JP3341878B2 - 塗装装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、塗料を噴霧してい
る塗装ガンを塗装時移動速度で上下動させつつワークの
非塗装部を除く塗装部の全域を塗装する塗装装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】上下方向に伸びるワークを一部を塗り残
して塗装可能な塗装装置の従来構成を図３に示す。

【０００３】かかる塗装装置は、例えばエアレス噴霧式
の塗装ガン１０を上下動させる上下移動機構２０を具備
し、塗料供給源３０から塗装ガン１０に塗料を供給しか
つ塗料を噴霧している塗装ガン１０を塗装時移動速度Ｖ
１（例えば、４０〜５０ｃｍ／ｓ）で上下動させつつワ
ークＷの非塗装部Ｗ２を除く塗装部Ｗ１の全域を塗装可
能に構成されている。なお、ワークＷは、例えば長尺形
状とされており、塗装中は軸線を中心として回転され
る。

【０００４】上下移動機構２０は、通常レシプロ型塗装
装置と称される塗装装置では，上下のスプロケット（２
１，２２）に渡設されたチェーン２３を昇降用モータ２
５で回動させ、塗装ガン１０を保持する支持台２４を上
下に往復移動させる構成とされている。なお、図３で
は、カウンターウェイト等は図示省略してある。

【０００５】塗料供給源３０は、塗料タンクおよび供給
ポンプを含み，例えば圧力１００ｋｇ／ｃｍ² の塗料を
塗装ガン１０に供給可能に構成されている。

【０００６】塗装ガン１０は、図４（Ａ）に示す如く、
弁室１２とシリンダ１４とが形成された本体１１と，ピ
ストン１６とニードル弁１７とからなる作動体１５とを
含み、シリンダ１４に圧縮空気を供給・排出することに
より塗料を噴霧・噴霧停止可能に形成されている。

【０００７】具体的には、弁室１２には、塗料供給源３
０から塗料供給管４６等を介して高圧（例えば、圧力１
００ｋｇ／ｃｍ² ）の塗料が供給される。弁室１２内の
塗料は、弁座１２Ｓを介して塗料噴霧口１３から噴霧さ
れる。シリンダ１４には、給排ホース４２が接続されて
いる。なお、弁室１２とシリンダ１４とは、連絡通路１
９を介して連通されている。

【０００８】作動体１５は、ピストン１６とニードル弁
１７とを一体的に組付けてなる。ピストン１６は、シリ
ンダ１４内を軸線方向に摺動可能に設けられている。ニ
ードル弁１７は、図４（Ａ）で左右方向に移動可能に設
けられており、その先端部１７ａは弁座１２Ｓと圧接・
離隔して塗料噴霧口１１を開放・閉鎖可能に形成されて
いる。作動体１５は、ニードル弁１７の先端部１７ａが
弁座１２Ｓと圧接するようにスプリング１８によって付
勢されている。なお、ニードル弁１７と連絡通路１９と
の間にはシール部材（図示省略）が介装されており、完
全シールが図られている。

【０００９】上記シリンダ１４内に給排ホース４２を介
して圧縮空気（例えば、圧力５ｋｇ／ｃｍ² の空気）を
供給すると、作動体１５はピストン１６に作用する空気
圧力によってスプリング１８の付勢力に抗しつつ図４
（Ａ）中右方向に移動されて、ニードル弁１７の先端部
１７ａが弁座１２Ｓから離隔する。かかる塗料噴射口開
放動作によって塗料噴霧口１３が開放され、塗料が弁室
１２から当該塗料噴霧口１３を通過して噴霧される。

【００１０】次に、シリンダ１４内の圧縮空気を排出す
ると、作動体１５はスプリング１８の付勢力によって図
４（Ａ）中左方向に移動されてニードル弁１７の先端部
１７ａが弁座１２Ｓと圧接する。かかる塗料噴射口閉鎖
動作によって塗料噴霧口１３が閉塞され、塗料の噴霧が
停止される。

