JP4272981B2 - 静電塗装装置 - Google Patents

Description

本発明は、塗料を供給機構から中間貯留機構に一旦供給した後、前記供給機構と前記中間貯留機構とを電気的に遮断した状態で、前記塗料を塗装ガンに供給して塗装を行う静電塗装装置に関する。

導電性塗料に高電圧を印加して自動車車体等の被塗装物に静電塗装を施す方法として、例えば、ボルテージブロック法が知られている。この方法では、導電性塗料が、接地電位から絶縁されている中間貯留槽（中間貯留機構）に一旦導入された後、この中間貯留槽と塗料供給源とを連通している供給路が洗浄及び乾燥されて電圧ブロックが形成される。この状態で、高電圧が印加された導電性塗料を中間貯留槽から塗装ガンに供給することにより、被塗装物に対する静電塗装作業が行われている。

この種の塗装に使用される静電塗装装置としては、例えば、特許文献１が知られている。この特許文献１では、図７に示すように、中間貯留機構としてポンプ１を備えており、このポンプ１の塗料流入口１ａには、塗料供給路２に絶縁機構３を介して連結自在な塗料供給源４から導電性塗料が充填される。一方、塗装機５には、このポンプ１の塗料吐出口１ｂから導電性塗料が所定量だけ圧送される。

ポンプ１はピストン６を備えており、このピストン６がエア供給源７から圧力調整バルブ８を介して供給される高圧エアにより進退可能である。ピストン６に連結されたピストンロッド６ａの移動速度は、非接触のセンサ９により検出されるとともに、このピストンロッド６ａの移動速度に基づいて、塗装機５に供給される導電性塗料の流量が測定される。

そして、この測定された導電性塗料の流量と、塗装機５の塗料吐出量に応じて予め設定された流量とが比較され、その差値に応じてポンプ１に供給される高圧エアの圧力が圧力調整バルブ８を介して可変調整される。これにより、ポンプ１の小型化を可能にするとともに、前記ポンプ１の定量性を確保することができる、としている。

特開平６−６０４５２号公報（図１）

ところで、上記の特許文献１では、静電塗装装置を、例えば、ロボットに装着して静電塗装作業を自動的に行う場合が多い。このため、静電塗装装置全体をロボットに対してコンパクトに搭載することが望まれており、ポンプ１に近接して絶縁機構３及び塗料供給源４等を配設する必要がある。

しかしながら、上記の構成では、ポンプ１や絶縁機構３の摺動部（例えば、レール面）には、塗料や塵埃等が付着し易くなる。これにより、ポンプ１や絶縁機構３に作動不良が発生し、良好な静電塗装が遂行されないという問題がある。

本発明はこの種の問題を解決するものであり、簡単且つコンパクトな構成で、摺動部の汚れを確実に阻止することができ、高品質な静電塗装を効率的に行うことが可能な静電塗装装置を提供することを目的とする。

本発明に係る静電塗装装置では、少なくとも塗料を供給する供給機構と、前記供給機構と塗装ガンとの間に配設され、塗料を一旦貯留する中間貯留機構と、前記供給機構と前記中間貯留機構とを取り付ける基台部とを備えている。中間貯留機構は、シリンダ容器と、前記シリンダ容器内に往復摺動自在に配設されるピストンと、前記ピストンを進退させるピストン駆動部とを設けている。

そして、基台部には、供給機構とピストン駆動部とを仕切るための壁部が立設されるとともに、前記壁部の一方の面側には、該ピストン駆動部が設置され、前記壁部の他方の面側には前記供給機構が前記ピストン駆動部と並設されている。

また、ピストン駆動部は、前記壁部に設けられた枠部材に装着され、前記枠部材が前記ピストン駆動部を囲繞し、前記枠部材は一対のガイドレールを含み、前記ガイドレールは、前記ピストン駆動部の摺動部を挟んで上下に配置されることが好ましい。

本発明によれば、ピストン駆動部は、基台部に対して垂直姿勢で装着されており、摺動面、例えば、レール面に塗料や塵埃等が付着することがなく、簡単且つコンパクトな構成で、前記摺動面の汚れを確実に阻止することができる。このため、高品質な静電塗装を効率的に行うことが可能になる。

