JP4945970B2

JP4945970B2 - 塗料供給装置及びそれを備えた塗装システム

Info

Publication number: JP4945970B2
Application number: JP2005259891A
Authority: JP
Inventors: 雅彦杉山; 裕之三友
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2005-09-07
Filing date: 2005-09-07
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2025-09-07
Also published as: JP2007069133A

Description

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及びそれを備えた塗装システムに関する。

例えば自動車ボディに中塗りや上塗りなどの塗装を行う塗装装置には、塗装ガン等に塗料を供給する塗料供給装置が設けられている。この塗料供給装置として、サーキュレーションタイプやカートリッジタイプなどが従来から知られている。

サーキュレーションタイプの塗料供給装置は、塗料供給室と称される塗料貯蔵室と、当該塗料貯蔵室から十分な距離を隔てて設けられた塗装ブース内の塗装ガンとを、大型のサーキュレーション配管で接続し、この配管を介して、塗料貯蔵室から塗装ガンに塗料を供給している。このような構成の塗料供給装置では、塗色数に相当する数の配管が設けられている。

また、カートリッジタイプの塗料供給装置は、車体１台分の塗装に必要な量の塗料が充填される塗料カートリッジと、複数の塗料カートリッジが収納される保管装置と、当該保管装置から取り出した塗料カートリッジを塗装ロボットに装填するカートリッジ運搬装置と、を備えている。このような構成の塗料供給装置では、塗料カートリッジを塗装ロボットに自動的にセットすることにより、塗料の供給を実施している。

しかしながら、サーキュレーションタイプの塗料供給装置では、塗料貯蔵室から塗装ガンまでの距離が長いため、サーキュレーション配管内を循環させるのに多量の塗料を必要とする。そして、色替え時にピグを用いて前色の塗料を回収するが、サーキュレーション配管内のみ回収を行うため、枝管に残留した塗料を回収することが出来ず、塗料の廃棄ロスが大きかった。また、車輌品種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こととなるので、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、この点においても塗料の廃棄ロスが大きかった。

これに対し、カートリッジタイプの塗料供給装置では、塗料カートリッジを塗装ロボットに自動的にセットするために大掛かりな装置が必要であり、また大きな設置スペースが必要であるので、設備コストが増加するという問題がある。

本発明は、塗料の廃棄ロスを低減し、しかも設備コストが安価な塗料供給装置及びそれを備えた塗装システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明によれば、ピグが内部に挿入された塗料配管を有し、前記塗料配管内を流れる流体により前記ピグが前記塗料配管内を往復移動する塗料供給装置であって、前記塗料配管内に前記ピグを発射し、又は、前記塗料配管内を移動する前記ピグを捕捉する発着部が、前記塗料配管の両端に設けられ、前記発着部のうち少なくとも一方は、前記塗料配管に連通した主通路が内部に形成された発着部本体と、前記主通路内で前記ピグを捕捉する捕捉手段と、を有し、前記捕捉手段が前記ピグを捕捉した状態において、前記流体が前記ピグを超えて前記主通路内を通過可能であり、前記捕捉手段は、前記主通路の一部を開閉することが可能な開閉手段であり、前記開閉手段は、前記主通路の軸方向に対して直交する方向に沿って伸縮可能なストッパニードルを有する塗料供給装置が提供される。
また、上記目的を達成するために、本発明によれば、ピグが内部に挿入された塗料配管を有し、前記塗料配管内を流れる流体により前記ピグが前記塗料配管内を往復移動する塗料供給装置であって、前記塗料配管内に前記ピグを発射し、又は、前記塗料配管内を移動する前記ピグを捕捉する発着部が、前記塗料配管の両端に設けられ、前記発着部のうち少なくとも一方は、前記塗料配管に連通した主通路が内部に形成された発着部本体と、前記主通路内で前記ピグを捕捉する捕捉手段と、を有し、前記捕捉手段が前記ピグを捕捉した状態において、前記流体が前記ピグを超えて前記主通路内を通過可能であり、前記発着部本体には、前記主通路から分岐した副通路がさらに形成されており、前記副通路に分岐するために前記主通路に形成された開口部に、当該開口部の一部を閉塞するガードが設けられている塗料供給装置が提供される。

本発明では、ピグをサーキュレーション配管内に循環させる代わりに塗料配管内で往復移動させることにより、塗料供給装置の構造を簡素化する。これにより、塗料配管内に充填する塗料の量が半減するので、塗料の廃棄ロスを低減することができる。また、構造が比較的複雑になりがちな循環系を廃止することにより設備コストの低減を図ることが出来る。

