JP5557437B2 - 粉体供給装置及び粉体塗装装置 - Google Patents

Description

この発明は、粉体静電塗装における粉体供給装置及びその粉体供給装置を用いた粉体塗装装置に関する。

粉体静電塗装に際し、粉体容器からエアインジェクタ、エアポンプ等の粉体搬送装置によって粉体を吸引し、吸引した粉体をそのまま粉体塗装ガンに搬送する粉体供給装置及びこれを用いた粉体塗装装置は従来から知られている（特許文献１、特許文献２）。

前記の粉体容器としては、粉体を収納した段ボール箱又は段ボール箱等の外容器内に収納したプラスチック製袋（プラスチックライナー）等が用いられる。このような簡易な粉体容器を使用した粉体塗装装置は、色替え時の粉体容器の交換が容易であることから、色替え時間の短縮を図ることができるメリットがある。

前記従来の粉体供給装置について、エア系統を示した図７に基づいて説明する。この装置は、段ボール等により構成された粉体容器１と、吸引部２及び排出部３を備えたエアインジェクタ等の粉体搬送装置４と、前記吸引部２に接続された吸引管５と、その吸引管５の吸引口６の近傍に設けられた流動部材７を備える。流動部材７は、通気性ある多孔素材によって構成される。

また、エア系統として、前記粉体搬送装置４に圧縮エアを供給する駆動エア経路８と制御エア経路９、流動エア経路１０を備える。流動エア経路１０は開閉弁１１を介して流動エア管１２に接続される。流動エア管１２の下端に前記の流動部材７が取り付けられる。

前記駆動エア経路８、制御エア経路９及び流動エア経路１０は、それぞれ調圧弁１３、１４、１５を介して圧縮エア源１６に接続される。

なお、前記粉体搬送装置４の排出部３にホースを経て粉体塗装ガン（図示省略）が取り付けられる。

駆動エア系路８及び制御エア経路９を通じて粉体搬送装置４に圧縮エアを供給すると、粉体容器１内の粉体が吸引口６から吸引され、排出部３に排出される。排出部３に接続された粉体塗装ガンから帯電した粉体が被塗装物に対し吐出される。

この場合、粉体の塊りが吸引口６に入ると、粉体の塊りが吸引口６を閉鎖して粉体塗料の吐出に断続（いわゆる息継ぎ）を生じさせ、また塗装表面に粉体塗料の小塊（いわゆるブツ）を生じさせる原因となる。これを防止するために、前記流動部材７から流動エアを噴出させ、吸引口６近傍の粉体を流動化させ、粉体の塊りが生じないようにしている。
特開平４−２２６２１５号公報 特開平５−３２９４０６号公報

前記従来の粉体塗装装置において、被塗装物の大きさや形状等に応じて粉体塗料の吐出量を変更する場合は、調圧弁１３を操作して駆動エアの供給量を調整する。この調整によって粉体塗装ガンからの吐出量が多くなると、塗装表面にブツが発生したり、吐出の息継ぎが生じたりして塗装不良を生じるおそれがある。

このため、流動部材７から粉体内部に噴出させる流動エアの量を、調圧弁１５を操作し、粉体の吐出量に応じた最適の流動エア量となるように調整する必要がある。

このように、従来の粉体塗装装置においては、駆動エアの供給量（すなわち、粉体の吐出量）の調整に応じてその都度流動エア量も調整しなければならない不便があった。

そこで、この発明は、流動エアの供給量を駆動エアの供給量の調整に連動させることにより、流動エアの調整が不要であるようにした粉体供給装置及びこれを用いた粉体塗装装置を提供することを課題とする。

前記の課題を解決するために、この発明に係る粉体供給装置は、粉体容器と、前記粉体容器内の粉体を吸引搬送する粉体搬送装置と、前記粉体搬送装置の吸引口近傍の粉体を流動させる流動部材と、前記粉体搬送装置に圧縮エアを供給する駆動エア経路と、前記流動部材に圧縮エアを供給する流動エア経路を備えた粉体供給装置において、前記駆動エア経路が調圧弁を介して圧縮エア源に接続され、前記流動エア経路が前記調圧弁の下流側の駆動エア経路を分岐して設けられた構成を採用したものである。

駆動エア経路から分岐された前記流動エア経路に絞り弁を介在させた構成を採ることができる。

また、前記の粉体搬送装置、流動部材及びこれらに付属した前記のエア経路の一部がそれぞれ昇降筒に一体に設けられ、前記昇降筒が装置本体に対し上下動自在に支持された構成を採ることができる。

