(57)【要約】【課題】  ガン本体にカラーチェンジバルブの機能を一体的に組込むようにしたものにあって、溶剤の通路部分が高電位となることに伴う安全性を確保する。【解決手段】  ガン本体１１の先端側のマニホールド１２に、塗料及び溶剤の吐出制御を行う開閉弁３６及びそれを駆動するエアシリンダ５７をユニット化した５個のバルブユニット３７を設ける。ガン本体１１の先端に、開閉弁３６から液体吐出通路５５，２７を通った塗料を吐出させる吐出ノズル２４、及び塗料を高電圧に帯電させるピン電極２２を設ける。ガン本体１１内に、各開閉弁３６に接続される５つの液体供給管４５を設け、そのうち１つを溶剤用とし、残り４つを塗料用とする。アース接続されるベースブロック１６内に、第５の液体供給管４５（Ｅ）内に絶縁用の空気を供給するための気体供給路４２を設け、第５の液体供給管４５（Ｅ）、気体供給路４２に、ベースブロック１６に電気的に接続された逆止弁４３、４４を夫々設ける。静電塗装の作業時には、第５の液体供給管４５（Ｅ）内の溶剤が空気に置換される。【選択図】  図３
2006102693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガン本体の先端部に塗料を吐出する吐出ノズルを備えると共に、該吐出ノズルから吐出される塗料を帯電させるための帯電手段を備えて構成される静電塗装用ガンであって、
前記ガン本体は、塗料供給源から圧送される塗料を前記吐出ノズルへ導く塗料供給通路と、溶剤供給源から圧送される洗浄用の溶剤を前記吐出ノズルへ導く溶剤供給通路と、それら塗料及び溶剤の切替及び吐出を制御するためのバルブ機構とを備えて構成されると共に、
少なくとも静電塗装作業中において、前記溶剤供給通路内に絶縁気体を充填させることにより、前記溶剤供給源の前記帯電手段からの絶縁を図るための絶縁気体供給手段を設けたことを特徴とする静電塗装用ガン。
【請求項２】
前記バルブ機構は、前記ガン本体の前部側に設けられると共に、該ガン本体の後部側に接地部が設けられており、
前記溶剤供給通路は、内壁が絶縁材から構成されて前記バルブ機構部分から後方に延びて設けられると共に、前記ガン本体の後部において、内部が前記接地部に電気的に接続されることを特徴とする請求項１記載の静電塗装用ガン。
【請求項３】
前記溶剤供給通路は、前記ガン本体の後部に位置して逆止弁を有しており、その逆止弁が接地部に電気的に接続されており、
前記絶縁気体供給手段は、基端側が絶縁気体供給源に接続され、先端側が前記溶剤供給通路のうち前記逆止弁の直ぐ下流部に接続された気体供給路を備えると共に、該気体供給路にも、接地部に電気的に接続された逆止弁が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の静電塗装用ガン。
【請求項４】
前記バルブ機構は、開閉弁とその開閉弁を駆動するエアシリンダとをボディに組み込んで構成される複数個のバルブユニットを着脱可能に備えて構成され、
前記各バルブニットの開閉弁の入口側に、前記塗料供給通路及び溶剤供給通路の先端部が夫々接続されると共に、それら各開閉弁の出口側が液体吐出通路を介して前記吐出ノズルにつながることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の静電塗装用ガン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガン本体の先端部に塗料を吐出する吐出ノズルを備えると共に、該吐出ノズルから吐出される塗料を帯電させるための帯電手段を備えて構成される静電塗装用ガンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、静電塗装に用いられる静電塗装用ガンは、高電圧発生装置を内蔵すると共にその高電圧発生装置の出力端子に接続されたピン電極を吐出ノズルの塗料吐出通路部分に配することにより、吐出ノズルから吐出される塗料をマイナスの高電圧に帯電させて噴霧させるように構成されている。そして、噴霧された塗料の粒子を、プラスの電圧が印加された塗装物に電気的に吸着させるようになっている。尚、この静電塗装には、一般に、電気抵抗が比較的大きい塗料が用いられる。
【０００３】
ところで、塗装ガンにより自動で塗装作業を行う塗装装置においては、複数種類の塗料及び洗浄用の溶剤を塗装ガンに供給することが可能なカラーチェンジバルブを備えるものが供されてきている（例えば特許文献１参照）。この種の塗装装置の概略構成を、図１０に示す。即ち、塗装ガン１には、塗料供給配管２を介してカラーチェンジバルブ３が接続されている。カラーチェンジバルブ（マニホールド）３は、出口が共通とされた複数個（６個）の開閉弁４を備えて構成され、各開閉弁４の入口側には、夫々、塗料供給源５が圧送用のポンプ６を介して接続されるようになっている（１個のみ図示）。また、一つの開閉弁４には、洗浄用の溶剤（例えばシンナ）の供給源７が圧送用のポンプ８を介して接続される。
【０００４】
これにて、カラーチェンジバルブ３の各開閉弁４等を制御することにより、複数種類の塗料を選択的に塗料供給配管２から塗装ガン１に供給することができ、また、自動で、塗装に用いる塗料の種類の変更（いわゆる色替え）を行うことができる。さらには、その色替えの際や塗装作業の終了時には、溶剤の供給により、カラーチェンジバルブ３、塗料供給配管２、塗装ガン１の内部の洗浄を自動で行うことができるようになっている。尚、前記開閉弁４は、例えば図示しないエアシリンダにより駆動されるようになっている。
【０００５】
また、図示はしないが、ロボットアームの先端に塗装ガンを取付け、ロボットアームに上記したようなカラーチェンジバルブを組込むようにした塗装用ロボットも考えられている（例えば特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平６−１２６２２３号公報
