JP2000312841A - 静電塗装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ボルテージブロック機能を備えた簡易な構造の
静電塗装装置を提供する。 【解決手段】電圧Ｖが印加される塗装機１１と、カラー
チェンジバルブ１２を有し塗装機１１に塗料を供給する
塗料供給系１４とを備えた静電塗装装置１であり、塗装
機１１とカラーチェンジバルブ１２との間の塗料供給系
１４に設けられ、塗料Ｐが一時的に貯留されるとともに
残余に気体空間１３ａが形成される塗料タンク１３を備
える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、塗装ラインで用い
られる静電塗装装置に関し、特に水系塗料を塗装する場
合に用いて好ましいボルテージブロック機能を備えた静
電塗装装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気伝導性の高い水系塗料を用いた静電
塗装装置には、塗料経路をアース電位にしたまま塗装機
の近傍に高電圧を印加する外部電極方式と、塗料経路全
体若しくはその一部をアース電位から切り離して塗装機
自体に高電圧を印加する直接帯電方式とが知られてお
り、特に後者の直接帯電方式において、塗料経路をアー
ス電位から切り離す手法は総称的にボルテージブロック
と呼ばれている。

【０００３】何れの手法も電気伝導性の高い水系塗料に
特有の手法であるが、電気絶縁性塗料である有機溶剤系
塗料の静電塗装装置には、簡便性の高い直接帯電方式が
用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した外
部電極方式を用いた静電塗装装置の塗着効率と、直接帯
電方式を用いた静電塗装装置の塗着効率とは、ほぼ等し
いとされるが、それぞれ以下の欠点を有している。

【０００５】まず、外部電極方式では、高電圧印加用電
極は塗装機の近傍に設置されるので、ここに塗料ミスト
が付着し易く、高品質の塗装を行うためには定期的に清
掃する必要がある。こうした清掃周期は、短い場合には
１〜２時間にもなり、なかでも回転霧化静電塗装機では
１台の塗装機に６本以上の電極が設置されるので、清掃
に多大な時間と工数がかかるといった問題があった。

【０００６】また、ボルテージブロックを用いた直接帯
電方式では、清掃時間や清掃工数は従来型の塗装機と大
差なく短時間で終了できるが、ボルテージブロック装置
そのものが複雑であるため、当該ボルテージブロック装
置の信頼性を確保することや、ボルテージブロック装置
内部の保守点検作業が困難であった。しかも、多数の塗
色を切り替えて使う場合には、ボルテージブロック装置
内部の洗浄に時間がかかるので、複数のボルテージブロ
ック装置を切り替えて使うなどの方策が採られるが、こ
うすると設置コストが高くなるといった問題があった。

【０００７】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、ボルテージブロック機能を
備えた簡易な構造の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】（１） 上記目的を達成
するために、請求項１記載の静電塗装装置は、電圧が印
加される塗装機と、カラーチェンジバルブを有し前記塗
装機に塗料を供給する塗料供給系とを備えた静電塗装装
置において、前記塗装機と前記カラーチェンジバルブと
の間の塗料供給系に設けられ、前記塗料が一時的に貯留
されるとともに残余に気体空間が形成される塗料タンク
を備えたことを特徴とする。

【０００９】塗装機に高電圧を印加して塗装すると、塗
料または塗料配管を介して、アース電位にあるカラーチ
ェンジバルブへリーク電流が流れ出すので、塗粒への印
加電圧が低下して塗着効率が悪化するおそれがある。ま
た、リーク電流によりジュール熱が生じて塗料が変質し
たり、極端な場合には塗料が配管内で固化するおそれが
ある。特に電気伝導性の高い水系塗料を用いた静電塗装
装置ではこうした問題が顕著である。

【００１０】しかしながら、本発明の静電塗装装置で
は、高電圧が印加される塗装機と、アース電位とされる
カラーチェンジバルブとの間に、内部に気体空間が形成
される塗料タンクを設けているので、この気体空間がボ
ルテージブロック機能を発揮し、塗装機からカラーチェ
ンジバルブへ流れようとする電流を遮断する。

【００１１】このように、本発明の静電塗装装置では、
塗料タンクの内部に気体空間を形成するだけといった簡
単な構成でボルテージブロック機能を発揮できるので、
従来型のボルテージブロック装置のように機械的に塗料
経路を接続／遮断することが不要となり、装置の信頼性
が著しく向上する。また、バルブ類を除けば機械的な動
作を伴わないことから設備コストが安価であるという効
果もある。

