JP2004504935A - 粉体コーティング材料を噴霧器へ供給する機構およびその機構を備える装置 - Google Patents

粉体コーティング材料を噴霧器へ供給する機構およびその機構を備える装置 Download PDF

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Abstract

本発明は粉体コーティング材料を該コーティング材料を噴霧する装置の噴霧器(1)へ供給するための機構(10)に関する。本発明は、コーティング材料の供給源(B1〜B4)へ各々接続され、かつ前記材料(P1〜P4)を循環(F,F)ために前記噴霧器(1)へ接続される共通のマニホールド(C)の一部(112、113)を各々形成する、少なくとも2つのモジュール(11、14)を備えることを特徴としている。

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉体コーティング材料を噴霧器へ供給するための機構に関し、およびとりわけそのような機構を備える粉体コーティング材料を噴霧するための装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
粉体コーティング材料を噴霧する装置の領域において、コーティング材料と、および最も多くの場合に空気である搬送ガスとの混合物を装置のそれぞれの噴霧器へ供給することが知られている。或る装置において、噴霧器には、生成される塗膜の特性に応じて選択的に使用される複数の種類のコーティング材料を供給しなければならない。例えば、自動車の車体へコーティング材料を噴霧する装置の場合、それぞれの車体を顧客により選択された色で塗装する必要がある。
【0003】
フランス国特許公開公報第2441435号(FR−A−2441435)により、粉体材料の種々の貯留器へ接続されるラインを、これらのラインが中で円錐として配置される分配ディスペンサへ向けて集束させることが知られている。これらのラインの空間的分布と数は、分配ディスペンサの幾何学的形状により決められる。かくして、噴霧器へ供給する必要があるコーティング材料の数に応じて種々の型式の分配ディスペンサを提供しなければならない。加えて種々のパイプと分配ディスペンサを洗浄する複雑なシステムを設けなければならない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
この機構は、それが材料を供給する噴霧器から必然的に離間しなければならないような寸法を有し、その結果、分配ディスペンサを噴霧器へ接続するパイプを、材料を変更するときは何時でも、比較的長い長さにわたり洗浄しなければならないので、廃棄される材料の量、および材料を変更する時間が増加する。
【0005】
本発明が克服しようとするのが、特にこれらの欠点であり、少なくとも2種類の粉体コーティング材料の噴霧器への供給が可能であって、使用される材料の数へ容易に適合可能であり、かつ容易に交換できるる供給機構を提供するものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
この精神において、本発明は、粉体コーティング材料を噴霧器へ供給する機構に関し、この機構には少なくとも2つのモジュールが備えられ、各モジュールは、コーティング材料の供給源へ接続され、かつこの材料を循環するためにに噴霧器へ接続される共通のマニホールドの一部分を形成する。
【0007】
本発明によれば、上記機構のモジュール式構造により、使用されるモジュールの数をコーティング材料の種々の供給源の数に適合させることができ、共通のマニホールドは、別のモジュールが加えられると、モジュール自体によりつくられる。本発明の機構のモジュール式構造により、機構を比較的小さい寸法にすることができるので、特に、噴霧器をコーティングされる物体の反対側位置へ移動させるロボットのアームの部位において、機構を噴霧器のできるだけ近くで介入できる。コーティング材料を変更するときは何時でも、この機構の下流側において洗浄する必要があるパイプの長さが短いので、廃棄される材料の量、および材料を変更する時間に関して有利である。
【0008】
本発明の有利ではあるが必須でない側面によれば、この機構は、下記の特徴の1つもしくはそれ以上を採用している。
