JP3091950B2 - 導電性塗料の静電塗装装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、導電性塗料に高電圧を
印加して塗装を行う静電塗装装置に関し、特に塗料供給
路を高圧側と接地側とに絶縁し得る絶縁分離バルブを備
えた導電性塗料の静電塗装装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】導電性塗料が噴霧される静電塗装装置で
は、塗装ガンに供給された導電性塗料に高電圧が印加さ
れるため、塗料供給路を一時的に分断して電気的な絶縁
状態を形成するための絶縁分離バルブが塗料供給路の途
中に設けられている。この絶縁分離バルブによって、塗
装時においては高圧側である塗装ガンと接地側である塗
料供給源とが電気的に絶縁される一方で、塗装ガンへの
塗料供給時においては塗装ガンと塗料供給源とを結ぶ塗
料供給路が機械的に接続され塗料の供給が可能となる。

【０００３】従来、この種の絶縁分離バルブとして、例
えば実開平４−８７７５５号公報により、洗浄カバー内
に接離自在な雌雄１対のカプラを設け、各カプラに夫々
ばねで閉じ側に付勢される弁を設け、両カプラの接合時
に一方のカプラの弁に取付けたロッドが他方のカプラの
弁に当接して両弁が共に開かれ、両カプラに形成した塗
料通孔が連通し、両カプラの切離し時に各弁が閉じら
れ、両カプラ間が電気的に絶縁されるようにしたものが
知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例のもので
は、両カプラの切離しで各弁が閉じられる際に、各カプ
ラの嵌合端から塗料が多少とも押し出されて、各カプラ
の嵌合端外面に塗料が付着し、このままでは両カプラの
接合時のシール性を確保できなくなる。そのため、両カ
プラを洗浄カバーに収納し、両カプラの切離し時に洗浄
カバー内に洗浄液を流して両カプラの外面を洗浄するよ
うにしているが、これでは洗浄に時間がかかると共に多
量の洗浄液が必要となって、作業能率の低下やランニン
グコストの増加といった不具合を生ずる。本発明は、以
上の点に鑑み、絶縁分離バルブの接合時のシール性を洗
浄を要することなく確保し得るようにした装置を提供す
ることをその目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の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路を介して導電性塗料を供
給する導電性塗料の静電塗装装置であって、前記塗料供
給路を前記高電圧が印加される高圧側とそれ以外とに電
気的に絶縁分離し得る絶縁分離バルブを備えるものにお
いて、前記絶縁分離バルブは、前記塗料供給路に連通す
る塗料通孔が形成された弁座と該塗料通孔を開閉する弁
と該弁の開閉手段とをそれぞれ有する上バルブと下バル
ブとから構成され、前記上バルブ及び下バルブは、前記
両塗料通孔が連通可能に、かつ略水平な接合面で前記そ
れぞれの弁座が略上下方向に対して接合分離可能に設け
られ、前記下バルブには、前記下バルブの閉塞時に下バ
ルブの弁座と前記下バルブの弁とにより画される塗料溜
まり部が形成され、前記上バルブと前記下バルブとの接
合時における前記各弁の閉弁で前記上バルブと前記下バ
ルブとの間に画成される空間の容積が、前記上バルブと
前記下バルブとの分離時における前記塗料溜まり部に収
容可能な前記導電性塗料の容積以下とされていることを
特徴としている。

【０００６】

【作用】本発明の導電性塗料の静電塗装装置の絶縁分離
バルブは、塗料供給路に連通する塗料通孔が形成された
弁座及び該塗料通孔を開閉する弁をそれぞれ有する上バ
ルブと下バルブとから構成されており、この上バルブ及
び下バルブは、両塗料通孔が連通可能に、かつ略水平な
接合面でそれぞれの弁座が略上下方向に対して接合分離
可能に設けられているので、それぞれの弁座が接合面で
接合するように上バルブと下バルブとを接合して両塗料
通孔を連通させ、上バルブ及び下バルブのそれぞれに設
けられた弁を開くと、塗装ガンへ導電性塗料を供給する
ことができる。

【０００７】一方、それぞれに設けられた弁を閉じた状
態でそれぞれの弁座が接合面で分離するように上バルブ
と下バルブとを分離すると、塗料通孔が分断されて塗料
供給路を高電圧側とそれ以外とに絶縁分離することがで
きる。これにより、印加された高電圧を保持したまま塗
装ガンから導電性塗料を噴霧することができる。

