JP4550694B2 - 塗装機 - Google Patents

Description

本発明は、ワークに塗料を塗布し、その塗料を加熱し、硬化させる塗装機に関するものである。

ゴム、プラスチック等からなる製品には、その表面に、装飾性の向上や、摺動抵抗の減少、耐摩耗性の向上等のために塗料が塗布されている場合が多い。この塗料を硬化させるために、塗布後に硬化炉にその塗装された製品を移送し、加熱、硬化させている。
例えば、ウエザストリップ等のゴムの製品には、車体に装着後に、他部品と接触する部分に摺動抵抗を減少させ、耐摩耗性の向上のために熱硬化型の塗料を塗布し、熱硬化させている（例えば、特許文献１および２参照）。また、ウエザストリップの表面に低摩擦性の塗料を塗布する装置も考えられている（例えば、特許文献３参照）。

その方法は、例えば、図３に示すように、まず、長尺のウエザストリップをパレット１５３上に多数本並べる。その後、ウエザストリップが並べられたパレット１５３は、横方向に塗装ブース１２０に移送され、ロボット１２１に装着されたスプレーガンにより、塗料が自動的に塗布される。
そして、塗料が塗布されたウエザストリップは、パレット１５３に載せられて硬化炉１３０に移送される。

硬化炉１３０は、パレット１５３が複数枚、上下に平行に、間隔を置いて並べられている。そしてコンベアにより徐々に下から上方に移動している。硬化炉１３０内は、蒸気により加熱されているため、硬化炉１３０内で移動中に塗料は硬化する。
硬化炉１３０の上部まで移動し、硬化が完了したパレット１５３は、横方向に移動し、塗装ブース１２０を越えて、ワーク搬送装置１５０の上部に移送される。そこで、パレット１５３上のウエザストリップは、取り出されて、パレット１５３のみが下方に移動する。そしてまた、パレット１５３上にウエザストリップが並べられて、同様のサイクルが繰り返される。

しかしながら、このように多数のワーク（ウエザストリップ）をパレット上に並べて、ロボットによりスプレー塗装を行なうことは、塗装時間がかかり効率的ではなかった。
また、塗装したワーク（ウエザストリップ）を高温雰囲気下の硬化炉の中で、蒸気で加熱し、熱硬化しているが、蒸気によりワークの全体が昇温されて、熱硬化されるため時間が長くなり、硬化炉１３０中を移動するパレット１５３の移動時間が長くなる。そのため、生産量を増加させるためには、多数のパレット１５３を必要とした。従って、塗装機、硬化炉が大きくなり、設備費用も増大していた。

従って、塗装の設備を小さくして乾燥時間を短くするために、塗装されたワークに直接熱風を吹き付けて、乾燥することも試みられている。しかしながら、熱風をワークに強く吹き付けると、塗料が未乾燥の状態で熱風により塗料の表面にシワが発生して、所定の膜厚が得られなくなる場合があった。また、熱風をワークに弱く吹き付けると、ワークの塗装の乾燥に時間がかかり、生産性がよくない。
特開平７−２５１１２４号公報 特開平７−２５７１７８号公報 特公昭６０−５６５５４号公報

本発明は、塗料の硬化時間が短く、塗装の表面が均一なワークを得ることができる塗装機を提供するものである。

上記課題を解決するために、請求項１の本発明は、ワークを塗装し、その塗料を加熱し硬化させる塗装機において、
塗装機は、ワークを塗装する塗装ブース、塗装された塗料を硬化する硬化炉とワーク搬送装置を有し、ワーク搬送装置は、塗装機の中心に回転軸を有するとともに、ワークを保持しつつ回転軸を中心に回転する複数のハンガーパレットを有し、
硬化炉は、回転軸を中心に円弧状に設けられ、硬化炉は、中空で円弧部状の外側送風壁と内側送風壁を有し、外側送風壁と内側送風壁の間に円弧部状のワーク通路が設けられ、外側送風壁と内側送風壁の中空内部には、それぞれ外側送風壁と内側送風壁をワークの搬送方向の前後の順に、乾燥ゾーンと昇温ゾーンに分割する多孔板が設けられ、昇温ゾーンの多孔板の付近に熱風が導入され、
ワークは、ハンガーパレットに保持されて回転軸を中心に回転して、塗装ブースで塗装された後に連続して、硬化炉のワーク通路の中を搬送され、通過するワークに対し、熱風発生装置からの熱風を乾燥ゾーンでは昇温ゾーンより弱風を吹き付けて、昇温ゾーンでは乾燥ゾーンより強風を吹き付けて、ワークに塗布された塗料を硬化させる塗装機である。