【００１１】上記塗装装置を用いてワークＷを塗装する
場合には、通常はワークＷの非塗装部Ｗ２にマスキング
テープが貼られる。

【００１２】次に、その状態で塗料供給源３０から塗装
ガン１０に塗料が供給されかつ塗料を噴霧している塗装
ガン１０が上下移動機構２０を用いて上下動される。か
かる塗装動作によってワークＷの外面に塗料が吹付けら
れる。

【００１３】塗料吹付が終了したところで、ワークＷの
非塗装部Ｗ２からマスキングテープを剥がす。これによ
り、ワークＷの非塗装部Ｗ２を除く塗装部Ｗ１の全域に
所定厚さの塗膜が形成される。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記塗装装
置では、一層の生産能率の向上，コスト低減等が強く求
められるに至り、マスキングテープ自体のコストはもと
より貼付・引剥しにも手間が掛かるため問題となってい
る。また、マスキングテープを引剥す際に塗装部Ｗ１の
境目部分を一緒に剥してしまう事態も生じることがあ
る。

【００１５】かくして、マスキングレスとして境目精度
を保障できる塗装装置の開発が強く望まれている。

【００１６】本発明の目的は、上記事情に鑑み、ワーク
の非塗装部を除く塗装部を境目精度良く迅速に塗装する
ことができる塗装装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】マスキングレスとしてワ
ークの非塗装部を余白としかつ塗装部を所定塗膜厚とし
て塗装可能とするために、第１に通常移動速度（すなわ
ち、塗装時移動速度）で上下移動中の塗装ガンから噴霧
される塗料をワークの塗装部と非塗装部との境目で遮断
し、かつ非塗装部を過ぎる境目で再噴霧する実験を行っ
た。しかるに、塗装高速化及び塗料の性状と塗膜厚さの
関係から、非塗装部に食込んで塗装されかつ塗装部に余
白が残ってしまう事態が生じた。

【００１８】そこで、塗装ガンがワークの非塗装部を通
過する期間中だけ移動速度を低速に切替える第２の実験
を行った。すなわち、上下移動機構の負荷を例えばバラ
ンスウエイトの慎重な調整や摺動部の摩擦軽減等により
軽減し、かつ昇降用モータを例えばＡＣサーボモータと
してその起動・停止制御特性を向上させて、通常移動速
度と低速とをそれらの境目で瞬時的に切替可能にしてみ
た。これによれば、第１の実験で例えば２０ｍｍだけワ
ークの非塗装部内に食込んでいた塗膜を通常移動速度
（１）に対する低速（０．５）の比で改善できた。つま
り、１０ｍｍに抑えられた。しかも、ワークＷは、その
全長が例えば２ｍに対し非塗装部が５０〜７０ｍｍであ
るから、塗装高速化を妨げない。

【００１９】しかるに、通常移動速度と低速との比で決
まる塗装・非塗装の境目の誤差も許され難い場合が多
い。つまり、マスキングレスとしてもマスキングした場
合の精度以上でなければならないという実用上の要請が
強い。

【００２０】そこで、低速度を種々に選択して第２の実
験を繰り返したが、その比に基づく誤差は解消できなか
った。ところで、多数の第２実験結果を分析すると、塗
装ガンが塗装部から非塗装部へ移動する（すなわち、非
塗装部へ進入する）際の境目の精度は悪いが、非塗装部
から塗装部へ移動する（すなわち、非塗装部から脱出す
る）際の境目の精度は実用上許容されるものが多いこと
が判明した。しかも、ワークが垂下状態であっても、上
→下，下→上への移動の間に差異は認められなかった。

【００２１】かくして、第１の実験を行った。つまり、
ワークの非塗装部へ進入する際の精度劣悪化原因の探究
である。その結果、特にエアレス霧化式の塗装ガンを備
えた塗装装置では当該塗装ガンの特性の影響が非常に大
きくかつ主原因であることが確認できた。つまり、エア
レス霧化式の塗装ガン１０では、図４（Ａ），（Ｂ）に
示す如く、塗料噴射口開放動作時にはニードル弁１７の
先端部１７ａに作用する塗料圧力Ｐが当該ニードル弁１
７の移動を助勢するものの、塗料噴射口閉鎖動作時には
上記塗料圧力Ｐがニードル弁１７の移動に対して抵抗す
るので、開放動作速度の方が閉鎖動作速度よりも早い。

