(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024142283
(43)【公開日】2024-10-10
(54)【発明の名称】塗装システム及びそれを用いた塗装方法
(51)【国際特許分類】
B05B 13/02 20060101AFI20241003BHJP
B05D 1/02 20060101ALI20241003BHJP
B05D 3/02 20060101ALI20241003BHJP
B05D 3/06 20060101ALI20241003BHJP
B05B 16/20 20180101ALI20241003BHJP
【ＦＩ】
B05B13/02
B05D1/02 Z
B05D3/02 A
B05D3/06 102Z
B05B16/20
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023054418
(22)【出願日】2023-03-29
(71)【出願人】
【識別番号】593081224
【氏名又は名称】タクボエンジニアリング株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100104488
【弁理士】
【氏名又は名称】杉本 良夫
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 栄治
(72)【発明者】
【氏名】西川 俊博
(72)【発明者】
【氏名】小島 光
【テーマコード（参考）】
4D073
4D075
4F035
【Ｆターム（参考）】
4D073AA01
4D073BB03
4D073CA04
4D073CA16
4D073CB03
4D073DD02
4D073DD31
4D073DD36
4D073DD40
4D075AA01
4D075AA37
4D075AA54
4D075AA62
4D075AA67
4D075AA76
4D075AA78
4D075BB22X
4D075BB23X
4D075BB24Z
4D075BB25Z
4D075BB42Z
4D075BB46Z
4D075BB56Z
4D075CA47
4D075CA48
4D075EA06
4D075EA21
4F035AA03
4F035BC02
4F035CA02
4F035CA05
4F035CB04
4F035CB16
4F035CD06
4F035CD13
(57)【要約】
【課題】水系ＵＶ塗料を用いたワークの塗装において、乾燥時間を短くすることで、短時間でワークの塗料を完了させる。
【解決手段】塗装エリアと、ワークに向けて塗料を噴射するスプレーガンと、ワークに塗布された塗料に含まれる揮発成分を蒸発させるセッティングエリアと、ワークに紫外線照射してワークに塗布された塗料を硬化させるＵＶ照射エリアと、スプレーガンに塗料を供給する塗料供給手段と、スプレーガンに塗料噴霧用エアーを供給するエアー供給手段と、スプレーガンに供給する塗料を所定温度に加熱する塗料加熱手段と、スプレーガンに供給するエアーを所定温度に加熱するエアー加熱手段を具備し、スプレーガンに供給する塗料又はエアーの少なくともいずれかを所定温度に加熱した後に塗料及びエアーをスプレーガンに供給することで、スプレーガンから噴霧される塗料の温度を上げることを特徴とする
【選択図】図１
【解決手段】塗装エリアと、ワークに向けて塗料を噴射するスプレーガンと、ワークに塗布された塗料に含まれる揮発成分を蒸発させるセッティングエリアと、ワークに紫外線照射してワークに塗布された塗料を硬化させるＵＶ照射エリアと、スプレーガンに塗料を供給する塗料供給手段と、スプレーガンに塗料噴霧用エアーを供給するエアー供給手段と、スプレーガンに供給する塗料を所定温度に加熱する塗料加熱手段と、スプレーガンに供給するエアーを所定温度に加熱するエアー加熱手段を具備し、スプレーガンに供給する塗料又はエアーの少なくともいずれかを所定温度に加熱した後に塗料及びエアーをスプレーガンに供給することで、スプレーガンから噴霧される塗料の温度を上げることを特徴とする
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
水系ＵＶ塗料を用いてワークを塗装するための塗装システムであって、
ワークが配置される塗装エリアと、
該塗装エリアにおいてワークに向けて塗料を噴射するスプレーガン（４１）を備えた塗装ロボットと、
ワークに塗布された塗料に含まれる揮発成分を蒸発させるためのセッティングエリアと、
ワークに紫外線を照射してワークに塗布された塗料を硬化させるためのＵＶ照射エリアと、
前記スプレーガン（４１）に塗料を供給するための塗料供給手段（４２）と、
前記スプレーガン（４１）に塗料噴霧用のエアーを供給するためのエアー供給手段（４７）と、
前記塗料供給手段（４２）からスプレーガン（４１）に供給する塗料を所定温度にまで加熱するための塗料加熱手段（４３）と、
前記エアー供給手段（４７）からスプレーガン（４１）に供給するエアーを所定温度にまで加熱するためのエアー加熱手段（４８）と、を具備し、
塗装エリア内にワークを配置した状態で、スプレーガン（４１）に供給する塗料又はエアーの少なくともいずれかを所定温度にまで加熱した後に、塗料及びエアーをスプレーガン（４１）に供給することで、スプレーガン（４１）から噴霧される塗料の温度を上げ、温度を上げた塗料をスプレーガン（４１）からワークに向けて噴霧してワークに塗布し、その後に、セッティングエリアにおいてワークに塗布された塗料に含まれる揮発成分を蒸発させ、ＵＶ照射エリアにおいてワークに紫外線を照射してワークに塗布された塗料を硬化させる、ことを特徴とする塗装システム。
ワークが配置される塗装エリアと、
該塗装エリアにおいてワークに向けて塗料を噴射するスプレーガン（４１）を備えた塗装ロボットと、
ワークに塗布された塗料に含まれる揮発成分を蒸発させるためのセッティングエリアと、
ワークに紫外線を照射してワークに塗布された塗料を硬化させるためのＵＶ照射エリアと、
前記スプレーガン（４１）に塗料を供給するための塗料供給手段（４２）と、
前記スプレーガン（４１）に塗料噴霧用のエアーを供給するためのエアー供給手段（４７）と、
前記塗料供給手段（４２）からスプレーガン（４１）に供給する塗料を所定温度にまで加熱するための塗料加熱手段（４３）と、
前記エアー供給手段（４７）からスプレーガン（４１）に供給するエアーを所定温度にまで加熱するためのエアー加熱手段（４８）と、を具備し、
塗装エリア内にワークを配置した状態で、スプレーガン（４１）に供給する塗料又はエアーの少なくともいずれかを所定温度にまで加熱した後に、塗料及びエアーをスプレーガン（４１）に供給することで、スプレーガン（４１）から噴霧される塗料の温度を上げ、温度を上げた塗料をスプレーガン（４１）からワークに向けて噴霧してワークに塗布し、その後に、セッティングエリアにおいてワークに塗布された塗料に含まれる揮発成分を蒸発させ、ＵＶ照射エリアにおいてワークに紫外線を照射してワークに塗布された塗料を硬化させる、ことを特徴とする塗装システム。
【請求項2】
請求項１に記載された塗装システムを用いた塗装方法であって、
塗装エリア内にワークを配置し、
スプレーガンに供給する塗料又はエアーの少なくともいずれかを加熱した後に、スプレーガン（４１）に塗料及びエアーを供給することで、スプレーガン（４１）から噴霧される塗料の温度を上げ、
塗装エリア内において、温度を上げた塗料をスプレーガン（４１）からワークに向けて噴霧してワークに塗布し、
塗装エリアにおいて塗料を塗布したワークをセッティングエリアに移動して、セッティングエリアにおいて、ワークに塗布された塗料に含まれる揮発成分を蒸発させ、
セッティングエリアにおいて塗料に含まれる揮発成分を蒸発させたワークをＵＶ照射エリアに移動して、ＵＶ照射エリアにおいてワークに紫外線を照射してワークに塗布された塗料を硬化させる、ことを特徴とする塗装方法。
塗装エリア内にワークを配置し、
スプレーガンに供給する塗料又はエアーの少なくともいずれかを加熱した後に、スプレーガン（４１）に塗料及びエアーを供給することで、スプレーガン（４１）から噴霧される塗料の温度を上げ、
塗装エリア内において、温度を上げた塗料をスプレーガン（４１）からワークに向けて噴霧してワークに塗布し、
塗装エリアにおいて塗料を塗布したワークをセッティングエリアに移動して、セッティングエリアにおいて、ワークに塗布された塗料に含まれる揮発成分を蒸発させ、
セッティングエリアにおいて塗料に含まれる揮発成分を蒸発させたワークをＵＶ照射エリアに移動して、ＵＶ照射エリアにおいてワークに紫外線を照射してワークに塗布された塗料を硬化させる、ことを特徴とする塗装方法。
【請求項3】
水系ＵＶ塗料を用いてワークを塗装するための塗装システムであって、
