(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗装ガンへ塗料を供給する塗料供給装置であって、
継手を有するカラーチェンジバルブと、
塗料を収容するカートリッジタンクと、前記カートリッジタンク内の塗料を攪拌するために当該カートリッジタンクに設けられた攪拌機と、前記カートリッジタンク内に塗料吐出エアーを導入するために当該カートリッジタンクに設けられた塗料吐出エアー導入口と、前記カラーチェンジバルブの継手に着脱可能に接続するために前記カートリッジタンク内の塗料の導出口に設けられた継手と、を有するカートリッジタンクユニットと、
これらカートリッジタンクユニット、カラーチェンジバルブおよび前記塗装ガンを接続する塗料配管と、
前記複数のカートリッジタンクを搭載する台車と、
前記それぞれのカートリッジタンクユニットの継手と前記カラーチェンジバルブユニットの継手とがそれぞれ接続されるように前記台車を移動させる台車移動手段と、
前記台車の位置と前記各カートリッジタンクの位置を検出する位置検出手段と、
前記カラーチェンジバルブの継手の近傍に設けられ、前記カートリッジタンクユニットの継手を洗浄する洗浄装置と、を有し、
前記位置検出手段により検出された、現在の台車位置と次に塗装すべき塗料が収納されたカートリッジタンクの位置とに基づいて前記台車移動手段により前記台車を移動させることを特徴とする塗料供給装置。
【請求項２】
前記カラーチェンジバルブはダンプバルブを有し、色替え時において、当該ダンプバルブから残留塗料を廃棄することを特徴とする請求項１記載の塗料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車ボディや部品の塗装工程で用いられる塗料供給装置に関し、特に生産数が少ない塗料等に用いて好ましい塗料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車ボディや部品の塗装ラインなどで用いられる塗料供給装置は、各塗色の塗料が貯留された塗料タンクと、これを圧送するポンプと、塗料タンクから塗装機（実際はカラーチェンジバルブ）まで塗料を導く塗料配管とを有し、塗色数に応じた数だけこうした塗料タンク、ポンプおよび塗料配管が設置されている。そして、塗装機の上流側に設けられたカラーチェンジバルブを切り替えることで、被塗物仕様に応じた塗色の塗料が吹き付けられる。
【０００３】
ところで、量産を目的とする自動車ボディや部品の生産ラインでは、被塗物に塗料を吹き付ける塗装ブースとは別に、多数の塗料タンクが設置される塗料調合室が設けられている。このような塗料調合室は、一般的には塗装ブースから離れた場所に設けられるので、塗料タンクから塗装ブースに至る塗料配管には、多量の塗料が循環することになる。
【０００４】
しかしながら、被塗物の仕様によっては生産数が著しく少ない塗色も存在し、この種の塗料は長時間塗料配管内を循環するので、揮発性溶剤の蒸発や、塗料ポンプ又はレギュレータなどの機器による顔料の摩耗や粉砕によって塗料が劣化したり、粘度などの塗料条件が変化することが少なくない。このような場合には、塗料配管に仕込まれた塗料を全て廃棄し、フレッシュな塗料と入れ替えなければならないのでコスト的ロスが大きい。
【０００５】
また、こうした塗料供給装置は、塗料使用量の多少に拘わらず一定量の塗料を仕込む必要があるので、使用される塗料の他に塗料供給装置内を循環するだけのポテンシャルの塗料費が必要となる。さらに、顔料沈降の防止等の観点から塗装していない場合も塗料を循環させる必要があるので動力費などのランニングコストもかかる。
【０００６】
