トップ :: B 処理操作 運輸 :: B05 霧化または噴霧一般;液体または他の流動性材料の表面への適用一般

【発明の名称】 塗料カートリッジ
【発明者】 【氏名】森 貴宣

【氏名】山崎 勇

【氏名】阿知波 徳幸

【要約】 【課題】塗料押出液室内に溜まったエア及び塗料を確実に排出できる塗料カートリッジを提供すること。

【構成】本発明の塗料カートリッジ10は、カートリッジ本体11、区画体12、塗料移動経路17及び複数の塗料押出液移動経路18a,18bを備える。カートリッジ本体11は、塗料充填装置21に着脱可能に取り付けられる。区画体12は、カートリッジ本体11の内部領域を塗料室13及び塗料押出液室14に区画する。塗料移動経路17は、塗料室13とカートリッジ本体11の外部領域との間を連通し、各塗料押出液移動経路18a,18bは、塗料押出液室14とカートリッジ本体11の外部領域との間を連通する。各塗料押出液移動経路18a,18bは塗料押出液室14内にて開口する複数の開口部を有し、各開口部は接続端面11fからの距離が互いに異なっている。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
塗料充填装置または塗装機に着脱可能に取り付けられる接続端面を有するカートリッジ本体と、
前記カートリッジ本体内にて変形または変位可能に設けられ、前記カートリッジ本体の内部領域を、塗料が充填される塗料室及び前記塗料を前記塗料室から押し出すための塗料押出液が給排される塗料押出液室に区画する区画体と、
前記塗料室と前記カートリッジ本体の外部領域との間を連通しうる塗料移動経路と、
前記塗料押出液室と前記カートリッジ本体の外部領域との間を連通しうる複数の塗料押出液移動経路と
を備え、前記複数の塗料押出液移動経路は前記塗料押出液室内にて開口する複数の開口部を有するとともに、前記複数の開口部は前記接続端面からの距離が互いに異なっていることを特徴とする塗料カートリッジ。
【請求項2】
前記カートリッジ本体は、
一端が開口するとともに、他端の外面側に非接続端面を有する本体部と、
前記本体部の開口部分を塞ぐように前記本体部が取り付けられ、外面側に前記接続端面を有するベース部とを備え、
前記複数の塗料押出液移動経路は、前記非接続端面の近傍にて開口する開口部と、前記ベース部の内面側にある底面にて開口する開口部とを有することを特徴とする請求項1に記載の塗料カートリッジ。
【請求項3】
前記区画体は、内部が前記塗料室となる袋状に形成され、前記塗料室に前記塗料を充填した際に膨張するとともに、前記塗料押出液室に前記塗料押出液を充填した際に収縮する塗料バッグであることを特徴とする請求項1または2に記載の塗料カートリッジ。
【請求項4】
前記塗料充填装置または前記塗装機に取り付けられたときに前記複数の塗料押出液移動経路を開状態とし、前記塗料充填装置または前記塗装機に取り付けられていないときに前記複数の塗料押出液移動経路を閉状態とする塗料押出液移動経路開閉弁を、前記塗料押出液移動経路に設けたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の塗料カートリッジ。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、塗料充填装置または塗装機に着脱可能に取り付けられる塗料カートリッジに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、自動車ボディなどの被塗装物を塗装する塗装システムにおいては、高品質な塗装が要求されるため、塗着効率や塗膜の平滑性などに優れた静電塗装機が用いられている。
【0003】
静電塗装機では、静電塗装用水性塗料を霧化するための回転霧化頭が設けられており、その回転霧化頭に高電圧を印加することにより、回転霧化頭で霧化された塗料粒子が帯電されて静電塗装が行われる。この静電塗装機としては、塗料カートリッジを塗装機本体に装着して定量の塗料押出液(作動流体)を充填することにより、塗料カートリッジ内の塗料を押し出して回転霧化頭に供給し、塗装を行うようにした塗装機がある(例えば、特許文献1参照)。なお、塗料カートリッジは、ピストンを隔てて互いに区画される塗料室及び塗料押出液室を有し、塗料押出液を充填してピストンが移動するのに伴って、塗料室内の塗料を押し出すようになっている。
【0004】
ところで、塗料供給系を流れる塗料を介して電流がリークするおそれがあるため、それを防止する絶縁対策が必要となる。この対策としては、例えば、塗料押出液として絶縁性の液体(有機溶剤など)を使用することが提案されている。これらの塗料押出液は、比重が0.7〜0.9と小さく、比重が1.1〜1.3となる静電塗装用水性塗料と比較すると軽い流体である。
【0005】
