JP5086680B2

JP5086680B2 - 静電塗装装置

Info

Publication number: JP5086680B2
Application number: JP2007091507A
Authority: JP
Inventors: 孝幸植木; 弘子木元; 誠司武部; 正明庄司; 敏幸国保
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2027-03-30
Also published as: JP2008246384A

Description

本発明は、導電性塗料を用いて静電塗装を行う静電塗装装置に関する。

一般に、塗装ガンに高電圧を印加した状態で塗料供給弁から供給される導電性塗料を吐出して塗装を行う静電塗装装置が知られている。

この種の静電塗装装置では、塗料供給弁と、該塗料供給弁からの塗料を塗装ガンへと供給するシリンダとの間に絶縁機構を介設し、塗料供給弁とシリンダとの間を電気的に絶縁している。これにより、塗装時において、シリンダや塗装ガンから塗料供給弁へと生じる電圧リークを防止して、良好な静電塗装を実現している。

本出願人は、特許文献１において、前記絶縁機構として絶縁材料製のチューブを配設した静電塗装装置を提案している。この場合、塗装時には、先ず、塗料供給弁からの塗料をチューブからシリンダ内へと充填する。次に、チューブの一端側から他端側へと洗浄弁からの洗浄液を流した後、エアを流すことによりチューブ内を乾燥させ、絶縁性能を確保している。

さらに、本出願人は、特許文献２において、塗料供給弁側の弁体部と、シリンダ側の弁体部とを機械的（物理的）に分離する絶縁機構を有する静電塗装装置を提案している。この静電塗装装置では、塗料の供給経路を機械的に完全に分離することができ、電圧リークを一層確実に防止することができる。

特開２０００−３５４７９６号公報特許第３０６９２７８号公報

ところで、この種の静電塗装装置においては、静電塗装を一層良質化するための絶縁性能のさらなる向上と、環境への配慮や低コスト化のためのさらなる塗料ロスの低減が希求されている。また、このような静電塗装装置では設置スペースを低減する製造ラインをコンパクト化するため、絶縁機構での絶縁性能の確保と装置の小型化の両立が要求されている。

本発明は上記従来の技術に関連してなされたものであり、絶縁不良を一層確実に防止すると共に、塗料ロスの低減が可能で、しかも、小型化を図ることができる静電塗装装置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は、導電性塗料を吐出する塗装ガンと、該塗装ガンに塗料を供給する塗料供給弁とを有し、前記塗装ガンと前記塗料供給弁の間に絶縁機構を設けた静電塗装装置であって、前記絶縁機構は、前記塗料供給弁に連通する第１経路を有すると共に軸方向に移動自在な第１弁体を内装した第１弁部と、前記塗装ガンに連通する第２経路を有すると共に軸方向に移動自在な第２弁体を内装した第２弁部とを備え、前記第１弁体と前記第２弁体の先端面は互いに対向し且つ接離可能とされると共に、絶縁流体を流通可能な空間内に配置されており、前記各先端面が互いに当接されて前記第１弁体及び前記第２弁体が軸方向に一体に移動された際には、前記第１経路と第２経路とが連通し、前記各先端面が互いに離間した際には、前記第１経路と第２経路とが遮断されると共に、各先端面間には前記絶縁流体が流通する絶縁経路が形成されることを特徴とする。

このような構成によれば、塗料供給弁側の経路と塗料ガン側の経路との間を、絶縁機構によって物理的に離間させることができ、静電塗装時に高電圧が印加される塗装ガン側の経路から、塗料供給弁側の経路への電圧リークを防止することができる。また、絶縁機構において、塗料供給弁側と塗料ガン側とを分離する第１弁部と第２弁部との間で形成される絶縁経路に絶縁抵抗が十分に大きい絶縁流体を流通させることにより、塗料供給弁側と塗料ガン側との間を一層確実に絶縁することができる。この場合、絶縁経路に、例えば空気よりも絶縁抵抗の高い絶縁流体を流通させることにより、該絶縁流体を流通させない場合、すなわち、絶縁経路に空気等が滞留している場合に比べて、絶縁距離である絶縁経路の幅を一層小さくすることができる。従って、静電塗装装置の小型化が可能となる。

