(57)【要約】【課題】溶剤を混合させた混合塗料を撹拌しつつ塗装ガンに供給する塗料供給システムにおいて、撹拌効率の向上を図る。【解決手段】塗料流路１７内の混合塗料を撹拌する手段として、塗料流路１７内にスタティックミキサ２０を設け、塗料流路１７内を流れる混合塗料がスタティックミキサ２０を通過する際に撹拌されるようにしたので、単に一方向に循環させるだけの撹拌方法に比べて撹拌効率に優れ、混合塗料を移動させるのに必要なエネルギーが少なくて済む。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗料に溶剤を混合させる混合機と、
前記混合機で混合された混合塗料を塗装ガンに供給するための塗料流路と、
前記塗料流路内の混合塗料を流動させる駆動手段と、
前記塗料流路内に設けられ、その塗料流路内を流動する混合塗料を通過させることによって撹拌するスタティックミキサとを備えて構成されていることを特徴とする塗料供給システム。
【請求項２】
前記駆動手段が、前記塗料流路内の混合塗料を往復移動させる往復駆動機構からなることを特徴とする請求項１記載の塗料供給システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗料を塗装ガンに供給するための塗料供給システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車を対象とする塗装では、金属製の顔料を含むメタリック塗料が広く用いられるが、この種の塗料は、一旦溶剤を混合させてしまうと、塗料の供給を長時間停止させたときに顔料が沈降してしまうことが懸念される。
そこで、従来は、塗料と溶剤を混合させる混合機と塗装ガンとの間で塗料を一方向に循環させることで塗料を撹拌させ、この撹拌によって顔料の沈降を防止する方法が採られている。
【０００３】
尚、塗料を循環させる塗料供給システムとしては、特許文献１に開示されているもの等がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−３８９７９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように混合塗料を一方向にのみ循環させる方法では撹拌の効率が低く、撹拌効率を向上させるためには循環速度を高める必要があるが、混合塗料を高速で循環させるためには、循環用ポンプを駆動させるのに必要なエネルギーが膨大になるという問題がある。
【０００６】
特に、消防法の規定によって混合機を塗装ブースから離して配置した場合には、循環経路が長距離となって圧力損失が大きくなるため、配管を大径のものにせざるを得ず、その分、循環用ポンプの駆動に必要なエネルギーが増大する。
本願発明は上記事情に鑑みて創案され、溶剤を混合させた混合塗料を撹拌しつつ塗装ガンに供給する塗料供給システムにおいて、撹拌効率の向上を図ることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、塗料に溶剤を混合させる混合機と、前記混合機で混合された混合塗料を塗装ガンに供給するための塗料流路と、前記塗料流路内の混合塗料を流動させる駆動手段と、前記塗料流路内に設けられ、その塗料流路内を流動する混合塗料を通過させることによって撹拌するスタティックミキサとを備えて構成されている。
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記駆動手段が、前記塗料流路内の混合塗料を往復移動させる往復駆動機構からなる構成とした。
【０００８】
【発明の作用及び効果】
［請求項１の発明］
混合塗料を撹拌する手段として混合塗料を単に一方向へ循環させる場合には、撹拌効率を向上させるために循環用ポンプの駆動に必要なエネルギーが膨大となるのであるが、本発明では、撹拌手段として塗料流路内にスタティックミキサを設け、塗料流路内を流れる混合塗料がスタティックミキサを通過する際に撹拌されるようにしたので、単に一方向に循環させるだけの撹拌方法に比べて撹拌効率に優れ、混合塗料を移動させるのに必要なエネルギーが少なくて済む。
【０００９】
［請求項２の発明］
駆動手段として、塗料流路内で混合塗料を往復移動させるようにしたので、混合塗料の移動方向が反転する際に混合塗料が効果的に撹拌され、撹拌効率に優れる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
［実施形態１］
