(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の先端に取付けられた霧化頭に塗料を供給する回転霧化静電塗装装置において、洗浄剤の供給ノズルと、複数の塗料ノズルと、塗料を圧送する塗料供給源と、該塗料供給源から複数の塗料ノズルに供給される塗料の供給流量を制御する多色塗料用塗料供給装置と、を有し、
前記複数の塗料ノズルのそれぞれの塗料吐出端は前記霧化頭内に位置し、前記複数の塗料ノズルはそれぞれ塗料吐出端まで通路が互いに独立とされており、
前記多色塗料用塗料供給装置は、塗色の異なる塗料をそれぞれ供給する複数の塗料通路と複数の塗料供給用のギヤポンプと複数の切替バルブを有しており、前記複数の塗料通路の各塗料通路は前記複数の塗料ノズルの各塗料ノズルに接続されており、前記複数の塗料通路の各塗料通路に前記複数のギヤポンプの各ギヤポンプが設けられており、前記複数の塗料通路の各塗料通路に前記各ギヤポンプの下流に前記複数の切替バルブの各切替バルブが設けられており、
前記複数のギヤポンプは、動力伝達手段を介して１つの可変速回転駆動手段に連結されており、該可変速回転駆動手段と各ギヤポンプとの間に、可変速回転駆動手段から各ギヤポンプへの回転駆動力伝達の遮断・接続を行うクラッチが設けられており、
前記各塗料通路の前記各ギヤポンプと前記各切替バルブとは、前記切替バルブが開の時に前記クラッチがつながった状態となってギヤポンプが回転し、前記切替バルブが閉の時に前記クラッチが外れることでギヤポンプの回転が停止するように構成され、
前記各切替バルブは該切替バルブが閉となった時に該閉となった切替バルブの下流の前記塗料ノズル内の塗料をノズル先端から引き戻す塗料吸引部を有している、
ことを特徴とする回転霧化静電塗装装置。
【請求項２】
前記複数の切替バルブの各切替バルブには塗料循環用戻りホースが接続され、かつ、各塗料循環用戻りホースにはストップバルブが設けられ、
塗料供給用のギヤポンプをバイパスするバイパス塗料通路が設けられ、該バイパス塗料通路に、ギヤポンプを駆動する際にはバイパス塗料通路を閉じギヤポンプが停止している際にはバイパス塗料通路を開いて塗料を循環させる塗料循環用切替バルブが配置されており、
前記塗料循環用切替バルブの開閉に連動させて、前記ストップバルブを開閉弁するように構成され、
前記ギヤポンプが停止時には塗料源の塗料圧送力により塗料が該バイパス塗料通路、前記塗料通路のギヤポンプ下流部分、前記塗料循環用戻りホースを介して前記塗料供給源に循環するようになっている請求項１記載の回転霧化静電塗装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、複数の塗料ノズルをもつ回転霧化静電塗装装置に関し、とくに塗色の異なる塗料を切替えて塗装装置に供給する多色塗料用塗料供給装置を具備し、塗料の供給流量を一定に維持することが可能な回転霧化静電塗装装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の塗装ラインでは、仕様により車体の塗装色が異なるので、塗料の色を自動的に切替えることが行われている。車両の塗装ラインにおいては、塗料の車体への塗着効率を高めるため回転霧化静電塗装装置を用いた塗装作業が行われており、この回転霧化静電塗装装置にも色替え機能が備えられている。
【０００３】
回転霧化静電塗装装置では、中空回転軸の先端に取付けられた霧化頭に塗料を供給し、霧化頭の高速回転による遠心力で塗料を微粒化するとともに、塗装装置と被塗装物との間の静電界による吸引力によって塗料微粒子を被塗装物に塗着させている。中空回転軸の中空部には、固定式の供給ノズルが配置されている。供給ノズルの一方は霧化頭に向って延びており、供給ノズルの先端から霧化頭の内壁部に塗料が供給されるようになっている。
【０００４】
塗料の色替時には、供給ノズルに洗浄用シンナが供給され、供給ノズルと霧化頭との洗浄が行われる。色替え用のバルブは、霧化頭の上流側に複数配置されている。また、塗料の供給流量の調整は、エアオペレート塗料レギュレータの弁体の開度を変えることにより行われている。このような回転霧化静電塗装装置は、たとえば実開平２−１３３４４７号公報、実開平３−１９５４８号公報、実開平３−９０６４６号公報に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の塗料の色替え方式には、つぎの問題が存在する。
従来方式では、塗料の供給流量を制御する機器として、エアオペレート塗料レギュレータを用いているため、塗料粘度や温度の変化によって塗料供給量が変化し、塗装膜厚が不均一になり、平滑性やメタリック色調等の塗装品質むらが発生するという問題があった。これは、エアオペレート塗料レギュレータは、弁体の開度制御により流量調整を行うものであり、温度変化に伴う塗料の粘性の変化によって塗料が弁体を通過しやすくなったり、通過しにくくなったりするためである。
