JP2697283B2 - メタリック塗装方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、コンベアにより搬送される被塗装物に対し
回転霧化静電塗装機を用いて行うメタリック塗装方法に
関する。

（従来の技術） 回転霧化静電塗装機は、エア霧化静電塗装やエアレス
霧化静電塗装に比較して高い塗着効率を得ることができ
るため、近年、車両ボデー等の塗装に多用されるように
なってきている。第８図は、従来一般に用いられている
回転霧化静電塗装機を示したもので、本体１内に空気軸
受２で支持して回転軸３を配設し、本体１の外まで延ば
した回転軸３の先端に霧化頭４を固定し、本体１の先端
に固定したヘッド部材５に霧化頭４の外周縁部に向けて
シェーピングエアを吹出すための多数の吹出口６を設
け、さらに軸心に回転軸３と非接触状態で塗料供給管７
を配設している。かゝる回転霧化静電塗装機において、
いま霧化頭４を駆動手段（図示略）により高速で回転さ
せかつ霧化頭４に高電圧を印加しつゝ塗料供給管７から
塗料を供給すると、塗料は霧化頭４に設けられた孔4aか
らその前面に流出し、該前面を伝わって外周縁端へ移動
して遠心力により霧化されると同時に帯電され、被塗装
物に向けて飛行し塗着する。この時、吹出口６から吹出
されたシェーピングエアにより所望とする形状に塗装パ
ターンが形成される。

ところで、メタリック塗装は、一般にアルミニウム片
や雲母片を含むメタリックベース塗料を塗装する工程と
前記工程に続いて光沢感等の品質を確保するため透明な
クリア塗装を塗装する工程とから構成されるが、上記し
た回転霧化静電塗装機でメタリックベース塗料を塗装す
ると、エア霧化塗装機で塗装した場合に比較して仕上り
外観が著しく暗くなることが知られている。これは、塗
料粒子が主に静電気力で被塗装面に塗着するため、被塗
装面に衝突する塗料粒子の速度がエア霧化静電塗装に比
較して小さく、アルミニウム片や雲母片が被塗装面に対
して平行に配列しづらいためと考えられている。そこ
で、例えば実開昭62−13557号公報あるいは特開平１−3
15361号公報には、シェーピングエアの圧力を高めて被
塗装物表面での塗粒の衝突速度を増大させ、メタリック
塗装面の明度を高めるようにした塗装方法が示され、そ
れなりの効果を上げている。

一方、車両ボデー等のような塗装範囲の広い被塗装物
を塗装するに際しては、塗装能率（生産性）の向上を図
るため、通常は、コンベアにより搬送される被塗装物に
対し、その搬送方向と直角方向に塗装機をレシプロ運動
させるようにしている。したがって、このような塗装範
囲の広い被塗装物を対象に前記回転霧化静電塗装機を用
いてメタリック塗装をする場合も、当然のこととして該
塗装機をレシプロ運動させなければならないこととな
る。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記各公報に示された塗装方法によれ
ば、シェーピングエアの圧力を高めた結果として、霧化
頭の前方領域に負圧が発生し、この負圧領域に塗料粒子
が吸引されて塗装パターンが狭くなる現象が起こってい
た。この塗装パターン幅の縮小は、換言すれば塗料の塗
着効率が向上することを意味し、前記塗装方法をそのま
ゝレシプロ塗装に適用してメタリックベース塗料を塗装
しようとすると、コンベアスピードのわずかの変動で塗
装パターンの境界が明瞭に現われて、いわゆる塗装ムラ
が起き易くなり、その塗装はエア霧化静電塗装機に頼ら
ざるを得ない現状にあった。一方、メタリックベースの
塗料の塗装に続いて行うクリア塗料の塗装は、前記シェ
ーピングエア圧の制約がないので回転霧化静電塗装機の
使用が可能になるが、両塗料の塗装は同じ塗装ブース内
で連続して行われるため、塗料によって塗装機を使い分
けることは、設備レイアウト上あるいは設備管理上面倒
さを伴うこととなり、したがってクリア塗料の塗装も塗
装機を統一するためエア霧化静電塗装機に頼らざるを得
ない現状にあった。すなわち、従来におけるメタリック
塗装は総じてエア霧化静電塗装機に頼らざるを得ないも
ので、この場合、回転霧化静電塗装機を用いる場合に比
して塗着効率が悪いため、塗料使用量の増加が避けられ
ないばかりか、塗料使用量の増大による有機溶剤の拡散
に対する公害対策が必要となり、問題の多いところとな
っていた。

