塗料カートリッジ及びその洗浄方法
【課題】塗料バッグの洗浄を短時間で効率よく行うことができる塗料カートリッジを提供すること。
【解決手段】塗料カートリッジ１０は、筒状本体部１１ａ及びベース部１１ｃからなるカートリッジ本体１１と、カートリッジ本体１１の内部領域を塗料室１３及び塗料押出液室１４に区画する塗料バッグ１２とを備える。ベース部１１ｃの内端面１１ｇにはフィードパイプ１６が突設されており、フィードパイプ１６は塗料バッグ１２の塗料室１３内に挿入された状態で配置されている。フィードパイプ１６はその基端側に２重構造部１６ａを有する。フィードパイプ１６の２重構造部１６ａにおいて、中心部に充填用経路１７ａが設けられ、外周部に排出用経路１７ｂが設けられている。
【解決手段】塗料カートリッジ１０は、筒状本体部１１ａ及びベース部１１ｃからなるカートリッジ本体１１と、カートリッジ本体１１の内部領域を塗料室１３及び塗料押出液室１４に区画する塗料バッグ１２とを備える。ベース部１１ｃの内端面１１ｇにはフィードパイプ１６が突設されており、フィードパイプ１６は塗料バッグ１２の塗料室１３内に挿入された状態で配置されている。フィードパイプ１６はその基端側に２重構造部１６ａを有する。フィードパイプ１６の２重構造部１６ａにおいて、中心部に充填用経路１７ａが設けられ、外周部に排出用経路１７ｂが設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗料充填装置または塗装機に着脱可能に取り付けられる塗料カートリッジ及びその洗浄方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車ボディなどの被塗装物を塗装する塗装システムにおいては、高品質な塗装が要求されるため、塗着効率や塗膜の平滑性などに優れた静電塗装機が用いられている。
【０００３】
静電塗装機では、静電塗装用水性塗料を霧化するための回転霧化頭が設けられており、その回転霧化頭に高電圧を印加することにより、回転霧化頭で霧化された塗料粒子が帯電されて静電塗装が行われる。この静電塗装機としては、塗料カートリッジを塗装機本体に装着して定量の塗料押出液（作動流体）を充填することにより、塗料カートリッジ内の塗料を押し出して回転霧化頭に供給し、塗装を行うようにした塗装機がある。
【０００４】
ところで、静電塗装機では、塗料供給系を流れる塗料を介して電流がリークするおそれがあるため、それを防止する絶縁対策が必要となる。この対策としては、塗料が充填される塗料バッグ１０１を備えた塗料カートリッジ１００（図５参照）を塗装機本体に装着することが提案されている（例えば、特許文献１等参照）。
【０００５】
図５の塗料カートリッジ１００を用いれば、塗料室１０２内（塗料バッグ１０１内）から塗料押出液室１０４への塗料漏れが完全に防止されるため、電流のリークを確実に防止することができる。この塗料カートリッジ１００では、塗料押出液移動経路１０５を通じて塗料押出液を塗料押出液室１０４に充填して塗料バッグ１０１内の塗料を押し出すことにより、塗料移動経路１０６を介して回転霧化頭に塗料が供給されるようになっている。なお、塗料カートリッジ１００は、塗装機だけでなく塗料充填装置にも装着される。塗料充填装置は、塗料カートリッジ１００が装着された際に、塗料室１０２内に塗料を充填する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１８３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、従来の静電塗装機では、塗装色に対応した専用カートリッジを使用して塗装が行われる。具体的には、自動車ボディの塗装ラインのように、自動車ボディに対応した複数色の色替え塗装を行う塗装システムでは、自動車ボディの塗装色と同数の塗料カートリッジ１００が必要となる。この場合、複数の塗料カートリッジ１００を収納するストッカや塗料カートリッジ１００を交換するための移載装置などが必要となるため、装置全体が大型化してしまう。この対策として、塗料カートリッジ１００の塗料バッグ１０１を洗浄することにより、１つの塗料カートリッジ１００で複数色の色替え塗装を行う手法が検討されている。
【０００８】
ところが、従来の塗料カートリッジ１００では、塗料バッグ１０１への塗料の充填と排出とが共通の塗料移動経路１０６を通じて行われる構成であり、洗浄時における洗浄液の充填及び排出もその塗料移動経路１０６を通じて行われる。この場合、洗浄液の充填及び排出を交互に実施する必要があるため、洗浄時間が長くなり、洗浄液の使用量が多くなってしまう。また、洗浄液の充填及び排出を繰り返しても塗料バッグ１０１の隅に塗料が残存してしまい、洗浄が不十分となることがある。
【０００９】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、塗料バッグの洗浄を短時間で効率よく行うことができる塗料カートリッジ及びその洗浄方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、手段１に記載の発明は、塗料充填装置または塗装機に着脱可能に取り付けられるカートリッジ本体と、前記カートリッジ本体内にて変形可能に設けられ、そのカートリッジ本体の内部領域を、塗料が充填される塗料室及び前記塗料を前記塗料室から押し出すための塗料押出液が給排される塗料押出液室に区画する塗料バッグとを備えた塗料カートリッジにおいて、前記カートリッジ本体は、前記塗料バッグを収納する筒状本体部と、前記筒状本体部の下端部を塞ぐとともに前記塗料充填装置または前記塗装機に対して着脱可能な外端面を有するベース部と、前記ベース部の内端面にて突設されるとともに前記内端面に固定された前記塗料バッグの塗料室内に挿入された状態で配置されている袋支持体とを備え、前記ベース部及び前記袋支持体には、前記ベース部の前記外端面にて開口する充填用ポートと前記塗料室との間を連通する充填用経路と、前記ベース部の前記外端面にて開口する排出用ポートと前記塗料室とを連通する排出用経路とが互いに独立して設けられていることを特徴とする塗料カートリッジをその要旨とする。
【００１１】
従って、手段１に記載の発明によると、塗料カートリッジを洗浄するときには、充填用ポートから充填用経路を通して塗料室に洗浄液が充填されるとともに、塗料室内の洗浄液が排出用経路を通して排出用ポートから排出される。しかも、充填用経路と排出用経路とが互いに独立して設けられているため、塗料室に流入してくる洗浄液と塗料室から排出される洗浄液とが混じり合わない。よって、従来技術とは異なり、洗浄液の充填及び排出を交互に行う必要がなくなり、洗浄液の充填及び排出を同時に行うことができる。そしてこの構造であると、塗料室内において洗浄液を流動させることができるため、塗料室内を短時間で効率よく洗浄することができ、洗浄液の使用量を低減することができる。また、本発明の塗料カートリッジを用いれば、１つのカートリッジで複数色の色替え塗装を行うことができるため、移載装置等の小型化を図ることができる。
【００１２】
手段２に記載の発明は、手段１において、前記袋支持体はその基端側に２重構造部を有する中空状であり、前記充填用経路が前記袋支持体における前記２重構造部の中心部に設けられ、前記排出用経路が前記２重構造部の外周部に設けられていることをその要旨とする。
【００１３】
従って、手段２に記載の発明によると、充填用経路を袋支持体における２重構造部の中心部に設けているため、充填用経路の終端を塗料室の上部領域まで延設しやすくなり、その結果塗料室内の多くの領域に洗浄液を行き渡らせることが可能となる。また、排出用経路の終端が袋支持体の基端側に位置することとなるため、塗料室の最下部領域にて洗浄液を効率よく回収することができる。よって、塗料室内において洗浄液を効率よく流動させることができ、洗浄効率を高めることができる。またこの場合、充填用経路と排出用経路とを別々の箇所に設ける場合と比較して、少ないスペースで各経路を設けることができ、ベース部の大型化を回避することができる。
【００１４】
手段３に記載の発明は、手段２において、前記袋支持体において前記２重構造部よりも先端側の外周面には、複数の噴出穴が形成されていることをその要旨とする。
【００１５】
従って、手段３に記載の発明によると、袋支持体の外周面に形成された複数の噴出穴から塗料室全体に洗浄液を効率よく流動させることができ、洗浄効率を高めることができる。また、複数の噴出穴は、袋支持体の先端部に位置するものほど仰角が大きくなっていることがより好ましい。このようにすると、各噴出穴から異なる角度で洗浄液が噴出されるため塗料室全体に洗浄液を拡散させることができ、洗浄効率をより高めることができる。
【００１６】
