(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
接地面に対して絶縁された状態で設けられ導電性の塗料を貯留するタンクと、このタンクから圧送された前記塗料を噴出する塗装ガンを備えた静電塗装装置において、前記タンクに前記塗料を補充するための塗料補充装置であって、
絶縁性材料からなり、内部に絶縁性の液体が充填された絶縁シリンダと、
塗料補充源に接続され、開閉可能な流出口を前記絶縁性の液体中に臨ませた一次側供給手段と、
前記タンクに接続され、開閉可能な流入口を前記絶縁性の液体中に臨ませた二次側供給手段とを備えてなり、
前記一次側供給手段と前記二次側供給手段の少なくともいずれか一方が前記絶縁シリンダ内で進退移動することで、前記流出口と前記流入口とが前記絶縁性の液体中に臨む状態で互いに接続、離間する構成としたことを特徴とする塗料補充装置。
【請求項２】
前記絶縁シリンダ内に前記絶縁性の液体を充満させるとともに、その絶縁シリンダの上端にリザーバタンクを接続し、前記絶縁シリンダ内における前記一次側供給手段及び／又は前記二次側供給手段の進退移動に伴う前記絶縁シリンダの容積の変動に伴い、その絶縁シリンダと前記リザーバタンクとの間で前記絶縁性の液体を流動させる構成としたことを特徴とする請求項１記載の塗料補充装置。
【請求項３】
前記一次側供給手段が、その下端部に前記流出口を配した状態で前記絶縁シリンダ内へ下向きに進退可能に突出され、前記二次側供給手段の前記流入口が前記絶縁シリンダの下端部に一体に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の塗料補充装置。
【請求項４】
前記導電性の塗料が水性塗料であり、前記絶縁性の液体が、前記水性塗料よりも比重が小さい油とされていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の塗料補充装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電塗装装置において塗装ガンへ圧送する塗料を貯留しておくタンクに塗料を補充するための塗料補充装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、静電塗装装置において塗装ガンによる塗装を停止することなく導電性の塗料をタンクに補充する手段としては、特開平７−１６３９１７号公報に開示されているものがある。これは、絶縁シリンダの上端部に、塗料補充源に接続された開閉可能な落下口を設けるとともに、絶縁シリンダの下端部に、タンクに接続されたチャンバーを設けた構造になり、落下口とチャンバーとの間に電気的絶縁体としての空気を介在させることで、塗装ガン及びタンク側の塗料経路と、補充源側の塗料経路との間を、電気的に絶縁した状態に保つことができるようにしたものである。
【０００３】
補充を行わない間は、塗装ガン及びタンク側の塗料流路に高電圧を印加することによって静電塗装を行いつつ、補充源側の塗料流路では、これを接地させて洗浄等のメンテナンスや補充源への塗料の補給等の作業を簡単に行うことができる。
補充するときには、予め、補充源側の塗料流路を非接地状態にするとともにタンク及び塗装ガン側と同じ高電圧を印加しておき、かかる状態で絶縁シリンダ内において落下口から導電性の塗料をチャンバーへ落下させる。このとき、補充源側の塗料流路と塗装ガン及びタンク側の塗料流路は、落下する導電性の塗料を介して電気的に導通されるのであるが、補充源側の塗料流路は予め高電圧を印加された非接地状態となっているので、塗装ガン及びタンク側は高電圧を印加された絶縁状態に保たれるので、この補充を行う間も静電塗装を継続して行うことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の塗料補充装置では、補充源側の塗料流路とタンク側の塗料流路との間の絶縁体として空気を利用しているため、絶縁性を確保するためには落下口とチャンバーとの間の距離を大きくしなければならず、絶縁シリンダが大型化してしまう。また、チャンバーへの補充を行わない間に、落下口に付着していた塗料が絶縁シリンダ内の空気に触れて乾燥してしまう虞もある。
