JP4691420B2

JP4691420B2 - 塗装装置及び塗装装置における空気保温方法

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Publication number: JP4691420B2
Application number: JP2005254742A
Authority: JP
Inventors: 茂武井; 雅晴奥田; 祐次深田; 渡辺　　誠
Original assignee: Taikisha Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Taikisha Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2005-09-02
Filing date: 2005-09-02
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2025-09-02
Also published as: JP2007061790A

Description

本発明は、塗装装置及び塗装装置における空気保温方法に関し、より詳しくは、可撓性の空気供給ホースを移動式塗装手段に接続して、その空気供給ホースの可撓性により移動式塗装手段の移動を許す状態で空気供給ホースを通じて移動式塗装手段に塗装用加熱空気を供給するとともに、空気供給ホースからの放熱を抑止して塗装用加熱空気を保温する保温手段を空気供給ホースに施しておく塗装装置及び塗装装置における空気保温方法に関する。

この種の塗装装置及び塗装装置における空気保温方法は、塗装設備での被塗物の塗装において塗料溶剤の蒸発の促進などに用いる塗装用加熱空気を所定の温度に精度良く保つことが良好な塗装品質を得る上で要求される等の理由で、塗装用加熱空気を移動式塗装手段に供給する空気供給ホースに保温手段を施すことにより、空気供給ホースからの放熱を抑止して塗装用加熱空気を保温するものであり、従来、例えば、塗装ブース内に配置される塗装ロボットの作業アーム先端に装備した移動式塗装手段としての塗装機により塗装ブース内をタクト搬送される被塗物（例えば、自動車ボディ）の任意部位を塗装する塗装設備に用いられているものでは、樹脂で成型した可撓性の空気供給ホースを塗装ブース外部から塗装ブース内部の移動式塗装手段に接続して、その空気供給ホースの可撓性により作業アームの動きによる移動式塗装手段の被塗物任意部位への移動を許す状態で空気供給ホースを通じて移動式塗装手段に塗料溶剤蒸発促進用などの塗装用加熱空気を供給する構成において、空気供給ホースの全長に亘りその外周面を被覆する状態でグラスウールやロックウールなどの断熱材を配設し、その断熱材の外周を囲うアルミ製蛇腹ダクトを配置して保温手段を形成する、或いは、アルミ製蛇腹ダクトに代え、断熱材の外周面を被覆する樹脂製テープを断熱材の全長に亘って周方向に巻き付けて保温手段を形成することにより、空気供給ホースからの放熱を抑止して塗装用加熱空気を保温していた。

しかしながら、上記の如き従来の塗装装置及び塗装装置における保温方法では、保温手段を構成するグラスウールやロックウールなどの有形物である断熱材が移動式塗装手段の激しい動き（例えば、線速１，０００ｍｍ／ｓｅｃ）での連続運転に対して比較的短時間（例えば、３００時間）で破損してしまい、このことにより、保温手段による空気供給ホース内部の塗装用加熱空気への保温効果が低下してしまう問題があった。

また、保温手段を構成する断熱材により空気供給ホースの可撓性が少なからず低下することになって移動式塗装手段の移動に対する抵抗が増大し、このことにより、移動式塗装手段の運転効率が低下して塗装効率が低下する問題もあった。

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、移動式塗装手段に塗装用加熱空気を供給する可撓性の空気供給ホースに施す保温手段の合理的な改良により、上記の如き問題を効果的に解消する点にある。

本発明の第１特徴構成は塗装装置に係り、その特徴は、
可撓性の空気供給ホースを移動式塗装手段に接続して、その空気供給ホースの可撓性により移動式塗装手段の移動を許す状態で空気供給ホースを通じて移動式塗装手段に塗装用加熱空気を供給する構成にするとともに、空気供給ホースからの放熱を抑止して塗装用加熱空気を保温する保温手段を空気供給ホースに施してある塗装装置であって、
前記保温手段を、前記空気供給ホースの外周に形成した保温用空気層により前記塗装用加熱空気を保温する構成にし、
この保温用空気層は、前記空気供給ホースとそれを囲う被覆ホースとからなる二重ホース構造における前記空気供給ホースと前記被覆ホースとの間の保温用空間に保温用加熱空気を通過させることで形成し、
この保温用加熱空気は前記空気供給ホースの内部における前記塗装用加熱空気の通気向きとは反対向きで前記保温用空間に通過させる構成にしてある点にある。

つまり、この構成であれば、塗装用加熱空気を保温する保温手段を変形抵抗のほとんどない無形物である空気を用いた保温用空気層で構成することにより、有形物であるロックウールやグラスウールなどを断熱材として用いて保温手段を構成する従来技術に比して、移動式塗装手段の動きによる空気供給ホースの変形によって保温手段が破損することを抑制することができるとともに、保温手段を施すことによる空気供給ホースの可撓性の低下を抑制することができる。

したがって、保温手段による塗装用加熱空気に対する保温効果を長期にわたり高く保つことができて、保温効果の低下に原因する塗装用加熱空気の温度低下による塗装品質の低下等を抑制することができるとともに、空気供給ホースが移動の抵抗となることによる移動式塗装手段の運転効率の低下を抑制して塗装効率も高く確保することができる。

また、上記第１特徴構成では、保温用空気層は空気供給ホースとそれを囲う被覆ホースとからなる二重ホース構造における空気供給ホースと被覆ホースとの間の保温用空間に保温用加熱空気を通過させることで形成し、この保温用加熱空気は空気供給ホースの内部における塗装用加熱空気の通気向きとは反対向きで保温用空間に通過させるから、次の作用効果も得ることができる。

