JP2002292318A - 塗装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】別途の混合機を設けることなく、１本のフィー
ドチューブで複数種類の塗料を案内し、所望の割合で混
合された塗料を塗布できる塗装装置を提供する。 【解決手段】カラーチェンジバルブ２１、２２は、フィ
ードチューブ１の先端から等距離の位置に、フィードチ
ューブ１を挟んで向かい合わせに配置されている。白色
塗料Ａと黒色塗料Ｂは、低隠蔽性上塗り塗料の明度に応
じた明度となるようにそれぞれの吐出量が制御され、フ
ィードチューブ１に同時に供給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の塗料を任意
の混合率で混合する塗装装置に関し、混合機を設けるこ
となく目的とする色彩の混合塗料を塗布できる塗装装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の上塗りにおいては、光沢感や深
み感の追求から、顔料含有量が少ない塗料を採用して上
塗り塗膜を高彩度化および透明化することが行われてい
る。一方において、こうした上塗り塗料は顔料含有量が
少ないので、隠蔽性が低下し、中塗り塗膜が透けて見え
やすくなるといった問題がある。そこで従来では、上塗
り塗料の明度に応じた明度を有する中塗り塗料を複数種
用意し、上塗り塗料の明度に応じて中塗り塗料を色替え
する、いわゆるセット中塗り法が採用されていた。

【０００３】しかしながら、この種のセット中塗り法で
は、上塗り塗料の明度に応じた複数の中塗り塗料が必要
とされ、上塗り塗料に応じて中塗り塗料を色替えする必
要があることから、塗料配管、色替え装置などの設備費
用が嵩むだけでなく、色替え時に中塗り塗料を廃棄しな
ければならないので塗料コストの増加および廃水処理負
荷の増加という問題があった。

【０００４】このため、たとえば特公平４−５３５９５
号公報では、図４に示すように、予め白の塗料６と黒の
塗料６’とを用意し、混合比率を変化させて白黒塗料混
合器５にて混合することにより、明度が異なる白〜黒の
各色を得るという技術が提案されている。

【０００５】また、特開平６−２２６１５４号公報で
は、図５に示すように、塗装装置の霧化頭３’に白色用
と黒色用の２本の塗料フィードチューブ１’を設け、定
量調節装置５の制御により、特定の比率で塗料を直接供
給することで明度が異なる塗色を得るという技術が提案
されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公平
４−５３５９５号公報記載の技術では、新たに白黒塗料
混合器５を設ける必要があり、加えて、塗料の色を変え
る度に白黒塗料混合器５及びフィードチューブ１’を洗
浄しなければならないため、塗料が無駄になるという問
題がある。

【０００７】また、特開平６−２２６１５４号公報記載
の技術では、塗装装置に２本の塗料供給チューブ１’を
設けなければならないため、既存の設備を大幅に改造し
なければならないという問題がある。また、単色で塗装
を行いたい場合に、もう一方のチューブから滴だれが起
きるため、塗料の色味に影響を与えるという問題があ
る。さらに、塗料の色を変える度に二本のフィードチュ
ーブ１’を洗浄しなければならないという問題が依然残
されていた。

【０００８】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、別途の混合機を設けること
なく、１本の塗料管（フィードチューブ）で複数種類の
塗料を案内し、所望の割合で混合された塗料を塗布でき
る塗装装置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】（１）上記目的を達成す
るために、本発明の第１の観点によれば、複数の塗料か
ら選択された１又はそれ以上の塗料を塗料管を介して塗
装ガンから噴霧する塗装装置であって、前記塗料管の前
記塗料管先端から等距離の位置より複数の塗料を供給す
る塗装装置が提供される（請求項１）。

【００１０】また、本発明の第２の観点によれば、複数
の塗料から選択された１又はそれ以上の塗料を塗料管を
介して塗装ガンから噴霧する塗装装置であって、前記塗
料管内を流れる塗料が複数層流を形成するように前記塗
料管に複数の塗料を供給する塗装装置が提供される（請
求項７）。