このため、生産台数が少ない塗色については、塗装ブース内あるいは塗装ブースサイドに小容量の塗料供給装置が設けられることもあるが、この種の塗料供給装置では、塗料配管の長さは短縮できるものの、各色毎に塗料配管を設ける必要があり、コスト的にもスペース的にも問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、少量生産に適した塗料供給装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によれば、塗装ガンへ塗料を供給する塗料供給装置であって、継手を有するカラーチェンジバルブと、塗料を収容するカートリッジタンクと、前記カートリッジタンク内の塗料を攪拌するために当該カートリッジタンクに設けられた攪拌機と、前記カートリッジタンク内に塗料吐出エアーを導入するために当該カートリッジタンクに設けられた塗料吐出エアー導入口と、前記カラーチェンジバルブの継手に着脱可能に接続するために前記カートリッジタンク内の塗料の導出口に設けられた継手と、を有するカートリッジタンクユニットと、これらカートリッジタンクユニット、カラーチェンジバルブおよび前記塗装ガンを接続する塗料配管と、前記複数のカートリッジタンクを搭載する台車と、前記それぞれのカートリッジタンクユニットの継手と前記カラーチェンジバルブユニットの継手とがそれぞれ接続されるように前記台車を移動させる台車移動手段と、前記台車の位置と前記各カートリッジタンクの位置を検出する位置検出手段と、前記カラーチェンジバルブの継手の近傍に設けられ、前記カートリッジタンクユニットの継手を洗浄する洗浄装置と、を有し、前記位置検出手段により検出された、現在の台車位置と次に塗装すべき塗料が収納されたカートリッジタンクの位置とに基づいて前記台車移動手段により前記台車を移動させることを特徴とする塗料供給装置が提供される。
【０００９】
本発明に係るカートリッジタンクユニットによれば、カートリッジタンク内の塗料を攪拌機で攪拌できるので、塗料沈降が防止でき、メタリックベース塗料にも適用することができる。
【００１０】
また、カートリッジタンクの容量を適宜選択すれば、塗色比率や生産量の変動にも柔軟に対応することができる。
【００１１】
さらに、自動車ボディ１台分の塗料をカートリッジタンクに入れて自動塗装機を使用できるので、新色塗料や新材質塗料の実ライントライを低コストかつ簡便に行うことができる。また、特別注文生産による１台だけの特別塗色であっても、カートリッジタンクに必要なだけの塗料を仕込んで対応できるので、特別塗色にも柔軟かつ低コストで対応することができる。
【００１２】
この場合、特に限定はされないが、本発明のカートリッジタンクユニットは塗装ブースの近傍に設置することがより好ましい。塗装ガンが設けられた塗装ブースの近傍に本発明のカートリッジタンクユニットを設置することで、色替えロスが大幅に低減でき、また色替え時間も著しく短縮できる。さらに、塗料に対するダメージが少ないので塗料が劣化し難くなり塗料が延命する。
【００１３】
また、本発明においては、前記カートリッジタンクユニットの継手に対して着脱可能に接続され、前記カラーチェンジバルブに設けられた継手を有し、前記複数のカートリッジタンクユニットと前記カラーチェンジバルブとが相対的に移動可能に設けられている。
【００１４】
また、本発明においては、前記複数のカートリッジタンクを搭載する台車と、前記それぞれのカートリッジタンクユニットの継手と前記カラーチェンジバルブユニットの継手とがそれぞれ接続されるように前記台車を移動させる手段と、を有する。
【００１５】
カラーチェンジバルブに対して複数のカートリッジタンクユニットを接続可能に構成することで、一台の塗装機に多数の少量使用量塗色を供給することができる。特に複数のカートリッジタンクを台車に搭載し、この台車を移動させることでカートリッジタンクの自動切替が可能となり、色替え時間を短縮することができる。
【００１６】
さらに本発明においては、前記カートリッジタンクユニットの継手を洗浄する洗浄装置をさらに有する。
【００１７】
一のカラーチェンジバルブに対して複数のカートリッジタンクを接続可能としたとき、カラーチェンジバルブは洗浄機能を有するので色混じりなどの問題は生じないが、カートリッジタンク側の継手にも塗料が付着し、これが色混じりの原因となる。そこで、本発明のように洗浄装置にてカートリッジタンクの継手を洗浄することで、こうした色混じりを防止することができる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、カートリッジタンク内の塗料を攪拌機で攪拌できるので、塗料沈降が防止でき、メタリックベース塗料にも適用することができる。また、カートリッジタンクの容量を適宜選択すれば、塗色比率や生産量の変動にも柔軟に対応することができる。