つまり、この構成であれば、横断面視において、空気供給ホースがそのほぼ全周に亘り保温用空間に囲まれる形態になり、空気供給ホース内部の塗装用加熱空気からの放熱を保温用空間に形成の保温用空気層がそのほぼ全周に亘り抑止し得る状態にすることができ、また、常温空気よりも高温の保温用加熱空気で保温用空気層を形成してあるから、例えば、常温空気で保温用空気層を形成する場合に比して、保温用空気層と塗装用加熱空気との間で塗装用加熱空気から保温用空気層に放熱する側の熱交換量を少なくすることができ、また、保温用加熱空気を保温用空間に通過させるから、保温用加熱空気が保温用空気層内で滞留して放熱することによる温度低下を抑制して保温用空気層の高温を極力維持することができ、これらのことにより空気供給ホース内部の塗装用加熱空気の保温を効果的に行うことができる。
そしてまた、後述と同様、保温用加熱空気を空気供給ホースの内部における塗装用加熱空気の通気向きとは反対向きで保温用空間に通過させることにより、保温用加熱空気を移動式塗装手段から離れた側に移動させることができ、これにより、移動式塗装手段側に保温用加熱空気を放出するために移動式塗装手段周辺の温熱環境（塗装環境）が変化することを抑制することができて、塗装環境の変化による塗装品質の低下も容易に抑制することができる。

尚、保温用空気層に通過させる保温用加熱空気の温度は常温空気に比して高温であればよいが、保温用加熱空気を塗装用加熱空気と同一又はほぼ同一温度にしたり、塗装用加熱空気の放熱による温度低下を考慮して保温用加熱空気を塗装用加熱空気よりも若干高い温度にしておけば、塗装用加熱空気の保温を極めて効果的なものにすることができる。
また、塗装用加熱空気の移動式塗装手段への供給時の温度（すなわち、空気供給ホース出口部での温度）が所定温度になるように保温用加熱空気の温度を設定すれば、塗装用加熱空気による塗料溶剤の蒸発促進について、所要の促進効果を過不足なく的確に得ることができる。

本発明の第２特徴構成は、第１特徴構成の実施において好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記塗装用加熱空気の一部を前記保温用加熱空気として前記保温用空間に通過させる構成にしてある点にある。

つまり、この構成であれば、塗装用加熱空気の一部を利用して保温用加熱空気による保温用空気層を形成することができるから、保温用加熱空気を生成する専用加熱器を不要にすることができ、また、塗装用加熱空気を保温用加熱空気の一部として用いる場合では、保温用加熱空気の他部を生成する専用加熱器の容量を小さくすることが可能となり、このことにより、塗装設備の複雑化を抑制することができる。

本発明の第３特徴構成は、第２特徴構成の実施において好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記空気供給ホースの内部を通過して空気供給ホースの塗装手段側端部又はその近傍に至った塗装用加熱空気の一部を、空気供給ホースに形成の導入口を通じて前記保温用空間に導入して、この導入空気を前記保温用加熱空気として空気供給ホース内部の通気向きとは反対向きで前記保温用空間に通過させる構成にしてある点にある。

つまり、この構成であれば、保温用加熱空気を空気供給ホース内部の通気向きとは反対向きで保温用空間に通過させることにより、保温用加熱空気を移動式塗装手段から離れた側に移動させることができるから、移動式塗装手段側に保温用加熱空気を放出することで移動式塗装手段周辺の温熱環境（塗装環境）が変化することを抑制することができ、このことにより、塗装環境の変化による塗装品質の低下を抑制することができる。
本発明の第４特徴構成は、第１〜第３特徴構成のいずれかの実施において好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記移動式塗装手段は、被塗物に対して噴出する塗料の粒子が飛行する噴霧パターンを囲う状態に、塗料溶剤蒸発促進用及び塗料粒子保護用のシールドエアを被塗物に向けて噴出する構成にし、
このシールドエア構成用の空気として前記塗装用加熱空気を前記空気供給ホースを通じて前記移動式塗装手段に供給する構成にしてある点にある。
つまり、この構成によれば、後述の実施形態に記載の如く上記シールドエアにより噴霧パターン内への不純物の侵入を抑制して、塗膜に不純物が混入するなどの塗装不良の発生を抑制することができる。また、シールドエアをその流れ過程で噴霧パターンに混入させる状態にして噴霧パターンの内部温度を塗装用加熱空気により構成されるシールドエアにより調節し、そのことで、噴霧パターン内において噴霧塗料中の塗料溶剤の蒸発を促進して塗装直後における塗膜の固形分率を高くし、これによりタレやムラなどの塗装不良の発生を抑制することができる。

本発明の第５特徴構成は、第１〜第４特徴構成の実施において好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、前記空気供給ホースの外周面と前記被覆ホースの内周面との接触を防止する間隔保持具を、前記保温用空間における保温用加熱空気の通過を許す状態で保温用空間に配設し、
この間隔保持具は、前記空気供給ホースの外周面と前記被覆ホースの内周面との間隔よりも小さな高さ寸法にして、前記空気供給ホースの外周面又は前記被覆ホースの内周面に設けてある点にある。