【０００８】本発明に係る絶縁分離バルブにおいて、下
バルブには、下バルブを閉塞した時に当該下バルブの弁
座と下バルブの弁とにより画される塗料溜まり部が形成
されており、しかも上バルブと下バルブとの接合時にお
ける各弁の閉弁で上バルブと下バルブとの間に画成され
る空間の容積が、上バルブと下バルブとの分離時におけ
る塗料溜まり部に収容可能な導電性塗料の容積以下とさ
れているので、これら上バルブと下バルブとを分離して
も、前記空間に残留する塗料は、下バルブに形成された
塗料溜まり部から溢れることなく収容され、弁座の接合
面に付着することはない。これにより、上バルブと下バ
ルブとのシール性の低下を防止することができる。

【０００９】なお、本発明に係る絶縁分離バルブにおい
て、上バルブと下バルブとを接合したときに両バルブで
画された空間に臨む弁表面に、ハードクロムメッキ処
理、研摩処理、又はフッ素系樹脂コーティング（例えば
ＰＴＦＥ）などを施すことが好ましい。このような処理
が施された表面では塗料が離れ易くなるため、特に上バ
ルブの弁表面にのみこの種の処理を施すと、上バルブと
下バルブとの間に残留した塗料は下バルブの塗料溜まり
部へ残ることとなり、上バルブからの塗料の滴下を防止
することができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明の一実施例に係る導電性塗料の静
電塗装装置を示す正面図、図２は本発明の導電性塗料の
静電塗装装置の絶縁分離バルブの一実施例を示す縦断面
図、図３は図２のＡ部を拡大した断面図、図４は本発明
の導電性塗料の静電塗装装置の絶縁分離バルブの他の実
施例を示す図２のＡ部に相当する縦断面図、図５は本発
明の導電性塗料の静電塗装装置の絶縁分離バルブのさら
に他の実施例を示す図２のＡ部に相当する縦断面図、図
６は図３に示す実施例において絶縁分離バルブが分離し
た状態を示す断面図である。

【００１１】図１に示すように、本実施例の導電性塗料
の静電塗装装置１００では、ベル型塗装ガン１０が上下
及び左右に往復動可能なラム１１に固定されており、被
塗物の形状に応じてこのラム１１を上下又は左右に往復
動させることにより、塗装ガン１０と被塗物との間隔を
ほぼ一定に保つことができる。塗装ガン１０への塗料の
供給は、図示しない複数の塗料タンクからカラーチェン
ジバルブＣＶ、塗料供給路２０、及び中間貯留槽１２を
介して行われる。カラーチェンジバルブＣＶは、色替え
時等に用いられるエアー（Ａ）と洗浄液である水（Ｗ）
の供給を制御する洗浄弁ＳＶ１に連なる弁ＣＶ１と、複
数の塗料タンクにそれぞれ接続され当該各塗料の供給を
制御する塗料弁ＣＶ２とを備えており、図示しない制御
手段からの制御信号（例えばエアー信号）により各弁Ｓ
Ｖ１，ＣＶ１，ＣＶ２の開閉が制御され、目的とする塗
料、エアー又は水が塗料供給路２０へ圧送される。

【００１２】図１及び図２に示すように、塗料供給路２
０には絶縁分離バルブ５０が介設されている。該絶縁分
離バルブ５０は、ラム１１に固定されたエアーシリンダ
１３によって上下移動が可能に設けられた上バルブ６０
と、塗装ガン１０に固定された下バルブ８０とから構成
されており、エアーシリンダ１３のピストン１４を下動
させると上バルブ６０が下バルブ８０に接合し、また、
ピストン１４を上動させると上バルブ６０は下バルブ８
０から分離する。

【００１３】図２に示す上バルブ６０において、バルブ
ボディ６３の先端には弁座６１が、また基端にはエンド
キャップ６４がそれぞれ取り付けられており、さらにこ
れらの内部には基端にピストン６２ａを有する弁６２が
設けられている。バルブボディ６３には、上述したカラ
ーチェンジバルブＣＶから塗料供給路２０の上流側部材
たる塗料ホース２１を介して圧送される塗料等の流入口
６５が開設されており、この流入口６５から弁座６１の
接合面４０に至る通孔２２が上バルブ６０の塗料通孔と
なっている。

