JP2019042629A - 塗装装置及びそれを用いた塗装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】塗装室内の温度変化に影響されずに、ワークに塗着したときの塗料に含まれる溶剤の量を最適に維持するとともに、ワークに塗着した後の溶剤の蒸発速度を最適に維持して、良質な塗装面を得る。【解決手段】塗料を噴霧するためのスプレーガン２と、スプレーガン２に塗料を供給する塗料供給手段３と、スプレーガン２に供給された塗料を噴霧するためのエアーを供給するエアー供給手段５と、スプレーガン２から噴霧する塗料の温度を所定温度に制御するための温度調節手段７と、少なくともワークの周囲温度を検出する温度検出手段１０を具備して、温度検出手段１０による検出温度に基づいて、温度調節手段７を制御して、スプレーガン２から噴霧する塗料の温度を制御して、ワークに塗着した際の塗料に含まれる溶剤の量及びワークに塗着した後の溶剤の蒸発速度を一定に維持可能とした。【選択図】図１

Description

本発明は塗装装置及びそれを用いた塗装方法に係り、より詳しくは、塗料を被塗装物に向けて噴霧することで被塗装物を塗装する塗装装置及び塗装方法において、被塗装物の周囲の温度に応じて噴霧する塗料の温度を可変することで、温度変化に影響されずに塗料に含まれる溶剤の蒸発量を一定に維持可能にした塗装装置及びそれを用いた塗装方法に関する。

周知の通り、塗料は、塗膜を形成する顔料、樹脂、添加物の他に、樹脂等の溶解に使用される溶剤を有しており、この溶剤の存在により塗装の品質を高めることを可能としている。

即ち、塗料には、シンナー等の有機溶剤を用いた油性塗料の他に、水を溶剤として用いた水性塗料や水とその他の物質を配合して構成した溶剤を用いた水溶性塗料等の水系塗料があり、いずれの塗料の場合でも、溶剤は、塗料が被塗装物（以下「ワーク」と言う。）に塗着した後に蒸発してしまうために、塗膜を形成するものではないが、塗料がワークに塗着した後に溶剤が蒸発することで、塗料粒子がワーク上を広がっていき塗料粒子どうしがつながり、それにより、ワーク全体に塗料が均一に塗着して、目的に合わせた良質な塗装面を得ることが可能になる。

そのために、塗料における溶剤の存在は極めて重要であり、塗料がワークに塗着したときの溶剤の量が最適でなく、また、その後の溶剤の蒸発速度が最適でない場合には、良質な塗装面を得ることができなくなってしまう。例えば、溶剤の蒸発速度が速すぎる場合には、塗料粒子がワーク全体に広がる前に溶剤が蒸発してしまい、塗装面がぼこぼこになり、いわゆる「ゆず肌」になってしまう。また、溶剤の蒸発速度が遅すぎる場合には、塗料がワーク上を流れてしまい、いわゆる「たれ」ができてしまう。

従って、良質な塗装面を得るためには、塗料がワークに塗着したときの溶剤の量を最適な量に維持するとともに、塗料がワークに塗着した後の溶剤の蒸発速度を最適な速度に維持する必要がある。

しかしながら、その一方、溶剤の蒸発速度は、塗装室内の温度の変化に影響され、塗装室内の温度が変化すると蒸発量が変化してしまうために、塗装室内の温度が変化すると、溶剤の量を最適に維持することができないとともに、ワークに塗着した後の溶剤の蒸発速度等も最適に維持することができず、それにより、塗料粒子を均一に広げることができず、良質な塗装面を得ることが困難になってしまうという問題点がある。

そこで従来は、季節や塗装室内の温度に対応させて、沸点の異なる溶剤を用いたり、溶剤の配合を変えて沸点を変更させたりすることで、塗料がワークに塗着したときの溶剤の量と塗料がワークに塗着した後の溶剤の蒸発速度を最適に維持することが行われていた。例えば溶剤としてシンナーを用いる場合は、夏場等の温度が高いときには沸点が高いシンナーが用いて、冬場等の温度が低い場合には沸点の低いシンナーを用いることで、シンナーの蒸発量を調整し、塗料がワークに塗着したときのシンナーの量と塗料がワークに塗着した後の溶剤の蒸発速度を最適に維持することが行われていた。

しかし、温度に対応させて溶剤を選択したり溶剤の配合を変えたりすることは難しいために、経験によるところが多く、熟練工でないと正確な判断は難しいという問題点が指摘されていた。

