JP5901359B2 - 静電塗装システムの中間貯留装置及びその洗浄方法 - Google Patents

Description

本発明は、静電塗装システムの中間貯留装置及びその洗浄方法に関する。

従来、自動車車体の静電塗装システムとして、ボルテージブロック方式の静電塗装システムが知られている（特許文献１参照）。この静電塗装システムでは、接地電位から絶縁された中間貯留装置に、塗料供給源から導電性塗料を導入して一時的に貯留する。その後、中間貯留装置と塗料供給源とを連通する供給路を洗浄して乾燥することで電圧ブロックを形成し、中間貯留装置と塗料供給源とを電気的に絶縁する。そして、この状態で、導電性塗料に高電圧を印加して塗装ガンに供給することで、被塗装物に対して静電塗装を行う。

ところで、上記の静電塗装システムでは、塗色を切り替える際には、中間貯留装置を洗浄した後に、次の塗色の導電性塗料を導入する。このとき、中間貯留装置の洗浄が不十分である場合には、次回塗装する塗色と前回塗装した塗色とが混色する。また、中間貯留装置を十分に洗浄するために洗浄に時間をかけると、サイクルタイムが長くなる。そこで特許文献１では、塗料が貯留されるシリンダ室に開口する注入孔部から、洗浄液をシリンダ室に注入してシリンダ室を洗浄し、洗浄後の廃液を吐出孔部から排出することが開示されている。

特開２００４−２７５９７７号公報

しかしながら、注入孔部からシリンダ室に注入された洗浄液は、シリンダ室内に残存する塗料を押し出しながら、吐出孔部へと流れる。即ち、シリンダ室内に残存する塗料は、洗浄液の流れに対して抵抗となる。このとき、洗浄液は、残存する塗料を押し出しながら注入孔部と吐出孔部とを直線状に結ぶ最短経路を流れ、当該最短経路の洗浄が完了すると、抵抗が小さくなったこの最短経路を流れ続ける。そのため、その他の部位、特に注入孔部と吐出孔部の中間脇部（後述する図４（Ｂ）記載のＰ位置）の洗浄に時間がかかるという問題があった。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、効率良く洗浄できる静電塗装システムの中間貯留装置及びその洗浄方法を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明は、塗料供給源（例えば、後述の色替弁機構２０）と塗装ガン（例えば、後述の塗装ガン６０）との間に設けられ、塗料が貯留されるシリンダ（例えば、後述のシリンダ１１）と、当該シリンダのシリンダ室（例えば、後述のシリンダ室１４）を摺動可能なピストン（例えば、後述のピストン１２）と、当該ピストンを駆動させる駆動源（例えば、後述のサーボモータ１３）と、を備える静電塗装システム（例えば、後述の静電塗装システム１）の中間貯留装置（例えば、後述の中間貯留装置１０）を提供する。本発明に係る静電塗装システムの中間貯留装置は、前記シリンダ室に開口し、前記塗料供給源に接続された第１孔部（例えば、後述の第１孔部１４１）と、前記シリンダ室に開口し、前記塗装ガンに接続された第２孔部（例えば、後述の第２孔部１４２）と、前記第１孔部から洗浄液を供給し、洗浄後の廃液を前記第２孔部から排出することで、前記シリンダ室を洗浄する第１洗浄手段（例えば、後述の制御装置７０，第１洗浄弁２１，第２ダンプ弁４１等）と、前記第２孔部から洗浄液を供給し、洗浄後の廃液を前記第１孔部から排出することで、前記シリンダ室を洗浄する第２洗浄手段（例えば、後述の制御装置７０，第２洗浄弁５１，第１ダンプ弁３１等）と、前記第１洗浄手段による洗浄と前記第２洗浄手段による洗浄とを切り替える切替手段（例えば、後述の制御装置７０，第１洗浄弁２１，第２ダンプ弁４１，第２洗浄弁５１，第１ダンプ弁３１等）と、を備え、前記第１孔部の開口径と前記第２孔部の開口径とは相違しており、前記第１洗浄手段は、洗浄液及び乾燥用エアの供給を前記第１孔部に向かう第１方向の流れについて制御する第１洗浄弁（例えば、後述の第１洗浄弁２１）を有し、前記第２洗浄手段は、洗浄液及び乾燥用エアの供給を前記第２孔部に向かう第２方向の流れについて制御する第２洗浄弁（例えば、後述の第２洗浄弁５１）を有する、ことを特徴とする。

本発明では、静電塗装システムの中間貯留装置において、シリンダ室に開口し且つ塗料供給源に接続された第１孔部と、シリンダ室に開口し且つ塗装ガンに接続された第２孔部と、を設ける。そして、第１孔部からの洗浄液の供給と、第２孔部からの洗浄液の供給とを切り替えながら、シリンダ室を洗浄する。従来のように、一方の孔部からのみ洗浄液を供給すると、他方の孔部側の中間部（後述する図４（Ｂ）記載のＰ位置）の洗浄に時間がかかるところ、本発明によれば一方の孔部から洗浄液を一定時間供給した後、他方の孔部から洗浄液を一定時間供給するため、双方の孔部近傍に残存する塗料を効率良く排出できる。従って、本発明によれば、効率良く洗浄できる静電塗装システムの中間貯留装置を提供できる。

