塗装充填装置
【課題】安価な構成で塗料の定量供給を確実に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１は、塗料バッグ１２内への塗料充填時に塗料カートリッジ２から排出される塗料押出液Ｌ１を一旦蓄えるリザーバータンク４を備える。リザーバータンク４内に蓄えられる塗料押出液Ｌ１の液面の位置が光電センサ３３，３４によって検出される。制御装置６は、光電センサ３３，３４により検出した液面の位置に基づいて、塗料カートリッジ２内の塗料押出液Ｌ１の液量を監視することで、塗料バッグ１２への塗料Ｐ１の充填量を制御する。
【解決手段】塗料充填装置１は、塗料バッグ１２内への塗料充填時に塗料カートリッジ２から排出される塗料押出液Ｌ１を一旦蓄えるリザーバータンク４を備える。リザーバータンク４内に蓄えられる塗料押出液Ｌ１の液面の位置が光電センサ３３，３４によって検出される。制御装置６は、光電センサ３３，３４により検出した液面の位置に基づいて、塗料カートリッジ２内の塗料押出液Ｌ１の液量を監視することで、塗料バッグ１２への塗料Ｐ１の充填量を制御する。
【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一定量の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。
【０００４】
この塗料カートリッジに塗料を定量供給する装置として、計量シリンダ方式の塗料充填装置や光電管方式の塗料充填装置（例えば、特許文献１参照）が知られている。図６には計量シリンダ方式の塗料充填装置４０の具体例を示し、図７には光電管方式の塗料充填装置５０の具体例を示している。図６に示されるように、塗料充填装置４０は、塗料カートリッジ４１の塗料バッグ４２から塗料押出液Ｌ１を排出するための排出経路４３に接続された計量シリンダ４４を備えている。計量シリンダ４４には、サーボモータ４５が装着されており、そのサーボモータ４５を駆動することによって、ピストン４６のスライド量が制御される。これによって、塗料カートリッジ４１から所定量の塗料押出液Ｌ１を排出し、その排出量に応じて塗料バッグ４２に所定量の塗料Ｐ１を充填する。
【０００５】
また、図７の塗料充填装置５０では、塗料カートリッジ５１内における塗料バッグ５２の塗料充填状態が光電センサ５３を用いて検出されている。具体的には、光電センサ５３は、発光素子５４と、受光素子５５と、各素子５４，５５の間の光路を形成する光ファイバ５６（光電管）とからなる。塗料カートリッジ５１において、塗料充填時には塗料バッグ５２が横方向に広がり、その変形に伴い塗料バッグ５２の長さが短くなる。一方、塗料排出時には塗料バッグ５２が萎縮し、その変形に伴い塗料バッグ５２の長さが長くなる。この塗料バッグ５２の挙動を光電センサ５３を利用して検出し、塗料Ｐ１を充填している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１００１４５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、図６のような計量シリンダ方式の塗料充填装置４０では、サーボモータ４５を用いているため、高価な装置となる。さらに、サーボモータ４５を駆動するために電気スイッチ等が必要となるため、防爆規制に触れる一部の地域では塗料充填装置４０を使用することができないといった問題がある。また、図７に示す光電管方式の塗料充填装置５０では、塗料カートリッジ５１内における塗料バッグ５２の変形は一様ではないため、塗料Ｐ１の定量供給が困難である。このため、塗料Ｐ１の過充填による塗料バッグ５２の破裂や充填量不足などの問題が生じてしまう。
【０００８】
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、安価な構成で塗料の定量供給を確実に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】
【０００９】
上記課題を解決するために、手段１に記載の発明は、塗料を充填する塗料バッグを有し、塗料押出液によって前記塗料バッグ内の塗料を押し出すように構成された塗料カートリッジに塗料を定量供給する塗料充填装置であって、前記塗料バッグ内への塗料充填時に前記塗料カートリッジから排出される前記塗料押出液を一旦蓄えるリザーバータンクと、前記リザーバータンク内の液面の位置を検出するための液面位置検出手段と、前記液面位置検出手段によって検出された液面の位置に基づいて前記塗料カートリッジ内の前記塗料押出液の液量を監視することで、前記塗料バッグへの塗料の充填量を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする塗料充填装置をその要旨とする。
【００１０】
手段１に記載の発明によると、塗料カートリッジの塗料バッグ内に塗料を充填すると、その充填量に応じた液量の塗料押出液が塗料カートリッジから排出され、リザーバータンク内に蓄えられる。このとき、液面位置検出手段によって、リザーバータンク内の液面の位置が検出される。そして、制御装置により、液面の位置に基づいて塗料カートリッジ内の塗料押出液の液量が監視され、その液量に応じて塗料バッグに充填される塗料の充填量を制御することができる。このようにすると、従来技術のように比較的高価なサーボモータ等を使用しなくても、塗料カートリッジに一定量の塗料を正確に充填することができる。また、塗料充填装置の構成が簡素化されるため、メンテナンスを容易に行うことができる。
【００１１】
手段２に記載の発明は、手段１において、前記液面位置検出手段は、前記リザーバータンク内における前記塗料押出液の液面の下限位置と上限位置とをそれぞれ検出するために設けられた一対の光電センサを含むことをその要旨とする。
【００１２】
手段２に記載の発明によると、リザーバータンク内における塗料押出液の液面の下限位置と上限位置とが一対の光電センサによって検出される。そして、リザーバータンク内において、下限位置から上限位置まで増加する塗料押出液の増加量を監視することにより、その増加量に応じた塗料を塗料バッグ内に定量供給することができる。またこの場合、液面位置検出手段として光電センサを用いているので、防爆構造の装置を容易に実現することができ、防爆規制のある地域においても本発明の塗料充填装置を使用することが可能となる。
【００１３】
手段３に記載の発明は、手段２において、前記リザーバータンク内の押出液貯留室には、前記塗料押出液よりも比重の小さい材料からなるフロート部材が収容され、前記液面位置検出手段は、前記液面に浮かぶ前記フロート部材が前記光電センサの発する光を遮断するか否かを検出することにより、前記液面の位置を間接的に検出することをその要旨とする。
【００１４】
塗料押出液として透明な液体が用いられる場合、その液面の位置を直接検出することは困難である。これに対して、手段３に記載の発明のように、リザーバータンク内の押出液貯留室において塗料押出液の液面にフロート部材を浮かべ、そのフロート部材の位置に基づいて液面の位置を間接的に検出することにより、その液面の位置を確実に検出することができる。
【００１５】
手段４に記載の発明は、手段３において、前記押出液貯留室は、前記下限位置及び前記上限位置の間に形成された大径部と、前記下限位置及び前記上限位置に対応してそれぞれ形成された小径部とを有することをその要旨とする。
【００１６】
手段４に記載の発明によると、リザーバータンクの押出液貯留室において、液面の下限位置及び上限位置に対応して小径部がそれぞれ形成されている。このようにすると、下限位置及び上限位置に対応する小径部では、液量の増減に伴う液面の位置の変化量が大きくなるため、押出液貯留室に蓄えられる液量をより正確に監視することができる。
【００１７】
