JP4850944B2

JP4850944B2 - 塗料供給方法

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Publication number: JP4850944B2
Application number: JP2009242833A
Authority: JP
Inventors: 淳男鍋島; 真二谷; 貴宣森; 山崎　　勇; 慎一中根; 晃司福澤; 知宏蓮池
Original assignee: Trinity Industrial Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Trinity Industrial Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-10-21
Filing date: 2009-10-21
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2029-10-21
Also published as: WO2011048489A1; JP2011088056A; CN102574143B; US20120312414A1; EP2490825B1; CN102574143A; EP2490825A1; US9254501B2

Description

本発明は、塗料カートリッジへの塗料供給方法の技術に関する。
より具体的には、静電塗装機に着脱可能に着装される塗料カートリッジに対して、機械的な遮断機構など設けることもなく、安価かつ確実に塗料ロスを低減することが可能な塗料供給方法の技術に関する。

一般的に、自動車のボディなどの塗装については、高品質な塗装状態が要求されることから、塗装表面における塗料の塗着効率や、塗装後の塗膜の平滑性などに優れた静電塗装機が用いられ、該静電塗装機の一例として、従来から回転霧化頭型塗装機が広く知られている。
ここで、回転霧化頭型塗装機には、水性塗料を霧化するための回転霧化頭や、複数色の塗料が色ごとに充填された複数の塗料カートリッジなどが具備される。そして、被塗装物に対する塗装を行うときには、指定された色の塗料が充填される塗料カートリッジを選択し、該塗料カートリッジ内に充填される塗料を、回転する回転霧化頭を介して噴出することで、塗料粒子が霧化されて塗装が行われる。
そして、塗料カートリッジ内の塗料が枯渇した場合には、塗料カートリッジを塗料充填装置（塗料供給装置）に装着し、再び塗料カートリッジ内に塗料を供給することで、回転霧化頭型塗装機による塗装が再び実施されるようになっている。

ところで、空の状態となった塗料カートリッジ内へ塗料を供給するための塗料供給装置としては、従来から様々な構成のものが提案されており、その一例として、充填弁を備える塗料供給装置が知られている。

ここで図４を用いて、充填弁１の概略構成について説明する。
充填弁１の内部には、塗料カートリッジ１０の内部に通じる供給部１１に対して着脱可能に連通される塗料供給経路３や、該連通箇所において、塗料供給経路３の開閉弁として機能するトリガーバルブ９などが設けられる。
そして、トリガーバルブ９の近傍においては、洗浄液供給経路７、及び廃液排出経路８が塗料供給経路３と連通されており、前記洗浄液供給経路７を介して、供給部１１と塗料供給経路３との連通箇所近傍を洗浄する洗浄液や圧縮空気などが、前記連通箇所近傍に供給されるとともに、前記連通箇所近傍を洗浄した後の廃液が、前記廃液排出経路８を介して充填弁１の外部に排出されるようになっている。

このような充填弁１を用いた、従来の塗料カートリッジ１０への塗料供給方法では、充填弁１から塗料カートリッジ１０へ塗料を供給する際に、トリガーバルブ９が移動して（図４（ａ）に示す矢印Ｑ１の方向へ）、塗料供給経路３が「開」状態となれば、塗料供給経路３は供給部１１に加えて洗浄液供給経路７、及び廃液排出経路８とも連通状態となる。
その結果、図４（ｂ）に示すように、塗料供給経路３の内部を流動する塗料５１の一部は、洗浄液供給経路７や廃液排出経路８に流れ出し、これら両供給経路７・８内に残留していた空気は塗料５１によって圧縮され、両供給経路７・８内の略全領域に渡って、塗料５１が充填されることとなっていた。
そして、洗浄液供給経路７や廃液排出経路８の内部に充填された塗料５１については、充填弁１を通じて供給する塗料の色替え時に、洗浄液により洗浄されて充填弁１の外部に排出されるため、その後に塗料カートリッジ１０に再び送り込まれることもなく、塗料ロスとなっていた。

このような問題点を踏まえて、塗料カートリッジへの塗料供給時に発生する塗料ロスを極力低減するべく、以下「特許文献１」乃至「特許文献３」に示すような技術が提案されている。

即ち、「特許文献１」では、塗料が充填されるボンベと該ボンベの軸心方向に伸びたフィードチューブとによって構成されたカートリッジに塗料を充填するカートリッジ用塗料充填装置であって、前記フィードチューブが挿通されるフィードチューブ挿通孔が軸方向に伸びて設けられ、該フィードチューブ挿通孔の先端開口側が前記ボンベを支持するボンベ支持部となった充填台と、前記フィードチューブ挿通孔よりも奥部に位置して該充填台に設けられ、前記フィードチューブの先端を塗料供給源に連なる塗料流路と接続する接続部材と、前記塗料流路に設けられ、該接続部材を介して前記カートリッジに対し塗料の供給、停止を行う充填弁と、によって構成したカートリッジ用塗料充填装置に関する技術が開示されている。

そして、前記充填弁の内部には、塗料供給源に繋がる塗料供給通路（塗料供給経路）や、ドレンタンクに繋がるドレン通路（廃液排出経路）が形成され、これら両通路は一本の連通通路を介して連通されるとともに、塗料カートリッジへ塗料を供給する場合は、ドレン通路の中途部に設けられる残圧抜き弁によって該ドレン通路を塞ぐ（閉じる）ことで、塗料の一部がドレン通路（廃液排出経路）に流入するのを防止するようになっている。

