JP2006187732A - カートリッジタンクおよび塗装機 - Google Patents

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Abstract

【課題】 従来の塗装機に装着される塗料のカートリッジタンクであって、塗料収容室と押し出し液体収容室とを画成膜により画成するものにおいては、画成膜が破損した場合に塗料と押し出し液体とが混合してしまうという問題がある。また、塗料と押し出し液体とが混合した場合、画成膜が破損したことを直ぐに認識することができずに塗装品質に影響を与える可能性がある。
【解決手段】 塗料と、塗料を塗装機へ送出するための押し出し液体とが収容され、塗装機へ着脱可能に装着されるカートリッジタンク11であって、塗料が収容される塗料収容室17aと、押し出し液体が収容される押し出し液体収容室17bとを、第1膜22aと第2膜22bとで構成される画成膜22により画成し、該画成膜22の第1膜22aと第2膜22bとの間に隙間22cを形成して、該隙間22cとカートリッジタンク11の外部とを連通する連通路16bを形成した。
【選択図】 図2

Description

本発明は、塗料と、塗料を塗装機へ送出するための押し出し液体とが収容されるカートリッジタンク、およびそのカートリッジタンクが着脱可能に装着される塗装機に関する。
従来から、塗料を貯溜したカートリッジタンクを着脱可能に装着した塗装機であって、異なる色の塗料を貯溜したカートリッジタンクを装着することで色替えする塗装機は知られており、例えば回転霧化頭型塗装機に構成された塗装機が知られている。
塗装機に着脱可能に装着されるカートリッジタンクとしては、塗料と、塗料を塗装機へ送出するための押し出し液体とがタンク内に収容されており、該塗料が収容される塗料収容室と押し出し液体が収容される押し出し液体収容室とを、ピストン部材や可撓性または伸縮性を備えた膜部材にて画成したものが知られている。
このようなカートリッジタンクにおいては、前記ピストン部材や膜部材を押し出し液体により押動することで、塗料を塗装機へ送出するように構成されている。
ピストン部材により塗料収容室と押し出し液体とを画成したカートリッジタンクは、例えば特許文献1に記載されている。
特開2000−176328号公報
前述の特許文献1に記載される、ピストン部材により塗料収容室と押し出し液体収容室とを画成したカートリッジタンクにおいては、カートリッジタンクに形成されるシリンダ内にピストン部材を摺動自在に設けることで、該シリンダ内の空間を塗料収容室と押し出し液体収容室とに画成しており、該ピストン部材の外周にシール部材を設けて、塗料収容室と押し出し液体収容室とを液密にシールしている。
しかし、ピストン部材に設けられるシール部材は、塗装機への塗料供給時や塗料収容室への塗料供給時等にシリンダの内壁面を摺動するため、経時的に摩耗してシール性が低下し、塗料収容室と押し出し液体収容室との液密性が保持できなくなってしまう。このように、塗料収容室と押し出し液体収容室との液密性が保持できないと、塗料収容室内の塗料と押し出し液体収容室内の押し出し液体とが混合して、押し出し液体の電気絶縁性が低下するため、シール部材のシール性の低下が塗装品質の低下を招く原因となっていた。
また、塗料収容室内の洗浄後に、摺動するピストン部材とシリンダ内壁面との間に形成される僅かな隙間に塗料が残留してしまって、塗装品質が悪化する場合もあった。
さらに、摺動するピストン部材により塗料収容室と押し出し液体収容室とを液密に画成するピストン方式のカートリッジタンクは、各構成部材に高い寸法精度が要求されるため製造コストが比較的高くなり、塗装機全体のコストを上昇させる要因となっていた。
従って、ピストン方式のように高い精度が要求されず、比較的安価で構成することができる膜方式のカートリッジタンクが実現されている。この膜方式のカートリッジタンクは、伸縮性または可撓性を有する画成膜により塗料収容室と押し出し液体収容室とを画成するものである。
しかし、画成膜も、塗装機への塗料供給時や塗料収容室への塗料充填時には、伸縮や撓みを繰り返すこととなるため、画成膜が破損して塗料と押し出し液体とが混合してしまうという問題がある。
