JP3299206B2

JP3299206B2 - カートリッジ用塗料充填装置

Info

Publication number: JP3299206B2
Application number: JP36096098A
Authority: JP
Inventors: 治吉田; 英嗣松田; 敏男細田
Original assignee: エービービー株式会社
Priority date: 1998-12-18
Filing date: 1998-12-18
Publication date: 2002-07-08
Anticipated expiration: 2018-12-18
Also published as: US6253800B1; KR100355332B1; WO2000037180A1; EP1057538A1; ES2288779T3; DE69936338D1; DE69936338T2; CA2320322C; EP1057538A4; EP1057538B1; CA2320322A1; KR20010041006A; JP2000176328A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば各色毎のカ
ートリッジを交換して用いる塗装装置のカートリッジに
塗料を充填するのに好適に用いられるカートリッジ用塗
料充填装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車のボディ等の被塗物を塗
装する塗装装置としては回転霧化頭型塗装装置が広く用
いられている。また、昨今では、色替作業時に廃棄され
る塗料と溶剤の量を削減すること、多くの塗色に対応で
きること等が望まれている。

【０００３】そこで、廃棄塗料、溶剤の削減、塗色の増
大に対応した回転霧化頭型塗装装置として、例えば特開
平８−２２９４４６号公報に記載されたものが知られて
いる。この回転霧化頭型塗装装置は、各色毎の塗料が充
填されたカートリッジを、自動車のボディを塗装する度
に交換して取付ける構成となっている。

【０００４】そして、この回転霧化頭型塗装装置は、前
側が塗装機を取付ける塗装機取付部となり後側がカート
リッジを取付けるカートリッジ取付部となったハウジン
グと、回転軸を有するエアモータと該エアモータの前側
に位置して回転軸に設けられた回転霧化頭とからなり、
該ハウジングの塗装機取付部に取付けられた塗装機とに
よって構成されている。また、塗装機を構成するエアモ
ータの回転軸内には、前端が前記回転霧化頭に開口し後
端が前記ハウジングのカートリッジ取付部に開口するフ
ィードチューブ挿通孔が軸方向に形成されている。

【０００５】そして、塗装装置には、ハウジングのカー
トリッジ取付部に交換して取付けるため、各色毎に別個
のカートリッジを備えている。このカートリッジは、内
部に塗料が充填されるボンベと該ボンベの先端から軸方
向に伸びるフィードチューブとからなり、前記ボンベが
ハウジングのカートリッジ取付部内に交換可能に取付け
られると共に、フィードチューブが前記フィードチュー
ブ挿通孔に挿入される構成となっている。

【０００６】また、カートリッジには、ボンベ内をフィ
ードチューブに連通する塗料収容室と押出しエア収容室
とに画成する可動隔壁と、該押出しエア収容室に押出し
エアを供給するカートリッジ側押出しエア通路とが設け
られている。さらに、ハウジングには、カートリッジ側
押出しエア通路に連通するハウジング側押出しエア通路
が設けられている。これにより、ハウジング側押出しエ
ア通路、カートリッジ側押出しエア通路は、押出しエア
収容室に向け押出しエアを流通させることにより、可動
隔壁を変位させて塗料収容室内の塗料をフィードチュー
ブから回転霧化頭に流出する構成となっている。

【０００７】このように構成された回転霧化頭型塗装装
置では、各色のカートリッジから塗装に用いる塗色のカ
ートリッジを選択し、このカートリッジをハウジングの
カートリッジ取付部に取付ける。そして、カートリッジ
の押出しエア収容室にエアを適宜供給することにより、
カートリッジの塗料収容室内の塗料をフィードチューブ
から回転霧化頭に向け吐出する。これにより、回転霧化
頭は、この塗料を被塗物に向け噴霧する。

【０００８】また、色替を行なう場合には、カートリッ
ジを他色のカートリッジに交換するだけで、塗料、溶剤
を廃棄することなく、色替を行なうことができる。

【０００９】一方、塗装作業が終了し、色替作業によっ
てハウジングから取外されたカートリッジは、塗料収容
室内の塗料の残量が少なくなっているため、このカート
リッジに塗料を充填する必要がある。

【００１０】そこで、カートリッジに塗料を充填すると
きに用いられる塗料充填装置について説明する。この従
来技術によるカートリッジ用塗料充填装置は、各色毎の
塗料循環配管から伸びるクイックジョイントによって構
成されている。そして、塗料充填装置によってカートリ
ッジの塗料収容室内に塗料を充填する場合には、カート
リッジをハウジングから取外して配置台に戻す。次に、
フィードチューブと別個にカートリッジに設けられた塗
料供給口にクイックジョイントを接続し、該クイックジ
ョイントからカートリッジ内に塗料を充填する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】然るに、上述した従来
技術によるカートリッジ用塗料充填装置では、カートリ
ッジにフィードチューブと別個に塗料供給口を設け、該
塗料供給口から塗料を充填するようにしている。このた
め、カートリッジの構成が複雑になり、製造コストの上
昇を招く上に、塗料漏れの可能性がある部位が増えてし
まうという問題がある。

【００１２】また、カートリッジに設けられた塗料供給
口に、塗料循環配管から伸びるクイックジョイントを接
続して塗料の充填を行なっている。このため、塗料供給
口とクイックジョイントとの接続作業に手間を要してし
まい、作業時間が増大するという問題がある。

【００１３】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明の目的は、カートリッジの構成を
簡略化すると共に、カートリッジへの塗料充填作業を容
易にできるようにしたカートリッジ用塗料充填装置を提
供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１の発明が採用するカートリッジ用塗料
充填装置は、塗料が充填されるボンベと該ボンベの軸方
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ために、前記カートリッジの
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、開口側が前記カートリッジ
の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，停止を行なう充填弁とによって構成
し、前記充填弁は、塗料供給源と接続される流入側塗料
通路と、塗料供給源に塗料を戻す流出側塗料通路と、前
記流入側塗料通路を前記接続部材に接続する塗料供給通
路と、前記流入側塗料通路を流出側塗料通路または塗料
供給通路に切換える塗料通路切換弁とによって構成した
ことにある。

【００１５】このように構成したことにより、塗装作業
が終了したら、カートリッジは、ハウジングから取外
し、カートリッジ用塗料充填装置の充填台に形成された
ボンベ支持部に取付ける。このときには、カートリッジ
のフィードチューブをフィードチューブ挿通孔に挿入
し、該フィードチューブの先端を接続部材に嵌合する。
この状態で、塗料通路切換弁によって流入側塗料通路を
塗料供給通路に切換え、充填弁を開弁する。これによ
り、塗料供給源からの塗料を流入側塗料通路、塗料供給
通路を介して接続部材側に供給することにより、この塗
料をフィードチューブの先端からカートリッジのボンベ
内に充填する。そして、ボンベ内に所定量の塗料を充填
したら、充填弁を閉弁して塗料の供給を停止することに
より、カートリッジへの塗料の充填を行なうことができ
る。また、塗料の充填待機状態では、塗料通路切換弁に
よって流入側塗料通路を流出側塗料通路に切換える。こ
れにより、塗料供給源からの塗料を流入側塗料通路、流
出側塗料通路で循環流通することができ、充填待機状態
における塗料顔料等の分離，沈殿を防止することができ
る。

【００１６】請求項２の発明は、接続部材は、充填台の
軸方向に移動可能に設け、接続部材と充填台との間に
は、接続部材をフィードチューブに向けて付勢するばね
部材を設ける構成としたことにある。

【００１７】このように構成したことにより、カートリ
ッジを充填台に取付けると、フィードチューブの先端が
接続部材に嵌合する。このときに、接続部材は、フィー
ドチューブの先端位置に合わせて軸方向に移動する。し
かも、接続部材は、ばね部材によってフィードチューブ
に押付けられ、フィードチューブ先端に確実に嵌合す
る。

【００１８】

【００１９】

【００２０】請求項３の発明は、充填弁には、塗料供給
通路とドレン側とを接続するドレン通路を設け、該ドレ
ン通路の途中には残圧抜き弁を設けたことにある。

【００２１】このように構成したことにより、残圧抜き
弁が開弁したときには、接続部材等を介してフィードチ
ューブ、カートリッジのボンベ内に残った圧力を抜いて
大気圧に戻すことができる。

【００２２】請求項４の発明は、接続部材には、フィー
ドチューブの先端を位置決めするフィードチューブ位置
決め部を設けたことにある。

【００２３】このように構成したことにより、フィード
チューブの先端を接続部材に嵌合したときには、フィー
ドチューブ位置決め部によってフィードチューブの先端
を接続部材に対し位置決めすることができる。

