JP4981692B2 - 多液混合装置 - Google Patents

Description

本発明は、多液混合装置に関するものである。

多液混合タイプの塗装機として、塗料と、この塗料を硬化させるための硬化剤とを混合機に供給し、ここで混合された混合液を、当該混合機に供給路を介して接続されたスプレイガンから吐出させる構成としたものがある。このような塗装機においては、塗料と硬化剤とを混合した混合液は所定時間が経過すると、硬化が始まり、次第に粘度が高くなるため、その時間がポットライフ時間として設定されている。このため、従来では、スプレイガンによる混合液の吐出停止からの経過時間が、予め設定された上記ポットライフ時間に達すると、制御装置はアラームを動作させて、作業者にポットライフ時間が経過したことを報知するようになっている。

作業者は、そのアラームを契機に洗浄を行う。或いはアラーム報知後、所定時間経過した後に自動で洗浄が行われる。その洗浄フローとしては、スプレイガンの吐出弁を開放させると共に、洗浄液用制御弁を開放動作させる。すると、混合機内及び混合機からスプレイガンまでの供給路に溜まっていた混合液がスプレイガンから吐出されると共に、洗浄液が混合機側へ供給され、洗浄液も供給路を通ってスプレイガンから吐出されるようになる。これにより、混合機を含む供給路が洗浄されるようになる。
特開２００４−１５４６４０公報

しかしながら、作業者による操作ミス等により、洗浄を行うことなく当該塗装機の電源スイッチを切ってしまうと、上記のようなアラーム報知は有効に作動せず、また洗浄も行われないため、供給路に溜まっていた混合液が硬化してしまうことになる。このように供給路内で混合液が硬化すると、塗装機を再度使用するためには、混合機などの装置を分解して洗浄したり、供給路を交換したりすることが必要となり、復旧に手間が掛かると共に、塗装作業が長時間停止してしまうことになる。

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、作業者の誤操作等により供給路の洗浄前に電源スイッチが切られてしまうことを防止し、ひいては混合機内で混合液が硬化してしまうことを防止できる多液混合装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の多液混合装置は、第１液と、前記第１液を硬化させるための第２液とを混合する混合手段と、前記第１液と前記第２液との混合液を吐出する吐出手段と、前記混合液を前記混合手段から前記吐出手段へ供給するための供給路と、前記供給路を洗浄する洗浄液を当該供給路に供給する洗浄液供給手段と、前記供給路内の液体の状態を判定する液状態判定手段と、開状態と閉状態とを有し、前記閉状態の場合に当該多液混合装置に作動電力を供給する一方、前記開状態の場合に当該多液混合装置に作動電力を供給しないものとする電源スイッチと、前記液状態判定手段による判定結果に基づいて、前記供給路内の液体が前記混合液であると判断された場合に、前記電源スイッチにおける開状態及び閉状態の間の移行を実行不能とし、前記供給路内の液体が前記洗浄液であると判断された場合に、前記電源スイッチにおける開状態及び閉状態の間の移行を実行可能とする制御手段と、を備えることを特徴とする。

このような多液混合装置によると、供給路の洗浄前に電源スイッチが切られ、作動電力の供給が停止されてしまうことを防止し、ひいては供給路内で混合液が硬化してしまうことを防止することが可能となる。つまり、供給路内の液体の状態を判定する液状態判定手段を備え、これによる判定結果に基づいて、供給路内の液体が混合液であると判断された場合に、電源スイッチにおける開状態及び閉状態の間の移行を実行不能とする制御を行うものとしているため、少なくとも供給路内に混合液が残っている状態で電源スイッチが切れてしまう（開状態となる）不具合を解消することが可能となる。その結果、供給路内に残存した混合液が硬化してしまう不具合発生を防止することができるのである。一方、供給路内の液体が洗浄液であると判断された場合には、電源スイッチにおける開状態及び閉状態の間の移行を実行可能とする制御を行うため、供給路が確実に洗浄された場合のみに電源スイッチを切ることができる装置を提供できることとなる。

前記液状態判定手段としては、前記供給路内の液体の比重を測定する比重測定手段を用いることができる。このように比重を基に液状態を判定することで、供給路内の液体を確実に判別することが可能となる。

上記多液混合装置において、前記混合液の比重が０．９以上、前記洗浄液の比重が０．９未満であり、前記制御手段は、前記比重測定手段により測定された比重が０．９以上の場合に、前記電源スイッチにおける開状態及び閉状態の間の移行を実行不能とし、前記比重測定手段により測定された比重が０．９未満の場合に、前記電源スイッチにおける開状態及び閉状態の間の移行を実行可能とすることができる。本発明の制御手段を用いることで、上記のように所定の比重値を境にして電源スイッチの移行制御を行うことが可能となる。

