JP2003284976A - 塗装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ピストンの前進限と塗装ガンとの間の残留塗料
を効率的に洗浄できる塗装装置を提供する。 【解決手段】塗装ガン１１の塗料導入口１１２と塗料配
管１２の先端との間に設けられたバルブユニット１７を
有し、バルブユニットは、一端が塗装ガンの塗料導入口
に連通し他端が塗料配管に連通する塗料通路１７２と、
塗料通路に連通する第１の洗浄流体通路１７７と、塗料
通路に連通する廃液通路１８１と、塗装ガンの塗料導入
口へ連通する塗料通路を開閉する第１のバルブ１７６
と、第１の洗浄流体通路を開閉する第２のバルブ１８０
と、廃液通路を開閉する第３のバルブ１８４とを有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、塗装装置に関し、
特に水性塗料などの導電性塗料に高電圧を印加して塗装
を行うのに適した塗装装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】水性塗料は、有機溶剤を含まないので廃
液処理が容易で環境に優しく、また有機溶剤等の危険物
を含まないので火災事故防止の点で優れている。このた
め、有機溶剤系塗料に代えて或いは有機溶剤系塗料とと
もに、中塗り塗料や上塗り塗料としてのニーズが増加し
ている。

【０００３】こうした水性塗料に高電圧を印加して静電
塗装する場合、有機溶剤系塗料とは異なり、外部印加方
式や塗料回路の電気的絶縁機構（以下、ボルテージブロ
ック方式という。）を採用する必要がある（たとえば、
特許第２７９０１５３号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】外部印加方式とは、塗
装機によって噴霧され微粒化された塗料粒子に、外部電
極から電圧を印加してこれを帯電させるもので、塗料回
路内で接触帯電することがないため、電気が塗料を伝わ
って流れることが少ない。

【０００５】しかしながら、外部印加方式はボルテージ
ブロック方式に比べて塗着効率が悪く、塗料使用量が約
１０％程度増加するという問題がある。また、原理的に
も塗装ガンが汚れやすく、その結果塗料ブツの不具合が
生じやすいので、塗装ガンの清掃頻度を高める必要があ
り、生産性をも低下させる要因となる。

【０００６】これに対して、従来のボルテージブロック
方式としては、ブースサイドに設置した中継塗料タンク
を絶縁台で浮かせることで、塗装機から中継塗料タンク
までを帯電範囲とする中継塗料タンク絶縁方式が知られ
ている。

【０００７】しかしながら、塗色数が多い場合にはブー
スサイドに大きなスペースが必要となり、色替えを頻繁
に行う場合や塗料使用量が多い場合には作業性が悪いと
いった問題がある。

【０００８】そこで、塗装ガンに塗料を導く塗料ホース
内にピストンを設け、このピストンの前方に塗料を供給
してこれを前進させることで塗装ガンに塗料を供給する
とともに、ピストンの後方に充填されたエアーによって
ピストンの前後にて印加電圧を絶縁するものが提案され
ている（特開２００１−３２７８９７号公報参照）。

【０００９】ところで、この塗装装置では、構造的にピ
ストンの前進限と塗装ガンとの間に塗料が残留すること
から、これを洗浄する必要があるが、ピストンを後退さ
せて洗浄液を充填する方法では色替え時間が長くなると
いった問題があった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、ピストンの前
進限と塗装ガンとの間の残留塗料を効率的に洗浄できる
塗装装置を提供することを目的とする。

【００１１】（１）上記目的を達成するために、本発明
によれば、電圧が印加される塗装ガンと、前記塗装ガン
に塗料を導く塗料配管と、前記塗料配管内に水密状態で
摺動可能に設けられたピストンと、前記ピストンを前記
塗料配管内で移動させる駆動手段とを有し、塗装時に
は、前記塗料を前記ピストンの前方に注入し、前記ピス
トンを前記塗装ガンに向かって移動させる塗装装置にお
いて、前記塗装ガンの塗料導入口と前記塗料配管の先端
との間に設けられたバルブユニットをさらに有し、前記
バルブユニットは、一端が前記塗装ガンの塗料導入口に
連通し他端が前記塗料配管に連通する塗料通路と、前記
塗料通路に連通する第１の洗浄流体通路と、前記塗料通
路に連通する廃液通路と、前記塗装ガンの塗料導入口へ
連通する塗料通路を開閉する第１のバルブと、前記第１
の洗浄流体通路を開閉する第２のバルブと、前記廃液通
路を開閉する第３のバルブとを有することを特徴とする
塗装装置が提供される（請求項１）。

【００１２】この塗装装置では、塗装ガンの塗料導入口
と塗料配管の先端との間にバルブユニットが設けられて
いるので、色替えなどの際には、第１のバルブ、第２の
バルブおよび第３のバルブを選択的に開閉し、第１の洗
浄流体通路から洗浄流体を供給することで、塗料配管と
は別の操作でピストンの前進限と塗装ガンとの間の残留
塗料を効率的に洗浄することができる。

【００１３】洗浄操作は、具体的には、第１乃至第３の
バルブを開いた状態で第１の洗浄流体通路にエアー又は
洗浄液を供給することによりピストンと塗装ガンとの間
の残留塗料を押し出して廃棄するとともに塗料通路を洗
浄する。

【００１４】（２）上記発明においては特に限定されな
いが、上記発明に係るバルブユニットにおいて、第１の
バルブの塗装ガン側に連通する第２の洗浄流体通路と、
第２の洗浄流体通路を開閉する第４のバルブと、をさら
に設けることもできる（請求項３）。

【００１５】この塗装装置では、色替えなどの際には、
第１のバルブ、第２のバルブ、第３のバルブおよび第４
のバルブを選択的に開閉し、第１の洗浄流体通路および
第２の洗浄流体通路からそれぞれ洗浄流体を供給するこ
とで、塗料配管とは別の操作でピストンの前進限と塗装
ガンとの間の残留塗料を効率的に洗浄することができ
る。特に、洗浄経路を第１の洗浄流体通路と第２の洗浄
流体通路との２系統に分けているので、洗浄に際しては
それぞれを並行に行うことができ、洗浄時間を短縮する
ことができる。

【００１６】洗浄操作は、具体的には、第１のバルブを
閉じるとともに第２乃至第４のバルブを開いた状態で第
１の洗浄流体通路および第２の洗浄流体通路のそれぞれ
にエアー又は洗浄液を供給する。これにより、ピストン
と塗装ガンとの間の残留塗料を別系統により押し出して
廃棄するとともに塗料通路を洗浄する。

【００１７】（３）上記発明においては特に限定されな
いが、上記発明に係るバルブユニットにおいて、塗料通
路内の、第２のバルブと塗料配管の先端との間に、塗料
通路の内径より小さい外径の中空管を設け、第３のバル
ブを、中空管と塗料通路の内壁との間の空間に臨むよう
に設けることもできる（請求項５）。

【００１８】このとき、塗料通路の塗料配管側の先端
に、漏斗状の呼込傾斜部を設けることがより好ましい
（請求項６）。

【００１９】この塗装装置では、塗料通路内の、第２の
バルブと塗料配管の先端との間に、塗料通路の内径より
小さい外径の中空管を設けることで、この間の塗料通路
が、いわゆる二重管構造となる。したがって、第１の洗
浄流体通路から洗浄流体を供給すると、この洗浄流体は
中空管の内部空間を通過したのちピストンの前面空間に
噴射され、これによりピストン前面の残留塗料の洗浄性
が向上することなる。なお、洗浄後の洗浄流体は、中空
管の外部空間を通過して第３のバルブから廃液通路へ廃
棄されるが、漏斗状の呼込傾斜部により中空管の外部空
間への流体の流れが円滑になって滞留することが防止さ
れる。

