JP5003207B2 - 取付部材 - Google Patents

Description

本発明は、自動車塗装ラインにおいて塗色を切り替える際に塗料タンクに塗料を回収することが可能な塗料供給装置に、圧力センサ等の装着物を取り付けるための取付部材に関する。

自動車の塗装ライン等で用いられている塗料供給装置は、各色の塗料が仕込まれた塗料タンクと、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ユニット）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、ポンプ及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ユニットを切り替えることで、車輌仕様に応じた塗色の塗料を吹き付ける。

こうした塗料供給装置において、例えば、圧力センサを用いて塗料の圧力を計測しようとすると、防爆型のものを用いる必要がある。一般的に、防爆型の圧力センサの感圧面は塗料配管の内径よりも大きな直径を有している。そのため、感圧面近傍の空洞部の断面積が塗料配管の断面積と比較して大きくなり、当該空洞部内での塗料や洗浄液の流速が遅くなるので、通常の塗料配管と同様の洗浄条件では、空洞部内から顔料を完全に除去することができない。例えば、アルミフレークを含むメタリック塗料を塗装した後に黒色塗料を塗装した場合に、塗装後の塗膜表面にアルミフレークが混入して塗膜欠陥となる場合がある。このような塗膜欠陥を防止するために、空洞部内を何度も洗浄する必要があり、多量の洗浄液を必要とすると共に洗浄時間が非効率なものとなっていた。

このような問題に対し、液溜まり部をできる限り少なくするために、空洞部を単純な円筒形状としたものが従来から知られている。しかしながら、このような形状では、流入路と流出路との間の最短経路を流体が最も速く流れてしまい、空洞部において中央部分と壁面側とで洗浄時間が相違するため、空洞部の中央部分のみが十分に洗浄され、空洞部の壁面側が未洗浄の部分が残る場合がある。

一方、空洞部に連通する流入路を複数設け、空洞部内に洗浄液の旋回流が形成されるような角度で各流入路を配置したものが従来から知られている。また、空洞部に連通する流出口を空洞部の中央に設けて洗浄液を回収し易くしたものが従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、前者においては、空洞部の壁面に沿った流速が速くなると、比較的重たい顔料が遠心分離の作用で壁面側に寄ってしまうという欠点がある。また、後者においては、洗浄液が、流入路と流出路との間の最短距離を流れてしまい、他の部分には乱流による洗浄しか期待できないという欠点がある。いずれの場合にも、空洞部内を確実に洗浄することができないおそれがある。

特開平０５−２８５４２４号公報

本発明は、空洞部内に溜まっている流体を確実に洗浄することが可能な取付部材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、内部を流体が流通可能な被装着物に、前記流体に装着物の一部を接触させた状態で、前記装着物を取り付けるための取付部材であって、前記装着物の少なくとも一部が挿入される空洞部と、前記空洞部に連通している流入路及び流出路と、を備え、前記流入路及び前記流出路は、前記空洞部の両端にそれぞれ配置されており、前記空洞部において前記装着物に対向する底面は、前記装着物において前記空洞部に露出している露出面と前記底面との間の距離が、前記底面の径方向に沿って中央に向かうに従って狭くなる形状を有し、前記装着物の挿入方向から見た、前記流入路から前記流出路に向かう方向に対して直交する方向に沿った前記空洞部の最大幅は、前記流入路の内径よりも大きく且つ前記流出路の内径よりも大きい取付部材が提供される。

本発明では、装着物の一部が挿入される空洞部の両端に、流入路及び流出路をそれぞれ配置し、空洞部の底面を、装着物の露出面と底面との距離が径方向に沿って中央に向かうに従って狭くなるような形状とする。

流入路から流出路までの距離が短い中央部分における底面と露出面との間の距離を狭めることで、この部分を通過する流体の流速を相対的に遅くすることができる。これに対し、流入路から流出路までの距離が長い空洞部の壁面側では、底面と露出面との間の距離が相対的に広がるので、この部分を通過する流体の流速を相対的に速くすることができる。このため、空洞部において壁面側と中央部分とをほぼ同じ時間で洗浄することができ、空洞部の壁面側が未洗浄の部分がなくなるので、空洞部内に溜まっている流体を確実に洗浄することが可能となる。

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は本実施形態に係る塗料供給装置の受け側ピグステーションを示す断面図、図３Ａ及び図３Ｂは本実施形態におけるセンサベースを示す図、図４は本発明の他の実施形態におけるセンサベースを示す断面図、図５は本発明のさらに他の実施形態におけるセンサベースを示す断面図、図６Ａ及び図６Ｂは本実施形態に係るピグを示す図、図７は本実施形態に係る塗料供給装置の送り側ピグステーションを示す断面図、図８は本実施形態に係る塗装システムを示す概略平面図である。

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、例えばエア霧化式塗装機や回転霧化式塗装機から構成される塗装ガン２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２０（以下、メインＣＣＶ２０と称する。）を有しており、メインＣＣＶ２０から供給された塗料が塗装ガン２へ導かれるようになっている。

