JPH06328012A - 塗装方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エッジ部４ａを有する被塗装面４に向けて塗
料を吹き付けることにより該被塗装面４に塗装を施すよ
うに構成された塗装装置において、エッジ部４ａ近傍領
域への塗料吹付け時における塗料エッジ溜りの発生を最
小限に抑える。 【構成】 塗料粒子径を小さくすると塗料エッジ溜りが
発生しにくくなることが実験により解明できたことに鑑
み、塗装ガン１２が被塗装面４のエッジ部４ａ近傍領域
の上方まで移動してきたとき、ベル１６の回転体の回転
速度を増大させて該回転体から飛散する塗料の初速度を
大きくし、これにより塗料粒子径を小さくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エッジ部を有する被塗
装面に向けて塗料を吹き付けることにより該被塗装面に
塗装を施すように構成された塗装装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】車両製造ラインの車体塗装工程において
は、塗装ガン等を用いて車体表面に向けて塗料を吹き付
けることにより車体表面に塗装を施す塗装装置が多く用
いられているが、車体表面のように被塗装面がエッジ部
を有する場合には、被塗装面のエッジ部近傍領域に塗料
吹付けを行うと、いわゆる塗料エッジ溜り、すなわち上
記エッジ部に塗料が多く付着する現象が生じる。このよ
うな塗料エッジ溜りが生じると車体表面の見映えが多少
悪くなるが、従来さほど大きな問題とはなっていなかっ
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
塗膜に深み感を持たせるため、塗膜最上層のクリヤ層
を、顔料を低濃度で混入させたニゴリクリヤ系の塗料を
用いて塗着形成することが多くなってきており、このよ
うな塗料を用いた場合には、上記塗料エッジ溜りが大き
な問題となってきている。すなわち、従来のように単な
るクリヤ塗料を用いた場合は、塗膜が厚くても薄くても
クリヤ層は略無色透明のままであるが、ニゴリクリヤ系
の塗料を用いて塗着形成したクリヤ層（ニゴリクリヤ
層）は、塗膜が厚くなると色が濃くなり塗膜が薄くなる
と色が薄くなるため、上記塗料エッジ溜りが生じると、
エッジ部の色が他の部分よりも濃くなり、車体表面の部
位によって見え方が全く異なったものとなる。このた
め、車体の外観品質（見映え）が著しく悪くなり、車両
の商品性が低下する、という問題が生じてきている。

【０００４】ところで、上記塗料エッジ溜りは、塗装後
に塗膜に作用する表面張力等の影響によっても生じる
が、塗装の仕方によっても生じる。そして、図１２に示
すように、塗装直後に塗料エッジ溜りが生じていなけれ
ば、その後になって新たに塗料エッジ溜りが生じること
は少なく（同図（ａ））、一方、塗装直後に塗料エッジ
溜りが生じていると、塗装後の経時変化で表面張力等に
より塗料エッジ溜りの大きさが一層大きくなる傾向があ
る（同図（ｂ））。したがって、塗料エッジ溜りの発生
を効果的に抑えるためには、塗装時における塗料エッジ
溜りの発生を最小限に抑えることが肝要である。

【０００５】なお、このような問題は、車体塗装を行う
際にのみ生じる問題ではなく、エッジ部を有する被塗装
面を塗装する場合一般において同様に生じ得る問題であ
る。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、被塗装面のエッジ部近傍領域への塗料
吹付け時における塗料エッジ溜りの発生を最小限に抑え
ることができる塗装方法及びその装置を提供することを
目的とするものである。

【０００７】なお、特開平３−２６３７９号公報には、
被塗装面と被塗装面とが隙間をおいて設けられている場
合において、上記隙間を裏側から閉塞して塗料吹付けを
行うことにより、各被塗装面において隙間側に回り込ん
だ部分の塗膜を他の部分と同程度の厚みとすることを意
図した塗装方法が開示されているが、これは、上記隙間
近傍領域に塗料吹付けを行うと上記回込み部分の塗膜が
薄くなってしまうため、これを抑制すべく行われるもの
であり、かかる塗装方法を用いても上記塗料エッジ溜り
を解決することはできない。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る塗装方法及
びその装置は、エッジ部近傍領域への塗料吹付け時に上
記塗料エッジ溜りが生じるのは、塗料吹付けにより生じ
る塗料流のうち高速で流れる高速流は、その大半が被塗
装面に当たった後エッジ部内方側に回り込んで流れ、エ
ッジ部外方側へはほとんど流れない傾向があり、これに
よりエッジ部における塗料流速度が低下するのが原因で
あり、その際、塗料粒子径が大きいほどエッジ部に付着
しやすくなる、ことが実験で解明できたことに鑑み、エ
ッジ部近傍領域への塗料吹付け時には塗料を微粒化する
ことにより、上記目的達成を図るようにしたものであ
る。

