(57)【要約】【課題】絶縁機構の信頼性を向上させると共に、コストを低減することが可能な静電塗装装置を提供する。【解決手段】静電塗装装置１０は、絶縁性塗料を充填及び押出し可能なシリンダ１８と、該シリンダ１８に塗料を供給する色替弁１４とを有し、シリンダ１８と色替弁１４の間には絶縁機構１６が備えられる。絶縁機構１６は、絶縁材料製のチューブ３２、３４と、各チューブ３２、３４の色替弁１４側の端部に連結された第１切換弁３６と、各チューブ３２、３４のシリンダ１８側の端部に連結された第２切換弁３８とを備え、第１切換弁３６には、廃液排出側に連通する排出路６０が連結される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗料を充填及び押出し可能なシリンダと、該シリンダに導電性塗料を供給する塗料供給弁とを有し、前記シリンダと前記塗料供給弁の間に絶縁機構を設けた静電塗装装置であって、
前記絶縁機構は、複数の絶縁材料製のチューブと、
各チューブの前記塗料供給弁側の端部に連結された第１切換弁と、
各チューブの前記シリンダ側の端部に連結された第２切換弁と、
を備え、
前記第１切換弁には、廃液の排出側に連通する排出路が連結されていることを特徴とする静電塗装装置。
【請求項２】
請求項１記載の静電塗装装置において、
廃液の排出側に連通する経路は、前記チューブよりも前記第１切換弁側にのみ連結されていることを特徴とする静電塗装装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の静電塗装装置において、
前記絶縁機構は洗浄弁を備えると共に、該洗浄弁に連通する洗浄路は前記第１切換弁に連結されており、
前記絶縁機構での絶縁を確保するために前記チューブ内を洗浄する際には、前記洗浄弁からの洗浄液が、前記第１切換弁から一つのチューブを介して前記第２切換弁へと流通し、該第２切換弁から他のチューブを介して前記第１切換弁へと戻り、該第１切換弁から前記排出路へと排出されることを特徴とする静電塗装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性塗料を用いて静電塗装を行う静電塗装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、塗料を充填及び押出し可能なシリンダを備え、塗料供給弁（色替弁）から該シリンダに充填された塗料を押出し、塗装ガンから高電圧を印加して吐出させる静電塗装装置が知られている。
【０００３】
この種の静電塗装装置では、塗料供給弁とシリンダとの間に絶縁機構を介設し、塗料供給弁とシリンダとの間を電気的に絶縁している。これにより、塗装時において、シリンダや塗装ガンから塗料供給弁へと生じる電圧リークを防止して、良好な静電塗装を実現している。
【０００４】
通常、前記絶縁機構には、絶縁材料製のチューブを配設している。塗装時には、先ず、塗料供給弁からの塗料を該チューブを介してシリンダ内へと充填する。次に、チューブの一端側から他端側へと洗浄弁からの洗浄液を流した後、エアを流すことによりチューブ内を乾燥させ、絶縁性能を確保している。
【０００５】
本出願人は、絶縁材料製のチューブの一端側と他端側に高低差を設けた静電塗装装置を提案している（特許文献１）。この場合、洗浄後のエア乾燥が不十分な場合であっても、チューブの洗浄弁側に残留する洗浄液によって生じる絶縁不良を有効に防止することができる。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３５４７９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、従来の静電塗装装置では絶縁用のチューブが１本で構成され、該チューブの下流側端部が連結された下流側の切換弁には、塗料排出側へと連通する排出路が連結されている。従って、前記排出路に塗料や洗浄液等による汚れが付着した場合には、チューブによる絶縁を確保した状態であっても該排出路を介して絶縁不良が生じる可能性があり、結果として絶縁機構の信頼性の確保が困難となる場合がある。このため、前記排出路の交換等、定期的なメンテナンスが必要とされるが、チューブに比べて排出路は相当に長いため、その交換コストが高く、また、前記チューブの予備部品の他に該排出路の予備部品も常備しておく必要がある。
