JP4829280B2 - 静電塗装装置の中間貯留機構 - Google Patents

Description

本発明は、塗料および洗浄液の供給源と塗装ガンとの間に配設される静電塗装装置の中間貯留機構に関する。

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させている供給路が洗浄および乾燥されて電圧ブロックが形成された状態で、高電圧が印加された導電性塗料を前記中間貯留槽から塗装ガンに供給して被塗装物に対する静電塗装作業が行われている。

例えば、図１４に示す特許文献１の静電塗装装置１は、塗料および洗浄流体を供給する色替弁機構２と塗装ガン３との間に、中間貯留槽４が配設されている。この中間貯留槽４は、シリンダ容器５内にピストン６が矢印Ａ方向に進退可能に配設されるとともに、前記ピストン６により塗料室７が形成されている。塗料室７には、ピストン６が摺動するシリンダ内周壁部５ａに開口する塗料流入口８ａが連通するとともに、シリンダ容器５の先端にピストン６の軸方向に開口する塗料流出口８ｂが連通している。

このような構成において、中間貯留槽４の洗浄を行う際には、色替弁機構２のエア弁とシンナー弁とが交互に開弁されてシリンダ容器５の上方に位置した塗料流入口８ａから塗料室７に洗浄流体が供給され、この洗浄流体が塗料流出口８ｂから外部に排出されている。

特開平３−２６２５５８号公報（第５頁左上欄第１９行〜同頁右上欄第１３行、図１）

上記の静電塗装装置１では、シリンダ容器５の上部に塗料流入口８ａが設けられる一方、このシリンダ容器５の中央部に塗料流出口８ｂが設けられている。このため、塗料流入口８ａから塗料室７に注入された洗浄流体は、前記塗料室７の内部に充填される前に塗料流出口８ｂから流出し易い。

これにより、塗料室７の内部を確実に洗浄することができず、塗料の色替えを行う際に前色の塗料と新たに供給される異なる色の塗料との混色が惹起されてしまい、塗装品質が低下するという問題がある。

しかも、塗料室７内では、底面側に洗浄液Ｎが残留し易く、この塗料室７に充填される塗料に、前記残留する洗浄液Ｎが混合してしまう。このような場合、塗料室７内で洗浄液Ｎと混合した塗料を廃棄しなければならず、不経済であるという問題がある。

本発明はこの種の問題を解決するものであり、中間貯留機構の内部を良好かつ確実に洗浄するとともに、塗料のロスを可及的に削減し、高品質な静電塗装作業を効率的に遂行することが可能な静電塗装装置の中間貯留機構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の中間貯留機構では、ピストンが摺動するシリンダの内周壁部に開口し、塗料および洗浄液の供給源に接続される注入孔部と、前記ピストンが摺動する前記シリンダの内周壁部に開口し、塗装ガンに接続される吐出孔部とを備えている。

このため、注入孔部からシリンダ内に注入される洗浄液は、このシリンダ内に充填された後に吐出孔部から排出される。従って、シリンダ内を良好に洗浄するとともに、洗浄液と塗料との混在や異なる色の塗料同士の混色を阻止することができ、塗料のロスを生ずることがなく、しかも高品質な静電塗装作業が遂行可能になる。

また、注入孔部と吐出孔部とは、シリンダ内に略対角線上に開口するとともに、前記注入孔部の注入方向と前記吐出孔部の吐出方向とは、ピストン先端面に向かう平面視で非対向かつ異なる方向か、互いに平行しかつ逆方向か、あるいは互いに直交方向に設定されている。

このような構成により、洗浄液が吐出孔部から排出し難くなり、前記洗浄液がシリンダ内に充填されて液圧が高くなった後に、前記吐出孔部から該洗浄液が排出される。このため、簡単な構成で、シリンダ内を一層確実に洗浄することが可能になり、塗料のロスを可及的に阻止して効率的な静電塗装作業が良好に行われる。

さらに、注入孔部と吐出孔部とは、ピストンの径方向から摺動方向一方に傾斜してシリンダ内に開口している。これにより、シリンダ内には、洗浄液による渦流や乱流等が発生して前記シリンダ内の洗浄性が有効に向上するとともに、吐出孔部から洗浄液が一層排出し難くなって、洗浄性の向上が容易に図られる。

さらにまた、ピストンが摺動するシリンダ内に、前記ピストンの径方向から摺動方向に傾斜して開口するとともに、塗料および洗浄液の供給源に接続される注入孔部と、前記シリンダ内に、前記ピストンの径方向から摺動方向に傾斜して開口するとともに、塗装ガンに接続される吐出孔部とを備えている。