またこのほかに、季節や外気温度にかかわらず、塗装を行うためのクリーンルーム全体の温度を一定に維持することで、溶剤の種類を変えること無く、塗料がワークに塗着したときの溶剤の量と塗料がワークに塗着した後の溶剤の蒸発速度を最適に維持する方法も検討されてはいる。

しかしながら、塗装を行うクリーンルームは、塗装室の他に、乾燥室、塗料室、制御室、ワークをコンベアに乗せるためのロードエリア、塗装が完了したワークをコンベアから取り出すアンロードエリア等、多数の部屋を有しているために、その全体の温度を所定温度に維持するためには、空調エネルギーが膨大になりコストが上がってしまうという問題点が指摘できる。

また、従来から、スプレーガンから噴霧された塗料の温度を一定に維持する方法が提案されており、そのための方法としては、塗料の温度や、塗料を噴霧するためのエアーの温度を制御する方法が採用されている。

そして、これらの方法では、塗料温度を制御するために、塗料ホースとしてホットホースを用いたり、塗料を冷却したりする方法が用いられ、エアーの温度を制御する方法としては、スプレーガンへエアーを供給する供給管路に熱交換器を配置する方法を採用している。

しかし、これらの方法では、スプレーガンから噴霧される塗料の温度を所定温度に維持することは可能だが、塗装室内の温度が変化し、それにより溶剤の蒸発速度等が変化した場合でも、それに対応して、塗料がワークに塗着したときの溶剤の量と塗料がワークに塗着した後の溶剤の蒸発速度を最適に維持することは困難である。

実開昭６４−５２５６７号公報 特開２０１０−１４９３３１号公報

そこで、本発明は、塗装室内の温度変化に影響されずに、ワークに塗着したときの塗料に含まれる溶剤の量を最適に維持するとともに、ワークに塗着した後の溶剤の蒸発速度を最適に維持して、良質な塗装面を得ることが可能な塗装装置及びそれを用いた塗装方法を提供することを課題としている。

本発明の塗装装置は、
霧化した塗料をワークに向けて噴霧するための塗装装置であって、
塗料を噴霧するためのスプレーガンと、
該スプレーガンに塗料を供給するための塗料供給手段と、
前記スプレーガンに供給された塗料を霧化して噴霧するためのエアーを供給するためのエアー供給手段と、
前記スプレーガンから噴霧する塗料の温度を所定温度に制御するための温度調節手段と、
少なくとも前記ワークの周囲温度を検出するための温度検出手段と、を具備して、
前記温度検出手段による検出温度に基づいて、前記温度調節手段を制御することで、前記スプレーガンから噴霧する塗料の温度を調節して、
前記ワークに塗着した際の塗料に含まれる溶剤の量及びワークに塗着した後の溶剤の蒸発速度を一定に維持可能としたことを特徴としている。

そして、この塗装装置を用いた本発明の塗装方法は、
少なくとも、温度検出手段によって検出したワークの周囲温度に応じて、温度調節手段を制御することで、スプレーガンから噴霧する塗料の温度を調節して、ワークに塗着した際の塗料に含まれる溶剤の量及びワークに塗着した後の溶剤の蒸発速度を一定に維持することを特徴としている。

本発明の塗装装置では、塗料を噴霧するためのスプレーガンと、このスプレーガンに塗料を供給するための塗料供給手段と、スプレーガンに供給された塗料を霧化して噴霧するためのエアーを供給するためのエアー供給手段と、スプレーガンから噴霧する塗料の温度を所定温度に制御するための温度調節手段とを有するとともに、少なくともワークの周囲温度を検出するための温度検出手段を具備しており、温度検出手段によって検出したワークの周囲温度に応じて、温度調節手段を制御することで、スプレーガンから噴霧する塗料の温度を調節して、ワークに塗着した際の塗料に含まれる溶剤の量、及びワークに塗着した後の溶剤の蒸発速度を一定に維持することとしている。

そのために、塗装室内の温度が変化することでワークの周囲の温度が変化した場合でも、ワークに塗着した際の塗料に含まれる溶剤の量及びワークに塗着した後の溶剤の蒸発速度を最適に維持することができるので、それにより、塗料粒子がワーク全体に均一に広がり、良質な塗装面を得ることが可能である。

