(57)【要約】【課題】      粉体塗料塗装用の色切替装置に容易な清掃と、その中の粉体塗料の搬送面における粒子の融着に対する耐性とを与える。【解決手段】  粉体塗料色切替装置は、例えば圧縮空気等のクリーニング用の流体を、色切替装置の多岐管の主出力端内部の気室に通し、そこから塗料塗装装置との連結に適した供給ホースまで導くための単一のクリーニング用の流体の口が、色切替装置の多岐管の一端にあることを特徴とする。加えて、粉体塗料色切替装置の多岐管は、多岐管内部の空洞の表面を特徴づける融着に耐性を有する材料からなる交換式の挿入部材を含んでいる。【選択図】    図１
2005040789.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体塗料塗装装置との使用に適合された粉体塗料色切替装置であって、
クリーニング用の流体の供給源と流体で連通するのに適合された第１の口と、粉体塗料塗装装置と流体で連通するのに適合された第２の口とを有する中空の本体部と、
それぞれが中空の本体部の内部と流体で連通する吐出口と、注入口とを有する複数の切替バルブと、
前記複数の切替バルブのそれぞれに対応する複数のパージバルブと、
前記複数のパージバルブのそれぞれに対応する複数のカラーバルブと
を備え、
前記切替バルブのそれぞれが、前記注入口と前記吐出口との間の流体の連通を可能にする第１のモードと、前記注入口と前記吐出口との間の流体の連通を禁止する第２のモードとで作動し、
前記パージバルブのそれぞれが、前記対応する切替バルブの注入口のそれぞれと流体を連通する吐出口と、さらに注入口と、クリーニング用の流体の供給源と流体で連通するのに適合されたパージ口とを有し、
前記カラーバルブのそれぞれが、前記対応するパージバルブの注入口と流体で連通する吐出口と、粉体塗料の供給源と流体で連通するのに適合された注入口とを有する
粉体塗料色切替装置。
【請求項２】
前記複数のパージバルブのそれぞれに関連付けられ、前記パージバルブの前記パージ口と前記クリーニング用流体の供給源との間に連結されたチェックバルブをさらに備える
請求項１記載の粉体塗料色切替装置。
【請求項３】
前記複数のパージバルブのそれぞれの内壁が低い摩擦係数によって特徴づけられる材料を含む
請求項１記載の粉体塗料色切替装置。
【請求項４】
前記中空の本体部の内壁が低い摩擦係数によって特徴づけられる材料を含む
請求項１記載の粉体塗料色切替装置。
【請求項５】
前記材料はプラスチックからなる
請求項３記載の粉体塗料色切替装置。
【請求項６】
前記材料はプラスチックからなる
請求項４記載の粉体塗料色切替装置。
【請求項７】
前記プラスチックはポリテトラフルオロエチレンである
請求項５記載の粉体塗料色切替装置。
【請求項８】
前記プラスチックはポリテトラフルオロエチレンである
請求項６記載の粉体塗料色切替装置。
【請求項９】
前記内壁がそれぞれのパージバルブ内部に挿入できる取り外し可能な挿入部材として備わっている
請求項３記載の粉体塗料色切替装置。
【請求項１０】
前記内壁が中空の本体部内部に挿入できる取り外し可能な挿入部材として備わっている
請求項４記載の粉体塗料色切替装置。
【請求項１１】
前記中空の本体部の第２の口が
前記取り外し可能な挿入部材から伸び、かつ一体的に形成されたホースバーブを備える
請求項１０記載の粉体塗料色切替装置。
【請求項１２】
粉体塗料塗装装置と用いる粉体塗料色切替装置であって、
長手方向軸に沿って内部に空洞を有し、クリーニング用流体の供給源と流体で連通するのに適合された注入口を含む細長い多岐管と、
前記多岐管の吐出口と動作可能に相互接続され、粉体塗料塗装装置と流体で連通するのに適合された吐出口と、搬送用の圧縮流体の供給源と連通するのに適合された搬送用の流体の注入口とを含むポンプと、
複数の粉体塗料の供給源の１つと前記多岐管とを流体で選択的に連通させるために前記多岐管と動作可能に相互接続された色切替バルブブロックと
を備え、
前記複数の粉体塗料の供給源の１つから前記色切替バルブブロックを経てある量の粉体塗料を引き込むために、前記ポンプを通った搬送用の流体の流れが前記多岐管を通じて吸引力を与える
粉体塗料色切替装置。
【請求項１３】
前記色切替バルブブロックが、前記多岐管の内部の空洞と流体で連通する吐出口と、対応する粉体塗料の供給源と流体で連通する注入口とをそれぞれが有する複数の切替バルブを備え、それぞれの切替バルブは、前記吐出口と前記注入口との間で流体の連通を選択的に可能とするように動作可能である
請求項１２記載の粉体塗料色切替装置。
【請求項１４】
前記色切替バルブブロックが、
前記複数の切替バルブの１つにそれぞれ対応する複数のパージバルブと、
