JP4002795B2 - 静電塗装用塗料供給方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は静電塗装において、水系、水性塗料もしくはメタリック塗料等に代表される導電性を有する塗料を供給経路からの電圧リークを回避し、静電スプレーガンへ連続的に供給するに適した塗料供給システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
水系、水性塗料もしくはメタリック塗料等に代表される導電性塗料を静電塗装に用いた場合、静電スプレーガンに荷電された高電圧が塗料供給経路を経て大地電位にリークし、所定の高電圧が荷電できず静電塗装の効果が得られなくなる。このため塗料供給系全体を大地電位から絶縁し、これらの供給系自体を高電圧に維持し静電塗装を行う方法がとられている。
【０００３】
しかしながら連続的に塗装を継続する場合、塗料供給系への塗料の補給が必要不可欠であるが、この補給時に導電性塗料を通じて高電圧が大地電位にリークする問題があるため、その対策として種々の方法・装置が提案されている。代表的な方法として、塗料補給にあたって塗装作業を中断し、その間に補給する方法がとられている。補給する場合前記塗料供給系を大地電位と導通し、別に設けた同じく大地電位にある塗料補給装置より補給する。この場合塗装作業の一時中断が余儀なくされ、作業性、塗装効率等に課題を残し、生産性から見て採用しえない問題がある。
【０００４】
また別の方法では、自動的な塗料補給に際し塗料容器に電気的絶縁を維持できる距離間隔をもって断続的に塗料を供給し、大地電位である塗料補給系への高電圧のリークを防止する方法がとられることもある。しかしこの方法の多くは密閉された補給経路内で断続的に補給する装置を用いていることで、内部での絶縁や、補給の時間や補給量を確実な絶縁を維持して行うことが難しく、補給条件によって安定性が欠け、連続使用に対する信頼性に問題がある。
【０００５】
種々の問題を解決する方法として、２つの塗料供給装置を備え、少なくとも一方の供給装置が大地電位との間に確実に絶縁状態を維持した状態が常に存在するように構成し、連続補給を可能とした方法が提案されている。具体的には、特開平６−１９８２２８に見られるように、塗料源と塗装機との間に２つの供給装置を並列に接続し、いずれか一方が塗装機に塗料を供給している時は、塗料源との間を遮断絶縁し、他方の供給装置を塗装機と遮断絶縁すると共に塗料源と接続してその供給装置に塗料を補給しておく構成とすることにより、常に塗料源と塗装機との間に少なくとも一部が絶縁状態を維持できるようにしている。
【０００６】
この方式は塗料供給装置に加圧シリンダ方式の供給装置を使用し、交互に塗装機へ供給を行う２つの供給装置を切り替えて使用する構成のため、一方の供給装置が静電スプレーガンに塗料供給する時と他方の供給装置が静電スプレーガンに塗料供給する時とで、シリンダ方式による塗料供給の性能差で静電スプレーガンからの吐出量にバラツキが発生しやすい課題点を有していた。特にシリンダ方式の性能差はピストンパッキン部のパッキン抵抗の差や摺動部への塗料付着のバラツキによって摺動抵抗に差が生じやすいことに起因している。
また、それぞれの供給装置に塗料容器と供給ポンプ装置を備え、各々の前後に供給装置と連動し塗料供給の遮断と絶縁の切り替えを行うために、装置全体が複雑な構成になると共に、コストアップが避けられないといった、問題点が有った。
【０００７】
使用にあたって常に監視する必要がなく、安定した塗料供給を行う方法として上記の方法は適していると言えるが、供給装置は複数を必要とし、上記設備コストの問題だけでなく、供給装置そのものに信頼性があったとしても、不都合の生ずる危険性は倍加することに変わりなく、また１つの塗装機に供給するにあたり、個々の供給装置から送り込まれる塗料の安定性に対するバラツキは避けがたい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上の如く従来装置にあっては、それぞれに問題点を持ち工業的に生産性を上げ、スプレーガンの使用、停止にかかわらず、連続して静電塗装を安定した条件の下で行うものとして、いまだ不十分で改善の余地が残されいた。本発明は塗料供給としての安定性が高い連続供給装置を提供し、必要な絶縁を確実に保持して水系塗料を初めとする高導電性塗料の静電塗装を可能にする塗料供給システムを得るものである。
