特許 7384115 塗装システムおよび塗装方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-13

(45)【発行日】2023-11-21

(54)【発明の名称】塗装システムおよび塗装方法

(51)【国際特許分類】

   B05B 12/00 20180101AFI20231114BHJP

   B05B 5/025 20060101ALI20231114BHJP

   B05B 16/60 20180101ALI20231114BHJP

   B05D 1/02 20060101ALI20231114BHJP

   B05D 1/36 20060101ALI20231114BHJP

【ＦＩ】

B05B12/00 A

B05B5/025 A

B05B16/60

B05D1/02 B

B05D1/36 Z

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020095191

(22)【出願日】2020-06-01

(65)【公開番号】P2021186756

(43)【公開日】2021-12-13

【審査請求日】2022-06-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000947

【氏名又は名称】弁理士法人あーく事務所

(72)【発明者】

【氏名】谷 真二

(72)【発明者】

【氏名】沼里 亮

(72)【発明者】

【氏名】田中 一基

(72)【発明者】

【氏名】木村 拓史

【審査官】大塚 美咲

(56)【参考文献】

【文献】特開平０８－３２３２７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２９０８９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－２００８６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２２０２４９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０５Ｂ １２／００

Ｂ０５Ｂ ５／０２５

Ｂ０５Ｂ １６／６０

Ｂ０５Ｄ １／０２

Ｂ０５Ｄ １／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被塗装物における上部の領域を塗装する第１塗装ロボットと、前記被塗装物における前記上部の領域よりも下側の領域を塗装する第２塗装ロボットとを有する塗装ユニットを備え、前記被塗装物が水平方向に移動可能となっていると共に、前記第１塗装ロボットと前記第２塗装ロボットとが前記被塗装物の移動方向に沿って並べられて配設されており、前記各塗装ロボットから前記被塗装物に向けて塗料を吹き付けて当該被塗装物を塗装する塗装システムにおいて、
前記第１塗装ロボットは、塗装室の床部に固定されて該床部から上方に延びる支柱に取り付けられた第１ロボットベースと、該第１ロボットベース上に稼働可能に取り付けられた第１ロボットアームとを備え、前記第２塗装ロボットは、前記塗装室の床部に固定されて該床部から上方に延びる支柱に取り付けられた第２ロボットベースと、該第２ロボットベース上に稼働可能に取り付けられた第２ロボットアームとを備えており、
前記被塗装物の移動方向に沿い且つ鉛直方向に延在する仮想平面を基準面とした場合に、前記塗装ユニットは、前記基準面を挟んで両側に配設されており、これら塗装ユニットそれぞれにおける各塗装ロボットのうち前記被塗装物の移動方向の上流側に位置する各塗装ロボット同士が前記基準面を挟んで互いに対向するように配設されており、また、これら塗装ユニットそれぞれにおける各塗装ロボットのうち前記被塗装物の移動方向の下流側に位置する各塗装ロボット同士が前記基準面を挟んで互いに対向するように配設されており、
前記基準面に対して一方側に配設された前記塗装ユニットにあっては、前記第１塗装ロボットが前記被塗装物の上面における前記一方側の領域を、前記第２塗装ロボットが前記被塗装物における前記一方側の側面をそれぞれ塗装し、前記基準面に対して他方側に配設された前記塗装ユニットにあっては、前記第１塗装ロボットが前記被塗装物の上面における前記他方側の領域を、前記第２塗装ロボットが前記被塗装物における前記他方側の側面をそれぞれ塗装するようになっており、
前記基準面に対して一方側に配設された前記塗装ユニット、および 前記基準面に対して他方側に配設された前記塗装ユニットそれぞれにあっては、前記第１ロボットベースと前記基準面との間の距離が、前記第２ロボットベースと前記基準面との間の距離よりも短く設定されており、前記第１ロボットベースの配設高さ位置が、前記第２ロボットベースの配設高さ位置よりも上方に設定されていて、前記第１ロボットベースの下側には、前記第２ロボットアームが通過するロボットアーム通過範囲が設けられており、
更に、前記基準面に対して一方側に配設された前記塗装ユニットにあっては、前記第１塗装ロボットが、前記被塗装物の移動方向に沿って並べられた前記各塗装ロボットのうちの当該移動方向の下流側に位置する塗装ロボットとなっており、前記第２塗装ロボットが、前記被塗装物の移動方向に沿って並べられた前記各塗装ロボットのうちの当該移動方向の上流側に位置する塗装ロボットとなっており、
前記基準面に対して他方側に配設された前記塗装ユニットにあっては、前記第１塗装ロボットが、前記被塗装物の移動方向に沿って並べられた前記各塗装ロボットのうちの当該移動方向の上流側に位置する塗装ロボットとなっており、前記第２塗装ロボットが、前記被塗装物の移動方向に沿って並べられた前記各塗装ロボットのうちの当該移動方向の下流側に位置する塗装ロボットとなっていることを特徴とする塗装システム。

【請求項2】

請求項１記載の塗装システムにおいて、
前記第１塗装ロボットの稼働および前記第２塗装ロボットの稼働を共に制御する単一の制御装置を備えていることを特徴とする塗装システム。

【請求項3】

請求項２記載の塗装システムにおいて、
前記被塗装物の搬送経路および前記塗装ユニットが収容され且つ外部と遮断される塗装用空間を構成する塗装ブースを備えており、前記制御装置は、前記塗装ブースの外部に配設されていることを特徴とする塗装システム。

【請求項4】

請求項１、２または３記載の塗装システムにおいて、
前記第１ロボットアームおよび前記第２ロボットアームは共に前記被塗装物に向けて塗料を吹き付けるスプレーガンを搭載しており、前記各スプレーガンのうち少なくとも一方は、塗料を静電微粒化して該塗料を前記被塗装物に向けて吹き付けるよう構成されていることを特徴とする塗装システム。

【請求項5】

請求項１～４のうち何れか一つに記載の塗装システムを使用した塗装方法であって、
前記被塗装物が水平方向に移動すると共に、前記被塗装物における上部の領域を前記第１塗装ロボットによって塗装し、前記被塗装物における前記上部の領域よりも下側の領域を前記第２塗装ロボットによって塗装することを特徴とする塗装方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば自動車の車体等の被塗装物を塗装する塗装システムおよび該塗装システムを使用した塗装方法に係る。特に、本発明は、所定の基準面に対して同じ側に少なくとも２台の塗装ロボットを備えた塗装システムおよび塗装方法に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車の車体等の被塗装物に対して霧状の塗料を吹き付けることで塗装する塗装システムとして特許文献１に開示されているものが知られている。この特許文献１の塗装システムは、被塗装物の搬送経路に沿って複数台の塗装ロボットを配置すると共に、各塗装ロボットの配設高さ位置を上下方向でオフセットさせている。具体的な一例として、被塗装物の上面を塗装する第１塗装ロボットと、被塗装物の側面を塗装する第２塗装ロボットとを備えさせ、第１塗装ロボットの配設高さ位置を第２塗装ロボットの配設高さ位置よりも高い位置に設定すると共に、第１塗装ロボットの配設位置を第２塗装ロボットの配設位置よりも外側（搬送経路から遠い側）に設定することが開示されている。つまり、この特許文献１では、被塗装物において搬送経路の中央部に近い領域（例えば被塗装物の上面の中央部）を塗装する塗装ロボット（前記第１塗装ロボット）と、被塗装物において搬送経路の中央部から遠い領域（例えば被塗装物の側面）を塗装する塗装ロボット（前記第２塗装ロボット）とを併用することで被塗装物の各領域（被塗装物の上面や側面）を塗装するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平１－２６６８７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一般に塗装ロボットは、ロボットベースと、該ロボットベース上に搭載され搬送経路上の被塗装物に向けて延在するロボットアームとを備えている。そして、特許文献１に開示されているように、被塗装物において搬送経路の中央部に近い領域を塗装する第１塗装ロボットと、被塗装物において搬送経路の中央部から遠い領域を塗装する第２塗装ロボットとを併用する場合、第１塗装ロボットにあっては、ロボットアームを長くして、ロボットアーム先端に設けられたスプレーガンが被塗装物の上面の中央部まで届くようにしておく必要がある。しかしながら、ロボットアームを長くした場合には、第１塗装ロボットが大型化してしまい、塗装システムの大型化を招いてしまうことになる。塗装システムの大型化は、設備費用やランニングコストの高騰に繋がるため好ましくない。

【0005】

ロボットアームを長くすることを避けるための手段として、第１塗装ロボットのロボットベースの位置を搬送経路に近い位置に設定しておくことが考えられる。しかし、この場合、単に第１塗装ロボットのロボットベースの位置を搬送経路に近い位置に設定しただけでは、第２塗装ロボットのロボットアームの可動範囲が第１塗装ロボットによって制限される（第１塗装ロボットに干渉しないようにするために可動範囲が制限されてしまう）可能性があり、被塗装物の側面の塗装に悪影響を与えてしまう可能性がある。

【0006】

このように、搬送経路に沿って複数台の塗装ロボットを配置した塗装システムにあっては、塗装ロボットの小型化とロボットアームの可動範囲の拡大とを両立することが難しかった。