【０００９】すなわち、本発明に係る塗装方法は、請求
項１に記載したように、エッジ部を有する被塗装面に向
けて塗料を吹き付けることにより該被塗装面に塗装を施
す方法において、前記被塗装面の前記エッジ部近傍領域
に前記塗料の吹付けを行う際、該エッジ部近傍領域以外
の領域への塗料吹付け時に比して前記塗料の粒子径を小
さくする、ことを特徴とするものである。

【００１０】また、本発明に係る塗装装置は、請求項２
に記載したように、エッジ部を有する被塗装面に向けて
塗料を吹き付けることにより該被塗装面に塗装を施すよ
うに構成された塗装装置において、前記被塗装面の前記
エッジ部近傍領域に前記塗料の吹付けを行う際、該エッ
ジ部近傍領域以外の領域への塗料吹付け時に比して前記
塗料の粒子径を小さくする微粒化手段を備えてなること
を特徴とするものである。

【００１１】上記「微粒化手段」は、エッジ部近傍領域
への塗料吹付け時に、該エッジ部近傍領域以外の領域へ
の塗料吹付け時に比して塗料の粒子径を小さくすること
ができるものであれば特定の構成に限定されるものでな
く、例えば、上記「塗料を吹き付ける手段」がベル型回
転霧化式塗装ガンからなる場合には、エッジ部近傍領域
への塗料吹付け時、ベル型回転霧化式塗装ガンのベル回
転速度の増大（請求項３）、ベル先端径の増大（請求項
４）、ベル内面曲率の増大（請求項５）、塗料吹出し量
の減少（請求項６）を行うもの等が採用可能である。

【００１２】

【発明の作用および効果】上記構成に示すように、被塗
装面のエッジ部近傍領域への塗料吹付け時には、該エッ
ジ部近傍領域以外の領域への塗料吹付け時に比して塗料
の粒子径を小さくするようになっているので、エッジ部
における塗料流速度が低下しても、該エッジ部への塗料
付着が過大になるのを防止することができる。

【００１３】したがって、本発明によれば、被塗装面の
エッジ部近傍領域への塗料吹付け時における塗料エッジ
溜りの発生を最小限に抑えることができる。

【００１４】ところで、塗料を微粒化すると塗装の所要
時間は長くなるが、本発明においては、常時塗料を微粒
化して塗装するわけではなく、エッジ部近傍領域への塗
料吹付け時にのみ塗料を微粒化するようになっているの
で、塗装所要時間への悪影響を最小限に抑えた上で上記
作用効果を得ることができる。

【００１５】

【実施例】以下、添付図面を参照しながら、本発明の実
施例について説明する。

【００１６】図１は、本発明に係る塗装装置の第１実施
例を示す斜視図である。

【００１７】この塗装装置１０は、ロボットア−ム１４
の先端に塗装ガン１２が設けられてなり、塗装ガン１２
から被塗物２の被塗装面４に向けて塗料を吹き付けるこ
とにより、中塗り塗装済みの該被塗装面４に上塗りクリ
ヤ塗装を施すように構成されている。

【００１８】上記塗装ガン１２は、ベル型の回転霧化式
静電塗装ガンであって、被塗物２の被塗装面４上方に被
塗装面４と所定間隔を置いた状態で、該塗装ガン１２の
ベル１６が被塗装面４と基本的には正対するように配さ
れており、被塗装面４にニゴリクリヤ系の塗料を吹き付
けるようになっている。

【００１９】上記塗装装置１０は、図示しない搬送手段
を備えてなり、この搬送手段により被塗物２を図示Ａ方
向に搬送しながら、予めティーチングされたロボットア
−ム１４の作動により塗装ガン１２を上記Ａ方向と直交
するＢ方向すなわち被塗物２の幅方向に水平往復動させ
るようになっている。そして、これにより、塗装ガン１
２は、被塗装面４に対し、その幅方向両側のエッジ部４
ａ近傍領域間をジグザグ状に相対移動しながら塗料吹付
けを行うようになっている。なお、塗装ガン１２が、被
塗装面４のエッジ部４ａ近傍領域まで移動したことの検
出は、ロボットア−ム１４のティーチングデータによっ
て行われるようになっている。あるいは、赤外線セン
サ、ＣＣＤカメラ等を用いて上記検出を行うこともでき
る。

