JP3736198B2 - 塗料供給装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の生産ラインなどに適用して好ましい塗料供給装置に関し、特に少量生産塗色の色替え時間が短縮できる塗料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の塗装ラインなどで用いられている塗料供給装置は、各塗色の塗料が貯留された塗料タンクと、これを圧送するポンプと、塗料タンクから塗装機（実際はカラーチェンジバルブ）まで塗料を導く塗料配管とを有し、塗色数に応じた数だけこうした塗料タンク、ポンプおよび塗料配管が設置されている。そして、塗装機の上流側に設けられたカラーチェンジバルブを切り替えることで、車両仕様に応じた塗色の塗料を吹き付ける。
【０００３】
ところで、量産を目的とする自動車生産ラインでは、車両に塗料を吹き付ける塗装ブースとは別に、多数の塗料タンクが設置される塗料調合室が設けられる。このような塗料調合室は、一般的には塗装ブースから離れた場所に設けられるので、塗料タンクから塗装ブースに至る塗料配管には、多量の塗料が循環することとなる。
【０００４】
しかしながら、車両仕様によっては生産数が少ない塗色も存在し、この種の塗料は長時間塗料配管内を循環するので、塗料が劣化したり、粘度などの塗料条件が変化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全て廃棄し、フレッシュな塗料と入れ替えなければならないのでロスが大きい。
【０００５】
このため、生産台数が少ない塗色については、塗装ブース内あるいは塗装ブースサイドに小容量の塗料供給装置が設けられることもあるが、この種の塗料供給装置では、塗料配管の長さは短縮できるものの、各色毎に塗料配管を設ける必要があり、コスト的にもスペース的にも問題がある。
【０００６】
そこで、複数の塗色に対して共通の循環配管を設け、この塗料配管内にピグと呼ばれる部材を通すことにより、塗料配管の内壁に付着した前色の塗料を擦り落とすことも提案されている。図３は、ピグを用いた塗料供給システムを示す図であり、たとえば塗色Ａから塗色Ｂへと色替えする場合には、同図に示すように塗色Ａの塗料→ピグ１→洗浄用溶剤→塗色Ｂの塗料といった順で塗料配管内を循環させ、カラーチェンジバルブまで導く。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうしたピグを用いた塗料供給システムでは、塗料およびピグが塗料配管内を一周する時間が色替え時間となるため、たとえば一日に数台程度の少量塗色には適用できるが、１分乃至１．５分程度のタクトタイムで色替えが必要とされる一般塗色には、色替え時間が長すぎて適用できない。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、一般塗色であっても適用できる色替え時間の短い塗料供給装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
（１） 上記目的を達成するために、請求項１記載の塗料供給装置は、塗装機の上流側に設けられたカラーチェンジバルブの少なくとも二以上の切替バルブのそれぞれに、ピグが挿入される共通の塗料循環配管が接続されていることを特徴とする。
【００１０】
この請求項１記載の塗料供給装置では、カラーチェンジバルブの二以上の切替バルブにピグ式塗料配管が接続されているので、一方の塗料配管を用いて塗装している間に、他方の塗料配管をピグを用いて色替えすることができ、これを交互に繰り返すことで生産台数が多い一般塗色にも適用することができる。また、ピグ式塗料配管とすることで、多数の塗色種に対しても塗料配管数を減少または塗料配管長を短縮することができる。