【０００９】
【問題を解決するための手段】
本発明の静電塗装における塗料の供給方法は、これら従来の問題点を改善すべく、シンプルな絶縁塗料供給システムを提供する。
高電圧が荷電される静電塗装機に供給するに、大地電位と絶縁された１台の塗料供給装置が静電塗装機と接続されており、この塗料供給装置に２つの塗料容器を、それぞれ絶縁バルブを介して接続している。この絶縁バルブが塗料の供給及び遮断絶縁を可能とし、かつこれら２つの塗料容器にはそれぞれ絶縁バルブを介して塗料源から塗料を補給する装置と接続して、塗料容器が塗料供給装置側と接続されている場合は、塗料補給装置との接続を遮断して電気的に絶縁し、塗料容器が塗料補給装置と接続されている場合は塗料供給装置側との接続を遮断して電気的に絶縁状態を維持するこの動作を２つの塗料容器が交互に行う結果、塗料供給装置側に接続された塗料容器から静電塗装機に塗料が供給され、その間に静電塗装機とは絶縁されている側の塗料容器に塗料が補給される。
【００１０】
絶縁バルブは塗料流路を遮断すると共に、遮断部が互いに離開して必要な絶縁距離を維持する弁装置で構成する。それぞれの絶縁バルブは、供給装置に一方の塗料容器が接続連通されているときは、一方の塗料容器と塗料補給装置との間を遮断すると共に、他方の塗料容器と塗装機との間を遮断、絶縁し、他方の塗料容器が供給装置に接続されているときは他方の塗料容器と塗料補給装置との間を遮断すると共に、一方の塗料容器と塗装機との間を遮断、絶縁するようにそれぞれの塗料容器の前後に配置され、開閉制御される。
またそれぞれの絶縁バルブは、その中間に配置したシャトル弁により交互に接続・遮断を行う構成とし、これら複数のシャトル弁を１つの移動装置で同時に移動させる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施態様を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例で塗料供給装置の概要を示している。
静電スプレーガン１は電圧ケーブル２を介して高電圧用電源３に電気的に接続されている。静電スプレーガン１はそれ自体に高電圧発生装置を内蔵する場合があるが、その場合は低電圧ケーブル、低電圧用電源で構成される。噴霧塗料は塗料補給装置４より補給され、２つの塗料容器５、６にそれぞれの絶縁バルブ５Ａ、６Ａを介して送り込まれる。塗料容器５、６はそれぞれ供給装置側の絶縁バルブ５Ｂ、６Ｂを介して塗料供給ポンプ７に接続され、該供給ポンプ７と静電スプレーガン１とが接続されている。
【００１２】
それぞれの絶縁バルブは、塗料経路において塗料の流通・遮断を行い、かつ電気的に高電圧を遮断、絶縁できる手段を有するもので、図２に絶縁バルブの構造例と作動説明図が示されている。この例の場合、塗料補給装置もしくは供給ポンプと、塗料容器とを接続する２つの絶縁バルブが一体の構造例で示されている。
【００１３】
この例では図１の絶縁バルブ５Ａと６Ａが共通のシャトル１４と同芯状に構成されている。シャトル１４が絶縁バルブ５Ａ側に移動し密着しており、絶縁バルブ５Ａは弁棒１５Ａがシャトル１４内のボール２０をシート２１より離し、塗料補給装置４と連通状態にある。一方絶縁バルブ６Ａは、シャトル１４が離れ塗料の遮断はもちろん電気的にも空隙Ｘにより空気絶縁されている。両バルブの切り替えは、（イ）の状態において弁棒１５Ａが戻って、ボール２０とシート２１が接触して塗料通路を遮断してから、ボール２０及び２２が共に閉止する。次に、シャトル１４が左側に移動して（ロ）の状態に至ると、絶縁バルブ６Ａを連通、絶縁バルブ５Ａを遮断、絶縁することによって行われる。両絶縁バルブの開閉のタイミングは一方のバルブが遮断、絶縁された後に他方のバルブが連通するように位置づけられる。
【００１４】
また図２の（ロ）に示した絶縁部材６Ｓは、シャトル１４と絶縁バルブ５Ａまたは絶縁バルブ６Ａが遮断され離開したときに自動的に進入して、シャトル１４と絶縁バルブ５Ａまたは絶縁バルブ６Ａの間の絶縁を確実にするために設けられたもので、空気等による絶縁に必要な間隙距離を短くして装置を小形化することができる。
