JP5465482B2 - 導電性塗料の静電塗装装置 - Google Patents
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Description
すなわち、静電塗装時においては、絶縁分離バルブは、塗料供給路を、高電圧が印加される印加側とそれ以外の非印加側とに電気的に絶縁分離する。これにより、塗装時の電流のリークが防止される。一方、塗装ガンへの塗料供給時には、絶縁分離バルブを含む塗料供給路が接続される。これにより、塗料の供給が可能となる。
図1は、本発明の第1実施形態に係る静電塗装装置1の概略構成を示す模式図である。
静電塗装装置1は、被塗物を静電塗装するものである。被塗物として、例えば自動車のボディ等を採用することができる。
塗装ガン13は、塗料をその先端から噴霧する。詳細には、塗装ガン13には、高電圧が印加された状態で塗料が供給される。これにより、静電塗装装置1は、塗料を帯電させて霧化し、塗装ガン13の先端から噴霧することで、静電塗装を行うことができる。
塗装ガン13は、上下左右に自在に往復動可能なラム14に固定されている。したがって、被塗物の形状に応じてラム14を上下左右に往復動させることにより、塗装ガン13の先端と被塗物との間隔をほぼ一定に維持させることができる。
絶縁分離バルブ32は、可動体18に固定されている雌型結合部材32Uと、塗装ガン13に固定されている雄型結合部材32Dとを備えている。可動体18は、ラム14に固定されたエアシリンダ19によって上下動される。したがって、可動体18が下動すると、雌型結合部材32Uが雄型結合部材32Dに接合する。また、可動体18が上動すると、雌型結合部材32Uが雄型結合部材32Dから分離する。
なお、絶縁分離バルブ32を構成する各部材については、雌型結合部材32Uと雄型結合部材32Dとが結合される側の端を、先端と称し、その反対側の端を、基端と称する。
バルブボディ51の中央内部から凹部52の底面52aまでを貫通するように、塗料供給通路53が形成されている。
凹部52の底面52aに設けられた接続部54は、凹部52と凸部62とが結合した場合に雄型結合部材32Dの接続部64と係合し、その結果、塗料供給通路53を、雄型結合部材32Dの塗料供給通路63に接続させる。
バルブボディ51の図2中右側面には、洗浄用流体供給部材55が配設されている。洗浄用流体供給部材55の中央内部から凹部52の底面52aまでを貫通するように、洗浄用流体供給孔55aが形成されている。また、バルブボディ51の同図中左側側面には、洗浄用流体排出部材56が配設されている。洗浄用流体排出部材56の中央内部から凹部52の底面52aまでを貫通するように、洗浄用流体排出孔56aが形成されている。
したがって、洗浄用流体供給開閉弁20(図1)からのエア又は洗浄用流体は、洗浄用流体供給孔55aを介して絶縁分離バルブ32に供給される。また、供給されたエア又は洗浄用流体は、洗浄用流体排出孔56aを介して洗浄用流体排出開閉弁21(図1)へ排出される。
バルブボディ61の中央内部から凸部62の上面62aまでを貫通するように、塗料供給通路63が形成されている。
凸部62の上面62aのうち、凹部52と凸部62とが結合した場合に雌型結合部材32Uの接続部54と係合する領域が、接続部64として設けられている。なお、接続部64は、このように本実施の形態では、凸部62の上面62aの一部の領域として形成されているが、凸部62とは独立した部材により構成することも可能である。接続部64は、雌型結合部材32Uの接続部54と係合することで、塗料供給通路63を、雌型結合部材32Uの塗料供給通路53に接続させる。
シール部材65は、接続部54と接続部64とが一定距離だけ離間した状態で凹部52の内周面に嵌合するように、凸部62の外周部に設けられている。
特に絶縁分離バルブ32周辺の動作については、図2乃至図5を参照して説明する。
図3乃至図5は、図2と同様に、静電塗装装置1の絶縁分離バルブ32の構成を示す縦断面図である。ただし、図2乃至図5のそれぞれにおいては、雌型結合部材32Uがそれぞれ異なる位置に配置されている。図2乃至図5の順に、雌型結合部材32Uが雄型結合部材32Dに接近していく様子を示すためである。
具体的には、エアシリンダ19によって可動体18が下動していくのに応じて、絶縁分離バルブ32の雌型結合部材32Uが、図2乃至図4の順で示されるように、雄型結合部材32Dに接近していくように下動していく。