本発明は、上記従来の問題を解決することを課題とし
てなされたもので、その目的とするところはメタリック
塗装に対する回転霧化静電塗装機の適用にあたり、塗装
ムラが生じなくかつ省資源と公害の発生防止に寄与する
塗装方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するため、コンベアにより
搬送される被塗装物に対し、その搬送方向と直角方向に
回転霧化静電塗装機をレシプロ運動させて、先ずメタリ
ックベース塗料を塗装し、続いてクリア塗料を塗装する
メタリック塗装方法において、前記メタリックベース塗
料の塗装に際し、前記回転霧化静電塗装機から吐出する
シェーピングエアの圧力を、所望の塗装面明度が得られ
るような圧力に設定すると共に、該回転霧化静電塗装機
のレシプロ軌跡におけるピッチが予め設定した値となる
ようにコンベアスピードにもとづいてそのレシプロスピ
ードを制御し、前記クリア塗料の塗装に際し、前記シェ
ーピングエアの圧力を前記メタリックベース塗料の塗装
に際して設定した値よりも低い値に設定するように構成
したことを特徴とする。

（作用） 上記のように構成したメタリック塗装方法において
は、メタリックベース塗料の塗装に際し、回転霧化静電
塗装機から吐出するシェーピングエアの圧力を所望の塗
装面明度が得られる高圧に設定することにより、被塗装
物表面での塗粒の衝突速度が増大し、塗装面の明度が高
まるようになる。また同じくメタリックベース塗料の塗
装に際し、回転霧化静電塗装機のレシプロ軌跡における
ピッチが予め設定した値となるようにコンベアスピード
にもとづいてそのレシプロスピードを制御することによ
り、前記シェーピングエアの圧力を高めて塗装パターン
幅が狭くなる条件で塗装しても塗装ムラの発生が抑制さ
れる。しかもクリア塗料の塗装に際してはシェーピング
エアの圧力を低めるので、塗装パターン幅は可及的に拡
大し、効率の良い塗装を行うことができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。

第１、２図は本発明の塗装方法を実行する設備の概略
構成を示したものである。第１、２図においてａは塗装
ブース、ｂは自動車ボデーＷの搬送用コンベアを表して
おり、第１図に示すものでは、塗装ブースａ内にメタリ
ックベース塗料を塗装するステーションＡとクリア塗料
を塗装するステーションＢとが適宜間隔を有して設けら
れ、一方第２図に示すものでは、塗装ブースａ内の一箇
所にメタリックベース塗料の塗装とクリア塗料の塗装と
を併せて行うステーションＣが設けられている。各ステ
ーションＡ〜Ｃには、自動車ボデーＷのフード、ルーフ
等の水平面を塗装する水平面塗装装置ｃと自動車ボデー
Ｗのサイドメンバ、ドア等のサイド面を塗装する垂直面
塗装装置ｄとが配置されている。各塗装装置c,dは、前
出第８図に示したと同様の回転霧化静電塗装機（以下、
単に塗装機という）Ｍを具備すると共に、この塗装機Ｍ
を自動車ボデーＷの搬送方向と直角方向へレシプロ運動
させ得る機能を有している。

