塗装方法および塗装装置
【課題】 被塗物の投入荷重が低減され、且つ塗装品質に悪影響を及ぼすことがない塗装方法をおよび塗装装置を提供する。
【解決手段】 表面に粉体塗料が付着したビーズが内部に充填され、上下方向に沿って筒状に形成されているとともに上面が開口した塗料充填槽２１内にその下部から加圧された気体を供給することにより塗料充填槽２１内のビーズ層２７を攪拌しながら、被塗物Ｗ’を塗料充填層２１の上方から塗料充填槽に向かって下降させることにより、被塗物Ｗ’を攪拌されたビーズ層２７中に埋没させる。
【解決手段】 表面に粉体塗料が付着したビーズが内部に充填され、上下方向に沿って筒状に形成されているとともに上面が開口した塗料充填槽２１内にその下部から加圧された気体を供給することにより塗料充填槽２１内のビーズ層２７を攪拌しながら、被塗物Ｗ’を塗料充填層２１の上方から塗料充填槽に向かって下降させることにより、被塗物Ｗ’を攪拌されたビーズ層２７中に埋没させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗装方法および塗装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被塗物を塗装する方法として、電着塗装、静電塗装、スプレー塗装、流動浸漬塗装等、様々な塗装方法が知られている。
【０００３】
特許文献１は、塗料充填槽内に充填され表面に粉体塗料が付着した媒体（塗料媒体）により形成される塗料媒体層中に被塗物を埋没させるとともに塗料媒体層を攪拌し、その埋没状態を所定時間維持することにより、被塗物を塗装する流動浸漬塗装方法を開示する。槽内の塗料媒体は攪拌により被塗物に衝突する。衝突が繰り返し行われることで、塗料媒体に付着した粉体塗料が被塗物に塗布（転写）される。
【０００４】
特許文献２は、粉体塗料が付着した塗料媒体の循環流を作り出し、作り出した循環流に被塗物を回転させながら晒すことにより塗料媒体に付着した粉体塗料を被塗物に塗布する塗装方法を開示する。
【０００５】
特許文献３も特許文献２と同様に、粉体塗料が付着した塗料媒体の循環流を作り出し、作り出した循環流に被塗物を回転させながら晒すことにより塗料媒体に付着した粉体塗料を被塗物に塗布する塗装方法を開示する。また、特許文献３によれば、塗料媒体のカラー画像がＣＣＤカメラで撮像され、撮像されたカラー画像に基づいて塗料媒体の循環流量が制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３４８２２２５号（図８、図９、図１０）
【特許文献２】特開２００７−１３６３３１号公報（図１２、図１３、図１４）
【特許文献３】特開２００７−１３９５６１号公報（図６）
【発明の概要】
【０００７】
（発明が解決しようとする課題）
特許文献１に示される塗料充填槽に充填される塗料媒体は例えばセラミックス製であり、その比重は約２．５〜６程度と大きい。このように比重の大きな塗料媒体により構成される塗料媒体層中に被塗物を埋没させるために必要な荷重（投入荷重）は大きい。また、塗料媒体層中に埋没した被塗物を引き上げる際に必要な荷重（引き上げ荷重）も大きい。投入荷重や引き上げ荷重が大きい場合、装置構成が大掛かりになるとともに装置コストも増大する。また、被塗物の投入時や引き上げ時に被塗物および治具が変形するおそれがある。
【０００８】
この場合において、塗料媒体が充填された塗料充填槽を振動させながら被塗物を塗料媒体層中に埋没させることにより投入荷重を低減することができる。しかし、それでも依然として被塗物の全体を塗料媒体層中に埋没させるために必要な荷重は大きい。また、塗料充填槽を振動させるための振動装置が必要であり、さらに塗料充填槽の全体を振動させるための大きな駆動エネルギーが必要である。よって、製造コストの増大を招く。
【０００９】
また、先に被塗物を塗料充填槽内に投入し、その後に粉体塗料が付着した塗料媒体を塗料充填槽内に充填すれば、被塗物の投入荷重を軽減することができる。しかし、この場合は、被塗物を塗装するごとに塗料充填槽内へ塗料媒体を充填する作業が発生するので作業工数が増大し、生産性が悪化する。
【００１０】
特許文献２および３に記載の塗装方法によれば、ベルトコンベアあるいは重力落下により粉体塗料が付着した塗料媒体の循環流を作り出しているが、斯かる循環流は指向性を持つため塗料媒体の攪拌が十分になされない。したがって、攪拌が十分になされていない塗料媒体の循環流に被塗物が晒されることにより、塗装膜厚の不均一化を招き、ひいては塗装品質に悪影響を及ぼす。
【００１１】
本発明は、生産性を悪化させることなく被塗物の投入荷重が低減され、且つ塗装品質に悪影響を及ぼすことがない塗装方法および塗装装置を提供することを目的とする。
【００１２】
（課題を解決するための手段）
本発明は、表面に粉体塗料が付着した塗料媒体が内部に充填され、上下方向に沿って筒状に形成されているとともに上面が開口した塗料充填槽の下部から加圧された気体を前記塗料充填槽に供給して前記塗料充填槽内の前記塗料媒体により形成される塗料媒体層を攪拌しながら、被塗物を前記塗料充填槽の上方から前記塗料充填槽に向かって下降させることにより、前記攪拌されている塗料媒体層中に前記被塗物を埋没させる埋没工程と、前記攪拌されている塗料媒体層中に前記被塗物が埋没している状態を予め定められた時間だけ維持することにより、前記塗料媒体に付着した粉体塗料を前記被塗物の表面に塗布する塗装工程と、を含む、塗装方法を提供する。
【００１３】
この場合、本発明の塗装方法は、前記塗装工程後に、前記塗料充填槽の下部から前記加圧された気体を前記塗料充填槽に供給して前記塗料媒体層を攪拌しながら、前記塗料媒体層中に埋没している前記被塗物を上昇させることにより、前記被塗物を前記攪拌されている塗料媒体層中から引き上げる引き上げ工程を含むと良い。
【００１４】
上記発明によれば、表面に粉体塗料が付着した塗料媒体が内部に充填された塗料充填槽の下部から加圧された気体が塗料充填槽に供給される。気体の供給により、塗料充填槽に充填されている塗料媒体からなる塗料媒体層中に、塗料媒体が充填されていない気泡状の空洞部が形成される。塗料媒体層中に形成された空洞部は上昇するとともに塗料媒体層を攪拌する。このようにして塗料媒体層を攪拌しながら被塗物を塗料充填槽の上方から下降させて塗料媒体層中に埋没させる。塗料媒体層中での空洞部の発生による塗料媒体の充填密度の低下および塗料媒体層の攪拌により、塗料媒体層中に被塗物を埋没させるときに必要な投入荷重が大きく低下する。
【００１５】
また、塗料媒体層中に発生する空洞部は槽内の塗料媒体を押しのけるように上昇していく。空洞部により押しのけられた塗料媒体は不規則に運動する。このような不規則運動が槽内のいたるところで発生する結果、塗料媒体層が均一に攪拌される。このため、塗装工程では、塗料媒体層中に埋没している被塗物の表面に均一に塗料媒体が衝突し、被塗物の表面に均一に塗料が塗布される。よって、塗装膜厚の均一化を図ることができ、塗装品質が向上する。
【００１６】
また、本発明によれば、塗料充填槽に塗料媒体を充填した後に被塗物が投入されるので、被塗物を塗装するごとに塗料充填槽に塗料媒体を充填する必要がない。このため生産性の悪化を招かない。
【００１７】
本発明が適用される被塗物は長尺状であるのがよい。そして、長尺状の被塗物がその長手方向に沿って前記塗料充填槽の上方から前記塗料充填槽に向かって下降させられることにより、塗料充填槽内の塗料媒体層中に埋没されるとよい。さらに、塗料媒体層中に埋没された長尺状の被塗物は、その長手方向に沿って引き上げられるとよい。これによれば、被塗物がその長手方向に沿って塗料充填槽に投入されるために投入面積が小さい。したがって投入荷重がより一層低下する。また、被塗物の引き上げ時に引き上げ荷重が低減されるとともに、塗装媒体が被塗物とともに引き上げられてしまうことを防止することができる。
【００１８】
また、前記塗料充填槽の下部に加圧した気体が供給される気体供給槽が設けられているとよい。さらに、前記塗料充填槽と前記気体供給槽との間に、前記塗料充填層内の空間と前記気体供給槽内の空間とを連通し前記塗料媒体よりも小さい径を有する複数の孔が形成された多孔質板が配設されているとよい。そして、前記気体供給槽に供給された気体が前記多孔質板を通過することにより、前記塗料充填槽の下部から加圧された気体が前記塗料充填槽に供給されるとよい。
【００１９】
これによれば、加圧された気体がまず気体供給槽に供給される。気体供給槽に供給された加圧気体は、多孔質板に形成されている複数の孔を経て塗料充填槽に供給される。多孔質板に形成されている複数の孔の径は、塗料充填槽内の塗料媒体の径よりも小さいので、この多孔質板を経て塗料填槽内の塗料媒体が気体供給槽に落下することはない。
【００２０】
本発明において、「塗料媒体」は、被塗物に粉体塗料を付着させるための媒体（メディア）である。塗料媒体は一般的には球形である。塗料媒体の径は被塗物の大きさや形状により異なるが、０．５〜１ｍｍ程度であるのがよい。塗料媒体の材質は、被塗物に衝突することにより被塗物表面を傷つけないものであればどのようなものでもよい。セラミックス製の塗料媒体が好適に用いられる。
【００２１】
本発明において、「多孔質板」は、塗料媒体よりも小さい径を有する複数の孔が形成されていれば、どのようなものでも良い。この場合、塗料充填槽の径方向（水平方向）に亘り均一に気泡状の空洞部が発生するように、多孔質板に均一に複数の孔が形成されているのがよい。例えば金属製のメッシュや、微細孔が形成されたフィルターが、多孔質板として好適に用いられる。
【００２２】
前記塗料充填槽にその下部から供給される気体の加圧力は０．１〜５ｋｇｆ／ｃｍ２であるのがよい。気体の加圧力が１ｋｇｆ／ｃｍ２未満であると、気泡状の空洞部による塗料充填槽内の塗料媒体層の攪拌が十分になされない（流動性が悪い）とともに塗料媒体の充填密度もさほど低下しないので、被塗物に形成される塗装膜厚の十分な均一化を図ることができず、且つ、被塗物の投入荷重が十分に低下されない。一方、気体の加圧力が５ｋｇｆ／ｃｍ２を越えると、気体の加圧力が強すぎるので、ほとんどの塗料媒体が塗料充填槽の上部に舞い上がり、塗料充填槽内で塗料媒体層を均一に攪拌することができない。
【００２３】
また、本発明の塗装方法は、前記埋没工程の前に行われる工程であり、前記被塗物の表面に予め粘着体を塗布する工程をさらに含むのがよい。これによれば、予め表面に粘着体が塗布された被塗物を塗料充填槽の塗料媒体層中に埋没させることにより、塗装工程にて効率良く被塗物の表面に粉体塗料を塗布することができる。
【００２４】
この場合、前記予め粘着体を塗布する工程は、表面に粘着体が付着した粘着媒体が内部に充填され、上下方向に沿って筒状に形成されているとともに上面が開口した粘着体充填槽の下部から加圧された気体を前記粘着体充填槽に供給して前記粘着体充填槽内の前記粘着媒体により形成される粘着媒体層を攪拌しながら、被塗物を前記粘着体充填槽の上方から前記粘着体充填槽に向かって下降させることにより、前記攪拌されている粘着媒体層中に前記被塗物を埋没させる工程と、前記攪拌されている粘着媒体層中に前記被塗物が埋没している状態を予め定められた時間だけ維持することにより、前記粘着媒体に付着した粘着体を前記被塗物の表面に塗布する工程と、を含むのがよい。
【００２５】