【0007】

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、塗装ロボットの小型化とロボットアームの可動範囲の拡大とを両立することができる塗装システムおよび該塗装システムを使用した塗装方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、被塗装物における上部の領域を塗装する第１塗装ロボットと、前記被塗装物における前記上部の領域よりも下側の領域を塗装する第２塗装ロボットとを有する塗装ユニットを備え、前記被塗装物が水平方向に移動可能となっていると共に、前記第１塗装ロボットと前記第２塗装ロボットとが前記被塗装物の移動方向に沿って並べられて配設されており、前記各塗装ロボットから前記被塗装物に向けて塗料を吹き付けて当該被塗装物を塗装する塗装システムを前提とする。そして、この塗装システムは、前記第１塗装ロボットが、塗装室の床部に固定されて該床部から上方に延びる支柱に取り付けられた第１ロボットベースと、該第１ロボットベース上に稼働可能に取り付けられた第１ロボットアームとを備え、前記第２塗装ロボットが、前記塗装室の床部に固定されて該床部から上方に延びる支柱に取り付けられた第２ロボットベースと、該第２ロボットベース上に稼働可能に取り付けられた第２ロボットアームとを備えており、前記被塗装物の移動方向に沿い且つ鉛直方向に延在する仮想平面を基準面とした場合に、前記塗装ユニットは、前記基準面を挟んで両側に配設されており、これら塗装ユニットそれぞれにおける各塗装ロボットのうち前記被塗装物の移動方向の上流側に位置する各塗装ロボット同士が前記基準面を挟んで互いに対向するように配設されており、また、これら塗装ユニットそれぞれにおける各塗装ロボットのうち前記被塗装物の移動方向の下流側に位置する各塗装ロボット同士が前記基準面を挟んで互いに対向するように配設されており、前記基準面に対して一方側に配設された前記塗装ユニットにあっては、前記第１塗装ロボットが前記被塗装物の上面における前記一方側の領域を、前記第２塗装ロボットが前記被塗装物における前記一方側の側面をそれぞれ塗装し、前記基準面に対して他方側に配設された前記塗装ユニットにあっては、前記第１塗装ロボットが前記被塗装物の上面における前記他方側の領域を、前記第２塗装ロボットが前記被塗装物における前記他方側の側面をそれぞれ塗装するようになっており、前記基準面に対して一方側に配設された前記塗装ユニット、および 前記基準面に対して他方側に配設された前記塗装ユニットそれぞれにあっては、前記第１ロボットベースと前記基準面との間の距離が、前記第２ロボットベースと前記基準面との間の距離よりも短く設定されており、前記第１ロボットベースの配設高さ位置が、前記第２ロボットベースの配設高さ位置よりも上方に設定されていて、前記第１ロボットベースの下側には、前記第２ロボットアームが通過するロボットアーム通過範囲が設けられており、更に、前記基準面に対して一方側に配設された前記塗装ユニットにあっては、前記第１塗装ロボットが、前記被塗装物の移動方向に沿って並べられた前記各塗装ロボットのうちの当該移動方向の下流側に位置する塗装ロボットとなっており、前記第２塗装ロボットが、前記被塗装物の移動方向に沿って並べられた前記各塗装ロボットのうちの当該移動方向の上流側に位置する塗装ロボットとなっており、前記基準面に対して他方側に配設された前記塗装ユニットにあっては、前記第１塗装ロボットが、前記被塗装物の移動方向に沿って並べられた前記各塗装ロボットのうちの当該移動方向の上流側に位置する塗装ロボットとなっており、前記第２塗装ロボットが、前記被塗装物の移動方向に沿って並べられた前記各塗装ロボットのうちの当該移動方向の下流側に位置する塗装ロボットとなっていることを特徴とする。

【0009】

この特定事項により、塗装システムによる被塗装物の塗装作業に当たっては、被塗装物における上部の領域を第１塗装ロボットによって塗装すると共に、被塗装物における前記上部の領域よりも下側の領域を第２塗装ロボットによって塗装することになる。この際、第１塗装ロボットの第１ロボットベース（第２塗装ロボットの第２ロボットベースよりも基準面との間の距離が短く設定された第１ロボットベース）の配設高さ位置よりも下方に第２ロボットベースが位置する第２塗装ロボットは、第１ロボットベースの下側に設けられたロボットアーム通過範囲を第２ロボットアームが通過しながら被塗装物における下側の領域（第１塗装ロボットの塗装領域よりも下側の領域）を塗装していく。つまり、第１ロボットベースの位置を搬送経路に近い位置（第２ロボットベースの位置よりも基準面に近い位置）に設定しながらも、第２ロボットアームが第１塗装ロボットに干渉することなく可動範囲が十分に確保された状態で第１塗装ロボットの塗装領域よりも下側の領域を塗装していくことになる。即ち、第１ロボットベースの位置を基準面に近い位置に設定して被塗装物との間の距離を短くすることで第１ロボットアームの長さを短くしながらも、第２ロボットアームの可動範囲を十分に確保することができる。このため、塗装ロボット（特に、第１塗装ロボット）の小型化とロボットアーム（特に、第２ロボットアーム）の可動範囲の拡大とを両立することができる。その結果、塗装ロボットの小型化に伴う塗装システムの小型化を図ることができ、設備費用やランニングコストの低廉化を図ることができる。また、塗装システムの小型化によりＣＯ₂削減効果を発揮させることもできる。また、第２ロボットアームの可動範囲の拡大により、被塗装物における下側の領域（第１塗装ロボットの塗装領域よりも下側の領域）に対する塗装を良好に行うことができる。また、被塗装物において、基準面に対して一方側の領域および他方側の領域それぞれを各塗装ユニットの各塗装ロボットによって良好に塗装することが可能になり、被塗装物における塗装面を良好に仕上げることができる。

【0010】

また、前記第１塗装ロボットの稼働および前記第２塗装ロボットの稼働を共に制御する単一の制御装置を備えていてもよい。

【0011】

これによれば、各塗装ロボットそれぞれの稼働を個別に制御する複数の制御装置を備えさせた場合に比べて、制御ユニット（制御装置を含む塗装ロボット制御のためのユニット）全体としての小型化を図ることができ、塗装システムの小型化に寄与させることができる。

【0012】

また、前記被塗装物の搬送経路および前記塗装ユニットが収容され且つ外部と遮断される塗装用空間を構成する塗装ブースを備えており、前記制御装置が、前記塗装ブースの外部に配設された構成とされていてもよい。

【0013】

これによれば、塗装ブースの内部に制御装置を配設する場合に比べて塗装ブースに必要な内部空間の縮小化を図ることができる。一般に、塗装ブースにあっては、該塗装ブースの内部での塗料粒子の流れが良好に得られる気流（未塗着の塗料粒子の拡散を抑制するための気流）が発生するように空調が行われているが、塗装ブースの内部空間が縮小化されることで、この気流を発生させる空間を小さくでき、この気流を発生させるための空調装置の小型化や消費エネルギの削減を図ることができる。

【0014】

また、前記第１ロボットアームおよび前記第２ロボットアームは共に前記被塗装物に向けて塗料を吹き付けるスプレーガンを搭載しており、前記各スプレーガンのうち少なくとも一方が、塗料を静電微粒化して該塗料を前記被塗装物に向けて吹き付けるよう構成されていてもよい。

【0015】

これによれば、被塗装物に対する塗料の塗着効率の向上を図ることができ、被塗装物に向けて吹き付けた塗料が跳ね返ってくる範囲を縮小化できる。このため、跳ね返ってくる塗料が塗装ロボットに付着しないように該塗装ロボットを被塗装物から大きく離れた位置に配設しておく必要がなくなり、塗装ロボットの配設位置を被塗装物に近い位置に設定することが可能になる。その結果、被塗装物と塗装ユニットとの相対的な移動の方向に対して直交する水平方向での塗装システムの小型化を図ることができ、設備費用やランニングコストの低廉化を図ることができる。また、塗装システムの小型化によりＣＯ₂削減効果を発揮させることもできる。

【0018】

また、前述した塗装システムを使用した塗装方法も本発明の技術的思想の範疇である。つまり、前記被塗装物と前記塗装ユニットとが水平方向に沿って相対的に移動すると共に、前記被塗装物における上部の領域を前記第１塗装ロボットによって塗装し、前記被塗装物における前記上部の領域よりも下側の領域を前記第２塗装ロボットによって塗装するものである。

【0019】

この塗装方法によっても、前述したように、第１ロボットベースの位置を基準面に近い位置に設定して被塗装物との間の距離を短くすることで第１ロボットアームの長さを短くしながらも、第１ロボットベースの下側に第２ロボットアームが通過するロボットアーム通過範囲を設けたことにより第２ロボットアームの可動範囲を十分に確保することができる。このため、塗装ロボットの小型化とロボットアームの可動範囲の拡大とを両立することができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明では、被塗装物における上部の領域を塗装する第１塗装ロボットの第１ロボットベースと基準面（被塗装物と塗装ユニットとの相対的な移動の方向に沿い且つ鉛直方向に延在する仮想平面）との間の距離を、被塗装物における前記上部の領域よりも下側の領域を塗装する第２塗装ロボットにおける第２ロボットベースと基準面との間の距離よりも短く設定すると共に、第１ロボットベースの下側に、第２塗装ロボットの第２ロボットアームが通過するロボットアーム通過範囲を設けている。これにより、第１塗装ロボットの第１ロボットアームの長さを短くしながらも、第２ロボットアームの可動範囲を十分に確保することができる。その結果、塗装ロボットの小型化とロボットアームの可動範囲の拡大とを両立することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】第１実施形態に係る塗装システムを示す平面図である。

