特開 2024-165414 塗料吐出量判定システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024165414

(43)【公開日】2024-11-28

(54)【発明の名称】塗料吐出量判定システム

(51)【国際特許分類】

   B05B 7/14 20060101AFI20241121BHJP

   B05B 12/08 20060101ALI20241121BHJP

【ＦＩ】

B05B7/14

B05B12/08

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023081597

(22)【出願日】2023-05-17

(71)【出願人】

【識別番号】000117009

【氏名又は名称】旭サナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000567

【氏名又は名称】弁理士法人サトー

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 雅希

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 克海

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 善貴

(72)【発明者】

【氏名】星野 幸一

(72)【発明者】

【氏名】西尾 達哉

【テーマコード（参考）】

4F033

4F035

【Ｆターム（参考）】

4F033QA01

4F033QB02Y

4F033QB05

4F033QB12Y

4F033QB18

4F033QD04

4F033QD11

4F033QE06

4F033QF01X

4F033QF07Y

4F033QH02

4F033QH08

4F033QK02Y

4F033QK09Y

4F033QK12Y

4F035AA03

4F035BB21

(57)【要約】

【課題】塗装不良の発生を抑制できる塗料吐出量判定システムを提供する。
【解決手段】塗料吐出量判定システムは、粉体塗料を噴射する塗装ガンと、塗料タンクに収容された粉体塗料を受けて粉体塗料を定量排出する定量供給装置と、定量供給装置の下流側に設けられ定量供給装置から排出された粉体塗料を吸引して塗料経路を介して塗装ガンに供給するインジェクタと、を有する塗料供給機構と、定量供給装置を流れるエアの流量を測定する測定装置と、測定装置の測定値に基づいて、塗料経路を通過する粉体塗料の吐出量が正常であるか否かを判定する制御部と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

粉体塗料を噴射する塗装ガンと、
塗料タンクに収容された前記粉体塗料を受けて前記粉体塗料を定量排出する定量供給装置と、前記定量供給装置の下流側に設けられ前記定量供給装置から排出された前記粉体塗料を吸引して塗料経路を介して前記塗装ガンに供給するインジェクタと、を有する塗料供給機構と、
前記定量供給装置を流れるエアの流量を測定する測定装置と、
前記測定装置の測定値に基づいて、前記塗料経路を通過する前記粉体塗料の吐出量が正常であるか否かを判定する制御部と、を備える、
塗料吐出量判定システム。

【請求項2】

前記定量供給装置は、筒状に形成され前記定量供給装置の内部と外部とを連通する点検口を有し、
前記測定装置は、前記点検口に接続されている、
請求項１に記載の塗料吐出量判定システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、塗料吐出量判定システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、塗装ガンに例えば粉体塗料を定量供給するための粉体塗料供給装置が知られている。粉体塗料供給装置は、粉体塗料を定量排出するスクリューフィーダ―ユニットと、スクリューフィーダ―ユニットから排出された粉体塗料を吸引して塗装ガンに供給するインジェクターユニットと、を含んで構成されている。

【0003】

ところで、従来構成では、塗装作業中において塗料吐出量の検出又は監視は行われていないため、設定吐出量に対して実際の塗料吐出量に変化が生じた場合に、当該変化を即時発見することが困難であった。塗料吐出量の変化は、粉体塗料が流れるホースの折れや破損等の不具合によって生じる場合があり、この不具合は塗装不良を引き起こす原因となり、生産効率に悪影響を及ぼすことがある。したがって、従来構成では、塗装不良の発生を抑制する点において課題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－０２５４２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、塗装不良の発生を抑制できる塗料吐出量判定システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態の塗料吐出量判定システムは、粉体塗料を噴射する塗装ガンと、塗料タンクに収容された前記粉体塗料を受けて前記粉体塗料を定量排出する定量供給装置と、前記定量供給装置の下流側に設けられ前記定量供給装置から排出された前記粉体塗料を吸引して塗料経路を介して前記塗装ガンに供給するインジェクタと、を有する塗料供給機構と、前記定量供給装置を流れるエアの流量を測定する測定装置と、前記測定装置の測定値に基づいて、前記塗料経路を通過する前記粉体塗料の吐出量が正常であるか否かを判定する制御部と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】一実施形態による塗料吐出量判定システムの一例を模式的に示す図

