JP5891163B2 - 塗料供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、塗装ガンへ塗料を供給する塗料供給装置に関する。

塗装ガンから塗料を噴射して、車体などの被塗物に塗装を施すことは広く行われている。塗装ガンへは塗料を供給する必要があり、各種の塗料供給装置が提案されてきた（例えば、特許文献１（図１）参照。）。

特許文献の図１に示されるように、８台用意された塗装シリンダ（１０）（括弧付き数字は、特許文献１に記載された符号を示す。以下同様）に対し、駆動装置（２０）は２台用意されており、４台の塗装シリンダ（１０）の何れかを一方の駆動装置（２０）で駆動し、残りの４台の塗装シリンダ（１０）の何れかを他方の駆動装置（２０）で駆動する。駆動装置（２０）が少なくて済み、設備コストを削減することができる。

駆動装置（２０）は、モータ（２２）と減速機（２１）とからなり、減速機（２１）によりロッド（２３）を出没させることで、塗装シリンダ（１０）を作動させる。モータ（２２）及び減速機（２１）は、共に安価とは言えない。
すなわち、特許文献１によれば、駆動装置（２０）が少なくて済むものの、駆動装置（２０）は複雑で高価であるため、設備コストの削減効果は小さい。

しかし、設備コストの一層の削減を求められる中、駆動装置（２０）を無くすことができる塗料供給装置が求められる。併せて、設備の簡素化も求められる。

特開２００６−４３４９０公報

本発明は、モータや減速機が不要になると共に簡素な塗料供給装置を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、塗装ガンを備える塗装ロボットに備えられ塗料を貯えると共に前記塗装ガンへ塗料を供給する第１塗料貯留・供給手段と、
前記塗装ロボット外に配置され塗料供給源から供給される塗料を貯えると共に前記第１塗料貯留・供給手段へ塗料を供給する第２塗料貯留・供給手段とを備える塗料供給装置であって、
前記第２塗料貯留・供給手段は、シリンダと、このシリンダに収納されるフリーピストンとからなり、前記シリンダに貯留する塗料で前記フリーピストンが後退するものであり、
前記塗装ロボットに、前記フリーピストンを前進させる押圧部を備えたことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、塗装ガンを備える塗装ロボットに備えられ塗料を貯えると共に前記塗装ガンへ塗料を供給する第１塗料貯留・供給手段と、
前記塗装ロボット外に配置され塗料供給源から供給される塗料を貯えると共に前記第１塗料貯留・供給手段へ塗料を供給する第２塗料貯留・供給手段と、
この第２塗料貯留・供給手段を駆動する駆動手段とを備える塗料供給装置であって、
前記第２塗料貯留・供給手段は、シリンダと、このシリンダに収納され塗料を貯留する塗料貯留室と駆動流体を貯留する駆動流体貯留室とに区画するフリーピストンとからなり、
前記駆動手段は、前記駆動流体を前記駆動流体貯留室へ圧送するピストンを備え、
前記塗装ロボットに、前記ピストンを押して前進させる押圧部を備えたことを特徴とする。

請求項３に係る発明では、第２塗料貯留・供給手段は、色毎に複数設けられていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、塗装ロボットの押圧部でフリーピストンを前進させることにより、第２塗料貯留・供給手段から第１塗料貯留・供給手段へ塗料を供給する。すなわち、モータや減速機など駆動装置を用いることなく、既存の塗装ロボットを用いて塗料の供給が行われる。駆動装置が無いため、設備コストが低減できると共に設備を簡素化することができる。

請求項２に係る発明も同様に、モータや減速機など駆動装置を用いることなく、既存の塗装ロボットを用いて塗料の供給が行われる。駆動装置が無いため、設備コストが低減できると共に設備を簡素化することができる。
なお、請求項１では押圧部の可動範囲に第２塗料貯留・供給手段を配置する必要があるが、請求項２ではその制約がない。
すなわち、請求項２では、押圧部の可動範囲に駆動手段を配置するだけで済み、第２塗料貯留・供給手段を配置は自由である。設備レイアウトの自由度が高まる。

請求項３に係る発明では、第２塗料貯留・供給手段は、色毎に複数設けられているため、色替えの際に第２塗料貯留・供給手段を洗浄する必要がなく、色替え時の塗料ロスを削減できる。

本発明に係る塗料供給装置の原理図である。 本発明に係る塗料供給装置の作用図である。 本発明に係る塗料供給装置の変更例を示す図である。 本発明に係る塗料供給装置の更なる変更例を示す図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

図１に示すように、塗料供給装置２０は、塗装ロボット（以下、塗装装置という）１０へ塗料を供給する役割を果たす。具体的には、塗料供給装置２０は、塗装ガン１１を備える塗装装置１０に備えられ塗料を貯えると共に塗装ガン１１へ塗料を供給する第１塗料貯留・供給手段２１と、塗装装置１０外に配置され塗料供給源２２ａ〜２２ｄからカラーチェンジバルブ２３を介して供給される塗料を貯えると共に第１塗料貯留・供給手段２１へ塗料を供給する第２塗料貯留・供給手段３０とを備える。

