JP2015518415A - 塗装設備用ドライアイス洗浄手段 - Google Patents

Abstract

塗装設備の少なくとも１つの部品（Ｂ）を、特に、塗装ロボット又は搬送ロボットの少なくとも１つの部品（Ｂ）を洗浄するための塗装設備洗浄手段（１）であって、前記部品（Ｂ）を洗浄するドライアイスジェットを出すための少なくとも１つのドライアイスノズル（２）を備えることを特徴とする塗装設備洗浄手段（１）。【選択図】図１

Description

本発明は、塗装設備用に、塗装設備の少なくとも１つの部品の洗浄用に、特に、塗装ロボット又は搬送ロボットの部品の洗浄用に、適している洗浄手段、及び、対応する洗浄方法に関する。洗浄手段とは、洗浄対象の部品に加えて、随意に、専用の運動装置、並びに、場合によっては必要となる、プログラム制御、運動制御、及び、その他、特に、自動制御手段を、備え得るシステムのことも意味する。

自動車の車体及びその付属部を塗装するとき、放出された塗料の霧、塗料の雫、塗料の飛沫などにより、噴霧器、ドア、ボンネットオープナー（『オープナーツール』）、格子、ロボット部、塗装室の壁などの、塗装設備内で用いられる部品の汚れが不可避的に生じる。定期的に必要な洗浄としてさまざまな洗浄手段及び洗浄方法が知られているものの、いくつか欠点があった。

従来の洗浄方法としては、洗浄剤と洗浄対象の部品乾燥用圧縮空気とを用いたスプレー洗浄法がある。従来の洗浄方法としては、さらに、多くの場合スプレー洗浄法と併用される、ブラシを用いた機械洗浄法がある。

こうした従来の洗浄方法の欠点としては、乾燥に長時間掛かること、洗浄剤を消費すること、洗浄装置の外形寸法が必要とされることが挙げられる。また、ブラシを用いた機械洗浄法の場合、ブラシが摩耗しやすい、ブラシ自体が塗料により汚れてしまうといった欠点がある。さらに、抜けた毛が洗浄対象の部品上に残り、その後の塗装工程中に、例えば、塗膜対象の自動車の車体又はその付属部に落ち、それらにダメージを与えるかもしれない。

本発明は、塗装設備の部品を洗浄するための、塗装設備に適した、代替となる及び／又は改善された洗浄手段を提供することを目的とする。

この目的は、特に、独立請求項に記載の特徴により実現することができる。有益な発展例を従属請求項に記載する。

本発明は、塗装設備用に、塗装設備の少なくとも１つの部品の、特に、塗装ロボット又は搬送ロボットの部品の少なくとも１つの洗浄用に適した洗浄手段であって、部品を洗浄するドライアイスジェットを出すための、そして、典型的には、洗浄対象の部品にドライアイスを適用するための、少なくとも１つのドライアイスノズルが設けられている洗浄手段を提供する。本発明の範囲において、『ドライアイス』は、特に、スノー（好ましくは、二酸化炭素スノー）、ドライスノー、二酸化炭素（ＣＯ_２）、並びに／又は、二酸化炭素ガス及び二酸化炭素粒子を含む二相二酸化炭素混合物のいずれか少なくとも１つを包含する。本発明の範囲において、『ドライアイス』は、代替的に又は付加的に、凝集固体状の及び／又は個別粒子の形態の任意の粒子サイズを包含する。さらに、本発明の範囲において、ドライアイス、通常、二酸化炭素を、好ましくは、適宜圧縮された搬送ガスに、混合及び／又は添加してもよい。

本発明は、ドライアイスを洗浄対象の部品に吹き付けるための少なくとも１つのドライアイスノズルを備える洗浄手段であって、洗浄手段自体並びに適用される及び／又は吹きつけられるドライアイスの両方が塗装設備での使用のために構成されている洗浄手段を初めて提供する。洗浄手段自体のみならず出されたドライアイスも塗装設備での使用のために構成されねばならない点（例えば、防爆、塗料耐性、及び、溶剤耐性などを付与されている点）は特筆に値する。例えば、二酸化炭素粒子が小さすぎたり大きすぎたりするため、除去すべき塗料を適切に除去できなかったり及び／又は洗浄対象である傷つきやすい部品にダメージがあったりすることから、洗浄目的で用いられる従来のドライアイス構成は塗装設備での使用には不向きであった。

ドライアイスを吹き付けて物品を洗浄すること自体は周知である。しかし、上述の説明から分かるように、例えば、塗料耐性がないこと、洗浄剤／溶剤耐性がないこと、ＰＷＩＳフリー（ｐａｉｎｔ−ｗｅｔｔｉｎｇ ｉｍｐａｉｒｍｅｎｔ ｓｕｂｓｔａｎｃｅを含まない）でないこと、塗装設備に必須の防爆性がないこと、不適当なドライアイス構成であることなどから、周知のドライアイス洗浄法及びドライアイス洗浄手段は、塗装設備での使用に、特に、オートメーション化された使用に不向きであった。

本発明の好ましい実施形態では、洗浄対象の部品をガイドするロボット、好ましくは、洗浄作業中に、洗浄対象の部品をドライアイスノズルの前に置き、及び／又は、それをドライアイスノズルに対して動かす（例えば、回転させる、横に移動させる、及び／又は、直線的に並進して移動させるなど）ように構成されたロボットが設けられており、この結果、洗浄対象の部品は、例えば、その全外周に渡って、洗浄される。

ドライアイスノズル及び洗浄対象の部品の間の距離、例えば、ノズル口及び洗浄対象の部品の表面の間の距離は、好ましくは、ジェット暴露中１ｍｍから３０ｍｍの間であってもよい。この場合、部品表面に対するノズルのジェット暴露角は必要に応じて適宜選択することができる。

また、洗浄対象の物品の横を通り過ぎるドライアイスの『掠めるような噴射』であっても洗浄効果を有し得るので、洗浄対象の表面が間接的なドライアイスジェットのみにより影響される及び／又は暴露されるように、ノズルを部品に向けてもよい。この場合、例えば側を流れる二酸化炭素搬送ガスによる、汚れの冷却は、汚れを脆くし、そして、剥がす。