【００２４】

【００２５】

【００２６】請求項５の発明は、充填台のボンベ支持部
には、カートリッジのボンベとの間で画成される負圧空
間を設け、充填台には、該負圧空間に開口するエア吸引
通路を設け、該エア吸引通路を経由して前記負圧空間内
のエアを吸引することによりボンベ支持部に対してボン
ベを固定する構成としたことにある。

【００２７】このように構成したことにより、充填台の
ボンベ支持部にカートリッジのボンベを嵌合する。この
状態で、ボンベ支持部とカートリッジのボンベとの間で
画成される負圧空間内のエアを、エア吸引通路を経由し
て吸引することによりカートリッジを引き付け、ボンベ
支持部に対してカートリッジを固定することができる。
また、カートリッジを取外す場合には、負圧空間内にエ
アを供給することにより、負圧状態を解除してカートリ
ッジを充填台から取外すことができる。

【００２８】請求項６の発明は、充填台には、カートリ
ッジに設けられた塗料弁にパイロットエアを供給するパ
イロットエア通路を設けたことにある。

【００２９】このように構成したことにより、塗料を充
填するときには、パイロットエア通路を経由してパイロ
ットエアを供給する。これにより、カートリッジ内の塗
料弁が開弁するから、フィードチューブ内の塗料通路を
介して塗料を充填することができる。また、塗料の充填
作業が終了したら、パイロットエアの供給を絶つ。これ
により、塗料弁が閉弁するから、フィードチューブから
の塗料の漏れを防止することができる。

【００３０】請求項７の発明は、充填台には、カートリ
ッジに塗料を充填するときに、ボンベ内の塗料を押出す
押出し液体を排出する押出し液体排出通路を設ける構成
としたことにある。

【００３１】このように構成したことにより、ボンベに
塗料を充填したときには、塗料の充填量に応じた押出し
液体を、押出し液体排出通路を経由して排出することが
できる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
カートリッジ用塗料充填装置を、回転霧化頭型塗装装置
に交換可能に取付けられるカートリッジに塗料を充填す
る場合を例に挙げ、図１ないし図１２に従って詳細に説
明する。

【００３３】１は塗装作業機となる塗装用ロボットで、
該塗装用ロボット１は、基台２と、該基台２上に回転可
能かつ揺動可能に設けられた垂直アーム３と、該垂直ア
ーム３の先端に揺動可能に設けられた水平アーム４と、
該水平アーム４の先端に設けられた手首５とにより大略
構成されている。

【００３４】１１は塗装用ロボット１に設けられた回転
霧化頭型塗装装置（以下、塗装装置１１という）で、該
塗装装置１１は、図２に示す如く、後述のハウジング１
２、フィードチューブ挿通孔１７，２４、塗装機１８、
カートリッジ２５、塗料弁３５、シンナ弁４３等によっ
て大略構成されている。

【００３５】１２は例えばＰＴＦＥ、ＰＥＥＫ、ＰＥ
Ｉ、ＰＯＭ、ＰＩ、ＰＥＴ等の高機能樹脂材料（エンジ
ニアリングプラスチック）によって形成され、手首５の
先端に取付けられたハウジングで、該ハウジング１２
は、塗装用ロボット１の手首５先端に着脱可能に取付け
られるネック部１３と、該ネック部１３の先端に一体形
成されたヘッド部１４とから構成されている。

【００３６】ここで、ヘッド部１４の前側には塗装機取
付部１５が凹円筒状に形成され、また、ヘッド部１４の
後側にはカートリッジ取付部１６が凹円筒状に形成され
ている。さらに、カートリッジ取付部１６の底部１６Ａ
には、図４に示す如く、雌接続部１６Ｂと雄接続部１６
Ｃが別個に形成され、該雌接続部１６Ｂには後述するボ
ンベ２６の雄接続部２６Ａが嵌合し、雄接続部１６Ｃに
はボンベ２６の雌接続部２６Ｂが嵌合する。そして、カ
ートリッジ取付部１６の雌接続部１６Ｂ、雄接続部１６
Ｃは、ボンベ２６を該カートリッジ取付部１６に取付け
るときに、該ボンベ２６を周方向に位置決めするもので
ある。

【００３７】１７はヘッド部１４の塗装機取付部１５と
カートリッジ取付部１６との間に連通して設けられたハ
ウジング側フィードチューブ挿通孔で、該ハウジング側
フィードチューブ挿通孔１７は、その前側が小径なフィ
ードチューブ挿通部１７Ａとなり、後側がテーパ状に凹
陥した円錐状凹陥部１７Ｂとなっている。ここで、フィ
ードチューブ挿通部１７Ａは、後述する塗装機側フィー
ドチューブ挿通孔２４と同軸に形成されている。また、
円錐状凹陥部１７Ｂは、後述するカートリッジ２５の円
錐状凸部２７が当接して嵌合し、これを軸方向、径方向
に位置決めするものである。

【００３８】１８はヘッド部１４の塗装機取付部１５内
に取付けられた塗装機で、該塗装機１８は、図２に示す
ように、モータケース１９Ａ、回転軸１９Ｂ、エアター
ビン１９Ｃおよびエア軸受１９Ｄからなるエアモータ１
９と、該エアモータ１９によって回転せしめられ、供給
された塗料を遠心霧化して微粒化し被塗物に向け噴霧す
る回転霧化頭２０と、前記エアモータ１９の前端側に設
けられたシェーピングエアリング２１とから大略構成さ
れている。また、シェーピングエアリング２１には、そ
の外周側に多数のシェーピングエア噴出孔２１Ａ，２１
Ａが前方に向け穿設されている。このシェーピングエア
噴出孔２１Ａは、回転霧化頭２０の放出端縁に向けてシ
ェーピングエアを噴出し、該回転霧化頭２０から放出さ
れた塗料粒子のパターン成形を行うものである。

【００３９】２２はハウジング１２のネック部１３に設
けられた高電圧発生器で、該高電圧発生器２２は、例え
ばコッククロフト回路によって構成され、電源装置（図
示せず）から供給される電圧を−６０ないし−１２０ｋ
Ｖに昇圧するものである。そして、高電圧発生器２２の
出力側は例えばエアモータ１９に電気的に接続され、こ
れにより高電圧発生器２２は、エアモータ１９の回転軸
１９Ｂを介して回転霧化頭２０に高電圧を印加し、塗料
に直接帯電させる。

【００４０】２３はハウジング１２のネック部１３に設
けられ、制御エア源（図示せず）に接続された複数本の
エア通路で、該各エア通路２３は、エアモータ１９を制
御するためのタービンエア、軸受エア、ブレーキエア、
塗料の噴霧パターンを成形するためのシェーピングエア
等を供給するものであるが、本実施の形態では、代表的
に１本のエア通路のみを図示している。

【００４１】２４はエアモータ１９を構成する回転軸１
９Ｂの軸方向に貫通して設けられた塗装機側フィードチ
ューブ挿通孔で、該塗装機側フィードチューブ挿通孔２
４の基端側は、ハウジング側フィードチューブ挿通孔１
７のフィードチューブ挿通部１７Ａに開口し、先端側は
回転霧化頭２０内に開口している。また、塗装機側フィ
ードチューブ挿通孔２４は、ハウジング側フィードチュ
ーブ挿通孔１７のフィードチューブ挿通部１７Ａと同軸
に形成されている。そして、フィードチューブ挿通孔１
７，２４には、カートリッジ２５のフィードチューブ２
８が挿脱可能に挿嵌される。

【００４２】２５ａ，２５ｂ，…２５ｎはａ色，ｂ色，
…ｎ色の塗料を個別に貯え、回転霧化頭２０に向け供給
するためのカートリッジ（以下、全体としてカートリッ
ジ２５という）で、該各カートリッジ２５は、図３に示
す如く、後述するボンベ２６と、該ボンベ２６の前端面
に設けられた円錐状凸部２７と、該円錐状凸部２７から
軸方向に突出して設けられたフィードチューブ２８と、
前記ボンベ２６内に設けられた可動隔壁としてのピスト
ン２９と、押出し液体をなすシンナを供給するカートリ
ッジ側シンナ通路３２とによって大略構成されている。