つまり、この構成であれば、保温用空間における保温用加熱空気の通過を許す状態で保温用空間に配設した間隔保持具が、空気供給ホースの外周面と被覆ホースの内周面との接触を防止するが故に、撓み時等において空気供給ホースの外周面と被覆ホースの内周面とが接触して保温用空気層の周方向の一部の厚みが薄くなる、ないし、保温用空気層が周方向の一部で不存となることを防止することができて、これらの部分からの放熱やこれらの部分が保温用加熱空気の通過の支障となることで保温効率が低下してしまうことを抑制することができる。

また、この間隔保持具を空気供給ホースの外周面と被覆ホースの内周面との間隔よりも小さな高さ寸法にして、空気供給ホースの外周面又は被覆ホースの内周面に設けるから、撓み変形時のホースどうしの相対移動を容易にすることができて、ホースどうしの接触を間隔保持具により防止する構成を採りながらも空気供給ホースの可撓性を極力維持することができる。
なお、このように形成した間隔保持具を被覆ホースの内周面に設ければ、間隔保持具を空気供給ホースの外周面に設ける場合に比して、保温用空気層に面する空気供給ホースの外周面の表面積を小さくすることができて、空気供給ホース内部の塗装用加熱空気をより効果的に保温することができる。

本発明の第６特徴構成は、塗装装置における保温方法に係り、その特徴は、
可撓性の空気供給ホースを移動式塗装手段に接続して、その空気供給ホースの可撓性により移動式塗装手段の移動を許す状態で空気供給ホースを通じて移動式塗装手段に塗装用加熱空気を供給するとともに、空気供給ホースからの放熱を抑止して塗装用加熱空気を保温する保温手段を空気供給ホースに施しておく塗装装置における空気保温方法であって、
前記保温手段として、前記空気供給ホースの外周に形成した保温用空気層により前記塗装用加熱空気を保温し、
この保温用空気層は、前記空気供給ホースとそれを囲う被覆ホースとからなる二重ホース構造における前記空気供給ホースと前記被覆ホースとの間の保温用空間に保温用加熱空気を通過させることで形成し、
この保温用加熱空気は、前記空気供給ホースの内部における前記塗装用加熱空気の通気向きとは反対向きで前記保温用空間に通過させる点にある。

また、上記第６特徴構成では、保温用空気層は空気供給ホースとそれを囲う被覆ホースとからなる二重ホース構造における空気供給ホースと被覆ホースとの間の保温用空間に保温用加熱空気を通過させることで形成し、この保温用加熱空気は空気供給ホースの内部における塗装用加熱空気の通気向きとは反対向きで保温用空間に通過させるから、次の作用効果も得ることができる。

つまり、この構成であれば、横断面視において、空気供給ホースがそのほぼ全周に亘り保温用空間に囲まれる形態になり、空気供給ホース内部の塗装用加熱空気からの放熱を保温用空間に形成の保温用空気層がそのほぼ全周に亘り抑止し得る状態にすることができ、また、常温空気よりも高温の保温用加熱空気で保温用空気層を形成してあるから、例えば、常温空気で保温用空気層を形成する場合に比して、保温用空気層と塗装用加熱空気との間で塗装用加熱空気から保温用空気層に放熱する側の熱交換量を少なくすることができ、また、保温用加熱空気を保温用空間に通過させるから、保温用加熱空気が保温用空気層内で滞留することによりその温度が時間とともに低下することを抑制して保温用空気層の高温を極力維持することができ、これらのことにより空気供給ホース内部の塗装用加熱空気の保温を効果的に行うことができる。
そしてまた、後述と同様、保温用加熱空気を空気供給ホースの内部における塗装用加熱空気の通気向きとは反対向きで保温用空間に通過させることにより、保温用加熱空気を移動式塗装手段から離れた側に移動させることができ、これにより、移動式塗装手段側に保温用加熱空気を放出するために移動式塗装手段周辺の温熱環境（塗装環境）が変化することを抑制することができて、塗装環境の変化による塗装品質の低下も容易に抑制することができる。

本発明の第７特徴構成は、第６特徴構成の実施において好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記塗装用加熱空気の一部を前記保温用加熱空気として前記保温用空間に通過させる点にある。

つまり、この構成であれば、塗装用加熱空気の一部を利用して保温用加熱空気による保温用空気層を形成することができるから、保温用加熱空気を生成する専用加熱器を不要にすることができ、また、塗装用加熱空気を保温用加熱空気の一部として用いる場合では、保温用加熱空気の他部を形成する専用加熱器の容量を小さくすることが可能となり、このことにより、塗装設備の複雑化を抑制することができる。

本発明の第８特徴構成は、第７特徴構成の実施において好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記空気供給ホースの内部を通過して空気供給ホースの塗装手段側端部又はその近傍に至った塗装用加熱空気の一部を、空気供給ホースに形成の導入口を通じて前記保温用空間に導入して、この導入空気を前記保温用加熱空気として空気供給ホース内部の通気向きとは反対向きで前記保温用空間に通過させる点にある。