また、画成膜が破損して塗料と押し出し液体とが混合した場合、カートリッジタンク外部からは、画成膜が破損したことを直ぐに認識することができないので、押し出し液体が混合した塗料が塗装機から噴出されて、塗装品質に影響を与える可能性がある。
そこで、本発明では、塗料収容室と押し出し液体収容室とを画成膜により画成したカートリッジタンクであって、仮に画成膜が破損した場合であっても塗料と押し出し液体とが混合することを防止し、さらに画成膜が破損したことを早期に発見することができるカートリッジタンク、およびそのカートリッジタンクを装着した塗装機を提供するものである。
上記課題を解決するカートリッジタンクおよび塗装機は、以下の特徴を有する。
即ち、請求項1記載の如く、塗料と、塗料を塗装機へ送出するための押し出し液体とが収容され、塗装機へ着脱可能に装着されるカートリッジタンクであって、塗料が収容される塗料収容室と、押し出し液体が収容される押し出し液体収容室とを、第1の膜と第2の膜とで構成される画成膜により画成し、該画成膜の第1の膜と第2の膜との間に隙間を形成して、該隙間とカートリッジタンクの外部とを連通する連通路を形成した。
これにより、例えば、第1の膜または第2の膜の何れか一方が破損した場合でも、他方の第2の膜または第1の膜により、塗料収容室と押し出し用液体収容室とが画成されることとなるので、該塗料収容室と押し出し用液体収容室とが連通して塗料と押し出し用液体とが混合することを防止でき、塗装品質の低下を防ぐことができる。
また、第1の膜または第2の膜が破損すると、塗料または押し出し用液体が膜の破損した箇所から隙間へ流出し、さらには該隙間と接続される連通路を通じてカートリッジタンクの外部へ漏出することとなるので、第1の膜または第2の膜が破損したことを迅速に発見することができ、塗装品質に影響がでる前に、カートリッジタンクの修復作業を行うことができる。
また、請求項2記載の如く、前記連通路内には、ピン部材が摺動可能に嵌装され、
該ピン部材は、前記画成膜の第1の膜と第2の膜との間の隙間内に圧力がかかると、カートリッジタンクの外部へ突出する。
これにより、第1の膜または第2の膜が破損したことを迅速に把握して、塗装品質に影響が出る前にその修復作業を行うことが可能となる。
また、塗料収容室または押し出し用液体収容室から流出した塗料または押し出し用液体は、連通路に嵌装されるピン部材により外部へ漏出することがないので、カートリッジタンクや塗装機を塗料や押し出し用液体により汚すこともない。
また、請求項3記載の如く、塗装機は、塗料と、塗料を塗装機へ送出するための押し出し液体とが収容され、該塗料が収容される塗料収容室と、押し出し液体が収容される押し出し液体収容室とを、第1の膜と第2の膜とで構成される画成膜により画成し、該画成膜の第1の膜と第2の膜との間に隙間を形成して、該隙間とカートリッジタンクの外部とを連通する連通路を形成したカートリッジタンクを着脱可能に装着した。
これにより、例えば、第1の膜または第2の膜の何れか一方が破損した場合でも、他方の第2の膜または第1の膜により、塗料収容室と押し出し用液体収容室とが画成されることとなるので、該塗料収容室と押し出し用液体収容室とが連通して塗料と押し出し用液体とが混合することを防止でき、塗装品質の低下を防ぐことができる。
また、第1の膜または第2の膜が破損すると、塗料または押し出し用液体が膜の破損した箇所から隙間へ流出し、さらには該隙間と接続される連通路を通じてカートリッジタンクの外部へ漏出することとなるので、第1の膜または第2の膜が破損したことを迅速に発見することができ、塗装品質に影響がでる前に、カートリッジタンクの修復作業を行うことができる。
本発明によれば、第1の膜または第2の膜が破損したことを迅速に発見することができ、塗装品質に影響がでる前に、カートリッジタンクの修復作業を行うことができる。
次に、本発明を実施するための形態を、添付の図面を用いて説明する。
まず、本発明にかかるカートリッジタンクが装着される塗装機について説明する。