【図2】第１実施形態に係る塗装システムを示す正面図である。

【図3】塗装ロボットに備えられたスプレーガンを示す断面図である。

【図4】スプレーガンの回転ヘッドの先端を示す斜視図である。

【図5】塗料の静電微粒化を説明するための模式図である。

【図6】塗装システムにおける制御系の概略構成を示すブロック図である。

【図7】第１ロボットアームおよび第２ロボットアームの可動範囲を説明するための平面図である。

【図8】各スプレーガンの可動範囲を説明するための正面図である。

【図9】第２実施形態に係る塗装システムを示す平面図である。

【図10】第２実施形態に係る塗装システムを示す正面図である。

【図11】第３実施形態に係る塗装システムを示す平面図である。

【図12】第４実施形態に係る塗装システムを示す平面図である。

【図13】第５実施形態に係る塗装システムを示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の第１～第４の各実施形態では、自動車の車体を塗装する塗装システムおよび該塗装システムを使用した塗装方法として本発明を適用した場合について説明する。また、第５実施形態では、車体以外の被塗装物に対して塗装を行う塗装システムについて説明する。

【0023】

－第１実施形態－
まず、第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る塗装システムＰＳを示す平面図である。また、図２は、本実施形態に係る塗装システムＰＳを示す正面図（図１における矢印II方向から見た図）である。これらの図に示すように、塗装システムＰＳは、塗装ブース１００を備えていると共に、この塗装ブース１００の内部に複数の塗装ユニットＰＵ１，ＰＵ２，ＰＵ３，ＰＵ４が設置されている。また、塗装ブース１００の両外側（水平方向の両外側）に補助ブース２０１，２０２が設置されている。

【0024】

なお、図１および図２において、Ｘ方向が塗装システムＰＳの幅方向であり、Ｙ方向が塗装システムＰＳの長さ方向（被塗装物としての車体１５０の搬送方向）であり、Ｚ方向が塗装システムＰＳの高さ方向（上下方向）である。

【0025】

前記塗装ブース１００には、車体１５０を搬送するための搬送装置５が備えられている。また、この搬送装置５の両側（搬送方向に直交する方向での両側）にそれぞれ２つの塗装ユニットＰＵ１，ＰＵ２，ＰＵ３，ＰＵ４が設置されている。

【0026】

図１に矢印Ａで示すように車体１５０が搬送される場合（図１中の上側から下側に向けて搬送装置５によって車体１５０が搬送される場合）、搬送方向の下流側に位置する各塗装ユニットＰＵ１，ＰＵ２（より具体的には、各塗装ユニットＰＵ１，ＰＵ２を構成する各塗装ロボット１Ａ，１Ｂ）は車体１５０の前側半分の塗装を主に行うものである。つまり、搬送方向に向かって左側（図１における右側）に位置する塗装ユニットＰＵ１（以下、第１塗装ユニットＰＵ１という）は、車体１５０のエンジンフードの左半分、左側フロントフェンダ、左側フロントドア、ルーフの左側の前半分の塗装を主に行う。また、搬送方向に向かって右側（図１における左側）に位置する塗装ユニットＰＵ２（以下、第２塗装ユニットＰＵ２という）は、車体１５０のエンジンフードの右半分、右側フロントフェンダ、右側フロントドア、ルーフの右側の前半分の塗装を主に行う。

【0027】

一方、搬送方向の上流側に位置する各塗装ユニットＰＵ３，ＰＵ４（より具体的には、各塗装ユニットＰＵ３，ＰＵ４を構成する各塗装ロボット１Ａ，１Ｂ）は車体１５０の後側半分の塗装を主に行うものである。つまり、搬送方向に向かって左側（図１における右側）に位置する塗装ユニットＰＵ３（以下、第３塗装ユニットＰＵ３という）は、車体１５０の左側リヤフェンダ、左側リヤドア、ルーフの左側の後半分の塗装を主に行う。また、搬送方向に向かって右側（図１における左側）に位置する塗装ユニットＰＵ４（以下、第４塗装ユニットＰＵ４という）は、車体１５０の右側リヤフェンダ、右側リヤドア、ルーフの右側の後半分の塗装を主に行う。

【0028】

各塗装ユニットＰＵ１～ＰＵ４の構成は互いに同一である。図２では、第１塗装ユニットＰＵ１および第２塗装ユニットＰＵ２のみを示している。

【0029】

以下、本実施形態に係る塗装システムＰＳを構成している塗装ブース１００、塗装ユニットＰＵ１～ＰＵ４および補助ブース２０１，２０２について説明する。

【0030】

（塗装ブース）
塗装ブース１００は車体１５０に対する塗装を行うための設備である。塗装ブース１００は、各塗装ユニットＰＵ１～ＰＵ４が設置される塗装室（塗装用空間）２と、塗装室２の上方に配置された給気室３と、塗装室２の下方に配置された回収室４と、車体１５０を搬送する前記搬送装置５とを備えている。

【0031】

塗装室２は、支持フレーム６によって支持され、下方に回収室４を配置するための空間が確保されている。塗装室２の天井部２１の一部には、空気を導入するための導入口２１ａが形成され、塗装室２の床部２２の一部には、空気を排出するための排出口２２ａが形成されている。導入口２１ａにはフィルタ２３が設けられ、排出口２２ａには格子板２４が設けられている。フィルタ２３は、塗装室２に導入される空気中の塵埃などを取り除くために設けられている。

【0032】

給気室３は、換気用の空気を塗装室２に供給するために設けられている。この給気室３は、給気ダクト７が接続され、空調機（図示省略）からの温度および湿度が調整された空気が給気ダクト７を介して流入されるようになっている。給気室３は、給気ダクト７から流入する空気を整流する機能を有し、内部空間に風量調整機構３１が設けられている。このため、給気室３の内部空間が風量調整機構３１により上流側空間３ａと下流側空間３ｂとに仕切られている。上流側空間３ａが給気ダクト７に連通され、下流側空間３ｂが導入口２１ａのフィルタ２３を介して塗装室２に連通されている。風量調整機構３１は、車体１５０の周囲の風量が予め設定された値になるように、給気室３での風量を調整するように構成されている。

【0033】

回収室４は、塗装室２から排出される空気中の塗料粒子を回収するために設けられている。この回収室４は、排気ダクト８が接続され、その排気ダクト８を介して外部に連通されている。回収室４は、内部空間にフィルタ４１および風量調整機構４２が設けられている。このため、回収室４の内部空間がフィルタ４１および風量調整機構４２により上流側空間４ａと下流側空間４ｂとに仕切られている。フィルタ４１が風量調整機構４２の上側に配置され、フィルタ４１が上流側空間４ａに臨み、風量調整機構４２が下流側空間４ｂに臨んでいる。上流側空間４ａが排出口２２ａの格子板２４を介して塗装室２に連通され、下流側空間４ｂが排気ダクト８に連通されている。フィルタ４１は、薄型の乾式フィルタであり、空気中の塗料粒子を取り除くために設けられている。風量調整機構４２は、車体１５０の周囲の風量が予め設定された値になるように、回収室４での風量を調整するように構成されている。

【0034】

搬送装置５は、塗装室２に車体１５０を搬入するとともに、塗装室２から車体１５０を搬出するために設けられている。この搬送装置５は、例えば、車体１５０を図２の紙面に対する手前側に搬送するように構成されている。

【0035】

本実施形態の塗装ブース１００は、塗装室２内の所定領域Ｒｉに給気室３から回収室４に向かう空気が流れるとともに、塗装室２内の所定領域外Ｒｏに給気室３から回収室４に向かう空気が流れないように構成されている。所定領域Ｒｉは、塗装室２内において車体１５０が通過する通過領域Ｒｐおよびその通過領域Ｒｐの周囲（塗装時に車体１５０に未塗着の塗料粒子が浮遊する範囲）を含む領域である。所定領域外Ｒｏは、塗装室２内における所定領域Ｒｉ以外の領域であり、所定領域Ｒｉに対して幅方向（Ｘ方向）の外側に配置されている。

【0036】

具体的には、塗装室２の導入口２１ａは、車体１５０の通過領域Ｒｐと対応するように配置されている。導入口２１ａの幅（Ｘ方向の長さ）は、車体１５０の幅よりも大きくされるとともに、塗装室２の幅よりも小さくされている。例えば、導入口２１ａの幅は、車体１５０の幅および塗装時に車体１５０に未塗着の塗料粒子（オーバースプレーミスト）が浮遊する範囲などに基づいて設定されている。即ち、導入口２１ａの幅は、空気が流れない所定領域外Ｒｏを形成しながら、空気が流れる所定領域Ｒｉにオーバースプレーミストの発生範囲が含まれるように設定されている。なお、導入口２１ａは、塗装室２の長さ方向（Ｙ方向）における全長に設けられている。

