JP5591133B2

JP5591133B2 - 粉体塗装装置

Info

Publication number: JP5591133B2
Application number: JP2011001587A
Authority: JP
Inventors: 晴久海住; 研二堀田
Original assignee: Asahi Sunac Corp
Current assignee: Asahi Sunac Corp
Priority date: 2011-01-07
Filing date: 2011-01-07
Publication date: 2014-09-17
Anticipated expiration: 2031-01-07
Also published as: JP2012143664A

Description

この発明は、塗装ガンから粉体塗料を上下方向に長い噴霧パターンを形成するように噴射し、被塗装物を上下方向に長い噴霧パターン内を通過させて粉体塗料を被塗装物に付着させる粉体塗装装置に関するものである。

粉体塗装は有機溶剤を含まず、被塗装物に付着しなかったオーバースプレー粉を回収して再使用することができるので、環境にやさしい塗装として、近年多くの製品に採用されている。

当初はガードレール、照明器具等の道路資材から始まり、冷蔵庫、エアコンの室外機、学校の椅子や机の塗装、あるいは、ワイパー、コイルスプリング、ナンバープレート等の車部品の塗装にも多く採用されている。最近では、車体ボディーのトップクリアーにも粉体塗装が使用されている。

被塗装物に付着しなかったオーバースプレー粉は、回収再利用が可能であっても、オーバースプレー粉の量を少なくして塗着効率を上げることは、粉体塗料の使用効率ばかりでなく、集塵機、例えば、フィルターの寿命等、設備の軽減にとって重要である。

一般的には、図９に示すように、塗装ガン１をレシプロケーター２によって上下動可能に設置し、被塗装物Ａの大きさにあわせて塗装ガン１を上下に移動させて粉体塗料を被塗装物Ａに吹き付けることが行われている。

また、図１０に示すように、塗装ガン１のガン先に、上下方向に多数本の分岐ノズル３を装着して、上下方向に長い噴霧パターンを形成して効率的な塗装を行うようにした塗装装置も多い（特許文献１）。

このような、上下方向に長い噴霧パターンを有する塗装ガン１で塗装を行う場合、噴霧パターンの上下方向の幅が、被塗装物Ａの上下寸法よりも大きすぎると、被塗装物Ａの上下端から上下にはみ出した噴霧パターンの部分が、オーバースプレー粉となって、いわゆる無駄吹きが多くなる。

粉体塗装の塗装ラインには、大きさの異なる種々の被塗装物Ａが送られてくるため、噴霧パターンの上下の幅は、最も大きな被塗装物Ａの上下寸法をカバーする長さに設定される。このため、上下寸法の小さい被塗装物Ａの場合に、噴霧パターンが被塗装物Ａの上下幅からはみ出した無駄吹き部分が多く発生する。

特開２０１０−２６９２６２号公報

ところで、例えば、車のショックアブソーバーに用いるコイルスプリングは、大別すると、３種類ぐらいの長さのものがある。

このような上下寸法の異なる被塗装物Ａを、図１１に示すように、搬送レール４を移動するハンガー５に吊るして、塗装ブース６内を通過させて塗装を行う場合、オペレーターのハンガー５への被塗装物Ａの着脱作業を軽減するために、被塗装物Ａの上下寸法が変わっても、ハンガー５は共通の長さのものを使用し、被塗装物Ａをハンガー５に対し、同じ位置、タイミングで吊るすことが多い。

そして、一つのハンガー５には、被塗装物Ａを二つ並べて吊り下げることが多く、吊り下げられた被塗装物Ａは、上端又は下端が同じ高さになるように、即ち、寸法の異なる被塗装物Ａであっても、塗装ブース６を通過する際の被塗装物Ａの上端か、下端のいずれかが同じ高さになるように揃えて塗装作業が行われる。

例えば、図１１では、被塗装物Ａが長さの異なる２種類のコイルスプリングを、上端を揃えてハンガー５に吊り下げて塗装ブース６内を通過させている。

この場合、塗装ガン１のガン先に設けられた多数本の分岐ノズル３から噴射される噴霧パターンの幅Ｌ_１は、長い方のコイルスプリングの上下寸法に適合するように設定される。

