JPH09308846A - 色替え装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は色替え弁に接続されるチューブ数を
削減することを課題とする。 【解決手段】 塗装用ロボットのアームに搭載された色
替バルブユニット１０は、塗料供給弁１６₁ 〜１６₃ が
直列に接続された塗料切替え部３１と、トルクチューブ
３３を介して塗料供給弁１６₁ 〜１６₃ を切替え動作さ
せるステッピングモータ３４と、ステッピングモータ３
４より上流側に取り付けられた洗浄用シンナ供給弁３
６、洗浄用エア供給弁３７とからなる。塗料切替え部３
１は塗料供給弁１６₁ 〜１６₃ が直列に接続されている
ため、１台のステッピングモータ３４により複数の塗料
供給弁１６₁ 〜１６₃ を駆動させることができ、構成を
簡略化することができると共に、チューブを削減するこ
とができる。これにより、塗装用ロボット１のアーム動
作が各チューブに制限されることが緩和され、塗装用ロ
ボット１の塗装効率を高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は色替え装置に係り、
特に複数の色替え弁が組み合わされた色替え装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば塗装用ロボットによりワーク表面
を塗装する塗装工程では、ワークがコンベヤにより搬送
されると、塗装用ロボットが予めティーチングされた塗
装プログラムにしたがって所定の塗装作業を行う。

【０００３】このように塗装用ロボットを使用して自動
的に塗装作業を行う塗装システムでは、ワークによって
塗料の色が指定されており、ワークの塗装色が切り替わ
る場合、次塗料のワークが搬送するまでに所謂色替えを
行っている。例えば、次塗料に塗料Ｂが指定された場
合、現在Ａ色の塗装が終了すると塗装ガン及び塗料供給
経路に残留している前回のＡ色塗料を洗浄しなければな
らない。

【０００４】従来の色替え装置は、塗装用ロボットのア
ームに搭載された色替バルブユニットと、色替バルブユ
ニットの各弁をオペレートエアにより切り替える色替制
御装置とからなる。色替バルブユニットは、共通管路に
複数の塗料供給弁（色替え弁）と、空気供給弁と、シン
ナ供給弁とが接続されている。

【０００５】塗料供給弁には、圧縮空気で駆動するエア
オペレート式の３ポート２位置弁（三方弁）が用いられ
ている。尚、塗料供給弁に３ポート２位置弁が使用され
るのは、塗装する場合のみ塗料を塗装ガンに供給し、塗
装しない場合には塗料を循環させて塗料の凝固を防止す
るためである。この塗料供給弁の塗料流入ポート、塗料
還流ポート、塗料吐出ポートには、各塗料チューブが接
続されている。

【０００６】そして、従来は、塗料供給弁にエアオペレ
ート式の三方弁を使用していたため、１個の弁に３本の
塗料チューブと１本のエアチューブを接続する必要があ
る。すなわち、塗料供給弁の塗料流入ポートに接続され
る塗料供給チューブと、塗料還流ポートに接続される塗
料還流チューブと、オペレートエアを供給するエアチュ
ーブの３本のチューブを各塗料供給弁に接続しなければ
ならない。

【０００７】また、空気供給弁及びシンナ供給弁には、
エアオペレート式の２ポート２位置弁（二方弁）が用い
られている。この二方弁を用いた空気供給弁の場合、１
個の弁に２本のエアチューブを接続する必要があり、シ
ンナ供給弁の場合、１個の弁に１本のシンナチューブと
１本のエアチューブを接続する必要がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の色替え装置で
は、各塗料毎に塗料供給弁を設ける必要があるため、１
台の塗装用ロボットで塗装する色が多数ある場合、塗料
供給弁の設置数も多くなり、それに伴って各塗料供給弁
に接続されるチューブ数も増加する。例えば、塗装用ロ
ボットで塗装する色が１色増えると、塗料供給弁が１個
増えるため、塗料供給弁に接続されるチューブも塗料供
給弁１個に対して３本のチューブが増加されることにな
り、例えば６色の塗料を塗装する場合には塗料供給弁に
接続された１８本のチューブと、空気供給弁及びシンナ
供給弁に接続された４本のチューブと、全色共通の塗料
出力管に接続されたチューブが必要であり、計２３本の
チューブが色替バルブユニットに接続されている。

【０００９】そのため、従来の色替え装置では、チュー
ブ数が多過ぎて組み立て時のチューブ接続作業にかなり
の労力を要するばかりか、多数のチューブにより塗装用
ロボットのアーム動作が制限されてしまったり、多数の
チューブの取り廻しが難しく、塗装用ロボットのアーム
上でチューブ同志がからんでチューブが外れてしまうお
それがあった。