請求項１の本発明では、塗装機は、ワークを塗装する塗装ブース、塗装された塗料を硬化する硬化炉とワーク搬送装置を有し、ワーク搬送装置は、塗装機の中心に回転軸を有するとともに、ワークを保持しつつ回転軸を中心に回転する複数のハンガーパレットを有している。このため、塗装ブース、硬化炉、ワーク搬送装置を小型にまとめることができ設備費用を低減できるとともに、ワークを１本ずつ塗装することができ、工程内での仕掛品を少なくすることができ、効率的である。また、ワークの取り付けと取り出しが同じところで可能である。

硬化炉は、回転軸を中心に円弧状に設けられ、硬化炉は、中空で円弧部状の外側送風壁と内側送風壁を有し、外側送風壁と内側送風壁の間に円弧部状のワーク通路が設けられている。このため、ワーク搬送装置の回転軸を回転させるのみで、ワークが硬化炉内を回転して移動することができ、ワークを連続的に乾燥できるとともに、ワーク搬送装置を小型にすることができる。さらに、ワーク通路の左右の外側送風壁と内側送風壁から熱風をワークに直接吹き付けることができる。

外側送風壁と内側送風壁の中空内部には、それぞれ外側送風壁と内側送風壁をワークの搬送方向の前後の順に乾燥ゾーンと昇温ゾーンに分割する多孔板が設けられている。このため、多孔板により外側送風壁と内側送風壁の中空内部を２つのゾーンに分割して、ワークの塗装を２つのステップで乾燥させることができる。
昇温ゾーンの多孔板の付近に熱風が導入されるため、１本の送風ダクトで、多孔板を通して乾燥ゾーンに熱風を少量送風して、同時に昇温ゾーンに熱風を多量に送風することができる。

ワークは、ハンガーパレットに保持されて回転軸を中心に回転して、塗装ブースで塗装された後に連続して、硬化炉のワーク通路の中を搬送されされる。このため、塗装されたワークをすぐに硬化炉に移送することができ、硬化を早くすることができる。
通過するワークに対し、熱風発生装置からの熱風を乾燥ゾーンでは昇温ゾーンより弱風を吹き付けて、昇温ゾーンでは乾燥ゾーンより強風を吹き付けて、ワークに塗布された塗料を硬化させる。このため、乾燥ゾーンでは、ワークの塗装を乾燥させて、熱風の弱風により次の工程で塗装表面にシワが寄らなくすることができ、昇温ゾーンでは、熱風を強く直接に、ワークの塗布された部分に吹き付けることができ、塗装部分を直接的に高温化することができ、昇温が早く、熱硬化を素早くすることができる。

請求項２の本発明は、乾燥ゾーンよりも昇温ゾーンの部分がワークの搬送距離が長く設けられた塗装機である。

請求項２の本発明では、乾燥ゾーンよりも昇温ゾーンの部分がワークの搬送距離が長く設けられたため、乾燥ゾーンでワークの塗装素早くを乾燥させた後に、昇温ゾーンで完全に塗装を硬化させることができる。

請求項３の本発明は、多孔板は、金網で形成された塗装機である。

請求項３の本発明では、多孔板は、金網で形成されたため、金網のメッシュの大きさを調整することにより、乾燥ゾーンと昇温ゾーンの風量を容易に調整することができる。また、金属で形成されて、熱風による劣化が少なく、耐久性に富んでいる。

請求項４の本発明は、塗装ブースでワークは塗装され、ハンガーパレットには、塗装されたワークがそれぞれ１つ装着され、ワーク搬送装置は、ワークを装着後連続して硬化炉に回転して搬送する塗装機である。