また、「特許文献２」においては、複数のカラーバルブを有する塗料マニホールドと、塗料カートリッジが着脱可能に取り付けられるカートリッジ取り付け部と、前記塗料カートリッジの取付時に塗料を前記塗料マニホールドから前記塗料カートリッジ内に導く前記塗料充填経路（塗料供給経路）と、前記塗料充填経路内に溜まった塗料及びエアを外部に排出する排出経路（廃液排出経路）と、を備えた塗料充填装置（塗料供給装置）であって、前記排出経路（廃液排出経路）上において直列に配置された複数のエレメントを有する絞り装置を、前記排出経路（廃液排出経路）上に設ける技術が示されている。

また、「特許文献３」においては、塗料カートリッジが着脱可能なカートリッジ装着部と、カートリッジ装着部に装着された塗料カートリッジと接続する塗料供給経路と、塗料供給経路とカートリッジ装着部に装着された塗料カートリッジの連通と遮断を切り替える第一切替装置（トリガーバルブ）と、塗料供給経路に塗料を送出する塗料供給装置と、塗料供給経路と連通している排出経路（廃液排出経路）と、排出経路（廃液排出経路）を全開状態と全閉状態に切り替える第二切替装置と、排出経路（廃液排出経路）内の塗料を検知する塗料センサと、塗料センサと第二切替装置とに接続されており、塗料センサが塗料を検知すると第二切替装置によって排出経路を全閉状態とする制御装置と、を備える塗料充填装置（塗料供給装置）に関する技術が開示されている。

特開２０００−１７６３２８号公報特開２００８−２１２８６９号公報特開２００９−５６３８２号公報

このような、前記「特許文献１」乃至「特許文献３」に示される技術に拠れば、塗料カートリッジへの塗料供給時に発生する塗料ロスを極力低減することができるとも思われる。
しかし、「特許文献１」による技術では、前記残圧抜き弁を閉弁方向に保持する力は、予め充填弁内に内装されるコイルバネなどの付勢手段によって与えられる付勢力からなり、塗料供給経路内に発生する背圧の高まり具合によっては塗料の一部がドレン通路に流入し、塗料ロスを完全に防止することは困難であった。
また、前記「特許文献２」、及び「特許文献３」における技術では、塗料供給経路と連通される廃液排出経路などへの塗料の流出を防ぐための技術については示されておらず、塗料ロスを低減するべく抜本的な解決には至っていない。

以上のような問題点を改善すべく、本発明においては、静電塗装機に着脱可能に着装される塗料カートリッジにおいて、該塗料カートリッジへの塗料の供給時に発生する塗料ロスを、他に機械的な遮断機構などを設けることもなく、安価かつ確実に低減することができる技術の提供を課題とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、塗料カートリッジ内に塗料を供給するための供給部に連通可能な塗料供給経路と、前記供給部と前記塗料供給経路との連通箇所近傍にて前記塗料供給経路より分岐する分岐経路と、前記塗料供給経路における前記連通箇所の上流部に配設される、前記塗料供給経路の開閉弁と、を有する充填弁によって、塗料カートリッジ内に塗料を供給する塗料供給方法であって、前記分岐経路の内部に充填液を充填した後に前記開閉弁を開き、前記塗料供給経路を介して前記塗料カートリッジ内に塗料を供給するものである。

請求項２においては、前記分岐経路は、前記連通箇所を洗浄するための洗浄液と、洗浄後の廃液を排出するための圧縮空気と、を供給する洗浄液供給経路と、前記連通箇所の洗浄後の廃液、及び前記圧縮空気を前記分岐経路の外部に排出する廃液排出経路と、から構成され、前記充填液は前記洗浄液供給経路を介して供給されるものである。

請求項３においては、前記洗浄液供給経路と廃液排出経路とには、それぞれ各経路の途中部を開閉する開閉弁が配設され、前記洗浄液供給経路と廃液排出経路とに前記充填液が充填されると、前記開閉弁を閉じて前記充填液を洗浄液供給経路及び廃液排出経路の内部に密封し、前記充填液の密封後に、前記塗料供給経路を介して前記塗料カートリッジに塗料を供給するものである。

請求項４においては、前記充填液は純水からなるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

即ち、本発明における塗料供給方法に拠れば、静電塗装機に着脱可能に着装される塗料カートリッジにおいて、該塗料カートリッジへの塗料の供給時に発生する塗料ロスを、他に機械的な遮断機構などを設けることもなく、安価かつ確実に低減することができる。

本発明の一実施例に係る塗料供給システムの全体的な構成を示した断面図。塗料カートリッジに塗料を充填するときの、充填弁の動作の流れを示したフローチャート。塗料カートリッジに塗料を充填するときの、充填弁の動作を示した図であり、（ａ）は塗料カートリッジを充填弁に装着した直後の状態を示した断面図、（ｂ）は充填弁の洗浄経路内に充填液を流した状態を示した断面図、（ｃ）は充填弁の塗料経路に塗料を流した状態を示した断面図。塗料カートリッジに塗料を充填するときの、従来の充填弁の動作を示した図であり、（ａ）は塗料カートリッジを充填弁に装着した直後の状態を示した断面図、（ｂ）は充填弁の塗料経路に塗料を流した状態を示した断面図。

