被塗物の塗装装置および被塗物の塗装方法
【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を実現できる被塗物の塗装装置および塗装方法を提供すること。
【解決手段】 本発明の塗装方法は、塗料ビーズが処理槽１０内を上方から下方に流れる塗料ビーズの下降流が連続して形成されるように塗料ビーズの循環流を形成する工程と、エアシリンダ７０を駆動させて被塗物Ｗを処理槽１０の上面側から処理槽１０内に進入させて処理槽１０内の塗料ビーズの下降流中に投入する工程とを含む。処理槽１０内で流動する塗料ビーズ中に被塗物Ｗを投入させているので、投入荷重が軽減される。また、処理槽１０内で発生している塗料ビーズの下降流中に被塗物を下降させて投入しているので、被塗物Ｗの投入方向と塗料ビーズの移動方向が一致する。このため投入荷重がより一層軽減される。
【解決手段】 本発明の塗装方法は、塗料ビーズが処理槽１０内を上方から下方に流れる塗料ビーズの下降流が連続して形成されるように塗料ビーズの循環流を形成する工程と、エアシリンダ７０を駆動させて被塗物Ｗを処理槽１０の上面側から処理槽１０内に進入させて処理槽１０内の塗料ビーズの下降流中に投入する工程とを含む。処理槽１０内で流動する塗料ビーズ中に被塗物Ｗを投入させているので、投入荷重が軽減される。また、処理槽１０内で発生している塗料ビーズの下降流中に被塗物を下降させて投入しているので、被塗物Ｗの投入方向と塗料ビーズの移動方向が一致する。このため投入荷重がより一層軽減される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被塗物の塗装装置および被塗物の塗装方法に関する。
【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接触させる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接触させる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。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や被塗物を取り付けるための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投入荷重は大きい。また、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】
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】
また、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、循環流内の塗装媒体の攪拌が十分でない。例えば無端ベルト等により塗装媒体を循環させる場合においては、無端ベルト上に静的に塗料媒体が載置された状態で塗料媒体が運搬されるので、塗料媒体は攪拌されない。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接触させられることにより、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を実現できる被塗物の塗装装置および塗装方法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、上下方向に延びた筒状空間が内部に形成されるとともに上面および下面が開口した処理槽と、水平方向に延びた筒状空間が内部に形成され、前記処理槽の下方に配置されるとともに、前記処理槽の下面の開口部分に面する位置に開口が形成された第１シリンダと、前記第１シリンダ内に同軸配置される第１スクリューと、前記第１スクリューに接続され前記第１スクリューを回転させる第１駆動モータと、を有する第１移送部と、上下方向に延びた筒状空間が内部に形成されるとともに前記第１シリンダの端部に連結された第２シリンダと、前記第２シリンダ内に同軸配置される第２スクリューと、前記第２スクリューに接続され前記第２スクリューを回転させる第２駆動モータと、を有する第２移送部と、一端側が前記第２シリンダのうち前記第１シリンダの端部が連結される部分よりも上方に位置する部分に開口するとともに他端側が前記処理槽側に開口した移送通路と、前記処理槽の上面の開口部分から被塗物が下降して前記処理槽内に進入するように、前記被塗物を上下方向に駆動させるアクチュエータと、を備える被塗物の塗装装置を提供する。この場合、前記処理槽を水平方向に加振する加振手段をさらに備えるのが好ましい。
【００１３】
また、本発明は、上記した本発明の塗装装置を用いて被塗物を塗装する塗装方法であって、表面に粉体塗料が付着した塗料媒体を前記処理槽内に供給するとともに前記第１駆動モータおよび前記第２駆動モータを駆動させて前記第１スクリューおよび前記第２スクリューを回転させることにより、前記塗料媒体が前記処理槽内を上方から下方に流れる下降流が連続的に形成されるように、前記塗料媒体の循環流を形成する工程と、前記アクチュエータを駆動し、前記処理槽の上面の開口部分から被塗物を下降させて前記処理槽内に進入させることにより、被塗物を前記下降流中に投入する工程と、被塗物を前記下降流中に投入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、被塗物に前記塗料媒体を接触させて、被塗物に粉体塗料を付着させる工程と、を含む、被塗物の塗装方法を提供する。この場合、前記処理槽を水平方向に加振させる工程をさらに含むのがよい。さらに、被塗物に粉体塗料を付着させる工程後に行われる工程であり、前記アクチュエータを駆動させて被塗物を前記下降流中から引き上げる工程をさらに含むのがよい。
【００１４】
本発明によれば、処理槽内に供給された塗料媒体が重力によって処理槽の上方から下方に流れ、処理槽の下面の開口部分から第１シリンダの開口を経て第１シリンダ内に投入される。第１シリンダ内に投入された塗料媒体は第１スクリューの回転により攪拌されるとともに移動されて第１シリンダの端部から第２シリンダに移送される。第２シリンダに移送された塗料媒体は第２スクリューの回転により攪拌されるとともに上方に移動され、第２シリンダからさらに移送通路に移送される。そして移送通路の他端開口から排出される。移送通路の他端開口から排出された塗料媒体は処理槽に再度供給される。そして、処理槽内を上方から下方に流れる。このようにして、処理槽内を上方から下方に向けて流れる塗料媒体の下降流が連続して形成されるように塗料媒体の循環流が作り出される。
【００１５】
また、アクチュエータが駆動することにより被塗物が処理槽の上面の開口部分から下降されて処理槽内に進入する。そして、処理槽内にて塗料媒体の下降流中に被塗物が投入される。塗料媒体の下降流中に被塗物を投入することにより塗料媒体が被塗物に接触する。繰り返し塗料媒体が被塗物に接触することにより被塗物に粉体塗料が付着する。これにより被塗物が塗装される。
【００１６】
処理槽内で塗料媒体が下降流を形成するように流動しているので、この下降流内の充填密度は、処理槽内に塗料媒体が堆積している場合における充填密度よりも小さい。このように充填密度が小さい塗料媒体の下降流中に被塗物を投入するため、投入の際に必要な投入荷重が軽減される。また、被塗物の投入方向と塗料媒体の流動方向が一致するため、より一層投入荷重が軽減される。また、加振手段によって処理槽を水平方向に振動させて処理槽内での塗料媒体の流動を促せば、投入荷重をさらに軽減することができる。