【００１２】（２）上記発明において、塗料タンク内に
気体空間を形成する手法は特に限定されないが、請求項
２記載の静電塗装装置では、前記塗料タンクは、塗料供
給配管と排気用配管とを有し、前記塗料が当該塗料タン
クへ貯留される間および前記気体空間が形成される間は
前記排気用配管を開放し、前記塗料を塗装中は前記排気
用配管を閉塞して前記塗料タンク内を予圧することを特
徴とする。

【００１３】カラーチェンジバルブから塗料タンクへ塗
料を供給する際および気体空間を形成する際には、排気
用配管を開放して内部に残留した気体を排気することで
塗料の供給および気体空間の形成がスムーズに行われ
る。これに対して、塗料を塗装する際は、排気用配管を
開放したままでも何ら問題はないが、これを閉塞して塗
料タンク内を予圧すれば、塗装機に対する塗料の供給が
よりスムーズになる。

【００１４】このとき特に、請求項３記載の静電塗装装
置のように、前記排気用配管から供給される気体の圧力
を調節して前記塗料機の吐出量を調整することが好まし
い。

【００１５】こうすることで、別途の定量供給装置が不
要となり、設備コストが低減できるとともに定量供給装
置の設置スペースや保全作業工数も低減することができ
る。

【００１６】（３）上記発明において、塗料タンクを含
む前後の塗料供給系の色替え時の洗浄方法については特
に限定されないが、請求項４記載の静電塗装装置のよう
に、前記塗料供給配管の前記塗料タンクの近傍に、一端
に洗浄廃棄用配管を有する三方弁が設けられ、前記塗料
の色替え時には、前記三方弁を切り替えて、溶剤および
／または気体を用いて前記カラーチェンジバルブから前
記塗装機までの間を洗浄することが好ましい。

【００１７】次色が前色と異なる塗色である場合は、カ
ラーチェンジバルブから塗料タンクまでの間の塗料供給
系を洗浄する必要があるが、本発明では、塗料供給配管
の塗料短期の近傍に設けられた三方弁を用いてここを洗
浄する。すなわち、三方弁を洗浄廃棄用配管側に切り替
え、カラーチェンジバルブから洗浄用気体や洗浄用溶剤
を供給しすることで、カラーチェンジバルブから塗料タ
ンクまでの間の塗料供給系を洗浄する。こうした洗浄操
作は、塗料タンクに貯留された塗料を塗装機から塗装し
ている間にでも行うことができるので、色替え時間を短
縮することもできる。

【００１８】この場合、請求項５記載の静電塗装装置の
ように、カラーチェンジバルブから供給される溶剤が電
気絶縁性溶剤であることがより好ましい。また、請求項
６記載の静電塗装装置のように、少なくとも前記カラー
チェンジバルブと前記三方弁との間の塗料配管がフッ素
系樹脂からなることがより好ましい。

【００１９】カラーチェンジバルブから三方弁までの間
の塗料配管に電気絶縁性溶剤を流すことで、また同様に
塗料配管を電気絶縁性に優れたフッ素系樹脂により構成
することで、塗装中の高電圧による塗装機からの電流が
より確実に遮断されることになる。

【００２０】（４）上記発明においては特に限定されな
いが、請求項６記載の静電塗装装置のように、前記カラ
ーチェンジバルブと前記塗料タンクとの間または前記塗
料タンクと前記塗装機との間の少なくとも一方の塗料供
給系に、塗料の定量供給装置が設けられていることが好
ましい。

【００２１】塗料の定量供給装置を、カラーチェンジバ
ルブと塗料タンクとの間、または塗料タンクと塗装機と
の間の何れに設けても良いが、カラーチェンジバルブと
塗料タンクとの間に設けた場合には定量供給装置の洗浄
時間が短くなり、洗浄用溶剤の使用量も低減することが
できる。また、定量供給装置を塗料タンクと塗装機との
間に設けた場合には、塗料の吐出量がより安定する。

【００２２】（５）特に限定はされないが、本発明の静
電塗装装置は、電気伝導性の高い、たとえば水系塗料の
塗装に用いると、上述した効果がより顕著となる。

【００２３】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、塗料タン
クの内部に気体空間を形成するだけといった簡単な構成
でボルテージブロック機能を発揮できるので、従来型の
ボルテージブロック装置のように機械的に塗料経路を接
続／遮断することが不要となり、装置の信頼性が著しく
向上する。また、バルブ類を除けば機械的な動作を伴わ
ないことから設備コストが安価であるという効果もあ
る。

【００２４】これに加えて、請求項２記載の発明によれ
ば、塗料タンクへの塗料の供給および気体空間の形成、
並びに塗装機に対する塗料の供給がよりスムーズに行わ
れることになる。

