JP2004223369A - 圧送ローラによる塗装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】全自動化塗装において塗装エリアの全域に亘って塗膜の厚みを均一にできるようになる塗装方法を提供する。
【解決手段】ローラの内部から外周に向けて塗料を圧送しながらローラを転動させて塗装する圧送ローラによる塗装方法であって、圧送ローラで長尺エリアの一方の端部から他方の端部に向けて塗装し、次にこの長尺エリアに隣接する長尺エリアを塗装することを繰り返しながら最終的に広域エリアを塗装するような塗装において、まず、前記広域エリアの前記両端部から内側に最長で前記圧送ローラのローラ幅に相当するエリアを残した他の内側全エリアを上記塗装方法にしたがって塗装し、次に、前記未塗装エリアを最初の長尺エリアから最終の長尺エリアに向けて非圧送状態で前記圧送ローラを転動させるようにする。
【選択図】 図２０

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動化に最適な構造の片圧送又は両圧送ローラを用いた塗装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ローラ式塗布はこれまでもいろいろの分野で用いられてきており、その１つに、例えば、自動車製造工場において、完成した自動車を出荷する場合に、自動車の塗膜を雨水，鉄粉，花粉，鳥糞等の汚染から保護し、品質の低下を防ぐ目的で塗膜表面上に保護膜を形成するのにも使用されている。
自動車の塗膜対象としては、フード、ルーフ、トランクに限らず、垂直面のバンパー、フェンダー、ドア等が挙げられる。
保護膜の形成には水溶性アクリルタイプの水性材料や油脂系合成ワックスタイプ等のワックスあるいは炭酸カルシューム系パウダを塗膜表面に塗布する方法や塩化ビニール系樹脂製のフィルムを塗布膜表面に貼設する方法が広く行われていた。
【０００３】
先ず、ワックス塗布により形成される保護膜は、鉄粉や花粉に対する保護効果に劣り、且つ、自動車の塗膜上に塗布後約３〜４ケ月と保護効果の持続期間が短く、また出荷先においてワックス除去作業の負荷が大きく、アンモニア系薬剤あるいはケロシン等の溶液を使用して除去することから環境安全性に劣り、更に廃水処理のための設備を要する等の不具合がある。
また、パウダー塗布による保護膜は、鉄粉、花粉、雨水等の降り掛かるものに対しては保護効果が期待できるものの、接触などにより発生する傷に対する保護効果に劣り、且つ、風雨により塗布したパウダーが消失することから保護効果の持続期間も約１〜３ケ月と短く、更に、保護膜を除去する際には、車体の隙間、例えば、フロントフェンダとフロントフード等の間に付着した保護膜の除去作業に困難を招き、且つ、砂塵過設備等の大掛かりな後処理設備を要するなどの不具合がある。
【０００４】
これらワックスやパウダの塗布による保護層の形成は、一般に塗装ブース内でのスプレーによる吹き付けによって行われることから、塗着効率が約１０〜３０％であって、残りのワックスやパウダ等は塗装ブース下に落下して循環水によってブース外に排出されて廃棄処分されることから歩留まりが悪く、またワックスやパウダなどがスプレー噴霧されることから塗装ブース内がミストで汚れ、且つ循環水の循環及び吸排気装置の作動に伴う騒音発生等による作業環境の悪化を招く等の不具合がある。
一方、フィルムの貼着による方法は、複雑な自動車の形状に沿ってフィルムを貼設する作業には負荷が大きく、万一貼設したフィルムと塗膜との間に隙間が生じると、この隙間に雨水等が侵入して塗膜の膨潤が発生する恐れがある。そしてフィルムを塗膜表面から単に剥がすことにより保護膜の除去が行え、保護膜の除去作業性に優れるものの、除去後のフィルムを処理するための償却設備等を要する。
【０００５】
この対策として、例えば、特許文献１に開示の「ストリッパブルペイントの塗布方法」のように、洗浄水切りされた自動車の塗膜表面に剥離可能な水性塗料をローラ式塗布装置により塗布し、その後乾燥させて剥離可能な保護膜を形成する方法があった。
このような水性塗料を自動車の表面に塗布する際には、一般にドラム缶等の塗料供給源によって搬入された塗料を一旦塗料タンクに貯蔵し、ポンブ等によってローラ式塗布装置に圧送して自動車のと膜表面上に塗布するというのが、一般的な形式である。
【０００６】
しかし、このローラ式塗布装置によると、作業者の被塗布面へのローラ刷毛の押し付け力のみによってローラ刷毛を回転させることから、高粘度の塗料を塗布する場合、高粘度の塗料がローラ支持体と内側エンドキャップとの摺動部に侵入して円滑なローラ刷毛の回転を阻害し均一な厚さの保護膜を得るのを困難にし、且つこの摺動部からローラの中空部内に圧送した塗料が流出して歩留まりが低下し、更に作業性及び作業環境を悪化させる恐れがあった。
【０００７】
最終的には塗料を均一に厚く、且つ作業者による個人差の無い均一な仕上げ品質を望むには塗装ロボットを用いて自動化する必要があるが、このローラ式塗布装置も含めて従来公知のローラ式塗布装置（片、両圧送ローラ）は自動化に適した形態では無かったので自動化が行われていなかった。平らな平面での塗布でさえローラを使って手で塗布されており、まして、塗布面が曲面である対象物に使用される場合には、特にローラ刷毛を塗布面に均一に当接させることが難しいため自動化はいっそう困難と考えられていた。
【０００８】
ところが、最近、本出願人によって開発された塗料の無駄を無くし、かつローラ刷毛に塗料を均一に分配することのできる片圧送ローラあるいは両圧送ローラを使用し、かつドラム缶に入っている状態の塗料を塗料タンクに送り、撹拌し、ゴミ等を除去した後、最適な液量を塗装ブース内の前記片・両圧送ローラに送り、同じく本発明に係るロボット装置を用いてローラで塗装を自動で行わせることにより、曲面のある塗布面でも均一に自動塗装をすることの可能な全自動化塗装装置が得られるに至った。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このような全自動化塗装装置によって塗装をしてみたところ、曲面のある自動車のフード、ルーフ、トランク、バンパー、フェンダー、又はドアといった部品の塗装を良好に実施することができた。
ところがこれらの塗装方法に１つの改良すべき点に気が付いた。
それは矩形エリアの塗装において、周縁部が他の部位よりも塗膜の膜厚が厚くなってしまうことであった。本出願人はこれらの原因を追求した結果、次のことに起因することが判った。
図１は本出願人の開発に係る後述の圧送ローラによる塗装を説明する図である。（ａ）はロボットアームを使った圧送ローラによる右方向への塗布、（ｂ）は同じくロボットアームを使った圧送ローラによる左方向への塗布をそれぞれ示している。図において、１７１は塗装ロボット（のアーム）、１７１ａは塗装ロボット１７１の各アーム先端に装着された本発明に係る曲面塗布対応型の圧送ローラ、１０は圧送ローラ刷毛である。
塗装方向が同じであれば、（ａ）から塗装ロボットの手首を１８０度回転させれば（ｂ）のようになり、そこから逆方向へ引き返すことにより効率のよい塗装軌跡が得られ、塗装時間の短縮になる。
または、（ａ）の状態のまま逆方向に戻る往復運動も可能である。
さらに、（ａ）状態の圧送ローラと（ｂ）状態の圧送ローラとを１つに纏めたダブル塗装ローラによる塗装も可能である。
【００１０】
また、図２は自動車のフードを例に従来の塗装方法を説明する図で、（ａ）は塗装順序について説明する平面図、（ｂ）は塗装結果について説明する断面図である。図２において、自動車のフードを矩形状の広域エリアに塗装する場合、まず、▲１▼に示す最初の長尺エリアの左端部分にロボットアーム１７１で圧送ローラ刷毛１０を置き、図１（ａ）の状態で使って左から右に塗料を吐出しながら（ＯＮ）塗装し、右端部分で停止する。
次に、ロボットアーム１７１で圧送ローラ刷毛１０を持ち上げ、向きを変えて長尺エリアの▲２▼の右端部分に圧送ローラ刷毛１０を置き、図１（ｂ）の状態で右から左に塗料を吐出しながら（ＯＮ）塗装し、左端部分で停止する。
以下、同じように圧送ローラ刷毛１０を持ち上げ、▲３▼に示す長尺エリアの左端部分にロボットアーム１７１で圧送ローラ刷毛１０を置き、図１（ａ）の状態で使って左から右に塗料を吐出しながら（ＯＮ）塗装し、右端部分で停止する。