図1に示す塗装機1は、ハウジング12の一側(図1における左側)に塗料噴出口となる回転霧化頭14を回転自在に取り付け、ハウジング12の他側に塗料が充填されたカートリッジタンク11を着脱可能に装着して構成される、静電塗装用のカートリッジ式塗装機である。
カートリッジタンク11のタンク本体16には、塗料および塗料の押し出し用液体が充填される空間となるシリンダ17が形成されており、該シリンダ17の開口端側はキャップ31により閉塞されている。
シリンダ17内の空間は画成膜22により、塗料収容室17aと押し出し用液体収容室17bとに画成されており、該塗料収容室17aおよび押し出し用液体収容室17bには、それぞれ塗料および押し出し用液体が収容されている。
画成膜22は、第1膜22aと第2膜22bとを重ね合わせた2重膜にて構成されており、該第1膜22aおよび第2膜22bは、共に可撓性または伸縮性を有する部材にて構成されている。具体的には、第1膜22aおよび第2膜22bは、例えばポリプロピレン(PP)やポリエチレン(PE)等の合成樹脂膜にて構成されている。
タンク本体16からは、塗料供給通路16aがハウジング12内を回転霧化頭14側へ延出しており、該塗料供給通路16aにより、シリンダ17の塗料収容室17a内に充填されている塗料が回転霧化頭14へ案内される。
また、塗料供給通路16a内には、回転霧化頭14からの塗料の噴出および停止の切り換えを行う塗料弁19が摺動自在に挿入されている。つまり、この塗料弁19を摺動させることで塗料供給通路16aの開口または閉塞を切り換えることができ、これにより、回転霧化頭14からの塗料の噴出および停止の切り換えが可能となっている。
ハウジング12の一端側に配置されるシェーピングエアリング15および回転霧化頭14は、高電圧発生器(カスケード)20にて発生された高電圧が印加されている。
前記回転霧化頭14はエアモータ13により回転駆動されており、塗料供給通路16を通じて回転霧化頭14へ供給された塗料は、該回転霧化頭14により帯電されるとともに、遠心霧化されて、帯電塗料粒子となって噴霧される。
この帯電塗料粒子は、高電圧に印加された回転霧化頭14とアース体である被塗装物との間に形成される静電界に沿って飛行し、被塗装物に塗着する。
また、前記シェーピングエアリング15には多数のシェーピングエア噴出孔が環状に形成されており、このシェーピングエア噴出孔から回転霧化頭14の帯電塗料粒子放出縁に向けてシェーピングエアを噴出することで、回転霧化頭14から放出された帯電塗装粒子のパターン形成を行うようにしている。
タンク本体16の塗料収容室17a内に充填され、回転霧化頭14から噴霧される塗料は、押し出し用液体収容室17bへ圧送される押し出し用液体により、回転霧化頭14へ供給される。
つまり、押し出し用液体収容室17bには、ハウジング12に形成される押し出し用液体供給通路12a、および押し出し用液体供給室17cを通じて押し出し用液体が圧送される。そして、圧送される押し出し用液体により前記画成膜22が伸長して押し出し用液体収容室17bの容積が拡大され、塗料収容室17aの容積が減少することにより、塗料が塗料収容室17aから押し出されて回転霧化頭14へ供給されることとなる。
このように、押し出し用液体により、画成膜22を伸長させて押し出し用液体収容室17bの容積を拡大し、タンク本体16の塗料充填空間17a内に充填される塗料に圧力を付与して回転霧化頭14へ供給し、噴霧するようにしている。
また、押し出し用液体収容室17bに圧送される押し出し用液体としては、例えば有機溶剤等の電気絶縁性液体が用いられている。
次に、前記塗装機1に装着されるカートリッジタンク11について説明する。
図1、図2に示すように、カートリッジタンク11は、タンク本体16、画成膜ユニット21、およびキャップ31等で概略構成されている。
画成膜ユニット21は、タンク本体16のシリンダ17に形成される塗料収容室17aおよび押し出し用液体収容室17bを画成する画成膜22と、画成膜22を支持する基台23とで概略構成されている。
基台23には、押し出し用液体収容室17bと押し出し用液体供給室17cとを連通する、複数の通路23aが形成されている。この通路23aにより、ハウジング12の押し出し用液体供給通路12aから押し出し用液体供給室17cへ圧送される押し出し用液体が、押し出し用液体収容室17b内へ供給される。
