塗料充填装置
【課題】廃棄される塗料を少なくして効率よく塗料の充填を行うことができる塗料充填装置を提供すること。
【解決手段】塗料充填装置２の装置本体１３は、複数色の塗料ごとに設けられた複数の塗料経路１１が連通される共通経路１２を有する。装置本体１３の一端には、共通経路１２の下流側端と連通可能な状態で接続部１６が設けられており、接続部１６に塗料カートリッジ１５が装着される。装置本体１３において複数の塗料経路１１と共通経路１２との連通部分に複数の塗料供給バルブ１８が配置される。共通経路１２の途中には、経路を遮断及び連通するゲートバルブ４８が設けられる。共通経路１２において、ゲートバルブ４８の上流側に複数の塗料供給バルブ１８のうちの一部が配置され、ゲートバルブ４８の下流側に複数の塗料供給バルブ１８のうちの残りのものが配置される。
【解決手段】塗料充填装置２の装置本体１３は、複数色の塗料ごとに設けられた複数の塗料経路１１が連通される共通経路１２を有する。装置本体１３の一端には、共通経路１２の下流側端と連通可能な状態で接続部１６が設けられており、接続部１６に塗料カートリッジ１５が装着される。装置本体１３において複数の塗料経路１１と共通経路１２との連通部分に複数の塗料供給バルブ１８が配置される。共通経路１２の途中には、経路を遮断及び連通するゲートバルブ４８が設けられる。共通経路１２において、ゲートバルブ４８の上流側に複数の塗料供給バルブ１８のうちの一部が配置され、ゲートバルブ４８の下流側に複数の塗料供給バルブ１８のうちの残りのものが配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗料カートリッジに塗料を充填する塗料充填装置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。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塗装を行うようにした塗装機が実用化されている。
【０００３】
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を備えた塗料カートリッジを塗装機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）。
【０００４】
また、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場合、自動車ボディの塗装色に応じた塗料カートリッジが静電塗装機に装着される。そして、塗装終了後に塗料が空となった塗料カートリッジは、図３のような塗料充填装置１００に装着され、塗料が充填されるようになっている。
【０００５】
塗料充填装置１００は、複数色の塗料ごとに設けられた複数の塗料経路１１が連通される共通経路１２を有する装置本体１３と、装置本体１３の上端に設けられ、塗料カートリッジ１５が装着される接続部１６と、複数の塗料経路１１と共通経路１２との連通部分に設けられる複数の塗料供給バルブ１８とを備えている。装置本体１３は、複数のバルブユニット３１〜３５を多段状に積層配置した構造となっており、最上段のバルブユニット３５には、塗料押出液を供給・排出するための押出液バルブ３８が設けられている。また、最上段のバルブユニット３５に塗料カートリッジ１５の接続部１６が設けられている。
【０００６】
この塗料充填装置１００において、複数の塗料供給バルブ１８のうちのいずれかのバルブ１８を開放すると、そのバルブ１８に対応した所定色の塗料が共通経路１２に流れて、接続部１６を介して塗料カートリッジ１５の塗料バッグ２０に充填される。またこのとき、塗料カートリッジ１５からの塗料押出液が押出液バルブ３８を介して装置外部に排出される。
【０００７】
さらに、装置本体１３において、共通経路１２の端部（図３では下端部）に洗浄剤を供給するための洗浄剤供給バルブ４０が設けられている。そして、塗料カートリッジ１５に充填する塗料の色替え時には、その洗浄剤供給バルブ４０を介して洗浄剤が共通経路１２に供給される。この洗浄剤によって共通経路１２に残存する塗料が洗い流され、塗料排出経路５１を通じて装置外部に排出されることで、塗料充填ごとに塗料が混ざらないようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【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】
【０００９】
ところが、上述した従来の塗料充填装置１００において、共通経路１２はその容積が比較的少なくなるよう形成されているが、塗料の色替えを頻繁に行う場合では、色替えごとに共通経路１２内の塗料が廃棄されるため、その廃棄ロスが問題となる。具体的には、自動車ボディの塗装ラインでは、例えば、２０色程度の塗料を用いた色替え塗装が頻繁に行われる。そして、その塗装ラインで用いられる塗料充填装置１００においては、塗装色に応じた複数の塗料供給バルブ１８が設けられ、共通経路１２の長さも長くなる。この場合、共通経路１２に残った塗料が塗料の色替えごとに廃棄されるため、その塗料の廃棄ロスが多くなってしまう。特に、生産台数の多い塗装ラインでは、塗料の廃棄量が多くなり、コスト低減の障害となってしまう。
【００１０】
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、廃棄される塗料を少なくして効率よく塗料の充填を行うことができる塗料充填装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、手段１に記載の発明は、複数色の塗料ごとに設けられた複数の塗料経路が連通される共通経路を有する装置本体と、前記装置本体の一端に設けられ、前記共通経路の下流側端と連通可能な状態で塗料カートリッジが装着される接続部と、前記装置本体において前記複数の塗料経路と前記共通経路との連通部分にそれぞれ介在して配置された複数の塗料供給バルブとを備え、前記複数の塗料供給バルブのうちのいずれかを開放して所定色の塗料を供給し、前記共通経路を介して前記塗料カートリッジ内に前記塗料を充填するとともに、前記塗料の色替え時に、前記共通経路の上流側端に洗浄剤を供給して前記共通経路内に残存する塗料を洗い流すように構成された塗料充填装置であって、前記共通経路をその途上で遮断及び連通するゲートバルブを設け、前記共通経路において前記ゲートバルブの上流側に前記複数の塗料供給バルブのうちの一部を配置し、前記共通経路において前記ゲートバルブの下流側に前記複数の塗料供給バルブのうちの残りのものを配置したことを特徴とする塗料充填装置をその要旨とする。
【００１２】
従って、手段１に記載の発明によると、ゲートバルブの上流側に配置された塗料供給バルブを開放して塗料を供給する際には、ゲートバルブによって共通経路が連通されてその共通経路を介して塗料カートリッジ内に塗料が充填される。また、ゲートバルブの下流側に配置された塗料供給バルブを開放して塗料を供給する際には、ゲートバルブによって共通経路が上流側と下流側とで遮断され、下流側の共通経路を介して塗料カートリッジ内に塗料が充填される。この場合、塗料が供給される共通経路が短くなり、その容量を少なくすることできる。このため、塗料の色替え時において、共通経路内に残存する塗料が少なくなり、廃棄される塗料の量を低減することができる。
【００１３】
手段２に記載の発明は、手段１において、前記ゲートバルブの下流側には、使用頻度が高い高頻度色用の塗料供給バルブが配置され、前記ゲートバルブの上流側には、高頻度色よりも使用頻度が低い低頻度色用の塗料供給バルブが配置されていることをその要旨とする。
【００１４】
手段２に記載の発明によると、使用頻度が低い低頻度色の塗料を塗料カートリッジ内に充填する際には、ゲートバルブによって共通経路が連通され、その上流側から共通経路全体に塗料が供給される。一方、高頻度色の塗料を塗料カートリッジ内に充填する際には、ゲートバルブによって共通経路が遮断され、下流側の共通経路のみに塗料が供給される。このため、高頻度色の塗料充填時には、その塗料が供給される共通経路を短くすることができる。この場合、低頻度色の塗料については、廃棄量は従来と同程度であるが、高頻度色の塗料については、廃棄量を確実に低減することができる。従って、廃棄される塗料を効率よく低減することができる。
【００１５】