【特許文献２】特開平９−３０８８４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記従来の塗装装置（塗装用ロボット）のように塗装ガン１の外部にカラーチェンジバルブ３を設けるものでは、カラーチェンジバルブ３の開閉弁４から塗装ガン１の先端までの塗料の経路の長さが比較的長くなるため、内部の洗浄や色替えの作業に時間がかかってしまうと共に、排棄する塗料や、使用する溶剤の量も多くなってしまう不具合があった。また、開閉弁４にごみや塗料の固まりが詰まるといった不良などの発生時におけるメンテナンス性に劣る問題もあった。
【０００７】
そこで、本発明者は、ガン本体に、上記したカラーチェンジバルブの機能を一体的に組込むことにより、開閉弁から吐出ノズルまでの塗料の経路を短くした塗装用ガンの開発を試みた。ところが、このようなガン本体にカラーチェンジバルブの機能を一体的に組込む構成を、静電塗装用ガンに適用する場合、溶剤は、シンナ等の極性を持った（導電性を有した）ものが多い事情から、次のような不具合の発生が予測される。
【０００８】
即ち、静電塗装の作業中は、ピン電極の高電圧によって塗料の吐出経路ひいてはカラーチェンジバルブ（開閉弁）部分も高電位になるが、このとき、開閉弁まで溶剤を供給する溶剤供給通路内に溶剤が充填されていると、その溶剤の通路を通して、溶剤供給源（溶剤のタンクや圧送用ポンプ等）まで導通状態となって高電位とされるようなる。このため、ピン電極の高電圧を維持するためには、溶剤供給源を絶縁架台の上などに設置して、溶剤の通路全体を絶縁させる必要がある。
【０００９】
しかし、このように溶剤の通路全体が絶縁されて高電位とされている状態では、作業者が、例えば溶剤供給源などに高電位部分に触れないように、作業者の身体面での安全性を確保する必要があり、塗装作業中に、作業者が例えば溶剤タンクに溶剤を補充するといった作業を行うことは不可能であった。また、シンナ等の溶剤は引火性を有するため、スパークなどが発生しないような対策を施す必要もあった。このように、溶剤の通路部分が高電位となることに伴う安全性を確保する点で、改善が求められるのである。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ガン本体にカラーチェンジバルブの機能を一体的に組込むようにしたものにあって、溶剤の通路部分が高電位となることに伴う十分な安全性を確保することができる静電塗装用ガンを提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の静電塗装用ガンは、ガン本体の先端部に塗料を吐出する吐出ノズルを備えると共に、該吐出ノズルから吐出される塗料を帯電させるための帯電手段を備えて構成されるものにあって、前記ガン本体を、塗料供給源から圧送される塗料を前記吐出ノズルへ導く塗料供給通路と、溶剤供給源から圧送される洗浄用の溶剤を前記吐出ノズルへ導く溶剤供給通路と、それら塗料及び溶剤の切替及び吐出を制御するためのバルブ機構とを備えて構成すると共に、少なくとも静電塗装作業中において、前記溶剤供給通路内に絶縁気体を充填させることにより、前記溶剤供給源の前記帯電手段からの絶縁を図るための絶縁気体供給手段を設けたところに特徴を有する（請求項１の発明）。
【００１２】
本発明の静電塗装用ガンによれば、バルブ機構の制御によって、塗料供給源から圧送され塗料供給通路を通して供給される塗料を、吐出ノズルから吐出させることができる。このとき、帯電手段により、吐出ノズルを通る塗料を帯電させ、静電塗装の作業を行うことが可能となる。また、バルブ機構の制御によって、溶剤供給源から圧送され溶剤供給通路を通して供給される洗浄用の溶剤を、吐出ノズルへ供給することができ、もって、塗料の吐出通路の内部の洗浄や色替えの作業を自動で行うことが可能となる。従って、ガン本体内に、いわばカラーチェンジバルブの機能を一体的に組込んだ構成とされるので、塗料及び溶剤の経路を短くして、内部の洗浄や色替え作業に要する時間の短縮化や、廃棄する塗料及び溶剤の使用量の削減を図ることができ、更に、開閉弁部分のメンテナンス性の向上を図ることができる。
【００１３】
そして、静電塗装作業中においては、絶縁気体供給手段により、溶剤供給通路内に絶縁気体が充填されるので、帯電手段との導通状態が遮断され、溶剤供給源が帯電手段から絶縁される。従って、帯電手段の高電位を確保した状態で、溶剤供給通路の絶縁部分から上流部分では、溶剤の通路や溶剤供給源を接地状態としてアース電位とすることができ、もって作業者の身体面での安全性を確保することができると共に、スパークの発生を未然に防止できる。
【００１４】
本発明においては、上記バルブ機構を、ガン本体の前部側に設けると共に、ガン本体の後部側に接地部を設け、内壁が絶縁材から構成されてバルブ機構部分から後方に延びて設けられる溶剤供給通路を、ガン本体の後部において、その内部を接地部に電気的に接続させる構成とすることができる（請求項２の発明）。これによれば、帯電手段による高電位部分と、接地部との間の絶縁距離を確保することができ、また、ガン本体の後部側においてアース電位とすることができるので、安全性をより高めることができる。
【００１５】
また、本発明におけるより具体的な構成として、溶剤供給通路を、ガン本体の後部に位置して逆止弁を有するように構成して、その逆止弁を接地部に電気的に接続する一方、絶縁気体供給手段を、基端側が絶縁気体供給源に接続され、先端側が溶剤供給通路のうち逆止弁の直ぐ下流部に接続された気体供給路を備えると共に、その気体供給路にも接地部に電気的に接続された逆止弁を設けることができる（請求項３の発明）。
【００１６】