本発明のこうした又は他の実施形態では、特に、ドライアイスノズルを固定式に配置してもよい。

洗浄対象の表面（例えば、噴霧器の表面など）を、複数の洗浄区域に分割し、自由にパラメータ化できる順番で順に移動しつつ洗浄してもよい。こうしたサイクルは、自由にパラメータ化して、汚れに応じて、設定することができる。サイクルを固定することも可能である。

各洗浄作業及び洗浄区域の間、洗浄対象の部品は塗装室で本来の機能を繰り返し発揮してもよい。単に全ての区域をまとめることで完全に洗浄された部品が得られる。

各区域が洗浄されるサイクル及び／又は時間は自由にプログラムし設定することができる。

同様に、一部が、例えば、塗装手段の下部が、常に他の区域の前に洗浄されるように、さまざまな区域を互いにさまざまな依存関係に置くこともできる。これは、特別なソフトウェア及び依存関係のサイクルカウンターにより実現することができる。

ドライアイスノズルを、ロボットに運ばせ、ロボットにより移動可能にガイドできるようにすることも可能である。ロボットは、好ましくは、洗浄作業中に、ドライアイスノズルを洗浄対象の部品の前に置き、及び／又は、それを洗浄対象の部品に対して動かす（例えば、回転させる、横に移動させる、及び／又は、直線的に並進して移動させるなど）ように構成されており、この結果、洗浄対象の部品は、例えば、その全外周に渡って、洗浄される。

本発明の特定の実施形態では、ロボットは、ドライアイスノズル及び洗浄対象の部品の両方が洗浄工程中に移動するよう構成される。ドライアイスノズル及び洗浄対象の部品の移動は、好ましくは、反対の方向に、及び／又は、連続若しくは同時に、実行できる。

ドライアイスノズルは、例えば、ロボットに固定式に実装してもよい。しかし、ドライアイスノズルを、例えば、洗浄工程の前に、ロボットにより自動的に取得／交換され、及び／又は、洗浄工程の後に、ロボットにより自動的に収納／交換されるように、ロボットに交換可能に実装することもできる。

本発明の一実施形態では、ロボットは、噴霧器又は保持具（例えば、搬送ロボットの挟持具）及びドライアイスノズルの両方を運ぶ。この場合、ドライアイスノズルは、噴霧器又は保持具の機能がドライアイスノズルにより阻害されないようにロボットに適当に取り付けられる。ドライアイスノズルは、噴霧器又は保持具から、例えば、覆いにより、適宜遮られている。

例えば洗浄対象の部品の異なる外面形状に適合できるように、異なる向き（例えば、異なる洗浄角度）で洗浄対象の部品に向けることができるように、及び／又は、ドライアイスをドライアイスノズルから異なるジェット構成（例えば、異なるジェット発散角、異なるジェット幅など）で放出することができるように、ドライアイスノズルを、そのノズルの外形及び／又はその向きを調節可能なように設計してもよい。このため、洗浄手段に、ドライアイスノズルに操作可能に接続される対応する設定手段を設けてもよい。

本発明の好ましい実施形態では、複数のドライアイスノズルが設けられる。

例えば、洗浄対象の部品の外周の異なる領域を同時に洗浄することができるように、ドライアイスノズルを、同じ高さに、配置すること、又は、配置可能とすることもできる。代替的に又は付加的に、例えば、異なる高さの洗浄対象の部品の領域（例えば、ベルカップ、電極保持部、特に、電極リング若しくは電極指、及び／又は、ロボットの手軸など）を同時に洗浄することができるように、ドライアイスノズルを、異なる高さに、配置すること、又は、配置可能とすることもできる。

ドライアイスノズルは、好ましくは、洗浄作業中に洗浄対象の部品の全外周をカバーするように、配置され、又は、配置可能である。

剥がれた汚れの粒子が下に運ばれるように、ドライアイスノズルを洗浄作業中に下を向くようにすることもできる。これは、例えば、既出のドライアイスノズル調節機能により、及び／又は、ドライアイスノズルを運ぶロボットにより、実現できる。代替的に又は付加的に、洗浄中に、汚れの粒子が剥がれることを防ぐために、又は、ドライアイスが塗装対象の部品に当たることを防ぐために、保護要素（特に、保護シート若しくは筐体、又は、吸引除去手段あり若しくはなしの収集漏斗など）を設けることもできる。

洗浄手段は、好ましくは、例えば噴霧器などの内部洗浄工程をドライアイスによる洗浄と併行して、さらに、望ましくは、噴霧器の向き（例えば、ベルプレート軸、空間を斜めによぎる軸、パイプ、ベルカップにより噴霧される媒体を集め弾くためのシートなど）とは独立に、実行できるように構成されている。

塗装対象の部品は、塗装ロボットにガイドされる噴霧器、グリップ（例えば、特に、ドア、ボンネット、又は、フラップを開けるための、搬送ロボットのオープナー又はオープナーツール）、ロボットの手軸、ロボットの近位ロボット腕、ロボットの遠位ロボット腕、塗装室の室壁（特に、室壁の窓ガラス）、塗装室の床（特に、塗装室の床の格子）、（例えば、ロボットを移動させるための）ロボットのガイドレール、塗装設備内で塗装対象の部品を運搬するためのコンベヤ、噴霧器の電極保持リング、ライトアレイ、シルエット、シルエットドア、塗装対象の部品、及び／又は、塗装対象の部品を吊るすフレームの少なくとも１つであってもよい。まとめると、塗料粒子により、例えば、飛沫により、汚染される可能性のある塗装設備の部品の全てを、本洗浄手段により洗浄することができる。

洗浄手段は、例えば、ドライアイス又はドライアイス製造用二酸化炭素をドライアイスノズルに供給するための供給装置に取り付けてもよい。さらに、リング配管から各ドライアイスノズルに分岐するスタブ配管をそれぞれ介して、供給装置を複数のドライアイスノズルに接続するためのリング配管を設けてもよい。