【０００６】
塗料の供給流量を安定化させる方法として、ギヤポンプを用いることが考えられるが、この場合は塗色毎にギヤポンプを設け、かつこのギヤポンプを回転駆動させるためのモータもギヤポンプの数だけ必要となる。したがって、塗装色の種類毎にギヤポンプとモータを設けた場合は、装置のコストが高くなるとともに、大きな設置スペースを確保する必要がある。
【０００７】
塗料供給装置の小型化をはかるために、つぎの構成も考えられるが、この場合もそれぞれ問題がある。
塗装色に対応した複数のギヤポンプを１台のモータと直結させる構成が考えられるが、その場合は、常時ギヤポンプが回転するので、塗料の供給を停止させるには、塗料を循環させる必要がある。塗料をギヤポンプを介して循環させる場合は、塗料がメタリック塗料であるとメタリック塗料が何回もギヤポンプを通過する際に、塗料中のアルミやマイカなどの顔料が変形し粉砕されるので、塗装色が変わってしまうという問題があり、実用化に供せない。
【０００８】
１台のギヤポンプを共用して使用する構成も考えられるが、そのようにすると、色替え毎にギヤポンプ内およびそれより下流の塗料供給通路内の塗料を排出させてギヤポンプ内およびそれより下流の塗料供給通路内を洗浄しなければならなくなる。そのため、色替え時には、多量の色替塗料と洗浄剤が無駄になり、コスト的に問題がある。
【０００９】
本発明は、大きな設置スペースを確保することなく塗色の異なる塗料の流量制御を選択的に行うことができ、塗料の粘度が変化した場合でも塗料の供給流量を一定に維持することができ、塗色変え時にギヤポンプ内およびそれより下流の塗料供給通路内の塗料を排出させないで済む回転霧化静電塗装装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は、つぎの通りである。
（１）  回転軸の先端に取付けられた霧化頭に塗料を供給する回転霧化静電塗装装置において、洗浄剤の供給ノズルと、複数の塗料ノズルと、塗料を圧送する塗料供給源と、該塗料供給源から複数の塗料ノズルに供給される塗料の供給流量を制御する多色塗料用塗料供給装置と、を有し、
前記複数の塗料ノズルのそれぞれの塗料吐出端は前記霧化頭内に位置し、前記複数の塗料ノズルはそれぞれ塗料吐出端まで通路が互いに独立とされており、
前記多色塗料用塗料供給装置は、塗色の異なる塗料をそれぞれ供給する複数の塗料通路と複数の塗料供給用のギヤポンプと複数の切替バルブを有しており、前記複数の塗料通路の各塗料通路は前記複数の塗料ノズルの各塗料ノズルに接続されており、前記複数の塗料通路の各塗料通路に前記複数のギヤポンプの各ギヤポンプが設けられており、前記複数の塗料通路の各塗料通路に前記各ギヤポンプの下流に前記複数の切替バルブの各切替バルブが設けられており、
前記複数のギヤポンプは、動力伝達手段を介して１つの可変速回転駆動手段に連結されており、該可変速回転駆動手段と各ギヤポンプとの間に、可変速回転駆動手段から各ギヤポンプへの回転駆動力伝達の遮断・接続を行うクラッチが設けられており、
前記各塗料通路の前記各ギヤポンプと前記各切替バルブとは、前記切替バルブが開の時に前記クラッチがつながった状態となってギヤポンプが回転し、前記切替バルブが閉の時に前記クラッチが外れることでギヤポンプの回転が停止するように構成され、
前記各切替バルブは該切替バルブが閉となった時に該閉となった切替バルブの下流の前記塗料ノズル内の塗料をノズル先端から引き戻す塗料吸引部を有している、
ことを特徴とする回転霧化静電塗装装置。
（２）  前記複数の切替バルブの各切替バルブには塗料循環用戻りホースが接続され、かつ、各塗料循環用戻りホースにはストップバルブが設けられ、
塗料供給用のギヤポンプをバイパスするバイパス塗料通路が設けられ、該バイパス塗料通路に、ギヤポンプを駆動する際にはバイパス塗料通路を閉じギヤポンプが停止している際にはバイパス塗料通路を開いて塗料を循環させる塗料循環用切替バルブが配置されており、
前記塗料循環用切替バルブの開閉に連動させて、前記ストップバルブを開閉弁するように構成され、
前記ギヤポンプが停止時には塗料源の塗料圧送力により塗料が該バイパス塗料通路、前記塗料通路のギヤポンプ下流部分、前記塗料循環用戻りホースを介して前記塗料供給源に循環するようになっている（１）記載の回転霧化静電塗装装置。
【００１１】
【作用】
