特許 5913712 塗装装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】5913712

(24)【登録日】2016年4月8日

(45)【発行日】2016年4月27日

(54)【発明の名称】塗装装置

(51)【国際特許分類】

   B05B 7/26 20060101AFI20160414BHJP

【ＦＩ】

   B05B7/26

【請求項の数】5

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2015-198277(P2015-198277)

(22)【出願日】2015年10月6日

【審査請求日】2015年10月20日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000187149

【氏名又は名称】昭和電工ガスプロダクツ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100080838

【弁理士】

【氏名又は名称】三浦 光康

(74)【代理人】

【識別番号】100194261

【弁理士】

【氏名又は名称】栢原 崇行

(72)【発明者】

【氏名】那須 貴樹

(72)【発明者】

【氏名】小松 康宏

(72)【発明者】

【氏名】田中 慎吾

【審査官】 大谷 光司

(56)【参考文献】

【文献】 特表平０８−５０２２０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０８６１５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１３７１７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００８／１３９５３６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平０５−０９６２１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２３４３４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２３４３４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０８６１５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０５０７６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００２／００１８８１５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−２８９５９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０５Ｂ７／００−７／３２

Ｂ０５Ｄ３／００

Ｆ０４Ｂ９／１２−９／１３７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エアー供給ラインと、このエアー供給ラインから供給されるエアーを駆動源とする塗料用駆動ポンプと、この塗料用駆動ポンプと塗料供給源とを含み混合器に塗料を供給する塗料供給ラインと、二酸化炭素用駆動ポンプと、この二酸化炭素用駆動ポンプと二酸化炭素供給源とを含み前記混合器に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給ラインと、前記塗料供給ライン及び二酸化炭素供給ラインに接続し、前記塗料と前記二酸化炭素の両方の成分を混合して被覆材組成物を生成する前記混合器と、この混合器に接続し、かつ前記被覆材組成物を噴射する噴射手段と、前記エアー供給ラインに設けられ、前記エアー供給ラインを流れるエアーの変動を検知する検知手段と、前記二酸化炭素供給ラインに設けられた仕切弁とを備える塗装装置であって、前記二酸化炭素供給ラインは、圧力調整弁又は流量調節弁のいずれかを含む二酸化炭素定量供給機構を前記二酸化炭素駆動ポンプの下流側に備え、前記二酸化炭素供給源から供給される二酸化炭素は気体であり、前記検知手段に接続する制御部は、前記検知手段の検出信号に基づき前記仕切弁の開閉を制御することを特徴とする塗装装置。

【請求項2】

前記二酸化炭素供給源は、ボンベ切り替え機構を有し、二酸化炭素が充填された複数の可搬ボンベを、前記ボンベ切り替え機構を介して接続し、気体の二酸化炭素を供給できるものであることを特徴とする請求項１記載の塗装装置。

【請求項3】

前記二酸化炭素供給源は、１ｍ^３以上の容量を要する据置型タンクに充填された二酸化炭素を、蒸発器を介し蒸発させ、気体の二酸化炭素として供給できるものであることを特徴とする請求項１記載の塗装装置。

【請求項4】

前記二酸化炭素定量供給機構は流量調節弁、仕切弁及び圧力調整弁とで成ることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の塗装装置。

【請求項5】

前記二酸化炭素用駆動ポンプは、前記エアー供給ラインとは別個の第２のエアー供給ラインから供給されるエアーを駆動源とするエアー駆動ポンプであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の塗装装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、動産又は不動産の如何を問わず、噴射手段（噴射ガン）を操作して物の表面に被覆材組成物を塗布する塗装装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、「有機溶剤系の噴霧塗装において用いられる希釈溶剤（シンナー）を、二酸化炭素で一部又は全部を代替する二酸化炭素塗装において、 塗料供給ラインとして、塗料を貯蔵するタンク、該タンクから供給される塗料を所定の圧力まで加圧する塗料高圧ポンプ、該塗料高圧ポンプの吐出圧を調整し、余剰分を塗料タンクへ返送させる塗料１次圧調整弁、を有し、二酸化炭素供給ラインとして、液体二酸化炭素を貯蔵するタンク、該液体二酸化炭素を所定温度まで冷却する冷却器、該冷却器から供給される液体二酸化炭素を所定の圧力まで加圧する液体二酸化炭素高圧ポンプ、該液体二酸化炭素高圧ポンプの吐出圧を調整し、余剰分を同ポンプのサクションに返送させる液体二酸化炭素１次圧調整弁、を有し、塗料／二酸化炭素混合物ラインとして、上記塗料供給ラインから供給される加圧された塗料、上記二酸化炭素供給ラインから供給される加圧された二酸化炭素とを混合する混合器、及び該混合器から供給される混合後の塗料／二酸化炭素加圧混合物を大気圧下の塗装対象物へ噴霧する噴霧ガン、を有することを特徴とする二酸化炭素を用いた塗装装置」が開示されている。