洗浄結果を確認するためのセンサ、特に、カメラセンサを設けることができる。本発明の範囲において、これは、洗浄作業の監視を包含する。さらに、洗浄対象の部品の温度を確認するための、例えば、温度センサなどを設けてもよい。これにより、洗浄性能（例えば、洗浄結果）を、好ましくは、擬似オンライン的に、適宜監視することができる。例えば、停止／空転中の電流及び／又は電圧を計測することにより、噴霧器が洗浄結果自体を部分的に評価することもありうる。このようにして、洗浄達成、又は、一般的に、洗浄結果を、確認することができる。

ドライアイスは、少なくとも部分的には、二酸化炭素ガス及び二酸化炭素粒子を含む二酸化炭素混合物からなる。即ち、ドライアイスノズルから放出されるドライアイスは、好ましくは、二相又は多相である（二酸化炭素ガス、二酸化炭素粒子を含み、選択的に、搬送空気又は他の搬送ガスを備える）。

洗浄手段、特に、ドライアイスノズルは、二酸化炭素、特に、二酸化炭素混合物が、ドライアイスノズルから出る前に、圧縮搬送ガスと混和され、特に、圧縮搬送ガスに混合できるように構成される。このため、洗浄手段は、搬送ガス供給手段、並びに／又は、圧縮搬送ガス及び二酸化炭素、特に、二酸化炭素混合物を混合するための混合装置（例えば、混合チャンバ又は下記の凝集チャンバ）を備えてもよい。圧縮搬送ガスは、好ましくは、圧縮空気である。本発明の範囲において、二酸化炭素は搬送ガスに混合され及び／又はその逆である。従って、洗浄手段は、二酸化炭素、特に、二相二酸化炭素混合物を圧縮搬送ガスと混合するように適宜構成される。

洗浄手段を、圧縮搬送ガスを加熱するための加熱手段を備えるようにすることができる。

さらに、洗浄対象の物品の表面が露点を下回るような状況を防ぐため、洗浄の後に、続く送風機を用いて温風を送り洗浄対象の表面を適宜加熱してもよい。また、加熱は、他の加熱法で、例えば、赤外線放射や周知技術の他の方法で、行ってもよい。

さらに、加熱のため洗浄対象の物品に内部通路を通じて温風を供給することもできる。また、表面の過度の冷却を防ぐため、加熱コイルや電熱線などの電熱装置を物品に組み込んでもよい。

洗浄手段は凝集チャンバを備えてもよい。凝集チャンバには、液体二酸化炭素が供給される。また、凝集チャンバでは、二酸化炭素スノー結晶の凝集により、二酸化炭素混合物が形成される。二酸化炭素混合物は、二酸化炭素ガス及び二酸化炭素粒子を含み、そして、適宜二相をなすよう設計される。二酸化炭素、特に、二酸化炭素混合物は、圧縮搬送ガス（例えば、圧縮空気）と、凝集チャンバ及び／又は上記混合チャンバで、混合でき、例えば、計量手段を介して添加できる。

混合チャンバ及び凝集チャンバを、例えば、計量口などを介して、互いに接続してもよい。しかし、凝集チャンバ及び混合チャンバを少なくとも部分的に重なるようにしたり、又は、凝集チャンバ及び混合チャンバを一体にして一つの室としたりすることもできる。混合及び／又は凝集チャンバは、好ましくは、ドライアイスノズルの前に近接して又はそのノズル内に配置される。

凝集チャンバに供給された適宜液体の二酸化炭素は、好ましくは、凝集チャンバ内で膨張し、及び／又は、少なくとも部分的には、圧縮及び／又は凝集された二酸化炭素結晶に変換される。

洗浄手段は、二酸化炭素用搬送ガス及び／又はドライアイス製造用二酸化炭素の量、圧力、及び／又は、温度を設定するための少なくとも１つの設定手段（例えば、制御及び／又は調節手段）を備えてもよく、これにより、例えば、洗浄作業の前及び／又は途中に、洗浄活動を適宜操作することができる。設定は、閉制御ループにより制御できる。

温度制御のために、例えば、スルーフロークーラーを、凝集チャンバ及び二酸化炭素供給の間に介在させて、二酸化炭素の温度制御を可能としてもよい。クーラーの温度制御は、自由にパラメータ化でき、また、ロボット制御を介してもよい。

さらに、フィード配管内で生じ得る液体ＣＯ_２供給の気泡を、例えばバッファボトルなどで、防ぐ装置を、ＣＯ_２供給内に収容することもでき、これにより、安定した洗浄結果を得ることができる。

さらに、ドライアイス製造用二酸化炭素の圧力、量、及び／若しくは温度、ドライアイス自体の圧力、量、及び／若しくは温度、搬送ガスの圧力、量、及び／又は温度、室温、ドライアイスノズル及び洗浄対象の部品間の洗浄距離、洗浄対象の部品の位置、洗浄対象の部品の向き、ドライアイスノズルの位置、ドライアイスノズルの向き（例えば、洗浄角度）、並びに／又は、洗浄対象の部品の温度のうち少なくとも１つについての結論を導き出すための、特に、少なくとも１つを間接又は直接的に記述するための、少なくとも１つのパラメータを、確認（例えば、監視、検出など）するための少なくとも１つの確認ユニットを洗浄手段は備えてもよい。確認ユニットは、例えば、測定及び／又はセンサ手段を備えてもよい。

同様に、二酸化炭素圧力を増加させるための器具を用い、洗浄工程に応じて確認ユニットを介して二酸化炭素圧力をパラメータ化し自由に変動させることもできる。

少なくとも１つの設定手段（例えば、制御及び／又は調節手段）により監視される上記パラメータに依存して、洗浄手段の少なくとも１つの出力変数は設定され、この出力変数を、洗浄対象の部品に対するドライアイスノズルの向き（例えば、洗浄角度）、ドライアイス製造用二酸化炭素の量、圧力、及び／若しくは、温度、ドライアイス自体の量、圧力、及び／若しくは、温度、搬送ガスの量、圧力、及び／若しくは、温度、ドライアイスノズル及び洗浄対象の部品の間の洗浄距離、洗浄時間、洗浄間隔、ドライアイスノズルを運ぶロボットの位置及び／若しくは移動パラメータ、並びに／又は、洗浄対象の部品を運ぶロボットの位置及び／若しくは移動パラメータのうち少なくとも１つから選択することもできる。

