(57)【要約】【課題】  塗料をシリンダにより圧し出して供給するときのように間欠的に吐出される供給液を、塗装機などの供給端末に連続的に定量供給できるようにする。【解決手段】  供給源（１０）から間欠的に吐出される供給液を一次貯留すると共に連続的に加圧して吐出させる連続加圧シリンダ（２０）と、そのシリンダ（２０）から吐出される供給液を供給先に定量供給する定量供給装置（３）を、供給源（１０）から供給端末（２）に至る供給配管（３）に介装し、連続加圧シリンダ（２０）のピストン（２１）に所定圧力の作動流体を作用させる加圧装置（３０）と、前記ピストン（２１）に作用する作動流体の圧力を連続加圧シリンダ（２０）に流入する供給液の流入圧力（Ｐ１）より低い所定の連続供給圧力（Ｐ２）に維持する調圧機構（３１）とを備えた。【選択図】図１
2007185589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給源から所定の吐出圧力で間欠的に吐出される供給液を供給端末に連続的に定量供給する液体供給装置であって、
前記供給液を一次貯留すると共に連続的に加圧して吐出させる連続加圧シリンダと、該シリンダから吐出される供給液を供給先に定量供給する定量供給装置が、前記供給源から供給端末に至る供給配管に介装され、
前記連続加圧シリンダのピストンに所定圧力の作動流体を作用させる加圧装置と、前記ピストンに作用する作動流体の圧力を連続加圧シリンダに流入する供給液の流入圧力より低い所定の連続供給圧力に維持する調圧機構とを備えたことを特徴とする液体供給装置。
【請求項２】
前記加圧装置が、前記連続加圧シリンダのピストンを駆動するピストン駆動用シリンダと、該シリンダ内に作動流体としてエアを供給する作動エア供給装置からなる請求項１記載の液体供給装置。
【請求項３】
前記調圧機構が、作動エア供給装置、ピストン駆動用シリンダ又はこれらを接続する空気配管の少なくともいずれか一に設けられたリリーフ弁もしくはリリーフ付レギュレータで成る請求項２記載の液体供給装置。
【請求項４】
前記連続加圧シリンダ内に残る供給液の残量を検出する液量センサを備えた請求項１記載の液体供給装置。
【請求項５】
前記液量センサにより検出された連続加圧シリンダ内の液量が予め設定された下限値まで低下したときに、前記供給源から供給液を所定回数だけ吐出させる制御信号を出力する制御装置を備えた請求項４記載の液体供給装置。
【請求項６】
前記液量センサにより検出された連続加圧シリンダ内の液量が予め設定された上限値を超えたときに、前記供給源を緊急停止させる制御信号を出力する制御装置を備えた請求項４記載の液体供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、供給源から所定の吐出圧力で間欠的に吐出される供給液を供給端末に連続的に定量供給する液体供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車ボディの塗装においては、地球的規模における環境保護の観点から、有機溶剤系塗料に替えてそのほとんどが水性塗料に替わりつつあり、特に、有機溶剤系二液混合型塗料に劣らない物性を有する強固な塗膜の水性クリアコートとして、主剤と硬化剤を混合して使用する水性二液混合型塗料が開発された。
この水性二液混合型塗料は、水酸基を持った水溶性もしくは水分散型ポリオールを基体樹脂とする主剤に、水分散可能なポリイソシアネートを主成分とする硬化剤を混合して架橋・硬化させるものである。
【０００３】
しかしながら、この種の水性二液混合型塗料は、主剤となる水分散型ポリオールが親水性であるのに対し、硬化剤となるポリイソシアネートが疎水性であるため、水と油のように分離し易く、有機溶剤系二液混合型塗料のように塗料供給流路中にスタティックミキサを介装するだけでは均一に混合させることが困難であるという問題があった。
【０００４】
このため、本出願人は、主剤と硬化剤を塗料成分とする水性二液混合型塗料の送給するのに適した塗料送給装置を提案した。
この塗料送給装置は、計量シリンダで計量された主剤及び硬化剤を所定の混合比率で予備混合した後、高圧シリンダに一旦蓄え、これを高圧で圧し出すことによりジェットディスパージョンと称する噴射型拡散混合器で均一に噴射混合させるものである。
これによれば、混ざり難い水性二液混合型塗料の主剤と硬化剤でも均一に混合させることができる。
【特許文献１】特開２００３−１９０８４７号公報
【０００５】
