JP2004154639A - 二液混合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】混合むらの発生を極力なくすることを可能とする。
【解決手段】２種類の液体を、予め設定された混合比となうように、各液体に対応する制御弁を制御装置にて開閉制御して、二重筒状をなすプレミキサの内筒内と外筒内とに交互に供給して混合室にて混合する場合に、プレミキサに１サイクルで供給する両液合計の目標総供給量を、プレミキサにおける混合室の容積（例えば５０ｍｌ）の範囲内で一定量（例えば４５ｍｌ）となるように設定し、その目標総供給量と混合比（例えばＡ：Ｂ＝５：４）とに基づき１サイクルにおける各液の目標供給量を設定するようにした。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２種類の液体を、予め設定された混合比となるように、各液体に対応する制御弁を制御手段にて開閉制御して、予め設定された量ずつ二重筒状をなすプレミキサの内筒内と外筒内とに交互に供給して混合室にて混合するようにした二液混合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種の混合方法を用いた例えば二液塗装装置において、予め設定された混合比となるように混合するには、各液を正確に計量してプレミキサに供給すれば正確な比率で混合することができるのであるが、一般に用いられている塗料のように可燃性の液体の供給と停止を制御する制御弁としては、防爆上の理由から電磁弁を用いて直接制御弁を開閉することができず、空圧駆動式の制御弁が用いられることが多い。しかしながら、空圧駆動式の制御弁を用いた場合、制御弁を制御する制御装置が制御信号を発してから制御弁が実際に開閉動作するまでに遅れ時間が生じてしまうため、正確な定量制御は困難である。
【０００３】
そこで、このようなことに対処するために、一方の液を供給し、その供給量を基準にして、もう一方の液の供給量を演算し、その演算した供給量を供給するようにすることで、混合比を一定にしようとする制御が行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、例えば制御弁を閉鎖制御する際に、制御弁の作動遅れ時間を見越して、制御弁を閉鎖する停止信号を早めに発するように制御することで、混合比を一定にしようとする方法も行われている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特許第３１９２２８６号公報（段落番号［０００７］、図３）
【０００６】
【特許文献２】
特許第３１４４７１号公報（段落番号［０００５］）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来においては、プレミキサに１サイクルで供給する各液の目標供給量は、プレミキサにおける混合室の容積との関係では設定されていない。このため、１サイクルでの２液の供給量の合計が混合室の容積をオーバーしたり、逆に、混合室の容積に対して著しく少なくなったりすることがあり得る。このとき、１サイクルでの２液の供給量の比率が正確であったとしても、１サイクルでの２液の供給量の合計が混合室の容量をオーバーする場合には、プレミキサの先に設けられたスプレイガン（吐出弁）による混合液の吐出時に、混合が不十分な液が吐出されることがあり、吐出液が混合むらになりやすい。逆に、１サイクルでの２液の供給量の合計が混合室の容積に対して著しく少ない場合には、混合室内で混合むらになりやすいという問題点があった。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、混合むらの発生を極力なくすることが可能な二液混合方法を提供するにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、２種類の液体を、予め設定された混合比となるように、各液体に対応する制御弁を制御手段にて開閉制御して、二重筒状をなすプレミキサの内筒内と外筒内とに交互に供給して混合室にて混合するようにした二液混合方法において、前記プレミキサに１サイクルで供給する両液合計の目標総供給量を、前記混合室の容積の範囲内で一定量となるように設定し、その目標総供給量と前記混合比とに基づき１サイクルにおける各液の目標供給量を設定するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
