特許 7570905 塗料充填量制御システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-11

(45)【発行日】2024-10-22

(54)【発明の名称】塗料充填量制御システム

(51)【国際特許分類】

   B05C 11/10 20060101AFI20241015BHJP

   B05C 11/00 20060101ALI20241015BHJP

   B05B 12/14 20060101ALI20241015BHJP

【ＦＩ】

B05C11/10

B05C11/00

B05B12/14

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020200994

(22)【出願日】2020-12-03

(65)【公開番号】P2022088877

(43)【公開日】2022-06-15

【審査請求日】2023-11-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000110343

【氏名又は名称】トリニティ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114605

【弁理士】

【氏名又は名称】渥美 久彦

(72)【発明者】

【氏名】服部 吉起

【審査官】當間 庸裕

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－１０１３１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０４３１８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２３７０７０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０５Ｃ １１／１０

Ｂ０５Ｃ １１／００

Ｂ０５Ｂ １２／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

変形または変位可能な区画体を隔てて互いに区画される塗料室及び塗料押出液室を有する塗料カートリッジと、
前記塗料室内に充填される塗料が流れる塗料充填経路と、
前記塗料室内の塗料を排出させるために前記塗料押出液室内に充填される塗料押出液が流れる塗料押出液経路と、
前記塗料押出液経路上に設置され、前記塗料押出液室内からの前記塗料押出液の回収量を計測するとともに、前記塗料押出液室内への前記塗料押出液の供給量を計測する流量計と、
前記塗料押出液の回収量が示す前記塗料の充填量と、前記塗料押出液の供給量が示す残塗料量との差から算出される前記塗料の使用量の推移を監視し、前記塗料の充填量を前記塗料の使用量に応じた最適量に設定変更する充填量制御手段と、
前記塗料室内への前記塗料の充填時間を計測するタイマと
を備え、
前記充填量制御手段は、前記タイマによって計測された前記充填時間に基づいて、前記塗料室内への前記塗料の充填量を算出する
ことを特徴とする塗料充填量制御システム。

【請求項2】

前記塗料の使用量を記憶する記憶手段を備え、
前記充填量制御手段は、前記記憶手段に記憶されている所定回数分の前記塗料の使用量に基づいて、前記使用量の平均値を算出し、前記残塗料量に関する補正値を前記平均値に加算したものを最適な前記充填量とする
ことを特徴とする請求項１に記載の塗料充填量制御システム。

【請求項3】

変形または変位可能な区画体を隔てて互いに区画される塗料室及び塗料押出液室を有する塗料カートリッジと、
前記塗料室内に充填される塗料が流れる塗料充填経路と、
前記塗料室内の塗料を排出させるために前記塗料押出液室内に充填される塗料押出液が流れる塗料押出液経路と、
前記塗料押出液経路上に設置され、前記塗料押出液室内からの前記塗料押出液の回収量を計測するとともに、前記塗料押出液室内への前記塗料押出液の供給量を計測する流量計と、
前記塗料押出液の回収量が示す前記塗料の充填量と、前記塗料押出液の供給量が示す残塗料量との差から算出される前記塗料の使用量の推移を監視し、前記塗料の充填量を前記塗料の使用量に応じた最適量に設定変更する充填量制御手段と、
前記塗料の使用量を記憶する記憶手段と
を備え、
前記充填量制御手段は、前記記憶手段に記憶されている所定回数分の前記塗料の使用量に基づいて、前記使用量の平均値を算出し、前記残塗料量に関する補正値を前記平均値に加算したものを最適な前記充填量とする
ことを特徴とする塗料充填量制御システム。

【請求項4】

前記記憶手段は、前記塗料の種類ごとに異なる複数の前記補正値を有し、
前記充填量制御手段は、前記塗料の種類に応じて複数の前記補正値の中から１つの補正値を選択し、選択した補正値を前記平均値に加算する
ことを特徴とする請求項３に記載の塗料充填量制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、塗料カートリッジに対する塗料の最適な充填量を設定する塗料充填量制御システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、自動車ボディなどの被塗装物を塗装する塗装システムにおいては、高品質な塗装が要求されるため、例えば静電塗装機のような、塗着効率や塗膜の平滑性などに優れた塗装機が用いられている。

【0003】

塗装機では、塗料を霧化するための回転霧化頭が設けられており、その回転霧化頭を回転させることにより、塗料粒子が霧化されて塗装が行われる。なお、塗装機としては、例えば、塗料カートリッジを装着して定量の塗料押出液を充填することにより、塗料カートリッジ内の塗料を押し出して回転霧化頭に供給し、塗装を行うようにしたものがある。