また、別の絶縁対策として、従来の塗料カートリッジに代えて、塗料が充填される塗料バッグ101を備えた塗料カートリッジ100(図7参照)を塗装機本体に装着することが提案されている。この塗料カートリッジ100を用いれば、塗料室102内(塗料バッグ101内)から塗料押出液室103への塗料漏れが完全に防止されるため、電流のリークをより確実に防止することができる。この場合、塗料押出液を塗料押出液室103に充填して塗料バッグ101内の塗料を押し出すことにより、塗料が回転霧化頭に供給される。なお、塗料カートリッジ100は、塗装機だけでなく塗料充填装置110(図7参照)にも装着される。塗料充填装置110は、塗料カートリッジ100が装着された際に、塗料室102内に塗料を充填する。
【0006】
また、特許文献1に記載の塗料カートリッジでは、塗料室がピストンの下側領域を占めるとともに、塗料押出室がピストンの上側領域を占めるため、塗料押出液室103に対して塗料押出液を給排させる塗料押出液移動経路104の開口部は、塗料カートリッジ100内の上部に配置されている。また、ピストンを塗料バッグ101に変更した塗料カートリッジ100においても、同様に塗料押出液移動経路104の開口部は、塗料カートリッジ100内の上部に配置されている。
【特許文献1】特開2000−176328号公報(図6等参照)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ところで、塗料押出液にエアA1が混入していると、塗料カートリッジ100を塗装機に装着した際に定量の塗料押出液を塗料押出液室103に充填できないため、肝心の塗料の排出量が安定しなくなる。従来装置においては、塗料押出液移動経路104の開口部が塗料カートリッジ100内の上部に位置しているため、この開口部を介してエアA1を抜くことができる。
【0008】
また、何らかの原因で塗料バッグ101が破れ、塗料バッグ101内の塗料が一気に塗料押出液室103に漏れ出すことがある。仮に、特許文献1に記載の塗料カートリッジであったとしても、ピストンが傾いたり、ピストンの外周部分に設けられたシールリングが破損するなどした場合には、塗料室内の塗料が塗料押出液室に漏れ出してしまう可能性がある。ここで、塗料押出液が塗料よりも比重が小さければ、塗料押出液室103に混入した塗料A2は、塗料押出液よりも比重が大きくなるために、塗料カートリッジ100内の底部に沈殿してしまう。しかしながら、塗料カートリッジ100を塗料充填装置110に装着した状態で、塗料カートリッジ100内の上部にある塗料押出液移動経路104の開口部から塗料カートリッジ100外に塗料押出液中に漏れ出した塗料を排出することは困難である。
【0009】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、塗料押出液室内に溜まったエア及び塗料を確実に排出できる塗料カートリッジを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、塗料充填装置または塗装機に着脱可能に取り付けられる接続端面を有するカートリッジ本体と、前記カートリッジ本体内にて変形または変位可能に設けられ、前記カートリッジ本体の内部領域を、塗料が充填される塗料室及び前記塗料を前記塗料室から押し出すための塗料押出液が給排される塗料押出液室に区画する区画体と、前記塗料室と前記カートリッジ本体の外部領域との間を連通しうる塗料移動経路と、前記塗料押出液室と前記カートリッジ本体の外部領域との間を連通しうる複数の塗料押出液移動経路とを備え、前記複数の塗料押出液移動経路は前記塗料押出液室内にて開口する複数の開口部を有するとともに、前記複数の開口部は前記接続端面からの距離が互いに異なっていることを特徴とする塗料カートリッジをその要旨とする。
【0011】
従って、請求項1に記載の発明によると、塗料押出液に混入したエアがカートリッジ本体内における接続端面から遠い位置に溜まった場合、接続端面から遠い位置にある開口部から塗料押出液を排出する際に、エアも一緒に排出できる。これにより、塗料押出液充填時における塗料室からの塗料の排出量が安定する。また、塗料押出液に混入した塗料がカートリッジ本体内における接続端面から近い位置に溜まった場合、接続端面から近い位置にある開口部から塗料押出液を排出する際に、塗料も一緒に排出できる。
【0012】