―当該機構は、洗浄流体の供給源へ接続され、かつ共通のマニホールドの上流側部分を形成する洗浄モジュールを備える。
―各モジュールは、該モジュールの入口に位置する少なくとも1つの弁が備えられ、かつ前記弁は材料または洗浄流体の供給源及び前記マニホールドとに接続されて選択的に連通するモジュールの入口に位置するようになっている。このような弁は、コーティング材料または洗浄流体を共通のマニホールドへ送出しまたは送出しないようにし、従って噴霧器へ供給または供給しないように、各モジュールを制御できる。
―各モジュールは、該モジュールの入口を、前記モジュールにより形成される前記マニホールドの一部へ連結する導通路を備え、前記モジュールにより形成される前記マニホールドは第1の方向に延び、一方、各モジュールの前記導通路は第2の方向に延び、前記導通路と前記マニホールドにおける材料の流れ方向で測られた、これらの方向間の角度は、鋭角である。モジュールのこの幾何学的形状により、搬送ガスとコーティング材料との混合物の流れを、各モジュールに形成される導通路とマニホールドの部分との間で容易に移行できる。
―前記モジュールが、可逆的に組立られ、これらの数は、前記噴霧器を接続する必要があるコーティング材料の供給源の数に適合できる。
―各モジュールが前記マニホールドの前記一部と、導通路と前記マニホールドとの連結ゾーンとが形成されたベース部材を有する。各モジュールはまた、前記導通路の入口を形成する連結部材と、前記ベース部材と前記連結部材との間に配設されて、前記導通路内における前記材料の流れを制御する弁を有する。かくして各モジュールは、2つの基本的な部材と、これらの部材間に拘束される弁とにより形成され、それにより外部から保護される。
【0009】
本発明の有利な実施形態によれば、前記モジュールの少なくとも1つは、前記マニホールドにつながる第1の導通路と、材料の供給源へ向けて前記コーティング材料を循環するための通路につながる第2の導通路とを備え、前記第1と第2の導通路は、前記モジュールの共通の入口から延びる。この実施形態では、搬送ガスと粉体コーティング材料との混合物の各モジュールまでの循環を恒久的に維持でき、空気と粉体との混合物は、噴霧器の供給マニホールドへ向けて、または循環のために通路へ向けて送られる。これにより、粉体の移動開始および各モジュールにおける供給通路の洗浄の過渡状態避けられる。したがって、この実施形態は、コーティング材料を変更する時間と、変更中に廃棄される材料の量の最少化とに関して特に有利である。その場合、第1と第2の通路の各々には、当該通路におけるコーティング材料の流れを許容および/または阻止する制御弁が備えられる。
【0010】
使用される弁はスリーブ型弁であるのが有利であり、比較的過酷な環境において、すなわち空気と粉体の混合物に接触して阻害されることなく作動できる利点を特に有する。
【0011】
本発明は、上述のような機構により材料供給される少なくとも1つの噴霧器を備える、粉体コーティング材料を噴霧する装置にも関する。このような装置は、その機構のモジュール式特性により経済的に製造でき、かつ廃棄されるコーティング材料の量、および色を迅速に変更する時間の最少化により経済的に利用できる。このような装置は、使用条件の変化に応じて、特にそれぞれの噴霧器へ供給できるコーティング材料の数に応じて容易に適合される。
【0012】
【発明の実施の形態】
単なる例示として示され、かつ添付図面を参照してなされる、本発明の原理に従って噴霧装置に組込まれる2つのコーティング材料供給機構についての以下の説明を読めば、本発明は一層容易に理解され、かつ本発明の他の利点が一層明確になるであろう。
【0013】
図1に示される装置は、搬送ガスと粉体コーティング材料との混合物の霧2を塗布される物体3へ噴霧するように意図された手動式の噴霧器1を備える。噴霧器1は、静電型のものであり、導電ケーブル5によって高電圧ユニット4へ接続される。
【0014】
また、噴霧器1へは可撓性のパイプ6によって搬送ガスと粉体コーティング材料との混合物が供給され、そのパイプ6は、4つのタンクB1,B2,B3およびB4にそれぞれ貯留され、かつベンチュリ作用による吸入システムV1,V2,V3およびV4によって圧送される4つの材料P1,P2,P3およびP4の中から1つの材料を選択的に供給ための機構10へ接続されている。機構10は、パイプT1〜T4により、それぞれのベンチュリV1〜V4へ接続される。