手段５に記載の発明は、手段２乃至４のいずれかにおいて、前記液面位置検出手段において前記液面の下限位置を検出するための光電センサは、前記塗料バッグの外部への塗料漏れの有無を検知する塗料漏れ検知センサを兼ねていることをその要旨とする。
【００１８】
手段５に記載の発明によると、液面の下限位置を検出するための光電センサによって塗料漏れの有無が検知される。具体的には、塗料カートリッジに不具合が生じて塗料バッグの外部に塗料が漏れた場合、塗料押出液に塗料が混ざる。そして、その塗料を含んだ塗料押出液がリザーバータンクの押出液貯留室に供給されると、光電センサによって検出される光の検出量が少なくなり、その光電センサの検出結果に基づいて、塗料漏れの有無を検知することができる。なお、上限位置を検出するための光電センサでは、液面に浮かぶフロート部材を検知するため、塗料漏れを検知することができないが、下限位置を検出するための光電センサでは、塗料漏れを早期に検知することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上詳述したように、手段１〜５に記載の発明によると、安価な構成で塗料の定量供給を確実に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装置を示す概略構成図。
【図２】塗料充填方法を示す説明図。
【図３】塗料充填方法を示す説明図。
【図４】塗料充填方法を示す説明図。
【図５】塗料充填方法を示す説明図。
【図６】従来の計量シリンダ方式の塗料充填装置を示す概略構成図。
【図７】従来の光電管方式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装置１は、塗料カートリッジ２に塗料Ｐ１を定量供給するための装置であって、塗料供給器３、リザーバータンク４、押出液貯留タンク５、及び制御装置６を備えている。
【００２３】
塗料供給器３は、図示しない塗料タンクやポンプ等を含み、塗料経路１１を介して塗料カートリッジ２に接続される。塗料供給器３は、ポンプを駆動することによって塗料タンク内の塗料を塗料カートリッジ２に供給する。
【００２４】
塗料カートリッジ２は筒状に形成されており、そのカートリッジ２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、塗料カートリッジ２の内部領域を、塗料Ｐ１が充填される塗料室１４と、塗料Ｐ１を塗料室１４から押し出すための塗料押出液Ｌ１が給排される塗料押出液室１５とに区画しており、塗料Ｐ１と塗料押出液Ｌ１との接触を防止するようになっている。また、塗料カートリッジ２において、塗料バッグ１２への塗料充填時には、塗料Ｐ１の充填量と同じ容量の塗料押出液Ｌ１が塗料押出液室１５から排出され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押出液Ｌ１は、有機溶剤などの油性透明液体である。
【００２５】
塗料カートリッジ２の塗料押出液室１５は、押出液供給経路１７を介して押出液貯留タンク５に接続されている。この押出液供給経路１７の途中にポンプ１８が設けられており、そのポンプ１８を駆動することで、押出液貯留タンク５内に蓄えられている塗料押出液Ｌ１が塗料カートリッジ２の塗料押出液室１５に供給されるようになっている。
【００２６】
また、塗料カートリッジ２の塗料押出液室１５は、押出液排出経路１９を介してリザーバータンク４に接続されている。押出液排出経路１９の途中には、三方切替バルブ２１が設けられており、この三方切替バルブ２１はリザーバータンク４に加えて押出液貯留タンク５にも接続されている。三方切替バルブ２１は、押出液排出経路１９を切り替えるバルブであり、塗料カートリッジ２からリザーバータンク４への排出経路１９を連通する際には、リザーバータンク４から押出液貯留タンク５への排出経路１９を遮断する。また、三方切替バルブ２１は、塗料カートリッジ２からリザーバータンク４への排出経路１９を遮断する際には、リザーバータンク４から押出液貯留タンク５への排出経路１９を連通させる。なお、この三方切替バルブ２１は、図示しないエア供給装置から供給されるパイロットエアによって駆動されるエアバルブである。
【００２７】
リザーバータンク４には、塗料充填時に塗料カートリッジ２から排出される塗料押出液Ｌ１を一旦蓄えるための押出液貯留室２３が形成されており、その貯留室２３は、直径が大きな大径部２４と、その大径部２４の上端側及び下端側に設けられた小径部２５とを有する。また、押出液貯留室２３の下端部に押出液排出経路１９が接続されており、この下端部から塗料押出液Ｌ１が給排されるようになっている。さらに、押出液貯留室２３の上端部には、エア供給経路２６とエア排出経路２７とが接続されている。エア供給経路２６上にはその経路を開閉するためのエア供給バルブ２８が設けられるとともに、エア排出経路２７上にもその経路を開閉するためのエア排出バルブ２９が設けられている。
【００２８】
なお、各バルブ２８，２９は、三方切替バルブ２１と同様に、図示しないエア供給装置から供給されるパイロットエアによって駆動されるエアバルブである。また、各バルブ２１，２８，２９にパイロットエアを供給するエア供給装置は、制御装置６から出力される駆動信号に基づいて制御されるようになっている。
【００２９】
ここで、エア排出経路２７上のエア排出バルブ２９を閉じるとともにエア供給経路２６上のエア供給バルブ２８を開いて、図示しないエア供給装置からエアを押出液貯留室２３の上端部に供給する。このエアの供給により、押出液貯留室２３内の塗料押出液Ｌ１が下端部から押し出される。また、エア供給経路２６上のエア供給バルブ２８を閉じるとともに、エア排出経路２７上のエア排出バルブ２９を開く。その状態で、下端部から押出液貯留室２３内に塗料押出液Ｌ１が流入されると、押出液貯留室２３のエアが上端部からエア排出経路２７を介して排出される。
【００３０】
リザーバータンク４の押出液貯留室２３内には、塗料押出液Ｌ１よりも比重の小さい材料からなり、塗料押出液Ｌ１の液面に浮かぶ球形のフロート部材３１が収納されている。フロート部材３１は、押出液貯留室２３の小径部２５よりも小さな直径を有し、大径部２４と小径部２５との間で移動が可能である。また、このフロート部材３１の表面もしくは全体が、光を通さない遮光材料を用いて形成されている。
【００３１】
リザーバータンク４には、塗料押出液Ｌ１の液面に浮かぶフロート部材３１を利用してその液面の位置を検知するための液面位置検出手段が設けられている。具体的には、本実施の形態の液面位置検出手段は、押出液貯留室２３において上端側及び下端側の小径部２５に対応した位置にそれぞれ配置される一対の光電センサ３３，３４を含む。光電センサ３３，３４は、光を発する発光素子３５と、光を受光して電気信号に変換する受光素子３６と、発光素子３５と受光素子３６との間の光路を構成する光ファイバ３７とからなる。押出液貯留室２３においてその上端側及び下端側にある小径部２５には、光を透過する透明部材からなるのぞき窓（図示略）が形成されており、のぞき窓の部分に光ファイバ３７の端部が配置されている。また、光電センサ３３，３４の発光素子３５及び受光素子３６は制御装置６に接続されている。
【００３２】
制御装置６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力ポート等からなる周知のコンピュータにより構成されており、光電センサ３３，３４の検知信号に基づいて、塗料カートリッジ２への塗料Ｐ１の充填量を制御する。具体的には、リザーバータンク４において、塗料押出液Ｌ１の液面上昇に伴いフロート部材３１が押出液貯留室２３の上側の小径部２５に上昇すると、発光素子３５の光がフロート部材３１によって遮断される。このとき、受光素子３６にて光が受光されなくなるため、上側の光電センサ３３の検知信号が変化する。制御装置６は、光電センサ３３の検知信号に基づいて、液面が上限位置に達したことを判断する。一方、塗料押出液Ｌ１の液面下降に伴いフロート部材３１が押出液貯留室２３の下側の小径部２５に下降すると、発光素子３５の光がフロート部材３１によって遮断される。このとき、受光素子３６にて光が受光されなくなるため、下側の光電センサ３４の検知信号が変化する。制御装置６は、その検知信号に基づいて、液面が下限位置に達したことを判断する。
