JPS648582B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 開示技術は自動車製造工場の塗装工程等に於い
て複数配列したスプレーガンのノズルの個別の詰
りを監視する検出技術の分野に属する。

而して、この発明は塗装等の材料流体タンクに
配管を介して接続され、塗装ブース等に配管され
た複数のスプレーガンの所定位置に個別にノズル
詰りによるスプレー低調検知器が付設され、電気
的に検出回路に接続されて各個に監視するスプレ
ーガンのノズル詰り検出装置に関する発明であ
り、特に、該検知器がノズルからのスプレー噴射
音をピツクアツプするマイクロホンであつてスプ
レーガンの最適位置に固定され、各々リードケー
ブルを介して検出回路の上記複数のスプレーガン
の全基稼動状態と個別稼動状態の選択回路に接続
されて個々独立に検出音の音波信号を選択し、そ
の変化は次段接続の監視回路に接続され設定量以
上の変化では警報信号を発信する等にされている
スプレーガンのノズル詰り検出装置に係る発明で
ある。

＜従来技術＞ 周知の如く、機械製造等の多くの生産、サービ
ス工場等に於いては塗装ラインや洗浄ラインにス
プレーガンが用いられ、しかも、３基、10基と複
数配設されている態様が相当にある。

而して、該種複数スプレーガンの配設があるス
プレー工程では不測にして１基以上のスプレーガ
ンが独立にノズル詰りを起すことは避けられず、
単に定期、不定期の保守点検整備ではこれを防止
出来ないのが実情である。

これに対処するに、各スプレーガンがノズル詰
りを生じた時に該ノズル詰りを検出して警報を発
してこれを指示し、監視する装置が開発されては
いる。

それらの装置としては、例えば、ノズルを流過
する流体の流過量を流量計を介して検出し、その
流量の変化でノズル詰りを検出する態様や、ノズ
ル付近の気圧変化を圧力スイツチにより検出する
態様、ノズルよりのスプレーの動圧をリミツトス
イツチにより検出する態様等が採用されている。

＜発明が解決しようとする課題＞ さりながら、いづれの装置も各スプレーガンに
検出装置を設けるという前提条件があるにもかか
わらず、ノズル詰り検知専用の特殊性能を有する
ものとしては一般の市販品が用いられない不都合
さがあり、結果的にコスト高になる不利点があ
り、又、例えば、流量計検知装置では流路に介装
する機構部があることから、構造が極めて複雑に
なり該流量計自体も詰りを生ずる虞もあり、検知
装置自体の能力が欠落する欠点がある。

そして、圧力スイツチを装備する装置では圧力
変動が他のノズルからの影響を受け易く、個々の
検出装置の検出精度が設計通りに維持出来難い難
点があり、他の動圧検知方式の装置ではリミツト
スイツチを常設すると、流過流体がリミツトスイ
ツチに当たつて飛散し、流体が有効に使用され
ず、作業環境を汚染するという不具合があつた。

又、出願人の先願発明である、例えば、特願昭
55−130185号（特開昭57−54821号公報）発明等
にはスプレーガンにマイクロホンを音響的に結合
させ、ピツクアツプされた音波信号の変化を監視
して音波信号が所定量以上に亘つて変化した時ノ
ズル詰りと判定し、ノズル詰り信号を出力する検
出回路を備えたスプレーガンのノズル詰り検出装
置があるが、該種技術においては複数基のスプレ
ーガンを併設した場合に当該複数基のスプレーガ
ン全基稼動状態、或は、個別稼動状態における当
該全基のスプレーガンのノズル詰り異常を検出す
ることが経時的に、或は、時分割的に行えないと
いうデメリツトがあつた。

この発明の目的は上述従来技術に基づくスプレ
ーガン複数設置システムに於ける個別スプレーガ
ンのノズル詰り検出の問題点を解決すべき技術的
課題とし、スプレーガンに通常の一般市販のマイ
クロホンをスプレー噴射音ピツクアツプ検知器と
して用いてスプレーガンに付設し、スプレーの噴
射音を検知するようにし、スプレー、及び、その
流路には何ら支障を与えず、しかも、検知音波の
濾波選択、そして、検出監視が容易、且つ、正確
に行えるようにして機械製造産業における塗装、
洗浄等の技術利用分野に益する優れたスプレーガ
ンのノズル詰り検出装置を提供せんとするもので
ある。

