JP5159586B2 - 電圧遮断装置および該電圧遮断装置を用いた静電塗装システム - Google Patents

Description

本発明は、静電塗装システムに関し、特に静電塗装システムで用いる電圧遮断装置に関する。

静電塗装システムは、アースした塗装物を陽極、噴霧器を陰極とし、噴霧器に負の高電圧を与えて、両極間に静電界を作り、霧化した塗料を負に帯電させて、反対極である被塗物に効率よく塗料を吸着させるシステムである。近時、静電塗装システムでは、塗料として水性塗料が使用されることが増えている。静電塗装システムで水性塗料を用いる場合、噴霧器において塗料に印加される電圧が、導電性材料である水性塗料を介して供給源へ伝わることを防止するために、電圧遮断装置が、塗料の供給源と噴霧器との間に配設される。こうした電圧遮断装置の一例が特許文献１に開示されている。

特開２００５−０８７９９５号公報

特許文献１に開示された電圧遮断装置では、塗料の供給能力が一次側の塗料供給圧力に依存しているために、塗料の粘度が高かったり、一次側供給管路が長い場合には、圧力損失により二次側の塗料流量が低減してしまう問題がある。

また、リザーバ内でピストンが往復動作して塗料の流れが逆転するために、塗料経路の切換に際して塗料の流れが不連続となったり、色替えに際しての洗浄に多量の水が必要となったり、リザーバ内に混入した空気が抜けにくい等の問題がある。

本発明はこうした従来技術の問題点を解決することを技術課題としており、塗料供給能力を高めた電圧遮断装置を提供することを目的としている。本発明は、更に、塗料を連続的に供給可能な電圧遮断装置を提供することを目的としている。本発明は、更に、色替えに必要な洗浄水量を低減した電圧遮断装置を提供することを目的としている。本発明は、更に、リザーバ内に混入した空気を容易に排出可能な電圧遮断装置を提供することを目的としている。

請求項１に記載の本発明は、塗料源から噴霧器へ供給される塗料に陰極電圧を印加して、正極電圧が印加された被塗装物に向けて噴霧する静電塗装システムで、陰極電圧が塗料源へ伝わることを防止する電圧遮断装置が、塗料源に連通した供給ヘッダと、供給ヘッダに対して離間配置され噴霧器に連通した排出ヘッダと、供給ヘッダと排出ヘッダとの間で直線方向に往復動作して供給ヘッダおよび排出ヘッダに選択的に結合可能に設けられた第１と第２のリザーバとを具備し、第１と第２のリザーバは、供給ヘッダに結合しているときに該供給ヘッダから塗料を受取り、排出ヘッダに結合しているときに該排出ヘッダに塗料を供給するおり、前記排出ヘッダは、前記直線方向に前記供給ヘッダに対面する側面に第１と第２の継手を有し、前記供給ヘッダは、前記直線方向に前記排出ヘッダに対面する側面に第３と第４の継手を有しており、前記第１のリザーバは前記排出ヘッダ及び前記供給ヘッダの第１と第３の継手に結合可能な排出側継手と供給側継手とを有し、前記第２のリザーバは前記排出ヘッダ及び前記供給ヘッダの第２と第４の継手に結合可能な排出側継手と供給側継手とを有しており、前記供給ヘッダと排出ヘッダの何れか一方が他方に接近離反可能に設けられており、前記供給ヘッダの第３と第４の継手と前記第１と第２のリザーバの供給側継手、および、前記第１と第２のリザーバの排出側継手と前記排出ヘッダの第１と第２の継手の全てを結合可能とした電圧遮断装置を要旨とする。

以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を説明する。
図１を参照すると、本発明の好ましい実施形態による静電塗装システム１００は、電圧遮断装置１０、該電圧遮断装置１０に水性塗料を供給する塗料源１０２、電圧遮断装置１０に色替え時に洗浄水を供給する洗浄水源１０４、電圧遮断装置１０駆動用圧縮空気を供給する圧縮空気源１０６、噴霧器１１４に所定の直流電圧を印加するための電圧源１０８、電圧遮断装置１０、塗料源１０２、洗浄水源１０４、圧縮空気源１０６、電圧源１０８に接続された制御装置１１０を主要な構成要素として具備している。

