JP6754894B2 - 静電塗装装置 - Google Patents

Description

本発明は、帯電した塗料を霧化して塗布対象（ワーク）に吹き付ける静電塗装装置に関する。

静電塗装装置は、塗料供給源から供給された塗料に印加する電圧を発生する電圧発生手段と、帯電した塗料を導出する回転霧化頭と、エアモータとを含んで構成され、電圧発生手段及びエアモータはハウジング内に収納される（例えば、特許第４７２６１８８号公報参照）。ここで、エアモータは、タービンに駆動エアが供給されることで駆動され、これにより回転霧化頭を回転させる。塗料は、回転霧化頭の周縁部から排出される噴霧エアに同伴され、霧状となってワークまで飛行する。

ところで、エアモータを収納したモータ室に駆動エアが導入されたとき、該駆動エアは、断熱膨張によって急速に降温する。このため、モータ室の壁面や、その周囲の大気が冷却されるので、その結果として結露が起こる可能性がある。このような事態が生じると、水滴が塗料とともにワークに付着して塗装品質が低下する一因となる。

そこで、特許第４７０５１００号公報において、結露を防止するための構成が提案されている。

特許第４７０５１００号公報記載の従来技術では、駆動エアの流通路とは別に、断熱エアの流通路を形成する必要がある。従って、エアの流通路、ひいては静電塗装装置の構成が複雑となる上、大型化を招くことになる。

本発明の一般的な目的は、簡素な構成のハウジングを有する静電塗装装置を提供することにある。

本発明の主たる目的は、ハウジング内を流通するエアによって結露を防止することが可能な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によれば、塗料に印加する電圧を発生する電圧発生手段と、前記塗料を導出する回転霧化頭を回転させるためのエアモータと、前記電圧発生手段及び前記エアモータを収容するハウジングとを有する静電塗装装置において、
前記ハウジングに、前記電圧発生手段を囲繞する第１エア流通路と、前記エアモータを構成するエアタービンの外方を囲繞する第２エア流通路と、前記第１エア流通路と前記第２エア流通路を連通する第３エア流通路とが形成されている静電塗装装置が提供される。

このように、本発明では、電圧発生手段の周囲をパージするエアを第２エア流通路に流通させ、この第２エア流通路を流通するエアでエアモータのエアタービンを覆っている。換言すれば、エアタービンの周囲にエアカーテンを形成している。このエアカーテンが介在するため、エアモータを駆動するべく駆動エアをハウジング内のモータ室に導入したときに断熱膨張が起こっても、モータ室の壁面や大気の熱が駆動エアに奪取されることが回避される。

従って、結露が起こることが防止される。このため、塗料とともに水滴がワークに付着することや、このことに起因して塗装品質が低下すること等を回避することができる。

しかも、この場合、電圧発生手段をパージするエアでエアカーテンを形成すればよいので、第２エア流通路までエアを導く通路を新たに形成する必要がない。このため、エア通路が複雑となることを回避することができる。すなわち、静電塗装装置の構成の簡素化を図ることができるとともに、大型化することを回避することができる。

ハウジングが、電圧発生手段を収容する電圧発生手段収容部と、エアモータを収容するエアモータ収容部とを有するときには、第３エア流通路を、電圧発生手段収容部とエアモータ収容部との連結箇所を通るようにして構成することが好ましい。この場合、連結箇所に設けられた各バルブで結露や電蝕が生じることを回避することができるようになるからである。

また、第３エア流通路を、塗料を供給する塗料供給路に設けられたバルブの周囲を通るようにして構成するようにしてもよい。

さらに、ハウジングに、第２エア流通路を流通したエアを排出する排出口を形成するとよい。これにより、エアを簡便に廃棄することができる。

本発明によれば、静電塗装を行う間（エアモータを駆動する間）、電圧発生手段をパージしたエアでエアタービンの周囲にエアカーテンを形成するようにしている。すなわち、エアタービンと大気との間にエアカーテンが介在する。このため、モータ室の壁面やその周囲の大気の熱が、断熱膨張を起こした駆動エアに奪取されることが回避され、その結果として、結露が防止される。従って、水滴がワークに付着することや、このことに起因して塗装品質が低下することが回避される。

しかも、電圧発生手段をパージしたエアを第２エア流通路に導入するので、第２エア流通路までエアを導く通路を新たに形成する必要がない。このため、エア通路が複雑となることが回避されるので、静電塗装装置の構成の簡素化を図ることができるとともに、静電塗装装置が大型化することを回避することができる。

本発明の実施の形態に係る静電塗装装置の要部概略断面図である。 図１中のＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。 カバー部材を取り外したときの図１中の矢印ＩＩＩ方向矢視図である。 第３エア流通路を構成する第１連通路、円形状凹部及び第２連通路を示す要部概略断面図である。

