JP5075121B2 - タンクを備えた塗料噴霧装置及び設備 - Google Patents

タンクを備えた塗料噴霧装置及び設備 Download PDF

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Description

本発明は、塗料を吹き掛けるための装置に関するものであり、装置は流体を噴霧器に供給するためのタンクを有している。また、本発明は塗料を吹き掛けるための設備に関係し、それは中でもそのような装置を含む。
塗料の噴霧に関する分野において、設備の一つの噴霧器又は複数の噴霧器に流体を供給するためのピストンを有する一つ以上のタンクを用いることは周知である。それぞれのタンクにおいてそこに蓄積された流体にピストンによって加えられる圧力に応じて、塗料は制御されたペース及び圧力で噴霧器に送られる。EP−A−0587467は、噴霧器の近くにある複軸ロボットの可動部にそのようなタンクを取り付け、噴霧器に塗料を放出するよう制御されて動くピストンが内部を摺動する円筒状のカバーにそれを装着することを開示する。カバーの機能はピストンの摺動状態を改善することであり、カバーはタンクの胴部によって支持されている。タンクの端壁、すなわち噴霧器と流体源とに連結されているダクトが開口している場所、は洗浄することが困難である。それは、カバーと前記端の領域との間に隙間が存在し、そのような隙間はそこに塗料を蓄積させるからである。また、例えば自動車の車体に塗料を吹き掛けるための設備においては、しばしば塗料を交換する必要がある。したがって、別の塗料によってある塗料が汚染される危険性がある。
また、ガスケットは通常タンクの端壁近くに設置される必要があり、それによってそこに当接するカバーの端を受容する。前記ガスケットは様々な塗料や洗浄液と接触することにより物理的又は化学的な侵食にさらされる。そのようなガスケットが存在することにより、メンテナンス作業が噴霧装置を完全に分解することを必要とするため、メンテナンス作業を複雑にする。タンクが塗料で満たされている間において、タンクを通る流体がピストンの前面を打つことで、ピストンをタンクの端壁から遠くへ動かし、接着によってカバーを端壁から離して引っ張ろうとする。また、加圧下でタンクへ注入される流体はタンクの端壁をカバーから離れるように動かすことでタンクの胴部を変形させる。したがって、流体による力はカバーをタンクの端壁から離すように動かすことで、流体がガスケットの近くにおいて蓄積することができる空間を残す傾向にある。充填した後、及びタンクに含まれた流体が使われている間に、カバー及び端壁はそれらの所定の形状に戻り、いくらかの量の流体はガスケットの近くに貯留したまま残り、タンクが満たされる次の機会に導入される第二の塗料を汚染する状態になる。それは、この貯留した量はタンクが第二の流体によって満たされたときに、第二の流体によって加えられる力により解き放たれるからである。
欧州特許第0587467号明細書
本発明は、信頼できると共に完全に塗料貯蔵空間が洗浄され、メンテナンスが周知の設備と比べて単純化されているタンクを有する新規の噴霧装置を提案することによって、それらの欠点を解決することを特に目的とする。
この目的のため、本発明は塗料を噴霧するための装置に関係し、前記装置は流体を噴霧器に供給するためのタンクを備える噴霧器を有し、このタンクは胴部を有し、塗料を貯蔵するための貯蔵空間のための移動式の壁を形成するピストンがその内部を摺動する円筒状のハウジングを形成し、このハウジングはカバー用の支持部を形成する前記胴部に設置されたカバーによって形成される。前記装置は、カバーの周壁及び上述のピストンと協働して塗料貯蔵空間を形成する端壁がカバーに設置されていることを特徴とする。
