JP2007152194A - 塗料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 塗装配管等をピグ洗浄した際も剥がし取った堆積物によって塗料通路の詰まり等が生じにくくなるようにし、また、循環配管のほぼ全域を効率良く、しかも確実に洗浄できるようにする。
【解決手段】 塗料タンク２から延出して塗料タンク２に戻る閉ループ状の塗料循環配管３の途中にカラーチェンジバルブ４が接続され、このカラーチェンジバルブ４に塗装ガン５が接続されるような塗料供給装置１において、塗料循環配管７の上流側のうち、ピグ２７を直線的に投入でき、しかも塗料圧送用ポンプ６に一番近い位置にピグ投入バルブ２５を設け、循環配管７の下流側のうち、ピグ２７を直線的に排出でき、しかも塗料タンク２の一番近い位置にピグ排出バルブ２６を設ける。また、カラーチェンジバルブ４の上流側の第１開口部１０ｋを、循環配管３の一部として構成される貫通孔ｈの内壁に近い位置に設け、内壁と第１開口部１０ｋとの間にスペースが生じないようにする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば複数の塗料供給源から送られる各色の塗料から所望の色の塗料を選択して塗装ガンに送り込むような塗料供給装置において、塗料供給源に接続される閉ループ状の塗料循環配管の内壁を確実に洗浄することのできる技術に関する。

従来、自動車の車体塗装工程において、塗装ブース内に塗装ガンを備えた複数の塗装ロボットを配設し、この塗装ガンに塗料供給装置によって塗料を供給するような技術が広く一般的に採用されており、このような塗料供給装置として、塗料調合室内に各色の塗料タンクを設置し、それぞれの塗料タンクに閉ループ状の塗料循環配管を接続して塗装ブースに循環供給できるような回路に構成するとともに、各循環配管の途中に所望色の塗料に切換えることのできるカラーチェンジバルブを接続し、塗装ブース内に順次搬送されてくる車体に対して、同一の塗装ガンにより複数色の塗料の吹き付けが行えるようにしている。そして、このような塗料は、塗装時以外にも、塗料中の顔料成分等が沈降するのを防止するため、塗料循環配管内を循環するようにされており、循環配管とカラーチェンジバルブとの間に塗料通路を開閉するための弁が設けられるとともに、塗装時に、この弁の切替えによってカラーチェンジバルブ下流のマニホールドの塗料通路に塗料を送り込み、塗装ガンに送給するようにされている。

このような塗料供給装置において、塗装ブースは塗料調合室から距離が離れた場所であるのが一般的で、塗料循環配管もそれに連れて長くなるため、塗料循環配管の内壁には、時間とともに塗料が堆積するようになり、これを放置すると、循環配管の内径が狭まって流量が減少する等の原因により、噴霧パターンが乱れて塗装ムラが生じたり、塗装作業中に壁面から剥がれ落ちた堆積物が塗料に混入して被塗物に噴き付けられることにより塗装品質の低下を招いたりする等の不具合がある。そこで、循環配管（第一流路）とマニホールド（第二流路）とが弁と塗料遮断シートによって開閉自在にされたカラーチェンジバルブを備えた塗料供給装置において、流体切換器モジュールの塗料遮断シートにより循環配管を閉鎖した状態で、循環配管内にピグを走行させて配管内を洗浄するような技術（例えば、特許文献１参照。）や、各色の塗料やシンナー等を共通に流す閉ループ状の共通循環配管の途中にピグステーションを設け、定期的にこのピグステーション内のピグを共通循環配管内を走行させることで、配管内を洗浄するような技術（特許文献２参照。）などが知られている。
特開２００３−１９０８５０号公報 特開２００２−２３９４８９号公報

ところが、前記特許文献１の技術の場合、循環配管を閉鎖する流体器切換モジュールの塗料遮断シートが、循環配管より内側に入り込んだマニホールド側にあり、循環配管と塗料遮断シートとの間に一定長さの通路が形成されているため、ピグにより剥ぎ取られた粘性の高い塗料ゴミ等がこの一定長さの通路に入り込み、塗料を詰まらせるという不具合があった。
また、特許文献２の技術の場合、この技術を塗色ごとに循環配管を設けるような装置構成に適用しようとすると、複数の循環配管ごとピグステーションやピグを設けなければならず、設備費用が嵩むという問題がある。また、塗料タンクから循環配管までのピグが走行しない通路が長いような場合には、この通路の洗浄が必要となり、別途洗浄機構を設けようとすると装置構成が複雑になり、また洗浄作業が煩雑になるという問題もある。

