JPH0550011A - 塗装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動車ボディ等の被塗物の上下面に対して
も、塗料たれを生じることなく大きな塗装膜厚の高平滑
仕上げ塗装を行う。 【構成】 被塗物の表面に塗料たれを生ずる以上の膜厚
に塗料をスプレー塗布する塗装手段と、塗装工程から乾
燥工程に被塗物を搬送するとともに、塗装工程から乾燥
工程のいずれかの間において被塗物を塗料たれが生じな
い状態に乾燥するまで略水平方向軸の回りに回転する被
塗物搬送装置とを備え、その回転速度を塗装した塗料の
塗料たれが重力により生じる前に該部の被塗物面が略垂
直状態から略水平状態に移行する速度より速く、かつ遠
心力により塗料たれが生じる速度より遅い速度に設定し
てなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車のボディ等の被
塗物の表面を塗装する塗装装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動車のボディ等の被塗物の
表面、特に垂直面に横方向から塗料を塗布して、その塗
装を行うことは、例えば、特開昭59−4471号に見られる
ように公知である。また、塗装面に応じて塗料の塗布量
を変更し、均一な塗装を行うことも提案されている。

【０００３】一方、被塗物の塗装面は塗料の塗布量を増
大して、塗膜の膜厚を大きくすると、表面の高平滑性が
得られて品質が向上するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかして、上記のよう
に塗装の品質を向上するために塗膜の膜厚を大きくする
場合に、多量の塗料を一時に塗布すると、被塗物の塗装
面が上下方向もしくは傾斜状態にある場合には、塗布さ
れた塗料が下方に流動して“塗料たれ”が発生し、塗装
面に凹凸を形成して平滑性を損い塗膜の品質を低下させ
ることになる。

【０００５】上記塗膜の塗料たれは、塗装吹付け工程に
おいて膜厚が限界値を越えた塗布中に直ちに発生する
か、吹付け後に溶剤を揮発させるセッティング時に所定
時間経過した際に発生するか、および、塗膜の焼付けを
行うために乾燥炉での加熱初期の昇温時に発生し易いも
のである。

【０００６】そして、従来は、上記塗料たれの問題があ
ることから、一度に多量の塗料を塗布して塗膜を厚くす
ることには限度があり、数度に分けて塗布と乾燥を繰返
して最終的な膜厚を高めることが考えられるが、煩雑な
工程で塗装時間が長くなり、塗装の設備も複数必要とな
る問題を有するとともに、塗料たれ限界膜厚の増大によ
る高平滑塗装面を得ることはできなかった。

【０００７】そこで、本発明は上記事情に鑑み、簡易な
構造で塗料たれ限界膜厚を大きくし、被塗物の上下面に
対しても塗料たれを生じることなく高い膜厚を１度の塗
装で得て、膜厚の増大に伴う高平滑仕上げ塗装が行える
塗装装置を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の塗装装置は、少なくとも上下方向に伸びる被塗
物の表面に塗料たれを生ずる以上の膜厚に塗料をスプレ
ー塗布する塗装手段と、該塗装手段による塗装工程から
乾燥工程に被塗物を搬送するとともに、塗装工程から乾
燥工程のいずれかの間において塗装の施された被塗物を
塗料たれが生じない状態に乾燥するまで略水平方向軸の
回りに回転する被塗物搬送装置とを備え、上記被塗物搬
送装置による被塗物の回転速度は、前記塗装した塗料の
塗料たれが重力により生じる前に該部の被塗物面が略垂
直状態から略水平状態に移行する速度より速く、かつ遠
心力により塗料たれが生じる速度より遅い速度に設定し
たことを特徴とするものである。

【０００９】前記塗装手段は、例えば、第１吹付けゾー
ンと第２吹付けゾーンとからなり、被塗物の表面に塗料
を所定の膜厚にスプレー塗布する塗装機を備えたもので
あり、その塗装膜厚は塗装面が上下方向にある場合には
通常では塗料たれを生ずる以上の膜厚に塗料を塗布する
ものである。また、上記塗装手段に連続する乾燥工程
は、塗料塗布後に塗布面をそのままの状態で放置し、溶
剤を揮発させるセッティング工程と、乾燥炉に搬入して
加熱焼付けを行う焼付工程とからなっている。

【００１０】そして、前記塗装手段による塗装工程から
乾燥工程に被塗物を搬送する被塗物搬送装置が設置され
る。この被塗物搬送装置は、塗装工程から乾燥工程のい
ずれかの間において被塗物を略水平方向軸の回りに回転
するように構成されている。

