JP5037973B2 - Painting machine - Google Patents
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Description
本発明は、予め充填された塗料を霧化機構に対して圧し出す塗料圧出機構を備えた塗装機に関し、特に水性塗料などの導電性塗料を静電霧化する静電塗装機に適用して好適なものである。 The present invention relates to a coating machine having a paint pressurizing mechanism that presses a pre-filled paint against an atomizing mechanism, and particularly to an electrostatic coating machine that electrostatically atomizes a conductive paint such as a water-based paint. And suitable.
自動車ボディの塗装では、有機溶剤を使用した塗料が主流であるが、環境保護及び公害防止の観点から、塗装工程において大量に発生する揮発性有機溶剤を削減することが要請されており、その対策として、水性塗料による塗装が注目を集めている。 In automobile body painting, paints using organic solvents are the mainstream, but from the viewpoint of environmental protection and pollution prevention, it is required to reduce volatile organic solvents generated in large quantities in the painting process. As a result, painting with water-based paint has attracted attention.
水性塗料を無駄なく使用するためには、塗着効率の高い静電塗装装置で塗装するのが好ましいが、水性塗料は電気抵抗が低く、塗料供給系を流れる塗料を介して静電塗装機の回転霧化頭とアース側が導通しやすいため、塗料供給系全体に絶縁対策を施して、回転霧化頭に印加される−60〜90kVの高電圧がリークするのを防止しなければならない。 In order to use water-based paint without waste, it is preferable to apply with an electrostatic coating device with high coating efficiency. However, water-based paint has low electrical resistance, and the electrostatic coating machine uses paint that flows through the paint supply system. Since the rotary atomizing head and the ground side are easy to conduct, it is necessary to take insulation measures for the entire paint supply system to prevent leakage of a high voltage of −60 to 90 kV applied to the rotary atomizing head.
このため、従来は塗装機内に形成され、あるいは、塗装機に対して着脱可能に装着される塗料充填用タンクに塗料を充填し、タンクから塗料を圧し出して塗装することにより、塗料供給系を電気的に遮断して、塗装機に高電圧を印加してもリークしないようにしている。
このような形式の静電塗装機は、通常、シリンダとなる交換タンクの内周面に沿ってピストンとなる底板が摺動可能に配され、その底板を他のアクチュエータや液圧により圧し込んで塗料を圧し出すようにしている。 In this type of electrostatic coating machine, a bottom plate that serves as a piston is usually slidable along the inner peripheral surface of a replacement tank that serves as a cylinder, and the bottom plate is pressed by another actuator or hydraulic pressure. The paint is pressed out.
しかしながら、この場合、底板と内周面のシールを確実に行わなければならないため、その分摩擦が大きくなって大きな駆動力を必要とし、底板が往復動するたびに、シールが擦れて摩耗するため、液圧駆動の場合にはその作動液が流入して塗装品質に悪影響を及ぼすおそれがある。 However, in this case, since the sealing between the bottom plate and the inner peripheral surface must be performed securely, the friction is increased and a large driving force is required, and the seal is rubbed and worn each time the bottom plate reciprocates. In the case of hydraulic driving, the hydraulic fluid may flow and adversely affect the coating quality.
また、通常のシールは、ピストンとなる底板の外周面に複数のOリングを平行に配する構成となっているため、そのOリングとOリングの間に塗料が入り込んでしまい、一日の作業が終了して洗浄するときには、底板を取り外して分解洗浄しなければならないという面倒があった。 In addition, the normal seal has a structure in which a plurality of O-rings are arranged in parallel on the outer peripheral surface of the bottom plate that serves as a piston, so that paint enters between the O-rings and the O-rings, and the daily work is performed. When the cleaning is completed, the bottom plate must be removed and disassembled for cleaning.