【００１０】また、各空気供給弁に個別にオペレートエ
アを供給するため、各空気供給弁に対応する数のソレノ
イドバルブを設けなければならず、構成が複雑化してい
た。そこで、本発明は上記課題を解決した色替え装置を
提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は以下のような特徴を有する。上記請求項１
の発明は、塗装ガンに色の異なる複数の塗料のうち一の
塗料を選択的に供給する複数の色替え弁を有する色替え
装置において、前記色替え弁は、外周に塗料流入口と塗
料還流口とを有する外筒と、該外筒を貫通するように前
記外筒の内部に同軸的に挿入され、前記塗装ガンに連通
された塗料供給通路を有する内筒と、該内筒と前記外筒
との間に延在するように形成され、一端が前記内筒の塗
料供給通路に連通され、他端が前記外筒の内壁に摺接す
る塗料導入管と、該塗料導入管を周方向に駆動すること
により前記塗料流入口と前記内筒の塗料供給通路との
間、あるいは前記塗料流入口と前記塗料還流口との間を
連通又は遮断させる駆動部と、よりなり、前記各色替え
弁は、前記塗料流入口の周方向の位置が異なるように隣
接して前記外筒に接続され、前記内筒を共有しているこ
とを特徴とするものである。

【００１２】従って、請求項１によれば、塗料導入管を
周方向に駆動することにより塗料流入口と内筒の塗料供
給通路との間、あるいは塗料流入口と塗料還流口との間
を連通又は遮断させることができ、各色替え弁が塗料流
入口の周方向の位置が異なるように隣接して外筒に接続
され、内筒を共有しているため、塗料チューブを塗料流
入口と塗料還流口に接続するだけなので、チューブ数を
削減できると共に、塗料導入管を周方向に駆動するだけ
で各塗料の流れ方向を切り替えることができる。

【００１３】また、請求項２の発明は、前記複数の色替
え弁は、一の色替え弁の内筒の一端と他の色替え弁の内
筒の他端とを接続することにより各塗料供給通路が直列
に連通されたことを特徴とするものである。従って、請
求項２によれば、複数の色替え弁の塗料供給通路を直列
に接続することができるので、多数の色替え弁をコンパ
クトに連結することが可能になり、設置スペースが小さ
くて済む。また、複数の色替え弁の内筒が接続されてい
るので、１台の駆動部により複数の色替え弁を切替え動
作させることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明の一実施
例を説明する。図１は本発明になる色替え装置の一実施
例が適用された塗装用ロボットを示す。

【００１５】塗装用ロボット１は、塗装作業を行う塗装
エリア内に設置されており、塗装エリア２には、被塗装
物がコンベヤにより一定の速度で供給される。塗装用ロ
ボット１は、被塗装物が搬送されると、予めティーチン
グされた塗装動作を行うプレイバック形の多関節ロボッ
トである。塗装用ロボット１は、大略、基台３と、基台
３上で旋回する旋回ベース４と、旋回ベース４上で起立
する第１アーム５と、第１アーム５の上端から水平方向
に延在する第２アーム６と、第２アーム６の先端に設け
られた手首部７とよりなる。手首部７の先端には塗装ガ
ン８が取り付けられている。塗装ガン８は、第１アーム
５及び第２アーム６の揺動により所定の塗装高さ位置に
移動し、手首部７により塗料噴射方向が変更される。

【００１６】塗装用ロボット１は、各可動部がモータ
（図示せず）により駆動されて塗装ガン８の位置や塗装
方向を調整するようになっており、各モータはロボット
コントローラ９からの制御信号により制御される。そし
て、塗装用ロボット１の各関節部分には、各可動部の角
度を検出するためのエンコーダ（図示せず）が組み込ま
れており、ロボットコントローラ９はエンコーダから出
力された検出信号がフィードバックされることにより、
各モータを制御して旋回ベース４、第１アーム５、第２
アーム６、手首部７を正確に駆動する。尚、ロボットコ
ントローラ９には、ティーチング操作時に操作される手
元操作装置９ａが接続されている。

【００１７】第２アーム６上には、色替バルブユニット
１０が取り付けられている。そして、塗装ガン８は、塗
料供給チューブ（共通チューブ）１１を介して色替バル
ブユニット１０に接続されている。また、色替バルブユ
ニット１０には、複数の塗料供給チューブ１３が接続さ
れており、各塗料供給チューブ１３を介して各色の塗料
が供給される。そして、色替バルブユニット１０の各弁
は、ロボットコントローラ９に設けられた色替制御装置
（図示せず）により切替え制御されて指定した塗料を選
択的に塗装ガン８へ供給する。

【００１８】また、色替バルブユニット１０は、後述す
るように複数の色替バルブが直列に接続されているた
め、小型化及び軽量化されており、第２アーム６の負担
が軽減されている。そのため、第２アーム６を駆動する
モータの駆動力が小さくて済み、モータの容量を小さく
することも可能になるばかりか、塗装動作時の第２アー
ム６を高速動作させたり、塗装ガン８の動作位置の精度
を高めるのに有利である。

