JP4197561B2 - 静電塗装装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗装ガンに塗料供給路を介し導電性塗料を供給して静電塗装を行う静電塗装装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、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、塗料供給源から塗料供給路を介して導電性塗料が供給されることにより、ワークに対して静電塗装を行うように構成されている。このため、塗装ガンによる静電塗装時に、前記塗装ガンと塗料供給源とを電気的に絶縁する必要がある。
【０００３】
そこで、塗料供給源と塗装ガンとを連通する塗料供給路が、その途上で絶縁距離を有して分離可能に構成された導電性塗料の静電塗装装置が知られている（例えば、ＥＰ ０ ４６７ ６２６ Ａ１等参照）。
【０００４】
上記の静電塗装装置では、塗料供給路をその途上で分離させるための接続機構を備えており、この接続機構は、塗料供給源側に設けられた第１接続部と塗装ガン側に設けられた第２接続部とを有するとともに、前記第１および第２接続部には第１および第２開閉弁が構成されている。
【０００５】
第１および第２接続部は、一方が雄型構造に、他方が雌型構造に構成されており、Ｏリング等のシール手段を介装して互いに連結可能である。そして、第１および第２接続部は、互いに分離した状態で第１および第２開閉弁が閉じられて、塗料の漏洩を防止する一方、互いに連結された状態で前記第１および第２開閉弁が開放されることにより、塗料の流通が可能となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術では、第１および第２接続部の着脱動作が何万回も繰り返して行われると、第１および第２開閉弁の開閉動作もまた何万回も繰り返されることになり、前記第１および第２開閉弁のシール部に傷が発生してこのシール部から塗料漏れが発生するという問題が指摘されている。これにより、導電性塗料に高電圧を印加することができず、塗装不良が発生したり、色替え時に塗料漏れが発生している前色の塗料と新たな色の塗料との混色が惹起する等の問題がある。そこで、第１および第２開閉弁の製作精度を上げる等の対策が施されているが、シール部の耐久性が十分ではなく、しかもコストが高騰してしまうという問題がある。
【０００７】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、簡単な構成で、シール性能を有効に向上させるとともに、耐久性に優れる弁機構を備えた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】
本発明に係る静電塗装装置では、塗料供給源から塗装ガンに導電性塗料を供給する塗料供給路にシート弁が設けられるとともに、このシート弁を構成する弁座部が、シール部に当接する金属シート体と、この金属シート体を保持するシート体ホルダと、前記金属シート体および前記シート体ホルダを保持するホルダガイドとを備えている。金属シート体およびシート体ホルダは、ホルダガイドにより軸線方向に移動自在にかつこの軸線方向と直交する方向に隙間を有して保持されている。
【０００９】
そこで、ホルダガイドが弁機構本体にねじ込まれると、金属シート体がシール部に当接して、このホルダガイドに対して径方向に移動することにより、前記金属シート体が弁体に対して調芯される。そして、ホルダガイドが、さらに弁機構本体にねじ込まれることにより、金属シート体が前記弁機構本体に対して固定される。
【００１０】
このように、金属シート体がホルダガイドに対してフローチング保持されており、この金属シート体をシール部に対して高精度かつ確実に位置決めすることが可能になる。従って、シート弁は耐久性に優れるとともに、塗料漏れを可及的に阻止することができ、長期間にわたって良好に使用することが可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態に係る静電塗装装置２０の概略構成説明図である。
【００１２】