【０００８】
さらに、前記チューブは１本で構成されているため、供給量が制限され易く、シリンダへの塗料の充填速度を向上させることが難しく、塗装工程の効率を低下させる一因となる。
【０００９】
本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、絶縁機構の信頼性を向上させると共に、コストを低減することが可能な静電塗装装置を提供することを目的とする。また、本発明は、シリンダへの塗料充填の迅速化を図り、塗装工程の効率を向上させることが可能な静電塗装装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る静電塗装装置は、塗料を充填及び押出し可能なシリンダと、該シリンダに導電性塗料を供給する塗料供給弁とを有し、前記シリンダと前記塗料供給弁の間に絶縁機構を設けた静電塗装装置であって、前記絶縁機構は、複数の絶縁材料製のチューブと、各チューブの前記塗料供給弁側の端部に連結された第１切換弁と、各チューブの前記シリンダ側の端部に連結された第２切換弁とを備え、前記第１切換弁には、廃液の排出側に連通する排出路が連結されていることを特徴とする。
【００１１】
このような構成によれば、シリンダに塗料を充填した後、絶縁機構での絶縁を確保した状態では、電圧が印加されない第１切換弁側に前記排出路が連結されていることにより、静電塗装時に排出路から廃液貯留槽への電圧リークの発生を有効に防止することができる。また、排出路に塗料等による汚れが付着した場合であっても、該排出路は確実に電気的に絶縁されるため、装置の信頼性を向上させることができる。しかも、前記のように排出路は洗浄廃液等を排出可能な状態であれば十分に使用することができるため、特別なメンテナンスが不要となり、通常、相当に長尺で構成された排出路の交換コストを抑えることができる。
【００１２】
さらに、シリンダへと塗料を充填する際には、例えば、２本のチューブを使用して塗料を供給することができるため、塗料の充填速度を大幅に向上させることができ、塗装工程全体での効率向上を図ることができる。
【００１３】
また、廃液の排出側に連通する経路が、前記チューブよりも前記第１切換弁側にのみ連結されていると、絶縁機構での絶縁を確保した状態において、該絶縁機構の第２切換弁からシリンダ側には外部へと接続される経路がなくなるため、電圧リークの発生を一層確実に防止することができ、装置の信頼性を一層向上させることができる。
【００１４】
さらにまた、前記絶縁機構が洗浄弁を備えると共に、該洗浄弁に連通する洗浄路は前記第１切換弁に連結されており、前記絶縁機構での絶縁を確保するために前記チューブ内を洗浄する際には、前記洗浄弁からの洗浄液が、前記第１切換弁から一つのチューブを介して前記第２切換弁へと流通し、該第２切換弁から他のチューブを介して前記第１切換弁へと戻り、該第１切換弁から前記排出路へと排出されると、絶縁機構の絶縁確保を容易に且つ迅速に行うことができるため好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、シリンダに塗料を充填した後、絶縁機構での絶縁を確保した状態では、電圧が印加されない第１切換弁側に排出路が連結されているため、静電塗装時に排出路から廃液貯留槽へと生じる電圧リークを有効に防止して装置の信頼性を向上させることができる。この場合、前記排出路は洗浄廃液等を排出可能な状態であれば十分に使用することができるため、特別なメンテナンスが不要となると共に、交換コストを抑えることができる。
