JP7048044B2

JP7048044B2 - 塗装装置

Info

Publication number: JP7048044B2
Application number: JP2017250757A
Authority: JP
Inventors: 啓太加藤
Original assignee: Asahi Sunac Corp
Current assignee: Asahi Sunac Corp
Priority date: 2017-12-27
Filing date: 2017-12-27
Publication date: 2022-04-05
Anticipated expiration: 2037-12-27
Also published as: JP2019115882A

Description

本発明は塗装装置に関するものである。

特許文献１には、塗料を吐出する塗装ガンと、この塗装ガンに向けて複数種類の塗料のうち何れかの塗料を選択的に供給する切換バルブと、を備えた塗装装置が開示されている。こうした塗装装置では、塗料の種類を切り替える際、塗装ガン内に残っている塗料が新たに供給する塗料と混ざらないように、洗浄液で一旦洗浄する。洗浄中は、洗浄液が切替前の塗料と混ざりながら塗装ガンから吐出され、吐出される洗浄液に塗料が混ざらなくなると洗浄が完了となる。洗浄が完了した状態では流路内に洗浄液が残っており、この状態で新たな塗料が供給される。このため、初めのうちは洗浄液と混ざった塗料が塗装ガンから吐出される。その後、吐出される塗料に洗浄液が混ざらなくなると、塗料の充填が完了となる。この塗料の充填の完了は、新たな塗料の供給を開始してからの経過時間が予め設定しておいた時間を超えたことを検知することによって判定されていた。

特開２００９－１３６７４３号公報

しかし、塗料は種類ごとに含有成分が異なるので、塗料が供給される速度も塗料の種類ごとに異なり、その結果、充填が完了するまでにかかる時間も塗料の種類ごとに異なる。このため、いずれの種類の塗料であっても確実に充填が完了するように最も充填に時間がかかる塗料に合わせて充填時間を設定すると、充填時間が短く済む場合に塗料を無駄に吐出してしまう。また、こうした事態を避けるために、塗料の種類ごとに充填時間を設定することも考えられるが、塗料の種類ごとに適切な充填時間を割り出して設定することは手間がかかるという問題がある。さらに、同じ塗料であっても、気温や液温の違いなどによって粘度に違いが生じ充填に必要な時間が変化することもあり、こうした事情を加味して充填時間を長めに設定すると塗料を無駄に吐出しやすくなるという問題もある。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、塗料の無駄な吐出を抑えることができる塗装装置の提供を解決すべき課題としている。

本発明の塗装装置は、
塗装ガンと、
前記塗装ガンに向けて、互いに異なる種類の塗料を個別に供給する複数の塗料供給源と、
前記塗装ガンと、前記複数の塗料供給源との間に設けられ、前記塗装ガンに向けて供給する塗料の種類を切り替える切換バルブと、
洗浄液供給路を介して前記切換バルブに接続され、前記塗装ガンに向けて洗浄液を供給する洗浄液供給源と、
前記切換バルブの出口から前記塗装ガンの吐出口までの共用流路に臨むように配置した第１投光部、第１受光部及び第２投光部と、
前記第２投光部から投光され前記共用流路内の流体で反射した光を受ける第２受光部と、
前記第１投光部から投光され前記共用流路内を通過して前記第１受光部が受光した光量に基づいて、前記共用流路内の洗浄が完了したか否かを判定する洗浄判定部と、
前記第２受光部が受けた反射光に基づいて、前記共用流路内に所望の種類の塗料の充填が完了したか否かを判定する充填判定部と、
先端に前記第１投光部及び前記第１受光部を有する第１光ファイバケーブルと、
先端に前記第２投光部及び前記第２受光部を有し、先端部が前記共用流路内における塗料の進行方向と同じ方向を向いた状態で配置される第２光ファイバケーブルと、
を備え、
前記洗浄判定部によって前記共用流路内の洗浄が完了したと判定すると、新たな塗料を供給する処理に移るところに特徴を有する。

本発明の塗装装置では、洗浄が完了して、新たな塗料を供給する際、新たな塗料が共用流路内に残った洗浄液と混ざりながら吐出され、共用流路内に占める洗浄液の割合が徐々に低下していくのに対して、共用流路内に占める塗料の割合が徐々に増加していく。そして、共用流路内全体に塗料が充填されると、受光部は共用流路内に充填された塗料で反射した光を受ける。このため、その反射光に基づいて、反射物が所望の種類の塗料であるか否かを検出することができるので、共用流路内が新たな塗料で満たされたタイミングで塗料の充填が完了したと判定することができ、その結果、塗料の無駄な吐出を抑えることができる。
また、塗装ブース内に投受光用の光電素子等を含む電子機器を配置する場合には、塗料に引火しないように電子機器を防爆構造とする必要がある。この点、本発明の塗装装置では、通電不要の第１光ファイバケーブルの先端に第１投光部及び第１受光部を設け、第２光ファイバケーブルの先端に第２投光部及び第２受光部を設けたので、第１投光部、第１受光部、第２投光部及び第２受光部を防爆構造とすることなく、塗装ブース内に配置することができる。

実施例１の塗装装置の概略図である。第１光ファイバケーブルが設置された状態を示した概略図である。図２の矢視Ａ－Ａ部分における第１光ファイバケーブルの断面図である。第２光ファイバケーブルが設置された状態を示した概略図である。図４の矢視Ｂ－Ｂ部分における第２光ファイバケーブルの断面図である。塗装装置の電気的構成を示したブロック図である。共用流路内を洗浄する処理のフローチャートである。塗装ガンに塗料を充填する処理のフローチャートである。

