(57)【要約】【課題】  粉体の供給に定量供給が可能な容積型のポンプとして、尚一層の安定供給を可能にし、必要に応じて供給量を容易に調整できる装置を提供するもので、特に多種多色の粉体塗料に使用する場合に、供給装置の清掃が容易で、塗料替えの作業性を向上する。 【解決手段】吸引、吐出を内容積の減圧、加圧の変化によって行う容積型の粉体ポンプにおいて、移動体によって調整されて定量の容積を維持するポンプ室に粉体の入口、出口通路を接続し、移動体にはフィルタ部を介して前記ポンプ室に通じる吸気通路と圧送通路を接続する。それぞれ交互に開閉する弁手段によって流通が制御され、前記出口通路が閉止した時には圧送通路が閉止し、前記入口通路が閉止した時には前記吸気通路が閉止するように開閉制御させる。移動体は、ねじ部材等の進退手段を使用して室内を移動し内容積を任意に変更調節できる。また圧送通路には清掃気流口を設けて清掃の容易化を図る。 【選択図】  図１
2008036459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸引、吐出を定量容積内の圧力を吸気によって減圧し粉体を吸引し、圧送空気の導入によって排出する粉体用供給装置において、内壁の一部を構成する移動体によって調整されて定量の容積を維持するポンプ室に、粉体の入口及び出口通路を接続し、前記移動体はフィルタ部を設け、該フィルタ部を介して前記ポンプ室に通じる吸気通路と圧送通路を接続すると共に、前記入口通路と前記出口通路及び前記吸気通路と圧送通路は交互に開閉する弁手段によって流通が制御され、前記出口通路が閉止した時には圧送通路が閉止し、前記入口通路が閉止した時には前記吸気通路が閉止するように開閉制御させる粉体塗料供給用装置。
【請求項２】
前記移動体は、ねじ部材等の進退手段を使用してポンプ室内を移動し、ポンプ室内容積を任意に変更調節できる構成とした請求項１の粉体塗料供給用装置。
【請求項３】
前記移動体は、多孔質板をポンプ室側に配し、反対側を圧送通路と吸気通路が接続される気室によって構成した請求項１の粉体塗料供給用装置。
【請求項４】
ポンプ室を複数台併設し、各ポンプ室の弁手段の作動に位相差を設けて順次繰り返し吐出させ、連続して供給する構成とした請求項１の粉体塗料供給用装置。
【請求項５】
前記入口通路と前記出口通路を開閉する弁手段が、ピンチバルブである請求項１から請求項３の粉体塗料供給用装置。
【請求項６】
前記圧送通路には清掃気流口を設けて圧縮空気の供給源と接続し、前記ポンプ室には排出口を設けてなる請求項１から請求項３の粉体塗料供給用装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体塗装における粉体塗料を塗装ガンに供給するための定量供給装置で、特にシリンダ形のポンプより定量設定された粉体を安定供給するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶剤を使用し、乾燥によって塗膜を形成する液体塗料による塗装にくらべ、粉体塗装は溶剤を使用しないため、省資源はもとより揮発性有機化合物の排出を防止できることから環境に優しく、また塗膜強度に優れる等の利点がある。さらに被塗装物に塗着しなかった塗料を回収して再使用することが容易で、資源の有効活用にも優れている塗装方法として知られている。
【０００３】
粉体塗装において塗料を被塗装物に付着もしくは塗着させる方法はいくつかの方法があるが、各種の粉体塗装方法のうち、スプレーガンにより粉体塗料を噴霧し、静電気力により被塗装物に付着させた後、加熱によって融着させる方法は、汎用性が高く広範囲の被塗装物に対応できる塗装方法で、他の粉体塗装方法に比較して多くの分野で広く適用できることが知られている。この場合、粉体を圧縮空気と共にスプレーガンへ流動状態で供給するための粉体供給装置と、被塗装物に向けて噴霧するスプレーガンとして一般的に使用される静電粉体スプレーガンが機能的に結びついて使用されることで効果をあげることができる。
【０００４】
粉体の安定供給は最終的に塗膜品質への影響が大きく、品質の向上のみならず生産性の向上にも重要な課題であり、これまでも多くの改善提案がなされてきている。一般に粉体の供給用として用いられるポンプは圧縮エアの流動に伴う負圧を利用して吸引し圧縮エアと共に送り出すインジェクタ方式のポンプあるいは往復ピストンによるシリンダ方式のポンプ等が用いられている。
【０００５】
インジェクタ方式の場合、供給量は吸引力を生み出す圧縮エアの圧力によって左右される他、供給路の抵抗等に左右され定量を安定供給することが難しく、定量供給には流量計による測定とその結果をフィードバックして前記圧縮エアを調節したり、調整バルブを使用するなどの複雑な制御が必要とされている。このインジェクタ方式は、供給する際の圧縮空気量が多いという特徴があり、特に粉体塗装においては被塗装物への噴霧にあたり必要以上に圧縮空気が噴出して塗装品質や塗着性能に悪影響を与えるといった問題があった。
