JP2006341199A - 塗布機 - Google Patents

Abstract

【課題】
塗布材バッグを使用することにより、底板を摺動させることなく小さな駆動力で確実に塗料その他の塗布材を圧し出すことができ、底板を外して分解洗浄する面倒をなくすと同時に、その塗布材バッグを圧屈させたり折ったりすることなくきれいに圧し潰せるようにする。
【解決手段】
先端側に塗布材流入出口（８ａ）を形成した塗布材充填用の塗布材バッグ（８）の外側から作動液の液圧を作用させて該塗布材バッグを押し潰しながら塗布材を圧し出す塗布材圧出室（４）を備え、作動液の液圧により塗布材バッグ（８）がその先端側と後端側を結ぶ長手方向に潰れないように塗布材バッグ（８）の後端側を保持する補強材（２０）を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、予め充填された塗布材を霧化機構に対して圧し出す塗布材圧出機構を備えた塗布機に関し、特に水性塗料などの導電性塗料を静電霧化する静電塗装機に適用して好適なものである。

自動車ボディの塗装では、有機溶剤を使用した塗料が主流であるが、環境保護及び公害防止の観点から、塗装工程において大量に発生する揮発性有機溶剤を削減することが要請されており、その対策として、水性塗料による塗装が注目を集めている。

水性塗料を無駄なく使用するためには、塗着効率の高い静電塗装装置で塗装するのが好ましいが、水性塗料は電気抵抗が低く、塗料供給系を流れる塗料を介して静電塗装機の回転霧化頭とアース側が導通しやすいため、塗料供給系全体に絶縁対策を施して、回転霧化頭に印加される−６０〜９０ｋＶの高電圧がリークするのを防止しなければならない。

このため、従来は塗装機内に形成され、あるいは、塗装機に対して着脱可能に装着される塗料充填用タンクに塗料を充填し、タンクから塗料を圧し出して塗装することにより、塗料供給系を電気的に遮断して、塗装機に高電圧を印加してもリークしないようにしている。
特開平２０００−３１７３５４号公報

このような形式の静電塗装機は、通常、シリンダとなる塗料タンクの内周面に沿ってピストンとなる底板が摺動可能に配され、その底板を他のアクチュエータや液圧により圧し込んで塗料を圧し出すようにしている。

しかしながら、この場合、底板と内周面のシールを確実に行わなければならないため、その分摩擦が大きくなって大きな駆動力を必要とし、底板が往復動するたびに、シールが擦れて摩耗するため、液圧駆動の場合にはその作動液が流入して塗装品質に悪影響を及ぼすおそれがある。

また、通常のシールは、ピストンとなる底板の外周面に複数のＯリングを平行に配する構成となっているため、そのＯリングとＯリングの間に塗料が入り込んでしまい、一日の作業が終了して洗浄するときには、底板を取り外して分解洗浄しなければならないという面倒があった。

このため、本出願人は、塗料（塗布材）を充填する塗料（塗布材）バッグを塗料充填用タンク内に設け、塗料バッグの外側に作動液を流入させることによりその液圧により塗料バッグを圧し潰して塗料を圧し出す塗装機（塗布機）を試作した。

これによれば、塗料バッグに予め塗料を充填させて、塗布材圧出室内に作動液を例えば定量で流入させると、その液圧により塗布材バッグが圧し潰され、塗料が定量で圧し出されて霧化機構へ供給される。
したがって、Ｏリングによる摩擦などの影響がないので、作動液の圧力がそのまま塗布材に作用し、比較的小さな駆動力で塗布材を霧化機構へ供給することができる。
また、ピストンとなる底板を使用しないので、底板と塗布材圧出室との間の塗布材が入り込む隙間もなく洗浄も簡単に行うことができ、洗浄不良や底板のシール漏れに起因する塗装不良もなくなった。

しかしながら、作動液を供給することにより塗料バッグが圧し潰される際に、塗布材バッグの後端側から先端側に向って作動液の液圧が作用すると、塗布材バッグは先端側に圧屈されたり折れたり皺になったりして破れ易いという新たな問題が生じた。

そこで本発明は、塗布材バッグを使用することにより、底板を摺動させることなく小さな駆動力で確実に塗料その他の塗布材を圧し出すことができ、底板を外して分解洗浄する面倒をなくすと同時に、その塗布材バッグを圧屈させたり折ったりすることなくきれいに圧し潰せるようにした塗布材充填式の塗装機を提供することを技術的課題としている。

