って、塗装空間４内において粉体塗料の浮遊する雲の中で高電圧印加を為すことにより、塗装空間４内を浮遊する塗料粉体は、イオン化されて、電気力線に沿ってワーク１へ誘導され、ワーク１表面に塗着する。
なお、本例の塗装システムは図１に示すように、緩やかな空気流の供給管３０を塗装空間４の下部よりワーク１の内側に導き、微風がワーク１の内部から外側へ流し送られる構成となっている。従って、ワーク１の内面への塗料粉体の塗着が防止され、ワーク１の外面への粉体塗装が確実に達成される。
【００１１】
次に、本実施例の塗装システムを使用しての粉体塗装の手順を説明する。まず、ワーク運搬装置の運転によって、ワーク１は、ベース床２上に塗装位置Ａにまで運搬され、そして停止する（図２）。次いで、蓋移動装置１１の運転によって、左右の蓋部材５、５はベース床２上を塗装位置Ａにあるワーク１に向けて互いに反対向きに接近し、そして両蓋部材５、５が結合すると、ドーム蓋３が完成し、その中にワーク１は被せ覆われる。続いて、塗料吹出し装置１４と第一の空気吸引装置２２とが同時に運転を開始し、粉体塗料が吹出し口１５より塗装空間４内に吹き出され、同時に、フィルタ壁１０とドーム蓋内面１２との間の空気が吸引されることで、ドーム蓋内部中央の塗装空間４における空気は上方へ吸引される。従って、吹上げられた塗料粉体は、下方へ沈降せずに塗装空間４を浮遊し、やがて、塗料粉体の雲が塗装空間４内に一様に生成される。さらに、微風の空気流がワーク１の内側に供給される。そして、この状態において、電圧印加装置２９の運転により、高電圧が塗装空間４内の各電極７とワーク１との間に印加され、浮遊する塗料粉体は、ワーク１の外表面に塗着する。
しかして、かかる粉体静電塗装が終了した後、塗料吹出し装置１４は、粉体塗料の供給を停止して、空気のみを流し送る。これと同時に、第二の空気吸引装置２３は、運転を再開し、フィルタ壁１０より内側の空間８における空気は、フィルタ壁１０を経由せずに直接上方へ吸引され、よって、塗装空間４内に残存する未利用の塗料粉体は、吸引ダクト２５を通じて速やかに塗装空間４外に除去され、粉体塗料回収装置２６に給送される。その後、回収された粉体塗料は、分離された後、回収塗料タンク１８に貯留され、そして粉体塗料供給装置１６に送られ、再利用される。
また、かかる未利用塗料の回収工程において、第一の空気吸引装置２２は、ダンパＡないしＤの開閉の切り替えにより空気の流れを逆向きに変更し、加圧空気をドーム蓋内面１２とフィルタ壁１０との間の空間９に給送し、さらにフィルタ壁１０を通過させる。これにより、フィルタ壁１０に付着していた塗料粉体も、落下し、除去される。フィルタ壁１０の目詰まりが防止され、その長期利用が可能となる。
しかして、未利用塗料の回収が終了した段階で、蓋移動装置１１の運転によって、ドーム蓋３は開き（図５および図６）、次いで、ワーク運搬装置の運転によって、塗装されたワーク１は、塗装位置Ａより送り出され、そして、次に塗装すべきワーク１が塗装位置Ａにまで運搬されてくる。しかる後、２台目のワーク１に対する粉体塗装が上記と同様の手順で行なわれ、そして、これ以降、同様の塗装手順が繰り返される。図９は、本実施例の塗装システムの上述した運転手順を示すタイムチャートである。
以上のように、本実施例の粉体塗装システムは、ドーム蓋内側の塗装空間４内において、粉体塗料の浮遊する雲の中で、高電圧印加によりワーク１に対して粉体静電塗装を行なうことができる。すなわち、本実施例の塗装システムは、個々のワーク１ごとにそれぞれ、塗料粉体の雲をドーム内側の空間８に生成し、塗料粉体のワーク１への静電塗着を行ない、そして未利用の塗料粉体を回収することにより、限られた空間内でのバッチ式の粉体静電塗装を達成することができる。従って、本実施例の粉体塗装システムによれば、塗装に必要なエネルギーの消費量を格段に低減することができ、その上、自動車ボディのように凹凸のある立体形状のワーク１に対して、表面全体にわたって一度に、粉体塗装を為すことができる。