【０００６】
これに対しシリンダ方式の場合は容積型のポンプであり、定量性から見ると他の方式に比べ優れており、安定した供給ができる特徴がある。また搬送用の圧縮エアが前記インジェクタ方式に比較して極めて少量で、粉体の供給量が少量から大量まで広範囲な安定供給が可能などの利点があり、粉体スプレーガンの噴霧をコントルールして各種の塗装条件に対応することができる粉体塗装用供給装置として評価されてきている。
【０００７】
しかし、容積型であっても前記ピストンを作動させる図３の構成からなるシリンダ式は、内部に摺動する作動部Ｐがあり、粉体がこれによって摺り合わされたり、隙間に入り込むなどして損傷を受け、粉体塗料の性質に変化をきたして粉体塗料の寿命を損なうことや、ポンプ自体の損傷を引き起こすことがある。このため一定容積の計量室を設け、この計量室内に吸引ポンプ等で粉体を吸引し、これを加圧空気により排出方法で繰り返し粉体を供給する技術が提案されている。
【０００８】
この一例として特開2001-199544号公報が挙げられるが、この発明技術の場合、計量室は一定の容積であり、粉体の供給量は時間あたりの作動回数で決められ、搬送供給用には適用できるが、塗装条件に即応して粉体供給量を制御する必要がある粉体塗装においては、微調整が難しく、改善の余地が残されている。すなわち時間当たりの作動回数は吸引により計量室に導入する時間条件や、排出して供給する条件があるために、単に各制御バルブの作動時間を調整して時間当たりの作動時間を調整しても正しい供給量を得ることはできない。また計量室につながるフィルタは通路中に設けられているために流通面積が大きく取れず、したがって清掃を必要とする頻度も多くなり、メンテナンス自体の時間も要することになるなど、いくつかの改善すべき問題が残されている。
【特許文献１】特開２００１-１９９５４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
粉体塗装における粉体供給の定量安定性は塗装品質の向上や工業上の生産性を高めるために重要な課題であり、これまでも幾つかの開発がなされてきている。供給の原理は基本的に幾つかの方法が見られるが、安定供給を重視した最近の供給方式として、一定の容積を持つ部屋に吸引した粉体を吐出する容積型の供給ポンプが噴霧のコントロール性から活用が高まっている。
【００１０】
その中で前述の気流による一定容積室への吸引と圧送空気による排出の方式は、粉体塗装に要求される供給量の安定化に高い評価が得られるが、これまでのところ定量の連続的な供給には適しているが、粉体塗装のように条件の変化に応じて簡単かつ性格に供給量の調整を可能にするには不十分なところがある。
【００１１】
本発明の課題は、粉体の供給に安定定量供給が可能な容積型のポンプを用い、供給量の尚一層の安定供給を可能にし、必要に応じて供給量を容易に調整できる構造を有する供給装置を提供するものである。
またこの種の供給装置を多種多色の粉体塗料に使用する場合に、供給装置の清掃が容易で、塗料替えが効率的に実施できる供給装置として、粉体塗装の工業的な生産性を向上させ、経済的、資源的効果を生み出すことを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、減圧、加圧によって吸引、排出する粉体用ポンプ装置において、ポンプ室内壁の一部を移動体によって構成し、この移動体によって調整されて定量の容積を維持するポンプ室に粉体の入口、出口通路を接続し、前記移動体はフィルタ部を介して前記ポンプ室に通じる吸気通路と圧送通路を接続する。前記入口通路と前記出口通路及び前記吸気通路と圧送通路は交互に開閉する弁手段によって流通が制御され、前記出口通路が閉止した時には圧送通路が閉止し、前記入口通路が閉止した時には前記吸気通路が閉止するように開閉制御させる。
【００１３】
移動体は、ねじ部材等の進退手段を使用して室内を移動し内容積を任意に変更調節できる構成とする。
また移動体は、多孔質板を室側に配し反対側を圧送通路と吸気通路が接続される気室によって構成される。さらにポンプ本体を複数台併設し、各ポンプのバルブ作動に位相差を設けて順次繰り返し吐出させ、連続して供給する構成とする。
【００１４】
前記入口通路と前記出口通路を開閉する弁手段はピンチバルブを使用する。
