特開 2023-2912 静電塗装装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023002912

(43)【公開日】2023-01-11

(54)【発明の名称】静電塗装装置

(51)【国際特許分類】

   B05B 5/04 20060101AFI20221228BHJP

   B05B 12/00 20180101ALI20221228BHJP

【ＦＩ】

B05B5/04 A

B05B12/00 A

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021103758

(22)【出願日】2021-06-23

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2021-10-13

(71)【出願人】

【識別番号】505056845

【氏名又は名称】アーベーベー・シュバイツ・アーゲー

【氏名又は名称原語表記】ＡＢＢ Ｓｃｈｗｅｉｚ ＡＧ

【住所又は居所原語表記】Ｂｒｕｇｇｅｒｓｔｒａｓｓｅ ６６， ５４００ Ｂａｄｅｎ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ

(74)【代理人】

【識別番号】110002457

【氏名又は名称】弁理士法人広和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山内 邦治

【テーマコード（参考）】

4F034

4F035

【Ｆターム（参考）】

4F034AA04

4F034BA15

4F034BA22

4F034BB02

4F034BB07

4F034BB13

4F034BB28

4F035AA03

4F035BC02

4F035BC05

(57)【要約】

【課題】 空気の流れがない隙間にオゾンが滞留するのを防止することにより、樹脂製部品の耐久性を向上する。
【解決手段】 ヘッド部３とヘッド部３の外周側を覆う樹脂製のカバー部２０との間には、ヘッド部３の外周側を取り囲むように筒状隙間２１が設けられている。この上で、ヘッド部３には、切換弁１３～１６から排出されるパイロットエアを筒状隙間２１に導くパイロットエア導入路２２が設けられている。また、アーム部２には、パイロットエアを筒状隙間２１から外部に排出するパイロットエア排出路２３が設けられている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基端側が動作装置に取付けられるアーム部と、
前記アーム部の先端側に設けられたヘッド部と、
前記ヘッド部に設けられ、圧縮エアを動力源とするエアモータと、
前記エアモータに回転自在に支持され、先端が前記エアモータから前側に突出した中空な回転軸と、
塗料を供給するために前記回転軸内を通って前記回転軸の先端まで延びたフィードチューブと、
前記回転軸の先端に取付けられ、前記フィードチューブから供給された塗料を被塗物に向けて噴霧する回転霧化頭と、
前記ヘッド部に設けられ、前記フィードチューブへの塗料の供給経路をパイロットエアによって開閉するトリガ弁を含む切換弁を備えた弁装置と、
前記アーム部に設けられ、前記弁装置、前記エアモータおよび前記回転軸を通じて前記回転霧化頭に供給される塗料に高電圧を印加する高電圧発生器と、
前記ヘッド部の外周側を覆う樹脂製の筒状体として形成されたカバー部と、
を備えてなる静電塗装装置において、
前記ヘッド部と前記カバー部との間には、前記ヘッド部の外周側を取り囲むように筒状隙間が設けられ、
前記ヘッド部には、前記切換弁から排出される前記パイロットエアを前記筒状隙間に導くパイロットエア導入路が設けられ、
前記アーム部には、前記パイロットエアを前記筒状隙間から外部に排出するパイロットエア排出路が設けられていることを特徴とする静電塗装装置。

【請求項2】

請求項１に記載の静電塗装装置において、
前記パイロットエア排出路は、前記アーム部の先端部から基端部まで延び、前記アーム部の基端部で前記アーム部の外部に開口していることを特徴とする静電塗装装置。

【請求項3】

請求項１に記載の静電塗装装置において、
前記切換弁は、弁体の動作方向が前記ヘッド部の径方向となるように、前記ヘッド部の周方向に間隔をもって複数個設けられていることを特徴とする静電塗装装置。

【請求項4】

請求項１に記載の静電塗装装置において、
前記アーム部の先端部と前記ヘッド部の基端部とは、周囲にシール部材を挟んだ状態で互いに対面して取付けられ、
前記アーム部には、
前記アーム部の先端部と前記ヘッド部の基端部との間の平面状隙間にパージエアを供給するパージエア供給路と、
前記パージエアを前記平面状隙間から外部に排出するパージエア排出路と、
が設けられていることを特徴とする静電塗装装置。