上記本発明の回転霧化静電塗装装置では、塗色の異なる塗料をそれぞれ供給する複数の塗料通路に、塗料供給用のギヤポンプがそれぞれ設けられる。複数のギヤポンプは、このギヤポンプと可変速回転駆動手段との間に配置されたクラッチを介して１つの可変速回転駆動手段に連結される。クラッチは、可変速回転駆動手段からギヤポンプへの動力伝達を断続させる機能を有しているので、選択された塗装色に対応するギヤポンプのみを回転させることが可能となる。したがって、各ギヤポンプの数だけ可変速回転駆動手段を設ける必要がなくなり、大きな設置スペースを確保する必要がなくなる。また、複数の塗料ノズルをもつ回転霧化静電塗装装置が多色塗料用塗料供給装置を有するので、塗色替え時には各塗料ノズル内を洗浄する必要がなく、塗料ノズル内を洗浄する場合のような多量の色替え塗料、洗浄剤の無駄が発生することがない。
【００１２】
また、ギヤポンプの回転によって塗料を供給するので、塗料の供給流量はギヤポンプの回転数で制御されることになる。したがって、塗料の粘度が変化した場合でも、塗料がギヤポンプを通過しやすくなったり通過しにくくなったりすることがなくなり、塗料の供給流量を一定に維持することが可能となる。
【００１３】
さらに、選択されない塗料に対応するギヤポンプはクラッチが断の状態になるので、ギヤポンプは回転しない。そのため、ギヤポンプとモータとを直結した場合のように、塗料を循環させる必要もなく、塗料がメタリック塗料であっても顔料の変形、粉砕によって塗装色が変ってしまうという問題も解消される。
【００１４】
【実施例】
以下に、本発明に係る回転霧化静電塗装装置の望ましい実施例を、図面を参照して説明する。
【００１５】
第１実施例
図１ないし図３は、本発明の第１実施例を示している。回転霧化静電塗装装置１０は軸方向に延びる樹脂ケース１１を有している。樹脂ケース１１は、一方が開口する筒状に形成されている。樹脂ケース１１の内側には、ラジアル軸受１２およびスラスト軸受１３が配置されている。
【００１６】
ラジアル軸受１２の内側には、中空状の回転軸１４が配置されている。回転軸１４の一方には、半径方向外方に膨出するフランジ部が形成されている。回転軸１４のフランジ部の外周面には、タービン翼１５が取付けられている。回転軸１４は、筒部がラジアル軸受１２によって保持され、フランジ部がスラスト軸受１３によって保持されている。
【００１７】
樹脂ケース１１の内側には、回転軸１４のタービン翼１５に向けて高速のエアを噴出するエアノズル１６が配置されている。エアノズル１６から高速のエアが噴出されると、回転軸１４は軸心まわりに高速回転するようになっている。回転軸１４は、スラスト軸受１３によってフランジ部の側面が保持されているので、エアノズル１６からのエアの噴出によって回転軸１４が軸方向に位置ずれすることは阻止される。
【００１８】
回転軸１４の先端には、雄ねじ部が形成されており、雄ねじと連らなる部分はテーパ面に形成されている。回転軸１４の雄ねじ部には、霧化頭２０が螺合されている。霧化頭２０が雄ねじ部と完全に螺合した状態では、霧化頭２０は回転軸１４のテーパ面に十分に密着するようになっている。これにより、霧化頭２０の回転軸１４に対するガタつきが防止されている。
【００１９】
霧化頭２０には、隔壁２０ａが形成されている。隔壁２０ａの中央部には、回転軸１４側に突出する円錐状の突出部２０ｂが形成されている。突出部２０ｂには、隔壁２０ａを貫通する洗浄穴２０ｃが穿設されている。隔壁２０ａの外周部には、隔壁２０ａを貫通する塗料通路２０ｄが形成されている。
【００２０】
回転軸１４の軸方向に延びる中空部には、供給ノズル２１が配置されている。供給ノズル２１には、第１の塗料ノズル２４、第２の塗料ノズル２５、第３の塗料ノズル２６が挿通されている。各塗料ノズル２４、２５、２６は、供給ノズル２１の端部から若干突出している。
【００２１】
供給ノズル２１の霧化頭２０と反対側の端部においては、供給ノズル２１の端壁から突出した第１の塗料ノズル２４は、樹脂ケース１１に形成された塗料通路３１に接続されている。供給ノズル２１の端壁から突出した第２の塗料ノズル２５は、同様に樹脂ケース１１に形成された塗料通路３２に接続されている。同様に、第３の塗料ノズル２６は、樹脂ケース１１に形成された塗料通路３３に接続されている。各塗料ノズル２４、２５、２６の先端を洗浄する洗浄ノズル２３ａ、２３ｂ、２３ｃと連通する貫通穴２３は、樹脂ケース１１に形成された洗浄用通路３４に接続されている。
【００２２】
塗料通路３１は、第１の切替バルブ５１が設けられた塗料通路としての塗料ホース６１を介して第１の塗料供給源７１に接続されている。塗料通路３２は、第２の切替バルブ５２が設けられた塗料通路としての塗料ホース６２を介して第２の塗料供給源７２に接続されている。塗料通路３３は、第３の切替バルブ５３が設けられた塗料通路としての塗料ホース６３を介して第３の塗料供給源７３に接続されている。各塗料供給源７１、７２、７３は、それぞれ異なった色の塗料を各塗料ホース６１、６２、６３に圧送する機能を有する。
【００２３】
