塗装システム
【課題】混合効率が良好で均一なカラー塗装を行うことができる塗装システムを提供する。
【解決手段】ベース塗料をスプレーガンまで供給する第１の供給ライン２と、ベース塗料とは異なる種類のカラー塗料を供給する第２の供給ライン３と、スプレーガン１の上流側に、ベース塗料とカラー塗料とを混合する混合機４が設けられ、この混合機により、ベース塗料とカラー塗料とを攪拌混合してスプレーガン１に供給する。そのため、混合効率を向上させて、均一な色合いの塗料を作成することができる。しかも、色替えのときは、第２の供給ライン３のカラー塗料のみを変更すればよいので、色替え作業も容易に行うことができる。
【解決手段】ベース塗料をスプレーガンまで供給する第１の供給ライン２と、ベース塗料とは異なる種類のカラー塗料を供給する第２の供給ライン３と、スプレーガン１の上流側に、ベース塗料とカラー塗料とを混合する混合機４が設けられ、この混合機により、ベース塗料とカラー塗料とを攪拌混合してスプレーガン１に供給する。そのため、混合効率を向上させて、均一な色合いの塗料を作成することができる。しかも、色替えのときは、第２の供給ライン３のカラー塗料のみを変更すればよいので、色替え作業も容易に行うことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶の外装材や土木建築の基礎材として使用されるコイル状鋼板などの塗装対象物に対して塗装を施こすための塗装システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の塗装システムでは、例えば、ベース塗料を塗料タンク内に注入し、硬化剤と混合して、ポンプを介してスプレーガンに送り、スプレーガンにより吹き付け塗装するのが一般的である。
【０００３】
また、色彩を施す場合、ベース塗料とカラー塗料とを塗料タンクに注入・混合し、そこからポンプを介してスプレーガンで吹き付け塗装するようにしているため、カラー塗料の色替は、前記塗料タンクに入っている塗料を全て抜き、塗料タンクを含む塗装機全体を洗浄した後に色替えしていた。
【０００４】
そのため、色彩を施す塗装において色替えをするのに、色替えの度に残存する塗料を除去しなければならず、残存塗料除去の手間、塗料ロス、除去した塗料の廃棄の問題があり、また、タンク、ホース、エアレスポンプ等、塗装ライン全てを洗浄する必要があり、ライン稼働時間のロス、或いは洗浄のために大量の有機溶剤を必要とし、有機溶剤を含む洗浄液の廃棄の問題及びコストが嵩むという問題があった。
【０００５】
特許文献１では、上記問題を解決するために、ベース塗料の供給ラインと、カラー塗料の供給ラインとをスプレーガンに接続し、そのガン先においてベース塗料にカラー塗料を添加、混合して吹付塗装を行うようにした。
【０００６】
これにより、色替えの際には、カラー塗料の入った容器及び該容器とスプレーガンとを接続するパイプのみを、入れ替え、洗浄等すれば足り、色替えの労力を軽減することができるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３４０７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１のように、ベース塗料とカラー塗料との混合を、スプレーガンの吐出口よりも先の位置、つまり、スプレーガンの吐出口外側で行われる、いわゆるガン先混合に代わる、新たな塗装システムの出現も望まれているところである。
【０００９】
本発明は、混合効率が良好で均一なカラー塗装を行うことができる、新たな塗装システムの提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の塗装システムは、ベース塗料をスプレーガンまで供給する第１の供給ラインと、前記ベース塗料とは異なる種類のカラー塗料を供給する第２の供給ラインと、前記スプレーガンの上流側に、前記ベース塗料と前記カラー塗料とを混合する混合機が設けられ、前記混合機により、ベース塗料とカラー塗料とが混合されて前記スプレーガンに供給されることを特徴としている。
【００１１】
上記構成によると、スプレーガンの上流側に混合機が設けられ、この混合機によりベース塗料とカラー塗料とが混合されてスプレーガンに供給されるので、混合効率を向上させて、均一な色合いの塗料を作成することができる。しかも、色替えのときは、第２の供給ラインのカラー塗料のみを変更すればよいので、色替えも容易に行うことができる。
【００１２】
混合機は、筒状のケーシングの内側に複数の規制板が軸方向に配列されたスタティックミキサーであり、内部の塗料流路が軸方向でジグザグ状に蛇行するよう、隣り合う規制板同士がケーシングの内周面から軸中心方向に交互に突出され、前記ケーシングの軸方向一側に前記ベース塗料の供給配管が接続され、前記ベース塗料供給配管の近くに前記カラー塗料の供給配管が接続される。
【００１３】
上記構成によると、複数の規制板が軸方向に配列されて、隣り合う規制板同士がケーシングの内周面から軸中心方向に交互に突出され、内部の塗料流路が軸方向でジグザグ状に蛇行するようにしているので、ベース塗料とカラー塗料とが攪拌混合される。
【００１４】
この場合、複数の規制板同士の間隔が相対的に長い第1の間隔と、それよりも短い第２の間隔とが設定され、第１の間隔と第２の間隔とが軸方向で交互に配列されている。
【００１５】
上記構成によると、間隔の異なる規制板間同士で、圧力変化を生じさせるので、流体の流れが意図的に変化し、混合効率を上げることができる。しかも、流体経路をジグザグ状に変化させることによって、さらに、混合効率を上げることができる。
【００１６】
また、別の混合機として、筒状のケーシング内に複数のミキシングギヤが互いに噛み合い、かつ回転可能に設けられたダイナミックミキサーを例示することができる。
【００１７】
上記構成によると、混合機としてダイナミックミキサーを採用した場合、高圧で、かつ流速が速いので、混合しやすくなる。しかも、ギヤ方式のため、ギヤを変更することにより注入量を変更することができる。
【００１８】
また、第２の供給ラインの混合機よりも上流側には、カラー塗料タンクから供給するカラー塗料のうち余分なカラー塗料を前記カラー塗料供給タンクに戻す戻りラインが分岐形成され、該分岐部にサーキュレーションバルブを設けることができる。このサーキュレーションバルブは制御部により制御される。制御部は、第１の供給ラインに設けられた流量計からの流量信号に基づいてベース塗料の流量を把握し、第２の供給ラインから混合機側に吐出するカラー塗料の流量を制御する。このとき、サーキュレーションバルブの制御は、弁体をパルス周波数的にオン・オフを繰り返し制御する。そうすると、バランスの取れた着色が可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のとおり、本発明によると、スプレーガンの上流側に設けられた混合機により、ベース塗料とカラー塗料とが混合されてスプレーガンに供給されるので、混合効率を向上させて、均一な色合いの塗料を作成することができる。しかも、色替えのときは、カラー塗料が供給される第２の供給ラインのみを変更すればよいので、色替えも容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態を示す塗装システムにおける吹付ステーションの斜視図
【図２】スタティック式混合機の分解斜視図
【図３】図２の混合機の断面図で、（ａ）は混合機の軸方向に沿って切断したときの縦断面図、（ｂ）は同図（ａ）に示す断面１の切断断面図、（ｃ）は同図（ａ）に示す断面２の切断断面図、（ｄ）は同図（ａ）に示す断面３の切断断面図、（ｅ）は同図（ａ）に示す断面４の切断断面図
【図４】図３における各通過流路Ａ〜Ｅの断面積を表わし、（ａ）は通過流路Ａの断面積、（ｂ）は通過流路Ｂの断面積、（ｃ）は通過流路Ｃの断面積、（ｄ）は通過流路Ｄの断面積、（ｅ）は通過流路Ｅの断面積をそれぞれ示す図
【図５】本発明の別のスタティック式混合機の塗装ラインを示す構成図
【図６】図５の混合機の概略断面図
【図７】図５の混合機の一部を開放した状態の斜視図
【図８】図５の混合機の下流側にスプレーガンを接続した状態を示す斜視図
【図９】本発明の第３の実施形態を示すダイナミック式混合機を用いた塗装システムの概念図
