JP2011050812A - 粉体塗装方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被塗装物の全体にわたって厚みが略均一な塗膜を形成する一方で、未塗着の粉体塗料を効率よく回収する。
【解決手段】粉体塗装装置１０は、ワークＷ（被塗装物）を搬入する塗装ブース１４を有し、該塗装ブース１４を構成し且つ互いに対向する側壁３６、３８には塗装ガン１６ａ、１６ｂが設置される。塗装ガン１６ａ、１６ｂからの各吐出風量は、一方に対して残余の一方が所定の割合となるように設定される。一方、底壁３４と側壁３６、３８の間と、上流側壁４２及び下流側壁４４の各々に形成された導入口４６、導出口４８の近傍とには、フード部５０、５２、６８、７０がそれぞれ設けられる。塗装ガン１６ａ〜１６ｃから吐出されてワークＷに塗着されなかった未塗着の粉体塗料は、ファン１２０の吸引作用下に、ダクトホース５８ａ〜５８ｊを介して吸引される。好ましくは、この際の吸引風量は、塗装ガン１６ａ〜１６ｃからの吐出風量の合計に対して所定の割合となるように設定される。
【選択図】図１

Description

本発明は、粉体塗料を被塗装物に塗着させることで前記被塗装物に対して塗装を施す粉体塗装方法及びその装置に関する。

被塗布物に対して塗装を施す一手法として、アース接続された被塗布物を塗装ブース内に搬入し、次に、この塗装ブース内に、帯電された粉体塗料を吐出する、いわゆる粉体塗装が挙げられる。この場合、粉体塗料は、搬送用エアに同伴されて吐出された後、被塗布物と粉体塗料との間の静電作用によって被塗布物に引き寄せられ、最終的に、該被塗布物に塗着されて塗膜となる。

静電塗装では、塗膜の厚みを均一化することが求められる。この観点から、特許文献１において、粉体塗料を被塗布物に向けてではなく塗装ブース内の空間に向けて吐出し、これにより、塗装ブース内の雰囲気に含まれる粉体塗料の濃度を均一化することが提案されている。

特開平９−３８５２７号公報（特に段落［００１１］、［００１２］参照）

特許文献１記載の従来技術においては、塗装ブース内を粉体塗料で充満する必要があるため、被塗布物に塗着されない粉体塗料が多数存在することになる。未塗着の粉体塗料は回収されて再吐出されるが、回収量が多くなることに伴い、再使用のための再生処理量も多くなる。

また、この従来技術では、その図２、図４及び図７から諒解されるように、塗装ブース内に塗装ガンが設置される。この場合、粉体塗料が塗装ガンに短時間で塗着してしまうので、塗装ガンに対するメンテナンスを頻繁に行わなければならない。メンテナンスを行う間は塗装を行うことができないので、被塗布物に対する塗装作業効率も低下することになる。

さらに、特許文献１を参照しても、粉体塗料の回収効率を向上させることについては何ら記載されておらず、従って、このための知見を得ることができない。

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、被塗装物の全体にわたって厚みが略均一な塗膜を形成することが可能であり、しかも、未塗着の粉体塗料の回収効率を向上させ得る粉体塗装方法及びその装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、アース接続されて搬送された被塗装物を塗装ブースの内部に搬入し、前記塗装ブースに取り付けられた複数個の塗装ツールから帯電させた粉体塗料を搬送用気体とともに吐出することで前記被塗装物に対して塗布を行う粉体塗装方法であって、
前記塗装ブースを構成し且つ互いに対向する２つの壁に、前記複数個の塗装ツールの中の少なくとも２個を設置し、
前記壁の各々に設けられた前記塗装ツールの各吐出口から前記粉体塗料及び前記搬送用気体を前記塗装ブース内に吐出する際の吐出風量を、下記の式（１）に表される割合に設定することを特徴とする。
一方の吐出口の吐出風量：残余の一方の吐出口の吐出風量
＝１００：８０〜１２０ …（１）

対向する壁同士にそれぞれ設けられた塗装ツールの各吐出口の吐出風量をこのように略同等に設定したときには、吐出された粉体塗料及び搬送用気体が有するエネルギが略同等となることから、該粉体塗料が被塗装物の周辺に略均等に浮遊するようになる。この状態の粉体塗料が静電作用によって被塗装物に引き寄せられる結果、厚みが略均一な塗膜が得られる。

このように、本発明によれば、被塗装物の全体にわたって厚みが略均一な塗膜を容易に形成することができる。

なお、全ての前記塗装ツールからの吐出風量の合計と、未塗着の前記粉体塗料を前記塗装ブースから排出するための吸引風量とを、下記の式（２）に表される割合に設定することが好ましい。
吐出風量の合計：吸引風量＝１００：８０〜１２０ …（２）

塗装ブース内が過度に正圧であるときには、塗装ブース内に噴霧された粉体塗料が被塗装物に引き寄せられる前に塗装ブース外に排出されてしまう。一方、塗装ブース内が過度に負圧であるときには、未塗着の粉体塗料を回収することが困難となるとともに、塗装ブース内に粉塵、ゴミ等が吸引される懸念がある。これに対し、上記のように塗装ツールからの塗装ブース内への吐出風量と、塗装ブースからの吸引風量（排気風量）とを略均衡させることにより、塗装ブース内が過度な正圧又は負圧となることが回避される。

すなわち、この場合、粉体塗料が被塗装物に引き寄せられる前に塗装ブース外に排出されてしまうことや塗装ブース内に粉塵、ゴミ等が吸引されてしまうこと等を回避し得るようになる。その上、未塗着の粉体塗料を効率よく回収することができる。要するに、未塗着の粉体塗料の回収効率が向上する。