【0004】

また、塗料カートリッジを装着した状態で、塗料カートリッジ内に塗料を充填する塗料充填装置も提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。例えば、図５に示されるように、塗料カートリッジ７１は、ピストン７２を隔てて互いに区画される塗料室７３及び塗料押出液室７４を有している。そして、塗料Ｐ１は、塗料充填装置８１の塗料充填経路８２を介して塗料室７３内に充填される（図５（ａ）参照）。これに伴い、塗料押出液室７４内の塗料押出液Ｐ２は、塗料Ｐ１の充填分だけ排出され、塗料押出液経路８３を介して回収される。

【0005】

なお、塗料室７３内への塗料Ｐ１の充填が終了すると、塗料カートリッジ７１は、塗料充填装置８１から取り外されて塗装機に装着される。そして、塗装機に装着された状態で、別の駆動源によって塗料押出液室７４内に塗料押出液Ｐ２が供給されると、それに伴って、塗料室７３内の塗料Ｐ１が塗装機の回転霧化頭より吐出され、塗装が実施される。

【0006】

その後、塗装が終了すると、塗料カートリッジ７１は、塗装機から取り外されて再度塗料充填装置８１に装着される。そして、塗料押出液室７４内に塗料押出液Ｐ２を供給して、塗料室７３内から塗料Ｐ１を塗料排出経路８４を介して押し出した後、塗料充填経路８２にシンナーを供給することにより、塗料充填経路８２内に残存する塗料Ｐ１を洗浄する（図５（ｂ）参照）。その後、塗料室７３内に次の塗料が充填される（図５（ａ）参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０００－１７６３２８号公報（図６等）

【文献】特許第４９７６４１７号公報（図４，図５等）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ところで、塗料室７３内への塗料Ｐ１の充填は、タイマを用いて塗料Ｐ１の充填時間を計測することにより行われる。即ち、タイマが充填時間を計測し、充填時間が所定時間となったときに塗料Ｐ１の充填を終了する。ところが、塗料Ｐ１の使用量は、塗色や塗装プログラムごとに異なるものの、塗料Ｐ１の充填量は、塗色や塗装プログラムに関係なく一定である。その結果、塗色や塗装プログラムによっては、塗装後の塗料室７３内の残塗料量が多くなってしまう。また、塗料Ｐ１の充填をタイマを用いて行う場合には、塗料Ｐ１の充填量を高精度に制御できないため、充填量のバラツキが大きくなり、残塗料量も大きくなる傾向にある（図６（ａ），（ｂ）参照）。さらに、充填量の変更は、作業者が適宜行う必要があるため、作業負荷が大きいという問題もある。

【0009】

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、残塗料量を削減でき、かつ塗料の充填量の変更にかかる作業負荷を軽減できる塗料充填量制御システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、変形または変位可能な区画体を隔てて互いに区画される塗料室及び塗料押出液室を有する塗料カートリッジと、前記塗料室内に充填される塗料が流れる塗料充填経路と、前記塗料室内の塗料を排出させるために前記塗料押出液室内に充填される塗料押出液が流れる塗料押出液経路と、前記塗料押出液経路上に設置され、前記塗料押出液室内からの前記塗料押出液の回収量を計測するとともに、前記塗料押出液室内への前記塗料押出液の供給量を計測する流量計と、前記塗料押出液の回収量が示す前記塗料の充填量と、前記塗料押出液の供給量が示す残塗料量との差から算出される前記塗料の使用量の推移を監視し、前記塗料の充填量を前記塗料の使用量に応じた最適量に設定変更する充填量制御手段と、前記塗料室内への前記塗料の充填時間を計測するタイマとを備え、前記充填量制御手段は、前記タイマによって計測された前記充填時間に基づいて、前記塗料室内への前記塗料の充填量を算出することを特徴とする塗料充填量制御システムをその要旨とする。

【0011】

請求項１に記載の発明によると、充填量制御手段が、流量計が計測した塗料押出液の回収量が示す塗料の充填量と、同じく流量計が計測した塗料押出液の供給量が示す残塗料量との差から、塗料の使用量を算出することにより、使用量の推移を監視している。このため、塗色や塗装プログラムが変更される等して塗料の使用量が変更されたとしても、使用量に応じた最適値に塗料の充填量を設定変更することができる。その結果、塗装後の塗料室内の残塗料量が削減される。また、充填量制御手段によって、塗料の充填量が自動的に設定変更されるため、充填量変更時における作業者の作業負荷を減らすことができる。

