JP4950748B2

JP4950748B2 - 塗装方法及び塗装装置

Info

Publication number: JP4950748B2
Application number: JP2007114688A
Authority: JP
Inventors: 圭佑中村; 亨吉田; 弘宮先
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-04-24
Filing date: 2007-04-24
Publication date: 2012-06-13
Anticipated expiration: 2027-04-24
Also published as: JP2008264736A

Description

本発明は、塗装方法及びこの方法の実施に使用される塗装装置に関するものである。

従来から、棒状材の側外面に対して非塗装域を残して塗装域にのみ塗装を施すには、棒状材の非塗装域にのみマスキング部材を付着させて被覆し、棒状材をその軸周りに回転させると共に、塗料を噴射するスプレーノズルを棒状材の軸方向に沿って移動させることで行われている。これによると、棒状材の側外面の塗装域にのみ塗料を被着させることができる。

しかしながら、棒状材の非塗装域に付着させたマスキング部材は塗装後に剥がし取らねばならず、塗装工程後のマスキング部材の取り外し工程によって製造性を低下させるばかりか、その取り外し時に棒状材に傷を付けたりして不良品を発生させる恐れもあった。
特開２００２−６６４０７号公報

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、塗装工程後のマスキング部材の取り外しを必要とせずに製造性を向上させると共に、良好な製品仕上がりを確保できる塗装方法、及びこの実施に使用する塗装装置を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために請求項１に係る塗装方法にあっては、無電極放電灯用の中空棒状の管材１の側外面１ａに対して蛍光体または保護膜で構成される塗装膜をスプレーノズル１１からのスプレー塗装で被着させる塗装方法であって、管材１の非塗装域３とスプレーノズル１１との間にマスキング部材１２を非接触状態にして配置し、管材１を軸周りに回動させつつ、塗料を噴射するスプレーノズル１１を管材１の軸方向に平行に移動させることで、スプレーノズル１１から噴射して非塗装域３に向かう塗料をマスキング部材１２で遮断するようにしたことを特徴とする。

これによると、スプレーノズル１１から噴射された塗料は、非塗装域３に向かう塗料のみがマスキング部材１２で遮断されるから、無電極放電灯用の中空棒状の管材１の側外面１ａにおいて、非塗装域３には上記塗料が至らずに塗装膜を被着させず、塗装域２にのみ上記塗料が至って塗装膜を被着させるようにできるのであり、また、このときマスキング部材１２は管材１の非塗装域３とスプレーノズル１１との間に非接触状態にして配置されるから、無電極放電灯用の中空棒状の管材１の塗装後に従来のようにマスキング部材１２を管材１から取り外す必要もなく、良好な製造性で塗装を行うことができるのである。更に言うと、従来のようにマスキング部材１２を管材１から取り外す必要を無くしたことによると、マスキング部材１２の管材１から取り外し工程時に管材１に傷を作ってしまうことを回避でき、管材１の良好な製造仕上がりを確保できる。

また、請求項２に係る塗装方法にあっては、請求項１において、マスキング部材１２と管材１の非塗装域３との隙間Ｓ１に、管材１の塗装域２に向けて気流Ａを流すことを特徴とする。

これによると、マスキング部材１２と管材１との隙間Ｓ１に廻り込んで管材１の非塗装域３に向かおうとする塗料を、マスキング部材１２と管材１の非塗装域３との隙間Ｓ１に管材１の塗装域２に向けて流した気流Ａに乗せて、管材１の塗装域２に向けて流すようにでき、塗料の管材１の非塗装域３への被着を防止できて管材１の塗装仕上がりを良好にできる。

また、請求項３に係る塗装方法にあっては、請求項１において、移動したスプレーノズル１１が塗装域２と非塗装域３との境界部に達したときに、塗料噴射口１１ａを管材１の塗装域２側に向けるようにスプレーノズル１１を塗料噴射口１１ａを中心にして回動させることを特徴とする。