さらに、前記予め粘着体を塗布する工程は、前記攪拌されている前記粘着媒体層中に前記被塗物が埋没している状態を予め定められた時間だけ維持した後に、前記粘着体充填槽の下部から前記加圧された気体を前記粘着体充填槽に供給して前記粘着媒体層を攪拌しながら、前記粘着媒体層中に埋没している前記被塗物を上昇させることにより、前記被塗物を前記粘着媒体層中から引き上げる工程を含むと良い。
【００２６】
これによれば、表面に粘着体が付着した粘着媒体が内部に充填された粘着体充填槽の下部から気体が粘着体充填槽に供給される。気体の供給によって、粘着体充填槽内の粘着媒体からなる粘着媒体層中に気泡状の空洞部が形成され、槽内の粘着媒体の充填密度が低下する。また、粘着媒体層中の空洞部は上昇するとともに粘着媒体層を攪拌する。粘着媒体の充填密度の低下および粘着媒体層の攪拌により、粘着媒体層中に被塗物を埋没させる際に必要な投入荷重が大きく低下する。
【００２７】
また、粘着媒体層中に発生する空洞部は槽内の粘着媒体を押しのけるように上昇していく。空洞部により押しのけられた粘着媒体は不規則に運動する。このような不規則運動が槽内のいたるところで発生する結果、粘着媒体層が均一に攪拌される。このため、粘着媒体層中に埋没している被塗物の表面に均一に粘着媒体が衝突し、被塗物の表面に均一に粘着体を付着させることができる。
【００２８】
本発明において、「粘着媒体」は、被塗物に粘着体を付着させるための媒体（メディア）である。粘着媒体は一般的には球形である。粘着媒体の径は塗料媒体の径と同一であるのがよい。粘着媒体の材質は、被塗物に衝突することにより被塗物表面を傷つけないものであればどのようなものでもよい。セラミックス製の粘着媒体が好適に用いられる。
【００２９】
また、本発明は、上下方向に沿って筒状に形成され、上面が開口しているとともに、表面に粉体塗料が付着した塗料媒体が内部に充填されている塗料充填槽と、前記塗料充填層の下部に設けられ内部に加圧された気体が供給される気体供給槽と、前記塗料充填槽と前記気体供給槽との間に配置され、前記塗料充填層内の空間と前記気体供給層内の空間とを連通し前記塗料媒体よりも小さい径を有する複数の孔が形成された多孔質板と、前記塗料充填槽の上部から被塗物が下降して前記塗料充填槽内の前記塗料媒体により形成される塗料媒体層中に埋没され、且つ、前記塗料媒体層中に埋没している被塗物が上昇して前記塗料媒体層中から上部に引き上げられるように、前記被塗物を上下方向に移動させるアクチュエータと、を備える塗装装置を提供する。
【００３０】
本発明の塗装装置によれば、気体供給槽に加圧気体を供給することにより、加圧気体が多孔質板に形成された孔を経由して塗料充填槽の下部から塗料充填槽内に供給される。これにより塗料充填槽内の塗料媒体により形成される塗料媒体層中に気泡状の空洞部が形成されて塗料媒体の充填密度が低下されるとともに塗料媒体層が攪拌される。また、アクチュエータによって被塗物が下降することにより、塗料充填槽内で空洞部により攪拌されている塗料媒体層中に被塗物が埋没される。被塗物が埋没している状態を所定時間維持することにより、被塗物が塗装される。そして、所定時間経過後にアクチュエータによって被塗物が上昇することにより、攪拌している塗料媒体層中に埋没している被塗物が引き上げられる。
【００３１】
この場合、本発明の塗装装置は、加圧された気体を発生する加圧気体発生源に連通するとともに前記気体供給槽に挿入され、前記気体供給槽内に加圧された気体を供給するための気体供給ノズルをさらに備え、前記気体供給ノズルは、前記気体供給槽の下面に向けて加圧された気体を噴出するように、前記気体供給槽内で下向きに配置されたノズル噴出口を有するのがよい。これによれば、気体供給槽に挿入された気体供給ノズルから加圧された気体が気体供給槽の下面に向けて噴出されるので、気体供給槽の上部に配置している多孔質板に局所的に気体が吹きかけられることが防止される。また、気体供給ノズルのノズル噴出口から噴出された気体が気体供給槽の下面（底面）で跳ね返り、径方向に一様に広がった後に上昇し、多孔質板を経由して塗料充填槽内にその下部から導入される。したがって、塗料充填槽の径方向に亘り均一に気泡状の空洞部を発生させることができる。このような均一な空洞部の発生により、塗料充填槽内で塗料媒体層が均一に攪拌される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施形態に係る塗装装置を含む塗装ラインの概略構成図である。
【図２】塗装装置の概略構成を示す斜視図である。
【図３】被塗物の斜視図である。
【図４】被塗物の断面図である。
【図５】第１埋没工程および粘着体塗布工程を示す図である。
【図６】第１引き上げ工程を示す図である。
【図７】第２埋没工程および塗装工程を示す図である。
【図８】第２引き上げ工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の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装置を含む塗装ラインの概略構成を示す図である。図１に示すように、この塗装ラインは、粘着体塗布装置１０と、塗装装置２０とを備える。粘着体塗布装置１０により被塗物の表面に粘着体が塗布される。塗装装置２０により、表面に粘着体が塗布された被塗物の表面に塗料が塗布される。
【００３４】
図２は、塗装装置２０の概略構成を示す斜視図である。図１および図２に示すように、塗装装置２０は、塗料充填槽２１と、気体供給槽２２と、多孔質板２３と、ノズル２４と、エアシリンダ（アクチュエータ）２５とを備える。
【００３５】
塗料充填槽２１はその軸方向が上下方向（重力方向）に沿った円筒状に形成されている。塗料充填槽２１の上面は開口している。塗料充填槽２１の内径は例えば８０ｍｍであり、高さは例えば６００ｍｍである。この塗料充填槽２１の内部に、表面に粉体塗料が付着したセラミックス製のビーズ（塗料媒体）が充填されている。ビーズの直径は０．５ｍｍである。塗料充填槽２１内に充填されたビーズの集合体によりビーズ層（塗料媒体層）２７が形成される。
【００３６】
塗料充填槽２１の上端開口縁の全周に亘りホッパー２６が取り付けられている。このホッパー２６は、塗料充填槽２１の上端から溢れ出たビーズを回収して再び塗料充填槽２１に落とし込む。
【００３７】
気体供給槽２２は塗料充填槽２１の下方に設けられている。気体供給槽２２は、筒状の側面部および底面部を有する有底円筒形状に形成されている。気体供給槽２２の径は塗料充填槽２１の径と等しい。塗料充填槽２１と気体供給槽２２との間に多孔質板２３が配設される。したがって、多孔質板２３は、塗料充填槽２１の底板を構成するとともに気体供給槽２２の天板を構成する。多孔質板２３には、塗料充填槽２１内の空間と気体供給槽２２内の空間とを連通する複数の孔が形成されている。この孔の径は０．５ｍｍよりも小さい。したがって、塗料充填槽２１内のビーズがこの孔を経由して気体供給槽２２に落下することはない。本実施形態において多孔質板２３は、径が０．５ｍｍよりも小さい孔が均一に形成された金属メッシュ（金網）である。
【００３８】
ノズル２４は、その基端側にて図示しない加圧気体発生源に連通されている。ノズル２４の先端には噴出口２４ａが形成されている。そして、噴出口２４ａが気体供給槽２２の中心に位置するように、ノズル２４が気体供給槽２２内に挿入されている。本実施形態では、加圧気体発生源は、圧力が約２ｋｇｆ／ｃｍ２の工場エアー（加圧エアー）である。また、この工場エアーをドライヤーに通して乾燥させたドライエアーをノズル２４に供給してもよい。また、噴出口２４ａは、加圧エアーが気体供給槽２２の底面（下面）に向けて噴出されるように、気体供給槽２２内で下向きに配置されている。
【００３９】
エアシリンダ２５は塗料充填槽２１の上方に配設されている。エアシリンダ２５はシリンダボディ２５１およびシリンダロッド２５２を備える。そして、シリンダロッド２５２の先端が塗料充填槽２１の上面に対面するように固定される。シリンダロッド２５２の先端に被塗物を固定することができるように、シリンダロッド２５２の先端部分の形状が工夫されている。
【００４０】
また、図１に示すように、粘着体塗布装置１０の装置構成は、基本的に塗装装置２０の装置構成と同じである。すなわち、粘着体塗布装置１０は、粘着体充填槽１１と、気体供給槽１２と、多孔質板１３と、ノズル１４と、エアシリンダ（アクチュエータ）１５とを備える。
【００４１】
粘着体充填槽１１はその軸方向が上下方向（重力方向）に沿うように円筒状に形成されている。粘着体充填槽１１の上面は開口している。粘着体充填槽１１の内径は例えば８０ｍｍであり、高さは例えば６００ｍｍである。この粘着体充填槽１１の内部に、表面に粘着体が付着したセラミックス製のビーズ（粘着媒体）が充填されている。ビーズの直径は０．５ｍｍである。粘着体充填槽１１内に充填されたビーズの集合体によりビーズ層１７が形成される。
【００４２】
粘着体充填槽１１の上端開口縁の全周に亘りホッパー１６が取り付けられている。このホッパー１６は、粘着体充填槽１１の上端から溢れ出たビーズを回収して再び粘着体充填槽１１に落とし込む。
【００４３】
気体供給槽１２は粘着体充填槽１１の下方に設けられている。気体供給槽１２は、筒状の側面部および底面部を有する有底円筒形状に形成されている。気体供給槽１２の径は粘着体充填槽１１の径と等しい。粘着体充填槽１１と気体供給槽１２との間に多孔質板１３が配設される。したがって、多孔質板１３は、粘着体充填槽１１の底板を構成するとともに気体供給槽１２の天板を構成する。多孔質板１３には、粘着体充填槽１１内の空間と気体供給槽１２内の空間とを連通する複数の孔が形成されている。この孔の径は０．５ｍｍよりも小さい。したがって、粘着体充填槽１１内のビーズがこの孔を経由して気体供給槽１２に落下することはない。本実施形態において多孔質板１３は、径が０．５ｍｍよりも小さい孔が均一に形成された金属メッシュ（金網）である。
【００４４】
ノズル１４は、その基端側にて図示しない加圧気体発生源に連通されている。ノズル１４の先端には噴出口１４ａが形成されている。そして、噴出口１４ａが気体供給槽１２の中心に位置するように、ノズル１４が気体供給槽１２内に挿入されている。本実施形態では、加圧気体発生源は、圧力が約２ｋｇｆ／ｃｍ２の工場エアー（加圧エアー）である。また、この工場エアーをドライヤーに通して乾燥させたドライエアーをノズル１４に供給してもよい。また、噴出口１４ａは、加圧エアーが気体供給槽１２の底面（下面）に向かけて噴出されるように気体供給槽１２内で下向きに配置されている。
【００４５】
エアシリンダ１５は粘着体充填槽１１の上方に配設されている。エアシリンダ１５はシリンダボディ１５１およびシリンダロッド１５２を備える。そして、シリンダロッド１５２の先端が粘着体充填槽１１の上面に対面するように固定される。シリンダロッド１５２の先端に被塗物を固定することができるように、シリンダロッド１５２の先端部分の形状が工夫されている。
【００４６】
図３は被塗物Ｗの斜視図である。図に示すように被塗物Ｗは長尺状である。被塗物Ｗは、例えば車両のシートレールである。図４は被塗物Ｗをその長手方向に垂直な平面で切断した断面図である。図４からわかるように、被塗物Ｗは薄板状の鋼板を折り曲げて成形され、断面形状は略コの字形状である。
【００４７】
上記構成の塗装ラインにおいて、以下、被塗物Ｗの表面を塗装するまでの過程を工程順に説明する。