【００２０】図２に示すように、塗装ガン１２のベル１
６には、その回転体１８の周囲にシェーピングエア吹出
し口２０が全周にわたって設けられており、このシェー
ピングエア吹出し口２０からは、回転体１８から飛散す
る塗料の吹付け方向を規制するシェーピングエアが吹き
出されるようになっている。すなわち、このシェーピン
グエアにより、被塗装面４に向かって垂直に流れる塗料
流Ｆが生成されるようになっている。

【００２１】ところで、塗装ガン１２のベル１６からの
塗料吹付けを被塗装面４全域に対して一様に行った場合
には、次のような問題を生じる。すなわち、図３（ａ）
に示すように、被塗装面４の中央領域への塗料吹付け時
には、被塗装面４に当たった塗料流Ｆは、その後、全周
均等に被塗装面４に沿って水平方向に流れる。この塗料
流Ｆのうち高速で流れる高速流も全周均等に被塗装面４
に沿って流れるため、該被塗装面４における塗料流Ｆの
速度は比較的大きな値となる。しかしながら、図３
（ｂ）に示すように、被塗装面４のエッジ部４ａ近傍領
域への塗料吹付け時には、塗料流Ｆの中の高速流は、そ
の大半が被塗装面４に当たった後エッジ部４ａ内方側に
回り込んで流れ、エッジ部４ａ外方側へはほとんど流れ
ないため、エッジ部４ａにおける塗料流Ｆの速度は、該
エッジ部４ａ以外の部分における塗料流Ｆの速度に比し
て低下する。そして、このような塗料流Ｆの速度Ｖの不
均一に起因して、塗装後のエッジ部４ａには塗料が玉縁
状に溜る塗料エッジ溜り現象が生じる（図１２参照）。
その際、塗料粒子径が大きいほどエッジ部４ａに付着し
やすくなる。このことは、図４に示す実験デ−タからも
明らかである。

【００２２】すなわち、図４（ａ）に示すように、被塗
装面４の中央領域においては、塗料の塗着確率ρは、ベ
ル１６直下を中心とする正規分布に近い分布となる。そ
の際、塗料粒子径が大きいほど急峻な分布となる。一
方、図４（ｂ）に示すように、被塗装面４のエッジ部４
ａ近傍領域においては、塗料の塗着確率ρは、ベル１６
直下を中心とする正規分布に近い分布とはならず、ピー
クがエッジに移行した分布となっている。そして、その
移行の程度は、塗料粒子径が大きいほど大きくなってい
る。つまり、塗料粒子径が大きいほど塗料エッジ溜り現
象が生じやすくなる。

【００２３】したがって、吹き付けられる塗料の粒子径
を常時一定に状態に維持した場合において、塗装効率重
視の観点から、被塗装面４の中央領域を基準にして塗料
粒子径を設定すると、塗料エッジ溜り現象が生じやすく
なり、かといって、塗料エッジ溜り現象が生じない程度
に塗料粒子径を小さく設定すると、厖大な塗装時間を必
要とすることとなる。

【００２４】そこで、本実施例においては、ベル１６の
回転体１８から飛散する塗料の初速度を大きくすると塗
料粒子径を小さくすることができることに着目し、ベル
１６がエッジ部４ａ近傍領域の上方まで移動したとき、
図５に示すように、ベル１６の回転体１８を回転駆動す
るエアポンプ２２（微粒化手段）の供給空気圧を増大さ
せて回転体１８の回転速度を増大させ、これにより塗料
の粒子径を小さくするようになっている。上記エアポン
プ２２は、ＣＰＵ２４により作動制御され、ベル１６が
エッジ部４ａ近傍領域の上方まで移動したことが検出さ
れたとき上記供給空気圧の増大補正を行うようになって
いる。

【００２５】以上詳述したように、本実施例において
は、被塗装面４のエッジ部４ａ近傍領域に塗料吹付けを
行う際、回転体１８の回転速度を増大補正して該回転体
１８から飛散する塗料の初速度を大きくし、これにより
エッジ部４ａ近傍領域への塗料吹付け時には、該エッジ
部４ａ近傍領域以外の領域への塗料吹付け時に比して記
塗料の粒子径を小さくするようになっているので、塗料
エッジ溜りの発生を最小限に抑えることができる。しか
も、このような塗料微粒化を、エッジ部４ａ近傍領域へ
の塗料吹付け時にのみ行うようになっているので、塗装
所要時間への悪影響を最小限に抑えた上で上記作用効果
を得ることができる。

