JP7245910B2 - 静電塗装装置 - Google Patents

Description

本開示は、高電圧が印加された塗料を被塗物に向けて噴霧する静電塗装装置に関する。

自動車のボディ等の被塗物を塗装する場合には、塗料の塗着効率を高めるために、静電塗装装置が用いられる。この静電塗装装置は、塗料に高電圧を印加して塗装を行う。また、昨今の塗装装置では、環境に配慮するために、シンナ等の溶剤の使用を控え、水性塗料を用いている。しかし、水性塗料を使用する場合には、塗装装置から塗料供給源に続く塗料供給流路内の水性塗料を通じて、印加した高電圧がリークしてしまう。これにより、水性塗料を用いる塗装装置は、塗料に直接的に高電圧を印加して塗装することができない。

そこで、静電塗装装置には、高電圧がリークする要因となる塗料供給流路を廃止したものがある。この塗装装置は、水性塗料に直接的に高電圧を印加した場合でも、高電圧のリークを抑制することができるカートリッジ式の静電塗装装置である。

カートリッジ式の静電塗装装置は、前側が塗装機取付部となり後側がカートリッジ取付部となったハウジングと、中空な回転軸を備えたエアモータと、エアモータの前側に位置して回転軸に設けられた回転霧化頭とを備え、塗装機取付部に取付けられた塗装機と、塗料を貯えるタンクと、タンクから回転霧化頭に向けて延びたフィードチューブとを備え、フィードチューブが回転軸内に挿入されると共にタンクがカートリッジ取付部に取付けられたカートリッジと、ハウジングに設けられ、カートリッジのフィードチューブから吐出される塗料に高電圧を印加する高電圧発生器とを含んで構成されている（特許文献１）。

また、回転霧化頭およびフィードチューブの先端側を洗浄する洗浄機構を備えた塗装装置が知られている（特許文献２）。この塗装装置は、塗装機に位置して回転霧化頭およびフィードチューブの先端側を洗浄する洗浄流体（一般的に、洗浄液と洗浄エア）が流通する霧化頭洗浄流路と、洗浄流体供給源と霧化頭洗浄流路とを接続する洗浄流体流路と、洗浄流体流路に設けられ、洗浄流体流路を連通、遮断する洗浄流体弁とによる洗浄機構を備えている。

特開２００３－１１７４４７号公報 特開平１１－１２８７８４号公報

例えば、特許文献１のカートリッジ式の静電塗装装置に特許文献２の洗浄機構を備えた構成では、回転霧化頭やフィードチューブの先端側に付着した塗料を、洗浄流体を用いて洗浄することができる。

一方で、高電圧発生器から塗装機に給電された高電圧は、洗浄流体として用いられる洗浄液（水、シンナを含む混合液）を通じてリークしてしまう。この高電圧のリークを防ぐためには、高抵抗な洗浄液を使用することが考えられる。しかし、高抵抗な洗浄液は、高価なためにコストが嵩んでしまう。そこで、高電圧のリークを防ぐ他の方法としては、洗浄流体流路と霧化頭洗浄流路に残存した洗浄液を、洗浄エアを用いて全量排出し、高電圧のリークを防止する方法が知られている。

しかし、洗浄流体流路と霧化頭洗浄流路に残存した洗浄液を全量排出する作業では、洗浄液の廃棄量（使用量）が増大する上に、洗浄液の排出時間が長くなってしまう。さらに、次回の洗浄作業では、空になった洗浄流体流路および霧化頭洗浄流路に洗浄流体を満たすために時間を要してしまう。これにより、コストが上昇するという問題がある。

本発明の一実施形態の目的は、コストを低減できるようにした静電塗装装置を提供することにある。

本発明の一実施形態は、前側が塗装機取付部となったハウジングと、中空な回転軸を備えたエアモータと前記エアモータの前側に位置して前記回転軸に設けられた回転霧化頭とを備え、前記塗装機取付部に取付けられた塗装機と、前記ハウジングに設けられ、塗料を貯えるタンクと、前記タンクから前記回転霧化頭に向けて延びたフィードチューブと、前記タンク内の塗料室からフィードチューブの先端まで延びた塗料通路と、前記ハウジングに設けられ、前記フィードチューブの前記塗料通路から吐出される塗料に高電圧を印加する高電圧発生器と、を備えた静電塗装装置において、前記塗料通路と別個に前記塗装機に設けられ、前記回転霧化頭および前記フィードチューブの先端側を洗浄する洗浄流体が流通する霧化頭洗浄流路と、洗浄流体供給源と前記霧化頭洗浄流路とを接続し、洗浄流体供給源から前記霧化頭洗浄流路に向けて洗浄流体を流通させる洗浄流体流路と、前記洗浄流体流路に設けられ、前記洗浄流体流路を連通、遮断する洗浄流体弁と、前記霧化頭洗浄流路と前記洗浄流体流路とに接続され、排出エアが流通する排出エア流路と、前記霧化頭洗浄流路と前記洗浄流体弁との間に位置する接続点で前記洗浄流体流路に接続された洗浄流体排出流路と、前記霧化頭洗浄流路に設けられ、前記霧化頭洗浄流路を連通、遮断する排出エア切換弁と、前記洗浄流体排出流路に設けられ、前記洗浄流体排出流路を連通、遮断する洗浄流体排出弁と、を備え、前記洗浄流体流路と前記排出エア流路とが接続された合流点は、前記排出エア切換弁よりも洗浄流体の流通方向の上流側であって、前記接続点よりも洗浄流体の流通方向の下流側に配置され、前記洗浄流体弁と前記排出エア切換弁が開弁し、前記洗浄流体排出弁が閉弁し、前記洗浄流体流路と前記霧化頭洗浄流路を通じて洗浄流体を供給することにより前記回転霧化頭と前記フィードチューブの先端側を洗浄する工程と、前記排出エア切換弁が開弁し、前記洗浄流体弁と前記洗浄流体排出弁が閉弁し、前記排出エア流路を通じて排出エアを供給することにより前記霧化頭洗浄流路に残存した洗浄流体を排出する工程と、前記洗浄流体弁と前記排出エア切換弁が閉弁し、前記洗浄流体排出弁が開弁し、前記排出エア流路を通じて排出エアを供給することにより前記洗浄流体流路に残存した洗浄流体を排出する工程と、を備えている。

