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発明の名称 回転霧化静電塗装装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−98382(P2007−98382A)
公開日 平成19年4月19日(2007.4.19)
出願番号 特願2006−42435(P2006−42435)
出願日 平成18年2月20日(2006.2.20)
代理人 【識別番号】100080621
【弁理士】
【氏名又は名称】矢野 寿一郎
発明者 榊原 正人 / 中村 尚範 / 沼里 亮
要約 課題
回転霧化頭の回転制御応答性を向上させるとともに、安定した回転数を得ることができる回転霧化静電塗装装置を提供する。

解決手段
回転霧化頭14に静電高電圧を印加して、被塗装物に対して静電塗装を行う回転霧化静電塗装装置1であって、回転霧化頭14を回転駆動するサーボモータ13と、前記サーボモータ13と該サーボモータ13の電源24との間に介装される絶縁トランス19と、回転霧化頭14に静電高圧を印加する高圧発生器20とを備える。
特許請求の範囲
【請求項1】
回転霧化頭に静電高電圧を印加して、被塗装物に対して静電塗装を行う回転霧化静電塗装装置であって、
回転霧化頭を回転駆動する電動モータと、
前記電動モータと該電動モータの電源との間に介装される絶縁トランスと、
回転霧化頭に静電高圧を印加する高圧発生器とを備える、
ことを特徴とする回転霧化静電塗装装置。
【請求項2】
回転霧化頭に静電高電圧を印加して、被塗装物に対して静電塗装を行う回転霧化静電塗装装置であって、
回転霧化頭を回転駆動する電動モータと、
回転霧化頭に静電高圧を印加する高圧発生器とを備え、
前記回転霧化頭と電動モータとの間に絶縁体を介装した、
ことを特徴とする回転霧化静電塗装装置。
【請求項3】
前記回転霧化静電塗装装置は、さらに、
前記電動モータからの出力回転を増速して回転霧化頭に伝達する増速機を備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の回転霧化静電塗装装置。
【請求項4】
前記回転霧化静電塗装装置は、さらに、
前記電動モータからの出力回転を増速して回転霧化頭に伝達する増速機を備え、
前記絶縁体は、前記電動モータと増速機との間に介装される、
ことを特徴とする請求項2に記載の回転霧化静電塗装装置。
【請求項5】
前記電動モータは、サーボモータであることを特徴とする請求項1〜請求項4の何れかに記載の回転霧化静電塗装装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、回転霧化頭に静電高電圧を印加して、被塗装物に対して静電塗装を行う回転霧化静電塗装装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的に、自動車のボディ等の被塗装物に対する塗装は、被塗装物側を陽極とし、塗装装置側を陰極として両極間に静電界を構成し、負側に帯電した霧化塗料を静電力により被塗装物に吸着させることで塗装を行う、静電塗装が用いられている。
【0003】
このような静電塗装を行う塗装装置としては、例えば、静電高電圧を印加した回転霧化頭を回転駆動し、該回転霧化頭に供給された流体塗料を遠心力で微粒化させて、回転霧化頭に印加された静電高電圧で微粒化粒子を帯電させ、接地された被塗装物との間で形成される静電電界により静電塗装を行う、回転霧化静電塗装装置があり、回転霧化頭の回転駆動はエアモータにて行っている。
【0004】
また、回転霧化静電塗装装置においては、塗料を該回転霧化静電塗装装置に装着される塗料カートリッジから、回転霧化頭に供給するようにした、カートリッジ式の塗装機に構成されたものがある。
さらに、カートリッジ式の塗装機では、例えば、特許文献1に記載される塗装機のごとく、カートリッジから回転霧化頭への塗料の供給を、サーボモータの駆動力を用いて行うように構成したものがある。
【特許文献1】特開2003−175348号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
前述のごとく、回転霧化頭の回転駆動源としてエアモータを用いた回転霧化静電塗装装置においては、エアにより回転数の制御を行っているため、回転数の制御応答性が悪いという問題があった。例えば、回転霧化頭の駆動開始時から、回転霧化頭の回転数が塗料の噴霧に必要な3万回転に達するまでに、5秒程度の時間を要することとなっていた。