【0015】
機構10には、4つのモジュール11、12、13、14が備えられ、図1においてモジュール11と12は半分が切除して示され、一方、モジュール13は四分の一が切除して示され、またモジュール14は、どの部分も切除せずに示されている。機構10は、パイプT5により、加圧空気源Sへ接続される第5のモジュール15を備える。また機構10はヘッド16も備え、そのヘッド16から、パイプ6と協働する連結部材16aが延びる。
【0016】
X−X’は、部材16aの対称軸を示す。モジュール11〜15およびヘッド16は、軸X−X’に沿って並置される。
【0017】
モジュール11には、中に通路112が形成されるベース部材111が備えられ、その通路112は、機構10が取付けられた形態にあるとき、部材111を通る軸X−X’の方向に延びる。
【0018】
モジュール11は、パイプT1と接続するための部材113aを支承する第2の部材113も備える。部材111と共に部材113の内部空間は、ほぼ円筒形状の導通路114を形成し、Y−Y’がその中心軸を示す。導通路114は、通路112との接合ゾーン115まで構成部材111内を延びる。言い換えれば導通路114は、ゾーン115の部位において通路112に開口する。
【0019】
114Aは、部材113に形成された導通路114の上流側部分を示し、また114Bは、部材111に形成された、その下流側部分を示し、ゾーン115において終端する。スリーブ弁116が、部分114Aと114Bの両方において導通路114内に配置される。事実、弁116は、部材111と113との間に配置される。
【0020】
弁116の構造は、図3においてさらに詳細に見ることができる。この弁は、2つの半径方向オリフィス116Bが貫通する筒状部材116Aを備え、その内部には、2つのリング116Dによって部材116A内の所定位置に保持される弾性スリーブ116Cが配置される。空気の循環が導通路114内で生じると、スリーブ116Cは部材116の内面に押付けられたままとなる。導通路114内の空気の循環が中断されると、図1の矢印F1により示されるように、制御空気圧がオリフィス116Bを通してスリーブ116Cへ加えられ、この空気圧は、スリーブ116Cを締付け、かくして導通路114の流れを遮断する作用を有する。図4において見られるオリフィス113bが、制御空気を弁116まで導入するために部材113内に設けられる。
【0021】
モジュール12、13および14は、モジュール11と同一であり、またそれぞれが、ベース部材121、131または141により、かつ連結部材123、133または143により形成される。それぞれのモジュール12、13および14も、スリーブ弁126、136または146を備える。
【0022】
部材121が通路122を形成しており、この通路122は、機構10が取付けられた形態であるときに、軸X−X’に沿って通路112とほぼ整合される。同様にして、モジュール13および14それぞれが通路132および142を形成し、それらの通路は同様に軸X−X’上でヘッド16の軸方向流路162と整合される。かくして部材112、122、132、142および162は、マニホールドCを形成し、このマニホールドCを通じて空気/粉体の混合物を循環でき、その混合物は、導通路114、もしくはモジュール12、13および14の同等な導通路124、134または144の1つを通じてパイプT1〜T4の1つから流入する。
【0023】
モジュール15も導通路154を形成し、この導通路154は、機構が取付けられた形態であるときに、モジュール14の通路142と整合される通路152に開口する。モジュール15にも、スリーブ弁156が備えられ、それにより導通路154を開閉できる。
【0024】
モジュール15の弁156が開き、一方、弁116、126、136および146が閉じると、空気は、噴霧器1の方向に供給源Sから流れ、引き続いて通路152、142、132、122、111および流路162、ならびに部材16Aおよびパイプ6内を移動する。これにより、機構10、パイプ6および噴霧器1を、特に簡単にかつ迅速な仕方で洗浄できる。
【0025】
部材11〜16は、ベース部材111及びそれと同等の物、およびモジュール15のベース部材151、ならびにヘッド16を通過する2つのネジ付きロッド17と17’によって機械的ユニットの形態に維持される。
