(57)【要約】      （修正有）【課題】塗装装置における色替えに伴うサイクルタイムを短縮して作業効率の向上を図るとともに、洗浄設備を簡素化する。【解決手段】塗装装置は、シリンダ３０と、該シリンダ３０から送られた塗料を被塗装物Ｗに向けて噴霧する塗装ガン３２とを備える。該塗装ガン３２は、側壁が回転霧化頭６４の内壁に囲繞されたハブを有し、該ハブには、塗料吐出孔と塗料導入口が形成される。塗料は、塗料吐出孔の開口から排出され、回転霧化頭６４を経て被塗装物Ｗに塗着される。この間、塗料供給手段３４の洗浄済のサブシリンダ１３４に対し、シリンダ３０に新たに供給すべき塗料を充填する。塗装終了後、塗料供給手段３４の接続バルブ９２を塗料導入口に対向させた状態で洗浄を行う。さらに、接続バルブの前端面を塗料導入口に着座させ、接続バルブ９２を開いて、サブシリンダ１３４に充填した塗料を塗料導入口から導入する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗料貯留手段と、前記塗料貯留手段から送られた塗料を被塗装物に対して噴霧する塗料噴霧手段を含む塗装手段と、塗料を前記塗料貯留手段に供給する塗料供給手段とを備える塗装装置であって、
前記塗装手段は、前記塗料噴霧手段に対して塗料を排出する塗料排出口が形成されたハブを有し、
前記ハブには、前記塗料供給手段から供給される塗料を導入するための塗料導入口が形成され、
前記塗料供給手段は、前記ハブの前記塗料導入口を介して前記塗料貯留手段に塗料を供給することを特徴とする塗装装置。
【請求項２】
請求項１記載の塗装装置において、前記塗料導入口及び前記塗料排出口から洗浄液を排出して前記ハブ及び前記塗料噴霧手段を洗浄する洗浄手段を有することを特徴とする塗装装置。
【請求項３】
請求項２記載の塗装装置において、前記洗浄手段は、前記塗料供給手段中の前記塗料噴霧手段に近接する部位をさらに洗浄することを特徴とする塗装装置。
【請求項４】
塗料貯留手段から送られた塗料を、塗装手段に含まれる塗料噴霧手段から噴霧し、被塗装物に塗着させる塗装方法であって、
前記塗装手段を構成するハブに形成された塗料導入口を介して、塗料供給手段から前記塗料貯留手段に塗料を供給する工程と、
前記塗料貯留手段に貯留された塗料を前記ハブに送り、該ハブに形成された塗料排出口から前記塗料噴霧手段に排出する工程と、
前記塗料噴霧手段に排出された塗料を被塗装物に噴霧する工程と、
を有し、
前記噴霧を行っている間、前記塗料供給手段を洗浄し、さらに、洗浄済の前記塗料供給手段に新たな塗料を準備することを特徴とする塗装方法。
【請求項５】
請求項４記載の塗装方法において、塗料を被塗装物に噴霧した後、前記塗料導入口及び前記塗料排出口から洗浄液を排出して前記ハブ及び前記塗料噴霧手段を洗浄する工程を有することを特徴とする塗装方法。
【請求項６】
請求項５記載の塗装方法において、前記ハブ及び前記塗料噴霧手段を洗浄する最中、前記塗料供給手段中の前記塗料噴霧手段に近接する部位をさらに洗浄することを特徴とする塗装方法。
【請求項７】
請求項５又は６記載の塗装方法において、洗浄を行う間、前記塗料噴霧手段を回転させることを特徴とする塗装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗装手段から被塗装物に対して塗料を噴霧することで塗装を行う塗装装置及びそれを用いた塗装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のボディ等を塗装する装置として、例えば、導電性の塗料を噴霧する静電塗装装置が知られている。この静電塗装装置では、ボディを様々な色に着色するべく、複数色の塗料が交換されながら用いられる。すなわち、いわゆる色替えが行われる。
【０００３】
前回の塗装に用いた塗料が塗料供給ラインや塗装ガン等に残留していると、色替えを行った後に別色の塗料同士が混じり合うことになる。この場合、塗装によって得ようとする所望の色とは異なる色を呈してしまう。また、塗料が塗料供給ライン等に固着すると、目詰まりの原因となる。以上のような不具合を回避するべく、塗料供給ラインや塗装ガンを洗浄し、残存した塗料を除去することが広汎に行われている。
【０００４】
特許文献１に開示されたこの種の静電塗装装置の概略システム構成図を、図１２に示す。特許文献１によれば、この静電塗装装置１においてＡ色塗料の塗装を行った後にＢ色塗料に色替えを行うに際しては、以下のような動作が営まれる。なお、各構成要素の名称については特許文献１に従っている。
【０００５】
はじめに、色替えバルブ装置２に接続された塗料供給配管３の先端に設けられた雄形カプラ４を、図１２の仮想線の位置よりも矢印Ｚ方向に前進させ、ポンプ５の塗料流入口に設けられた雌形カプラ６に接続する。その後、色替えバルブ装置２におけるＡ色塗料供給用の弁ＣＶ１を開け、図示しないタンクからＡ色塗料をポンプ５に供給する。
【０００６】
次に、雄形カプラ４を雌形カプラ６から離脱させて図１２の仮想線に示す位置に後退させた後、洗浄液供給管７から洗浄液を供給する。これにより両カプラ４、６の先端に付着したＡ色塗料を除去した後、塗装を開始する。すなわち、静電塗装機８を介し、図示しない被塗装物に対してＡ色塗料を噴霧する。
【０００７】