また、本発明は、アース接続された被塗装物を搬入する塗装ブースと、前記塗装ブースに設置され、帯電させた粉体塗料を搬送用気体とともに前記被塗装物に対して吐出するための複数個の塗装ツールとを備える粉体塗装装置であって、
前記塗装ブースを構成し且つ互いに対向する２つの壁に、前記複数個の塗装ツールの中の少なくとも２個が設置され、
前記壁の各々に設けられた前記塗装ツールの吐出口から前記粉体塗料及び前記搬送用気体を前記塗装ブース内に吐出する際の吐出風量を制御する制御機構をさらに備え、
前記制御機構は、前記吐出口の各々から前記塗装ブース内に前記粉体塗料及び前記搬送用気体を吐出する際の吐出風量を、下記の式（３）に表される割合に設定することを特徴とする。
一方の吐出口の吐出風量：残余の一方の吐出口の吐出風量
＝１００：８０〜１２０ …（３）

すなわち、本発明によれば、塗装ツール（吐出口）同士の吐出風量が制御機構によって略均衡するように自動的に制御される。これにより、上記したように、被塗装物の全体にわたって厚みが略均一な塗膜を容易に形成することができるようになる。

また、全ての前記塗装ツールからの吐出風量の合計と、未塗着の前記粉体塗料を前記塗装ブースから排出するための吸引風量とを、下記の式（４）に表される割合に設定する制御機構を設けることが好ましい。
吐出風量の合計：吸引風量＝１００：８０〜１２０ …（４）

これにより、塗装ブース内の圧力が過度な正圧又は負圧とならないように自動的に制御される。換言すれば、塗装ブース内を、粉体塗料が被塗装物に引き寄せられる前に塗装ブース外に排出されてしまうことや、塗装ブース内に粉塵、ゴミ等が吸引されてしまうこと等を回避し得るとともに、未塗着の粉体塗料を効率よく回収することができる圧力に保つことが容易となる。この結果、未塗着の粉体塗料の回収効率も向上する。

なお、制御機構は、前記制御機構と同一のものであってもよいし、別個のものであってもよい。

本発明によれば、互いに対向する壁にそれぞれ形成された塗装ツールからの吐出風量を略均衡させ、これにより、吐出された粉体塗料及び搬送用気体が有するエネルギが略同等となるようにしているので、該粉体塗料が被塗装物の周辺に略均等に浮遊するようになり、この状態で被塗装物に引き寄せられるようになる。その結果、厚みが略均一な塗膜を容易に得ることができる。

さらに、塗装ツールからの吐出風量と、塗装ブースからの排気風量を略均衡させた場合、塗装ブース内が過度な正圧又は負圧となることが回避されるので、未塗着の粉体塗料を塗装ブース外に吸引することが容易となる。このため、粉体塗料を効率よく回収することができる。また、粉体塗料が被塗装物に引き寄せられる前に塗装ブース外に排出されてしまうことや、塗装ブース内に粉塵、ゴミ等が吸引されてしまうこと等を回避することもできる。

本実施の形態に係る粉体塗装装置の全体概略斜視図である。 図１の粉体塗装装置の要部概略正面縦断面図である。 図１の粉体塗装装置の概略正面図である。 図１の粉体塗装装置の要部概略正面図である。 図１の粉体装置を構成する塗装ガン（塗装ツール）の全体概略側面図である。 前記塗装ガンに粉体塗料を供給するための粉体塗料供給装置の全体概略側面図である。 塗装ブースからの排気風量を一定とし、互いに対向する前記塗装ガンの吐出風量の割合を変化させたときの被塗装物の塗膜の厚みを示すグラフである。 別の実施の形態に係る粉体塗装装置の要部概略正面縦断面図である。 また別の実施の形態に係る粉体塗装装置の要部概略正面縦断面図である。 さらに別の実施の形態に係る粉体塗装装置の要部概略正面縦断面図である。 さらにまた別の実施の形態に係る粉体塗装装置の要部概略正面縦断面図である。

以下、本発明に係る粉体塗装方法につき、それを実施する粉体塗装装置との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本実施の形態に係る粉体塗装装置１０の全体概略斜視図である。この粉体塗装装置１０は、被塗布物であるワークＷを搬送するための搬送機構１２と、前記ワークＷが搬入される塗装ブース１４と、該塗装ブース１４に設置された塗装ガン１６ａ〜１６ｃ（塗装ツール）とを備える。

搬送機構１２は、略逆Ｔ字状の支持部材１８に支持された搬送用案内レール２０と、該搬送用案内レール２０に変位自在に支持されたワーク固定台２２とを有する。この中、搬送用案内レール２０の一側面には凸部２４が突出形成され、該凸部２４は、前記ワーク固定台２２を構成するベース部材２６の一側面に形成された係合溝２８に係合されている。

ベース部材２６の他側面には、円柱状部材３０が連結されている。さらに、この円柱状部材３０の先端部には図示しない載置固定台が設けられ、ワークＷはこの載置固定台上に固定されている。

ベース部材２６は、図示しない駆動機構の作用下に前記搬送用案内レール２０に沿って変位する。この変位に伴い、未塗装のワークＷが塗装ブース１４に対して接近して搬入される一方、塗装済のワークＷが塗装ブース１４から露呈して離間する。なお、本実施の形態では、ベース部材２６は常時変位しており、このため、ワークＷは、塗装ブース１４内への搬入から搬出に至るまで矢印Ｚ方向に沿って継続的に移動する。

フレーム部材３２ａ〜３２ｄによって支持された塗装ブース１４は、図１及び図２に示すように、底壁３４と、前記底壁３４から略垂直方向に立ち上げられ且つワークＷの進行方向に対して略平行に配置された側壁３６、３８と、これら側壁３６、３８同士に橋架された天井壁４０と、ワークＷの進行方向上流側及び下流側をそれぞれ閉塞する上流側壁４２及び下流側壁４４とを有する。側壁３６、３８と、底壁３４、上流側壁４２、下流側壁４４及び天井壁４０との接合箇所は、間隙が生じないように堅牢に密着され、且つ該接合箇所にはシールが施されている。

勿論、上流側壁４２には、ワークＷを塗装ブース１４に搬入するための導入口４６が形成されており、同様に、下流側壁４４には、ワークＷを塗装ブース１４から露呈するための導出口４８が形成されている。また、側壁３６、３８は互いに対向する。