これによると、移動したスプレーノズル１１が塗装域２と非塗装域３との境界部に達したときに塗料噴射口１１ａを管材１の塗装域２側に向けるようにスプレーノズル１１を回動させたことで、スプレーノズル１１から噴射された塗料を非塗装域３に向かわせないようにできるのであって、塗料の管材１の非塗装域３への被着を防止できるのであり、また、このスプレーノズル１１の回動が塗料噴射口１１ａを中心にして行われることで、スプレーノズル１１の塗料噴射口１１ａと管材１の側外面１ａとの距離を略一定に保つことができるから塗装ムラを無くすることができるのであり、つまり、管材１の塗装仕上がりを良好にできる。

また、請求項４に係る塗装方法にあっては、請求項１において、非塗装域３である管材１の先端底面１ｂと該先端底面１ｂに対向配置した整流板１３との間の隙間Ｓ２にスプレーノズル１１からの噴射流れを流すことで流速を高めた急流Ｂを形成し、スプレーノズル１１から噴射されて管材１の先端底面１ｂに向かう塗料を上記急流Ｂに乗せて隙間Ｓ２の下流に流すようにしたことを特徴とする。

これによると、非塗装域３である管材１の先端底面１ｂに整流板１３をスプレーノズル１１からの噴射流れを急流Ｂにして流す隙間Ｓ２を隔てて対向配置させるといった簡単な構造で、非塗装域３である管材１の先端底面１ｂにスプレーノズル１１から噴射された塗料を至らせないようにできるのであり、簡単な構造で管材１の良好な塗装仕上がりを確保できる。

また、請求項５に係る塗装装置にあっては、無電極放電灯の中空棒状の管材１の側外面１ａに対して蛍光体または保護膜の塗装膜をスプレーノズル１１からのスプレー塗装で被着させるための塗装装置１０であって、塗装する管材１を設置する設置部１４と、設置部１４に設置した管材１の軸方向に移動しつつ塗料を噴射するスプレーノズル１１と、設置部１４に設置した管材１をその軸周りに回転させる回転機構１５と、設置部１４に設置した管材１の非塗装域３とスプレーノズル１１との間に非接触状態にして配置されるマスキング部材１２とを備えて成ることを特徴とする。

これによると、設置部１４に設置した無電極放電灯用の中空棒状の管材１の側外面１ａに塗装を施すにあたり、スプレーノズル１１から噴射された塗料のうち非塗装域３に向かう塗料のみをマスキング部材１２で遮断させることができ、つまり、管材１の側外面１ａにおいて非塗装域３には上記塗料が至らずに塗装膜を被着させず、塗装域２にのみ上記塗料が至って塗装膜を被着させるようにできるのであり、また、このときマスキング部材１２は管材１の非塗装域３とスプレーノズル１１との間に非接触状態にして配置されるから、無電極放電灯用の中空棒状の管材１の塗装後に従来のようにマスキング部材１２を管材１から取り外す必要もないのであり、良好な製造性で塗装を行うことができるのである。更に言うと、従来のようにマスキング部材１２を管材１から取り外す必要を無くしたことによると、マスキング部材１２の管材１から取り外し工程時に管材１に傷を作ってしまうことを回避でき、管材１の良好な製造仕上がりを確保できる。

また、請求項６に係る塗装装置にあっては、請求項５において、マスキング部材１２と管材１の非塗装域３との隙間Ｓ１に管材１の塗装域２に向けて気流Ａを流すエアノズル１６と、移動したスプレーノズル１１が塗装域２と非塗装域３との境界部に達したときに塗料噴射口１１ａを管材１の塗装域２側に向けるようにスプレーノズル１１を塗料噴射口１１ａを中心にして回動させるスプレーノズル回動手段１７と、非塗装域３である管材１の先端底面１ｂに隙間Ｓ２を隔てて対向配置され、該隙間Ｓにスプレーノズル１１からの噴射流を流して流速を高めた急流Ｂを形成させて該急流Ｂに乗せてスプレーノズル１１から噴射されて管材１の先端底面１ｂに向かう塗料を隙間Ｓ２の下流に流すための整流板１３と、を備えて成ることを特徴とする。

