JPS6190765A - 多液塗装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は多液塗装装置の塗料搬送経路内に発生する異常
流量を検知する方法に関するものであり、詳細には塗料
搬送経路の異常を早期に発見し、かつ塗装品質の不良を
少なくする方法に関するものである。

従来の技術 ２液以上の多液で供給される塗料としては例えば、ポリ
エステル樹脂とイソシアネート樹脂から成るウレタン樹
脂塗料、又はエポキシ樹脂とポリアミド樹脂から成るエ
ポキシ樹脂塗料等がある。

これらの塗料は混合後の可使時間が短い場合が多く、製
造ラインで塗装される場合には頻繁な調合の手間を省く
為、第一槽には主剤用塗料、第二槽には硬化剤用塗料と
２液別々に用い、塗装機直前で、もしくは塗装機から出
た直後に混合されるようにして塗装されていた。この方
法により可使時間に気を使う必要は無く、塗装機の洗浄
もほんの一部分のみでよく、作業者の負担が大きく軽減
されていた。またこの長所を生かし、触媒又は促進剤等
を第３成分とし、３液としても使用されている。この場
合は硬化乾燥性が大きく向上し、作業の能率向上に貢献
している。

［発明が解決しようとする問題点］ 多液形態で供給される塗料は、その多液が定められた量
に正確に配合された場合に最も優れた性能を発揮するも
のである。ところが従来の多液塗装法においては、例え
ば主剤用塗料中にシリカ系等の研磨性材、料が配合され
ている場合等に、この主剤を供給する装置が摩耗し、硬
化剤側との流量比が変化して塗膜の品質が初期と異なっ
てくることがあった。また沈降性材料を配合した塗料を
使用するとこの材料が塗料搬送経路内に沈澱し、流量比
が変化したり、極端な場合には塗料の供給が不可能とな
る場合もあった。このような問題点を解決するものとし
て特開昭５２−２７６１に見られるような、流量センサ
ーを使用して各液体の流量を測定し、その結果に基づい
て流量を制御する方法が提供されている。この方法によ
れば例えば一つの塗料搬送経路内に沈澱物が堆積して流
量が少なくなった場合にはその供給装置の供給量を増し
て流量を維持することが自動的に行なわれる。

すなわち各液体の流量及びその比率は常に予じめ−３一 定められた範囲内に入るように考えられている。

しかしながらこの方法では流量センサ一部の一次側にお
いて例えば塗料搬送経路内の接合部等で塗料の漏れが発
生して流量が少なくなった場合でも流量センサーが流量
低下を検知して所定の流量まで供給量が増加される。従
って塗装された塗膜は品質を維持するが塗料の漏れはそ
のまま放置されていた。また塗料搬送経路内に空気が混
入して流量が少なくなった場合にも上記と同様に塗料の
供給量が増加されるだけであった。そしてこの混入した
空気が泡となって塗膜に残り、塗膜乾燥後にピンホール
等の不良として発見される迄この原因に気付かず製品の
塗装不良が多く発生する場合もあった。

本発見は上記問題点に鑑みなされたものであり、多液塗
装方法における塗料搬送経路の異常を早期に発見する方
法を提供することを目的とする。

［問題点を解決する為の手段］　　　　　　　　　　　
　　一本発明は、多液形態で供給され、各液体が別個に
搬送され、各液体の流量比を一定に保ちながら混合して
塗装する多液塗装方法において、各液体のうち少なくと
も一つの液体はその流量が測定され、該流量が予じめ定
められた設定範囲からはずれた場合に全液体の供給を停
止することを特徴とする。

本発明にいう多液とは２液以上の液体を使用するものを
いう。このような形態で供給される塗料には特に制限は
無く、主として常温架橋硬化型塗料が使用されるが、溶
媒揮発乾燥型塗料でもよい。