手段３に記載の発明は、手段１または２において、前記装置本体は、前記複数の塗料供給バルブと前記共通経路の一部とが設けられた塗料バルブユニットを多段状に複数積層配置することにより、複数の塗料バルブユニットの積層方向に沿って延びる前記共通経路が形成されたものであり、前記装置本体において最上段の前記塗料バルブユニットに、前記接続部及び前記ゲートバルブが設けられていることをその要旨とする。
【００１６】
手段３に記載の発明によると、塗料バルブユニットを多段状に複数積層配置することにより、装置本体をコンパクトに形成することができ、その装置本体に形成される共通経路も短くすることができる。また、塗料カートリッジの接続部が設けられる最上段の塗料バルブユニットにゲートバルブが設けられているので、ゲートバルブによって遮断される共通経路の下流側の長さを短くすることができる。この結果、廃棄される塗料の低減効果をより高めることができる。
【００１７】
手段４に記載の発明は、手段３において、前記塗料カートリッジは、塗料押出液の注入によって塗料バッグ内の塗料を押出すように構成されたものであり、塗料押出液用経路を開閉する押出液バルブが設けられる開閉バルブユニットが、前記最上段の塗料バルブユニットと２段目の塗料バルブユニットとの間に配置されていることをその要旨とする。
【００１８】
従って、手段４に記載の発明によると、押出液バルブが設けられる開閉バルブユニットが、従来技術のように装置本体の最上段に設けられるのではなく、最上段の塗料バルブユニットと２段目の塗料バルブユニットとの間に設けられている。この場合、ゲートバルブの位置よりも上流側に開閉バルブユニットが配置されることとなる。これにより、ゲートバルブよりも下流側の共通経路を短くすることができ、廃棄される塗料を確実に低減することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上詳述したように、手段１〜４に記載の発明によると、廃棄される塗料を少なくして効率よく塗料の充填を行うことができる塗料充填装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】一実施の形態の塗料充填システムを示す概略構成図。
【図２】一実施の形態の塗料充填装置を示す分解斜視図。
【図３】従来の塗料充填装置を示す概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
図１に示されるように、本実施の形態の塗料充填システム１は、塗料充填装置２と、塗料充填装置２に設けられた各バルブを作動させるためのエアを供給するエア供給装置３と、そのエア供給装置３を制御する制御盤４とを備えており、例えば、自動車ボディを塗装する塗装ラインに用いられる。
【００２３】
塗料充填装置２は、複数色（本実施の形態では、２１色）の塗料ごとに設けられた複数の塗料経路１１が連通される共通経路１２を有する装置本体１３と、装置本体１３の一端（図１では上端）に設けられ、共通経路１２の下流側端と連通可能な状態で塗料カートリッジ１５が装着される接続部１６とを備える。また、装置本体１３において、複数の塗料経路１１と共通経路１２との連通部分のそれぞれに介在するよう複数の塗料供給バルブ１８が配置されている。
【００２４】
塗料カートリッジ１５は筒状に形成されており、そのカートリッジ１５内には塗料バッグ２０が設けられている。塗料バッグ２０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２０は、塗料カートリッジ１５の内部領域を、塗料が充填される塗料室２１と、塗料を塗料室２１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２２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。なお、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。また、塗料室２１の最大容量は約５００ｃｃに設定され、塗料押出液室２２の最大容量は約１０００ｃｃに設定されている。
【００２５】
図１及び図２に示されるように、本実施の形態の装置本体１３は、４つの塗料バルブユニット３１，３２，３３，３４と、１つの開閉バルブユニット３５とを多段状に積層配置することによって構成されている。この装置本体１３の中央部において、各バルブユニット３１〜３５の積層方向に沿って延びるように共通経路１２が形成されている。塗料バルブユニット３１〜３４は六角板状に形成されており、それら塗料バルブユニット３１〜３４には、各辺に対応して複数の塗料供給バルブ１８が設けられるとともに、ユニット中央部に共通経路１２の一部が形成されている。
【００２６】
装置本体１３において、最上段の塗料バルブユニット３１には、塗料カートリッジ１５の接続部１６として、共通経路１２に連通する塗料接続口１６ａと塗料押出液用経路３７に連通する押出液接続口１６ｂとが設けられている。また、最上段の塗料バルブユニット３１と２段目の塗料バルブユニット３２との間に、四角板状に形成された開閉バルブユニット３５が配置されている。この開閉バルブユニット３５には、塗料押出液用経路３７と、その経路３７を開閉する押出液バルブ３８とが設けられている。塗料押出液用経路３７は、押出液バルブ３８を介して装置外部の塗料押出液貯留タンク３９に接続されている。
【００２７】
２段目及び３段目の塗料バルブユニット３２，３３には、６つの塗料供給バルブ１８が設けられている。また、最下段となる４段目の塗料バルブユニット３４には、５つの塗料供給バルブ１８と１つの洗浄剤供給バルブ４０とが設けられている。洗浄剤供給バルブ４０は、共通経路１２の上流側端から洗浄剤を供給するためのバルブであり、洗浄剤供給経路４１や供給ホース４２を介して洗浄剤供給タンク４３に接続されている。
【００２８】
最上段の塗料バルブユニット３１には、４つの塗料供給バルブ１８と、トリガバルブ４５と、ダンプバルブ４６と、ダンプセンサ４７と、カラーゲートバルブ４８とが設けられている。また、最上段の塗料バルブユニット３１には、共通経路１２の一部と塗料押出液用経路３７とに加えて、塗料排出経路５１が設けられている。塗料排出経路５１は、共通経路１２の下流側端に接続しており、その接続部分にトリガバルブ４５が設けられている。トリガバルブ４５は、共通経路１２における下流側端と接続部１６とを連通または遮断する。トリガバルブ４５は、スプリング４５ａと、スプリング４５ａの下端に接続された弁体４５ｂと、弁体４５ｂによって開閉される貫通穴を有する円環状の流路部材４５ｃと、スプリング４５ａのばね力に抗して弁体４５ｂを上方に押圧する流体圧アクチュエータ４５ｄとを備える。通常、流体圧アクチュエータ４５ｄにはパイロットエアの供給が止められている。このとき、流体圧アクチュエータ４５ｄのロッド部が退避状態となり、スプリング４５ａのばね力により弁体４５ｂが下方に押し下げられる。その結果、弁体４５ｂによって流路部材４５ｃの貫通穴が塞がれて接続部１６へ通じる経路が遮断され、共通経路１２の塗料は塗料排出経路５１に流れる。一方、パイロットエアを供給すると、流体圧アクチュエータ４５ｄのロッド部が突出状態となり、弁体４５ｂが接続部１６側に上動する。このとき、流路部材４５ｃの貫通穴が開放されることで共通経路１２と接続部１６とが連通され、塗料が接続部１６側に流れるようになる。
【００２９】
また、塗料排出経路５１の途中にダンプバルブ４６とダンプセンサ４７とが配置されている。ダンプセンサ４７は、塗料排出経路５１に残存する塗料の有無を検出するためのセンサである。このダンプセンサ４７の検知信号は制御盤４に取り込まれるようになっている。ダンプバルブ４６は、共通経路１２に残存する塗料を洗浄剤とともに塗料排出経路５１を介して排出するための排出用バルブである。
【００３０】
カラーゲートバルブ４８は、共通経路１２をその途中で遮断及び連通するゲートバルブであり、塗料バルブユニット３１において、各塗料経路１１と共通経路１２との連通部分よりも上流側（図１では下側）の位置に配置されている。
【００３１】
本実施の形態の装置本体１３において、最上段の塗料バルブユニット３１に設けられる塗料供給バルブ１８は、使用頻度が高い高頻度色用のバルブであり、カラーゲートバルブ４８の下流側に配置されている。また、２段目以降の塗料バルブユニット３２〜３４に設けられる塗料供給バルブ１８は、高頻度色よりも使用頻度が低い低頻度色用のバルブであり、カラーゲートバルブ４８の上流側に配置されている。なお、自動車ボディの塗装に使用される高頻度色とは、例えば白、黒、赤、シルバーである。また、全色（２１色）に対する高頻度色（４色）の使用割合は、８０％程度となっている。
