JP2009154145A - 塗装設備及び車体の生産方法 - Google Patents

Abstract

【課題】風速又は流量、温度、及び湿度が調整された空気を各塗装ゾーンに供給できると共に、排気を再使用できる塗装設備を提供する。
【解決手段】新鮮な空気を供給する新鮮空気供給機構４９Ａ、４９Ｂ、４９Ｃと、再使用される排気を供給する排気供給機構５０Ａ、５０Ｂと、これら新鮮空気供給機構と排気供給機構との切替えを可能とする切替え機構５４Ａ、５４Ｂと、供給される空気の風速又は流量、温度、及び湿度を調整する空気調和機構６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃと、塗装ゾーン内に供給される空気の風速又は流量を計測する計測手段５５Ａ、５５Ｂ、５５Ｃと、塗装ゾーン内の揮発性有機化合物濃度を計測する濃度センサ５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃと、塗装条件をＡＬＣ６５に伝達する条件伝達手段５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃと、空気調和機構６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、及び切替え機構５４Ａ、５４Ｂを独立して制御するＡＬＣ６５と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、車体に塗料を塗布する塗装技術に関する。

車体の塗装には、温度や湿度が調整された適切な空気環境が必要であるため、空調装置を備えた塗装設備が実用に供されている（例えば、特許文献１参照）。

図１３は、特許文献１で提案されている塗装設備の基本構成を示す図である。図１３に示されるように、塗装設備１００は、車体等の被塗装物１０１が搬送されるブース本体１０２と、塗装ロボットで塗装を行う複数の塗装ゾーン１０３と、ブース本体１０２の天井部に天井フィルタ１０４を介して形成された静圧室１０５と、この静圧室１０５の上方に形成された動圧室１０６と、この動圧室１０６と静圧室１０５を連通する開ロ部にあるオートダンパ１０７と、このオートダンパ１０７を開閉操作するモータ１０８と、空気の温度や湿度を調整する空調装置１０９と、この空調装置１０９に接続された送風機１１１と、給気ダクト１１２と、空調装置１０９からの給気の流量を検出する流量センサ１１３と、各塗装ゾーン１０３への給気の流量を検出する流量センサ１１４と、各塗装ゾーン１０３へ給気される流量を制御する流量制御装置１１５と、からなる。

空調装置１０９で温度と湿度が調整された空気は、給気ダクト１１２を通り、動圧室１０６に供給される。モータ１０８によりオートダンパ１０７が開けられ、給気は各静圧室１０５に分散して流れ込む。そして、給気は各塗装ゾーン１０３を通過し、排気となり屋外へ排出される。

また、流量制御装置１１５で送風機１１１の回転数や各オートダンパ１０７の開度が個別に調整される。これにより、一定の温度と湿度に保たれた給気が各塗装ゾーン１０３へ適正に供給される。
特開２００４−２３７２６３号公報

しかしながら、各塗装ゾーン１０３へ供給する空気は、風速や流量を個別に調整できるものの、温度と湿度を個別に調整することはできない。また、排気はそのまま屋外へ排出されるため、全ての給気用の空気を新たに調整する必要がある。

即ち、塗装の品質と効率をより向上させるためには、各塗装ゾーンに供給される空気について、風速や流量のみならず、温度や湿度をも個別に調整できることが望ましい。また、省エネルギーや環境保護の観点から、各塗装ゾーンからの排気を汚染の無い状態で再使用することが求められる。

本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、風速又は流量、温度、及び湿度が調整された空気を各塗装ゾーンに供給でき、さらに、排気を再使用できる塗装設備を提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた。その結果、以下のような構成を備える塗装設備によれば上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。

請求項１記載の塗装設備は、被塗装物の搬送方向に沿って、複数の塗装ゾーンを配置し、これらの塗装ゾーンで前記被塗装物へ順次塗装を施す塗装設備において、前記複数の塗装ゾーンは、各々塗装ゾーンに空気を供給する空気供給機構と、この空気供給機構で供給される空気の風速又は流量を計測する計測手段と、前記空気の温度や湿度を調整する空気調和機構とを備え、前記空気供給機構の入口に別の塗装ゾーンから得た排気を供給する排気供給路を備え、前記計測手段で計測された空気の風速又は流量を読込み、空気の風速又は流量が設定値になるように前記排気供給機構を個別に制御する制御部を備えることを特徴とする。

請求項２記載の塗装設備は、請求項１記載の塗装設備において、前記排気供給路に、霧状の塗料やＶＯＣ等を除去する排気浄化装置が設けられていることを特徴とする。

請求項３記載の塗装設備は、請求項１記載の塗装設備において、前記排気供給路には、排気供給機構と塗料ミスト等を除去する除去装置が接続されていることを特徴とする。

請求項４記載の塗装設備は、請求項１から３のいずれかに記載の塗装設備において、前記塗装ゾーンの下部には、ウォーターフォールゲートを有する排気浄化装置が設けられていることを特徴とする。

請求項５記載の塗装設備は、請求項１から４のいずれかに記載の塗装設備において、前記排気供給路には、リサイクルする空気と外部に排出する空気との比率を調節するダンパが設けられていることを特徴とする。

請求項６記載の塗装設備は、塗装ブースに流入した空気を前記塗装ブースにリサイクル循環させる塗装設備において、前記塗装ブースに揮発性有機化合物の濃度を検出する濃度センサを設置し、該濃度センサの出力が所定値以上になった場合には、空調リサイクル空気に含まれる揮発性有機化合物を含んだ空気を処理装置で処理した後に外部に排出すると共に、新鮮な空気を前記塗装ブースに導入して、空調リサイクルを行うことを特徴とする。

