(57)【要約】  本発明は、塗装要素と内蔵型色替バルブ部３によって塗装材料を塗るための噴霧器１と、異なる色の塗装材料を選択するためのいくつかの色導入口４〜７を有する前記バルブ部からなる、特に自動車の車体を塗装するための塗装装置に関する。内蔵型色替バルブ部３は、選択された塗装材料を塗装要素２に供給するために、噴霧器１と一体化され、その吐出口側で塗装要素２に接続される。本発明は、異なる色の塗装材料を選択するためのいくつかの色導入口を備える外装型色替バルブ部１４も含んでおり、前記外装型色替部１４は、選択した塗装剤を塗装要素２に供給するために、噴霧器１と別体化された構造を有し、その吐出口側で塗装要素２に接続される。本発明は、その作動方法にも関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）塗装要素（２）を使って塗装剤を塗布する噴霧器（１）と、
ｂ）色の異なる塗装剤を選択する複数の塗料導入口（４〜７）を有する内蔵型色替バルブ部（３）と、を備え、前記内蔵型色替バルブ部（３）が前記噴霧器（１）に構造的に一体化されるとともに、出口端において前記塗装要素（２）に接続されて、選択された塗装剤を前記塗装要素（２）に供給する、特に自動車の車体を塗装するための塗装装置において、
ｃ）色の異なる塗料を選択する複数の塗料導入口（４〜７）を有する外装型色替バルブ部（１４）を備え、前記外装型色替バルブ部（１４）が前記噴霧器（１）と構造的に別体化されるとともに、出口端において前記塗装要素（２）に接続されて、選択された塗装剤を前記塗装要素（２）に供給する
ことを特徴とする塗装装置。
【請求項２】
前記噴霧器１は、
前記内蔵型色替バルブ部（１４）の塗料導入口に加えて、少なくとも１個の追加の塗料導入路（２０，２１）が前記外装型色替バルブ部（１４）に接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載の塗装装置。
【請求項３】
ａ）前記外装型色替バルブ部（１４）は、少なくとも２個の分離した塗料吐出口を有し、
ｂ）前記噴霧器（１）は、前記内蔵型色替バルブ部（３）の前記塗料導入口に加えて、前記外装型色替バルブ部（１４）の塗料吐出口に接続されている少なくとも２個の追加の塗料導入路（２０，２１）を有する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の塗装装置。
【請求項４】
前記外装型色替バルブ部（１４）で選択された塗装剤、および／または塗装剤と洗浄剤の混合物を再循環させる少なくとも１個の再循環バルブ（ＲＡ，ＲＢ）を備える
ことを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の塗装装置。
【請求項５】
前記再循環バルブ（ＲＡ，ＲＢ）は、
ａ）前記噴霧器（１）と構造的に一体化されているか、あるいは、
ｂ）前記噴霧器（１）と構造的に別体化されている
ことを特徴とする請求項４に記載の塗装装置。
【請求項６】
ａ）前記内蔵型色替バルブ部（３）は、第１の計量装置（８）によって、複数の異なる色の塗装剤が供給され、および／または、
ｂ）前記外装型色替バルブ（１４）は、第２の計量装置（１５）によって、複数の異なる色の塗装剤が供給される
ことを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の塗装装置。
【請求項７】
前記第１の計量装置（８）は、前記噴霧器（１）と構造的に別体化されるとともに、
ａ）塗装ロボット（２３）の上腕（２６）上に、
ｂ）塗装ロボット（２３）の下腕（２７）上に、
ｃ）塗装ロボット（２３）のフレーム（２５）上に、
ｄ）塗装室内に静的に、または、
ｅ）塗装室外に静的に、配置されている
ことを特徴とする請求項６に記載の塗装装置。
【請求項８】
前記外装型色替バルブ部（１４）、および／または、それに割り当てられた前記第２の計量装置（１５）は、
ａ）塗装ロボット（２３）の上腕（２６）上に、または、
ｂ）塗装ロボット（２３）の下腕（２７）上、に取り付けられている
ことを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の塗装装置。
【請求項９】
前記第１の計量装置（８）、および／または、前記第２の計量装置（１５）は、歯車ポンプ（２９）の形態を有する
ことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の塗装装置。
【請求項１０】
ａ）前記歯車ポンプ（２９）は、回転自在に取り付けられた１組の歯車対（５２〜５６）を有する複数のポンプ室（３０〜３３）を備え、
ｂ）前記ポンプ室（３０〜３３）はそれぞれ、前記噴霧器（１）の塗料導入口（４〜７，２０，２１）に供給し、
ｃ）前記歯車ポンプ（２９）は、前記歯車対のそれぞれを駆動する、共通の駆動軸（３４）を備える
ことを特徴とする請求項９に記載の塗装装置。
