(57)【要約】【課題】塗料の大量な捨て吹きを要せず、かつ塗装ブース内に容易に設置可能な塗装装置を提供する。【解決手段】塗装装置１００において、エアの供給を受けて駆動し塗料の供給ポンプ６ａ、６ｂを作動させるエアモータ５と、エア源１に連通する作動ポート１１、塗装ガン３０のエア墳口に連通する供給ポート１２、エアモータ５に連通する出力ポート１３および大気に連通する排気ポート２８を有した開閉制御弁１０と、を備え、前記エア墳口が閉止しているとき、出力ポート１３が排気ポート２８と連通することによりエアモータ５が大気開放となり、トリガーの操作により前記エア墳口が開放されたとき、作動ポート１１から供給ポート１２にエアが流通を開始した時点から所定時間経過後に出力ポート１３が作動ポート１１と連通する構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トリガーに連動して開閉するエア墳口および塗料墳口を有した塗装ガンと、
前記塗装ガンにエアを供給するエア源と、
前記塗装ガンに塗料を供給する塗料供給装置と、
を備えた塗装装置であって、
エアの供給を受けて駆動し前記塗料供給装置を作動させるエアモータと、
前記エア源に連通する作動ポート、前記塗装ガンのエア墳口に連通する供給ポート、前記エアモータに連通する出力ポートおよび大気に連通する排気ポートを有し、前記作動ポートと前記供給ポートとが常に連通した構成からなる開閉制御弁と、を設け、
前記エア墳口が閉止しているとき、前記出力ポートが前記排気ポートと連通することにより前記エアモータが大気開放となり、
前記トリガーの操作により前記エア墳口が開放されたとき、前記作動ポートから前記供給ポートにエアが流通を開始した時点から所定時間経過後に前記出力ポートが前記作動ポートと連通することにより前記エアモータが駆動する構成としたことを特徴とする塗装装置。
【請求項２】
前記開閉制御弁は、
前記作動ポートと前記供給ポートとを連通する連通流路を形成した弁体と、
前記弁体を挟んで一方側に前記作動ポートに通ずる第１エア室、他方側に前記供給ポートに通ずる第２エア室が設けられ、前記弁体が摺動する内周面に前記出力ポートおよび前記排気ポートが形成された弁筐体と、
を備え、前記弁体の外周面および前記弁筐体の内周面には、前記出力ポートを前記排気ポート、前記作動ポートに選択的に連通させるための環状溝が形成され、
前記エア墳口が閉止しているとき、前記第１エア室および第２エア室の各圧力から受ける力の差により前記弁体は前記作動ポート側に位置して、前記出力ポートが前記排気ポートと連通し、
前記トリガーの操作により前記エア墳口が開放されたとき、前記エア源からの加圧エアにより前記弁体は前記供給ポート側に移動して所定時間経過後に前記出力ポートが前記作動ポートと連通し、前記第１エア室および第２エア室の各圧力から受ける力が釣り合った位置で前記弁体が停止することを特徴とする請求項１に記載の塗装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の塗装ライン等に用いる塗装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の車体やバンパー等の樹脂製品に塗装を施す塗装ガンとして、例えばカップ或いはディスク等を回転させて塗料を霧化して被塗装物に吹き付けるベル式塗装ガンと、塗料に圧力を加え、これにエアをミックスさせて塗料噴霧を形成する噴霧式塗装ガンとが挙げられる。
【０００３】
このような塗装ガンを用いて塗装する場合、塗装ガンのトリガーがオン状態にあれば、塗料タンクの供給ポンプが作動し、供給制御弁が開弁し、トリガーに連なる弁体により塗料ラインが開放されて、調圧された塗料が塗装ガンの先端から吹き出される。その際、ベル式塗装ガンにおいては、カップやディスク等の回転により塗料が微粒化されたうえで被塗装物に付着し、噴霧式塗装ガンにおいては、供給されたエアにより塗料が微粒化されたうえで被塗装物に付着する。そして、塗装ガンのトリガーをオフ状態にすれば、塗料タンクの供給ポンプが停止し、供給制御弁が閉弁し、トリガーに連なる弁体により塗料ラインが閉止する。これとほぼ同時に、ベル式塗装ガンにおいてはカップやディスクの回転が停止し、噴霧式塗装ガンにおいては塗装ガンへのエアの供給が停止する。
【０００４】