第２塗料貯留・供給手段３０は、シリンダ３１と、このシリンダ３１に軸方向移動自在に収納されるフリーピストン３２と、このフリーピストン３２からシリンダ３１の外まで延びるピストンロッド３３とからなる。フリーピストン３２はアクチュエータに連結されていない自由移動型ピストンを意味する。

そして、塗装ロボットである塗装装置１０は、ピストンロッド３３を介してフリーピストン３２を前進させる押圧部１２を備えている。押圧部１２は、形状、形態は任意であるが、棒状部材が推奨される。棒状部材であれば、既存の溶接ロボットに容易に付設でき且つ安価である。

この例では、塗料供給源２２ａ〜２２ｄは、色が異なる第１〜第４塗料循環路２２ａ〜２２ｄからなる。第１〜第４塗料循環路２２ａ〜２２ｄから各々第１〜第４分岐路２４ａ〜２４ｄが分岐され、これらの第１〜第４分岐路２４ａ〜２４ｄの先端がカラーチェンジバルブ２３に接続され、このカラーチェンジバルブ２３で１色が選択される。選択された色の塗料は第１供給路３５により第２塗料貯留・供給手段３０へ送られる。第１供給路３５には、遠隔操作で開閉できる第１開閉弁３６が設けられる。総合的な作用は後述する。

また、第２塗料貯留・供給手段３０から第２供給路３７が第１塗料貯留・供給手段２１まで延ばされる。第２供給路３７には、遠隔操作で開閉できる第２開閉弁３８が設けられる。第２供給路３７はフレキシブルホースが好適である。

第１塗料貯留・供給手段２１は、塗装装置１０に取付けられるシリンダ３９と、このシリンダ３９内に移動可能に収納されるピストン４０と、このピストン４０から延びるピストンロッド４１と、このピストンロッド４１を介してピストン４０を正確に前後進させるアクチュエータ４２からなる。アクチュエータ４２はサーボモータとボールねじとを組み合わせた電動式アクチュエータが適している。

第１塗料貯留・供給手段２１から第３供給路４３が延ばされ、塗装ガン１１に接続される。第３供給路４３もフレキシブルホースが好適である。

図１では、塗装工程と第２塗料貯留・供給手段３０への充填工程とが並行して行われる。すなわち、弁制御部４４は、第１開閉弁３６を開き、第２開閉弁３８を閉じる（バルブマークにおいて白抜きは「弁開」、黒塗りは「弁閉」を意味する。）。

第１塗料貯留・供給手段２１に貯留されている塗料４５Ａ（Ａは場所を特定する添え字である。）は、アクチュエータ４２及びピストン４０で送出され第３供給路４３を介して塗装ガン１１に供給され、塗装ガン１１から噴射され、車体などへの塗装が実施される（塗装工程）。この際、第２開閉弁３８は閉じているため、塗料４５Ａが第２供給路３７へ逆流する心配はない。

一方、第１開閉弁３６が開いているため、カラーチェンジバルブ２３から第２塗料貯留・供給手段３０へ塗料４５Ｂが供給可能となる。塗料４５Ｂの供給圧によりフリーピストン３２が上昇（後退）し、シリンダ３１に塗料４５Ｂが充填される（充填工程）。

次に、図２に示すように、塗装装置１０を旋回させるなどして、押圧部１２をピストンロッド３３に臨ませる。併行して、第１開閉弁３６が閉じられ、第２開閉弁３８が開かれる。そして、押圧部１２でピストンロッド３３を介してフリーピストン３２を下降（前進）させる。シリンダ３１内の塗料４５Ｂは押し出され、第２供給路３７を介して第１塗料貯留・供給手段２１へ移される（塗料移動工程）。

図１と図２を交互に繰り返すことで、車体などへの塗装が実施される。
通常であれば、第１塗料貯留・供給手段２１へ塗料を供給するには、モータ、減速機などが必要となる。しかし、本発明では、モータや減速機の役割を塗装装置１０に委ねる。塗装装置１０は既存設備であるから、この既存設備を巧みに兼用することで、設備コストが低減できると共に、モータや減速機が不要であるため設備を簡素化することができる。

次に、変形例を説明する。
図３に示すように、第１〜第４分岐路２４ａ〜２４ｄに、各々第２塗料貯留・供給手段３０ａ〜３０ｄを設けることが推奨される。さらには、第２塗料貯留・供給手段３０ａ〜３０ｄと塗料供給源２２ａ〜２２ｄの間に塗料の逆流を防止する逆止弁４６ａ〜４６ｄを設けることが望まれる。その他の要素は、図２の符号を流用し、詳細な説明は省略する。

押圧部１２で、第２塗料貯留・供給手段３０ａ〜３０ｄのうちの１つのピストンロッド３３を押してピストン３２を前進させることで、その色の塗料４５Ｂを第１塗料貯留・供給手段２１へ移すことができる。
この変更例では、第２塗料貯留・供給手段３０ａ〜３０ｄは、色毎に設けられているため、色替えの際に第２塗料貯留・供給手段３０ａ〜３０ｄを洗浄する必要がなく、色替え時の塗料ロスを削減できる。