次に、ロボットアーム１７１で圧送ローラ刷毛１０を持ち上げ、向きを変えて長尺エリアの▲４▼の右端部分に圧送ローラ刷毛１０を置き、図１（ｂ）の状態で右から左に塗料を吐出しながら（ＯＮ）塗装し、左端部分で停止する。
これを繰り返すことによって、最終的に図２（ａ）の矩形エリアが塗装されることとなる。
【００１１】
ところが塗装結果の塗膜Ｐ１の厚みを縦断面で示す図２（ｂ）から判るように、矩形エリアの中央部では圧送ローラ刷毛１０が移動しているため塗膜の厚みＰ１２が薄いが、矩形エリアの端部では圧送ローラ刷毛１０が一旦停止するため、塗料溜まりが生じて、塗膜の厚みＰ１１がそこでは異常に厚くなっており、これが形状・傾斜面等の影響によってタレの原因となることがあった。
【００１２】
一方、被塗装物表面に塗り残しや、塗り過ぎの箇所を生じない正常な塗装ができ、さらに、塗料を無駄なく効率良く使用して塗装するものとして、特許文献２記載のものがあるが、これは芯部及び刷毛部からなる塗装用ローラーブラシの刷毛部外面と対向させた塗料噴霧ガンから塗料を刷毛部外面に吹き付けて供給するものであり、さらにダミー被塗装物を配置するという煩雑な作業を必要とするので自動化に適していない。
【００１３】
【特許文献１】
特開平０７−８０３９９号公報
【特許文献２】
特開２００１−１２１０６８号公報
【００１４】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決するもので、全自動化可能な塗装ロボットを用いてしかも矩形エリアの全域に亘って塗膜の厚みを均一にできる塗装方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の圧送ローラによる塗装方法の発明は、ローラの内部から外周に向けて塗料を圧送しながらローラを転動させて塗装する圧送ローラによる塗装方法であって、該圧送ローラで所定の長尺エリアの一方の端部から他方の端部に向けて塗装して他方の端部で停止し、次にこの長尺エリアに隣接する長尺エリアを塗装するために前記圧送ローラを前記隣接長尺エリアの一方の端部へ移動させて再び他方の端部に向けて該エリアの塗装を行なうことを繰り返しながら最終的に広域エリアを塗装する塗装方法において、まず、前記広域エリアの前記両端部から内側に最長前記圧送ローラのローラ幅に相当するエリアを残した他の内側全エリアを上記塗装方法にしたがって塗装し、次に、前記未塗装エリアを最初の長尺エリアから最終の長尺エリアに向けて非圧送又は少量圧送状態で前記圧送ローラを転動させることを特徴とする。
このような構成にすることにより、全自動化可能な塗装ロボットを用いてしかも矩形エリアの全域に亘って塗膜の厚みを均一にできる塗装ができるようになる。
【００１６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の圧送ローラによる塗装方法において、広域エリアのうち最終の長尺エリアを非圧送又は少量圧送状態で前記圧送ローラを転動させることを特徴とする。
このような構成にすることにより、最上部の端部に塗料溜まりが生じなくなるので、矩形エリアの上部の塗膜の厚みをさらにきめ細かく均一にできるようになる。
【００１７】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の圧送ローラによる塗装方法において、前記未塗装エリア幅は前記端部に発生する塗料溜まり量が多くなるにしたがって前記未塗装エリア幅を広くすることを特徴とする。
このような構成にすることにより、塗料の種類、塗布温度等の粘性に違いがあっても同じように膜厚を均一にできるようになる。
【００１８】
請求項４記載の塗装方法の発明は、自動車のフード、ルーフ、トランク、バンパー、フェンダー、又はドアの形状追従性のある平坦および曲面部分の塗装を請求項１〜３のいずれか１項記載の塗装方法で行ない、形状追従性の困難な塗装を刷毛若しくはローラによる手動又は上記圧送ローラよりも小型の圧送ローラ若しくはスリットノズル搭載の塗装ロボットで行なうことを特徴とする。
このような構成にすることにより、形状追従性の困難な塗装をも行えるようになる。
【００１９】
請求項５記載の自動車の塗装方法の発明は、ローラの内部から外周に向けて塗料を圧送しながらローラを転動させて塗装する圧送ローラを２機備えて成る請求項４記載の塗装方法において、第１圧送ローラで前記フード、ルーフ、トランク、バンパー、フェンダー、およびドアの１つ以上を塗装し、第２圧送ローラで前記第１圧送ローラの分担以外の部品の１つ以上を塗装することを特徴とする。
このような構成にすることにより、自動車の塗装を均一な膜厚で、しかも効率よく行えるようになる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について説明する前に、まず、（１）ローラの内部から外部に向けて塗料が給送されるという本発明の前提となっている片又は両圧送ローラについて、次に、（２）この圧送ローラを使用した全自動化塗装装置について、さらに、（３）全自動化装置の前後の工程について、そして、（４）本発明の塗装方法の実行の直前に行われるローラ均しついて、それぞれ簡単に説明し、最後に（５）本発明の塗装方法について詳細に説明する。
【００２１】
（１）本発明の前提となっている片又は両圧送ローラについて：
図２において、４０は両圧送ローラの刷毛部分であるローラ刷毛組立体で、４１はそのローラ刷毛を回転自在に支持するアーム、４２はアームに差し渡された下部フレーム、４４は塗料圧送管である。
５０は旋回可能支持機構であり、５１は延設板で下部フレーム４２の上面に延設される。５３は旋回機構の中間フレーム、５３ａはその基台であり、５２は板５１と中間フレーム５３を回動自在に連結するピンである。
６０は上下動支持機構であり、６４は上下動支持機構の上部フレーム、６１はそれを支えるアーム、６２はアーム６１を基台５３ａに揺動可能に、係止するピンである。
【００２２】
図４において、図はローラ刷毛組立体４０の側面断面図であり、７１は中実円柱体で、７２は中実円柱体７１の外周に嵌着されるローラ刷毛で、７３は軸中心孔、７４は９０度差で半径方向へ配設される放射孔、７５は放射孔７４からの塗料を拡散させる溝で、７８はドラム、７９は溝７５に合致する孔である。
図５において、図はローラ刷毛組立体４０の正面断面図で、８２は円板、８１はそれを係合させるガスケット、８３はボルトである。
【００２３】
つぎに両圧送ローラの構造および動作について説明する。
両圧送ローラは図に示す様に、中実円筒体７１の両端部には塗料圧送管４４が接続され、その塗料圧送管４４は移送ポンプに接続されて、ローラ刷毛組立体４０は軸中心孔７３の両端から塗料が供給される。軸中心孔７３から塗料は各放射孔７４を経て環状の溝７８に送られ、溝７８を介してローラ刷毛７２に分配される。これによって塗料が塗布用ローラの両端から供給され、且つ、両端が支持されているために、軸中心を貫通する軸中心孔７３全体に亙って液圧が均一になり、塗布用ローラに加わる押圧力が均一となるので、ローラ全体に塗料を均一に分配できる。
【００２４】
また、両圧送ローラは図３に示すように、矢印Ａ方向への旋回機構５０と、矢印Ｂ方向への上下動支持機構６０を有している。図６の動作説明図に示す様に、旋回機構５０の動作は、図６（ａ）が平らな面を転動する状態で、図６（ｂ）が右上がりの曲面を転動する状態を、図６（ｃ）は左上がりの曲面を転動する状態を夫々示している。図６（ａ）では平らな面をローラ刷毛組立体４０が転動するので、中間フレーム５３はピン５２を中心に水平状態になっている。
【００２５】
図６（ｂ）では、ローラ刷毛組立体４０が右上がりの曲面にさしかかると、中間フレーム５３はピン５２を中心に回転するので、中間フレーム５３は水平を保ちながらも、下方のローラ刷毛組立体４０は右上がりの曲面に沿って転動することができる。また、図６（ｃ）では、ローラ刷毛組立体４０が左上がりの曲面にさしかかると、中間フレーム５３はピン５２を中心に逆の方向へ回転するので、中間フレーム５３は水平のままローラ刷毛組立体４０は、右上がりの曲面に沿って転動することができる。
【００２６】