【００１７】
また、第１スクリューおよび第２スクリューの回転により塗料媒体が第１シリンダおよび第２シリンダ内で十分攪拌される。よって、均一に攪拌された塗料媒体が処理槽内で被塗物に接触することにより、被塗物の表面に均一に粉体塗料を付着させることができる。よって、塗装品質が向上する。
【００１８】
本発明において、移送通路の「他端側が処理槽側に開口した」とは、移送通路の他端側が処理槽に連結されて処理槽に直接開口する態様（例えば処理槽の上部側の側面に開口する態様）や、移送通路が処理槽とは離間していてその他端側が処理槽（例えば処理槽の上面）に向けて開口する態様を含む表現である。すなわち移送通路の他端側の処理槽に対する開口状態は、移送通路の他端側の開口から排出された塗料媒体が処理槽に供給され、供給された塗料媒体が処理槽内で下降流を形成し得る態様であればどのような態様でもよい。また、第１シリンダの開口部分は処理槽の下面の開口部分に連通管等で直接連通されていてもよいし、処理槽の下面の開口部分に対面して配置されていてもよい。この場合、第１シリンダの開口部分の周りにホッパーが取り付けられているとよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態に係る塗装装置の概略構成を表す正面図である。
【図２】処理槽、第１移送部および第２移送部の内部構造を表す断面図である。
【図３】循環流形成工程を示す図である。
【図４】投入工程および塗装工程を示す図である。
【図５】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】
【００２０】
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の概略構成を表す正面図である。図１に示す塗装装置１は、処理槽１０と、第１移送部２０と、第２移送部３０と、移送通路４０と加振装置５０と、架台６０と、エアシリンダ７０とを備える。
【００２１】
処理槽１０は略円筒形状をなしている。この処理槽１０の下方に第１移送部２０が配設される。第１移送部２０の図において右方に第２移送部３０が配設される。
【００２２】
図２は、処理槽１０、第１移送部２０および第２移送部３０の内部構造を表す断面図である。図２に示すように、処理槽１０は略円筒状に構成され、上下方向に延びる円筒状空間がその内部に形成される。処理槽１０の上面および下面は開口されている。処理槽１０の上方部は拡径されている。
【００２３】
第１移送部２０は、第１シリンダ２１と、第１スクリュー２２と、第１駆動モータ２３を備える。第１シリンダ２１は円筒形状をなし、処理槽１０の下方に配置される。第１シリンダ２１の内部には図において水平方向に延びた円筒状空間が形成される。第１スクリュー２２は第１シリンダ２１の内部に同軸配置される。第１スクリュー２２は軸部２２１および複数の羽部２２２を備える。軸部２２１は第１シリンダ２１の長手方向に亘って配設される。軸部２２１の長手方向に沿って複数の羽部２２２が等間隔に設けられる。
【００２４】
第１シリンダ２１の側周壁の図２において上方を向いた部分に開口２１ａが形成されている。開口２１ａは、処理槽１０の下面の開口部分に対面する位置に形成される。また、開口２１ａの周囲にホッパー２１ｂが取り付けられている。ホッパー２１ｂは図に示すように上方に向かうほど拡径するようにロート状に形成される。ホッパー２１ｂの上面開口部と処理槽１０の下面開口部は対面しており、図１によく示すように両開口部を外側から覆うように蛇腹状のゴム管８０が処理槽１０とホッパー２１ｂとの間に設けられている。ゴム管８０の上端側が処理槽１０の下端部分に取り付けられ、下端側がホッパー２１１ｂの上端側に取り付けられている。このゴム管８０は、ホッパー２１ｂに対する処理槽１０の図において水平方向に生じる振動を吸収する。
【００２５】
第１シリンダ２１の図２において左端部に第１駆動モータ２３が配設される。第１駆動モータ２３の出力軸が軸部２２１の左端に同軸接続している。第１駆動モータ２３が駆動することにより第１スクリュー２２が第１シリンダ２１内で回転する。第１スクリュー２２が回転することにより、後述するように第１シリンダ２１内に供給された塗料ビーズが第１シリンダ２１内を移動する。この場合において、第１スクリュー２２の回転によって塗料ビーズが第１シリンダ２１内を図において右方に移動するように、第１駆動モータ２３の駆動方向（回転方向）が定められている。
【００２６】
図２に示すように、第２移送部３０は、第２シリンダ３１と、第２スクリュー３２と、第２駆動モータ３３を備える。第２シリンダ３１は円筒形状をなし、処理槽１０と平行に配置される。第２シリンダ３１の内部には図において上下方向に延びた円筒状空間が形成される。第２スクリュー３２は第２シリンダ３１の内部に同軸配置される。第２スクリュー３２は軸部３２１および複数の羽部３２２を備える。軸部３２１は第２シリンダ３１の長手方向に亘って配設される。軸部３２１の長手方向に沿って複数の羽部３２２が等間隔に設けられる。
【００２７】
図２に示すように、第２シリンダ３１は、その下方部分にて第１シリンダ２１の右端部に接続される。したがって、第２シリンダ３１の内部空間は、その下方部分にて第１シリンダ２１の内部空間に連通する。
【００２８】
第２シリンダ３１の図示上端部に第２駆動モータ３３が配設される。第２駆動モータ３３の出力軸が軸部３２１の図示上端に同軸接続している。第２駆動モータ３３が駆動することにより第２スクリュー３２が第２シリンダ３１内で回転する。第２スクリュー３２が回転することにより、後述するように第１シリンダ３１内から移送された塗料ビーズが第２シリンダ３１内を移動する。この場合において、第２スクリュー３２の回転によって塗料ビーズが第２シリンダ３１内を図において上方に移動するように、第２駆動モータ３３の駆動方向（回転方向）が定められている。
【００２９】
移送通路４０は筒状部材であり、その一端にて第２シリンダ３１に連通し他端にて外部開口している。移送通路４０は、第２シリンダ３１のうち第１シリンダ２１の端部が連結されている下方部分よりも上方に位置する部分、すなわち第１シリンダ２１の端部が連結される部分よりも高い部分に連結される。また、移送通路４０は、第２シリンダ３１に連通している一端部側の高さが他端開口部４１の高さよりも高くなるように傾斜している。したがって、後述する塗料ビーズが第２シリンダ３１から移送通路４０に移送されてきたときには、その塗料ビーズは重力により移送通路４０をその一端側から他端側に滑り落ちて、他端開口部４１から排出される。図２に示すように他端開口部４１は処理槽１０に向かって外部開口している。すなわち移送通路４０の他端側は処理槽１０側に開口している。本実施形態においては移送通路４０の他端側の高さ位置は処理槽１０の上面開口部よりも高く、したがって、移送通路４０の他端側は処理槽１０の上面開口部に開口している。
【００３０】