ここで、前記カートリッジ本体内にて変形可能に設けられた区画体としては、ダイヤフラムやベローズなどが挙げられる。また、前記カートリッジ本体内にて変形可能に設けられた区画体としては、内部が前記塗料室となる袋状に形成され、前記塗料室に前記塗料を充填した際に膨張するとともに、前記塗料押出液室に前記塗料押出液を充填した際に収縮する塗料バッグ(請求項3)などが挙げられる。さらに、前記カートリッジ本体内にて変位可能に設けられた区画体としては、ピストンなどが挙げられる。なお、塗料室から塗料押出液室への塗料漏れを確実に防止するためには、ダイヤフラム、ベローズ及び塗料バッグなどの変形可能な区画体を用いることが好ましい。特には、ダイヤフラムよりも容積変化が大きく、しかもベローズよりも構造が簡単な塗料バッグを、区画体として用いることが好ましい。
【0013】
上記発明において、前記塗料は静電塗装用水性塗料であり、前記塗料押出液は前記塗料と比重差がある絶縁性の油性透明液体であることが好ましい。このようにすれば、塗料及び塗料押出液を介して電流がリークすることを防止できる。この場合、塗料押出液としては、有機溶剤などのシンナーを挙げることができる。
【0014】
請求項2に記載の発明は、請求項1において、前記カートリッジ本体は、一端が開口するとともに、他端の外面側に非接続端面を有する本体部と、前記本体部の開口部分を塞ぐように前記本体部が取り付けられ、外面側に前記接続端面を有するベース部とを備え、前記複数の塗料押出液移動経路は、前記非接続端面の近傍にて開口する開口部と、前記ベース部の内面側にある底面にて開口する開口部とを有することをその要旨とする。
【0015】
従って、請求項2に記載の発明によると、非接続端面の近傍にて開口する開口部があるため、非接続端面の近傍に溜まったエアを確実に排出できる。また、底面にて開口する開口部があるため、塗料押出液と底面に溜まった塗料とを確実に排出できる。さらに、底面にて開口する開口部を有する塗料押出液移動経路がカートリッジ本体内に突出しないため、この塗料押出液移動経路の一部が区画体に接触して傷付けることを防止できる。
【0016】
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれか1項において、前記塗料充填装置または前記塗装機に取り付けられたときに前記複数の塗料押出液移動経路を開状態とし、前記塗料充填装置または前記塗装機に取り付けられていないときに前記複数の塗料押出液移動経路を閉状態とする塗料押出液移動経路開閉弁を、前記塗料押出液移動経路に設けたことをその要旨とする。
【0017】
従って、請求項4に記載の発明によると、塗料カートリッジを塗料充填装置や塗装機から取り外した際に複数ある塗料押出液移動経路がいずれも閉状態となるため、カートリッジ本体の外部領域への塗料押出液の漏れを防止できる。また、塗料押出液へのエアの混入も防止できる。
【発明の効果】
【0018】
以上詳述したように、請求項1〜4に記載の発明によると、塗料押出液室内に溜まったエア及び塗料を確実に排出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
【0020】
まず、塗装機1の構成について説明する。図1に示されるように、塗装機1は、塗装用ロボットのアーム2の先端に装着されている。塗装機本体3の正面には、塗装機本体3に内蔵されたエアモータ4bの管状回転軸4aを介して、回転霧化頭4が回転可能に取り付けられている。なお、この回転霧化頭4には、図示しない高電圧発生器から高電圧が印加されるようになっている。即ち、塗装機1は、塗料を負に帯電し、自動車ボディなどの被塗装物をアースした状態で、塗装を行う静電塗装機である。
【0021】
また、塗装機本体3の背面に設けられた装着部には、塗料カートリッジ10が着脱可能に取り付けられている。この塗料カートリッジ10が備えるカートリッジ本体11は、透明な耐溶剤性の樹脂からなり、本体部11a及びベース部11cから構成されている。本体部11aは、両端にて開口するとともに、一方の開口部分が蓋部11bによって塞がれている。なお、蓋部11bの外面は、塗装機本体3の装着部に接続されない非接続端面11hとなる。また、ベース部11cは、塗装機本体3の装着部に接続可能な接続端面11fを外面側に有し、底面11gを内面側に有している。ベース部11cの底面11g側には本体部11aが取り付けられており、これにより本体部11aの他方の開口部分が塞がれている。
【0022】
図1に示されるように、カートリッジ本体11内には塗料バッグ12(区画体)が設けられている。塗料バッグ12は、可撓性を有する樹脂製のバッグであり、変形可能となっている。塗料バッグ12は、カートリッジ本体11の内部領域を、塗料が充填される塗料室13と、塗料を塗料室13から押し出すための塗料押出液が給排される塗料押出液室14とに区画しており、塗料と塗料押出液との接触を防止するようになっている。なお、塗料バッグ12は、一端側に開口部を有する袋状に形成されているため、塗料バッグ12の内部が塗料室13となる。ここで、本実施形態で用いられる塗料は、導電性を有する静電塗装用水性塗料であり、本実施形態で用いられる塗料押出液は、絶縁性を有する有機溶剤などの油性透明液体である。ゆえに、油性透明液体の比重は0.7〜0.9となり、静電塗装用水性塗料の比重(1.1〜1.3)よりも小さくなる。