この課題を解決するために、本発明は、予め充填された塗布材を霧化機構に対して圧し出す塗布材圧出機構を備えた塗布機において、前記塗布材圧出機構は、先端側に塗布材流入出口を形成した塗布材充填用の塗布材バッグをその外側から作動液の液圧を作用させて圧し潰すことにより該塗布材バッグ内の塗布材を圧し出す塗布材圧出室を備えると共に、作動液の液圧により塗布材バッグがその先端側と後端側を結ぶ長手方向に潰れないように該塗布材バッグの後端側を保持する補強材が設けられたことを特徴としている。

本発明に係る塗布機は、予め塗布材バッグに塗料などの塗布材を充填させた状態で、塗布材圧出室に作動液を定量で流入させると、その液圧により作動液バッグが膨んで塗布材バッグが圧し潰され、塗布材が定量で圧し出されて霧化機構へ供給される。

このように、作動液を供給することにより塗布材バッグが圧し潰されて塗布材が圧し出されるので、作動液の圧力がそのまま塗布材に作用し、Ｏリングなどのシールの摩擦の影響を受けることなく比較的小さな駆動力で塗布材を霧化機構へ供給することができるという効果がある。
また、ピストンとなる底板を使用しないので、底板と塗布材圧出室との間の塗布材が入り込む隙間もなく洗浄も簡単に行うことができ、洗浄不良や底板のシール漏れに起因する塗装不良もないという効果がある。

さらにまた、塗布材バッグの後端側が支柱などの補強材により保持されて、塗布材バッグがその先端側と後端側を結ぶ長手方向に潰れないようになっているので、塗布材バッグの外側に作動液の液圧が作用すると、塗布材バッグは圧屈されたり折れたり皺になったりすることなく、その長手方向に対して直交する方向にきれいに圧し潰される。
したがって、塗布材バッグ内の塗料を無駄なく圧し出すことができ、洗浄性にも優れるという効果がある。

本発明は、塗布材バッグを使用することにより、底板を摺動させることなく小さな駆動力で確実に塗料その他の塗布材を圧し出すことができ、底板を外して分解洗浄する面倒をなくすと同時に、その塗布材バッグを圧屈させたり折ったりすることなくきれいに圧し潰せるようにするという目的を極めて簡単な構成で達成した。

以下、本発明に係る塗布機を図面に基づいて具体的に説明する。
図１は本発明に係る塗布機の一例を示す断面図、図２は塗料圧出機構の動作を示す説明図、図３は補強材及び塗料バッグの他の例を示す説明図、図４は補強材の斜視図、図５は補強材の形状と塗料バッグの潰れ方を示す説明図である。

図１に示す静電塗装機（塗布機）１は、水性塗料などの導電性塗料（塗布材）の静電塗装を行うもので、機体２の先端側に塗料を回転霧化する回転霧化頭（霧化機構）３が配されると共に、その後端側には予め充填された塗料を作動液の液圧で圧し出して回転霧化頭３に供給する塗料（塗布材）圧出機構Ｐを有する円筒形の塗料充填用タンク（塗布材圧出室）４が着脱可能に装着されている。

回転霧化頭３は、機体２内に配されたエアモータ５の管状回転軸６に取り付けられて高速回転駆動されると共に、高電圧発生機７から供給される高電圧が印加されて、霧化された塗料粒子を被塗物と反対極に帯電させるようになっている。

塗料圧出機構Ｐは、内面が円筒内周面に形成された塗料圧出室となる塗料充填用タンク４内の先端側に塗布材流入出口８ａを形成した塗料（塗布材）バッグ８が配されてなり、塗料バッグ８内が塗料で充たされると共に、塗料（塗布材）バッグ８の外側が作動液室９に形成されて作動液で充たされている。
したがって、塗料バッグ８に塗料を充填した状態で作動液室９に作動液を供給すると、その液圧により塗料バッグ８が圧し潰されて塗料が回転霧化頭３に圧し出される。

また、塗料充填用タンク４には、先端側に塗布機Ｔに接続されるジョイント１０Ａが形成され、そのジョイント１０Ａには、塗料バッグ８に連通する塗料流入流出ポート１１と、作動液室９に連通する作動液流入流出ポート１２が形成され、各ポート１１、１２には、ジョイント１０Ａが塗布機Ｔ等に接続されたとき以外は閉成されるストップバルブ１１，１２が設けられている。
そして、機体２側のジョイントベース１０Ｂには、塗料充填用タンク４を機体２に装着した状態で、前記各ポート１１及び１２と係合する塗料ポート１３及び作動液ポート１４が形成され、各ポート１１〜１４には、ジョイント１０Ａとジョイントベース１０Ｂが係合して塗料充填用タンク４が機体２に装着されたときに、夫々のポートを開くストップバルブ１５〜１８が設けられている。

