JP4769762B2

JP4769762B2 - 塗装機用汚れ防止カバー

Info

Publication number: JP4769762B2
Application number: JP2007132865A
Authority: JP
Inventors: 正人榊原; 尚範中村; 陽一花井; 秀樹斎藤; 三千雄三井; 真利岩瀬
Original assignee: Carlisle Fluid Technologies Ransburg Japan KK; Toyota Motor Corp
Current assignee: Carlisle Fluid Technologies Ransburg Japan KK; Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-05-18
Filing date: 2007-05-18
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2027-05-18
Also published as: JP2008284475A; WO2008143308A1; US8261689B2; US20100212587A1; CN101600511B; CN101600511A; EP2078566A4; EP2078566A1

Description

本発明は、静電塗装用塗装機の表面を覆う汚れ防止カバーに関する。

静電塗装は、塗装機の回転霧化頭に高電圧を印加して霧化塗粒を負に帯電させ、被塗物側を陽極として静電力により被塗物に塗粒を吸着させる塗装方法であり、塗着効率に優れていることから、自動車ボデー等の塗装に多用されている。

ところで、この種の静電塗装では、周辺に飛散した霧化塗粒の一部が塗装機の表面に付着し、そのまま放置すると、塗装途中で塗装機から垂れ落ち、塗装品質を悪化させる原因になる。このため、一定時間ごとに塗装機の汚れを落とす清掃作業が必要になるが、塗装機の清掃を行うには、稼動を停止させる必要があり、また、場合によって塗装ロボットから塗装機を取り外さなければならず、その間、塗装が中断されて、生産性が犠牲になってしまう。

そこで、従来一般には、塗装機にカバーを被せ、カバーの交換だけで塗装機の汚れに対処するようにしていた。この場合、カバーの素材としては、霧化塗粒の付着をできるだけ抑えることを意図して、絶縁性の高い樹脂が多く用いられているが、一部では、半導電性樹脂の使用も試みられている（特許文献１参照）。
特開平４−７４５５５号公報

しかしながら、塗装機に上記したカバーを被せた場合、部位によってはカバーに対する霧化塗粒の付着が進む現象が起き、かなりの頻度でカバーを交換しなければならず、期待するほど生産性が上がらない、という問題があった。

本発明は、上記した技術的背景に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、汚れ防止カバー全体に対する霧化塗粒の付着を抑えることによりカバーの交換回数を減らし、もって生産性の向上に大きく寄与する塗装機用汚れ防止カバーを提供することにある。

本発明者等は、上記カバーに対する霧化塗粒の部分的な付着現象について鋭意検討する中、塗装機表面の電位分布の乱れがカバーに影響し、カバー表面の電位差が不均一になっていることが原因している、との結論に至った。すなわち、塗装機の本体は絶縁性の樹脂からなっており、塗装機本体の表面には、回転霧化頭側を最高電位とし、塗装ロボットとの連結側（アース側）を最低電位とする電位が分布している。しかるに、塗装機の内部には、回転霧化頭を回転させるためのモータ（エアモータ、電動モータ）および回転霧化頭に印加する高電圧を発生する高電圧発生器が内蔵されるほか、エア通路や塗料通路などが設けられている。このため、塗装中における塗装機表面の電位分布は複雑で、電位差の高い部分と電位差の低い部分とが混在し、その影響がカバーに及んで霧化塗粒の部分的な付着が進むものと推定される。

本発明は、上記した知見に基いてなされたもので、誘電率の低い絶縁性のある第１のシート材と、該第１のシート材より誘電率の高いもしくは半導電性の第２のシート材と該第２のシート材より誘電率の低い絶縁性のある第３のシート材とを積層した複合シートを素材して形成されていることを特徴とする。このように３層構造とすることで、塗装機表面の電位分布に乱れがあっても、下層の第１のシート材と中層の第２のシート材とによってその乱れの影響が緩和され、上層の第３のシート材の表面の電位分布は一様となり、これによってカバーに対する霧化塗粒の部分的な付着現象が抑えられる。
以下に、本発明の態様をいくつか例示し、それらについて項分けして説明する。

（１）静電塗装用塗装機の表面を覆う汚れ防止カバーであって、誘電率の低い絶縁性のある第１のシート材と、該第１のシート材より誘電率の高いもしくは半導電性の第２のシート材と該第２のシート材より誘電率の低い絶縁性の第３のシート材とを積層した複合シートを素材として、前記第１のシート材が内側となる配置で形成され、前記第２のシート材は、その一端が前記塗装機の静電高電圧部に近接してまたは接続して配置されると共に、その他端が該塗装機のアース部から離して配置されることを特徴とする塗装機用汚れ防止カバー。