請求項７記載の塗装設備は、請求項６記載の塗装設備において、前記塗装ブースは、複数のゾーンから構成されて各ゾーンの空調をリサイクルすることを特徴とする。

請求項８記載の塗装設備は、請求項６又は７記載の塗装設備において前記塗装ブースの空調リサイクル経路には、塗料ミストや揮発性有機化合物を除去する除去装置が設けられていることを特徴とする。

請求項９記載の塗装設備は、被塗装物の搬送方向に沿って配置された複数の塗装ゾーンを備え、これら複数の塗装ゾーンで前記被塗装物を順次塗装する塗装設備において、前記複数の塗装ゾーンの各々が、前記塗装ゾーン内に空気を供給する空気供給機構と、前記空気供給機構により供給される空気の風速又は流量、温度、及び湿度を調整する空気調和機構と、前記空気供給機構により供給された空気の風速又は流量を計測する計測手段と、前記塗装ゾーン内の揮発性有機化合物濃度を計測する濃度センサと、を備え、前記空気供給機構が、隣接する他の一の塗装ゾーンから排出された排気を供給する排気供給機構と、新鮮な空気を供給する新鮮空気供給機構と、前記排気供給機構と前記新鮮空気供給機構との切替えを可能とする切替え機構と、を備え、前記塗装設備が、前記計測手段で計測される空気の風速又は流量が設定値になるように前記空気調和機構を制御すると共に、前記濃度センサで計測された揮発性有機化合物濃度が所定の濃度を超えたときには、前記切替え機構を駆動させて前記排気供給機構から前記新鮮空気供給機構への切替えを行い、揮発性有機化合物濃度が所定の濃度以下となったときには、前記切替え機構を駆動させて前記新鮮空気供給機構から前記排気供給機構への切替えを実行する制御部をさらに備えることを特徴とする。

請求項１０記載の塗装設備は、請求項９記載の塗装設備において、前記複数の塗装ゾーンの各々が、前記被塗装物の種類、塗料の種類、及び前記塗料の塗出量からなる群より選ばれる少なくとも１の条件を前記制御部に伝達する条件伝達手段をさらに備え、前記制御部が、前記条件伝達手段から伝達された条件に基づいて前記設定値を決定する設定値決定手段を備えることを特徴とする。

請求項１１記載の塗装設備は、請求項９又は１０記載の塗装設備において、前記排気供給機構が、塗料ミストを除去する除去装置を備えることを特徴とする。

請求項１２記載の塗装設備は、請求項９から１１のいずれかに記載の塗装設備において、前記塗装ゾーンの各々が、ウォーターフォールゲートを有する排気浄化装置を下方に備えることを特徴とする。

請求項１３記載の車体の生産方法は、車体に前処理を施す前処理工程と、前記前処理工程を経た車体に電着塗装を施す電着塗装工程と、前記電着塗装工程を経た車体に中塗り塗装を施す中塗り塗装工程と、前記中塗り塗装工程を経た車体に上塗り塗装を施す上塗り塗装工程と、前記上塗り塗装工程を経た車体にクリア塗装を施すクリア塗装工程と、前記クリア塗装工程を経た車体の検査を行う検査工程と、を有する車体の生産方法において、前記中塗り塗装工程、前記上塗り塗装工程、前記クリア塗装工程、及び前記検査工程のうち、少なくとも１つの工程を請求項１から１２のいずれかに記載の塗装設備を用いて行うことを特徴とする。

請求項１記載の塗装設備では、各塗装ゾーンに応じて風速、流量、温度、湿度が調整された空気を供給する。これにより、塗装の品質と効率を向上させることができる。
また、塗装ゾーンからの排気を別の塗装ゾーンから得た給気として再使用し、複数の空気供給機構に直列に流れる空気流れを発生させる。これにより、空気の風速、流量、温度、湿度等の調整に必要とされるエネルギーを低減することができる。

請求項２記載の塗装設備では、排気浄化装置により、排気の汚れが除去される。この排気浄化装置により、リサイクル効率及び塗装品質が向上すると共に、省エネルギー、ＣＯ２削減等、環境にも配慮できる。

請求項３記載の塗装設備では、空気供給機構と除去装置により、排気の汚れが除去され、排気が再使用される。空気供給機構と除去装置により、リサイクル効率及び塗装品質が向上すると共に、省エネルギー、ＣＯ２削減等、環境にも配慮できる。

請求項４記載の塗装設備では、ウォーターフォールゲートを有する排気浄化装置により、排気の汚れが除去される。この排気浄化装置により、リサイクル効率及び塗装品質が向上すると共に、省エネルギー、ＣＯ２削減等、環境にも配慮できる。

請求項５記載の塗装設備では、排気チャンバに設けられたダンパにより、リサイクルする排気と外部に排出する比率が調節される。これにより、リサイクル効率及び塗装品質を向上することができる。

請求項６記載の塗装設備では、揮発性有機化合物の濃度が所定値以上になった場合には空調リサイクルを中断し、揮発性有機化合物の濃度の高い空気を処理装置で処理した後に外部に排出すると共に、新鮮な空気を前記塗装ブースに導入して、再度空調リサイクルを開始する。これにより、排気中の揮発性有機化合物濃度に基づいて空調リサイクルと新鮮な空気の導入との切り替えが行われるため、塗装ゾーン内の揮発性有機化合物濃度が高まることを回避でき、安全性が向上する。