洗浄用通路３４は、洗浄ホース６４を介して洗浄用切替バルブ９４と接続されている。洗浄用切替バルブ９４の一方のポートは、洗浄ホース６５を介して洗浄剤供給源７４に接続されている。洗浄用切替バルブ９４の他方のポートは、圧縮エアを供給するエアホース６６に接続されている。本実施例のように、水性塗料による塗装の場合は洗浄剤として水が用いられる。
【００２４】
洗浄用切替バルブ９４は、２つのソレノイド９４ａ、９４ｂを有している。洗浄用切替バルブ９４は、一方のソレノイド９４ａが励磁された状態では洗浄剤のみを洗浄用通路３４に供給し、他方のソレノイド９４ｂが励磁された状態では圧縮エアのみを洗浄用通路３４に供給するようになっている。双方のソレノイド９４ａ、９４ｂが無励磁の場合は、洗浄用通路３４への洗浄剤およびエアの供給は停止される。したがって、洗浄用切替バルブ９４の各ソレノイド９４ａ、９４ｂを適宜制御することにより、洗浄用通路３４に洗浄剤とエアとを交互に供給することが可能となる。
【００２５】
水性塗料やアルミ含有量の高い溶剤型メタリック塗料のような導電性塗料を用いて静電塗装を行う場合は、霧化頭に供給される塗料に直接高電圧を印加すると静電リークが大きくなり、塗着効率が著しく低下する。そこで、本実施例では霧化頭２０の外周に複数本の外部電極８１を設けて、これに対処している。
【００２６】
外部電極８１は、電極ピン８２、抵抗器８３、絶縁ケース８４から構成されている。電極ピン８２は、静電安全用の抵抗器８３と接続されている。電極ピン８２と抵抗器８３は、絶縁ケース８３に収納されており、電極ピン８２の先端が絶縁ケース８４の先端部から僅かに突出している。絶縁ケース８４の他方は、樹脂ケース１１に固定されている。絶縁ケース８４内の抵抗器８３は、高圧ケーブル８５を介して高電圧発生器８６に接続されている。本実施例では、６本の外部電極８１が周方向に等間隔に配置されている。
【００２７】
霧化頭２０と対向する位置には、霧化頭２０と所定の間隔をもって被塗装物が配置されている。被塗装物は、大地にアースされている。霧化頭２０からは、被塗装物に向けて水性塗料の塗料粒子８９が放出されるようになっている。各外部電極８１には、高電圧発生器８６により−３０〜−６０ｋｖの高電圧が印加されるようになっている。霧化頭２０から放出された塗料粒子には、外部電極８１により負の電荷が帯電するようになっている。樹脂ケース１１の霧化頭２０側の端面には、霧化頭２０から放出される塗料を図示されない被塗装物に向けて吹き飛ばすパターンエアノズル７７が設けられている。
【００２８】
塗料ホース６１、６２、６３には、多色塗料用塗料供給装置１００が設けられている。多色塗料用塗料供給装置１００は、各塗料ノズル２４、２５、２６に供給される塗料の供給流量を制御する機能を有している。多色塗料用塗料供給装置１００は、可変速回転駆動手段としてのサーボモータ１０１、減速機１０２、フレーム１０３、ギヤポンプ１０４、１０５、１０６、クラッチ１０７、１０８、１０９、動力伝達手段１１０を備えている。
【００２９】
サーボモータ１０１は、図示されない制御手段からの信号により回転速度が調整可能となっている。サーボモータ１０１の出力軸は、減速機１０２の入力軸と連結されている。減速機１０２は、フレーム１０３の端面に固定されている。減速機１０２には、動力伝達手段１１０が連結されている。動力伝達手段１１０は、シャフト１１１、軸受１１２、ベベルギヤ１１３、１１４、軸受１１５等から構成されている。シャフト１１１の一方は、減速機１０２の出力軸に連結されている。シャフト１１１の他端部は、軸受１１２を介してフレーム１０３に支持されている。シャフト１１１には、一定の間隔をおいて３つのベベルギヤ１１３が取付けられている。
【００３０】
フレーム１０３には、３つのベベルギヤ１１３と噛合うベベルギヤ１１４が軸受１１５を介してそれぞれ支持されている。フレーム１０３の他方には、３つのギヤポンプ１０４、１０５、１０６が固定されている。各ギヤポンプ１０４、１０５、１０６の構成はすべて同一であるので、ギヤポンプ１０４の説明のみを行い、他のギヤポンプ１０５、１０６の説明は省略する。
【００３１】
図３は、ギヤポンプ１０４を示している。図３に示すように、ギヤポンプ１０４は、ハウジング１０４ａ、ギヤ１０４ｂ、１０４ｃとから構成されている。ハウジング１０４ａ内には、室１０４ｄが形成されている。室１０４ｄには、ギヤ１０４ｂと１０４ｃとが対向して配置されている。ギヤ１０４ｂとギヤ１０４ｃは噛合わされており、一方のギヤのみが後述するクラッチ１０７を介してサーボモータ１０１により回転駆動されるようになっている。室１０４ｄは２つのギヤ１０４ｂ、１０４ｃによって２つに区画されており、一方の室が塗料ホース６１の一側（流入側）と接続され、他方の室が塗料ホース６１の他側（吐出側）と接続されている。
【００３２】
