JP3037812B2

JP3037812B2 - 静電塗装装置

Info

Publication number: JP3037812B2
Application number: JP4045880A
Authority: JP
Inventors: 真一高山; 正徳沖田
Original assignee: エービービー株式会社
Priority date: 1992-01-14
Filing date: 1992-01-14
Publication date: 2000-05-08
Anticipated expiration: 2015-05-08
Also published as: JPH05184978A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は回転霧化頭を用いた静電
塗装装置に関し、特に水系塗料，メタリック塗料を塗装
するのに用いて好適な静電塗装装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、静電塗装に用いる塗料には、大
きく分けて電気抵抗の比較的大きな溶剤系塗料（油性塗
料）と、電気抵抗値の比較的小さな水系塗料（水性塗
料）とがあり、さらにこれら溶剤系塗料，水系塗料に金
属粉末を分散させたメタリック系塗料があり、このメタ
リック系塗料は水系塗料と同様に電気抵抗値は比較的小
さいものとなっている。このように、塗料はその種類に
応じて抵抗値が異なるものであるから、高電圧の印加方
法は塗料の種類に応じて異なっている。

【０００３】即ち、危険防止の観点から塗料供給管路、
塗料タンク、色替弁装置等はアースに接続して使用する
が、溶剤系塗料は比較的大きな抵抗値を有しているか
ら、回転霧化頭に高電圧を直接印加しても、該回転霧化
頭が塗料供給管路を介してアース電位となってしまう恐
れがない。従って、溶剤系塗料に使用する静電塗装装置
は、回転霧化頭に直接高電圧を印加し、塗料粒子に直接
帯電するような構成になっている。

【０００４】一方、水系塗料およびメタリック系塗料は
電気抵抗値が小さいので、回転霧化頭に高電圧を直接印
加した場合には、塗料供給管路内の塗料を介して回転霧
化頭がアース電位に短絡してしまい、塗料粒子に帯電さ
せることができない。そこで、水系塗料の場合には、回
転霧化頭よりも径方向外側に位置して外部電極を設け、
該外部電極に高電圧を印加し、回転霧化頭の前方にコロ
ナ放電領域を形成することにより、回転霧化頭から噴霧
された塗料粒子に間接帯電させるようになっている。

【０００５】そこで、従来技術による間接帯電方式を用
いた水系塗料用の回転霧化頭型静電塗装装置について、
図４および図５を参照しつつ述べる。

【０００６】図中、１は塗装機本体を示し、該塗装機本
体１は樹脂材料で筒状に形成されたハウジング２と、該
ハウジング２を覆うように設けられ、先端側が後述のベ
ル６に向けてシェーピングエアを送るシェーピングリン
グ３Ａとなる樹脂材料（例えば、ポリエチレンテレフタ
レート）により筒状に形成された樹脂カバー３と、前記
ハウジング２内に設けられたエア軸受（図示せず）内蔵
のエアモータ４と、該エアモータ４によって回転駆動さ
れる回転軸５と、前記ハウジング２の先端側に位置して
該回転軸５に取付けられた回転霧化頭としてのベル６
と、該ベル６に塗料を供給するため、前記回転軸５に挿
通された金属パイプからなる塗料用フィードチューブ７
とから大略構成され、前記ハウジング２の後端側にはレ
シプロケータ等に取付けられるインシュレートサポート
８が突設されている。なお、エアモータ４等の基本的構
成については、本出願人の先願に係る実開昭６０−１３
２５９号公報等において、公知であるので詳細について
は省略する。

【０００７】９，９，…はベル６よりも径方向外側で、
かつ径方向に位置して樹脂カバー３の外周側に均一に離
間して６個設けられた電極取付用ブラケットを示し、該
各電極取付用ブラケット９はハウジング２の後端で支持
されている。１０，１０，…は後述する各外部電極１１
を覆う樹脂材料（例えば、ポリテトラフルオロエチレ
ン）で形成された電極保持棒としてのサポータを示し、
該各サポータ１０は前記各電極取付用ブラケット９に設
けられている。

