JP7149940B2 - ペイントアプリケーターの低圧非接触クリーニングのための装置 - Google Patents

Description

［関連出願との相互参照］
本出願は、参照により本明細書に組み込まれる、２０１６年１１月１７日に出願された米国仮特許出願第６２／４２３，３５９号の優先権を主張する。

本発明は、工業用塗装機器に関する。

工業用塗装機器は、自動車業界など、さまざまな業界で広く使用されている。例えば、自動車産業においてロボットは、自動車およびそれらの自動車用の構成部品を塗装するためにペイントアプリケーターを巧みに扱う。

多くの塗布において、スプレー操作間に塗装するペイントアプリケーターのシュラウド及びスプレーチップを清浄化することが、実際にはしばしば必要とされることが望ましい。さもないと、アプリケーター上に蓄積した塗料は、塗料のドリップ、不均一なスプレーパターン、ならびに審美的欠陥をもたらす可能性がある。このようなことが起こる場合、物品上にスプレーされた塗料を完全に除去し、その後、物品全体を再塗装することがしばしば必要となる。しかし、それは費用と時間のかかる手順である。

しかしながら、ロボットによって操作される種類の塗装機器のアプリケーターをクリーニングするための装置は以前から知られていた。例えば、米国特許第７，４６７，６３４号および第９，２２１，０６８号は両方とも、ロボット式ペイントスプレーヤーのスプレーチップをクリーニングするための非接触装置を開示している。これらの既知の装置では、ペイントスプレーチップは、ハウジングの頂部の開口部を通して挿入され、その後、塗料用の溶剤がスプレーされる。スプレー後、ペイントスプレーチップを乾燥させるために、より乾燥した空気がペイントスプレーチップ上に放出される。さらに、ハウジング内に収容されたダウンドラフトノズルは、ハウジング内にダウンドラフトまたは部分的な真空を作り出して、ハウジングの上部の開口部を通り、クリーニングされているペイントスプレーチップにわたって空気流を引き込む。

ペイントアプリケーターを非接触でクリーニングするためのこれらの従来公知の装置は、溶剤系塗料と共に使用された場合に完全に適切であることが証明されている。このような溶剤系塗料の場合、溶剤でペイントスプレーチップをクリーニングした後に、チップを完全に乾燥させるのに、より乾燥した空気流で十分すぎることが証明されている。

しかし、主に政府の規制およびその他の考慮事項により、多くの産業が溶剤型塗料から水性塗料へと移行している。スプレーガンのためのペイントスプレーチップを非接触でクリーニングするためのこれらの既知の装置では、スプレーアプリケーターはしばしば装置から取り除かれたときに適切に洗浄されずそして適切に乾燥されない。ペイントスプレー塗布の適切な乾燥は、非接触クリーニング装置のサイクルタイムを増加させることによって達成され得るが、そのようなサイクルタイムの増加は、塗装作業全体のサイクルタイムを、許容できないほど増加させる。これにより、塗装作業の全体的なコストが増加する。

溶剤系塗料への依存を軽減または排除するために、水性塗料は自動車産業および他の産業においてますます受け入れられてきている。そのような水性塗料は、もちろん、洗浄媒体として有機溶剤ではなく、水性溶剤を使用する。しかしながら、水性塗料の使用は、スプレー操作間にスプレーシュラウドおよびスプレーチップをクリーニングするための特別な課題を提示する。

第１に、水性塗料用のスプレーペイントアプリケーターは、塗料接着特性を改善するために、そのスプレー端部においてペイントスプレーヤーの周囲に円周方向に間隔が置かれた複数の電極を含むことが多い。しかしながら、これらの電極はペインティングチップを密接に囲み、スプレー操作の後にペイントチップをクリーニングするためのこれまでに知られている方法を妨害する。

本発明は、これまでに知られている装置の上述の欠点を克服するペイントアプリケーター用のペイントスプレーアプリケーターの、非接触クリーニングのための装置を提供する。
特に、本発明の装置は水性塗料用のスプレーチップを効果的に清浄化するのに使用することができる。

簡単にいえば、本発明のペイントアプリケータークリーナーは、開放頂部を有するハウジングを含む。漏斗アセンブリは、その開放頂部にわたってハウジング内に配置される。その後、溶剤リングアセンブリが漏斗アセンブリの開いた上端部の上に重なって固定される。この溶剤リングアセンブリはさらに、上向きの円形開口部を含み、ロボット塗装機のペイントアプリケーターを受け入れるように寸法決めされている。