【００１６】
また、本発明によれば、シリンダへと塗料を充填する際には、例えば、２本のチューブを使用して塗料を供給することができるため、塗料の充填速度を大幅に向上させることができ、塗装工程全体での効率向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る静電塗装装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に係る静電塗装装置１０の構成図である。静電塗装装置１０は、例えば、図示しない産業用ロボットに搭載され、塗装ガン１２から所定の色の塗料を吐出して自動車の車体等への静電塗装を行う装置である。前記塗料としては、導電性塗料である水性塗料等が用いられる。
【００１９】
静電塗装装置１０は、各色塗料を高圧で供給する塗料供給源（図示せず）から所定の色の塗料を塗装ガン１２に供給する色替弁（塗料供給弁）１４と、該色替弁１４から塗装ガン１２へと塗料が導入される経路の途中に設けられた絶縁機構１６とを備える。該絶縁機構１６と塗装ガン１２の間には、塗料を充填及び押出し可能なシリンダ１８が介設される。シリンダ１８には、例えば車体１台分の塗料が充填され、塗装ガン１２へと安定して（一定に）塗料を供給し吐出させる機能を果たす。
【００２０】
色替弁１４は、各色塗料に対応した複数の塗料弁２０と、水性塗料用の洗浄液である水（Ｗ）を供給する洗浄液弁（水弁）２２と、乾燥用のエア（Ａ）を供給する乾燥弁（エア弁）２６とが連結された切換弁装置として構成される。各塗料弁２０には前記塗料供給源が接続され、所定の色に対応する塗料弁２０が開弁されると、対応する塗料供給源の塗料が第１供給路２８から絶縁機構１６を介してシリンダ１８へと供給される。
【００２１】
絶縁機構１６は、色替弁１４とシリンダ１８の間に配設される。該絶縁機構１６は、２本の絶縁材料製のチューブ３２、３４と、該チューブ３２、３４の色替弁１４側の端部に連結された第１切換弁３６と、該チューブ３２、３４のシリンダ１８側の端部に連結された第２切換弁３８とから構成される。第１切換弁３６には前記第１供給路２８が連結され、第２切換弁３８にはシリンダ１８へと塗料を供給する経路である第２供給路４０が連結される。さらに、絶縁機構１６は、チューブ３２、３４等を洗浄するための水（Ｗ）を供給する洗浄液弁４２と、乾燥用のエア（Ａ）を供給する乾燥弁４４が連結された弁装置である洗浄弁４６を備えている。
【００２２】
本実施形態の場合、前記第１切換弁３６は４つの弁４８〜５１で構成された切換弁装置として構成される。弁４８、４９には、それぞれチューブ３２、３４の色替弁１４側（シリンダ１８への塗料充填時において上流側）の端部が連結される。弁４８、４９の色替弁１４側は、経路５４を介して互いに連通されると共に、該経路５４を介して弁５０、５１の２次側（チューブ３２、３４側、下流側）に連結されている。弁５０には、色替弁１４からの第１供給路２８が連結され、弁５１には、洗浄弁４６からの洗浄路５６が連結される。
【００２３】
前記弁４８は三方弁として構成され、さらに、廃液排出側（洗浄廃液排出側）である廃液貯留槽（ダンプ）５８に連通する排出路６０が連結される。つまり、弁４８は、経路５４とチューブ３２を連通させる状態（図１の矢印Ｘ１方向）と、チューブ３２と排出路６０を連通させる状態（図１の矢印Ｘ２方向）と、全閉状態とに切換自在である。
【００２４】
一方、前記第２切換弁３８は３つの弁６１〜６３で構成された切換弁装置として構成される。弁６１、６２には、それぞれチューブ３２、３４のシリンダ１８側（シリンダ１８への塗料充填時において下流側）の端部が連結される。弁６１、６２のシリンダ１８側は、経路６４を介して互いに連通されると共に、該経路６４を介して弁６３の１次側（チューブ３２、３４側、上流側）に連結されている。弁６３には、シリンダ１８への第２供給路４０が連結される。