また、上記の粉体塗装システムは、固定床のベース床２を備えたものであるが、図１０に示す改良例１の粉体塗装システムのように、ベース床としては、左右の可動式の床より構成され、これらが左右の蓋部材５、５の開閉動作と連係して一緒に開閉するところのベース床３１を適用することができる。改良例１の粉体塗装システムは、浮遊する塗料粉体がベース床３１の上に付着するのを抑え、かつ、その場合のベース床３１の清掃がより容易になるという利点を有する。
また、上記実施例の粉体塗装システムは、左右二つの蓋部材５、５と、これらを水平に互いに反対方向に移動させてワーク１に対して接近、離間させるところの蓋移動装置１１とを備えたものであるが、図１１に示す改良例２の粉体塗装システムのように、楕円形の一体のドーム蓋３２と、屈伸可能なロボットよりなり、これを吊持しながら昇降させてワーク１に対して接近、離間させるところの蓋移動装置３３とを備えた構成とすることも可能である。改良例２の粉体塗装システムは、左右二つの蓋部材５、５の結合部１３の構造について考慮する必要が無く、しかも、塗装システムの設置スペースがより小さくて足りるという利点を有する。
【００１２】
実施例２
この実施例の粉体塗装システムは、図１２ないし図１４に示すように、実施例１の塗装システムにおけるフィルタ壁１０の代わりに、スリット形成壁３４を電極枠６とドーム蓋３の内面１２との間に備えたものである。
スリット形成壁３４は、適当数のスリットが形成された曲面壁であって、スリットを通っての空気および塗料粉体の吸い込みを可能にするものである。本例においては、スリットは、最も下側に位置するものが最も狭く、そして、それより上側に位置する程、スリット口がより拡大するように構成されている。この構成により、ドーム蓋内側の空間８における空気の吸引は、ドーム蓋３の上下にわたってより均等なものになり、従って、粉体塗料の浮遊する雲を一様に塗装空間４内に生成し維持することができる。
また、かようなスリット形成壁３４を配設したときは、実施例１のように二系統の空気吸引装置２２、２３を設ける必要が無い。従って、本実施例の塗装システムにおいては、スリット形成壁３４とドーム蓋３の内面１２との間の空間９における空気を吸引する一系統の空気吸引装置３５が備えられている。すなわち、図１３に示すようにドーム蓋３の側面中央に左右３箇所づつ、スリット形成壁３４とドーム蓋内面１２との間の空間９とそれぞれ接続された可撓性の吸引ダクト３６と、これら吸引ダクト３６と連通する粉体塗料回収装置２６が備えられ、この回収装置２６の吸引ファン２７の運転により、スリット形成壁３４のスリットを通って、ドーム蓋内側の空間８における空気および浮遊する塗料粉体は、一緒に吸引され、回収される。
本実施例の塗装システムは、粉体塗料それ自体の重力、空気抵抗による浮力、塗料吹出し装置１４による塗料粉体を吹き上げる吹上げ力、並びに、空気吸引装置３５による塗料粉体を上方へ吸引する吸引力が均衡するように設計されており、従って、この均衡作用により、ドーム蓋内側の塗装空間４内において、塗料粉体が雲様に空間全体にわたってまんべんなく浮遊することができる構成となっている。
その他の構成は、実施例１の粉体塗装システムにおける構成と同様である。
