(57)【要約】【課題】  従来の静電塗装を行うカートリッジ式塗装機においては、塗料の押し出し用媒体として用いられる絶縁性液体は、危険物である有機溶剤であることが多く、塗装機や塗装ロボットを含めた塗装システム全体を、防爆構造を備えた設備とする必要があり、設備コストが高くなっていた。【解決手段】  塗料が充填されたカートリッジ１６を装着し、押し出し液体によりピストン１８を移動させることで、該カートリッジ１６の塗料に圧力を付与して塗料噴出口である回転霧化頭１４から塗料を噴出する塗装機であって、前記押し出し液体を導電性液体にて構成し、前記ピストン１８を導電性部材により構成する。【選択図】  図１
2006082063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗料が充填されたカートリッジを装着し、押し出し用媒体によりピストンを移動させることで、該カートリッジの塗料に圧力を付与して塗料噴出口から塗料を噴出する塗装機であって、
前記押し出し用媒体を導電性液体にて構成し、
前記ピストンを導電性部材により構成することを特徴とする塗装機。
【請求項２】
前記導電性液体は、電解水であることを特徴とする請求項１に記載の塗装機。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の塗装機を備えた塗装システムであって、
前記塗装機へ導電性液体を供給するための絶縁供給管と、
導電性液体に対して、塗装機の塗料噴出口に付与される電圧と同程度の電圧を付与するための高圧発生器とを備え、
導電性液体がアース電位から絶縁されていることを特徴とする塗装システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗料が充填されたカートリッジを装着し、押し出し液体によりピストンを移動させることで、該カートリッジの塗料に圧力を付与して塗料噴出口から塗料を噴出する塗装機、およびその塗装機を備えた塗装システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、静電塗装により行われる車両のボディ塗装や樹脂塗装に用いる塗料としては、電気抵抗値が比較的大きな溶剤系塗料（油性塗料）や、電気抵抗値が比較的小さな水系塗料（水性塗料）等があるが、近年では地球環境改善の観点から水性塗料の使用割合が増加してきている。
また、塗装を行う塗装機としては、塗料が充填されたカートリッジを着脱可能に装着したカートリッジ式の塗装機が知られている。
このカートリッジ式の塗装機では、カートリッジ内に充填された塗料の噴霧を、押し出し用媒体によりピストンを介して押し出すことで行い、塗料を噴霧する際には、塗装機の塗料噴出口近辺に高電圧を印加して塗料を帯電させるようにしている。押し出し用媒体は、塗装機が装着される塗装ロボットの供給管を通じてカートリッジへ供給されている。
【０００３】
このように、帯電される水性塗料は電気抵抗値が小さく導電性を有するため、塗料の押し出し用媒体に水等の導電性液体を用いると、塗装機に印加され水性塗料に帯電している高電圧が押し出し用媒体へ漏出し、さらには押し出し用媒体の供給管へ漏出して、アース電位とショートすることとなってしまう。
従って、塗装機の高電圧印加部からの漏れ電流を抑えて、塗装機への高圧電圧の印加を可能とするために、塗料の押し出し用媒体には、有機溶剤等の絶縁性液体が用いられている。
塗料の押し出し用媒体として絶縁性液体を用いたカートリッジ式の塗装機としては、例えば特許文献１に示すものがある。
【特許文献１】特開平３−２６２５５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述のごとく、静電塗装を行うカートリッジ式塗装機の塗料の押し出し用媒体として用いられる絶縁性液体は、危険物である有機溶剤であることが多いため、塗装機や塗装ロボットを含めた塗装システム全体を、防爆構造を備えた設備とする必要があり、設備コストが高くなっていた。
従って、本発明では、防爆設備を備えることなく安価に構成しながら、水性塗料を用いる塗装機への高圧電圧の印加を可能とする、塗装機および塗装システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決する塗装機および塗装システムは、以下の特徴を有する。
即ち、請求項１記載の如く、塗料が充填されたカートリッジを装着し、押し出し用媒体によりピストンを移動させることで、該カートリッジの塗料に圧力を付与して塗料噴出口から塗料を噴出する塗装機であって、前記押し出し用媒体を導電性液体にて構成し、前記ピストンを導電性部材により構成する。