【００２０】（４）上記発明においては特に限定されな
いが、上記発明に係るバルブユニットにおいて、第１の
洗浄流体通路の入口、廃液通路の出口および第２の洗浄
流体通路の入口の少なくとも何れかに、好ましくは全て
に、電気絶縁配管を接続し、バルブユニットを洗浄した
後は、当該電気絶縁配管にエアーや有機溶剤などの絶縁
性流体を充填することが、より好ましい（請求項２，
４）。

【００２１】バルブユニットに洗浄流体を供給する配管
を電気絶縁配管にするとともに、洗浄に当該電気絶縁配
管に絶縁流体を充填しておくことで、次色塗装の際に高
電圧が印加されても、当該電気絶縁配管から電流がリー
クすることが防止できる。

【００２２】（５）上記発明において、塗料として導電
性塗料を採用する（請求項７）と本発明の効果がより発
揮されるが、非導電性塗料にも適用することができる。
特に、本発明の塗装装置では、塗料配管内の塗料のほと
んどが押し出されるので、色替え時の洗浄が必要な部分
が著しく少なくなり、しかもピストンの摺動動作によっ
て塗料配管の内壁に付着した前色塗料が掻き取られるの
で、清浄性がより高くなる。その結果、本来的には混合
されてはならない導電性塗料と非導電性塗料とを併用す
ることが可能となる。

【００２３】

【発明の効果】請求項１乃至７記載の発明によれば、塗
料配管の洗浄操作とは別の操作でピストンの前進限と塗
装ガンとの間の残留塗料を効率的に洗浄することができ
るので、洗浄時間の短縮化、ひいては色替え時間の短縮
化を図ることができ、塗装工程の生産速度を上げること
が可能となる。

【００２４】請求項３記載の発明によれば、バルブユニ
ットの洗浄経路を第１の洗浄流体通路と第２の洗浄流体
通路との２系統に分けているので、洗浄に際してはそれ
ぞれを並行に行うことができ、洗浄時間をさらに短縮す
ることができ、また洗浄性を高めることができる。

【００２５】請求項５記載の発明によれば、供給された
洗浄流体は中空管からピストンの前面空間に噴射される
ので、ピストン前面の残留塗料の洗浄性が向上する。

【００２６】請求項６記載の発明によれば、漏斗状の呼
込傾斜部により中空管の外部空間への流体の流れが円滑
になって、残留塗料の滞留が防止できる。

【００２７】請求項２および４記載の発明によれば、次
色塗装の際に高電圧が印加されても、当該電気絶縁配管
から電流がリークすることが防止できる。

【００２８】請求項７記載の発明によれば、本来的には
混合されてはならない導電性塗料と非導電性塗料とを同
じ塗料配管で併用することが可能となる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。第１実施形態 図１は本発明の塗装装置の使用形態を示す概略図、図２
は本発明の塗装装置の実施形態を示す概略構成図、図３
は本発明の塗装装置に係るバルブユニットの実施形態を
示す断面図である。

【００３０】図１および図２に示すように、本実施形態
の塗装装置１は、−９０ｋＶ〜−６０ｋＶの高電圧が印
加されるベル型静電塗装ガン１１と、この塗装ガン１１
に塗料を導くための可撓性を有する塗料配管１２（以
下、塗料ホース１２ともいう。）と、この塗料配管１２
の途中に設けられ、塗料の色替え操作を行うカラーチェ
ンジバルブユニット１３と、塗料配管１２の内部及びカ
ラーチェンジバルブユニット１３のマニホールド１３１
の内部を水密状態で摺動できるピストン１４と、このピ
ストン１４を移動させる駆動手段１５と、塗料ホース１
２と塗装ガン１１との間に設けられたバルブユニット１
７とを有する。

【００３１】本例の塗装装置１は、たとえば図１に示す
ように、塗装ロボットＲに装着されて塗装ラインで使用
することができる。同図に示す例では、塗装ロボットＲ
のハンドＨに塗装ガン１１が装着され、マウントＭを用
いてアームＡに塗料ホース１２が固定されているととも
に、塗装ブースの外部に駆動手段１５が配置されてい
る。また、後述するバルブユニット１７はマウントＭ２
を用いてアームＡに固定されている。また、バルブユニ
ット１７に接続されたホースはアームＡの内部に挿通さ
れている。

【００３２】この場合、少なくとも駆動手段１５を塗装
ブースの外部へ設置することが好ましく、本実施形態の
塗装装置１ではそれが可能となる。これは以下の理由に
よる。すなわち、塗装ブースで使用される塗料類が全て
非溶剤系（非危険物）である場合には問題ないが、溶剤
系塗料と非溶剤系塗料との混成ラインの場合には、塗装
装置に使用される駆動モータや電気配線を防爆仕様にす
る必要があり、設備のコストアップになる。しかしなが
ら、防爆仕様が必要とされる駆動モータ１５４，１５５
を塗装ブースの外へ設置することで、溶剤系塗料の混成
ラインであってもこれらを防爆仕様にする必要がなく、
コストダウンを図ることができる。また、駆動手段１５
を塗装ブースの外部へ設置することで保守点検の作業性
も向上することになる。

【００３３】ベル型静電塗装ガン１１は、ガン本体内に
トリガバルブを有し、塗装装置１の制御装置からの指令
信号に基づいてトリガバルブを開くと、塗料ホース１２
から供給された塗料が、ガン本体の先端に設けられたベ
ルカップ１１１に至り、このベルカップ１１１を高速回
転させることで、供給された塗料が、ベルカップ１１１
の先端エッジから微粒化されながら放射状に噴霧され
る。なお、本発明で用いられる塗装ガン１１は、特に限
定されることはなく、ベル型静電塗装ガンにのみ限定さ
れずエアー霧化式静電塗装ガン等、全ての静電塗装ガン
を用いることができるため、図１および図２においては
詳細な図示を省略する。

【００３４】本実施形態に係る塗料ホース１２は、図２
において左側の先端がバルブユニット１７の塗料通路１
７１の入口に接続され、右側の後端はカラーチェンジバ
ルブユニット１３の出口に接続されている。この塗料ホ
ース１２は、図１に示すように塗装ガン１１を塗装ロボ
ットＲに装着して用いる場合などには、塗装ロボットＲ
の作業姿勢にともなって湾曲するので、塗料ホース自体
の柔軟性及び塗料ホースが曲がっても内部をピストン１
４がスムーズに移動できるように、ナイロン系、ポリテ
トラフルオロエチレン系あるいはウレタン系の樹脂にて
構成された可撓性を有することが好ましい。ただし、少
なくともピストン１４の移動範囲内で塗料配管１２を直
線にできる場合には、ステンレスなどの金属で構成する
ことも可能である。この場合、ステンレス等の金属は外
側を樹脂などにより絶縁する必要がある。

【００３５】また、本発明の塗料配管は限定されない
が、塗料ホース１２を、耐摩耗性に優れた材料からなる
内面層と、これを包囲するように設けられ、配管内圧に
よる膨張を防止するための補強材と、さらにこれを包囲
するように設けられ、塗料ホース１２の湾曲に追従でき
る柔軟性のある材料から構成された外面層と、で形成す
ることが、より好ましい。