例えばウレタン樹脂塗料を使用する場合には通常２液と
され、第一一にはポリエステル樹脂から成る主剤が、第
二槽にはイソシアネート樹脂から成る硬化剤が用いられ
る。この場合あらかじめ主剤及び硬化剤の一方又は両方
にシンナーを添加して混合時に塗装粘度となるように一
整したものが用いられるが、第一槽及び第二槽に主剤及
び硬化剤の原液を用い、第三槽にシン゛ナーを用いて３
液が混合時に塗装粘度となるようにすることもできる。

また同様に例えば硝化綿う針刃−等を塗料とシンナーを
分けて２液として用いることもできる。

上記多液塗料を塗装機へ供給する供給装置には従来の方
法がそのまま使用できる。例えばプランジャーポンプ、
ギヤポンプ等のポンプ、または重力落下方式等が使用で
きるが、なかでも供給量の微調整が可能なギヤポンプが
特に望ましい。

多液はポンプ等から供給された後樹脂ホース又はパイプ
等で搬送される。ここで樹脂ホースは耐溶剤性に優れた
テフロン製が望ましく、パイプは腐食性に優れたステン
レス製が望ましい。搬送された多液は例えば−装機の直
前で混合（内部混合）されて塗装されるか、また例えば
塗装機から出てから混合（外部混合）されて塗装される
。多液はできる限り均一に混合される必要があることか
ら、混合は内部混合が望ましく、なかでもほとんど完全
な混合が期待できｉスタティックミ￥サーを使用するこ
とが望ましい。

塗装機は従来の塗装機がその゛まま使用でき、例えばエ
アースプレー、エアレススプレー、静電塗装機等が使用
できる。

本発明の最大の特色は、各液体のうち少なくとも一つの
液体の流量が測定され、該流量が予じめ定められた設定
範囲からはずれた場合に全液体の供給を停止するところ
にある。ここで流量の測定方法としてはまず流量センサ
ーを使用する方法があり、その流量センサーとしては一
般的な容積式センサー、タービン式センサー等が使用で
きる。

また前記した特開昭５１−２７６１に見られるように、
搬送中の液体に熱インパルスを与え、一定距離離れた下
流の熱センサーで該インパルスを検知し、その時間差で
流量を測定する方法、或いは超音波流速センサー等があ
り、いずれも各液体の流れを妨げず好ましい方法である
。また８液の供給にギヤポンプを使用した場合にはギヤ
の回転数を検知するセンサー等から流量を算出すること
ができ、プランジャーポンプを使用した場合には単位時
間当りのピストンの往復回数を検知するセンサー又は圧
力センサー等により流量を算出することができる。これ
らの流量センサーの測定とポンプの作動状況の測定を併
用することは特に望ましいことである。

上記センサーによる検知は定期的に行なう必要があり、
その時間間隔はできるだけ短いほうが望ましい。

上記センサーの信号は制御装置へ送られる。この制御装
置はセンサーの信号を解析して８液の流量を算出する信
号解析部と、その算出結果から供給装置を制御する信号
を送る指令部とから構成され、マイクロコンピュータ−
を使用するのが望ましい。

流量の設定範囲を決める条件としてはまず塗料の配合比
がある。塗料は例えば主剤と硬化剤の比率が２対１、或
いは４対１等と決められている。

また塗装粘度を一定にする為には気温によってシンナー
等の添加量を変化させる必要があり、シンナー等を別に
供給する場合にはこの点も考慮しなければならない。ま
た被塗装物の面積、コンベアスピード及び希望膜圧等か
ら決定される吐出量も重要な条件である。

これらの条件から８液の最適流量が決定される。

さらに電圧の変動又はポンプの性能等から最適流量から
の幅が決まり８液の流量の範囲が設定される。なお注意
しなければならないことはスプレー塗装等の場合に塗料
を節約する為に、塗料の吐出がしばしば断続的に行なわ
れることである。塗料の吐出が断たれた場合には８液の
流量が全部はとんどゼロとなるから、この場合について
は設定範囲に含めておくことが望ましい。