【請求項5】

請求項４に記載の静電塗装装置において、
前記アーム部には、前記アーム部の基端部と前記平面状隙間との間を延び、内通路と外通路とを有する第１二重管路および第２二重管路が設けられ、
前記第１二重管路の前記内通路と前記第２二重管路の前記内通路とは、前記エアモータとの間で圧縮エアが流通する圧縮エア流路となり、
前記第１二重管路の前記外通路と前記第２二重管路の前記外通路のうち、一方の外通路が前記パージエア供給路となり、
前記第１二重管路の前記外通路と前記第２二重管路の前記外通路のうち、他方の外通路が前記パージエア排出路となっていることを特徴とする静電塗装装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、塗料に直接的に高電圧を印加して塗装を行う静電塗装装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、自動車のボディ等の被塗物を塗装する塗装装置は、基端側が塗装用ロボット等の動作装置に取付けられるアーム部と、アーム部の先端側に設けられたヘッド部と、ヘッド部に設けられ、圧縮エアを動力源とするエアモータと、エアモータに回転自在に支持され、先端がエアモータから前側に突出した中空な回転軸と、塗料を供給するために回転軸内を通って回転軸の先端まで延びたフィードチューブと、回転軸の先端に取付けられ、フィードチューブから供給された塗料を被塗物に向けて噴霧する回転霧化頭と、ヘッド部に設けられ、フィードチューブへの塗料の供給経路をパイロットエアによって開閉するトリガ弁を含む切換弁を備えた弁装置と、ヘッド部の外周側を覆う樹脂製の筒状体として形成されたカバー部と、を備えている。

【0003】

また、塗料の塗着効率を向上するための塗装装置としては、静電塗装装置が知られている。この静電塗装装置は、エアモータおよび回転軸を通じて回転霧化頭に供給される塗料に高電圧を印加する高電圧発生器をアーム部に備えている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開第２０１８／１８１９１７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の静電塗装装置は、高電圧発生器で発生した高電圧をエアモータ、回転軸等に帯電させ、フィードチューブを通じて回転霧化頭に供給される塗料に高電圧を印加している。これにより、静電塗装装置は、回転霧化頭から噴霧した帯電塗料粒子を接地された被塗物に向けて飛行させている。

【0006】

この場合、高電圧に帯電した金属製のエアモータや回転軸からはオゾンが放出される。これらの部品から放出されたオゾンは、エアモータの駆動源となる圧縮エア（排気）、塗料の噴霧パターンを整えるシェーピングエア等と一緒に排出される。

【0007】

しかし、静電塗装装置は、弁装置等の他の金属製の部品を備えており、弁装置等から放出されたオゾンは、ヘッド部とカバー部との隙間やアーム部とヘッド部との隙間に滞留してしまう。このように、滞留したオゾンは、次第に他の隙間にも広がって樹脂製の部品を腐食させる虞がある。腐食した部品は、高電圧のリークの原因にもなるために交換しなくてはならず、部品の耐久性が低下するという問題がある。

【0008】

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、空気の流れがない隙間にオゾンが滞留するのを防止することにより、樹脂製部品の耐久性を向上できるようにした静電塗装装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、基端側が動作装置に取付けられるアーム部と、前記アーム部の先端側に設けられたヘッド部と、前記ヘッド部に設けられ、圧縮エアを動力源とするエアモータと、前記エアモータに回転自在に支持され、先端が前記エアモータから前側に突出した中空な回転軸と、塗料を供給するために前記回転軸内を通って前記回転軸の先端まで延びたフィードチューブと、前記回転軸の先端に取付けられ、前記フィードチューブから供給された塗料を被塗物に向けて噴霧する回転霧化頭と、前記ヘッド部に設けられ、前記フィードチューブへの塗料の供給経路をパイロットエアによって開閉するトリガ弁を含む切換弁を備えた弁装置と、前記アーム部に設けられ、前記弁装置、前記エアモータおよび前記回転軸を通じて前記回転霧化頭に供給される塗料に高電圧を印加する高電圧発生器と、前記ヘッド部の外周側を覆う樹脂製の筒状体として形成されたカバー部と、を備えてなる静電塗装装置において、前記ヘッド部と前記カバー部との間には、前記ヘッド部の外周側を取り囲むように筒状隙間が設けられ、前記ヘッド部には、前記切換弁から排出される前記パイロットエアを前記筒状隙間に導くパイロットエア導入路が設けられ、前記アーム部には、前記パイロットエアを前記筒状隙間から外部に排出するパイロットエア排出路が設けられている。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、空気の流れがない隙間にオゾンが滞留するのを防止することができ、樹脂製部品の耐久性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施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2】図１中の静電塗装装置を示す断面図である。

【図3】図２中のトリガ弁を拡大して示す断面図である。

【図4】図２中の矢示IV－IV方向から見た静電塗装装置の断面図である。

【図5】図２中の矢示Ｖ－Ｖ方向から見た静電塗装装置の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態に係る静電塗装装置について、図１ないし図５に従って詳細に説明する。

【0013】

図１において、動作装置の代表例としての塗装用ロボット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の先端部は、回転可能な手首部１０４Ａとなっている。この手首部１０４Ａには、後述する静電塗装装置１のアーム部２が取付けられている。