このような塗装ガンにおいては、塗装開始時にいわゆるスピットと呼ばれる霧化されない塗料が吹き付けられることがある。スピットは、例えば塗料供給の停止時に塗装ガンのノズル先端に残留した塗料がゲル化したものである。また、塗装ラインの停止時、供給ポンプ側の供給制御弁と塗装ガンとを連通する塗装ラインに圧力が残ることに起因し、この残圧によっても塗料のゲル化が促進されやすい。この場合、塗装再開時に前記残圧によって塗料が勢いよく塗装ガンのノズルから吐出され、塗料は霧化することなくスピットとして被塗装物に付着しやすくなる。特に主剤と硬化剤とを混練して使用する二液混合タイプの塗料の場合、塗料ライン内で硬化剤が反応してゲル化が進むため、前記残圧と相まってスピットが生じやすい。
【０００５】
従来から、スピットの付着防止として、塗装前に塗装ガンのノズル部を清掃したうえで、塗装ガンを作動させて一定量の塗料を捨て吹きすることが行われているが、この方法は無駄に塗料を消費するため好ましいことではない。
【０００６】
特許文献１には、塗装ガンの微粒化用エアのオフタイミングを遅延制御する遅延装置により、塗装ガンのノズル部に残る触媒を排出する技術が記載されている。しかし、この技術では別途遅延装置を設置する必要があり、設置するにあたっては防爆の観点から塗装ブースの外部に設ける必要があり、レイアウトが煩雑になりやすい。また、塗装ガンに連通する配管数が増加するため、塗装時の塗装ガンの取り回し性が低下しやすい。さらに、塗料ラインには加圧された塗料が残留し、この残留塗料は加圧力によってゲル化しやすいので、特許文献１の技術でも塗装再開時のスピット発生の問題は解消されず、むしろ塗料の捨て吹きの際に塗料ライン内の加圧力により塗料が必要以上に出てしまうことも考えられる。
【０００７】
一方、特許文献２には、カラーチェンジバルブと塗装ガンとの間の塗料ラインに圧力調整弁とその下流に開閉弁を設け、塗装ガンのトリガーをオフにすると同時にカラーチェンジバルブの供給制御弁と圧力調整弁と開閉弁とを同時に遮断し、遅れてトリガー位置の塗装ラインを遮断するように構成することにより、開閉弁より先端の塗料ライン内の塗料の残圧を排除し、次に使用するときのスピット発生を防止することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平６−６３４６５号公報
【特許文献２】特開平６−２８５４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら特許文献２の技術によれば、各弁の制御回路が複雑になり、精度良く各弁を同期させるためには電気回路が必要となる。防爆の観点から電気回路は塗装ブースの外部に設置する必要があるので、特許文献１の技術と同様、装置のレイアウトが煩雑となりやすい。また、カラーチェンジバルブの供給制御弁から開閉弁の間の塗料ラインには加圧された塗料が残留することになり、この残留塗料は加圧力によってゲル化しやすいので、特許文献２では、スピットを除去すべく前記減圧された開閉弁から塗装ガン間の塗料も含めて大量に塗料の捨て吹きを行わなければならない。
【００１０】
本発明は、以上のような課題を解消するために創作されたものであり、塗料の大量な捨て吹きを要せず、かつ塗装ブース内に容易に設置可能な塗装装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、前記課題を解決するため、トリガーに連動して開閉するエア墳口および塗料墳口を有した塗装ガンと、前記塗装ガンにエアを供給するエア源と、前記塗装ガンに塗料を供給する塗料供給装置と、を備えた塗装装置であって、エアの供給を受けて駆動し前記塗料供給装置を作動させるエアモータと、前記エア源に連通する作動ポート、前記塗装ガンのエア墳口に連通する供給ポート、前記エアモータに連通する出力ポートおよび大気に連通する排気ポートを有し、前記作動ポートと前記供給ポートとが常に連通した構成からなる開閉制御弁と、を設け、前記エア墳口が閉止しているとき、前記出力ポートが前記排気ポートと連通することにより前記エアモータが大気開放となり、前記トリガーの操作により前記エア墳口が開放されたとき、前記作動ポートから前記供給ポートにエアが流通を開始した時点から所定時間経過後に前記出力ポートが前記作動ポートと連通することにより前記エアモータが駆動する構成としたことを特徴とする。
【００１２】