手段４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の塗料カートリッジの洗浄方法であって、前記充填用経路を通じて洗浄液を前記塗装室内に供給するのと同時に、前記排出用経路を通じて前記洗浄液を前記塗装室内から排出することを特徴とする塗料カートリッジの洗浄方法をその要旨とする。
【００１７】
従って、手段４に記載の発明によると、洗浄液の充填及び排出を同時に行うことにより、塗料室内において洗浄液を流動させることができる。このため、塗料室を短時間で効率よく洗浄することができ、洗浄液の使用量を低減することができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上詳述したように、請求項１〜４に記載の発明によると、塗料バッグの洗浄を短時間で効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施の形態における塗装機を示す概略断面図。
【図２】本実施の形態における塗料カートリッジを示す断面図。
【図３】本実施の形態における塗料充填システムを示す構成図。
【図４】別の実施の形態における塗料カートリッジを示す断面図。
【図５】従来技術における塗料カートリッジを示す概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００２１】
まず、塗装機の構成について説明する。図１に示されるように、塗装機１は、塗装用ロボットのアーム２の先端に装着されている。塗装機本体３の正面には、塗装機本体３に内蔵されたエアモータ４ｂの管状回転軸４ａを介して、回転霧化頭４が回転可能に取り付けられている。なお、この回転霧化頭４には、図示しない高電圧発生器から高電圧が印加されるようになっている。即ち、塗装機１は、塗料を負に帯電し、自動車ボディなどの被塗装物をアースした状態で、塗装を行う静電塗装機である。
【００２２】
また、塗装機本体３の背面に設けられた装着部３ａには、塗料カートリッジ１０が着脱可能に取り付けられている。この塗料カートリッジ１０が備えるカートリッジ本体１１は、耐溶剤性の樹脂からなり、筒状本体部１１ａ、蓋部１１ｂ及びベース部１１ｃから構成されている。筒状本体部１１ａは、両端にて開口するとともに、上端部の開口部分が蓋部１１ｂによって塞がれているとともに、下端部の開口部分がベース部１１ｃによって塞がれている。ベース部１１ｃは、塗装機本体３の装着部３ａに接続可能な接続端面１１ｆ（外端面）を有している。
【００２３】
図１及び図２に示されるように、カートリッジ本体１１内には塗料バッグ１２が設けられている。塗料バッグ１２は、可撓性を有する樹脂製のバッグであり、変形可能となっている。塗料バッグ１２は、カートリッジ本体１１の内部領域を、塗料が充填される塗料室１３と、塗料を塗料室１３から押し出すための塗料押出液が給排される塗料押出液室１４とに区画しており、塗料と塗料押出液との接触を防止するようになっている。塗料バッグ１２は、一端側に開口部を有する袋状に形成されており、その内部が塗料室１３となる。また、塗料バッグ１２の開口端側にはスパウト１５が設けられており、このスパウト１５により塗料バッグ１２がベース部１１ｃに固定されている。スパウト１５は、塗料充填時及び塗料排出時に塗料が通過する通路を有している。ここで、本実施の形態で用いられる塗料は、導電性を有する静電塗装用水性塗料であり、本実施形態で用いられる塗料押出液は、絶縁性を有する有機溶剤などの油性透明液体である。
【００２４】
なお、塗料バッグ１２は、塗料押出液室１４内に塗料押出液が充填された際に変形して収縮する。これに伴い、塗料バッグ１２内（塗料室１３内）の塗料はカートリッジ本体１１の外部領域に押し出される。また、塗料バッグ１２は、内部（塗料室１３内）に塗料が充填された際に変形して膨張する。これに伴い、縮小された塗料押出液室１４内の塗料押出液は、カートリッジ本体１１の外部領域に押し出される。本実施形態において、塗料室１３（塗料バッグ１２）の最大容量は約５００ｃｃに設定され、塗料押出液室１４の最大容量は約１０００ｃｃに設定されている。
【００２５】
図２に示されるように、塗料カートリッジ１０は、塗料押出液室１４とカートリッジ本体１１の外部領域との間を連通しうる２系統の塗料押出液移動経路１８ａ，１８ｂを有している。一方の塗料押出液移動経路１８ａは、筒状本体部１１ａの内壁面近傍に配置され、他方の塗料押出液移動経路１８ｂは、塗料押出液移動経路１８ａに対し塗料バッグ１２を挟んで対向する内壁面近傍に配置されている。塗料押出液移動経路１８ａは、ベース部１１ｃの外周部を貫通する貫通孔１９ａと、同貫通孔１９ａ内に基端部が挿入される塗料押出液移動管２０とによって構成されている。塗料押出液移動管２０は、ベース部１１ｃの内端面１１ｇの外周部から塗料押出液室１４内に突出している。一方、塗料押出液移動経路１８ｂは、ベース部１１ｃを貫通する貫通孔１９ｂのみによって構成されるため、内端面１１ｇから塗料押出液室１４内に塗料押出液移動管２０などが突出していない。
【００２６】
各塗料押出液移動経路１８ａ，１８ｂは、塗料押出液室１４内にて開口する開口部２１ａ，２１ｂをそれぞれ有している。それぞれの開口部２１ａ，２１ｂは、前記接続端面１１ｆからの距離が互いに異なっている。具体的に言うと、接続端面１１ｆから遠い位置にある開口部２１ａ（即ち、塗料押出液移動経路１８ａを構成する塗料押出液移動管２０の先端開口部）は、前記蓋部１１ｂの中央部近傍に位置している。また、塗料押出液移動管２０の先端開口部２１ａは、前記塗料バッグ１２の上方にて開口しているため、塗料バッグ１２に塗料押出液移動管２０が引っ掛かることを防止できる。一方、接続端面１１ｆから近い位置にある開口部２１ｂ（即ち、塗料押出液移動経路１８ｂの開口部）は、カートリッジ本体１１の内端面１１ｇに位置している。
【００２７】
図１及び図２に示されるように、各塗料押出液移動経路１８ａ，１８ｂには、塗料押出液ストップ弁２２ａ，２２ｂがそれぞれ設けられている。各塗料押出液ストップ弁２２ａ，２２ｂは、ベース部１１ｃの接続端面１１ｆ側に開口する各ポート２３ａ，２３ｂ内に設けられている。各塗料押出液ストップ弁２２ａ，２２ｂは、塗装機１に取り付けられたときに各塗料押出液移動経路１８ａ，１８ｂを開状態とし、塗料押出液室１４とカートリッジ本体１１の外部領域との間を連通させる。また、各塗料押出液ストップ弁２２ａ，２２ｂは、塗装機１に取り付けられていないときに各塗料押出液移動経路１８ａ,１８ｂを閉状態とし、塗料押出液室１４とカートリッジ本体１１の外部領域との間の連通を遮断させる。
【００２８】
図２に示されるように、塗料カートリッジ１０には、塗料室１３とカートリッジ本体１１の外部領域との間を連通しうる２系統の塗料移動経路（充填用経路１７ａ及び排出用経路１７ｂ）を構成するフィードパイプ１６が設けられている。フィードパイプ１６は、ベース部１１ｃの内端面１１ｇにて突設されるとともにその内端面１１ｇに固定された塗料バッグ１２の塗料室１３内に挿入された状態で配置されている。フィードパイプ１６は、その基端側に２重構造部１６ａを有する中空状の袋支持体であり、その２重構造部１６ａがスパウト１５内に挿入された状態で固定されている。このフィードパイプ１６において、２重構造部１６ａの中心部が充填用経路１７ａを構成し、２重構造部１６ａの外周部が排出用経路１７ｂを構成している。つまり、充填用経路１７ａは断面円形状の通路であり、排出用経路１７ｂは断面円環状の通路であり、各経路１７ａ，１７ｂは同心円状（円の中心が重なるように）に設けられている。
【００２９】
また、ベース部１１ｃの接続端面１１ｆにおける略中央部分には、充填用ポート２５ａと排出用ポート２５ｂとが開口している。充填用ポート２５ａは、フィードパイプ１６の充填用経路１７ａを通して塗料室１３に連通している。また、排出用ポート２５ｂは、フィードパイプ１６の排出用経路１７ｂを通して塗料室１３に連通している。さらに、ベース部１１ｃにおける充填用ポート２５ａ及び排出用ポート２５ｂには、充填用経路１７ａ及び排出用経路１７ｂを開閉するための塗料ストップ弁２６ａ，２６ｂが設けられている。
【００３０】