噴霧器１１４は、スプレーガン等の静電塗装用の通常の噴霧器であり、二次側管路としての管路１１６を介して電圧遮断装置１０に接続され、管路１１６には歯車ポンプ等の計量ポンプ１１２が配設されている。塗料源１０２は、一次側管路としての管路１０２ａを介して電圧遮断装置１０に接続されており、水性塗料を貯留した少なくとも１つのタンク（図示せず）と、該タンクと前記管路１０２ａとの間に連結されている前記タンクの出口側管路（図示せず）に設けられたポンプ（図示せず）を具備している。

洗浄水源１０４は、管路１０４ａを介して管路１０２ａに接続されており、色替え時の洗浄水を貯留するタンク（図示せず）と、管路１０４ａに設けられたポンプ（図示せず）とを具備している。圧縮空気源１０６は、管路１０６ａを介して電圧遮断装置１０に接続されたコンプレッサ（図示せず）と、後述する電圧遮断装置１０の各部への圧縮空気の供給を制御するための電磁弁等の制御弁（図示せず）を具備している。なお、図１では圧縮空気源１０６は、１本の管路１０６ａによって電圧遮断装置１０に接続されているように図示されているが、管路１０６ａは、前記制御弁と後述する空気継手との間に延設された複数の管路を具備している。

電圧遮断装置１０は、ケーシング１２、ベース部材１４と、該ベース部材１４上に固定された排出ヘッダ１６、該排出ヘッダ１６に対し低所定距離を以て離間させて対設された供給ヘッダ１８と、排出ヘッダ１６と、供給ヘッダ１８との間に配設された第１と第２のリザーバ２０、２２とを周様な構成要素として具備している。ケーシング１２は内部空間を有した有底状の部材であり、好ましくは、開閉自在の閉蓋１２ａによって開口部を閉鎖することができる。本実施形態では、ベース部材１４は、閉じた閉蓋１２ａに対面するケーシング１２の底壁に固定された板状の部材より成る。

第１と第２のリザーバ２０、２２を排出ヘッダ１６と供給ヘッダ１８との間で選択的に往復動作させるために、ベース部材１４には、排出ヘッダ１６と供給ヘッダ１８との間に平行に延設された第１と第２のガイドレール２４、２６が取付けられており、該第１と第２のガイドレール２４、２６には、空圧式の第１と第２のスライダ２８、３０が摺動自在に取付けられている。なお、本実施形態では、第１と第２のリザーバ２０、２２が排出ヘッダ１６に結合している位置を排出位置、供給ヘッダ１８に結合している位置を供給位置と称する。また、閉蓋１２ａが開いているときには、電圧遮断装置１０への圧縮空気の供給および噴霧器１１４への電圧の供給を遮断するようにインターロックを形成するようにできる。

第１と第２のガイドレール２４、２６の各々の両端部には、第１と第２のスライダ２８、３０が当接可能なように、ダンパー５６ａ、５６ｂ、５８ａ、５８ｂが取付けられている。ベース部材１４には、第１と第２のスライダ２８、３０の駆動用空気を供給するための空気継手４８、５０が取付けられており、空気継手４８、５０は管路１０６ａに接続されている。

より好ましい実施形態では、第１と第２のガイドレール２４、２６の間に、該第１と第２のガイドレール２４、２６に平行に延設した第３のガイドレール５２をベース部材１４に取付け、該第３のガイドレール５２に空圧式の第３のスライダを摺動自在に取付け、第３のスライダ５４に供給ヘッダ１８を取付けるようにできる。また、この実施形態では、第３のガイドレール５２の両端部には、第３のスライダ５４が当接可能なように、ダンパー６０ａ、６０ｂが取付けられている。

排出ヘッダ１６において供給ヘッダ１８に対面する側面には、第１と第２の継手３２、３４が取付けられ、また、該第１と第２の継手３２、３４が取付られている側面とは異なる側面、図２の実施形態では下端面には、出口継手３６が取付けられており、第１と第２の継手３２、３４と出口継手３６は通路３８によって互いに連通している。出口継手３６には管路１１６が接続される。