【００３６】ちなみに、塗料ホース１２の長さは塗料使
用量が多い場合には長く、少ない場合には短くするな
ど、塗料使用量に応じて適宜設定することができる。

【００３７】塗料ホース１２の右端には、カラーチェン
ジバルブユニット１３が接続されており、マニホールド
１３１のそれぞれの端部と塗料ホース１２とは継手によ
り水密に接続されている。同図に示すカラーチェンジバ
ルブユニット１３では、図外の塗料供給源より異なる塗
料が供給される切替弁１３２と、圧縮空気が供給される
切替弁１３３と、洗浄液（導電性塗料の場合は洗浄用純
水、非導電性塗料の場合は洗浄用シンナーをいう。以下
同じ。）が供給される切替弁１３４とが設けられてい
る。同図において左側の６つの切替バルブ１３２に塗料
が供給されるが、この切替バルブ１３２の数量はそれ以
上でも以下でも良く、適用される塗装ラインの塗色数な
どの諸条件によって適宜増減することができる。なお、
切替弁１３３に供給される圧縮空気は色替え時に塗料や
洗浄液を押し出すために用いられ、切替弁１３４に供給
される洗浄液は色替え時の配管洗浄に用いられる。

【００３８】本実施形態のカラーチェンジバルブユニッ
ト１３では、マニホールド１３１の内径が塗料ホース１
２の内径とほぼ等しく形成されている。これにより、ピ
ストン１４は、マニホールド１３１の右端から塗料ホー
ス１２の左端までスムーズに移動することができる。

【００３９】なお、本発明においては特に限定されない
が、特に塗料に導電性塗料を用いる場合には、カラーチ
ェンジバルブユニット１３のマニホールド１３１は合成
樹脂などの絶縁性材料から構成することが好ましい。金
属などの導電性材料にてマニホールド１３１を構成する
と、マニホールド１３１及び切替弁１３２，１３３，１
３４から導電性塗料を介して塗料供給源側へ電流がリー
クするおそれがある。

【００４０】本実施形態の塗装装置１では、カラーチェ
ンジバルブユニット１３のマニホールド１３１の右端か
ら、塗料ホース１２の左端まで、これらの内部を水密状
態で摺動できるピストン１４と、このピストン１４を適
宜の位置及び適宜の速度で移動させる駆動手段１５とを
備えている。

【００４１】ピストン１４は、図３に拡大して示すよう
に、絶縁材からなるピストン本体１４１に、同じく絶縁
材からなり塗料の漏洩を防止するための２つのＯリング
１４２ａ，１４２ｂ（以下、総称してＯリング１４２と
もいう。）を装着してなり、塗料ホース１２が湾曲して
もスムーズに移動できるようにピストン本体１４１の軸
方向の長さは極力短くされている。ピストン本体１４１
はナイロンなどの水や有機溶剤で劣化しない絶縁材から
構成することが好ましく、Ｏリング１４２は適度な弾性
を有するゴムなどの材料であって、耐摩耗性及び耐溶剤
性に優れたものから構成することが好ましい。

【００４２】このＯリング１４２は、ピストン１４の前
後における塗料等の水密性を確保するほか、ピストン１
４の摺動性を向上させる機能をも司り、さらに色替え時
等において塗料ホース１２の内壁に付着した前色塗料を
掻き取る機能も備えている。

【００４３】こうしたピストン１４を図２に二点鎖線で
示す後退限位置まで後退させた状態で、その前方空間Ｓ
３に塗料を注入し、当該ピストン１４を塗装ガン１１に
向かって前進させると、塗料ホース１２の内壁に付着し
た導電性塗料もＯリング１４２によって前方へ掻き取ら
れることになるので、ピストン１４の後方には空気のみ
が存在することになる。したがって、塗装ガン１１に高
電圧を印加しても当該ピストン１４の前後でブロックさ
れ、塗料ホース１２の後端側へ電流がリークすることが
防止される。

【００４４】なお、本発明では特に限定されないが、図
３に示すようにピストン本体１４１には、一端が２つの
Ｏリング１４２ａ，１４２ｂとピストン本体１４１の外
周面と塗料ホース１２の内壁とで仕切られた空間Ｓ１に
開口し、他端が後述する中空ケーブル１５１の内部に開
口する通孔１４３が形成されている。

【００４５】この通孔１４３の存在により、ピストン１
４の前方空間Ｓ３に充填された塗料がＯリング１４２ａ
の劣化や摩耗により当該Ｏリング１４２ａを越えて空間
Ｓ１に漏洩しても、この漏洩した塗料は通孔１４３を介
して中空ケーブル１５１内に至る。したがって、中空ケ
ーブル１５１の右端などに設けられた塗料検出器３１に
よって塗料の漏洩が検出できる。

【００４６】図１および図２に戻り、ピストン１４を移
動させるための駆動手段１５は、先端がピストン本体１
４１に固定された中空ケーブル１５１と、カラーチェン
ジバルブユニット１３の近くに設けられ、中空ケーブル
１５１を挟み込んで回転する二対の押出ローラ１５２，
１５２と、中空ケーブル１５１を巻き取る引っ張り装置
１５３とを備えている。

【００４７】押出ローラ１５２，１５２は、それぞれ図
外の駆動モータによって回転し、主としてピストン１４
が塗装ガン１１に向かって前進する際に中空ケーブル１
５１に駆動力を付与するとともに、ピストン１４を塗装
ガン１１とは反対方向に向かって戻す際は中空ケーブル
１５１の挟持を解除してフリーとする。この押出ローラ
１５２によってピストン１４の移動にともなう塗料の押
出量が制御されることになり、従来必要とされたギヤポ
ンプなどは本実施形態では不要となる。また、二対の押
出ローラ１５２，１５２は中空ケーブル１５１を挟み込
んでピストン１４を前進させる機械的構造であることか
ら、原理的に塗料ホース１２が破裂するほど異常な高圧
に達すると押出ローラ１５２がスリップする。したがっ
て、安全性がより高まることとなる。

【００４８】これに対して、引っ張り装置１５３は、図
外の駆動モータによって正逆両方向に回転し、ピストン
１４が塗装ガン１１に向かって前進する際には同方向へ
中空ケーブル１５１が繰り出されるように回転する。ま
た、これとは逆回転することにより、ピストン１４を塗
装ガン１１とは反対方向へ戻す際に機能する。このと
き、上述したように押出ローラ１５２は中空ケーブル１
５１に対してフリーとなるので、引っ張り装置１５３の
回転速度を高めた分だけピストン１４の戻し操作に必要
な時間が短縮される。

【００４９】なお、本例のケーブル１５１には中空ケー
ブルを採用し、既述したように塗料の漏洩を感知するよ
うに構成しているが、本発明のケーブルは中空ケーブル
に限定されず、中実ケーブルであってもよい。また、押
出用ローラ１５２は二対に限定されず、一対であっても
三対以上であってもよい。

【００５０】ちなみに、中空ケーブル１５１は絶縁材か
ら構成することが好ましいが、剛性及び耐久性を高める
ためにケーブル１５１に金属製（導電性）ケーブルを用
いる場合には、当該ケーブル１５１の外周に絶縁被覆層
を形成し、ピストン１４の後方の湿度や水分、塗料など
の残存によりケーブル１４を介して電流がリークするの
を防止することが、より好ましい。

【００５１】特に本実施形態では、塗料ホース１２の先
端と塗装ガン１１との間にバルブユニット１７が設けら
れている。このバルブユニット１７は、図３に拡大して
示すように、バルブブロック１７１を有し、このバルブ
ブロック１７１に、右端が塗料ホース１２に連通される
とともに、左端が塗装ガン１１の塗料導入口１１２に接
続される塗料通路１７２が形成されている。この塗料通
路１７２の左端には塗装ガン１１の塗料導入口１１２に
至る塗料ホース１７４の取付用ネジ孔１７５が形成され
ている。