【０００８】１１，１１，…は前記各サポータ１０内に
軸方向に埋設することにより保持された外部電極を示
し、該各外部電極１１の先端部は各サポータ１０から突
出され、ベル６の若干後方で、かつ径方向外側に配設さ
れる。

【０００９】１２は外部に設けられた塗料供給源として
の色替弁装置（別名、「ＣＣＶ」という）を示し、該色
替弁装置１２はＡ色塗料弁１２Ａ，Ｂ色塗料弁１２Ｂ，
…および洗浄用のシンナ弁１２Ｈ，エア弁１２Ａｒが設
けられている。そして、該色替弁装置１２は後述するコ
ントローラ１７からの信号により、塗料供給配管１３お
よび塗料用フィードチューブ７を介してベル６に塗料，
エアおよびシンナを供給する。さらに、前記エアモータ
４をアース１４に短絡することにより、塗料およびシン
ナをアースするようになっている。

【００１０】１５は高電圧発生装置を示し、該高電圧発
生装置１５は例えばコッククロフト回路等から構成さ
れ、高電圧ケーブル１６を介して各外部電極１１と電気
的に接続され、高電圧ＶH を印加するようになってい
る。

【００１１】１７はコントローラを示し、該コントロー
ラ１７は図示しない操作スイッチからの信号に基づいて
高電圧発生装置１５，色替弁装置１２およびエアモータ
４を制御する。

【００１２】従来技術による静電塗装装置は上述の如く
構成されるが、次に図５を参照しつつ、Ａ色塗装，洗
浄，Ｂ色塗装の各工程の動作について説明する。

【００１３】まず、アース１４でアースされた被塗物１
８にＡ色塗料の塗装を行なうＡ色塗装工程では、塗装機
本体１のエアモータ４を高速回転し、回転軸５，ベル６
を回転数ＮH （約45000 rpm ）で回転駆動すると共に、
シェーピングリング３Ａからシェーピングエアをベル６
側に向けて放出する。また、高電圧発生装置１５により
高電圧ケーブル１６を介して各外部電極１１に高電圧Ｖ
H （−６０kV）を印加し、各外部電極１１の先端部前方
にコロナ放電領域を形成しておく。さらに、色替弁装置
１２のＡ色塗料弁１２Ａを開弁し、塗料供給配管１３お
よび塗料用フィードチューブ７を介してＡ色塗料をベル
６に供給する。

【００１４】そして、回転数ＮH で回転するベル６で微
粒化されたＡ色の塗料粒子はコロナ放電領域を通過する
間に帯電され、該塗料粒子は被塗物１８との間の静電界
およびシェーピングエアに沿って飛行し、該被塗物１８
に塗着し、クリアーな塗装を行う。

【００１５】次に、洗浄工程においては、ベル６の回転
数をＮL （約35000 rpm ）に落とすと共に、高電圧発生
装置１５からの高電圧ＶH の給電を中止する。また、色
替弁装置１２のエア弁Ａｒ，シンナ弁１２Ｈを交互に開
弁し、塗料供給配管１３および塗料用フィードチューブ
７を介してベル６にエア，シンナを交互に供給する。そ
して、塗装機本体１内の残留塗料およびシンナをベル６
から放出し、シェーピングエアにより塗装ブース（図示
せず）内に排出される。これにより、塗装機本体１の塗
料供給配管１３，塗料用フィードチューブ７およびベル
６の洗浄を行う。

【００１６】さらに、Ｂ色塗料の塗装を行なうＢ色塗装
工程では、再びエアモータ４を高速回転し、ベル６を回
転数ＮH （約45000 rpm ）で回転駆動させると共に、各
外部電極１１に高電圧ＶH （−６０kV）を印加する。そ
して、色替弁装置１２のＢ色塗料弁１２Ｂを開弁して塗
料供給配管１３および塗料用フィードチューブ７を介し
てベル６にＢ色塗料を供給し、被塗物１８にＢ色塗料の
塗装を行う。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術による静電塗装装置においては、洗浄工程のとき
に、火災等の事故を防止する安全上、各外部電極１１へ
の高電圧ＶH の印加を停止し、ベル６を塗装時の回転の
約７０〜８０％で回転させ、塗料供給配管１３，塗料用
フィードチューブ７およびベル６の洗浄を行なってい
る。