（１）本発明の塗装装置において、前記第２投光部は、前記共用流路のうち前記切換バルブの出口から前記塗装ガンの供給口までの流路に臨むように配置されていてもよい。
こうすれば、塗装ガンの構造を設計変更することなく塗装装置に第２投光部及び第２受光部を組み込むことができるので、塗装装置に第２投光部及び第２受光部を容易に搭載することができる。

＜実施例１＞
以下、本発明を具体化した実施例１を図１～図８を参照して説明する。

＜塗装装置１０＞
本実施例１の塗装装置１０は、溶剤系塗料を用いて被塗物をスプレイ塗装するものであり、塗料の種類を切り替えることで複数種類の塗料による塗装を可能とするものである。この塗装装置１０は、図１に示すように、塗装ガン２０と、複数の塗料供給源３０と、洗浄液供給源３４と、エア供給源３６と、切換バルブ３８とを備えている。

塗装ガン２０は、塗料を霧状に吐出することで被塗物を塗装するものである。塗装ガン２０の後端部には、塗料が供給される供給口２２が形成されている。塗装ガン２０の先端部には、供給口２２から供給された塗料を吐出する吐出口２４が形成されている。塗装ガン２０には、供給口２２と吐出口２４とをつなぐガン内共用流路５４が形成されている。供給口２２から供給された塗料は、このガン内共用流路５４を通じて吐出口２４に送られる。ガン内共用流路５４は、管状の部材によって形成されている。この管状の部材は、例えば絶縁性を有する樹脂（例えばフッ素樹脂）で形成されている。

複数の塗料供給源３０は、塗装ガン２０に向けて、互いに異なる種類の塗料を個別に供給するものである。ここで、塗料の種類とは、塗料の含有成分（樹脂材料、顔料、添加物など）によって分類されるものをいう。本実施例では、塗料ごとに含有する顔料が異なっており、塗料の種類によって色が異なっている。各塗料供給源３０は、それぞれ塗料を貯留するタンク（図示省略）と、このタンクの塗料を塗装ガン２０に向けて供給するポンプ（図示省略）とを有している。各塗料供給源３０は、各々に対応して設けられた塗料供給路３１を介して切換バルブ３８に接続されており、この切換バルブ３８と後述する供給用共用流路５２を介して塗装ガン２０に接続されている。

複数の塗料供給源３０は、少なくとも第１塗料（例えば青色の塗料）を供給する第１塗料供給源３０Ａと、第２塗料（例えば赤色の塗料）を供給する第２塗料供給源３０Ｂとを含んでいる。塗料供給路３１としては、少なくとも第１塗料供給源３０Ａに対応して設けられた第１塗料供給路３１Ａと、第２塗料供給源３０Ｂに対応して設けられた第２塗料供給路３１Ｂとが存在する。

洗浄液供給源３４は、塗装ガン２０に向けて洗浄液（例えばシンナー等の有機溶剤）を供給するものである。洗浄液供給源３４は、洗浄液を貯留するタンク（図示省略）と、このタンクの洗浄液を塗装ガン２０に向けて供給するポンプ（図示省略）とを有している。洗浄液供給源３４は、洗浄液供給路３５を介して切換バルブ３８に接続されており、この切換バルブ３８と後述する供給用共用流路５２を介して塗装ガン２０に接続されている。

エア供給源３６は、塗装ガン２０に向けてエアを供給するものである。エア供給源３６は、コンプレッサ（図示省略）を有しており、コンプレッサで圧縮された空気を圧送する。エア供給源３６は、エア供給路３７を介して切換バルブ３８に接続されており、この切換バルブ３８と後述する供給用共用流路５２を介して塗装ガン２０に接続されている。

切換バルブ３８は、複数の塗料供給源３０、洗浄液供給源３４及びエア供給源３６の下流側であって、塗装ガン２０の上流側に設けられている。すなわち、切換バルブ３８は、塗装ガン２０と、複数の塗料供給源３０、洗浄液供給源３４及びエア供給源３６との間に設けられている。切換バルブ３８は、供給用共用流路５２を介して塗装ガン２０に接続されている。供給用共用流路５２は、絶縁性を有する樹脂（例えばフッ素樹脂）製のホース（図示省略）によって形成されている。なお、供給用共用流路５２は、塗装ガン２０内のガン内共用流路５４とともに、切換バルブ３８の出口３９と塗装ガン２０の吐出口２４とをつなぐ共用流路５０を構成している。

切換バルブ３８は、各塗料供給路３１の下流端に接続された複数の塗料弁４０を有している。具体的には、第１塗料供給路３１Ａの下流端に接続された第１塗料弁４０Ａと、第２塗料供給路３１Ｂの下流端に接続された第２塗料弁４０Ｂと、を少なくとも有している。また、切換バルブ３８は、洗浄液供給路３５の下流端に接続された洗浄液弁４４と、エア供給路３７の下流端に接続されたエア弁４６と、を有している。これにより、切換バルブ３８は、塗料弁４０、洗浄液弁４４及びエア弁４６の開閉状態を個別に切り替えることによって、複数種類の塗料、洗浄液又はエアのうちいずれか１つの流体を、塗装ガン２０に向けて選択的に供給することができる。