以下、本発明を具体化した実施形態１を図１及び図２を参照して説明する。
本実施形態の塗料供給システムＡは、例えば、自動車に対して金属製の顔料を含むメタリック塗料（以下、単に塗料という）による静電塗装を行うために用いられるものであり、塗料（溶剤の混合されていない生塗料）を貯留する塗料タンク１０、溶剤を貯留する溶剤タンク１１、塗料タンク１０から供給された塗料に溶剤タンク１１から供給された溶剤を混合させて混合塗料とする混合機１２、塗装ブース１３に設けられた複数の塗装ガン１４、混合機１２で混合された混合塗料を塗装ガン１４に供給するための塗料流路１７、塗料流路１７内の混合塗料を流動させるための駆動手段としての駆動ポンプ１９（本発明の構成要件である駆動手段）、塗料流路１７内の混合塗料を撹拌する手段としてのスタティックミキサ２０とを備えている。
【００１１】
引火性の塗料を大量に貯留する塗料タンク１０と同じく引火性の溶剤を大量に貯留する溶剤タンク１１は、スパークが発生する虞のある塗装ブース１３の外部に配置されている。塗料タンク１０の近くにはバッファタンク１５と圧送ポンプ１６が配置され、塗料タンク１０内に貯留されている塗料は、圧送ポンプ１６によりバッファタンク１５を介して混合機１２に圧送されるようになっている。また、溶剤タンク１１の近くにも圧送ポンプ１８が配置され、溶剤タンク１１内の溶剤が圧送ポンプ１８によって混合機１２に圧送されるようになっている。
【００１２】
混合機１２は、塗装ブース１３の近傍位置又は塗装ブース１３に隣接した位置に配置されており、混合機１２と塗装ブース１３との距離は、例えば、数メートルの近距離である。
塗料流路１７は、１本の往路用流路２１、１本の復路用流路２２、複数本（本実施形態では２本）の分岐流路２３とから構成される。往路用流路２１は主として塗装ブース１３外に配索され、その往路用流路２１の上流端２１ａは混合機１２の流出ポートに接続され、下流端２１ｂは塗装ブース１３内に配置されている。復路用流路２２も、往路用流路２１と同様、主として塗装ブース１３外に配索され、その復路用流路２２の上流端２２ａは塗装ブース１３内に位置し、下流端２２ｂは混合機１２の流入ポートに接続されている。分岐流路２３は、その全長が塗装ブース１３内に配索されており、全ての分岐流路２３の上流端２３ａが往路用流路２１の下流端２１ｂに接続され、全ての分岐流路２３の下流端２３ｂが復路用流路２２の上流端２２ａに接続されている。また、各分岐流路２３からは、夫々、複数本の分岐路２４が延びていて、各分岐路２４の先端に塗装ガン１４が接続されている。
【００１３】
駆動ポンプ１９は、往路用流路２１の途中に設けられており、この駆動ポンプ１９により、混合機１２内の混合塗料が、往路用流路２１、複数の分岐流路２３及び復路用流路２２を順に通って混合機１２に戻る経路で循環するようになっている。尚、塗装ガン１４から混合塗料が噴出されることによって塗料流路１７内の混合塗料の量が少なくなると、圧送ポンプ１６，１８の駆動によってバッファタンク１５及び溶剤タンク１１から夫々塗料と溶剤が混合機１２に供給されるようになっている。
【００１４】
撹拌手段としてのスタティックミキサ２０は、往路用流路２１における駆動ポンプ１９よりも下流側の位置に設けられている。スタティックミキサ２０は、図２に示すように、往路用流路２１を構成する円形のパイプ２１ｃの内部に、２種類のエレメント２０ａ，２０ｂを混合塗料の流動方向に交互に並べて連結したものである。各エレメント２０ａ，２０ｂは、夫々、短い板材を螺旋状に１８０°捻った形態であって、隣り合うエレメント２０ａ，２０ｂ同士は位相が９０°ずれている。また、一方のエレメント２０ａが右捻れであるのに対し、他方のエレメント２０ｂは左捻れとなっている。さらに、両エレメント２０ａ，２０ｂの外径はパイプ２１ｃの内径と同じ寸法とされ、エレメント２０ａ，２０ｂの外縁がパイプ２１ｃの内周に密着した状態となっている。
【００１５】
かかるスタティックミキサ２０を混合塗料が通過する際には、一方のエレメント２０ａから他方のエレメント２０ｂへ移行するときに混合塗料が２つに分割され、これが、順次に繰り返される。また、一方のエレメント２０ａから他方のエレメント２０ｂへ移行するときに混合塗料の流れの螺旋の向きが逆になり、これが、順次に繰り返される。さらに、混合塗料の流れは、エレメント２０ａ，２０ｂの螺旋状の板面に沿いつつパイプ２１ｃの中心側から内周面側（径方向外側）へ移動する。上記した分割作用、螺旋向きの逆転作用、及び流れの径方向外側への移動という３つの作用により、混合塗料はスタティックミキサ２０を通過する過程で撹拌される。