ギヤポンプ１０４、１０５、１０６と各ベベルギヤ１１３との間には、サーボモータ１０１からギヤポンプ１０４、１０５、１０６への回転駆動力伝達の断続を行うクラッチ１０７、１０８、１０９が設けられている。各クラッチ１０７、１０８、１０９の構成はすべて同一であるので、クラック１０７のみの説明を行い、他のクラッチ１０８、１０９の説明は省略する。
【００３３】
図２に示すように、クラッチ１０７は、噛合いクラッチ部１０７ａ、１０７ｂ、シリンダ部１０７ｃ、ピストン部１０７ｄ、スプリング１０７ｅから構成されている。シリンダ部１０７ｃは、ベベルギヤ１１３のシャフトに連結されている。シリンダ部１０７ｃには、ピストン部１０７ｄが軸方向に摺動自在に配置されている。ピストン部１０７ｄは、シリンダ部１０７ｃに対して軸方向にのみ移動可能であり、シリンダ部１０７ｃに対して回転方向には動かないようになっている。
【００３４】
ピストン部１０７ｄのロッドは、シリンダ部１０７ｃから外方に突出している。ピストン部１０７ｄのロッドの先端には、噛合いクラッチ部１０７ａが固定されている。噛合いクラッチ部１０７ｂは、ギヤポンプ１０４のギヤ１０４ｂと連結されるシャフトの先端に取付けられている。噛合いクラッチ部１０７ａと噛合いクラッチ部１０７ｂは、対向するように配置されている。噛合いクラッチ部１０７ａと噛合いクラッチ部１０７ｂは、互に噛合い可能となっている。
【００３５】
シリンダ部１０７ｃ内は、ピストン部１０７ｄによって２つの室に区画されている。シリンダ部１０７ｃの一方の室には、ピストン部１０７ｄを一方向に付勢するスプリング１０７ｅが配設されている。シリンダ部１０７ｃの他方の室には、圧縮エアが図示されない電磁弁を介して供給されるようになっている。
【００３６】
シリンダ部１０７ｃの他方の室に圧縮エアが供給されると、ピストン部１０７ｄがギヤポンプ１０４側に移動し、噛合いクラッチ部１０７ａと噛合いクラッチ部１０７ｂとが噛合うようになっている。これにより、サーボモータ１０１の回転駆動力をギヤポンプ１０４に伝達することが可能となる。シリンダ部１０７ｃの他方の室への圧縮エアの供給が中止されると、スプリング１０７ｅの付勢力によってピストン部１０７ｄが戻され、噛合いクラッチ部１０７ａと噛合いクラッチ部１０７ｂとの噛合いが外れるようになっている。他のギヤポンプ１０５、１０６の駆動も、クラッチ１０８、１０９の動作により上述と同様に行われる。
【００３７】
つぎに、第１実施例における作用について説明する。
塗装ラインでは、被塗装物である車両ボデーがコンベアによって搬送される。車両ボデーが所定の位置に到達すると、回転霧化静電塗装装置１０による塗装作業が開始される。この場合、車両ボデーの仕様に基づいた塗装色が選択され、これに対応する切替バルブ（たとえば第１の切替バルブ５１）のみが開弁される。この状態では、洗浄用切替バルブ９４は閉弁したままとなっている。
【００３８】
第１の切替バルブ５１が開弁すると、多色塗料用塗料供給装置１００のクラッチ１０７のみがつながり、サーボモータ１０１によってギヤポンプ１０４のみが回転駆動される。すなわち、第１の切替バルブ５１の開弁と同時にクラッチ１０７のシリンダ部１０７ｃの他方の室に電磁弁（図示略）を介して圧縮エアが供給され、噛合いクラッチ部１０７ａと噛合いクラッチ部１０７ｂとの噛合いによってギヤポンプ１０４の回転駆動が行われる。そのため、第１の塗料ノズル２４には所定の流量の塗料が安定した状態で供給され、気温の変化によって塗料の粘度が変っても塗料の供給流量が変動することはなくなる。
【００３９】
第１の塗料ノズル２４に供給された塗料は、第１塗料ノズル２４の先端から霧化頭２０の内壁面側に塗料が供給される。霧化頭２０はエアノズル１６からの高速のエアによって高速で回転しているので、霧化頭２０の内壁面に付着した塗料は塗料通路２０ｄを通過した後、遠心力によって霧化頭２０の外周端から粒子となって放出される。
【００４０】
霧化頭２０から放出される水性塗料は、複数の外部電極８１によって負に帯電される。水性塗料は、導電性塗料であるので、霧化頭２０に供給される水性塗料へ直接高電圧を印加しても帯電効率が著しく低くなる。そこで、本実施例では微粒化された水性塗料を６本の外部電極８１によって負に帯電させるようにしている。
【００４１】
塗装作業が終了すると、第１の切替バルブ５１が閉弁し、これと同時に多色塗料用塗料供給装置１００のクラッチ１０７が断の状態に切替えられる。つまり、この状態では、噛合いクラッチ部１０７ａと噛合いクラッチ部１０７ｂとの噛合いが外れ、ギヤポンプ１０４は停止した状態となる。
【００４２】
