(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗料を収容するカートリッジタンク本体と、
前記カートリッジタンク本体に設けられ塗料吐出エアーを導入する塗料吐出エアー導入口と、
前記カートリッジタンク本体に設けられた塗料の導出口と、
前記カートリッジタンク本体に設けられた塗料の戻り口と、
前記導出口及び戻り口を接続するとともに途中に切替弁を有する塗料配管と、
非塗装時においてカートリッジタンク内の塗料を前記導出口から戻り口を介してカートリッジタンク本体に戻すとともに、塗装時には前記カートリッジタンク本体から前記切替弁に向かう塗料を通過させる、前記塗料配管に設けられた攪拌機と、を有するカートリッジタンクユニット。
【請求項２】
塗料を収容するカートリッジタンク本体と、
前記カートリッジタンク本体に設けられ塗料吐出エアーを導入する塗料吐出エアー導入口と、
前記カートリッジタンク本体に設けられた塗料の導出口と、
前記カートリッジタンク本体に設けられた塗料の戻り口と、
前記導出口及び戻り口を接続するとともに途中に切替弁を有する塗料配管と、
非塗装時においてカートリッジタンク内の塗料を前記導出口から戻り口を介してカートリッジタンク本体に戻すために前記塗料配管の前記切替弁と前記戻り口との間に設けられた攪拌機と、を有するカートリッジタンクユニット。
【請求項３】
前記切替弁は、カラーチェンジバルブである請求項１又は２記載のカートリッジタンクユニット。
【請求項４】
前記切替弁は、カラーチェンジバルブに対して着脱自在に構成されている請求項１又は２記載のカートリッジタンクユニット。
【請求項５】
前記攪拌機は、前記塗料配管内に設けられ通孔を有する磁性ピストンと、前記ピストンに設けられ当該ピストンが前記戻り口方向に移動したときは前記通孔を閉塞するとともに前記ピストンが導出口方向に移動したときは前記通孔を開放する可動弁と、前記塗料配管の外面に沿って摺動可能に設けられた磁石と、前記磁石を前記塗料配管に沿って往復移動させる駆動手段と、を有する請求項１〜４の何れかに記載のカートリッジタンクユニット。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の複数のカートリッジタンクユニットと前記攪拌機の駆動源とが搭載された搬送台車。
【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用カートリッジタンクユニットに関し、特に生産数が少ない塗料等に用いて好ましい塗料用カートリッジタンクユニットに関する。
【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使用されないまま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用カートリッジタンクユニット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】
（１）上記目的を達成するために、本発明によれば、塗料を収容するカートリッジタンク本体と、前記カートリッジタンク本体に設けられ塗料吐出エアーを導入する塗料吐出エアー導入口と、前記カートリッジタンク本体に設けられた塗料の導出口と、前記カートリッジタンク本体に設けられた塗料の戻り口と、前記導出口及び戻り口を接続するとともに途中に切替弁を有する塗料配管と、非塗装時においてカートリッジタンク内の塗料を前記導出口から戻り口を介してカートリッジタンク本体に戻すとともに、塗装時には前記カートリッジタンク本体から前記切替弁に向かう塗料を通過させる、前記塗料配管に設けられた攪拌機と、を有するカートリッジタンクユニットが提供される。
また、本発明によれば、塗料を収容するカートリッジタンク本体と、前記カートリッジタンク本体に設けられ塗料吐出エアーを導入する塗料吐出エアー導入口と、前記カートリッジタンク本体に設けられた塗料の導出口と、前記カートリッジタンク本体に設けられた塗料の戻り口と、前記導出口及び戻り口を接続するとともに途中に切替弁を有する塗料配管と、非塗装時においてカートリッジタンク内の塗料を前記導出口から戻り口を介してカートリッジタンク本体に戻すために前記塗料配管の前記切替弁と前記戻り口との間に設けられた攪拌機と、を有するカートリッジタンクユニットが提供される。
【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循環させることができるので、当該塗料を攪拌でき、塗料沈降を防止できる。したがって、メタリックベース塗料等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。