メインＣＣＶ２０は、マニホールド２１及び複数の第１の三方弁２２から構成されており、各第１の三方弁２２の第１のポートがマニホールド２１に接続されている。各三方弁２２の第２のポートは、塗料が供給されるように受け側ピグステーション３０（後述）に接続されている。また、各三方弁２２の第３のポートは、圧力を開放したり、廃液を行うための第１のダンプ弁２３に接続されている。メインＣＣＶ２０では、複数の第１の三方弁２２のうちの一つを選択することで、マニホールド２１内にその塗料が供給され、さらに塗装ガン２においてトリガバルブ（不図示）を開放することで、その塗料が被塗物に対して吐出されるようになっている。各第１の三方弁２２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動作するようになっている。

なお、図１では、一つの第１の三方弁２２しか図示しておらず、以下において複数の第１の三方弁を代表してこの三方弁２２について詳細に説明する。因みに、図示された第１の三方弁２２以外のものは、当該第１の三方弁２２と同じように構成しても良く、或いは、塗料タンクからメイン供給配管を直接接続しても良い。

第１の三方弁２２は、図１に示すように、第１のセンサベース３２に形成された流出路３２ｆ（図２参照）に第１のポートが連通するように、塗料ホースを介して受け側ピグステーション３０の第１のセンサベース３２に接続されている。

第１のセンサベース３２は、図２に示すように、受け側ピグステーション３０のステーション本体３１に固定されており、この第１のセンサベース３２には第１の圧力センサ３３が取り付けられている。

第１の圧力センサ３３は、略円柱形状を有しており、図２及び図３Ａに示すように、圧力を計測するための感圧面３３ａが上面に設けられていると共に、第１の圧力センサ３３を第１のセンサベース３２に固定するために第１のセンサベース３２の雌ネジ部３２ｄと螺合可能な雄ネジ部３３ｂが側面下部に形成されている。

この第１の圧力センサ３３は、図１に示すように、その検出結果を送信可能なように、ケーブルを介して判断装置７０に接続されている。この判断装置７０はＣＰＵ等を備えており、第１及び第２の圧力センサ３３，４４の検出結果に基づいて、ピグ９０の位置を判断することが可能となっている。なお、判断装置７０による具体的な判断手法については後述する。判断装置７０により判断されたピグ９０の位置は、モニタ等から構成される報知装置８０に表示される。また、ピグ９０が所定位置に存在しないような不具合情報等も報知装置８０により報知される。

第１のセンサベース３２は、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、ベース本体３２ａに、第１の圧力センサ３３の一部を挿入可能な空洞部３２ｂと、この空洞部３２ｂにそれぞれ連通している流入路３２ｅ及び流出路３２ｆと、が形成されて構成されている。空洞部３２ｂは、第１の圧力センサ３３を挿入可能な円筒形状を有しており、第１の圧力センサ３３が第１のセンサベース３２に取り付けられると、感圧面３３ａが空洞部３２ｂ内に臨んで、空洞部３２ａの底面３２ｃに対向するようになっている。この底面３２ｃは、第１の圧力センサ３３側に向かって突出している円錐形状で構成されている。また、空洞部３２ｂの側壁面には、第１の圧力センサ３３の雄ネジ部３３ｂと螺合可能な雌ネジ部３２ｄが形成されている。

このように、本実施形態では、第１の圧力センサ３３がフラットな感圧面３３ａを有する場合に空洞部３２ｂの底面３２ｃを円錐形状とすることで、空洞部３２ｂの中央部分では、底面３２ｃと感圧面３３ａとの間の距離が狭まり、この部分を通過する洗浄液（図３Ｂの符号Ｌ２）の流速が相対的に遅くなるのに対し、空洞部３２ｂの壁面側では、底面３２ｃと感圧面３３ａとの間の距離が相対的に広くなり、この部分を通過する洗浄液（図３Ｂの符号Ｌ１）の流速が相対的に速くなるので、空洞部３２ｂにおいて洗浄液の通過する距離が異なる壁面側と中央部分とをほぼ同じ時間で洗浄することができる。このため、空洞部３２ｂの壁面側に未洗浄の部分がなくなるので、空洞部３２ｂ内に溜まっている塗料を確実に洗浄することが可能となる。

底面３２ｃの円錐面は、第１の圧力センサ３３の感圧面３３ａに対して、傾斜角度αで傾斜しており、この傾斜角度αは２°≦α≦３０°であることが好ましい。傾斜角度αを２°未満とすると（α＜２°）、円錐形状がほぼ平面に近い形状となってしまい、空洞部３２ｂの中央部分において、底面３２ｃと感圧面３３ａとの間の距離を十分に狭めることができず、空洞部３２ｂの壁面側に未洗浄の部分が発生してしまう。一方、傾斜角度αを３０°より大きくすると（α＞３０°）、円錐形状が小さくなって空洞部３２ｂの容積が増加するため、塗料の残存量や洗浄液の使用量が増加してしまう。この傾斜角度αは、空洞部３２ｂ内を流通する塗料の粘度等の特性に応じて適宜設定することができる。また、底面３２ｃの頭頂部及び円周端分には、洗浄性を向上させるために、適度な丸み（アール）を持たせることが好ましい。

