JP4142894B2 - 塗料供給装置および塗料供給方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば自動車の塗装ラインにおいて、車体の塗色を適宜変更可能とする塗料供給装置および塗料供給方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の塗色に対して共通の塗料循環配管を持ち、この塗料循環配管内に、ピグと呼ばれる部材を通すことにより色替えを行う塗料供給装置がある。このような塗料供給装置において、例えば１分〜１．５分程度の極めて短いサイクルで色替えを可能とする手段として、特開２０００−３１２８４４号公報には、前記した共通の塗料循環配管を複数持ち、これらを順次切り替えていく方法が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の塗料供給装置にあっては、共通の塗料循環配管および、塗色の切り替えに必要な付帯装置、例えばピグを挿入するピグ挿入器や切替弁が、複数の塗料循環配管に対応してそれぞれ必要となるので、設備コストの上昇を招いている。
【０００４】
特に、ピグが通過する共通の塗料循環配管は、主にピグへの損傷や塗料残り量を低減するために、内壁の粗度を平滑にしたり、段差を減らす必要があることから、高価なものを使用することになる。また、その長さについても、通常塗装ガンは複数備えることから、その複数の塗装ガンを配置してある塗装ブース外周をくまなく通過させる必要があったり、塗装ブースと塗料調合室とを結ぶ距離が必要になるなど、７０〜２００ｍ程度と長くなる傾向にある。
【０００５】
また、共通の塗料循環配管と、塗料圧送部および塗装ガンとの接続部分も、複数の共通の塗料循環配管に対応して複数必要になるとともに、この接続部分に塗色切替時の残留塗料が発生して、全体として塗料使用量が増大する傾向にある。
【０００６】
そこで、この発明は、設備コストの上昇および色替え時の塗料の無駄を抑制しつつ、短時間で色替え作業を行えるようにすることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、各色の塗料をそれぞれ収容する複数の塗料容器に接続され、これら各色の塗料が単独で循環可能で、かつ塗色切替時に、内部に残る塗料を除去する残留塗料除去具を挿入可能な塗料共通循環配管に、この塗料共通循環配管から複数に分岐可能な第１の分岐手段を接続するとともに、塗装ガンの上流側には、この塗装ガンから複数に分岐可能な第２の分岐手段を接続し、前記第１の分岐手段と第２の分岐手段との間に、各色の塗料が個別に循環可能な塗料個別循環配管を配置し、この塗料個別循環配管に、複数の被塗装物に対して塗装可能となる量の塗料を貯蔵する塗料貯蔵手段と、この塗料貯蔵手段に貯蔵されている塗料を圧送する塗料圧送手段とをそれぞれ設け、前記塗料貯蔵手段内の塗料貯蔵量が設定値以下に減少したときに、前記塗料共通循環配管側の塗料を、必要に応じて前記残留塗料除去具により色替えを行った上で、前記第１の分岐手段を通して前記塗料個別循環配管の塗料貯蔵手段に塗料を補給するよう指示する指示手段を設けた構成としてある。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明の構成において、前記塗料個別循環配管の数を、あらかじめ設定した塗色の数以上とした構成としてある。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１または２の発明の構成において、前記塗料貯蔵手段がタンクであり、このタンクに、タンク内の塗料貯蔵量を検出する塗料センサを設け、前記指示手段は、前記塗料センサの検出信号を受けて、前記第１の分岐手段および、前記各塗料容器と前記塗料共通循環配管との間に配置される塗料供給手段を、それぞれ駆動制御するコントローラである構成としてある。
【００１０】