当該構成によれば、トリガーの操作によりエア墳口が開放されたとき、初期段階ではエア源の加圧エアが作動ポート、供給ポートを経由してエア墳口から噴出される一方、作動ポートと出力ポートとが非連通のため、エア源の加圧エアはエアモータには供給されない。したがって、塗料供給装置は作動せず、塗料供給装置と塗装ガンとを接続する塗料供給路内の残圧のみで塗料が塗料墳口から吐出する。つまり、少量の塗料の捨て吹きが行われる。そして、所定時間経過後に出力ポートと作動ポートとが連通してエアモータが駆動し、塗料供給装置から塗装ガンに塗料が供給される。
本発明によれば、電気ではなくエアで作動する開閉制御弁を設けたことにより、従来であれば防爆の点で設置困難な塗装装置の制御系を塗装ブース内に容易に設置することが可能である。
【００１３】
また、本発明は、前記開閉制御弁は、前記作動ポートと前記供給ポートとを連通する連通流路を形成した弁体と、前記弁体を挟んで一方側に前記作動ポートに通ずる第１エア室、他方側に前記供給ポートに通ずる第２エア室が設けられ、前記弁体が摺動する内周面に前記出力ポートおよび前記排気ポートが形成された弁筐体と、を備え、前記弁体の外周面および前記弁筐体の内周面には、前記出力ポートを前記排気ポート、前記作動ポートに選択的に連通させるための環状溝が形成され、前記エア墳口が閉止しているとき、前記第１エア室および第２エア室の各圧力から受ける力の差により前記弁体は前記作動ポート側に位置して、前記出力ポートが前記排気ポートと連通し、前記トリガーの操作により前記エア墳口が開放されたとき、前記エア源からの加圧エアにより前記弁体は前記供給ポート側に移動して所定時間経過後に前記出力ポートが前記作動ポートと連通し、前記第１エア室および第２エア室の各圧力から受ける力が釣り合った位置で前記弁体が停止することを特徴とする。
【００１４】
当該構成によれば、簡単な構造の開閉制御弁となり、塗装装置のコストダウンを図ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、塗料の大量な捨て吹きを要せず、かつ塗装ブース内に容易に設置可能な塗装装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る塗装装置の構成ブロック図である。
【図２】塗装ガンの一例を示す側断面図である。
【図３】トリガーが開放されているときの開閉制御弁の作用側面図である。
【図４】図３の状態から円筒スライド弁体が移動している様子を示す開閉制御弁の作用側面図である。
【図５】図４の状態から円筒スライド弁体が所定位置で停止した様子を示す開閉制御弁の作用側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１において、本発明の塗装装置１００は、塗装ガン３０と、塗装ガン３０にエアを供給するエア源１と、塗装ガン３０に塗料を供給する塗料供給装置（供給ポンプ６ａ、６ｂ）と、エアの供給を受けて駆動し塗料供給装置（供給ポンプ６ａ、６ｂ）を作動させるエアモータ５と、エア源１に連通する作動ポート１１、塗装ガン３０のエア墳口に連通する供給ポート１２、エアモータ５に連通する出力ポート１３および大気に連通する排気ポート２８を有し、作動ポート１１と供給ポート１２とが常に連通した構成の開閉制御弁１０と、を備える。
【００１８】
エア源１から延設された配管２には開閉制御弁１０の作動ポート１１が接続され、開閉制御弁１０の供給ポート１２には塗装ガン３０に向けて延設されたエア配管３が接続されている。開閉制御弁１０の出力ポート１３は、エア配管４を介して二液塗料の主剤と硬化剤の各供給ポンプ６ａ、６ｂを作動させるエアモータ５の入力ポートに接続している。エアモータ５はエア配管４からエアの供給を受けたとき駆動して供給ポンプ６ａ、６ｂを作動させる。主剤と硬化剤とはそれぞれ供給ポンプ６ａ、６ｂにより一定の比率で供給配管７ａ、７ｂを通ってミキサ８に供給される。ミキサ８で混練された二液塗料は塗料供給路９を通って塗装ガン３０の塗料室３１（図２）に供給される。
【００１９】
図２に示すように、塗装ガン３０にはトリガー３２により前後動する弁棒３３が設けられ、弁棒３３の前後動により弁棒３３の先端に設けた弁体３４が塗料室３１の塗料噴口３５に当接、離間するようになっている。弁体３４は、トリガー３２の不使用時には塗料墳口３５に当接して閉止し、作業者がトリガー３２を握ったとき塗料墳口３５から離間して塗料墳口３５を開く。弁棒３３は、後方に配設されたばね部材３６により弁体３４が塗料墳口３５に当接して閉止するように常時付勢されている。
【００２０】