つまり、この構成であれば、保温用加熱空気を空気供給ホース内部の通気向きとは反対向きで保温用空間に通過させることにより、保温加熱空気を移動式塗装手段から離れた側に移動させることができるから、移動式塗装手段側に保温用加熱空気を放出することで移動式塗装手段周辺の温熱環境（塗装環境）が変化することを抑制することができ、このことにより、塗装環境の変化による塗装品質の低下を抑制することができる。
本発明の第９特徴構成は、第６〜第８特徴構成のいずれかの実施において好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記移動式塗装手段では、被塗物に対して噴出する塗料の粒子が飛行する噴霧パターンを囲う状態に、塗料溶剤蒸発促進用及び塗料粒子保護用のシールドエアを被塗物に向けて噴出し、
このシールドエア構成用の空気として前記塗装用加熱空気を前記空気供給ホースを通じて前記移動式塗装手段に供給する点にある。
つまり、この構成によれば、後述の実施形態に記載の如く上記シールドエアにより噴霧パターン内への不純物の侵入を抑制して、塗膜に不純物が混入するなどの塗装不良の発生を抑制することができる。また、シールドエアをその流れ過程で噴霧パターンに混入させる状態にして噴霧パターンの内部温度を塗装用加熱空気により構成されるシールドエアにより調節し、そのことで、噴霧パターン内において噴霧塗料中の塗料溶剤の蒸発を促進して塗装直後における塗膜の固形分率を高くし、これによりタレやムラなどの塗装不良の発生を抑制することができる。

図１は本発明の塗装装置及び塗装装置における保温方法を用いた塗装設備を示し、１はトンネル状の塗装ブース（平面視）、２は被塗物（本実施形態では自動車ボディ）であり、塗装ブース１内には、搬送手段により所定間隔でタクト搬送される被塗物２を順次に自動塗装する複数の塗装ロボット３を設置してある。

塗装ロボット３の下面には、塗装ブース１の床面に被塗物２の搬送ラインと平行に敷設した所定長さのレール３ａ上を転動可能な複数の転輪３ｂを設けて被塗物２の搬送方向に所定範囲で移動できる構造にしてあり、また、塗装ロボット３の作業アーム３ｃには、被塗物２に対し塗料を霧状にして噴出するとともに、その塗料噴出に併行して後述する塗料溶剤蒸発促進用及び塗料粒子保護用のシールドエアを被塗物に向けて噴出するエアシールドノズル一体型の塗装機４を装備してあり、この塗装機４が、作業アーム３ｃの動作により、又は転輪３ｂのレール上の転動により移動することで、被塗物２の任意の塗装部位を塗装する。

９は、空気供給源から供給される常温空気Ａ１を加熱して塗装用加熱空気Ａ２を生成する塗装機４ごとの加熱器であり、８Ａは、その塗装用加熱空気Ａ２を塗装ブース１の近傍に配置した塗装機４ごとの給気ヘッダ７に供給する長尺の高温側空気供給管であり、図示しないが、その全長に亘って外周を断熱材で被覆してある。また、８Ｂは、空気供給源から供給される常温空気Ａ３（Ａ１と同じ空気）を塗装ブース１の近傍まで導く低温側空気供給管であり、その塗装ブース１側の端部には他部材との接続用の継手を設けてある。

５は高温側空気供給管８Ａを通じて給気ヘッダ７に供給された塗装用加熱空気Ａ２を各塗装機４に供給する複数本（本実施形態では２本）の高温側空気供給ホースであり、また、６は低温側空気供給管８Ｂにより塗装ブース１の近傍に導かれた常温空気Ａ３を低温側空気供給管８Ｂとの継手接続によって塗装用常温空気Ａ３として各塗装機４に供給する低温側空気供給ホースである。これら、高温側及び低温側の空気供給ホース５、６は夫々、塗装機４の移動を許す可撓性を備える樹脂で構成してある。

空気供給源からヒータ９（加熱器）に至る接続管１４には、高温側の空気供給弁１０を介装してあり、この高温側空気供給弁１０の操作により、塗装機４への塗装用加熱空気Ａ２の供給流量を調節できるようにしてある。また、空気供給源から低温側空気供給ホース６に至る低温側空気供給管８Ｂには、低温側の空気供給弁１１を介装してあり、この低温側空気供給弁１１の操作により、塗装機４への塗装用常温空気Ａ３の供給流量を調節できるようにしてある。

１２は、予め設定された生産スケジュールに基づき塗装機４に対する供給塗料の切り替え、及び、塗装機４の塗料噴霧動作の発停に連携して、高温側及び低温側の空気供給弁１０、１１を自動操作する塗装機４ごとの弁制御器であり、この弁制御器１２による弁操作により流量調節された塗装用加熱空気Ａ２と塗装用常温空気Ａ３を塗装機４に供給する構成にしてある。

図２、図３は、作業アーム３ｃに装備した塗装機４を示し、４Ａは作業アーム３ｃに取り付けた砲弾形状の塗装機本体、４ａは塗装機本体４Ａが先端に備える塗料噴霧部としての回転ベルであり、この回転ベル４ａの正面視中央には塗料吐出口４ｂを形成してある。

塗装機本体４Ａの先端部には、被塗物２の側（すなわち、回転ベル４ａが望む前方側）に向けてシェーピングエアＡｓを噴出する小孔のシェーピングエア噴出口４ｃを、回転ベル４ａの正面視で回転ベル４ａの周囲に環状に配置して多数形成してあり、塗料吐出口４ｂから吐出されて回転ベル４ａの高速回転により回転ベル４ａの外縁から霧化状態で放出された塗料の粒子は、図４に模式的に示す如く、シェーピングエアＡｓの噴出流により外郭が形成される噴霧パターンＰ内を被塗物２に向かい飛行して被塗物２に塗着する。