【００１８】また、樹脂カバー３は絶縁性の高い樹脂材
料を使用しているから、必然的に材料は誘電率が高い材
料となる。このため、塗装時において、高電圧ＶH を有
する各外部電極１１と電位的にアースとなるベル６との
間には、その電位差により電流（電界）がかかり、樹脂
カバー３は負の電荷に帯電（充電）される。

【００１９】一方、洗浄時においては、各外部電極１１
からの高電圧ＶH の印加を停止しているから、負に帯電
された樹脂カバー３から負の電荷が放電され、該樹脂カ
バー３とベル６との間に電界が発生する。そして、ベル
６から放出される残留塗料およびシンナは、シェーピン
グリング３Ａからのシェーピングエアに逆らって、この
電界に沿って樹脂カバー３（特に、シェーピングリング
３Ａ）に吸引され、付着物として徐々に堆積する。

【００２０】さらに、次のＢ色塗料の塗装時には、通常
ベル６と各外部電極１１との間にかかる電流が、付着物
（樹脂カバー３のシェーピングリング３Ａ）と各外部電
極１１との間に流れるようになり、ベル６と各外部電極
１１との間に形成されるコロナ放電領域の電界が弱くな
るため、被塗物１８への塗着効率を著しく低下させると
共に、該被塗物１８への塗装面を汚すという問題があ
る。

【００２１】また、塗装工程と洗浄工程を繰り返す間
に、洗浄工程のときに発生した樹脂カバー３（にシェー
ピングリング３Ａ）の付着物は、次の塗装作業時に該付
着物と各外部電極１１との間で放電現象（ブリッジ現
象）が発生させ、付着物の堆積を加速度的に促進する。
ひいては、高電圧発生装置１５等の破壊を引き起こすと
いう問題がある。

【００２２】本発明は従来技術の問題に鑑みなされたも
ので、樹脂カバーに残留塗料および洗浄液等の付着物が
堆積するのを防止できるようにした静電塗装装置を提供
することを目的としている。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明が採用する構成の特徴は、樹脂カバーの外
周側には該樹脂カバーに帯電した電荷を除去する除電機
構を設けたことにある。

【００２４】さらに、前記除電機構は、前記樹脂カバー
の外周側に位置して設けられた樹脂リングと、該樹脂リ
ングの内周面から径方向内側に向けて突設された除電ブ
ラシと、前記樹脂リングと樹脂カバーの軸方向に往復動
させるエアシリンダとから構成することが好ましい。

【００２５】

【作用】上記構成により、塗装時に樹脂カバーに充電さ
れた負の電荷を放電させ、例えば洗浄工程時に残留塗料
および洗浄液が樹脂カバーに付着するのを防止すること
ができる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図３を参
照しつつ説明する。なお、前述した従来技術と同一の構
成要素に同一の符号を付し、その説明を省略する。

【００２７】図中、２１は本実施例による除電機構を示
し、該除電機構２１は後述する樹脂リング２２と、該樹
脂リング２２の内周面に突設された除電ブラシ２３と、
前記樹脂リング２２を樹脂カバー３の軸方向に沿って移
動させるエアシリンダ２４とから大略構成されている。

【００２８】２２は樹脂カバー３の外周側に位置して設
けられた樹脂リングを示し、該樹脂リング２２は樹脂カ
バー３と所定距離を離間するようにエアシリンダ２４の
ロッド２４Ａの先端側に固着されている。

【００２９】２３は樹脂リング２２の内周面に径方向内
側に向けて突設されたカーボン繊維により形成された除
電ブラシを示し、該除電ブラシ２３の先端側は樹脂カバ
ー３に接触するようになっている。

【００３０】２４は樹脂リング２２を樹脂カバー３の軸
方向に沿って往復動させるエアシリンダを示し、該エア
シリンダ２４は先端側に前記樹脂リング２２が固着さ
れ、基端側にピストン（図示せず）が設けられたロッド
２４Ａと、エアの給排により該ロッド２４Ａを伸長，縮
小させるチューブ２４Ｂとからなり、該チューブ２４Ｂ
はインシュレートサポート８等に固定されている。