上記した手段によれば、１サイクルでプレミキサに供給される２液の供給量の合計は、混合室の容積の範囲内で一定量となるように設定されているから、１サイクルでの総供給量が、混合室の容積をオーバーしたり、混合室の容積に対して著しく少なくなったりすることがなく、よって、混合むらの発生を極力なくすることが可能となる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、流量計により測定された一方の液体の１回の実測供給量が、１回に供給すべき目標供給量に対して少ない場合で、かつ前記目標供給量に対して予め設定された許容範囲を下回った場合に、その一方の液体について不足分を追加補正することを特徴とする。
上記した手段によれば、一方の液体の不足分を追加補正することで、１サイクルでの２液の実際の供給量の合計を極力一定量にすることができ、混合むらの発生を一層なくすることが可能となる。
【００１２】
請求項３の発明は、上記請求項２の発明において、前記一方の液体の追加補正は、他方の液体の供給途中にその供給を一時停止させて行うことを特徴とする。これによれば、一方の液体の追加補正を、他方の液体を目標供給量分供給した後に行う場合に比べて、一層混合むらが発生し難くなる。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明において、前記プレミキサに１サイクルで供給する両液合計の目標総供給量は、前記混合室の容積の６０〜９５％であることを特徴とする。これによれば、プレミキサに１サイクルで供給する両液合計の総供給量が、混合室の容積をオーバーしたり、混合室の容量に対して著しく少なくなったりすることを確実に防止できるようになる。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかの発明において、１サイクルにおける両液の実測供給量の合計が、予め設定された上限値を超えた場合には、警報を発することを特徴とする。これによれば、作業者は、その警報により、１サイクルにおける両液の実測供給量の合計が、予め設定された上限値を超えたことがわかる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明する。
まず、図２には、二液混合装置として二液塗装装置の概略構成がブロック図によって示されている。この図２において、第１液供給源１は、第１液として塗料を供給するためのものであり、塗料を収容するタンクやその塗料を圧送するポンプを備えて構成されている。また、第２液供給源２は、第２液として例えば硬化剤を供給するためのものであり、硬化剤を収容するタンクやその硬化剤を圧送するポンプを備えて構成されている。
【００１６】
第１液供給源１に接続された液流路３は、流量計４及び制御弁５を順に介してプレミキサ６の一方の入口に接続されている。また、第２液供給源２に接続された液流路７は、流量計８及び制御弁９を順に介してプレミキサ６の他方の入口に接続されている。このうち、流量計４，８は共に例えば容積型のもので、各液流路３，７を流れる液体の流量を例えば０．１ｍｌずつカウントし、そのカウントごとにパルス信号を発信し、そのパルス信号が、制御手段を構成する制御装置１０に入力される。制御装置１０はマイクロコンピュータにより構成されている。制御弁５，９は共に空圧駆動式のものであり、上記制御装置１０の制御信号により開閉制御される。
【００１７】
上記プレミキサ６は、外筒１１内に、複数の吐出孔１２ａを有する内筒１２を収容した構成の二重筒状をなしていて、内筒１２の外面と外筒１１の内面との間の空間部を混合室１３としている。上記第１液供給源１に接続された液流路３の先端は混合室１３に連通していて、第１液供給源１から供給された塗料は、その混合室１３内に供給される。上記第２液供給源２に接続された液流路７の先端は内筒１２内に連通していて、第２液供給源２から供給された硬化剤は、その内筒１２内に供給された後、各吐出孔１２ａから混合室１３内に吐出され、そこで塗料と混合されるようになる。なお、プレミキサの具体的な構成としては、特開平１１−３４７４６０号公報（第２頁、図２）参照。
【００１８】
プレミキサ６の出口には、塗料と硬化剤とを撹拌して一層均一に混合するためのスタティックミキサ１４が接続され、このスタティックミキサ１４の出口に、混合液供給路１５を介して、吐出手段としての塗装用のスプレイガン１６が接続されている。従って、スプレイガン１６を吐出操作すると、塗料と硬化剤とが混合された混合液がスプレイガン１６の吐出口から吐出される。なお、上記制御装置１０は、アラーム１７も制御するようになっている。
【００１９】
ここで、上記構成の二液塗装装置としては、混合液供給路１５に例えば吐出量が３００［ｍｌ／ｍｉｎ］のスプレイガン１６が３丁接続され、平均の吐出量が１０００［ｍｌ／ｍｉｎ］以下の仕様のものである。この場合、プレミキサ１１における混合室１３の容積は５０ｍｌである。そして、１サイクルにおける２液の目標供給量の合計を目標総供給量とし、この目標総供給量を、混合室１３の容積５０ｍｌの例えば９０％である４５ｍｌに設定する。塗料と硬化剤の混合比を例えば５：４とすると、１サイクルにおける塗料の目標供給量Ａは２５ｍｌ、硬化剤の目標供給量Ｂは２０ｍｌに設定される。