【００３３】
制御装置６は、光電センサ３３，３４の検知信号により、リザーバータンク４内における塗料押出液Ｌ１の液面の位置を判断し、その液面の位置に基づいて、塗料カートリッジ２内の塗料押出液Ｌ１の液量を監視する。このとき、制御装置６は、リザーバータンク４内において塗料押出液Ｌ１の液面が下限位置から上限位置に達するまで塗料供給器３を駆動し、上限位置に達したときに、塗料供給器３を停止させる。この結果、リザーバータンク４内に供給された塗料押出液Ｌ１の増加量と同量の塗料Ｐ１が塗料カートリッジ２の塗料バッグ１２内に充填される。
【００３４】
また、本実施の形態において、下限位置を検出するための光電センサ３４は、塗料バッグ１２の外部への塗料漏れの有無を検知する塗料漏れ検知センサを兼ねている。具体的には、塗料カートリッジ２に不具合が生じて塗料バッグ１２の外部に塗料Ｐ１が漏れた場合、塗料押出液Ｌ１に塗料Ｐ１が混ざる。そして、その塗料Ｐ１を含んだ塗料押出液Ｌ１がリザーバータンク４の押出液貯留室２３に供給されると、光電センサ３４によって検出される光の検出量が少なくなり、その光電センサ３４の検出結果に基づいて、塗料漏れが検出される。
【００３５】
次に、本実施の形態における塗料充填装置１を用いて塗料カートリッジ２に塗料Ｐ１を定量供給する際の動作例について説明する。
【００３６】
先ず、図２に示されるように、塗料充填装置１に塗料カートリッジ２を装着する。また、制御装置６は、図示しないエア供給装置を制御してパイロットエアを三方切替バルブ２１に供給してその三方切替バルブ２１を動作させる。このとき、三方切替バルブ２１によって、塗料カートリッジ２からリザーバータンク４への排出経路１９が遮断されるとともに、リザーバータンク４から押出液貯留タンク５への排出経路１９が連通される。その後、制御装置６は、押出液貯留タンク５に接続されるポンプ１８を駆動することで、押出液貯留タンク５内の塗料押出液Ｌ１を押出液供給経路１７を介して塗料カートリッジ２の塗料押出液室１５に供給する。この結果、図３に示されるように、塗料バッグ１２が押し潰されて塗料室１４に残存する塗料Ｐ１が塗料経路１１を介して排出される。そして、制御装置６は、塗料室１４に残存する全ての塗料Ｐ１が排出されたときに、ポンプ１８の駆動を停止させる。なおここでは、塗料経路１１には、塗料供給器３は接続されておらず、回収タンクなどの塗料回収装置が設けられている。
【００３７】
また、図２に示されるように、リザーバータンク４内の塗料押出液室１５に塗料押出液Ｌ１が残っている場合、制御装置６は、図示しないエア供給装置からのパイロットエアによって、エア供給経路２６上のエア供給バルブ２８を開くとともに、エア排出経路２７上のエア排出バルブ２９を閉じる。そして、エア供給装置からエア供給経路２６を介して押出液貯留室２３にエアを供給することで、押出液貯留室２３内に残存する塗料押出液Ｌ１を排出経路１９及び三方切替バルブ２１を介して押出液貯留タンク５に排出する。このとき、リザーバータンク４内に塗料押出液Ｌ１の液面が下限位置となるまで押出液貯留室２３内の塗料押出液Ｌ１が排出される。その後、制御装置６は、光電センサ３４の検知信号に基づいて、液面が下限位置となったことを判断したときに、エア供給装置からのパイロットエアによって、エア供給バルブ２８を閉じて塗料押出液Ｌ１の排出を停止させる（図３参照）。
【００３８】
次いで、制御装置６は、エア供給装置からのパイロットエアによって三方切替バルブ２１を動作させる。このとき、三方切替バルブ２１によって、塗料カートリッジ２からリザーバータンク４への排出経路１９が連通されるとともに、リザーバータンク４から押出液貯留タンク５への排出経路１９が遮断される。その後、制御装置６は、エア供給装置からのパイロットエアによって、エア排出経路２７上のエア排出バルブ２９を開く。
【００３９】
さらに、塗料経路１１に塗料供給器３が接続された後、制御装置６は、その塗料供給器３を作動させることで、塗料経路１１を介して塗料カートリッジ２の塗料バッグ１２内に塗料Ｐ１を充填する。このとき、塗料カートリッジ２において塗料バッグ１２が膨らむ。この結果、塗料カートリッジ２の塗料押出液室１５から塗料押出液Ｌ１が排出され、その押出液Ｌ１は押出液排出経路１９を通ってリザーバータンク４内に一旦蓄えられる（図４参照）。
【００４０】
ここでは、塗料バッグ１２内への塗料Ｐ１の充填量に応じて、リザーバータンク４内の押出液貯留室２３に塗料押出液Ｌ１が蓄えられていき、押出液貯留室２３での塗料押出液Ｌ１の液面が上昇する。そして、塗料押出液Ｌ１の液面に浮かぶフロート部材３１も上昇していく。フロート部材３１が上限位置に達していない場合には、上側の光電センサ３３において、発光素子３５の光がフロート部材３１にて遮られないため受光素子３６で検出される。一方、フロート部材３１が上限位置に達すると、光電センサ３３において、発光素子３５の光がフロート部材３１にて遮られるため受光素子３６で検出されなくなる。そして、受光素子３６における光検出の有無に応じた検知信号が光電センサ３３から出力され、制御装置６はその検知信号に基づいて、塗料押出液Ｌ１の液面が上限位置に達したことを判断する。
【００４１】
制御装置６は、液面が上限位置に達したことを判断したとき、塗料供給器３の駆動を停止して、塗料カートリッジ２への塗料Ｐ１の充填を停止させる（図５参照）。以上の工程を得て塗料充填を完了した塗料カートリッジ２が塗料充填装置１から取り外される。
【００４２】
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。
【００４３】
（１）本実施の形態の塗料充填装置１では、光電センサ３３，３４によって、リザーバータンク４内における塗料押出液Ｌ１の液面の位置が検出され、制御装置６によって、その液面の位置に基づいて塗料カートリッジ２内の塗料押出液Ｌ１の液量が監視される。そして、塗料押出液Ｌ１の液量に応じて塗料バッグ１２に充填される塗料Ｐ１の充填量が制御される。このようにすると、従来技術のように比較的高価なサーボモータ等を使用しなくても、塗料カートリッジ２に一定量の塗料を正確に充填することができる。またこの場合、塗料充填装置１の構成が簡素化されるため、メンテナンスを容易に行うことができる。
【００４４】
（２）本実施の形態の塗料充填装置１では、液面位置検出手段として光電センサ３３，３４が用いられている。また、三方切替バルブ２１、エア供給バルブ２８、及びエア排出バルブ２９として、エアにより駆動されるエアバルブが用いられている。このように構成すると、防爆構造の塗料充填装置１を容易に実現することができ、防爆規制のある地域においても塗料充填装置１を使用することが可能となる。
【００４５】
（３）本実施の形態の塗料充填装置１では、リザーバータンク４内の押出液貯留室２３にて塗料押出液Ｌ１の液面にフロート部材３１を浮かべ、そのフロート部材３１の位置に基づいて液面の位置を間接的に検出している。本実施の形態で用いられる塗料押出液Ｌ１は透明な液体であるため、その液面の位置を直接検出することは困難であるが、フロート部材３１を用いて液面の位置を間接的に検出することにより、液面の位置を確実に検出することができる。
【００４６】
（４）本実施の形態の塗料充填装置１では、リザーバータンク４の押出液貯留室２３において、液面の下限位置及び上限位置の間に大径部２４が形成されるとともに下限位置及び上限位置に対応して小径部２５がそれぞれ形成されている。このようにすると、下限位置及び上限位置に対応する小径部２５では、液量の増減に伴う液面の位置の変化量が大きくなるため、押出液貯留室２３に蓄えられる液量を正確に監視することができる。
【００４７】
