JP4599385B2 - 静電塗装方法及び同装置 - Google Patents

Description

本発明は、静電塗装方法及び同装置の改良に関するものである。

従来の静電塗装方法、静電塗装装置として、水供給装置から供給される水を純水にし、この純水で塗装ガンに装着された塗料カートリッジ内の塗料を押し出して塗料ノズルから噴出させるものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００６−３４６５９６公報

特許文献１の図３を以下の図１６で説明する。なお、符号は振り直した。
図１６は従来の塗装システムを示す説明図である。
塗装システム２００は、純水供給装置２０１を備え、この純水供給装置２０１は、水供給装置２０４と、吐出量制御装置２０５と、純水製造装置２０６とからなる。

また、塗装システム２００に備える塗装ガン２１１は、塗装ガン本体２１２と、この塗装ガン本体２１２に着脱自在に取付けられた塗料カートリッジとしての塗料タンクユニット２１３とからなり、塗料タンクユニット２１３は、塗料を収容する塗料室２１５と、この塗料室２１５に連通する塗料ノズル２１６と、上記の純水が供給される押し出し液室２１７とを備え、これらの塗料室２１５と押し出し液室２１７とがピストン２１８によって区画されている。
純水供給装置２０１から押し出し室２１７に純水が供給されると、純水がピストン２１８を介して塗料室２１５内の塗料を押し出し、塗料ノズル２１６から噴射させる。

また、本発明者は、特願２００７−００５０００、特願２００７−００５０１０（以下「２出願発明」と記す。）において、色の異なる複数の導電性塗料を供給する塗料供給部と、この塗料供給部に接続されて導電性塗料の色を替えるための色替弁機構と、導電性塗料を一端貯留する貯留槽と、この貯留槽に接続された塗装ガンと、導電性塗料を水又は洗浄液で押し出すための塗料押し出し構造とを備えた静電塗装装置を提案している。

上記特許文献１では、塗装頻度の多い色の導電性塗料を取り扱う場合、１回の塗装毎に塗料タンクユニット２１３を交換する必要があり、塗装工数が増える。
また、上記の２出願発明では、塗装頻度の多い色の導電性塗料は常備してあるために、塗装の際には色替弁機構でその色に切り替えれば済むが、例えば、常備していない特別色への対応は難しい。

そこで、特許文献１のカートリッジ式の塗料供給と、２出願発明の塗料供給部からの塗料供給とを組み合わせることが考えられるが、両方の技術では、それぞれに純水、あるいは水又は洗浄液で塗料を押し出す機構を備えるため、コストが増大する。更に、両方の押し出し機構の動力源をそれぞれ駆動させて制御する制御技術が必要になり、装置を効率良く作動させることが難しくなる。
本発明の目的は、コストを低減するとともに、効率良く作動させることが可能な静電塗装方法及び同装置を提供することにある。

請求項１に係る発明は、塗料供給部から塗装ガンに導電性塗料又は液体を供給する塗料供給路に、導電性塗料又は液体を一旦貯留するとともに貯留された導電性塗料又は液体を塗装ガン側へ押し出す貯留部と、塗料供給部と貯留部との間を電気的に遮断する絶縁部とを備え、貯留部と塗装ガンとの間に流体回路を備え、この流体回路に着脱自在に塗料カートリッジが接続され、導電性塗料を貯留部から流体回路を介して供給する際に高電圧を加えるか、或いは、導電性塗料を塗料カートリッジから流体回路を介して供給する際に高電圧を加えるかしてこの高電圧が加えられた導電性塗料を塗装ガンに供給することにより静電塗装を行う静電塗装方法であって、塗料カートリッジ内の塗料室に充填された導電性塗料を塗装ガンに供給する際は、液体を塗料供給部から貯留部に供給して貯留する工程と、貯留部内の液体を流体回路を介して、塗料カートリッジ内でフリーピストンによって塗料室と隔てられた流体室に供給することで、フリーピストンを塗料室側へ押し出し、フリーピストンの移動により塗料室内の導電性塗料を塗装ガンに供給する工程と、を有することを特徴とする。

塗料供給部から供給される液体で塗料供給路を洗浄する要領で、液体を塗料供給部から貯留部に供給して貯留させる。次に、貯留部内の液体を流体回路を介して塗料カートリッジ内の流体室に供給する。この結果、流体室内の液体がピストンを介して塗料室内の導電性塗料を押し出し、導電性塗料が塗装ガンに供給される。

このとき、塗料カートリッジ内の導電性塗料は、塗料供給路の洗浄に使われる液体によって押し出されるため、塗料カートリッジ内の導電性塗料を押し出すために特別な流体供給部、この流体供給部の動力源、この動力源を含む貯留部を必要としない。更に、塗料供給路を液体で洗浄する要領で塗料カートリッジ内の導電性塗料を押し出すため、塗料押し出しのための特別な方法も必要としない。