【請求項１１】
前記歯車ポンプ（２９）は、複数のクラッチ（３６〜３９）を備えて、前記駆動軸（３４）を前記各歯車対（５２〜５９）に選択的に噛み合わせる
ことを特徴とする請求項１０に記載の塗装装置。
【請求項１２】
ａ）前記ポンプ室（３０〜３３）は、前記駆動軸（３４）の軸方向に直列に配置されるとともに、
ｂ）隣接する前記ポンプ室（３０〜３３）は、共通の室壁を有する
ことを特徴とする請求項１０または１１に記載の塗装装置。
【請求項１３】
ａ）前記噴霧器（６３）は、前記内蔵型色替バルブ部（７０）が配置された第１のサブアセンブリー（６７）を備えるとともに、
ｂ）前記噴霧器（６３）は、塗装要素（６４）、特にベルプレートを有する第２のサブアセンブリー（６８，６９）を備え、
ｃ）前記第１のサブアセンブリー（６７）は、前記第２のサブアセンブリー（６８，６９）に分離可能に結合される
ことを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の塗装装置。
【請求項１４】
前記噴霧器（１，６３）は、
ａ）回転噴霧器、
ｂ）超音波噴霧器、
ｃ）空気噴霧器、
ｄ）エアレス装置、または、
ｅ）空気混合装置である
ことを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の塗装装置。
【請求項１５】
前記塗装剤は、
ａ）水を基材とする塗料、
ｂ）溶剤を基材とする塗料、
ｃ）粉末ラッカー、または、
ｄ）接合シール剤である
ことを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の塗装装置。
【請求項１６】
前記塗装剤は、
ａ）フィラー、
ｂ）ベースコート、または、
ｃ）透明ニスである
ことを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の塗装装置。
【請求項１７】
ａ）噴霧器（１）と構造的に一体化された内蔵型色替バルブ部（３）によって、色の異なる塗装剤を選択するステップを有する
前記噴霧器（１）を備える塗装装置の作動方法において、
ｂ）噴霧器（１）と構造的に別体化された外装型色替バルブ部（１４）によって、色の異なる塗装剤を選択するステップを有する
ことを特徴とする塗装装置の作動方法。
【請求項１８】
使用頻度の高い塗装剤（高消費色）が、選択的に内蔵型色替バルブ部（３）に送給されるとともに、使用頻度の低い塗装剤（低消費色）が、選択的に外装型色替バルブ部（１４）に送給される
ことを特徴とする請求項１７に記載の塗装装置の作動方法。
【請求項１９】
ａ）使用頻度の高い塗装剤と使用頻度の低い塗装剤を交互に塗布し、
ｂ）前記外装型色替バルブ部（１４）を通して前記使用頻度の低い塗装剤を塗布している間に、前記内蔵型色替バルブ部（３）を洗浄し、
ｃ）前記内蔵型色替バルブ部（３）を通して前記使用頻度の高い塗装剤を塗布している間に、前記外装型色替バルブ部（１４）を洗浄する
ことを特徴とする請求項１８に記載の塗装装置の作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗装装置、特に自動車の車体を塗装する塗装装置および従属請求項のおいて書に記載されたような塗装装置の作動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
大量の自動車の車体を塗装する現代の塗装システムでは、一般に、塗料導入口を１個のみ備える噴霧器（例えば、高速回転噴霧器）を使って塗装を行う。この噴霧器の導入口には、別体にされた色替器が接続されているので、１台の噴霧器で多数の色の塗料を塗布することができる。前記色替器と前記噴霧器の間の配管の全ての経路は、塗料の色を替える際に、前記配管内に残留する塗料を取り除くために、洗浄しなければならない。このため、第１に、２５〜７０ｍｌ程度（実施形態による）の色替損失が生じる。この色替損失は、時として、１００ｍｌを超えることもある。また、第２に、色替えには８〜２０秒の時間を必要とするので煩わしい。しかも、色替えに要する時間は１３〜１５秒になるのが普通である。この色替えに要する時間は、使用する塗料や洗浄剤の洗浄性能、媒体の圧力、塗料を扱う部材の構造や塗装装置における部品の位置に応じて変動する。
【０００３】
例えば、特許文献１にあるように、一体型色替器（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｏｌｏｕｒ  Ｃｈａｎｇｅｒ；ＩＣＣ）を備える噴霧器も知られている。この一体型色替器を備える公知の噴霧器の利点は、前記一体型色替器と塗装要素（例えばベルプレート）の間の配管経路の体積が小さいところにある。この利点によって、色替損失を低減し、色替時間を短縮できるので、都合がよい。しかしながら、噴霧器中の色替器の取り付けに使える空間は限られているので、この一体型色替器を備える公知の噴霧器には、利用できる色の数が制限されるという不都合がある。