【０００５】
本願発明は上記事情に鑑みて創案され、絶縁シリンダの小型化を図るとともに塗料の乾燥を防止することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、接地面に対して絶縁された状態で設けられ導電性の塗料を貯留するタンクと、このタンクから圧送された前記塗料を噴出する塗装ガンを備えた静電塗装装置において、前記タンクに前記塗料を補充するための塗料補充装置であって、絶縁性材料からなり、内部に絶縁性の液体が充填された絶縁シリンダと、塗料補充源に接続され、開閉可能な流出口を前記絶縁性の液体中に臨ませた一次側供給手段と、前記タンクに接続され、開閉可能な流入口を前記絶縁性の液体中に臨ませた二次側供給手段とを備えてなり、前記一次側供給手段と前記二次側供給手段の少なくともいずれか一方が前記絶縁シリンダ内で進退移動することで、前記流出口と前記流入口とが前記絶縁性の液体中に臨む状態で互いに接続、離間する構成とした構成とした。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記絶縁シリンダ内に前記絶縁性の液体を充満させるとともに、その絶縁シリンダの上端にリザーバタンクを接続し、前記絶縁シリンダ内における前記一次側供給手段及び／又は前記二次側供給手段の進退移動に伴う前記絶縁シリンダの容積の変動に伴い、その絶縁シリンダと前記リザーバタンクとの間で前記絶縁性の液体を流動させる構成とした構成とした。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、前記一次側供給手段が、その下端部に前記流出口を配した状態で前記絶縁シリンダ内へ下向きに進退可能に突出され、前記二次側供給手段の前記流入口が前記絶縁シリンダの下端部に一体に設けられている構成とした。
請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかの発明において、前記導電性の塗料が水性塗料であり、前記絶縁性の液体が、前記水性塗料よりも比重が小さい油とされている構成とした。
【０００９】
【発明の作用及び効果】
［請求項１の発明］
塗料の補充を行わないあいだは、一次側供給手段の流出口と二次供給手段の流入口とを離間させておけば、一次側供給手段と二次側供給手段との間が絶縁性の液体によって絶縁状態に保たれるので、二次側供給手段に接続されている塗装ガン及びタンク側の塗料流路を高電位の絶縁状態に保って静電塗装を行うことができるのであり、この間、一次側供給手段に接続されている塗料補充源側では、接地した状態でメンテナンスなどの作業を行うことができる。
【００１０】
また、塗料をタンクに補充する際には、二次側供給手段及び塗料補充源側を塗装ガン及びタンク側と同じく高電位の絶縁状態とし、かかる状態で一次側供給手段の流出口と二次側供給手段の流入口とを接続させれば、塗料補充源の塗料が一次側供給手段、流出口、流入口及び二次側供給手段を介してタンクに補充されるのであり、この間、塗装ガン及びタンク側では高電位の絶縁状態を保って静電塗装を継続することができる。
【００１１】
一次側供給手段と二次側供給手段との間を絶縁性の液体によって絶縁するようにしたので、空気を絶縁体とする場合に比べると、一次側供給手段と二次側供給手段との間の絶縁距離を短くすることができ、ひいては、絶縁シリンダの小型化を図ることができる。また、塗料を補充しない間、流出口と流入口は絶縁性の液体中に臨ませておくことで空気に接触せずに済むので、流出口や流入口に付着している塗料が空気に接触して乾燥する、という虞がない。
【００１２】
［請求項２の発明］