特に、第１孔部の開口径と、第２孔部の開口径を相違させる。これにより、開口径が大きい方の孔部から洗浄液を供給し、開口径が小さい方の孔部から洗浄後の廃液を排出する場合に、排出側の圧力、即ち背圧が高まる。そのため、洗浄液が抵抗の小さい部位のみを流れて排出されるのを抑制でき、シリンダ室全体を効率良く洗浄できる。

また、特に、前記第１洗浄手段は、洗浄液及び乾燥用エアの供給を前記第１孔部に向かう第１方向の流れについて制御する第１洗浄弁を有し、前記第２洗浄手段は、洗浄液及び乾燥用エアの供給を前記第２孔部に向かう第２方向の流れについて制御する第２洗浄弁を有する。これにより、第１孔部から洗浄液を供給する第１洗浄と、第２孔部から洗浄液を供給する第２洗浄とが確実に切り替えられながらシリンダ室全体を効率良く洗浄できる。

この場合、前記ピストンの先端外周部に嵌合する環状のシール部材（例えば、後述のシール部材１５）をさらに備え、前記シリンダ室の先端面（例えば、後述のシリンダ１１の先端部１１０の内面）に対向する前記シール部材の先端面が、前記ピストンの先端面（例えば、後述の先端面１２０）と略面一に形成され、前記洗浄液の流れを確保しつつ、前記シリンダ室のシリンダ軸方向の長さを略均等とされていることが好ましい。

この発明では、ピストンの先端外周部に嵌合する環状のシール部材をさらに備え、シリンダ室の先端面に対向するシール部材の先端面が、ピストンの先端面と略面一に形成され、洗浄液の流れを確保しつつ、シリンダ室のシリンダ軸方向の長さが略均等とされる。そのため、シリンダ室を流れる洗浄液に対する抵抗が略均等となり、洗浄液がシリンダ室全体に均等に分散することで、より効率良くシリンダ室を洗浄できる。

この場合、前記第１洗浄手段による洗浄の実行中及び前記第２洗浄手段による洗浄の実行中に、前記駆動源を制御して前記ピストンを駆動させる駆動源制御手段（例えば、後述の制御装置７０）をさらに備えることが好ましい。

この発明では、第１孔部から洗浄液を供給しているときと、第２孔部から洗浄液を供給しているときに、ピストンを駆動させる。これにより、シリンダ室の容積を変化させながら洗浄液を供給することで、シリンダ室に残存している塗料を撹拌して粘度を低下させることができるため、さらに効率良くシリンダ室を洗浄できる。

また、塗料供給源と塗装ガンとの間に設けられ、塗料が貯留されるシリンダと、当該シリンダのシリンダ室を摺動可能なピストンと、当該ピストンを駆動させる駆動源と、を備える静電塗装システムの中間貯留装置の洗浄方法を提供する。この発明に係る静電塗装システムの中間貯留装置の洗浄方法は、前記シリンダ室に開口し且つ前記塗料供給源に接続された第１孔部からの洗浄液の供給と、前記シリンダ室に開口し且つ前記塗装ガンに接続された第２孔部からの洗浄液の供給とを切り替えて、前記シリンダ室を洗浄するに際し、
前記第１孔部の開口径と前記第２孔部の開口径とを、シリンダ室の洗浄効率を高めるべく、相違させ、前記第１孔部から洗浄液を供給し、洗浄後の廃液を前記第２孔部から排出することで、前記シリンダ室を洗浄する第１洗浄と、前記第２孔部から洗浄液を供給し、洗浄後の廃液を前記第１孔部から排出することで、前記シリンダ室を洗浄する第２洗浄と、を行い、前記第１洗浄では、洗浄液及び乾燥用エアの供給を前記第１孔部に向かう第１方向の流れについて制御し、前記第２洗浄では、洗浄液及び乾燥用エアの供給を前記第２孔部に向かう第２方向の流れについて制御する、ことを特徴とする。

この場合、前記ピストンの先端外周部に嵌合する環状のシール部材を適用し、前記シリンダ室の先端面に対向する前記シール部材の先端面が、前記ピストンの先端面と略面一となるように前記シール部材を配置して、前記洗浄液の流れを確保しつつ、前記シリンダ室のシリンダ軸方向の長さを略均等として前記シリンダ室を洗浄することが好ましい。

この場合、前記第１孔部からの洗浄液の供給中及び前記第２孔部からの洗浄液の供給中に、前記駆動源により前記ピストンを駆動させて、前記シリンダ室を洗浄することが好ましい。

