(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗装装置の塗料の通る塗料流路の洗浄に際し、まずその塗料流路に塗装機に向い高速気流を短時間導通させ、その直後に、気体に溶剤が混ざり合った気液混合流体を高速で導通し、さらにその直後に、高速気流を短時間導通させ、前記気液混合流体の導通時間を高速気流の導通時より長く設定するとともに、この気液混合流体を、前記塗装機の直前において径の異なる複数の孔を有するオリフィスを過させて流量が少なく流速が速い成分と流量がやや多く流速がやや遅い成分との混合状態の洗浄流体とした塗料流路の洗浄方法。
【請求項２】
加圧気体を通す気体通路と、加圧溶剤を通す溶剤通路と、前記気体通路から送られる加圧気体に前記溶剤通路からの加圧溶剤を送込み、気体に溶剤が混ざり合った気液混合流体としての洗浄流体を生成する洗浄流体生成部と、この洗浄流体を塗料流路に送出す洗浄流体噴出通路とを備え、この洗浄流体噴出通路と前記洗浄流体生成部との間には、前記洗浄流体を流量が少なく流速が速い成分と流量がやや多く流速がやや遅い成分との混合状態とする径の異なる複数の孔を有するオリフィスを設けた塗料流路の洗浄装置。
【請求項３】
オリフィスを交換可能に構成し、オリフィスの交換により洗浄流体の流速や流量を調整できるようにした請求項２に記載の塗料流路の洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多色塗装を行う多色塗装装置の色替え時における塗料流路の洗浄方法、及び多色塗装装置の色替え時における塗料流路の洗浄装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多色塗装を行う多色塗装装置は、車両のボディや部品等の塗装に広く用いられている。この多色塗装装置での塗装において色替えする際には、装置の塗料流路から前の塗料を洗い落とす必要がある。これまで塗料流路の洗浄は、高圧溶剤（多くはシンナーが用いられている。）をエアー中に送込み、溶剤を微粒化した洗浄流体を塗料流路にそれぞれ単独にエアーと交互に送込む方式や、エアーと溶剤を一定の混合比で混合した洗浄流体を塗料流路に送込む方式が採られている。
【０００３】
前者は、エアーと溶剤が各々個別に混和することなく塗料流路を流れるため、洗浄効果はあまり良くなく、洗浄流体とエアーを交互に何度も送込む必要があるうえ、溶剤の使用量が多く環境負荷が大きくなり過ぎるといった問題点がある。後者は、洗浄流体が、エアー泡が溶剤中に混在する気液混合態であり、混在するエアー泡が洗浄に効果的に働き洗浄効果は挙がるものの、洗浄流体の構成が溶剤を主体にしているためやはり溶剤の使用量は多くなり勝ちである。
【０００４】
こうした中で、溶剤の使用量をできる限り削減し、その上で洗浄効果も挙げようとする技術も提唱されている。例えば、特開平６―２４６２０１号公報には、洗浄流体として溶剤の微小滴をエアー中に分散させてエアー主体の構成とする技術が示されている。洗浄機能を果たす洗浄流体は霧化洗浄流体といえるものであり、この洗浄流体は霧化洗浄流体の運動エネルギーと溶剤の溶媒作用が相乗的に働き、少ない溶剤で高い洗浄効果が得られるものである。
【０００５】
霧化洗浄流体は、図９に示すような霧化装置によって生成され、多色塗装装置の塗料流路に送込まれる。この霧化装置は、ミキサー４０とミキサー４０に接続される接続筒４１と、接続筒４１とホース４２が連結されるマニホールド４３とから構成されている。ミキサー４０内にはエアー室４４と溶剤室４５が二重構造により設けられ、溶剤室４５に組込まれたニードル弁４６で溶剤の量が調整される。ニードル弁４６はエアー室４４に続く弁４７を備え、シリンダ室４８に供給されるパイロットエアーと付勢バネ４９の釣り合いによりその位置が決まるようになっている。溶剤室４５とエアー室４４は接続筒４１側端に構成されたノズル部５０において連絡していて、エアー室４４からのエアーに溶剤室４５からの溶剤がノズル部５０において吹き込まれ、霧化洗浄流体が生成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記した霧化洗浄流体による塗料流路の洗浄方式は、溶剤の使用量の削減には寄与できるものの、洗浄機能は霧化洗浄流体の塗料成分を押出す力が弱く、洗浄に時間がかかるといった問題点の他、一定したエアーと溶剤の混合比を得ることが難しいといった問題点もある。霧化装置について言えば、ホース４２などの詰まりで霧化洗浄流体が逆流すると、溶剤室４５の溶剤やエアー室４４のエアーに霧化洗浄流体が混ざり、所定の混合比の霧化洗浄流体の生成がなされず、予定した洗浄能力を発揮することができなくなる。