したがって、本実施例の粉体塗装システムもまた、ドーム蓋内側の塗装空間４内において、粉体塗料の浮遊する雲の中で、高電圧印加によりワーク１に対して粉体静電塗装を行なうことができる。すなわち、本例の塗装システムは、個々のワークごとにそれぞれ、塗料粉体の雲をドーム内側の塗装空間４に生成し、塗料粉体のワーク１への静電塗着を行ない、そして未利用の塗料粉体を回収することにより、限られた空間内でのバッチ式の粉体静電塗装を達成することができる。そして、本実施例の粉体塗装システムは、実施例１の場合と同様に、塗装に必要なエネルギーの消費量が格段に低いものとなり、また、自動車ボディ等、凹凸のある立体形状のワーク１に対して確実に粉体塗装を為すことができるという利点を有する。
【００１３】
参考例
この参考例の粉体塗装システムは、図１５ないし図１８に示すように、塗装位置Ａにあるワーク（自動車ボディ）１に対して、ワーク１台づつ塗装するシステムであって、ベース槽４１と天井材４２の組で、実質閉じられた塗装空間４０を形成するものである。ベース槽４１は、ワーク１を収納しうる箱型の槽であって、ワーク１が上下逆さの姿勢でベース槽４１内に収納されて塗装位置Ａにあるとき、ベース槽４１は、ワーク１の上側および側面全体をとり囲む。ベース槽４１の上側には、天井材４２が取り付けられている。これは、ベース槽４１の内部を覆い隠すことができる形状の天井であって、ワーク１が塗装位置Ａにあるとき、ワーク１の下側をとり囲むことができる。従って、ワーク１がベース槽４１内に収納されたとき、ベース槽４１と天井材４２とで、ワーク１をとり囲む実質閉じられた塗装空間４０が形成される。本例の塗装システムは、図１５に示すように、天井材４２上を移動する台車４４と、これより下方に延びた吊下げハンガー４５よりなるワーク運搬装置４３を備えている。このワーク運搬装置４３の運転により、ワーク１は、上下逆さ姿勢にて吊持されながら、矢印Ｐ（図１６）方向に水平運搬され、ベース槽４１内の塗装位置Ａにて停止し、そして塗装終了の後、ベース槽４１外に送り出される。また、ベース槽４１の内側壁面には、いくつかの碍子２０・・が垂直に据付けられており、そして、それら碍子２０には、電極枠６が固定支持されている。電極枠６は、電極７を取り付けた枠であって、ワーク１のベース槽４１内への搬入およびベース槽４１からの搬出を妨げなく迅速に為しうるようにするために、図１６に示すように、ワーク搬入側および搬出側においてそれぞれ、電極枠６の一部６ａおよびこの部分を支持するベース槽の一部は、分割され、回動可能に備えられている。従って、ワーク１の搬出入時、分割された電極枠の一部６ａおよびベース槽の一部を電極開閉ロボット４９の操作により、図中、矢印Ｑ方向に回動することにより、電極枠６とワーク１との接触が回避される構成となっている。電極７は、ワーク１が上下逆さ姿勢にてベース槽４１内に収納されたとき、ワーク１の下面を除く外表面に対向するようにかつワーク１の外形に倣うように、適当な数配置されている。また、本参考例の塗装システムは、粉体塗料と空気との混合流体を塗装空間４０内に上方に吹き上げることができる塗料吹出し装置１４を備えている。この吹出し装置１４は、図１５に示すように、上記の塗装空間４０の下部中央に設けられた４個の吹出し口４８・・（図１７）と、これら吹出し口４８・・と連通する粉体塗料供給装置１６と、この粉体塗料供給装置１６から吹出し口４８に至るまでの中途に接続された空気の供給源１７とからなる。粉体塗料供給装置１６は、図１５に示すように、新鮮な粉体塗料の供給源および回収粉体塗料タンク１８と接続され、新鮮な粉体塗料および／または回収粉体塗料が装置内に投入される。この供給装置１６は、１回の運転で、丁度ワーク１台分の粉体塗料を供給することができるように設計されている。従って、塗料吹出し装置１４の運転により、粉体塗料と空気との混合流体が各ワーク１の塗装ごとに、吹出し口４８よりベース槽４１内の塗装空間４０に供給され、つまり塗料粉体が塗装空間４０内に噴煙のごとく上方へ吹き上げられる。しかも、１回の運転で、１台のワーク１の塗装に必要な量の塗料粉体が塗装空間４０に供給される。