請求項４の本発明では、塗装ブースでワークは塗装され、ハンガーパレットにワークをそれぞれ１つずつ装着するため、装着が容易であり、塗装後に、装着してすぐに熱硬化をすることができ、製造が早く、ワーク搬送装置を小型にすることができる。ワークを１本ずつ装着後、連続して硬化炉に回転して搬送するため、装着、熱硬化の時間を短くすることができる。

請求項５の本発明は、外側送風壁と内側送風壁は、熱風発生装置で発生した熱風を昇温ゾーンの多孔板の付近から硬化炉に導入して、ワークの出口側から熱風が吸引され熱風発生装置にもどる塗装機である。

請求項５の本発明は、外側送風壁と内側送風壁は、熱風発生装置で発生した熱風を昇温ゾーンの多孔板の付近から硬化炉に導入して、ワークの出口側から熱風が吸引され熱風発生装置にもどるため、外側送風壁と内側送風壁の乾燥ゾーンと昇温ゾーンの全長に亘り１本のダクトで熱風をスムースに送風することができ、ワークに対し、ワーク通路の全長に亘り熱風を吹き付けることができ、ワークの塗料を完全に熱硬化することができる。出口側から吸引された熱風は、熱風発生装置に戻されて、再度加熱され、外側送風壁と内側送風壁に送風される。これにより、熱風を循環させることができ、熱効率がよい。

請求項６の本発明は、ワークは、ウエザストリップであり、塗料は、低摩擦材である塗装機である。

請求項６の本発明では、ウエザストリップがドアガラスや車体の表面と接触する部分に、低摩擦材であるシリコン塗料等を塗布して熱硬化させるため、ドアガラスの昇降時に異音が生じたり、ドアの開閉時にドア閉力が増加することがない。

本発明では、塗装ブースと硬化炉は、回転軸を中心に円弧状に設けられ、硬化炉は、ワークが移動可能な円弧部状のワーク通路を設けられているため、ワーク搬送装置の回転軸を回転させるのみで、ワークが１本ずつ硬化炉のワーク通路の中を搬送されるため、塗装機を小型化することができるとともに、塗装されたワークをすぐに硬化炉に移送することができ、硬化を早くすることができる。
また、外側送風壁と内側送風壁の中空内部には、順に乾燥ゾーンと昇温ゾーンに分割する多孔板が設けられている。このため、多孔板により２つのゾーンに分割して、ワークの塗装を２つのステップで乾燥させることができ、塗装面をシワなく硬化できる。昇温ゾーンの多孔板の付近に熱風が導入されるため、１本の送風ダクトで、多孔板を通して乾燥ゾーンに熱風を少量送風して、同時に昇温ゾーンに熱風を多量に送風することができる。

本発明の実施の形態を図１と図２に基づき説明する。本発明は、ワーク１の表面に塗装し、塗装した塗料を熱硬化させる塗装機１０に関するものであり、ワーク１は、特に限定されないが、ウエザストリップの塗装機１０を例にとり説明する。
図１は、本発明の塗装機１０の斜視図である。図２は、本発明における硬化炉３０の断面図である。
塗装機１０は、塗装ブース２０、硬化炉３０、熱風発生装置４０とワーク搬送装置５０から形成されている。

ワーク搬送装置５０は、塗装機１０の中心に取付けられた回転軸５１と、回転軸５１の頂点から横方向（半径方向）に伸び、その先端から下方に延びるパレット保持部材５２とパレット保持部材５２の先端に取付けられたワーク（ウエザストリップ）１を保持するハンガーパレット５３から形成されている。
回転軸５１は、回転可能に取付けられ、モーター、油圧シリンダー（図示せず）等で回転される。パレット保持部材５２は、本実施の形態では４本設けられているが、その数は適宜増減することができる。ハンガーパレット５３は、ウエザストリップ１を着脱自在に取付けることができるように円弧状に横に延びて形成することができる。ハンガーパレット５３には１本のウエザストリップ１が回転時に硬化炉３０の内部を回転できるように円弧状に取付けられている。
なお、硬化炉３０の間には、塗装ブース２０でウエザストリップ１を塗装することと、ハンガーパレット５３にウエザストリップ１を装着し、取り出すことができるように円の略１／４〜１／３の範囲の空間が設けられている。