また、前記第１弁部は、前記第１弁体を摺動自在に内装すると共に軸方向に進退移動自在に構成された第１弁本体を有し、該第１弁本体に設けられたテーパ部に、前記第１弁体に設けられたテーパ面が密着可能とされ、前記第２弁部は、前記第２弁体を摺動自在に内装すると共に前記第１弁本体の先端面が接離可能な第２弁本体を有し、該第２弁本体に設けられたテーパ部に前記第２弁体に設けられたテーパ面が密着可能とされ、前記第１経路は、前記第１弁体の前記テーパ面よりも上流側で該第１弁体の外周面に開口し、前記第２経路は、前記第２弁体を内装した前記第２弁本体の孔部と前記第２弁体の外周面との間に形成され、前記第１弁本体と前記第２弁本体とが互いに当接した際には、前記第２弁体が前進駆動されて前記第１弁体を押圧し後退させることにより、前記各テーパ面が各テーパ部から離間して前記第１経路と前記第２経路とが連通し、前記第１弁本体と前記第２弁本体とが互いに離間する際には、前記第１弁体及び前記第２弁体が弾性部材で付勢されることにより、前記各テーパ面が各テーパ部に密着して、第１経路及び第２経路が遮断されるよう構成することができる。

この場合、第１弁体と第２弁体とを分離する際には、弾性部材の付勢力によりテーパ面がテーパ部に密着して第１経路及び第２経路が確実に遮断される。従って、第１弁体と第２弁体とを分離する際での第１経路や第２経路からの塗料漏れを防止することができ、塗料ロスの低減が可能となる。

本発明によれば、塗料供給弁側の経路と塗料ガン側の経路との間を、絶縁機構を構成する第１弁部と第２弁部とにより分離させると共に、これら第１弁部と第２弁部との間に形成される絶縁経路に絶縁流体を流通させることができる。従って、静電塗装時に高電圧が印加される塗装ガン側の経路から、塗料供給弁側の経路への電圧リークを確実に防止することができる。しかも、前記絶縁経路に、例えば空気よりも絶縁抵抗の高い絶縁流体を流通させることにより、該絶縁流体を流通させない場合、すなわち、絶縁経路に空気等が滞留している場合に比べて、絶縁距離である絶縁経路の幅を一層小さくすることができる。このため、静電塗装装置の小型化が可能となる。

さらに、第１弁本体及び第２弁本体に内装される第１弁体と第２弁体とを弾性部材により付勢しておくことにより、第１弁体及び第２弁体にそれぞれ設けられるテーパ面を、第１弁本体及び第２弁本体にそれぞれ設けられるテーパ部に密着させ、第１経路及び第２経路を確実に遮断することができる。従って、第１弁体と第２弁体とを分離する際での第１経路や第２経路からの塗料漏れを防止することができ、塗料ロスを低減することができる。

以下、本発明に係る静電塗装装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る静電塗装装置１０のブロック回路説明図である。静電塗装装置１０は、例えば、図示しない産業用ロボットに搭載され、塗装ガン１２から所定の色の塗料を吐出して自動車の車体等への静電塗装を行う装置である。前記塗料としては、導電性塗料である水性塗料等が用いられる。

静電塗装装置１０は、各色塗料を高圧で供給する塗料供給源（図示せず）から所定の色の塗料を塗装ガン１２に供給する色替弁（塗料供給弁）１４と、該色替弁１４から塗装ガン１２へと塗料が導入される経路の途中に設けられた絶縁機構（分離絶縁機構）１６とを備える。該絶縁機構１６と塗装ガン１２の間には、塗料を充填及び押出し可能なシリンダ１８が介設される。シリンダ１８には、例えば車体１台分の塗料が充填され、塗装ガン１２へと安定して（一定に）塗料を供給し吐出させる機能を果たす。

色替弁１４は、各色塗料に対応した複数の塗料弁２０と、水性塗料用の洗浄液である水（Ｗ）を供給する洗浄液弁（水弁）２２と、乾燥用のエア（Ａ）を供給する乾燥弁（エア弁）２６とが連結された切換弁装置として構成される。各塗料弁２０には前記塗料供給源が接続され、所定の色に対応する塗料弁２０が開弁されると、対応する塗料供給源の塗料が第１供給路２８から絶縁機構１６を介してシリンダ１８へと供給される。

絶縁機構１６は、色替弁１４とシリンダ１８の間に配設され、色替弁１４からシリンダ１８へと塗料が供給される経路を適宜電気的に絶縁するために設けられる。すなわち、色替弁１４からシリンダ１８への塗料の供給方向において、絶縁機構１６の上流側には第１供給路２８が連結され、下流側には第２供給路３０が連結される。第２供給路３０は、絶縁機構１６とシリンダ１８との間を接続している。

図２は、第１供給路２８と第２供給路３０とを連通させた状態での絶縁機構１６の軸線方向に沿う断面図であり、絶縁を確保していない状態を示している。図３は、第１供給路２８と第２供給路３０とを遮断した状態での絶縁機構１６の軸線方向に沿う断面図であり、絶縁を確保した状態を示している。