第１図に示す設備は、多量生産に適用されるもので、
コンベアｂにより所定速度で搬送される自動車ボデーＷ
に対し、先ずステーションＡで塗装装置c,dによりメタ
リックベース塗料の塗装が行われ、続いてステーション
Ｂで別の塗装装置c,dによりクリア塗料の塗装が行われ
る。一方、第２図に示す設備は少量生産に適用されるも
ので、先ずコンベアｂにより自動車ボデーＷをステーシ
ョンＣを通過させ、塗装装置c,dによりメタリックベー
ス塗料の塗装が行われ、続いてコンベアｂを逆送して再
び自動車ボデーＷをステーションＣを通過させ、同じ塗
装装置c,dによりクリア塗料の塗装が行われる。なお、
この第２図に示す塗装設備によれば、塗装装置c,dを共
用できるので、設備投資費用の低減を達成できる。

しかして、前記メタリックベース塗料の塗装に際して
は、塗装機Ｍから吐出するシェーピングエアの圧力を被
塗装物に対するメタリックベース塗粒の衝突速度を増大
させて、所望の塗装面明度が得られる高圧に設定すると
共に、該塗装機Ｍのレシプロ軌跡におけるピッチが予め
設定した値となるようにコンベアｂのスピードにもとづ
いてそのレシプロスピードを制御し、一方、前記クリア
塗料の塗装に際しは、シェーピングエアの圧力を前記メ
タリックベース塗料の塗装に際して設定した値よりも低
い値に設定するようにしている。このようなメタリック
塗装を行うことにより、メタリックベース塗料の塗装に
際し、被塗装物表面でのメタリックベース塗粒の衝突速
度が増大して該塗粒の配列が平行に均等となるので塗装
面の明度が高まり、かつ塗装機Ｍのレシプロ軌跡におけ
るピッチが予め設定した値となるので前記シェーピング
エアの圧力を高めて塗装パターン幅が狭くなる条件で塗
装しても塗装ムラは発生し難くなる。しかもクリア塗料
の塗装に際しては、シェーピングエアの圧力を低めるの
で、塗装パターン幅は可及的に拡大し、効率の良い塗装
を行うことができる。

以下、本発明の具体的実施例を第３〜７図にもとづい
て説明する。

第３図と第４図は、上記水平面塗装装置ｃの具体的構
成を示したものである。両図において11は、自動車ボデ
ーＷの搬送方向と直角方向に配列された２つ塗装機Ｍを
同直角方向にレシプロ運動させるための第１のレシプロ
ケータである。この第１のレシプロケータ11は、天井に
架設したフレーム12に設けた２つのシリンダ13に支持さ
れ、上下方向へ移動できるようになっている。第１のレ
シプロケータ11は、２つの塗装機Ｍを支持する支持部材
14と、この支持部材14から上方へ延ばされたスライド部
材15を水平方向へ摺動案内するガイド部材16と、スライ
ド部材15を駆動する回転カム機構17とから成っている。
回転カム機構17は、モータ18により回転駆動される円盤
状の板カム19を備えると共に、この板カム19の偏心部位
に前記スライド部材15に一端を軸着させたリンク20の他
端を軸着している。

上記板カム19が回転すると、その回転はリンク20を介
してスライド部材15に伝達され、スライド部材15はガイ
ド部材16に沿って移動し、支持部材14すなわち２つの塗
装機Ｍは自動車ボデーＷの搬送方向と直角方向にレシプ
ロ運動するようになる。そして、自動車ボデーＷの移動
に合わせて塗装機Ｍをレシプロ運動させると、該塗装機
Ｍの霧化頭（第８図に符合４で示す）中心のレシプロ軌
跡は、第６図に示すように波形（実際はサインカーブ
状）となる。本実施例では、このレシプロ軌跡における
ピッチ（以下、レシプロピッチという）Ｓが予め設定し
た値となるように制御するため、自動車ボデーＷの搬送
スピードすなわちコンベアｂのスピードを検出するセン
サ21と、このセンサ21からの信号を入力して前記モータ
18の回転数を制御するための信号を出力する制御装置22
とを別途設置している。