上述の各静電塗装システムの中間貯留装置の洗浄方法に係る発明によれば、上述の各静電塗装システムの中間貯留装置に係る発明と同様の効果が奏される。

本発明によれば、効率良く洗浄できる静電塗装システムの中間貯留装置及びその洗浄方法を提供できる。

第１実施形態に係る中間貯留装置を備える静電塗装システムの概略構成図である。 第１実施形態に係る中間貯留装置の構成を示す部分断面図である。 洗浄液の経路を説明するための図であり、（Ａ）は、シリンダの先端部の外周縁近傍に、シリンダの先端部の中心に対して互いに略対称となる位置に同一開口径の供給孔部と排出孔部を設けたときの洗浄液の経路を示す図であり、（Ｂ）及び（Ｃ）は、各経路の経路抵抗と排出抵抗との関係を示す図である。 第１実施形態に係る第１洗浄を説明するための図であり、（Ａ）は、第１洗浄実行時の洗浄液の流れを示す図であり、（Ｂ）は、第１洗浄実行時の洗浄の様子を示す図である。 第１実施形態に係る第２洗浄を説明するための図であり、（Ａ）は、第２洗浄実行時の洗浄液の流れを示す図であり、（Ｂ）は、第２洗浄実行時の洗浄の様子を示す図である。 第１孔部の開口径と第２孔部の開口径との関係を示す図であり、（Ａ）は、同一開口径の第１孔部と第２孔部を設けたときの洗浄の様子を示す図であり、（Ｂ）は、第２孔部の開口径を第１孔部の開口径よりも小さくしたときの洗浄の様子を示す図である。 第３実施形態に係る中間貯留装置の先端部の部分断面拡大図である。 第２洗浄実行時にピストンを摺動させたときの洗浄の様子を示す断面図であり、（Ａ）は、第２孔部から洗浄液を供給し始めたとき、（Ｂ）は、ピストンをシリンダに対して後退させていくとき、（Ｃ）は、シリンダに対するピストンの後退を停止したとき、（Ｄ）は、ピストンをシリンダに対して前進させていくときの様子を示している。

本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、第１実施形態以降の説明では、第１実施形態と共通する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る中間貯留装置１０を備える静電塗装システム１の概略構成図である。本実施形態に係る中間貯留装置１０は、本発明に係る洗浄方法を実行可能となっている。
静電塗装システム１は、第１洗浄弁２１を備える色替弁機構２０と、第１ダンプ弁３１と、第１トリガ弁３２と、中間貯留装置１０と、第２ダンプ弁４１と、第２トリガ弁４２と、第２洗浄弁５１と、塗装ガン６０と、制御装置７０と、を備える。

色替弁機構２０は、接地されており、後述する中間貯留装置１０の第１孔部１４１に接続されている。色替弁機構２０は、第１洗浄弁２１と、複数の塗料弁２２，２３と、を備える。
第１洗浄弁２１は、図示しない洗浄液タンク及びエア供給源が接続されており、洗浄液Ｗ及び乾燥用エアＡの供給を制御する。複数の塗料弁２２，２３は、図示しない複数の塗料タンクが接続されており、異なる塗色の導電性塗料の供給を制御する。

第１ダンプ弁３１は、第１排出路３３が接続されている。後述する第２洗浄弁５１により、後述する中間貯留装置１０のシリンダ室１４に供給された洗浄液Ｗは、シリンダ室１４を洗浄して廃液となり、第１ダンプ弁３１及び第１排出路３３を介して排出される。
第１トリガ弁３２は、色替弁機構２０の複数の塗料弁２２，２３からの導電性塗料の供給を制御する。また、色替弁機構２０の第１洗浄弁２１からの洗浄液Ｗ及び乾燥用エアＡの供給を制御する。

中間貯留装置１０は、シリンダ１１と、ピストン１２と、サーボモータ１３と、を備える。本実施形態では、中間貯留装置１０は、図示しないロボットアームに搭載されて、自在にその向きが変更可能となっている。
シリンダ１１は、略円筒形状であり、絶縁樹脂製である。シリンダ１１内には、ピストン１２を介して、導電性塗料が貯留されるシリンダ室１４が形成される。シリンダ１１の先端部１１０には、シリンダ室１４に開口する第１孔部１４１及び第２孔部１４２が穿設されている。
第１孔部１４１は、色替弁機構２０に接続されており、第２孔部１４２は、後述する塗装ガン６０に接続されている。

ピストン１２は、絶縁樹脂製であり、ピストンロッド１２１が連結されている。ピストンロッド１２１には、サーボモータ１３が図示しないボールねじ機構を介して連結されており、サーボモータ１３を駆動させることで、ピストン１２がシリンダ室１４を摺動可能となっている。

色替弁機構２０と中間貯留装置１０との間には、図示しないボルテージブロック機構が設けられている。このボルテージブロック機構により、色替弁機構２０と中間貯留装置１０とが電気的に絶縁されることで、中間貯留装置１０に連結された後述する塗装ガン６０にて、導電性塗料に高電圧を印加することが可能となっている。

第２ダンプ弁４１は、第２排出路４３が接続されている。第１洗浄弁２１により、中間貯留装置１０のシリンダ室１４に供給された洗浄液Ｗは、シリンダ室１４を洗浄して廃液となり、第２ダンプ弁４１及び第２排出路４３を介して排出される。
第２トリガ弁４２は、後述する塗装ガン６０への導電性塗料の供給を制御する。また、後述する第２洗浄弁５１からの洗浄液Ｗ及び乾燥エアＡの供給を制御する。

第２洗浄弁５１は、図示しない洗浄液タンク及びエア供給源が接続されており、洗浄液Ｗ及び乾燥用エアＡの供給を制御する。

塗装ガン６０は、中間貯留装置１０の第２孔部１４２に接続されている。塗装ガン６０は、図示しないロボットアームに搭載され、図示しない高電圧印加部を備える。第２トリガ弁４２を介して塗装ガン６０に供給された導電性塗料は、高電圧印加部により高電圧が印加された状態で、塗装ガン６０の先端から噴出される。