【0014】

次に、本発明の実施形態に係る静電塗装装置１の構成について述べる。静電塗装装置１は、塗装用ロボット１０１の水平アーム１０４の手首部１０４Ａに取付けられている。図２に示すように、静電塗装装置１は、後述のアーム部２、ヘッド部３、エアモータ６、回転軸７、フィードチューブ８、回転霧化頭９、弁装置１１、高電圧発生器１８、カバー部２０、パイロットエア導入路２２、パイロットエア排出路２３を含んで構成されている。

【0015】

アーム部２は、基端側となる長さ方向の基端部２Ａが水平アーム１０４の手首部１０４Ａの先端部に取付けられている。アーム部２は、樹脂製の円筒状体として形成されている。また、アーム部２の先端側は、斜めに屈曲している。アーム部２の先端部２Ｂには、円形状の平坦面からなる先端面２Ｃを有している。この先端面２Ｃは、後述するヘッド部３の基端面３Ｃおよび弁装置１１を構成するベース部材１２の基端面１２Ａと対面している。さらに、アーム部２の先端側には、先端面２Ｃの周囲に位置して、短尺な円形状の筒部２Ｄが設けられている。筒部２Ｄの内周面には、後述のシール部材５が密着している。

【0016】

アーム部２の内部には、軸方向に延びて後述の高電圧発生器１８が設けられている。また、アーム部２の内部には、高電圧発生器１８を取り囲む位置に後述のパイロットエア排出路２３、第１二重管路２４、第２二重管路２７等が設けられている。

【0017】

ヘッド部３は、アーム部２の先端側に設けられている。ヘッド部３は、基端部３Ａがアーム部２の先端部２Ｂに取付けられた樹脂製の円筒状体として形成されている。ヘッド部３内の基端部３Ａ側には、後述の弁装置１１が設けられている。また、ヘッド部３内の先端部３Ｂ側には、後述のエアモータ６、シェーピングエアリング１０等が設けられている。

【0018】

ヘッド部３の基端面３Ｃは、アーム部２の先端面２Ｃに後述の平面状隙間４を挟んで対面している。ヘッド部３の基端側には、弁装置１１の外周側に位置して弁取付孔３Ｄが設けられている。図４に示すように、弁取付孔３Ｄは、ヘッド部３を径方向に貫通している。また、弁取付孔３Ｄは、周方向に間隔をもって複数個、例えば弁装置１１の切換弁１３～１６に対応して４個設けられている。

【0019】

ここで、平面状隙間４は、アーム部２の先端部２Ｂとヘッド部３の基端部３Ａとの間に設けられている。具体的には、平面状隙間４の大部分は、アーム部２の先端面２Ｃとヘッド部３の基端面３Ｃおよびベース部材１２の基端面１２Ａとの間に設けられている。また、図５に示すように、平面状隙間４は、円形状に形成されている。この上で、平面状隙間４の外周側の一部は、アーム部２の筒部２Ｄに沿って先端側に延びている。なお、平面状隙間４は、大きな隙間として図示したが、実際には、例えば１ｍｍ以下の小さな隙間であり、アーム部２とヘッド部３とが部分的に接する部分があってもよい。

【0020】

シール部材５は、ヘッド部３の基端部３Ａの外周側に設けられている。シール部材５は、樹脂製のＯリング等からなり、アーム部２の筒部２Ｄの内周面に密着して平面状隙間４をシールしている。これにより、アーム部２の先端部２Ｂとヘッド部３の基端部３Ａとは、周囲にシール部材５を挟んだ状態で互いに対面して取付けられている。

【0021】

エアモータ６は、ヘッド部３内にヘッド部３と同軸に設けられている。エアモータ６は、圧縮エアを動力源として回転軸７および回転霧化頭９を、例えば３０００～１５００００ｒｐｍの高速で回転させる。エアモータ６は、ヘッド部３内に取付けられた段付円筒状のモータケース６Ａと、モータケース６Ａの基端側に回転可能に収容されたタービン６Ｂと、モータケース６Ａの内周側に設けられ回転軸７を回転可能に支持するエア軸受６Ｃと、を含んで構成されている。

【0022】

ここで、タービン６Ｂには、圧縮エア供給路（図示せず）を介して駆動用の圧縮エアが供給される。また、タービン６Ｂから流出する圧縮エアは、後述する第１二重管路２４の圧縮エア排出路２５と第２二重管路２７の圧縮エア排出路２８とを介して外部に排出される。