【図１０】（ａ）は図９のダイナミック式混合機の正面断面図、（ｂ）は同じく側面図
【図１１】図９のダイナミック式混合機の斜視図
【図１２】本発明の第４の実施形態を示す塗装システムの概念図
【図１３】エアシリンダ式パルスサーキュレーションバルブの概念図
【図１４】電気式パルスサーキュレーションバルブの概念図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
＜第１の実施形態＞
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態を示す塗装システムにおける吹付ステーションの斜視図である。
【００２２】
本実施形態の塗装システムは、図１に示すように、ベース塗料をスプレーガン１まで供給する第１の供給ライン２と、前記ベース塗料とは異なる種類のカラー塗料を供給する第２の供給ライン３と、前記スプレーガンの上流側に設けられ、前記ベース塗料と前記カラー塗料とを混合する混合機４とを備え、前記混合機４により、ベース塗料とカラー塗料とが混合されて前記スプレーガン１に供給される。
【００２３】
第１の供給ラインは、ベース塗料５を貯留するタンク７と、該タンクからスプレーガン１に至る配管路８と、該配管路８に介在されたエアレスポンプ９とを備えている（図９参照）。
【００２４】
タンク７には、ベース塗料が貯留される。ベース塗料は、顔料（例えば、グレー系顔料）を含む主剤、硬化剤および溶剤から構成される。
【００２５】
このベース塗料は、中継タンク７に一時的に貯留される。なお、主剤、硬化剤および溶剤の供給は、主剤の入ったコンテナ、硬化剤が入ったコンテナ、および溶剤の入ったコンテナ（共に図示せず）から配管および圧送ポンプを介してタンク７側に圧送され、タンク７内で攪拌機（図示略）により混合攪拌されて所望のベース塗料が得られる。あるいは、タンク７に至る供給路で混合機で攪拌混合されてタンク７に供給される。
【００２６】
この供給ラインにおいて、主剤、硬化剤および溶剤の配合割合は、供給ラインの途中に設けられた流量センサ（図示略）により流量が検出され、その信号に基づいて流量調整弁が作動して所望量の主剤、硬化剤および溶剤が供給される。
【００２７】
タンク７とスプレーガン１とは配管８により接続される。配管８の途中にはエアレスポンプ９が介在される。
【００２８】
スプレーガン１は、図1に示すように、吹付けステーション１２に配置される。タンク７の設置場所は、塗装対象物から搬送ラインから離れた場所に設定される。そのため、タンク７およびエアレスポンプ９の設置位置は、吹付けステーションから通常３０ｍ〜５０ｍ離れた場所に設定される。エアレスポンプ９は、通常１０ＭＰａ〜２０ＭＰａでベース塗料を圧送する。
【００２９】
スプレーガン１は、公知構造のエアレス式のスプレーガンであって、吹付けステーションにおいて、塗装対象物の搬送方向に直交する方向で往復動可能に設けられている。
【００３０】
この吹付ステーション１２には、第２の供給ライン３と混合機４とを備えている。第２の供給ライン３は、カラー塗料が収容されたタンク１３を備えている。カラー塗料は、例えば、顔料（ブラウン）に溶剤が混入されたものである。タンク１３から混合機４に至る供給配管１４には、圧送ポンプ１５が設けられる。その他、図９に示すように、逆止め弁１６、可変型の流量制御弁１７、圧力調整弁１８が介在され、所望の流量のカラー塗料が所定圧力で送出されるようになっている。
【００３１】
なお、図１に示す自動塗装機２０は、塗装対象物２１の搬送方向に多数配列された搬送用のローラコンベヤ２２と、該ローラコンベヤ２２を跨ぐように配置された門型の支柱２３と、該門型支柱２３のクロスレールに沿って塗装対象物２１の搬送方向と直交する方向で往復動自在とされたスプレーガン１とを備え、塗装対象物である鋼板２１がローラコンベヤ２２上を搬送されて門型支柱２３を通過する際に、スプレーガン１から噴出する塗料により塗装される。この門型支柱２３は、吹付けステーション１２を構成する。
【００３２】
図２はスタティック式混合機の分解斜視図、図３はその断面図である。図に示すように、混合機４は、筒状のケーシング２５の内側に複数の規制板２６が軸方向に配列されたスタティックミキサーである。隣り合う規制板２６同士は、ケーシング２０の内部の塗料流路が軸方向でジグザグ状に蛇行するよう、ケーシング２５の内周面から軸２７の中心方向に交互に突出されている。
【００３３】
ケーシング２５の軸方向一側の蓋２８には、ベース塗料の接続口２９が形成され、該ベース塗料側の接続口２９の近くにカラー塗料の供給接続口３０が形成され、夫々配管が接続されている。なお、図中、符号３１は、ケーシング２５の軸方向他側の蓋を示す。この蓋３１には、軸２７を挟んでベース塗料及びカラー塗料の供給口と対抗する位置に吐出口３２が形成されている。
【００３４】
そして、混合機４では、複数の規制板２６同士の間隔が相対的に長い第1の間隔Ｌ１と、それよりも短い第２の間隔Ｌ２とが設定され、第１の間隔Ｌ１と第２の間隔Ｌ２とが軸２７の軸方向で交互に配列されている。
【００３５】
図３に混合機の詳細を示す。同図（ａ）は混合機の軸方向に沿って切断したときの縦断面図であり、以後の図面における切断位置を図示している。断面１は、軸２７に沿って切断した場合であり、同図（ｂ）にその断面図を示す。
【００３６】
断面２は軸２７をこれに直交する方向で切断した場合であり、同図（ｃ）にその切断断面図を示す。
【００３７】
断面３は、片側の第１の規制板２６ａに沿って切断した場合であり、同図（ｄ）にその切断断面図を示す。
【００３８】
断面４は、他側の第２の規制板２６ｂに沿って切断した場合であり、同図（ｅ）はその切断断面図を示す。
【００３９】
ケーシング２５内の通過流路の断面積は、塗料供給側から順次通過流路断面積Ｃ⇒Ｄ⇒Ｃ⇒Ｅ⇒Ｃ⇒Ｄ⇒Ｃ⇒Ｅ⇒Ｃ⇒Ｄ⇒Ｃ⇒Ｅ⇒Ｃとなる。流路断面積Ｃ＝ケーシング２５の内周断面積―軸部の断面積、流路断面積Ｄ＝ケーシング２５の内周断面積―[第１規制板２６ａの断面積（軸部断面を含む）]、流路断面積Ｅ＝ケーシング２５の内周断面積―[第２規制板２６ｂの断面積（軸部断面を含む）]である。第１規制板２６ａの断面積と第２規制板２６ｂの断面積は等しいから、断面積Ｄ＝Ｅとなる。
【００４０】
ただ、第１の規制板２６ａと隣り合う第２の規制板２６ｂとの間隔は、相対的に長い第1の間隔Ｌ１と、それよりも短い第２の間隔Ｌ２とが設定され、第１の間隔Ｌ１と第２の間隔Ｌ２とが軸２７の軸方向で交互に配列されているので、それぞれの間隔Ｌ１、Ｌ２で特定される通過流路Ａと通過流路Ｂとでは、その容積が異なることになる。図３では、通過流路Ａは、通過流路Ｂよりも流路容積が大きく設定されることになる。そのため、通過流路Ａと通過流路Ｂとでは、圧力変動が生じ、かつ、軸方向に沿ったジグザグ状の流路となるので、ここを流れる塗料は十分攪拌混合されることになる。
【００４１】
図４は図３における各通過流路Ａ〜Ｅの断面積を表わす。同図（ａ）は通過流路Ａの縦断面積、（ｂ）は通過流路Ｂの縦断面積、（ｃ）は通過流路Ｃの横断面積、（ｄ）は通過流路Ｄの横断面積、（ｅ）は通過流路Ｅの横断面積をそれぞれ示す。
【００４２】
上記構成においては、第１の供給ライン２からベース塗料が混合機４に送られ、また、第２の供給ライン３からカラー塗料が混合機４の一側に送られる。そして、この混合機４で、ベース塗料とカラー塗料とが混合されてスプレーガン１に供給される。
【００４３】
混合機４は、筒状のケーシング２５の内側に複数の規制板２６が軸方向に配列されたスタティックミキサーであり、内部の塗料流路が軸方向でジグザグ状に蛇行するよう、隣り合う規制板２６同士がケーシング２５の内周面から軸中心方向に交互に突出される。また、第１の規制板２６ａと隣り合う第２の規制板２６ｂとの間隔は、相対的に長い第1の間隔Ｌ１と、それよりも短い第２の間隔Ｌ２とが設定され、第１の間隔Ｌ１と第２の間隔Ｌ２とが軸方向で交互に配列されているので、流路断面積および流路容積の相違により、圧力変動が生じる。
【００４４】
したがって、混合機４のケーシング２５内を通る塗料は、軸方向でジグザグ状に蛇行しながら、かつ流路断面積の相違並びに流路容積の相違に起因する圧力変動により、ベース塗料とカラー塗料とが確実かつ迅速に攪拌混合されることになる。
【００４５】