図２に示すように、底壁３４と側壁３６、３８の各々との間には若干のクリアランスが形成されており、各クリアランスを閉塞するようにしてフード部５０、５２がそれぞれ設けられる。これらフード部５０、５２からは、略円筒形状のダクトホース接続部５４、５６が若干上向きに傾斜して突出形成されている。図３に示すように、これらダクトホース接続部５４、５６には、ダクトホース５８ａ、５８ｂがそれぞれ接続される。なお図１においては、ダクトホース５８ａ、５８ｂを仮想線で示している。

また、底壁３４には、略水平方向に延在する水平部５９、６０と、該水平部５９、６０から屈曲して天井壁４０に向かうように傾斜した２箇所の傾斜部６２、６４が形成されている。傾斜部６２、６４同士の間は互いに離間してクリアランス６６を形成しており、このクリアランス６６に前記円柱状部材３０が通される。

図１から諒解されるように、この場合、上流側壁４２及び下流側壁４４の高さ方向寸法及び幅方向寸法は、該上流側壁４２及び下流側壁４４が側壁３６、３８及び天井壁４０から突出するように設定されている。また、上流側壁４２及び下流側壁４４の底部端面は前記底壁３４と面一に設定され、さらに、上流側壁４２及び下流側壁４４には、図１、図３及び図４に示すように、前記傾斜部６２、６４の端面に当接するととともに前記導入口４６及び導出口４８の各々を囲繞する中空略四角柱形状のフード部６８、７０がそれぞれ形成されている。

これらフード部６８、７０の各頂点からは、対角線に沿って延在するようにして中空フランジ部７２ａ〜７２ｄ、７４ａ〜７４ｄが互いに略同寸法で突出形成されている。すなわち、これら中空フランジ部７２ａ〜７２ｄ、７４ａ〜７４ｄは、フード部６８、７０において、Ｘ字状をなすように設けられている。

そして、中空フランジ部７２ａ〜７２ｄ、７４ａ〜７４ｄの各先端部には、搬送用案内レール２０の延在方向、換言すれば、ワークＷの進行方向（図１中の矢印Ｚ方向）に沿って、略円筒形状のダクトホース接続部７６ａ〜７６ｄ、７８ａ〜７８ｄが形成されている。中空フランジ部７２ａ〜７２ｄ、７４ａ〜７４ｄがＸ字状をなすため、ダクトホース接続部７６ａ〜７６ｄ、又はダクトホース接続部７８ａ〜７８ｄの各々を通る仮想線を引いた場合、該仮想線の軌跡によって正方形ないし長方形が形成される。すなわち、ダクトホース接続部７６ａ〜７６ｄ、７８ａ〜７８ｄは、仮想的な四角形の頂点に対応する部位に配置されている。

これらダクトホース接続部７６ａ〜７６ｄ、７８ａ〜７８ｄの各々には、ダクトホース５８ｃ〜５８ｆ、５８ｇ〜５８ｊ（図１及び図３中の仮想線）がそれぞれ接続される。ダクトホース５８ｃ〜５８ｆはダクトホース５８ａと、ダクトホース５８ｇ〜５８ｊはダクトホース５８ｂと合流し、さらに、ダクトホース５８ａ、５８ｂ同士が合流した排気ラインとして、図示しない粉体塗料回収機構に対して接続される。

中空フランジ部７２ａ〜７２ｄ、７４ａ〜７４ｄの内部は、フード部６８、７０の内部に各々連通する。すなわち、フード部６８、７０を経て導出された粉体塗料は、中空フランジ部７２ａ〜７２ｄ、７４ａ〜７４ｄ及びダクトホース接続部７６ａ〜７６ｄ、７８ａ〜７８ｄを通過し、さらに、ダクトホース５８ｃ〜５８ｆ、５８ｇ〜５８ｊを経由して前記粉体塗料回収機構に回収される。

以上のように構成された塗装ブース１４の内壁には、図２に示すように、保護材７９が接合されている。保護材７９の材質は、絶縁体であれば特に限定されるものではないが、気泡を含み、このために絶縁性が高い発泡ポリエステルを好適な例として挙げることができる。

この場合、側壁３６には塗装ガン１６ａが設置され、側壁３８には、前記塗装ガン１６ａの位置に対応する位置に塗装ガン１６ｂが設置されている。さらに、天井壁４０には１個の塗装ガン１６ｃが設置されている。なお、塗装ガン１６ａ〜１６ｃは全て同一構成であるが、説明の便宜上、互いに別の参照符号を付している。

ここで、側壁３８に設置された塗装ガン１６ｂの全体概略側面図を図５に示す。この場合、塗装ガン１６ｂは、ガン本体８０と、該ガン本体８０から放射状に分岐して延在する１１本のノズルチューブ８２とを有する。ガン本体８０及びノズルチューブ８２の材質は、これらガン本体８０及びノズルチューブ８２の内部を摩擦しながら通過する粉体塗料に対して摩擦帯電を生じさせるようなものが選定され、好適な例としては、テトラフルオロエチレンが挙げられる。

１１本のノズルチューブ８２は、１本のチューブ支持部材８４によって直列に整列するようにして集束されている。さらに、チューブ支持部材８４は側壁３８に当接ないし接着されており、且つチューブ支持部材８４から突出したノズルチューブ８２の各終端は、側壁３８に形成された連通孔８６に挿入されている。なお、この場合、各終端の先端面は、側壁３８の内壁と面一となる位置に配置されている。

後述するように、粉体塗料は、ノズルチューブ８２の終端に形成された開口から連通孔８６を経て吐出される。すなわち、連通孔８６は、吐出口として機能する。

勿論、残余の塗装ガン１６ａ、１６ｃも同様に構成されている。従って、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。

塗装ガン１６ａ、１６ｃを構成する各々のノズルチューブ８２の終端もまた、側壁３６又は天井壁４０に設けられた連通孔８６に挿入されている。各終端の先端面は、塗装ガン１６ｂのノズルチューブ８２の終端と同様に、側壁３６又は天井壁４０の内壁と面一となる位置に配置されている。