空洞部３２ｂの両端には、流入路３２ｅ及び流出路３２ｆが開口している。流入路３２ｅは、ステーション本体３１の内部に形成された第１の副通路３１ｂに連通している。流出路３２ｆは、塗料ホースを介して、メインＣＣＶ２０の第１の三方弁２２の第２のポートに接続されている。なお、空洞部３２ｂにおける流入路３２ｅ及び流出路３２ｆの開口位置は、底面３２ｃの両端であっても良く、或いは、空洞部３２ｂの側壁面であっても良い。また、底面３２ｃの両端に流入路３２ｅ及び流出路３２ｆが開口する場合には、底面３２ｃの円周端部のみに限定されず、底面３２ｃの円周端部から中心側に若干偏っていても良い。さらに、流入路３２ｅの空洞部３２ｂへの入射角度は、感圧面３３ａに対して実質的に直交する角度であることが好ましいが、感圧面３３ａに傾斜した角度であっても良い。流入路３２ｅの入射角を傾斜させる場合には、流入路の入射軸が感圧面３３ａの中心軸に交差するように設定することが好ましく、これにより空洞部３２ｂ内に旋回流が発生するのを防止することができる。流出路３２ｆについても同様に、感圧面３３ａに対して実質的に直交する角度であることが好ましいが、感圧面３３ａに対して傾斜した角度としても良い。

なお、本発明においては、空洞部３２ｂの底面３２ｃを凸状の円錐形状とすることに限定されず、底面３２ｃと感圧面３３ａとの間に距離が、空洞部３２ｂの径方向に沿って中央に向かうに従って狭くなるような形状を、底面３２ｃが備えていれば良い。例えば、第１の圧力センサ３３の感圧面３３ａが空洞部３２ｂの底面３２ｃに向かって突出するような円錐形状を有している場合には、その円錐形状の頂角に応じて、空洞部３２ｂの底面３２ｃを、図４に示すように凹状の円錐形状としたり、図５に示すように凸状の円錐形状として、空洞部３２ｂの中央部分における底面３２ｂと感圧面３３ａとの間の距離を狭めても良い。

図２に戻り、ステーション本体３１の第１の副通路３１ｂは、当該ステーション本体３１内に形成された主通路３１ａから分岐している。この主通路３１ａの一方の端部には、ピグ９０が往復移動可能に挿入された塗料ホース５０の一方の端部が、キャップ３１ｃにより固定されており、塗料ホース５０の内孔と、ステーション本体３１の主通路３１ａとが連通している。

ここで、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、本実施形態に係るピグ９０は、両端近傍の２箇所が拡径した略円柱形状を有しており、後述するピグステーション３０，４０のピグ受け面３４ｂ，４６２ｂに当接して第２の副通路３４ａ，４６２ｃを封鎖する第１のシール部９１と、塗料ホース５０の内壁面に密着する第２のシール部９２と、を有している。

第１のシール部９１は、ピグ９０の両端面から構成されており、その円形状の縁部がピグ受け面３４ｂ，４６２ｂに密着することで、第２の副通路３４ａ，４６２ｃを封鎖するようになっている。

第２のシール部９２は、ピグ９０において拡径した部位から構成されている。この第２のシール部９２の外形Ｄ１は、塗料ホース５０の内径Ｄ２（図２参照）と実質的に同一となっており（Ｄ１＝Ｄ２）、ピグ９０が塗料ホース５０内を移動することで、塗料ホース５０内に残留している塗料等を第２のシール部９２が掻き取るようになっている。

第１のシール部９１と第２のシール部９２をピグ９０において異なる部位に設けることで、各シール部９１，９２の磨耗を遅らせてピグ９０の長寿命化を図ることができる。

図２に示すように、ステーション本体３１の主通路３１ａは、ピグ９０の外径Ｄ１よりも相対的に大きな内径Ｄ３を有しており（Ｄ３＞Ｄ１）、主通路３１ａ内にピグ９０を保持したままの状態で、主通路３１ａ内に流体を流通させることが可能となっている。

ステーション本体３１の他方の端部には、マニホールド３４が固定されており、ステーション本体３１の主通路３１ａと、マニホールド３４内に形成された第２の副通路３４ａとが連通している。図２に示すように、第２の副通路３４ａの内径Ｄ４は、主通路３１ａの内径Ｄ３よりも相対的に小さく（Ｄ４＜Ｄ３）、且つ、ピグ９０の外径Ｄ１よりも相対的に小さくなっている（Ｄ４＜Ｄ１）。このため、塗料ホース５０を通って受け側ピグステーション３０に移動してきたピグ９０が当接して停止するためのピグ受け面３４ｂが、マニホールド３４におけるステーション本体３１側の端面により構成されている。本実施形態では、このピグ受け面３４ｂは、第２の副通路３４ａの開口周囲に形成された凹状の球面形状で構成されている。

ピグ受け面３４ｂを球面形状とする共に、ピグ９０の第１のシール部９１が円形状の縁部を有することで、ピグ受け面３４ｂに対するピグ９０の当接角度に関わらず、第２の副通路３４ａを確実に封鎖することが可能となっている。これにより、本実施形態では、配管系内に圧力が正確に変動するため、ピグに埋め込んだ磁石を用いた従来のピグ位置検出に代えて、防爆型圧力センサを用いたピグ位置検出が可能となり、塗料供給装置のコストダウンを図るとともに、装置構造を単純にすることができる。