【0012】

ここで、塗料カートリッジ内にて変形可能に設けられた区画体としては、ダイヤフラム、ベローズ、塗料パックなどが挙げられる。また、塗料カートリッジ内にて変位可能に設けられた区画体としては、ピストンなどが挙げられる。なお、区画体として変形しないピストンを用いる場合、流量計は、塗料押出液の体積（回収量及び供給量）を精度良く計測することができる。

【0013】

さらに、流量計としては、流体（塗料押出液）の通過に伴って回転するギヤの回転数を数えることにより、流体の流量を計測するギヤ式流量計、超音波を用いて流体の流量を計測する超音波式流量計、電磁誘導による起電力を利用して流体の流量を計測する電磁式流量計、流体が物体を通過するときに発生する渦（カルマン渦）を圧電素子で検出することにより、流体の流量を計測するカルマン渦式流量計、流体が回す羽根車から発生するパルス波を電圧信号に変換し、変換した電圧信号から流量を計測する羽根車式流量計などが挙げられる。なお、流量計としてギヤ式流量計を用いれば、流体（塗料押出液）を直接計測するため、流体の流量を高精度に計測することができる。

【0015】

また請求項１に記載の発明によると、例えば流量計による計測が行われない場合でも、タイマによって塗料室内への塗料の充填時間を計測することにより、塗料室内への塗料の充填量を算出することができる。また、例えば、タイマによって計測された充填時間と、流量計によって計測された塗料押出液の回収量との両方に基づいて算出すれば、塗料室内への塗料の充填量を高い信頼性で正確に算出することができる。

【0016】

請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記塗料の使用量を記憶する記憶手段を備え、前記充填量制御手段は、前記記憶手段に記憶されている所定回数分の前記塗料の使用量に基づいて、前記使用量の平均値を算出し、前記残塗料量に関する補正値を前記平均値に加算したものを最適な前記充填量とすることをその要旨とする。

【0017】

請求項２に記載の発明によると、充填量制御手段が、所定回分の使用量の平均値を算出し、残塗料量に関する補正値を平均値に加算したものを最適な充填量としている。これにより、それぞれの塗料の使用量にバラツキがあったとしても、使用量が適切な値に平均化されるため、充填量を精度良く算出することができる。なお、「残塗料量に関する補正値」とは、使用量の平均値に加算することにより得られる最適な充填量を、使用後（塗装後）における塗料室内の残塗料量をできるだけ少なくし、かつ塗料室内の塗料が不足しないようにするための値である。
また上記課題を解決するために、請求項３に記載の発明は、変形または変位可能な区画体を隔てて互いに区画される塗料室及び塗料押出液室を有する塗料カートリッジと、前記塗料室内に充填される塗料が流れる塗料充填経路と、前記塗料室内の塗料を排出させるために前記塗料押出液室内に充填される塗料押出液が流れる塗料押出液経路と、前記塗料押出液経路上に設置され、前記塗料押出液室内からの前記塗料押出液の回収量を計測するとともに、前記塗料押出液室内への前記塗料押出液の供給量を計測する流量計と、前記塗料押出液の回収量が示す前記塗料の充填量と、前記塗料押出液の供給量が示す残塗料量との差から算出される前記塗料の使用量の推移を監視し、前記塗料の充填量を前記塗料の使用量に応じた最適量に設定変更する充填量制御手段と、前記塗料の使用量を記憶する記憶手段とを備え、前記充填量制御手段は、前記記憶手段に記憶されている所定回数分の前記塗料の使用量に基づいて、前記使用量の平均値を算出し、前記残塗料量に関する補正値を前記平均値に加算したものを最適な前記充填量とすることを特徴とする塗料充填量制御システムをその要旨とする。

【0018】

請求項４に記載の発明は、請求項３において、前記記憶手段は、前記塗料の種類ごとに異なる複数の前記補正値を有し、前記充填量制御手段は、前記塗料の種類に応じて複数の前記補正値の中から１つの補正値を選択し、選択した補正値を前記平均値に加算することをその要旨とする。

【0019】

請求項４に記載の発明によると、塗料の種類ごとに異なる複数の補正値の中から選択した１つの補正値を使用量の平均値に加算することにより、塗料の充填量を、塗料の種類に応じたより最適な充填量に設定変更することができる。

【発明の効果】

【0020】

以上詳述したように、請求項１～４に記載の発明によると、残塗料量を削減でき、かつ塗料の充填量の変更にかかる作業負荷を軽減できる塗料充填量制御システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本実施形態における塗装機を示す概略断面図。