【００１９】図２は色替バルブユニット１０の全体構成
を示す平面図である。色替バルブユニット１０は、大
略、塗料供給弁（色替え弁）１６₁ 〜１６₃ が直列に接
続された塗料切替え部３１と、トルクチューブ３３を介
して塗料供給弁１６₁ 〜１６₃ を切替え動作させるステ
ッピングモータ３４と、ステッピングモータ３４より上
流側に取り付けられた洗浄用シンナ供給弁３６、洗浄用
エア供給弁３７とからなる。

【００２０】各塗料供給弁１６₁ 〜１６₃ は、各境界部
分がスチールベルトよりなる固定ベルト１４のボルト１
５を締め付けることにより連結された状態で固定され
る。固定ベルト１４はＣ字状に湾曲されており、その両
端部１４ａ，１４ｂが半径方向に突出するように起立し
ている。そして、両端部１４ａ，１４ｂ間には、ボルト
１５が挿通され、ボルト１５の端部にはナット１５ａが
螺合している。

【００２１】そのため、ボルト１５を締め付けることに
より両端部１４ａ，１４ｂ間の離間距離が小さくなり、
これにより固定ベルト１４は隣接された各塗料供給弁１
６₁〜１６₃ 間の外周を締め付けることができる。ま
た、各塗料供給弁１６₁ 〜１６₃ は、後述するように所
定角度ずつずらして連結されており、固定ベルト１４の
外周には隣接する塗料供給弁１６に対するずれ角が一目
で分かるように角度目盛り（図示せず）が設けられてい
る。従って、複数の塗料供給弁１６を連結させる際に、
固定ベルト１４の外周に設けられた角度目盛りを基準に
ずれ角を設定することができるので、各塗料供給弁１６
₁ 〜１６₃ のずれ角を均等にできる。

【００２２】尚、各塗料供給弁１６₁ 〜１６₃ 間を固定
する各固定ベルト１４にはフランジ（図示せず）を設
け、各固定ベルト１４のフランジにボルトを挿通させて
各固定ベルト１４同志を連結することにより軸方向の結
合を強固にする。塗料切替え部３１は塗料供給弁１６₁
〜１６₃ が直列に接続されているため、従来のものより
も構成が小型化、軽量化されている。また、色替バルブ
ユニット１０では、後述するように１台のステッピング
モータ３４により複数の塗料供給弁１６₁ 〜１６₃ を駆
動させることができるので、各塗料供給弁１６₁ 〜１６
₃毎にアクチュエータを設けるものよりも構成を簡略化
することができると共に、各アクチュエータに接続され
るチューブを削減することができる。

【００２３】これにより、塗装用ロボット１のアーム動
作が各チューブに制限されることが緩和され、塗装用ロ
ボット１の塗装効率を高めることができる。まず、塗料
供給弁１６の構成について説明する。尚、図３は色替バ
ルブユニット１０に組み込まれる塗料供給弁の平面図、
図４は色替バルブユニット１０に組み込まれる塗料供給
弁の正面図、図５は色替バルブユニット１０に組み込ま
れる塗料供給弁の背面図である。

【００２４】塗料供給弁１６は、円筒状の外筒１７と、
外筒１７の内面と一定間隔の隙間を有し、外筒１７の中
心に回動可能に挿通された中空状の内筒１８と、内筒１
８と一体的に設けられ半径方向に延在する塗料導入管１
９とよりなる。外筒１７の外周には、塗料供給チューブ
１３が接続される流入側継手２０と、塗料還流チューブ
（図示せず）が接続される還流側継手２１とが対角位置
（周方向上１８０°の位置）に設けられている。そし
て、流入側継手２０には塗料流入口２０ａが貫通し、還
流側継手２１には塗料還流口２１ａが貫通している。

【００２５】内筒１８の内部には、軸線に沿って延在す
る軸方向の塗料供給通路２２が貫通している。塗料導入
管１９は、内筒１８と一体的に設けられており、内筒１
８を駆動軸として外筒１７の内部空間１７ｂを回動する
ように設けられている。そして、塗料導入管１９の内部
には、半径方向の塗料供給通路２３が貫通しており、塗
料供給通路２３は一端が内筒１８の塗料供給通路２２に
連通し、他端が外筒１７の内周面１７ａを摺接してい
る。

【００２６】従って、内筒１８の塗料供給通路２２は、
塗料導入管１９の回動位置によって塗料供給通路２３を
介して塗料流入口２０ａに連通又は遮断される。また、
塗料還流口２１ａは、塗料導入管１９の塗料供給通路２
３が塗料流入口２０ａに連通することにより塗料流入口
２０ａから遮断され、塗料導入管１９の回動に伴って塗
料供給通路２３が塗料流入口２０ａから離間することに
より外筒１７の内部空間１７ｂを介して塗料流入口２０
ａに連通する。