請求項２に係る発明は、塗料供給部から塗装ガンに導電性塗料又は液体を供給する塗料供給路に、導電性塗料又は液体を一旦貯留するとともに貯留された導電性塗料又は液体を塗装ガン側へ押し出す貯留部と、塗料供給部と貯留部との間を電気的に遮断する絶縁部とを備え、高電圧が加えられた導電性塗料を塗装ガンに供給することにより静電塗装を行うか、或いは、液体を塗装ガンに供給することにより塗料供給路の洗浄を行う静電塗装装置において、貯留部と塗装ガンとの間に流体回路を備え、この流体回路に着脱自在に塗料カートリッジが接続され、この塗料カートリッジでは、内部にフリーピストンを移動自在に設けることで、液体が供給される流体室と、導電性塗料が充填された塗料室とに区画し、塗料供給部から供給されて貯留部に貯留された液体を流体回路を介して塗料カートリッジの流体室に供給することにより、フリーピストンで塗料室内の導電性塗料を押し出して塗装ガンに供給することを特徴とする。

作用として、塗料カートリッジ内の塗料室に充填された導電性塗料を塗装ガンに供給する場合は、まず、液体を塗料供給部から貯留部に供給して貯留させ、次に、貯留部内の液体を流体回路を介して塗料カートリッジ内の流体室に供給する。この結果、流体室内の液体がピストンを介して塗料室内の導電性塗料を押し出し、導電性塗料が塗装ガンに供給される。

このとき、塗料カートリッジ内の導電性塗料は、塗料供給路の洗浄に使われる液体によって押し出されるため、塗料カートリッジ内の導電性塗料を押し出すために特別な動力源やこの動力源を含む貯留部を必要としない。

請求項１に係る発明では、塗料カートリッジ内の塗料室に充填された導電性塗料を塗装ガンに供給する際は、液体を塗料供給部から貯留部に供給して貯留する工程と、貯留部内の液体を流体回路を介して、塗料カートリッジ内でフリーピストンによって塗料室と隔てられた流体室に供給することで、フリーピストンを塗料室側へ押し出し、フリーピストンの移動により塗料室内の導電性塗料を塗装ガンに供給する工程と、を有するので、塗料供給部から供給される液体を利用して、塗料カートリッジ内の導電性塗料を塗装ガンに供給することができ、塗料カートリッジに専用の液体を供給する流体供給部や流体供給部の動力源、動力源を備える貯留部を設ける必要がなく、コストを低減することができる。

また、塗料供給部から供給される液体で塗料供給路を洗浄する要領で塗料供給部から塗料カートリッジへ液体を供給することができ、塗料カートリッジ内の塗料を押し出すための特別な方法が必要ないため、静電塗装を効率良く行うことができる。

請求項２に係る発明では、貯留部と塗装ガンとの間に流体回路を備え、この流体回路に着脱自在に塗料カートリッジが接続され、この塗料カートリッジでは、内部にフリーピストンを移動自在に設けることで、液体が供給される流体室と、導電性塗料が充填された塗料室とに区画し、塗料供給部から供給されて貯留部に貯留された液体を流体回路を介して塗料カートリッジの流体室に供給することにより、フリーピストンで塗料室内の導電性塗料を押し出して塗装ガンに供給するので、塗料供給部から供給される液体を利用して、塗料カートリッジ内の導電性塗料を塗装ガンに供給することができ、塗料カートリッジに専用の液体を供給する流体供給部や流体供給部の動力源、動力源を備える貯留部を設ける必要がなく、コストを低減することができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る静電塗装装置を示す説明図である。
静電塗装装置１０は、色の異なる複数の導電性塗料を供給する図示せぬ塗料供給部に接続されてそれらの導電性塗料の供給を切り替える色替弁機構１１と、この色替弁機構１１を後で詳述する塗装ガン側に対して電気的に絶縁するブロック弁機構１２と、このブロック弁機構１２に接続されて導電性塗料を一旦貯める貯留槽１３と、被塗装物に導電性塗料を噴射させる塗装ガン１４と、これらの貯留槽１３及び塗装ガン１４のそれぞれの間を接続する送出路１５と、この送出路１５に設けられた切り替えバルブ１６と、この切り替えバルブ１６に接続された中継路１７と、この中継路１７に設けられたカートリッジ台１８に着脱自在に取付けられた塗料カートリッジ１９とからなる。

送出路１５は、貯留槽１３から切り替えバルブ１６に至る第１送出路１５ａと、切り替えバルブ１６から塗装ガン１４（詳しくは、後述するトリガ弁６２）に至る第２送出路１５ｂと、塗装ガン１４のトリガ弁６２より先端側（噴出口１４ａを含む）の第３送出路１５ｃとからなる。

色替弁機構１１は、乾燥用エアＡ、水Ｗ及び洗浄液Ｓの供給を制御する第１洗浄弁２１を備えるとともに色の異なる複数の導電性塗料を供給する図示せぬ塗料供給部に接続されてそれらの導電性塗料の供給を制御する塗料弁２２，２３，２４とから構成されている。

ブロック弁機構１２は、色替弁機構１１に供給路３１を介して接続された切換弁３２と、この切換弁３２に樹脂製電気絶縁性管路としての供給路３３を介して接続された切換弁３４とからなる。なお、３６は供給路３１に第１ダンプ弁３７を介して接続された第１排水路、３８は切換弁３２に供給路４１を介して接続されてエアＡ、水Ｗ及び洗浄液Ｓの供給を制御する第２洗浄弁、４２は切換弁３４に一方向弁４３を介して接続された第２排出路である。