これによると、マスキング部材１２と管材１との隙間Ｓ１に廻り込んで管材１の非塗装域３に向かおうとする塗料は、マスキング部材１２と管材１の非塗装域３との隙間Ｓ１に管材１の塗装域２に向けてエアノズル１６から流した気流Ａに乗せて、管材１の塗装域２に向けて流すようにできるのであり、また、移動したスプレーノズル１１が塗装域２と非塗装域３との境界部に達したときに、塗料噴射口１１ａをスプレーノズル回動手段１７によって管材１の塗装域２側に向けて塗料噴射口１１ａを中心にしてスプレーノズル１１を回動させたことで、スプレーノズル１１から噴射された塗料を非塗装域３に向かわせないようにできると共に、スプレーノズル１１の塗料噴射口１１ａと管材１の側外面１ａとの距離を略一定に保って塗装ムラを無くするようにでき、また、非塗装域３である管材１の先端底面１ｂにスプレーノズル１１からの噴射流れを急流Ｂにして流す隙間Ｓ２を隔てて整流板１３を対向配置させるという簡単な構造で、急流Ｂとなるスプレーノズル１１からの噴射流れを利用して非塗装域３である管材１の先端底面１ｂにスプレーノズル１１から噴射された塗料を至らせないようにできるのであり、すなわち、管材１の良好な塗装仕上がりを確保できる。

本発明にあっては、無電極放電灯の中空棒状の管材の側外面に塗装を施すにあたって、塗装工程後のマスキング部材の取り外しを必要とせずに製造性を向上させると共に、良好な製品（塗装）仕上がりを確保できる、という利点を有する。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。

図１乃至図７に示す塗装装置１０は、無電極放電灯の中空棒状の管材１の側外面１ａに対し、蛍光体または保護膜の塗装膜をスプレーノズル１１からのスプレー塗装で被着させる、すなわち塗装を施すための装置である。ここで、無電極放電灯の中空棒状の管材１は図８のように先端に有底端面（以下、先端底面１ｂと言う）を備えた円筒状のキャビティ部４を有し、その管軸に沿って細管状の排気管６が一体に形成されると共に、キャビティ部４の基端には拡径するフレア部５が形成されている。なお、排気管６はその先端がキャビティ部４の先端底面１ｂに至っており、その基端はキャビティ部４の基端よりも先端から離れる方向に突設されている。

本例の塗装装置１０は、図２のように、塗装する無電極放電灯の中空棒状の管材１を設置する設置部１４と、設置部１４に設置した管材１の軸方向に移動しつつ塗料を噴射するスプレーノズル１１と、設置部１４に設置した管材１をその軸周りに回転させる回転機構１５と、塗装装置１０の駆動制御を行う制御部（図示せず）とを備えている。

詳しくは、塗装装置１０のフレーム１０ａにはレール部１８が略水平に設けられており、このレール部１８に沿ってスプレーノズル１１を備えた可動ユニット１９が走行自在に備えられている。なお、可動ユニット１９は制御部の制御によってレール部１８の長さ方向の所定範囲で走行可能にされている。ここで、可動ユニット１９は、上部にレール部１８に沿って走行する走行部２０が設けられ、下部にスプレーノズル１１を備えた塗装部２１が設けられている。スプレーノズル１１にはスプレー用エア供給ライン２２と塗液供給ライン２３が接続され、スプレーノズル１１の下端に設けた塗料噴射口１１ａから塗料がスプレー状に所定範囲に噴射可能にされている（なお、図中Ｔに噴射された塗料を示している）。

上記塗装部２１には、スプレーノズル１１を塗料噴射口１１ａを中心にして管材１の軸線上で上下に回動させるスプレーノズル回動手段１７が備えられている。スプレーノズル回動手段１７は、図３のように、塗装部２１のフレーム２１ａに設置された、駆動モータ２４と、駆動モータ２４に接続されたノズル駆動用第１プーリ２５と、ノズル駆動用第１プーリ２５とタイミングベルト２６によって接続されたノズル駆動用第２プーリ２７とを有している。駆動モータ２４の回転駆動に応じてノズル駆動用第１プーリ２５、タイミングベルト２６を介して回転駆動されるノズル駆動用第２プーリ２７には、ノズルブラケット２８を介してスプレーノズル１１が配置されると共にスリットカム２９が設けられている。ノズル駆動用第２プーリ２７の回転と共に回転するスリットカム２９のスリットを塗装部２１のフレーム２１ａに設置されたフォトセンサ３０によって検知し、制御部のフィードバック制御によって駆動モータ２４の駆動制御を行うことで、ノズル駆動用第２プーリ２７の回転と共に回転するスプレーノズル１１の回転角度の制御が可能にされている。ここで、スプレーノズル１１はその塗料噴射口１１ａを中心にして回動可能にされている。なお、本例の塗装部２１は走行部２０に設けたエアシリンダ３１によって上下に移動可能にされている。