Ａ色塗料を用いた塗装が終了した後、雄形カプラ４を雌形カプラ６に再接続し、色替バルブ装置２の洗浄空気供給バルブＣＶＡと洗浄液供給バルブＣＶＷを交互に開閉して、塗料供給配管３内に洗浄空気と洗浄液を供給する。これによりポンプ５内及び静電塗装機８内に残存するＡ色塗料が除去され、洗浄液とともに排出されて排液タンク９に貯留される。
【０００８】
次に、色替えバルブ装置２におけるＢ色塗料供給用の弁ＣＶ２を開け、前記タンクとは別のタンク（図示せず）からポンプ５にＢ色塗料を供給する。以降は、上記と同様にしてＢ色塗料を用いた塗装が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】実開平４−８７７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記から諒解されるように、特許文献１に開示されたような従来の静電塗装装置では、両カプラ４、６の洗浄と、静電塗装機８による塗装とを同時に行うことができない。
【００１１】
また、ポンプ５内のＡ色塗料を全て排出し、且つ塗料供給配管３からポンプ５を経て静電塗装機８に至る経路を洗浄した後でなければ、Ｂ色塗料をポンプ５に貯留することができない。このため、Ａ色塗料を用いた塗装を行った後、Ｂ色塗料をポンプ５に貯留するまでに長時間を要してしまう。
【００１２】
以上のように、従来技術に係る静電塗装装置には、色替えを行う際のサイクルタイムが長いという不具合が顕在化している。このため、作業効率を向上することが困難である。
【００１３】
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、色替えに伴う洗浄の時間を短縮して作業効率を高め、且つ設備を簡素化できる塗装装置及び塗装方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記の課題を解決するために、本発明は、塗料貯留手段と、前記塗料貯留手段から送られた塗料を被塗装物に対して噴霧する塗料噴霧手段を含む塗装手段と、塗料を前記塗料貯留手段に供給する塗料供給手段とを備える塗装装置であって、
前記塗装手段は、前記塗料噴霧手段に対して塗料を排出する塗料排出口が形成されたハブを有し、
前記ハブには、前記塗料供給手段から供給される塗料を導入するための塗料導入口が形成され、
前記塗料供給手段は、前記ハブの前記塗料導入口を介して前記塗料貯留手段に塗料を供給することを特徴とする。
【００１５】
本発明においては、塗装手段を構成するハブを介して、塗料供給手段から塗料貯留手段へ塗料が供給される。このため、ハブには、塗料排出口及び塗料導入口の双方が形成される。このことから諒解されるように、上記のように構成することにより、洗浄を行うべき箇所をハブに集約することができる。この場合、洗浄箇所が集約されていることから、洗浄設備を簡素化することもできる。
【００１６】
また、この構成では、塗料貯留手段から送られた塗料を噴霧している最中に、塗料供給手段を洗浄して該塗料供給手段に新たな塗料を貯留しておくことができる。このため、洗浄が終了した塗料貯留手段に対して迅速に塗料を供給することが可能である。
【００１７】
以上のような理由から、色替えを行う際のサイクルタイムを短縮することができる。このため、作業効率が向上する。
【００１８】
上記した洗浄を実施するための洗浄手段は、塗料導入口及び塗料排出口から洗浄液を排出してハブ及び塗料噴霧手段を洗浄するものであることが好ましい。すなわち、この場合、ハブに形成された塗料導入口と塗料排出口に洗浄液を供給する洗浄手段によって、ハブと同時に塗料噴霧手段を洗浄することもできる。このため、洗浄を一層効率よく行うことができる。
【００１９】
なお、上記したように、本発明では、ハブを介して新たな塗料が供給される。このため、塗料供給手段におけるハブとの接続部を、ハブを洗浄する際に該ハブに近接させ、前記洗浄手段によって同時に洗浄するようにしてもよい。
【００２０】
また、本発明は、塗料貯留手段から送られた塗料を、塗装手段に含まれる塗料噴霧手段から噴霧し、被塗装物に塗着させる塗装方法であって、
前記塗装手段を構成するハブに形成された塗料導入口を介して、塗料供給手段から前記塗料貯留手段に塗料を供給する工程と、
前記塗料貯留手段に貯留された塗料を前記ハブに送り、該ハブに形成された塗料排出口から前記塗料噴霧手段に排出する工程と、
前記塗料噴霧手段に排出された塗料を被塗装物に噴霧する工程と、
を有し、
前記噴霧を行っている間、前記塗料供給手段を洗浄し、さらに、洗浄済の前記塗料供給手段に新たな塗料を準備することを特徴とする。
【００２１】
本発明では、塗装手段を構成するとともに塗料排出口及び塗料導入口が形成されたハブを介して、塗料供給手段から塗料貯留手段へ塗料を供給するようにしているので、洗浄を行うべき箇所がハブに集約される。このように洗浄箇所が集約されていることから、洗浄設備を簡素化することができる。
【００２２】
また、塗料貯留手段から送られた塗料を噴霧している最中に、塗料供給手段を洗浄して該塗料供給手段に新たな塗料を準備するようにしているので、洗浄が終了した塗料貯留手段に対し、新たな塗料を迅速に供給することができる。
【００２３】
従って、色替えを行う際のサイクルタイムを短縮することができる。また、作業効率を向上させることもできる。
【００２４】
この場合、塗料を被塗装物に噴霧した後、ハブに形成された塗料導入口及び塗料排出口から洗浄液を排出して、該ハブ及び塗料噴霧手段を洗浄するとよい。これによりハブと塗料噴霧手段を同時に洗浄することができるので、洗浄時間を一層短縮することができる。
