(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧が印加される塗装ガンと、前記塗装ガンに塗料を導く塗料配管と、前記塗料配管内に水密状態で摺動可能に設けられたピストンと、前記ピストンを前記塗料配管内で移動させる駆動手段とを有し、塗装時には、前記塗料を前記ピストンの前方に注入し、前記ピストンを前記塗装ガンに向かって移動させる塗装装置において、
前記塗装ガンの塗料導入口と前記塗料配管の先端との間に設けられたバルブユニットをさらに有し、
前記バルブユニットは、一端が前記塗装ガンの塗料導入口に連通し他端が前記塗料配管に連通する塗料通路と、前記塗料通路に連通する第１の洗浄流体通路と、前記塗料通路に連通する廃液通路と、前記塗装ガンの塗料導入口へ連通する塗料通路を開閉する第１のバルブと、前記第１の洗浄流体通路を開閉する第２のバルブと、前記廃液通路を開閉する第３のバルブとを有することを特徴とする塗装装置。
【請求項２】
前記第１の洗浄流体通路の入口には、電気絶縁配管を介して洗浄流体が供給され、前記廃液通路の出口に至った廃液は電気絶縁配管を介して廃棄され、洗浄後は、前記電気絶縁配管に絶縁性流体が充填される請求項１記載の塗装装置。
【請求項３】
前記第１のバルブの塗装ガン側に連通する第２の洗浄流体通路と、前記第２の洗浄流体通路を開閉する第４のバルブと、をさらに有する請求項１又は２に記載の塗装装置。
【請求項４】
前記第２の洗浄流体通路の入口には、電気絶縁配管を介して洗浄流体が供給され、洗浄後は、前記電気絶縁配管に絶縁性流体が充填される請求項３記載の塗装装置。
【請求項５】
前記塗料通路内の、前記第２のバルブと前記塗料配管の先端との間に、前記塗料通路の内径より小さい外径の中空管が設けられ、
前記第３のバルブは、前記中空管と前記塗料通路の内壁との間の空間に臨むように設けられている請求項１〜４の何れかに記載の塗装装置。
【請求項６】
前記塗料通路の塗料配管側の先端に、漏斗状の呼込傾斜部が設けられている請求項５記載の塗装装置。
【請求項７】
前記塗料が導電性塗料である請求項１〜６の何れかに記載の塗装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗装装置に関し、特に水性塗料などの導電性塗料に高電圧を印加して塗装を行うのに適した塗装装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水性塗料は、有機溶剤を含まないので廃液処理が容易で環境に優しく、また有機溶剤等の危険物を含まないので火災事故防止の点で優れている。このため、有機溶剤系塗料に代えて或いは有機溶剤系塗料とともに、中塗り塗料や上塗り塗料としてのニーズが増加している。
【０００３】
こうした水性塗料に高電圧を印加して静電塗装する場合、有機溶剤系塗料とは異なり、外部印加方式や塗料回路の電気的絶縁機構（以下、ボルテージブロック方式という。）を採用する必要がある（たとえば、特許第２７９０１５３号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
外部印加方式とは、塗装機によって噴霧され微粒化された塗料粒子に、外部電極から電圧を印加してこれを帯電させるもので、塗料回路内で接触帯電することがないため、電気が塗料を伝わって流れることが少ない。
【０００５】
しかしながら、外部印加方式はボルテージブロック方式に比べて塗着効率が悪く、塗料使用量が約１０％程度増加するという問題がある。また、原理的にも塗装ガンが汚れやすく、その結果塗料ブツの不具合が生じやすいので、塗装ガンの清掃頻度を高める必要があり、生産性をも低下させる要因となる。
【０００６】
これに対して、従来のボルテージブロック方式としては、ブースサイドに設置した中継塗料タンクを絶縁台で浮かせることで、塗装機から中継塗料タンクまでを帯電範囲とする中継塗料タンク絶縁方式が知られている。
【０００７】
しかしながら、塗色数が多い場合にはブースサイドに大きなスペースが必要となり、色替えを頻繁に行う場合や塗料使用量が多い場合には作業性が悪いといった問題がある。
【０００８】
そこで、塗装ガンに塗料を導く塗料ホース内にピストンを設け、このピストンの前方に塗料を供給してこれを前進させることで塗装ガンに塗料を供給するとともに、ピストンの後方に充填されたエアーによってピストンの前後にて印加電圧を絶縁するものが提案されている（特開２００１−３２７８９７号公報参照）。
【０００９】
ところで、この塗装装置では、構造的にピストンの前進限と塗装ガンとの間に塗料が残留することから、これを洗浄する必要があるが、ピストンを後退させて洗浄液を充填する方法では色替え時間が長くなるといった問題があった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ピストンの前進限と塗装ガンとの間の残留塗料を効率的に洗浄できる塗装装置を提供することを目的とする。
【００１１】
（１）上記目的を達成するために、本発明によれば、電圧が印加される塗装ガンと、前記塗装ガンに塗料を導く塗料配管と、前記塗料配管内に水密状態で摺動可能に設けられたピストンと、前記ピストンを前記塗料配管内で移動させる駆動手段とを有し、塗装時には、前記塗料を前記ピストンの前方に注入し、前記ピストンを前記塗装ガンに向かって移動させる塗装装置において、
前記塗装ガンの塗料導入口と前記塗料配管の先端との間に設けられたバルブユニットをさらに有し、
前記バルブユニットは、一端が前記塗装ガンの塗料導入口に連通し他端が前記塗料配管に連通する塗料通路と、前記塗料通路に連通する第１の洗浄流体通路と、前記塗料通路に連通する廃液通路と、前記塗装ガンの塗料導入口へ連通する塗料通路を開閉する第１のバルブと、前記第１の洗浄流体通路を開閉する第２のバルブと、前記廃液通路を開閉する第３のバルブとを有することを特徴とする塗装装置が提供される（請求項１）。
【００１２】
この塗装装置では、塗装ガンの塗料導入口と塗料配管の先端との間にバルブユニットが設けられているので、色替えなどの際には、第１のバルブ、第２のバルブおよび第３のバルブを選択的に開閉し、第１の洗浄流体通路から洗浄流体を供給することで、塗料配管とは別の操作でピストンの前進限と塗装ガンとの間の残留塗料を効率的に洗浄することができる。
【００１３】
洗浄操作は、具体的には、第１乃至第３のバルブを開いた状態で第１の洗浄流体通路にエアー又は洗浄液を供給することによりピストンと塗装ガンとの間の残留塗料を押し出して廃棄するとともに塗料通路を洗浄する。
【００１４】
（２）上記発明においては特に限定されないが、上記発明に係るバルブユニットにおいて、第１のバルブの塗装ガン側に連通する第２の洗浄流体通路と、第２の洗浄流体通路を開閉する第４のバルブと、をさらに設けることもできる（請求項３）。