このため、本出願人は、図5に示すような塗装機51を試作した。
これによれば、塗料を充填する塗料バッグ52を、作動液が満たされる交換タンク(塗料圧出室)53内に設け、交換タンク53に挿入された作動液給排管54の先端に形成された作動液流入出口54aから作動液を流入させ、その液圧により塗料バッグ52を圧し潰すことにより、塗料が圧し出されるようになっている。
According to this, the
これによれば、塗料バッグ52に予め塗料を充填させて、交換タンク53内に作動液を例えば定量で流入させると、その液圧により塗料バッグ52が圧し潰されて塗料が定量で圧し出され、エアモータ55の管状回転軸56の先端に取り付けられた回転霧化頭(霧化機構)57へフィードパイプ58を介して供給される。
したがって、Oリングによる摩擦などの影響がないので、作動液の圧力がそのまま塗料に作用し、比較的小さな駆動力で塗料を霧化機構へ供給することができる。
また、ピストンとなる底板を使用しないので、底板と交換タンク53との間の塗料が入り込む隙間もなく洗浄も簡単に行うことができ、洗浄不良や底板のシール漏れに起因する塗装不良もなくなった。
さらに、交換タンク53の奥まで挿入された作動液給排管54の先端に作動液流入出口54aが形成されているので、塗料の充填により塗料バッグ52が膨らんでも作動液流入出口54aが塞がれることがなく、したがって動作不良を生ずることもない。
According to this, when the
Accordingly, since there is no influence of friction due to the O-ring, the pressure of the working fluid acts on the paint as it is, and the paint can be supplied to the atomizing mechanism with a relatively small driving force.
Further, since the bottom plate serving as the piston is not used, cleaning can be easily performed without a gap between the bottom plate and the
Furthermore, since the hydraulic fluid inflow /
ところで、同じ塗料バッグ52を長期間使用すると、疲労により使用中に塗料バッグ52が破れる可能性もあるため、交換タンク53を外して塗料バッグ52内に塗料を充填する際には、交換タンク53から排出される作動液の色の変化を光学的にモニタして塗料バッグ52の破れを検出するようにしている。
しかしながら、塗料バッグ52が大きく破裂することはほとんどなく、通常は極めて小さな亀裂が入るだけで、塗料が大量に作動液に混ざることがないので、塗料バッグ52が破れてもその発見に時間がかかるという問題があった。
特に、塗料バッグ52の膨張・収縮に伴って塞がれることがないよう作動液流入出口54aは、交換タンク53の奥まで挿入された作動液給排管54の先端に形成されており、塗料バッグ52が破れて塗料が作動液に混入したときに、濁った作動液が比重などの関係で作動液圧出室53の底面側53b側に澱んでしまうとなかなか流出されず、作動液給排管54から流出したときには、既に、相当の時間が経過して作動液が塗料バッグ52内に流入し、塗装不良を起こしている可能性もある。
By the way, if the
However, the
In particular, the hydraulic fluid inflow /
そこで本発明は、塗料バッグを使用して塗料を押し出して塗装する際に、万一、塗料バッグが破れることがあっても、これを逸早く発見できるようにすることを技術的課題としている。 Therefore, the present invention has a technical problem to be able to quickly detect even if a paint bag is torn when the paint bag is extruded and applied.
この課題を解決するために、本発明は、予め充填した塗料を霧化機構に対して圧し出す塗料圧出機構を備えた塗装機において、前記塗料圧出機構は、塗料が充填される塗料バッグが作動液で満たされた塗料圧出室内に配されて塗料流入出口を介して霧化機構に連通され、塗料圧出室内に挿入された作動液給排管の作動液流入出口から塗料圧出室に流入する作動液の流体圧で塗料バッグを圧し潰すことにより該塗料バッグ内の塗料を圧し出す作動液給排系を備えると共に、前記作動液流入出口が、作動液を塗料圧出室の内壁に沿って周方向に吹き出す向きで、前記作動液給排管の周面に形成されたことを特徴としている。 In order to solve this problem, the present invention provides a coating machine provided with a paint pressurizing mechanism that presses a prefilled paint against an atomizing mechanism, wherein the paint pressurizing mechanism is a paint bag filled with paint. Is placed in the paint pressure chamber filled with hydraulic fluid, communicated with the atomizing mechanism via the paint inflow / outlet port, and the paint pressure is discharged from the hydraulic fluid inflow / outlet of the hydraulic fluid supply / discharge pipe inserted into the paint pressure chamber. A hydraulic fluid supply / discharge system that compresses the paint in the paint bag by crushing the paint bag with the fluid pressure of the hydraulic fluid flowing into the chamber, and the hydraulic fluid inflow / outflow port supplies the hydraulic fluid to the paint pressure chamber. It is characterized in that it is formed on the peripheral surface of the hydraulic fluid supply / discharge pipe in such a direction as to blow in the circumferential direction along the inner wall .