【００２５】
ハブ及び塗料噴霧手段を洗浄する最中に、塗料供給手段中、ハブに接続される部位を、塗料噴霧手段に近接させて同時に洗浄するようにしてもよい。塗装手段を多関節型ロボットに設けた場合には、洗浄を行う姿勢と、洗浄を行った後に塗料貯留手段に新たな塗料を供給するべく塗料供給手段と塗装手段を互いに接続する際の姿勢とが略同一となる。従って、多関節型ロボットに行うティーチングが容易である。
【００２６】
洗浄を行う際、塗料噴霧手段を回転させるようにしてもよい。この場合、遠心力によって洗浄液が塗料噴霧手段の沿面の全体に容易に拡散する。このため、沿面の全体を洗浄することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、塗料の吐出、及び新たな塗料の供給を、ハブを介して行うようにしているので、洗浄を要する箇所がハブに集約される。このため、洗浄時間を短縮することが可能となり、色替えを行う際のサイクルタイムが短縮される。その結果、作業効率が向上する。また、洗浄箇所が集約されているので、洗浄設備を簡素化することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態に係る塗装装置を含む塗装システムの概略全体構成図である。
【図２】図１の塗装装置の概略構成を模式的に示した模式構成図である。
【図３】図１の塗装装置を構成する塗装ガンの要部側面断面図である。
【図４】図３の要部拡大図である。
【図５】図１の塗装装置を構成する接続バルブの要部側面断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係る塗装方法のフローチャートである。
【図７】Ａ色塗装後の塗装ガン及び接続バルブの状態を示す概略一部断面図である。
【図８】洗浄時の塗装ガン及び接続バルブの状態を示す概略一部断面図である。
【図９】接続バルブとハブとを接続した際の塗装ガン及び接続バルブの状態を示す概略一部断面図である。
【図１０】ハブを介してＢ色塗料を導入する最中の塗装ガン及び接続バルブの状態を示す概略一部断面図である。
【図１１】Ｂ色塗料の導入が終了した後、接続バルブをハブから離間させた際の塗装ガン及び接続バルブの状態を示す概略一部断面図である。
【図１２】従来技術に係る静電塗装装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明に係る塗装方法につき、それに用いられる塗装装置との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００３０】
図１は、本実施の形態に係る塗装装置１０を含んで構成される塗装システム１２の概略全体側面図である。この塗装システム１２は、塗装装置１０が付設された多関節型ロボット１４を有する。
【００３１】
多関節型ロボット１４につき概略説明すると、該多関節型ロボット１４は、ベース部１６に旋回自在に設けられた旋回部１８を備えるとともに、該旋回部１８側から、第１アーム２０、第２アーム２２、把持部２４がこの順序で設けられる。旋回部１８と第１アーム２０との間、第１アーム２０と第２アーム２２との間、第２アーム２２と把持部２４との間には、それぞれ、第１関節部２６、第２関節部２８、第３関節部２９が介在される。従って、第１アーム２０、第２アーム２２及び把持部２４の各々は、第１関節部２６、第２関節部２８及び第３関節部２９を基点とし、長手方向に沿う軸線を中心に回転可能である。
【００３２】
一方、塗装装置１０は、シリンダ（塗料貯留手段）３０と、該シリンダ３０から送液された塗料を被塗装物Ｗに対して噴霧する塗装ガン（塗装手段）３２と、シリンダ３０に貯留される塗料を供給する塗料供給手段３４とを有する。
【００３３】
この中のシリンダ３０は、前記多関節型ロボット１４の第２アーム２２に設置される。また、塗装ガン３２は、把持部２４に揺動可能に把持される。シリンダ３０と塗装ガン３２の間には、送液配管３６が設けられる。
【００３４】
シリンダ３０は、図２に模式的に示すように、サーボモータ３８の作用下に進退動作するピストン４０を備える。後述するように、該ピストン４０が後退動作すると、塗料供給手段３４から塗装ガン３２及び送液配管３６を介して塗料がシリンダ３０に吸引されて貯留される。一方、該ピストン４０が前進動作すると、シリンダ３０に貯留された塗料が、送液配管３６を介して塗装ガン３２に送液される。
【００３５】
シリンダ３０には、洗浄エア供給バルブ４２及び洗浄液供給バルブ４４が設けられた洗浄用配管４６も接続される。該洗浄用配管４６において、洗浄エア供給バルブ４２及び洗浄液供給バルブ４４とシリンダ３０との間には、第１トリガバルブ４８が介装される。
【００３６】
送液配管３６は、塗装ガン３２内において、第２トリガバルブ５０、第３トリガバルブ５２を介して吐出用塗料通路５４又は貯留用塗料通路５６のいずれか一方に連通する。すなわち、第２トリガバルブ５０が開放され且つ第３トリガバルブ５２が閉止されたときには、送液配管３６と吐出用塗料通路５４が連通する。これとは逆に、第２トリガバルブ５０が閉止され且つ第３トリガバルブ５２が開放されたときには、送液配管３６と貯留用塗料通路５６が連通する。
【００３７】
ここで、塗装ガン３２の概略一部断面図を図３に示す。なお、図３の矢印Ｘ１、Ｘ２方向及び矢印Ｙ１、Ｙ２方向は、図２の矢印Ｘ１、Ｘ２方向、矢印Ｙ１、Ｙ２方向に対応する。