洗浄手段は、例えば、接地素子、防爆準拠電気素子、導電性材料などにより、適宜防爆設計される。このために、各国の防爆のための法基準に、例えば、欧州のＡＴＥＸ指令９４／９／ＥＧに準拠する必要がある。代替的に又は付加的に、洗浄手段は、安全を目的に、未然の、特に、切迫した、二酸化炭素の過剰漏洩、又は、既に生じてしまった過剰漏洩を検出手段（例えば、センサ）により確認した場合に、好ましくは、自動的に、二酸化炭素の放出を閉じ、又は、少なくとも減らす弁を備えてもよい。

洗浄手段、及び、特に、ドライアイスノズルは、好ましくは、実質的に露出した状態でドライアイスにより洗浄対象の部品を洗浄することができるように構成されており、これにより、例えば、従来技術において慣用されている、洗浄対象の噴霧器を入れるために必須の洗浄容器が必ずしも必要ではなくなる。しかし、本発明は、洗浄容器内でドライアイスにより洗浄されるように洗浄対象の部品をガイドできる洗浄容器を用いた実施形態も包含する。露出状態で洗浄する変形例では、洗浄手段は、好ましくは、洗浄により落ちた汚れ又は放出されたドライアイスを、例えば、塗装室の床（例えば、格子など）を介して塗装室から外へ、下向きにガイドするための下降空気流を生成する空気流生成手段を備える。

搬送ガス及び／又は二酸化炭素の圧力及び／又は温度の設定は、例えば、消費量及び／又は洗浄活動を操作するために、好ましくは、圧力調節器及び／又は比例弁により、実行することができることは特筆に値する。これらは、中心に配置しても又は分散させて配置してもよく、このとき、二酸化炭素制御弁は適宜ドライアイスノズルの近傍に配置される。しかし、その動作は中心的に実行してもよい。

さらに、搬送ガスが、好ましくは、加圧されること（例えば、圧縮空気であること）は特筆に値する。搬送ガスは、特に、（例えば、二相二酸化炭素混合物の形態の）ドライアイスを、好ましくは超音速まで、加速するために働く。

搬送空気又は別種の搬送ガス及び二酸化炭素の混合物の超音速への加速は、例えば、ラバール原理に基づいて形成されたノズルなどにより、実行できる。こうしたラバールノズル配置は本技術分野で広く知られている。

さらに、凝集チャンバに供給される二酸化炭素は、適宜、流体状、特に、液体であることは特筆に値する。

さらに、ドライアイスは、ドライアイスノズルから、好ましくは、ドライアイスジェットとして、放出されることも特筆に値する。

塗装設備は、好ましくは、自動車の車体及び／又はその付属部（例えば、バンパー、バッファーストリップなど）を塗装するための塗装設備である。

上述のロボットは、好ましくは、塗装又は搬送ロボットである。しかし、ロボットは、本発明の範囲において、好ましくは、多軸移動自動機械である。

さらに、本発明は、上述の洗浄手段を備える塗装設備を包含する。

さらに、本発明は、塗装設備内での使用を目的とした、塗装設備の少なくとも１つの部品を洗浄するための、特に、塗装ロボット又は搬送ロボットの少なくとも１つの部品を洗浄するための、洗浄方法であって、洗浄のためにドライアイスが洗浄対象の部品に適用される洗浄方法を包含する。上述の洗浄手段の説明及び以下の図面の説明から、さらなる本発明に係る方法の工程が明らかになるだろう。

本発明の上述の特徴及び実施形態は相互に自由に組み合わせることができる。本発明の他の有利な発展例を従属請求項で開示しているが、これらは添付の図面を参照しつつ以下の本発明の実施形態の好ましい実施例の説明を読むことで明らかになるだろう。

塗装室の形態の塗装設備の一部及び本発明の一実施形態に係る洗浄手段の平面図を示す。 本発明の一実施形態に係る洗浄手段の一部の側面図を示す。 本発明の一実施形態に係る洗浄手段のドライアイスノズルの原理図を示す。 塗膜手段のある部品への間接的ジェット曝露及び洗浄の模式図を示す。 洗浄対象の部品の表面を連続ジェット曝露及び洗浄のために区分する一案を示す。

図面に示した実施形態はそれぞれ部分的に一致するが、類似又は同一の部品は同じ符号で示し、繰り返しを避けるためそれらの説明を一以上の実施形態の記載を参照するものとした。

図１は、例えば、自動車の車体、その付属部、及び他の部品を塗装するための、塗装室１００の形態の塗装設備の一部、並びに、本発明の一実施形態に係る洗浄手段１の平面図を示す。図１では、見やすくするために、２つの洗浄手段１のみに符号を付したが、図１には、合計で６つの洗浄手段を見て取ることができる。洗浄手段１は、ドライアイスを洗浄対象の部品Ｂに適用するための少なくとも１つのドライアイスノズル２を備える。ドライアイスは、ドライアイスジェットの形態で、特に、二酸化炭素スノーのジェットの形態で、ドライアイスノズル２から放出される。

洗浄対象の部品Ｂをドライアイスノズル２の前に配置し、洗浄作業中にそれらをドライアイスノズル２に対して移動（例えば、回転、横断移動、又は並進移動）するように構成されているロボットＲＢにより、洗浄対象の部品Ｂは支持及びガイドされる。ドライアイスノズル２は塗装室１００に固定式に配置されている。例示した実施例では、ロボットＲＢは典型的には塗装ロボット及び／又は搬送ロボットであってもよく、部品Ｂは噴霧器又はその保持具であってもよい。

洗浄手段１は、ドライアイス又は一般的にはドライアイス製造用二酸化炭素をドライアイスノズル２に供給するための供給装置Ｖを備える。

特に、洗浄手段１は、供給装置Ｖを、複数のドライアイスノズル２に、リング配管ＲＬから各ドライアイスノズル２に分岐するスタブ配管ＳＬをそれぞれ介して、接続するための主供給配管ＲＬを備える。