本発明の塗装装置の実施例を説明するためのブロック図である。 本発明の塗装装置の実施例の他の構成を説明するためのブロック図である。 本発明の塗装装置の実施例の他の構成を説明するためのブロック図である。 本発明の塗装装置の実施例における塗料供給手段を説明するためのブロック図である。 本発明の塗装装置の実施例における塗料供給手段の他の構成を説明するためのブロック図である。 本発明の塗装装置の実施例におけるスプレーガンの構造を説明するための図である。 本発明の塗装装置の実施例におけるエアー供給手段を説明するためのブロック図である。 本発明の塗装方法の実施例を説明するためのフローチャートである。

本発明の塗装装置は、霧化した塗料をワークに向けて噴霧するための塗装装置であって、塗料を噴霧するためのスプレーガンと、このスプレーガンに塗料を供給するための塗料供給手段と、スプレーガンに供給された塗料を霧化して噴霧するためのエアーを供給するためのエアー供給手段を有している。

また、本発明の塗装装置は、スプレーガンから噴霧される塗料の温度を所定温度に調節するための温度調節手段を有するとともに、少なくともワークの周囲温度を検出するための温度検出手段を具備している。

そして、温度検出手段により少なくともワークの周囲温度を検出して、この検出した温度に応じて、温度調節手段を制御して、スプレーガンから噴霧される塗料の温度を調節して、ワークに塗着した際の塗料に含まれる溶剤の量及びワークに塗着した後の溶剤の蒸発速度を一定に維持することとしている。

ここで、温度調節手段として、スプレーガンに供給するエアーの温度を調節するエアー温度調節手段、又は、スプレーガンに供給する塗料の温度を調節する塗料温度調節手段のいずれかを用いて、温度検出手段によって検出したワークの周囲温度に応じて、スプレーガンに供給するエアーの温度、又は、スプレーガンに供給する塗料の温度を調節し、それにより、スプレーガンから噴霧する塗料の温度を調節するとよい。

また、温度調節手段として、スプレーガンに供給するエアーの温度を調節するエアー温度調節手段、及び、スプレーガンに供給する塗料の温度を調節する塗料温度調節手段を用いて、温度検出手段によって検出したワークの周囲温度に応じて、スプレーガンに供給するエアーの温度、及び、スプレーガンに供給する塗料の温度を調節し、それにより、スプレーガンから噴霧する塗料の温度を調節してもよい。

更に、本発明の塗装装置で塗装されるワークは、回転自在なテーブルに装着され、テーブルとともに回転しながら塗装されるものにするとよく、これにより、複数個のワークを同時に塗装可能である。

本発明の塗装装置の実施例について図面を参照して説明すると、図１は、本実施例の塗装装置の構成を示すブロック図であり、図において点線で示した１の部分が本実施例の塗装装置である。

また、図において４１は、被塗装物としてのワークであり、本実施例において塗装されるワーク４１は、取付治具４３によって、回動自在なテーブル４２に複数個が取り付けられており、塗装に際してはテーブル４２の回転とともに回転することとしている。

次に前記塗装装置１について説明すると、図において２はスプレーガンである。即ち、本実施例の塗装装置１は塗料を噴霧するためのスプレーガン２を有しており、このスプレーガン２は、塗装に際しては、図示しない塗装ロボットのアームに取り付けられる。

ここで、前記スプレーガン２の構造を簡単に説明すると、図６は前記スプレーガン２のヘッド部分の構造を示す断面図であり、図において１２は塗料用流路である。即ち、前記スプレーガン２の内部には塗料用流路１２が形成されており、この塗料用流路１２は、前記スプレーガン２の側面において外部に開口とした塗料供給口を備えているとともに、スプレーガン２の先端部中心部分には塗料吐出口１３を備え、これにより、塗料供給口から供給された塗料を、スプレーガン２の内部を通って塗料吐出口１３より吐出可能としている。

次に、図において１４は霧化エアー用流路である。即ち、本実施例においては、前記塗料吐出口１３の周囲に開口とした霧化エアー噴射口１５が形成されるとともに、この霧化エアー噴射口１５は、他端部がスプレーガン２の側面において外部に開口とされた霧化エアー供給口が形成された霧化エアー用流路１４が連通している。そして、霧化エアー用流路１４を介して、塗料吐出口１３の周囲においてスプレーガン２の先端方向に向けてエアーを噴射することにより、塗料吐出口１３より吐出された塗料を霧化するとともに、この霧化した塗料をスプレーガン２の先端方向へ噴射可能としている。