最終的には、図5に示されるように、雌型結合部材32Uが雄型結合部材32Dに接合する。すなわち、雌型結合部材32Uの凹部52と雄型結合部材32Dの凸部62とが結合し、その結果、雌型結合部材32Uの接続部54と雄型結合部材32Dの接続部64とが係合する。これにより、雌型結合部材32Uの塗料供給通路53と雄型結合部材32Dの塗料供給通路63とが接続される。すなわち、カラーチェンジバルブCVから中間貯留槽12を結ぶ塗料供給路11が接続される。
このような状態で、カラーチェンジバルブCVによって目的とする塗料が選択されると、選択された塗料は、塗料ホース31、絶縁分離バルブ32、及び塗料ホース33を介して、中間貯留槽12に圧送されて蓄積されていく。
すなわち、洗浄弁SV2から洗浄用流体(W)が、洗浄用流体供給開閉弁20を介して、絶縁分離バルブ32の雌型結合部材32Uに供給される。この洗浄用流体は、洗浄用流体供給孔55aを介して洗浄空間に供給されて、洗浄空間内の洗浄に利用される。
このように、本実施形態では、雌型結合部材32Uの接続部54と雄型結合部材32Dの接続部64とが所定距離(例えば0.5mm)だけ離間した状態で洗浄が行われるので、接続部54と接続部64との全体の洗浄が可能になる。その結果、塗料もほぼ除去されるので、その後色替え等が行われたとしても、色混じりによる品質不良の発生を抑止することができる。
洗浄に用いられた洗浄用流体は、洗浄空間内に残留していた塗料と共に、雌型結合部材32Uの洗浄用流体排出孔56aを介して洗浄用流体排出開閉弁21へ排出される。
すなわち、図4の状態のまま、洗浄弁SV2からエア(A)が、洗浄用流体供給開閉弁20を介して、絶縁分離バルブ32の雌型結合部材32Uに供給される。このエアは、洗浄用流体供給孔55aを介して洗浄空間内に供給されて、雌型結合部材32Uの洗浄用流体排出孔56aを介して洗浄用流体排出開閉弁21へ排出される。
具体的には、エアシリンダ19によって可動体18が上動していくのに応じて、絶縁分離バルブ32の雌型結合部材32Uが、図4,図3,図2の順で示されるように、雄型結合部材32Dから遠ざかるように上動していく。
最終的には、図2に示されるように、雌型結合部材32Uの接続部54と雄型結合部材32Dの接続部64とが一定距離(例えば180mm以上)だけ離間した状態で、雌型結合部材32Uと雄型結合部材32Dとが保持される。これにより、電気的な絶縁が保たれることになる。
すなわち、電源の電圧が昇圧されて、塗装ガン13に高電圧が印加される。そして、塗料が、中間貯留槽12からトリガバルブ16を介して塗装ガン13の先端に供給される。すると、この塗料は、高電圧が印加されて帯電し、塗装ガン13の先端から噴霧される。これにより、静電塗装が行われる。
このように、本実施形態では電流のリークを考慮しなくてよいので、洗浄用流体を排出側(図1の例では洗浄用流体排出開閉弁21側)に押し出す程度の簡易なエアブローを行えば足り、その結果、エアブローの時間が短縮される。なお、洗浄用流体を排出側に押し出す程度のエアブローが必要な理由は、その程度の押し出しをしないと、電気的な絶縁をする目的で雌型結合部材32Uが雄型結合部材32Dから分離するときに、洗浄用流体が引き戻されて、印加側の雄型結合部材32Dに付着してしまうおそれがあるからである。すなわち、このような状態のまま静電塗装が行われると、雄型結合部材32Dに付着した洗浄用流体により、電流がリークするおそれがあるからである。
しかしながら、分離機構の構成は、第1実施形態の構成に特に限定されず、雌型結合部材32Uと雄型結合部材32Dとを、次の第1乃至第3の位置の各位置で保持させ得る構成であれば足りる。
第1の位置とは、塗料が中間貯留槽12へ供給される場合に取られる位置であって、雄型結合部材32Dの凸部62と雌型結合部材32Uの凹部52とが結合する位置である。なお、以下、第1の位置を、結合位置と称する。例えば第1実施形態では、図5が、雌型結合部材32Uと雄型結合部材32Dとが結合位置に保持されている状態を示している。
第2の位置とは、絶縁分離バルブ32が洗浄される場合に取られる位置であって、雄型結合部材32Dのシール部材65が雌型結合部材32Uの凹部52の内周面に嵌合する状態で、雌型結合部材32Uの接続部54と雄型結合部材32Dの接続部64とが所定距離(例えば0.05mm)だけ離間している位置である。なお、以下、第2の位置を、洗浄位置と称する。例えば第1実施形態では、図4が、雌型結合部材32Uと雄型結合部材32Dとが洗浄位置に保持されている状態を示している。