本発明の一実施形態によれば、コストを低減することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る静電塗装装置を塗装用ロボットに取付けた状態で示す全体構成図である。 図１中の静電塗装装置を塗装用ロボットのアーム部のブラケットと一緒に拡大して示す模式図である。 静電塗装装置の回転霧化頭およびフィードチューブの先端側を洗浄するときの動作を示すタイムチャートである。 第２の実施の形態による静電塗装装置を図２と同様位置から示す模式図である。 第３の実施の形態による静電塗装装置を図２と同様位置から示す模式図である。 比較例による静電塗装装置を図２と同様位置から示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態に係る静電塗装装置を、添付図面に従って詳細に説明する。

まず、図１ないし図３は本発明の第１の実施の形態を示している。この第１の実施の形態では、静電塗装装置の代表例として、ハウジングに対してタンクとフィードチューブからなるカートリッジが着脱可能に取付けられるカートリッジ式の静電塗装装置について説明する。

図１において、塗装用ロボット１０１は、基台１０２と、基台１０２上に動作可能に設けられた垂直アーム１０３と、垂直アーム１０３の先端に回動可能に設けられたアーム部としての水平アーム１０４とを含んで構成されている。水平アーム１０４の先端側は、回転可能なブラケット１０４Ａとなっている。水平アーム１０４のブラケット１０４Ａには、カートリッジ式の静電塗装装置１のハウジング２が取付けられている。

次に、本発明の第１の実施の形態に係るカートリッジ式の静電塗装装置１の構成について述べる。カートリッジ式の静電塗装装置１は、高電圧発生器１２により塗料に高電圧を直接的に印加する直接帯電式の静電塗装装置である。また、カートリッジ式の静電塗装装置１は、高速回転する回転霧化頭６から塗料を噴霧する回転霧化頭型の塗装機３を備えている。

カートリッジ式の静電塗装装置１は、塗装用ロボット１０１の水平アーム１０４の先端に取付けられている。図２に示すように、カートリッジ式の静電塗装装置１は、ハウジング２、塗装機３、カートリッジ８、高電圧発生器１２、霧化頭洗浄流路１３、洗浄流体流路１４、洗浄流体弁１６、排出エア流路１７、逆止弁１９、洗浄流体排出流路２０、排出エア切換弁２１および洗浄流体排出弁２２を備えている。

ハウジング２は、前，後方向に延びた段付き円筒体として形成されている。ハウジング２には、ネック部２Ａが前，後方向の中間部から径方向の外側に延びて設けられている。このネック部２Ａは、先端が取付部２Ａ１となっている。ハウジング２は、ネック部２Ａの取付部２Ａ１が塗装用ロボット１０１の水平アーム１０４を構成するブラケット１０４Ａに取付けられている。

また、ハウジング２の前側は、前方に開口した塗装機取付部２Ｂとなっている。塗装機取付部２Ｂには、後述する塗装機３のエアモータ４が取付けられている。一方、ハウジング２の後側は、後方に開口したカートリッジ取付部２Ｃとなっている。カートリッジ取付部２Ｃには、後述するカートリッジ８のタンク８Ａが着脱可能に取付けられる。ハウジング２には、後述のフィードチューブ挿通孔７、高電圧発生器１２等が設けられている。

塗装機３は、ハウジング２の塗装機取付部２Ｂに取付けられている。塗装機３は、エアモータ４、回転軸５、回転霧化頭６を含んで構成されている。塗装機３のエアモータ４は、塗装機取付部２Ｂに取付けられている。このエアモータ４の中央には、回転軸５が回転可能に支持されている。エアモータ４は、外部からエアタービン（図示せず）に駆動エアが供給されることにより、回転軸５および回転霧化頭６を、例えば３０００～１５００００ｒｐｍの高速で回転させる。また、回転軸５は、中空な円筒体として形成されている。回転軸５の先端（前端）には、回転霧化頭６が取付けられている。さらに、回転軸５の内周側は、フィードチューブ挿通孔７の一部を形成している。

塗装機３の回転霧化頭６は、エアモータ４の前側に位置して回転軸５に設けられている。回転霧化頭６は、後側から前側に向けて拡径するカップ状に形成されている。回転霧化頭６は、エアモータ４によって回転軸５と一緒に高速回転されることにより、カートリッジ８のフィードチューブ８Ｃから供給される塗料を微粒化して噴霧する。