図１に示すように、ステーション本体３１の他端に固定されたマニホールド３４には、洗浄液を供給可能な第１の洗浄液供給用バルブ３５ａと、加圧エアを供給可能な第２のエア供給用バルブ３５ｂと、外部に廃液するための第２のダンプ弁３５ｃと、が設けられている。それぞれの弁３５ａ〜３５ｃは、特に図示しない制御装置からの制御信号により開閉動作することが可能となっている。

図７に示すように、塗料ホース５０の他方の端部には、送り側ピグステーション４０のステーション本体４１の一方の端部が、キャップ４１ｄにより固定されており、塗料ホース５０の内孔とステーション本体４１内に形成された主通路４１ａとが連通している。主通路４１ａは、ピグ９０の外径Ｄ１よりも相対的に大きな内径Ｄ５を有しており（Ｄ５＞Ｄ１）、主通路４１ａ内にピグ９０を保持したままの状態で、主通路４１ａ内に流体を流通させることが可能となっている。

図７に示すように、ステーション本体４１には第２のセンサベース４３が固定されており、この第２のセンサベース４３には第２の圧力センサ４４が取り付けられている。

第２の圧力センサ４４は、第１の圧力センサ３３と同様に、図７に示されるように、略円柱形状を有しており、圧力を計測するための感圧面４４ａが下面に設けられていると共に、第２の圧力センサ４４を第２のセンサベース４３に固定するために第２のセンサベース４３の雌ネジ部４３ｄと螺合可能な雄ネジ部が側面下部に形成されている。この第２の圧力センサ４４は、第１の圧力センサ３３と同様に、検出結果を送信可能なように、ケーブルを介して判断装置７０に接続されている。

第２のセンサベース４３は、第１のセンサベース３２と同様に、ベース本体４３ａに、第２の圧力センサ４４の一部を挿入可能な空洞部４３ｂと、この空洞部４３ｂにそれぞれ連通している流入路４３ｅ及び流出路４３ｆと、が形成されて構成されている（図３Ａ及び図３Ｂ参照）。空洞部４３ｂは、第２の圧力センサ４４を挿入可能な円筒形状を有しており、第２の圧力センサ４４が第２のセンサベース４３に取り付けられると、感圧面４４ａが空洞部４３ｂ内に臨んで、空洞部４３ｂの底面４３ｃに対向するようになっている。この底面４３ｃは、第２の圧力センサ４３側に向かって突出している円錐形状で構成されている。また、空洞部４３ｂの側壁面の上部には、第２の圧力センサ４４の雄ネジ部４４ｂと螺合可能な雌ネジ部４３ｄが形成されている。なお、底面４３ｃの円錐面は、第２の圧力センサ４４の感圧面４４ａに対して、傾斜角度αで傾斜しており、この傾斜角度αは２°≦α≦３０°であることが好ましい。

このように、本実施形態では、第１の圧力センサ４４がフラットな感圧面４３ａを有する場合に空洞部４３ｂの底面４３ｃを円錐形状とすることで、空洞部４３ｂの中央部分では、底面３２ｃと感圧面４４ａとの間の距離が狭まり、この部分を通過する洗浄液（図３Ｂの符号Ｌ１）の流速が遅くなるのに対し、空洞部４３ｂの壁面側では、底面４３ｃと感圧面４４ａとの間の距離が相対的に広くなり、この部分を通過する洗浄液（図３Ｂの符号Ｌ２）の流速が相対的に速くなるので、空洞部４３ｂにおいて洗浄液の通過する距離の異なる壁面側と中央部分とをほぼ同じ時間で洗浄することができる。このため、空洞部４３ｂの壁面側に未洗浄の部分がなくなるので、空洞部４３ｂ内に溜まっている塗料を確実に洗浄することができる。

空洞部４３ｂの両端には、流入路４３ｅ及び流出路４３ｆが開口している。流出路４３ｅは、図７に示すように、主通路４１ａから分岐している第１の副通路４１ｂに連通している。流出路４３ｆは、図１に示すように、第２のセンサベース４３の通路４３ａには、外部に廃液するための第３のダンプ弁４５が接続されている。

図７に戻り、本実施形態では、ステーション本体４１に、例えばエアシリンダ等から構成されるストッパ４２が固定されており、ステーション本体４１の側面に形成された貫通孔４１ｃを介して、ストッパピン４２ａが主通路４１ａ内に進退移動させることが可能となっている。このストッパピン４２ａが主通路４１ａ内に進出した場合には、ピグ９０の移動を遮り、ストッパピン４２ａが主通路４１ａから退出した場合には、ピグ９０の移動が可能となるようになっている。

ステーション本体４１の他方の端部には、ピグ９０を送り側ピグステーション４０内から取り出すための着脱部４６が固定されている。この着脱部４６は、図７に示すように、ステーション本体４１に固定された第１の着脱部材４６１と、サブカラーチェンジバルブユニット４７（以下、サブＣＣＶ４７と称する。）の端部に固定された第２の着脱部材４６２と、これら第１の着脱部材４６１と第２の着脱部材４６２とを連結するためのクランプ４６３と、から構成されている。

第１の着脱部材４６１は、フランジ部４６１ａを持つ略円盤形状を有しており、ステーション本体４１の主通路４１ａと同一の内径Ｄ５を有する通路４６１ｂがその中心に形成されている。この第１の着脱部材４６ａは、主通路４１ａと通路４６１ｂとが連通するように、ステーション本体４１に固定されている。