【００４３】２６はカートリッジ２５の本体をなすボン
ベで、該ボンベ２６は、ハウジング１２と同様の高機能
樹脂材料等からなり、カートリッジ取付部１６に挿脱可
能に挿嵌される径寸法をもった筒状体（シリンダ）とし
て形成されている。また、ボンベ２６の前面には、カー
トリッジ取付部１６の雌接続部１６Ｂに対応した位置に
雄接続部２６Ａが設けられ、カートリッジ取付部１６の
雄接続部１６Ｃに対応した位置に雌接続部２６Ｂが設け
られている。さらに、ボンベ２６の後部には、カートリ
ッジ２５を交換するときに把持される把持突起２６Ｃが
設けられている。

【００４４】ここで、雄接続部２６Ａ、雌接続部２６Ｂ
は、ボンベ２６を塗装装置１１のカートリッジ取付部１
６に取付けるときに、該ボンベ２６を周方向に位置決め
するものである。また、雄接続部２６Ａ、雌接続部２６
Ｂは、ボンベ２６を後述する塗料充填装置５１のボンベ
支持部５７に取付けるときにも、該ボンベ２６を周方向
に位置決めする。

【００４５】２７はボンベ２６の前面側に一体的に形成
された円錐状凸部で、該円錐状凸部２７は、カートリッ
ジ２５のボンベ２６を塗装装置１１のカートリッジ取付
部１６に取付けた状態で、円錐状凹陥部１７Ｂに当接し
て係合し、ボンベ２６を軸方向、径方向に位置決めする
ものである。また、円錐状凸部２７は、カートリッジ２
５を塗料充填装置５１のボンベ支持部５７に取付けたと
きにも、該ボンベ支持部５７に形成された円錐状凹陥部
５６Ａに当接して係合し、カートリッジ２５のボンベ２
６を軸方向、径方向に位置決めする。

【００４６】また、２８は円錐状凸部２７の先端側に設
けられたフィードチューブで、該フィードチューブ２８
内には同軸に伸びる塗料供給路２８Ａが形成されてい
る。そして、塗料供給路２８Ａの基端側は後述の塗料収
容室３０に接続され、先端側は回転霧化頭２０に向け開
口している。また、フィードチューブ２８の先端内周側
には、塗料供給路２８Ａを縮径して弁座部２８Ｂが設け
られ、該弁座部２８Ｂには後述する塗料弁３５の弁体３
５Ｂが離，着座する。さらに、フィードチューブ２８の
先端外周側には、先端側に向け漸次縮径して円錐状凸面
２８Ｃが形成され、該円錐状凸面２８Ｃは、後述する可
動接続部材５９の円錐状凹面５９Ｃに当接して係合し、
フィードチューブ２８の先端を該可動接続部材５９の中
央に位置決めする。なお、フィードチューブ２８の長さ
寸法は、カートリッジ２５をハウジング１２のカートリ
ッジ取付部１６に取付けた状態で、その先端が回転霧化
頭２０内に延在する程度に設定されている。

【００４７】ここで、フィードチューブ２８は、塗料収
容室３０から供給される塗料を塗料供給路２８Ａ内で流
通し、該塗料供給路２８Ａの先端から回転霧化頭２０に
向け流出するものである。また、フィードチューブ２８
は、塗料収容室３０内に塗料を充填する場合には、その
先端を可動接続部材５９に接続することにより、塗料の
充填口として利用される。

【００４８】一方、２９はボンベ２６内に軸方向に摺動
可能に挿嵌されたピストンで、該ピストン２９は、ボン
ベ２６内を、フィードチューブ２８の塗料供給路２８Ａ
に連通路３０Ａを介して連通する塗料収容室３０と、押
出し液体としてのシンナを収容するシンナ収容室３１と
に画成している。

【００４９】３２はカートリッジ側シンナ通路で、該カ
ートリッジ側シンナ通路３２は、ボンベ２６の外周側を
軸方向に伸長して設けられ、その一端はボンベ２６の雄
接続部２６Ａ先端面に開口し、他端はシンナ収容室３１
に連通している。そして、カートリッジ側シンナ通路３
２は、シンナ収容室３１内にシンナを供給することによ
りピストン２９をフィードチューブ２８側に押動し、こ
れにより、ピストン２９は、塗料収容室３０内に充填さ
れた塗料を回転霧化頭２０に向け押出す。

【００５０】なお、押出し液体としてのシンナは、高電
圧発生器２２による高電圧が当該シンナを通ってリーク
するのを防止するため、絶縁性または電気抵抗の高いも
のが用いられている。また、押出し液体としてシンナを
用いることにより、このシンナは、ピストン２９が変位
するときに、ボンベ２６の内壁に塗料が乾燥して固着す
るのを防止し、ボンベ２６の内壁を常にウエット状態に
保持する。これにより、ピストン２９とボンベ２６の内
壁との間の摩擦抵抗が安定し、ピストン２９を円滑に押
動することができる。また、ピストン２９とボンベ２６
の内壁との間のシール性も向上することができる。

【００５１】３３はボンベ２６の雄接続部２６Ａ内に位
置してカートリッジ側シンナ通路３２の開口端に設けら
れた急速継手で、該急速継手３３は、前述したボンベ２
６の雄接続部２６Ａを含み逆止弁として構成されてい
る。そして、急速継手３３は、図５に示す如く、雄接続
部２６Ａと、先端が該雄接続部２６Ａから突出した段付
円柱状の弁体３３Ａと、該弁体３３Ａを突出方向に付勢
するコイルばね３３Ｂと、前記弁体３３Ａの外周側に設
けられ、雄接続部２６Ａとの間をシールするゴム等の弾
性リング３３Ｃとにより大略構成されている。

【００５２】そして、急速継手３３は、図４に示すよう
に、カートリッジ取付部１６にカートリッジ２５を取付
け、雌接続部１６Ｂに雄接続部２６Ａを嵌合させたとき
に、弁体３３Ａの先端が雌接続部１６Ｂの底部に当接し
て開弁する。これにより、急速継手３３は、カートリッ
ジ側シンナ通路３２を後述のハウジング側シンナ通路３
７に連通し、シンナの流通を許す。

【００５３】一方、図５に示すように、カートリッジ取
付部１６からボンベ２６を取外し、雄接続部２６Ａが雌
接続部１６Ｂから離脱したときには、急速継手３３の弁
体３３Ａは、コイルばね３３Ｂによって弾性リング３３
Ｃと一緒に雄接続部２６Ａに押し付けられてカートリッ
ジ側シンナ通路３２を閉塞し、該シンナ通路３２からシ
ンナが流出するのを防止する。なお、この急速継手３３
の開，閉動作は、カートリッジ２５を後述する充填台５
２のボンベ支持部５７に着脱した場合においても同様で
ある。

【００５４】３４はボンベ２６の先端側に設けられた塗
料弁収容部、３５は該塗料弁収容部３４に設けられた塗
料弁で、該塗料弁３５は、塗料弁収容部３４内に摺動可
能に挿嵌されたピストン部３５Ａと、基端側が該ピスト
ン部３５Ａに取付けられ、先端側がフィードチューブ２
８の塗料供給路２８Ａ内を伸び、その先端部が弁座部２
８Ｂに離，着座する長尺な弁体３５Ｂと、前記ピストン
部３５Ａを介して該弁体３５Ｂが弁座部２８Ｂに着座す
るように付勢する弁ばね３５Ｃとによって構成されてい
る。また、ピストン部３５Ａは、塗料弁収容部３４を、
前記弁ばね３５Ｃを収容するばね室３５Ｄと、パイロッ
トエアが流入する受圧室３５Ｅとに画成している。この
ように、塗料弁３５は、エアパイロット式切換弁として
構成されている。

【００５５】そして、塗料弁３５は、常時は弁ばね３５
Ｃの付勢力によって弁体３５Ｂがフィードチューブ２８
の弁座部２８Ｂに着座して塗料供給路２８Ａを遮断し、
回転霧化頭２０に対する塗料の供給を停止している。一
方、塗料弁用パイロットエア源からパイロットエア配管
（いずれも図示せず）、ハウジング側パイロットエア通
路３８、カートリッジ側パイロットエア通路３６を経由
して受圧室３５Ｅにパイロットエアが供給されたときに
は、弁ばね３５Ｃに抗して弁体３５Ｂが弁座部２８Ｂか
ら離座し、回転霧化頭２０に対し塗料収容室３０内の塗
料の供給を行なうものである。ここで、パイロットエア
通路３６は、一端がボンベ２６の雌接続部２６Ｂ内周面
に開口し、他端が塗料弁３５の受圧室３５Ｅに連通して
いる。