中央エリア（２）と、該中央エリア（２）の周囲に中央エリア（２）と連通した状態で設置された、ワークに塗料を塗布するための塗装エリア（３）と、ワークに塗布された塗料に含まれる揮発成分を蒸発させるためのセッティングエリア（４）と、ワークに紫外線を照射してワークに塗布された塗料を硬化させるためのＵＶ照射エリア（５）と、塗装が完了したワークを搬出するとともに塗装前のワークを搬入するための搬出入エリア（６）と、を具備するとともに、
前記中央エリア（２）又は塗装エリア（３）に設置された、前記塗装エリア（３）内においてワークに向けて塗料を噴射するためのスプレーガン（４１）を備えた塗装ロボット（８）と、
前記スプレーガン（４１）に塗料を供給するための塗料供給手段（４２）と、
前記スプレーガン（４１）に塗料噴霧用のエアーを供給するためのエアー供給手段（４７）と、
前記塗料供給手段（４２）からスプレーガン（４１）に供給する塗料を所定温度に加熱するための塗料加熱手段（４３）と、
前記エアー供給手段（４７）からスプレーガン（４１）に供給するエアーを所定温度に加熱するためのエアー加熱手段（４８）と、
前記中央エリア（３）に回動自在に設置され、回動することで、搬出入エリア（６）に搬入された塗装前のワークを塗装エリア（３）内へ搬送し、塗装エリア（３）内において塗料が塗布されたワークをセッティングエリア（４）の正面側へ搬送し、セッティングエリア（４）内で揮発成分が蒸発されたワークをＵＶ照射エリア（５）の正面側へ搬送し、及び、ＵＶ照射エリア（５）で紫外線が照射されたワークを搬出入エリア（６）の正面側へ搬送するワーク搬送手段（７）と、
セッティングエリア（４）の正前側に搬送されたワークのセッティングエリア（４）内への移送、ＵＶ照射エリア（５）の正前側に搬送されたワークのＵＶ照射エリア（５）内への移送、搬出入エリア（６）の正前側に搬送されたワークの搬出入エリア（６）内への移送をそれぞれ行い、又は、セッティングエリア（４）内、ＵＶ照射エリア（５）内、搬出入エリア（６）内のワークをそれぞれ、セッティングエリア（４）の正前側、ＵＶ照射エリア（５）の正前側、搬出入エリア（６）の正前側に戻すためのワーク移送手段（２９）と、
前記セッティングエリア（４）、ＵＶ照射エリア（５）、搬出入エリア（６）をそれぞれ密閉するための開閉扉（２８）と、を具備し、
前記ワーク搬送手段（７）は、
中央エリア（３）に回動自在に設置された回動部（１０）と、回動部（１０）の外周側に等角度で連設された複数本のメインアーム（１１）と、それぞれのメインアーム（１１）の先端側に回動自在に備えられたワーク連結部（１３）と、該ワーク連結部（１３）を回動するための駆動部と、を具備し、
塗装エリア（３）内にワークを配置した状態で、スプレーガン（４１）に供給する塗料又はエアーの少なくともいずれかを所定温度に加熱した後に、スプレーガン（４１）に塗料及びエアーを供給することで、スプレーガン（４１）から噴霧される塗料の温度を上げ、温度を上げた塗料をスプレーガン（４１）からワークに向けて噴霧してワークに塗料を塗布し、
塗装エリア（３）内で塗料が塗布されたワークをセッティングエリア（４）、ＵＶ照射エリア（５）、及び搬出入エリア（６）に順次移動して、セッティングエリア（４）においてワークに塗布された塗料に含まれる揮発成分を蒸発させ、ＵＶ照射エリア（５）においてワークへ紫外線照射を行なうことでワークに塗布した塗料を硬化させ、その後にワークを搬出入エリア（６）から搬出する、ことを特徴とする塗装システム。
中央エリア（２）と、該中央エリア（２）の周囲に中央エリア（２）と連通した状態で設置された、ワークに塗料を塗布するための塗装エリア（３）と、ワークに塗布された塗料に含まれる揮発成分を蒸発させるためのセッティングエリア（４）と、ワークに紫外線を照射してワークに塗布された塗料を硬化させるためのＵＶ照射エリア（５）と、塗装が完了したワークを搬出するとともに塗装前のワークを搬入するための搬出入エリア（６）と、を具備するとともに、
前記中央エリア（２）又は塗装エリア（３）に設置された、前記塗装エリア（３）内においてワークに向けて塗料を噴射するためのスプレーガン（４１）を備えた塗装ロボット（８）と、
前記スプレーガン（４１）に塗料を供給するための塗料供給手段（４２）と、
前記スプレーガン（４１）に塗料噴霧用のエアーを供給するためのエアー供給手段（４７）と、
前記塗料供給手段（４２）からスプレーガン（４１）に供給する塗料を所定温度に加熱するための塗料加熱手段（４３）と、
前記エアー供給手段（４７）からスプレーガン（４１）に供給するエアーを所定温度に加熱するためのエアー加熱手段（４８）と、
前記中央エリア（３）に回動自在に設置され、回動することで、搬出入エリア（６）に搬入された塗装前のワークを塗装エリア（３）内へ搬送し、塗装エリア（３）内において塗料が塗布されたワークをセッティングエリア（４）の正面側へ搬送し、セッティングエリア（４）内で揮発成分が蒸発されたワークをＵＶ照射エリア（５）の正面側へ搬送し、及び、ＵＶ照射エリア（５）で紫外線が照射されたワークを搬出入エリア（６）の正面側へ搬送するワーク搬送手段（７）と、
セッティングエリア（４）の正前側に搬送されたワークのセッティングエリア（４）内への移送、ＵＶ照射エリア（５）の正前側に搬送されたワークのＵＶ照射エリア（５）内への移送、搬出入エリア（６）の正前側に搬送されたワークの搬出入エリア（６）内への移送をそれぞれ行い、又は、セッティングエリア（４）内、ＵＶ照射エリア（５）内、搬出入エリア（６）内のワークをそれぞれ、セッティングエリア（４）の正前側、ＵＶ照射エリア（５）の正前側、搬出入エリア（６）の正前側に戻すためのワーク移送手段（２９）と、
前記セッティングエリア（４）、ＵＶ照射エリア（５）、搬出入エリア（６）をそれぞれ密閉するための開閉扉（２８）と、を具備し、
前記ワーク搬送手段（７）は、
中央エリア（３）に回動自在に設置された回動部（１０）と、回動部（１０）の外周側に等角度で連設された複数本のメインアーム（１１）と、それぞれのメインアーム（１１）の先端側に回動自在に備えられたワーク連結部（１３）と、該ワーク連結部（１３）を回動するための駆動部と、を具備し、
塗装エリア（３）内にワークを配置した状態で、スプレーガン（４１）に供給する塗料又はエアーの少なくともいずれかを所定温度に加熱した後に、スプレーガン（４１）に塗料及びエアーを供給することで、スプレーガン（４１）から噴霧される塗料の温度を上げ、温度を上げた塗料をスプレーガン（４１）からワークに向けて噴霧してワークに塗料を塗布し、
塗装エリア（３）内で塗料が塗布されたワークをセッティングエリア（４）、ＵＶ照射エリア（５）、及び搬出入エリア（６）に順次移動して、セッティングエリア（４）においてワークに塗布された塗料に含まれる揮発成分を蒸発させ、ＵＶ照射エリア（５）においてワークへ紫外線照射を行なうことでワークに塗布した塗料を硬化させ、その後にワークを搬出入エリア（６）から搬出する、ことを特徴とする塗装システム。
【請求項4】
前記メインアーム（１１）のそれぞれの先端部分に一対の第２旋回アーム（１２）を連設し、該一対の第２旋回アーム（１２）のそれぞれの先端側に前記ワーク連結部（１３）を備えたことを特徴とする請求項３に記載の塗装システム。
【請求項5】
前記セッティングエリア用の開閉扉（２８）及び搬出入エリア用の開閉扉（２８）は、セッティングエリア（４）と中央エリア（２）との連通、及び搬出入エリア（６）と中央エリア（２）との連通を遮断した際に中央エリア（２）内に供給された空気を整流するための整流板（３０）を備えたことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の塗装システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は塗装システム及びそれを用いた塗装方法に係り、より詳しくは、塗装時間を短縮可能であるとともに環境への悪影響を防止可能とした塗装システム及びそれを用いた塗装方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ワークの塗装では、熱を加えることで硬化してワークに焼き付けることが可能な熱硬化塗料を用いることが一般的であった。しかし、熱硬化塗料を用いた塗装では、塗料を塗布したワークに熱風を与えて焼き付けを行う工程に時間がかかるため、塗装ラインに大きなスペースが必要となり塗装システムの全体が大型化してしまうとともに塗装時間も長くなるという問題点が指摘されていた。
【0003】
即ち、熱硬化塗料を用いた塗装においては、ワークに塗料を塗布した後は、まずセッティングエリアにおいて４～５分程度の乾燥を行って揮発成分を蒸発させる。そしてその後に、乾燥炉等の加熱エリアにおいて、８０度前後以上の高温の熱風をワークに加え、それにより塗料を硬化してワークへの焼き付けを行う必要がある。そしてそのとき、乾燥炉内で塗料の焼き付けを行う際には、乾燥炉内の昇温に３０～４０分程度を要し、更に熱風を加える時間も３０～４０分程度必要である。そのため従来は、塗装が終了したワークをコンベアによりワークを搬送しつつ、搬送の途中で、乾燥、加熱の工程を行っていたので、コンベアのラインが長くなり、塗装システムの全体が大型化してしまい、大きなスペースを必要としており、更に消費電力も大きかった。