第２の着脱部材４６２も同様に、フランジ部４６２ａを持つ略円盤形状を有しており、その中心に第２の副通路４６２ｃが形成されている。この第２の副通路４６２ｃの内径Ｄ６は、主通路４１ａの内径Ｄ５よりも相対的に小さく（Ｄ６＜Ｄ５）、且つ、ピグ９０の外径Ｄ１よりも相対的に小さくなっている（Ｄ６＜Ｄ１）。このため、塗料ホース５０を通って送り側ピグステーション４０に移動してきたピグ９０が当接して停止するためのピグ受け面４６２ｂが、第２の着脱部材４６２において第１の着脱部材４６１と対向する端面により構成されている。本実施形態では、このピグ受け面４６２ｂは、上述したピグ受け面３４ｂと同様に、第２の副通路４６２ｃの開口周囲に形成された凹状の球面形状で構成されている。

ピグ受け面４６２ｂを球面形状とする共に、ピグ９０の第１のシール部９１が円形状の縁部を有することで、ピグ受け面４６２ｂに対するピグ９０の当接角度に関わらず、第２の副通路４６２ｃを確実に封鎖することが可能となっている。これにより、本実施形態では、配管系内に圧力が正確に変動するため、ピグに埋め込んだ磁石を用いた従来のピグ位置検出に代えて、防爆型圧力センサを用いたピグ位置検出が可能となり、塗料供給装置のコストダウンを図るとともに、装置構造を単純にすることができる。

第１の着脱部材４６１と第２の着脱部材４６２とは、第２の着脱部材４６２の位置決めピンを第１の着脱部材４６１の位置決め穴に挿入して、相互に密着させた状態でそれぞれのフランジ部４６１ａ，４６２ａをクランプ４６３で挟み込むことで、着脱自在に連結されている。なお、このように連結された状態において、第１の着脱部材４６１の通路４６１ｂと、第２の着脱部材４６２の第２の副通路４６２ｂとが連通しており、第１の着脱部材４６１の通路４６１ｂの終点に、第２の着脱部材４６２に形成されたピグ受け面４６２ｂが位置している。

サブＣＣＶ４７は、図１に示すように、着脱部４６に固定されたマニホールド４８と、塗料タンクから塗料が供給される第１〜第５の切換バルブ４９ａ〜４９ｅと、を備えており、何れか一つの切換バルブ４９ａ〜４９ｅを選択することで、マニホールド４８内に形成された通路４８ａにその塗料が供給されるようになっている。さらに、この通路４８ａは、図７に示すように、着脱部４６の第２の副通路４６２ｃに連通しており、サブＣＣＶ４７から着脱部４６を介して主通路４１ａに塗料が供給されるようになっている。

図１に戻り、このサブＣＣＶ４７は、洗浄液を供給可能な第２の洗浄液供給用バルブ４９ｆと、加圧エアを供給可能な第２のエア供給用バルブ４９ｇと、外部に廃液するための第４のダンプ弁４９ｈと、をさらに備えている。それぞれの弁４９ａ〜４９ｈは、特に図示しない制御装置からの制御信号により開閉動作することが可能となっている。

第１〜第５の切換バルブ４９ａ〜４９ｅに供給される塗料６１ｂは、密閉された塗料タンク６１内にそれぞれ収容されている。また、各塗料タンク６１には第２の三方弁６１ａの第１のポートが接続されている。この第２の三方弁６１ａの第２のポートには、加圧エアが供給されるようになっており、第２の三方弁６１ａの第３のポートを介してこの加圧エアを開放することが可能となっている。この第３のポートを閉じることで、第２のポートから加圧エアが、密閉された塗料タンク６１に供給され、第１のポートから第１の切換バルブ４９ａに向かって塗料が圧送されるようになっている。これに対し、第３のポートを開放することで、第２のポートから供給される加圧エアが開放され、塗料ホース５０から塗料タンク６１に向かって塗料を回収することが可能な状態となる。なお、図１には、第１の切換バルブ４９ａのみに塗料タンク６１及び第２の三方弁６１ａが接続されているが、実際には、第２〜第５の切換バルブ４９ｂ~４９ｅにも塗料タンク６１及び第２の三方弁６１ａが接続されている。

以上のような構成の塗料供給装置１０は、図８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台ずつ設けられて塗装システムを構成している。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。

なお、本発明においては上記のような塗装システムに限定されず、例えば、複数の塗装ロボット４に対して１台の塗料供給装置１０を割り当てても良い。

以下に、本実施形態に係る塗料回収方法を、塗料供給装置１０の色替え手順に従って説明する。

図９は本実施形態における塗料回収方法を示すフローチャート、図１０Ａ〜図１０Ｆは図９に示す各ステップにおける塗料供給装置を示すブロック図、並びに、図１１Ａ及び図１１Ｂはピグステーション内においてピグが受け面に当接した状態を示す図である。