前記複数のパージバルブの１つにそれぞれ対応する複数のカラーバルブと
をさらに備え、
それぞれの前記パージバルブが、注入口と流体で連通する吐出口と、さらにさらに注入口と、クリーニング用流体の供給源と流体で連通するのに適合されたパージ口とを有し、
それぞれの前記カラーバルブが、前記対応するパージバルブの注入口と流体で連通する吐出口と、粉体塗料の供給源と流体で連通するのに適合された注入口とを有し、前記対応するパージバルブと前記粉体塗料の供給源との間で流体の連通を選択的に可能とするように動作可能である
請求項１３記載の粉体塗料色切替装置。
【請求項１５】
前記多岐管が、前記多岐管の注入口と連結され、前記多岐管と前記クリーニング用の流体の供給源との間で流体の連通を選択的に可能とするように動作可能であるクリーナバルブをさらに備える
請求項１２記載の粉体塗料色切替装置。
【請求項１６】
前記多岐管の内部の空洞の内壁が低い摩擦係数を有する材料からなる
請求項１１記載の粉体塗料色切替装置。
【請求項１７】
粉体塗料塗装装置を動作させる方法であって、
粉体塗料塗装装置にある特定の粉体塗料を選択的に供給するために粉体塗料色切替装置と、
前記粉体塗料色切替装置の吐出口と流体で連通するポンプと粉体塗料塗装装置とを設け、
特定の粉体塗料を引き込むために前記粉体塗料切替装置を介して吸引力を提供するための前記ポンプを介した搬送用流体の流れを、前記粉体塗料切替装置を通過させ、かつ、前記粉体塗料塗装装置に前記搬送用流体により供給する前記ポンプに送り込むことを選択的に有効にする
粉体塗料塗装装置を動作させる方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の粉体塗料塗装装置を動作させる方法であって、さらに、
前記ポンプを通じた搬送用の流体の流れを選択的に無効にするステップと、
前記色切替装置、前記ポンプおよび粉体塗料塗装装置をパージするステップと、
前記搬送用の流体によって、前記粉体塗料色切替装置を介して吸引力を与え、粉体塗料を引き上げ、粉体塗料塗装装置にさらに搬送するために、前記ポンプを通じた搬送用の流体の流れを選択的に有効にするステップとを備える
粉体塗料塗装装置を動作させる方法。
【請求項１９】
請求項１８記載の粉体塗料塗装装置を動作させる方法であって、前記粉体塗料色切替装置、前記ポンプおよび粉体塗料塗装装置をパージする前記ステップが、さらに、
前記特定の粉体塗料の供給源に関連付けられたソースバルブを閉じるステップと、
前記ソースバルブに関連付けられたパージバルブを通してクリーニング用の流体の流れを有効にし、前記粉体塗料色切替装置、前記ポンプおよび粉体塗料塗装装置中に前記クリーニング用の流体を流すステップと、
前記パージバルブに関連付けられた中間バルブを閉じるステップと、
前記粉体塗料色切替装置に関連付けられた主クリーニングバルブを開き、クリーニング用の流体を前記粉体塗料色切替装置、前記ポンプおよび粉体塗料塗装装置中に流すことを可能にするステップと、
前記主クリーニングバルブを閉じるステップと、
後続の塗装で求められる粉体塗料の供給源に関連付けられた中間バルブを開けるステップとを備える
粉体塗料塗装装置を動作させる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体塗料塗装装置との使用に適合された粉体塗料色切替装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本願は、２００１年４月２日に出願された米国特許出願番号０９／８２４，５５５の一部継続出願であり、その内容は参照により本願に含まれる。
【０００３】
本発明は塗料塗装システム向けの塗料色切替装置に関する。より詳細には、本発明は、例えば空気等の流体により搬送される固体粒子状塗料の粒子を用いた塗料塗装システムでの利用に適した粉体塗料色切替装置に関する。
【０００４】
塗料色切替装置は、液体および粉体塗装システムの両方において知られている。液体塗料塗装システムにおいては、溶剤と塗料残滓とを減らすために、塗料色切替装置は可能な限り塗装装置に接近して配置される。粉体塗装に関しては、塗料色切替装置は塗装装置よりもむしろ粉体塗料の供給源に接近して配置されることのほうがより多く見られる。
【０００５】
典型的な粉体塗料塗装においては、粉体塗料粒子を希釈し、塗料色切替装置を介して塗装装置へと搬送するために圧縮空気が用いられる。液体塗料塗装とは異なり、粉体塗装は洗浄用の溶剤を必要としない。粉体を搬送する場合において、空気で搬送することは、粉体塗料が、塗装システムの種々の装置に接続されたホース内で非常に希釈され、その量が比較的少なくなるための中性的な手段である。これらの特性は、粉体塗料色切替装置が、液体塗料塗装の場合のように塗料塗装装置に可能な限り接近して配置されるよりも、むしろ供給ホッパに接近して配置されることの意味を示唆している。この特徴は、多色のシステムにおいて粉体を供給するホースの長さと数を減らすことに役立っている。