【0037】

また、塗装室２の排出口２２ａは、車体１５０の通過領域Ｒｐと対応するように配置されている。排出口２２ａの幅（Ｘ方向の長さ）は、例えば導入口２１ａの幅と同じにされている。また、排出口２２ａの幅は、空気が流れない所定領域外Ｒｏを形成しながら、空気が流れる所定領域Ｒｉにオーバースプレーミストの発生範囲が含まれるように設定されている。なお、排出口２２ａは、塗装室２の長さ方向における全長に設けられている。

【0038】

このとき、導入口２１ａから排出口２２ａに向かう空気は、導入口２１ａの幅方向の一方端部と排出口２２ａの幅方向の一方端部とを結ぶ二点鎖線Ｌａと、導入口２１ａの幅方向の他方端部と排出口２２ａの幅方向の他方端部とを結ぶ二点鎖線Ｌｂとの間の空間を主に通過するようになる。このため、所定領域Ｒｉは、例えば、二点鎖線ＬａおよびＬｂの間の空間を含み、その空間に空気流の広がり分を加えた領域である。

【0039】

（塗装ユニット）
各塗装ユニットＰＵ１～ＰＵ４は、それぞれ２台の塗装ロボット１Ａ，１Ｂを備えている。つまり、塗装システムＰＳは８台の塗装ロボット１Ａ，１Ｂ，…を備えた構成となっている。これら塗装ロボット１Ａ，１Ｂ，…は、エア駆動式の多関節ロボットで成り、互いに同一の構成であって、塗料を微粒化して車体１５０に塗布するように構成されている。また、各塗装ロボット１Ａ，１Ｂ，…は、塗料を微粒化するスプレーガン１１Ａ，１１Ｂと、スプレーガン１１Ａ，１１Ｂを移動させるロボットアーム１２Ａ，１２Ｂと、ロボットアーム１２Ａ，１２Ｂを支持するロボットベース１３Ａ，１３Ｂと、該ロボットベース１３Ａ，１３Ｂが取り付けられる支柱１４Ａ，１４Ｂとを含んでいる。支柱１４Ａ，１４Ｂは、塗装室２の床部２２から上方に延びるように形成されている。

【0040】

各塗装ユニットＰＵ１～ＰＵ４それぞれに備えられた２台の塗装ロボット１Ａ，１Ｂは互いに設置状態が異なっており、それに伴って役割も異なっている。各塗装ユニットＰＵ１～ＰＵ４それぞれに備えられた塗装ロボット１Ａ，１Ｂとしては、主に車体１５０の上部の領域を塗装する第１塗装ロボット１Ａと、主に車体１５０の側部から下部に亘る領域を塗装する第２塗装ロボット１Ｂとなっている。例えば、第１塗装ユニットＰＵ１および第２塗装ユニットＰＵ２にあっては、第１塗装ロボット１Ａが車体１５０のルーフおよびエンジンフードの塗装を主に行うのに対し、第２塗装ロボット１Ｂが車体１５０のフロントフェンダおよびフロントドアの塗装を主に行う。

【0041】

以下では、第１塗装ロボット１Ａのロボットアーム１２Ａを第１ロボットアーム１２Ａと呼び、第２塗装ロボット１Ｂのロボットアーム１２Ｂを第２ロボットアーム１２Ｂと呼ぶこととする。また、第１塗装ロボット１Ａのロボットベース１３Ａを第１ロボットベース１３Ａと呼び、第２塗装ロボット１Ｂのロボットベース１３Ｂを第２ロボットベース１３Ｂと呼ぶこととする。

【0042】

本実施形態にあっては、各塗装ユニットＰＵ１～ＰＵ４それぞれにおける第１塗装ロボット１Ａおよび第２塗装ロボット１Ｂの配設位置として、図１に示すように、第１塗装ロボット１Ａが、第２塗装ロボット１Ｂよりも車体１５０の搬送方向の下流側（図１における下側）に配設されている。

【0043】

そして、本実施形態の特徴の一つとして、各塗装ユニットＰＵ１～ＰＵ４それぞれにおける第１塗装ロボット１Ａの支柱１４Ａの設置位置は、第２塗装ロボット１Ｂの支柱１４Ｂの設置位置よりも搬送装置５に近い位置に設定されている。言い換えると、搬送装置５による車体１５０の搬送方向に沿い且つ鉛直方向に延在する仮想平面（車体１５０の中心を通る仮想平面）を基準面Ｌとした場合に、各塗装ユニットＰＵ１～ＰＵ４それぞれにおける第１塗装ロボット１Ａの支柱１４Ａの設置位置と基準面Ｌとの間の距離（水平方向での距離）は、第２塗装ロボット１Ｂの支柱１４Ｂの設置位置と基準面Ｌとの間の距離よりも短く設定されている。この支柱１４Ａ，１４Ｂの設置位置として具体的に、第１塗装ロボット１Ａの支柱１４Ａの設置位置は、前記排出口２２ａに対して僅かに幅方向の外側に配置されている。即ち、支柱１４Ａは、平面的に見て導入口２１ａおよび排出口２２ａと重ならない位置（導入口２１ａおよび排出口２２ａに対してずれた位置）に配置されている。これに対し、第２塗装ロボット１Ｂの支柱１４Ｂの設置位置は、前記排出口２２ａに対して所定寸法だけ幅方向の外側に配置されている。つまり、第１塗装ロボット１Ａの支柱１４Ａの設置位置よりも外側に配置されている。即ち、各塗装ロボット１Ａ，１Ｂ（基準面Ｌに対して同じ側に配置されている各塗装ロボット１Ａ，１Ｂ）それぞれの支柱１４Ａ，１４Ｂは、何れも平面的に見て導入口２１ａおよび排出口２２ａと重ならない位置（導入口２１ａおよび排出口２２ａに対してずれた位置）に配置されて、所定領域外Ｒｏに配置されており、且つ第２塗装ロボット１Ｂの支柱１４Ｂの設置位置の方が、第１塗装ロボット１Ａの支柱１４Ａの設置位置よりも外側に設定されている。

【0044】

前述したように各塗装ロボット１Ａ，１Ｂは支柱１４Ａ，１４Ｂの上端にロボットベース（第１ロボットベースおよび第２ロボットベース）１３Ａ，１３Ｂが取り付けられているため、前述のように各支柱１４Ａ，１４Ｂの設置位置を設定したことにより、各塗装ユニットＰＵ１～ＰＵ４それぞれにおける第１ロボットベース１３Ａと基準面Ｌとの間の距離は、第２ロボットベース１３Ｂと基準面Ｌとの間の距離よりも短く設定されていることになる。

【0045】

また、本実施形態のもう一つの特徴として、各塗装ユニットＰＵ１～ＰＵ４それぞれにおける第１塗装ロボット１Ａの支柱１４Ａの高さ寸法は第２塗装ロボット１Ｂの支柱１４Ｂの高さ寸法よりも長く設定されている。このため、第１ロボットベース１３Ａの配設高さ位置は、第２ロボットベース１３Ｂの配設高さ位置よりも上方に設定されている。その結果、第１ロボットアーム１２Ａの設置位置も第２ロボットアーム１２Ｂの設置位置よりも高い位置となり、第１塗装ロボット１Ａは車体１５０の上部の領域を塗装する役割を果たし、第２塗装ロボット１Ｂは、第１塗装ロボット１Ａの塗装領域よりも下側の領域を塗装する役割を果たすことになる。特に、第１塗装ロボット１Ａは車体１５０のルーフを塗装することから、このルーフの中央部（車幅方向の中央部）を塗装することになり、その結果、第１塗装ロボット１Ａによって塗装される車体１５０の被塗装領域（特にルーフ）は、第２塗装ロボット１Ｂによって塗装される車体１５０の被塗装領域よりも基準面Ｌに近い領域を含んでいることになる。

【0046】

このようにして各塗装ロボット１Ａ，１Ｂが設置されているため、図２に示すように、第１塗装ユニットＰＵ１および第２塗装ユニットＰＵ２の第１塗装ロボット１Ａ，１Ａ同士は、幅方向において車体１５０の通過領域Ｒｐを挟んで対向するように配置され、同様に、第１塗装ユニットＰＵ１および第２塗装ユニットＰＵ２の第２塗装ロボット１Ｂ，１Ｂ同士も、幅方向において車体１５０の通過領域Ｒｐを挟んで対向するように配置されている。また、第３塗装ユニットＰＵ３および第４塗装ユニットＰＵ４の第１塗装ロボット１Ａ，１Ａ同士も、幅方向において車体１５０の通過領域Ｒｐを挟んで対向するように配置され、同様に、第３塗装ユニットＰＵ３および第４塗装ユニットＰＵ４の第２塗装ロボット１Ｂ，１Ｂ同士も、幅方向において車体１５０の通過領域Ｒｐを挟んで対向するように配置されている。