図3に示すように、画成膜22は、塗料収容室17a側に位置する第1膜22aと押し出し液体収容室17b側に位置する第2膜22bとで構成されており、該第1膜22aと第2膜22bとを隙間22cを介して合面して配置した2重膜に構成されている。
隙間22cは、基台23に形成される環状通路23b(図4図示)に液密に接続されており、環状通路23bの一部からは、接続路23cが半径方向外側へ延出している。
また、タンク本体16には、シリンダ17内と外部とを連通する連通路16bが形成されており、基台23に形成される接路23cと連通路16bとが接続されている。
これにより、第1膜22aと第2膜22bとの隙間22cが、環状通路23b、接続路23c、および連通路16bを通じてタンク本体16の外部と連通している。
また、画成膜ユニット21は、シリンダ17内に装脱自在に嵌装されており、画成膜ユニット21をシリンダ17に嵌装した後に、キャップ31をタンク本体16に螺装することで、カートリッジタンク11が組み立てられる。
キャップ31の略中央部には、画成膜ユニット21方向に突出する突起部31aが形成されており、キャップ31をタンク本体16に螺装した際に、該突起部31aにより基台23を塗料収容室17a方向へ押圧し、該基台23をシリンダ17の段差部に押し当てて位置固定するようにしている。
このようにカートリッジタンク11を構成し、塗料収容室17aと押し出し用液体収容室17bとを画成する画成膜22を、第1膜22aと第2膜22bとの2重膜にて構成することで、塗装機への塗料供給時や塗料収容室への塗料充填時に画成膜22が伸縮や撓みを繰り返して劣化し、例えば第1膜22aまたは第2膜22bの何れか一方が破損した場合でも、他方の第2膜22bまたは第1膜22aにより、塗料収容室17aと押し出し用液体収容室17bとが画成されることとなるので、該塗料収容室17aと押し出し用液体収容室17bとが連通して塗料と押し出し用液体とが混合することを防止でき、塗装品質の低下を防ぐことができる。
また、第1膜22aまたは第2膜22bが破損すると、塗料または押し出し用液体が膜の破損した箇所から隙間22cへ流出し、さらには環状通路23b、接続路23c、および連通路16bを通じてタンク本体16の外部へ漏出することとなるので、第1膜22aまたは第2膜22bが破損したことを迅速に発見することができ、塗装品質に影響がでる前に、カートリッジタンク11の修復作業を行うことができる。
また、タンク本体16の連通路16bの部分を次のように構成して、カートリッジタンク11の外部から第1膜22aおよび第2膜22bの破損を認識できるようにすることもできる。
つまり、図6に示すように、タンク本体16の連通路16bにおける外側部160を、内側部161よりも小径に形成して、外側部160と内側部161との間に段差部162を形成する。
また、連通路16b内に認識ピン33を設ける。認識ピン33は、連通路16bの内側部161内に摺動自在に嵌装される受圧部33aと、受圧部33aから外側へ突出する認識部33bとで構成されており、認識部33bは連通路16bの外側部160に摺動可能に挿入されている。
受圧部33aの外周にはO−リング等のシール部材34が嵌装されており、該シール部材34により、内側部161の内周面と受圧部33aの外周面とを液密にシールしている。
このようにして連通路16b内に嵌装される認識ピン33は、第1膜22aおよび第2膜22bが共に破損していない正常時には、図6に示すように、認識部33bが外部に突出しないように、外側部160内に収まっている状態にある。
これに対し、第1膜22aまたは第2膜22bの一方が破損して、塗料または押し出し用液体が隙間22cから連通路16bへ流出すると、流出してきた塗料または押し出し用液体の圧力を受圧部33aが受けて、認識ピン33が連通路16b内を外側に押し出される。
認識ピン33が外側へ押し出されると、図7に示すように、認識部33bが外側部160内からタンク本体16の外側へ突出することとなる。
この外部へ突出する認識部33bを認識することで、第1膜22aまたは第2膜22bの破損を発見することができる。