図２及び図３に示すように、絶縁機構１６は、略円筒形状からなり内壁面３２ａがやや大きな振幅を有する蛇腹状に形成された本体部（ケース）３２と、該本体部３２の一端側（矢印Ｘ１側、上流側）に連結されると共に、内壁面がシリンダ３４ａとして形成された略円筒形状の連結部３４とを有する。さらに、絶縁機構１６は、連結部３４の後端開口側から該連結部３４及び本体部３２内へと、矢印Ｘ１方向に進退移動自在（摺動自在）に挿入された第１弁部３６と、本体部３２の他端側（矢印Ｘ２側、下流側）に連結され、前記第１弁部３６に対向して配置された第２弁部３８とを有する。

本実施形態の場合、本体部３２、連結部３４、第１弁部３６、第２弁部３８及び後述する蓋部材４８、７６等は絶縁材料製、例えば、ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）やＰＯＭ（ポリアセタール樹脂）を主原料とする合成樹脂で形成される。

前記本体部３２には、前記内壁面３２ａで囲まれた内部空間３２ｂへと絶縁液を供給する供給ポート３３と、排出する排出ポート３５とが設けられる。この場合、絶縁液としては、絶縁抵抗が空気よりも大きいものが好適であり、例えば、不活性フッ素系絶縁液や絶縁油等が挙げられる。

前記第１弁部３６は全体として略円柱形状であり、外周面を構成する略円筒形状からなる第１弁本体４０と、該第１弁本体４０に軸方向に移動自在に内装された第１弁体４２とを備える。

第１弁本体４０の外周面の軸方向やや後端側（矢印Ｘ２側）には、前記連結部３４のシリンダ３４ａ内で進退駆動可能なピストン４４が設けられる。第１弁本体４０の内周面の後端側（矢印Ｘ２側）には、他の部分よりも拡径したシリンダ４０ａが形成される。シリンダ４０ａ内には、第１弁体４２の外周面の軸方向後端側に設けられたスライダ４６が進退可能に配置され、該シリンダ４０ａの後端側開口部は、第１弁体４２が挿通されたリング状の蓋部材４８により閉塞される。

さらに、シリンダ３４ａには、ピストン４４の進退方向両端側に２つのパイロットポート５０、５２が連通しており、これらパイロットポート５０、５２には継手５４、５６が接続される。継手５４、５６には、高圧のエアを供給するエア供給源（図示せず）に接続されたパイロット弁５８、６０からの経路６２、６４が接続される（図１参照）。従って、図示しない制御手段の制御下に、パイロット弁５８が開弁され、高圧のパイロットエアが継手５４及びパイロットポート５０からシリンダ３４ａ内へと供給されると、ピストン４４は矢印Ｘ２方向に後退駆動される。つまり、第１弁部３６が矢印Ｘ２方向に後退駆動される（図３参照）。同様に、パイロット弁６０が開弁され、高圧のパイロットエアが継手５６及びパイロットポート５２からシリンダ３４ａ内へと供給されると、ピストン４４は矢印Ｘ１方向に前進駆動される。つまり、第１弁部３６が矢印Ｘ１方向に前進駆動される（図２参照）。

前記シリンダ４０ａには、スライダ４６を前進方向（矢印Ｘ１方向）に付勢するバネ（弾性部材）６６が配設される。つまり、通常、第１弁体４２はバネ６６によって矢印Ｘ１方向に付勢されている（図３参照）。

一方、前記第２弁部３８は、軸方向に貫通孔６８ａが形成された略円錐台形状からなり本体部３２に対して固定された第２弁本体６８と、前記貫通孔６８ａ内に軸方向に移動自在に内装された第２弁体７０とを備える。

第２弁本体６８の貫通孔６８ａは、先端側（矢印Ｘ２側）が前記内部空間３２ｂ側に開口し、後端側（矢印Ｘ１側）には段付きのシリンダ６８ｂが形成される。シリンダ６８ｂにおいて、他の部分よりも拡径した大径部には、第２弁体７０の外周面の後端側（矢印Ｘ１側）に形成されたピストン７２が進退駆動可能に配設される。

前記シリンダ６８ｂ（貫通孔６８ａ）の後端側（矢印Ｘ１側）は、該シリンダ６８ｂに連通するパイロットポート７４が形成された蓋部材７６で閉塞されている。パイロットポート７４には継手７８が接続され、該継手７８には、高圧のエアを供給するエア供給源（図示せず）が接続されたパイロット弁８０からの経路８２が接続される（図１参照）。従って、図示しない制御手段の制御下に、パイロット弁８０が開弁され、高圧のパイロットエアが継手７８及びパイロットポート７４からシリンダ６８ｂ内へと供給されると、ピストン７２は矢印Ｘ２方向に前進駆動される。つまり、第２弁体７０が矢印Ｘ２方向に前進駆動される（図２参照）。