前記液状態判定手段としては、前記供給路内の液体の粘度を測定する粘度測定手段を用いることができる。このように粘度を基に液状態を判定することで、供給路内の液体を確実に判別することが可能となる。

上記多液混合装置において、前記混合液の粘度が１５ｍＰａ・ｓ以上、前記洗浄液の粘度が１５ｍＰａ・ｓ未満であり、前記制御手段は、前記粘度測定手段により測定された粘度が１５ｍＰａ・ｓ以上の場合に、前記電源スイッチにおける開状態及び閉状態の間の移行を実行不能とし、前記粘度測定手段により測定された粘度が１５ｍＰａ・ｓ未満の場合に、前記電源スイッチにおける開状態及び閉状態の間の移行を実行可能とすることができる。本発明の制御手段を用いることで、上記のように所定の粘度値を境にして電源スイッチの移行制御を行うことが可能となる。

上記多液混合装置において、前記第１液が塗膜用主剤を含み、前記第２液が前記塗膜用主剤を硬化させる硬化剤を含むものとすることができる。
塗膜用主剤とその硬化剤とが混合して供給路内で残存すると、当該供給路を詰まらせ、再度使用するためには装置を分解して洗浄したり、供給路を交換したりすることが必要となり、復旧に手間が掛かるものとなる。そこで、本発明のように、比重測定或いは粘度測定に基づいて電源スイッチの移行制御を行う制御手段を具備させることで、そのような塗膜用主剤と硬化剤を用いた場合にも供給路の詰まり発生を効果的に防止することができるようになる。

上記多液混合装置において、前記洗浄液は、その最大含有成分がシンナであるものとすることができる。
このように洗浄液としてシンナを用いると、その比重或いは粘度が十分に小さいため、混合液との比重或いは粘度の対比が容易となり、制御手段により電源スイッチの移行制御を確実に行うことができるようになる。

作業者の誤操作等により供給路の洗浄前に電源スイッチが切れてしまうことを防止し、ひいては混合機内で混合液が硬化してしまうことを防止できる多液混合装置を提供可能となる。

以下、本発明の多液混合装置を二液塗装機に適用した一実施形態について図面を参照して説明する。図１は二液塗装機１００の概略構成を示すブロック図、図２は二液塗装機１００が備える制御装置２０の制御内容を示すフロー図である。

図１において、第１液供給源（第１液供給手段）１は、第１液となる塗料（主剤）を混合機（混合手段）２側へ供給するものであり、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（第２液供給手段）３は、塗料を硬化させるための第２液としての硬化剤を混合機２側へ供給するものであり、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。

第１液供給源１に接続された第１液供給路４は、第１液用制御弁５及び第１液用流量計６を介して混合機２の一方の入口に接続され、また、第２液供給源３に接続された第２液供給路７は、第２液用制御弁８及び第２液用流量計９を介して混合機２の他方の入口に接続されている。混合機２は、図示はしないが、周知のように、供給された２種類の液体（塗料と硬化剤）を均等に分布させるプレミキサと、このプレミキサから送られた液体を撹拌混合するスタティックミキサとから構成されている。

本実施形態では、第１液たる塗料（主剤）としてはウレタン系樹脂を用い、その他の含有成分として顔料が含まれているが、その比重は０．９以上１．２以下のものを用いている。また、第２液たる硬化剤としては、イソシアネート化合物を主体にキシレン、ベンゼンの溶剤と添加剤で構成され、その比重は０．９以上１．０以下のものを用いており、したがって、主剤と硬化剤を混合機２にて混合して得た混合液の比重は０．９以上となるものとされている。

洗浄液供給源１０は、洗浄液である例えばシンナ等を混合機２側へ供給するものであり、洗浄液を収容するタンクやその洗浄液を圧送するポンプを備えて構成されている。洗浄液供給源１０に接続された洗浄液供給路１１は、途中で２本に分岐されている。一方の洗浄液供給路１１は、洗浄液用制御弁１２を介して、第１液供給路４において第１液用制御弁５と第１液用流量計６との間の接続点４ａに接続されている。もう一方の洗浄液供給路１１は、洗浄液用制御弁１３を介して、第２液供給路７において第２液用制御弁８と第２液用流量計９との間の接続点７ａに接続されている。なお、シンナは例えばトルエンやキシレン、ベンゼン等で構成され、その比重は０．９未満とされている。