また、塗料バッグ８内には、作動液の液圧により塗料バッグ８がその先端側と後端側を結ぶ長手方向に潰れないように、その後端側を保持する補強材として支柱２０が設けられている。
支柱２０は、図２に示すように平板状に形成され、一端側に塗料流入出口８ａに嵌合可能な太さの円筒口部２０ａが取り付けられて成り、塗料バッグ８の先端側と後端側を結ぶ長手方向に沿って配されている。
さらに、作動液流入流出ポート１２からは作動液室９内に延びる作動液案内ノズル２１が配されており、塗料圧出室８の先端側及び後端側の双方に作動液流通口２１ａ、２１ｂが形成されている。
さらにまた、機体２側の塗料ポート１３には塗料充填用タンク４から圧し出された塗料を回転霧化頭３へ案内する塗料供給流路２２が接続され、作動液ポート１４には作動液を供給／排出する作動液配流路２３が接続されている。

このように、塗料充填用タンク４は塗料バッグ８を境にしてその外側が作動液９になっているので、作動液流入流出ポート１２から作動液を流入させると、その液圧が塗料バッグ８の外側から作用し、塗料バッグ８が圧し潰されて塗料が圧し出されることになる。

また、塗料バッグ８を塗料充填用タンク４と略等しい大きさ及び容積のチューブ状に形成しておけば、作動液室９に作動液が充満したときは塗料バッグ８が概ね空になり、塗料バッグ８に塗料が充満したときは作動液室９の作動液が概ね空になる。
しかも、塗料充填用タンク４の内側を円筒内周面に形成しておけば、塗料バッグ８がタンク４の内面に押し付けられても折り目がつくことがない。

なお、２４は塗装機１の内部及び回転霧化頭３を洗浄する洗浄流路であって、機体２の周面に形成された洗浄コネクタ接続ポート２５から前記塗料ポート１４のストップバルブ１８に連通され、塗料充填用タンク４が非装着状態にあるときストップバルブ１８を介して塗料供給流路２２に連通するようになっている。

以上が本発明の一構成例であって、次にその作用について説明する。
静電塗装機１の機体２に各種オペレートエア配管、排気管、電源ケーブル（いずれも図示せず）を接続して、この静電塗装機１を塗装ロボット（図示せず）などのウィービングアームに取り付ける。
そして、塗料バッグ８に塗料を予め充填し塗料充填用タンク４のジョイント１０Ａをジョイントベース１０Ｂに係合させて機体２に装着し、回転霧化頭３をエアモータ５により高速回転駆動させると共に、高電圧発生機７をオンして高電圧を印加させ、塗装機１を任意の塗装位置へ移動させる。

ここで、機体２側から作動液流路２３を介して塗料充填用タンク４に作動液を定量供給すると、作動液が作動液室９内に供給されて、その液圧で塗料バッグ８が圧し潰されるので、塗料は塗料供給流路２２を通って定量供給されて、回転霧化頭３で静電霧化される。
この場合に、導電性塗料を用いても塗料は塗料バッグ８に充填されており、その導電性塗料を介して外部と電気的に接続されることがないので、高電圧がリークすることがなく、したがって、塗料充填用タンク４に塗料を充填する塗料供給系（図示せず）に絶縁対策を施す必要がない。

また、塗料バッグ８内には補強材となる支柱２０が挿入されて、後端側が先端側に近づかないようにその後端側を保持しているので、作動液の液圧が塗料バッグ８に作用しても、塗料バッグ８はその先端側と後端側を結ぶ長手方向には潰れずに、支柱２０に密着するように圧し潰されることとなる。
これにより、塗料バッグ８は圧屈したり折れたり皺になることもなくきれいに潰れ、塗料も無駄なく押し出すことができる。

したがって、従来のように塗料タンクの底板を摺動させて塗料を圧しだすのではなく、作動液を塗料バッグ９の外側に流入させることにより塗料バッグ９を圧し潰して塗料を圧し出すことができるので、作動液の圧力がそのまま塗料に作用し、比較的小さな駆動力で塗料を圧し出すことができるという効果がある。
また、塗料が塗料バッグ９内に充填されて作動液とは完全に分離されているので、互いが混合するのを防止するシールを設ける必要がなく、また、シール漏れに起因する塗装不良が起こる筈もなく、さらには、塗料が入り込むような隙間も存在しないので洗浄も簡単に行うことができるという効果がある。