【００１９】
さらに、自動車ボディ１台分の塗料をカートリッジタンクに入れて自動塗装機を使用できるので、新色塗料や新材質塗料の実ライントライを低コストかつ安易に行うことができる。また、特別注文生産による１台だけの特別塗色であっても、カートリッジタンクに必要なだけの塗料を仕込んで対応できるので、特別塗色にも柔軟かつ低コストで対応することができる。
【００２０】
これに加えて、一台の塗装機に多数の少量使用量塗色を供給することができる。特に複数のカートリッジタンクを台車に搭載し、この台車を移動させることでカートリッジタンクの自動切替が可能となり、色替え時間を短縮することができる。
【００２１】
また、洗浄装置にてカートリッジタンクの継手を洗浄することで、色混じりを防止することができる。
さらに、請求項２記載の発明によれば、残留塗料はカラーチェンジバルブのマニホールドを経由せずにダンプバルブから外部へ廃棄されるので、洗浄時間を短縮することができる。
【００２２】
【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。
図１は本発明に係るカートリッジタンクユニットの実施形態を示す断面図、図２は本発明の塗料供給装置の実施形態を示す正面図、図３は本発明の塗料供給装置の他の実施形態を示す側面図、図４は図３に示す塗料供給装置の平面図、図５は図３の台車の内部構造を示す側面図、図６は本発明に係るカートリッジタンクユニットの継手とカラーチェンジバルブの継手との接続構造を示す側面図、図７は本発明に係る洗浄装置の実施形態を示す側面図である。
【００２３】
図１及び図２に本発明の塗料供給装置の基本構成を示す。本実施形態の塗料供給装置は、図１に示すカートリッジタンクユニット１００と、カラーチェンジバルブ１９と、塗料配管５とを有し、図２に示すように塗装ブース３内に設置された塗装ロボット２に適用される。
【００２４】
カートリッジタンクユニット１００は、図１に示すように、塗料を収容するカートリッジタンク４と、このカートリッジタンク４に収容された塗料１６を攪拌するために当該カートリッジタンク４の蓋９に設けられたアジテータ羽根１２及びアジテータモータ１１（これらが本発明の攪拌機に相当する。）と、カートリッジタンク４内に塗料吐出エアー２０を導入するために当該カートリッジタンクの蓋９に設けられた塗料吐出エアー導入口１４と、カラーチェンジバルブ１９に対して着脱可能に接続するために、カートリッジタンク４内の塗料の導出口に設けられた継手１５とを有する。
【００２５】
カートリッジタンク４と蓋９とはパッキン１８を介して留め金１０にて固定される。また、アジテータモータ１１はクイックジョイント１３を介して接続される圧縮エアーにより駆動される。なお、図１において、１７はカートリッジタンク４の脚であり、カラーチェンジバルブ１９との継手１５から取り外したカートリッジタンク４を載置する際にこの脚１７が用いられる。
【００２６】
このカートリッジタンクユニット１００は、カートリッジタンク４に塗料１６を満たして蓋９を閉じると、内部が気密空間となるので、塗料吐出エアー導入口１４から例えば２〜５ＭＰａの圧縮エアーを導入すると、カートリッジタンク４内の気圧が上昇し、これによってクイックジョイント１５を介してカラーチェンジバルブ１９へ塗料１６が圧送されることになる。なお、塗料１６の粘度が高い場合や短時間で塗料チャージをする場合には５ＭＰａ以上の圧縮エアーを用いればよい。
【００２７】
また、メタリック塗料のような塗料であってもアジテータ羽根１２を連続して或いは間欠的に回転させることにより、メタリック顔料の沈降が防止できる。
【００２８】
カラーチェンジバルブ１９に至った塗料１６は、塗料ホース５を介して塗装ロボット２の先端に装着された塗装ガン１に供給され、ここから被塗物であるボディ８に塗布される。なお、図１及び図２に示す例では、カートリッジタンクユニット１００は、塗料供給オペレータ６が調合した塗料をカートリッジタンク４に入れ、塗装ブース３のラインサイドまでこれを運搬して手動で取り替えるものであり、例えば新色塗料や新材料塗料の実ライントライアルなどに適用して好ましい。また、極めて少数の生産量しかない特別注文塗色に適用することも好ましい。
【００２９】