【００１５】
この塗装装置では、色替えなどの際には、第１のバルブ、第２のバルブ、第３のバルブおよび第４のバルブを選択的に開閉し、第１の洗浄流体通路および第２の洗浄流体通路からそれぞれ洗浄流体を供給することで、塗料配管とは別の操作でピストンの前進限と塗装ガンとの間の残留塗料を効率的に洗浄することができる。特に、洗浄経路を第１の洗浄流体通路と第２の洗浄流体通路との２系統に分けているので、洗浄に際してはそれぞれを並行に行うことができ、洗浄時間を短縮することができる。
【００１６】
洗浄操作は、具体的には、第１のバルブを閉じるとともに第２乃至第４のバルブを開いた状態で第１の洗浄流体通路および第２の洗浄流体通路のそれぞれにエアー又は洗浄液を供給する。これにより、ピストンと塗装ガンとの間の残留塗料を別系統により押し出して廃棄するとともに塗料通路を洗浄する。
【００１７】
（３）上記発明においては特に限定されないが、上記発明に係るバルブユニットにおいて、塗料通路内の、第２のバルブと塗料配管の先端との間に、塗料通路の内径より小さい外径の中空管を設け、第３のバルブを、中空管と塗料通路の内壁との間の空間に臨むように設けることもできる（請求項５）。
【００１８】
このとき、塗料通路の塗料配管側の先端に、漏斗状の呼込傾斜部を設けることがより好ましい（請求項６）。
【００１９】
この塗装装置では、塗料通路内の、第２のバルブと塗料配管の先端との間に、塗料通路の内径より小さい外径の中空管を設けることで、この間の塗料通路が、いわゆる二重管構造となる。したがって、第１の洗浄流体通路から洗浄流体を供給すると、この洗浄流体は中空管の内部空間を通過したのちピストンの前面空間に噴射され、これによりピストン前面の残留塗料の洗浄性が向上することなる。なお、洗浄後の洗浄流体は、中空管の外部空間を通過して第３のバルブから廃液通路へ廃棄されるが、漏斗状の呼込傾斜部により中空管の外部空間への流体の流れが円滑になって滞留することが防止される。
【００２０】
（４）上記発明においては特に限定されないが、上記発明に係るバルブユニットにおいて、第１の洗浄流体通路の入口、廃液通路の出口および第２の洗浄流体通路の入口の少なくとも何れかに、好ましくは全てに、電気絶縁配管を接続し、バルブユニットを洗浄した後は、当該電気絶縁配管にエアーや有機溶剤などの絶縁性流体を充填することが、より好ましい（請求項２，４）。
【００２１】
バルブユニットに洗浄流体を供給する配管を電気絶縁配管にするとともに、洗浄に当該電気絶縁配管に絶縁流体を充填しておくことで、次色塗装の際に高電圧が印加されても、当該電気絶縁配管から電流がリークすることが防止できる。
【００２２】
（５）上記発明において、塗料として導電性塗料を採用する（請求項７）と本発明の効果がより発揮されるが、非導電性塗料にも適用することができる。特に、本発明の塗装装置では、塗料配管内の塗料のほとんどが押し出されるので、色替え時の洗浄が必要な部分が著しく少なくなり、しかもピストンの摺動動作によって塗料配管の内壁に付着した前色塗料が掻き取られるので、清浄性がより高くなる。その結果、本来的には混合されてはならない導電性塗料と非導電性塗料とを併用することが可能となる。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１乃至７記載の発明によれば、塗料配管の洗浄操作とは別の操作でピストンの前進限と塗装ガンとの間の残留塗料を効率的に洗浄することができるので、洗浄時間の短縮化、ひいては色替え時間の短縮化を図ることができ、塗装工程の生産速度を上げることが可能となる。
【００２４】
請求項３記載の発明によれば、バルブユニットの洗浄経路を第１の洗浄流体通路と第２の洗浄流体通路との２系統に分けているので、洗浄に際してはそれぞれを並行に行うことができ、洗浄時間をさらに短縮することができ、また洗浄性を高めることができる。
【００２５】
請求項５記載の発明によれば、供給された洗浄流体は中空管からピストンの前面空間に噴射されるので、ピストン前面の残留塗料の洗浄性が向上する。
【００２６】
請求項６記載の発明によれば、漏斗状の呼込傾斜部により中空管の外部空間への流体の流れが円滑になって、残留塗料の滞留が防止できる。
【００２７】
請求項２および４記載の発明によれば、次色塗装の際に高電圧が印加されても、当該電気絶縁配管から電流がリークすることが防止できる。
【００２８】
請求項７記載の発明によれば、本来的には混合されてはならない導電性塗料と非導電性塗料とを同じ塗料配管で併用することが可能となる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
第１実施形態
図１は本発明の塗装装置の使用形態を示す概略図、図２は本発明の塗装装置の実施形態を示す概略構成図、図３は本発明の塗装装置に係るバルブユニットの実施形態を示す断面図である。
【００３０】
図１および図２に示すように、本実施形態の塗装装置１は、−９０ｋＶ〜−６０ｋＶの高電圧が印加されるベル型静電塗装ガン１１と、この塗装ガン１１に塗料を導くための可撓性を有する塗料配管１２（以下、塗料ホース１２ともいう。）と、この塗料配管１２の途中に設けられ、塗料の色替え操作を行うカラーチェンジバルブユニット１３と、塗料配管１２の内部及びカラーチェンジバルブユニット１３のマニホールド１３１の内部を水密状態で摺動できるピストン１４と、このピストン１４を移動させる駆動手段１５と、塗料ホース１２と塗装ガン１１との間に設けられたバルブユニット１７とを有する。
【００３１】
本例の塗装装置１は、たとえば図１に示すように、塗装ロボットＲに装着されて塗装ラインで使用することができる。同図に示す例では、塗装ロボットＲのハンドＨに塗装ガン１１が装着され、マウントＭを用いてアームＡに塗料ホース１２が固定されているとともに、塗装ブースの外部に駆動手段１５が配置されている。また、後述するバルブユニット１７はマウントＭ２を用いてアームＡに固定されている。また、バルブユニット１７に接続されたホースはアームＡの内部に挿通されている。
【００３２】
この場合、少なくとも駆動手段１５を塗装ブースの外部へ設置することが好ましく、本実施形態の塗装装置１ではそれが可能となる。これは以下の理由による。すなわち、塗装ブースで使用される塗料類が全て非溶剤系（非危険物）である場合には問題ないが、溶剤系塗料と非溶剤系塗料との混成ラインの場合には、塗装装置に使用される駆動モータや電気配線を防爆仕様にする必要があり、設備のコストアップになる。しかしながら、防爆仕様が必要とされる駆動モータ１５４，１５５を塗装ブースの外へ設置することで、溶剤系塗料の混成ラインであってもこれらを防爆仕様にする必要がなく、コストダウンを図ることができる。また、駆動手段１５を塗装ブースの外部へ設置することで保守点検の作業性も向上することになる。
