JP2015123433A - 塗装用シリンジガン及びそのシリンジガンを用いた塗装用シリンジガンシステム、塗装用シリンジガンへの塗料充填方法 - Google Patents

Abstract

【課題】塗料供給手段を一体に備えたシリンジガンにおいて、塗料漏れを確実に防止するとともに、塗料の確実な定量吐出を可能にする。
【解決手段】塗料吐出部を備えたシリンジ部２と、シリンジ部と一体的に備えられてシリンジ部２から吐出された塗料をワークに向けて噴射するヘッド部３を具備し、シリンジ部２は、シリンジ本体と、シリンジ本体内に収容されて内部に塗料が充填される塗料用パウチと、シリンジ本体に形成された作動液供給口及び作動液循環口を具備し、ヘッド部は、塗料受け入れ口と塗料噴射口を有した塗料供給路と、進退することで塗料噴射口を開閉自在としたニードルと、塗料噴射口の周囲にエアーを供給することで塗料噴射口より吐出された塗料を霧化するとともにこの霧化した塗料を任意のパターンにして先端側へ噴射するためのエアー供給路を具備した。
【選択図】図１

Description

本発明は塗装用シリンジガン及びそのシリンジガンを用いた塗装用シリンジガンシステム、塗装用シリンジガンへの塗料充填方法に係り、より詳しくは、塗料を供給するためのシリンジ部分とこのシリンジ部分から供給された塗料をワークに向けて噴射するためのスプレーガン部分とを一体に備えた塗装用シリンジガン及びそのシリンジガンを用いた塗装用シリンジガンシステム、塗装用シリンジガンへの塗料充填方法に関する。

従来から、塗装装置においては、被塗装物（以下「ワーク」という。）に塗料を噴射するためのスプレーガンと、このスプレーガンに塗料を供給するための塗料供給手段とは別個独立したものとされており、塗料ホースを介して、塗料供給手段からスプレーガンに塗料を供給しながら、この供給された塗料をスプレーガンよりワークに向けて噴射している。

しかしながら、このような方法を採用した場合には、塗料の色を変えるたびごとに、スプレーガン、及び塗料ホースを洗浄しなければならず、煩わしさに耐えず、また、作業効率の低下を招いてしまっていた。特に、近年は多品種少量生産のワークが増加しているために、従来の方法では、このような洗浄作業による作業効率の低下はコストの増加にもつながっていた。

そのために、本出願人は過去において、前述のような問題点を解決するために、シリンジの先端に一体的にスプレーガンを備えた発明（以下「シリンジガン」という。）を提案した。

ここで、前述の従来のシリンジガンについて簡単に説明すると、図６は前記従来のシリンジガンを説明するための一部断面図であり、図において前記従来のシリンジガン５１は、先端部に塗料吐出口５２を備え、内部には、外周にシール部材としてのＯリング６２が周設されたピストン５３が移動自在に挿装されたシリンジ部５４と、このシリンジ部５４の先端部にシリンジ部５４と一体的に形成されたヘッド部５５を具備しており、ヘッド部５５には、前記塗料吐出口の近傍に開口した霧化エアー供給路５６とパターンエアー供給路５７を備えている。

そして、この従来のシリンジガン５１で塗装を行う場合には、ピストン５３にピストンロッド５８を連結し、ピストンロッド５８には可動板５９を連結し、可動板５９にスクリューネジ６０を螺合させ、スクリューネジ６０をモーター６１に連結し、この状態において、モーター６１を正転あるいは逆転するとともに、霧化エアー供給路５６及びパターンエアー供給路５７にエアーを供給する。

そうすると、可動板５９がスクリューネジ６０に沿って前進し、ピストンロッド５８を介してピストン５３が前進し、シリンジ部５４内の塗料がヘッド部５５に吐出されるとともに、この吐出された塗料が、霧化エアー供給路５６から供給されるエアーにより霧化されるとともに、パターンエアー供給路５７から供給されるエアーにより任意のパターンに成型されて、ワークに向けて噴射される。

このように、前述の従来のシリンジガンでは、塗料を供給するためのシリンジ部の先端部にヘッド部を一体的に構成しており、塗料の色を変える場合にはシリンジガン全体を交換することとしているため、塗料の交換の際にスプレーガンを洗浄する必要が無く、従って、作業効率の向上を図ることが可能であるとともに、洗浄に際して必要とするシンナー等の溶剤も不要になり、経済性も向上させることが可能である。

しかしながら、前述の従来のシリンジガンでは、シリンジ内でピストンを前進させてシリンジ内の塗料をヘッドに吐出しており、塗料漏れを防止するためにピストンの周囲にはシール材としてＯリングが周設されてはいるが、ピストンが移動する際にＯリングがシリンジ内壁に摺動するために、Ｏリングの摩耗も早く、ピストンとシリンジ内壁間を完全にシールすることが困難であった。

また、シリンジを用いて塗料を供給する場合には、塗料を定量で吐出するためにはピストンを平行に押す必要があるが、前述の従来のシリンジガンでは、前述のようにモーターを用いてピストンを前進させていたために、ピストンを完全に平行にしながら前進させることが困難であり、そのために塗料の完全な定量吐出は困難であった。

更に、前述したように、従来のシリンジガンでは、ピストン及びそれを前進させるための駆動系として、可動板５９、スクリューネジ６０、モーター６１を必要とするが、これらの可動板５９、スクリューネジ６０、モーター６１は構造的に重量が大きくなるために、シリンジガンを塗装用ロボットのアームに取り付ける際には、エンドエフェクタとして軽量化が必要になる。

更にまた、ピストン径が大きくなると、シリンジ部５４内をピストンが５３が移動する際の摩擦抵抗が大きくなるために、係る場合には駆動系の強度を大きくする必要があるので、重量が大きくなってしまうという問題点が指摘できる。

この点、従来から、塗料が充填された塗料バッグを用いて、この塗料バッグを容器に収容した状態で、容器内に押し出し液を供給し、この押し出し液によって塗料バッグに圧力を加えて、それによって塗料バッグ内の塗料をスプレーガン側に供給する方法が提案されており、この方法を採用することで、塗料漏れを完全に防止することができ、また、塗料の完全な定量吐出も可能であり、更に、エンドエフェクタとして軽量化を達成することも可能である。