【０００４】
特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献１、特許文献５、特許文献６、特許文献７、非特許文献１、非特許文献２、特許文献８、特許文献９および特許文献１０にあるように、内蔵型または外装型色替器をさまざまに備える異なる塗装システムが知られている。しかしながら、外装型色替器は塗料吐出口を１個だけしか有しておらず、Ａ／Ｂ色替器として設計されていない。したがって、外装型色替器を通って低消費色が供給される場合、ある低消費色を別の低消費色に替えるときに、色替時間が長くなるという課題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１５０２６５８号明細書
【特許文献２】独国特許第６９７２２１５５号明細書
【特許文献３】独国特許第６９６２２４０７号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第１０３４２６４３号明細書
【特許文献５】独国特許出願公開第１０１５７９６６号明細書
【特許文献６】国際公開第２００６／００４６０１号パンフレット
【特許文献７】独国特許出願公開第１０３３５３５８号明細書
【特許文献８】独国特許出願公開第１０２００４０３８０１７号明細書
【特許文献９】独国特許出願公開第１０２００４０３３６１９号明細書
【特許文献１０】独国特許出願公開第３６４１４１６号明細書
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】リチャード・レイブル（Ｒｉｃｈａｒｄ  Ｌａｉｂｌｅ）博士著，”工業塗装の環境配慮型システム”，１９８９年エーニンゲン（Ｅｈｎｉｎｇｅｎ）にある専門出版社刊、５５頁
【非特許文献２】ヨアキム・ドミニク（Ｊｏａｃｈｉｍ  Ｄｏｍｎｉｃｋ）著，”過剰噴霧を低減する塗料噴霧システム”，１９９７年１月刊行の金属表面、４３〜４５頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明は、特に自動車の車体と付属品を塗装するのに適するとともに、それに応じて改善された塗装装置を製造する課題に基づくものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、従属請求項に記載された、塗装装置とその操作方法によって解決される。
【０００９】
本発明は、噴霧器と一体化された内蔵型色替バルブ部と、噴霧器と構造的に別体化され、Ａ色からＢ色への色替器として設計されると好ましい外装型色替バルブ部の両方が、塗装装置に設けられるという技術常識を包含している。
【００１０】
さて、一体型色替バルブ部を用いて色を替えれば、色替時間と色替損失が大幅に低減されるので、噴霧器と一体化された色替バルブ部は、使用頻度の高い色（高消費色）用に用いられるとよい。
【００１１】
一方で、外装型色替バルブ部と塗装要素の間の配管経路が長いため、外装型色替バルブ部を用いた色替えでは、膨大な色替損失がもたらされるとともに、色替時間が長くなるので、別体化された外装型色替バルブ部は、使用頻度の低い色（低消費色）用に用いられるとよい。前記システムの平均的な塗料の消費量／損失は、高消費色と低消費色の組み合わせによって、明らかに低減される。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態では、前記噴霧器は、内蔵型色替バルブ部の塗料導入口に加えて、外装型色替バルブ部が結合される少なくとも１個の追加の塗料導入口を有する。
【００１３】
もっとも、これに代えて、外装型色替バルブ部と内蔵型色替バルブ部が直列になって、外装型色替バルブ部が、内蔵型色替バルブ部の塗料導入口に塗料を供給することもできる。
【００１４】
好ましい実施形態では、外装型色替バルブ部は、分離していて洗浄可能な２個の塗料吐出口を備えるＡ／Ｂ色替器として設計される。したがって、前記噴霧器は、内蔵型色替バルブ部の塗料導入口に加えて、外装型色替バルブ部の塗料吐出口の両方が接続されている、少なくとも２つの対応する追加の塗料導入口を有する。外装型色替バルブ部の場合、分離していて洗浄可能な２個の外装型色替バルブ部の塗料吐出口によって、色替損失と色替時間も最小になり、上述したＩＣＣの水準にまで達する。
【００１５】
他方のチャンネルでの塗装工程の間に、一方のチャンネルで洗浄サイクル（例えば、加圧下で空にするステップ、洗浄するステップ、次のコーティング剤を充填または加圧供給するステップ、再循環配管での圧縮ステップからなる、換言すればスラッジ−シンナー（ｓｌｕｄｇｅ−ｔｈｉｎｎｅｒ）再循環）を許可するように、少なくとも１個の再循環バルブがここに備えられる。Ａ／Ｂ色替器として設計される外装型色替バルブ部の実施形態では、２個の再循環バルブが備えられると好ましく、前記２個の再循環バルブによって、外装型色替バルブ部のそれぞれの塗料吐出口への再循環が容易になるので、洗浄サイクルが容易になる。再循環バルブは、噴霧器内または噴霧器の外部に設置されてもよい。再循環バルブを噴霧器内に設置することにより、噴霧器内部を洗浄することが容易になる一方で、再循環バルブが噴霧器の外部にある場合には、外部に配置された再循環バルブまで、洗浄されるだけである。