図１に示すように、加振装置５０は、モータ載置台５１と、加振用モータ５２と、円板５３と、ロッド５４と、取付プレート５５と、振動吸収ゴム５６と、ＬＭガイド５７とを備える。モータ載置台５１上に載置された加振用モータ５２の出力軸に円板５３が同軸連結される。円板５３の偏芯部位にピン５３ａが取り付けられ、ピン５３ａにロッド５４の一端が回転可能に固定される。ロッド５４の他端が取付プレート５５に回転可能に固定される。取付プレート５５は処理槽１０の側周に固定される。取付プレート５５の下面の少なくとも一部分がＬＭガイド５７に嵌めこまれる。ＬＭガイド５７により取付プレート５５の水平方向（図１において左右方向）への移動が許容される。ＬＭガイド５７は、ベースプレートＢＰ上に固定された架台６０上に固定される。また、処理槽１０の側周に振動吸収ゴム５６が取り付けられる。なお、架台６０には、処理槽１０が通過し且つ処理槽１０の水平方向への振動を許容することができる程度の貫通孔が形成されている。
【００３１】
エアシリンダ７０は、シリンダボディ７１とシリンダロッド７２を備え、シリンダロッド７２が伸長したときにシリンダロッド７２が処理槽１０内に上面から進入するように、処理槽１０の上面に対面配置している。シリンダロッド７２の先端に被塗物Ｗを固定することができるように、シリンダロッド７２の先端形状が工夫されている。
【００３２】
このような構成の塗装装置１を用いて被塗物を塗装する方法について、以下、工程ごとに説明する。
【００３３】
（準備工程）
まず、エアシリンダ７０のシリンダロッド７２に被塗物Ｗを取り付ける。本実施形態において被塗物Ｗは例えば車両のシートレール等の長尺物である。そして、被塗物Ｗが処理槽１０の上方にてその長手方向が上下方向に沿うようにシリンダロッド７２に固定される。なお、シリンダロッド７２に固定される被塗物Ｗの表面に、事前に粘着剤を付着させておくのがよい。
【００３４】
（循環流形成工程）
第１駆動モータ２３および第２駆動モータ３３を駆動させることにより、第１スクリュー２２および第２スクリュー３２を回転させる。また、処理槽１０の上面開口部から大量の塗料ビーズを第１シリンダ２１内に供給する。塗料ビーズは、被塗物Ｗに塗装すべき粉体塗料が付着したビーズである。この塗料ビーズが本発明の塗料媒体（メディア）に相当する。本実施形態では、ビーズは球状であり、その直径は約０．５ｍｍである。ビーズの材質はセラミックスである。
【００３５】
処理槽１０内に供給された塗料ビーズは処理槽１０内を上方から下方に向けて流れ、処理槽１０の下面開口部からホッパー２１ｂを経由して第１シリンダ２１内に供給される。第１シリンダ２１内に供給された塗料ビーズは第１スクリュー２２の回転により攪拌される。また、第１スクリュー２２の回転によって第１シリンダ２１内の塗料ビーズが第１シリンダ２１内を図２において右方に移動する。そして、第１シリンダ２１の図示右端から第２シリンダ３１の下部に移送される。
【００３６】
第２シリンダ３１に移送された塗料ビーズは第２スクリュー３２の回転により攪拌される。また、第２スクリュー３２の回転によって第２シリンダ３１内の塗料ビーズが第２シリンダ３１内を図２において上方に移動する。第２シリンダ３１の上方まで移動した塗料ビーズは、第２シリンダ３１の上部に開口した移送通路４０内に移送される。
【００３７】
第２シリンダ３１から移送通路４０内に移送された塗料ビーズは重力によって移送通路４０内を滑り落ちて、他端開口部４１から外部に排出される。上述のように他端開口部４１は処理槽１０の上面開口部を向いているので、他端開口部４１から排出された塗料ビーズは処理槽１０内にその上面開口部から供給される。
【００３８】
処理槽１０内に供給された塗料ビーズは重量によって処理槽１０内を上方から下方に向けて流れる。そして、処理槽１０の下面から排出される。排出された塗料ビーズはホッパー２１ｂに回収され、ホッパー２１ｂから再び第１シリンダ２１内に供給される。このようにして、第１シリンダ２１−第２シリンダ３１−移送通路４０−処理槽１０を順に流れる塗料ビーズの循環流が形成される。この循環流の様子を図３に示す。
【００３９】
図３に示すように、処理槽１０中を上方から下方に流れる塗料ビーズの下降流が連続的に形成されるように、循環流が形成される。また、移送通路４０から処理槽１０内に投入された塗料ビーズが自由落下してそのまま処理槽１０の下面から排出されるのではなく、一時的に処理槽１０に充填され、充填された塗料ビーズが処理槽１０の下面から順に排出されるとともに、排出された量に等しい量の塗料ビーズが移送通路４０から補われるように、塗料ビーズの循環速度が調節される。つまり、処理槽１０内に常に一定量の塗料ビーズが充填されていて、且つ処理槽１０内を塗料ビーズが連続的に下方に流れていくように、塗料ビーズの循環速度が調節される。本実施形態では、処理槽１０内における塗料ビーズの下降流の速度が１５０ｍｍ／ｓｅｃ．（この速度は、塗料ビーズの送り量（排出量）換算で６０ｋｇ／ｍｉｎ．に相当する）程度であるように、第１スクリュー２２および第２スクリュー３２の回転速度（第１駆動モータ２３および第２駆動モータ３３の回転速度）が調整される。
【００４０】
（加振工程）
また、加振用モータ５２を駆動させる。加振用モータ５２の駆動により円板５３が回転し、円板５３の偏芯位置に取り付けられたロッド５４が揺動する。ロッド５４の揺動に伴い取付プレート５５および取付プレート５５に固定された処理槽１０が図１において左右方向（水平方向）に振動する。なお、処理槽１０の下方部とホッパー２１ｂがゴム管８０で連結されていて、ゴム管８０により処理槽１０の振動が吸収されるので、処理槽１０が水平方向に振動しても、塗料ビーズは処理槽１０の下面開口部から外部にこぼれることなくホッパー２１ｂに回収される。処理槽１０を振動させることにより、処理槽１０内に一時的に充填された塗料ビーズが加振される。これにより処理槽１０内の塗料ビーズの流動が促進され、処理槽１０内での淀みのない塗料ビーズの下降流が連続的に形成される。
【００４１】
（投入工程）
次いで、エアシリンダ７０を駆動させてシリンダロッド７２を伸長させる。これによりシリンダロッド７２に固定された被塗物Ｗが下降して処理槽１０の上面側から処理槽１０内に進入する。上記したように処理槽１０内では、処理槽１０内に一時的に充填された塗料ビーズの下降流が形成されている。この塗料ビーズの下降流中に被塗物Ｗが投入される。被塗物Ｗが処理槽１０内の下降流中に投入された状態を図４に示す。
【００４２】
（塗装工程）
処理槽１０内で塗料ビーズの下降流中に被塗物Ｗを投入した状態（図４に示した状態）を所定の時間（例えば５秒間）だけ維持する。このとき処理槽１０内を流れている塗料ビーズが被塗物Ｗに接触することにより、塗料ビーズに付着している粉体塗料が被塗物Ｗに付着する。本実施形態では第１スクリュー２２および第２スクリュー３２の回転によって第１シリンダ２１および第２シリンダ３１内を移動している塗料ビーズが攪拌されているので、被塗物Ｗに接触する塗料ビーズの表面に付着している粉体塗料の量が均等化される。このため被塗物Ｗの表面に均一に粉体塗料が付着される。
【００４３】
（引き上げ工程）
図４に示した状態を所定の時間だけ維持した後、エアシリンダ７０を駆動させてシリンダロッド７２を収縮させる。これによって被塗物Ｗが処理槽１０を流れる塗料ビーズの下降流中から上方に引き上げられる。引き上げられた被塗物Ｗの表面には粉体塗料が均一に付着している。被塗物Ｗを引き上げた状態を図５に示す。
【００４４】
その後、エアシリンダ７０のシリンダロッド７２に固定された被塗物Ｗを取り外し、表面に付着した粉体塗料を焼き付ける。これにより被塗物Ｗへの塗装が完了する。