【0004】
そこで本出願人は過去において、紫外線を照射することで硬化して塗膜になるＵＶ塗料を用いることで、塗料を硬化するための加熱工程を不要にし、塗装に要する時間を短くするとともに、塗装装置全体を小さくすることを可能にした塗装システムを提案した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０２１－０４５７１２号公報
【特許文献2】特開２０１５－０２４３９５号公報
【特許文献3】特開２０１２－０４５５１３号公報
【特許文献4】特開２０１２－０４０４５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、従来、塗料は揮発成分としてシンナー等の有機溶剤を使用しているが、有機溶剤を使用した塗料では、常に爆発や火災等の危険をはらんでいるために、塗装ブース内では防爆モーター等の防爆仕様の装置を用いる必要があり、それによりコストが高くなってしまっている。
【0007】
また、有機溶剤は公害などの環境被害を引き起こすために使用を差し控えるのが好ましいといわれているため、近年、溶剤系塗料に代わり、揮発成分として水を用いた水系塗料の使用が増えており、これにより、塗装コストを抑えるとともに環境にも優しい塗装を行うことを可能にしている。
【0008】
しかし、水系塗料では、揮発成分を蒸発させるためのセッティングに時間がかかるとい問題点が指摘されている。即ち、シンナーを揮発成分として用いた溶剤系塗料では、夏は蒸発速度の遅い夏用シンナー、冬は蒸発速度が速い冬用のシンナーを用いることでセッティング時間を調整することができるが、揮発成分として水を用いた場合は、水の沸点が決まっているために、セッティング時間を調整することができず、その結果、溶剤系ＵＶ塗料では１分程度で済むセッティング時間が、水系ＵＶ塗料では、６０度で１０分間程度の乾燥が必要となってしまっている。そのため、水系ＵＶ塗料を用いた塗装では、塗装時間が長くなってしまうという問題点が指摘されている。
【0009】
そこで本発明は、水系ＵＶ塗料を用いたワークの塗装において、乾燥時間を短くすることで、短時間でワークの塗料を完了することを可能とした塗装システム及びそれを用いた塗装方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の塗装システムは、
水系ＵＶ塗料を用いてワークを塗装するための塗装システムであって、
ワークが配置される塗装エリアと、
該塗装エリアにおいてワークに向けて塗料を噴射するスプレーガンを備えた塗装ロボットと、
ワークに塗布された塗料に含まれる揮発成分を蒸発させるためのセッティングエリアと、
ワークに紫外線を照射してワークに塗布された塗料を硬化させるためのＵＶ照射エリアと、
前記スプレーガンに塗料を供給するための塗料供給手段と、
前記スプレーガンに塗料噴霧用のエアーを供給するためのエアー供給手段と、
前記塗料供給手段からスプレーガンに供給する塗料を所定温度にまで加熱するための塗料加熱手段と、
前記エアー供給手段からスプレーガンに供給するエアーを所定温度にまで加熱するためのエアー加熱手段と、を具備し、
塗装エリア内にワークを配置した状態で、スプレーガンに供給する塗料又はエアーの少なくともいずれかを所定温度にまで加熱した後に、スプレーガンに塗料及びエアーを供給することで、スプレーガンから噴霧される塗料の温度を上げ、温度を上げた塗料をスプレーガンからワークに向けて噴霧してワークに塗布し、その後に、セッティングエリアにおいてワークに塗布された塗料に含まれる揮発成分を蒸発させ、ＵＶ照射エリアにおいてワークに紫外線を照射してワークに塗布された塗料を硬化させる、ことを特徴としている。
水系ＵＶ塗料を用いてワークを塗装するための塗装システムであって、
ワークが配置される塗装エリアと、
該塗装エリアにおいてワークに向けて塗料を噴射するスプレーガンを備えた塗装ロボットと、
ワークに塗布された塗料に含まれる揮発成分を蒸発させるためのセッティングエリアと、
ワークに紫外線を照射してワークに塗布された塗料を硬化させるためのＵＶ照射エリアと、
前記スプレーガンに塗料を供給するための塗料供給手段と、
前記スプレーガンに塗料噴霧用のエアーを供給するためのエアー供給手段と、
前記塗料供給手段からスプレーガンに供給する塗料を所定温度にまで加熱するための塗料加熱手段と、
前記エアー供給手段からスプレーガンに供給するエアーを所定温度にまで加熱するためのエアー加熱手段と、を具備し、
塗装エリア内にワークを配置した状態で、スプレーガンに供給する塗料又はエアーの少なくともいずれかを所定温度にまで加熱した後に、スプレーガンに塗料及びエアーを供給することで、スプレーガンから噴霧される塗料の温度を上げ、温度を上げた塗料をスプレーガンからワークに向けて噴霧してワークに塗布し、その後に、セッティングエリアにおいてワークに塗布された塗料に含まれる揮発成分を蒸発させ、ＵＶ照射エリアにおいてワークに紫外線を照射してワークに塗布された塗料を硬化させる、ことを特徴としている。
【0011】
そしてこの塗装システムを用いた本発明の塗装方法は、
塗装エリア内にワークを配置し、
スプレーガンに供給する塗料又はエアーの少なくともいずれかを加熱した後に、スプレーガンに塗料及びエアーを供給することで、スプレーガンから噴霧される塗料の温度を上げ、
塗装エリア内において、温度を上げた塗料をスプレーガンからワークに向けて噴霧してワークに塗布し、
塗装エリアにおいて塗料を塗布したワークをセッティングエリアに移動して、セッティングエリアにおいて、ワークに塗布された塗料に含まれる揮発成分を蒸発させ、
セッティングエリアにおいて塗料に含まれる揮発成分を蒸発させたワークをＵＶ照射エリアに移動して、ＵＶ照射エリアにおいてワークに紫外線を照射してワークに塗布された塗料を硬化させる、ことを特徴としている。
塗装エリア内にワークを配置し、
スプレーガンに供給する塗料又はエアーの少なくともいずれかを加熱した後に、スプレーガンに塗料及びエアーを供給することで、スプレーガンから噴霧される塗料の温度を上げ、
塗装エリア内において、温度を上げた塗料をスプレーガンからワークに向けて噴霧してワークに塗布し、
塗装エリアにおいて塗料を塗布したワークをセッティングエリアに移動して、セッティングエリアにおいて、ワークに塗布された塗料に含まれる揮発成分を蒸発させ、
セッティングエリアにおいて塗料に含まれる揮発成分を蒸発させたワークをＵＶ照射エリアに移動して、ＵＶ照射エリアにおいてワークに紫外線を照射してワークに塗布された塗料を硬化させる、ことを特徴としている。
【発明の効果】
【0012】
本発明の塗装システムでは、水系ＵＶ塗料を用いてワークの塗装を行う塗装システムにおいて、塗料供給手段からスプレーガンに供給する塗料を所定温度に加熱するための塗料加熱手段と、エアー供給手段からスプレーガンに供給するエアーを所定温度に加熱するためのエアー加熱手段を具備し、スプレーガンに供給する塗料又はエアーの少なくともいずれかを加熱した後に、スプレーガンに塗料及びエアーを供給することで、スプレーガンから噴霧される塗料の温度を上げ、温度を上げた塗料をワークに塗布することとしている。即ち、本発明では、塗料を通常の温度よりも高い温度の状態にしてワークに塗布することとしている。そのため、塗料にふくまれる揮発成分である水の温度を常温よりも高くした状態でワークに塗布することができる。従って、それにより、常温の塗料を用いた場合と比較し、塗料に含まれる水を蒸発させるためのセッティング時間を短くすることが可能であり、乾燥時間を短くして短時間でワークの塗料を完了することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の塗装システムの実施例の外観を示す図である。
【図2】本発明の塗装システムの実施例の内部を説明するための図である。
【図3】本発明の塗装システムの実施例の内部を説明するための図である。
【図4】本発明の塗装システムの実施例における塗装ロボットとワーク搬送手段を説明するための図である。
【図5】本発明の塗装システムの実施例における塗装ロボットとワーク搬送手段を説明するための図である。
【図6】本発明の塗装システムの実施例における塗装ロボットとワーク搬送手段を説明するための図である。
【図7】本発明の塗装システムの実施例における塗装ロボットとワーク搬送手段を説明するための図である。
【図8】本発明の塗装システムの実施例におけるワーク取付治具を説明するための図である。
【図9】本発明の塗装システムの実施例におけるワーク移送手段を説明するための図である。
【図10】本発明の塗装システムの実施例におけるワーク移送手段を説明するための図である。
【図11】本発明の塗装システムの実施例における塗料を加熱するための手段を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