【００４８】
（準備工程）
この準備工程では、粘着体塗布装置１０および塗装装置２０を作動させる。まず、ノズル１４の基端およびノズル２４の基端に連通された加圧気体発生源から加圧エアーをノズル１４およびノズル２４に供給する。すると、ノズル１４の噴出口１４ａおよびノズル２４の噴出口２４ａから加圧エアーが噴出される。ここで、ノズル１４の噴出口１４ａが図１に示すように下方を向いているので、噴出口１４ａから噴出された加圧エアーは気体供給槽１２の底面に衝突して径方向に一様に広がり、その後上昇する。そして、多孔質板１３に形成されている孔部を経由して粘着体充填槽１１内にその下部から加圧エアーが供給される。同様に、ノズル２４の噴出口２４ａが図１に示すように下方を向いているので、噴出口２４ａから噴出された加圧エアーは気体供給槽２２の底面に衝突して径方向に一様に広がり、その後上昇する。そして、多孔質板２３に形成されている孔部を経由して塗料充填槽２１内にその下部から加圧エアーが供給される。
【００４９】
粘着体充填槽１１の下部から加圧エアーが供給されることにより、図１に示すように粘着体充填槽１１内のビーズ層１７中に気泡状の空洞部が発生する。発生した空洞部はビーズ層１７中を上昇し、やがてビーズ層１７の上面から放出される。空洞部がビーズ層１７を上昇していく過程でビーズ層１７が攪拌されるとともに、ビーズ層１７を構成するビーズが空洞部に押しのけられることにより不規則に運動（流動）する。
【００５０】
同様に、塗料充填槽２１の下部から加圧エアーが供給されることにより、図１に示すように塗料充填槽２１内のビーズ層２７中に気泡状の空洞部が発生する。発生した空洞部はビーズ層２７中を上昇し、やがてビーズ層２７の上面から放出される。空洞部がビーズ層２７を上昇していく過程でビーズ層２７が攪拌されるとともに、ビーズ層２７を構成するビーズが空洞部に押しのけられることにより不規則に運動（流動）する。
【００５１】
（第１埋没工程）
図５は、第１埋没工程および後述する粘着体塗布工程を示す図である。準備工程によって粘着体塗布装置１０および塗装装置２０を作動させた後に、エアシリンダ１５のシリンダロッド１５２の先端に、長尺状の被塗物Ｗを固定する。このとき、図５（ａ）に示すように、被塗物Ｗの長手方向が上下方向（重力方向）に一致するように、すなわち被塗物Ｗの長手方向が粘着体充填槽１１の軸方向に一致するように、被塗物Ｗをシリンダロッド１５２の先端に固定する。これにより被塗物Ｗが粘着体充填槽１１の上方に配置される。続いて、エアシリンダ１５を駆動させて、シリンダロッド１５２を伸長させる。シリンダロッド１５２が伸長することにより、その先端に取り付けられた被塗物Ｗが粘着体充填槽１１の上方から下降する。
【００５２】
粘着体充填槽１１の上面は開口しているので、エアシリンダ１５の駆動により下降する被塗物Ｗは粘着体充填槽１１内にその上方から投入される。このとき粘着体充填槽１１内にその下部から供給されている加圧エアーによって槽１１内のビーズ層１７中に気泡状の空洞部が発生しており、この空洞部の上昇によりビーズ層１７が攪拌されている。つまり、槽１１内のビーズ層１７を攪拌しながら被塗物Ｗを粘着体充填槽１１内に向けて下降させることにより、攪拌されているビーズ層１７中に被塗物Ｗを埋没させる。そして、図５（ｂ）に示すように被塗物Ｗがビーズ層１７内に埋もれる位置まで下降した時点でエアシリンダ１５の駆動を停止させる。
【００５３】
（粘着体塗布工程）
次いで、図５（ｂ）に示した状態（空洞部の上昇により攪拌されているビーズ層１７中に被塗物Ｗを埋没している状態）を、予め定めた時間（例えば５秒間）だけ維持する。ビーズ層１７は攪拌されていて、この攪拌によりビーズ層１７を構成するビーズは流動しているので、流動したビーズが被塗物Ｗに衝突する。ビーズの衝突によってビーズの表面に付着している粘着体が被塗物Ｗに付着する。次々にビーズが被塗物Ｗに衝突することにより被塗物Ｗの表面に粘着体が塗布される。また、ビーズは空洞部に押しのけられるようにランダム（不規則）に流動しているので、被塗物Ｗの表面に均一に粘着体が付着される。
【００５４】
（第１引き上げ工程）
図６は、第１引き上げ工程を示す図である。粘着体塗布工程にて粘着体充填槽１１内のビーズ層１７中に被塗物Ｗを予め定められた時間だけ埋没させた後に、エアシリンダ１５を駆動させてシリンダロッド１５２を収縮させ、ビーズ層１７に埋没した被塗物Ｗを上昇させることにより、被塗物Ｗをビーズ層１７中から引き上げる。被塗物Ｗの引き上げ時にも粘着体充填槽１１内にその下部から加圧された気体が供給されているので、槽１１内のビーズ層１７中に気泡状の空洞部が発生しており、この空洞部によりビーズ層１７が攪拌されている。つまり、第１引き上げ工程では、槽１１内のビーズ層１７を攪拌しながら、ビーズ層１７中に埋設されている被塗物Ｗを図６（ｂ）に示すように上昇させて、被塗物Ｗをビーズ層１７中から引き上げる。引き上げられた被塗物Ｗの表面には均一に粘着体が付着されている。
【００５５】
（第２埋設工程）
図７は、第２埋設工程および後述の塗装工程を示す図である。第１引き上げ工程にて引き上げられた被塗物の表面には粘着体が一様に付着している。表面に粘着体が付着された被塗物Ｗ’をエアシリンダ２５のシリンダロッド２５２の先端に固定する。このとき図７（ａ）に示すように、被塗物Ｗ’の長手方向が上下方向（重力方向）に一致するように、すなわち被塗物Ｗ’の長手方向が塗料充填槽２１の軸方向に一致するように、被塗物Ｗ’をシリンダロッド２５２の先端に固定する。これにより被塗物Ｗ’が塗料充填槽２１の上方に配置される。続いて、エアシリンダ２５を駆動させてシリンダロッド２５２を伸長させる。シリンダロッド２５２が伸長することにより、その先端に取り付けられた被塗物Ｗ’が塗料充填槽２１の上方から下降する。
【００５６】
塗料充填槽２１の上面は開口しているので、エアシリンダ２５の駆動により下降する被塗物Ｗ’は塗料充填槽２１内にその上方から投入される。このとき塗料充填槽２１内にその下部から供給されている加圧エアーによって槽２１内のビーズ層２７中に気泡状の空洞部が発生しており、この空洞部の上昇によりビーズ層２７が攪拌されている。このようにして槽２１内のビーズ層２７を攪拌しながら被塗物Ｗ’を塗料充填槽２１内に向けて下降させることにより、被塗物Ｗ’を攪拌されているビーズ層２７中に埋没させる。そして、図７（ｂ）に示すように被塗物Ｗ’がビーズ層２７内に埋もれる位置まで下降した時点でエアシリンダ２５の駆動を停止させる。
【００５７】
（塗装工程）
次いで、図７（ｂ）に示した状態（空洞部の発生により攪拌されているビーズ層２７に被塗物Ｗ’が埋没している状態）を、予め定めた時間（例えば５秒間）だけ維持する。ビーズ層２７は攪拌されていて、この攪拌によりビーズ層２７を構成するビーズは流動しているので、流動するビーズが被塗物Ｗ’に衝突する。ビーズの衝突によってビーズの表面に付着している粉体塗料が被塗物Ｗ’に付着する。次々にビーズが被塗物Ｗ’に衝突することにより被塗物Ｗ’の表面に粉体塗料が塗布される。また、ビーズは空洞部に押しのけられるようにランダム（不規則）に流動しているので、被塗物Ｗ’の表面に均一に粉体塗料が塗布される。
【００５８】
（第２引き上げ工程）
図８は、第２引き上げ工程を示す図である。塗装工程にて塗料充填槽２１内のビーズ層２７中に被塗物Ｗ’を予め定められた時間だけ埋没させた後に、エアシリンダ２５を駆動させてシリンダロッド２５２を収縮させ、ビーズ層２７に埋没した被塗物Ｗ’を上昇させることにより、被塗物Ｗ’をビーズ層２７中から引き上げる。被塗物Ｗ’の引き上げ時にも塗料充填槽２１内にその下部から加圧された気体が供給されているので、槽２１内のビーズ層２７中に気泡状の空洞部が発生しており、この空洞部によりビーズ層２７が攪拌されている。つまり、第２引き上げ工程では、槽２１内のビーズ層２７を攪拌しながら、ビーズ層２７中に埋設されている被塗物Ｗ’を図８（ｂ）に示すように上昇させて、被塗物Ｗ’をビーズ層２７中から引き上げる。引き上げられた被塗物Ｗ’の表面には均一に粉体塗料が付着されている。以上の工程を経て被塗物Ｗが塗装され、図８（ｂ）に示すように塗装製品Ｗ”が製造される。
【００５９】
第２埋没工程にて塗料充填槽２１内のビーズ層２７中に被塗物Ｗ’を埋没する際に要した投入荷重は１ｋｇｆ以下であった。また、第１埋没工程にて粘着体充填槽１１内のビーズ層１７中に被塗物Ｗを埋没する際に要した投入荷重も１ｋｇｆであった。なお、被塗物Ｗの重量は０．５ｋｇである。したがって、本実施形態で示した塗装方法によれば、ほとんど被塗物Ｗの自重により粘着体充填槽１１内のビーズ層１７および塗料充填槽２１内のビーズ層２７中に被塗物を埋没させることができる。これに対し、塗料充填槽２１に気体を供給することなく、すなわち塗料充填槽２１内のビーズ層２７を気泡状の空洞部により攪拌することなく、槽２１内のビーズ層２７中に被塗物Ｗ’を埋没させた場合は、投入荷重は２０ｋｇｆ以上であった。
【００６０】
また、第２引き上げ工程にて被塗物Ｗ’を塗料充填槽２１内のビーズ層２７中から引き上げる際に要した引き上げ荷重は１ｋｇｆ以下であった。さらに、第１引き上げ工程にて被塗物Ｗを粘着体充填槽１１内のビーズ層１７中から引き上げる際に要した引き上げ荷重も１ｋｇｆ以下であった。これに対し、塗料充填槽２１に加圧エアーを供給することなく、塗料充填槽２１内のビーズ層２７中に埋没された被塗物Ｗ’を引き上げた場合、要した引き上げ荷重は２〜４ｋｇｆであった。
【００６１】
以上のことから、本実施形態に示した方法によれば、投入荷重および引き上げ荷重を大きく低下できることがわかる。投入荷重および引き上げ荷重が低下する理由は、槽内での気泡状の空洞部の発生により槽内のビーズの充填密度が低下すること、および、槽内の空洞部が上昇するときに空洞部によりビーズ層が攪拌されることに起因すると考えられる。したがって、塗料充填槽２１内のビーズ層２７や粘着体充填槽１１内のビーズ層１７に被塗物を埋没させる際および、塗料充填槽２１内のビーズ層２７や粘着体充填槽１１内のビーズ層１７から被塗物を引き上げる際に駆動するエアシリンダ１５，２５の駆動力を低減することができ、装置構成のコンパクト化を図ることができる。
【００６２】
本実施形態に示した方法により被塗物を塗装した場合における塗装被膜の均一性を評価するため、被塗物Ｗに形成された塗装被膜の膜厚（塗装膜厚）を測定した。測定結果を表１に示す。表１において、実施例に記載された数値が、本実施形態に示した方法により被塗物を塗装した場合における塗装膜厚の測定結果（単位：μｍ）である。比較例に記載された数値は、従来の方法（塗料充填槽内のビーズ層に被塗物を埋没させた状態で、塗料充填槽を振動させることにより被塗物を塗装する方法）により被塗物を塗装した場合における塗装膜厚の測定結果（単位：μｍ）である。また、被塗物Ｗの長手方向の異なる２部位（図３に示す被塗物ＷのＡ部位およびＢ部位）のそれぞれの断面において異なる６位置（図４に示す被塗物Ｗの断面に表わされる各位置ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ）での膜厚を測定した。部位Ａと部位Ｂとの間隔は３００ｍｍであり、部位Ａは部位Ｂよりも上方である。また、位置ａ，ｂ，ｃは断面コの字状の被塗物Ｗの外側面上の位置であり、箇所ｄ，ｅ，ｆは内側面上の位置である。また、表中の「Ａｖｅ．」は、同一部位における６位置ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆでの測定結果の平均値であり、「σ」は分散である。なお、実施例における塗装時間は５秒とした。