【００２５】
前記弁６１は三方弁として構成され、さらに、後述する塗装ガン１２内を洗浄した後の水や塗料（洗浄廃液）が流通する返送路６６が連結される。つまり、弁６１は、チューブ３２と経路６４を連通させる状態（図１の矢印Ｙ１方向）と、返送路６６とチューブ３２を連通させる状態（図１の矢印Ｙ２方向）と、全閉状態とに切換自在である。
【００２６】
このような絶縁機構１６では、前記チューブ３２、３４は、同径且つ同尺のものとすることが好ましい。交換用の予備部品の確保及び管理が容易であり、コスト低減が可能となるからである。なお、チューブ３２、３４は絶縁材料製であればよいが、塗料に対する耐性や耐候性等を考慮するとフッ素樹脂製のものが好ましく、例えば、ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）等が挙げられる。
【００２７】
シリンダ１８は、モータ６８により進退駆動されるピストン７０を内装している。図示しない制御手段によりモータ６８が駆動されてピストン７０が後退すると、第２供給路４０からの塗料が該シリンダ１８内に充填され、ピストン７０が前進すると第３供給路７２を介して塗装ガン１２に塗料を供給する。モータ６は、ピストン７０の進退駆動を容易に且つ正確に制御するためにサーボモータを用いるとよい。
【００２８】
塗装ガン１２には、第３供給路７２から供給される塗料の吐出をＯＮ−ＯＦＦするトリガ弁７４と、塗装ガン１２内の経路を洗浄後の水や塗料等を廃液貯留槽５８に向けて返送する返送路６６が連結される弁８０とが設けられる。さらに、塗装ガン１２には、静電塗装時に使用する高電圧を発生可能な高電圧発生器８８が内装されている。
【００２９】
次に、以上のように構成される静電塗装装置１０の基本的な動作について説明する。
【００３０】
シリンダ１８への塗料の充填に際しては、先ず、第１切換弁３６を構成する弁４９、５０を開弁し、弁４８、５１を閉弁すると共に、第２切換弁３８を構成する弁６２、６３を開弁し、弁６１を閉弁する。この状態で、色替弁１４の所望の塗料弁２０からの塗料をシリンダ１８に充填する。すなわち、図２Ａに実線で示すように、塗料弁２０からの塗料は、第１供給路２８から弁５０を経て経路５４へと送られ、弁４９からチューブ３４を流通し（矢印Ａ１参照）、弁６２から経路６４及び弁６３を経て第２供給路４０へと送られる。シリンダ１８では塗料の充填に応じてモータ６８によりピストン７０を後退させて、塗料の充填が行われる。なお、図２Ａ〜図２Ｃにおいて、塗料や洗浄液（洗浄廃液）が流通する経路は実線で示し、残りの経路は破線で示している。
【００３１】
シリンダ１８への塗料充填が終了した後、絶縁機構１６での絶縁を確保する。すなわち、第１切換弁３６を構成する弁４９、５１を開弁し、弁５０を閉弁し、弁４８をチューブ３２と排出路６０を連通させる状態（図１の矢印Ｘ２方向）に切り換える。さらに、第２切換弁３８を構成する弁６２を開弁し、弁６３を閉弁し、弁６１をチューブ３２と経路６４を連通させる状態（図１の矢印Ｙ１方向）に切り換える。
【００３２】
この状態で、洗浄弁４６を構成する洗浄液弁４２を開弁することで、図２Ｂに実線で示すように、洗浄液弁４２からの水は洗浄路５６を経て弁５１から経路５４、弁４９へと送られ、チューブ３４へと流通する（矢印Ａ１参照）。チューブ３４を流通した水は、弁６１、経路６４を経て、弁６１からチューブ３２へと流通し（矢印Ａ３参照）、弁４８から排出路６０へと送られた後、廃液貯留槽５８へと排出される。これにより、チューブ３２、３４内に残留していた塗料は水で洗い流される。
【００３３】
次いで、洗浄液弁４２を閉弁し、乾燥弁４４を開弁することで、水の場合と同様な経路に沿ってエアを供給し、チューブ３２、３４内を乾燥させる。これにより、第１切換弁３６と第２切換弁３８の間での絶縁が確保される。