【００２７】塗料導入管１９の先端には、外筒１７の内
周面１７ａとの塗料供給通路２３の周縁部分との間をシ
ールするチップシール２４が装着されている。このチッ
プシール２４は、塗料供給通路２３に連通する孔を有す
る環状に形成されたシール部材であり、塗料導入管１９
の先端に嵌合して脱落が防止されている。

【００２８】また、内筒１８の一端には、メススプライ
ン２５が設けられ、内筒１８の他端には、オススプライ
ン２６が設けられている。このメススプライン２５及び
オススプライン２６は、他の塗料供給弁１６の内筒１８
と結合するものであり、メススプライン２５及びオスス
プライン２６を介して内筒１８の回動を伝達するように
なっている。そのため、後述するように隣接する塗料供
給弁１６のメススプライン２５とオススプライン２６と
を結合することにより、複数の塗料供給弁１６を直列に
連結することができる。

【００２９】さらに、外筒１７の軸方向の開口には、仕
切り板２７が固着され、外筒１７の内部に形成された空
間１７ｂが仕切り板２７により閉塞される。尚、仕切り
板２７の中央には、内筒１８が挿通される中央孔２７ａ
が設けられている。そして、内筒１８は仕切り板２７の
中央孔２７ａにより回動自在に支持される。また、仕切
り板２７と外筒１７との間、及び中央孔２７ａと内筒１
８との間はオイルシール２８によりシールされている。

【００３０】ここで、上記構成とされた塗料供給弁１６
において、塗料の流れを説明する。尚、図６及び図７は
塗料導入管１９を流入側継手２０に合致させた状態を示
す縦断面図、図８は塗料導入管１９を流入側継手２０か
ら離間した位置に回動させた状態を示す縦断面図であ
る。

【００３１】図６及び図７に示すように、塗料供給弁１
６の内筒１８が回動することにより、塗料導入管１９が
流入側継手２０と合致すると、塗料供給通路２３が塗料
流入口２０ａに連通する。そのため、塗料供給装置（図
示せず）から塗料流入口２０ａに供給された塗料は、塗
料導入管１９の塗料供給通路２３を通過して内筒１８の
塗料供給通路２２に導かれる。

【００３２】そして、塗料導入管１９と外筒１７の内周
面１７ａとの間は、上記チップシール２４によりシール
されている。そのため、塗料流入口２０ａから供給され
た塗料は、外筒１７の内部空間１７ｂに漏れることなく
塗料供給通路２３に流入する。

【００３３】このようにして内筒１８の塗料供給通路２
２に供給された塗料は、塗料供給チューブ１１を介して
塗装ガン８に供給されてワークに吹き付けられる。図８
に示すように、塗料供給弁１６の内筒１８が回動するこ
とにより、塗料導入管１９が流入側継手２０と合致しな
い位置に回動すると、塗料導入管１９の塗料供給通路２
３が外筒１７の内周面１７ａにより閉塞される。これと
共に、塗料流入口２０ａは外筒１７の内部空間１７ｂに
連通し、塗料流入口２０ａから内部空間１７ｂに供給さ
れた塗料は、内部空間１７ｂを通過して塗料還流口２１
ａから塗料供給装置（図示せず）へ還流される。

【００３４】尚、塗装に使用されない塗料を塗料還流口
２１ａから塗料供給装置（図示せず）へ還流させるの
は、塗料供給経路で塗料が固まるのを防止するためであ
る。上記塗料供給弁１６は、各色の塗料毎に設けられる
ため、例えば３色の塗料を選択的に使用する場合には、
３個の塗料供給弁１６を連結して色替バルブユニット１
０を形成することになる。

【００３５】ここで、３色の塗料を選択的に使用する構
成とされた色替バルブユニット１０について説明する。
尚、図９は３個の塗料供給弁１６を連結した状態を示す
側面図、図１０は各塗料供給弁１６の塗料導入管１９の
回動位置を示す側面図である。

【００３６】３色の塗料を使用する場合、３個の塗料供
給弁１６（１６₁ 〜１６₃ ）を直列に接続する。すなわ
ち、第１の塗料供給弁１６₁ のメススプライン２５に第
２の塗料供給弁１６₂ のオススプライン２６を嵌合さ
せ、第２の塗料供給弁１６₂ のメススプライン２５に第
３の塗料供給弁１６₃ のオススプライン２６を嵌合させ
る。

【００３７】そして、第１の塗料供給弁１６₁ と第２の
塗料供給弁１６₂ との間を固定ベルト１４のボルト１５
を締め付けて締結する。続いて、第２の塗料供給弁１６
₂ と第３の塗料供給弁１６₃ との間を固定ベルト１４の
ボルト１５を締め付けて締結する。さらに、第３の塗料
供給弁１６₃ の側面を仕切り板２７で閉塞して第３の塗
料供給弁１６₃ と仕切り板２７との間を固定ベルト１４
のボルト１５を締め付けて締結する。