次に、図において１６は、前記霧化エアー噴射口１５より噴射されたエアーにより霧化された塗料のパターンを変更するためのパターンエアー用流路である。即ち、前記霧化エアー用流路１４は塗料吐出口１３の先端部周囲に開口とされているために、霧化エアーにより霧化された塗料は略円形状となっており、この状態では広範囲にわたり塗料を噴射することが困難である。そこで、本実施例におけるスプレーガン２では、パターンエアー用流路１６を介して、霧化された塗料にエアーを噴射して、これにより霧化塗料のパターンを略楕円形状に変更させ、これにより、より広範囲に亘り塗料を噴射可能としている。

そして、本実施例では、スプレーガン２の先端部内周側を略テーパー状にしてテーパー部１８を形成しており、前記パターンエアー用流路１６は、前記テーパー部１８において、前記塗料吐出口１３を挟む配置で一対のパターンエアー噴射口１７を有しており、パターンエアー用流路１６の他端部は、スプレーガン２の側面において外部に向けて開口とされてパターンエアー供給口とされている。そしてこれにより、パターンエアー噴射口１７を介してテーパー部１８からパターンエアーを噴射することで、円形状の霧化塗料を、略楕円形状の霧化塗料に変更することを可能とし、これにより広範囲に亘り塗料を噴射することを可能としている。なお、霧化エアー用流路１４とパターンエアー用流路１６の基端側を連結して、霧化エアー供給口とパターンエアー供給口をエアー供給口として兼用しても良い。

次に、図において１９はニードルである。即ち、前記スプレーガン２の内部には、前記塗料用流路１２を貫通しつつ、ニードル１９が、スプレーガン２の長手方向へ移動自在に挿装されている。また、ニードル１９の先端部は先を細くしており、ニードル１９をスプレーガン２の先端側へ移動させた際に、ニードル１９の先端部で前記塗料吐出口１３を閉鎖可能としている。そして、前記ニードル１９は、その後方においてバネ等の弾性部材により、スプレーガン２の先端側に付勢されつつ支持されるとともに、後退可能としている。そしてこれにより、ニードル１９は、通常の状態においては先端部が塗料吐出口１３を閉鎖し、ニードル１９を後退させることで塗料吐出口１３を開口可能としている。

次に、図１において３は塗料供給手段である。即ち、前記スプレーガン２における塗料供給口には、塗料ホース４を介して、塗料供給手段３が連結され、この塗料供給手段３からスプレーガン２に塗料が供給されることとしている。

ここで、前記塗料供給手段３について図４を参照して説明すると、図４は、塗料供給手段を説明するための一部断面図であり、図において２１はシリンジである。即ち、本実施例において、前記塗料供給手段３は、シリンジ２１を有している。そして、前記シリンジ２１は、先端部に吐出口２２が形成されており、この吐出口２２に前記塗料ホース４の基端側が連結され、塗料ホースの先端側は、前記塗料供給口に連結されている。

また、前記シリンジ２１内にはピストン２３が、シリンジ２１内を移動自在に挿入されており、前記シリンジ２１内に塗料を充填した状態でピストン２３をシリンジ２１の先端部に押し込むことにより、シリンジ２１内の塗料を吐出口２２から吐出し、この吐出した塗料を、塗料用ホース４を介してスプレーガン２に供給可能としている。

そして、前記ピストン２３の内部には、前記シリンジ２１内に塗料を供給するための塗料用流路２４が形成されており、この塗料用流路２４の先端はシリンジ２１内において開口とされており、基端は塗料供給用ホース２５の先端部に連結されている。更に、前記塗料供給用ホース２５の他端は塗料用タンク２８内に位置するとともに、塗料供給用ホース２５の任意の箇所には、塗料供給用バルブ２６が備えられ、更にまた、この塗料供給用バルブ２６と塗料タンク２８間には、塗料用タンク２８内の塗料をシリンジ２１側へ供給するためのポンプ２７が備えられている。そして、この構成により、塗料供給用バルブ２６を開放した状態でポンプ２７を駆動することで、塗料供給用ホース２５及びピストン２３内の塗料用流路２４を介して、シリンジ２１内に塗料を充填することが可能となる。また、ポンプ２７の駆動を停止するとともに、塗料供給用バルブ２６を閉鎖した状態で、ピストン２３をシリンジ２１の先端部に押し込むことにより、前述したように、シリンジ２１内の塗料を吐出口２２から吐出し、この吐出した塗料を、塗料用ホース４を介してスプレーガン２に供給可能としている。