一方、上記垂直面塗装装置ｄは、第５図に示すように
自動車ボデーＷの搬送方向に配列された２つ塗装機Ｍを
該搬送方向と直角方向にレシプロ運動させるための第２
のレシプロケータ31を備えている。第２のレシプロケー
タ31は、２つの塗装機Ｍを、その霧化頭が自動車ボデー
Ｗのサイド面に向くように支持する支持部材32と、この
支持部材32を上下方向へ駆動するチェーン33とを有して
いる。チェーン33は、上下方向に配した一対のスプロケ
ット34,34に巻回され、該スプロケットの１つがモータ3
5にて駆動されることにより左回転または右回転される
ようになっている。前記支持部材32はこのチェーン33の
片側に水平方向を向くように連結されており、モータ35
の作動でチェーン33が左回転または右回転されることに
よりこの連結部が上下方向に任意移動し、これに追従し
て塗装機Ｍが自動車ボデーＷの搬送方向と直角方向にレ
シプロ運動をするようになる。なお、塗装機Ｍは自動車
ボデーＷのサイド面の曲面形状に倣って湾曲するガイド
レール36に沿って移動する移動体37にリンク38を介して
連結されており、前記レシプロ運動に際してその霧化頭
が自動車ボデーＷのサイド面に常時対面するように姿勢
制御されるようになる。

そして、自動車ボデーＷの移動に合わせて塗装機Ｍを
レシプロ運動させると、２つの塗装機Ｍ（M₁,M₂）の霧
化頭中心のレシプロ軌跡は、第７図に示すように相互に
重なり合うようになる。本実施例では、このレシプロ軌
跡におけるピッチＳ′が予め設定した値となるように制
御するため、前記コンベアｂのスピードを検出するセン
サ21からの信号を入力して前記モータ35の回転数を制御
するための信号を出力する制御装置22′を別途設置して
いる。

以下、上記のような塗装設備を用いて行う本発明のメ
タリック塗装方法を、水平塗装装置ｃによる場合と、垂
直塗装装置ｄによる場合とに分けて説明する。

水平面塗装装置ｃによりメタリックベース塗料を塗装
する場合は、塗装機Ｍから吐出するシェーピングエアの
圧力を所望の塗装面明度が得られるように大きく設定
し、この条件で塗装した時の理想のレシプロピッチＳ
（第６図）を予め実験により求めて、この値を制御装置
22に記憶させておく。塗装に際しては、センサ21からコ
ンベアｂのスピードＫが制御装置22に取込まれ、制御装
置22はこのコンベアスピードＫ（cm/min）と前記レシプ
ロピッチ（cm）とにもとづいて、式Ｒ＝K/Sにしたがっ
て塗装機14のレシプロスピードＲ（回数/min）を算出
し、このレシプロスピードＲに見合う制御信号を出力し
て第１のレシプロケータ11のモータ22（第３図）の回転
数を制御する。この結果、コンベアｂによって搬送され
てきた自動車ボデーＷに対し、塗装機Ｍは、予め設定し
たレシプロピッチＳとなるレシプロスピードＲでレシプ
ロ運動し、この状態のもと、塗装機Ｍにメタリックベー
ス塗料を供給すれば、自動車ボデーＷの上面における塗
装パターンの重なりは適正となり、塗装ムラが生じるこ
とはなくなる。