【００１４】上記弁６２は、弁座６１の接合面４０の近
傍で当該塗料通孔２２を閉塞及び開放するが、この弁６
２は基端に形成されたピストン６２ａ及びコイルバネ６
６の作用によって作動する。すなわち、弁６２のピスト
ン６２ａとエンドキャップ６４との間には、当該弁６２
を図２において下方向（塗料通孔２２を閉塞する方向）
に付勢するコイルバネ６６が介装されており、一方、ピ
ストン６２ａの下面を含むシリンダ６７には当該ピスト
ン６２ａ（弁６２）を図２において上方向に押し上げる
ためのエアーがエアー通孔６８を介して供給されるよう
になっている。したがって、エアー通孔６８からエアー
が供給されていない状態では、弁６２はコイルバネ６６
の弾撥力により塗料通孔２２を閉塞するように図２にお
いて下方向に押し下げられる一方で、エアー通孔６８か
らシリンダ６７内へエアーが供給されると、弁６２は、
ストッパ６９に当接するまでコイルバネ６６の弾撥力に
抗して図２において上方向へ押し上げられる。これによ
り、塗料通孔２２が開放され、流入口６５から流入した
塗料が塗料通孔２２を通って下バルブ８０に至ることに
なる。

【００１５】なお、弁６２の先端面に、ハードクロムメ
ッキ処理、研摩処理、又はフッ素系樹脂コーティング
（例えばＰＴＦＥ）などを施すことが好ましい。このよ
うな処理が施された表面では塗料が離れ易くなるため、
特に上バルブ６０の弁６２の先端面にのみこの種の処理
を施すと、上バルブ６０と下バルブ８０との間に残留し
た塗料は下バルブ８０の塗料溜まり部Ｒへ残ることとな
り、上バルブ６０からの塗料の滴下を防止することがで
きる。

【００１６】図２に示すように、下バルブ８０も上述し
た上バルブ６０とほぼ同じように構成されている。すな
わち、バルブボディ８３の先端には弁座８１が、また基
端にはエンドキャップ８４がそれぞれ取り付けられてお
り、さらにこれらの内部には基端にピストン８２ａを有
する弁８２が設けられている。弁座８１及びバルブボデ
ィ８３には、上述した上バルブ６０から送られる塗料等
の塗料通孔２３が形成されており、この塗料通孔２３の
端末には、塗料を図１に示す中間貯留槽１２へ送るため
の流出口８５が形成されている。

【００１７】上記弁８２は、弁座８１の接合面４０の近
傍で当該塗料通孔２３を閉塞及び開放するが、この弁８
２は基端に形成されたピストン８２ａ及びコイルバネ８
６の作用によって作動する。すなわち、弁８２のピスト
ン８２ａとエンドキャップ８４との間には、当該弁８２
を図２において上方向（塗料通孔２３を閉塞する方向）
に付勢するコイルバネ８６が介装されており、一方、ピ
ストン８２ａの上面を含むシリンダ８７には当該ピスト
ン８２ａ（弁８２）を図２において下方向に押し下げる
ためのエアーがエアー通孔８８を介して供給されるよう
になっている。したがって、エアー通孔８８からエアー
が供給されていない状態では、弁８２はコイルバネ８６
の弾撥力により塗料通孔２３を閉塞するように図２にお
いて上方向に押し上げられる一方で、エアー通孔８８か
らシリンダ８７内へエアーを供給すると、弁８２は、ス
トッパ８９に当接するまでコイルバネ８６の弾撥力に抗
して図２において下方向へ押し下げられる。これによ
り、塗料通孔２３が開放され、上バルブ６０から流入し
た塗料は塗料通孔２３を通って流出口８５から中間貯留
槽１２へ送られることになる。

【００１８】これら上バルブ６０と下バルブ８０とは、
下バルブ８０のバルブボディ８３に形成された凹部９０
に上バルブ６０の先端凸部７０が嵌合されることにより
接合される。そして、上バルブ６０及び下バルブ８０に
それぞれ設けられたＯリング７１，９１によって接合面
４０のシールが確保されるようになっている。

【００１９】本実施例の絶縁分離バルブ５０の下バルブ
８０においては、図３に示すように、当該下バルブ８０
の弁８２が塗料通孔２３を閉塞した状態において、下バ
ルブ８０の弁座８１と下バルブ８０の弁８２の先端面と
により画される空間が塗料溜まり部Ｒとされている。換
言すれば、弁８２が塗料通孔２３を閉塞した状態におい
て、弁８２の先端面が接合面４０より僅かに後退して形
成されており、上バルブ６０と下バルブ８０とを分離す
ると、この塗料溜まり部Ｒに塗料が収容されるようにな
っている。

【００２０】さらに、図３（Ａ）に示す如く上バルブ６
０の弁６２が塗料通孔２２を閉塞すると共に下バルブ８
０の弁８２も塗料通孔２３を閉塞し、かつ上バルブ６０
と下バルブ８０とを接合した状態において、上バルブ６
０の弁６２の先端面、下バルブ８０の弁８２の先端面、
及び上下バルブ６０，８０の両弁座６１，８１で画され
る空間Ｓの容積が、上バルブ６０と下バルブ８０とを分
離した状態において塗料溜まり部Ｒに収容可能な塗料の
容積以下となるよう、上バルブ６０の弁６２の先端面の
位置を考慮している。