なお、ピストン２３を駆動する方法は特に限定されず、いずれの方法を採用してもよいが、例えば図４に示すように、前記ピストン２３の後端部近傍に可動板２９を連結し、この可動板２９にボールねじ３０を連結し、ボールねじ３０をモーター３１の回転軸に同軸で連結し、モーター３１を正転あるいは逆転することにより、ボールネジ３０の回転に伴って可動板２９を移動させ、それに伴ってピストン２３がシリンジ２１内を移動する構造とすると良い。

ここで、図５は本発明における塗料供給手段の他の構成を示す一部断面図であり、図５に示す塗料供給手段３では、塗料の噴霧を行わない場合には塗料を塗料タンク２８へ循環する構造としている。即ち、図５に示す塗料供給手段３は、循環ホース３２を具備しており、この循環ホース３２の一端をスプレーガン２内の塗料用流路に連結し、循環用ホース３２の他端側は塗料タンク２８内に配置し、循環用ホース３２の任意の箇所には循環用バルブ３３を配置している。そしてこれにより、塗料の噴射を行わない場合には、塗料供給用バルブ２６と循環用バルブ３３を開放した状態でポンプ２７を駆動することで、前記循環用ホース３２を介して、塗料を塗料タンク２８へ循環する構造としている。

次に、図１において５はエアー供給手段である。即ち本実施例の塗装装置１では、前記霧化エアー用流路１４及びパターンエアー用流路１６に圧縮エアーを供給するためのエアー供給手段５を有しており、このエアー供給手段５は、エアーホース６によって、前記霧化エアー用流路１４及びパターンエアー用流路１６のエアー供給口に連結されている。

ここで、前記エアー供給手段５について図７を参照して説明すると、図７は前記エアー供給手段５の構成を示すブロック図であり、図において３４はコンプレッサーである。即ち本実施例において前記エアー供給手段５はコンプレッサー３４を有しており、このコンプレッサー３４において、外気を取り込むとともに取り込んだ外気を、圧縮してスプレーガン側へ供給することとしている。そして、前記コンプレッサー３４にはエアドライヤー３５が連結され、このエアドライヤー３５において、前記コンプレッサー３４で圧縮されたエアーに含まれる水分を除去して除湿することとしている。また、エアドライヤー３５にはフィルタ３６が連結され、フィルタ３６においては、圧縮エアーに含まれる水分、ゴミ、油分等を除去することとしている。但し、エアー供給手段７の構成は特に限定されず、前記霧化エアー用流路１４及びパターンエアー用流路１６に圧縮エアーを供給可能であればいずれの手段を用いても良い。

次に、図１において７はエアー温度調節手段である。即ち、本実施例の塗装装置１では、前記エアー供給手段５から供給された圧縮エアーの温度を調節するためのエアー温度調節手段７を具備しており、このエアー温度調節手段７において温度調節された圧縮エアーを、スプレーガン２に供給することとしている。そして、このエアー温度調節手段７は、マイコン等の温度調節用制御手段８に接続され、この温度調節用制御手段８により作動が制御されることとしている。なお、エアー温度調節手段７の種類は特に限定されず、空冷又は水冷式の冷凍機、冷却器又は熱交換器や、ヒーター等、いずれを用いても良く、またその他、エアーの温度を上げる場合に、エアーホース６としてホットホースを用いても良い。

次に、図１において１０は温度センサーである。即ち、本実施例の塗装装置１では温度センサー１０を具備しており、この温度センサー１０によって、ワーク４１の周囲の温度を検出可能としている。

そして、前記温度センサー１０は、前記温度調節用制御手段８に接続されており、温度調節用制御手段８では、前記温度センサー１０で検出された温度に応じて、エアー温度調節手段７の作動を制御し、スプレーガン２に供給されるエアーの温度を所定温度に調節し、それにより、スプレーガン２から噴霧される塗料粒子の温度を所定温度に調節し、ワーク４１に塗着したときの塗料に含まれる溶剤の量を最適に維持するとともに、ワーク４１に塗着した後の溶剤の蒸発速度を最適に維持することとしている。