そこで本発明は、ピグ洗浄した際に剥がし取った堆積物によって塗料通路の詰まり等が生じにくくなるようにし、また、循環配管のほぼ全域を効率良く、しかも確実に洗浄できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため本発明は、塗料供給源に接続される閉ループ状の塗料循環配管の途中にカラーチェンジバルブを介して塗装ガンが接続され、前記塗料循環配管の洗浄時には、該循環配管内部にピグを走行させて洗浄するようにした塗料供給装置において、前記塗料循環配管の途中に、塗料を圧送するためのポンプと、該循環配管内にピグを投入するためのピグ投入バルブと、該循環配管内からピグを排出するためのピグ排出バルブを設け、前記ピグ投入バルブは、塗料循環配管に対してピグをほぼ直線的に投入できる箇所のうち前記ポンプに一番近い場所に設けるとともに、前記ピグ排出バルブは、塗料循環配管からピグをほぼ直線的に排出できる箇所のうち前記塗料供給源に一番近い場所に設けるようにした。

そして、塗料循環配管内を洗浄するときは、ピグ投入バルブからピグを投入した後、洗浄液またはエア圧等によって循環配管内にピグを走行させて内壁等に付着する堆積物を除去し、ピグ排出バルブを通して循環配管内のピグを回収する。
この際、塗料圧送用のポンプは塗料供給源に一番近い位置に配置されるのが普通であるため、ピグ投入バルブやピグ排出バルブは塗料供給源に近い位置に配設されることになり、循環配管のほぼ全域を効率良く洗浄できる。また、塗料の塗色ごとに循環配管が設けられているような場合でも、予めピグ投入バルブやピグ排出バルブだけを設けておき、別途、このようなピグ投入バルブ、ピグ排出バルブからピグを投入、排出するようにすることで、設備を簡素に且つ安価に構成できる。
また、循環配管に対してピグをほぼ直線的に投入し、または排出することで、ピグの走行をスムーズに行わせることができる。

また、本発明では、前記カラーチェンジバルブに、前記塗料循環配管から送られる塗料を連通路を介してマニホールドの塗料通路に送り込むことのできるバルブ本体を設け、このバルブ本体には、前記バルブ本体の連通路から塗料循環配管に開口する第１開口部を開閉自在な第１のニードル弁と、前記バルブ本体の連通路からマニホールドの塗料通路に開口する第２開口部を開閉自在な第２のニードル弁を設けるとともに、少なくとも前記第１開口部は、前記塗料循環配管の内壁に近接した位置に配置するようにした。

そして、第１開口部を塗料循環配管の内壁に近接させ、第１開口部と循環配管との間の通路をほとんど無くすことで、循環配管の内壁に堆積する塗料カスをピグで剥ぎ取った場合でも、剥ぎ取られた粘度の高い塗料カスが通路に溜まるような不具合を防止する。

閉ループ状の塗料循環配管のうち、塗料圧送用のポンプに近い箇所にピグ投入バルブを設けるとともに、塗料供給源に近い箇所にピグ排出バルブを設け、このピグ投入バルブからほぼ直線的にピグを投入し、ピグ排出バルブから直線的に排出して洗浄することにより、循環配管のほぼ全域を確実に洗浄することができ、しかも、装置を安価に構成することができる。
そして、カラーチェンジバルブのバルブ本体の連通路のうち、循環配管に向けて開口する第１開口部の位置を循環配管の内壁に近接させることにより、循環配管をピグで洗浄する際、除去した塗料カスが溜まって塗料通路が詰まるような不具合を防止できる。