【0023】

回転軸７は、エアモータ６にエア軸受６Ｃを介して回転自在に支持された筒状体として形成されている。回転軸７は、モータケース６Ａの中心に軸方向に延びて配置されている。回転軸７は、基端側がタービン６Ｂの中央に一体的に取付けられている。一方、回転軸７は、先端がモータケース６Ａから前側（先端側）に突出している。回転軸７の先端部には、回転霧化頭９が取付けられている。

【0024】

フィードチューブ８は、回転軸７内を通って回転軸７の先端まで延びている。フィードチューブ８の先端側は、回転軸７の先端から突出して回転霧化頭９内に延在している。フィードチューブ８の基端側は、弁装置１１のベース部材１２の中央位置に取付けられている。フィードチューブ８は、内部の塗料通路（図示せず）が、後述の塗料供給路１２Ｂを介して色替弁装置を含む塗料供給源（図示せず）に接続されている。なお、フィードチューブ８の基端側は、モータケース６Ａの基端側に対面する位置にヘッド部を延在させることで、このヘッド部に取付ける構成としてもよい。

【0025】

フィードチューブ８は、塗装作業を行うときに、塗料通路から回転霧化頭９に向けて塗料を供給する。一方、フィードチューブ８は、付着塗料の洗浄作業を行うときに、塗料通路から回転霧化頭９に向け、例えばシンナ、エア等の洗浄流体を供給することができる。例えば、フィードチューブ８は、同軸に配置された二重管として形成されている。この上で、二重管の中央の通路が塗料通路となり、外側の環状通路が洗浄流体通路（いずれも図示せず）となっている。

【0026】

回転霧化頭９は、回転軸７の先端に取付けられている。回転霧化頭９は、基端側から先端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９は、エアモータ６によって回転軸７と一緒に高速回転される。これにより、回転霧化頭９は、フィードチューブ８から供給される塗料等を噴霧する。

【0027】

シェーピングエアリング１０は、回転霧化頭９を取囲んだ状態でヘッド部３の先端部３Ｂ側に設けられている。シェーピングエアリング１０は、複数個のシェーピングエア噴出孔（図示せず）からシェーピングエアを噴出する。シェーピングエアは、回転霧化頭９から噴霧される塗料を微粒化しつつ、塗料の塗装パターンを所望の大きさ、形状に整える。

【0028】

弁装置１１は、ヘッド部３内の基端部３Ａ側に設けられている。図４に示すように、弁装置１１は、後述のベース部材１２、４個の切換弁１３～１６を含んで構成されている。弁装置１１は、各種流体の供給、停止、排出等の動作を制御する。

【0029】

ベース部材１２は、弁装置１１のベースをなすもので、金属製のブロック体として形成されている。ベース部材１２は、ヘッド部３内の基端側に取付けられている。ベース部材１２は、アーム部２の先端面２Ｃと対面する基端面１２Ａを有している。例えば、ベース部材１２には、フィードチューブ８への塗料の供給経路の一部をなす塗料供給路１２Ｂ、フィードチューブ８に向けて回転霧化頭９を洗浄するための洗浄流体が流通する洗浄流体通路、塗料供給路１２Ｂに残存した前色塗料を排出するときに前色塗料や洗浄流体が流通するダンプ通路、フィードチューブ８の先端に付着した塗料を洗浄するための洗浄流体が流通する先端洗浄通路（いずれも図示せず）が設けられている。

【0030】

また、ベース部材１２には、切換弁１３～１６を動作させるためのパイロットエアが当該切換弁１３～１６に向けて流通する後述のパイロットエア通路１７（切換弁１３用のみ図示）が設けられている。

【0031】

４個の切換弁１３～１６は、ベース部材１２に設けられている。４個の切換弁１３～１６は、同様に構成されている。このために、切換弁１３の構成について説明し、他の切換弁１４～１６の説明は省略する。また、切換弁は、１個ないし３個または５個以上設ける構成としてもよい。

【0032】

図３に示すように、切換弁１３は、塗料供給路１２Ｂをパイロットエアによって開閉するトリガ弁として形成されている。切換弁１３は、ベース部材１２に形成された有底状の弁収容穴１３Ａと、弁収容穴１３Ａの底部からベース部材１２の中央側に向けて延び、塗料供給路１２Ｂを分断した弁座１３Ｂと、弁収容穴１３Ａ内に移動可能に収容されたピストン１３Ｃと、ピストン１３Ｃから弁座１３Ｂに向けて突出し、弁座１３Ｂに離着座する弁体１３Ｄと、弁収容穴１３Ａの開口側を閉塞する蓋体１３Ｅと、ピストン１３Ｃと蓋体１３Ｅとの間に設けられ、ピストン１３Ｃを介して弁体１３Ｄを閉弁方向に付勢するばね部材１３Ｆと、を備えている。