【図2】本実施形態における塗料充填量制御システムを示す構成図。

【図3】（ａ）は、排出工程を示す説明図、（ｂ）は、塗料の使用量が減少したときの排出工程を示す説明図、（ｃ）は、塗料の充填量を最適量に設定変更した後の充填工程を示す説明図。

【図4】（ａ）は、塗料の充填量及び使用量の推移を概略的に示すイメージ図、（ｂ）は、残塗料量の推移を概略的に示すイメージ図。

【図5】（ａ），（ｂ）は、従来技術における塗料充填装置の使用方法を示す説明図。

【図6】（ａ）は、塗料の充填量及び使用量の推移を概略的に示すイメージ図、（ｂ）は、残塗料量の推移を概略的に示すイメージ図。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。

【0023】

まず、図１に示される塗装機１の構成について説明する。塗装機１は、塗装用ロボットのアーム（図示略）の先端に装着されている。塗装機１を構成する塗装機本体２の正面には、回転霧化頭３が回転可能に取り付けられている。なお、この回転霧化頭３には、図示しない高電圧発生器から高電圧が印加されるようになっている。即ち、本実施形態の塗装機１は、塗料Ｐ３を負に帯電し、自動車ボディなどの被塗装物をアースした状態で、塗装を行う静電塗装機である。

【0024】

また、塗装機本体２の背面に設けられた装着部には、塗料カートリッジ１１が着脱可能に取り付けられている。この塗料カートリッジ１１は、耐溶剤性の樹脂からなり、略筒状をなしている。塗料カートリッジ１１は、塗装機本体２の装着部に接続可能な接続端面１２を有している。

【0025】

図１に示されるように、塗料カートリッジ１１内には、変位可能なピストン１３（区画体）が設けられている。ピストン１３は、塗料カートリッジ１１の内部領域を、塗料Ｐ３が充填される塗料室１４と、塗料Ｐ３を塗料室１４から押し出すための塗料押出液Ｐ４が給排される塗料押出液室１５とに区画しており、塗料Ｐ３と塗料押出液Ｐ４との接触を防止する機能を有している。ここで、本実施形態で用いられる塗料Ｐ３は、導電性を有する静電塗装用水性塗料であり、本実施形態で用いられる塗料押出液Ｐ４は、一定の絶縁性を有する酢酸ブチルなどの液体である。

【0026】

なお、ピストン１３は、塗料押出液室１５内に塗料押出液Ｐ４が充填された際に下方に変位する。これに伴い、塗料室１４内の塗料Ｐ３は塗料カートリッジ１１の外部領域に押し出される。また、ピストン１３は、塗料室１４内に塗料Ｐ３が充填された際に上方に変位する。これに伴い、塗料押出液室１５内の塗料押出液Ｐ４は、塗料カートリッジ１１の外部領域に押し出される。

【0027】

図１に示されるように、塗料カートリッジ１１内には、塗料室１４と塗料カートリッジ１１の外部領域との間を連通しうる塗料経路１６が設けられている。塗料経路１６の先端は塗料室１４内にて開口し、塗料経路１６の基端部は、塗料カートリッジ１１内に設けられた塗料ストップ弁１７に連結されている。また、塗料カートリッジ１１内には、塗料押出液室１５と塗料カートリッジ１１の外部領域との間を連通しうる塗料押出液経路１８が設けられている。塗料押出液経路１８の先端は塗料押出液室１５内にて開口し、塗料押出液経路１８の基端部は、塗料カートリッジ１１内に設けられた塗料押出液ストップ弁１９に連結されている。

【0028】

図１に示されるように、塗料室１４は、塗料カートリッジ１１内に挿入された塗料排出配管４に連通している。塗料排出配管４は、塗装機本体２内に挿入された際に、塗料室１４内の塗料Ｐ３を排出して回転霧化頭３に供給する通路である。また、塗料押出液経路１８は、塗料押出液ストップ弁１９を介して塗装機本体２内の塗料押出液通路（図示略）に連通している。塗料押出液通路は、塗装用ロボットのアームに沿って延びる配管を介して塗料カートリッジ１１の塗料押出液室１５内に塗料押出液Ｐ４を供給する通路である。

【0029】

なお、塗料カートリッジ１１には、図２に示される塗料充填量制御システム２０に取り付けられた状態で塗料Ｐ３が充填されるようになっている。図２に示されるように、塗料充填量制御システム２０は、塗料充填装置２１及び塗料押出液配管２２（塗料押出液経路）などを備えている。塗料充填装置２１にはカートリッジ取付部２３が設けられ、カートリッジ取付部２３の上面には塗料カートリッジ１１が着脱可能に取り付けられている。なお、この状態において、塗料カートリッジ１１内には塗料が充填されるようになる。