図３は補強材及び塗料バッグの他の例を示す。
塗料バッグ３１は、外圧によりその腹面３１ａと背面３１ｂが密着して平面的に潰れるように（図３（ａ）参照）、樹脂フィルムを重ねた状態でその端縁をヒートシールしたマチ付きの袋状（図３（ｂ）参照）に形成されており、塗料流入出口にパイプ部材３２が設けられている。
この状態で、塗料バッグ３１に外圧を作用させると腹面３１ａと背面３１ｂが密着するが、補強材がパイプ部材３２より細いと、図５（ａ）に示すようにその境で折目ができるおそれがある。

そこで本例では図４に示すように、補強材となる支柱３３が、塗料バッグ３１の塗料流入出口となるパイプ部材３２に装着される装着元３３ａ側から先端３３ｂ側に向けて、パイプ部材３２の外径太さから徐々に先細りとなる略先丸円錐状に形成されると共に、支柱３３の周面３４には左右側面長手方向に沿って塗料をパイプ部材３２まで案内する案内溝３５が形成され、案内溝３５のない前後の周面３４が塗料バッグ３１の腹面３１ａ及び背面３１ｂと密着される向きに挿入されている。

これにより、作動液を供給して塗料バッグ３４を潰しながら塗料を押し出すときに、塗料バッグ３１の腹面３１ａと背面３１ｂが支柱３３の周面３４に密着され、その根元３３ａはパイプ部材３２の外径に等しいので、パイプ部材３２の部分で折目ができることはない（図５（ｂ）参照）。
また、塗料バッグ３１の腹面３１ａと背面３１ｂが支柱３３の周面３４に密着されても、側面に沿って案内溝３５が形成されているので、塗料の流れが滞ることなく、略全量を使い切ることができる。

なお、上記説明では、補強材として支柱２０及び３３を配した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、後端側を先端側に近づかないように保持しうるものであれば任意の形態のものを用いることができ、例えば、アーチ状の支柱であってもよい。
さらに、補強材としては、塗料バッグ８及び３１内に設ける場合に限らず、塗料圧出室８にフック等を設け、これに塗料バッグ８及び３１の後端側を引っ掛けるようにしても良い。

本発明は、予め塗布材が充填される柔軟な塗布材バッグの外側から作動液の液圧により塗布材バッグを潰してその塗布材を圧し出すタイプの塗布機に用いて好適である。

本発明に係る塗布機の一例を示す断面図。 補強材の例を示す説明図。 補強材及び塗料バッグの他の例を示す説明図。 補強材の斜視図。 補強材の形状と塗料バッグの潰れ方を示す説明図。

符号の説明

１ 静電塗装機（塗布機）
２ 機体
３ 回転霧化頭（霧化機構）
Ｐ 塗料（塗布材）圧出機構
４ 塗料充填用タンク（塗料圧出室）
８、３１ 塗料（塗布材）バッグ
２０、３３ 支柱（支柱）

Claims (7)

1. 予め充填された塗布材を霧化機構に対して圧し出す塗布材圧出機構を備えた塗布機において、
   前記塗布材圧出機構は、先端側に塗布材流入出口を形成した塗布材充填用の塗布材バッグをその外側から作動液の液圧を作用させて圧し潰すことにより該塗布材バッグ内の塗布材を圧し出す塗布材圧出室を備えると共に、作動液の液圧により塗布材バッグがその先端側と後端側を結ぶ長手方向に潰れないように該塗布材バッグの後端側を保持する補強材が設けられたことを特徴とする塗布機。
2. 前記補強材が塗布材流入出口に装着される支柱からなり、該支柱が塗布材バッグ内に挿入されて先端側と後端側を結ぶ長手方向に沿って配されてなる請求項１記載の塗布機。
3. 霧化機構を備えた機体に対して着脱可能に装着される塗布材充填用タンクに、前記塗布材バッグを備えた塗布材圧出室が形成されてなる請求項１又は２記載の塗布機。
4. 前記塗布材として水性塗料などの導電性塗料が用いられ、前記霧化機構がその塗料を霧化して被塗物と反対極に帯電させる静電霧化機構である請求項１乃至３記載の塗布機。
5. 前記支柱が、塗布材流入出口に装着される装着元側から先端側に向けて先細りに形成されてなる請求項２記載の塗布機。
6. 前記支柱の側面に、その長手方向に沿って塗料を塗布材流入出口まで案内する案内溝が形成された請求項２記載の塗布機。
7. 前記塗布材バッグが外圧により平面的に潰れるように樹脂フィルムを重ねた状態でその端縁をシールすることにより形成されてなる請求項１記載の塗布機。
   
   
   
   

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