JP2007000845A

JP2007000845A - 塗装装置

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Publication number: JP2007000845A
Application number: JP2005187265A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Nakamura; 圭佑中村; Shoichi Koyama; 昇一小山; Hideo Fujinaka; 英雄藤中
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2005-06-27
Filing date: 2005-06-27
Publication date: 2007-01-11
Anticipated expiration: 2025-06-27
Also published as: JP4742697B2

Abstract

【課題】ランプ用バルブ等の中空体の内面に被膜を形成するにあたって、従来の塗装装置に比べて工程が少なく、中空体の内面に塗料を均一に塗布することができると共に、余剰分の塗料を再利用することができる塗装装置を提供する。
【解決手段】開口部１を設けて形成される中空体２の内面に塗料３を塗布する塗装装置に関する。上記開口部１を通じて中空体２の内部に挿入される棒状の支持部材４と、支持部材４の先端部に支持される静電塗装用ノズル５と、静電塗装用ノズル５を回動させるノズル回動機構６と、静電塗装用ノズル５から噴霧された塗料３のうち中空体２の内面に塗布されずに残ったものを回収すると共にこの塗料３を再度静電塗装用ノズル５に供給する塗料リサイクル機構７とを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ランプ用バルブ等の中空体の内面を塗装する際に用いられる塗装装置に関するものである。

従来から、ランプの外管バルブのような中空球状体の内面に蛍光体等を含む塗料を塗布し、これを乾燥させることによって蛍光体等を含む被膜を形成することが知られている。そして、このような被膜を形成する際に用いられる塗装装置としては、例えば、中空球状体の開口から内部に液体状の塗料を流入させた後に、この中空球状体を回転させるなどして、中空球状体の内面全体に塗料を行き渡らせ、その後、余剰分の塗料を排出させるといった方式のものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００４−６３２８４号公報（図２、図３）

しかしながら、上記のような塗装装置にあっては、液体状の塗料を用いているので、乾燥前に垂れるなどして、中空球状体の内面の上下において膜厚に差が生じやすく、中空球状体の内面全体に塗料を均一に塗布することが困難であるという問題がある。また、中空球状体の内面に塗着されずに残った塗料を排出し、中空球状体の内面に塗着された塗料を乾燥させるといった工程が必要になるという問題もある。さらに、このように排出した塗料はそのまま廃棄されていたという問題もある。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ランプ用バルブ等の中空体の内面に被膜を形成するにあたって、従来の塗装装置に比べて工程が少なく、中空体の内面に塗料を均一に塗布することができると共に、余剰分の塗料を再利用することができる塗装装置を提供することを目的とするものである。

本発明の請求項１に係る塗装装置は、開口部１を設けて形成される中空体２の内面に塗料３を塗布する塗装装置において、上記開口部１を通じて中空体２の内部に挿入される棒状の支持部材４と、支持部材４の先端部に支持される静電塗装用ノズル５と、静電塗装用ノズル５を回動させるノズル回動機構６と、静電塗装用ノズル５から噴霧された塗料３のうち中空体２の内面に塗布されずに残ったものを回収すると共にこの塗料３を再度静電塗装用ノズル５に供給する塗料リサイクル機構７とを具備して成ることを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１において、ノズル回動機構６が、支持部材４を含む面内において静電塗装用ノズル５を揺動させるノズル揺動機構８と、支持部材４を回転軸として回転させる支持部材自転機構９とで形成されて成ることを特徴とするものである。

請求項３の発明は、請求項１又は２において、支持部材４をその長手方向に進退させる進退機構１０と、静電塗装用ノズル５の先端部と中空体２の内面との距離を一定に保持するように、ノズル回動機構６と進退機構１０とを連動させる制御機構１１とを具備して成ることを特徴とするものである。

請求項４の発明は、請求項１において、複数の静電塗装用ノズル５がそれぞれ噴霧方向を変えて支持部材４の先端部に支持されて成ることを特徴とするものである。

請求項５の発明は、請求項１において、静電塗装用ノズル５が、中空体２の内面に沿うように形成されたスリットノズル１２であることを特徴とするものである。

請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかにおいて、塗料リサイクル機構７が、回収した塗料３の成分を測定すると共に、中空体２の内面に塗布される塗料３と同一の成分比率となるように、回収した塗料３に不足分の成分を補充した後、再度静電塗装用ノズル５に供給することを特徴とするものである。

本発明の請求項１に係る塗装装置によれば、ランプ用バルブ等の中空体の内面に被膜を形成するにあたって、従来の塗装装置に比べて工程が少なく、中空体の内面に塗料を均一に塗布することができると共に、余剰分の塗料を再利用することができるものである。