【０００６】
例えばRibnitzらによる特許文献１等のように、従来技術の粉体塗料色切替装置においては、多数の塗料が共通の切替用多岐管に流入するので、多岐管の粉体塗料の入力端のそれぞれに空気をパージするための導管が別々に必要となる。これは塗料の切替処理を困難にし、その結果コストが嵩むこととなる。
【０００７】
粉体塗料塗装に関する別の問題に、融着として知られている現象がある。融着は、粉体塗料の粒子が、従来技術において比較的高い表面摩擦を有する色切替用の多岐管の表面に衝突するところで発生し、その結果、粉体粒子が色切替装置の表面に凝集および付着する。このような付着は、色を切り替える前に装置を清掃する問題と、長期的には、各種の搬送路の目詰まりによる色切替装置の動作不能の問題の両方を次々と引き起こす。
【０００８】
【特許文献１】米国特許４３０２４８１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
それゆえ、粉体塗料塗装用の色切替装置に容易な清掃と、その中の粉体塗料の搬送面における粒子の融着に対する耐性とを与える技術が求められる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
これに応じて、本発明は粉体塗料塗装装置と共に実施される粉体塗料色切替装置を提供する。この粉体塗料色切替装置は、クリーニング用の流体の供給源と流体で連通するのに適合された第１の口と、粉体塗料塗装装置と流体で連通するのに適合された第２の口とを有する中空の本体部と、それぞれが中空の本体部の内部と流体で連通する吐出口と、注入口とを有する複数の切替バルブと、この複数の切替バルブのそれぞれに対応する複数のパージバルブと、この複数のパージバルブのそれぞれに対応する複数のカラーバルブとを備え、この切替バルブのそれぞれが、前記注入口と前記吐出口との間の流体の連通を可能にする第１のモードと、前記注入口と前記吐出口との間の流体の連通を禁止する第２のモードとで作動し、前記パージバルブのそれぞれが、前記対応する切替バルブの注入口のそれぞれと流体を連通する吐出口と、さらに注入口と、クリーニング用の流体の供給源と流体で連通するのに適合されたパージ口とを有し、前記カラーバルブのそれぞれが、前記対応するパージバルブの注入口と流体で連通する吐出口と、粉体塗料の供給源と流体で連通するのに適合された注入口とを有する。
【００１１】
本発明は、さらに、粉体塗料塗装装置にある特定の粉体塗料を選択的に供給するために粉体塗料色切替装置と、前記粉体塗料色切替装置の吐出口と流体で連通するポンプと粉体塗料塗装装置とを設け、特定の粉体塗料を引き込むために前記粉体塗料切替装置を介して吸引力を提供するための前記ポンプを介した搬送用流体の流れを、前記粉体塗料切替装置を通過させ、かつ、前記粉体塗料塗装装置に前記搬送用流体により供給する前記ポンプに送り込むことを選択的に有効にする粉体塗料塗装装置を動作させる方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１を参照すると、粉体塗料塗装システム１００は、ロボット装置１０４に搭載された塗料塗装器１０２を含んでいる。しかし、本発明の色切替装置の原理は手動システムや固定式の塗料塗装銃にも同様に適用されると理解される。
【００１３】
塗料塗装器１０２は、支持台１１０の一部に搭載された色切替装置１０６から伸びる接続ホース１０３を介して、空気で搬送される粉体塗料を供給する。ホース１０５は、例えば空気等のクリーニング用の流体の供給源を色切替装置１０６に連結する。加えて、複数の粉体供給ホッパ１１２ａ，１１２ｂおよび１１２ｃが、支持台１１０の実質的に水平な表面に載置されている。３つのホッパが示されているが、本発明の原理にしたがって設けられた色切替装置１０６がいくつのホッパに対応してもよいことは、当業者においては明白である。この説明と添付された特許請求の範囲とにおいて、「複数」とは通常の２ないしそれ以上という意味で用いられる。
【００１４】
それぞれの粉体供給ホッパ１１２は異なる塗料粉体を収容しており、それぞれのホッパ１１２の出力端は、供給ホース１０１ａ，１０１ｂおよび１０１ｃを介して以下に詳説される色切替装置１０６の入力端に連結されている。供給ホッパ１１２内の粉剤は、粉剤が空気圧によって塗料塗装器１０２に搬送されるように、多孔性の図示せぬ底板を介して空気によって流動化される。