請求項７記載の塗装設備では、塗装ブースは、複数のゾーンから構成されて各ゾーンの空調をリサイクルするため、リサイクル効率が向上すると共に、省エネルギー化、ＣＯ_２削減等の環境保護に対応できる。

請求項８記載の塗装設備では、塗装ブースの空調リサイクル経路に除去装置が設けられているため、排気中に含まれる塗料ミストや揮発性有機化合物が除去される。これにより、リサイクル効率及び塗装品質が向上すると共に、省エネルギー化、ＣＯ_２削減等の環境保護に対応できる。

請求項９記載の塗装設備では、各塗装ゾーンに応じて風速又は流量、温度、及び湿度が調整された空気が供給される。これにより、各塗装の品質と効率を向上させることができる。具体的には、塗着効率の向上、塗装ガンの汚染防止、省エネルギー化、フィルタ目詰まりによる圧損又はバランス崩壊を回避できる。
また、隣接する他の一の塗装ゾーンから排出された排気を、塗装ゾーン内に供給して再使用する構成を採用することにより、複数の排気供給機構に直列に流れる空気流を発生させることができる。例えば、塗装ロボット等を備えた無人ゾーンである塗装ゾーン内に、排気を供給して再使用することができる。これにより、空気の風速又は流量、温度、及び湿度の調整に必要とされるエネルギーを低減させることができる。
さらには、排気の再使用により、塗装ゾーン内の揮発性有機化合物濃度が問題となるところ、塗装ゾーン内に備えられた濃度センサにより揮発性有機化合物濃度が計測され、計測された揮発性有機化合物濃度に基づいて排気供給機構と新鮮空気供給機構との切り替えが行われるため、塗装ゾーン内の揮発性有機化合物濃度が高まることを回避できる。

請求項１０記載の塗装設備では、被塗装物の種類、塗料の種類、及び塗料の塗出量からなる群より選ばれる少なくとも１の条件に基づいて、塗装ゾーン内に供給される空気の風速又は流量の設定値が決定されるため、各塗装ゾーンで施される各塗装条件に最適な風速又は流量で空気を供給できる。これにより、各塗装ゾーン内で施される塗装品質を向上させることができる。

請求項１１記載の塗装設備では、除去装置により、排気中に含まれる塗料ミストが除去される。これにより、リサイクル効率及び塗装品質が向上すると共に、省エネルギー化、ＣＯ_２削減等の環境保護に対応できる。

請求項１２記載の塗装設備では、ウォーターフォールゲートを有する排気浄化装置により、排気中に含まれる汚染物質が除去される。これにより、リサイクル効率及び塗装品質が向上すると共に、省エネルギー化、ＣＯ_２削減等の環境保護に対応できる。

請求項１３記載の車体の生産方法では、請求項１から１２のいずれかに記載の塗装設備を用いて車体の中塗り塗装、上塗り塗装、クリア塗装、及び検査のいずれかを行うことを特徴とする。これにより、塗装の品質と効率を向上させることができ、エネルギー使用量を低減できる。また、車体を生産する過程で排出される排気中の汚染物質が除去されるので、省エネルギー化、ＣＯ_２削減等の環境保護にも対応できる。

ところで、車体の塗装には、４Ｃ３Ｂ塗装方式や５Ｃ３Ｂ塗装方式が従来より採用されている。４Ｃ３Ｂ塗装方式では、中塗り塗装を施して加熱硬化させた後、第一クリア塗装を施して加熱硬化させ、水研工程にて塗膜の平滑性を上げてからオーバーコートクリア塗装が施される。また、５Ｃ３Ｂ塗装方式では、仕上がり外観が高彩度且つ高陰影感となるように、着色透明ベースとクリア塗装が施される。このように、４Ｃ３Ｂ塗装方式及び５Ｃ３Ｂ塗装方式では、塗装工程が長く、大量のエネルギーを消費する等、環境に対する影響が大きい塗装方式であったところ、本発明の塗装設備を用いることにより、大きな省エネルギー効果が発揮される。

本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明に係る塗装設備の構成図であり、塗装設備１０は、車体に代表される被塗装物１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの搬送方向に沿って配置された複数の塗装ゾーン１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃと、排気浄化装置２４と、を備えている。これら複数の塗装ゾーンにより塗装設備１０において、各塗装工程が行われる塗装ブースが構成されている。なお、塗装ゾーン（塗装チャンバ）は、内装塗装室、外装塗装室、補正塗装室及び品質検証室等に使用されるが、これらに限定せず、ボディ清掃室等の他の用途に使用してもよい。

そして、塗装ゾーン１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃは、塗装ゾーン１５Ａに新鮮な空気を供給する新鮮空気供給機構４９及び塗装ゾーン１５Ｂ、１５Ｃに再使用される空気を供給する排気供給機構５０Ａ、５０Ｂを有する空気供給機構と、新鮮空気供給機構４９及び排気供給機構５０Ａ、５０Ｂで供給される空気の風速又は流量を計測する計測手段５５Ａ、５５Ｂ、５５Ｃと、生産機種、派生機種、加工色条件を伝達する条件伝達手段５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃと、前記空気の温度や湿度を調整する空気調和機構６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃと、これらの空気調和機構６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃに内蔵されたファン５３と、前記新鮮空気供給機構４９、前記排気供給機構５０Ａ、５０Ｂ及び前記空気調和機構６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃとを独立して制御する制御部（ＡＬＣ〔アセンブリラインコントロールシステム〕）６５とを備えている。