一方、上下動支持機構６０の動作については、図７の説明図に示すように、図７（ａ）では低い面をローラ刷毛組立体が転動するので、上下動機構６０はそのアーム６１、６１の開き角度が大きい状態になって、ローラ刷毛組立体４０は下方へ達することができる。図７（ｂ）では、高い面をローラ刷毛組立体４０が転動するので、上下動機構６０はそのアーム６１、６１の開き角度が狭い状態になり、ローラ刷毛組立体４０は高い面に退却できる。
このように上下動機構６０と、旋回機構５０によって、上下且つ左右に傾斜のある曲面でも均一な塗布が可能になる。
【００２７】
図８は塗装ロボットの制御装置の概念図であり、図９は中央制御装置のブロック図である。
ロボット自体については基本的には、例えば、図８に示すように、多関節型ロボット本体９４のアーム７４１の先端に両圧送ローラ２９が装着されて、中央制御装置９５の指令によりロボット制御装置７４２によって制御される構成等による。
【００２８】
図９は中央制御装置の一般的なブロック図であり、センサ入力として温度／湿度センサ９６と、負荷（塗装装置）の位置データ等を検知して監視制御を行うための位置センサーとして、リミットスイッチの検知地点よりパルスカウントにより移動距離と方向を算出するパルス・カウンター方式の位置センサー、あるいは光学的位置検出センサー９７等を備えている。
中央制御装置９５は、受信した温度／湿度、位置データの処理、ＲＡＭ７５１内の軌跡データの解析、ポンブ制御装置７３１（図８に示すポンプ２は図１の主ポンプに相当）や、ロボット制御装置７４２による制御等、塗料供給システムと塗装駆動装置の双方を制御する自動塗装装置全体のシステムを制御するＣＰＵ７５０と、塗装軌跡、環境の温度、湿度、塗料の種類や粘度、塗料圧送ポンプ圧、塗料圧、供給塗料の温度等についてのデータを記憶するＲＡＭ７５１と、ＣＰＵ７５０の演算処理手順を記憶するＲＯＭ７５２等を備えている。そして、ＲＡＭ７５１に収集された各種状況データにより、動作指令に対する各種補正が行われる。
【００２９】
つぎに図９のブロック図の動作を説明する。
今、塗装（塗布）しようとする対象に、どの塗料を用いて如何なる膜厚の塗装をするかの塗装条件（例えば、自動車ボディに保護膜を塗布する工程で、水溶性塗料のラップガード（商品名）を用いる等）をキーボード７５４から入力する。
一方、温度／湿度センサー９６からは環境の検出信号が中央制御装置９５へ送られる。中央制御装置９５では塗装条件、温度／湿度の検出信号等に基づいて、塗装条件を満たすための最適塗料吐出量等を演算して塗料流量制御装置７３１へ指令し、塗料流量制御装置７３１は指令に従って、塗料流量を制御する。
また、中央制御装置９５は、記憶する塗装軌跡を基に動作指令を作成してロボット制御装置７４２に指令を与えて動作させ、塗装ロボット２７、２８のアームの移動位置、速度、ローラの押圧力などを、実際のアームのセンサー等の検出値と指令値の偏差を解消するように駆動制御される。
【００３０】
このような圧送ローラ搭載ロボットによれば、塗装ロボット２７、２８のアームに曲面対応の両圧送ローラ２９、３０を装着して自動塗装を行うようにしたので、塗布面に凹凸があっても塗布面の凹凸に追随して塗布が可能ので、従来の自動スプレー方式に比較しても、膜厚のより均一な保護膜の塗布が可能になる。
また、ローラの通過箇所しか塗布しないので、従来のスプレー方式のようなダストが全く生じないので、塗料を無駄にしない正確な塗布が可能である。
また、ロボット制御装置側は、塗布面の凹凸状況をいちいち認識して、塗装ロボッとのアームを塗装面に合わせて上下させると言った複雑な軌跡制御を行う必要も無く、蛇腹状軌跡に沿って平面的な軌道制御を行えばよいので、制御が著しく簡単化され、スピードアップが可能になる。
また、同じことは進行方向つまり塗布面が左右方向へ勾配を持つ曲面に対しても言えることで、水平駆動制御だけで済むので、制御が簡単化されスピードアップが可能になる。
このように本発明の圧送ローラは自動化に最適な構造の塗装ローラである。
【００３１】
以上は、両圧送ローラについて説明してきたが、本発明の自動化可能性は両圧送ローラについてだけいえるのではなく、同じく本出願人の係る片圧送ローラについても同じことが当てはまる。そこで片圧送ローラについても以下に説明することとする。
図１０は片圧送ローラ塗装駆動装置の片圧送ローラの斜視図であり、図１１は片圧送ローラの分解斜視図である。
図１０および図１１において、９００は片圧送ローラであり前実施の形態の両圧送ローラとの相違は塗料圧送管が片側だけの点が異なり、大きく別けてローラ刷毛９０１と、ローラ支持体９０３と、ハンドル９０４で構成される。
【００３２】
ローラ刷毛９０１は塗布面となる自動車のボディーを転動して塗料を塗布するもので、前実施の形態と同材質のものであり、このローラ刷毛９０１を回転自在に支持するローラ支持体９０３を有し、ハンドル９０５はこれを支えてローラ刷毛９０１に塗料を供給する。ハンドル９０４の先端にはローラ支持体９０３が片持ち支持されている。ハンドル９０４は剛性を有する金属製で、例えば、ステンレス鋼製の塗料導管となっている。ハンドル９０４の後端には塗料供給管が接続され、操作レバーにより塗料供給管から圧送される塗料をハンドル９０４側へ流入・遮断が可能になっている。
【００３３】
ローラ支持体９０３には、回転可能にディフューザ９０２を取付け、図１１に示すように、複数なディフューザ単体８３１〜８３６を有している。各ディフューザ単体は多角形で、その各頂部方向に中央部から放射状に伸びる略星形の中空部を有する柱状形で、各ディフューザ単体８３１〜８３６の凹部とローラ９０１の内周面とによって各塗料貯溜室が形成される。このディフューザ９０２を覆うのがローラ刷毛９０１である。
また、ローラ刷毛９０１は、筒状のローラ９０１ａとローラの外周に装着される円筒状の刷毛素体９０１ｂから構成され、ローラ９０１ａは全周に亙り内外を連通する複数の噴出孔が設けられている。
【００３４】
この状態で圧送される塗料は、フレーム本体９０４、ローラ支持体９０３、更にローラシャフト９０６の塗料供給孔９０６ａを経て、ディフューザ９０２内の塗料溜まり内に圧送され、各塗料貯溜室に分散導入される。そこから噴出孔を通ってローラ９０１ａの外周へ噴出し、刷毛素体に浸透する。
【００３５】
このような片圧送ローラ９００は両圧送ローラより、構造、操作が簡単なので、例えば、左右の側面が邪魔で底面の塗装が側面との境界付近までは不可能なようなケースでは、両圧送ローラに代えて片圧送ローラを使用する等、それぞれに適した状況で使い分ければ塗装効果がより改善される。実際の塗装ロボットでは交換可能なアタッチメント形式で片、両の双方を準備すれば、使い勝手が良くなる。
【００３６】
（２）両圧送ローラを使用した全自動化塗装装置について：
図１２は後述の本発明の塗装方法が用いられる全塗装自動化装置の全体構成図である。図１２において、１００は塗料調合室であり、この塗料調合室１００内には、塗装ローラに塗料を供給する塗料供給系１１０〜と塗装ローラを洗浄するために塗装ローラに洗浄剤を供給する洗浄剤供給系１６０〜とが設けられている。
【００３７】
まず、塗料供給系１１０について説明する。以下、ここで言う塗料とは上述のように塗膜保護用の粘度の高い塗料を指している。
１１１は塗料缶、１１２はポンプ、１１２Ａはポンプ駆動用モータ、１１３はレギュレータ、１１３Ａは目盛ゲージ、１１４は塗料内に混入する異物を除去する溶液用フィルタ、１１５は塗料タンク、１１６はポンプ、１１６Ａはポンプ駆動用モータである。塗料缶１１１内の成膜用の水性塗料はポンプ１１２で吸引されて塗料缶１１１から出て、レギュレータ１１３で液圧を制御され、溶液用フィルタ１１４で不純物を濾過されて塗料タンク１１５に入る。
【００３８】
塗料調合室１００の外には、レギュレータ１２０、目盛ゲージ１２０Ａ、塗料内に混入する異物を除去する溶液用フィルタ１２１、移送される塗料の温度を調節する熱交換器１３０、液量安定化装置１４０がある。液量安定化装置１４０を出た塗料は塗装ブース内の２台の自動塗装装置に供給するため２つの配管１５１と１５２にそれぞれ分岐する。２台の自動塗装装置に供給した後の剰余塗料は戻り配管１５５を通って塗料タンク１１５に戻る。
【００３９】
次に、洗浄剤供給系１６０について説明する。