【００１５】
粉体供給ホッパ１１２ａ，１１２ｂおよび１１２ｃのそれぞれは計量器１０８ａ，１０８ｂおよび１０８ｃにそれぞれに載置されており、これらはホッパが空ないしほぼ空であることを検知するか、もしくは所定の期間の粉体塗料の生成量を効率的に計測するために用いられる。加えて、計量器１０８の出力は、閉ループ塗料塗装制御システムの特定の塗装シーケンスにおける塗料の流量や塗料の使用量を計測するために用いられることもできる。
【００１６】
支持台１１０の上の計量器１０８のそれぞれに載置されている粉体供給ホッパ１１２は、図１に示されているように、ロボット装置１０４に対して所望する位置に自在に設置することが可能である。加えて、粉体供給ホッパ１１２が色切替装置１０６に対して相対的に接近して配置されているので、ホッパの出力端の塗料供給ホース１０１ａ，１０１ｂおよび１０１ｃはその長さを最小化されることが可能である。
【００１７】
図２および３を参照して、色切替装置１０６の詳細が説明される。色切替装置１０６は、粉体塗料をいくつかの色の供給源から多岐管２０２に対して面板２１７ａによって取り付けられた共通の吐出口２０６へと移動させるのに用いられる中空の部材、すなわち内部に空洞を有する（図２には特に示さない）多岐管２０２を用いる。
【００１８】
多岐管２０２の反対側に面しているエンドキャップ２１７ｂは、例えば圧縮空気等のクリーニング用の流体の供給源と連結するのに適合した注入口２０８を備える。図示されているように、吐出口２０６はホースバーブが適当に形成されている一方、注入口２０８はクリーニング用の流体の供給源との連結を迅速に切断できる。
【００１９】
エンドキャップ２１７ｂと多岐管２０２の間には、バルブ２５０が介挿されており、本実施形態においては、このバルブ２５０は当業者において周知のピンチバルブを構成している。このようなピンチバルブは、圧縮空気口２１６を経た空気圧によって作動される。当技術分野で周知のように、ピンチバルブ内部は例えばゴム製品からなる弾力性のシリンダを基本的には含んでおり、圧縮空気を受け取り次第、弾力性の支柱に接近してピンチバルブの入力端と出力端の間で流体の搬送を遮断するアクティベーションチャンバに囲まれている。
【００２０】
多岐管２０２のある１面に沿って直線的に複数（この実施形態では３である）の類似したピンチバルブ装置２１０ａ，２１０ｂおよび２１０ｃが備え付けられている。バルブ２１０ａ，２１０ｂおよび２１０ｃはそれぞれ空気圧式アクチュエータ２１４ａ，２１４ｂおよび２１４ｃを備え、カバー板２１６ａ，２１６ｂおよび２１６ｃから到達する適当なボルトによって多岐管２０２にそれぞれ取り付けられている。
【００２１】
バルブ装置２１０ａ，２１０ｂおよび２１０ｃのそれぞれの注入口には、粉体供給ホッパ１１２ａ，１１２ｂおよび１１２ｃから通じる供給ホース１０１ａ，１０１ｂおよび１０１ｃと連結するのに適した適当なホースバーブ２１２ａ，２１２ｂおよび２１２ｃがある。
【００２２】
多岐管２０２は、多岐管２０２内壁での融着を最小限に抑えるための２つの部材を含んでいる。その１つは、例えば鉄やアルミニウム等の適当な金属からなり、多岐管２０２の適当な表面に沿って伸びて例えばピンチバルブ装置やエンドキャップ２１４のボルトを通じた強固な連結を可能にしている。多岐管２０２の内壁を形成するのは、例えばプラスチック等の低摩擦の材料である。適当なプラスチックは、ポリテトラフルオロエチレン（例えばＰＴＦＥすなわちテフロン（登録商標））や、例えばポリオキシメチレン（アセタール、デルリン（登録商標）およびＰＯＭ）等のその他の市販のプラスチックを含むことが知られている。多岐管２０２の部材２０４を構成する材料に求められる特性は、その材料の表面と影響を及ぼす粉体塗料粒子との間に融着に対して耐性があることである。挿入部材２０４の材料の望ましい特性を説明するもう１つの方法は、それが低い表面摩擦抵抗を有するということである。
【００２３】
交換を容易にするため、融着に耐性のある部材２０４は、多岐管２０２に対して交換可能な挿入部材として形成されている。挿入部材２０４の一例が、図３の透視図に記述されている。図３からは、ホースバーブ２０６の出力端は挿入部材２０４と同じ材料からなり、好ましくは一体となって形成されることに注意されたい。さらに、図３を参照すると、挿入部材２０４はその側面に注入口３０２ａ，３０２ｂおよび３０２ｃを備えており、その注入口３０２はそれぞれ図２のピンチバルブ装置２１０ａ，２１０ｂおよび２１０ｃの出力端と一直線に並ぶようになっている。挿入部材２０４の長手方向（ゆえに多岐管２０２の長手方向）に伸びる内部の空洞の終端は、図３の３０１で透視的に示される。挿入部材２０４における注入口３０１は、図２のピンチバルブ２５０の出力端に対して充分に位置調整され、流体が搬送されるようになっている。