【００１６】
もっとも、外装型色替バルブ部が塗料吐出口を１つだけ有するという代替の可能性もある。この代替の可能性は、投資費用の削減、装置スペースの省力化、軽量化という恩恵をもたらす。この変形では、高消費色と低消費色が交互に塗られると好ましいので、内蔵型色替バルブには、高消費色を塗る間に、外装型色替バルブ部を洗浄し、加圧下で前記外装型色替バルブ部に次の低消費色を充填するための十分な時間がある。
【００１７】
噴霧器と一体化される色替バルブ部は、第１の計量装置によって、異なる色の塗装材料を供給されると好ましい。また、前記色替バルブ部は、噴霧器と構造的に別体化されているとよい。
【００１８】
塗装ロボットでは、第１の計量装置が、一般に”アーム１”と呼ばれる、そのロボットの上腕に取り付けられるとよい。もっとも、これに代えて、噴霧器と一体化された色替バルブ部用の第１の計量装置が、一般に”アーム２”と呼ばれる、そのロボットの下腕に設置されることもできる。
【００１９】
さらに、噴霧器と一体化された色替バルブ部用の第１の計量装置は、塗装ロボットのフレーム部に取り付けられている。前記フレーム部は、経路（軸７）に沿って可動でき、ピボット（軸１）を有しており、Ｚ軸周りに回転できる。一体型色替バルブ用の第１の計量装置は、塗装室の内部または外部に静的に取り付けられてもよいが、このように取り付けることは、多くの場合、より困難である。
【００２０】
さらに、外装型色替バルブ部は、一般に、第２の計量装置によって供給される。前記外装型色替バルブ部は、従来の構成であってもよいので、より詳細には記載しない。
【００２１】
外装型色替バルブ部および／またはそれに割り当てられる第２の計量装置は、塗装ロボットのいわゆる”アーム１”または”アーム２”に取り付けられてもよい。したがって、前述の部品は、噴霧器の近接領域、好ましくは”アーム２”に取り付けられるとよい。
【００２２】
本発明の好ましい実施形態では、第１の計量装置および／または第２の計量装置は、先行技術、例えば、独国特許第６０００９５７７号明細書から知られる歯車ポンプの形態を有している。
【００２３】
歯車ポンプは、複数のポンプ室を有すると好ましく、前記各ポンプ室には、回転自在に取り付けられた内蔵型の歯車対が備えられている。各ポンプ室は、噴霧器の１つの塗料導入口に塗装剤をそれぞれ供給する。さらに、歯車ポンプは、各歯車ポンプを駆動するために、上述の公知の歯車ポンプの事例にはない共通の駆動軸を有してもよい。複数のポンプ室を備える本発明の歯車ポンプの構造は、独立した保護に値するので、前述の本発明の塗装装置の特徴を備えていない場合でも、本出願がこの歯車ポンプの設計を保護することを目的としてもよい。
【００２４】
単一のモーターによる駆動を容易にして、歯車ポンプの各ポンプ室で各歯車を駆動するために、本発明のギアポンプは、共通の駆動シャフトを有しても都合がよい。
【００２５】
また、前記歯車ポンプは、駆動軸を各歯車対に選択的に噛み合わせるのを許可するように、複数のクラッチを有すると都合がよい。したがって、各クラッチは、それぞれの歯車対を駆動軸に噛み合わせたり、駆動軸から解放したりできる。
【００２６】
本発明の歯車ポンプにおいて、各ポンプ室は、歯車ポンプをコンパクトに設計することが容易になるので、駆動軸の軸方向で一列になることが好ましい。そして、隣接するポンプ室が、共通の室壁を有することができれば、歯車ポンプの大きさを出来るだけ小さくできる。
【００２７】
本発明の噴霧器が、互いに分離可能に結合された２個のサブアセンブリー（ｓｕｂ−ａｓｓｅｍｂｌｙ）を有することも本発明の範囲内で可能である。そして、噴霧器の第１のサブアセンブリーが内蔵型色替バルブ部を含んでいると好ましい一方で、噴霧器の第２のサブアセンブリーは、塗装要素（ベルプレートなど）、および／または、メインニードルバルブを含んでいる。これにより、噴霧器の両サブアセンブリーが、ほんのいくつかの配管によって互いに結合されているので、２つのサブアセンブリーを分離する場合、軽微な汚染しかおこらないという利点がもたらされる。一方で、２つのサブアセンブリー間の境界線が内蔵型色替バルブ部の上方に布設されていれば、前記境界線は、噴霧器の２つのサブアセンブリーを分離したならば、重大な汚染をもたらすことになる数多くの塗料配管によって、交差されるであろう。
【００２８】
前述の説明から、内蔵型色替バルブ部が、ベルプレートとメインニードルバルブのように、必ずしも噴霧器の同一のサブアセンブリーに配置されることを要しないということも明らかになる。一方で、内蔵型色替バルブ部は、噴霧器の別のサブアセンブリー、例えば、フランジ部、マニホールドまたは肘部に、本発明の範囲内において配置されてもよい。