１６１は洗浄剤ドラム 、１６２はポンプ、１６２Ａはポンプ駆動用モータ、１６３は洗浄剤用フィルタである。洗浄剤用フィルタ１６３を出た洗浄剤は２つの配管１５３と１５４にそれぞれ分岐して、塗装ブース内の２台の自動塗装装置にそれぞれ供給される。
【００４０】
１７０は塗装ブースである。
塗装ブース１７０内には、２台の塗装ロボット１７１と１７２が設けられており、１７１ａ、１７２ａはその塗装ロボット１７１と１７２の各アーム先端に装着された本発明に係る曲面塗布対応型の両圧送ローラである。各両圧送ローラ１７１ａ、１７２ａはブースの入口に設けられたＣＣＶ（ｃｏｌｏｒ ｃｈａｎｇｅ ｖａｌｖｅ：切替バルブ）１７３、１７４の出口側とそれぞれ配管１７５、１７６で繋がれている。ＣＣＶ１７３、１７４は１種類の塗料をオン・オフさせてニードルバルブと異なり、複数塗液をエアの切替で複数塗液の１つを吐出させることのできるバルブである。ここでは、ＣＣＶ１７３の入口側に塗料配管１５１と洗浄剤配管１５３が繋がれていて、ＣＣＶ１７３はエアの切替でその都度一方の配管から他方の配管へ切り替えることができるようになっている。各ＣＣＶ１７４についても同様に入口側には塗料配管１５２と洗浄剤配管１５４が繋がれていて、ＣＣＶ１７４はエアの切替でその都度一方の配管から他方の配管へ切り替えることができるようになっている。
なお、ＣＣＶ１７３、１７４は図１２では塗装ブース１７０の入り口に設けているが、塗装ロボット１７１と１７２のアーム近傍に設けておくと、洗浄剤の消費が少なくて同じく塗装ローラ１７１ａ、１７２ａの洗浄が行える。
【００４１】
図１２において、Ｗは検査工程ラインやマスキング工程（３）を経て塗装ブース１７０内に搬入された自動車等の被塗装媒体であり、塗装ブース１７０で保護膜を塗布され、必要に応じて補正仕上げ塗布される。Ｐ１、Ｐ２は塗装の前補正および後補正（仕上げ塗布）を手動で行う作業員で、各々ロール刷毛Ｒ１、Ｒ２と塗料缶Ｂ１、Ｂ２とを手に、自動化できなかった箇所の塗装をここで行なっている。そしてここで必要に応じて仕上げ塗布された自動車Ｗは塗装ブース１７０から出て、次の乾燥工程（６）へ進む。
【００４２】
以下、上述の各構成要素について簡単に説明する。
図１３は塗料タンクの１例を示す図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図である。塗料タンク１１５は塗布液表面に皮張りができるおそれのない高品質の塗料貯蔵が確保でき、かつタンクの小型化及び構成の簡素化となるタンクで、塗料タンク１１５は、水性塗料を貯蔵するタンク本体１１５ａと、タンク本体を密閉的に閉鎖する蓋１１５ｂと、タンク本体内１１５ａに貯蔵される水性塗料Ｐ内に水性塗料Ｐを流入する補給配管１１５ｃ、給送配管１１５ｈ、戻り配管１５５とを備えている。タンク本体１１５ａは上方が開放した有底円筒状のタンクで、テフロン等の液切れの良い材質で内部コーティングしてある。タンク本体１１５ａの底部１１５ｅの近傍に張設されたスクリーンメッシュ１１５ｆと、タンク本体１１５ａの側壁１１５ｇの上端に固設されて、タンク本体１１５ａを密閉する蓋１１５ｂを載置している。
【００４３】
補給配管１１５ｃおよび戻り配管１５５は、タンク本体１１５ａの側壁１１５ｇの中間高さに位置し互に異なる高さで側壁１１５ｇを貫通して設けられており、かつ各先端部はタンク本体１１５ａ内において図１３（ｂ）に示すように側壁１１５ｇに沿って周方向に折曲し、各補給配管１１５ｃ、戻り配管１５５の先端から水性塗料内流入する水性塗料Ｐが渦を形成するようにして、タンク本体内１１５ａに貯蔵されている水性塗料Ｐを空気を巻き込まないで静かに撹拌するようにしている。塗料タンク本体１１５ａの底部１１５ｅに排出管１１５ｈが接続され、ポンプ１１６によって塗装ブース１７０内の塗装装置へ塗料が供給される、本発明に係るロボットおよびローラによって自動車の塗膜上に塗布される。
【００４４】
塗装ブース１７０側で余剰となった塗料は戻り配管１５５を経由して塗料タンク１１５内に戻される。塗料の使用により塗料タンク１１５の塗料Ｐの液面Ｌが予め設定された下限値まで降下すると補給ポンプ１１２の作動により塗料缶１１１から補給配管１１５ｃを介して塗料Ｐが塗料タンク１１５内に補給され、液面Ｌが予め設定された上限値に達すると補給が終る。
このように塗料タンク１１５内の塗料Ｐの液面Ｌは、設定された上限値と下限値との間を間欠的に変動せしめられる。しかし、タンク本体１１５ａの上端は蓋１１５ｂにより密閉的に閉鎖されることから塗料タンク１１５内の塗料Ｐの上方に位置する空間内は過度に乾燥することなく、塗料Ｐに含有する水分の蒸発等により湿度略１００％の加湿状態に保持され、液面Ｌより上方の側壁１１５ｇの内面に付着残存する塗料及び液面Ｌにおける塗料の乾燥が回避されて側壁１１５ｇの内面及び液面Ｌでの塗料Ｐの半固形化、即ち皮張りの発生が回避される。
【００４５】
一方、塗布作業中における塗料タンク１１５内の塗料Ｐは、戻り配管１５５の先端から側壁１１５ｇに沿って流入する塗料によって常時緩やかに撹拌され、塗料中に含有する顔料の沈降による凝結、いわゆるケーキングの発生が防止できる。
また、補給配管１１５ｃ及び戻り配管１５５の各先端部はタンク本体１１５ａ内の塗料Ｐの内部に突出しているので、空中の泡を巻き込むことがない。
また、従来装置のように、撹拌ポンプを別途用いる必要がないので、コスト安となる他、空中の泡を巻き込む虞もない。
【００４６】
このように、塗料タンク１１５によると、水性塗料Ｐを貯蔵するタンク本体１１５ａの上部を蓋１１５ｂにより密閉することから、タンク本体１１５ａ内の上方の空間が、水性塗料Ｐに含有する水分の蒸発によって加湿状態に保持され、塗料液面Ｌより上方の側面１１５ｇ内面に付着する塗料及び液面における塗料の乾燥が回避されて皮張りの発生が防止され、かつ供給配管１１５ｃ及び戻り配管１５５からタンク１内に流入する塗料によりタンク１内の塗料Ｐが撹拌されて顔料の沈降に伴うケーキングの発生が防止され、皮張りやケーキングの混入がない均一な塗料の貯蔵が可能になり、かつオーバーフロー槽や撹拌ポンプが不要になることから構成の簡素化及び小型化が図られる。
【００４７】
次に、使用するポンプ１１２の１例を簡単に示しておく。
ポンプ１１２としては、ここでは加圧タイプのダイヤフラムポンプが用いられ、これによって塗料の移送量を大きく増量できるという特長がある。
図１４は使用するポンプ１１２の縦断面図である。
駆動モータ１１２Ａ（図１２）等により脈動圧導入路１１２９を介して負圧が脈動圧室１１２Ｑ内へ導入されると、ポンプダイヤフラム１１２８は脈動圧室Ｑ側へ移動してポンプ室１１２Ｐ内の室容積を増加してポンプ室Ｐ内の圧力を低下させる。これによると吐出側逆止弁１１２Ｕは吐出弁座１１２４を閉塞し、一方吸入側逆止弁１１２Ｖは吸入弁座１１２２を開放する。従って、塗料缶１１１（図１２）内の塗料は、吸入路１１２Ｔ、吸入弁座１１２２を介してポンプ室１１２Ｐ内へ吸入される。
【００４８】
次いで、脈動圧導入路１１２９を介して正圧が脈動圧室１１２Ｑ内へ導入されるとポンプダイヤフラム１１２８はポンプ室１１２Ｐ側へ移動してポンプ室１１２Ｐ内の室容積を減少してポンプ室１１２Ｐ内の圧力を高める。これによると、吐出側逆止弁１１２Ｕは吐出弁座１１２４を開放し、一方吸入側逆止弁１１２Ｖは吸入弁座１１２２を閉塞する。
従って、ポンプ室１１２Ｐ内に貯溜された塗料は、吐出弁座１１２４、吐出路１１２Ｓを介して吐出される。
そして、脈動圧導入路１１２９より継続的に脈動圧力が脈動圧室１１２Ｑ内へ導入されると、ポンプダイヤフラム１１２８は継続的に往復動をなすもので、これによって昇圧された塗料が連続的に供給される。
【００４９】
ポンプ１１２の吐出工程時において、吐出路１１２Ｓ内には昇圧された塗料がポンプ室１１２Ｐから供給されるもので、これによると吐出路１１２Ｓに臨んで配置された吐出側サージダイヤフラム１１２Ｎ２は圧力を受けて吐出側サージタンク１１２Ｋ内に向けて変位し、吐出側サージタンク１１２Ｋ内の圧力を上昇させる。そして、この上昇した圧力は仕切壁１１２Ｌに設けた連通路１１２Ｒを介して吸入側サージタンク１１２Ｊ内へ導入され、吸入側サージダイヤフラム１１２Ｎ１に押圧力を付勢し、吸入側サージダイヤフラム１１２Ｎ１に吸入路１１２Ｔ側に向かう押圧力を蓄圧する。これは前記サージタンク１１２Ｊ、１１２Ｋ内には圧縮性を有する空気が封入されることによる。