【0033】

弁収容穴１３Ａは、ピストン１３Ｃによって底部側のパイロット室１３Ｇと、蓋体１３Ｅ側のばね室１３Ｈとに画成されている。パイロット室１３Ｇは、パイロットエア通路１７を介してパイロットエア供給源（図示せず）に接続されている。

【0034】

ピストン１３Ｃには、パイロット室１３Ｇとばね室１３Ｈとを連通する絞り通路１３Ｊが設けられている。絞り通路１３Ｊは、パイロット室１３Ｇへのパイロットエアの供給量に比べて僅かなエアだけを流通するようになっている。

【0035】

従って、ピストン１３Ｃは、パイロット室１３Ｇにパイロットエアが供給されたときに、ばね部材１３Ｆに抗して開弁方向に移動する。一方、パイロット室１３Ｇへのパイロットエアの供給が停止すると、パイロット室１３Ｇのパイロットエアは、絞り通路１３Ｊを通じてばね室１３Ｈ側に流出する。これにより、ピストン１３Ｃは、ばね部材１３Ｆの付勢力によって閉弁方向に移動する。

【0036】

蓋体１３Ｅには、ばね室１３Ｈとヘッド部３の弁取付孔３Ｄとを連通する排気通路１３Ｋが設けられている。これにより、ばね室１３Ｈに流入したパイロットエアは、排気通路１３Ｋを通じてヘッド部３の弁取付孔３Ｄに流出する。そして、排気通路１３Ｋは、弁取付孔３Ｄと共に後述のパイロットエア排出路２３を構成している。

【0037】

ここで、切換弁１３は、弁体１３Ｄの動作方向がヘッド部３の径方向となるように配置されている。切換弁１４～１６も、切換弁１３と同様に配置されている。この上で、切換弁１３～１６は、ヘッド部３の周方向に間隔をもって配置されている。本実施形態の場合、ヘッド部３の径方向とは、ヘッド部３の軸線と直交すると共に、ヘッド部３（ベース部材１２）の中心または中心の近傍を通る直線の伸長方向となる。

【0038】

なお、切換弁１４～１６は、前述した洗浄流体通路を開閉する洗浄流体弁、ダンプ通路を開閉するダンプ弁、先端洗浄通路を開閉する先端洗浄弁として形成されている。

【0039】

高電圧発生器１８は、アーム部２に設けられている。高電圧発生器１８は、弁装置１１、エアモータ６および回転軸７を通じて回転霧化頭９に供給される塗料に高電圧を印加する。高電圧発生器１８は、例えばコッククロフト回路により構成されている。高電圧発生器１８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。そして、高電圧発生器１８の出力側は、アーム部２からベース部材１２に延びたコンタクト部材１９に電気的に接続されている。

【0040】

カバー部２０は、ヘッド部３の外周側を覆う樹脂製の筒状体として形成されている。カバー部２０は、基端側がアーム部２の先端部２Ｂ外周に取付けられている。また、カバー部２０は、先端側がシェーピングエアリング１０の外周に取付けられている。

【0041】

筒状隙間２１は、ヘッド部３とカバー部２０との間に設けられている。筒状隙間２１は、ヘッド部３の外周側を取り囲むように延びた筒状の空間として形成されている。ここで、筒状隙間２１は、エアモータ６から排出されるエアの流通経路、シェーピングエアリング１０から噴出されるシェーピングエアの経路のいずれからも隔絶された空間である。

【0042】

このために、筒状隙間２１には、オゾンが滞留する場合があり、この場合には、筒状隙間２１と接するヘッド部３の外周面、カバー部２０の内周面等がオゾンによって腐食する虞がある。そこで、ヘッド部３には、筒状隙間２１からオゾンを排出するために、後述のパイロットエア導入路２２とパイロットエア排出路２３とが設けられている。

【0043】

次に、本実施形態の特徴部分となるパイロットエア導入路２２とパイロットエア排出路２３の構成について説明する。

【0044】

パイロットエア導入路２２は、ヘッド部３に設けられている。パイロットエア導入路２２は、切換弁１３～１６から排出されるパイロットエアを筒状隙間２１に導く通路である。パイロットエア導入路２２は、切換弁１３～１６に設けられた排気通路１３Ｋ（切換弁１４～１６の排気通路は図示せず）とヘッド部３の弁取付孔３Ｄとにより構成されている。即ち、本実施形態では、弁装置１１とヘッド部３に亘って４個のパイロットエア導入路２２が設けられている。従って、筒状隙間２１には、４個の切換弁１３～１６から排出されたパイロットエアが、４個のパイロットエア導入路２２を通じて供給される。これにより、４個のパイロットエア導入路２２は、筒状隙間２１に対して広範囲にパイロットエアを流入させることができる。