【００３３】
ベル型静電塗装ガン１１は、ガン本体内にトリガバルブを有し、塗装装置１の制御装置からの指令信号に基づいてトリガバルブを開くと、塗料ホース１２から供給された塗料が、ガン本体の先端に設けられたベルカップ１１１に至り、このベルカップ１１１を高速回転させることで、供給された塗料が、ベルカップ１１１の先端エッジから微粒化されながら放射状に噴霧される。なお、本発明で用いられる塗装ガン１１は、特に限定されることはなく、ベル型静電塗装ガンにのみ限定されずエアー霧化式静電塗装ガン等、全ての静電塗装ガンを用いることができるため、図１および図２においては詳細な図示を省略する。
【００３４】
本実施形態に係る塗料ホース１２は、図２において左側の先端がバルブユニット１７の塗料通路１７１の入口に接続され、右側の後端はカラーチェンジバルブユニット１３の出口に接続されている。この塗料ホース１２は、図１に示すように塗装ガン１１を塗装ロボットＲに装着して用いる場合などには、塗装ロボットＲの作業姿勢にともなって湾曲するので、塗料ホース自体の柔軟性及び塗料ホースが曲がっても内部をピストン１４がスムーズに移動できるように、ナイロン系、ポリテトラフルオロエチレン系あるいはウレタン系の樹脂にて構成された可撓性を有することが好ましい。ただし、少なくともピストン１４の移動範囲内で塗料配管１２を直線にできる場合には、ステンレスなどの金属で構成することも可能である。この場合、ステンレス等の金属は外側を樹脂などにより絶縁する必要がある。
【００３５】
また、本発明の塗料配管は限定されないが、塗料ホース１２を、耐摩耗性に優れた材料からなる内面層と、これを包囲するように設けられ、配管内圧による膨張を防止するための補強材と、さらにこれを包囲するように設けられ、塗料ホース１２の湾曲に追従できる柔軟性のある材料から構成された外面層と、で形成することが、より好ましい。
【００３６】
ちなみに、塗料ホース１２の長さは塗料使用量が多い場合には長く、少ない場合には短くするなど、塗料使用量に応じて適宜設定することができる。
【００３７】
塗料ホース１２の右端には、カラーチェンジバルブユニット１３が接続されており、マニホールド１３１のそれぞれの端部と塗料ホース１２とは継手により水密に接続されている。同図に示すカラーチェンジバルブユニット１３では、図外の塗料供給源より異なる塗料が供給される切替弁１３２と、圧縮空気が供給される切替弁１３３と、洗浄液（導電性塗料の場合は洗浄用純水、非導電性塗料の場合は洗浄用シンナーをいう。以下同じ。）が供給される切替弁１３４とが設けられている。同図において左側の６つの切替バルブ１３２に塗料が供給されるが、この切替バルブ１３２の数量はそれ以上でも以下でも良く、適用される塗装ラインの塗色数などの諸条件によって適宜増減することができる。なお、切替弁１３３に供給される圧縮空気は色替え時に塗料や洗浄液を押し出すために用いられ、切替弁１３４に供給される洗浄液は色替え時の配管洗浄に用いられる。
【００３８】
本実施形態のカラーチェンジバルブユニット１３では、マニホールド１３１の内径が塗料ホース１２の内径とほぼ等しく形成されている。これにより、ピストン１４は、マニホールド１３１の右端から塗料ホース１２の左端までスムーズに移動することができる。
【００３９】
なお、本発明においては特に限定されないが、特に塗料に導電性塗料を用いる場合には、カラーチェンジバルブユニット１３のマニホールド１３１は合成樹脂などの絶縁性材料から構成することが好ましい。金属などの導電性材料にてマニホールド１３１を構成すると、マニホールド１３１及び切替弁１３２，１３３，１３４から導電性塗料を介して塗料供給源側へ電流がリークするおそれがある。
【００４０】
本実施形態の塗装装置１では、カラーチェンジバルブユニット１３のマニホールド１３１の右端から、塗料ホース１２の左端まで、これらの内部を水密状態で摺動できるピストン１４と、このピストン１４を適宜の位置及び適宜の速度で移動させる駆動手段１５とを備えている。
【００４１】
ピストン１４は、図３に拡大して示すように、絶縁材からなるピストン本体１４１に、同じく絶縁材からなり塗料の漏洩を防止するための２つのＯリング１４２ａ，１４２ｂ（以下、総称してＯリング１４２ともいう。）を装着してなり、塗料ホース１２が湾曲してもスムーズに移動できるようにピストン本体１４１の軸方向の長さは極力短くされている。ピストン本体１４１はナイロンなどの水や有機溶剤で劣化しない絶縁材から構成することが好ましく、Ｏリング１４２は適度な弾性を有するゴムなどの材料であって、耐摩耗性及び耐溶剤性に優れたものから構成することが好ましい。
【００４２】
このＯリング１４２は、ピストン１４の前後における塗料等の水密性を確保するほか、ピストン１４の摺動性を向上させる機能をも司り、さらに色替え時等において塗料ホース１２の内壁に付着した前色塗料を掻き取る機能も備えている。
【００４３】
こうしたピストン１４を図２に二点鎖線で示す後退限位置まで後退させた状態で、その前方空間Ｓ３に塗料を注入し、当該ピストン１４を塗装ガン１１に向かって前進させると、塗料ホース１２の内壁に付着した導電性塗料もＯリング１４２によって前方へ掻き取られることになるので、ピストン１４の後方には空気のみが存在することになる。したがって、塗装ガン１１に高電圧を印加しても当該ピストン１４の前後でブロックされ、塗料ホース１２の後端側へ電流がリークすることが防止される。
【００４４】
なお、本発明では特に限定されないが、図３に示すようにピストン本体１４１には、一端が２つのＯリング１４２ａ，１４２ｂとピストン本体１４１の外周面と塗料ホース１２の内壁とで仕切られた空間Ｓ１に開口し、他端が後述する中空ケーブル１５１の内部に開口する通孔１４３が形成されている。
【００４５】
この通孔１４３の存在により、ピストン１４の前方空間Ｓ３に充填された塗料がＯリング１４２ａの劣化や摩耗により当該Ｏリング１４２ａを越えて空間Ｓ１に漏洩しても、この漏洩した塗料は通孔１４３を介して中空ケーブル１５１内に至る。したがって、中空ケーブル１５１の右端などに設けられた塗料検出器３１によって塗料の漏洩が検出できる。
【００４６】
図１および図２に戻り、ピストン１４を移動させるための駆動手段１５は、先端がピストン本体１４１に固定された中空ケーブル１５１と、カラーチェンジバルブユニット１３の近くに設けられ、中空ケーブル１５１を挟み込んで回転する二対の押出ローラ１５２，１５２と、中空ケーブル１５１を巻き取る引っ張り装置１５３とを備えている。
【００４７】