フィードチューブ挿通孔７は、塗装機取付部２Ｂの底部中央から回転軸５内に向けて延びて形成されている。このフィードチューブ挿通孔７には、カートリッジ８のフィードチューブ８Ｃが挿通される。

カートリッジ８は、ハウジング２のカートリッジ取付部２Ｃに着脱可能に取付けられる。カートリッジ８は、複数個用意され、例えば１回の塗装作業毎にハウジング２に交換して取付けられる。カートリッジ８は、タンク８Ａとフィードチューブ８Ｃと備えている。カートリッジ８のタンク８Ａは、円筒状容器として形成され、カートリッジ取付部２Ｃに着脱可能に取付けられる。中空なタンク８Ａ内には、ピストン８Ｂが前，後方向に摺動可能に挿嵌されている。これにより、タンク８Ａ内は、ピストン８Ｂによって前側の塗料室Ａと後側の押出し液体室Ｂとに区画されている。

なお、カートリッジとしては、タンク内に隔壁をなす袋状の薄膜が設けられた袋状カートリッジを用いる構成としてもよい。この場合、袋状の薄膜の内部が塗料室となり、袋状の薄膜とタンクとの隙間が押出し液体室となる。

フィードチューブ８Ｃは、タンク８Ａの前部中央から回転霧化頭６に向けて前方に延びている。フィードチューブ８Ｃは、フィードチューブ挿通孔７に挿入される。この挿入状態でフィードチューブ８Ｃは、先端部が回転軸５から突出して回転霧化頭６内に延びている。

また、カートリッジ８には、塗料室Ａからフィードチューブ８Ｃの先端まで延びた塗料通路８Ｄと、この塗料通路８Ｄを連通、遮断する塗料弁８Ｅとが設けられている。さらに、カートリッジ８には、押出し液体室Ｂに接続された押出し液体通路８Ｆと、タンク８Ａの前部に設けられて押出し液体通路８Ｆを開閉するタンク側開閉弁８Ｇとが設けられている。タンク側開閉弁８Ｇは、タンク８Ａがカートリッジ取付部２Ｃに取付けられたときに、ハウジング側開閉弁１１と当接して開弁する。

押出し液体供給路９は、押出し液体供給源１０からカートリッジ８の押出し液体通路８Ｆ（押出し液体室Ｂ）に向けて押出し液体を供給する通路である。押出し液体供給路９には、ハウジング２のカートリッジ取付部２Ｃの底部側に位置してハウジング側開閉弁１１が設けられている。ハウジング側開閉弁１１は、タンク側開閉弁８Ｇと当接することで開弁する。

高電圧発生器１２は、ハウジング２に設けられている。高電圧発生器１２は、カートリッジ８のフィードチューブ８Ｃから吐出される塗料に高電圧を印加する。高電圧発生器１２は、例えばコッククロフト回路によって構成されている。高電圧発生器１２は、電源装置（図示せず）から供給される電圧を、例えば－６０～－１２０ｋＶに昇圧する。高電圧発生器１２の出力側は、例えばエアモータ４に電気的に接続されている。これにより、高電圧発生器１２は、エアモータ４、回転軸５、回転霧化頭６を通じて塗料に高電圧を直接的に印加することができる。

霧化頭洗浄流路１３は、塗装機３に設けられている。霧化頭洗浄流路１３は、回転霧化頭６およびカートリッジ８のフィードチューブ８Ｃの先端側を洗浄する洗浄流体が流通する。霧化頭洗浄流路１３の上流側は、合流点Ｃの位置で洗浄流体流路１４と排出エア流路１７とに接続されている。霧化頭洗浄流路１３の下流側は、回転軸５とフィードチューブ８Ｃとの隙間を利用し、フィードチューブ８Ｃの先端側まで延びている。

洗浄流体は、例えば、水にシンナ、アルコール等を混ぜた洗浄液と洗浄エア（圧縮エア）とからなる。第１の実施の形態では、電気抵抗が低い安価な洗浄液が用いられている。

洗浄流体流路１４は、洗浄流体供給源１５と霧化頭洗浄流路１３とを接続する。洗浄流体流路１４は、例えば、塗装用ロボット１０１の水平アーム１０４、ハウジング２のネック部２Ａ内を延びている。洗浄流体流路１４は、その下流側が合流点Ｃで霧化頭洗浄流路１３に接続され、洗浄液と洗浄エアとを交互ないし同時に供給する。合流点Ｃは、後述の接続点Ｄよりも洗浄流体の流れ方向の下流側に配置されている。

洗浄流体弁１６は、洗浄流体流路１４に設けられている。洗浄流体弁１６は、洗浄流体流路１４を連通、遮断し、洗浄流体の供給と停止を制御する。洗浄流体弁１６は、塗装用ロボット１０１を構成する水平アーム１０４のブラケット１０４Ａに配置されている。

次に、第１の実施の形態の特徴部分となる排出エア流路１７、排出エア供給弁１８、逆止弁１９、洗浄流体排出流路２０、排出エア切換弁２１および洗浄流体排出弁２２の構成について述べる。