また、回転駆動中に回転数の変動が生じるため、塗装品質が安定しないという問題もある。
【0006】
そこで、本発明では、回転霧化頭の回転制御応答性を向上させるとともに、安定した回転数を得ることができる回転霧化静電塗装装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決する回転霧化静電塗装装置は、以下の特徴を有する。
即ち、請求項1記載の如く、回転霧化頭に静電高電圧を印加して、被塗装物に対して静電塗装を行う回転霧化静電塗装装置であって、回転霧化頭を回転駆動する電動モータと、前記電動モータと該電動モータの電源との間に介装される絶縁トランスと、回転霧化頭に静電高圧を印加する高圧発生器とを備える。
これにより、エアモータを用いた場合に比べて、回転霧化頭の回転数制御を行う際の応答性や、回転数の安定性が良好になり、塗装機による塗装品質を向上させることができる。
この場合、電動モータと該電動モータの電源との間には、絶縁トランスを介装しているため、回転霧化頭へ印加される静電高電圧が、該回転霧化頭と電気的に接続される電動モータに印加されたとしても、その高電圧が塗装機の外部へ漏れ出すことがない。従って、高電圧が印加される電動モータを塗装機に用いることが可能となっている。
【0008】
また、請求項2記載の如く、回転霧化頭に静電高電圧を印加して、被塗装物に対して静電塗装を行う回転霧化静電塗装装置であって、回転霧化頭を回転駆動する電動モータと、回転霧化頭に静電高圧を印加する高圧発生器とを備え、前記回転霧化頭と電動モータとの間に絶縁体を介装した。
これにより、エアモータを用いた場合に比べて、回転霧化頭の回転数制御を行う際の応答性や、回転数の安定性が良好になり、塗装機による塗装品質を向上させることができる。
この場合、回転霧化頭と電動モータとが電気的に絶縁されることとなり、該回転霧化頭に印加されている静電高電圧が、電動モータを通じて該電動モータの電源へリークすることはなく、該電源に負担をかけることがない。
【0009】
また、請求項3記載の如く、前記回転霧化静電塗装装置は、さらに、前記電動モータからの出力回転を増速して回転霧化頭に伝達する増速機を備える。
これにより、電動モータを用いて回転霧化頭を回転駆動する際にも、塗料を噴霧する際に必要となる回転霧化頭の回転数を容易に得ることが可能となる。
【0010】
また、請求項4記載の如く、前記回転霧化静電塗装装置は、さらに、前記電動モータからの出力回転を増速して回転霧化頭に伝達する増速機を備え、前記絶縁体は、前記電動モータと増速機との間に介装される。
これにより、増速機と電動モータとが絶縁体により絶縁されていることにより、該電動モータを用いて回転霧化頭を回転駆動する際に、電源に負担をかけることなく、回転霧化頭の必要な回転数を容易に得ることが可能となる。
【0011】
また、請求項5記載の如く、前記電動モータは、サーボモータである。
これにより、塗装の途中で回転霧化頭の回転速度を応答性良く変化させることができ、多様な塗装パターンに対応することが可能となる。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、エアモータを用いた場合に比べて、回転霧化頭の回転数制御を行う際の応答性や、回転数の安定性が良好になり、塗装機による塗装品質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
次に、本発明を実施するための形態を、添付の図面を用いて説明する。
【0014】
図1に示す塗装機1は回転霧化静電塗装装置に構成されており、ハウジング12の一側(図1における左側)に塗料噴出口となる回転霧化頭14を回転自在に取り付け、ハウジング12の他側(図1における右側)に、塗料が充填されたカートリッジ16を着脱可能に装着して構成されている。
カートリッジ16に充填される塗料としては、例えば、水系塗料(水性塗料)が用いられている。
【0015】
カートリッジ16内には、塗料および塗料の押し出し用媒体が充填されるシリンダ(図示せず)が形成されており、該シリンダ内にはピストン(図示せず)が摺動自在に嵌装されている。
そして、該ピストンを前記押し出し用媒体にて摺動させることにより、シリンダ内に充填された塗料をシリンダから押し出し、塗料供給管17を通じて回転霧化頭14へ供給するように構成している。