特許第４３９８６６２号公報 特開２０１２−７１２２２号公報 特開２０１１−６７７１３号公報 特開２０１０−２６４３５０号公報 特開５００９−２４８０５２号公報 特開２００８−２１２８５７号公報 特開２００８−１１４１２３号公報 特開２００８−１００１４５号公報 特開２００７−３１９７２８号公報 特開２００７−２１４５２号公報 特開２００６−３４７６０６号公報 特開２００５−２９６７５０号公報

しかしながら、前述のようなスプレーガンを先端に一体的に備えたシリンジガンにおいて、シリンジ内に塗料バッグを収容した方法を採用した場合には、ピストンによって塗料を塗料吐出口から吐出される方法と異なり、塗料バッグ内の塗料を使い切った場合には、塗料をシリンジ内に充填することが困難である、という問題点が考えられる。

そこで、本発明は、塗料供給手段を一体に備えたシリンジガンにおいて、塗料供給手段内のシールを完全にして塗料漏れを確実に防止するとともに、塗料の確実な定量吐出を可能にし、更に、塗料使用後の塗料の充填を容易にした塗装用シリンジガンを提供することを課題としている。

本発明の塗装用シリンジガンは、
塗装装置に装着されて使用される塗装用シリンジガンであって、
先端部に塗料吐出部を備えたシリンジ部と、
該シリンジ部の先端側に前記シリンジ部と一体的に備えられ、前記塗料吐出部から吐出された塗料を受け入れるとともに該受け入れた塗料をワークに向けて噴射するためのヘッド部と、を具備し、
前記シリンジ部は、
内部を密閉状態にするとともに前記塗料吐出部が先端部に形成されたシリンジ本体と、
該シリンジ本体内に収容されるとともに、前記塗料吐出部に連結された塗料吐出口を有して、内部に塗料が充填される袋状の塗料用パウチと、
シリンジ本体に形成された、シリンジ本体内に作動液を供給するための作動液供給口と、
シリンジ本体に形成された、シリンジ本体内の作動液をシリンジ本体の外に出すための作動液循環口と、を具備し、
前記ヘッド部は、
前記シリンジ部から吐出された塗料を受け入れる塗料受け入れ口と、該塗料受け入れ口から受け入れた塗料をワークに向けて噴射するための塗料噴射口と、を有した塗料供給路と、
進退動作によって前記塗料噴射口を開閉自在としたニードルと、
該ニードルを進退させるためのニードル稼動手段と、
先端が前記塗料噴射口の周囲の任意の箇所で開口されるとともに基端にエアー注入手段が連結され、前記塗料噴射口の周囲にエアーを供給することで、前記塗料噴射口より吐出された塗料を霧化するとともにこの霧化した塗料を任意のパターンにして先端側へ噴射するためのエアー供給路と、を具備し、
前記ニードルが後退することで前記塗料噴射口が解放されている状態において、前記作動液供給口を介して前記シリンジ本体内に作動液を供給することで塗料用パウチを圧迫し、塗料吐出口、塗料吐出部及び塗料供給路を介して、塗料用パウチ内の塗料を塗料噴射口から吐出するとともに、前記エアー供給路を介して塗料噴射口の周囲にエアーを供給することで、塗料噴射口より吐出された塗料を霧化するとともにこの霧化した塗料を任意のパターンで先端方向へ噴射可能としたことを特徴としている。

また、この塗装用シリンジガンを用いた本発明の塗装用シリンジガンシステムは、
先端部に塗料吐出部を備えたシリンジ部と、
該シリンジ部の先端側に前記シリンジ部と一体的に備えられ、前記塗料吐出部から吐出された塗料を受け入れるとともに該受け入れた塗料をワークに向けて噴射するためのヘッド部と、
前記シリンジ部に作動液を供給することで前記塗料吐出部から塗料を吐出するための作動液供給手段と、を具備し、
前記シリンジ部は、
内部を密閉状態にするとともに前記塗料吐出部が先端部に形成されたシリンジ本体と、
該シリンジ本体内に収容されるとともに、前記塗料吐出部に連結された塗料吐出口を有して、内部に塗料が充填される袋状の塗料用パウチと、
シリンジ本体に形成された、シリンジ本体内に作動液を供給するための作動液供給口と、
シリンジ本体に形成された、シリンジ本体内の作動液をシリンジ本体の外に出すための作動液循環口と、を具備し、
前記ヘッド部は、
前記シリンジ部から吐出された塗料を受け入れる塗料受け入れ口と、該塗料受け入れ口から受け入れた塗料をワークに向けて噴射するための塗料噴射口と、を有した塗料供給路と、
進退動作によって前記塗料噴射口を開閉自在としたニードルと、
該ニードルを進退させるためのニードル稼動手段と、
先端が前記塗料噴射口の周囲の任意の箇所で開口されるとともに基端にエアー注入手段が連結され、前記塗料噴射口の周囲にエアーを供給することで、前記塗料噴射口より吐出された塗料を霧化するとともにこの霧化した塗料を任意のパターンにして先端側へ噴射するためのエアー供給路と、を具備し、
前記作動液供給手段は、
前記シリンジ本体内に供給される作動液が蓄えられた作動液タンクと、
先端が前記作動液供給口に連結されるとともに基端が作動液タンクに配置され、任意の箇所に送り用バルブが配置された作動液供給路と、
該作動液供給路の経路における前記作動液タンクと送り用バルブ間に配置された作動用ポンプと、
前記作動液供給路の経路における前記送り用バルブと作動液供給口間に配置された、前記作動液供給路から供給された作動液を前記作動液供給口に搬送するシリンジポンプと、
先端が前記作動液循環口に連結されるとともに基端が作動液タンクに配置され、任意の箇所に戻り用バルブが配置された作動液循環路と、を具備し、
塗料用パウチ内の塗料を塗料噴射口から噴射する場合には、
前記ニードルを後退させて前記塗料噴射口を解放し、戻り用バルブを閉鎖し、作動用ポンプを駆動し、前記作動液供給路を介して作動液タンク内の作動液を前記シリンジ本体内に供給することで塗料用パウチを圧迫して塗料吐出口、塗料吐出部及び塗料供給路を介して塗料用パウチ内の塗料を塗料噴射口から吐出するとともに、前記エアー供給路を介して塗料噴射口の周囲にエアーを供給することで、塗料噴射口より吐出された塗料を霧化するとともにこの霧化した塗料を任意のパターンで先端方向へ噴射させ、
塗料の噴射を停止している場合には、
前記ニードルを前進させて前記塗料噴射口を閉鎖し、送り用バルブ及び戻り用バルブを開放し、作動用ポンプを駆動することで、作動液用タンク内の作動液を、作動液供給路、シリンジ本体、作動液循環路を介して作動液用タンクに循環させる、ことを可能にしたことを特徴としている。