請求項１に記載の本発明の塗装システムは、水系ＵＶ塗料を用いてワークを塗装するためのシステムとしており、ワークが配置される塗装エリアを有するとともに、この塗装エリアにおいてワークに向けて塗料を噴射するスプレーガンを備えた塗装ロボットを備えている。
【0015】
また、請求項１に記載の本発明の塗装システムでは、塗装エリアにおいてワークに塗布された塗料に含まれる揮発成分を蒸発させるためのセッティングエリアと、このセッティングエリアにおいて揮発成分が蒸発されたワークに紫外線を照射することでワークに塗布された塗料を硬化させるためのＵＶ照射エリアを有している。
【0016】
更に、スプレーガンに塗料を供給するための塗料供給手段と、スプレーガンに塗料噴霧用のエアーを供給するためのエアー供給手段を有しているとともに、塗料供給手段からスプレーガンに供給する塗料を所定温度にまで加熱するための塗料加熱手段と、エアー供給手段からスプレーガンに供給するエアーを所定温度にまで加熱するためのエアー加熱手段を具備している。
【0017】
そして、このように構成される塗装システムを用いた請求項２に記載の本発明の塗装方法では、塗装エリア内にワークを配置した状態で、スプレーガンに供給する塗料又はエアーの少なくともいずれかを所定温度に加熱した後に、塗料供給手段及びエアー供給手段によりスプレーガンに塗料及びエアーを供給し、それにより、スプレーガンから噴霧される塗料の温度を上げながら、塗装エリア内において、温度を上げた塗料をスプレーガンからワークに向けて噴霧してワークに塗布する。
【0018】
そして、塗装エリアにおいて塗料を塗布したワークを、セッティングエリアに移動して、セッティングエリアにおいて、ワークに塗布された塗料に含まれる揮発成分を蒸発させる。
【0019】
そして次に、セッティングエリアにおいて塗料に含まれる揮発成分を蒸発させたワークをＵＶ照射エリアに移動して、ＵＶ照射エリアにおいて、ワークに紫外線を照射して、ワークに塗布された塗料を硬化させることとしている。
【0020】
次に請求項３に記載の本発明の塗装システムは、請求項１に記載の塗装システムと同様に、水系ＵＶ塗料を用いてワークを塗装するためのシステムとしており、ワークを搬送するワーク搬送手段が回動自在に設置される中央エリアを有しており、この中央エリアの周囲には、塗装エリアと、セッティングエリアと、ＵＶ照射エリアと、搬出入エリアが配置されている。
【0021】
塗装エリアは、ワークに塗料を塗布するためのエリアとしており、セッティングエリアは、ワークに塗布された塗料に含まれる揮発成分を蒸発させるためのエリアとし、ＵＶ照射エリアは、ワークに紫外線を照射してワークに塗布された塗料を硬化させるためのエリアとし、搬出入エリアは、塗装が完了したワークを搬出するとともに塗装前のワークを搬入するためのエリアとしている。
【0022】
そして中央エリア又は塗装エリアには、ワークに向けて塗料を噴射してワークに塗料を塗布するためのスプレーガンを備えた塗装ロボットが備えられている。
【0023】
また、請求項３に記載の塗装システムにおいても、スプレーガンに塗料を供給するための塗料供給手段と、スプレーガンに塗料噴霧用のエアーを供給するためのエアー供給手段を有しているとともに、塗料供給手段からスプレーガンに供給する塗料を所定温度にまで加熱するための塗料加熱手段と、エアー供給手段からスプレーガンに供給するエアーを所定温度にまで加熱するためのエアー加熱手段を具備しており、これにより塗料を加熱した状態で噴霧可能としている。
【0024】
中央エリアにはワーク搬送手段が回動自在に設置されており、このワーク搬送手段は、回動することで、搬出入エリアに搬入された塗装前のワークを塗装エリア内へ搬送し、塗装エリア内において塗料が塗布されたワークをセッティングエリアの正面側へ搬送し、セッティングエリア内で揮発成分が蒸発されたワークをＵＶ照射エリアの正面側へ搬送し、及び、ＵＶ照射エリアで紫外線が照射されて塗料が硬化したワークを搬出入エリアの正面側へ搬送することとしている。
【0025】
また、本発明の塗装システムでは、セッティングエリア用のワーク移送手段と、ＵＶ照射エリア用のワーク移送手段と、搬出入エリア用のワーク移送手段を有している。そして、セッティングエリア用のワーク移送手段は、ワーク搬送手段によりセッティングエリアの正前側に搬送されたワークをセッティングエリア内へ移送し、又はセッティングエリア内に移送されたワークをワーク搬送手段に戻すために用いられる。また、ＵＶ照射エリア用のワーク移送手段は、ワーク搬送手段によりＵＶ照射エリアの正前側に搬送されたワークをＵＶ照射エリア内へ移送し、又はＵＶ照射エリア内に移送されたワークをワーク搬送手段に戻すために用いられる。更に、搬出入エリア用のワーク移送手段は、ワーク搬送手段により搬出入エリアの正前側に搬送されたワークを搬出入エリア内へ移送し、又は搬出入エリア内に搬入された塗装前のワークを搬出入エリアの正前に移送するために用いられる。
【0026】
また、本発明の塗装システムでは、セッティングエリアを密閉するためのセッティングエリア用の開閉扉と、ＵＶ照射エリアを密閉するためのＵＶ照射エリア用の開閉扉と、搬出入エリアを密閉するための搬出入エリア用の開閉扉を具備している。
【0027】
更に、ワーク搬送手段は、中央エリアに回動自在に設置された回動部と、回動部の外周側に等角度で連設された複数本のメインアームと、それぞれのメインアームの先端側に回動自在に備えられたワーク連結部と、ワーク連結部を回動するための駆動部を具備しており、塗装エリア内で塗料が塗布されたワークを、セッティングエリア、ＵＶ照射エリア、及び搬出入エリアに順次移動して、ワークに塗布された塗料に含まれる揮発成分の蒸発、ワークへの紫外線照射を行った後に、搬出入エリアから搬出することとしている。
【0028】
そしてこの構成において、塗装エリア内にワークを配置した状態で、スプレーガンに供給する塗料又はエアーの少なくともいずれかを所定温度にまで加熱した後に、スプレーガンに塗料及びエアーを供給することで、スプレーガンから噴霧される塗料の温度を上げながら、温度を上げた塗料をスプレーガンからワークに向けて噴霧して、ワークに塗料を塗布する。
【0029】
そして、塗装エリア内で塗料が塗布されたワークをセッティングエリア、ＵＶ照射エリア、及び搬出入エリアに順次移動して、セッティングエリアにおいてワークに塗布された塗料に含まれる揮発成分を蒸発させ、ＵＶ照射エリアにおいてワークへ紫外線照射を行なうことでワークに塗布した塗料を硬化させ、その後にワークを搬出入エリアから搬出することとしている。
【0030】
ここで、ワーク搬送手段におけるメインアームのそれぞれの先端部分に一対の第２旋回アームを連設し、この一対の第２旋回アームのそれぞれの先端側にワーク連結部を備えるとよい。
【0031】
また、セッティングエリア用の開閉扉と搬出入エリア用の開閉扉に、セッティングエリアと中央エリアとの連通、及び搬出入エリアと中央エリアとの連通を遮断した際に、中央エリア内に供給された空気を整流する整流板を備えるとよい。
【実施例0032】
請求項１に記載の本発明の塗装システムの実施例について説明すると、本実施例の塗装システムは、加熱した水系ＵＶ塗料をワークに塗布して塗装することを特徴とした塗装システムとしている。
【0033】
本実施例の塗装システムでは、塗装エリアと、この塗装エリアにおいて、ワークに向けて塗料を噴霧するための塗装ロボットを有しており、塗装ロボットは、塗料を噴霧するためのスプレーガンを有している。そして、塗装エリアにワークを配置した状態で、スプレーガンからワークに向けて塗料を噴霧することで、ワークに塗料を塗布することとしている。
【0034】
また、本実施例の塗装システムでは、セッティングエリアを有しており、このセッティングエリアでは、塗装エリアにおいてワークに塗布した塗料に含まれる揮発成分としての水を蒸発させることとしている。
【0035】
更に、本実施例の塗装システムでは、ＵＶ照射エリアを有しており、ＵＶ照射エリアでは、セッティングエリアにおいて水を蒸発させたワークに紫外線を照射して、ワークに塗布された塗料を硬化させるエリアとしている。
【0036】
そして、このような構成において、塗装エリアにワークを配置した状態で、スプレーガンに塗料及びエアーを供給し、それにより、スプレーガンに供給された塗料を霧状にするとともに所定のパターンにし、ワークに向けて塗料を噴霧して、ワークに塗料を塗布する。その後は、ワークをセッティングエリアに移動し、セッティングエリアにおいて、ワークに塗布された塗料に含まれる揮発成分を蒸発させる。更にその後は、ワークをＵＶ照射エリアに移動し、ＵＶ照射エリアにおいてワークに紫外線を照射してワークに塗布された塗料を硬化させ、それにより塗装を完了することとしている。
【0037】