【００３２】
図２に示されるように、塗料バルブユニット３１〜３４の各辺に対応する側面には、塗料経路１１に連通する塗料供給ポート５３が設けられている。塗料バルブユニット３１〜３４の各塗料供給ポート５３は、塗料ホース５４を介して塗料供給タンク５５にそれぞれ接続されている。
【００３３】
また、塗料バルブユニット３１〜３４の各辺に対応する側面には、塗料供給バルブ１８に接続されるエア供給ポート５７が設けられている。塗料バルブユニット３１〜３４の各エア供給ポート５７は、エアホース５８を介してエア供給装置３に接続されている。このエア供給装置３から供給されるパイロットエアによって複数の塗料供給バルブ１８のうちのいずれか１つが作動する。そして、塗料供給バルブ１８によって塗料経路１１が開放され、塗料経路１１が共通経路１２に連通する。これにより、塗料供給タンク５５からの所定色の塗料が塗料経路１１を介して共通経路１２に供給され、共通経路１２の下流側端にある塗料接続口１６ａを介して塗料カートリッジ１５に塗料が充填される。
【００３４】
本実施の形態では、押出液バルブ３８、洗浄剤供給バルブ４０、トリガバルブ４５、ダンプバルブ４６、及びカラーゲートバルブ４８も塗料供給バルブ１８と同様のエアバルブであり、エア供給装置３からエアホース５８を介して供給されるエアによって各経路を連通または遮断するように動作する。
【００３５】
エア供給装置３には、エアポンプなどのエア供給源６０がエアホース６１を介して接続されており、エア供給源６０から一次エアが供給される。また、エア供給装置３は、信号線６２を介して制御盤４に接続されており、制御盤４から出力される制御信号に基づいて電磁弁（図示略）を駆動し、エアの供給経路を切り替える。これによって、各バルブ１８,３８，４０，４５，４６，４８を作動させるためのエアを出力して、塗料充填装置２を駆動する。なお、制御盤４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力装置等からなる周知のマイクロコンピュータを中心に構成されており、塗料充填システム１を統括的に制御する。
【００３６】
次に、上記実施の形態の塗料充填システム１を用いて塗料カートリッジ１５に塗料を充填する充填方法を説明する。
【００３７】
先ず、高頻度色の塗料を塗料カートリッジ１５に充填する場合について説明する。具体的には、高頻度色用の塗料カートリッジ１５を塗料充填装置２の接続部１６に装着する。このとき、制御盤４は、エア供給装置３からトリガバルブ４５にパイロットエアを供給し、トリガバルブ４５によって共通経路１２と接続部１６とを連通させるとともに、ダンプバルブ４６へのパイロットエアの供給を停止することでそのダンプバルブ４６によって塗料排出経路５１を遮断する。そして、制御盤４は、エア供給装置３から押出液バルブ３８にパイロットエアを供給し、押出液バルブ３８を作動させることで、塗料押出液用経路３７を開放し、塗料カートリッジ１５内の塗料押出液を排出可能な状態とする。さらに、カラーゲートバルブ４８を閉じることによって、共通経路１２を上流側と下流側とで分断する。この後、制御盤４は、充填すべき高頻度色用の塗料供給バルブ１８に対してエア供給装置３からパイロットエアを供給し、その高頻度色用の塗料経路１１と共通経路１２とを連通させる。これによって、塗料供給タンク５５の塗料が塗料経路１１を介して共通経路１２の下流側に供給され、その共通経路１２を介して塗料接続口１６ａから塗料カートリッジ１５の塗料バッグ２０内に塗料が充填される。なおこの塗料充填時には、共通経路１２において、カラーゲートバルブ４８で遮断されている上流側（図１では下側）の経路には高頻度色の塗料は流れ込まない。
【００３８】
またこのとき、塗料バッグ２０は、内部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２２内の塗料押出液は、塗料カートリッジ１５から押し出される。そして、その塗料押出液は、押出液接続口１６ｂ及び塗料押出液用経路３７を経由して装置外部の塗料押出液貯留タンク３９に排出される。
【００３９】
そして、塗料充填後には、塗料カートリッジ１５が塗料充填装置２の接続部１６から取り外される。その後、別の塗料カートリッジ１５に異なる色の塗料を充填する場合（塗料の色替え時）には、共通経路１２に残存する塗料を洗い流す洗浄処理を行う。
【００４０】
洗浄処理において、制御盤４は、エア供給装置３からカラーゲートバルブ４８にパイロットエアを供給し、カラーゲートバルブ４８によって共通経路１２を開放してその上流側と下流側とを連通させる。また、エア供給装置３からトリガバルブ４５へのパイロットエアの供給を停止し、トリガバルブ４５によって共通経路１２から接続部１６へ通じる経路を閉じるとともに、エア供給装置３からダンプバルブ４６にパイロットエアを供給し、ダンプバルブ４６によって塗料排出経路５１を開放する。この後、エア供給装置３から洗浄剤供給バルブ４０にパイロットエアを供給し、その洗浄剤供給バルブ４０によって洗浄剤供給経路４１を開放することで、洗浄剤を共通経路１２の上流側端から流し込む。この結果、共通経路１２の下流側に残存している塗料が洗浄剤によって洗い流され、その塗料を含む洗浄剤が共通経路１２から塗料排出経路５１を介して装置外部に排出される。
【００４１】
そして、高頻度色の塗料を塗料カートリッジ１５に充填する場合、エア供給装置３からカラーゲートバルブ４８へのパイロットエアの供給を停止して、カラーゲートバルブ４８を閉じることによって、共通経路１２を上流側と下流側とで分断する。その後、上述した充填処理を再度行う。一方、低頻度色の塗料を塗料カートリッジ１５に充填する場合には、エア供給装置３からカラーゲートバルブ４８にパイロットエアを供給し、カラーゲートバルブ４８によって共通経路１２を開放して上流側と下流側とを連通させる。その状態で、上述した充填処理を行う。これによって、塗装色の異なる塗料が塗料カートリッジ１５に充填される。
【００４２】
具体的には、塗料充填装置２において、低頻度色の塗料充填時には、７ｃｃの塗料が共通経路１２に残り、その塗料が廃棄される。一方、高頻度色の塗料充填時には、カラーゲートバルブ４８によって共通経路１２が分断されるため、塗料が充填される共通経路１２が短くなる。この結果、高頻度色の塗料の廃棄量が３．７ｃｃに低減される。
【００４３】
本実施の形態における自動車ボディの塗装ラインでは、高頻度色の使用割合が８０％程度であるため、廃棄される塗料は１台平均で４．４ｃｃ程度となる。また、塗装ラインでは、年間数十万台生産される場合もあり、塗料のコストは１ｃｃ当たり１円程度であるため、本実施の形態の塗料充填装置２を用いれば、材料コストを大幅に低減することが可能となる。
【００４４】
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。
【００４５】
（１）本実施の形態の塗料充填装置２では、共通経路１２においてカラーゲートバルブ４８の下流側には、高頻度色用の塗料供給バルブ１８が配置され、カラーゲートバルブ４８の上流側には、低頻度色用の塗料供給バルブ１８が配置されている。そして、高頻度色の塗料を充填する際には、カラーゲートバルブ４８によって共通経路１２が上流側と下流側とで遮断され、下流側の共通経路１２を介して塗料カートリッジ１５内に塗料が充填される。このとき、カラーゲートバルブ４８の上流側の共通経路１２には塗料が流れ込まない。このようにすると、塗料の色替え時において、共通経路１２内に残存する塗料が少なくなり、廃棄される塗料の量を低減することができる。また、本実施の形態では、使用頻度が高い高頻度色の塗料の廃棄量を低減できるため、コスト低減効果を十分に得ることができる。
【００４６】
（２）本実施の形態の塗料充填装置２では、塗料バルブユニット３１〜３４を多段状に複数積層配置することにより、装置本体１３をコンパクトに形成することができ、その装置本体１３に形成される共通経路１２も短くすることができる。また、塗料カートリッジ１５の接続部１６が設けられる最上段の塗料バルブユニット３１にカラーゲートバルブ４８が設けられているので、カラーゲートバルブ４８によって遮断される共通経路１２の下流側の長さを短くすることができる。この結果、廃棄される塗料の低減効果をより高めることができる。