そのため、混合機４の下流側に設けられたスプレーガン１には、混合効率の良い塗料が供給されることになり、混合効率を向上させて、均一な色合いの塗料を作成することができる。
【００４６】
しかも、色替えのときは、第２の供給ライン３のカラー塗料タンク１３を交換する。この際、ベース塗料を供給する第１の供給ライン２の洗浄は基本的に不要である。
【００４７】
洗浄は、第２の供給ライン３から混合機４およびスプレーガン１まで行うか、あるいは、供給するカラー塗料が少量であるため洗浄を行わずに、色替えしても、色替え後の吹き捨てを行えば、色替えもスムーズに行うことができる。
【００４８】
＜第２の実施形態＞
図５は、本発明の第２の実施形態であるスタティック式混合機を用い塗装ラインを示す構成図である。図６はその混合機の概略断面図、図７はその混合機の一部を開放した状態の斜視図、図８は、混合機の下流側にスプレーガンを接続した状態を示す斜視図である。
【００４９】
本実施形態では、２色のカラー塗料供給ライン３，３Ａを設けた点と、混合機４として別のスタティックミキサーを用いた点を特徴としている。
【００５０】
すなわち、本実施形態では、ベース塗料とは異なる種類の２色のカラー塗料を供給するために、第２の供給ライン３として、２本の供給ライン３、３Ａを設けている。
【００５１】
各供給ライン３，３Ａには、図５に示すように、供給元側から流量計３７が設けられ、その下流側に圧力調整弁１８、流量制御弁１７および逆止弁１６が配設されている。そして、流量計３７からの流量信号に基づいて流量制御弁１７の絞り量が制御されるようになっている。
【００５２】
供給ライン３では、例えば、Ａ顔料がブラウンの塗料が供給される。また、供給ライン３Ａでは、Ｂ顔料がグリーンの塗料が供給される。また、第１の供給ライン２から供給されるベース塗料としてグレー系の塗料が例示できる。
【００５３】
第１の供給ライン２および第２の供給ライン３，３Ａは、混合機４に接続される。混合機４は、筒状のケーシング２５の内側に複数の規制板２６が軸方向に配列されたスタティックミキサーである。隣り合う規制板２６ａ，２６ｂ同士は、ケーシング２０の内部の塗料流路が軸方向でジグザグ状に蛇行するよう、ケーシング２５の内周面から流路中心方向に交互に突出されている。
【００５４】
第１の実施形態における混合機との相違は、軸２７に相当する部材がない点と、規制板２６ａ，２６ｂ同士の間隔は、軸方向で一定である点と、規制板２６ａ、２６ｂの形状が軸中心方向が流路の下流側に向いて傾斜しており、その先端２６ｃがさらに流路下流側に折れている点である。
【００５５】
また、混合機４において、ケーシング２５の軸方向一側蓋部にベース塗料の接続口２９が形成され、該ベース塗料側の接続口２９の近くで、ケーシング２５の周面に２つカラー塗料の供給接続口３０，３０ａが形成され、夫々配管が接続されている。また、混合塗料の吐出口３２は、ケーシング２５の軸方向他側に形成されている。
【００５６】
この混合機４の下流側に配管３３を介して接続されるスプレーガン１は、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。なお、図８において、スプレーガン１には、流路を開閉する流路開閉弁駆動用のエア入口３４が設けられている。その他の構成は第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００５７】
上記構成においては、第１の供給ライン２からベース塗料が混合機４に送られ、また、第２の供給ラインの２本の供給ライン３，３Ａから２種類のカラー塗料のうち、１種類または２種類のカラー塗料が混合機４の一側に送られる。そして、この混合機４で、ベース塗料とカラー塗料とが混合されてスプレーガン１に供給される。
【００５８】
混合機４は、筒状のケーシング２５の内側に複数の規制板２６ａ、２６ｂが軸方向に配列されたスタティックミキサーであり、内部の塗料流路が軸方向でジグザグ状に蛇行しながら圧送されるので、ベース塗料とカラー塗料とが迅速かつ確実に攪拌混合されることになる。
【００５９】
そのため、混合機４の下流側に設けられたスプレーガン１には、混合効率の良い塗料が供給されることになり、混合効率を向上させて、均一な色合いの塗料を作成することができる。
【００６０】
しかも、色替えのときは、第２の供給ライン３，３Ａのうち、いままで使用してきた供給ライン３または３Ａの供給ポンプ１５を停止してカラー塗料の供給を停止し、他方のカラー塗料の供給ライン３Ａまたは３の供給ポンプを稼働すれば、その供給ラインからカラー塗料が混合機４に送られ、ベース塗料と混合されてスプレーガン１に供給される。供給ラインの切り替え当初は、色替え前のカラー塗料がスプレーガン１に残っているが、短時間の吹き捨てにより、色替えをスムーズに行うことができる。
【００６１】
＜第３の実施形態＞
図９は本発明の第３の実施形態を示すダイナミック式混合機を用いた塗装システムの概念図、図１０は図９の混合機の断面図、図１１は同じく混合機の斜視図である。
【００６２】
本実施形態では、第１実施形態および第２の実施形態と異なり、混合機４が、筒状のケーシング４０内に複数（本実施形態では２個）のミキシングギヤ４１，４２が互いに回転可能に噛み合うように設けられたダイナミックミキサーである。
【００６３】
ケーシング４０は、楕円型の円筒形状とされ、内部にミキシングギヤ４１，４２が内装されている。
【００６４】
ギヤ４１，４２は、そのギヤ軸が平行に配列され、ギヤの外周面に沿って流入した液体（塗料）をギヤの噛み合い部で圧縮して攪拌混合し、ギヤの回転方向で下流側に位置する吐出口４６から噴出する。ギヤの駆動は、外部サーボモータ４８により行われる。ギヤ４１，４２は、可変速とされ、供給ラインの流量により可変速制御することができる。
【００６５】
ケーシング４０の周面には、ギヤ軸に直交する方向で、ベース塗料の供給口４３、２種類のカラー塗料の供給口４４，４５、および混合塗料の吐出口４６が形成される。ベース塗料の供給口４３と吐出口４６とはケーシング４０の中心を挟んで、対向位置に形成される。カラー塗料の供給口４４，４５は、ケーシング４０の中心を挟んで、対向位置で、かつベース塗料供給口４３および吐出口４６と９０度の位相差をもって形成される。
【００６６】
上記構成において、ギヤ４１，４２を外部サーボモータ４８により回転駆動すると、ベース塗料の供給口４３から流入したベース塗料と、カラー塗料の供給口４４，４５から流入したカラー塗料とが混合され、ギヤ４１，４２の噛み合い地点で圧縮混合されるので、例えば、１０ＭＰａ〜２０ＭＰａ程度の高圧で、かつ流速の高い状態で混合することができ、混合効率の良好な混合塗料を得ることができる。
【００６７】
また、ギヤ４１，４２の回転によりケーシング内は負圧になるため、供給口４３，４４，４５から塗料が流入しやすくなり、かつ攪拌混合されやすくなる。
【００６８】
また、ギヤ４１，４２の回転駆動速度を可変速にしているので、ケーシング内の負圧力を調整することができ、塗料の注入量を変更することができる。
【００６９】
このように、スプレーガン１の上流側に設けられた混合機４により、ベース塗料とカラー塗料とが混合されてスプレーガン１に供給されるので、混合効率を向上させて、均一な色合いの塗料を速やかに作成することができる。しかも、色替えのときは、カラー塗料が供給される第２の供給ライン３のみを変更すればよいので、色替えも容易に行うことができる。
【００７０】
＜第４の実施形態＞
図１２は本発明の第４の実施形態を示す塗装システムの概念図、図１３はエアシリンダ式パルスサーキュレーションバルブの概念図、図１４は電気式パルスサーキュレーションバルブの概念図である。
【００７１】
図に示すように、本実施形態では、第２の供給ライン３の混合機４よりも上流側に、カラー塗料タンク１３から供給するカラー塗料のうち、余分なカラー塗料をカラー塗料供給タンク１３に戻す戻りライン５１が分岐形成されている。この分岐部にはサーキュレーションバルブ５２が設けられ、該サーキュレーションバルブを制御する制御部５３が設けられている。
【００７２】
前記制御部５３は、一般的なマクロコンピュータから構成され、内部にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有している。制御部５３の入力側には、第１の供給ライン２の混合機４よりも上流側に配置された流量計３７と、第２の供給ラインのサーキュレーションバルブ５２よりも上流側に配置された流量計３７からの信号が入力される。制御部５３の出力側は、サーキュレーションバルブ５２の駆動部５４に接続される。