【００２９】
”噴霧器”の概念は、例えば、ベル状または円盤状噴霧器の形態である回転噴霧器、超音波噴霧器、空気噴霧器、エアレス装置または空気混合装置を含む一般的な用語で解釈されるべきであるということであることも言及されねばならない。同様に、塗装要素は、本発明の範囲内で、ベルプレート、回転ディスクまたは単なるノズルであってもよい。
【００３０】
本発明の塗装装置は、水を基材とする塗料または溶剤を基材とする塗料、ＰＶＣなどの接合シール剤または粉末ラッカーを塗布できるので、本発明が塗布される塗装剤の種類に関して限定されないことも言及されねばならない。
【００３１】
例えば、塗料は、フィラー、ベースコートまたは透明ニスであってもよい。
【００３２】
本発明のその他の有利な実施形態は、従属項の記載を特徴とし、以下の図面に基づく好ましい実施形態の記述から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】一体型色替器と追加の別体化された色切換器を有する噴霧器を備える本発明の塗装装置の概略図である。
【図２】図１に係る塗装装置の変形例である。
【図３】図１に示した塗装装置を備える本発明の塗装ロボットの斜視図である。
【図４】塗料吐出口を１つだけ有する外装型色替器を備える図２に係る実施形態の修正例である。
【図５】図４に係る実施形態の作動を示すフローチャートである。
【図６Ａ】高消費色または低消費色を供給するために用いられる従来の設計の歯車ポンプである。
【図６Ｂ】複数のポンプ室と、その中に設置される歯車対と、歯車対を駆動する共通の駆動軸を備える新規な設計の歯車ポンプである。
【図７】図６Ｂに係る歯車ポンプの断面斜視図である。
【図８】図７の歯車ポンプの斜視図である。
【図９】図７および図８に係る歯車ポンプ全体の縦断面である。
【図１０】図７乃至図９に係る歯車ポンプの横断面である。
【図１１】内蔵型色替バルブ部を備える本発明の噴霧器全体の横断面である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
図１は、大量の自動車の車体と付属品を塗装するのに用いられる本発明の塗装システムの概略図である。
【００３５】
この目的のため、本発明の塗装装置は噴霧器１を有しており、この実施形態では、前記噴霧器１は、高速回転式噴霧器の形態を有するとともに、塗装要素としてベルプレート２を有している。
【００３６】
噴霧器１は、高消費色（ｈｉｇｈ  ｒｕｎｎｅｒｓ）を供給するために、４つの塗料バルブＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４を備える一体型色替バルブ部３を有する。一体型色替バルブ部３の塗料バルブＦ１〜Ｆ４は、塗料導入口４〜７にそれぞれ接続されており、塗料導入口４〜７は、噴霧器１の接続フランジで利用可能になっている。
【００３７】
計量装置８は、一体型色替バルブ部３の塗料導入口４〜７に接続され、構造的に噴霧器１と別体化されるとともに、塗料導入口４〜７のそれぞれについて、体積計量ポンプ９〜１２と、共通の駆動モーター１３を有する。
【００３８】
一体型色替バルブ部３では、一体型色替バルブ部３とベルプレート２の間の配管経路が短いために、色替損失が少なくなるとともに、色替に要する時間が短いので、高消費色が、計量装置８に供給される。
【００３９】
そのため、内蔵型色替バルブ部３は、図中に線図形式でのみ示されている共通のメインニードルバルブＨＮを通って、ベルプレート２に接続されている。
【００４０】
また、短い洗浄バルブＫＳは、メインニードルバルブＨＮとベルプレート２の間の分岐上にあり、噴霧器１の接続フランジ上で洗浄接続部Ｖまで続いている。ベルプレート２は、洗浄接続部Ｖと短い洗浄バルブＫＳを通って、公知の洗浄剤で洗浄される。
【００４１】
また、一体型色替バルブ部３の吐出口とメインニードルバルブＨＮの導入口にある共通の節点は、パルス空気バルブＰＬを通る噴霧器１の接続フランジ上に備えられるパルス空気接続部に接続されている。噴霧器１の配管経路は、パルス空気バルブＰＬを介してパルス空気により清掃されるが、それ自体は公知である。
【００４２】
洗浄剤バルブＶＶも、色替バルブ部３とメインニードルバルブＨＮの共通の節点から分岐し、噴霧器１の接続フランジ上で洗浄接続部Ｖまで続いているので、洗浄剤バルブＶＶを通じて従来の溶媒洗浄が可能である。
【００４３】
噴霧器１と一体化される色替バルブ部に加えて、本発明のコーティングシステムは、例えば、欧州特許出願公開第１５０２６５７号明細書に記載されるように、構造的に噴霧器と別体化されるとともに、従来の形態を有してもよい別体化された色替バルブ部１４を有する。外装型色替バルブ部１４が、Ａ／Ｂ色替器として設計されるとともに、分離していて洗浄可能な２個の塗料吐出口を有することだけが、ここで言及を要することである。このことは、色替時間と色替損失が低減されることを意味している。