【００５２】また、この塗料通路１７２のうち、後述す
る第１のバルブ１７６と塗料ホース１２との間には、左
端に鍔部１８９を有する中空管１９０が挿入固定されて
おり、これにより塗料通路１７２は、中空管１９０の内
部空間１９２と、中空管１９０の外部および塗料通路１
７２の内壁との間の空間１９１とに仕切られ、空間１９
１は後述する廃液通路１８１と連通することになる。な
お、同図に示す例では、中空管１９０の外部空間１９１
の右端に漏斗状の呼込傾斜部１７３が形成され、これに
より、色替え洗浄時において第１の洗浄流体通路１７７
から導入された洗浄液は、塗料通路１７２を通過してピ
ストン１４に向かって噴射されたのち、当該呼込傾斜部
１７３によって外部空間１９１に円滑に導入され、廃液
通路１８１を介してドレン槽２２に導かれる。

【００５３】この塗料通路１７２は、その途中に設けら
れた第１のバルブ１７６によって開閉され、これにより
塗料ホース１２から塗装ガン１への塗料の供給をＯＮ／
ＯＦＦすることができる。第１のバルブ１７６は、同図
に示すように、バルブブロック１７１に形成された弁座
１７６ａと、この弁座１７６ａに当接および離反する弁
体１７６ｂと、弁体１７６ｂに固定された弁棒１７６ｃ
と、弁棒１７６ｃに固定されたピストン１７６ｄと、ピ
ストン１７６ｄが挿入されたシリンダ１７６ｅとを有
し、図外の駆動用流体（たとえば、エアー）をシリンダ
１７６ｅ内のピストン１７６ｄの前後に供給することで
弁体１７６ｂが弁座１７６ａの開口を開閉する。

【００５４】また、バルブブロック１７１には、上述し
た塗料通路１７２の、第１のバルブ１７６の塗料ホース
１２側に連通する第１の洗浄流体通路１７７が形成され
ている。同図に示す例では、第１の洗浄流体通路１７７
の右端には切替バルブユニット２０に至る絶縁性ホース
１７８の取付用ネジ孔１７９が形成されている。

【００５５】この第１の洗浄流体通路１７７は、その途
中に設けられた第２のバルブ１８０によって開閉され、
これにより切替バルブユニット２０からの押出用エアー
および洗浄液の供給をＯＮ／ＯＦＦすることができる。
第２のバルブ１８０は、同図に示すように、バルブブロ
ック１７１に形成された弁座１８０ａと、この弁座１８
０ａに当接および離反する弁体１８０ｂと、弁体１８０
ｂに固定された弁棒１８０ｃと、弁棒１８０ｃに固定さ
れたピストン１８０ｄと、ピストン１８０ｄが挿入され
たシリンダ１８０ｅとを有し、図外の駆動用流体（たと
えば、エアー）をシリンダ１８０ｅ内のピストン１８０
ｄの前後に供給することで弁体１８０ｂが弁座１８０ａ
の開口を開閉する。

【００５６】また、バルブブロック１７１には、上述し
た塗料通路１７２の、第１のバルブ１７６の塗料ホース
１２側であって、中空管１９０の外部空間１９１に連通
する廃液通路１８１が形成されている。同図に示す例で
は、廃液通路１８１の右端にはドレン槽２２に至る絶縁
性ホース１８２の取付用ネジ孔１８３が形成されてい
る。

【００５７】この廃液通路１８１は、その途中に設けら
れた第３のバルブ１８４によって開閉され、これにより
ドレン槽２２への廃液の供給をＯＮ／ＯＦＦすることが
できる。第３のバルブ１８４は、同図に示すように、バ
ルブブロック１７１に形成された弁座１８４ａと、この
弁座１８４ａに当接および離反する弁体１８４ｂと、弁
体１８４ｂに固定された弁棒１８４ｃと、弁棒１８４ｃ
に固定されたピストン１８４ｄと、ピストン１８４ｄが
挿入されたシリンダ１８４ｅとを有し、図外の駆動用流
体（たとえば、エアー）をシリンダ１８４ｅ内のピスト
ン１８４ｄの前後に供給することで弁体１８４ｂが弁座
１８４ａの開口を開閉する。

【００５８】さらに、バルブブロック１７１には、上述
した塗料通路１７２の、第１のバルブ１７６の塗装ガン
１１側に連通する第２の洗浄流体通路１８５が形成され
ている。同図に示す例では、第２の洗浄流体通路１８５
の左端には切替バルブユニット２１に至る絶縁性ホース
１８６の取付用ネジ孔１８７が形成されている。

【００５９】この第２の洗浄流体通路１８５は、その途
中に設けられた第４のバルブ１８８によって開閉され、
これにより切替バルブユニット２１からの押出用エアー
および洗浄液の供給をＯＮ／ＯＦＦすることができる。
第４のバルブ１８８は、同図に示すように、バルブブロ
ック１７１に形成された弁座１８８ａと、この弁座１８
８ａに当接および離反する弁体１８８ｂと、弁体１８８
ｂに固定された弁棒１８８ｃと、弁棒１８８ｃに固定さ
れたピストン１８８ｄと、ピストン１８８ｄが挿入され
たシリンダ１８８ｅとを有し、図外の駆動用流体（たと
えば、エアー）をシリンダ１８８ｅ内のピストン１８８
ｄの前後に供給することで弁体１８８ｂが弁座１８８ａ
の開口を開閉する。

【００６０】ちなみに、塗装ガン１１への高圧印加、ト
リガバルブの切替、カラーチェンジバルブユニット１３
の各切替弁１３２，１３３，１３４の切替、押出ローラ
１５２の駆動モータの動作、引っ張り装置１５３の駆動
モータの動作およびバルブユニット１７の各バルブの切
替は、図外の制御装置からの制御信号によって制御され
る。

【００６１】こうした制御装置には、図外の管理装置か
ら送出される制御信号の他、ピストン１４の現在位置を
検出するための位置センサからの検出信号が入力され
る。位置センサの配置場所としては、ピストン１４がカ
ラーチェンジバルブユニット１３よりも後方位置にある
ときに検出信号を送出する位置、すなわち図２に二点鎖
線で示すピストン１４の位置（以下、後端限位置ともい
う。）と、ピストン１４がカラーチェンジバルブユニッ
ト１３よりも僅かに前方に位置する際に検出信号を送出
する位置（以下、印加可能位置ともいう。）と、ピスト
ン１４が塗装ガン１１のバルブユニット１７の直前位置
である前進限に位置する際に検出信号を送出する位置
（以下、前進限位置ともいう。）とに設けることが望ま
しい。

【００６２】次に作用を説明する。図４は、本実施形態
の塗装装置１に塗料を供給して、塗装ガン１１から被塗
物に塗料を塗布し、次の被塗物を待機するまでの１サイ
クルの手順を示したものである。

【００６３】まず、ピストン１４が印加可能位置にある
状態から塗装がスタートする。この状態では、ピストン
１４がカラーチェンジバルブユニット１３の僅か前方に
位置し、当該ピストン１４からベルカップ１１３に至る
塗料ホース１２の空間Ｓ３には、その被塗物に塗布すべ
き塗料Ｐが充填されている。この充填量は、既述したよ
うにその塗装ガン１１で塗布される塗料の使用量にほぼ
等しい。また、ピストン１４の後方の塗料ホース１２の
うち、空間Ｓ２には空気が充満している。さらに、バル
ブブロック１７の状態は、第１のバルブ１７６が塗料通
路１７２を開くとともに、それ以外のバルブ、すなわち
第２のバルブ１８０、第３のバルブ１８４および第４の
バルブ１８８は全て閉じている。これにより、塗料ホー
ス１２は塗料通路１７２を介して塗装ガン１１の塗料導
入口１１２に至る塗料ホース１７４にのみ連通すること
になる。

