(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗料供給源から塗装ガンに導電性塗料を供給する塗料供給路を、前記塗料供給源に連通する第１供給経路部と高電圧が印加される第２供給経路部とに電気的に絶縁分離する接続機構を備えた静電塗装装置であって、
前記接続機構は、第１開閉弁を有して前記第１供給経路部に設けられる第１接続部と、
第２開閉弁を有して前記第２供給経路部に設けられるとともに、前記第１接続部に連結可能な第２接続部と、
前記第１および第２接続部に設けられて互いに突き当て支持される第１および第２押圧端面間に配置され、小面積側の前記第１押圧端面の外周よりも広範囲にわたってシール面が設けられた樹脂製シール部材と、
前記シール部材を保持する保持面に設けられ、前記第１接続部の直径よりも大径な円周上に形成されて該シール部材に突き当てられる突起部と、
を備えることを特徴とする静電塗装装置。
【請求項２】
塗料供給源から塗装ガンに導電性塗料を供給する塗料供給路を、前記塗料供給源に連通する第１供給経路部と高電圧が印加される第２供給経路部とに電気的に絶縁分離する接続機構を備えた静電塗装装置であって、
前記接続機構は、第１開閉弁を有して前記第１供給経路部に設けられる第１接続部と、
第２開閉弁を有して前記第２供給経路部に設けられるとともに、前記第１接続部に連結可能な第２接続部と、
前記第１および第２接続部に設けられて互いに突き当て支持される第１および第２押圧端面間に配置され、小面積側の前記第１押圧端面の外周よりも広範囲にわたってシール面が設けられた樹脂製シール部材と、
前記シール部材を保持する保持面と該シール部材との間に、前記第１接続部の直径よりも大径な円周上に段状部を設けて形成される凹部と、
を備えることを特徴とする静電塗装装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の静電塗装装置において、前記保持面は前記シール部材よりも高硬度なホルダ部材に設けられており、
前記第１および第２押圧端面間には、前記シール部材、前記ホルダ部材および該ホルダ部材よりも低硬度なパッキン部材が積層して配設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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗装ガンに塗料供給路を介し導電性塗料を供給して静電塗装を行う静電塗装装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、導電性塗料の静電塗装装置は、高電圧が印加される塗装ガンに、塗料供給源から塗料供給路を介して導電性塗料が供給されることにより、ワークに対して静電塗装を行うように構成されている。このため、塗装ガンによる静電塗装時に、前記塗装ガンと塗料供給源とを電気的に絶縁する必要がある。
【０００３】
そこで、塗料供給源と塗装ガンとを連通する塗料供給路が、その途上で絶縁距離を有して分離可能に構成された導電性塗料の静電塗装装置が知られている（例えば、ＥＰ  ０  ４６７  ６２６  Ａ１等参照）。
【０００４】
上記の静電塗装装置では、塗料供給路をその途上で分離させるための接続機構を備えており、この接続機構は、塗料供給源側に設けられた第１接続部と塗装ガン側に設けられた第２接続部とを有するとともに、前記第１および第２接続部には第１および第２開閉弁が構成されている。
【０００５】
第１および第２接続部は、一方が雄型構造に、他方が雌型構造に構成されており、Ｏリング等のシール手段を介装して互いに連結可能である。そして、第１および第２接続部は、互いに分離した状態で第１および第２開閉弁が閉じられて、塗料の漏洩を防止する一方、互いに連結された状態で前記第１および第２開閉弁が開放されることにより、塗料の流通が可能となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術では、第１および第２接続部がＯリング等によりシール機能を有するものの、前記第１および第２接続部の着脱動作が何万回も繰り返して行われると、シール部分から塗料漏れが発生するという問題が指摘されている。これにより、導電性塗料に高電圧を印加することができず、塗装不良が発生したり、色替え時に塗料漏れが発生している前色の塗料と新たな色の塗料との混色が惹起する等の問題がある。そこで、シールパッキンを頻繁に交換する等の対策が施されているが、塗装作業の効率が相当に低下してしまうという問題がある。