押出ローラ１５２，１５２は、それぞれ図外の駆動モータによって回転し、主としてピストン１４が塗装ガン１１に向かって前進する際に中空ケーブル１５１に駆動力を付与するとともに、ピストン１４を塗装ガン１１とは反対方向に向かって戻す際は中空ケーブル１５１の挟持を解除してフリーとする。この押出ローラ１５２によってピストン１４の移動にともなう塗料の押出量が制御されることになり、従来必要とされたギヤポンプなどは本実施形態では不要となる。また、二対の押出ローラ１５２，１５２は中空ケーブル１５１を挟み込んでピストン１４を前進させる機械的構造であることから、原理的に塗料ホース１２が破裂するほど異常な高圧に達すると押出ローラ１５２がスリップする。したがって、安全性がより高まることとなる。
【００４８】
これに対して、引っ張り装置１５３は、図外の駆動モータによって正逆両方向に回転し、ピストン１４が塗装ガン１１に向かって前進する際には同方向へ中空ケーブル１５１が繰り出されるように回転する。また、これとは逆回転することにより、ピストン１４を塗装ガン１１とは反対方向へ戻す際に機能する。このとき、上述したように押出ローラ１５２は中空ケーブル１５１に対してフリーとなるので、引っ張り装置１５３の回転速度を高めた分だけピストン１４の戻し操作に必要な時間が短縮される。
【００４９】
なお、本例のケーブル１５１には中空ケーブルを採用し、既述したように塗料の漏洩を感知するように構成しているが、本発明のケーブルは中空ケーブルに限定されず、中実ケーブルであってもよい。また、押出用ローラ１５２は二対に限定されず、一対であっても三対以上であってもよい。
【００５０】
ちなみに、中空ケーブル１５１は絶縁材から構成することが好ましいが、剛性及び耐久性を高めるためにケーブル１５１に金属製（導電性）ケーブルを用いる場合には、当該ケーブル１５１の外周に絶縁被覆層を形成し、ピストン１４の後方の湿度や水分、塗料などの残存によりケーブル１４を介して電流がリークするのを防止することが、より好ましい。
【００５１】
特に本実施形態では、塗料ホース１２の先端と塗装ガン１１との間にバルブユニット１７が設けられている。このバルブユニット１７は、図３に拡大して示すように、バルブブロック１７１を有し、このバルブブロック１７１に、右端が塗料ホース１２に連通されるとともに、左端が塗装ガン１１の塗料導入口１１２に接続される塗料通路１７２が形成されている。この塗料通路１７２の左端には塗装ガン１１の塗料導入口１１２に至る塗料ホース１７４の取付用ネジ孔１７５が形成されている。
【００５２】
また、この塗料通路１７２のうち、後述する第１のバルブ１７６と塗料ホース１２との間には、左端に鍔部１８９を有する中空管１９０が挿入固定されており、これにより塗料通路１７２は、中空管１９０の内部空間１９２と、中空管１９０の外部および塗料通路１７２の内壁との間の空間１９１とに仕切られ、空間１９１は後述する廃液通路１８１と連通することになる。なお、同図に示す例では、中空管１９０の外部空間１９１の右端に漏斗状の呼込傾斜部１７３が形成され、これにより、色替え洗浄時において第１の洗浄流体通路１７７から導入された洗浄液は、塗料通路１７２を通過してピストン１４に向かって噴射されたのち、当該呼込傾斜部１７３によって外部空間１９１に円滑に導入され、廃液通路１８１を介してドレン槽２２に導かれる。
【００５３】
この塗料通路１７２は、その途中に設けられた第１のバルブ１７６によって開閉され、これにより塗料ホース１２から塗装ガン１への塗料の供給をＯＮ／ＯＦＦすることができる。第１のバルブ１７６は、同図に示すように、バルブブロック１７１に形成された弁座１７６ａと、この弁座１７６ａに当接および離反する弁体１７６ｂと、弁体１７６ｂに固定された弁棒１７６ｃと、弁棒１７６ｃに固定されたピストン１７６ｄと、ピストン１７６ｄが挿入されたシリンダ１７６ｅとを有し、図外の駆動用流体（たとえば、エアー）をシリンダ１７６ｅ内のピストン１７６ｄの前後に供給することで弁体１７６ｂが弁座１７６ａの開口を開閉する。
【００５４】
また、バルブブロック１７１には、上述した塗料通路１７２の、第１のバルブ１７６の塗料ホース１２側に連通する第１の洗浄流体通路１７７が形成されている。同図に示す例では、第１の洗浄流体通路１７７の右端には切替バルブユニット２０に至る絶縁性ホース１７８の取付用ネジ孔１７９が形成されている。
【００５５】
この第１の洗浄流体通路１７７は、その途中に設けられた第２のバルブ１８０によって開閉され、これにより切替バルブユニット２０からの押出用エアーおよび洗浄液の供給をＯＮ／ＯＦＦすることができる。第２のバルブ１８０は、同図に示すように、バルブブロック１７１に形成された弁座１８０ａと、この弁座１８０ａに当接および離反する弁体１８０ｂと、弁体１８０ｂに固定された弁棒１８０ｃと、弁棒１８０ｃに固定されたピストン１８０ｄと、ピストン１８０ｄが挿入されたシリンダ１８０ｅとを有し、図外の駆動用流体（たとえば、エアー）をシリンダ１８０ｅ内のピストン１８０ｄの前後に供給することで弁体１８０ｂが弁座１８０ａの開口を開閉する。
【００５６】
また、バルブブロック１７１には、上述した塗料通路１７２の、第１のバルブ１７６の塗料ホース１２側であって、中空管１９０の外部空間１９１に連通する廃液通路１８１が形成されている。同図に示す例では、廃液通路１８１の右端にはドレン槽２２に至る絶縁性ホース１８２の取付用ネジ孔１８３が形成されている。
【００５７】
この廃液通路１８１は、その途中に設けられた第３のバルブ１８４によって開閉され、これによりドレン槽２２への廃液の供給をＯＮ／ＯＦＦすることができる。第３のバルブ１８４は、同図に示すように、バルブブロック１７１に形成された弁座１８４ａと、この弁座１８４ａに当接および離反する弁体１８４ｂと、弁体１８４ｂに固定された弁棒１８４ｃと、弁棒１８４ｃに固定されたピストン１８４ｄと、ピストン１８４ｄが挿入されたシリンダ１８４ｅとを有し、図外の駆動用流体（たとえば、エアー）をシリンダ１８４ｅ内のピストン１８４ｄの前後に供給することで弁体１８４ｂが弁座１８４ａの開口を開閉する。
【００５８】
さらに、バルブブロック１７１には、上述した塗料通路１７２の、第１のバルブ１７６の塗装ガン１１側に連通する第２の洗浄流体通路１８５が形成されている。同図に示す例では、第２の洗浄流体通路１８５の左端には切替バルブユニット２１に至る絶縁性ホース１８６の取付用ネジ孔１８７が形成されている。
【００５９】
この第２の洗浄流体通路１８５は、その途中に設けられた第４のバルブ１８８によって開閉され、これにより切替バルブユニット２１からの押出用エアーおよび洗浄液の供給をＯＮ／ＯＦＦすることができる。第４のバルブ１８８は、同図に示すように、バルブブロック１７１に形成された弁座１８８ａと、この弁座１８８ａに当接および離反する弁体１８８ｂと、弁体１８８ｂに固定された弁棒１８８ｃと、弁棒１８８ｃに固定されたピストン１８８ｄと、ピストン１８８ｄが挿入されたシリンダ１８８ｅとを有し、図外の駆動用流体（たとえば、エアー）をシリンダ１８８ｅ内のピストン１８８ｄの前後に供給することで弁体１８８ｂが弁座１８８ａの開口を開閉する。