また、設置部１４は塗装装置１０内における塗装部２１の下方空間がこれを構成している。この設置部１４に塗装する管材１を設置するには、図２のように、回転機構１５の出力端に設けたチャック１５ａに管材１の排気管６の基端を取り付けることで行われる。本例の塗装装置１０は、回転機構１５を作動させて管材１をその軸周りに回動させつつ、塗料を噴射するスプレーノズル１１を管材１の軸方向に平行に移動させることで、管材１の側外面１ａに塗装が施されるのであるが、詳しくは管材１のフレア部５近傍を除いた側外面１ａの部位にのみ塗装を施すようにしてある。すなわち、管材１のフレア部５近傍の側外面１ａの部位（管材１の基端から先端に向けた５〜１０ｍｍの領域）は非塗装域３であり、上記フレア部５近傍を除いた管材１の側外面１ａの部位（図中のクロスハッチング部分）が塗装域２とされている。無論、管材１の側外面１ａではない管材１の先端底面１ｂも非塗装域３である。本例の塗装装置１０には、下記に詳述するように、非塗装域３に塗料を付着させず塗装域２にのみ塗料を付着させて管材１の良好な塗装仕上がりを確保するための工夫が施されている。

本例の塗装装置１０には、管材１のフレア部５近傍の非塗装域３に塗料を付着させないために、図１のように、設置部１４に設置した管材１の非塗装域３とスプレーノズル１１との間の空間に両者に非接触状態にして配置されるマスキング部材１２と、マスキング部材１２と管材１の非塗装域３との隙間Ｓ１に管材１の塗装域２に向けて気流Ａを流すエアノズル１６とが備えられている。ここで、エアノズル１６にはエア供給ライン３２が接続されている。なお、図中３２ａはブロアである。

本例のマスキング部材１２は板状部材であり、その上面が塗装域２側ほど下方となるように傾斜させて配置されている。このマスキング部材１２によると、スプレーノズル１１から噴射された塗料のうち非塗装域３に向かう塗料のみを遮断させることができるから、無電極放電灯用の中空棒状の管材１の側外面１ａにおいて、非塗装域３には上記塗料が至らずに塗装膜を被着させず、塗装域２にのみ上記塗料が至って塗装膜を被着させ得るようになっている。ここで、マスキング部材１２は管材１の非塗装域３とスプレーノズル１１との間に非接触状態にして配置されるから、無電極放電灯用の中空棒状の管材１の塗装後に従来のようにマスキング部材１２を管材１から取り外す必要もなく、良好な製造性を確保して塗装を行うことが可能である。従来のようにマスキング部材１２を管材１から取り外す必要を無くしたことによると、マスキング部材１２の管材１から取り外し工程時に管材１に傷を作ってしまうことを回避でき、管材１の良好な製造仕上がりを確保できる利点も有する。なお、マスキング部材１２は経年使用後の取替を可能とするべく塗装装置１０に対して着脱可能にされている。