【００７３】
制御部５３では、第１の供給ライン２の流量計３７からの流量信号に基づいてベースとなる主液の流量を算出する。同時に、制御部５３では、第２の供給ライン３の流量計３７からの信号により、第２の供給ライン３に流れる流量も把握する。
【００７４】
両供給ライン２，３の流量を把握することにより、サーキュレーションバルブ５２からの混合機４側に吐出する流量をパルス的に制御する。
【００７５】
サーキュレーションバルブ５２の構造は、図１３および図１４に示す。いずれも、バルブハウジング５５にカラー塗料タンク側からの流入口５６が形成され、ハウジング５５に対向するように、混合機４側への流出口５７と戻りライン５１に接続される戻り口５８とが対向配置され、流出口５７と戻り口５８との間で往復動して流出口５７および戻り口５８のいずれか一方を開放し、他方を閉鎖する開閉弁６０と、この開閉弁を往復駆動する駆動部５４とを備えている。
【００７６】
駆動部５４は、図１３に示すエアシリンダ式のものと、図１４に示す電磁式のものとがある。いずれの場合も、開閉弁６０の中間位置からＬ字形の作動部６１が形成される。この作動部は、ハウジング５５の案内部に移動自在に支持案内されると共に、その一部がハウジング５５から外部に突出されている。
【００７７】
図１３においては、ハウジング５５の外側に筒状のシリンダ室６２が形成され、前記作動部６１の外端部にピストン６３が作動部６１の軸方向に移動自在に設けられている。そして、シリンダ室６２のエアポート６４から給排されるエアにより、前記ピストン６３がシリンダ室内を往復動することにより作動部６１が移動し、この作動部６１と一体化された開閉弁６０が往復移動するようになっている。
【００７８】
なお、シリンダ室６２の一側にはピストン６３とシリンダ室の室壁との間には復帰バネ６５が介在され、開閉弁６０を常時流出口５７の閉弁方向に付勢している。
【００７９】
一方、図１４に示す駆動部５４は、作動部６１、復帰バネ６５の構成は、図１３と同様である。図１３に示すピストン６３の配置位置には、ピストン６３に代わり、復帰バネ６５のバネ座として機能するフランジ６９が形成されている。また、シリンダ室６２には、図１３に示すエアに代わり、作動部６１の周囲を囲むように直流電磁コイル６７が配置される。
【００８０】
この電磁コイル６７は、制御部５３からの駆動信号により励磁されると、作動部６１に形成されたフランジ６８を吸着する。これにより、作動部６１は戻り口５８方向に移動することになり、開閉弁６０が開弁するようになっている。なお、開閉弁６０は、流出口５７および戻り口５８に着弁しやすいニードル方式であってもよい。
【００８１】
図１３及びズ１４に示すいずれの方式の駆動部５４も制御部５３からの制御信号により制御される。このとき、開閉弁６０は、第１供給ライン２と第２の供給ライン３の流量計３７によりインターバルにパルス制御される。そのため、サーキュレーションバルブ５２から吐出するカラー塗料は、あたかも点滴のようにインターバルに供給され、混合機４で効率よく混合される。
【００８２】
さらに、詳述すると、例えばジンク（Ｚｎ）塗料の着色顔料は、ベンガラ等の酸化第二鉄で粒子が大きく、また、比重が大である。したがって、小流量吐出のオリフィス制御では困難である。また、比重が大であるため、塗料供給ラインで塗料が沈降し、成分分離を起こす可能性がある。そのため、自働スプレーガン手前で着色を行うことによりバランスの取れた着色を行うことができる。
【００８３】
この際、ベース塗料となる主液に対して、混合する顔料は少量で十分な場合がある。この場合、インターバルに点滴のごとく少量づつ供給する機構が必要となる。
【００８４】
本実施形態は、このような要求に答えることができるものである。ず２に示すように、カラー塗料供給タンク１３からポンプ１５を介して供給されたカラー塗料は、流量調整弁１７を介してサーキュレーションバルブ５２に供給される。サーキュレーションバルブ５２では、ベース塗料の第１の供給ライン２の流量計３７からの流量信号によりサーキュレーションバルブ５２の駆動部５４に供給するパルス幅を決定し、エアもしくは電力供給を行う。
【００８５】
そうすると、サーキュレーションバルブ５２の開閉弁６０は、駆動部５４の制御により、パルス幅に応じて流出口５７の開閉動作を行う。流出口５７が閉動作すれば、これに対向する戻り口５８は開動作して戻りライン５１からタンク１３に戻る塗料の循環を行う。
【００８６】
このように、本実施形態では、第２の供給ラインの混合機よりも上流側に、サーキュレーションバルブを設け、このサーキュレーションバルブを制御部によりインターバルにパルス制御することにより、バランスの取れた着色が可能となる。
【００８７】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正・変更を加えることができるのは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、スプレーガンの上流側に設けられた混合機により、ベース塗料とカラー塗料とが混合されてスプレーガンに供給されるので、混合効率を向上させることができ、船舶の外装材や土木建築の基礎材として使用されるコイル状鋼板などの塗装対象物に対して均一な色合いの塗装を施こすのに有効に利用することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１ スプレーガン
２ 第１の供給ライン
３ 第２の供給ライン
４ 混合機
５ ベース塗料
７ タンク
８ 配管路
９ エアレスポンプ
１２ 吹付けステーション
１３ タンク
１５ 圧送ポンプ
１６ 逆止め弁
１７ 流量制御弁
１８ 圧力調整弁
２０ 自動塗装機
２１ 塗装対象物
２２ ローラコンベヤ
２３ 門型支柱
２５ ケーシング
２６ 規制板
２７ 軸
２８ 蓋
２９ 接続口
３０ 接続口
３１ 蓋
３２ 吐出口
３３ 配管
３４ エア入口
３７ 流量計
４０ ケーシング
４１，４２ ミキシングギヤ
４３ ベース塗料供給口
４４、４５ カラー塗料供給口
４６ 吐出口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶の外装材や土木建築の基礎材として使用されるコイル状鋼板などの塗装対象物に対して塗装を施こすための塗装システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の塗装システムでは、例えば、ベース塗料を塗料タンク内に注入し、硬化剤と混合して、ポンプを介してスプレーガンに送り、スプレーガンにより吹き付け塗装するのが一般的である。
【０００３】
また、色彩を施す場合、ベース塗料とカラー塗料とを塗料タンクに注入・混合し、そこからポンプを介してスプレーガンで吹き付け塗装するようにしているため、カラー塗料の色替は、前記塗料タンクに入っている塗料を全て抜き、塗料タンクを含む塗装機全体を洗浄した後に色替えしていた。
【０００４】
そのため、色彩を施す塗装において色替えをするのに、色替えの度に残存する塗料を除去しなければならず、残存塗料除去の手間、塗料ロス、除去した塗料の廃棄の問題があり、また、タンク、ホース、エアレスポンプ等、塗装ライン全てを洗浄する必要があり、ライン稼働時間のロス、或いは洗浄のために大量の有機溶剤を必要とし、有機溶剤を含む洗浄液の廃棄の問題及びコストが嵩むという問題があった。
【０００５】
特許文献１では、上記問題を解決するために、ベース塗料の供給ラインと、カラー塗料の供給ラインとをスプレーガンに接続し、そのガン先においてベース塗料にカラー塗料を添加、混合して吹付塗装を行うようにした。
【０００６】
これにより、色替えの際には、カラー塗料の入った容器及び該容器とスプレーガンとを接続するパイプのみを、入れ替え、洗浄等すれば足り、色替えの労力を軽減することができるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３４０７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１のように、ベース塗料とカラー塗料との混合を、スプレーガンの吐出口よりも先の位置、つまり、スプレーガンの吐出口外側で行われる、いわゆるガン先混合に代わる、新たな塗装システムの出現も望まれているところである。