なお、外側へ押し出される認識ピン33は、認識部33bが連通路16bの段差部162に当接した時点で、それ以上外側へ突出できなくなるので、認識ピン33が抜け落ちることはない。
このように、第1膜22aまたは第2膜22bに破損が生じて、塗料または押し出し用液体により、隙間22c内に圧力がかかると外部へ突出する認識ピン33を設けることで、第1膜22aまたは第2膜22bが破損したことを迅速に把握して、塗装品質に影響が出る前にその修復作業を行うことが可能となる。
この場合、塗料収容室17aまたは押し出し用液体収容室17bから流出した塗料または押し出し用液体は、連通路16bに嵌装される認識ピン33により外部へ漏出することがなく、カートリッジタンク11や塗装機1を塗料や押し出し用液体により汚すこともない。
次に、カートリッジタンク11の第2の実施例について説明する。
図8、図9に示すカートリッジタンク11は、図2に示したカートリッジタンク11に対して、主に画成膜ユニット21が異なっている。
本例における画成膜ユニット21は、前記画成膜22および基台23に加えて、塗料収容容器24を備えている。
塗料収容容器24は、基台23に取り付けられている画成膜22を覆うように、該基台23に取り付けられており、基台23と画成膜22とで押し出し用液体収容室21bが形成され、画成膜22と塗料収容容器24とで塗料収容室21aが形成されている。
つまり、本例における画成膜ユニット21は、それ自体で塗料収容室21aと押し出し用液体収容室21bとを備えている。
そして、画成膜ユニット21は、タンク本体16のシリンダ17に着脱可能に装着されている。
画成膜ユニット21の基台23には、前記環状通路23bおよび接続路23cが形成されており、さらに前記通路23aの代わりに押出し液体用通路23dが形成されている。
押出し液体用通路23dは、画成膜ユニット21がシリンダ17に装着された状態で、ハウジング12の押し出し用液体供給通路12aと連通するタンク本体16の接続路16dと接続され、押し出し用液体供給通路12aから供給される押し出し用液体が押し出し用液体収容室21b内に流入することを許している。
また、画成膜22を構成する第1膜22aおよび第2膜22bの何れかが破損すると、塗料または押し出し用液体が、塗料収容室21aまたは押し出し用液体収容室21bから、第1膜22aと第2膜22bとの隙間22cへ流出し、さらには環状通路23b、接続路23c、および連通路16bを通じてタンク本体16の外部へ漏出する。
塗料収容容器24の先端部(図8、図9における左端部)からは、雄塗料接続部21cが突出しており、タンク本体16のシリンダ17における雄塗料接続部21cの対応箇所には、雄塗料接続部21cの突出形状に合わせた凹形状の雌塗料接続部16cが形成されている。
そして、画成膜ユニット21がシリンダ17に装着されている状態では雄塗料接続部21cと雌塗料接続部16cとが液密に嵌合して、塗料収容室21aと塗料供給通路16aとを連通している。
塗料収容容器24の雄塗料接続部21cには逆止弁121aが構成されており、塗料収容容器24がシリンダ17に完全に装着されていないときには、図10(a)に示すように、逆止弁121aにおける球弁体121bが、バネ等の付勢部材121cの付勢力によりシート部121dに着座して、該逆止弁121aが閉じている。これにより、塗料収容室21a内と塗料供給通路16aとが分断されている。
これに対し、図10(b)に示すように、塗料収容容器24がシリンダ17に完全に装着されると、塗料供給通路16a内に取り付けられ、雌塗料接続部16cの嵌合凹部116a内に突出する突出ピン116bが、逆止弁121aの球弁体121bを押動する。
球弁体121bが突出ピン116bに押動されると、該球弁体121bが付勢部材121cの付勢力に抗してシート部121dから離れて逆止弁121aが開弁し、塗料収容室21a内と塗料供給通路16aとが連通して、塗料収容室21aから塗料供給通路16aへの塗料の流通が可能となる。
なお、本例のカートリッジタンク11においては、キャップ31は、単にシリンダ17に装着された画成膜ユニット21を位置固定するための支持部材として機能するのみであり、図2等に示したカートリッジタンク11における押し出し用液体供給室17cを構成するものではない。