前記圧送通路と気室の間には清掃気流口を設けて圧縮空気の供給源と接続し、前記ポンプ室には排出口を設け、気室を通してフィルタに新鮮空気を送り込み、過剰な空気を前記排出口から排気する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のポンプは、運転中において粉体の流入、排出が繰り返されるポンプ室が移動体によって調整されて一定容積を維持し、摺動する部分が無いために作動の不安定や粉体塗料の損傷や変質が無く、粉体塗料の寿命を長期間にわたって維持し、安定した供給を継続することができる。前記移動体はフィルタによってポンプ室を仕切りその容積を可変調整し、吸気通路及び圧送通路と接続される構成のため、ポンプの容積を必要に応じて設定し、その容積を一定に維持した状態で継続運転を繰り返すことによって安定した供給が可能になる。
【００１６】
ポンプ室の構成自体運転中は可動部のない単純な構成であるため、装置自体を小さくすることも容易で、また複数台のポンプ室を組み合わせた装置として幅広い供給量の範囲で精度の高い供給装置を構成することができる。
【００１７】
移動体はポンプ室の有効内容積を可変とするもので、ねじ等の手段を用いて進退するように構成し、外部よりその位置を容易に調整できるため、粉体塗装の塗装条件に応じて設定し、必要とする条件に適切に合わせて供給量を設定することが可能で、結果として塗装品質の向上維持、塗料の効率的な使用を図ることができる。
【００１８】
上記の通り本発明によるポンプ室は、構造が簡単であり、内部行動としての流路が単純形状であるために粉体塗料の堆積、付着等が防止されているが、更にフィルタ前の気室に新鮮空気を流入させる清掃気流口を設けているため、フィルタに付着した粉体を払拭しポンプ室内に落としこみ、フィルタを簡単操作で清掃し、常に安定した機能を維持させることができる。ポンプ室に設けた排出口は、清掃を行う場合、粉体供給とは別に余分に導入される清掃用空気を都合よく排出する働きがあり、定期的にことで色替え等の容易化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施態様は図1に概略示すポンプ単体１を単一要素とし、実用的にはこれらが複数構成されて供給装置として使用される。ポンプ単体１は粉体を吸引し、排出する容器となるシリンダ２が、ポンプ室３を形成し、その下方に流出しやすい形状とした底部３１に続いて粉体の入口４、出口５がそれぞれ設けられ、粉体の入口４は粉体容器６に、粉体出口５は噴霧スプレーガン７にそれぞれ通路開閉手段１０，１１を介して接続されている。
【００２０】
ここで通路開閉手段１０，１１は、粉体の流通管路１３を遮断若しくは開放し粉体の流通を制御するもので、この種の制御に適するものとして、管路をつぶして通路断面を閉じるピンチバルブ式のものが適用される。この場合通路断面は段差がなく粉体の局部溜まりを起こすことなく、清掃等の作業も容易となる。
【００２１】
前記ポンプ室３の上部には移動体１２が嵌合されシール材によって機密状態で上下に移動できるように構成される。実施例では移動体１２の外周にポンプ室３の内壁３２と機密に維持し上下移動が可能なパッキン１５が上部と下部に設けられている。シール材自体は特に新規なものでなくこれまでに知られているＯリング等の活用ができ、移動体の大きさ、巾等により図のように上下に配置して安定性を維持するように考慮することも必要となる。
【００２２】
移動体１２の構成はポンプ室３側に多孔質のフィルタ１６を設けて上部の気室３３を仕切り、ポンプ室３内の粉体が気室３３側に流入しないようにしている。フィルタ１６自体は粉体の含有する微細粒子を遮断する程度で数マイクロメータレベルの孔径以下のものがよく使用されることになる。これらは使用される粉体の性状によって選択され、固定的に限定されるものではない。
【００２３】
移動体１２の気室３３には、フィルタ１６を通して加圧空気をポンプ室３に供給し内部の粉体を、前記出口５より排出して、噴霧スプレーガン７に供給するための圧送通路１７、及びポンプ室３を負圧にして入口４から粉体をポンプ室３内に吸引するための吸気通路１８が、それぞれ接続されている。
【００２４】
移動体１２自体はポンプ室３の内壁３２を上下に摺動させて位置を調節するための調節軸２０が取り付けられており、ポンプ室内を実質的に隔離し固定された蓋２１と、ねじ部２２によって相対位置が変更できる構成としている。調節軸２０の回転により前記移動体１２を上下動させてその位置を変更する構成は図示の例とは別に幾つかの構成が考えられるが、ここでは移動体１２とは空転する調整軸２０が蓋２１のねじ部と螺合し頭部のツマミ２３を回転することによって移動体１２と共に上下動する構成としている。
【００２５】
移動体１２は、その上下動によってポンプ室３内の容積を変更させ、吸引と排出による１回当たりの粉体供給量を変更することができる。また移動体の前記圧送通路１７と吸気通路１８は、制御弁２５を介して加圧空気源及び吸気手段とそれぞれ接続されている。吸気手段は大気を吸引し負圧状態を得られる手段で、一般的には送風機や真空ポンプの吸い込み側が接続される。
【００２６】