（５）本実施の形態の塗料充填装置１では、塗料カートリッジ２に不具合が生じて塗料バッグ１２の外部に塗料が漏れた場合、リザーバータンク４の下側に配置される光電センサ３４の検出結果に基づいて、塗料漏れを検知することができる。なお、上限位置を検出するための上側の光電センサ３３では、塗料押出液Ｌ１が上限位置まで達しないと塗料漏れを検知することができないが、下限位置を検出するための下側の光電センサ３４では、塗料漏れを早期に検知することができる。
【００４８】
（６）本実施の形態の塗料充填装置１では、リザーバータンク４の押出液貯留室２３において塗料押出液Ｌ１の液面が下限位置に達したときに、塗料押出液Ｌ１の排出を止めることで、押出液貯留室２３内に所定量の塗料押出液Ｌ１が残存するように構成している。このようにすると、エアが排出経路１９に混入するといったエア噛みを防止することができる。この結果、エア噛みによる塗料Ｐ１の充填誤差を防止することができ、塗料カートリッジ２への塗料充填をより正確に行うことができる。
【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】
・上記実施の形態では、液面位置検出手段として光電センサ３３，３４を用いるものであったが、これに限定されるものではなく、例えば、磁石を用いた近接センサを用いるようにしてもよい。具体的には、磁石を有するフロート部材３１をリザーバータンク４内に収容し、液面位置検出手段としての近接センサ（磁気センサ）でフロート部材３１の近接を検出し、その検出結果に応じて塗料押出液Ｌ１の液面の位置を判断するように構成してもよい。
【００５１】
・上記実施の形態では、リザーバータンク４内の押出液貯留室２３は、大径部２４及び小径部２５を有する形状であったが、これに限定されるものではない。例えば、直径が等しい円柱形状や四角柱形状の押出液貯留室２３に変更してもよい。またこの場合、液面の上限位置及び下限位置を検出するための一対の光電センサ３３，３４のうちの少なくとも一方のセンサをリザーバータンク４の上下方向に移動可能に設けてもよい。このようにすると、リザーバータンク４に蓄えられる塗料押出液Ｌ１の液量を光電センサ３３，３４の位置によって変更することができ、その液量に応じて塗料充填量を調整することができる。このように塗料充填装置を構成すると、充填容量の異なる塗料カートリッジ２への塗料Ｐ１の充填が可能となる。
【００５２】
・上記実施の形態では、エアを供給及び排出するためのエア給排手段として、エア供給経路２６、エア排出経路２７、エア供給バルブ２８及びエア排出バルブ２９を備え、リザーバータンク４にエアを供給することで、リザーバータンク４内の塗料押出液Ｌ１を排出するよう構成されていたが、これに限定されるものではない。例えば、塗料押出液Ｌ１とは比重が異なる液体をリザーバータンク４に供給及び排出するための液体給排手段を備え、リザーバータンク４に液体を供給することで、リザーバータンク４内の塗料押出液Ｌ１を排出するよう構成してもよい。この場合、液体はエアのように圧縮されることがなく、塗料押出液Ｌ１をより確実に排出することができる。さらに、塗料押出液Ｌ１を押し出すための液体として所定色（例えば黒色）に着色した液体を用いれば、塗料押出液Ｌ１と着色液との界面（塗料押出液Ｌ１の液面）を容易に判断することができる。この結果、上記実施の形態のようなフロート部材３１を用いなくても、光電センサ３３，３４によって塗料押出液Ｌ１の液面の位置を確実に検出することができる。
【００５３】
また、エア給排手段や液体給排手段などを設けずに、リザーバータンク４と押出液貯留タンク５との高低差を利用して、リザーバータンク４から押出液貯留タンク５に塗料押出液Ｌ１を排出するよう構成してもよい。このようにすれば、塗料充填装置１の構成が簡素化されて、その装置コストを抑えることができる。
【００５４】
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。
【００５５】
（１）手段１において、前記リザーバータンク内の押出液貯留室には、磁石を有し、前記塗料押出液よりも比重の小さい材料からなるフロート部材が収容され、前記液面位置検出手段は、前記塗料押出液の液面に浮かぶ前記フロート部材の磁石の近接に基づいて、前記液面の位置を検出することを特徴とする塗料充填装置。
【００５６】
（２）手段２において、前記液面位置検出手段を構成する前記一対の光電センサのうちの少なくとも一方のセンサが前記リザーバータンクの上下方向に移動可能に設けられることを特徴とする塗料充填装置。
【００５７】
（３）手段１乃至５のいずれかにおいて、前記リザーバータンクにエアを供給及び排出するためのエア給排手段を備え、前記エア給排手段から供給される前記エアによって、前記リザーバータンク内に一旦蓄えられた前記塗料押出液がタンク外部に排出されることを特徴とする塗料充填装置。
【００５８】
（４）手段１において、前記塗料押出液とは比重が異なる液体を前記リザーバータンクに供給及び排出するための液体給排手段を備え、前記液体給排手段から供給される前記液体によって、前記リザーバータンク内に一旦蓄えられた前記塗料押出液がタンク外部に排出されること塗料充填装置。
【００５９】
（５）塗料を充填する塗料バッグを有し、塗料押出液によって前記塗料バッグ内の塗料を押し出すように構成された塗料カートリッジに塗料を定量供給する塗料充填方法であって、前記塗料バッグ内への塗料充填時に前記塗料カートリッジから排出される前記塗料押出液をリザーバータンクに一旦蓄えるステップと、前記リザーバータンク内の液面の位置を検出するステップと、前記液面の位置に基づいて前記塗料カートリッジ内の前記塗料押出液の液量を監視することで、前記塗料バッグへの塗料の充填量を制御するステップとを含むことを特徴とする塗料充填方法。
【符号の説明】
【００６０】
１…塗料充填装置
２…塗料カートリッジ
４…リザーバータンク
６…制御装置
１２…塗料バッグ
２３…押出液貯留室
２４…大径部
２５…小径部
３１…フロート部材
３３，３４…光電センサ
Ｌ１…塗料押出液
Ｐ１…塗料
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗料カートリッジに一定量の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。
【０００４】
この塗料カートリッジに塗料を定量供給する装置として、計量シリンダ方式の塗料充填装置や光電管方式の塗料充填装置（例えば、特許文献１参照）が知られている。図６には計量シリンダ方式の塗料充填装置４０の具体例を示し、図７には光電管方式の塗料充填装置５０の具体例を示している。図６に示されるように、塗料充填装置４０は、塗料カートリッジ４１の塗料バッグ４２から塗料押出液Ｌ１を排出するための排出経路４３に接続された計量シリンダ４４を備えている。計量シリンダ４４には、サーボモータ４５が装着されており、そのサーボモータ４５を駆動することによって、ピストン４６のスライド量が制御される。これによって、塗料カートリッジ４１から所定量の塗料押出液Ｌ１を排出し、その排出量に応じて塗料バッグ４２に所定量の塗料Ｐ１を充填する。
【０００５】
また、図７の塗料充填装置５０では、塗料カートリッジ５１内における塗料バッグ５２の塗料充填状態が光電センサ５３を用いて検出されている。具体的には、光電センサ５３は、発光素子５４と、受光素子５５と、各素子５４，５５の間の光路を形成する光ファイバ５６（光電管）とからなる。塗料カートリッジ５１において、塗料充填時には塗料バッグ５２が横方向に広がり、その変形に伴い塗料バッグ５２の長さが短くなる。一方、塗料排出時には塗料バッグ５２が萎縮し、その変形に伴い塗料バッグ５２の長さが長くなる。この塗料バッグ５２の挙動を光電センサ５３を利用して検出し、塗料Ｐ１を充填している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１００１４５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、図６のような計量シリンダ方式の塗料充填装置４０では、サーボモータ４５を用いているため、高価な装置となる。さらに、サーボモータ４５を駆動するために電気スイッチ等が必要となるため、防爆規制に触れる一部の地域では塗料充填装置４０を使用することができないといった問題がある。また、図７に示す光電管方式の塗料充填装置５０では、塗料カートリッジ５１内における塗料バッグ５２の変形は一様ではないため、塗料Ｐ１の定量供給が困難である。このため、塗料Ｐ１の過充填による塗料バッグ５２の破裂や充填量不足などの問題が生じてしまう。