これによれば、気体供給路から絶縁気体が溶剤供給通に供給されている際には、溶剤供給通路の逆止弁によってその逆止弁の下流側部分に溶剤が供給されることが効果的に防止され、また、逆に溶剤供給通路に溶剤が供給されているときには、気体供給路に設けられた逆止弁によって絶縁気体が供給されてしまうことを未然に防止することができる。両逆止弁は、接地部に電気的に接続されているので、安全性を確保することができる。
【００１７】
さらに、本発明においては、バルブ機構を、開閉弁とその開閉弁を駆動するエアシリンダとをボディに組込んで構成される複数個のバルブユニットを着脱可能に備えて構成し、各バルブニットの開閉弁の入口側に、塗料供給通路及び溶剤供給通路の先端部が夫々接続されると共に、それら各開閉弁の出口側が液体吐出通路を介して吐出ノズルにつながる構成とすることができる（請求項４の発明）。これによれば、開閉弁及びエアシリンダがバルブユニットとしてユニット化されているので、例えば開閉弁の不良等のトラブルの発生時には、バルブユニット全体を取外して交換するなどにより、メンテナンスを簡単に行うことができるようになる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の静電塗装用ガンによれば、ガン本体にカラーチェンジバルブの機能を一体的に組込むようにしたものにあって、少なくとも静電塗装作業中において、絶縁気体供給手段によって溶剤供給通路内に絶縁気体を充填させることにより、溶剤供給源の帯電手段からの絶縁を図るようにしたので、溶剤の通路部分が高電位となることに伴う十分な安全性を確保することができるという優れた効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を静電塗装用の自動ガンに適用した一実施例について、図１ないし図９を参照しながら説明する。
【００２０】
まず、図２〜図７を参照して、本実施例に係る塗装用ガンの全体構成について述べる。図２及び図３に示すように、塗装用ガンのガン本体１１は、全体として、先端側（図で左側）がややすぼんだ形態の円筒状をなし、詳細には、先端側に位置するマニホールド１２と、後部側に位置する絶縁材製のリヤカバー１３とを、絶縁材製の筒状のシュラウド１４により結合した形態をなしている。前記マニホールド１２には、後述するようにバルブ機構が組込まれるようになっている。
【００２１】
また、このガン本体１１（前記マニホールド１２）の先端部には、塗料を所定の形状で吐出するための後述するノズル部１５が交換（着脱）可能に取付けられるようになっている。さらに、前記リヤカバー１３の後面側には、金属製のベースブロック１６が設けられている。このベースブロック１６は、下端部から下方に延びてブラケット１６ａを一体的に有して構成されている。図示はしないが、このガン本体１１は、前記ブラケット１６ａ部分によって、塗装用ロボットのアームの先端に取付けられたり、塗装設備に固定的に取付けられたりするようになっている。このとき、このベースブロック１６（ブラケット１６ａ）は、アース接続されるようになっており、本発明にいう接地部としての機能を備えている。
【００２２】
ガン本体１１内には、図７にも示すように、その軸方向中心部に位置し、前記マニホールド１２とリヤカバー１３との間を前後に延びるようにしてパワーパック（カスケード）１７が配設されている。周知のように、このパワーパック１７は、直流高電圧を発生させるための高電圧発生回路等を絶縁材にてモールドして構成されている。図２、図３に示すように、このパワーパック１７は、ガン本体１１の後端面（ベースブロック１６）の中央部に設けられたコネクタ部１８に接続された接続ケーブル１９を介して、高周波電圧が給電され、発生させた直流高電圧（負の高電圧）を先端の出力端子２０に出力するようになっている。この出力端子２０は、前記マニホールド１２の先端中心部に設けられたノズルシート２１に電気的に接続され、このノズルシート２１がさらにピン電極２２に接続されている。上記パワーパック１７やピン電極２２等から、塗料を帯電させるための帯電手段が構成されている。
【００２３】
前記ノズル部１５は、前記マニホールド１２の先端部にノズルジョイント２３を介して取付けられた吐出ノズル２４、及び、この吐出ノズル２４の先端部にリテーナ２５を介して取付けられたエアキャップ２６などから構成されている。前記吐出ノズル２４は、前後方向に延び先端から塗料を吐出する塗料吐出通路２４ａを有しており、この塗料吐出通路２４ａが、前記マニホールド１２の先端中心部を軸方向に延びて設けられた先端側液体吐出通路２７（図２参照）に、前記ノズルシート２１を介して接続（連通）されている。このとき、塗料吐出通路２４ａの中心を延びるように前記ピン電極２２が配置され、もって、吐出される塗料が帯電されるようになっている。
【００２４】
前記エアキャップ２６には、吐出ノズル２４の塗料吐出通路２４ａの先端のすぐ外周に位置して、吐出された塗料を霧状にする霧化用エア吹出口２６ａが設けられていると共に、更にその外周部に位置して、スプレーされる塗料の断面形状を所定のパターン（例えば平べったい楕円形）とするためのパターン用エア吹出口２６ｂが設けられている。ノズル部１５内には、前記霧化用エア吹出口２６ａに連通する霧化用エア吹出通路２８が設けられていると共に、パターン用エア吹出口２６ｂに連通するパターン用エア吹出通路２９が設けられている。
【００２５】