上記第１液用流量計６及び第２液用流量計９は、各供給路４，７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（検出信号）を後述する制御装置（制御手段）２０に出力するようになっている。

上記混合機２の出口側にはドレン弁１４が設けられ、このドレン弁１４に混合液供給路１５とドレンパイプ１６とが接続されている。混合液供給路１５の途上には比重測定手段（液状態判定手段）としての比重計３０が設けられ、さらにその先端には吐出手段を構成するスプレイガン１７が接続されている。ドレンパイプ１６の先端は、廃液用容器１８に臨んでいる。ドレン弁１４は三方弁で、通常は、混合機２側と混合液供給路１５とを連通させ、ドレンパイプ１６側は閉鎖している。

比重計３０は、混合液供給路１５内の液体の比重を測定するものであり、例えばコリオリ式の質量流量計からなり、供給路１５内を流通する液体（ここでは混合液若しくは洗浄液）の比重に相当する電気信号を出力する。

なお、本実施形態の二液塗装機１００は、電源スイッチ３５を備えており、作業者が当該電源スイッチ３５の開閉操作を行うことで、二液塗装機１００への作動電力の供給を実行することが可能とされている。具体的には、電源スイッチ３５が閉状態の場合に、二液塗装機１００に作動電力が供給される一方、電源スイッチ３５が開状態の場合には、二液塗装機１００に作動電力が供給されないものとなっている。

二液塗装機１００の作動を司る制御装置２０は、例えばマイクロコンピュータにより構成されていて、予め制御プログラムを有している。この制御装置２０には、入力キー（入力手段）３３からの入力信号や、第１液用流量計６及び第２液用流量計９、或いは比重計３０の検出信号（測定信号）が入力されるようになっており、制御装置２０は、それらの信号及び制御プログラムに基づき、第１液用制御弁５、第２液用制御弁８、洗浄液用制御弁１２，１３、ドレン弁１４の開閉を制御すると共に、アラーム２１を制御する機能を有している。また、電源スイッチ３５に対するインターロック機構を備え、所定の条件が成立しない限り、電源スイッチ３５の開閉を実行し得ない構成とされている。

以下、制御装置２０の制御内容について説明する。
スプレイガン１７を使用している通常の状態では、制御装置２０は、第１液となる塗料と第２液となる硬化剤を、入力キー３３から入力される値によって予め設定された混合比となるように、第１液用制御弁５と第２液用制御弁８とを交互に開閉する。第１液用制御弁５が開放されることに伴い、第１液供給源１から塗料が第１液供給路４を通して混合機２に供給され、また、第２液用制御弁８が開放されることに伴い、第２液供給源３から硬化剤が第２液供給路７を通して混合機２に供給される。このとき、制御装置２０は、第１液用流量計６の検出信号に基づき塗料の供給量を計測し、また、第２液用流量計９の検出信号に基づき硬化剤の供給量を計測する。混合機２に供給された塗料と硬化剤はこの混合機２において混合され、スプレイガン１７を吐出操作することに基づき、その混合液が、ドレン弁１４及び混合液供給路１５を通してスプレイガン１７から吐出される。

制御装置２０は、常にスプレイガン１７の吐出操作を停止してからの経過時間を計測している。その経過時間は、例えば第１液用流量計６及び第２液用流量計９のうち、最後の検出信号が停止してからの時間を計測する。その経過時間が、予め設定されたポットライフ時間（１時間）に達すると、制御装置２０は、アラーム２１を動作させて、ポットライフ時間が経過したことを作業者に報知する（洗浄報知機能）。

作業者がそのアラーム２１による報知を聞くと、手動操作により洗浄動作を行う。その洗浄動作としては、洗浄液用制御弁１２，１３を開放させると共に、ドレン弁１４をドレンパイプ１６側が開放するように切り替える。すると、洗浄液供給源１０から洗浄液が、一方の洗浄液供給路１１を通して第１液供給路４に供給され、また、他方の洗浄液供給路１１を通して第２液供給路７に供給され、それぞれ混合機２側に供給される。混合機２内において混合された混合液は、洗浄液に押されてドレンパイプ１６から廃液用容器１８に排出される。また、第１液供給路４に供給された洗浄液及び第２液供給路７に供給された洗浄液は、混合機２内を通ってドレンパイプ１６から廃液用容器１８に排出される。これに伴い、第１液供給路４の接続点４ａから混合機２までの間、第２液供給路７の接続点７ａから混合機２までの間、及び混合機２内からドレン弁１４までの間が洗浄液にて洗浄される。さらに、スプレイガン１７を吐出操作することで、混合液供給路１５及びスプレイガン１７内の混合液を排出させる（洗浄実行機能）。