このため、長さの短いコイルスプリングが搬送されてくると、噴霧パターンの下方部分に、コイルスプリングの下方にはみ出し部分ができ、無駄吹き量が多くなる。

このような場合、図１１の破線で示すように、塗装ガン１を回転させることにより、噴霧パターンの上下の幅Ｌ_２を狭めることができる。

しかしながら、上記のように、塗装ガン１を回転中心にして回転させることにより、噴霧パターンの上下の幅を、Ｌ_１からＬ_２に狭めると、被塗装物Ａの下方部分の噴霧パターンの無駄吹き量は少なくなるが、被塗装物Ａの上方部分に、噴霧パターンの当たらない部分が生じ、その部分が未塗装になる。なお、図１１において、符号ｃは、噴霧パターンの回転中心を示している。

このような未塗装部分を生じないようにするには、塗装ガン１を回転させて噴霧パターンの上下の幅を狭め、さらに塗装ガン１を上昇させて、噴霧パターンを上方に移動させて、噴霧パターンの上方位置が被塗装物Ａの上端に一致するように制御しなくてはならず、制御が非常に複雑になる。

そこで、この発明は、噴霧パターンの上下端の一方を、被塗装物の上下端に一致させた状態のまま、他端のみを被塗装物の他端に一致するように、噴霧パターンの上下幅を大きさの異なる被塗装物に適合させることができる粉体塗装装置を提供することにより、粉体塗料の無駄吹きを低減しようとするものである。

前記の課題を解決するために、この発明は、塗装ガンから粉体塗料を上下方向に長い噴霧パターンを形成するように噴射し、被塗装物を上下方向に長い噴霧パターン内を通過させて粉体塗料を被塗装物に付着させる粉体塗装装置において、高さ寸法が異なる被塗装物を、被塗装物の上端位置が一定になるように揃えて搬送する搬送装置を備え、高さ寸法が小さい被塗装物を塗装する際に、上下方向に長い噴霧パターンの上端位置を回転中心にして塗装ガンを回転させて、上下方向に長い噴霧パターンの下端位置を上昇させて噴霧パターンの上下方向の幅を狭める回転装置を備え、上記噴霧パターンが、塗装ガンの先端から多数本に分岐して上下方向に並ぶ多数本の分岐ノズルによって形成され、上下方向に並ぶ多数本の分岐ノズルのうち上下両端部の分岐ノズルの設置密度を大きくして、上下両端部の粉体塗料の密度を高くしたことを特徴とする。

また、この発明は、高さ寸法が異なる被塗装物を、被塗装物の下端位置が一定になるように揃えて搬送する搬送装置を備える場合には、高さ寸法が小さい被塗装物を塗装する際に、上下方向に長い噴霧パターンの下端位置を回転中心にして塗装ガンを回転させて、上下方向に長い噴霧パターンの上端位置を下降させて噴霧パターンの上下方向の幅を狭める回転装置を備え、上記噴霧パターンが、塗装ガンの先端から多数本に分岐して上下方向に並ぶ多数本の分岐ノズルによって形成され、上下方向に並ぶ多数本の分岐ノズルのうち上下両端部の分岐ノズルの設置密度を大きくして、上下両端部の粉体塗料の密度を高くしたことを特徴とする。

上記塗装ガンは、コロナガン又は摩擦帯電ガンのいずれでもよい。

この発明の粉体塗装装置は、以上のように、上下方向に長い噴霧パターンの上下端の一方を、回転中心にして塗装ガンを回転させることにより、噴霧パターンの上下端の一方の位置を変更することなく、噴霧パターンを回転させて噴霧パターンの上下幅を狭めることができる。

したがって、大きさの異なる被塗装物が、上端位置又は下端位置を一定にして塗装ブース内を通過させて塗装を行う場合に、粉体塗料の噴霧パターンの幅を、噴霧パターンを回転させるだけで、噴霧パターンの上下幅を大きさの異なる被塗装物に適合させることができるので、無駄吹き量を低減させることができる。