排出エア流路１７は、合流点Ｃで霧化頭洗浄流路１３に接続されている。排出エア流路１７は、排出エアが流通する。この排出エアは、霧化頭洗浄流路１３および洗浄流体流路１４の下流側流路１４Ａに残存した洗浄流体（洗浄液）を排出する。排出エア流路１７は、上流側が排出エア供給弁１８に接続され、下流側がハウジング２のネック部２Ａ内を延びて霧化頭洗浄流路１３の上流側に接続されている。排出エア供給弁１８は、排出エア供給源（図示せず）に接続されている。排出エア流路１７が霧化頭洗浄流路１３に接続された合流点Ｃは、洗浄流体排出流路２０と洗浄流体流路１４との接続点Ｄよりも下流側に位置している。

逆止弁１９は、排出エア流路１７に設けられている。逆止弁１９は、霧化頭洗浄流路１３に向けて排出エアが流通するのを許し、逆向きの流れを阻止する。これにより、逆止弁１９は、洗浄流体流路１４から霧化頭洗浄流路１３に向かう洗浄流体の一部が、排出エア流路１７を排出エア供給弁１８側に流れるのを阻止している。

洗浄流体排出流路２０は、霧化頭洗浄流路１３と洗浄流体弁１６との間に位置する接続点Ｄで洗浄流体流路１４に接続されている。ここで、接続点Ｄは、洗浄流体の流れ方向で洗浄流体弁１６の下流側の直後に位置している。また、接続点Ｄは、水平アーム１０４のブラケット１０４Ａに配置されている。また、洗浄流体排出流路２０の他端は、廃液槽２３に接続されている。接続点Ｄは、合流点Ｃよりも洗浄流体の流れ方向で上流側に位置している。

排出エア切換弁２１は、霧化頭洗浄流路１３に設けられている。排出エア切換弁２１は、合流点Ｃよりも洗浄流体の流れ方向で下流側に位置している。排出エア切換弁２１は、霧化頭洗浄流路１３を連通、遮断する。具体的には、排出エア切換弁２１が開弁したときには、洗浄流体供給源１５からの洗浄流体を、霧化頭洗浄流路１３を通じて回転霧化頭６等に供給することができる。また、排出エア切換弁２１が開弁したときには、排出エア供給弁１８（排出エア供給源）からの排出エア（圧縮エア）を、排出エア流路１７を通じて霧化頭洗浄流路１３に供給することができる。

一方、排出エア切換弁２１が閉弁したときには、排出エア供給弁１８と洗浄流体排出弁２２が開弁することにより、排出エア供給源からの排出エアの流れを、洗浄流体流路１４側に切換えることができる。この場合には、洗浄流体流路１４に残存した洗浄流体（洗浄液）を排出エアによって排出することができる。

洗浄流体排出弁２２は、洗浄流体排出流路２０に設けられている。洗浄流体排出弁２２は、洗浄流体弁１６と一緒に、塗装用ロボット１０１を構成する水平アーム１０４のブラケット１０４Ａに取付けられている。洗浄流体排出弁２２は、洗浄流体排出流路２０を連通、遮断する。洗浄流体排出弁２２は、洗浄流体弁１６が開弁しているときに閉弁し、洗浄流体が洗浄流体排出流路２０側に流れるのを阻止する。一方、洗浄流体排出弁２２は、開弁することにより、排出エアによって洗浄流体流路１４から押し出された洗浄流体を、洗浄流体排出流路２０を通じて廃液槽２３に排出させる。

第１の実施の形態によるカートリッジ式の静電塗装装置１は、上述の如き構成を有している。次に、カートリッジ式の静電塗装装置１による塗装作業の一例と回転霧化頭６等の洗浄作業の一例について説明する。

まず、カートリッジ式の静電塗装装置１は、ハウジング２にカートリッジ８を取付ける。このときには、カートリッジ８のフィードチューブ８Ｃをフィードチューブ挿通孔７に挿入し、タンク８Ａをカートリッジ取付部２Ｃに取付ける。ハウジング２にカートリッジ８を取付けたら、押出し液体供給源１０から押出し液体を押出し液体供給路９、押出し液体通路８Ｆを通じて押出し液体室Ｂに供給する。

これにより、塗料室Ａ内の塗料は、ピストン８Ｂに押動されて塗料通路８Ｄを通じて回転霧化頭６に向けて吐出される。このときに、回転霧化頭６は、エアモータ４によって高速回転されている。従って、回転霧化頭６は、供給された塗料を塗料粒子として被塗物に向けて噴霧する。

この塗装時に、回転霧化頭６には、高電圧発生器１２によって回転軸５等を介して高電圧が印加されている。これにより、回転霧化頭６から噴霧された塗料粒子は、高電圧に帯電している。従って、回転霧化頭６から噴霧される塗料粒子、即ち、帯電塗料粒子は、アースに接続された被塗物に向けて飛行し、効率よく塗着することができる。

次に、回転霧化頭６とカートリッジ８のフィードチューブ８Ｃの先端側を洗浄する作業と、霧化頭洗浄流路１３に残存した洗浄流体（洗浄液）を排出する作業と、洗浄流体流路１４に残存した洗浄流体（洗浄液）を排出する作業とについて、それぞれの一例を、図２の模式図と図３のタイムチャートを参照しつつ説明する。