また、本実施形態の二液塗装機１００が備える制御装置２０は、上記のような洗浄報知機能及び洗浄実行機能に加え、電源スイッチ３５に対するインターロック機構を備えている。ここでは、混合液供給路１５内を流通する液体の比重をフィードバックし、その測定比重値に基づいて当該液体が洗浄液であると判断されない限り、電源スイッチ３５の閉状態を開状態に移行するスイッチが実行できないものとされている。

以下、上記制御装置２０が有するインターロック機構について図２を参照しつつ説明する。
まず、電源スイッチ３５において電源をＯＦＦとする操作が行われると、制御装置２０に電源ＯＦＦ信号が供給される。
制御装置２０は、電源ＯＦＦ信号を受けると（Ｓ１）、比重計３０の測定値Ｇｍを読取る（Ｓ２）。そして、比重測定値Ｇｍが０．９以上の場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、供給路１５を流通する液体が混合液であると判断し、インターロック状態を継続する（Ｓ４）。つまり、電源スイッチ３５における開状態及び閉状態の間の移行が実行不能とされるため、当該二液塗装機１００への電力供給が停止されることなく継続され、例えば図示しない表示器等にエラー信号が報知される。

一方、比重測定値Ｇｍが０．９未満の場合（Ｓ３：ＮＯ）、供給路１５を流通する液体が洗浄液であると判断し、インターロック状態を解除する（Ｓ５）。つまり、この場合は、電源スイッチ３５における開状態及び閉状態の間の移行が実行可能とされ、当該二液塗装機１００への電力供給が停止されることとなる（Ｓ６）。

このように本実施形態の二液塗装機１００は、洗浄実行機能に加えて、電源スイッチ３５のインターロック機構を備えているため、洗浄実行機能による混合液供給路１５の洗浄が行われる前に、電源スイッチ３５がＯＦＦされて当該二液塗装機１００への電力供給が停止されてしまうことを防止できるものとなっている。

つまり、供給路１５内の液体の比重を測定する比重計３０を備え、その比重計３０による比重測定結果に基づいて、供給路１５内の液体が混合液であると判断された場合には、電源スイッチ３５における開状態及び閉状態の間の移行を実行不能する制御を行うものとしているため、少なくとも供給路１５内に混合液が残っている状態で電源スイッチ３５が操作され、当該二液塗装機１００への電力供給が停止される不具合を解消することが可能とされている。その結果、供給路１５内に残存した混合液が硬化してしまう不具合発生を防止することができるのである。

一方、比重計３０による比重測定結果に基づいて、供給路１５内の液体が洗浄液の比重であると判断された場合には、電源スイッチ３５における開状態及び閉状態の間の移行を実行可能とする制御を行うため、供給路１５が確実に洗浄された場合のみに電源スイッチ３５を操作でき、当該二液塗装機１００の作動停止を実行できるものとされている。

以上、本発明の一実施の形態を示したが、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、次のように態様も本発明に含まれる。

上記実施形態では、液状態判定手段として比重計（比重測定手段）３０を混合液供給路１５の途上に設けたが、例えば図３に示すように粘度計（粘度測定手段）３０ａを液状態判定手段として設けることもできる。粘度計３０ａは、混合液供給路１５内の液体の粘度を測定するものであり、例えば振動式、超音波式、細管式などを用いることができ、供給路１５内を流通する液体（ここでは混合液若しくは洗浄液）の粘度に相当する電気信号を出力するものである。なお、第１液たる塗料（主剤）と第２液たる硬化剤とを混合機２にて混合して得た混合液の粘度は１５ｍＰａ・ｓ以上となるものとされている。また、洗浄液たるシンナの粘度は１５ｍＰａ・ｓ未満、具体的には１ｍＰａ・ｓ〜１０ｍＰａ・ｓ程度（１ｍＰａ・ｓ未満もあり得る）とされている。

このような粘度計３０ａを用いた場合のインターロック機構について図４を参照しつつ説明する。
まず、電源スイッチ３５において電源をＯＦＦとする操作が行われると、制御装置２０に電源ＯＦＦ信号が供給される。
制御装置２０は、電源ＯＦＦ信号を受けると（Ｓ１１）、粘度計３０ａの測定値Ｖｍを読取る（Ｓ１２）。そして、粘度測定値Ｖｍが１５ｍＰａ・ｓ以上の場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、供給路１５を流通する液体が混合液であると判断し、インターロック状態を継続する（Ｓ１４）。つまり、電源スイッチ３５における開状態及び閉状態の間の移行が実行不能とされるため、当該二液塗装機１００への電力供給が停止されることなく継続され、例えば図示しない表示器等にエラー信号が報知される。