【００１１】本発明者が探求したところによれば、塗装
ガンにつながる１本の塗料管の、等距離の位置から複数
の塗料を供給すると、当該複数の塗料は塗料管内を複数
層流の状態で流れ、塗装ガンで微粒化されて被塗物に付
着する。この被塗物に付着した微粒化塗料は、ミクロ的
には各塗料粒がミクロンオーダでそれぞれ混在し、いわ
ゆるマーブル模様になっているが、２０ｃｍ以上離れた
マクロ的には、これらの塗色が混合された一色となって
観察される。

【００１２】すなわち、混合機を用いて充分に混合した
のち塗装ガンに案内しなくても、複数の塗料を複数層流
の状態で案内することで、塗装ガンで微粒化する際に時
間的に均一に混在した微粒化塗料を噴霧することがで
き、これにより目的とする混合色を得ることができる。

【００１３】したがって、新たに混合装置を設置しなく
ても、既存の設備をそのまま利用でき、複数の塗料を混
合して噴霧することができる塗装装置を提供することが
できる。また、１本の塗料管であるため、他の塗料管か
ら滴りが発生するおそれもない。さらに、塗料ガンにて
塗料が混合されることから、色替えの度に塗料管を洗浄
する必要がなく、塗料の使用効率が高い塗装装置を提供
することができる。

【００１４】上記発明において、塗装ガンの型式は特に
限定されず、エアー霧化式塗装ガンも適用できるが、微
粒化率および塗着効率の点から特に回転霧化式塗装ガン
がより好ましい（請求項６）。

【００１５】また、本発明の塗装装置は、常時、塗料管
の塗料管先端から等距離の位置より複数の塗料を供給す
るものでなくても、複数の塗料を供給するモードと単一
の塗料を供給するモードとの切り替えが可能な塗装装置
をも含む趣旨である。

【００１６】さらに、前記塗料管に複数の塗料を供給す
るにあたり、対向する塗料バルブから供給することで、
上記発明の塗料管先端から等距離の位置より複数の塗料
を供給する手段が容易に実現できる（請求項３）。

【００１７】（２）上記発明では特に限定されないが、
請求項２記載の発明では、前記塗料管に前記複数の塗料
を同時に供給する。

【００１８】上記発明において、塗料管内に複数層流の
状態を生成するには、少なくとも塗料管先端から等距離
の位置より複数の塗料を供給することが必要とされる
が、このとき当該複数の塗料を同時に供給することで、
塗装ガンから噴霧される塗料は、噴射開始時から複数の
塗料が混合された状態となる。したがって、塗料管内に
送り込まれた初期の塗料を廃棄する（捨て吹きする）必
要がなく、塗料の利用効率を向上させた塗装装置を提供
することができる。

【００１９】（３）上記発明では特に限定されないが、
請求項４記載の発明では、前記塗料管に供給される塗料
の量がそれぞれ制御される塗装装置が提供される。

【００２０】塗料管先端から等距離の位置より複数の塗
料を供給するにあたり、当該複数の塗料の供給量をそれ
ぞれ制御することで、所望の色彩（Ｌ値，ａ値，ｂ値）
の混合塗料を得ることができる。

【００２１】（４）上記発明では特に限定されないが、
請求項５記載の発明では、前記複数の塗料は明度が異な
る塗装装置が提供される。塗料管先端から等距離の位置
より複数の塗料を供給するにあたり、明度の異なる複数
の塗料を用いることで、所望の明度（Ｌ値）の混合塗料
を得ることができる。

【００２２】（５）上記発明では特に限定されないが、
請求項８記載の発明では、前記塗料管に供給される塗料
が白色および黒色の中塗り塗料であって、上塗り塗料の
明度に応じて前記白色塗料の供給量と前記黒色塗料の供
給量とが制御される。

【００２３】これにより、低隠蔽性の上塗り塗料を用い
ても、この上塗り塗料の明度に応じた明度の中塗り塗料
を自在に生成することができ、セット中塗りシステムで
必要とされる中塗り塗料の色替え操作及び塗料配管が不
要となり、また廃棄塗料も低減できる。

【００２４】

【発明の効果】請求項１，３，６及び７に係る発明によ
れば、新たに混合装置を設置しなくても既存の設備をそ
のまま利用でき、複数の塗料を混合して噴霧することが
できる塗装装置を提供することができる。また、他の塗
料管からの滴り発生の問題がないため塗装品質の高い塗
装装置を提供することができる。さらに、塗料変更に際
して塗料管を洗浄する必要がなく、塗料の利用効率の高
い塗装装置を提供することができる。