フィードパイプ１６において、２重構造部１６ａよりも先端側の外周面には、その外周面の全体にわたって、充填用経路１７ａに連通する複数の噴出穴１６ｂが形成されるとともに、その先端部にも噴出穴１６ｂが形成されている。フィードパイプ１６の外周面に形成されている各噴出穴１６ｂは、先端部に位置するものほど仰角が大きくなっている。即ち、フィードパイプ１６において基端部寄りに形成されている噴出穴１６ｂは、図２では斜め下方向に洗浄液を吐出するようになっている。フィードパイプ１６において先端部寄りに形成されている噴出穴１６ｂは、図２では斜め上方向に洗浄液を吐出するようになっている。それらの中間に位置する噴出穴１６ｂは、図２ではほぼ水平方向に洗浄液を吐出するようになっている。また、フィードパイプ１６における２重構造部１６ａの上端側には、排出用経路１７ｂに連通する導入穴１６ｃが設けられている。この導入穴１６ｃは、塗料バッグ１２の開口端（スパウト１５）の近傍に設けられている。さらに、フィードパイプ１６の先端部は、同フィードパイプ１６の他の部分の外径よりも小さい小径部となっており、その小径部に、略円筒状をなす保護キャップ２８が装着されている。
【００３１】
図１に示されるように、フィードパイプ１６の充填用経路１７ａは、前記塗料ストップ弁２６ａ介して前記塗装機本体３内の塗料吐出通路５に連通している。塗料吐出通路５は、前記管状回転軸４ａを挿通しており、前記塗料室１３から押し出された塗料を前記回転霧化頭４に供給する通路である。また、塗料吐出通路５上には、塗料吐出通路５を連通または遮断するトリガバルブ７が設けられている。
【００３２】
一方、塗料押出液移動経路１８ａは、前記塗料押出液ストップ弁２２ａを介して塗装機本体３内の塗料押出液通路６に連通している。塗料押出液通路６は、前記塗装用ロボットのアーム２に沿って延びる配管９を介して前記塗料カートリッジ１０の塗料押出液室１４内に塗料押出液を供給する通路である。また、塗料押出液通路６上には、塗料押出液通路６を連通または遮断するトリガバルブ８が設けられている。なお、本実施形態のトリガバルブ７，８は、図示しないソレノイドにより作動する電磁弁である。
【００３３】
本実施の形態における塗料カートリッジ１０は、図３に示される塗料充填システム３０に取り付けられた状態で塗料バッグ１２の塗料室１３内に塗料が充填されるようになっている。塗料充填システム３０は、塗料充填装置３１、塗料押出液戻り配管３３、塗料押出液送り配管３４などを備えている。塗料充填装置３１は、塗料押出液戻り配管３３及び塗料押出液送り配管３４を介して塗料押出液貯留容器（図示略）に接続されている。塗料押出液貯留容器は、塗料押出液を溜めておくための容器である。
【００３４】
塗料充填装置３１にはカートリッジ取付部３５が設けられ、カートリッジ取付部３５の上面には塗料カートリッジ１０が前記接続端面１１ｆを下向きにして着脱可能に取り付けられる。この塗料カートリッジ１０の取付時において塗料押出液ストップ弁２２ａ，２２ｂは開状態となる。このため、塗料充填装置３１は、前記充填用経路１７ａを介して前記塗料室１３内に塗料を充填することができる。
【００３５】
カートリッジ取付部３５の下面には、エア供給バルブ３６ａ、洗浄用バルブ３６ｂ、及び複数のカラーバルブ３６ｃを有する塗料マニホールド３７が取り付けられている。塗料マニホールド３７内には、カラーバルブ３６ｃを開状態に切り替えた際に、塗料タンク３８内に溜められた塗料Ｐ１を塗料室１３内に導く塗料充填経路３７ａが設けられている。また、本実施の形態の塗料充填経路３７ａには、エア供給バルブ３６ａを開状態に切り替えた際にエア供給源３９から洗浄エアＡ１が供給されるとともに、洗浄用バルブ３６ｂを開状態に切り替えた際に洗浄液貯蔵タンク４０から洗浄液Ｗ１（例えばシンナー）が供給されるようになっている。さらに、カートリッジ取付部３５の下面には、開状態に切り替えられた際に塗料Ｐ１や洗浄液Ｗ１などを排出する排出バルブ４１が取り付けられている。
【００３６】
そして、カートリッジ取付部３５内には、塗料室１３内の塗料を排出バルブ４１を介して外部に排出する塗料排出経路４２が設けられている。この塗料排出経路４２は、塗料カートリッジ１０の排出用ポート２５ｂに設けられている塗料ストップ弁２６ｂに接続されている。また、塗料カートリッジ１０の充填用ポート２５ａに接続する塗料充填経路３７ａ上には、トリガバルブ４３が設けられている。なお、本実施形態のエア供給バルブ３６ａ、洗浄用バルブ３６ｂ、カラーバルブ３６ｃ、排出バルブ４１及びトリガバルブ４３は、図示しないソレノイドにより作動する電磁弁である。
【００３７】
前記塗料押出液送り配管３３上には、塗料押出液送り配管３３を開状態または閉状態に切り替える液体供給バルブ４４が設けられている。液体供給バルブ４４は、開状態に切り替えられた際に、塗料押出液送り配管３３及びカートリッジ取付部３５を介して前記塗料押出液室１４に塗料押出液Ｗ２を充填可能とするようになっている。なお、本実施形態の液体供給バルブ４４は、図示しないソレノイドにより作動する電磁弁である。
【００３８】
また、前記塗料押出液戻り配管３４上には、塗料押出液戻り配管３４を開状態または閉状態に切り替える液体排出バルブ４５が設けられている。液体排出バルブ４５は、開状態に切り替えられた際に、塗料押出液室１４内の塗料押出液Ｗ２を排出可能とするようになっている。なお、本実施形態の液体排出バルブ４５は、図示しないソレノイドにより作動する電磁弁である。
【００３９】
本実施の形態の塗料充填システム３０は、従来周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力回路等からなるパーソナルコンピュータを主体とした制御装置（図示略）を備えている。制御装置は、エア供給バルブ３６ａ、洗浄用バルブ３６ｂ、カラーバルブ３６ｃ、排出バルブ４１、トリガバルブ４３、液体供給バルブ４４、及び液体排出バルブ４５等と電気的に接続されており、各種の駆動信号によってそれらを制御する。
【００４０】
次に、上記実施の形態の塗料充填システム３０を用いて塗料カートリッジ１０に塗料Ｐ１を充填する充填方法を説明する。なおここでは、自動車ボディの色替え塗装を行うために前回充填された塗料とは異なる色の塗料を塗料カートリッジ１０に充填する場合について説明する。
【００４１】
先ず、塗装機１から塗料カートリッジ１０が取り外された後、そのカートリッジ１０が塗料充填装置３１のカートリッジ取付部３５に取り付けられる。このとき、排出用ポート２５ｂの塗料ストップ弁２６ｂが開状態とされるとともに、塗料押出液移動経路１８ａ，１８ｂの塗料押出液ストップ弁２２ａ，２２ｂが開状態とされる。さらに、塗料押出液送り配管３３上の液体供給バルブ４４が開状態とされるとともに、排出バルブ４１が開状態とされる。一方、塗料押出液戻り配管３４上の液体排出バルブ４５と塗料充填経路３７ａ上のトリガバルブ４３とは閉状態とされる。そして、塗料押出液貯留容器（図示略）に溜められた塗料押出液Ｗ２が塗料押出液送り配管３３、塗料押出液移動経路１８ａを介して塗料押出液室１４に供給される。これにより、塗料バッグ１２が収縮することで塗料室１３に残存している塗料が押し出され、フィードパイプ１６の排出用経路１７ｂ、ベース部１１ｃの排出用ポート２５ｂ、カートリッジ取付部３５の塗料排出経路４２、及び排出バルブ４１を介して塗料が排出される。この塗料の排出が完了した時点で、液体供給バルブ４４が閉状態とされ、液体排出バルブ４５が開状態とされる。
【００４２】
さらに、塗料ストップ弁２６ａ及びトリガバルブ４３が開状態とされた後、塗料充填装置３１のエア供給バルブ３６ａ及び洗浄用バルブ３６ｂが交互に開閉されることにより、洗浄エアＡ１と洗浄液Ｗ１とが塗料充填経路３７ａ、ベース部１１ｃの充填用ポート２５ａを介してフィードパイプ１６の充填用経路１７ａに供給され、フィードパイプ１６の各噴出穴１６ｂから塗料室１３内に洗浄液Ｗ１及び洗浄エアＡ１が噴射される。この洗浄液Ｗ１及び洗浄エアＡ１によって、塗料室１３内に残存する塗料が洗浄され除去される。またこのとき、塗料室１３内を洗浄した洗浄液Ｗ１や洗浄エアＡ１は、フィードパイプ１６の導入穴１６ｃから排出用経路１７ｂに導入され、ベース部１１ｃの排出用ポート２５ｂ、塗料排出経路４２、及び排出バルブ４１を通して排出される。
【００４３】
そして、エア供給バルブ３６ａ及び洗浄用バルブ３６ｂを閉状態にして、塗料カートリッジ１０の塗料バッグ１２（塗料室１３）内の洗浄処理を終了する。その後、所定のカラーバルブ３６ｃが開状態とされると、塗料タンク３８内の塗料Ｐ１が塗料充填経路３７ａやフィードパイプ１６の充填用経路１７ａ等を介して塗料バッグ１２内の塗料室１３に充填される。このとき、塗料バッグ１２が膨張するのに伴い、塗料押出液室１４が収縮される。このため、塗料押出液室１４内の塗料押出液Ｗ２は、塗料押出液移動経路１８ｂや塗料押出液戻り配管３４等を介して塗料押出液貯留容器（図示略）に戻される。
【００４４】
その後、塗料バッグ１２内への塗料Ｐ１の充填が終了すると、塗料カートリッジ１０は、塗料充填装置３１のカートリッジ取付部３５から取り外されて塗装機１に取り付けられる。そして、アーム２内の配管９や塗装機本体３内の塗料押出液通路６を介して塗料カートリッジ１０の塗料押出液室１４内に塗料押出液Ｗ２が供給されると、塗料バッグ１２が収縮する。その結果、塗料バッグ１２内の塗料Ｐ１は、トリガバルブ７などを介して回転霧化頭４より吐出され、塗装が実施される。