更に、本発明の塗装用シリンジガンへの塗料充填方法は、前記塗装用シリンジガン又は塗装用シリンジガンシステムにおいて、塗料用パウチに塗料を充填する方法であって、
前記シリンジ本体内に作動液を充填し、
塗料タンク内に基端側が配置された塗料供給ホースの先端側を前記塗料噴射口に連結し
前記シリンジ本体内の作動液をシリンジ本体内から抜いていくことで、シリンジ本体内を負圧にし、それにより、塗料タンク内の塗料を、塗料ホース、塗料供給路、塗料吐出部、塗料吐出口を介して、塗料用パウチ内に流入させて塗料の充填を行うことを特徴としている。

本発明の塗装用シリンジガンでは、内部に塗料を備えたシリンジ部の先端側に、シリンジ部内の塗料をワークに向けて噴射するためのヘッド部を一体的に備えており、塗料の色を変える場合にはシリンジガン全体を交換することとしているため、塗料の交換の際にシリンジガンを洗浄する必要が無く、従って、作業効率の向上を図ることが可能であるとともに、洗浄に際して必要とするシンナー等の溶剤も不要になり、経済性も向上させることが可能である。

また、本発明の塗装用シリンジガンでは、シリンジ部を、内部を密閉状態にするとともに塗料吐出部が先端部に形成されたシリンジ本体と、このシリンジ本体内に収容され、内部に塗料が充填される袋状の塗料用パウチとで構成し、シリンジ本体内に作動液を供給することで塗料用パウチを圧迫し、それによって塗料用パウチ内の塗料をシリンジから吐出することとしているため、シリンジ内におけるピストンの前進動作によってシリンジ内の塗料を吐出する従来の方法と異なって、シリンジ内を完全にシールすることが可能であるとともに、塗料の完全な定量吐出が可能であり、更に、エンドエフェクタとして軽量化を図ることが可能である

更に本発明において、塗料を充填する際には、塗料タンク内に基端側が配置された塗料供給ホースの先端側を塗料噴射口に連結し、シリンジ本体内の作動液をシリンジ本体内から抜いていくことでシリンジ本体内を負圧にし、それにより塗料タンク内の塗料を、塗料ホース、塗料供給路、塗料吐出部、塗料吐出口を介して塗料用パウチ内に流入させることとしているために、塗料用パウチ内の塗料を使い切った場合でも、容易に、塗料用パウチ内への塗料の充填を行うことが可能である。

本発明の塗装用シリンジガンの実施例の外観を示す図である。 本発明の塗装用シリンジガンの実施例におけるシリンジ部の構造を示す断面図である。 本発明の塗装用シリンジガンの実施例におけるヘッド部の構造を示す断面図である。 本発明の塗装用シリンジガンシステムの実施例を説明するためのシステム全体図である。 本発明の塗装用シリンジガンへの塗料充填方法の実施例を説明するための図である。 従来のシリンジガンを説明するための図である。

本発明の塗装用シリンジガンは、先端部に塗料吐出部を備えたシリンジ部と、このシリンジ部の先端側に、シリンジ部と一体的に備えられたヘッド部を具備しており、ヘッド部は、シリンジ部の塗料吐出部から吐出された塗料を受け入れるとともに、この受け入れた塗料をワークに向けて噴射するために用いられる。

また、シリンジ部は、シリンジ本体を有しており、このシリンジ本体は、内部を密閉状態にするとともに、先端部に塗料吐出部が形成されている。

更に、シリンジ部は、内部に塗料が充填される塗料用パウチを有しており、この塗料用パウチは、シリンジ本体内に収容されており、シリンジ本体に形成した塗料吐出部に連結された塗料吐出口を有している。

更にまた、シリンジ本体には、シリンジ本体内に作動液を供給するための作動液供給口と、シリンジ本体内の作動液をシリンジ本体の外に出すための作動液循環口が形成されている。

一方、ヘッド部には塗料供給路が形成されており、この塗料供給路は、シリンジ部から吐出された塗料を受け入れる塗料受け入れ口と、この塗料受け入れ口から受け入れた塗料をワークに向けて噴射するための塗料噴射口を有している。

また、ヘッド部はニードルを有しており、このニードルは、ニードル稼働手段による進退動作によって、塗料噴射口を開閉自在としている。

更に、ヘッド部にはエアー供給路が形成されており、このエアー供給路は、先端が塗料噴射口の周囲の任意の箇所で開口され、基端にはエアー注入手段が連結されており、塗料噴射口の周囲にエアーを供給することで、塗料噴射口より吐出された塗料を霧化するとともに、この霧化した塗料を任意のパターンにして先端側へ噴射するために用いられる。

そして、この構成において、ニードルが後退することで塗料噴射口が解放されている状態において、作動液供給口を介してシリンジ本体内に作動液を供給することで塗料用パウチを圧迫し、それによって、塗料用パウチの塗料吐出口、シリンジ本体の塗料吐出部及びヘッド部の塗料供給路を介して、塗料用パウチ内の塗料を塗料噴射口から吐出するとともに、前記エアー供給路を介して塗料噴射口の周囲にエアーを供給することで、塗料噴射口より吐出された塗料を霧化するとともにこの霧化した塗料を任意のパターンで先端方向へ噴射可能としている。

また、このように構成される塗装用スプレーガンを備えた本発明の塗装用シリンジガンシステムでは、上記のシリンジ部、ヘッド部の構成に加えて、塗料用パウチを圧迫して塗料吐出部から塗料を吐出するための作動液供給手段を具備している。