制御装置７０は、色替弁機構２０、第１ダンプ弁３１、第１トリガ弁３２、中間貯留装置１０、第２ダンプ弁４１、第２トリガ弁４２、第２洗浄弁５１及び塗装ガン６０を制御する。具体的には、制御装置７０は、各弁の開閉制御、中間貯留装置１０のサーボモータ１３の駆動制御及び塗装ガン６０の駆動制御をすることで、導電性塗料の供給及び噴出と、洗浄液Ｗ及び乾燥用エアＡの供給及び排出を制御する。これにより、静電塗装の実行と、静電塗装実行後の洗浄の実行が可能となっており、ひいては塗色の切り替えが可能となっている。
なお、制御装置７０は、第１孔部１４１から洗浄液Ｗを供給する第１洗浄を実行する第１洗浄部と、第２孔部１４２から洗浄液Ｗを供給する第２洗浄を実行する第１洗浄部と、を備える。また、制御装置７０は、第１洗浄と第２洗浄との切り替えを実行する切替部と、駆動源としてのサーボモータ１３を駆動制御する駆動源制御部と、を備える。

次に、本実施形態に係る中間貯留装置１０について、さらに詳しく説明する。
図２は、中間貯留装置１０の構成を示す部分断面図である。より具体的には、図２は、洗浄実行時の中間貯留装置１０を示している。図２に示すように、洗浄実行時には、ピストン１２をシリンダ１１の先端部１１０近傍まで摺動させる。そのため、ピストン１２の先端面１２０とシリンダ１１の先端部１１０との間の僅かなクリアランスによりシリンダ室１４が形成され、この小さな容積のシリンダ室１４に導電性塗料が残存することとなる。

上述したように、ピストンロッド１２１とサーボモータ１３は、ボールねじ機構１３１を介して連結されている。これにより、サーボモータ１３の回転運動がボールねじ機構１３１により直線運動に変換されることで、ピストンロッド１２１がシリンダ１１に対して進退し、ピストン１２がシリンダ室１４を摺動する。
ピストン１２の先端外周部には、環状のシール部材１５が嵌設されている。シール部材１５は、絶縁樹脂製（例えば、テフロン（登録商標）製）のシール部材本体１５１の先端側に、Ｏリング１５２が埋設された構造となっている。

また、連結部材１４３を介して色替弁機構２０に接続された第１孔部１４１と、連結部材１４３を介して塗装ガン６０に接続された第２孔部１４２は、シリンダ１１の先端部１１０の外周縁近傍に、シリンダ１１の軸に対して互いに略対称となる位置に穿設されている。また、第１孔部１４１及び第２孔部１４２は、シリンダ１１の径方向の位置が、導電性塗料が残存し易いシール部材１５とピストン１２の先端外周部との境界部近傍となるようにそれぞれ設けられている。これにより、かかる境界部近傍に向けて洗浄液Ｗを供給できるため、洗浄効率が向上する。

ここで、図３は、洗浄液の経路を説明するための図であり、図３（Ａ）は、シリンダ１１の先端部１１０の外周縁近傍に、シリンダ１１の先端部１１０の中心に対して互いに略対称となる位置に同一開口径の供給孔部と排出孔部を設けたときの洗浄液Ｗの経路を示す図である。より具体的には、図３（Ａ）は、洗浄実行時のシリンダ室１４をシリンダ１１の基端側から見た図である。
図３（Ａ）に示すように、洗浄液Ｗが供給される供給孔部９１から、シリンダ１１の先端部１１０の略中心を通って略直線状に延び、洗浄液Ｗが排出される排出孔部９２に至る経路を経路Ｘとする。また、供給孔部９１から、シリンダ１１の先端部１１０の外周縁近傍を通って曲線状に延び、排出孔部９２に至る経路（即ち、シール部材１５が配置される位置に相当する経路）を経路Ｚとし、供給孔部９１から経路Ａと経路Ｃとの間を通って曲線状に延び、排出孔部９２に至る経路を経路Ｙとする。

図３（Ｂ）及び（Ｃ）は、各経路の経路抵抗と排出抵抗との関係を示す図である。ここで排出抵抗とは、排出孔部９２を流れるときの抵抗を表し、所謂背圧の大きさを意味する。また、経路抵抗が排出抵抗よりも大きい経路では、洗浄液Ｗが流れ難いことを意味する。従って、図３（Ｂ）の場合、経路Ｙの経路抵抗が最も大きく排出抵抗よりも大きいため、経路Ｙでは洗浄液Ｗが流れ難いことが分かる。これに対して、経路Ｘと経路Ｚでは、排出抵抗よりも経路抵抗が小さいことから、これらの経路では洗浄液Ｗが流れ易いことが分かる。一方、図３（Ｃ）の場合、経路Ｙの経路抵抗が排出抵抗よりも小さいため、経路Ｙでも洗浄液Ｗが流れ易いことが分かる。
なお、経路Ｚの経路抵抗が経路Ｘの経路抵抗よりも小さい理由は、経路Ｚは経路Ｘよりも経路長が長いものの、シリンダ１１の先端部１１０とピストン１２の先端部外周に嵌設された環状のシール部材１５との間のクリアランスが、シリンダ１１の先端部１１０とピストン１２の先端面１２０との間のクリアランスよりも大きいためである。

