JP2005329283A - 塗料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】塗料品質を悪化させることのない塗料供給装置を提供する。
【解決手段】塗装ガン７ａ，７ｂへ塗料を供給する塗料供給装置であって、塗料が収容される塗料タンク１と、塗料タンクに収容された塗料を吸引して圧送する塗料ポンプ２と、塗料ポンプにより吸引された塗料を案内して塗料タンクへ戻すメイン塗料配管３と、メイン塗料配管の途中に設けられた塗料取出口３ａ，３ｂに一端が接続され、他端がメイン塗料配管の塗料取出口より下流側に接続されたサブ塗料配管４ａ，４ｂと、サブ塗料配管の途中に設けられ、当該サブ塗料配管に導かれた塗料を塗装ガン又はメイン塗料配管の何れかに切り替える切替弁６ａ，６ｂ，１３ａ，１３ｂと、サブ塗料配管の切替弁の上流側に設けられ、塗装ガンへ供給される塗料量を制御する定量塗料ポンプ５ａ，５ｂと、を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車ボディや部品の塗装工程で用いられる塗料供給装置に関する。

自動車ボディの上塗りラインにおいては、その塗色仕様に応じた数の塗料循環配管が設けられ、カラーチェンジバルブユニットにより塗装ガンへ供給される塗料が切り替えられる。たとえば、６色の上塗り塗色に対応する上塗りブースには、塗料タンク、塗料ポンプおよび塗料配管が６セット設けられている。

この種の塗料供給装置において、塗料タンクに収容された１つの塗料は、塗料ポンプにより吸引されて塗料配管内を圧送され、再び塗料タンクに戻される。この塗料配管を循環する塗料は、その途中に設けられた塗料取出口からカラーチェンジバルブユニットの切替バルブの一つに供給され、そして、カラーチェンジバルブユニットの吐出口から塗料ホースを介して塗装ガンに供給される。ここで、塗料配管の途中に設けられる塗料取出口とは、塗装ブース内に配置された塗装機の各塗装ガンへそれぞれ塗料を供給するための分岐口である。したがって、塗装ブース内に塗装ガンが８基設けられている場合には、１つの塗料配管に通常８個の取出口が設けられる（特許文献１参照）。

ところで、こうした塗料供給装置で色替え操作を行う場合、カラーチェンジバルブユニットと塗装ガンとを繋ぐ塗料ホースに残留した塗料は、廃棄せざるを得ない。このため、廃棄される塗料量をできる限り少なくすることが検討されている。たとえば、通常の塗装ガンにおいてはガン先に塗料を案内するフィードチューブは１本のみであるが、このフィードチューブを塗色毎に複数設けたマルチフードチューブ内蔵塗装ガンを採用することで色替え操作そのものをなくす方法や、カラーチェンジバルブから塗装ガンまでの距離を短くするために塗装ガンの本体にカラーチェンジバルブを内蔵したＣＣＶ内蔵塗装ガンを採用することで廃棄塗料量を低減することが提案されている。

このうちマルチフィードチューブ内蔵塗装ガンを採用する場合の塗料供給装置の一例を図４に示す。

同図において、塗料タンク１に収容された塗料はポンプ２により吸引され、メイン塗料配管３を案内されたのち再び塗料タンク１に戻される。これをメイン循環系とも称する。一方、メイン塗料配管３の途中にはサブ塗料配管４の一端が接続され、定量圧送ポンプ５（ギヤポンプ）を通って切替弁６に案内され、ここで塗装ガン７（ベルカップ）に塗料を導くフィードチューブ８側と、サブ塗料配管４の上流に戻る側とに切り替えられる。なお、「９」は三方切替弁であり、切替弁６からの塗料をサブ塗料配管４の上流に戻す流路と、切替弁６からの塗料を廃棄する流路とに切り替えられる。これをサブ循環系とも称する。

以上が、１色の塗料についての塗料供給装置であり、他の塗料についてはこれと同じ構成の塗料供給装置が塗料数だけ設けられている。同図には、他の塗料の切替弁６ｎとフィードチューブ８ｎを示す。なお、ギヤポンプ５はギヤポンプモータ１０の回転軸１１の回転により一定量の塗料を切替弁６側へ供給するが、他のギヤポンプ５ｎも同時に作動する。

ところで、同図に示す塗料供給装置では、メイン循環系を循環する塗料をサブ循環系に取り込み、取り込んだ塗料をギヤポンプ５によって塗装ガン７に供給するが、塗装ガン７から塗料を吐出しない間は、残余の塗料をサブ循環系内で循環させている。