第3の位置とは、静電塗装が行われている場合に取られる位置であって、雌型結合部材32Uの接続部54と雄型結合部材32Dの接続部64との間の距離が、塗装ガン13に高電圧が印加された状態で電気的な絶縁を保つことが可能な所定距離(例えば180mm以上)となっている位置である。なお、以下、第3の位置を、分離位置と称する。例えば第1実施形態では、図2が、雌型結合部材32Uと雄型結合部材32Dとが分離位置に保持されている状態を示している。
図6乃至図8は、本発明の第2実施形態の静電塗装装置のうち、分離機構100と絶縁分離バルブ32との周辺の概略構成を示す縦断面図である。
ただし、図6は、絶縁分離バルブ32の雌型結合部材32Uと雄型結合部材32Dとが分離位置に保持されている状態を示している。図7は、雌型結合部材32Uと雄型結合部材32Dとが洗浄位置に保持されている状態を示している。図8は、雌型結合部材32Uと雄型結合部材32Dとが結合位置に保持されている状態を示している。
主シリンダ111は、上下方向に、可動筺体115内に配設されている。主シリンダ111には、前後進可能に主ロッド112が格納されている。ただし、主ロッド112の後進方向(主シリンダ111に格納される方向)は、上方向とされている。
洗浄位置用シリンダ113は、可動筺体115内の主シリンダ111の上方に配設されている。洗浄位置用シリンダ113には、前後進可能に洗浄位置用ロッド114が格納されている。ただし、洗浄位置用ロッド114の後進方向(洗浄位置用シリンダ113に格納される方向)は、下方向とされている。
可動筺体115の底部には、主ロッド112と絶縁分離バルブ32とが対向するようにそれぞれ固着されている。したがって、主シリンダ111による主ロッド112の前後進動作に連動して、可動筺体115と雌型結合部材32Uも上下動する。
ストッパ116は、可動筺体115の上部において、洗浄位置用ロッド114と対向するように配置されている。ストッパ116は、洗浄位置用ロッド114に係止した場合には、可動筺体115の下方への移動を規制する。換言すると、ストッパ116が洗浄位置用ロッド114に係止している状態で、洗浄位置用シリンダ113により洗浄位置用ロッド114が前進(上動)すると、それに連動してストッパ116も上動し、その結果、可動筺体115も上動する。
ただし、第2実施形態の静電塗装装置の動作は、第1実施形態の静電塗装装置1の動作と比較すると、絶縁分離バルブ32と分離機構100の動作のみが異なり、その他の動作は一致する。そこで、以下、絶縁分離バルブ32と分離機構100の動作のみを説明する。
なお、このとき、洗浄位置用ロッド114は、ストッパ116と接触しないように、洗浄位置用シリンダ113内に格納されている。
最終的には、雌型結合部材32Uの凹部52と雄型結合部材32Dの凸部62とが結合して、可動筺体115と雌型結合部材32Uの下動が停止する。これにより、図8に示されるように、雌型結合部材32Uと雄型結合部材32Dとは結合位置に保持される。
このような調整がなされていると、図7に示されるように、雌型結合部材32Uの接続部54と雄型結合部材32Dの接続部64とが所定距離d(例えばd=0.5mm)だけ離間した位置、すなわち、洗浄位置で、雌型結合部材32Uと雄型結合部材32Dとを保持させた状態で、絶縁分離バルブ32の洗浄が可能になる。
これにより、第1実施形態の場合と同様に、雌型結合部材32Uの接続部54と雄型結合部材32Dの接続部64との全体の洗浄が可能になる。その結果、塗料の残留もほぼ無くなるので、その後色替え等が行われても、色混じりによる品質不良の発生を抑止することができる。
さらに、第2実施形態では、主シリンダ111と主ロッド112のみならず、洗浄位置用シリンダ113と洗浄位置用ロッド114が用いられている。これにより、洗浄中、雌型結合部材32Uと雄型結合部材32Dとの配置位置を洗浄位置に保持させておくことが、より一段と確実にできる。
最終的には、主ロッド112が最後まで後進(上動)して停止すると、可動筺体115と雌型結合部材32Uの上動も停止する。これにより、図6に示されるように、雌型結合部材32Uと雄型結合部材32Dとは分離位置で保持される。すなわち、雌型結合部材32Uの接続部54と雄型結合部材32Dの接続部64とが一定距離D(例えばD=180mm以上)だけ離間して保持される。これにより、電気的な絶縁が保たれることになる。