【００５０】
次いで、ポンプの吸入工程に入ると、吸入弁座１１２２は吸入側逆止弁１１２Ｖによって開放され、ポンプ室１１２Ｐ内の負圧によって吸入路１１２Ｔ内の塗料がポンプ室１１２Ｐ内へ吸入されるが、このとき、前記吐出工程において吸入路１１２Ｔ側に向かう押圧力を蓄圧された吸入側サージダイヤフラム１１２Ｎ１は、一気に吸入路１１２Ｔ側へ変位し、吸入路１１２Ｔ内の塗料をポンプ室１１２Ｐ内に向けて圧送する作用をなす。
【００５１】
このようなポンプ１１２によると、ポンプ室１１２Ｐ内には、ポンプダイヤフラム１１２８の移動によるポンプ室１１２Ｐの負圧吸引作用による塗料流入に加え、吸入側サージダイヤフラム１１２Ｎ１の変位による塗料の圧送作用に流入が付加されるもので、これによってポンプ室１１２Ｐ内には従来に比較して多量の塗料を吸入できる。
次いで、ポンプ室１１２Ｐの吐出工程に入ると、ポンプ室１１２Ｐ内に貯溜される塗料が吐出弁座１１２４を介して吐出路１１２Ｓ内へ吐出されるもので、上記によって塗料吐出量を大きく増量できる。
【００５２】
次に、ここで用いるフィルタについて１例を示す。
図１５は塗料内の沈降性物質が底部に沈殿しにくい塗料フィルタを示している。 この塗料フィルタ５００は、図１５に示すとおり、塗料供給路に接続されるジョイント５０１、５０２を両側に備えたヘッド５１１の下方に、底板カバー５１２を備えたシェル５１３をロッド５１４を介して固定してなるフィルタハウジング５１５中に、中空のフィルタカートリッジ５０３が配されたもので、入口側のジョイント５０１と連通するヘッド５１１の入口ノズル５１１ａから進入した塗料は、フィルタカートリッジ５０３の周囲からフィルタカートリッジ５０３の中心側へ向かって通過してろ過され、その後に、フィルタカートリッジ５０３の中空部を上方へ移動して出口側のジョイント５０２から塗料供給路へと圧送される。
５０４は、フィルタカートリッジ５０３をシェル５１３内で所定位置に配するためのガイドスプリングであり、５０５は各種計測用ゲージのための接続部である。このような塗料フィルタ５００において、フィルタカートリッジ５０３を交換する際には、ロッド５１４の先端に設けられたナット５１６を弛めてシェル５１３をヘッド５１１から取外して、内部のフィルタカートリッジ５０３を交換する。
このように、溶液の供給時にフィルタ本体が溶液供給側の上方に位置するようになっているので、フィルタ本体内を通過する塗料内の比重の大きな沈降性物質がフィルタ本体内に沈殿・蓄積することがなくなる。
【００５３】
次に、塗料の温度調節を行う熱交換器１３０について図１６を用いて簡単に説明する。
図１６において、フィルタ１２１（図１２）を出た塗液は熱交換部１３６の一次側コイル１３６ａを通って液量安定化装置１４０へ行く。一方、熱交換部１３６の二次側コイル１３６ｂには温水および冷水が混ぜて通される。
冷水タンク１３１ａと冷水ポンプ１３２ａとにより冷水が吸い上げられ、配管１３３ａ、１３３ｃ、１３３ｅを通って元に戻る冷水供給手段が構成されている。
塗料が配管１５１を通過すると、計測器が塗料温度を検出し、計測結果液温が低いとこれに基づいて三方弁１３４ａの開度を制御し、熱交換部１３６に対する温水の供給量を増加するとともに冷水の供給量を減少させる。また、計測器の計測結果で塗料温度が上昇し過ぎると、三方弁１３４ａを制御し、熱交換部１３６に対する冷水の供給量を増加させるとともに温水の供給量を減少させる。このように三方弁１３４ａの調節によって熱交換部１３６に送る冷熱媒の量を調節することで塗料温度を調節することができる。
【００５４】
何等かの原因によって急激に塗料温度が低下する場合があるが、この場合は、熱交換部１３６に冷媒が送られないように三方弁１３４ａの開度を調節するとともに、熱交換部１３６に熱媒が連続して最高量送られるように三方弁１３４ａの開度を調節する。 以上のように冷熱媒の供給を調節することで塗料温度を調節することができる。
この熱交換器１３０によれば、最低限の塗料のみを温度調節すれば良いので省エネルギーの熱交換器となる。
【００５５】
図１７は液量安定化装置の１構成例を示す。
図において、１４０は液量安定化装置、１４１はエアオペレート式コントロールバルブ、１４２は流量計、１４３はカウンタ、１４４はバリアアンプ、１４５はアナログメモリユニット、１４６は調節計、１４７は変換器である。
タンク１１５（図１２）からの塗料は、熱交換器１３０（図１２）を経て液量安定化装置１４０に至り、ここではエアオペレート式コントロールバルブ１４１および流量計１４２を介して図１２のＣＣＶ１４０を経て最終的に自動塗装ローラ１７１ａ、１７２ａから被塗装物に向けて吐出される。
塗装ローラ１７１ａ、１７２ａは、塗装ロボット１７１、１７２からの制御信号によってモータ、電磁弁等の駆動に連動して進退駆動され、これに応じて塗料吐出のオン／オフ制御が行われる。また、電磁弁の駆動に連動して塗装ローラ１７１ａ、１７２ａのローラ吐出用エアのオン／オフも行われる。
さらに、塗装ロボット１７１、１７２からの電磁弁の駆動制御信号（オン／オフ信号）はカウンタ１４３に送出される。
【００５６】
流量計１４２は、塗料流量に応じた周波数のパルス信号を発生し、このパルス信号はカウンタ１４３およびバリアアンプ１４４を介して、Ｄ／Ａ変換手段および記憶手段を有するアナログメモリユニット１４５に供給される。
カウンタ１４３は、流量計１４２のパルス信号および塗装ロボット１７１、１７２のオン／オフ信号を受信してアナログメモリユニット１４５の制御信号を生成する。すなわち、カウンタ１４３は、塗装ロボット１７１、１７２からの信号の立ち上がり（オフからオン）に応じて流量計１４２のパルス信号の計数動作を開始し、パルス数が設定値に達したときに、フィードバックに配設されたアナログメモリユニット１４５に供給する制御信号をオンとする。
カウンタ１４３は、塗装ロボット１７１、１７２からの信号の立ち下がり（オンからオフ）に応じて計数値がリセットされ、立ち上がり（オフからオン）に応じて計数動作を開始するものでも、塗装ロボット１７１、１７２からの信号の立ち上がりに応じて計数値のリセットおよび計数動作の再開を行うものでもよい。
【００５７】
アナログメモリユニット１４５は、カウンタ１４３からの制御信号がオンのときには入力した信号に対応した値の電流を出力し、オフになるとその時点での入力信号に対応した電流値をホールドして出力するように構成されている。
アナログメモリユニット１４５の出力信号は、流量の測定値として調節計１４６に供給される。
調節計１４６は、コントロールバルブ１４１の開度すなわち流量のＰＩＤ制御を行うＰＩＤ調節計の形態を有し、さらに流量設定値（目標値）とアナログメモリユニット１４５からの入力値（フィードバック値）とを表示するための表示器を内部に有している。調節計１４６は設定値と入力値とを比較し、誤差に対応した制御信号を出力し、その出力信号は変換器１４７に供給される。変換器１４７は減圧弁を介して供給される圧縮空気圧を調節計１４６の出力信号レベルに応じて調節し、エア制御型のコントロールバルブ１４１に制御空気として供給する。
コントロールバルブ１４１は、供給される制御空気圧に応じてバルブ開度を調整し、これによって、塗料流路への塗料の付着等の環境要因によらず、設定値からの偏差が最小となるように塗料流量が制御される。
【００５８】
水性塗料通路部への塗料の固着等によって塗装ローラ１７１ａ、１７２ａの吐出流量が変化した場合、この液量安定化装置によれば、塗装ローラ１７１ａ、１７２ａのオン／オフで塗料の流れが断続されても、オン時の立ち上がり時に塗料の吐出が円滑に行われるとともに、安定した制御が可能となる。
また、流量に対応して流量計が発生するパルスを計数し、その計数値に応じてフィードバック制御に移行するようにしたので、流量計のタイプによって定まるパルス数の計数値を電子カウンタに初期設定しておけば足り、吐出量の変更に応じてタイマの設定時間を変更する必要がなくなるので、システムに対して操作者が設定すべき項目数が減り、かつ煩雑な操作が回避できる。
【００５９】
（３）全自動化装置の前後の工程について：