【００１６】
次に、本実施形態の作用を説明する。
塗料タンク１０内の生塗料と溶剤タンク１１内の溶剤は混合機１２へ圧送され、混合機１２において塗料に溶剤が混合されて混合塗料として塗装ブース１３に供給される。混合塗料は、塗料流路１７内に満たされている。駆動ポンプ１９が駆動すると、塗料流路１７内の混合塗料が、往路用流路２１を通り、その下流端２１ｂにおいて複数の分岐流路２３に分岐し、各分岐流路２３を通った後、その下流端２３ｂで合流し、復路用流路２２を順に通って混合機１２に戻る、という経路で一方向に循環する。
【００１７】
循環する間、混合塗料は、駆動ポンプ１９から圧送された直後にスタティックミキサ２０を通過することによって撹拌される。また、分岐流路２３内を流れる混合塗料の一部は、各分岐路２４を通って塗装ガン１４に供給され、塗装ガン１４から吐出される。
混合塗料を撹拌する手段として混合塗料を単に一方向へ循環させる場合には、撹拌効率を向上させるために循環用ポンプの駆動に必要なエネルギーが膨大となるのであるが、本実施形態では、撹拌手段として塗料流路１７内にスタティックミキサ２０を設け、塗料流路１７内を流れる混合塗料がスタティックミキサ２０を通過する際に撹拌されるようにしたので、単に一方向に循環させるだけの撹拌方法に比べて撹拌効率に優れ、混合塗料を移動させるのに必要なエネルギーが少なくて済む。
【００１８】
［実施形態２］
次に、本発明を具体化した実施形態２を図３及び図４を参照して説明する。
本実施形態の塗料供給システムＢは、塗料流路３１、塗料流路３１内の混合塗料を流動させるための駆動手段、及びスタティックミキサ２０の配置を上記実施形態１とは異なる構成としたものである。塗装ブース１３内に混合塗料を圧送する手段（塗料タンク１０、溶剤タンク１１、及び混合機１２）については上記実施形態１と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。
【００１９】
塗料流路３１は、混合機１２から延出した第１流路３１ａと、塗装ブース１３内において第１流路３１ａの下流端から２系統に分岐した分岐流路３１ｂと、この２つの分岐流路３１ｂの下流端を合流させた第２流路３１ｃとから構成され、各分岐流路３１ｂからは、夫々、複数本の分岐路３１ｄが延びており、各分岐路３１ｄの先端に、夫々、塗装ガン１４が接続されている。
駆動手段は、塗料流路３１内の混合塗料をその流路方向（図３における左右方向）において正逆両方向へ往復移動させるための往復駆動機構３３からなる。往復駆動機構３３は、第１流路３１ａに設けた第１シリンダ３５ａと、第２流路３１ｃに設けた第２シリンダ３５ｂとを備えて構成されている。かかる２つのシリンダ３５ａと３５Ｂは、分岐流路３１ｂの両側に接続されていることになる。
【００２０】
各シリンダ３５ａ，３５ｂの内部は、ピストン３６ａ，３６ｂによって貯留室３７ａ，３７ｂと圧力室３８ａ，３８ｂとに仕切られている。第１シリンダ３５ａの貯留室３７ａは第１流路３１ａに連通され、第２シリンダ３５ｂの貯留室３７ｂは第２流路３１ｃに連通されており、これにより、貯留室３７ａと貯留室３７ｂは塗料流路３１を介して連通している。
また、圧力室３８ａ，３８ｂはポンプ（図示せず）を介して溶剤貯留装置（図示せず）に接続されている。ピストン３６ａ，３６ｂは、圧力室３８ａ，３８ｂに溶剤を圧送することによって貯留室３７ａ，３７ｂの容積を減少させる方向に移動し、圧力室３８ａ，３８ｂ内の溶剤を溶剤貯留装置側へ吸引するとことによって貯留室３７ａ，３７ｂの容積を増大させる方向に移動する。
【００２１】
撹拌手段としてのスタティックミキサ２０は、２つの分岐流路３１ｂの夫々に設けられている。
次に、本実施形態の作用を説明する。
塗料タンク１０内の生塗料と溶剤タンク１１内の溶剤は、混合機１２へ圧送され、混合機１２において塗料に溶剤が混合されて混合塗料として塗装ブース１３に供給される。混合塗料は、塗料流路３１内、及び第１と第２の両シリンダ３５ａ，３５ｂの貯留室３７ａ，３７ｂ内に満たされている。尚、塗装ガン１４から混合塗料が噴出されるのに伴い、混合塗料が混合機１２側から塗料流路３１側へ補充される。
【００２２】
また、第１シリンダ３５ａのピストン３６ａと第２シリンダ３５ｂのピストン３６ｂとが所定の時間毎に交互に連動して上下移動し、図３に示すように第１シリンダ３５ａの貯留室３７ａの容積が減少するとともに第２シリンダ３５ｂの貯留室３７ｂの容積が増大する状態と、図４に示すように第１シリンダ３５ａの貯留室３７ａの容積が増大するとともに第２シリンダ３５ｂの貯留室３７ｂの容積が減少する状態とが交互に繰り返される。