本発明のおかげで、端壁及びカバーの周壁の隣接部分が塗料を貯蔵するための可変の空間をピストンと共に形成する連続面を一緒に形成する。塗料が蓄積する隙間が形成されない事によって、洗浄作業が円滑になる。さらに、ガスケットの必要性がなくなるため、アセンブリを単純化し、装置を用いる時に必要になるメンテナンス作業を軽減する。本発明は、現在までにおいて、端壁が設けられたカバーを用いる事は、そのハウジングからピストンを取り外す、特にその前面又はそのピストンリングを検査するために必要なときにタンクを取り外す作業をより困難にすると考えて用いてきた当業者の偏見に反するものである。また、充填の間における塗料の圧力による力は、漏出、流体の蓄積又は第二の流体による混入の危険なくカバーの端壁をタンクの胴部に対して押し付ける効果がある。
本発明は、WO−A−2004/082847において予想されたアプローチと反対のアプローチに由来する。例えば、カバーを有さない胴部を用いる事で、ピストンに関する摺動のその性質のために主に選択される材料の使用を防止する。それは、胴部の機能が機械的な防護及び圧力に耐える性能を提供することを超えるからである。
発明の必須ではないものの有益な面によると、そのような装置は請求項2から8の一つ以上の特徴を包含することができる。
また、本発明は塗料を吹き掛けるための設備に関係し、設備は上述のような少なくとも一つの噴霧装置を有する。
設備は上述のハウジングに配置されたピストンを取り外すための少なくとも一つの装置を有することが有益である。前記装置は塗料貯蔵空間と、上述のハウジング内に形成されておりピストンによって貯蔵空間から分離されている別の空間とにそれぞれ存在する圧力間に圧力差を生じさせる手段を有し、この圧力差は、前記空間に貯蔵するための流体が存在しないときに、貯蔵空間に存在する圧力が他の空間に存在する圧力より大きくなる。
第一の実施形態においては、除去装置が
・漏れを防ぐようにカバー又はカバーに固定された部材上に装着されるのに適した胴部と、ここで胴部はハウジングと連通するのに適した空間を形成しており、
・上述の胴部がカバー又はそこに固定された部材に装着されている時に、この空間に相対的な減圧を作り出すのに適した吸引装置と、を有する。
装置の胴部をブラインドにすること、及び吸引装置をベンチュリ効果型にして胴部の端壁と一体化することができる。
別の実施形態においては、除去装置は貯蔵されている流体以外の流体を大気圧より大きな圧力下において塗料を貯蔵するための貯蔵空間に注入する手段を有している。
発明に基づく噴霧装置及び発明に基づく塗料を噴霧するための設備についての以下の説明を踏まえると、本発明はより良く理解する事ができ、そしてその他の利点がより明確になる。前記説明は、添付図面を参照し、単に例としてのみもたらされている。
図1に示される装置Iにおいて、自動装置又はロボット1は、塗装用の物品、特に自動車用の車体部分3を輸送するコンベヤ2の近くに配置される。ロボット1は複軸式であり、ガイド5上を動くように取付けられたシャーシ4を有し、ガイド5は車体部分3が運ばれる向きX−X’に平行に延びている。アーム6はシャーシ4によって支持されており、互いに対してヒンジになっている複数の節6a、6b、6cを有する。シャーシ4はほぼ垂直である軸Z−Z’に対して回転動作をする事もできる。
アーム6の末端節6cは、ナット71によってそこに着脱可能に取付けられた噴霧装置8を有するプレート7を支持しており、噴霧装置8は塗料のタンク9と回転ボウル11が装着された回転式の噴霧器10とを有する。
EP−A−0274322において想定されるように、接続手段12及び13がプレート7と装置Iの固定部14とにそれぞれ設置されることで、タンク8を定期的に洗浄及び充填できる。
図2においてより詳細に見られるように、タンク9は円筒状のハウジングL9を形成しており、その中には図において外観が示されており、且つハウジングL9の中心軸X9の向きと平行に摺動できるピストン91が設置されている。ハウジングL9は断面が円形であるか、別の形状である。