次に、発明の実施の形態を説明する。

［充填弁１の構成］
まず、本発明に係る塗料供給方法を具現化するために用いられる充填弁１の構成について、図１を用いて説明する。
なお、便宜上、図１の上下方向を充填弁１の上下方向とし、かつ図１における矢印Ａの方向を前方と規定して、以下説明する。

充填弁１は、塗料カートリッジ１０に塗料を供給する塗料供給装置１００に具備され、該塗料カートリッジ１０の内部に適量の塗料を充填するためのバルブ機構として設けられるものである。
充填弁１は、その上面中央部において、塗料カートリッジ１０を着脱可能に保持する支持部２を具備するとともに、その内部において、該支持部２と連通する塗料供給経路３や、該塗料供給経路３より分岐する分岐経路６などを具備するように構成される。

まず、支持部２を説明する。
支持部２は、上方に突出する円筒形状の突片として形成され、その内周部にはＯリングなどのパッキン部材３０が固設される。

一方、塗料カートリッジ１０の下部には、下方に延出する円筒形状の供給部１１が設けられ、該供給部１１の内径部は塗料カートリッジ１０の内部に連通されている。また、供給部１１の外形部は下端部にて他部よりも幾分縮径されており、縮径された下端部と他部との境界部分には段部１１ａが形成される。
そして、前記供給部１１は、充填弁１から塗料カートリッジ１０内に塗料を供給するための供給口として構成されている。

平面視において、支持部２の内径部の断面形状は、供給部１１下端部の外径部の断面形状に比べて幾分大きくなるように形成され、かつ側面視において、支持部２の内径部の高さ寸法（図１における寸法Ｘ）は、供給部１１の下端面から段部１１ａまでの長さ寸法（図１における寸法Ｙ）に比べて幾分大きくなるように形成される。

そして、支持部２の上方より下方に向かって、供給部１１下端部の外径部を該支持部２の内径部に挿入することで、塗料カートリッジ１０は充填弁１に装着される。このとき、供給部１１の下端面が支持部２の内径部の下面と当接するより先に、供給部１１の段部１１ａと、支持部２の上端面とが当接し、供給部１１の下方に対する位置規制がなされるようになっている。
つまり、支持部２の内径部に供給部１１が装着された状態において、支持部２の内径部の底面と、供給部１１の下端面との間には、幾分かの空間２ａ（図３（ａ）を参照）が形成されるようになっている。

なお、塗料カートリッジ１０の充填弁１への装着が完了すれば、供給部１１下端部の外周面と、支持部２の内周面との間隙は、パッキン部材３０によって閉塞されることとなり、これら供給部１１、及び支持部２の内径部は、充填弁１外部の雰囲気に対して完全な密閉状態となる。

次に、塗料供給経路３を説明する。
塗料供給経路３は、塗料カートリッジ１０に塗料を供給するための経路として、充填弁１の内部に形成される。
塗料供給経路３は、支持部２と連通する第一供給経路４と、塗料の供給源である塗料タンク１６と繋がる第二供給経路５とにより構成される。

第一供給経路４は平面視において、支持部２の中心部に設けられ、充填弁１を上下方向に貫通するようにして形成される。
即ち、第一供給経路４は支持部２と同軸上に形成されるとともに、その平面視断面形状は円形状に構成され、その上端部において、支持部２の内径部と連通される。なお、第一供給経路４の上下方向略中央部から上端部にかけては、他の領域（第一供給経路４の上下方向略中央部から下端部にかけての領域）に比べて拡径された拡径部４ａが形成され、該拡径部４ａの下端部には段部４ｂが形成される。

第二供給経路５は第一供給経路４の近傍に形成され、前記拡径部４ａの下方において、第一供給経路４と連通される。
即ち、第二供給経路５は、第一供給経路４の近傍において、充填弁１の下面より一旦上方に向かって延出するよう形成され、該延出端にて第一供給経路４側に向かって屈曲して延出し、第一供給経路４と連通するようになっている。

なお、第一供給経路４において、第二供給経路５との連通箇所の下方には、軸受部材１２が挿嵌される。前記軸受部材１２は、平面視中央部において、上下方向に貫通する貫通孔１２ａが形成されており、該貫通孔１２ａには、後述するトリガーバルブ９が上下摺動可能に挿通されている。

第二供給経路５の下端部には配管部材１９が接続される。
前記配管部材１９は、一方の端部において塗料タンク１６と繋がり、他方の端部において第二供給経路５と連結される。また、配管部材１９の中途部には、塗料ポンプ１７や塗料バルブ１８が配設される。

そして、塗料バルブ１８が「開」状態となることで、塗料ポンプ１７によって吐出された塗料タンク１６内の塗料が、配管部材１９を介して第二供給経路５へと供給されるようになっている。

このように、塗料供給経路３は、第一供給経路４の上端部（拡径部４ａの上端部）において、塗料カートリッジ１０の供給部１１を着脱可能に装着する支持部２と連通されるとともに、第二供給経路５の下端部において、塗料供給源としての塗料タンク１６と繋がるように構成される。

即ち、塗料供給経路３は供給部１１に連通可能に構成されており、塗料タンク１６内の塗料が塗料供給経路３を通じて支持部２へと供給され、さらに該支持部２を介して塗料カートリッジ１０の供給部１１へと供給されるようになっている。