このとき、図２に示すように、前記霧化用エア吹出通路２８は、マニホールド１２に形成された霧化用エア通路３０に連通するようになっており、この霧化用エア通路３０は、ガン本体１１内を前後方向に延びる霧化用エア供給管３１を介して、前記ベースブロック１６に設けられたホース接続口３２につながっている。また、図３に示すように、パターン用エア吹出通路２９は、マニホールド１２に形成されたパターン用エア通路３３に連通するようになっており、このパターン用エア通路３３は、ガン本体１１内を前後方向に延びるパターン用エア供給管３４を介して、前記ベースブロック１６に設けられたホース接続口３５につながっている。ホース接続口３２及び３５には、夫々ホースが接続され、図示しないエア供給源から圧縮空気が供給されるようになっている。尚、霧化用エア供給管３１及びパターン用エア供給管３４は、絶縁材から構成されている。
【００２６】
さて、前記ガン本体１１には、前部側のマニホールド１２内に、前記吐出ノズル２４（液体吐出通路）へ向けての液体の吐出を制御するバルブ機構が設けられると共に、液体供給源から圧送される液体（塗料及び洗浄用の溶剤）をそのバルブ機構に導く複数の液体通路が設けられる。前記バルブ機構は、マニホールド１２内に、液体の吐出を制御する開閉弁３６を備えた複数個のバルブユニット３７を着脱可能に設けて構成される。
【００２７】
本実施例では、液体通路が複数個（この場合５個）設けられると共に、バルブユニット３７もそれと同数（この場合５個）設けられるようになっている。このとき、５個の液体通路のうち４個の液体通路が塗料供給通路とされ、残りの１個の液体通路が洗浄用の溶剤（例えばシンナ）を供給するための溶剤供給通路とされる。さらに本実施例では、ガン本体１１には、前記４個の塗料供給通路に対応して、バルブユニット３７に供給された液体（塗料）を液体供給源側に戻すための４個の戻し通路が設けられる。
【００２８】
まず、図４に示すように、前記ベースブロック１６の後面側には、液体（塗料及び溶剤）供給用のホースが接続される５個の液体供給ホース接続口３８、及び液体（塗料）戻し用のホースが接続される４個の戻し用ホース接続口３９が、円形をなすように交互に並んで設けられている。また、それらの外周側に、各液体供給ホース接続口３８に対応した５個の駆動用エアホース接続口４０も設けられている。尚、５個の液体供給ホース接続口３８を区別する必要がある場合には、図４で左下側から時計回り方向に順に第１〜第５の液体供給ホース接続口３８と称し、また、符号３８に（Ａ）〜（Ｅ）を付すこととする。前記戻し用ホース接続口３９及び駆動用エアホース接続口４０についても、それに準ずることとする。
【００２９】
このとき、詳しく図示はしないが、本実施例では、第１〜第４の液体供給ホース接続口３８（Ａ）〜３８（Ｄ）には、塗料タンク及び圧送ポンプ、塗料混合装置等からなる塗料供給源が、ホースを介して接続されるようになっており、液体としての塗料が圧送されるようになっている。第５の液体供給ホース接続口３８（Ｅ）には、溶剤（例えばシンナ等の）のタンク及び圧送ポンプ等からなる溶剤供給源が、ホースを介して接続されるようになっており、液体としての溶剤が圧送されるようになっている。
【００３０】
また、これも図示はしないが、第１〜第４の各戻し用ホース接続口３９（Ａ）〜３９（Ｄ）には、必要に応じて、前記各塗料供給源に塗料を戻すための塗料戻し用のホースが接続されるようになっている。駆動用エアホース接続口４０（Ａ）〜４０（Ｅ）には、図示しないエア供給源から後述するエアシリンダ駆動用の圧縮空気を供給するためのホースが夫々接続されるようになっている。
【００３１】
さらに本実施例では、前記第５の液体供給ホース接続口３８（Ｅ）は、後述する溶剤供給通路としての第５の液体供給管４５（Ｅ）に接続され、前記ベースブロック１６の第５の液体供給ホース接続口３８（Ｅ）の近傍には、置換用エアホース接続口４１が設けられている。この置換用エアホース接続口４１には、図示しないコンプレッサ等のエア供給源から絶縁気体たる置換用の空気を供給するためのホースが接続されるようになっている。このとき、図８に示すように、前記置換用エアホース接続口４１は、ベースブロック１６内に設けられた気体供給路４２によって、前記第５の液体供給管４５（Ｅ）の基端側部分に接続されている。これにて、溶剤供給通路内の溶剤を、絶縁気体としての空気に置換することができるようになっており、もって、絶縁気体供給手段が構成される。
【００３２】
また、第５の液体供給ホース接続口３８（Ｅ）及び置換用エアホース接続口４１（気体供給路４２）部分には、夫々逆流防止用の逆止弁４３及び４４が設けられている。これにより、第５の液体供給管４５（Ｅ）に溶剤が供給（圧送）されているときには、逆止弁４４は閉塞され、気体供給路４２を介して第５の液体供給管４５（Ｅ）内に圧縮空気が供給されているときには、逆止弁４３が閉塞されるようになっており、もって第５の液体供給管４５（Ｅ）内に、溶剤及び圧縮空気が同時に供給されることがないようにされている。そして、これら逆止弁４３及び４４は、共にベースブロック１６（接地部）に電気的に接続された状態に設けられている。
【００３３】
図２、図３及び図７に示すように、ガン本体１１内には、前記ベースブロック１６とマニホールド１２との間に掛け渡されるように前後方向に延びて、第１〜第５の５本の液体供給管４５（Ａ）〜４５（Ｅ）、及び、第１〜第４の４本の液体戻し管４６（Ａ）〜４６（Ｄ）（図７にのみ図示）、並びに、第１〜第５の５本の駆動用エア供給管４７（Ａ）〜４７（Ｅ）（図６、図７参照）が設けられる。
【００３４】
図６にも示すように、そのうち第１〜第５の液体供給管４５（Ａ）〜４５（Ｅ）の基端部は、夫々前記第１〜第５の液体供給ホース接続口３８（Ａ）〜３８（Ｅ）に接続され、先端部が夫々マニホールド１２に設けられた第１〜第５の液体供給路４８（Ａ）〜４８（Ｅ）に接続されている。これにて、第１〜第４の液体供給管４５（Ａ）〜４５（Ｄ）及び第１〜第４の液体供給路４８（Ａ）〜４８（Ｄ）から４個の塗料供給通路が構成され、第５の液体供給管４５（Ｅ）及び第５の液体供給路４８（Ｅ）から溶剤供給通路が構成されている。
【００３５】