【０００９】
本発明は、混合効率が良好で均一なカラー塗装を行うことができる、新たな塗装システムの提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の塗装システムは、ベース塗料をスプレーガンまで供給する第１の供給ラインと、前記ベース塗料とは異なる種類のカラー塗料を供給する第２の供給ラインと、前記スプレーガンの上流側に、前記ベース塗料と前記カラー塗料とを混合する混合機が設けられ、前記混合機により、ベース塗料とカラー塗料とが混合されて前記スプレーガンに供給されることを特徴としている。
【００１１】
上記構成によると、スプレーガンの上流側に混合機が設けられ、この混合機によりベース塗料とカラー塗料とが混合されてスプレーガンに供給されるので、混合効率を向上させて、均一な色合いの塗料を作成することができる。しかも、色替えのときは、第２の供給ラインのカラー塗料のみを変更すればよいので、色替えも容易に行うことができる。
【００１２】
混合機は、筒状のケーシングの内側に複数の規制板が軸方向に配列されたスタティックミキサーであり、内部の塗料流路が軸方向でジグザグ状に蛇行するよう、隣り合う規制板同士がケーシングの内周面から軸中心方向に交互に突出され、前記ケーシングの軸方向一側に前記ベース塗料の供給配管が接続され、前記ベース塗料供給配管の近くに前記カラー塗料の供給配管が接続される。
【００１３】
上記構成によると、複数の規制板が軸方向に配列されて、隣り合う規制板同士がケーシングの内周面から軸中心方向に交互に突出され、内部の塗料流路が軸方向でジグザグ状に蛇行するようにしているので、ベース塗料とカラー塗料とが攪拌混合される。
【００１４】
この場合、複数の規制板同士の間隔が相対的に長い第1の間隔と、それよりも短い第２の間隔とが設定され、第１の間隔と第２の間隔とが軸方向で交互に配列されている。
【００１５】
上記構成によると、間隔の異なる規制板間同士で、圧力変化を生じさせるので、流体の流れが意図的に変化し、混合効率を上げることができる。しかも、流体経路をジグザグ状に変化させることによって、さらに、混合効率を上げることができる。
【００１６】
また、別の混合機として、筒状のケーシング内に複数のミキシングギヤが互いに噛み合い、かつ回転可能に設けられたダイナミックミキサーを例示することができる。
【００１７】
上記構成によると、混合機としてダイナミックミキサーを採用した場合、高圧で、かつ流速が速いので、混合しやすくなる。しかも、ギヤ方式のため、ギヤを変更することにより注入量を変更することができる。
【００１８】
また、第２の供給ラインの混合機よりも上流側には、カラー塗料タンクから供給するカラー塗料のうち余分なカラー塗料を前記カラー塗料供給タンクに戻す戻りラインが分岐形成され、該分岐部にサーキュレーションバルブを設けることができる。このサーキュレーションバルブは制御部により制御される。制御部は、第１の供給ラインに設けられた流量計からの流量信号に基づいてベース塗料の流量を把握し、第２の供給ラインから混合機側に吐出するカラー塗料の流量を制御する。このとき、サーキュレーションバルブの制御は、弁体をパルス周波数的にオン・オフを繰り返し制御する。そうすると、バランスの取れた着色が可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のとおり、本発明によると、スプレーガンの上流側に設けられた混合機により、ベース塗料とカラー塗料とが混合されてスプレーガンに供給されるので、混合効率を向上させて、均一な色合いの塗料を作成することができる。しかも、色替えのときは、カラー塗料が供給される第２の供給ラインのみを変更すればよいので、色替えも容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態を示す塗装システムにおける吹付ステーションの斜視図
【図２】スタティック式混合機の分解斜視図
【図３】図２の混合機の断面図で、（ａ）は混合機の軸方向に沿って切断したときの縦断面図、（ｂ）は同図（ａ）に示す断面１の切断断面図、（ｃ）は同図（ａ）に示す断面２の切断断面図、（ｄ）は同図（ａ）に示す断面３の切断断面図、（ｅ）は同図（ａ）に示す断面４の切断断面図
【図４】図３における各通過流路Ａ〜Ｅの断面積を表わし、（ａ）は通過流路Ａの断面積、（ｂ）は通過流路Ｂの断面積、（ｃ）は通過流路Ｃの断面積、（ｄ）は通過流路Ｄの断面積、（ｅ）は通過流路Ｅの断面積をそれぞれ示す図
【図５】本発明の別のスタティック式混合機の塗装ラインを示す構成図
【図６】図５の混合機の概略断面図
【図７】図５の混合機の一部を開放した状態の斜視図
【図８】図５の混合機の下流側にスプレーガンを接続した状態を示す斜視図
【図９】本発明の第３の実施形態を示すダイナミック式混合機を用いた塗装システムの概念図
【図１０】（ａ）は図９のダイナミック式混合機の正面断面図、（ｂ）は同じく側面図
【図１１】図９のダイナミック式混合機の斜視図
【図１２】本発明の第４の実施形態を示す塗装システムの概念図
【図１３】エアシリンダ式パルスサーキュレーションバルブの概念図
【図１４】電気式パルスサーキュレーションバルブの概念図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
＜第１の実施形態＞
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態を示す塗装システムにおける吹付ステーションの斜視図である。
【００２２】
本実施形態の塗装システムは、図１に示すように、ベース塗料をスプレーガン１まで供給する第１の供給ライン２と、前記ベース塗料とは異なる種類のカラー塗料を供給する第２の供給ライン３と、前記スプレーガンの上流側に設けられ、前記ベース塗料と前記カラー塗料とを混合する混合機４とを備え、前記混合機４により、ベース塗料とカラー塗料とが混合されて前記スプレーガン１に供給される。
【００２３】
第１の供給ラインは、ベース塗料５を貯留するタンク７と、該タンクからスプレーガン１に至る配管路８と、該配管路８に介在されたエアレスポンプ９とを備えている（図９参照）。
【００２４】
タンク７には、ベース塗料が貯留される。ベース塗料は、顔料（例えば、グレー系顔料）を含む主剤、硬化剤および溶剤から構成される。
【００２５】
このベース塗料は、中継タンク７に一時的に貯留される。なお、主剤、硬化剤および溶剤の供給は、主剤の入ったコンテナ、硬化剤が入ったコンテナ、および溶剤の入ったコンテナ（共に図示せず）から配管および圧送ポンプを介してタンク７側に圧送され、タンク７内で攪拌機（図示略）により混合攪拌されて所望のベース塗料が得られる。あるいは、タンク７に至る供給路で混合機で攪拌混合されてタンク７に供給される。
【００２６】
この供給ラインにおいて、主剤、硬化剤および溶剤の配合割合は、供給ラインの途中に設けられた流量センサ（図示略）により流量が検出され、その信号に基づいて流量調整弁が作動して所望量の主剤、硬化剤および溶剤が供給される。
【００２７】
タンク７とスプレーガン１とは配管８により接続される。配管８の途中にはエアレスポンプ９が介在される。
【００２８】
スプレーガン１は、図1に示すように、吹付けステーション１２に配置される。タンク７の設置場所は、塗装対象物から搬送ラインから離れた場所に設定される。そのため、タンク７およびエアレスポンプ９の設置位置は、吹付けステーションから通常３０ｍ〜５０ｍ離れた場所に設定される。エアレスポンプ９は、通常１０ＭＰａ〜２０ＭＰａでベース塗料を圧送する。
【００２９】
スプレーガン１は、公知構造のエアレス式のスプレーガンであって、吹付けステーションにおいて、塗装対象物の搬送方向に直交する方向で往復動可能に設けられている。
【００３０】
この吹付ステーション１２には、第２の供給ライン３と混合機４とを備えている。第２の供給ライン３は、カラー塗料が収容されたタンク１３を備えている。カラー塗料は、例えば、顔料（ブラウン）に溶剤が混入されたものである。タンク１３から混合機４に至る供給配管１４には、圧送ポンプ１５が設けられる。その他、図９に示すように、逆止め弁１６、可変型の流量制御弁１７、圧力調整弁１８が介在され、所望の流量のカラー塗料が所定圧力で送出されるようになっている。