【００２５】また、請求項３記載の発明によれば、別途
の定量供給装置が不要となり、設備コストが低減できる
とともに定量供給装置の設置スペースや保全作業工数も
低減することができる。

【００２６】また、請求項４記載の発明によれば、カラ
ーチェンジバルブから塗料タンクまでの間の塗料供給系
を洗浄することができ、しかもこうした洗浄操作は、塗
料タンクに貯留された塗料を塗装機から塗装している間
にでも行うことができるので、色替え時間を短縮するこ
ともできる。

【００２７】請求項５および６記載の発明によれば、カ
ラーチェンジバルブから三方弁までの間の塗料配管に電
気絶縁性溶剤を流すので、また同様に塗料配管を電気絶
縁性に優れたフッ素系樹脂により構成するので、塗装中
の高電圧による塗装機からの電流がより確実に遮断され
ることになる。

【００２８】また、請求項７記載の発明によれば、カラ
ーチェンジバルブと塗料タンクとの間に設けた場合には
定量供給装置の洗浄時間が短くなり、洗浄用溶剤の使用
量も低減することができる。また、定量供給装置を塗料
タンクと塗装機との間に設けた場合には、塗料の吐出量
がより安定する。

【００２９】請求項８記載の発明によれば、上述した請
求項１乃至７記載の発明の効果がより顕著となる。

【００３０】

【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。図１は本発明の静電塗装装置の実施
形態（基本構成）を示す図であり、回転霧化式塗装機１
１とカラーチェンジバルブ１２とを備えている。回転霧
化式塗装機１１には、高電圧Ｖが印加されており、ベル
カップ１１ａにて微粒化された塗粒がマイナス電位に帯
電し、これがアースされた被塗物に電気的に吸引される
ことにより被塗物の表面にウェット塗膜が形成される。
なお、詳細な図示は省略するが、回転霧化式塗装機１１
には、ベルカップ１１ａを高速回転させるためのターボ
モータやベルカップ１１ａから吐出された塗粒を所定の
パターンに形成するシェーピングエア装置等が設けられ
ている。

【００３１】カラーチェンジバルブ１２は、複数（同図
に示す例では６つ）のバルブ１２ａ〜１２ｆを有し、こ
れらバルブのうちの上流側の一つ１２ｅには、図外のエ
アー源から圧縮空気が供給され、同じく上流側の一つ１
２ｆには、図外の洗浄シンナー源から洗浄シンナーが供
給される。また、残りのバルブ１２ａ〜１２ｄには、図
外の塗料タンクから圧送された塗料１，２…が供給され
る。

【００３２】これら回転霧化式塗装機１１とカラーチェ
ンジバルブ１２との間には、塗料配管１４が設けられ、
カラーチェンジバルブ１２にて選択された塗料、洗浄用
シンナーまたは圧縮空気は当該カラーチェンジバルブ１
２の出口から塗料配管１４を介して塗装機１１へ供給さ
れる。

【００３３】特に本実施形態では、この塗料配管１４の
途中に塗料タンク１３が設けられている。この塗料タン
ク１３は、内部が密閉されたタンクであって、塗料配管
１４ａによってカラーチェンジバルブ１２から塗料、洗
浄用シンナーまたは圧縮空気が供給される一方で、塗料
配管１４ｂによって塗料タンク１３内に貯留された塗
料、洗浄用シンナーまたは圧縮空気が塗装機１１へ供給
される。また、塗料タンク１３には、一端が内部空間に
連通するとともに他端が大気開放された排気用配管１５
が設けられている。なお、塗料配管１４ａ，１４ｂは、
ＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキ
ルビニルエーテルとの共重合体）やＦＥＰ（テトラフル
オロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合
体）などのフッ素系樹脂のように、電気絶縁性に優れた
材料により構成されたホースであり、好ましくは１ｍ以
上の長さとされている。

【００３４】次に作用を説明する。まず、塗料１を塗装
する場合は、カラーチェンジバルブ１２を塗料１側に切
り替え、塗料配管１４ａを介して塗料タンク１３へ塗料
１を１回の塗装に必要な所定量だけ供給する。１回分の
塗料を塗料タンク１３へ供給したら、カラーチェンジバ
ルブ１３を圧縮空気側に切り替え、圧縮空気を導入する
ことで、カラーチェンジバルブ１３と塗料タンクとの間
の塗料配管１４ａに残留した塗料１を塗料タンク１３へ
押し出す。この状態で塗装機１１により塗装を行うが、
塗料タンク１３の内部には空気が存在する空間１３ａが
形成され、塗料配管１４ａ内も空気が満たされているの
で、塗装機１１に高電圧が印加されても、この空気の空
間１３ａおよび塗料配管１４ａ内の空気によって電気的
に絶縁され、アース側とされたカラーチェンジバルブ１
２にリーク電流が流れることはない。しかも、塗料配管
１４ａは電気絶縁性に優れたフッ素系樹脂で構成されて
いるので、より電気的絶縁の信頼性が高まることとな
る。