＜課題を解決するための手段・作用＞ 上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とす
るこの発明の構成は前述課題を解決するために、
材料流体タンクに接続された複数のスプレーガン
の各々に付設されたスプレー低調検知器が電気的
に検出回路に接続されているスプレーガンのノズ
ル詰り検出装置であつて、上記検知器がスプレー
噴射音ピツクアツプマイクロホンであり、各スプ
レーガンの所定部位に固設されると共に前記検出
回路の複数基のスプレーガンの全基稼動状態と個
別稼動状態の選択回路に電気的に接続され、而し
て、該選択回路は検出信号監視回路に接続されて
いるスプレーガンのノズル詰り検出装置としたも
のである。

＜作用＞ そして、複数のスプレーガンが稼動され、材料
流体をノズルから噴出し、その間各スプレーガン
の所定部位に付設固定常設置されたマイクロホン
によりスプレー噴射音が常時ピツクアツプされ、
その検知音波の出力信号は検知回路の選択回路に
入力されて各マイクロホンの検知音波を選択し、
選択音波の所定周波数帯域のみを濾波器により通
過させ、音量（音圧）変化検知の場合は監視回路
の比較回路で基準電圧と比較して出力電圧が設定
基準電圧より低い時は警報を発するようにし、或
は、音質（周波数分布）変検知の場合は監視回路
の周波数分布回路で分布が設定量より少くなれば
警報を発するようにしノズル詰りを示しそれに対
処するように技術的手段を講じたものである。

＜実施例＞ 次に、この発明の実施例を図面に基づいて説明
すれば以下の通りである。

第１図に示す実施例は自動車製造工場の塗装ブ
ースでの自動車の車体に対する液体塗料をスプレ
ーする態様であり、１はこの発明の要旨を成すノ
ズル詰り検出装置であつて、スプレー材料として
の塗装用塗料２がタンク３に貯溜されており、該
塗料２には圧送ポンプ４がフイルタ５を介して臨
まされ、該ポンプ４に対しては圧力調整器６を介
して圧力空気源７が接続されている。

而して、図示しない塗装ブース内にて所定に各
各併設された個々周知のエアレスタイプのスプレ
ーガン８₁，８₂，８₃…８ｎはポンプ４に対して
手動弁９₁，９₂，９₃…９ｎを介装する分岐配管
１０₁，１０₂，１０₃…１０ｎにより手動弁１１
を有する基幹配管１２を介して接続されている。

又、圧力空気源７と圧力調整器６を接続する空
気配管１３から分岐された空気配管１４には電磁
弁１５₁，１５₂，１５₃…１５ｎを介装する空気
配管１６₁，１６₂…１６ｎが分岐されて上記各ス
プレーガン８₁，８₂，８₃…８ｎに接続され、そ
れらの各ニードルバルブを開閉するようにされて
いる。

そして、該各スプレーガン８₁，８₂，８₃…８
ｎにはそのノズル１７₁，１７₂，１７₃…１７ｎ
のスプレー噴射１９₁，１９₂，１９₃…１９ｎの
音波を最もピツクアツプし易い部位にスプレー低
調検知器としての市販の所定のマイクロホン２０
_１，２０₂，２０₃…２０ｎが固設されており、
各々リード線２１₁，２１₂，２１₃…２１ｎを介
して検出回路２２の適宜選択回路２３に接続され
ている。

尚、マイクロホン２０₁，２０₂，２０₃…２０
ｎの付設については対応するスプレーガン８₁，
８₂，８₃…８ｎの外表面、或は、内部に直接取り
付けても良いが、ノズル１７₁，１７₂，１７₃…
１７ｎの近傍に別設しても良く、要はスプレー噴
射１９₁，１９₂，１９₃…１９ｎの音波を電気的
にピツクアツプ出来るような最適位置姿勢の付設
で良い。

而して、選択回路２３には図示しないが周知の
自動接点切換機構が手動切り換え自在にされて設
けられており、例えば、10秒間隔でリード線２１
_１，２１₂，２１₃…２１ｎを切り換え接続し、該
選択回路２３に対するマイクロホン２０₁，２０
_２，，２０₃…２０ｎからの検知スプレー噴射１９
_１，１９₂，１９₃…１９ｎのピツクアツプ音波信
号を順次サイクル裡に選択入力し、或は、手動で
任意に所望のマイクロホン２０₁，２０₂，２０₃
…２０ｎのいづれか１つからのピツクアツプ音波
信号を選択入力させることが出来るようにされて
スプレーガン８₁，８₂，８₃…８ｎの複数基が同
時稼動状態の場合のピックアツプ音波の全量の検
出を可能にしている。