【０００８】
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、安価な構成で塗料の定量供給を確実に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】
【０００９】
上記課題を解決するために、手段１に記載の発明は、塗料を充填する塗料バッグを有し、塗料押出液によって前記塗料バッグ内の塗料を押し出すように構成された塗料カートリッジに塗料を定量供給する塗料充填装置であって、前記塗料バッグ内への塗料充填時に前記塗料カートリッジから排出される前記塗料押出液を一旦蓄えるリザーバータンクと、前記リザーバータンク内の液面の位置を検出するための液面位置検出手段と、前記液面位置検出手段によって検出された液面の位置に基づいて前記塗料カートリッジ内の前記塗料押出液の液量を監視することで、前記塗料バッグへの塗料の充填量を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする塗料充填装置をその要旨とする。
【００１０】
手段１に記載の発明によると、塗料カートリッジの塗料バッグ内に塗料を充填すると、その充填量に応じた液量の塗料押出液が塗料カートリッジから排出され、リザーバータンク内に蓄えられる。このとき、液面位置検出手段によって、リザーバータンク内の液面の位置が検出される。そして、制御装置により、液面の位置に基づいて塗料カートリッジ内の塗料押出液の液量が監視され、その液量に応じて塗料バッグに充填される塗料の充填量を制御することができる。このようにすると、従来技術のように比較的高価なサーボモータ等を使用しなくても、塗料カートリッジに一定量の塗料を正確に充填することができる。また、塗料充填装置の構成が簡素化されるため、メンテナンスを容易に行うことができる。
【００１１】
手段２に記載の発明は、手段１において、前記液面位置検出手段は、前記リザーバータンク内における前記塗料押出液の液面の下限位置と上限位置とをそれぞれ検出するために設けられた一対の光電センサを含むことをその要旨とする。
【００１２】
手段２に記載の発明によると、リザーバータンク内における塗料押出液の液面の下限位置と上限位置とが一対の光電センサによって検出される。そして、リザーバータンク内において、下限位置から上限位置まで増加する塗料押出液の増加量を監視することにより、その増加量に応じた塗料を塗料バッグ内に定量供給することができる。またこの場合、液面位置検出手段として光電センサを用いているので、防爆構造の装置を容易に実現することができ、防爆規制のある地域においても本発明の塗料充填装置を使用することが可能となる。
【００１３】
手段３に記載の発明は、手段２において、前記リザーバータンク内の押出液貯留室には、前記塗料押出液よりも比重の小さい材料からなるフロート部材が収容され、前記液面位置検出手段は、前記液面に浮かぶ前記フロート部材が前記光電センサの発する光を遮断するか否かを検出することにより、前記液面の位置を間接的に検出することをその要旨とする。
【００１４】
塗料押出液として透明な液体が用いられる場合、その液面の位置を直接検出することは困難である。これに対して、手段３に記載の発明のように、リザーバータンク内の押出液貯留室において塗料押出液の液面にフロート部材を浮かべ、そのフロート部材の位置に基づいて液面の位置を間接的に検出することにより、その液面の位置を確実に検出することができる。
【００１５】
手段４に記載の発明は、手段３において、前記押出液貯留室は、前記下限位置及び前記上限位置の間に形成された大径部と、前記下限位置及び前記上限位置に対応してそれぞれ形成された小径部とを有することをその要旨とする。
【００１６】
手段４に記載の発明によると、リザーバータンクの押出液貯留室において、液面の下限位置及び上限位置に対応して小径部がそれぞれ形成されている。このようにすると、下限位置及び上限位置に対応する小径部では、液量の増減に伴う液面の位置の変化量が大きくなるため、押出液貯留室に蓄えられる液量をより正確に監視することができる。
【００１７】
手段５に記載の発明は、手段２乃至４のいずれかにおいて、前記液面位置検出手段において前記液面の下限位置を検出するための光電センサは、前記塗料バッグの外部への塗料漏れの有無を検知する塗料漏れ検知センサを兼ねていることをその要旨とする。
【００１８】
手段５に記載の発明によると、液面の下限位置を検出するための光電センサによって塗料漏れの有無が検知される。具体的には、塗料カートリッジに不具合が生じて塗料バッグの外部に塗料が漏れた場合、塗料押出液に塗料が混ざる。そして、その塗料を含んだ塗料押出液がリザーバータンクの押出液貯留室に供給されると、光電センサによって検出される光の検出量が少なくなり、その光電センサの検出結果に基づいて、塗料漏れの有無を検知することができる。なお、上限位置を検出するための光電センサでは、液面に浮かぶフロート部材を検知するため、塗料漏れを検知することができないが、下限位置を検出するための光電センサでは、塗料漏れを早期に検知することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上詳述したように、手段１〜５に記載の発明によると、安価な構成で塗料の定量供給を確実に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装置を示す概略構成図。
【図２】塗料充填方法を示す説明図。
【図３】塗料充填方法を示す説明図。
【図４】塗料充填方法を示す説明図。
【図５】塗料充填方法を示す説明図。
【図６】従来の計量シリンダ方式の塗料充填装置を示す概略構成図。
【図７】従来の光電管方式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装置１は、塗料カートリッジ２に塗料Ｐ１を定量供給するための装置であって、塗料供給器３、リザーバータンク４、押出液貯留タンク５、及び制御装置６を備えている。
【００２３】
塗料供給器３は、図示しない塗料タンクやポンプ等を含み、塗料経路１１を介して塗料カートリッジ２に接続される。塗料供給器３は、ポンプを駆動することによって塗料タンク内の塗料を塗料カートリッジ２に供給する。
【００２４】
塗料カートリッジ２は筒状に形成されており、そのカートリッジ２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、塗料カートリッジ２の内部領域を、塗料Ｐ１が充填される塗料室１４と、塗料Ｐ１を塗料室１４から押し出すための塗料押出液Ｌ１が給排される塗料押出液室１５とに区画しており、塗料Ｐ１と塗料押出液Ｌ１との接触を防止するようになっている。また、塗料カートリッジ２において、塗料バッグ１２への塗料充填時には、塗料Ｐ１の充填量と同じ容量の塗料押出液Ｌ１が塗料押出液室１５から排出され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押出液Ｌ１は、有機溶剤などの油性透明液体である。
【００２５】