同様に、供給ヘッダ１８において排出ヘッダ１６に対面する側面には、第３と第４の継手４０、４２が取付けられ、また、該第３と第４の継手４０、４２が取付られている側面とは異なる側面、図２の実施形態では上端面には、入口継手４４が取付けられており、第３と第４の継手４０、４２と入口継手４４は通路４６によって互いに連通している。入口継手４４には管路１０２ａが接続される。

第１と第２のリザーバ２０、２２は第１と第２のスライダ２８、３０に取付けられており、円筒状の内部空間を画成するシリンダ２０ａ、２２ａと、該シリンダ２０ａ、２２ａ内に摺動自在に配設されたピストン２０ｂ、２２ｂとを具備している。より詳細には、ピストン２０ｂ、２２ｂは、シリンダ２０ａ、２２ａ内で高位置（ＬH）と低位置（Ｌ0）との間で移動可能となっており、高位置ではシリンダ２０ａ、２２ａの内容積が最大となり、低位置ではシリンダ２０ａ、２２ａの内容積が最小となる。

シリンダ２０ａ、２２ａの一端の開口部はエンドキャップ２０ｃ、２２ｃにより閉塞されている。また、ピストン２０ｂ、２２ｂは、エンドキャップ２０ｃ、２２ｃを貫通して外部へ突出しており、該ピストン２０ｂ、２２ｂとエンドキャップ２０ｃ、２２ｃの間はシールされている。エンドキャップ２０ｃ、２２ｃには、空気継手２０ｇ、２２ｇが取付けられており、該空気継手２０ｇ、２２ｇは管路１０６ａを介して圧縮空気源１０６に接続されている。更に、エンドキャップ２０ｃ、２２ｃには、ピストン２０ｂ、２２ｂの高位置と低位置とを検知するために制御装置１１０に接続された位置センサ（図示せず）が配設されている。

第１のリザーバ２０は、更に、排出ヘッダ１６の第１の継手３２に結合可能な排出側継手２０ｄと、供給ヘッダ１８の第３の継手４０に結合可能な供給側継手２０ｅとを有し、該排出側継手２０ｄ、供給側継手２０ｅおよびシリンダ２０ａの内部空間は通路２０ｆによって互いに連通している。第２のリザーバ２２は、排出ヘッダ１６の第２の継手３４に結合可能な排出側継手２２ｄと、供給ヘッダ１８の第４の継手４２に結合可能な供給側継手２２ｅとを有しており、該排出側継手２２ｄ、供給側継手２２ｅおよびシリンダ２２ａの内部空間は通路２２ｆによって互いに連通している。

なお、第１と第２の継手３２、３４、第３と第４の継手４０、４２、第１のリザーバ２０の排出側継手２０ｄ、供給側継手２０ｅおよび第２のリザーバ２２の排出側継手２０ｄ、供給側継手２０ｅは、迅速継手のような結合することにより自動的に双方の継手間が開通し、かつ、分離することによって自動的に閉鎖する形式の継手が好ましい。

以下、図５〜図８を参照して、本発明の作用を説明する。図５〜図８において、塗料が充満している部分がハッチングにて示されている。

図５は、第２のリザーバ２２からの塗料の排出が終了して、第１のリザーバ２０から塗料の排出が開始した状態を示している。このとき、第１と第２のリザーバ２０、２２は、共に排出位置にあり、第１と第２のリザーバ２０、２２の各々の排出側継手２０ｄ、２２ｄは、排出ヘッダ１６の第１と第２の継手３２、３４に結合している。

制御装置１１０は、位置センサからの信号によって、第１と第２のリザーバ２０、２２の一方、図５では第２のリザーバ２２のピストン２２ｂが低位置にあること検知することによって、該リザーバからの塗料排出が終了したと判断する。位置センサは、ピストン２２ｂが低位置にあるとき、制御装置１１０へＬ0信号を送出する。Ｌ0信号を受信すると、制御装置１１０は、圧縮空気源１０６に対して、第１のリザーバ２０の空気継手２０ｇへ圧縮空気を供給するよう指令を送出する。第１のリザーバ２０の空気継手２０ｇへ圧縮空気が供給されると、該圧縮空気によってピストン２０ｂが高位置から低位置へ向けて付勢され、シリンダ２０ａから塗料が排出される。