即ち、スプレーガン２から噴霧された塗料に含まれる溶剤は、ワーク４１に塗着するまでの間に蒸発していくが、その蒸発の速度及び量は塗装室内の温度に大きく影響される。例えば、夏場等の塗装室内の温度が高い場合には蒸発速度が速くなり、冬場等の塗装室内の温度が低い場合には蒸発速度が遅くなる。そのため、塗装室内に取り込んだ外気の温度が高い等の理由で塗装中に塗装室内の温度が高くなってしまった場合には溶剤の蒸発量が多くなってしまい、一方、塗装室内に取り込んだ外気の温度が低い等の理由で塗装中に塗装室内の温度が低くなってしまった場合には溶剤の蒸発量が少なくなってしまう。そうすると、ワーク４１に塗着したときの溶剤の量及びその後の溶剤の蒸発速度が変化してしまい、それにより、ワーク４１の全体に均一に塗料粒子を広げることができず、良質な塗装面を得ることが出来なくなってしまう。

そこで、本実施例の塗装装置１では、温度センサー１０によりワーク４１の周囲の温度を検出して、温度に変化が生じたときに、前記温度調節用制御手段８の制御により、スプレーガン２に供給されるエアーの温度を調節することで、スプレーガン２から噴霧される塗料の温度を調節し、溶剤の蒸発速度に変化が生じないようにしている。即ち、ワーク４１の周囲の温度が上昇してしまい、何らの手当てもしない場合には溶剤の蒸発速度が速くなってしまう場合には、スプレーガンに供給するエアーの温度を低くして、スプレーガン２から噴霧される塗料の温度を下げ、それにより、溶剤の蒸発速度を最適速度に維持する。一方、ワーク４１の周囲の温度が下降してしまい、何らの手当てもしない場合には溶剤の蒸発速度が遅くなってしまう場合には、スプレーガンに供給するエアーの温度を高くして、スプレーガン２から噴霧される塗料の温度を上げ、それにより、溶剤の蒸発速度を最適速度に維持する。そしてそれにより、ワーク４１に塗着したときの塗料に含まれる溶剤の量を最適に維持するとともに、ワーク４１に塗着した後の溶剤の蒸発速度を最適に維持し、良質な塗装面を得ることを可能にしている。

なお、前記温度センサー１０には多数の種類が存在するが、本発明において使用する温度センサーの種類は特に限定されず、いずれの温度センサーを用いてもよい。

また、図１の説明では、エアー供給手段５から供給された圧縮エアーの温度を調節するのみの構成としたが、本発明では、スプレーガン２から噴霧する塗料の温度を調節可能な手段であればいずれでもよく、必ずしも、エアー供給手段５から供給された圧縮エアーの温度を調節する方法には限定されない。

例えば、図２は本発明における塗装装置１の他の構成を示す図であり、図２に示す塗装装置１では、前記エアー温度調節手段７に加えて、塗料供給手段３から供給された塗料の温度を調節するための塗料温度調節手段９を具備している。そして、これにより、前記スプレーガン２に供給するエアーの温度とともに、スプレーガン２に供給する塗料の温度を調節することとしている。

更に、前記塗料温度調節手段９は、前記温度調節用制御手段８に接続され、この温度調節用制御手段８により作動が制御されることとしている。また、塗料温度調節手段９の種類は、前記エアー温度調節手段と同様に、特に限定されず、空冷又は水冷式の冷凍機、冷却器又は熱交換器や、ヒーター等、いずれを用いても良く、またその他、塗料の温度を上げる場合に、塗料ホース４としてホットホースを用いても良い。更に、塗料温度調節手段９を制御するための塗料温度調節用制御手段を別途に備えて、エアー温度の調節とは別に、塗料温度を調節しても良い。

また、図３は、本発明における塗装装置１の更に他の構成を示す図であり、図３に示す塗装装置１では、塗料供給手段３から供給された塗料の温度を調節するための塗料温度調節手段９のみを具備しており、これにより、前記スプレーガン２に供給する塗料の温度のみを調節することとしている。

そして、図３に示す構成においても、前記塗料温度調節手段９は、前記温度調節用制御手段８に接続され、この温度調節用制御手段８により作動が制御されることとしている。また、図３に示す構成においても、塗料温度調節手段９の種類は、特に限定されず、空冷又は水冷式の冷凍機、冷却器又は熱交換器や、ヒーター、ホットホース等のいずれを用いても良い。

次に、このように構成される本実施例の塗装装置１を用いた塗装方法の実施例について説明すると、図８は本実施例の塗装方法を説明するためのフローチャートである。そして、本実施例の塗装方法では、まずステップ１において初期設定を行う。

即ち、前述したように、塗料をワークに均一に広げて良質な塗装面を実現するためには、塗料がワークに塗着したときの溶剤の量が最適であり、更に、その後の溶剤の蒸発速度が最適でなければならない（以下においては、塗料がワークに塗着したときの溶剤の量が最適であり、その後の溶剤の蒸発速度が最適である状態を「最適状態」という。）。