【００２５】これに加えて、請求項２記載の発明によれ
ば、塗料管内に送り込まれた初期の塗料を廃棄する必要
がなく、塗料の利用効率を向上させた塗装装置を提供す
ることができる。

【００２６】また、請求項４、５記載の発明によれば、
所望の色彩の混合塗料を塗布することができる。

【００２７】請求項８記載の発明によれば、低隠蔽性の
上塗り塗料を用いても、この上塗り塗料の明度に応じた
明度の中塗り塗料を自在に生成することができ、セット
中塗りシステムで必要とされる中塗り塗料の色替え操作
及び塗料配管が不要となり、また廃棄塗料も低減でき
る。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。図１（ａ）は本実施形態の塗装装置を
模式的に示す図、図１（ｂ）は塗料管の塗料の状態を説
明するための図、図２は塗装装置の全体概要を示す断面
図、図３は本例の塗装装置に用いられる定量ポンプの一
例を説明する図である。

【００２９】まず、図１（ａ）及び図２を参照しなが
ら、本実施形態の塗装装置１００を説明する。図１
（ａ）及び図２に示す塗装装置１００は、カラーチェン
ジバルブユニットＣＣＶが内蔵されたベル型静電塗装ガ
ンであって、カラーチェンジバルブユニットＣＣＶのマ
ニホールド２９の出口にはフィードチューブ１が接続さ
れ、このフィードチューブの先端はベルカップ３の内面
に臨んでいる。本例のカラーチェンジバルブユニットＣ
ＣＶには、都合８つのカラーチェンジバルブ２１〜２８
が設けられ、図示しない塗料供給路を介して所定の塗料
が供給される。これらカラーチェンジバルブ２１〜２８
のうち、バルブ２１と２２、バルブ２３と２４、バルブ
２５と２６およびバルブ２７と２８は、マニホールド２
９に対して対向して設けられている。

【００３０】本例のベルカップ３は、図外の回転駆動装
置により１５０００ｒｐｍ以上で回転し、また図外の高
圧印加装置により−６０ｋＶ程度の高電圧が印加される
ことにより、フィードチューブ２９を介して内面に供給
された塗料を微粒化しながら帯電させ、逆極性に印加さ
れた被塗物に対して電気的吸引力を利用して塗装する。

【００３１】ちなみに、カラーチェンジバルブユニット
ＣＣＶのカラーチェンジバルブ２１，２２の供給口から
フィードチューブ１の先端、すなわちベルカップ３に臨
む先端までの距離は、好ましくは１０ｃｍ〜３０ｃｍ、
塗料を案内するフィードチューブ１の太さは、好ましく
は直径が２ｍｍ〜５ｍｍである。

【００３２】カラーチェンジバルブユニットＣＣＶの各
カラーチェンジバルブ２１〜２８には、塗料タンクにそ
れぞれ収容された塗料Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ…が、定量ポンプ
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４…により供給される。

【００３３】本例の定量ポンプとしては、例えば、ギア
ポンプやシリンダポンプを用いることができるが、なか
でも図３に示したシリンダとピストンからなる定量ポン
プが好ましい。図３に示す定量ポンプ４１は、シリンダ
４１ａとピストン４１ｂとからなり、サーボモータ４１
ｃによりピストン４１ｂの移動量をコントロールするこ
とで、所定量の塗料をカラーチェンジバルブ２１〜２８
へ押し出すものである。特に、本実施形態における塗料
の供給は、後述するように、同時に供給される塗料（白
色塗料及び黒色塗料）は互いの圧送圧に影響されるた
め、ギアポンプでは、相手の圧送圧を受けてギヤの間か
ら塗料が漏れてしまうおそれがあるが、シリンダポンプ
はこのような液漏れが起きないからである。

【００３４】こうした定量ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ
４…は、各塗料Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ…それぞれに設けられ、
塗料供給制御手段４（いわゆる吐出量制御装置およびカ
ラーチェンジバルブ制御装置）によりそれぞれの定量ポ
ンプが独立して制御されるようになっている。なお、塗
料供給制御手段４はカラーチェンジバルブユニットＣＣ
Ｖの各カラーチェンジバルブ２１〜２８の開閉制御も司
る。

