JP4621066B2 - 粉体定量供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、粉体塗装における粉体塗料を塗装ガンに供給するための定量供給装置で、特にシリンダ形のポンプより供給される粉体をスプレーガンに安定供給するための装置に関する。

溶剤を使用し、乾燥によって塗膜を形成する液体塗料による塗装にくらべ、粉体塗装は溶剤を使用しないため、省資源はもとより揮発性有機化合物の排出を防止できることから環境に優しく、また塗膜強度に優れる等の利点がある。さらに被塗装物に塗着しなかった塗料を回収して再使用することが容易で、資源の有効活用にも優れている塗装方法として知られている。

粉体塗装において塗料を被塗装物に付着もしくは塗着させる方法はいくつかの方法があるが、各種の粉体塗装方法のうち、スプレーガンにより粉体塗料を噴霧し、静電気力により被塗装物に付着させた後、加熱によって融着させる方法は、汎用性が高く広範囲の被塗装物に対応できる塗装方法で、他の粉体塗装方法に比較して少量の塗装にも適用できることが知られている。しかしながらこの場合であっても粉体を圧縮空気と共にスプレーガンへ流動状態で供給するための粉体供給装置と、被塗装物に向けて噴霧するスプレーガンとして一般的に静電粉体スプレーガンと、噴霧時に被塗装物に付着しなかった粉体塗料を回収して再使用に供する粉体回収装置等の設備が必要とされている。

粉体塗装を実施するこれらの設備のうち、粉体の安定供給は最終的に塗膜品質への影響が大きく、品質の向上のみならず生産性の向上にも重要な課題であり、これまでも多くの改善提案がなされてきている。一般に粉体の供給用として用いられるポンプは圧縮エアの流動に伴う負圧を利用して吸引し圧縮エアと共に送り出すインジェクタ方式のポンプあるいは往復ピストンによるシリンダ方式のポンプ等が用いられている。

インジェクタ方式の場合、供給量は吸引力を生み出す圧縮エアの圧力によって左右される他、供給路の抵抗等に左右され定量を安定供給することが難しく、定量供給には流量計による測定とその結果をフィードバックして前記圧縮エアを調節したり調整バルブを使用するなどの複雑な制御が必要とされている。

これに対しシリンダ方式の場合は容積型のポンプであり、定量性から見ると他の方式に比べ優れており、安定した供給ができる特徴がある。また搬送用の圧縮エアが極めて少量で、粉体の供給量が少量から大量まで広範囲な安定供給が可能などの多くの利点があり、粉体塗装用供給装置として注目されてきている。しかし、往復移動のシリンダ式は吸込みと吐出が交互に行われ往復移動の切り替え時に生じる脈動を避けられない問題がある。

粉体を搬送する場合、一般的にはエアを用いて流動状態を維持して搬送される。したがってエアを用いることで粉体の分散を図り前記の脈動を緩和する方法が用いられることがある。しかし搬送用のエアが多くなると粉体スプレーガンから噴霧されるときに噴霧の速度が速く、すなわち勢いが強くなり、被塗装物に静電塗装する際の塗着効率が低下する結果となり別の問題点が発生する。

粉体塗装における粉体供給の定量安定性は重要な課題であり、塗装仕上げの品質向上だけでなく、塗装時の塗着効率や作業性にも影響し、省資源、環境の改善につながることになる。本発明は、定量供給性に優れたシリンダ式のポンプを使用して定量性を維持したときに吐出粉体の脈動による噴霧のバラツキを改善し、ソフトで均一な噴霧状態を維持する供給装置を得ることが課題である。

本発明は、シリンダ内を往復動するピストンにより吸引、吐出するポンプを併設し、交互に吸引、吐出するよう連動させ、それぞれの吐出口を連結して連続した吐出を可能にした複動シリンダ式ポンプの出口側に接続されてスプレーガンに粉体を供給する粉体塗料ホースの少なくとも一部をスパイラル状に形成したことを特徴とする。

複動シリンダ式ポンプにおいて、それぞれのポンプ吐出口を交互に開閉して常時いずれかのポンプより連続して吐出を行わせるポンプにおいても往復切り替え時の脈動は避けがたく、吐出直後は脈動を有している。本発明の構成による粉体塗料ホースは、少なくとも一部をスパイラル状に形成していることで、通過する粉体は流動抵抗を受けるとともに、曲がり部分を通過する時のホース内位置による流れの乱れによって分散が起こり、粉体の密度が均一化される。