これにより、塗装機のカートリッジに充填した塗料を押し出すための押し出し用媒体として、危険物でない電解水等の導電性液体を用いることが可能となる。
従って、塗装機が装着される塗装システムの各設備を防爆仕様の設備に構成する必要がなく、簡単な構成で安価な設備構成とすることができる。
【０００６】
また、請求項２記載の如く、前記導電性液体は、電解水である。
これにより、カートリッジに圧送される導電性液体が、カートリッジのピストンとシリンダとの隙間から塗料が充填されている空間へ若干漏出した場合でも、塗料は水性塗料であるので、特に問題とはならない。
【０００７】
また、請求項３記載の如く、請求項１または請求項２記載の塗装機を備えた塗装システムであって、前記塗装機へ導電性液体を供給するための絶縁供給管と、導電性液体に対して、塗装機の塗料噴出口に付与される電圧と同程度の電圧を付与するための高圧発生器とを備え、導電性液体がアース電位から絶縁されている。
これにより、塗装システムが備える塗装機のカートリッジに充填した塗料を押し出すための押し出し用媒体として、危険物でない電解水等の導電性液体を用いることが可能となる。従って、塗装システムの各設備を防爆仕様の設備に構成する必要がなく、簡単な構成で安価な設備構成とすることができる。
また、塗装システム全体での高圧発生器を押し出し装置の高圧発生器のみとすることで、塗装機に備えられる高圧発生器を省略することが可能となって、塗装機の高圧発生器へ電源供給するための電気ケーブルも必要でなくなり、さらに高圧発生器と回転霧化頭やシェーピングエアリングとを接続する高圧線も不必要となるため、塗装システムの信頼性を全体的に向上することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、塗装機のカートリッジに充填した塗料を押し出すための押し出し用媒体として、危険物でない電解水等の導電性液体を用いることが可能となるため、塗装機が装着される塗装システムの各設備を防爆仕様の設備に構成する必要がなく、簡単な構成で安価な設備構成とすることができる。
また、塗装システム全体での高圧発生器を押し出し装置の高圧発生器のみして、塗装システムの信頼性を全体的に向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、本発明を実施するための形態を、添付の図面を用いて説明する。
【００１０】
まず、本発明の塗装機について説明する。
図１に示す塗装機１は、ハウジング１２の一側（図１における左側）に塗料噴出口となる回転霧化頭１４を回転自在に取り付け、ハウジング１２の他側に塗料が充填されたカートリッジ１６を着脱可能に装着して構成される、静電塗装用のカートリッジ式塗装機である。カートリッジ１６に充填される塗料としては、水系塗料（水性塗料）が用いられている。
【００１１】
カートリッジ１６には、塗料および塗料の押し出し用媒体が充填される空間となるシリンダ１７が形成されており、該シリンダ１７にはピストン１８が摺動自在に嵌装されている。
シリンダ１７内における、ピストン１８よりもハウジング１２側（図１における左側）の空間は塗料充填空間１７ａに構成され、ピストン１８に対して塗料充填空間１７ａと反対側の空間は押し出し用媒体圧送空間１７ｂに構成されている。
また、前記ピストン１８は、導電性を有する金属性部材にて構成されている。
【００１２】
カートリッジ１６からは、塗料供給通路１６ａがハウジング１２内を回転霧化頭１４側へ延出しており、該塗料供給通路１６ａにより、シリンダ１７内に充填されている塗料が回転霧化頭１４へ案内される。
また、塗料供給通路１６ａ内には、回転霧化頭１４からの塗料の噴出および停止の切り換えを行う塗料弁１９が摺動自在に挿入されている。つまり、この塗料弁１９を摺動させることで塗料供給通路１６ａの開口または閉塞を切り換えることができ、これにより、回転霧化頭１４からの塗料の噴出および停止の切り換えが可能となっている。
【００１３】
ハウジング１２の一端側に配置されるシェーピングエアリング１５および回転霧化頭１４は、高圧発生器（カスケード）２０にて発生された高電圧が印加されている。シェーピングエアリング１５および回転霧化頭１４に印加される高電圧は、例えば−９０ｋＶ程度となっている。
【００１４】
前記回転霧化頭１４はエアモータ１３により回転駆動されており、塗料供給通路１６を通じて回転霧化頭１４へ供給された塗料は、該回転霧化頭１４により帯電されるとともに、遠心霧化されて、帯電塗料粒子となって噴霧される。
この帯電塗料粒子は、高電圧に印加された回転霧化頭１４とアース体である被塗装物との間に形成される静電界に沿って飛行し、被塗装物に塗着する。
【００１５】