そして、この作動液供給手段は、シリンジ本体内に供給される作動液が蓄えられた作動液タンクと、先端が作動液供給口に連結されるとともに基端が作動液タンクに配置され、任意の箇所に送り用バルブが配置された作動液供給路と、この作動液供給路の経路における作動液タンクと送り用バルブ間に配置された作動用ポンプと、作動液供給路の経路における送り用バルブと液供給口間に配置されて、作動液供給路から供給された作動液を作動液供給口に搬送するシリンジポンプと、先端が作動液循環口に連結されるとともに基端が作動液タンクに配置され、任意の箇所に戻り用バルブが配置された作動液循環路を有している。

そして、塗料用パウチ内の塗料を塗料噴射口から噴射するために、作動液供給口を介してシリンジ本体内に作動液を供給して塗料用パウチを圧迫する場合には、戻り用バルブを閉鎖し、作動用ポンプを駆動し、作動液供給路を介して作動液タンク内の作動液をシリンジ本体内に供給する。

また、塗料の噴射を停止している場合には、ニードルによって塗料噴射口を閉鎖した状態において、送り用バルブ及び戻り用バルブを開放し、作動用ポンプを駆動することで、作動液用タンク内の作動液を、作動液供給路、シリンジ本体、及び作動液循環路を介して作動液用タンクに循環させることとしている。

ここで、前記シリンジポンプは、先端に作動液供給路が連結されたポンプ本体と、このポンプ本体に進退自在に挿入したピストンと、このピストンにおけるポンプ本体の基端側に連結されたピストンロッドを具備するとともに、ピストンロッド及びピストンには、ピストンロッドの軸方向に貫通した作業液搬送路を形成するとよく、作動液供給路から供給された作動液を作動液供給口に搬送することが容易となる。

また、ニードルを進退させるためのニードル稼動手段は、ニードルが固定されるとともにヘッド部内に移動自在に挿装されたピストンと、このピストンを塗料噴射口側に付勢するバネと、ピストンをエアー圧力で反塗料噴射口側へ押圧するためのエアー供給手段を具備して構成するとよく、これにより、ニードルの稼働が容易となる。

更に、前述のような塗装用シリンジガンにおける塗料用パウチに塗料を充填する場合には、シリンジ本体内に作動液を充填し、塗料タンク内に基端側が配置された塗料供給ホースの先端側を塗料噴射口に連結した状態で、シリンジ本体内の作動液をシリンジ本体内から抜いていくことで、シリンジ本体内を負圧にする。そしてそれにより、塗料タンク内の塗料を、塗料ホース、塗料供給路、塗料吐出部、塗料吐出口を介して、塗料用パウチ内に流入させ、塗料用パウチに塗料を充填する。

本発明の塗装用シリンジガンの実施例について図面を参照して説明すると、図１は、本実施例の塗装用シリンジガンを示す図である。そして、図において１が本実施例の塗装用シリンジガンであり、本実施例のシリンジガン１は、内部に塗料を蓄えるためのシリンジ部２と、このシリンジ部２内の塗料の供給を受けて、供給された塗料をワークに向けて噴射するためのヘッド部３を有している。

なお、図１において４はマニホールドである。即ち、本実施例のシリンジガン１では、前記シリンジ部にマニホールド４が装着されており、このマニホールド４に前記ヘッド部が取り付けられている。

ここで、前記シリンジ部２について説明すると、図２は前記シリンジ部２の構造を説明するための断面図である。そして、本実施例において前記シリンジ部２は、シリンジ本体５を有しており、本実施例においてこのシリンジ本体５は、円筒状の本体の底（基端側）及び天井部（先端側）を閉鎖して内部を密閉状態にした中空体とし、先端部には、シリンジ本体５の外部と内部を連通する塗料吐出部６が形成されている。

また、前記シリンジ本体５における基端部には、シリンジ本体５の内部に作動液体を供給するための作動液供給口７と、シリンジ本体５の内部に供給された作動液をシリンジ本体５の外に出すための作動液循環口８が形成されており、本実施例において前記作動液供給口７、作動液循環口８は、シリンジ本体５の基端部の底部分に隣り合う配置で形成されている。

次に、図において９は塗料用パウチである。即ち、本実施例のシリンジガン１では塗料用パウチ９を具備しており、この塗料用パウチ９内に塗料を充填することとしている。

ここで、前記塗料用パウチ９について説明すると、図において、本実施例の塗料用パウチ９は、ゴム等の伸縮自在の素材で構成されており、内部に塗料を充填することで膨張し、内部に充填した塗料を吐出することで膨張前の形状に復元することとしている。そして、先端部には塗料吐出口１０が形成されており、この塗料吐出口１０が前記シリンジ本体５の先端に形成した塗料吐出部６に連結されており、これにより、塗料用パウチ９内の塗料を、塗料吐出口１０、及びシリンジ本体５の塗料吐出部６を介してシリンジ本体５から外部に吐出することを可能にしている。なお、図に示すように、本実施例において前記塗料用パウチ９の基端側は、シリンジ本体５内の底部分に固定されている。

次に、前記ヘッド部３について説明すると、図３は前記ヘッド部３の構造を説明するための断面図であり、本実施例において前記ヘッド部３は、マニホールド４を介して前記シリンジ部２に装着されており、内部には塗料供給路が形成され、これにより、前記塗料用パウチ９から吐出された塗料を受け入れ、この受け入れた塗料を噴射可能としている。

即ち、図において１１が塗料供給路であり、この塗料供給路１１は、前記シリンジ部２から吐出された塗料を受け入れる塗料受け入れ口１２と、この塗料受け入れ口１２から受け入れた塗料をワークに向けて噴射するための塗料噴射口１３を有しており、塗料受け入れ口１２はヘッド部３の側壁側で開口とされ、塗料噴射口１３は、前記ヘッド部３の先端面で開口とされている。

一方、図１に示すように前記マニホールド４の内部には塗料搬送路４０１が形成されており、この塗料搬送路４０１は、基端がシリンジ本体の塗料吐出部６に連結されており、先端は、前記ヘッド部３の塗料受け入れ口１２に連結され、これにより、塗料用パウチ９内の塗料は、マニホールド４の塗料搬送路４０１を通って前記ヘッド部３の塗料供給路１１に導かれることとしている。