ここで、本実施例においては、前述したように、スプレーガンより塗料を噴霧するに際して、加熱した水系ＵＶ塗料を噴霧してワークに塗布することとしており、噴霧する水系ＵＶ塗料を加熱する方法として、スプレーガンに供給する塗料又はエアーの少なくともいずれかを所定温度にまで加熱することとしている。即ち、スプレーガンから塗料を噴霧するためには、スプレーガンの吐出口から塗料を吐出させ、吐出させた塗料に霧化エアーを衝突させて塗料を霧化しながら前方に噴射するとともに、噴霧する塗料のパターンをパターンエアーによって所定のパターンにする。そこで本実施例では、スプレーガンに供給する塗料、又はエアーの少なくともいずれかを加熱し、それにより、スプレーガンから噴霧する塗料の温度を所定温度にすることとしている。
【0038】
ここで、スプレーガンに供給する塗料、又はエアーの少なくともいずれかを加熱する方法について説明すると、図１１は、スプレーガンに供給する塗料又はエアーを加熱するための構成を示した図であり、図において４１がスプレーガンである。
【0039】
また、図において４２は塗料供給手段であり、本実施例においては、シリンジポンプを用いている。シリンジポンプ４２は、充填用塗料ホース５１によって基端側が塗料タンク４５に連結され、充填用塗料ホース５１は、塗料タンク４５内の塗料をシリンジポンプ４２に充填するためのポンプ４６を備え、ポンプ４６を駆動することで、塗料タンク４５内の塗料をシリンジポンプ４２内に充填可能としている。
【0040】
一方、シリンジポンプ４２の先端の吐出口には供給用塗料ホース５０の基端が連結され、供給用塗料ホース５０の先端はスプレーガン４１に連結され、シリンジポンプ４２によって、シリンジポンプ４２内に充填した塗料をスプレーガンに供給可能としている。なお、シリンジポンプ４２は周知のとおり、先端に吐出口を有する筒状のシリンジ本体内にピストンが進退自在に挿入された構成であり、前記充填用塗料ホース５１は、シリンジ本体内に連通するようにしてシリンジに連結されている。そしてこの構成により、シリンジ本体内に塗料を充填した状態でピストンを前進させることで、シリンジポンプ４２内に充填した塗料をスプレーガンに供給可能としている。
【0041】
また、供給用塗料ホース５０は塗料加熱手段４３と温度センサー４４を備えており、シリンジポンプ４２からスプレーガン４１に供給される塗料を、所定の温度に加熱可能としている。なお、塗料加熱手段４３の種類は特に限定されず、熱交換器、ヒーター等、いずれを用いても良く、またその他、塗料ホースとしてホットホースを用いても良い。更に塗料加熱手段４３の配置箇所はシリンジポンプ４２の手前でもよい。
【0042】
次に、図において４７は、スプレーガンにエアーを供給するためのエアー供給装置である。即ち、塗料をワークに向けて噴霧して塗装を行うスプレーガンにおいては、供給された塗料を霧化エアーによって霧状にして噴射するとともに、その際に、霧状にした塗料をパターンエアーによって所定のパターンにすることが行われている。そのために本実施例の塗装システムにおいても、エアーホース５２によってエアー供給手段４７をスプレーガン４１に連結し、このエアー供給手段４７によってスプレーガン４１に霧化エアーやパターンエアーを供給することとしている。なお本実施例において前記エアー供給手段４７は、コンプレッサーを用いており、このコンプレッサー４７において、外気を取り込むとともに取り込んだ外気を、圧縮してスプレーガン側へ供給することとしている。
【0043】
そして、エアーホース５２は、エアー加熱手段４８とエアー温度センサー４９を備えており、エアー供給手段４７からスプレーガン４１に供給されるエアーを、所定の温度に加熱可能としている。なお、塗料加熱手段４３の種類は特に限定されず、熱交換器、ヒーター等、いずれを用いても良く、またその他、エアーホースとしてホットホースを用いても良い。
【0044】
次に、このように構成される塗装システムを用いた請求項２に記載の塗装方法の実施例について説明すると、本実施例の塗装方法では、塗装エリア内にワークを配置した後に、塗料供給手段４２及びエアー供給手段４７によって、塗料及びエアーをスプレーガン４１側へ供給しながら、供給する過程において、塗料加熱手段４３又はエアー加熱手段４７を用いて、温度センサー４４、４９により温度を監視しながら、スプレーガン４１に供給する塗料又はエアーの少なくともいずれかを、所定温度まで加熱する。
【0045】
そうすると、温度が高くなった塗料を、スプレーガンからワークに向けて噴霧してワークに塗布することができる。即ち、前述したように、スプレーガンから塗料を噴霧するためには、スプレーガンの吐出口から塗料を吐出させるとともに、吐出させた塗料を霧化エアー及びパターンエアーで所定のパターンの霧状にして噴射するため、スプレーガンに供給する塗料、又はエアーの少なくともいずれかを加熱する本実施例の塗装方法では、スプレーガンから噴霧する噴霧塗料の温度を所定温度に上げることが可能となる。なお所定温度としては特に限定されず、季節や塗装ブース内の温度に応じて、揮発成分としての水を短時間で蒸発させるために必要な温度とする。また、塗料加熱手段４３をシリンジポンプ４２と塗料タンク４５間に配置して、予め加熱した塗料をシリンジポンプ４２に充填し、シリンジポンプ４２の駆動により加熱された塗料をスプレーガン４１に供給する構成としてもよい。
【0046】
次に、本実施例の塗装方法では、塗装エリアにおいて塗料を塗布したワークをセッティングエリアに移動して、セッティングエリアにおいて、ワークに塗布された塗料に含まれる揮発成分を蒸発させ、更に、セッティングエリアにおいて塗料に含まれる揮発成分を蒸発させたワークをＵＶ照射エリアに移動して、ＵＶ照射エリアにおいてワークに紫外線を照射してワークに塗布された塗料を硬化させ、これにより塗装が完了する。
【0047】
そしてこのとき、本実施例の塗装方法では、ワークに塗布した塗料の温度を常温よりも高くしており、それにより揮発成分として塗料に含まれる水の温度も高くなるために、水を蒸発させるためのセッティング時間を短くすることが可能であり、加熱していない塗料をワークに塗布する場合と比較し、乾燥時間を短くして短時間でワークの塗料を完了することが可能となる。
【0048】
次に、請求項３に記載の本発明の塗装システムの実施例について図を参照して説明すると、図１乃至図３は、本実施例の塗装システムを説明するための図であり、図１は外観を示している。また、図２及び図３は内部構成を説明するための図であり、イメージ図としている。そして、図において１が本実施例の塗装システムであり、本実施例の塗装システム１は前述の請求項１に記載の塗装システムと同様に、加熱した水系ＵＶ塗料をワークに塗布して塗装するためのシステムとしている。なお、水系ＵＶ塗料を加熱する方法は、前述の請求項１に記載の塗装システムと同様であるので重複した説明は省略する。
【0049】
本実施例の塗装システム１の構成を説明すると、本実施例の塗装システム１は、中央エリアを有しており、この中央エリアの周囲に、ワークを塗装するための各工程を行うエリアを配置している。そして、中央エリアには、回動自在にしてワーク搬送手段が設置されており、このワーク搬送手段によって、ワークを各エリアに搬送し、各エリアで所定の工程を行うことで、ワークの塗装を完了する構成としている。
【0050】
図２、３において２が中央エリアであり、この中央エリア２の周囲には、塗装エリア３、セッティングエリア４、ＵＶ照射エリア５、及び搬出入エリア６が、時計回りに配置されており、塗装エリア３、セッティングエリア４、ＵＶ照射エリア５、及び搬出入エリア６はそれぞれ、中央エリア２と通じている。
【0051】
塗装エリア３は、ワークに向けて塗料を噴射してワークに塗料を塗布するためのエリアであり、セッティングエリア４は、ワークに塗布された塗料に含まれる揮発成分としての水を蒸発させるためのエリアであり、ＵＶ照射エリア５は、ワークに紫外線を照射してワークに塗布された塗料を硬化するためのエリアであり、搬出入エリア６は、塗装が完了したワークをシステムから取り出して、塗装前のワークを新たにシステムに入れるためのエリアである。
【0052】
中央エリア２について説明すると、図２及び３において、前記中央エリア２には、ワーク搬送手段７が回動自在に配置されており、このワーク搬送手段７の上方部分には、塗装装置としての塗装ロボット８が設置されている。そして、ワーク搬送手段７は、回動することで、搬出入エリア６に搬入されたワークを、前記塗装エリア３、セッティングエリア４、ＵＶ照射エリア５、及び搬出入エリア６に順次搬送するために用いられる。
【0053】
前記ワーク搬送手段７について説明すると、図４乃至図７はワーク搬送手段７を説明するための図であり、ワーク搬送手段７とこのワーク搬送手段７の上方部分に設置された、塗装装置としての塗装ロボット８を示しており、図４は側面から示した図、図５は底面から示した図、図６及び図７は下方部分から示した斜視図としている。
【0054】