このため、シリンダ内には、洗浄液の円滑な流れが発生して良好な洗浄性を維持するとともに、前記シリンダ内に洗浄液が残存することを確実に阻止することができる。従って、高品質な静電塗装作業が遂行が可能になる。

本発明に係る静電塗装装置の中間貯留機構では、注入孔部からシリンダ内に注入される洗浄液は、このシリンダ内に充填された後に吐出孔部から排出されるため、前記シリンダ内を良好に洗浄することができる。しかも、洗浄液と塗料との混在や異なる色の塗料同士の混色を阻止し、塗料のロスを生ずることがなく、高品質な静電塗装作業を遂行することが可能になる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る中間貯留機構を組み込む静電塗装装置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１２を備え、この色替弁機構１２には、乾燥用エア（Ａ）、水（Ｗ）および洗浄液（Ｓ）等の供給を制御する第１洗浄弁１４と、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、１６ｂおよび１６ｃ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（供給路）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）および洗浄液（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を介して中間貯留機構２６とが切り換えられる。

中間貯留機構２６は、シリンダ容器２６ａを備え、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およ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。図１〜図３に示すように、注入孔部３２は、ピストン２８が摺動するシリンダ容器２６ａの内周壁部２６ｂに開口して色替弁機構１２に接続される一方、吐出孔部３４は、前記内周壁部２６ｂに開口して後述する塗装ガン４０に接続される。

注入孔部３２と吐出孔部３４とは、シリンダ室３０内に略対角線上に開口するとともに、前記注入孔部３２の注入方向（矢印Ｂ１方向）と吐出孔部３４の吐出方向（矢印Ｂ２方向）とは、ピストン先端面２８ｂに向かう平面視（矢印Ａ１方向の矢視）で互いに略平行しかつ同一方向に設定される。注入孔部３２と吐出孔部３４とは、ピストン２８の径方向（矢印Ｃ方向）から摺動方向一方（矢印Ａ２方向）に所定の角度θ°傾斜してシリンダ室３０内に開口する。

図１に示すように、ピストン２８から延在するロッド２８ａには、サーボモータ３６がボールねじ手段３７を介して連結されており、前記ピストン２８が矢印Ａ方向に進退可能である。

中間貯留機構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およ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）および洗浄液（Ｓ）等の供給を制御する第３洗浄弁４８が接続される。

次に、このように構成される静電塗装装置１０の動作について説明する。

まず、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および供給路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、中間貯留機構２６のサーボモータ３６が駆動される。

このため、図１に示すように、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および供給路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、図４に示すように、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間の電気的絶縁がなされる。

次に、図５に示すように、トリガ弁４４が開放されるとともに、サーボモータ３６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。

上記の静電塗装が終了した後、異なる色の導電性塗料が使用される際には、塗装ガン４０への高電圧の印加を解除するとともに、ブロック弁機構２０の切換弁２２ａ、２２ｂを切り換える。従って、第１洗浄弁１４の駆動作用下に、洗浄液がシリンダ容器２６ａのシリンダ室３０に注入される。この洗浄液は、シリンダ室３０および送出路３８を洗浄した後、第２ダンプ弁４２の作用下に第３排出路４６から排出される。そして、色替弁機構１２の、例えば塗料弁１６ｂを介して新たに供給される異なる色の導電性塗料がシリンダ容器２６ａのシリンダ室３０に供給され、前述と同様の方法によりこの異なる色の塗装が行われる。

この場合、第１の実施形態では、ピストン２８が摺動する内周壁部２６ｂに開口して注入孔部３２および吐出孔部３４が設けられるとともに、前記注入孔部３２と前記吐出孔部３４とは、シリンダ室３０内に略対角線上に開口し、かつそれぞれの注入方向および吐出方向が平面視で互いに略平行しかつ同一方向に設定されている。

このため、図６に示すように、シリンダ室３０内では、注入孔部３２から注入される洗浄液が矢印Ｒ１方向に流動し、この流れ方向（矢印Ｒ１方向）は、吐出孔部３４近傍で該吐出孔部３４の吐出方向（矢印Ｂ２方向）とは略逆方向となっている。これにより、シリンダ室３０内を流れる洗浄液は、吐出孔部３４から排出し難く、この洗浄液が前記シリンダ室３０内に充填されて液圧が高くなった後に、吐出孔部３４から該洗浄液が排出される。

従って、シリンダ室３０内全体にわたって洗浄液が確実に供給され、内周壁部２６ｂやシリンダ室３０の先端面やピストン先端面２８ｂ等を良好に洗浄することができる。この結果、シリンダ室３０に残存する前色の塗料が新たに供給される異なる色の塗料と混在することが防止されるとともに、このシリンダ室３０内に洗浄液が残存して新たな導電性塗料と前記洗浄液とが混在することを阻止することが可能になる。これにより、塗料のロスを可及的に削減して、高品質な静電塗装作業が効率的に遂行可能になるという効果が得られる。