また、本例ではマスキング部材１２と無電極放電管の非塗装域３との隙間Ｓ１は塗装域２に近接するにつれて狭小に形成されており、この隙間Ｓ１に図４のようにマスキング部材１２の略全幅に亙るようにエアノズル１６が配置されている。なお、上記隙間Ｓ１の狭小幅は５ｍｍ以下に形成するのが好ましい。このエアノズル１６からのエア噴射によってマスキング部材１２と管材１の非塗装域３との隙間Ｓ１に管材１の塗装域２に向けて流れる気流Ａを形成したことによると、マスキング部材１２と管材１との隙間Ｓ１に廻り込んで管材１の非塗装域３に向かおうとする塗料を上記気流Ａに乗せて管材１の塗装域２に向けて流すようにできるのであって、塗料の管材１の非塗装域３への被着を防止できるから、管材１の塗装仕上がりを向上させている。なお、本例のマスキング部材１２は、噴射された塗料が付着する上面が管材１の塗装域２側ほど下方となるように傾斜しているので、マスキング部材１２における管材１の塗装域２側の端部から塗料が滴り落ちることも考えられるが、この滴下する塗料も上記気流Ａによって管材１の塗装域２に流すようにできて、管材１の非塗装域３に塗料を付着させず、管材１の良好な塗装仕上がりの確保を図ることが可能にされている。更に言うと、エアノズル１６からのエア噴射は、スプレーノズル１１の塗料の噴射域内に管材１の非塗装域３が含まれる位置に可動ユニット１９が達したときに、制御部によって作動させてもよく、この場合にはエアノズル１６からのエア噴射を必要時にのみ行わせることができて、塗装装置１０の省力化を図り得る。

また、本例の塗装装置１０では、管材１の先端底面１ｂの非塗装域３に塗料を付着させないために、非塗装域３である管材１の先端底面１ｂに隙間Ｓ２を隔てて対向配置された整流板１３が備えられている。この整流板１３によると、図７のように、管材１の先端底面１ｂとの隙間Ｓ２にスプレーノズル１１からの噴射流れを流して流速を高めた急流Ｂを形成させ、該急流Ｂに乗せてスプレーノズル１１から噴射されて管材１の先端底面１ｂに向かう塗料を隙間Ｓ２の下流に流すようにできるのであり、これにより管材１の先端底面１ｂの非塗装域３に塗料を付着させないようにできる。つまり、非塗装域３である管材１の先端底面１ｂに整流板１３をスプレーノズル１１からの噴射流れを急流Ｂにして流す隙間Ｓ２を隔てて対向配置させるといった簡単な構造で、非塗装域３である管材１の先端底面１ｂにスプレーノズル１１から噴射された塗料を至らせないようにできたのであり、簡単な構造で管材１の良好な塗装仕上がりを確保できたものである。

また、本例の塗装装置１０では、制御部によるスプレーノズル回動手段１７の制御を、図５のように、移動したスプレーノズル１１が塗装域２と非塗装域３との境界部に達したときに、塗料噴射口１１ａを管材１の塗装域２側に向けるように回動させるようにさせている。このように、移動したスプレーノズル１１が塗装域２と非塗装域３との境界部に達したときに塗料噴射口１１ａを管材１の塗装域２側に向けるようにスプレーノズル１１を回動させたことで、スプレーノズル１１から噴射された塗料を非塗装域３に向かわせないようにできるのである。また、このスプレーノズル１１の回動は塗料噴射口１１ａを中心にして行われるので、スプレーノズル１１の塗料噴射口１１ａと管材１の側外面１ａとの距離を略一定に保つことができ、塗装ムラを無くすることができるのである。つまり、管材１の良好な塗装仕上がりの確保が図られているのである。

詳しくは、管材１の軸方向に沿って移動するスプレーノズル１１が管材１の塗装域２の上方に位置しているときには、図５（ｂ）のように、スプレーノズル１１の回動位置はその塗料噴射口１１ａの開口方向が管材１の側外面１ａに略直交し続けるように保持される。そして、移動したスプレーノズル１１が管材１のフレア部５近傍の非塗装域３と塗装域２との境界部に達したときには、図６のように、まず、管材１の側外面１ａに略直交していたスプレーノズル１１の噴射範囲にマスキング部材１２が臨む位置でスプレーノズル１１を管材１の塗装域２に向けて回動させ（矢印ａ）、次いで、管材１の塗装域２に向けて回動された状態のスプレーノズル１１を、スプレーノズル１１の噴射範囲の基端側がマスキング部材１２を超えない程度に、管材１の基端側（フレア部５側）にスライドさせる（矢印ｂ）、といった動作が制御部によって行われる。一方、移動したスプレーノズル１１が管材１の先端底面１ｂの非塗装域３と塗装域２との境界部に達したときには、図７のように、スプレーノズル１１の噴射範囲の基端側が管材１の側端面における先端部位に位置する位置でスプレーノズル１１を管材１の塗装域２に向けて回動させる、といった動作が制御部によって行われる。なお、管材１の側外面１ａの塗装は、スプレーノズル１１を管材１の軸方向の一方向に移動させることで終了させてもよいし、スプレーノズル１１を管材１の軸方向に往復移動させて終了させてもよい。前者では塗装時間を短縮でき、後者では厚塗りが可能となる。