【０００７】
そこで本発明の課題は、係る従来の問題点を解決するためになされたものであって、少ない溶剤で高い洗浄効果を挙げることができる塗料流路の洗浄方法を開発することであり、少ない溶剤で高い洗浄効果を挙げることができる塗料流路の洗浄装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を達成するために請求項１の発明は、塗装装置の塗料の通る塗料流路の洗浄に際し、まずその塗料流路に塗装機に向い高速気流を短時間導通させ、その直後に、気体に溶剤が混ざり合った気液混合流体を高速で導通し、さらにその直後に、高速気流を短時間導通させ、前記気液混合流体の導通時間を高速気流の導通時より長く設定するとともに、この気液混合流体を、前記塗装機の直前において径の異なる複数の孔を有するオリフィスを過させて流量が少なく流速が速い成分と流量がやや多く流速がやや遅い成分との混合状態の洗浄流体とした手段を採用する。
【０００９】
上記手段を採用することにより、塗料流路に残存している塗料を、まずエアーの運動エネルギーで吹飛ばして押出して予備洗浄した後、気液混合流体の導通により溶媒の溶媒作用と運動エネルギーとにより本洗浄し、最後にエアーの導通による濯ぎ洗浄を行い、とくに、洗浄流体を流量が少なく流速が速い成分と流量がやや多く流速がやや遅い成分との混合状態の洗浄流体としての気液混合流体による揺さぶり作用を管路に付着して塗料に働かせて洗浄効果を高めることができる。
【００１２】
前記課題を達成するために請求項２の発明は、加圧気体を通す気体通路と、加圧溶剤を通す溶剤通路と、前記気体通路から送られる加圧気体に前記溶剤通路からの加圧溶剤を送込み、気体に溶剤が混ざり合った気液混合流体としての洗浄流体を生成する洗浄流体生成部と、洗浄流体を塗料流路に送出す洗浄流体噴出通路とを備え、この洗浄流体噴出通路と前記洗浄流体生成部との間には、前記洗浄流体を流量が少なく流速が速い成分と流量がやや多く流速がやや遅い成分との混合状態とする径の異なる複数の孔を有するオリフィスを設ける手段を採用する。
【００１３】
上記手段を採用することにより、運動エネルギーによる払拭剥ぎ取り、吹飛ばし機能と微粒の溶媒の衝突分解機能を具備した洗浄流体を生成することができ、オリフィスにより洗浄流体を流量が少なく流速が速い成分と流量がやや多く流速がやや遅い成分との混合状態の洗浄流体としての気液混合流体による揺さぶり作用を管路に付着して塗料に働かせることができる。
【００１４】
前記課題を達成するために請求項３の発明は、請求項２に係る手段において、オリフィスを交換可能に構成し、オリフィスの交換により洗浄流体の流速や流量を調整できるようにする手段を採用する。
【００１５】
上記手段を採用することにより、塗料流路の構成に応じて適切な洗浄流体を生成することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１〜図８によって示す本実施の形態は、車両のボディや部品等に多色塗装を行う多色塗装装置について、色替え時においてその塗料流路を洗浄する洗浄装置に関するものである。本洗浄装置１を適用する多色塗装装置は、図１に示すように塗料色替え装置２と塗装機３とからなり、その塗料色替え装置２は、塗装機３近くにメタリングバルブ４を介して連絡している。塗料色替え装置２は、メタリングバルブ４に連絡する色替えマニホールド５の側部に、使用される塗料色に対応するカラーチェンジバルブ６と、押出しエアーを供給する押出しエアーバルブ７が組付けられて構成されている。洗浄対象となる塗料流路８は、色替えマニホールド５から塗装機３までの一連の塗料流通経路である。
【００２１】
図１に示すように、洗浄装置１は、塗料流路８の最上流部に設けられ、色替え時に塗料流路８に、図２、図４に示す気液混合流体である洗浄流体９を生成し噴出するものであり、図４に示すように加圧エアーを通す気体通路１０と、加圧溶剤（シンナーが主流である。）を通す溶剤通路１１と、気体通路１０から送られる加圧エアーに溶剤通路１１からの加圧溶剤を送込み、エアーに溶剤が混ざり合った気液混合流体を生成する洗浄流体生成部１３と、気液混合流体を洗浄流体９として塗料流路８に送出す洗浄流体噴出通路１４とからなるミキシングバルブとして構成されている。
【００２２】