【0045】

パイロットエア排出路２３は、アーム部２に設けられている。パイロットエア排出路２３は、筒状隙間２１に導かれたパイロットエアを筒状隙間２１から外部に排出する通路である。パイロットエア排出路２３は、アーム部２の先端部２Ｂから基端部２Ａまで延びている。そして、パイロットエア排出路２３は、アーム部２の基端部２Ａでアーム部２の外部に開口している。これにより、パイロットエア排出路２３から排出されたパイロットエアが噴霧された塗料に影響を与えないようになっている。

【0046】

具体的には、パイロットエア排出路２３は、長さ方向の一端がアーム部２の先端部２Ｂに開口して筒状隙間２１に連通している。一方、パイロットエア排出路２３は、長さ方向の他端がアーム部２の基端部２Ａに開口して外部に開放されている。

【0047】

ここで、パイロットエア導入路２２とパイロットエア排出路２３とによって発生する空気の流れについて、切換弁１３に付された符号を用いて述べる。

【0048】

４個の切換弁１３～１６のいずれかの切換弁にパイロットエアが供給されると、供給されたパイロットエアの一部は、パイロット室１３Ｇから絞り通路１３Ｊを介してばね室１３Ｈに流れる。ばね室１３Ｈに流入したパイロットエアは、排気通路１３Ｋを通じてヘッド部３の弁取付孔３Ｄに流出する。これにより、排気通路１３Ｋと弁取付孔３Ｄとからなるパイロットエア導入路２２は、パイロットエアを筒状隙間２１に導くことができる。

【0049】

一方、パイロットエア排出路２３は、筒状隙間２１を流れたパイロットエアをアーム部２の基端部２Ａから外部に排出することができる。

【0050】

このように、パイロットエア導入路２２による筒状隙間２１へのパイロットエアの供給と、パイロットエア排出路２３による筒状隙間２１からのパイロットエアの排出とは、筒状隙間２１でエアの流れを発生する。このエアの流れは、筒状隙間２１の先端側にも伝播する。これにより、パイロットエア導入路２２とパイロットエア排出路２３とは、パイロットエアを利用して筒状隙間２１でエアの流れを発生し、筒状隙間２１のオゾンをエアと一緒に排出することができる。

【0051】

次に、平面状隙間４に残留したオゾンを外部に排出するための構成について説明する。

【0052】

第１二重管路２４は、アーム部２に設けられている。第１二重管路２４は、アーム部２の基端部２Ａと平面状隙間４との間を延びている。第１二重管路２４は、内通路と外通路とを有する二重構造のパイプ材として形成されている。

【0053】

第１二重管路２４の内通路は、エアモータ６のタービン６Ｂから排出された圧縮エア（タービンエア）が流通する圧縮エア流路としての圧縮エア排出路２５となっている。この圧縮エア排出路２５の上流側は、エアモータ６に接続されている。圧縮エア排出路２５の下流側は、アーム部２の基端部２Ａで外部に開放されている。

【0054】

また、第１二重管路２４の外通路は、平面状隙間４にパージエアを供給するパージエア供給路２６となっている。このパージエア供給路２６の上流側は、パージエア（圧縮エア）の供給源（図示せず）に接続されている。パージエア供給路２６の下流側は、平面状隙間４の外周側寄り位置に接続されている。

【0055】

第２二重管路２７は、アーム部２に設けられている。第２二重管路２７は、第１二重管路２４と同様に、アーム部２の基端部２Ａと平面状隙間４との間を延びている。第２二重管路２７は、内通路と外通路とを有する二重構造のパイプ材として形成されている。

【0056】

第２二重管路２７の内通路は、エアモータ６のタービン６Ｂから排出された圧縮エアが流通する圧縮エア流路としての圧縮エア排出路２８となっている。この圧縮エア排出路２８の上流側は、エアモータ６に接続されている。圧縮エア排出路２８の下流側は、アーム部２の基端部２Ａで外部に開放されている。なお、第１二重管路２４の内通路と第２二重管路２７の内通路のいずれか一方を、タービン６Ｂに向けて圧縮エアが流通する圧縮エア供給路とすることもできる。

【0057】

また、第２二重管路２７の外通路は、パージエアを平面状隙間４から外部に排出するパージエア排出路２９となっている。このパージエア排出路２９の上流側は、平面状隙間４の外周側寄り位置に接続されている。パージエア排出路２９の下流側は、アーム部２の基端部２Ａで外部に開放されている。