【0016】
ハウジング12内には高圧発生器(カスケード)20が設けられており、該高圧発生器20にて発生した静電高電圧が、回転霧化頭14に印加されている。回転霧化頭14に印加される静電高電圧は、例えば−90kV程度となっている。
【0017】
また、前記回転霧化頭14は、ハウジング12内に収納される電動モータであるサーボモータ13により回転駆動されており、該サーボモータ13からの回転駆動力は、同じくハウジング12内に収納される増速機15を介して回転霧化頭14へ伝達されている。
【0018】
高電圧が印加されるとともに、サーボモータ13により回転駆動される回転霧化頭14に塗料が供給されると、該塗料は回転霧化頭14により帯電されるとともに、遠心霧化されて、帯電塗料粒子となって噴霧される。
この帯電塗料粒子は、高電圧に印加された回転霧化頭14とアース体である被塗装物との間に形成される静電界に沿って飛行し、被塗装物に塗着することとなる。
【0019】
図2に示すように、前記増速機15は、例えば前段遊星歯車機構21と後段遊星歯車機構22との2段の増速機構を備えており、高増速比を得ることが可能となっている。
また、増速機15における前段遊星歯車機構21側の入力軸15aには前記サーボモータ13の出力軸13aが接続されており、後段遊星歯車機構22側に接続される出力軸15bには前記回転霧化頭14が接続されている。
【0020】
これにより、サーボモータ13からの回転駆動力が、増速機15の前段遊星歯車機構21と後段遊星歯車機構22とで2段に増速された後、回転霧化頭14に伝達されることとなる。
このように、サーボモータ13からの回転駆動力を増速機15にて増速することで、サーボモータ13を用いて回転霧化頭14を回転駆動する際にも、塗料を噴霧する際に必要となる3万回転程度の回転霧化頭14の回転数を容易に得ることが可能となっている。
【0021】
なお、本例では、前段遊星歯車機構21と後段遊星歯車機構22との2段の増速機構を備えた増速機15を用いているが、前段遊星歯車機構21および後段遊星歯車機構22の何れか1段のみを備えた増速機を用いることも可能である。また、3段以上の増速機構を備えた増速機を用いることも可能である。
【0022】
また、サーボモータ13は、増速機15を介して回転霧化頭14と電気的に接続されているので、回転霧化頭14に印加される静電高電圧は、サーボモータ13にも同様に印加されることとなる。
しかし、サーボモータ13と該サーボモータ13の電源24とを接続するリード線26の途中部には、ハウジング12内に収納される絶縁トランス19が介装されているため、回転霧化頭14へ印加される静電高電圧が、サーボモータ13を通じて塗装機1の外部へ漏れ出すことはなく、高電圧が印加される状態にあるサーボモータ13を塗装機1に用いることが可能となっている。
【0023】
ここで、絶縁トランスとは、入力側の線と出力側の線とが電気的に絶縁状態にあり、分離しているトランスをいい、入力側の電気は電磁誘導によって出力側へ伝達されるように構成されている。
このように、絶縁トランス19の入力側(電源24側)と出力側(サーボモータ13側)とは電気的に分離されているため、サーボモータ13に高電圧が印加されていたとしても、その高電圧が電源24側へ漏れ出すことがない。
【0024】
以上のように、塗装機1においては、回転霧化頭14をサーボモータ13等の電動モータにより回転駆動するように構成しているので、エアモータを用いた場合に比べて、回転霧化頭14の回転数制御を行う際の応答性や、回転数の安定性が良好になり、塗装機1による塗装品質を向上させることができる。
【0025】
例えば、サーボモータ13を用いて回転霧化頭14を回転駆動した場合、例えば、回転霧化頭の駆動開始時から0.5秒程度の短時間で、回転霧化頭の回転数が塗料の噴霧に必要な3万回転に達することが可能となる。
このように、起動から塗料の噴霧が可能な状態となるまでの時間を大幅に短縮することができる。
【0026】
また、回転霧化頭14をサーボモータ13により回転駆動することで、塗装の途中で回転霧化頭14の回転速度を応答性良く変化させることができるので、多様な塗装パターンに対応することが可能となる。
【0027】
また、回転霧化静電塗装装置は、次のように構成することもできる。