前記シリンダ６８ｂには、ピストン７２を後退方向（矢印Ｘ１方向）に付勢するバネ８４が配設される。つまり、通常、第２弁体７０はバネ８４によって矢印Ｘ１方向に付勢されている（図３参照）。

以上のように構成される絶縁機構１６では、蓋部材４８から突出した第１弁体４２の後端側（矢印Ｘ２側）に連結された継手８６に第１供給路２８が接続され、第２弁本体６８の側面（斜面）に連結された継手８８に第２供給路３０が接続される。

図４は、第１弁部３６と第２弁部３８の先端側を拡大した一部断面斜視図を示している。図５Ａは、第１弁部３６と第２弁部３８とを離間させた状態での絶縁機構１６の先端側を拡大した一部省略断面図を示し、図５Ｂは、第１弁部３６を第２弁部３８に密着させた状態での絶縁機構１６の先端側を拡大した一部省略断面図を示し、図５Ｃは、第１弁部３６と第２弁部３８とを密着させた後、第２弁体７０を前進駆動させた状態での絶縁機構１６の先端側を拡大した一部省略断面図を示している。

第１供給路２８は継手８６に接続されることで、第１弁体４２の内部に軸方向に沿って形成された第１経路９２へと連通している（図２参照）。図４に示すように、第１弁体４２には、先端面４２ａの周縁部から後端側（矢印Ｘ２側）に向かって拡径するように連続して形成されたテーパ面４２ｂが設けられる。前記第１経路９２の先端側（矢印Ｘ１側）は、テーパ面４２ｂよりもやや上流側（矢印Ｘ２側）で複数方向（本実施形態の場合、２方向）に分岐している（図５Ａ等参照）。第１経路９２の分岐した一方は開口部４２ｃにて、他方は開口部４２ｄにて、該第１弁体４２の外周面に開口している。これら開口部４２ｃ、４２ｄに対応する第１弁本体４０の内周面には拡径部４０ｂが周設されており、該拡径部４０ｂの先端側（矢印Ｘ１側）は先端面４０ｃの開口部に向かって縮径したテーパ部（弁座）４０ｄへと連続している。

一方、第２供給路３０は継手８８に接続されることで、第２弁本体６８に形成された経路９４に連通している。図４に示すように、第２弁体７０には、先端面７０ａの周縁部から後端側（矢印Ｘ１側）に向かって縮径するように連続して形成されたテーパ面７０ｂが設けられる。前記経路９４は、貫通孔６８ａのやや拡径した先端側（矢印Ｘ２側）と、第２弁体７０の外周との間に形成された第２経路９６へと連通している（図４及び図５Ａ等参照）。該第２経路９６を構成する貫通孔６８ａの先端側（矢印Ｘ２側）は先端面６８ｃの開口部に向かって拡径したテーパ部６８ｄへと連続している。

そして、第１弁部３６では、第１弁体４２のテーパ面４２ｂと第１弁本体４０のテーパ部４０ｄとが同一角度で形成され、第１弁体４２の先端面４２ａと第１弁本体４０の先端面４０ｃに形成された開口部とが略同径とされる。従って、図５Ａに示すように、テーパ面４２ｂとテーパ部４０ｄとが当接した際には第１経路９２が遮断され、図５Ｃに示すように、テーパ面４２ｂとテーパ部４０ｄとが離間した際には第１経路９２が開通する。同様に、第２弁部３８では、第２弁体７０のテーパ面７０ｂと第２弁本体６８のテーパ部６８ｄとが同一角度で形成され、第２弁体７０の先端面７０ａと第２弁本体６８の先端面６８ｃに形成された開口部（貫通孔６８ａの先端開口部）とが略同径とされる。従って、図５Ａに示すように、テーパ面７０ｂとテーパ部６８ｄとが当接した際には第２経路９６が遮断され、図５Ｃに示すように、テーパ面７０ｂとテーパ部６８ｄとが離間した際には第２経路９６が開通する。

この場合、第１弁体４２の先端面４２ａと第２弁体７０の先端面７０ａとは同径且つ互いに密着可能な面として同軸上に配置される。つまり、先端面４０ｃに形成された開口部と先端面６８ｃに形成された開口部とは同径とされ、これら先端面４０ｃ及び先端面６８ｃは互いに密着可能な面で構成される。しかも、テーパ面４２ｂ、７０ｂ及びテーパ部４０ｄ、６８ｄは、いずれも同一方向且つ同一角度に形成されている。