請求項２の発明によれば、静電塗装用ノズルをあらゆる方向に向けることができるものである。

請求項３の発明によれば、静電塗装用ノズルの先端部から噴霧された塗料を一層均一に中空体の内面に塗布することができるものであり、また、静電塗装用ノズルの揺動範囲が制限されるような場合であっても、ノズル回動機構と進退機構とを組み合わせると、死角がなくなり、静電塗装用ノズルをあらゆる方向に向けることができるものである。

請求項４の発明によれば、塗布効率を高めることができるものである。

請求項５の発明によれば、塗布効率を高めることができるものである。

請求項６の発明によれば、回収した塗料をそのまま再利用できない場合であっても、不足分の成分を補充するだけで再利用することができ、資源の有効活用を図ることができるものである。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

（実施形態１）
図１は本発明の実施の形態の一例を示すものであり、図示された塗装装置は、開口部１を設けてガラスなどで形成される中空体２の内面に塗料３を塗布するものである。ここで、中空体２の形状としては、特に限定されるものではないが、以下では便宜上、ランプ用バルブのように球状部２ａと筒状部２ｂとを結合させたような形状からなる中空体２を例示して説明する。なお、筒状部２ｂの一端は球状部２ａと結合しているが、筒状部２ｂの他端は開口部１として形成されている。また、図１において中空体２は開口部１が下向きになるように配置してあるが、これに限定されるものではない。

図１に示される塗装装置は、中空体２の内部に開口部１を通じて挿入される棒状の支持部材４と、静電塗装用ノズル５と、ノズル回動機構６と、進退機構１０と、制御機構１１と、塗料リサイクル機構７とを具備して形成されている。

静電塗装用ノズル５は、支持部材４の先端部に支持されている。静電塗装用ノズル５に供給される塗料３は、蛍光体等を含む粉体塗料であり、塗料タンク１３内に貯留されている。塗料タンク１３と静電塗装用ノズル５との間は塗料供給用チューブ１４で連通してあり、この塗料供給用チューブ１４の途中に設けた吐出ポンプ１５によって、塗料タンク１３から静電塗装用ノズル５へ塗料３を供給するようにしてある。また、コンプレッサー１６によってエア供給用チューブ１７を通じて静電塗装用ノズル５へ空気を供給するようにしてあるので、この空気流によって静電塗装用ノズル５から塗料３を噴霧することができるものである。また、中空体２（主として球状部２ａ）は帯電用シェード１８で包囲してあり、この帯電用シェード１８及び静電塗装用ノズル５は高電圧発生装置１９を介して制御機構１１に電気的に接続してある。そして、制御機構１１から送信された信号を高電圧発生装置１９が受信し、この信号に基づいて高電圧発生装置１９が高電圧を発生させると、塗料３と中空体２が相互に反対の電荷に帯電して電界が形成されるので、静電塗装用ノズル５から噴霧された塗料３を中空体２の内面に効率よく均一に塗布することができるものである。なお、塗料３を構成する成分は特に限定されるものではない。

また、ノズル回動機構６は、中空体２の内部において静電塗装用ノズル５を回動させるものであるが、ノズル揺動機構８と支持部材自転機構９とで形成してある。

ここで、ノズル揺動機構８は、支持部材４を含む面内において静電塗装用ノズル５を図１の矢印イで示す方向に揺動させるものであり、次のようにして形成してある。すなわち、支持部材４の先端部においてこれと直交する直交軸２０を設け、この直交軸２０に静電塗装用ノズル５を軸支してある。静電塗装用ノズル５にはノズルスイング用プーリ２１が固着してあり、このノズルスイング用プーリ２１も直交軸２０に軸支してある。また、支持部材４の先端部にはノズルスイング用モータ２２が設けてあり、このノズルスイング用モータ２２の回転軸とノズルスイング用プーリ２１との間には無端ベルト２３を掛架してある。そしてノズルスイング用モータ２２は、制御機構１１と電気的に接続してあり、この制御機構１１からの信号に基づいて正転又は逆転させることができるので、これに伴って静電塗装用ノズル５を支持部材４を含む面内において、つまり、図１の矢印イで示す方向に揺動させることができるものである。

一方、支持部材自転機構９は、支持部材４自体を回転軸として図１の矢印ロで示す方向に回転させるものであり、次のようにして形成してある。すなわち、支持部材４から離れた箇所に支持部材自転用モータ２４を設け、この支持部材自転用モータ２４の回転軸に固着してある第２自転用プーリ２５と、支持部材４の後端部に設けてある第１自転用プーリ２６との間に無端ベルト２３ａを掛架してある。