【００４５】
以上のように、本実施形態の塗装装置１は、上下方向に延びた筒状空間が内部に形成されるとともに上面および下面が開口した処理槽１０と、水平方向に延びた筒状空間が内部に形成され、処理槽１０の下方に配置されるとともに処理槽１０の下面の開口部分に面する位置に開口２１ａが形成された第１シリンダ２１と、第１シリンダ２１内に同軸配置される第１スクリュー２２と、第１スクリュー２２に接続され第１スクリュー２２を回転させる第１駆動モータ２３とを有する第１移送部２０と、上下方向に延びた筒状空間が内部に形成されるとともに第１シリンダ２１の端部に連結された第２シリンダ３１と、第２シリンダ３１内に同軸配置される第２スクリュー３２と、第２スクリュー３２に接続され第２スクリュー３２を回転させる第２駆動モータ３３とを有する第２移送部３０と、一端側が第２シリンダ３１のうち第１シリンダ２１の端部が連結される部分よりも上方に位置する部分に開口するとともに他端開口４１が処理槽１０の上面に向かって開口した移送通路４０と、処理槽１０の上面の開口部分から被塗物Ｗが下降して処理槽１０内に進入するように被塗物Ｗを上下方向に駆動させるエアシリンダ７０と、を備える。
【００４６】
また、塗装装置１を用いて被塗物Ｗを塗装する本実施形態の塗装方法は、表面に粉体塗料が付着した塗料ビーズを処理槽１０内に供給するとともに第１駆動モータ２３および第２駆動モータ３３を駆動させて第１スクリュー２２および第２スクリュー３２を回転させ、処理槽１０内に常に一定量の塗料ビーズを一時的に充填するとともに充填した塗料ビーズを処理槽１０の下面の開口部分から順に排出させることにより、処理槽１０内を上方から下方に流れる塗料ビーズの下降流が連続的に形成されるように、塗料ビーズの循環流を形成する循環流形成工程と、エアシリンダ７０を駆動して処理槽１０の上面の開口部分から被塗物Ｗを下降させて処理槽１０内に進入させることにより、被塗物Ｗを塗料ビーズの下降流中に投入する投入工程と、被塗物Ｗを塗料ビーズの下降流中に投入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、被塗物Ｗに塗料ビーズを接触させて被塗物Ｗに粉体塗料を付着させる塗装工程と、上記塗装工程後に、エアシリンダ７０を駆動させて被塗物Ｗを塗料ビーズの下降流中から引き上げる工程（引き上げ工程）とを含む。
【００４７】
本実施形態によれば、処理槽１０内を流動する塗料ビーズ中に被塗物Ｗを投入させるので、投入荷重が軽減される。また、処理槽１０内に形成される塗料ビーズの下降流中に被塗物を下降させて投入しているので、被塗物Ｗの投入方向と塗料ビーズの流動方向が一致する。このため投入荷重がより一層軽減される。
【００４８】
また、加振装置５０によって処理槽１０を水平方向に振動することにより、処理槽１０内に一時的に充填されている塗料ビーズの流動が促される。このため処理槽１０内で塗料ビーズの下降流が淀みなく且つ連続的に形成される。淀みない塗料ビーズの下降流中に被塗物を投入するときに必要な投入荷重は、部分的に流動が滞った塗料ビーズの下降流中に被塗物を投入するときに必要な投入荷重よりも小さい。したがって、加振装置５０により処理槽１０を水平方向に振動させて淀みない下降流を形成することにより、塗料ビーズの下降流中に被塗物Ｗを投入する際における投入荷重がさらに軽減される。
【００４９】
また、加振装置５０により塗装装置１の全体を振動させるのではなく、処理槽１０のみを振動させているので、小さな加振用モータ５２を用いて処理槽１０を振動させることができる。このため塗装装置１をコンパクトに構成できる。
【００５０】
また、長尺状の被塗物Ｗをその長手方向に沿って下降させて塗料ビーズの下降流中に投入しているので、投入時の投入面積を小さくすることができる。このためより一層投入荷重を低減することができる。
【００５１】
本実施形態で示した方法により長尺状の被塗物を塗装した場合において、塗料ビーズの下降流中に被塗物を投入する際に必要な投入荷重は５〜６ｋｇｆであった。これに対し、処理槽内に塗料ビーズを充填し、処理槽を振動させた状態で充填された塗料ビーズ層中に長尺状の被塗物を埋没させることにより被塗物を塗装した場合において、塗料ビーズ層中に被塗物を投入する際に必要な投入荷重は２０ｋｇｆ以上であった。このことからも、本実施形態で示した方法によって投入荷重が大きく低減することがわかる。
【００５２】
また、被塗物Ｗを塗料ビーズの下降流中から引き上げる際に必要な引き上げ荷重も従来の塗装方法（処理槽に充填された塗料ビーズ層に被塗物を埋没させて塗装する方法）を行う際に必要な引き上げ荷重よりも小さくすることができた。
【００５３】
また、塗料ビーズは第１スクリュー２２および第２スクリュー３２の回転により第１シリンダ２１内および第２シリンダ３１内で十分に攪拌される。このため処理槽１０内を流れる塗料ビーズも十分攪拌されている。十分攪拌された塗料ビーズを被塗物Ｗに処理槽１０内で接触させているので、被塗物Ｗに均一に粉体塗料を付着させることができる。
【符号の説明】
【００５４】
１…塗装装置、１０…処理槽、２０…第１移送部、２１…第１シリンダ、２１ａ…ホッパー、２２…第１スクリュー、２３…第１駆動モータ、３０…第２移送部、３１…第２シリンダ、３２…第２スクリュー、３３…第２駆動モータ、４０…移送通路、４１…他端開口部、５０…加振装置、６０…架台、７０…エアシリンダ（アクチュエータ）、７１…シリンダボディ、７２…シリンダロッド、Ｗ…被塗物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被塗物の塗装装置および被塗物の塗装方法に関する。
【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接触させる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接触させる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。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や被塗物を取り付けるための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投入荷重は大きい。また、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】
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】