【００３５】塗料１の塗装が終了すると、カラーチェン
ジバルブ１３を洗浄シンナー側に切り替え、塗料配管１
４ａを介して塗料タンク１３に洗浄シンナーを供給し、
塗料タンク１３内を洗浄するとともに、さらにこの洗浄
シンナーを塗料配管１４ｂを介して塗装機１１から吐出
し、これにより塗料配管１４ｂおよび塗装機１１を洗浄
する。次に、カラーチェンジバルブ１２を圧縮空気側に
切り替え、塗料配管１４ａ内の洗浄シンナーを塗料タン
ク１３へ押し出し、こうした操作を繰り返して洗浄した
のち、カラーチェンジバルブ１２を塗料２側へ切り替
え、塗料配管１４ａを介して次色の塗料２を塗料タンク
１３へ供給する。

【００３６】図２は本発明の静電塗装装置の他の実施形
態を示す図であり、本例はより具体的なものである。ま
ず、カラーチェンジバルブ１２と塗料タンク１３との間
の塗料配管１４ａには、塗料の定量供給装置であるギヤ
ポンプ１７が設けられており、カラーチェンジバルブ１
２からの塗料を定量で塗料タンク１３へ供給する。この
ギヤポンプ１７は、この位置に代えて、あるいはこれに
加えて、塗料タンク１３と塗装機１１との間の塗料配管
１４ｂに設けることもでき、こうすると塗装機１１から
の吐出量がより安定化する。ただし、塗料タンク１３と
塗装機１１との間の塗料配管１４ｂにギヤポンプ１７を
設けると、色替え時の洗浄時間が相対的に長くなり、ま
た洗浄シンナーの使用量も相対的に多くなる点に留意す
る必要がある。

【００３７】また、本例では、塗料配管１４ａの塗料タ
ンク１３の近傍に三方弁１６が設けられており、その一
端（図示するｂ側）には廃棄用配管１６ａが接続されて
いる。さらに、塗料タンク１３に設けられた排気用配管
１５には、三方弁１８が接続され、その一端（図示する
ｃ側）は大気開放されるとともに、他の一端（図示する
ｄ側）はレギュレータ１９を介して圧縮空気源に接続さ
れている。

【００３８】その他の構成は図１に示す実施形態と同じ
であるため、同一の符号を付してその詳細な説明は省略
する。

【００３９】次に作用を説明する。まず、塗料１を塗装
する場合は、三方弁１６をａ側に切り替えてカラーチェ
ンジバルブ１２と塗料タンク１３とを連通させ、また三
方弁１８をｃ側に切り替えて塗料タンク１３内を大気開
放させる。そして、カラーチェンジバルブ１２を塗料１
側に切り替え、塗料配管１４ａを介してギヤポンプ１７
により塗料タンク１３へ塗料１を１回の塗装に必要な所
定量だけ供給する。本例では、ギヤポンプ１７を用いて
いるので、塗料タンク１３へ供給される塗料量が安定す
る。

【００４０】１回分の塗料を塗料タンク１３へ供給した
ら、カラーチェンジバルブ１３を圧縮空気側に切り替
え、圧縮空気を導入することで、カラーチェンジバルブ
１３と塗料タンクとの間の塗料配管１４ａに残留した塗
料１を塗料タンク１３へ押し出す。次いで、三方弁１６
をｂ側に切り替えるとともに、三方弁１８をｄ側に切り
替える。これにより、レギュレータ１９によって調節さ
れた所定圧の空気が塗料タンク１３の空間１３ａに予圧
となって作用する。

【００４１】この状態で塗装機１１により塗装を行う。
本例でも、塗料タンク１３の内部には空気が存在する空
間１３ａが形成され、塗料配管１４ａのうちの三方弁１
６と塗料タンク１３との間も空気が満たされているの
で、塗装機１１に高電圧が印加されても、この空気の空
間１３ａおよび塗料配管１４ａ内の空気によって電気的
に絶縁され、アース側とされたカラーチェンジバルブ１
２にリーク電流が流れることはない。しかも、塗料配管
１４ａは電気絶縁性に優れたフッ素系樹脂で構成されて
いるので、より電気的絶縁の信頼性が高まることとな
る。