＜第１光ファイバケーブル７０＞
塗装装置１０は、図１及び図２に示すように、第１ブロック６０と、第１光ファイバケーブル７０と、第１発光素子７６と、第１受光素子７８とを備えている。第１ブロック６０は、例えばアルミニウム製であり、略直方体形状をなしている。第１ブロック６０には、第１ブロック内流路６２が貫通して形成されている。第１ブロック内流路６２は、共用流路５０の一部を構成している。第１ブロック内流路６２の断面形状は円形である。第１ブロック内流路６２の上流端は、後述する第２ブロック内流路８２の下流端に連続しており、第１ブロック内流路６２の下流端は、ガン内共用流路５４の上流端に連続している。

第１ブロック６０には、第１光ファイバケーブル７０の一端が嵌め込まれる第１収容部６４が形成されている。第１収容部６４の断面形状は円形である。第１収容部６４は、一端が第１ブロック６０の外面に開口しており、他端が第１ブロック内流路６２に直交して連通している。第１収容部６４は、第１ブロック内流路６２を挟んで両側に１つずつ形成されている。以下では、各第１収容部６４について、第１収容部６４の第１ブロック内流路６２側を内側とし、その反対側を外側として説明する。各第１収容部６４は、外側部、中間部、内側部の順で段階的に縮径している。

第１光ファイバケーブル７０は、図３に示すように、第１光ファイバ７１と、第１光ファイバ７１の外周を覆う第１被覆７２とを有してなる。第１光ファイバケーブル７０の一端には、第１光ファイバケーブル７０の外周を包囲する円筒状の第１ヘッド７４が嵌め込まれている。第１ヘッド７４は、第１光ファイバケーブル７０に装着される細長の内筒と、この内筒の外周を覆う外筒とを有している。内筒の両端部は、外筒の両端部から軸方向に突出している。外筒は、中心軸を回転軸として回転自在な状態で内筒に支持されている。外筒の外周面にはネジ溝が形成されている。

第１ヘッド７４は、その先端から第１光ファイバケーブル７０を少し突出させた状態で第１光ファイバケーブル７０に装着される。以下では、第１光ファイバケーブル７０について、第１ヘッド７４が嵌め込まれた側の端部を先端部とし、その反対側の端部を基端部として説明する。

第１光ファイバケーブル７０は２本設けられており、各々の先端部が、第１ブロック６０の各第１収容部６４に嵌め込まれる。第１ヘッド７４の外筒の外径は、第１収容部６４の外側部の径よりも僅かに小さい。第１ヘッド７４の内筒の外径は、第１収容部６４の中間部の径よりも僅かに小さい。第１光ファイバケーブル７０の外径は、第１収容部６４の内側部の径よりも僅かに小さい。これにより、第１ヘッド７４の先端から突出した第１光ファイバケーブル７０の先端部は、第１収容部６４の内側部に嵌まり込む。第１ヘッド７４の内筒は、第１収容部６４の中間部に嵌まり込む。第１ヘッド７４の外筒は、第１収容部６４の外側部に嵌まり込む。

第１収容部６４の内周面にはネジ溝が形成されている。第１ヘッド７４の外筒が第１収容部６４にねじ込まれることによって、第１光ファイバケーブル７０及び第１ヘッド７４が第１ブロック６０に固定される。各第１光ファイバケーブル７０は、第１ブロック６０に固定されることによって、先端部が第１ブロック内流路６２に臨むように配置される。より具体的には、一対の第１光ファイバケーブル７０，７０の先端部は、第１ブロック内流路６２を挟んで互いに同軸状に対向するように配置される。また、各第１光ファイバケーブル７０は、第１ブロック６０に固定された状態では、先端部が第１ブロック内流路６２に露出した状態となる。この露出した部分（各第１光ファイバケーブル７０の先端部）は、絶縁性を有する樹脂（例えばフッ素樹脂）でコーティングされている。また、第１ブロック内流路６２を流れる塗料等の流体が第１収容部６４から外部へ漏れないように、第１収容部６４と第１光ファイバケーブル７０との間には第１シール部材６６（例えばＯリング）が嵌め込まれる。

２本の第１光ファイバケーブル７０のうち、一方の第１光ファイバケーブル７０の基端部の近傍には、第１発光素子７６が設けられている。第１発光素子７６は、例えばＬＥＤとすることができ、より具体的には赤色ＬＥＤとすることができる。この一方の第１光ファイバケーブル７０は、第１発光素子７６が放出した光を基端部で受け、その受けた光を先端部から投光する。以下では、この一方の第１光ファイバケーブル７０を「投光用の第１光ファイバケーブル７０Ａ」と称し、投光用の第１光ファイバケーブル７０Ａの先端部を「第１投光部７３Ａ」と称する。

他方の第１光ファイバケーブル７０の先端部は、投光用の第１光ファイバケーブル７０Ａが投光した光を受けることができる。以下では、この他方の第１光ファイバケーブル７０を「受光用の第１光ファイバケーブル７０Ｂ」と称し、受光用の第１光ファイバケーブル７０Ｂの先端部を「第１受光部７３Ｂ」と称する。受光用の第１光ファイバケーブル７０Ｂは、第１受光部７３Ｂから受けた光を、基端部から放出する。受光用の第１光ファイバケーブル７０Ｂの基端部の近傍には、第１受光素子７８が設けられており、受光用の第１光ファイバケーブル７０Ｂの基端部から光が放出されると、第１受光素子７８がその光を受ける。第１受光素子７８は、例えばフォトダイオードとすることができる。