次に、図２において１４は、前記塗料噴射口１３を開閉するためのニードルであり、このニードル１４は、ニードル稼働手段によって、前記ヘッド部３の前後方向に移動自在とされ、前進することで前記塗料噴射口１３を閉鎖し、後退することで前記塗料噴射口１３を開放することとしている。

ここで、前記ニードル稼働手段について説明すると、本実施例において前記塗料供給路１１は、前記塗料噴射口１３からヘッド部３の後方側へ任意の距離だけ伸びた後に、ヘッド部３の側壁方向へ向けて進路を変えて進み、ヘッド部３の側壁において塗料受け入れ口１２が開口している。

一方、前記ニードル１４は、ヘッド部３内において、ヘッド部３の中心部分を貫通して配設され、先端側は前記塗料供給路１１内に位置し、基端側は、ヘッド部３内において、前記塗料供給路１１内から外れて塗料供給路１１の下方に突出し、突出した部分には、ヘッド部３内に先後方向へ移動自在としたピストン１５が固定されている。そして、ピストン１５は、バネ１６によってヘッド部３の先端方向へ付勢されており、これにより通常は、前記ニードル１４は、ピストン１５とともにヘッド部３の先端方向へ移動し、先端部分で塗料噴射口１３を閉鎖している。

次に、前記ヘッド部３の内部には、ピストン１５の反バネ側にエアー室１７が形成されるとともに、基端側がヘッド部３の側壁で開口とされて先端側が前記エアー室１７に連結されたニードル稼動用エアー供給路１８が形成されている。そしてこのニードル稼働用エアー供給路１８の基端側の開口は、前記マニホールド４に形成したニードル稼働用エアー搬送路（図示せず）に連結され、このニードル稼動用エアー搬送路には図示しないエアー注入手段が連結されており、マニホールド４及び前記ニードル稼動用エアー供給路１８を介して前記エアー室１７内にエアーを供給することで、ピストン１５はヘッド部３内の基端側へ押圧され、それに伴って、ニードル１４がヘッド部３の基端側へ移動し、ニードル１４の先端による塗料噴射口１３の閉鎖が解除される。従って、本実施例では、エアー室１７内にエアーを供給し、あるいは供給しているエアーを抜くことにより、ニードル１４を稼動して塗料噴射口１３を開閉することが可能である。但し、本発明のシリンジガンでは、必ずしも前述のような構成でニードル１４を稼働する必要は無く、ニードル１４をヘッド部３の前後方向に移動することで塗料噴射口１３を開閉自在であれば、いずれの構成としてもよい。

次に、図において１９は霧化エアー供給路である。即ち、本実施例のシリンジガン１において前記ヘッド部３には、塗料噴射口１３から吐出された塗料を霧化してワークに向けて噴射するための霧化エアー供給路１９が形成されている。 そして、この霧化エアー供給路１９は、先端部が前記塗料噴射口１３の周囲の任意の箇所で開口とされており、基端側は、前記マニホールド４内に形成したエアー搬送路（図示せず）に連通し、このエアー搬送路には図示しないエアーホース等のエアー注入手段が連結される。そして、この霧化エアー供給路１９を介して塗料噴射口１３の周囲に霧化エアーを供給することで、塗料噴射口１３より吐出された塗料を霧化することを可能としている。

次に、図において２１はパターンエアー供給路である。即ち、本実施例のシリンジガン１において前記ヘッド部３には、霧化エアーにより霧化された塗料の噴出パターンを任意のパターンに変更するためのパターンエアー供給路２０が形成されている。そして、このパターンエアー供給路２０は、先端部は、前記霧化エアー供給路１９の先端部開口部よりも外側で開口２００１とされており、基端側は、前記マニホールド４内に形成したエアー搬送路（図示せず）に連通し、このエアー搬送路には図示しないエアーホース等のエアー注入手段が連結される。そして、このパターン供給路２０を介して、前記霧化エアー供給路１９の先端部開口部の周囲にパターンエアーを供給することで、霧化エアーにより霧化された塗料の噴出パターンを変更することを可能としている

次に、このように構成される本実施例のシリンジガン１の作用について説明すると、本実施例のシリンジガン１を用いてワークに向けて塗料を噴射する場合には、塗料用パウチ９内に塗料が充填されている状態で、まず、前記ニードル稼働用エアー供給路１８を介してエアー室１７にエアーを供給し、ピストン１５をヘッド部３内の基端側へ押圧し、それにより、ニードル１４をヘッド部３の基端側へ移動し、ニードル１４の先端による塗料噴射口１３の閉鎖を解除する。

そして、その状態で、前記作動液供給口７を介して前記シリンジ本体５内に水等の作動液を供給することで塗料用パウチ９を圧迫する。そうすると、塗料用パウチ９は、作動液により圧迫されることで収縮し、塗料用パウチ９内の塗料が、塗料用パウチ９の塗料吐出口１０からシリンジ本体５の塗料吐出部６に吐出される。そしてその後に、塗料吐出部６に吐出された塗料は、マニホールド４の塗料搬送路４０１を通ってヘッド部３の塗料受け入れ口１２から塗料供給路１１に供給される。そして、この塗料供給路１１に供給された塗料は、ヘッド部３の塗料噴射口１３からヘッド部３の外に吐出される。

一方、シリンジ本体５内への作動液の供給とともに、霧化エアー供給路１９及びパターンエアー供給路２０にエアーを供給して、塗料噴射口１３の周囲に霧化エアーを供給するとともに、霧化エアー供給路１９の先端部開口部の周囲にパターンエアーを供給する。

そうすると、塗料噴射口１３から吐出された塗料は、霧化エアーによって霧化されるとともにパターンエアーによって任意のパターンに変更された後に、ワークに向かって噴射される。

このように、本実施例の塗装用シリンジガンでは、内部に塗料が充填されたシリンジ部２に、シリンジ部２内の塗料をワークに向けて噴射するためのヘッド部３を一体的に備え、塗料の色を変える場合にはシリンジガン１の全体を交換することで対応可能としているために、塗料の交換の際にシリンジガンを洗浄する必要が無く、作業効率の向上を図ることが可能であるとともに、洗浄に際して必要とするシンナー等の溶剤が不要で、経済性も向上させることが可能である。