このため、サブ循環系を長時間循環することによる揮発性溶剤の蒸発や、ギヤポンプ又は切替弁などの機器による顔料の摩耗や粉砕によって塗料が劣化したり、粘度などの塗料条件が変化したりすることが少なくない。このような場合には、塗料配管に仕込まれた塗料を三方切替弁９から廃棄し、再度メイン循環系からフレッシュな塗料と入れ替えなければならないのでコスト的ロスが大きい。
特開２００３-１１７４７３号公報

本発明は、塗料品質を悪化させることのない塗料供給装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明によれば、塗装ガンへ塗料を供給する塗料供給装置であって、塗料が収容される塗料タンクと、前記塗料タンクに収容された塗料を吸引して圧送する塗料ポンプと、前記塗料ポンプにより吸引された塗料を案内して前記塗料タンクへ戻すメイン塗料配管と、前記メイン塗料配管の途中に設けられた塗料取出口に一端が接続され、他端が前記メイン塗料配管の前記塗料取出口より下流側に接続されたサブ塗料配管と、前記サブ塗料配管の途中に設けられ、当該サブ塗料配管に導かれた塗料を前記塗装ガン又は前記メイン塗料配管の何れかに切り替える切替弁と、前記サブ塗料配管の前記切替弁の上流側に設けられ、前記塗装ガンへ供給される塗料量を制御する定量塗料ポンプと、を有する塗料供給装置が提供される。

本発明では、メイン塗料配管内を循環する塗料を定量塗料ポンプによりサブ塗料配管内に取り出し、塗装時には塗装ガンへ一定量の塗料を供給するが、非塗装時には切替弁を切り替えて、サブ塗料配管内の塗料をメイン塗料配管内へ戻す。これと同時に、メイン塗料配管内の塗料をサブ塗料配管内に取り出す。

すなわち、非塗装時における塗料タンクの塗料は、塗料ポンプによりメイン塗料配管内に吸引され、その一部は取出口からサブ塗料配管に取り出されるとともに残りの塗料は塗料タンクに戻される。また、メイン塗料配管からサブ塗料配管に取り出された一部の塗料はサブ塗料配管を通過したのちメイン塗料配管に戻される。

非塗装時におけるこうした塗料の循環により、塗料配管途中での塗料の滞留がなくなり、常時塗料タンクへ戻されることになるので、塗料の劣化や沈降が防止される。

発明の実施の形態

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施形態に係る塗料供給装置を示す塗料回路図であり、１つの塗色、たとえば白色の塗料が収容される塗料タンク１を有し、この塗色の塗料をたとえば２機の塗装ガン７ａ，７ｂへ供給するものである。なお、同図には２機の塗装ガン７ａ，７ｂのみを示したが、一般的な上塗りラインではこのような塗装ガンが２機以上設けられており、本発明は複数の塗装ガンに適用して好ましいものである。

塗料タンク１には、ここに収容された塗料を吸引して圧送する塗料ポンプ２が設けられ、この塗料ポンプ２により吸引された塗料をメイン塗料配管３に案内して再度塗料タンク１へ戻す。この塗料タンク１→塗料ポンプ２→メイン塗料配管３→塗料タンク１と言う循環系がメイン循環系を構成する。

図３は本発明に係る塗料供給装置を２本の上塗りブースＴ１，Ｔ２に適用した一例を示す図であり、上塗りブースＴ１，Ｔ２を二点鎖線で示す。特に限定はされないが、塗料タンク１及び塗料ポンプ２は上塗りブースＴ１，Ｔ２から離れた場所に建設された塗料調合室Ｐに設置され、この塗料調合室Ｐから上塗りブースＴ１，Ｔ２までの間にメイン塗料配管３が敷設される。または、塗料タンク１及び塗料ポンプ２は上塗りブースの近くに設けられた塗料タンク置き場に設置され、この塗料タンク置き場から上塗りブースまでの間にメイン塗料配管３が敷設される。同図において、メイン塗料配管３の送り側を実線で示し、戻り側を点線で示す。図１および図２は、図３に示す２０機の塗装ガン７ａ，７ｂ…のうちの２機の塗装ガン７ａ，７ｂに対する塗料供給装置を示す。なお、サブ塗料配管４ａ，４ｂ…に設けられたギヤポンプ５ａ，５ｂ…および切替弁６ａ，６ｂ…は図示を省略している。