そしてワーク搬送手段７は、前記中央エリア２に設置された基台９に回動自在に設置された回動部１０を有しており、この回動部１０には、外周側に向けてメインアームとしての４本の第１旋回アーム１１が、等角度で連設されている。本実施例において前記回動部１０は四角形状としており、四隅部分の４か所に前記第１旋回アーム１１が連設されており、これにより、隣り合う第１旋回アーム１１が形成する角度は約９０度とし、１回の回転角度は９０度としている。なお、回動部１０は四角形状にする必要はなく、丸形状でもよい。また、回動部１０は、図示しないモーターを介して回動することとしている。
【0055】
次に、それぞれの第１旋回アーム１１の先端部分には、第１旋回アーム１１の長手方向に直交する左右方向に向けて第２旋回アーム１２が連設されている。そしてこの第２旋回アーム１２は、わずかに湾曲した弓なり形状として、両端が外側に向く配置で、中央部分が前記第１旋回アーム１１に連設されている。
【0056】
また、第２旋回アームの先端部分にはそれぞれ、ワーク連結部１３が具備されている。そして、ワーク連結部１３は、駆動部によって第２旋回アーム１２に対して回動自在としており、軸心方向に挿入孔が形成され、ワークを取り付けたワーク取付治具（図８参照）を連結可能としている。但し、第２旋回アーム１２を用いることなく、第１旋回アーム１１の先端にワーク連結部１３を具備した構成にしてもよい。
【0057】
なお、図において２１はカバーである。即ち、本実施例において前記ワーク搬送手段７は、上部及び側部をカバー２１で覆っており、前記ワーク連結部１３はカバー２１を貫通して上方に突設している。
【0058】
次に、前記ワーク連結部１３に連結されるワーク取付治具について図８を参照して説明すると、図８はワーク取付治具の一例を示した図であり、図８において１４がワーク取付治具であり、Ｗはワーク取付治具１４に取り付けられたワークである。そして、図８に示すワーク取付治具１４は、ワーク連結部１３の挿入孔に挿入されることでワーク連結部１３に連結される主軸１５と、この主軸１５の上方部分に放射状に連設された複数のアーム１６を有しており、アーム１６の先端には板状の支持手段１７が取り付けられている。そして、支持手段１７にワークＷを装着することとしており、図８においてワークＷはドアミラーとしている。但し、ワーク取付治具１４の形態は特に限定されない。また、図２及び図３においては、理解を容易にするために、ワーク取付治具１４を円形のテーブル状で示した。
【0059】
次に、前記ワーク連結部１３を回動するための駆動部について説明すると、本実施例において前記駆動部は、マグネットモーターとしており、このマグネットモーターは、カップリングとこのカップリングを磁力により非接触の状態で回動するモーターベースを具備している。即ち、本実施例においては、第１旋回アーム１１のそれぞれが連設される回動部１０の四隅部分に、磁石製又は磁性体のカップリング１９が回動自在に備えられている。そして、前記第１旋回アーム１１の内部のそれぞれの先端部分、又は第２旋回アーム１２の内部における第１旋回アーム１１との連結部分近傍には、図示しない回転体が回動自在に備えられ、カップリング１９と回転体は図示しないベルトで連結されている。また、回転体と前記ワーク連結部１３とは図示しないベルトで連結され、これにより、カップリング１９が回転するとワーク連結部１３のみを回転することが可能となる。
【0060】
一方、回動部１０の下方において前記基台９には、カップリング１９を回動するためのモーターベース２０が備えられており、このモーターベース２０は、モーター本体とこのモーター本体の先端に備えられた磁石製の円盤を備えている。
【0061】
ここで、カップリング１９は、第１旋回アーム１１のそれぞれが連設される回動部１０の四隅部分に備えられているため、ワーク搬送手段７が塗装エリア３内にワークを搬送したときに、それぞれの位置が確定する。
【0062】
そこで、本実施例では、回動部１０における、塗装エリア３内にワークが搬送されることでカップリング１９の位置が確定したときに、塗装エリア３内にワークを搬送した第１旋回アーム１１が連設されている四隅部分に備えたカップリング１９の下方に位置するようにして、前記基台９にモーターベース２０を備えており、モーターベース２０は、上方にカップリング１９が移動してきた時にカップリング１９との間に隙間が形成される配置としている。
【0063】
従って、これによって、ワーク搬送手段７が塗装エリア３内にワークを搬送すると、回動部１０における、塗装エリア３内にワークを搬送した第１旋回アーム１１が連設されている四隅部分に備えたカップリング１９がモーターベース２０の上方に移動してくる。そしてその状態で、モーター本体を駆動することでモーターベース２０の円盤が回転すると、円盤の磁力により、上方に位置するカップリング１９が円盤と非接触の状態で回転し、それにより、前述したように、ワーク連結部１３のみを回転することが可能となる。
【0064】
一方、塗装エリア３における塗料の塗布が終了してワーク搬送手段７が回転すると、モーターベース２０の上方に位置していたカップリング１９は、モーターベース２０と非接触であるため、モーターベース２０から水平方向に引き離されてセッティングエリア４の正面側に搬送される。そしてそれとともに、搬出入エリア６で搬入された塗装前のワークが塗装エリア３内に搬送され、回動部１０における、新たなワークを搬入した第１旋回アーム１１が連設されている四隅部分に備えたカップリング１９が、モーターベースの上方に移動する。そうすると、前述と同様に、モーター本体を駆動することで円盤が回転し、円盤の磁力により、モーターベースの上方に位置するカップリング１９が円盤と非接触の状態で回転し、塗装エリア３内においてワーク連結部１３のみを回転することが可能となる。図７がワークが塗装エリア３内に搬送されてモーターベース２０の上方にカップリング１９がある状態を示している。また図６は、図７の状態でワーク搬送手段７が回転し、モーターベース２０の上方に位置していたカップリング１９がモーターベース２０から水平方向に引き離された状態を示しており、この状態は、ワーク搬送手段７が回転を完了する前の状態である。
【0065】
なお、駆動部は、必ずしもマグネットモーターを用いる必要はなく、通常のモーターを用いてもよい。そしてそのとき、前記カップリング１９の箇所のそれぞれにモーターを備えてもよく、前記モーターベース２０の箇所に、カップリング１９に連結可能なようにして、昇降自在に通常のモーターを備えてもよい。更に、カップリング１９は必ずしも回動部１０の四隅部分に備える必要は無く、第１旋回アーム１１に備えても良い。
【0066】
次に、本実施例においてワーク搬送手段７は、４本の第１旋回アーム１１の先端に備えたワーク連結部１３がそれぞれ、塗装エリア３内，セッティングエリア４の正面側，ＵＶ照射エリア５の正面側，搬出入エリア６の正面側に配置可能としている。そしてこれにより、搬出入エリア６において、ワーク取付治具１４によってワーク連結部１３に新たに連結されたワークは、ワーク搬送手段７を回動することで、塗装エリア３の内部、セッティングエリア４の正面側、ＵＶ照射エリア５の正面側、及び搬出入エリア６の正面側へ搬送することとしている。なおワーク搬送手段７は、前記基台９内に備えたモーターにより回動することとしている。
【0067】
次に前記塗装ロボット８について説明すると、本実施例において塗装ロボット８は、据え置き型の塗装ロボットとしており、ワーク搬送手段７の回動部１０を貫通して基台９に立設された本体ピラー２２を有し、本体ピラー２２には第１アーム２３が上下方向へ回動自在に連結され、第１アーム２３には第２アーム２４が上下方向へ回動自在に連結されている。また、第２アーム２４の先端部分には長尺のボールネジスプライン２５が連結され、本実施例においてボールネジスプライン２５は、第２アーム２４の幅方向、即ち、左右方向へ移動自在であるとともに、円周方向に沿って回動自在としている。そして、ボールネジスプライン２５の両端にスプレーガン２６が装着されている。なお本発明において塗装ロボット８は、必ずしも中央エリア２に備えた据え置き型の塗装ロボットである必要はなく、塗装エリア３の上方に吊り下げた天吊型の塗装ロボットとしてもよく、この場合は、塗装ロボットのロボットアームにスプレーガンを取り付けることとする。
【0068】
次に、前記塗装エリア３について説明すると、本実施例において前記塗装エリア３は、ワークに向けて塗料を噴射してワークに塗料を塗布するためのエリアとしている。即ち前述したように、ワーク搬送手段７の第１旋回アーム１１の先端に備えたワーク連結部１３は、塗装エリア３に配置されることとしている。そして、塗装エリア３内に配置されたワーク連結部１３に連結されたワークに向けて、塗装ロボット８のスプレーガン２６から塗料が噴霧され、これにより、ワークの塗装が行われることとしている。
【0069】
なお、図１において塗装エリア３の正面側は理解を容易にするために開放して示しているが、塗装エリア３の正面側には塗料ミストを回収するためのフィルターが配置されており、また、前記中央エリア２の後方側の天井には給気用の窓２７が形成されている。そして、塗装が行われている過程では、給気窓２７より中央エリア２内にエアーを供給し、このエアーをフィルター側に向けて流しながら、中央エリア２及び塗装エリア３内の塗料ミストをフィルターで回収しつつ、供給したエアーを室外に排気している。