【００１１】
なお、本発明においてピグ式塗料配管は少なくとも２セットあれば良いが、３セット以上設けれておけば、被塗物のタクトタイムが短くてもこれに対応することができる。
【００１２】
また、請求項１記載の塗料供給装置では、前記共通の塗料循環配管には二以上のピグが挿入され、前記ピグ間に洗浄用溶剤を充填した状態で、ピグの上流側に充填された塗料からピグの下流側に充填された塗料への色替えを行うことを特徴する。
【００１３】
本発明では、共通の塗料配管に、前色塗料→第１のピグ→洗浄用溶剤→第２のピグ→次色塗料の順で挿入および充填される。これらが塗料配管を循環することにより、塗料配管の内壁に付着した前色塗料の大部分は第１のピグによって擦り取られるが、塗料配管の内壁に前色塗料が僅かに残っていたとしても、これは第１および第２のピグ間に充填された洗浄用溶剤にて溶解され、さらに第２のピグによってきれいに擦り取られることになる。これにより、前色塗料が次色塗料に色混じりすることが防止でき、色混じりの塗装欠陥が低減する。
【００１４】
本発明においてピグの挿入数は特に限定されず、三以上のピグを挿入して、色替え時の洗浄性をより高めても良い。この場合、前色塗料と次色塗料との間に挿入および充填されるピグと洗浄用溶剤の組み合わせは特に限定されず、前色塗料→第１のピグ→洗浄用溶剤→第２のピグ→洗浄用溶剤→第３のピグ→次色塗料の順としても、または前色塗料→第１のピグ→洗浄用溶剤→第２のピグ→第３のピグ→次色塗料もしくは前色塗料→第１のピグ→第２のピグ→洗浄用溶剤→第３のピグ→次色塗料の順としても良い。
【００１５】
（２）上記発明において、共通の塗料循環配管と塗料タンクとの間の構造は特に限定されないが、たとえば請求項２記載のように、前記共通の塗料循環配管と複数種の塗料がそれぞれ貯留される複数の塗料タンクとの間を並列的に接続する塗料往路配管と、当該塗料往路配管を介して前記塗料タンクから前記共通の塗料循環配管に供給される塗料種を選択する切替バルブとを有することがより好ましい。
【００１６】
さらに、請求項３記載のように、前記共通の塗料循環配管と複数種の塗料がそれぞれ貯留される複数の塗料タンクとの間を並列的に接続する塗料復路配管と、当該塗料復路配管を介して前記共通の塗料循環配管から前記塗料タンクに戻される塗料種を選択する切替バルブとを有することが好ましい。
【００１７】
（３）上記発明において、どの共通の塗料循環配管にどの塗料を供給するかといった制御方法は特に限定されないが、たとえば請求項４記載のように、被塗物の塗色種を塗装前に連続して取り込み、この塗色種に応じた塗料を前記複数の共通の塗料循環配管に対して供給および戻すべく前記切替バルブを制御することができる。
【００１８】
このように自動制御することで、被塗物の塗色仕様に応じた塗料を連続して供給することができ、色替え待ちによるラインストップを防止することができる。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１乃至４記載の発明によれば、一方の塗料配管を用いて塗装している間に、他方の塗料配管をピグを用いて色替えすることができるので、生産台数が多い一般塗色にも適用することができる。
【００２０】
また、ピグ式塗料配管とすることで、多数の塗色種に対しても塗料配管数を減少または塗料配管長を短縮することができる。
【００２１】
これに加えて、塗料配管の内壁に前色塗料が僅かに残っていたとしても、これは第１および第２のピグ間に充填された洗浄用溶剤にて溶解され、さらに第２のピグによってきれいに擦り取られることになるので、前色塗料が次色塗料に色混じりすることが防止でき、色混じりの塗装欠陥が低減する。