切換弁３２は、色替弁機構１１側と第２洗浄弁３８側とを切り換えるものである。
切換弁３４は、供給路４５を介して接続された貯留槽１３側と、第２排水路４２側とを切り換えるものである。

貯留槽１３は、シリンダ５１と、このシリンダ５１内に移動自在に挿入されたピストン５２と、このピストン５２に取付けられたロッド５３と、シリンダ５１及びピストン５２で形成されたシリンダ室５４と、シリンダ５１の端部に設けられてシリンダ室５４に連通する注入口５６及び吐出口５７とからなる。

ロッド５３は、サーボモータ５８にボールねじ手段５９を介して連結され、サーボモータ５８を駆動することで、ボールねじ手段５９を介してロッド５３及びピストン５２がシリンダ軸方向（図のＡ方向）に進退動する。

塗装ガン１４は、切り替えバルブ１６に第２送出路１５ｂを介して接続された第２ダンプ弁６１及びトリガ弁６２を備え、図示せぬ高電圧印加手段に接続されている。なお、１４ａは塗装ガン１４の噴出口であり、送出路１５の端部を構成する部分である。

第２ダンプ弁６１は、洗浄時に発生する導電性塗料及び洗浄液を含む廃液を送出路１５の外部に排出するための第３排出路６４に接続されている。
第３排出路６４は、エアＡ、水Ｗ及び洗浄液Ｓの供給を制御する第３洗浄弁６６に一方向弁６７を介して接続されている。

トリガ弁６２は、導電性塗料の塗装ガン１４からの噴出を制御するものである。
上記した供給路３１，３３，４５、貯留槽１３、第１送出路１５ａ、第２送出路１５ｂ及び切り替えバルブ１６は、塗料供給部から塗装ガン１４に至る主塗料供給路６８を構成する部分である。

切り替えバルブ１６は、貯留槽１３に導電性塗料を貯めたときにこの導電性塗料を塗装ガン１４に供給する塗料供給路と、貯留槽１３に水Ｗ又は洗浄液Ｓを貯めたときにこの水Ｗ又は洗浄液Ｓを塗料カートリッジ１９に供給するとともに塗料カートリッジ１９内の導電性塗料を塗装ガン１４に供給する流体・塗料供給路とを切り替えるものである。

中継路１７は、カートリッジ台１８と、切り替えバルブ１６の一端及びカートリッジ台１８のそれぞれに接続された供給路７１と、カートリッジ台１８の出力側に設けられた３方弁７２と、この３方弁７２に接続されてエアＡ及び水Ｗの供給を制御する洗浄弁７３と、３方弁７２及び切り替えバルブ１６の他端のそれぞれに接続された送出路７４とからなる。
上記の切り替えバルブ１６と中継路１７とは、流体回路１０Ａを構成するものである。

塗料カートリッジ１９は、シリンダ穴８１と、このシリンダ穴８１内に移動自在に挿入されたフリーピストン８２と、このフリーピストン８２によってシリンダ穴８１内に区画された流体室８３及び塗料室８４のうちの流体室８３とカートリッジ台１８とを接続する流体通路８６と、シリンダ穴８１内の塗料室８４とカートリッジ台１８とを接続する塗料通路８７とを備える。

上記した塗料カートリッジ１９の塗料通路８７、カートリッジ台１８、３方弁７２、送出路７４、切り替えバルブ１６、第２送出路１５ｂ、第３送出路１５ｃは、塗料カートリッジ１９から塗装ガン１４に至る副塗料供給路８８を構成する部分である。

図２は本発明に係る切り替えバルブの断面図であり、切り替えバルブ１６は、複数の通路が設けられたハウジング９１と、このハウジング９１内の通路同士を接続するためにハウジング９１に取付けられた通路接続管９２と、ハウジング９１内に形成された４つの第１シリンダ穴９５〜第４シリンダ穴９８にそれぞれ移動自在に挿入された第１バルブ１０１〜第４バルブ１０４と、これらの第１バルブ１０１〜第４バルブ１０４を通路を閉じる側へそれぞれ押し付ける複数のスプリング１０６とからなる。

ハウジング９１は、縦に長い鉛直部１１１と、この鉛直部１１１に直交するように配置された横に長い２つの水平部１１２，１１３とを一体に形成した部材である。
鉛直部１１１は、上部に第１流入口１１５、下部に第１流出口１１６が形成され、第１流入口１１５は、第１送出路１５ａを介して貯留槽１３（図１参照）に接続され、第１流出口１１６は、第２送出路１５ｂを介して塗装ガン１４（図１参照）に接続されている。

水平部１１２は、第１シリンダ穴９５及び第２シリンダ穴９６のそれぞれを接続する上部接続通路１２１と、第１シリンダ穴９５、及び通路接続管９２に形成された管内通路９２ａのそれぞれを接続する第１接続通路１２３と、第２シリンダ穴９６の上部に形成された第２流出口１２４と、第１バルブ１０１、第２バルブ１０２を通路を閉じる側へそれぞれ押し付けるエアを第１シリンダ穴９５内及び第２シリンダ穴９６内にそれぞれ供給するためのエア供給口１２５，１２５とを備える。
第２流出口１２４は、供給路７１に接続されている。