【0003】

上記特許文献１の公知発明１は、液体二酸化炭素を混合器にて塗料と混合し、噴霧する塗装装置であり、液体取り出し用二酸化炭素ボンベが必要となり、ボンベから液体用加圧ポンプまで液体二酸化炭素を安定して供給するために、蒸発防止のための冷却器等が必要になり、設備の小型化やローコスト化が困難であるという問題があった。

【0004】

また、液体取り出し用二酸化炭素ボンベは気体取り出し用二酸化炭素ボンベと比較すると、供給可能量まで二酸化炭素を取り出した後のボンベ内残量が多く残ると共に、残量管理にロードセル等を用いる必要があり、その分コストが向上してしまうという問題があった。

【0005】

なお、特許文献２乃至４に記載されている公知発明も液体二酸化炭素を用いるものであって、気体の二酸化炭素を用いた塗装装置は記載されていない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１０−２３４３４８号公報

【特許文献2】特開２０１０−２３４３４９号公報

【特許文献3】特開２０１２−８６１５０号公報

【特許文献4】特開２０１２−８６１５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は以上のような従来の欠点に鑑み、装置全体の小型化とローコスト化を実現できると共に、二酸化炭素を混合器に定量的に供給できる塗装装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、本発明の塗装装置は、エアー供給ラインと、このエアー供給ラインから供給されるエアーを駆動源とする塗料用駆動ポンプと、この塗料用駆動ポンプと塗料供給源とを含み混合器に塗料を供給する塗料供給ラインと、二酸化炭素用駆動ポンプと、この二酸化炭素用駆動ポンプと二酸化炭素供給源とを含み前記混合器に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給ラインと、前記塗料供給ライン及び二酸化炭素供給ラインに接続し、前記塗料と前記二酸化炭素の両方の成分を混合して被覆材組成物を生成する前記混合器と、この混合器に接続し、かつ前記被覆材組成物を噴射する噴射手段と、前記エアー供給ラインに設けられ、前記エアー供給ラインを流れるエアーの変動を検知する検知手段と、前記二酸化炭素供給ラインに設けられた仕切弁とを備える塗装装置であって、前記二酸化炭素供給ラインは、圧力調整弁又は流量調節弁のいずれかを含む二酸化炭素定量供給機構を前記二酸化炭素駆動ポンプの下流側に備え、前記二酸化炭素供給源から供給される二酸化炭素は気体であり、前記検知手段に接続する制御部は、前記検知手段の検出信号に基づき前記仕切弁の開閉を制御することを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

以上の説明から明らかなように、本発明にあっては次に列挙する効果が得られる。
（１）請求項１に記載の発明においては、気体の二酸化炭素を二酸化炭素用駆動ポンプに供給するので、二酸化炭素を液化させる必要がなく、二酸化炭素供給源から二酸化炭素用駆動ポンプの間に冷却器や液体二酸化炭素高圧ポンプを設置する必要がない。
したがって、塗装装置全体の小型化とローコスト化を実現することができる。
（２）気体の二酸化炭素を流体希釈剤として二酸化炭素用駆動ポンプに供給するので、二酸化炭素を取り出した後のボンベ内残量を低減することができる。
（３）二酸化炭素定量供給機構を備えるので、定量性を向上させることができる。
（４）請求項２に記載の発明も前記（１）〜（３）と同様な効果が得られるとともに、複数の可搬ボンベから気体として二酸化炭素を供給するので、ロードセル等を用いて重量で可搬ボンベの内容量を管理する必要がなく、塗装装置全体の小型化とローコスト化を実現することができる。
（５）請求項３乃至請求項５に記載の各発明も前記（１）〜（４）と同様な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

図１乃至図３は本発明の第１の実施形態を示す説明図である。
図４及び図５は本発明の第２の実施形態を示す説明図である。
図６は本発明の第３の実施形態を示す説明図である。

【図1】概略説明図。

【図2】塗料供給ラインの概略説明図。

【図3】二酸化炭素供給ラインの概略説明図。

【図4】概略説明図。

【図5】二酸化炭素供給ラインの概略説明図。

【図6】概略説明図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面に示す本発明を実施するための形態により、本発明を詳細に説明する。