【0030】

また、カートリッジ取付部２３の下面には、複数のカラーバルブ２５を有する塗料マニホールド２４が取り付けられている。塗料マニホールド２４内には、カラーバルブ２５を開状態に切り替えた際に、塗料タンク（図示略）内に溜められた塗料Ｐ３を塗料室１４内に導く塗料充填経路２６が設けられている。また、塗料充填経路２６には、エア源（図示略）からエアが供給されるとともに、シンナー貯留タンク（図示略）からシンナーが供給されるようになっている。

【0031】

また、図２に示される塗料充填装置２１は、塗料押出液配管２２を介して塗料押出液貯留容器（図示略）に接続されている。塗料押出液配管２２は、塗料押出液貯留容器に溜められた塗料押出液Ｐ４を塗料押出液室１５に供給する経路である。また、塗料押出液配管２２は、塗料押出液室１５から排出される塗料押出液Ｐ４を塗料押出液貯留容器に戻す経路である。

【0032】

そして、塗料押出液配管２２上には流量計３１が設置されている。流量計３１は、塗料押出液室１５内からの塗料押出液Ｐ４の回収量を計測するとともに、塗料押出液室１５内への塗料押出液Ｐ４の供給量を計測する。なお、本実施形態の流量計３１は、塗料押出液配管２２に連通するハウジング内にギヤを収容してなり、塗料押出液Ｐ４の通過に伴って回転するギヤの回転数を数えることにより、塗料押出液Ｐ４の流量を計測するギヤ式流量計である。

【0033】

次に、塗料充填量制御システム２０の電気的構成について説明する。

【0034】

図２に示されるように、塗料充填量制御システム２０はパソコン４１を備えており、パソコン４１は、ＣＰＵ４２、ＲＯＭ４３、ＲＡＭ４４、入出力回路等により構成されている。ＣＰＵ４２には、キーボード４５やディスプレイ４６などが接続されている。また、ＣＰＵ４２には、塗料ストップ弁１７、塗料押出液ストップ弁１９、カラーバルブ２５及び流量計３１が接続されている。さらに、ＲＯＭ４３には、塗料充填量制御システム２０を制御するためのプログラム（塗装プログラムなど）が記憶されている。なお、塗装プログラムは、被塗装物の種類（例えば、自動車ボディ、自動車部品等）や被塗装物の部位（例えば、ボンネット、ドア等）ごとに異なる塗装用ロボットの駆動態様を示している。

【0035】

次に、塗料Ｐ３の充填量の制御方法を説明する。本実施形態では、塗色１（例えば緑色）の塗料Ｐ３（図４（ａ）参照）であっても、塗色２（例えば赤色）の塗料Ｐ３（図４（ａ）参照）であっても、同じ制御が行われる。

【0036】

まず、充填工程を行い、塗料カートリッジ１１を塗料充填装置２１のカートリッジ取付部２３に取り付ける（図２参照）。この状態において、ＣＰＵ４２がカラーバルブ２５及び塗料ストップ弁１７に駆動信号を出力すると、カラーバルブ２５及び塗料ストップ弁１７が開状態に切り替わり、塗料充填経路２６と塗料経路１６とが連通する。その結果、塗料タンク内の塗料Ｐ３が、塗料充填経路２６、塗料ストップ弁１７及び塗料経路１６を順番に通過し、塗料室１４内に充填される。このとき、ＣＰＵ４２が備えるタイマは、塗料室１４内への塗料Ｐ３の充填時間を計測し、計測した充填時間をＲＡＭ４に記憶する。

【0037】

また、ＣＰＵ４２は、カラーバルブ２５及び塗料ストップ弁１７に駆動信号を出力するのと同時に、塗料押出液ストップ弁１９に駆動信号を出力し、塗料押出液ストップ弁１９を開状態に切り替える。その結果、塗料押出液室１５内の塗料押出液Ｐ４は、塗料室１４内に塗料Ｐ３が充填されてピストン１３が上方に変位するのに伴い、塗料押出液室１５から押し出される。そして、塗料押出液Ｐ４は、塗料押出液経路１８、塗料押出液ストップ弁１９及び塗料押出液配管２２を順番に通過し、塗料押出液貯留容器に流れ込む。このとき、塗料押出液配管２２上に設置された流量計３１は、塗料押出液室１５内からの塗料押出液Ｐ４の回収量を計測し、ＣＰＵ４２に対して回収量計測信号を出力する。