【００４２】さらに、塗装機１１による塗装において
は、塗料タンク１３内に所定圧の予圧が作用するので、
その吐出量も安定化することになる。

【００４３】なお、本例では、この塗装中にカラーチェ
ンジバルブ１２と三方弁１６との間の洗浄を行う。すな
わち、カラーチェンジバルブ１３を洗浄シンナー側に切
り替え、塗料配管１４ａおよび三方弁１６に洗浄シンナ
ーを供給してこれらを洗浄するとともに、この洗浄シン
ナーは廃棄用配管１６ａから廃棄する。次に、カラーチ
ェンジバルブ１２を圧縮空気側に切り替え、塗料配管１
４ａおよび三方弁１６内の洗浄シンナーを廃棄用配管１
６ａから押し出し、塗料配管１４ａおよび三方弁１６に
は圧縮空気を満たしておく。なお、ここで使用される洗
浄シンナーは電気絶縁性の高い溶剤を使用することが望
ましい。

【００４４】こうすることで、塗料１の塗装が終了した
後の洗浄時間が著しく短縮され、しかも洗浄中において
も非導電性溶剤を用いるとともに最後は空気を満たして
おくので、リーク電流の発生も確実に防止できる。

【００４５】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。

【００４６】たとえば、図２の実施形態において、色替
え時の洗浄シンナーとして非導電性溶剤を用いたが、た
とえば水系シンナーなどの導電性溶剤を用いることもで
きる、この場合には、圧縮空気を大量に送り込みつつ、
水系シンナーを間欠的に噴出させることでリーク電流の
発生を抑制することができ、こうすることで導電性シン
ナーと非導電性シンナーといった２種類の溶剤を用意す
る必要がなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の静電塗装装置の実施形態（基本構成）
を示す図である。

【図２】本発明の静電塗装装置の他の実施形態を示す図
である。

【符号の説明】

１…静電塗装装置 １１…塗装機 １２…カラーチェンジバルブ １３…塗料タンク １３ａ…気体空間 Ｐ…塗料 １４ａ，１４ｂ…塗料配管 １５…排気用配管 １６…三方弁 １６ａ…洗浄廃棄用配管 １７…ギヤポンプ（定量供給装置） Ｐ…塗料

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０５Ｄ 3/00 Ｂ０５Ｄ 3/00 Ｂ Ａ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電圧が印加される塗装機と、カラーチェン
   ジバルブを有し前記塗装機に塗料を供給する塗料供給系
   とを備えた静電塗装装置において、 前記塗装機と前記カラーチェンジバルブとの間の塗料供
   給系に設けられ、前記塗料が一時的に貯留されるととも
   に残余に気体空間が形成される塗料タンクを備えたこと
   を特徴とする静電塗装装置。
2. 【請求項２】前記塗料タンクは、塗料供給配管と排気用
   配管とを有し、前記塗料が当該塗料タンクへ貯留される
   間および前記気体空間が形成される間は前記排気用配管
   を開放し、前記塗料を塗装中は前記排気用配管を閉塞し
   て前記塗料タンク内を予圧することを特徴とする請求項
   １記載の静電塗装装置。
3. 【請求項３】前記塗料タンク内の予圧力を調節して前記
   塗料機の吐出量を調整することを特徴とする請求項２記
   載の静電塗装装置。
4. 【請求項４】前記塗料供給配管の前記塗料タンクの近傍
   に、一端に洗浄廃棄用配管を有する三方弁が設けられ、
   前記塗料の色替え時には、前記三方弁を切り替えて、溶
   剤および／または気体を用いて前記カラーチェンジバル
   ブから前記塗装機までの間を洗浄することを特徴とする
   請求項２または３記載の静電塗装装置。
5. 【請求項５】前記溶剤が電気絶縁性溶剤であることを特
   徴とする請求項４記載の静電塗装装置。
6. 【請求項６】少なくとも前記カラーチェンジバルブと前
   記三方弁との間の塗料配管がフッ素系樹脂からなること
   を特徴とする請求項４または５記載の静電塗装装置。
7. 【請求項７】前記カラーチェンジバルブと前記塗料タン
   クとの間または前記塗料タンクと前記塗装機との間の少
   なくとも一方の塗料供給系に、塗料の定量供給装置が設
   けられていることを特徴とする請求項１〜６の何れかに
   記載の静電塗装装置。
8. 【請求項８】前記塗料が電気導電性塗料であることを特
   徴とする請求項１〜７の何れかに記載の静電塗装装置。