(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗料を放出する回転霧化頭の周囲に、エアを噴射するための環状エア噴出口が多重に形成された回転霧化式静電塗装ガンを用いて、凹凸状複雑形状部位を有するバンパを塗装する塗装方法であって、
高電圧が前記塗料に印加された状態で、一つのリング状に開口された環状エア噴出口のみからエアを噴射することにより、前記バンパの前記複雑形状部位以外の平坦部位に塗装を施す一方、
前記印加された電圧よりも低い電圧が前記塗料に印加された状態乃至非印加状態で、前記一つの環状エア噴出口からのエアに付加し、前記回転霧化頭の先端縁より前方に指向して他の一つ以上のリング状に開口された環状エア噴出口からエアを噴射することにより、前記回転霧化頭から放出される前記塗料の塗布パターン幅をさらに絞った状態で、前記バンパの前記複雑形状部位に塗装を施すことを特徴とするバンパの塗装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転霧化頭の周囲に多重に形成された環状エア噴出口から選択的にエアを噴射して凹凸状複雑形状部位を有したバンパを塗装するバンパの塗装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、塗料、例えば、導電性塗料に高電圧を直接印加して自動車車体等の被塗装物に静電塗装を施す塗装装置として、回転霧化頭の先端縁から遠心力の作用により塗料を放出する回転霧化式塗装装置が知られている。
【０００３】
ところで、この種の回転霧化式塗装装置では、回転霧化頭から放出される塗料の塗布パターンの径が比較的大きなものとなっている。このため、被塗装物の形状が複雑化すると、この被塗装物の塗装必要部位に対して塗料を確実に塗布することができないという不具合があった。
【０００４】
そこで、例えば、特開平７−２４３６７号公報に開示されるように、霧化頭を取り付けた回転軸に対して同心状に噴射方向の異なる複数列のシェーピングエアを噴射可能とし、被塗装物の塗装部位に応じて各列のシェーピングエアの噴射を制御することにより塗装パターン幅を可変とする回転霧化静電塗装方法が知られている。
【０００５】
具体的には、図８に示すように、霧化頭１の外周にシェーピングエアノズル２が配設されており、このシェーピングエアノズル２には、第１のエア通路３に連通する多数の第１のエア吹き出し口４と、第２のエア通路５に連通する多数の第２のエア吹き出し口６とが形成されている。第１のエア吹き出し口４から噴射されるシェーピングエアＡ１の噴射方向は、回転中心Ｏ１に対してねじれ方向に設定される一方、第２のエア吹き出し口６から噴射されるシェーピングエアＡ２の噴射方向は、回転中心Ｏ１に対して平行に設定されている。従って、シェーピングエアＡ１は、塗装パターン幅を大に確保し、シェーピングエアＡ２は、塗装パターン幅を小に確保する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術では、図８に示されるように、シェーピングエアＡ２の噴射方向が、霧化頭１の先端縁１ａに指向している。このため、シェーピングエアＡ２が噴射されることによりシェーピングエアＡ１のねじれの効果が小さくなっても、霧化頭１から放出される塗料の塗装パターン幅を有効に縮小化することができない。従って、特に形状の複雑な被塗装物に有効に適応させることが困難となっている。
【０００７】
これにより、図９に示す複雑形状部位を有するバンパ７を塗装する際、平坦部位７ａの塗装作業にはさほど支障がないものの、複雑形状部位である格子部７ｂやモール部７ｃの奥まで塗料を有効に供給することができない。この結果、図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、未塗布部８ａ、８ｂが形成されるとともに、エッジ部分に塗料溜まり９ａ、９ｂが発生してしまい、高品質な塗装作業を遂行することが困難となるという問題が指摘されている。