【００４４】
吐出口側では、外装型色替バルブ部１４は、計量装置１５に接続されており、計量装置１５は、外装型色替バルブ部１４の２個の塗料吐出口のそれぞれに体積計量ポンプ１６，１７を有している。２個の計量ポンプ１６，１７は、駆動モーター１８，１９によって、互いに独立して駆動される。
【００４５】
一体型色替バルブ部３用の塗料導入口４〜７に加えて、噴霧器１は、２個の分離した塗料導入路２０，２１を有しており、塗料導入路２０，２１は、噴霧器１を計量装置１５に接続するために、別個に作動可能な塗料バルブＦＡ，ＦＢを通って、メインニードルバルブＨＮに接続される。
【００４６】
外装型色替バルブ部１４には、低消費色が供給されるので、色替時間の長期化と色替損失の増加が、重大な問題にはならない。
【００４７】
再循環バルブＲＡ，ＲＢは、外装型色替バルブ部１４用の追加の塗料導入路２０，２１の分岐上にあり、２個の再循環バルブＲＡ，ＲＢは、この実施形態において、噴霧器１と構造的に一体化されている。このようにして、塗料導入路２０，２１は、噴霧器１まで流すことができる。
【００４８】
高消費色が総容量の６５％を占め、色替損失が外装型色替バルブ部で４９ｍｌに、内蔵型色替バルブ部１４で５ｍｌに達する場合、前述の本発明の塗装装置は、平均的な色替損失を４９ｍｌから２０．４ｍｌまで減ずることを促進する。これは、２８．６ｍｌの節約に対応している。
【００４９】
図２は、図１の実施形態の軽微な変形を示しているので、繰り返しを避けるために、共通する構成要素には、同一の参照番号を付している。
【００５０】
この実施形態は、再循環バルブＲＡ，ＲＢの両方が、噴霧器１の外部に設置されることを特徴としている。
【００５１】
図３は、２台の塗装ロボット２２，２３の斜視図であり、前記塗装ロボットを、経路２４に沿って直線的に動かせることが知られている。塗装ロボット２２，２３の両方は、それぞれ可動フレーム２５と２つのロボットアーム２６，２７を有し、ロボットアーム２６は”アーム１”と称され、ロボットアーム２７は”アーム２”と称される。
【００５２】
噴霧器１を案内する従来のロボットリスト２８は、ロボットアーム２７の下腕部に取り付けられている。
【００５３】
噴霧器１と一体化される色替バルブ部３用の計量装置８（図１参照）は、ロボットアーム２６（”アーム１”）内部に取り付けられ、一方、外装型色替バルブ部１４は、ロボットアーム２７内部（”アーム２”）に取り付けられる。
【００５４】
また、パルス空気バルブＰＬと洗浄剤バルブＶＶが、噴霧器１の外部、例えば、ロボットアーム２７（”アーム２”）上に設置されてもよいことが、言及されなければならない。そうすると、切り替えは噴霧器１の外部で起こる。
【００５５】
図４は、図２の実施形態についての変形を示しているので、繰り返しを避けるために、共通する構成要素には、同一の参照番号を付している。
【００５６】
この実施形態は、外装型色替バルブ部１４が、Ａ／Ｂ色替器として構成されておらず、塗料吐出口を１個だけ有することを特徴とする。これは、投資費用の削減、装置スペースの省力化および軽量化をもたらす。
【００５７】
この変形では、図５のフローチャートで示したように、高消費色と低消費色が交互に塗られるので、内蔵型色替バルブ部３によって高消費色を塗装する間に、外装型色替バルブ部１４を洗浄し、加圧下で外装型色替バルブ部１４に次の低消費色を充填することができる。外装型色替バルブ部１４で要する色替時間の長さは、煩わしくなくなるが、噴霧器１が高消費色と低消費色を交互に塗れることを保証するために、生産計画はより複雑になる。
【００５８】
図６Ａは、例えば、図１の計量装置８の代わりに用いられて、噴霧器１の各々の塗料導入口４〜７に異なる高消費色を供給する歯車ポンプ２９の実施形態を示している。
【００５９】
歯車ポンプ２９は、線図形式でのみ示された複数のポンプ室３０〜３３を有しており、歯車ポンプ２９は、例えば、独国特許第６０００９５７７号明細書から知られるように、それぞれ一組の歯車対を有する。
【００６０】
ポンプ室３０〜３３の各歯車対は、駆動軸３４を介してモーター３５によって駆動される。クラッチ３６〜３９は、機械的切断を促進するものであり、各ポンプ室３０〜３３の間と、ポンプ室３０とモーター３５の間に設置される。
【００６１】
図６Ｂは、歯車ポンプ２９の更なる新規な実施形態を示しており、この実施形態は、上述し図６Ａに示した実施形態と部分的に共通しているので、繰り返しを避けるために、共通する構成要素には、同一の参照番号を付している。
【００６２】
この実施形態は、各ポンプ室３０〜３３に設置された歯車対のための共通駆動軸３４が、歯車ポンプ２９の全長に渡っていることを特徴としている。
【００６３】
この場合、各クラッチ３６〜３９は、駆動軸３４の軸方向の機械的切断を促進しない。代わりに、各クラッチ３６〜３９によって、ポンプ室３０〜３３に設置された歯車対を、選択的に駆動軸３４と噛み合わせたり、駆動軸３４から脱着したりできる。