【００３１】２５はアーススイッチを示し、該アースス
イッチ２５はケース２５Ａと、該ケース２５Ａ内に設け
られた除電ブラシ２３側の接点２５Ｂと、前記ケース２
５Ａの外部に設けられ、ロッド２５Ｃ1 の先端部が接点
２５Ｄとなる金属製のアーススイッチ用エアシリンダ２
５Ｃとからなり、該アーススイッチ用エアシリンダ２５
Ｃはアース１４に接続されている。そして、前記エアシ
リンダ２４が駆動するときに、接点２５Ｂと接点２５Ｄ
とを閉成し、除電ブラシ２３をアース１４に接続する。
なお、アーススイッチ２５は除電工程以外では開成し、
除電工程のみ閉成するようになっており、塗装時に各外
部電極１１からの高電圧ＶH が除電ブラシ２３にかかる
のを防止している。

【００３２】２７は本実施例によるコントローラを示
し、該コントローラ２７は従来技術のコントローラ１７
と同様に、図示しない操作スイッチからの信号に基づい
て高電圧発生装置１５，色替弁装置１２およびエアモー
タ４を制御すると共に、前記エアシリンダ２４およびア
ーススイッチ用エアシリンダ２５Ｃを制御する。

【００３３】次に、図３を参照しつつ、本実施例による
静電塗装装置のＡ色塗装工程，除電工程，洗浄工程およ
びＢ色塗装工程の各動作について説明する。なお、Ａ色
塗装，洗浄およびＢ色塗装の各工程においては、従来技
術による動作と変わるところはない。

【００３４】ここで、除電工程においては、コントロー
ラ２７からの信号に基づいてベル６の回転数を回転数Ｎ
L （約350000 rpm）に落とすと共に、高電圧発生装置１
５からの高電圧ＶH の給電を中止する。さらに、エアシ
リンダ２４およびアーススイッチ用エアシリンダ２５Ｃ
の動作を開始させる。

【００３５】まず、アーススイッチ用エアシリンダ２５
Ｃのロッド２５Ｃ1 を伸長させて接点２５Ｂと接点２５
Ｄとを閉成させ、除電ブラシ２３をリード線２６を介し
てアース１４に接続する。さらに、エアシリンダ２４の
チューブ２４Ｂにエアを給排することにより、ロッド２
４Ａの伸長，縮小を行い、樹脂リング２２を樹脂カバー
３の基端側から先端側にかけて往復動させる。そして、
除電ブラシ２３を該樹脂カバー３の外周面に当接しつつ
移動させる。このとき、除電ブラシ２３はアーススイッ
チ２５によりアース１４に接続されているから、Ａ色塗
料の塗装時に負の電荷に帯電（充電）された樹脂カバー
３の電荷をアース１４に短絡して、樹脂カバー３の電荷
を取り除く。

【００３６】次に、洗浄工程に移り、除電機構２１の樹
脂リング２２を樹脂カバー３の基端側に戻すと共に、ア
ーススイッチ２５の接点２５Ｂ，２５Ｄを開成させ、除
電ブラシ２３とアース１４との接続を中止する。また、
従来技術と同様に、除電工程におけるベル６の回転数を
ＮL （約350000 rpm）に、および高電圧発生装置１５か
らの高電圧ＶH の給電を中止した状態のまま、色替弁装
置１２からはシンナおよびエアを交互に塗料供給配管１
３および塗料用フィードチューブ７を介してベル６に供
給し、塗料供給配管１３，塗料用フィードチューブ７お
よびベル６の洗浄を行う。

【００３７】このとき、樹脂カバー３は除電工程により
除電され、負の電荷に帯電されず、従来発生していた該
樹脂カバー３とベル６との間には電界が存在しないか
ら、塗装機本体１内の残留塗料およびシンナはシェーピ
ングリング３Ａからのシェーピングエアにより塗装ブー
ス内に排出され、樹脂カバー３に付着するのを確実に防
止できる。