通常、供給孔部９１からシリンダ室１４に供給された洗浄液Ｗは、シリンダ室１４に残存する導電性塗料を押し出しながら、排出孔部９２へと流れる。即ち、シリンダ室１４に残存する導電性塗料は、洗浄液Ｗの流れに対して抵抗となる。このとき、洗浄液Ｗは、残存する導電性塗料を押し出しながら、経路抵抗の小さい経路Ｘと経路Ｚを流れ、経路Ｘ及び経路Ｚの洗浄が完了すると、抵抗が小さくなった経路Ｘ及び経路Ｚを流れ続ける。そのため、経路Ｙに残存する導電性塗料は、経路Ｘ及び経路Ｚを流れる洗浄液Ｗとの界面での速度差により引き出される効果と、当該界面での洗浄液による導電性塗料の溶解効果により、洗浄が推進される。
しかしながら、この洗浄は、物理的な押し出しに対して時間を要するため、経路Ｙの特に排出孔部９２近傍の洗浄に時間がかかることになる。また、シリンダ１１の構成上、供給孔部９１と排出孔部９２の開口径に対して、シリンダ１１の内径ははるかに大きく、シリンダ１１の大容量化によりシリンダ１１の内径が大きくなるほど、この傾向は顕著となり、洗浄に時間を要することになる。

そこで本実施形態では、シリンダ室１４の洗浄効率を高めるために、制御装置７０の切替部により、第１孔部１４１から洗浄液Ｗを供給する第１洗浄部による第１洗浄と、第２孔部１４２から洗浄液Ｗを供給する第２洗浄部による第２洗浄とを切り替えながら、シリンダ室１４を洗浄する。
図４は、本実施形態に係る第１洗浄を説明するための図であり、図４（Ａ）は、第１洗浄実行時の洗浄液Ｗの流れを示す図である。図４（Ａ）に示すように、第１洗浄では、色替弁機構２０の第１洗浄弁２１により第１孔部１４１から洗浄液Ｗを供給し、洗浄後の廃液を第２孔部１４２から排出することで、シリンダ室１４を洗浄する。このとき、制御装置７０の切替部は、第１ダンプ弁３１及び第２洗浄弁５１を閉弁し、第１洗浄弁２１、第１トリガ弁３２及び第２ダンプ弁４１を開弁することで、第１洗浄を実行する。

図４（Ｂ）は、第１洗浄実行時の洗浄の様子を示す図である。より具体的には、図４（Ｂ）は、第１洗浄実行時のシリンダ室１４をシリンダ１１の基端側から見た図である。図４（Ｂ）に示すように、第１孔部１４１から供給された洗浄液Ｗは、上述したように経路Ｘ及び経路Ｚを流れて、第２孔部１４２から排出される。またこのとき、供給側の第１孔部１４１の近傍では洗浄液Ｗの圧力が周囲にほぼ均等に伝わるものの、導電性塗料の抵抗により次第に排出方向へと偏向する。そのため、経路Ｘと経路Ｚとの間のうち、特に排出側の第２孔部１４２の近傍に、導電性塗料Ｐが多量に残存する。

図５は、本実施形態に係る第２洗浄を説明するための図であり、図５（Ａ）は、第２洗浄実行時の洗浄液Ｗの流れを示す図である。図５（Ａ）に示すように、第２洗浄では、第２洗浄弁５１により第２孔部１４２から洗浄液Ｗを供給し、洗浄後の廃液を第１孔部１４１から排出することで、シリンダ室１４を洗浄する。このとき、制御装置７０の切替部は、第１洗浄弁２１、第１トリガ弁３２及び第２ダンプ弁４１を閉弁し、第１ダンプ弁３１及び第２洗浄弁５１を開弁することで、第２洗浄を実行する。

図５（Ｂ）は、第２洗浄実行時の洗浄の様子を示す図である。より具体的には、図５（Ｂ）は、第２洗浄実行時のシリンダ室１４をシリンダ１１の基端側から見た図である。図５（Ｂ）に示すように、第２孔部１４２から供給された洗浄液Ｗは、上述したように経路Ｘ及び経路Ｚを流れて、第１孔部１４１から排出される。またこのとき、供給側の第２孔部１４２の近傍では、洗浄液Ｗの圧力が周囲にほぼ均等に伝わるため、第１洗浄実行後に第２孔部１４２の近傍に多量に残存していた導電性塗料Ｐは、排出側の第１孔部１４１へと押し出されて排出される。これにより、シリンダ室１４全体が効率良く洗浄される。

なお、第２洗浄実行後、さらに第１洗浄を実行してもよく、第１洗浄と第２洗浄を交互に繰り返し実行してもよい。これにより、サイクルタイムが長くなりすぎない範囲内で、より効率良くシリンダ室１４を洗浄できる。
また、第２洗浄の実行時間は、第１洗浄の実行時間よりも短時間でよい。これは、第１洗浄の実行により、すでに残存していた導電性塗料Ｐの溶解が一部進行してその粘度が低下しており、容易に導電性塗料Ｐを押し出すことができるからである。

本実施形態に係る中間貯留装置１０を備える静電塗装システム１は、以下のように動作する。
先ず、制御装置７０により、第１ダンプ弁３１、第２ダンプ弁４１及び第２トリガ弁４２を閉弁し、いずれかの塗料弁及び第１トリガ弁を開弁する。また、制御装置７０の駆動源制御部により、中間貯留装置１０のサーボモータ１３を駆動する。これにより、所定の塗色の導電性塗料が中間貯留装置１０のシリンダ室１４へと圧送され、第２トリガ弁４２まで導電性塗料が供給される。

次いで、シリンダ室１４への導電性塗料の充填が終了すると、制御装置７０により、図示しないボルテージブロック機構を制御して、色替弁機構２０と中間貯留装置１０とを電気的に絶縁する。