回転霧化頭６とカートリッジ８のフィードチューブ８Ｃの先端側を洗浄する作業では、洗浄流体弁１６と排出エア切換弁２１を開弁し、排出エア供給弁１８と洗浄流体排出弁２２を閉弁する。このときに、洗浄流体供給源１５からの洗浄流体は、洗浄流体流路１４を介して霧化頭洗浄流路１３から回転霧化頭６とフィードチューブ８Ｃの先端側に向けて吐出される。これにより、回転霧化頭６とフィードチューブ８Ｃの先端側に付着した塗料は、洗浄流体によって洗浄することができる。

次に、霧化頭洗浄流路１３に残存した洗浄流体（洗浄液）を排出する作業では、排出エア切換弁２１の開弁と洗浄流体排出弁２２の閉弁を継続しつつ、洗浄流体弁１６を閉弁し、排出エア供給弁１８を開弁する。この状態では、排出エア供給源からの排出エアは、排出エア流路１７を通じて霧化頭洗浄流路１３に供給される。これにより、霧化頭洗浄流路１３に残存した洗浄流体は、排出エアによって外部に排出することができる。

続いて、洗浄流体流路１４に残存した洗浄流体（洗浄液）を排出する作業では、排出エア供給弁１８の開弁と洗浄流体弁１６の閉弁を継続しつつ、排出エア切換弁２１を閉弁し、洗浄流体排出弁２２を開弁する。このときに、排出エア供給源からの排出エアは、排出エア流路１７を通じて洗浄流体流路１４に流入する。即ち、排出エアは、洗浄流体弁１６よりも霧化頭洗浄流路１３側に位置する洗浄流体流路１４の下流側流路１４Ａに残存した洗浄流体を、洗浄流体排出流路２０を通じて排出し、下流側流路１４Ａを空洞にする。一方で、洗浄流体供給源１５から洗浄流体弁１６（接続点Ｄ）までの洗浄流体流路１４の上流側流路１４Ｂには、洗浄流体が残存している。これにより、次回の塗装作業では、洗浄流体流路１４の下流側の一部となる下流側流路１４Ａの空洞部分によって、塗装機３を絶縁状態に維持することができる。

図３は、回転霧化頭６とカートリッジ８のフィードチューブ８Ｃの先端側の洗浄作業、霧化頭洗浄流路１３に残存した洗浄流体の排出作業および洗浄流体流路１４に残存した洗浄流体の排出作業における洗浄流体弁１６、排出エア切換弁２１、排出エア供給弁１８および洗浄流体排出弁２２の開弁状態と閉弁状態を示すものである。図３に示される斜線部は開弁状態を代表し、空白部は閉弁状態を代表する。

かくして、第１の実施の形態によれば、カートリッジ式の静電塗装装置１は、塗装機３に設けられ、回転霧化頭６およびカートリッジ８のフィードチューブ８Ｃの先端側を洗浄する洗浄流体が流通する霧化頭洗浄流路１３と、洗浄流体供給源１５と霧化頭洗浄流路１３とを接続する洗浄流体流路１４と、洗浄流体流路１４に設けられ、洗浄流体流路１４を連通、遮断する洗浄流体弁１６と、霧化頭洗浄流路１３に接続され、排出エアが流通する排出エア流路１７と、霧化頭洗浄流路１３と洗浄流体弁１６との間に位置する接続点Ｄで洗浄流体流路１４に接続された洗浄流体排出流路２０と、霧化頭洗浄流路１３に設けられ、霧化頭洗浄流路１３を連通、遮断する排出エア切換弁２１と、洗浄流体排出流路２０に設けられ、洗浄流体排出流路２０を連通、遮断する洗浄流体排出弁２２とを備えている。

従って、回転霧化頭６とカートリッジ８のフィードチューブ８Ｃの先端側を洗浄するときには、排出エア切換弁２１を開弁し、洗浄流体弁１６を開弁し、洗浄流体排出弁２２を閉弁する。これにより、洗浄流体流路１４を通じて霧化頭洗浄流路１３に洗浄流体を供給することにより、回転霧化頭６等を洗浄することができる。

また、回転霧化頭６等の洗浄後には、排出エア切換弁２１を開弁し、洗浄流体弁１６を閉弁し、洗浄流体排出弁２２を閉弁する。この状態で、排出エア流路１７から排出エアを供給することによって、霧化頭洗浄流路１３に残存した洗浄流体を排出することができる。

霧化頭洗浄流路１３の洗浄流体を排出した後は、排出エア切換弁２１を閉弁し、洗浄流体弁１６を閉弁し、洗浄流体排出弁２２を開弁する。この状態で、排出エア流路１７から洗浄流体流路１４に向けて排出エアを供給する。これにより、洗浄流体流路１４では、排出エア供給源からの排出エアによって霧化頭洗浄流路１３と洗浄流体弁１６との間に位置する下流側流路１４Ａに残存した洗浄流体を排出することができる。この結果、洗浄流体流路１４は、下流側流路１４Ａを空洞にすることで絶縁状態になるから、高電圧を塗料に直接的に印加した場合でも、この高電圧が洗浄流体流路１４を通じてリークするのを防止することができる。