さらに、洗浄手段１は、少なくとも１つのパラメータを確認するための確認ユニットＫＥ（例えば、カメラセンサ、温度センサなど）を備える。確認ユニットＫＥは、図１では模式的にのみ示した。少なくとも１つのパラメータは、洗浄手段１に関連したハードウェア要素、ドライアイスを製造するために必要な要素（例えば、二酸化炭素及び搬送ガス）、洗浄作業、特に、洗浄結果、などについて結論を導き出すことを可能とするものである。

図１では、確認ユニットＫＥをドライアイスノズル２及びロボットＲＢから隔離して示した。しかし、本発明の範囲において、確認ユニットＫＥを、ロボットＲＢ内若しくは上に又はドライアイスノズル２の上若しくは内に及び／又は他の適切な場所に、形成することができる。

特に好ましくは、洗浄手段１に関連したハードウェア要素、ドライアイスを製造するために必要な要素（例えば、二酸化炭素及び搬送ガス）、洗浄作業、特に、洗浄結果、などを、要求に基づいて、設定できるようにするために、少なくとも１つのパラメータに依存して、少なくとも１つの設定手段ＥＲ（図２参照）を用いて、洗浄手段１の少なくとも１つの出力変数を、設定する、例えば、調節及び／又は制御することができる。

洗浄手段１は防爆設計されている。さらに、洗浄手段１は、安全を目的に、未然の、例えば、切迫した、二酸化炭素の過剰漏洩、又は、既に生じてしまった過剰漏洩を検出手段（例えば、センサ）により確認した場合に、自動的に、二酸化炭素の放出を閉じ、又は、少なくとも減らす弁ＳＶを備える。例示を目的に、図１では、弁ＳＶを、供給装置Ｖからの出口に示したが、無数に考えられる他の適切な場所に配置してもよい。

図２は、本発明の一実施形態に係る洗浄手段１の一部の部分模式側面図を示す。

図２は、模式的に示したロボットＲＴによりそれぞれ搬送されガイドされる２つのドライアイスノズル２を示す。ドライアイスノズル２はドライアイスジェットの形態のドライアイス３を放出する。

ロボットＲＴは、ここでは回転式噴霧器として図示した洗浄対象の部品Ｂの前にドライアイスノズル２を配置し、洗浄作業中に洗浄対象の部品に対してそれらを移動するように構成されている。洗浄対象の部品Ｂの全外周を１つのドライアイスノズル２のみで洗浄できるように、ロボットＲＴは、ドライアイスノズル２を、例えば、少なくとも部分的に洗浄対象の部品Ｂの周りで、回転させることができる。

図２では、上部のドライアイスノズル２は噴霧器の電極リングを洗浄し、下部のドライアイスノズル２は噴霧器の筐体及び／又は噴霧器のベルカップを洗浄する。しかし、例えば、ドライアイスノズル２を洗浄対象の部品Ｂの前に配置し、洗浄作業中にそれを、例えば、洗浄対象の部品Ｂの異なる位置に向けて上又は下向きに（例えば、電極リング又は電極指から噴霧器筐体に向けて、また、これに続いて、ベルカップ及び選択的にロボットＲＢの主軸に向けて）動かすように構成されているロボットＲＴによりガイドされる単一のドライアイスノズル２のみを設けることもできる。これは、洗浄対象の部品Ｂの異なる部分を少ない数のドライアイスノズルで洗浄できることを意味している。

ドライアイスノズル２はロボットＲＴ上に固定式に取り付けてもよいし又は交換可能に取り付けてもよい。後者の変形例では、ドライアイスノズル２を、洗浄作業後には自動的に収納され、洗浄作業前には取得されるようにすることができる。これを目的として、ドライアイスノズル２を搬送するロボットＲＴを構成することもできる。

ドライアイスノズル２は、図２に模式的に示すように、保護要素Ｓを備える。保護装置Ｓは、洗浄中に落ちた汚れの粒子又はドライアイス３が塗装対象部品に当たることを防ぐための、保護シート又は保護筐体として、設計されている。

図２に示す洗浄手段１は、洗浄対象の部品Ｂが実質的に露出した状態でドライアイス３により洗浄でき、そして、洗浄対象の部品をそれに導入する必要がある周知な従来の洗浄容器を省くことができるように、設計されている。洗浄手段１は、洗浄により落ちた汚れ又は放出されたドライアイス３を、好ましくは、格子の形態の塗装室の床を介して、及び、塗装室１００から外へ、下向きにガイドするための下降空気流を生成する空気流生成手段ＬＥを備える。しかし、洗浄手段１は、洗浄対象の部品Ｂを少なくとも１つのドライアイスノズル２により洗浄するために、例えばロボットＲＢにより、洗浄対象の部品Ｂがその中に導入される洗浄容器を備えてもよいことに変わりないことは特筆に値する。

さらに、図２は、模式的に図示した設定手段ＥＲを示す。設定手段ＥＲは、一例として、ドライアイスノズル２を運ぶロボットＲＴ、ドライアイスノズル２、及び洗浄対象の部品Ｂを運ぶロボットＲＢを要求に応じて設定するため、これらと可動的に連結している。しかし、設定手段ＥＲは、例えば、二酸化炭素と混合できる搬送ガスの量、圧力、及び温度並びにドライアイス３製造用二酸化炭素の量、圧力、及び温度を設定するために使用してもよい。複数の要素を設定するため、図１に示すように、複数のサブユニットから場合によっては構成される設定要素ＥＲを設けてもよい。しかし、例えば、単一の要素のみにそれぞれ関連付けられる複数の設定手段を設けることもできる。

図２に示す上部のドライアイスノズル２の洗浄角度は実質的に水平であり、下部のドライアイスノズル２の洗浄角度は上方を向いているものの、本発明の範囲において、剥がれた汚れの粒子をより容易に又はより迅速に下方に運ぶことができるように、ドライアイスノズル２を洗浄作業中に下方を向くようにすることもできる。