ちなみに、本例のカートリッジタンク４の容量は特に限定されず生産台数を考慮して決定される。例えば、ラインタクトが１．５分／台、８つの塗装ガン１で上塗りベースコートを塗装する場合には、一般的には１つの塗装ガン当たりに使用される塗料は３００ｍｌ以下である。また、塗料供給オペレータ６の作業効率を考慮して塗料の充填頻度を１回／日とすると、カートリッジタンク４の容量を３００〜５００ｍｌにすれば１台／日、１０００ｍｌにすれば１〜３台／日、３０００ｍｌにすれば１０台／日、６０００ｍｌにすれば２０台／日のボディに対応することができる。
【００３０】
また、カートリッジタンク４、蓋９及びアジテータ羽根１２等をステンレス製とすれば、水系塗料に用いても錆難いので好ましい。
【００３１】
これに対して、図３乃至図５に示す塗料供給装置は、例えば１日に１０台程度の少量生産塗色が複数色存在するラインに適用して好ましい例であり、カートリッジタンク用ラック２５（本発明の台車に相当する。）内に図１に示すカートリッジタンク４がＮ個搭載されている。
【００３２】
すなわち、図５に示すように、Ｎｏ．１からＮｏ．Ｎまでのカートリッジタンク４と、各カートリッジタンク４のアジテータモータ１１に駆動用圧縮エアーを供給するアジテータエアー配管２４と、各カートリッジタンク４に塗料吐出エアーを供給するための塗料吐出エアー配管２０とが設けられている。
【００３３】
アジテータエアー配管２４には一括して圧縮エアーのエアー圧を調節するためのアジテータエアーレギュレータ２８が設けられている一方で、塗料吐出エアー配管２０のそれぞれには、各カートリッジタンク４へ供給される圧縮エアー圧をそれぞれ独立して調節するためにエアーレギュレータ２７が設けられている。また、各エアーレギュレータ２７の下流側には、圧縮エアーを入切するためのＯＮ／ＯＦＦバルブ３０が設けられている。さらに、色替え時にカラーチェンジバルブ１９を洗浄するために、溶剤塗料用洗浄シンナーの供給口２２と、水系塗料用洗浄溶剤の供給口２３とが設けられている。
【００３４】
カートリッジタンク用ラック２５の底面には開口部が形成され、ここからカラーチェンジバルブ１９のドッキングポート２１のクイックジョイント１５とのアクセスが可能とされている。
【００３５】
図３及び図４に戻り、こうしたカートリッジタンク用ラック２５は、塗装ブース３のブースサイドに沿って配置され、１台又は複数台の塗装ロボット２に対して所望の塗料１６が供給される。図３に示すように、カートリッジタンク用ラック２５は車輪３４を有し、塗装ブース３のブースサイドに設置されたレール３５上を塗装ブース３の長手方向、すなわちボディ８の搬送方向に往復移動可能とされている。そして、カートリッジタンク用ラック２５に取り付けられた駆動チェイン３３を駆動部３８及び駆動モータ３２により右回転又は左回転させることで、カートリッジタンク用ラック２５が塗装ブース３に沿って移動する。
【００３６】
なお、従動部３９の近傍に設けられた張り調節機構３６は駆動チェイン３３の緊張を調節するものである。
【００３７】
また、駆動チェイン３３の所望の位置に設けられた位置検出用パルスジェネレータ３７によりカートリッジタンク用ラック２５の現在位置が検出される。この位置検出用パルスジェネレータ３７により検出されたカートリッジタンク用ラック２５の現在位置と、次に塗装すべき塗料が収納されたカートリッジタンク４の位置（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．Ｎ）とに基づいて、ドッキングステーション２６のドッキングポート２１に対してカートリッジタンク用ラック２５を何れの方向にどれだけ移動させるかが演算され、その結果に基づいて駆動モータ３２が作動する。
【００３８】
次に動作を説明する。
例えば、図４の下側に位置する２台の塗装ロボット２に、図５に示すカートリッジタンク用ラック２５に搭載されたカートリッジタンクＮｏ．２の塗料１６を供給するものとすると、まず、位置検出用パルスジェネレータ３７によりカートリッジタンク用ラック２５の現在位置を検出し、この情報とカートリッジタンクＮＯ．２の位置情報とに基づいて駆動モータ３２を作動させる。これにより、図５に示すようにカートリッジタンクＮｏ．２の塗料導出口がカラーチェンジバルブ１９のドッキングポート２１のクイックジョイント１５に対向することになる。ここで、詳細な図示は省略するが、ドッキングポート２１は駆動装置により上下に微動可能に構成されており、ラック２５に固定されたカートリッジタンク４の塗料導出口に接近離反移動する。これにより、カートリッジタンクＮｏ．２の塗料導出口にドッキングポート２１のクイックジョイント１５が接続される。