さらに、本発明では、捕捉手段がピグを捕捉した状態において、流体がピグを超えて種通路内を通過可能な構成とすることにより、塗料配管の洗浄が双方向から可能になり洗浄性能が向上する。また、これによりピグ自体も洗浄し易くなる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の第１実施形態に係る塗料供給装置の全体構成を示すブロック図、図２は本発明の第１実施形態における第１のピグステーションを示す断面図、図３は図２においてIII方向から見た矢視図、図４Ａは図２に示す第１のピグステーションに用いられるストッパを示す正面図、図４Ｂは図４ＡのIVB-IVB線に沿った断面図、図５は本発明の第１実施形態における第２のピグステーションを示す断面図である。

本発明の第１実施形態に係る塗料供給装置１０は、図１に示すように、塗装ガン２及び塗料ポンプ３を有する塗装装置に供給する塗料を、多種類の塗料の中から選択するためのメインカラーチェンジバルブユニット（以下、メインＣＣＶとも称する。）１１を有しており、メインＣＣＶ１１から供給された塗料が塗料ポンプ３を介して塗装ガン２へと導かれるようになっている。

メインＣＣＶ１１は、マニホールド１１１に複数（同図では６個）の切替バルブ１１２ａ〜１１２ｆが設けられて構成されている。各切替バルブ１１２ａ〜１１２ｆには塗料が供給され、何れか一つの切替バルブ１１２ａ〜１１２ｆを選択することでマニホールド１１１内にその塗料が供給され、さらにその塗料が塗料ポンプ３を介して塗装ガン２に供給される。また、各切替バルブ１１２ａ〜１１２ｆは、塗料をマニホールド１１１に供給する弁のほかに、外部に廃液を行うダンプ弁をそれぞれ備えており、例えば洗浄時に洗浄液を外部に排出することが可能となっている。この各切替バルブ１１２ａ〜１１２ｆは、特に図示しない制御装置からの制御信号に基づいて開閉することが可能となっている。

塗料が供給される切替バルブ１１２ａ〜１１２ｆを代表して、図１には切替バルブ１１２ｆの詳細構造を示す。切替バルブ１１２ｆ以外の切替バルブ１１２ａ〜１１２ｅは、この切替バルブ１１２ｆと同じように構成することができ、またこれに替えて塗料タンクからのメイン供給配管を切替バルブ１１２ａ〜１１２ｅに直接接続しても良い。

代表的に示す切替バルブ１１２ｆは、図１及び図２に示すように、第１の塗料ホース１５Ａを介して、第１のピグステーション１３Ａの副通路１３１ｄに接続されている。第１のピグステーション１３Ａの主通路１３１ａの一端は、第２の塗料ホース１５Ｂを介して、洗浄用バルブユニット１２に接続されている。また、第１のピグステーション１３Ａの主通路１３１ａの他端は、第３の塗料ホース１５Ｃの一端に接続されている。第３の塗料ホース１５Ｃの他端は、第２のピグステーション１４Ａの主通路１４１ａの一端に接続されている。第２のピグステーション１４Ａの主通路１４１ａの他端は、第４の塗料ホース１５Ｄを介して、サブカラーチェンジバルブユニット（以下、サブＣＣＶとも称する。）１７に接続されている。そして、本実施形態では、第３の塗料ホース１５Ｃ内に、第１のピグステーション１３Ａと第２のピグステーション１４Ａとの間を往復移動可能にピグ１６が挿入されている。

第２の塗料ホース１５Ｂを介して第１のピグステーション１３Ａに接続された洗浄用バルブユニット１２は、マニホールド１２ａに、洗浄用エアを供給可能なエア供給用バルブ１２ｂと、洗浄液を供給可能な洗浄液供給用バルブ１２ｃと、外部に廃液するためのドレンバルブ１２ｄと、が設けられて構成されている。各バルブ１２ｂ〜１２ｄは、特に図示しない制御装置からの制御信号により開閉することが可能となっている。本実施形態では、この洗浄用バルブユニット１２が、特許請求の範囲における第１の洗浄手段に相当する。

第１のピグステーション１３Ａは、図２に示すように、略Ｔ字状の外形形状を有するステーション本体１３１と、第１〜第３の塗料ホース１５Ａ〜１５Ｃをステーション本体１３１の各端部に固定するためのキャップ１３２〜１３４と、第３の塗料ホース１５Ｃ内を移動するピグ１６を捕捉するためのストッパ１３５と、を備えている。

ステーション本体１３１は、主通路１３１ａ及び副通路１３１ｄが内部に形成されている。本実施形態では、主通路１３１ａの内径Ｄ１は、ストッパ１３５により捕捉されたピグ１６の脇をエアや洗浄液が通過可能なように、ピグ１６の外径Ｄ２より大きくなっている（Ｄ１＞Ｄ２）。また、第３の塗料ホース１５Ｃの内径Ｄ３は、ピグ１６による塗料の押出性及び洗浄性を確保するために、ピグ１６の外径Ｄ２以下となっている（Ｄ３≦Ｄ２）。従って、主通路１３１ａの内径Ｄ１は、第３の塗料ホース１５Ｃの内径Ｄ３よりも大きくなっている（Ｄ１＞Ｄ３）。