【００６３】
【表１】
【００６４】
表１に示すように、本実施形態の塗装方法（実施例）によれば、測定部位Ａ，Ｂのいずれにおいても、膜厚の分散σが小さい。これに対し、従来の塗装方法（比較例）によれば、測定部位Ａ，Ｂのいずれにおいても膜厚の分散σが大きい。このことから、本実施形態の塗装方法により被塗物を塗装することにより、被塗物の長手方向に垂直な断面において均一な被膜が形成されることわかる。
【００６５】
また、本実施形態の塗装方法（実施例）によれば、測定部位Ａに形成された膜厚の平均値と測定部位Ｂに形成された膜厚の平均値との差が小さい。これに対し、従来の塗装方法（比較例）によれば、測定部位Ａに形成された膜厚の平均値と測定部位Ｂに形成された膜厚の平均値との差が大きい。特に測定部位Ｂに形成された膜厚が測定部位Ａに形成された膜厚よりも顕著に厚い。このことから、本実施形態の塗装方法により被塗物を塗装することにより、長手方向に均一な被膜が形成されることがわかる。
【００６６】
以上のように、本実施形態の塗装方法は、表面に粉体塗料が付着したビーズが内部に充填され、上下方向に沿って筒状に形成されているとともに上面が開口した塗料充填槽２１の下部から加圧エアーを供給して塗料充填槽２１内のビーズにより形成されるビーズ層２７を攪拌しながら、被塗物Ｗ’を塗料充填槽２１の上方から塗料充填槽２１に向かって下降させることにより、塗料充填槽２１内で攪拌されているビーズ層２７中に被塗物Ｗ’を埋没させる第２埋没工程と、攪拌されているビーズ層２７中に被塗物Ｗ’が埋没している状態を予め定められた時間だけ維持することにより、ビーズに付着した粉体塗料を被塗物Ｗの表面に塗布する塗装工程と、を含む。また、本実施形態の塗装方法は、塗装工程後に、塗料充填槽２１の下部から加圧された気体を塗料充填槽２１に供給してビーズ層２７を攪拌しながら、ビーズ層２７中に埋没している被塗物を上昇させることにより、被塗物を攪拌されているビーズ層２７中から引き上げる第２引き上げ工程を含む。
【００６７】
本実施形態の塗装方法によれば、塗料充填槽２１内のビーズ層２７中での気泡状の空洞部の発生によるビーズの充填密度の低下およびビーズ層２７の攪拌により、ビーズ層２７中に被塗物を埋没させるときに必要な投入荷重および、ビーズ層２７中から被塗物を引き上げるときに必要な引き上げ荷重を大きく低下させることができる。
【００６８】
また、塗料充填槽２１内のビーズ層２７中に発生する気泡状の空洞部によりビーズ層２７が均一に攪拌される。このため、ビーズ層２７中に埋没している被塗物Ｗ’の表面に均一にビーズが衝突し、被塗物Ｗ’の表面に均一に塗料が塗布される。よって、塗装品質が向上する。
【００６９】
また、被塗物Ｗ’は長尺状であり、第２埋没工程ではその長手方向に沿って塗料充填槽２１の上方から塗料充填槽に向かって被塗物Ｗ’が下降させられることにより、塗料充填槽２１内のビーズ層２７中に埋没される。さらに第２引き上げ工程では、長手方向に沿って被塗物Ｗ’が引き上げられる。これによれば、被塗物Ｗ’が塗料充填槽２１に投入される際における投入面積が小さいので、投入荷重がより一層低下する。また、引き上げ荷重も低減されるとともに、槽２１内のビーズが被塗物Ｗ’とともに引き上げられてしまうことが防止される。
【００７０】
また、本実施形態の塗装方法は、第２埋没工程の前に行われる工程であり、被塗物の表面に予め粘着体を塗布する工程を含む。したがって、塗装工程にて効率良く被塗物の表面に粉体塗料を付着させることができる。
【００７１】
また、粘着体塗布装置１０を用いて予め粘着体を塗布する工程（第１埋没工程、粘着体塗布工程、第１引き上げ工程）は、塗装装置２０を用いて被塗物Ｗ’に粉体塗料を塗布する工程（第２埋没工程、塗装工程、第２引き上げ工程）と同じ様な工程であるので、粘着体塗布装置１０と塗装装置２０の装置構造も同じ用な構造である。よって、設備費用を低減できる。
【００７２】
また、本実施形態の塗装装置２０は、気体供給槽２２に挿入されて気体供給槽２２内に加圧エアーを供給するためのノズル２４を備える。ノズル２４は気体供給槽２２の下面に向けて加圧された気体を噴出するように、気体供給槽２２内で下向きに配置されたノズル噴出口２４ａを有する。このため、ノズル２４から加圧された気体が気体供給槽２２の下面に向けて噴出されるので、気体供給槽２２の上部に配置している多孔質板２３に局所的に気体が吹きかけられることが防止される。また、ノズル２４のノズル噴出口２４ａから噴出された気体が気体供給槽２２の下面（底面）で跳ね返り、径方向に一様に広がった後に上昇し、多孔質板２３を経由して塗料充填槽２１内にその下部から導入される。したがって、塗料充填槽２１の径方向に亘り均一に気泡状の空洞部を発生させることができる。このような均一な空洞部の発生により、塗料充填槽２１内でビーズ層２７が均一に攪拌される。
【００７３】
また、上記特許文献に示された方法では、塗装後に被塗物に付着している塗料媒体を払い落す工程が必要であるが、本実施形態に示された方法によれば、エアー攪拌中に塗料充填槽２１から被塗物を引き上げるので塗料媒体の付着が最小限に抑えられる。よって、塗装後の被塗物に付着した塗料媒体を除去する工程や、除去時に外部に散乱した塗料媒体を回収する工程を省略することができる。また、本実施形態によれば、粘着体充填槽１１と塗料充填槽２１とが同様の構成であるので、粘着体塗布工程および塗装工程のいずれの工程においても、その後に被塗物に付着した媒体を除去する工程や、除去時に外部に散乱した媒体を回収する工程を省略することができる。また、振動機等を併用して塗装工程後（および粘着体塗布工程後）に槽上に引き上げられた被塗物を振動させることにより、被塗物に付着している僅かな媒体を効果的に槽内に落下させることができる。
【００７４】
また、本実施形態の塗装方法は、粉体塗料が充填された充填槽内に被塗物を投入して槽内で被塗物に直接粉体塗料を塗布する通常の流動浸漬塗装ではなく、粉体塗料が付着したビーズ（塗料媒体）が充填された充填槽中のビーズを攪拌しながらその中（ビーズ層中）に被塗物を投入し、槽内でビーズを被塗物に衝突させることにより被塗物に粉体塗料を塗布（転写）する塗装方法である。本実施形態の塗装方法によれば、均一にビーズが被塗物に衝突するので、通常の流動浸漬塗装と比較して塗装品質が向上する。
【００７５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるべきものではない。例えば、上記実施形態では、塗料充填槽２１や粘着体充填槽１１に被塗物を投入し、あるいは引き上げるためにエアシリンダーを用いた例について説明したが、油圧シリンダや電動モータを利用したものであってもよい。また、塗料充填槽２１や粘着体充填槽１１に充填するビーズの材質はプラスチック等でもよい。このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない限りにおいて変形可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１０…粘着体塗布装置、１１…粘着体充填槽、１２…気体供給槽、１３…多孔質板、１４…ノズル（気体供給ノズル）、１４ａ…噴出口（ノズル噴出口）、１５…エアシリンダ（アクチュエータ）、１６…ホッパー、１７…ビーズ層、２０…塗装装置、２１…塗料充填槽、２２…気体供給槽、２３…多孔質板、２４…ノズル（気体供給ノズル）、２４ａ…噴出口（ノズル噴出口）、２５…エアシリンダ（アクチュエータ）、２６…ホッパー、２７…ビーズ層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗装方法および塗装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被塗物を塗装する方法として、電着塗装、静電塗装、スプレー塗装、流動浸漬塗装等、様々な塗装方法が知られている。
【０００３】
特許文献１は、塗料充填槽内に充填され表面に粉体塗料が付着した媒体（塗料媒体）により形成される塗料媒体層中に被塗物を埋没させるとともに塗料媒体層を攪拌し、その埋没状態を所定時間維持することにより、被塗物を塗装する流動浸漬塗装方法を開示する。槽内の塗料媒体は攪拌により被塗物に衝突する。衝突が繰り返し行われることで、塗料媒体に付着した粉体塗料が被塗物に塗布（転写）される。
【０００４】
特許文献２は、粉体塗料が付着した塗料媒体の循環流を作り出し、作り出した循環流に被塗物を回転させながら晒すことにより塗料媒体に付着した粉体塗料を被塗物に塗布する塗装方法を開示する。
【０００５】
特許文献３も特許文献２と同様に、粉体塗料が付着した塗料媒体の循環流を作り出し、作り出した循環流に被塗物を回転させながら晒すことにより塗料媒体に付着した粉体塗料を被塗物に塗布する塗装方法を開示する。また、特許文献３によれば、塗料媒体のカラー画像がＣＣＤカメラで撮像され、撮像されたカラー画像に基づいて塗料媒体の循環流量が制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３４８２２２５号（図８、図９、図１０）
【特許文献２】特開２００７−１３６３３１号公報（図１２、図１３、図１４）
【特許文献３】特開２００７−１３９５６１号公報（図６）
【発明の概要】
【０００７】
（発明が解決しようとする課題）
特許文献１に示される塗料充填槽に充填される塗料媒体は例えばセラミックス製であり、その比重は約２．５〜６程度と大きい。このように比重の大きな塗料媒体により構成される塗料媒体層中に被塗物を埋没させるために必要な荷重（投入荷重）は大きい。また、塗料媒体層中に埋没した被塗物を引き上げる際に必要な荷重（引き上げ荷重）も大きい。投入荷重や引き上げ荷重が大きい場合、装置構成が大掛かりになるとともに装置コストも増大する。また、被塗物の投入時や引き上げ時に被塗物および治具が変形するおそれがある。
【０００８】
この場合において、塗料媒体が充填された塗料充填槽を振動させながら被塗物を塗料媒体層中に埋没させることにより投入荷重を低減することができる。しかし、それでも依然として被塗物の全体を塗料媒体層中に埋没させるために必要な荷重は大きい。また、塗料充填槽を振動させるための振動装置が必要であり、さらに塗料充填槽の全体を振動させるための大きな駆動エネルギーが必要である。よって、製造コストの増大を招く。
【０００９】
また、先に被塗物を塗料充填槽内に投入し、その後に粉体塗料が付着した塗料媒体を塗料充填槽内に充填すれば、被塗物の投入荷重を軽減することができる。しかし、この場合は、被塗物を塗装するごとに塗料充填槽内へ塗料媒体を充填する作業が発生するので作業工数が増大し、生産性が悪化する。
【００１０】
特許文献２および３に記載の塗装方法によれば、ベルトコンベアあるいは重力落下により粉体塗料が付着した塗料媒体の循環流を作り出しているが、斯かる循環流は指向性を持つため塗料媒体の攪拌が十分になされない。したがって、攪拌が十分になされていない塗料媒体の循環流に被塗物が晒されることにより、塗装膜厚の不均一化を招き、ひいては塗装品質に悪影響を及ぼす。
【００１１】