本発明に係る塗装機は、塗料バッグに塗料などの塗料を充填させ、塗料圧出室に作動液を流入させると、その液圧により塗料バッグが圧し潰され、塗料が定量で圧し出されて霧化機構へ供給される。 In the coating machine according to the present invention, when the paint bag is filled with paint such as paint and the working fluid is allowed to flow into the paint press-out chamber, the paint bag is crushed by the fluid pressure, and the paint is squeezed out in a fixed amount. Supplied to the atomization mechanism.
このとき、作動液流入出口は作動液給排管の先端ではなく周面に形成されているので、作動液は作動液給配管に対して直交する方向に流出され、塗料圧出室内の作動液を攪拌するように流れる。
したがって、塗料バッグが破れて塗料が流出したときに作動液が全体的に濁るので、塗料バッグが破れたことを逸早く検知することができるという効果がある。
At this time, since the hydraulic fluid inlet / outlet is formed not on the tip of the hydraulic fluid supply / discharge pipe but on the peripheral surface, the hydraulic fluid flows out in a direction perpendicular to the hydraulic fluid supply pipe, Flow to stir.
Therefore, since the working fluid is totally turbid when the paint bag is torn and the paint flows out, it is possible to quickly detect that the paint bag has been torn.
ここで、請求項2のように、作動液流入出口を作動液給排管の周面及び先端に形成しておけば、塗料バッグにより塞がれることがない。
また、請求項3のように作動液流入出口が作動液給排管の周面に所定間隔で複数形成されていたり、請求項4のように作動液流入出口が作動液給排管の根元に開口形成されていたり、請求項5のように作動液を塗料圧出室の内壁に沿って周方向に吹き出す作動液流入出口を作動液給配管に接続しておけば、作動液がより確実に攪拌される。
Here, if the hydraulic fluid inlet / outlet is formed on the peripheral surface and the tip of the hydraulic fluid supply / discharge pipe as in the second aspect, the hydraulic fluid is not blocked by the paint bag.
Further, a plurality of hydraulic fluid inlets / outlets are formed at a predetermined interval on the peripheral surface of the hydraulic fluid supply / exhaust pipe as in claim 3, or the hydraulic fluid inlet / outlet is at the root of the hydraulic fluid supply / exhaust pipe as in claim 4. If the hydraulic fluid inflow / outflow port that blows out the hydraulic fluid in the circumferential direction along the inner wall of the paint press-out chamber is connected to the hydraulic fluid supply pipe as in
本発明は、塗料バッグを使用して塗料を押し出して塗装する際に、万一、塗料バッグが破れることがあっても、これを逸早く発見できるようにするという目的を達成するために、塗料圧出室内に挿入された作動液給排管の周面に作動液流入出口を形成して、作動液を塗料圧出室内で攪拌できるようにした。 In order to achieve the object of the present invention, it is possible to quickly detect a paint bag even if the paint bag is torn, when the paint bag is extruded and applied. A hydraulic fluid inlet / outlet was formed on the peripheral surface of the hydraulic fluid supply / discharge pipe inserted into the outlet chamber so that the hydraulic fluid could be stirred in the paint pressurizing chamber.
以下、本発明に係る塗装機を図面に基づいて具体的に説明する。
図1は本発明に係る塗装機の一例を示す説明図、図2はその横断面図、図3及び図4は他の実施形態を示す説明図である。
Hereinafter, a coating machine according to the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory view showing an example of a coating machine according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view thereof, and FIGS. 3 and 4 are explanatory views showing other embodiments.