【００２３】
各ピストン３６ａ，３６ｂが、夫々、図３に示す状態から図４に示す状態へ変位すると、第２シリンダ３５ｂの貯留室３７ｂ内の混合塗料が塗料流路３１側へ押し出されると同時に、塗料流路３１内の混合塗料が第１シリンダ３５ａの貯留室３７ａ内に吸い込まれ、各塗料流路３１では、混合塗料が第２シリンダ３５ｂ側から第１シリンダ３５ａ側へ移動する。また、各ピストン３６ａ，３６ｂが、夫々、図４に示す状態から図３に示す状態へ変位すると、第１シリンダ３５ａの貯留室３７ａ内の混合塗料が塗料流路３１側へ押し出されると同時に、塗料流路３１内の混合塗料が第２シリンダ３５ｂの貯留室３７ｂ内に吸い込まれ、各塗料流路３１では、混合塗料が第１シリンダ３５ａ側から第２シリンダ３５ｂ側へ移動する。このようにして混合塗料が往復移動することによって撹拌され、混合塗料内の内の顔料（図示せず）の沈降が防止される。
【００２４】
さらに、各分岐流路３１ｂ内においては、混合塗料が流動する際にスタティックミキサ２０を通過することによって撹拌される。このスタティックミキサ２０、混合塗料が往復いずれの方向へ流動するときにも撹拌機能を発揮する。
上述のように本実施形態２においては、混合塗料の撹拌手段として塗料流路３１内にスタティックミキサ２０を設け、塗料流路３１内を流れる混合塗料がスタティックミキサ２０を通過する際に撹拌されるようにしたので、単に一方向に循環させるだけの撹拌方法に比べて撹拌効率に優れ、混合塗料を移動させるのに必要なエネルギーが少なくて済む。
【００２５】
しかも、撹拌手段としてスタティックミキサ２０を用いる他に、塗料流路３１内で混合塗料を往復移動させ、移動方向が反転する際に混合塗料が効果的に撹拌されるようにしているので、高い撹拌効率を期待することができる。
また、往復駆動機構３３においては、２つのシリンダ３５ａ，３５ｂを、複数の塗装ガン１４の設置領域を挟んだ両側において塗料流路３１に接続し、その２つのシリンダ３５ａ，３５ｂによって塗料流路３１内の混合塗料を交互に押し引きするようにしたので、混合塗料を往復させる経路を１本で済ませることが可能となっている。
【００２６】
［他の実施形態］
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施態様も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記実施形態では塗料流路に複数の塗装ガンを接続したが、本発明によれば、塗料流路に接続する塗装ガンを１つだけとしてもよい。
（２）上記実施形態では分岐流路を２本設けたが、本発明によれば、分岐流路は３本以上に分岐してよい。
【００２７】
（３）上記実施形態では分岐流路を設けたが、本発明によれば、分岐流路を設けない構成としてもよい。
（４）上記実施形態１ではスタティックミキサを往路用流路のみに設けたが、本発明によれば、スタティックミキサを分岐流路に設けてもよく、復路用流路に設けてもよい。
（５）上記実施形態２ではスタティックミキサを分岐流路のみに設けたが、本発明によれば、スタティックミキサを第１流路に設けてもよく、第２流路に設けてもよい。
【００２８】
（６）上記実施形態では静電塗装に適用した例を説明したが、本発明は、非静電塗装にも適用することができる。
（７）上記実施形態では塗料が引火性を有する例を説明したが、本発明は、塗料が引火性を有しない場合にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１の概略構成図
【図２】実施形態１におけるスタティックミキサの拡大側面図
【図３】実施形態２において混合塗料を一方向に移動させている状態をあらわす概略構成図
【図４】実施形態２において混合塗料を図３とは反対方向に移動させている状態をあらわす概略構成図
【符号の説明】
Ａ…塗料供給システム
１２…混合機
１４…塗装ガン
１７…塗料流路
１９…駆動ポンプ（駆動手段）
２０…スタティックミキサ
Ｂ…塗料供給システム
３１…塗料流路
３３…往復駆動機構（駆動手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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