JPS6017250Y2 - 塗布剤流量制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は塗布剤流量制御装置に関し、より詳細には、塗
布剤供給源から塗布機へ供給される塗布剤の供給量を常
時予め定められた一定量に制御するための装置に関する
。

例えば塗装作業においては、被塗装物の塗りむらを防止
したり美感を生ぜしめるための品質管理上、また塗り過
ぎを防止して塗料の使用量の節減をはかる省資源的立場
から、被塗装物の塗装膜厚を一定に維持することが望ま
しく、そのため、塗料供給源から塗装機に供給される塗
料の供給量を常時予め定められた一定量に維持制御する
ことが要求される。

そこで従来は、塗料供給ポンプとして定容量ポンプを使
用したり、塗料供給源から塗装機に供給される塗料の供
給圧を一定に維持する等、種々の方式が採用されている
。

しかしながらこれら従来の方式では、通常、塗装作業で
は１台の塗料供給ポンプに対して複数個の塗装機が使用
されること、複数個の塗装機を使用した場合にはその各
々の塗装機に塗料を供給する供給管の管内抵抗がまちま
ちで、仮に塗料の供給圧を一定に維持しても各々の塗装
機に一定量の塗料が供給されるとは限らないこと、前記
供給量の管内抵抗は塗装機の使用状態や供給管の曲がり
具合等でその時々で変化すること、さらに−年を通じて
の温度変化や、一日の朝、昼、夕方の温度変化により塗
料の粘度が変化し、その粘度変化によって塗料供給量が
かなり増減すること等の種々の条件が重なり合って、満
足いく塗料供給状態を得るには至っていない。

温度による粘度変化に対応するため、その時の温度に応
じた塗料供給圧力を段階的に選択する方式も採用されて
いるが、この方式は、塗装機の使用状態の変化や塗料供
給管の詰り等、他の原因による塗料供給量の変化に対し
ては対応できない。

本考案は以上の様な状況に鑑みてなされたものであって
、本考案の目的は、種々の塗布条件の変化にもかかわら
ず、塗布剤供給源から塗布機へ供給される塗布剤の供給
量を常時予め定められた−定量に維持制御できる装置を
提供することにある。

本考案の他の目的は、塗布剤と非接触の状態でその流量
を検出し、かつ塗布剤供給（噴出）の０Ｎ−ＯＦＦ制御
が行なわれても誤動作を起すことなく所定の一定量に塗
布剤供給量を維持制御できる装置を供給することにある
。

しかして本考案によれば、塗布剤供給源から塗布機に供
給される塗布剤の流量を検出しその流量に応じた信号を
出力する超音波を利用した流量検出部と、該流量検出部
からの信号を予め定められた基準信号と比較し、流量検
出部からの信号レベルが基準信号の許容レベルに達しな
い時または超えた時にそれに応じた信号を出力する信号
比較部と、該信号比較部からの信号によって動作し、前
記塗布剤供給源と塗布機との間に介装された塗布剤流量
制御弁の開度を調節する弁開度調節機構と、前記信号比
較部と弁開度調節機構との間に介装され、信号比較部か
ら弁開度調節機構に伝達される信号を所定の信号によっ
て断続するスイッチング機構とを具備して成ることを特
徴とする塗布剤流量制御装置が提供される。

すなわち、本考案による塗布剤流量制御装置は、塗布機
に供給される塗布剤の流量を常時監視しておき、その流
量が予め定められた流量からずれた場合には素早く流量
制御弁の開度を調節して流量の修正を行なうので、種々
の塗布条件の変化にもかかわらず、塗布機に供給される
塗布剤の供給量を常時予め定められた一定量に維持制御
することができる。

また、塗布剤の流量を超音波を用いて非接触で検出する
ので塗布剤の流れの障害となったり詰りの原因となった
りすることがなく、塗布剤によって検出部が侵されるこ
とがない。

さらに、塗布作業においては通常塗布剤供給（噴出）の
０Ｎ−ＯＦＦ制御が行なわれ、塗布機へ流れる流量がパ
ルス状あるいは脈動的に変動しそれに伴って流量検出信
号も変動するが、本考案の装置においては、塗布剤供給
の０Ｎ−ＯＦＦ制御信号と同期的に作動するスイッチン
グ機構によって流量制御の障害となる検出信号をカット
しているので、塗布剤供給の０Ｎ−ＯＦＦ制御が行なわ
れても誤動作を起すことなく所定の一定量に塗布剤供給
量を維持制御することができる。

本考案に使用される流量検出部は、検出部本体と検出器
（センサー）が一体的に組込まれたものでも良いが、実
用上は１台の検出部本体に分配器を介して複数個の検出
器（センサー）が分離接続できるようになっているもの
の方が望ましい。

また基準信号としてな、予め設定された固定信号でも良
いが、実用上は任意の供給量は随時容易に設定できるよ
うに段階的あるいは無段階的に可変できる信号となって
いることが望ましい。