図1に示す静電塗装機1は、水性塗料などの導電性塗料の静電塗装を行うもので、機体2の先端側に塗料を回転霧化する回転霧化頭(霧化機構)3が配されると共に、その後端側には予め充填された塗料を作動液の液圧で圧し出して回転霧化頭3に供給する塗料圧出機構Pを有する円筒形の交換タンク(塗料圧出室)4が着脱可能に装着されている。
An electrostatic coating machine 1 shown in FIG. 1 performs electrostatic coating of a conductive paint such as a water-based paint. A rotary atomizing head (atomization mechanism) 3 that rotates and atomizes the paint on the front end side of the
回転霧化頭3は、機体2内に配されたエアモータ5の管状回転軸6に取り付けられて高速回転駆動され、交換タンク4からフィードパイプ7を介して供給された塗料を霧化すると共に、塗装機1に内蔵された高電圧発生機(図示せず)から供給される高電圧が印加されて、霧化された塗料粒子を被塗物と反対極に帯電させるようになっている。
The rotary atomizing head 3 is attached to a tubular rotary shaft 6 of an
塗料圧出機構Pは、塗料充填用の塗料バッグ8が作動液で満たされた交換タンク4内に配されて、塗料流入出口8aを介して霧化機構に連通されている。
また、交換タンク4に対して作動液を供給/排出する作動液給排系9を備えており、交換タンク4に挿入された作動液給排管10に形成された作動液流入出口10a〜10fから交換タンク4に流入する作動液の流体圧で塗料バッグ8を圧し潰すことによりその塗料バッグ8内の塗料を圧し出して回転霧化頭3へ送給できるようになっている。
The paint pressurizing mechanism P is disposed in the exchange tank 4 in which the
Further, a hydraulic fluid supply / discharge system 9 that supplies / discharges hydraulic fluid to / from the replacement tank 4 is provided, and hydraulic fluid inlets /
作動液給排管10には、その先端に作動液流入出口10aが形成されると共に、周面に沿ってその先端側から根元まで所定間隔で複数の作動液流入出口10b〜10fが形成されている。
また、周面に形成された作動液流入出口10b〜10fは、作動液を交換タンク4の内壁に沿って周方向に吹き出す向きに形成されている(図2参照)。
したがって、作動液を供給するときに交換タンク4内で作動液が攪拌されるので、塗料バッグ4が破れたときに漏れ出した塗料と作動液が混ざって濁りやすいので、作動液の濁りをモニタして破れ検知する場合に逸早く発見することができる。
The hydraulic fluid supply /
Moreover, the hydraulic fluid inflow /
Therefore, since the working fluid is stirred in the exchange tank 4 when supplying the working fluid, the paint and the working fluid that leaked when the paint bag 4 is torn are easily mixed and become cloudy. Then, it can be discovered quickly when detecting a tear.
交換タンク4の先端側には、塗装機1の機体2に接続されるジョイント11Aが形成され、そのジョイント11Aには、タンク4内で塗料バッグ8の塗料流入流出口8aが接続される塗料ポート12と、作動液給排管10に連通する作動液ポート13が形成されている。
また、交換タンク4のジョイント11Aと接続される機体2側のジョイントベース11Bには、フィードパイプ7に連通された塗料ポート14と、作動液配管16に連通された作動液ポート15が形成されている。
そして、これら機体2側の各ポート14及び15がタンク4側の各ポート12及び13と夫々係合するようになされると共に、各ポート12〜15には係合時に開成されるストップバルブが内蔵されている。
A joint 11A connected to the
The
The
さらに、機体2の側面に形成された洗浄ポート17が洗浄液配管18を介して塗料ポート14に接続され、フィードパイプ7及び回転霧化頭2に残存する塗料を洗浄除去できるようになっている。
この塗料ポート14はストップバルブ付の三方弁でなり、タンク4の塗料ポート12と係合されたときは、洗浄液配管18を遮断して塗料バッグ8をフィードパイプ7に連通させ、タンク4の塗料ポート12の係合が解除されたときは、塗料ポート12との接続口を閉鎖し、洗浄液配管18をフィードパイプ7に連通させるようになっている。
Further, a cleaning
The
以上が本発明の一構成例であって、次にその作用について説明する。
静電塗装機1の機体2に各種オペレートエア配管、排気管、電源ケーブル(いずれも図示せず)を接続して、塗装ロボット(図示せず)のウィービングアームに取り付ける。
そして、塗料を塗料バッグ8に充填した交換タンク4を所定の装着位置で機体2に装着し、回転霧化頭3をエアモータ5により高速回転駆動させると共に、高電圧発生機(図示せず)をオンして高電圧を印加させ、塗装機1を任意の塗装位置へ移動させる。
The above is one configuration example of the present invention, and the operation thereof will be described next.