ハウジングL9はカバー92によって形成されており、カバー92は93の参照番号であるその端壁を備える一端に隣接する。端壁93の存在によって、カバー92は「ブラインド」であると言われる。第1のダクト941は連結手段12を、端壁93を貫通して形成されている穴931を介してハウジングL9に連結する。第2のダクト942はハウジングL9を図2において外観が示されている噴霧器10に連結する。穴932は端壁93に設置されている。ダクト941及び942は穴931及び932と一致して開口している。ダクト942は、ピストン91が図2の矢印F1の方向に端壁93に向かって動く時に、噴霧器10に塗料を供給できる。
カバー92は単一の部品から作られている。それは金属をエンボス加工及びその後に機械加工することにより、又は流体形成に続いて機械加工によって形成することができる。また、それは単一の分離できない部品を形成するために統合される二つの部品から形成することもできる。これら二つの部品、すなわち円筒形スリーブ及び端壁はシールと共にねじ固定又は溶接によって一緒に組立てられ、続いて針、ナット、又は接着剤によってアセンブリを固定する前に分岐領域が目的を達成するために再び機械加工されることを保証する。
カバー92はタンク9の胴部95に受容され、タンク9はカバー用の支持部を形成する。胴部95はハウジングL9内に存在する圧力に耐える構造機能とそれが取り囲むカバー92を機械的に保護する機能とを有する。対照的に、カバー92は主に変位するピストン91の動きを円滑にし、噴霧用の流体の包含を図る。それはその機械強度についてあらゆる特別な予防措置がとられる事なく適切な材料によって形成される。なぜならば、それは胴部95によって支持されるからである。示されていない様々なダクトが、噴霧器10に供給するために胴部95に設けられる。
9はピストン91の前面91aと端壁93との間に位置する空間を表す。ピストン91は、ハウジングL9に空間V9に対向して位置する体積V’9、すなわちピストン91の後面91bとカバー92の開口O92の間であって、ピストン91がハウジングL9内で配置できる間から体積V9を隔離する事ができる。
こうして、噴霧器10に供給するための塗料が一時的に貯蔵される空間V9はピストン91と、カバー92の周壁96と、カバーの端壁93との間に形成される。カバー92が単一の部品であるため、壁96の内面96iと端壁93の内壁93iとは、不連続になることなく、且つ噴霧器の二つの段階の間に塗料の残留物を保持する隙間を形成することなく相互に接触する。
吹き掛け作業の終わり、すなわちピストン91が、その前面91aが表面93iの直近に位置するまで矢印F1の向きに移動した時に、所定の量の洗浄液がその後に小さな許容量となる空間V9に注入されることで、表面91a及び93iのみではなく、リング98によってこすられることのない表面96iの部分も洗浄する。洗浄液はダクト941及び穴931を介して注入され、洗浄液は穴932及びダクト942を介して噴霧器10内のダクトに退避することでそれらを洗浄する。
前面91aの形状及び面93iの形状はほぼ相補的であるため、ピストン91が端壁93の近くであるそのストロークの端に到達したときに、塗料の残留量を最小にする事ができ、消費される洗浄液の量を制限する事ができる。
外部カバー99が胴部95の内側のカバー92の周りに取付けられる事で、端壁93に対向する空間V’9を限定するのに役立つ。この外部カバーの端壁99aは、図示されていないアクチュエータのロッドを通過させるための開口99bによって貫通されており、アクチュエータはハウジングL9内のピストン91の位置を制御する。
参照e96は壁96の厚みを表し、それはその高さの主要部、すなわちピストン91が端壁93の近くにある時に、面91aに最も近いピストンリング98上に位置するその部分の厚みである。参照e’96は端壁93近くの壁96の厚みを表す。厚みe’96は厚みe96より大きな値を有する。実際に、e’96はe96の少なくとも1.5倍、好ましくは2倍の大きさである。端壁93の厚みe93は厚みe’96の値に近い値を有する。したがって、カバー92は、ピストンが噴霧作業の終わりにそのストロークの端近くにある時、空間V9を形成するその領域に優れた剛性を示す事で、カバー92は加圧下における洗浄液のこの空間への注入に耐えることができる。