この静電塗装装置２０は、複数の異なる導電性塗装塗料を選択的に供給する接地された色替弁機構（塗料供給源）２２と、塗料を噴射する塗装ガン２４と、前記色替弁機構２２と前記塗装ガン２４との間に介装される中間貯留槽２６と、前記色替弁機構２２から前記塗装ガン２４に塗料を供給する塗料供給路２８を、前記色替弁機構２２に連通する第１供給経路部２８ａと高電圧が印加される第２供給経路部２８ｂとに電気的に絶縁分離する弁機構３０とを備える。
【００１３】
色替弁機構２２は、エア（Ａ）、水（Ｗ）および洗浄液（Ｓ）等の供給を制御する第１洗浄弁３２と、異なる塗料を供給することが可能な複数の塗料弁３４ａ〜３４ｃとを備えている。弁機構３０は、色替弁機構２２に非印加側の第１供給経路部２８ａを介して接続される可動ブロック３６を備え、図２に示すように、この可動ブロック３６は、エアシリンダ３８から延在するロッド４０に連結され、レール４２の案内作用下に矢印Ａ方向に進退自在である。
【００１４】
図３および図４に示すように、弁機構３０は、第１開閉弁（シート弁）４４を有して第１供給経路部２８ａに設けられる第１接続部４６と、第２開閉弁（シート弁）４８を有して第２供給経路部２８ｂに設けられるとともに、前記第１接続部４６に連結可能な第２接続部５０とを備える。第１接続部４６は雄型連結部を構成する一方、第２接続部５０は雌型連結部を構成している。第１および第２押圧端面５２、５４は、それぞれ第１および第２接続部４６に設けられており、互いに突き当て支持される前記第１および第２押圧端面５２、５４間には、シール部材５６、ホルダ部材５８およびパッキン部材６０が積層して配設される。
【００１５】
図３に示すように、可動ブロック３６には、第１供給経路部２８ａに連通する第１通孔６８が形成された第１接続部４６が設けられるとともに、この第１通孔６８と前記第１供給経路部２８ａとが、第１開閉弁４４を介して開閉される。第１開閉弁４４は、ばね６２の弾発力と空気ポート６４に導入、導出されるエアを介して進退自在なニードル（弁体）６６と、このニードル６６の動作方向と同一方向（矢印Ａ方向）の軸線上に塗料導出入口である第１通孔６８が設けられた弁座部７０とを備える。
【００１６】
図５および図６に示すように、弁座部７０は、ニードル６６と個別（または、一体的）に設けられる球体（シール部）７２に当接する金属シート体７４と、前記金属シート体７４を保持するシート体ホルダ７６と、前記金属シート体７４および前記シート体ホルダ７６を収容し、可動ブロック３６に形成されたねじ孔７８に螺合するホルダガイド８０とを備える。
【００１７】
ホルダガイド８０の一端側には、円板状側壁８２を設けた略リング状に構成されており、その外周部には、ねじ孔７８に螺合するねじ部８４が形成される。ホルダガイド８０の中央部には、所定の直径Ｄ１に設定された収容部８６が設けられている。この収容部８６には、側壁８２に当接して第１パッキン８８が配置されるとともに、この第１パッキン８８に金属シート体７４およびシート体ホルダ７６が積層して配置される。
【００１８】
シート体ホルダ７６は、略リング状に構成されており、ホルダガイド８０の収容部８６に挿入される外周部９０を設ける。この外周部９０が所定の直径Ｄ２に設定されており、直径Ｄ１＞直径Ｄ２の関係を有している。すなわち、シート体ホルダ７６は、ホルダガイド８０の収容部８６内で軸線方向と直交する方向（矢印Ｂ方向）に隙間Ｓを有して移動自在に保持される。このシート体ホルダ７６の一端側には、半径外方向に突出して大径部９２が形成されている。
【００１９】
金属シート体７４は、例えば、超硬材で構成されており、その中央部には球体７２が着座するためのテーパ面９４が形成される。金属シート体７４の外周面には段差部９６が形成されており、この段差部９６がシート体ホルダ７６の段付き孔部９８に嵌着される。図６に示すように、可動ブロック３６には、ねじ孔７８の内方側に連通してこのねじ孔７８より小径となる段付き孔部１００が設けられており、この段付き孔部１００に配置される第２パッキン１０２は、シート体ホルダ７６の大径部９２に押圧支持される。
【００２０】
図３に示すように、可動ブロック３６には、第１接続部４６に近接して第１供給経路部２８ａから分岐された第１および第２ダンプ経路１０４、１０６が設けられる。この第１および第２ダンプ経路１０４、１０６の途上には、第１開閉弁４４に可及的に近接して該第１および第２ダンプ経路１０４、１０６を開閉する第１および第２ダンプ弁１０８、１１０が配設される。第１および第２ダンプ弁１０８、１１０は、ばね１１２、１１４の弾発力と空気ポート１１６、１１８に導入、導出されるエアを介して進退自在なニードル（弁体）１２０、１２２と、このニードル１２０、１２２が着座自在な弁座部１２４、１２６とを備える。第１および第２ダンプ弁１０８、１１０は第１開閉弁４４と同様に構成されており、その詳細な説明は省略する。