請求項４の発明は、各色の塗料が個別に循環可能な複数の塗料個別循環配管のそれぞれに、塗料貯蔵手段と塗料圧送手段とを設け、前記塗料貯蔵手段で複数の被塗装物を塗装可能な量の塗料を貯蔵しつつ、前記塗料圧送手段で塗料を圧送し、各色の塗料をそれぞれ収容する塗料容器に接続され、これら各色の塗料が単独で循環可能で、かつ塗色切替時に、内部に残る塗料を除去する残留塗料除去具を挿入可能な塗料共通循環配管から、第１の分岐手段を介して前記複数の塗料個別循環配管の任意の一つに塗料を補給するとともに、前記複数の塗料個別循環配管の他の一つから、第２の分岐手段を介して塗装ガンに塗料を供給する塗料供給方法としてある。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項４の発明の塗料供給方法において、前記塗料個別循環配管の数を、あらかじめ設定した塗色の数以上としている。
【００１２】
【発明の効果】
請求項１または４の発明によれば、ある塗色に指定した被塗装物に対し塗装を行う際には、その指定色塗料を、循環させつつ貯蔵している塗料個別循環配管の塗料貯蔵手段から、塗料圧送手段により圧送し、第２の分岐手段を介して塗装ガンに供給することができる。
【００１３】
上記した指定色塗料による被塗装物への塗装が終了し、塗料貯蔵手段の塗料貯蔵量が設定値以下に減少すると、指示手段の指示により、塗料共通循環配管が、必要に応じて残留塗料除去具による色替えを行った上で、第１の分岐手段を介して塗料個別循環配管の塗料貯蔵手段に塗料を補給することができる。
【００１４】
被塗装物への塗装色を変更する際には、対応する色の塗料が循環する塗料個別循環配管を、第２の分岐手段で切り替えればよく、その都度塗料共通循環配管で色替えする必要はないので、塗料共通循環配管が１本であっても、短時間で色替え作業を行うことができ、また、塗料共通循環配管が１本で済み、塗料共通循環配管と塗料圧送部および塗装ガンとの接続部分の複雑化も回避できるので、設備コストの上昇および色替え時の塗料の無駄を抑制することができる。
【００１５】
請求項２または５の発明によれば、塗料個別循環配管については色替えする必要がなく、塗料や洗浄剤の使用量を低減できるとともに、残留塗料除去具などの摩耗による交換頻度を低減することができる。
【００１６】
請求項３の発明によれば、簡素な構成で、短時間での色替え作業を確実に行うことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１８】
図１は、この発明の実施の一形態を示す塗料供給装置の全体構成図である。この塗料供給装置は、１本の塗料共通循環配管１と複数の塗料個別循環配管３とが、第１の分岐手段としての第１のカラーチェンジバルブ５により接続されるとともに、前記複数の塗料個別循環配管３と塗装ガン７とが、第２の分岐手段としての第２のカラーチェンジバルブ９により接続されている。
【００１９】
塗料共通循環配管１には、両側に開閉バルブ１３，１５を備えたピグ挿入器１７が設けられている。このピグ挿入器１７には、塗料共通循環配管１内の塗料の色替えを行う際に、塗料共通循環配管１内を移動して内部に残る塗料を除去する残留塗料除去具としてのピグ１９が挿入される。ピグ挿入器１７から挿入されたピグ１９は、色替え後の塗料が塗料共通循環配管１内に供給されることで、この塗料に押されて図１中で矢印Ｐで示す方向に移動する。
【００２０】
開閉バルブ１５の下流側の塗料共通循環配管１には、複数（ここでは２本）の塗料供給配管２１が接続され、各塗料供給配管２１の下端は塗料容器２３に接続されている。各塗料容器２３には、Ａ色、Ｂ色からなる互いに異なる色の塗料が収容され、この各塗料は、塗料供給配管２１に設けた塗料ポンプ２５により、塗料切替バルブ２７を通して塗料共通循環配管１に供給される。上記塗料ポンプ２５と塗料切替バルブ２７とで塗料供給手段を構成している。
【００２１】
なお、ここではＡ，Ｂ２色を使用する構成としてあるが、使用する塗色は２色に限ることはない。