エア配管３は、塗装ガン３０内に設けられた微粒化エア路３７に連通している。微粒化エア路３７の途中には開閉弁３８が設けられている。この開閉弁３８はトリガー３２の動きに連動して開閉するように構成されている。また、微粒化エア路３７において開閉弁３８の下流側には逆止弁３９が設けられている。微粒化エア路３７の下流端側は、一部の下流端はノズル部４０の先端に形成された前記塗料墳口３５にエア墳口４１ａとして臨み、残りの下流端は、ノズル部４０の前面から前方にいくにしたがい互いに離間するように延設された一対のノーズ部４２の各対向面４２ａにエア墳口４１ｂとして開設される。
【００２１】
図３に示すように、開閉制御弁１０は、弁筐体として、円筒部材１６と、円筒部材１６の両端開口を閉止する蓋部材１４、１５とを備える。作動ポート１１および供給ポート１２は円筒部材１６の円筒穴１７と同軸に各蓋部材１４、１５に開設されている。円筒穴１７は、作動ポート１１側に形成された小径穴部１７ａと、供給ポート１２側に形成され、前記小径穴部１７ａより若干径の大きな大径穴部１７ｂとからなる。小径穴部１７ａは大径穴部１７ｂよりも軸線方向に関して長く形成されている。
【００２２】
円筒部材１６の円筒穴１７内には、小径穴部１７ａ、大径穴部１７ｂの各内周に対しそれぞれ摺動する小径筒部１８ａ、大径筒部１８ｂを有した円筒スライド弁体１８が配設されている。つまり、円筒スライド弁体１８を挟んで一方側に小径穴部１７ａの空間（作動ポート１１に通ずる第１エア室）、他方側に大径穴部１７ｂの空間（供給ポート１２に通ずる第２エア室）が形成される。円筒スライド弁体１８の小径筒部１８ａには小径孔１９が軸線上に開設されており、この小径孔１９の一端は小径筒部１８ａの端面２７ａにおいて開口している。また、大径筒部１８ｂには大径孔２０が軸線上に開設されており、大径孔２０の一端は小径筒部１８ａ内まで延設されて前記小径孔１９の他端と連通し、他端は大径筒部１８ｂの端面２７ｂにおいて開口している。つまり、小径孔１９および大径孔２０は、作動ポート１１と供給ポート１２とを連通する連通流路を構成する。大径孔２０の一端周りには放射状に等間隔で、本実施形態では９０度間隔で設けられる４つのエア供給孔２１が貫通形成されている。そして、小径筒部１８ａの外周面において、エア供給孔２１が形成された部位と大径筒部１８ｂとの境界部位とには、それぞれ環状溝２２、２３が形成されている。つまり、前記各エア供給孔２１は環状溝２２の周底面において開口形成される。
【００２３】
一方、円筒スライド弁体１８が蓋部材１５に当接した状態において、円筒部材１６の円筒穴１７の内周面には、前記環状溝２２に対向する環状溝２４と、小径穴部１７ａと大径穴部１７ｂとの境界部周りに対向する環状溝２５と、環状溝２４、２５の略中間部に位置する環状溝２６と、が形成されている。円筒部材１６の内周面には、環状溝２６に臨むように出力ポート１３が開設されるとともに、環状溝２５に臨むように大気に通じた排気ポート２８が開設されている。以上の環状溝２２〜２６は、出力ポート１３を排気ポート２８、作動ポート１１のどちらかに連通させる連通路として機能する。
【００２４】
図１ないし図５を参照して塗装装置１００の作用を説明する。塗装ガン３０が不使用の状態、つまりトリガー３２が開放された状態では弁体３４が塗料墳口３５を閉じており、微粒化エア路３７の途中に配設された開閉弁３８が閉弁状態となっている。したがって、配管２から開閉制御弁１０の作動ポート１１に供給されるエアの圧力は、塗装ガン３０と供給ポート１２との間に配設されたエア配管３内に滞留するエアの圧力と同じであり、開閉制御弁１０において、小径筒部１８ａと大径筒部１８ｂの各端面２７ａ、２７ｂの受圧面積の差により、つまり、大径の端面２７ｂの方が小径の端面２７ａよりも大きな力を受けることにより、図３に示すように、円筒スライド弁体１８が蓋部材１５の端面に当接した状態となっている。この状態では、環状溝２５、２３、２６が互いに連通することにより出力ポート１３と排気ポート２８とが連通し、エアモータ５に接続されるエア配管４内の加圧エアは大気に放出される。
【００２５】
次に塗装を行うべく作業者がトリガー３２を握ると、弁体３４が開弁状態となり、微粒化エア路３７の途中に配設された開閉弁３８も開弁状態となるため、エア配管３内のエアがエア墳口４１ａ、４１ｂから噴出し、エア配管３内の圧力が低下する。したがって、エア源１から開閉制御弁１０の作動ポート１１に供給される加圧エアにより、図４に示すように、円筒スライド弁体１８は供給ポート１２を有する蓋部材１４側に移動する。この間、作動ポート１１に供給される加圧エアは、円筒スライド弁体１８の小径孔１９から大径孔２０を通じて供給ポート１２に供給されているので、エア墳口４１ａ、４１ｂからのエアの噴出が維持され、ノズル部４０に付着、ゲル化した塗料が剥離される。