また、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、循環流内の塗装媒体の攪拌が十分でない。例えば無端ベルト等により塗装媒体を循環させる場合においては、無端ベルト上に静的に塗料媒体が載置された状態で塗料媒体が運搬されるので、塗料媒体は攪拌されない。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接触させられることにより、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を実現できる被塗物の塗装装置および塗装方法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、上下方向に延びた筒状空間が内部に形成されるとともに上面および下面が開口した処理槽と、水平方向に延びた筒状空間が内部に形成され、前記処理槽の下方に配置されるとともに、前記処理槽の下面の開口部分に面する位置に開口が形成された第１シリンダと、前記第１シリンダ内に同軸配置される第１スクリューと、前記第１スクリューに接続され前記第１スクリューを回転させる第１駆動モータと、を有する第１移送部と、上下方向に延びた筒状空間が内部に形成されるとともに前記第１シリンダの端部に連結された第２シリンダと、前記第２シリンダ内に同軸配置される第２スクリューと、前記第２スクリューに接続され前記第２スクリューを回転させる第２駆動モータと、を有する第２移送部と、一端側が前記第２シリンダのうち前記第１シリンダの端部が連結される部分よりも上方に位置する部分に開口するとともに他端側が前記処理槽側に開口した移送通路と、前記処理槽の上面の開口部分から被塗物が下降して前記処理槽内に進入するように、前記被塗物を上下方向に駆動させるアクチュエータと、を備える被塗物の塗装装置を提供する。この場合、前記処理槽を水平方向に加振する加振手段をさらに備えるのが好ましい。
【００１３】
また、本発明は、上記した本発明の塗装装置を用いて被塗物を塗装する塗装方法であって、表面に粉体塗料が付着した塗料媒体を前記処理槽内に供給するとともに前記第１駆動モータおよび前記第２駆動モータを駆動させて前記第１スクリューおよび前記第２スクリューを回転させることにより、前記塗料媒体が前記処理槽内を上方から下方に流れる下降流が連続的に形成されるように、前記塗料媒体の循環流を形成する工程と、前記アクチュエータを駆動し、前記処理槽の上面の開口部分から被塗物を下降させて前記処理槽内に進入させることにより、被塗物を前記下降流中に投入する工程と、被塗物を前記下降流中に投入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、被塗物に前記塗料媒体を接触させて、被塗物に粉体塗料を付着させる工程と、を含む、被塗物の塗装方法を提供する。この場合、前記処理槽を水平方向に加振させる工程をさらに含むのがよい。さらに、被塗物に粉体塗料を付着させる工程後に行われる工程であり、前記アクチュエータを駆動させて被塗物を前記下降流中から引き上げる工程をさらに含むのがよい。
【００１４】
本発明によれば、処理槽内に供給された塗料媒体が重力によって処理槽の上方から下方に流れ、処理槽の下面の開口部分から第１シリンダの開口を経て第１シリンダ内に投入される。第１シリンダ内に投入された塗料媒体は第１スクリューの回転により攪拌されるとともに移動されて第１シリンダの端部から第２シリンダに移送される。第２シリンダに移送された塗料媒体は第２スクリューの回転により攪拌されるとともに上方に移動され、第２シリンダからさらに移送通路に移送される。そして移送通路の他端開口から排出される。移送通路の他端開口から排出された塗料媒体は処理槽に再度供給される。そして、処理槽内を上方から下方に流れる。このようにして、処理槽内を上方から下方に向けて流れる塗料媒体の下降流が連続して形成されるように塗料媒体の循環流が作り出される。
【００１５】
また、アクチュエータが駆動することにより被塗物が処理槽の上面の開口部分から下降されて処理槽内に進入する。そして、処理槽内にて塗料媒体の下降流中に被塗物が投入される。塗料媒体の下降流中に被塗物を投入することにより塗料媒体が被塗物に接触する。繰り返し塗料媒体が被塗物に接触することにより被塗物に粉体塗料が付着する。これにより被塗物が塗装される。
【００１６】
処理槽内で塗料媒体が下降流を形成するように流動しているので、この下降流内の充填密度は、処理槽内に塗料媒体が堆積している場合における充填密度よりも小さい。このように充填密度が小さい塗料媒体の下降流中に被塗物を投入するため、投入の際に必要な投入荷重が軽減される。また、被塗物の投入方向と塗料媒体の流動方向が一致するため、より一層投入荷重が軽減される。また、加振手段によって処理槽を水平方向に振動させて処理槽内での塗料媒体の流動を促せば、投入荷重をさらに軽減することができる。
【００１７】
また、第１スクリューおよび第２スクリューの回転により塗料媒体が第１シリンダおよび第２シリンダ内で十分攪拌される。よって、均一に攪拌された塗料媒体が処理槽内で被塗物に接触することにより、被塗物の表面に均一に粉体塗料を付着させることができる。よって、塗装品質が向上する。
【００１８】
本発明において、移送通路の「他端側が処理槽側に開口した」とは、移送通路の他端側が処理槽に連結されて処理槽に直接開口する態様（例えば処理槽の上部側の側面に開口する態様）や、移送通路が処理槽とは離間していてその他端側が処理槽（例えば処理槽の上面）に向けて開口する態様を含む表現である。すなわち移送通路の他端側の処理槽に対する開口状態は、移送通路の他端側の開口から排出された塗料媒体が処理槽に供給され、供給された塗料媒体が処理槽内で下降流を形成し得る態様であればどのような態様でもよい。また、第１シリンダの開口部分は処理槽の下面の開口部分に連通管等で直接連通されていてもよいし、処理槽の下面の開口部分に対面して配置されていてもよい。この場合、第１シリンダの開口部分の周りにホッパーが取り付けられているとよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態に係る塗装装置の概略構成を表す正面図である。
【図２】処理槽、第１移送部および第２移送部の内部構造を表す断面図である。
【図３】循環流形成工程を示す図である。
【図４】投入工程および塗装工程を示す図である。
【図５】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】
【００２０】
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の概略構成を表す正面図である。図１に示す塗装装置１は、処理槽１０と、第１移送部２０と、第２移送部３０と、移送通路４０と加振装置５０と、架台６０と、エアシリンダ７０とを備える。
【００２１】
処理槽１０は略円筒形状をなしている。この処理槽１０の下方に第１移送部２０が配設される。第１移送部２０の図において右方に第２移送部３０が配設される。
【００２２】
図２は、処理槽１０、第１移送部２０および第２移送部３０の内部構造を表す断面図である。図２に示すように、処理槽１０は略円筒状に構成され、上下方向に延びる円筒状空間がその内部に形成される。処理槽１０の上面および下面は開口されている。処理槽１０の上方部は拡径されている。
【００２３】
第１移送部２０は、第１シリンダ２１と、第１スクリュー２２と、第１駆動モータ２３を備える。第１シリンダ２１は円筒形状をなし、処理槽１０の下方に配置される。第１シリンダ２１の内部には図において水平方向に延びた円筒状空間が形成される。第１スクリュー２２は第１シリンダ２１の内部に同軸配置される。第１スクリュー２２は軸部２２１および複数の羽部２２２を備える。軸部２２１は第１シリンダ２１の長手方向に亘って配設される。軸部２２１の長手方向に沿って複数の羽部２２２が等間隔に設けられる。
【００２４】