なお、第３の塗料ホース１５Ｃの内径Ｄ３をピグ１６の外径Ｄ２より若干大きくしても良く（Ｄ３＞Ｄ２）、この場合には、主通路１３１ａの内径Ｄ１が第３の塗料ホース１５Ｃの内径Ｄ３以上であることが好ましい（Ｄ１≧Ｄ３）。

副通路１３１ｄは、開口部１３１ｂを介して主通路１３１ａから分岐している。この開口部１３１ｂには、図３に示すように、当該開口部１３１ｂの一部を閉塞するように、主通路１３１ａの軸方向（ピグ１６の移動方向）に沿って開口部１３１ｂの周縁に架け渡された角柱状のガード１３１ｃが設けられている。このガード１３１ｃは、主通路１３１ａに開口部１３１ｂを加工する際に、開口部１３１ｂにおいて主通路１３１ａの内壁面の一部を残すことにより形成されている。このようなガード１３１ｄを設けることにより、主通路１３１ａを移動するピグ１６が開口部１３１ｂを介して副通路１３１ｄに落ち込んで、ピグ１６が開口部１３１ｂに引掛かったり、開口部１３１ｂの周縁に接触して傷付いたりするのを防止することが可能となっている。ガード１３１ｄは、ピグ１６の通過を阻害することがないように、主通路１３１ａの中央部に設けることが好ましい。

キャップ１３２〜１３４は、図２に示すように、ステーション本体１３１の各端部の表面に形成された雄ネジ部に螺合可能な雌ネジ部が形成されている。そして、主通路１３１ａの両端部及び副通路１３１ｄの端部に各塗料ホース１５Ａ〜１５Ｃを挿入した状態で各キャップ１３２〜１３４を取り付けることにより、各塗料ホース１５Ａ〜１５Ｃが固定される。この固定の際、第２の塗料配管１５Ｂ側の主通路１３１ａの端部とステーション本体１３１との間にストッパ１３５が介装されている。このストッパ１３５は、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、上下にそれぞれ抜き穴１３５ａが形成された円盤状の部材であり、各抜き穴１３５ａを通じて洗浄液やエアが通過することが可能になっていると共に、主通路１３１ａの一部を閉塞することによりピグ１６を主通路１３１ａ内に捕捉することが可能となっている。

第３の塗料ホース１５Ｃの他端に接続された第２のピグステーション１４Ａは、図５に示すように、円筒形状を有するステーション本体１４１と、第３及び第４の塗料ホース１５Ｃ、１５Ｄをステーション本体１４１の両端部に固定するためのキャップ１４２、１４３と、第３の塗料ホース１５Ｃ内を移動するピグ１６を主通路１４１ａ内で捕捉するためのストッパ１４４と、を備えている。

ステーション本体１４１は、主通路１４１ａが内部に形成されている。本実施形態では、主通路１４１ａの内径Ｄ４は、ストッパ１４４により捕捉されたピグ１６の脇を塗料やエア、洗浄液等が通過可能なように、ピグ１６の外径Ｄ２より大きくなっている（Ｄ４＞Ｄ２）。また、第３の塗料ホース１５Ｃの内径Ｄ３は、ピグ１６による塗料の押出性及び洗浄性を確保するために、ピグ１６の外径Ｄ２以下となっている（Ｄ３≦Ｄ２）。従って、主通路１４１ａの内径Ｄ４は、第３の塗料ホース１５Ｃの内径Ｄ３よりも大きくなっている（Ｄ４＞Ｄ３）。

なお、第３の塗料ホース１５Ｃの内径Ｄ３をピグ１６の外径Ｄ２より若干大きくしても良く（Ｄ３＞Ｄ２）、この場合には、主通路１４１ａの内径Ｄ４が第３の塗料ホース１５Ｃの内径Ｄ３以上であることが好ましい（Ｄ４≧Ｄ３）。

キャップ１４２、１４３は、図５に示すように、ステーション本体１４１の両端部の表面に形成された雄ネジ部に螺合可能な雌ネジ部が形成されている。そして、主通路１４１ａの端部に各塗料ホース１５Ｃ、１５Ｄを挿入した状態で各キャップ１４２、１４３を取り付けることにより、各塗料ホース１５Ｃ、１５Ｄが固定される。この固定の際、第４の塗料ホース１５Ｄとステーション本体１４１との間にストッパ１４４が介装されている。このストッパ１４４は、第１のピグステーション１３に用いられている図４Ａ及び図４Ｂに示すストッパ１３５と同一形状を有しており、抜き穴を通じて塗料やエア、洗浄液が通過することが可能になっていると共に、主通路１４１ａの一部を閉塞することによりピグ１６を主通路１４１ａ内に捕捉することが可能となっている。