本発明の範囲において、ドライアイスノズル２をロボットＲＴにより運ばれ且つガイドされるようにし、洗浄対象の部品ＢをロボットＲＢにより運ばれ且つガイドされるようにし、そして、これらを洗浄工程中に相対的に移動するようにすることもできることは特筆に値する。この場合、移動は随意に選択できる。例えば、洗浄対象の部品Ｂを、ドライアイスノズル２に対して、例えば回転させ且つ並進移動させることなどができる。同様に、ドライアイスノズル２を、例えば少なくとも部分的に、洗浄対象の部品Ｂを中心に回転させ、これと同時に又は連続して、ドライアイスノズル２を洗浄対象の部品に沿って（例えば、ベルカップから電極リングまで）移動させることもできる。ドライアイスノズル２及び洗浄対象の部品Ｂの移動は、同時に行っても又は連続して行ってもよい。

さらに、図２に示すドライアイスノズル２は、図１に示したものと同様に、ロボットＲＴなしで、特に、固定式に、配置することができることも特筆に値する。この場合、洗浄対象の部品Ｂは、やはり、ドライアイスノズル２の前にそれを運びガイドするロボットＲＢにより配置され、ドライアイスノズル２に対して、例えば、回転（矢印Ｐ１）及び／又は横断／並進移動（矢印Ｐ２）などの移動をさせることができる。

図３は本発明の一実施形態に係る洗浄手段１のドライアイスノズル２の原理図を示す。

ドライアイスノズル２は凝集チャンバＡＫを備える。凝集チャンバＡＫには、液体二酸化炭素（ＣＯ_２）を供給することができる。また、凝集チャンバＡＫでは、二酸化炭素スノー結晶の凝集により、二酸化炭素ガス及び二酸化炭素粒子を含有する二相二酸化炭素混合物を形成することができる。凝集チャンバＡＫに供給された液体二酸化炭素は凝集チャンバＡＫ内で膨張して、圧縮及び凝集された二酸化炭素結晶が製造される。

好ましくはこれを加速するため、二酸化炭素混合物は、圧縮搬送ガスＴＧ（例えば、圧縮空気）と、凝集チャンバＡＫ内で、混合される。図示はしないが、本発明の実施形態のひとつとして、凝集チャンバＡＫを、例えば計量口を介して、混合チャンバの形態の混合装置に接続し、この混合チャンバ内で二酸化炭素混合物を圧縮搬送ガスＴＧと混合することもできる。図３に示す実施形態では、凝集チャンバＡＫは言わば混合チャンバの機能を担っており、凝集チャンバＡＫ及び混合チャンバは実質的に１つの同じチャンバである。

図３から読み取れるように、ドライアイス３は、少なくとも部分的には、二酸化炭素、特に、二酸化炭素ガス及び二酸化炭素粒子を含む二相二酸化炭素混合物からなる。二相二酸化炭素混合物は、ドライアイス３がドライアイスノズル２から適用される前に、凝集及び／又は混合チャンバで圧縮搬送ガスＴＧと混合される。そこで、ドライアイスノズル３から放出されるドライアイスは、好ましくは、圧縮搬送ガスＴＧにより供給される二相二酸化炭素混合物であり、特に、ドライアイスノズル２から二酸化炭素スノージェットの形態で放出される。

ドライアイスノズル２は、そのノズル外形が調節可能である（例えば、矢印Ｐ３で示されるジェット発散角を変更することができる）。代替的に又は付加的に、ドライアイスノズル２は、その向き、特に、洗浄角度を変更できるように、調節機能を備えてもよい。こうした特徴は、洗浄対象の部品Ｂの異なる外面形状に適合することを可能とし、また、一般的に、洗浄作業を要求に応じて設定することを可能とする。

さらに、洗浄手段１は、図３に模式的に示す、搬送ガスＴＧを過熱するための搬送ガス加熱器ＴＥを有してもよい。

本発明の範囲において、好ましくは洗浄対象の部品Ｂの全外周を覆えるように及び／若しくは洗浄対象の部品Ｂの外形に一致し得るように、配置可能である、又は、固定式に配置されている複数のドライアイスノズル２を、洗浄手段１は、備えてもよい。

図示しないが、本発明の実施形態のひとつでは、一つのロボットが、ドライアイスノズルにより噴霧器の機能が阻害されないようにそのロボットに取り付けられ且つそのロボット上に配置されている噴霧器及びドライアイスノズルの両方を運ぶ。このため、ドライアイスノズルは、噴霧器から、例えば、覆いにより、遮蔽されていてもよい。

図４は、回転噴霧器として図式的に示した塗装部品４０を例に、選択的、部分的、且つ、間接的に、洗浄対象の物品をドライアイスに曝し洗浄する一案を示す。図４で部品４０の上部はジェットに直接的に曝され得る（図示せず）ものの、ベルカップ４４に近接する下部領域４１はジェットに間接的に曝され洗浄される。そこで、この例では、ドライアイスノズル４２は、ここでは円筒状又は円錐状である領域４１の表面に直接的には向けられず、代わりに、ドライアイスジェット４３が洗浄対象の表面を側面に沿って又は接線方向に掠めるように配置されている。『掠めるような噴射』は、例えば、洗浄対象の表面を粒子の衝突で変形させたり損傷させたりしないという利点を有する。この場合、冷たい二酸化炭素搬送ガス混合物の掠めるような噴射は、汚染表面の冷却及び空気流による汚れの除去をもたらす。もちろん、他の表面をジェットに間接的に曝し洗浄してもよく、別の部品領域をドライアイスを各部品に直接的に適用して洗浄してもよい。

図５は、連続洗浄のために区分された塗装手段５０の表面の区分案を示す。図示した例では、塗装手段５０は、隣接領域又は区域５１、５２、５３、及び５４を備える塗装ロボットの回転噴霧器の一部である（図示はしないが、図２のロボットＲＢ及び部品Ｂ参照）。それぞれの区域は、塗装ロボットで個別にアプローチでき、塗装手段５０をドライアイスノズルを中心にプログラムされた位置で３６０度回転させることにより洗浄できる。洗浄の後、次の区域が洗浄されるまで、塗装ロボットは、その『通常の』塗装活動を実行できる。様々なサイクル及び依存関係の制御は、ロボット制御により指示され、例えば汚れの程度に依存して、目測により決定及び実行することもできる。

本発明は上述の好ましい実施形態に制限されない。むしろ、本発明概念を利用し保護範囲に含まれる様々な変形例及び修正例が可能である。特に、本発明は、各従属請求項の特定事項及び特徴についてそれらが引用する請求項の特定事項及び特徴とは独立して権利保護をもとめるものである。