第１シリンダ２１の側周壁の図２において上方を向いた部分に開口２１ａが形成されている。開口２１ａは、処理槽１０の下面の開口部分に対面する位置に形成される。また、開口２１ａの周囲にホッパー２１ｂが取り付けられている。ホッパー２１ｂは図に示すように上方に向かうほど拡径するようにロート状に形成される。ホッパー２１ｂの上面開口部と処理槽１０の下面開口部は対面しており、図１によく示すように両開口部を外側から覆うように蛇腹状のゴム管８０が処理槽１０とホッパー２１ｂとの間に設けられている。ゴム管８０の上端側が処理槽１０の下端部分に取り付けられ、下端側がホッパー２１１ｂの上端側に取り付けられている。このゴム管８０は、ホッパー２１ｂに対する処理槽１０の図において水平方向に生じる振動を吸収する。
【００２５】
第１シリンダ２１の図２において左端部に第１駆動モータ２３が配設される。第１駆動モータ２３の出力軸が軸部２２１の左端に同軸接続している。第１駆動モータ２３が駆動することにより第１スクリュー２２が第１シリンダ２１内で回転する。第１スクリュー２２が回転することにより、後述するように第１シリンダ２１内に供給された塗料ビーズが第１シリンダ２１内を移動する。この場合において、第１スクリュー２２の回転によって塗料ビーズが第１シリンダ２１内を図において右方に移動するように、第１駆動モータ２３の駆動方向（回転方向）が定められている。
【００２６】
図２に示すように、第２移送部３０は、第２シリンダ３１と、第２スクリュー３２と、第２駆動モータ３３を備える。第２シリンダ３１は円筒形状をなし、処理槽１０と平行に配置される。第２シリンダ３１の内部には図において上下方向に延びた円筒状空間が形成される。第２スクリュー３２は第２シリンダ３１の内部に同軸配置される。第２スクリュー３２は軸部３２１および複数の羽部３２２を備える。軸部３２１は第２シリンダ３１の長手方向に亘って配設される。軸部３２１の長手方向に沿って複数の羽部３２２が等間隔に設けられる。
【００２７】
図２に示すように、第２シリンダ３１は、その下方部分にて第１シリンダ２１の右端部に接続される。したがって、第２シリンダ３１の内部空間は、その下方部分にて第１シリンダ２１の内部空間に連通する。
【００２８】
第２シリンダ３１の図示上端部に第２駆動モータ３３が配設される。第２駆動モータ３３の出力軸が軸部３２１の図示上端に同軸接続している。第２駆動モータ３３が駆動することにより第２スクリュー３２が第２シリンダ３１内で回転する。第２スクリュー３２が回転することにより、後述するように第１シリンダ３１内から移送された塗料ビーズが第２シリンダ３１内を移動する。この場合において、第２スクリュー３２の回転によって塗料ビーズが第２シリンダ３１内を図において上方に移動するように、第２駆動モータ３３の駆動方向（回転方向）が定められている。
【００２９】
移送通路４０は筒状部材であり、その一端にて第２シリンダ３１に連通し他端にて外部開口している。移送通路４０は、第２シリンダ３１のうち第１シリンダ２１の端部が連結されている下方部分よりも上方に位置する部分、すなわち第１シリンダ２１の端部が連結される部分よりも高い部分に連結される。また、移送通路４０は、第２シリンダ３１に連通している一端部側の高さが他端開口部４１の高さよりも高くなるように傾斜している。したがって、後述する塗料ビーズが第２シリンダ３１から移送通路４０に移送されてきたときには、その塗料ビーズは重力により移送通路４０をその一端側から他端側に滑り落ちて、他端開口部４１から排出される。図２に示すように他端開口部４１は処理槽１０に向かって外部開口している。すなわち移送通路４０の他端側は処理槽１０側に開口している。本実施形態においては移送通路４０の他端側の高さ位置は処理槽１０の上面開口部よりも高く、したがって、移送通路４０の他端側は処理槽１０の上面開口部に開口している。
【００３０】
図１に示すように、加振装置５０は、モータ載置台５１と、加振用モータ５２と、円板５３と、ロッド５４と、取付プレート５５と、振動吸収ゴム５６と、ＬＭガイド５７とを備える。モータ載置台５１上に載置された加振用モータ５２の出力軸に円板５３が同軸連結される。円板５３の偏芯部位にピン５３ａが取り付けられ、ピン５３ａにロッド５４の一端が回転可能に固定される。ロッド５４の他端が取付プレート５５に回転可能に固定される。取付プレート５５は処理槽１０の側周に固定される。取付プレート５５の下面の少なくとも一部分がＬＭガイド５７に嵌めこまれる。ＬＭガイド５７により取付プレート５５の水平方向（図１において左右方向）への移動が許容される。ＬＭガイド５７は、ベースプレートＢＰ上に固定された架台６０上に固定される。また、処理槽１０の側周に振動吸収ゴム５６が取り付けられる。なお、架台６０には、処理槽１０が通過し且つ処理槽１０の水平方向への振動を許容することができる程度の貫通孔が形成されている。
【００３１】
エアシリンダ７０は、シリンダボディ７１とシリンダロッド７２を備え、シリンダロッド７２が伸長したときにシリンダロッド７２が処理槽１０内に上面から進入するように、処理槽１０の上面に対面配置している。シリンダロッド７２の先端に被塗物Ｗを固定することができるように、シリンダロッド７２の先端形状が工夫されている。
【００３２】
このような構成の塗装装置１を用いて被塗物を塗装する方法について、以下、工程ごとに説明する。
【００３３】
（準備工程）
まず、エアシリンダ７０のシリンダロッド７２に被塗物Ｗを取り付ける。本実施形態において被塗物Ｗは例えば車両のシートレール等の長尺物である。そして、被塗物Ｗが処理槽１０の上方にてその長手方向が上下方向に沿うようにシリンダロッド７２に固定される。なお、シリンダロッド７２に固定される被塗物Ｗの表面に、事前に粘着剤を付着させておくのがよい。
【００３４】
（循環流形成工程）
第１駆動モータ２３および第２駆動モータ３３を駆動させることにより、第１スクリュー２２および第２スクリュー３２を回転させる。また、処理槽１０の上面開口部から大量の塗料ビーズを第１シリンダ２１内に供給する。塗料ビーズは、被塗物Ｗに塗装すべき粉体塗料が付着したビーズである。この塗料ビーズが本発明の塗料媒体（メディア）に相当する。本実施形態では、ビーズは球状であり、その直径は約０．５ｍｍである。ビーズの材質はセラミックスである。
【００３５】
処理槽１０内に供給された塗料ビーズは処理槽１０内を上方から下方に向けて流れ、処理槽１０の下面開口部からホッパー２１ｂを経由して第１シリンダ２１内に供給される。第１シリンダ２１内に供給された塗料ビーズは第１スクリュー２２の回転により攪拌される。また、第１スクリュー２２の回転によって第１シリンダ２１内の塗料ビーズが第１シリンダ２１内を図２において右方に移動する。そして、第１シリンダ２１の図示右端から第２シリンダ３１の下部に移送される。
【００３６】
第２シリンダ３１に移送された塗料ビーズは第２スクリュー３２の回転により攪拌される。また、第２スクリュー３２の回転によって第２シリンダ３１内の塗料ビーズが第２シリンダ３１内を図２において上方に移動する。第２シリンダ３１の上方まで移動した塗料ビーズは、第２シリンダ３１の上部に開口した移送通路４０内に移送される。
【００３７】
第２シリンダ３１から移送通路４０内に移送された塗料ビーズは重力によって移送通路４０内を滑り落ちて、他端開口部４１から外部に排出される。上述のように他端開口部４１は処理槽１０の上面開口部を向いているので、他端開口部４１から排出された塗料ビーズは処理槽１０内にその上面開口部から供給される。
【００３８】