また、前記シェーピングエアリング１５には多数のシェーピングエア噴出孔が環状に形成されており、このシェーピングエア噴出孔から回転霧化頭１４の帯電塗料粒子放出縁に向けてシェーピングエアを噴出することで、回転霧化頭１４から放出された帯電塗装粒子のパターン形成を行うようにしている。
【００１６】
カートリッジ１６の塗料充填空間１７ａ内に充填され、回転霧化頭１４から噴霧される塗料は、押し出し用媒体圧送空間１７ｂに圧送される押し出し用媒体により、回転霧化頭１４へ供給される。
つまり、押し出し用媒体圧送空間１７ｂには、押し出し用媒体が、後述する押し出し装置３により、ハウジング１２に形成される押し出し用媒体供給通路１２ａを通じて圧送される。そして、押し出し装置３から圧送される押し出し用媒体により前記ピストン１８がハウジング１２方向へ摺動して、塗料充填空間１７ａの容積が減少することにより、塗料が塗料充填空間１７ａから押し出されて回転霧化頭１４へ供給されることとなる。
このように、押し出し液体によりピストン１８を移動させ、カートリッジ１６の塗料充填空間１７ａ内に充填される塗料に圧力を付与して回転霧化頭１４へ供給し、噴霧するようにしている。
【００１７】
また、押し出し用媒体圧送空間１７ｂに圧送される押し出し用媒体としては、電解水等の導電性液体が用いられている。導電性液体は、電解水に限らず導電性を有する液体であればよく、１ＭΩｃｍ程度以下の電気抵抗値を有する液体を用いるのが好ましい。
但し、電解水を用いた場合、押し出し用媒体圧送空間１７ｂの導電性液体が、ピストン１８とシリンダ１７との隙間から塗料充填空間１７ａへ若干漏出した場合でも、塗料は水性塗料であるので、特に問題とはならないという利点がある。
【００１８】
次に、前記塗装機１を用いて構成される塗装システムについて説明する。
図２に示す塗装システムは、塗装機１が装着された塗装ロボット２と、押し出し用媒体としての導電性液体を塗装機１のカートリッジ１６へ圧送するための押し出し装置３と、押し出し装置３へ導電性液体を供給するための導電性液体供給装置４とを、備えている。
【００１９】
塗装ロボット２は、基台２ａと、基台２ａに対して旋回可能に設置される旋回台２ｂと、旋回台２ｂに対して揺動可能に取り付けられる基部アーム２ｃと、基部アーム２ｃに対して揺動可能に取り付けられる先端側アーム２ｄとを備えており、先端側アーム２ｄの先端部には、関節部２ｅを介して塗装機１が取り付けられている。
【００２０】
関節部２ｅは、塗装機１を先端側アーム２ｄに対してある程度自由方向に曲げることが可能となっており、該関節部２ｅ、先端側アーム２ｄ、および基部アーム２ｃの動きによって、塗装機１から任意の方向へ塗料を噴霧することが可能となっている。
また、塗装機１内に備えられる高圧発生器２０は、基台２等に設置される電源装置（不図示）から電源供給されており、電源装置から延出する電気ケーブルは、基部アーム２ｃ、先端側アーム２ｄ、および関節部２ｅを通って塗装機１内の高圧発生器２０に接続されている。
【００２１】
導電性液体供給装置４は、導電性液体を貯溜しておくタンク４ａと、タンク４ａ内の導電性液体を押し出し装置３へ供給するための供給ポンプ４ｂとを備えている。
また、タンク４ａや供給ポンプ４ｂ等といった、導電性液体供給装置４の構成部材は、絶縁体８を介して床面に設置されている。
【００２２】
押し出し装置３は、導電性液体供給装置４から供給された導電性液体を塗装機１のカートリッジ１６へ圧送するためのシリンダ３１と、シリンダ３１に摺動自在に嵌装されるピストン３１ａと、シリンダ３１のピストン３１ａを進退させるモータ３２と、モータ３２とピストン３１ａとを一体的に回転可能に連結する連結ベルト３３と、シリンダ３１内の導電性液体に高電圧を印加するための高圧発生器（カスケード）５と、高圧発生器５の制御を行う高圧コントローラ６とを備えている。
【００２３】
前記ピストン３１ａは、モータ３２により回転駆動されることで進退動作する。
また、導電性液体には、高圧発生器５により、塗装機１の回転霧化頭１４や塗料と同等の電圧が印加されている。
さらに、導電性液体が供給されるシリンダ３１は絶縁体８を介して床面に設置され、前記ベルト３３は絶縁部材にて構成されており、シリンダ３１にはブリーダー抵抗７が接続されている。ブリーダー抵抗７の抵抗値は、例えば２ＧΩとしている。
【００２４】
前記シリンダ３１と前記押し出し用媒体供給通路１２ａとは絶縁ホース９ａにより接続されており、前記供給ポンプ４ｂとシリンダ３１とは絶縁ホース９ｂ・９ｃにより接続されている。