塗料カートリッジ２の塗料押出液室１５は、押出液供給経路１７を介して押出液貯留タンク５に接続されている。この押出液供給経路１７の途中にポンプ１８が設けられており、そのポンプ１８を駆動することで、押出液貯留タンク５内に蓄えられている塗料押出液Ｌ１が塗料カートリッジ２の塗料押出液室１５に供給されるようになっている。
【００２６】
また、塗料カートリッジ２の塗料押出液室１５は、押出液排出経路１９を介してリザーバータンク４に接続されている。押出液排出経路１９の途中には、三方切替バルブ２１が設けられており、この三方切替バルブ２１はリザーバータンク４に加えて押出液貯留タンク５にも接続されている。三方切替バルブ２１は、押出液排出経路１９を切り替えるバルブであり、塗料カートリッジ２からリザーバータンク４への排出経路１９を連通する際には、リザーバータンク４から押出液貯留タンク５への排出経路１９を遮断する。また、三方切替バルブ２１は、塗料カートリッジ２からリザーバータンク４への排出経路１９を遮断する際には、リザーバータンク４から押出液貯留タンク５への排出経路１９を連通させる。なお、この三方切替バルブ２１は、図示しないエア供給装置から供給されるパイロットエアによって駆動されるエアバルブである。
【００２７】
リザーバータンク４には、塗料充填時に塗料カートリッジ２から排出される塗料押出液Ｌ１を一旦蓄えるための押出液貯留室２３が形成されており、その貯留室２３は、直径が大きな大径部２４と、その大径部２４の上端側及び下端側に設けられた小径部２５とを有する。また、押出液貯留室２３の下端部に押出液排出経路１９が接続されており、この下端部から塗料押出液Ｌ１が給排されるようになっている。さらに、押出液貯留室２３の上端部には、エア供給経路２６とエア排出経路２７とが接続されている。エア供給経路２６上にはその経路を開閉するためのエア供給バルブ２８が設けられるとともに、エア排出経路２７上にもその経路を開閉するためのエア排出バルブ２９が設けられている。
【００２８】
なお、各バルブ２８，２９は、三方切替バルブ２１と同様に、図示しないエア供給装置から供給されるパイロットエアによって駆動されるエアバルブである。また、各バルブ２１，２８，２９にパイロットエアを供給するエア供給装置は、制御装置６から出力される駆動信号に基づいて制御されるようになっている。
【００２９】
ここで、エア排出経路２７上のエア排出バルブ２９を閉じるとともにエア供給経路２６上のエア供給バルブ２８を開いて、図示しないエア供給装置からエアを押出液貯留室２３の上端部に供給する。このエアの供給により、押出液貯留室２３内の塗料押出液Ｌ１が下端部から押し出される。また、エア供給経路２６上のエア供給バルブ２８を閉じるとともに、エア排出経路２７上のエア排出バルブ２９を開く。その状態で、下端部から押出液貯留室２３内に塗料押出液Ｌ１が流入されると、押出液貯留室２３のエアが上端部からエア排出経路２７を介して排出される。
【００３０】
リザーバータンク４の押出液貯留室２３内には、塗料押出液Ｌ１よりも比重の小さい材料からなり、塗料押出液Ｌ１の液面に浮かぶ球形のフロート部材３１が収納されている。フロート部材３１は、押出液貯留室２３の小径部２５よりも小さな直径を有し、大径部２４と小径部２５との間で移動が可能である。また、このフロート部材３１の表面もしくは全体が、光を通さない遮光材料を用いて形成されている。
【００３１】
リザーバータンク４には、塗料押出液Ｌ１の液面に浮かぶフロート部材３１を利用してその液面の位置を検知するための液面位置検出手段が設けられている。具体的には、本実施の形態の液面位置検出手段は、押出液貯留室２３において上端側及び下端側の小径部２５に対応した位置にそれぞれ配置される一対の光電センサ３３，３４を含む。光電センサ３３，３４は、光を発する発光素子３５と、光を受光して電気信号に変換する受光素子３６と、発光素子３５と受光素子３６との間の光路を構成する光ファイバ３７とからなる。押出液貯留室２３においてその上端側及び下端側にある小径部２５には、光を透過する透明部材からなるのぞき窓（図示略）が形成されており、のぞき窓の部分に光ファイバ３７の端部が配置されている。また、光電センサ３３，３４の発光素子３５及び受光素子３６は制御装置６に接続されている。
【００３２】
制御装置６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力ポート等からなる周知のコンピュータにより構成されており、光電センサ３３，３４の検知信号に基づいて、塗料カートリッジ２への塗料Ｐ１の充填量を制御する。具体的には、リザーバータンク４において、塗料押出液Ｌ１の液面上昇に伴いフロート部材３１が押出液貯留室２３の上側の小径部２５に上昇すると、発光素子３５の光がフロート部材３１によって遮断される。このとき、受光素子３６にて光が受光されなくなるため、上側の光電センサ３３の検知信号が変化する。制御装置６は、光電センサ３３の検知信号に基づいて、液面が上限位置に達したことを判断する。一方、塗料押出液Ｌ１の液面下降に伴いフロート部材３１が押出液貯留室２３の下側の小径部２５に下降すると、発光素子３５の光がフロート部材３１によって遮断される。このとき、受光素子３６にて光が受光されなくなるため、下側の光電センサ３４の検知信号が変化する。制御装置６は、その検知信号に基づいて、液面が下限位置に達したことを判断する。
【００３３】
制御装置６は、光電センサ３３，３４の検知信号により、リザーバータンク４内における塗料押出液Ｌ１の液面の位置を判断し、その液面の位置に基づいて、塗料カートリッジ２内の塗料押出液Ｌ１の液量を監視する。このとき、制御装置６は、リザーバータンク４内において塗料押出液Ｌ１の液面が下限位置から上限位置に達するまで塗料供給器３を駆動し、上限位置に達したときに、塗料供給器３を停止させる。この結果、リザーバータンク４内に供給された塗料押出液Ｌ１の増加量と同量の塗料Ｐ１が塗料カートリッジ２の塗料バッグ１２内に充填される。
【００３４】
また、本実施の形態において、下限位置を検出するための光電センサ３４は、塗料バッグ１２の外部への塗料漏れの有無を検知する塗料漏れ検知センサを兼ねている。具体的には、塗料カートリッジ２に不具合が生じて塗料バッグ１２の外部に塗料Ｐ１が漏れた場合、塗料押出液Ｌ１に塗料Ｐ１が混ざる。そして、その塗料Ｐ１を含んだ塗料押出液Ｌ１がリザーバータンク４の押出液貯留室２３に供給されると、光電センサ３４によって検出される光の検出量が少なくなり、その光電センサ３４の検出結果に基づいて、塗料漏れが検出される。
【００３５】
次に、本実施の形態における塗料充填装置１を用いて塗料カートリッジ２に塗料Ｐ１を定量供給する際の動作例について説明する。
【００３６】
先ず、図２に示されるように、塗料充填装置１に塗料カートリッジ２を装着する。また、制御装置６は、図示しないエア供給装置を制御してパイロットエアを三方切替バルブ２１に供給してその三方切替バルブ２１を動作させる。このとき、三方切替バルブ２１によって、塗料カートリッジ２からリザーバータンク４への排出経路１９が遮断されるとともに、リザーバータンク４から押出液貯留タンク５への排出経路１９が連通される。その後、制御装置６は、押出液貯留タンク５に接続されるポンプ１８を駆動することで、押出液貯留タンク５内の塗料押出液Ｌ１を押出液供給経路１７を介して塗料カートリッジ２の塗料押出液室１５に供給する。この結果、図３に示されるように、塗料バッグ１２が押し潰されて塗料室１４に残存する塗料Ｐ１が塗料経路１１を介して排出される。そして、制御装置６は、塗料室１４に残存する全ての塗料Ｐ１が排出されたときに、ポンプ１８の駆動を停止させる。なおここでは、塗料経路１１には、塗料供給器３は接続されておらず、回収タンクなどの塗料回収装置が設けられている。
【００３７】