【0012】

図１ないし図３に示す本発明を実施するための第１の形態において、１は本発明の塗装装置で、この塗装装置１は、動産又は不動産の如何を問わず、また金属製・合成樹脂製・コンクリート製かを問わず、ロボット、各種の機械やその部品、電気器具やその部品、建物の壁面等の表面に被覆材組成物を塗布するものである。

【0013】

この塗装装置１は、第１のエアー供給ライン２と、この第１のエアー供給ライン２から供給されるエアーを駆動源とする塗料用駆動ポンプ３と、この塗料用駆動ポンプ３と塗料供給源４とを含み混合器５に塗料６を供給する塗料供給ライン７と、一方、第２のエアー供給ライン８と、この第２のエアー供給ライン８から供給されるエアーを駆動源とする二酸化炭素用駆動ポンプ９と、この二酸化炭素用駆動ポンプ９と二酸化炭素供給源１０とを含み前記混合器５に二酸化炭素１１を供給する二酸化炭素供給ライン１２と、前記塗料供給ライン７及び二酸化炭素供給ライン１２に接続し、前記塗料６と前記気体の二酸化炭素１１の両方の成分を混合して被覆材組成物１３を生成する前記混合器５と、この混合器５に接続し、かつ前記被覆材組成物１３を噴射する噴射手段１４（例えば手動で噴射させる噴射ガン）とで構成されている。

【0014】

前記塗料用駆動ポンプ３は、駆動用エアーで起動するものを採用しており、この塗料用駆動ポンプ３には塗料接続ライン（管）１５を介して単数又は複数の塗料供給源４が接続している。

【0015】

したがって、塗料用駆動ポンプ３が駆動用エアーで起動すると、その吸引口から前記塗料供給源４の塗料６を吸い込む一方、その吐出口から塗料６を圧送する。それ故に、塗料用駆動ポンプ３は塗料６を吸引し、かつ吐出する塗料高圧ポンプである。また塗装供給ライン７は、塗料供給源４と塗料接続ライン１５と前記塗料用駆動ポンプ３と塗料吐出ライン１６とで構成されており、塗料吐出ライン１６は、塗料用駆動ポンプ３と混合器（混合部）５とを接続する塗料吐出ラインで、この塗料吐出ライン１６は塗料用駆動ポンプ３から圧送される塗料を混合器５に供給する。

【0016】

なお、塗装用駆動ポンプ３の一例としては、旭サナック株式会社製の空気圧式プランジャーポンプの、ＳＰ１０２１、ＳＰ１６２８、ＳＰ１６３６、ＳＰ１８４４、ＳＰ１８５４（Ｚ）、ＳＰ１８７８、ＳＰ２５４４、ＳＰ２５５４（Ｚ）、ＳＰ２５７８等を適宜に用いることができる。

【0017】

混合器５の機能について説明する。ところで、混合器５の詳細構造は、好ましくは流路径を考慮して適宜なマイクロ混合器が使用される。マイクロ混合器の種類や構造は周知事項（例えば特開２０１０−２３４３４８号公報の段落００３１〜段落００３３、）なので割愛する。

【0018】

この混合器５は、逆止弁１７を有する二酸化炭素吐出ライン１８及び逆止弁１９を有する塗料吐出ライン１６の下流に配設され、前述した塗料用駆動ポンプ３から塗料吐出ライン１６を介して取得した塗料６と前記二酸化炭素吐出ライン１８から取得した二酸化炭素１１との両方の成分を混合して被覆材組成物を生成する。また前述した噴射手段１４は、市販されている噴射ガン１４が用いられ、該噴射ガン１４は前記混合器５と噴射ホース２０を介して接続し、かつ混合器５で生成した被覆材組成物を大気圧下の塗装対象物２１に噴射する。

【0019】

二酸化炭素用駆動ポンプ９は、駆動用エアーで起動するものを採用しており、この二酸化炭素用駆動ポンプ９には、二酸化炭素接続ライン（管）２２を介して二酸化炭素供給源１０が接続されている。二酸化炭素供給源１０は、本実施形態では、複数の可搬ボンベ２３を圧力検知器２４を介してボンベライン切替機構２５に接続し、該ボンベライン切替機構２５は二酸化炭素接続ライン２２に接続されている。ボンベライン切替機構２５では、圧力検知器２４で検知された可搬ボンベ２３の圧力を検知し、検知された圧力が所定圧力以下になった場合に、その所定圧力以下になった可搬ボンベ２３の接続ライン２６を閉じ、他の可搬ボンベ２３の接続ライン２６を開にし、安定して連続的に二酸化炭素１１を供給できるものである。