【００２４】
挿入部材２０４は、多岐管２０２のメインキャビティに対して、大量使用でその表面を用いることができなくなった場合に、さらに粉体塗料を塗装装置へ搬送させるのための挿入部材２０４の交換を容易にするためのある形状に同時に形成されている融着に耐性のある表面を備えることが、当業者により理解されるであろう。
【００２５】
図２の色切替装置１０６にあるもう１つの際立った特徴は、多岐管２０２の一端で実質的にキャビティの長手方向を向くように配置され、例えばピンチバルブ２５０のような適当なバルブを介してキャビティへと通じる１つのキャビティの注入口２０８にある。このように配置すると、それぞれの塗料の多岐管への注入口に対してクリーニング用の経路を別々に設ける必要を解消できる。
【００２６】
図４は、図１の粉体供給ホッパ１１２の粉体塗料吐出口に関連する部分を説明する図である。図４を参照すると、粉体供給ホッパ１１２ａは供給ホース１０１ａ（図１）に連結され、迅速交換式の連結器４０３とピンチバルブ４０５を介して色切替装置１０６に達する粉体塗料出力端４０１を備える。ピンチバルブ４０５には、圧縮された流体を注入口４０７から供給され、補助的な流体を注入口４０９および４１１から供給される吐出チューブ４１３が連結されている。補助的な流体は、従来と同様に、流体中を搬送される粉体塗装粒子を図２の色切替装置１０６に供給するときの希釈および混合のために用いられる。このように、粉体塗装粒子はホッパから吸引力によって上方へと引き込まれ、システム１００のその他の構成要素によって前方へと噴出される。
【００２７】
図１〜４に示された配置によれば、粉体塗料を粉体供給ホッパから導く注入ポンプの上のエアコネクタが比較的小さく、それゆえ、供給ラインをパージするために十分な気流とパルス強度が注入ポンプから塗料塗装器までの間に生じさせることが通常は困難であるという従来の不都合が解消される。この問題は、粉体色切替装置１０６を粉体供給ホッパ１１２（図１）に比較的接近するように配置することで解決され、その結果、注入口４０７への空気の供給が比較的少なくても効果的にホッパ１１２と色切替装置１０６の間の粉体ホッパ供給ライン１０１のクリーニングを行うことが可能となる。多岐管２０２の内部自体は、多岐管の入力端２０８に連結されたクリーニング用の流体の供給を経て、塗料切替用の多岐管２０２の出力端から塗料塗装装置へと通じる供給ライン１０３（図１）と共に、異なるステップでクリーニングおよびパージされる。
【００２８】
要するに、図１〜４を参照すると、粉体塗料塗装を終了させ、種々の供給ラインの清掃を行い、次の塗装のために新たな塗料に切り替えるためのシステム全体の動作は、以下のようになる。塗料塗装器１０２による被加工品への粉体塗料の塗装が完了したら、まず空気の搬送を止め、そして現在使用中の粉体供給ホッパ１１２（図１）の吐出口のピンチバルブ４０５（図４）を閉じることによって、色切替装置１０６による塗料塗装器１０２への粉体塗料の搬送が終了する。使用中のホッパ１１２は図２の対応するピンチバルブ２１０の入力端を経て多岐管２０２へと塗料を供給し、多岐管２０２は次々に、粉体塗料を多岐管の吐出口２１０から供給ホース１０３を経て図１の塗料塗装器１０２へと導く。
【００２９】
ホッパの吐出口のピンチバルブ４０５を閉じると、供給ライン１０１からの塗料粒子をパージするための空気が、注入ポンプの供給源４０７，４０９，および４１１から吐出部４１３を経て、対応する供給ライン１０１を通り、色切替装置１０６の多岐管２０２の内壁に至るまで、継続的ないし脈動的に導かれる。ホッパ供給ラインのパージ動作の結果、前に使用されたホッパに連結された注入ポンプは無効となり、対応する注入口のピンチバルブ２１０が閉じられ、そしてピンチバルブ２５０が開かれ、その結果、多岐管の注入口２０８に連結されたクリーニング用流体の供給源と多岐管２０２内部の空洞との間の流体の伝搬が確立される。継続的ないし脈動的に圧縮されたクリーニング用の流体は、色切替装置１０６の挿入部材２０４の内壁を通り、出力端２０６を経由して供給ライン１０３を通って供給機構１０２に達し、塗料配送システムのこの部分のクリーニングを行う。
【００３０】
このパージングステップの終わりに、新たな被加工物が塗料塗装器１０２に対して設置され、その後に続く塗装ステップにおいていずれの粉体供給ホッパ１１２が使用されるかを決定する塗料が順次選択される。クリーニング用のピンチバルブ２５０は閉じられ、そして、４０７の注入ポンプを経由して塗料切替用の多岐管２０２を通り、塗装装置１０２への粉体塗料の伝搬に備え、適当なホッパのピンチバルブ４０５と対応する吸気バルブのピンチバルブ２１０が開かれる。