【００３４】
塗装ガン１２から塗料を吐出するには、トリガ弁７４を開弁すると共に、モータ６８によりピストン７０を所定速度（一定速度）で前進させて、シリンダ１８内に充填された塗料を所定流量（一定流量）で第３供給路７２へと押出し、トリガ弁７４を介して塗料を吐出する。
【００３５】
この場合、塗装ガン１２では高電圧発生器８８により高電圧が印加され、塗装ガン１２、シリンダ１８及び第２切換弁３８と、それらの途中の各経路には高電圧が付される。しかしながら、絶縁機構１６を構成するチューブ３２、３４により第１切換弁３６と第２切換弁３８の間での絶縁は確実に確保されているため、塗料が水性塗料等のような導電性塗料であっても色替弁１４や廃液貯留槽５８への電圧リークを生じることがなく、良好な静電塗装が可能となる。
【００３６】
なお、シリンダ１８への塗料の充填は、上記のようにチューブ３４のみを利用して行う方法（シングル充填）以外にも、静電塗装装置１０では、チューブ３２、３４の両方を利用した充填（ダブル充填）も可能である。
【００３７】
ダブル充填においては、先ず、第１切換弁３６を構成する弁４９、５０を開弁し、弁５１を閉弁し、弁４８を経路５４とチューブ３２を連通させる状態（図１の矢印Ｘ１方向）に切り換える。さらに、第２切換弁３８を構成する弁６２、６３を閉弁し、弁６１をチューブ３２と経路６４を連通させる状態（図１の矢印Ｙ１方向）に切り換える。この状態で、色替弁１４の所望の塗料弁２０からの塗料をシリンダ１８に充填する。すなわち、図２Ｃに実線で示すように、塗料弁２０からの塗料は、第１供給路２８から弁５０を経て経路５４へと送られると共に、弁４８、４９へと同時に流通する。弁４８、４９からの塗料は、チューブ３２、３４を同時に流通して（矢印Ａ１、Ａ２参照）、弁６１、６２から経路６４、弁６３を経て第２供給路４０へと送られる。
【００３８】
このように、ダブル充填ではチューブ３２、３４で同時並列的に塗料を供給することにより、シリンダ１８への塗料供給量が絶縁機構１６により制限されることを有効に抑えることができる。つまり、シリンダ１８への塗料の充填速度が向上し、塗装工程全体での効率向上が可能となる。このダブル充填は、粘度が高くチューブ内での流通に時間を要する塗料の場合に特に有効である。なお、その後の絶縁機構１６での絶縁の確保や、塗装ガン１２からの塗料の吐出は、上記したシングル充填の場合と同様にすればよい。
【００３９】
以上のように所定の塗料による塗装が終了した後、シリンダ１８内に別の色の塗料を充填するに際して各経路を洗浄する際には、例えば、第１切換弁３６や第２切換弁３８等を適宜切換制御して、上記シングル充填時と略同様な経路を構成する。次いで、洗浄液弁２２から洗浄液（水）を供給し、チューブ３４を通してシリンダ１８までの経路を洗浄する。この際、弁６１を返送路６６とチューブ３２を連通させる状態（図１の矢印Ｙ２方向）に切り換えると共に、弁４８をチューブ３２と排出路６０を連通させる状態（図１の矢印Ｘ２方向）に切り換えておく。そして、当初は第３供給路７２からトリガ弁７４を介して塗装ガン１２の吐出路を洗浄し、その後トリガ弁７４を閉弁すると共に弁８０を開弁して洗浄廃液を返送路６６から弁６１、チューブ３２を介して排出路６０から廃液貯留槽５８へと排出する。次に、各乾燥弁２６、４４からのエアを前記洗浄液による洗浄時と同様に流通させて各経路内を乾燥させる。
【００４０】
以上のように、本実施形態に係る静電塗装装置１０によれば、第１切換弁３６、第２切換弁３８及びチューブ３２、３４を有する絶縁機構１６によって、シリンダ１８（塗装ガン１２）と、色替弁１４との間を確実に絶縁することができる。
【００４１】