【００４５】
従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００４６】
（１）本実施の形態の塗料カートリッジ１０では、充填用ポート２５ａと塗料室１３との間を連通する充填用経路１７ａと、排出用ポート２５ｂと塗料室１３とを連通する排出用経路１７ｂとの２系統の経路がフィードパイプ１６とベース部１１ｃとに設けられている。従って、塗料バッグ１２内の塗料室１３に充填用ポート２５ａから充填用経路１７ａを通して洗浄液Ｗ１が充填されるとともに、塗料室１３内の洗浄液Ｗ１が排出用経路１７ｂを通して排出用ポート２５ｂから排出される。つまり、同じ経路を辿ることなく一方通行で洗浄液Ｗ１が流れることになる。しかも、充填用経路１７ａと排出用経路１７ｂとが互いに独立して設けられているため、塗料室１３に流入してくる洗浄液Ｗ１と塗料室１３から排出される洗浄液Ｗ１とが混じり合わない。よって、従来技術とは異なり、洗浄液Ｗ１の充填及び排出を交互に行う必要がなくなり、洗浄液Ｗ１の充填及び排出を同時に行うことができる。そしてこの構造であると、塗料室１３内において洗浄液Ｗ１を流動させることができるため、塗料室１３内を短時間で効率よく洗浄することができ、洗浄液Ｗ１の使用量を低減することができる。また、本発明の塗料カートリッジ１０を用いれば、１つのカートリッジ１０で複数色の色替え塗装を行うことができるため、塗料充填装置３１等を含む移載装置の小型化を図ることができる。
【００４７】
（２）本実施の形態の塗料カートリッジ１０では、フィードパイプ１６が塗料室１３の中央部近くに配置され、そのフィードパイプ１６の基端側の２重構造部１６ａにおいて充填用経路１７ａの外周部に排出用経路１７ｂが設けられている。このようにすると、塗料室１３内において洗浄液Ｗ１を効率よく流動させることができ、洗浄効率を高めることができる。またこの場合、充填用経路１７ａと排出用経路１７ｂとを別々の箇所に設ける場合と比較して、少ないスペースで各流路１７ａ，１７ｂを設けることができ、ベース部１１ｃの大型化を回避することができる。
【００４８】
（３）本実施の形態の場合、フィードパイプ１６の２重構造部１６ａよりも先端側の外周面には、複数の噴出穴１６ｂが形成されている。また、複数の噴出穴１６ｂは、フィードパイプ１６の先端部に位置するものほど仰角が大きくなっている。このようにすると、フィードパイプ１６の各噴出穴１６ｂから異なる角度で洗浄液Ｗ１が噴出されるため、塗料室１３全体に洗浄液Ｗ１を拡散させることができる。さらに、フィードパイプ１６の基端側（２重構造部１６ａの上端側）に導入穴１６ｃが設けられており、その導入穴１６ｃから洗浄液Ｗ１が排出されるので、塗料室１３内における洗浄液Ｗ１の流動性をより高めることができる。
【００４９】
（４）本実施の形態の場合、フィードパイプ１６の充填用経路１７ａを介して塗料室１３内に洗浄液Ｗ１と洗浄エアＡ１とが交互に供給されるので、少量の洗浄液Ｗ１にて塗料室１３を効率よく洗浄することができる。因みに、図５に示す従来の塗料カートリッジ１００では、塗料室１０２を洗浄するのに２リットル程度の洗浄液Ｗ１が必要であったが、本実施の形態では、０．３リットルの洗浄液Ｗ１で効率的に塗料室１３を洗浄することができる。
【００５０】
なお、本発明の実施の形態は以下のように変更してもよい。
【００５１】
・上記実施の形態では、フィードパイプ１６はその基端側に２重構造部１６ａを有し、２重構造部１６ａの中央部が充填用経路１７ａを構成し、外周部が排出用経路１７ｂを構成するものであったが、これに限定されるものではない。例えば、充填用経路及び排出用経路を構成するフィードパイプを別々に形成し、それらフィードパイプを左右に分けて配置する構成としてもよい。
【００５２】
また、充填用経路１７ａ及び排出用経路１７ｂを構成する２重構造部１６ａをフィードパイプ１６に形成するものであったが、袋支持体として機能するスパウト１５とフィードパイプ１６とによって２重構造部を構成してもよい。
【００５３】
・上記実施の形態の塗料カートリッジ１０では、２系統の塗料押出液移動経路１８ａ，１８ｂを有する構成であったが、これに限定されるものではなく、１系統の塗料押出液移動経路のみの構成に変更してもよい。
【００５４】
・上記実施の形態では、フィードパイプ１６の先端部に保護キャップ２８を設けるものであったが、塗料バッグ１２の強度が十分に保てる場合には、保護キャップ２８を省略してもよい。
【００５５】
・上記実施の形態の塗料カートリッジ１０では、塗料バッグ１２内にはフィードパイプ１６のみが挿入される構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、図４に示される塗料カートリッジ１０Ａのように、フィードパイプ１６に加えて、液体の流れを促すための液体流入材５１を設けてもよい。この液体流入材５１は、フィードパイプ１６の外周面から張り出しており、フィードパイプ１６と垂直に交わる方向に延設されている。このように液体流入材５１を設けることにより、塗料バッグ１２の洗浄時において、塗料室１３内における洗浄液Ｗ１の流動性が向上するため、洗浄効率をより高めることができる。
【００５６】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００５７】
（１）手段１乃至３のいずれかにおいて、前記塗料は、静電塗装を行うための静電塗装用塗料であることを特徴とする塗料カートリッジ。
【００５８】
（２）手段１乃至３のいずれかにおいて、前記塗料バッグの内部に液体の流れを促す液体流入材を設けたことを特徴とする塗料カートリッジ。
【００５９】
（３）技術的思想（２）において、前記液体流入材は前記袋支持体の外周面から張り出していることを特徴とする塗料カートリッジ。
【００６０】
（４）手段３において、複数の噴出穴は、前記袋支持体の先端部に位置するものほど仰角が大きくなっていることを特徴とする塗料カートリッジ。
【００６１】
（５）技術的思想（４）において、前記噴出穴は、前記袋支持体の先端部にも形成されていることを特徴とする塗料カートリッジ。
【００６２】
（６）手段４において、前記充填用経路を介して前記塗料室に前記洗浄液と洗浄エアとを交互に供給するようにしたことを特徴とする塗料カートリッジの洗浄方法。
【符号の説明】
【００６３】
１…塗装機
１０,１０Ａ…塗料カートリッジ
１１…カートリッジ本体
１１ａ…筒状本体部
１１ｃ…ベース部
１１ｆ…外端面としての接続端面
１１ｇ…内端面
１２…塗料バッグ
１３…塗料室
１４…塗料押出液室
１６…袋支持体としてのフィードパイプ
１６ａ…２重構造部
１６ｂ…噴出穴
１７ａ…充填用経路
１７ｂ…排出用経路
２５ａ…充填用ポート
２５ｂ…排出用ポート
３１…塗料充填装置
Ｐ１…塗料
Ｗ１…洗浄液
Ｗ２…塗料押出液
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗料充填装置または塗装機に着脱可能に取り付けられる塗料カートリッジ及びその洗浄方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車ボディなどの被塗装物を塗装する塗装システムにおいては、高品質な塗装が要求されるため、塗着効率や塗膜の平滑性などに優れた静電塗装機が用いられている。
【０００３】
静電塗装機では、静電塗装用水性塗料を霧化するための回転霧化頭が設けられており、その回転霧化頭に高電圧を印加することにより、回転霧化頭で霧化された塗料粒子が帯電されて静電塗装が行われる。この静電塗装機としては、塗料カートリッジを塗装機本体に装着して定量の塗料押出液（作動流体）を充填することにより、塗料カートリッジ内の塗料を押し出して回転霧化頭に供給し、塗装を行うようにした塗装機がある。
【０００４】
ところで、静電塗装機では、塗料供給系を流れる塗料を介して電流がリークするおそれがあるため、それを防止する絶縁対策が必要となる。この対策としては、塗料が充填される塗料バッグ１０１を備えた塗料カートリッジ１００（図５参照）を塗装機本体に装着することが提案されている（例えば、特許文献１等参照）。
【０００５】