以下、本発明に係る静電塗装装置につき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、本実施の形態に係る静電塗装装置１０の要部概略断面図である。この静電塗装装置１０は、図示しない多関節ロボットの先端アームに設けられ、該多関節ロボットが適宜の動作を行った後、図示しない自動車車体等のワークに対して塗料を吹き付けるものである。

静電塗装装置１０は、樹脂からなるハウジング１２を備える。一層具体的には、ハウジング１２は、略直線状に延在するカスケード収容部１４（電圧発生手段収容部）と、該カスケード収容部１４に対して若干傾斜するように取り付けられたモータ収容部１６（エアモータ収容部）とを有し、これらカスケード収容部１４、モータ収容部１６が連結リング１８を介して連結されることで構成されている。そして、カスケード収容部１４には電圧発生手段としてのカスケード２０が収容され、モータ収容部１６にはエアモータ２２が収容されている。

中空のカスケード収容部１４には、パージエア供給チューブ２４が収容される。パージエア供給チューブ２４は、継手２８を介して図示しないエア供給源に接続される。

カスケード収容部１４には、長尺な第１収容孔３２が形成される。パージエア供給チューブ２４と第１収容孔３２は、連通孔３３を介して連通する。一方、モータ収容部１６には比較的短尺な第２収容孔３４が形成されるとともに、該第２収容孔３４が第１収容孔３２に連なる。

このようにして連なった第１収容孔３２及び第２収容孔３４に、カスケード２０が収容される。第１収容孔３２及び第２収容孔３４とカスケード２０との間には、所定のクリアランスが形成される。このクリアランスが、第１エア流通路４０となる。すなわち、第１エア流通路４０には、連通孔３３を介してパージエア供給チューブ２４が接続される。なお、カスケード２０は、緩衝材４２、４４を介して第１収容孔３２及び第２収容孔３４内に位置決め固定されている。

カスケード２０は、低電圧ケーブル５０が接続された電圧発生部５２と、電圧発生部５２で発生した電圧を昇圧する昇圧トランスを内蔵した昇圧部５４と、昇圧された電圧（高電圧）を出力する出力端子５６とを有する。すなわち、電圧発生部５２で発生した比較的低い電圧は昇圧部５４で昇圧され、その後、出力端子５６を介して高電圧が塗料に印加される。

カスケード収容部１４の、モータ収容部１６に連結される連結部位には、図１中のＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である図２に示すように、複数個のドッキングバルブ５８が設けられる。ドッキングバルブ５８は、パージエア供給チューブ２４をはじめとし、カスケード収容部１４側に設けられた様々なエア流路等と、モータ収容部１６側に設けられた様々なエア流路（例えば、エア排出路）等とを連通状態又は連通遮断状態とする弁である。

モータ収容部１６の内部にはモータ室６０が形成され、このモータ室６０に前記エアモータ２２が収容される。モータ室６０の内壁の一部は環状に切り欠かれ、これにより、該切り欠かれた部分と、エアタービン６１から排出された駆動エアが流通する排気路６２を形成するための壁部６３との間に所定の環状クリアランスが形成される。この環状クリアランスが、第２エア流通路６４となる。エアモータ２２と壁部６３の間には、両者間をシールするためのＯリング６５が設けられる。

エアモータ２２は、エアタービン６１が設けられた中空軸６６を有し、該中空軸６６の中空内部には、塗料供給路６７及び洗浄液供給路６８が設けられたフィードチューブ６９が通される。塗料供給路６７、洗浄液供給路６８には、それぞれ、塗料供給源から供給された塗料、洗浄液供給源から供給された洗浄液が流通する。

中空軸６６の先端には、回転霧化頭７０が取り付けられる。エアタービン６１、中空軸６６は、図示しない駆動エア供給チューブから供給された駆動エアの作用下に、回転霧化頭７０と一体的に高速回転する。

モータ収容部１６の環状突部１６ａには、カバー部材７２が位置決め固定される。視点を図１中の矢印ＩＩＩ方向とし、且つカバー部材７２を取り外した状態である図３に示すように、カバー部材７２は、モータ収容部１６に設けられた複数個のゲート７４（バルブ）を覆って保護している。各ゲート７４が開閉することにより、塗料供給路６７と塗料供給源、洗浄液供給路６８と洗浄液供給源の各々が連通状態、又は連通遮断状態となる。なお、塗料供給路６７と塗料供給源、洗浄液供給路６８と洗浄液供給源とが同時に連通状態となることはない。すなわち、塗料と洗浄液は、いずれか一方が選択的に吐出される。