水平部１１３は、第３シリンダ穴９７及び第４シリンダ穴９８のそれぞれを接続する下部接続通路１２６と、通路接続管９２の管内通路９２ａ、及び第３シリンダ穴９７のそれぞれを接続する第２接続通路１２７と、第４シリンダ穴９８の下部に形成された第２流入口１２８と、第３バルブ１０３、第４バルブ１０４を通路を閉じる側へそれぞれ押し付けるエアを第３シリンダ穴９７及び第４シリンダ穴９８内に供給するためのエア供給口１２９，１２９とを備える。
第２流入路１２８は、送出路７４に接続されている。

上記したように、第１バルブ１０１は、スプリング１０６と第１シリンダ穴９５にエア供給口１２５から供給されるエアの圧力とで第１シリンダ穴９５と上部接続通路１２１との間の通路を閉じ、第２バルブ１０２は、スプリング１０６と第２シリンダ穴９６にエア供給口１２５から供給されるエアの圧力とで第２シリンダ穴９６と上部接続通路１２１との間の通路を閉じ、第３バルブ１０３は、スプリング１０６と第３シリンダ穴９７にエア供給口１２９から供給されるエアの圧力とで第３シリンダ穴９７と下部接続通路１２６との間の通路を閉じ、第４バルブ１０４は、スプリング１０６と第４シリンダ穴９８にエア供給口１２９から供給されるエアの圧力とで第４シリンダ穴９８と下部接続通路１２６との間の通路を閉じる。

第１シリンダ穴９５〜第４シリンダ穴９８は、それぞれ大径穴９５ａ〜９８ａと、大径穴９５ａ〜９８ａに隣接する小径穴９５ｂ〜９８ｂとからなり、小径穴９５ｂ〜９８ｂのそれぞれの一端にめすテーパ部９５ｃ〜９８ｃを備える。なお、符号９５ｄ〜９８ｄは大径穴９５ａ〜９８ａと小径穴９５ｂ〜９８ｂとの境に出来た段部である。

第１バルブ１０１〜第４バルブ１０４は、大径穴９５ａ〜９８ａに移動自在に嵌合する大径部１０１ａ〜１０４ａと、大径部１０１ａ〜１０４ａにそれぞれ一体成形されるとともに小径穴９５ｂ〜９８ｂの内径よりも外径が小さく形成された小径部１０１ｂ〜１０４ｂとからなり、小径部１０１ｂ〜１０４ｂの一端にめすテーパ部９５ｃ〜９８ｃに嵌合可能なおすテーパ部１０１ｃ〜１０４ｃを備える。なお、符号１０１ｄ〜１０４ｄは大径部１０１ａ〜１０４ａと小径部１０１ｂ〜１０４ｂとの境に出来た段部である。

以上に述べた静電塗装装置１０の作用を次に説明する。
図３は本発明に係る静電塗装装置の作用を示す第１作用図である。
まず、ブロック弁機構１２の切換弁３２，３４を開け、色替弁機構１１の例えば、塗料弁２２を開けた状態で、貯留槽１３のサーボモータ５８を駆動してピストン５２をＡ１方向に移動させる。
これにより、所定の色の導電性塗料が、塗料弁２２から供給路３１，３３，４５を通って貯留槽１３のシリンダ室５４に充填される。

図４は本発明に係る静電塗装装置の作用を示す第２作用図である。
次に、サーボモータ５８が引き続き駆動され、ピストン５２がＡ１方向に移動中の状態で、塗料弁２２を閉じ、第１ダンプ弁３７を開く。これによって、供給路４５内の導電性塗料は、シリンダ室５４内に引き込まれ、供給路３３内には導電性塗料と置換された空気が導入される。

図５は本発明に係る静電塗装装置の作用を示す第３作用図である。
貯留槽１３のシリンダ室５４への導電性塗料の充填が終了した後に、ブロック弁機構１２の切換弁３２，３４の流路を切換え、第２洗浄弁３８を開け、第２洗浄弁３８から洗浄液を供給路３３に供給して供給路３３を洗浄する。このときの廃液は第２排出路４２から排出される。更に、第２洗浄弁３８から供給路３３に空気を供給して供給路３３を乾燥させる。この結果、切換弁３２，３４間が電気的に絶縁される。

図６は本発明に係る静電塗装装置の作用を示す第４作用図である。
トリガ弁６２を開け、サーボモータ５８を駆動させてピストン５２をＡ２方向に移動させることにより、シリンダ室５４から送出路１５に導電性塗料を圧送する。
これにより、導電性塗料が切り替えバルブ１６、トリガ弁６２を通って塗装ガン１４に供給され、噴出口１４ａから噴出するとともに導電性塗料に高電圧が印加されて図示せぬ被塗装物に静電塗装が行われる。

図７は本発明に係る静電塗装装置の作用を示す第５作用図である。
導電性塗料が切り替えバルブ１６を通過するときの作用を以下に説明する。
白抜き矢印Ａで示すように、第１送出路１５ａから切り替えバルブ１６の第１流入口１１５に流入した導電性塗料は、上部接続通路１２１に至る。

初めは、エアがエア供給口１２５から第１シリンダ穴９５に供給されて、第１バルブ１０１は、エアの圧力とスプリング１０６の弾性力とによりおすテーパ部１０１ｃがめすテーパ部９５ｃに押し付けられて通路を閉じていたが、第１シリンダ穴９５へのエアの供給を停止すると、第１バルブ１０１は、スプリング１０６の弾性力に抗して上部接続通路１２１内の導電性塗料に押し開けられる。