処理槽１０内に供給された塗料ビーズは重量によって処理槽１０内を上方から下方に向けて流れる。そして、処理槽１０の下面から排出される。排出された塗料ビーズはホッパー２１ｂに回収され、ホッパー２１ｂから再び第１シリンダ２１内に供給される。このようにして、第１シリンダ２１−第２シリンダ３１−移送通路４０−処理槽１０を順に流れる塗料ビーズの循環流が形成される。この循環流の様子を図３に示す。
【００３９】
図３に示すように、処理槽１０中を上方から下方に流れる塗料ビーズの下降流が連続的に形成されるように、循環流が形成される。また、移送通路４０から処理槽１０内に投入された塗料ビーズが自由落下してそのまま処理槽１０の下面から排出されるのではなく、一時的に処理槽１０に充填され、充填された塗料ビーズが処理槽１０の下面から順に排出されるとともに、排出された量に等しい量の塗料ビーズが移送通路４０から補われるように、塗料ビーズの循環速度が調節される。つまり、処理槽１０内に常に一定量の塗料ビーズが充填されていて、且つ処理槽１０内を塗料ビーズが連続的に下方に流れていくように、塗料ビーズの循環速度が調節される。本実施形態では、処理槽１０内における塗料ビーズの下降流の速度が１５０ｍｍ／ｓｅｃ．（この速度は、塗料ビーズの送り量（排出量）換算で６０ｋｇ／ｍｉｎ．に相当する）程度であるように、第１スクリュー２２および第２スクリュー３２の回転速度（第１駆動モータ２３および第２駆動モータ３３の回転速度）が調整される。
【００４０】
（加振工程）
また、加振用モータ５２を駆動させる。加振用モータ５２の駆動により円板５３が回転し、円板５３の偏芯位置に取り付けられたロッド５４が揺動する。ロッド５４の揺動に伴い取付プレート５５および取付プレート５５に固定された処理槽１０が図１において左右方向（水平方向）に振動する。なお、処理槽１０の下方部とホッパー２１ｂがゴム管８０で連結されていて、ゴム管８０により処理槽１０の振動が吸収されるので、処理槽１０が水平方向に振動しても、塗料ビーズは処理槽１０の下面開口部から外部にこぼれることなくホッパー２１ｂに回収される。処理槽１０を振動させることにより、処理槽１０内に一時的に充填された塗料ビーズが加振される。これにより処理槽１０内の塗料ビーズの流動が促進され、処理槽１０内での淀みのない塗料ビーズの下降流が連続的に形成される。
【００４１】
（投入工程）
次いで、エアシリンダ７０を駆動させてシリンダロッド７２を伸長させる。これによりシリンダロッド７２に固定された被塗物Ｗが下降して処理槽１０の上面側から処理槽１０内に進入する。上記したように処理槽１０内では、処理槽１０内に一時的に充填された塗料ビーズの下降流が形成されている。この塗料ビーズの下降流中に被塗物Ｗが投入される。被塗物Ｗが処理槽１０内の下降流中に投入された状態を図４に示す。
【００４２】
（塗装工程）
処理槽１０内で塗料ビーズの下降流中に被塗物Ｗを投入した状態（図４に示した状態）を所定の時間（例えば５秒間）だけ維持する。このとき処理槽１０内を流れている塗料ビーズが被塗物Ｗに接触することにより、塗料ビーズに付着している粉体塗料が被塗物Ｗに付着する。本実施形態では第１スクリュー２２および第２スクリュー３２の回転によって第１シリンダ２１および第２シリンダ３１内を移動している塗料ビーズが攪拌されているので、被塗物Ｗに接触する塗料ビーズの表面に付着している粉体塗料の量が均等化される。このため被塗物Ｗの表面に均一に粉体塗料が付着される。
【００４３】
（引き上げ工程）
図４に示した状態を所定の時間だけ維持した後、エアシリンダ７０を駆動させてシリンダロッド７２を収縮させる。これによって被塗物Ｗが処理槽１０を流れる塗料ビーズの下降流中から上方に引き上げられる。引き上げられた被塗物Ｗの表面には粉体塗料が均一に付着している。被塗物Ｗを引き上げた状態を図５に示す。
【００４４】
その後、エアシリンダ７０のシリンダロッド７２に固定された被塗物Ｗを取り外し、表面に付着した粉体塗料を焼き付ける。これにより被塗物Ｗへの塗装が完了する。
【００４５】
以上のように、本実施形態の塗装装置１は、上下方向に延びた筒状空間が内部に形成されるとともに上面および下面が開口した処理槽１０と、水平方向に延びた筒状空間が内部に形成され、処理槽１０の下方に配置されるとともに処理槽１０の下面の開口部分に面する位置に開口２１ａが形成された第１シリンダ２１と、第１シリンダ２１内に同軸配置される第１スクリュー２２と、第１スクリュー２２に接続され第１スクリュー２２を回転させる第１駆動モータ２３とを有する第１移送部２０と、上下方向に延びた筒状空間が内部に形成されるとともに第１シリンダ２１の端部に連結された第２シリンダ３１と、第２シリンダ３１内に同軸配置される第２スクリュー３２と、第２スクリュー３２に接続され第２スクリュー３２を回転させる第２駆動モータ３３とを有する第２移送部３０と、一端側が第２シリンダ３１のうち第１シリンダ２１の端部が連結される部分よりも上方に位置する部分に開口するとともに他端開口４１が処理槽１０の上面に向かって開口した移送通路４０と、処理槽１０の上面の開口部分から被塗物Ｗが下降して処理槽１０内に進入するように被塗物Ｗを上下方向に駆動させるエアシリンダ７０と、を備える。
【００４６】
また、塗装装置１を用いて被塗物Ｗを塗装する本実施形態の塗装方法は、表面に粉体塗料が付着した塗料ビーズを処理槽１０内に供給するとともに第１駆動モータ２３および第２駆動モータ３３を駆動させて第１スクリュー２２および第２スクリュー３２を回転させ、処理槽１０内に常に一定量の塗料ビーズを一時的に充填するとともに充填した塗料ビーズを処理槽１０の下面の開口部分から順に排出させることにより、処理槽１０内を上方から下方に流れる塗料ビーズの下降流が連続的に形成されるように、塗料ビーズの循環流を形成する循環流形成工程と、エアシリンダ７０を駆動して処理槽１０の上面の開口部分から被塗物Ｗを下降させて処理槽１０内に進入させることにより、被塗物Ｗを塗料ビーズの下降流中に投入する投入工程と、被塗物Ｗを塗料ビーズの下降流中に投入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、被塗物Ｗに塗料ビーズを接触させて被塗物Ｗに粉体塗料を付着させる塗装工程と、上記塗装工程後に、エアシリンダ７０を駆動させて被塗物Ｗを塗料ビーズの下降流中から引き上げる工程（引き上げ工程）とを含む。
【００４７】
本実施形態によれば、処理槽１０内を流動する塗料ビーズ中に被塗物Ｗを投入させるので、投入荷重が軽減される。また、処理槽１０内に形成される塗料ビーズの下降流中に被塗物を下降させて投入しているので、被塗物Ｗの投入方向と塗料ビーズの流動方向が一致する。このため投入荷重がより一層軽減される。
【００４８】
また、加振装置５０によって処理槽１０を水平方向に振動することにより、処理槽１０内に一時的に充填されている塗料ビーズの流動が促される。このため処理槽１０内で塗料ビーズの下降流が淀みなく且つ連続的に形成される。淀みない塗料ビーズの下降流中に被塗物を投入するときに必要な投入荷重は、部分的に流動が滞った塗料ビーズの下降流中に被塗物を投入するときに必要な投入荷重よりも小さい。したがって、加振装置５０により処理槽１０を水平方向に振動させて淀みない下降流を形成することにより、塗料ビーズの下降流中に被塗物Ｗを投入する際における投入荷重がさらに軽減される。
【００４９】
また、加振装置５０により塗装装置１の全体を振動させるのではなく、処理槽１０のみを振動させているので、小さな加振用モータ５２を用いて処理槽１０を振動させることができる。このため塗装装置１をコンパクトに構成できる。