図６Ａ〜図６Ｅは本発明の第１実施形態に係る塗料供給装置に用いることができる各種のピグを示す断面図である。

本実施形態において第３の塗料ホース１５Ｃ内に挿入されたピグ１６は、メインＣＣＶ１１側（第１のピグステーション１３Ａ）からサブＣＣＶ１７側（第２のピグステーション１４Ａ）に向かって移動することにより、この間に残留した前色塗料を塗料タンクに回収することが可能になっている。また、サブＣＣＶ１７側（第２のピグステーション１４Ａ）からメインＣＣＶ１１側（第１のピグステーション１３Ａ）に向かって移動することにより、第３の塗料ホール１５Ｃ内に付着した塗料や洗浄液等の付着物を掻き取って除去することが可能となっている。

本実施形態に係る塗料供給装置１０に用いて好ましいピグ１６としては、図６Ａ〜図６Ｅにそれぞれ示すように、環状に盛り上がっている前側盛上部１６１ａ〜１６１ｅを前端側に有すると共に、環状に盛り上がっている後側盛上部１６２ａ〜１６２ｅを後端側に有し、且つ、その進行方向に沿って実質的に前後対称な形状を有するピグ１６ａ〜１６ｅを挙げることができる。

これらのピグ１６ａ〜１６ｅの形状は、その進行方向に沿って実質的に前後対称な形状となっており、方向性のない形状となっているので、第３の塗料ホース１５Ｃ内を容易に往復移動することが可能となっている。

また、ピグ１６ａ〜１６ｅの前後端にそれぞれ盛上部１６１ａ〜１６１ｅ、１６２ａ〜１６２ｅを設けることにより、ピグ１６ａ〜１６ｅがメインＣＣＶ１１側（第１のピグステーション１３Ａ）からサブＣＣＶ１７側（第２のピグステーション１４Ａ）に向かって移動する際に後側盛上部１６１ａ〜１６１ｅが塗料を回収し、ピグ１６ａ〜１６ｅがサブＣＣＶ１７側（第２のピグステーション１４Ａ）からメインＣＣＶ１１側（第１のピグステーション１３Ａ）に向かって移動する際に前側盛上部１６２ａ〜１６２ｅが第３の塗料ホース１５Ｃ内に付着した付着物を掻き取って除去する。すなわち、サブＣＣＶ１７側に位置する後側盛上部１６１ａ〜１６１ｅが塗料回収用として機能し、メインＣＣＶ１１側に位置する前側盛上部１６２ａ〜１６２ｅが第３の塗料ホース１５Ｃ内の洗浄用として機能する。

さらに、ピグ１６ａでは、各盛上部１６１ａ、１６２ａを曲面状にすることにより、塗料回収用としてのシール性能の向上が図られている。これに対し、ピグ１６ｂ、１６ｃでは、各盛上部１６１ｂ、１６１ｃ、１６２ｂ、１６２ｃを進行方向に対して直立させることにより、洗浄用としての掻き取り性能の向上が図られている。また、ピグ１６ｄ、１６ｅでは、各盛上部１６１ｄ、１６１ｅ、１６２ｄ、１６２ｅの頂点を鈍角にすることにより、シール性能と掻き取り性能の両立が図られている。

第４の塗料ホース１５Ｄの他端に接続されたサブＣＣＶ１７は、メインＣＣＶ１１と同様のカラーチェンジバルブユニットであって、マニホールド１７１に複数（図１では５個）の切替バルブ１７２ａ〜１７２ｅが設けられて構成されている。切替バルブ１７２ａ、１７２ｂには塗料が供給され、何れか一方の切替バルブ１７２ａ、１７２ｂを選択することでマニホールド１７１内にその塗料が供給され、塗料ホースを介してメインＣＣＶ１１の切替バルブ１１２ｆへ供給される。各切替バルブ１７２ａ、１７２ｂに供給される塗料は、密閉された塗料タンク１８、１９内にそれぞれ収容され、このタンク１８、１９内をエア等で加圧することで、タンク１８、１９内の塗料を切替バルブ１７２ａ、１７２ｂへ圧送することが可能となっている。切替バルブ１７２ｃには洗浄用のエアが供給されるようになっており、エア供給用バルブとして用いられる。切替バルブ１７３ｄには洗浄液が供給されるようになっており、洗浄液供給用バルブとして用いられる。切替バルブ１７２ｅは、外部に廃液を行うためのドレンバルブとして用いられる。サブＣＣＶ１７の各切替バルブ１７２ａ〜１７２ｅは、特に図示しない制御装置からの制御信号により開閉することが可能となっている。本実施形態では、このサブＣＣＶ１７が、特許請求の範囲における第２の洗浄手段に相当する。