また、図２に示されるように、リザーバータンク４内の塗料押出液室１５に塗料押出液Ｌ１が残っている場合、制御装置６は、図示しないエア供給装置からのパイロットエアによって、エア供給経路２６上のエア供給バルブ２８を開くとともに、エア排出経路２７上のエア排出バルブ２９を閉じる。そして、エア供給装置からエア供給経路２６を介して押出液貯留室２３にエアを供給することで、押出液貯留室２３内に残存する塗料押出液Ｌ１を排出経路１９及び三方切替バルブ２１を介して押出液貯留タンク５に排出する。このとき、リザーバータンク４内に塗料押出液Ｌ１の液面が下限位置となるまで押出液貯留室２３内の塗料押出液Ｌ１が排出される。その後、制御装置６は、光電センサ３４の検知信号に基づいて、液面が下限位置となったことを判断したときに、エア供給装置からのパイロットエアによって、エア供給バルブ２８を閉じて塗料押出液Ｌ１の排出を停止させる（図３参照）。
【００３８】
次いで、制御装置６は、エア供給装置からのパイロットエアによって三方切替バルブ２１を動作させる。このとき、三方切替バルブ２１によって、塗料カートリッジ２からリザーバータンク４への排出経路１９が連通されるとともに、リザーバータンク４から押出液貯留タンク５への排出経路１９が遮断される。その後、制御装置６は、エア供給装置からのパイロットエアによって、エア排出経路２７上のエア排出バルブ２９を開く。
【００３９】
さらに、塗料経路１１に塗料供給器３が接続された後、制御装置６は、その塗料供給器３を作動させることで、塗料経路１１を介して塗料カートリッジ２の塗料バッグ１２内に塗料Ｐ１を充填する。このとき、塗料カートリッジ２において塗料バッグ１２が膨らむ。この結果、塗料カートリッジ２の塗料押出液室１５から塗料押出液Ｌ１が排出され、その押出液Ｌ１は押出液排出経路１９を通ってリザーバータンク４内に一旦蓄えられる（図４参照）。
【００４０】
ここでは、塗料バッグ１２内への塗料Ｐ１の充填量に応じて、リザーバータンク４内の押出液貯留室２３に塗料押出液Ｌ１が蓄えられていき、押出液貯留室２３での塗料押出液Ｌ１の液面が上昇する。そして、塗料押出液Ｌ１の液面に浮かぶフロート部材３１も上昇していく。フロート部材３１が上限位置に達していない場合には、上側の光電センサ３３において、発光素子３５の光がフロート部材３１にて遮られないため受光素子３６で検出される。一方、フロート部材３１が上限位置に達すると、光電センサ３３において、発光素子３５の光がフロート部材３１にて遮られるため受光素子３６で検出されなくなる。そして、受光素子３６における光検出の有無に応じた検知信号が光電センサ３３から出力され、制御装置６はその検知信号に基づいて、塗料押出液Ｌ１の液面が上限位置に達したことを判断する。
【００４１】
制御装置６は、液面が上限位置に達したことを判断したとき、塗料供給器３の駆動を停止して、塗料カートリッジ２への塗料Ｐ１の充填を停止させる（図５参照）。以上の工程を得て塗料充填を完了した塗料カートリッジ２が塗料充填装置１から取り外される。
【００４２】
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。
【００４３】
（１）本実施の形態の塗料充填装置１では、光電センサ３３，３４によって、リザーバータンク４内における塗料押出液Ｌ１の液面の位置が検出され、制御装置６によって、その液面の位置に基づいて塗料カートリッジ２内の塗料押出液Ｌ１の液量が監視される。そして、塗料押出液Ｌ１の液量に応じて塗料バッグ１２に充填される塗料Ｐ１の充填量が制御される。このようにすると、従来技術のように比較的高価なサーボモータ等を使用しなくても、塗料カートリッジ２に一定量の塗料を正確に充填することができる。またこの場合、塗料充填装置１の構成が簡素化されるため、メンテナンスを容易に行うことができる。
【００４４】
（２）本実施の形態の塗料充填装置１では、液面位置検出手段として光電センサ３３，３４が用いられている。また、三方切替バルブ２１、エア供給バルブ２８、及びエア排出バルブ２９として、エアにより駆動されるエアバルブが用いられている。このように構成すると、防爆構造の塗料充填装置１を容易に実現することができ、防爆規制のある地域においても塗料充填装置１を使用することが可能となる。
【００４５】
（３）本実施の形態の塗料充填装置１では、リザーバータンク４内の押出液貯留室２３にて塗料押出液Ｌ１の液面にフロート部材３１を浮かべ、そのフロート部材３１の位置に基づいて液面の位置を間接的に検出している。本実施の形態で用いられる塗料押出液Ｌ１は透明な液体であるため、その液面の位置を直接検出することは困難であるが、フロート部材３１を用いて液面の位置を間接的に検出することにより、液面の位置を確実に検出することができる。
【００４６】
（４）本実施の形態の塗料充填装置１では、リザーバータンク４の押出液貯留室２３において、液面の下限位置及び上限位置の間に大径部２４が形成されるとともに下限位置及び上限位置に対応して小径部２５がそれぞれ形成されている。このようにすると、下限位置及び上限位置に対応する小径部２５では、液量の増減に伴う液面の位置の変化量が大きくなるため、押出液貯留室２３に蓄えられる液量を正確に監視することができる。
【００４７】
（５）本実施の形態の塗料充填装置１では、塗料カートリッジ２に不具合が生じて塗料バッグ１２の外部に塗料が漏れた場合、リザーバータンク４の下側に配置される光電センサ３４の検出結果に基づいて、塗料漏れを検知することができる。なお、上限位置を検出するための上側の光電センサ３３では、塗料押出液Ｌ１が上限位置まで達しないと塗料漏れを検知することができないが、下限位置を検出するための下側の光電センサ３４では、塗料漏れを早期に検知することができる。
【００４８】
（６）本実施の形態の塗料充填装置１では、リザーバータンク４の押出液貯留室２３において塗料押出液Ｌ１の液面が下限位置に達したときに、塗料押出液Ｌ１の排出を止めることで、押出液貯留室２３内に所定量の塗料押出液Ｌ１が残存するように構成している。このようにすると、エアが排出経路１９に混入するといったエア噛みを防止することができる。この結果、エア噛みによる塗料Ｐ１の充填誤差を防止することができ、塗料カートリッジ２への塗料充填をより正確に行うことができる。
【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】
・上記実施の形態では、液面位置検出手段として光電センサ３３，３４を用いるものであったが、これに限定されるものではなく、例えば、磁石を用いた近接センサを用いるようにしてもよい。具体的には、磁石を有するフロート部材３１をリザーバータンク４内に収容し、液面位置検出手段としての近接センサ（磁気センサ）でフロート部材３１の近接を検出し、その検出結果に応じて塗料押出液Ｌ１の液面の位置を判断するように構成してもよい。
【００５１】
・上記実施の形態では、リザーバータンク４内の押出液貯留室２３は、大径部２４及び小径部２５を有する形状であったが、これに限定されるものではない。例えば、直径が等しい円柱形状や四角柱形状の押出液貯留室２３に変更してもよい。またこの場合、液面の上限位置及び下限位置を検出するための一対の光電センサ３３，３４のうちの少なくとも一方のセンサをリザーバータンク４の上下方向に移動可能に設けてもよい。このようにすると、リザーバータンク４に蓄えられる塗料押出液Ｌ１の液量を光電センサ３３，３４の位置によって変更することができ、その液量に応じて塗料充填量を調整することができる。このように塗料充填装置を構成すると、充填容量の異なる塗料カートリッジ２への塗料Ｐ１の充填が可能となる。
【００５２】
・上記実施の形態では、エアを供給及び排出するためのエア給排手段として、エア供給経路２６、エア排出経路２７、エア供給バルブ２８及びエア排出バルブ２９を備え、リザーバータンク４にエアを供給することで、リザーバータンク４内の塗料押出液Ｌ１を排出するよう構成されていたが、これに限定されるものではない。例えば、塗料押出液Ｌ１とは比重が異なる液体をリザーバータンク４に供給及び排出するための液体給排手段を備え、リザーバータンク４に液体を供給することで、リザーバータンク４内の塗料押出液Ｌ１を排出するよう構成してもよい。この場合、液体はエアのように圧縮されることがなく、塗料押出液Ｌ１をより確実に排出することができる。さらに、塗料押出液Ｌ１を押し出すための液体として所定色（例えば黒色）に着色した液体を用いれば、塗料押出液Ｌ１と着色液との界面（塗料押出液Ｌ１の液面）を容易に判断することができる。この結果、上記実施の形態のようなフロート部材３１を用いなくても、光電センサ３３，３４によって塗料押出液Ｌ１の液面の位置を確実に検出することができる。