すなわち、図3に示す塗装機10は回転霧化静電塗装装置に構成されており、ハウジング12の一側(図3における左側)に塗料噴出口となる回転霧化頭14を回転自在に取り付け、ハウジング12の他側(図3における右側)に、塗料が充填されたカートリッジ16を着脱可能に装着して構成されている。
【0028】
カートリッジ16には、前述の塗装機1の場合と同様に、例えば水系塗料(水性塗料)が充填されており、該カートリッジ16内のピストンを押し出し用媒体にて摺動させることにより、シリンダ内に充填した塗料をシリンダから押し出し、塗料供給管17を通じて回転霧化頭14へ供給するように構成している。
【0029】
また、回転霧化頭14には、ハウジング12内の前記高圧発生器(カスケード)20にて発生した静電高電圧(例えば−90kV程度)が印加されるとともに、ハウジング12内の電動モータである前記サーボモータ13により回転駆動可能に構成されている。
サーボモータ13からの回転駆動力は、前記増速機15を介して回転霧化頭14へ伝達されている。
なお、サーボモータ13には、リード線26を通じて電源24が供給されており、増速機15は、前述の塗装機1の場合と同様の構成となっている。
【0030】
このように、サーボモータ13により回転駆動される回転霧化頭14に対して、高電圧が印加されるとともに塗料が供給されると、供給された塗料は回転霧化頭14により帯電されるとともに遠心霧化されて、帯電塗料粒子となって噴霧される。
この帯電塗料粒子は、高電圧に印加された回転霧化頭14とアース体である被塗装物との間に形成される静電界に沿って飛行し、被塗装物に塗着する。
【0031】
ここで、塗装機10においては、前記増速機15は、高圧発生器20により静電高電圧が印加される回転霧化頭14と電気的に接続されているため、該増速機15にも回転霧化頭14と同等の静電高電圧が印加されている。また、前記カートリッジ16にも高圧発生器20からの静電高電圧が印加されている。
【0032】
また、前記サーボモータ13は、樹脂等の電気的絶縁体にて構成されるスペーサ18を介して増速機15と接続されており(つまり、前記サーボモータ13と増速機15および回転霧化頭14との間には前記スペーサ18が介装されており)、該サーボモータ13と増速機15および回転霧化頭14とは電気的に絶縁されている。
さらに、カートリッジ16におけるサーボモータ13との接続部16aは、樹脂等の電気的絶縁体にて構成されており、該サーボモータ13とカートリッジ16とは電気的に絶縁されている。
【0033】
このように、サーボモータ13は、静電高電圧が印加されている回転霧化頭14、増速機15およびカートリッジ16と電気的に絶縁されているので、該サーボモータ13に静電高電圧が印加されることはない(サーボモータ13の電位は、例えば0kV程度となっている)。
従って、回転霧化頭14および増速機15に印加されている静電高電圧が、サーボモータ13を通じて電源24へリークすることはなく、該電源24に負担をかけることがない。
さらに、増速機15とサーボモータ13とがスペーサ18により絶縁されていることにより、該サーボモータ13を用いて回転霧化頭14を回転駆動する際に、電源24に負担をかけることなく、回転霧化頭14の必要な回転数を容易に得ることが可能となっている。
【0034】
また、前述の図1に示した塗装機1においては、サーボモータ13と電源24との間に絶縁トランス19を介装して、該絶縁トランス19により、回転霧化頭14からの高電圧が塗装機1の外部へ漏れ出すことを防止している。
これに対して、本例の塗装機10においては、サーボモータ13と回転霧化頭14との間に絶縁体にて構成されるスペーサ18を介装して、該回転霧化頭14からの高電圧がサーボモータ13を通じて電源24に印加されないようにしているため、前記塗装機1の場合のように絶縁トランス19を設ける必要がなく、塗装機10を前記塗装機1に対して軽量、小型化することが可能となっている。
【図面の簡単な説明】
【0035】
【図1】本発明にかかる塗装機を示す側面断面図である。
【図2】塗装機に備えられる増速機を示すスケルトン図である。
【図3】塗装機の第2の実施形態を示す側面断面図である。
【符号の説明】
【0036】
1 塗装機
13 サーボモータ
14 回転霧化頭
15 増速機
16 カートリッジ
18 スペーサ(絶縁体)
19 絶縁トランス
20 高圧発生器




 

 


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