【００２６】
加圧エアが供給ポート１２に供給されてエア墳口４１ａ、４１ｂからエアが噴出しているとき、出力ポート１３からエアモータ５にはエアが供給されないので、エア墳口４１ａ、４１ｂからのエアの初期噴出時の一瞬、すなわち円筒スライド弁体１８が蓋部材１４側に移動する間は、塗料供給路９内の残圧のみで塗料が塗料墳口３５から吐出し、少量の塗料の捨て吹きが行われる。したがって、ゲル化塗料を含んでいた場合であっても捨て吹きが行われることにより、本塗装でのスピットの発生が防止される。
【００２７】
そして、円筒スライド弁体１８は、図５に示すように、蓋部材１４の近傍まで移動して停止する。この停止位置は、作動ポート１１からのエア供給によって生じた小径穴部１７ａ内の圧力により小径筒部１８ａの端面２７ａに加わる力と、大径穴部１７ｂの背圧により大径筒部１８ｂの端面２７ｂに加わる力とが釣り合った位置である。このとき、エア源１からの加圧エアは、作動ポート１１から小径穴部１７ａを通り、円筒スライド弁体１８に開設された小径孔１９、大径孔２０、エア供給孔２１、環状溝２２、環状溝２６の順に経由して、および作動ポート１１から小径穴部１７ａを通り、環状溝２４、環状溝２２、環状溝２６の順に経由して、出力ポート１３に供給される。これにより、作業者がトリガー３２を作動させたときから若干遅れてエアモータ５が駆動し、つまり、作動ポート１１から供給ポート１２にエアが流通を開始した時点から所定時間経過後にエアモータ５が駆動し、供給ポンプ６ａ、６ｂによって主剤と硬化剤が一定の比率で供給配管７ａ、７ｂを流れ、ミキサ８に供給される。ミキサ８で混練された二液塗料は塗料供給路９を通って塗装ガン３０の塗料室３１に一定圧で供給されることとなり、塗料供給路９内の塗料圧の減圧が防止される。同時にエアは、作動ポート１１、小径穴部１７ｂ、環状溝２４、環状溝２２、エア供給孔２１、大径孔２０、供給ポート１２の順に経由して流れ、適正圧のエアがエア墳口４１ａ、４１ｂに供給されることとなり、塗料墳口３５からの塗料が適正圧で噴霧される。そして、作業者がトリガー３２を離すと、開閉制御弁１０は図３の状態に戻る。
【００２８】
ここで、作業者がトリガー３２を握った時点からエアモータ５が駆動するまでのタイミングは、作動ポート１１を有する蓋部材１５の端部に円筒スライド弁体１８の小径筒部１８ａが当接した状態から、小径筒部１８ａの端部が環状溝２４内に位置して小径筒部１８ａの環状溝２２と円筒部材１６の環状溝２６とが連通する状態までの時間で決まるため、これら要素の位置関係を調整することにより前記タイミングを変更することが容易に可能となる。
【００２９】
このようにエアで作動する開閉制御弁１０を設けて塗料微粒化エアと塗料供給のタイミングを制御可能な構成としたことで、装置が簡素化されて装置費用のコストダウンが図れる。また、制御系として電気制御を用いることなくエアで作動する開閉制御弁１０を使用するため、従来であれば防爆の点で設置困難な塗装装置１００の制御系を塗装ブース２００内に容易に設置することが可能となる。したがって、配管系が短縮されてタイムラグが抑制され、この点からもスピット対策としての塗料の捨て吹き量が低減される。
【符号の説明】
【００３０】
１      エア源
５      エアモータ
６ａ、６ｂ  供給ポンプ（塗料供給装置）
１０      開閉制御弁
１１      作動ポート
１２      供給ポート
１３      出力ポート
１４、１５  蓋部材（弁筐体）
１６      円筒部材（弁筐体）
１７ａ  小径穴部（第１エア室）
１７ｂ  大径穴部（第２エア室）
１８      円筒スライド弁体（弁体）
１９      小径孔（連通流路）
２０      大径孔（連通流路）
２２〜２６  環状溝
２８      排気ポート
３０      塗装ガン
３２      トリガー
３５      塗料墳口
４１ａ、４１ｂ  エア墳口
１００    塗装装置
２００    塗装ブース
【図１】
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【図２】
2011088105.tif 000004
【図３】
2011088105.tif 000005
【図４】
2011088105.tif 000006
【図５】
2011088105.tif 000007