ここで、図５を示して、より詳細に説明すると、支持部材４には、後端から、後述する送りネジ軸部４ｂ及びスプライン軸部４ａが形成してあり、このスプライン軸部４ａの外周面には、支持部材４の中心軸Ａ−Ａ（回転軸）方向に伸びる溝４１が凹設してある。そして、この溝４１に係合する突起部（図示省略）が第１自転用プーリ２６の内周面に突設してあるので、第１自転用プーリ２６を回転させると、支持部材４も同一方向に回転させることができるものである。しかも、後述する進退機構１０によって、支持部材４がその中心軸Ａ−Ａ方向に進退しても、第１自転用プーリは、支持部材４に対してスライド可能であるため、その位置を変えることなく、回転運動を支持部材４に伝達することができるものである。

そして支持部材自転用モータ２４は、図１に示すように、制御機構１１と電気的に接続してあり、この制御機構１１からの信号に基づいて正転又は逆転させることができるので、これに伴って支持部材４を図１の矢印ロで示す方向に回転させることができ、この支持部材４の先端部に支持されている静電塗装用ノズル５も図１の矢印ロで示す方向に回転させることができるものである。

このように、ノズル回動機構６が、ノズル揺動機構８と支持部材自転機構９とで形成してあると、中空体２の内面に塗料３を塗布する際に、静電塗装用ノズル５をあらゆる方向に向けることができるものである。なお、図１において２７はロータリージョイントである。

また、進退機構１０は、支持部材４をその長手方向、つまり、図１の矢印ハで示す方向に進退させるものであり、次のように形成してある。すなわち、支持部材４から離れた箇所に支持部材進退用モータ２８を設け、この支持部材進退用モータ２８の回転軸に固着してある第２進退用プーリ２９と、支持部材４の後端部に螺合してある第１進退用プーリ３０との間に無端ベルト２３ｂを掛架してある。

ここで、図５を示して、より詳細に説明すると、支持部材４の後端部に形成した送りネジ軸部４ｂの外周面には雄ネジ４２が切ってあり、一方、この雄ネジ４２に螺合する雌ネジ（図示省略）が第１進退用プーリ３０の内周面に切ってある。よって、第１進退用プーリ３０を支持部材４の中心軸Ａ−Ａ方向に移動させずに回転させると、支持部材４をその中心軸Ａ−Ａ方向に進退させることができるものである。このようにして、第１進退用プーリ３０の回転運動を支持部材４の直線運動に変換することができるものである。

そして支持部材進退用モータ２８は、図１に示すように、制御機構１１と電気的に接続してあり、この制御機構１１からの信号に基づいて正転又は逆転させることができるので、これに伴って支持部材４を図１の矢印ハで示す方向に進退させることができるものである。よって、この支持部材４の先端部に支持されている静電塗装用ノズル５も図１の矢印ハで示す方向に進退させることができるものである。

また、制御機構１１は、ノズル回動機構６と進退機構１０とを連動させるものであり、ＰＬＣ（programmable logic controller）によって形成することができる。制御機構１１には、静電塗装用ノズル５の先端部と中空体２の内面との距離を一定に保持するように、ノズル回動機構６と進退機構１０とを連動させるためのプログラムがあらかじめ入力されている。そのため、静電塗装用ノズル５の先端部から噴霧された塗料３を一層均一に中空体２の内面に塗布することができるものである。また、ノズル回動機構６によれば、基本的には、静電塗装用ノズル５をあらゆる方向に向けることができるが、例えば、静電塗装用ノズル５の揺動範囲（図１の矢印イで示す範囲）が制限されるような場合があっても、上記のようにノズル回動機構６と進退機構１０とを組み合わせると、死角がなくなり、静電塗装用ノズル５をあらゆる方向に向けることができるものである。

また、塗料リサイクル機構７は、静電塗装用ノズル５から噴霧された塗料３のうち中空体２の内面に塗布されずに残ったものを回収すると共にこの塗料３を再度静電塗装用ノズル５に供給するものであり、次のように形成してある。すなわち、中空体２の球状部２ａと筒状部２ｂは規正板３１によって仕切ってあり、この規正板３１には塗料回収孔３２が穿設してある。塗料回収孔３２は、塗料回収用チューブ３３で粉体成分調整装置３４に連通してあり、また、この粉体成分調整装置３４は、塗料移送用チューブ３５で塗料タンク１３に連通してある。そして、静電塗装用ノズル５から噴霧された塗料３のうち中空体２の内面に塗布されずに残ったものは、塗料回収用チューブ３３の途中に設けた塗料回収用ポンプ３６によって、塗料回収孔３２から吸引され、粉体成分調整装置３４を経て塗料タンク１３に返送された後に、再度塗料タンク１３から静電塗装用ノズル５に供給するようにしてある。このようにして、中空体２の内面に塗布されずに残った余剰分の塗料３を再利用することができるものである。なお、支持部材４は、規正板３１を貫通しており、規正板３１によって回転を妨げられないのはいうまでもない。