【００２１】
第１接続部４６の第１通孔６８には、第２ダンプ経路１０６を介して第１洗浄経路１２８が連通しており、可動ブロック３６には、この第１洗浄経路１２８から前記第１通孔６８に向かう洗浄液の流れのみを許容する第１チェック弁１３０が装着される。第１洗浄経路１２８は、図１に示すように、第１切換弁１３２を介して第２洗浄弁１３４に連通する。
【００２２】
図２に示すように、ケーシング１４４内には、第１接続部４６に対向するように固定型の第２接続部５０が配置される。図４に示すように、この第２接続部５０には、第２通孔１３８が形成されており、この第２通孔１３８が第２開閉弁４８を介して印加側の第２供給経路部２８ｂに連通自在である。第２接続部５０および第２開閉弁４８は、固定ブロック１４２内に設けられている。この第２開閉弁４８は第１開閉弁４４と同様に構成されており、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００２３】
第２接続部５０の近傍には、第２チェック弁１４６を介して第２洗浄経路１４８が連通し、この第２洗浄経路１４８が第２切換弁１５０を介して第２洗浄弁１３４に連通する（図１参照）。
【００２４】
図２に示すように、中間貯留槽２６はシリンダ１５２を備え、このシリンダ１５２内には、ピストン１５４が往復摺動自在に配置され、このシリンダ１５２の内壁部と前記ピストン１５４の先端部によって塗料充填用シリンダ室１５６が形成される。シリンダ１５２のシリンダ器壁１５８には、その内周端縁部に位置して第２供給経路部２８ｂに連通する注入孔部１６０が形成される一方、その中央部に位置して塗装ガン２４に連通する排出孔部１６２が設けられる。ピストン１５４にプランジャ１６４が連結され、このプランジャ１６４内に設けられたナット部材１６６には、サーボモータ１６８の回転軸１７０に連結されたボールねじ１７２が螺合する。
【００２５】
塗装ガン２４は、低電圧ケーブル１７４に接続された高電圧印加手段１７６を備えており、この低電圧ケーブル１７４が図示しない電源に接続されている。塗装ガン２４の先端側には、第３洗浄経路１７８を介して第３洗浄弁１８０が連通している（図１参照）。
【００２６】
このように構成される静電塗装装置２０の動作について、以下に説明する。
【００２７】
先ず、静電塗装に際して、弁機構３０を構成するエアシリンダ３８の作用下に、可動ブロック３６がレール４２に案内されて矢印Ａ１方向に移動する（図２中、二点鎖線参照）。これにより、第１接続部４６が第２接続部５０に接合され、第１および第２通孔６８、１３８が互いに連通する（図６参照）。
【００２８】
そこで、色替弁機構２２の塗料弁３４ａから所定の色の塗料が圧送されると、この塗料は、第１および第２開閉弁４４、４８の開放作用下に、第１供給経路部２８ａから第２供給経路部２８ｂに供給される。このため、塗料は注入孔部１６０からシリンダ室１５６内に充填され、さらに排出孔部１６２を通って塗装ガン２４まで充填される。
【００２９】
次に、第１および第２開閉弁４４、４８が閉じられた状態で、第１および第２接続部４６、５０間の洗浄作業が行われる。すなわち、図１に示すように、第２切換弁１５０が開放され、第２洗浄弁１３４から第２洗浄経路１４８を介して第２接続部５０に水およびエアが順次供給される。第２接続部５０に導入された水やエアは、第２接続部５０の第２通孔１３８側から残留塗料を洗浄した後、第２ダンプ弁１１０の開放作用下に第２ダンプ経路１０６に排出される（図１中、矢印Ｘ参照）。
【００３０】
上記の洗浄作業終了後、エアシリンダ３８が駆動されて第１接続部４６が第２接続部５０から絶縁距離を有して分離される（図２中、実線参照）。一方、中間貯留槽２６では、サーボモータ１６８の作用下に回転軸１７０と一体的にボールねじ１７２が回転される。このため、ボールねじ１７２に螺合するナット部材１６６を介して、プランジャ１６４がピストン１５４と一体的に、図２中、矢印Ａ１方向に移動するとともに、高電圧印加手段１７６が駆動される。これにより、高電圧が印加された塗料が、塗装ガン２４から図示しないワークに向かって塗布される。
【００３１】