【0058】

ここで、パージエア供給路２６とパージエア排出路２９とによって発生する空気の流れについて説明する。

【0059】

パージエア供給路２６を通じてパージエアが供給されると、このパージエアは、平面状隙間４に流入する。平面状隙間４に流入したパージエアは、平面状隙間４をパージエア排出路２９に向けて流れ、パージエア排出路２９を通じて外部に排出される。これにより、平面状隙間４に残留したオゾンを、パージエアを利用して外部に排出することができる。

【0060】

しかも、パージエア供給路２６とパージエア排出路２９とは、互いに離間した位置で平面状隙間４に開口している。これにより、図５中の矢示で示すように、パージエア供給路２６から平面状隙間４に流入したパージエアを、平面状隙間４の全体で流通させることができ、オゾンを効率よく排出することができる。

【0061】

本実施形態に係る静電塗装装置１は、上述の如き構成を有している。次に、静電塗装装置１によって被塗物３０に塗装を施す場合の動作について説明する。

【0062】

圧縮エア供給路を通じてエアモータ６のタービン６Ｂに圧縮エアを供給し、タービン６Ｂと一緒に回転軸７と回転霧化頭９を高速で回転させる。また、タービン６Ｂを回転させた圧縮エア（使用済みのエア）は、圧縮エア排出路２５，２８を通じて外部に排出する。

【0063】

また、高電圧発生器１８からコンタクト部材１９を介して弁装置１１のベース部材１２に高電圧を印加する。これにより、ベース部材１２、エアモータ６のモータケース６Ａ、回転軸７を介してフィードチューブ８に高電圧を印加する。

【0064】

この状態で、パイロットエア通路１７から切換弁１３のパイロット室１３Ｇにパイロットエアを供給し、弁体１３Ｄを開弁させる。これにより、塗料供給源から供給された塗料を、ベース部材１２の塗料供給路１２Ｂ、フィードチューブ８の塗料通路で流通させ、回転霧化頭９から被塗物３０（図１参照）に向けて噴霧する。

【0065】

この塗料の噴霧時には、フィードチューブ８に印加された高電圧によって塗料通路を流れる塗料が高電圧に帯電する。これにより、回転霧化頭９から噴霧された帯電塗料粒子は、アース電位となる被塗物３０に効率よく塗着させることができる。また、シェーピングエアリング１０は、噴霧された塗料に向けてシェーピングエアを噴霧することにより、塗料の噴霧パターンを整えることができる。

【0066】

パイロットエアによって切換弁１３を開弁させているときには、パイロットエアの一部がパイロットエア導入路２２（ヘッド部３の弁取付孔３Ｄ、切換弁１３の排気通路１３Ｋ）を通じて筒状隙間２１に導かれる。また、筒状隙間２１に導かれたパイロットエアは、筒状隙間２１からパイロットエア排出路２３を通じて外部に排出される。

【0067】

このパイロットエアの一部が筒状隙間２１に流れる動作は、パイロットエアが切換弁１４～１６に供給されたときにも同様に行われる。

【0068】

即ち、洗浄流体弁は、塗料の噴霧後にパイロットエアによって開弁する。これにより、塗料供給路１２Ｂ、フィードチューブ８を通じて回転霧化頭９に洗浄流体が供給され、塗料供給路１２Ｂ、フィードチューブ８および回転霧化頭９に付着した塗料が洗浄される。

【0069】

また、ダンプ弁は、塗料供給路１２Ｂ、フィードチューブ８および回転霧化頭９の洗浄後にパイロットエアによって開弁する。これにより、塗料供給路１２Ｂ等に残存した塗料や洗浄流体からなる廃液が排出される。

【0070】

さらに、先端洗浄弁は、廃液の排出後または廃液の排出と並行してパイロットエアによって開弁する。これにより、フィードチューブ８の先端に付着した塗料が洗浄される。

【0071】

ここで、コンタクト部材１９を介して高電圧発生器１８が発生した高電圧を弁装置１１のベース部材１２等に印加しているときには、高電圧に帯電した金属製のベース部材１２や回転軸７からオゾンが放出される。ベース部材１２や回転軸７から放出されたオゾンは、エアモータ６のタービン６Ｂを駆動した圧縮エアの排気、シェーピングエアリング１０から噴霧されたシェーピングエア等と一緒に排出される。

【0072】

しかし、静電塗装装置１では、エアモータ６のモータケース６Ａ、弁装置１１のベース部材１２等で発生したオゾンの一部が、ヘッド部３とカバー部２０との筒状隙間２１やアーム部２の先端面２Ｃとヘッド部３の基端面３Ｃとの間の平面状隙間４に流れ込んで滞留してしまう。このように、滞留したオゾンは、樹脂製のアーム部２、ヘッド部３、カバー部２０等を腐食させる虞がある。