上述した塗装ガン２０、切換バルブ３８、共用流路５０、第１ブロック６０、及び第１光ファイバケーブル７０の先端部（第１投光部７３Ａ及び第１受光部７３Ｂ）は、図１に示すように、防爆構造とすることが必要な防爆エリアＡ１（塗装ブース内）に配置されている。これに対し、第１光ファイバケーブル７０の基端部、第１発光素子７６、第１受光素子７８、及び後述の制御部１００は防爆構造とする必要がない非防爆エリアＡ２（塗装ブース外）に配置されている。

＜第２光ファイバケーブル９０＞
塗装装置１０は、図１及び図４に示すように、第２ブロック８０と、第２光ファイバケーブル９０と、第２発光素子９６と、第２受光素子９８とを備えている。第２ブロック８０は、例えばアルミニウム製であり、略直方体形状をなしている。第２ブロック８０には、第２ブロック内流路８２が貫通して形成されている。第２ブロック内流路８２は、共用流路５０の一部を構成している。第２ブロック内流路８２の断面形状は円形である。第２ブロック内流路８２の上流端は、供給用共用流路５２の下流端に連続しており、第２ブロック内流路８２の下流端は、第１ブロック内流路６２の上流端に連続している。なお、第２ブロック８０は、第１ブロック６０の上流側に配置されているが、第１ブロック６０の下流側に配置されていてもよい。また、第１ブロック６０と第２ブロック８０とは隣接しているが、離間していてもよい。

第２ブロック内流路８２は、途中で折れ曲がっている。具体的には、第２ブロック内流路８２は、第１流路８２Ａと、第２流路８２Ｂと、第３流路８２Ｃと、を有している。第１流路８２Ａは、第２ブロック８０の上流側の開口部に連通して直線状に延びている。第２流路８２Ｂは、第１流路８２Ａの下流側の端部に直交して直線状に延びている。第３流路８２Ｃは、第２流路８２Ｂの下流側の端部に直交して直線状に延びており、第２ブロック８０の下流側の開口部に連通している。

第２ブロック８０には、第２光ファイバケーブル９０が嵌め込まれる第２収容部８４が形成されている。第２収容部８４は、一端が第２ブロック８０の外面に開口しており、他端が第２ブロック内流路８２に連通している。第２収容部８４は、第２ブロック内流路８２の折れ曲がった部分に連通しており、連通する第２ブロック内流路８２の延長方向に延びるように配置されている。具体的には、第２収容部８４は、他端が第３流路８２Ｃの上流側の端部に連通しており、第３流路８２Ｃの上流側の延長方向に延びるように配置されている。なお、第２収容部８４の形状は、上述した第１収容部６４の形状と同じであるため、説明を省略する。

第２光ファイバケーブル９０は、図５に示すように、複数（ここでは２本）の第２光ファイバ９１と、これら複数の第２光ファイバ９１の外周を覆う第２被覆９２と、を有してなる。複数の第２光ファイバ９１は、少なくとも１本（ここでは１本）の投光用光ファイバ９１Ａと、少なくとも１本（ここでは１本）の受光用光ファイバ９１Ｂと、を含んでいる。

第２光ファイバケーブル９０は、集合ケーブル部９０Ａと、分岐部９０Ｂと、投光ケーブル部９０Ｃと、受光ケーブル部９０Ｄと、を有している。なお、以下では、第２光ファイバケーブル９０について、集合ケーブル部９０Ａ側を先端側とし、投光ケーブル部９０Ｃ及び受光ケーブル部９０Ｄ側を基端側として説明する。投光用光ファイバ９１Ａは、投光ケーブル部９０Ｃの基端から分岐部９０Ｂを通じて集合ケーブル部９０Ａの先端まで延びている。受光用光ファイバ９１Ｂは、受光ケーブル部９０Ｄの基端から分岐部９０Ｂを通じて集合ケーブル部９０Ａの先端まで延びている。すなわち、集合ケーブル部９０Ａでは、投光用光ファイバ９１Ａと受光用光ファイバ９１Ｂが１本のケーブルにまとめられている。

第２光ファイバケーブル９０の先端部には、第２光ファイバケーブル９０の外周を包囲する円筒状の第２ヘッド９４が嵌め込まれている。第２ヘッド９４は、先端から第２光ファイバケーブル９０を少し突出させた状態で第２光ファイバケーブル９０に装着される。なお、第２ヘッド９４の形状及び構造は、上述した第１ヘッド７４の形状及び構造と同じであるため説明を省略する。

第２光ファイバケーブル９０は、先端部から第２ブロック８０の第２収容部８４に嵌め込まれる。第２ヘッド９４の外筒の外径は、第２収容部８４の外側部の径よりも僅かに小さい。第２ヘッド９４の内筒の外径は、第２収容部８４の中間部の径よりも僅かに小さい。第２光ファイバケーブル９０の外径は、第２収容部８４の内側部の径よりも僅かに小さい。このため、第２ヘッド９４の先端から突出した第２光ファイバケーブル９０の先端部は、第２収容部８４の内側部に嵌まり込む。第２ヘッド９４の内筒は、第２収容部８４の中間部に嵌まり込む。第２ヘッド９４の外筒は、第２収容部８４の外側部に嵌まり込む。