【0047】

また、各塗装ロボット１Ａ，１Ｂは、支柱１４Ａ，１４Ｂの幅寸法（Ｘ方向の寸法）に対して、ロボットベース１３Ａ，１３Ｂの幅寸法が長く設定されている。また、ロボットベース１３Ａ，１３Ｂの幅方向の外側端と支柱１４Ａ，１４Ｂの幅方向の外側端とが位置合わせされた状態で、ロボットベース１３Ａ，１３Ｂは支柱１４Ａ，１４Ｂの上部に取り付けられている。つまり、ロボットベース１３Ａ，１３Ｂは、支柱１４Ａ，１４Ｂの上部から幅方向の中央側に向かって延在している。このため、ロボットベース１３Ａ，１３Ｂにおけるこの延在部分の下側の領域には支柱１４Ａ，１４Ｂが存在しておらず、第１塗装ロボット１Ａにあっては、この延在部分の下側の範囲（空間）が、塗装作業時における第２ロボットアーム１２Ｂの通過範囲（本発明でいうロボットアーム通過範囲）ＭＳとして確保されている。具体的に、第１ロボットベース１３Ａの配設高さ位置は車体１５０のフェンダの上端よりも上側に配設されており、これによって前記通過範囲ＭＳがフェンダの上側まで拡大された構成となっている。

【0048】

ここで、各塗装ロボット１Ａ，１Ｂに備えられたスプレーガン１１Ａ，１１Ｂについて説明する。各塗装ロボット１Ａ，１Ｂのスプレーガン１１Ａ，１１Ｂの構成は互いに同一であるので、ここでは、第１塗装ロボット１Ａに備えられたスプレーガン１１Ａを代表して説明する。

【0049】

図３はスプレーガン１１Ａを示した断面図である。図４はスプレーガン１１Ａの回転ヘッド５１の先端を示した斜視図である。図５は塗料の静電微粒化を説明するための模式図である。

【0050】

スプレーガン１１Ａは、回転ヘッド５１から糸状の塗料Ｐ１を放出し、その糸状の塗料Ｐ１が静電微粒化されることにより、塗料粒子（微粒化された塗料）Ｐ２を形成して車体１５０に塗着させるように構成されている。

【0051】

このスプレーガン１１Ａは、図３に示すように、回転ヘッド５１と、回転ヘッド５１を回転させるエアモータ（図示省略）と、回転ヘッド５１の外周面を覆うキャップ５２と、回転ヘッド５１に塗料を供給する塗料供給管５３と、回転ヘッド５１に負の高電圧を印加するための電圧発生器５４（図５を参照）とを含んでいる。

【0052】

回転ヘッド５１は、液体の塗料が供給され、その塗料を遠心力によって放出するように構成されている。回転ヘッド５１では、ハブ５１１が取り付けられることにより塗料空間Ｓが形成され、その塗料空間Ｓに塗料供給管５３から塗料が供給されるようになっている。ハブ５１１の外縁部には、塗料空間Ｓから塗料を流出させるための複数の流出孔５１１ａが形成されている。

【0053】

そして、回転ヘッド５１の流出孔５１１ａに対する径方向の外側には、塗料が遠心力により拡散される拡散面５１ａが形成されている。拡散面５１ａは、回転ヘッド５１の先端側に向けて拡径するように形成され、流出孔５１１ａから流出した塗料を膜状にするように構成されている。また、拡散面５１ａの外縁部５１ｂには、図４に示すように、膜状の塗料を糸状にして放出するための溝部５１ｃが形成されている。なお、図３では見やすさを考慮して溝部５１ｃの図示を省略している。

【0054】

溝部５１ｃは、軸方向から見た場合に、径方向に延びるように形成されるとともに、周方向に複数設けられている。即ち、溝部５１ｃは、拡散面５１ａの外縁部５１ｂに、その拡散面５１ａの傾斜方向に延びるように形成されている。この溝部５１ｃは、回転ヘッド５１の径方向の外側端部まで達するように形成されている。このため、回転ヘッド５１の先端が外周面側から見て凹凸状になっている。

【0055】

このスプレーガン１１Ａでは、図５に示すように、電圧発生器５４により回転ヘッド５１に負の高電圧が印加され、回転ヘッド５１の溝部５１ｃから放出される糸状の塗料Ｐ１が帯電されており、その帯電電荷による反発力を利用して糸状の塗料Ｐ１が分裂されて塗料粒子Ｐ２になる。即ち、回転ヘッド５１の溝部５１ｃから放出される糸状の塗料Ｐ１が静電微粒化されて塗料粒子Ｐ２になる。つまり、塗装ロボット１Ａ，１Ｂでは、シェーピングエアを吐出するエア吐出部が設けられていないため、シェーピングエアによらず塗料粒子Ｐ２が形成されるようになっている。従って、塗装ロボット１Ａ，１Ｂでは、シェーピングエアレスの静電微粒化方式であり、シェーピングエアによる塗料粒子の舞い上がりが発生しないことから、オーバースプレーミストの発生が抑制されるとともに、そのオーバースプレーミストの発生範囲が狭くされている。

【0056】

また、塗装ブース１００には、各塗装ロボット１Ａ，１Ｂのスプレーガン１１Ａ，１１Ｂに装填される図示しない塗料カートリッジを収容するカートリッジストッカ２０５（２０６）が備えられている。カートリッジストッカ２０５（２０６）に収容されている各塗料カートリッジとしては、塗装システムＰＳでの塗装に使用される塗料の種類に応じた複数種類が存在している。そして、スプレーガン１１Ａ，１１Ｂに装填されている塗料カートリッジの塗料残量が少なくなった場合や、塗装システムＰＳでの塗装作業の終了後、次に塗装システムＰＳに搬入されてくる車体１５０の塗装に使用する塗料の種類が変更（例えば色替え）される場合には、スプレーガン１１Ａ，１１Ｂに装填される塗料カートリッジを交換するべく、カートリッジストッカ２０５（２０６）から所望の塗料カートリッジがスプレーガン１１Ａ，１１Ｂに向けて搬送されるようになっている。この塗料カートリッジの搬送は、例えば図示しない搬送ロボットによって行われる。

【0057】

なお、詳細については割愛するが、このカートリッジストッカ２０５（２０６）には、収容されている各塗料カートリッジに所定の塗料を個別に注入（供給）するための塗料供給配管が接続されており、カートリッジストッカ２０５（２０６）に収容されている塗料カートリッジに対し、次回の塗装時に使用される塗料が注入されるようになっている。

【0058】

（補助ブース）
補助ブース２０１，２０２は、塗装ブース１００の両外側（水平方向の両外側）に配設されている。ここでは、図２における右側に位置する補助ブース２０１を第１補助ブースと呼び、図２における左側に位置する補助ブース２０２を第２補助ブースと呼ぶこととする。

【0059】

これら補助ブース２０１，２０２は、フレーム２０３，２０４によって囲まれた空間として構成されている。各補助ブース２０１，２０２には、塗装ユニットＰＵ１～ＰＵ４に備えられた各機器を制御するための制御装置３０３Ａ，３０３Ｂ，３０３Ｃ，３０３Ｄが備えられている。つまり、第１塗装ユニットＰＵ１に備えられた各機器を制御するための第１制御装置３０３Ａと、第３塗装ユニットＰＵ３に備えられた各機器を制御するための第３制御装置３０３Ｃとが第１補助ブース２０１に配設されている。また、第２塗装ユニットＰＵ２に備えられた各機器を制御するための第２制御装置３０３Ｂと、第４塗装ユニットＰＵ４に備えられた各機器を制御するための第４制御装置３０３Ｄとが第２補助ブース２０２に配設されている。本実施形態では、各制御装置３０３Ａ～３０３Ｄがフレーム２０３，２０４の側面（補助ブース２０１，２０２の内側を向く側面）に支持されている。

【0060】

このように、各塗装ユニットＰＵ１～ＰＵ４それぞれに対応して制御装置３０３Ａ～３０３Ｄが備えられている。そして、各塗装ユニットＰＵ１～ＰＵ４それぞれには２台の塗装ロボット１Ａ，１Ｂが備えられている。このため、各制御装置３０３Ａ～３０３Ｄそれぞれは２台の塗装ロボット１Ａ，１Ｂを共に制御する機能を有している。言い換えると、各制御装置３０３Ａ～３０３Ｄは、それぞれ第１塗装ロボット１Ａの稼働および第２塗装ロボット１Ｂの稼働を共に制御する単一（各塗装ユニットＰＵ１～ＰＵ４毎に単一）の制御装置３０３Ａ（３０３Ｂ，３０３Ｃ，３０３Ｄ）となっている。前述したように各塗装ロボット１Ａ，１Ｂ，…は、エア駆動式の多関節ロボットであるため、各制御装置３０３Ａ，３０３Ｂ，３０３Ｃ，３０３Ｄは、それぞれ塗装ロボット１Ａ（１Ｂ）を制御するための空圧盤を備えた構成となっている。また、各制御装置３０３Ａ，３０３Ｂ，３０３Ｃ，３０３Ｄは、それぞれ回路基板を備えていてもよい。

【0061】

（制御系の構成）
次に、塗装ユニットの制御系について説明する。図６は、本実施形態に係る塗装システムＰＳにおける制御系の概略構成を示すブロック図である。この図６に示すように、塗装システムＰＳの制御系は、塗装システムＰＳを統括的に制御する中央処理装置３００、始動スイッチ３０１、搬送装置コントローラ３０２、前記第１～第４の制御装置３０３Ａ～３０３Ｄ、前記第１～第４の塗装ユニットＰＵ１～ＰＵ４が、指令信号等の各種信号の送受信が可能に電気的に接続された構成となっている。