【００６４】
以下に、図７〜１０を用いて、歯車ポンプ２９の構造設計と作動方法を詳述する。
【００６５】
次に述べるように、各ポンプ室３０〜３３が、中央プレート４０〜４３および隣接するエンドプレート４４〜５１によりそれぞれ形成されるので、各ポンプ室３０〜３３は駆動軸３４の軸方向に一列になることが、これらの図面から明らかである。
【００６６】
互いに噛み合った２個の歯車がポンプ室３０〜３３のそれぞれに設置されているが、簡略化のため、５つの歯車５２〜５６のみが、半横向断面図で図７に完全に示されている。
【００６７】
また、歯車ポンプ２９は、ポンプ室３０〜３３に設置される歯車対を駆動軸３４と選択的に噛み合わせるためにドローキー（ｄｒａｗ  ｋｅｙ）５７を有しており、ロック要素（ｌｏｃｋｉｎｇ  ｅｌｅｍｅｎｔｓ）５８〜６０によって、駆動軸３４と各歯車対との噛み合わせが促進される。
【００６８】
この実施形態では、歯車ポンプ２９は、シャフトシール（ｓｈａｆｔ  ｓｅａｌ）６１とベアリング６２も有する。
【００６９】
この設計の歯車ポンプ２９は、コンパクトな大きさであると都合がよいが、このことは、歯車ポンプ２９がロボットアームに取り付けられるときに特に重要である。
【００７０】
最後に、図１１は、ベルプレート６４と、塗布される塗装材料を静電帯電させるための複数の外部電極６５を備える本発明の噴霧器６３の概略図を示している。
【００７１】
図示するように、噴霧器６３は、フランジ部６６と、マニホールド６７と、肘部６８と、先端部６９を有する。
【００７２】
マニホールド６７は、内蔵型色替バルブ部７０を有する一方で、メインニードルバルブ７１は、先端部６９に設置される。これにより、マニホールド６７が肘部６８と先端部６９から分離されれば、境界線を横切る配管は少量なので、分離時に生じる汚染が僅かであるという利点がもたらされる。
【００７３】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。それどころか、種々の代替と修正が可能であり、それらは、本発明の概念を用いているので、保護の範囲内にある。
【符号の説明】
【００７４】
１  噴霧器
２  ベルプレート
３  一体型色替バルブ部
４，５，６，７  塗料導入口
８  計量装置
９，１０，１１，１２  計量ポンプ
１３  駆動モーター
１４  色替バルブ部
１５  計量装置
１６，１７  計量ポンプ
１８，１９  駆動モーター
２０，２１  塗料導入路
２２，２３  塗装ロボット
２４  経路
２５  フレーム
２６，２７  ロボットアーム
２８  ロボットリスト
２９  歯車ポンプ
３０，３１，３２，３３  ポンプ室
３４  駆動軸
３５  モーター
３６，３７，３８，３９  クラッチ
４０，４１，４２，４３  中央プレート
４４，４５，４６，４７，４８，４９，５０，５１  エンドプレート
５２，５３，５４，５５，５６  歯車
５７  ドローキー
５８，５９，６０  ロック要素
６１  シャフトシール
６２  ベアリング
６３  噴霧器
６４  ベルプレート
６５  外部電極
６６  フランジ部
６７  マニホールド
６８  肘部
６９  先端部
７０  内蔵型色替バルブ部
７１  塗料バルブＦ１〜Ｆ４のメインニードルバルブ
ＦＡ，ＦＢ  塗料バルブ
ＨＮ  メインニードルバルブ
ＫＳ  短い洗浄バルブ
ＰＬ  パルス空気バルブ
ＲＡ，ＲＢ  再循環バルブ
Ｖ  洗浄接続部
ＶＶ  洗浄剤バルブ
【図１】
2009537293.tif 000003
【図２】
2009537293.tif 000004
【図３】
2009537293.tif 000005
【図４】
2009537293.tif 000006
【図５】
2009537293.tif 000007
【図６Ａ】
2009537293.tif 000008
【図６Ｂ】
2009537293.tif 000009
【図７】
2009537293.tif 000010
【図８】
2009537293.tif 000011
【図９】
2009537293.tif 000012
【図１０】
2009537293.tif 000013
【図１１】
2009537293.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成20年3月14日(2008.3.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）塗装要素（２）を使って塗装剤を塗布する噴霧器（１）と、
ｂ）色の異なる塗装剤を選択する複数の塗料導入口（４〜７）を有し、前記噴霧器（１）に構造的に一体化されるとともに、出口端において前記塗装要素（２）に接続されて、選択された塗装剤を前記塗装要素（２）に供給する内蔵型色替バルブ部（３）と、