コーンアセンブリの上端から下方に間隔を置いた位置には、ベンチュリリングがコーン内に配置されかつコーンに固定されている。したがって、このベンチュリリングは、ベンチュリリングとコーンの上端との間にペイントスプレーチップの一部を受けるチャンバーを形成する。スプレーチップに向けてこのチャンバー内に、円周方向に間隔の置かれた複数の空気ノズルが配置されている。逆に、スプレーガンの端にあるスプレーチップはベンチュリリングの下に配置されている。

複数のスプレーヤーは、スプレーヤーからの出力がペイントスプレーヤーのペイントスプレーチップに向けられるように、ベンチュリリングの下のコーン内に含まれる。

送風機もコーン内に収容されているので、送風機からの出力はコーンを通って下方に向けられ、円錐形の空気／溶剤リングアセンブリから離れるように方向付けられる。この下方へのエアスプレーは、水性溶剤、ならびにその水中に含まれる任意の塗料を、ハウジング内への収集およびその後の廃棄のためにコーンを通して下方に引き込む。

本発明のより良い理解は、添付の図面と併せて読まれるときに以下の詳細な説明を参照することによって得られるであろう。いくつかの図を通して同様の参照文字は同様の部分を指す。

本発明の好ましい実施形態を示す立面分解図である。 本発明の好ましい実施形態を示す立面分解図である。 図５のＡ－Ａ線に沿った部分断面側面図である。 図５のＢ－Ｂ線に沿った断面図である。 本発明の上面図である。 本発明のクリーニング装置の上部を示す分解図である。 本発明のクリーニング装置の上部を示す部品を取り除いた立面斜視図である。 本発明の上部の立面図である。 本発明の好ましい実施形態を示す分解図である。 本発明の立面斜視図である。

まず、図１および図２を参照すると、本発明のクリーニング装置（クリーナー）２０の好ましい実施形態が示されている。装置２０は、概して長方形の形状の基部２２を含む。漏斗アセンブリ２４は、基部２２の開放頂部２６内に配置され、その上を覆う。

ここで、図３～図５および図７を参照すると、空気／溶剤リングアセンブリ２８は、頂部に円形のベンチュリ開口部３２を有する円錐形支持体３０（コーン３０）を含む。中央開口部３６を有する第２のベンチュリリング３４は、開口部３２の真下の位置でコーン３０内に収容されているので、開口部３２とベンチュリリング３４との間にチャンバー３８が形成されている。さらに、ベンチュリリング３４の開口部３２と開口部３６の両方は、その中に自動ペイントスプレーロボットのペイントスプレーチップを受け入れるように寸法決めされている。

図３、図４、および図７に最もよく示されるように、複数のエアスプレーアセンブリ４０はそれぞれ、チャンバー３８内に配置されたエアスプレーノズル４２を有する。スプレーノズル４２は、パイプ４４によってベンチュリリング２８の底部の周りに延びる空気圧分配器４８に流体的に接続されている。空気圧分配器４８は、空気圧源に流体的に接続されていると共に、漏斗（漏斗アセンブリ）２４の内部に収容され漏斗２４を通って下方に向いている複数の円周方向に間隔を置いて下方に延びる空気ノズル５０にも流体的に接続されている。

引き続き図３および図４を参照して、加圧空気供給部４８はまた、コーンアセンブリ２８内に収容された複数の円周方向に間隔を置いて配置された溶剤スプレーノズル５４に流体的に接続されている。おそらく図３に最もよく示されるように、これらのノズル５４は、ベンチュリリング３４の開口部３６の真下の位置にそれらの流体スプレーを方向付けるように配向されている。

乾燥の効率を高めるために、熱交換器１００が空気圧分配器４８の下にあり、それと接触している。熱交換器１００は流体入口１０２および出口１０４を有し、加熱水が流体として使用されるのが好ましい。したがって、反対に、熱交換器１００は、パイプ４４および５０を通って流れる空気を加熱して乾燥を促進する。

図９および図１０もまた、本発明の装置２２の構造を示す分解図および不展開図である。図９に例示的なペイントアプリケーター６０が示され、これは、シュラウド及びペイントスプレーチップ６２、ならびに円周方向に間隔が置かれた静電ロッド（電極）６４を含む。ノズル６２がベンチュリリング３４の開口部３６を通って降下すると、これらの電極６４は、図１０に示すように、コーン２８の外側に配置され、これにより、クリーニング作業から隔離される。