図１に戻り、メイン塗料配管３の途中には、複数の塗料取出口３ａ，３ｂが設けられ、この塗料取出口３ａ，３ｂにサブ塗料配管４ａ，４ｂの一端がそれぞれ接続されている。メイン塗料配管３からサブ塗料配管４ａ，４ｂへの塗料の取り出しは、後述するギヤポンプ５ａ，５ｂの吸引圧力により行われるので、塗料取出口３ａ，３ｂは分岐配管ジョイントなどの配管要素のみで構成することができる。

サブ塗料配管４ａ，４ｂの他端は、メイン塗料配管３の、塗料取出口４ａ，４ｂより下流側に接続されており、サブ塗料配管４ａ，４ｂからメイン塗料配管３への塗料の戻しは、メイン塗料配管３の塗料流量及び塗料圧力と、サブ塗料配管４ａ，４ｂの塗料流量及び塗料圧力とのバランスによって行われるので、この接続部も分岐配管ジョイントなどの配管要素のみで構成することができる。

各サブ塗料配管４ａ，４ｂの途中には、当該サブ塗料配管４ａ，４ｂに導かれた塗料を塗装ガン７ａ，７ｂ又はメイン塗料配管３の何れかに切り替える切替弁６ａ，６ｂが設けられている。また、この切替弁６ａ，６ｂの上流側のサブ塗料配管４ａ，４ｂには、塗装ガン７ａ，７ｂへ供給される塗料の流量を一定量に制御するためのギヤポンプ（定量塗料ポンプ）が設けられている。この塗料取出口３ａ又は３ｂ→ギヤポンプ５ａ又は５ｂ→切替弁６ａ又は６ｂ→メイン塗料配管３と言うサブ塗料配管４ａ又は４ｂの各循環系がそれぞれサブ循環系を構成する。

切替弁６ａ，６ｂは、図示しないエアーホースを介してエアー信号が送られることによりサブ塗料配管４ａ，４ｂの流路を切り替えるバルブであり、塗装ガン７ａ，７ｂから塗料を吐出して被塗物を塗装する場合（以下、塗装時ともいう。）には、サブ塗料配管４ａ，４ｂに取り込まれた塗料の流路を塗装ガン７ａ，７ｂ側に切り替え、被塗物に塗装しない場合（以下、非塗装時ともいう。）には、サブ塗料配管４ａ，４ｂに取り込まれた塗料の流路をメイン塗料配管３側に切り替える。こうした切替制御は塗装制御装置から送られる上述のエアー信号により実行される。

ギヤポンプ５ａ，５ｂは、一定容積のギヤ歯の空間に塗料を供給し、このギヤを所定速度で回転させることで単位時間当たりの吐出量をコントロールするポンプであり、本例の場合は１機のギヤポンプモータ１０の回転軸１１に複数（同図では２つ）のギヤポンプが接続され、回転軸１１の回転により複数のギヤポンプ５ａ，５ｂが同時に作動して、一定量の塗料をそれぞれの切替弁６ａ，６ｂへ供給する。なお、３つ以上のギヤポンプ５ａ，５ｂ，…５ｎを１機のギヤポンプモータ１０にて同時に作動する場合には、回転軸１１の軸方向に重ねてギヤポンプを設ければよい。

本例の塗装ガン７ａ，７ｂは、いわゆるマルチフィードチューブ内蔵型塗装ガンであり、一つの塗装ガン７ａには塗料タンク１からの塗料が供給されるフィードチューブ８ａのほかに、図外の他の塗料タンク（たとえば赤色の塗料が収容された塗料タンク）からの塗料が他の切替弁６ｎ，６ｍを介して供給されるフィードチューブ８ｎ，８ｍが内蔵されている。こうしたフィードチューブは一つの塗装ガン７ａに２本以上設けられ、そのフィードチューブの本数分だけその塗装ガン７ａは複数の塗色に対応することができる。特に、マルチフィードチューブ内蔵型塗装ガンによれば、色替え時においてもフィードチューブ内の塗料を廃棄したり、フィードチューブ内を洗浄したりすることが不要となることから、塗料の使用量や洗浄液の使用量を大幅に低減することができる。