【００５６】次に、３７はハウジング１２に設けられた
ハウジング側シンナ通路で、該シンナ通路３７は、ネッ
ク部１３内を軸方向に伸びて雌接続部１６Ｂの位置で後
側に屈曲したＬ字状に形成されている。そして、ハウジ
ング側シンナ通路３７は、一端がシンナ供給装置（図示
せず）に接続され、他端がカートリッジ取付部１６の雌
接続部１６Ｂ底部に開口している。また、ハウジング側
シンナ通路３７の屈曲部位は、後述するシンナ弁４３の
弁体４３Ｂが離，着座する弁座部３７Ａとなっている。

【００５７】３８はハウジング１２に設けられたハウジ
ング側パイロットエア通路で、該パイロットエア通路３
８は、その一端がパイロットエア配管を介して塗料弁用
パイロットエア源（いずれも図示せず）に接続されてい
る。また、パイロットエア通路３８の他端は、カートリ
ッジ側パイロットエア通路３６に対応するようにカート
リッジ取付部１６の底部１６Ａに設けられた雄接続部１
６Ｃの周面に開口している。

【００５８】３９はハウジング１２に設けられ、カート
リッジ取付部１６の底部１６Ａに開口したエア吸引通路
で、該エア吸引通路３９は、負圧配管を介して負圧発生
源（いずれも図示せず）に接続されている。そして、エ
ア吸引通路３９は、カートリッジ取付部１６の奥部に位
置してカートリッジ２５のボンベ２６との間で画成され
る負圧空間４０（図４中に図示）のエアを吸引すること
により、カートリッジ２５を引き付けてカートリッジ取
付部１６に対して固定する。

【００５９】また、４１はハウジング１２に設けられ、
カートリッジ取付部１６の底部１６Ａに開口した取外し
エア供給通路で、該取外しエア供給通路４１は、エア配
管を介して取外し用エア源（いずれも図示せず）に接続
されている。そして、取外しエア供給通路４１は、負圧
空間４０に取外しエアを供給することにより、カートリ
ッジ取付部１６に対するカートリッジ２５の固定状態を
解除し、カートリッジ２５の取外しを許すものである。

【００６０】４２はハウジング１２のヘッド部１４に設
けられたシンナ弁収容部、４３は該シンナ弁収容部４２
に設けられたシンナ弁で、該シンナ弁４３は、塗料弁３
５とほぼ同様に、シンナ弁収容部４２内に摺動可能に挿
嵌されたピストン部４３Ａと、基端側が該ピストン部４
３Ａに取付けられ、先端側がハウジング側シンナ通路３
７内を伸び、その先端部が弁座部３７Ａに離，着座する
弁体４３Ｂと、前記ピストン部４３Ａを介して該弁体４
３Ｂが弁座部３７Ａに着座するように付勢する弁ばね４
３Ｃとによって構成されている。また、ピストン部４３
Ａは、シンナ弁収容部４２を、前記弁ばね４３Ｃを収容
するばね室４３Ｄと、パイロットエアが流入する受圧室
４３Ｅとに画成している。このように、シンナ弁４３
は、エアパイロット式切換弁として構成されている。

【００６１】そして、シンナ弁４３は、常時は弁ばね４
３Ｃの付勢力によって弁体４３Ｂがハウジング側シンナ
通路３７の弁座部３７Ａに着座して該シンナ通路３７を
遮断し、シンナ収容室３１に対するシンナの供給を停止
している。一方、シンナ弁用パイロットエア源からパイ
ロットエア配管（いずれも図示せず）、パイロットエア
通路４４を経由して受圧室４３Ｅにパイロットエアが供
給されたときには、弁ばね４３Ｃに抗して弁体４３Ｂが
弁座部３７Ａから離座し、シンナ収容室３１に対しシン
ナの供給を行なうものである。ここで、パイロットエア
通路４４は、一端がパイロットエア配管を介してシンナ
弁用パイロットエア源に接続され、他端がシンナ弁４３
の受圧室４３Ｅに連通している。

【００６２】一方、４５はカートリッジ交換装置で、該
カートリッジ交換装置４５は、塗装用ロボット１の近傍
に位置して塗装ブース内等に設けられている（図１参
照）。ここで、カートリッジ交換装置４５は、塗装によ
って消費した塗料をカートリッジ２５の塗料収容室３０
に充填する後述のカートリッジ用塗料充填装置５１と、
該カートリッジ用塗料充填装置５１とハウジング１２の
カートリッジ取付部１６との間でカートリッジ２５を着
脱するカートリッジ着脱装置等とによって大略構成され
ている。また、前記カートリッジ着脱装置による着脱作
業位置の近傍には、回転霧化頭２０等に付着した前色塗
料を洗浄する霧化頭洗浄装置（いずれも図示せず）が設
けられている。

【００６３】次に、カートリッジ交換装置の一部を構成
するカートリッジ用塗料充填装置について図６ないし図
１２を参照して説明する。

【００６４】５１ａ，５１ｂ，…５１ｎはカートリッジ
交換装置４５にａ色，ｂ色，…ｎ色の塗料毎に設けられ
たカートリッジ用塗料充填装置（以下、全体として塗料
充填装置５１という）で、該塗料充填装置５１は、後述
する充填台５２、充填台側フィードチューブ挿通孔５
６、可動接続部材５９、充填弁６１等によって大略構成
されている。

【００６５】５２ａ，５２ｂ，…５２ｎは各塗料充填装
置５１を構成する充填台（以下、全体として充填台５２
という）で、該充填台５２は、カートリッジ交換装置４
５の横板４５Ａ上にボルト止め等によって取付けられた
脚部５３と、該脚部５３から上，下方向に伸びた柱部５
４と、該柱部５４の上側を拡径して設けられた台座部５
５とによって大略構成されている。

【００６６】５６は充填台５２の柱部５４内を上，下方
向に伸びて設けられた充填台側フィードチューブ挿通孔
で、該フィードチューブ挿通孔５６には、カートリッジ
２５のフィードチューブ２８が挿通状態に嵌合される。
そして、充填台側フィードチューブ挿通孔５６の先端側
は、テーパ状に凹陥したボンベ位置決め部をなす円錐状
凹陥部５６Ａとなり、該円錐状凹陥部５６Ａは、ボンベ
２６の前面側に設けられた円錐状凸部２７が当接して係
合することにより、ボンベ２６を軸方向、径方向に位置
決めするものである。

【００６７】５７は台座部５５の軸方向一側（上側）に
設けられたボンベ支持部で、該ボンベ支持部５７は、カ
ートリッジ２５のボンベ２６が取付けられるもので、充
填台側フィードチューブ挿通孔５６の先端開口側に凹円
筒状に形成されている。また、ボンベ支持部５７の底部
５７Ａには、図７ないし図９に示す如く、ボンベ２６の
雄接続部２６Ａが嵌合する雌接続部５７Ｂと、ボンベ２
６の雌接続部２６Ｂに嵌合する雄接続部５７Ｃとが別個
に形成されている。そして、雌接続部５７Ｂ、雄接続部
５７Ｃは、ボンベ２６をボンベ支持部５７に取付けると
きに、該ボンベ２６を周方向に位置決めするボンベ位置
決め部をなすものである。

【００６８】５８は充填台側フィードチューブ挿通孔５
６よりも奥所に位置して充填台５２の軸方向他側に設け
られた接続部材収容穴で、該接続部材収容穴５８は、フ
ィードチューブ挿通孔５６を拡径するように設けられた
円形状穴として形成されている。そして、接続部材収容
穴５８の下側は、段部５８Ａを介して縮径し、下向きに
貫通している。

【００６９】５９は接続部材収容穴５８に上，下方向に
移動可能に設けられた接続部材としての可動接続部材
で、該可動接続部材５９は、図１０に示すように、内部
が塗料通路５９Ａとなる円筒状に形成され、上端部には
ばね受５９Ｂが拡径して設けられている。また、可動接
続部材５９には、塗料通路５９Ａの上側寄りに位置して
フィードチューブ位置決め部をなす円錐状凹面５９Ｃが
設けられている。この円錐状凹面５９Ｃは、フィードチ
ューブ２８の円錐状凸面２８Ｃが当接して係合すること
により、フィードチューブ２８の先端を塗料通路５９Ａ
の中央部に位置決めするものである。さらに、塗料通路
５９Ａは、後述の塗料ホース６７を介して充填弁６１に
接続されている。そして、可動接続部材５９は、フィー
ドチューブ２８の先端部が塗料通路５９Ａに接続するこ
とにより、該フィードチューブ２８の塗料供給路２８Ａ
を塗料流路を構成する塗料ホース６７側と接続するもの
である。