【００２６】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。

【００２７】図６および７は、本実施例に係る塗装装置
を示す側断面図およびそのVII 方向矢視図である。

【００２８】図６に示すように、本実施例に係る塗装装
置１０は、ベル１６の回転体１８のスリーブ２６（図中
ハッチングされた部分）が周方向に分割形成されてお
り、これら分割された各構成要素は形状記憶合金あるい
はバイメタル等の変態可能な物質により構成されてい
る。そして、このスリーブ２６に通電加熱を行うことに
より、図７に示すように、スリーブ２６の径を大きくす
ることができるようになっている。

【００２９】本実施例においては、被塗装面４のエッジ
部４ａ近傍領域に塗料吹付けを行う際、スリーブ２６に
通電加熱を行ってベル先端径を増大させることにより、
回転体１８から飛散する塗料の初速度を大きくし、これ
により第１実施例と同様の作用効果を得るようになって
いる。

【００３０】次に、本発明の第３実施例について説明す
る。

【００３１】図８は、本実施例に係る塗装装置を示す側
断面図である。

【００３２】図示のように、本実施例に係る塗装装置１
０は、ベル１６の回転体１８のスリーブ２６の外側に可
動スリーブ２８が設けられている。この可動スリーブ２
８は、スリーブ２６に対して上下動可能になっており、
下に移動したときには、塗料をスリーブ２６からではな
く可動スリーブ２８から飛散させるようになっている。
上記可動スリーブ２８の内面には複数の溝３０が形成さ
れており、これらの溝３０によりスリーブ２６および可
動スリーブ２８間にエアを流通可能とすることにより、
可動スリーブ２８の上下動を行わせるようになってい
る。

【００３３】本実施例も、第２実施例と同様、被塗装面
４のエッジ部４ａ近傍領域に塗料吹付けを行う際、スリ
ーブ２６および可動スリーブ２８間にエア供給を行って
ベル先端径を増大させることにより、回転体１８から飛
散する塗料の初速度を大きくし、これにより第１実施例
と同様の作用効果を得るようになっている。

【００３４】次に、本発明の第４実施例について説明す
る。

【００３５】図９は、本実施例に係る塗装装置を示す側
断面図である。

【００３６】図示のように、本実施例に係る塗装装置１
０は、ベル１６の回転体１８のスリーブ２６の内面が、
シリコンゴムあるいはテフロン等からなる可撓性膜３２
で構成されるとともに、スリーブ２６内部にエア通路３
４が形成されており、該エア通路３４にエアを供給する
ことにより、スリーブ２６内面の曲率を増大させること
ができるようになっている。

【００３７】本実施例においては、被塗装面４のエッジ
部４ａ近傍領域に塗料吹付けを行う際、エア通路３４に
エアを供給してスリーブ２６内面の曲率を増大させるこ
とにより、塗料に大きな剪断力を作用させて回転体１８
から飛散する塗料の初速度を大きくし、これにより第１
実施例と同様の作用効果を得るようになっている。

【００３８】次に、本発明の第５実施例について説明す
る。

【００３９】図１０は、本実施例に係る塗装装置を示す
側断面図である。

【００４０】図示のように、本実施例に係る塗装装置１
０は、ベル１６の回転体１８の塗料ガイド３６がスリー
ブ２６に対してピエゾ素子３８を介して取り付けられて
おり、該ピエゾ素子３８に通電することにより塗料ガイ
ド３６を上方に変位させ、これにより塗料ガイド３６と
スリーブ２６との間の隙間を小さくして、回転体１８か
ら飛散する塗料の量を少なくし、塗料の微粒化を図るよ
うになっている。

【００４１】本実施例においては、被塗装面４のエッジ
部４ａ近傍領域に塗料吹付けを行う際、ピエゾ素子３８
に通電して回転体１８から飛散する塗料の量を少なく
し、これによりエッジ部４ａ近傍領域への塗料吹付け時
には、該エッジ部４ａ近傍領域以外の領域への塗料吹付
け時に比して記塗料の粒子径を小さくするようになって
いるので、塗料エッジ溜りの発生を最小限に抑えること
ができる。しかも、このような塗料微粒化を、エッジ部
４ａ近傍領域への塗料吹付け時にのみ行うようになって
いるので、塗装所要時間への悪影響を最小限に抑えた上
で上記作用効果を得ることができる。