Claims (25)

1. 塗装設備の少なくとも１つの部品（Ｂ）を、特に、塗装ロボット又は搬送ロボットの少なくとも１つの部品（Ｂ）を洗浄するための塗装設備洗浄手段（１）であって、前記部品（Ｂ）を洗浄するドライアイスジェットを出すための少なくとも１つのドライアイスノズル（２）を備えることを特徴とする塗装設備洗浄手段（１）。
2. ａ）洗浄対象の前記部品（Ｂ）はロボット（ＲＢ）によりガイドされ、
   ｂ）前記ロボット（ＲＢ）は、洗浄対象の前記部品（Ｂ）を前記ドライアイスノズル（２）の前に配置し、洗浄作業中に洗浄対象の前記部品（Ｂ）を前記ドライアイスノズル（２）に対して移動させるように構成されており、及び
   ｃ）前記ドライアイスノズル（２）は固定式に又は移動可能に配置されている、
   請求項１に記載の塗装設備洗浄手段（１）。
3. ａ）前記ドライアイスノズル（２）はロボット（ＲＴ）により移動可能にガイドされ、及び
   ｂ）前記ロボット（ＲＴ）は、前記ドライアイスノズル（２）を洗浄対象の前記部品（Ｂ）の前に配置し、洗浄作業中に前記ドライアイスノズル（２）を洗浄対象の前記部品（Ｂ）に対して移動させるように構成されている、
   請求項１又は２に記載の塗装設備洗浄手段（１）。
4. ａ）前記ドライアイスノズル（２）は前記ロボット（ＲＴ）上に固定式に取り付けられている、又は、
   ｂ）前記ドライアイスノズル（２）は前記ロボット（ＲＴ）上に交換可能に取り付けられている、
   請求項３に記載の塗装設備洗浄手段。
5. ａ）ロボットが噴霧器及び前記ドライアイスノズル（２）の両方を運び、並びに
   ｂ）前記ドライアイスノズル（２）は、前記噴霧器の機能が前記ドライアイスノズル（２）により、特に、前記ドライアイスノズル（２）用の覆いにより、阻害されないように、前記ロボットに取り付けられている、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の塗装設備洗浄手段（１）。
6. 前記ドライアイスノズル（２）は、好ましくは洗浄対象の前記部品（Ｂ）の異なる外面形状に適合するように、そのノズル外形及び／又はその向きが調節可能である、請求項１から５のいずれか１項に記載の塗装設備洗浄手段（１）。
7. ａ）洗浄対象の前記部品（Ｂ）は特定の外面形状を有し、及び
   ｂ）洗浄対象の前記部品（Ｂ）の外周を覆う及び／又は洗浄対象の前記部品（Ｂ）の外面形状に一致するように配置されている複数のドライアイスノズル（２）が設けられている、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の塗装設備洗浄手段（１）。
8. ａ）前記ドライアイスノズル（２）は、剥がれた汚れの粒子が下方に運ばれるように、洗浄作業中に下方に向けられ、及び／又は
   ｂ）洗浄中に剥がれた汚れの粒子又はドライアイス（３）が塗装対象の部品にぶつかることを防ぐために、保護要素（Ｓ）が、特に、保護シート又は筐体が、設けられている、
   請求項１から７のいずれか１項に記載の塗装設備洗浄手段（１）。
9. ａ）塗装ロボットによりガイドされる噴霧器、
   ｂ）搬送ロボットのグリップ、
   ｃ）ロボットの、特に、塗装ロボット又は搬送ロボットの手軸、
   ｄ）ロボットの、特に、塗装ロボット又は搬送ロボットの近位ロボット腕、
   ｅ）ロボットの、特に、塗装ロボット又は搬送ロボットの遠位ロボット腕、
   ｆ）塗装室の室壁、特に、該室壁の窓ガラス、
   ｇ）塗装室の床、特に、該塗装室の床の格子、
   ｈ）ロボット用の、特に、塗装ロボット又は搬送ロボットを移動させるためのガイドレール、
   ｉ）前記塗装設備を通じて塗装される予定の部品を運ぶコンベヤ、
   ｊ）塗装対象の部品を吊るすためのフレーム、
   ｋ）噴霧器又は電極指の環状周辺外部帯電リング、及び
   ｌ）塗装対象の少なくとも１つの部品を、適宜塗装作業の前に、洗浄すること、
   のいずれかのグループに洗浄対象の前記部品（Ｂ）が属する、
   請求項１から８のいずれか１項に記載の塗装設備洗浄手段（１）。
10. ａ）前記ドライアイスノズル（２）にドライアイス（３）又は前記ドライアイス（３）を製造するための二酸化炭素を供給するための供給装置（Ｖ）、及び／又は、
    ｂ）前記供給装置（Ｖ）を、複数のドライアイスノズル（２）に、供給ライン（ＲＬ）から各前記複数のドライアイスノズル（２）に分岐するスタブ配線（ＳＬ）を介して、それぞれ、接続するための供給ライン（ＲＬ）、及び／又は、
    ｃ）前記二酸化炭素又は前記ドライアイス（３）を搬送ガスと混合するための混合装置、及び／又は、
    ｄ）前記搬送ガスを加熱するための搬送ガス加熱器（ＴＥ）、及び／又は、
    ｅ）洗浄結果を決めるための、センサ、特に、カメラセンサ、及び／又は、
    ｆ）洗浄対象の前記部品（Ｂ）の温度を決めるための温度センサ、
    を有する、
    請求項１から９のいずれか１項に記載の塗装設備洗浄手段（１）。
11. ドライアイス（３）は、少なくとも部分的に、二酸化炭素からなり、特に、二酸化炭素ガス及び二酸化炭素粒子を含み、好ましくは、前記ドライアイスノズル（２）から前記ドライアイス（３）が適用される前に前記ドライアイスノズル（２）内で圧縮搬送ガスと混合できる二酸化炭素混合物からなる、請求項１から１０のいずれか１項に記載の塗装設備洗浄手段（１）。