ここで、図６は比較例によるカートリッジ式の静電塗装装置７１を示している。洗浄流体流路７２は、洗浄流体供給源１５と霧化頭洗浄流路１３とを接続している。また、霧化頭洗浄流路１３には、霧化頭洗浄流路１３を連通、遮断する洗浄流体弁７３が設けられている。このように構成された比較例によるカートリッジ式の静電塗装装置７１では、洗浄流体弁７３を開弁することにより、霧化頭洗浄流路１３を通じて回転霧化頭６およびフィードチューブ８Ｃの先端側に洗浄流体を供給して洗浄することができる。また、洗浄エアを用いて洗浄流体流路７２の全長に残存した洗浄流体（洗浄液）を排出することにより、塗装時には、高電圧のリークを防止することができる。

しかしながら、比較例によるカートリッジ式の静電塗装装置７１では、洗浄流体流路７２の全長に残存した洗浄液を排出するから、洗浄液の廃棄量が増加する傾向がある。さらに、洗浄流体流路７２の全長のように、洗浄液を排出する範囲が長い場合には、洗浄液が洗浄流体流路７２の内面に液滴として残存してしまい、この液滴を伝って高電圧がリークする虞がある。

これに対し、第１の実施の形態によるカートリッジ式の静電塗装装置１は、洗浄流体流路１４には、洗浄流体供給源１５から洗浄流体弁１６までの上流側流路１４Ｂに洗浄流体の洗浄液を残存させることができる。一方で、洗浄流体弁１６よりも塗装機３側の下流側流路１４Ａでは、洗浄液を排出することができる。

即ち、カートリッジ式の静電塗装装置１は、排出エア流路１７と洗浄流体排出流路２０とを省いた比較例によるカートリッジ式の静電塗装装置７１に比べて、廃棄する洗浄液を最小限に抑えることができ、高電圧のリークも防止できる。これにより、洗浄液の廃棄量（使用量）の削減、洗浄液の排出時間の短縮、構成と制御の簡略化を図ることができ、コストを低減することができる。しかも、洗浄液を排出する範囲は、洗浄流体流路１４の一部となる下流側流路１４Ａだけである。従って、短い流路に圧縮エアを供給することで、液滴を残さずに洗浄液を排出することができる。この点でも高電圧のリークを防止することができる。

ハウジング２の後側には、カートリッジ取付部２Ｃが設けられている。タンク８Ａとフィードチューブ８Ｃは、フィードチューブ８Ｃが回転軸５内に挿入されると共にタンク８Ａがカートリッジ取付部２Ｃに着脱可能に取付けられたカートリッジ８を構成している。これにより、ハウジング２に対してカートリッジ８を交換して取付けることができる。

排出エア流路１７には、排出エア流路１７を連通、遮断する排出エア供給弁１８が設けられている。排出エア供給弁１８を開弁することにより、排出エア供給源からの排出エアを排出エア流路１７に供給できる。

排出エア流路１７には、霧化頭洗浄流路１３に向けて排出エアが流通するのを許し、逆向きの流れを阻止する逆止弁１９が設けられている。これにより、逆止弁１９は、洗浄流体流路１４から霧化頭洗浄流路１３に向かう洗浄流体の一部が、排出エア流路１７を排出エア供給弁１８側に流れるのを阻止することができる。

また、ハウジング２は、塗装用ロボット１０１の水平アーム１０４のブラケット１０４Ａに取付けられている。この上で、洗浄流体弁１６と洗浄流体排出弁２２は、水平アーム１０４のブラケット１０４Ａに取付けられている。これにより、塗装用ロボット１０１の水平アーム１０４を利用して洗浄流体弁１６と洗浄流体排出弁２２を設けることができる。また、洗浄流体弁１６と洗浄流体排出弁２２とは、塗装機３に近い位置に配置している。従って、洗浄流体弁１６、洗浄流体排出弁２２と霧化頭洗浄流路１３（合流点Ｃ）との間の洗浄流体流路１４の下流側流路１４Ａを短く設定することができる。この結果、下流側流路１４Ａから排出される洗浄液の量を削減することができる。

洗浄流体排出流路２０と洗浄流体流路１４との接続点Ｄは、アーム部となる水平アーム１０４のブラケット１０４Ａに配置されている。これにより、洗浄流体弁１６と接続点Ｄとの間で洗浄流体流路１４に残存する洗浄液の量を少なくすることができる。

さらに、排出エア流路１７は、洗浄流体排出流路２０と洗浄流体流路１４との接続点Ｄよりも下流側の位置で霧化頭洗浄流路１３（合流点Ｃ）に接続されている。従って、接続点Ｄと合流点Ｃとの間に位置する洗浄流体流路１４の下流側流路１４Ａは、洗浄流体を排出することで空洞にできる。これにより、洗浄流体流路１４の下流側流路１４Ａは、絶縁領域にすることができ、高電圧のリークを防止することができる。

次に、図４は本発明の第２の実施の形態を示している。第２の実施の形態の特徴は、ハウジングにタンクを固定し、ハウジングに着脱可能なノズルを介して外部からタンク内の塗料室に塗料を充填する構成としたことにある。なお、第２の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