つぎに、洗浄用切替バルブ９４が作動し、洗浄ホース６４からの洗浄剤は洗浄用通路３４を介して供給ノズル２１に供給される。供給ノズル２１に供給された洗浄剤は、各洗浄ノズル２７から霧化頭２０に向けて噴出される。ここで、塗料の供給が行われない状態では、各塗料ノズル２４、２５、２６の先端部に位置する塗料は、各切替バルブ５１、５２、５３の塗料吸引部（図示略）によって十分に引き戻されているので、洗浄時に前の塗装時の塗料が霧化頭２０に垂れ落ちるのが確実に解消される。これにより、塗料の色交じりを解消することが可能となる。
また、洗浄用切替バルブ９４の各ソレノイド９４ａ、９４ｂの励磁を適宜制御することにより、洗浄用通路３４に圧縮エアと洗浄剤とを交互に供給することができ、塗料ノズル２４、２５、２６の先端部の洗浄効果を高めることが可能となる。
【００４３】
つぎに、別の塗色での塗装作業を行う場合は、第２の切替バルブ５２が開弁し、多色塗料用塗料供給装置１００のクラッチ１０８のみがつながり、サーボモータ１０１によってギヤポンプ１０５のみが回転駆動される。これにより、第２の塗料ノズル２５には所定の塗料が安定した状態で供給され、気温の変化によって塗料の粘度が変っても塗料の供給流量が変動することはなくなる。以下、上述と同様な手順により塗装作業が行われる。
【００４４】
第２実施例
図４ないし図６は、本発明の第２実施例を示している。第１実施例では、回転軸１４の中空部に複数の塗料ノズルと洗浄ノズルを配置する構成としたが、本実施例では回転軸の外周から塗料を供給する構成としている。
【００４５】
図４に示すように、本実施例では霧化頭２０の構造が第１実施例と異っている。本実施例では、霧化頭２０の隔壁２０ａと回転軸１４が連結されており、霧化頭２０の回転軸１４側の側壁部が周方向に切除されている。これにより、霧化頭２０の回転軸側は隔壁２０ａが露出するように開口している。
【００４６】
霧化頭２０の隔壁２０ａが露出する開口部２０ｅには、複数の塗料ノズル１５１、１５２、１５３が配置されている。各塗料ノズル１５１〜１５３は、各ニードル弁１６１と一体化されている。ニードル弁１６１は、樹脂ケース１１に保持されている。各塗料ノズル１５１〜１５３および各ニードル弁１６１は、回転軸１４を中心として放射状に配置されている。
【００４７】
ニードル弁１６１は、つぎのように構成されている。図５に示すように、ニードル弁１６１は、ハウジング１６２、ピストン１６３、圧縮コイルバネ１６４、ニードル１６５を備えている。ハウジング１６２には、シリンダ１６２ａが形成されている。シリンダ１６２ａには、ピストン１６３が摺動自在に嵌挿されている。ピストン１６３には、ニードル１６５が連結されている。
【００４８】
シリンダ１６２ａは、ピストン１６３により２つの室１６２ｂ、１６２ｃが形成されている。一方の室１６２ｂには、ピストン１６３を一方向に付勢する圧縮コイルバネ１６４が収納されている。シリンダ１６２ａの他方の室１６２ｃには、樹脂ケース１１に形成された通路１７０を介してエア通路１７１が接続されている。エア通路１７１には、図示されない電磁切替弁を介して圧縮エアが供給されるようになっている。
【００４９】
ニードル弁１６１のハウジング１６２の端面には、塗料ノズル１５１が取付けられている。塗料ノズル１５１は、円筒状に形成されており、中央の空中部分が塗料が通過する塗料通路１５１ａを構成している。塗料ノズル１５１の先端部分には、バルブシート部１５１ｂが形成されている。ニードル１６５の先端部は、バルブシート部１５１ｂと密着可能となっている。
【００５０】
ニードル弁１６１のハウジング１６２には、塗料ノズル１５１の塗料通路が延びており、この塗料通路は樹脂ケース１１に形成された塗料通路１７２を介して塗料ホース６１に接続されている。塗料ノズル１５１の塗料通路１５１ａには、樹脂ケース１１に形成された塗料通路１８５が接続されている。塗料通路１８５には、途中にストップバルブ１８７が介在される塗料循環用戻りホース１８６が接続されている。このように、塗料循環用戻りホース１８６によって塗料を循環させるのは、メタリック塗料のようにフレーク顔料を含む塗料の場合でも、顔料が沈降して塗装品質が低下するのを防止するためである。
【００５１】
ニードル弁１６１の室１６２ｃに、エア通路１７１からの圧縮エアが供給された際には、ニードル１６５の先端部はバルブシート部１５１ｂから後退し、塗料通路１５１ａが開とされる。図示されない電磁切替弁の切替動作により、シリンダ１６１ａの室１６２ｃ内の圧縮エアが排出された際には、圧縮コイルバネ１６４によって付勢されるピストン１６３の移動により、バルブシート部１５１ｂにニードル１６５が密着し塗料通路１５１ａが閉塞される。
【００５２】
各塗料ノズル１５１〜１５３の外周には、洗浄ノズル１８１がそれぞれ配置されている。洗浄ノズル１８１は、一方がニードル弁１６１のハウジング１６２の端面に固定されている。塗料ノズル１５１の先端部は、洗浄ノズル１８１よりも霧化頭２０側に突出している。洗浄ノズル１８１は、樹脂ケース１１に形成された図示されない通路を介して洗浄ホース６４と接続されている。