又、スプレーガン８₁，８₂，８₃…８ｎが単基
づつ稼動される場合は、電磁弁１５₁，１５₂，１
５₃…１５ｎの図示しない制御装置による選択開
閉によるニードルバルブの開閉操作になることを
利用し、該電磁弁１５₁，１５₂，１５₃…１５ｎ
に対する図示しないリード線から分岐併列したリ
ード線によりリード線２１₁，２１₂，２１₃…２
１ｎの選択回路２３に対する接続を制御し、全て
のピツクアツプ音波検出を行うように出来る。

而して、第１図に示す実施例において検出回路
２２はピツクアツプ音波に対してその音量（音
圧）検出態様を示しており、選択回路２３は周知
設計の濾波器２４に接続されて予め設定されて範
囲の周波数帯域のみの音波が通過されるようにさ
れており、更に、該濾波器２４は通過音波信号の
音量（音圧）に比例した出力電圧Ｖを発生させる
増幅器２５に接続されている。

又、次段の検出信号監視回路としての比較回路
２６は該増幅器２５に接続されると共に基準電圧
発生回路２７にも接続され、ノズル詰りのない状
態での、即ち、正常塗装状態での検知ピツクアツ
プ音量相当電圧V₀より低い基準電圧Ｖ発生回路
２７から入力されるようにすると共に該増幅器２
４よりの現実の検知ピツクアツプ音量電圧Ｖを入
力されて比較し、Vs＜V₀では次段接続の出力回
路２８に出力信号を送信せず、Vs≧V₀では送信
するようにされている。

そして、該出力回路２８に接続された警報回路
２９は該Vs≧V₀の場合の出力信号を受けた場合、
警報ブザー、警報ランプ等の警報装置を作動する
ようにされている。

勿論、増幅器２５の周波数帯域、及び、基準電
圧発生回路２７の基準電圧Vsは適宜調整可能に
されている。

上述構成において、図示しない制御装置を介し
て各スプレーガン８₁，８₂，８₃…８ｎが順次各
個に、或は、複数同時に稼動され、図示しないワ
ークに対してスプレー噴射１９₁，１９₂，１９₃
…１９ｎを行つて塗装作業をすると、該スプレー
噴射１９₁，１９₂，１９₃…１９ｎに伴う音波は
対応するマイクロホン２０₁，２０₂，２０₃…２
０ｎによりピツクアツプされリード線２１₁，２
１₂，２１₃…２１ｎを介して選択回路２３に入力
される。

而して、該選択回路２３に於けるピツクアツプ
音波信号の選択は前述の通りに全基稼動状態の選
択、或は、個別稼動状態の選択で行われ、或は、
所望に応じ手動で任意のマイクロホン２０₁，２
０₂，２０₃…２０ｎに対して行われる。

そして、選択回路２３で順次選択されたピツク
アツプ音波は濾波器２４にて設定周波数帯域のみ
が通過して増幅器２５で検知音量（音圧）に対応
する電圧として比較回路２６に入力され基準電圧
発生回路２７からの基準電圧Vsと比較される。

そこで、各スプレーガン８₁，８₂，８₃…８ｎ
が正常に稼動している状態であると、先述の如
く、ピツクアツプ検知音波信号による増幅器２５
からの音量出力信号はＶ（Ｖ＞V₀）であるので、
基準電圧発生回路２７からの設定基準電圧である
Vsに対しVs＜Ｖとなり、検出回路２２での出力
回路２８へは出力信号が発信されず、したがつ
て、警報回路２９は作動しない。

而して、いづれか少くとも、１つのスプレーガ
ン８₁，８₂，８₃…８ｎのノズル１７₁，１７₂，１
７₃…１７ｎが目詰りを起こし、スプレー噴射１
９₁，１９₂，１９₃…１９ｎが低調化すると、ピ
ツクアツプ音波の音量（音圧）は低下するため、
増幅器２５からの出力電圧ＶはV₀より低下し、
したがつて、比較回路２６でVs＞Ｖとなり、比
較回路２６から詰り検出信号が出力回路２８に入
力され、該出力回路２８から警報信号が出力され
て警報回路２９を作動し、警報ベル、警報ランプ
等を作動する。