【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】
（２）上記発明においては特に限定されないが、前記切替弁は、カラーチェンジバルブであることがより好ましい。
【００１４】
またはこれに代えて、前記切替弁は、カラーチェンジバルブに対して着脱自在に構成されていることがより好ましい。
【００１５】
切替弁をカラーチェンジバルブで構成することで、カラーチェンジバルブユニットに対して直接接続することができ、またカラーチェンジバルブに対して着脱自在に構成された切替弁を採用することでカラーチェンジバルブに直接接続することができる。よって、取替操作が容易となるだけでなく、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。
【００１６】
（３）上記発明においては特に限定されないが、前記攪拌機は、前記塗料配管内に設けられ通孔を有する磁性ピストンと、前記ピストンに設けられ当該ピストンが前記戻り口方向に移動したときは前記通孔を閉塞するとともに前記ピストンが導出口方向に移動したときは前記通孔を開放する可動弁と、前記塗料配管の外面に沿って摺動可能に設けられた磁石と、前記磁石を前記塗料配管に沿って往復移動させる駆動手段と、を有することがより好ましい。
【００１７】
攪拌機をこのように構成すると、ギヤポンプやレギュレータが不要となるので、塗料に与える剪断力が小さくなり、塗料を延命させることができる。
【００１８】
（４）上記目的を達成するために、本発明によれば、上記複数のカートリッジタンクユニットと前記攪拌機の駆動源とが搭載された搬送台車が提供される。
【００１９】
この搬送台車では、複数のカートリッジタンクを台車に搭載した状態で攪拌機を駆動させることができる。したがって、塗料をカートリッジタンク本体に仕込んでから塗装装置にセットするまでの時間が長くても塗料の沈降を防止することができる。また、塗料を仕込んでから塗料調合室に一時的に保管できるので、塗料仕込みの段取り作業性が向上する。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１及び２記載の発明によれば、カートリッジタンク内の塗料を攪拌機で循環及び攪拌できるので、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。
【００２１】
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。
【００２２】
これに加えて、請求項３及び４記載の発明によれば、取替操作が容易となるだけでなく、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。
【００２３】
また、請求項５記載の発明によれば、ギヤポンプやレギュレータが不要となるので、塗料に与える剪断力が小さくなり、塗料を延命させることができる。
【００２４】
さらに、請求項６記載の発明によれば、塗料をカートリッジタンク本体に仕込んでから塗装装置にセットするまでの時間が長くても塗料の沈降を防止することができる。また、塗料を仕込んでから塗料調合室に一時的に保管できるので、塗料仕込みの段取り作業性が向上する。
【００２５】
【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は本発明のカートリッジタンクユニットの実施形態を示す一部断面図、図２は本発明のカートリッジタンクユニットの攪拌機を示す正面図、図３は図２の攪拌機の詳細を示す拡大断面図、図４は本発明に係る攪拌機の他の実施形態を示す正面図、図５は本発明のカートリッジタンクユニットの他の実施形態を示す一部断面図、図６は本発明のカートリッジタンクユニットのさらに他の実施形態を示す一部断面図、図７は本発明の搬送台車の実施形態を示す側面図、図８は本発明の応用例としての塗料の納入形態を示す正面図である。
【００２６】
図１に本発明の塗料用カートリッジタンクユニットの基本構成を示す。本実施形態の塗料用カートリッジタンクユニットは、カラーチェンジバルブユニットのマニホールド１０に接続され、塗料配管を介して塗装ブース内に設置された塗装ロボットなどの塗装装置に適用される。
【００２７】
カートリッジタンクユニット１００は、同図に示すように、塗料を収容するカートリッジタンク本体１と、カートリッジタンク本体１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本体１の蓋２に設けられた塗料吐出エアー用配管１８と、カートリッジタンク本体１の底部に設けられた塗料の導出口と同じくカートリッジタンク本体１の底部に設けられた塗料の戻り口とを接続するとともに途中に切替弁としてのカラーチェンジバルブ９を有する塗料配管８，１１と、この塗料配管８に設けられた攪拌機１４とを有する。