本発明は、生産性を悪化させることなく被塗物の投入荷重が低減され、且つ塗装品質に悪影響を及ぼすことがない塗装方法および塗装装置を提供することを目的とする。
【００１２】
（課題を解決するための手段）
本発明は、表面に粉体塗料が付着した塗料媒体が内部に充填され、上下方向に沿って筒状に形成されているとともに上面が開口した塗料充填槽の下部から加圧された気体を前記塗料充填槽に供給して前記塗料充填槽内の前記塗料媒体により形成される塗料媒体層を攪拌しながら、被塗物を前記塗料充填槽の上方から前記塗料充填槽に向かって下降させることにより、前記攪拌されている塗料媒体層中に前記被塗物を埋没させる埋没工程と、前記攪拌されている塗料媒体層中に前記被塗物が埋没している状態を予め定められた時間だけ維持することにより、前記塗料媒体に付着した粉体塗料を前記被塗物の表面に塗布する塗装工程と、を含む、塗装方法を提供する。
【００１３】
この場合、本発明の塗装方法は、前記塗装工程後に、前記塗料充填槽の下部から前記加圧された気体を前記塗料充填槽に供給して前記塗料媒体層を攪拌しながら、前記塗料媒体層中に埋没している前記被塗物を上昇させることにより、前記被塗物を前記攪拌されている塗料媒体層中から引き上げる引き上げ工程を含むと良い。
【００１４】
上記発明によれば、表面に粉体塗料が付着した塗料媒体が内部に充填された塗料充填槽の下部から加圧された気体が塗料充填槽に供給される。気体の供給により、塗料充填槽に充填されている塗料媒体からなる塗料媒体層中に、塗料媒体が充填されていない気泡状の空洞部が形成される。塗料媒体層中に形成された空洞部は上昇するとともに塗料媒体層を攪拌する。このようにして塗料媒体層を攪拌しながら被塗物を塗料充填槽の上方から下降させて塗料媒体層中に埋没させる。塗料媒体層中での空洞部の発生による塗料媒体の充填密度の低下および塗料媒体層の攪拌により、塗料媒体層中に被塗物を埋没させるときに必要な投入荷重が大きく低下する。
【００１５】
また、塗料媒体層中に発生する空洞部は槽内の塗料媒体を押しのけるように上昇していく。空洞部により押しのけられた塗料媒体は不規則に運動する。このような不規則運動が槽内のいたるところで発生する結果、塗料媒体層が均一に攪拌される。このため、塗装工程では、塗料媒体層中に埋没している被塗物の表面に均一に塗料媒体が衝突し、被塗物の表面に均一に塗料が塗布される。よって、塗装膜厚の均一化を図ることができ、塗装品質が向上する。
【００１６】
また、本発明によれば、塗料充填槽に塗料媒体を充填した後に被塗物が投入されるので、被塗物を塗装するごとに塗料充填槽に塗料媒体を充填する必要がない。このため生産性の悪化を招かない。
【００１７】
本発明が適用される被塗物は長尺状であるのがよい。そして、長尺状の被塗物がその長手方向に沿って前記塗料充填槽の上方から前記塗料充填槽に向かって下降させられることにより、塗料充填槽内の塗料媒体層中に埋没されるとよい。さらに、塗料媒体層中に埋没された長尺状の被塗物は、その長手方向に沿って引き上げられるとよい。これによれば、被塗物がその長手方向に沿って塗料充填槽に投入されるために投入面積が小さい。したがって投入荷重がより一層低下する。また、被塗物の引き上げ時に引き上げ荷重が低減されるとともに、塗装媒体が被塗物とともに引き上げられてしまうことを防止することができる。
【００１８】
また、前記塗料充填槽の下部に加圧した気体が供給される気体供給槽が設けられているとよい。さらに、前記塗料充填槽と前記気体供給槽との間に、前記塗料充填層内の空間と前記気体供給槽内の空間とを連通し前記塗料媒体よりも小さい径を有する複数の孔が形成された多孔質板が配設されているとよい。そして、前記気体供給槽に供給された気体が前記多孔質板を通過することにより、前記塗料充填槽の下部から加圧された気体が前記塗料充填槽に供給されるとよい。
【００１９】
これによれば、加圧された気体がまず気体供給槽に供給される。気体供給槽に供給された加圧気体は、多孔質板に形成されている複数の孔を経て塗料充填槽に供給される。多孔質板に形成されている複数の孔の径は、塗料充填槽内の塗料媒体の径よりも小さいので、この多孔質板を経て塗料填槽内の塗料媒体が気体供給槽に落下することはない。
【００２０】
本発明において、「塗料媒体」は、被塗物に粉体塗料を付着させるための媒体（メディア）である。塗料媒体は一般的には球形である。塗料媒体の径は被塗物の大きさや形状により異なるが、０．５〜１ｍｍ程度であるのがよい。塗料媒体の材質は、被塗物に衝突することにより被塗物表面を傷つけないものであればどのようなものでもよい。セラミックス製の塗料媒体が好適に用いられる。
【００２１】
本発明において、「多孔質板」は、塗料媒体よりも小さい径を有する複数の孔が形成されていれば、どのようなものでも良い。この場合、塗料充填槽の径方向（水平方向）に亘り均一に気泡状の空洞部が発生するように、多孔質板に均一に複数の孔が形成されているのがよい。例えば金属製のメッシュや、微細孔が形成されたフィルターが、多孔質板として好適に用いられる。
【００２２】
前記塗料充填槽にその下部から供給される気体の加圧力は０．１〜５ｋｇｆ／ｃｍ２であるのがよい。気体の加圧力が１ｋｇｆ／ｃｍ２未満であると、気泡状の空洞部による塗料充填槽内の塗料媒体層の攪拌が十分になされない（流動性が悪い）とともに塗料媒体の充填密度もさほど低下しないので、被塗物に形成される塗装膜厚の十分な均一化を図ることができず、且つ、被塗物の投入荷重が十分に低下されない。一方、気体の加圧力が５ｋｇｆ／ｃｍ２を越えると、気体の加圧力が強すぎるので、ほとんどの塗料媒体が塗料充填槽の上部に舞い上がり、塗料充填槽内で塗料媒体層を均一に攪拌することができない。
【００２３】
また、本発明の塗装方法は、前記埋没工程の前に行われる工程であり、前記被塗物の表面に予め粘着体を塗布する工程をさらに含むのがよい。これによれば、予め表面に粘着体が塗布された被塗物を塗料充填槽の塗料媒体層中に埋没させることにより、塗装工程にて効率良く被塗物の表面に粉体塗料を塗布することができる。
【００２４】
この場合、前記予め粘着体を塗布する工程は、表面に粘着体が付着した粘着媒体が内部に充填され、上下方向に沿って筒状に形成されているとともに上面が開口した粘着体充填槽の下部から加圧された気体を前記粘着体充填槽に供給して前記粘着体充填槽内の前記粘着媒体により形成される粘着媒体層を攪拌しながら、被塗物を前記粘着体充填槽の上方から前記粘着体充填槽に向かって下降させることにより、前記攪拌されている粘着媒体層中に前記被塗物を埋没させる工程と、前記攪拌されている粘着媒体層中に前記被塗物が埋没している状態を予め定められた時間だけ維持することにより、前記粘着媒体に付着した粘着体を前記被塗物の表面に塗布する工程と、を含むのがよい。
【００２５】
さらに、前記予め粘着体を塗布する工程は、前記攪拌されている前記粘着媒体層中に前記被塗物が埋没している状態を予め定められた時間だけ維持した後に、前記粘着体充填槽の下部から前記加圧された気体を前記粘着体充填槽に供給して前記粘着媒体層を攪拌しながら、前記粘着媒体層中に埋没している前記被塗物を上昇させることにより、前記被塗物を前記粘着媒体層中から引き上げる工程を含むと良い。
【００２６】
これによれば、表面に粘着体が付着した粘着媒体が内部に充填された粘着体充填槽の下部から気体が粘着体充填槽に供給される。気体の供給によって、粘着体充填槽内の粘着媒体からなる粘着媒体層中に気泡状の空洞部が形成され、槽内の粘着媒体の充填密度が低下する。また、粘着媒体層中の空洞部は上昇するとともに粘着媒体層を攪拌する。粘着媒体の充填密度の低下および粘着媒体層の攪拌により、粘着媒体層中に被塗物を埋没させる際に必要な投入荷重が大きく低下する。
【００２７】
また、粘着媒体層中に発生する空洞部は槽内の粘着媒体を押しのけるように上昇していく。空洞部により押しのけられた粘着媒体は不規則に運動する。このような不規則運動が槽内のいたるところで発生する結果、粘着媒体層が均一に攪拌される。このため、粘着媒体層中に埋没している被塗物の表面に均一に粘着媒体が衝突し、被塗物の表面に均一に粘着体を付着させることができる。
【００２８】
本発明において、「粘着媒体」は、被塗物に粘着体を付着させるための媒体（メディア）である。粘着媒体は一般的には球形である。粘着媒体の径は塗料媒体の径と同一であるのがよい。粘着媒体の材質は、被塗物に衝突することにより被塗物表面を傷つけないものであればどのようなものでもよい。セラミックス製の粘着媒体が好適に用いられる。
【００２９】
また、本発明は、上下方向に沿って筒状に形成され、上面が開口しているとともに、表面に粉体塗料が付着した塗料媒体が内部に充填されている塗料充填槽と、前記塗料充填層の下部に設けられ内部に加圧された気体が供給される気体供給槽と、前記塗料充填槽と前記気体供給槽との間に配置され、前記塗料充填層内の空間と前記気体供給層内の空間とを連通し前記塗料媒体よりも小さい径を有する複数の孔が形成された多孔質板と、前記塗料充填槽の上部から被塗物が下降して前記塗料充填槽内の前記塗料媒体により形成される塗料媒体層中に埋没され、且つ、前記塗料媒体層中に埋没している被塗物が上昇して前記塗料媒体層中から上部に引き上げられるように、前記被塗物を上下方向に移動させるアクチュエータと、を備える塗装装置を提供する。
【００３０】
本発明の塗装装置によれば、気体供給槽に加圧気体を供給することにより、加圧気体が多孔質板に形成された孔を経由して塗料充填槽の下部から塗料充填槽内に供給される。これにより塗料充填槽内の塗料媒体により形成される塗料媒体層中に気泡状の空洞部が形成されて塗料媒体の充填密度が低下されるとともに塗料媒体層が攪拌される。また、アクチュエータによって被塗物が下降することにより、塗料充填槽内で空洞部により攪拌されている塗料媒体層中に被塗物が埋没される。被塗物が埋没している状態を所定時間維持することにより、被塗物が塗装される。そして、所定時間経過後にアクチュエータによって被塗物が上昇することにより、攪拌している塗料媒体層中に埋没している被塗物が引き上げられる。
【００３１】
この場合、本発明の塗装装置は、加圧された気体を発生する加圧気体発生源に連通するとともに前記気体供給槽に挿入され、前記気体供給槽内に加圧された気体を供給するための気体供給ノズルをさらに備え、前記気体供給ノズルは、前記気体供給槽の下面に向けて加圧された気体を噴出するように、前記気体供給槽内で下向きに配置されたノズル噴出口を有するのがよい。これによれば、気体供給槽に挿入された気体供給ノズルから加圧された気体が気体供給槽の下面に向けて噴出されるので、気体供給槽の上部に配置している多孔質板に局所的に気体が吹きかけられることが防止される。また、気体供給ノズルのノズル噴出口から噴出された気体が気体供給槽の下面（底面）で跳ね返り、径方向に一様に広がった後に上昇し、多孔質板を経由して塗料充填槽内にその下部から導入される。したがって、塗料充填槽の径方向に亘り均一に気泡状の空洞部を発生させることができる。このような均一な空洞部の発生により、塗料充填槽内で塗料媒体層が均一に攪拌される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施形態に係る塗装装置を含む塗装ラインの概略構成図である。
【図２】塗装装置の概略構成を示す斜視図である。
【図３】被塗物の斜視図である。
【図４】被塗物の断面図である。