【０００７】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、簡単な構成で、シール性能を有効に向上させるとともに、耐久性に優れる接続機構を備えた静電塗装装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る静電塗装装置では、第１接続部と第２接続部とに設けられた第１および第２押圧面間に樹脂製シール部材が配置されるとともに、このシール部材のシール面が小面積側の前記第１押圧面の外周よりも広範囲にわたって形成される。さらに、シール部材を保持する保持面には、第１接続部の直径よりも大径な円周上に形成されて該シール部材に突き当てられる突起部が設けられている。このため、第１および第２接続部の着脱が繰り返し行われる際に、シール部材を保持する保持面からの塗料漏れが、このシール部材に突き当てられている突起部により阻止されて確実に回避される。しかも、シール部材の劣化を阻止することができ、前記シール部材の耐久性が有効に向上する。
【０００９】
また、本発明に係る静電塗装装置では、第１接続部と第２接続部とに設けられた第１および第２押圧面間に樹脂製シール部材が配置されるとともに、このシール部材のシール面が小面積側の前記第１押圧面の外周よりも広範囲にわたって形成される。さらに、シール部材を保持する保持面とこのシール部材との間には、第１接続部の直径よりも大径な円周上に段状部を設けて凹部が形成されている。このため、シール部材が押圧（圧縮）される際に、このシール部材の外方への変形が凹部内に吸収され、前記シール部材の耐久性が向上するとともに、該保持面からの塗料漏れを確実に阻止することができる。
【００１０】
さらにまた、シール部材が、このシール部材よりも高硬度なホルダ部材により保持されるとともに、このホルダ部材に該ホルダ部材よりも低硬度なパッキン部材が積層されている。これにより、シール部材のシール性能を有効に維持しつつ、前記シール部材の損傷を可及的に阻止することができ、該シール部材の耐久性を大幅に向上させることが可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る静電塗装装置２０の概略構成説明図である。
【００１２】
この静電塗装装置２０は、複数の異なる導電性塗装塗料を選択的に供給する接地された色替弁機構（塗料供給源）２２と、塗料を噴射する塗装ガン２４と、前記色替弁機構２２と前記塗装ガン２４との間に介装される中間貯留槽２６と、前記色替弁機構２２から前記塗装ガン２４に塗料を供給する塗料供給路２８を、前記色替弁機構２２に連通する第１供給経路部２８ａと高電圧が印加される第２供給経路部２８ｂとに電気的に絶縁分離する接続機構３０とを備える。
【００１３】
色替弁機構２２は、エア（Ａ）、水（Ｗ）および洗浄液（Ｓ）等の供給を制御する第１洗浄弁３２と、異なる塗料を供給することが可能な複数の塗料弁３４ａ〜３４ｃとを備えている。接続機構３０は、色替弁機構２２に非印加側の第１供給経路部２８ａを介して接続される可動ブロック３６を備え、図２に示すように、この可動ブロック３６は、エアシリンダ３８から延在するロッド４０に連結され、レール４２の案内作用下に矢印Ａ方向に進退自在である。
【００１４】
図３および図４に示すように、接続機構３０は、第１開閉弁４４を有して第１供給経路部２８ａに設けられる第１接続部４６と、第２開閉弁４８を有して第２供給経路部２８ｂに設けられるとともに、前記第１接続部４６に連結可能な第２接続部５０とを備える。第１接続部４６は雄型連結部を構成する一方、第２接続部５０は雌型連結部を構成している。
【００１５】
第１および第２押圧端面５２、５４は、それぞれ第１および第２接続部４６に設けられており、互いに突き当て支持される前記第１および第２押圧端面５２、５４間には、シール部材５６、ホルダ部材５８およびパッキン部材６０が積層して配設される。図４〜図６に示すように、シール部材５６は、中央に孔部６２が形成された略リング状を有しており、膨出リング部６３が形成された端面には、小面積側の第１押圧端面５２の外周よりも広範囲にわたってシール面６４が設けられる。