【００６４】この状態から塗装ガン１１に高電圧を印加
するとともに、トリガバルブ１１２を開く（ステップ
１）。これにより、塗装ガン１１から導電性塗料Ｐに電
流が流れるが、ピストン１４の後方の空間Ｓ２は空気に
て満たされているので、これがいわゆるボルテージブロ
ックの機能を発揮して、当該ピストン１４の前後で電気
的に絶縁される。

【００６５】トリガバルブ１１２の開動作とほぼ同時
に、押出ローラ１５２を作動してケーブル１５１を繰り
出しピストン１４を塗装ガン１１に向かって前進させ
る。なお、トリガバルブ１１２の開動作とピストン１４
の押出動作とはほぼ同時に行われるが、塗装ロボットＲ
の姿勢如何では塗装ガン１１のベルカップ１１３が横向
き、或いは斜め上向きになっている場合もあるので、最
初の吐出量や霧化パターンを安定させるために、ピスト
ン１４の押出動作をトリガバルブ１１２の開動作に対し
て０．１〜０．３秒程度先行させてもよい。こうするこ
とで、特に回転霧化式塗装ガンでは、フィードチューブ
先端の塗料タレ対策に有効な手段となる。

【００６６】ピストン１４を押し出す際の押出速度はベ
ルカップ１１３からの吐出量に関係する。すなわち、押
出速度を早くすると吐出量が増加し、押出速度を遅くす
ると吐出量が減少するので、制御装置から最適の押出速
度を駆動手段１５へ送出する。

【００６７】ピストン１４が塗装ガン１１に向かって前
進すると、上述したように塗料Ｐが塗装ガン１１へ供給
されるが、当該ピストン１４がバルブユニット１７の直
前の前進限位置に達し、ここに設けられた位置センサに
て検出されると、押出ローラ１５２及び引っ張り装置１
５３を停止するとともに、塗装ガン１１への高電圧の印
加を停止し、被塗物への塗装を終了する（ステップ３及
び４）。

【００６８】これ以降の操作が色替えサイクルとなる。
なお、次の被塗物の塗色が同色である場合は以下の色替
えサイクルを行わずにステップ１２へジャンプする。

【００６９】まず、図３に示すようにピストン１４が前
進限位置にある状態で、当該ピストン１４の先端から塗
装ガン１１までの間に残留した塗料Ｐを洗浄する。これ
には、第１のバルブ１７６を閉じるとともに第４のバル
ブ１８８を開く。これと同時に第２のバルブ１８０およ
び第３のバルブ１８４も開く（ステップ５）。そして、
切替バルブユニット２０および２１を介して押出エアー
を供給する（ステップ６，７）。

【００７０】切替バルブ２１を介して供給された押出エ
アーは、絶縁性ホース１８６を通って第２の洗浄流体通
路１８５に至り、開いている第４のバルブ１８８を通過
する。ここで、閉じている第１のバルブ１７６と塗装ガ
ン１１との間には前色塗料Ｐが残留しているが、これを
先の押出エアーにて塗装ガン１１へ押し出して廃棄す
る。

【００７１】次に、切替バルブユニット２１のバルブを
切り替えて洗浄液を供給する（ステップ８）。この洗浄
液は、絶縁性ホース１８６を通って第２の洗浄流体通路
１８５に至り、さらに開いている第４のバルブ１８８を
通過して塗料通路１７２および塗料ホース１７４、塗装
ガン１１に至り、ここから廃棄される。この洗浄液の供
給を所定時間継続することで第１のバルブ１７６から塗
装ガン１１に至る塗料通路１７２を洗浄することができ
る。

【００７２】次に、再び切替バルブユニット２１のバル
ブを切り替えて押出エアーを供給する（ステップ１
０）。これにより、それまで絶縁性ホース１８６，第２
の洗浄流体通路１８５，塗料通路１７２，塗料ホース１
７４および塗装ガン１１に充填されていた洗浄液が塗装
ガン１１から押し出され廃棄される。

【００７３】この後、以上のステップ８および１０を複
数回繰り返してもよいが、最後には、押出エアーを数秒
間供給し、第２の洗浄流体通路１８５および絶縁性ホー
ス１８６にエアーを溜めておく。これにより、次色塗装
の際に塗装ガン１に高電圧を印加しても、当該電流がこ
の経路を介してリークすることが防止できる。そのため
に絶縁性ホース１８６を採用し、その長さを３ｍ以上と
することが望ましい。

【００７４】一方、切替バルブ２０を介して供給された
押出エアーは、絶縁性ホース１７８を通って第１の洗浄
流体通路１７７に至り、開いている第２のバルブ１８０
を通過する。ここで、閉じている第１のバルブ１７６と
ピストン１４との間には、中空管１９０の内部空間１９
２も外部空間１９１も含めて前色塗料Ｐが残留している
が、第２のバルブ１８０を通過した押出エアーは中空管
１９０の内部空間１９１に導かれるので、ここに残留す
る塗料Ｐをピストン１４側へ押し出す。この押し出され
た前色塗料Ｐ、ピストン１４の前面に残留している塗料
Ｐおよび中空管１９０の外部空間１９１に残留している
塗料Ｐは、押出エアーの圧力によって開いている第３の
バルブ１８４側に押し出され、当該第３のバルブ１８４
を通過して廃液通路１８１および絶縁性ホース１８２を
介してドレン槽２２に廃棄される。

【００７５】次に、切替バルブユニット２０のバルブを
切り替えて洗浄液を供給する（ステップ９）。この洗浄
液は、絶縁性ホース１７８を通って第１の洗浄流体通路
１７７に至り、さらに開いている第２のバルブ１８０を
通過して中空管１９０の内部空間１９２に至る。そし
て、この内部空間１９２から、ピストン１４に向かって
噴射される。この噴射によりピストン１４の先端が清浄
になり前色塗料の色混じりが防止できる。ピストン１４
の前面空間Ｓ３に噴射された洗浄液は、中空管１９０の
外部空間１９１から第３のバルブ１８４を介して廃液通
路１８１に至り、絶縁性ホース１８２を介してドレン槽
２２へ廃棄される。この洗浄液の供給を所定時間継続す
ることでピストン１４から第１のバルブ１７６に至る塗
料通路１７２を洗浄することができる。なお、塗料通路
１７２の右端に形成された呼込傾斜部１７３により、ピ
ストン前面空間Ｓ３から中空管１９０の外部空間１９１
への洗浄液の流れが円滑になる。

【００７６】次に、再び切替バルブユニット２０のバル
ブを切り替えて押出エアーを供給する（ステップ１
１）。これにより、それまで絶縁性ホース１７８，第１
の洗浄流体通路１７７，中空管１９０の内部空間１９
２，ピストン１４の前面空間Ｓ３，中空管１９０の外部
空間１９１，廃液通路１８１および絶縁性ホース１８２
に充填していた洗浄液は、ドレン槽２２に押し出され廃
棄される。この後、以上のステップ９および１１を複数
回繰り返してもよいが、最後には、押出エアーを数秒間
供給し、第１の洗浄流体通路１７７および絶縁性ホース
１７８、並びに廃液通路１８１および絶縁性ホース１８
２にそれぞれエアーを溜めておく。これにより、次色塗
装の際に塗装ガン１１に高電圧を印加しても、当該電流
がこれらの経路を介してリークすることが防止できる。
そのために絶縁性ホース１７８，１８２を採用し、その
長さをそれぞれ３ｍ以上とすることが望ましい。