【００３８】
塗装ガン３２は図示しないケーシングを有し、このケーシング内には、エアモータ６０と、該エアモータ６０の作用下に高速回転する回転軸６２とが収容されている。すなわち、エアモータ６０は、図示しない圧縮エア源から圧縮エアが供給されることにより、回転軸６２を高速回転させる。
【００３９】
この回転軸６２は、高電圧を発生する図示しない高電圧発生器に対して電気的に接続されている。従って、該回転軸６２の先端に設けられたベルカップ形の回転霧化頭６４には、回転軸６２を介して負の高電圧が印加される。
【００４０】
また、回転軸６２は、両端部が開口した中空部材であり、その内部には、管部材６６が挿入されている。
【００４１】
この管部材６６は、固定支持部材６８を介して前記ケーシングに固定されている。従って、管部材６６が回転動作することはない。
【００４２】
図４に詳細を示すように、管部材６６は、前記固定支持部材６８に支持された大径部７０と、Ｙ１方向側に位置して前記大径部７０よりも小径な小径部７２とを有する。この中の小径部７２は、Ｙ１方向端部が開口された中空部であり、その外壁には、中空の外管形成部材７４が外嵌される。
【００４３】
小径部７２の大部分は、回転軸６２の開口から突出している。その突出した一部が前記外管形成部材７４の小径先端部７６に囲繞されるとともに、残部が前記小径先端部７６からさらに露呈する。
【００４４】
小径部７２の外壁と、外管形成部材７４の小径先端部７６の内壁との間には、環状クリアランス７８が形成される。従って、管部材の中空な小径部７２が内管として機能する一方、管部材６６との間に環状クリアランス７８を形成した小径先端部７６が外管として機能する。
【００４５】
一層詳細には、上記した吐出用塗料通路５４及び貯留用塗料通路５６は、固定支持部材６８から管部材６６にわたって形成されている。この中の貯留用塗料通路５６は、小径部７２のＹ１方向端部まで延在して開口する。一方、吐出用塗料通路５４は、大径部７０と小径部７２の境界近傍で開口するとともに（図示せず）、前記環状クリアランス７８に連通している。勿論、吐出用塗料通路５４の開口は外管形成部材７４に覆われており、従って、回転軸６２の内部に塗料が漏洩することはない。
【００４６】
小径部７２及び小径先端部７６には、略円錐台形状をなし且つＹ１方向からＹ２方向に向かうに従ってテーパー状に縮径するハブ８０が嵌着される。すなわち、ハブ８０には、その軸線方向に沿って延在する挿入孔８２が貫通形成され、この挿入孔８２に、小径部７２と外管形成部材７４の各先端部が嵌合されている。
【００４７】
外管形成部材７４の小径先端部７６には、その周方向に沿って隆起した環状突起８４が形成されている。一方、ハブ８０の最も小径なＹ２方向端部には、その周方向に沿って陥没した環状凹部８６が形成されており、前記環状突起８４は、この環状凹部８６に係合する。この係合により、ハブ８０が外管形成部材７４に対して位置決め固定される。
【００４８】
ここで、ハブ８０の少なくとも環状凹部８６が形成された部位は、ゴムや樹脂等の弾性材料からなる。従って、この部位は、挿入孔８２に環状突起８４を通す際に容易に弾性変形（拡開）し、環状突起８４と環状凹部８６との位置が合致したときには、その弾性復元力によって元の形状に戻る。これにより、環状突起８４と環状凹部８６が互いに係合する。
【００４９】
上記したように、管部材６６が回転動作することはない。従って、外管形成部材７４及びハブ８０も回転動作することはない。
【００５０】
ハブ８０には、挿入孔８２の直径方向略中心から外壁に向かって延在する複数個の塗料吐出孔８８が放射状に形成される。外管形成部材７４の先端に設けられた開口は、この塗料吐出孔８８に臨む。換言すれば、小径部７２の外壁と小径先端部７６の内壁との間に形成された前記環状クリアランス７８は、塗料吐出孔８８に連通して該塗料吐出孔８８に塗料を送る塗料通路として機能する。
【００５１】
塗料吐出孔８８は、ハブ８０の側壁で開口している。この開口が、塗料排出口として機能する。
【００５２】
また、小径部７２に形成された貯留用塗料通路５６は、ハブ８０の前端面で開口している。換言すれば、貯留用塗料通路５６の開口と挿入孔８２の開口の位置は、互いに合致している。以下においては、貯留用塗料通路５６の開口を「塗料導入口」と表記し、その参照符号を９０とする。後述するように、塗料導入口９０には、塗料供給手段３４を構成する接続バルブ９２（図１及び図２参照）が接続される。
【００５３】
図３及び図４に示すように、前記回転霧化頭６４のＹ２方向端部には、前記回転軸６２が係合される係合孔９４が形成され、Ｙ１方向端部には、係合孔９４に連通し且つＹ１方向からＹ２方向に向かうに従ってテーパー状に縮径する収容孔９６が形成される。ハブ８０は、この収容孔９６に収容されている。従って、ハブ８０が回転霧化頭６４に囲繞されるとともに、ハブ８０に形成された塗料排出口（塗料吐出孔８８の開口）は収容孔９６の内壁に臨む。
【００５４】
ハブ８０の側壁と、収容孔９６の内壁との間には、環状の塗料流通用間隙９７が形成される。この塗料流通用間隙９７は、回転霧化頭６４に向かって延在し、該回転霧化頭６４の前端面である沿面９８で開口している。塗料吐出孔８８の開口（塗料排出口）から吐出された塗料は、収容孔９６の内壁を伝いながら、沿面９８に向かって流通する。すなわち、塗料流通用間隙９７は、塗料が流通する塗料通路を形成する。