【００２２】
また、請求項４記載の発明によれば、自動制御により被塗物の塗色仕様に応じた塗料を連続して供給することができるので、色替え待ちによる被塗物のラインストップを未然に防止することができる。
【００２３】
【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は本発明の塗料供給装置の実施形態を示す概念図、図２は本発明の塗料供給装置を塗装ラインに適用する一例を示す工程図である。
【００２４】
まず、本実施形態の塗料供給装置は、被塗物に対して塗料を噴霧する塗装機１（同図には回転霧化式塗装ガンを示す。）と、塗色種が変更される度に塗料を切り替えて塗装機１に供給するカラーチェンジバルブ２とを有し、これら塗装機１とカラーチェンジバルブ２とは塗料ホース３にて接続されている。カラーチェンジバルブ２は、塗料ホース３が接続された塗料出口２１と、複数の切替バルブ２２を有し、この切替バルブ２２に塗料タンクから供給される各塗料と、色替え洗浄時に使用されるエアーおよび洗浄用溶剤が供給されるようになっている。同図には、塗料が供給される切替バルブとして４つの切替バルブ２２ａ〜２２ｄを示し、エアーが供給される切替バルブとして１つの切替バルブ２２ｅを示し、また洗浄用溶剤が供給される切替バルブとして１つの切替バルブ２２ｆを示す。なお、エアーおよび洗浄用溶剤が供給される切替バルブ２２ｅ，２２ｆはそれぞれ一つで足りるが、塗料が供給される切替バルブ２２ａ〜２２ｄは、塗色種の数だけ設けられている。
【００２５】
ここで、カラーチェンジバルブ２から塗装機１までの間の色替え操作について説明すると、たとえば現在、カラーチェンジバルブ２の切替バルブ２２ａから供給される塗料Ａが塗装されており、次に塗装されるのが切替バルブ２２ｂから供給される塗料Ｂであるとすると、まず塗料Ａの塗装が終了すると切替バルブ２２ａを閉じて塗料Ａの供給を停止したのち、切替バルブ２２ｅを開いてカラーチェンジバルブ２以降に圧縮エアーを供給する。これにより、カラーチェンジバルブ２から塗装機１までの間に残留した塗料Ａが塗装機から押し出される。
【００２６】
次いで、切替バルブ２２ｅを閉じるとともに切替バルブ２２ｆを開いて、カラーチェンジバルブ２以降に洗浄用溶剤を供給する。これにより、カラーチェンジバルブ２から塗装機１までの間の塗料通路の内壁に付着した塗料Ａを洗浄することができる。
【００２７】
さらに、切替バルブ２２ｆを閉じて洗浄用溶剤の供給を停止するとともに、再び切替バルブ２２ｅを開いてカラーチェンジバルブ２以降に圧縮エアーを供給して、カラーチェンジバルブ２から塗装機１までの間に残留した洗浄用溶剤を塗装機１から押し出す。洗浄性をより高めるために、以上の操作を複数サイクル繰り返しても良いが、１サイクルで充分な洗浄性が得られる場合には、切替バルブ２２ｅを閉じたのち、切替バルブ２２ｂを開いて次色である塗料Ｂをからチェンジバルブ２に供給する。以上で色替えが完了する。
【００２８】
カラーチェンジバルブ２の切替バルブ２２ａ〜２２ｄにそれぞれ接続される塗料配管は、量産色の場合にはたとえば塗料調合室から敷設しても良いが、本実施形態の塗料供給装置は、切替バルブ２２ａおよび２２ｂに少量生産色に適した塗料循環系を接続した例を挙げて本発明を説明する。したがって、それ以外の切替バルブ２２ｃ，２２ｄには、量産色の塗料循環系を接続しても良いし、本発明に係る少量生産に適した塗料循環系を接続しても良い。
【００２９】
カラーチェンジバルブ２の２つの切替バルブ２２ａ，２２ｂには、それぞれ塗料循環系４Ａ，４Ｂが設けられている。代表的に同図の左側の塗料循環系４Ａの構成を説明すると、まず閉回路を構成する塗料配管４１Ａが、２つの三方弁Ｖ１，Ｖ２を介してカラーチェンジバルブ２の切替バルブ２２ａに接続されている。