排気供給機構５０Ａ、５０Ｂと、供給された空気を最終的に排出する排気ファン６１とは、入口に別の塗装ゾーンから得た排気を供給する排気供給路５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃを設けられている。

排気供給機構５０Ａ、５０Ｂ及び排気ファン６１には、吐出口に塗料ミスト等を除去する除去装置（ミスト除去装置）５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃが設けられている。なお、除去装置５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃは想像線で示すように、排気供給機構５０Ａ、５０Ｂ及び排気ファン６１の吸込口側に設けてもよく、又は、吐出口及び吸込口の両側に設けてもよい。

また、制御部（ＡＬＣ）６５は、生産機種、派生機種、加工色条件を伝送授受する条件伝達手段５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃと、新鮮空気供給機構４９と、排気供給機構５０Ａ、５０Ｂと、ファン５３を内蔵した空気調和機構６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃと、排気ファン６１とに接続されたインバータ６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ、６６Ｄを備えている。生産機種、派生機種、加工色等のパラメータにより、省エネルギー効果が高まることになる。

図２は、図１の２−２線断面図である。塗装ゾーン１５Ｂの内部には、空気調和機構６０Ｂの出口に臨み、吹き込まれた空気を広げて速度を下げ、圧力を高める静圧室１６と、この静圧室１６の下面を一端塞ぎ、空気を下向き平行流れにして下方へ吹き出させる上部整流板１７と、この上部整流板１７の下方に位置する塗装室１８と、この塗装室１８の下方中央に配置され、被塗装物１１Ｂを図面奥から手前へ搬送させるコンベア１９と、このコンベア１９の側方に配置され、被塗装物１１Ｂへ塗料を噴射する塗装ロボット２１と、これらコンベア１９及び塗装ロボット２１の下方に敷かれ、空気の下向き流れを維持させる下部整流板２２と、この下部整流板２２の下方に位置し、空気から塗料ミストや揮発性有機化合物（以下、ＶＯＣ）を除去する排気浄化装置２４としての捕集室２５と、捕集室２５に接続され、再度空気を浄化する排気チャンバ４５と、排気チャンバ４５から空気を取り出す排気供給路５１Ｂとからなる。

捕集室２５は、下部整流板２２の下方に配置された傾斜プレート２６と、この傾斜プレート２６と図面左右端に配置され、循環水２７を図面表裏方向へ流す給水溝２８、２８と、傾斜プレート２６の中央下部に配置され、空気をウォーターフォールに接触させるポット状の強制接触部３０と、この強制接触部３０から排出される循環水２７を受ける循環水フロータンク３６と、この循環水フロータンク３６の水面の高さを調整するタンクレベルアジャスタ３７と、ウォーターカーテンに循環水２７を供給する給水溝３８と、循環水フロータンク３６から排出された排水を外へ導く排水溝４０と、捕集室２５の空間から空気を排出するブースダストキャッチャースリットゲート４２と、チャンバダストキャッチャースリット４４とからなる。

排気チャンバ４５には、ウォーターカーテンに循環水２７を供給する給水溝４６と、気流中に含まれた水滴を分離する二重エリミネータ４８と、が設けられている。排気浄化装置２４は、捕集室２５、排気チャンバ４５を備えるが、これらに限定されない。

図３は、図２の要部拡大図であり、強制接触部３０には、一方の傾斜プレート２６の端部に曲面を有するガイドプレート３１ａが設けられ、他方の傾斜プレート２６の端部２９からガイドプレート３１ａに落下する循環水２７は、第１ウォーターフォールゲート３３ａを形成する。端部２９が設けられた傾斜プレート２６には、別途、傾斜部途中の下側に曲面を有するガイドプレート３１ｂ及びガイドプレート３１ｃが設けられ、ガイドプレート３１ａが設けられた傾斜プレート２６には、傾斜部途中の下側に曲面を有するガイドプレート３１ｄが設けられている。そして、第１ウォーターフォールゲート３３ａを形成して落下した循環水２７は、ガイドプレート３１ａの端部からガイドプレート３１ｂに落下することで第２ウォーターフォールゲート３３ｂを形成し、ガイドプレート３１ｂの端部からガイドプレート３１ｄに落下することで第３ウォーターフォールゲート３３ｃを形成する。

曲面状のガイドプレート３１ｃ及び３１ｄの各端部には、ウォーターサーフェイスプレート３２、３２が取り付けられている。ウォーターサーフェイスプレート３２、３２は板状部材であり、捕集水である循環水２７の液面上に、液面と必要な隙間を保つように設置される。ウォーターサーフェイスプレート３２、３２の形状は、平板状あるいは波板状が好ましく、強制接触部３０の下端開口から外側に向かって１００ｍｍ〜６００ｍｍの幅（Ａ）とすることが好ましい。この幅が１００ｍｍ未満では空気と循環水２７との接触が不十分となることがある一方、６００ｍｍを超えると空気を通過させるための負荷が過大となり排気供給機構５０に支障をきたすことがある。