【００４７】
（３）本実施の形態の塗料充填装置２では、押出液バルブ３８が設けられる開閉バルブユニット３５が、従来技術のように装置本体１３の最上段ではなく、最上段の塗料バルブユニット３１と２段目の塗料バルブユニット３２との間に設けられている。この場合、カラーゲートバルブ４８の位置よりも上流側に開閉バルブユニット３５が配置されることとなる。従って、カラーゲートバルブ４８よりも下流側の共通経路１２を短くすることができ、高頻度色の塗料充填時に廃棄される塗料を確実に低減することができる。
【００４８】
（４）本実施の形態の塗料充填装置２では、２段目以降の塗料バルブユニット３２〜３４は、従来の塗料充填装置１００（図３参照）と同じ構成であり、最上段の塗料バルブユニット３１及び開閉バルブユニット３５の構成のみを従来から変更している。また、エア供給装置３や制御盤４を用いた塗料充填装置２の制御としては、従来と同等の制御を採用することができる。従って、本実施の形態の塗料充填装置２を用いれば、設備変更に伴うコストの増加を抑えることができる。
【００４９】
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。
【００５０】
・上記各実施の形態では、カラーゲートバルブ４８の下流側に高頻度色用の塗料供給バルブ１８を配置するとともに、カラーゲートバルブ４８の上流側に低頻度色用の塗料供給バルブ１８を配置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、カラーゲートバルブ４８の下流側に、洗浄が困難なメタリック塗料用の塗料供給バルブ１８を設け、カラーゲートバルブ４８の上流側に、洗浄が容易な非メタリック塗料用の塗料供給バルブ１８を設けてもよい。このようにすると、洗浄が困難なメタリック塗料の充填時に、塗料が供給される共通経路１２の長さを短くすることができ、共通経路１２内に残存する塗料が少なくなる。このため、塗料の色替え時において、共通経路１２内の洗浄を比較的短時間で確実に行うことが可能となる。
【００５１】
・上記実施の形態の塗料充填装置２では、最下段の塗料バルブユニット３４に洗浄剤を供給するための洗浄剤供給バルブ４０を設けていたが、これに限定されるものではなく、上段側の塗料バルブユニット３１〜３３にも洗浄剤供給バルブ４０を設けるように構成してもよい。また、最上段の塗料バルブユニット３１にカラーゲートバルブ４８を設けていたが、２段目以降の塗料バルブユニット３２〜３４にカラーゲートバルブ４８を設けてもよい。この場合、２段目以降の塗料バルブユニット３２〜３４に設けられた塗料供給バルブ１８を用いて塗料を充填する際に、その塗料バルブユニットに設けられたカラーゲートバルブ４８によって共通経路１２を遮断することができる。また、塗料の色替え時には、塗料充填に使用した塗料バルブユニット３２〜３４の洗浄剤供給バルブ４０を用いて洗浄剤を共通経路１２に供給し、下流側の共通経路１２に残存する塗料を洗い流すことができる。このようにすると、廃棄される塗料を低減することができ、かつ洗浄剤の使用量も低減することができる。
【００５２】
・上記実施の形態の塗料充填装置２では、六角板状の塗料バルブユニット３１〜３４を用いたが、これに限定されるものではなく、四角板状などの他の形状のバルブユニットを用いてもよい。勿論、１つの塗料バルブユニットに設けられる塗料供給バルブ１８の個数は、ユニット形状やサイズに応じて変更してもよい。また、塗料充填装置２の装置本体１３は、４つの塗料バルブユニット３１〜３４を積層して構成していたが、塗料バルブユニット３１〜３４の積層数は適宜変更してもよい。
【００５３】
・上記実施の形態の塗料充填装置２では、各バルブ１８，３８，４０，４５，４６，４８として、エアで駆動するエアバルブを用いたが、これに限定されるものではない。例えば、防爆対策が不要な環境下で使用する場合には、エアバルブの代わりに電磁バルブを用いて塗料充填装置２を構成してもよい。
【００５４】
・上記実施の形態の塗料充填装置２では、洗浄剤を用いて共通経路１２に残存する塗料を洗い流すように構成したが、これに限定されるものでない。例えば、洗浄剤供給経路４１に洗浄剤と洗浄エアを交互に流すことで、共通経路１２内の塗料を洗い流すように構成してもよい。このようにすると、比較的少ない洗浄剤で効率よく洗浄することが可能となり、洗浄剤の材料コストを抑えることができる。
【００５５】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した各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。
【００５６】
（１）手段１において、前記ゲートバルブの下流側に、洗浄が困難なメタリック塗料用の塗料供給バルブが設けられ、前記ゲートバルブの上流側に、洗浄が容易な非メタリック塗料用の塗料供給バルブが設けられることを特徴とする塗料充填装置。
【００５７】
（２）手段３または４において、前記最上段の塗料バルブユニットには、前記共通経路に残存する塗料と洗浄剤とを排出するための排出用バルブが設けられることを特徴とする塗料充填装置。
【００５８】
（３）手段３または４において、前記複数の塗料バルブユニットのうちの最下段に設けられる塗料バルブユニットに、洗浄剤を供給するための洗浄剤供給バルブが設けられていることを特徴とする塗料充填装置。
【００５９】
（４）手段３または４において、前記最上段以外の塗料バルブユニットに、前記ゲートバルブが設けられていることを特徴とする塗料充填装置。
【００６０】
（５）技術的思想（４）において、前記ゲートバルブが設けられている塗料バルブユニットに、洗浄剤を供給するための洗浄剤供給バルブが設けられていることを特徴とする塗料充填装置。
【００６１】
（６）手段１乃至４のいずれかにおいて、前記塗料供給バルブ及び前記ゲートバルブは、パイロットエアによって作動するバルブであることを特徴とする塗料充填装置。
【符号の説明】
【００６２】
２…塗料充填装置
１１…塗料経路
１２…共通経路
１３…装置本体
１５…塗料カートリッジ
１６…接続部
１８…塗料供給バルブ
３１〜３４…塗料バルブユニット
３５…開閉バルブユニット
３７…塗料押出液用経路
３８…押出液バルブ
４８…カラーゲートバルブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗料カートリッジに塗料を充填する塗料充填装置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。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塗装を行うようにした塗装機が実用化されている。
【０００３】
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を備えた塗料カートリッジを塗装機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）。
【０００４】
また、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場合、自動車ボディの塗装色に応じた塗料カートリッジが静電塗装機に装着される。そして、塗装終了後に塗料が空となった塗料カートリッジは、図３のような塗料充填装置１００に装着され、塗料が充填されるようになっている。
【０００５】
塗料充填装置１００は、複数色の塗料ごとに設けられた複数の塗料経路１１が連通される共通経路１２を有する装置本体１３と、装置本体１３の上端に設けられ、塗料カートリッジ１５が装着される接続部１６と、複数の塗料経路１１と共通経路１２との連通部分に設けられる複数の塗料供給バルブ１８とを備えている。装置本体１３は、複数のバルブユニット３１〜３５を多段状に積層配置した構造となっており、最上段のバルブユニット３５には、塗料押出液を供給・排出するための押出液バルブ３８が設けられている。また、最上段のバルブユニット３５に塗料カートリッジ１５の接続部１６が設けられている。
【０００６】