前記圧送通路１７と吸気通路１８、及び入口通路１３と出口通路１４にそれぞれ設けられた通路開閉手段１０，１１及び制御弁２５は、粉体の供給を円滑に行うためその開閉が制御される。すなわち入口通路のピンチバルブ１０が開の時出口通路１１は閉とし、前記圧送通路１７を遮断して吸気通路１８を開くことによって、吸気手段がポンプ室３の内圧を負圧とし、粉体塗料をポンプ室３に吸引する。吸引された粉体はそれぞれのバルブ操作を切り替えることによって、制御弁２５（Ｂ）を通して圧送通路１７から送り込まれる加圧空気により、ポンプ室内の粉体は出口通路５から通路開閉手段１１を通して噴霧スプレーガン７に供給されることになる。
【００２７】
ここでそれぞれ設けられた通路開閉手段１０，１１及び制御弁２５は、個別に形成され、制御装置２９によって開閉が制御される構成としているが、制御弁構造としては、それぞれを一体化構成とした切り替え弁の構造を取り入れることでもよく、装置の構成・仕様に応じて既存の制御弁構造を採用することができる。
【００２８】
ここで供給される粉体は少量の空気によって流動化された状態で粉体容器６よりポンプ室３内に吸引され、加圧空気により供給される。吸気及び加圧の条件が変更されない場合、１回当たりの粉体供給量は定量を維持し、ポンプ室３の容量が供給量を特定することになる。作動の原理で理解できるように、このようなポンプの場合は、吸引と排出を繰り返すため供給は断続することになる。したがって通常は少なくとも複数のポンプ単体を併設し、交互に吸引と排出を繰り返すように構成する。
【００２９】
図２の例では３つのポンプ単体１を同じ位相差で運転させ１セットのポンプとして用いられた実施例をさらに４個連接させた事例が示されている。この場合、図示されていないが３つのポンプ単体のそれぞれの制御弁及び通路開閉手段（ピンチバルブ）は開閉のタイミングが前記動作に基づき制御される。供給する噴霧スプレーガンの数や供給量によってさらに複数のポンプセットが準備され、それぞれの供給が制御されることもある。
【００３０】
さらに本発明の特徴は以下によって説明される。各ポンプ室３には出口通路１１とは別の排気口２６がそれぞれ設けられている。排気口２６はできればポンプ室の上部にあって、前期移動体の最下方位置により閉鎖されない位置に設けられるのが良い。排気口２６は通常の供給作動時ではなく、作業を中断し、粉体塗料供給系の清掃や色・塗料替えの場合にポンプ室３内を清掃する場合に使用される。すなわち使用時間が長くなれば移動体１２の多孔質板等のフィルタ１６が目詰まりを生じ、適正な粉体の供給輸送が困難になる。したがって定期的な清掃は必要条件で、少ない時間で確実に清掃することが要求される。
【００３１】
清掃は粉体の流入を停止した後、圧送通路１７に清掃気流口２７を接続し、圧縮空気をフィルタ１６より塗料ポンプ室３に吹き込み、フィルタ１６に付着堆積していた粉体を吹き落とすことによって行われる。この際ポンプ室３の前記排気口２６から若しくは／及び出口通路１１より余分な気体と粉体を排出することができる。一般に清掃時は多量の空気を必要とし、このときに前記排気口２６が有効に働くことになる。また清掃時は圧送通路１７からの導入でも可能であるが、制御弁の設定変更や調整の複雑さを考慮すると、別回路により弁２８で制御された清掃用空気を清掃気流口２７から圧送通路１７に流入させるのが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の概要を示すポンプ室の構成説明図である。
【図２】本発明の1実施例に用いたポンプを併設し、安定供給装置として使用される場合の構成図である。
【図２】従来のピストン式容積型供給ポンプ構造の一例を示す断面略図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  ポンプ単体
３  ポンプ室
４  入口
５  出口
７  噴霧スプレーガン
１０、１１  通路開閉手段
１２  移動体
１６  フィルタ
１７  圧送通路
１８  吸気通路
２０  調節軸
２１  蓋
２２  ねじ部
２３  ツマミ
２５  制御弁
２６  排気口
２７  清掃気流口
【図１】
2008036459.tif 000003
【図２】
2008036459.tif 000004
【図３】
2008036459.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成18年8月29日(2006.8.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
【図１】本発明の概要を示すポンプ室の構成説明図である。
【図２】本発明の1実施例に用いたポンプを併設し、安定供給装置として使用される場合の構成図である。
【図３】従来のピストン式容積型供給ポンプ構造の一例を示す断面略図である。