【００６０】
ちなみに、塗装ガン１１への高圧印加、トリガバルブの切替、カラーチェンジバルブユニット１３の各切替弁１３２，１３３，１３４の切替、押出ローラ１５２の駆動モータの動作、引っ張り装置１５３の駆動モータの動作およびバルブユニット１７の各バルブの切替は、図外の制御装置からの制御信号によって制御される。
【００６１】
こうした制御装置には、図外の管理装置から送出される制御信号の他、ピストン１４の現在位置を検出するための位置センサからの検出信号が入力される。位置センサの配置場所としては、ピストン１４がカラーチェンジバルブユニット１３よりも後方位置にあるときに検出信号を送出する位置、すなわち図２に二点鎖線で示すピストン１４の位置（以下、後端限位置ともいう。）と、ピストン１４がカラーチェンジバルブユニット１３よりも僅かに前方に位置する際に検出信号を送出する位置（以下、印加可能位置ともいう。）と、ピストン１４が塗装ガン１１のバルブユニット１７の直前位置である前進限に位置する際に検出信号を送出する位置（以下、前進限位置ともいう。）とに設けることが望ましい。
【００６２】
次に作用を説明する。
図４は、本実施形態の塗装装置１に塗料を供給して、塗装ガン１１から被塗物に塗料を塗布し、次の被塗物を待機するまでの１サイクルの手順を示したものである。
【００６３】
まず、ピストン１４が印加可能位置にある状態から塗装がスタートする。この状態では、ピストン１４がカラーチェンジバルブユニット１３の僅か前方に位置し、当該ピストン１４からベルカップ１１３に至る塗料ホース１２の空間Ｓ３には、その被塗物に塗布すべき塗料Ｐが充填されている。この充填量は、既述したようにその塗装ガン１１で塗布される塗料の使用量にほぼ等しい。また、ピストン１４の後方の塗料ホース１２のうち、空間Ｓ２には空気が充満している。さらに、バルブブロック１７の状態は、第１のバルブ１７６が塗料通路１７２を開くとともに、それ以外のバルブ、すなわち第２のバルブ１８０、第３のバルブ１８４および第４のバルブ１８８は全て閉じている。これにより、塗料ホース１２は塗料通路１７２を介して塗装ガン１１の塗料導入口１１２に至る塗料ホース１７４にのみ連通することになる。
【００６４】
この状態から塗装ガン１１に高電圧を印加するとともに、トリガバルブ１１２を開く（ステップ１）。これにより、塗装ガン１１から導電性塗料Ｐに電流が流れるが、ピストン１４の後方の空間Ｓ２は空気にて満たされているので、これがいわゆるボルテージブロックの機能を発揮して、当該ピストン１４の前後で電気的に絶縁される。
【００６５】
トリガバルブ１１２の開動作とほぼ同時に、押出ローラ１５２を作動してケーブル１５１を繰り出しピストン１４を塗装ガン１１に向かって前進させる。なお、トリガバルブ１１２の開動作とピストン１４の押出動作とはほぼ同時に行われるが、塗装ロボットＲの姿勢如何では塗装ガン１１のベルカップ１１３が横向き、或いは斜め上向きになっている場合もあるので、最初の吐出量や霧化パターンを安定させるために、ピストン１４の押出動作をトリガバルブ１１２の開動作に対して０．１〜０．３秒程度先行させてもよい。こうすることで、特に回転霧化式塗装ガンでは、フィードチューブ先端の塗料タレ対策に有効な手段となる。
【００６６】
ピストン１４を押し出す際の押出速度はベルカップ１１３からの吐出量に関係する。すなわち、押出速度を早くすると吐出量が増加し、押出速度を遅くすると吐出量が減少するので、制御装置から最適の押出速度を駆動手段１５へ送出する。
【００６７】
ピストン１４が塗装ガン１１に向かって前進すると、上述したように塗料Ｐが塗装ガン１１へ供給されるが、当該ピストン１４がバルブユニット１７の直前の前進限位置に達し、ここに設けられた位置センサにて検出されると、押出ローラ１５２及び引っ張り装置１５３を停止するとともに、塗装ガン１１への高電圧の印加を停止し、被塗物への塗装を終了する（ステップ３及び４）。
【００６８】
これ以降の操作が色替えサイクルとなる。なお、次の被塗物の塗色が同色である場合は以下の色替えサイクルを行わずにステップ１２へジャンプする。
【００６９】
まず、図３に示すようにピストン１４が前進限位置にある状態で、当該ピストン１４の先端から塗装ガン１１までの間に残留した塗料Ｐを洗浄する。これには、第１のバルブ１７６を閉じるとともに第４のバルブ１８８を開く。これと同時に第２のバルブ１８０および第３のバルブ１８４も開く（ステップ５）。そして、切替バルブユニット２０および２１を介して押出エアーを供給する（ステップ６，７）。
【００７０】
切替バルブ２１を介して供給された押出エアーは、絶縁性ホース１８６を通って第２の洗浄流体通路１８５に至り、開いている第４のバルブ１８８を通過する。ここで、閉じている第１のバルブ１７６と塗装ガン１１との間には前色塗料Ｐが残留しているが、これを先の押出エアーにて塗装ガン１１へ押し出して廃棄する。
【００７１】
次に、切替バルブユニット２１のバルブを切り替えて洗浄液を供給する（ステップ８）。この洗浄液は、絶縁性ホース１８６を通って第２の洗浄流体通路１８５に至り、さらに開いている第４のバルブ１８８を通過して塗料通路１７２および塗料ホース１７４、塗装ガン１１に至り、ここから廃棄される。この洗浄液の供給を所定時間継続することで第１のバルブ１７６から塗装ガン１１に至る塗料通路１７２を洗浄することができる。
【００７２】
次に、再び切替バルブユニット２１のバルブを切り替えて押出エアーを供給する（ステップ１０）。これにより、それまで絶縁性ホース１８６，第２の洗浄流体通路１８５，塗料通路１７２，塗料ホース１７４および塗装ガン１１に充填されていた洗浄液が塗装ガン１１から押し出され廃棄される。
【００７３】
この後、以上のステップ８および１０を複数回繰り返してもよいが、最後には、押出エアーを数秒間供給し、第２の洗浄流体通路１８５および絶縁性ホース１８６にエアーを溜めておく。これにより、次色塗装の際に塗装ガン１に高電圧を印加しても、当該電流がこの経路を介してリークすることが防止できる。そのために絶縁性ホース１８６を採用し、その長さを３ｍ以上とすることが望ましい。
【００７４】
一方、切替バルブ２０を介して供給された押出エアーは、絶縁性ホース１７８を通って第１の洗浄流体通路１７７に至り、開いている第２のバルブ１８０を通過する。ここで、閉じている第１のバルブ１７６とピストン１４との間には、中空管１９０の内部空間１９２も外部空間１９１も含めて前色塗料Ｐが残留しているが、第２のバルブ１８０を通過した押出エアーは中空管１９０の内部空間１９１に導かれるので、ここに残留する塗料Ｐをピストン１４側へ押し出す。この押し出された前色塗料Ｐ、ピストン１４の前面に残留している塗料Ｐおよび中空管１９０の外部空間１９１に残留している塗料Ｐは、押出エアーの圧力によって開いている第３のバルブ１８４側に押し出され、当該第３のバルブ１８４を通過して廃液通路１８１および絶縁性ホース１８２を介してドレン槽２２に廃棄される。