図２〜図４に示すように、気体通路１０は、チャッキボディ１５の両端にコネクション１６，１７を設けて構成される直線通路として構成され、一方のコネクション１７が洗浄流体生成部１３に連結され、他方のコネクション１６から加圧エアーが供給される。図３、図４に示すように、チャッキボディ１５内には下流側にスプリング１８が、上流側にスチールボール１９が組込まれ、逆流防止手段としてのチャッキ弁が構成され、洗浄流体生成部１３側のコネクション１７との間は気密に装着されている。図３、図４に示すように、チャッキボディ１５とエアー供給側のコネクション１６との間にはバルブシート２２が挟み込まれ、気密に装着されている。洗浄流体生成部１３側のコネクション１７の中間部には図５に示すように隔壁２４が設けられ、この隔壁２４に下流側の気体通路１０の開口面積に対し５０％ほどの開口面積となるように通気孔２５が同一円周上に等間隔に開けられている。
【００２３】
図４，図２に示すように、溶剤通路１１も、チャッキボディ１５の両端にコネクション１６，１７を設けて構成される直線通路として構成され、一方のコネクション１７が洗浄流体生成部１３に連結され、他方のコネクション１６から加圧溶剤が供給される。チャッキボディ１５内には下流側にスプリング１８が、上流側にスチールボール１９が組込まれ、逆流防止手段としてのチャッキ弁が構成され、洗浄流体生成部１３側のコネクション１７との間は気密に装着されている。チャッキボディ１５と溶剤供給側のコネクション１６との間にはバルブシート２２が挟み込まれ、液密に装着されている。洗浄流体生成部１３側のコネクション１７の中間部には図５に示すように隔壁２４が設けられ、この隔壁２４に下流側の溶剤通路１１の開口面積に対し５０％ほどの開口面積となるように通液孔２６が同一円周上に等間隔に開けられている。気体通路１０と溶剤通路１１のチャッキ弁は洗浄流体９の逆流を防止し、エアーと溶剤の混合割合の変動を防ぎ、安定した組成の洗浄流体９を得るためのものである。
【００２４】
図３、図４に示すように、洗浄流体生成部１３は、軸方向に間隔をおいて平行に形成されたねじ嵌合部と、このねじ嵌合部の対向側の中央に形成されたねじ嵌合部を備えている。平行のねじ嵌合部の一方には、気体通路１０側のコネクション１７がねじ嵌めされ、他方には溶剤通路１１側のコネクション１７がねじ嵌めされる。もう一つのねじ嵌合部には洗浄流体噴出通路１４を構成するユニオンアダプタ２７がねじ嵌めされる。
【００２５】
気体通路１０に接続されるねじ嵌合部の底部とユニオンアダプタ２７側のねじ嵌合部の底部とは、中心線方向の穿孔とこれに直角する方向の穿孔による気体流路２８で連絡している。図４に示すように、溶剤通路１１に接続されるねじ嵌合部の底部とユニオンアダプタ２７側のねじ嵌合部の底部とは液体流路２９で連絡しているが、この液体流路２９はユニオンアダプタ２７に通じる気体流路２８に図４に示すように１５度から４５度の角度、より好ましくは２５度から３０度の角度をもって合流するよう形成されている。ユニオンアダプタ２７とねじ嵌合部との間には図６及び図７に示すオリフィス３０が挟み込まれている。オリフィス３０は金属円板の中心及び同一円周上に同径又は異径の孔３２を複数形成した構成で、図７に示すように孔径の異なるものや、孔３２の配列の異なるものと交換して使うことが可能である。ユニオンアダプタ２７とねじ嵌合部との間は水密に嵌合されている。
【００２６】
上記のように構成された洗浄装置１に色替え時に、気体通路１０（図４参照。）に加圧エアーを、溶剤通路１１にシンナー等の加圧溶剤を供給することによって多色塗装装置の塗料流路８を洗浄することができる。入力条件の圧力はエアーも溶剤も０．３〜０．６Ｍｐａの範囲に設定される。気体通路１０に供給されたエアーは、経路の途中のコネクション１７の隔壁２４の通気孔２５を通り、洗浄流体生成部１３の気体流路２８に流れ込む。このとき隔壁２４の通気孔２５を通過することにより、エアーの流速が速められ流れが整流される。
【００２７】
一方、溶剤通路１１（図４参照。）に供給された溶剤は、経路の途中のコネクション１７の隔壁２４の通液孔２６を通り、洗浄流体生成部１３の液体流路２９に流れ込む。このとき隔壁２４の通液孔２６を通過することにより溶剤の流速が速められ流れが整流される。洗浄流体生成部１３の気体流路２８に流入した流速の高まったエアーは方向を二度変え、中心線方向に続く部分の気体流路２８に至り、液体流路２９に流入した流速の高まった溶剤も方向を二度変え、中心線方向に続く部分の気体流路２８に、設定された２５度から３０度の角度をもって噴出され、エアーの流れに溶剤の流れが合流し微粒化され、エアーに溶剤の微粒が混ざった気液混合流体が生成される。