従って、図５Ｂに示すように、第１弁本体４０の先端面４０ｃが第２弁本体６８の先端面６８ｃに当接された際には、互いの開口部同士が一致して密着する。この状態でパイロット弁８０からの高圧のパイロットエアがシリンダ６８ｂ内に供給され、ピストン７２が押圧されると、第２弁体７０がバネ８４の付勢力に抗って先端側（矢印Ｘ２方向）に前進駆動される。つまり、第２弁体７０の先端面７０ａが第１弁体４２の先端面４２ａに密着した状態で該先端面４２ａを押圧し、第１弁体４２がバネ６６の付勢力に抗って矢印Ｘ２方向に後退する。これにより、第１経路９２と第２経路９６とが連通し、すなわち、第１供給路２８と第２供給路３０とが連通する。

さらに、図１に示すように、絶縁機構１６は、内部空間３２ｂへと絶縁液を供給する供給ポート３３に経路１００を介して接続される絶縁洗浄弁１０２を備えている。絶縁洗浄弁１０２は、前記内部空間３２ｂへと絶縁液（Ｉ）を供給する絶縁液弁１０４と、該内部空間３２ｂを洗浄するための洗浄液である水（Ｗ）を供給する洗浄液弁（水弁）１０６と、乾燥用のエア（Ａ）を供給する乾燥弁（エア弁）１０８が連結された弁装置である。内部空間３２ｂからの絶縁液等を含む廃液は排出ポート３５から排出弁（ダンプ弁）１１３が設けられた排出路１１０を介して廃液貯留槽（ダンプ）１１２へと連通される。

シリンダ１８は、モータ１１４により進退駆動されるピストン１１６を内装している。図示しない制御手段によりモータ１１４が駆動されてピストン１１６が後退すると、第２供給路３０からの塗料が該シリンダ１８内に充填され、ピストン１１６が前進すると第３供給路１１８を介して塗装ガン１２に塗料が供給される。モータ１１４は、ピストン１１６の進退駆動を容易に且つ正確に制御するためにサーボモータを用いるとよい。

塗装ガン１２には、第３供給路１１８から供給される塗料の吐出をＯＮ−ＯＦＦするトリガ弁１２０と、静電塗装時に使用する高電圧を発生可能な高電圧発生器１２２とが内装されている。

なお、各図において、参照符号１３は、各部品の連結部や摺動部等での気密を保持するためのシール部材であり、例えば、Ｏリング等やピストンリング等が適用される。

次に、基本的には以上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。

シリンダ１８への塗料の充填に際しては、先ず、絶縁機構１６を構成する第１弁部３６と第２弁部３８とを密着させて第１供給路２８と第２供給路３０とを連通させる。すなわち、パイロット弁６０からの高圧のパイロットエアをシリンダ３４ａへと導入し、ピストン４４を矢印Ｘ１方向に押圧する。そうすると、第１弁部３６が矢印Ｘ１方向へと前進駆動され、第１弁本体４０の先端面４０ｃが第２弁本体６８の先端面６８ｃに当接して密着する（図５Ｂ参照）。

この際、バネ６６の付勢力により第１弁体４２のテーパ面４２ｂは第１弁本体４０のテーパ部４０ｄに密着して（着座して）第１経路９２を遮断している。同様に、バネ８４の付勢力により第２弁体７０のテーパ面７０ｂは第２弁本体６８のテーパ部６８ｄに密着して（着座して）第２経路９６を遮断している。当然、第１弁体４２の先端面４２ａと第２弁体７０の先端面７０ａとは互いに当接して密着した状態となる（図５Ｂ参照）。

次いで、パイロット弁８０からの高圧のパイロットエアをシリンダ６８ｂ内に導入し、ピストン７２を矢印Ｘ２方向に押圧する。そうすると、第２弁体７０がバネ８４の付勢力に抗って先端方向（矢印Ｘ２方向）に前進駆動され、先端面７０ａが第１弁体４２の先端面４２ａを押圧し、第１弁体４２がバネ６６の付勢力に抗って矢印Ｘ２方向に後退される。これにより、テーパ面４２ｂ、７０ｂとテーパ部４０ｄ、６８ｄとの間が開通されて第１経路９２と第２経路９６とが連通し、第１供給路２８と第２供給路３０とが連通する。