前記粉体容器が、振動装置を備えた振動台上に載置された構成を採ることができる。

前記昇降筒が、前記粉体搬送装置の吸引部に接続された吸引管によって構成され、その吸引管の下端に前記吸引口、上端に前記粉体搬送装置がそれぞれ設けられ、前記吸引管に前記流動エア経路が挿通され、前記吸引口から露出した前記流動エア経路の下端部に前記流動部材が取り付けられた構成を採ることができる。

前記昇降筒の下端に昇降ヘッドが設けられ、前記昇降ヘッドの内部に前記粉体搬送装置が設けられ、前記昇降ヘッドに前記粉体搬送装置の吸引部及び排出部にそれぞれに連通された吸引口と排出口が設けられ、前記昇降ヘッドの吸引口の近傍に設けられた開口部に前記流動部材が取り付けられ、前記排出口に接続された排出管が前記昇降筒に挿通された構成を採ることができる。

前記粉体搬送装置が、エアインジェクタである構成を採ることができる。

また、前記の課題を解決する粉体塗装装置は、前述の各構成を備えた粉体供給装置と、その粉体供給装置の排出部に接続された粉体塗装ガンによって構成されたものである。

この場合の粉体塗装ガンとして、コロナ帯電式ガン又は摩擦帯電式ガンのいずれかを採用することができる。

この発明によれば、粉体容器内の粉体を部分的に流動させる流動エア経路が、粉体を吸引搬送する駆動エア経路から分岐して設けられているので、被塗装物の変更によって粉体の吐出量を変化させるために駆動エアの供給量を調整すると、その調整に連動して流動エアの供給量を自動的に最適値に調整することができる。

また、駆動エアの供給量と流動エアの供給量のバランスが常に維持され、これにより粉体の安定した供給を行うことができる。

以下、この発明を実施するため実施の形態を添付図面に示した実施例によって説明する。

図１から図３に示した実施例１は、粉体供給装置及びこれを含んだ粉体塗装装置を示している。台車２１上にスプリング２２によって支持された振動台２３が設けられ、その振動台２３の下面に振動装置２４が付設される。振動台２３上に段ボール製の粉体容器２５が載置される。粉体は、粉体容器２５に直接収納される場合と、粉体容器２５内のプラスチック袋（プラスチックライナー）に収納される場合がある。

前記台車２１上に装置本体２６が固定され、その装置本体２６に制御盤２７及び水平に突き出した支持アーム２８が設けられる。

前記支持アーム２８の中間部分にガイドリング２９が設けられ、そのガイドリング２９に吸引管３１が上下動自在に挿通される。ガイドリング２９には、径方向に調整ネジ３２がねじ込まれ（図２参照）、これによって吸引管３１に所要の制動力が付与されるようにしている。

吸引管３１の上端には支持台３３が設けられ、その支持台３３に粉体搬送装置（この実施例１においてはエアインジェクタ３４）が取り付けられる。吸引管３１の上端は、支持台３３を貫通してエアインジェクタ３４の吸引部に連通される。吸引管３１の下端は粉体容器２５の内部に達する。下端の開放端が吸引口３５となる。

前記吸引管３１の内部に流動エア管３７が余裕をもって挿通され、その流動エア管３７の下端が吸引口３５から外部に露出し、その露出した下端に通気性の多孔素材からなる流動パッド３８が設けられる。流動パッド３８は、吸引口３５の下方近傍に位置する。

流動エア管３７の上端部は、前記支持台３３の部分において吸引管３１の外部に引き出される。

なお、前記の吸引管３１、その上端に設けられた支持台３３、エアインジェクタ３４、流動エア管３７及び流動パッド３８の組み合わせを吸排セット４０と称することとする。

次に、エア系統について説明する。図１及び図３に示したように、前記のエアインジェクタ３４の所定のポートに駆動エア経路４１及び制御エア経路４２が接続される。これらのエア経路４１、４２は、それぞれ調圧弁４３、４４を介して圧縮エア源４５に接続される。

また、前記駆動エア経路４１から分岐して流動エア経路４６が設けられる。この流動エア経路４６は、絞り弁４７及び開閉弁４８を介して前記の流動エア管３７に接続される。前記エアインジェクタ３４の排出部４９には、図１に示したように、ホース５１を介してコロナ帯電式又は摩擦帯電式の粉体塗装ガン５２が接続される。

以上の説明のうち、ホース５１及び粉体塗装ガン５２を除いた部分が「特許請求の範囲」にいう粉体供給装置であり、ホース５１及び粉体塗装ガン５２まで含めた全体が粉体塗装装置である。また、「特許請求の範囲」において、一般的に「昇降管」と称している部材は、この実施例１においては、吸引管３１がこれに相当する。