【００３１】
なお、図１に示す自動塗装機２０は、塗装対象物２１の搬送方向に多数配列された搬送用のローラコンベヤ２２と、該ローラコンベヤ２２を跨ぐように配置された門型の支柱２３と、該門型支柱２３のクロスレールに沿って塗装対象物２１の搬送方向と直交する方向で往復動自在とされたスプレーガン１とを備え、塗装対象物である鋼板２１がローラコンベヤ２２上を搬送されて門型支柱２３を通過する際に、スプレーガン１から噴出する塗料により塗装される。この門型支柱２３は、吹付けステーション１２を構成する。
【００３２】
図２はスタティック式混合機の分解斜視図、図３はその断面図である。図に示すように、混合機４は、筒状のケーシング２５の内側に複数の規制板２６が軸方向に配列されたスタティックミキサーである。隣り合う規制板２６同士は、ケーシング２０の内部の塗料流路が軸方向でジグザグ状に蛇行するよう、ケーシング２５の内周面から軸２７の中心方向に交互に突出されている。
【００３３】
ケーシング２５の軸方向一側の蓋２８には、ベース塗料の接続口２９が形成され、該ベース塗料側の接続口２９の近くにカラー塗料の供給接続口３０が形成され、夫々配管が接続されている。なお、図中、符号３１は、ケーシング２５の軸方向他側の蓋を示す。この蓋３１には、軸２７を挟んでベース塗料及びカラー塗料の供給口と対抗する位置に吐出口３２が形成されている。
【００３４】
そして、混合機４では、複数の規制板２６同士の間隔が相対的に長い第1の間隔Ｌ１と、それよりも短い第２の間隔Ｌ２とが設定され、第１の間隔Ｌ１と第２の間隔Ｌ２とが軸２７の軸方向で交互に配列されている。
【００３５】
図３に混合機の詳細を示す。同図（ａ）は混合機の軸方向に沿って切断したときの縦断面図であり、以後の図面における切断位置を図示している。断面１は、軸２７に沿って切断した場合であり、同図（ｂ）にその断面図を示す。
【００３６】
断面２は軸２７をこれに直交する方向で切断した場合であり、同図（ｃ）にその切断断面図を示す。
【００３７】
断面３は、片側の第１の規制板２６ａに沿って切断した場合であり、同図（ｄ）にその切断断面図を示す。
【００３８】
断面４は、他側の第２の規制板２６ｂに沿って切断した場合であり、同図（ｅ）はその切断断面図を示す。
【００３９】
ケーシング２５内の通過流路の断面積は、塗料供給側から順次通過流路断面積Ｃ⇒Ｄ⇒Ｃ⇒Ｅ⇒Ｃ⇒Ｄ⇒Ｃ⇒Ｅ⇒Ｃ⇒Ｄ⇒Ｃ⇒Ｅ⇒Ｃとなる。流路断面積Ｃ＝ケーシング２５の内周断面積―軸部の断面積、流路断面積Ｄ＝ケーシング２５の内周断面積―[第１規制板２６ａの断面積（軸部断面を含む）]、流路断面積Ｅ＝ケーシング２５の内周断面積―[第２規制板２６ｂの断面積（軸部断面を含む）]である。第１規制板２６ａの断面積と第２規制板２６ｂの断面積は等しいから、断面積Ｄ＝Ｅとなる。
【００４０】
ただ、第１の規制板２６ａと隣り合う第２の規制板２６ｂとの間隔は、相対的に長い第1の間隔Ｌ１と、それよりも短い第２の間隔Ｌ２とが設定され、第１の間隔Ｌ１と第２の間隔Ｌ２とが軸２７の軸方向で交互に配列されているので、それぞれの間隔Ｌ１、Ｌ２で特定される通過流路Ａと通過流路Ｂとでは、その容積が異なることになる。図３では、通過流路Ａは、通過流路Ｂよりも流路容積が大きく設定されることになる。そのため、通過流路Ａと通過流路Ｂとでは、圧力変動が生じ、かつ、軸方向に沿ったジグザグ状の流路となるので、ここを流れる塗料は十分攪拌混合されることになる。
【００４１】
図４は図３における各通過流路Ａ〜Ｅの断面積を表わす。同図（ａ）は通過流路Ａの縦断面積、（ｂ）は通過流路Ｂの縦断面積、（ｃ）は通過流路Ｃの横断面積、（ｄ）は通過流路Ｄの横断面積、（ｅ）は通過流路Ｅの横断面積をそれぞれ示す。
【００４２】
上記構成においては、第１の供給ライン２からベース塗料が混合機４に送られ、また、第２の供給ライン３からカラー塗料が混合機４の一側に送られる。そして、この混合機４で、ベース塗料とカラー塗料とが混合されてスプレーガン１に供給される。
【００４３】
混合機４は、筒状のケーシング２５の内側に複数の規制板２６が軸方向に配列されたスタティックミキサーであり、内部の塗料流路が軸方向でジグザグ状に蛇行するよう、隣り合う規制板２６同士がケーシング２５の内周面から軸中心方向に交互に突出される。また、第１の規制板２６ａと隣り合う第２の規制板２６ｂとの間隔は、相対的に長い第1の間隔Ｌ１と、それよりも短い第２の間隔Ｌ２とが設定され、第１の間隔Ｌ１と第２の間隔Ｌ２とが軸方向で交互に配列されているので、流路断面積および流路容積の相違により、圧力変動が生じる。
【００４４】
したがって、混合機４のケーシング２５内を通る塗料は、軸方向でジグザグ状に蛇行しながら、かつ流路断面積の相違並びに流路容積の相違に起因する圧力変動により、ベース塗料とカラー塗料とが確実かつ迅速に攪拌混合されることになる。
【００４５】
そのため、混合機４の下流側に設けられたスプレーガン１には、混合効率の良い塗料が供給されることになり、混合効率を向上させて、均一な色合いの塗料を作成することができる。
【００４６】
しかも、色替えのときは、第２の供給ライン３のカラー塗料タンク１３を交換する。この際、ベース塗料を供給する第１の供給ライン２の洗浄は基本的に不要である。
【００４７】
洗浄は、第２の供給ライン３から混合機４およびスプレーガン１まで行うか、あるいは、供給するカラー塗料が少量であるため洗浄を行わずに、色替えしても、色替え後の吹き捨てを行えば、色替えもスムーズに行うことができる。
【００４８】
＜第２の実施形態＞
図５は、本発明の第２の実施形態であるスタティック式混合機を用い塗装ラインを示す構成図である。図６はその混合機の概略断面図、図７はその混合機の一部を開放した状態の斜視図、図８は、混合機の下流側にスプレーガンを接続した状態を示す斜視図である。
【００４９】
本実施形態では、２色のカラー塗料供給ライン３，３Ａを設けた点と、混合機４として別のスタティックミキサーを用いた点を特徴としている。
【００５０】
すなわち、本実施形態では、ベース塗料とは異なる種類の２色のカラー塗料を供給するために、第２の供給ライン３として、２本の供給ライン３、３Ａを設けている。
【００５１】
各供給ライン３，３Ａには、図５に示すように、供給元側から流量計３７が設けられ、その下流側に圧力調整弁１８、流量制御弁１７および逆止弁１６が配設されている。そして、流量計３７からの流量信号に基づいて流量制御弁１７の絞り量が制御されるようになっている。
【００５２】
供給ライン３では、例えば、Ａ顔料がブラウンの塗料が供給される。また、供給ライン３Ａでは、Ｂ顔料がグリーンの塗料が供給される。また、第１の供給ライン２から供給されるベース塗料としてグレー系の塗料が例示できる。
【００５３】
第１の供給ライン２および第２の供給ライン３，３Ａは、混合機４に接続される。混合機４は、筒状のケーシング２５の内側に複数の規制板２６が軸方向に配列されたスタティックミキサーである。隣り合う規制板２６ａ，２６ｂ同士は、ケーシング２０の内部の塗料流路が軸方向でジグザグ状に蛇行するよう、ケーシング２５の内周面から流路中心方向に交互に突出されている。
【００５４】
第１の実施形態における混合機との相違は、軸２７に相当する部材がない点と、規制板２６ａ，２６ｂ同士の間隔は、軸方向で一定である点と、規制板２６ａ、２６ｂの形状が軸中心方向が流路の下流側に向いて傾斜しており、その先端２６ｃがさらに流路下流側に折れている点である。
【００５５】
また、混合機４において、ケーシング２５の軸方向一側蓋部にベース塗料の接続口２９が形成され、該ベース塗料側の接続口２９の近くで、ケーシング２５の周面に２つカラー塗料の供給接続口３０，３０ａが形成され、夫々配管が接続されている。また、混合塗料の吐出口３２は、ケーシング２５の軸方向他側に形成されている。
【００５６】
この混合機４の下流側に配管３３を介して接続されるスプレーガン１は、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。なお、図８において、スプレーガン１には、流路を開閉する流路開閉弁駆動用のエア入口３４が設けられている。その他の構成は第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００５７】