【０００８】
本発明は、この種の問題を解決するものであり、複雑形状部位を有するバンパを高品質かつ効率的に塗装することが可能なバンパの塗装方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、本発明は、一つの環状エア噴出口のみからエアを噴射することにより、このエアがシェーピングエアとして作用し、前記バンパの前記複雑形状部位以外の平坦部位に塗装作業が施される。一方、前記一つの環状エア噴出口からのエアに付加し、他の一つ以上の環状エア噴出口から回転霧化頭先端縁前方に指向してエアを噴射することにより、前記付加されたエアがアシストエアとして作用する。従って、回転霧化頭から放出される塗料の塗布パターン幅を有効に狭小化することができ、複雑形状部位である格子部やモール部の奥まで前記塗料を有効に供給するとともに、エッジ部分で塗料溜まりが発生することを確実に阻止することが可能になる。
【００１０】
また、複雑形状部位では、放出される塗料の塗布パターンの中心部の塗布速度が速くなるとともに、該中心部の膜厚が厚くなる。そこで、複雑形状部位の塗装時には、平坦部位に塗布される塗料の印加電圧よりも低い電圧が印加された状態乃至非印加状態で、塗料が塗布される。このため、塗料の塗布速度の変化による色調変化を有効に阻止することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態に係るバンパの塗装方法を実施するための回転霧化式静電塗装装置（静電塗装ガン）１０の概略内部構成説明図であり、図２は、前記回転霧化式静電塗装装置１０の概略側面図である。
【００１２】
回転霧化式静電塗装装置１０は、ケーシング１２を備え、このケーシング１２内に配置されたモータ１４の回転軸１６の先端に回転霧化頭１８が取着される。回転軸１６は中空状に構成されており、その内部には、回転霧化頭１８の内周面に、塗料、例えば、導電性塗料を供給するための塗料通路２０が形成される。
【００１３】
ケーシング１２の先端には、回転霧化頭１８を囲繞してシェーピングエアキャップ２２とアシストエアキャップ２４とが螺着される。シェーピングエアキャップ２２の外周に、フランジ部２６を挟んで第１および第２ねじ部２８ａ、２８ｂが設けられ、この第１ねじ部２８ａがケーシング１２に螺合する一方、前記第２ねじ部２８ｂがアシストエアキャップ２４の内周に形成されたねじ部３０に螺合する。
【００１４】
シェーピングエアキャップ２２は、周方向に所定角度ずつ離間して第１エア通路３２を有し、この第１エア通路３２の一端側がケーシング１２内の図示しない通路を介してエア供給源に連通する。第１エア通路３２の他端側が第１環状エア噴出口３４に連通するとともに、この第１環状エア噴出口３４は、回転霧化頭１８の先端縁１８ａに指向して第１の環状エア３６Ａを噴射するために、シェーピングエアキャップ２２の先端でリング状に開口している。
【００１５】
アシストエアキャップ２４の外周には、所定角度間隔ずつ離間して複数のポート３８が形成され、このポート３８に連結された各管路４０は、図示しないエア供給源に連通する。
【００１６】
ポート３８には、第２エア通路４２を介して第２環状エア噴出口４４が連通する。第２環状エア噴出口４４は、回転霧化頭１８の先端縁１８ａよりさらに前方（図１中、先端縁１８ａから距離Ｈだけ前方の位置）に指向しかつ回転軸１６の軸線Ｏに向かって収束する方向（角度α°だけ傾斜する方向）に第２の環状エア４６Ａを噴射するために、シェーピングエアキャップ２２の先端側外周とアシストエアキャップ２４の先端側内周との間でリング状に構成されている。本実施形態では、第２環状エア噴出口４４が、軸線Ｏに向かって角度α°として３０°または４５°だけ傾斜する方向に設定されている。
【００１７】
ケーシング１２内には、回転霧化頭１８から放出される導電性塗料に静電気を帯電させるための高電圧印加手段（図示せず）が収納されるとともに、このケーシング１２は、図示しない塗装ロボットのアームに取着され、予め教示された軌跡に沿って移動される。
