JPS5822262B2 - 静電塗装方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は静電塗装機に対して相対的に変位するＪ被塗物
に対し、被塗物の被塗面積の変化に対応するように塗料
噴霧状態を自動的に制御して、適切な静電塗装を行い得
る静電塗装方法に関するものである。

従来、自動塗装においては、被塗物の範囲外（上下前後
）では塗料吐出を停止し、塗料の無駄な使用を極力少な
くする方法が行われていた。

しかしながら１例えば塗料吐出量自体についてみれば、
被塗物の大きさく被塗面積）や被塗物の形状（同一被塗
物中における湾曲部や凹凸部の有無）に関係なく被塗物
に塗れ過ぎが生じないことを第１義的（基準）にして塗
料吐出量を一定に設定し、画一的に塗装を行っていたの
である。

捷だ、かかる画一的塗装の考え方は、他の塗膜形成に影
響を与える種々の制御要素についても同様であって、殆
んど顧慮されておらず、塗膜形成のさらなる自動化に大
きな障害となっていだのである。

例えば、自動車の塗装ライン上に載せられ、フロア−コ
ンベア等によって被塗物たる自動車ボディーを搬送しつ
つ塗装するときには、自動車ボディーが塗装ブースに設
置された静電塗装機の前を通過するとき、常に一定量の
塗料を噴霧させることにより、塗装を行っていた。

このだめ、自動車ボディーのうち、ホイールハウスの上
部やフェンダ一部を塗装するとき、このホイールハウス
上部やフェンダ一部は、塗料吐出量が、それら部分の前
後にあるフロント部等大きな被塗部（面積）の塗装を基
準として設定されているため、これに比して被塗面積が
小さいので、静電力によりこの小さな被塗面積部位に塗
料が集中し、必要な膜厚以上に余分な塗料が付着し、こ
のため、塗面に流れ等の塗装の不具合及び塗料の無駄を
惹起していた。

さらにまた、これら塗装不具合は、自動車ボディーの半
開されたドアのエツジ部等塗面の形状が著しく変化する
部分においても起り、これらを防ぐため何らかの方策が
望捷れていたのである。

本発明の目的は、静電塗装機の塗料吐出量、シェーピン
グエア圧力、ベル回転数を各々独立にあるいは同時に制
御することにより、被塗物の被塗面積に応じた最適の塗
装を付与することができる静電塗装方法を提供すること
にある。

本発明の基本的構成は、経時的に変化する被塗面積に対
して、該被塗面積の変化に対応するようにあらかじめ定
めだ操作量により静電塗装機の塗料噴霧状態を自動的に
制御して、該静電塗装機により被塗面積に応じた塗装を
行う静電塗装方法である。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

なお、通常被塗面積は、コンベヤ速度とこれに直角な被
塗物の寸法との積の関係で表わされるものである。

従って、コンベヤ速度が一定である場合、被塗物の面積
の大小は、コンベヤに直角な被塗物の寸法の大小に比例
すると考え得るものであるから、本願においてはかかる
考え方に従って以下説明を行うこととする。

本実施例において使用される静電塗装機は、所謂ベル型
塗装機と呼ばれるものであり、第３図に、自動車ボディ
ーの側面及び上面塗装用のベル型静電塗装機１を示す。

自動車ボディーの上面を塗装するトップベルも同様の構
成である。

ナイロン製のインシュレートサポート２の一端には、ボ
ルト３．３によってエアモータ保持部材４が取り付けら
れ、エアモータ保持部材４の先端にはボルト５によって
エアモータ６が装着されている。

エアモータ６は、エアモータ保持部材４付近に形成され
たエアインレツ）６ａから作動用エアを供給され、エア
アウトレツ）６ｂからニアモー２６作動径のエアを排出
して、ベル型霧化頭（以下、ベルという）７を回転させ
る。

エアモータ６の回転数は、。供給されるエアの流量を自
在に変更することによって可変可能である。

ベル７は、エアモータ６のモータシャフト８の先端に取
り付けられ、図示しない塗料のフィードチューブから塗
料が供給される。

塗料のフィードチューブはペイントポンプッ。ト９から
塗料が供給され、ペイントインレット９はエアモータ６
のケーシングに取り付けられる。

エアモータ６のケーシング先端には複数個のシェーピン
グエア噴出口１１，１１・・・が形成され、エアモータ
６０ケーシングに形成されたシエーピン・グエア供給口
１０から導入されたシェーピングエアはシェーピングエ
ア噴出口１１，１１・・・から吐出される。