流量が上記により設定された範囲からはずれた場合には
８液の供給が直ちに停止される。この時に同時に警報装
置が作動し作業者に異常を知らしめるようにすることが
望ましい。この警報装置としては赤ランプ、ブザー等が
あり、作業者の視覚と聴覚の両方に知覚させる事が望ま
しい。またこの時にどのセンサーが異常を検知したのか
がすぐわかるようにしておくことも好ましいことである
。

［作用］ 以下本発明の異常流量検知方法の作用を第１図に示すブ
ロックダイヤグラムに従って説明する。

まずセンサー１からの信号を制御装置２の信号解析部２
１が解析して液体の流量が算出される。

この結果液体の流量が予じめ定められた設定範囲からは
ずれていた場合には、指令部２２が供給装置３及び警報
装置４に信号を送り、８液の供給を停止し警報が発せら
れる。また該結果が設定範囲内にある場合には、指令部
２２が供給装置３に信号を送り液体の流量がより最適流
量に近づくように供給装置３が制御される。８液の流量
が全部ゼロの場合には何もしないが、一定時間この状態
が続いた場合には警報装置４が作動するようにしておく
ことが好ましい。

［実施例］ 以下具体的な実施例に基づいてさらに詳しく説明する。

第２図に本発明の異常流量検知方法の具体的な実施例に
係る塗装装置の概念図を示す。

塗料タンク０１にはウレタン樹脂塗料の主剤が投入され
、塗料タンク０２には該塗料の硬化剤が投入されている
。これらの塗料はモーター４１により駆動するギヤポン
プ４２によって混合室６１に搬送される。混合室６１で
ある程度混合された＝１０− 塗料はスタティックミキサー６２でさらに充分に混合さ
れ、スプレーガン７０によって塗装される。

そしてこの塗料搬送中においては流量センサー１１．１
２が各搬送系の流量を検知し、又、回転数センサー１３
．１４がギヤポンプ４２の１次側のギヤの回転数を検知
してその信号を制御装置１ｆ３０に送っている。制御Ｉ
装置３０は通常は該信号から各搬送系の流量を算出し最
適な流量となるようにギヤポンプ４２を駆動するモータ
４１を制御しギヤポンプ４２の回転数を制御しているが
、該信号に異常が認められた場合にはモーター４１を停
止させ、警報装置５０を作動させるように仕組まれてい
る。ここで流量センサー１１．１２としては特開昭５２
−２７６１の方法を使用し、回転数センサー１３．１４
には周波数式デジタル計数センサーを使用している。ま
た制御装置３０゛にはマイクロコンピュータ及びデジタ
ルコンパレーターを使用している。

次に第３図にブロックダイヤグラムにて上記実施例に係
る塗装装置の主要部を説明する。

センサ一部１０は流量センサー１１．１２及び回転数セ
ンサー１３．１４と、これらのセンサーからの信号に所
定の処理を行なって制御装置３０へ出力する信号処理回
路１５とから構成される。

制御装置３０はセンサ一部１０及びキーボード２０から
の電気信号を信号解析部３２へ受渡す入力インターフェ
イス３１と、入力インターフエイ・スを介して入力され
た電気信号を処理し、流量を算出して出力信号を発する
信号解析部３２と、信号解析部３２からの電気信号によ
り予じめ定められたプログラムによって供給装置４０或
いは供給装置４０及び警報装置５０へ制御信号を発する
流量指令部３３及び警報指令部３４から成る指令部と、
指令部からの電気信号を供給装置４０と警報装置５０へ
受渡す出力インターフェイス３５とから成る電気回路で
ある。

供給装置４０は制御装置３０からの電気信号により制御
されるモーター４１と、モーター４１と　　　　５ギヤ
を介して連動するギヤポンプ４２とから構成される装置 号により点灯する赤ランプ５１と、赤ランプの点灯と同
時にスイッチが入るブザー５２とから構成される。

次に第４図、第５図及び第６図に示す制御装置の処理の
内容のフローチャート図を参照しながら本発明のいうの
実施例に係る塗装装置の作用を説明する。

第２図の塗料タンク０１に投入された主剤及び塗料タン
ク０２に投入された硬化剤はその比率が４対１で混合さ
れた時に最適な塗装粘度となり、かつ最高の性能を発揮
するように調整されている。