【００１１】上記のような塗装、乾燥工程において、塗
膜の塗料たれが発生し易いのは、塗装工程において塗料
たれ限界膜厚を越えて塗料が塗布された数秒後の状態が
第１の発生時期であり、この塗料たれ膜厚限界としては
通常の上塗塗装においては、40〜45μｍ程度である。上
記塗装時に発生しなかった場合には、乾燥工程のセッテ
ィング時に、吹付け後に徐々に塗料たれが開始し、３〜
４分程度経過した状態が第２の発生時期である。さら
に、被塗物を炉に入れて加熱した直後、すなわち20〜30
秒経過時に被塗物温度が例えば60℃程度に上昇した状態
が最大たれ速度となる第３の発生時期である。

【００１２】そして、少なくとも上記のような塗料たれ
の発生する時に、前記被塗物搬送装置によって被塗物を
水平方向軸の回りに回転作動して塗料たれの発生を防止
し、塗装表面の平滑性を得るものである。すなわち、塗
膜の膜厚が限界値よりかなり大きく、または塗料の粘性
が低く流動性が大きく場合には、塗装工程における第１
の発生時期から塗料たれが発生するので、この塗装工程
および乾燥工程における第１〜第３発生時期の全てに対
して被塗物を回転作動する必要がある。一方、塗膜の膜
厚がそれほど大きくなく、または塗料の粘性が大きく所
定膜厚の塗膜を形成しても前記第１発生時期では塗料た
れが発生しない場合には、セッティングゾーンおよび焼
付ゾーンにおける第２および第３の発生時期の乾燥工程
において被塗物を回転作動するように設置するものであ
る。

【００１３】この回転作動機構としては、連続的に回転
作動するもの、もしくは正転と逆転とを所定角度ずつ交
互に繰返して反転作動するもの、さらに、連続回転また
は反転作動において一定角度ずつ停止しながら回転する
ようにしたものなど、種々の回転形態に設定される。ま
た、その回転速度は、塗料たれが発生するまでに塗装面
が水平状態もしくは反転状態となっていること、および
回転に伴う遠心力で塗料たれが発生しないような速度、
すなわち、塗装した塗料の塗料たれが重力により生じる
前に該部の被塗物面が略垂直状態から略水平状態に移行
する速度より速く、かつ遠心力により塗料たれが生じる
速度より遅い速度に設定される。

【００１４】

【作用】上記のような塗装装置においては、塗装手段に
よる塗装工程で被塗物に塗装を施し、乾燥工程でセッテ
ィングおよび焼付けを行うべく、上記被塗物を被塗物搬
送装置によって塗装工程から乾燥工程に搬送するについ
て、塗料たれの発生する時期に被塗物を水平方向軸の回
りに所定の速度で回転作動させて、塗料たれ限界膜厚以
上の膜厚を有する塗膜を形成しても、塗膜に塗料たれ現
象が発生するのを防止して、大きな膜厚による高い表面
平滑性を有する塗膜を形成するようにしている。

【００１５】

【実施例】以下、図面に沿って本発明の実施例を説明す
る。図１は一実施例の塗装装置における被塗物搬送装置
の正面図、図２は底部搬送機構の平面図である。

【００１６】自動車のボディによる被塗物１は、前後端
部が被塗物搬送装置における水平軸２，３に締結されて
台車４に回転可能に搭載されている。この台車４は底部
の車輪５によって塗装ラインの床面６上を走行可能に設
けられ、床面６下方のピット７内に設置されたコンベア
チェーン８から上方に立設されたロッド９に台車４が係
合して、塗装工程と乾燥工程を有する塗装ラインに沿っ
て搬送される。

【００１７】さらに、前記水平軸２にはギヤボックス10
内の傘歯車11が固着され、この傘歯車11と噛合う傘歯車
12が垂直軸13の上端に固着され、該垂直軸13は台車４の
基部4aに支承されるとともに、この台車４を貫通してピ
ット７内に臨む下端部にスプロケット14が固着されてい
る。そして、前記ピット７内には、被塗物１の回転作動
を行う領域に上記スプロケット14と係合可能に駆動チェ
ーン15が配設されている。

【００１８】塗装手段による塗装工程は、被塗物１の垂
直面1a（両側面）、水平面1b（ルーフ部）等の塗装を行
うものであって、図示しない第１ゾーンと第２ゾーンの
各吹付けゾーンを有し、各ゾーンには被塗物１に対して
上方および両側にミニベルすなわち回転霧化静電塗装機
（図示せず）が配設されて塗料を被塗物１に吹付けるも
のであり、第２ゾーンにおいて塗料たれ限界膜厚を越え
る膜厚に塗料を吹付ける。