ｃ）色の異なる塗装剤を選択する複数の塗料導入口を有し、前記噴霧器（１）と構造的に別体化されるとともに、出口端において前記塗装要素（２）に接続されて、選択された塗装剤を前記塗装要素（２）に供給する外装型色替バルブ部（１４）と、を備える、特に自動車の車体を塗装するための塗装装置において、
ｄ）前記外装型色替バルブ部（１４）は、少なくとも２個の分離した塗料吐出口を有し、
ｅ）前記噴霧器（１）は、前記内蔵型色替バルブ部（３）の前記塗料導入口に加えて、少なくとも２個の追加の塗料導入路（２０，２１）が前記外装型色替バルブ（１４）の塗料吐出口に接続されており、
ｆ）２つの再循環バルブ（ＲＡ，ＲＢ）が備えられて、前記外装型色替バルブ部（１４）のそれぞれの塗料吐出口への再循環を容易にする
ことを特徴とする塗装装置。
【請求項２】
前記再循環バルブ（ＲＡ，ＲＢ）は、
ａ）前記噴霧器（１）と構造的に一体化されているか、あるいは、
ｂ）前記噴霧器（１）と構造的に別体化されている
ことを特徴とする請求項１に記載の塗装装置。
【請求項３】
ａ）前記内蔵型色替バルブ部（３）は、第１の計量装置（８）によって、複数の異なる色の塗装剤を供給され、および／または、
ｂ）前記外装型色替バルブ部（１４）は、第２の計量装置（１５）によって、複数の異なる色の塗装剤を供給される
ことを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の塗装装置。
【請求項４】
前記第１の計量装置（８）は、前記噴霧器（１）と構造的に別体化されるとともに、
ａ）塗装ロボット（２３）の上腕（２６）上に、
ｂ）塗装ロボット（２３）の下腕（２７）上に、
ｃ）塗装ロボット（２３）のフレーム（２５）上に、
ｄ）塗装室内に静的に、または、
ｅ）塗装室外に静的に、配置されている
ことを特徴とする請求項３に記載の塗装装置。
【請求項５】
前記外装型色替バルブ部（１４）、および／または、それに割り当てられた第２の計量装置（１５）は、
ａ）塗装ロボット（２３）の上腕（２６）上に、または、
ｂ）塗装ロボット（２３）の下腕（２７）上に、取り付けられている
ことを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の塗装装置。
【請求項６】
前記第１の計量装置（８）、および／または、前記第２の計量装置（１５）は、歯車ポンプ（２９）の形態を有する
ことを特徴とする請求項３に記載の塗装装置。
【請求項７】
ａ）前記歯車ポンプ（２９）は、回転自在に取り付けられた１組の歯車対（５２〜５９）を有する複数のポンプ室（３０〜３３）を備え、
ｂ）前記ポンプ室（３０〜３３）はそれぞれ、前記噴霧器（１）の塗料導入口（４〜７，２０，２１）に塗装剤を供給し、
ｃ）前記歯車ポンプ（２９）は、前記歯車対のそれぞれを駆動する、共通の駆動軸（３４）を備える
ことを特徴とする請求項６に記載の塗装装置。
【請求項８】
前記歯車ポンプ（２９）は、複数のクラッチ（３６〜３９）を備えて、前記駆動軸（３４）を前記歯車対（５２〜５９〜に選択的に噛み合わせる
ことを特徴とする請求項７に記載の塗装装置。
【請求項９】
ａ）前記ポンプ室（３０〜３３）は、前記駆動軸（３４）の軸方向に直列に配置されるとともに、
ｂ）隣接する前記ポンプ室（３０〜３３）は、共通の室壁を有する
ことを特徴とする請求項７または８に記載の塗装装置。
【請求項１０】
ａ）前記噴霧器（６３）は、内蔵色替バルブ部（７０）が設置された第１のサブアセンブリー（６７）を備えるとともに、
ｂ）前記噴霧器（６３）は、塗装要素（６４）、特にベルプレートを有する第２のサブアセンブリー（６８，６９）を備え、
ｃ）前記第１のサブアセンブリー（６７）は、前記第２のサブアセンブリー（６８，６９）に分離可能に結合される
ことを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の塗装装置。
【請求項１１】
前記噴霧器（１，６３）は、
ａ）回転噴霧器、
ｂ）超音波噴霧器、
ｃ）空気噴霧器、
ｄ）エアレス装置、または、
ｅ）空気混合装置である
ことを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の塗装装置。
【請求項１２】
前記塗装剤は、
ａ）水を基材とする塗料、
ｂ）溶剤を基材とする塗料、
ｃ）粉末ラッカー、または、
ｄ）接合シール材である
ことを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の塗装装置。
【請求項１３】
前記塗装剤は、
ａ）フィラー、
ｂ）ベースコート、または、
ｃ）透明ニスである
ことを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の塗装装置。
【国際調査報告】
2009537293.tif 000015
2009537293.tif 000016
2009537293.tif 000017
2009537293.tif 000018