【００５３】
洗浄ホース６４には、第１実施例と同様に洗浄用切替バルブ９４が接続されている。洗浄用切替バルブ９４には、洗浄剤供給ホース６５およびエアホース６６が接続されているので、ソレノイド９４ａ、９４ｂの励磁を適宜制御することにより、洗浄ホース６４を介して各洗浄ノズル１８１に洗浄剤とエアを交互に流すことができる。各塗料ノズル１５１〜１５３の先端部は洗浄ノズル１８１の先端よりも霧化頭２０側に突出しているので、洗浄ノズル１８１から勢よく噴出される洗浄剤によって塗料ノズル１５１の先端部は十分に洗浄される。
【００５４】
本実施例では、塗料が水性塗料やメタリック塗料等の導電性塗料を用いないので、塗料への静電気の印加は樹脂ケース１１に収納された高電圧発生器７５によって行われる。高電圧発生器７５は、電力供給線７６を介して低電圧電源１５０に接続されている。なお、本実施例の場合でも、霧化頭２０の外周に図１と同様の外部電極を設ければ、水性塗料やメタリック塗料を用いた静電塗装が可能となる。
【００５５】
各塗料ノズル１５１〜１５３に接続された塗料通路としての塗料ホース６１〜６３には、第１実施例と同様に多色塗料用塗料供給装置１００が設けられている。多色塗料用塗料供給装置１００は、各塗料ノズル１５１〜１５３に供給される塗料の供給流量を制御する。本実施例における多色塗料用供給装置１００には、第１実施例と異なり複数の循環用切替えバルブ１９１、１９２、１９３が取付けられている。
【００５６】
循環用切替バルブ１９１の一方は、塗料ノズル１５１に塗料を供給する塗料ホース６１と接続されている。循環用切替バルブ１９１は、図６に示すように、ハウジング１９１ａ、シリンダ１９１ｂ、ピストン１９１ｃ、ニードル１９１ｄ、スプリング１９１ｅを有している。ハウジング１９１ａは、ギヤポンプ１０４と連結されている。ハウジング１９１ａには、シリンダ１９１ｂが形成されている。シリンダ１９１ｂには、ピストン１９１ｃが摺動自在に嵌挿されている。ピストン１９１ｃには、ニードル１９１ｄが連結されている。
【００５７】
シリンダ１９１ｂは、ピストン１９１ｃによって２つの室に区画されている。シリンダ１９１ｂの一方の室には、ピストン１９１ｃを一方向に付勢するスプリング１９１ｅが配置されている。ハウジング１９１ａには、塗料ホース６１からの塗料をギヤポンプ１０４に導く通路１９１ｆと、バイパス塗料通路１９５が形成されている。バイパス塗料通路１９５は、ギヤポンプ１０４の吐出側通路である塗料ホース６１に接続されている。
【００５８】
シリンダ１８１ｂの他方の室には、図示しない電磁弁を介して圧縮エアが供給されるようになっている。シリンダ１９１ｂ内に圧縮エアが供給されると、ピストン１９１ｃの移動によってニードル１９１ｄが後退し、塗料ホース６１からハウジング１９１ａ内に供給される塗料はバイパス塗料通路１９５を介してギヤポンプ１０４の吐出側に直接流れるようになっている。つまり、この場合は塗料はギヤポンプ１０４を介さずに、塗料ノズル１５１側に供給される。
【００５９】
さらに、この状態では塗料ノズル１５１のニードル１６５によって塗料通路１５１ａは塞がれているので、塗料は塗料ノズル１５１から吐出されず、塗料通路１８５を介して塗料用戻りホース１８６に戻されるようになっている。このように、塗料循環用切替バルブ１９１を設け、これと連動してストップバルブ１８７を開弁させて塗料を循環させているのは、メタリック塗料のように、アルミ顔料を含む塗料でもアルミ顔料の沈降を防止し、塗装品質の低下を防止するためである。
【００６０】
シリンダ１９１ｂへの圧縮エアの供給が停止されると、ピストン１９１ｃがスプリング１９１ｅの付勢力によって前進し、バイパス塗料通路１９５が閉塞されるようになっている。バイパス塗料通路１９５が閉塞された状態では、ギヤポンプ１０４に向けて塗料が流れ、ギヤポンプ１０４の回転数に応じた塗料が塗料ノズル１５１に供給されるようになっている。図６は、多色塗料用供給装置１００におけるギヤポンプ１０４のみの循環用切替バルブ１８１について説明したが、他のギヤポンプ１０５、１０６の循環用切替バルブ１９２、１９３の構成もこれに準じる。
【００６１】
このように構成された第２実施例においては、塗料ノズル１５１〜１５３が回転軸１４を中心として放射状に配置されるので、第１実施例のように回転軸１４の中空部に塗料ノズルを配置する構成に比べて、塗料ノズルを多く配置することができ、さらに塗色の多様化に対応可能となる。
【００６２】
また、塗料ノズル１５１〜１５３の先端にニードル弁１６１のニードル１６５が配置されるので、塗料の供給および停止の応答性が向上する。したがって、各塗料ノズル１５１〜１５３から吐出される塗料のカット性が良くなり、ニードル弁１６１の閉弁時における塗料ノズル１５１〜１５３からの塗料のはみ出し量も著しく低減され、塗料ノズル１５１〜１５３の洗浄を短時間で行うことが可能となる。