【0020】

なお、本発明では、気体状の二酸化炭素１１を用いているので、圧力を検知して二酸化炭素を供給する可搬ボンベ２３を切り替えるため、ロードセル等の機器で可搬ボンベ２３の重量を検知し、残量管理をする必要がなく、設備全体の小型化やローコスト化を実現している。この可搬ボンベ２３は、一般的に内容量３．４Ｌから４７Ｌ程度のボンベが用いられるが、本実施形態では４０Ｌのボンベを複数用いている。

【0021】

また、液体二酸化炭素を供給する場合には、ボンベにサイフォン管を設けて液状の二酸化炭素を吐出させるが、サイフォン管の長さにはバラツキがあり、安定的に二酸化炭素を供給する場合には、ある程度ボンベ内残量が残っている時点で二酸化炭素を供給するボンベを切り替えなければならない。これに対して、本発明のように気体で二酸化炭素を供給する場合、圧力管理によって二酸化炭素を供給する可搬ボンベを切り替えることができるので、ボンベ内残量を低減することができる。

【0022】

二酸化炭素用駆動ポンプ９が駆動用エアーで起動すると、その吸引口から前記二酸化炭素供給源１０から気体の二酸化炭素１１を吸い込む一方、その吐出口から気体の二酸化炭素１１を圧送する。それ故に、二酸化炭素用駆動ポンプ９は気体の二酸化炭素１１を吸引し、かつ吐出する高圧ポンプである。また二酸化炭素供給ライン１２は、二酸化炭素供給源１０と二酸化炭素接続ライン２２と前記二酸化炭素用駆動ポンプ９と二酸化炭素吐出ライン１８とで構成されており、二酸化炭素吐出ライン１８は、二酸化炭素用駆動ポンプ９と混合器（混合部）５とを接続する二酸化炭素吐出ラインで、この二酸化炭素吐出ライン１８は二酸化炭素用駆動ポンプ９から圧送される二酸化炭素を混合器５に供給する。この時の二酸化炭素性状は特に限定するものではなく、気体であってもその他の性状であってもよい。

【0023】

前記二酸化炭素供給ライン１２の下流側（前記二酸化炭素用駆動ポンプ９の２次側）に位置する二酸化炭素吐出ライン１８は、二酸化炭素定量供給機構２７を備えている。

【0024】

この二酸化炭素定量供給機構２７は、本実施形態では流量計２８、流量調節弁２９、仕切弁３０及び圧力調整弁３１で構成されている。これらの機器を二酸化炭素用駆動ポンプ９の２次側に設けることにより、定量供給精度を向上させることができる。

【0025】

なお、この流量計２８と流量調節弁２９は、一体型の物を用いて二酸化炭素定量供給機構２７を構成してもよく、流量調節弁２９の１次圧力と２次圧力及び開度やオリフィスを設ける等により流量を予め設定する場合には、流量計２８を用いずに二酸化炭素定量供給機構２７を構成してもよい。また、本実施形態のように二酸化炭素供給ライン１２の上流側（二酸化炭素用駆動ポンプ９の１次側）に位置する二酸化炭素接続ライン２２のボンベライン切替機構２５と二酸化炭素用駆動ポンプ９の間に圧力調整弁３１をさらに設けてもよい。二酸化炭素用駆動ポンプ９の１次側にも圧力調整弁３１を設けることにより、さらに定量供給精度を向上させることができる。

【0026】

また、塗料供給ライン７のエアー供給ライン２に検知手段３４としての流量センサーを備え、エアー供給ライン２のエアー供給量が減少した場合には、二酸化炭素定量供給機構２７の仕切弁３０等を操作し、二酸化炭素の供給を停止するような制御部３５を設けてもよい。この制御部３５は非防爆エリアに設けることが望ましい。

【0027】

[発明を実施するための異なる形態]
次に、図４乃至図６に示す本発明を実施するための異なる形態につき説明する。なお、これらの本発明を実施するための異なる形態の説明に当って、前記本発明を実施するための第１の形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。

【0028】

図４及び図５に示す本発明を実施するための第２の形態において、前記本発明を実施するための第１の形態と主に異なる点は、１ｍ３以上の容量を要する据置型タンク３２に充填された液体二酸化炭素を、蒸発器３３を用いて気化させ、気体の二酸化炭素１１を供給する二酸化炭素供給源１０Ａを用いた二酸化炭素供給ライン１２Ａにした点で、このような塗装装置１Ａにしても、前記本発明を実施するための第１の形態と同様な作用効果が得られる。