【００７０】６０は可動接続部材５９の外周側に設けら
れたばね部材としてのコイルばねで、該コイルばね６０
は、可動接続部材５９のばね受５９Ｂと接続部材収容穴
５８の段部５８Ａとの間に配置されている。これによ
り、コイルばね６０は、可動接続部材５９を充填台側フ
ィードチューブ挿通孔５６の方向となる上方に向け付勢
している。

【００７１】このように、可動接続部材５９は、上，下
方向に移動可能に配設され、コイルばね６０は、該可動
接続部材５９をフィードチューブ２８に対抗するように
付勢している。このため、フィードチューブ２８が上，
下方向に位置ずれしても、この位置ずれは可動接続部材
５９の上，下方向の移動によって吸収することができ
る。さらに、フィードチューブ２８は、コイルばね６０
によって可動接続部材５９に確実に嵌合することができ
る。

【００７２】６１は可動接続部材５９に接続して設けら
れた充填弁で、該充填弁６１は、カートリッジ２５に対
し塗料の供給，停止を行なうものである。そして、充填
弁６１は、後述する弁ケーシング６２、塗料通路切換弁
６９、残圧抜き弁７２等によって大略構成されている。

【００７３】６２は充填弁６１の弁ケーシングで、該弁
ケーシング６２には、図１１に示すように、塗料配管６
３を介して塗料供給源となる塗料供給ライン６４に接続
された流入側塗料通路６２Ａと、塗料配管６５を介して
塗料戻りライン６６に接続された流出側塗料通路６２Ｂ
と、可撓性を有する塗料ホース６７を介して可動接続部
材５９の塗料通路５９Ａに接続された塗料供給通路６２
Ｃと、ドレン配管６８を介してドレン側に接続されたド
レン通路６２Ｄと、後述の塗料通路切換弁６９にパイロ
ットエアを供給するパイロットエア通路６２Ｅと、残圧
抜き弁７２にパイロットエアを供給するパイロットエア
通路６２Ｆとが設けられている。また、流入側塗料通路
６２Ａは、流出側塗料通路６２Ｂ，塗料供給通路６２Ｃ
に対し、塗料通路切換弁６９を介して連通，遮断可能に
接続されている。さらに、ドレン通路６２Ｄは、塗料供
給通路６２Ｃに残圧抜き弁７２を介して連通，遮断可能
に接続されている。ここで、塗料配管６３、流入側塗料
通路６２Ａ、塗料供給通路６２Ｃ、塗料ホース６７によ
って塗料流路を構成している。

【００７４】６９は弁ケーシング６２に内蔵された塗料
通路切換弁で、該塗料通路切換弁６９は、弁ケーシング
６２内に摺動可能に設けられ、流出側塗料通路６２Ｂと
塗料供給通路６２Ｃとを選択的に開，閉する弁体６９Ａ
と、該弁体６９Ａが塗料供給通路６２Ｃを閉塞する方向
に付勢する弁ばね６９Ｂとによって大略構成されてい
る。

【００７５】そして、塗料通路切換弁６９は、常時は弁
ばね６９Ｂによって弁体６９Ａを付勢することにより、
図７に示すように、該弁体６９Ａで流入側塗料通路６２
Ａと塗料供給通路６２Ｃとの間を遮断すると共に、流入
側塗料通路６２Ａを流出側塗料通路６２Ｂに連通させ
る。これにより、塗料供給ライン６４、塗料配管６３、
流入側塗料通路６２Ａ、流出側塗料通路６２Ｂ、塗料配
管６５、塗料戻りライン６６からなる経路で塗料が循環
している。

【００７６】また、塗料通路切換弁用パイロットエア源
７０からパイロットエア配管７１、パイロットエア通路
６２Ｅを介してパイロットエアが供給されたときには、
図９に示すように、塗料通路切換弁６９は、弁ばね６９
Ｂに抗して弁体６９Ａが変位する。これによって、弁体
６９Ａは、流入側塗料通路６２Ａと流出側塗料通路６２
Ｂとの間を遮断し、流入側塗料通路６２Ａを塗料供給通
路６２Ｃに連通する。この結果、塗料供給ライン６４か
らの塗料は、塗料配管６３、流入側塗料通路６２Ａ、塗
料供給通路６２Ｃ、塗料ホース６７を経由して可動接続
部材５９側に流通する。

【００７７】７２は弁ケーシング６１に内蔵された残圧
抜き弁で、該残圧抜き弁７２は、弁ケーシング６２内に
摺動可能に設けられ、ドレン通路６２Ｄを開，閉する弁
体７２Ａと、該弁体７２Ａを閉弁方向に付勢する弁ばね
７２Ｂとによって大略構成されている。そして、残圧抜
き弁７２は、図７、図９に示すように、常時は弁ばね７
２Ｂによって弁体７２Ａを閉弁方向に付勢し、該弁体７
２Ａでドレン通路６２Ｄと塗料供給通路６２Ｃとの間を
遮断している。一方、残圧抜き弁用パイロットエア源７
３からパイロットエア配管７４、パイロットエア通路６
２Ｆを介してパイロットエアが供給されたときには、図
８に示すように、弁体７２Ａは弁ばね７２Ｂに抗して開
弁し、ドレン通路６２Ｄを塗料供給通路６２Ｃに連通す
る。これにより、カートリッジ２５の塗料収容室３０、
フィードチューブ２８の塗料供給路２８Ａ内等に残る圧
力（残圧）分の塗料が、可動接続部材５９、塗料ホース
６７、塗料供給通路６２Ｃ、ドレン通路６２Ｄ、ドレン
配管６８を経由してドレン側に排出されるから、塗料収
容室３０内等を大気圧状態に戻すことができる。

【００７８】次に、７５は充填台５２の台座部５５に設
けられた押出し液体排出通路をなすシンナ排出通路で、
該シンナ排出通路７５は、その一端がボンベ支持部５７
の雌接続部５７Ｂに開口し、他端が図１１に示すよう
に、シンナ配管７６を介してシンナ貯留タンク７７に接
続されている。そして、シンナ排出通路７５は、塗料を
充填するときにシンナ収容室３１から流出するシンナ
を、シンナ排出弁７８を介してシンナ貯留タンク７７に
排出するものである。

【００７９】７８はシンナ配管７６の途中に設けられた
シンナ排出弁で、該シンナ排出弁７８は、塗料の充填作
業を行なうときには、シンナ排出弁用パイロットエア源
７９からパイロットエア配管８０を介して供給されるパ
イロットエアによって開弁することにより、シンナ配管
７６を連通し、シンナ収容室３１から塗料が流出するの
を許す。一方、塗料の充填作業が終了したときには、シ
ンナ排出弁７８は、シンナ配管７６を遮断することによ
り、カートリッジ側シンナ通路３２内のシンナが流出す
るのを防止する。

【００８０】８１は台座部５５に設けられた充填台側パ
イロットエア通路で、該パイロットエア通路８１の一端
は、パイロットエア配管８２を介して塗料弁用パイロッ
トエア源８３に接続されている。また、パイロットエア
通路８１の他端は、カートリッジ側パイロットエア通路
３６に対応するようにボンベ支持部５７の雄接続部５７
Ｃの周面に開口している。これにより、充填台側パイロ
ットエア通路８１は、充填台５２のボンベ支持部５７に
カートリッジ２５を取付けたときにカートリッジ側パイ
ロットエア通路３６に連通し、塗料弁用パイロットエア
源８３からのパイロットエアを塗料弁３５に向けて供給
するものである。

【００８１】８４は台座部５５に設けられ、ボンベ支持
部５７の底部５７Ａに開口したエア吸引通路で、該エア
吸引通路８４は、負圧配管８５を介して負圧発生源８６
に接続されている。そして、エア吸引通路８４は、ボン
ベ支持部５７の奥部に位置してカートリッジ２５のボン
ベ２６との間で画成される負圧空間８７のエアを吸引す
ることにより、カートリッジ２５を引き付けてボンベ支
持部５７に対して固定する。

【００８２】また、８８は台座部５５に設けられ、ボン
ベ支持部５７の底部５７Ａに開口した取外しエア供給通
路で、該取外しエア供給通路８８は、エア配管８９を介
して取外し用エア源９０に接続されている。そして、取
外しエア供給通路８８は、負圧空間８７に取外しエアを
供給することにより、ボンベ支持部５７に対するカート
リッジ２５の固定状態を解除し、充填台５２からのカー
トリッジ２５の取外しを許すものである。