なお、第一供給経路４の上部には、後述するトリガーバルブ９のバルブ本体部９ａが収納され、該トリガーバルブ９によって塗料供給経路３の開閉状態を制御するようになっている。

即ち、例えば充填弁１に塗料カートリッジ１０が未装着の場合は、塗料が支持部２に供給されないように、塗料供給経路３の出口部（塗料供給経路３と支持部２との連通箇所、より詳細には、拡径部４ａの底面において、段部４ｂの内径部）を塞ぐ必要があり、逆に、充填弁１に塗料カートリッジ１０が装着された場合は、塗料が支持部２に供給されるように、塗料供給経路３の出口部を開口する必要がある。

このような、支持部２への塗料の供給に関する塗料供給経路３の出口部の開閉制御を、トリガーバルブ９によって行うようになっている。
つまり、塗料供給経路３と供給部１１との連通箇所に、塗料供給経路３の開閉弁としてトリガーバルブ９を設け、該トリガーバルブ９によって、塗料供給経路３の開閉状態を制御するのである。詳しくは、トリガーバルブ９は、塗料供給経路３における前記連通箇所の上流部に配設される。
なお、塗料供給経路３においては、塗料タンク１６と繋がる側が塗料の流れの上流側となっており、支持部２と連通される側が塗料の流れの下流側となっている。

ここで、トリガーバルブ９の詳細について説明する。
トリガーバルブ９は、バルブ本体部９ａと、ガイド部９ｂとにより構成される。
バルブ本体部９ａは円柱形状の中実部材からなり、軸心方向を上下方向に向けて、塗料供給経路３の第一供給経路４と同軸上に配設される。

平面視において、バルブ本体部９ａの断面形状は、第一供給経路４上部の拡径部４ａの断面形状に比べて小さく、かつ第一供給経路４下部の断面形状に比べて大きくなるように形成される。また、バルブ本体部９ａの下部には、下方に向かって徐々に縮径されるテーパー部９ｃが形成され、該テーパー部９ｃの下端面の断面形状は、第一供給経路４下部の断面形状に比べて小さな値となるように形成される。

一方、ガイド部９ｂは丸棒部材からなり、バルブ本体部９ａの下面において、該バルブ本体部９ａと同軸上に、かつ下方に垂下するようにして固設される。また、平面視において、ガイド部９ｂの断面形状は、第一供給経路４下部に挿嵌される軸受部材１２の貫通孔１２ａと略同形状に形成される。

そして、このような構成からなるトリガーバルブ９を、第一供給経路４に対して上方より下方に向かって挿入していくと、まず、ガイド部９ｂが軸受部材１２の貫通孔１２ａに挿入され、続いて、バルブ本体部９ａのテーパー部９ｃが拡径部４ａの段部４ｂに嵌挿される。つまり、塗料供給経路３と、分岐経路６（洗浄液供給経路７や廃液排出経路８）との連通箇所となる拡径部４ａにおいて、塗料の流動方向に対する上流部、即ち前記拡径部４ａの底部の段部４ｂに、開閉弁としてのトリガーバルブ９が配設される。

そして、バルブ本体部９ａのテーパー部９ｃが拡径部４ａの段部４ｂに当接することで、トリガーバルブ９の下方へのそれ以上の移動が規制されるとともに、塗料供給経路３の出口部がトリガーバルブ９の本体部９ａによって塞がれることとなるのである。

そして、塗料供給経路３の出口部を開口する場合は、バルブ本体部９ａのテーパー部９ｃが拡径部４ａの段部４ｂに当接している状態から、トリガーバルブ９を上方へ移動すればよく、このとき、ガイド部９ｂは軸受部材１２の貫通孔１２ａ内を摺動移動することとなり、トリガーバルブ９の水平方向に関するブレが規制されるようになっている。

ところで、塗料カートリッジ１０の供給部１１には、該供給部１１が支持部２に装着された状態で、トリガーバルブ９の上下方向の移動に連動して開閉動作を行う開閉弁１３が設けられる。
開閉弁１３は主に弁体１４や、付勢手段１５などにより構成される。

弁体１４は円柱形状の中実部材からなり、供給部１１の下端内部において、軸心方向を上下方向に向けて、該供給部１１と同軸上に配設される。また、弁体１４の下部には、下方に向かって徐々に縮径されるテーパー部１４ａが形成される。

ここで、平面視において、供給部１１の下端面に設けられる貫通孔１１ｂの断面形状は、該供給部１１の内径部の断面形状に対してやや小さくなるように形成されており、その結果、供給部１１内径部の下端面には段部１１ｃが形成される。

そして、弁体１４の平面視断面形状は、供給部１１内部の平面視断面形状に比べて小さく、かつ貫通孔１１ｂの平面視断面形状に比べて大きくなるように形成され、また、テーパー部１４ａの下端面の平面視断面形状は、貫通孔１１ｂの断面形状に比べて小さくなるように形成される。

このような形状からなる弁体１４を供給部１１の内径部に挿入し、かつ該弁体１４の上端部に付勢手段１５を該弁体１４と同軸上に配設することで、供給部１１の開閉弁１３は構成されている。

即ち、弁体１４は付勢手段１５によって常時下方へ向かって付勢されており、テーパー部１４ａが供給部１１の段部１１ｃに当接することで、供給部１１の下端面に形成される貫通孔１１ｂが弁体１４により塞がれることとなる。