本発明の実施の形態について添付した図面に基づき説明する。
ここで図１は本発明に係る塗料供給装置のある色の塗料の循環配管を示す構成概要図、図２は図１のＡ方向から見たカラーチェンジバルブの説明図、図３は図２のＢ方向から見た説明図、図４は図２のＣ−Ｃ線断面図、図５は図２のＤ−Ｄ線断面図、図６、図７はピグ投入バルブの説明図である。

本発明に係る塗料供給装置は、例えば自動車車体の塗装工程に使用される塗装ブース内の塗装ガンに塗料を供給する装置として構成され、塗料調合室から塗装ブースにかけて配設される複数の塗料循環配管をピグ洗浄した際、剥がし取った堆積物によって塗料通路の詰まり等が生じにくくなるようにし、また、循環配管のほぼ全域を効率良く、しかも確実に洗浄できるようにされており、しかも簡素に構成されている。

すなわち、本塗料供給装置１は、図１に示すように、塗料供給源としての塗料タンク２から延出する塗料循環配管３と、この塗料循環配管３の途中に接続される複数のカラーチェンジバルブ４と、各カラーチェンジバルブ４に連結ホース７を介して連結され且つ塗装ブース内に配設される複数の塗装ガン５を備えており、塗料タンク２は塗装ブースから充分離れた場所の塗料調合室に配設されるとともに、様々な塗色に対応して配置される複数の塗料タンク２と、各塗料タンク２から延出する複数の塗料循環配管３が設けられており、これら各色に応じた複数の塗料循環配管３は、カラーチェンジバルブ４で切換え可能にされ、同一の塗装ガン５に対して各色の塗料を切換え供給できるようにされている。そして、図１に示す塗料供給装置１は、ある色の塗料の場合を代表して示している。

そして、塗料循環配管３のうち、塗料タンク２から延出する往管３ａの途中で且つ塗料タンク２に一番近い箇所に、塗料を圧送するためのポンプ６が接続され、複数のカラーチェンジバルブ４との接続部を通った後、復管３ｂを通して塗料タンク２に戻され、閉ループ状にされている。そして、塗料タンク２の塗料は、常時、ポンプ６の作動によって吸引、圧送され、塗装が行われない場合でも往管３ａから復管３ｂを通って塗料タンク２に還流させることにより、塗料の顔料成分粒子等が沈降するのを防止するようにされている。

そして、塗装時には、任意の色の塗料をカラーチェンジバルブ４で切換えて、連結ホース７を通して塗装ガン５に供給し、塗装ガン５から塗料を噴き付けるようにされている。

前記カラーチェンジバルブ４は、図２乃至図５に示すように、塗料循環配管３の途中にジョイント８や連結部材１０を介して接続されるバルブ本体１１を備え、連結部材１０やジョイント８には、塗料循環配管３の内径と同径の貫通孔ｈが形成されて、この貫通孔ｈは塗料循環配管３の一部として構成されるとともに、前記バルブ本体１１は、図２、図３に示すように、各塗色の塗料循環配管３に応じて複数配設され、また、エアオペレート型のエア供給用のバルブ本体１１Ｓや、シンナ供給用のバルブ本体１１Ｒも並んで配設されている。

そして、これら複数のバルブ本体１１、１１Ｓ、１１Ｒには、マニホールド１２が接続され、各マニホールド１２が直線的に結合されるとともに、各マニホールド１２に形成される塗料通路１２ａが一本に連通し、前記連結ホース７（図１）を介して塗装ガン５に連通している。

前記バルブ本体１１は、図４、図５に示すように、前記連結部材１０の貫通孔ｈに向けて連結部材１０に開設されるポート１０ｐと、マニホールド１２の塗料通路１２ａに向けてマニホールドに開設されるポート１２ｐのそれぞれに嵌入されるバルブシート１５、１６を備えており、これらバルブシート１５、１６は、角度が９０度異なる方向に設けられるとともに、バルブ本体１１の内部には、各バルブシート１５、１６を折れ曲った通路で連通するクランク形状の連通路Ｒを備えており、この連通路Ｒの内部には、第１のニードル弁１３と、第２のニードル弁１４がお互いに位相をずらして交差状に配設されている。