【００２２】
また、開閉バルブ１３の上流側の塗料共通循環配管１には、塗料戻り配管２９が接続され、塗料戻り配管２９の下端は前記した塗料容器２３に接続されている。塗料戻り配管２９には開閉バルブ３１が設けられ、塗料共通循環配管１内の塗料は、この開閉バルブ３１を通して塗料容器２３に戻される。
【００２３】
前記した開閉バルブ２７と開閉バルブ１５との間の塗料共通循環配管１および、開閉バルブ３１のさらに上流側の塗料共通循環配管１には、開閉バルブ３３を備えた洗浄液分岐供給配管３５がそれぞれ接続されている。また、ピグ挿入器１７にも、開閉バルブ３３を備えた洗浄液分岐供給配管３５がそれぞれ接続されている。これら各洗浄液分岐配管３５は、洗浄液ポンプ３７を備えた洗浄液供給配管３９に接続され、洗浄液供給配管３９の下端は、洗浄液が収容されている洗浄液容器４１に接続されている。
【００２４】
すなわち、洗浄液容器４１内の洗浄液は、洗浄液ポンプ３７により洗浄供給配管３９から各洗浄液分岐配管３５を経て塗料共通循環配管１に供給され、色替え時の新たな塗料を送り込む前に塗料共通循環配管１内を洗浄する。
【００２５】
また、開閉バルブ１３と開閉バルブ３１との間の塗料共通循環配管１と、洗浄液容器４１とは、開閉バルブ４３を備えた洗浄液戻り配管４４によって接続されており、塗料共通循環配管１内を洗浄後の洗浄液が洗浄液容器４１に戻されるようになっている。
【００２６】
前記したピグ挿入器１７の開閉バルブ１３側には、開閉バルブ４５を備えた廃液用配管４７が接続され、廃液用配管４７の下端は廃液容器４９に接続されて、ピグ挿入器１７内の廃液が廃液容器４９に排出されるようになっている。
【００２７】
前記した第１のカラーチェンジバルブ５は、バルブ主体部５ａと、このバルブ主体部５ａの両側に設けた複数の分岐部５ｂとをそれぞれ備えている。バルブ主体部５ａには、開閉バルブ２７の下流側の塗料共通循環配管１が接続され、各分岐部５ｂには、塗料個別循環配管３がそれぞれ個別に接続されている。
【００２８】
前記した第２のカラーチェンジバルブ９は、バルブ主体部９ａと、このバルブ主体部９ａの両側に設けた複数の分岐部９ｂとをそれぞれ備えている。バルブ主体部９ａには、前記した塗装ガン７が塗装配管５１を介して接続され、各分岐部９ｂには、塗料個別循環配管３がそれぞれ個別に接続されている。
【００２９】
ここでの塗料個別循環配管３は、塗料共通循環配管１側での塗料の色数（Ａ，Ｂの２色）以上、すなわち２本以上としてあり、各塗料個別循環配管３には、前記Ａ色，Ｂ色のいずれかの塗料が矢印Ｑの方向に循環する。
【００３０】
上記した塗料個別循環配管３の第１のカラーチェンジバルブ５の下流側には、塗料貯蔵手段としてのタンク５３と、塗料を圧送する塗料圧送手段としてのポンプ５５とが順次設けられている。上記したタンク５３は、複数の被塗装物に対して塗装が可能となる量の塗料を貯蔵するとともに、塗料貯蔵量を検出する塗料センサ５７を備えている。
【００３１】
図２は、上記した塗料供給装置における制御ブロック図で、塗装ガン７を制御する塗装ガン制御盤５９、塗料個別循環配管３におけるポンプ５５や第１，第２の各カラーチェンジバルブ５，９を制御する個別配管制御盤６１、塗料共通循環配管１に付帯する各種バルブやポンプを制御する共通配管制御盤６３をそれぞれ備え、これらは指示手段としてのコントローラ６５によって制御される。このコントローラ６５には、タンク５３の塗料センサ５７の検出信号が入力される。
【００３２】
次に、作用を説明する。塗料個別循環配管３のタンク５３内に塗料が充分ある場合で、かつ未塗装時には、第１，第２の各カラーチェンジバルブ５，９の各分岐部５ｂ，９ｂの塗料個別循環配管３への接続部を閉じ、この状態で図３に示すように、ポンプ５５を作動して塗料を塗料個別循環配管３内で循環させる。これにより、塗料個別循環配管３内での塗料の顔料分や光輝材の沈降が防止される。この場合、ポンプ５５の作動は、連続運転でもよいが、間欠運転としてもよい。