また、制御装置１１０は、第２のリザーバ２２の位置センサからＬ0信号を受信すると、第２のリザーバ２２を塗料受容位置へ復帰させるべく圧縮空気源１１６へ指令を送出する。これによって、圧縮空気源１１６は、第２のスライダ３０を供給ヘッダ１８へ移動させるよう空気継手５０に圧縮空気を供給する。図６に示すように、第２のリザーバ２２が塗料受容位置に到達すると、第２のリザーバ２２の供給側継手２２ｅが供給ヘッダ１８第４の継手４２に結合すると共に、第２のスライダ３０がダンパー５８ｂに当接する。第２のリザーバ２２の供給側継手２２ｅが供給ヘッダ１８第４の継手４２に結合すると、双方の継手２２ｅ、４２が開通し、塗料源１０２から第２のリザーバ２２への塗料供給が開始される。この間、第１のリザーバ２０から塗料が噴霧器１１４へ供給されている。

第２のリザーバ２２に塗料が供給されると、塗料の圧力によってピストン２２ｂはシリンダ２２ａ内で低位置から高位置へ移動する。第２のリザーバ２２のシリンダ内に塗料が充満し、ピストン２２ｂが高位置へ到達すると、位置センサから制御装置１１０へＬH信号が送出される。ＬH信号を受信すると、制御装置１１０は、２のリザーバ２２を塗料排出位置へ移動させるべく圧縮空気源１０６へ指令を送出する。これによって、圧縮空気源１０６は、第２のスライダ３０を排出ヘッダ１６へ移動させるよう空気継手５０に圧縮空気を供給する。

第２のリザーバ２２が塗料排出位置に到達したとき、図７に示すように、第１のリザーバ２０内に塗料が残っているように、供給ヘッダ１８から第２のリザーバ２２への塗料供給量を調節する。第２のリザーバ２２が塗料排出位置に到達すると、その排出側継手２２ｄが排出ヘッダ１６第２の継手３４に結合すると共に、第２のスライダ３０がダンパー５８ａに当接する。第２のリザーバ２２の排出側継手２２ｄが排出ヘッダ１６第２の継手３４に結合すると、継手２２ｄ、３４が開通して、第２のリザーバ２２からの塗料排出の準備が整う。第１のリザーバ２０からの塗料排出が完了する、すなわち第１のリザーバ２０のピストン２０ｂが低位置に到達するのと同時またはその直前に、第２のリザーバ２２からの塗料排出が開始され、その後は、第２のリザーバ２２に関連して上述したのと同様の工程が繰り返され、塗料が電圧遮断装置１０から噴霧器１１４へ途切れなく供給される。

また、色替えに際しては、塗料源１０２からの塗料を洗浄水源１０４からの洗浄水に替えて上述した工程を繰り返すことによって、塗料源１０２から電圧遮断装置１０を経て噴霧器１１４へ至る通路内を洗浄することが可能である。然しながら、好ましくは、上述したように、第３の移動手段を設けて、図８に示すように、第１と第２のリザーバ２０、２２の双方を塗料排出位置へ移動させ、各々の排出側継手２０ｄ、２２ｄを排出ヘッダ１６の第１と第２の継手３２、３４に結合し、かつ、供給ヘッダ１８の第３と第４の継手４０、４２を第１と第２のリザーバ２０、２２の各々の供給側継手２０ｅ、２２ｅに結合するように、供給ヘッダ１８を図２において左方向へ移動する。なお、図８に示す、供給ヘッダ１８の第３と第４の継手４０、４２が第１と第２のリザーバ２０、２２の各々の供給側継手２０ｅ、２２ｅに結合する位置を供給ヘッダ１８の洗浄位置と称する。