先ず、図１０Ａに示すように、塗料供給装置１０が前色の塗料（塗料タンク６１に収容されている塗料６１ｂ）を塗装ガン２に供給している状態（図９のステップＳ１０）について説明する。なお、初期状態では、ピグ９０が送り側ピグステーション４０内に位置し、ストッパ４２のストッパピン４２ａを主通路４１ａから退出させ、さらに全ての弁を閉じた状態となっている。このような状態では、第２の三方弁６１ａの第３のポートを閉じられているので、第２の三方弁６１ａの第２のポートを介して塗料タンク６１内にエアが導入されており、塗料タンク６１内が加圧されている。ここで、サブＣＣＶ４７の第１の切換バルブ４９ａを開くと共に、第２のダンプ弁３５ｃを開くと、塗料タンク６１内の塗料が、マニホールド４８の通路４８ａ→第２の着脱部材４６２の第２の副通路４６２ｃ→第１の着脱部材４６１の通路４６１ｂ→ステーション本体４１の主通路４１ａ→塗料ホース５０を経由して、受け側ピグステーション３０に至る。この間、ピグ９０は、送り側ピグステーション４０から受け側ピグステーション３０に塗料ホース５０を介して圧送され、受け側ピグステーション３０のピグ受け面３４ｂに当接することで停止する。このピグ９０の第１のシール部９１とピグ受け面３４ｂとの当接により、図１１Ａに示すように、第２の副通路３４ａが封鎖され、第２のダンプ弁３５ｃへの流路が自動的に遮断される。なお、本実施形態では、ピグ受け面３４ｂが球面形状となっている共に、ピグ９０の第１のシール部９１が円形状の縁部を有しているので、図１１Ｂに示すように、ピグ受け面３４ｂに対してピグ９０が斜めに当接しても、第２の副通路３４ａを確実に封鎖することができる。

この際、判断装置７０は、第１の圧力センサ３３により計測された圧力Ｐ１と、第２の圧力センサ４４により計測された圧力Ｐ２とを比較する。これらの圧力Ｐ１，Ｐ２が実質的に同一（Ｐ１＝Ｐ２）である場合には、判断装置７０は、ピグ９０が受け側ピグステーション３０に移動したものと判断する。

これに対し、圧力Ｐ１，Ｐ２が非同一（Ｐ１≠Ｐ２）な状態で所定時間が経過した場合には、判断装置７０は、ピグ９０が受け側ピグステーション３０に移動していないものと判断し、報知装置８０はその不具合情報を報知する。

ピグ９０が受け側ピグステーション３０に移動したことを検出すると、第１のダンプ弁２３を所定時間開放する。この開放により、ステーション本体３１の主通路３１ａに至った塗料は、第１のセンサベース３２内の流出路３２ｆ→塗料ホース→メインＣＣＶ２０の第１の三方弁２２の第２のポートに至り、塗料が第１の三方弁２２内に充填され、塗装準備が完了する。そして、塗料タンク６１内に収容された塗料を塗装する必要がある場合に、第１の三方弁２２が開かれて、塗装ガン２に塗料が供給される。

塗装作業が終了し、異なる塗料を塗装する場合には、以下の手順に従って塗料供給装置１０の色替操作を行う。

先ず、図９のステップＳ２０に示すように、これまで塗装を行っていた塗料を塗料タンク６１に回収する。前色塗料の塗装完了を示す信号に基づいて、第２のダンプ弁３５ｃを閉じると共に、第２の三方弁６１ａの第３のポートを開放し、塗料タンク６１内の加圧を解除する。そして、受け側ピグステーション３０の第１の洗浄液供給用バルブ３５ａ又は第１のエア供給用バルブ３５ｂを開いて、洗浄液又は加圧エアを供給して、受け側ピグステーション３０内に位置していたピグ９０を送り側ピグステーション４０に押し戻し、塗料ホース５０内に充填されていた塗料を塗料タンク６１に回収する。ピグ９０は、送り側ピグステーション４０のピグ受け面４６２ｂに当接することで停止する。このピグ９０の第１のシール部９１とピグ受け面４６２ｂとの当接により第２の副通路４６２ｃが封鎖され、サブＣＣＶ４７への流路が自動的に遮断される。

この際、判断装置は、第１の圧力センサ３３により計測された圧力Ｐ１と、第２の圧力センサ４４により計測された圧力Ｐ２とを比較する。これらの圧力Ｐ１，Ｐ２が実質的に同一（Ｐ１＝Ｐ２）である場合には、判断装置７０は、ピグ９０が送り側ピグステーション４０に移動したものと判断し、例えば、報知装置８０がモニタ等にピグ９０の位置を表示する。

これに対し、圧力Ｐ１，Ｐ２が非同一（Ｐ１≠Ｐ２）な状態で所定時間が経過した場合には、判断装置７０は、ピグ９０が送り側ピグステーション４０に移動していないものと判断し、報知装置８０は、モニタ等を介してその不具合情報を報知する。

なお、第１の洗浄液供給用バルブ３５ａを介して供給される洗浄液としては、塗料が有機溶剤系塗料である場合にはシンナーを用いることができ、塗料が水系塗料である場合には水を用いることができる。また、塗料が水系塗料である場合には、第１のエア供給用バルブ３５ｂを省略しても良い。

ピグ９０が送り側ピグステーション４０に移動したことを検出したら、図１０Ｂに示すように、第３のダンプ弁４５を開くと共に、第１の洗浄液供給用バルブ３５ａ又は第１のエア供給用バルブ３５ｂを開く（図９のステップＳ３０）。これにより、マニホールド３４内の第２の副通路３４ａ→ステーション本体３１内の主通路３１ａ→塗料ホース５０→ステーション本体４１内の主通路４１ａ→第２のセンサベース４３内の流入路４３ｅ→空洞部４３ｂ→流出路４３ｆ、に至る経路が洗浄される。