【００５５】
沿面９８は、半径方向外方となるにつれて矢印Ｙ１方向側に向かうように若干傾斜している。回転軸６２が回転動作することに追従して回転霧化頭６４が回転動作すると、沿面９８を流動する塗料が遠心力によって薄膜化し、いわゆる液糸状態となる。
【００５６】
液糸状態となった塗料は、図示しないエア吐出口から吐出された圧縮エアによって霧状となり、この状態で、被塗装物Ｗに噴霧される。
【００５７】
一方、塗料供給手段３４（図２参照）は、各色塗料が貯蔵された複数のタンクに設けられた配管（いずれも図示せず）に設けられたカラーチェンジバルブ１３２を有する。
【００５８】
このカラーチェンジバルブ１３２は、各色塗料の中から所望の色の塗料を選択的にサブシリンダ１３４に供給するためのものであり、この場合、２０個の弁を備えることで１〜２０番の番号が付された各色塗料を選択し得る。以下、便宜上、１番、２番の各弁１３２ａ、１３２ｂを開放したときに供給し得る塗料を、それぞれ、Ａ色塗料、Ｂ色塗料と表記する。
【００５９】
カラーチェンジバルブ１３２には、さらに、サブシリンダ１３４（後述）や、接続バルブ９２等を洗浄するための洗浄エア供給弁１３５及び洗浄液供給弁１３６が設けられる。なお、カラーチェンジバルブ１３２と接続バルブ９２との間には塗料供給配管１３７が橋架され、前記サブシリンダ１３４は、この塗料供給配管１３７に介装されている。
【００６０】
サブシリンダ１３４は、サーボモータ１３８によって駆動するピストン１４０を備える。すなわち、サーボモータ１３８が付勢されてピストン１４０が矢印Ｙ１方向に向かって後退動作すると、前記タンクからカラーチェンジバルブ１３２を介して供給された塗料がサブシリンダ１３４内に導入される。これとは逆に、ピストン１４０が矢印Ｙ２方向に向かって前進動作したときには、サブシリンダ１３４内に導入された塗料が、塗料供給配管１３７を介して接続バルブ９２に送られる。
【００６１】
接続バルブ９２は、エアシリンダ１４２のロッド１４４の先端に設けられている。該ロッド１４４は、ピストン１４６が流体圧を受けることに伴って矢印Ｙ１方向、Ｙ２方向に向かって後退・前進動作する。これに追従して、接続バルブ９２がＹ１方向、Ｙ２方向に変位する。
【００６２】
ここで、接続バルブ９２の要部概略側面断面図を図５に示す。なお、図５の矢印Ｘ１、Ｘ２方向及び矢印Ｙ１、Ｙ２方向は、図２及び図３の矢印Ｘ１、Ｘ２方向、矢印Ｙ１、Ｙ２方向に対応する。
【００６３】
この接続バルブ９２は、ハウジング１５６と、該ハウジング１５６に収容された長尺な弁棒１５８とを有する。
【００６４】
弁棒１５８の先端（Ｙ２方向端部）は、通常、ハウジング１５６の弁座１７２に着座してオリフィス１７４を閉塞しており、このため、接続バルブ９２は閉状態である。その一方で、該弁棒１５８は、例えば、図示しないソレノイドの作用下に、図５における矢印Ｙ１方向に変位することが可能である。この変位に伴って弁棒１５８の先端が弁座１７２から離間すると、オリフィス１７４が開放される。換言すれば、接続バルブ９２が開状態となる。すなわち、接続バルブ９２は、ノーマルクローズ弁である。
【００６５】
弁棒１５８の側壁は、ハウジング１５６の内壁に対し、所定の間隔で離間している。このため、ハウジング１５６の内部に室１８６が形成される。
【００６６】
ハウジング１５６には、室１８６に塗料ないし洗浄液を導入するための入口ポート１８８と、室１８６から洗浄液を排出するための出口ポート１８９とが形成される。勿論、これら入口ポート１８８及び出口ポート１８９は、室１８６に連通する。また、入口ポート１８８には、サブシリンダ１３４から延在する塗料供給配管１３７（図１参照）が接続され、一方、出口ポート１８９には、ダンプバルブが介装された配管（いずれも図示せず）が接続される。
【００６７】
なお、図１における参照符号１９０は、排出トレイを示す。
【００６８】
本実施の形態に係る塗装装置１０を含む塗装システム１２は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用及び効果につき、本実施の形態に係る塗装方法との関係で説明する。
【００６９】
被塗装物Ｗ（図１参照）は、搬送ラインに沿って緩やかに移動し、図示しない塗装ブース内に搬入される。なお、被塗装物Ｗはアースされている。
【００７０】
このようにして被塗装物Ｗが塗装ブース内に搬入されるまでの間、シリンダ３０にＡ色塗料を貯留するべく、塗料供給手段３４からＡ色塗料を供給する準備を行う。なお、実際には、Ａ色塗料を貯留する前に洗浄が行われるが、洗浄時の塗装装置１０の動作や過程等は、Ａ色塗料からＢ色塗料に色替えを行う際に実施する洗浄時の動作や過程と同一であるため、ここでは割愛して後に詳述する。
【００７１】
はじめに、洗浄済のサブシリンダ１３４にＡ色塗料を移送する。具体的には、カラーチェンジバルブ１３２の１番の弁１３２ａを開くとともに、サーボモータ１３８を付勢することでサブシリンダ１３４のピストン１４０を後退させる。これに伴ってＡ色塗料がタンクから吸引され、サブシリンダ１３４に導入される。
【００７２】
所定の量のＡ色塗料がサブシリンダ１３４に移送されると、サーボモータ１３８が滅勢される。これにより、塗料供給手段３４におけるＡ色塗料の供給準備が完了する。
【００７３】