【0038】

そして、塗料室１４内への塗料Ｐ３の充填が完了すると、塗装工程を行い、塗料カートリッジ１１を、塗料充填装置２１のカートリッジ取付部２３から取り外して塗装機１の塗装機本体２に装着する（図１参照）。この状態において、塗料カートリッジ１１の塗料押出液室１５内には、別の駆動源によって塗料押出液Ｐ４が供給される。それに伴い、ピストン１３が下方に変位するため、塗料室１４内の塗料Ｐ３は、塗料排出配管４を通過して回転霧化頭３より吐出され、塗装が実施される。

【0039】

その後、塗装が終了すると、排出工程を行い、塗料カートリッジ１１を、塗装機１の塗装機本体２から取り外して塗料充填装置２１のカートリッジ取付部２３に装着する（図３（ａ）参照）。この状態において、ＣＰＵ４２から塗料押出液ストップ弁１９に駆動信号を出力すると、塗料押出液ストップ弁１９が開状態に切り替わり、塗料押出液配管２２と塗料押出液経路１８とが連通する。その結果、塗料押出液貯留容器内の塗料押出液Ｐ４が、塗料押出液配管２２、塗料押出液ストップ弁１９及び塗料押出液経路１８を順番に通過し、塗料押出液室１５内に充填される。これに伴い、ピストン１３が下方に変位するため、塗料室１４内に残存する塗料Ｐ３（残塗料）は、塗料排出配管４を通過して外部に排出される。また、流量計３１は、塗料押出液室１５内への塗料押出液Ｐ４の供給量を計測し、ＣＰＵ４２に対して供給量計測信号を出力する。

【0040】

続く算出工程において、ＣＰＵ４２は、塗料押出液Ｐ４の回収量（回収量計測信号）が示す塗料Ｐ３の充填量と、塗料押出液Ｐ４の供給量（供給量計測信号）が示す残塗料量との差に基づいて、塗料Ｐ３の使用量を算出する。そして、ＣＰＵ４２は、算出した塗料Ｐ３の使用量をＲＡＭ４４にログとして記憶する。さらに、ＣＰＵ４２は、塗料Ｐ３の充填量及び残塗料量もＲＡＭ４４に記憶する。即ち、ＲＡＭ４４は、『記憶手段』としての機能を有している。

【0041】

そして、ＣＰＵ４２は、塗料Ｐ３の使用量の推移を、塗料充填量制御システム２０が作動しているあいだ常時監視する。さらに、ＣＰＵ４２は、塗料Ｐ３の充填量を塗料Ｐ３の使用量に応じた最適量に設定変更する。即ち、ＣＰＵ４２は、『充填量制御手段』としての機能を有している。具体的に言うと、ＣＰＵ４２は、ＲＡＭ４４に記憶されている所定回数分（本実施形態では、直近のＮ回分）の塗料Ｐ３の使用量に基づいて、使用量の平均値を算出する。なお、回数は、作業者によって設定可能となっている。そして、平均値の算出に用いられるＮ回分の使用量のうち、所定の範囲外にあるものがあれば、ＣＰＵ４２は、所定の範囲外にある塗料Ｐ３の使用量を、本来あり得ないかけ離れた数値であるとして除外し、残った使用量から平均値を算出する。さらに、ＣＰＵ４２は、算出した平均値に対して残塗料量に関する補正値を加算したものを、最適な充填量（最適量）とする。詳述すると、ＲＡＭ４４には、塗料Ｐ３の種類（本実施形態では塗色）ごとに異なる複数の補正値が記憶されている。そして、ＣＰＵ４２は、塗料Ｐ３の塗色に応じて複数の補正値の中から１つの補正値を選択し、選択した補正値を平均値に加算し、それを最適な充填量とする。ここで、「残塗料量に関する補正値」とは、最適な充填量を、塗装後における塗料室１４内の残塗料量をできるだけ少なくし、かつ塗料室１４内の塗料Ｐ３が不足しないようにするための値である。

【0042】

なお、図４（ａ）は、塗料Ｐ３の充填量及び使用量の推移を概略的に示すイメージ図、図４（ｂ）は、残塗料量の推移を概略的に示すイメージ図である。例えば、被塗装物の塗装品質を変更するために、塗料Ｐ３の使用量を意図的に減少させることがある（図４（ａ）の「塗色２の塗料Ｐ３の使用量」を参照）。この場合、塗料Ｐ３の使用量が減少してから塗料Ｐ３の充填量が最適値に設定変更されるまでの期間Ｔ１においては、使用量が減少したにもかかわらず、塗料Ｐ３の充填量は減少しない（図４（ａ）の「塗色２の塗料Ｐ３の充填量」を参照）。その結果、塗料室１４内の残塗料量が一時的に増加する（図３（ｂ）、及び図４（ｂ）の「塗色２の残塗料」を参照）。その後、ＣＰＵ４２は、次回の充填工程において、塗料Ｐ３を、上述の算出工程で算出した最適な充填量（最適値）だけ塗料室１４内に充填する（図３（ｃ）参照）。その結果、期間Ｔ２において、塗料Ｐ３の充填量が自動的に減少（変更）し（図４（ａ）の「塗色２の塗料Ｐ３の充填量」を参照）、残塗料量が自動的に減少する（図４（ｂ）の「塗色２の残塗料」を参照）。