また本実施例において被塗物の塗り面積、コンベアスピ
ード、塗着効率及び希望膜圧等から計算された塗料の吐
出量は３００ミリリットル／分であり、すなわち主剤が
２４０ミリリットル／分、硬化剤が６０ミリリットル／
分の流量で搬送されるのが最適である。そしてこの流量
を得る為のギヤポンプの一次側のギヤの回転数は１２０
ｒＤｍと３Ｏｒｐｍであることがわかっている。これら
の最適流量及び回転数から電圧の変動及び誤差等を見込
んで流量の設定範囲を主剤が２４０±１０ミリリットル
／分で一次側のギヤの回転数が２４０±５　ｒ　ｐｍ，
硬化剤が６０±５ミリリットル／分で一次側のギヤの回
転数が３０±３ｒｐｍと定めた。

上記によって設定された流量の範囲は予じめステップ１
００によりキーボードから入力され、制御装置内部のメ
モリーに記憶されている。ここで説明を簡単にする為に
最適流量をＦ１最適回転数をＲとし、設定範囲の流量の
幅を１１回転数の幅をｒとする。すなわち設定範囲は各
Ｆ＋ｆ，．．Ｒ±ｒと表される。

以上により準備が整い運転が開始される。まずステップ
２００で主剤塗料の搬送経路に設けてある流量センサー
からの電気信号が処理されて入力され、ステップ２０１
で流量Ｌが算出される。ステプ２０２において流量Ｌは
ステップ１００で入力され記憶されて□いる最適流量Ｆ
と比較され、その大小によって３種類の処理が行なわれ
る。

まず流！Ｌが最適流量Ｆより大きい場合にはステップ２
０３で変数Ｍは１とされ、ステップ２０４で流量りは設
定範囲の上限Ｆ＋ｆと比較される。

ここで流量りが上限Ｆ＋ｆより大きい場合には異状と判
断され、第６図のステップ５００でポンプが停止され、
ステップ５０１でブザーが鳴りステップ５０２で赤ラン
プが点灯してステップ５０３で作業者の点検を待つ。

流量りが最適流量Ｆより小さい場合はステップ２０５で
変数Ｍは−１とされ、ステップ２０６で流量りは設定範
囲の下限Ｆ−ｆと比較される。ここで流量りが下限Ｆ−
ｆより小さい場合ステップ２０７で流量りがＯかどうか
確かめられ、流１ｍが０でない場合には異状と判断され
ステップ５００〜５０３の異状処理がなされる。

上記以外の場合、すなわちステップ２０２で流ｆｉｌが
最適流量Ｆと同じである場合（ステップ２０９で変数Ｍ
はＯとされる）、ステップ２０４及びステップ２０６で
流量りが設定範囲Ｆ＋ｆにある場合及びステップ２０７
で流ＭＬがＯの場合は異状処理が成されず次のステップ
へ進む。なお、ステップ２０７で流ｍ　ｌ−がＯで、か
つステップ２０８で一つ前に検知・算出された同塗料の
流量Ｌ′がＯの場合は何もしないが、それ以外の場合は
異状処理が行なわれる。

次にステップ３００で主剤塗料を供給するギヤポンプの
一次側のギヤに設けである回転数センサーからの電気信
号が処理されて入力され、ステップ３０１で回転数Ｎが
算出される。ステップ３０２において回転数Ｎはあらか
じめ記憶されている最適回転数Ｒと比較され、その大小
によって３種類の処理が行なわれる。

まず回転数Ｎが最適回転数Ｒより大きい場合にはステッ
プ３０４で回転数Ｎは設定範囲の上限Ｒ＋ｒと比較され
る。ここで回転数Ｎが上限Ｒ＋ｒより大きい場合には異
状と判断されステップ５００〜ステツプ５０３の異状処
理が行なわれる。