このため通常の場合に比較し短いホースで分散化が進み、スプレーガンから噴霧されるときに安定した噴出量で噴霧することができる。特に分散化のためにエアを使用することもないため噴霧作業に影響を及ぼすこともなく定量供給装置としてのシリンダ式ポンプと組み合わせて構成することにより、搬送用エアの比率が少なく、定量を安定供給できるポンプの特徴を最大限に生かすことが可能で、粉体塗装に好結果をもたらすことができる。

図1に概略示すように本発明は粉体の定量供給ポンプ２から吐出される粉体を少なくとも一部にスパイラル状に形成した塗料ホース３によって粉体スプレーガン１に供給するものである。塗料ホース３の一部はスパイラル状３１に形成している。定量供給ポンプ２は図２に概要構成図を示すとおり、２つのシリンダ式ポンプ１Ａ、１Ｂを併設し、交互に吸い込みと吐出を行うように連動させている。作動は上部のエアピストン２Ａ、２Ｂを圧縮エアの導入排出で移動させ、下部のピストン３Ａ、３Ｂを駆動させる。

作動エアは図示されていないが制御装置によってバルブを切り替え、交互に上下動を繰り返し行うよう構成され、図の例では１Ａ側のエアピストン２Ａの上部に圧縮エアが導入され下方に移動を始める状態を示す。すなわち一体に移動する下部のピストン３Ａは、シリンダ４Ａの粉体を吐出通路６に押し出す状態となる。このとき１Ｂ側のポンプはエアピストン４Ｂ下部より圧縮エアが導入されるように設定されており、ピストン２Ｂは矢示のように上方へ移動する状態であり、吸込通路５を通して粉体をシリンダ４Ｂ内に吸引する状態にある。

それぞれのエアピストンは下端もしくは上端で圧縮エアの切り替えが行われ、それまでと逆の作動となる。図２において吐出通路６と吸込通路５の開閉を行うバルブは一方のポンプの吐出通路６を開けたときは吸込通路５を閉じ、同時に他のポンプの吸込通路５を開けて吐出通路６を閉じるように連動させている。本実施例では通路を柔軟性のあるチューブで形成し、エア駆動のアクチュエータ等により前記チューブを押しつぶして閉止するピンチバルブ７が使用されている。言うまでもなく、このバルブの作動は前記エアピストン作動用の圧縮エアの切り替えに連動させている。

さらにシリンダ内には搬送エア導入口８から制御されたエアが導入され、粉体の吸い込み、吐出の安定を図っている。すなわち吸引時に負圧の調整と吸引された粉体の流動を行い、吐出時は粉体をスムーズに吐出させ吐出通路を通して搬送する働きを持っている。この流量はインジェクタを用いたポンプの搬送エア量に比較し１０分の１程度であり、したがって粉体の搬送速度が遅く、スプレーガンから噴霧されたときにソフトな噴霧状態で静電気による塗着が著しく改善されることにもなる。

以上の構成によるシリンダ形ポンプはシリンダの大きさによって最大供給量が決められる他、作動速度の変更とストロークの変更を作動用圧縮エアの導入制御によって容易にでき、さらに前記搬送エアの調節によっても制御されるもので、少供給量から最大まで広範囲な供給量の定量供給が可能である。

それぞれのポンプの吐出通路から送り出された粉体は合流してスプレーガンに送り込まれるが、切り替え時の瞬間的な停止とバルブから合流部までの構造等によって粉体密度が疎の部分が生じる。繰り返しの作動によって、この疎の部分は徐々に吸収され、塗料ホースを長くすることで解消することができる。しかし通常のホースを使用した場合、内径６ｍｍで１５ｍ必要であった長さが、延長で１ｍのスパイラル部を形成することにより、１０ｍ以下にすることができた。
スパイラル部の位置はスプレーガンに近い位置の方がより効果がある結果として現れたが、限定する必要はなく、スパイラル部の長さと全長は適宜選択すればよい。

本発明の概要を示す説明図である。 本発明の1実施例に用いたシリンダ形ポンプの概略構成図である。

符号の説明

１ 粉体スプレーガン
２ 定量供給ポンプ
３ 塗料ホース
１Ａ、１Ｂ ポンプ
２Ａ、２Ｂ エアピストン
３Ａ、３Ｂ ピストン
４Ａ、４Ｂ シリンダ
５ 吸込通路
６ 吐出通路
７ ピンチバルブ
８ 搬送エア導入口

Claims (1)

1. シリンダ内を往復動するピストンにより吸引、吐出するポンプを併設し、交互に吸引、吐出するよう連動させ、それぞれの吐出口を連結して連続した吐出を可能にした複動シリンダ式ポンプと、該複動のシリンダ式ポンプの出口側に接続される粉体塗料ホースからなり、該塗料ホースの少なくとも一部をスパイラル状に形成し、スプレーガンに接続した粉体定量供給装置。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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