【００５０】
また、長尺状の被塗物Ｗをその長手方向に沿って下降させて塗料ビーズの下降流中に投入しているので、投入時の投入面積を小さくすることができる。このためより一層投入荷重を低減することができる。
【００５１】
本実施形態で示した方法により長尺状の被塗物を塗装した場合において、塗料ビーズの下降流中に被塗物を投入する際に必要な投入荷重は５〜６ｋｇｆであった。これに対し、処理槽内に塗料ビーズを充填し、処理槽を振動させた状態で充填された塗料ビーズ層中に長尺状の被塗物を埋没させることにより被塗物を塗装した場合において、塗料ビーズ層中に被塗物を投入する際に必要な投入荷重は２０ｋｇｆ以上であった。このことからも、本実施形態で示した方法によって投入荷重が大きく低減することがわかる。
【００５２】
また、被塗物Ｗを塗料ビーズの下降流中から引き上げる際に必要な引き上げ荷重も従来の塗装方法（処理槽に充填された塗料ビーズ層に被塗物を埋没させて塗装する方法）を行う際に必要な引き上げ荷重よりも小さくすることができた。
【００５３】
また、塗料ビーズは第１スクリュー２２および第２スクリュー３２の回転により第１シリンダ２１内および第２シリンダ３１内で十分に攪拌される。このため処理槽１０内を流れる塗料ビーズも十分攪拌されている。十分攪拌された塗料ビーズを被塗物Ｗに処理槽１０内で接触させているので、被塗物Ｗに均一に粉体塗料を付着させることができる。
【符号の説明】
【００５４】
１…塗装装置、１０…処理槽、２０…第１移送部、２１…第１シリンダ、２１ａ…ホッパー、２２…第１スクリュー、２３…第１駆動モータ、３０…第２移送部、３１…第２シリンダ、３２…第２スクリュー、３３…第２駆動モータ、４０…移送通路、４１…他端開口部、５０…加振装置、６０…架台、７０…エアシリンダ（アクチュエータ）、７１…シリンダボディ、７２…シリンダロッド、Ｗ…被塗物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に延びた筒状空間が内部に形成されるとともに上面および下面が開口した処理槽と、
水平方向に延びた筒状空間が内部に形成され、前記処理槽の下方に配置されるとともに、前記処理槽の下面の開口部分に面する位置に開口が形成された第１シリンダと、前記第１シリンダ内に同軸配置される第１スクリューと、前記第１スクリューに接続され前記第１スクリューを回転させる第１駆動モータと、を有する第１移送部と、
上下方向に延びた筒状空間が内部に形成されるとともに前記第１シリンダの端部に連結された第２シリンダと、前記第２シリンダ内に同軸配置される第２スクリューと、前記第２スクリューに接続され前記第２スクリューを回転させる第２駆動モータと、を有する第２移送部と、
一端側が前記第２シリンダのうち前記第１シリンダの端部が連結される部分よりも上方に位置する部分に開口するとともに他端側が前記処理槽側に開口した移送通路と、
前記処理槽の上面の開口部分から被塗物が下降して前記処理槽内に進入するように、前記被塗物を上下方向に駆動させるアクチュエータと、
を備える被塗物の塗装装置。
【請求項２】
前記処理槽を水平方向に加振する加振手段をさらに備える、請求項１記載の塗装装置。
【請求項３】
請求項１に記載の塗装装置を用いて被塗物を塗装する塗装方法であって、
表面に粉体塗料が付着した塗料媒体を前記処理槽内に供給するとともに前記第１駆動モータおよび前記第２駆動モータを駆動させて前記第１スクリューおよび前記第２スクリューを回転させることにより、前記塗料媒体が前記処理槽内を上方から下方に流れる下降流が連続的に形成されるように、前記塗料媒体の循環流を形成する工程と、
前記アクチュエータを駆動し、前記処理槽の上面の開口部分から被塗物を下降させて前記処理槽内に進入させることにより、被塗物を前記下降流中に投入する工程と、
被塗物を前記下降流中に投入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、被塗物に前記塗料媒体を接触させて、被塗物に粉体塗料を付着させる工程と、
を含む、被塗物の塗装方法。
【請求項４】
前記処理槽を水平方向に加振させる工程をさらに含む、請求項３記載の被塗物の塗装方法。
【請求項１】
上下方向に延びた筒状空間が内部に形成されるとともに上面および下面が開口した処理槽と、
水平方向に延びた筒状空間が内部に形成され、前記処理槽の下方に配置されるとともに、前記処理槽の下面の開口部分に面する位置に開口が形成された第１シリンダと、前記第１シリンダ内に同軸配置される第１スクリューと、前記第１スクリューに接続され前記第１スクリューを回転させる第１駆動モータと、を有する第１移送部と、
上下方向に延びた筒状空間が内部に形成されるとともに前記第１シリンダの端部に連結された第２シリンダと、前記第２シリンダ内に同軸配置される第２スクリューと、前記第２スクリューに接続され前記第２スクリューを回転させる第２駆動モータと、を有する第２移送部と、
一端側が前記第２シリンダのうち前記第１シリンダの端部が連結される部分よりも上方に位置する部分に開口するとともに他端側が前記処理槽側に開口した移送通路と、
前記処理槽の上面の開口部分から被塗物が下降して前記処理槽内に進入するように、前記被塗物を上下方向に駆動させるアクチュエータと、
を備える被塗物の塗装装置。
【請求項２】
前記処理槽を水平方向に加振する加振手段をさらに備える、請求項１記載の塗装装置。
【請求項３】
請求項１に記載の塗装装置を用いて被塗物を塗装する塗装方法であって、
表面に粉体塗料が付着した塗料媒体を前記処理槽内に供給するとともに前記第１駆動モータおよび前記第２駆動モータを駆動させて前記第１スクリューおよび前記第２スクリューを回転させることにより、前記塗料媒体が前記処理槽内を上方から下方に流れる下降流が連続的に形成されるように、前記塗料媒体の循環流を形成する工程と、
前記アクチュエータを駆動し、前記処理槽の上面の開口部分から被塗物を下降させて前記処理槽内に進入させることにより、被塗物を前記下降流中に投入する工程と、
被塗物を前記下降流中に投入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、被塗物に前記塗料媒体を接触させて、被塗物に粉体塗料を付着させる工程と、
を含む、被塗物の塗装方法。
【請求項４】
前記処理槽を水平方向に加振させる工程をさらに含む、請求項３記載の被塗物の塗装方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２５０２２２（Ｐ２０１２−２５０２２２Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２７１２１（Ｐ２０１１−１２７１２１）
【出願日】平成２３年６月７日（２０１１．６．７）
【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２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月７日（２０１１．６．７）
【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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