図４において、静電塗装装置３１は、ハウジング３２を有している。このハウジング３２は、ネック部３２Ａと塗装機取付部３２Ｂを有している。また、ハウジング３２の後側には、タンク３３が一体的に設けられている。タンク３３内は、ピストン３４によって塗料室Ａと押出し液体室Ｂとに区画されている。押出し液体室Ｂには、押出し液体を供給、排出する押出し液体給排路３５が接続されている。さらに、ハウジング３２には、例えば、後側の端面に位置してノズル接続口３２Ｃが設けられている。

フィードチューブ３６は、回転軸５内を回転霧化頭６に向けて前方に延びた状態でハウジング３２に取付けられている。塗料通路３７は、タンク３３の塗料室Ａからフィードチューブ３６の先端まで延びて設けられている。また、ハウジング３２には、塗料通路３７を連通、遮断する塗料弁３８が設けられている。

塗料充填流路３９は、塗料室Ａとノズル接続口３２Ｃとを接続した状態でハウジング３２に設けられている。塗料充填流路３９には、ノズル接続口３２Ｃの底部側に位置してハウジング側開閉弁４０が設けられている。ハウジング側開閉弁４０は、後述する塗料充填ノズル４１のノズル側開閉弁４１Ａと当接することで開弁する。

ハウジング３２のノズル接続口３２Ｃには、塗料供給源（図示せず）からの塗料を充填する塗料充填ノズル４１が接続される。この塗料充填ノズル４１には、当該塗料充填ノズル４１の先端がハウジング３２のノズル接続口３２Ｃに接続されたときに、ハウジング側開閉弁４０と当接して開弁するノズル側開閉弁４１Ａが設けられている。なお、塗料充填ノズル４１は、塗料以外に、タンク３３、塗料通路３７を洗浄するための洗浄流体を供給することができる。

かくして、このように構成された第２の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第２の実施の形態によれば、ハウジング３２にタンク３３が取外し不能に固定された静電塗装装置３１に対しても、霧化頭洗浄流路１３、洗浄流体流路１４、排出エア流路１７を用いた回転霧化頭６等の洗浄作業、洗浄液の排出作業を適用することができる。

次に、図５は本発明の第３の実施の形態を示している。第３の実施の形態の特徴は、ハウジングにタンクを固定し、タンク内のピストンを押圧するモータを備えると共に、ハウジングに着脱可能なノズルを介して外部からタンク内の塗料室に塗料を充填する構成としたことにある。一方で、第３の実施の形態では、押出し液体に関する構成が削除されている。なお、第３の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

図５において、静電塗装装置５１は、ハウジング５２を有している。このハウジング５２は、ネック部５２Ａと塗装機取付部５２Ｂを有している。また、ハウジング５２の後側には、タンク５３が一体的に設けられている。タンク５３内には、前，後方向に移動可能にピストン５４が挿嵌されている。これにより、タンク５３内には、前側に位置して塗料室Ａが形成されている。

ハウジング５２の後部には、ピストン５４を前，後方向に移動させるモータ５５が設けられている。塗料室Ａ内の塗料は、ピストン５４がモータ５５によって押動されることによって吐出される。モータ５５は、例えばサーボモータであり、回転運動を直線運動に変換するボールねじ機構を備えている。さらに、ハウジング５２には、例えば、後側の端面に位置してノズル接続口５２Ｃが設けられている。

フィードチューブ５６は、回転軸５内を回転霧化頭６に向けて前方に延びた状態でハウジング５２に取付けられている。塗料通路５７は、タンク５３の塗料室Ａからフィードチューブ５６の先端まで延びて設けられている。また、ハウジング５２には、塗料通路５７を連通、遮断する塗料弁５８が設けられている。

塗料充填流路５９は、塗料室Ａとノズル接続口５２Ｃとを接続した状態でハウジング５２に設けられている。塗料充填流路５９には、ノズル接続口５２Ｃの底部側に位置してハウジング側開閉弁６０が設けられている。ハウジング側開閉弁６０は、後述する塗料充填ノズル６１のノズル側開閉弁６１Ａと当接することで開弁する。

ハウジング５２のノズル接続口５２Ｃには、塗料供給源（図示せず）からの塗料を充填する塗料充填ノズル６１が接続される。この塗料充填ノズル６１には、当該塗料充填ノズル６１の先端がハウジング５２のノズル接続口５２Ｃに接続されたときに、ハウジング側開閉弁６０と当接して開弁するノズル側開閉弁６１Ａが設けられている。なお、塗料充填ノズル６１は、塗料以外に、タンク５３、塗料通路５７を洗浄するための洗浄流体を供給することができる。

かくして、このように構成された第３の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第３の実施の形態によれば、ハウジング５２にタンク５３が固定され、タンク５３内の塗料をモータ５５を用いて吐出する静電塗装装置５１に対しても、霧化頭洗浄流路１３、洗浄流体流路１４、排出エア流路１７を用いた回転霧化頭６等の洗浄作業、洗浄液の排出作業を適用することができる。

なお、第１の実施の形態では、洗浄流体弁１６と洗浄流体排出弁２２を、塗装用ロボット１０１を構成する水平アーム１０４のブラケット１０４Ａに配置した場合を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、洗浄流体弁１６と洗浄流体排出弁２２を、ブラケット１０４Ａ以外の水平アーム１０４、垂直アーム１０３、ハウジング２等に配置する構成としてもよい。この構成は、第２，第３の実施の形態にも同様に適用することができる。