【００７５】
次に、切替バルブユニット２０のバルブを切り替えて洗浄液を供給する（ステップ９）。この洗浄液は、絶縁性ホース１７８を通って第１の洗浄流体通路１７７に至り、さらに開いている第２のバルブ１８０を通過して中空管１９０の内部空間１９２に至る。そして、この内部空間１９２から、ピストン１４に向かって噴射される。この噴射によりピストン１４の先端が清浄になり前色塗料の色混じりが防止できる。ピストン１４の前面空間Ｓ３に噴射された洗浄液は、中空管１９０の外部空間１９１から第３のバルブ１８４を介して廃液通路１８１に至り、絶縁性ホース１８２を介してドレン槽２２へ廃棄される。この洗浄液の供給を所定時間継続することでピストン１４から第１のバルブ１７６に至る塗料通路１７２を洗浄することができる。なお、塗料通路１７２の右端に形成された呼込傾斜部１７３により、ピストン前面空間Ｓ３から中空管１９０の外部空間１９１への洗浄液の流れが円滑になる。
【００７６】
次に、再び切替バルブユニット２０のバルブを切り替えて押出エアーを供給する（ステップ１１）。これにより、それまで絶縁性ホース１７８，第１の洗浄流体通路１７７，中空管１９０の内部空間１９２，ピストン１４の前面空間Ｓ３，中空管１９０の外部空間１９１，廃液通路１８１および絶縁性ホース１８２に充填していた洗浄液は、ドレン槽２２に押し出され廃棄される。この後、以上のステップ９および１１を複数回繰り返してもよいが、最後には、押出エアーを数秒間供給し、第１の洗浄流体通路１７７および絶縁性ホース１７８、並びに廃液通路１８１および絶縁性ホース１８２にそれぞれエアーを溜めておく。これにより、次色塗装の際に塗装ガン１１に高電圧を印加しても、当該電流がこれらの経路を介してリークすることが防止できる。そのために絶縁性ホース１７８，１８２を採用し、その長さをそれぞれ３ｍ以上とすることが望ましい。
【００７７】
本例では、ステップ５乃至ステップ１１の洗浄ステップにおいて、第１のバルブ１７６の前後で独立した洗浄系を構成し、それぞれを並行して洗浄するので、そのぶんだけ洗浄時間を短縮することができるとともに、別個に洗浄することで洗浄性能が向上する。
【００７８】
図４に戻り、バルブユニット１７廻りの洗浄が終了したら、バルブユニット１７の第１のバルブ１７６を開くとともに、第２〜第４のバルブ１８０，１８４，１８８を閉じる。そして、押出ローラ１５２，１５２をフリーにし、引っ張り装置１５３をこれまでとは逆方向に回転させることで、ピストン１４を後退させる（ステップ１２）。なお、ピストン１４が後退する際には、ピストン１４の後方（図において右側）の空気が圧縮されるので、ピストン１４の動作をスムーズにするためにダンプバルブなどを設けてこれを開いておくことが好ましい。
【００７９】
位置センサにてピストン１４が後退限位置に達したことが検出されたら（ステップ１３）、カラーチェンジバルブユニット１３の切替弁１３３，１３４を交互に開閉して、ピストン１４の前方の塗料ホース１２内空間Ｓ３に洗浄液と押出エアーとを供給する（ステップ１４）。ただし、本例の塗装装置１では、バルブユニット１７から塗装ガン１１までの間の洗浄は終了しているので、主として塗料ホース１２の内壁やカラーチェンジバルブユニット１３に残留した前色塗料を洗浄するためのステップである。したがって、他の洗浄手段があればこのステップ１４は省略してもよい。
【００８０】
塗料ホース１２内が清浄になったら、カラーチェンジバルブユニット１３の切替弁１３２の何れかを開いて次色の塗料Ｐをピストン１４の前方の塗料ホース１２内へ供給する（ステップ１５）。このとき、塗料使用量に応じて切替弁１３２の開閉タイミングを制御し、その塗色に適した充填量とする。これにより、塗装終了後に残存して廃棄する塗料量が最小限となる。
【００８１】
次色塗料Ｐを供給したら、押出ローラ１５２，１５２及び引っ張り装置１５３を駆動し、ピストン１４を前進させる（ステップ１６）。そして、ピストン１４がカラーチェンジバルブユニット１３の僅か前方位置にある印加可能位置に達したことが位置センサによって検出されたら（ステップ１７）、押出ローラ１５２及び引っ張り装置１５３を停止するとともに、塗装ガン１１のトリガバルブを閉じ、次色の塗装スタート信号を待機する（ステップ１８）。
【００８２】
本実施形態の塗装装置１は、以下の効果が期待できる。
まず、塗料ホース１２内にピストン１４を設けて、当該ピストン１４の前方に導電性塗料Ｐを供給してこれを塗装ガン１１へ押し出すように構成したので、ピストン１４の後方には空気層が形成され、これがいわゆるボルテージブロック機能を発揮する。したがって、既存の塗着効率の高いベル型静電塗装ガン等をそのまま利用することができ、導電性塗料の採用と塗着効率の向上との両立が図られる。また、既存の塗装ガンがそのまま使用できるので、塗装ガンの交換あるいは改造費用が不要となる。
【００８３】
また、ピストンの押出速度を制御することで吐出量を簡単に制御することができ、従来必要とされたギヤポンプなどの高価な装置に代替することができ、設備費用の低減が達成される。
【００８４】
さらに、色替え操作にあたっても、ピストンを用いてトリガバルブまで塗料を押し出すことができるので、色替え時に廃棄される塗料量が最小となり、塗料コストの低減及び廃液処理などの環境対策の点で有利となる。
【００８５】
また、塗装ガンあたりの塗料使用量（吐出量）は、塗装サイクルタイムの変更、被塗物の相違、塗料固形分など塗色による相違、膜厚などの要求品質の相違等々により異なるが、本実施形態の塗装装置は、塗料ホース１２の長さを最大塗料使用量に設定しておき、これに必要に応じた量の塗料を充填して塗装するので、塗料使用量の変動に対しても柔軟に対処することができる。
【００８６】
さらに本実施形態の塗装装置１は、導電性塗料のみならず非導電性塗料にもそのまま適用できる。
【００８７】
また、塗料ホース１２内の塗料はピストン１４によって全て押し出されるので、洗浄しなければならない範囲が著しく少なくなり、これにより短時間で系内を清浄にすることが可能となる。また清浄性が高まる結果、導電性塗料と非導電性塗料とを同一の塗装装置で色替えすることも可能となる。
【００８８】
さらに、本実施形態の塗装装置１は、塗料ホース１２内への塗料の充填は塗装の直前であるため、メタリック塗料やマイカ塗料等であっても顔料沈降の問題は生じなくなる。また、カートリッジを用いた塗装ガンに適用する場合にも顔料沈降の問題が解消される。
【００８９】