【００１８】
このように構成される回転霧化式静電塗装装置１０の動作について、本実施形態に係るバンパの塗装方法との関連で以下に説明する。
【００１９】
先ず、導電性塗料が塗料通路２０を介して回転霧化頭１８に供給され、この回転霧化頭１８がモータ１４の作用下に高速回転されるとともに、前記回転霧化頭１８に供給される前記導電性塗料に図示しない高電圧印加手段を介して高電圧が印加される。その際、図示しないエア供給源を介して第１エア通路３２にエアが供給されており、この第１エア通路３２に連通する第１環状エア噴出口３４から回転霧化頭１８の先端縁１８ａに指向して第１の環状エア３６Ａが噴射されている。
【００２０】
従って、第１の環状エア３６Ａがシェーピングエアとして作用し、回転霧化頭１８から放出される導電性塗料が所定の塗布パターンＰ１（パターン径がＤ１）でバンパ７に塗布される（図３Ａ参照）。このため、図４に示すように、静電気を帯電した導電性塗料が霧化状態で塗布パターンＰ１を形成してバンパ７の平坦部位７ａに噴霧され、この平坦部位７ａに静電塗装が行われる。
【００２１】
さらに、図示しないエア供給源を介して管路４０にエアが供給されると、この管路４０に連通する第２エア通路４２から第２環状エア噴出口４４にエアが供給される。これにより、第２環状エア噴出口４４から回転霧化頭１８の先端縁１８ａよりさらに前方に指向しかつ回転軸１６の軸線Ｏに向かって収束する方向に第２の環状エア４６Ａが噴射される。
【００２２】
第２の環状エア４６Ａは、アシストエアとして作用し、回転霧化頭１８から放出される導電性塗料のパターン幅を絞り込んで（パターン径がＤ１からＤ２に縮径）、塗布パターンＰ２が得られる（図３Ｂ参照）。導電性塗料は、塗布パターンＰ２でバンパ７の複雑形状部位である格子部７ｂ、および塗布パターンＰ２′でモール部７ｃに噴霧され、この格子部７ｂおよびモール部７ｃの奥まで塗布される（図４参照）。
【００２３】
すなわち、第２の環状エア４６Ａを回転霧化頭１８の先端縁１８ａに指向して噴射した際には、この回転霧化頭１８から放出される導電性塗料のパターン幅を絞り込むことができず、実際上、第１の環状エア３６Ａのみを噴射したときと同様のパターン幅しか得られなかった。
【００２４】
これに対して、本実施形態では、第２の環状エア４６Ａを回転霧化頭１８の先端縁１８ａよりさらに前方に指向しかつ回転軸１６の軸線Ｏに向かって収束する方向に噴射することにより、図５に示すように、放出される導電性塗料の塗布パターンＰ２の中心部の風速（塗布速度）に比較してその周囲の風速が約１ｍ／ｓｅｃ〜２ｍ／ｓｅｃも遅くなった。しかも、図６に示すように、第２の環状エア４６Ａを使用することにより、放出される導電性塗料の塗布パターンＰ２の中心部の膜厚が他の部分に比べて相当に厚くなった。
【００２５】
従って、放出される導電性塗料のパターン幅を大幅に絞ることができ、前記導電性塗料の塗布パターンＰ２（Ｐ２′）の中心部の風速を上げ、かつ膜厚を厚くすることが可能になる。このため、形状の複雑な塗装部位、例えば、格子部７ｂやモール部７ｃの奥まで導電性塗料を有効に供給することができ、しかもエッジ部分で塗料溜まりが発生することを確実に阻止し得るという利点がある。
【００２６】
具体的に、第２の環状エア４６Ａを使用しない場合（以下、従来ガンという）と、この第２の環状エア４６Ａを使用した場合（以下、実施ガンという）とで、塗装状態を比較する実験を行った。従来ガンの塗装条件は、第１の環状エア３６Ａが１０ｍ／ｓｅｃ、回転数が３０，０００ｒｐｍ（２回目塗布時には、２０，０００ｒｐｍ）で、吐出量が８２ｇ／ｍｉｎの２回塗りで、印加電圧が６０ｋＶであり、実施ガンの塗装条件は、上記の従来ガンの塗装条件に付加して、第２の環状エア４６Ａによるアシスト圧が１ｋＰａに設定された。
【００２７】