【００８３】本実施の形態による塗料充填装置５１は、
上述の如き構成を有するもので、次に、その動作を図１
２に示すタイムチャートに基づいて説明する。

【００８４】まず、塗装作業が終了すると、ハウジング
１２のカートリッジ取付部１６に取付けられているカー
トリッジ２５は、カートリッジ着脱装置によってハウジ
ング１２のカートリッジ取付部１６から取外され、例え
ばａ色の塗料を充填する塗料充填装置５１ａの充填台５
２ａに取付けられる。

【００８５】そして、カートリッジ２５を充填台５２に
取付けるときには、フィードチューブ２８を充填台側フ
ィードチューブ挿通孔５６に挿通しながら、ボンベ２６
をボンベ支持部５７内に挿嵌する。

【００８６】また、カートリッジ２５をボンベ支持部５
７に取付けたときには、エア吸引通路８４によってボン
ベ２６との間で画成される負圧空間８７内のエアを吸引
することにより、充填台５２に対してカートリッジ２５
を固定する。

【００８７】さらに、カートリッジ２５のボンベ２６を
充填台５２のボンベ支持部５７に取付けたときには、ボ
ンベ２６の雄接続部２６Ａ、雌接続部２６Ｂが、ボンベ
支持部５７の雌接続部５７Ｂ、雄接続部５７Ｃに係合状
態に嵌合されるから、ボンベ２６はボンベ支持部５７に
対して周方向に位置決めされる。また、このときには、
ボンベ２６の円錐状凸部２７が、充填台側フィードチュ
ーブ挿通孔５６の円錐状凹陥部５６Ａに係合状態に嵌合
されるから、ボンベ２６はボンベ支持部５７に対して軸
方向、径方向に位置決めされる。

【００８８】また、フィードチューブ２８を充填台側フ
ィードチューブ挿通孔５６に挿通すると、該フィードチ
ューブ２８の先端が可動接続部材５９の塗料通路５９Ａ
に嵌合される。このときには、フィードチューブ２８の
先端に形成された円錐状凸面２８Ｃが、可動接続部材５
９の円錐状凹面５９Ｃに係合される。このため、フィー
ドチューブ２８の先端開口は、可動接続部材５９の塗料
通路５９Ａの中央部に位置決めされる。

【００８９】しかも、フィードチューブ２８の先端を可
動接続部材５９に嵌合させたときには、フィードチュー
ブ２８の上，下方向位置に応じて可動接続部材５９が移
動するから、フィードチューブ２８の上，下方向の位置
ずれを吸収することができる。また、コイルばね６０
は、可動接続部材５９をフィードチューブ２８に向けて
付勢しているから、フィードチューブ２８に可動接続部
材５９を液密に嵌合することができる。

【００９０】このように、充填台５２のボンベ支持部５
７にカートリッジ２５を取付けた充填待機状態（図６に
示す状態）または充填台５２からカートリッジ２５が取
外された状態（図７に示す状態）では、塗料通路切換弁
６９によって流入側塗料通路６２Ａが流出側塗料通路６
２Ｂに連通した状態にある。従って、塗料供給ライン６
４から塗料配管６３を介して充填弁６１に供給される塗
料は、塗料配管６５を介して塗料戻りライン６６に戻さ
れて循環流通する。これにより、充填待機状態等におけ
る塗料顔料等の分離，沈殿を防止することができる。

【００９１】次に、カートリッジ２５の塗料収容室３
０、フィードチューブ２８の塗料供給路２８Ａ内に残っ
た圧力を抜く残圧抜き作業を行なう。この残圧抜き作業
では、図８に示す如く、塗料弁用パイロットエア源８３
からパイロットエア配管８２、充填台側パイロットエア
通路８１、カートリッジ側パイロットエア通路３６を介
して塗料弁３５にパイロットエアを供給し、該塗料弁３
５を開弁してフィードチューブ２８の塗料供給路２８Ａ
を可動接続部材５９の塗料通路５９Ａに連通する。ま
た、残圧抜き弁用パイロットエア源７３からパイロット
エア配管７４、パイロットエア通路６２Ｆを介して残圧
抜き弁７２にパイロットエアを供給することにより、該
残圧抜き弁７２を開弁し、塗料供給通路６２Ｃをドレン
通路６２Ｄに連通する。

【００９２】これにより、カートリッジ２５の塗料収容
室３０、フィードチューブ２８の塗料供給路２８Ａは、
塗料通路５９Ａ、塗料ホース６７、塗料供給通路６２
Ｃ、ドレン通路６２Ｄ、ドレン配管６８を介してドレン
側に連通する。このため、前記塗料収容室３０内に残っ
ている残圧分の塗料は、ドレン側に排出することがで
き、該塗料収容室３０、塗料供給路２８Ａ内を大気圧状
態にすることができる。

【００９３】ここで、残圧抜き作業が完了すると、塗料
充填作業に移行するが、例えば予め定められたプログラ
ムによって塗装が行なわれている場合には、カートリッ
ジ２５内に充填された塗料中の顔料等が分離，沈殿しな
いように、塗装開始までの時間を逆算して塗料の充填を
開始する。このため、塗料充填作業に移行するまでの間
は充填待機状態となる。

【００９４】次に、塗料充填作業について説明するに、
この塗料充填作業時には、図９に示す如く、残圧抜き弁
７２を閉弁すると共に、塗料通路切換弁用パイロットエ
ア源７０からパイロットエア配管７１、パイロットエア
通路６２Ｅを介して充填弁６１にパイロットエアを供給
し、塗料通路切換弁６９を切換え、流入側塗料通路６２
Ａを塗料供給通路６２Ｃに連通する。これにより、塗料
供給ライン６４から塗料配管６３を介して充填弁６１に
供給される塗料は、流入側塗料通路６２Ａ、塗料供給通
路６２Ｃ、塗料ホース６７を経由して可動接続部材５９
側に供給される。さらに、この塗料は、可動接続部材５
９の塗料通路５９Ａからフィードチューブ２８の塗料供
給路２８Ａ、連通路３０Ａを経由して塗料収容室３０に
充填される。

【００９５】また、塗料の充填時には、塗料収容室３０
内に充填される塗料の充填量と同量のシンナがシンナ収
容室３１から流出する。このため、シンナ排出弁用パイ
ロットエア源７９からパイロットエア配管８０を介して
シンナ排出弁７８にパイロットエアを供給することによ
り、該シンナ排出弁７８を開弁してシンナ排出通路７５
を連通する。これにより、シンナ収容室３１から流出す
るシンナは、カートリッジ側シンナ通路３２、シンナ排
出通路７５、シンナ配管７６を経由してシンナ貯留タン
ク７７に排出することができる。

【００９６】そして、カートリッジ２５の塗料収容室３
０内に所定量の塗料を充填したら、カートリッジ２５の
塗料弁３５を閉弁し、充填弁６１の塗料通路切換弁６９
によって流入側塗料通路６２Ａを流出側塗料通路６２Ｂ
に切換え、シンナ排出弁７８を閉弁する。このときに
は、最初に充填弁６１の塗料通路切換弁６９によって、
流入側塗料通路６２Ａを流出側塗料通路６２Ｂに切換え
る。そして、所定時間経過して塗料ホース６７の膨張が
治まり、該塗料ホース６７、フィードチューブ２８の塗
料供給路２８Ａ、塗料収容室３０、シンナ収容室３１、
カートリッジ側シンナ通路３２の内部が大気圧になった
ら、塗料弁３５、シンナ排出弁７８を閉弁する。これに
より、充填台５２からカートリッジ２５を取外したとき
に、カートリッジ２５内の塗料、シンナが漏れるのを防
止することができる。

【００９７】次に、塗料が充填されたカートリッジ２５
を充填台５２から取外してハウジング１２に取付ける場
合について説明する。この場合には、取外し用エア源９
０からエア配管８９、取外しエア供給通路８８を介して
負圧空間８７に取外しエアを供給することにより、ボン
ベ支持部５７に対するカートリッジ２５の固定を解除す
る。そして、カートリッジ２５を充填台５２から上側に
引き抜いて取外した後、カートリッジ２５を次色の塗装
に備え、塗装用ロボット１の塗装装置１１に取付ける。

【００９８】このように、本実施の形態によれば、塗料
充填装置５１は、上側にボンベ支持部５７を有する充填
台５２と、該充填台５２内を軸方向に伸びた充填台側フ
ィードチューブ挿通孔５６と、該フィードチューブ挿通
孔５６よりも奥部に位置してフィードチューブ２８の先
端に液密に嵌合する可動接続部材５９とによって構成し
ている。