【0070】
次に、前記セッティングエリア４について説明すると、本実施例においてセッティングエリア４は、前述したように、塗装エリア３においてワークに塗布された塗料に含まれる揮発成分としての水を蒸発させるためのエリアである。即ち、本実施例において前記セッティングエリア４には、ヒーター等の加熱手段が備えられており、この加熱手段によってワークを加熱することで、塗料に含まれる揮発成分を蒸発させることとしている。但し、揮発成分を蒸発させる方法はヒーターによる加熱に限定されるものではなく、その他の方法を用いてもよい。従って例えば、セッティングエリア４内においてワークを回転させることで揮発成分を蒸発させてもよい。
【0071】
次に、前記ＵＶ照射エリア５について説明すると、本実施例においてＵＶ照射エリア５は前述したように、ワークに紫外線を照射してワークに塗布された塗料を硬化するためのエリアである。即ち、ＵＶ照射エリア５内には紫外線照射装置が備えられており、セッティングエリア４で揮発成分が蒸発されたワークに向けて、紫外線照射装置から紫外線を照射することで、ワークに塗布されたＵＶ塗料を硬化させ、これにより塗装を完了することとしている。
【0072】
そして、前記搬出入エリア６は、前述したように、ＵＶ照射エリア５において塗料が硬化して塗装が完了したワークをシステムから取り出すとともに、塗装前のワークを新たにシステムに入れるためのエリアとしている。また搬出入エリア６では、新たに搬入されたワークについて除塵、除電を行うこととしている。従ってこれにより、本実施例の塗装システムでは、搬出入エリア６に搬入された塗装前のワークを、ワーク搬送手段７を回動することで順次、塗装エリア３、セッティングエリア４、ＵＶ照射エリア５に搬送して、各エリアで塗料の塗布、揮発成分の蒸発、ＵＶ照射を行うことで、塗装を完了することが可能である。
【0073】
次に、図２、３において２８は、セッティングエリア４、ＵＶ照射エリア５、搬出入エリア６を密閉状態にするための開閉扉である。即ち、本実施例において前記セッティングエリア４では、ワークを加熱することで塗料に含まれる揮発成分を蒸発させることとしているが、効率を高めるために、ワークを加熱する際にはセッティングエリア４内を密閉状態にすることが必要である。また、ＵＶ照射エリア５においては、ワークに向けて紫外線を照射するために、紫外線が漏れることによる作業者への悪影響を防止して安全を確保のためにも、ＵＶ照射を行っている際には内部を密閉する必要がある。更に、搬出入エリア６では、新たに搬入されたワークの除塵、除電を行うために、新たなワークを搬入したときには内部を密閉状態にする必要がある。更にまた、中央エリアへの熱や紫外線の漏洩を防止する必要もある。
【0074】
一方、前述したように、ワーク搬送手段７は、セッティングエリア４の正面、ＵＶ照射エリア５の正面、及び搬出入エリア６の正面へワークを搬送するために、搬送されてきたワークをセッティングエリア４、ＵＶ照射エリア５、搬出入エリア６に移送するためにはそれぞれのエリアは中央エリア２と通じていなければならない。
【0075】
そこで、本実施例では、セッティングエリア４と中央エリア２との連通を遮断し又は遮断を解除する開閉扉２８、ＵＶ照射エリア５と中央エリア２との連通を遮断し又は遮断を解除する開閉扉２８、及び搬出入エリア６と中央エリア２との連通を遮断し又は遮断を解除する開閉扉２８をそれぞれ具備し、これにより、セッティングエリア４、ＵＶ照射エリア５、搬出入エリア６を密閉状態にすることを可能としている。
【0076】
次に、図において２９は、前記ワーク搬送手段７により搬送されてきたワークをセッティングエリア４、ＵＶ照射エリア５、搬出入エリア６に移送し、又はセッティングエリア４、ＵＶ照射エリア５、搬出入エリア６に移送されたワークをワーク搬送手段７に戻すための移送手段である。
【0077】
即ち、前述したように、ワーク搬送手段７は、回動することで、ワークを、塗装エリア３の内部、セッティングエリア４の正面側、ＵＶ照射エリア５の正面側、及び搬出入エリア６の正面側へ搬送することとしているため、搬送されてきたワークについて、セッティングエリア４で揮発成分の蒸発を行い、及びＵＶ照射エリア５で紫外線の照射を行い、及び搬出入エリア６から搬出するためには、ワークをそれぞれ、セッティングエリア４、ＵＶ照射エリア５、及び搬出入エリア６へ移送する必要がある。そこで、本実施例では、ワーク搬送手段７によりセッティングエリア４の正面側に搬送されてきたワークをセッティングエリア４に移送し、又はセッティングエリア４に移送されたワークをワーク搬送手段７に戻すための移送手段２９と、ワーク搬送手段７によりＵＶ照射エリア５の正面側に搬送されてきたワークをＵＶ照射エリア５に移送し、又はＵＶ照射エリア５に移送されたワークをワーク搬送手段７に戻すための移送手段２９と、ワーク搬送手段７により搬出入エリア６の正面側に搬送されてきたワークを搬出入エリア６に移送し、又は搬出入エリア６に移送されたワークをワーク搬送手段７に戻すための移送手段２９をそれぞれ、備えている。
【0078】
次に、図９、１０は、前記開閉扉２８及びワーク移送手段２９を説明するための図である。即ち本実施例では、前記開閉扉２８及びワーク移送手段２９のそれぞれをドアユニットとして一体化しており、このドアユニットを前記セッティングエリア４、ＵＶ照射エリア５、搬出入エリア６における中央エリア２との連結部分近傍に設置している。また、ドアユニットの幅は、セッティングエリア４、ＵＶ照射エリア５、搬出入エリア６における中央エリア２との連結部分の幅とほぼ同じ幅としている。なお、図２、３においては、理解を容易にするために、ユニットは省略し、開閉扉２８とワーク移送手段２９のみを示している。
【0079】
ここで、ドアユニットを説明すると、図９、１０において３１がドアユニットである。そして、ドアユニット３１は枠状のハウジング３２を有しており、このハウジング３２内には基台３３が備えられるとともに、ハウジング３２内において基台３３には、開閉扉としての板状の回転扉２８が、回動自在に設置されている。そして、回転扉２８の正面を中央エリア２側に向けることで、ハウジング３２の左右側の内壁と回転扉２８の左右側の端部とは、ほぼ隙間がない状態で接触し、これにより、セッティングエリア４と中央エリア２との連通、ＵＶ照射エリア５と中央エリア２との連通、搬出入エリア６と中央エリア２との連通を、それぞれ遮断し、セッティングエリア４、ＵＶ照射エリア５、搬出入エリア６を密閉状態にし、この状態で回転扉２８を任意の角度だけ回動することで、遮断を解除することを可能にしている。
【0080】
次に図において２９がワーク移送手段であり、本実施例においてこのワーク移送手段２９は、前記回転扉２８と同様に前記基台３３に回動自在に設置されており、回転扉２８の回転とともに回転することとしている。
【0081】
ここで、前記ワーク移送手段２９について説明すると、図９においてワーク移送手段２９はアーム３４を有し、このアーム３４は昇降自在としている。また、アーム３４の両端には可動部３５が連結されており、この可動部３５は前後方向へ可動自在としている。更に、可動部３５の正面側には、ワーク取付治具１４の主軸１５の任意の箇所に周設した把持部１８（図８参照）を挟持して把持する挟持部３６が備えられている。なお、挟持部３６はそれぞれ、セッティングエリア４の正面側、ＵＶ照射エリア５の正面側、及び搬出入エリア６の正面側にワーク取付治具１４が搬送された状態で可動部３５が前進することで、それぞれのワーク取付治具１４の把持部１８を挟持可能な位置に設定されている。
【0082】
次に、ハウジング３２内において回転扉２８の背面側には、設置テーブル３７が備えられており、この設置テーブル３７は固定されており、ワーク取付治具１４を連結するためのワーク連結具３８が備えられている。なおワーク連結具３８は、ワーク搬送手段７に備えたワーク連結部１３とほぼ同様の構成としている。
【0083】
このように構成されるドアユニット３１の作用を説明すると、ワーク搬送手段７によって、セッティングエリア４の正面側、ＵＶ照射エリア５の正面側、及び搬出入エリア６の正面側にワーク取付治具１４が搬送されてくると、それぞれの可動部３５が前進し、それぞれの挟持部３６が、ワーク取付治具１４の把持部１８を挟持する。
【0084】
次に、アーム３４が上昇し、更に可動部３５が後退して元の位置に戻り、それにより、ワーク取付治具１４の主軸１５がワーク連結部１３の挿入孔から抜け出て、ワーク取付治具１４はワーク連結部１３との連結が解除される。
【0085】
そして次に、ワーク移送手段２９がワーク取付治具１４を挟持した状態で、回転扉２８及びワーク移送手段２９が回転する。そうすると、ワーク取付治具１４がセッティングエリア４、ＵＶ照射エリア５、搬出入エリア６内に移送され、更に、セッティングエリア４、ＵＶ照射エリア５、搬出入エリア６は回転扉２８によって密閉状態になる。