【００７７】本例では、ステップ５乃至ステップ１１の
洗浄ステップにおいて、第１のバルブ１７６の前後で独
立した洗浄系を構成し、それぞれを並行して洗浄するの
で、そのぶんだけ洗浄時間を短縮することができるとと
もに、別個に洗浄することで洗浄性能が向上する。

【００７８】図４に戻り、バルブユニット１７廻りの洗
浄が終了したら、バルブユニット１７の第１のバルブ１
７６を開くとともに、第２〜第４のバルブ１８０，１８
４，１８８を閉じる。そして、押出ローラ１５２，１５
２をフリーにし、引っ張り装置１５３をこれまでとは逆
方向に回転させることで、ピストン１４を後退させる
（ステップ１２）。なお、ピストン１４が後退する際に
は、ピストン１４の後方（図において右側）の空気が圧
縮されるので、ピストン１４の動作をスムーズにするた
めにダンプバルブなどを設けてこれを開いておくことが
好ましい。

【００７９】位置センサにてピストン１４が後退限位置
に達したことが検出されたら（ステップ１３）、カラー
チェンジバルブユニット１３の切替弁１３３，１３４を
交互に開閉して、ピストン１４の前方の塗料ホース１２
内空間Ｓ３に洗浄液と押出エアーとを供給する（ステッ
プ１４）。ただし、本例の塗装装置１では、バルブユニ
ット１７から塗装ガン１１までの間の洗浄は終了してい
るので、主として塗料ホース１２の内壁やカラーチェン
ジバルブユニット１３に残留した前色塗料を洗浄するた
めのステップである。したがって、他の洗浄手段があれ
ばこのステップ１４は省略してもよい。

【００８０】塗料ホース１２内が清浄になったら、カラ
ーチェンジバルブユニット１３の切替弁１３２の何れか
を開いて次色の塗料Ｐをピストン１４の前方の塗料ホー
ス１２内へ供給する（ステップ１５）。このとき、塗料
使用量に応じて切替弁１３２の開閉タイミングを制御
し、その塗色に適した充填量とする。これにより、塗装
終了後に残存して廃棄する塗料量が最小限となる。

【００８１】次色塗料Ｐを供給したら、押出ローラ１５
２，１５２及び引っ張り装置１５３を駆動し、ピストン
１４を前進させる（ステップ１６）。そして、ピストン
１４がカラーチェンジバルブユニット１３の僅か前方位
置にある印加可能位置に達したことが位置センサによっ
て検出されたら（ステップ１７）、押出ローラ１５２及
び引っ張り装置１５３を停止するとともに、塗装ガン１
１のトリガバルブを閉じ、次色の塗装スタート信号を待
機する（ステップ１８）。

【００８２】本実施形態の塗装装置１は、以下の効果が
期待できる。まず、塗料ホース１２内にピストン１４を
設けて、当該ピストン１４の前方に導電性塗料Ｐを供給
してこれを塗装ガン１１へ押し出すように構成したの
で、ピストン１４の後方には空気層が形成され、これが
いわゆるボルテージブロック機能を発揮する。したがっ
て、既存の塗着効率の高いベル型静電塗装ガン等をその
まま利用することができ、導電性塗料の採用と塗着効率
の向上との両立が図られる。また、既存の塗装ガンがそ
のまま使用できるので、塗装ガンの交換あるいは改造費
用が不要となる。

【００８３】また、ピストンの押出速度を制御すること
で吐出量を簡単に制御することができ、従来必要とされ
たギヤポンプなどの高価な装置に代替することができ、
設備費用の低減が達成される。

【００８４】さらに、色替え操作にあたっても、ピスト
ンを用いてトリガバルブまで塗料を押し出すことができ
るので、色替え時に廃棄される塗料量が最小となり、塗
料コストの低減及び廃液処理などの環境対策の点で有利
となる。

【００８５】また、塗装ガンあたりの塗料使用量（吐出
量）は、塗装サイクルタイムの変更、被塗物の相違、塗
料固形分など塗色による相違、膜厚などの要求品質の相
違等々により異なるが、本実施形態の塗装装置は、塗料
ホース１２の長さを最大塗料使用量に設定しておき、こ
れに必要に応じた量の塗料を充填して塗装するので、塗
料使用量の変動に対しても柔軟に対処することができ
る。

【００８６】さらに本実施形態の塗装装置１は、導電性
塗料のみならず非導電性塗料にもそのまま適用できる。

【００８７】また、塗料ホース１２内の塗料はピストン
１４によって全て押し出されるので、洗浄しなければな
らない範囲が著しく少なくなり、これにより短時間で系
内を清浄にすることが可能となる。また清浄性が高まる
結果、導電性塗料と非導電性塗料とを同一の塗装装置で
色替えすることも可能となる。

【００８８】さらに、本実施形態の塗装装置１は、塗料
ホース１２内への塗料の充填は塗装の直前であるため、
メタリック塗料やマイカ塗料等であっても顔料沈降の問
題は生じなくなる。また、カートリッジを用いた塗装ガ
ンに適用する場合にも顔料沈降の問題が解消される。

【００８９】これに加えて、ピストン本体１４１に第１
の通孔１４３を設け、一端を２つのＯリング１４２ａ，
１４２ｂで仕切られた空間Ｓ１に臨ませ、他端を第１の
中空ケーブル１５１ａ内に臨ませているので、ピストン
１４の前方空間Ｓ３に充填された塗料がＯリング１４２
ａの劣化や摩耗などによって漏洩しても、これが第１の
通孔１４３及び中空ケーブル１５１を介して塗料検出器
３１にて検出される。したがって、ピストン１４を分解
しなくてもＯリング１４２の劣化・摩耗状態を検査する
ことができ、ひいては塗料の漏洩を防止することができ
る。

【００９０】さらに、本実施形態の塗装装置１では、塗
料通路１７２に中空管１９０を設けているので、切替バ
ルブユニット２０から供給された洗浄液はピストン１４
に向かって噴射され、これによりピストン１４の前面空
間Ｓ３の洗浄性が向上することになる。また、塗料通路
１７２の右端に呼込傾斜部１７３を形成しているので、
ピストン１４の前面空間Ｓ３を洗浄した洗浄液は円滑に
外部空間１９１へ導かれることになる。

【００９１】また、第１のバルブ１７６の前後にて並行
して洗浄操作を行うので、色替え時間を短縮することが
できる。さらに、洗浄終了後に絶縁性ホース１７８，１
８２，１８６にエアーを充填するので、次色塗装の際に
塗装ガン１１に高圧を印加しても、これら絶縁性ホース
１７８，１８２，１８６でブロックされ、ここからのリ
ークが防止できる。

【００９２】第２実施形態 図５は本発明の塗装装置の他の実施形態を示すバルブユ
ニット１７の拡大断面図である。本例では、上述した第
１実施形態に比べ、第１実施形態の第４のバルブ１８８
と切替バルブユニット２１および絶縁性ホース１８６を
省略したものである。図３に示すものと同一の部材には
同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【００９３】バルブブロック１７１に形成された塗料通
路１７２に中空管１９０が設けられ、図３の第１実施形
態の鍔部１８９などが省略された構造となっているが、
基本的な機能は第１実施形態と同様であり、中空管１９
０の内部空間１９２が塗色塗料の通路となり、中空管１
９０の外部空間１９１が第３のバルブ１８４を介して廃
液通路１８１に連通する。

【００９４】次に本例の作用を説明する。図６は、本実
施形態の塗装装置１に塗料を供給して、塗装ガン１１か
ら被塗物に塗料を塗布し、次の被塗物を待機するまでの
１サイクルの手順を示したものである。