【００２０】
制御装置１０に、混合室１３の容積が５０ｍｌであること、目標総供給量が４５ｍｌであること、混合比が５：４であることなどを入力すると、制御装置１０は、１サイクルにおける塗料の目標供給量Ａ（２５ｍｌ）と、硬化剤の目標供給量Ｂ（２０ｍｌ）を演算して設定する。そして、制御装置１０は、スプレイガン１６の吐出操作に基づき、塗料と硬化剤とを、混合比が５：４となるように、各制御弁５，９を開閉制御して、上記目標供給量Ａ，Ｂずつ交互にプレミキサ６に供給する。この場合、１サイクルでは、目標供給量が少ない硬化剤をまず供給し、次に塗料を供給するようにする。
【００２１】
ここで、図３には、制御装置１０の制御信号と流量計４，８のパルス信号とを用いた動作説明図を示している。この図３の（１）〜（４）において、（イ）は、制御装置１０による制御弁９に対する制御信号（供給信号）を示し、（ロ）は、流量計８が発するパルス信号を示し、（４）において、（ハ）は、制御装置１０による制御弁５に対する制御信号（供給信号）を示し、（二）は、流量計４が発するパルス信号を示す。
【００２２】
制御装置１０が硬化剤側の制御弁９を制御する際に、図３（１）に示すように、供給信号をオフ（供給停止信号）しても、制御弁９は直ぐには閉鎖せず、制御弁９が実際に閉鎖するまで、硬化剤が供給されて流量計８のパルス信号が発せられることになる。
【００２３】
そこで、本実施例においては、上記遅れ分のパルス信号のパルス数Ｓ１を予め計測しておき、（２）に示すように、そのパルス数Ｓ１分だけ、早めに供給信号をオフ（供給停止信号）するように制御することで、硬化剤の実測供給量ｂを、目標供給量Ｂに一致（ｂ＝Ｂ）させることが可能となる。
【００２４】
ところが、このときスプレイガン１６の吐出量が変化することにより、液流路７を流れる硬化剤の流速が変化するため、供給信号をオフしてから制御弁９が実際に閉鎖するまでの間のパルス数Ｓ１も変化してしまう。特に、スプレイガン１６の吐出量が少なく、硬化剤の流速が小さい場合には、（３）に示すように、供給信号をオフしてから制御弁９が実際に閉鎖するまでの間のパルス数が少なく、硬化剤の実測供給量ｂが目標供給量Ｂに対してｂ１分（ｂ１＝Ｂ−ｂ）不足する場合がある。
【００２５】
このような場合において、実測供給量ｂが、目標供給量Ｂに対して予め設定されている範囲（γ％）を下回る場合、つまり、［Ｂ−（Ｂ×γ／１００）］＞ｂのときには、制御装置１０は上記不足分ｂ１の追加補正を行う。なお、実測供給量ｂが、目標供給量Ｂに対して予め設定されている範囲（γ％）内である場合には、その追加補正は行わない。
【００２６】
上記不足分ｂ１の追加補正は、（４）に示す方法にて行う。すなわち、硬化剤の供給信号をオフしたら、塗料の供給を行うべく、塗料の供給信号（（ハ）参照）を出して制御弁５を開放させる。すると、第１液供給源１から塗料の供給が開始され、これに伴い塗料側の流量計４のパルス信号が発せられる（（ニ）参照）。そして、塗料の供給信号を発してから所定時間ｔ１（例えば０．５秒）が経過したら、塗料側の供給信号を一時停止させると共に、硬化剤側の供給信号を、上記不足分ｂ１に対応する追加時間Δｔのみ発する。このとき、塗料側の供給信号を一時停止させることに伴い、塗料の供給が一時停止され、硬化剤側の供給信号を発することに伴い、硬化剤の不足分ｂ１が追加供給される。制御装置１０は、硬化剤の追加補正を行った後、再度、塗料側の供給信号を発して、塗料の残り分を供給するように制御する。
【００２７】
このような制御を行うことにより、図１に示すように、１サイクルでの硬化剤の実測供給量ｂを目標供給量Ｂに一致させると共に、塗料の実測供給量ａを目標供給量Ａに一致させることが可能となり、従って、２液の実測供給量の合計（ａ＋ｂ）を、各サイクル（回数）ごとに極力、目標総供給量（４５ｍｌ）に一致させることが可能となる。
【００２８】
なお、硬化剤を供給した際の実測供給量ｂが、目標供給量Ｂよりも多く、かつ、目標供給量Ｂに対して予め設定されている範囲（γ％）を上回る場合、つまり、［Ｂ＋（Ｂ×γ／１００）］＜ｂのときには、比率制御により、塗料の目標供給量Ａを演算により求め、塗料をその目標供給量Ａ分供給するように制御することで、混合比を一定にする。
【００２９】
また、制御装置１０は、１サイクルでの硬化剤の実測供給量ｂと塗料の実測供給量ａとの合計（ｂ＋ａ）が予め設定された上限値、この場合、混合室１３の総容積である５０ｍｌを超えた場合には、アラーム１７により警報を発する。
【００３０】
上記した実施例においては、プレミキサ６に１サイクルで供給する両液合計の目標総供給量を、混合室１３の容積（５０ｍｌ）の範囲内で一定量（４５ｍｌ）となるように設定し、その目標総供給量と混合比とに基づき１サイクルにおける各液の目標供給量Ａ，Ｂを設定するようにしたので、１サイクルでの２液の合計の総供給量（ａ＋ｂ）が、混合室１３の容積をオーバーしたり、混合室１３の容積に対して著しく少なくなったりすることがなく、よって、混合むらの発生を極力なくすることが可能となる。