以上のように、本例におけるカートリッジタンク11では、塗料収容室21aおよび押し出し用液体収容室21bを、タンク本体16やキャップ31を用いて構成するのではなく、画成膜ユニット21自身で構成しているので、タンク本体16は実質的に画成膜ユニット21の位置決め用ケースとして機能するだけとなっている。
従って、タンク本体16を薄肉に形成したり、タンク本体16の適宜箇所に穴部を形成したりしても、該タンク本体16の機能を損なうことがなく、タンク本体16を軽量化することができる。
これにより、カートリッジタンク11が装着される塗装機1全体の重量を軽減でき、該塗装機1を搭載してその姿勢制御を行うロボット装置等のマニピュレータの重量負担を軽減できるため、その寿命を延ばすことができる。
また、タンク本体16と接続される画成膜ユニット21の雄塗料接続部21cには、逆止弁121aを設けているので、色替等により画成膜ユニット21を交換する際に、塗料収容室21a内の残留塗料が外部に漏れ出すことがなく、タンク本体16等を残留塗料で汚染することがない。
さらに、本例の画成膜ユニット21では、キャップ31等を用いることなく押し出し用液体収容室21bを形成しているので、画成膜ユニット21をタンク本体16に対して装脱する際に、押し出し用液体が不用意に漏出することを低減できる。
また、画成膜ユニット21は、それ自体が塗料タンクとして機能するため、画成膜22が破損したときには、画成膜ユニット21を単体で交換することができ、交換作業を迅速かつ容易に行うことができ、塗装機1の維持コストの低減を図ることができる。
本発明にかかるカートリッジタンクを備えた塗装機を示す側面断面図である。 カートリッジタンクを示す側面断面図である。 画成膜を示す詳細図である。 画成膜ユニットを示す正面図である。 カートリッジタンクの組立状態を示す側面断面図である。 第1膜および第2膜が共に破損していない正常時における認識ピンの状態を示す側面断面図である。 第1膜または第2膜に破損が生じたときの認識ピンの状態を示す側面断面図である。 カートリッジタンクの第2実施例を示す側面断面図である。 第2実施例のカートリッジタンクの組立状態を示す側面断面図である。 第2実施例のカートリッジタンクのタンク本体と画成膜ユニットとの接続部を示す側面断面図である。
符号の説明
1 塗装機
11 カートリッジタンク
16 タンク本体
16b 連通路
17 シリンダ
17a 塗料収容室
17b 押し出し用液体収容室
21 画成膜ユニット
22 画成膜
22a 第1膜
22b 第2膜
22c 隙間
23 基台
33 認識ピン

Claims (3)

  1. 塗料と、塗料を塗装機へ送出するための押し出し液体とが収容され、塗装機へ着脱可能に装着されるカートリッジタンクであって、
    塗料が収容される塗料収容室と、押し出し液体が収容される押し出し液体収容室とを、第1の膜と第2の膜とで構成される画成膜により画成し、
    該画成膜の第1の膜と第2の膜との間に隙間を形成して、
    該隙間とカートリッジタンクの外部とを連通する連通路を形成した、
    ことを特徴とするカートリッジタンク。
  2. 前記連通路内には、ピン部材が摺動可能に嵌装され、
    該ピン部材は、前記画成膜の第1の膜と第2の膜との間の隙間内に圧力がかかると、カートリッジタンクの外部へ突出する、
    ことを特徴とする請求項1に記載のカートリッジタンク。
  3. 塗料と、塗料を塗装機へ送出するための押し出し液体とが収容され、
    該塗料が収容される塗料収容室と、押し出し液体が収容される押し出し液体収容室とを、第1の膜と第2の膜とで構成される画成膜により画成し、
    該画成膜の第1の膜と第2の膜との間に隙間を形成して、
    該隙間とカートリッジタンクの外部とを連通する連通路を形成したカートリッジタンクを、
    着脱可能に装着したことを特徴とする塗装機。
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