【００２２】そこで、ワークの非塗装部へ進入する際に
境目の手前で塗装ガン１０の弁座１２Ｓ（塗料噴霧口１
３）を先行閉塞するようにし、非塗装部から脱出する際
は、境目のところで当該弁座１２Ｓ（塗料噴霧口１３）
を開放する。これによれば、進入する場合と脱出する場
合のいずれも境目の精度が良好である結果を得た。本発
明は、上記分析・実験等に基づき創成したものである。

【００２３】すなわち、本発明は、上下方向に伸びるワ
ークに沿って塗装ガンを上下動させる上下移動機構を具
備し、塗料供給源から塗装ガンに塗料を供給しかつ塗料
を噴霧している塗装ガンを塗装時移動速度で上下動させ
つつワークの非塗装部を除く塗装部の全域を塗装する塗
装装置において、前記上下移動機構を前記塗装時移動速
度とこれよりも低速の非塗装時移動速度に選択的に切替
可能に形成するとともに、前記塗装ガンが前記非塗装部
を通過する期間中だけ上下移動機構と関与して塗装ガン
の移動速度を非塗装時移動速度に切替える移動速度切替
制御手段と、この移動速度切替制御手段によって前記塗
装ガンの移動速度が塗装時移動速度から非塗装時移動速
度に切替えられる時刻よりも予め決められた設定時間だ
け先行させた時刻に前記塗装ガンの塗料噴霧口閉鎖動作
を開始させる塗料噴霧先行停止制御手段とを設けた、こ
とを特徴とする。

【００２４】かかる発明では、ワークを非塗装部を余白
とし塗装部を所定塗膜厚として塗装するためには、塗料
供給源から塗装ガンに塗料を供給し塗料を噴霧している
塗装ガンを塗装時移動速度でワークに対して上下動させ
て当該ワークの塗装部を塗装する。

【００２５】塗装ガンがワークの非塗装部を通過する期
間中は移動速度切替制御手段によって塗装時移動速度よ
りも低速の非塗装時移動速度に切替えられる。

【００２６】そして、塗料噴霧先行停止制御手段によっ
て、塗装ガンの移動速度が塗装時移動速度から非塗装時
移動速度に切替えられる時刻よりも設定時間だけ先行し
て、当該塗装ガンの塗料噴霧口閉鎖動作が開始される。

【００２７】ここにおいて、特にエアレス噴霧式の塗装
ガンでは、塗料噴霧口の閉鎖動作速度が開放動作速度よ
りも遅くなる特性を有するが、該特性等に合わせて設定
時間を適宜決定しているので、塗装ガンが塗装時移動速
度であっても塗装部と非塗装部の境目で正確に塗料付着
は停止される。

【００２８】なお、塗装ガンの移動速度が非塗装時移動
速度から塗装時移動速度に切替えられる際には、これと
同時に塗装ガンの塗料噴霧口を開放して塗料噴霧を再開
する。この際、塗料噴霧口の開放動作速度は早く、しか
も塗装ガンの移動速度は低速であるので、非塗装部と塗
装部との境目から正確に塗料の付着を開始させることが
できる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。本塗装装置は、図１および図２に示
す如く、基本的構成は従来例（図１，図４）と同様であ
るが、移動速度切替制御手段（５１，５２）と，塗料噴
霧先行停止制御手段（５１，５２）とを設け、例えばエ
アレス噴霧式の塗装ガン１０をワークＷの非塗装部Ｗ２
を通過する際は低速（非塗装時移動速度Ｖ２）に切替
え、かつ当該切替えに先行して塗装ガン１０の塗料噴霧
を停止可能に構成されている。

【００３０】なお、従来例（図１，図４）と共通する構
成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略化
又は省略する。