また、ウォーターサーフェイスプレート３２、３２と循環水２７の水面との隙間（Ｃ）は、２０ｍｍ〜１６０ｍｍの範囲が好ましい。この隙間は、ウォーターサーフェイスプレート３２、３２全体にわたって一定である必要はない。例えば、ガイドプレート３１ｃ及び３１ｄの各端部側の隙間を狭くし、外側に向かって広くすることで、ウォーターフォールの形成に使用した循環水２７の巻き込みを防止し、空気の抜けを容易にすることができる。上記の隙間が２０ｍｍ未満では、循環水２７が巻き込まれたり空気を通過させるための負荷が過大となり排気供給機構５０に支障をきたすことがある。一方、１６０ｍｍを超えると、空気と循環水２７との接触が不十分になることがある。なお、前記隙間の調整方法について制限はないが、例えば、循環水フロータンク３６のオーバーフロー部分にタンクレベルアジャスタ３７を設置することにより、適宜、液面を上下させることができる。

図４は、本発明の変形例を説明するための図である。図４に示されるように、ウォーターサーフェイスプレート３２は、図２の排気チャンバ４５に面する片側だけ取り付けてもよい。このような形状とした場合には、空気を通過させるための負荷が軽くなり、排気供給機構５０の負担を緩和することができる。

図２に戻って、塗装ゾーン１５Ｂ内での空気の流れを説明する。先ず、温度と湿度が調整された空気が矢印（１）のように静圧室１６に供給される。上部整流板１７を下方に通過した空気は、霧状の塗料と共に矢印（２）のように捕集室２５に流下し、傾斜プレート２６、２６の上を流れる循環水２７に接触し、次に、第１ウォーターフォールゲート３３ａ、第２ウォーターフォールゲート３３ｂ、及び第３ウォーターフォールゲート３３ｃをくぐり抜ける過程で、塗装ミストが循環水に混合され、空気は水で洗浄される。循環水２７への塗装ミストの混合を容易にするために、塗装ミストを凝集させるためのゲル化剤を、ポット状の強制接触部３０の直上に配置したスプレー３９ａ、及び捕集室２５内に配置したスプレー３９ｂから噴射してもよい。

第３ウォーターフォールゲート３３ｃをくぐり抜けた空気は、次にウォーターサーフェイスプレート３２、３２の下に潜り込み、循環水２７の液面に押し付けられながらウォーターサーフェイスプレート３２、３２の下を進行した後に解放され、矢印（３）のように流れる。

上記ウォーターフォールゲートの数は、塗装設備の能力や形状を考慮して適宜決定することができる。また、曲面状のガイドプレート３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、及び３１ｄについては、直線状のものを使用してもよい。

その後、空気は、捕集室２５の側面のブースサイドウォーターカーテン４１とブースダストキャッチャースリットゲート４２とをくぐって、さらにチャンバウォーターカーテン４３とチャンバダストキャッチャースリット４４とをくぐって排気チャンバ４５に移動する。

そして、排気チャンバ４５内で、空気は、排気チャンバウォーターカーテン４７ａ、４７ｂを順次くぐって上昇する。オートダンパ５４で空気の流れが２方向へ調整される。即ち、空気は二重エリミネータ４８から外部へ排気されるか、又は、排気供給路５１Ｂへ送られて再使用され、あるいは、上述したＶＯＣ処理装置７０により浄化された後、排気ファン６１より外部に解放される。オートダンパ５４は、電子制御され、空気のリサイクル率が調整される。

なお、ブースサイドウォーターカーテン４１、チャンバウォーターカーテン４３、排気チャンバウォーターカーテン４７ａ、４７ｂを形成するための排気チャンバ循環水は、図示したように循環水２７の一部を利用することができる。

この際に、矢印（２）の空気は、水で洗浄される。水は空気に含まれていたダスト、塗料ミスト等の異物を吸収した後、汚水となって排水溝４０から排出される。このため、排気供給路５１Ｂに至る空気はかなり浄化されたものとなる。

図５は、別の変形例を説明するための図である。この変形例では、被塗装物１１Ｂの搬送方向と直交する方向に一対のポット状の強制接触部３０が設けられている。

図６は、図５の要部拡大図である。強制接触部３０に設けたウォーターサーフェイスプレート３２の先端３２ａを水面に向けて屈曲し、塗装ミストを捕集しやすい構造となっている。この変形例では、幅（Ａ）及び間隔（Ｃ）については前記と同様であるが、先端３２ａを含まない部分の幅（Ｂ）については、７５〜４９０ｍｍとし、先端３２ａの最外側と水面との間隔（ｄ）については１５〜８０ｍｍとする。

以上の構成からなる塗装設備１０の作用を次に述べる。
図７は塗装設備１０全体の作用を示す図であり、外部から矢印（４）のように取入れられた空気は、空気調和機構６０Ａで塗装ゾーン１５Ａに適した温度と湿度に調整される。空気調和機構６０Ａで調整された空気は、排気供給機構５０Ａに送られて空気の流量が設定値になるよう調整される。流量が設定値になった空気は、矢印（５）のように塗装ゾーン１５Ａに給気として送られる。塗装ゾーン１５Ａから排出された空気は、排気供給路５１Ａに送られる。

この排気は矢印（６）のように排気供給機構５０Ａに送られて空気の流量が設定値になるように調整される。流量が調整された空気は除去装置５２Ａに送られて捕集室にて除去しきれなかった霧状の塗料等が除去される。
塗料等が除去された空気は、空気調和機構６０Ｂに送られる。
流量が設定値になった空気は、矢印（７）のように不足分として新たに外部から取入れられた空気と共に空気調和機構６０Ｂで温度と湿度に調整される。
温度と湿度が調整された空気は、矢印（８）のように塗装ゾーン１５Ｂに給気として送られる。