図５の塗料カートリッジ１００を用いれば、塗料室１０２内（塗料バッグ１０１内）から塗料押出液室１０４への塗料漏れが完全に防止されるため、電流のリークを確実に防止することができる。この塗料カートリッジ１００では、塗料押出液移動経路１０５を通じて塗料押出液を塗料押出液室１０４に充填して塗料バッグ１０１内の塗料を押し出すことにより、塗料移動経路１０６を介して回転霧化頭に塗料が供給されるようになっている。なお、塗料カートリッジ１００は、塗装機だけでなく塗料充填装置にも装着される。塗料充填装置は、塗料カートリッジ１００が装着された際に、塗料室１０２内に塗料を充填する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１８３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、従来の静電塗装機では、塗装色に対応した専用カートリッジを使用して塗装が行われる。具体的には、自動車ボディの塗装ラインのように、自動車ボディに対応した複数色の色替え塗装を行う塗装システムでは、自動車ボディの塗装色と同数の塗料カートリッジ１００が必要となる。この場合、複数の塗料カートリッジ１００を収納するストッカや塗料カートリッジ１００を交換するための移載装置などが必要となるため、装置全体が大型化してしまう。この対策として、塗料カートリッジ１００の塗料バッグ１０１を洗浄することにより、１つの塗料カートリッジ１００で複数色の色替え塗装を行う手法が検討されている。
【０００８】
ところが、従来の塗料カートリッジ１００では、塗料バッグ１０１への塗料の充填と排出とが共通の塗料移動経路１０６を通じて行われる構成であり、洗浄時における洗浄液の充填及び排出もその塗料移動経路１０６を通じて行われる。この場合、洗浄液の充填及び排出を交互に実施する必要があるため、洗浄時間が長くなり、洗浄液の使用量が多くなってしまう。また、洗浄液の充填及び排出を繰り返しても塗料バッグ１０１の隅に塗料が残存してしまい、洗浄が不十分となることがある。
【０００９】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、塗料バッグの洗浄を短時間で効率よく行うことができる塗料カートリッジ及びその洗浄方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、手段１に記載の発明は、塗料充填装置または塗装機に着脱可能に取り付けられるカートリッジ本体と、前記カートリッジ本体内にて変形可能に設けられ、そのカートリッジ本体の内部領域を、塗料が充填される塗料室及び前記塗料を前記塗料室から押し出すための塗料押出液が給排される塗料押出液室に区画する塗料バッグとを備えた塗料カートリッジにおいて、前記カートリッジ本体は、前記塗料バッグを収納する筒状本体部と、前記筒状本体部の下端部を塞ぐとともに前記塗料充填装置または前記塗装機に対して着脱可能な外端面を有するベース部と、前記ベース部の内端面にて突設されるとともに前記内端面に固定された前記塗料バッグの塗料室内に挿入された状態で配置されている袋支持体とを備え、前記ベース部及び前記袋支持体には、前記ベース部の前記外端面にて開口する充填用ポートと前記塗料室との間を連通する充填用経路と、前記ベース部の前記外端面にて開口する排出用ポートと前記塗料室とを連通する排出用経路とが互いに独立して設けられていることを特徴とする塗料カートリッジをその要旨とする。
【００１１】
従って、手段１に記載の発明によると、塗料カートリッジを洗浄するときには、充填用ポートから充填用経路を通して塗料室に洗浄液が充填されるとともに、塗料室内の洗浄液が排出用経路を通して排出用ポートから排出される。しかも、充填用経路と排出用経路とが互いに独立して設けられているため、塗料室に流入してくる洗浄液と塗料室から排出される洗浄液とが混じり合わない。よって、従来技術とは異なり、洗浄液の充填及び排出を交互に行う必要がなくなり、洗浄液の充填及び排出を同時に行うことができる。そしてこの構造であると、塗料室内において洗浄液を流動させることができるため、塗料室内を短時間で効率よく洗浄することができ、洗浄液の使用量を低減することができる。また、本発明の塗料カートリッジを用いれば、１つのカートリッジで複数色の色替え塗装を行うことができるため、移載装置等の小型化を図ることができる。
【００１２】
手段２に記載の発明は、手段１において、前記袋支持体はその基端側に２重構造部を有する中空状であり、前記充填用経路が前記袋支持体における前記２重構造部の中心部に設けられ、前記排出用経路が前記２重構造部の外周部に設けられていることをその要旨とする。
【００１３】
従って、手段２に記載の発明によると、充填用経路を袋支持体における２重構造部の中心部に設けているため、充填用経路の終端を塗料室の上部領域まで延設しやすくなり、その結果塗料室内の多くの領域に洗浄液を行き渡らせることが可能となる。また、排出用経路の終端が袋支持体の基端側に位置することとなるため、塗料室の最下部領域にて洗浄液を効率よく回収することができる。よって、塗料室内において洗浄液を効率よく流動させることができ、洗浄効率を高めることができる。またこの場合、充填用経路と排出用経路とを別々の箇所に設ける場合と比較して、少ないスペースで各経路を設けることができ、ベース部の大型化を回避することができる。
【００１４】
手段３に記載の発明は、手段２において、前記袋支持体において前記２重構造部よりも先端側の外周面には、複数の噴出穴が形成されていることをその要旨とする。
【００１５】
従って、手段３に記載の発明によると、袋支持体の外周面に形成された複数の噴出穴から塗料室全体に洗浄液を効率よく流動させることができ、洗浄効率を高めることができる。また、複数の噴出穴は、袋支持体の先端部に位置するものほど仰角が大きくなっていることがより好ましい。このようにすると、各噴出穴から異なる角度で洗浄液が噴出されるため塗料室全体に洗浄液を拡散させることができ、洗浄効率をより高めることができる。
【００１６】
手段４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の塗料カートリッジの洗浄方法であって、前記充填用経路を通じて洗浄液を前記塗装室内に供給するのと同時に、前記排出用経路を通じて前記洗浄液を前記塗装室内から排出することを特徴とする塗料カートリッジの洗浄方法をその要旨とする。
【００１７】
従って、手段４に記載の発明によると、洗浄液の充填及び排出を同時に行うことにより、塗料室内において洗浄液を流動させることができる。このため、塗料室を短時間で効率よく洗浄することができ、洗浄液の使用量を低減することができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上詳述したように、請求項１〜４に記載の発明によると、塗料バッグの洗浄を短時間で効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施の形態における塗装機を示す概略断面図。
【図２】本実施の形態における塗料カートリッジを示す断面図。
【図３】本実施の形態における塗料充填システムを示す構成図。
【図４】別の実施の形態における塗料カートリッジを示す断面図。
【図５】従来技術における塗料カートリッジを示す概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００２１】
まず、塗装機の構成について説明する。図１に示されるように、塗装機１は、塗装用ロボットのアーム２の先端に装着されている。塗装機本体３の正面には、塗装機本体３に内蔵されたエアモータ４ｂの管状回転軸４ａを介して、回転霧化頭４が回転可能に取り付けられている。なお、この回転霧化頭４には、図示しない高電圧発生器から高電圧が印加されるようになっている。即ち、塗装機１は、塗料を負に帯電し、自動車ボディなどの被塗装物をアースした状態で、塗装を行う静電塗装機である。
【００２２】
また、塗装機本体３の背面に設けられた装着部３ａには、塗料カートリッジ１０が着脱可能に取り付けられている。この塗料カートリッジ１０が備えるカートリッジ本体１１は、耐溶剤性の樹脂からなり、筒状本体部１１ａ、蓋部１１ｂ及びベース部１１ｃから構成されている。筒状本体部１１ａは、両端にて開口するとともに、上端部の開口部分が蓋部１１ｂによって塞がれているとともに、下端部の開口部分がベース部１１ｃによって塞がれている。ベース部１１ｃは、塗装機本体３の装着部３ａに接続可能な接続端面１１ｆ（外端面）を有している。
【００２３】
図１及び図２に示されるように、カートリッジ本体１１内には塗料バッグ１２が設けられている。塗料バッグ１２は、可撓性を有する樹脂製のバッグであり、変形可能となっている。塗料バッグ１２は、カートリッジ本体１１の内部領域を、塗料が充填される塗料室１３と、塗料を塗料室１３から押し出すための塗料押出液が給排される塗料押出液室１４とに区画しており、塗料と塗料押出液との接触を防止するようになっている。塗料バッグ１２は、一端側に開口部を有する袋状に形成されており、その内部が塗料室１３となる。また、塗料バッグ１２の開口端側にはスパウト１５が設けられており、このスパウト１５により塗料バッグ１２がベース部１１ｃに固定されている。スパウト１５は、塗料充填時及び塗料排出時に塗料が通過する通路を有している。ここで、本実施の形態で用いられる塗料は、導電性を有する静電塗装用水性塗料であり、本実施形態で用いられる塗料押出液は、絶縁性を有する有機溶剤などの油性透明液体である。