塗装ブース２０は、内部に複数のスプレーガン（図示せず）が取付けられた小部屋でウエザストリップの所定部分に低摺動摩擦性の塗料を自動的に吹き付けることができるものや、あるいは作業者がスプレーガンを手に持ってウエザストリップ１の所定位置に低摺動摩擦性の塗料を吹き付けることができるもの等があり、ワークの形状や吹き付ける塗料の量や場所により適宜選択することができる。塗装ブース２０は、図１において、その位置を点線で示し、詳細な形状は省略している。
塗装ブース２０は、スプレーガン２１から吹出された塗料が外部に飛散しないように遮蔽されて形成されていることが好ましい。
塗装されたウエザストリップ１は、ハンガーパレット５３に装着され、硬化炉３０に送られる。

次に、硬化炉３０について説明する。硬化炉３０は図１に示すように円弧状に形成される。硬化炉３０の横方向の断面を図２に示す。硬化炉３０は、ウエザストリップ１の入口側から順に乾燥ゾーン３０ｂと昇温ゾーン３０ｃに分かれて形成されている。乾燥ゾーン３０ｂは、硬化炉３０の略１／４〜１／３の長さに形成されている。

硬化炉３０は、全体として外側送風壁３１と内側送風壁３２から形成され、外側送風壁３１と内側送風壁３２の間には、ハンガーパレット５３に取付けられたウエザストリップ１が回転軸５１を中心に回転して移動できるようにワーク通路３３が設けられている。
外側送風壁３１と内側送風壁３２は、それぞれ横方向の断面は、回転軸５１を中心とした円弧状に形成され、縦方向の断面は長方形状に形成され、内部が空洞であるように形成されている。

外側送風壁３１と内側送風壁３２の内部の乾燥ゾーン３０ｂと昇温ゾーン３０ｃの境界には、それぞれ多孔板である外側金網１２と内側金網１３が内部を仕切るように設けられている。多孔板として、金網以外にも多数の孔を有する板であれば使用することができ、多数の孔を有する金属板、セラミック板等を使用することができる。また、熱風に対する耐久性が必要である。
外側金網１２と内側金網１３は、例えば５０〜２００メッシュ程度の目の大きさを有しており、外側金網１２と内側金網１３の金網のメッシュの大きさを調整することにより、乾燥ゾーン３０ｂと昇温ゾーン３０ｃの風量を容易に調整することができる。

外側送風壁３１は、ハンガーパレット５３に取付けられたウエザストリップ１が回転するときに、外側から熱風が吹きつけられるように外側に取付けられ、内側送風壁３２は、内側から吹き付けられるように内側に取付けられ、相互に一定の隙間であるワーク通路３３を挟んで向き合って取付けられている。
外側送風壁３１と内側送風壁３２の内部は、上記のように中空状に形成され、そのワーク通路３３の面した側の壁の内面には、それぞれ多数の吹出孔３１ｂと吹出孔３２ｂが設けられている。吹出孔３１ｂ、３２ｂは、ワーク通路３３を通過するウエザストリップ１に向かって所定の量の熱風が吹きつけられるように形成されている。
なお、外側送風壁３１と内側送風壁３２の内部の熱風の流れに向かって上流方向に斜めに風量を調整する遮蔽板を形成することができる。

前述のとおり、外側送風壁３１と内側送風壁３２の内部にはそれぞれ外側金網１２と内側金網１３が設けられて、その外側金網１２と内側金網１３の近傍の昇温ゾーン３０ｃ側には、熱風入口３４、３５がそれぞれ設けられており、出口側の端には熱風出口３６、３７がそれぞれ設けられている。
昇温ゾーン３０ｃの外側金網１２と内側金網１３の付近に熱風が導入されると多量の熱風は昇温ゾーン３０ｃの方に流れて、一部の熱風は外側金網１２と内側金網１３を通過して乾燥ゾーン３０ｂの方に流れることができる。