【００３９】
カートリッジタンクＮｏ．２の塗料導出口とカラーチェンジバルブ１９とが接続されると、圧縮エアーＯＮ／ＯＦＦバルブ３０をＯＮし、カートリッジタンクＮｏ．２内に圧縮エアーを供給する。これにより、カートリッジタンクＮｏ．２内に収容された塗料１６がカラーチェンジバルブ１９及びマニホールド２０へ押し出され、塗料ホース５を介して塗装ガン１からボディ８に塗布される。
【００４０】
カートリッジタンクＮｏ．２内の塗料１６の塗装が終了すると、まずカラーチェンジバルブ１９を閉じ、圧縮エアーＯＮ／ＯＦＦバルブ３０も閉じる。これにより、カートリッジタンクＮｏ．２内の圧力が低下するので、ドッキングポート２１のクイックジョイント１５を先程の駆動装置を用いて取り外す。
【００４１】
このとき、ドッキングポート２１のクイックジョイント１５からカラーチェンジバルブ１９までの間にはカートリッジタンクＮｏ．２に収容された塗料１６が残留している。そこで、カートリッジタンク用ラック２５に設けられた溶剤塗料用洗浄シンナーの供給口２２又は水系塗料用洗浄溶剤の供給口２３の何れかをクイックジョイント１５に接続し、この残留塗料を洗い流す。カートリッジタンクＮｏ．２に収容された塗料１６が溶剤系塗料である場合は供給口２２を接続し、塗料１６が水系塗料である場合は供給口２３を接続する。なお、クイックジョイント１５に対する供給口２２，２３の接続動作は、上述したカートリッジタンクＮｏ．２の塗料導出口の接続動作と同じである。
【００４２】
供給口２２又は２３をクイックジョイント１５に接続した状態を図６に示すが、同図に示すＡ方式では、カラーチェンジバルブ１９からマニホールド２０及び塗料ホース５を介して塗装ガン１から残留塗料を押し出すものである。これに対して、同図に示すＢ方式は、カラーチェンジバルブ１９に専用のダンプバルブ３１を設けておき、ここから直接残留塗料を押し出すものである。Ｂ方式では、クイックジョイント１５とカラーチェンジバルブ１９との間の残留塗料はマニホールド２０を経由せずに外部へ廃棄されるので、Ａ方式に比べてそのぶんだけ洗浄時間を短縮することができる。
【００４３】
ちなみに、カートリッジタンクＮｏ．２の塗料導出口の周囲にも塗料が付着するので、ドッキングポート２１の近傍等に、図７に示すような、カートリッジタンク４に対して接近離反移動する洗浄装置３３を設け、ここに洗浄溶剤を循環させることでカートリッジタンク４の導出口を洗浄する。
【００４４】
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】本発明に係るカートリッジタンクユニットの実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の塗料供給装置の実施形態を示す正面図である。
【図３】本発明の塗料供給装置の他の実施形態を示す側面図である。
【図４】図３に示す塗料供給装置の平面図である。
【図５】図３の台車の内部構造を示す側面図である。
【図６】本発明に係るカートリッジタンクユニットの継手とカラーチェンジバルブの継手との接続構造を示す側面図である。
【図７】本発明に係る洗浄装置の実施形態を示す側面図である。
【符号の説明】
１…塗装ガン
２…塗装ロボット
４…カートリッジタンク
５…塗料ホース
１１…アジテータモータ（攪拌機）
１２…アジテータ羽根（攪拌機）
１５…クイックジョイント（継手）
１６…塗料
１９…カラーチェンジバルブ
３３…洗浄装置
【図１】
0003621876.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0003621876.tif 000006
【図６】
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【図７】
0003621876.tif 000008