【００２８】
カートリッジタンク本体１と蓋２とはパッキン３を介して留め金４にて固定される。また、塗料吐出エアー用配管１８には、塗料吐出エアーのＯＮ／ＯＦＦを司る開閉バルブ１５と、エアー圧を調節するレギュレータ１６とエアー圧を計測する圧力ゲージ１７とが設けられている。
【００２９】
カートリッジタンク本体１の底部に設けられた塗料導出口にはボールバルブ（開閉弁）５が設けられ、このボールバルブ５の下流側に攪拌機１４が接続されている。また、カラーチェンジバルブ９と塗料戻り口とを接続する塗料配管１１にも開閉弁１２，２０が設けられている。
【００３０】
本実施形態の攪拌機１４は、図２及び図３に示すように、カートリッジタンク本体１の塗料導出口に接続されたステンレス製配管２２と、このステンレス製配管２２の外面を覆うように設けられたマグネット２１と、このマグネットをステンレス製配管２２の外面に沿ってその長手方向に往復移動させるためのエアシリンダ２３とを備えている。エアシリンダ２３は固定具２４に固定され、マグネット２１はエアシリンダ２３のシリンダロッド２５に取り付けられている。
【００３１】
また、ステンレス製配管２２の内部には、図３に示すように磁性を有するピストン２６が設けられている。このピストン２６は、中央に塗料７が通過可能な通孔２６ａが形成され、下部には可動弁２７が取り付けられている。可動弁２７は、ピストン２６がマグネット２１の磁性作用によって上方向に移動する際は、塗料７の抵抗によって通孔２６ａを開くとともに、下方向に移動する際は塗料７の抵抗によって通孔２６ａを閉じることになる。したがって、エアシリンダ２３を作動させてマグネット２１を上下移動させるとこれにともなってピストン２６も上下移動するが、当該ピストン２６が下方向に移動する際は可動弁２７によって通孔２６ａが閉塞されるので、このときのピストン２６は塗料ポンプとして機能し、ステンレス製配管２２内の塗料７を塗料戻り口の方向へ圧送することになる。ただし、ピストン２６が上方向に移動する際は可動弁２７が開き、ステンレス製配管７内の塗料は通孔２６ａを通過するので、このときは塗料ポンプの機能を果たさない。
【００３２】
こうしたピストン２６のポンプ作用によって、カートリッジタンク本体１内の塗料７は、塗料配管８，１１を介して塗料戻り口から再びカートリッジタンク本体１へ戻されるので、塗料を使用していないときでもカートリッジタンク本体１に収容した塗料を攪拌することができ、塗料沈降を防止することができる。特に、ピストン２６の構造上、塗料に対する剪断力が何ら作用しないので、長時間の攪拌でも塗料が劣化することはない。
【００３３】
なお、図３において２８は可動弁２７の開度を抑制するための弁押さえであり、ピストン２６が上方向に移動したのちに下方向に移動する際に、可動弁２７が円滑に閉じるように機能する。
【００３４】
図２に示す例では、マグネット２１を上下移動させる駆動部にエアシリンダ２３を用いたが、これを図４に示す連結ロッド２９、回転板３０およびモータ３１で代替えすることもできる。
【００３５】
また、図１および図２に示す例では、攪拌機１４をカラーチェンジバルブ９の上流側の塗料配管８に設けたが、図５に示すようにカラーチェンジバルブ９の下流側の塗料配管１１に設けることもできる。
【００３６】
なお、図１において、６はカートリッジタンク本体１の脚であり、図８に示す荷姿で塗料製造工場から塗装工場へ納入される際など、塗料配管８，１１や塗料吐出エアー用配管１８が取り外されたカートリッジタンク本体１を床等に載置する際にこの脚６が用いられる。
【００３７】
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本体１に塗料７を満たして蓋２を閉じると、内部が気密空間となるので、塗料吐出エアー用配管１８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本体１内の気圧が上昇し、これによって塗料配管８を介してカラーチェンジバルブ９へ塗料７が圧送されることになる。なお、塗料７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。ちなみに、塗料７を塗装機側に供給する際は、脈打ち防止のために攪拌機１４を停止するとともに開閉弁１２又は２０を閉とする。
【００３８】
カラーチェンジバルブ９に至った塗料７は、マニホールド１０を介して図外の塗装ロボットの先端に装着された塗装ガンに供給され、ここから被塗物であるボディに塗布される。なお、図１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が調合した塗料をカートリッジタンク本体１に入れ、塗装ブース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。