次に、図１に示すように、多関節型ロボット１４を動作させて塗装ガン３２を接続バルブ９２の上方に位置させる。その後、エアシリンダ１４２を付勢してピストン１４６を矢印Ｙ２方向に上昇させ、これにより、接続バルブ９２を上昇させてハブ８０に当接させる。その結果、接続バルブ９２を構成する弁棒１５８が塗料導入口９０に対向する。
【００７４】
この状態で、例えば、図示しないソレノイドの作用下に弁棒１５８が矢印Ｙ１方向に変位する。従って、弁棒１５８の先端が弁座１７２から離間してオリフィス１７４が開状態となる。
【００７５】
さらに、第３トリガバルブ５２（図２参照）を開けた後、サーボモータ３８を付勢してシリンダ３０のピストン４０を後退させるとともに、サーボモータ１３８を付勢してサブシリンダ１３４のピストン１４０を前進させる。これにより、Ａ色塗料は、サブシリンダ１３４から入口ポート１８８を経て、接続バルブ９２内の室１８６に到達する。勿論、この際、前記ダンプバルブは閉止されている。
【００７６】
上記したようにオリフィス１７４が開状態となっているため、Ａ色塗料は、室１８６からオリフィス１７４を通過し、さらに、塗装ガン３２の塗料導入口９０、貯留用塗料通路５６及び第３トリガバルブ５２を経て、送液配管３６に導入される。Ａ色塗料は、最終的に、シリンダ３０に貯留される。
【００７７】
このようにしてシリンダ３０に所定量のＡ色塗料が貯留されると、例えば、前記ソレノイドの作用下に弁棒１５８が矢印Ｙ２方向に変位し、弁座１７２に着座する。すなわち、オリフィス１７４が閉塞されて接続バルブ９２が閉状態となり、これに伴ってＡ色塗料の供給が停止される。
【００７８】
次に、第３トリガバルブ５２を閉じ、エアシリンダ１４２を再付勢してピストン１４６を後退動作させることで、ハブ８０と接続バルブ９２とを互いに離間させる。
【００７９】
次に、多関節型ロボット１４を構成する旋回部１８、第１アーム２０、第２アーム２２及び把持部２４が適切な動作を営む。これにより、塗装ガン３２を、搬送ラインに沿って緩やかに移動して図示しない塗装ブース内に搬入された被塗装物Ｗに対向するように移動させる（図１参照）。なお、上記したように被塗装物Ｗはアースされている。
【００８０】
この状態で、第２トリガバルブ５０が開く。これにより、送液配管３６が吐出用塗料通路５４に連通する。この連通の前、又は後に、エアモータ６０（図３参照）が付勢されて回転軸６２が高速回転を開始する。従って、該回転軸６２に取り付けられた回転霧化頭６４も高速回転する。また、前記高電圧発生器が付勢され、回転霧化頭６４が負の帯電状態となる。さらに、前記エア吐出口から圧縮エアが吐出される。
【００８１】
次に、サーボモータ３８（図２参照）を再付勢してシリンダ３０のピストン４０を前進させる。これによりＡ色塗料がシリンダ３０から送り出され、送液配管３６及び吐出用塗料通路５４を経て、外管形成部材７４（図３及び図４参照）と管部材６６との間の環状クリアランス７８に導入される。Ａ色塗料は、さらに、環状クリアランス７８を通過し、ハブ８０に形成された塗料吐出孔８８の開口（塗料排出口）から吐出される。
【００８２】
吐出されたＡ色塗料は、高速で回転している回転霧化頭６４に形成された収容孔９６の内壁に衝突する。その後、Ａ色塗料は、遠心力の作用によって該内壁を伝いながら、ハブ８０の側壁と収容孔９６の内壁とで形成される塗料流通用間隙９７内を、沿面９８側に向かって移動する。Ａ色塗料は、その後、沿面９８に形成された開口から導出される。
【００８３】
沿面９８に到達したＡ色塗料は、遠心力の作用によって、該沿面９８の直径方向外方（外周縁部）に向かって流動する。ここで、回転霧化頭６４が負の帯電状態となっているため、Ａ色塗料は、上記のようにして内壁及び沿面９８を流動する過程で、負に帯電する。
【００８４】
Ａ色塗料は、沿面９８を外周縁部に向かって流動する過程で、遠心力によって薄膜化して液糸状態となる。この液糸が、前記エア吐出口から吐出された圧縮エアの作用下に微細な塗粒となって拡散し、霧状態となる。すなわち、Ａ色塗料（塗粒）が沿面９８の外周縁部から被塗装物Ｗに向かって噴霧される。これにより、図６にＳ１として示すＡ色塗装が実施される。
【００８５】
上記したように、被塗装物Ｗがアースされ、且つＡ色塗料が負に帯電しているので、塗粒となったＡ色塗料の大部分は、被塗装物Ｗに引き寄せられながら飛行し、最終的に、被塗装物Ｗに塗着する。このときのＡ色塗料の噴霧パターンは、前記圧縮エアの吐出量を制御することにより調整される。
【００８６】
Ａ色塗料からＢ色塗料に色替えを行い、該Ｂ色塗料を塗着するＢ色塗装までの工程を図６の概略フローに従って説明すると、被塗装物Ｗに対してＡ色塗装を行っている間、シリンダ３０にＢ色塗料を供給し得るように準備する。このため、先ず、塗料供給手段３４の洗浄を行う。すなわち、サブシリンダ１３４、接続バルブ９２及び塗料供給配管１３７には、シリンダ３０に対してＡ色塗料を供給した際の残渣が若干存在しているので、これを洗浄により除去する（ステップＳ１ａ）。
【００８７】
具体的には、先ず、カラーチェンジバルブ１３２の１番の弁１３２ａ（Ａ色塗料の弁）を閉じる。その後、洗浄液供給弁１３６を開き、カラーチェンジバルブ１３２から洗浄液を塗料供給配管１３７に供給する。洗浄液は、塗料供給配管１３７からサブシリンダ１３４を経て接続バルブ９２に到達する。
【００８８】