以上のような構成の塗料供給装置１０は、図７に示すように、例えば塗装ブースＢ内に設けられた複数の塗装ロボット４に対して１台ずつ設けられている。塗装ロボット４の先端には、エンドエフェクタとして塗装ガン２が設けられており、塗料供給装置１０からこの塗装ガン２に各色の塗料を供給することが可能となっている。塗装ロボット４に対して塗料供給装置１０を１台ずつ設けることにより、塗装システムの構成を簡素化することができる。

なお、本発明においては上記のような塗装システムの構成に限定されず、例えば、図８に示すように１台の塗料供給装置１０から複数（図８では２台）の塗装ロボット４に対して塗料を供給しても良く、或いは、図９に示すように１台の塗料供給装置１０から塗装ブースＢ内の全ての塗装ロボット４に対して塗料を供給するように構成しても良い。これにより、塗装システムの設置スペースや設備コストの削減を図ることが可能になると共に、塗料の仕込みや補充等に必要な工数を削減することが出来る。

以下に本発明の第１実施形態に係る塗料供給装置の動作について説明する。

図１０は本発明の第１実施形態に係る塗料供給装置における色替えの手順を示すフローチャート、図１１〜図１６は各ステップの状態を示すブロック図である。

先ず、図１１に示すように、塗料供給装置１０が前色（図１１ではＡ色）の塗料を供給している状態（図１０にてステップＳ１０）について説明する。加圧エアにより塗料タンク１８内のＡ色塗料が圧送されると、サブＣＣＶ１７の切替バルブ１７２ａ→マニホールド１７１→第４の塗料ホース１５Ｄ→第２のピグステーション１４Ａ→第３の塗料ホース１５Ｃ→第１のピグステーション１３Ａ→第１の塗料ホース１５Ａ→メインＣＣＶ１１の切替バルブ１１２ｆに至り、ここで塗料ポンプ３を作動させることにより、さらにＡ色塗料は、マニホールド１１１→塗料ポンプ３→塗装ガン２の順に送られ、被塗物に向かって吐出することとなる。この状態において、切替バルブ１７２ａ以外のサブＣＣＶ１７の切替バルブ１７２ｂ〜１７２ｅは全て閉状態に制御されている。また、メインＣＣＶ１１においても、切替バルブ１１２ｆ以外のバルブ１１２ａ〜１１２ｅは全て閉状態に制御されている。また、洗浄用バルブユニット１２では全てのバルブ１２ｂ〜１２ｄが閉状態に制御されている。

このＡ色塗料の塗装が終了して次色がＡ色以外の場合には、以下の手順に従って色替え操作が行われる。

先ず、図１０のステップＳ２０に示すようにＡ色塗料を回収する。図１２に示すように、Ａ色塗料の塗装完了の信号に基づいて、Ａ色塗料が収容された塗装タンク１８内の加圧を停止する。そして、メインＣＣＶ１１の切替バルブ１１２ｆを閉じると共に、洗浄用バルブユニット１２のエア供給用バルブ１２ｂを開けてエアを供給する。このエアの圧力により、第１のピグステーション１３Ａ内に収容されていたピグ１６が第３の塗料ホース１５Ｃ内を移動し、当該ホース１５Ｃ内に充填されていたＡ色塗料を塗料タンク１８に押し戻す。

次いで、ピグ１６が第２のピグステーション１４Ａに捕捉されたら、図１０のステップＳ３０に示すように、メインＣＣＶ１１側からサブＣＣＶ１７側に向かって塗料ホースを洗浄（逆洗浄）する。このステップＳ３０では、先ず、図１３に示すように、メインＣＣＶ１１の切替バルブ１１２ｆが備えるダンプ弁を開放すると共に、洗浄用バルブユニット１２のエア供給用バルブ１２ｂ及び洗浄液供給用バルブ１２ｃを交互に開閉する。これにより、洗浄用バルブユニット１２のマニホールド１２ａ→第２の塗料ホース１５Ｂ→第１のピグステーション１３Ａの主通路１３１ａ→副通路１３１ｄ→第１の塗料ホース１５Ａ→メインＣＣＶ１１の切替バルブ１１２ｆに至る経路が、エア及び洗浄液により洗浄される。