Various operating air pipes, exhaust pipes, and power cables (all not shown) are connected to the
Then, the replacement tank 4 filled with the
そして、塗装を行う場合は、機体2側から作動液配管16を介して交換タンク4に作動液を定量供給すると、塗料タンク4内に挿入された作動液給排管10に形成された作動液流入出口10a〜10fから塗料タンク4内に作動液が流入される。
周面に形成された作動液流入出口10b〜10fは、作動液を交換タンク4の内壁に沿って周方向に吹き出す向きに形成されているので、作動液がタンク4内で周方向に強制対流し、作動液で内部を攪拌しながら塗料バッグ8を圧し潰していく。
これにより、塗料バッグ8内の塗料が圧しだされて、フィードパイプ7を介して回転霧化頭3に供給され、ここで静電霧化される。
この場合に、塗料として導電性塗料を用いても塗料は塗料バッグ8に充填されており、その導電性塗料を介して外部と電気的に接続されることがないので、高電圧がリークすることがなく、したがって、塗料充填用タンク4に塗料を充填する塗料供給系(図示せず)に絶縁対策を施す必要がない。
Then, when painting, when a constant amount of hydraulic fluid is supplied from the
Since the hydraulic fluid inflow /
As a result, the paint in the
In this case, even if a conductive paint is used as the paint, the paint is filled in the
塗装が終了すると、塗装機1が装着位置に戻されて交換タンク4が外されると同時に、洗浄液ポート17から洗浄液が供給されて機体2の内部に残存する塗料が洗浄除去され、塗料バッグに塗料充填済のタンク4が装着され、再び、任意の塗装位置で塗装を行う。
When the painting is completed, the coating machine 1 is returned to the mounting position and the replacement tank 4 is removed. At the same time, the cleaning liquid is supplied from the cleaning
したがって、従来のように交換タンクの底板を摺動させて塗料を圧しだすのではなく、作動液を塗料バッグ8の外側に流入させることにより塗料バッグ8を圧し潰して塗料を圧し出すことができるので、作動液の圧力がそのまま塗料に作用し、比較的小さな駆動力で塗料を圧し出すことができるという効果がある。
また、塗料が塗料バッグ8内に充填されて作動液とは完全に分離されているので、互いが混合するのを防止するシールを設ける必要がなく、また、シール漏れに起因する塗装不良が起こる筈もなく、さらには、塗料が入り込むような隙間も存在しないので洗浄も簡単に行うことができるという効果がある。
Therefore, instead of sliding the bottom plate of the replacement tank and starting to press the paint as in the conventional case, the
Further, since the paint is filled in the
そして、塗料バッグ8が破れると、塗料が漏れ出して作動液と混ざっていく。
作動液を供給して塗料を圧し出しているときに破れると、漏れ出した塗料が対流する作動液により攪拌されて作動液と良く混ざり合い、作動液が濁る。
また、交換タンク4を機体2から外した後、塗料を充填する際に破れると、漏れ出した塗料が各作動液流入出口10a〜10fに向かう作動液と混ざり、作動液が濁る。
When the
If it breaks when supplying the hydraulic fluid and pressurizing the paint, the leaked paint is agitated by the convective hydraulic fluid and mixes well with the hydraulic fluid, and the hydraulic fluid becomes cloudy.