【００３８】このように塗料供給弁１６₁ 〜１６₃ を固
定ベルト１４により締結する際には、各塗料供給弁１６
₁ 〜１６₃ を固定ベルト１４の外周に設けられた角度目
盛りにより所定角度（例えば６０°）ずつ周方向にずら
している。これで、３個の塗料供給弁１６（１６₁ 〜１
６₃ ）が直列に接続されて一体化された塗料切替え部３
１が形成される。

【００３９】図１０に示すように、各塗料導入管１９₁
〜１９₃ が同一方向に延在するように取り付けられてい
るのに対し、各塗料供給弁１６₁ 〜１６₃ の位置を周方
向に所定角度毎にずらしているため、各塗料供給弁１６
₁ 〜１６₃ が個別に塗料供給状態に切り替わり各塗料供
給弁１６₁ 〜１６₃ から供給された塗料が混合すること
を防止できる。また、各塗料供給弁１６₁ 〜１６₃ の周
方向の位置から各塗料供給弁１６₁ 〜１６₃ の連通、遮
断動作位置が外観から分かり、塗料の色数に応じた角度
調整が容易に行える。

【００４０】 本実施例では、塗料Ａが供給される第１の
塗料供給弁１６₁ の塗料導入管１９ ₁ が流入側継手２０
₁ に合致した位置にあるとき、塗料Ｂの流入側継手２０
₂ が流入側継手２０₁ から反時計方向に角度α＋βずれ
た位置にあり、さらに塗料Ｃの流入側継手２０₃ が流入
側継手２０₂ から反時計方向に角度α＋βずれた位置に
位置している。

【００４１】各塗料供給弁１６₁ 〜１６₃ の内筒１８
は、メススプライン２５とオススプライン２６との嵌合
により一直線上に連結されており、各内筒１８の塗料供
給通路２２同志が共通管路として機能する。しかしなが
ら、各塗料供給弁１６₁ 〜１６ ₃ の流入側継手２０₁ 〜
２０₃ が周方向上、角度α＋βずつずれた位置に設けら
れているので、例えば図１０に示す状態から内筒１８を
角度αだけ時計方向に回動させると、各塗料導入管１９
₁ 〜１９₃ と流入側継手２０₁ 〜２０₃ とがいずれも連
通されないため、各塗料供給弁１６₁ 〜１６₃ は塗料循
環状態となる。

【００４２】また、図１０に示す状態から内筒１８を角
度α＋βだけ時計方向に回動させると、塗料導入管１９
₂ が流入側継手２０₂ の塗料流入口２０ａに合致した位
置に至り、第２の塗料供給弁１６₂ が塗料供給状態に切
り替わる。そして、図１０に示す状態から内筒１８を角
度（α＋β）×２だけ時計方向に回動させると、塗料導
入管１９₃ が流入側継手２０₃ の塗料流入口２０ａに合
致した位置に至り、第３の塗料供給弁１６₃ が塗料供給
状態に切り替わる。このように、内筒１８の回動角度を
制御することにより３種類の塗料Ａ，Ｂ，Ｃから任意の
塗料を選択的に塗装ガン８へ供給することができる。

【００４３】また、本実施例では、３種類の塗料Ａ，
Ｂ，Ｃを選択的に塗装ガン８へ供給する構成を一例とし
て説明しているが、４種類以上の塗料を選択的に供給す
る構成とする場合でも、塗料供給弁１６を追加すると共
に、各固定ベルト１４のボルト１５を緩めて複数の塗料
供給弁１６の周方向の角度ずれを調整するだけで簡単に
塗料供給弁１６を増設することができる。

【００４４】また、上記構成とされた塗料切替え部３１
は、図２に示すように、各塗料供給弁１６₁ 〜１６₃ の
流入側継手２０₁ 〜２０₃ には塗料供給装置（図示せ
ず）からの塗料供給チューブ１３₁ 〜１３₃ が接続さ
れ、還流側継手２１₁ 〜２１₃ には塗料供給装置（図示
せず）に塗料を戻す塗料還流チューブ３２₁ 〜３２₃ が
接続されている。

【００４５】また、第３の塗料供給弁１６₃ の内筒１８
のメススプライン２５には、全色共通の塗料供給チュー
ブ１１が接続されており、塗料供給弁１６₁ 〜１６₃ の
いづれかから内筒１８の塗料供給通路２２に吐出された
塗料は、塗料供給チューブ１１を介して塗装ガン８へ供
給される。