本（１）項記載の汚れ防止カバーにおいては、塗装機側に誘電率の低い絶縁性のある第１のシート材を配置することで、塗装機表面の電位分布に乱れがあっても、その影響が第１のシート材によってある程度緩和される。また、第１のシート材の上に誘電率の高いもしくは半導電性の第２のシート材を積層して、これをアース部から離して電気的に絶縁しているので、該第２のシート材の表面に高い電位が分布し、電位分布の乱れの影響が大きく緩和される。また、この第２のシート材の上に誘電率の低い絶縁性のある第３のシート材を積層しているので、該第３のシート材の表面における電位分布は一様（電位差が均一）となり、この結果、汚れ防止カバーの全体に対する霧化塗粒の付着が抑制される。

（２）第２のシート材の他端部を切り欠いて、第１および第２のシート材の端面より後退させることにより、該第２のシート材の他端をアース部から離すことを特徴とする（１）項に記載の塗装機用汚れ防止カバー。

本（２）項記載の汚れ防止カバーにおいては、第２のシート材の他端部を切り欠いて後退させることにより、該第２のシート材の他端をアース部から簡単に離すことができる。

（３）第１および第３のシート材がポリ４ふっ化エチレンからなり、第２のシート材がポリウレタンからなることを特徴とする（１）または（２）項に記載の塗装機用汚れ防止カバー。

本発明において、各シート材の材種は任意であるが、（３）項に記載の発明のように第１および第３のシート材としてポリ４ふっ化エチレンを、第２のシート材としてポリウレタンをそれぞれ選択する場合は、材料入手が容易で製作が簡単となる。

本発明に係る塗装機用汚れ防止カバーによれば、カバー全体に対する霧化塗粒の付着を抑えることができるので、カバーの交換回数を減らすことが可能になり、生産性の向上に大きく寄与するものとなる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基いて説明する。

図１〜３は、本発明に係る汚れ防止カバーの一つの実施形態を示したものである。これらの図において、１は静電塗装用塗装機、２０は、該塗装機１を覆う本発明に係る汚れ防止カバーである。塗装機１は、回転霧化頭２と、回転霧化頭２を回転駆動するエアモータ３および回転霧化頭２に印加する高電圧を発生する高電圧発生器４を内蔵する塗装機本体５と回転霧化頭２に供給する塗料の供給源である塗料カートリッジ６とから概略構成されており、汚れ防止カバー２０は、塗装機本体５の全体を覆っている。なお、塗装機としては、回転霧化頭２の回転駆動に電動モータを用いたものもあり、本発明は、このような塗装機にも適用できる。

塗装機本体５は、ここでは、エアモータ３を収めた動力部５Ａとこの動力部５Ａに対して交差して配置され、前記高電圧発生器４を収めた高電圧発生部５Ｂとを備えており、その全体は、絶縁性樹脂により形成されている。回転霧化頭２は、エアモータ３から延ばした中空回転軸７の先端部に取付けられており、この回転霧化頭２内には、塗料カートリッジ６から前記中空回転軸７を挿通して延ばしたフィードチューブ８の先端部が導入されている。塗料カートリッジ６は、その一部が塗装機本体５の動力部５Ａの後端部に形成した凹部５ａ内に収められており、この状態で凹部５ａの底に導入した負圧を利用して塗装機本体５に着脱されるようになっている。塗料カートリッジ６は、流体圧により作動するピストンを内蔵しており、塗料カートリッジ６内の塗料は前記ピストンの作動に応じてフィードチューブ８を経て回転霧化頭２に供給される。

上記エアモータ３のケーシング３ａは金属からなっており、このケーシング３ａには、前記高電圧発生器４から内部ケーブル９を経て静電高電圧（一例として、−９０ｋＶ）が供給されるようになっている。このエアモータ３のケーシング３ａと前記回転霧化頭２とは前記金属製の中空回転軸７を介して接続されており、このケーシング３ａに供給された静電高電圧は、そのまま回転霧化頭２に印加される。また、塗装機本体５の動力部５Ａの先端には、回転霧化頭２の周囲にシェーピングエアを吐出するためのシェーピングエア吐出用リング１０が配設されている。このリング１０は、ここでは金属からなっており、エアモータ３のケーシング３ａに連接して設けられている。これによりリング１０にも、エアモータ３のケーシング３ａを介して静電高電圧が印加され、したがって、このシェーピングエア吐出用リング１０は塗装機１における静電高電圧部となっている。