次いで、制御装置７０により、第２トリガ弁４２を開弁し、サーボモータ１３の駆動作用でピストン１２をシリンダ１１に対して前進させる。すると、シリンダ室１４に貯留されていた導電性塗料が、塗装ガン６０に向けて圧送される。塗装ガン６０に圧送された導電性塗料は、高電圧印加部で高電圧が印加され、この状態で、塗装ガン６０の先端から噴出される。これにより、被塗装物に対して導電性塗料が静電塗装される。

静電塗装が終了した後、新たに異なる塗色の導電性塗料を塗装する際には、制御装置７０により、第２トリガ弁４２を閉弁し、塗装ガン６０への高電圧の印加を解除する。また、ボルテージブロック機構による色替弁機構２０と中間貯留装置１０との電気的絶縁を解除する。

次いで、制御装置７０の切替部により、第１ダンプ弁３１及び第２洗浄弁５１を閉弁し、第１洗浄弁２１、第１トリガ弁３２及び第２ダンプ弁４１を開弁する。これにより、第１孔部１４１から洗浄液Ｗを供給し、洗浄後の廃液を第２孔部１４２から排出することで、シリンダ室１４を洗浄する第１洗浄を実行する。

第１洗浄を所定時間（本実施形態では、第２洗浄の実行時間よりも長時間）実行した後、制御装置７０の切替部により、第１洗浄弁２１、第１トリガ弁３２及び第２ダンプ弁４１を閉弁し、第１ダンプ弁３１及び第２洗浄弁５１を開弁する。これにより、第２孔部１４２から洗浄液Ｗを供給し、洗浄後の廃液を第１孔部１４１から排出することで、シリンダ室１４を洗浄する第２洗浄を実行する。

以上により、シリンダ室１４が効率良く洗浄された後、新たに異なる塗色の導電性塗料を上述の手順と同様の手順で供給することで、静電塗装を実行する。

本実施形態によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態では、静電塗装システム１の中間貯留装置１０において、シリンダ室１４に開口し且つ塗料供給源としての色替弁機構２０に接続された第１孔部１４１と、シリンダ室１４に開口し且つ塗装ガン６０に接続された第２孔部１４２と、を設けた。そして、第１孔部１４１からの洗浄液Ｗの供給と、第２孔部１４２からの洗浄液Ｗの供給とを切り替えながら、シリンダ室１４を洗浄した。従来のように、一方の孔部からのみ洗浄液Ｗを供給すると、他方の孔部近傍の洗浄に時間がかかるところ、本実施形態によれば第１孔部１４１から洗浄液Ｗを一定時間供給した後、第２孔部１４２から洗浄液Ｗを一定時間供給するため、双方の孔部近傍に残存する導電性塗料を効率良く排出できる。従って、本実施形態によれば、効率良く洗浄できる静電塗装システム１の中間貯留装置１０を提供できる。

［第２実施形態］
本実施形態では、シリンダ室１４の洗浄効率を高めるために、第１孔部１４１の開口径と、第２孔部１４２の開口径を相違させた点が第１実施形態と異なり、それ以外の構成は第１実施形態と同様である。具体的には、本実施形態では、第２孔部１４２ａの開口径を、第１孔部１４１ａの開口径よりも小さく設定している。

ここで、シリンダ室１４の洗浄効率を高めるためには、洗浄液Ｗの流れをシリンダ室１４内に拡散させることが重要であり、これは、排出側への洗浄液Ｗの流れを抑制することで可能となる。具体的には、排出側の背圧を高めることで、洗浄液Ｗはシリンダ室１４に供給されたときの圧力を保持した状態での滞留時間が長くなる。洗浄液Ｗの滞留時間が長くなると、滞留している洗浄液Ｗに導電性塗料が溶解し易くなり、洗浄効率が高まる。

従来、洗浄液Ｗの供給方向と排出方向を相違させることで、洗浄液Ｗの流れを抑制して洗浄液Ｗの滞留時間を長くし、洗浄効率を高める技術が知られている。しかしながら、この技術では、例えば中間貯留装置をロボットアーム等に搭載して自在に向きを変化させた場合には、重力方向の影響が生じ、効果が得られない。これは、シリンダの径がある程度以上広くなると、その影響はますます顕著となる。

図６は、第１孔部の開口径と第２孔部の開口径との関係を示す図である。図６（Ａ）は、上記第１実施形態のように同一開口径の第１孔部１４１と第２孔部１４２を設けたときの洗浄の様子を示す図であり、図６（Ｂ）は、第２孔部１４２ａの開口径を第１孔部１４１ａの開口径よりも小さくしたときの洗浄の様子を示す図である。これら図６（Ａ）及び（Ｂ）は、洗浄実行時のシリンダ室１４をシリンダ１１の基端側から見た図である。

図６（Ａ）に示すように、同一開口径の第１孔部１４１と第２孔部１４２を設けた場合には、上述したように、第１孔部１４１から供給された洗浄液Ｗは経路Ｘ及び経路Ｚを流れて、第２孔部１４２から排出される。一方、図６（Ｂ）に示すように、第２孔部１４２の開口径を第１孔部１４１の開口径よりも小さくした本実施形態では、排出側の圧力、即ち背圧が高まっている。そのため、排出される洗浄液Ｗの流量自体は減少するものの、洗浄液Ｗが流れ難い経路Ｙにおいても、洗浄液Ｗが流れるようになる。これにより、洗浄液Ｗが抵抗の小さい部位のみを流れて排出されるのを抑制でき、シリンダ室１４全体をより効率良く洗浄できる。