In addition, if the replacement tank 4 is removed from the
そして、いずれの場合も、塗料充填時に、各作動液流入出口10a〜10fに向かう強制対流に乗って濁った作動液が排出される。
このとき、塗料バッグ8のどの部分で破れが生じていても、また、漏れ出した塗料と作動液が良く混ざっていなくても、作動液給排管10には作動液流入出口10a〜10fが所定間隔で設けられているので、塗料の混ざった作動液はいずれかの作動液流入出口10a〜10fから確実に排出され、塗料タンク4内に滞留することがない。
したがって、流出される作動液の濁りを光学的に検知することにより、塗料バッグの破れを逸早く検知することができる。
In any case, the turbid hydraulic fluid is discharged by forced convection toward the hydraulic fluid inflow /
At this time, no matter which part of the
Therefore, it is possible to quickly detect the tear of the paint bag by optically detecting the turbidity of the hydraulic fluid that flows out.
なお、本発明は、上述のように作動液流入出口10a〜10fを多数設ける場合に限らず、図3に示すように、作動液給排管10の先端と根元に一つづつの作動液流入出口10a及び10fを設ける場合でも良い。
特に塗料の比重が作動液よりも重い場合は、塗料バッグ8が破れたときに漏れた塗料がタンク4内底部に澱みやすいので、少なくとも根元側に一つの作動液流入出口10fを設けることが有効である。
The present invention is not limited to the case where a large number of hydraulic fluid inlets /
In particular, when the specific gravity of the paint is heavier than that of the working fluid, the paint that leaks when the
図4(a)及び(b)は本発明の他の実施形態を示す横断面図及び縦断面図である。
本例の塗装機21は、作動液給排管22が交換タンク23内に出っ張らないようにタンク23の内周面24に埋められ、作動液流入出口22a〜22fが内周面24の接線方向に沿ってタンク23内に作動液を流入させる向きに形成されている以外の構成は、図1に示す塗装機1と同様である。
本例の塗装機21は、作動液給排管22が交換タンク23内に出っ張っていないので、塗料バッグ8に塗料が充填されて膨らんだときに、作動油給排管22により傷付くことが無いというメリットがある。
4A and 4B are a transverse sectional view and a longitudinal sectional view showing another embodiment of the present invention.
The
In the
本発明は、予め塗料が充填される柔軟な塗料バッグの外側から作動液の液圧により塗料バッグを潰してその塗料を圧し出すタイプの塗装機に用いて好適である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitable for use in a type of coating machine in which a paint bag is crushed from the outside of a flexible paint bag filled with paint in advance by hydraulic pressure of hydraulic fluid and the paint is pressed.
1、21 塗装機
2 機体
3 回転霧化頭(霧化機構)
P 塗料圧出機構
4、23 交換タンク(塗料圧出室)
8 塗料バッグ
8a 塗料流入出口
9 作動液給排系
10、22 作動液給排管
10a〜10f、22a〜22f 作動液流入出口
1,21
P
8
10a to 10f, 22a to 22f Working fluid inlet / outlet
Claims (4)
前記塗料圧出機構は、塗料が充填される塗料バッグが作動液で満たされた塗料圧出室内に配されて塗料流入出口を介して霧化機構に連通され、塗料圧出室内に挿入された作動液給排管の作動液流入出口から塗料圧出室に流入する作動液の流体圧で塗料バッグを圧し潰すことにより該塗料バッグ内の塗料を圧し出す作動液給排系を備えると共に、前記作動液流入出口が、作動液を塗料圧出室の内壁に沿って周方向に吹き出す向きで、前記作動液給排管の周面に形成されたことを特徴とする塗装機。 In a coating machine equipped with a paint press-out mechanism that presses a pre-filled paint against the atomization mechanism,
The paint pressurizing mechanism is disposed in the paint pressurizing chamber filled with the working fluid with the paint bag filled with the paint, communicated with the atomizing mechanism through the paint inflow / outlet, and inserted into the paint pressurizing chamber. A hydraulic fluid supply / discharge system for compressing the paint in the paint bag by crushing the paint bag with the fluid pressure of the hydraulic fluid flowing into the paint pressure discharge chamber from the hydraulic fluid inlet / outlet of the hydraulic fluid supply / discharge pipe; A coating machine , wherein a working fluid inflow / outflow port is formed on a peripheral surface of the working fluid supply / discharge pipe in a direction in which the working fluid is blown out in a circumferential direction along an inner wall of a paint pressurizing chamber .
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