また、塗料リサイクル機構７は、回収した塗料３の成分を測定すると共に、中空体２の内面に塗布される塗料３と同一の成分比率となるように、回収した塗料３に不足分の成分を補充した後、再度静電塗装用ノズル５に供給するようにしてある。具体的には、回収した塗料３の成分の測定及び不足分の成分の補充は、粉体成分調整装置３４において行うことができる。すなわち、粉体成分調整装置３４においては、分光光度計を用いることによって、回収した塗料３を構成する各成分の量を測定して成分比率を求め、この成分比率と塗料タンク１３内の塗料３の成分比率とを対比して、両者の成分比率が同一であれば、回収した塗料３をそのまま粉体成分調整装置３４から塗料タンク１３に移送するようにしてあり、両者の成分比率が同一でなければ、回収した塗料３に不足分の成分を補充して、塗料タンク１３内の塗料３の成分比率と同一にした後、この塗料３を塗料タンク１３に移送するようにしてある。このようにすれば、回収した塗料３をそのまま再利用できない場合であっても、不足分の成分を補充するだけで再利用することができ、資源の有効活用を図ることができるものである。なお、図示省略しているが、塗料移送用チューブ３５の途中に塗料移送用ポンプを設けてもよい。

上述した塗装装置を用いてランプ用バルブ等の中空体２の内面に被膜を形成するにあたっては、中空体２の内部に配置された静電塗装用ノズル５をあらゆる方向に回転させながら静電粉体塗装を行うようにしているので、従来の塗装装置に比べて工程を少なくすることができるものであり、また、中空体２の内面に塗料３を均一に塗布することができるものである。さらに、上記塗装装置は、塗料リサイクル機構７を具備しているので、余剰分の塗料３を廃棄しないで再利用することができるものである。

（実施形態２）
図２は本発明の実施の形態の他例を示すものであり、図示された塗装装置は、中空体２を回転させるための中空体回転機構３７を備えている点において実施形態１の塗装装置と相違しており、その他の点において共通している。よって、共通点については説明を省略し、以下では相違点である中空体回転機構３７について説明する。

本実施形態において、中空体回転機構３７は、上述のとおり、中空体２を回転させるものであるが、これは次のようにして形成してある。すなわち、支持部材４の回転軸の延長線上に中空体回転用モータ３８の回転軸が重なるようにして、帯電用シェード１８の外側に中空体回転用モータ３８を設けてある。中空体回転用モータ３８の回転軸は、帯電用シェード１８を貫通して内部に進入しており、上記回転軸の先端部には吸盤３９を設けてある。そして、この吸盤３９を中空体２の外面に吸着させた後、中空体回転用モータ３８を正転又は逆転させると、これに伴って中空体２を図１の矢印ニで示す方向に回転させることができるものである。なお、図示省略しているが、中空体回転用モータ３８を制御機構１１と電気的に接続してもよい。

中空体２の内面に塗料３を塗布する際には、支持部材自転機構９によって支持部材４を図１の矢印ロで示す向きに回転させることによってこれと同じ向きに静電塗装用ノズル５を回転させると共に、この向きとは反対向きに中空体回転機構３７によって中空体２を回転させるようにすると、静電塗装用ノズル５自体の回転スピードが遅くても、中空体２に対して相対的には静電塗装用ノズル５の回転スピードは速くなるので、中空体２を静止させておく場合に比べて、塗布効率を高めることができるものである。

（実施形態３）
図３は本発明の実施の形態のさらに他例を示すものであり、図示された塗装装置は、複数の静電塗装用ノズル５ａ，５ｂ，５ｃが支持部材４の先端部に支持されている点において実施形態１、２の塗装装置と相違しており、その他の点において共通している。よって、共通点については説明を省略し、以下では相違点について説明する。