さらに、前記第１〜第４の液体戻し管４６（Ａ）〜４６（Ｄ）の基端部は、夫々前記第１〜第４の各戻し用ホース接続口３９（Ａ）〜３９（Ｄ）に接続され、先端部が夫々マニホールド１２に設けられた第１〜第４の液体戻し通路４９（Ａ）〜４９（Ｄ）に接続されている。従って液体戻し管４６及び液体戻し通路４９等から戻し通路が構成される。また、前記第１〜第５の駆動用エア供給管４７（Ａ）〜４７（Ｅ）の基端部は、夫々前記第１〜第５の駆動用エアホース接続口４０（Ａ）〜４０（Ｅ）に接続され、先端部がマニホールド１２に設けられた後述する各ユニット装着部（バルブユニット３７のエアシリンダ）部分に接続されている。前記各液体供給管４５及び液体戻し管４６は絶縁材から構成され、そのうち、第１〜第４の液体供給管４５（Ａ）〜４５（Ｄ）及び第１〜第４の液体戻し管４６（Ａ）〜４６（Ｄ）は、前記ベースブロック１６に対し絶縁状態に設けられる。
【００３６】
そして、前記マニホールド１２には、上記した液体供給路４８や液体戻し通路４９が設けられると共に、５個のバルブユニット３７が夫々装着されるユニット装着部５０が設けられる。以下、ユニット装着部５０部分及びバルブユニット３７について詳述する。尚、前記５個のユニット装着部５０についても、それらを区別する必要がある場合には、上記液体供給ホース接続口３８などに準じ、図５で左下側から時計回り方向に順に第１〜第５のユニット装着部５０と称し、また、符号５０に（Ａ）〜（Ｅ）を付すこととする。
【００３７】
図２、図３及び図５に示すように、各ユニット装着部５０は、マニホールド１２の外周面から中心部に向かって半径方向に延びる円形の穴を設けることにより構成され、この場合、図５に示すように、５つのユニット装着部５０は、軸中心に対して略均等に、つまり円形に並ぶように配置されている。各ユニット装着部５０の開口端部側（マニホールド１２の外周側部分）の内周面には、バルブユニット３７の取付け用の雌ねじ部５０ａが形成されている。また、図２、図３及び図９に示すように、各ユニット装着部５０の穴の底部の端部部分には位置決めピン５１が差込まれる挿入穴５０ｂ（図９参照）が設けられている。
【００３８】
さらに、各ユニット装着部５０の穴の底部には、図９にのみ符号を付して示すように、円形をなす底面の中心部に位置して液体吐出口５２が開口しており、その側部に位置して液体導入口５３が開口している。また、第１〜第４のユニット装着部５０（Ａ）〜（Ｄ）については、底部の中心（液体吐出口５２）に対して前記液体導入口５３とは角度９０度おいた位置に液体戻し口５４が開口している。第５のユニット装着部５０（Ｅ）については、液体戻し口５４が存在しない構成とされている。
【００３９】
図２、図３及び図５に示すように、前記各液体吐出口５２は、基端側液体吐出通路５５を介して前記先端側液体吐出通路２７の基端部に接続されるようになっている。このとき、図５に示すように、基端側液体吐出通路５５は、第５のユニット装着部５０（Ｅ）、第４のユニット装着部５０（Ｄ）、第３のユニット装着部５０（Ｃ）、第２のユニット装着部５０（Ｂ）、第１のユニット装着部５０（Ａ）の各液体吐出口５２を順につなぐように延び、更に第１のユニット装着部５０（Ａ）の液体吐出口５２から先端側液体吐出通路２７の基端部につながるように設けられている。
【００４０】
また、図２、図３、図５に示すように、前記各液体導入口５３は、前記各液体供給路４８に接続されている。このとき、図６にも示すように、前記各液体供給路４８は、液体供給管４５の先端部が接続される部分から、マニホールド１２内を径方向内周側に延びた後、軸方向（先方側）に延びるように折曲がり、さらに、径方向外周側に折曲がるように延びて各液体導入口５３に至るようになっている。詳しく図示はしないが、前記各液体戻し口５４は、同様にして前記各液体戻し通路４９に接続されている。
【００４１】
これに対し、前記バルブユニット３７は、次のように構成されている。即ち、図１は、このバルブニット３７の縦断面構成を示しており、このバルブユニット３７は、全体として、ユニット装着部５０内にほぼ密に嵌るような円筒状をなしている。このバルブユニット３７は、ボディ５６内に、前記開閉弁３６及びその開閉弁３６を駆動するエアシリンダ５７を組込んで構成されると共に、前記液体供給路４８から液体が流入される流入口５８及び前記開閉弁３６を通った液体を前記基端側液体吐出通路５５に流出させる流出口５９を有して構成される。
【００４２】
前記ボディ５６は、前記エアシリンダ５７を構成するピストン６０のロッド６０ａが挿通される挿通孔５６ａを有する円筒状をなし、その先端部にハウジング６１がねじ込みにより取付けられている。前記開閉弁３６はハウジング６１の先端中心部に取付けられた弁座（シート）６２と、前記ピストン６０のロッド６０ａの先端に取付けられた弁体６３とから構成される。
【００４３】
このとき、前記ハウジング６１には、その先端面（図１で左側を向く面）に前記流入口５８が設けられ、ボディ５６とハウジング６１との間にはその流入口５８から連続する流入室６４が形成されている。また、前記弁座６２の中心部に前記流出口５９が設けられている。さらに、図５にのみ示すように、ハウジング６１の先端面には、前記流出口５９を中心として前記流入口５８から角度９０度おいた位置に、流入室６４につながる戻り口７０が形成されている。従って、流入口５８及び流出口５９並びに戻り口７０は、バルブユニット３７の一方側の面（先端面）に配置されている。
【００４４】
前記ハウジング６１の先端側外周面には、前記位置決めピン５１が嵌合する溝６１ａが形成されている。尚、この説明におけるバルブユニット３７は、戻り口７０を有するもの（循環に対応できるタイプのもの）とされているが、非循環タイプのものでは、ハウジング６１には、戻り口７０が設けられていないものとされる。また、ハウジング６１の先端面部には、前記流入口５８の周囲、及び流出口５９の周囲、並びに戻り口７０の周囲（図示しない）を夫々シールするためのシール部材としてのＯリング６８，６９が取付けられるようになっている。