また、本実施例のシリンジガン１では、内部に塗料が充填される袋状の塗料用パウチ９をシリンジ本体５の内部に収容し、シリンジ本体５の内部に作動液を供給することで塗料用パウチ９を圧迫し、それによって塗料用パウチ９内の塗料をシリンジ部から吐出することとしているため、ピストンを用いてシリンジ内の塗料を吐出する方法と異なり、シリンジ内を完全にシールすることが可能であるとともに、塗料の完全な定量吐出が可能であり、更に、エンドエフェクタとして軽量化を図ることも可能である。

次に、前述のシリンジガンを備えた本発明のシリンジガンシステムの実施例について説明すると、図４は本実施例のシリンジガンシステムの全体構成を示す図であり、図において１が前記シリンジガン、２がシリンジ部である。そして、本実施例のシリンジガンシステムでは、前記塗料用パウチ９を圧迫するために前記シリンジ本体５に作動液を供給し、あるいはシリンジ本体５内に供給された作動液を循環するための作動液供給手段を具備したことを特徴としている。

即ち本実施例のシリンジガンシステムでは、シリンジ本体５に供給される水等の作動液が蓄えられた作動液タンク２７と、この作動液タンク２７内の作動液をシリンジ本体５内へ供給する作動液供給路２１と、シリンジ本体５内に供給された作動液を作動液タンク２７に循環するための作動液循環路２５を有している。

そして、前記作動液供給路２１は、先端側がシリンジ本体５における作動液供給口７に連結され、基端側は作動液タンク２７内に配置されている。また、前記作動液供給路２１の経路には送り用バルブ２２が配置されており、更に、作動液供給路２１の経路において、作動液タンク２７と送り用バルブ２２間には、作動液タンク２７内の作動液を吸引するために用いる作動用ポンプ２３が配置されており、本実施例においてこの作動用ポンプ２３はダイヤフラムポンプを用いている。

次に、図において２４は、作動液をシリンジ本体５内へ供給するためのシリンジポンプである。即ち、本実施例においては、作動液供給路２１の経路における前記送り用バルブ２２と作動液供給口７間にシリンジポンプ２４を介在しており、このシリンジポンプ２４によって、作動液をシリンジ本体５に供給することとしている。

ここで、前記シリンジポンプ２４について説明すると、本実施例において前記シリンジポンプ２４は筒状のポンプ本体２４ａを有している。そして、このポンプ本体２４ａは、先端を閉鎖した筒状であり、先端側には作動液供給路２１が連結されており、この作動液供給路２１によって、ポンプ本体２４ａとシリンジ本体５内は連通している。

また、前記ポンプ本体２４ａ内には進退自在にして、ピストン２４ｂが挿入されており、このピストン２４ｂにおけるポンプ本体２４ａの基端側にはピストンロッド２４ｃが連結されている。そして、ピストンロッド２４ｃ内には、軸方向に向けて図示しない作動液搬送路が形成され、更にピストン２４ｂには、ピストンロッド２４ｃに形成した作動液搬送路に連続した作動液搬送路（図示せず）が形成され、これによって、作動液は、作業液搬送路、ポンプ本体２４ａ内を通って、シリンジポンプ２４を通過可能としている。

次に、図において２５が作動液循環路であり、この作動液循環路２５は、先端側はシリンジ本体５における作動液循環口８に連結され、基端側は作動液タンク２７内に配置されており、更に、その経路には戻りバルブ２６が配置されており、シリンジ本体５内に供給された作動液を作動液タンク２７に循環するために用いられる。

そして、このように構成される作動液供給手段の作用について説明すると、本実施例のシリンジガンシステムを作動する場合には、まず初期設定として、塗料用パウチ９内に塗料を充填するとともに、作動液供給路２１、シリンジポンプ２４、シリンジ本体５、及び作動液循環路２５内に作動液が充填されている状態にするとよい。

そして、ワークに向けて塗料を噴射するためにシリンジ本体５内に作動液を供給して塗料用パウチ９を圧迫する場合には、作動用ポンプ２３を停止し、送り用バルブ２２、戻り用バルブ２６を閉め、この状態において、シリンジポンプ２４のピストン２４ｂを前進させる。そうすると、シリンジポンプ２４内の作動液は、ピストン２４ｂによってシリンジポンプ２４の先端側に押されることでシリンジポンプ２４から押し出され、それにより、押し出された分の作動液がシリンジ本体５内に供給され、塗料用パウチ９が圧迫され、これにより塗料用パウチ９内の塗料が吐出され、この吐出された塗料は、前述した作用によりヘッド部３からワークに向けて噴射される。なお、ピストン２４ｂを移動させる方法は特に限定しないが、前述した従来のシリンジガンと同様に、ピストンロッド２４ｃに可動板を連結し、可動板にスクリューネジを螺合させ、スクリューネジをモーターに連結し、モーターを正転あるいは逆転することで、可動板をスクリューネジに沿って前進あるいは後退させ、ピストンロッド２４ｃを介してピストン２４ｂを前進あるいは後退させる方法としても良い。

次に、本実施例のシリンジガンシステムでは、塗料の噴射を停止している場合には、シリンジ本体５内にエアーが溜まってしまうことを防止するために、作動液を循環させることとしている。即ち、塗料の噴射を停止している場合には、送り用バルブ２２、戻り用バルブ２６を開放し、作動用ポンプ２３を作動させる。そうすると、作動液体用タンク２７内の作動液は、作動用ポンプ２３、送り用バルブ２２、シリンジポンプ２４、シリンジ本体５、戻り用バルブ２６を通過しながら、作動液供給路２１及び作動液循環路２５を通って作動液体タンク２７に戻り、以後はこの循環を繰り返す。

このように、本実施例のシリンジガンシステムでは、作動液を供給するに際してはシリンジポンプ２４を用いているため、作動液をシリンジ本体５内に定量供給することが可能であり、それにより、塗料用パウチ９内の塗料の定量吐出が可能である。また、塗料の噴射を停止している場合には、作動液を循環させることとしているため、シリンジ本体５内にエアーが溜まってしまうことを防止することができる。なお作動液は特に限定されないが、本実施例においては水を作動液として用いた。