しかも、ピストン駆動部は、壁部の面に沿って移動するため、このピストン駆動部が供給機構に接続されている塗料配管等に干渉することがない。従って、ピストン駆動部と供給機構とを可及的に近接して配置することができる。これにより、静電塗装装置全体をコンパクトに構成することが可能になって、例えば、塗装ロボット等に良好に搭載することができ、静電塗装作業の効率化が容易に図られる。

図１は、本発明の実施形態に係る静電塗装装置１０の概略構成説明図である。

静電塗装装置１０は、接地された色替弁機構（供給機構）１２を備え、この色替弁機構１２には、乾燥用エア（Ａ）、水（Ｗ）及び洗浄液（Ｓ）等の供給を制御する第１洗浄弁１４と、それぞれ異なる色の導電性塗料を供給することが可能な複数の塗料弁１６ａ〜１６ｎとが設けられる。この色替弁機構１２には、供給路１８ａを介してブロック弁機構２０が接続されるとともに、この供給路１８ａには、第１ダンプ弁２１を介して第１排出路２３が接続される。

ブロック弁機構２０は、樹脂製電気絶縁性管路１８ｂを有し、この電気絶縁性管路１８ｂの両端に切換弁２２ａ、２２ｂが接続される。入口側の切換弁２２ａによって色替弁機構１２と、エア（Ａ）、水（Ｗ）及び洗浄液（Ｓ）等の供給を制御する第２洗浄弁２４とが切り換えられるとともに、出口側の切換弁２２ｂによって第２排出路２５と、供給路１８ｃを介して中間貯留槽（中間貯留機構）２６とが切り換えられる。

この中間貯留槽２６は、絶縁樹脂製のシリンダ容器２６ａを備えており、このシリンダ容器２６ａ内には、ピストン２８を介して導電性塗料及び洗浄液の注入用シリンダ室３０が形成される。このシリンダ室３０には、注入孔部３２と吐出孔部３４とが連通するとともに、前記注入孔部３２は、前記吐出孔部３４の上方に配置されている。ピストン２８から延在する絶縁樹脂製のロッド２８ａには、ピストン駆動部３６が連結されており、前記ピストン２８が矢印Ａ方向に進退可能である。

中間貯留槽２６のシリンダ室３０には、送出路３８を介して塗装ガン４０が接続される。この塗装ガン４０は、第２ダンプ弁４２とトリガ弁４４とを備えるとともに、図示しない高電圧印加手段に接続されている。この第２ダンプ弁４２は、洗浄時に発生する導電性塗料及び洗浄液を含む排液を送出路３８の外部に排出するための第３排出路４６に接続される。第３排出路４６には、エア（Ａ）、水（Ｗ）及び洗浄液（Ｓ）等の供給を制御する第３洗浄弁４８が接続される。

図２に示すように、静電塗装装置１０は、塗装ロボット５０に装着される。塗装ロボット５０は、例えば、産業用の多関節型のロボットであり、ベース部５２上には旋回部５４が鉛直軸回りに旋回自在に設けられる。旋回部５４には、第１アーム５６の一端が鉛直方向に回動可能に連結されるとともに、前記第１アーム５６の他端には、第２アーム５８の一端が鉛直方向に回動可能に連結される。第２アーム５８の他端には、手首部６０が回動自在に連結され、この手首部６０の先端には、塗装ガン４０が揺動可能に装着される。

図３及び図４に示すように、第２アーム５８には取付板（基台部）６２が固定されるとともに、この取付板６２に絶縁性受台６４が固定される。受台６４には、絶縁性支持台６６が、例えば、ねじ止めされており、前記支持台６６を介して中間貯留槽２６を構成するシリンダ容器２６ａが水平姿勢で支持される。

支持台６６上には、絶縁プレート６８が固着されるとともに、前記絶縁プレート６８上には、切換弁２２ａ、２２ｂが中間貯留槽２６とは反対側に位置してねじ止め等によって装着される。受台６４には、中間貯留槽２６及びブロック弁機構２０を覆って絶縁カバー７０が取り外し自在にねじ止めされる。