【図2】一実施形態による塗料吐出量判定システムについて、定量供給装置の一例を概略的に示す断面図

【図3】一実施形態による塗料吐出量判定システムの電気的構成の一例を示すブロック図

【図4】流量計の測定値と塗料の吐出量との関係に関する検証試験の結果を示す図

【図5】一実施形態による塗料吐出量判定システムについて、塗料の吐出量の異常判定で行われる処理の一例を示すフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、一実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図では、説明の便宜上、必要に応じて各構成の寸法を適宜拡大している場合があり、各構成同士の寸法比は実際と同一であるとは限らない。

【0009】

図１に示す塗料吐出量判定システム１は、例えば粉体塗料の吐出量の異常を判定できるシステムである。以下の説明では、塗料吐出量判定システム１を、単にシステム１と称する場合がある。塗料吐出量判定システム１は、塗装ガン１０、塗料供給機構２０、測定装置３０、及び制御盤４０を備えている。塗装ガン１０は、例えば図示しないレシプロケータの先端部に装着されており、粉体塗料を噴射し、静電引力によって被塗物に自動で塗料を塗布するいわゆる自動ガンである。塗装ガン１０は、その内部に高電圧を塗料に印加するための図示しない高電圧発生装置が設けられている。

【0010】

塗料供給機構２０は、塗料タンク２０１に収容された粉体塗料を受けて、その粉体塗料を塗装ガン１０に対して供給する。塗料タンク２０１には、例えば流動エア２０１ａが供給されており、流動エア２０１ａによって塗料タンク２０１内の粉体塗料がほぐされるとともに除湿される。塗料供給機構２０は、定量供給装置２１及びインジェクタ２２を有して構成されている。定量供給装置２１は、塗料タンク２０１の下流側に位置している。定量供給装置２１は、図１及び図２に示すように、中継タンク２１１、本体部２１２、スクリュー２１３、モータ２１４、整流部２１５、排出管２１６を有している。

【0011】

中継タンク２１１は、塗料タンク２０１の下流側に設けられており、塗料タンク２０１から供給される粉体塗料を収容する。中継タンク２１１は、下方が開放した略矩形箱状に形成されている。中継タンク２１１は、網２１１ａを有している。網２１１ａは、中継タンク２１１の内部に略水平に設けられている。網２１１ａは、図示しないバイブレータによって振動し、粉体塗料間の余分な空気を除去して、単位容積当たりの粉体塗料の量を一定にするためのものである。

【0012】

本体部２１２は、中継タンク２１１の下方に位置しており、横長の略矩形状に形成されている。本体部２１２は、本体部供給口２１２ａ、本体部排出口２１２ｂ、連通部２１２ｃを有している。本体部供給口２１２ａ及び本体部排出口２１２ｂは、本体部２１２の内部と外部とを連通している。本体部供給口２１２ａは、本体部２１２の上面に設けられており、中継タンク２１１から供給される粉体塗料を本体部２１２内に流入するための入口である。本体部排出口２１２ｂは、本体部２１２の下面に設けられており、本体部２１２内を通過した粉体塗料を外部に流出するための出口である。連通部２１２ｃは、本体部供給口２１２ａと本体部排出口２１２ｂとの間に位置しており、水平方向に沿って延びて形成されている。連通部２１２ｃの内径は、スクリュー２１３の外径よりもやや大きく設定されている。

【0013】

スクリュー２１３は、本体部２１２内に収容されている。スクリュー２１３は、軸部２１３ａ及び羽根２１３ｂを有している。軸部２１３ａは、本体部２１２の長手方向に沿って延びる棒状の部材で形成されている。羽根２１３ｂは、軸部２１３ａの外周に螺旋状に設けられており、軸部２１３ａと一体に形成されている。軸部２１３ａの基端部は、図示しない連結部材を介して、モータ２１４に接続されている。このため、スクリュー２１３は、モータ２１４によって回転駆動される。