【００２４】
なお、塗料バッグ１２は、塗料押出液室１４内に塗料押出液が充填された際に変形して収縮する。これに伴い、塗料バッグ１２内（塗料室１３内）の塗料はカートリッジ本体１１の外部領域に押し出される。また、塗料バッグ１２は、内部（塗料室１３内）に塗料が充填された際に変形して膨張する。これに伴い、縮小された塗料押出液室１４内の塗料押出液は、カートリッジ本体１１の外部領域に押し出される。本実施形態において、塗料室１３（塗料バッグ１２）の最大容量は約５００ｃｃに設定され、塗料押出液室１４の最大容量は約１０００ｃｃに設定されている。
【００２５】
図２に示されるように、塗料カートリッジ１０は、塗料押出液室１４とカートリッジ本体１１の外部領域との間を連通しうる２系統の塗料押出液移動経路１８ａ，１８ｂを有している。一方の塗料押出液移動経路１８ａは、筒状本体部１１ａの内壁面近傍に配置され、他方の塗料押出液移動経路１８ｂは、塗料押出液移動経路１８ａに対し塗料バッグ１２を挟んで対向する内壁面近傍に配置されている。塗料押出液移動経路１８ａは、ベース部１１ｃの外周部を貫通する貫通孔１９ａと、同貫通孔１９ａ内に基端部が挿入される塗料押出液移動管２０とによって構成されている。塗料押出液移動管２０は、ベース部１１ｃの内端面１１ｇの外周部から塗料押出液室１４内に突出している。一方、塗料押出液移動経路１８ｂは、ベース部１１ｃを貫通する貫通孔１９ｂのみによって構成されるため、内端面１１ｇから塗料押出液室１４内に塗料押出液移動管２０などが突出していない。
【００２６】
各塗料押出液移動経路１８ａ，１８ｂは、塗料押出液室１４内にて開口する開口部２１ａ，２１ｂをそれぞれ有している。それぞれの開口部２１ａ，２１ｂは、前記接続端面１１ｆからの距離が互いに異なっている。具体的に言うと、接続端面１１ｆから遠い位置にある開口部２１ａ（即ち、塗料押出液移動経路１８ａを構成する塗料押出液移動管２０の先端開口部）は、前記蓋部１１ｂの中央部近傍に位置している。また、塗料押出液移動管２０の先端開口部２１ａは、前記塗料バッグ１２の上方にて開口しているため、塗料バッグ１２に塗料押出液移動管２０が引っ掛かることを防止できる。一方、接続端面１１ｆから近い位置にある開口部２１ｂ（即ち、塗料押出液移動経路１８ｂの開口部）は、カートリッジ本体１１の内端面１１ｇに位置している。
【００２７】
図１及び図２に示されるように、各塗料押出液移動経路１８ａ，１８ｂには、塗料押出液ストップ弁２２ａ，２２ｂがそれぞれ設けられている。各塗料押出液ストップ弁２２ａ，２２ｂは、ベース部１１ｃの接続端面１１ｆ側に開口する各ポート２３ａ，２３ｂ内に設けられている。各塗料押出液ストップ弁２２ａ，２２ｂは、塗装機１に取り付けられたときに各塗料押出液移動経路１８ａ，１８ｂを開状態とし、塗料押出液室１４とカートリッジ本体１１の外部領域との間を連通させる。また、各塗料押出液ストップ弁２２ａ，２２ｂは、塗装機１に取り付けられていないときに各塗料押出液移動経路１８ａ,１８ｂを閉状態とし、塗料押出液室１４とカートリッジ本体１１の外部領域との間の連通を遮断させる。
【００２８】
図２に示されるように、塗料カートリッジ１０には、塗料室１３とカートリッジ本体１１の外部領域との間を連通しうる２系統の塗料移動経路（充填用経路１７ａ及び排出用経路１７ｂ）を構成するフィードパイプ１６が設けられている。フィードパイプ１６は、ベース部１１ｃの内端面１１ｇにて突設されるとともにその内端面１１ｇに固定された塗料バッグ１２の塗料室１３内に挿入された状態で配置されている。フィードパイプ１６は、その基端側に２重構造部１６ａを有する中空状の袋支持体であり、その２重構造部１６ａがスパウト１５内に挿入された状態で固定されている。このフィードパイプ１６において、２重構造部１６ａの中心部が充填用経路１７ａを構成し、２重構造部１６ａの外周部が排出用経路１７ｂを構成している。つまり、充填用経路１７ａは断面円形状の通路であり、排出用経路１７ｂは断面円環状の通路であり、各経路１７ａ，１７ｂは同心円状（円の中心が重なるように）に設けられている。
【００２９】
また、ベース部１１ｃの接続端面１１ｆにおける略中央部分には、充填用ポート２５ａと排出用ポート２５ｂとが開口している。充填用ポート２５ａは、フィードパイプ１６の充填用経路１７ａを通して塗料室１３に連通している。また、排出用ポート２５ｂは、フィードパイプ１６の排出用経路１７ｂを通して塗料室１３に連通している。さらに、ベース部１１ｃにおける充填用ポート２５ａ及び排出用ポート２５ｂには、充填用経路１７ａ及び排出用経路１７ｂを開閉するための塗料ストップ弁２６ａ，２６ｂが設けられている。
【００３０】
フィードパイプ１６において、２重構造部１６ａよりも先端側の外周面には、その外周面の全体にわたって、充填用経路１７ａに連通する複数の噴出穴１６ｂが形成されるとともに、その先端部にも噴出穴１６ｂが形成されている。フィードパイプ１６の外周面に形成されている各噴出穴１６ｂは、先端部に位置するものほど仰角が大きくなっている。即ち、フィードパイプ１６において基端部寄りに形成されている噴出穴１６ｂは、図２では斜め下方向に洗浄液を吐出するようになっている。フィードパイプ１６において先端部寄りに形成されている噴出穴１６ｂは、図２では斜め上方向に洗浄液を吐出するようになっている。それらの中間に位置する噴出穴１６ｂは、図２ではほぼ水平方向に洗浄液を吐出するようになっている。また、フィードパイプ１６における２重構造部１６ａの上端側には、排出用経路１７ｂに連通する導入穴１６ｃが設けられている。この導入穴１６ｃは、塗料バッグ１２の開口端（スパウト１５）の近傍に設けられている。さらに、フィードパイプ１６の先端部は、同フィードパイプ１６の他の部分の外径よりも小さい小径部となっており、その小径部に、略円筒状をなす保護キャップ２８が装着されている。
【００３１】
図１に示されるように、フィードパイプ１６の充填用経路１７ａは、前記塗料ストップ弁２６ａ介して前記塗装機本体３内の塗料吐出通路５に連通している。塗料吐出通路５は、前記管状回転軸４ａを挿通しており、前記塗料室１３から押し出された塗料を前記回転霧化頭４に供給する通路である。また、塗料吐出通路５上には、塗料吐出通路５を連通または遮断するトリガバルブ７が設けられている。
【００３２】
一方、塗料押出液移動経路１８ａは、前記塗料押出液ストップ弁２２ａを介して塗装機本体３内の塗料押出液通路６に連通している。塗料押出液通路６は、前記塗装用ロボットのアーム２に沿って延びる配管９を介して前記塗料カートリッジ１０の塗料押出液室１４内に塗料押出液を供給する通路である。また、塗料押出液通路６上には、塗料押出液通路６を連通または遮断するトリガバルブ８が設けられている。なお、本実施形態のトリガバルブ７，８は、図示しないソレノイドにより作動する電磁弁である。
【００３３】
本実施の形態における塗料カートリッジ１０は、図３に示される塗料充填システム３０に取り付けられた状態で塗料バッグ１２の塗料室１３内に塗料が充填されるようになっている。塗料充填システム３０は、塗料充填装置３１、塗料押出液戻り配管３３、塗料押出液送り配管３４などを備えている。塗料充填装置３１は、塗料押出液戻り配管３３及び塗料押出液送り配管３４を介して塗料押出液貯留容器（図示略）に接続されている。塗料押出液貯留容器は、塗料押出液を溜めておくための容器である。
【００３４】
塗料充填装置３１にはカートリッジ取付部３５が設けられ、カートリッジ取付部３５の上面には塗料カートリッジ１０が前記接続端面１１ｆを下向きにして着脱可能に取り付けられる。この塗料カートリッジ１０の取付時において塗料押出液ストップ弁２２ａ，２２ｂは開状態となる。このため、塗料充填装置３１は、前記充填用経路１７ａを介して前記塗料室１３内に塗料を充填することができる。
【００３５】
カートリッジ取付部３５の下面には、エア供給バルブ３６ａ、洗浄用バルブ３６ｂ、及び複数のカラーバルブ３６ｃを有する塗料マニホールド３７が取り付けられている。塗料マニホールド３７内には、カラーバルブ３６ｃを開状態に切り替えた際に、塗料タンク３８内に溜められた塗料Ｐ１を塗料室１３内に導く塗料充填経路３７ａが設けられている。また、本実施の形態の塗料充填経路３７ａには、エア供給バルブ３６ａを開状態に切り替えた際にエア供給源３９から洗浄エアＡ１が供給されるとともに、洗浄用バルブ３６ｂを開状態に切り替えた際に洗浄液貯蔵タンク４０から洗浄液Ｗ１（例えばシンナー）が供給されるようになっている。さらに、カートリッジ取付部３５の下面には、開状態に切り替えられた際に塗料Ｐ１や洗浄液Ｗ１などを排出する排出バルブ４１が取り付けられている。