【図５】第１埋没工程および粘着体塗布工程を示す図である。
【図６】第１引き上げ工程を示す図である。
【図７】第２埋没工程および塗装工程を示す図である。
【図８】第２引き上げ工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の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装置を含む塗装ラインの概略構成を示す図である。図１に示すように、この塗装ラインは、粘着体塗布装置１０と、塗装装置２０とを備える。粘着体塗布装置１０により被塗物の表面に粘着体が塗布される。塗装装置２０により、表面に粘着体が塗布された被塗物の表面に塗料が塗布される。
【００３４】
図２は、塗装装置２０の概略構成を示す斜視図である。図１および図２に示すように、塗装装置２０は、塗料充填槽２１と、気体供給槽２２と、多孔質板２３と、ノズル２４と、エアシリンダ（アクチュエータ）２５とを備える。
【００３５】
塗料充填槽２１はその軸方向が上下方向（重力方向）に沿った円筒状に形成されている。塗料充填槽２１の上面は開口している。塗料充填槽２１の内径は例えば８０ｍｍであり、高さは例えば６００ｍｍである。この塗料充填槽２１の内部に、表面に粉体塗料が付着したセラミックス製のビーズ（塗料媒体）が充填されている。ビーズの直径は０．５ｍｍである。塗料充填槽２１内に充填されたビーズの集合体によりビーズ層（塗料媒体層）２７が形成される。
【００３６】
塗料充填槽２１の上端開口縁の全周に亘りホッパー２６が取り付けられている。このホッパー２６は、塗料充填槽２１の上端から溢れ出たビーズを回収して再び塗料充填槽２１に落とし込む。
【００３７】
気体供給槽２２は塗料充填槽２１の下方に設けられている。気体供給槽２２は、筒状の側面部および底面部を有する有底円筒形状に形成されている。気体供給槽２２の径は塗料充填槽２１の径と等しい。塗料充填槽２１と気体供給槽２２との間に多孔質板２３が配設される。したがって、多孔質板２３は、塗料充填槽２１の底板を構成するとともに気体供給槽２２の天板を構成する。多孔質板２３には、塗料充填槽２１内の空間と気体供給槽２２内の空間とを連通する複数の孔が形成されている。この孔の径は０．５ｍｍよりも小さい。したがって、塗料充填槽２１内のビーズがこの孔を経由して気体供給槽２２に落下することはない。本実施形態において多孔質板２３は、径が０．５ｍｍよりも小さい孔が均一に形成された金属メッシュ（金網）である。
【００３８】
ノズル２４は、その基端側にて図示しない加圧気体発生源に連通されている。ノズル２４の先端には噴出口２４ａが形成されている。そして、噴出口２４ａが気体供給槽２２の中心に位置するように、ノズル２４が気体供給槽２２内に挿入されている。本実施形態では、加圧気体発生源は、圧力が約２ｋｇｆ／ｃｍ２の工場エアー（加圧エアー）である。また、この工場エアーをドライヤーに通して乾燥させたドライエアーをノズル２４に供給してもよい。また、噴出口２４ａは、加圧エアーが気体供給槽２２の底面（下面）に向けて噴出されるように、気体供給槽２２内で下向きに配置されている。
【００３９】
エアシリンダ２５は塗料充填槽２１の上方に配設されている。エアシリンダ２５はシリンダボディ２５１およびシリンダロッド２５２を備える。そして、シリンダロッド２５２の先端が塗料充填槽２１の上面に対面するように固定される。シリンダロッド２５２の先端に被塗物を固定することができるように、シリンダロッド２５２の先端部分の形状が工夫されている。
【００４０】
また、図１に示すように、粘着体塗布装置１０の装置構成は、基本的に塗装装置２０の装置構成と同じである。すなわち、粘着体塗布装置１０は、粘着体充填槽１１と、気体供給槽１２と、多孔質板１３と、ノズル１４と、エアシリンダ（アクチュエータ）１５とを備える。
【００４１】
粘着体充填槽１１はその軸方向が上下方向（重力方向）に沿うように円筒状に形成されている。粘着体充填槽１１の上面は開口している。粘着体充填槽１１の内径は例えば８０ｍｍであり、高さは例えば６００ｍｍである。この粘着体充填槽１１の内部に、表面に粘着体が付着したセラミックス製のビーズ（粘着媒体）が充填されている。ビーズの直径は０．５ｍｍである。粘着体充填槽１１内に充填されたビーズの集合体によりビーズ層１７が形成される。
【００４２】
粘着体充填槽１１の上端開口縁の全周に亘りホッパー１６が取り付けられている。このホッパー１６は、粘着体充填槽１１の上端から溢れ出たビーズを回収して再び粘着体充填槽１１に落とし込む。
【００４３】
気体供給槽１２は粘着体充填槽１１の下方に設けられている。気体供給槽１２は、筒状の側面部および底面部を有する有底円筒形状に形成されている。気体供給槽１２の径は粘着体充填槽１１の径と等しい。粘着体充填槽１１と気体供給槽１２との間に多孔質板１３が配設される。したがって、多孔質板１３は、粘着体充填槽１１の底板を構成するとともに気体供給槽１２の天板を構成する。多孔質板１３には、粘着体充填槽１１内の空間と気体供給槽１２内の空間とを連通する複数の孔が形成されている。この孔の径は０．５ｍｍよりも小さい。したがって、粘着体充填槽１１内のビーズがこの孔を経由して気体供給槽１２に落下することはない。本実施形態において多孔質板１３は、径が０．５ｍｍよりも小さい孔が均一に形成された金属メッシュ（金網）である。
【００４４】
ノズル１４は、その基端側にて図示しない加圧気体発生源に連通されている。ノズル１４の先端には噴出口１４ａが形成されている。そして、噴出口１４ａが気体供給槽１２の中心に位置するように、ノズル１４が気体供給槽１２内に挿入されている。本実施形態では、加圧気体発生源は、圧力が約２ｋｇｆ／ｃｍ２の工場エアー（加圧エアー）である。また、この工場エアーをドライヤーに通して乾燥させたドライエアーをノズル１４に供給してもよい。また、噴出口１４ａは、加圧エアーが気体供給槽１２の底面（下面）に向かけて噴出されるように気体供給槽１２内で下向きに配置されている。
【００４５】
エアシリンダ１５は粘着体充填槽１１の上方に配設されている。エアシリンダ１５はシリンダボディ１５１およびシリンダロッド１５２を備える。そして、シリンダロッド１５２の先端が粘着体充填槽１１の上面に対面するように固定される。シリンダロッド１５２の先端に被塗物を固定することができるように、シリンダロッド１５２の先端部分の形状が工夫されている。
【００４６】
図３は被塗物Ｗの斜視図である。図に示すように被塗物Ｗは長尺状である。被塗物Ｗは、例えば車両のシートレールである。図４は被塗物Ｗをその長手方向に垂直な平面で切断した断面図である。図４からわかるように、被塗物Ｗは薄板状の鋼板を折り曲げて成形され、断面形状は略コの字形状である。
【００４７】
上記構成の塗装ラインにおいて、以下、被塗物Ｗの表面を塗装するまでの過程を工程順に説明する。
【００４８】
（準備工程）
この準備工程では、粘着体塗布装置１０および塗装装置２０を作動させる。まず、ノズル１４の基端およびノズル２４の基端に連通された加圧気体発生源から加圧エアーをノズル１４およびノズル２４に供給する。すると、ノズル１４の噴出口１４ａおよびノズル２４の噴出口２４ａから加圧エアーが噴出される。ここで、ノズル１４の噴出口１４ａが図１に示すように下方を向いているので、噴出口１４ａから噴出された加圧エアーは気体供給槽１２の底面に衝突して径方向に一様に広がり、その後上昇する。そして、多孔質板１３に形成されている孔部を経由して粘着体充填槽１１内にその下部から加圧エアーが供給される。同様に、ノズル２４の噴出口２４ａが図１に示すように下方を向いているので、噴出口２４ａから噴出された加圧エアーは気体供給槽２２の底面に衝突して径方向に一様に広がり、その後上昇する。そして、多孔質板２３に形成されている孔部を経由して塗料充填槽２１内にその下部から加圧エアーが供給される。
【００４９】
粘着体充填槽１１の下部から加圧エアーが供給されることにより、図１に示すように粘着体充填槽１１内のビーズ層１７中に気泡状の空洞部が発生する。発生した空洞部はビーズ層１７中を上昇し、やがてビーズ層１７の上面から放出される。空洞部がビーズ層１７を上昇していく過程でビーズ層１７が攪拌されるとともに、ビーズ層１７を構成するビーズが空洞部に押しのけられることにより不規則に運動（流動）する。
【００５０】
同様に、塗料充填槽２１の下部から加圧エアーが供給されることにより、図１に示すように塗料充填槽２１内のビーズ層２７中に気泡状の空洞部が発生する。発生した空洞部はビーズ層２７中を上昇し、やがてビーズ層２７の上面から放出される。空洞部がビーズ層２７を上昇していく過程でビーズ層２７が攪拌されるとともに、ビーズ層２７を構成するビーズが空洞部に押しのけられることにより不規則に運動（流動）する。
【００５１】
（第１埋没工程）
図５は、第１埋没工程および後述する粘着体塗布工程を示す図である。準備工程によって粘着体塗布装置１０および塗装装置２０を作動させた後に、エアシリンダ１５のシリンダロッド１５２の先端に、長尺状の被塗物Ｗを固定する。このとき、図５（ａ）に示すように、被塗物Ｗの長手方向が上下方向（重力方向）に一致するように、すなわち被塗物Ｗの長手方向が粘着体充填槽１１の軸方向に一致するように、被塗物Ｗをシリンダロッド１５２の先端に固定する。これにより被塗物Ｗが粘着体充填槽１１の上方に配置される。続いて、エアシリンダ１５を駆動させて、シリンダロッド１５２を伸長させる。シリンダロッド１５２が伸長することにより、その先端に取り付けられた被塗物Ｗが粘着体充填槽１１の上方から下降する。
【００５２】
粘着体充填槽１１の上面は開口しているので、エアシリンダ１５の駆動により下降する被塗物Ｗは粘着体充填槽１１内にその上方から投入される。このとき粘着体充填槽１１内にその下部から供給されている加圧エアーによって槽１１内のビーズ層１７中に気泡状の空洞部が発生しており、この空洞部の上昇によりビーズ層１７が攪拌されている。つまり、槽１１内のビーズ層１７を攪拌しながら被塗物Ｗを粘着体充填槽１１内に向けて下降させることにより、攪拌されているビーズ層１７中に被塗物Ｗを埋没させる。そして、図５（ｂ）に示すように被塗物Ｗがビーズ層１７内に埋もれる位置まで下降した時点でエアシリンダ１５の駆動を停止させる。
【００５３】
（粘着体塗布工程）
次いで、図５（ｂ）に示した状態（空洞部の上昇により攪拌されているビーズ層１７中に被塗物Ｗを埋没している状態）を、予め定めた時間（例えば５秒間）だけ維持する。ビーズ層１７は攪拌されていて、この攪拌によりビーズ層１７を構成するビーズは流動しているので、流動したビーズが被塗物Ｗに衝突する。ビーズの衝突によってビーズの表面に付着している粘着体が被塗物Ｗに付着する。次々にビーズが被塗物Ｗに衝突することにより被塗物Ｗの表面に粘着体が塗布される。また、ビーズは空洞部に押しのけられるようにランダム（不規則）に流動しているので、被塗物Ｗの表面に均一に粘着体が付着される。
【００５４】
（第１引き上げ工程）
図６は、第１引き上げ工程を示す図である。粘着体塗布工程にて粘着体充填槽１１内のビーズ層１７中に被塗物Ｗを予め定められた時間だけ埋没させた後に、エアシリンダ１５を駆動させてシリンダロッド１５２を収縮させ、ビーズ層１７に埋没した被塗物Ｗを上昇させることにより、被塗物Ｗをビーズ層１７中から引き上げる。被塗物Ｗの引き上げ時にも粘着体充填槽１１内にその下部から加圧された気体が供給されているので、槽１１内のビーズ層１７中に気泡状の空洞部が発生しており、この空洞部によりビーズ層１７が攪拌されている。つまり、第１引き上げ工程では、槽１１内のビーズ層１７を攪拌しながら、ビーズ層１７中に埋設されている被塗物Ｗを図６（ｂ）に示すように上昇させて、被塗物Ｗをビーズ層１７中から引き上げる。引き上げられた被塗物Ｗの表面には均一に粘着体が付着されている。