１２は、ベル７を洗浄するためのシュラウドを示し、シ
ュラウド１２は図示しないエアシリンダ装置により、図
中ｘ −ｙ方向方向に移動自在である。

シュラウド１２には、洗浄後の廃液を排出するだめの排
出口１３が形成される。

エアモータ６を回転させることによりベル７を回転させ
、ペイントインレット９から塗料を所定流量で供給する
と、ベル７から噴霧される塗料はａ−ａ方向に拡開する
。

この状態で、被塗物とベル７との間に所定の高電圧を印
加すると、静電霧化された塗料は静電気力によってｂ−
ｂ方向に曲＞けられる。

そして、更に、シェーピングエアをシェーピングエア供
給口１０から供給すると、シェーピングエアは噴出口１
１，１１・・・から吐出され、ｂ−ｂ方向に曲げられて
いた塗料噴霧流をｃ −ｃ方向にまで更に曲げる。

この曲げ方向は、シェーピングエアの圧力を変えて吐出
流量を変化させることによって図中、θの角度だけ、任
意に変更することが可能で、かかる塗装パターンの（単
独）可変操作は、塗料吐出量によって変化する傾向のあ
るパターンを所望のパターンとするために（−；般に塗
料吐出量が増大するとパターンも拡開しがちである）、
また被塗物の幅や丈に見合うパターンとするために、更
には、パターンの重なり具合を調整する場合に主として
行なわれるものであるが、その他、シェーピングエアの
圧力を大きくすることによって、凹部への塗り込み不良
やエツジ部の塗着過多による「流れ」現象を防止する場
合にも使用操作されるものである。

まだ、塗料吐出量に増減変更が生じた場合には、エアモ
ータ６０回転数を変更することにより、塗料の微粒化状
態が制御され、常に安定した微粒子が形成されることに
なるのである。

ここで、微粒化は一般に塗料吐出量が増加すると粗くな
るので、回転数を増すことによって均一安定した微粒化
状態を維持することができるのである。

一方、塗料吐出量は、ペイントインレット９に連結され
るペイントポンプ（図示せず）の回転数を制御すること
により変更される。

このペイントポンプとペイントインレット９とを連結す
るペイントホースには、ペイント吐出用のバルブが介装
されて、このバルブのオン−オフにより、ペイントを適
宜カットすることができる。

すなわち、ベル型静電塗装機１による塗料噴霧状態は、
エアモータ６０回転数、シェーピングエアの圧力、及び
塗料吐出量（塗料のオン−オフをも含む）を各々制御す
るととにより、全体的に制御され得ることになるのであ
る。

しかして、ここで、塗料吐出量が如何なる手段によって
増減されるかは重要な問題ではない。

重要なことは、被塗物の面積に応じてまた被塗物の、形
状に応じて塗料の吐出量が変更せられるということであ
る。

第１図、第２図は、第３図に示したベル型塗装機を使用
した、自動車ボディー用の塗装装置用のレイアウトの一
例を示す。

自動車ボディー１４は、ｊ図示しない搬送ラインにのっ
てｄ方向に移動し、この搬送ラインの両側に対向して設
置されたローサイドベル１５，１５及び／・イサイドベ
ル１６゜１６の間を通過する間にボディー側面が塗装さ
れ、また、搬送ラインの上方に設置されたトップベルノ
１７．１８によってボディ上面が塗装される。

トップベル１γ、１８はレシプロケータ装置１７’。

１８′と連動して第２図に示す軌跡Ｋに従って上下動し
、ボディー１４の上面の形状に応じてボディー１４の上
面と常時所定間隔を保つことができるＪボディー１４の
うち１４ａ 、 １４ａ 、 １４ａ 。

１４ａはドアを示し、塗装時にはこれらのドア１４ａ、
・・・は半開きの状態で搬送されることが多い。

ローサイドベル１５，１５はボディー側面の下方部位を
塗装するだめに用いられ、ノ・イサイドユベル１６．１
６はボディー側面の上方部位を塗装するために用いられ
る。

なお、第１図中、１９゜１９は固定式のエアスプレーガ
ンを示す。

第４図は、トップベル１７，１８によるボディー１４の
上面部の塗装状態を示すタイムチャートＪであるが、か
かる制御塗装を行うにあたっては、ボディー１４の上面
部が同一の塗装幅を有していないものであるため、面積
比較を行ない複数の塗装面に区画することが前提として
必要である。

そこで区画は第１図及び第４図に示されているようこに
、ＡとＢの間の被塗面積を他との面積比較で犬とすれば
、ＢとＣの間の面積は小であり、同様に被塗面積を比較
すれば、ＣとＤとの間は中、ＤとＥとの間は小、ＥとＦ
との間は犬となる。