【００２１】すなわち、上バルブ６０と下バルブ８０と
を接合し、上下バルブ６０，８０の弁６２，８２をそれ
ぞれ開いて塗料を流したのち両弁６２，８２を閉じる
と、上記空間Ｓには塗料Ｐが残留することになる。そし
て、この塗料Ｐは、上下バルブ６０，８０を分離する
と、図３（Ｂ）に示すように塗料溜まり部Ｒにて受容さ
れることになるが、本実施例では、上記空間Ｓに残留す
る塗料Ｐの容積、つまり上記空間Ｓの容積を、同図に示
す如く塗料Ｐの表面張力をも考慮しながら、上下バルブ
６０，８０を分離したときに塗料溜まり部Ｒに収容可能
な塗料Ｐの容積以下としているので、残留した塗料Ｐが
塗料溜まり部Ｒから周辺の接合面４０へ溢れ出ることが
なく、したがって、接合面４０のシール性及び絶縁性を
損なうこともない。

【００２２】なお、上記空間Ｓの容積を塗料溜まり部Ｒ
に収容可能な塗料Ｐの容積以下とするためには、図３に
示す実施例以外にも種々の態様が考えられる。例えば、
図４に示す実施例では、下バルブ８０の弁８２が塗料通
孔２３を閉塞した状態において、下バルブ８０の弁座８
１と下バルブ８０の弁８２の先端面とにより画される空
間に塗料溜まり部Ｒを形成すると共に、上バルブ６０の
弁６２の先端面を接合面４０から下バルブ８０側へ突出
させている。このように構成すると、図４に示す如く上
バルブ６０の弁６２が塗料通孔２２を閉塞すると共に下
バルブ８０の弁８２も塗料通孔２３を閉塞し、かつ上バ
ルブ６０と下バルブ８０とを接合した状態において、上
バルブ６０の弁６２の先端面、下バルブ８０の弁８２の
先端面、及び上下バルブ６０，８０の両弁座６１，８１
で画される空間Ｓの容積は、塗料Ｐの表面張力を考慮し
なくとも、常に、上バルブ６０と下バルブ８０とを分離
した状態において塗料溜まり部Ｒに収容可能な塗料の容
積以下となる。

【００２３】また、図５に示すように、下バルブ８０の
弁８２の先端面に凹部を形成し、この凹部を塗料溜まり
部Ｒとすることもできる。このように構成した場合は、
下バルブ８０の塗料通孔２３と弁８２とのシール面を広
く保ったまま塗料溜まり部Ｒを形成することができる点
で有利である。

【００２４】このような絶縁分離バルブ５０を通過した
塗料は、塗料ホース２４を介して塗装ガン１０に設けら
れた中間貯留槽１２に送られる。中間貯留槽１２には、
サーボモータ１５により精密制御されるピストン１６が
設けられており、当該ピストン１６を前進させることに
より中間貯留槽１２内に送られた塗料は塗装ガン１２へ
圧送される。また、ピストン１６を後退させると上述し
た絶縁分離バルブ５０からの塗料が吸引されるようにな
っている。

【００２５】なお、図１において１７は中間貯留槽１２
から送られた塗料の塗装ガン１０への供給をＯＮ／ＯＦ
Ｆするためのトリガバルブ、１８は色替え時等における
塗料の廃液をＯＮ／ＯＦＦするためのダンプバルブ、Ｓ
Ｖ２は塗装ガン１０用の洗浄バルブである。

【００２６】次に作用を説明する。所望の塗料を塗装ガ
ン１０へ供給する場合には、まずカラーチェンジバルブ
ＣＶによって目的とする塗料を選択し、この塗料を塗料
ホース２１を通して絶縁分離バルブ５０の上バルブ６０
へ圧送する。この場合、エアーシリンダ１３を伸張させ
ることにより絶縁分離バルブ５０を接合状態としてお
く。また、絶縁分離バルブ５０の上バルブ６０と下バル
ブ８０の両弁６２，８２を開き、それぞれ塗料通孔２
２，２３を連通させておく。これにより、上バルブ６０
の流入口６５に流入した塗料は、上バルブ６０の塗料通
孔２２を通って下バルブ８０の塗料通孔２３に至り、流
出口８５から塗料ホース２４を介して中間貯留槽１２に
送られることになる。所定量の塗料が中間貯留槽１２に
送られると、上バルブ６０と下バルブ８０との両弁６
２，８２を閉じ、塗料供給路２０を塗装ガン１０側とそ
れ以外とに分断する。