第２収容部８４の内周面にはネジ溝が形成されている。第２ヘッド９４の外筒が第２収容部８４にねじ込まれることによって、第２光ファイバケーブル９０及び第２ヘッド９４が第２ブロック８０に固定される。第２光ファイバケーブル９０は、第２ブロック８０に固定されることによって、先端部が第２ブロック内流路８２の折れ曲がった部分において塗料の進行方向と同じ方向を向いた状態で配置される。より具体的には、第２光ファイバケーブル９０は、先端部が第３流路８２Ｃの上流側の端部において第３流路８２Ｃにおける塗料の進行方向と同じ方向を向いた状態で配置される。第３流路８２Ｃの下流端は、直線状の第１ブロック内流路６２の上流端に連通しており、第１ブロック内流路６２の下流端は、塗装ガン２０の供給口２２に連通しているので、第２光ファイバケーブル９０の先端部は、塗装ガン２０の供給口２２と対向するように配置される。また、第２光ファイバケーブル９０は、第２収容部８４に嵌め込まれた状態では、先端部が第２ブロック内流路８２に露出した状態となる。この露出した部分（第２光ファイバケーブル９０の先端部）は、絶縁性を有する樹脂（例えばフッ素樹脂）でコーティングされている。また、第２ブロック内流路８２を流れる塗料等の流体が第２収容部８４から外部へ漏れないように、第２収容部８４と第２光ファイバケーブル９０との間には第２シール部材８６（例えばＯリング）が嵌め込まれる。

第２光ファイバケーブル９０の投光ケーブル部９０Ｃ側の基端部の近傍には、第２発光素子９６が設けられている。第２発光素子９６は、例えばＬＥＤとすることができ、より具体的には白色ＬＥＤとすることができる。第２光ファイバケーブル９０は、投光用光ファイバ９１Ａを通じて、第２発光素子９６が放出した光を基端部で受け、その受けた光を先端部から投光する。このため、以下では、投光用光ファイバ９１Ａの先端部を「第２投光部９３Ａ」と称する。第２投光部９３Ａは、第２ブロック内流路８２（共用流路５０）に臨むように配置されている。

第２光ファイバケーブル９０は、第２投光部９３Ａが投光して共用流路５０内の流体（塗料、洗浄液、その混合流）で反射した光を、受光用光ファイバ９１Ｂの先端部から受けることができる。このため、以下では、受光用光ファイバ９１Ｂの先端部を「第２受光部９３Ｂ」と称する。受光用光ファイバ９１Ｂは、第２受光部９３Ｂから受けた光を、基端部から放出する。受光用光ファイバ９１Ｂの基端部の近傍には、第２受光素子９８が設けられており、受光用光ファイバ９１Ｂの基端部から光が放出されると、第２受光素子９８がその光を受ける。第２受光素子９８は、例えば、赤色光（波長＝６２０～７５０ｎｍ）、緑色光（波長＝４９５～５７０ｎｍ）、及び青色光（波長＝４５０～４９５ｎｍ）のそれぞれに感度を持つ３チャネルのフォトダイオードとすることができる。

上述した塗装ガン２０、切換バルブ３８、共用流路５０、第２ブロック８０、及び第２光ファイバケーブル９０の先端部（第２投光部９３Ａ及び第２受光部９３Ｂ）は、防爆構造とすることが必要な防爆エリアＡ１（塗装ブース内）に配置されている。これに対し、第２光ファイバケーブル９０の基端部、第２発光素子９６、第２受光素子９８、及び後述の制御部１００は防爆構造とする必要がない非防爆エリアＡ２（塗装ブース外）に配置されている。

なお、第２光ファイバケーブル９０が本発明の「光ファイバケーブル」に相当し、第２投光部９３Ａが本発明の「投光部」に相当し、第２受光部９３Ｂが本発明の「受光部」に相当する。

＜塗装装置１０の電気的構成＞
塗装装置１０は、図６に示すように、切換バルブ３８を制御する制御部１００を備えている。制御部１００は、例えばマイクロコンピュータを有している。制御部１００は、上述した第１発光素子７６及び第１受光素子７８に電気的に接続されており、第１発光素子７６の発光状態を制御することができるとともに、第１受光素子７８が受けた光（以下では、「透過光」と称する）の光量を示す電気信号を受信することができる。

制御部１００は、バルブ制御部１０２、透過光取得部１１０、洗浄判定値記憶部１１２、及び洗浄判定部１１４としての機能を有する。バルブ制御部１０２は、切換バルブ３８（各塗料弁４０、洗浄液弁４４及びエア弁４６）に電気的に接続されており、各塗料弁４０、洗浄液弁４４及びエア弁４６の開閉状態を制御することができる。透過光取得部１１０は、透過光の光量を取得することができる。洗浄判定値記憶部１１２は、共用流路５０内の洗浄が完了したか否かを判定する際の閾値となる洗浄判定値を記憶している。洗浄判定値は、予め設定した値であってもよいし、ユーザが任意に設定した値であってもよい。洗浄判定部１１４は、透過光の光量、及び洗浄判定値に基づいて、共用流路５０内の洗浄が完了したか否かを判定する。なお、洗浄中は塗装ガンから吐出される洗浄液に切替前の塗料が混ざっており、吐出される洗浄液に塗料が混ざらなくなると洗浄完了となる。