自動車に塗膜保護の保護膜を形成する工程の前段は、次のようになっている。
（１）まず、車をきれいに洗浄し、（２）水切し、（３）保護膜を形成するところ以外をマスキングし、（４）この保護膜を塗布し、（５）必要に応じて補正仕上塗布した後、（６）乾燥させて終了する。
すなわち、（１）保護膜を形成すべき自動車Ｗは、洗浄工程に搬入され、車体全体を回転ブラシを使用するシャワー式洗車装置により洗浄して塗膜表面に付着した雨水や塵埃等を除去する。寒冷期には塗膜表面に付着した水滴の凍結により塗膜表面に傷を付けるおそれがあることから例えば３０〜５０℃の温水を用いる。
（２）洗浄工程で洗浄された自動車Ｗの塗膜を、続く水切工程において約３０〜７０℃の温風によるエアブローにより塗膜表面に残存する洗浄水を除去して乾燥させる。洗浄工程に使用される温水と水切工程で使用される温風によるエアブローにより後工程である塗布工程における水性塗料の塗布を良好にするため自動車の表面温度を適切に保持できる。表面温度は塗料の成膜性からすると１５℃以上、望ましくは２０〜３０℃である。
（３）水切工程において洗浄水切り乾燥された自動車Ｗは次のマスキング工程で水性塗料を塗布する塗布範囲と非塗布範囲とを仕切るためのマスキングテープを貼着し、かつエンジンフードに開口するインテークダクトやその他塗布範囲内にある樹脂部品等の非塗布部品をカバー等の載置により被覆する。
（４）続く塗布工程において、予めマスキング工程で区画された塗布範囲をローラ刷毛の塗布装置によりアクリルエマルジョンを主成分とした水性塗料（例えば関西ペイント社製ラップガードＬ）を塗布する。
（５）必要に応じて行うことができる次の仕上塗布工程では、前記マスキング工程で貼着したマスキングテープの剥離除去及びカバー等を除去し、かつ塗布範囲の細部の未塗布部分を刷毛或いは小型のローラ刷毛を用いて手動で水性塗料を塗布仕上げする。なお、マスキング工程、塗布工程及び仕上塗布工程の各工程は塗装ブース内で行われる。
（６）続く乾燥工程において赤外線乾燥炉を用いて約３０〜９０秒間赤外線照射により塗布された水性塗料の内部からの乾燥を促進させ、続いて熱風乾燥炉を用いて被塗装物全体を均一に加熱して水性塗料を乾燥又は熱風乾燥炉だけを用いて乾燥させて保護膜を形成する。熱風乾燥炉としては水性塗料の成膜性、自動車の各種電装品等の付属部品保護の観点から乾燥温度が５０〜１００℃で風速が毎秒０．５〜８ｍの条件下で約２〜１０分間乾燥せしめることが好ましい。
また、上記工程に代えて、インライン方式を採ることも可能である。その場合は、自動車の塗装（中塗り、上塗り）が終わってさらに検査終了後に、保護用塗料が塗布され、乾燥され、その後、計器等の部品が取り付けられて完成車となる。
【００６０】
ここで言う塗料は、前述のように、塗膜保護用の塗膜形成用のものであり、通常のカラー塗料と比べて粘度が高いので、従来のスプレー式の自動塗装装置では実現が困難であった。したがって、従来は塗装ローラを用いた手作業による塗装で行っていた。
ところが、今回、本出願人の発明に係る自動塗装ローラの出現により、粘度の高い保護膜の形成を塗装ローラで全自動化することが可能となった。
前述の全塗装自動化装置は、上記（１）〜（６）の工程のうちの（４）の塗布工程の全自動化に用いられるものであり、ローラ均しは本発明に係る塗装方法の実行に先立って行われるものである。
【００６１】
（４）ローラ均しについて：
図１８はローラ均し装置の１例で、（ａ）は正面の斜め上から見た斜視図、（ｂ）は図（ａ）の右側から見た側面図、（ｃ）は（ｂ）の斜め上から見た斜視図である。
図において、２０はローラ均し装置、２１は塗料の均一化がなされるべき圧送ローラである。２２ａ、２２ｂは接触ローラ、２３ａ、２３ｂはそれぞれ接触ローラ２２ａ、２２ｂの回転軸、２４ａ、２４ｂはそれぞれ接触ローラ２２ａ、２２ｂのギア、２５はギア２４ａ、２４ｂを駆動する駆動ギア、２６は駆動ギア２５を回転させるモータ、２７はギア２４ａ、２４ｂおよびモータ２６を取り付ける取付板である。
【００６２】
そこで、モータ２６を回転させると、駆動ギア２５が回転し、それに伴って従動ギア２４ａ、２４ｂが同一方向へ同一速度で回転する。したがって、ギア２４ａ、２４ｂの境界の真上へ重力で載置されている圧送ローラ２１も回転する。
刷毛の下部に重力で塗料が溜まっていた圧送ローラ２１は、数回の回転でもってローラの全周囲に亘って塗料が均一化し、その後、圧送ローラ２１で塗装すれば均一な膜厚が得られる。
【００６３】
図１９は図１８のローラ均し装置が塗装ブース内で塗装ロボットによりどのように使用されるのかについての１例を示す概念図である。
図において、２０は第１の実施の形態に係るローラ均し装置、１７１、１７２は塗装ロボット、１７１ａ、１７２ａは塗装ロボット７１、１７２のアーム先端に設けられた片又は両圧送ローラ、１７３、１７４は塗装ロボット７１、１７２のアーム先端近傍に設けられたＣＣＶ、Ｋは塗料回収槽、Ｗは被塗装物たる自動車である。
塗装に先立って、まず圧送ローラ１７１ａ、１７２ａは図１２の塗料タンク１１５から塗料を給送される。このとき、圧送ローラ７１ａ、１７２ａ上の塗料は重力で下方に偏在しているので、圧送ローラ７１ａ、１７２ａは塗装ロボット７１、１７２によってローラ均し装置２０の上へ運ばれ、接触ローラの上に載置される。その後、接触ローラを回転させることにより、圧送ローラ１７１ａ、１７２ａ上の塗料は均一化される。
この後、本発明に係る塗装方法が実行される。
【００６４】
（５）本発明の塗装方法について：
図２０は自動車のフードの塗装を例にした本発明の塗装方法を説明する図で、（ａ）は塗装順序を説明する平面図、（ｂ）は塗装結果について説明する断面図である。
図２０において、自動車のフード１１の上の矩形状の広域エリアＡ１に塗装を施す場合、まず、▲１▼に示す最初の長尺エリアの左端部分にロボットアーム１７１（図１）で圧送ローラ刷毛１０を置かれる。図２０の長尺エリア▲１▼と従来方法の図３の長尺エリア▲１▼との相違点は、長尺エリア▲１▼の左端が従来方法の場合は広域エリアＡ１の左端であったのに対して本発明の方法の場合は広域エリアＡ１の左端から最長で圧送ローラのローラ幅だけ内側に入った点（以後、この点を「左内側点」と言う。）から塗装が開始されている点である。言い換えれば、図で長尺エリア▲８▼に相当するエリアの半分以上を残した内側から塗装されている。
【００６５】
長尺エリア▲１▼の塗装の終了点も同じで、従来方法の場合は広域エリアＡ１の右端であったのに対して本発明の方法の場合は広域エリアＡ１の右端から最長で圧送ローラのローラ幅だけ内側に入った点（以後、この点を「右内側点」と言う。）で塗装が終了されている。言い換えれば、図で長尺エリア▲７▼に相当するエリアの半分以上を残した内側まで塗装される。
なお、長尺エリア▲１▼では、圧送ローラ刷毛１０は塗料を吐出しながら（ＯＮ）塗装している。
【００６６】
次に、ロボットアーム１７１で圧送ローラ刷毛１０を持ち上げ、向きを変えて長尺エリアの▲２▼の右内側点に圧送ローラ刷毛１０を置き、図１（ｂ）の状態で右から左に塗料を吐出しながら（ＯＮ）塗装し、左内側点で停止する。
以下、同じようにしてこれを繰り返す。
【００６７】
そして、最終行の長尺エリア▲６▼では、長尺エリア▲７▼の右内側点にてロボットアーム１７１で圧送ローラ刷毛１０を持ち上げ、向きを変えて長尺エリアの▲６▼の右内側点に圧送ローラ刷毛１０を置き、図１（ｂ）の状態で右から左に転動移動する。この場合、圧送ローラ刷毛１０は塗料を吐出せずに転動するか、吐出するにしても僅かばかりの量を吐出することとしている。
【００６８】
次に、広域エリアＡ１の内、図で左右の両端部の未塗装エリアについて塗装する。この場合、重要なことは、先の長尺エリアの▲６▼の場合と同じく、圧送ローラ刷毛１０は塗料を吐出せずに転動するか、吐出するにしても僅かばかりの量を吐出するだけである。
まず、縦方向の長尺エリア▲７▼において、ロボットアーム１７１で圧送ローラ刷毛１０を最下位置に置き、塗料を吐出せずに（吐出するにしても僅かばかりの量）下から上に転動させる。
【００６９】
次に、広域エリアＡ１の未塗装エリア▲８▼についても同じく、ロボットアーム１７１で圧送ローラ刷毛１０を最下位置に置き、塗料を吐出せずに（吐出するにしても僅かばかりの量）下から上に転動させる。これで広域エリアＡ１の塗装はすべて完了する。