【００４５】
一方、ボディ５６の基端側には、前記エアシリンダ５７を構成する円筒状のシリンダ部５６ｂが一体に設けられていると共に、そのシリンダ部５６ｂ内に前記駆動用エア供給管４７からの圧縮空気を導入するための複数個のエア導入孔５６ｃが形成されている。さらに、ボディ５６（シリンダ部５６ｂ）の基端部には、取付け用のキャップ６５が回転可能且つ前後方向（図で左右方向）への抜止め状態に取付けられている。このキャップ６５の外周部には、前記ユニット装着部５０の雌ねじ部５０ａに螺合する雄ねじ部６５ａが形成されており、また、キャップ６５の後端面部には、工具差込用の例えば２個の穴６５ｂが形成されている。
【００４６】
前記ピストン６０は、その外周面がシリンダ部５６ｂの内周面に軸方向に摺動可能に設けられ、このとき、シリンダ部５６ｂの先端側の底面部とピストン６０との間に、前記エア導入口５６ｃに連通するエア導入室６６が形成されるようになっている。また、ピストン６０と前記キャップ６５との間にはスプリング６７が配設されている。もって、シリンダ部５６ｂ、ピストン６０、エア導入室６６、スプリング６７等からエアシリンダ５７が構成されるようになっている。尚、詳しい説明（及び符合を付すこと）は省略するが、このバルブニット３７の外周のエア導入口５６ｃの周囲やバルブユニット３７の内部にも、要所にＯリングやＵパッキン等のシール部材が配設されている。
【００４７】
これにより、通常時つまりエア導入室６６内に圧縮空気が導入されていない状態では、スプリング６７のばね力により、ピストン６０が図１に示す位置にあって、ロッド６０ａの先端の弁体６３が弁座６２に密着して流出口５９を塞ぐ（開閉弁３６が閉塞する）ようになっている。そして、エア導入室６６内に圧縮空気が導入されると、ピストン６０がスプリング６７のばね力に抗して図で右方に変位し、弁体６３が弁座６２から離間して流出口５９を開放する（開閉弁３６が開放する）ようになっている。この開閉弁３６の開放時には、流入室６４に流入された液体（塗料及び洗浄液）が流出口５９から流出（吐出）されるようになるのである。
【００４８】
このとき、上記したような戻り口７０を有するタイプのバルブユニット３７にあっては、開閉弁３６の閉塞時において、流入口５８を通って流入室６４内に供給（圧送）された液体がそのまま戻り口７０から排出される（循環される）ようになる。上記のように、戻り口７０を有していないタイプのバルブユニット３７は、ハウジング６１に戻り口７０が存在しない（戻り口７０部分がいわば閉塞した形態とされている）だけで、その他の部分、つまり外形形状などは、戻り口７０を有するタイプのバルブユニット３７との違いはない。それらを区別する必要がある場合には、戻り口７０を有するタイプのものを、バルブユニット３７（Ｒ）と称し、戻り口７０を有していないタイプのものを、バルブユニット３７（Ｓ）と称する。
【００４９】
以上のように構成されたバルブユニット３７は、図５に示すように、前記ガン本体１１の各ユニット装着部５０に着脱可能に取付けられ、以て、バルブ機構が構成される。本実施例では、塗料用の第１〜第４のユニット装着部５０（Ａ）〜（Ｄ）には、戻り口７０を有するタイプのバルブユニット３７（Ｒ）が夫々取付けられる。一方、溶剤用の第５のユニット装着部５０（Ｅ）には、戻り口７０を有していないタイプのバルブユニット３７（Ｓ）が取付けられるようになっている。
【００５０】
取付けにあたっては、図２、図３に示すように、マニホールド１２の外周側からユニット装着部５０内にバルブユニット３７を挿入し、挿入穴５０ｂに差込まれている位置決めピン５１に、ハウジング６１に形成された溝６１ａを嵌合させることによってバルブユニット３７の周方向の位置合せを行う。そして、その状態で、キャップ６５の後端面部の穴６５ｂに工具を差込んで回転させることにより、キャップ６５の外周部の雄ねじ部６５ａをユニット装着部５０の雌ねじ部５０ａに螺合（締付け）させ、もってバルブユニット３７がユニット装着部５０に装着される。尚、上記とは逆の手順により、バルブユニット３７を取外すことができる。
【００５１】
これにて、図２、図３及び図５に示すように、各バルブユニット３７の流出口５９が各ユニット装着部５０の液体吐出口５２に接続されると共に、各バルブユニット３７の流入口５８が液体導入口５３に接続される。また、第１〜第４のユニット装着部５０（Ａ）〜（Ｄ）においては、各バルブユニット３７の戻り口７０が液体戻し口５４に接続される。さらに、前記各駆動用エア供給管４７の先端部が、各バルブユニット３７のエア導入孔５６ｃに接続されてエア導入室６６への圧縮空気の供給が可能とされるのである。
【００５２】
尚、図示はしないが、上記した塗装用ガンにおける、パワーパック１７に対する高周波電圧の供給、霧化用のエア供給源からの霧化用エアの供給、パターン用のエア供給源からのパターン用エアの供給、４つの塗料供給源からの夫々の塗料の供給（圧送）、溶剤供給源からの溶剤の供給、気体供給路４２を通した第５の液体供給管４５（Ｅ）内への置換用エアの供給、バルブ機構の各バルブユニット３７（各エアシリンダ５７）に対する夫々の駆動用エアの供給等については、マイコンを含んで構成される制御装置により、予め設定された制御プログラムに従って制御がなされるようになっている。
【００５３】
このとき、次の作用説明でも述べるように、前記制御装置は、そのソフトウエア的構成（制御プログラムの実行）により、塗料の色替え時や塗装作業終了時に、液体吐出通路２７，５５並びに吐出ノズル２４内の洗浄を行う洗浄工程を実行させるにあたっては、溶剤供給源の圧送ポンプを駆動して第５の液体供給管４５（Ｅ）から溶剤を供給させると共に、第５のユニット装着部５０（Ｅ）に取付けられたバルブユニット３７（Ｓ）の開閉弁３６を開放させるようになっている。