【００９５】同図のステップ１〜ステップ４までの動作
は、図４にて説明した第１実施形態と同じであるため、
ステップ５の色替えサイクルから説明する。なお、次の
被塗物の塗色が同色である場合は以下の色替えサイクル
を行わずにステップ９へジャンプする。

【００９６】まず、図５に示すようにピストン１４が前
進限位置にある状態で、当該ピストン１４の先端から塗
装ガン１１までの間に残留した塗料Ｐを洗浄する。これ
には、第１のバルブ１７６、第２のバルブ１８０および
第３のバルブ１８４の全てを開く（ステップ５）。そし
て、切替バルブユニット２０を介して押出エアーを供給
する（ステップ６）。

【００９７】切替バルブ２０を介して供給された押出エ
アーは、絶縁性ホース１７８を通って第１の洗浄流体通
路１７７に至り、開いている第２のバルブ１８０を通過
する。ここで、ピストン１４の前面空間Ｓ３と塗装ガン
１１との間には前色塗料Ｐが残留しているので、第２の
バルブ１８０に至った押出エアーは、ここから塗装ガン
１１側とピストン１４側に分岐し、それぞれ残留塗料を
押し出す。すなわち、第２のバルブ１８０からの押出エ
アーは、当該第２のバルブ１８０が臨む塗料通路１７２
と塗装ガン１１との間に残留した塗料を、塗装ガン１１
へ押し出して廃棄する。一方、同じく第２のバルブ１８
０からの押出エアーは、当該第２のバルブ１８０が臨む
塗料通路１７２とピストン１４との間に残留した塗料
を、中空管１９０の外部空間１９１、第３のバルブ１８
４、廃液通路１８１および絶縁性ホース１８２を介して
ドレン槽２２へ押し出して廃棄する。

【００９８】次に、切替バルブユニット２０のバルブを
切り替えて洗浄液を供給する（ステップ７）。この洗浄
液も、上述した押出エアーと同様に、絶縁性ホース１７
８を通って第１の洗浄流体通路１７７に至り、さらに開
いている第２のバルブ１８０を通過する。そして、ここ
から一方は、開いている第１のバルブ１７６から塗料ホ
ース１７４、塗装ガン１１に至り、ここから廃棄され
る。この洗浄液の供給を所定時間継続することで第１の
バルブ１７６から塗装ガン１１に至る塗料通路１７２を
洗浄することができる。また他方は、中空管１９０の内
部空間１９２を通過してピストン１４に向かって噴射す
る。これにより、ピストン１４の前面空間Ｓ３に残留し
た前色塗料の洗浄性が向上することになる。そして、ピ
ストン１４の前面空間Ｓ３に噴射された洗浄液は、中空
管１９０の外部空間１９１から第３のバルブ１８４を介
して廃液通路１８１に至り、絶縁性ホース１８２を介し
てドレン槽２２へ廃棄される。この洗浄液の供給を所定
時間継続することでピストン１４から第１のバルブ１７
６に至る塗料通路１７２を洗浄することができる。な
お、塗料通路１７２の右端に形成された呼込傾斜部１７
３により、ピストン前面空間Ｓ３から中空管１９０の外
部空間１９１への洗浄液の流れが円滑になる。

【００９９】次に、再び切替バルブユニット２０のバル
ブを切り替えて押出エアーを供給する（ステップ８）。
これにより、それまで絶縁性ホース１７８，第１の洗浄
流体通路１７７，中空管１９０の内部空間１９２，ピス
トン１４の前面空間Ｓ３，中空管１９０の外部空間１９
１，廃液通路１８１および絶縁性ホース１８２、並びに
第２のバルブ１８０より塗装ガン１１側の塗料通路１７
２および塗料ホース１７４に充填していた洗浄液は、ド
レン槽２２又は塗装ガン１１に押し出され廃棄される。
この後、以上のステップ６および７を複数回繰り返して
もよいが、最後には、押出エアーを数秒間供給し、第１
の洗浄流体通路１７７および絶縁性ホース１７８、並び
に廃液通路１８１および絶縁性ホース１８２にそれぞれ
エアーを溜めておく。これにより、次色塗装の際に塗装
ガン１１に高電圧を印加しても、当該電流がこれらの経
路を介してリークすることが防止できる。そのために絶
縁性ホース１７８，１８２を採用し、その長さをそれぞ
れ３ｍ以上とすることが望ましい。

【０１００】本例では、ステップ５乃至ステップ８の洗
浄ステップにおいて、一つの切替バルブ２０からの押出
エアーおよび洗浄液によって洗浄系を構成しているの
で、そのぶんだけ装置構成や制御が簡単になり、低コス
ト化にも貢献する。

【０１０１】図６に戻り、バルブユニット１７廻りの洗
浄が終了したら、バルブユニット１７の第１のバルブ１
７６を開いたままとし、第２および第３のバルブ１８
０，１８４を閉じる。そして、押出ローラ１５２，１５
２をフリーにし、引っ張り装置１５３をこれまでとは逆
方向に回転させることで、ピストン１４を後退させる
（ステップ９）。なお、ピストン１４が後退する際に
は、ピストン１４の後方（図において右側）の空気が圧
縮されるので、ピストン１４の動作をスムーズにするた
めにダンプバルブなどを設けてこれを開いておくことが
好ましい。

【０１０２】位置センサにてピストン１４が後退限位置
に達したことが検出されたら（ステップ１０）、カラー
チェンジバルブユニット１３の切替弁１３３，１３４を
交互に開閉して、ピストン１４の前方の塗料ホース１２
内空間Ｓ３に洗浄液と押出エアーとを供給する（ステッ
プ１１）。ただし、本例の塗装装置１では、バルブユニ
ット１７から塗装ガン１１までの間の洗浄は終了してい
るので、主として塗料ホース１２の内壁やカラーチェン
ジバルブユニット１３に残留した前色塗料を洗浄するた
めのステップである。したがって、他の洗浄手段があれ
ばこのステップ１４は省略してもよい。

【０１０３】塗料ホース１２内が清浄になったら、カラ
ーチェンジバルブユニット１３の切替弁１３２の何れか
を開いて次色の塗料Ｐをピストン１４の前方の塗料ホー
ス１２内へ供給する（ステップ１２）。このとき、塗料
使用量に応じて切替弁１３２の開閉タイミングを制御
し、その塗色に適した充填量とする。これにより、塗装
終了後に残存して廃棄する塗料量が最小限となる。

【０１０４】次色塗料Ｐを供給したら、押出ローラ１５
２，１５２及び引っ張り装置１５３を駆動し、ピストン
１４を前進させる（ステップ１３）。そして、ピストン
１４がカラーチェンジバルブユニット１３の僅か前方位
置にある印加可能位置に達したことが位置センサによっ
て検出されたら（ステップ１４）、押出ローラ１５２及
び引っ張り装置１５３を停止するとともに、塗装ガン１
１のトリガバルブを閉じ、次色の塗装スタート信号を待
機する（ステップ１５）。

【０１０５】本実施形態の塗装装置１は、以下の効果が
期待できる。まず、塗料ホース１２内にピストン１４を
設けて、当該ピストン１４の前方に導電性塗料Ｐを供給
してこれを塗装ガン１１へ押し出すように構成したの
で、ピストン１４の後方には空気層が形成され、これが
いわゆるボルテージブロック機能を発揮する。したがっ
て、既存の塗着効率の高いベル型静電塗装ガン等をその
まま利用することができ、導電性塗料の採用と塗着効率
の向上との両立が図られる。また、既存の塗装ガンがそ
のまま使用できるので、塗装ガンの交換あるいは改造費
用が不要となる。