それにより、作業者はノズルの目詰りを知り、
ノズルクリーニング作業を行つたり、或は、図示
しない自動クリーニング装置を動作制御する等適
宜に対処する。

次に、上述実施例に則す実験例を示す。

スプレーガン：エアレスタイプ自動スプレーガ
ンを４基併設して順次１基づ
つ稼動する。

その際の塗料吐出圧は60
Kg／cm²であつた。

マイクロホン：コンデンサマイク４個、各１個
を対応エアレススプレーガン
表面にビス止め後モールド固
定した。

増 幅 器 ：正常出力電圧V₀を3.0Vにセツ
ト。

実 験 ：ノズルに詰りが発生し、塗装パ
ターンが50％に減少した時増
幅器の出力電圧2.2V検出。

ノズルが完全に詰つた時、
出力電圧1.7V検出（塗装ブ
ース内フアン音、隣接スプレ
ーガン騒音等の外乱条件あ
り）。

結 果 ：いづれの場合も、基準電圧発生
回路の基準電圧Vsを種々変
えることにより、ノズル詰り
をあらゆる段階で検出するこ
とが可能であることが分つ
た。

次に、第２図に示す実施例は自動車製造工場に
於ける静電塗装の態様であり、−90KV程度の高
圧が高圧発生器３０₁，３０₂，３０₃…３０ｎよ
りケーブル３１₁，３１₂，３１₃…３１ｎを介し
て印加されている複数基の静電塗装用のスプレー
ガン３２₁，３２₂，３２₃…３２ｎが前述実施例
同様に複数基同時に、或は、順次独立に個々に稼
動されるようにされ、タンク３３からの図示しな
い溶液形塗料は電磁弁３４₁，３４₂，３４₃…３
４ｎを介し送給配管３５₁，３５₂，３５₃…３５
ｎより各スプレーガン３２₁，３２₂，３２₃…３
２ｎに送給され、高圧空気源３６から電磁弁３７
_１，３７₂，３７₃…３７ｎを介し、空気配管３８
_１，３８₂，３８₃…３８ｎより送給される高圧空
気でノズル３９₁，３９₂，３９₃…３９ｎからス
プレー噴射４０₁，４０₂，４０₃…４０ｎとして
図示されないワークに塗着されるようにされてい
る。

当該実施例におけるスプレー低調検知器として
のマイクロホン２０₁，２０₂，２０₃…２０ｎが
前述実施例同様所定に各スプレーガン３２₁，３
２₂，３２₃…３２ｎに付設されており、リード線
２１₁，２１₂，２１₃…２１ｎを介して、検出回
路２２′の前述同様の選択回路２３に接続されて
スプレー噴射４０₁，４０₂，４０₃…４０ｎのピ
ツクアツプ音波を電気的に入力して前述実施例同
様に各個に順次選択し、濾波器２４に入力し、設
定周波数帯域の周波数を通過させ、増幅器２５で
検知音波の音量（音圧）Ｖを出力するようにして
いる。

而して、当該実施例においては前述実施例と異
なり、検出信号監視回路としてメータリレー４１
を増幅器２５と警報回路２９の次段出力回路２８
との間に介装して接続し、設定電圧Vsに対して
増幅器２５の出力電圧Ｖが小さくなつた時該メー
タリレー４１から出力回路２８に出力信号が出て
ノズル詰り警報信号を出すようにされている。

次に、当該第２図に示す静電塗装における実施
例に則す実験例を以下に示す。

スプレーガン：自動スプレーガン３基を併設
し、順次１基づつ稼動させ、
その時の空気吐出圧は３Kg／
cm²であつた。

マイクロホン：小型コンデンサマイク３基を各
スプレーガンに表面ビス止め
した後モールド固定した。

濾 波 器 ：最初通過域を1KHz〜10KHzに
設定し、次に2.5KHz〜3.5K
Hzに設定。

増 幅 器 ：正常塗装状態での出力電圧を
3.0Vに設定。

実 験 ：最切濾波器通過域を1KHz〜
10KHzにしてノズルの完全詰
り状態での出力電圧測定で
2.5V出力。

（これは前述実施例より低い
が、これはスプレーガンから
常時霧化用空気、及び、パタ
ーン調整用空気が出ているた
めである。）又、ピツクアツ
プ検知音波信号を周波数分析
した結果、3KHz付近で正常
時と詰り時において音圧に著
しい差がみられた。次に、濾
波器通過域を2.5KHz〜3.5K
Hzにしたところ完全ノズル詰
り時に増幅器出力は1.9Vと
なり高い検出差が得られた。