この塗料充填装置１００において、複数の塗料供給バルブ１８のうちのいずれかのバルブ１８を開放すると、そのバルブ１８に対応した所定色の塗料が共通経路１２に流れて、接続部１６を介して塗料カートリッジ１５の塗料バッグ２０に充填される。またこのとき、塗料カートリッジ１５からの塗料押出液が押出液バルブ３８を介して装置外部に排出される。
【０００７】
さらに、装置本体１３において、共通経路１２の端部（図３では下端部）に洗浄剤を供給するための洗浄剤供給バルブ４０が設けられている。そして、塗料カートリッジ１５に充填する塗料の色替え時には、その洗浄剤供給バルブ４０を介して洗浄剤が共通経路１２に供給される。この洗浄剤によって共通経路１２に残存する塗料が洗い流され、塗料排出経路５１を通じて装置外部に排出されることで、塗料充填ごとに塗料が混ざらないようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【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】
【０００９】
ところが、上述した従来の塗料充填装置１００において、共通経路１２はその容積が比較的少なくなるよう形成されているが、塗料の色替えを頻繁に行う場合では、色替えごとに共通経路１２内の塗料が廃棄されるため、その廃棄ロスが問題となる。具体的には、自動車ボディの塗装ラインでは、例えば、２０色程度の塗料を用いた色替え塗装が頻繁に行われる。そして、その塗装ラインで用いられる塗料充填装置１００においては、塗装色に応じた複数の塗料供給バルブ１８が設けられ、共通経路１２の長さも長くなる。この場合、共通経路１２に残った塗料が塗料の色替えごとに廃棄されるため、その塗料の廃棄ロスが多くなってしまう。特に、生産台数の多い塗装ラインでは、塗料の廃棄量が多くなり、コスト低減の障害となってしまう。
【００１０】
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、廃棄される塗料を少なくして効率よく塗料の充填を行うことができる塗料充填装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、手段１に記載の発明は、複数色の塗料ごとに設けられた複数の塗料経路が連通される共通経路を有する装置本体と、前記装置本体の一端に設けられ、前記共通経路の下流側端と連通可能な状態で塗料カートリッジが装着される接続部と、前記装置本体において前記複数の塗料経路と前記共通経路との連通部分にそれぞれ介在して配置された複数の塗料供給バルブとを備え、前記複数の塗料供給バルブのうちのいずれかを開放して所定色の塗料を供給し、前記共通経路を介して前記塗料カートリッジ内に前記塗料を充填するとともに、前記塗料の色替え時に、前記共通経路の上流側端に洗浄剤を供給して前記共通経路内に残存する塗料を洗い流すように構成された塗料充填装置であって、前記共通経路をその途上で遮断及び連通するゲートバルブを設け、前記共通経路において前記ゲートバルブの上流側に前記複数の塗料供給バルブのうちの一部を配置し、前記共通経路において前記ゲートバルブの下流側に前記複数の塗料供給バルブのうちの残りのものを配置したことを特徴とする塗料充填装置をその要旨とする。
【００１２】
従って、手段１に記載の発明によると、ゲートバルブの上流側に配置された塗料供給バルブを開放して塗料を供給する際には、ゲートバルブによって共通経路が連通されてその共通経路を介して塗料カートリッジ内に塗料が充填される。また、ゲートバルブの下流側に配置された塗料供給バルブを開放して塗料を供給する際には、ゲートバルブによって共通経路が上流側と下流側とで遮断され、下流側の共通経路を介して塗料カートリッジ内に塗料が充填される。この場合、塗料が供給される共通経路が短くなり、その容量を少なくすることできる。このため、塗料の色替え時において、共通経路内に残存する塗料が少なくなり、廃棄される塗料の量を低減することができる。
【００１３】
手段２に記載の発明は、手段１において、前記ゲートバルブの下流側には、使用頻度が高い高頻度色用の塗料供給バルブが配置され、前記ゲートバルブの上流側には、高頻度色よりも使用頻度が低い低頻度色用の塗料供給バルブが配置されていることをその要旨とする。
【００１４】
手段２に記載の発明によると、使用頻度が低い低頻度色の塗料を塗料カートリッジ内に充填する際には、ゲートバルブによって共通経路が連通され、その上流側から共通経路全体に塗料が供給される。一方、高頻度色の塗料を塗料カートリッジ内に充填する際には、ゲートバルブによって共通経路が遮断され、下流側の共通経路のみに塗料が供給される。このため、高頻度色の塗料充填時には、その塗料が供給される共通経路を短くすることができる。この場合、低頻度色の塗料については、廃棄量は従来と同程度であるが、高頻度色の塗料については、廃棄量を確実に低減することができる。従って、廃棄される塗料を効率よく低減することができる。
【００１５】
手段３に記載の発明は、手段１または２において、前記装置本体は、前記複数の塗料供給バルブと前記共通経路の一部とが設けられた塗料バルブユニットを多段状に複数積層配置することにより、複数の塗料バルブユニットの積層方向に沿って延びる前記共通経路が形成されたものであり、前記装置本体において最上段の前記塗料バルブユニットに、前記接続部及び前記ゲートバルブが設けられていることをその要旨とする。
【００１６】
手段３に記載の発明によると、塗料バルブユニットを多段状に複数積層配置することにより、装置本体をコンパクトに形成することができ、その装置本体に形成される共通経路も短くすることができる。また、塗料カートリッジの接続部が設けられる最上段の塗料バルブユニットにゲートバルブが設けられているので、ゲートバルブによって遮断される共通経路の下流側の長さを短くすることができる。この結果、廃棄される塗料の低減効果をより高めることができる。
【００１７】
手段４に記載の発明は、手段３において、前記塗料カートリッジは、塗料押出液の注入によって塗料バッグ内の塗料を押出すように構成されたものであり、塗料押出液用経路を開閉する押出液バルブが設けられる開閉バルブユニットが、前記最上段の塗料バルブユニットと２段目の塗料バルブユニットとの間に配置されていることをその要旨とする。
【００１８】
従って、手段４に記載の発明によると、押出液バルブが設けられる開閉バルブユニットが、従来技術のように装置本体の最上段に設けられるのではなく、最上段の塗料バルブユニットと２段目の塗料バルブユニットとの間に設けられている。この場合、ゲートバルブの位置よりも上流側に開閉バルブユニットが配置されることとなる。これにより、ゲートバルブよりも下流側の共通経路を短くすることができ、廃棄される塗料を確実に低減することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上詳述したように、手段１〜４に記載の発明によると、廃棄される塗料を少なくして効率よく塗料の充填を行うことができる塗料充填装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】一実施の形態の塗料充填システムを示す概略構成図。
【図２】一実施の形態の塗料充填装置を示す分解斜視図。
【図３】従来の塗料充填装置を示す概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
図１に示されるように、本実施の形態の塗料充填システム１は、塗料充填装置２と、塗料充填装置２に設けられた各バルブを作動させるためのエアを供給するエア供給装置３と、そのエア供給装置３を制御する制御盤４とを備えており、例えば、自動車ボディを塗装する塗装ラインに用いられる。
【００２３】
塗料充填装置２は、複数色（本実施の形態では、２１色）の塗料ごとに設けられた複数の塗料経路１１が連通される共通経路１２を有する装置本体１３と、装置本体１３の一端（図１では上端）に設けられ、共通経路１２の下流側端と連通可能な状態で塗料カートリッジ１５が装着される接続部１６とを備える。また、装置本体１３において、複数の塗料経路１１と共通経路１２との連通部分のそれぞれに介在するよう複数の塗料供給バルブ１８が配置されている。
【００２４】