カバー部材７２は、モータ収容部１６に対して所定間隔で離間している。すなわち、カバー部材７２とモータ収容部１６の間にはクリアランスが形成される。後述するように、このクリアランス（第３連通路８４）には、第１エア流通路４０を通過して第２エア流通路６４に向かう圧縮エアが流通する。

さらに、ハウジング１２には、第２収容孔３４における出力端子５６近傍からドッキングバルブ５８に向かう第１連通路８０、カスケード収容部１４とモータ収容部１６の間でドッキングバルブ５８の周囲に形成された円形状凹部８１、ドッキングバルブ５８からゲート７４に向かう第２連通路８２、ゲート７４から第２エア流通路６４に向かう第３連通路８４、第２エア流通路６４から排出口８５に向かう排出路８６が形成される。なお、ハウジング１２には、排気路６２中の駆動エアを排出するための通路も形成されているが、該通路は図示していない。

第１エア流通路４０と第２エア流通路６４は、第１連通路８０、円形状凹部８１、第２連通路８２及び第３連通路８４を介して連通する。すなわち、第１連通路８０、円形状凹部８１、第２連通路８２及び第３連通路８４は、第１エア流通路４０と第２エア流通路６４を連通する第３エア流通路である。なお、図２及び図３から諒解されるように、円形状凹部８１において第１連通路８０と第２連通路８２に所定の位相差が設けられるとともに、第３連通路８４において第２連通路８２と第２エア流通路６４の開口にも所定の位相差が設けられる。

本実施の形態に係る静電塗装装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果について説明する。

先ず、エア供給源から圧縮エアが供給される。圧縮エアは、パージエア供給チューブ２４を介して第１収容孔３２に導入される。この圧縮エアは、第１収容孔３２及び第２収容孔３４内、すなわち、第１エア流通路４０を充満してカスケード２０の全体を覆う。これにより、出力端子５６も圧縮エアで覆われる。

圧縮エアがさらに供給されることに伴い、余剰の圧縮エアが、図４に示すように、第２収容孔３４（第１エア流通路４０）から、出力端子５６の近傍に設けられた第１連通路８０に進入する。圧縮エアは、さらに、第１連通路８０から図２に示すドッキングバルブ５８に向かって進行し、円形状凹部８１に進入する。圧縮エアは、その後、位相差が設けられた第２連通路８２の開口に回り込む。この過程で、各ドッキングバルブ５８の周辺がパージされる。このため、ドッキングバルブ５８に結露や電蝕が起こることが防止される。

圧縮エアは、さらに、第２連通路８２の開口から進入し、第２収容孔３４の近傍に形成された第２連通路８２を流通した後、モータ収容部１６とカバー部材７２との間に形成される第３連通路８４に進入する。そして、位相差が設けられた第２エア流通路６４の開口に回り込む過程で、各ゲート７４の周辺をパージする。

圧縮エアは、さらにその後、第２エア流通路６４の開口から進入し、図１に示す第２エア流通路６４の環状部に進入する。第２エア流通路６４が特にエアタービン６１の近傍の壁部６３を外方から囲繞するように位置するため、壁部６３及び排気路６２は、第２エア流通路６４内の圧縮エアで囲繞される。換言すれば、壁部６３を隔ててエアタービン６１及び排気路６２の周囲にエアカーテンが形成される。

第２エア流通路６４に進入した圧縮エアは、排出路８６を流通し、カスケード収容部１４の内方に形成された前記排出口８５からハウジング１２の外方に排出される。

以上のように、本実施の形態では、カスケード２０を収容した第１収容孔３２及び第２収容孔３４内をパージする圧縮エアを、ドッキングバルブ５８の周辺のパージ、ゲート７４の周辺のパージ、及びエアタービン６１と排気路６２を囲繞するエアカーテンとしても用いるようにしている。すなわち、圧縮エア供給源から供給された圧縮エアを第２エア流通路６４に直接流入させるためのエア通路を別途形成する必要がない。しかも、この場合、既存の静電塗装装置１０に対して第３連通路８４及び排出路８６を設ければ十分である。従って、圧縮エアの流通路が簡素となる。

以上のような理由から、静電塗装装置１０の簡素化を図ることができる。すなわち、静電塗装装置１０の構成が複雑となることや、大型化することを回避することができる。

その一方で、駆動エア供給チューブを介してモータ室６０内に駆動エアが供給される。この駆動エアの作用下に、エアモータ２２を構成するエアタービン６１が中空軸６６及び回転霧化頭７０と一体的に高速回転し始める。

さらに、カスケード２０が付勢される。電圧は、低電圧ケーブル５０が接続された電圧発生部５２で発生し、昇圧部５４で昇圧され、高電圧となって出力端子５６から取り出される。