【００３１】
上で述べたように、この全体のプロセスは、図１の粉体供給ホッパ１１２ａ，１１２ｂおよび１１２ｃのそれぞれに関連する計量器１０８ａ，１０８ｂおよび１０８ｃの出力から供給される情報をさまざまな方法で利用して、閉ループ方式で処理される。閉ループ制御プロセスは粉体の実際の流量（計量器１０８ａ，１０８ｂおよび１０８ｃの使用を通して得られる）と所望の粉体の流量の比較を伴う。制御演算は（自動制御装置内部の）内部アルゴリズムによって実行され、調整はメインの注入ポンプの空気供給源４０７と補助的な空気供給源４０９，４１１で行われる。この調整により、プロセス中の外乱に起因して起こりうる噴霧中の粉体の流量の変化が修正される。
【００３２】
図５から図８を参照すると、別の実施形態である塗料塗装システム１００’が詳細に示されている。塗料塗装システム１００’は、ロボット装置１０４’に搭載される粉体塗装器１０２’を含んでいる。この場合もまた、本発明の色切替装置の原理は手動システムや固定式の塗料塗装銃にも同様に適用すると理解される。
【００３３】
塗料塗装器１０２’は、色切替装置１０６’と動作可能に相互接続されたポンプ５００から伸びる接続ホース１０３’を介して、空気で搬送される粉体塗料を供給する。色切替装置１０６’は支持台１１０’の一部に搭載されている。ホース１０５’は、例えば空気等のクリーニング用の流体（図示しない）の供給源を色切替装置１０６’に連結する。加えて、複数の粉体供給ホッパ１１２ａ’，１１２ｂ’および１１２ｃ’が、支持台１１０’の実質的に水平な表面に載置されている。３つのホッパが示されているが、本発明の原理にしたがって設けられた色切替装置１０６’がいくつのホッパに対応してもよいことは、当業者においては明白である。
【００３４】
それぞれの粉体供給ホッパ１１２’は異なる粉体塗料を収容しており、それぞれのホッパ１１２’の出力端は、供給ホース１０１ａ’，１０１ｂ’および１０１ｃ’を介して以下に詳説される色切替装置１０６’の入力端に連結されている。供給ホッパ内の粉剤は、粉剤が空気圧によって塗料塗装装置に搬送されるように、多孔性の図示せぬ底板を介して空気によって流動化される。
【００３５】
粉体供給ホッパ１１２ａ’，１１２ｂ’および１１２ｃ’のそれぞれは計量器１０８ａ’，１０８ｂ’および１０８ｃ’にそれぞれに載置されており、これらはホッパが空ないしほぼ空のホッパを検知するか、もしくは所定の期間の粉体塗料の生成量を効率的に計測するために用いることが可能である。加えて、計量器１０８’の出力は、閉ループ塗料塗装制御システムの特定の塗装シーケンスにおける塗料の流量や塗料の使用量を計測するために用いられることもできる。
【００３６】
支持台１１０’の上の計量器１０８’のそれぞれに載置されている粉体供給ホッパ１１２’は、図５に示された配置のまま、塗料塗装器１０２’に対して所望する位置に自在に設置することが可能である。加えて、粉体供給ホッパ１１２’が色切替装置１０６’に対して相対的に接近して配置されているので、ホッパ出力端の塗料供給ホース１０１ａ’，１０１ｂ’および１０１ｃ’はその長さを最小化されることが可能であることを注意すべきである。
【００３７】
図６〜８を参照して、色切替装置１０６’の詳細が説明される。色切替装置１０６’は、図１〜４を参照すると詳細に説明されている色切替装置１０６と同様に構成されていることが理解されよう。色切替装置１０６’は、粉体塗料をいくつかのホッパから多岐管２０２’に対して面板２１７ａ’によって取り付けられた共通の吐出口２０６へと移動させるのに用いられる中空の部材、すなわち内部に空洞を有する（特に示さない）の多岐管２０２を用いる。多岐管２０２’の反対側に面しているエンドキャップ２１７ｂ’は、例えば圧縮空気等の清掃用の流体の供給源と連結するのに適合した注入口２０８’を備える。図示されているように、吐出口２０６’はホースバーブが適当に形成されている一方、好ましくは、注入口２０８’は清掃用の流体の供給源との連結を迅速に切断できる。
【００３８】
エンドキャップ２１７ｂ’と多岐管２０２’の間にはバルブ２５０’が介挿されており、このバルブ２５０’は、好ましくは当業者において周知のピンチバルブを構成している。このようなピンチバルブは、圧縮空気口２１６’を経た空気圧によって作動される。当技術分野で周知のように、ピンチバルブ内部は例えばゴム製品からなる弾力性のシリンダを一般的には含んでおり、圧縮空気を受け取り次第、弾力性の支柱に接近してピンチバルブの入力端と出力端の間の流体の搬送を遮断するアクティベーションチャンバに囲まれている。