【００３１】上下移動機構２０は、塗装時移動速度Ｖ１
（例えば、４０〜５０ｃｍ／ｓ）とこれよりも低速の非
塗装時移動速度Ｖ２（例えば、２０〜２５ｃｍ／ｓ）に
選択的に切替可能に形成されている。具体的には、昇降
用モータ２５を回転速度を可変可能なＡＣサーボモータ
から形成している。

【００３２】移動速度切替制御手段は、塗装ガン１０が
ワークＷの非塗装部Ｗ２を通過する期間中だけ上下移動
機構２０と関与して塗装ガン１０の移動速度を非塗装時
移動速度Ｖ２に切替える手段である。

【００３３】具体的には、移動速度切替制御手段は、本
塗装装置全体を駆動制御する制御手段５０の一部機能を
利用して形成されている。

【００３４】ここにおいて、制御装置５０は、ＣＰＵ５
１，ＲＯＭ５２，ＲＡＭ５３，表示器５４，入力ポート
５５，出力ポート５６等から構成されている。

【００３５】入力ポート５５には、先行時間設定器５９
等が接続されており、出力ポート５６には、昇降用モー
タ２５，塗装ガン１０が図示しない駆動回路を介して接
続されている。移動速度切替制御手段は、移動速度切替
制御プログラムを格納したＲＯＭ５２と，ＣＰＵ５１と
から形成されている。

【００３６】塗料噴霧先行停止制御手段は、塗料噴霧先
行停止プログラムを格納したＲＯＭ５２と，ＣＰＵ５１
とを含み、移動速度切替制御手段によって塗装ガン１０
の移動速度が塗装時移動速度Ｖ１から非塗装時移動速度
Ｖ２に切替えられる時刻ｔ１よりも予め決められた設定
時間Ｔだけ先行させた時刻ｔ２（ｔ１−Ｔ）に当該塗装
ガン１０の塗料噴霧口閉鎖動作を開始させて塗料噴霧を
停止可能に構成されている。

【００３７】この実施形態では、設定時間Ｔは例えば
０．２秒とされている。設定時間Ｔは、先行時間設定器
５９を介して設定変更可能であり、ＲＡＭ５１の一部記
憶エリアに記憶される。ＲＡＭ５１は、記憶保持のため
にバッテリーバックアップされている。

【００３８】次に、この実施形態の作用について説明す
る。ワークＷを非塗装部Ｗ２を余白とし塗装部Ｗ１を所
定塗膜厚として塗装するためには、塗料供給源３０から
塗装ガン１０に塗料を供給し，塗料を噴霧している塗装
ガン１０を塗装時移動速度Ｖ１で上下動させて当該ワー
クＷの塗装部Ｗ１を塗装する。

【００３９】塗装ガン１０がワークＷの非塗装部Ｗ２を
通過する期間中は移動速度切替制御手段（５１，５２）
によって塗装時移動速度Ｖ１よりも低速の非塗装時移動
速度Ｖ２に切替えられる。

【００４０】そして、塗料噴霧先行停止手段（５１，５
２）によって塗装ガン１０の移動速度が塗装時移動速度
Ｖ１から非塗装時移動速度Ｖ２に切替えられる時刻ｔ１
よりも設定時間Ｔだけ先行して、塗料噴霧先行停止制御
手段としてのＣＰＵ５１から塗装ガン１０に対して停止
信号が出力される。これにより、塗装ガン１０では塗料
噴霧口（１３）の閉鎖動作が開始される。すなわち、シ
リンダ（１４）内に圧縮空気が供給されてニードル弁
（１７）が弁座（１２Ｓ）から離隔される。

【００４１】ここにおいて、塗装ガン１０は塗料噴霧口
（１３）の閉鎖動作速度が開放動作速度よりも遅くなる
特性を有するが、該特性等に合わせて設定時間Ｔを決定
しているので、塗装ガン１０が塗装時移動速度Ｖ１であ
っても塗装部Ｗ１と非塗装部Ｗ２の境目で塗料付着は正
確に停止される。