厚みe96とe’96との間の違いがもたらされることで、肩96aが壁96外側に形成される。この肩は、カバーの端壁99aから離れており、そこに当接する外部カバー99の端99cを受容する。カバー92及び外部カバー99は、こうしてアセンブリを形成し、アセンブリは胴部95内においてこの目的のために設置される穴の内部に確実に位置するよう保持される。
図示されていない発明の変形形態において、壁96の厚みはその高さ全体にわたって一定である。この壁の外側に肩は設置されず、そしてカバー92は外部カバー99の端壁99aに端壁93から離れた壁96の縁を介して当接する。
ハウジングL9からピストン91を引き抜くのに適しているときに、アセンブリ8はプレート7から分離され、カバー92及び99は胴部95から引き抜かれる。そして、装置100がその開口O92の近くにおいてカバー92に取付けられた後に、外部カバー99は回収される。ピストン91は開口O92を通ってハウジングL9に位置する。装置100は単一部品の胴部101を有しており、前記胴部は内部空間V101を形成する端壁102とスカート103によって構成されている。装置100にカバー92が取付けられている時は、前記内部空間V101は空間V’9及びハウジングL9と連通している。スカート102には内部溝104が設けられており、前記内部溝104はそこに受容されたO−リング105を有することで、胴部101をカバー92上に漏れないように取付ける事ができる。
ベンチュリ効果型の吸引装置106が端壁102に一体化されており、注入ノズル107及び排出ノズル108を有する。ノズル107の下流の端107aは内部のくびれ107bに設けられており、ノズル108の入口部分108aの直ぐ上流に配置される。端107aは端壁108に形成されるハウジング109に受容されており、空間101と連通している。
ノズル107は圧縮空気の源Sに連結されており、図において矢印Eで示されるように空気の流れはバルブ110によって制御される。
ハウジング109内のベンチュリ効果のおかげで、空気の流れEは空間101及び空間V’9に伝播する減圧を生じる事で、面91a及び91bにそれぞれ作用する圧力の違いによってピストン91上に吸引力を加え、この力は矢印F2で表されるとともに、ピストン91の面91b上に分散する。こうして、装置106において空気を流れさせるという事実は、空間V9に存在する圧力P9と空間V’9に存在する圧力P’9との間に圧力差ΔPを生じさせ、この圧力差は以下の方程式:
ΔP=P9−P’9>0
で表されるように0より大きい。
この圧力差は、ピストン91を力F2によって駆動されることで開口O92に向けて徐々に上昇させる効果を有する。
スカート103の内部寸法はカバー92のそれらよりわずかに大きくなるよう選択されている。言い換えると、内部空間V101の開口O101が軸X9に垂直な方向においてカバー92及びピストン91より大きい事によって、ピストン91は空間V101の内部に移動する事ができ、それによってピストン91をハウジングL9から完全に取り外す事ができる。
ピストンを取り外す間に固定部に当たるであろうピストンの面は、その後面91bのみである。特に、ピストンの前面91aは、その形状がカバー92の端壁93の形状に正確に一致する必要があり、ピストンを取り外す間に損傷を受けるあらゆる危険を冒さない。
実際に、胴部101はカバー92上においてその開口O92近くに手で取付けられ、シールを提供するO−リング105と共に力でそこに固定される。
図示されていない発明の変形形態においては、胴部101は胴部95にシールするように取付ける事もできる。
図1において図式的に表されているように、装置100は、それが稼動している間、設備Iの直近、例えば噴霧領域を形成する仕切り14に取付けられた箱300に保持されることができる。こうして、装置は使用する準備がなされる。