【0062】

始動スイッチ３０１は、作業者の操作に応じて中央処理装置３００に塗装システムＰＳの始動指令信号を送信する。この始動指令信号を受信することによって塗装システムＰＳが始動（起動）し、後述する塗装動作が開始されることになる。

【0063】

搬送装置コントローラ３０２は、搬送装置５による車体１５０の搬送を制御する。具体的には、車体１５０が塗装ブース１００の所定位置（図１に示す位置）に到達するまで搬送装置５を作動させ、この時点から車体１５０の搬送速度を所定速度（塗装動作に適して予め設定された速度）で移動させていく。そして、車体１５０の塗装が終了した所定時間の経過後に搬送装置５を車体搬出用の速度で塗装ブース１００から次のステーションに向けて搬送させると共に、次の塗装対象である車体１５０が塗装ブース１００に向けて搬送されるように搬送装置５を作動させる。

【0064】

各制御装置３０３Ａ～３０３Ｄは、中央処理装置３００からの指令信号を受け、それに従って、各塗装ユニットＰＵ１～ＰＵ４に制御指令信号を出力する。つまり、第１制御装置３０３Ａは第１塗装ユニットＰＵ１の各塗装ロボット（第１塗装ロボット１Ａおよび第２塗装ロボット１Ｂ）に制御指令信号を、第２制御装置３０３Ｂは第２塗装ユニットＰＵ２の各塗装ロボット１Ａ，１Ｂに制御指令信号を、第３制御装置３０３Ｃは第３塗装ユニットＰＵ３の各塗装ロボット１Ａ，１Ｂに制御指令信号を、第４制御装置３０３Ｄは第４塗装ユニットＰＵ４の各塗装ロボット１Ａ，１Ｂに制御指令信号をそれぞれ出力する。そして、この制御指令信号を受けた各塗装ユニットＰＵ１～ＰＵ４の各塗装ロボット１Ａ，１Ｂは、予め行われたティーチングの情報に従って、車体１５０に対する塗装を行っていく。

【0065】

（塗装時の動作）
次に、塗装システムＰＳにおける塗装動作（塗装方法）について説明する。なお、この塗装動作は塗装室２内が無人の状態で行われる。

【0066】

まず、始動スイッチ３０１が操作されることに伴って塗装システムＰＳが始動する。この塗装システムＰＳの始動に伴い、塗装動作の開始前に、温度および湿度が調整された空気が空調機（図示省略）から給気ダクト７を介して給気室３に流入される。給気室３では風量調整機構３１によって風量が調整され、その空気が導入口２１ａのフィルタ２３を介して塗装室２に導入される。

【0067】

塗装室２では、給気室３から回収室４に向かう空気が所定領域Ｒｉに流れる。即ち、導入口２１ａから排出口２２ａへと下方に向かう空気の流れ（ダウンフロー）が所定領域Ｒｉに形成される。

【0068】

そして、塗装室２の所定領域Ｒｉを通過した空気は、排出口２２ａの格子板２４を介して回収室４に排出される。回収室４では風量調整機構４２によって風量が調整され、その空気が排気ダクト８を介して外部に放出される。

【0069】

次に、搬送装置コントローラ３０２からの指令信号によって搬送装置５が作動し、塗装対象となる車体１５０を塗装ブース１００の所定位置（図１に示す位置）に到達するまで移動させ、この車体１５０を所定速度で搬送しながら、各制御装置３０３Ａ～３０３Ｄからの指令信号に従って各塗装ユニットＰＵ１～ＰＵ４の各塗装ロボット１Ａ，１Ｂが稼働して車体１５０に対して塗装が行われる。

【0070】

この車体１５０の塗装に当たっては、車体１５０における上部の領域を、各塗装ユニットＰＵ１～ＰＵ４の各第１塗装ロボット１Ａによって塗装すると共に、車体１５０における前記上部の領域よりも下側の領域を、各塗装ユニットＰＵ１～ＰＵ４の各第２塗装ロボット１Ｂによって塗装することになる。具体的には、第１塗装ユニットＰＵ１および第２塗装ユニットＰＵ２における第１塗装ロボット１Ａ，１Ａが車体１５０のルーフの前半分およびエンジンフードの塗装を主に行い、第１塗装ユニットＰＵ１および第２塗装ユニットＰＵ２における第２塗装ロボット１Ｂ，１Ｂが車体１５０のフロントフェンダおよびフロントドアの塗装を主に行う。また、第３塗装ユニットＰＵ３および第４塗装ユニットＰＵ４における第１塗装ロボット１Ａ，１Ａが車体１５０のルーフの後半分の塗装を主に行い、第３塗装ユニットＰＵ３および第４塗装ユニットＰＵ４における第２塗装ロボット１Ｂ，１Ｂが車体１５０のリヤフェンダおよびリヤドアの塗装を主に行う。各塗装ロボット１Ａ，１Ｂによる塗装動作では、当該塗装ロボット１Ａ，１Ｂが受け持つ被塗装領域に対向しながらスプレーガン１１Ａ，１１Ｂが所定の軌道（ティーチングの情報に従った所定の軌道）を移動するように各塗装ロボットアーム１２Ａ，１２Ｂが稼働しながら車体１５０を塗装していくことになる。

【0071】

この際、第１ロボットベース１３Ａの配設高さ位置よりも下方に第２ロボットベース１３Ｂが位置する第２塗装ロボット１Ｂにおける第２ロボットアーム１２Ｂは、第１ロボットベース１３Ａの下側に設けられた通過範囲ＭＳを通過しながら第１塗装ロボット１Ａの塗装領域よりも下側の領域を塗装していく。図７は、塗装時における各塗装ロボット１Ａ，１Ｂのロボットアーム１２Ａ，１２Ｂの可動範囲（ロボットアーム１２Ａ，１２Ｂの基端位置を基点としたロボットアーム１２Ａ，１２Ｂの可動範囲であって各スプレーガン１１Ａ，１１Ｂの可動範囲を含む）を説明するための平面図である。また、図８は、塗装時における各塗装ロボット１Ａ，１Ｂのスプレーガン１１Ａ，１１Ｂの可動範囲を説明するための正面図である。図中の破線の内側の領域がそれぞれの可動範囲を表している。これら図７および図８に示すように、第２ロボットアーム１２Ｂの可動範囲やスプレーガン１１Ｂの可動範囲としては、第１塗装ロボット１Ａのロボットベース１３Ａの下側に設けられている通過範囲ＭＳが含まれており、この通過範囲ＭＳを第２ロボットアーム１２Ｂやスプレーガン１１Ｂが通過しながら車体１５０における下側の領域（第１塗装ロボット１Ａの塗装領域よりも下側の領域）を塗装していくことになる。

【0072】

このようにして、第１ロボットベース１３Ａの位置が搬送経路に近い位置（第２ロボットベース１３Ｂの位置よりも基準面Ｌに近い位置）に設定されていても、第２ロボットアーム１２Ｂは第１塗装ロボット１Ａに干渉することなく可動範囲が十分に確保された状態で第１塗装ロボット１Ａの塗装領域よりも下側の領域を塗装していくことになる。

【0073】

塗装動作として、より具体的には、各塗装ロボット１Ａ，１Ｂでは、シェーピングエアレスの静電微粒化方式で塗装が行われる。具体的には、図５に示すように、電圧発生器５４により回転ヘッド５１に負の高電圧が印加されるとともに、車体１５０が接地された状態で、エアモータ（図示省略）により回転ヘッド５１が回転される。なお、回転ヘッド５１と車体１５０との距離は、ロボットアーム１２Ａ，１２Ｂによって調整される。また、図３に示すように、塗料供給管５３から塗料空間Ｓに液体の塗料が供給され、その塗料が遠心力により流出孔５１１ａから流出される。

【0074】

そして、流出孔５１１ａから流出した塗料は、遠心力により拡散面５１ａに沿って径方向の外側に流れる。その拡散面５１ａに沿って流れる塗料は膜状になり、外縁部５１ｂに到達して複数の溝部５１ｃ（図４を参照）に供給される。各溝部５１ｃ内の塗料は隣接する溝部５１ｃ内の塗料と分離されており、この溝部５１ｃを通過する塗料は糸状になり、回転ヘッド５１の径方向の外側端部（回転ヘッド５１の外周面に現れた溝部５１ｃ）から放出される。

【0075】

回転ヘッド５１から放出された糸状の塗料Ｐ１は、図５に示すように、静電微粒化されて塗料粒子Ｐ２が形成される。回転ヘッド５１と車体１５０との間には電界が形成されており、負に帯電された塗料粒子Ｐ２が車体１５０に引き寄せられる。このため、塗料粒子Ｐ２が車体１５０に塗着され、車体１５０の表面上に塗装膜（図示省略）が形成される。