【0023】
なお、塗料バッグ12は、塗料押出液室14内に塗料押出液が充填された際に変形して収縮する。これに伴い、塗料バッグ12内(塗料室13内)の塗料はカートリッジ本体11の外部領域に押し出される。また、塗料バッグ12は、内部(塗料室13内)に塗料が充填された際に変形して膨張する。これに伴い、縮小された塗料押出液室14内の塗料押出液は、カートリッジ本体11の外部領域に押し出される。本実施形態において、塗料室13(塗料バッグ12)の最大容量は約500ccに設定され、塗料押出液室14の最大容量は約1000ccに設定されている。
【0024】
図1に示されるように、塗料カートリッジ10は、塗料室13とカートリッジ本体11の外部領域との間を連通しうる1系統の塗料移動経路17を有している。塗料移動経路17は、カートリッジ本体11の前記本体部11aの中心軸線と平行に延びており、前記ベース部11cの略中央部を貫通する貫通孔と、同貫通孔内に基端部が挿入される塗料移動管16とによって構成されている。塗料移動管16は、ベース部11cの前記底面11gの略中央部から塗料室13内(塗料バッグ12内)に突出している。塗料移動経路17は、塗料室13内にて開口する開口部(即ち、塗料移動管16の先端開口部)を有している。また、塗料移動経路17には塗料ストップ弁11dが設けられている。塗料ストップ弁11dは、ベース部11c内に設けられており、塗料移動管16の基端部に連結されている。
【0025】
図1に示されるように、塗料カートリッジ10は、塗料押出液室14とカートリッジ本体11の外部領域との間を連通しうる2系統の塗料押出液移動経路18a,18bを有している。各塗料押出液移動経路18a,18bは前記本体部11aの中心軸線と平行に延びている。一方の塗料押出液移動経路18aは、本体部11aの内壁面近傍に配置され、他方の塗料押出液移動経路18bは、塗料押出液移動経路18aと塗料移動経路17との間に配置されている。塗料押出液移動経路18aは、ベース部11cの外周部を貫通する貫通孔と、同貫通孔内に基端部が挿入される塗料押出液移動管15とによって構成されている。塗料押出液移動管15は、前記底面11gの外周部から塗料押出液室14内に突出している。一方、塗料押出液移動経路18bは、ベース部11cを貫通する貫通孔のみによって構成されるため、底面11gから塗料押出液室14内に塗料押出液移動管15などが突出していない。
【0026】
図1に示されるように、各塗料押出液移動経路18a,18bは、塗料押出液室14内にて開口する開口部をそれぞれ有している。それぞれの開口部は、前記接続端面11fからの距離が互いに異なっている。具体的に言うと、接続端面11fから遠い位置にある開口部(即ち、塗料押出液移動経路18aを構成する塗料押出液移動管15の先端開口部)は、前記蓋部11bの近傍(非接続端面11hの近傍)に位置している。また、塗料押出液移動管15の先端開口部は、前記塗料バッグ12の上方にて開口しているため、塗料バッグ12に塗料押出液移動管15が引っ掛かることを防止できる。一方、接続端面11fから近い位置にある開口部(即ち、塗料押出液移動経路18bの開口部)は、カートリッジ本体11の底面11gに位置している。
【0027】
図1に示されるように、各塗料押出液移動経路18a,18bには、塗料押出液移動経路開閉弁としての塗料押出液ストップ弁11eがそれぞれ設けられている。各塗料押出液ストップ弁11eは、ベース部11c内に設けられており、塗料押出液移動経路18aに設けられた塗料押出液ストップ弁11eは、塗料押出液移動管15の基端部に連結されている。各塗料押出液ストップ弁11eは、塗装機1に取り付けられたときに各塗料押出液移動経路18a,18bを開状態とし、塗料押出液室14とカートリッジ本体11の外部領域との間を連通させる。また、各塗料押出液ストップ弁11eは、塗装機1に取り付けられていないときに各塗料押出液移動経路18a,18bを閉状態とし、塗料押出液室14とカートリッジ本体11の外部領域との間の連通を遮断させる。
【0028】
図1に示されるように、前記塗料移動管16は、前記塗料ストップ弁11dを介して前記塗装機本体3内の塗料吐出通路5に連通している。塗料吐出通路5は、前記管状回転軸4aを挿通しており、前記塗料室13から押し出された塗料を前記回転霧化頭4に供給する通路である。また、塗料吐出通路5上には、塗料ストップ弁11dを開状態に切り替えて塗料吐出通路5を連通させ、塗料ストップ弁11dを閉状態に切り替えて塗料吐出通路5を遮断するトリガバルブ7が設けられている。一方、塗料押出液移動管15は、塗料押出液ストップ弁11eを介して塗装機本体3内の塗料押出液通路6に連通している。塗料押出液通路6は、前記塗装用ロボットのアーム2に沿って延びる配管を介して前記塗料カートリッジ10の塗料押出液室14内に塗料押出液を供給する通路である。また、塗料押出液通路6上には、塗料押出液通路6を連通または遮断するトリガバルブ8が設けられている。なお、本実施形態のトリガバルブ7,8は、図示しないソレノイドにより作動する電磁弁である。