回転数Ｎが最適回転数Ｒより小さい場合にはステップ３
０５で回転数Ｎは設定範囲の下限Ｒ−ｒと比較される。

ここで回転数Ｎが下限Ｒ−ｒより小ざい場合には異状と
判断されステップ５００〜ステップ５０３の異状処理が
行なわれる。

回転数Ｎが最適回転数Ｒと同じである場合には主剤塗料
の流量検知は終了し硬化剤塗料の流量検知に移る。

上記以外の場合すなわちステップ３０４及びステップ３
０５で回転数Ｎが設定範囲Ｒ＋ｒにある場合にはステッ
プ４００で前述の変数Ｍの値が調べられ、Ｍ＝１すなわ
ち流ＭＬが最適流ＩＦより大きい場合にはステップ４０
１でギヤポンプのモーターの回転数が下げられ、ギヤポ
ンプ供給量が低下して主剤塗料の流量が減少する。Ｍ＝
−１すなわち流量りが最適流量Ｆより小さい場合にはス
テップ４０２でギヤポンプのモータの回転数が上げられ
、ギヤポンプの供給量が増加して主剤塗料の流量が増大
する。Ｍ＝Ｏすなわち流量りと最適流量Ｆが同値の場合
は何もしない。

上記により主剤塗料の流量検知は終了し次に硬化剤塗料
の検知に移る。硬化剤塗料の検知はステップ２００から
上記と全く同様に行なわれ、硬化剤塗料の検知が終了し
たらまた主剤塗料の検知に−１１′Ｔ　　　− 移り、塗装作業中これが繰り返されることになる。

この本発明の異常流量検知方法の具体的な実施例に係る
塗装装置により連続して８時間塗装作業を行ったがその
間の吐出量はほとんど一定であり得られた塗膜の品質も
優れていた。また途中空気が塗料搬送系に混入したが、
その空気がスプレーガンから吐出される前に警報装置が
作動し、事無きを得た。また故意に塗料ホースを指圧し
て流量を変化させたところ即座に警報装置が作動し正常
に機能していることが確認された。

［発明の効果］ 本発明の異常流量検知方法により流量センサーの設置位
置迄の塗料搬送路内に発生する塗料の漏れ、搬送経路の
つまり、空気の混入、塗料供給ポンプの故障、スプレー
ガンの故障等の異状が直ちに検知され、装置が自動停止
してブザー等で作業員がすぐその異状に気付き迅速な処
置が可能となる。その結果塗装不良が長期に渡って発生
することが防止され、またポンプの摩耗、ホースのつま
り等も早期に改善することが可能となって装置の寿命を
延ばす事ができ、また作業環境も向上する等本発明の効
果はきわめて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の異常流量検知方法の作用の概念的なブ
ロックダイヤグラム図、第２図、第３図、第４図、第５
図及び第６図は本発明の異常流量検知方法の実施例に係
る装置を表わしたものであり、第２図はその配置図、第
３図はそのブロックダイヤグラム図、第４図、第５図及
び第６図はそのフローチャート図である。 １１．１２・・・流量センサー １３．１４・・・回転数センサー ２．３０・・・制御装置 特許出願人　　　トヨタ自動車株式会社代理人　　　　
　弁理士　大川　穴 間　　　　　　弁理士　藤谷　修 同　　　　　　弁理士　丸山明夫 第１図 第５図 第６図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）多液形態で供給され、各液体が別個に搬送され、
   各液体の流量比を一定に保ちながら混合して塗装する多
   液塗装方法において、 各液体のうち少なくとも一つの液体はその流量が測定さ
   れ、該流量が予じめ定められた設定範囲からはずれた場
   合に全液体の供給を停止することを特徴とする異常流量
   検知方法。
2. （２）全液体の供給が停止した時にはほとんど同時に警
   報が発生する特許請求の範囲第１項記載の異常流量検知
   方法。
3. （３）流量測定は常時行なわれ、通常はこの測定結果に
   基づいて各液体の流量を一定に保っている特許請求の範
   囲第１項記載の異常流量検知方法。