【００９９】これにより、フィードチューブ２８を充填
台側フィードチューブ挿通孔５６に挿通しながら、カー
トリッジ２５を充填台５２のボンベ支持部５７に取付
け、フィードチューブ２８の先端を可動接続部材５９に
嵌合することにより、塗料を流出するフィードチューブ
２８の先端開口を充填口として利用し、カートリッジ２
５のボンベ２６内に塗料を充填することができる。

【０１００】この結果、従来技術のようにフィードチュ
ーブとは別個に塗料を充填するための塗料供給口をカー
トリッジに設ける必要がないから、カートリッジ２５の
構成を簡略化することができ、組立作業性の向上、製造
コストの低減を図ることができる。しかも、塗料供給口
を廃止することにより、塗料漏れが生じる虞れのある部
位を削減することができるから、塗料漏れに対する信頼
性を高めることができる。さらに、充填のための接続時
間を短縮することができる。

【０１０１】また、充填台５２には、フィードチューブ
２８の先端が嵌合する可動接続部材５９を上，下方向に
移動可能に設け、該可動接続部材５９は、コイルばね６
０によってフィードチューブ２８に向けて付勢されてい
る。これにより、フィードチューブ２８の先端を可動接
続部材５９に嵌合させたときには、フィードチューブ２
８の上，下方向位置に応じて可動接続部材５９を移動す
ることができ、フィードチューブ２８の上，下方向の位
置ずれを吸収することができる。また、可動接続部材５
９は、コイルばね６０によってフィードチューブ２８に
液密に嵌合することができ、塗料充填作業時の塗料漏れ
を防止することができる。

【０１０２】また、充填待機状態等では、塗料通路切換
弁６９が流入側塗料通路６２Ａを流出側塗料通路６２Ｂ
に連通させることにより、塗料供給ライン６４、塗料配
管６３、流入側塗料通路６２Ａ、流出側塗料通路６２
Ｂ、塗料配管６５、塗料戻りライン６６からなる経路で
塗料を循環流通することができる。これにより、充填待
機状態等における塗料顔料等の分離，沈殿を防止するこ
とができる。一方、カートリッジ２５に塗料を充填する
ときには、塗料通路切換弁６９を切換えて流入側塗料通
路６２Ａを塗料供給通路６２Ｃに連通させることがで
き、塗料供給ライン６４から供給される塗料を、流入側
塗料通路６２Ａ、塗料供給通路６２Ｃ、可動接続部材５
９、フィードチューブ２８を経由してボンベ２６内に充
填することができる。

【０１０３】さらに、可動接続部材５９にはドレン側に
連通するドレン配管６８を設け、該ドレン配管６８の途
中には残圧抜き弁７２を設けているから、残圧抜き弁７
２が開弁することにより、フィードチューブ２８、カー
トリッジ２５のボンベ２６内等に残った圧力を抜いて大
気圧状態に戻すことができる。従って、塗料を塗料収容
室３０内に充填するとき、塗料ホース６７、塗料供給通
路６２Ｃ内には背圧による逆流が発生せず、速やかに塗
料を充填することができる。また、塗料ホース６７、塗
料供給通路６２Ｃ内に滞留する気泡があっても、この気
泡を除去することができるから、塗料を充填するとき、
塗料収容室３０内には、気泡が混入することはない。

【０１０４】また、可動接続部材５９には、フィードチ
ューブ２８の先端に設けられた円錐状凸面２８Ｃに係合
する円錐状凹面５９Ｃを設けている。これにより、円錐
状凹面５９Ｃは、フィードチューブ２８の先端開口を可
動接続部材５９の塗料通路５９Ａの中央部に位置決めす
ることができ、フィードチューブ２８を可動接続部材５
９に液密に嵌合することができる。

【０１０５】また、充填台５２のボンベ支持部５７に
は、カートリッジ２５のボンベ２６前面側に設けられた
雄接続部２６Ａ、雌接続部２６Ｂに係合する雌接続部５
７Ｂ、雄接続部５７Ｃを設けているから、ボンベ２６を
ボンベ支持部５７に対して周方向に位置決めすることが
できる。

【０１０６】また、充填台５２には、カートリッジ２５
のボンベ２６前面側に設けられた円錐状凸部２７に係合
する円錐状凹陥部５６Ａを設けているから、ボンベ２６
をボンベ支持部５７に対して軸方向、径方向に位置決め
することができる。

【０１０７】また、充填台５２のボンベ支持部５７の底
部５７Ａには、エア吸引通路８４を設けているから、該
エア吸引通路８４によってボンベ２６との間の負圧空間
８７のエアを吸引することにより、カートリッジ２５を
充填台５２に対して固定することができ、カートリッジ
２５を抜け止め状態に保持することができる。また、取
外しエア供給通路８８から負圧空間８７に取外しエアを
供給することにより、ボンベ支持部５７に対するカート
リッジ２５の固定を解除し、カートリッジ２５を充填台
５２から取外すことができる。

【０１０８】また、充填台５２には、塗料弁３５を作動
させる充填台側パイロットエア通路８１を設けているか
ら、塗料を充填するときには、パイロットエア通路８１
を経由してパイロットエアを供給し、カートリッジ２５
内の塗料弁３５を開弁することにより、フィードチュー
ブ２８内の塗料供給路２８Ａを介して塗料を充填するこ
とができる。また、塗料の充填作業が終了したら、パイ
ロットエアの供給を絶つことにより、塗料弁３５が閉弁
する。これにより、フィードチューブ２８からの塗料の
漏れを防止することができる。

【０１０９】一方、充填台５２には、塗料を充填すると
きにカートリッジ２５のシンナ収容室３１から流出する
シンナを排出するためのシンナ排出通路７５をカートリ
ッジ側シンナ通路３２に連通して設けている。これによ
り、カートリッジ２５の塗料収容室３０に塗料を充填す
るときには、シンナ収容室３１内のシンナをシンナ排出
通路７５を経由して排出することができる。

【０１１０】なお、実施の形態では、塗装用ロボット１
の水平アーム４に回転霧化頭型塗装装置１１を取付けた
場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、
例えば、レシプロケータ等の他の塗装作業機に塗装装置
１１を取付ける構成としてもよい。

【０１１１】また、実施の形態では、可動隔壁としてピ
ストン２９を用いた場合を例に挙げて説明したが、これ
に替えて、例えば、可動隔壁を蛇腹状のベローズ、可撓
性を有する袋体とし、これらの内部をフィードチューブ
側に連通させる構成としてもよい。

【０１１２】また、実施の形態では、押出し液体として
シンナを用いた場合を例に挙げて説明したが、塗料の種
類、高電圧の印加方法等に応じ、水等の他の押出し液体
を適用してもよい。

【０１１３】さらに、実施の形態では、同色の塗料を連
続して塗装するときの色替作業性を考慮し、カートリッ
ジ２５を各色毎にそれぞれ２個以上設けてもよい。

【０１１４】

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１の発明によ
れば、カートリッジ用塗料充填装置を、カートリッジの
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、先端開口側が前記カートリ
ッジの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カートリッジ
に対し塗料の供給，停止を行なう充填弁とによって構成
し、前記充填弁は、塗料供給源と接続される流入側塗料
通路と、塗料供給源に塗料を戻す流出側塗料通路と、前
記流入側塗料通路を前記接続部材に接続する塗料供給通
路と、前記流入側塗料通路を流出側塗料通路または塗料
供給通路に切換える塗料通路切換弁とによって構成して
いる。従って、塗装作業が終了したら、塗装装置側から
カートリッジを取外し、充填台のボンベ支持部にカート
リッジを取付け、該カートリッジのフィードチューブを
フィードチューブ挿通孔に挿入し、フィードチューブの
先端を接続部材に嵌合する。そして、この状態で充填弁
を開弁して塗料流路を連通し、塗料供給源からの塗料を
接続部材側に供給することにより、この塗料をフィード
チューブの先端開口を充填口として利用し、この充填口
からフィードチューブ内を通してボンベ内に充填するこ
とができる。

【０１１５】この結果、従来技術のようにフィードチュ
ーブとは別個に塗料を充填するための塗料供給口をカー
トリッジに設ける必要がなくなるから、カートリッジの
構成を簡略化することができ、組立作業性の向上、製造
コストの低減を図ることができる。しかも、塗料供給口
を廃止することにより、塗料漏れが生じる虞れのある部
位を削減することができるから、塗料漏れに対する信頼
性を高めることができる。また、カートリッジに塗料を
充填するときには、塗料通路切換弁によって流入側塗料
通路を塗料供給通路に切換えることにより、塗料供給源
からの塗料を流入側塗料通路、塗料供給通路、接続部
材、フィードチューブを経由してボンベ内に充填するこ
とができる。一方、塗料通路切換弁によって流入側塗料
通路を流出側塗料通路に切換えた状態では、該流入側塗
料通路、流出側塗料通路で塗料を循環流通させることが
でき、充填待機状態における塗料顔料等の分離，沈殿を
防止することができる。