さらに、上記と同様にして矢印（９）から矢印（１２）のように、空気が送られる。そして、排気ファン６１に送られた空気は、最終的に除去装置５２Ｃで汚れが除去されて外部に排出される。

ここで図１に戻って、空気の流量は計測手段５５Ａ、５５Ｂ、５５Ｃで計測され、これらの計測値と、伝達された生産機種、派生機種、加工色条件を元に制御部６５で、インバータ６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃを介して新鮮空気供給機構４９と、排気供給機構５０Ａ、５０Ｂと、排気ファン６１と、空気調和機構６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃが制御される。

なお、本発明の塗装設備１０は、実施形態では塗装ゾーンが３つからなる塗装設備に適用したが、空気の流れを直列にして再使用できるものであればよく、塗装ゾーンが被塗装物の搬送方向に４つ以上配置されている塗装設備についても適用可能である。また、本発明の塗装設備１０は、自動車車体用塗装に限らず、あらゆる塗装、例えば工業製品、各種部品、プラスチック製品の塗装に利用できる。

次に、本発明の塗装設備の第２実施形態について説明する。尚、第２実施形態では、第１実施形態と異なる点を中心に説明し、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。

［塗装設備］
図８は、本発明の第２実施形態に係る塗装設備の構成図である。塗装設備１０は、車体に代表される被塗装物１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの搬送方向に沿って配置された複数の塗装ゾーン１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃと、各塗装ゾーンの下方に配置された排気浄化装置２４と、を備えている。各塗装ゾーンは、内装塗装室、外装塗装室、補正塗装室、品質検査室等に使用されるが、これらに限定せず、ボディ清掃室等の他の用途に使用してもよい。

塗装ゾーン１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃは、空気供給機構として、塗装ゾーン１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃに新鮮な空気を供給する新鮮空気供給機構４９Ａ、４９Ｂ、４９Ｃと、塗装ゾーン１５Ｂ、１５Ｃに再使用される空気を供給する排気供給機構５０Ａ、５０Ｂと、これら新鮮空気供給機構と排気供給機構との切替えを可能とする切替え機構５４Ａ、５４Ｂと、を備える。また、これら新鮮空気供給機構４９Ａ、４９Ｂ、４９Ｃ、及び排気供給機構５０Ａ、５０Ｂにより構成される空気供給機構から供給される空気の風速又は流量を計測する計測手段５５Ａ、５５Ｂ、５５Ｃと、塗装ゾーン内の揮発性有機化合物（以下、ＶＯＣ）濃度を計測する濃度センサとしてのＶＯＣ濃度センサ５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃと、被塗装物の種類、塗料の種類、塗料の塗出量からなる群より選ばれる少なくとも１の条件を制御部（ＡＬＣ〔アセンブリラインコントロールシステム〕）６５に伝達する条件伝達手段５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃと、空気供給機構により供給される空気の風速、温度、及び湿度を調整する空気調和機構６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃと、これら空気調和機構６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃに内蔵されたファン５３と、空気調和機構６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、及び切替え機構５４Ａ、５４Ｂを独立して制御する制御部（ＡＬＣ）６５と、を備えている。

排気供給機構５０Ａ、５０Ｂ、及び、供給された空気を最終的に排出する排気ファン６１には、隣接する他の一の塗装ゾーンから排出される排気を供給するための排気供給路５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃが設けられている。

排気供給機構５０Ａ、５０Ｂ、及び排気ファン６１には、各吐出口に、塗料ミストを除去する除去装置５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃが設けられている。除去装置５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃは想像線で示されるように、排気供給機構５０Ａ、５０Ｂ、及び排気ファン６１の吸込口側に設けられていてもよく、吐出口及び吸込口の両側に設けられていてもよい。

制御部（ＡＬＣ）６５は、計測手段５５Ａ、５５Ｂ、５５Ｃと、ＶＯＣ濃度センサ５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃと、条件伝達手段５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃに接続されている。また、新鮮空気供給機構４９Ａ、４９Ｂ、４９Ｃと、排気供給機構５０Ａ、５０Ｂと、ファン５３を内蔵した空気調和機構６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃと、排気ファン６１と、にインバータ６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ、６６Ｄを介して接続されている。制御部（ＡＬＣ）６５は、条件伝達手段５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃから伝達された条件に基づいて、供給される空気の風速又は流量の設定値を決定する設定値決定手段６７（図示せず）を備える。

制御部（ＡＬＣ）６５は、ＶＯＣ濃度センサ５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃで計測された排気中のＶＯＣ濃度が、所定の濃度を超えたときには、切替え機構５４Ａ、５４Ｂを駆動させ、排気供給機構５０Ａ、５０Ｂから新鮮空気供給機構４９Ｂ、４９Ｃへの切替えを実行する。また、ＶＯＣ濃度が所定の濃度以下となったときには、切替え機構５４Ａ、５４Ｂを駆動させ、新鮮空気供給機構４９Ｂ、４９Ｃから排気供給機構５０Ａ、５０Ｂへの切替えを実行する。

ここで、ＶＯＣ濃度センサ５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃで計測された排気中のＶＯＣ濃度が所定の濃度（例えば、４００ｐｐｍＣ）を超えたときには、切替え機構（バルブ）５４Ａ、５４Ｂを切り替えて、ＶＯＣ処理装置７０で処理された後、屋外に放出される（図９参照）。ＶＯＣ処理装置７０は、フィルタユニットと、活性炭ユニットと、ＶＯＣ濃縮装置と、蓄熱式燃焼装置（ＲＴＯ）、又は濃縮されたＶＯＣを利用するコージェネレーションシステムと、を備える。ＶＯＣ濃縮装置としては、例えば、ロータリー式の吸着・脱着装置を用いられる。