この状態で、色替弁１４の所望の塗料弁２０からの塗料をシリンダ１８に充填する。すなわち、塗料弁２０からの塗料は、第１供給路２８から第１経路９２へと送られ、第１弁体４２の開口部４２ｃ、４２ｄからテーパ面４２ｂ、７０ｂとテーパ部４０ｄ、６８ｄとの間に形成された間隙を流通した後、第２経路９６を経て、経路９４から第２供給路３０へと送られる（図５Ｃ参照）。シリンダ１８では塗料の充填に応じてモータ１１４によりピストン１１６を後退させて、塗料の充填が行われる。

シリンダ１８への塗料充填が終了した後、第１弁部３６と第２弁部３８とを分離して（離間させて）絶縁機構１６での絶縁を確保する。すなわち、先ず、パイロット弁８０からのパイロットエアの供給を停止する。そうすると、第２弁体７０がバネ８４の付勢力によって後端側（矢印Ｘ１側）に後退され、同時に、第１弁体４２がバネ６６の付勢力によって先端側（矢印Ｘ１側）に前進される。これにより、テーパ面４２ｂとテーパ部４０ｄ、及び、テーパ面７０ｂとテーパ部６８ｄが再び密着して、第１経路９２及び第２経路９６が遮断され、第１供給路２８と第２供給路３０とが遮断される（図５Ｂ参照）。

次に、パイロット弁６０からのパイロットエアの供給を停止した後、パイロット弁５８からの高圧のパイロットエアをシリンダ３４ａへと導入し、ピストン４４を矢印Ｘ２方向に押圧する。そうすると、第１弁部３６が矢印Ｘ２方向へと後退駆動され、第１弁本体４０の先端面４０ｃが第２弁本体６８の先端面６８ｃから所定距離だけ離間する。

この際、上記のように、バネ６６の付勢力によりテーパ面４２ｂがテーパ部４０ｄに密着して第１経路９２を遮断し、バネ８４の付勢力によりテーパ面７０ｂがテーパ部６８ｄに密着して第２経路９６を遮断している（図５Ａ参照）。従って、本体部３２の内部空間３２ｂにおいて、第１経路９２及び第２経路９６は完全に閉塞された状態であり、第１弁部３６が第２弁部３８から分離された際に、第１経路９２や第２経路９６からの塗料漏れを生じることはほとんどない。

この状態で、絶縁洗浄弁１０２を構成する絶縁液弁１０４を開弁することで、経路１００から供給ポート３３を介して本体部３２の内部空間３２ｂ内へと絶縁液が供給される。内部空間３２ｂ内に供給された絶縁液は、第１弁本体４０の外周を流れながら排出ポート３５側（内部空間３２ｂの下部）へと流通すると共に、第１弁部３６の先端面４０ｃ、４２ａと、第２弁部３８の先端面６８ｃ、７０ａとの間が離間することで形成された絶縁経路１２４にも流通する。このように、絶縁液が絶縁経路１２４へと流通することで、第１弁部３６と第２弁部３８とを分離した際に第１経路９２や第２経路９６から微量の塗料漏れを生じた場合であっても、当該塗料は絶縁液により洗浄される。このため、第１弁部３６と第２弁部３８とを再度密着させる際に、漏れて付着した塗料が硬化して密着を妨害することを有効に防止でき、円滑な密着及び分離が可能となる。

従って、絶縁液の供給当初は、排出弁１１３を開弁しておくことで、絶縁経路１２４にて前記漏れた塗料を洗浄した後の絶縁液（廃液）が排出ポート３５から排出路１１０を介して廃液貯留槽１１２へと排出される。所定時間後に、排出弁１１３を閉弁し、絶縁経路１２４を含む内部空間３２ｂ内に絶縁液が十分に満たされた状態で絶縁液弁１０４を閉弁する。これにより、第１弁部３６と第２弁部３８との間、すなわち、第１供給路２８（第１経路９２）と第２供給路３０（第２経路９６）との間での絶縁が確保される。

塗装ガン１２から塗料を吐出するには、トリガ弁１２０を開弁すると共に、モータ１１４によりピストン１１６を所定速度（一定速度）で前進させて、シリンダ１８内に充填された塗料を所定流量（一定流量）で第３供給路１１８へと押出し、トリガ弁１２０を介して塗料を吐出する。

この場合、塗装ガン１２では高電圧発生器１２２により高電圧が印加され、塗装ガン１２、シリンダ１８及び第２弁部３８と、それらの途中の各経路には高電圧が付される。しかしながら、第２弁部３８と、第１弁部３６や排出ポート３５等との間は確実に絶縁されているため、塗料が水性塗料等のような導電性塗料であっても色替弁１４や廃液貯留槽１１２への電圧リークを生じることがなく、良好な静電塗装が可能となる。