一方、塗装機本体５の高電圧発生部５Ｂの端部は、図４に示す塗装ロボットＲの手首部Ｒａに対する連結部１１となっている。より詳しくは、高電圧発生部５Ｂの端部と塗装ロボットＲの手首部Ｒａとは、金属製のエンドプレート１２を介して突き合され、この状態で、高電圧発生部５Ｂの端部フランジ部１３に係止されたナット１４を手首部Ｒａに螺合させることにより、塗装機１が塗装ロボットＲの手首部Ｒａに連結されるようになっている。エンドプレート１２には、エアモータ３にエアを送るためのエア通路に通じる接続口をはじめ、高電圧発生器４に電力を供給するための接続口、塗料カートリッジ６にピストン駆動用流体を送るための接続口、塗料カートリッジ６を収めた凹部５ａ内に負圧を送るための負圧通路に通じる接続口等が設けられており、前記手首部Ｒａに対する塗装機１の連結に応じて前記各接続口に対して、対応する配管類が接続される。塗装ロボットＲの機体は接地されており、これによって前記エンドプレート１２および手首部Ｒａを含む連結部１１はアース部となっている。

本発明に係る汚れ防止カバー２０は、図３に示されるように、誘電率の低い絶縁性のある第１のシート材２１（１０¹²〜１０²⁰Ω・ｃｍ）と、この第１のシート材２１より誘電率の高いもしくは半導電性の第２のシート材２２（１０⁹〜１０¹¹Ω・ｃｍ）とこの第２のシート材２２より誘電率の低い絶縁性のある第３のシート材２３（１０¹²〜１０²⁰Ω・ｃｍ）とを積層した３層構造の複合シート２４を素材として形成されている。各シート２１〜２３は相互に接着材を介して接合されており、汚れ防止カバー２０は、第１のシート材２１が内側となる配置で形成されている。本実施形態において、前記第１および第３のシート材２１、２３としてはポリ４ふっ化エチレン（１０¹⁸Ω・ｃｍ）が、第２のシート材２２としてポリウレタン（１０¹¹Ω・ｃｍ）がそれぞれ選択されている。また、各シート２１〜２３は、０．１〜１．０ｍｍの範囲で任意の板厚となっている。この場合、各シート２１〜２３の板厚は同一であっても、異っていてもよい。

本汚れ防止カバー２０（以下、単にカバー２０という）は、図２に示されるように、三角帽子状に成形された本体部２０ａと該本体部２０ａの開口を塞ぐ可撓性のドア部２０ｂとからなっている。本体部２０ａの開口部の外面とドア部２０ｂの内面には、相互に係脱可能な複数のホック２５が設けられており、該ホック２５を利用してドア部２０ｂを閉じることで、本カバー２０は全体として三角形の袋状となる。なお、前記ホック２５は、面ファスナー等の他の係脱手段に代えてもよいことはもちろんである。

本カバー２０を構成する本体部２０ａの頂部には、回転霧化頭２およびシェーピングエア吐出用リング１０を含む塗装機１の先端部が挿通可能な孔２６が形成されている。カバー２０を塗装機１に装着するには、ドア部２０ｂを開いた状態で塗装機１に被せて、前記孔２６から塗装機１の先端部を突出させるようにし、その後、前記ホック２５を利用してドア部２０ｂを閉じる。これにより塗装機本体５の全体がカバー２０により覆われ、図１および３に示されるように、カバー２０を形成する複合シート２４の一端（孔２６の開口縁）が静電高電圧部であるシェーピングエア吐出用リング１０に隣接して配置されると共に、その他端がアース部である連結部１１に隣接して配置される。

一方、アース部である連結部１１に隣接して配置される複合シート２５の他端側では、図３に示されるように、中間層の第２のシート材２２が所定の幅Ｓだけ切り欠かれている。すなわち、第２のシート材２２の他端は、アース部である連結部１１から離して配置されており、これにより第２のシート材２２は電気的に絶縁されている。なお、前記幅Ｓは、一例として２ｃｍ程度の大きさとなっている。

上記塗装機１を用いて静電塗装を行う場合は、エアモータ３のケーシング３ａを介して回転霧化頭２に高電圧発生器４で発生した静電高電圧を印加しながら、エアモータ３により回転霧化頭２を高速で回転させ、この回転霧化頭２に塗料カートリッジ６から塗料を送る。すると、回転霧化頭２により塗料が霧化されると共に、霧化塗料が負に帯電され、霧化塗料は、陽極に設定された被塗物に向けて飛行して静電力により該被塗物に付着する。