【００７０】
このようにして行われた本発明の塗装結果を調べてみると、図２０（ｂ）のような結果が得られた。（イ）は長尺エリア▲１▼〜▲６▼の塗装が終わった中間段階、（ロ）はさらの縦方向の長尺エリア▲７▼と▲８▼の塗装が終わった最終段階の縦断面図を示している。（イ）では、矩形エリアの中央部では圧送ローラ刷毛が移動しているため塗膜の厚みｄ２が薄いが、矩形エリアの端部では圧送ローラ刷毛が停止するため塗膜の厚みｄ１が厚くなっており、塗膜が均一でない。
ところが、この後、この塗膜の厚みｄ３部分（すなわち、長尺エリア▲７▼）と厚みｄ１部分（すなわち、長尺エリア▲８▼）を塗料非吐出状態でローラで均すため、塗膜の厚みｄ１部分が拡げられ、塗膜Ｐ２の厚みは前面に亘って均一化され、最終的に（ロ）のように両端部の厚みｄ４、ｄ６も中央部の厚みｄ５も同じになる。
このように、本発明によれば、一旦塗料溜まりが生じても、次のステップでカラローラによる均しが行われるので、塗膜の厚みＰ１が均一となり、塗料溜まりによるタレが解消された。
【００７１】
また、上記塗装方法において、最終行の長尺エリア▲６▼に限って圧送ローラ刷毛は塗料を吐出せずに転動させたが、このようにすることにより長尺エリア▲６▼の両端ではそれまでの長尺エリア▲１▼〜▲５▼の端部に生じた塗膜の厚い部分が生じないので、縦方向長尺エリア▲７▼、▲８▼を下方から上方へ向けて厚みｄ１、ｄ２部分を均しながら最終の長尺エリア▲６▼に達したとき、そこには厚みｄ１、ｄ２部分がないのでそれ以上均一に押し広げる必要がなくなり、均一化工程は終了する。
【００７２】
未塗装エリアの幅をどれだけにするかは、前段に発生する塗料溜まり量によって決めることができる。例えば、塗料溜まり量が多くなるにしたがって未塗装エリア幅を広くし、塗料溜まり量が少なければ未塗装エリア幅を狭くするのがよい。
また、未塗装エリアの幅は当然ながら圧送ローラの幅を超えてはならない。
【００７３】
塗り重ね方は塗布幅に対して重ね過ぎると塗装効率（時間）が低下するので、重ね幅は約１割ラップが好ましい。例えば、塗布幅は１７０ｍｍに対してラップ幅は２０ｍｍ程度とする。
【００７４】
ここで本塗装方法が採用された１実施例における塗装条件について示しておく。
圧送ローラの加重は０．６〜１．５ｋｇｆ（８．８〜１４．７Ｎ）、
塗布幅は１７０ｍｍ（７インチローラ刷毛）、
重ね幅は１割〜５割（１割は約２０ｍｍ程度、
ローラ線速は１０〜４０ｍ／ｍｉｎ、
ローラ塗装方向は後ろ向きとした。
【００７５】
図２１は本発明に係る塗装方法が適用可能な自動車の部位の３例の平面図で、（ａ）はフード、（ｂ）はルーフ、（ｃ）はトランクである。
各図について共通して言えることは、最上行の長尺エリア（フードの▲６▼、ルーフの▲９▼、トランクの▲４▼）および両端の縦方向長尺エリア（フードの▲７▼▲８▼、ルーフの（１０）（１１）、トランクの▲５▼▲６▼）においては、圧送ローラ刷毛は塗料を吐出せずに転動するか、吐出するにしても僅かばかりの量を吐出することとしていること、それ以外の横方向長尺エリアは塗料吐出をし、改行毎に圧送ローラ刷毛の方向転換をして折り返し運行をさせていることである。このようにする作用効果は既に述べたのでここでは省略する。
フード、ルーフ、トランクは共に平坦部の他に曲面を有しており、従来の塗装ローラでは自動化が不可能であったが、本出願人の発明に係る圧送ローラ付き塗装ロボット１７１（図１）によって初めて可能となっている。
自動車の塗膜対象としては、フード、ルーフ、トランクに限らず、その他、垂直部位としてのバンパー、フェンダー、ドア等も塗装可能である。
【００７６】
また、形状追従性の困難な部位の塗装、例えば図２０の広域エリアＡ１以外のエリアＡ２等は、刷毛若しくはローラを用いて作業員が手動で補正するか、あるいは上記圧送ローラよりも小回りの利く小型のローラや、若しくはダストの出にくいエッジのはっきり出るスリットノズルを塗装ロボットに搭載して補正作業を行わせるようにするとよい。
【００７７】
図２２は図１９に図示の塗装ロボット１７１、１７２を用いた効率的な塗装の１例を示す平面図である。塗装ロボット１では、本発明の塗装方法を用いてフードだけをエリアＡ１のように圧送ローラ１７１ａで塗装させてゆき、その間に塗装ロボット２では、本発明の塗装方法を用いてトランクからルーフにかけてエリアＡ２のように圧送ローラ１７２ａで塗装させる。
また、自動車を次の工程へ移動させながら、これに合わせて塗装ロボット１，２も移動させながら塗装を行うのが効率的な塗装にとってよい。
【００７８】
以上のように、本発明によれば、ローラ塗布・塗装を手作業で行う必要が無くなり、ローラ全体に均一に塗料を付けることができるのでバラツキが無くなり、数回塗布後に再度塗料をローラに浸透させるという作業の繰返しも無くなって、人件費、作業時間短縮、塗装ブースの短縮などの点で改善され、歩留まりが向上する。特に上述の塗装方法により、エリアの全域に亘って塗膜の厚みを均一にできる塗装が全自動化でできるようになる。
また、本発明のローラ式の自動塗装装置は、従来からローラ塗装されている被塗装媒体には、特に限定無しに使用可能である。例えば、車両関係、建設関係、船舶関係、家具関係、道路関係等に適用できる。
また、本発明で使用される塗料は、従来から公知のローラ塗装に使用されている塗料を特に限定無しに使用することができる。具体的には水性塗料、有機溶剤塗料等が挙げられる。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の圧送ローラによる塗装方法によれば、ローラの内部から外周に向けて塗料を圧送しながらローラを転動させて塗装する圧送ローラによる塗装方法であって、該圧送ローラで所定の長尺エリアの一方の端部から他方の端部に向けて塗装して他方の端部で停止し、次にこの長尺エリアに隣接する長尺エリアを塗装するために前記圧送ローラを前記隣接長尺エリアの一方の端部へ移動させて再び他方の端部に向けて該エリアの塗装を行なうことを繰り返しながら最終的に広域エリアを塗装する塗装方法において、まず、前記広域エリアの前記両端部から内側に最長前記圧送ローラのローラ幅に相当するエリアを残した他の内側全エリアを上記塗装方法にしたがって塗装し、次に、前記未塗装エリアを最初の長尺エリアから最終の長尺エリアに向けて非圧送又は少量圧送状態で前記圧送ローラを転動させるようにしたので、エリアの全域に亘って塗膜の厚みを均一にできる塗装が全自動化でできるようになる。
【００８０】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の圧送ローラによる塗装方法において、広域エリアのうち最終の長尺エリアを非圧送又は少量圧送状態で前記圧送ローラを転動させるようにしたので、最上部の端部に塗料溜まりが生じなくなり、したがって矩形エリアの上部の塗膜の厚みをさらにきめ細かく均一にできるようになる。
【００８１】
請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の圧送ローラによる塗装方法において、前記未塗装エリア幅は前記端部に発生する塗料溜まり量が多くなるにしたがって前記未塗装エリア幅を広くするので、塗料の種類、塗布温度等の粘性に違いがあっても同じように膜厚を均一にできるようになる。
【００８２】
請求項４記載の塗装方法の発明によれば、自動車のフード、ルーフ、トランク、バンパー、フェンダー、又はドアの形状追従性のある平坦および曲面部分の塗装を請求項１〜３のいずれか１項記載の塗装方法で行ない、形状追従性の困難な塗装を刷毛若しくはローラによる手動又は上記圧送ローラよりも小型の圧送ローラ若しくはスリットノズル搭載の塗装ロボットで行なうようにしたので、形状追従性の困難な塗装をも行えるようになる。
【００８３】
請求項５記載の自動車の塗装方法の発明によれば、ローラの内部から外周に向けて塗料を圧送しながらローラを転動させて塗装する圧送ローラを２機備えて成る請求項４記載の塗装方法において、第１圧送ローラで前記フード、ルーフ、トランク、バンパー、フェンダー、およびドアの１つ以上を塗装し、第２圧送ローラで前記第１圧送ローラの分担以外の部品の１つ以上を塗装するようにしたので、自動車の塗装を均一な膜厚で、しかも効率よく行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本出願人の開発に係る圧送ローラによる塗装ロボットを用いた塗装方向を説明する図で、（ａ）はロボットアームを使った圧送ローラによる右方向、（ｂ）は同じく左方向への塗布をそれぞれ示している。