【００５５】
（第２埋設工程）
図７は、第２埋設工程および後述の塗装工程を示す図である。第１引き上げ工程にて引き上げられた被塗物の表面には粘着体が一様に付着している。表面に粘着体が付着された被塗物Ｗ’をエアシリンダ２５のシリンダロッド２５２の先端に固定する。このとき図７（ａ）に示すように、被塗物Ｗ’の長手方向が上下方向（重力方向）に一致するように、すなわち被塗物Ｗ’の長手方向が塗料充填槽２１の軸方向に一致するように、被塗物Ｗ’をシリンダロッド２５２の先端に固定する。これにより被塗物Ｗ’が塗料充填槽２１の上方に配置される。続いて、エアシリンダ２５を駆動させてシリンダロッド２５２を伸長させる。シリンダロッド２５２が伸長することにより、その先端に取り付けられた被塗物Ｗ’が塗料充填槽２１の上方から下降する。
【００５６】
塗料充填槽２１の上面は開口しているので、エアシリンダ２５の駆動により下降する被塗物Ｗ’は塗料充填槽２１内にその上方から投入される。このとき塗料充填槽２１内にその下部から供給されている加圧エアーによって槽２１内のビーズ層２７中に気泡状の空洞部が発生しており、この空洞部の上昇によりビーズ層２７が攪拌されている。このようにして槽２１内のビーズ層２７を攪拌しながら被塗物Ｗ’を塗料充填槽２１内に向けて下降させることにより、被塗物Ｗ’を攪拌されているビーズ層２７中に埋没させる。そして、図７（ｂ）に示すように被塗物Ｗ’がビーズ層２７内に埋もれる位置まで下降した時点でエアシリンダ２５の駆動を停止させる。
【００５７】
（塗装工程）
次いで、図７（ｂ）に示した状態（空洞部の発生により攪拌されているビーズ層２７に被塗物Ｗ’が埋没している状態）を、予め定めた時間（例えば５秒間）だけ維持する。ビーズ層２７は攪拌されていて、この攪拌によりビーズ層２７を構成するビーズは流動しているので、流動するビーズが被塗物Ｗ’に衝突する。ビーズの衝突によってビーズの表面に付着している粉体塗料が被塗物Ｗ’に付着する。次々にビーズが被塗物Ｗ’に衝突することにより被塗物Ｗ’の表面に粉体塗料が塗布される。また、ビーズは空洞部に押しのけられるようにランダム（不規則）に流動しているので、被塗物Ｗ’の表面に均一に粉体塗料が塗布される。
【００５８】
（第２引き上げ工程）
図８は、第２引き上げ工程を示す図である。塗装工程にて塗料充填槽２１内のビーズ層２７中に被塗物Ｗ’を予め定められた時間だけ埋没させた後に、エアシリンダ２５を駆動させてシリンダロッド２５２を収縮させ、ビーズ層２７に埋没した被塗物Ｗ’を上昇させることにより、被塗物Ｗ’をビーズ層２７中から引き上げる。被塗物Ｗ’の引き上げ時にも塗料充填槽２１内にその下部から加圧された気体が供給されているので、槽２１内のビーズ層２７中に気泡状の空洞部が発生しており、この空洞部によりビーズ層２７が攪拌されている。つまり、第２引き上げ工程では、槽２１内のビーズ層２７を攪拌しながら、ビーズ層２７中に埋設されている被塗物Ｗ’を図８（ｂ）に示すように上昇させて、被塗物Ｗ’をビーズ層２７中から引き上げる。引き上げられた被塗物Ｗ’の表面には均一に粉体塗料が付着されている。以上の工程を経て被塗物Ｗが塗装され、図８（ｂ）に示すように塗装製品Ｗ”が製造される。
【００５９】
第２埋没工程にて塗料充填槽２１内のビーズ層２７中に被塗物Ｗ’を埋没する際に要した投入荷重は１ｋｇｆ以下であった。また、第１埋没工程にて粘着体充填槽１１内のビーズ層１７中に被塗物Ｗを埋没する際に要した投入荷重も１ｋｇｆであった。なお、被塗物Ｗの重量は０．５ｋｇである。したがって、本実施形態で示した塗装方法によれば、ほとんど被塗物Ｗの自重により粘着体充填槽１１内のビーズ層１７および塗料充填槽２１内のビーズ層２７中に被塗物を埋没させることができる。これに対し、塗料充填槽２１に気体を供給することなく、すなわち塗料充填槽２１内のビーズ層２７を気泡状の空洞部により攪拌することなく、槽２１内のビーズ層２７中に被塗物Ｗ’を埋没させた場合は、投入荷重は２０ｋｇｆ以上であった。
【００６０】
また、第２引き上げ工程にて被塗物Ｗ’を塗料充填槽２１内のビーズ層２７中から引き上げる際に要した引き上げ荷重は１ｋｇｆ以下であった。さらに、第１引き上げ工程にて被塗物Ｗを粘着体充填槽１１内のビーズ層１７中から引き上げる際に要した引き上げ荷重も１ｋｇｆ以下であった。これに対し、塗料充填槽２１に加圧エアーを供給することなく、塗料充填槽２１内のビーズ層２７中に埋没された被塗物Ｗ’を引き上げた場合、要した引き上げ荷重は２〜４ｋｇｆであった。
【００６１】
以上のことから、本実施形態に示した方法によれば、投入荷重および引き上げ荷重を大きく低下できることがわかる。投入荷重および引き上げ荷重が低下する理由は、槽内での気泡状の空洞部の発生により槽内のビーズの充填密度が低下すること、および、槽内の空洞部が上昇するときに空洞部によりビーズ層が攪拌されることに起因すると考えられる。したがって、塗料充填槽２１内のビーズ層２７や粘着体充填槽１１内のビーズ層１７に被塗物を埋没させる際および、塗料充填槽２１内のビーズ層２７や粘着体充填槽１１内のビーズ層１７から被塗物を引き上げる際に駆動するエアシリンダ１５，２５の駆動力を低減することができ、装置構成のコンパクト化を図ることができる。
【００６２】
本実施形態に示した方法により被塗物を塗装した場合における塗装被膜の均一性を評価するため、被塗物Ｗに形成された塗装被膜の膜厚（塗装膜厚）を測定した。測定結果を表１に示す。表１において、実施例に記載された数値が、本実施形態に示した方法により被塗物を塗装した場合における塗装膜厚の測定結果（単位：μｍ）である。比較例に記載された数値は、従来の方法（塗料充填槽内のビーズ層に被塗物を埋没させた状態で、塗料充填槽を振動させることにより被塗物を塗装する方法）により被塗物を塗装した場合における塗装膜厚の測定結果（単位：μｍ）である。また、被塗物Ｗの長手方向の異なる２部位（図３に示す被塗物ＷのＡ部位およびＢ部位）のそれぞれの断面において異なる６位置（図４に示す被塗物Ｗの断面に表わされる各位置ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ）での膜厚を測定した。部位Ａと部位Ｂとの間隔は３００ｍｍであり、部位Ａは部位Ｂよりも上方である。また、位置ａ，ｂ，ｃは断面コの字状の被塗物Ｗの外側面上の位置であり、箇所ｄ，ｅ，ｆは内側面上の位置である。また、表中の「Ａｖｅ．」は、同一部位における６位置ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆでの測定結果の平均値であり、「σ」は分散である。なお、実施例における塗装時間は５秒とした。
【００６３】
【表１】
【００６４】
表１に示すように、本実施形態の塗装方法（実施例）によれば、測定部位Ａ，Ｂのいずれにおいても、膜厚の分散σが小さい。これに対し、従来の塗装方法（比較例）によれば、測定部位Ａ，Ｂのいずれにおいても膜厚の分散σが大きい。このことから、本実施形態の塗装方法により被塗物を塗装することにより、被塗物の長手方向に垂直な断面において均一な被膜が形成されることわかる。
【００６５】
また、本実施形態の塗装方法（実施例）によれば、測定部位Ａに形成された膜厚の平均値と測定部位Ｂに形成された膜厚の平均値との差が小さい。これに対し、従来の塗装方法（比較例）によれば、測定部位Ａに形成された膜厚の平均値と測定部位Ｂに形成された膜厚の平均値との差が大きい。特に測定部位Ｂに形成された膜厚が測定部位Ａに形成された膜厚よりも顕著に厚い。このことから、本実施形態の塗装方法により被塗物を塗装することにより、長手方向に均一な被膜が形成されることがわかる。
【００６６】
以上のように、本実施形態の塗装方法は、表面に粉体塗料が付着したビーズが内部に充填され、上下方向に沿って筒状に形成されているとともに上面が開口した塗料充填槽２１の下部から加圧エアーを供給して塗料充填槽２１内のビーズにより形成されるビーズ層２７を攪拌しながら、被塗物Ｗ’を塗料充填槽２１の上方から塗料充填槽２１に向かって下降させることにより、塗料充填槽２１内で攪拌されているビーズ層２７中に被塗物Ｗ’を埋没させる第２埋没工程と、攪拌されているビーズ層２７中に被塗物Ｗ’が埋没している状態を予め定められた時間だけ維持することにより、ビーズに付着した粉体塗料を被塗物Ｗの表面に塗布する塗装工程と、を含む。また、本実施形態の塗装方法は、塗装工程後に、塗料充填槽２１の下部から加圧された気体を塗料充填槽２１に供給してビーズ層２７を攪拌しながら、ビーズ層２７中に埋没している被塗物を上昇させることにより、被塗物を攪拌されているビーズ層２７中から引き上げる第２引き上げ工程を含む。
【００６７】
本実施形態の塗装方法によれば、塗料充填槽２１内のビーズ層２７中での気泡状の空洞部の発生によるビーズの充填密度の低下およびビーズ層２７の攪拌により、ビーズ層２７中に被塗物を埋没させるときに必要な投入荷重および、ビーズ層２７中から被塗物を引き上げるときに必要な引き上げ荷重を大きく低下させることができる。
【００６８】
また、塗料充填槽２１内のビーズ層２７中に発生する気泡状の空洞部によりビーズ層２７が均一に攪拌される。このため、ビーズ層２７中に埋没している被塗物Ｗ’の表面に均一にビーズが衝突し、被塗物Ｗ’の表面に均一に塗料が塗布される。よって、塗装品質が向上する。
【００６９】
また、被塗物Ｗ’は長尺状であり、第２埋没工程ではその長手方向に沿って塗料充填槽２１の上方から塗料充填槽に向かって被塗物Ｗ’が下降させられることにより、塗料充填槽２１内のビーズ層２７中に埋没される。さらに第２引き上げ工程では、長手方向に沿って被塗物Ｗ’が引き上げられる。これによれば、被塗物Ｗ’が塗料充填槽２１に投入される際における投入面積が小さいので、投入荷重がより一層低下する。また、引き上げ荷重も低減されるとともに、槽２１内のビーズが被塗物Ｗ’とともに引き上げられてしまうことが防止される。
【００７０】
また、本実施形態の塗装方法は、第２埋没工程の前に行われる工程であり、被塗物の表面に予め粘着体を塗布する工程を含む。したがって、塗装工程にて効率良く被塗物の表面に粉体塗料を付着させることができる。
【００７１】
また、粘着体塗布装置１０を用いて予め粘着体を塗布する工程（第１埋没工程、粘着体塗布工程、第１引き上げ工程）は、塗装装置２０を用いて被塗物Ｗ’に粉体塗料を塗布する工程（第２埋没工程、塗装工程、第２引き上げ工程）と同じ様な工程であるので、粘着体塗布装置１０と塗装装置２０の装置構造も同じ用な構造である。よって、設備費用を低減できる。
【００７２】