この際に接続バルブ９２が閉状態（弁棒１５８がオリフィス１７４を閉塞した状態）であり、且つ前記ダンプバルブが開状態であると、洗浄液は、入口ポート１８８から室１８６内に進入し、さらに、出口ポート１８９を経て、前記ダンプバルブが介装された前記配管から排出される。これにより、Ａ色塗料が流通した塗料供給配管１３７からオリフィス１７４に至るまでが洗浄され、清浄化される。
【００８９】
その後、洗浄液供給弁１３６を閉じ、洗浄エア供給弁１３５を開いて洗浄エアを供給することにより、塗料供給配管１３７、サブシリンダ１３４内等から洗浄液が排出される。
【００９０】
次に、ステップＳ１ｂにおいて、カラーチェンジバルブ１３２の２番の弁１３２ｂ（Ｂ色塗料の弁）を開き、サーボモータ１３８を付勢してサブシリンダ１３４のピストン１４０を後退させ、Ｂ色塗料をサブシリンダ１３４に導入する。これにより、塗料供給手段３４におけるＢ色塗料の供給準備が完了する。
【００９１】
被塗装物Ｗに対するＡ色塗装が終了すると、該被塗装物Ｗが搬送ラインに沿って塗装ブースから搬出される。その間、シリンダ３０及び塗装ガン３２の洗浄を行う。
【００９２】
洗浄に先んじて、多関節型ロボット１４は、図１に仮想線で示すように、塗装ガン３２を排出トレイ１９０に向ける。シリンダ３０にＡ色塗料が残留している場合には、ピストン４０をさらに前進させ、シリンダ３０等に残留したＡ色塗料を排出トレイ１９０に排出する（ステップＳ２）。この場合、第２トリガバルブ５０のみを開いて塗料吐出孔８８からのみ塗料を排出するようにしてもよいし、第２トリガバルブ５０及び第３トリガバルブ５２の双方を開いて塗料吐出孔８８及び塗料導入口９０の双方から塗料を排出するようにしてもよい。
【００９３】
次に、多関節型ロボット１４は、図７に示すように、塗装ガン３２を、接続バルブ９２に対向する位置に移動させる（ステップＳ３）。塗装ガン３２は、接続バルブ９２との間に所定のクリアランスが形成される洗浄位置で停止する。
【００９４】
次に、このクリアランスが形成された状態で、第１トリガバルブ４８、第２トリガバルブ５０及び第３トリガバルブ５２を開いた後、洗浄液供給バルブ４４を開く。これにより、図８に示すように、洗浄用配管４６からシリンダ３０、送液配管３６、吐出用塗料通路５４及び貯留用塗料通路５６に向かってこの順序で洗浄液が流通し、洗浄が実施される（ステップＳ４）。
【００９５】
貯留用塗料通路５６を流通した洗浄液は、塗料導入口９０からクリアランスに流出する。この際、ハブ８０の前端面及び接続バルブ９２の前端面も洗浄される。このため、上記のようにして接続バルブ９２を洗浄してもなお、その前端面にＡ色塗料が残存していた場合であっても、この洗浄時に該Ａ色塗料を除去することができる。
【００９６】
一方、吐出用塗料通路５４を流通した洗浄液は、塗料吐出孔８８から回転霧化頭６４の収容孔９６の内壁に向かって吐出される。これにより、収容孔９６の内壁、及び沿面９８を洗浄することができる。
【００９７】
このとき、エアモータ６０の作用下に回転軸６２及び回転霧化頭６４を高速で回転させることが好ましい。これにより洗浄液に遠心力が作用するので、該洗浄液が沿面９８の全体にわたって十分に拡散する。従って、該沿面９８の全体を十分に洗浄することが可能となる。
【００９８】
このように、本実施の形態に係る塗装装置１０によれば、ハブ８０の前端面に開口した塗料導入口９０から洗浄液を流出させてハブ８０を洗浄しながら、ハブ８０に形成された塗料吐出孔８８から洗浄液を吐出して回転霧化頭６４を洗浄することができる。すなわち、ハブ８０に対して洗浄液を供給することのみで、シリンダ３０に貯留されたＡ色塗料が回転霧化頭６４から噴霧されるに至るまでの塗料通路の全てを同時に洗浄することができる。従って、洗浄時間を短縮することができることに加え、洗浄設備を簡素化することも可能となる。
【００９９】
さらに、ハブ８０の前端面と接続バルブ９２の前端面との間に所定のクリアランスが形成される洗浄位置において、塗料導入口９０から洗浄液を該クリアランスに流出させることにより、接続バルブ９２の前端面を同時に洗浄することも可能である。
【０１００】
続いて、洗浄液供給バルブ４４を閉じた後、洗浄エア供給バルブ４２を開いて洗浄エアを供給する。これにより、洗浄用配管４６、シリンダ３０、送液配管３６、吐出用塗料通路５４及び貯留用塗料通路５６に残留した洗浄液が排出され、シリンダ３０及び塗装ガン３２等の洗浄が完了する。
【０１０１】
次に、Ａ色塗料をシリンダ３０に導入したときと同様にして、Ｂ色塗料をシリンダ３０に導入する。すなわち、サーボモータ１３８を付勢してエアシリンダ１４２のピストン１４６を矢印Ｙ２方向に前進させ、図９に示すように、接続バルブ９２とハブ８０の前端面同士を当接させる（ステップＳ５）とともに、弁棒１５８を塗料導入口９０に対向させる。
【０１０２】
この状態で、例えば、ソレノイドの作用下に弁棒１５８（図５参照）の先端を弁座１７２から離間させてオリフィス１７４を開状態とする。
【０１０３】
そして、第１トリガバルブ４８及び第２トリガバルブ５０を閉じる一方で第３トリガバルブ５２を開き、その後、サーボモータ３８を付勢してシリンダ３０のピストン４０を後退させるとともに、サーボモータ１３８を付勢してサブシリンダ１３４のピストン１４０を前進させる。これにより、Ｂ色塗料が、サブシリンダ１３４から接続バルブ９２の入口ポート１８８を経て、弁棒１５８の周囲に形成された室１８６に到達する（ステップＳ６）。この間、前記ダンプバルブが閉止されていることはいうまでもない。
【０１０４】