そして、この最適状態を達成できるかどうかは、スプレーガンから噴霧された塗料粒子の温度によって決まり、更に、スプレーガンから噴霧された塗料粒子の温度は、スプレーガンに供給される塗料の温度とエアーの温度によって決まる。そして更に、最適状態を維持するための塗料の温度とエアーの温度は、蒸発速度が異なる溶剤ごと、溶剤の配合の割合ごと、ワークの素材の種類ごとに、塗装室内の温度に応じて異なる。

そこで、本実施例においては、まず、塗装室内の基本温度を設定するとともに、塗料に用いている溶剤の蒸発速度が異なる塗料ごと、溶剤の配合の割合が異なる塗料ごと、及び素材が異なるワークごとに、基本温度のときには、スプレーガンから噴霧される塗料粒子の温度を何度に設定すれば、最適状態を達成できるかを実験により求め、更に、その塗料粒子の温度を達成するためには、スプレーガンに供給される塗料及びエアーの温度を何度にすれば良いかを実験で求める。なお、本発明の塗装方法で用いる塗料の種類は特に限定されるものではなく、シンナー等の有機溶剤を用いた油性塗料、水を溶剤として用いた水性塗料や水とその他の物質を配合して構成した溶剤を用いた水溶性塗料等の水系塗料等、いずれの塗料を用いても良い。

そしてステップ１で、塗装室内の基本温度と、塗装に用いる塗料について、基本温度の環境のときに最適状態を達成することができる、スプレーガンから噴霧される塗料粒子の温度、及び、その塗料粒子の温度を達成するために必要なスプレーガンに供給される塗料及びエアーの温度を、基本状態として温度調節用制御手段８に設定する。

そして更に、塗装室内の基本温度を複数の段階に変化させ、それぞれの温度のときに、スプレーガンから噴霧される塗料粒子の温度を何度に設定すれば最適状態を達成でき、更に、その塗料粒子の温度を達成するためにはスプレーガンに供給される塗料及びエアーの温度を何度にすれば良いかを求め、その結果を温度調節用制御手段８に設定する。

なお、本実施例においては、基本状態の設定に際しては、スプレーガンからワークまでの距離を約１００ｍｍとし、塗装時の塗装室内の温度を４０度に想定して実験を行った結果、ワークに塗着した際の塗料の塗着温度を２５度にすると最適状態を達成できるとの結果を得ることができ、更に、それを達成するためには、スプレーガンから噴霧されたときの塗料粒子の温度を１０度にする必要があるという結果を実験等により得たために、スプレーガンから噴霧されたときの塗料粒子の温度を１０度にするために必要なエアー及び塗料の温度を実験で求め、その数値を温度調節用制御手段８に設定した。

次に、ステップ２において塗装を開始する。即ち、ワーク４１を回転させながら、ワーク４１に向けてスプレーガン２から塗料を噴霧し、それとともに、ステップ３において、温度センサー１０によってワーク４１の周囲の温度を検出して、ワーク４１の周囲の温度に変化があるかどうかを監視する。なお必ずしもワーク４１の周囲の温度のみを検出する必要はなく、塗装室内全体の温度を検出してもよい。

そして、ワーク４１の周囲の温度に変化があった場合には、ステップ４において、エアー温度調節手段７を制御して、変化後の温度の場合に最適状態を達成可能なように、スプレーガン２に供給するエアーの温度を調節することで、スプレーガン２から噴霧する塗料粒子の温度を調節する。なおこのとき、図２に示す構成の場合には、スプレーガン２に供給するエアーの温度とスプレーガン２に供給する塗料の温度を調節し、図３に示す構成の場合には、スプレーガン２に供給する塗料の温度を調節する。

そしてその後は、塗装が終了するまで、塗料の噴霧とワーク４１の周囲の温度の検出と、ワーク４１の周囲の温度に変化があった場合の塗料温度の調節を繰り返す。

そうすると、塗装室内の温度変化に影響されずに、最適状態を維持することができ、それにより、良質な塗装面を得ることが可能となる。

このように、本実施例の塗装方法によれば、ワークの周囲の温度を検出して、この検出した温度に応じて、塗料がワークに塗着したときの溶剤の量と、その後の溶剤の蒸発速度を最適に維持するために必要な塗料の温度を維持することができるため、塗装室内の温度変化に影響されずに、良質な塗装面を得ることが可能である。