【０１０６】また、ピストンの押出速度を制御すること
で吐出量を簡単に制御することができ、従来必要とされ
たギヤポンプなどの高価な装置に代替することができ、
設備費用の低減が達成される。

【０１０７】さらに、色替え操作にあたっても、ピスト
ンを用いてトリガバルブまで塗料を押し出すことができ
るので、色替え時に廃棄される塗料量が最小となり、塗
料コストの低減及び廃液処理などの環境対策の点で有利
となる。

【０１０８】また、塗装ガンあたりの塗料使用量（吐出
量）は、塗装サイクルタイムの変更、被塗物の相違、塗
料固形分など塗色による相違、膜厚などの要求品質の相
違等々により異なるが、本実施形態の塗装装置は、塗料
ホース１２の長さを最大塗料使用量に設定しておき、こ
れに必要に応じた量の塗料を充填して塗装するので、塗
料使用量の変動に対しても柔軟に対処することができ
る。

【０１０９】さらに本実施形態の塗装装置１は、導電性
塗料のみならず非導電性塗料にもそのまま適用できる。

【０１１０】また、塗料ホース１２内の塗料はピストン
１４によって全て押し出されるので、洗浄しなければな
らない範囲が著しく少なくなり、これにより短時間で系
内を清浄にすることが可能となる。また清浄性が高まる
結果、導電性塗料と非導電性塗料とを同一の塗装装置で
色替えすることも可能となる。

【０１１１】さらに、本実施形態の塗装装置１は、塗料
ホース１２内への塗料の充填は塗装の直前であるため、
メタリック塗料やマイカ塗料等であっても顔料沈降の問
題は生じなくなる。また、カートリッジを用いた塗装ガ
ンに適用する場合にも顔料沈降の問題が解消される。

【０１１２】これに加えて、ピストン本体１４１に第１
の通孔１４３を設け、一端を２つのＯリング１４２ａ，
１４２ｂで仕切られた空間Ｓ１に臨ませ、他端を第１の
中空ケーブル１５１ａ内に臨ませているので、ピストン
１４の前方空間Ｓ３に充填された塗料がＯリング１４２
ａの劣化や摩耗などによって漏洩しても、これが第１の
通孔１４３及び中空ケーブル１５１を介して塗料検出器
３１にて検出される。したがって、ピストン１４を分解
しなくてもＯリング１４２の劣化・摩耗状態を検査する
ことができ、ひいては塗料の漏洩を防止することができ
る。

【０１１３】さらに、本実施形態の塗装装置１では、塗
料通路１７２に中空管１９０を設けているので、切替バ
ルブユニット２０から供給された洗浄液はピストン１４
に向かって噴射され、これによりピストン１４の前面空
間Ｓ３の洗浄性が向上することになる。また、塗料通路
１７２の右端に呼込傾斜部１７３を形成しているので、
ピストン１４の前面空間Ｓ３を洗浄した洗浄液は円滑に
外部空間１９１へ導かれることになる。

【０１１４】また、第１のバルブ１７６に対し、一系統
の押出エアーおよび洗浄液のみで洗浄操作を行うので、
装置構成および制御が簡単になり、低コスト化に貢献で
きるとともに、色替え時間の短縮も期待できる。さら
に、洗浄終了後に絶縁性ホース１７８，１８２にエアー
を充填するので、次色塗装の際に塗装ガン１１に高圧を
印加しても、これら絶縁性ホース１７８，１８２でブロ
ックされ、ここからのリークが防止できる。

【０１１５】なお、以上説明した実施形態は、本発明の
理解を容易にするために記載されたものであって、本発
明を限定するために記載されたものではない。したがっ
て、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技
術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の塗装装置の使用形態を示す概略図であ
る。

【図２】本発明の塗装装置の実施形態を示す概略構成図
である。

【図３】本発明の塗装装置に係るバルブユニットの実施
形態を示す断面図である。

【図４】図２および図３の塗装装置の動作の一例を示す
フローチャートである。

【図５】本発明の塗装装置に係るバルブユニットの他の
実施形態を示す断面図である。

【図６】図５の塗装装置の動作の一例を示すフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１…塗装装置 １１…塗装ガン １１１…ベルカップ １１２…塗料導入口 １２…塗料ホース（塗料配管） １３…カラーチェンジバルブユニット １４…ピストン １５…駆動手段 １５１…中空ケーブル １５２…押出ローラ １５３…引っ張り装置 １７…バルブユニット １７１…バルブブロック １７２…塗料通路 １７３…呼込傾斜部 １７６…第１のバルブ １７７…第１の洗浄流体通路 １７８…絶縁性ホース（電気絶縁配管） １８０…第２のバルブ １８１…廃液通路 １８２…絶縁性ホース（電気絶縁配管） １８４…第３のバルブ １８５…第２の洗浄流体通路 １８６…絶縁性ホース（電気絶縁配管） １８８…第４のバルブ １９０…中空管 １９１…外部空間 １９２…内部空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野々村 広実 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 高水 康夫 東京都新宿区西新宿２丁目６番１号 株式 会社大氣社内 (72)発明者 原 益己 愛知県尾張旭市旭前町新田洞5050 旭サナ ック株式会社内 Ｆターム(参考） 4F034 AA03 BA27 BB04 DA16

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電圧が印加される塗装ガンと、前記塗装ガ
   ンに塗料を導く塗料配管と、前記塗料配管内に水密状態
   で摺動可能に設けられたピストンと、前記ピストンを前
   記塗料配管内で移動させる駆動手段とを有し、塗装時に
   は、前記塗料を前記ピストンの前方に注入し、前記ピス
   トンを前記塗装ガンに向かって移動させる塗装装置にお
   いて、 前記塗装ガンの塗料導入口と前記塗料配管の先端との間
   に設けられたバルブユニットをさらに有し、 前記バルブユニットは、一端が前記塗装ガンの塗料導入
   口に連通し他端が前記塗料配管に連通する塗料通路と、
   前記塗料通路に連通する第１の洗浄流体通路と、前記塗
   料通路に連通する廃液通路と、前記塗装ガンの塗料導入
   口へ連通する塗料通路を開閉する第１のバルブと、前記
   第１の洗浄流体通路を開閉する第２のバルブと、前記廃
   液通路を開閉する第３のバルブとを有することを特徴と
   する塗装装置。
2. 【請求項２】前記第１の洗浄流体通路の入口には、電気
   絶縁配管を介して洗浄流体が供給され、前記廃液通路の
   出口に至った廃液は電気絶縁配管を介して廃棄され、洗
   浄後は、前記電気絶縁配管に絶縁性流体が充填される請
   求項１記載の塗装装置。
3. 【請求項３】前記第１のバルブの塗装ガン側に連通する
   第２の洗浄流体通路と、前記第２の洗浄流体通路を開閉
   する第４のバルブと、をさらに有する請求項１又は２に
   記載の塗装装置。
4. 【請求項４】前記第２の洗浄流体通路の入口には、電気
   絶縁配管を介して洗浄流体が供給され、洗浄後は、前記
   電気絶縁配管に絶縁性流体が充填される請求項３記載の
   塗装装置。
5. 【請求項５】前記塗料通路内の、前記第２のバルブと前
   記塗料配管の先端との間に、前記塗料通路の内径より小
   さい外径の中空管が設けられ、 前記第３のバルブは、前記中空管と前記塗料通路の内壁
   との間の空間に臨むように設けられている請求項１〜４
   の何れかに記載の塗装装置。
6. 【請求項６】前記塗料通路の塗料配管側の先端に、漏斗
   状の呼込傾斜部が設けられている請求項５記載の塗装装
   置。
7. 【請求項７】前記塗料が導電性塗料である請求項１〜６
   の何れかに記載の塗装装置。