【００１９】一方、上記塗装工程に続く乾燥工程は塗装
後の被塗物１を10〜15分程度保持するセッティング工程
と、乾燥炉（図示せず）において被塗物１を加熱して塗
膜の焼付処理を行う焼付工程とを備えている。

【００２０】そして、この実施例においては、塗装工程
の第２ゾーンから乾燥工程の焼付ゾーンの途中に至るま
での範囲に、前記被塗物１を回転駆動するための駆動チ
ェーン15が配設され、この駆動チエーン15は台車４の搬
送のためのコンベアチェーン８の駆動とは別途に駆動系
統を有し、搬送停止時においても被塗物１の回転作動機
能が得られるように構成されている。この駆動チェーン
15の駆動は、連続的に一方向に駆動して被塗物１を連続
回転するもの、もしくは、所定間隔毎に駆動回転方向を
切換えて被塗物１を反転駆動するものが任意に設定可能
である。また、駆動回転速度についても、各種条件に対
応して任意に設定可能である。

【００２１】次に、上記のような塗装手段および被塗物
搬送装置により、実際に被塗物１（サンプル）に塗装を
施した場合における水平軸２，３回りの回転操作による
塗装面の写像鮮映性に及ぼす効果を確認した実験データ
を、図３に示す。

【００２２】このデータにおける塗装条件は、 ａ．塗料 メラミンアルキッド（ブラック） 粘度…フォードカップ＃４で22秒／20℃ ｂ．塗装機 ミニベル（16,000rpm ） シェーピングエア… 2.0kg／cm² ｃ．吐出量 第１ゾーン…100cc ／min 第２ゾーン… 150〜 200cc／min ｄ．セッティング時間 10 分 ｅ．焼付条件 140℃×25分 ｆ．下地平滑度（ＰＧＤ値） 0.6（中塗、ＰＥテ
ープ上） ｇ．回転または反転作動域 セッティング（10分）〜焼付け（10分） ｈ．被塗物 １辺30cmの角筒体の側面に塗装、 中心で回転可能に支持 図３から分るように、塗布面が垂直状態のままではＡに
示すように、上塗塗布膜厚が４５μｍ程度で塗料たれが
発生し、平滑性も可の程度である。

【００２３】これに対して、90°・ 135°・ 180°の角
度で反転（反転速度は6rpmに相当）した場合にはＢ，
Ｃ，Ｄに示すように、反転角度が大きくなる程に塗料た
れの発生する膜厚が大きくなり平滑性も良から優の状態
に向上している。なお、反転角度が大きくなると塗料の
流れが反転によって逆方向に流れる時間が大きくなり、
より一層塗料たれの防止効果が増大して膜厚が大きくで
きるものである。

【００２４】一方、連続回転した場合にはＥに示すよう
に最も塗料たれ防止効果が大きく、膜厚の増大により平
滑性も優となっている。この連続回転における回転速度
は、6，30，60rpm でそれぞれ行ったが、速度による差
はなく、6rpmにおいても良好な結果が得られている。し
かし、塗料の種類、膜厚等によっては比較的高い回転速
度に設定する必要がある。

【００２５】なお、写像鮮映性におけるＩＧ（イメージ
グロス）は、鏡面（黒ガラス）を 100とし、それに対す
る鮮映度の比率を示すものであり、ＰＧＤは反射映像の
識別度を 1.0から低下するにしたがって塗膜の表面状態
が低下する値である。

【００２６】また、前記被塗物１の連続回転もしくは反
転作動における回転速度は、遅いと塗料たれ防止効果が
なく、一方、速いと遠心力によって塗膜が回転外側に流
動して塗料たれと同様の現象を生じるものであり、塗膜
の塗料たれ速度に応じて設定するものである。この回転
速度の設定においては、例えば、図４に示すように各ゾ
ーンでの塗料たれ速度を求めて、その最大速度において
も塗料たれが発生しないように回転速度を設定すればよ
いものである。

【００２７】すなわち、図４においては上塗塗料（粘度
フォードカッブで約20秒）を用いて膜厚を３段階に増加
させて、塗装後のセッティング時間（10分）の経過にお
けるたれ速度の測定結果、および上記セッティングの後
の加熱による焼付時間の経過におけるたれ速度を測定し
た結果を示すものである。