絶縁シリンダの内部においては空気溜まりを生じることなく絶縁性の液体が充満した状態に保たれるので、流出口と流入口が空気に接触することを確実に防止し、ひいては、流出口又は流入口に付着している塗料の空気接触を確実に回避することができる。
［請求項３の発明］
流出口は、絶縁シリンダ内に下向きに突出している一次側供給手段の下端部に位置しているので、絶縁シリンダ内に貯留されている絶縁性の液体中に確実に浸漬させることができる。また、二次側供給手段の流入口は絶縁シリンダの下端部に一体に設けられているので、絶縁性の液体中に確実に臨むようになる。したがって、たとえ絶縁シリンダ内の上端部に空気溜まりがあっても、流出口と流入口が空気に接触することを確実に防止することができる。
【００１３】
［請求項４の発明］
水性塗料と油は比重差があるので、水性塗料が流出口又は流入口から絶縁シリンダ内に漏れても油と分離し易く、漏れた水性塗料の抜取り等の処理に際して時間的余裕があるとともに、処理を容易に行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
［実施形態１］
以下、本発明を具体化した実施形態１を図１乃至図６を参照して説明する。
静電塗装装置Ａは、接地面Ｇに対して電気的に絶縁された状態で設けられ導電性の水性塗料を貯留する貯留タンク１０（本発明の構成要件であるタンク）と、この貯留タンク１０内から水性塗料を汲み上げるポンプと１１、このポンプ１１により汲み上げられた水性塗料を噴出する塗装ガン１２と、塗装ガン１２に高電圧を印加するための高電圧印加装置１３とを備えて構成されている。静電塗装を行う間、貯留タンク１０から塗装ガン１２に至る塗料流路１４は、接地されずに高電位に保たれた絶縁状態にある。
【００１５】
本実施形態の塗料補充装置は、貯留タンク１０から塗装ガン１２に至る塗料経路１４を高電圧印加状態に保ったままで、その貯留タンク１０に水性塗料を補充するためのものであり、絶縁シリンダ２０、一次側供給手段２３、二次側供給手段５３を備えている。
絶縁シリンダ２０は、絶縁性の合成樹脂材料からなり、常に、接地面Ｇに対して電気的に絶縁された状態に保たれている。絶縁シリンダ２０内には、電気的絶縁性の高い絶縁オイル６８（本発明の構成要件である絶縁性の液体、即ち油）が上端まで充満されている。また、絶縁シリンダ２０の上端には、リザーバタンク２１が接続されている。リザーバタンク２１は絶縁シリンダ２０よりも上方に配置されているとともに、上端には空気孔２２が開口されており、このリザーバタンク２１内には、絶縁シリンダ２０内に充満されている絶縁オイル６８と同じ液体が貯留されている。このリザーバタンク２１と絶縁シリンダ２０との間では、絶縁シリンダ２０内の容積の変動に伴って絶縁オイル６８が自由に流動し得るようになっている。
【００１６】
一次側供給手段２３は、長尺のロッド２５を下向きに突出させた絶縁性材料からなる昇降部材２４を有する。ロッド２５は、絶縁性材料からなり、絶縁シリンダ２０の上端に連成された絶縁性材料からなる昇降シリンダ２６内を貫通して絶縁シリンダ２０内に突入されていて、昇降シリンダ２６の上端のガイド孔２７と、昇降シリンダ２６の下端（絶縁シリンダ２０の上端）のガイド孔２８により、絶縁シリンダ２０及び昇降シリンダ２６に対して相対的に昇降し得るようにガイドされている。ロッド２５の外周のほぼ中間高さには、昇降シリンダ２６内を昇降する昇降用ピストン２９が一体に形成されている。昇降部材２４、ロッド２５及び昇降用ピストン２９は、エア供給源３０から上昇用エア入口３１を通して加圧エアを昇降シリンダ２６内に圧送することで上昇し、エア供給源３２から下降用エア入口３３を通して加圧エアを昇降シリンダ２６内に圧送することで下降する。
【００１７】