【0086】
更にその後、可動部３５が前進し、アーム３４が下降し、ワーク取付治具１４は設置テーブル３７に備えたワーク連結具３８に連結され、その後可動部３５が後退することで、ワーク取付治具１４及びワークはセッティングエリア４、ＵＶ照射エリア５、搬出入エリア６内にセットされる。そして、セッティングエリア４、ＵＶ照射エリア５内にセットされたワークはそれぞれエリア内において、揮発成分の蒸発、紫外線照射が行われ、搬出入エリア６内にセットされたワークは塗装前のワークと交換される。従って、回転扉２９及びワーク移送手段２９が回転し、可動部３５が前進し、アーム３４が下降したときに、ワーク取付治具１４が設置テーブル３７に備えたワーク連結具３８に連結されるようにして、予めワーク連結具３８を設置テーブル３７に配置しておく。
【0087】
そして、各エリアにおける処理がおこなわれた後は、可動部３５が前進し、挟持部３６によって、設置テーブル３７に備えたワーク連結具３８に連結されているワーク取付治具１４が挟持され、その後アーム３４が上昇し、可動部３５が後退することで、ワーク取付治具１４が設置テーブル３７に備えたワーク連結具３８から外され、ワーク移送手段２９がワーク取付治具１４を支持する。
【0088】
そしてその状態で回転扉２８が回転し、その後は前記と逆の動作により、ワーク取付治具１４がワーク搬送手段７のワーク連結部１３に連結される。ワークが搬送されてきた状態を示すイメージ図が図２であり、ワーク取付治具１４を挟持した状態で回転してワーク取付治具をセッティングエリア４、ＵＶ照射エリア５、搬出入エリア６内に移送した状態を示したイメージ図が図３である。
【0089】
なお、図において３０は整流板である。即ち本実施例においては、セッティングエリア４と搬出入エリア６を密閉する回転扉２８は、背面側に回転扉２８の正面と直交する方向に向けて、メッシュ状の整流板３０を連設している。また塗装ロボット８の後方側にも整流版が設置され、回転扉２８を回転してワーク取付治具をセッティングエリア４、ＵＶ照射エリア５、搬出入エリア６内に移送した際に、中央エリア２の中央部分で中央エリア２を前後に遮断し、中央エリア２の後方側の天井の給気用窓２７から供給されるが、均等にフィルター側に向けて流されるようにしている。但し、整流板は必ずしも必要なものではない。
【0090】
次に、このように構成される本実施例の塗装システムを用いたワークの塗装について説明すると、図２は、ワーク搬送手段７によって、塗装エリア３の内部、セッティングエリア４の正面側、ＵＶ照射エリア５の正面側、搬出入エリア６の正面側に、ワークが取り付けられた状態でワーク取付治具１４が搬送されてきた状態を示している。
【0091】
そしてこの状態で、セッティングエリア４の正面側、ＵＶ照射エリア５の正面側、搬出入エリア６の正面側に搬送されてきたワーク取付治具１４はそれぞれ、前述の機構によりドアユニット３１によって、セッティングエリア４、ＵＶ照射エリア５、搬出入エリア６に移送される。
【0092】
次に、ワーク搬送手段７によって塗装エリア３内に搬送されてきたワーク取付治具１４が、前述の方法によりワーク連結部１３を回動することで回動し、塗装ロボット８は、ワーク取付治具１４に取り付けられているワークに向けて塗料を噴霧し、ワークへの塗料の塗布が行われる。即ち本実施例では、ワーク取付治具１４を回転することで、ワークＷを主軸１５の周囲で公転させ、この公転しているワークに対して塗料を塗布する。そして本実施例では、ワークの公転速度を高速としている。
【0093】
一方、塗装エリア３で塗料の塗布が行われている間に、セッティングエリア４においては、塗装エリア３においてワークに塗布された塗料に含まれる揮発成分の蒸発が行われる。またＵＶ照射エリア５においては、セッティングエリア４において塗料に含まれる揮発成分の蒸発が行われたワークにむけて紫外線が照射され、塗料の硬化が行われる。更に搬出入エリア６においては、ＵＶ照射エリア５において塗料が硬化して塗装が完了したワークが取り出されるとともに塗装前の新たなワークがワーク連結部１３に連結されることでワークの入れ替えが行われ、更に、新たなワークがワーク連結部１３に連結された後に、搬出入エリア６で除塵、除電処理が行われる。
【0094】
そしてこれらの処理は、それぞれ、１分前後の間に行われ、１分前後の間に、塗料の塗布、揮発成分の蒸発、紫外線照射による塗料の硬化、ワークの入れ替えが行われる。そしてその後は、ワーク搬送手段７が約９０度回転して、搬出入エリア６に新たに搬入されたワークが塗装エリア３に搬送され、塗装エリア３において塗料の塗布が行われたワークがセッティングエリア４の正面側に搬送され、セッティングエリア４において揮発成分の蒸発が行われたワークがＵＶ照射エリア５の正面側に搬送され、ＵＶ照射エリア５において紫外線照射により塗料が硬化して塗装が完了したワークが搬出入エリア６の正面側に搬送され、それぞれのエリアで前述の同じ処理が行われる。そして、その後はワーク搬送手段７が約９０度回転し、以後は、予定数量のワークの塗装が完了するまで前述の処理が繰り返される。
【0095】
このとき、本実施例の塗装システムでは、スプレーガンからワークに向けて噴霧する塗料の温度を常温よりも高くしており、それにより、ワークに塗布した塗料に含まれる揮発成分として水の温度を高くしているため、水を蒸発させるためのセッティング時間を短くすることが可能である。従って、揮発成分を蒸発させるためのセッティングに時間がかかる水系ＵＶ塗料を用いた場合も、加熱していない塗料をワークに塗布する場合と比較し、乾燥時間を短くして短時間でワークの塗料を完了することが可能である。更にこのとき、本実施例では、ワークに塗料を噴霧する際には、ワークＷを主軸１５の周囲で高速で公転させているため、これによっても水の蒸発を早めることが可能である。
【0096】
このように、本実施例の塗装システムでは、水系ＵＶ塗料を用いてワークの塗装を行う塗装システムにおいて、スプレーガンに供給する塗料又はエアーの少なくともいずれかを加熱した後に、スプレーガンに塗料及びエアーを供給することで、スプレーガンから噴霧される塗料の温度を上げ、温度を上げた塗料をワークに塗布することとしているため、塗料にふくまれる揮発成分である水の温度を常温よりも高くした状態でワークに塗布することができ、更にワークを高速で回転させた状態で塗料を噴霧しているため、それにより、常温の水系ＵＶ塗料を用いた場合と比較し、塗料に含まれる水を蒸発させるためのセッティング時間を短くすることが可能であり、乾燥時間を短くして短時間でワークの塗料を完了することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【0097】
本発明の塗装システムは、水系ＵＶ塗料を用いた塗装システムの全般に適用可能である。
【符号の説明】
【0098】
１ 塗装システム
２ 中央エリア
３ 塗装エリア
４ セッティングエリア
５ ＵＶ照射エリア
６ 搬出入エリア
７ ワーク搬送手段
８ 塗装装置
９ 基台
１０ 回動部
１１ 第１旋回アーム
１２ 第２旋回アーム
１３ ワーク連結部
１４ ワーク取付治具
１５ 主軸
１６ アーム
１７ 支持手段
１８ 把持部
１９ マグネットモーターのカップリング
２０ モーターベース
２１ カバー
２２ 本体ピラー
２３ 第１アーム
２４ 第２アーム
２５ ボールネジスプライン
２６ スプレーガン
２７ 給気窓
２８ 開閉扉
２９ ワーク移送手段
３０ 整流板
３１ ドアユニット
３２ ハウジング
３３ 基台
３４ アーム
３５ 可動部
３６ 挟持部
３７ 設置テーブル
３８ ワーク連結具
４１ スプレーガン
４２ 塗料供給手段
４３ 塗料加熱手段
４４ 塗料温度センサー
４５ 塗料タンク
４６ ポンプ
４７ エアー供給手段
４８ エアー加熱手段
４９ エアー温度センサー
５０、５１ 塗料ホース
５２ エアーホース
２ 中央エリア
３ 塗装エリア
４ セッティングエリア
５ ＵＶ照射エリア
６ 搬出入エリア
７ ワーク搬送手段
８ 塗装装置
９ 基台
１０ 回動部
１１ 第１旋回アーム
１２ 第２旋回アーム
１３ ワーク連結部
１４ ワーク取付治具
１５ 主軸
１６ アーム
１７ 支持手段
１８ 把持部
１９ マグネットモーターのカップリング
２０ モーターベース
２１ カバー
２２ 本体ピラー
２３ 第１アーム
２４ 第２アーム
２５ ボールネジスプライン
２６ スプレーガン
２７ 給気窓
２８ 開閉扉
２９ ワーク移送手段
３０ 整流板
３１ ドアユニット
３２ ハウジング
３３ 基台
３４ アーム
３５ 可動部
３６ 挟持部
３７ 設置テーブル
３８ ワーク連結具
４１ スプレーガン
４２ 塗料供給手段
４３ 塗料加熱手段
４４ 塗料温度センサー
４５ 塗料タンク
４６ ポンプ
４７ エアー供給手段
４８ エアー加熱手段
４９ エアー温度センサー
５０、５１ 塗料ホース
５２ エアーホース
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】