【0076】

また、各塗装ロボット１Ａ，１Ｂでは、図１に示すように、スプレーガン１１Ａ，１１Ｂにより塗装を行いながら、ロボットアーム１２Ａ，１２Ｂによりスプレーガン１１Ａ，１１Ｂを車体１５０の表面に沿って移動させる。このため、各塗装ロボット１Ａ，１Ｂが分担する車体１５０の表面の各領域に対して塗装が行われる。これにより、車体１５０の表面の全体が塗装される。

【0077】

この塗装時には、車体１５０に未塗着の塗料粒子（オーバースプレーミスト）が発生する。このオーバースプレーミストの発生範囲は、所定領域Ｒｉに含まれている。従って、塗装時に発生するオーバースプレーミストは、ダウンフローにより下方に運ばれ、回収室４に排出される。回収室４では、フィルタ４１によりオーバースプレーミストが回収される。即ち、車体１５０に未塗着の塗料粒子がフィルタ４１によって空気から取り除かれ、排気ダクト８に送り出される空気が浄化される。

【0078】

このようにして車体１５０の表面の全体が塗装されて塗装動作が完了すると、搬送装置５によって車体１５０が塗装ブース１００から搬出され、次の塗装対象である車体１５０が塗装ブース１００に搬入されて同様の塗装動作が行われることになる。この新たな車体１５０に対する塗装動作の開始に伴い、スプレーガン１１Ａ，１１Ｂに装填されている塗料カートリッジの塗料残量が少なくなった場合や、車体１５０の塗装に使用する塗料が変更される場合には、スプレーガン１１Ａ，１１Ｂに装填される塗料カートリッジを交換するべく、カートリッジストッカ２０５，２０６から所望の塗料カートリッジがスプレーガン１１Ａ，１１Ｂに向けて搬送されることになる。

【0079】

（実施形態の効果）
以上説明したように本実施形態によれば、車体１５０における上部の領域を塗装する第１塗装ロボット１Ａの第１ロボットベース１３Ａと基準面Ｌとの間の距離を、車体１５０における前記上部の領域よりも下側の領域を塗装する第２塗装ロボット１Ｂにおける第２ロボットベース１３Ｂと基準面Ｌとの間の距離よりも短く設定すると共に、第１ロボットベース１３Ａの下側に、第２塗装ロボット１Ｂの第２ロボットアーム１２Ｂが通過する通過範囲ＭＳを設けるようにしている。つまり、第１ロボットベース１３Ａの位置を搬送装置５に近い位置（第２ロボットベース１３Ｂの位置よりも基準面Ｌに近い位置）に設定しながらも、第２ロボットアーム１２Ｂが第１塗装ロボット１Ａに干渉することなく可動範囲が十分に確保された状態で第１塗装ロボット１Ａの塗装領域よりも下側の領域が塗装できるようにしている。即ち、第１ロボットベース１３Ａの位置を基準面Ｌに近い位置に設定して車体１５０との間の距離を短くすることで第１ロボットアーム１２Ａの長さを短くしながらも、第２ロボットアーム１２Ｂの可動範囲を十分に確保することができるようにしている。このため、塗装ロボット（特に、第１塗装ロボット１Ａ）の小型化とロボットアーム（特に、第２ロボットアーム１２Ｂ）の可動範囲の拡大とを両立することができる。その結果、塗装ロボットの小型化に伴う塗装システムＰＳの小型化を図ることができ、設備費用やランニングコストの低廉化を図ることができる。また、塗装システムＰＳの小型化によりＣＯ₂削減効果を発揮させることもできる。また、第２ロボットアーム１２Ｂの可動範囲の拡大により、第１塗装ロボット１Ａの塗装領域よりも下側の領域に対する塗装を良好に行うことができる。また、第１ロボットアーム１２Ａの長さを短くできることで、前述したように各塗装ロボット１Ａ，１Ｂを同一構成のものとすることができ、これによっても設備費用の低廉化を図ることができる。

【0080】

また、本実施形態では、第２ロボットアーム１２Ｂが、第１ロボットベース１３Ａの下側に設けられた通過範囲ＭＳを通過することで、第１塗装ロボット１Ａとの干渉を回避できるようにしているため、塗装室２の長さ方向（Ｙ方向）における第１塗装ロボット１Ａの配設位置と第２塗装ロボット１Ｂの配設位置とを近付けることができる。このため、塗装ブース１００に必要な内部空間の縮小化を図ることができる。前述したように、塗装ブース１００にあっては、該塗装ブース１００の内部での塗料粒子の流れが良好に得られるように気流としてダウンフローが形成されているが、塗装ブース１００の内部空間が縮小化されることで、このダウンフローを発生させる空間を小さくでき、このダウンフローを発生させるための空調装置の小型化や消費エネルギの削減を図ることができる。

【0081】

また、本実施形態では、第１塗装ロボット１Ａの稼働および第２塗装ロボット１Ｂの稼働を共に制御する単一の制御装置３０３Ａ（３０３Ｂ，３０３Ｃ，３０３Ｄ）を備えさせている。このため、各塗装ロボット１Ａ，１Ｂそれぞれの稼働を個別に制御する複数の制御装置を備えさせた場合に比べて、制御ユニット（制御装置３０３Ａ～３０３Ｄを含む塗装ロボット制御のためのユニット）全体としての小型化を図ることができ、塗装システムＰＳの小型化に寄与させることができる。

【0082】

また、本実施形態では、各制御装置３０３Ａ～３０３Ｄを、塗装ブース１００の外部に配設された補助ブース２０１，２０２に収容している。このため、塗装ブース１００の内部に制御装置を配設する場合に比べて塗装ブース１００に必要な内部空間の縮小化を図ることができる。これによっても前述したダウンフローを発生させる空間を小さくでき、このダウンフローを発生させるための空調装置の小型化や消費エネルギの削減を図ることができる。

【0083】

また、本実施形態に係る塗装システムＰＳは、基準面Ｌを挟んで両側に複数の塗装ユニットＰＵ１～ＰＵ４を配設した構成となっている。このため、車体１５０において、基準面Ｌに対して一方側の領域および他方側の領域それぞれを各塗装ユニットＰＵ１～ＰＵ４の各塗装ロボット１Ａ，１Ｂ，…によって良好に塗装することが可能になり、車体１５０における塗装面を良好に仕上げることができる。

【0084】

また、本実施形態では、各スプレーガン１１Ａ，１１Ｂが、塗料を静電微粒化して車体１５０に向けて塗料を吹き付けるようにしている。このため、車体１５０に対する塗料の塗着効率の向上を図ることができ、車体１５０に向けて吹き付けた塗料が跳ね返ってくる範囲を縮小化できる。このため、跳ね返ってくる塗料が塗装ロボット１Ａ，１Ｂに付着しないように該塗装ロボット１Ａ，１Ｂを車体１５０から大きく離れた位置に配設しておく必要がなくなり、塗装ロボット１Ａ，１Ｂの配設位置を車体１５０に近い位置に設定することが可能になる。その結果、塗装システムＰＳの幅方向の長さを短くして塗装システムＰＳの小型化を図ることができる。また、塗装システムＰＳの小型化によりＣＯ₂削減効果を発揮させることもできる。

【0085】

－第２実施形態－
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態は、各塗装ユニットＰＵ１～ＰＵ４それぞれにおける各塗装ロボット１Ａ，１Ｂの配置形態が前記第１実施形態のものと異なっている。

【0086】

図９は、本実施形態に係る塗装システムＰＳを示す平面図である。また、図１０は、本実施形態に係る塗装システムＰＳを示す正面図である。これらの図に示すように、本実施形態に係る塗装システムＰＳにおける各塗装ユニットＰＵ１～ＰＵ４それぞれにあっては、第１塗装ロボット１Ａおよび第２塗装ロボット１Ｂの配設位置として、第１塗装ロボット１Ａが、第２塗装ロボット１Ｂよりも車体１５０の搬送方向の上流側に配設されている。そして、本実施形態にあっても、前述した第１実施形態の場合と同様に、各塗装ユニットＰＵ１～ＰＵ４それぞれにおける第１塗装ロボット１Ａの支柱１４Ａの設置位置と基準面Ｌとの間の距離が、第２塗装ロボット１Ｂの支柱１４Ｂの設置位置と基準面Ｌとの間の距離よりも短く設定されている。また、第１ロボットベース１３Ａの配設高さ位置は、第２ロボットベース１３Ｂの配設高さ位置よりも上方に設定されており、これによって、第１ロボットベース１３Ａの下側に設けられた範囲が、塗装作業時における第２ロボットアーム１２Ｂの通過範囲ＭＳとして確保されている。

【0087】

このため、本実施形態にあっても、第１ロボットベース１３Ａの位置を基準面Ｌに近い位置に設定して車体１５０との間の距離を短くすることで第１ロボットアーム１２Ａの長さを短くしながらも、第２ロボットアーム１２Ｂの可動範囲を十分に確保することができる。その結果、塗装ロボット（特に、第１塗装ロボット１Ａ）の小型化とロボットアーム（特に、第２ロボットアーム１２Ｂ）の可動範囲の拡大とを両立することができる。

【0088】

－第３実施形態－
次に、第３実施形態について説明する。前述した各実施形態では、搬送装置５によって車体１５０が搬送されながら塗装動作が行われるものとしていた。本実施形態では、それに代えて、各塗装ユニットＰＵ１～ＰＵ４が水平方向に沿って移動しながら塗装動作を行うようにしたものである。