【００２７】以上で、塗装ガン１０への塗料の供給が終
了するが、次に塗装ガン１０に高電圧を印加するため、
この印加前に、エアーシリンダ１３を収縮させて絶縁分
離バルブ５０を分離状態とする。このとき、図３に示す
空間Ｓに残留した塗料Ｐは下バルブ８０に形成された塗
料溜まり部Ｒに全て収容されることになり、その周辺の
接合面４０に塗料Ｐが付着することはない。したがっ
て、接合面４０のシール性の低下を防止することができ
る。このように本実施例の静電塗装装置は絶縁性に優れ
た絶縁分離バルブ５０を用いているので、塗装ガン１０
に高電圧を印加しても、リークすることなくその印加レ
ベルを維持したまま塗装することができ、その結果、塗
料の塗着効率が高まると共に塗装条件が安定することに
より塗装品質が向上することになる。

【００２８】ちなみに、色替えを行う場合は、絶縁分離
バルブ５０を接合した状態で塗料供給路２０の洗浄が行
われるが、本実施例の絶縁分離バルブ５０では、前色が
下バルブ８０の塗料溜まり部Ｒから溢れ出ることがない
ので、洗浄がきわめて容易となり、その結果、色替え時
の混色を防止することができる。

【００２９】なお、以上説明した実施例は、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、上記の実施例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。

【００３０】

【発明の効果】本発明の導電性塗料の静電塗装装置の絶
縁分離バルブは上バルブと下バルブとから構成され、し
かもこれら上下バルブで画される空間の容積が、下バル
ブの塗料溜まり部に収容可能な導電性塗料の容積以下と
されているので、上バルブと下バルブとを分離したとき
に、上下バルブで画された空間に残留していた塗料は、
下バルブに形成された塗料溜まり部から溢れることなく
収容され、弁座の接合面に付着することはない。従っ
て、このままで上下バルブの接合時のシール性を確保で
き、洗浄が不要となって、作業能率の向上とランニング
コストの低減とを図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る導電性塗料の静電塗装
装置を示す正面図である。

【図２】本発明の導電性塗料の静電塗装装置の絶縁分離
バルブの一実施例を示す縦断面図である。

【図３】（Ａ）図２のＡ部を拡大した断面図、（Ｂ）分
離状態の断面図である。

【図４】本発明の導電性塗料の静電塗装装置の絶縁分離
バルブの他の実施例を示す図２のＡ部に相当する縦断面
図である。

【図５】本発明の導電性塗料の静電塗装装置の絶縁分離
バルブのさらに他の実施例を示す図２のＡ部に相当する
縦断面図である。

【符号の説明】

１００…導電性塗料の静電塗装装置 １０…塗装ガン ２０…塗料供給路 ２２，２３…塗料通孔 ４０…接合面 ５０…絶縁分離バルブ ６０…上バルブ ６１…弁座 ６２…弁 ６７…シリンダ（開閉手段） ８０…下バルブ ８１…弁座 ８２…弁 ８７…シリンダ（開閉手段） Ｓ…空間 Ｒ…塗料溜まり部 Ｐ…導電性塗料

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B05B 5/00 - 5/16 B05C 11/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高電圧が印加される塗装ガンに塗料供給路
   を介して導電性塗料を供給する導電性塗料の静電塗装装
   置であって、前記塗料供給路を前記高電圧が印加される
   高圧側とそれ以外とに電気的に絶縁分離し得る絶縁分離
   バルブを備えるものにおいて、 前記絶縁分離バルブは、前記塗料供給路に連通する塗料
   通孔が形成された弁座と該塗料通孔を開閉する弁と該弁
   の開閉手段とをそれぞれ有する上バルブと下バルブとか
   ら構成され、前記上バルブ及び下バルブは、前記両塗料
   通孔が連通可能に、かつ略水平な接合面で前記それぞれ
   の弁座が略上下方向に対して接合分離可能に設けられ、 前記下バルブには、前記下バルブの閉塞時に下バルブの
   弁座と前記下バルブの弁とにより画される塗料溜まり部
   が形成され、 前記上バルブと前記下バルブとの接合時における前記各
   弁の閉弁で前記上バルブと前記下バルブとの間に画成さ
   れる空間の容積が、前記上バルブと前記下バルブとの分
   離時における前記塗料溜まり部に収容可能な前記導電性
   塗料の容積以下とされていることを特徴とする導電性塗
   料の静電塗装装置。