４Ｂは塗装機本体４Ａとともに作業アーム３ｃの先端部に装備したエアシールドノズルであり、このエアシールドノズル４Ｂは、回転ベル４ａよりも若干後方（すなわち、反被塗物の側）において塗装機本体４Ａから離した状態で、且つ、塗装機本体４Ａを囲う状態で配置した円環状のノズル部４ｅを備え、このノズル部４ｅはノズル支持部材４ｄを介して作業アーム３ｃの先端近傍部に対し連結固定してある。

前記ノズル支持部材４ｄにおけるノズル部４ｅとの連結部近傍箇所には、塗装用加熱空気Ａ２を供給する複数本の高温側空気供給ホース５、及び、塗装用常温空気Ａ３を供給する低温側空気供給ホース６を後面側から接続して、これら空気供給ホース５、６から供給される塗装用加熱空気Ａ２と塗装用常温空気Ａ３とを混合し、その混合空気Ａ２・Ａ３を前面側から突出させた送出管１３ａを通してノズル部４ｅに供給する混合器１３を装備してあり、この混合器１３を装備することで、弁制御器１２による弁操作をもって塗装用加熱空気Ａ２及び塗装用常温空気Ａ３を夫々の供給流量に調節することにより混合空気Ａ２・Ａ３の温度を調節するようにしてある。
尚、１３ｂは混合器１３における送出管１３ａのノズル部４ｅに対する接続部に装備したサイレンサ（消音器）である。

前記ノズル部４ｅは、ノズル支持部材４ｄにボルト連結するとともに後面側から混合器１３の送出管１３ａを接続するノズル部本体４ｆと、そのノズル部本体４ｆの前面部分に取付ける蓋状体４ｇとからなり、ノズル部本体４ｆに形成した前向き開口の環状凹部に蓋する状態でノズル部本体４ｆの前面部に蓋状体４ｇを取り付けることにより、内部に環状の空気室４ｈを備える円環状のノズル部４ｅを形成し、この環状の空気室４ｈに対し混合器１３を介して混合空気Ａ２・Ａ３を供給する構成にしてある。

ノズル部４ｅの蓋状体４ｇには、環状の空気室４ｈに供給される混合空気Ａ２・Ａ３をシールドエアＡｈとして被塗物２の側に向けて噴出するシールドエア噴出口４ｉを、回転ベル４ａに対する正面視でシェーピングエア噴出口４ｃの環状配置部の周囲に環状に位置させる配置で形成してある。

そして、このシールドエア噴出口４ｉからシールドエアＡｈ（すなわち、温度調節された混合空気Ａ２・Ａ３）を噴出することで、図４に模式的に示す如く、回転ベル４ａからのシェーピングエアＡｓにより形成される噴霧パターンＰをシールドエアＡｈの噴出流をもって囲う状態（換言すれば、シールドエアＡｈにより噴霧パターンＰを塗装ブース１の室内空気からシールドする状態）にし、これにより、噴霧パターンＰ内への不純物の侵入を抑制して、塗膜に不純物が混入するなどの塗装不良の発生を抑制するとともに、シールドエアＡｈをその流れ過程で噴霧パターンＰに混入させる状態にして噴霧パターンＰの内部温度をシールドエアＡｈにより調節し、そのことで、噴霧パターンＰ内において噴霧塗料中の塗料溶剤の蒸発を促進して塗装直後における塗膜の固形分率を高くすることによりタレやムラなどの塗装不良の発生を抑制する。

シールドエアＡｈの温度は、弁制御器１２による高温側空気供給弁１０及び低温側空気供給弁１１の自動操作により、図５に示す如く、水を塗料溶媒として用いる水性塗装パターン、色替え時など塗装を行っていない状態の待機パターン、シンナー等の有機溶剤を塗料溶媒として用いる溶剤塗装パターンの３パターンで切り替えるようにしてあり、水性塗装パターンでは、塗装用加熱空気Ａ２の流量Ｒａ２を待機パターン及び溶剤塗装パターンでの流量Ｒｂ２、Ｒｃ２よりも大きな流量にするとともに、塗装用常温空気Ａ３の流量Ｒａ３を待機パターン及び溶剤塗装パターンでの流量Ｒｂ３、Ｒｃ３よりも小さな流量にする（本実施形態では、流量をゼロにする）ことで、シールドエアＡｈの温度Ｔａを待機パターン及び溶剤塗装パターンでの温度Ｔｂ、Ｔｃよりも高い温度（例えば、６０℃）にして、これにより、噴霧パターンＰの内部温度ＴＡを待機パターン及び溶剤塗装パターンでの内部温度ＴＢ、ＴＣよりも高い温度（例えば、３６℃）にして、有機溶剤よりも蒸発の遅い塗料溶媒である水の蒸発を促す。

また、溶剤塗装パターンでは、塗装用加熱空気Ａ２の流量Ｒｂ２を水性塗装パターンでの流量Ｒａ２の半分強の流量にするとともに、塗装用常温空気Ａ３の流量Ｔｂ２を水性塗装パターンでの流量Ｔａ２よりも大きな流量にして、シールドエアＡｈの温度Ｔｂを水性塗装パターンでの温度Ｔａよりも低い温度（例えば、４２℃）にし、また、塗装用加熱空気Ａ２と塗装用常温空気Ａ３との合計流量を水性塗装パターンでの流量よりも若干小さな流量にし、これにより、噴霧パターンＰの内部温度ＴＢを水性塗装パターンでの内部温度ＴＡよりも低い温度（例えば、２７℃）にするとともにシールドエアＡｈの噴出量も低下させて、溶剤塗装パターンにおいても有機溶剤の蒸発をある程度は促進する。