【0029】
なお、塗料カートリッジ10には、図2に示される塗料充填システム20に取り付けられた状態で塗料が充填されるようになっている。塗料充填システム20は、塗料充填装置21、塗料押出液貯留容器27、塗料押出液送り配管29、第1塗料押出液戻り配管28a、第2塗料押出液戻り配管28b及び切替バルブ71などを備えている。塗料充填装置21は、切替バルブ71及び塗料押出液送り配管29を介して塗料押出液貯留容器27に接続されている。また、塗料充填装置21は、切替バルブ71及び第1塗料押出液戻り配管28aを介して塗料押出液貯留容器27に接続されている。さらに、塗料充填装置21は、第2塗料押出液戻り配管28bを介して塗料押出液貯留容器27に接続されている。なお、塗料押出液貯留容器27は、塗料押出液を溜めておくための容器である。
【0030】
塗料充填装置21にはカートリッジ取付部30が設けられ、カートリッジ取付部30の上面には塗料カートリッジ10が前記接続端面11fを下向きにして着脱可能に取り付けられる。なお、この状態において、前記塗料押出液ストップ弁11eは開状態となるため、塗料充填装置21は、前記塗料移動経路17を介して前記塗料室13内に塗料を充填することができる。
【0031】
図2に示されるように、カートリッジ取付部30の下面には、複数のカラーバルブ23を有する塗料マニホールド22が取り付けられている。塗料マニホールド22内には、カラーバルブ23を開状態に切り替えた際に、塗料タンク52内に溜められた塗料を塗料ポンプ51によって塗料室13内に導く塗料充填経路22aが設けられている。また、カートリッジ取付部30の下面には、開状態に切り替えられた際に塗料などを排出する排出バルブ22bが取り付けられている。そして、カートリッジ取付部30内には、塗料室13内の塗料を排出バルブ22bを介して外部に排出する塗料排出経路22cが設けられている。また、塗料ストップ弁11dと塗料充填経路22aと塗料排出経路22cとの接続部分には、塗料ストップ弁11d、塗料充填経路22a及び塗料排出経路22cのうちの1つを遮断して、残りの2つを連通させるトリガバルブ22dが設けられている。なお、本実施形態のカラーバルブ23、排出バルブ22b及びトリガバルブ22dは、図示しないソレノイドにより作動する電磁弁である。
【0032】
図2に示されるように、前記切替バルブ71と前記塗料押出液移動経路18aとをつなぐ塗料押出液移動配管28c上には、塗料押出液移動配管28cを開状態または閉状態に切り替える液体給排バルブ24が設けられている。液体給排バルブ24は、カートリッジ取付部30の側面に取り付けられている。液体給排バルブ24は、開状態に切り替えられた際に、塗料押出液移動配管28c及び塗料押出液移動経路18aを介して、前記塗料押出液室14に塗料押出液を充填可能とする。また、液体給排バルブ24は、開状態に切り替えられた際に、塗料押出液室14内の塗料押出液を、塗料押出液移動経路18a及び塗料押出液移動配管28cを介して排出可能とする。さらに、切替バルブ71は、塗料押出液移動配管28cと前記塗料押出液送り配管29と前記第1塗料押出液戻り配管28aとの接続部分に設けられている。切替バルブ71は、塗料押出液移動配管28c、塗料押出液送り配管29及び第1塗料押出液戻り配管28aのうちの1つを遮断して、残りの2つを連通させるようになっている。なお、本実施形態の液体給排バルブ24及び切替バルブ71は、図示しないソレノイドにより作動する電磁弁である。
【0033】
図2に示されるように、塗料押出液送り配管29上には塗料押出液供給ポンプ26が設けられている。塗料押出液送り配管29は、塗料押出液供給ポンプ26の駆動により、前記塗料押出液貯留容器27に溜められた塗料押出液を切替バルブ71などを介して塗料押出液室14に供給する経路である。なお、塗料押出液供給ポンプ26は、塗料押出液を他の塗料充填装置21(塗料カートリッジ10内の塗料押出液室14)や他の塗装機1にも供給するようになっている。
【0034】