【0026】
ヘッド16およびモジュール15のそれぞれには同様に、機構10をプレート(図示しない)上に取付けできる2つのネジ18が設けられる。
【0027】
機構10のモジュール性により、モジュール11またはそれと同等の物の数を、噴霧器1へ供給する必要があるコーティング材料の数に適合させることができる。例えば、図1〜4の装置において別のコーティング材料を使用しようとする場合、モジュール11と同一のモジュールをモジュール11とヘッド16との間に挿入し、かつロッド17と17’を適切な長さのロッドを使用するように変更すればよい。したがって、それぞれのモジュール11または同等の物が共通のマニホールドCの一部を構成する事実により、このマニホールドの長さを使用されるモジュールの有効数へ恒久的に適合させることができる。
【0028】
矢印F2は、導通路114における搬送ガスとコーティング材料との混合物の流れを示す。矢印F3は、通路112におけるコーティング材料の流れを示す。矢印F2は、Y−Y’方向で通路112へ向けられ、一方、矢印F3は、軸X−X’の方向でヘッド116へ向けられる。矢印F2とF3の方向間の角度αは、45°の程度であり、その結果、ゾーン115における流れ方向の変化が急すぎることがないので、このゾーンにおける粉体の蓄積、およびモジュール12およびそれ以降のモジュールへ向けての予想される混合物の「上昇」が避けられる。
【0029】
実施に際して下記の2つの可能性を考えることができ、20°から90°まで変わる角度αは、
空気流中を比較的容易に移送される粉体の場合、角度αが小さければ小さい程、ゾーン115のレベルにおける圧力低下は、それだけ小さい。角度αは、20°と45°との間で選択され、20°の値は、機械的設計上の理由で最小であり、一方45°の値は、円滑な流れのための最大傾斜に対応する。使用される粉体の流量は、この場合は大きくなる。
移送が比較的難しい粉体の場合、ゾーン115における粉体の融合により形成される凝結を避けるべきである。その目的のために、例えば45°と90°との間に含まれる大きい角度αによる空気/粉体の混合物の速度、および生じる乱れとが与えられる。このような角度により、粉体がゾーン115内に堆積するのが防止される。僅かに堆積物が形成されるような好ましくない場合、このような堆積物は、その堆積後に送られる空気/粉体の混合物により排出されるであろう。さらに角度αの値の選択は、最大流量の損失に対してなされ、それにより粉体がマニホールドCの上流側へ向けて上昇するのを生じることができる。
【0030】
図5および6に示される本発明の第2の実施形態において、第1の実施形態と同様な部材には、200だけ増加された同一の参照番号が付されている。
【0031】
この実施形態の噴霧器201は、ロボットのアーム207により支承される自動噴霧器である。機構210が、2つのタンクB1,B2から噴霧器201への材料供給のために設けられており、これらのタンクには、コーティング材料P1,P2がそれぞれ貯留され、かつベンチュリー搬送システムV1,V2がそれぞれ備えられている。
【0032】
機構210は、半分が除去して示される第1のモジュール211、および外観で示されるモジュール212、ならびに加圧空気源Sへ接続される洗浄モジュール215を備える。
【0033】
モジュール211および212それぞれは、パイプT1,T2によりベンチュリー手段V1およびV2へ接続され、一方、モジュール215は、パイプT5により加圧空気源Sへ接続される。
【0034】
モジュール211は、ベース部材2111を備え、その中に、ほぼ軸X−X’の方向に延びる通路2112が形成されている。モジュール212のベース部材2121も、機構が取付けられた形態にあるとき、通路2112と整合される通路2122を形成する。洗浄モジュール2115に関しては、このモジュールは、そのベース部材2151における通路の端部2152を形成する。ヘッド216は、機構210の下流側部分を構成し、またそれには、通路2112、2122および2152と整合される流路2162が設けられ、かくしてモジュール211の導通路2114から、またはモジュール212の導通路2124から流入するコーティング材料用のマニホールドCが形成される。
【0035】