【0014】

モータ２１４は、例えばブラシレスＤＣモータで構成されている。モータ２１４が駆動して羽根２１３ｂが回転することで、本体部供給口２１２ａを通過して本体部２１２内に流入した粉体塗料がスクリュー２１３の軸方向に沿って移送される。そして、モータ２１４の回転速度の変化に応じてスクリュー２１３の羽根２１３ｂの回転速度が変化することで、任意に設定された吐出量での塗料の定量供給が行われる。本実施形態では、吐出量とは、インジェクタ２２から吐出されて塗料経路５１を通過する塗料の単位時間当たりの質量を意味する。

【0015】

整流部２１５は、スクリュー２１３の先端側に設けられている。整流部２１５は、連通部２１２ｃを開閉する機能を有する。整流部２１５は、支持部２１５ａ、整流板２１５ｂ、及びばね部２１５ｃを含んで構成されている。支持部２１５ａは、棒状の部材で構成されており、一方の端部が本体部２１２の外部に設けられた受け部２１８に接続され、他方の端部がスクリュー２１３の軸部２１３ａの先端側に接続されている。支持部２１５ａは、本体部２１２の孔部２１２ｄ内に挿通されている。

【0016】

整流板２１５ｂは、支持部２１５ａの他方の端部側に設けられ、軸部２１３ａの先端面と接触している。整流板２１５ｂは、連通部２１２ｃを閉塞する機能を有する。ばね部２１５ｃは、例えばコイルばねで構成されており、受け部２１８と整流板２１５ｂとの間に設けられている。ばね部２１５ｃは、整流板２１５ｂを連通部２１２ｃ側に向かって付勢する機能を有する。

【0017】

排出管２１６は、筒状の部材で構成されており、一方の端部が本体部排出口２１２ｂに接続され、他方の端部がインジェクタ２２に接続されている。排出管２１６は、本体部２１２を通過した粉体塗料をインジェクタ２２に供給するためのものである。スクリュー２１３の回転によって移送された粉体塗料が整流板２１５ｂに連続的に押し付けられることで、整流板２１５ｂが移動して連通部２１２ｃが開放されると、粉体塗料が本体部排出口２１２ｂから排出管２１６を通ってインジェクタ２２に供給される。このようにして、定量供給装置２１から粉体塗料が定量的に排出される。

【0018】

インジェクタ２２は、定量供給装置２１の下流側に設けられている。インジェクタ２２は、定量供給装置２１から排出された塗料を吸引して塗料経路５１を介して塗装ガン１０に供給する。塗料経路５１は、インジェクタ２２から塗装ガン１０に至る経路である。塗料経路５１は、例えば塗料ホースで構成されている。インジェクタ２２には、例えば搬送エア２２ａが供給されており、搬送エア２２ａによって定量供給装置２１から塗料が吸引される。そして、吸引された塗料は、塗料経路５１を通って塗装ガン１０に供給される。搬送エア２２ａの風量は、例えば使用する塗料の種類や設定した塗料の吐出量等に応じて設定される。

【0019】

また、定量供給装置２１は、図２等に示すように、点検口２１７を有している。点検口２１７は、本体部２１２の上面に設けられており、本体部排出口２１２ｂに対向して位置している。点検口２１７は、例えば円筒状に形成されており、定量供給装置２１の内部と外部とを連通する。点検口２１７は、塗装ガン１０が駆動する塗装作業中において、インジェクタ２２に供給される搬送エア２２ａの作用によって外部から吸引されるエアつまり吸引エアが通る部分である。また、点検口２１７を設けることで、定量供給装置２１からの粉体塗料の定量供給性が確保されている。つまり、点検口２１７から吸引エアが吸い込まれることで、搬送エア２２ａによって中継タンク２１１側に負圧が作用することが抑制される。これにより、スクリュー２１３から過度に粉体塗料が送り出されることが防がれる。