昇降部材２４の下端部からロッド２５の上端を経てその下端に至る領域には、上下方向の塗料供給路３４が形成されており、その塗料供給路３４の下端は、ロッド２５の下端面に流出口３５として開口されている。尚、ロッド２５の下端部外周は下方に向かって縮径するテーパ状ガイド面３６となっている。また、塗料供給路３４の上端には一次側塗料入口３７と一次側塗料出口３８（図示は図１のみ）が設けられ、一次側塗料入口３７は、塗料補充源４０の補充用ポンプ４１の圧送側に接続され、一次側塗料出口３８は補充用ポンプ４１の戻し側に接続されていて、貯留タンク１０側へ補充されなかった余剰の水性塗料が、一次側塗料出口３８から補充用ポンプ４１へ戻される。さらに、補充用ポンプ４１の吸い上げ口は補充用タンク４２内に貯留されている補充用の水性塗料中に浸漬されている。尚、この補充用タンク４２内には補充により減った分だけ水性塗料が補給されるようになっている。また、この塗料補充源４０（補充用ポンプ４１と補充用タンク４２）は、接地して電圧を降下させる状態と、接地面Ｇに対して絶縁させて静電塗装装置Ａの塗装ガン１２及び貯留タンク１０と同じ電位に昇圧させる状態との間で切り替えられるようになっている。
【００１８】
ロッド２５の下端部の流出口３５は、一次側バルブ４５によって開閉される。一次側バルブ４５は、塗料供給路３４内に昇降可能に設けられた弁杆４６、弁杆４６の下端部に一体に設けた球形の弁体４７、弁杆４６の上端部に固着されたバルブ開閉ピストン４８、バルブ開閉ピストン４８を閉弁方向（下方）に付勢する復帰バネ４９、バルブ開閉ピストン４８を開弁方向に移動させる作動エアを弁室５０に供給するためのバルブ開用エア入口５１を備えて構成される。常には、復帰バネ４９の付勢により、バルブ開閉ピストン４８及び弁杆４６とともに弁体４７が下動して流出口３５の孔縁の弁座５２に密着することにより、流出口３５が液密状態に閉塞された閉弁状態に保たれているが、バルブ開用エア入口５１から作動エアを弁室５０内に供給すると、復帰バネ４９の付勢に抗してバルブ開閉ピストン４８、弁杆４６及び弁体４７が上動して流出口３５が開放された開弁状態となる。
【００１９】
二次側供給手段５３は、絶縁シリンダ２０の下端部に一体に設けられている。絶縁シリンダ２０の下端部に固定された絶縁性材料からなる固定部材５４内には、塗料供給路５５が形成され、その上端部が絶縁シリンダ２０の下端面において流入口５６として開口されている。尚、絶縁シリンダ２０の下端面における流入口５６の周囲は、すり鉢状に凹んだテーパ状ガイド面５７となっている。また、塗料供給路５５の下端部には二次側塗料出口５８が設けられ、この二次側塗料出口５８は静電塗装装置Ａの貯留タンク１０に接続されている。
【００２０】
流入口５６は、二次側バルブ５９によって開閉される。二次側バルブ５９は、塗料供給路５５内に昇降可能に設けられた弁体６０、弁体６０から下方へ延出する弁杆６１、弁杆６１の下端部に固着されたバルブ開閉ピストン６２、バルブ開閉ピストン６２を閉弁方向（上方）に付勢する復帰バネ６３、バルブ開閉ピストン６２を開弁方向に移動させる作動エアを弁室６４に供給するためのバルブ開用エア入口６５を備えて構成される。常には、復帰バネ６３の付勢により、バルブ開閉ピストン６２及び弁杆６１とともに弁体６０が上動して流入口５６の孔縁の弁座６６に密着することにより、流入口５６が液密状態に閉塞された閉弁状態に保たれているが、バルブ開用エア入口６５から作動エアを弁室６４内に供給すると、復帰バネ６３の付勢に抗してバルブ開閉ピストン６２、弁杆６１及び弁体６０が上動して流入口５６が開放された開弁状態となる。この二次側供給手段５３の流入口５６から静電塗装装置Ａの貯留タンク１０に至る塗料流路は、接地面Ｇから電気的に絶縁されて、貯留タンク１０から塗装ガン１２に至る塗料流路と同じ高電位に印加された状態に保たれるようになっている。
【００２１】
次に、本実施形態の作用を説明する。