また、図示しないパイロットエア供給チューブを介してパイロットエアがゲート７４に供給される。ゲート７４は、例えば、ポートに対してロッドが離脱可能に進入することで構成されており、パイロットエアが供給されることに伴ってロッドがポートから離脱すると、塗料供給源から塗料供給路６７に塗料が供給される。塗料は、出力端子５６を介して高電圧が印加され、さらに、回転霧化頭７０の遠心力によって霧化状態とされた後、ワークに静電塗装される。

エアタービン６１を駆動した駆動エアは、断熱膨張を起こしているために比較的低温の状態で排気路６２に回り込む。ここで、排気路６２は、壁部６３を隔てて、第２エア流通路６４を流通するエアカーテンで囲繞されている。このため、モータ収容部１６の周囲の大気の熱が、排気路６２内の低温の駆動エアに奪取されることが回避される。

その結果として、静電塗装装置１０の周囲に結露が起こることやエアモータ２２に電蝕が生じることが防止される。従って、水滴が塗料とともに自動車車体に付着することや、このことに起因して塗装品質が低下することを回避することができる。

静電塗装が行われている間、第１エア流通路４０、第１連通路８０、円形状凹部８１、第２連通路８２及び第３連通路８４（第３エア流通路）、第２エア流通路６４では、上記した圧縮エアの流通が続行される。このため、カスケード収容部１４をはじめとする樹脂製部材が劣化することや、出力端子５６に電蝕が生じること等を回避することができる。また、ドッキングバルブ５８やゲート７４の周辺がパージされるので、これらの周辺で結露や電蝕が起こることを回避したり、塗料滓等を除去したりすることが可能となる。

パイロットエアの供給を停止することに伴い、ロッドがポートに再進入してゲート７４が閉止状態となる。これにより塗料供給源と塗料供給路６７の連通が遮断され、塗料の吐出が停止される。

この状態で、洗浄液供給源から洗浄液供給路６８を介してフィードチューブ６９に洗浄液を吐出する。この洗浄液により、該フィードチューブ６９の外周部が洗浄される。

本発明は、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、第１エア流通路４０と第２エア流通路６４を１本の連通路で連通するようにしてもよい。この場合、該連通路が第３エア流通路となる。

１０…静電塗装装置 １２…ハウジング
１４…カスケード収容部 １６…モータ収容部
１８…連結リング ２０…カスケード
２２…エアモータ ３２…第１収容孔
３３…連通孔 ３４…第２収容孔
４０…第１エア流通路 ５６…出力端子
５８…ドッキングバルブ ６０…モータ室
６１…エアタービン ６２…排気路
６３…壁部 ６４…第２エア流通路
６７…塗料供給路 ６８…洗浄液供給路
６９…フィードチューブ ７０…回転霧化頭
７２…カバー部材 ７４…ゲート
８０…第１連通路 ８１…円形状凹部
８２…第２連通路 ８４…第３連通路
８５…排出口 ８６…排出路

Claims (4)

1. 塗料に印加する電圧を発生する電圧発生手段（２０）と、前記塗料を導出する回転霧化頭（７０）を回転させるためのエアモータ（２２）と、前記電圧発生手段（２０）及び前記エアモータ（２２）を収容するハウジング（１２）とを有する静電塗装装置（１０）において、
   前記ハウジング（１２）に、前記電圧発生手段（２０）を囲繞する第１エア流通路（４０）と、前記エアモータ（２２）を構成するエアタービン（６１）の外方を囲繞する第２エア流通路（６４）と、前記第１エア流通路（４０）と前記第２エア流通路（６４）を連通する第３エア流通路（８０、８１、８２、８４）とが形成されていることを特徴とする静電塗装装置（１０）。
2. 請求項１記載の静電塗装装置（１０）において、前記ハウジング（１２）が、前記電圧発生手段（２０）を収容する電圧発生手段収容部（１４）と、前記エアモータ（２２）を収容するエアモータ収容部（１６）とを有し、
   前記第３エア流通路の一部（８１）が、前記電圧発生手段収容部（１４）と、前記エアモータ収容部（１６）との連結箇所を通ることを特徴とする静電塗装装置（１０）。
3. 請求項１又は２記載の静電塗装装置（１０）において、前記第３エア流通路の一部（８４）が、前記塗料を供給する塗料供給路に設けられたバルブ（７４）の周囲を通ることを特徴とする静電塗装装置（１０）。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の静電塗装装置（１０）において、前記ハウジング（１２）に、前記第２エア流通路（６４）を流通したエアを排出する排出口（８５）が形成されていることを特徴とする静電塗装装置（１０）。

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