【００３０】
この塗料配管４１Ａには、三方弁Ｖ２の下流側に、後述するピグＰ１，Ｐ２の捕獲器ＰＥが設けられ、さらに下流側に三方弁Ｖ３，Ｖ４を介して並列的に塗料配管４２Ａが設けられている。またさらに下流側に三方弁Ｖ５を介してドレイン配管４３Ａが設けられている。
【００３１】
並列的に設けられた塗料配管４２Ａには、２つのピグ挿入器ＰＩが設けられ、ピグＰはここから挿入されて、上述したピグ捕獲器ＰＥにて回収される。また、２つの三方弁Ｖ３，Ｖ４の間には、三方弁Ｖ６を介して塗料を供給する塗料配管４４が接続されており、この塗料配管４４の上流側には三方弁Ｖ７を介して塗料配管４５が接続されている。
【００３２】
被塗物に対して塗装するための塗料は、塗色種Ａ〜Ｄ（特に４色には限定されない。）それぞれの塗料タンク４６に収容され、また洗浄用溶剤は塗料タンク４７に収容されており、ここから先ほどの塗料配管４５までの間に、それぞれ塗料配管４８および三方弁Ｖ８〜Ｖ１１および塗料を圧送するためのポンプＰが設けられている。これらが塗料Ａ〜Ｄおよび洗浄用溶剤の往路を構成する。
【００３３】
これに対して、塗料循環配管４１Ａのピグ捕獲器ＰＥには、四方弁Ｖ１２を介して塗料Ａ〜Ｄの戻り配管４９が接続され、ここから下流側に三方弁Ｖ１３〜Ｖ１５を介して塗料Ａ〜Ｄがそれぞれの塗料タンク４６へ戻されることになる。なお、四方弁Ｖ１２にはドレイン配管５０が接続されている。これらが塗料Ａ〜Ｄの復路を構成する。
【００３４】
一方、同図右側の塗料循環系４Ｂも同様の構成であり、塗料循環系４Ａに対応する部材には同一の符号もしくは「Ｂ」の符号に置き換えてその説明は省略する。
【００３５】
このように構成された本実施形態の塗料供給装置の塗装機１〜カラーチェンジバルブ２は、図２に示す上塗りブース５内に設置され、この上塗りブース５に搬入される被塗物ボディＢ１〜Ｂ４の塗色仕様に応じた塗料が塗布されるが、色指示を自動化するために、本実施形態では上塗りブース５の前にボディＢ１〜Ｂ４の塗色仕様を取り込む塗色読み取り器６を設け、この塗色読み取り器６で読み取られた塗色データを制御盤７に送出し、この制御盤７から上述した塗料循環系４Ａ，４Ｂの各三方弁および四方弁、カラーチェンジバルブ２を制御する。なお、ボディの塗色仕様の取り込みは上塗りブース５の前に塗色読み取り器６を設けること以外にも、生産ラインの生産管理装置を用いて、ここからダイレクトに制御盤７へ取り込むこともできる。
【００３６】
こうした塗料供給装置では、たとえば図２に示すように上塗りブース５に対してボディが塗色Ａ→塗色Ｂ→塗色Ｃ→塗色Ｄの順で搬入されてきたとすると、まず先頭のボディＢ１に対する塗料Ａは、図１に示す塗料循環系４Ａに供給し、次のボディＢ２に対する塗料Ｂは、塗料循環系４Ｂに供給する。
【００３７】
具体的には、塗料Ａの塗料タンク４６からポンプＰによって塗料配管４１Ａに塗料Ａを供給するとともに、これを終えた後に塗料Ｂの塗料タンク４６からポンプＰによって塗料配管４１Ｂに塗料Ｂを供給する。
【００３８】
こうして塗料ＡをボディＢ１に塗装すると、上述した手順でカラーチェンジバルブ２以降の色替え操作を実行し、次の塗料Ｂの塗装を行う。この間に塗料循環系４Ａ内の色替え操作を実行する。
【００３９】
図２によれば、ボディＢ２の次のボディＢ３の塗色はＣであるため、塗料循環系４Ａには、塗料Ｃを供給する。このとき、ピグＰを用いた洗浄を行う。
【００４０】