実際には、スプレー操作に続いて、ロボットは、ペイントアプリケーターを、ベンチュリリング３４の開口部３２（図３）における開口部３６内に配置されるように動かす。そのとき、ノズル４０からの加圧空気は（図３に見られるように）ペイントアプリケーターの上部を乾燥させるだけでなく、流体スプレー５４からの水性溶剤がベンチュリリング３４の上のチャンバー３８に入るのを防ぐ。

同時に、４つのスプレーヤー５４からの加圧水性溶剤がペイントスプレーヤーの先端をスプレーし、したがってペイントスプレーチップから塗料を除去する。同時に、管５０を通る空気流は、混入した塗料と一緒に、水を、漏斗２４（図１）を介して下方に、ハウジング２２内の底部収集領域内に引き込む。

先端部の塗料が洗浄された後、ノズル５４からの水性溶剤スプレーは終了され、ペイントアプリケーターの端部はゆっくりと上方へ持ち上げられてリングアセンブリ２８から外へ出る。さらに、そこで洗浄されたペイントチップをハウジング２８から引き出す速度は、ノズル４０からの空気流がリングアセンブリ２８から最終的に除去される前にペイントアプリケーターを完全に乾燥させるように十分に遅いことが好ましい。

本発明の主な利点は、ペイントアプリケーターのシュラウドとスプレーチップの両方を清浄化（クリーニング）できることである。さらに、塗料の色を変えるとき、古い色の塗料をアプリケーターから完全に一掃することができる。さらに、漏斗およびハウジングは、空気が逃げることができ、溶剤が取り除かれて収集のために排出されるバッフルを作り出す。バッフル、ベント、および漏斗が「一体型メディアセパレーター」を構成している。

上記を考慮すると、本発明は自動化されたペイントスプレー操作においてスプレーチップを清浄化するための効果的な装置を提供することが理解されよう。ただし、本発明を説明してきたが、それに対する多くの変更は、添付の特許請求の範囲によって定義されるような本発明の精神から逸脱することなく関係する当業者には明らかになるであろう。

Claims (7)

1. ペイントスプレー装置用の非接触クリーナーであって、
   第１の開口部を伴う、開放頂部を有する支持体と、
   前記支持体内に収容され、前記第１の開口部から下方に間隔を置いて配置された、第２の開口部を有するリングであって、該リングと前記第１の開口部との間にチャンバーを形成し、該チャンバーがクリーニングすべきペイントスプレーチップを受け入れるようになっている、リングと、
   前記チャンバー内に円周方向に間隔を置いて配置され、加圧空気源と流体的に接続された複数のエアノズルと、
   前記支持体内で前記第２の開口部の下方に収容される少なくとも１つの溶剤ノズルであって、前記ペイントスプレーチップが前記チャンバーを経由して前記非接触クリーナーの中に挿入されたときに、前記ペイントスプレーチップに向けられている、少なくとも１つの溶剤ノズルと、
   前記少なくとも１つの溶剤ノズルに流体接続された加圧塗料溶剤の供給源と、
   を含む、クリーナー。
2. 前記第１の開口部は円形である請求項１に記載のクリーナー。
3. 前記チャンバーから下方に延びる漏斗アセンブリを含む、請求項１に記載のクリーナー。
4. 前記少なくとも１つの溶剤ノズルは、円周方向に間隔を置いて配置された複数のノズルを含む、請求項１に記載のクリーナー。
5. 前記エアノズルは前記第１の開口部から離れる方向に空気流を方向付ける、請求項１に記載のクリーナー。
6. 前記ペイントスプレーチップが前記チャンバーを経由して前記非接触クリーナーの中に挿入されたとき、前記ペイントスプレーチップの下方に円周方向に間隔を置いて配置される複数の第２のエアノズルをさらに含み、前記第２のエアノズルは、前記ペイントスプレーチップが前記チャンバーを経由して前記非接触クリーナーの中に挿入されたときに、空気流を前記ペイントスプレーチップから下方に向けるように配置される、請求項１に記載のクリーナー。
7. 前記漏斗アセンブリを通って下向きに、円周方向に間隔を置いて配置される複数の第２のエアノズルをさらに含む、請求項３に記載のクリーナー。

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