【0073】

然るに、本実施形態によれば、ヘッド部３とヘッド部３の外周側を覆う樹脂製のカバー部２０との間には、ヘッド部３の外周側を取り囲むように筒状隙間２１が設けられている。この上で、ヘッド部３には、切換弁１３～１６から排出されるパイロットエアを筒状隙間２１に導くパイロットエア導入路２２が設けられている。また、アーム部２には、パイロットエアを筒状隙間２１から外部に排出するパイロットエア排出路２３が設けられている。

【0074】

従って、切換弁１３～１６を開弁させているパイロットエアの一部は、パイロットエア導入路２２を通じて筒状隙間２１に導かれ、筒状隙間２１からパイロットエア排出路２３を通じて外部に排出される。

【0075】

パイロットエア導入路２２を通じて筒状隙間２１に導かれたパイロットエアは、筒状隙間２１を流れることで、この筒状隙間２１に残留したオゾンに流れを生じさせ、オゾンをパイロットエア排出路２３から外部に排出する。

【0076】

また、筒状隙間２１に導かれたパイロットエアの一部は、導かれた直後にパイロットエア排出路２３から外部に排出される。しかし、パイロットエア排出路２３からパイロットエア排出路２３に向かうパイロットエアの流れは、筒状隙間２１に圧力差による流れを生じさせ、筒状隙間２１のオゾンをパイロットエア排出路２３に向けて流通させる。

【0077】

この結果、空気の流れがない筒状隙間２１にオゾンが滞留するのを防止することができ、ヘッド部３、カバー部２０等の樹脂製部品の耐久性を向上することができる。

【0078】

また、パイロットエア排出路２３は、アーム部２の先端部２Ｂから基端部２Ａまで延び、アーム部２の基端部２Ａでアーム部２の外部に開口している。これにより、オゾンを含む排気エアが塗装の妨げになるのを防止でき、塗装品質を向上することができる。

【0079】

切換弁１３～１６は、弁体１３Ｄの動作方向がヘッド部３の径方向となるように、ヘッド部３の周方向に間隔をもって複数個設けられている。これにより、複数個の切換弁１３～１６から排出されたパイロットエアによって広範囲に残留するオゾンを効率よく排出することができる。

【0080】

一方、本実施形態の静電塗装装置１は、アーム部２の先端部２Ｂとヘッド部３の基端部３Ａとは、周囲にシール部材５を挟んだ状態で互いに対面して取付けられている。この上で、アーム部２には、アーム部２の先端部２Ｂとヘッド部３の基端部３Ａとの間の平面状隙間４にパージエアを供給するパージエア供給路２６と、パージエアを平面状隙間４から外部に排出するパージエア排出路２９と、が設けられている。

【0081】

従って、定期的または常にパージエア供給路２６を通じて平面状隙間４にパージエアを供給し、パージエア排出路２９を通じて平面状隙間４のパージエアを外部に排出する。これにより、空気の流れがない平面状隙間４にオゾンが滞留するのを防止することができ、アーム部２、シール部材５等の樹脂製部品の耐久性を向上することができる。

【0082】

しかも、平面状隙間４に対するパージエア供給路２６とパージエア排出路２９の開口位置は、最も離れた平面状隙間４の径方向の反対側に配置されている。これにより、パージエア供給路２６から供給されたパージエアを、平面状隙間４の広範囲で流通させることができ、オゾンの排出効率を高めることができる。

【0083】

また、アーム部２には、アーム部２の基端部２Ａと平面状隙間４との間を延び、内通路と外通路とを有する第１二重管路２４および第２二重管路２７が設けられている。この上で、第１二重管路２４の内通路と第２二重管路２７の内通路とは、エアモータ６との間で圧縮エアが流通する圧縮エア排出路２５，２８となっている。また、第１二重管路２４の外通路がパージエア供給路２６となり、第２二重管路２７の外通路がパージエア排出路２９となっている。この構成では、限られたスペースに複数のエア流路を設けることができる。

【符号の説明】

【0084】

１ 静電塗装装置
２ アーム部
２Ａ，３Ａ 基端部
２Ｂ 先端部
３ ヘッド部
４ 平面状隙間
５ シール部材
６ エアモータ
７ 回転軸
８ フィードチューブ
９ 回転霧化頭
１１ 弁装置
１３～１６ 切換弁
１３Ｅ 弁体
１３Ｋ 排気通路
１８ 高電圧発生器
２０ カバー部
２１ 筒状隙間
２２ パイロットエア導入路
２３ パイロットエア排出路
２４ 第１二重管路
２５，２８ 圧縮エア排出路（内通路、圧縮エア流路）
２６ パージエア供給路（外通路）
２７ 第２二重管路
２９ パージエア排出路（外通路）
１０１ 塗装用ロボット（動作装置）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】