この発明の実施例１は以上のようなものであり、前記ガイドリング２９に上下動自在に挿通された吸排セット４０の吸引管３１の下端部を粉体容器２５内部の粉体５３の内部に差し込む。吸排セット４０は、粉体５３が流動化された際に、その自重で次第に下降するよう調整ネジ３２による制動力が調整される。

被塗装物に応じて調圧弁４３、４４を調整するとともに、開閉弁４８を開いて流動エア経路４６を形成し、これらのエア経路に圧縮エア源４５から圧縮エアを供給する。また、流動エア経路４６においては、絞り弁４７を操作して、粉体の状況、粉体の吐出量等に応じて流動エアの供給量を調整する。

振動装置２４を作動させることによって、振動台２３上に載置された粉体容器２５内の粉体５３は、全体的に流動化されるが、粉体の小塊は粉砕できない場合がある。

前記の小塊は、吸引口３５の近傍において流動パッド３８から噴出される流動エアによる部分的な流動化によって粉砕される。このため、粉体は吸引口３５を詰まらせることがなく円滑に吸引され、吸引管３１、エアインジェクタ３４、その排出部４９及びホース５１を経て粉体塗装ガン５２から塗装対象物に吐出される。前記のように流動パッド３８から噴出される圧縮エアによって粉体中の小塊は粉砕されるので、塗装面に、いわゆるブツが生じることがない。

塗装の進行に伴い粉体容器２５内の粉体５３が減少すると、流動部分の位置も次第に下降するので、その下降に伴い吸排セット４０がその自重で下降する。吸排セット４０の下降速度は、粉体の減少に伴う流動部分の下降速度と一致するよう、ガイドリング２９の調整ネジ３２により調整される。

塗装対象の変更等により、調圧弁４３を操作して駆動エア量を調整し粉体塗装ガン５２からの吐出量を変化させた場合、その調整に応じて流動エアの量がこれに連動して同時に調整されるため、流動エアの供給量を独自に調整する必要はない。

図４及び図５に示した実施例２の粉体供給装置及び粉体塗装装置の基本的な構成は前記実施例１の場合と同様である。相違するのは、吸排セット４０の部分であるので、ここでは主として吸排セット４０について説明し、他の部分については、同一部分に同一符号を付して示すにとどめ、その説明を省略する。

この場合の吸排セット４０は、昇降管５４、その下端に設けられた昇降管ヘッド５５及び前記昇降管５４の上端に接続された継手管６１とから構成される。昇降管ヘッド５５の内部に後述の所要の部材が収納一体化されている。昇降管５４は、支持アーム２８のガイドリング２９に上下動自在に挿通される。

昇降管ヘッド５５は、図５に示したように、昇降管５４の下端に一体に設けられたケース状の部材であり、下端の底壁７０の外側にテーパ状のパッド装着部５６が設けられ、側面に吸引口５７が設けられる。前記パッド装着部５６に流動パッド５９が装着される。

昇降管ヘッド５５の内部にエアインジェクタ５８が設置され、前記吸引口５７とエアインジェクタ５８の吸引部６２との間にエアダクト６３が設けられる。また、昇降管ヘッド５５の隔壁７１に排出口７２が設けられ、エアインジェクタ５８の排出部６４と排出管６５がその排出口７２において接続される。排出管６５は昇降管５４の内部に収納され、前記の継手管６１においてホース５１に接続される。

前記継手管６１に設けた２ヵ所のポートから駆動エア経路６６及び制御エア経路６７が昇降管５４に引き込まれる。これらのエア経路６６、６７はさらに昇降管ヘッド５５に引き込まれ、それぞれエアインジェクタ５８の所定ポートに接続される。

前記の駆動エア経路６６の終端部分おいて、これから分岐されて流動エア経路６8が設けられる。その流動エア経路６８の途中に絞り弁６９が介在される。流動エア経路６８は、底壁７０の取り付け穴に設けた継手７３によって流動パッド５９に接続される。

実施例２は以上のように構成され、前記実施例１の場合と同様に、振動装置２４を作動しながら各エア経路６６、６７に圧縮エアを供給して粉体容器２５内の粉体５３を吸引搬送させ、粉体塗装ガン５２から塗装対象に対し粉体を吐出させる。

このとき、駆動エア経路６６から分岐された流動エア経路６８、絞り弁６９を経て流動エアが流動パッド５９から噴出される。その流動エアによって吸引口５７の近傍の粉体が流動化され、粉体の小塊が粉砕される。その他、粉体塗装ガン５２からの粉体の吐出量に応じて、吸排セット４０がその自重で下降すること、さらに、駆動エアの供給量の調節に連動して流動エアの供給量が自動的に調整されることは、前記実施例１の場合と同様である。