【0043】

また、上述の制御は、同じ塗色の塗料Ｐ３が用いられている間、充填工程→塗装工程→排出工程→算出工程→充填工程→…の順で繰り返し行われる。そして、現時点の塗色の塗料Ｐ３を用いた塗装が終了すると、算出工程後に洗浄工程が行われる。具体的には、まず、エア源のエアを塗料充填経路２６に供給し、塗料充填経路２６内に溜まった塗料Ｐ３を外部に押し出す。次に、エア源から塗料充填経路２６へのエアの供給を終了した後、シンナー貯留タンクから塗料充填経路２６へのシンナーの供給を開始する。その結果、塗料充填経路２６内に残存する塗料Ｐ３がシンナーによって洗浄される。そして、次の充填工程が開始され、別の塗色の塗料Ｐ３が塗料室１４内に充填される。

【0044】

なお、本実施形態では、万が一流量計３１が故障した場合であっても、タイマ制御により塗料Ｐ３を充填することができる。また、塗料室１４内への塗料Ｐ３の充填作業が中断した場合であっても、塗料Ｐ３の充填量を知ることにより、残りの塗料Ｐ３を塗料室１４内に正確に充填することができる。例えば、ＣＰＵ４２は、塗料押出液Ｐ４の回収量（即ち、塗料Ｐ３の充填量）を示す回収量計測信号が所定の待機時間内に入力されたか否かを算出する。そして、回収量計測信号が待機時間内に入力されない場合、ＣＰＵ４２は、流量計３１による計測結果よりも、タイマによる計測結果を優先させる。具体的に言うと、ＣＰＵ４２は、充填工程においてタイマで計測されてＲＡＭ４４に記憶された塗料Ｐ３の充填時間に基づいて、塗料室１４内への塗料Ｐ３の充填量を算出する。

【0045】

従って、本実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。

【0046】

（１）本実施形態の塗料充填量制御システム２０によれば、ＣＰＵ４２が、流量計３１が計測した塗料押出液Ｐ４の回収量が示す塗料Ｐ３の充填量と、同じく流量計３１が計測した塗料押出液Ｐ４の供給量が示す残塗料量との差から、塗料Ｐ３の使用量を算出することにより、使用量の推移を監視している。このため、塗料Ｐ３の使用量が変更されたとしても、使用量に応じた最適値に塗料Ｐ３の充填量を設定変更することができる。その結果、塗装後の塗料室１４内の残塗料量が削減される。また、ＣＰＵ４２によって、塗料Ｐ３の充填量が自動的に設定変更されるため、充填量変更時における作業者の作業負荷を減らすことができる。

【0047】

（２）本実施形態では、通常時において、流量計３１を用いて液体（塗料押出液Ｐ４）の体積を直接的に計測している。このため、タイマで計測した塗料Ｐ３の充填時間に基づいて液体（塗料Ｐ３）の体積を間接的に計測する従来技術（図６（ａ）参照）に比べて、計測される塗料Ｐ３の充填量のバラツキが小さくなる（図４（ａ）参照）。

【0048】

（３）本実施形態では、塗料Ｐ３の充填量を最適量に設定変更する場合において、ＲＡＭ４４に記憶されている直近のＮ回分の塗料Ｐ３の使用量の平均値を算出する。そのときに、ＣＰＵ４２は、所定の範囲外にある使用量を除外したうえで、平均値を算出している。例えば、本来の使用量が１８０ｃｃ程度である場合に、ＲＡＭ４４に記憶されている使用量の１つが５０ｃｃのような本来あり得ないかけ離れた数値であるとき、ＣＰＵ４２は、５０ｃｃの使用量を除外したうえで平均値を算出している。その結果、算出した平均値に基づいて、最適な充填量（最適量）を高精度に得ることができる。