【0089】

図１１は、本実施形態に係る塗装システムＰＳを示す平面図である。この図１１に示すように、本実施形態では、各塗装ユニットＰＵ１～ＰＵ４における第１塗装ロボット１Ａおよび第２塗装ロボット１Ｂの配設位置として、第１塗装ロボット１Ａが、第２塗装ロボット１Ｂよりも車体１５０の搬送方向の下流側に配設されたもの（前記第１実施形態の場合と同様の配置形態）に対し、各塗装ロボット１Ａ，１Ｂがレール１５Ａ，１５Ｂ上を移動自在となっている（図１１における矢印Ｂを参照）。具体的な一例としては、各塗装ロボット１Ａ，１Ｂの支柱１４Ａ，１４Ｂの下部に配設された図示しない車輪がレール１５Ａ，１５Ｂ上を走行可能に載置され、該車輪に走行用の動力を付与する電動モータが備えられた構成となっている。その他の構成は前述した各実施形態と同様である。

【0090】

本実施形態における塗装動作にあっては、搬送装置５の作動によって車体１５０が塗装ブース１００の所定位置（図１１に示す位置）に到達した時点で搬送装置５が停止し、この状態で、各塗装ロボット１Ａ，１Ｂがレール１５Ａ，１５Ｂ上を走行しながら（例えば車体１５０の前側から後側に向けて走行しながら）、各制御装置３０３Ａ～３０３Ｄからの指令信号に従って各塗装ユニットＰＵ１～ＰＵ４の各塗装ロボット１Ａ，１Ｂが稼働して車体１５０に対して塗装が行われることになる。

【0091】

本実施形態にあっても前述した各実施形態と同様の効果を奏することができる。

【0092】

－第４実施形態－
次に、第４実施形態について説明する。本実施形態も、各塗装ユニットＰＵ１～ＰＵ４が水平方向に沿って移動しながら塗装動作を行うようにしたものである。

【0093】

図１２は、本実施形態に係る塗装システムＰＳを示す平面図である。この図１２に示すように、本実施形態では、各塗装ユニットＰＵ１～ＰＵ４における第１塗装ロボット１Ａおよび第２塗装ロボット１Ｂの配設位置として、第１塗装ロボット１Ａが、第２塗装ロボット１Ｂよりも車体１５０の搬送方向の上流側に配設されたもの（前記第２実施形態の場合と同様の配置形態）に対し、前述した第３実施形態と同様に、各塗装ロボット１Ａ，１Ｂがレール１５Ａ，１５Ｂ上を移動自在となっている（図１２における矢印Ｂを参照）。その他の構成は前述した各実施形態と同様である。また、本実施形態における塗装動作は、前述した第３実施形態と同様である。

【0094】

本実施形態にあっても前述した各実施形態と同様の効果を奏することができる。

【0095】

－第５実施形態－
次に、第５実施形態について説明する。前述した各実施形態は、被塗装物を車体１５０とし、第１塗装ロボット１Ａがルーフ等の水平面を塗装する場合を例に挙げて説明した。本実施形態は、これに代えて、第１塗装ロボット１Ａおよび第２塗装ロボット１Ｂが何れも鉛直面を塗装する場合であって、第１塗装ロボット１Ａが塗装を行う領域が、第２塗装ロボット１Ｂが塗装を行う領域よりも上方にある場合である。

【0096】

図１３は、本実施形態に係る塗装システムＰＳを示す正面図である。この図１３に示すように、本実施形態における被塗装物１５１は、本体部１５１ａと、該本体部１５１ａの上面から上方に突出した突出部１５１ｂとを備え、本体部１５１ａの幅寸法が突出部１５１ｂの幅寸法よりも長くなっている。そして、本体部１５１ａの側面が第２塗装ロボット１Ｂによって塗装され、突出部１５１ｂの側面が第１塗装ロボット１Ａによって塗装されるようになっている。

【0097】

本実施形態にあっても前述した各実施形態と同様の効果を奏することができる。

【0098】

－他の実施形態－
なお、本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲および該範囲と均等の範囲で包含される全ての変形や応用が可能である。

【0099】

例えば、前記第１～第４実施形態では、被塗装物が車体１５０である例を示し、前記第５実施形態では、本体部１５１ａと突出部１５１ｂとを備えた被塗装物１５１に対して塗装を行う場合を示したが、これら以外の被塗装物に対して塗装を行う場合にも本発明は適用が可能である。

【0100】

また、前記各実施形態では、８台の塗装ロボット１Ａ，１Ｂ，…を備えた塗装システムＰＳを例に挙げて説明したが、塗装ロボット１Ａ，１Ｂ，…の台数はこれに限定されるものではない。また、前記各実施形態では、一つの塗装システムＰＳが２台の塗装ロボット１Ａ，１Ｂを備えた場合について説明したが、一つの塗装システムＰＳに３台以上の塗装ロボットが備えられていてもよい。この場合にも、塗装システムＰＳを構成する３台以上の塗装ロボットのうちの少なくとも２台の関係としては、本発明に係る関係（第１ロボットベース１３Ａと基準面Ｌとの間の距離が、第２ロボットベース１３Ｂと基準面Ｌとの間の距離よりも短く設定され、第１ロボットベース１３Ａの下側に、第２ロボットアーム１２Ｂが通過する通過範囲ＭＳを設けた構成）を有していることになる。

【0101】

また、前記各実施形態では、被塗装物（車体１５０または被塗装物１５１）と各塗装ユニットＰＵ１～ＰＵ４とが相対的に移動しながら塗装を行うものとしていた。本発明はこれに限らず、被塗装物１５０，１５１と各塗装ユニットＰＵ１～ＰＵ４とが相対的に移動することなく塗装を行うものに対しても適用することが可能である。

【0102】

また、前記各実施形態では、第１塗装ユニットＰＵ１および第２塗装ユニットＰＵ２における第１塗装ロボット１Ａ，１Ａ同士が通過領域Ｒｐを挟んで対向され、第２塗装ロボット１Ｂ，１Ｂ同士も通過領域Ｒｐを挟んで対向された構成としていた。同様に、第３塗装ユニットＰＵ３および第４塗装ユニットＰＵ４における第１塗装ロボット１Ａ，１Ａ同士が通過領域Ｒｐを挟んで対向され、第２塗装ロボット１Ｂ，１Ｂ同士も通過領域Ｒｐを挟んで対向された構成としていた。本発明はこれに限らず、第１塗装ロボット１Ａ，１Ａ同士が通過領域Ｒｐを挟んで対向しない構成や、第２塗装ロボット１Ｂ，１Ｂ同士が通過領域Ｒｐを挟んで対向しない構成であってもよい。例えば、第１塗装ユニットＰＵ１および第３塗装ユニットＰＵ３が前記第１実施形態におけるレイアウト（第１塗装ロボット１Ａが、第２塗装ロボット１Ｂよりも車体１５０の搬送方向の下流側に配設されたレイアウト；図１を参照）とされ、第２塗装ユニットＰＵ２および第４塗装ユニットＰＵ４が前記第２実施形態におけるレイアウト（第１塗装ロボット１Ａが、第２塗装ロボット１Ｂよりも車体１５０の搬送方向の上流側に配設されたレイアウト；図９を参照）とされた構成であってもよい。また、第１塗装ユニットＰＵ１および第３塗装ユニットＰＵ３が前記第２実施形態におけるレイアウト（第１塗装ロボット１Ａが、第２塗装ロボット１Ｂよりも車体１５０の搬送方向の上流側に配設されたレイアウト）とされ、第２塗装ユニットＰＵ２および第４塗装ユニットＰＵ４が前記第１実施形態におけるレイアウト（第１塗装ロボット１Ａが、第２塗装ロボット１Ｂよりも車体１５０の搬送方向の下流側に配設されたレイアウト）とされた構成であってもよい。これによれば、各第１塗装ロボット１Ａ，１Ａ同士がルーフの中央部等を塗装する際に干渉してしまう可能性を低減できる。

【0103】

また、前記各実施形態において、塗料は、水性塗料であってもよいし、溶剤系塗料であってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0104】

本発明は、車体の上部の領域を塗装する第１塗装ロボットと、車体における前記上部の領域よりも下側の領域を塗装する第２塗装ロボットとが、所定の基準面に対して同じ側に配置された塗装ユニットを複数備えた塗装システムに適用可能である。

【符号の説明】

【0105】

１Ａ 第１塗装ロボット
１Ｂ 第２塗装ロボット
５ 搬送装置
１１Ａ，１１Ｂ スプレーガン
１２Ａ 第１ロボットアーム
１２Ｂ 第２ロボットアーム
１３Ａ 第１ロボットベース
１３Ｂ 第２ロボットベース
１５Ａ，１５Ｂ レール
１００ 塗装ブース
１５０ 車体（被塗装物）
１５１ 被塗装物
３０３Ａ～３０３Ｄ 制御装置
ＰＳ 塗装システム
ＰＵ１～ＰＵ４ 塗装ユニット
Ｌ 基準面
ＭＳ 通過範囲（ロボットアーム通過範囲）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】