これに加えて、ピストン本体１４１に第１の通孔１４３を設け、一端を２つのＯリング１４２ａ，１４２ｂで仕切られた空間Ｓ１に臨ませ、他端を第１の中空ケーブル１５１ａ内に臨ませているので、ピストン１４の前方空間Ｓ３に充填された塗料がＯリング１４２ａの劣化や摩耗などによって漏洩しても、これが第１の通孔１４３及び中空ケーブル１５１を介して塗料検出器３１にて検出される。したがって、ピストン１４を分解しなくてもＯリング１４２の劣化・摩耗状態を検査することができ、ひいては塗料の漏洩を防止することができる。
【００９０】
さらに、本実施形態の塗装装置１では、塗料通路１７２に中空管１９０を設けているので、切替バルブユニット２０から供給された洗浄液はピストン１４に向かって噴射され、これによりピストン１４の前面空間Ｓ３の洗浄性が向上することになる。また、塗料通路１７２の右端に呼込傾斜部１７３を形成しているので、ピストン１４の前面空間Ｓ３を洗浄した洗浄液は円滑に外部空間１９１へ導かれることになる。
【００９１】
また、第１のバルブ１７６の前後にて並行して洗浄操作を行うので、色替え時間を短縮することができる。さらに、洗浄終了後に絶縁性ホース１７８，１８２，１８６にエアーを充填するので、次色塗装の際に塗装ガン１１に高圧を印加しても、これら絶縁性ホース１７８，１８２，１８６でブロックされ、ここからのリークが防止できる。
【００９２】
第２実施形態
図５は本発明の塗装装置の他の実施形態を示すバルブユニット１７の拡大断面図である。本例では、上述した第１実施形態に比べ、第１実施形態の第４のバルブ１８８と切替バルブユニット２１および絶縁性ホース１８６を省略したものである。図３に示すものと同一の部材には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００９３】
バルブブロック１７１に形成された塗料通路１７２に中空管１９０が設けられ、図３の第１実施形態の鍔部１８９などが省略された構造となっているが、基本的な機能は第１実施形態と同様であり、中空管１９０の内部空間１９２が塗色塗料の通路となり、中空管１９０の外部空間１９１が第３のバルブ１８４を介して廃液通路１８１に連通する。
【００９４】
次に本例の作用を説明する。
図６は、本実施形態の塗装装置１に塗料を供給して、塗装ガン１１から被塗物に塗料を塗布し、次の被塗物を待機するまでの１サイクルの手順を示したものである。
【００９５】
同図のステップ１〜ステップ４までの動作は、図４にて説明した第１実施形態と同じであるため、ステップ５の色替えサイクルから説明する。なお、次の被塗物の塗色が同色である場合は以下の色替えサイクルを行わずにステップ９へジャンプする。
【００９６】
まず、図５に示すようにピストン１４が前進限位置にある状態で、当該ピストン１４の先端から塗装ガン１１までの間に残留した塗料Ｐを洗浄する。これには、第１のバルブ１７６、第２のバルブ１８０および第３のバルブ１８４の全てを開く（ステップ５）。そして、切替バルブユニット２０を介して押出エアーを供給する（ステップ６）。
【００９７】
切替バルブ２０を介して供給された押出エアーは、絶縁性ホース１７８を通って第１の洗浄流体通路１７７に至り、開いている第２のバルブ１８０を通過する。ここで、ピストン１４の前面空間Ｓ３と塗装ガン１１との間には前色塗料Ｐが残留しているので、第２のバルブ１８０に至った押出エアーは、ここから塗装ガン１１側とピストン１４側に分岐し、それぞれ残留塗料を押し出す。すなわち、第２のバルブ１８０からの押出エアーは、当該第２のバルブ１８０が臨む塗料通路１７２と塗装ガン１１との間に残留した塗料を、塗装ガン１１へ押し出して廃棄する。一方、同じく第２のバルブ１８０からの押出エアーは、当該第２のバルブ１８０が臨む塗料通路１７２とピストン１４との間に残留した塗料を、中空管１９０の外部空間１９１、第３のバルブ１８４、廃液通路１８１および絶縁性ホース１８２を介してドレン槽２２へ押し出して廃棄する。
【００９８】
次に、切替バルブユニット２０のバルブを切り替えて洗浄液を供給する（ステップ７）。この洗浄液も、上述した押出エアーと同様に、絶縁性ホース１７８を通って第１の洗浄流体通路１７７に至り、さらに開いている第２のバルブ１８０を通過する。そして、ここから一方は、開いている第１のバルブ１７６から塗料ホース１７４、塗装ガン１１に至り、ここから廃棄される。この洗浄液の供給を所定時間継続することで第１のバルブ１７６から塗装ガン１１に至る塗料通路１７２を洗浄することができる。また他方は、中空管１９０の内部空間１９２を通過してピストン１４に向かって噴射する。これにより、ピストン１４の前面空間Ｓ３に残留した前色塗料の洗浄性が向上することになる。そして、ピストン１４の前面空間Ｓ３に噴射された洗浄液は、中空管１９０の外部空間１９１から第３のバルブ１８４を介して廃液通路１８１に至り、絶縁性ホース１８２を介してドレン槽２２へ廃棄される。この洗浄液の供給を所定時間継続することでピストン１４から第１のバルブ１７６に至る塗料通路１７２を洗浄することができる。なお、塗料通路１７２の右端に形成された呼込傾斜部１７３により、ピストン前面空間Ｓ３から中空管１９０の外部空間１９１への洗浄液の流れが円滑になる。
【００９９】
次に、再び切替バルブユニット２０のバルブを切り替えて押出エアーを供給する（ステップ８）。これにより、それまで絶縁性ホース１７８，第１の洗浄流体通路１７７，中空管１９０の内部空間１９２，ピストン１４の前面空間Ｓ３，中空管１９０の外部空間１９１，廃液通路１８１および絶縁性ホース１８２、並びに第２のバルブ１８０より塗装ガン１１側の塗料通路１７２および塗料ホース１７４に充填していた洗浄液は、ドレン槽２２又は塗装ガン１１に押し出され廃棄される。この後、以上のステップ６および７を複数回繰り返してもよいが、最後には、押出エアーを数秒間供給し、第１の洗浄流体通路１７７および絶縁性ホース１７８、並びに廃液通路１８１および絶縁性ホース１８２にそれぞれエアーを溜めておく。これにより、次色塗装の際に塗装ガン１１に高電圧を印加しても、当該電流がこれらの経路を介してリークすることが防止できる。そのために絶縁性ホース１７８，１８２を採用し、その長さをそれぞれ３ｍ以上とすることが望ましい。
【０１００】
本例では、ステップ５乃至ステップ８の洗浄ステップにおいて、一つの切替バルブ２０からの押出エアーおよび洗浄液によって洗浄系を構成しているので、そのぶんだけ装置構成や制御が簡単になり、低コスト化にも貢献する。
【０１０１】
図６に戻り、バルブユニット１７廻りの洗浄が終了したら、バルブユニット１７の第１のバルブ１７６を開いたままとし、第２および第３のバルブ１８０，１８４を閉じる。そして、押出ローラ１５２，１５２をフリーにし、引っ張り装置１５３をこれまでとは逆方向に回転させることで、ピストン１４を後退させる（ステップ９）。なお、ピストン１４が後退する際には、ピストン１４の後方（図において右側）の空気が圧縮されるので、ピストン１４の動作をスムーズにするためにダンプバルブなどを設けてこれを開いておくことが好ましい。
【０１０２】