【００４２】次に、本発明の第６実施例について説明す
る。

【００４３】図１１は、本実施例に係る塗装装置を示す
側断面図である。

【００４４】図示のように、本実施例に係る塗装装置１
０は、ベル１６の回転体１８の塗料ガイド３６がスリー
ブ２６に対して可撓性部材４０を介して取り付けられる
とともに塗料供給管４２に回転可能に支持されている。
上記スリーブ２６は、ファン４４に結合されており、こ
のファン４４は、エア通路４６を介して供給されるエア
により回転するようになっている。ファン４４の上下両
側にはエア通路４８を介してエアが供給可能とされ、こ
れにより１対のエアベアリング５０Ａ、５０Ｂを構成し
ている。これら各エアベアリング５０Ａ、５０Ｂへのエ
ア供給はバルブ５２により調節可能とされている。そし
て、被塗装面４のエッジ部４ａ近傍領域に塗料吹付けを
行う際には、上側のエアベアリング５０Ａへのエア供給
量を多くしてスリーブ２６をファン４４と共に下方に変
位させるようになっており、このスリーブ２６の下方変
位により、塗料ガイド３６とスリーブ２６との隙間を小
さくして、回転体１８から飛散する塗料の量を少なくし
得るようになっている。

【００４５】本実施例においては、被塗装面４のエッジ
部４ａ近傍領域に塗料吹付けを行う際、スリーブ２６の
下方変位により回転体１８から飛散する塗料の量を少な
くすることにより、塗料微粒化を図り、これにより第５
実施例と同様の作用効果を得るようになっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る塗装装置の第１実施例を示す斜視
図

【図２】第１実施例における塗装ガンのベルを示す側断
面図

【図３】第１実施例の作用の前提として塗料流Ｆの様子
を示す側面図

【図４】第１実施例の説明のために行った実験結果を示
すグラフ

【図５】第１実施例を示す説明図

【図６】本発明の第２実施例に係る塗装装置を示す側断
面図

【図７】図６のVII 方向矢視図

【図８】本発明の第３実施例に係る塗装装置を示す側断
面図

【図９】本発明の第４実施例に係る塗装装置を示す側断
面図

【図１０】本発明の第５実施例に係る塗装装置を示す側
断面図

【図１１】本発明の第６実施例に係る塗装装置を示す側
断面図

【図１２】従来例における不具合の様子を示す図

【符号の説明】

２ 被塗物 ４ 被塗装面 ４ａ エッジ部 １０ 塗装装置 １２ 塗装ガン １４ ロボットア−ム １６ ベル ２０ シェーピングエア吹出し口 ２２ エアポンプ（微粒化手段） ２４ ＣＰＵ Ｆ 塗料流

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 正守 一郎 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 藤井 豊 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 茂木 茂男 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 澤村 和則 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エッジ部を有する被塗装面に向けて塗料
   を吹き付けることにより該被塗装面に塗装を施す方法に
   おいて、 前記被塗装面の前記エッジ部近傍領域に前記塗料の吹付
   けを行う際、該エッジ部近傍領域以外の領域への塗料吹
   付け時に比して前記塗料の粒子径を小さくする、ことを
   特徴とする塗装方法。
2. 【請求項２】 エッジ部を有する被塗装面に向けて塗料
   を吹き付けることにより該被塗装面に塗装を施すように
   構成された塗装装置において、 前記被塗装面の前記エッジ部近傍領域に前記塗料の吹付
   けを行う際、該エッジ部近傍領域以外の領域への塗料吹
   付け時に比して前記塗料の粒子径を小さくする微粒化手
   段を備えてなることを特徴とする塗装装置。
3. 【請求項３】 前記塗料を吹き付ける手段がベル型回転
   霧化式塗装ガンからなり、前記微粒化手段が、前記エッ
   ジ部近傍領域への塗料吹付け時前記ベル型回転霧化式塗
   装ガンのベル回転速度を増大させるように構成されてい
   る、ことを特徴とする請求項２記載の塗装装置。
4. 【請求項４】 前記塗料を吹き付ける手段がベル型回転
   霧化式塗装ガンからなり、前記微粒化手段が、前記エッ
   ジ部近傍領域への塗料吹付け時前記ベル型回転霧化式塗
   装ガンのベル先端径を増大させるように構成されてい
   る、ことを特徴とする請求項２または３記載の塗装装
   置。
5. 【請求項５】 前記塗料を吹き付ける手段がベル型回転
   霧化式塗装ガンからなり、前記微粒化手段が、前記エッ
   ジ部近傍領域への塗料吹付け時前記ベル型回転霧化式塗
   装ガンのベル内面曲率を増大させるように構成されてい
   る、ことを特徴とする請求項２、３または４記載の塗装
   装置。
6. 【請求項６】 前記塗料を吹き付ける手段がベル型回転
   霧化式塗装ガンからなり、前記微粒化手段が、前記エッ
   ジ部近傍領域への塗料吹付け時前記ベル型回転霧化式塗
   装ガンの塗料吹出し量を減少させるように構成されてい
   る、ことを特徴とする請求項２、３、４または５記載の
   塗装装置。