この場合、本実施形態では、塗料供給路２８に設けられた種々のシート弁、例えば、第１開閉弁４４が開閉動作を何万回も繰り返して行う場合であっても、塗料漏れを確実に阻止するとともに、前記第１開閉弁４４を簡単な構成で経済的に得ることができる。
【００３２】
すなわち、図５および図６に示すように、シール部である球体７２が着座するシートとして金属シート体７４が設けられており、この金属シート体７４を保持するシート体ホルダ７６が、ホルダガイド８０の収容部８６内に径方向に所定の間隙Ｓを有して保持される。そして、ホルダガイド８０が可動ブロック３６のねじ孔７８にねじ込まれると、金属シート体７４のテーパ面９４が球体７２の外周面に接触する。このため、金属シート体７４がホルダガイド８０の径方向に移動し、この金属シート体７４が球体７２およびニードル６６の軸芯に対して確実に調芯される。
【００３３】
ホルダガイド８０が、さらにねじ孔７８にねじ込まれると、シート体ホルダ７６の大径部９２が第２パッキン１０２に押圧支持されるとともに、このシート体ホルダ７６の他端部側および金属シート体７４が前記ホルダガイド８０内に配置されている第１パッキン８８に押圧支持される。従って、弁座部７０が液密に保持されることになる。
【００３４】
これにより、本実施形態では、簡単な構成で、漏れのない第１開閉弁４４を構成することができ、数万回の開閉動作を行う場合であっても、塗料漏れの発生を確実に阻止することが可能になるという効果が得られる。
【００３５】
なお、本実施形態では、弁体としてニードル６６を用いる構成を採用しているが、ボール弁やポペット弁等、種々のシート弁構造に適用することができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明に係る静電塗装装置では、弁座部を構成しシール部に当接する金属シート体と、この金属シート体を保持するシート体ホルダとが、ホルダガイドに対して軸線方向およびこの軸線方向と直交する方向に移動自在に保持されており、このホルダガイドが弁機構本体に螺合されることによって前記金属シート体が調芯され、さらに固定される。このため、簡単な構成で、金属シート体をシール部に対して高精度に位置調整することができ、繰り返しの動作によっても塗料漏れのないかつ耐久性に優れた弁機構を得ることが可能になるとともに、製造コストを有効に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る静電塗装装置の概略構成説明図である。
【図２】前記静電塗装装置の要部縦断面説明図である。
【図３】前記静電塗装装置を構成する可動ブロックの断面説明図である。
【図４】前記静電塗装装置を構成する固定ブロックの断面説明図である。
【図５】前記静電塗装装置を構成する弁機構の要部分解斜視説明図である。
【図６】前記弁機構の要部縦断面説明図である。
【図７】前記弁機構の縦断面説明図である。
【符号の説明】
２０…静電塗装装置 ２２…色替弁機構
２４…塗装ガン ２８…塗料供給路
２８ａ、２８ｂ…供給経路部 ３０…弁機構
３４ａ〜３４ｃ…塗料弁 ３６…可動ブロック
４４、４８…開閉弁 ４６、５０…接続部
６６…ニードル ７０…弁座部
７２…球体 ７４…金属シート体
７６…シート体ホルダ ７８…ねじ孔
８０…ホルダガイド ８６…収容部
８８、１０２…パッキン ９０…外周部
９２…大径部 ９４…テーパ面

Claims (1)

1. 塗料供給源から塗装ガンに導電性塗料を供給する塗料供給路に、前記導電性塗料の供給を制御するために弁機構を設けた静電塗装装置であって、
   前記弁機構は、進退動作する弁体と、
   前記弁体の動作方向と同一方向の軸線上に塗料導出入口が設けられた弁座部と、
   を備えたシート弁を構成しており、
   前記弁座部は、前記弁体と一体的または個別に設けられるシール部に当接する金属シート体と、
   前記金属シート体を保持するシート体ホルダと、
   前記金属シート体および前記シート体ホルダを、前記軸線方向に移動自在にかつ該軸線方向と直交する方向に隙間を有して保持するとともに、弁機構本体に螺合されることにより、前記金属シート体を前記弁体に対して調芯し、さらに該金属シート体を固定するホルダガイドと、
   を備えることを特徴とする静電塗装装置。

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