位置センサにてピストン１４が後退限位置に達したことが検出されたら（ステップ１０）、カラーチェンジバルブユニット１３の切替弁１３３，１３４を交互に開閉して、ピストン１４の前方の塗料ホース１２内空間Ｓ３に洗浄液と押出エアーとを供給する（ステップ１１）。ただし、本例の塗装装置１では、バルブユニット１７から塗装ガン１１までの間の洗浄は終了しているので、主として塗料ホース１２の内壁やカラーチェンジバルブユニット１３に残留した前色塗料を洗浄するためのステップである。したがって、他の洗浄手段があればこのステップ１４は省略してもよい。
【０１０３】
塗料ホース１２内が清浄になったら、カラーチェンジバルブユニット１３の切替弁１３２の何れかを開いて次色の塗料Ｐをピストン１４の前方の塗料ホース１２内へ供給する（ステップ１２）。このとき、塗料使用量に応じて切替弁１３２の開閉タイミングを制御し、その塗色に適した充填量とする。これにより、塗装終了後に残存して廃棄する塗料量が最小限となる。
【０１０４】
次色塗料Ｐを供給したら、押出ローラ１５２，１５２及び引っ張り装置１５３を駆動し、ピストン１４を前進させる（ステップ１３）。そして、ピストン１４がカラーチェンジバルブユニット１３の僅か前方位置にある印加可能位置に達したことが位置センサによって検出されたら（ステップ１４）、押出ローラ１５２及び引っ張り装置１５３を停止するとともに、塗装ガン１１のトリガバルブを閉じ、次色の塗装スタート信号を待機する（ステップ１５）。
【０１０５】
本実施形態の塗装装置１は、以下の効果が期待できる。
まず、塗料ホース１２内にピストン１４を設けて、当該ピストン１４の前方に導電性塗料Ｐを供給してこれを塗装ガン１１へ押し出すように構成したので、ピストン１４の後方には空気層が形成され、これがいわゆるボルテージブロック機能を発揮する。したがって、既存の塗着効率の高いベル型静電塗装ガン等をそのまま利用することができ、導電性塗料の採用と塗着効率の向上との両立が図られる。また、既存の塗装ガンがそのまま使用できるので、塗装ガンの交換あるいは改造費用が不要となる。
【０１０６】
また、ピストンの押出速度を制御することで吐出量を簡単に制御することができ、従来必要とされたギヤポンプなどの高価な装置に代替することができ、設備費用の低減が達成される。
【０１０７】
さらに、色替え操作にあたっても、ピストンを用いてトリガバルブまで塗料を押し出すことができるので、色替え時に廃棄される塗料量が最小となり、塗料コストの低減及び廃液処理などの環境対策の点で有利となる。
【０１０８】
また、塗装ガンあたりの塗料使用量（吐出量）は、塗装サイクルタイムの変更、被塗物の相違、塗料固形分など塗色による相違、膜厚などの要求品質の相違等々により異なるが、本実施形態の塗装装置は、塗料ホース１２の長さを最大塗料使用量に設定しておき、これに必要に応じた量の塗料を充填して塗装するので、塗料使用量の変動に対しても柔軟に対処することができる。
【０１０９】
さらに本実施形態の塗装装置１は、導電性塗料のみならず非導電性塗料にもそのまま適用できる。
【０１１０】
また、塗料ホース１２内の塗料はピストン１４によって全て押し出されるので、洗浄しなければならない範囲が著しく少なくなり、これにより短時間で系内を清浄にすることが可能となる。また清浄性が高まる結果、導電性塗料と非導電性塗料とを同一の塗装装置で色替えすることも可能となる。
【０１１１】
さらに、本実施形態の塗装装置１は、塗料ホース１２内への塗料の充填は塗装の直前であるため、メタリック塗料やマイカ塗料等であっても顔料沈降の問題は生じなくなる。また、カートリッジを用いた塗装ガンに適用する場合にも顔料沈降の問題が解消される。
【０１１２】
これに加えて、ピストン本体１４１に第１の通孔１４３を設け、一端を２つのＯリング１４２ａ，１４２ｂで仕切られた空間Ｓ１に臨ませ、他端を第１の中空ケーブル１５１ａ内に臨ませているので、ピストン１４の前方空間Ｓ３に充填された塗料がＯリング１４２ａの劣化や摩耗などによって漏洩しても、これが第１の通孔１４３及び中空ケーブル１５１を介して塗料検出器３１にて検出される。したがって、ピストン１４を分解しなくてもＯリング１４２の劣化・摩耗状態を検査することができ、ひいては塗料の漏洩を防止することができる。
【０１１３】
さらに、本実施形態の塗装装置１では、塗料通路１７２に中空管１９０を設けているので、切替バルブユニット２０から供給された洗浄液はピストン１４に向かって噴射され、これによりピストン１４の前面空間Ｓ３の洗浄性が向上することになる。また、塗料通路１７２の右端に呼込傾斜部１７３を形成しているので、ピストン１４の前面空間Ｓ３を洗浄した洗浄液は円滑に外部空間１９１へ導かれることになる。
【０１１４】
また、第１のバルブ１７６に対し、一系統の押出エアーおよび洗浄液のみで洗浄操作を行うので、装置構成および制御が簡単になり、低コスト化に貢献できるとともに、色替え時間の短縮も期待できる。さらに、洗浄終了後に絶縁性ホース１７８，１８２にエアーを充填するので、次色塗装の際に塗装ガン１１に高圧を印加しても、これら絶縁性ホース１７８，１８２でブロックされ、ここからのリークが防止できる。
【０１１５】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の塗装装置の使用形態を示す概略図である。
【図２】本発明の塗装装置の実施形態を示す概略構成図である。
【図３】本発明の塗装装置に係るバルブユニットの実施形態を示す断面図である。
【図４】図２および図３の塗装装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の塗装装置に係るバルブユニットの他の実施形態を示す断面図である。
【図６】図５の塗装装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…塗装装置
１１…塗装ガン
１１１…ベルカップ
１１２…塗料導入口
１２…塗料ホース（塗料配管）
１３…カラーチェンジバルブユニット
１４…ピストン
１５…駆動手段
１５１…中空ケーブル
１５２…押出ローラ
１５３…引っ張り装置
１７…バルブユニット
１７１…バルブブロック
１７２…塗料通路
１７３…呼込傾斜部
１７６…第１のバルブ
１７７…第１の洗浄流体通路
１７８…絶縁性ホース（電気絶縁配管）
１８０…第２のバルブ
１８１…廃液通路
１８２…絶縁性ホース（電気絶縁配管）
１８４…第３のバルブ
１８５…第２の洗浄流体通路
１８６…絶縁性ホース（電気絶縁配管）
１８８…第４のバルブ
１９０…中空管
１９１…外部空間
１９２…内部空間
【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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