【００６３】
多色塗料用供給装置１００におけるギヤポンプ１０５、１０６が作動していない状態では、作動していないギヤポンプ１０５、１０６に接続される循環用切替バルブ１９２、１９３は開弁し、かつこれに対応するストップバルブ（図示略）が開弁するので、塗料は塗料循環用戻りホース（図示略）を介して循環することになる。そのため、メタリック塗料のようにアルミ顔料を含む塗料でもアルミ顔料の沈降を防止することができ、塗装品質を高めることが可能となる。
【００６４】
なお、上記各実施例は回転霧化静電塗装装置に適用した場合を示したが、回転霧化静電塗装装置に限定されることはなく、他の塗装機器、たとえばエアスプレー塗装やエアレススプレー塗装であってもよい。
【００６５】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、つぎの効果が得られる。
塗色の異なる塗料をそれぞれ供給する複数の塗料通路に、塗料供給用ギヤポンプをそれぞれ設け、この複数のギヤポンプを１つの可変回転駆動手段に連結し、この可変速回転駆動手段と各ギヤポンプとの間に、可変速回転駆動手段からギヤポンプへの回転駆動力伝達の断続を行うクラッチを設けるようにしたので、選択された塗装色に対応するギヤポンプのみを回転させることができる。したがって、各ギヤポンプの数だけ可変速回転駆動手段を設ける必要がなくなり、大きな設置スペースを確保することも不要となる。
またそれぞれ塗料吐出端まで通路が互いに独立とされた複数の塗料ノズルをもつ回転霧化静電塗装装置が多色塗料用塗料供給装置を有するので、塗色替え時には各塗料ノズル内を洗浄する必要がなく、塗料ノズル内を洗浄する場合のような多量の色替え塗料、洗浄剤の無駄が発生することがない。
また、ギヤポンプの回転によって塗料を供給するので、塗料の供給流量をギヤポンプの回転数で制御することができ、塗料の粘度が変化した場合でも、塗料の供給流量を一定に維持することが可能となる。したがって、塗料の粘度変化によって塗装膜厚が不均一になることは解消され、塗装品質を高めることができる。
請求項２の発明によれば、つぎの効果が得られる。
複数の切替バルブの各切替バルブには塗料循環用戻りホースが接続され、かつ、各塗料循環用戻りホースにはストップバルブが設けられ、塗料供給用のギヤポンプをバイパスするバイパス塗料通路が設けられ、該バイパス塗料通路に、ギヤポンプを駆動する際にはバイパス塗料通路を閉じギヤポンプが停止している際にはバイパス塗料通路を開いて塗料を循環させる塗料循環用切替バルブが配置されており、塗料循環用切替バルブの開閉に連動させて、前記ストップバルブを開閉弁するように構成され、ギヤポンプが停止時には塗料源の塗料圧送力により塗料が該バイパス塗料通路、塗料通路のギヤポンプ下流部分、塗料循環用戻りホースを介して塗料供給源に循環するようになっているので、メタリック塗料のようにアルミやマイカのような顔料を含む塗料であっても、これらの顔料の沈降を防止することができる。したがって、塗装の色合いの変動を解消することができ、顔料の沈降に起因する塗装品質のトラブルを解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る回転霧化静電塗装装置の概略構成図である。
【図２】図１における多色塗料用塗料供給装置の拡大断面図である。
【図３】図２におけるギヤポンプの拡大断面図である。
【図４】本発明の第２実施例に係る回転霧化静電塗装装置の概略構成図である。
【図５】図４における塗料ノズル近傍の拡大断面図である。
【図６】図４におけるギヤポンプと循環用切替バルブとの接続関係を示す断面図である。
【符号の説明】
１０  回転霧化静電塗装装置
２０  霧化頭
６１  塗料通路
６２  塗料通路
６３  塗料通路
８１  外部電極
１００  多色塗料用塗料供給装置
１０１  可変速回転駆動手段
１０４  ギヤポンプ
１０５  ギヤポンプ
１０６  ギヤポンプ
１０７  クラッチ
１０８  クラッチ
１０９  クラッチ
１１０  動力伝達手段
１９１  循環用切替バルブ
１９２  循環用切替バルブ
１９３  循環用切替バルブ
１９５  バイパス塗料通路
【図１】
0003618773.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003618773.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003618773.tif 000006
【図６】
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