水性塗料の補充を行わないあいだは、一次側供給手段２３の昇降部材２４、ロッド２５及び昇降用ピストン２９を上昇させるとともに、流出口３５と流入口５６の双方を閉弁状態にしておく（図１を参照）。また、塗料補充源４０においては補充用ポンプ４１を停止させておく。この状態では、塗料補充装源４０側の流出口３５と静電塗装装置Ａ側の流入口５６とがともに絶縁オイル６８の中に浸漬されており、また、流出口３５と流入口５６との間の沿面経路を構成する部材（即ち、流出口３５が形成されているロッド２５、ロッド２５に接している昇降用シリンダ２６、流入口５６が形成されている固定部材５４、固定部材５４と昇降用シリンダ２６の双方に接している絶縁シリンダ２０）はいずれも絶縁性であるので、流出口３５と流入口５６との間は電気的に絶縁された状態に保たれている。また、この状態では、流入口５６に連なる塗装ガン１２及び貯留タンク１０側の塗料流路が高電位の絶縁状態に保たれるので、静電塗装が行われる。一方、流出口３５に連なる塗料補充源４０側では、接地した状態にしてメンテナンスなどの作業を行うことができる。
【００２２】
また、水性塗料を貯留タンク１０に補充する際には、二次側供給手段５３及び塗料補充源４０側を塗装ガン１２及び貯留タンク１０側と同じく高電位の絶縁状態とし、かかる状態で、下降用エア入口３３から加圧エアを昇降用シリンダ２６内に圧送することにより、一次側供給手段２３の昇降部材２４、ロッド２５及び昇降用ピストン２９を下降させ、流出口３５を流入口５６に接続させる（図２及び図４を参照）。尚、このとき、流出口３５の外周と流入口５６の周囲のテーパ状ガイド面３６，５７が嵌合することにより、流出口３５と流入口５６が水平方向（流出口３５と流入口５６の接近方向と直角な方向）において位置決めされて確実に接続される。
【００２３】
次に、この状態から、閉弁状態にある一次側バルブ４５と二次側バルブを開弁させることにより、流出口３５と流入口５６の双方を開口させる（図６を参照）とともに、補充用ポンプ４１を作動させる。すると、塗料補充源４０の補充用タンク４２内に貯留されている水性塗料が、一次側供給手段２３の塗料供給路３４、流出口３５、流入口５６及び二次側供給手段５３の塗料供給路５５を通って貯留タンク１０に補充される。この補充を行っている間は、塗料補充源４０側の塗料経路と静電塗装装置Ａ側の塗料流路とが電気的に導通する状態となるが、塗料補充源４０側を静電塗装装置Ａ側と同じ高電位に印加した絶縁状態としているので、静電塗装装置Ａ側も高電位に保たれ、塗装ガン１２による静電塗装が支障なく継続される。
【００２４】
水性塗料の補充が完了したら、一次側バルブ４５と二次側バルブ５９を閉弁状態にするとともに補充用ポンプ４１を停止し、その後、一次側供給手段２３の昇降部材２４とロッド２５を上昇させ、流出口３５と流入口５６との間（一次側供給手段２３と二次側供給手段５３との間）を電気的絶縁状態にする。そして、塗料補充源４０側では、電圧を降下させて接地状態とすることで、補充用タンク４２への水生塗料の補充や、塗料経路内の洗浄、塗料の色替えなどの作業を行うことができる。
【００２５】
尚、絶縁シリンダ２０内でロッド２５が進退（上下）移動するのに伴い、絶縁シリンダ２０内の容積が変動するが、それに伴い、絶縁シリンダ２０とリザーバタンク２１との間で絶縁オイル６８が流動するので、絶縁シリンダ２０の内部は常に絶縁オイル６８が充満された状態に保たれ、絶縁シリンダ２０の上部に空気溜まりが生じることはない。
上述のように本実施形態においては、一次側供給手段２３と二次側供給手段５３との間を絶縁性の液体である絶縁オイル６８によって絶縁するようにしたので、空気を絶縁体とする場合に比べると、一次側供給手段２３と二次側供給手段５３との間の絶縁距離を短くすることができ、ひいては、絶縁シリンダ２０の小型化を図ることができる。
【００２６】
また、塗料を補充しない間、流出口３５と流入口５６は絶縁性の液体である絶縁オイル６８中に浸漬されているので空気に接触せずに済む。これにより、流出口３５や流入口５６に付着している水性塗料が空気に接触して乾燥する、という虞がない。