Ｂ色塗料は、図１０に示すように、開状態のオリフィス１７４を通過して塗装ガン３２の塗料導入口９０に供給される。Ｂ色塗料は、貯留用塗料通路５６、第３トリガバルブ５２及び送液配管３６を通過し、シリンダ３０に貯留される。
【０１０５】
このようにしてシリンダ３０に所定量のＢ色塗料が貯留された後、例えば、前記ソレノイドの作用下に、弁棒１５８が矢印Ｙ２方向に変位して弁座１７２に着座し、オリフィス１７４が閉塞されて接続バルブ９２が閉状態となる。これに伴ってＢ色塗料の供給が停止される。
【０１０６】
次に、第３トリガバルブ５２を閉じ、エアシリンダ１４２を再付勢してピストン１４６を後退動作させることで、図１１に示すように、ハブ８０と接続バルブ９２とを互いに離間させる（ステップＳ７）。
【０１０７】
多関節型ロボット１４がこのように動作している間、新たな被塗装物Ｗが塗装ブースの所定の位置に到達する。このことを認識した多関節型ロボット１４は、適切に動作して被塗装物Ｗに塗装ガン３２を向ける。また、エアモータ６０（図３参照）が付勢されて回転軸６２及び回転霧化頭６４が高速回転を開始した後、第２トリガバルブ５０が開かれることで送液配管３６が吐出用塗料通路５４に連通する。さらに、前記エア吐出口から圧縮エアが吐出される。
【０１０８】
次に、サーボモータ３８の作用下にシリンダ３０のピストン４０が前進する。これにより、Ｂ色塗料が、上記と同様にして送液配管３６、吐出用塗料通路５４及び環状クリアランス７８を通過した後、ハブ８０に形成された塗料吐出孔８８から吐出される。Ｂ色塗料は、さらに、収容孔９６の内壁に沿って移動し、沿面９８の開口から、沿面９８に導出される。以降は、Ａ色塗料と同様にしてＢ色塗料の噴霧、すなわち、Ｂ色塗装が行われる（ステップＳ８）。
【０１０９】
以上のように、本実施の形態に係る塗装装置１０によれば、ハブ８０に形成された塗料導入口９０を介して、シリンダ３０に貯留すべき所定色の塗料を塗装ガン３２から供給することが可能である。従って、塗料を供給する際の多関節型ロボット１４の姿勢と、塗装ガン３２及び接続バルブ９２に対して洗浄を行う際の多関節型ロボット１４の姿勢とを略同一にすることができる。このため、塗料供給から洗浄に移行する際に多関節型ロボット１４を大きく動作させる必要がない。
【０１１０】
従って、多関節型ロボット１４に対するティーチングが容易となるとともに、塗料供給から洗浄への移行時間が短縮される。このことも、Ａ色塗料からＢ色塗料に色替えを行う際のサイクルタイムの短縮化、及び作業効率の向上に寄与する。
【０１１１】
以上、本発明について好適な実施の形態を挙げて説明したが、本発明は本実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能なことは言うまでもない。
【０１１２】
例えば、接続バルブ９２は、ソレノイドの作用下に開閉可能な構成としているが、空気圧や油圧等の流体圧の作用下に開閉可能な構成としてもよい。
【０１１３】
また、多関節型ロボット１４の間接部の個数（軸数）は、上記した実施の形態で示した個数に特に限定されるものではなく、例えば、５個であってもよい。勿論、６個等の５個以上の軸数であってもよい。
【符号の説明】
【０１１４】
１０…塗装装置                        １２…塗装システム
１４…多関節型ロボット                ３０…シリンダ
３２…塗装ガン                        ３４…塗料供給手段
３６…送液配管                        ４２…洗浄エア供給バルブ
４４…洗浄液供給バルブ                ４８、５０、５２…トリガバルブ
５４…吐出用塗料通路                  ５６…貯留用塗料通路
６０…エアモータ                      ６２…回転軸
６４…回転霧化頭                      ６６…管部材
７４…外管形成部材                    ７８…環状クリアランス
８０…ハブ                            ８４…環状突起
８６…環状凹部                        ８８…塗料吐出孔
９０…塗料導入口                      ９２…接続バルブ
１３２…カラーチェンジバルブ          １３４…サブシリンダ
１３５…洗浄エア供給弁                １３６…洗浄液供給弁
１３７…塗料供給配管                  １５８…弁棒
１８８…入口ポート                    １８９…出口ポート
Ｗ…被塗装物
【図１】
2013017952.tif 000003
【図２】
2013017952.tif 000004
【図３】
2013017952.tif 000005
【図４】
2013017952.tif 000006
【図５】
2013017952.tif 000007
【図６】
2013017952.tif 000008
【図７】
2013017952.tif 000009
【図８】
2013017952.tif 000010
【図９】
2013017952.tif 000011
【図１０】
2013017952.tif 000012
【図１１】
2013017952.tif 000013
【図１２】
2013017952.tif 000014