【0029】

図６に示す本発明を実施するための第３の形態において、前記本発明を実施するための第１の形態と主に異なる点は、噴射手段１４に塗装対象物２１を検知する検知手段３４Ａを設け、該検知手段３４Ａが塗装対象物２１を検知した場合のみ前記仕切弁３０を開状態とするように前記制御部３５で制御する点で、このような塗装装置１Ｂにしても、前記本発明を実施するための第１の形態と同様な作用効果が得られる。

【0030】

付言すると、このように噴射手段１４に塗装対象物２１を検知する検知手段３４Ａを設けることにより、例えば搬送コンベアで流れてくる塗装対象物２１をロボット等を用いてで噴射手段１４（例えば自動開閉式噴射ガン）を操作し、塗装する場合、流れてきた塗装対象物２１を検知手段３４Ａ（例えば赤外線センサー）で検知して塗装することにより、塗装対象物２１が噴射手段１４の前にあるときにだけ塗料を噴射することができる。

【0031】

なお、本発明の実施の形態においては、エアー供給ライン又は噴射手段に検知手段を備えているものについて説明したが、本発明はこれに限られず、塗料吐出ラインに検知手段としての流量センサーを備えて流量の変化を検知してもよいし、噴射手段に検知手段としてのリミットスイッチ等を設けて、噴射手段のトリガーを握っている状態を検知し、仕切弁等を操作するように制御してもよく、その他上位の制御機器（生産ラインの制御コンピューター等）からの出力信号を検知し、仕切弁等を操作するように制御してもよい。

【0032】

また、本発明の実施の形態においては、制御プログラムを記憶部に記憶し、そのプログラムに基づいて仕切弁を制御する制御部について説明したが、本発明はこれに限られず、リレー回路等を用いた（記憶部等を有しない）制御部としてもよい。

【0033】

さらに本発明の実施の形態において、二酸化炭素駆動ポンプはエアー駆動のものについて説明したが、本発明はこれに限られず、電動ポンプ等、エアー駆動以外のポンプを用いてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0034】

本発明は塗装装置を製造する産業で利用される。

【符号の説明】

【0035】

１、１Ａ、１Ｂ：塗装装置、 ２：第１のエアー供給ライン、
３：塗料用駆動ポンプ、 ４：塗料供給源、
５：混合器、 ６：塗料、
７：塗料供給ライン、 ８：第２のエアー供給ライン、
９：二酸化炭素用駆動ポンプ、 １０、１０Ａ：二酸化炭素供給源、
１１：二酸化炭素、 １２、１２Ａ：二酸化炭素供給ライン、
１３：被覆材組成物、 １４：噴射手段、
１５：塗料接続ライン、 １６：塗料吐出ライン、
１７：逆止弁、 １８：二酸化炭素吐出ライン、
１９：逆止弁、 ２０：噴射ホース、
２１：塗装対象物、 ２２：二酸化炭素接続ライン、
２３：可搬ボンベ、 ２４：圧力検知器、
２５：ボンベライン切替機構、 ２６：接続ライン、
２７：二酸化炭素定量供給機構、 ２８：流量計、
２９：流量調節弁、 ３０：仕切弁
３１：圧力調整弁 ３２：据置型タンク、
３３：蒸発器、 ３４、３４Ａ：検知手段、
３５：制御部。

【要約】

【課題】 装置全体の小型化とローコスト化を実現できると共に、二酸化炭素を混合器に定量的に供給できる塗装装置を提供すること。
【解決手段】 エアー供給ラインと、このエアー供給ラインから供給されるエアーを駆動源とする塗料用駆動ポンプと、この塗料用駆動ポンプと塗料供給源とを含み混合器に塗料を供給する塗料供給ラインと、二酸化炭素用駆動ポンプと、この二酸化炭素用駆動ポンプと二酸化炭素供給源とを含み前記混合器に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給ラインと、前記塗料供給ライン及び二酸化炭素供給ラインに接続し、前記塗料と前記二酸化炭素の両方の成分を混合して被覆材組成物を生成する前記混合器と、この混合器に接続し、かつ前記被覆材組成物を噴射する噴射手段を備える塗装装置であって、前記二酸化炭素供給ラインは、圧力調整弁又は流量調節弁のいずれかを含む二酸化炭素定量供給機構を前記二酸化炭素駆動ポンプの下流側に備え、前記二酸化炭素供給源から供給される二酸化炭素は気体であることを特徴とする。
【選択図】 図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】