なお、本実施形態では、第２孔部１４２ａの開口径を第１孔部１４１ａの開口径よりも小さく設定したが、これは、第１洗浄の実行時間を第２洗浄の実行時間よりも長く設定しているからである。即ち、本実施形態では、背圧を高めた状態での洗浄液Ｗの供給を、より長時間行うことで、上述の効果が十分に発揮できるようになっている。
ただしこれに限定されず、第１孔部１４１ａの開口径を第２孔部１４２ａの開口径よりも小さく設定してもよい。

［第３実施形態］
本実施形態では、シリンダ室１４の洗浄効率を高めるために、ピストン１２の先端外周部に嵌合する環状のシール部材１５を、その先端面１５０が、ピストン１２の先端面１２０と面一となるように配置させている点が第１実施形態と異なり、それ以外の構成は第１実施形態と同様である。

ここで、洗浄液Ｗの押出力を最大限発揮させるためには、シリンダ室１４に残存する導電性塗料Ｐの量を最小にすることが重要である。そのため、洗浄実行時には、洗浄液Ｗの流れを確保しつつ、ピストン１２の先端面１２０とシリンダ１１の先端部１１０との間のクリアランスにより形成されるシリンダ室１４の大きさを最小にすることが望まれる。また、環状のシール部材１５が嵌設されているピストン１２の先端外周部においても、洗浄液Ｗの流れを均一化するべく、ピストン１２の径方向中央部と同等のクリアランスを確保することが望まれる。

図７は、本実施形態に係る中間貯留装置１０の先端部の部分断面拡大図である。図７に示すように、本実施形態では、ピストン１２の先端面１２０とシリンダ１１の先端部１１０との間の僅かなクリアランスにより、シリンダ室１４が形成されている。また、ピストン１２の先端外周部に嵌設された環状のシール部材１５の先端面１５０が、ピストン１２の先端面１２０と面一となっている。より具体的には、Ｏリング１５２の埋設部における環状の先端面１５０が、ピストン１２の先端面１２０と面一となっている。
これにより、洗浄液Ｗの流れを確保しつつ、導電性塗料が貯留されるシリンダ室１４のシリンダ軸方向の長さを、略均等とすることができる。そのため、シリンダ室１４を流れる洗浄液Ｗに対する抵抗が略均等となり、洗浄液Ｗがシリンダ室１４全体に略均等に分散することで、シリンダ室１４全体を効率良く洗浄できる。

［第４実施形態］
本実施形態では、シリンダ室１４の洗浄効率を高めるために、制御装置７０の駆動源制御部により、第１洗浄実行中と第２洗浄実行中に、サーボモータ１３を駆動させることでピストン１２を摺動させる点が第１実施形態と異なり、それ以外の構成は第１実施形態と同様である。

ここで、シリンダ室１４の洗浄効率を高めるためには、シリンダ室１４の内部を積極的に撹拌することが重要である。従来、撹拌機や整流板等により撹拌を促進する技術が知られているが、これらの技術の場合、構造が複雑化するため、洗浄時間が長くなる。

図８は、第１洗浄実行中にピストン１２を摺動させたときの洗浄の様子を示す断面図である。
先ず、図８（Ａ）は、第１孔部１４１から洗浄液Ｗを供給し始めたときの様子を示している。上述したように、シリンダ室１４に残存する導電性塗料Ｐは、第２孔部１４２の近傍に多量に存在する。

次いで、図８（Ｂ）は、第１洗浄実行中にピストン１２を摺動させ、シリンダ１１に対して後退させていくときの様子を示している。ピストン１２が後退していくことで、ピストン１２の先端面１２０とシリンダ１１の先端部１１０との間のクリアランスが大きくなり、シリンダ室１４の容積が増大していることが分かる。これにより、シリンダ室１４に多量の洗浄液が導入される。

次いで、図８（Ｃ）は、シリンダ１１に対するピストン１２の後退を停止したときの様子を示している。ピストン１２が後退し、シリンダ室１４の容積が増大したことによる撹拌効果で、残存していた導電性塗料Ｐがシリンダ室１４全体に徐々に拡散していることが分かる。これにより、残存していた導電性塗料Ｐと洗浄液Ｗとの接触面積が増大し、洗浄液Ｗによる溶解力で導電性塗料Ｐの粘度が低下する。

次いで、図８（Ｄ）は、再びピストン１２を摺動させ、シリンダ１１に対して前進させていくときの様子を示している。ピストン１２が前進していくことで、ピストン１２の先端面１２０とシリンダ１１の先端部１１０との間のクリアランスが小さくなり、シリンダ室１４の容積が減少していることが分かる。このとき、すでに粘度が低下している導電性塗料Ｐは、さらにシリンダ室１４全体に拡散する。

以上により、ピストン１２を摺動させてシリンダ室１４の容積を変化させながら洗浄液Ｗを供給することで、シリンダ室１４に残存していた導電性塗料Ｐを撹拌してその粘度を低下させることができるため、シリンダ室１４全体をさらに効率良く洗浄できる。

なお、本実施形態では、第１洗浄実行中にピストン１２を摺動させたが、これは、第１洗浄の実行時間を第２洗浄の実行時間よりも長く設定しているからである。即ち、本実施形態では、シリンダ室１４の容積を変化させながらの洗浄液Ｗの供給を、より長時間行うことで、上述の効果を十分に発揮できるようになっている。
ただしこれに限定されず、第２洗浄実行中にピストン１２を摺動させてもよい。