１，３１，５１ 静電塗装装置
２，３２，５２ ハウジング
２Ｂ，３２Ｂ，５２Ｂ 塗装機取付部
２Ｃ カートリッジ取付部
３ 塗装機
４ エアモータ
５ 回転軸
６ 回転霧化頭
８ カートリッジ
８Ａ タンク
８Ｃ，３６，５６ フィードチューブ
１２ 高電圧発生器
１３ 霧化頭洗浄流路
１４ 洗浄流体流路
１５ 洗浄流体供給源
１６ 洗浄流体弁
１７ 排出エア流路
１８ 排出エア供給弁
１９ 逆止弁
２０ 洗浄流体排出流路
２１ 排出エア切換弁
２２ 洗浄流体排出弁
１０１ 塗装用ロボット
１０４ 水平アーム（アーム部）
１０４Ａ ブラケット
Ｄ 接続点

Claims (7)

1. 前側が塗装機取付部となったハウジングと、
   中空な回転軸を備えたエアモータと前記エアモータの前側に位置して前記回転軸に設けられた回転霧化頭とを備え、前記塗装機取付部に取付けられた塗装機と、
   前記ハウジングに設けられ、塗料を貯えるタンクと、
   前記タンクから前記回転霧化頭に向けて延びたフィードチューブと、
   前記タンク内の塗料室からフィードチューブの先端まで延びた塗料通路と、
   前記ハウジングに設けられ、前記フィードチューブの前記塗料通路から吐出される塗料に高電圧を印加する高電圧発生器と、を備えた静電塗装装置において、
   前記塗料通路と別個に前記塗装機に設けられ、前記回転霧化頭および前記フィードチューブの先端側を洗浄する洗浄流体が流通する霧化頭洗浄流路と、
   洗浄流体供給源と前記霧化頭洗浄流路とを接続し、洗浄流体供給源から前記霧化頭洗浄流路に向けて洗浄流体を流通させる洗浄流体流路と、
   前記洗浄流体流路に設けられ、前記洗浄流体流路を連通、遮断する洗浄流体弁と、
   前記霧化頭洗浄流路と前記洗浄流体流路とに接続され、排出エアが流通する排出エア流路と、
   前記霧化頭洗浄流路と前記洗浄流体弁との間に位置する接続点で前記洗浄流体流路に接続された洗浄流体排出流路と、
   前記霧化頭洗浄流路に設けられ、前記霧化頭洗浄流路を連通、遮断する排出エア切換弁と、
   前記洗浄流体排出流路に設けられ、前記洗浄流体排出流路を連通、遮断する洗浄流体排出弁と、を備え、
   前記洗浄流体流路と前記排出エア流路とが接続された合流点は、前記排出エア切換弁よりも洗浄流体の流通方向の上流側であって、前記接続点よりも洗浄流体の流通方向の下流側に配置され、
   前記洗浄流体弁と前記排出エア切換弁が開弁し、前記洗浄流体排出弁が閉弁し、前記洗浄流体流路と前記霧化頭洗浄流路を通じて洗浄流体を供給することにより前記回転霧化頭と前記フィードチューブの先端側を洗浄する工程と、
   前記排出エア切換弁が開弁し、前記洗浄流体弁と前記洗浄流体排出弁が閉弁し、前記排出エア流路を通じて排出エアを供給することにより前記霧化頭洗浄流路に残存した洗浄流体を排出する工程と、
   前記洗浄流体弁と前記排出エア切換弁が閉弁し、前記洗浄流体排出弁が開弁し、前記排出エア流路を通じて排出エアを供給することにより前記洗浄流体流路に残存した洗浄流体を排出する工程と、を備えていることを特徴とする静電塗装装置。
2. 請求項１に記載の静電塗装装置において、
   前記排出エア流路には、前記排出エア流路を連通、遮断する排出エア供給弁が設けられていることを特徴とする静電塗装装置。
3. 請求項１に記載の静電塗装装置において、
   前記ハウジングの後側には、カートリッジ取付部が設けられ、
   前記タンクと前記フィードチューブは、前記フィードチューブが前記回転軸内に挿入されると共に前記タンクが前記カートリッジ取付部に着脱可能に取付けられたカートリッジを構成していることを特徴とする静電塗装装置。
4. 請求項１に記載の静電塗装装置において、
   前記排出エア流路には、前記霧化頭洗浄流路に向けて排出エアが流通するのを許し、逆向きの流れを阻止する逆止弁が設けられていることを特徴とする静電塗装装置。
5. 請求項１に記載の静電塗装装置において、
   前記ハウジングは、塗装用ロボットのアーム部のブラケットに取付けられており、
   前記洗浄流体弁と前記洗浄流体排出弁は、前記アーム部の前記ブラケットに取付けられていることを特徴とする静電塗装装置。
6. 請求項５に記載の静電塗装装置において、
   前記洗浄流体排出流路と前記洗浄流体流路との前記接続点は、前記アーム部の前記ブラケットに配置されていることを特徴とする静電塗装装置。
7. 請求項１に記載の静電塗装装置において、
   前記排出エア流路は、前記洗浄流体排出流路と前記洗浄流体流路との前記接続点よりも下流側の位置で前記霧化頭洗浄流路に接続されていることを特徴とする静電塗装装置。

Images