塗料カートリッジ１５は筒状に形成されており、そのカートリッジ１５内には塗料バッグ２０が設けられている。塗料バッグ２０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２０は、塗料カートリッジ１５の内部領域を、塗料が充填される塗料室２１と、塗料を塗料室２１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２２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。なお、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。また、塗料室２１の最大容量は約５００ｃｃに設定され、塗料押出液室２２の最大容量は約１０００ｃｃに設定されている。
【００２５】
図１及び図２に示されるように、本実施の形態の装置本体１３は、４つの塗料バルブユニット３１，３２，３３，３４と、１つの開閉バルブユニット３５とを多段状に積層配置することによって構成されている。この装置本体１３の中央部において、各バルブユニット３１〜３５の積層方向に沿って延びるように共通経路１２が形成されている。塗料バルブユニット３１〜３４は六角板状に形成されており、それら塗料バルブユニット３１〜３４には、各辺に対応して複数の塗料供給バルブ１８が設けられるとともに、ユニット中央部に共通経路１２の一部が形成されている。
【００２６】
装置本体１３において、最上段の塗料バルブユニット３１には、塗料カートリッジ１５の接続部１６として、共通経路１２に連通する塗料接続口１６ａと塗料押出液用経路３７に連通する押出液接続口１６ｂとが設けられている。また、最上段の塗料バルブユニット３１と２段目の塗料バルブユニット３２との間に、四角板状に形成された開閉バルブユニット３５が配置されている。この開閉バルブユニット３５には、塗料押出液用経路３７と、その経路３７を開閉する押出液バルブ３８とが設けられている。塗料押出液用経路３７は、押出液バルブ３８を介して装置外部の塗料押出液貯留タンク３９に接続されている。
【００２７】
２段目及び３段目の塗料バルブユニット３２，３３には、６つの塗料供給バルブ１８が設けられている。また、最下段となる４段目の塗料バルブユニット３４には、５つの塗料供給バルブ１８と１つの洗浄剤供給バルブ４０とが設けられている。洗浄剤供給バルブ４０は、共通経路１２の上流側端から洗浄剤を供給するためのバルブであり、洗浄剤供給経路４１や供給ホース４２を介して洗浄剤供給タンク４３に接続されている。
【００２８】
最上段の塗料バルブユニット３１には、４つの塗料供給バルブ１８と、トリガバルブ４５と、ダンプバルブ４６と、ダンプセンサ４７と、カラーゲートバルブ４８とが設けられている。また、最上段の塗料バルブユニット３１には、共通経路１２の一部と塗料押出液用経路３７とに加えて、塗料排出経路５１が設けられている。塗料排出経路５１は、共通経路１２の下流側端に接続しており、その接続部分にトリガバルブ４５が設けられている。トリガバルブ４５は、共通経路１２における下流側端と接続部１６とを連通または遮断する。トリガバルブ４５は、スプリング４５ａと、スプリング４５ａの下端に接続された弁体４５ｂと、弁体４５ｂによって開閉される貫通穴を有する円環状の流路部材４５ｃと、スプリング４５ａのばね力に抗して弁体４５ｂを上方に押圧する流体圧アクチュエータ４５ｄとを備える。通常、流体圧アクチュエータ４５ｄにはパイロットエアの供給が止められている。このとき、流体圧アクチュエータ４５ｄのロッド部が退避状態となり、スプリング４５ａのばね力により弁体４５ｂが下方に押し下げられる。その結果、弁体４５ｂによって流路部材４５ｃの貫通穴が塞がれて接続部１６へ通じる経路が遮断され、共通経路１２の塗料は塗料排出経路５１に流れる。一方、パイロットエアを供給すると、流体圧アクチュエータ４５ｄのロッド部が突出状態となり、弁体４５ｂが接続部１６側に上動する。このとき、流路部材４５ｃの貫通穴が開放されることで共通経路１２と接続部１６とが連通され、塗料が接続部１６側に流れるようになる。
【００２９】
また、塗料排出経路５１の途中にダンプバルブ４６とダンプセンサ４７とが配置されている。ダンプセンサ４７は、塗料排出経路５１に残存する塗料の有無を検出するためのセンサである。このダンプセンサ４７の検知信号は制御盤４に取り込まれるようになっている。ダンプバルブ４６は、共通経路１２に残存する塗料を洗浄剤とともに塗料排出経路５１を介して排出するための排出用バルブである。
【００３０】
カラーゲートバルブ４８は、共通経路１２をその途中で遮断及び連通するゲートバルブであり、塗料バルブユニット３１において、各塗料経路１１と共通経路１２との連通部分よりも上流側（図１では下側）の位置に配置されている。
【００３１】
本実施の形態の装置本体１３において、最上段の塗料バルブユニット３１に設けられる塗料供給バルブ１８は、使用頻度が高い高頻度色用のバルブであり、カラーゲートバルブ４８の下流側に配置されている。また、２段目以降の塗料バルブユニット３２〜３４に設けられる塗料供給バルブ１８は、高頻度色よりも使用頻度が低い低頻度色用のバルブであり、カラーゲートバルブ４８の上流側に配置されている。なお、自動車ボディの塗装に使用される高頻度色とは、例えば白、黒、赤、シルバーである。また、全色（２１色）に対する高頻度色（４色）の使用割合は、８０％程度となっている。
【００３２】
図２に示されるように、塗料バルブユニット３１〜３４の各辺に対応する側面には、塗料経路１１に連通する塗料供給ポート５３が設けられている。塗料バルブユニット３１〜３４の各塗料供給ポート５３は、塗料ホース５４を介して塗料供給タンク５５にそれぞれ接続されている。
【００３３】
また、塗料バルブユニット３１〜３４の各辺に対応する側面には、塗料供給バルブ１８に接続されるエア供給ポート５７が設けられている。塗料バルブユニット３１〜３４の各エア供給ポート５７は、エアホース５８を介してエア供給装置３に接続されている。このエア供給装置３から供給されるパイロットエアによって複数の塗料供給バルブ１８のうちのいずれか１つが作動する。そして、塗料供給バルブ１８によって塗料経路１１が開放され、塗料経路１１が共通経路１２に連通する。これにより、塗料供給タンク５５からの所定色の塗料が塗料経路１１を介して共通経路１２に供給され、共通経路１２の下流側端にある塗料接続口１６ａを介して塗料カートリッジ１５に塗料が充填される。
【００３４】
本実施の形態では、押出液バルブ３８、洗浄剤供給バルブ４０、トリガバルブ４５、ダンプバルブ４６、及びカラーゲートバルブ４８も塗料供給バルブ１８と同様のエアバルブであり、エア供給装置３からエアホース５８を介して供給されるエアによって各経路を連通または遮断するように動作する。
【００３５】
エア供給装置３には、エアポンプなどのエア供給源６０がエアホース６１を介して接続されており、エア供給源６０から一次エアが供給される。また、エア供給装置３は、信号線６２を介して制御盤４に接続されており、制御盤４から出力される制御信号に基づいて電磁弁（図示略）を駆動し、エアの供給経路を切り替える。これによって、各バルブ１８,３８，４０，４５，４６，４８を作動させるためのエアを出力して、塗料充填装置２を駆動する。なお、制御盤４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力装置等からなる周知のマイクロコンピュータを中心に構成されており、塗料充填システム１を統括的に制御する。
【００３６】
次に、上記実施の形態の塗料充填システム１を用いて塗料カートリッジ１５に塗料を充填する充填方法を説明する。
【００３７】
先ず、高頻度色の塗料を塗料カートリッジ１５に充填する場合について説明する。具体的には、高頻度色用の塗料カートリッジ１５を塗料充填装置２の接続部１６に装着する。このとき、制御盤４は、エア供給装置３からトリガバルブ４５にパイロットエアを供給し、トリガバルブ４５によって共通経路１２と接続部１６とを連通させるとともに、ダンプバルブ４６へのパイロットエアの供給を停止することでそのダンプバルブ４６によって塗料排出経路５１を遮断する。そして、制御盤４は、エア供給装置３から押出液バルブ３８にパイロットエアを供給し、押出液バルブ３８を作動させることで、塗料押出液用経路３７を開放し、塗料カートリッジ１５内の塗料押出液を排出可能な状態とする。さらに、カラーゲートバルブ４８を閉じることによって、共通経路１２を上流側と下流側とで分断する。この後、制御盤４は、充填すべき高頻度色用の塗料供給バルブ１８に対してエア供給装置３からパイロットエアを供給し、その高頻度色用の塗料経路１１と共通経路１２とを連通させる。これによって、塗料供給タンク５５の塗料が塗料経路１１を介して共通経路１２の下流側に供給され、その共通経路１２を介して塗料接続口１６ａから塗料カートリッジ１５の塗料バッグ２０内に塗料が充填される。なおこの塗料充填時には、共通経路１２において、カラーゲートバルブ４８で遮断されている上流側（図１では下側）の経路には高頻度色の塗料は流れ込まない。