【００４２】なお、塗装ガン１０の移動速度が非塗装時
移動速度Ｖ２から塗装時移動速度Ｖ１に切替えられる際
には、これを同時に塗装ガン１０の塗料噴霧口（１３）
を開放して塗料噴霧を再開する。この際、塗料噴霧口１
３の開放動作速度は早く、しかも塗装ガン１０の移動速
度は低速（Ｖ２）であるので、非塗装部Ｗ２と塗装部Ｗ
１との境目から塗料の付着を正確に開始させることがで
きる。

【００４３】しかして、この実施形態によれば、上下移
動機構２０を塗装時移動速度Ｖ１とこれよりも低速の非
塗装時移動速度Ｖ２に選択的に切替可能に形成するとと
もに、塗装ガン１０が非塗装部Ｗ２を通過する期間中だ
け上下移動機構２０と関与して塗装ガン１０の移動速度
を非塗装時移動速度Ｖ２に切替える移動速度切替制御手
段（５１，５２）と、この移動速度切替制御手段（５
１，５２）によって塗装ガン１０の移動速度が塗装時移
動速度Ｖ１から非塗装時移動速度Ｖ２に切替えられる時
刻ｔ１よりも予め決められた設定時間Ｔだけ先行させた
時刻に塗装ガン１０の塗料噴霧口閉鎖動作を開始させる
塗料噴霧先行停止制御手段（５１，５２）とを設けた構
成としたので、ワークＷの非塗装部Ｗ２を除く塗装部Ｗ
１を境目精度よく迅速に塗装することができる。

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、上下移動機構を塗装時
移動速度とこれよりも低速の非塗装時移動速度に選択的
に切替可能に形成するとともに、塗装ガンが非塗装部を
通過する期間中だけ上下移動機構と関与して塗装ガンの
移動速度を非塗装時移動速度に切替える移動速度切替制
御手段と、この移動速度切替制御手段によって塗装ガン
の移動速度が塗装時移動速度から非塗装時移動速度に切
替えられる時刻よりも予め決められた設定時間だけ先行
させた時刻に塗装ガンの塗料噴霧口閉鎖動作を開始させ
る塗料噴霧先行停止制御手段とを設けた構成としたの
で、ワークの非塗装部を除く塗装部を境目精度よく迅速
に塗装することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を説明するための図である。

【図２】同じく、全体構成を説明するためのブロック図
である。

【図３】塗装装置の従来構成を説明するための図であ
る。

【図４】同じく、エアレス噴霧式の塗装ガンを説明する
ための図である。

【符号の説明】

１０ 塗装ガン ２０ 上下移動機構 ２５ 昇降用モータ ３０ 塗料供給源 ５１ ＣＰＵ（移動速度切替制御手段，塗料噴霧先行停
止制御手段） ５２ ＲＯＭ（移動速度切替制御手段，塗料噴霧先行停
止制御手段）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上下方向に伸びるワークに沿って塗装ガ
   ンを上下動させる上下移動機構を具備し、塗料供給源か
   ら塗装ガンに塗料を供給しかつ塗料を噴霧している塗装
   ガンを塗装時移動速度で上下動させつつワークの非塗装
   部を除く塗装部の全域を塗装する塗装装置において、 前記上下移動機構を前記塗装時移動速度とこれよりも低
   速の非塗装時移動速度に選択的に切替可能に形成すると
   ともに、前記塗装ガンが前記非塗装部を通過する期間中
   だけ上下移動機構と関与して塗装ガンの移動速度を非塗
   装時移動速度に切替える移動速度切替制御手段と、この
   移動速度切替制御手段によって前記塗装ガンの移動速度
   が塗装時移動速度から非塗装時移動速度に切替えられる
   時刻よりも予め決められた設定時間だけ先行させた時刻
   に前記塗装ガンの塗料噴霧口閉鎖動作を開始させる塗料
   噴霧先行停止制御手段とを設けた、ことを特徴とする塗
   装装置。