【００１６】
ホルダ部材５８は、外周面に形成された周溝６６にＯリング６８を装着して、第２接続部５０の凹部５０ｃに気密に嵌合される。ホルダ部材５８の軸方向一端側には、この軸方向に突出してリング部７０が膨出形成されており、このリング部７０内には、シール部材５６が軸方向に摺動可能に配置される。リング部７０が設けられたホルダ部材５８の一端部側には、シール部材５６を保持する保持面７２が設けられ、この保持面７２には、第１押圧端面５２の外周より外側を囲繞してシール部材５６に突き当てられる突起部７４が形成される。この突起部７４は、保持面７２に対してホルダ部材５８の中央部に形成された孔部７６と同心円上に周回形成されている。パッキン部材６０は、第２押圧端面５４とホルダ部材５８とに挟持されて凹部５０ｃに配置されている。
【００１７】
接続機構３０では、第１接続部４６が超高分子ポリエチレンで形成されるとともに、シール部材５６がポリテトラフルオロエチレンで、ホルダ部材５８がポリアセタールで、パッキン部材６０が前記ホルダ部材５８よりも低高度なポリアセタールで、およびＯリング６８がフッ素ゴムで、それぞれ構成されている。
【００１８】
図３に示すように、可動ブロック３６には、第１供給経路部２８ａに連通する第１通孔８４が形成された第１接続部４６が設けられるとともに、この第１通孔８４と前記第１供給経路部２８ａとが、第１開閉弁４４を介して開閉される。第１開閉弁４４は、ばね８６の弾発力と空気ポート８８に導入、導出されるエアを介して進退自在な弁体９０と、この弁体９０が着座可能な弁座９２とを備える。
【００１９】
可動ブロック３６には、第１接続部４６に近接して第１供給経路部２８ａから分岐された第１および第２ダンプ経路９４、９６が設けられる。この第１および第２ダンプ経路９４、９６の途上には、第１開閉弁４４に可及的に近接して該第１および第２ダンプ経路９４、９６を開閉する第１および第２ダンプ弁９８、１００が配設される。第１および第２ダンプ弁９８、１００は、ばね１０２、１０４の弾発力と空気ポート１０６、１０８に導入、導出されるエアを介して進退自在な弁体１１０、１１２と、この弁体１１０、１１２が着座自在な弁座１１４、１１６とを備える。
【００２０】
第１接続部４６の第１通孔８４には、第２ダンプ経路９６を介して第１洗浄経路１１８が連通しており、可動ブロック３６には、この第１洗浄経路１１８から前記第１通孔８４に向かう洗浄液の流れのみを許容する第１チェック弁１２０が装着される。第１洗浄経路１１８は、図１に示すように、第１切換弁１２２を介して第２洗浄弁１２４に連通する。
【００２１】
図２に示すように、ケーシング１４５内には、第１接続部４６に対向するように固定型の第２接続部５０が配置される。図４に示すように、この第２接続部５０には、第２通孔１２８が形成されており、この第２通孔１２８が第２開閉弁４８を介して印加側の第２供給経路部２８ｂに連通自在である。第２接続部５０および第２開閉弁４８は、固定ブロック１３２内に設けられている。第２接続部５０の近傍には、第２チェック弁１３６を介して第２洗浄経路１３８が連通し、この第２洗浄経路１３８が第２切換弁１４０を介して第２洗浄弁１２４に連通する（図１参照）。
【００２２】
図２に示すように、中間貯留槽２６はシリンダ１４２を備え、このシリンダ１４２内には、ピストン１４４が往復摺動自在に配置され、このシリンダ１４２の内壁部と前記ピストン１４４の先端部によって塗料充填用シリンダ室１４６が形成される。シリンダ１４２のシリンダ器壁１４８には、その内周端縁部に位置して第２供給経路部２８ｂに連通する注入孔部１５０が形成される一方、その中央部に位置して塗装ガン２４に連通する排出孔部１５２が設けられる。ピストン１４４にプランジャ１５４が連結され、このプランジャ１５４内に設けられたナット部材１５６は、サーボモータ１５８の回転軸１６０に連結されたボールねじ１６２が螺合する。
【００２３】
塗装ガン２４は、低電圧ケーブル１６４に接続された高電圧印加手段１６６を備えており、この低電圧ケーブル１６４が図示しない電源に接続されている。塗装ガン２４の先端側には、第３洗浄経路１６８を介して第３洗浄弁１７０が連通している（図１参照）。