かくて、塗料吐出量は、被塗面積に応じて決定４される
べきものであるから、前記区画に従って塗料吐出量（ペ
イント量）の制御について述べれば、ＡとＢの間におい
ては、Ｈ（）・イ、吐出量、犬）、ＢとＣの間ではＬ（
ロー、吐出量小）、ＣとＤの間ではＭ（ミドル、吐出量
、中）、ＤとＥの間ではり、ＥとＦの間ではＨというこ
とになるのである。

なお、ペイントポンプは常時作動しており、非塗装時に
おいても前記りに相当する吐出量で循環せしめられてい
る。

次に、シェーピングエア圧力について述べれば、塗装時
のみオンとなってエアが供給され、Ａと８０間でｆｄＨ
（ハイ、シェーピングエア圧力、犬）、ＢとＣの間でＵ
Ｌ（ロー、シェーピングエア圧力、小）、ＣとＤの間で
はＭ（ミドル、シェーピングエア圧力、中）、ＤとＥの
間ではり、ＥとＦの間ではＨである。

ここで、シェーピングエアの圧力は、塗料吐出量に見合
うように設定されているが、これは、ベル型静電塗装機
においては、一般的に吐出量が増加するとパターン輻も
増大する傾向を有するものであるため、所定の面積（部
位）を効率良く塗装するだめに、パターン輻を収斂する
機能を有するシェーピングエアの圧力を増減変更して、
パターン輻を所望の大きさとするためである。

なお、この考え方は一例を示したものであって、塗料吐
出量とは関係なく、被塗面積や被塗物の形状及び塗料の
種類等に応じてシェーピングエアの圧力を変化させるこ
とによっても所望の塗膜を得ることができることは勿論
である。

また、ベル回転数（エアモータ回転数）については、Ａ
とＢの間ではＨ（）・イ、ベル回転数、犬）、ＢとＣの
間ではＭ（ミドル、ベル回転数、中）、ＣとＤの間では
Ｈ，ＤとＥの間ではＭ、ＥとＦの間ではＨである。

ここにおいても、ベルの回転数が、塗料吐出量に対応し
て変化せられているが、これは吐出量の増加に従って微
粒子の径が増大し、塗色等に大きな影響を及ぼすことが
あるため、回転数を増減することによって安定した微粒
化をもたらし、もって、かかる問題が生じるのを防止せ
んとするものである。

しかし、塗料によっては塗色に殆んど影響を及ぼさない
ものもあり、そのような場合においては、回転数をパタ
ーンコントロールとして使用することも可能で、シェー
ピングエアの圧力設定と同様の思想に従い、被塗面積、
被塗物形状、塗料の種類等により回転数を可変すること
によって所望の結果を得ることができるのである。

なお、ベル回転数は、非塗装時も常時オンとなっており
、Ｌ（ロー、ベル回転数、小）にて作動している。

第５図は、ボディー１４の側面部を２分した下方半分に
ついてであって、所謂ローサイドベルによる塗装状態を
示すタイムチャートであるが、この部分についても、前
述したトップベルの場合と同様に、被塗面積が一様でな
いから面積比較によって複数の区画に分割することがで
きる。

なお、ここで側面部を２分割した理由及び必要性は、被
塗物側面部のコンベヤと垂直方向の寸法が塗装機の有す
る最適パターン幅の略、々２倍ということにＪ加え、側
面部上方半分と下方半分とを各々個別にコントロールす
ることがこの例の被塗物にとって好ましいものだからで
ある。

しかるとき、ＡとＢ及びＥとＦとの間は中、ＢとＣ，Ｄ
とＤ′及びＤ“とＥとの間は小、ＣとＣ′及びノＣ“と
Ｄとの間は犬の面積として捉えられるものであるから、
かかる区画に従って塗料吐出量（ペイント量）の制御に
ついて述べれば、ＡとＢの間においては、Ｍ（ミドル、
吐出量、中）、ＢとＣの間ではＬ（ロー、吐出量、小）
、ＣとＣ′の間では２Ｈ（バイ、吐出量、犬）、Ｃ′と
σ［有］間ではオフ（吐出量、零）、Ｃ“とＤの間では
Ｈ，ＤとＤ′の間ではり、Ｄ’とびの間ではオフ、Ｄ′
とＥの間ではし、ＥとＦの間ではＭということになるの
である。