本例の塗料供給装置では、サブ塗料配管４ａ，４ｂに導かれた塗料を切替弁６ａ，６ｂを介してメイン塗料配管３に戻す場合、すなわち非塗装時の塗料圧力と、サブ塗料配管４ａ，４ｂに導かれた塗料を切替弁６ａ，６ｂを介して塗装ガン７ａ，７ｂに案内して塗装する場合の塗料圧力とがほぼ等しくなるようにギヤポンプ５ａ，５ｂの回転速度を制御する。これにより、非塗装時から塗装時に切り替わる際に塗料吐出量が設定値に即座に立ち上がり、安定した吐出量で塗装することができる。

また本例の塗料供給装置では、非塗装時におけるサブ循環系の塗料流量がメイン循環系の塗料流量より小さくなるように（逆にいえば非塗装時におけるメイン循環系の塗料流量をメイン循環系の塗料流量より大きくなるように）、かつ同じく非塗装時におけるサブ循環系の塗料圧力がメイン循環系の塗料圧力より大きくなるように（逆にいえば非塗装時におけるメイン循環系の塗料圧力がサブ循環系の塗料圧力より小さくなるように）、ギヤポンプ５ａ，５ｂ及び／又は塗料ポンプ２を制御する。

次に作用を説明する。

塗料タンク１に収容された、たとえば白色の塗料は、塗料ポンプ２により吸引されてメイン塗料配管３に供給され、このメイン塗料配管３内を循環して塗料タンク１に戻される。このメイン循環系は常時塗料が循環する。

一方、メイン塗料配管３内を循環する塗料は、ギヤポンプ５ａ，５ｂによりサブ塗料配管４ａ，４ｂ内に取り込まれ、塗装時には切替弁６ａ，６ｂを介して塗装ガン７ａ，７ｂへ一定量の塗料が供給されて被塗物に塗装される。また、塗装を終了した非塗装時には、サブ塗料配管４ａ，４ｂ内の塗料は、切替弁６ａ，６ｂを介してメイン塗料配管３内へ戻され、これと同時にメイン塗料配管３内の塗料はギヤポンプ５ａ，５ｂによりサブ塗料配管４ａ，４ｂ内に取り込まれ、この結果、サブ塗料配管４ａ，４ｂ及びメイン塗料配管３に塗料の循環が生じる。

すなわち、非塗装時における塗料タンク１の塗料は、塗料ポンプ２によりメイン塗料配管３内に吸引され、その一部は取出口３ａ，３ｂからサブ塗料配管４ａ，４ｂに取り込まれるとともに、残りの塗料は塗料タンク１に戻される。また、メイン塗料配管３からサブ塗料配管４ａ，４ｂに取り込まれた一部の塗料はサブ塗料配管４ａ，４ｂを通過したのちメイン塗料配管３に戻される。非塗装時におけるこうした塗料の循環により、サブ塗料配管４ａ，４ｂの途中における塗料の滞留がなくなり、常時塗料タンク１へ戻されることになるので、塗料の劣化や沈降が防止される。

図２は本発明の他の実施形態に係る塗料供給装置を示す塗料回路図であり、図１に示す実施形態のマルチフィード内蔵型塗装ガンに代えてカラーチェンジバルブ内蔵型塗装ガンを採用した例である。カラーチェンジバルブ内蔵型塗装ガン７ａ，７ｂは、塗装ガン本体内にカラーチェンジバルブユニット１２ａ，１２ｂを内蔵することで、色替え時において廃棄および洗浄が必要なフィードチューブ８ａ，８ｂの長さを物理的に短くし、これにより色替え時の塗料廃棄量を低減するものである。すなわち、塗装ガン７ａ，７ｂのそれぞれには、複数の切替弁１３ａ，１３ｂを有するカラーチェンジバルブユニット１２ａ，１２ｂが内蔵され、このうちの一つの切替弁１３ａ，１３ｂにサブ塗料配管４ａ，４ｂが接続される。他の切替弁１３ｎ，１３ｍには他の塗料タンクからの塗料や洗浄液、押出し用エアーが供給される。

その他の構成については上述した図１に示す実施形態と同じであるため、図２に同じ符号を付してその説明は省略する。

本実施形態の塗料供給装置でも、塗料タンク１に収容された、たとえば白色の塗料は、塗料ポンプ２により吸引されてメイン塗料配管３に供給され、このメイン塗料配管３内を循環して塗料タンク１に戻される。このメイン循環系は常時塗料が循環する。