そして、水性塗装パターン及び溶剤塗装パターンの夫々においてシールドエアＡｈを噴出することにより、水性塗装、溶剤塗装など塗装種に係わらず塗装中における噴霧パターンＰ内への不純物の侵入をシールドエアＡｈが抑止して、塗膜に不純物が混入するなどの塗装不良の発生を回避するとともに、水性塗料、溶剤塗料など塗料種によって被塗物２に向かう塗料粒子の飛行速度がシールドエアＡｈ噴出の有無により大きく異なることを回避して、シールドエアＡｈ噴出の有無で塗装後の塗膜の状態が大きく異なることも合せて防止する。

また、待機パターンにおいては、塗装用加熱空気Ａ２の流量Ｒｃ２、塗装用常温空気Ａ３の流量Ｔｃ２を溶剤塗装パターンと同一の流量設定にして、シールドエアＡｈの温度Ｔｃ及び噴霧パターンＰの内部温度ＴＣを溶剤塗装パターンと同一の温度設定にしてある。

そして、水性塗装パターン、待機パターン、溶剤塗装パターンの全てにおいて、シールドエアＡｈとして混合された形で塗装用加熱空気Ａ２を噴出することにより、加熱器９から混合器１３に至る高温側空気供給路内に新鮮な塗装用加熱空気Ａ２を常に通過させておくようにして、待機時や溶剤塗装時に塗装用加熱空気Ａ２の高温側空気供給路内での通過を停止させている場合のように塗装用加熱空気Ａ２が供給路内に滞留することで生じる放熱により塗装用加熱空気Ａ２の温度が低下することを抑制し、このように温度低下を抑制した新鮮な塗装用加熱空気Ａ２を塗装機４に設けた混合器１３で混合してシールドエアＡｈを生成することで、待機後の水性塗装パターン、ないし、溶剤塗装パターンの実施、或いは、溶剤塗装後の水性塗装パターンの実施において夫々に対応した所要温度のシールドエアＡｈの生成を迅速に行うことができ、これらのことにより、例えば、タクト搬送される被塗物によって塗料種を切り替える混流塗装の生産性を高めることも可能になる。

塗装機４に設けた混合器１３に塗装用加熱空気Ａ２を供給する複数本の高温側空気供給ホース５には、図６〜図８に示す如く、それら空気供給ホース５の外周を囲う被覆ホース５ｄを設けて、被覆ホース５ｄの内周面と空気供給ホース５の外周面との間に空気供給ホース５の全長に亘って断面視円環状の保温用空間Ｓを形成する二重ホース構造にしてあり、この保温用空間Ｓの内部に保温用空気層ＳＡを形成するようにしてある。
尚、被覆ホース５ｄは空気供給ホース５と同様に塗装機４の移動を許す可撓性を備える樹脂で成形されている。

そして、高温側空気供給ホース５の塗装機４側端部の近傍（詳しくは、混合器１３との接続部近傍）には、それら空気供給ホース５の内部を通過して塗装機４側端部の近傍に至った塗装用加熱空気Ａ２の一部（本実施形態では全体流量の約１０％）を保温用空間Ｓに導入する小孔の導入口５ａを周方向に複数配設してあり、また、塗装ブース１の外部に位置する被覆ホース５ｄの給気ヘッダ７近傍には、保温用空間Ｓ内の保温用加熱空気Ａ４を被覆ホース５ｄの外部に放出する小孔の放出口５ｃを周方向に複数配設してあり、これにより、導入口５ａを通じて保温用空間Ｓ内に導入した塗装用加熱空気Ａ２の一部を保温用加熱空気Ａ４として空気供給ホース５の内部における塗装用加熱空気Ａ２の通過向きとは反対向きである給気ヘッダ７側に向けて通過させたのち、この保温用加熱空気Ａ４を放出口５ｃを通じて保温用空間Ｓから塗装ブース１の外部（即ち、塗装手段である塗装機４から離れた側）放出することで、空気供給ホース５内部の塗装用加熱空気Ａ２からの外部放熱を抑止する保温用空気層ＳＡを保温用空間Ｓ内に形成する。

つまり、変形抵抗のほとんどない無形物である保温用加熱空気Ａ４を通過させた保温用空気層ＳＡで空気供給ホース５内部の塗装用加熱空気Ａ２を保温することにより、塗装機４の動きによる空気供給ホース５の変形によって保温効果が低下することを抑制し、これにより、塗装用加熱空気Ａ２に対する保温効果を長期にわたり高く保って、保温効果の低下に原因する塗装用加熱空気Ａ２の温度低下による塗装品質の低下等を抑制するとともに、保温による空気供給ホース５の可撓性の低下を最小限のものとして、塗装機４の移動の抵抗となることによる塗装ロボット３及び塗装機４の運転効率の低下を抑制して塗装効率も高く確保する。

また、横断面視において、空気供給ホース５がそのほぼ全周に亘り保温用空間Ｓに囲まれる形態にすることにより空気供給ホース５内部の塗装用加熱空気Ａ２からの放熱を保温用空気層ＳＡがそのほぼ全周に亘り抑止するとともに、常温空気よりも高温の保温用加熱空気Ａ４で保温用空気層ＳＡを形成することにより塗装用加熱空気Ａ２から保温用空気層ＳＡに放熱する側の熱交換量を極力少ない状態にし、さらに、保温用加熱空気Ａ４を保温用空間ＳＡに通過させることにより保温用加熱空気Ａ４が保温用空気層ＳＡ内で滞留して放熱することで温度が低下することを抑制して保温用空気層ＳＡの高温を極力維持し、これらのことにより空気供給ホース５内部の塗装用加熱空気Ａ２の保温を効果的に行う。