制御部１００は、上述した第２発光素子９６及び第２受光素子９８に電気的に接続されており、第２発光素子９６の発光状態を制御することができるとともに、第２受光素子９８が受けた光（以下では、「反射光」と称する）の光量を示す電気信号を受信することができる。

制御部１００は、反射光取得部１２０、塗料識別情報記憶部１２２、及び充填判定部１２４としての機能を有する。反射光取得部１２０は、反射光の光量を取得する。塗料識別情報記憶部１２２は、塗料の種類を識別するための塗料識別情報を記憶している。充填判定部１２４は、反射光の光量、及び塗料識別情報に基づいて、反射した物が充填される予定の塗料であるか否かを判断する。その結果、充填される予定の塗料であると判断した場合には、塗料の充填が完了したと判定する。逆に、充填される予定の塗料でないと判断した場合には、塗料の充填が完了していないと判定する。このようにして、塗料の充填が完了したか否かを判定する。なお、塗料の充填中は塗装ガンから吐出される塗料に洗浄液が混ざっており、吐出される塗料に洗浄液が混ざらなくなると充填完了となる。

＜実施例１の作用＞
塗装装置１０は、塗装ラインに流れてくるワーク（被塗物）を検出すると、そのワークの種類を特定し、そのワークに対応した種類の塗料で塗装する。このとき、塗装装置１０は、色替えの必要があるか否かを判定し、その結果、色替えの必要がないと判定した場合にはそのまま塗装を継続する。これに対し、色替えの必要があると判定した場合には、塗装ガン２０内に残っている塗料が混ざらないように、共用流路５０内を一旦洗浄する。

共用流路５０内を洗浄する場合、塗装装置１０は、図７のフローチャートに示すように、まず、開放されている塗料弁４０を閉鎖する（ステップＳ１０）。例えば、第１塗料から第２塗料に切り替える場合には、開放されている第１塗料弁４０Ａを閉鎖する。この時点では、塗料が切換バルブ３８及び共用流路５０全体に残っている。この状態において、塗装装置１０は、洗浄液弁４４を開放して、洗浄液を切換バルブ３８及び共用流路５０に供給する（ステップＳ１１）。切換バルブ３８及び共用流路５０に供給された洗浄液は、共用流路５０に残っている切替前の塗料と混ざりながら流下する。洗浄液弁４４を開放してから所定時間（例えば０．５秒）が経過すると、洗浄液弁４４を閉鎖する。

塗装装置１０は、洗浄液弁４４を閉鎖した後、エア弁４６を開放して、エアを切換バルブ３８及び共用流路５０に供給する（ステップＳ１２）。供給されるエアの速度は洗浄液の速度よりも速い。したがって、エアは、切替前の塗料及び先に供給された洗浄液と混じりながら吐出口２４に向けて圧送される。塗装装置１０は、エア弁４６を開放してから所定時間（例えば５秒）が経過すると、エア弁４６を閉鎖する。そして、第１受光素子７８が受けた透過光の光量を取得する（ステップＳ１３）。

塗装装置１０は、透過光の光量を取得すると、その光量が洗浄判定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。透過光の光量が洗浄判定値未満である場合には（ステップＳ１４：ＮＯ）、ステップＳ１１に戻り、透過光の光量が洗浄判定値以上となるまでステップＳ１１～ステップＳ１４の処理を繰り返す。すなわち、透過光の光量が洗浄判定値以上となるまで、洗浄液とエアを交互に供給することによって共用流路５０内を洗浄する。この間に、共用流路５０内において、洗浄液とエアの占める割合が増加していき、切替前の塗料の占める割合が低下していく。透過光の光量が洗浄判定値以上となった場合には（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、切替前の塗料が共用流路５０から排出され、共用流路５０内の洗浄が完了したと判定する（ステップＳ１５）。洗浄が完了したと判定した状態では、エアと排出しきれなかった洗浄液が共用流路５０内に残っている。塗装装置１０は、洗浄が完了したと判定すると、新たな塗料を供給する処理に移る。

塗装装置１０は、新たな塗料を供給する場合、図８のフローチャートに示すように、まず塗装ガン２０に供給する塗料の塗料弁４０を開放する（ステップＳ２０）。例えば、第１塗料から第２塗料に切り替える場合には、第２塗料弁４０Ｂを開放する。こうすることで、塗料が切換バルブ３８及び共用流路５０に供給される。このとき、切換後の塗料は、共用流路５０内に残ったエア及び洗浄液と混ざりながら供給される。塗装装置１０は、塗料弁４０を開放した後、供給する塗料の種類に対応した塗料識別情報を読み出す（ステップＳ２１）。

塗料識別情報は、各塗料の反射率を示す情報であり、より具体的には、各塗料についての赤色光、緑色光、及び青色光のそれぞれの反射率を示す情報である。塗料識別情報は、予め設定した値であってもよいし、ユーザが任意に設定した値であってもよいし、塗料を充填した状態で実際に計測した実測値であってもよい。塗装装置１０は、塗料識別情報を読み出した後、この塗料識別情報に誤差範囲を含めた判定範囲を設定する（ステップＳ２２）。誤差とみなす幅は、予め設定した幅であってもよいし、ユーザが任意に設定した幅であってもよい。