また、ロッド２５の進退に伴って絶縁シリンダ２０とリザーバタンク２１との間で絶縁オイル６８を流動させることによって、絶縁シリンダ２０の内部に空気溜まりを設けずに済むようにしたので、流出口３５又は流入口５６に付着している水性塗料の空気接触を確実に回避することができるとともに、絶縁シリンダ２０の内部における結露を防止することができる。
【００２７】
また、一次側供給手段２３は、そのロッド２５の下端部に流出口３５を配した状態で絶縁シリンダ２０内へ下向きに進退可能に突出されているので、絶縁シリンダ２０内に貯留されている絶縁オイル６８中に確実に浸漬させることができる。二次側供給手段５３の流入口５６を絶縁シリンダ２０の下端部に一体に設けたので、絶縁性の液体中に確実に臨むようになる。したがって、この構造を採用すれば、たとえ絶縁シリンダ２０内の上端部に空気溜まりがあっても（本実施形態とは異なる構造であっても）、流出口３５と流入口５６が空気に接触することを確実に防止することができる。
【００２８】
また、本実施形態の塗料は導電性の水性塗料であり、絶縁手段としての絶縁性の液体が、水性塗料よりも比重が小さい絶縁性オイルとされているので、水性塗料と絶縁性オイルとの比重差により、水性塗料が流出口３５又は流入口５６から絶縁シリンダ２０内に漏れても油と分離し易い。したがって、漏れた水性塗料の抜取り等の処理に際して時間的余裕があるだけでなく、処理を容易に行うことができるという利点がある。尚、絶縁オイル６８としては、水性塗料との間で互いに変質させ難いものや、発火点が高いものが望ましい。
【００２９】
［他の実施形態］
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施態様も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記実施形態では一次側の流出口を絶縁シリンダの上端位置に配するとともに二次側の流入口を絶縁シリンダの下端位置に配したが、本発明によれば、二次側の流入口を絶縁シリンダの下端位置に配するとともに一次側の流出口を絶縁シリンダの下端位置に配してもよい。
【００３０】
（２）上記実施形態では一次側供給手段を絶縁シリンダに対して移動可能に設けるとともに二次側供給手段を絶縁シリンダと一体に設けたが、本発明によれば、一次側供給手段を絶縁シリンダと一体に設けるとともに二次側供給手段を絶縁シリンダに対して移動可能に設けてもよく、一次側供給手段と二次側供給手段の双方を絶縁シリンダに対して移動可能に設けてもよい。
（３）上記実施形態では一次側供給手段と二次側供給手段を上下に配したが、本発明によれば、一次側供給手段と二次側供給手段をほぼ同じ高さに横に並べて配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１において塗料の補充を行っていない状態をあらわす断面図
【図２】塗料の補充のために流出口と流入口を接続した状態をあらわす断面図
【図３】流出口と流入口を接続したときの一次側供給手段における閉弁状態をあらわす部分拡大断面図
【図４】流出口と流入口を接続したときの二次側供給手段における閉弁状態をあらわす部分拡大断面図
【図５】流出口と流入口を接続したときの一次側供給手段における開弁状態をあらわす部分拡大断面図
【図６】流出口と流入口を接続したときの二次側供給手段における開弁状態をあらわす部分拡大断面図
【符号の説明】
Ａ…静電塗装装置
Ｇ…接地面
１０…貯留タンク（タンク）
１２…塗装ガン
２０…絶縁シリンダ
２１…リザーバタンク
２３…一次側供給手段
３５…流出口
４０…塗料補充源
５３…二次側供給手段
５６…流入口
６８…絶縁オイル（油、絶縁性の液体）
【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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