本発明の実施の形態の例の塗装装置の要部の概略側面図である。同上の塗装装置の概略側面図である。同上の塗装装置の塗装部であり、（ａ）は概略側面図であり、（ｂ）は概略正面図である。同上の塗装装置の要部の概略斜視図である。（ａ）（ｂ）（ｃ）は同上の塗装装置における塗装動作を順に説明する説明図である。同上の要部での塗装動作を説明する説明図である。同上の他の要部での塗装動作を説明する説明図である。同上の塗装装置で塗装を施す無電極放電灯の中空棒状の管材の概略側面図である。

符号の説明

１管材
１ａ側外面
１ｂ先端底面
２塗装域
３非塗装域
１０塗装装置
１１スプレーノズル
１１ａ塗料噴射口
１２マスキング部材
１３整流板
１４設置部
１５回転機構
１６エアノズル
１７スプレーノズル回動手段

Claims

無電極放電灯用の中空棒状の管材の側外面に対して蛍光体または保護膜で構成される塗装膜をスプレーノズルからのスプレー塗装で被着させる塗装方法であって、管材の非塗装域とスプレーノズルとの間にマスキング部材を非接触状態にして配置し、管材を軸周りに回動させつつ、塗料を噴射するスプレーノズルを管材の軸方向に平行に移動させることで、スプレーノズルから噴射して非塗装域に向かう塗料をマスキング部材で遮断するようにしたことを特徴とする塗装方法。
マスキング部材と管材の非塗装域との隙間に、管材の塗装域に向けて気流を流すことを特徴とする請求項１記載の塗装方法。
移動したスプレーノズルが塗装域と非塗装域との境界部に達したときに、塗料噴射口を管材の塗装域側に向けるようにスプレーノズルを塗料噴射口を中心にして回動させることを特徴とする請求項１記載の塗装方法。
非塗装域である管材の先端底面と該先端底面に対向配置した整流板との間の隙間にスプレーノズルからの噴射流れを流すことで流速を高めた急流を形成し、スプレーノズルから噴射されて管材の先端底面に向かう塗料を上記急流に乗せて隙間の下流に流すようにしたことを特徴とする請求項１記載の塗装方法。
無電極放電灯の中空棒状の管材の側外面に対して蛍光体または保護膜の塗装膜をスプレーノズルからのスプレー塗装で被着させるための塗装装置であって、塗装する管材を設置する設置部と、設置部に設置した管材の軸方向に移動しつつ塗料を噴射するスプレーノズルと、設置部に設置した管材をその軸周りに回転させる回転機構と、設置部に設置した管材の非塗装域とスプレーノズルとの間に非接触状態にして配置されるマスキング部材とを備えて成ることを特徴とする塗装装置。
マスキング部材と管材の非塗装域との隙間に管材の塗装域に向けて気流を流すエアノズルと、移動したスプレーノズルが塗装域と非塗装域との境界部に達したときに塗料噴射口を管材の塗装域側に向けるようにスプレーノズルを塗料噴射口を中心にして回動させるスプレーノズル回動手段と、非塗装域である管材の先端底面に隙間を隔てて対向配置され、該隙間にスプレーノズルからの噴射流を流して流速を高めた急流を形成させて該急流に乗せてスプレーノズルから噴射されて管材の先端底面に向かう塗料を隙間の下流に流すための整流板と、を備えて成ることを特徴とする請求項５記載の塗装装置。