さらにこのステップＳ３０では、図１４に示すように、メインＣＣＶ１１の切替バルブ１１２ｆを閉じると共に、サブＣＣＶ１７の切替バルブ１７２ｅを開く。これにより、洗浄用バルブユニット１２のマニホールド１２ａ→第２の塗料ホース１５Ｂ→第１のピグステーション１３Ａ→第３の塗料ホース１５Ｃ→第２のピグステーション１４Ａ→第４の塗料ホース１５Ｄ→サブＣＣＶ１７のマニホールド１７１→切替バルブ１７２ｅに至る経路が、エア及び洗浄液により洗浄される。この際、第２のピグステーション１４Ａ内にピグ１６が捕捉されているが、主通路１４１の内径Ｄ４がピグ１６の外径Ｄ２よりも大きくなっている（Ｄ４＞Ｄ２）ので、洗浄液やエアがピグ１６の脇を通過することが可能となっている。なお、この逆洗浄ステップＳ３０は必須の工程ではなく、前色塗料回収ステップＳ２０が終了したら、この逆洗浄ステップＳ３０を行わずに、以下に説明する本洗浄ステップＳ４０に移っても良い。

次いで、図１０のステップＳ４０に示すように、サブＣＣＶ１７側からメインＣＣＶ１１側に向かって塗料ホースを洗浄（本洗浄）する。このステップＳ４０では、図１５に示すように、サブＣＣＶ１７の切替バルブ１７２ｅを閉じると共に、切替バルブ１７２ｃ、１７２ｄを交互に開閉する。また、洗浄用バルブユニット１２においてエア供給用バルブ１２ｂ及び洗浄液供給用バルブ１２ｃを閉じると共にドレンバルブ１２ｄを開ける。さらに、メインＣＣＶ１１において切替バルブ１１２ｆが備えるダンプ弁を開放する。これにより、サブＣＣＶ１７のマニホールド１７１→第４の塗料ホース１５Ｄ→第２のピグステーション１４Ａ→第３の塗料ホース１５Ｃ→第１のピグステーション１３Ａ→第２の塗料ホース１５Ｂ→洗浄用バルブユニット１２のマニホールド１２ａ→ドレンバルブ１２ｄに至る経路がエア及び洗浄液により洗浄されると共に、第１のピグステーション１３Ａから分岐して、第１の塗料ホース１５Ａ→メインＣＣＶ１１の切替バルブ１１２ｆに至る経路がエアや洗浄液により洗浄される。この際、サブＣＣＶ７の切替バルブ１７２ｃ、１７２ｄから交互に供給されるエアと洗浄液の圧力により、第２のピグステーション１４Ａに捕捉されていたピグ１６が発射され、第３の塗料ホース１５Ｃ内を移動し、第１のピグステーション１３Ａに捕捉される。このピグ１６の移動により、第３の塗料ホール１５Ｃ内に付着した塗料や洗浄液等の付着物を掻き取って除去する。エアと洗浄液による塗料ホースの洗浄が完了したら、サブＣＣＶ１７の切替バルブ１７２ｃから供給されるエアにより配管系内がエアパージされる。

次いで、図１０のステップＳ５０に示すように、次色（図１６ではＢ色）の塗料を充填する。図１６に示すように、サブＣＣＶ１７において切替バルブ１７２ｃ、１７２ｄを閉じると共に切替バルブ１７２ｂを開く。また、洗浄用バルブユニット１２においてダンプバルブ１２ｄを閉じると共に、メインＣＣＶ１１において切替バルブ１１２ｆのマニホールド１１１に続く弁を開く。そして、加圧エアにより塗料タンク１９内のＢ色塗料が圧送されると、サブＣＣＶ１７の切替バルブ１７２ｂ→マニホールド１７１→第４の塗料ホース１５Ｄ→第２のピグステーション１４Ａ→第３の塗料ホース１５Ｃ→第１のピグステーション１３Ａ→第１の塗料ホース１５Ａ→メインＣＣＶ１１の切替バルブ１１２ｆに至り、ここで塗料ポンプ３を作動させることにより、さらにＢ色塗料は、マニホールド１１１→塗料ポンプ３→塗装ガン２の順に送られ、被塗物に向かって吐出され、色替え操作が完了する。

図１７は本発明の第２実施形態に係る塗料供給装置の全体構成を示すブロック図、図１８は本発明の第２実施形態に係る塗料供給装置に用いられるピグステーションを示す断面図である。

本発明の第２実施形態に係る塗料供給装置１０’は、図１７に示すように、基本的な構成は第１実施形態に係る塗料供給装置１０と同様であり、ピグステーションの構成のみが第１実施形態に係る塗料供給装置１０と相違する。

本実施形態におけるピグステーション１３Ｂ、１４Ｂは、第１実施形態におけるピグステーション１３Ａ、１４Ａと比較して、ストッパ１３５、１４４の代わりに、ストッパニードル１３８、１３９、１４７、１４８を主通路１３１ａ、１４１ａ内に向かって昇降可能なニードルバルブ１３６、１３７、１４５、１４６を備えている。