また、図4に示される変形形態において、ピストンはカバー92を受容する別の装置200によってカバーから取り外される事ができる。カバー92はそのピストン91と共に胴部201の中央の穴へと引き上げられ、前記胴部は穴を取り囲む端壁202とスカート203とを含む。ダクト207は端壁202に形成されており、供給ラインLAによって加圧下の水源Sに連結される。また、ダクト208は端壁202に形成されており、ダクト208は排出ラインLEを介して排出容器Bへと連結されている。ダクト207及び208は、カバー92が胴部201の中に配置された時に、カバー92の端壁93を貫通して形成されている二つの穴931および932にそれぞれ一致する。
前のように、カバー92によって構成されているハウジングL9の内部を摺動するピストン91は、その前面91aと端壁93との間に形成された空間V9を、ピストンの後面91bによって区切られており図の図においてその上を延びている空間V’9から分離する。
カバー92が胴部201内に配置されている時、外部スカート99は最初に取り除かれ、その後にリング204がカバー92の周囲に配置される事で、外部カバー99が通常当接するカバー92の外周の肩92aに当接することができる。そして、外部カバー99がカバー92の周囲の位置に戻される事で、タンク9が塗料を貯蔵するために用いられるその形状から埋め合わせる。外部カバー99は、軸X9に平行に測定されるリング204の高さh204と等しい距離dによって補正される。実際に、この高さh204はピストン91の高さh91、すなわち、その前面及び後面91a及び91bの間の距離より大きい又は等しいように選択される。h204はh91の約1.2倍である事が好ましい。
ダクト207のおかげで、数バールの加圧下の水を空間V9へと注入する事ができ、それによって、空間V9内の圧力P9を空間V’9内の大気圧にほぼ等しい圧力P’9より大きい値まで上昇させる効果を有する。
それぞれピストン91の前面及び後面91a及び91bに作用する圧力P9とP’9との間の差は、軸X9周囲に分布しており端壁93からピストン91を遠くへ動かす効果を有する力F2をもたらす。
上述のように外部カバー99が距離dによって埋め合わせられるため、ピストンがカバー92の全長に沿って移動した後に受容される領域Z99がその端壁99aの近くに作り出され、前記領域Z99はハウジングL9の外側に位置する。そして、ピストン91は外部カバー99を取り除く事によって簡単に元に戻す事ができる。
供給源S由来の流体は水である必要はない。それは他の液体であっても良いし、また気体、特に加圧された空気であっても良い。
図示されていない変形形態においては、装置200において水の変わりに空気を用いる事ができる。そのような環境においては、目盛り付きの弁が端壁99aに設けられることで、ピストン91の上向きの動きを抑制する事が有益である。
本発明は、静電的、回転式、又は空気圧式であってもなくても良い特定の種類の噴霧器10に独立して適用可能である。
本発明はベンチュリ効果型の吸引装置を有する装置とともに図示されている。しかしながら、それはある別の型の吸引装置、特に内部空間V101が例えば真空ポンプ型の外部吸引源に連結されている装置に適用可能である。
本発明は複軸ロボット型の自動装置の可動部に取付けられたそのタンクを有する噴霧装置と共に図示されている。しかしながら、本発明は固定ピストンを備えており、可撓性のホースを介して噴霧器に連結される事で、適切な場所においてタンクに対して噴霧器を移動できるようにする装置に適用する事ができる。
本発明は、アクチュエータによって制御されているピストンによって示されているが、本発明は空気圧で制御されるピストンにも同様に適用する事ができる。
本発明に基づく塗料を吹き掛けるための設備であり、本発明に基づく装置を内蔵する設備の概略図である。 図1のII−II線断面図である。 図2に図示されている装備であって、取り外し装置に設置されている装備のメンテナンス作業中における部分的な断面図である。 異なる取り外し装置を用いたメンテナンス作業中の図3と類似の断面図である。