【００３９】
ちなみに、本例のカートリッジタンク本体１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本体１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。
【００４０】
また、カートリッジタンク本体１や蓋２等をステンレス製とすれば、水性塗料に用いても錆難いので好ましい。
【００４１】
図６に示す塗料用カートリッジタンクユニット１００は、図１に示すものに対して基本的な構造は同じであるが、塗料配管８，１１の間に設けられた弁が単なる開閉弁３２であり、これがカラーチェンジバルブ３３に装着される。
【００４２】
こうしたカートリッジタンクユニット１００又は図１に示すカートリッジタンク１は、図６の左に示すような形態で塗装ブースサイドに搬送され、当該塗装ブースサイドに設けられたカラーチェンジバルブユニットのカラーチェンジバルブ３３に開閉弁３２が取り付けられるとともに、攪拌機１４のマグネット２１にステンレス製配管２２がセットされる。
【００４３】
図７は本発明の搬送台車３５の実施形態を示す側面図であり、上述した塗料用カートリッジタンクユニット１００が装着できるカートリッジタンク支持具４６を複数（Ｎ個）有する。また、エアータンク３６も搭載され、エアーパイプ３９を介して各カートリッジタンクユニット１００の攪拌機１４のエアーシリンダ２３に駆動用エアーを供給する。これにより、搬送台車３５に搭載されている間も攪拌機１４を作動させることができ、塗料７をカートリッジタンク本体１に仕込んでから塗装装置にセットするまでの時間が長くても、塗料７の沈降を防止することができる。また、塗料７を仕込んでから塗料調合室に一時的に保管できるので、塗料仕込みの段取り作業性が向上する。
【００４４】
なお、搬送台車３５にはキャスター車輪４１が設けられているので、カートリッジタンクユニット１００を搭載した状態で塗装ブースサイドへ取っ手４３を押しながら搬送することができる。さらに、搬送台車３５の前後には牽引フック４４４，４５が設けられているので、複数の搬送台車３５を連結して搬送することも可能である。ちなみに、搬送台車３５にはアース用鎖４０が設けられているので、カートリッジタンクユニット１００等に発生した静電気を除去することができる。
【００４５】
こうしたカートリッジタンク用搬送台車３５は、塗料調合室にて各カートリッジタンク本体１に塗料が仕込まれ、塗装ブースサイドに搬送され、１台又は複数台の塗装ロボットに対してセットされて所望の塗料７が供給される。
【００４６】
一般的に、塗料は塗料製造工場からドラム缶などの荷姿で塗装工場へ搬入されるが、上記カートリッジタンクユニット１００を用いる塗色については、図８に示すような荷姿とすることもできる。すなわち、カートリッジタンク本体１、蓋２、ボールバルブ５、脚６、および開閉弁１２を単位として、塗料吐出エアー導入口に閉塞栓４７を取り付け、塗料製造工場にてカートリッジタンク本体１に塗料を入れる。これを塗装工場に搬入し、塗料配管８，１１およびカラーチェンジバルブ９又は開閉弁３２を取り付けて、塗装ブースサイドに搬送する。
【００４７】
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】本発明のカートリッジタンクユニットの実施形態を示す一部断面図である。
【図２】本発明のカートリッジタンクユニットの攪拌機を示す正面図である。
【図３】図２の攪拌機の詳細を示す拡大断面図である。
【図４】本発明に係る攪拌機の他の実施形態を示す正面図である。
【図５】本発明のカートリッジタンクユニットの他の実施形態を示す一部断面図である。
【図６】本発明のカートリッジタンクユニットのさらに他の実施形態を示す一部断面図である。
【図７】本発明の搬送台車の実施形態を示す側面図である。
【図８】本発明の応用例としての塗料の納入形態を示す正面図である。
【符号の説明】
１…カートリッジタンク
２…蓋
１４…攪拌機
２１…マグネット
２２…ステンレス製配管
２３…エアシリンダ
２６…ピストン
２６ａ…通孔
２７…可動弁
【図１】
0003660575.tif 000002
【図２】
0003660575.tif 000003
【図３】
0003660575.tif 000004
【図４】
0003660575.tif 000005
【図５】
0003660575.tif 000006
【図６】
0003660575.tif 000007
【図７】
0003660575.tif 000008
【図８】
0003660575.tif 000009