【００３６】
そして、カートリッジ取付部３５内には、塗料室１３内の塗料を排出バルブ４１を介して外部に排出する塗料排出経路４２が設けられている。この塗料排出経路４２は、塗料カートリッジ１０の排出用ポート２５ｂに設けられている塗料ストップ弁２６ｂに接続されている。また、塗料カートリッジ１０の充填用ポート２５ａに接続する塗料充填経路３７ａ上には、トリガバルブ４３が設けられている。なお、本実施形態のエア供給バルブ３６ａ、洗浄用バルブ３６ｂ、カラーバルブ３６ｃ、排出バルブ４１及びトリガバルブ４３は、図示しないソレノイドにより作動する電磁弁である。
【００３７】
前記塗料押出液送り配管３３上には、塗料押出液送り配管３３を開状態または閉状態に切り替える液体供給バルブ４４が設けられている。液体供給バルブ４４は、開状態に切り替えられた際に、塗料押出液送り配管３３及びカートリッジ取付部３５を介して前記塗料押出液室１４に塗料押出液Ｗ２を充填可能とするようになっている。なお、本実施形態の液体供給バルブ４４は、図示しないソレノイドにより作動する電磁弁である。
【００３８】
また、前記塗料押出液戻り配管３４上には、塗料押出液戻り配管３４を開状態または閉状態に切り替える液体排出バルブ４５が設けられている。液体排出バルブ４５は、開状態に切り替えられた際に、塗料押出液室１４内の塗料押出液Ｗ２を排出可能とするようになっている。なお、本実施形態の液体排出バルブ４５は、図示しないソレノイドにより作動する電磁弁である。
【００３９】
本実施の形態の塗料充填システム３０は、従来周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力回路等からなるパーソナルコンピュータを主体とした制御装置（図示略）を備えている。制御装置は、エア供給バルブ３６ａ、洗浄用バルブ３６ｂ、カラーバルブ３６ｃ、排出バルブ４１、トリガバルブ４３、液体供給バルブ４４、及び液体排出バルブ４５等と電気的に接続されており、各種の駆動信号によってそれらを制御する。
【００４０】
次に、上記実施の形態の塗料充填システム３０を用いて塗料カートリッジ１０に塗料Ｐ１を充填する充填方法を説明する。なおここでは、自動車ボディの色替え塗装を行うために前回充填された塗料とは異なる色の塗料を塗料カートリッジ１０に充填する場合について説明する。
【００４１】
先ず、塗装機１から塗料カートリッジ１０が取り外された後、そのカートリッジ１０が塗料充填装置３１のカートリッジ取付部３５に取り付けられる。このとき、排出用ポート２５ｂの塗料ストップ弁２６ｂが開状態とされるとともに、塗料押出液移動経路１８ａ，１８ｂの塗料押出液ストップ弁２２ａ，２２ｂが開状態とされる。さらに、塗料押出液送り配管３３上の液体供給バルブ４４が開状態とされるとともに、排出バルブ４１が開状態とされる。一方、塗料押出液戻り配管３４上の液体排出バルブ４５と塗料充填経路３７ａ上のトリガバルブ４３とは閉状態とされる。そして、塗料押出液貯留容器（図示略）に溜められた塗料押出液Ｗ２が塗料押出液送り配管３３、塗料押出液移動経路１８ａを介して塗料押出液室１４に供給される。これにより、塗料バッグ１２が収縮することで塗料室１３に残存している塗料が押し出され、フィードパイプ１６の排出用経路１７ｂ、ベース部１１ｃの排出用ポート２５ｂ、カートリッジ取付部３５の塗料排出経路４２、及び排出バルブ４１を介して塗料が排出される。この塗料の排出が完了した時点で、液体供給バルブ４４が閉状態とされ、液体排出バルブ４５が開状態とされる。
【００４２】
さらに、塗料ストップ弁２６ａ及びトリガバルブ４３が開状態とされた後、塗料充填装置３１のエア供給バルブ３６ａ及び洗浄用バルブ３６ｂが交互に開閉されることにより、洗浄エアＡ１と洗浄液Ｗ１とが塗料充填経路３７ａ、ベース部１１ｃの充填用ポート２５ａを介してフィードパイプ１６の充填用経路１７ａに供給され、フィードパイプ１６の各噴出穴１６ｂから塗料室１３内に洗浄液Ｗ１及び洗浄エアＡ１が噴射される。この洗浄液Ｗ１及び洗浄エアＡ１によって、塗料室１３内に残存する塗料が洗浄され除去される。またこのとき、塗料室１３内を洗浄した洗浄液Ｗ１や洗浄エアＡ１は、フィードパイプ１６の導入穴１６ｃから排出用経路１７ｂに導入され、ベース部１１ｃの排出用ポート２５ｂ、塗料排出経路４２、及び排出バルブ４１を通して排出される。
【００４３】
そして、エア供給バルブ３６ａ及び洗浄用バルブ３６ｂを閉状態にして、塗料カートリッジ１０の塗料バッグ１２（塗料室１３）内の洗浄処理を終了する。その後、所定のカラーバルブ３６ｃが開状態とされると、塗料タンク３８内の塗料Ｐ１が塗料充填経路３７ａやフィードパイプ１６の充填用経路１７ａ等を介して塗料バッグ１２内の塗料室１３に充填される。このとき、塗料バッグ１２が膨張するのに伴い、塗料押出液室１４が収縮される。このため、塗料押出液室１４内の塗料押出液Ｗ２は、塗料押出液移動経路１８ｂや塗料押出液戻り配管３４等を介して塗料押出液貯留容器（図示略）に戻される。
【００４４】
その後、塗料バッグ１２内への塗料Ｐ１の充填が終了すると、塗料カートリッジ１０は、塗料充填装置３１のカートリッジ取付部３５から取り外されて塗装機１に取り付けられる。そして、アーム２内の配管９や塗装機本体３内の塗料押出液通路６を介して塗料カートリッジ１０の塗料押出液室１４内に塗料押出液Ｗ２が供給されると、塗料バッグ１２が収縮する。その結果、塗料バッグ１２内の塗料Ｐ１は、トリガバルブ７などを介して回転霧化頭４より吐出され、塗装が実施される。
【００４５】
従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００４６】
（１）本実施の形態の塗料カートリッジ１０では、充填用ポート２５ａと塗料室１３との間を連通する充填用経路１７ａと、排出用ポート２５ｂと塗料室１３とを連通する排出用経路１７ｂとの２系統の経路がフィードパイプ１６とベース部１１ｃとに設けられている。従って、塗料バッグ１２内の塗料室１３に充填用ポート２５ａから充填用経路１７ａを通して洗浄液Ｗ１が充填されるとともに、塗料室１３内の洗浄液Ｗ１が排出用経路１７ｂを通して排出用ポート２５ｂから排出される。つまり、同じ経路を辿ることなく一方通行で洗浄液Ｗ１が流れることになる。しかも、充填用経路１７ａと排出用経路１７ｂとが互いに独立して設けられているため、塗料室１３に流入してくる洗浄液Ｗ１と塗料室１３から排出される洗浄液Ｗ１とが混じり合わない。よって、従来技術とは異なり、洗浄液Ｗ１の充填及び排出を交互に行う必要がなくなり、洗浄液Ｗ１の充填及び排出を同時に行うことができる。そしてこの構造であると、塗料室１３内において洗浄液Ｗ１を流動させることができるため、塗料室１３内を短時間で効率よく洗浄することができ、洗浄液Ｗ１の使用量を低減することができる。また、本発明の塗料カートリッジ１０を用いれば、１つのカートリッジ１０で複数色の色替え塗装を行うことができるため、塗料充填装置３１等を含む移載装置の小型化を図ることができる。
【００４７】
（２）本実施の形態の塗料カートリッジ１０では、フィードパイプ１６が塗料室１３の中央部近くに配置され、そのフィードパイプ１６の基端側の２重構造部１６ａにおいて充填用経路１７ａの外周部に排出用経路１７ｂが設けられている。このようにすると、塗料室１３内において洗浄液Ｗ１を効率よく流動させることができ、洗浄効率を高めることができる。またこの場合、充填用経路１７ａと排出用経路１７ｂとを別々の箇所に設ける場合と比較して、少ないスペースで各流路１７ａ，１７ｂを設けることができ、ベース部１１ｃの大型化を回避することができる。
【００４８】
（３）本実施の形態の場合、フィードパイプ１６の２重構造部１６ａよりも先端側の外周面には、複数の噴出穴１６ｂが形成されている。また、複数の噴出穴１６ｂは、フィードパイプ１６の先端部に位置するものほど仰角が大きくなっている。このようにすると、フィードパイプ１６の各噴出穴１６ｂから異なる角度で洗浄液Ｗ１が噴出されるため、塗料室１３全体に洗浄液Ｗ１を拡散させることができる。さらに、フィードパイプ１６の基端側（２重構造部１６ａの上端側）に導入穴１６ｃが設けられており、その導入穴１６ｃから洗浄液Ｗ１が排出されるので、塗料室１３内における洗浄液Ｗ１の流動性をより高めることができる。
【００４９】
（４）本実施の形態の場合、フィードパイプ１６の充填用経路１７ａを介して塗料室１３内に洗浄液Ｗ１と洗浄エアＡ１とが交互に供給されるので、少量の洗浄液Ｗ１にて塗料室１３を効率よく洗浄することができる。因みに、図５に示す従来の塗料カートリッジ１００では、塗料室１０２を洗浄するのに２リットル程度の洗浄液Ｗ１が必要であったが、本実施の形態では、０．３リットルの洗浄液Ｗ１で効率的に塗料室１３を洗浄することができる。