【００１５】
図３は、前記の絶縁バルブを適用させた構成の一例を示している。この例では供給ポンプ７側にも同じ構成からなる絶縁バルブが用いられ、平行に置かれた２つのシャトル１４がシリンダ１６によって移動させられて絶縁バルブの切り替えを行う。（イ）の図でスプレーガン１が塗料容器５と接続状態の時は塗料容器６とは遮断され、塗料容器６は塗料補給装置４と接続状態にある。（ロ）の図ではスプレーガン１が塗料容器６と接続状態にあり、大地電位にある塗料補給装置４は塗料容器６とは遮断され、塗料容器５と接続状態になる。
【００１６】
更に図４の例では、それぞれのシャトル１４が各々の塗料容器５，６と接続されて互い違いに移動を行うように構成されている。この場合、図１の絶縁バルブ５Ａと絶縁バルブ５Ｂが共通のシャトル１４によって一体に構成された形態となり、前記と同様に（イ）の図でスプレーガン１が塗料容器５と接続状態の時は塗料容器６とは遮断され、塗料容器６は塗料補給装置４と接続状態にある。（ロ）の図ではスプレーガン１が塗料容器６と接続状態にあり、大地電位にある塗料補給装置４は塗料容器６とは遮断され、塗料容器５と接続状態になり、同様の作用効果を得ることができる。
【００１７】
絶縁バルブの構造と組合せは本例に限定されるものでは無く、請求項の示す範囲で適用され、本発明の効果を得ることができるものである。
【００１８】
またこれらの絶縁バルブによる塗料供給の切り替え制御は、別に設けた制御装置から送られる信号によって自動的に行われ、切替えのタイミングは、例えば塗料容器内の塗料をレベルセンサーにより検知し、下限値で補給の指令を出力し、上限値で補給停止の指令を出力する構成とし、その出力信号を制御装置にフィードバックして各絶縁バルブの切り替えを行うように構成される。
【００１９】
前述の通り流路遮断と高電圧絶縁手段である絶縁バルブの開閉制御は、制御装置により行われ、塗料容器５と塗料ポンプ７が接続された状態で、静電スプレーガン１に供給されている時には、塗料ポンプ７と塗料容器６とが絶縁バルブ６Ｂにより遮断され、電気的絶縁が保たれる。更にこの時供給中の塗料容器５と大地電位側に置かれた塗料補給装置４とは絶縁バルブ５Ａで遮断され、絶縁されるように各絶縁バルブの開閉が制御される。通常の運転では、この状態で塗料補給装置４と塗料容器６とが接続されて塗料容器６に塗料が補給され、供給の準備がなされる。
【００２０】
静電スプレーガン１に供給していた塗料容器５内の塗料が減少した場合、例えばレベルセンサーによる塗料残量の検出を受け、制御装置がそれぞれの絶縁バルブに切り替えの信号を出力する。すなわち、好ましい状態としては、まず塗料補給装置４と塗料容器６とを遮断し、つぎに塗料容器６と塗料ポンプ７を接続、この状態で塗料ポンプ７には２つの塗料容器と接続されるが、大地電位側の塗料補給装置とは絶縁状態を維持しており高電圧がリークすることは防止される。次いで塗料ポンプ７と塗料容器５の間の絶縁バルブ５Ｂを遮断して塗料容器５を高電圧側から切り離した後、絶縁バルブ５Ａを開放して塗料補給装置４と接続し、塗料の補給を行うように制御される。
【００２１】
本発明における塗料の供給手段は、図示されていないが塗料補給装置４より各塗料容器に塗料を補給する手段としてポンプもしくは加圧容器型の圧送装置等が用いられる。いずれにしても公知の圧送手段で良く、特に限定されない。また塗装機であるスプレーガンに供給する塗料ポンプ７は安定した供給をするために塗料容器内の塗料を吸引し、加圧状態で吐出する供給ポンプが望ましい。好適にはダイアフラム式ポンプによって吐出した塗料を塗料減圧弁で調整した圧力によってスプレーガンに供給する構成が採用される。
【００２２】
また、これらの塗料供給で高電圧系に含まれる装置すなわち常に大地電位側にある補給装置を含む塗料補給装置を除く装置は、大地電位と絶縁状態を維持するために絶縁台に載置され、十分な距離をもって大地電位とは絶縁される。絶縁台の脚部には残電圧の検知手段やアーススイッチが設けられ、制御装置へのフィードバックを行い、塗料補給時の安全確認に使用される。
【００２３】