【0020】

測定装置３０は、定量供給装置２１を流れるエアの流量を測定する機能を有する。測定装置３０は、例えば点検口２１７に接続されている。よって、測定装置３０は、点検口２１７に吸引されるエアの流量を測定する。測定装置３０は、エア導入部３１及び流量計３２を有している。エア導入部３１は、図２に示すように、点検口２１７の上流側の端部に接続されている。点検口２１７における上流とは、点検口２１７に対して吸引エアが流れる方向に沿って本体部２１２から離れた方をいう。インジェクタ２２に搬送エア２２ａが供給されると、図２の黒矢印で示すように、エア導入部３１から点検口２１７に向かってエアが吸引される。本実施形態では、エア導入部３１及び点検口２１７によって吸引エア経路が形成されている。

【0021】

エア導入部３１は、筒状であって例えばＴ字状に形成されている。エア導入部３１の上面は開口していない形状に構成されている。これにより、定量供給装置２１周辺の空気中に含まれる塗料粒子がエア導入部３１の上方から積極的に吸い込まれるのを防止できる。エア導入部３１は、Ｔ字状に限らず、逆Ｌ字状等の他の形状であっても良い。なお、エア導入部３１の上流側の入口には、例えば不織布で構成された図示しないフィルタを設けて、当該フィルタによって空気中の塗料粒子を捕捉する構成としても良い。流量計３２は、エア導入部３１に設けられている。流量計３２は、エア導入部３１から点検口２１７に流れるエアの流量つまり吸引エアの流量を計測する機能を有する。

【0022】

制御盤４０は、操作表示部４１、制御部４２、及び記憶部４３を有している。操作表示部４１は、例えば制御盤４０の外面に設けられている。操作表示部４１は、例えばタッチパネルディスプレイを含んで構成できる。操作表示部４１は、作業者からの入力操作を受け付けるとともに、各種情報を提示する機能を有する。操作表示部４１は、例えば周囲に対して音声を発する機能を有する図示しないスピーカを有していても良い。

【0023】

制御部４２は、システム１全体の制御を司る。制御部４２は、例えばＣＰＵや、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び書き換え可能なフラッシュメモリ等の記憶領域等を有するマイクロコンピュータを主体に構成されている。記憶領域は、測定装置３０を塗料吐出量判定システム１に適用させるためのプログラムを記憶している。制御部４２の各処理は、ＣＰＵがプログラムを実行することにより実現される。記憶部４３は、制御部４２によって参照又は更新されシステム１で用いられる各種の情報を記憶可能に構成されている。記憶部４３は、例えばＨＤＤ、ＳＳＤ、半導体メモリ、磁気ディスク等の周知の記憶媒体で構成できる。図３に示すように、塗装ガン１０、モータ２１４、流量計３２、操作表示部４１、及び記憶部４３は、それぞれ制御部４２に電気的に接続されている。

【0024】

さて、本願発明者は、流量計３２の測定値と塗料の吐出量との関係に関する検証試験を行った。検証試験は、例えば塗料経路５１を構成する塗料ホースに破れや折れ等が発生していない正常時と、例えば塗料ホースに破れや折れ等が発生している異常時と、の２仕様について行った。検証試験の結果を示す図４では、設定した塗料の吐出量に対応した流量計３２の測定値をプロットしている。図４における縦軸は流量計３２の測定値を示しており、横軸は塗料の吐出量（ｇ／ｍｉｎ）を示している。測定値は、例えば吸引エアの単位時間当たりの流量（Ｌ／ｍｉｎ）を示す。図４に示すように、流量計３２の測定値と塗料の吐出量とは、負の相関があることが確認された。つまり、流量計３２の測定値は、塗料の吐出量が増加するにつれて減少することが確認された。

【0025】

そして、異常時における流量計３２の測定値は、正常時に対して変化が生じることがわかる。これは、塗料ホースに破れや折れ等が発生すると塗料経路５１の状態が変化し、インジェクタ２２に供給される搬送エア２２ａによって点検口２１７に作用する負圧に変化が生じるためであると推察される。したがって、流量計３２の測定値の変化を監視することで、塗料の吐出量の異常の有無ひいては塗料経路５１の異常の有無を判断できるといえる。