ＶＯＣ濃度センサ５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃで計測された排気中のＶＯＣ濃度が所定の濃度（例えば、４００ｐｐｍＣ）を超えたときには、排気供給機構５０Ａから排出された排気は、フィルタユニット及び活性炭ユニットを通った後に、ＶＯＣ濃縮装置にてＶＯＣ濃度がさらに濃縮され、この濃縮されたＶＯＣは、ＶＯＣを酸化分解する蓄熱式燃焼装置（ＲＴＯ）、又は濃縮されたＶＯＣを利用するコージェネレーションシステム経て大気中に排出される。

これにより、ＶＯＣ濃度センサ５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃで計測された排気中のＶＯＣ濃度が所定の濃度（例えば、４００ｐｐｍＣ）を超えたときにおいても、ＶＯＣ処理装置７０によってこの排気中に含まれるＶＯＣを濃縮して分解処理したり、コージェネレーションシステムに用いたりできるので、排気による大気の汚染を低減でき、また、省エネルギー化を図れる。

尚、第２実施形態では、図１０に示すように、排気チャンバ４５には、オートダンパ及び二重エリミネータ４８は設けられていない。

以上の構成からなる塗装設備１０の作用を次に述べる。図１１は、第２実施形態に係る塗装設備１０全体の作用を示す図である。外部から矢印（４）のように取入れられた空気は、空気調和機構６０Ａで塗装ゾーン１５Ａに適した温度と湿度に調整される。空気調和機構６０Ａで調整された空気は、矢印（５）のように塗装ゾーン１５Ａに給気として送られる。塗装ゾーン１５Ａから排出された空気は、排気供給路５１Ａに送られる。

排気供給路５１Ａに送られた排気は、矢印（６）のように排気供給機構５０Ａにより、空気調和機構６０Ｂに送られて、温度と湿度が調整されると共に、空気の風速又は流量が設定値になるように調整される。排気供給機構５０Ａの出口側には除去装置５２Ａが設けられており、これにより、捕集室にて除去しきれなかった塗料ミスト等が除去される。
また、ＶＯＣ濃度センサ（図示せず）により計測される塗装ゾーン内のＶＯＣ濃度が、所定の濃度を超えたときには、新鮮空気供給機構４９Ｂにより、矢印（７）のように不足分として新たに外部から新鮮な空気が取り込まれる。空気調和機構６０Ｂで温度と湿度が調整された空気は、矢印（８）のように塗装ゾーン１５Ｂに給気として送られる。

ここで、ＶＯＣ濃度センサで計測された排気中のＶＯＣ濃度が所定の濃度を超えたときには、排気供給機構５０Ａから排出された排気は、フィルタユニット及び活性炭ユニットを通った後にＶＯＣ濃縮装置にてＶＯＣ濃度がさらに濃縮され、この濃縮されたＶＯＣは、ＶＯＣを酸化分解する蓄熱式燃焼装置（ＲＴＯ）、又は濃縮されたＶＯＣを利用するコージェネレーションシステム経て大気中に排出される。

さらに、上記と同様にして矢印（９）から矢印（１２）のように、空気が送られる。

［車体の生産方法］
図１２は、本発明に係る車体の生産方法のフローを説明するための図である。
ステップ（以下、ＳＴと記す。）０１では、被塗装物の前処理を施し、ＳＴ０２では、前処理を施した被塗装物に、下塗り塗装として電着塗装を施す。
次いで、ＳＴ０３では、電着塗装を施した被塗装物に、中塗り塗装を施し、ＳＴ０４では、中塗り塗装を施した被塗装物に上塗り塗装を施し、ＳＴ０５では、上塗り塗装を施した被塗装物にクリア塗装を施し、ＳＴ０６では、クリア塗装を施した被塗装物の検査を行う。

ここで、本発明に係る車体の生産方法は、ＳＴ０３における中塗り塗装工程、ＳＴ０４における上塗り塗装工程、ＳＴ０５におけるクリア塗装工程、及びＳＴ０６における検査工程を、本発明の塗装設備１０を用いて行うことを特徴とする。これにより、塗装の品質と効率を向上させることができ、エネルギー使用量を低減できる。また、車体を生産する過程で排出される排気中の汚染物質が除去されるので、省エネルギー化、ＣＯ_２削減等の環境保護にも対応できる。

本発明の塗装設備は、車体等の工業製品の塗装に好適に用いられる。

本発明の第１実施形態に係る塗装設備の構成図である。 図１の２−２線断面図である。 図２の要部拡大図である。 本発明の変形例を説明するための図である。 本発明の他の変形例を説明するための図である。 図５の要部拡大図である。 第１実施形態に係る塗装設備全体の作用を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る塗装設備の構成図である。 図８の部分拡大図である。 図８の２−２線断面図である。 第２実施形態に係る塗装設備全体の作用を示す図である。 本発明に係る車体生産方法のフローを説明するための図である。 従来の塗装設備の基本構成図である。