また、充填弁１の支持部２に供給部１１が挿入され、塗料カートリッジ１０が充填弁１に装着された状態において、トリガーバルブ９が上方に摺動移動すると、弁体１４の下端面は、バルブ本体９ａの上端面と当接されることとなる。

そして、さらにトリガーバルブ９が上方に摺動移動すると、弁体１４は付勢手段１５の下方に向かう付勢力に抗して上方へと移動され、供給部１１の下端面に形成される貫通孔１１ｂは開口されることとなるのである（図３（ｃ）を参照）。

このように、トリガーバルブ９の上下方向に対する摺動移動によって、塗料供給経路３と、供給部１１との連通箇所に関する開閉状態が制御されることとなり、塗料カートリッジ１０の内部には、前記塗料供給経路３を介して適量の塗料が供給される。
つまり、充填弁１は、トリガーバルブ９によって、塗料カートリッジ１０の内部に適量の塗料を充填するためのバルブ機構としての機能を有するのである。

次に、分岐経路６を説明する。
分岐経路６は、塗料カートリッジ１０への塗料の供給が完了した後に、充填弁１と塗料カートリッジ１０との連通箇所に付着した塗料を洗浄するための洗浄液や圧縮空気などを供給し、洗浄後の廃液などを充填弁１の外部に排出するための経路である。
分岐経路６は、洗浄液の供給源である洗浄タンク２０や、圧縮空気の供給源であるエア源２３などと繋がる洗浄液供給経路７と、廃液タンク２５などと繋がる廃液排出経路８と、により構成される。

洗浄液供給経路７はクランク状に形成され、塗料供給経路３の第一供給経路４と連通される。
即ち、洗浄液供給経路７は、充填弁１の前方下部より水平後方に向かって延出し、該延出端にて垂直上方に延出し、再び水平後方に向かって延出して、第一供給経路４の拡径部４ａの側面と連通される。

洗浄液供給経路７の中途部には、該洗浄液供給経路７内の開閉弁としての洗浄バルブ２７が配設される。
洗浄バルブ２７はピン形状の部材からなり、該洗浄バルブ２７が自身の軸心方向へ摺動移動することで、洗浄液供給経路７の中途部は該洗浄バルブ２７の先端部により塞がれるようになっている。

洗浄液供給経路７の前端部には配管部材２６が接続される。
前記配管部材２６は、一方の端部において洗浄液供給経路７と連通されるとともに、他方の端部は二系統に分岐され、各々洗浄タンク２０やエア源２３と繋がっている。また、これら二系統に分岐される配管部材２６の中途部において、洗浄タンク２０の近傍には洗浄ポンプ２１や、洗浄バルブ２２が配設され、エア源２３の近傍にはエアバルブ２４が配設される。

そして、エアバルブ２４が「閉」状態、かつ洗浄バルブ２２が「開」状態となることで、洗浄ポンプ２１によって吐出された洗浄タンク２０内の洗浄液が、配管部材２６を介して洗浄液供給経路７へと導かれ、第一供給経路４の拡径部４ａへと供給されるようになっている。
また、洗浄バルブ２２が「閉」状態、かつエアバルブ２４が「開」状態となることで、エア源２３より供給される圧縮空気が、配管部材２６を介して洗浄液供給経路７へと導かれ、第一供給経路４の拡径部４ａへと圧送されるようになっている。

廃液排出経路８は第一供給経路４を間に挟み、洗浄液供給経路７と対向して設けられる。
廃液排出経路８はクランク状に形成され、塗料供給経路３の第一供給経路４と連通される。
即ち、廃液排出経路８は、充填弁１の後方下部より水平前方に向かって延出し、該延出端にて垂直上方に延出し、再び水平前方に向かって延出して、第一供給経路４の拡径部４ａの側面と連通される。

廃液排出経路８の中途部には、該洗廃液排出経路８内の開閉弁としての廃液バルブ２８が配設される。
廃液排出経路８はピン形状の部材からなり、該廃液排出経路８が自身の軸心方向へ摺動移動することで、廃液排出経路８の中途部は該廃液排出経路８の先端部により塞がれるようになっている。

なお、本実施例においては、洗浄バルブ２７や廃液バルブ２８の配設箇所を、洗浄液供給経路７における、充填弁１の前方下部より水平後方に向かって延出した延出端や、廃液排出経路８における、充填弁１の後方下部より水平後方に向かって延出した延出端などとしているが、これに限定されるものではない。

即ち、洗浄液供給経路７や廃液排出経路８の中途部であれば、洗浄バルブ２７や廃液バルブ２８を何れの配設箇所に設けてもよいが、後述する充填液の充填量が少なくなることからすれば、洗浄バルブ２７や廃液バルブ２８の配設箇所は第一供給経路４の拡径部４ａの近傍に設けることがより好ましい。

また、洗浄バルブ２７や廃液バルブ２８の構造についても、本実施例におけるものに限定されるものではなく、例えば洗浄液供給経路７や廃液排出経路８の断面積と同形状の板部材を、該洗浄液供給経路７や廃液排出経路８の内径部に回動可能に設けたバタフライ方式のバルブなどであってもよい。

廃液排出経路８の後端部には配管部材２９が接続される。
前記配管部材２９は、一方の端部において廃液タンク２５と繋がり、他方の端部において廃液排出経路８と連結される。