この結果、導電性塗料は第１シリンダ穴９５内に流入し、更に、第１接続通路１２３、通路接続管９２の管内通路９２ａ、第２接続通路１２７を通って、第３シリンダ穴９７に至る。

第３シリンダ穴９７へのエア供給口１２９からのエアの供給も停止されるから、第３バルブ１０３が導電性塗料によってスプリング１０６の弾性力に抗して押し開けられ、導電性塗料は第３シリンダ穴９７から下部接続通路１２６を通り、第１流出口１１６から第２送出路１５ｂに流出する。

図８は本発明に係る静電塗装装置の作用を示す第６作用図である。
静電塗装終了後、貯留槽１３内に残存する導電性塗料をブロック弁機構１２側に一旦戻す。

即ち、トリガ弁６２を閉じ、切換弁３２，３４を切り換えて供給路３１，３３，４５を接続し、第１ダンプ弁３７を開けて供給路３１に第１排出路３６を接続して、サーボモータ５８を駆動させ、ピストン５２を矢印Ａ２方向に移動させることで、シリンダ室５４内の導電性塗料を供給路４５，３３に一旦戻す。
このとき、供給路４５，３３内の空気は、導電性塗料によって供給路３１に押し出され、第１排出路３６から排出される。

従って、次に、同色の導電性塗料による静電塗装を行うために塗料弁２２が開けられて供給路３１に導電性塗料が供給される際、この導電性塗料中に空気が混在することがなく、貯留槽１３に空気が導入されることを阻止することができ、簡単な工程で、塗装品質を良好に保つことができる。

また、上記の導電性塗料とは異なる色の新たな導電性塗料を使用する場合には、前述の塗装作業終了後に、塗装ガン１４への高電圧の印加を解除するとともに、ブロック弁機構１２の切換弁３２，３４を切り換えて第１洗浄弁２１を開けることにより洗浄液を貯留槽１３のシリンダ室５４に注入し、この洗浄液を、シリンダ室５４から送出路１５、切り替えバルブ１６を介して塗装ガン１４へ送り、塗装ガン１４内を洗浄した後に噴出口１４ａから外部に噴出させて排出し、塗料供給部から塗装ガン１４までの主塗料供給路６８を洗浄する。

そして、色替弁機構１１の、例えば、塗料弁２３を介して異なる色の導電性塗料を貯留槽１３のシリンダ室５４に供給し、前述と同様の方法により塗装作業を行うようにすればよい。

図９は本発明に係る静電塗装装置の作用を示す第７作用図であり、塗料カートリッジ１９内の導電性塗料を塗装ガン１４に供給する要領を説明する。
まず、ブロック弁機構１２の切換弁３２，３４を開け、第２洗浄弁３８を開けた状態で、貯留槽１３のサーボモータ５８を駆動してピストン５２をＡ１方向に移動させる。
これにより、水又は洗浄液が、第２洗浄弁３８から供給路４１，３３，４５を通って貯留槽１３のシリンダ室５４に充填される。

図１０は本発明に係る静電塗装装置の作用を示す第８作用図である。
ブロック弁機構１２の切換弁３４の流路を切換え、第２洗浄弁３８を開け、第２洗浄弁３８から供給路３３に空気を供給して供給路３３を乾燥させる。この結果、切換弁３２，３４間が電気的に絶縁される。

図１１は本発明に係る静電塗装装置の作用を示す第９作用図である。
サーボモータ５８を駆動させてピストン５２をＡ２方向に移動させることにより、シリンダ室５４内の水又は洗浄液を第１送出路１５ａ、切り替えバルブ１６、供給路７１を介して塗料カートリッジ１９内に送り、流体通路８６から流体室８３に供給する。

この結果、流体室８３内の圧力が高まり、フリーピストン８２が移動して塗料室８４内の導電性塗料を、塗料通路８７を介して中継路１７に押し出す。
導電性塗料は中継路１７の３方弁７２、送出路７４を通り、再び切り替えバルブ１６を通って、送出路１５を塗装ガン１４まで送られ、噴出口１４ａから噴出することで被塗装物の静電塗装が行われる。

図１２は本発明に係る静電塗装装置の作用を示す第１０作用図である。
導電性塗料が切り替えバルブ１６を図１１に示されたように通過するときの作用を以下に詳細に説明する。
白抜き矢印Ｂで示すように、第１送出路１５ａから切り替えバルブ１６の第１流入口１１５に流入した導電性塗料は、上部接続通路１２１に至る。

初めは、エアがエア供給口１２５から第２シリンダ穴９６に供給されて、第２バルブ１０２は、エアの圧力とスプリング１０６の弾性力とによりおすテーパ部１０２ｃがめすテーパ部９６ｃに押し付けられて通路を閉じていたが、第２シリンダ穴９６へのエアの供給を停止すると、第２バルブ１０２は、スプリング１０６の弾性力に抗して上部接続通路１２１内の導電性塗料に押し開けられる。
この結果、導電性塗料は上部接続通路１２１から第２シリンダ穴９６内に流入し、第２流出口１２４から供給路７１に流出する。