ノズルチューブ８２の外径は、連通孔８６の直径に比して若干大きい。従って、連通孔８６に挿入された各々のノズルチューブ８２の外周壁は、連通孔８６の内周壁に堅牢に密着する。このため、ノズルチューブ８２の外周壁と連通孔８６の内周壁との間に間隙が生じることが回避され、結局、両壁の間が気密に保たれる。

このようにノズルチューブ８２の外周壁と連通孔８６の内周壁との間が気密に保たれることと、側壁３６、３８と底壁３４、上流側壁４２、下流側壁４４及び天井壁４０との接合箇所が堅牢に密着され且つ該接合箇所にシールが施されていることとが相俟って、塗装ブース１４内に外気が進入することが防止される。

そして、図１に示すように、塗装ガン１６ａと塗装ガン１６ｂは、各々のガン本体８０、８０同士が略対向するようにして側壁３６、３８に設置されている。

以上のように構成される塗装ガン１６ａ〜１６ｃの各上流側には、図３に示すように、粉体塗料供給装置９０ａ〜９０ｃが設置される。

図６に示すように、これら粉体塗料供給装置９０ａ〜９０ｃは、粉体塗料を収容した第１貯留容器９２と、該第１貯留容器９２から送られた粉体塗料を一旦貯留して必要量のみをスクリュコンベア９４に送る第２貯留容器９６と、前記スクリュコンベア９４を通過した粉体塗料を前記塗装ガン１６ａ〜１６ｃに送るインジェクタ９８とを有する。

第１貯留容器９２には、流動用エアを内部に導入するための導入管１００が設けられる。この導入管１００を介して導入された流動用エアにより、粉体塗料は流動状態となる。すなわち、粉体塗料は、流動状態で第１貯留容器９２内に貯留され、流動用エアから受ける圧力によって、橋架管１０２を介して第２貯留容器９６に送られる。なお、流動用エアは、第２貯留容器９６の上部に設けられた排気管１０４を介して排気される。

第２貯留容器９６の底部には、メッシュ１０６が設置される。このメッシュ１０６は、図示しない振動器によって振動され、これに伴って粉体塗料がスクリュコンベア９４側に向かって少量ずつ降下する。

スクリュコンベア９４は、モータ１０８の作用下に回転動作する。この回転動作に伴い、粉体塗料がインジェクタ９８に向かって送られる。

インジェクタ９８には、搬送用エアが送気される。後述するように、搬送用エアの風量は、第１制御回路１１０の制御作用下に調整される。すなわち、粉体塗料は、風量が制御された搬送用エアに同伴されて塗装ガン１６ａ〜１６ｃに搬送される。

なお、図６における参照符号１１２、１１４、１１６は、それぞれ、リンス用エアを導入するためのリンス用管、整流板、点検口が設けられた内部点検用管を示す。

以上のように構成される粉体塗料供給装置９０ａ〜９０ｃには、インジェクタ９８に供給される搬送用エアの風量を検出するための風量計（図示せず）が設けられる。なお、風量計に代替して風速計を設けるようにしてもよい。この場合には、風速、及び搬送用エアが供給される供給管の径に基づいて搬送用エアの風量を自動的に算出させるようにすればよい。

一方、前記粉体塗料回収機構は、図１に示すファン１２０（吸引機構）を有する。従って、前記粉体塗料回収機構が付勢されたときには、前記ファン１２０の作用下に塗装ブース１４内の大気が前記ダクトホース５８ａ〜５８ｊを介して吸引される。

ファン１２０の単位時間あたりの吸引量、換言すれば、塗装ブース１４から排気される大気の風量（排出風量）は、第２制御回路１２２によって制御される。なお、第２制御回路１２２は、ベース部材２６の変位速度、ひいてはワークＷの変位速度を制御する機能も営む。

本実施の形態に係る粉体塗装装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その動作並びに作用効果について説明する。

はじめに、ワーク固定台２２を構成する前記載置固定台の各々にワークＷが載置され、その後、該ワークＷないしワーク固定台２２がアースに対して電気的に接続される。さらに、前記搬送機構１２が付勢され、この付勢に伴い、ベース部材２６、ひいてはワークＷが搬送用案内レール２０に案内されながら矢印Ｚ方向に沿って塗装ブース１４に指向して移動する。上記したように、この移動の際の変位速度は、第２制御回路１２２に予め設定された速度を保つように一定制御される。

同時に、前記粉体塗料供給装置９０ａ〜９０ｃが付勢される。すなわち、導入管１００を介して第１貯留容器９２の内部に流動用エアが導入され、これに伴って流動状態となった粉体塗料が橋架管１０２を介して第２貯留容器９６に送られる。粉体塗料は、第２貯留容器９６内のメッシュ１０６を通過し、スクリュコンベア９４によってインジェクタ９８に送られる。

インジェクタ９８には、第１制御回路１１０の制御作用下に所定の風量に設定された搬送用エアが供給されている。従って、粉体塗料は、インジェクタ９８内で搬送用エアと混合され、該搬送用エアに同伴されて塗装ガン１６ａ〜１６ｃに搬送される。

その後、粉体塗料は、塗装ガン１６ａ〜１６ｃの各ガン本体８０から各ノズルチューブ８２の終端の開口に至る。この間、粉体塗料は、これらガン本体８０及びノズルチューブ８２に対して摺接し、この際の摩擦によって帯電する。すなわち、粉体塗料は、帯電した状態で前記開口、換言すれば、連通孔８６（吐出口）から吐出され、搬送用エアとともに塗装ブース１４内に噴霧される。