さらに、注入孔部３２と吐出孔部３４とは、ピストン２８の径方向（矢印Ｃ方向）から摺動方向一方（矢印Ａ２方向）に角度θ°傾斜してシリンダ室３０内に開口している。このため、シリンダ室３０内には、洗浄液による渦流や乱流が発生して前記シリンダ室３０内の洗浄性が有効に向上するとともに、前記吐出孔部３４から洗浄液が一層排出し難くなって、洗浄作業が確実に遂行されるという利点がある。

しかも、洗浄液および空気の排出性が向上し、シリンダ室３０に注入される導電性塗料に洗浄液や空気が混在することがなく、高品質な静電塗装作業が遂行されるという効果がある。

図７は、本発明の第２の実施形態に係る中間貯留機構６０の要部斜視説明図であり、図８は、前記中間貯留機構６０の断面説明図である。なお、第１の実施形態に係る中間貯留機構２６と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。また、以下に説明する第３〜第６の実施形態においても同様に、その詳細な説明は省略する。

この第２の実施形態に係る中間貯留機構６０は、シリンダ容器６０ａを備えており、このシリンダ容器６０ａの内周壁部６０ｂにピストン２８が往復摺動する。シリンダ容器６０ａのピストン２８に向き合う先端面６０ｃに開口して、注入孔部３２ａと吐出孔部３４ａが形成される。

注入孔部３２ａおよび吐出孔部３４ａは、シリンダ室３０内に略対角線上に開口するとともに、注入孔部３２ａの注入方向（矢印Ｂ１方向）と吐出孔部３４ａの吐出方向（矢印Ｂ２方向）とは、ピストン先端面２８ｂに向かう平面視で互いに略平行しかつ同一方向に設定される。注入孔部３２ａおよび吐出孔部３４ａは、ピストン２８の径方向（矢印Ｃ方向）から摺動方向一方（矢印Ａ２方向）に角度θ°傾斜している。

このように構成される第２の実施形態では、注入孔部３２ａおよび吐出孔部３４ａは、第１の実施形態の注入孔部３２および吐出孔部３４と同様に構成されている。従って、第２の実施形態では、シリンダ室３０内の洗浄性が有効に向上するとともに、洗浄後に前記シリンダ室３０に注入される導電性塗料と前色の導電性塗料との混色、あるいは洗浄液との混合を確実に阻止し、効率的かつ高精度な静電塗装作業が遂行される等、第１の実施形態と同様の効果が得られる。

図９は、本発明の第３の実施形態に係る中間貯留機構７０の断面説明図であり、図１０は、前記中間貯留機構７０をシリンダ室３０で切断したピストン先端面２８ｂに向かう平面視図である。

この第３の実施形態に係る中間貯留機構７０は、シリンダ容器７０ａを備えており、このシリンダ容器７０ａの内周壁部７０ｂには、注入孔部３２ｂと吐出孔部３４ｂとがシリンダ室３０に開口して形成される。注入孔部３２ｂと吐出孔部３４ｂとは、シリンダ室３０内に略対角線上に開口するとともに、前記注入孔部３２ｂの注入方向と前記吐出孔部３４ｂの吐出方向とは、ピストン先端面２８ｂに向かう平面視で、互いに略平行しかつ同一方向に設定される（図１０参照）。

このように構成される第３の実施形態では、注入孔部３２ｂからシリンダ室３０内に注入される洗浄液の流れ方向Ｒ２が、吐出孔部３４ｂ近傍でこの吐出孔部３４ｂの吐出方向（矢印Ｂ２方向）と略逆方向になる。このため、シリンダ室３０内の洗浄性が有効に向上する等、第１および第２の実施形態と同様の効果が得られる。

図１１は、本発明の第４の実施形態に係る中間貯留機構８０をシリンダ室３０で切断したピストン先端面２８ｂに向かう平面視図である。

この第４の実施形態に係る中間貯留機構８０を構成するシリンダ容器８０ａの内周壁部８０ｂには、注入孔部３２ｃと吐出孔部３４ｃとがシリンダ室３０に開口して形成される。注入孔部３２ｃは、ピストン２８の直径方向に設けられる一方、吐出孔部３４ｃは、前記ピストン２８の接線方向に設けられ、注入孔部３２ｃの注入方向（矢印Ｂ１方向）と吐出孔部３４ｃの吐出方向（矢印Ｂ２方向）とは、互いに略直交して設定される。