この結果、従来ガンでは、図７Ａに示すように、ワークＳの平坦部位Ｓａに塗膜Ｐが形成されたが、その屈曲部（角度７０°）Ｓｂに導電性塗料が供給されず、未塗装部位Ｒが存在してしまった。一方、実施ガンでは、図７Ｂに示すように、ワークＳの平坦部位Ｓａから屈曲部Ｓｂにわたって所望の塗膜Ｐが確実に形成された。
【００２８】
また、第１の環状エア３６Ａに付加して第２の環状エア４６Ａを噴射する際、導電性塗料には、前記第１の環状エア３６Ａのみの噴射により平坦部位７ａに塗布される導電性塗料への印加電圧よりも低い電圧が印加され、乃至は電圧の印加がなされないことが望ましい。導電性塗料の塗布パターンＰ２では、その中心部の風速が大きくなるため、印加電圧を低くし、乃至は非印加状態に維持することにより、この導電性塗料の塗布速度の変化による色調変化を有効に阻止する必要があるからである。
【００２９】
これにより、本実施形態では、バンパ７を高品質かつ効率的に塗装することが可能になるとともに、第２の環状エア４６ＡによるエアアシストをＯＮ−ＯＦＦ切替制御するだけで、種々の複雑な形状の塗装部位に容易に対応し、汎用性に優れるという効果が得られる。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るバンパの塗装方法では、一つの環状エア噴出口から噴射されるエアがシェーピングエアとして作用し、前記バンパの平坦部位に塗装作業が施される。一方、前記一つの環状エア噴出口からのエアに付加して他の一つ以上の環状エア噴出口から噴射されるエアがアシストエアとして作用し、回転霧化頭から放出される塗料の塗布パターン幅を有効に狭小化することができる。
【００３１】
これにより、複雑形状部位である格子部やモール部の奥まで塗料を有効に供給するとともに、エッジ部分で塗料溜まりが発生することを確実に阻止することが可能になる。従って、複雑形状部位を有するバンパ全体を高品質かつ効率的に塗装することが可能になるとともに、汎用性に優れるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る回転霧化式静電塗装装置の概略内部構成説明図である。
【図２】前記回転霧化式静電塗装装置の概略側面図である。
【図３】前記回転霧化式静電塗装装置から放出される塗料の塗布パターンの説明図であり、
図３Ａは、シェーピングエアのみの塗布パターンの説明図であり、
図３Ｂは、アシストエアを噴射した際の塗布パターンの説明図である。
【図４】前記回転霧化式静電塗装装置でバンパを塗装する際の説明図である。
【図５】前記シェーピングエアのみの風速と、前記アシストエアを付与した際の風速との関係図である。
【図６】前記シェーピングエアのみの膜厚と、前記アシストエアを付与した際の膜厚との関係図である。
【図７】塗装状態を比較するための実験例であり、
図７Ａは、従来ガンによる塗装状態の説明図であり、
図７Ｂは、実施ガンによる塗装状態の説明図である。
【図８】従来技術に係る塗装装置の概略構成説明図である。
【図９】被塗装物であるバンパの斜視説明図である。
【図１０】前記バンパの一部断面図であり、
図１０Ａは、格子部の断面説明図であり、
図１０Ｂは、モール部の断面説明図である。
【符号の説明】
１０…回転霧化式静電塗装装置          １２…ケーシング
１６…回転軸                          １８…回転霧化頭
２０…塗料通路                        ２２…シェーピングエアキャップ
２４…アシストエアキャップ            ３２…第１エア通路
３４…第１環状エア噴出口              ３６Ａ、４６Ａ…環状エア
４０…管路                            ４２…第２エア通路
４４…第２環状エア噴出口
【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】
0003828960.tif 000009
【図９】
0003828960.tif 000010
【図１０】
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