ガン本体８０、８０同士が互いに対向する塗装ガン１６ａ、１６ｂにおける搬送用エア及び粉体塗料の吐出風量は、塗装ガン１６ａの吐出風量：塗装ガン１６ｂの吐出風量＝１００：８０〜１２０に設定される。これにより、塗装ブース１４内に噴霧される粉体塗料及び搬送用エアの吐出風量が、塗装ガン１６ａからの吐出風量：塗装ガン１６ｂからの吐出風量＝１００：８０〜１２０の関係を満足するようになる。

すなわち、例えば、塗装ガン１６ａから噴霧される粉体塗料及び搬送用エアの吐出風量が１ｍ³／秒であるとき、塗装ガン１６ｂから噴霧される粉体塗料及び搬送用エアの吐出風量は０．８〜１．２ｍ³／秒に設定される。後述するように、塗装ガン１６ａ、１６ｂから噴霧される粉体塗料及び搬送用エアの吐出風量が同一であること、すなわち、例えば、両者とも１ｍ³／秒であることが最も好ましい。

その一方で、前記粉体塗料回収機構が付勢される。これにより、ダクトホース接続部５４、５６、７６ａ〜７６ｄ、７８ａ〜７８ｄの各々に接続されたダクトホース５８ａ〜５８ｊを介して塗装ブース１４内の大気がファン１２０の作用下に吸引される。

本実施の形態において、ファン１２０の吸引量は、塗装ガン１６ａ〜１６ｃからの吐出風量の合計：ファン１２０の吸引量＝１００：８０〜１２０に設定される。これにより、塗装ブース１４内から吸引される大気（未塗着の粉体塗料を含む）の排出風量が、塗装ガン１６ａ〜１６ｃからの吐出風量の合計：塗装ブース１４内からの排出風量＝１００：８０〜１２０の関係を満足するようになる。

例えば、塗装ガン１６ａ〜１６ｃから噴霧される粉体塗料及び搬送用エアの吐出風量が合計で３ｍ³／秒であるとき、塗装ブース１４内からの排出風量（ファン１２０の吸引量）は２．４〜３．６ｍ³／秒に設定される。塗装ブース１４内からの排出風量と、塗装ガン１６ａ〜１６ｃから噴霧される粉体塗料及び搬送用エアの合計風量とが同一であること、すなわち、例えば、両者とも３ｍ³／秒であることが最も好ましい。

なお、塗装ガン１６ｃから噴霧される粉体塗料及び搬送用エアの吐出風量は、塗装ガン１６ａ、１６ｂから噴霧される粉体塗料をワークＷ側に向けることが可能な程度であればよい。例えば、塗装ガン１６ａ（又は塗装ガン１６ｂ）からの吐出風量：塗装ガン１６ｃからの吐出風量＝１００：８０〜１２０の関係を満足する割合とすればよいが、特にこれに限定されるものではない。

ここで、塗装ガン１６ａ〜１６ｃの各吐出風量の調整は、第１制御回路１１０が、インジェクタ９８に供給される搬送用エアの風量を制御することによって営まれる。すなわち、搬送用エアの風量は、上記したように、前記風量計（又は風速計）にて測定される。この測定値のフィードバックを受けた第１制御回路１１０は、予め設定された所定の設定値に測定値が近似するように搬送用エアの風量を調整する。

１個の制御回路のみで塗装ガン１６ａ〜１６ｃの全風量を制御する場合、例えば、インジェクタ９８から塗装ガン１６ａ〜１６ｃに橋架された配管の内壁の摩擦抵抗に差があるときには、各塗装ガン１６ａ〜１６ｃから吐出される搬送用エアの風量に差が発生することがあるが、塗装ガン１６ａ〜１６ｃの上流に設置された粉体塗料供給装置９０ａ〜９０ｃに第１制御回路１１０をそれぞれ設ける本実施の形態の場合、塗装ガン１６ａ〜１６ｃから吐出される各搬送用エアの風量を個別に制御することが可能である。従って、搬送用エアの風量を略同等とすることができる。

さらに、本実施の形態においては、上記したように、塗装ブース１４内に外気が進入することが防止される。ノズルチューブ８２の外周壁と連通孔８６の内周壁との間が気密に保たれるとともに、側壁３６、３８と底壁３４、上流側壁４２、下流側壁４４及び天井壁４０との接合箇所が堅牢に密着され且つ該接合箇所にシールが施されているからである。

従って、塗装ガン１６ａ〜１６ｃの周辺から塗装ブース１４内に外気が流入することが防止される。このため、流入した外気が塗装ガン１６ａ〜１６ｃの吐出風量に影響を及ぼすことを回避することができる。その結果、吐出風量を一層精確に制御することが可能となるとともに、吐出風量と吸引量とを正確に均衡させることが容易となる。

ワークＷ及び円柱状部材３０は、塗装ブース１４の上流側壁４２の導入口４６、及び傾斜部６２、６４同士の間のクリアランス６６をそれぞれ通過し、塗装ブース１４内を所定速度で緩やかに移動する。

上記したように、ワークＷは、直接、又はワーク固定台２２を介して間接的にアース接続されている。このため、帯電した状態で吐出された粉体塗料は、静電作用によってワークＷに引き寄せられ、その結果、該ワークＷに塗着される。

その一方で、塗装ブース１４内に噴霧された粉体塗料の一部は、搬送用エアが塗装ブース１４内に拡散することに伴って拡散する。通常の粉体塗装装置では、例えば、天井壁４０に向かって拡散した粉体塗料に付与された搬送用エアによる運動エネルギが、前記静電作用によってワークＷに向かおうとする運動エネルギに比して大きく、このため、この拡散した粉体塗料を塗着させることは容易ではない。

しかしながら、本実施の形態においては、塗装ガン１６ａに対して塗装ガン１６ｂを略対向する位置に配設している。このため、図２に示すように、塗装ガン１６ａから吐出・噴霧された粉体塗料及び搬送用エアの流れが、塗装ガン１６ｂから吐出・噴霧された粉体塗料及び搬送用エアの流れにぶつかる。換言すれば、塗装ガン１６ａ、１６ｂからの吐出パターン同士が干渉する。