洗浄モジュール215にも、マニホールドCの上流側部分2152において供給源Sから流入する洗浄空気を噴射する導通路2154が設けられる。
【0036】
導通路2114または2124には、スリーブ弁2116または2126がそれぞれ備えられる。
【0037】
上述のように、弁2116は、図5の矢印F1により示されるように空気の噴射により制御される。
【0038】
導通路2117は、モジュール211の連結部材2113の入口2113aからベース部材2111に至り、導通路2114と平行に延びる。この導通路2217は、部材2113内に形成される上流側部分2117A、および部材2111内に形成される下流側部分2117Bを備え、スリーブ弁2118が、部材2111と2113との間で、この導通路内に収納される。
【0039】
導通路2117の下流側部分は、約90°曲げられ、その結果、循環のためにパイプT’1によりタンクB1へ連結される連結部材2111aへつなぐことができる。導通路2117は、鋭角に曲げることもでき、この角度の値の選択は、角度αに関して上述したように、粉体の特性に応じて行われる。
【0040】
2113bは導通路を示し、そこにおいて矢印F1により示されるように制御空気がスリーブ弁2116の可撓部分の回りに噴射される。2113’bは、同様に部材2113内に形成された通路を示し、この通路を通して、矢印F’1により示されるように制御空気がスリーブ弁2118の回りに噴射される。
【0041】
作用は以下のようである。すなわち、パイプT1を通じてタンクB1から流入する空気と搬送ガスとの混合物は、導通路2114と2117との間の分岐部2113cから、導通路2114および弁2116を通じて通路Cへ向けて送られるか、または通路2117、弁2118および連結部材2111aを通じて循環パイプT’1へ向けられる。
【0042】
スリーブ弁2116および2118は、矢印F1とF’1により示されるように、互いに反対に開閉されるように作動し、これらの弁の一方は、他方が閉じられると開く。コーティング材料は、パイプT1内を恒久的に循環し、マニホールドCまたはパイプT’1へ向けられる。このため、新しい材料P1またはP2の使用が必要なときに、搬送ガス/材料の混合物を移動する一時的段階を設けなくともよく、かくして材料P1とP2との間のコーティング材料変更時間が非常に短くなる。
【0043】
第2のモジュール212は、同様にして製造されており、それによりコーティング材料P2を、パイプT’2によってタンクB2の方向に循環させることができる。
【0044】
上述と同様に、モジュール211および212は、ネジ付きロッド217と217’によって可逆的に組立てられる。かくして機構210のモジュールの数を、使用されるコーティング材料の数に適合させることができる。
【0045】
モジュール210は、特にコンパクトであり、またこれに関して、噴霧器201を支承するロボットのアーム207上に取付けできる。このため、機構210を噴霧器201へ連結するパイプ206の長さを最小にでき、それにより、材料を変更する際に廃棄されるコーティング材料の量を同様に最少にでき、これらの量は、マニホールドCと導通路206内にあるコーティング材料の量にほぼ対応する。パイプ206の小さい容積も、その迅速な洗浄を容易にする。
【0046】
モジュール11の型式の1つもしくはそれ以上のモジュールと、モジュール211の型式の1つもしくはそれ以上のモジュールとを組合せた装置を、導通路がマニホールドCの主方向に関して種々の傾斜角αを有するモジュールの組合せと同様にして構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態によるコーティング材料を噴霧する装置の、一部を切除した概略図である。
【図2】図1の装置に使用されている供給機構の構成モジュールを切除した、分解斜視図である。
【図3】図2のモジュールに使用されるスリーブ弁の分解斜視図である。
【図4】図1の装置に使用される供給機構の側面図である。
【図5】本発明の第2の実施形態による装置の、図1と同様な図である。
【図6】図5の装置に使用される供給機構の側面図である。

Claims (10)