そして、洗浄液供給経路７を介して第一供給経路４の拡径部４ａに供給された洗浄液は、充填弁１と塗料カートリッジ１０との連通箇所に付着した塗料を洗い流した後、廃液として廃液排出経路８へと導かれ、配管部材２９を介して、廃液タンク２５へ排出されるようになっている。

このように、分岐経路６を構成する洗浄液供給経路７や廃液排出経路８は、塗料カートリッジ１０の供給部１１と連通する、塗料供給経路３の拡径部４ａに各々連通される。
換言すれば、分岐経路６は、塗料カートリッジ１０の供給部１１と、塗料供給経路３との連通箇所近傍にて前記塗料供給経路３より分岐するように形成される。

そして、このような複数の経路（塗料供給経路３や、洗浄液供給経路７や、廃液排出経路８など）やバルブ（トリガーバルブ９や、洗浄バルブ２７や、廃液バルブ２８など）などを内部に具備して充填弁１は構成され、該充填弁１や、上述の各供給源（洗浄タンク２０や、エア源２３や、塗料タンク１６や、廃液タンク２５など）を含む配管系統などにより、塗料供給装置１００は構成される。

なお、分岐経路６を構成する洗浄液供給経路７や廃液排出経路８については、本実施例における形状の経路（クランク状の経路）に限定されるものではない。
即ち、これら洗浄液供給経路７や廃液排出経路８については、一方の端部において塗料供給経路３の拡径部４ａと連通し、他方の端部において充填弁１の外部へと開口されていれば、如何なる形状の経路であってもよい。

［充填弁１の動作］
次に、塗料カートリッジ１０に塗料を充填するときの、充填弁１の動作について、図２、及び図３を用いて説明する。
なお、便宜上、図３の上下方向を充填弁１の上下方向とし、かつ図３における矢印Ａの方向を前方と規定して、以下説明する。

まず、空の状態となった塗料カートリッジ１０が、塗料供給装置１００にセットされる。
即ち、塗料カートリッジ１０の供給部１１が充填弁１の支持部２の内径部に挿入され、塗料カートリッジ１０が充填弁１に装着される（ステップＳ１０１）。

この時点においては、図３（ａ）に示すように、トリガーバルブ９は最下位置（バルブ本体部９ａのテーパー部９ｃが拡径部４ａの段部４ｂに当接された状態、図１を参照。）に移動されており、塗料供給経路３の出口部は塞がれている。また、洗浄液供給経路７に配設される洗浄バルブ２７や廃液排出経路８に配設される廃液バルブ２８も、これら両経路７・８を塞ぐ位置に移動されている。
なお、塗料供給経路３の経路内においては、トリガーバルブ９によって塞がれた出口部まで塗料５１が充填されている。

塗料カートリッジ１０が充填弁１に装着されると、洗浄バルブ２７と廃液バルブ２８とが移動し（図３（ａ）に示す、矢印Ｐ１の方向に）、該洗浄バルブ２７と廃液バルブ２８とに閉塞されていた洗浄液供給経路７と廃液排出経路８とがそれぞれ開口される（ステップＳ１０２）。

そして、洗浄液供給経路７の前端部（充填弁１の外部と連通する上流側端部）より充填液５２が供給され、塗料供給経路３の拡径部４ａに到達した充填液５２は、さらに廃液排出経路８へと送られ、充填弁１の外部に排出される。

ここで、図３（ｂ）に示すように、洗浄液供給経路７より供給される充填液５２は、これら洗浄液供給経路７や塗料供給経路３の拡径部４ａや廃液排出経路８だけでなく、塗料カートリッジ１０の供給部１１の下端面と、支持部２の内径部の底面との間に形成される幾分かの空間２ａ内にも十分に行き渡るようになっている。

このように、洗浄液供給経路７や塗料供給経路３の拡径部４ａや廃液排出経路８に加えて、空間２ａに対しても充填液５２を満たすことで、充填弁１の各経路内や充填弁１と塗料カートリッジ１０との接続部における空間内に残留する空気を完全に排除することができるようになっている。

そして、充填液５２は液体であるため非圧縮性であり、洗浄液供給経路７や廃液排出経路８の内部に一度充填されれば、もはや塗料５１は、充填液５２を押しやって、これら両経路７・８内に流入することもなく、塗料カートリッジ１０への該塗料５１の供給時に発生する塗料ロスを確実に低減することができるのである。

洗浄液供給経路７や塗料供給経路３の拡径部４ａや廃液排出経路８に充填液５２が十分に行き渡れば、洗浄バルブ２７と廃液バルブ２８とが移動し（図３（ｂ）に示す、矢印Ｐ２の方向に）、洗浄液供給経路７と廃液排出経路８とが再び塞がれる。これにより、洗浄液供給経路７と廃液排出経路８との内部に、充填液５２が密封される（ステップＳ１０３）。

その後、トリガーバルブ９が上方（図３（ｂ）に示す、矢印Ｑ１の方向）に摺動移動することで、塗料供給経路３の出口部は開口されるとともに、供給部１１の弁体１４が、トリガーバルブ９によって上方へと押しやられ、供給部１１の貫通孔１１ｂが開口される。
即ち、支持部２内部に形成される空間２ａを介して、塗料供給経路３と供給部１１とが連通される（ステップＳ１０４）