次に、前記シリンジガン１に塗料を充填するための本発明の塗料充填方法の実施例について図５を参照して説明すると、本実施例の塗料充填方法では、ワークの塗装によって、塗料用パウチ９内の塗料が無くなるか所定量以下にまで減った場合に、ヘッド部３における塗料噴射口１３に塗料供給用ホースを連結し、塗料噴射口１３を介して塗料用パウチ９内に塗料を供給することとしている。即ち、図５において２８が塗料供給用ホースであり、この塗料供給用ホース２８は、基端側が図示しない塗料タンク内に配置され、あるいは、基端側が図示しない塗料タンクに連結されている。

そして、本実施例の塗料充填方法においては、このように、塗料噴射口１３に塗料供給用ホース２８を連結した状態で、前記シリンジ本体５内の作動液をシリンジ本体５内から抜いていく。

そうするとシリンジ本体５内が負圧になり、それにより、塗料供給用ホース２８を介して、塗料タンク内の塗料をシリンジガン１内に取り込むことができる。具体的には、塗料ホース２８、塗料供給路１１、塗料搬送路４０１、塗料吐出部６、塗料吐出口１０を介して、塗料用パウチ９内に塗料が流入され、これにより塗料用パウチ９内への塗料の充填が完了する。

このように、本実施例の塗料充填方法では、塗料を噴射するための塗料噴射口１３に塗料供給用ホース２８を連結し、シリンジ本体５内の作動液を抜くことでシリンジ本体５内を負圧にし、それにより、塗料用パウチ９内に塗料を流入させることとしているために、シリンジ部にヘッド部が一体的に備えられたシリンジガンにおいて、塗料用パウチ９内の塗料を使い切った場合でも、容易に、塗料用パウチ９内への塗料の充填を行うことが可能である。

なお、シリンジ本体５内の作動液を抜く方法は特に限定されないが、例えば、作動液供給口７又は作動液循環口８の一方を閉鎖するとともに他方に吸引用のホース２９を連結し、吸引用のホースにポンプを連結して、シリンジ本体５内の作動液を吸引してもよく、このとき、前述したシリンジガンシステムにおいて、作動液循環口８を閉鎖して、作動用ポンプ２３を前述の場合と逆に作動させ、それにより、作動液供給路２１を介してシリンジ本体５内の作動液を作動液タンク２７側に吸引しても良い。

本発明の塗装用シリンジガン及びシリンジガンシステムでは、塗料供給手段を一体に備えたシリンジガンにおいて、塗料供給手段内のシールを完全にして塗料漏れを確実に防止するとともに、塗料の確実な定量吐出を可能にし、更に、塗料使用後の塗料の充填を容易にしているために、塗料供給手段を一体に備えたシリンジガンの全般に適用可能である。

１ シリンジガン
２ シリンジ部
３ ヘッド部
４ マニホールド
４０１ 塗料搬送路
５ シリンジ本体
６ 塗料吐出部
７ 作動液供給口
８ 作動液循環口
９ 塗料用パウチ
１０ 塗料吐出口
１１ 塗料供給路
１２ 塗料受け入れ口
１３ 塗料噴射口
１４ ニードル
１５ ピストン
１６ バネ
１７ エアー室
１８ ニードル稼働用エアー供給路
１９ 霧化エアー供給路
２０ パターンエアー供給路
２００１ パターンエアー供給路の先端部開口
２１ 作動液供給路
２２ 送り用バルブ
２３ 作動用ポンプ
２４ 供給用シリンジポンプ
２５ 作動液循環路
２６ 循環用バルブ
２７ 作動液タンク
２８ 塗料供給用ホース
２９ 作動液吸引用ホース

Claims (5)