【００３８】
またこのとき、塗料バッグ２０は、内部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２２内の塗料押出液は、塗料カートリッジ１５から押し出される。そして、その塗料押出液は、押出液接続口１６ｂ及び塗料押出液用経路３７を経由して装置外部の塗料押出液貯留タンク３９に排出される。
【００３９】
そして、塗料充填後には、塗料カートリッジ１５が塗料充填装置２の接続部１６から取り外される。その後、別の塗料カートリッジ１５に異なる色の塗料を充填する場合（塗料の色替え時）には、共通経路１２に残存する塗料を洗い流す洗浄処理を行う。
【００４０】
洗浄処理において、制御盤４は、エア供給装置３からカラーゲートバルブ４８にパイロットエアを供給し、カラーゲートバルブ４８によって共通経路１２を開放してその上流側と下流側とを連通させる。また、エア供給装置３からトリガバルブ４５へのパイロットエアの供給を停止し、トリガバルブ４５によって共通経路１２から接続部１６へ通じる経路を閉じるとともに、エア供給装置３からダンプバルブ４６にパイロットエアを供給し、ダンプバルブ４６によって塗料排出経路５１を開放する。この後、エア供給装置３から洗浄剤供給バルブ４０にパイロットエアを供給し、その洗浄剤供給バルブ４０によって洗浄剤供給経路４１を開放することで、洗浄剤を共通経路１２の上流側端から流し込む。この結果、共通経路１２の下流側に残存している塗料が洗浄剤によって洗い流され、その塗料を含む洗浄剤が共通経路１２から塗料排出経路５１を介して装置外部に排出される。
【００４１】
そして、高頻度色の塗料を塗料カートリッジ１５に充填する場合、エア供給装置３からカラーゲートバルブ４８へのパイロットエアの供給を停止して、カラーゲートバルブ４８を閉じることによって、共通経路１２を上流側と下流側とで分断する。その後、上述した充填処理を再度行う。一方、低頻度色の塗料を塗料カートリッジ１５に充填する場合には、エア供給装置３からカラーゲートバルブ４８にパイロットエアを供給し、カラーゲートバルブ４８によって共通経路１２を開放して上流側と下流側とを連通させる。その状態で、上述した充填処理を行う。これによって、塗装色の異なる塗料が塗料カートリッジ１５に充填される。
【００４２】
具体的には、塗料充填装置２において、低頻度色の塗料充填時には、７ｃｃの塗料が共通経路１２に残り、その塗料が廃棄される。一方、高頻度色の塗料充填時には、カラーゲートバルブ４８によって共通経路１２が分断されるため、塗料が充填される共通経路１２が短くなる。この結果、高頻度色の塗料の廃棄量が３．７ｃｃに低減される。
【００４３】
本実施の形態における自動車ボディの塗装ラインでは、高頻度色の使用割合が８０％程度であるため、廃棄される塗料は１台平均で４．４ｃｃ程度となる。また、塗装ラインでは、年間数十万台生産される場合もあり、塗料のコストは１ｃｃ当たり１円程度であるため、本実施の形態の塗料充填装置２を用いれば、材料コストを大幅に低減することが可能となる。
【００４４】
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。
【００４５】
（１）本実施の形態の塗料充填装置２では、共通経路１２においてカラーゲートバルブ４８の下流側には、高頻度色用の塗料供給バルブ１８が配置され、カラーゲートバルブ４８の上流側には、低頻度色用の塗料供給バルブ１８が配置されている。そして、高頻度色の塗料を充填する際には、カラーゲートバルブ４８によって共通経路１２が上流側と下流側とで遮断され、下流側の共通経路１２を介して塗料カートリッジ１５内に塗料が充填される。このとき、カラーゲートバルブ４８の上流側の共通経路１２には塗料が流れ込まない。このようにすると、塗料の色替え時において、共通経路１２内に残存する塗料が少なくなり、廃棄される塗料の量を低減することができる。また、本実施の形態では、使用頻度が高い高頻度色の塗料の廃棄量を低減できるため、コスト低減効果を十分に得ることができる。
【００４６】
（２）本実施の形態の塗料充填装置２では、塗料バルブユニット３１〜３４を多段状に複数積層配置することにより、装置本体１３をコンパクトに形成することができ、その装置本体１３に形成される共通経路１２も短くすることができる。また、塗料カートリッジ１５の接続部１６が設けられる最上段の塗料バルブユニット３１にカラーゲートバルブ４８が設けられているので、カラーゲートバルブ４８によって遮断される共通経路１２の下流側の長さを短くすることができる。この結果、廃棄される塗料の低減効果をより高めることができる。
【００４７】
（３）本実施の形態の塗料充填装置２では、押出液バルブ３８が設けられる開閉バルブユニット３５が、従来技術のように装置本体１３の最上段ではなく、最上段の塗料バルブユニット３１と２段目の塗料バルブユニット３２との間に設けられている。この場合、カラーゲートバルブ４８の位置よりも上流側に開閉バルブユニット３５が配置されることとなる。従って、カラーゲートバルブ４８よりも下流側の共通経路１２を短くすることができ、高頻度色の塗料充填時に廃棄される塗料を確実に低減することができる。
【００４８】
（４）本実施の形態の塗料充填装置２では、２段目以降の塗料バルブユニット３２〜３４は、従来の塗料充填装置１００（図３参照）と同じ構成であり、最上段の塗料バルブユニット３１及び開閉バルブユニット３５の構成のみを従来から変更している。また、エア供給装置３や制御盤４を用いた塗料充填装置２の制御としては、従来と同等の制御を採用することができる。従って、本実施の形態の塗料充填装置２を用いれば、設備変更に伴うコストの増加を抑えることができる。
【００４９】
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。
【００５０】
・上記各実施の形態では、カラーゲートバルブ４８の下流側に高頻度色用の塗料供給バルブ１８を配置するとともに、カラーゲートバルブ４８の上流側に低頻度色用の塗料供給バルブ１８を配置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、カラーゲートバルブ４８の下流側に、洗浄が困難なメタリック塗料用の塗料供給バルブ１８を設け、カラーゲートバルブ４８の上流側に、洗浄が容易な非メタリック塗料用の塗料供給バルブ１８を設けてもよい。このようにすると、洗浄が困難なメタリック塗料の充填時に、塗料が供給される共通経路１２の長さを短くすることができ、共通経路１２内に残存する塗料が少なくなる。このため、塗料の色替え時において、共通経路１２内の洗浄を比較的短時間で確実に行うことが可能となる。
【００５１】
・上記実施の形態の塗料充填装置２では、最下段の塗料バルブユニット３４に洗浄剤を供給するための洗浄剤供給バルブ４０を設けていたが、これに限定されるものではなく、上段側の塗料バルブユニット３１〜３３にも洗浄剤供給バルブ４０を設けるように構成してもよい。また、最上段の塗料バルブユニット３１にカラーゲートバルブ４８を設けていたが、２段目以降の塗料バルブユニット３２〜３４にカラーゲートバルブ４８を設けてもよい。この場合、２段目以降の塗料バルブユニット３２〜３４に設けられた塗料供給バルブ１８を用いて塗料を充填する際に、その塗料バルブユニットに設けられたカラーゲートバルブ４８によって共通経路１２を遮断することができる。また、塗料の色替え時には、塗料充填に使用した塗料バルブユニット３２〜３４の洗浄剤供給バルブ４０を用いて洗浄剤を共通経路１２に供給し、下流側の共通経路１２に残存する塗料を洗い流すことができる。このようにすると、廃棄される塗料を低減することができ、かつ洗浄剤の使用量も低減することができる。
【００５２】
・上記実施の形態の塗料充填装置２では、六角板状の塗料バルブユニット３１〜３４を用いたが、これに限定されるものではなく、四角板状などの他の形状のバルブユニットを用いてもよい。勿論、１つの塗料バルブユニットに設けられる塗料供給バルブ１８の個数は、ユニット形状やサイズに応じて変更してもよい。また、塗料充填装置２の装置本体１３は、４つの塗料バルブユニット３１〜３４を積層して構成していたが、塗料バルブユニット３１〜３４の積層数は適宜変更してもよい。