塗料供給経路３と供給部１１とが連通されれば、該塗料供給経路３を介して塗料５１が供給部１１に供給され、塗料カートリッジ１０の内部に塗料５１が供給される（ステップＳ１０５）。つまり、分岐経路を構成する洗浄液供給経路７や廃液排出経路８の内部に充填液５２が充填された後に、トリガーバルブ９によって塗料供給経路３の出口部が開口され、該塗料供給経路３を介して塗料カートリッジ１０に塗料５１が供給される。

このとき、図３（ｃ）に示すように、洗浄液供給経路７や廃液排出経路８には充填液５２が満たされているため、塗料供給経路３内を流動する塗料５１の一部が、拡径部４ａから洗浄液供給経路７内や廃液排出経路８内に流出することもなく、供給部１１内に供給されることとなる。

つまり、図４に示すように、従来の塗料カートリッジ１０への塗料供給方法では、塗料供給経路３内を塗料５１が流動する前に、洗浄液供給経路７や廃液排出経路８に充填液５２（図３を参照）を充填することはなく（図４（ａ）を参照）、塗料カートリッジ１０を充填弁１に装着した後、直ちにトリガーバルブ９を作動させて、供給部１１の塗料を送り込んでいた。

その結果、図４（ｂ）に示すように、塗料供給経路３の拡径部４ａに到達した塗料５１の一部は、洗浄液供給経路７や廃液排出経路８に流れ出し、これら両供給経路７・８内に残留する空気は塗料５１によって圧縮され、両供給経路７・８内の略全領域に渡って、塗料５１が充填されることとなっていた。

このような、洗浄液供給経路７や廃液排出経路８の内部に充填された塗料５１については、その後、塗料カートリッジ１０に再び送り込まれることもなく、塗料ロスとなっていたが、本実施例における塗料供給方法によれば、このような塗料ロスをなくすことができ、経済的なのである。

なお、本実施例における充填液５２は、洗浄液供給経路７や廃液排出経路８への塗料５１の流出を確実に低減するべく、非圧縮性の液体を用いることが必要であり、例えば、洗浄液として用いられるシンナーなどが考えられるが、純水を用いることが好ましい。

即ち、塗料カートリッジ１０の供給部１１内に塗料５１を供給するときは、僅かな量ではあるが、塗料供給経路３の拡径部４ａとトリガーバルブ９のバルブ本体９ａとの隙間や、支持部２の内径部の底面と供給部１１の下端面との間の空間２ａなどに充填される充填液５２が、塗料５１に混入されることとなる。
このようなことから、本実施例における塗料５１が、静電塗装に用いられる水性塗料であることに鑑み、充填液５２は純水であることが好ましいのである。

塗料カートリッジ１０への塗料の供給が完了すれば、トリガーバルブ９は下方（図３（ｃ）に示す、矢印Ｑ２の方向）に摺動移動し、塗料供給経路３の出口部は塞がれるとともに、供給部１１の弁体１４が付勢手段１５によって下方へと押しやられ、供給部１１の貫通孔１１ｂが塞がれる。
つまり、塗料供給経路３と供給部１１との連通状態が遮断される（ステップＳ１０６）。

その後、洗浄バルブ２７と廃液バルブ２８とが移動し、洗浄液供給経路７と廃液排出経路８とがそれぞれ開口され、洗浄液供給経路７の前端部より洗浄液が供給される。供給された洗浄液は、塗料供給経路３の拡径部４ａに到達し、更に廃液排出経路８へと送られ、充填弁１の外部に排出される。
これによって、洗浄液は充填液５２を充填弁１の外部に押出して排出するとともに、塗料供給経路３と供給部１１との連通箇所、即ちトリガーバルブ９の上端部や、供給部１１の下端部や、支持部２の内径部などに付着した塗料を洗浄する。

そして、予め定められた量の洗浄液が、洗浄液供給経路７に供給された後は、圧縮空気が洗浄液供給経路７内に圧送され、これら洗浄液供給経路７や廃液排出経路８などの内部に残留する洗浄液（洗浄後の廃液としての洗浄液）が充填弁１の外部に排出される。

このように、洗浄液供給経路７への洗浄液の供給と圧縮空気の圧送とを行うことで、トリガーバルブ９の上端部や、供給部１１の下端部などに関する洗浄作業が実行される（ステップＳ１０７）。

そして、洗浄作業が完了すれば、塗料カートリッジ１０は充填弁１より離脱され（ステップＳ１０８）、別途空の状態となった塗料カートリッジ１０が再び充填弁１に装着される。

以上のように、本実施例における塗料供給方法は、塗料カートリッジ１０内に塗料を供給するための供給部１１に連通可能な塗料供給経路３と、前記供給部１１と前記塗料供給経路３との連通箇所近傍にて前記塗料供給経路３より分岐する分岐経路６と、前記塗料供給経路３における前記連通箇所の上流部に配設される、前記塗料供給経路３の開閉弁としてのトリガーバルブ９と、を有する充填弁１によって、塗料カートリッジ１０内に塗料を供給する塗料供給方法であって、前記分岐経路６の内部に充填液５２を充填した後に前記トリガーバルブ（開閉弁）９を開き、前記塗料供給経路３を介して前記塗料カートリッジ１０内に塗料を供給することとしている。

このような塗料供給方法を用いることで、本実施例においては、塗料カートリッジ１０への塗料５１の供給時に発生する塗料ロスを、他に機械的な遮断機構などを設けることもなく、安価かつ確実に低減することができるようになっている。