一方、メイン塗料配管３内を循環する塗料は、ギヤポンプ５ａ，５ｂによりサブ塗料配管４ａ，４ｂ内に取り込まれ、塗装時にはカラーチェンジバルブユニット１２ａ，１２ｂおよびフィードチューブ８ａ，８ｂを介して塗装ガン７ａ，７ｂへ一定量の塗料が供給されて被塗物に塗装される。また、塗装を終了した非塗装時には、サブ塗料配管４ａ，４ｂ内の塗料は、カラーチェンジバルブユニット１２ａ，１２ｂの切替弁１３ａ，１３ｂを介してメイン塗料配管３内へ戻され、これと同時にメイン塗料配管３内の塗料はギヤポンプ５ａ，５ｂによりサブ塗料配管４ａ，４ｂ内に取り込まれ、この結果、サブ塗料配管４ａ，４ｂ及びメイン塗料配管３に塗料の循環が生じる。

すなわち、非塗装時における塗料タンク１の塗料は、塗料ポンプ２によりメイン塗料配管３内に吸引され、その一部は取出口３ａ，３ｂからサブ塗料配管４ａ，４ｂに取り込まれるとともに、残りの塗料は塗料タンク１に戻される。また、メイン塗料配管３からサブ塗料配管４ａ，４ｂに取り込まれた一部の塗料はサブ塗料配管４ａ，４ｂを通過したのちメイン塗料配管３に戻される。非塗装時におけるこうした塗料の循環により、サブ塗料配管４ａ，４ｂの途中における塗料の滞留がなくなり、常時塗料タンク１へ戻されることになるので、塗料の劣化や沈降が防止される。

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

本発明の実施形態に係る塗料供給装置を示す塗料回路図である。 本発明の他の実施形態に係る塗料供給装置を示す塗料回路図である。 本発明に係る塗料供給装置を適用した上塗り塗装ラインの一例を示す図である。 従来の塗料供給装置を示す塗料回路図である。

符号の説明

１…塗料タンク
２…塗料ポンプ
３…メイン塗料配管
４ａ，４ｂ…サブ塗料配管
５ａ，５ｂ…ギヤポンプ（定量塗料ポンプ）
６ａ，６ｂ…切替弁
７ａ，７ｂ…塗装ガン
８ａ，８ｂ…フィードチューブ
１０…ギヤポンプモータ
１１…回転軸
１２ａ，１２ｂ…カラーチェンジバルブユニット
１３ａ，１３ｂ…切替弁

Claims (6)

1. 塗装ガンへ塗料を供給する塗料供給装置であって、
   塗料が収容される塗料タンクと、
   前記塗料タンクに収容された塗料を吸引して圧送する塗料ポンプと、
   前記塗料ポンプにより吸引された塗料を案内して前記塗料タンクへ戻すメイン塗料配管と、
   前記メイン塗料配管の途中に設けられた塗料取出口に一端が接続され、他端が前記メイン塗料配管の前記塗料取出口より下流側に接続されたサブ塗料配管と、
   前記サブ塗料配管の途中に設けられ、当該サブ塗料配管に導かれた塗料を前記塗装ガン又は前記メイン塗料配管の何れかに切り替える切替弁と、
   前記サブ塗料配管の前記切替弁の上流側に設けられ、前記塗装ガンへ供給される塗料量を制御する定量塗料ポンプと、を有する塗料供給装置。
2. 前記一つのメイン塗料配管の途中に前記塗料取出口が複数設けられ、それぞれの塗料取出口に対して前記サブ塗料配管がそれぞれ設けられ、それぞれのサブ塗料配管に前記塗装ガンがそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１記載の塗料供給装置。
3. サブ塗料配管に導かれた塗料を、前記切替弁を介して前記メイン塗料配管に戻す場合、前記定量塗料ポンプにより圧力を付与することを特徴とする請求項１又は２記載の塗料供給装置。
4. サブ塗料配管に導かれた塗料を、前記切替弁を介して前記メイン塗料配管に戻す場合、前記メイン塗料配管内の塗料流量は前記サブ塗料配管内の塗料流量より大きく、かつ前記メイン塗料配管内の塗料圧力は前記サブ塗料配管内の塗料圧力より小さいことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の塗料供給装置。
5. サブ塗料配管に導かれた塗料を、前記切替弁を介して前記メイン塗料配管に戻す場合の塗料圧力と、サブ塗料配管に導かれた塗料を、前記切替弁を介して前記塗装ガンに案内する場合の塗料圧力がほぼ等しいことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の塗料供給装置。
6. 前記メイン塗料配管を複数有することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の塗料供給装置。
   
   

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