また、前記第2塗料押出液戻り配管28b上には、第2塗料押出液戻り配管28bを開状態または閉状態に切り替える液体排出バルブ25が設けられている。液体排出バルブ25は、前記カートリッジ取付部30の側面に取り付けられている。液体排出バルブ25は、開状態に切り替えられた際に、塗料押出液室14内の塗料押出液を塗料押出液移動経路18bを介して排出可能とする。即ち、液体排出バルブ25が設けられる経路は、液体給排バルブ24が設けられる経路とは別の経路である。なお、本実施形態の液体排出バルブ25は、図示しないソレノイドにより作動する電磁弁である。第2塗料押出液戻り配管28bは、塗料押出液室14から排出される塗料押出液を、塗料充填装置21及び第2塗料押出液戻り配管28bを介して塗料押出液貯留容器27に戻す経路である。なお、第2塗料押出液戻り配管28bは他の塗料充填装置21や他の塗装機1にも接続されているため、塗料押出液貯留容器27には、他の塗料充填装置21や他の塗装機1から排出される塗料押出液も戻るようになっている。
【0035】
次に、塗料充填システム20の電気的構成について説明する。
【0036】
図2に示されるように、塗料充填システム20はパソコン61を備えており、パソコン61は、CPU62、ROM63、RAM64、入出力回路等により構成されている。また、CPU62には、キーボード65やディスプレイ66などが電気的に接続されている。CPU62は、前記カラーバルブ23、前記排出バルブ22b、前記トリガバルブ22d、前記液体給排バルブ24、前記液体排出バルブ25及び前記切替バルブ71に電気的に接続されており、各種の駆動信号によってそれらを制御する。
【0037】
次に、上記実施形態の塗料充填システム20を用いて塗料押出液の排出方法を説明する。
【0038】
塗装機1により塗装が行われるなどして塗料カートリッジ10の塗料バッグ12内の塗料がなくなると、塗料カートリッジ10は、塗装機1から取り外されて、接続端面11fを下向きにした状態で塗料充填装置21のカートリッジ取付部30に取り付けられる。この状態において、CPU62からカラーバルブ23及びトリガバルブ22dに駆動信号を出力すると、カラーバルブ23が開状態に切り替わるとともに、トリガバルブ22dが駆動されて塗料ストップ弁11dが開状態となり、塗料充填経路22aと塗料移動管16とが連通する。これにより、塗料タンク52内の塗料が、塗料ポンプ51によって塗料充填経路22a、塗料ストップ弁11d及び塗料移動管16を通過し、塗料バッグ12内に充填される(図3(a)参照)。
【0039】
また、CPU62は、カラーバルブ23及びトリガバルブ22dに駆動信号を出力するのと同時に、液体給排バルブ24に駆動信号を出力し、液体給排バルブ24を開状態に切り替える。さらに、CPU62は、切替バルブ71に駆動信号を出力し、切替バルブ71を駆動して塗料押出液移動配管28cと第1塗料押出液戻り配管28aとを連通させる。これにより、塗料押出液室14内の上部にある塗料押出液は、塗料バッグ12に塗料が充填されるのに伴い、接続端面11fから遠い位置にある開口部(塗料押出液移動管15の先端開口部)から塗料押出液移動管15内に流れ込む。これと同時に、塗料押出液に混入したエアB1も塗料押出液移動管15内に流れ込む(図3(a)参照)。これにより、カートリッジ本体11内の塗料押出液に混入したエアB1を抜くことができる。そして、塗料押出液は、塗料押出液移動経路18a、液体給排バルブ24、塗料押出液移動配管28c、切替バルブ71及び第1塗料押出液戻り配管28aを順番に通過し、塗料押出液貯留容器27に流れ込む。
【0040】
塗料押出液室14内の上部にある塗料押出液の排出が開始されてから1秒程度経過すると、CPU62は、液体排出バルブ25に駆動信号を出力し、液体排出バルブ25を開状態に切り替える。これにより、塗料押出液室14内に残っている塗料押出液は、塗料バッグ12に塗料が充填されるのに伴い、接続端面11fから近い位置にある開口部から塗料押出液移動経路18b内に流れ込む。そして、塗料押出液は、塗料押出液移動経路18b、液体排出バルブ25及び第2塗料押出液戻り配管28bを順番に通過し、塗料押出液貯留容器27に流れ込む。
【0041】
ところで、塗料バッグ12が破れると、塗料バッグ12内の塗料が塗料押出液室14に漏れ出して、塗料押出液室14内の塗料押出液に混入する。そして、塗料押出液中に混入した塗料B2は、塗料押出液よりも比重が大きいために、凝固してカートリッジ本体11内の底面11g上に溜まる(図3参照)。このため、塗料B2は、塗料押出液と一緒に塗料押出液移動経路18b内に流れ込む(図3(b)参照)。これにより、塗料B2をカートリッジ本体11外に排出することができる。
【0042】
なお、上記のような塗料バッグ12の破損が発生することなく塗料バッグ12内への塗料の充填が終了すると、塗料カートリッジ10は、塗料充填装置21のカートリッジ取付部30から取り外されて塗装機1に取り付けられる。塗料カートリッジ10が塗装機1に取り付けられると、塗料カートリッジ10の塗料押出液室14内には別の駆動源によって塗料押出液が供給される。それに伴い、塗料バッグ12は変形して収縮するため、塗料バッグ12内の塗料は、トリガバルブ7や管状回転軸4aを介して回転霧化頭4より吐出され、塗装が実施される。