すなわち、塗料循環配管４１Ａには前色である塗料Ａが残留しているため、まず塗料Ａの供給を停止したのち、ピグ挿入器ＰＩから第１のピグＰ１を塗料循環配管４１Ａ内に挿入する。次いで、洗浄用溶剤が収容されたタンク４７から洗浄用溶剤を塗料循環配管４１Ａ内に供給し、第１のピグＰ１の後方に充填する。次いで、洗浄用溶剤の供給を停止したのち、ピグ挿入器ＰＩから第２のピグＰ２を塗料循環配管４１Ａ内に挿入し、先ほど充填した洗浄用溶剤を２つのピグＰ１，Ｐ２で挟み込む。最後に、次色である塗料Ｃが収容された塗料タンク４６から塗料Ｃを塗料循環配管４１Ａ内の第２のピグＰ２の後方に圧送する。
【００４１】
これにより、塗料循環配管４１Ａ内には、その上流側から順に、前色塗料Ａ→第１のピグＰ１→洗浄用溶剤→第２のピグＰ２→次色塗料Ｃが充填される。そして、これらが塗料循環配管４１Ａを移動することにより、塗料循環配管４１Ａの内壁に付着した前色塗料Ａの大部分は第１のピグＰ１によって擦り取られる。このとき、塗料循環配管４１Ａの内壁に前色塗料Ａが僅かに残っていたとしても、これは第１および第２のピグＰ１，Ｐ２間に充填された洗浄用溶剤にて溶解され、さらに第２のピグＰ２によってきれいに擦り取られるので、前色塗料Ａが次色塗料Ｃに色混じりすることが防止でき、色混じりの塗装欠陥が低減する。
【００４２】
特に本実施形態では、こうした一方の塗料循環系４Ａの色替え操作を、他方の塗料循環系４Ｂの塗装中に行うので、実質的な色替え時間はカラーチェンジバルブ２以降の色替え時間のみとなり、色替え待ちによるラインストップを防止することができる。
【００４３】
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。
【００４４】
図１に示す実施形態では塗料循環系４Ａ，４Ｂを２つ設けたが、本発明はこれに限定されることなく３つ以上設けて、生産タクトに対応することができる。また、本発明の塗料供給装置は、上塗り塗装に限定されず、中塗り塗装にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の塗料供給装置の実施形態を示す概念図である。
【図２】本発明の塗料供給装置を塗装ラインに適用する一例を示す工程図である。
【図３】ピグ式塗料供給装置を示す塗料配管の断面図である。
【符号の説明】
１…塗装機
２…カラーチェンジバルブ
４Ａ，４Ｂ…塗料循環系（共通の塗料配管）
４６…塗料タンク
６…塗色読み取り器
７…制御盤（コントローラ）
Ｐ１，Ｐ２…ピグ
Ｖ１〜Ｖ１５…三方弁（切替バルブ）

Claims (4)

1. 塗装機の上流側に設けられたカラーチェンジバルブの少なくとも二以上の切替バルブのそれぞれに、ピグが挿入される共通の塗料循環配管が接続され、当該共通の塗料循環配管には二以上のピグが挿入される塗料供給装置であって、前記ピグ間に洗浄用溶剤を充填した状態で、ピグの上流側に充填された塗料からピグの下流側に充填された塗料への色替えを行うことを特徴する塗料供給装置。
2. 前記共通の塗料循環配管と複数種の塗料がそれぞれ貯留される複数の塗料タンクとの間を並列的に接続する塗料往路配管と、当該塗料往路配管を介して前記塗料タンクから前記共通の塗料循環配管に供給される塗料種を選択する切替バルブとを有することを特徴とする請求項１記載の塗料供給装置。
3. 前記共通の塗料循環配管と複数種の塗料がそれぞれ貯留される複数の塗料タンクとの間を並列的に接続する塗料復路配管と、当該塗料復路配管を介して前記共通の塗料循環配管から前記塗料タンクに戻される塗料種を選択する切替バルブとを有することを特徴とする請求項２記載の塗料供給装置。
4. 被塗物の塗色種を塗装前に連続して取り込み、この塗色種に応じた塗料を前記複数の共通の塗料循環配管に対して供給および戻すべく前記切替バルブを制御するコントローラを有することを特徴とする請求項２または３記載の塗料供給装置。

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