また、高温側空気供給ホース５の外周面には、被覆ホース５ｄの内周面の半径Ｒ１と空気供給ホース５の外周面の半径Ｒ２との差Ｒよりも高さＨの小さな側面視角錐台状の樹脂製のスペーサー５ｂ（間隔保持具の一例）の複数個を周方向に均等間隔（本実施例では９０度ごとに４つ）に配設するとともに、この複数個の周方向配置スペーサー５ｂからなるスペーサー群をホース長さ方向に所定間隔で複数群設けてあり、周方向に隣合うスペーサー５ｂどうしの間、及び、被覆ホース５ｄの内周面とこれに相対向するスペーサーの天井面との間に保温用加熱空気Ａ４を通過させるようにしながら、空気供給ホース５の外周面よりも外方でスペーサー５ｂが被覆ホース５ｄの内周面に接触することにより、塗装機４の移動に伴う空気供給ホース５の撓み時等の弾性変形において空気供給ホース５と被覆ホース５ｄとが接触することを防止し、これにより、保温用空気層ＳＡの周方向の一部の厚みが薄くなる、ないし、保温用空気層ＳＡが周方向の一部で不存となることを防止して、これらの部分からの放熱やこれらの部分が保温用加熱空気Ａ４の通過の支障となることで保温効率が低下することを抑制する。

つまり、本実施形態では、保温手段としての保温用空気層ＳＡを高温側空気供給ホース５の外周に形成して塗装用加熱空気Ａ２を保温するのに、高温側空気供給ホース５を囲う被覆ホース５ｄを設ける二重ホース構造にして、高温側空気供給ホース５と被覆ホース５ｄとの間に保温用空間Ｓを形成し、この保温用空間Ｓに保温用加熱空気Ａ４を空気供給ホース５の内部における塗装用加熱空気Ａ５の通気向きとは反対向きに通過させるようにしている。

また、本実施形態において、塗装用加熱空気Ａ２、保温用加熱空気Ａ４は、外気中の空気と同一組成からなるものに限られるものではなく、無形物である気体であればどのような組成であってもよい。

〔別実施形態〕
次に本発明の別実施形態を列記する。
前述の実施形態では、移動式塗装手段として、転輪３ｂにより移動可能な塗装ロボット３の作業アーム３ｃ先端に装備され、作業アーム３ｃの動作又は転輪３ｂによる転動による移動可能な塗装機４を例に示したが、これに限られるものではなく、例えば、据え置き式の塗装ロボットの作業アームに移動可能に備えられた塗装機や、駆動輪により移動可能な塗装機であってもよく、また、移動可能な塗装ロボット自体であってもよい。要するに、塗料を噴出する塗装部がなんらかの形で移動可能であれば、どのような構成であってもよい。

前述の実施形態では、塗装用加熱空気Ａ２として、シールドエアＡｈ構成用の加熱空気を例に示したが、これに限られるものではなく、例えば、シェービングエアＡｓ構成用の加熱空気であってもよい。つまり、直接であるか間接であるかを問わず、塗装に際して用いる加熱空気であれば、どのようなものであってもよい。

前述の実施形態では、高温側空気供給ホース５の外周を囲う樹脂製の被覆ホース５ｄを設ける二重ホース構造にして、高温側空気供給ホース５と被覆ホース５ｄの間に保温用空間Ｓを形成している。

そして、前述の実施形態では、この保温用空間Ｓに保温用加熱空気Ａ４を空気供給ホース５の内部における塗装用加熱空気Ａ２の通気向きとは反対向きに通過させることで、塗装用加熱空気Ａ２を効果的に保温するとともに、保温用加熱空気Ａ４を塗装手段である塗装機４から離れた側に移動させて外部に放出できるようにしている。

前述の実施形態では、高温側空気供給ホース５の内部を通過する塗装用加熱空気Ａ２の一部を保温用加熱空気Ａ４としていたが、これに限られるものではなく、例えば、専用の加熱器で加熱して保温用加熱空気Ａ４を生成してもよい。

前述の実施形態では、保温用加熱空気Ａ４を被覆ホース５ｄの放出口５ｃを通じて外部に放出する例を示したが、保温用加熱空気Ａ４を外部に放出せず、供給ヘッダ７に再供給する構成にしてもよい。

前述の実施形態では、間隔保持具として、側面視角錐台状の樹脂製スペーサー５ｂを例に示したが、間隔保持具は、例えば、長方形状や丸状や棒状であってもよく、また、金属製やプラスチック製であってもよい。

前述の実施形態では、間隔保持具を高温側空気供給ホース５の外周面に設けている例を示したが、間隔保持具を被覆ホース５ｄの内周面に設けてもよく、空気供給ホース５の外周面と被覆ホース５ｄの内周面の両方に設けてもよい。

前述の実施形態では、高温側空気供給ホース５の内部を通過した塗装用加熱空気Ａ２の一部を保温用空間Ｓに導入する導入口５ａを空気供給ホース５の塗装機４側端部の近傍に設けている例を示したが、この導入口５ａを空気供給ホース５の塗装機４側端部に設けてもよい。また、保温用加熱空気Ａ４を被覆ホース５ｄの外部に放出する放出口５ｃを被覆ホース５ｄの給気ヘッダ７近傍に設けている例を示したが、この放出口５ｃを被覆ホース５ｄにおける給気ヘッダ７との接続端部に設けてもよい。