【００３５】特に本例の塗装装置１００では、カラーチ
ェンジバルブユニットＣＣＶの、カラーチェンジバルブ
２１に白色の中塗り塗料を供給し、これに対向するカラ
ーチェンジバルブ２２に黒色の中塗り塗料を供給する。
そして、白色塗料と黒色塗料それぞれの吐出量を定量ポ
ンプ４１にて制御することで所望の明度を有するグレー
塗料をベルカップ３から被塗物へ吐出する。ただし、本
発明の塗装装置はこれに限定されることなく、カラーチ
ェンジバルブ２３と２４、カラーチェンジバルブ２５と
２６、カラーチェンジバルブ２７と２８という、互いに
対向したカラーチェンジバルブの一方に白色の中塗り塗
料を供給し、他方に黒色の中塗り塗料を供給するように
しても以下に説明する同様の作用効果を奏する。

【００３６】次に動作を説明する。本例の塗料供給制御
手段４は、車両の塗装ライン全体を管理する生産管理シ
ステム５と情報の授受を行う。中塗り塗装ブースに搬送
されてくる被塗物（ボディ）の特定位置には、車型、車
台番号、車両塗色（上塗り塗料、中塗り塗料等に関する
情報）、塗装その他の車輌仕様に関する情報が記録され
た記録媒体が装着され、所定のタイミングで塗装仕様に
関する記録内容が生産管理システム５に読み出される。
ここで読み出された塗装仕様に関する車両情報は、塗料
供給制御手段４に送られ、供給制御手段４は、上塗り塗
料の明度に基づき白色塗料の吐出量と黒色塗料の吐出量
とを決定する。

【００３７】ここで、上塗り塗装に対応させた中塗り塗
料の明度、それに対応する塗料の選択、混合する比率、
噴射するタイミング等の決定は、生産管理システム５に
予め記憶させた対応テーブルに基づいて決定してもよい
し、塗装装置１００の塗料供給制御手段４に記憶する対
応テーブルに基づいて決定してもよい。

【００３８】塗料供給制御手段４は、この決定に基づい
て、定量ポンプ４１による塗料の供給量およびカラーチ
ェンジバルブ２１〜２８による供給タイミングを制御す
る。上塗り塗料が低隠蔽性塗料である場合には、塗料管
１先端から等距離にあり、塗料管１を挟んで対向する位
置にある塗料バルブ２１、２２からその上塗り塗料の明
度に応じた明度となるように白色塗料と黒色塗料との吐
出量比率が制御され、かつ２つのカラーチェンジバルブ
２１，２２は同時に開閉されることとなる。

【００３９】本実施形態では、白色塗料と黒色塗料とを
所定比率で混合することで所望の明度を有する中塗り塗
料を得る。例えば、白色塗料と黒色塗料との吐出量比率
が５：６の場合には、明度Ｎが４の中塗り塗料を得るこ
とができる。同様に、白色塗料と黒色塗料との吐出量比
率が２：８の場合には、明度Ｎが６の中塗り塗料を得る
ことができる。ちなみに、Ｎは塗料の明度を示し、Ｎ＝
１がブラック、Ｎ＝３がダークグレー、Ｎ＝５がグレ
ー、Ｎ＝７がライトグレー、Ｎ＝９がホワイトとなる。
これらを任意の割合で混合することによって、特定の明
度の中塗り塗料を生成することができる。

【００４０】このようにして、２つの対向するカラーチ
ェンジバルブ２１，２２から白色塗料と黒色塗料とが所
定の吐出量比率で同時に供給されると、図１（ｂ）に示
されるように、フィードチューブ１の中では、黒色塗料
と白色塗料とが２層流となってベルカップ３へ案内され
ることになる。図示する例では黒色塗料と白色塗料とを
等量に混合した場合を示したが、異なる混合率で供給し
た場合も同様に２層流になることが本発明者により確認
されている。２種類の塗色の塗料が混ざり合うことなく
このような２層流の状態でフィードチューブ１内を流れ
ると、ベルカップ３には安定した吐出量比率で２色の塗
料が供給されることになる。