所定の塗料による塗装が終了した後、シリンダ１８内に別の色の塗料を充填するに際して各経路を洗浄する際には、先ず、上記シリンダ１８への塗料充填時と同様に、第１弁部３６を第２弁部３８へと再度密着させて第１供給路２８と第２供給路３０を連通させる。次いで、色替弁１４を構成する洗浄液弁２２から洗浄液（水）を供給し、塗装ガン１２までの経路を洗浄しつつ、トリガ弁１２０から洗浄廃液を排出すればよい。

なお、前記のように、第１弁部３６を第２弁部３８へと再度密着させる際には、排出弁１１３を開弁して内部空間３２ｂ内の絶縁液を排出し、洗浄液弁１０６からの水で内部空間３２ｂ内を洗浄した後、乾燥弁１０８からのエアで乾燥させておく。そうすると、第１弁部３６の先端面４０ｃ、４２ａと、第２弁部３８の先端面６８ｃ、７０ａとを確実に洗浄及び乾燥させることができ、再密着時に密着面間に絶縁液が浸入するような事態を確実に防止できる。なお、第１弁部３６と第２弁部３８とが分離された状態においては、第１経路９２及び第２経路９６は上記のように確実に遮断されている。このため、内部空間３２ｂ内に絶縁液が充填された状態のままで第１弁部３６と第２弁部３８との間の再密着を行うようにしてもよい。

また、第１弁部３６と第２弁部３８とを密着させてシリンダ１８への塗料充填を行っている間に内部空間３２ｂ内へと絶縁液を供給し、内壁面３２ａと第１弁部３６の外周面とで囲繞された部分に絶縁液を充填しておくこともできる。そうすると、第１弁部３６と第２弁部３８とを分離させると同時に、絶縁経路１２４へと絶縁液が流通し、直ちに内部空間３２ｂ内に絶縁液を充満させることができるため、作業時間の一層の短縮化が可能となる。

以上のように、本実施形態に係る静電塗装装置１０によれば、色替弁１４側の第１供給路２８と、シリンダ１８側の第２供給路３０との間を、絶縁機構１６によって機械的（物理的）に分離して確実に絶縁することができる。従って、静電塗装時に高電圧が印加される絶縁機構１６の第２弁部３８やシリンダ１８側の部分から、第１弁部３６や色替弁１４側及び廃液貯留槽１１２へと電圧がリークすることがない。

また、第１弁部３６の先端面４０ｃ、４２ａと、第２弁部３８の先端面６８ｃ、７０ａとの間に形成される絶縁経路１２４に、絶縁抵抗が十分に大きい絶縁液を満たしておくことで、例えば絶縁経路１２４に空気が満たされている場合に比べて、絶縁性能を一層向上させることができる。従って、第１弁部３６と第２弁部３８とを分離した状態において、絶縁距離である絶縁経路１２４の幅Ｗ（図５Ａ参照）を一層短くすることができ、絶縁機構１６（静電塗装装置１０）の小型化が可能となる。

さらに、第１弁部３６と第２弁部３８とを分離する際には、バネ６６の付勢力によりテーパ面４２ｂをテーパ部４０ｄに密着させて第１経路９２を遮断し、バネ８４の付勢力によりテーパ面７０ｂをテーパ部６８ｄに密着させて第２経路９６を遮断しておくことができる。このため、分離時に第１経路９２や第２経路９６からの塗料漏れを生じることはほとんどなく、仮に漏れを生じたとしても極微量であるため、塗料ロスを大幅に低減することが可能となる。特に、本実施形態に係る静電塗装装置１０の場合、同色の塗料を連続的に使用する際には、塗料ロスをほとんど生じることなく使用することが可能である。

静電塗装装置１０では、第１弁部３６と第２弁部３８との密着部において磨耗を生じる部分がなく、連続的な使用によって密着部で磨耗を生じ、塗料漏れを惹起することを防止することができる。

上記のように、絶縁機構１６を構成する本体部３２の内壁面３２ａはやや振幅の大きな蛇腹状に形成されている。従って、高電圧が印加される第２弁体７０から前記内壁面３２ａの表面を伝わる電圧リークは、内壁面３２ａに沿って相当な距離を経なければ第１弁体４２まで伝わることができない（図３の矢印Ａ参照）。すなわち、絶縁機構１６では、内壁面３２ａの表面からの電圧リークも確実に防止することができる。