【0049】

（４）例えば、流量計３１を塗料充填経路２６上に設置し、塗料室１４内への塗料Ｐ３の充填量と、塗料室１４内からの塗料Ｐ３の排出量（残塗料量）とを直接的に計測することが考えられる。しかし、流量計３１の計測対象である塗料Ｐ３は変更されるため、流量計３１によって塗料Ｐ３の充填量及び残塗料量を精度良く計測できない可能性がある。

【0050】

そこで、本実施形態では、流量計３１を塗料押出液配管２２上に設置し、塗料押出液室１５内からの塗料押出液Ｐ４の回収量を計測することで塗料Ｐ４の充填量を間接的に得る。そして、塗料押出液室１５内への塗料押出液Ｐ４の供給量を計測することで残塗料量を間接的に得ている。この場合、塗料Ｐ３の塗色が変更されたとしても、流量計３１の計測対象である塗料押出液Ｐ４は常に同じであるため、流量計３１によって塗料押出液Ｐ４の回収量及び供給量を精度良く計測することができる。しかも、本実施形態の塗料押出液Ｐ４は、圧力が加わっても体積が変化しない液体（酢酸ブチル）であるため、塗料押出液Ｐ４の回収量及び供給量をより高精度に計測することができる。

【0051】

なお、上記実施形態を以下のように変更してもよい。

【0052】

・上記実施形態では、ＣＰＵ４２によって、自動的に塗料Ｐ３の充填量が最適量に設定変更されていた。しかし、ＣＰＵ４２は、充填量を最適量に設定変更してよいかを確認するメッセージを、例えばパソコン４１のディスプレイ４６などに表示させてもよい。そして、作業者が了解する旨をキーボード４５などを用いて入力したことを契機として、ＣＰＵ４２が、充填量を最適量に設定変更する制御を行ってもよい。

【0053】

・上記実施形態では、流量計３１による計測が行われない場合に、ＣＰＵ４２が備えるタイマによって塗料室１４内への塗料Ｐ３の充填時間を計測することにより、塗料室１４内への塗料Ｐ３の充填量を算出していた。しかし、タイマによって計測された充填時間と、流量計３１によって計測された塗料押出液Ｐ４の回収量との両方に基づいて、塗料室１４内への塗料Ｐ３の充填量を算出してもよい。

【0054】

・上記実施形態では、塗料Ｐ３の充填量を最適量に設定変更する際に、ＣＰＵ４２が、直近のＮ回分の塗料Ｐ３の使用量に基づいて、使用量の平均値を算出し、算出した平均値に基づいて最適な充填量（最適量）を得ていた。しかし、ＣＰＵ４２は、直近のＮ＋１回分以上の塗料Ｐ３の使用量に基づいて、使用量の平均値を算出してもよいし、直近のＮ－１回分以下の塗料Ｐ３の使用量に基づいて、使用量の平均値を算出してもよい。また、ＣＰＵ４２は、直近の１回分の塗料Ｐ３の使用量に基づいて、最適な充填量を得てもよい。即ち、ＣＰＵ４２は、使用量の平均値を算出しなくてもよい。

【0055】

・さらに、上記実施形態では、ＣＰＵ４２が、ＲＡＭ４４に記憶されている複数の補正値の中から１つの補正値を選択し、選択した補正値を使用量の平均値に加算したものを最適な充填量としていた。しかし、ＣＰＵ４２は、常に同じ補正値を平均値に加算し、それを最適な充填量としてもよい。また、ＣＰＵ４２は、補正値を加算せずに、平均値をそのまま最適な充填量としてもよい。

【0056】

次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。

【0057】

（１）請求項３または４において、前記充填量制御手段は、前記平均値の算出に用いられる所定回数分の前記塗料の使用量のうち、所定の範囲外にある前記使用量を除外したうえで、前記平均値を算出することを特徴とする塗料充填量制御システム。

【0058】

（２）請求項１乃至４のいずれか１項において、前記区画体はピストンであり、前記塗料室に前記塗料を充填した際に、前記ピストンの変位に伴って前記塗料押出液室内の前記塗料押出液が前記塗料押出液経路に押し出されるとともに、前記塗料押出液室に前記塗料押出液を充填した際に、前記ピストンの変位に伴って前記塗料室内の前記塗料が押し出されることを特徴とする塗料充填量制御システム。

【符号の説明】

【0059】

１１…塗料カートリッジ
１３…区画体としてのピストン
１４…塗料室
１５…塗料押出液室
２０…塗料充填量制御システム
２２…塗料押出液経路としての塗料押出液配管
２６…塗料充填経路
３１…流量計
４２…充填量制御手段としてのＣＰＵ
４４…記憶手段としてのＲＡＭ
Ｐ３…塗料
Ｐ４…塗料押出液

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】