【００２４】
このように構成される静電塗装装置２０の動作について、以下に説明する。
【００２５】
先ず、静電塗装に際して、接続機構３０を構成するエアシリンダ３８の作用下に、可動ブロック３６がレール４２に案内されて矢印Ａ１方向に移動する（図２中、二点鎖線参照）。これにより、第１接続部４６が第２接続部５０に接合され、第１および第２通孔８４、１２８が互いに連通する（図６参照）。
【００２６】
そこで、色替弁機構２２の塗料弁３４ａから所定の色の塗料が圧送されると、この塗料は、第１および第２開閉弁４４、４８の開放作用下に、第１供給経路部２８ａから第２供給経路部２８ｂに供給される。このため、塗料は注入孔部１５０からシリンダ室１４６に充填され、さらに排出孔部１５２を通って塗装ガン２４まで充填される。
【００２７】
次に、第１および第２開閉弁４４、４８が閉じられた状態で、第１および第２接続部４６、５０間の洗浄作業が行われる。すなわち、図１に示すように、第２切換弁１４０が開放され、第２洗浄弁１２４から第２洗浄経路１３８を介して第２接続部５０に水およびエアが順次供給される。第２接続部５０に導入された水やエアは、第２接続部５０の第２通孔１２８側から残留塗料を洗浄した後、第２ダンプ弁１００の開放作用下に第２ダンプ経路９６に排出される（図１中、矢印Ｘ参照）。
【００２８】
上記の洗浄作業終了後、エアシリンダ３８が駆動されて第１接続部４６が第２接続部５０から絶縁距離を有して分離される（図２中、実線参照）。一方、中間貯留槽２６では、サーボモータ１５８の作用下に回転軸１６０と一体的にボールねじ１６２が回転される。このため、ボールねじ１６２に螺合するナット部材１５６を介して、プランジャ１５４がピストン１４４と一体的に、図２中、矢印Ａ１方向に移動するとともに、高電圧印加手段１６６が駆動される。これにより、高電圧が印加された塗料が、塗装ガン２４から図示しないワークに向かって塗布される。
【００２９】
この第１の実施形態では、図４〜図６に示すように、接続機構３０を構成する第１および第２接続部４６、５０間には、シール部材５６、ホルダ部材５８およびパッキン部材６０が積層して配置されている。そして、ホルダ部材５８の保持面７２には、第１接続部４６の第１押圧端面５２の外周より外側を囲繞してシール部材５６に突き当てられる突起部７４が周回形成されている。
【００３０】
このため、エアシリンダ３８の作用下に、可動ブロック３６を介して第１接続部４６の第１押圧端面５２が第２接続部５０の第２押圧端面５４側に移動すると、前記第１および第２押圧端面５２、５４間でシール部材５６、ホルダ部材５８およびパッキン部材６０が挟持されるとともに、突起部７４が前記シール部材５６に突き当てられて前記第１および第２接続部４６、５０間が液密に連結可能となる。
【００３１】
すなわち、塗装作業が継続されることにより、第１および第２接続部４６、５０の着脱動作が繰り返し行われると、シール部材５６を保持している保持面７２から塗料漏れが惹起され易い。しかしながら、第１の実施形態では、シール部材５６側に突出する突起部７４が、第１接続部４６の直径よりも大径な円周上に突出形成されている。従って、保持面７２からの塗料漏れが、突起部７４に阻止されて確実に回避されるという効果が得られる。
【００３２】
さらに、第１の実施形態では、シール部材５６が、このシール部材５６よりも高硬度なホルダ部材５８により接続機構３０の着脱方向である軸方向にスライド自在に保持されるとともに、前記ホルダ部材５８よりも低硬度なパッキン部材６０を介して第２接続部５０の凹部５０ｃに配設されている。これにより、シール部材５６のシール機能を有効に維持するとともに、このシール部材５６の損傷を可及的に阻止し、該シール部材５６の耐久性が一層向上するという利点が得られる。
【００３３】
そこで、従来の構造と第１の実施形態に係る構造およびその変形例を用いて、それぞれの耐久性を比較する実験を行った。図７に示す従来の接続機構１では、雄型の第１接続部２と雌型の第２接続部３とがＯリング４を介して連結されており、図８に示す従来の他の接続機構１ａでは、第１および第２接続部２、３間にシール部材５６が配設されている。