なお、上記実施形態では、第２弁体７０で第１弁体４２を押圧して後退させる構成としたが、当然、第１弁体４２で第２弁体７０を後退させる構成とすることもできる。この場合にはテーパ面４２ｂ、７０ｂ及びテーパ部４０ｄ、６８ｄの角度（傾斜）方向や、バネ６６、８４の配置やパイロットエアの供給位置を適宜変更すればよい。

第１弁体４２に形成された第１経路９２の先端側（下流側）は、２つの開口部４２ｃ、４２ｄで該第１弁体４２の外周面に開口しているものとしたが、開口部としては１つ又は３つ以上とすることができる。第１経路９２は、開口部が１つの場合には分岐させる必要がなく、開口部が３つ以上の場合にはその数に応じて分岐させればよい。

以上、実施形態により本発明を説明したが、これに限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは当然可能である。

本発明の一実施形態に係る静電塗装装置のブロック回路説明図である。図１に示す静電塗装装置の第１供給路と第２供給路とを連通させた状態での絶縁機構の軸線方向に沿う断面図である。図１に示す静電塗装装置の第１供給路と第２供給路とを遮断した状態での絶縁機構の軸線方向に沿う断面図である。図３に示す第１弁部と第２弁部の先端側を拡大した一部断面斜視図を示している。図５Ａは、第１弁部と第２弁部とを離間させた状態での絶縁機構の先端側を拡大した一部省略断面図であり、図５Ｂは、第１弁部を第２弁部に密着させた状態での絶縁機構の先端側を拡大した一部省略断面図であり、図５Ｃは、第１弁部と第２弁部とを密着させた後、第２弁体を前進駆動させた状態での絶縁機構の先端側を拡大した一部省略断面図である。

符号の説明

１０…静電塗装装置１２…塗装ガン
１４…色替弁１６…絶縁機構
１８、３４ａ、４０ａ、６８ｂ…シリンダ
２８…第１供給路３０…第２供給路
３２…本体部３２ｂ…内部空間
３６…第１弁部３８…第２弁部
４０…第１弁本体
４０ｃ、４２ａ、６８ｃ、７０ａ…先端面
４０ｄ、４２ｂ、６８ｄ、７０ｂ…テーパ面
４２…第１弁体６６、８４…バネ
６８…第２弁本体７０…第２弁体
９２…第１経路９６…第２経路
１２４…絶縁経路

Claims

導電性塗料を吐出する塗装ガンと、該塗装ガンに塗料を供給する塗料供給弁とを有し、前記塗装ガンと前記塗料供給弁の間に絶縁機構を設けた静電塗装装置であって、
前記絶縁機構は、前記塗料供給弁に連通する第１経路を有すると共に軸方向に移動自在な第１弁体を内装した第１弁部と、
前記塗装ガンに連通する第２経路を有すると共に軸方向に移動自在な第２弁体を内装した第２弁部と、
を備え、
前記第１弁体と前記第２弁体の先端面は互いに対向し且つ接離可能とされると共に、絶縁抵抗が空気よりも高い絶縁流体を流通可能な空間内に配置されており、
前記各先端面が互いに当接されて前記第１弁体及び前記第２弁体が軸方向に一体に移動された際には、前記第１経路と第２経路とが連通し、
前記各先端面が互いに離間した際には、前記第１経路と第２経路とが遮断されると共に、各先端面間には前記絶縁流体が流通する絶縁経路が形成されることを特徴とする静電塗装装置。
請求項１記載の静電塗装装置において、
前記第１弁部は、前記第１弁体を摺動自在に内装すると共に軸方向に進退移動自在に構成された第１弁本体を有し、該第１弁本体に設けられたテーパ部に、前記第１弁体に設けられたテーパ面が密着可能とされ、
前記第２弁部は、前記第２弁体を摺動自在に内装すると共に前記第１弁本体の先端面が接離可能な第２弁本体を有し、該第２弁本体に設けられたテーパ部に前記第２弁体に設けられたテーパ面が密着可能とされ、
前記第１経路は、前記第１弁体の前記テーパ面よりも上流側で該第１弁体の外周面に開口し、
前記第２経路は、前記第２弁体を内装した前記第２弁本体の孔部と前記第２弁体の外周面との間に形成され、
前記第１弁本体と前記第２弁本体とが互いに当接した際には、前記第２弁体が前進駆動されて前記第１弁体を押圧し後退させることにより、前記各テーパ面が各テーパ部から離間して前記第１経路と前記第２経路とが連通し、
前記第１弁本体と前記第２弁本体とが互いに離間する際には、前記第１弁体及び前記第２弁体が弾性部材で付勢されることにより、前記各テーパ面が各テーパ部に密着して、第１経路及び第２経路が遮断されることを特徴とする静電塗装装置。