【００５４】
そして、それ以外の工程においては、溶剤供給源の圧送ポンプを停止して第５の液体供給管４５（Ｅ）への溶剤の供給を停止すると共に、気体供給路４２を通して絶縁気体としての置換用エアを供給し、第５の液体供給管４５（Ｅ）及び第５の液体供給路４８（Ｅ）内にエアを充填させるようになっている。従って、少なくとも静電塗装作業中には、第５の液体供給管４５（Ｅ）及び第５の液体供給路４８（Ｅ）内にエアが充填され、溶剤供給源とバルブユニット３７（Ｓ）部分との間の絶縁が図られるようになっている。
【００５５】
次に、上記構成の作用について述べる。上述のように、ベースブロック１６の第１〜第４の液体供給ホース接続口３８（Ａ）〜３８（Ｄ）には、夫々異なる種類の塗料を供給するための塗料供給源が接続され、第５の液体供給ホース接続口３８（Ｅ）には、溶剤供給源が接続される。前記置換用エアホース接続口４１には、置換用のエア供給源が接続される。本実施例では、供給される４種類の塗料は、常に循環させながら使用するタイプのものとされている。また、前記溶剤（シンナ）は、導電性が比較的高いものとなっており、塗料については、全て導電性が比較的低い（抵抗が高い）ものとされる。
【００５６】
尚、このとき、二液硬化型塗料のような単純に使い切るタイプ（循環させないタイプ）の塗料を用いる場合には、該当する塗料が接続された接続口３８に対応するバルブユニット３７（Ｒ）を、戻り口７０を有していないタイプのバルブユニット３７（Ｓ）に付替えればよい。また、必ずしも、第１〜第４の液体供給ホース接続口３８（Ａ）〜３８（Ｄ）の全てを使用する必要はなく、塗装作業に使用する塗料が例えば３種類の場合には、例えば第１〜第３の液体供給ホース接続口３８（Ａ）〜３８（Ｃ）のみを用いれば良い。さらには、塗料の中には、導電性が比較的高いものもあるが、その場合には、塗料供給源（塗料タンク及び圧送ポンプ）が、絶縁架台上に配置されるようになっている。
【００５７】
塗料供給源から供給（圧送）される塗料は、液体供給ホース接続口３８から液体供給管４５を通り、更にマニホールド１２の液体供給路４８を通り液体導入口５３に至り、バルブユニット３７（Ｒ）の流入口５８から流入室６４に流入される。ここで、バルブユニット３７（Ｒ）の開閉弁３６が閉塞されている状態では、流入室６４に流入された塗料は、戻り口７０から液体戻し口５４を介して液体戻し通路４９を通り、更に液体戻し管４６、戻し用ホース接続口３９からホースを介して塗料供給源に戻される。これにて、塗料の循環が行われ、塗料内の顔料の沈殿や硬化などが未然に防止されるのである。
【００５８】
そして、この状態で、駆動用エアの供給によりエアシリンダ５７が駆動されて該当するバルブユニット３７（Ｒ）の開閉弁３６が開放されると、流入室６４に流入された塗料が流出口５９から吐出され、液体吐出口５２から基端側液体吐出通路５５及び先端側液体吐出通路２７を順に通って吐出ノズル２４の塗料吐出通路２４ａに至り、ピン電極２２によって負の高電圧に帯電された状態で吐出ノズル２４から性の電圧が印加されている塗装物に向かって吹付けられ、静電塗装が行われる。このとき、エアキャップ２６の霧化用エア吹出口２６ａから吹出されるエアによって塗料が霧状とされると共に、パターン用エア吹出口２６ｂから吹出されるエアによって塗料の所定の吹付けパターンが形成される。前記開閉弁３６が閉塞されることによって、塗料の吹付けが停止される。この塗装作業時においては、第５の液体供給管４５（Ｅ）及び第５の液体供給路４８（Ｅ）内にはエアが供給された（内部の溶剤が空気に置換された）状態とされている。
【００５９】
これに対し、塗装に用いる塗料種類の変更（色替え）を行う場合には、液体吐出通路５５，２７や吐出ノズル２４内を洗浄する洗浄工程が実行される。この洗浄工程では、パワーパックに対する給電が停止されると共に、塗料の供給並びに霧化用及びパターン用のエアの供給が停止される。その状態で、溶剤供給源の圧送ポンプが駆動されて溶剤（シンナ）が、第５の液体供給管４５（Ｅ）に供給されるようになり、さらに第５のユニット装着部５０（Ｅ）に取付けられているバルブユニット３７（Ｓ）の開閉弁３６が開放されることにより、図３に示すように、その溶剤が、マニホールド１２の第５の液体供給路４８（Ｅ）を通りバルブユニット３７（Ｓ）の流入口５８から流入室６４に流入される。
【００６０】
そして、流入室６４に流入された溶剤が流出口５９から吐出され、液体吐出口５２から基端側液体吐出通路５５及び先端側液体吐出通路２７を順に通って吐出ノズル２４の塗料吐出通路２４ａに至り、吐出ノズル２４から排出される。このとき、溶剤供給通路の内部に充填されていた空気が押出されて排出されながら、液体吐出通路５５，２７や吐出ノズル２４内に残存していた塗料も排出され、塗料の経路の洗浄がなされる。また、図５に示したように、溶剤は、基端側液体吐出通路５５の最も上流側に吐出されるので、基端側液体吐出通路５５全体を洗浄することができる。
【００６１】
この洗浄工程が終了すると、バルブユニット３７（Ｓ）の開閉弁３６の開放状態で、溶剤の圧送ポンプが停止されて溶剤の供給が停止され、次いで、図８に示すように、置換用のエア供給源が駆動されて気体供給路４２を通して第５の液体供給管４５（Ｅ）に圧縮空気が供給される。これにて、残存していた溶剤が排出されルヨウになり、溶剤の排出が完了すると、バルブユニット３７（Ｓ）の開閉弁３６が閉塞されると共に、置換用のエア給源も停止される。これにて、第５の液体供給管４５（Ｅ）及び第５の液体供給路４８（Ｅ）内にはエアが充填され、この後、次の種類の塗料による静電塗装の作業が、上記と同様に実行される。
【００６２】