即ち、塗料ロスは、塗料供給経路３を介して塗料カートリッジ１０に塗料５１を供給するときに、一部の塗料５１が分岐経路６に流れ出すことによって発生する。
ここで、本実施例においては、他に機械的な遮断機構などを設けることもなく、塗料カートリッジ１０に塗料５１を供給する前に、分岐経路６内に充填液５２を充填することとしている。

このような比較的安価に実行可能な、分岐経路６内への充填液５２の充填を行うことで、塗料５１の分岐経路６内への流出を防止でき、塗料ロスの低減を図ることができるのである。

また、本実施例における塗料供給方法では、前記分岐経路６は、前記連通箇所を洗浄するための洗浄液と、洗浄後の廃液を排出するための圧縮空気と、を供給する洗浄液供給経路７と、前記連通箇所の洗浄後の廃液、及び前記圧縮空気を前記分岐経路６の外部に排出する廃液排出経路８と、から構成され、前記充填液５２は前記洗浄液供給経路７を介して供給されることとしている。

このように、本実施例における塗料供給方法では、洗浄液供給経路７と廃液排出経路８とに充填される充填液５２は、前記洗浄液供給経路７によって供給されることとしており、他に別途充填液５２の供給経路など設けることもなく、塗料カートリッジ１０への塗料５１の供給時に発生する塗料ロスの低減を、安価に実現することができる。

また、本実施例における塗料供給方法では、前記洗浄液供給経路７と廃液排出経路８とには、それぞれ各経路７・８の中途部を開閉する洗浄バルブ２７や廃液バルブ２８からなる開閉弁が配設され、前記洗浄液供給経路７と廃液排出経路８とに充填液５２が充填されると、前記洗浄バルブ２７及び廃液バルブ２８を閉じて前記充填液５２を洗浄液供給経路７及び廃液排出経路８の内部に密封し（ステップＳ１０３）、前記充填液５２の密封後に、前記塗料供給経路３を介して前記塗料カートリッジ１０に塗料を供給する（ステップＳ１０５）こととしている。

このような塗料供給方法を用いることで、本実施例においては、塗料カートリッジ１０への塗料５１の供給時に発生する塗料ロスを確実に低減することができるようになっている。

即ち、塗料カートリッジ１０への塗料５１の供給は、洗浄液供給経路７と廃液排出経路８とに充填された充填液５２を、これら両経路７・８に設けられる洗浄バルブ２７と廃液バルブ２８とによって確実に密封された後に実行することとしている。

従って、塗料供給経路３内に塗料５１が流動するときは、これら洗浄液供給経路７と廃液排出経路８との内部に充填される充填液５２が外部に漏れることもなく、前記塗料５１の一部が、これら両経路７・８内へ流れ出すことを確実に防ぐことができる。

また、本実施例における塗料供給方法では、前記充填液５２は純水からなることとしている。

このような性質からなる充填液５２を用いることで、本実施例においては、塗料カートリッジ１０に供給する塗料５１に対して悪影響を与えることなく、該塗料５１の供給時に発生する塗料ロスを確実に低減することができるようになっている。

即ち、本実施例における塗料５１は静電塗装に用いられる水性塗料であるところ、塗料カートリッジ１０に塗料５１を供給するときに、たとえ僅かな量の充填液５２が前記塗料５１に混入されても、前記塗料５１は化学反応などによる悪影響を受けないようになっている。

３塗料供給経路
６分岐経路
７洗浄液供給経路
８廃液排出経路
９トリガーバルブ（開閉弁）
１０塗料カートリッジ
１１供給部
２７洗浄バルブ
２８廃液バルブ
５２充填液

Claims

塗料カートリッジ内に塗料を供給するための供給部に連通可能な塗料供給経路と、
前記供給部と前記塗料供給経路との連通箇所近傍にて前記塗料供給経路より分岐する分岐経路と、
前記塗料供給経路における前記連通箇所の上流部に配設される、前記塗料供給経路の開閉弁と、
を有する充填弁によって、
塗料カートリッジ内に塗料を供給する塗料供給方法であって、
前記分岐経路の内部に充填液を充填した後に前記開閉弁を開き、前記塗料供給経路を介して前記塗料カートリッジ内に塗料を供給する、
ことを特徴とする塗料供給方法。
前記分岐経路は、
前記連通箇所を洗浄するための洗浄液と、洗浄後の廃液を排出するための圧縮空気と、を供給する洗浄液供給経路と、
前記連通箇所の洗浄後の廃液、及び前記圧縮空気を前記分岐経路の外部に排出する廃液排出経路と、
から構成され、
前記充填液は前記洗浄液供給経路を介して供給される、
ことを特徴とする、請求項１に記載の塗料供給方法。
前記洗浄液供給経路と廃液排出経路とには、それぞれ各経路の途中部を開閉する開閉弁が配設され、
前記洗浄液供給経路と廃液排出経路とに前記充填液が充填されると、前記開閉弁を閉じて前記充填液を洗浄液供給経路及び廃液排出経路の内部に密封し、
前記充填液の密封後に、前記塗料供給経路を介して前記塗料カートリッジに塗料を供給する、
ことを特徴とする、請求項２に記載の塗料供給方法。
前記充填液は純水からなる、
ことを特徴とする、請求項１乃至請求項３のうちのいずれか一項に記載の塗料供給方法。