【００４１】ベルカップ３に案内された白色塗料と黒色
塗料は、このベルカップ３の回転力により微粒化及び混
合され、２色の塗料が同時に被塗物へ噴霧される。本例
の塗装装置１００で塗布された塗板の塗装状態を観察す
ると、ミクロ的には白色の塗料と黒色の塗料とがマーブ
ル状になっているが、塗板から２０ｃｍ以上離れて見る
とこれら２色の塗料が混合された色、すなわちグレーに
見える。この塗板と、当初から混合した色を塗布した塗
板とを比較したが、両者に色の違いは認められなかっ
た。これは、塗料の粒径がμｍのオーダーであり、加え
て、ベルカップ３によって微粒化された塗料を同時に噴
霧するため、２色の塗料を均一な分布で被塗装物へ塗布
するためである。

【００４２】このように本例の塗装装置１００によれ
ば、新たに混合装置を設置しなくても既存の塗装装置を
そのまま利用でき、低隠蔽性の上塗り塗料を用いても、
この上塗り塗料の明度に応じた明度の中塗り塗料を自在
に生成することができ、セット中塗りシステムで必要と
される中塗り塗料の色替え操作及び塗料配管が不要とな
り、また廃棄塗料も低減できる。

【００４３】なお、以上説明した実施例は、本発明の理
解を容易にするために記載されたものであって、本発明
を限定するために記載されたものではない。したがっ
て、上記の実施例に開示された各要素および各数値は、
本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物を
も含む趣旨である。

【００４４】たとえば、上述した例では中塗り塗装の塗
装装置として用いたが、上塗り塗装にも適用することが
できる。また、上述した例ではカラーチェンジバルブユ
ニットＣＣＶのカラーチェンジバルブ２３〜２８に供給
される塗料については特に言及しなかったが、ここに従
来の中塗りグレー塗料を供給しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は本実施形態の塗装装置の塗料バル
ブの配置を説明するための図であり、図１（ｂ）は塗料
管の塗料の状態を説明するための図である。

【図２】図２は塗装装置の全体概要を説明するための図
である。

【図３】塗料供給ポンプの一例を説明する図である。

【図４】従来の塗装装置の第１の例を説明する図であ
る。

【図５】従来の塗装装置の第２の例を説明する図であ
る。

【符号の説明】

１００・・・塗装装置 １、１’…フィードチューブ（塗料管） ２、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８
…塗料バルブ ３、３’…回転霧化式塗装ガン（塗装ガン） ４…塗料供給制御手段、 ４１…定量ポンプ（塗料供給ポンプ） ５…白黒塗料混合器、定量調整装置 ６、６’…塗料 ７…混合装置

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F033 PA11 PB16 PD01 QB03X QB18 QD08 QD13 QF12X QK16X QK23X 4F034 AA03 BA22 BA32 BB04 BB05 BB23 BB25 4F035 AA03 BA11 BA22 4F042 AA09 BA08 BA12 CB02 CB03 CB11 CB12 CB19 CB24 ED03 ED05

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の塗料から選択された１又はそれ以上
   の塗料を塗料管を介して塗装ガンから噴霧する塗装装置
   であって、 前記塗料管の前記塗料管先端から等距離の位置より複数
   の塗料を供給する塗装装置。
2. 【請求項２】前記複数の塗料は、同時に供給される請求
   項１記載の塗装装置。
3. 【請求項３】前記複数の塗料は、対向する塗料バルブか
   ら供給される請求項１又は２記載の塗装装置。
4. 【請求項４】前記塗料管に供給される塗料の量がそれぞ
   れ制御される請求項１〜３何れかに記載の塗装装置。
5. 【請求項５】前記複数の塗料は、明度が異なる請求項１
   〜４何れかに記載の塗装装置。
6. 【請求項６】前記塗装ガンは、回転霧化式塗装ガンであ
   る請求項１〜５何れかに記載の塗装装置。
7. 【請求項７】複数の塗料から選択された１又はそれ以上
   の塗料を塗料管を介して塗装ガンから噴霧する塗装装置
   であって、 前記塗料管内を流れる塗料が複数層流を形成するように
   前記塗料管に複数の塗料を供給する塗装装置。
8. 【請求項８】前記塗料管に供給される塗料が白色および
   黒色の中塗り塗料であって、上塗り塗料の明度に応じて
   前記白色塗料の供給量と前記黒色塗料の供給量とが制御
   される請求項１〜７何れかに記載の塗装装置。