また、本実施形態の塗装装置２０は、気体供給槽２２に挿入されて気体供給槽２２内に加圧エアーを供給するためのノズル２４を備える。ノズル２４は気体供給槽２２の下面に向けて加圧された気体を噴出するように、気体供給槽２２内で下向きに配置されたノズル噴出口２４ａを有する。このため、ノズル２４から加圧された気体が気体供給槽２２の下面に向けて噴出されるので、気体供給槽２２の上部に配置している多孔質板２３に局所的に気体が吹きかけられることが防止される。また、ノズル２４のノズル噴出口２４ａから噴出された気体が気体供給槽２２の下面（底面）で跳ね返り、径方向に一様に広がった後に上昇し、多孔質板２３を経由して塗料充填槽２１内にその下部から導入される。したがって、塗料充填槽２１の径方向に亘り均一に気泡状の空洞部を発生させることができる。このような均一な空洞部の発生により、塗料充填槽２１内でビーズ層２７が均一に攪拌される。
【００７３】
また、上記特許文献に示された方法では、塗装後に被塗物に付着している塗料媒体を払い落す工程が必要であるが、本実施形態に示された方法によれば、エアー攪拌中に塗料充填槽２１から被塗物を引き上げるので塗料媒体の付着が最小限に抑えられる。よって、塗装後の被塗物に付着した塗料媒体を除去する工程や、除去時に外部に散乱した塗料媒体を回収する工程を省略することができる。また、本実施形態によれば、粘着体充填槽１１と塗料充填槽２１とが同様の構成であるので、粘着体塗布工程および塗装工程のいずれの工程においても、その後に被塗物に付着した媒体を除去する工程や、除去時に外部に散乱した媒体を回収する工程を省略することができる。また、振動機等を併用して塗装工程後（および粘着体塗布工程後）に槽上に引き上げられた被塗物を振動させることにより、被塗物に付着している僅かな媒体を効果的に槽内に落下させることができる。
【００７４】
また、本実施形態の塗装方法は、粉体塗料が充填された充填槽内に被塗物を投入して槽内で被塗物に直接粉体塗料を塗布する通常の流動浸漬塗装ではなく、粉体塗料が付着したビーズ（塗料媒体）が充填された充填槽中のビーズを攪拌しながらその中（ビーズ層中）に被塗物を投入し、槽内でビーズを被塗物に衝突させることにより被塗物に粉体塗料を塗布（転写）する塗装方法である。本実施形態の塗装方法によれば、均一にビーズが被塗物に衝突するので、通常の流動浸漬塗装と比較して塗装品質が向上する。
【００７５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるべきものではない。例えば、上記実施形態では、塗料充填槽２１や粘着体充填槽１１に被塗物を投入し、あるいは引き上げるためにエアシリンダーを用いた例について説明したが、油圧シリンダや電動モータを利用したものであってもよい。また、塗料充填槽２１や粘着体充填槽１１に充填するビーズの材質はプラスチック等でもよい。このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない限りにおいて変形可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１０…粘着体塗布装置、１１…粘着体充填槽、１２…気体供給槽、１３…多孔質板、１４…ノズル（気体供給ノズル）、１４ａ…噴出口（ノズル噴出口）、１５…エアシリンダ（アクチュエータ）、１６…ホッパー、１７…ビーズ層、２０…塗装装置、２１…塗料充填槽、２２…気体供給槽、２３…多孔質板、２４…ノズル（気体供給ノズル）、２４ａ…噴出口（ノズル噴出口）、２５…エアシリンダ（アクチュエータ）、２６…ホッパー、２７…ビーズ層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に粉体塗料が付着した塗料媒体が内部に充填され、上下方向に沿って筒状に形成されているとともに上面が開口した塗料充填槽の下部から加圧された気体を前記塗料充填槽に供給して前記塗料充填槽内の前記塗料媒体により形成される塗料媒体層を攪拌しながら、被塗物を前記塗料充填槽の上方から前記塗料充填槽に向かって下降させることにより、前記攪拌されている塗料媒体層中に前記被塗物を埋没させる埋没工程と、
前記攪拌されている塗料媒体層中に前記被塗物が埋没している状態を予め定められた時間だけ維持することにより、前記塗料媒体に付着した粉体塗料を前記被塗物の表面に塗布する塗装工程と、
を含む、塗装方法。
【請求項２】
請求項１に記載の塗装方法において、
前記塗料充填槽の下部に加圧した気体が供給される気体供給槽が設けられ、
前記塗料充填槽と前記気体供給槽との間に、前記塗料充填層内の空間と前記気体供給槽内の空間とを連通し前記塗料媒体よりも小さい径を有する複数の孔が形成された多孔質板が配設され、
前記気体供給槽に供給された気体が前記多孔質板を通過することにより、前記塗料充填槽の下部から加圧された気体が前記塗料充填槽に供給される、塗装方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の塗装方法において、
前記塗料充填槽にその下部から供給される気体の加圧力が、０．１〜５ｋｇｆ／ｃｍ２である、塗装方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の塗装方法において、
前記埋没工程の前に行われる工程であり、前記被塗物の表面に予め粘着体を塗布する工程をさらに含む、塗装方法。
【請求項５】
請求項４に記載の長尺状の被塗物の塗装方法において、
前記予め粘着体を塗布する工程は、
表面に粘着体が付着した粘着媒体が内部に充填され、上下方向に沿って筒状に形成されているとともに上面が開口した粘着体充填槽の下部から加圧された気体を前記粘着体充填槽に供給して前記粘着体充填槽内の前記粘着媒体により形成される粘着媒体層を攪拌しながら、被塗物を前記粘着体充填槽の上方から前記粘着体充填槽に向かって下降させることにより、前記攪拌されている粘着媒体層中に前記被塗物を埋没させる工程と、
前記攪拌されている粘着媒体層中に前記被塗物が埋没している状態を予め定められた時間だけ維持することにより、前記粘着媒体に付着した粘着体を前記被塗物の表面に塗布する工程と、を含む、塗装方法。
【請求項６】
上下方向に沿って筒状に形成され、上面が開口しているとともに、表面に粉体塗料が付着した塗料媒体が内部に充填されている塗料充填槽と、
前記塗料充填層の下部に設けられ内部に加圧された気体が供給される気体供給槽と、
前記塗料充填槽と前記気体供給槽との間に配置され、前記塗料充填層内の空間と前記気体供給層内の空間とを連通し前記塗料媒体よりも小さい径を有する複数の孔が形成された多孔質板と、
前記塗料充填槽の上部から被塗物が下降して前記塗料充填槽内の前記塗料媒体により形成される塗料媒体層中に埋没され、且つ、前記塗料媒体層中に埋没している被塗物が上昇して前記塗料媒体層中から上部に引き上げられるように、前記被塗物を上下方向に移動させるアクチュエータと、
を備える塗装装置。
【請求項７】
請求項６に記載の塗装装置において、
加圧された気体を発生する加圧気体発生源に連通するとともに前記気体供給槽に挿入され、前記気体供給槽内に加圧された気体を供給するための気体供給ノズルをさらに備え、
前記気体供給ノズルは、前記気体供給槽の下面に向けて加圧された気体を噴出するように、前記気体供給槽内で下向きに配置されたノズル噴出口を有する、塗装装置。
【請求項１】
表面に粉体塗料が付着した塗料媒体が内部に充填され、上下方向に沿って筒状に形成されているとともに上面が開口した塗料充填槽の下部から加圧された気体を前記塗料充填槽に供給して前記塗料充填槽内の前記塗料媒体により形成される塗料媒体層を攪拌しながら、被塗物を前記塗料充填槽の上方から前記塗料充填槽に向かって下降させることにより、前記攪拌されている塗料媒体層中に前記被塗物を埋没させる埋没工程と、
前記攪拌されている塗料媒体層中に前記被塗物が埋没している状態を予め定められた時間だけ維持することにより、前記塗料媒体に付着した粉体塗料を前記被塗物の表面に塗布する塗装工程と、
を含む、塗装方法。
【請求項２】
請求項１に記載の塗装方法において、
前記塗料充填槽の下部に加圧した気体が供給される気体供給槽が設けられ、
前記塗料充填槽と前記気体供給槽との間に、前記塗料充填層内の空間と前記気体供給槽内の空間とを連通し前記塗料媒体よりも小さい径を有する複数の孔が形成された多孔質板が配設され、
前記気体供給槽に供給された気体が前記多孔質板を通過することにより、前記塗料充填槽の下部から加圧された気体が前記塗料充填槽に供給される、塗装方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の塗装方法において、
前記塗料充填槽にその下部から供給される気体の加圧力が、０．１〜５ｋｇｆ／ｃｍ２である、塗装方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の塗装方法において、
前記埋没工程の前に行われる工程であり、前記被塗物の表面に予め粘着体を塗布する工程をさらに含む、塗装方法。
【請求項５】
請求項４に記載の長尺状の被塗物の塗装方法において、
前記予め粘着体を塗布する工程は、
表面に粘着体が付着した粘着媒体が内部に充填され、上下方向に沿って筒状に形成されているとともに上面が開口した粘着体充填槽の下部から加圧された気体を前記粘着体充填槽に供給して前記粘着体充填槽内の前記粘着媒体により形成される粘着媒体層を攪拌しながら、被塗物を前記粘着体充填槽の上方から前記粘着体充填槽に向かって下降させることにより、前記攪拌されている粘着媒体層中に前記被塗物を埋没させる工程と、
前記攪拌されている粘着媒体層中に前記被塗物が埋没している状態を予め定められた時間だけ維持することにより、前記粘着媒体に付着した粘着体を前記被塗物の表面に塗布する工程と、を含む、塗装方法。
【請求項６】
上下方向に沿って筒状に形成され、上面が開口しているとともに、表面に粉体塗料が付着した塗料媒体が内部に充填されている塗料充填槽と、
前記塗料充填層の下部に設けられ内部に加圧された気体が供給される気体供給槽と、
前記塗料充填槽と前記気体供給槽との間に配置され、前記塗料充填層内の空間と前記気体供給層内の空間とを連通し前記塗料媒体よりも小さい径を有する複数の孔が形成された多孔質板と、
前記塗料充填槽の上部から被塗物が下降して前記塗料充填槽内の前記塗料媒体により形成される塗料媒体層中に埋没され、且つ、前記塗料媒体層中に埋没している被塗物が上昇して前記塗料媒体層中から上部に引き上げられるように、前記被塗物を上下方向に移動させるアクチュエータと、
を備える塗装装置。
【請求項７】
請求項６に記載の塗装装置において、
加圧された気体を発生する加圧気体発生源に連通するとともに前記気体供給槽に挿入され、前記気体供給槽内に加圧された気体を供給するための気体供給ノズルをさらに備え、
前記気体供給ノズルは、前記気体供給槽の下面に向けて加圧された気体を噴出するように、前記気体供給槽内で下向きに配置されたノズル噴出口を有する、塗装装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２４５４３１（Ｐ２０１２−２４５４３１Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１６９０３（Ｐ２０１１−１１６９０３）
【出願日】平成２３年５月２５日（２０１１．５．２５）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２５日（２０１１．５．２５）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
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