上記構成においては、第１の供給ライン２からベース塗料が混合機４に送られ、また、第２の供給ラインの２本の供給ライン３，３Ａから２種類のカラー塗料のうち、１種類または２種類のカラー塗料が混合機４の一側に送られる。そして、この混合機４で、ベース塗料とカラー塗料とが混合されてスプレーガン１に供給される。
【００５８】
混合機４は、筒状のケーシング２５の内側に複数の規制板２６ａ、２６ｂが軸方向に配列されたスタティックミキサーであり、内部の塗料流路が軸方向でジグザグ状に蛇行しながら圧送されるので、ベース塗料とカラー塗料とが迅速かつ確実に攪拌混合されることになる。
【００５９】
そのため、混合機４の下流側に設けられたスプレーガン１には、混合効率の良い塗料が供給されることになり、混合効率を向上させて、均一な色合いの塗料を作成することができる。
【００６０】
しかも、色替えのときは、第２の供給ライン３，３Ａのうち、いままで使用してきた供給ライン３または３Ａの供給ポンプ１５を停止してカラー塗料の供給を停止し、他方のカラー塗料の供給ライン３Ａまたは３の供給ポンプを稼働すれば、その供給ラインからカラー塗料が混合機４に送られ、ベース塗料と混合されてスプレーガン１に供給される。供給ラインの切り替え当初は、色替え前のカラー塗料がスプレーガン１に残っているが、短時間の吹き捨てにより、色替えをスムーズに行うことができる。
【００６１】
＜第３の実施形態＞
図９は本発明の第３の実施形態を示すダイナミック式混合機を用いた塗装システムの概念図、図１０は図９の混合機の断面図、図１１は同じく混合機の斜視図である。
【００６２】
本実施形態では、第１実施形態および第２の実施形態と異なり、混合機４が、筒状のケーシング４０内に複数（本実施形態では２個）のミキシングギヤ４１，４２が互いに回転可能に噛み合うように設けられたダイナミックミキサーである。
【００６３】
ケーシング４０は、楕円型の円筒形状とされ、内部にミキシングギヤ４１，４２が内装されている。
【００６４】
ギヤ４１，４２は、そのギヤ軸が平行に配列され、ギヤの外周面に沿って流入した液体（塗料）をギヤの噛み合い部で圧縮して攪拌混合し、ギヤの回転方向で下流側に位置する吐出口４６から噴出する。ギヤの駆動は、外部サーボモータ４８により行われる。ギヤ４１，４２は、可変速とされ、供給ラインの流量により可変速制御することができる。
【００６５】
ケーシング４０の周面には、ギヤ軸に直交する方向で、ベース塗料の供給口４３、２種類のカラー塗料の供給口４４，４５、および混合塗料の吐出口４６が形成される。ベース塗料の供給口４３と吐出口４６とはケーシング４０の中心を挟んで、対向位置に形成される。カラー塗料の供給口４４，４５は、ケーシング４０の中心を挟んで、対向位置で、かつベース塗料供給口４３および吐出口４６と９０度の位相差をもって形成される。
【００６６】
上記構成において、ギヤ４１，４２を外部サーボモータ４８により回転駆動すると、ベース塗料の供給口４３から流入したベース塗料と、カラー塗料の供給口４４，４５から流入したカラー塗料とが混合され、ギヤ４１，４２の噛み合い地点で圧縮混合されるので、例えば、１０ＭＰａ〜２０ＭＰａ程度の高圧で、かつ流速の高い状態で混合することができ、混合効率の良好な混合塗料を得ることができる。
【００６７】
また、ギヤ４１，４２の回転によりケーシング内は負圧になるため、供給口４３，４４，４５から塗料が流入しやすくなり、かつ攪拌混合されやすくなる。
【００６８】
また、ギヤ４１，４２の回転駆動速度を可変速にしているので、ケーシング内の負圧力を調整することができ、塗料の注入量を変更することができる。
【００６９】
このように、スプレーガン１の上流側に設けられた混合機４により、ベース塗料とカラー塗料とが混合されてスプレーガン１に供給されるので、混合効率を向上させて、均一な色合いの塗料を速やかに作成することができる。しかも、色替えのときは、カラー塗料が供給される第２の供給ライン３のみを変更すればよいので、色替えも容易に行うことができる。
【００７０】
＜第４の実施形態＞
図１２は本発明の第４の実施形態を示す塗装システムの概念図、図１３はエアシリンダ式パルスサーキュレーションバルブの概念図、図１４は電気式パルスサーキュレーションバルブの概念図である。
【００７１】
図に示すように、本実施形態では、第２の供給ライン３の混合機４よりも上流側に、カラー塗料タンク１３から供給するカラー塗料のうち、余分なカラー塗料をカラー塗料供給タンク１３に戻す戻りライン５１が分岐形成されている。この分岐部にはサーキュレーションバルブ５２が設けられ、該サーキュレーションバルブを制御する制御部５３が設けられている。
【００７２】
前記制御部５３は、一般的なマクロコンピュータから構成され、内部にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有している。制御部５３の入力側には、第１の供給ライン２の混合機４よりも上流側に配置された流量計３７と、第２の供給ラインのサーキュレーションバルブ５２よりも上流側に配置された流量計３７からの信号が入力される。制御部５３の出力側は、サーキュレーションバルブ５２の駆動部５４に接続される。
【００７３】
制御部５３では、第１の供給ライン２の流量計３７からの流量信号に基づいてベースとなる主液の流量を算出する。同時に、制御部５３では、第２の供給ライン３の流量計３７からの信号により、第２の供給ライン３に流れる流量も把握する。
【００７４】
両供給ライン２，３の流量を把握することにより、サーキュレーションバルブ５２からの混合機４側に吐出する流量をパルス的に制御する。
【００７５】
サーキュレーションバルブ５２の構造は、図１３および図１４に示す。いずれも、バルブハウジング５５にカラー塗料タンク側からの流入口５６が形成され、ハウジング５５に対向するように、混合機４側への流出口５７と戻りライン５１に接続される戻り口５８とが対向配置され、流出口５７と戻り口５８との間で往復動して流出口５７および戻り口５８のいずれか一方を開放し、他方を閉鎖する開閉弁６０と、この開閉弁を往復駆動する駆動部５４とを備えている。
【００７６】
駆動部５４は、図１３に示すエアシリンダ式のものと、図１４に示す電磁式のものとがある。いずれの場合も、開閉弁６０の中間位置からＬ字形の作動部６１が形成される。この作動部は、ハウジング５５の案内部に移動自在に支持案内されると共に、その一部がハウジング５５から外部に突出されている。
【００７７】
図１３においては、ハウジング５５の外側に筒状のシリンダ室６２が形成され、前記作動部６１の外端部にピストン６３が作動部６１の軸方向に移動自在に設けられている。そして、シリンダ室６２のエアポート６４から給排されるエアにより、前記ピストン６３がシリンダ室内を往復動することにより作動部６１が移動し、この作動部６１と一体化された開閉弁６０が往復移動するようになっている。
【００７８】
なお、シリンダ室６２の一側にはピストン６３とシリンダ室の室壁との間には復帰バネ６５が介在され、開閉弁６０を常時流出口５７の閉弁方向に付勢している。
【００７９】
一方、図１４に示す駆動部５４は、作動部６１、復帰バネ６５の構成は、図１３と同様である。図１３に示すピストン６３の配置位置には、ピストン６３に代わり、復帰バネ６５のバネ座として機能するフランジ６９が形成されている。また、シリンダ室６２には、図１３に示すエアに代わり、作動部６１の周囲を囲むように直流電磁コイル６７が配置される。
【００８０】
この電磁コイル６７は、制御部５３からの駆動信号により励磁されると、作動部６１に形成されたフランジ６８を吸着する。これにより、作動部６１は戻り口５８方向に移動することになり、開閉弁６０が開弁するようになっている。なお、開閉弁６０は、流出口５７および戻り口５８に着弁しやすいニードル方式であってもよい。
【００８１】
図１３及びズ１４に示すいずれの方式の駆動部５４も制御部５３からの制御信号により制御される。このとき、開閉弁６０は、第１供給ライン２と第２の供給ライン３の流量計３７によりインターバルにパルス制御される。そのため、サーキュレーションバルブ５２から吐出するカラー塗料は、あたかも点滴のようにインターバルに供給され、混合機４で効率よく混合される。