【００３９】
多岐管２０２’のある１面に沿って直線的に一連の中間ピンチバルブ２１０ａ’，２１０ｂ’および２１０ｃ’が備え付けられている。中間ピンチバルブ２１０ａ’，２１０ｂ’および２１０ｃ’は、それぞれ空気圧式アクティベーション端子２１４ａ’，２１４ｂ’および２１４ｃ’を備えている。一連のパージ取付部材５０２ａ，５０２ｂおよび５０２ｃが中間ピンチバルブ２１０ａ’，２１０ｂ’および２１０ｃ’に隣接して備え付けられており、各々が中間ピンチバルブ２１０ａ’，２１０ｂ’，２１０ｃ’のそれぞれを伴っている。特に図７を参照すると、パージ取付部材５０２のそれぞれはパージブロック５０６に相互接続されたチェックバルブ５０４を含んでいる。チェックバルブ５０４は内部を通る流路５０８を含んでおり、パージブロック５０６の流路５１０に流体を伝搬する。パージブロック５０６の流路５１０は中間陥凹部材５１２を含んでいる。挿入部材５１４はパージブロック５０６の流路５１０に支えられ、それによって、中間陥凹部材５１２と共に空洞部５１６を形成する。
【００４０】
挿入部材５１４は、好ましくは、例えばプラスチック等の低摩擦の材料により形成される。適当なプラスチックは、ポリテトラフルオロエチレン（例えばＰＴＦＥすなわちテフロン（登録商標））や、例えばポリオキシメチレン（アセタール、デルリン（登録商標）およびＰＯＭ）等のその他の市販のプラスチックを含むことが知られている。挿入部材５１４に求められる特性は、その材料の表面と影響を及ぼす粉体塗料粒子との間に融着に対して耐性がある（すなわち、低い摩擦係数が挙げられる）ことである。さらに、挿入部材５１４は、内部を通る流路５２０と、壁面５２４に対して角度をなして突き通る一連の開口部５２２とを含む。開口部５２２は、以下に詳細に説明されるように、パージブロック５０６の空洞５１６と挿入部材５１４の流路５２０との間の流体の伝搬を可能にする。
【００４１】
一連の第２ピンチバルブ５３０ａ，５３０ｂおよび５３０ｃは隣接するように備え付けられ、それぞれパージ取付部材５０２ａ，５０２ｂおよび５３２ｃに接続されている。第２ピンチバルブ５３０ａ，５３０ｂおよび５３０ｃはそれぞれ空気圧式アクティベーション端子５３２ａ，５３２ｂおよび５３２ｃを備えている（図６）。
【００４２】
中間ピンチバルブ２１０’、パージ取付部材５０２および第２ピンチバルブ５３０は、互いに隣接するように取り付けられて、内部を通る流体の経路を有したそれぞれ別個の色切替装置５４０ａ，５４０ｂおよび５４０ｃを定義しており、この色切替装置は、関連する中間ピンチバルブ２１０’と第２ピンチバルブ５３０のいずれかの閉動作を選択的に行うことができる。色切替装置５４０は多岐管２０２’に連結され、カバー板２１６ａ’，２１６ｂ’および２１６ｃ’から伸びる適当なボルトによって多岐管２０２にそれぞれ備え付けられている。色切替装置５４０のそれぞれの注入口には、それぞれがカバー板２１６ａ’，２１６ｂ’および２１６ｃ’から形成され、それぞれがホッパ１１２ａ’，１１２ｂ’および１１２ｃ’から通じる供給ライン１０１ａ’，１０１ｂ’および１０１ｃ’に連結するに適した適当なホースバーブ２１２ａ’，２１２ｂ’および２１２ｃ’がある（図５）。
【００４３】
さらに、この別の実施形態の多岐管２０２’は、上記に詳細に説明された多岐管２０２と同様に構成されており、好ましくは挿入部材２０４を含むことが理解される。したがって、多岐管２０２’の詳細な説明は上述の通りとなる。
【００４４】
動作においては、はじめにある単色が塗料塗装器１０２による製品の塗装に選択される。色を選択したら、他の色切替装置５４０に接続された中間ピンチバルブ２１０’が閉じられる。搬送用の空気がポンプ５００を介して運ばれ、これによって多岐管２０１’の吐出口２０６’に吸引力が発生する。吸引力は、現在開いている色切替装置５４０に接続されたホッパ１１２’（図５）から粉体塗料を引き込む。このようにして、粉体塗料はホッパ１１２’から色切替装置と、多岐管２０１’とを通ってポンプ５００へと引き込まれる。粉体塗料はポンプ５００へと引き込まれながら、変換が行われ、これによって、ポンプ内を流れている搬送用の空気がホース１０３’を通って塗料塗装器１０２’へと粉体塗料を押し出す。ポンプ５００が色切替装置１０６’の吸入側へ配置された結果、関連する構成要素を通って引き込まれた粉体塗料の流れは、粉体塗料が搬送用の空気によって関連する構成要素から押し出される場合よりも高濃度になりやすくなる。このようにして、例えば多岐管１０２’やパージ取付部材５０２等の構成要素内の融着が顕著に減少された。
【００４５】