塗装装置１０は、塗料識別情報を読み出した後、赤色光、緑色光、及び青色光のそれぞれに感度を持つ３チャネルのフォトダイオードが検出した反射光の光量を取得する（ステップＳ２３）。そして、各フォトダイオードが検出した反射光ごとに、光量が各発光色に対応した判定範囲内に収まるか否かを判定する（ステップＳ２４）。その結果、何れか１つでも判定範囲内に収まっていない場合には（ステップＳ２４：ＮＯ）、反射した物が充填される予定の塗料ではないと判断し、全て判定範囲内に収まるまで、反射光の光量を取得して、反射光の光量が判定範囲内に収まったか否かを繰り返し判定する。この間に、共用流路５０内において、切換後の塗料の占める割合が増加していき、洗浄液の占める割合が低下していく。全ての発光色について、反射光の光量が判定範囲内に収まると（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、反射した物が充填される予定の塗料であると判断し、共用流路５０から洗浄液が排出されて、共用流路５０内全体に塗料が充填されたと判定する（ステップＳ２５）。塗料が充填されたと判定すると、塗料の供給を一旦停止してから、塗装を開始する。

＜実施例１の効果＞
以上説明したように、本実施例の塗装装置１０は、塗装ガン２０と、複数の塗料供給源３０と、洗浄液供給源３４と、塗装ガン２０に向けて何れかの種類の塗料又は洗浄液を選択的に供給する切換バルブ３８と、切換バルブ３８の出口３９と塗装ガン２０の吐出口２４とをつなぐ共用流路５０に臨むように配置した第１投光部７３Ａ及び第１受光部７３Ｂと、を備え、第１投光部７３Ａから発光され共用流路５０内を通過して第１受光部７３Ｂが受光した光量に基づいて、共用流路５０内の洗浄が完了したか否かを判定する。この塗装装置１０では、洗浄の際、洗浄液が切替前の塗料と混ざりながら吐出され、共用流路５０内に占める塗料の割合が徐々に低下していき、この塗料の割合が低下するにつれて第１受光部７３Ｂが受光する光量が増加していく。このため、その光量に基づいて塗料の混ざった洗浄液が共用流路５０から全て吐出されたタイミングを検出することができ、そのタイミングで洗浄が完了したと判定することができる。これにより、洗浄液の無駄な吐出を抑えることができる。

本実施例の塗装装置１０は、先端に第１投光部７３Ａを有する投光用の第１光ファイバケーブル７０Ａと、先端に第１受光部７３Ｂを有する受光用の第１光ファイバケーブル７０Ｂと、を備えている。塗装ブース内に投受光用の光電素子等を含む電子機器を設置する場合には、塗料に引火しないように電子機器を防爆構造とする必要がある。しかし、この塗装装置１０によれば、通電不要の第１光ファイバケーブル７０Ａ，７０Ｂの先端部に第１投光部７３Ａ及び第１受光部７３Ｂを設けたので、第１投光部７３Ａ及び第１受光部７３Ｂを防爆構造とすることなく塗装ブース内に配置することができる。

本実施例の塗装装置１０の第１投光部７３Ａ及び第１受光部７３Ｂは、第１ブロック内流路６２（共用流路５０のうち塗装ガン２０の外部の流路）に臨むように配置されている。これにより、塗装ガン２０の構造を設計変更することなく、第１投光部７３Ａ及び第１受光部７３Ｂを塗装装置１０に組み込むことができるので、塗装装置１０に第１投光部７３Ａ及び第１受光部７３Ｂを容易に搭載することができる。

また、本実施例の塗装装置１０は、塗装ガン２０と、複数の塗料供給源３０と、塗装ガン２０に向けて供給する塗料の種類を切り替える切換バルブ３８と、切換バルブ３８の出口３９と塗装ガン２０の吐出口２４とをつなぐ共用流路５０に臨むように配置した第２投光部９３Ａと、第２投光部９３Ａから投光され共用流路５０内の流体で反射した光を受ける第２受光部９３Ｂと、を備え、第２受光部９３Ｂが受けた反射光に基づいて、共用流路５０内に所望の種類の塗料の充填が完了したか否かを判定する。この塗装装置１０では、洗浄が完了して、新たな塗料を供給する際、新たな塗料が共用流路５０内に残った洗浄液と混ざりながら吐出され、共用流路５０内に占める洗浄液の割合が徐々に低下していくのに対して、共用流路５０内に占める塗料の割合が徐々に増加していく。そして、共用流路５０内全体に塗料が充填されると、第２受光部９３Ｂは共用流路５０内に充填された塗料で反射した光を受ける。その反射光に基づいて、反射物が所望の種類の塗料であるか否かを検出することができるので、共用流路５０内が新たな塗料で満たされたタイミングで塗料の充填が完了したと判定することができ、その結果、塗料の無駄な吐出を抑えることができる。

本実施例の塗装装置１０は、先端に第２投光部９３Ａ及び第２受光部９３Ｂを有する第２光ファイバケーブル９０を備えている。塗装ブース内に投受光用の光電素子等を含む電子機器を配置する場合には、塗料に引火しないように電子機器を防爆構造とする必要がある。しかし、この塗装装置１０によれば、通電不要の第２光ファイバケーブル９０の先端部に第２投光部９３Ａ及び第２受光部９３Ｂを設けたので、第２投光部９３Ａ及び第２受光部９３を防爆構造とすることなく塗装ブース内に配置することができる。