また、白抜き矢印Ｃで示すように、送出路７４から第２流入口１２８に流入した導電性塗料は、第４シリンダ穴９８に至る。
第４シリンダ穴９８へのエア供給口１２９からのエアの供給も停止されるから、第４バルブ１０４が導電性塗料によってスプリング１０６の弾性力に抗して押し開けられ、導電性塗料は第４シリンダ穴９８から下部接続通路１２６を通り、第１流出口１１６から第２送出路１５ｂに流出する。

以上の図７及び図１２に説明したように、切り替えバルブ１６は、第１シリンダ穴９５〜第４シリンダ穴９８へのエアの供給又は停止を制御することで、第１バルブ１０１〜第４バルブ１０４を導電性塗料又は水Ｗ、洗浄液Ｓ等の流体で容易に押し開けて導電性塗料又は流体の流路を容易に切り替えることができ、しかも簡単な構造なので、コストを抑えることができる。

図１３は本発明に係る静電塗装装置の作用を示す第１１作用図である。
塗料カートリッジ１９を使用した際の副塗料供給路８８の洗浄の要領を次に説明する。
洗浄弁７３を開け、３方弁７２、送出路７４、切り替えバルブ１６、第２送出路１５ｂを介して塗装ガン１４までの副塗料供給路８８に洗浄液を供給し、トリガ弁６２を開いた状態で洗浄液を噴出口１４ａから噴出させ、排出させて、塗料カートリッジ１９から塗装ガン１４に至る副塗料供給路８８の洗浄を行う。

以上の図１、図９〜図１３に示したように、本発明は、塗料供給部から塗装ガン１４に導電性塗料又は液体を供給する塗料供給路に、導電性塗料又は液体を一旦貯留するとともに貯留された導電性塗料又は液体を塗装ガン１４側へ押し出す貯留部１３と、塗料供給部と貯留部１３との間を電気的に遮断する絶縁部としてのブロック弁機構１２とを備え、貯留部１３と塗装ガン１４との間に流体回路１０Ａを備え、この流体回路１０Ａに着脱自在に塗料カートリッジ１９が接続され、導電性塗料を貯留部１３から流体回路１０Ａを介して供給する際に高電圧を加えるか、或いは、導電性塗料を塗料カートリッジ１９から流体回路１０Ａを介して供給する際に高電圧を加えるかしてこの高電圧が加えられた導電性塗料を塗装ガン１４に供給することにより静電塗装を行う静電塗装方法であって、塗料カートリッジ１９内の塗料室８４に充填された導電性塗料を塗装ガン１４に供給する際は、液体を塗料供給部から貯留部１３に供給して貯留する工程と、貯留部１３内の液体を流体回路１０Ａを介して、塗料カートリッジ１９内でフリーピストン８２によって塗料室８４と隔てられた流体室８３に供給することで、フリーピストン８２を塗料室８４側へ押し出し、フリーピストン８２の移動により塗料室８４内の導電性塗料を塗装ガン１４に供給する工程と、を有するので、塗料供給部から供給される水Ｗ又は洗浄液Ｓ等の液体を利用して、塗料カートリッジ１９内の導電性塗料を塗装ガン１４に供給することができ、塗料カートリッジ１９に専用の水又は洗浄液を供給する流体供給部や流体供給部の動力源、動力源を備える貯留部を設ける必要がなく、コストを低減することができる。

また、塗料供給部から供給される水Ｗ又は洗浄液Ｓで塗料供給路を洗浄する要領で塗料供給部から塗料カートリッジ１９へ水Ｗ又は洗浄液Ｓを供給することができ、塗料カートリッジ１９内の導電性塗料を押し出すための特別な方法が必要ないため、静電塗装を効率良く行うことができる。

更に本発明は、塗料供給部から塗装ガン１４に導電性塗料又は液体を供給する塗料供給路に、導電性塗料又は液体を一旦貯留するとともに貯留された導電性塗料又は液体を塗装ガン１４側へ押し出す貯留部１３と、塗料供給部と貯留部１３との間を電気的に遮断するブロック弁機構１２とを備え、高電圧が加えられた導電性塗料を塗装ガン１４に供給することにより静電塗装を行うか、或いは、液体を塗装ガン１４に供給することにより塗料供給路の洗浄を行う静電塗装装置１０において、貯留部１３と塗装ガン１４との間に流体回路１０Ａを備え、この流体回路１０Ａに着脱自在に塗料カートリッジ１９が接続され、この塗料カートリッジ１９では、内部にフリーピストン８２を移動自在に設けることで、液体が供給される流体室８３と、導電性塗料が充填された塗料室８４とに区画し、塗料供給部から供給されて貯留部１３に貯留された液体を流体回路１０Ａを介して塗料カートリッジ１９の流体室８３に供給することにより、フリーピストン８２で塗料室８４内の導電性塗料を押し出して塗装ガン１４に供給するので、塗料供給部から供給される水Ｗ又は洗浄液Ｓ等の液体を利用して、塗料カートリッジ１９内の導電性塗料を塗装ガン１４に供給することができ、塗料カートリッジ１９に専用の水又は洗浄液を供給する流体供給部や流体供給部の動力源、動力源を備える貯留部を設ける必要がなく、コストを低減することができる。