【００３３】
次に、被塗装物である自動車の車体が図示しない塗装ブースに入り、塗装ガン７が運転される場合には、その運転直前にポンプ５５は所定の圧力で塗料を圧送し、かつ第２のカラーチェンジバルブ９における塗料個別循環配管３と塗装配管５１との接続部を連通状態とする。これにより、塗料は塗装配管５１を経て塗装ガン７の末端まで速やかに充填される。
【００３４】
この状態で、図４に示すように、塗装ガン７を運転することで、塗料は塗装ガン７から噴射され、車体への塗装作業がなされる。塗料個別循環配管３におけるタンク５３内の塗料により、複数台分の車体の塗装が完了し、このときタンク５３の塗料センサ５７が、設定値以下に塗料が減少した状態を検出すると、コントローラ６５が共通配管制御盤６３に該当塗料の補給命令を発する。
【００３５】
ここで、補給したい塗料の色と、そのときの塗料共通循環配管１内の塗料の色とが異なる場合には、ピグ１９をピグ挿入器１７から挿入して塗料共通循環配管１内を移動させ、さらに洗浄液を送り込む作業を行って、該当塗色に色替えする。
【００３６】
色替え後は、図５に示すように、第１のカラーチェンジバルブ５を開くとともに、該当する塗色（ここではＡ色）の塗料タンク２３に対応する塗料切替バルブ２７を開き、同対応する塗料ポンプ２５を駆動する。これにより、設定値以下に減少している塗料個別循環配管３のタンク５３に塗料が補給される。
【００３７】
補給したい塗料の色と、そのときの塗料共通循環配管１内の塗料の色とが同じ場合には、上記した色替え作業は行わず、塗料共通循環配管１側の塗料をそのまま塗料個別循環配管３のタンク５３に補給する。
【００３８】
上記した塗料の補給により、塗料センサ５７が設定値を超える塗料を検出したら、第１のカラーチェンジバルブ５が閉となり、塗料の補給動作が停止する。補給動作停止後に、別の塗料個別循環配管３におけるタンク５３内の塗料貯蔵量が設定値以下となっている場合には、塗料共通循環配管１側は、別の塗料個別循環配管３内の塗料への色替え動作に移行し、設定値を超えている場合には前記図３と同様な待機状態となる。
【００３９】
上記した塗料供給装置において、車体への塗装色を変更する際には、対応する塗料個別循環配管３を、第２のカラーチェンジバルブ９で切り替えればよい。このため、色替え時には塗料共通循環配管１側で色替えする必要はないので、塗料共通循環配管１が１本であっても、短時間で色替え作業を行うことができる。また、塗料共通循環配管１および、塗色の切り替えに必要なピグ１９およびピグ挿入器１７などの付帯装置が複数必要ないので、設備コストは低く抑えることができる。
【００４０】
特に、色替え時にピグ１９を通過させる塗料共通循環配管１は、高価で長さも長くなりがちであることから、複数用いず１本とすることで、設備コスト低下には有効である。一方、塗料個別循環配管３については複数必要となるものの、ピグを挿入する必要がないので、テフロン(登録商標)ホースなど安価な配管が使用でき、かつ長さも、塗装ガン７に接続される第２のカラーチェンジバルブ９と、第１のカラーチェンジバルブ５とを接続し、その途中にタンク５３とポンプ５５を設けるだけでよいので、５ｍ〜２０ｍ程度と従来に比べて短くすることができる。
【００４１】
また、塗料共通循環配管１が１本であるため、この塗料共通循環配管１に付属する塗料圧送部（燃料供給配管２１）および、塗装ガン（塗料個別循環配管３）との接続部分も複数必要なく簡素化され、このためこの接続部分の塗色切替時の残留塗料が、塗料共通循環配管１を複数有する場合に比較して減少し、全体として塗料使用量も少なくて済む。洗浄液の使用量についても、上記した塗料と同様に、１本の塗料共通循環配管１に対応して洗浄液圧送部を設ければよいので、塗料共通循環配管１を複数有する場合に比較して少なくて済む。
【００４２】