本実施例の塗装装置１０の第２投光部９３Ａは、共用流路５０のうち塗装ガン２０の外部の流路内の塗料に向けて投光する。これにより、塗装ガン２０の構造を設計変更することなく塗装装置１０に第２投光部９３Ａ及び第２受光部９３Ｂを組み込むことができるので、塗装装置１０に第２投光部９３Ａ及び第２受光部９３Ｂを容易に搭載することができる。

＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施例１では、第２発光素子を白色ＬＥＤとしたが、反射物の種類（例えば色）を識別できる光を放出するものであれば、ＬＥＤ以外の発光素子であってもよいし、白色以外の発光色であってもよい。例えば、発光素子を赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、及び青色ＬＥＤとしてもよい。
（２）上記実施例１では、第２受光素子が反射物で反射した白色光を分光することなく受光するようにした。しかし、反射物で反射した白色光をプリズムに通して分光する分光部を備え、第２受光素子を構成する３つのフォトダイオードが、分光された光（赤色光、緑色光、及び青色光）を個別に受光するようにしてもよい。
（３）上記実施例１では、第１光ファイバケーブルと第２光ファイバケーブルとを別々のブロックに固定するようにしたが、同一のブロックに固定するようにしてもよい。この場合、ブロックは１つあればよい。例えば、第１ブロックを用いることで、第２光ファイバケーブルを第１ブロック内流路の第３流路に臨むように配置することができる。
（４）上記実施例１では、第１収容部及び第２収容部が共用流路と連通するようにしたが、連通しないようにしてもよい。この場合、共用流路と、第１収容部及び第２収容部との間を、透過性を有する部材で構成する必要がある。例えば、共用流路を形成するホースを、透過性を有する部材で構成する必要がある。
（５）上記実施例１では、第１光ファイバケーブル及び第２光ファイバケーブルを、共用流路を形成する部材（第１ブロック又は第２ブロック）の収容部に嵌め込むことで設置するようにしたが、別の設置方法を採用してもよい。例えば、共用流路を形成する透明のホースに対して、固定具等で固定するようにしてもよい。
（６）上記実施例１では、洗浄液及びエアの供給が停止された状態における透過光に基づいて、共用流路内の洗浄が完了したか否かを判定するようにした。しかし、洗浄液やエアが供給されている状態における透過光に基づいて、共用流路内の洗浄が完了したか否かを判定するようにしてもよい。
（７）上記実施例１では、溶剤系塗料を用いてスプレイ塗装する塗装装置について説明したが、非溶剤系塗料を用いて塗装する塗装装置に適用することもできるし、スプレイ塗装以外の塗装をする塗装装置に適用することもできる。
（８）上記実施例１では、第１ブロック及び第２ブロックをアルミニウム製としたが、別の材質であってもよく、例えばアルミニウム以外の金属製であってもよいし、合成樹脂製であってもよい。また、第１ブロック及び第２ブロックを、絶縁性を有する部材で構成する場合には、第１ブロック内流路または第２ブロック内流路の内壁面を、絶縁性を有する樹脂でコーティングする必要はない。

１０…塗装装置
２０…塗装ガン
２４…吐出口
３０…塗料供給源
３４…洗浄液供給源
３６…エア供給源
３８…切換バルブ
３９…出口
５０…共用流路
７０…第１光ファイバケーブル
７０Ａ…投光用の第１光ファイバケーブル
７０Ｂ…受光用の第１光ファイバケーブル
７３Ａ…第１投光部
７３Ｂ…第１受光部
９０…第２光ファイバケーブル（光ファイバケーブル）
９３Ａ…第２投光部（投光部）
９３Ｂ…第２受光部（受光部）
１００…制御部
１１４…洗浄判定部
１２４…充填判定部
Ａ１…防爆エリア
Ａ２…非防爆エリア

Claims

塗装ガンと、
前記塗装ガンに向けて、互いに異なる種類の塗料を個別に供給する複数の塗料供給源と、
前記塗装ガンと、前記複数の塗料供給源との間に設けられ、前記塗装ガンに向けて供給する塗料の種類を切り替える切換バルブと、
洗浄液供給路を介して前記切換バルブに接続され、前記塗装ガンに向けて洗浄液を供給する洗浄液供給源と、
前記切換バルブの出口から前記塗装ガンの吐出口までの共用流路に臨むように配置した第１投光部、第１受光部及び第２投光部と、
前記第２投光部から投光され前記共用流路内の流体で反射した光を受ける第２受光部と、
前記第１投光部から投光され前記共用流路内を通過して前記第１受光部が受光した光量に基づいて、前記共用流路内の洗浄が完了したか否かを判定する洗浄判定部と、
前記第２受光部が受けた反射光に基づいて、前記共用流路内に所望の種類の塗料の充填が完了したか否かを判定する充填判定部と、
先端に前記第１投光部及び前記第１受光部を有する第１光ファイバケーブルと、
先端に前記第２投光部及び前記第２受光部を有し、先端部が前記共用流路内における塗料の進行方向と同じ方向を向いた状態で配置される第２光ファイバケーブルと、
を備え、
前記洗浄判定部によって前記共用流路内の洗浄が完了したと判定すると、新たな塗料を供給する処理に移ることを特徴とする塗装装置。
前記第２投光部は、前記共用流路のうち前記切換バルブの出口から前記塗装ガンの供給口までの流路に臨むように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の塗装装置。