このステップＳ３０における洗浄の際、本実施形態では、空洞部４３ｂの底面４３ｃが円錐形状となっており、空洞部４３ｂの中央部分において底面４３ｃと感圧面４４ａとの間の距離が狭まっているので、空洞部４３ｂ内に溜まっている塗料が確実に洗浄される。

また、このステップＳ３０の際、ステーション本体４１の主通路３１ａ内にピグ９０が保持されたままの状態となっているので、ピグ９０においてピグステーション４０側の先端部が洗浄される。また、第２のセンサベース４３の流入路４３ｅ、空洞部４３ｂ及び流出路４３ｆ内も洗浄液又はエアが通過するので、第２の圧力センサ４４の感圧面４４ａが洗浄される。

次に、図１０Ｃに示すように、ストッパ４２を作動させて、ストッパピン４２ａを主通路４１ａ内に進出させると共に、第１の洗浄液供給用バルブ３５ａ及び第１のエア供給用バルブ３５ｂを閉じ、この状態で、第２の洗浄液供給用バルブ４９ｆ及び第２のエア供給用バルブ４９ｇを交互に開く（図９のステップＳ４０）。これにより、サブＣＣＶ４７のマニホールド４８の通路４８ａ→第２の着脱部材４６２の第２の副通路４６２ｃ→第１の着脱部材４６１の通路４６１ｂ→ステーション本体４１の主通路４１ａ→第２のセンサベース４３内の流入路４３ｅ→空洞部４３ｂ→流出路４３ｆ、に至る経路が、洗浄液及びエアにより洗浄される。また、このステップＳ４０の際、受け側ピグステーション３０側へのピグ９０の移動がストッパ４２により規制されているので、ピグ９０の後端部が洗浄される。

なお、第２の洗浄液供給用バルブ４９ｆを介して供給される洗浄液としては、塗料が有機溶剤系塗料である場合にはシンナーを用いることができ、塗料が水系塗料である場合には水を用いることができる。また、塗料が水系塗料である場合には、第１のエア供給用バルブ４９ｇを省略しても良い。

次に、図１０Ｄに示すように、第３のダンプ弁４５を閉じると共に、第１のダンプ弁２３を開き、この状態で、第２の洗浄液供給用バルブ４９ｆ及び第２のエア供給用バルブ４９ｇを交互に開く（図９のステップＳ５０）。これにより、サブＣＣＶ４７のマニホールド４８の通路４８ａ→第２の着脱部材４６２の第２の副通路４６２ｃ→第１の着脱部材４６１の通路４６１ｂ→ステーション本体４１の主通路４１ａ→塗料ホース５０→ステーション本体３１の主通路３１ａ→第１のセンサベース３３の流入路３２ｅ→空洞部３２ｂ→流出路３２ｆ→第１の三方弁２１、に至る流路が洗浄される。

この際、ピグ９０は、ストッパ４２により送り側ピグステーション４０の主通路４１ａ内に保持されていると共に、その外径Ｄ１が主通路４１ａの内径Ｄ５よりも相対的に大きくなっており、ピグ９０の周囲を洗浄液やエアが通過するため、ピグ９０の洗浄がより確実なものとなる。

また、このステップＳ５０における洗浄の際、本実施形態では、空洞部３２ｂの底面３２ｃが円錐形状となっており、空洞部３２ｂの中央部分において底面３２ｃと感圧面３３ａとの間の距離が狭まっているので、空洞部３２ｂ内に溜まっている塗料が確実に洗浄される。

次に、図１０Ｅに示すように、第１のダンプ弁２３を閉じると共に、第２のダンプ弁３５ｃを開き、この状態で、第２の洗浄液供給用バルブ４９ｆ及び第２のエア供給用バルブ４９ｇを交互に開く（図９のステップＳ６０）。これにより、サブＣＣＶ４７のマニホールド４８の通路４８ａ→第２の着脱部材４６２の第２の副通路４６２ｃ→第１の着脱部材４６１の通路４６１ｂ→ステーション本体４１の主通路４１ａ→塗料ホース５０→ステーション本体３１の主通路３１ａ→マニホールド３の第２の副通路３４ａ、に至る経路が洗浄される。

次に、図１０Ｆに示すように、第２のダンプ弁３５ｃ、第２の洗浄液供給用バルブ４９ｆ及び第２のエア供給用バルブ４９ｇを閉じると共に、第４のダンプ弁４９ｈ及び第１のエア供給用バルブ３５ｂを開く（図９のステップＳ７０）。これにより、ストッパ４２により規制されているピグ９０が、送り側ピグステーション４０のピグ受け面４６２ｂに向かって移動する。次いで、第４のダンプ弁４９ｈ及び第１のエア供給用バルブ３５ｂを閉じると共に、ストッパピン４２ａを主通路４１ａから退出させることで、塗料供給装置１０が初期状態に復帰したこととなる。