【００４６】また、第１の塗料供給弁１６₁ の内筒１８
のオススプライン２６には中空のトルクチューブ３３の
一端が結合されており、トルクチューブ３３の他端には
ステッピングモータ３４の出力軸（図示せず）が結合さ
れている。尚、ステッピングモータ３４の出力軸は、後
述するようにシンナ及び圧縮空気が通過するため、中空
状に形成されると共に、出力軸の端部外周にトルクチュ
ーブ３３が嵌合するためのオススプラインが設けられて
いる。

【００４７】ステッピングモータ３４は、ハウジング３
４ａが本質安全防爆構造となっており、ケーブル３４ｂ
を介してロボットコントローラ９内に設けられた接点信
号変換器（図示せず）に接続されている。従って、ステ
ッピングモータ３４は、接点信号変換器から供給された
信号により出力軸が所定角度ずつ回動され、各塗料供給
弁１６₁ 〜１６₃ の内筒１８は、ステッピングモータ３
４の駆動力がトルクチューブ３３を介して伝達されると
所定角度（α＋β）ずつ回動する。

【００４８】すなわち、１台のステッピングモータ３４
により３個の塗料供給弁１６₁ 〜１６₃ を同時に駆動す
ることができるので、各塗料供給弁１６₁ 〜１６₃ 毎に
専用のアクチュエータを設ける構成のものよりも構成が
簡略化され、コンパクトな構成となっている。

【００４９】また、色替え時等で塗料供給を停止させる
ときは、各塗料供給弁１６₁ 〜１６ ₃ の内筒１８を角度
αだけ回動させて内筒１８への塗料供給を停止する。
尚、接点信号変換器は、本質安全防爆構造となってお
り、塗装雰囲気等の引火性の高い雰囲気中で仮に配線が
短絡、地絡しても塗装雰囲気に引火するおそれがない本
質的に安全なエネルギレベルに変換して信号を中継する
ように構成されている。

【００５０】ステッピングモータ３４の上流側端部に
は、内筒１８の塗料供給通路２２に連通する弁取付部３
５が取り付けられている。この弁取付部３５には、洗浄
用シンナが供給される洗浄用シンナ供給弁３６と洗浄用
エアが供給される洗浄用エア供給弁３７が装着されてい
る。従って、洗浄用シンナ供給弁３６及び洗浄用エア供
給弁３７は、色替バルブユニット１０の上流側端部に位
置するように取り付けられている。よって、色替え時、
色替バルブユニット１０の内の残留塗料を洗浄用シンナ
及び洗浄用エアにより洗浄することができる。

【００５１】また、洗浄用シンナ供給弁３６及び洗浄用
エア供給弁３７は、エアオペレート式の２ポート２位置
弁よりなり、エアチューブ３８，３９によりオペレート
エアが供給されると閉弁状態から開弁状態に切り替わる
よう構成されている。さらに、洗浄用シンナ供給弁３６
には洗浄用シンナを供給するシンナ供給チューブ４０が
接続され、洗浄用エア供給弁３７には洗浄用エアを供給
するエア供給チューブ４１が接続されている。

【００５２】ここで、上記構成とされた色替バルブユニ
ット１０において、塗料Ａから塗料Ｂへ色替えする場合
の手順（シーケンス）について説明する。まず、色替え
を行う場合、塗料Ａの供給を停止させると共に全色の供
給を停止させる。そして、色替バルブユニット１０の最
も上流側に配設された洗浄用シンナ供給弁３６を一定時
間開弁させ、全色共通の管路である各塗料供給弁１６₁
〜１６₃ の内筒１８に形成された塗料供給通路２２を洗
浄する必要がある。

【００５３】そのため、ステッピングモータ３４によっ
て図９に示す状態から内筒１８を角度αだけ時計方向に
回動させると、塗料供給弁１６₁ の塗料導入管１９₁ が
塗料流入口２０ａが角度αだけずれた位置に回動する。
これにより、塗料Ａの供給が停止され、各塗料供給弁１
６₁ 〜１６₃ は塗料Ａ，Ｂ，Ｃを塗料供給装置に還流さ
せる塗料循環状態となる。

【００５４】次に、洗浄用シンナ供給弁３６を一定時間
開弁させ、内筒１８の塗料供給通路２２、塗料供給チュ
ーブ１１及び塗装ガン８の内部を洗浄する。さらに、洗
浄用エア供給弁３７を一定時間開弁させ、圧縮空気の圧
力で内筒１８の塗料供給通路２２内、塗料供給チューブ
１１及び塗装ガン８の内部のシンナを排出させる。

【００５５】尚、洗浄用シンナ供給弁３６及び洗浄用エ
ア供給弁３７の開弁時間は、塗料供給チューブ１１及び
塗料供給チューブ１１に連通された塗料供給通路２２の
全長や塗料供給チューブ１１及び塗料供給チューブ１１
に連通された塗料供給通路２２の管路抵抗、洗浄用シン
ナ及び洗浄用エアの供給圧力等によって決められる。