図３〜図５に示すように、取付板６２上には、色替弁機構１２とピストン駆動部３６とを仕切るための壁部７２が立設される。壁部７２は、板形状に構成されており、取付板６２に直交する面７２ａ、７２ｂを有する。取付板６２には、壁部７２の面７２ａ側に位置して色替弁機構１２が設置されるとともに、前記色替弁機構１２には、第１洗浄弁１４及び塗料弁１６ａ〜１６ｎに対応して複数の配管７３が接続される。

壁部７２の面７２ｂには、ピストン駆動部３６が取付板６２に直交する姿勢で設置される。ピストン駆動部３６は、壁部７２の面７２ｂに直接、あるいは、後述する枠部材７８を介して固着されるサーボモータ（アクチュエータ）７４を備える。サーボモータ７４の回転軸７４ａには、ボールねじ７６が同軸上に連結されており、このボールねじ７６が矢印Ａ方向に延在して枠部材７８に回転自在に支持される。

枠部材７８は、壁部７２の面７２ｂに固着されており、この枠部材７８には、ボールねじ７６の上下両側に位置して一対のガイドレール８０が設けられ、前記ガイドレール８０には、可動台８２が進退自在に配置される。この可動台８２は、ボールねじ７６が螺合するナット部８４を備えるとともに、前記可動台８２には、ロッド２８ａの後端部が固着されている。

このように構成される静電塗装装置１０の動作について、以下に説明する。

先ず、図１に示すように、ブロック弁機構２０の切換弁２２ａ、２２ｂを介して供給路１８ａ、電気絶縁性管路１８ｂ及び供給路１８ｃが接続される。そして、色替弁機構１２の、例えば、塗料弁１６ａが開かれるとともに、中間貯留槽２６のサーボモータ７４が駆動される。

このため、塗料弁１６ａから所定の色の導電性塗料が圧送される。この導電性塗料は、供給路１８ａ、電気絶縁性管路１８ｂ及び供給路１８ｃを通ってシリンダ容器２６ａのシリンダ室３０に充填され、さらに送出路３８を経由して塗装ガン４０まで供給される。

シリンダ容器２６ａのシリンダ室３０に導電性塗料の充填が終了すると、ブロック弁機構２０の洗浄作業が行われる。具体的には、ブロック弁機構２０の切換弁２２ａ、２２ｂが切り換えられて、第２洗浄弁２４が電気絶縁性管路１８ｂを介して第２排出路２５に接続される。

従って、第２洗浄弁２４から洗浄液（水やシンナー）が供給されることにより電気絶縁性管路１８ｂ内が洗浄され、その廃液が第２排出路２５に排出される。さらに、第２洗浄弁２４から空気が供給されて電気絶縁性管路１８ｂ内が乾燥され、切換弁２２ａ、２２ｂ間の電気的な絶縁がなされる。

次に、トリガ弁４４が開放されるとともに、サーボモータ７４の駆動作用下に、ピストン２８が矢印Ａ２方向に移動することにより、シリンダ室３０から送出路３８に導電性塗料が圧送される。このため、トリガ弁４４を介して塗装ガン４０から導電性塗料が吐出されるとともに、前記導電性塗料に高電圧が印加されて、図示しない被塗装物に静電塗装が行われる。

この場合、本実施形態では、図３〜図５に示すように、取付板６２上に壁部７２が立設されて、この壁部７２により色替弁機構１２とピストン駆動部３６とが仕切られている。そして、壁部７２の面７２ｂには、ピストン駆動部３６が取付板６２に対して垂直姿勢で装着されている。具体的には、壁部７２の面７２ｂに枠部材７８が固着されるとともに、この枠部材７８を構成する一対のガイドレール８０が、ボールねじ７６を挟んで上下に配置されている。このため、ピストン駆動部３６の摺動面、例えば、ガイドレール８０のレール面に塗料や塵埃等が付着することがない。