しかしながら、この塗料送給装置では、混合された塗料を高圧シリンダにより間欠的に押し出すようにしているので、塗料を間欠的にしか塗装機に供給することができず、連続的に塗装する場合に不都合を生ずるという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明は、塗料をシリンダにより圧し出して供給するときのように間欠的に吐出される供給液を、塗装機などの供給端末に連続的に定量供給できるようにすることを技術的課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題を解決するために、本発明は、供給源から所定の吐出圧力で間欠的に吐出される供給液を供給端末に連続的に定量供給する液体供給装置であって、前記供給液を一次貯留すると共に連続的に加圧して吐出させる連続加圧シリンダと、該シリンダから吐出される供給液を供給先に定量供給する定量供給装置が、前記供給源から供給端末に至る供給配管に介装され、前記連続加圧シリンダのピストンに所定圧力の作動流体を作用させる加圧装置と、前記ピストンに作用する作動流体の圧力を連続加圧シリンダに流入する供給液の流入圧力より低い所定の連続供給圧力に維持する調圧機構とを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、供給源から間欠的に吐出された供給液が、連続加圧シリンダに一次貯留される。連続加圧シリンダのピストンに作用する作動流体の圧力はリリーフ弁により連続供給圧力に維持されているので、供給源から供給液が流入しない間はその連続供給圧力で供給液が圧し出される。
また、連続供給圧力よりも高い流入圧力で供給液が流入するときもその差圧分がリリーフ弁により逃がされ、ピストンに作用する作動流体圧は連続供給圧力に維持されるから、供給液は連続加圧シリンダのから略一定の圧力で圧し出される。
したがって、供給源からの供給液の流入の有無にかかわりなく連続加圧シリンダから吐出される供給液に圧力変動はほとんどなく、略一定の圧力で定量供給装置に送給されるので、定量供給装置から供給端末に脈流を生じることなく定量供給される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本例では、塗料をシリンダにより圧し出して供給するときのように間欠的に吐出される供給液を、塗装機などの供給端末に連続的に定量供給できるようにするという目的を達成するため、供給液を一次貯留すると共に連続的に加圧して吐出させる連続加圧シリンダと、そのシリンダから吐出される供給液を供給先に定量供給する定量供給装置を、供給源から供給端末に至る供給配管に介装し、連続加圧シリンダのピストンに所定圧力の作動流体を作用させる加圧装置と、前記ピストンに作用する作動流体の圧力を連続加圧シリンダに流入する供給液の流入圧力より低い所定の連続供給圧力に維持する調圧機構とを備えた。
【００１０】
図１は本発明に係る液体供給装置の一例を示す説明図である。
【実施例１】
【００１１】
以下、本発明に係る液体供給装置を塗料供給装置に適応した場合について説明する。
図１に示す塗料供給装置１は、２液混合型塗料を混合して間欠的に吐出させる塗料混合装置（供給源）１０から塗装機（供給端末）２へ塗料（供給液）を連続的に定量供給するもので、塗料を一次貯留すると共に連続的に加圧して吐出させる連続加圧シリンダ２０と、その塗料を塗装機２に対して定量供給するギヤポンプ（定量供給装置）３が、混合装置１０から塗装機２に至る塗料配管（供給配管）４に介装されている。
【００１２】
塗料混合装置１０は、主剤及び硬化剤の混合比に応じた断面積の計量シリンダ１１Ａ、１１Ｂと、各計量シリンダ１１Ａ、１１Ｂからその混合比に応じた流量で押し出された主剤及び硬化剤を予備混合するスタティックミキサ１２と、予備混合された塗料を一次貯留して高圧で吐出する高圧シリンダ１３と、該シリンダ１３から高圧で圧し出された塗料を均一に噴射混合させるジェットディスパージョンと称する噴射型拡散混合器１４を備えており、制御装置１５から出力される所定のタイミング信号により、各シリンダ１１Ａ、１１Ｂ、１３の流入吐出制御が行われる。
そして、塗料混合装置１０をフル稼働させたときの平均吐出量が、塗装機２から吐出される塗料流量より多くなるように設計されている。
【００１３】
連続加圧シリンダ２０は、塗料混合装置１０から間欠的に圧しだされる塗料を一定の加圧状態で貯留することにより定量供給装置３に連続吐出させるもので、ピストン２１に所定の空気圧を作用させる加圧装置３０と、ピストン２１に作用する空気圧を塗料混合装置１０から連続加圧シリンダ２０に流入される流入圧力Ｐ１より低い連続供給圧力Ｐ２に維持するリリーフ弁（調圧機構）３１を備えている。