符号の説明

１０…塗装設備、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ…被塗装物、１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ…塗装ゾーン、２４…排気浄化装置、２５…捕集室、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ…ウォーターフォールゲート、４５…排気チャンバ、４９Ａ、４９Ｂ、４９Ｃ…新鮮空気供給機構、
５０Ａ、５０Ｂ…排気供給機構、５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ…排気供給路、５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ…除去装置、５４Ａ、５４Ｂ…切替え機構、５５Ａ、５５Ｂ、５５Ｃ…計測手段、６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ…空気調和機構、６５…制御部（ＡＬＣ）

Claims (13)

1. 被塗装物の搬送方向に沿って、複数の塗装ゾーンを配置し、これらの塗装ゾーンで前記被塗装物へ順次塗装を施す塗装設備において、
   前記複数の塗装ゾーンは、各々塗装ゾーンに空気を供給する空気供給機構と、この空気供給機構で供給される空気の風速又は流量を計測する計測手段と、前記空気の温度や湿度を調整する空気調和機構とを備え、
   前記空気供給機構の入口に別の塗装ゾーンから得た排気を供給する排気供給路を備え、
   前記計測手段で計測された空気の風速又は流量を読込み、空気の風速又は流量が設定値になるように前記空気供給機構を個別に制御する制御部を備えることを特徴とする塗装設備。
2. 前記排気供給路に、霧状の塗料やＶＯＣ等を除去する排気浄化装置が設けられていることを特徴とする請求項１記載の塗装設備。
3. 前記排気供給路には、前記空気供給機構と塗料ミストを除去する除去装置が接続されていることを特徴とする請求項１記載の塗装設備。
4. 前記塗装ゾーンの下部には、ウォーターフォールゲートを有する排気浄化装置が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の塗装設備。
5. 前記排気供給路には、リサイクルする空気と外部に排出する空気との比率を調節するダンパが設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の塗装設備。
6. 塗装ブースに流入した空気を前記塗装ブースにリサイクル循環させる塗装設備において、
   前記塗装ブースに揮発性有機化合物の濃度を検出する濃度センサを設置し、該濃度センサの出力が所定値以上になった場合には、空調リサイクル空気に含まれる揮発性有機化合物を含んだ空気を処理装置で処理した後に外部に排出すると共に、新鮮な空気を前記塗装ブースに導入して、空調リサイクルを行うことを特徴とする塗装空調システム。
7. 前記塗装ブースは、複数のゾーンから構成されて各ゾーンの空調をリサイクルすることを特徴とする請求項６記載の塗装設備。
8. 前記塗装ブースの空調リサイクル経路には、塗料ミストや揮発性有機化合物を除去する除去装置が設けられていることを特徴とする請求項６又は７記載の塗装設備。
9. 被塗装物の搬送方向に沿って配置された複数の塗装ゾーンを備え、これら複数の塗装ゾーンで前記被塗装物を順次塗装する塗装設備において、
   前記複数の塗装ゾーンの各々が、前記塗装ゾーン内に空気を供給する空気供給機構と、前記空気供給機構により供給される空気の風速又は流量、温度、及び湿度を調整する空気調和機構と、前記空気供給機構により供給された空気の風速又は流量を計測する計測手段と、前記塗装ゾーン内の揮発性有機化合物濃度を計測する濃度センサと、を備え、
   前記空気供給機構が、隣接する他の一の塗装ゾーンから排出された排気を供給する排気供給機構と、新鮮な空気を供給する新鮮空気供給機構と、前記排気供給機構と前記新鮮空気供給機構との切替えを可能とする切替え機構と、を備え、
   前記塗装設備が、前記計測手段で計測される空気の風速又は流量が設定値になるように前記空気調和機構を制御すると共に、前記濃度センサで計測された揮発性有機化合物濃度が所定の濃度を超えたときには、前記切替え機構を駆動させて前記排気供給機構から前記新鮮空気供給機構への切替えを行い、揮発性有機化合物濃度が所定の濃度以下となったときには、前記切替え機構を駆動させて前記新鮮空気供給機構から前記排気供給機構への切替えを実行する制御部をさらに備えることを特徴とする塗装設備。
10. 前記複数の塗装ゾーンの各々が、前記被塗装物の種類、塗料の種類、及び前記塗料の塗出量からなる群より選ばれる少なくとも１の条件を前記制御部に伝達する条件伝達手段をさらに備え、
    前記制御部が、前記条件伝達手段から伝達された条件に基づいて前記設定値を決定する設定値決定手段を備えることを特徴とする請求項９記載の塗装設備。
11. 前記排気供給機構が、塗料ミストを除去する除去装置を備えることを特徴とする請求項９又は１０記載の塗装設備。
12. 前記塗装ゾーンの各々が、ウォーターフォールゲートを有する排気浄化装置を下方に備えることを特徴とする請求項９から１１のいずれかに記載の塗装設備。
13. 車体に前処理を施す前処理工程と、前記前処理工程を経た車体に電着塗装を施す電着塗装工程と、前記電着塗装工程を経た車体に中塗り塗装を施す中塗り塗装工程と、前記中塗り塗装工程を経た車体に上塗り塗装を施す上塗り塗装工程と、前記上塗り塗装工程を経た車体にクリア塗装を施すクリア塗装工程と、前記クリア塗装工程を経た車体の検査を行う検査工程と、を有する車体の生産方法において、
    前記中塗り塗装工程、前記上塗り塗装工程、前記クリア塗装工程、及び前記検査工程のうち、少なくとも１つの工程を請求項１から１２のいずれかに記載の塗装設備を用いて行うことを特徴とする車体の生産方法。

Images