【００５０】
なお、本発明の実施の形態は以下のように変更してもよい。
【００５１】
・上記実施の形態では、フィードパイプ１６はその基端側に２重構造部１６ａを有し、２重構造部１６ａの中央部が充填用経路１７ａを構成し、外周部が排出用経路１７ｂを構成するものであったが、これに限定されるものではない。例えば、充填用経路及び排出用経路を構成するフィードパイプを別々に形成し、それらフィードパイプを左右に分けて配置する構成としてもよい。
【００５２】
また、充填用経路１７ａ及び排出用経路１７ｂを構成する２重構造部１６ａをフィードパイプ１６に形成するものであったが、袋支持体として機能するスパウト１５とフィードパイプ１６とによって２重構造部を構成してもよい。
【００５３】
・上記実施の形態の塗料カートリッジ１０では、２系統の塗料押出液移動経路１８ａ，１８ｂを有する構成であったが、これに限定されるものではなく、１系統の塗料押出液移動経路のみの構成に変更してもよい。
【００５４】
・上記実施の形態では、フィードパイプ１６の先端部に保護キャップ２８を設けるものであったが、塗料バッグ１２の強度が十分に保てる場合には、保護キャップ２８を省略してもよい。
【００５５】
・上記実施の形態の塗料カートリッジ１０では、塗料バッグ１２内にはフィードパイプ１６のみが挿入される構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、図４に示される塗料カートリッジ１０Ａのように、フィードパイプ１６に加えて、液体の流れを促すための液体流入材５１を設けてもよい。この液体流入材５１は、フィードパイプ１６の外周面から張り出しており、フィードパイプ１６と垂直に交わる方向に延設されている。このように液体流入材５１を設けることにより、塗料バッグ１２の洗浄時において、塗料室１３内における洗浄液Ｗ１の流動性が向上するため、洗浄効率をより高めることができる。
【００５６】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００５７】
（１）手段１乃至３のいずれかにおいて、前記塗料は、静電塗装を行うための静電塗装用塗料であることを特徴とする塗料カートリッジ。
【００５８】
（２）手段１乃至３のいずれかにおいて、前記塗料バッグの内部に液体の流れを促す液体流入材を設けたことを特徴とする塗料カートリッジ。
【００５９】
（３）技術的思想（２）において、前記液体流入材は前記袋支持体の外周面から張り出していることを特徴とする塗料カートリッジ。
【００６０】
（４）手段３において、複数の噴出穴は、前記袋支持体の先端部に位置するものほど仰角が大きくなっていることを特徴とする塗料カートリッジ。
【００６１】
（５）技術的思想（４）において、前記噴出穴は、前記袋支持体の先端部にも形成されていることを特徴とする塗料カートリッジ。
【００６２】
（６）手段４において、前記充填用経路を介して前記塗料室に前記洗浄液と洗浄エアとを交互に供給するようにしたことを特徴とする塗料カートリッジの洗浄方法。
【符号の説明】
【００６３】
１…塗装機
１０,１０Ａ…塗料カートリッジ
１１…カートリッジ本体
１１ａ…筒状本体部
１１ｃ…ベース部
１１ｆ…外端面としての接続端面
１１ｇ…内端面
１２…塗料バッグ
１３…塗料室
１４…塗料押出液室
１６…袋支持体としてのフィードパイプ
１６ａ…２重構造部
１６ｂ…噴出穴
１７ａ…充填用経路
１７ｂ…排出用経路
２５ａ…充填用ポート
２５ｂ…排出用ポート
３１…塗料充填装置
Ｐ１…塗料
Ｗ１…洗浄液
Ｗ２…塗料押出液
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗料充填装置または塗装機に着脱可能に取り付けられるカートリッジ本体と、
前記カートリッジ本体内にて変形可能に設けられ、そのカートリッジ本体の内部領域を、塗料が充填される塗料室及び前記塗料を前記塗料室から押し出すための塗料押出液が給排される塗料押出液室に区画する塗料バッグと
を備えた塗料カートリッジにおいて、
前記カートリッジ本体は、前記塗料バッグを収納する筒状本体部と、前記筒状本体部の下端部を塞ぐとともに前記塗料充填装置または前記塗装機に対して着脱可能な外端面を有するベース部と、前記ベース部の内端面にて突設されるとともに前記内端面に固定された前記塗料バッグの塗料室内に挿入された状態で配置されている袋支持体とを備え、
前記ベース部及び前記袋支持体には、前記ベース部の前記外端面にて開口する充填用ポートと前記塗料室との間を連通する充填用経路と、前記ベース部の前記外端面にて開口する排出用ポートと前記塗料室とを連通する排出用経路とが互いに独立して設けられている
ことを特徴とする塗料カートリッジ。
【請求項２】
前記袋支持体はその基端側に２重構造部を有する中空状であり、前記充填用経路が前記袋支持体における前記２重構造部の中心部に設けられ、前記排出用経路が前記２重構造部の外周部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の塗料カートリッジ。
【請求項３】
前記袋支持体において前記２重構造部よりも先端側の外周面には、複数の噴出穴が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の塗料カートリッジ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の塗料カートリッジの洗浄方法であって、前記充填用経路を通じて洗浄液を前記塗装室内に供給するのと同時に、前記排出用経路を通じて前記洗浄液を前記塗装室内から排出することを特徴とする塗料カートリッジの洗浄方法。
【請求項１】
塗料充填装置または塗装機に着脱可能に取り付けられるカートリッジ本体と、
前記カートリッジ本体内にて変形可能に設けられ、そのカートリッジ本体の内部領域を、塗料が充填される塗料室及び前記塗料を前記塗料室から押し出すための塗料押出液が給排される塗料押出液室に区画する塗料バッグと
を備えた塗料カートリッジにおいて、
前記カートリッジ本体は、前記塗料バッグを収納する筒状本体部と、前記筒状本体部の下端部を塞ぐとともに前記塗料充填装置または前記塗装機に対して着脱可能な外端面を有するベース部と、前記ベース部の内端面にて突設されるとともに前記内端面に固定された前記塗料バッグの塗料室内に挿入された状態で配置されている袋支持体とを備え、
前記ベース部及び前記袋支持体には、前記ベース部の前記外端面にて開口する充填用ポートと前記塗料室との間を連通する充填用経路と、前記ベース部の前記外端面にて開口する排出用ポートと前記塗料室とを連通する排出用経路とが互いに独立して設けられている
ことを特徴とする塗料カートリッジ。
【請求項２】
前記袋支持体はその基端側に２重構造部を有する中空状であり、前記充填用経路が前記袋支持体における前記２重構造部の中心部に設けられ、前記排出用経路が前記２重構造部の外周部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の塗料カートリッジ。
【請求項３】
前記袋支持体において前記２重構造部よりも先端側の外周面には、複数の噴出穴が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の塗料カートリッジ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の塗料カートリッジの洗浄方法であって、前記充填用経路を通じて洗浄液を前記塗装室内に供給するのと同時に、前記排出用経路を通じて前記洗浄液を前記塗装室内から排出することを特徴とする塗料カートリッジの洗浄方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−２６４３５０（Ｐ２０１０−２６４３５０Ａ）
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１６０７４（Ｐ２００９−１１６０７４）
【出願日】平成２１年５月１３日（２００９．５．１３）
【出願人】（０００１１０３４３）トリニティ工業株式会社 (147)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１３日（２００９．５．１３）
【出願人】（０００１１０３４３）トリニティ工業株式会社 (147)
【Ｆターム（参考）】
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