このため、塗装ブース１４内では、天井壁４０に向かって拡散した粉体塗料及び搬送用エア同士がぶつかり合い、その結果、粉体塗料が、吐出の際に搬送用エアから付与された運動エネルギが相殺された状態となる。このため、粉体塗料は、ワークＷの周辺で分散浮遊する。

しかも、本実施の形態においては、天井壁４０に塗装ガン１６ｃが設置されている。この塗装ガン１６ｃにおける吐出パターンは、塗装ガン１６ａ、１６ｂから吐出されて上方に拡散しようとする粉体塗料及び搬送用エアに干渉し、該粉体塗料及び搬送用エアの天井壁４０に向かうそれ以上の拡散を抑制する。この干渉によって、分散浮遊した粉体塗料がワークＷ側に向かって流される。

その一方で、底壁３４に向かって拡散した粉体塗料及び搬送用エア同士もぶつかり合い、これにより、粉体塗料がワークＷの周辺で分散浮遊した状態となる。

また、傾斜部６２、６４が、底壁３４に向かって拡散する粉体塗料及び搬送用エアの流れに対していわゆる邪魔板として機能し、これによって上方のワークＷ側に向かう流れが生じる。

以上のように、本実施の形態によれば、側壁３６、３８の連通孔８６、８６同士、すなわち、塗装ガン１６ａ、１６ｂの吐出口同士を互いに略対向する位置に形成し、これにより該連通孔８６、８６を介して吐出・噴霧される吐出パターン同士が干渉するようにするとともに、天井壁４０にも、その吐出パターンが塗装ガン１６ａ、１６ｂの吐出パターンに干渉する塗装ガン１６ｃを設置するようにしている。このため、粉体塗料の運動エネルギを喪失させ、静電作用によってワークＷ側に引き寄せられ易い状態とすることができる。

すなわち、この場合、塗装ブース１４内に吐出・噴霧された粉体塗料の大部分をワークＷに指向して移動させることができる。従って、ワークＷに対する塗装効率が向上するので、通常の塗装ブースで粉体塗装を行う場合に比して、未塗着の粉体塗料量が低減する。

しかも、上記したように、粉体塗料が分散浮遊した後に静電作用を介して被塗布物に付着するので、被塗布物の形状に関わらず、該被塗布物の全体にわたって塗膜の厚みが略一定となる。すなわち、厚みが略均一な塗膜を得ることも容易である。

また、例えば、塗装ツールを保持したロボット等を用いて静電塗装を行う場合に塗膜の厚みを略一定にするためには、それに応じた軌跡を作成するべく、ロボットに対して厳密なティーチングを行う必要がある。しかしながら、本実施の形態によれば、そのような厳密なティーチングを行うことなく、塗膜の厚みを略一定とすることができる。すなわち、煩雑な作業が不要となり、被塗布物への静電塗装を容易に実施することが可能となる。

このようにして粉体塗装が行われている間、上記したように塗装ブース１４内の大気が吸引されている。このため、塗装ブース１４内に吐出された粉体塗料がフード部６８、７０を介して漏洩することが防止される。また、導入口４６及び導出口４８を介して塗装ブース１４に進入しようとする大気は、フード部６８、７０に形成されたダクトホース接続部７６ａ〜７６ｄ、７８ａ〜７８ｄに接続された前記ダクトホースを介して吸引される。従って、外部から塗装ブース１４内に塵等が混入することが回避される。

このように、フード部６８、７０にダクトホース接続部７６ａ〜７６ｄ、７８ａ〜７８ｄ、換言すれば、吸引口を設けるようにしたことによって、塗装ブース１４の内部と外部の圧力を均衡させることなく、塗装ブース１４内から粉体塗料が漏洩すること、及び外部から塗装ブース１４内に塵等が混入することの双方を回避することが可能となる。

また、上記したように、ダクトホース接続部７６ａ〜７６ｄ、７８ａ〜７８ｄは、四角形の頂点に対応する部位に位置する。このため、塗装ブース１４内外の大気は、ダクトホース接続部７６ａ〜７６ｄ、７８ａ〜７８ｄに効率よく吸い寄せられる。すなわち、四角形の頂点に対応する部位にダクトホース接続部７６ａ〜７６ｄ、７８ａ〜７８ｄを設けたことにより、いわゆる整流効果が得られる。

未塗着の粉体塗料の大部分は、ダクトホース接続部５４、５６に接続されたダクトホース５８ａ、５８ｂを介して吸引されるが、一部は、ダクトホース接続部７６ａ〜７６ｄ、７８ａ〜７８ｄに接続されたダクトホース５８ｃ〜５８ｆ、５８ｇ〜５８ｊを介して吸引される。以上のようにしてダクトホース接続部５４、５６、７６ａ〜７６ｄ、７８ａ〜７８ｄを介して吸引された粉体塗料は、最終的に、前記粉体塗料回収機構に回収される。

すなわち、本実施の形態では、塗装ブース１４の底部両側方と、導入口４６及び導出口４８の各近傍から粉体塗料を吸引・回収するようにしている。このように、塗装ブース１４の複数箇所から粉体塗料を回収する構成としたことにより、塗装ブース１４内に残留する粉体塗料量が少なくなる。換言すれば、回収効率が向上する。

勿論、回収された粉体塗料は、適切な再生処理を経た後、吐出機構に戻されて塗装ガン１６ａ〜１６ｃのいずれかから再吐出される。このため、回収効率の向上と相俟って、粉体塗料の使用効率が向上する。

この場合、上記したように未塗着の粉体塗料量が少ないので、回収すべき粉体塗料の量も少ない。このため、該粉体塗料を再使用するための再生処理量が少なくなるのでコスト的に有利である。

しかも、本実施の形態においては、塗装ガン１６ａ〜１６ｃを構成するガン本体８０やノズルチューブ８２が塗装ブース１４内に露呈していない。このため、粉体塗料が塗装ガン１６ａ〜１６ｃに塗着することがないので、塗装ガン１６ａ〜１６ｃのメンテナンス頻度が著しく低減する。結局、塗装ガン１６ａ〜１６ｃに対してメンテナンスを行うべく塗装作業を中断する頻度が低減するので、ワークＷに対する塗装作業効率も向上する。