そして、前記第１、第２のニードル弁１３、１４は、それぞれのバネ１７、１８によって前方に付勢され、常時、その先端がそれぞれのバルブシート１５、１６に当接し、第１のニードル弁１３によって、連結部材１０側に連通する第１開口部１０ｋを封鎖し、第２のニードル弁１４によって、マニホールド１２側に連通する第２開口部１２ｋを封鎖するとともに、各ニードル弁１３、１４を後退させて第１、第２開口部１０ｋ、１２ｋを開放するときは、不図示のエア供給源から圧縮エアを供給するためのエア供給孔２０、２１が設けられ、これらエア供給孔２０、２１から圧縮エアを供給することにより、バネ１７、１８の付勢力に抗して各ニードル弁１３、１４を後退させるようにしている。

また、連結部材１０側の第１開口部１０ｋは、連結部材１０の貫通孔ｈの内壁に近接した位置に設定されている。そして、後述するピグ２７によって塗料循環配管３や貫通孔ｈを洗浄する際、第１開口部１０ｋの前面に、削り取った塗料カスが溜まるスペースが生じないようにしている。
なお、連結部材１０とバルブ本体１１の連結は、複数のボルト２２ａ、２２ｂの結合によって行われ、バルブ本体１１とマニホールド１２の連結は、複数のボルト２３、２３の結合によって行われている。

以上のようなカラーチェンジバルブ４において、塗装が行われないときは、第１、第２のニードル弁１３、１４がそれぞれのバルブシート１５、１６に当接して第１、第２開口部１０ｋ、１２ｋを封鎖しており、塗料循環配管３を流れる塗料はそのまま塗料タンク２に還流されている。
そして、塗装が行われるときは、エア供給口２０、２１から圧縮エアを送り込んで第１、第２のニードル弁１３、１４を後退させ、連通路Ｒを通して塗料をマニホールド１２の塗料通路１２ａに送り込み、塗料塗装ガン５から塗料を噴出させる。

次に、ピグ洗浄手段について説明する。
ピグ洗浄手段は、図１に示すように、上流側の塗料循環配管３に対してほぼ直線的にピグを投入することができ且つポンプ６に一番近い往管３ａに設けられるピグ投入バルブ２５と、下流側の塗料循環配管３に対してほぼ直線的にピグを排出することができ且つ塗料タンク２の一番近い復管３ｂに設けられるピグ排出バルブ２６と、ポンプを介して洗浄液を圧送するための洗浄液供給部３６と、圧縮エアを供給するためのエア供給部３７を備えており、ピグ投入バルブ２５とピグ排出バルブ２６間の塗料循環配管３にピグ２７や洗浄液やエアを流通させて循環配管３や連結部材１０の貫通孔ｈの内壁面に付着堆積する塗料を洗浄できるようにされている。

ピグ投入バルブ２５は、図６に示すように、塗料タンク２側の塗料流路を遮断あるいは開放自在な第１切替バルブ２５ａと、循環配管３内にピグ２７を投入する際に循環配管３に通じる通路を切替え自在な第２切替バルブ２５ｂを備えており、これら第１、第２切替バルブ２５ａ、２５ｂは三方向切替バルブから構成されている。

第１切替バルブ２５ａは、ハウジング２８内に、球状の弁体３０と、この弁体３０に摺接する弁座３１を備えており、前記弁体３０に内部には、循環配管３の内径と同径の通路３０ａが設けられるとともに、弁体３０の回転によって循環配管３の塗料通路を開閉できるようにされている。そして、これら弁座３１、弁体３０は、ハウジング２８のネジ孔に螺合するポート３２によってハウジング２８内に液密状に保持されており、ポート３２にも循環配管３の一部となる通路３２ａが形成されており、この通路３２ａの内径も循環配管３の内径と同一にされている。
そして、第１切替バルブ２５ａの弁体３０は、ハウジング２８の外面に設けられた第１コック３３ａ（図１）の操作と連動して開閉操作でき、第２切替バルブ２５ｂの弁体３０は、第２コック３３ｂ（図１）の操作と連動して開閉操作できるようにされている。