塗装設備の構成図エアシールドノズル一体型の塗装機の一部破断断面図エアシールドノズル一体型の塗装機の正面図塗料噴霧状態を模式的に示す側面図塗装用加熱空気の供給流量、塗装用常温空気の供給流量、シールドエアの温度、噴霧パターン内の温度の関係を説明するための表保温手段を施した高温側空気供給ホースの縦断図図６におけるＩ−Ｉ線断面図図６におけるＩＩ−ＩＩ線断面図

４塗装機（移動式塗装手段）
５高温側空気供給ホース（空気供給ホース）
５ａ導入口
５ｂスペーサー（間隔保持具）
５ｄ被覆ホース（保温手段）
Ａ２塗装用加熱空気
Ａ４保温用加熱空気
Ｓ保温用空間
ＳＡ保温用空気層（保温手段）

Claims

可撓性の空気供給ホースを移動式塗装手段に接続して、その空気供給ホースの可撓性により移動式塗装手段の移動を許す状態で空気供給ホースを通じて移動式塗装手段に塗装用加熱空気を供給する構成にするとともに、空気供給ホースからの放熱を抑止して塗装用加熱空気を保温する保温手段を空気供給ホースに施してある塗装装置であって、
前記保温手段を、前記空気供給ホースの外周に形成した保温用空気層により前記塗装用加熱空気を保温する構成にし、
この保温用空気層は、前記空気供給ホースとそれを囲う被覆ホースとからなる二重ホース構造における前記空気供給ホースと前記被覆ホースとの間の保温用空間に保温用加熱空気を通過させることで形成し、
この保温用加熱空気は前記空気供給ホースの内部における前記塗装用加熱空気の通気向きとは反対向きで前記保温用空間に通過させる構成にしてある塗装装置。
前記塗装用加熱空気の一部を前記保温用加熱空気として前記保温用空間に通過させる構成にしてある請求項１記載の塗装装置。
前記空気供給ホースの内部を通過して空気供給ホースの塗装手段側端部又はその近傍に至った塗装用加熱空気の一部を、空気供給ホースに形成の導入口を通じて前記保温用空間に導入して、この導入空気を前記保温用加熱空気として空気供給ホース内部の通気向きとは反対向きで前記保温用空間に通過させる構成にしてある請求項２記載の塗装装置。
前記移動式塗装手段は、被塗物に対して噴出する塗料の粒子が飛行する噴霧パターンを囲う状態に、塗料溶剤蒸発促進用及び塗料粒子保護用のシールドエアを被塗物に向けて噴出する構成にし、
このシールドエア構成用の空気として前記塗装用加熱空気を前記空気供給ホースを通じて前記移動式塗装手段に供給する構成にしてある請求項１〜３のいずれか１項に記載の塗装装置。
前記空気供給ホースの外周面と前記被覆ホースの内周面との接触を防止する間隔保持具を、前記保温用空間における保温用加熱空気の通過を許す状態で保温用空間に配設し、
この間隔保持具は、前記空気供給ホースの外周面と前記被覆ホースの内周面との間隔よりも小さな高さ寸法にして、前記空気供給ホースの外周面又は前記被覆ホースの内周面に設けてある請求項１〜４のいずれか１項に記載の塗装装置。
可撓性の空気供給ホースを移動式塗装手段に接続して、その空気供給ホースの可撓性により移動式塗装手段の移動を許す状態で空気供給ホースを通じて移動式塗装手段に塗装用加熱空気を供給するとともに、空気供給ホースからの放熱を抑制して塗装用加熱空気を保温する保温手段を空気供給ホースに施しておく塗装装置における空気保温方法であって、
前記保温手段として、前記空気供給ホースの外周に形成した保温用空気層により前記塗装用加熱空気を保温し、
この保温用空気層は、前記空気供給ホースとそれを囲う被覆ホースとからなる二重ホース構造における前記空気供給ホースと前記被覆ホースとの間の保温用空間に保温用加熱空気を通過させることで形成し、
この保温用加熱空気は、前記空気供給ホースの内部における前記塗装用加熱空気の通気向きとは反対向きで前記保温用空間に通過させる塗装装置における空気保温方法。
前記塗装用加熱空気の一部を前記保温用加熱空気として前記保温用空間に通過させる請求項６記載の塗装装置における空気保温方法。
前記空気供給ホースの内部を通過して空気供給ホースの塗装手段側端部又はその近傍に至った塗装用加熱空気の一部を、空気供給ホースに形成の導入口を通じて前記保温用空間に導入して、この導入空気を前記保温用加熱空気として空気供給ホース内部の通気向きとは反対向きで前記保温用空間に通過させる請求項７記載の塗装装置における空気保温方法。
前記移動式塗装手段では、被塗物に対して噴出する塗料の粒子が飛行する噴霧パターンを囲う状態に、塗料溶剤蒸発促進用及び塗料粒子保護用のシールドエアを被塗物に向けて噴出し、
このシールドエア構成用の空気として前記塗装用加熱空気を前記空気供給ホースを通じて前記移動式塗装手段に供給する請求項６〜８のいずれか１項に記載の塗装装置における空気保温方法。