上記静電塗装中、塗装機本体５の表面には、静電高電圧部であるシェーピングエア吐出用リング１０側（回転霧化頭２側）を最高電位とし、アース部である塗装ロボットＲとの連結部１１側を最低電位とする電位が分布しているが、その電位分布は、エアモータ３や高電圧発生器４の内蔵などの影響で一様とならず、前記したように単に絶縁性または半導電性のカバーを被せただけでは、部位によってはカバーに対する霧化塗粒の付着が進み、かなりの頻度でカバーの交換を行わなければならないことになる。

しかし、本実施形態においては、電気特性の異なる３枚のシート材２１〜２３を積層した複合シート２４を素材としてカバー２０を形成しているので、塗装機本体５の表面の電位分布の乱れの影響が緩和され、上層の第３のシート材２３の表面の電位分布は一様となり、これによってカバー２０に対する霧化塗粒の部分的な付着現象が抑えられる。より詳しくは、塗装機本体５側に誘電率の低い絶縁性の第１のシート材２１を配置することで、塗装機表面の電位分布に乱れがあっても、その影響が第１のシート材２１によってある程度緩和される。また、第１のシート材２１の上に誘電率の高い半導電性の第２のシート材２２を積層して、これをアース部である塗装ロボットＲとの連結部１１から離して電気的に絶縁しているので、該第２のシート材２２の表面に高い電位が分布し、電位分布の乱れの影響がさらに緩和される。また、この第２のシート材２２の上に誘電率の低い絶縁性の第３のシート材２３を積層しているので、該第３のシート材２３の表面における電位分布は一様（電位差が均一）となる。これによりカバー２０の全体に対する霧化塗粒の付着が抑制され、結果としてカバー２０の交換回数が減じ、その分、生産性が向上する。

図４に示すように自動車ボデーＷの塗装ラインに設置された塗装ロボットＲに、本汚れ防止カバー２０を被せた塗装機１を持たせ、ライン上を流れる自動車ボデーＷを対象に、回転霧化頭２の回転数２５０００ｒｐｍ、塗料吐出量２５０〜３００ｍｌ／ｍｉｎの条件でメタリック塗装（静電塗装）を行い、カバー２０の交換が必要になるまでの塗装時間を求めた。また、比較のため、ポリ４ふっ化エチレンのシート材（板厚１．０ｍｍ）から形成したカバー（比較カバー）を塗装機１に被せ、前記同様にメタリック塗装を行った。この結果、本汚れ防止カバー２０の場合は、８時間まで交換を必要としなかったが、比較カバーの場合は、２時間で交換を必要とし、本カバーが、塗装機の汚れ防止に大きな効果を発揮することが確認できた。

本発明に係る汚れ防止カバーの塗装機に対する装着状態と塗装機の構造とを示す断面図である。本汚れ防止カバーの全体的構造と塗装機に対する装着状態を示す斜視図である。本汚れ防止カバーを構成するシート材の積層構造を示す模式図である。自動車ボデーを対象に行った本発明の実施例の実施状況を示す側面図である。

符号の説明

１塗装機
２回転霧化頭
３エアモータ
４高電圧発生器
５塗装機本体
６塗料カートリッジ
１０シェーピングエア吐出リング（静電高電圧部）
１１ロボットに対する塗装機の連結部（アース部）
２０汚れ防止カバー
２１第１のシート材
２２第２のシート材
２３第３のシート材
２４複合シート
Ｒａロボットの手首部

Claims

静電塗装用塗装機の表面を覆う汚れ防止カバーであって、誘電率の低い絶縁性のある第１のシート材と、該第１のシート材より誘電率の高いもしくは半導電性の第２のシート材と該第２のシート材より誘電率の低い絶縁性のある第３のシート材とを積層した複合シートを素材として、前記第１のシート材が内側となる配置で形成され、前記第２のシート材は、その一端が前記塗装機の静電高電圧部に近接してまたは接続して配置されると共に、その他端が該塗装機のアース部から離して配置されることを特徴とする塗装機用汚れ防止カバー。
第２のシート材の他端部を切り欠いて、第１および第２のシート材の端面より後退させることにより、該第２のシート材の他端をアース部から離すことを特徴とする請求項１に記載の塗装機用汚れ防止カバー。
第１および第３のシート材がポリ４ふっ化エチレンからなり、第２のシート材がポリウレタンからなることを特徴とする請求項１または２に記載の塗装機用汚れ防止カバー。