前記第２切替バルブ２５ｂは、ハウジング２８内の構成は第１切替バルブ２５ａと同様であり、ポート３２の開口部にクイックジョイント３４を構成するアダプタ３４ａが螺合されている。そしてこのアダプタ３４ａにはスリーブ３４ｂを嵌入結合せしめることのできる結合孔が設けられ、スリーブ３４ｂの内部には、循環配管３の内径と同径のピグ投入通路ｉが形成されている。
そして、このピグ投入通路ｉ内にピグ２７を挿入できるようにされている。

このため、図７に示すように、クイックジョイント３４のスリーブ３４ｂをアダプタ３４ａの結合孔に嵌合させた状態において、ピグ投入通路ｉは、ポート３２の通路３２ａに連通するようにされ、この状態で第２切替バルブ２５ｂの弁体３０を操作してポート３２と循環配管３を連通する状態にし、ピグ投入通路ｉにピグ２７を挿入した後、洗浄液供給部３６から圧送される洗浄液をピグ２７の後方に供給し、この洗浄液の押圧力によりピグ２７を走行させて循環配管３の内壁に堆積する塗料を剥ぎ取って洗浄する。

前記ピグ排出バルブ２６は、図１に示すように、ピグ排出バルブ２６より下流側の復管３ｂを開閉する第１コック３３ａと、ピグ２７を排出管３ｃ側に導くよう通路を切替えることのできる第２コック３３ｂを備えており、これら第１、第２コック３３ａ、３３ｂの構造及び操作は、前記第１切替バルブ２５ａ、第２切替バルブ２５ｂの構造及び操作と同様である。すなわち、操作については、それぞれの弁体３０は、第１コック３３ａ、第２コック３３ｂの操作に連動して開閉操作できる。
また、排出管３ｃの下流側には、排出されたピグ２７と洗浄廃液を回収する回収タンク３５が配設されている。

前記ピグ２７は、循環配管３の内径とほぼ同径の砲弾型または球形の樹脂素材であり、使用ごとに洗浄して繰り返して使用するため、例えば、フッ素系樹脂やポリプロピレン樹脂等の塗料が付着しにくい素材を使用することが好ましい。また、循環配管３のコーナ部においても内壁に密着するよう、適度な弾力性を有するスポンジ等を使用することもできる。このようなスポンジの一例としては、例えばウレタンやゴムやポリエチレン樹脂等が考えられる。

また、材質の異なる複数のピグ２７を投入することも可能である。例えば、進行方向に向けてフッ素樹脂のピグ、洗浄液、スポンジのピグ、洗浄液を順に投入すれば、フッ素樹脂で堆積塗料を削り取り、それを洗浄液で洗浄し、配管内部に残存する塗料をスポンジで洗浄するような効果が発揮され、コーナ部等の洗浄しにくい箇所も綺麗に洗浄することができる。
なお、循環配管３のコーナ部については、ピグ２７が確実に内壁面に当接するよう、ある程度の曲率を持たせることが好ましい。

次に、以上のような塗料供給装置の作用等について、塗料循環時、塗装時、ピグ洗浄時の態様別に説明する。

（塗料循環時）
ピグ投入バルブ２５の第１切替バルブ２５ａを開き（連通状態にし）、第２切替バルブ２５ｂを閉じるとともに、ピグ排出バルブ２６の第１切替バルブ２６ａを開き（連通状態にし）、第２切替バルブ２６ｂを閉じた状態でポンプ６を駆動し、カラーチェンジバルブ４の第１のニードル弁１３と、第２のニードル弁１４を閉じた状態にする。すると、塗料タンク２内の塗料は塗料循環配管３を循環して再び塗料タンク２に戻されるよう循環する。

（塗装時）
カラーチェンジバルブ４のバルブ本体１１のエア供給孔２０、２１からエアを供給し、第１のニードル弁１３と、第２のニードル弁１４を後退させて第１開口部１０ｋと第２開口部１２ｋを開き、連通路Ｒを通して塗料を塗装ガン５に供給し、塗布する。