本考案における弁開度調節機構としては、パルスモータ
−駆動機構や電空変換駆動機構等が好ましく採用される
。

以下に本考案を一実施例に基いて詳細に説明する。

第１図は本考案の装置を静電塗装装置に適用した場合の
一例を示すフローチャート（系統図）であって、塗料タ
ンク１内の塗料２は塗料供給ポンプ３によって塗料供給
路４を介して静電塗装機５に供給される。

前記塗料供給路４の途中には三方弁６が連結されており
、塗料供給ポンプ３から供給される塗料２を塗料供給路
４または塗料循環路７のいずれか一方向に切替え供給す
る。

塗料循環路７の途中には背圧弁８が連結されており、前
記三方弁６が切替え使用された場合に塗料供給ポンプ３
にかかる負荷がそれ程変動しない様に調整されている。

前記三方弁６には静電塗装機５から塗料供給路４を介し
て高電圧が漏洩印加されるおそれがあるので、三方弁６
は圧縮空気供給源９からの圧縮空気によって塗料０Ｎ−
ＯＦＦ制御部１０からの電気信号１こより電磁弁１１を
介して電気絶縁的に操作される。

三方弁６に高電圧が印加されるおそれのない場合には、
直接電気的に三方弁６を操作して良いことは言うまでも
ない。

また、前記塗料供給路４の途中には、静電塗装機５への
塗料２の供給量を調節制御するための流量制御弁１２が
配設されており、弁の開度を調節することによって塗料
２の供給量を正確に制御することができるようになって
いる。

前記塗料供給路４の途中には、第２図にて示される様に
、そこを流れる塗料２の流量を検出するための超音波発
信子１３および超音波発信子１３′を内蔵した検出器（
センサー）１４が、塗料供給管（本実施例の場合はポリ
エチレン管等の電気絶縁性のもの）４′の外側に付設さ
れており、超音波発信子１３から送信波１５を出しその
反射波１５′を受信子１３′にて受信するようになって
いる。

そして検出器（センサー）１４に接続された検出部本体
１６で前記送信波１５と反射波１５′の周波数の差を正
確に測定し、ドツプラー効果を利用して塗料供給路４を
流れる塗料２の流量を正確に検出し、その流量に応じた
電気信号を出力する。

１台の検出部本体１６で多数本の塗料供給路に流れる塗
料の流量を検出する場合には、検出部本体１６と検出部
１４との間に分配器（図示せず）を接続し、該分配器を
介して多数の検出部１４を接続して順次に検出を行なう
ことが可能である。

超音波を利用した流量検出法としては、上述したドツプ
ラー効果を利用したものの他に超音波の広幅する角度を
測定する方法等が知られているが、本考案の場合にはそ
れらの何れを採用しても良い。

前記流量検出部本体１６から出力された流量検出信号は
、塗料供給量設定部１７からの基準信号と信号比較部１
８において比較され、流量検出信号レベルが基準信号の
許容レベルに達しない時あるいは越えた時にはそれに応
じた電気信号が前記信号比較部１Ｂから出力される。

塗料供給量設定部１７からの基準信号は、段階的あるい
は無段階的に可変できるようになっており、それによっ
て塗料供給量を随時、任意に設定できる。

塗料供給量の設定は、上述のように基準信号のレベルを
変えることによっても行なえるが、基準信号を固定信号
または半固定信号としておき、流量検出信号の増巾ある
いは減衰率を可変とすることによって行なうことも可能
である。

信号比較部１８における流量検出信号と基準信号の比較
は、アナログ信号同志で比較されることもあるが、通常
は前記両信号をデジタル信号に変換してから比較される
。

前記信号比較部１８から出力された信号はスイッチング
機構１９を介して弁開度調節機構２０に伝達されて該弁
開度調節機構２０が動作し、前記流量制御弁１２の開度
が調節されて、塗料供給路４を流れる塗料２の流量（供
給量）が所定の値となるように自動的に修正、制御され
る。

流量制御弁１２には静電塗装機５から塗料供給路を介し
て高電圧が漏洩印加されるおそれがあるので、流量制御
弁１２は電気絶縁部材（例えばデルリンやＦＲＰ等の電
気絶縁材料製の軸材）や圧縮空気等によって電気絶縁的
に操作される。

流量制御弁１２に高電圧が印加されるおそれのない場合
には、直接電気的に流量制御弁１２を操作して良いこと
は勿論である。

また、流量制御弁１２と弁開度調節機構２０とを一体的
に構成することも可能であり、さらにそれらを塗装機の
中に組込むこともできる。

流量制御弁１２による流量〔供給量）の修正制御範囲を
越えた場合、あるいは制御ができなくなった場合には響
報を発するようになっていることが望ましい。

なお、塗装作業においては、被塗装物の形状および塗装
目的等に合わせて塗装機から塗料を噴出させたりその噴
出を停止させたりして塗料の噴出のＯＮ −ＯＦ Ｆ制
御が行なわれるのが常であり、本実施例の場合は、前記
塗料ＯＮ −ＯＦ Ｆ制御部１０からの信号により静電
塗装機５内のニードル弁（図示せず）および前記三方弁
６を動作させ、塗料の流れ方向を切替えることによって
塗料の噴出の０Ｎ−ＯＦＦ制御が行なわれる。