ここで、Ｃ′とＣ“及びＤ′とびの間がオフになって２
いるのは、４ドアの自動車ボディーにおいては、生産工
程及びドア閉の治具等の制約により、ドアが僅かではあ
るが°開の状態で搬送されることが多く、かかる状態に
おいてドアのエツジ部は凸形状を示しており、こうした
部分を静電塗装する場合、３なかんずく塗着効率の良い
静電塗装機によって塗装する場合は、その部分に電気力
線が集中し、電気力線に沿って飛行する微粒化された塗
料がより多く塗着してタレ等の不具合を生ずるだめ、こ
れを防ぐためには、吐出量を零に近い状態捷で絞る３か
、オフにする必要性があるからである。

なお、トップベルの場合と同様、非塗装時においてもペ
イント循環用のバルブは常時オンとなっていて、Ｌに相
当する塗料が循環している。

次に、シェーピングエア圧力について述べれば、４１塗
装時のみオンとなってエアが供給され、ＡとＢの間では
Ｍ（ミドル、シェービング圧力、中、）、ＢとＥの間で
はＨ（バイ、シェービング圧力、犬）、ＥとＦの間では
Ｍである。

寸だ、ベル回転数（エアモータ回転数）については、Ａ
とＢの間ではＭ（ミドル、ベル回転数）、ＢとＣの間で
はＬ（ロー、ベル回転数、小）、ＣとＤの間ではＨ（バ
イ、ベル回転数、犬）、ＤとＥの間ではり、ＥとＦの間
ではＭである。

なお、ベル回転数においては、非塗装時も、常時オンと
なっており、Ｌにて作動している。

同図において、ＳはＡ、Ｂ、Ｃ・・・等の制御ポイント
の基準点を示している。

ここで、バイサイドベルについても同様のタインムチャ
−１・が描ける。

また、前記制御ポイントＡ。Ｂ、Ｃ・・・は−、二例に
過ぎず、被塗装物により異なることは勿論である。

そして、それらの被塗装物に応じてタイムチャートが描
け、捷だ、それに対応して、的確に制御された塗装がで
きるもので・ある。

さらに、本実施例においては、被塗装物の被塗面積およ
び形状により決定する操作量は３段階であるが、この段
数に限定されるものではなく、この段数より多くてもよ
いことは云うまでもないことである。

［また、本実施例においては、塗料吐出量、シェーピン
グエア圧力及びベル回転数の制御要素を同時に可変操作
制御しだが、必ずしも全てを同時に操作制御する必要は
なく、被塗物の形状や使用塗料及び使用される塗装機の
特性等に応じて制御要素を任意に選択し可変操作制御し
得ることは勿論である。

なお、本発明の実施にあたっては、ベル型静電塗装機に
限定される必要がないことは勿論である。

以上、述べた如く本発明によれば、被塗面積や被塗物の
形状に応じて、塗料吐出量、シェーピングエア圧力、ベ
ル回転数等の制御要素を同時にあるいは単独にかつ的確
に自動的に制御するというものであるから、最適な塗料
噴霧状態が如何なる被塗装部分においても得られる結果
、高塗着効率の静電塗装機をさらに有効に使用すること
ができ、もって、塗料の節減に寄与することは勿論のこ
と、塗装品質の向上を図り得、また塗装にともなう公害
の発生をも防止し得る等の効果をもたらすことができる
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は塗装装置のレイアウトを示す正面図、第２図は
第１図の側面図、第３図はサイドベルの一部を切欠いて
示した側面図、第４図はトップベルのタイムチャート、
第５図はローサイドベルのタイムチャートである。 １・・・ベル型静電塗装機、６・・・エアモータ、７・
・・ベル、９・・・ペイントインレット、１１・・・シ
ェーピングエア噴出口、１２・・・シュラウド、１４・
・・自動車ボディー、１５・・・ローサイドベル、１６
山ハイサイトヘル、１７．１８・・・トップベル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 経時的に変化する被塗面積に対して、該被塗面積の
   変化に対応するようにあらかじめ定められた操作量によ
   り静電塗装機の塗料噴霧状態を自動的に制御して、該静
   電塗装機により被塗面積に応じた塗装を行う静電塗装方
   法。 ２、特許請求の範囲第１項記載の静電塗装方法において
   、塗料噴霧状態の制御を静電塗装機の塗料。 吐出量を制御することにより行うもの。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の静電塗装方法において
   、塗料噴霧状態の制御を静電塗装機のシェーピングエア
   圧力を制御することにより行うもの。 ４ 特許請求の範囲第１項記載の静電塗装方法に。 おいて、静電塗装機をベル型塗装機で構成し、塗料噴霧
   状態の制御を該ベル型塗装機のベル回転数を変化させる
   ことにより行うもの。