このようにしてワークＷに対する塗装がなされた後、前記ベース部材２６の継続的な変位に伴い、塗装済のワークＷが下流側壁４４の導出口４８を通過して塗装ブース１４から露呈する（搬出される）に至る。

ここで、同一形状の複数個のワークＷに対し、塗装ガン１６ａ、１６ｃからの吐出風量を一定とするとともに、塗装ガン１６ｂからの吐出風量を変更して上記の粉体塗装を行い、塗装済のワークＷから任意の測定ポイントを１４点選定し、各測定ポイントにおける塗膜の厚みを測定した結果を図７に併せて示す。なお、該図７に示す通り、塗装ガン１６ａからの吐出風量：塗装ガン１６ｂからの吐出風量＝１００：８０、１００：８５、１００：９０、１００：１００の割合に設定するとともに、塗装ガン１６ｃからの吐出風量を塗装ガン１６ａからの吐出風量と同一とした。また、全ての場合において、塗装ガン１６ａ〜１６ｃからの合計吐出風量：ファン１２０の吸引量（塗装ブース１４からの排気風量）＝１００：１００である。また、異なるワークＷであっても、同一部位を測定ポイントとしている。

この図７から、塗装ガン１６ａからの吐出風量：塗装ガン１６ｂからの吐出風量＝１００：８０〜１２０であると、塗膜の厚みのバラツキが少ないことが分かる。すなわち、塗装ガン１６ａからの吐出風量：塗装ガン１６ｂからの吐出風量＝１００：８０〜１２０の関係を満足させることにより、塗膜の厚みを均一化することが容易となる。

なお、図示しないが、塗装ガン１６ａからの吐出風量：塗装ガン１６ｂからの吐出風量＝１００：１００の割合とするとともに、塗装ガン１６ａ〜１６ｃからの合計吐出風量：ファン１２０の吸引量（塗装ブース１４からの排気風量）＝１００：８０〜１２０とした場合も、図７と略同様の結果が得られた。

以上から諒解されるように、塗装ガン１６ａからの吐出風量と塗装ガン１６ｂからの吐出風量とを略均衡させるとともに、塗装ガン１６ａ〜１６ｃからの吐出風量と塗装ブース１４からの排気風量とを略均衡させる本実施の形態によれば、ワークＷの部位に関わらず厚みのバラツキが少ない塗膜、換言すれば、ワークＷの全体にわたって厚みが略均一な塗膜を容易に得ることができる。

この理由は、先ず、塗装ガン１６ａからの吐出風量：塗装ガン１６ｂからの吐出風量＝１００：８０〜１２０に設定したことにより、粉体塗料がワークＷの周辺に略均等に浮遊するようになり、この状態で静電作用によってワークＷに引き寄せられたためであると推察される。すなわち、粉体塗料が不均等に浮遊している場合、該粉体塗料がワークＷに引き寄せられると、粉体塗料が密に集中していた近傍では塗膜の厚みが大きくなり、逆に、粉体塗料が疎らに存在していた近傍では塗膜の厚みが小さくなるからである。

そして、塗装ガン１６ａ〜１６ｃからの合計吐出風量：ファン１２０の吸引量＝１００：８０〜１２０の割合に設定することにより、塗装ブース１４内が過度に正圧でもなく、過度に負圧でもない状態となる。換言すれば、適切な圧力に保たれる。このため、塗装ブース１４内に浮遊した粉体塗料がワークＷに引き寄せられる前に塗装ブース１４外に排出されることが回避される一方、塗装ブース１４内から未塗着の粉体塗料を回収することが困難になることが回避される。

すなわち、ワークＷの近傍には、粉体塗料が安定して浮遊する。また、未塗着の粉体塗料が速やかに回収される。このため、ワークＷに対する塗装を効率よく進行させながら、未塗着の粉体塗料を効率よく回収することができる。

結局、本実施の形態によれば、厚みが略均一な塗膜を効率よく形成することができるとともに、未塗着の粉体塗料の回収効率を向上させることができる。

なお、上記した実施の形態においては、ダクトホース５８ｃ〜５８ｆをダクトホース５８ａに合流させるとともに、ダクトホース５８ｇ〜５８ｊをダクトホース５８ｂと合流させ、さらに、ダクトホース５８ａ、５８ｂ同士を合流させているが、ダクトホース５８ａ、５８ｂ同士を粉体塗料回収機構に接続するとともに、ダクトホース５８ｃ〜５８ｆ、５８ｇ〜５８ｊをこれらダクトホース５８ａ、５８ｂに合流させることなく粉体塗料回収機構に接続するようにしてもよい。

この場合には、塗装ガン１６ａからの吐出風量を１００とするとき、ダクトホース５８ａ、５８ｂからの排出風量と、ダクトホース５８ｃ〜５８ｆ、５８ｇ〜５８ｊからの排出風量との合計を８０〜１２０の割合に設定すればよい。

また、導入口４６及び導出口４８の近傍に各々４個のダクトホース接続部７６ａ〜７６ｄ、７８ａ〜７８ｄ（排気口）を設けるようにしているが、排気口の個数は特にこれに限定されるものではなく、例えば、６個であってもよいし８個であってもよい。勿論、それ以外の個数であってもよい。

さらに、フード部６８、７０を設けることは必須ではなく、上流側壁４２及び下流側壁４４における導入口４６及び導出口４８の近傍に排気口を直接形成するようにしてもよい。

さらに、底壁３４にクリアランス６６を設け、このクリアランス６６に通された円柱状部材３０にワークＷを支持することに代替し、天井壁４０にクリアランスを設けるとともに、このクリアランスに通された懸吊部材にワークＷを支持して塗装ガン１６ｃを底壁３４に設けるようにしてもよい。