【００２８】
液体流路２９を気体流路２８に鋭角に合流させることにより、溶剤のエアーへの混合性が増し、気液混合流体の流速も速めることができる。合流部付近で生成された気液混合流体は、オリフィス３０の孔３２を通過することにより、流速が速められ、エアーと溶剤の混合組成の均一化が図られ、整流化された高い運動エネルギーを持つ洗浄流体９となってユニオンアダプタ２７から塗料流路８に噴出され、塗料流路８の塗料を洗浄する。オリフィス３０を通過することにより形成される洗浄流体９は、オリフィス３０の径の異なる孔３２を通過することにより、流量が少なく流速の速い成分と、流量がやや多く流速のやや遅い成分が混じり合い付着した塗料に揺さぶり作用を働かせることができる。
【００２９】
図１に示すように、塗料流路８中に噴出された洗浄流体９は、残留していた塗料に衝突し、高速の洗浄流体９の衝撃力と溶剤による分解作用と、さらに高速の洗浄流体９の払拭作用及び揺さぶり作用を同時的に発揮し、これにより塗料流路８内に付着していた塗料は、極短時間（４〜１０秒）で分解され剥離され押出されて除去される。
【００３０】
本実施の形態の塗料流路８の洗浄装置１は、気液混合流体である洗浄流体９を生成してその運動エネルギー、分解作用、衝撃力、払拭作用、揺さぶり作用により塗料を洗浄するものであり、溶剤の使用量は少なく環境負荷は少ない。この洗浄装置１の洗浄機能をより有効に発揮させる洗浄方法として、次のような方法を提案する。
【００３１】
多色塗装装置の色替え時における塗料流路８の洗浄に際し、まずその塗料流路８に塗装機３に向って高速気流としてエアーを１秒間ほど導通させ、０．５秒間ほどのインターバルをとって気液混合流体である洗浄流体９を４秒間ほど高速で導通し、さらにその後０．５秒間ほどのインターバルをとって、高速気流であるエアーを１秒間ほど導通させるものである（図８参照）。この方法によれば、塗料流路８に残存している塗料を、まずエアーの運動エネルギーで吹飛ばして押出して予備洗浄した後、洗浄流体９の導通により溶媒の分解と運動エネルギー等の複合作用により本洗浄し、最後にエアーの導通による濯ぎ洗浄を行うわけで、７秒ほどで塗料流路８の洗浄が完了する。即ち、本洗浄装置１の洗浄機能をより有効に発揮できる洗浄方法である。
【００３２】
洗浄流体９の導通時間は多色塗装装置に係る設備条件等によって設定することになるが、洗浄機能の主体であり前後のエアーの導通時間よりは常に長く設定する。また、洗浄流体９の流速や流量を調整するオリフィス３０の選定との兼合いで洗浄流体９の導通時間は調整することができる。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、少ない溶剤でより高い洗浄効果を挙げることができる塗料流路の洗浄方法が得られる。
【００３５】
請求項２の発明によれば、少ない溶剤でより高い洗浄効果を挙げることができるとともに、塗料流路の構成に応じて適切な洗浄流体を生成することができる塗料流路の洗浄装置が得られる。
【００３６】
請求項３の発明によれば、請求項２に係る前記効果とともに塗料流路の構成に応じて適切な洗浄流体を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の塗料流路の洗浄装置を適用した多色塗装装置の構成図である。
【図２】実施の形態の塗料流路の洗浄装置の斜視図である。
【図３】実施の形態の塗料流路の洗浄装置の分解斜視図である。
【図４】実施の形態の塗料流路の洗浄装置の縦断面図である。
【図５】図４におけるＡ―Ａ線の断面図である。
【図６】実施の形態の塗料流路の洗浄装置におけるオリフィスの側面図である。
【図７】実施の形態の塗料流路の洗浄装置におけるオリフィスの正面図である。
【図８】実施の形態の塗料流路の洗浄装置による塗装方法を示す説明図である。
【図９】従来の洗浄装置の霧化装置の断面図である。
【符号の説明】
１：洗浄装置
３：塗装機
８：塗料流路
９：洗浄流体
１０：気体通路
１１：溶剤通路
１３：洗浄流体生成部
１４：洗浄流体噴出通路
１８：スプリング
１９：スチールボール
２８：気体流路
２９：液体流路
３０：オリフィス
３２：孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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