第２のピグステーション１４Ｂを代表的に図１８に示すが、本実施形態では、ステーション本体１４１ａの上部に所定の間隔を空けてニードルバルブ１４５、１４６が設けられている。そして、各ニードルバルブ１４５、１４６は、ステーション本体１４１ａに形成された貫通穴１４１ｂに挿入されたストッパニードル１４７、１４８を、主通路１４１ａ内から出し入れすることが可能となっている。そして、ステーション本体１４１ａ内に移動したピグ１６を２つのストッパニードル１４７、１４８の間に挟み込むことにより、主通路１４１ａ内に捕捉することが可能となっている。このような伸縮可能なニードルストッパ１４７、１４８によりピグ１６を捕捉することにより、第１実施形態のような主通路１４１ａ上に恒久的にストッパ１４４が設置されている場合と比較して、ピグステーションにおける塗料溜まりが少なくなり、洗浄性が向上する。

図１９は本発明の第３実施形態に係る塗料供給装置の全体構成を示すブロック図である。本発明の第３実施形態では、メインＣＣＶ１１側のピグステーションとして、主通路１３１ａ上に恒久的にストッパ１３５が設けられた、第１実施形態と同様の第１のピグステーション１３Ａを用いる。また、サブＣＣＶ１７側のピグステーションとして、ニードルバルブ１３５、１３６を用いてピグ１６を捕捉する、第２実施形態と同様の第２のピグステーション１４Ｂを用いている。小型化が要求される塗装ロボット４側に、恒久的なストッパ１３５を用いたピグステーション１３Ａを採用し、比較的スペースに余裕のある塗料タンク１８、１９側に、駆動式のストッパ１３８、１３９を用いたピグステーション１４Ｂを採用することにより、ニーズに適合した塗装システムを構築することができる。

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。

例えば、一方のピグステーションのみを、上述に説明したピグを超えて流体が通過するものとして、他方のピグステーションは、従来のピグを超えて流体が通過しないものとしても良い。

図１は、本発明の第１実施形態に係る塗料供給装置の全体構成を示すブロック図である。図２は、本発明の第１実施形態における第１のピグステーションを示す断面図である。図３は、図２においてIII方向から見た矢視図である。図４Ａは、図２に示す第１のピグステーションに用いられるストッパを示す正面図である。図４Ｂは、図４ＡのIVB-IVB線に沿った断面図である。図５は、本発明の第１実施形態における第２のピグステーションを示す断面図である。図６Ａは、本発明の第１実施形態に係る塗料供給装置に用いることができるピグの一例を示す断面図である。図６Ｂは、本発明の第１実施形態に係る塗料供給装置に用いることができるピグの他の例を示す断面図である。図６Ｃは、本発明の第１実施形態に係る塗料供給装置に用いることができるピグのさらに他の例を示す断面図である。図６Ｄは、本発明の第１実施形態に係る塗料供給装置に用いることができるピグの別の例を示す断面図である。図６Ｅは、本発明の第１実施形態に係る塗料供給装置に用いることができるピグのさらに別の例を示す断面図である。図７は、本発明の第１実施形態に係る塗装システムを示す概略平面図である。図８は、本発明の第１実施形態に係る塗装システムの他の例を示す概略平面図である。図９は、本発明の第１実施形態に係る塗装システムのさらに他の例を示す概略平面図である。図１０は、本発明の第１実施形態に係る塗料供給装置における色替え手順を示すフローチャートである。図１１は、前色塗料を塗装している状態（前色塗装ステップ）を示すブロック図である。図１２は、前色塗料を回収している状態（前色塗料回収ステップ）を示すブロック図である。図１３は、メインＣＣＶからサブＣＣＶに向かって塗料ホースを洗浄している状態（逆洗浄ステップ）を示すブロック図（その１）である。図１４は、メインＣＣＶからサブＣＣＶに向かって塗料ホースを洗浄している状態（逆洗浄ステップ）を示すブロック図（その２）である。図１５は、サブＣＣＶからメインＣＣＶに向かって塗料ホースを洗浄している状態（本洗浄ステップ）を示すブロック図である。図１６は、塗料配管内に次色の塗料を充填している状態（次色塗料充填ステップ）を示すブロック図である。図１７は、本発明の第２実施形態に係る塗料供給装置の全体構成を示すブロック図である。図１８は、本発明の第２実施形態に係る塗料供給装置に用いられるピグステーションを示す断面図である。図１９は、本発明の第３実施形態に係る塗料供給装置の全体構成を示すブロック図である。