【００５３】
・上記実施の形態の塗料充填装置２では、各バルブ１８，３８，４０，４５，４６，４８として、エアで駆動するエアバルブを用いたが、これに限定されるものではない。例えば、防爆対策が不要な環境下で使用する場合には、エアバルブの代わりに電磁バルブを用いて塗料充填装置２を構成してもよい。
【００５４】
・上記実施の形態の塗料充填装置２では、洗浄剤を用いて共通経路１２に残存する塗料を洗い流すように構成したが、これに限定されるものでない。例えば、洗浄剤供給経路４１に洗浄剤と洗浄エアを交互に流すことで、共通経路１２内の塗料を洗い流すように構成してもよい。このようにすると、比較的少ない洗浄剤で効率よく洗浄することが可能となり、洗浄剤の材料コストを抑えることができる。
【００５５】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した各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。
【００５６】
（１）手段１において、前記ゲートバルブの下流側に、洗浄が困難なメタリック塗料用の塗料供給バルブが設けられ、前記ゲートバルブの上流側に、洗浄が容易な非メタリック塗料用の塗料供給バルブが設けられることを特徴とする塗料充填装置。
【００５７】
（２）手段３または４において、前記最上段の塗料バルブユニットには、前記共通経路に残存する塗料と洗浄剤とを排出するための排出用バルブが設けられることを特徴とする塗料充填装置。
【００５８】
（３）手段３または４において、前記複数の塗料バルブユニットのうちの最下段に設けられる塗料バルブユニットに、洗浄剤を供給するための洗浄剤供給バルブが設けられていることを特徴とする塗料充填装置。
【００５９】
（４）手段３または４において、前記最上段以外の塗料バルブユニットに、前記ゲートバルブが設けられていることを特徴とする塗料充填装置。
【００６０】
（５）技術的思想（４）において、前記ゲートバルブが設けられている塗料バルブユニットに、洗浄剤を供給するための洗浄剤供給バルブが設けられていることを特徴とする塗料充填装置。
【００６１】
（６）手段１乃至４のいずれかにおいて、前記塗料供給バルブ及び前記ゲートバルブは、パイロットエアによって作動するバルブであることを特徴とする塗料充填装置。
【符号の説明】
【００６２】
２…塗料充填装置
１１…塗料経路
１２…共通経路
１３…装置本体
１５…塗料カートリッジ
１６…接続部
１８…塗料供給バルブ
３１〜３４…塗料バルブユニット
３５…開閉バルブユニット
３７…塗料押出液用経路
３８…押出液バルブ
４８…カラーゲートバルブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数色の塗料ごとに設けられた複数の塗料経路が連通される共通経路を有する装置本体と、
前記装置本体の一端に設けられ、前記共通経路の下流側端と連通可能な状態で塗料カートリッジが装着される接続部と、
前記装置本体において前記複数の塗料経路と前記共通経路との連通部分にそれぞれ介在して配置された複数の塗料供給バルブと
を備え、前記複数の塗料供給バルブのうちのいずれかを開放して所定色の塗料を供給し、前記共通経路を介して前記塗料カートリッジ内に前記塗料を充填するとともに、前記塗料の色替え時に、前記共通経路の上流側端に洗浄剤を供給して前記共通経路内に残存する塗料を洗い流すように構成された塗料充填装置であって、
前記共通経路をその途上で遮断及び連通するゲートバルブを設け、前記共通経路において前記ゲートバルブの上流側に前記複数の塗料供給バルブのうちの一部を配置し、前記共通経路において前記ゲートバルブの下流側に前記複数の塗料供給バルブのうちの残りのものを配置した
ことを特徴とする塗料充填装置。
【請求項２】
前記ゲートバルブの下流側には、使用頻度が高い高頻度色用の塗料供給バルブが配置され、前記ゲートバルブの上流側には、高頻度色よりも使用頻度が低い低頻度色用の塗料供給バルブが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の塗料充填装置。
【請求項３】
前記装置本体は、前記複数の塗料供給バルブと前記共通経路の一部とが設けられた塗料バルブユニットを多段状に複数積層配置することにより、複数の塗料バルブユニットの積層方向に沿って延びる前記共通経路が形成されたものであり、
前記装置本体において最上段の前記塗料バルブユニットに、前記接続部及び前記ゲートバルブが設けられている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の塗料充填装置。
【請求項４】
前記塗料カートリッジは、塗料押出液の注入によって塗料バッグ内の塗料を押出すように構成されたものであり、
塗料押出液用経路を開閉する押出液バルブが設けられる開閉バルブユニットが、前記最上段の塗料バルブユニットと２段目の塗料バルブユニットとの間に配置されている
ことを特徴とする請求項３に記載の塗料充填装置。
【請求項１】
複数色の塗料ごとに設けられた複数の塗料経路が連通される共通経路を有する装置本体と、
前記装置本体の一端に設けられ、前記共通経路の下流側端と連通可能な状態で塗料カートリッジが装着される接続部と、
前記装置本体において前記複数の塗料経路と前記共通経路との連通部分にそれぞれ介在して配置された複数の塗料供給バルブと
を備え、前記複数の塗料供給バルブのうちのいずれかを開放して所定色の塗料を供給し、前記共通経路を介して前記塗料カートリッジ内に前記塗料を充填するとともに、前記塗料の色替え時に、前記共通経路の上流側端に洗浄剤を供給して前記共通経路内に残存する塗料を洗い流すように構成された塗料充填装置であって、
前記共通経路をその途上で遮断及び連通するゲートバルブを設け、前記共通経路において前記ゲートバルブの上流側に前記複数の塗料供給バルブのうちの一部を配置し、前記共通経路において前記ゲートバルブの下流側に前記複数の塗料供給バルブのうちの残りのものを配置した
ことを特徴とする塗料充填装置。
【請求項２】
前記ゲートバルブの下流側には、使用頻度が高い高頻度色用の塗料供給バルブが配置され、前記ゲートバルブの上流側には、高頻度色よりも使用頻度が低い低頻度色用の塗料供給バルブが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の塗料充填装置。
【請求項３】
前記装置本体は、前記複数の塗料供給バルブと前記共通経路の一部とが設けられた塗料バルブユニットを多段状に複数積層配置することにより、複数の塗料バルブユニットの積層方向に沿って延びる前記共通経路が形成されたものであり、
前記装置本体において最上段の前記塗料バルブユニットに、前記接続部及び前記ゲートバルブが設けられている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の塗料充填装置。
【請求項４】
前記塗料カートリッジは、塗料押出液の注入によって塗料バッグ内の塗料を押出すように構成されたものであり、
塗料押出液用経路を開閉する押出液バルブが設けられる開閉バルブユニットが、前記最上段の塗料バルブユニットと２段目の塗料バルブユニットとの間に配置されている
ことを特徴とする請求項３に記載の塗料充填装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−１３０８１９（Ｐ２０１２−１３０８１９Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７２３６５（Ｐ２０１０−２７２３６５）
【出願日】平成２２年１２月７日（２０１０．１２．７）
【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２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月７日（２０１０．１２．７）
【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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