これによって、ウエザストリップ１は、塗装ブースで塗装された後に１本づつ連続して、ハンガーパレット５３に保持されて回転軸５１を中心に回転して、硬化炉３０の乾燥ゾーン３０ｂのワーク通路３３の中を搬送されされる。このため、塗装されたウエザストリップ１をすぐに乾燥ゾーン３０ｂに移送することができ、塗装の硬化を早くして、塗装面に強風が当ってもシワが寄らないようにすることができる。

通過するウエザストリップ１に対し、後述する熱風発生装置４０からの熱風を、乾燥ゾーン３０ｂでは弱風として吹き付けて、昇温ゾーン３０ｃでは強風として吹き付けて、ウエザストリップ１に塗布された塗料を硬化させる。このため、乾燥ゾーン３０ｂでは、ウエザストリップ１の塗装を乾燥させて、熱風を弱く吹きつけて塗装表面を硬化させて、次の工程の強風により表面にシワが寄らなくして、昇温ゾーン３０ｃでは、熱風を強く直接に、ウエザストリップ１の塗布された部分に吹き付けることができ、塗装部分を直接的に高温化することができ、昇温が早く、熱硬化を素早くすることができる。

また、外側送風壁３１と内側送風壁３２のワーク通路３３の面した側の壁には、前述のとおり、それぞれ多数の熱風の吹出口３１ｂ、３２ｂが設けられている。熱風が外側送風壁３１と内側送風壁３２の内部を入口側から出口側に向かって流れると、外側送風壁３１と内側送風壁３２の内面に設けられた吹出口３１ｂ、３２ｂから、ワーク通路３３を通るウエザストリップ１に向かって熱風が吹出されることができる。遮蔽板を外側送風壁３１と内側送風壁３２の内部に設けた場合は、その大きさと取付け角度を変化させることにより吹出口３１ｂ、３２ｂから出る熱風の量を調整し、均一にすることができる。なお、硬化炉３０のスペースは、円の２／３〜３／４の範囲である。

次に、熱風発生装置４０について説明する。熱風発生装置４０は、硬化炉３０の近傍に取付けられる。本実施の形態では、硬化炉３０の上方に取付けられている。熱風発生装置４０は、その内部で空気を電気等で加熱し、送風機によりその過熱した熱風を送風するものである。熱風発生装置４０には、送風ダクト４１と吸気ダクト４２の一端が取付けられている。送風ダクト４１の他端は、外側送風壁３１と内側送風壁３２のそれぞれの外側金網１２と内側金網１３の近傍で昇温ゾーン３０ｃ側に設けられた熱風入口３４、３５に取付けられている。吸気ダクト４２の他端は、外側送風壁３１と内側送風壁３２の出口側の熱風出口３６、３７に取付けられている。

これによって、熱風発生装置４０から出た熱風は、送風ダクト４１を通り、外側送風壁３１と内側送風壁３２の入口側の熱風入口３４、３５に入り、外側送風壁３１と内側送風壁３２の吹出口３１ｂ、３２ｂから出て、ウエザストリップ１の塗料を熱硬化させるとともに、残りの熱風は熱風出口３６、３７から吸気ダクト４２を通り、熱風発生装置４０に戻る。そして、熱風発生装置４０で空気を補充された後に、再加熱されて送風ダクト４１を通り硬化炉３０に送風される。

次に、本実施の形態の塗装機１０を使用して、ワーク（ウエザストリップ）１の塗装と熱硬化方法について説明する。
図１に示すように、硬化炉３０の作業スペースに設けられている塗装ブース２０において、ウエザストリップ１を塗装して、塗装されたウエザストリップ１を、作業者が１本ずつハンガーパレット５３に取付ける。
塗装ブース２０内では、複数のスプレーガン２１により、ウエザストリップ１のシール部分等に、耐摩耗性を向上させるために、低摩擦性の塗料を塗布する。