  1. 粉体コーティング材料を該コーティング材料を噴霧する装置の噴霧器へ供給するための機構であって、少なくとも2つのモジュール(11、14;211、212)を備え、これらのモジュールがコーティング材料の供給源(B1〜B4)へ各々接続され、かつ前記材料(P1〜P4)を循環(F,F)ために前記噴霧器(1;201)へ接続される共通のマニホールド(C)の一部(112〜142;2112、2122)を各々形成することを特徴とする機構。
  2. 機構は、洗浄流体の供給源(S)へ接続され、かつ前記共通のマニホールド(C)の上流側部分(152;2152)を形成する洗浄モジュール(15;215)を備えることを特徴とする、請求項1の機構。
  3. 各モジュール(11〜15;211、212、215)には、該モジュールの入口に位置する少なくとも1つの弁(116、126、136、146、156;2116、2126、2156)が備えられ、かつ前記弁は材料(P1〜P4)または洗浄流体の供給源(B1〜B4、S)及び前記マニホールド(C)とに接続されて選択的に連通することを特徴とする請求項1もしくは2のいずれかの機構。
  4. 各モジュール(11〜15;211、212、215)は、該モジュールの入口を、前記モジュールにより形成される前記マニホールド(C)の一部(112、122、132、142;2112、2122、2152)へ連結する導通路(114、124、134、144、154;2114、2124、2154)を備え、前記モジュールにより形成される前記マニホールドは第1の方向(X−X’)に延び、一方、各モジュールの前記導通路は第2の方向(Y−Y’)に延び、前記導通路と前記マニホールドにおける材料の流れ方向(F,F)で測られた、これらの方向間の角度(α)は、鋭角であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかの機構。
  5. 前記モジュール(11〜15;211、212、215)が、可逆的に組立られ、これらの数は、前記噴霧器(1;201)を接続する必要があるコーティング材料(P1〜P4)の供給源(B1〜B4)の数に適合できることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかの機構。
  6. 前記モジュール(11〜15;211、212、215)は、
    前記マニホールド(C)の前記一部(112、122、132、142、152;2112、2122、2152)と、コーティング材料(P1〜P4)または洗浄モジュールの場合には洗浄流体の供給源(B1〜B4,S)へ接続される導通路(114、124、134、144;2114、2124、2154)と前記マニホールドとの連結ゾーン(115)とが形成されたベース部材(111、121、131、141;2111、2121、2151)、
    前記導通路の入口(113a、2113a)を形成する連結部材(113、123、133、143;2113)、および
    前記ベース部材と前記連結部材との間に配設されて、前記導通路内における前記材料の流れを制御する弁(116、126、136、146;156;2116、2126、2156)を有することを特徴とする、請求項1〜5のいずれかの機構。
  7. 前記モジュールの少なくとも1つ(211、212)は、前記マニホールド(C)につながる第1の導通路(2114)と、材料(P1,P2)の供給源(B1,B2)へ向けて前記コーティング材料(P1,P2)を循環するための通路(T’1,T’2)につながる第2の導通路(2117)とを備え、前記第1と第2の導通路は、前記モジュールの共通の入口(2113a)から延びることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかの機構。
  8. 前記第1と第2の導通路(2114、2117)にはそれぞれ、当該導通路におけるコーティング材料の流れを許容および/または阻止する制御弁(2116、2118)が設けられることを特徴とする、請求項の機構。
  9. 前記弁(116、126、136、146、156;2116、2118、2126、2156)はスリーブ型の弁であることを特徴とする、請求項3、6または8のいずれかの機構。
  10. 請求項の1〜9のいずれかによる機構(10;210)につながる少なくとも1つの噴霧器(1;201)を備える、粉体コーティング材料を噴霧する装置。
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