しかして、上記した静電塗装の作業時においては、ガン本体１１の先端部（ノズル部１５部分）が高電位とされており、液体吐出通路５５、２７内の塗料を介してバルブユニット３７部分も高電位とされる。従って、もし、この静電塗装時に、溶剤供給源から第５の液体供給管４５（Ｅ）及び第５の液体供給路４８（Ｅ）まで、導電性の高い溶剤が充填されていると、ガン本体１１の先端部の高電圧を維持するためには、溶剤供給源からその通路全体を絶縁する必要がある。ところが、これでは、作業者が、例えば溶剤供給源などの高電位部分に触れないように、作業者の身体面での安全性を確保する必要があり、塗装作業中に、作業者が例えば溶剤タンクに溶剤を補充するといった作業を行うことは不可能となり、また、シンナ等の溶剤は引火性を有するため、スパークなどが発生しないような対策を施す必要もある。
【００６３】
これに対し、本実施例では、静電塗装の作業時には、第５の液体供給管４５（Ｅ）及び第５の液体供給路４８（Ｅ）内が空気に置換されていて逆止弁４３からバルブユニット３７（Ｓ）が絶縁されるので、逆止弁４３が接地部としてのベースブロック１６に電気的に接続されて溶剤供給源から逆止弁４３までがアースされていても、ガン本体１１の先端部の高電圧を維持することができる。このとき、ベースブロック１６は、ガン本体１１の後部に設けられているので、ガン本体１１の先端の高電位部分との間の十分な絶縁距離を確保することができる。
【００６４】
従って、溶剤タンク等を接地して使用することができ、作業者の身体面での安全性を確保することができ、溶剤タンクに溶剤を補充するといった作業も可能となり、引火性を有する溶剤に対する着火を防止する点でも、安全性が確保されるのである。また、上記したように、導電性を有する塗料を使用する場合においては、塗料供給源（塗料タンク及び圧送ポンプ）を絶縁架台上に配置する必要があるが、この種塗料は、溶剤に比べて引火性は低いので、安全性の面でさほどの不都合は生じない。
【００６５】
尚、上記した塗装作業時等において、例えばバルブユニット３７の開閉弁３６部分にごみや塗料の固まりが詰まる等のトラブルが発生することがある。このようなトラブルが発生した場合、本実施例の構成では、装置を停止した上で、不良の発生したバルブユニット３７をユニット装着部５０から取外し、新たなバルブユニット３７をそのユニット装着部５０に取付ける（交換する）ようにすれば良い。これにて、メンテナンスの作業を短時間で簡単に行うことができる。
【００６６】
このように本実施例によれば、静電塗装作業中においては、第５の液体供給管４５（Ｅ）及び第５の液体供給路４８（Ｅ）内に空気を充填させる構成としたので、ガン本体１１の先端の吐出ノズル２４部分の高電位を確保した状態で、絶縁部分から上流部分の溶剤の通路や溶剤供給源を接地状態としてアース電位とすることができる。これにて、作業者の身体面での安全性を確保することができると共に、スパークの発生などを未然に防止することができる。
【００６７】
そして、ガン本体１１内に、いわばカラーチェンジバルブの機能を一体的に組込んだ構成としたので、塗料及び溶剤の経路を短くして、内部の洗浄や色替え作業に要する時間の短縮化や、廃棄する塗料及び溶剤の使用量の削減を図ることができ、更に、開閉弁３６部分のメンテナンス性の向上を図ることができる。特に本実施例では、開閉弁３６及びエアシリンダ５７がバルブユニット３７としてユニット化されているので、例えば開閉弁３６の不良等のトラブルの発生時には、バルブユニット３７全体を取外して容易に交換するなどにより、メンテナンスを簡単に行うことができるようになる。
【００６８】
尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、例えば、ノズル部１５の構成やバルブ機構の具体的構成については様々な変形が可能であり、上記実施例ではバルブユニットを５個設けるように構成としたが、３個、４個、あるいは６個以上設ける構成とすることもできる。その他、本発明は要旨を逸脱しない範囲内で、適宜変更して実施し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の一実施例を示すもので、バルブユニットの拡大縦断側面図
【図２】ガン本体の縦断側面図（図４のＤ−Ｅ線に沿う断面図）
【図３】ガン本体の横断平面図（図４のＦ−Ｇ線に沿う断面図）
【図４】ガン本体の背面図
【図５】図２のＡ−Ａ線に沿う縦断背面図
【図６】図２のＢ−Ｂ線に沿う縦断背面図
【図７】図２のＣ−Ｃ線に沿う縦断背面図
【図８】図４のＩ−Ｉ線に沿う拡大縦断側面図
【図９】図２のＨ−Ｈ線に沿う拡大底面図
【図１０】従来例を示すもので、塗装装置の全体構成を概略的に示す図
【符号の説明】
【００７０】
図面中、１１はガン本体、１２はマニホールド、１５はノズル部、１６はベースブロック（接地部）、１７はパワーパック（帯電手段）、２２はピン電極（帯電手段）、２４は吐出ノズル、２４ａは塗料吐出通路、２７は先端側液体吐出通路、３６は開閉弁、３７はバルブユニット、４１は置換用エアホース接続口、４２は気体供給路、４３，４４は逆止弁、４５は液体供給管、４６は液体戻し管、４８は液体供給路、４９は液体戻し通路、５０はユニット装着部、５５は基端側液体吐出通路、５６はボディ、５７はエアシリンダ、５８は流入口、５９は流出口、６０はピストン、６４は流入室、７０は戻り口を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006102693.tif 000009
【図８】
2006102693.tif 000010
【図９】
2006102693.tif 000011
【図１０】
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