【００５６】続いて、ステッピングモータ３４によって
内筒１８をさらに角度βだけ時計方向に回動させると、
塗料供給弁１６₂ の塗料導入管１９₂ が流入側継手２０
₂ の塗料流入口２０ａに合致して塗料Ｂが塗料導入管１
９₂ の塗料供給通路２３を介して内筒１８の塗料供給通
路２２に供給させると共に、塗装ガン８をオンにする。

【００５７】このように塗料Ｂを塗装ガン８から一定時
間捨て吹きをすることにより、内筒１８の塗料供給通路
２２、塗料供給チューブ１１及び塗装ガン８の内部に塗
料Ｂを充填することができる。これで、塗料Ａから塗料
Ｂへの色替えが完了し、塗料Ｂによる塗装が開始可能と
なる。

【００５８】尚、塗料Ａから塗料Ｃへ色替えする場合、
あるいは塗料Ｂから塗料Ｃへ色替えする場合、あるいは
塗料Ｃから塗料Ａへ色替えする場合、あるいは塗料Ｂか
ら塗料Ａへ色替えする場合も上記と同様な手順で色替え
を行うことができる。また、色替バルブユニット１０
は、３色以上の塗料を選択的に供給できるように対応す
ることもできる。例えば、３色以上の塗料を使用する場
合も上記と同様にして１台のステッピングモータ３４に
より複数の塗料供給弁１６₁ 〜１６_n を駆動することが
できる。

【００５９】しかも、塗料供給弁１６を色数に応じて直
列に接続するだけなので簡単に増設することができると
共に、色数が増加しても色替バルブユニット１０がコン
パクトであるため、設置スペースが大きくならず、塗料
供給弁１６が増設された色替バルブユニット１０を塗装
用ロボット１のアーム６上に搭載することは可能であ
る。

【００６０】また、ステッピングモータ３４により回動
される内筒１８の回動角度（α＋β）を小さくすること
により、色数の増加に対応することができる。すなわ
ち、色数が１０色である場合には、内筒１８の回動角度
（α＋β）を３６°以下に設定することにより１０個の
塗料供給弁１６の塗料導入管１９が重複することを回避
できる。

【００６１】図１１は本発明の変形例の正面図、図１２
は図１１中Ｃ−Ｃ線に沿う縦断面図である。塗料供給弁
４３は、外筒１７の外周に２重構造とされたチューブ接
続継手４４が設けられている。このチューブ接続継手４
４は、流入側継手４４ａと還流側継手４４ｂとが同軸的
に設けられ、流入側継手４４ａの内部には塗料流入口４
４ｃが設けられ、還流側継手４４ｂの内部には塗料還流
口４４ｄが形成されている。すなわち、チューブ接続継
手４４の中心には、塗料流入口４４ｃが形成され、塗料
流入口４４ｃの周囲に環状の塗料還流口４４ｄが形成さ
れている。尚、塗料還流口４４ｄには、流入側継手４４
ａを支持する支柱４５が放射状に設けられている。

【００６２】チューブ接続継手４４には、塗料供給チュ
ーブと塗料還流チューブとが同心円状に配された２重構
造のチューブ（図示せず）が接続される。塗料導入管１
９が塗料流入口４４ｃに合致する位置に至ると、塗料流
入口４４ｃから供給された塗料は、塗料導入管１９の塗
料供給通路２３を介して内筒１８の塗料供給通路２２に
供給される。

【００６３】また、塗料導入管１９が塗料流入口４４ｃ
から外れた位置に回動すると、塗料流入口４４ｃから外
筒１７の内部空間１７ｂに供給された塗料が塗料還流口
４４ｄから塗料供給装置（図示せず）へ還流される。こ
のように、チューブ接続継手４４は、塗料流入口４４ｃ
と塗料還流口４４ｄが同心円状に設けられているため、
外筒１７の外周にはチューブ接続継手４４が１つ設けら
れている。そのため、上記のように外筒１７の外周に流
入側継手２０と還流側継手２１とが別個に設けた構成よ
りも塗料導入管１９が塗料還流口４４ｄに連通しない回
動範囲を大きく設定できるので、塗料供給弁１６の数を
増やして色替え可能な塗料数を増加することができる。

【００６４】尚、上記実施例では、内筒１８を駆動する
アクチュエータとしてステッピングモータを用いて説明
したが、これに限らず、例えば圧縮空気で駆動されるエ
アステッピングモータやエアシリンダを用いても良い。
また、内筒１８の塗料供給通路２２を洗浄する洗浄用シ
ンナ供給弁３６及び洗浄用エア供給弁３７にエアオペレ
ート式の弁を用いたが、これに限らず、本質安全防爆仕
様の電磁弁やエアシリンダを用いても良いのは勿論であ
る。