この発明の第１の実施形態を示す概略図である。多数本の分岐ノズルを垂直に配置したこの発明の第１の実施形態の斜視図である。多数本の分岐ノズルの上端を回転中心にして回転させた状態を示すこの発明の第１の実施形態の斜視図である。この発明の第２の実施形態を示す概略図である。多数本の分岐ノズルを垂直に配置したこの発明の第２の実施形態の斜視図である。多数本の分岐ノズルの下端を回転中心にして回転させた状態を示すこの発明の第２の実施形態の斜視図である。この発明の第３の実施形態の塗装ガンを示す概略図である。この発明の第４の実施形態の塗装ガンを示す概略図である。従来の塗装装置の一例を示す概略図である。従来の塗装ガンの例を示す概略図である。図１０の塗装ガンを使用した従来の塗装装置の一例を示す概略図である。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は、この発明の第１の実施形態を示す概略図である。

この第１の実施形態は、被塗装物Ａが長さの異なる２種類のコイルスプリングである。

被塗装物Ａである２種類のコイルスプリングは、塗装ブース１０内を搬送装置１１によって通過させられ、通過中に塗装ガン１２によって塗装される。

搬送装置１１は、搬送レール１３と、この搬送レール１３に沿って移動するハンガー１４とからなる。

塗装ガン１２は、ガン先に垂直方向に並ぶ多数本の分岐ノズル１５を有し、この多数本の分岐ノズル１５から上下方向に幅の広い噴霧パターンで粉体塗料が被塗装物Ａに対して噴射される。

実施形態１では、塗装ガン１２は、コロナガンを使用したが、摩擦帯電ガンを使用してもよい。

塗装ガン１２から噴射される噴霧パターンの幅は、多数本の分岐ノズル１５を垂直方向に並べた状態で、被塗装物Ａである長い方のコイルスプリングの長さをカバーする幅に設定されている。

搬送装置１１のハンガー１４には、２種類の長さの異なる被塗装物Ａが吊るされている。２種類の長さの異なる被塗装物Ａは、いずれも同じ長さのハンガー１４に吊るされ、塗装ブース１０の移動中に、２種類の長さの異なる被塗装物Ａが、上端位置が一定の高さになるように揃えられている。

多数の分岐ノズル１４を有する塗装ガン１２は、上端のノズル位置を回転中心にして回転可能に支持台１６に支持されている。

そして、長さ寸法の短いコイルスプリングを塗装する際に、図１に破線で示すように、上端の分岐ノズル１５位置を回転中心にして塗装ガン１２を回転させて、下端の分岐ノズル１５の位置を矢印１７の時計方向に上昇させて、噴霧パターンの幅を狭くして、短いコイルスプリングの長さと噴霧パターンの幅とを一致させ、無駄吹きが生じないようにしている。図１１において、符号ｃは、回転中心を示し、Ｌ_１は、分岐ノズル１５が垂直方向に並ぶ幅の広い噴霧パターンであり、Ｌ_２は、塗装ガン１２を回転させた際の幅の狭い噴霧パターンを示している。

上記塗装ガン１２の分岐ノズル１５の間隔は、等間隔に設けてもよいが、コイルスプリングのような被塗装物Ａの場合には、上下端のコイル間隔が狭くなっており、この部分に噴射する粉体塗料の噴霧量を多くするために、分岐ノズル１５の間隔を上下端で中央部よりも密にしてもよい。

図２及び図３は、ガン先に多数本の分岐ノズル１５を有する塗装ガン１２を、上端の分岐ノズル１５を回転中心にして回転させる回転装置１８の概略構成を示している。

回転装置１８は、支柱フレーム１９ａ、１９ｂに軸受２０ａ、２０ｂを介して回転自在に支持された回転シャフト２１を備え、この回転シャフト２１の先端に、ブラケット２２を介して塗装ガン１２の上端の分岐ノズル１５を支持し、回転シャフト２１の回転により、上端の分岐ノズル１５の回転中心にして、図３に示すように、上下に並ぶ多数の分岐ノズル１５を回転させる装置である。

回転シャフト２１は、エアーシリンダー２３のロッド２４にアーム２５によって取付けられ、ロッド２４の伸縮によって回転するようになっている。

塗装ガン１２の本体は、上記回転シャフト２１に取付けアーム２６を介して支持されている。

塗装ガン１２の先端の上下に並ぶ分岐ノズル１５は、塗装ブース１０に設けられた開口部２７から塗装ブース１０内に挿入されている。塗装ブース１０に設ける開口部２７は、上下に並ぶ分岐ノズル１５の上端の分岐ノズル１５を回転中心にして回転できるように、上端に扇の中心が位置する扇形に形成されている。この扇形の開口部２７から粉体塗料が漏れ出さないように、塗装ガン１２の先端の分岐ノズル１５には、回転しても扇形の開口部２７を閉塞できるように、扇形の開口部２７の２倍の中心角を有する大きさの遮蔽板２８が取付けられている。