【０１１６】請求項２の発明によれば、接続部材を充填
台の軸方向に移動可能に設け、接続部材と充填台との間
には、接続部材をフィードチューブに向けて付勢するば
ね部材を設ける構成としている。これにより、カートリ
ッジを充填台に取付け、フィードチューブの先端が接続
部材に嵌合したときには、接続部材は、フィードチュー
ブの先端位置に合わせて軸方向に移動し、フィードチュ
ーブの上，下方向の位置ずれを吸収することができる。
しかも、接続部材は、ばね部材によってフィードチュー
ブに押付けられるから、該接続部材にフィードチューブ
先端を液密に嵌合することができ、塗料充填作業時の塗
料漏れを防止することができる。

【０１１７】

【０１１８】請求項３の発明によれば、充填弁には、塗
料供給通路とドレン側とを接続するドレン通路を設け、
該ドレン通路の途中には残圧抜き弁を設けている。これ
により、残圧抜き弁を開弁したときには、接続部材等を
介してフィードチューブ、カートリッジのボンベ内に残
った圧力を抜いて大気圧状態に戻すことができる。この
結果、背圧によってボンベから塗料が逆流するのを防止
でき、塗料の充填作業を速やかに行なうことができる。

【０１１９】請求項４の発明によれば、接続部材には、
フィードチューブの先端を位置決めするフィードチュー
ブ位置決め部を設けているから、フィードチューブの先
端を接続部材のフィードチューブ位置決め部に係合する
ことにより、該フィードチューブの先端を接続部材に対
し位置決めでき、これらを液密に嵌合することができ
る。

【０１２０】

【０１２１】請求項５の発明によれば、充填台のボンベ
支持部には、カートリッジのボンベとの間で画成される
負圧空間を設け、充填台には、該負圧空間に開口するエ
ア吸引通路を設けている。これにより、充填台のボンベ
支持部にカートリッジのボンベを嵌合させる。この状態
で、ボンベ支持部とカートリッジのボンベとの間で画成
される負圧空間内のエアを、エア吸引通路を経由して吸
引することによりカートリッジを引き付け、ボンベ支持
部に対してカートリッジを固定することができる。ま
た、カートリッジを取外す場合には、負圧空間内に取外
しエアを供給することにより、負圧状態を解除してカー
トリッジを充填台から取外すことができる。

【０１２２】請求項６の発明によれば、充填台には、カ
ートリッジに設けられた塗料弁にパイロットエアを供給
するパイロットエア通路を設けている。これにより、塗
料を充填するときには、パイロットエア通路を経由して
パイロットエアを供給し、カートリッジ内の塗料弁を開
弁することにより、フィードチューブ内の塗料通路を介
して塗料を充填することができる。また、塗料の充填作
業が終了したら、パイロットエアの供給を絶ち、塗料弁
を閉弁することにより、フィードチューブからの塗料の
漏れを防止することができる。

【０１２３】請求項７の発明によれば、充填台には、カ
ートリッジに塗料を充填するときに、ボンベ内の塗料を
押出す押出し液体を排出する押出し液体排出通路を設け
る構成としている。これにより、ボンベに塗料を充填し
たときには、塗料の充填量に応じた押出し液体を、押出
し液体排出通路を経由して排出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による塗料充填装置を回転
霧化頭型塗装装置、塗装用ロボット等と共に示す正面図
である。

【図２】図１中の回転霧化頭型塗装装置を示す拡大縦断
面図である。

【図３】カートリッジを示す縦断面図である。

【図４】図２中の塗料弁、シンナ弁、急速継手等を拡大
して示す要部拡大縦断面図である。

【図５】図４中の急速継手を閉塞状態で拡大して示す要
部拡大縦断面図である。

【図６】発明の実施の形態による塗料充填装置をカート
リッジと共に示す縦断面図である。

【図７】図６中の塗料充填装置を拡大して示す縦断面図
である。

【図８】塗料充填装置を残圧抜き作業を行なっている状
態で示す縦断面図である。

【図９】塗料充填装置を塗料充填作業を行なっている状
態で示す縦断面図である。

【図１０】図６中の可動接続部材、コイルばね、フィー
ドチューブ等を拡大して示す要部拡大縦断面図である。

【図１１】本発明の実施の形態による塗料充填装置を示
す回路図である。

【図１２】本発明の実施の形態による塗料充填装置の動
作を示すタイムチャートである。

【符号の説明】

１１回転霧化頭型塗装装置１２ハウジング２５ａ，２５ｂ，…２５ｎカートリッジ２６ボンベ２８フィードチューブ２８Ａ塗料供給路２９ピストン（可動隔壁）３０塗料収容室３５塗料弁５１ａ，５１ｂ，…５１ｎカートリッジ用塗料充填装
置５２ａ，５２ｂ，…５２ｎ充填台５６充填台側フィードチューブ挿通孔５６Ａ円錐状凹陥部（ボンベ位置決め部）５７ボンベ支持部５７Ａ底部５７Ｂ雌接続部（ボンベ位置決め部）５７Ｃ雄接続部（ボンベ位置決め部）５９可動接続部材（接続部材）５９Ａ塗料通路５９Ｂばね受５９Ｃ円錐状凹面（フィードチューブ位置決め部）６０コイルばね（ばね部材）６１充填弁６２弁ケーシング６２Ａ流入側塗料通路６２Ｂ流出側塗料通路６２Ｃ塗料供給通路６２Ｄドレン通路６３塗料配管６４塗料供給ライン（塗料供給源）６６塗料戻りライン６７塗料ホース６９塗料通路切換弁７２残圧抜き弁７５シンナ排出通路（押出し液体排出通路）８１充填台側パイロットエア通路８４エア吸引通路８６負圧発生源８７負圧空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平４−83549（ＪＰ，Ａ) 特公昭61−30996（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B05B 5/16 B05B 7/32

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】塗料が充填されるボンベと該ボンベの軸
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
置において、前記カートリッジの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、開口側
が前記カートリッジの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，停止を行なう充填弁とによ
って構成し、前記充填弁は、塗料供給源と接続される流入側塗料通路
と、塗料供給源に塗料を戻す流出側塗料通路と、前記流
入側塗料通路を前記接続部材に接続する塗料供給通路
と、前記流入側塗料通路を流出側塗料通路または塗料供
給通路に切換える塗料通路切換弁とによって構成したこ
とを特徴とするカートリッジ用塗料充填装置。
【請求項２】前記接続部材は、前記充填台の軸方向に
移動可能に設け、前記接続部材と充填台との間には、前
記接続部材を前記フィードチューブに向けて付勢するば
ね部材を設ける構成としてなる請求項１に記載のカート
リッジ用塗料充填装置。
【請求項３】前記充填弁には、前記塗料供給通路とド
レン側とを接続するドレン通路を設け、該ドレン通路の
途中には残圧抜き弁を設けてなる請求項１または２に記
載のカートリッジ用塗料充填装置。
【請求項４】前記接続部材には、前記フィードチュー
ブの先端を位置決めするフィードチューブ位置決め部を
設けてなる請求項１，２または３に記載のカートリッジ
用塗料充填装置。
【請求項５】前記充填台のボンベ支持部には、前記カ
ートリッジのボンベとの間で画成される負圧空間を設
け、前記充填台には、該負圧空間に開口するエア吸引通
路を設け、該エア吸引通路を経由して前記負圧空間内の
エアを吸引することにより前記ボンベ支持部に対してボ
ンベを固定する構成としてなる請求項１，２，３または
４に記載のカートリッジ用塗料充填装置。
【請求項６】前記充填台には、前記カートリッジに設
けられた塗料弁にパイロットエアを供給するパイロット
エア通路を設けてなる請求項１，２，３，４または５に
記載のカートリッジ用塗料充填装置。
【請求項７】前記充填台には、前記カートリッジに塗
料を充填するときに、前記ボンベ内の塗料を押出す押出
し液体を排出する押出し液体排出通路を設ける構成とし
てなる請求項１，２，３，４，５または６に記載のカー
トリッジ用塗料充填装置。