本実施形態において、支持部材４の先端部にはノズル支持板４０を設け、このノズル支持板４０に複数の静電塗装用ノズル５ａ，５ｂ，５ｃが取り付けてある。静電塗装用ノズル５ａ，５ｂ，５ｃの噴霧方向はそれぞれ異ならせているが、噴霧範囲の一部は相互に重なるようにして、塗り残しを防止している。このように、複数の静電塗装用ノズル５ａ，５ｂ，５ｃはそれぞれ噴霧範囲が異なっているので、上述したようなノズル揺動機構８は具備する必要がない。また、各静電塗装用ノズル５ａ，５ｂ，５ｃの先端部と中空体２の内面との距離は一致させておくのが好ましく、これにより、塗料３を一層均一に中空体２の内面に塗布することができるものである。

上記のように、複数の静電塗装用ノズル５ａ，５ｂ，５ｃがそれぞれ噴霧方向を変えて支持部材４の先端部に支持されていると、支持部材自転機構９で支持部材４を回転させるだけで中空体２の内面に塗料３を塗布することができるものであり、１つの静電塗装用ノズル５をノズル揺動機構８で揺動させて塗装する場合に比べて、塗布効率を高めることができるものである。

なお、図３においては、制御機構１１、帯電用シェード１８、高電圧発生装置１９、中空体回転機構３７等は図示省略している。

（実施形態４）
図４は本発明の実施の形態のさらに他例を示すものであり、図示された塗装装置は、静電塗装用ノズル５がスリットノズル１２である点において実施形態１〜３の塗装装置と相違しており、その他の点において共通している。よって、共通点については説明を省略し、以下では相違点について説明する。

本実施形態において、静電塗装用ノズル５は、その外面が中空体２の内面に沿うように形成してある。図４に示すものでは、中空体２の球状部２ａの内面に塗料３を塗布するので、静電塗装用ノズル５の外面の少なくとも一部は、上記球状部２ａの内面に沿うように湾曲して形成してある。そして、中空体２の内面に沿うように形成した外面に、塗料噴霧口であるスリット（図示省略）を穿設することによって、静電塗装用ノズル５がスリットノズル１２として形成してある。ここで、スリットは、支持部材４の長手方向と平行になるように設けてある。

上記のように、静電塗装用ノズル５がスリットノズル１２であると、支持部材自転機構９で支持部材４を回転させるだけで中空体２の内面に塗料３を塗布することができるものであり、１つの静電塗装用ノズル５をノズル揺動機構８で揺動させて塗装する場合に比べて、塗布効率を高めることができるものである。

なお、図３においては、制御機構１１、中空体回転機構３７等は図示省略している。

本発明の実施の形態の一例を示す説明図である。本発明の実施の形態の他例を示す説明図である。本発明の実施の形態のさらに他例を示す説明図である。本発明の実施の形態のさらに他例を示す説明図である。支持部材自転機構及び進退機構を説明するための説明図である。

符号の説明

１開口部
２中空体
３塗料
４支持部材
５静電塗装用ノズル
５ａ静電塗装用ノズル
５ｂ静電塗装用ノズル
５ｃ静電塗装用ノズル
６ノズル回動機構
７塗料リサイクル機構
８ノズル揺動機構
９支持部材自転機構
１０進退機構
１１制御機構
１２スリットノズル

Claims

開口部を設けて形成される中空体の内面に塗料を塗布する塗装装置において、上記開口部を通じて中空体の内部に挿入される棒状の支持部材と、支持部材の先端部に支持される静電塗装用ノズルと、静電塗装用ノズルを回動させるノズル回動機構と、静電塗装用ノズルから噴霧された塗料のうち中空体の内面に塗布されずに残ったものを回収すると共にこの塗料を再度静電塗装用ノズルに供給する塗料リサイクル機構とを具備して成ることを特徴とする塗装装置。
ノズル回動機構が、支持部材を含む面内において静電塗装用ノズルを揺動させるノズル揺動機構と、支持部材を回転軸として回転させる支持部材自転機構とで形成されて成ることを特徴とする請求項１に記載の塗装装置。
支持部材をその長手方向に進退させる進退機構と、静電塗装用ノズルの先端部と中空体の内面との距離を一定に保持するように、ノズル回動機構と進退機構とを連動させる制御機構とを具備して成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の塗装装置。
複数の静電塗装用ノズルがそれぞれ噴霧方向を変えて支持部材の先端部に支持されて成ることを特徴とする請求項１に記載の塗装装置。
静電塗装用ノズルが、中空体の内面に沿うように形成されたスリットノズルであることを特徴とする請求項１に記載の塗装装置。
塗料リサイクル機構が、回収した塗料の成分を測定すると共に、中空体の内面に塗布される塗料と同一の成分比率となるように、回収した塗料に不足分の成分を補充した後、再度静電塗装用ノズルに供給することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の塗装装置。