図１４は本発明に係る切り替えバルブの別実施形態の構成及び第１作用を示す断面図であり、図２に示した実施形態と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
切り替えバルブ１４０は、複数の通路が設けられたハウジング１４１と、このハウジング１４１内に形成された２つの第１シリンダ穴１４３及び第２シリンダ穴１４４にそれぞれ移動自在に挿入された第１バルブ１４６及び第２バルブ１４７と、これらの第１バルブ１４６及び第２バルブ１４７を開閉するためにハウジング１４１外に配置されたシリンダ型の第１アクチュエータ１５１及び第２アクチュエータ１５２とからなる。

ハウジング１４１は、第１シリンダ穴１４３に通じる第１流入口１５５と、第２シリンダ穴１４４に通じる第１流出口１５６と、第１シリンダ穴１４３及び第２シリンダ穴１４４のそれぞれを接続する接続穴１５７と、第１シリンダ穴１４３に対して接続穴１５７と対向する位置に第１シリンダ穴１４３に通じるように形成された第１横穴１６１と、この第１横穴１６１に接続する第２流出口１６３と、第２シリンダ穴１４４に対して接続穴１５７と対向する位置に第２シリンダ穴１４４に通じるように形成された第２横穴１６４と、この第２横穴１６４に接続する第２流入口１６６とが形成されている。

上記の第１流入口１５５及び第２流出口１５６は、それぞれ第１送出路１５ａ、第２送出路１５ｂに接続され、第２流出口１６３は供給路７１に接続され、第２流入口１６６は送出路７４に接続されている。

第１シリンダ穴１４３及び第２シリンダ穴１４４は、それぞれ大径穴１４３ａ，１４４ａと、大径穴１４３ａ，１４４ａの両側に隣接するめすテーパ部１４３ｂ，１４４ｂ、めすテーパ部１４３ｃ，１４４ｃとを備える。

第１バルブ１４６は、バルブ本体１４６Ａと、このバルブ本体１４６Ａに一体に形成されたロッド部１４６Ｂとからなり、ロッド部１４６Ｂが第１アクチュエータ１５１内に移動自在に挿入されたピストン（不図示）に連結されている。

バルブ本体１４６Ａは、大径穴１４３ａに移動自在に嵌合する大径部１４６ａと、めすテーパ部１４３ｂ，１４３ｃにそれぞれ嵌合可能に大径部１４６ａの両側に形成されたおすテーパ部１４６ｂ，１４６ｃとからなる。

第２バルブ１４７は、バルブ本体１４７Ａと、このバルブ本体１４７Ａに一体に形成されたロッド部１４７Ｂとからなり、ロッド部１４７Ｂが第２アクチュエータ１５２内に移動自在に挿入されたピストン（不図示）に連結されている。

バルブ本体１４７Ａは、大径穴１４４ａに移動自在に嵌合する大径部１４７ａと、めすテーパ部１４４ｂ，１４４ｃに嵌合可能に大径部１４７ａの両側に形成されたおすテーパ部１４７ｂ，１４７ｃとからなる。

上記した切り替えバルブ１４０の作用を次に説明する。
第１バルブ１４６を、おすテーパ部１４６ｂがめすテーパ部１４３ｂに嵌合するように第１アクチュエータ１５１によって移動させ、第２バルブ１４７を、おすテーパ部１４７ｂがめすテーパ部１４４ｂに嵌合するように第２アクチュエータ１５２によって移動させる。これにより、第１流入口１５５が第１シリンダ穴１４３を介して接続穴１５７に連通し、接続穴１５７が第２シリンダ穴１４４を介して第１流出口１５６に連通する。

この状態で、白抜き矢印Ｄで示すように、導電性塗料を第１送出路１５ａから第１流入口１５５に流入させる。この結果、導電性塗料は、第１流出口１５５から第１シリンダ穴１４３、接続穴１５７を通って第２シリンダ穴１４４に至り、第２シリンダ穴１４４から第１流出口１５６を通って第２送出路１５ｂに流出する。

図１５は本発明に係る切り替えバルブの別実施形態の第２作用を示す断面図である。
第１バルブ１４６を、おすテーパ部１４６ｃがめすテーパ部１４３ｃに嵌合するように第１アクチュエータ１５１によって移動させ、第２バルブ１４７を、おすテーパ部１４７ｃがめすテーパ部１４４ｃに嵌合するように第２アクチュエータ１５２によって移動させる。これにより、第１流入口１５５が第１シリンダ穴１４３を介して第１横穴１６１、第２流出口１６３に連通し、第２流入口１６６が第２横穴１６４、第２シリンダ穴１４４を介して第１流出口１５６に連通する。

この状態で、白抜き矢印Ｅで示すように、導電性塗料を第１送出路１５ａから第１流入口１５５に流入させる。この結果、導電性塗料は、第１流出口１５５から第１シリンダ穴１４３、第１横穴１６１を介して第２流出口１６３に流れ、第２流出口１６３から供給路７１へ流出する。

また、白抜き矢印Ｆで示すように、送出路７４から第２流入口１６６に流入した導電性塗料は、第２流入口１６６から第２横穴１６４、第２シリンダ穴１４４を介して第１流出口１５６に流れ、第１流出口１５６から第２送出路１５ｂへ流出する。