結 果 ：いづれの場合も、ノズル詰りは
確実に検出され、尚、周波数
帯域は塗料粘度、霧化空気
圧、パターン調整用空気圧、
スプレーガンの型式等により
変化するため塗装条件により
最適範囲に調整することが必
要である。

尚、この発明の実施態様は上述２実施例の如く
音量（音圧）変化検出の他に、周波数分布変化検
出態様も可能である。

即ち、スプレー噴射に伴つて生ずる目詰りでは
音量（音圧）変化と共に周波数分布（音質）も変
化するものであり、この検出には第１図実施例に
おいて比較回路２６、基準電圧発生回路２７に代
え、又、第２図実施例においてはメータリレー４
１に代えて周知の適宜周波数分析器を介装すれば
良い。

そして、スプレーガンの作業対象は塗装以外に
洗浄、殺菌等種々の作業が適用可能である。

＜発明の効果＞ 以上、この発明によれば、機械製造工場等に於
ける塗装、洗浄、殺菌等に使用する複数基併設の
スプレーガンのノズル目詰り検出装置において、
該スプレーガンにスプレー噴射音ピツクアツプ可
能な最適位置にマイクロホンを付設し、検出回路
の複数スプレーガンの全基稼動状態と個別稼動状
態の選択回路に接続し、該選択回路は検出信号監
視回路に接続するようにしたことにより、基本的
に複数のスプレーガンから噴出し、流過する塗料
等の流体の流れに何ら干渉することなく、したが
つて、スプレーの能力を損うことなく、しかも、
目詰りによる音量変化、周波数分布変化等を確実
に検出することが出来る優れた効果が奏される。

又、ピツクアツプ音波は目詰りに応じて発生源
に於いて適確に鋭敏に発生するため、マイクロホ
ンにより逃すことなくキヤツチすることが出来る
効果もある。

更に、マイクロホンを含めて検知回路に機械的
可動部が全くないために振動、揺動、変位がな
く、そのため、故障も生ずることなく、保守点検
整備も少くて済む効果がある。

そして、マイクロホンは市販のもので良いた
め、コススト的に安くて済み、検知回路も通常の
選択回路、濾波回路増幅器、メータリレー、周波
数分析器等を用いることが出来、特殊な構造のも
のを用いないで済む経済上の利点がある。

加えて、検出は電気的に行われるので、ケーブ
ルを介してブースから離隔した部位で検知し、塗
装ミスト、騒音等から遮断される効果があるうえ
に応答が瞬時、且つ、正確に、しかも、増幅さ
せ、監視もし易いという効果がある。

而して、この発明においては複数基併設のスプ
レーガンの各々に設けたスプレー噴射音ピツクア
ツプマイクロホンが、検出回路の該複数基のスプ
レーガンの全基稼動状態と個別稼動状態の選択を
行う選択回路に電気的に接続したことにより、上
記複数基のスプレーガンが全基稼動状態であつて
も選択回路により所定サイクルで各スプレーガン
付設のマイクロホンによるピツクアツプ音波検出
信号を選択的に入力させ、又、個別稼動状態に対
しても各スプレーガン付設のマイクロホンによる
ピツクアツプ検出信号を選択して入力させること
が出来るために、全基のスプレーガンが同時稼動
状態で作動させられている場合にも全基のスプレ
ーガンの目詰りを確実に、且つ、正確に検出する
ことが出来るという優れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示すものであり、第
１図は１実施例の概略模式図、第２図は別の実施
例の概略模式図である。 ７，３３…タンク、８₁〜８ｎ，３２₁〜３２ｎ
…スプレーガン、２０₁〜２０ｎ…検知器（マイ
クロホン）、２２，２２′…検出回路、１，１′…
検出装置、２３…選択回路、２６，４１…監視回
路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 材料流体タンクに接続された複数のスプレー
   ガンの各々に付設されたスプレー低調検知器が電
   気的に検出回路に接続されているスプレーガンの
   ノズル詰り検出装置において、上記検知器がスプ
   レー噴射音ピツクアツプマイクロホンであつて各
   スプレーガンの所定部位に固設されると共に前記
   検出回路の上記複数のスプレーガンの全基稼動状
   態、個別稼動状態の選択回路に電気的に接続さ
   れ、而して該選択回路は検出信号監視回路に接続
   されていることを特徴とするスプレーガンのノズ
   ル詰り検出装置。