つまり、塗料供給のために無駄なエネルギー消費が無く、エネルギーの最適利用が図られている。また、本参考例の塗装システムは、ベース槽４１内の塗装空間４０における空気を上方へ吸引し、これによって塗装空間４０内を浮遊する塗料粉体をも上方へ吸引することができ、また塗装の終了後に、塗装空間４０内に残存する塗料粉体を塗装空間４０外に除去するところの空気吸引装置４６を備えている。この装置４６は、図１５に示すように、塗装空間４０の上部にワークの下側輪郭に沿うように配設されたループ形の吸引ダクト４７（図１８）と、この吸引ダクト４７と連通する粉体塗料回収装置２６よりなり、該回収装置２６の吸引ファン２７の運転により、ベース槽４１内の塗装空間４０における空気および浮遊する塗料粉体を一緒に吸引するものである。その吸引力を弱く設定すると、粉体塗料のそれ自体の重力、それに加わる浮力、塗料粉体の吹上げ能力および上記の空気吸引力がうまく均衡し、よって粉体塗料の浮遊する雲をベース槽４１内部の塗装空間４０に全体にわたって生成することができ、また、上記の吸引力を強くすると、塗装空間４０に浮遊残存する塗料粉体が強く上方へ吸引され、よって塗装空間４０内の未利用の塗料粉体を迅速に粉体塗料回収装置２６に回収することができる。回収装置２６は、濾過器２８において、回収された塗料粉体を空気と分離して取り除く。そして、分離された回収粉体塗料は、最終的に、振動篩１９を経て、上記の回収塗料タンク１８に戻される。その後、タンク１８に貯留された粉体塗料は、塗料吹出し装置１４の運転によって、吹出し口４８より塗装空間４０内に吹き上げられ、再利用される。最後に、本参考例の塗装システムは、図１５に示すように、高電圧発生器の電圧印加装置２９をベース槽４１内の電極枠６の各電極７とそれぞれ接続して備え、この装置２９の運転により、所要の高電圧を各電極７と塗装位置Ａにあるワーク１との間に印加することができる。従って、塗装空間４０内において粉体塗料の浮遊する雲の中で高電圧印加を為すことにより、塗装空間４０内を浮遊する塗料粉体は、イオン化されて、電気力線に沿ってワーク１へ誘導され、ワーク１表面に塗着する。したがって、本参考例の粉体塗装システムもまた、ベース槽４１内部の限られた塗装空間４０内において、個々のワーク１ごとにそれぞれ、実施例１、２と同様な粉体静電塗装を為すことができ、その上、塗装に要するエネルギーの消費量が著しく小さく、かつ、立体形状のワークに対しても確実に粉体塗装を為しうるという利点を有する。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ワークをとり囲む限られた空間を、運搬される各ワークごとに形成し、そしてその空間内において粉体塗料の浮遊する雲を生成し、続いてワークに対し高電圧印加をなすことにより、粉体静電塗装することができるバッチ式の新規な粉体塗装システムが提供される。
そして、本発明によれば、上記のバッチ式粉体塗装システムにおいて、凹凸のある立体形状のワークに対しても、粉体塗料の浮遊する雲の中で粉体静電塗装を行なうことができ、しかも、塗装に要するエネルギー消費量がより少なくて済むという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施例１の粉体塗装システムの全体構成を示す概略図である。
【図２】図２は、図１に示された粉体塗装システムに使用されるドーム蓋およびその周囲部材を上から見た図である。
【図３】図３は、図２に示されたドーム蓋およびその周囲部材について、図２のＡ−Ａ線における断面を表わす図である。
【図４】図４は、図２に示されたドーム蓋およびその周囲部材について、図２のＢ−Ｂ線における断面を表わす図である。