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。例えば上記第１実施形態から第４実施形態を適宜組み合わせた実施形態も、本発明に含まれる。

１…静電塗装システム
１０…中間貯留装置
１１…シリンダ
１２…ピストン
１３…サーボモータ（駆動源）
１４…シリンダ室
１５…シール部材
２０…色替弁機構（塗料供給源）
２１…第１洗浄弁（第１洗浄手段，切替手段）
３１…第１ダンプ弁（第２洗浄手段，切替手段）
４１…第２ダンプ弁（第１洗浄手段，切替手段）
５１…第２洗浄弁（第２洗浄手段，切替手段）
６０…塗装ガン
７０…制御装置（第１洗浄手段，第２洗浄手段，切替手段，駆動源制御手段）
１２０…ピストンの先端面
１４１…第１孔部
１４２…第２孔部
１５０…シール部材の先端面

Claims (6)

1. 塗料供給源と塗装ガンとの間に設けられ、塗料が貯留されるシリンダと、当該シリンダのシリンダ室を摺動可能なピストンと、当該ピストンを駆動させる駆動源と、を備える静電塗装システムの中間貯留装置であって、
   前記シリンダ室に開口し、前記塗料供給源に接続された第１孔部と、
   前記シリンダ室に開口し、前記塗装ガンに接続された第２孔部と、
   前記第１孔部から洗浄液を供給し、洗浄後の廃液を前記第２孔部から排出することで、前記シリンダ室を洗浄する第１洗浄手段と、
   前記第２孔部から洗浄液を供給し、洗浄後の廃液を前記第１孔部から排出することで、前記シリンダ室を洗浄する第２洗浄手段と、
   前記第１洗浄手段による洗浄と前記第２洗浄手段による洗浄とを切り替える切替手段と、を備え、
   前記第１孔部の開口径と前記第２孔部の開口径とは相違しており、
   前記第１洗浄手段は、洗浄液及び乾燥用エアの供給を前記第１孔部に向かう第１方向の流れについて制御する第１洗浄弁を有し、
   前記第２洗浄手段は、洗浄液及び乾燥用エアの供給を前記第２孔部に向かう第２方向の流れについて制御する第２洗浄弁を有する、
   ことを特徴とする静電塗装システムの中間貯留装置。
2. 請求項１記載の静電塗装システムの中間貯留装置において、
   前記ピストンの先端外周部に嵌合する環状のシール部材をさらに備え、
   前記シリンダ室の先端面に対向する前記シール部材の先端面が、前記ピストンの先端面と略面一に形成され、前記洗浄液の流れを確保しつつ、前記シリンダ室のシリンダ軸方向の長さを略均等とされている
   ことを特徴とする静電塗装システムの中間貯留装置。
3. 請求項１又は２記載の静電塗装システムの中間貯留装置において、
   前記第１洗浄手段による洗浄の実行中及び前記第２洗浄手段による洗浄の実行中に、前記駆動源を制御して前記ピストンを駆動させる駆動源制御手段をさらに備えることを特徴とする静電塗装システムの中間貯留装置。
4. 塗料供給源と塗装ガンとの間に設けられ、塗料が貯留されるシリンダと、当該シリンダのシリンダ室を摺動可能なピストンと、当該ピストンを駆動させる駆動源と、を備える静電塗装システムの中間貯留装置の洗浄方法であって、
   前記シリンダ室に開口し且つ前記塗料供給源に接続された第１孔部からの洗浄液の供給と、前記シリンダ室に開口し且つ前記塗装ガンに接続された第２孔部からの洗浄液の供給とを切り替えて、前記シリンダ室を洗浄するに際し、
   前記第１孔部の開口径と前記第２孔部の開口径とを、シリンダ室の洗浄効率を高めるべく、相違させ、
   前記第１孔部から洗浄液を供給し、洗浄後の廃液を前記第２孔部から排出することで、前記シリンダ室を洗浄する第１洗浄と、
   前記第２孔部から洗浄液を供給し、洗浄後の廃液を前記第１孔部から排出することで、前記シリンダ室を洗浄する第２洗浄と、を行い、
   前記第１洗浄では、洗浄液及び乾燥用エアの供給を前記第１孔部に向かう第１方向の流れについて制御し、
   前記第２洗浄では、洗浄液及び乾燥用エアの供給を前記第２孔部に向かう第２方向の流れについて制御する、
   ことを特徴とする静電塗装システムの中間貯留装置の洗浄方法。
5. 請求項４記載の静電塗装システム中間貯留装置の洗浄方法において、
   前記ピストンの先端外周部に嵌合する環状のシール部材を適用し、前記シリンダ室の先端面に対向する前記シール部材の先端面が、前記ピストンの先端面と略面一となるように前記シール部材を配置して、前記洗浄液の流れを確保しつつ、前記シリンダ室のシリンダ軸方向の長さを略均等として前記シリンダ室を洗浄することを特徴とする静電塗装システムの中間貯留装置の洗浄方法。
6. 請求項４又は５記載の静電塗装システムの中間貯留装置の洗浄方法において、
   前記第１孔部からの洗浄液の供給中及び前記第２孔部からの洗浄液の供給中に、前記駆動源により前記ピストンを駆動させて、前記シリンダ室を洗浄することを特徴とする静電塗装システムの中間貯留装置の洗浄方法。
   

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