しかも、塗料排出側である廃液貯留槽５８へと連なる排出路６０が、絶縁機構１６を構成するチューブ３２、３４の色替弁１４側（塗料充填方向での上流側）である第１切換弁３６にのみ連結されている。換言すれば、塗料を含む洗浄廃液の排出側に連通する経路は、チューブ３２、３４よりも第１切換弁３６側にのみ連結されている。そして、チューブ３２、３４のシリンダ１８側（塗料充填方向での下流側）には、排出路を有さず、塗装ガン１２からの返送路６６もチューブ３２、３４を介して排出路６０へと連通している。従って、シリンダ１８への塗料の充填後、絶縁機構１６の絶縁を確保した状態において、排出路６０に電圧がリークすることがない。
【００４２】
すなわち、仮に排出路６０に洗浄廃液等による汚れが付着している状態であっても、該排出路６０からの電圧リークを確実に防止することができ、絶縁機構１６より下流側（シリンダ１８側）には外部に接続される経路がなく、静電塗装装置１０の信頼性を向上させることができる。換言すれば、排出路６０は洗浄廃液等を廃液貯留槽５８へと排出可能な状態であれば使用することができ、特別なメンテナンスを必要しない。従って、例えば、静電塗装装置１０が搭載されたロボットの足下から外部の廃液貯留槽５８へと延び、チューブ３２等に比べて相当に長尺に構成された排出路６０の交換コストを抑えることができる。この点、チューブ３２、３４が経年的な使用により劣化して、その絶縁性が低下した場合であっても、これらチューブ３２、３４は同径且つ同尺であり、しかも前記排出路６０に比べて相当に短尺であるため、共通の予備部品によって容易に且つ低コストな交換が可能である。
【００４３】
さらに、静電塗装装置１０では、チューブ３２、３４により同時並列的に塗料をシリンダ１８へと供給する上記ダブル充填を行うことにより、塗料の充填速度を大幅に向上させることができ、塗装工程全体での効率向上が可能となる。
【００４４】
なお、上記実施形態において、絶縁機構を構成するチューブは２本以上であればよく、例えば、色替弁１４からの塗料をシリンダ１８へと供給するチューブを２本とし、排出路６０へと洗浄廃液等を排出するチューブを別途設けるようにしてもよい。また、これらチューブ３２、３４は必ずしも同径且つ同尺である必要はなく、異径や異尺であってもよい。さらに、シリンダ１８は塗装ガン１２に内装するようにしてもよい。
【００４５】
シリンダ１８への塗料充填手順（充填経路）や、洗浄液循環手順（循環経路）は、上記に例示したもの以外にも適宜変更可能であることは言うまでもない。
【００４６】
以上、実施形態により本発明を説明したが、これに限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは当然可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態に係る静電塗装装置の構成図である。
【図２】図２Ａは、図１に示す静電塗装装置でのシングル充填時の塗料の流通経路を説明するための一部省略構造図であり、図２Ｂは、図１に示す静電塗装装置での絶縁機構の絶縁を確保する際の洗浄液及び洗浄廃液の流通経路を説明するための一部省略構造図であり、図２Ｃは、図１に示す静電塗装装置でのダブル充填時の塗料の流通経路を説明するための一部省略構造図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０…静電塗装装置                    １２…塗装ガン
１４…色替弁                          １６…絶縁機構
１８…シリンダ                        ３２、３４…チューブ
３６…第１切換弁                      ３８…第２切換弁
４６…洗浄弁                          ５６…洗浄路
５８…廃液貯留槽                      ６０…排出路
【図１】
2008246383.tif 000003
【図２】
2008246383.tif 000004