ただし、第２塗料貯留・供給手段３０ａ〜３０ｄの全てを、塗装装置１０の作動範囲（ロボットであれば旋回範囲）に配置する必要がある。しかし設備レイアウト上は、このような制約が無いことが望まれる。
そこで、設備レイアウトが自由である例を、次に説明する。

図４に示すように、塗装装置１０の作動範囲に、駆動手段５０は配置する。結果、塗装装置１０の作動範囲外に第２塗料貯留・供給手段３０ａ〜３０ｄを配置することが可能となる。

この例では、第２塗料貯留・供給手段３０ａ〜３０ｄは、シリンダ３１と、このシリンダ３１に軸方向移動自在に収納され塗料貯留室４７と駆動流体貯留室４９とを区画するフリーピストン３２とからなり、塗料貯留室４７に塗料４５Ｂが貯留され、駆動流体貯留室４９に駆動流体４８が貯留される。

また、駆動手段５０は、駆動流体４８を駆動流体貯留室４９へ圧送するピストンポンプであって、駆動流体４８を貯留するポンプケース５１と、ポンプケース５１に移動自在に収納されるピストン５２と、ポンプケース５１から４個のシリンダ３１まで延びて駆動流体４８を流通させる流体通路５３と、４個のシリンダ３１近傍にて流体通路５３に設けられる４個の切換弁５４ａ〜５４ｄとからなる。

仮に、切換弁５４ａ〜５４ｃを閉じ、切換弁５４ｄを開き、押圧部１２でピストン５２を押し下げる。すると、ポンプケース５１内の駆動流体４８は押し出され、流体通路５３及び切換弁５４ｄを介して第２塗料貯留・供給手段３０ｄに至り、第２塗料貯留・供給手段３０ｄのピストン３２を押し下げる。結果、第２塗料貯留・供給手段３０ｄに貯えられている塗料４５Ｂがカラーチェンジバルブ２３及び第２供給路３７を介して第１塗料貯留・供給手段２１へ移される。

この例では、駆動手段５０を塗装装置１０の作動範囲に配置するだけで済み、流体通路５３を延ばすことにより、第２塗料貯留・供給手段３０ａ〜３０ｄを任意の位置に配置することができる。

尚、図２において、ピストンロッド３３を省き、フリーピストン３２を直接押圧部１２で押圧するようにしてもよい。
また、本発明の塗料供給装置は、色替えが求められると共に塗装ロボットによって塗装を施す車体塗装分野に好適であるが、その他の分野に使用される塗装装置に適用することは差し支えない。

本発明の塗料供給装置は、塗装ロボットによって塗装を施す車体塗装分野に好適である。

１０…塗装ロボット（塗装装置）、１１…塗装ガン、１２…押圧部、２０…塗料供給装置、２１…第１塗料貯留・供給手段、２２ａ〜２２ｄ…塗料供給源、３０…第２塗料貯留・供給手段、３１…シリンダ、３２…フリーピストン、４５Ａ、４５Ｂ…塗料、４７…塗料貯留室、４８…駆動流体、４９…駆動流体貯留室、５０…駆動手段。

Claims (3)

1. 塗装ガンを備える塗装ロボットに備えられ塗料を貯えると共に前記塗装ガンへ塗料を供給する第１塗料貯留・供給手段と、
   前記塗装ロボット外に配置され塗料供給源から供給される塗料を貯えると共に前記第１塗料貯留・供給手段へ塗料を供給する第２塗料貯留・供給手段とを備える塗料供給装置であって、
   前記第２塗料貯留・供給手段は、シリンダと、このシリンダに収納されるフリーピストンとからなり、前記シリンダに貯留する塗料で前記フリーピストンが後退するものであり、
   前記塗装ロボットに、前記フリーピストンを前進させる押圧部を備えたことを特徴とする塗料供給装置。
2. 塗装ガンを備える塗装ロボットに備えられ塗料を貯えると共に前記塗装ガンへ塗料を供給する第１塗料貯留・供給手段と、
   前記塗装ロボット外に配置され塗料供給源から供給される塗料を貯えると共に前記第１塗料貯留・供給手段へ塗料を供給する第２塗料貯留・供給手段と、
   この第２塗料貯留・供給手段を駆動する駆動手段とを備える塗料供給装置であって、
   前記第２塗料貯留・供給手段は、シリンダと、このシリンダに収納され塗料を貯留する塗料貯留室と駆動流体を貯留する駆動流体貯留室とに区画するフリーピストンとからなり、
   前記駆動手段は、前記駆動流体を前記駆動流体貯留室へ圧送するピストンを備え、
   前記塗装ロボットに、前記ピストンを押して前進させる押圧部を備えたことを特徴とする塗料供給装置。
3. 前記第２塗料貯留・供給手段は、色毎に複数設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の塗料供給装置。

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