ここで、図６に示すように、取付板６２上にピストン駆動部３６ａ（本実施形態のピストン駆動部３６と同様に構成される）が水平姿勢で装着されると、前記ガイドレール８０のレール面が上方に向かって配置される。従って、摺動面であるレール面には、作業場内で浮遊する塗料や塵埃等が落下して付着し易い。

これに対して、本実施形態では、ピストン駆動部３６を壁部７２の面７２ｂに取り付けるという簡単な構成で、前記ピストン駆動部３６の摺動面に塗料や塵埃等が付着することがなく、前記摺動面の汚れを確実に阻止することができる。これにより、静電塗装装置１０は、簡単且つコンパクトな構成で、高品質な静電塗装を効率的に行うことが可能になるという効果が得られる。

しかも、図６に示すように、水平姿勢のピストン駆動部３６ａでは、可動台８２がガイドレール８０に沿って進退する際に、色替弁機構１２に接続されている配管７３が前記可動台８２に干渉し易い。従って、ピストン駆動部３６ａと色替弁機構１２とを比較的大きく離間して配置する必要があり、設備全体が大型化するおそれがある。

これに対して、本実施形態では、図５に示すように、ピストン駆動部３６の可動台８２が、壁部７２の面７２ｂに沿って移動するため、この可動台８２が色替弁機構１２に接続されている配管７３に干渉することがない。このため、ピストン駆動部３６と色替弁機構１２とを可及的に近接して配置することができ、静電塗装装置１０全体の小型化が容易に図られるという利点がある。

なお、本実施形態では、静電塗装装置１０が多関節型の塗装ロボット５０に装着されているが、これに限定されるものではなく、例えば、直交３軸方向に移動可能な移動体に装着されていてもよい。

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。 前記静電塗装装置が塗装ロボットに装着された状態の斜視図である。 前記静電塗装装置の側面図である。 前記静電塗装装置の平面図である。 前記静電塗装装置を構成するピストン駆動部及び色替弁機構の要部斜視説明図である。 図５の装着姿勢と比較するためにピストン駆動部が水平姿勢で装着された状態の要部斜視説明図である。 特許文献１に係る静電塗装装置のポンプの概略構成説明図である。

符号の説明

１０…静電塗装装置 １２…色替弁機構
１４、２４、４８…洗浄弁 １６ａ〜１６ｎ…塗料弁
１８ａ、１８ｃ…供給路 １８ｂ…電気絶縁性管路
２０…ブロック弁機構 ２２ａ、２２ｂ…切換弁
２６…中間貯留槽 ２６ａ…シリンダ容器
２８…ピストン ２８ａ…ロッド
３０…シリンダ室 ３２…注入孔部
３４…吐出孔部 ３６、３６ａ…ピストン駆動部
４０…塗装ガン ５０…塗装ロボット
５６、５８…アーム ６２…取付板
７２…壁部 ７２ａ、７２ｂ…面
７３…配管 ７４…サーボモータ
７６…ボールねじ ７８…枠部材
８０…ガイドレール ８２…可動台

Claims (3)

1. 少なくとも塗料を供給する供給機構と、
   前記供給機構と塗装ガンとの間に配設され、塗料を一旦貯留する中間貯留機構と、
   前記供給機構と前記中間貯留機構とを取り付ける基台部と、
   を備え、
   前記中間貯留機構は、シリンダ容器と、
   前記シリンダ容器内に往復摺動自在に配設されるピストンと、
   前記ピストンを進退させるピストン駆動部と、
   を有し、
   前記基台部には、前記供給機構と前記ピストン駆動部とを仕切るための壁部が立設されるとともに、前記壁部の一方の面側には、該ピストン駆動部が設置され、前記壁部の他方の面側には前記供給機構が前記ピストン駆動部と並設されることを特徴とする静電塗装装置。
2. 請求項１記載の静電塗装装置において、前記ピストン駆動部は、前記壁部に設けられた枠部材に装着され、前記枠部材が前記ピストン駆動部を囲繞することを特徴とする静電塗装装置。
3. 請求項２記載の静電塗装装置において、前記枠部材は一対のガイドレールを含み、
   前記ガイドレールは、前記ピストン駆動部の摺動部を挟んで上下に配置されることを特徴とする静電塗装装置。

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