以上のステップＳ２０〜Ｓ７０までの作業を経ることで色替作業が完了し、塗料供給装置１０に次色の塗料を充填することが可能な状態となる。

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、上述の実施形態では、圧力センサを塗料供給装置に取り付けるためのセンサベースに本発明を適用した例について説明したが、本発明においては特にこれに限定されず、カートリッジ型の塗料タンク等を塗料供給装置に取り付けるための取付部材に適用しても良く、この場合には、塗料タンクの往復移動可能なピストンの押出面が取付部材の空洞部内に臨むこととなる。また、本発明を上記の特許文献１に記載されている中間貯留槽に適用しても良い。

図１は、本発明の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、本発明の実施形態に係る塗料供給装置の受け側ピグステーションを示す断面図である。 図３Ａは、本発明の実施形態におけるセンサベースを示す断面図である。 図３Ｂは、図３ＡのIIIB-IIIB線に沿った断面図である。 図４は、本発明の他の実施形態におけるセンサベースを示す部分断面図である。 図５は、本発明のさらに他の実施形態におけるセンサベースを示す部分断面図である。 図６Ａは、本発明の実施形態に係るピグを示す側面図である。 図６Ｂは、本発明の実施形態に係るピグを示す正面図である。 図７は、本発明の実施形態に係る塗料供給装置の送り側ピグステーションを示す断面図である。 図８は、本発明の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９は、本発明の実施形態における塗料回収方法を示すフローチャートである。 図１０Ａは、前色塗料を塗装している状態（塗装ステップ）の塗料供給装置を示すブロック図である。 図１０Ｂは、前色塗料を回収した後に、塗料供給装置内を洗浄している状態（回収ステップ及び第１の洗浄ステップ）の塗料供給装置を示すブロック図である。 図１０Ｃは、塗料供給装置内を洗浄している状態（第２の洗浄ステップ）の塗料供給装置を示すブロック図である。 図１０Ｄは、塗料供給装置内を洗浄している状態（第３の洗浄ステップ）の塗料供給装置を示すブロック図である。 図１０Ｅは、塗料供給装置内を洗浄している状態（第４の洗浄ステップ）の塗料供給装置を示すブロック図である。 図１０Ｆは、ピグを原点位置に復帰させている状態（復帰ステップ）の塗料供給装置を示すブロック図である。 図１１Ａは、ピグステーション内においてピグが受け面に当接した状態を示す概略図である。 図１１Ｂは、ピグステーション内においてピグが受け面に斜めに当接した状態を示す概略断面図である。

符号の説明

１０…塗料回収装置
２０…メインＣＣＶ
３０…受け側ピグステーション
３１…ステーション本体
３１ａ…主通路
３１ｂ…第１の副通路
３２…第１のセンサベース
３２ａ…ベース本体
３２ｂ…空洞部
３２ｃ…底面
３２ｄ…雌ネジ部
３２ｅ…流入路
３２ｆ…流出路
３３…第１の圧力センサ
３３ａ…感圧面
３４…マニホールド
３４ａ…第２の副通路
３４ｂ…ピグ受け面
４０…送り側ピグステーション
４１…ステーション本体
４１ａ…主通路
４１ｂ…第１の副通路
４２…ストッパ
４３…第２のセンサベース
４４…第２の圧力センサ
４６…着脱部
４６２ｂ…ピグ受け面
４６２ｃ…第２の副通路
４７…サブＣＣＶ
５０…塗料ホース
６１…塗料タンク
６１ａ…第２の三方弁
９０…ピグ

Claims (6)

1. 内部を流体が流通可能な被装着物に、前記流体に装着物の一部を接触させた状態で、前記装着物を取り付けるための取付部材であって、
   前記装着物の少なくとも一部が挿入される空洞部と、
   前記空洞部に連通している流入路及び流出路と、を備え、
   前記流入路及び前記流出路は、前記空洞部の両端にそれぞれ配置されており、
   前記空洞部において前記装着物に対向する底面は、前記装着物において前記空洞部に露出している露出面と前記底面との間の距離が、前記底面の径方向に沿って中央に向かうに従って狭くなる形状を有し、
   前記装着物の挿入方向から見た、前記流入路から前記流出路に向かう方向に対して直交する方向に沿った前記空洞部の最大幅は、前記流入路の内径よりも大きく且つ前記流出路の内径よりも大きい取付部材。
   
2. 前記空洞部の底面は、前記装着物の露出面と前記底面との間の距離が、前記底面の径方向に沿って中央に向かうに従って連続的に狭くなる形状を有する請求項１記載の取付部材。
3. 前記空洞部に挿入される前記装着物の一部は、円柱形状を有しており、
   前記空洞部は、前記装着物を挿入可能なように、前記装着物の挿入方向に対して直交する方向に沿った断面が円形形状となっている請求項１又は２記載の取付部材。
4. 前記装着物の露出面は、実質的に平滑な平面を有しており、
   前記空洞部の底面は、円錐形状を有する請求項３記載の取付部材。
5. 前記空洞部の底面は、前記装着物の露出面に対して実質的に２°〜３０°で傾斜している請求項１〜４の何れかに記載の取付部材。
6. 前記流体は、塗料又は洗浄液であり、
   前記被装着物は、塗装機に塗料を供給するとともに、前記塗料を回収することが可能な塗料供給装置であり、
   前記装着物は、前記塗料供給装置内における前記塗料の圧力を計測する圧力計測手段であり、
   前記装着物において前記空洞部に露出している露出面は、前記圧力手段の感圧面である請求項１〜５の何れかに記載の取付部材。

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