【００３８】かくして、本実施例においては、洗浄工程
の前に除電機構２１により樹脂カバー３の除電を行うよ
うにしたから、洗浄工程において、樹脂カバー３に残留
塗料および洗浄液等が付着するのを確実に防止すること
ができる。そして、次のＢ色塗料を塗装するときに、従
来発生していた各外部電極１１と付着物との間の電界の
発生を確実に防止でき、被塗物１８への塗着効率の低下
を防止し、塗りむらを効果的に防止できる。

【００３９】さらに、樹脂カバー３の付着物の堆積を防
止することにより、従来発生していた付着物と各外部電
極１１との間の放電現象（ブリッジ現象）を確実に防止
し、被塗物１８への塗装面の汚れ、高電圧発生装置１５
等の破壊を防止でき、静電塗装装置の寿命を延ばすこと
ができる。

【００４０】なお、本実施例においては、除電機構２１
の除電ブラシ２３は樹脂カバー３に接触するものとして
述べたが、本発明はこれに限らず、近接させるようにし
ても、負の電荷に帯電された樹脂カバー３とアースとな
る除電ブラシ２３との間の電位差によりリークさせ、除
電を行うこともできる。

【００４１】また、外部電極１１は６本の針状電極に限
らず、リング状の外部電極でもよく、さらに外部電極１
１の本数は１本または複数本でもよい。

【００４２】

【発明の効果】本発明による静電塗装装置は以上詳細に
述べた如くであって、洗浄工程の前に、樹脂カバーの外
周側に位置して設けられた樹脂リングと、該樹脂リング
の内周面から径方向内側に向けて突設された除電ブラシ
と、前記樹脂リングを樹脂カバーの軸方向に往復動させ
るエアシリンダとからなる除電機構を設けることによ
り、塗装工程により帯電された樹脂カバーの除電を行う
ことができ、洗浄工程において、回転霧化頭から放出さ
れる残留塗料およひ洗浄液が樹脂カバーに付着するのを
確実に防止できる。そして、被塗物への塗着効率の低下
を防止でき、高電圧発生装置の寿命を延ばすことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による静電塗装装置の全体構成
図である。

【図２】本実施例による除電機構の拡大斜視図である。

【図３】本実施例による塗装時，除電時および洗浄時の
動作を示す説明図である。

【図４】従来技術による静電塗装装置の全体構成図であ
る。

【図５】従来技術による塗装時および洗浄時の動作を示
す説明図である。

【符号の説明】

１塗装機本体２ハウジング３樹脂カバー３Ａシェーピングリング４エアモータ５回転軸６ベル７塗料用フィードチューブ９電極取付用ブラケット１１外部電極１２色替弁装置（塗料供給源）１５高電圧発生装置２１除電機構２２樹脂リング２３除電ブラシ２５アーススイッチ２７コントローラ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】回転軸を駆動するエアモータを内蔵した
ハウジングと、該ハウジングを覆うように設けられた樹
脂カバーと、前記ハウジングの先端側に位置して前記回
転軸に取付けられ、前記エアモータによって回転せしめ
られる回転霧化頭と、該回転霧化頭と離間した位置に設
けられた塗料供給源と、該塗料供給源と回転霧化頭との
間を連通し、該回転霧化頭に塗料を供給する塗料供給流
路と、前記回転霧化頭よりも径方向外側に位置して前記
ハウジングに配設された外部電極と、該外部電極に高電
圧を供給すべく、高電圧ケーブルを介して該各外部電極
と接続された高電圧発生装置とからなる静電塗装装置に
おいて、前記樹脂カバーの外周側には該樹脂カバーに帯
電した電荷を除去する除電機構を設けたことを特徴とす
る静電塗装装置。
【請求項２】前記除電機構は、前記樹脂カバーの外周
側に位置して設けられた樹脂リングと、該樹脂リングの
内周面から径方向内側に向けて突設された除電ブラシ
と、前記樹脂リングを樹脂カバーの軸方向に往復動させ
るエアシリンダとから構成してなる請求項１記載の静電
塗装装置。