なお、前述の説明では、温度センサー１０によってワークの周囲の温度を検出する場合を説明したが、温度を検出する箇所は必ずしもワークの周囲の温度には限られず、塗装室内全体の温度を検出してもよい。

また、前述したように、本発明の塗装方法に用いる塗料は、特定の種類に限定されるものではなく、シンナー等の有機溶剤を用いた油性塗料、水を溶剤として用いた水性塗料や水とその他の物質を配合して構成した溶剤を用いた水溶性塗料等の水系塗料等、いずれの塗料を用いても良い。

本発明の塗装装置及びそれを用いた塗装方法では、ワークの周囲の温度を検出し、この検出した温度に応じて、スプレーガンから噴霧する塗料の温度を所定温度に調節することを特徴としているため、塗料を噴霧することでワークを塗装する塗装装置の全般に適用可能である。

１ 塗装装置
２ スプレーガン
３ 塗料供給手段
４ 塗料ホース
５ エアー供給手段
６ エアーホース
７ エアー温度調節手段
８ 温度調節用制御手段
９ 塗料温度調節手段
１０ 温度センサー
１２ 塗料用流路
１３ 塗料吐出口
１４ 霧化エアー用流路
１５ 霧化エアー噴射口
１６ パターンエアー用流路
１７ パターンエアー噴射口
１８ テーパー部
１９ ニードル
２１ シリンジ
２２ 吐出口
２３ ピストン
２４ 塗料用流路
２５ 塗料供給用ホース
２６ 塗料供給用バルブ
２７ ポンプ
２８ 塗料タンク
２９ 可動板
３０ ボールねじ
３１ モーター
３２ 循環用ホース
３３ 循環用バルブ
３４ コンプレッサー
３５ エアドライヤー
３６ フィルタ
４１ ワーク
４２ 回転テーブル
４３ 取付治具

Claims (7)

1. 霧化した塗料をワーク（４１）に向けて噴霧するための塗装装置であって、
   塗料を噴霧するためのスプレーガン（２）と、
   該スプレーガン（２）に塗料を供給するための塗料供給手段（３）と、
   前記スプレーガン（２）に供給された塗料を霧化して噴霧するためのエアーを供給するためのエアー供給手段（５）と、
   前記スプレーガン（２）から噴霧する塗料の温度を所定温度に制御するための温度調節手段と、
   少なくとも前記ワークの周囲温度を検出するための温度検出手段（１０）と、を具備して、
   前記温度検出手段（１０）による検出温度に基づいて、前記温度調節手段を制御することで、前記スプレーガン（２）から噴霧する塗料の温度を調節して、
   前記ワークに塗着した際の塗料に含まれる溶剤の量及びワークに塗着した後の溶剤の蒸発速度を一定に維持可能としたことを特徴とする塗装装置。
2. 前記温度調節手段が、スプレーガン（２）に供給するエアーの温度を調節するエアー温度調節手段（７）又はスプレーガン（２）に供給する塗料の温度を調節する塗料温度調節手段（９）のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の塗装装置
3. 前記温度調節手段が、スプレーガン（２）に供給するエアーの温度を調節するエアー温度調節手段（７）及びスプレーガン（２）に供給する塗料の温度を調節する塗料温度調節手段（９）であることを特徴とする請求項１に記載の塗装装置
4. 前記ワーク（４１）は、回転自在なテーブル（４２）に装着され、テーブル（４２）とともに回転しながら塗装されるものであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の塗装装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の塗装装置を用いた塗装方法であって、
   少なくとも、温度検出手段（１０）によって検出したワークの周囲温度に応じて、
   温度調節手段を制御することで、スプレーガン（２）から噴霧する塗料の温度を調節して、
   ワークに塗着した際の塗料に含まれる溶剤の量及びワークに塗着した後の溶剤の蒸発速度を一定に維持することを特徴とする塗装方法。
6. 少なくとも温度検出手段（１０）によって検出したワークの周囲温度に応じて、
   スプレーガン（２）に供給するエアーの温度又は塗料の温度のいずれかを調節することで、スプレーガン（２）から噴霧する塗料の温度を調節することを特徴とする請求項５に記載の塗装方法。
7. 少なくとも温度検出手段（１０）によって検出したワークの周囲温度に応じて、
   スプレーガン（２）に供給するエアーの温度及び塗料の温度を調整することで、スプレーガン（２）から噴霧する塗料の温度を調節することを特徴とする請求項５に記載の塗装方法。

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