この遮蔽板２８から分岐ノズル１５の先端だけが塗装ブース１０内に突出するように設置することにより、分岐ノズル１５の汚れが少なく、塗装ブース１０の内壁の清掃も容易になる。

上記回転シャフト２１を回転する部材としては、エアーシリンダー２３を使用したが、ロータリーアクチュエーターやモーター駆動装置を使用してもよい。

上記塗装ガン１２の回転は、被塗装物Ａの高さを検知して自動的に回転するようにしてもよいし、手動式に回転させるようにしてもよい。

上記のように、被塗装物Ａの高さに合わせて塗装ガン１２からの噴霧パターンの幅を被塗装物Ａの高さ寸法に合わせて塗装を行うと、塗装ガンＡの回転させずに垂直に分岐ノズル１５が並ぶようにした状態で塗装した場合に比べ、粉体塗料の使用量を３０〜４０％削減することができる。

次に、図３は、自転車部品の塗装ラインの概略図であり、この発明の第２の実施形態を示している。被塗装物Ａである自転車部品は、車体フレームＡ_１と前ホークＡ_２であり、車体フレームＡ_１の方が前ホークＡ_２よりも上下の寸法が長い。

車体フレームＡ_１と前ホークＡ_２は、塗装ブース１０内に、搬送装置１１によって供給される。

搬送装置１１は、第１の実施形態と同様に、搬送レール１３と、この搬送レール１３に沿って移動するハンガー１４とからなる。

この第２の実施形態では、ハンガー１４の下端に受け金具１４ａ、１４ｂが設置され、この受け金具１４ａ、１４ｂに、車体フレームＡ_１と前ホークＡ_２の下端を差し入れるようにして支持しており、車体フレームＡ_１と前ホークＡ_２は、塗装ブース１０内を、下端位置を同じ高さに揃えられて移動するようになっている。

この第２の実施形態においても、塗装ガン１２は、上下に多数の分岐ノズル１５を有し、多数の分岐ノズル１５が上下方向に垂直に並んで幅の広い噴霧パターンが形成されるようになっており、その幅は、上下方向の寸法が長い車体フレームＡ_１に合わせている。

この第２の実施形態では、多数の分岐ノズル１５を有する塗装ガン１２は、下端の分岐ノズル１５を回転中心にして回転可能に支持台１６に支持されている。符号ｃは、その回転中心を示している。

そして、長さ寸法の短い前ホークＡ_２を塗装する際に、図４に破線で示すように、下端の分岐ノズル１５の位置を回転中心にして塗装ガン１２を矢印２９に示す反時計方向に回転させて、上端の分岐ノズル１５の位置を下降させて、噴霧パターンの幅を狭くして、長さ寸法の短い前ホークＡ_２に噴霧パターンの幅を一致するようにして、無駄吹きが生じないようにしている。

図５及び図６は、ガン先に多数本の分岐ノズル１５を有する塗装ガン１２を、下端の分岐ノズル１５を回転中心にして回転させる回転装置１８の概略構成を示している。

この第２の実施形態の回転装置１８は、回転中心が下端の分岐ノズル１５である点が第１の実施形態と異なるだけで、回転機構は基本的に同一であるので、同一構成の部分は同一符号を付して説明する。

回転装置１８は、支柱フレーム１９ａ、１９ｂに軸受２０ａ、２０ｂを介して回転自在に支持された回転シャフト２１を備え、この回転シャフト２１の先端に、ブラケット２２を介して塗装ガン１２の下端の分岐ノズル１５を支持し、回転シャフト２１の回転により、下端の分岐ノズル１５の回転中心にして、図５及び図６に示すように、上下に並ぶ多数の分岐ノズル１５を回転させる装置である。