1. 塗装装置に装着されて使用される塗装用シリンジガンであって、
   先端部に塗料吐出部（６）を備えたシリンジ部（２）と、
   該シリンジ部（２）の先端側に前記シリンジ部（２）と一体的に備えられ、前記塗料吐出部（６）から吐出された塗料を受け入れるとともに該受け入れた塗料をワークに向けて噴射するためのヘッド部（３）と、を具備し、
   前記シリンジ部（２）は、
   内部を密閉状態にするとともに前記塗料吐出部（６）が先端部に形成されたシリンジ本体（５）と、
   該シリンジ本体（５）内に収容されるとともに、前記塗料吐出部（６）に連結された塗料吐出口（１０）を有して、内部に塗料が充填される袋状の塗料用パウチ（９）と、
   前記シリンジ本体（５）に形成された、シリンジ本体（５）内に作動液を供給するための作動液供給口（７）と、
   前記シリンジ本体（５）に形成された、シリンジ本体（５）内の作動液をシリンジ本体（５）の外に出すための作動液循環口（８）と、を具備し、
   前記ヘッド部（３）は、
   前記シリンジ部（２）から吐出された塗料を受け入れる塗料受け入れ口（１２）と、該塗料受け入れ口（１２）から受け入れた塗料をワークに向けて噴射するための塗料噴射口（１３）と、を有した塗料供給路（１１）と、
   進退動作によって前記塗料噴射口（１３）を開閉自在としたニードル（１４）と、
   該ニードル（１４）を進退させるためのニードル稼動手段と、
   先端が前記塗料噴射口（１３）の周囲の任意の箇所で開口されるとともに基端にエアー注入手段が連結され、前記塗料噴射口（１３）の周囲にエアーを供給することで、前記塗料噴射口（１３）より吐出された塗料を霧化するとともにこの霧化した塗料を任意のパターンにして先端側へ噴射するためのエアー供給路（１９、２０）と、を具備し、
   前記ニードル（１４）が後退することで前記塗料噴射口（１３）が解放されている状態において、前記作動液供給口（７）を介して前記シリンジ本体（５）内に作動液を供給することで塗料用パウチ（９）を圧迫し、塗料吐出口（１０）、塗料吐出部（６）及び塗料供給路（１１）を介して、塗料用パウチ（９）内の塗料を塗料噴射口（１３）から吐出するとともに、前記エアー供給路（１９、２０）を介して塗料噴射口（１３）の周囲にエアーを供給することで、塗料噴射口（１３）より吐出された塗料を霧化するとともにこの霧化した塗料を任意のパターンで先端方向へ噴射可能としたことを特徴とする塗装用シリンジガン。
2. 請求項１に記載の塗装用シリンジガンを備えた塗装用シリンジガンシステムであって、
   先端部に塗料吐出部（６）を備えたシリンジ部（２）と、
   該シリンジ部（２）の先端側に前記シリンジ部（２）と一体的に備えられ、前記塗料吐出部（６）から吐出された塗料を受け入れるとともに該受け入れた塗料をワークに向けて噴射するためのヘッド部（３）と、
   前記シリンジ部（２）に作動液を供給することで前記塗料吐出部（６）から塗料を吐出するための作動液供給手段と、を具備し、
   前記シリンジ部（２）は、
   内部を密閉状態にするとともに前記塗料吐出部（６）が先端部に形成されたシリンジ本体（５）と、
   該シリンジ本体（５）内に収容されるとともに、前記塗料吐出部（６）に連結された塗料吐出口（１０）を有して、内部に塗料が充填される袋状の塗料用パウチ（９）と、
   シリンジ本体（５）に形成された、シリンジ本体（５）内に作動液を供給するための作動液供給口（７）と、
   シリンジ本体（５）に形成された、シリンジ本体（５）内の作動液をシリンジ本体（５）の外に出すための作動液循環口（８）と、を具備し、
   前記ヘッド部（３）は、
   前記シリンジ部（２）から吐出された塗料を受け入れる塗料受け入れ口（１２）と、該塗料受け入れ口（１２）から受け入れた塗料をワークに向けて噴射するための塗料噴射口（１３）と、を有した塗料供給路（１１）と、
   進退動作によって前記塗料噴射口（１３）を開閉自在としたニードル（１４）と、
   該ニードル（１４）を進退させるためのニードル稼動手段と、
   先端が前記塗料噴射口（１３）の周囲の任意の箇所で開口されるとともに基端にエアー注入手段が連結され、前記塗料噴射口（１３）の周囲にエアーを供給することで、前記塗料噴射口（１３）より吐出された塗料を霧化するとともにこの霧化した塗料を任意のパターンにして先端側へ噴射するためのエアー供給路（１９、２０）と、を具備し、
   前記作動液供給手段は、
   前記シリンジ部（２）内に供給される作動液が蓄えられた作動液タンク（２７）と、
   先端が前記作動液供給口（７）に連結されるとともに基端が作動液タンク（２７）に配置され、任意の箇所に送り用バルブ（２２）が配置された作動液供給路（２１）と、
   該作動液供給路（２１）の経路における前記作動液タンク（２７）と送り用バルブ（２２）間に配置された作動用ポンプ（２３）と、
   前記作動液供給路（２１）の経路における前記送り用バルブ（２２）と作動液供給口（７）間に配置された、前記作動液供給路（２１）から供給された作動液を前記作動液供給口（７）に搬送するシリンジポンプ（２４）と、
   先端が前記作動液循環口（８）に連結されるとともに基端が作動液タンク（２７）に配置され、任意の箇所に戻り用バルブ（２６）が配置された作動液循環路（２５）と、を具備し、
   塗料用パウチ（９）内の塗料を塗料噴射口（１３）から噴射する場合には、
   前記ニードル（１４）を後退させて前記塗料噴射口（１３）を解放し、戻り用バルブ（２６）を閉鎖し、前記作動液供給路（２１）を介して作動液タンク（２７）内の作動液を前記シリンジ本体（５）内に供給することで塗料用パウチ（９）を圧迫して塗料吐出口（１３）、塗料吐出部（６）及び塗料供給路（１１）を介して塗料用パウチ（９）内の塗料を塗料噴射口（１３）から吐出するとともに、前記エアー供給路（１９、２０）を介して塗料噴射口（１３）の周囲にエアーを供給することで、塗料噴射口（１３）より吐出された塗料を霧化するとともにこの霧化した塗料を任意のパターンで先端方向へ噴射させ、
   塗料の噴射を停止している場合には、
   前記ニードル（１４）を前進させて前記塗料噴射口（１３）を閉鎖し、送り用バルブ（２２）及び戻り用バルブ（２６）を開放し、作動用ポンプ（２３）を駆動することで、作動液用タンク（２７）内の作動液を、作動液供給路（２１）、シリンジ本体（５）、作動液循環路（２５）を介して作動液用タンク（２７）に循環させる、ことを可能にしたことを特徴とする塗装用シリンジガンシステム。
3. 前記シリンジポンプ（２４）は、先端に作動液供給路（２１）が連結されたポンプ本体（２４ａ）と、
   該ポンプ本体（２４ａ）に進退自在に挿入したピストン（２４ｂ）と、
   該ピストン（２４ｂ）における前記ポンプ本体（２４ａ）の基端側に連結されたピストンロッド（２４ｃ）と、
   該ピストンロッド（２４ｃ）及び前記ピストン（２４ｂ）をピストンロッド（２４ｃ）の軸方向に貫通して形成された作動液搬送路と、を具備したことを特徴とする請求項２に記載のシリンジガンシステム。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかにおいてニードル（１４）を進退させるためのニードル稼動手段であって、
   前記ニードル（１４）が固定されるとともに前記ヘッド部（３）内に移動自在に挿装されたピストン（１５）と、該ピストン（１５）を塗料噴射口（１３）側に付勢するバネ（１６）と、前記ピストン（１５）をエアー圧力で反塗料噴射口（１３）側へ押圧するためのエアー供給手段（１８）と、を具備したことを特徴とする請求項２又は請求項３におけるニードル稼働手段。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかにおける塗料用パウチ（９）に塗料を充填する方法であって、
   前記シリンジ本体（５）内に作動液を充填し、
   塗料タンク内に基端側が配置された塗料供給ホース（２８）の先端側を前記塗料噴射口（１３）に連結し
   前記シリンジ本体（５）内の作動液をシリンジ本体（５）内から抜いていくことでシリンジ本体（５）内を負圧にし、それにより、塗料タンク内の塗料を、塗料ホース（２８）、塗料供給路（１１）、塗料吐出部（６）、塗料吐出口（１０）を介して、塗料用パウチ（９）内に流入させて塗料の充填を行うことを特徴とする塗料の充填方法。

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