その後、第1実施形態と同様に、電気的な絶縁が保たれた状態で、静電塗装が行われる。
なお、第3実施形態に係る静電塗装装置1のその他の構成や動作については、第1実施形態に係る静電塗装装置1と同様であるので、それらの説明は省略する。
なお、第4実施形態に係る静電塗装装置1のその他の構成や動作については、第1実施形態に係る静電塗装装置1と同様であるので、それらの説明は省略する。
(1)特許文献1に記載の従来技術では、絶縁分離バルブ用の洗浄経路は、印加側の結合部材(下側バルブ)内にも形成されていた。このため、導電性の洗浄用流体が印加側の結合部材内に残留して、静電塗装中に電流がリークするおそれがあった。特に、水性塗料で一般的に使われるアミン(例えばジメチルエチルアミン等)を成分とした洗浄用流体が利用された場合、ホースや壁面にアミンが析出するため、電流のリークの発生確率はより一段と高くなる。そこで、このような電流のリークの発生確率を低減させるためには、洗浄後の入念なエアブローが必要であった。特に、難洗浄性塗料(例えば水性プライマー等)が利用された場合、洗浄は勿論のこと、エアブローにも多大な時間を要していた。
これに対して、第1乃至第4実施形態においては、洗浄用流体供給孔55aと洗浄用流体排出孔56aとを、絶縁分離バルブ32のうち、非印加側の雌型結合部材32Uに設けた。その結果、洗浄経路は、非印加側の雌型結合部材32U内に形成され、印加側の雄型結合部材32D内には形成されない。このため、導電性の洗浄用流体が、非印加側の洗浄経路内にたとえ残留していたとしても、印加側に浸入することは無い。よって、塗装ガン13から電流がリークするおそれがなくなる。さらに、電流のリークを考慮しなくてよいので、洗浄用流体を排出側に押し出す程度の簡易なエアブローを行えば足り、結果として、エアブローの時間も短縮される。
これに対して、第1乃至第3実施形態においては、雄型結合部材32Dにシール部材65を設け、雌型結合部材32Uの凹部52の内周面にシール部材65が嵌合する範囲内で凸部62と凹部52とを離間させた状態で、絶縁分離バルブ32を洗浄することを可能にした。また、第4実施形態においては、雌型結合部材32Uにシール部材201を設け、雌型結合部材32Uの凸部62の外周面にシール部材201が嵌合する範囲内で凸部62と凹部52とを離間させた状態で、絶縁分離バルブ32を洗浄することを可能にした。すなわち、雌型結合部材32Uと雄型結合部材32Dとを洗浄位置で保持させた状態で、絶縁分離バルブ32を洗浄することを可能とした。これにより、雌型結合部材32Uの接続部54と雄型結合部材32Dの接続部64との全体(従来の接合面全体に相当)の洗浄が可能になる。その結果、色混じりによる品質不良の発生を抑止することができる。また、塗料の残留がほぼなくなるので、印加側に塗料が付着すること等もなくなり、その結果、塗装ガン13から電流がリークするおそれがなくなる。
例えば、絶縁分離バルブ32を分離させる分離手法としては、上述の第1乃至第4実施形態では、雄型結合部材32Dを固定して、雌型結合部材32Uを可変させる手法が採用された。しかしながら、分離手法は、当該手法に特に限定されない。例えば、雌型結合部材32Uを固定して、雄型結合部材32Dを可変させる手法を採用することもできるし、雌型結合部材32Uと雄型結合部材32Dとの両者を可変させる手法を採用することもできる。
また例えば、絶縁分離バルブ32の分離の方向も、上述の第1乃至第4実施形態では上下方向とされていが、当該方向に特に限定されず、任意の方向でよい。
また例えば、絶縁分離バルブ32の構成は、上述の第1乃至第4実施形態の構成に特に限定されず、非印加側の雌型結合部材32U内に洗浄経路を形成させる一方で印加側の雄型結合部材32D内には洗浄経路を形成させないことを可能にする構成であれば足りる。具体的には例えば、洗浄用流体供給孔55aと洗浄用流体排出孔56aとは、上述の第1乃至第4実施形態では雌型結合部材32Uの凹部52の底面52aに設けられていたが、これに限定されない。例えば、雌型結合部材32Uの接続部54と雄型結合部材32Dの接続部64とが接続状態の位置から所定距離だけ離れているときに、接続部54と接続部64とに洗浄液を供給して排出できる位置、具体的には例えば凹部52の底面52aの近傍に設けるようにしてもよい。