【００３１】
流量計８により測定された硬化剤の１回の実測供給量ｂが、１回に供給すべき目標供給量Ｂに対して少ない場合で、かつ前記目標供給量Ｂに対して予め設定された許容範囲（γ％）を下回った場合に、その硬化剤について不足分ｂ１を追加補正することにより、１サイクルでの２液の実際の供給量の合計（ａ＋ｂ）を極力一定量にすることができ、混合むらの発生を一層なくすることが可能となる。
【００３２】
この場合、その硬化剤の追加補正は、他方の液体である塗料の供給途中にその供給を一時停止させて行うようにしているので、硬化剤の追加補正を、塗料の液体を目標供給量Ａ分供給した後に行う場合に比べて、一層混合むらが発生し難くなる。
【００３３】
１サイクルにおける２液の実測供給量の合計（ａ＋ｂ）が、予め設定された上限値（５０ｍｌ）を超えた場合に警報を発することにより、作業者は、１サイクルにおける両液の実測供給量の合計が予め設定された上限値を超えたことがわかる。
【００３４】
１サイクルにおける２液の目標供給量の合計である目標総供給量は、プレミキサ６における混合室１３の容積の６０〜９５％の範囲に設定することが好ましい。目標総供給量を、混合室１３の容積の９５％を超える範囲で設定した場合には、実際に供給される供給量の合計が、混合室１３の容積を超えやすくなってしまう。逆に、目標総供給量を、混合室１３の容積の６０％未満に設定した場合には、混合室１３内で混合むらが発生し易くなってしまう。
【００３５】
本発明は、上記した実施例にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。
混合する液体としては塗料と硬化剤とに限られず、例えば接着剤と硬化剤、或いは他の液体同士を混合する場合にも適用できる。
流量計４，８としては、容積型に限られず、重量式、静電容量式、磁力式などでも良い。
【００３６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、プレミキサに１サイクルで供給する両液合計の目標総供給量を、プレミキサにおける混合室の容積の範囲内で一定量となるように設定し、その目標総供給量と混合比とに基づき１サイクルにおける各液の目標供給量を設定するようにしたので、１サイクルでの２液の合計の総供給量が、混合室の容積をオーバーしたり、混合室の容積に対して著しく少なくなったりすることがなく、よって、混合むらの発生を極力なくすることが可能となるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すもので、各サイクルでの２液の供給量の合計を示す図
【図２】二液塗装装置の概略構成を示すブロック図
【図３】（１）〜（４）は制御装置の制御信号と流量計のパルス信号とを用いた動作説明図
【符号の説明】
図面中、１は第１液供給源、２は第２液供給源、４，８は流量計、５，９は制御弁、６はプレミキサ、１０は制御装置（制御手段）、１１は外筒、１２は内筒、１３は混合室、１４はスタティックミキサ、１６はスプレイガン、１７はアラームを示す。

Claims (5)

1. ２種類の液体を、予め設定された混合比となるように、各液体に対応する制御弁を制御手段にて開閉制御して、二重筒状をなすプレミキサの内筒内と外筒内とに交互に供給して混合室にて混合するようにした二液混合方法において、
   前記プレミキサに１サイクルで供給する両液合計の目標総供給量を、前記混合室の容積の範囲内で一定量となるように設定し、その目標総供給量と前記混合比とに基づき１サイクルにおける各液の目標供給量を設定するようにしたことを特徴とする二液混合方法。
2. 流量計により測定された一方の液体の１回の実測供給量が、１回に供給すべき目標供給量に対して少ない場合で、かつ前記目標供給量に対して予め設定された許容範囲を下回った場合に、その一方の液体について不足分を追加補正することを特徴とする請求項１記載の二液混合方法。
3. 前記一方の液体の追加補正は、他方の液体の供給途中にその供給を一時停止させて行うことを特徴とする請求項２記載の二液混合方法。
4. 前記プレミキサに１サイクルで供給する両液合計の目標総供給量は、前記混合室の容積の６０〜９５％であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の二液混合方法。
5. １サイクルにおける両液の実測供給量の合計が、予め設定された上限値を超えた場合には、警報を発することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の二液混合方法。

Images