【図２】従来の塗装方法による自動車のフード塗装を説明する図で、（ａ）は塗装順序について説明する平面図、（ｂ）は塗装結果について説明する断面図である。
【図３】本発明に係る両圧送ローラの斜視図である。
【図４】図３に示す両圧送ローラの横断面図である。
【図５】図３に示す両圧送ローラの正面断面図である。
【図６】図３に示す旋回可能支持機構の動作説明図である。
【図７】図３に示す上下動支持機構の動作説明図である。
【図８】図１に示す塗装ロボットの制御装置の概念図である。
【図９】図８に示す中央制御装置のブロック図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る片圧送ローラの塗料供給システムと塗装駆動装置の片圧送ローラの斜視図である。
【図１１】図１０に示す片圧送ローラの分解斜視図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態に係る全塗装自動化装置の構成図である。
【図１３】本発明で採用する塗料タンクを説明する図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図である。
【図１４】本発明で使用するポンプの縦断面図である。
【図１５】本発明で使用するフィルタの縦断面図である。
【図１６】本発明で使用する熱交換器の１例である。
【図１７】本発明が採用している液量安定化装置の１例を示す構成例である。
【図１８】本発明の一実施例に係る液量安定化装置を用いた自動塗装装置の構成例を示す。
【図１９】図１８のローラ均し装置が塗装ブース内で塗装ロボットによりどのように使用されるのかについての１例を示す概念図である。
【図２０】自動車のフードの塗装を例にした本発明の塗装方法を説明する図で、（ａ）は塗装順序を説明する平面図、（ｂ）は塗装結果について説明する断面図である。
【図２１】本発明に係る塗装方法が適用可能な自動車の部位の３例の平面図で、（ａ）はフード、（ｂ）はルーフ、（ｃ）はトランクである。
【図２２】図１９に図示の塗装ロボット１７１、１７２を用いた効率的な塗装の１例を示す平面図である。
【符号の説明】
２０ ローラ均し装置
２２ａ、２２ｂ 接触ローラ
２３ａ、２３ｂ 回転軸
２４ａ、２４ｂ ギア
２５ 駆動ギア
２６ モータ
２７ 取付板
Ｋ 塗料回収槽
Ｌ オーバーフロー口
４０ ローラ刷毛組立体
４１ アーム
４２ 下部フレーム
４４ 塗料圧送管
５０ 旋回可能支持機構
５１ 延設板
５３ 旋回機構の中間フレーム
５３ａ 基台
５２ 連結ピン
６０ 上下動支持機構
６１ アーム
６２ 係止ピン
６４ 上部フレーム
７１ 中実円柱体
７２ ローラ刷毛
７３ 軸中心孔
７４ 放射孔
７５ 拡散溝
７８ ドラム
７９ 孔
８１ ガスケット
８２ 円板
８３ ボルト
９４ 多関節型ロボット本体
９５ 中央制御装置
９６ 温度／湿度センサ
９７ 位置検出センサー
１００ 塗料調合室
１１０ 塗料供給系
１１１ 塗料缶
１１２ ポンプ
１１２Ａ ポンプ駆動用モータ
１１２Ｂ ポンプ室凹部
１１２Ｃ 係止段部
１１２Ｄ 下方の鍔部
１１２Ｅ 流入路凹部
１１２Ｆ 吐出路凹部
１１２Ｇ 仕切壁
１１２Ｍ サージタンクカバー
１１２Ｕ 吐出側逆止弁
１１２Ｑ 脈動圧室
１１２Ｖ 吸入側逆止弁
１１２Ｗ 仕切壁
１１２２ 吸入弁座
１１２３ 弁座体
１１２４ 吐出弁座
１１２５ 吸入側逆止弁収納凹部
１１２７ ポンプカバー
１１２８ ポンプダイヤフラム
１１２９ 脈動圧導入路
１１２Ｐ ポンプ室
１１２Ｊ 第１凹部
１１２Ｋ 第２凹部
１１２Ｌ 仕切壁
１１２Ｎ サージダイヤフラム
１１２Ｎ２ 吐出側サージダイヤフラム
１１２Ｎ１ 吸入側サージダイヤフラム
１１２Ｓ 吐出路
１１２Ｔ 吸入路
１１６ ポンプ
１１６Ａ ポンプ駆動用モータ
１１３ レギュレータ
１１３Ａ 目盛ゲージ
１１４ 溶液用フィルタ
１１５ 塗料タンク
１１５ａ タンク本体
１１５ｂ 蓋
１１５ｃ 補給配管
１１５ｈ 給送配管
１１５ｅ 底部
１１５ｆ スクリーンメッシュ
１１５ｇ 側壁
１２０ レギュレータ
１２０Ａ 目盛ゲージ
１２１ 溶液用フィルタ
１３０ 熱交換器
１３６ 熱交換部
１３６ａ 一次側コイル
１３６ｂ 二次側コイル
１３１ａ 冷水タンク
１３２ａ 冷水ポンプ
１３３ａ〜１３３ｆ 配管
１３１ｂ 温水タンク
１３２ｂ 温水ポンプ
１３４ａ 三方弁
１３６ 供給管
１３６ａ 放熱部
１３６ｄ 排出管
１４０ 液量安定化装置
１４１ エアオペレート式コントロールバルブ
１４２ 流量計
１４３ カウンタ
１４４ バリアアンプ
１４５ アナログメモリユニット
１４６ 調節計
１４７ 変換器
１５１〜１５４ 配管
１６０ 洗浄剤供給系
１６１ 洗浄剤ドラム
１６２ ポンプ
１６２Ａ ポンプ駆動用モータ
１６３ 洗浄剤用フィルタ
１７０ 塗装ブース
１７１、１７２ 塗装ロボット
１７１ａ、１７２ａ 両圧送ローラ
１７３、１７４ ＣＣＶ
１７５、１７６ 配管
１５５ 戻り配管
５００ 塗料フィルタ
５０１、５０２ ジョイント
５１１ ヘッド
５１２ 底板カバー
５１３ シェル
５１４ ロッド
５１５ フィルタハウジング
５０３ フィルタカートリッジ
５１１ａ 入口ノズル
５０４ ガイドスプリング
５０５ 各種計測用ゲージ接続部
７３１ 塗料流量制御装置
７４１ アーム
７４２ ロボット制御装置
７５０ ＣＰＵ
７５１ ＲＡＭ
７５２ ＲＯＭ
７５３ 表示装置
７５４ キーボード
７５５ インタフェース
８３１〜８３６ ディフューザ単体
９００ 片圧送ローラ
９０１ ローラ刷毛
９０１ａ 筒状ローラ
９０１ｂ 刷毛素体
９０２ ディフューザ
９０３ ローラ支持体
９０４ ハンドル
９０６ ローラシャフト
９０６ａ 塗料供給孔

Claims (5)

1. ローラの内部から外周に向けて塗料を圧送しながらローラを転動させて塗装する圧送ローラによる塗装方法であって、該圧送ローラで所定の長尺エリアの一方の端部から他方の端部に向けて塗装して他方の端部で停止し、次にこの長尺エリアに隣接する長尺エリアを塗装するために前記圧送ローラを前記隣接長尺エリアの一方の端部へ移動させて再び他方の端部に向けて該エリアの塗装を行なうことを繰り返しながら最終的に広域エリアを塗装する塗装方法において、
   まず、前記広域エリアの前記両端部から内側に最長前記圧送ローラのローラ幅に相当するエリアを残した他の内側全エリアを上記塗装方法にしたがって塗装し、
   次に、前記未塗装エリアを最初の長尺エリアから最終の長尺エリアに向けて非圧送又は少量圧送状態で前記圧送ローラを転動させることを特徴とする圧送ローラによる塗装方法。
2. 広域エリアのうち最終の長尺エリアを非圧送又は少量圧送状態で前記圧送ローラを転動させることを特徴とする請求項１記載の圧送ローラによる塗装方法。
3. 前記未塗装エリア幅は前記端部に発生する塗料溜まり量が多くなるにしたがって前記未塗装エリア幅を広くすることを特徴とする請求項１記載の塗装方法。
4. 自動車のフード、ルーフ、トランク、バンパー、フェンダー、又はドアの形状追従性のある平坦および曲面部分の塗装を請求項１〜３のいずれか１項記載の塗装方法で行ない、形状追従性の困難な塗装を刷毛若しくはローラによる手動又は上記圧送ローラよりも小型の圧送ローラ若しくはスリットノズル搭載の塗装ロボットで行なうことを特徴とする塗装方法。
5. ローラの内部から外周に向けて塗料を圧送しながらローラを転動させて塗装する圧送ローラを２機備えて成る請求項４記載の塗装方法において、第１圧送ローラで前記フード、ルーフ、トランク、バンパー、フェンダー、およびドアの１つ以上を塗装し、第２圧送ローラで前記第１圧送ローラの分担以外の部品の１つ以上を塗装することを特徴とする自動車の塗装方法。

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