（ピグ洗浄時）
ピグ投入バルブ２５の第１、第２切替バルブ２５ａ、２５ｂを閉じ、ピグ排出バルブ２６の第１切替バルブ２６ａを閉じ、第２切替バルブ２６ｂを開くとともに、クイックジョイント３４のスリーブ３４ｂ内にピグ２７を挿入し、アダプタ３４ａに結合することによりピグ洗浄の準備を行う。
次いで、ピグ投入バルブ２５の第２切替バルブ２５ｂを開き（連通状態にし）、スリーブ３４ｂのピグ投入通路ｉの開口部から洗浄液を供給してピグ２７を走行させ、循環配管３の内壁を洗浄し、ピグ２７及び洗浄廃液を回収タンク３５で回収する。
この際、ピグ投入バルブ２５とピグ排出バルブ２６がいずれも塗料タンク２の近傍に位置しているため、塗料循環配管３のほぼ全域を効率的に洗浄することができ、また、これらピグ投入バルブ２５やピグ排出バルブ２６を直線的に投入、排出できる位置に設定することで、ピグ２７を走行をスムーズに行わせることができる。
また、内壁から剥がし取った塗料がカラーチェンジバルブ４の第１開口部１２ｋ付近に溜まらないので、詰まりが生じにくくなる。

なお、以上の実施形態においては、ピグ２７は後方に供給される洗浄液によって押し出すようにしているが、これに限定されず、例えば、ピグ２７を圧縮エアで押し出すようにしてもよく、そのほか、洗浄液を流した後、ピグ２７を走行させたり、ピグ２７と洗浄液と圧縮エアを組み合わせて流すようにしてもよい。
更に、ピグ２７を塗料圧で押し出すようにしてもよい。この場合は、図１に示す三方弁を切替えて塗料通路を変更する。

塗料循環配管を広い範囲にわたってピグ洗浄でき、また、剥がし取った塗料がカラーチェンジバルブの弁付近に溜まりにくいため、詰まり等の不具合を効果的に防止することができる。このため、例えば、塗料調合室と塗装ブースが離れているような自動車の塗装工程等に適用すれば好適である。

本発明に係る塗料供給装置のある色の塗料循環配管の構成概要図 図１のＡ方向から見たカラーチェンジバルブの説明図 図２のＢ方向から見た説明図 図２のＣ−Ｃ線断面図 図２のＤ−Ｄ線断面図 ピグ投入バルブの説明図で、ピグ投入のためのスリーブを外した状態の説明図 ピグ投入バルブの説明図で、ピグ投入のためのスリーブを装着した状態の説明図

符号の説明

１…塗料供給装置、２…塗料タンク、３…塗料循環配管、４…カラーチェンジバルブ、５…塗装ガン、６…塗料圧送用ポンプ、１０…連結部材、１０ｋ…第１開口部、１１…バルブ本体、１２…マニホールド、１２ａ…塗料通路、１２ｋ…第２開口部、１３…第１のニードル弁、１４…第２のニードル弁、Ｒ…連通路。

Claims (2)

1. 塗料供給源に接続される閉ループ状の塗料循環配管の途中にカラーチェンジバルブを介して塗装ガンが接続され、前記塗料循環配管の洗浄時には、該循環配管内部にピグを走行させて洗浄するようにした塗料供給装置であって、前記塗料循環配管の途中には、塗料を圧送するためのポンプと、該循環配管内にピグを投入するためのピグ投入バルブと、該循環配管内からピグを排出するためのピグ排出バルブが設けられ、前記ピグ投入バルブは、塗料循環配管に対してピグをほぼ直線的に投入できる箇所のうち前記ポンプに一番近い場所に設けられ、前記ピグ排出バルブは、塗料循環配管からピグをほぼ直線的に排出できる箇所のうち前記塗料供給源に一番近い場所に設けられることを特徴とする塗料供給装置。
2. 前記カラーチェンジバルブは、前記塗料循環配管から送られる塗料を連通路を介してマニホールドの塗料通路に送り込むことのできるバルブ本体を備え、このバルブ本体には、前記バルブ本体の連通路から塗料循環配管に開口する第１開口部を開閉自在な第１のニードル弁と、前記バルブ本体の連通路からマニホールドの塗料通路に開口する第２開口部を開閉自在な第２のニードル弁が設けられるとともに、少なくとも前記第１開口部は、前記塗料循環配管の内壁に近接した位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の塗料供給装置。