【００３４】
図１０に示す接続機構３０ａは、図９に示す第１の実施形態に係る接続機構３０の変形例であり、同一の構成要素には同一の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。この接続機構３０ａでは、ホルダ部材５８およびパッキン部材６０を用いることがなく、第２接続部５０ａにシール部材５６を保持する保持面７２ａが直接設けられるとともに、この保持面７２ａに前記シール部材５６に突き当てられる突起部７４ａが周回形成されている。接続機構３０、３０ａでは、それぞれの突起部７４、７４ａの高さが０．２ｍｍに設定されている。
【００３５】
これらを用いた耐久実験の結果、Ｏリング４のみを備えた接続機構１では、第１および第２接続部２、３の着脱動作が１万回行われると塗料漏れが発生し、シール部材５６を配置した接続機構１ａでは、前記第１および第２接続部２、３の着脱動作が４万回行われると塗料漏れが発生した。
【００３６】
これに対して、第２接続部５０ａに直接突起部７４ａを設けた接続機構３０ａでは、第１および第２接続部４６ａ、５０ａの着脱動作が１０万回行われると塗料漏れが発生し、接続機構３０では、第１および第２接続部４６、５０の着脱動作が１５万回行われても塗料漏れが発生しなかった。従って、少なくともシール部材５６を備えるとともに、このシール部材５６に突き当てられる突起部７４を設けたホルダ部材５８を用いることにより、あるいは第２接続部５０ａに直接突起部７４ａを形成することにより、塗料漏れを有効に削減することができるという効果が得られた。
【００３７】
また、突起部７４、７４ａの高さおよび頂角を種々変化させて、シール性能の効果を比較する実験を行った。これによると、突起部７４、７４ａの高さが０．１ｍｍ程度ではシール効果が小さくなる一方、０．６ｍｍ以上ではシール部材５６が浮いて塗料漏れが発生していた。そして、この突起部７４の高さが、０．２ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内であれば、上記の耐久実験と同等の効果が得られた。さらに、突起部７４、７４ａの頂角が２０゜以下であるとシール効果が小さくなるとともに、前記突起部７４、７４ａ自体の強度が不足する一方、１３０゜以上ではシール部材５６に浮きが発生してしまった。そして、突起部７４、７４ａの頂角が、３０゜〜１２０゜の範囲内であれば、所望の効果が得られた。
【００３８】
図１１は、本発明の第２の実施形態に係る静電塗装装置を構成する接続機構１８０の分解斜視説明図であり、図１２は、前記接続機構１８０の縦断面説明図である。なお、第１の実施形態に係る接続機構３０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００３９】
この接続機構１８０はホルダ部材１８２を備えており、前記ホルダ部材１８２のシール部材５６を保持する保持面１８４には、第１接続部４６の第１押圧端面５２の外周より外側を囲繞して前記シール部材５６との間に凹部１８６を形成する段状部１８８が設けられる。
【００４０】
このように構成される第２の実施形態では、第１接続部４６が第２接続部５０側に進出すると、この第１接続部４６の第１押圧端面５２がシール部材５６、ホルダ部材１８２およびパッキン部材６０を前記第２接続部５０の第２押圧端面５４側に押圧する。その際、ホルダ部材１８２は、その中心側に設けられた狭小な保持面１８４でシール部材５６を保持しており、前記保持面１８４の外周側には凹部１８６が形成されている。従って、シール部材５６の径方向への変形が凹部１８６内に吸収され、このシール部材５６の損傷が有効に阻止されるとともに、保持面１８４から塗料が漏洩することを確実に阻止することができる。
【００４１】
そこで、図７および図８に示す接続機構１、１ａと、図１２および図１３に示す接続機構１８０、１８０ａとを用いてそれぞれの耐久性を比較する実験を行った。この接続機構１８０ａでは、ホルダ部材１８２を設けることがなく、第２接続部５０ｂに保持面１８４ａが直接設けられるとともに、この保持面１８４ａにシール部材５６との間に凹部１８６ａを形成する段状部１８８ａが設けられている。
【００４２】