加えて、この実施の形態では、塗装ガン１６ａ、１６ｂを互いに対向するように側壁３６、３８に設置するようにしているが、塗装ガン１６ａ、１６ｂが互いに対向しない任意の箇所に設置された場合であっても、本発明の効果を得ることができる。

いずれの場合においても、天井壁４０又は底壁３４に塗装ガン１６ｃを設けることは必須ではない。すなわち、塗装ガン１６ｃを割愛して粉体塗装装置を構成するようにしてもよい。また、側壁３６、３８、天井壁４０（又は底壁３４）の各々に、２個以上の塗装ガンを設置するようにしてもよい。この場合であっても、対向する壁に設置された塗装ガン同士を対向させる必要は特にない。

さらにまた、上記の摩擦帯電に代替し、コロナ帯電によって粉体塗料を帯電させるようにしてもよい。

加えて、本発明は、塗装ブース１４の内壁に保護材７９を設ける場合に特に限定されるものではない。すなわち、例えば、図８に示すように絶縁体からなる塗装ブース１３０を含むようにして粉体塗装装置１０を構成するようにしてもよいし、図９に示すように、導電体からなる塗装ブース１４のみを設けるようにしてもよい。

また、塗装ブースは、図１０に示すように、上部の壁が被塗装物であるワークＷから離間するに従って互いに接近する方向に屈曲形成された塗装ブース１３２であってもよいし、図１１に示すように、湾曲形成された塗装ブース１３４であってもよい。

このような形状とした場合、該壁に対し、塗装ガン１６ａ〜１６ｃから吐出された粉体塗料が付着することが困難となる。従って、例えば、塗装色を変更する際の塗装ブース１３２、１３４の内壁、保護材７９を設けた場合には該保護材７９に対する清掃が一層容易となる。換言すれば、清掃時間が一層短縮され、その結果、サイクルタイムがさらに短縮される。

図１０及び図１１においては、塗装ブース１３２、１３４を導電体で構成した場合を例示して示しているが、図１と同様に、各内壁に保護材７９を設置するようにしてもよいし、図８と同様に、塗装ブース１３２、１３４を絶縁体で構成するようにしてもよいことはいうまでもない。

そしてまた、ファン１２０の吸引量を設定することに代替し、例えば、排気ライン（粉体塗料回収ライン）に設けられたダンパの開度を設定することで塗装ブースからの排出風量を調整するようにしてもよい。

さらに、粉体塗料供給装置９０ａ〜９０ｃに風量計（又は風速計）を設けることに代えて塗装ガン１６ａ〜１６ｃに風量計（又は風速計）を設けるようにしてもよいし、第１制御回路１１０で風量を制御することに代替し、制御バルブを設け、この制御バルブの開度を調整することで風量を制御するようにしてもよい。

１０…粉体塗装装置 １２…搬送機構
１４、１３０、１３２、１３４…塗装ブース
１６ａ〜１６ｃ…塗装ガン ３４…底壁
３６、３８…側壁 ４０…天井壁
５０、５２、６８、７０…フード部
５４、５６、７６ａ〜７６ｄ、７８ａ〜７８ｄ…ダクトホース接続部
５８ａ〜５８ｊ…ダクトホース ６６…クリアランス
７２ａ〜７２ｄ、７４ａ〜７４ｄ…中空フランジ部
７９…保護材 ８０…ガン本体
８２…ノズルチューブ ８４…チューブ支持部材
８６…連通孔 ９０ａ〜９０ｃ…粉体塗料供給装置
９８…インジェクタ １１０、１２２…制御回路
１２０…ファン Ｗ…ワーク

Claims (4)

1. アース接続されて搬送された被塗装物を塗装ブースの内部に搬入し、前記塗装ブースに取り付けられた複数個の塗装ツールから帯電させた粉体塗料を搬送用気体とともに吐出することで前記被塗装物に対して塗布を行う粉体塗装方法であって、
   前記塗装ブースを構成し且つ互いに対向する２つの壁に、前記複数個の塗装ツールの中の少なくとも２個を設置し、
   前記壁の各々に設けられた前記塗装ツールの各吐出口から前記粉体塗料及び前記搬送用気体を前記塗装ブース内に吐出する際の吐出風量を、下記の式（１）に表される割合に設定することを特徴とする粉体塗装方法。
   一方の吐出口の吐出風量：残余の一方の吐出口の吐出風量
   ＝１００：８０〜１２０ …（１）
2. 請求項１記載の粉体塗装方法において、全ての前記塗装ツールからの吐出風量の合計と、未塗着の前記粉体塗料を前記塗装ブースから排出するための吸引風量とを、下記の式（２）に表される割合に設定することを特徴とする粉体塗装方法。
   吐出風量の合計：吸引風量＝１００：８０〜１２０ …（２）
3. アース接続された被塗装物を搬入する塗装ブースと、前記塗装ブースに設置され、帯電させた粉体塗料を搬送用気体とともに前記被塗装物に対して吐出するための複数個の塗装ツールとを備える粉体塗装装置であって、
   前記塗装ブースを構成し且つ互いに対向する２つの壁に、前記複数個の塗装ツールの中の少なくとも２個が設置され、
   前記壁の各々に設けられた前記塗装ツールの吐出口から前記粉体塗料及び前記搬送用気体を前記塗装ブース内に吐出する際の吐出風量を制御する制御機構をさらに備え、
   前記制御機構は、前記吐出口の各々から前記塗装ブース内に前記粉体塗料及び前記搬送用気体を吐出する際の吐出風量を、下記の式（３）に表される割合に設定することを特徴とする粉体塗装装置。
   一方の吐出口の吐出風量：残余の一方の吐出口の吐出風量
   ＝１００：８０〜１２０ …（３）
4. 請求項３記載の粉体塗装装置において、全ての前記塗装ツールからの吐出風量の合計と、未塗着の前記粉体塗料を前記塗装ブースから排出するための吸引風量とを、下記の式（４）に表される割合に設定する制御機構を有することを特徴とする粉体塗装装置。
   吐出風量の合計：吸引風量＝１００：８０〜１２０ …（４）

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