色の切替が要求されると、ポンプ５００を介して搬送用の空気の流れが止められ、これにより色切替装置１０６’を介した吸引力が失われる。直前に塗装を行った色の第２ピンチバルブ５３０が閉じられ、色切替装置５４０をクリーニングするためにパージ取付部材５０２から洗浄用の空気が導入される。色切替装置５４０のクリーニングはおよそ０．５秒〜１秒続き、その後中間ピンチバルブ２１０’が閉じられる。中間ピンチバルブ２１０’が閉じられると、多岐管のピンチバルブ２５０’が開かれ、多岐管２０２’、ポンプ５００およびホース１０３’から塗料塗装器１０２’までをクリーニングするための空気が注入口２０８’から搬送される。このプロセスはおよそ８〜１０秒ないしそれ未満続き、その時間はホース１０３’の長さに依存する。このプロセスが完了すると、クリーニング用の空気は止められ、多岐管のピンチバルブ２５０’は閉じられる。
【００４６】
それまで粉体塗料粒子を塗布していたシステム１００’のクリーニングをしたら、次の所望の色に関連する中間ピンチバルブ２１０’および第２ピンチバルブ５３０が開けられ、その他は閉じられる。搬送用の空気が再度ポンプ５００を通って運ばれ、その結果次の色の粉体塗料を色切替装置１０６により引き込むための吸引力が発生する。
【００４７】
この別の実施形態は、このシステム１００’による粉体塗料の搬送のために、単独のポンプ５００のみを含んでいる。この方法によれば、構成要素の削減が達成され、その結果コストと複雑さを低減させている。さらに、上述したように、ポンプ５００は融着の発生の低減に有利なように位置されている。
【００４８】
その結果、本発明の原理にしたがって配置された粉体塗料供給・色切替システムは、モジュール化や容易な製造に加え、表面の融着のような問題に対して簡易なメンテナンスおよび部品の検査をもたらすと理解されるであろう。
【００４９】
本発明は、単に例示することを目的に好適な実施形態の詳細な説明と共に記述された。本発明の趣旨および適用範囲は添付された特許請求の範囲によって示される。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の原理にしたがって設けられた粉体塗料塗装システムの透視図である。
【図２】本発明の原理にしたがって設けられ、図１のシステムにおける利用に適合された粉体塗料色切替装置の透視図である。
【図３】図２の色切替装置における交換式の挿入部材の透視図である。
【図４】図１のシステムにおいて用いられる粉体塗料ホッパの出力装置の詳細を説明する図である。
【図５】本発明の原理にしたがって設けられた別の粉体塗料塗装システムの透視図である。
【図６】本発明の原理にしたがって設けられ、図５のシステムにおける利用に適合された別の粉体塗料色切替装置の透視図である。
【図７】図６の粉体塗料色切替装置のパージブロックの断面図である。
【図８】注入供給ポンプを含んだ粉体塗料色切替装置のより詳細な透視図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ…供給ホース、１０２…塗料塗装器、１０３…接続ホース、１０４…ロボット装置、１０５…ホース、１０６…色切替装置、１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃ…計量器、１１０…支持台、１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ…粉体供給ホッパ、２０２…多岐管、２０４…挿入部材、２０６…吐出口、２０８…注入口、２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ…ピンチバルブ装置、２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃ…空気圧式アクティベータ、２１６ａ，２１６ｂ，２１６ｃ…カバー板、２１７ａ…面板、２１７ｂ…エンドキャップ、２５０…ピンチバルブ、３０１…注入口、３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃ…注入口、４０１…粉体塗料出力端、４０３…連結器、４０５…ピンチバルブ、４０７…注入口４０９…注入口、４１１…注入口、４１３…吐出チューブ、５０２…パージ取付部材、５４０…色切替装置。
【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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【外国語明細書】
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