一方、粘度測定値Ｖｍが１５ｍＰａ・ｓ未満の場合（Ｓ１３：ＮＯ）、供給路１５を流通する液体が洗浄液であると判断し、インターロック状態を解除する（Ｓ１５）。つまり、この場合は、電源スイッチ３５における開状態及び閉状態の間の移行が実行可能とされ、当該二液塗装機１００への電力供給が停止されることとなる（Ｓ１６）。

このように比重計を粘度計とする以外にも、例えば、ポットライフ時間が経過して洗浄を行う必要があると判断された場合に、アラーム２１における報知を行うばかりでなく、制御装置２０により、供給路１５を強制的に洗浄するものであっても良い。

また、第１液（塗料）と第２液（硬化剤）を混合機２へ供給する場合、それらを交互に混合機２へ供給して混合する方式に限られず、第１液と第２液を定められた流量で連続的に混合機２へ供給して混合する方式であっても良い。

また、本発明は、第１液（塗料）と第２液（硬化剤）のみを混合させるものに限られず、これらに第３液も混合させるものにも適用できる。混合する液体としては、塗料に限らず、接着剤などの他の液体でも良い。

本実施形態の二液塗装機の全体構成を示すブロック図。 本実施形態の二液塗装機の制御装置が行う制御内容を示すフロー図。 変形例に係る二液塗装機の全体構成を示すブロック図。 変形例に係る二液塗装機の制御装置が行う制御内容を示すフロー図。

符号の説明

２…混合機（混合手段）、１０…洗浄液供給源（洗浄液供給手段）、１５…混合液供給路（供給路）、１７…スプレイガン（吐出手段）、２０…制御装置（制御手段）、３０…比重計（比重測定手段、液状態判定手段）、３０ａ…粘度計（粘度測定手段、液状態判定手段）、３５…電源スイッチ、１００…二液塗装機（多液混合装置）

Claims (7)

1. 第１液と、前記第１液を硬化させるための第２液とを混合する混合手段と、
   前記第１液と前記第２液との混合液を吐出する吐出手段と、
   前記混合液を前記混合手段から前記吐出手段へ供給するための供給路と、
   前記供給路を洗浄する洗浄液を当該供給路に供給する洗浄液供給手段と、
   前記供給路内の液体の状態を判定する液状態判定手段と、
   開状態と閉状態とを有し、前記閉状態の場合に当該多液混合装置に作動電力を供給する一方、前記開状態の場合に当該多液混合装置に作動電力を供給しないものとする電源スイッチと、
   前記液状態判定手段による判定結果に基づいて、前記供給路内の液体が前記混合液であると判断された場合に、前記電源スイッチにおける開状態及び閉状態の間の移行を実行不能とし、前記供給路内の液体が前記洗浄液であると判断された場合に、前記電源スイッチにおける開状態及び閉状態の間の移行を実行可能とする制御手段と、
   を備えることを特徴とする多液混合装置。
2. 前記液状態判定手段が、前記供給路内の液体の比重を測定する比重測定手段であることを特徴とする請求項１に記載の多液混合装置。
3. 前記混合液の比重が０．９以上、前記洗浄液の比重が０．９未満であり、
   前記制御手段は、前記比重測定手段により測定された比重が０．９以上の場合に、前記電源スイッチにおける開状態及び閉状態の間の移行を実行不能とし、前記比重測定手段により測定された比重が０．９未満の場合に、前記電源スイッチにおける開状態及び閉状態の間の移行を実行可能とすることを特徴とする請求項２に記載の多液混合装置。
4. 前記液状態判定手段が、前記供給路内の液体の粘度を測定する粘度測定手段であることを特徴とする請求項１に記載の多液混合装置。
5. 前記混合液の粘度が１５ｍＰａ・ｓ以上、前記洗浄液の粘度が１５ｍＰａ・ｓ未満であり、
   前記制御手段は、前記粘度測定手段により測定された粘度が１５ｍＰａ・ｓ以上の場合に、前記電源スイッチにおける開状態及び閉状態の間の移行を実行不能とし、前記粘度測定手段により測定された粘度が１５ｍＰａ・ｓ未満の場合に、前記電源スイッチにおける開状態及び閉状態の間の移行を実行可能とすることを特徴とする請求項４に記載の多液混合装置。
6. 前記第１液が塗膜用主剤を含み、前記第２液が前記塗膜用主剤を硬化させる硬化剤を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の多液混合装置。
7. 前記洗浄液は、その最大含有成分がシンナであることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の多液混合装置。

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