絶縁ホース９ａはシリンダ３１から塗装機１へ導電性液体を供給するための絶縁供給管であり、絶縁ホース９ｂは導電性液体供給装置４からシリンダ３１へ導電性液体を供給するための絶縁供給管であり、絶縁ホース９ｃはシリンダ３１から導電性液体供給装置４へ導電性液体を戻すための絶縁供給管であって、絶縁ホース９ａ・９ｂ・９ｃは、それぞれＰＴＦＥ（ｐｏｌｙ  ｔｅｔｒａ  ｆｌｕｏｒｏ  ｅｔｈｙｌｅｎｅ）等の絶縁部材にて構成されている。
【００２５】
以上のごとく構成される塗装システムにおいては、次のようにして導電性液体をカートリッジ１６へ圧送して、塗料を塗装機１から噴霧するようにしている。
すなわち、シリンダ３１内には、導電性液体供給装置４から絶縁ホース９を通じて供給される導電性液体が充満している。導電性液体が充満したシリンダ３１のピストン３１ａを、モータ３２により導電性液体が押し出される方向へ進退動作させると、シリンダ３１内の導電性液体が絶縁ホース９を通じて押し出し用媒体供給通路１２ａへ案内され、カートリッジ１６の押し出し用媒体圧送空間１７ｂへ圧送される。
これにより、前述のように、ピストン１８がハウジング１２方向へ摺動し、塗料が塗料充填空間１７ａから押し出されて回転霧化頭１４へ供給され、回転霧化頭１４から噴霧されることとなる。
【００２６】
この場合、回転霧化頭１４から塗料充填空間１７ａにかけて存在する塗料は水性塗料にて構成され、押し出し用媒体圧送空間１７ｂから導電性液体供給装置４にかけて存在する押し出し用媒体は導電性液体にて構成されており、塗料と押し出し用媒体との間に介在するピストン１８は金属部材にて構成されているため、塗料と押し出し用媒体とは電気的に接続されることとなる。
【００２７】
しかし、押し出し用媒体としての導電性液体には、高圧発生器５によって、塗装機１の高圧発生器２０により高電圧が印加された塗料と同等の電圧が印加されており、導電性液体の通過経路が構成される押し出し装置３および導電性液体供給装置４は絶縁体８を介して設置されている。さらに、ピストン３１ａを回転駆動するモータ３２と、ピストン３１ａとは、該モータ３２と絶縁部材にて構成されたベルト３３を介して接続されている。
従って、導電性液体はアース電位から絶縁された状態となっており、高電圧印加状態を保持することができ、回転霧化頭１４から噴霧される塗料粒子も高電圧に帯電した状態を保つことができて、被塗装物に塗着することが可能となっている。
【００２８】
このように構成した塗装システムを用いて静電塗装を行うことで、カートリッジ１６に充填した塗料を押し出すための押し出し用媒体として、危険物でない電解水等の導電性液体を用いることができる。これにより、塗装システムの各設備を防爆仕様の設備に構成する必要がなく、簡単な構成で安価な設備構成とすることができる。
【００２９】
また、押し出し用媒体としての導電性液体には、高圧発生器５によって、塗装機１の高圧発生器２０により高電圧が印加された塗料と同等の電圧が印加されており、導電性液体と塗料および回転霧化頭１４とは電気的に接続されているので、塗装機１側の塗料および回転霧化頭１４に対しても、押し出し装置３の高圧発生器５により高電圧の印加を行うことが可能である。
【００３０】
これにより、塗装システム全体での高圧発生器を押し出し装置３の高圧発生器５のみとして、塗装機１に備えられる高圧発生器２０を省略することが可能となり、塗装機１の高圧発生器２０へ電源供給するための電気ケーブルも必要でなくなる。
電気ケーブルを塗装ロボット２の関節部２ｅに通した場合、関節部２ｅは様々な方向へ曲がるので、電気ケーブルも様々な方向に屈曲されて劣化し易くなるが、高圧発生器２０を省略して押し出し装置３の高圧発生器５のみとすることで、関節部２ｅに電気ケーブルを通すことも必要でなくなり、さらに高圧発生器２０と回転霧化頭１４やシェーピングエアリング１５とを接続する高圧線も不必要となるため、塗装システムの信頼性を全体的に向上することができる。
また、高圧発生器２０を省略することで、塗装機１を軽量小型化することができ、該塗装機１が装着される塗装ロボット２も全体的に小型化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明にかかる塗装機を示す側面断面図である。
【図２】図１の塗装機を備えた塗装システムを示す概略図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    塗装機
２    塗装ロボット
３    押し出し装置
４    導電性液体供給装置
５    高圧発生器
９    絶縁ホース
１２ａ  押し出し用媒体供給通路
１４    回転霧化頭
１６    カートリッジ
１７    シリンダ
１８    ピストン
２０    高圧発生器
【図１】
2006082063.tif 000003
【図２】
2006082063.tif 000004