[実験例]
「背景技術」の項に示した従来例の粉体塗装装置と、実施例１、２の粉体塗装装置との吐出の安定性、吐出量についての比較実験を行った結果を以下に示す。

１． 従来例
表１及び表２に、従来例の場合のエア流量及び吐出量についての測定結果を示す。

２．実施例１、２
表３及び表４に、実施例１、２の場合のエア流量及び吐出量についての測定結果を示す。

３.吐出量の比較
吐出量曲線を示すと図６の通りである。

４．実験結果の考察
従来例の場合は、流動エア圧を一定にしてインジェクタの排出量を増加させると、息継ぎ状態が発生して安定した塗装ができない場合があった。これに対し、実施例１、２の場合は、インジェクタに供給する駆動エアの増加（粉体吐出量の増加）に対応して流動エアの供給量が連動して増加し、ほぼ比例して吐出量が安定し、また、粉体塗装ガンの息継ぎ状態も見られなかった。

実施例１の粉体塗装装置の一部省略断面図 同上の一部拡大断面図 同上のエア系統図 実施例２の粉体塗装装置の一部省略断面図 同上の一部拡大断面図 吐出量曲線を示すグラフ 従来例のエア系統図

符号の説明

２１ 台車
２２ スプリング
２３ 振動台
２４ 振動装置
２５ 粉体容器
２８ 支持アーム
２９ ガイドリング
３１ 吸引管
３４ エアインジェクタ
３５ 吸引口
３７ 流動エア管
３８ 流動パッド
４０ 吸排セット
４１ 駆動エア経路
４２ 制御エア経路
４６ 流動エア経路
４７ 絞り弁
５１ ホース
５２ 粉体塗装ガン
５３ 粉体
５４ 昇降管
５５ 昇降管ヘッド
５７ 吸引口
５８ エアインジェクタ
５９ 流動パッド
６６ 駆動エア経路
６８ 流動エア経路
６９ 絞り弁

Claims (9)

1. 粉体容器と、前記粉体容器内の粉体を吸引搬送する粉体搬送装置と、前記粉体搬送装置の吸引口近傍の粉体を流動させる流動部材と、前記粉体搬送装置に圧縮エアを供給する駆動エア経路と、前記流動部材に圧縮エアを供給する流動エア経路を備えた粉体供給装置において、
   前記駆動エア経路が調圧弁を介して圧縮エア源に接続され、前記流動エア経路が前記調圧弁の下流側の駆動エア経路を分岐して設けられていることを特徴とする粉体供給装置。
2. 前記駆動エア経路から分岐された前記流動エア経路に絞り弁を介在させたことを特徴とする請求項１に記載の粉体供給装置。
3. 前記の粉体搬送装置、流動部材及びこれらに付属した前記のエア経路の一部がそれぞれ昇降筒に一体に設けられ、前記昇降筒が装置本体に対し上下動自在に支持されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の粉体供給装置。
4. 前記粉体容器が、振動装置を備えた振動台上に載置されたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の粉体供給装置。
5. 前記昇降筒が、前記粉体搬送装置の吸引部に接続された吸引管によって構成され、
   その吸引管の下端に前記吸引口、上端に前記粉体搬送装置がそれぞれ設けられ、前記吸引管に前記流動エア経路が挿通され、
   前記吸引口から露出した前記流動エア経路の下端部に前記流動部材が取り付けられたことを特徴とする請求項３又は４に記載の粉体供給装置。
6. 前記昇降筒の下端に昇降管ヘッドが設けられ、前記昇降管ヘッドの内部に前記粉体搬送装置が設けられ、
   前記昇降管ヘッドに前記粉体搬送装置の吸引部及び排出部にそれぞれに連通された吸引口と排出口が設けられ、
   前記昇降管ヘッドの吸引口の近傍に設けられた開口部に前記流動部材が取り付けられ、
   前記排出口に接続された排出管が前記昇降筒に挿通されたことを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載の粉体供給装置。
7. 前記粉体搬送装置が、エアインジェクタであることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の粉体供給装置。
8. 前記請求項１から７のいずれかに記載の粉体供給装置と、その粉体供給装置の粉体排出部に接続された粉体塗装ガンによって構成されたことを特徴とする粉体塗装装置。
9. 前記粉体塗装ガンが、コロナ帯電式ガン又は摩擦帯電式ガンのいずれかであることを特徴とする請求項８に記載の粉体塗装装置。
   

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