【００６５】

【発明の効果】上述の如く、請求項１によれば、塗料導
入管を周方向に駆動することにより塗料流入口と内筒の
塗料供給通路との間、あるいは塗料流入口と塗料還流口
との間を連通又は遮断させることができ、各色替え弁が
塗料流入口の周方向の位置が異なるように隣接して外筒
に接続され、内筒を共有しているため、塗料チューブを
塗料流入口と塗料還流口に接続するだけなので、チュー
ブ数を削減できると共に、塗料導入管を周方向に駆動す
るだけで各塗料の流れ方向を切り替えることができ、構
成の簡略化を図ることができる。これにより、塗装用ロ
ボットのアーム動作が各チューブに制限されることが緩
和され、塗装用ロボットの塗装効率を高めることができ
る。また、各塗料導入管が同一方向に延在するように取
り付けられているのに対し、各色替え弁の位置を周方向
に所定角度毎にずらすことにより、各色替え弁が個別に
塗料供給状態に切り替わり２種以上の塗料が混合するこ
とを防止できる。また、各色替え弁の周方向の位置から
各色替え弁の連通、遮断動作位置が外観から分かり、塗
料の色数に応じた角度調整が容易に行える。

【００６６】また、請求項２によれば、複数の色替え弁
の塗料供給通路を直列に接続することができるので、多
数の色替え弁をコンパクトに連結することが可能にな
り、設置スペースが小さくて済む。また、複数の色替え
弁の内筒が接続されているので、１台の駆動部により複
数の色替え弁を切替え動作させることができる。従っ
て、色替え装置の小型化、軽量化を図ることができ、塗
装用ロボットによる塗装作業の高速化にも対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる色替え装置の一実施例が適用され
た塗装用ロボットの構成図である。

【図２】色替バルブユニットの全体構成を示す平面図で
ある。

【図３】色替バルブユニットに組み込まれる塗料供給弁
の平面図である。

【図４】色替バルブユニットに組み込まれる塗料供給弁
の正面図である。

【図５】色替バルブユニットに組み込まれる塗料供給弁
の背面図である。

【図６】塗料導入管を流入側継手に合致させた状態を示
す縦断面図である。

【図７】塗料導入管を流入側継手に合致させた状態を示
す縦断面図である。

【図８】塗料導入管を流入側継手から離間した位置に回
動させた状態を示す縦断面図である。

【図９】３個の塗料供給弁を連結した状態を示す側面図
である。

【図１０】各塗料供給弁の塗料導入管の回動位置を示す
側面図である。

【図１１】本発明の変形例の正面図である。

【図１２】図１１中Ｃ−Ｃ線に沿う縦断面図である。

【符号の説明】

１ 塗装用ロボット ４ 旋回ベース ５ 第１アーム ６ 第２アーム ７ 手首部 ８ 塗装ガン ９ ロボットコントローラ １０ 色替バルブユニット １１，１３ 塗料供給チューブ １６（１６₁ 〜１６₃ ） 塗料供給弁 １７ 外筒 １８ 内筒 １９ 塗料導入管 ２０ 流入側継手 ２１ 還流側継手 ２２，２３ 塗料供給通路 ２４ チップシール ２５ メススプライン ２６ オススプライン ２７ 仕切り板 ２８ オイルシール ３１ 塗料切替え部 ３３ トルクチューブ ３４ ステッピングモータ ３６ 洗浄用シンナ供給弁 ３７ 洗浄用エア供給弁 ４３ 塗料供給弁 ４４ チューブ接続継手 ４４ａ 流入側継手 ４４ｂ 還流側継手

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塗装ガンに色の異なる複数の塗料のうち
   一の塗料を選択的に供給する複数の色替え弁を有する色
   替え装置において、 前記色替え弁は、 外周に塗料流入口と塗料還流口とを有する外筒と、 該外筒を貫通するように前記外筒の内部に同軸的に挿入
   され、前記塗装ガンに連通された塗料供給通路を有する
   内筒と、 該内筒と前記外筒との間に延在するように形成され、一
   端が前記内筒の塗料供給通路に連通され、他端が前記外
   筒の内壁に摺接する塗料導入管と、 該塗料導入管を周方向に駆動することにより前記塗料流
   入口と前記内筒の塗料供給通路との間、あるいは前記塗
   料流入口と前記塗料還流口との間を連通又は遮断させる
   駆動部と、 よりなり、 前記各色替え弁は、前記塗料流入口の周方向の位置が異
   なるように隣接して前記外筒に接続され、前記内筒を共
   有していることを特徴とする色替え装置。
2. 【請求項２】 前記複数の色替え弁は、一の色替え弁の
   内筒の一端と他の色替え弁の内筒の他端とを接続するこ
   とにより各塗料供給通路が直列に連通されたことを特徴
   とする請求項２記載の色替え装置。