図１２は、本発明の第５の実施形態に係る中間貯留機構９０をシリンダ室３０で切断したピストン先端面２８ｂに向かう平面視図である。

この第５の実施形態に係る中間貯留機構９０を構成するシリンダ容器９０ａの内周壁部９０ｂには、注入孔部３２ｄと吐出孔部３４ｄとがシリンダ室３０に開口して形成される。注入孔部３２ｄは、ピストン２８の接線方向に設けられる一方、吐出孔部３４ｄは、前記ピストン２８の直径方向に設けられており、前記注入孔部３２ｄの注入方向と前記吐出孔部３４ｄの吐出方向とは、略直交している。

図１３は、本発明の第６の実施形態に係る中間貯留機構１００をシリンダ室３０で切断したピストン先端面２８ｂに向かう平面視図である。

この第６の実施形態に係る中間貯留機構１００を構成するシリンダ容器１００ａの内周壁部１００ｂには、注入孔部３２ｅと吐出孔部３４ｅとがシリンダ室３０に開口して形成される。注入孔部３２ｅおよび吐出孔部３４ｅは、ピストン２８の接線方向に設けられるとともに、それぞれの注入方向と吐出方向とが、互いに略平行しかつ逆方向に設定されている。

本発明の第１の実施形態に係る中間貯留機構を組み込む静電塗装装置の概略構成説明図である。 前記中間貯留機構の要部斜視説明図である。 前記中間貯留機構の断面説明図である。 前記静電塗装装置のブロック弁機構を洗浄する際の動作説明図である。 前記静電塗装装置により塗装を行う際の動作説明図である。 前記中間貯留機構をシリンダ室で切断したピストン先端面に向かう平面視図である。 本発明の第２の実施形態に係る中間貯留機構の要部斜視説明図である。 前記中間貯留機構の断面説明図である。 本発明の第３の実施形態に係る中間貯留機構の断面説明図である。 前記中間貯留機構をシリンダ室で切断したピストン先端面に向かう平面視図である。 本発明の第４の実施形態に係る中間貯留機構をシリンダ室で切断したピストン先端面に向かう平面視図である。 本発明の第５の実施形態に係る中間貯留機構をシリンダ室で切断したピストン先端面に向かう平面視図である。 本発明の第６の実施形態に係る中間貯留機構をシリンダ室で切断したピストン先端面に向かう平面視図である。 特許文献１に係る静電塗装装置を構成する中間貯留槽の洗浄作業の説明図である。

符号の説明

１０…静電塗装装置 １２…色替弁機構
１４、２４…洗浄弁 １６ａ〜１６ｃ…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、６０、７０、８０、９０、１００…中間貯留機構
２６ａ…シリンダ容器 ２８…ピストン
２８ｂ…ピストン先端面 ３０…シリンダ室
３２、３２ａ〜３２ｅ…注入孔部 ３４、３４ａ〜３４ｅ…吐出孔部
３６…サーボモータ ４０…塗装ガン
６０ａ、７０ａ、８０ａ、９０ａ、１００ａ…シリンダ容器
６０ｂ、７０ｂ、８０ｂ、９０ｂ、１００ｂ…内周壁部

Claims (2)

1. 塗料および洗浄液の供給源と塗装ガンとの間に配設される静電塗装装置の中間貯留機構であって、
   シリンダと、
   前記シリンダ内に往復摺動自在に配設されたピストンと、
   前記ピストンが摺動する前記シリンダの一端部側の内周壁部に開口し、前記供給源に接続される注入孔部と、
   前記ピストンが摺動する前記シリンダの前記一端部側の内周壁部に開口し、前記塗装ガンに接続される吐出孔部と、
   を備え、
   前記注入孔部の注入方向と前記吐出孔部の吐出方向とは、ピストン先端面に向かう平面視で非対向かつ異なる方向に設定されることを特徴とする静電塗装装置の中間貯留機構。
2. 塗料及び洗浄液の供給源と塗装ガンとの間に配設される静電塗装装置の中間貯留機構であって、
   シリンダと、
   前記シリンダ内に往復摺動自在に配設されたピストンと、
   前記ピストンが摺動する前記シリンダの一端部側の内周壁部に開口し、前記供給源に接続される注入孔部と、
   前記ピストンが摺動する前記シリンダの前記一端部側の内周壁部に開口し、前記塗装ガンに接続される吐出孔部と、
   を備え、
   前記注入孔部の注入方向と前記吐出孔部の吐出方向とは、ピストン先端面に向かう平面視で互いに平行しかつ逆方向に設定されるか、又は直交方向に設定されることを特徴とする静電塗装装置の中間貯留機構。

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