【図５】図５は、図２に示されたドーム蓋およびその周囲部材であって、開いた状態のものを上から見た図である。
【図６】図６は、図５に示されたドーム蓋およびその周囲部材について、図５のＣ−Ｃ線における断面を表わす図である。
【図７】図７は、図２に示されたドーム蓋およびその周囲部材について、ドーム蓋内側の電極枠を詳細に示す図である。
【図８】図８は、図２に示されたドーム蓋およびその周囲部材について、塗料吹出し装置の構成を詳細に示す図である。
【図９】図９は、実施例１の粉体塗装システムの運転手順を示すタイムチャートである。
【図１０】図１０は、実施例１の粉体塗装システムに使用されるドーム蓋およびその周囲部材の改良例１を、図３の場合と同様の断面にて表わす図である。
【図１１】図１１は、実施例１の粉体塗装システムに使用されるドーム蓋およびその周囲部材の改良例２を、図３の場合と同様の断面にて表わす図である。
【図１２】図１２は、実施例２の粉体塗装システムの全体構成を示す概略図である。
【図１３】図１３は、図１２に示された粉体塗装システムに使用されるドーム蓋およびその周囲部材を上から見た図である。
【図１４】図１４は、図１２に示されたドーム蓋およびその周囲部材について、図１２のＤ−Ｄ線における断面を表わす図である。
【図１５】図１５は、参考例の粉体塗装システムの全体構成を示す概略図である。
【図１６】図１６は、図１５に示されたベース槽を図１５のＥ−Ｅ線にて上から見た図であって、電極枠の構成を詳細に示す図である。
【図１７】図１７は、図１５に示されたベース槽を図１５のＦ−Ｆ線にて上から見た図であって、塗料吹出し装置の構成を詳細に示す図である。
【図１８】図１８は、図１５に示されたベース槽および周囲部材について、空気吸引装置の構成を詳細に示す図である。
【符号の説明】
１ ワーク
２ ベース床
３ ドーム蓋
４ 塗装空間
５ 蓋部材
６ 電極枠
７ 電極
８ フィルタ壁より内側の空間
９ フィルタ壁とドーム蓋内面との間の空間
１０ フィルタ壁
１１ 蓋移動装置
１２ ドーム蓋内面
１３ 結合部
１４ 塗料吹出し装置
１５ 吹出し口
１６ 粉体塗料供給装置
１７ 空気供給源
２２ 第一の空気吸引装置
２３ 第二の空気吸引装置
２４ 吸引ダクト
２５ 吸引ダクト
２６ 粉体塗料回収装置
２９ 電圧印加装置
３１ ベース床
３２ ドーム蓋
３３ 蓋移動装置
３４ スリット形成壁
３５ 空気吸引装置
３６ 吸引ダクト
４０ 塗装空間
４１ ベース槽
４２ 天井材
４３ ワーク運搬装置
４５ ハンガー
４６ 空気吸引装置
４７ 吸引ダクト
４８ 吹出し口
５０ 吸引ファン
Ｐ ワーク運搬方向
【図１】
0004239125.tif 000002
【図２】
0004239125.tif 000003
【図３】
0004239125.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0004239125.tif 000007
【図７】
0004239125.tif 000008
【図８】
0004239125.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0004239125.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0004239125.tif 000014
【図１４】
0004239125.tif 000015
【図１５】
0004239125.tif 000016
【図１６】
0004239125.tif 000017
【図１７】
0004239125.tif 000018
【図１８】
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