一方、垂直面塗装装置ｄによりメタリックベース塗料
を塗装する場合は、上記同様に塗装機Ｍから吐出するシ
ェーピングエアの圧力を所望の塗装面明度が得られるよ
うに大きく設定し、この条件で塗装した時の理想のレシ
プロピッチＳ′（第７図）を予め実験により求めて、こ
の値を制御装置22′に記憶させておく。塗装に際して
は、センサ21からコンベアｂのスピードＫ（cm/min）が
制御装置22′に取込まれ、制御装置22′は、このコンベ
アスピードＫと前記レシプロピッチＳ′（cm）とにもと
づいてレシプロスピードＲ′（回数/min）を算出する。
この時、自動車ボデーＷの搬送方向に配列した２つ塗装
機M₁,M₂の間隔ＰをレシプロピッチＳ′の３倍（Ｐ＝3
S′）に設定すると、、レシプロスピードＲ′は、式
Ｒ′＝3K/2Pにしたがって求まる。制御装置22′は前記
算出したレシプロスピードＲ′に見合う制御信号を出力
して第２のレシプロケータ31のモータ35（第５図）の回
転数を制御する。この結果、コンベアｂによって搬送さ
れてきた自動車ボデーＷに対して、塗装機Ｍ（M₁,M₂）
は、予め設定したレシプロピッチＳ′となるレシプロス
ピードＲ′でレシプロ運動し、この状態のもと、塗装機
Ｍにメタリックベース塗料を供給すれば、自動車ボデー
Ｗの側面における塗装パターンの重なりは適正となり、
塗装ムラが生じることはなくなる。

なお、上記メタリックベース塗料の塗装に引き続いて
行うクリア塗料の塗装に際しては、塗装機Ｍから吐出す
るシェーピングエアの圧力を前記メタリックベース塗料
の塗装に際して設定した値よりも低い値に設定する。こ
れにより塗装パターン幅は可及的に拡大し、効率の良い
塗装を行うことができる。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したように、本発明にかゝるメタリ
ック塗装方法によれば、回転霧化静電塗装機からのシェ
ーピングエアの吐出圧力を高めてメタリックベース塗料
を塗装しても、塗装ムラの発生を抑制することが可能に
なり、シェーピングエアの圧力増大による塗装面明度の
向上と相まって所望の塗装品質を確保できる。しかも、
クリア塗料の塗装に際してはシェーピングエアの圧力を
低めて所望の塗装効率を確保できるので、総じて回転霧
化静電塗装機のメタリック塗装への適応性が高まり、省
資源と公害発生防止とに大きく寄与するメタリック塗装
法を確立できる。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は本発明にかゝる塗装方法を実行する塗
装設備の概略構成を示す模式図、第３図は前記塗装設備
を構成する平面塗装装置の正面図、第４図はその平面塗
装装置のレシプロ機構を示す模式図、第５図は前記塗装
設備を構成する垂直塗装装置の正面図、第６図と第７図
は前記塗装機のレシプロ軌跡を示す線図、第８図は一般
的な回転霧化静電塗装機の構造を一部開放して示す斜視
図である。 ａ……塗装ブース ｂ……コンベア ｃ……水平面塗装装置 ｄ……垂直面塗装装置 Ｍ……回転霧化静電塗装機 Ｗ……被塗装物（自動車ボデー） 11,31……レシプロケータ 18,35……モータ 21……コンベアスピード検出センサ 22,22′……制御装置

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コンベアにより搬送される被塗装物に対
   し、その搬送方向と直角方向に回転静電塗装機をレシプ
   ロ運動させて、先ずメタリックベース塗料を塗装し、続
   いてクリア塗料を塗装するメタリック塗装方法におい
   て、前記メタリックベース塗料の塗装に際し、前記回転
   霧化静電塗装機から吐出するシェーピングエアの圧力
   を、所望の塗装面明度が得られるような圧力に設定する
   と共に、該回転霧化静電塗装機のレシプロ運動における
   ピッチが予め設定した値となるようにコンベアスピード
   を制御し、前記クリア塗料の塗装に際し、前記シェーピ
   ングエアの圧力を前記メタリックベース塗料の塗装に際
   して設定した値よりも低い値に設定することを特徴とす
   るメタリック塗装方法。