そしてハンガーパレット５３に取付けられたウエザストリップ１は、すぐに硬化炉３０に入る。硬化炉３０に入ったウエザストリップ１は、ワーク通路３３内で、外側送風壁３１と内側送風壁３２の吹出口３１ｂ、３２ｂから熱風が直接当る。このとき乾燥ゾーン３０ｂにおいては、ウエザストリップ１は、熱風が弱く当り、少なくとも塗料の表面が硬化して、次の工程で熱風を強く吹き付けても、塗料の表面にシワが寄らないように硬化される。
そして、ウエザストリップ１は、ワーク搬送装置５０の回転につれてワーク通路３３を徐々に移動して、昇温ゾーン３０ｃに入り、昇温ゾーン３０ｃで熱風を強く当てられる。このため、塗装された部分を素早く昇温させることができる。そのため、塗料の硬化が完全に、早く行うことができ、硬化炉３０を小型化することができる。

硬化炉３０を出たウエザストリップ１は、塗装ブース２０と硬化炉３０の間の空間（作業スペース）に出て、そこで作業者がハンガーパレット５３から塗装が硬化したウエザストリップ１を取り外し、次の塗装がされた直後のウエザストリップ１を装着する。このようにして、ウエザストリップ１を連続的に塗装し、熱硬化させることができる。また、ワーク（ウエザストリップ１）を１本ずつ塗装することができ、工程内での仕掛品を少なくすることができ、効率的である。また、ワークの取り付けと取り外しが同じところで可能である。

本発明の実施の形態における塗装機の斜視図である。 本発明の実施の形態における塗装機の硬化炉の断面模式図である。 従来の塗装機の斜視図である。

符号の説明

１ ワーク（ウエザストリップ）
１０ 塗装機
１２ 外側金網
１３ 内側金網
２０ 塗装ブース
３０ 硬化炉
３０ｂ 乾燥ゾーン
３０ｃ 昇温ゾーン
３１ 外側送風壁
３２ 内側送風壁
３３ ワーク通路
４０ 熱風発生装置
５０ ワーク搬送装置
５１ 回転軸
５３ ハンガーパレット

Claims (6)

1. ワークを塗装し、その塗料を加熱、硬化させる塗装機において、
   該塗装機は、上記ワークを塗装する塗装ブース、塗装された塗料を硬化する硬化炉とワーク搬送装置を有し、
   該ワーク搬送装置は、上記塗装機の中心に回転軸を有するとともに、上記ワークを保持しつつ上記回転軸を中心に回転する複数のハンガーパレットを有し、
   上記硬化炉は、上記回転軸を中心に円弧状に設けられ、上記硬化炉は、中空で円弧部状の外側送風壁と内側送風壁を有し、該外側送風壁と内側送風壁の間に上記円弧部状のワーク通路が設けられ、上記外側送風壁と内側送風壁の中空内部には、それぞれ上記外側送風壁と内側送風壁をワークの搬送方向の前後の順に、乾燥ゾーンと昇温ゾーンに分割する多孔板が設けられ、該昇温ゾーンの多孔板の付近に熱風が導入され、
   上記ワークは、上記ハンガーパレットに保持されて上記回転軸を中心に回転して、上記塗装ブースで塗装された後に連続して、上記硬化炉のワーク通路の中を搬送され、通過する上記ワークに対し、熱風発生装置からの熱風を上記乾燥ゾーンでは上記昇温ゾーンより弱風を吹き付けて、上記昇温ゾーンでは上記乾燥ゾーンより強風を吹き付けて、ワークに塗布された塗料を硬化させる塗装機。
2. 上記乾燥ゾーンよりも上記昇温ゾーンの部分が上記ワークの搬送距離が長く設けられた請求項１に記載する塗装機。
3. 上記多孔板は、金網で形成された請求項１または請求項２に記載する塗装機。
4. 上記塗装ブースでワークは塗装され、上記ハンガーパレットには、塗装されたワークがそれぞれ１つ装着され、上記ワーク搬送装置は、ワークを装着後連続して硬化炉に回転して搬送する請求項１乃至請求項３のいずれかに記載する塗装機。
5. 上記外側送風壁と内側送風壁は、熱風発生装置で発生した熱風を昇温ゾーンの多孔板の付近から上記硬化炉に導入して、ワークの出口側から熱風が吸引され熱風発生装置にもどる請求項１乃至請求項４のいずれかに記載する塗装機。
6. 上記ワークは、ウエザストリップであり、塗料は、低摩擦材である請求項１乃至請求項５のいずれかに記載する塗装機。