【００２８】上記図４の結果、塗料たれ限界膜厚は40〜
45μｍであり、これより薄い膜厚においては、大きなタ
レ速度は生じないものである。そして、塗料たれは上記
限界膜厚を越えると数秒後に発生し、塗布後３〜４分後
に最大たれ速度に達する。また、被塗物１を乾燥炉にい
れて加熱を開始した直後20〜30秒後（被塗物温度60℃）
にたれ速度が前記セッティング時より大きく最大とな
り、２〜５分後には止まることになる。

【００２９】上記のような塗料たれの発生に対して、目
視で容易に判明する塗料たれ現象は１〜２mmであり、こ
れだけ塗料たれが生じると表面欠陥による不良品となる
ことから、上記塗料たれ現象を抑制するためには、塗膜
の流動が始まって１〜２mm流れるまでに塗布面を垂直状
態から水平状態もしくは反転状態に回転させればよいも
のである。一方、被塗物１を速く回転すると、塗膜に遠
心力が働いて人工的な塗料たれが起こり、これは半径30
cmで 0.25 秒で反転した時に生起したことから、これ以
下の回転速度とするものであるが、反転もしくは回転速
度は一定でなくてもよいから、先端速度が 380cm／秒以
下となるようにすれば遠心力による塗料たれの発生は防
止できる。また、被塗物１の回転半径が大きくなると許
容回転速度は小さくなる。

【００３０】上記のようなことから、前記図４の場合に
おいては、被塗物が 180°反転または水平状態まで90°
回転するのに要する時間を、 0.25 秒〜10分に設定すれ
ばよいものである。すなわち、 0.25 秒以下では回転が
速すぎて遠心力による塗料たれが発生し、また、塗料た
れ限界膜厚（40〜45μｍ）での小さなたれタレ速度に対
応する10分程度の時間に、各ゾーンでそれぞれ設定すれ
ばよいものである。

【００３１】なお、被塗物１の回転機構としては、上記
実施例のような傘歯車を利用したギヤボックス構造のも
ののほか、従来公知の駆動機構が被塗物の大きさ、重量
等に応じて適宜採用可能である。

【００３２】

【発明の効果】上記のような本発明によれば、被塗物の
表面に塗料たれを生ずる以上の膜厚に塗料をスプレー塗
布する塗装手段と、塗装工程から乾燥工程に被塗物を搬
送するとともに、塗装工程から乾燥工程のいずれかの間
の塗料たれが発生する時期に被塗物を塗料たれが生じな
い状態に乾燥するまで略水平方向軸の回りに回転する被
塗物搬送装置とを設け、しかも、その回転速度を塗料た
れが重力により生じる前に該部の被塗物面が略垂直状態
から略水平状態に移行する速度より速く、かつ遠心力に
より塗料たれが生じる速度より遅い速度に設定したこと
により、塗料たれ限界膜厚以上の膜厚を有する塗装を行
っても、塗布時および乾燥時における塗料たれ現象の発
生を防止することができ、大きな膜厚の塗装が可能とな
り高い表面平滑性を有する塗装を行うことができる。

【００３３】そして、被塗物の塗料たれ限界膜厚を大幅
に上昇することから、水平塗装面と同等の膜厚とするこ
とが可能であり、垂直塗装面を水平塗装面と同様に鏡面
により近い高平滑仕上げ面に塗装できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の塗装装置における被塗物搬
送装置を示す正面図

【図２】床部のピット内部構造を示す要部断面平面図

【図３】被塗物の回転に伴う塗装面の塗布膜厚と写像鮮
映性との関係を示すグラフ

【図４】塗布膜厚を変化させた場合の塗装処理時間に対
する塗料たれ速度の関係を示すグラフ

【符号の説明】

１ 被塗物 1a 垂直面 2,3 水平軸 ４ 台車 14 スプロケット 15 駆動チェーン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中浜 忠光 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被塗物の表面に塗料を塗装する塗装装置
   であって、少なくとも上下方向に伸びる被塗物の表面に
   塗料たれを生ずる以上の膜厚に塗料をスプレー塗布する
   塗装手段と、該塗装手段による塗装工程から乾燥工程に
   被塗物を搬送するとともに、塗装工程から乾燥工程のい
   ずれかの間において塗装の施された被塗物を塗料たれが
   生じない状態に乾燥するまで略水平方向軸の回りに回転
   する被塗物搬送装置とを備え、上記被塗物搬送装置によ
   る被塗物の回転速度は、前記塗装した塗料の塗料たれが
   重力により生じる前に該部の被塗物面が略垂直状態から
   略水平状態に移行する速度より速く、かつ遠心力により
   塗料たれが生じる速度より遅い速度に設定したことを特
   徴とする塗装装置。