静電塗装を行う場合、静電スプレーガンに荷電されると塗料ポンプ７、塗料容器５、６内の塗料を含む塗料供給系に荷電される。しかし、絶縁バルブと絶縁台による大地電位との遮断により高電圧のリークはなく、静電効果を損なうことなく塗装を行うことができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上述べたとおり、本発明によれば高電圧を荷電し、水系塗料等の導電性塗料を用いて静電塗装する場合において、塗料を連続的に供給するシステムとして確実な絶縁と安定した供給がシンプルに構成かつ安価にできるものである。
本発明によれば、静電スプレーガンに使用状態に応じた絶縁を維持した状態で、連続して塗装を行う場合に塗料供給系からの高電圧リークを防止できる装置としての確実性と信頼性を高め、監視や点検保守による作業の削減、塗装作業の効率向上、作業者が安心して塗装を継続できる環境を整備することができる。
【００２５】
すなわち供給装置として前後に絶縁バルブを配した塗料容器を並列に設置し、制御装置によって交互に供給、補給を行わせることで確実に絶縁を維持し、従来の装置に比較し簡素化することができる。また塗装機への供給は大地電位から絶縁された状態にあるいずれかの塗料容器から、同じ供給装置によって塗装機へ供給するため、常に安定した供給が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する場合の主要構成概念図
【図２】本発明に用いる絶縁バルブの実施例を示す構造
【図３】本発明の構成による塗料供給・電気絶縁状況を示す説明図
【図４】本発明の他の実施例による塗料供給・電気絶縁状況を示す説明図
【符号の説明】
１、静電スプレーガン
３、高電圧発生器
４、塗料補給装置
５，６、塗料容器
５Ａ，５Ｂ，６Ａ，６Ｂ，絶縁バルブ
７、塗料ポンプ

Claims (6)

1. 高電圧を荷電し静電塗装を行う静電塗装機に、大地電位にある塗料補給装置とは常時絶縁状態を維持して、導電性塗料を静電塗装機に連続して供給する方法において、大地電位と絶縁された塗料供給装置を静電塗装機と配管接続し、この塗料供給装置と大地電位の塗料補給装置の間に、前後に遮断絶縁手段を設けた２つの塗料容器を並列に接続して、一方の塗料容器が塗料供給装置と接続しているときは、該塗料容器と前記塗料補給装置との間を遮断絶縁手段により遮断絶縁すると共に、他方の塗料容器を前記塗料補給装置と接続させ、前記塗料供給装置とは遮断絶縁状態を形成し、前記遮断手段の接続と遮断絶縁とを交互に切り換えながら連続的に塗料を供給する方法。
2. 前記遮断絶縁手段が塗料流路を遮断すると共に、遮断部が互いに離開して絶縁距離を維持する弁装置で構成されることを特長とする請求項1の方法による塗料絶縁供給装置。
3. 前記遮断絶縁手段が塗料流路を遮断すると共に、遮断部の間に絶縁部材を介在させたことを特長とする請求項１に記載の塗料絶縁供給装置。
4. 前記遮断絶縁手段が両端部に逆止弁を有し該逆止弁の中間部に塗料供給装置あるいは塗料補給装置へ配管接続したシャトル弁と、該シャトル弁の前記逆止弁の対向位置に間隔を維持して配設した絶縁バルブに前記各々の塗料容器からの配管を接続し、前記シャトル弁が一方の絶縁バルブに密着すると共に前記逆止弁を開弁すると一方の塗料容器と前記塗料供給装置あるいは前記塗料補給装置とが接続されて塗料が流通可能となり、前記シャトル弁が他方の絶縁バルブとは絶縁状態を形成することを特徴とする請求項2及び3に記載の塗料絶縁供給装置。
5. 前記遮断絶縁手段が両端部に逆止弁を有し該逆止弁の中間部に塗料容器へ配管接続したシャトル弁と、該シャトル弁の前記逆止弁の対向位置に間隔を維持して配設した絶縁バルブを前記塗料供給装置あるいは前記塗料補給装置からの配管を接続し、前記シャトル弁が一方の絶縁バルブに密着すると共に前記逆止弁を開弁すると一方の塗料容器と前記塗料供給装置あるいは前記塗料補給装置とが接続されて塗料が流通可能となり、前記シャトル弁が他方の絶縁バルブとは絶縁状態を形成することを特徴とする請求項2及び3に記載の塗料絶縁供給装置。
6. 複数の前記シャトル弁を１つの移動装置で同時に移動させることを特徴とする請求項４及び５に記載の塗料絶縁供給装置。

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