【００８２】
さらに、詳述すると、例えばジンク（Ｚｎ）塗料の着色顔料は、ベンガラ等の酸化第二鉄で粒子が大きく、また、比重が大である。したがって、小流量吐出のオリフィス制御では困難である。また、比重が大であるため、塗料供給ラインで塗料が沈降し、成分分離を起こす可能性がある。そのため、自働スプレーガン手前で着色を行うことによりバランスの取れた着色を行うことができる。
【００８３】
この際、ベース塗料となる主液に対して、混合する顔料は少量で十分な場合がある。この場合、インターバルに点滴のごとく少量づつ供給する機構が必要となる。
【００８４】
本実施形態は、このような要求に答えることができるものである。ず２に示すように、カラー塗料供給タンク１３からポンプ１５を介して供給されたカラー塗料は、流量調整弁１７を介してサーキュレーションバルブ５２に供給される。サーキュレーションバルブ５２では、ベース塗料の第１の供給ライン２の流量計３７からの流量信号によりサーキュレーションバルブ５２の駆動部５４に供給するパルス幅を決定し、エアもしくは電力供給を行う。
【００８５】
そうすると、サーキュレーションバルブ５２の開閉弁６０は、駆動部５４の制御により、パルス幅に応じて流出口５７の開閉動作を行う。流出口５７が閉動作すれば、これに対向する戻り口５８は開動作して戻りライン５１からタンク１３に戻る塗料の循環を行う。
【００８６】
このように、本実施形態では、第２の供給ラインの混合機よりも上流側に、サーキュレーションバルブを設け、このサーキュレーションバルブを制御部によりインターバルにパルス制御することにより、バランスの取れた着色が可能となる。
【００８７】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正・変更を加えることができるのは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、スプレーガンの上流側に設けられた混合機により、ベース塗料とカラー塗料とが混合されてスプレーガンに供給されるので、混合効率を向上させることができ、船舶の外装材や土木建築の基礎材として使用されるコイル状鋼板などの塗装対象物に対して均一な色合いの塗装を施こすのに有効に利用することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１ スプレーガン
２ 第１の供給ライン
３ 第２の供給ライン
４ 混合機
５ ベース塗料
７ タンク
８ 配管路
９ エアレスポンプ
１２ 吹付けステーション
１３ タンク
１５ 圧送ポンプ
１６ 逆止め弁
１７ 流量制御弁
１８ 圧力調整弁
２０ 自動塗装機
２１ 塗装対象物
２２ ローラコンベヤ
２３ 門型支柱
２５ ケーシング
２６ 規制板
２７ 軸
２８ 蓋
２９ 接続口
３０ 接続口
３１ 蓋
３２ 吐出口
３３ 配管
３４ エア入口
３７ 流量計
４０ ケーシング
４１，４２ ミキシングギヤ
４３ ベース塗料供給口
４４、４５ カラー塗料供給口
４６ 吐出口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース塗料をスプレーガンまで供給する第１の供給ラインと、前記ベース塗料とは異なる種類のカラー塗料を供給する第２の供給ラインと、前記スプレーガンの上流側に、前記ベース塗料と前記カラー塗料とを混合する混合機が設けられ、前記混合機により、ベース塗料とカラー塗料とが混合されて前記スプレーガンに供給されることを特徴とする塗装システム。
【請求項２】
前記混合機は、筒状のケーシングの内側に複数の規制板が軸方向に配列されたスタティックミキサーであり、内部の塗料流路が軸方向でジグザグ状に蛇行するよう、隣り合う規制板同士がケーシングの内周面から軸中心方向に交互に突出され、前記ケーシングの軸方向一側に前記ベース塗料の供給配管が接続され、前記ベース塗料供給配管の近くに前記カラー塗料の供給配管が接続されたことを特徴とする請求項１記載の塗装システム。
【請求項３】
前記複数の規制板同士の間隔が相対的に短い第1の間隔と、それよりも長い第２の間隔とが設定され、第１の間隔と第２の間隔とが軸方向で交互に位置するように設定されていることを特徴とする請求項２に記載の塗装システム。
【請求項４】
前記混合機は、筒状のケーシング内に複数のミキシングギヤが互いに回転可能に噛み合うように設けられたダイナミックミキサーであることを特徴とする請求項１に記載の塗装システム。
【請求項５】
前記第２の供給ラインの混合機よりも上流側に、カラー塗料タンクから供給するカラー塗料のうち余分なカラー塗料を前記カラー塗料供給タンクに戻す戻りラインが分岐形成され、該分岐部にサーキュレーションバルブが設けられ、該サーキュレーションバルブを制御する制御部が設けられ、前記制御部は、第１の供給ラインの流量計からの流量信号に基づいて混合機側に吐出する流量をパルス的に制御するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の塗装システム。
【請求項１】
ベース塗料をスプレーガンまで供給する第１の供給ラインと、前記ベース塗料とは異なる種類のカラー塗料を供給する第２の供給ラインと、前記スプレーガンの上流側に、前記ベース塗料と前記カラー塗料とを混合する混合機が設けられ、前記混合機により、ベース塗料とカラー塗料とが混合されて前記スプレーガンに供給されることを特徴とする塗装システム。
【請求項２】
前記混合機は、筒状のケーシングの内側に複数の規制板が軸方向に配列されたスタティックミキサーであり、内部の塗料流路が軸方向でジグザグ状に蛇行するよう、隣り合う規制板同士がケーシングの内周面から軸中心方向に交互に突出され、前記ケーシングの軸方向一側に前記ベース塗料の供給配管が接続され、前記ベース塗料供給配管の近くに前記カラー塗料の供給配管が接続されたことを特徴とする請求項１記載の塗装システム。
【請求項３】
前記複数の規制板同士の間隔が相対的に短い第1の間隔と、それよりも長い第２の間隔とが設定され、第１の間隔と第２の間隔とが軸方向で交互に位置するように設定されていることを特徴とする請求項２に記載の塗装システム。
【請求項４】
前記混合機は、筒状のケーシング内に複数のミキシングギヤが互いに回転可能に噛み合うように設けられたダイナミックミキサーであることを特徴とする請求項１に記載の塗装システム。
【請求項５】
前記第２の供給ラインの混合機よりも上流側に、カラー塗料タンクから供給するカラー塗料のうち余分なカラー塗料を前記カラー塗料供給タンクに戻す戻りラインが分岐形成され、該分岐部にサーキュレーションバルブが設けられ、該サーキュレーションバルブを制御する制御部が設けられ、前記制御部は、第１の供給ラインの流量計からの流量信号に基づいて混合機側に吐出する流量をパルス的に制御するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の塗装システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−３６１８２（Ｐ２０１０−３６１８２Ａ）
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９３３５（Ｐ２００９−９３３５）
【出願日】平成２１年１月１９日（２００９．１．１９）
【特許番号】特許第４３８８９９８号（Ｐ４３８８９９８）
【特許公報発行日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【出願人】（５０５１０９２５５）和典電機工業株式会社 (3)
【出願人】（５９１１１２７９５）オーウェル株式会社 (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月１９日（２００９．１．１９）
【特許番号】特許第４３８８９９８号（Ｐ４３８８９９８）
【特許公報発行日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【出願人】（５０５１０９２５５）和典電機工業株式会社 (3)
【出願人】（５９１１１２７９５）オーウェル株式会社 (4)
【Ｆターム（参考）】
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