【0043】
従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
【0044】
(1)本実施形態の塗料カートリッジ10によれば、塗料押出液に混入したエアが塗料押出液室14の上部に溜まった場合、塗料押出液移動経路18aの開口部から塗料押出液を排出する際に、エアも一緒に排出できる。これにより、塗料押出液充填時における塗料室13からの塗料の排出量が安定する。また、塗料押出液に混入した塗料が塗料押出液室14の底部(ベース部11cの底面11g上)に溜まった場合、塗料押出液移動経路18bの開口部から塗料押出液を排出する際に、塗料も一緒に排出できる。
【0045】
(2)本実施形態では、カートリッジ本体11が複数の塗料押出液移動経路18a,18bを備えるため、塗料押出液を複数個所から抜くことができる。また、塗料押出液移動経路18aの開口部が非接続端面11hの近傍にて開口し、塗料押出液移動経路18bの開口部が底面11gにて開口している。このため、塗料の比重が塗料押出液の比重より小さい場合であっても、エアB1及び塗料B2を塗料押出液移動経路18aから排出することができる。また、塗料の比重が塗料押出液の比重と同じ場合には、エアB1及び塗料B2を塗料押出液移動経路18a及び塗料押出液移動経路18bの両方から排出できる。ゆえに、塗料押出液に様々な流体を用いることができ、塗料カートリッジ10の汎用性が高くなる。さらに、必要に応じてエアB1及び塗料B2を様々な方法で排出することができる(例えば塗料押出液移動経路18bから排出するなど)。また、塗料押出液移動経路18a及び塗料押出液移動経路18bのどちらからでも、塗料押出液を塗料押出液室14内に充填することができる。
【0046】
(3)本実施形態の塗料押出液移動経路18aは、本体部11aの中心軸線と平行に延びており、本体部11aの内壁面近傍に配置されている。これにより、塗料押出液移動経路18aが塗料バッグ12の膨張の邪魔にならなくなり、しかも塗料バッグ12の容量を最大限確保できる。
【0047】
(4)本実施形態の塗料押出液移動経路18aは、本体部11aの壁部内に形成されるのではなく、塗料押出液室14内に突出する塗料押出液移動管15によって構成されている。このため、塗料押出液移動経路18aの製作が容易である。
【0048】
(5)本実施形態の塗料押出液移動経路18bは、ベース部11cを貫通する貫通孔のみによって構成されており、塗料押出液室14内に突出していない。よって、塗料押出液移動経路18bを設ける際に塗料バッグ12との位置関係を考慮しなくても済むため、塗料押出液移動経路18bをベース部11cの任意の箇所に配置できる。
【0049】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
【0050】
・上記実施形態の塗料充填システム20では、切替バルブ71と塗料押出液移動経路18aとをつなぐ塗料押出液移動配管28c上に液体給排バルブ24が設けられ、第2塗料押出液戻り配管28b上に液体排出バルブ25が設けられていた。即ち、液体排出バルブ25が設けられる経路と液体給排バルブ24が設けられる経路とが、別々の経路となっていた。
【0051】
しかし、液体排出バルブ25が設けられる経路と液体給排バルブ24が設けられる経路とを、共通の経路としてもよい。例えば図4に示されるように、塗料押出液移動経路18aを開状態または閉状態に切り替える第1ゲートバルブ81aと、塗料押出液移動経路18bを開状態または閉状態に切り替える第2ゲートバルブ81bとをカートリッジ取付部30内に設ける。そして、液体給排バルブ24を開状態に切り替えた状態で、第1ゲートバルブ81aを開状態に切り替え、塗料押出液移動経路18aから塗料押出液をエアB1と一緒に排出する(図5(a)参照)。次に、第2ゲートバルブ81bを開状態に切り替え、塗料押出液移動経路18bから塗料押出液を沈殿した塗料B2と一緒に排出する(図5(b)参照)。
【0052】
このようにすれば、上記実施形態の塗料充填システム20に設けられていた切替バルブ71を省略できるとともに、第1塗料押出液戻り配管28a、第2塗料押出液戻り配管28b及び塗料押出液移動配管28cを1つの塗料押出液戻り配管28にまとめることができる。
【0053】
・上記実施形態の塗料カートリッジ10において、塗料押出液移動経路18a及び塗料押出液移動経路18bをカートリッジ本体11の壁部内に形成してもよい(図6(a),(b)参照)。
【0054】