符号の説明

１…塗装システム
２…塗装ガン
３…塗料ポンプ
４…塗装ロボット
１０…塗料供給装置
１１…メインＣＣＶ
１１１…マニホールド
１１２ａ〜１１２ｆ…切換バルブ
１２…洗浄用バルブユニット
１２ａ…マニホールド
１２ｂ…エア供給用バルブ
１２ｃ…洗浄液供給用バルブ
１２ｄ…ドレンバルブ
１３Ａ、１３Ｂ…第１のピグステーション
１３１…ステーション本体
１３１ａ…主通路
１３１ｂ…開口部
１３１ｃ…ガード
１３１ｄ…副通路
１３２〜１３４…キャップ
１３５…ストッパ
１３５ａ…抜き穴
１３６、１３７…ニードルバルブ
１３８、１３９…ストッパニードル
１４Ａ、１４Ｂ…第２のピグステーション
１４１…ステーション本体
１４１ａ…主通路
１４１ｂ…貫通穴
１４２、１４３…キャップ
１４４…ストッパ
１４５、１４６…ニードルバルブ
１４７、１４８…ストッパニードル
１５Ａ〜１５Ｄ…第１〜第４の塗料ホース
１６、１６ａ〜１６ｅ…ピグ
１６１ａ〜１６１ｅ…後側盛上部
１６２ａ〜１６２ｅ…前側盛上部
１７…サブＣＣＶ
１７１…マニホールド
１７２ａ〜１７２ｅ…切換バルブ
１８、１９…塗料タンク
Ｂ…塗装ブース
Ｄ１、Ｄ４…主通路の内径
Ｄ２…ピグの外径
Ｄ３…第３の塗料ホースの内径

Claims

ピグが内部に挿入された塗料配管を有し、前記塗料配管内を流れる流体により前記ピグが前記塗料配管内を往復移動する塗料供給装置であって、
前記塗料配管内に前記ピグを発射し、又は、前記塗料配管内を移動する前記ピグを捕捉する発着部が、前記塗料配管の両端に設けられ、
前記発着部のうち少なくとも一方は、
前記塗料配管に連通した主通路が内部に形成された発着部本体と、
前記主通路内で前記ピグを捕捉する捕捉手段と、を有し、
前記捕捉手段が前記ピグを捕捉した状態において、前記流体が前記ピグを超えて前記主通路内を通過可能であり、
前記捕捉手段は、前記主通路の一部を開閉することが可能な開閉手段であり、
前記開閉手段は、前記主通路の軸方向に対して直交する方向に沿って伸縮可能なストッパニードルを有する塗料供給装置。
ピグが内部に挿入された塗料配管を有し、前記塗料配管内を流れる流体により前記ピグが前記塗料配管内を往復移動する塗料供給装置であって、
前記塗料配管内に前記ピグを発射し、又は、前記塗料配管内を移動する前記ピグを捕捉する発着部が、前記塗料配管の両端に設けられ、
前記発着部のうち少なくとも一方は、
前記塗料配管に連通した主通路が内部に形成された発着部本体と、
前記主通路内で前記ピグを捕捉する捕捉手段と、を有し、
前記捕捉手段が前記ピグを捕捉した状態において、前記流体が前記ピグを超えて前記主通路内を通過可能であり、
前記発着部本体には、前記主通路から分岐した副通路がさらに形成されており、
前記副通路に分岐するために前記主通路に形成された開口部に、当該開口部の一部を閉塞するガードが設けられている塗料供給装置。
前記捕捉手段は、前記主通路の一部を閉塞するように設けられたストッパである請求項２記載の塗料供給装置。
前記捕捉手段は、前記主通路の一部を開閉することが可能な開閉手段である請求項２記載の塗料供給装置。
前記発着部の主通路の内径は、前記塗料配管の内径以上である請求項１〜４の何れかに記載の塗料供給装置。
前記ピグは、前記塗料配管の一端から他端へ移動することにより、前記塗料配管内に充填された塗料を押し戻し、前記塗料配管の他端から一端へ移動することにより、前記塗料配管内に付着した付着物を掻き取って除去する請求項１〜５の何れかに記載の塗料供給装置。
前記ピグは、前端側及び後端側にそれぞれ環状に盛り上がっている盛上部を持ち、且つ、前記ピグの進行方向に沿って実質的に前後対称な形状を有する請求項１〜６の何れかに記載の塗料供給装置。
前記塗料配管の一端から他端に向かって前記塗料配管を洗浄する第１の洗浄手段と、
前記塗料配管の他端から一端に向かって前記塗料配管を洗浄する第２の洗浄手段と、をさらに備えた請求項１〜７の何れかに記載の塗料供給装置。
請求項１〜８の何れかに記載の塗料供給装置と、
前記塗料供給装置から供給された塗料を被塗物に塗布する塗装装置と、を備えた塗装システム。