以上の図１４及び図１５に説明したように、別実施形態の切り替えバルブ１４０は、第１アクチュエータ１５１及び第２アクチュエータ１５２の作用下に、導電性塗料又は液体の流路を容易に切り替えることができ、しかも簡単な構造なので、コストを抑えることができる。

また、図示して説明していないが、図１４及び図１５に対して、第１アクチュエータの作用下に、切り替えられた流路を通る導電性塗料又は液体が、一定の圧力を十分に超えていると、この導電性塗料又は水Ｗ、洗浄液Ｓ等の液体は、第２バルブを容易に押し開いて、導電性塗料又は液体の流路を容易に切り替えることができて、第２アクチュエータ１５２を省略することができる。故に更なる簡便化と、軽量化と、コストを抑えることができる。

更に、図７及び図１２に示した切り替えバルブ１６の例は、別実施形態の切り替えバルブ１４０の例と比較して、第１アクチュエータ１５１及び第２アクチュエータ１５２のような動力を必要とせず、第１シリンダ穴９５〜第４シリンダ穴９８へのエアの供給又は停止を制御するだけなので、比較的軽くできる。塗装ガン１４とその他塗装ガン１４に導電性塗料を供給する供給系を含む静電塗装装置１０を保持する６軸関節ロボット等の保持手段の負荷が、比較的軽減される。

本発明の静電塗装方法及び同装置は、自動車の静電塗装に好適である。

本発明に係る静電塗装装置を示す説明図である。 本発明に係る切り替えバルブの断面図である。 本発明に係る静電塗装装置の作用を示す第１作用図である。 本発明に係る静電塗装装置の作用を示す第２作用図である。 本発明に係る静電塗装装置の作用を示す第３作用図である。 本発明に係る静電塗装装置の作用を示す第４作用図である。 本発明に係る静電塗装装置の作用を示す第５作用図である。 本発明に係る静電塗装装置の作用を示す第６作用図である。 本発明に係る静電塗装装置の作用を示す第７作用図である。 本発明に係る静電塗装装置の作用を示す第８作用図である。 本発明に係る静電塗装装置の作用を示す第９作用図である。 本発明に係る静電塗装装置の作用を示す第１０作用図である。 本発明に係る静電塗装装置の作用を示す第１１作用図である。 本発明に係る切り替えバルブの別実施形態の構成及び第１作用を示す断面図である。 本発明に係る切り替えバルブの別実施形態の第２作用を示す断面図である。 従来の塗装システムを示す説明図である。

符号の説明

１０…静電塗装装置、１０Ａ…流体回路、１２…絶縁部（ブロック弁機構）、１３…貯留槽、１４…塗装ガン、１８…カートリッジ台、８２…フリーピストン、８３…流体室、８４…塗料室、Ｓ，Ｗ…液体（洗浄液、水）。

Claims (2)

1. 塗料供給部から塗装ガンに導電性塗料又は液体を供給する塗料供給路に、前記導電性塗料又は前記液体を一旦貯留するとともに貯留された導電性塗料又は液体を前記塗装ガン側へ押し出す貯留部と、前記塗料供給部と前記貯留部との間を電気的に遮断する絶縁部とを備え、前記貯留部と前記塗装ガンとの間に流体回路を備え、この流体回路に着脱自在に塗料カートリッジが接続され、導電性塗料を前記貯留部から前記流体回路を介して供給する際に高電圧を加えるか、或いは、導電性塗料を前記塗料カートリッジから前記流体回路を介して供給する際に高電圧を加えるかしてこの高電圧が加えられた導電性塗料を前記塗装ガンに供給することにより静電塗装を行う静電塗装方法であって、
   前記塗料カートリッジ内の塗料室に充填された導電性塗料を塗装ガンに供給する際は、前記液体を前記塗料供給部から前記貯留部に供給して貯留する工程と、
   前記貯留部内の前記液体を前記流体回路を介して、前記塗料カートリッジ内でフリーピストンによって前記塗料室と隔てられた流体室に供給することで、前記フリーピストンを前記塗料室側へ押し出し、フリーピストンの移動により塗料室内の導電性塗料を前記塗装ガンに供給する工程と、を有することを特徴とする静電塗装方法。
2. 塗料供給部から塗装ガンに導電性塗料又は液体を供給する塗料供給路に、前記導電性塗料又は前記液体を一旦貯留するとともに貯留された導電性塗料又は液体を前記塗装ガン側へ押し出す貯留部と、前記塗料供給部と前記貯留部との間を電気的に遮断する絶縁部とを備え、高電圧が加えられた導電性塗料を前記塗装ガンに供給することにより静電塗装を行うか、或いは、前記液体を前記塗装ガンに供給することにより塗料供給路の洗浄を行う静電塗装装置において、
   前記貯留部と前記塗装ガンとの間に流体回路を備え、この流体回路に着脱自在に塗料カートリッジが接続され、
   この塗料カートリッジは、内部にフリーピストンが移動自在に設けられることで、前記液体が供給される流体室と、導電性塗料が充填された塗料室とに区画され、
   前記塗料供給部から供給されて前記貯留部に貯留された前記液体を前記流体回路を介して前記塗料カートリッジの前記流体室に供給することにより、前記フリーピストンで前記塗料室内の導電性塗料を押し出して前記塗装ガンに供給することを特徴とする静電塗装装置。

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