供給ヘッダ１８が洗浄位置に到達した後、洗浄水を洗浄水源１０４から供給ヘッダ１８、第１と第２のリザーバ２０、２２、排出ヘッダ１６を順次経て噴霧器１１４へ洗浄水を供給することによって全ての塗料経路を洗浄可能となる。その際、第１と第２のリザーバ２０、２２の各々のピストン２０ｂ、２２ｂを低位置へ移動させておくことで、シリンダ２０ａ、２０ｂ内を効率よく洗浄可能となる。更に、ピストン２０ｂ、２２ｂの少なくとも一部、好ましくは、その先端部が通路２０ｆ、２２ｆ内に突出できるように、つまり、通路２０ｆ、２２ｆの端部からシリンダ２０ａ、２２ａを見たときに、ピストン２０ｂ、２２ｂの先端部が見えるように、シリンダ２０ａ、２２ａ、ピストン２０ｂ、２２ｂおよび通路２０ｆ、２２ｆを形成することが好ましい。これにより、電圧遮断装置１０を通じて洗浄水が一方向に流通し、電圧遮断装置１０の通路２０ｆ、２２ｆ全体が効率的に洗浄可能となる。

本発明の好ましい実施形態による静電塗装システムのブロック図である。 本発明の好ましい実施形態による電圧遮断装置の斜視図である。 本発明の好ましい実施形態による電圧遮断装置の断面図である。 本発明の好ましい実施形態による電圧遮断装置から排出ヘッダ、供給ヘッダおよび第１と第２のリザーバを取り外して示す平面図である。 電圧遮断装置の作用を示す図であり、第２のリザーバが塗料の排出を完了し、第１のリザーバから塗料の排出を開始する状態を示す図である。 電圧遮断装置の作用を示す図であり、第２のリザーバが塗料受容位置に復帰した状態を示す図である。 電圧遮断装置の作用を示す図であり、第２のリザーバに塗料の供給が完了した後に、塗料排出位置に移動した状態を示す図である。 電圧遮断装置の作用を示す図であり、洗浄工程の好ましい形態を示す図である。

符号の説明

１０ 電圧遮断装置
１２ ケーシング
１４ ベース部材
１６ 排出ヘッダ
１８ 供給ヘッダ
２０ 第１のリザーバ
２２ 第２のリザーバ
２４ 第１のガイドレール
２６ 第２のガイドレール
２８ 第１のスライダ
３０ 第２のスライダ

Claims (2)

1. 塗料源から噴霧器へ供給される塗料に陰極電圧を印加して、正極電圧が印加された被塗装物に向けて噴霧する静電塗装システムで、前記陰極電圧が前記塗料源へ伝わることを防止する電圧遮断装置において、
   前記塗料源に連通した供給ヘッダと、
   前記供給ヘッダに対して離間配置され前記噴霧器に連通した排出ヘッダと、
   前記供給ヘッダと排出ヘッダとの間で直線方向に往復動作して前記供給ヘッダおよび排出ヘッダに選択的に結合可能に設けられた第１と第２のリザーバとを具備し、
   前記第１と第２のリザーバは、前記供給ヘッダに結合しているときに該供給ヘッダから塗料を受取り、前記排出ヘッダに結合しているときに該排出ヘッダに塗料を供給するようになっており、
   前記排出ヘッダは、前記直線方向に前記供給ヘッダに対面する側面に第１と第２の継手を有し、前記供給ヘッダは、前記直線方向に前記排出ヘッダに対面する側面に第３と第４の継手を有しており、
   前記第１のリザーバは前記排出ヘッダ及び前記供給ヘッダの第１と第３の継手に結合可能な排出側継手と供給側継手とを有し、前記第２のリザーバは前記排出ヘッダ及び前記供給ヘッダの第２と第４の継手に結合可能な排出側継手と供給側継手とを有しており、
   前記供給ヘッダと排出ヘッダの何れか一方が他方に接近離反可能に設けられており、
   前記供給ヘッダの第３と第４の継手と前記第１と第２のリザーバの供給側継手、および、前記第１と第２のリザーバの排出側継手と前記排出ヘッダの第１と第２の継手の全てを結合可能となっている電圧遮断装置。
2. 前記第１と第２のリザーバは、各々の供給継手と排出継手との間に直線状に延びる塗料通路と、該塗料経路に連通したシリンダと、該シリンダ内に摺動自在に配設されたピストンとを有しており、前記第１と第２のリザーバの各々の前記シリンダは、前記ピストンの少なくとも一部が前記塗料通路内に進入可能に形成されている請求項１に記載の電圧遮断装置。

Images