耐久実験の結果、接続機構１８０ａでは、第１および第２接続部４６ａ、５０ｂの着脱動作が８万回行われると塗料漏れが発生し、接続機構１８０では、１５万回の着脱動作でも塗料漏れが発生しなかった。従って、段状部１８８を設けたホルダ部材１８２を用い、あるいは第２接続部５０ｂに直接段状部１８８ａを形成することにより、従来例に比べて耐久性が有効に向上するという効果が得られた。
【００４３】
なお、第２の実施形態では、ホルダ部材１８２に段状部１８８を設けているが、シール部材５６の保持面１８４側の端面に段状部を形成するようにしてもよい。
【００４４】
【発明の効果】
本発明に係る静電塗装装置では、着脱される第１および第２接続部間に樹脂製シール部材が設けられるとともに、このシール部材を保持する保持面には、前記第１接続部に設けられる小面積側の第１押圧端面の外周より外側を囲繞して突起部が設けられ、この突起部により前記シール部材が突き当て支持されることによって、前記保持面からの塗料漏れを、簡単な構成で確実に阻止することができる。
【００４５】
また、本発明に係る静電塗装装置では、着脱される第１および第２接続部間にシール部材が設けられるとともに、このシール部材と保持面との間には、前記第１接続部の小面積側の第１押圧端面の外周より外側を囲繞して凹部が形成されることによって、簡単な構成で、前記シール部材の耐久性を向上させるとともに、前記保持面からの塗料漏れを確実に阻止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る静電塗装装置の概略構成説明図である。
【図２】前記静電塗装装置の要部縦断面説明図である。
【図３】前記静電塗装装置を構成する可動ブロックの断面説明図である。
【図４】前記静電塗装装置を構成する固定ブロックの断面説明図である。
【図５】前記静電塗装装置を構成する接続機構の要部分解斜視説明図である。
【図６】前記接続機構の縦断面説明図である。
【図７】耐久実験に使用される従来の接続機構の縦断面説明図である。
【図８】前記耐久実験に使用される従来の他の接続機構の縦断面説明図である。
【図９】前記耐久実験に使用される第１の実施形態に係る接続機構の縦断面説明図である。
【図１０】前記耐久実験に使用される変形例であるホルダ部材を用いない接続機構の縦断面説明図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る静電塗装装置を構成する接続機構の要部分解斜視説明図である。
【図１２】前記接続機構の縦断面説明図である。
【図１３】前記耐久実験に使用される、第２接続部に直接段状部を有した接続機構の縦断面説明図である。
【符号の説明】
２０…静電塗装装置            ２２…色替弁機構
２４…塗装ガン                ２８…塗料供給路
２８ａ、２８ｂ…供給経路部
１、１ａ、３０、３０ａ、１８０、１８０ａ…接続機構
３４ａ〜３４ｃ…塗料弁        ３６…可動ブロック
４４、４８…開閉弁
４６、４６ａ、５０、５０ａ、５０ｂ…接続部
５２、５４…押圧端面          ５６…シール部材
５８、１８２…ホルダ部材      ６０…パッキン部材
６４…シール面                ６８…Ｏリング
７２、７２ａ、１８４、１８４ａ…保持面
７４、７４ａ…突起部          ８４、１２８…通孔
１４２…シリンダ              １８６、１８６ａ…凹部
１８８、１８８ａ…段状部
【図１】
0004240654.tif 000002
【図２】
0004240654.tif 000003
【図３】
0004240654.tif 000004
【図４】
0004240654.tif 000005
【図５】
0004240654.tif 000006
【図６】
0004240654.tif 000007
【図７】
0004240654.tif 000008
【図８】
0004240654.tif 000009
【図９】
0004240654.tif 000010
【図１０】
0004240654.tif 000011
【図１１】
0004240654.tif 000012
【図１２】
0004240654.tif 000013
【図１３】
0004240654.tif 000014