【0026】

本実施形態では、制御部４２は、流量計３２の測定値を取得し、取得した測定結果を記憶部４３に記憶する。また、制御部４２は、流量計３２の測定値を取得し、操作表示部４１を介して取得した測定結果を作業者に報知できる。これにより、作業者は、測定結果を確認することで、異常の有無を判断できる。そして、異常の発生を即時に発見することで、メンテナンス等の対策を講じることができるため、塗装不良の発生を抑制できる。

【0027】

また、本実施形態では、制御部４２は、流量計３２の測定値に基づいて、塗料経路５１を通過する塗料の吐出量が正常であるか否かを自動で判定する。具体的には、制御部４２は、流量計３２の測定値と理論値との差が所定値未満である場合に、正常と判定する。換言すれば、制御部４２は、流量計３２の測定値と理論値との差が所定値以上である場合に、異常と判定する。理論値とは、例えばシステム１の導入後又はメンテナンス後等の正常時における流量計３２の測定値を意味する。理論値は、記憶部４３に記憶しておくことができる。所定値は、例えば使用する塗料の種類やインジェクタ２２に供給される搬送エア２２ａの風量等の諸条件に応じて任意に設定できる。

【0028】

次に、図５を参照して、塗料の吐出量の異常判定において制御部４２で実行される制御内容の一例を説明する。制御部４２は、塗料供給機構２０を駆動させて塗装ガン１０へ塗料が供給されると（図５のスタート）、ステップＳ１１において流量計３２の測定値を取得する。

【0029】

次に、制御部４２は、ステップＳ１２において、予め記憶部４３に記憶された理論値と取得した測定値との差が所定値以上であるか否かを判定する。理論値と測定値との差が所定値以上であった場合（ステップＳ１２でＹＥＳ）、制御部４２は、ステップＳ１３に処理を移行させる。制御部４２は、ステップＳ１３において、例えば理論値と測定値との差が所定値以上であることを示す判定情報を操作表示部４１に表示させることで判定結果を報知して、一連の処理を終了する（図５のエンド）。判定情報には、塗料の吐出量が異常であることを示す情報を含めても良い。

【0030】

以上説明した実施形態によれば、塗料吐出量判定システム１は、塗装ガン１０と、塗料供給機構２０と、測定装置３０と、制御部４２と、を備える。塗装ガン１０は、粉体塗料を噴射する。塗料供給機構２０は、定量供給装置２１とインジェクタ２２とを有している。定量供給装置２１は、塗料タンク２０１に収容された粉体塗料を受けて、粉体塗料を定量排出する。インジェクタ２２は、定量供給装置２１の下流側に設けられ、定量供給装置２１から排出された粉体塗料を吸引して塗料経路５１を介して塗装ガン１０に供給する。測定装置３０は、定量供給装置２１を流れるエアの流量を測定する。そして、制御部４２は、測定装置３０の測定値に基づいて、塗料経路５１を通過する粉体塗料の吐出量が正常であるか否かを判定する。

【0031】

これによれば、測定装置３０の測定値に基づいて塗料の吐出量の変化を確認することで、当該吐出量の異常の有無を把握することができる。そして、塗料の吐出量の異常を把握することによって、例えば塗料ホースの破れや折れ又は塗料ホース内の詰まり等に起因した異常を早期に発見できる。これにより、塗装不良の発生を抑制できる。

【0032】

定量供給装置２１は、点検口２１７を有している。点検口２１７は、筒状に形成され、定量供給装置２１の内部と外部とを連通する。測定装置３０は、点検口２１７に接続されている。これによれば、点検口２１７から吸引されるエアの流量を測定装置３０によって測定することで、塗料の吐出量の変化を精度良く確認することができる。そして、測定装置３０を定量供給装置２１に設置するための新たな部品を設ける必要がないため、部品点数の増加を抑えて製造コストの増加を抑えつつ、塗装不良の発生を抑制できる。

【0033】

以上、本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更することができる。

【符号の説明】

【0034】

１…塗料吐出量判定システム、１０…塗装ガン、２０…塗料供給機構、２０１…塗料タンク、２１…定量供給装置、２１７…点検口、２２…インジェクタ、３０…測定装置、４２…制御部、５１…塗料経路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】