12. 凝集チャンバ（ＡＫ）を有し、前記凝集チャンバ（ＡＫ）に液体二酸化炭素を供給可能であり、前記凝集チャンバ（ＡＫ）内で二酸化炭素ガス及び二酸化炭素粒子を含む二酸化炭素混合物が二酸化炭素スノー結晶の凝集により形成可能であり、好ましくは適用対象のドライアイス（３）を加速するために、前記凝集チャンバ（ＡＫ）及び／又は混合チャンバ内で前記二酸化炭素混合物を圧縮搬送ガスと混合可能である、請求項１から１１のいずれか１項に記載の塗装設備洗浄手段（１）。
13. 前記凝集チャンバ（ＡＫ）内で前記液体二酸化炭素が膨張して、圧縮及び凝集された二酸化炭素結晶が製造される、請求項１２に記載の塗装設備洗浄手段（１）。
14. 二酸化炭素と混合できる搬送ガスの量、圧力、及び／又は温度、並びに、ドライアイス（３）を製造するための二酸化炭素の量、圧力、及び／又は温度が、好ましくは洗浄作業の前又は途中に、洗浄活動を操作するために、少なくとも１つの設定手段（ＥＲ）により設定可能である、請求項１から１３のいずれか１項に記載の塗装設備洗浄手段（１）。
15. ドライアイス（３）を製造するための二酸化炭素の圧力、量、及び／又は温度、
    前記ドライアイス（３）の圧力、量、及び／又は温度、
    搬送ガスの圧力、量、及び／又は温度、
    室温、
    前記ドライアイスノズル（２）及び洗浄対象の前記部品（Ｂ）の間の洗浄距離、
    洗浄対象の前記部品（Ｂ）の位置、
    洗浄対象の前記部品（Ｂ）の向き、
    前記ドライアイスノズル（２）の位置、並びに
    前記ドライアイスノズル（２）の向き、
    の少なくとも１つについて結論を導き出すことを可能とする少なくとも１つのパラメータを確認するための少なくとも１つの確認ユニット（ＫＥ）を有する、
    請求項１から１４のいずれか１項に記載の塗装設備洗浄手段（１）。
16. 前記塗装設備洗浄手段（１）の少なくとも１つの出力変数は、少なくとも１つの設定手段（ＥＲ）により少なくとも１つのパラメータに依存して設定可能であり、
    前記出力変数は、
    洗浄対象の前記部品（Ｂ）に対する前記ドライアイスノズル（２）の向き、
    前記ドライアイス（３）を製造するための前記二酸化炭素の量、圧力、及び／又は温度、
    前記ドライアイス（３）の量、圧力、及び／又は温度、
    前記搬送ガスの量、圧力、及び／又は温度、
    前記ドライアイスノズル（２）及び洗浄対象の前記部品（Ｂ）の間の洗浄距離、
    洗浄時間、
    洗浄間隔、
    前記ドライアイスノズルを運ぶロボット（ＲＢ）の位置／移動パラメータ、及び
    洗浄対象の前記部品（Ｂ）を運ぶロボット（ＲＢ）の位置／移動パラメータ、
    からなる郡より選択される、
    請求項１５に記載の塗装設備洗浄手段（１）。
17. 前記塗装設備洗浄手段（１）が、
    防爆設計されており、及び／又は、
    安全を目的に、未然に二酸化炭素の過剰漏洩又はすでに生じてしまった過剰漏洩を検出手段により確認した場合に、自動的に、二酸化炭素の放出を閉じ又は少なくとも減らす少なくとも１つの弁（ＳＶ）を備える、
    請求項１から１６のいずれか１項に記載の塗装設備洗浄手段（１）
18. 実質的に露出した状態でドライアイス（３）により洗浄対象の前記部品（Ｂ）を洗浄するために設計されており、好ましくは、洗浄により落ちた汚れ又は放出された前記ドライアイス（３）を下方にガイドするために、適宜、塗装室から塗装室の床を介して、下降空気流を生成する空気流生成手段（ＬＥ）が設けられている、請求項１から１７のいずれか１項に記載の塗装設備洗浄手段（１）。
19. 前記ドライアイスノズル（４２）は部品（４０）の洗浄対象の表面（４１）を、前記ドライアイスジェット（４３）が洗浄対象の前記表面（４１）を掠めるように、間接的にジェットに露出させるために配置及び方向付けられている、請求項１から１８のいずれか１項に記載の塗装設備洗浄手段。
20. 前記ドライアイスノズル（２）及び洗浄対象の前記部品（Ｂ）の表面の間の距離は１ｍｍから３０ｍｍの間である、請求項１から１９のいずれか１項に記載の塗装設備洗浄手段。
21. 洗浄対象の部品（５０）の異なる区域（５１−５４）が連続して所定の又は選択可能な異なる洗浄時期でドライアイスに曝され、前記異なる洗浄時期の間前記部品（５０）は使途に応じた作業のために用いることができる、請求項１から２０のいずれか１項に記載の塗装設備洗浄手段。
22. ドライアイスへの露出に加えて部品の洗浄対象の表面を過熱するための装置、及び
    ａ）温風送風機が洗浄対象の前記表面に向けられている、
    ｂ）洗浄対象の前記表面は赤外線放射により加熱される、
    ｃ）洗浄対象の前記部品（Ｂ）は、洗浄対象の前記表面を過熱するために温風が通過する溝を含む、又は、
    ｄ）洗浄対象の前記部品（Ｂ）は、洗浄対象の前記表面を加熱する電熱装置を含む、
    という特徴の少なくとも１つを備える、
    請求項１から２１のいずれか１項に記載の塗装設備洗浄手段。
23. 前記ドライアイスノズル（２）はラバールノズルとして形成されている、請求項１から２２のいずれか１項に記載の塗装設備洗浄手段。
24. 請求項１から２３のいずれか１項に記載の塗装設備洗浄手段（１）を備える塗装設備。
25. 塗装設備の少なくとも１つの部品（Ｂ）を、特に、塗装ロボット又は搬送ロボットの少なくとも１つの部品（Ｂ）を洗浄するための塗装設備洗浄方法であって、前記部品（Ｂ）を洗浄するためにドライアイスジェットが形成される、塗装設備洗浄方法。

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