Claims (12)

  1. 塗料を吹き掛けるための装置であって、前記装置は噴霧器(10)と前記噴霧器に流体を供給するためのタンク(9)とを有し、前記タンクは胴部(95)を有すると共に円筒形のハウジング(L9)を形成しており、前記ハウジングの内部を摺動するピストン(91)は塗料を貯蔵するための貯蔵空間(V9)のための移動式の壁(91a)を形成し、前記ハウジングは前記胴部(95)に受容されているカバー(92)によって形成されており、前記胴部は前記カバー用の支持部を形成し、前記カバー(92)に前記カバーの周壁(96)及び前記ピストン(91)と協働する事で前記貯蔵空間(V9)を形成する端壁(93)が設けられており、
    前記周壁(96)は前記ピストン(91)が動く(F 1 )方向(X 9 )と平行なその長さの主な部分にわたって第1の厚み(e 96 )と、前記端壁の近くに第2の厚み(e' 96 )とを有し、前記第2の厚み(e' 96 )が前記第1の厚み(e 96 )より大きな値を有する装置。
  2. 前記端壁(93)に塗料及び/又は洗浄液を通すための少なくとも一つの穴(931、932)が貫通している請求項1の装置。
  3. 前記胴部(95)は、前記穴(931、932)と一致して開口している塗料及び/又は洗浄液を通すための少なくとも一つのダクト(941、942)を備えている請求項の装置。
  4. 前記カバー(92)を周方向に取り囲んでいる外部カバー(99)を有する請求項1から請求項3のいずれかの装置。
  5. 前記外部カバーが端壁(99a)を備えており、前記端壁に通路(99b)が前記ハウジング内の前記ピストン(91)の位置を制御するための手段を通すために形成されている請求項4の装置。
  6. 前記カバー(92)は、前記外部カバー(99)の縁(99c)に当接するための外周の肩(96a)を備えている請求項4又は請求項5の装置。
  7. 前記ピストン(91)によって形成されている前記移動式の壁(91a)と、前記端壁(93)の内面(93i)とがほぼ相補的である請求項1から請求項6のいずれかの装置。
  8. 塗料を吹き掛けるための設備であって、請求項1から請求項7のいずれかの装置の少なくとも一つを有する設備。
  9. 前記設備が前記ハウジング(L 9 )に配置されている前記ピストン(91)を取り外すための少なくとも一つの装置(100;200)を有し、前記装置は前記塗料貯蔵空間(V 9 )と別の空間(V' 9 )とにそれぞれ存在する圧力(P 9 、P' 9 )の間に圧力差(ΔP)を生じさせる手段(101、106;201、206)とを有し、前記別の空間は前記ハウジング内に形成されていると共に前記ピストンによって前記貯蔵空間から分離されており、前記空間に流体が貯蔵されていないときには、前記圧力差(ΔP)は前記貯蔵空間(V 9 )に存在する圧力(P 9 )が別の空間(V' 9 )に存在する圧力(P' 9 )より大きくなっている請求項8の設備。
  10. 前記装置(100)が
    ・カバー(92)又は前記カバーに固定された部材(95)に漏れないように装着されるのに適した胴部(101)と、ここで、前記胴部は前記ハウジングと連通するのに適した空き空間(V 101 )を形成しており、
    ・前記胴部が前記カバー又は前記部材に装着されている時に、前記空間に相対的な減圧を作り出すのに適した吸引装置(106)と、
    を有する請求項9の設備。
  11. 前記胴部(101)はブラインドであり、前記吸引装置(106)はベンチュリ効果型で、且つ前記胴部の端壁(102)に一体化されている請求項10の設備。
  12. 前記装置(200)は、大気圧より大きな圧力(P 9 )において貯蔵されている流体以外の流体を前記空間(V 9 )に塗料を貯蔵するために注入するのに適した手段(201−207、LA、S、208、LE、B)を有する請求項9の設備。
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