なお、塗料個別循環配管３は、塗料共通循環配管１の塗色分（ここではＡ，Ｂ２色）設定すればよく、色替えしないことが望ましいが、随時色替えして使用することもできる。その際は、第１，第２の各カラーチェンジバルブ５，９における塗料個別循環配管３を接続していない各分岐部５ｂ，９ｂに、エア，洗浄液および廃液の各配管をそれぞれ接続し、塗料個別循環配管３内を随時洗浄して色替えを行う。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の一形態を示す塗料供給装置の全体構成図である。
【図２】図１の塗料供給装置における制御ブロック図である。
【図３】図１の塗料供給装置における塗料個別循環配管にて塗料を循環させている状態を示す動作説明図である。
【図４】図１の塗料供給装置における塗装ガンで塗料を噴射している状態を示す動作説明図である。
【図５】図１の塗料供給装置における塗料個別循環配管への塗料補給動作を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 塗料共通循環配管
３ 塗料個別循環配管
５ 第１のカラーチェンジバルブ（第１の分岐手段）
７ 塗装ガン
９ 第２のカラーチェンジバルブ（第２の分岐手段）
１９ ピグ（残留塗料除去具）
２３ 塗料容器
２５ 塗料ポンプ（塗料供給手段）
２７ 塗料切替バルブ（塗料供給手段）
５３ タンク（塗料貯蔵手段）
５５ ポンプ（塗料圧送手段）
５７ 塗料センサ
６５ コントローラ（指示手段）

Claims (5)

1. 各色の塗料をそれぞれ収容する複数の塗料容器に接続され、これら各色の塗料が単独で循環可能で、かつ塗色切替時に、内部に残る塗料を除去する残留塗料除去具を挿入可能な塗料共通循環配管に、この塗料共通循環配管から複数に分岐可能な第１の分岐手段を接続するとともに、塗装ガンの上流側には、この塗装ガンから複数に分岐可能な第２の分岐手段を接続し、前記第１の分岐手段と第２の分岐手段との間に、各色の塗料が個別に循環可能な塗料個別循環配管を配置し、この塗料個別循環配管に、複数の被塗装物に対して塗装可能となる量の塗料を貯蔵する塗料貯蔵手段と、この塗料貯蔵手段に貯蔵されている塗料を圧送する塗料圧送手段とをそれぞれ設け、前記塗料貯蔵手段内の塗料貯蔵量が設定値以下に減少したときに、前記塗料共通循環配管側の塗料を、必要に応じて前記残留塗料除去具により色替えを行った上で、前記第１の分岐手段を通して前記塗料個別循環配管の塗料貯蔵手段に塗料を補給するよう指示する指示手段を設けたことを特徴とする塗料供給装置。
2. 前記塗料個別循環配管の数を、あらかじめ設定した塗色の数以上としたことを特徴とする請求項１記載の塗料供給装置。
3. 前記塗料貯蔵手段がタンクであり、このタンクに、タンク内の塗料貯蔵量を検出する塗料センサを設け、前記指示手段は、前記塗料センサの検出信号を受けて、前記第１の分岐手段および、前記各塗料容器と前記塗料共通循環配管との間に配置される塗料供給手段を、それぞれ駆動制御するコントローラであることを特徴とする請求項１または２記載の塗料供給装置。
4. 各色の塗料が個別に循環可能な複数の塗料個別循環配管それぞれに、塗料貯蔵手段と塗料圧送手段とを設け、前記塗料貯蔵手段で複数の被塗装物を塗装可能な量の塗料を貯蔵しつつ、前記塗料圧送手段で塗料を圧送し、各色の塗料をそれぞれ収容する塗料容器に接続され、これら各色の塗料が単独で循環可能で、かつ塗色切替時に、内部に残る塗料を除去する残留塗料除去具を挿入可能な塗料共通循環配管から、第１の分岐手段を介して前記複数の塗料個別循環配管の任意の一つに塗料を補給するとともに、前記複数の塗料個別循環配管の他の一つから、第２の分岐手段を介して塗装ガンに塗料を供給することを特徴とする塗料供給方法。
5. 前記塗料個別循環配管の数を、あらかじめ設定した塗色の数以上としたことを特徴とする請求項４記載の塗料供給方法。

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