そしてそのため、塗料供給路４を流れる塗料の流れはパ
ルス状あるいは脈動的に変動し、それに伴ってその流れ
を検出する前記検出部本体１６からの流量検出信号も同
様に変動する。

実質的な流量変化とは本来無関係なそれらの信号変動に
よってその都度弁開度調節機構２０が動作していては、
弁開度調節機構２０の動作タイムラグ（指令信号を受け
てから所定の開度まで流量制御弁１２を調節するまでの
時間）のために、静電塗装機５に安定して一定量の塗料
を供給することができないので、本考案においてはこの
実施例に示すように、前記信号比較部１８と弁開度調節
機構２０との間に介装され塗料の噴出の０Ｎ−ＯＦＦ制
御信号と同期的に作動するスイッチング機構１９によっ
て、流量制御の障害となる前記信号変動分をカットして
いる。

すなわち、塗料０Ｎ−ＯＦＦ制御部１０から塗料噴出停
止の信号が静電塗装機５内のニードル弁および電磁弁１
１に伝達されると、その信号は同時にスイッチング機構
１９にも伝達され、該スイッチング機構１９が信号比較
部１８と弁開度調節機構２０との間の回路を開くので、
信号比較部１８からの信号が弁開度調節機構２０に伝達
されることはない。

従って、塗料の噴出が停止されて流量検出信号が塗料供
給管４を流れる流量がＯであることを表示し、信号比較
部１８から流量制御弁１２の開度を大とするような指令
信号が出ても、その信号は弁開度調節機構２０には伝達
されないので該弁開度調節機構２０は動作することはな
く、流量制御弁１２の開度は従前のままに保持される。

次いで、前記塗料ＯＮ −ＯＦ Ｆ制御部１０から塗料
噴出開始の信号が出されると、該信号は静電塗装機５内
のニードル弁および電磁弁１１に伝達されると同時に、
遅延回路２１を介しである時間経過後スイッチング機構
１９に伝達される。

すなわ゛ち、静電塗装機５のニードル弁が開き、電磁弁
１１が動作して三方弁６を動作させ、塗料の供給が開始
されてから塗料供給路４内を塗料が定常的に流れるよう
になるまではある時間（タイムラグ）を要するので、塗
料ＯＮ −ＯＦ Ｆ制御部１０とスイッチング機構１９
との間に介装した遅延回路２１によってスイッチング機
構１９が動作するのを遅らせ、塗料供給路４内を塗料が
定常的に流れるようになってからスイッチング機構１９
を動作させ信号比較部１８と弁開度調節機構２０との間
の回路を閉じるようになっている。

従って、弁開度調節機構２０は塗料噴出開始時の流量検
出信号の変動によっても影響を受けることはない。

遅延回路２１は、前述のように、塗料噴出停止信号に対
しては直ちにスイッチング機構１９に伝達し、塗料噴出
開示信号に対してはある遅延時間経過後スイッチング機
構１９に伝達するように動作する。

スイッチング機構１９としては、通常の電磁式リレーの
他にＳＣＲ等の半導体が好ましく用いられる。

なお、スイッチング機構１９として遅延リレーを用いた
場合には遅延回路２１は不要である。

以上に説明したような装置を使用して、有機溶剤型塗料
、水性塗料、メタリック塗料等の種々の塗料に対してそ
の都度塗料供給量を設定して実験を行なったところ、塗
料の粘度変化や塗料供給圧力の変動等の種々の塗装条件
の変化にもかかわらず、常時安定して塗料の供給量を一
定に維持制御することができた。

なお、本考案の装置は、空気霧化方式や液圧霧化方式、
遠心力霧化方式、静Ｎ霧化方式等の静電、非静電の各種
塗装装置、および塗油装置や加湿装置、さらに表面処理
液や各種薬液、黒鉛粉等の懸濁液、インク、染料等の各
種供給装置に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の装置を静電塗装装置に適用した場合の
一例を示すフローチャート（系統図）、第２図は本考案
による検出器（センサー）を取付けた塗料供給路の部分
断面図であって、１は塗料タンク、４は塗料供給路、５
は静電塗装機、１２は流量制御弁 １３は超音波発信子
、１３′は超音波受信子、１４は検出器（センサー）、
１６は検出部本体、１７は塗料供給量設定部、１８は信
号比較部、１９はスイッチング機構、２０は弁開度調節
機構を夫々示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 塗布剤供給源から塗布機に供給される塗布剤の流量を検
   出しその流量に応じた信号を出力する超音波を利用した
   流量検出部と、該流量検出部からの信号を予め定められ
   た基準信号と比較し、流量検出部からの信号レベルが基
   準信号の許容レベルに達しない時または越えた時にそれ
   に応じた信号を出力する信号比較部と、該信号比較部か
   らの信号によって動作し、前記塗布剤供給源と塗布機と
   の間に介装された塗布剤流量制御弁の開度を調節する弁
   開度調節機構と、前記信号比較部と弁開度調節機構との
   間に介装され、信号比較部から弁開度調節機構に伝達さ
   れる信号を所定の信号によって断続するスイッチング機
   構とを具備して戒ることを特徴とする塗布剤流量制御装
   置。