また例えば、洗浄用流体供給孔55aと洗浄用流体排出孔56aとは、上述の第1乃至第4実施形態では雌型結合部材32Uに設けられていたが、これに限定されない。例えば、洗浄用流体供給孔55aと洗浄用流体排出孔56aとは、雄型結合部材32Dに設けるようにしてもよい。
11 塗料供給路
13 塗装ガン
18 可動体
19 エアシリンダ
32 絶縁分離バルブ
32D 雄型結合部材
32U 雌型結合部材
52 凹部
53 塗料供給通路
54 接続部
55a 洗浄用流体供給孔
56a 洗浄用流体排出孔
61a ガイド部
62 凸部
63 塗料供給通路
64 接続部
100 分離機構
201 シール部材
Claims (6)
- 高電圧が印加される塗装ガンに塗料供給路を介して導電性塗料を供給する導電性塗料の静電塗装装置であって、
前記塗料供給路を前記高電圧が印加される印加側とそれ以外の非印加側とに電気的に絶縁分離し得る絶縁分離バルブを備えるものにおいて、
前記絶縁分離バルブは、
一方の結合部となる凹部を有すると共に、前記凹部の底面に、前記塗料供給路の接続部となる第1接続部を有する雌型結合部材と、
前記凹部に結合する他方の結合部となる凸部を有すると共に、前記凸部の先端に、前記第1接続部に接続される流路の接続部となる第2接続部を有する雄型結合部材と、
からなり、
前記雌型結合部材及び前記雄型結合部材の何れか一方の結合部材は、
前記非印加側に設けられると共に、
前記第1接続部と前記第2接続部とが接続状態の位置から所定距離だけ離れているときに、前記第1接続部及び前記第2接続部に洗浄用流体及び乾燥用流体を供給する供給孔と、前記第1接続部及び前記第2接続部に供給された洗浄用流体及び乾燥用流体を排出する排出孔と、を備え、少なくとも前記供給孔は印加側の第1接続部又は第2接続部に指向して設けられ、
他方の結合部材は、前記印加側に設けられる
ことを特徴とする導電性塗料の静電塗装装置。 - 高電圧が印加される塗装ガンに塗料供給路を介して導電性塗料を供給する導電性塗料の静電塗装装置であって、
前記塗料供給路を前記高電圧が印加される印加側とそれ以外の非印加側とに電気的に絶縁分離し得る絶縁分離バルブを備えるものにおいて、
前記絶縁分離バルブは、
一方の結合部となる凹部を有すると共に、前記凹部の底面に、前記塗料供給路の接続部となる第1接続部を有する雌型結合部材と、
前記凹部に結合する他方の結合部となる凸部を有すると共に、前記凸部の先端に、前記第1接続部に接続される流路の接続部となる第2接続部を有する雄型結合部材と、
からなり、
前記雌型結合部材及び前記雄型結合部材の何れか一方の結合部材は、
前記非印加側に設けられると共に他方の結合部材の下方に配置され、かつ、
前記第1接続部と前記第2接続部とが接続状態の位置から所定距離だけ離れているときに、前記第1接続部及び前記第2接続部に洗浄用流体及び乾燥用流体を供給する供給孔と、前記第1接続部及び前記第2接続部に供給された洗浄用流体及び乾燥用流体を排出する排出孔と、
を備え、
他方の結合部材は、前記印加側に設けられる
ことを特徴とする導電性塗料の静電塗装装置。 - 前記供給孔と排出孔は重力方向に傾斜して設けられることを特徴とする請求項2に記載
の導電性塗料の静電塗装装置。 - 前記雄型結合部材又は前記雌型結合部材は、前記凸部の外周部又は前記凹部の内周部に、前記雌型結合部材の前記凹部の内周面又は前記雌型結合部材の前記凸部の外周面に嵌合するシール部材をさらに備え、
前記雌型結合部材又は前記雄型結合部材の少なくとも一方を移動させて、前記シール部材が前記内周面又は前記外周面に嵌合する範囲で前記第1接続部と前記第2接続部との接続状態の位置から前記所定距離だけ離れた位置で停止させることが可能な分離手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項1乃至3のうちのいずれかに記載の導電性塗料の静電塗装装置。 - 前記洗浄用流体は脱イオン水であることを特徴とする請求項1乃至4のうちのいずれかに記載の導電性塗料の静電塗装装置。
- 前記雄型結合部材は、前記第1接続部と前記第2接続部とが接続されているときに、前記雌型結合部材の前記凹部が形成された部分を外側から覆う形状のガイド部をさらに備える
ことを特徴とする請求項1乃至5のうちのいずれかに記載の導電性塗料の静電塗装装置。
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