【００５３】
また、エア給排手段や液体給排手段などを設けずに、リザーバータンク４と押出液貯留タンク５との高低差を利用して、リザーバータンク４から押出液貯留タンク５に塗料押出液Ｌ１を排出するよう構成してもよい。このようにすれば、塗料充填装置１の構成が簡素化されて、その装置コストを抑えることができる。
【００５４】
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。
【００５５】
（１）手段１において、前記リザーバータンク内の押出液貯留室には、磁石を有し、前記塗料押出液よりも比重の小さい材料からなるフロート部材が収容され、前記液面位置検出手段は、前記塗料押出液の液面に浮かぶ前記フロート部材の磁石の近接に基づいて、前記液面の位置を検出することを特徴とする塗料充填装置。
【００５６】
（２）手段２において、前記液面位置検出手段を構成する前記一対の光電センサのうちの少なくとも一方のセンサが前記リザーバータンクの上下方向に移動可能に設けられることを特徴とする塗料充填装置。
【００５７】
（３）手段１乃至５のいずれかにおいて、前記リザーバータンクにエアを供給及び排出するためのエア給排手段を備え、前記エア給排手段から供給される前記エアによって、前記リザーバータンク内に一旦蓄えられた前記塗料押出液がタンク外部に排出されることを特徴とする塗料充填装置。
【００５８】
（４）手段１において、前記塗料押出液とは比重が異なる液体を前記リザーバータンクに供給及び排出するための液体給排手段を備え、前記液体給排手段から供給される前記液体によって、前記リザーバータンク内に一旦蓄えられた前記塗料押出液がタンク外部に排出されること塗料充填装置。
【００５９】
（５）塗料を充填する塗料バッグを有し、塗料押出液によって前記塗料バッグ内の塗料を押し出すように構成された塗料カートリッジに塗料を定量供給する塗料充填方法であって、前記塗料バッグ内への塗料充填時に前記塗料カートリッジから排出される前記塗料押出液をリザーバータンクに一旦蓄えるステップと、前記リザーバータンク内の液面の位置を検出するステップと、前記液面の位置に基づいて前記塗料カートリッジ内の前記塗料押出液の液量を監視することで、前記塗料バッグへの塗料の充填量を制御するステップとを含むことを特徴とする塗料充填方法。
【符号の説明】
【００６０】
１…塗料充填装置
２…塗料カートリッジ
４…リザーバータンク
６…制御装置
１２…塗料バッグ
２３…押出液貯留室
２４…大径部
２５…小径部
３１…フロート部材
３３，３４…光電センサ
Ｌ１…塗料押出液
Ｐ１…塗料
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗料を充填する塗料バッグを有し、塗料押出液によって前記塗料バッグ内の塗料を押し出すように構成された塗料カートリッジに塗料を定量供給する塗料充填装置であって、
前記塗料バッグ内への塗料充填時に前記塗料カートリッジから排出される前記塗料押出液を一旦蓄えるリザーバータンクと、
前記リザーバータンク内の液面の位置を検出するための液面位置検出手段と、
前記液面位置検出手段によって検出された液面の位置に基づいて前記塗料カートリッジ内の前記塗料押出液の液量を監視することで、前記塗料バッグへの塗料の充填量を制御する制御装置と
を備えたことを特徴とする塗料充填装置。
【請求項２】
前記液面位置検出手段は、前記リザーバータンク内における前記塗料押出液の液面の下限位置と上限位置とをそれぞれ検出するために設けられた一対の光電センサを含む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】
前記リザーバータンク内の押出液貯留室には、前記塗料押出液よりも比重の小さい材料からなるフロート部材が収容され、
前記液面位置検出手段は、前記液面に浮かぶ前記フロート部材が前記光電センサの発する光を遮断するか否かを検出することにより、前記液面の位置を間接的に検出する
ことを特徴とする請求項２に記載の塗料充填装置。
【請求項４】
前記押出液貯留室は、前記下限位置及び前記上限位置の間に形成された大径部と、前記下限位置及び前記上限位置に対応してそれぞれ形成された小径部とを有す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５】
前記液面位置検出手段において前記液面の下限位置を検出するための光電センサは、前記塗料バッグの外部への塗料漏れの有無を検知する塗料漏れ検知センサを兼ねていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の塗料充填装置。
【請求項１】
塗料を充填する塗料バッグを有し、塗料押出液によって前記塗料バッグ内の塗料を押し出すように構成された塗料カートリッジに塗料を定量供給する塗料充填装置であって、
前記塗料バッグ内への塗料充填時に前記塗料カートリッジから排出される前記塗料押出液を一旦蓄えるリザーバータンクと、
前記リザーバータンク内の液面の位置を検出するための液面位置検出手段と、
前記液面位置検出手段によって検出された液面の位置に基づいて前記塗料カートリッジ内の前記塗料押出液の液量を監視することで、前記塗料バッグへの塗料の充填量を制御する制御装置と
を備えたことを特徴とする塗料充填装置。
【請求項２】
前記液面位置検出手段は、前記リザーバータンク内における前記塗料押出液の液面の下限位置と上限位置とをそれぞれ検出するために設けられた一対の光電センサを含む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】
前記リザーバータンク内の押出液貯留室には、前記塗料押出液よりも比重の小さい材料からなるフロート部材が収容され、
前記液面位置検出手段は、前記液面に浮かぶ前記フロート部材が前記光電センサの発する光を遮断するか否かを検出することにより、前記液面の位置を間接的に検出する
ことを特徴とする請求項２に記載の塗料充填装置。
【請求項４】
前記押出液貯留室は、前記下限位置及び前記上限位置の間に形成された大径部と、前記下限位置及び前記上限位置に対応してそれぞれ形成された小径部とを有す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５】
前記液面位置検出手段において前記液面の下限位置を検出するための光電センサは、前記塗料バッグの外部への塗料漏れの有無を検知する塗料漏れ検知センサを兼ねていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の塗料充填装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−７１２２２（Ｐ２０１２−７１２２２Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１６０１３（Ｐ２０１０−２１６０１３）
【出願日】平成２２年９月２７日（２０１０．９．２７）
【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４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２７日（２０１０．９．２７）
【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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