塗装ガン１２の先端の上下に並ぶ分岐ノズル１５は、塗装ブース１０に設けられた開口部２７から塗装ブース１０内に挿入されている。塗装ブース１０に設ける開口部２７は、上下に並ぶ分岐ノズル１５の下端の分岐ノズル１５を回転中心にして回転できるように、下端に扇の中心が位置する扇形に形成されている。この扇形の開口部２７から粉体塗料が漏れ出さないように、塗装ガン１２の先端の分岐ノズル１５には、回転しても扇形の開口部２７を閉塞できるように、扇形の開口部２７の２倍の中心角を有する大きさの遮蔽板２８が取付けられている。

上記第２の実施形態は、被塗装物Ａを下端の高さが一定になるように並べて塗装を行う装置であり、オートバイの燃料タンクのような形状の被塗装物Ａを塗装する場合にも適している。即ち、オートバイの燃料タンクのような形状の被塗装物Ａの場合、タンク上面を綺麗に塗装するためには、被塗装物Ａの高さ以上に噴霧パターンが上方に突き出すように設置することが好ましい。したがって、このような被塗装物Ａを塗装するには、下端の高さが一定になるように並べて塗装を行う第２の実施形態が望ましい。

次に、以上の実施形態は、塗装ガン１２の本体を、上下に並ぶ多数本のノズルの中間位置に設けたものであるが、図７及び図８に示すように、塗装ガン１２の本体を、多数本の分岐ノズル１５の上端又は下端に位置させ、その位置から下方又は上方に多数本の分岐ノズル１５が並ぶようにすると、塗装ガン１２の本体を回転中心にして塗装ガン１２を回転させても、上端又は下端の分岐ノズル１５を中心に回転させることができる。

図７の第３の実施形態は、上端の分岐ノズル１５を回転中心とする例であり、図８の第４の実施形態は下端の分岐ノズル１５を回転中心とする例である。

Ａ被塗装物
１０塗装ブース
１１搬送装置
１２塗装ガン
１３搬送レール
１４ハンガー
１５分岐ノズル
１６支持台
１８回転装置
１９ａ、１９ｂ支柱フレーム
２０ａ、２０ｂ軸受
２１回転シャフト
２２ブラケット
２３エアーシリンダー
２４ロッド
２５アーム
２６取付けアーム
２７開口部
２８遮蔽板

Claims

塗装ガンから粉体塗料を上下方向に長い噴霧パターンを形成するように噴射し、被塗装物を上下方向に長い噴霧パターン内を通過するように搬送させて粉体塗料を被塗装物に付着させる粉体塗装装置において、高さ寸法が異なる被塗装物を、被塗装物の上端位置が一定になるように揃えて搬送する搬送装置を備え、高さ寸法が小さい被塗装物を塗装する際に、上下方向に長い噴霧パターンの上端位置を回転中心にして塗装ガンを回転させて、上下方向に長い噴霧パターンの下端位置を上昇させて噴霧パターンの上下方向の幅を狭める回転装置を備え、上記噴霧パターンが、塗装ガンの先端から多数本に分岐して上下方向に並ぶ多数本の分岐ノズルによって形成され、上下方向に並ぶ多数本の分岐ノズルのうち上下両端部の分岐ノズルの設置密度を大きくして、上下両端部の粉体塗料の密度を高くしたことを特徴とする粉体塗装装置。
塗装ガンから粉体塗料を上下方向に長い噴霧パターンを形成するように噴射し、被塗装物を上下方向に長い噴霧パターン内を通過するように搬送させて粉体塗料を被塗装物に付着させる粉体塗装装置において、高さ寸法が異なる被塗装物を、被塗装物の下端位置が一定になるように揃えて搬送する搬送装置を備え、高さ寸法が小さい被塗装物を塗装する際に、上下方向に長い噴霧パターンの下端位置を回転中心にして塗装ガンを回転させて、上下方向に長い噴霧パターンの上端位置を下降させて噴霧パターンの上下方向の幅を狭める回転装置を備え、上記噴霧パターンが、塗装ガンの先端から多数本に分岐して上下方向に並ぶ多数本の分岐ノズルによって形成され、上下方向に並ぶ多数本の分岐ノズルのうち上下両端部の分岐ノズルの設置密度を大きくして、上下両端部の粉体塗料の密度を高くしたことを特徴とする粉体塗装装置。
上記塗装ガンがコロナガンである請求項１又は２に記載の粉体塗装装置。
上記塗装ガンが摩擦帯電式ガンである請求項１又は２に記載の粉体塗装装置。