・上記実施形態では、カートリッジ本体11に2系統の塗料押出液移動経路18a,18bが設けられていたが、3系統以上の塗料押出液移動経路が設けられていてもよい。例えば、図6(c)に示されるように、カートリッジ本体11に、塗料押出液移動経路18a,18bに加えて、さらに別の塗料押出液移動経路18cを設けてもよい。
【0055】
・上記実施形態の塗料押出液移動経路18a及び塗料押出液移動経路18bはそれぞれ別系統の経路であったが、図6(b),(c)に示されるように、1系統の塗料押出液移動経路から枝分かれして形成される経路であってもよい。
【0056】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【0057】
(1)請求項2において、前記複数の塗料押出液移動経路は、前記本体部の中心軸線と平行に延びており、前記複数の塗料押出液移動経路の少なくとも1つは、前記本体部の内壁面近傍に配置されていることを特徴とする塗料カートリッジ。
【0058】
(2)請求項2において、前記本体部の内壁面近傍に配置されている塗料押出液移動経路は、前記塗料押出液室内に突出する塗料押出液移動管によって構成されていることを特徴とする塗料カートリッジ。
【0059】
(3)請求項1乃至4のいずれか1項において、前記塗料は静電塗装用水性塗料であり、前記塗料押出液は前記塗料と比重差がある絶縁性の油性透明液体であることを特徴とする塗料カートリッジ。
【0060】
(4)請求項1乃至4のいずれか1項において、前記塗装機は、前記塗料を負に帯電し、被塗装物をアースした状態で、塗装を行う静電塗装機であることを特徴とする塗料カートリッジ。
【0061】
(5)請求項1または2において、前記区画体は、前記カートリッジ本体内にて変位可能なピストンであり、前記塗料室に前記塗料を充填した際に、前記ピストンが前記塗料押出液室側に移動することに伴って前記塗料押出液室の容積が縮小され、前記塗料押出液室内の前記塗料押出液が前記カートリッジ本体の外部領域に押し出されるとともに、前記塗料押出液室に前記塗料押出液を充填した際に、前記ピストンが前記塗料室側に移動することに伴って前記塗料室の容積が縮小され、前記塗料室内の前記塗料が前記カートリッジ本体の外部領域に押し出されることを特徴とする塗料カートリッジ。
【0062】
(6)請求項1乃至4のいずれか1項に記載の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付部を設け、前記塗料カートリッジの取付時に塗料を前記塗料室内に導く塗料充填経路を設けた塗料充填装置と、前記塗料押出液を溜めておくための塗料押出液貯留容器と、前記塗料押出液室から排出される前記塗料押出液を、前記塗料充填装置を介して前記塗料押出液貯留容器に戻す塗料押出液戻り経路とを備え、前記カートリッジ取付部内に、前記塗料充填経路に連通する第1接続通路と、前記接続端面から遠い位置にある開口部を有する塗料押出液移動経路と前記塗料押出液戻り経路とをつなぐ第2接続通路と、前記接続端面から近い位置にある開口部を有する塗料押出液移動経路と前記塗料押出液戻り経路とをつなぐ第3接続通路とを設け、前記第2接続通路及び前記第3接続通路が互いに別系統の通路であることを特徴とする塗料充填システム。
【図面の簡単な説明】
【0063】
【図1】本実施形態における塗装機を示す概略断面図。
【図2】本実施形態における塗料充填システムを示す構成図。
【図3】(a),(b)は、塗料押出液の排出方法を示す説明図。
【図4】他の実施形態における塗料充填システムを示す構成図。
【図5】(a),(b)は、他の実施形態における塗料押出液の排出方法を示す説明図。
【図6】(a)〜(d)は、他の実施形態における塗料カートリッジを示す概略断面図。
【図7】従来技術における塗料充填システムを示す構成図。
【符号の説明】
【0064】
1…塗装機
10…塗料カートリッジ
11…カートリッジ本体
11a…本体部
11c…ベース部
11e…塗料押出液移動経路開閉弁としての塗料押出液ストップ弁
11f…接続端面
11g…底面
11h…非接続端面
12…区画体としての塗料バッグ
13…塗料室
14…塗料押出液室
17…塗料移動経路
18a,18b…塗料押出液移動経路
21…塗料充填装置
【出願人】 【識別番号】000110343
【氏名又は名称】トリニティ工業株式会社
【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
【出願日】 平成18年7月14日(2006.7.14)
【代理人】 【識別番号】100114605
【弁理士】
【氏名又は名称】渥美 久彦


【公開番号】 特開2008−18396(P2008−18396A)
【公開日】 平成20年1月31日(2008.1.31)
【出願番号】 特願2006−194565(P2006−194565)