本例では、連続加圧シリンダ２０からギアポンプ３へ塗料を所要流量で供給し得る所定圧力が連続供給圧力Ｐ２として設定され、これに基づき、塗料混合装置１０から連続加圧シリンダ２０に連続供給圧力Ｐ２より高い流入圧力Ｐ１で塗料を流入できるように高圧シリンダ１３の吐出圧力が設定されている。
【００１４】
加圧装置３０は、連続加圧シリンダ２０のピストン２１を駆動するピストン駆動用シリンダ３２と、該シリンダ３２内に作動流体として連続供給圧力Ｐ２を下回らない空気圧の作動エアを供給する作動エア供給装置３３からなる。
そして、前記リリーフ弁３１が、ピストン駆動用シリンダ３２、作動エア供給装置３３又はこれらを接続する空気配管３４の少なくともいずれか一に設けられて成り、本例ではピストン駆動用シリンダ３２に設けられている。
【００１５】
これにより、ピストン駆動用シリンダ３２の内圧が連続供給圧力Ｐ２に正確に維持され、塗料混合装置１０から塗料が流入しない間は、ピストン２１に作用する空気圧は連続供給圧力Ｐ２に維持され、連続供給圧力Ｐ２より高い流入圧力Ｐ１で塗料が流入するときもその差圧分がリリーフ弁３１により逃がされて、ピストン２１に作用する空気圧は連続供給圧力Ｐ２と略一定の圧力に維持される。
したがって、塗料混合装置１０からの供給液の流入の有無にかかわりなく連続加圧シリンダ２０から吐出される供給液は略一定の圧力でギアポンプ３に送給され、ギアポンプ３から塗装機２に脈流を生じることなく定量供給される。
【００１６】
また、連続加圧シリンダ２０は、ピストン２１の位置に基づいてシリンダ２０内に残っている塗料残量を検出する液量センサ２２を備えている。
この液量センサ２２として、例えば、磁歪式リニアセンサが用いられており、中空に形成したピストンロッド２３にマグネット２４が固定されると共に、その中空部分２５に磁歪線からなるロッド状センサプローブ２６が挿通され、センサプローブ２６に印加した電流パルスにより生ずる磁歪信号の到着時間に基づいてピストン２１の位置を検出するようになっている。
【００１７】
そして、液量センサ２２は塗料混合装置１０をコントロールする制御装置１５に接続されており、制御装置１５は、連続加圧シリンダ２０内の塗料残量が予め設定された予め設定された下限値まで低下したときに、塗料混合装置１０を所定回数だけ吐出させる制御信号と、予め設定された上限値を超えたときに塗料混合装置１０からの塗料の吐出を緊急停止させる制御信号を出力するようにようになされている。
本例では、液量センサ２２の検出信号に基づき、制御装置１５で連続加圧シリンダ２０の塗料残量を常時モニタし、予め設定された下限値まで低下しない間は、塗料混合装置１０からの塗料供給を停止しておき、予め設定された下限値まで低下したときに、各計量シリンダ１１Ａ、１１Ｂで計量しておいた塗料を高圧シリンダ１３に供給した後、該高圧シリンダ１３から塗料を全量吐出させる。
また、塗料残量が予め設定された上限値を超えた場合は、塗料混合装置１０の高圧シリンダ１３から塗料が吐出されていれば緊急停止し、吐出されていない場合は下限値に低下するまで停止させておく。
【００１８】
なお、塗料配管４には、塗料混合装置１０と連続加圧シリンダ２０の間、連続加圧シリンダ２０とギヤポンプ３の間に、洗浄バルブ装置４１Ａ及び４１Ｂが介装されている。
各洗浄バルブ装置４１Ａ及び４１Ｂはマニホールド４２の後端側に洗浄エアバルブＶＡ及び洗浄液バルブＶＬが取り付けられ、先端側に、塗料混合装置１０及び連続加圧シリンダ２０から吐出されてきた塗料をマニホールド４２の吐出口４３から吐出させ、洗浄時にはドレン４４に排出させる塗料バルブＶＰが設けられている。
【００１９】
以上が本発明の一例構成であって、次にその作用について説明する。
まず、塗料混合装置１０を起動させると、制御装置１５により各シリンダ１１Ａ、１１Ｂ、１３が所定のタイミングで稼動され、塗装開始時に必要な所要量の塗料を連続加圧シリンダ２０へ充填する。
すなわち、計量シリンダ１１Ａ、１１Ｂで計量された主剤及び硬化剤が吐出され、スタティックミキサ１２で予備混合されて高圧シリンダ１３に貯留された後、所定の圧力で吐出されて噴射型拡散混合器１４で均一に混合され、所定の流入圧力Ｐ１で連続加圧シリンダ２０に流入させる。
なお、高圧シリンダ１３は塗料を出し切った状態で一時停止させておき、計量シリンダ１１Ａ、１１Ｂには主剤及び硬化剤を充填させておく。
【００２０】
連続加圧シリンダ２０に予め設定された量の塗料が充填された時点で、混合装置１０からの流入圧力Ｐ１より低い連続供給圧力Ｐ２の空気圧を加圧装置３０によりピストン２１に作用させて一定の加圧状態でギヤポンプ３に連続吐出させると同時に、ギヤポンプ３を稼動させて塗装機２に塗料を定量供給し、塗装を開始する。
このとき、ピストン２１に連続供給圧力Ｐ２の空気圧が作用しているので、連続加圧シリンダ２０内に充填された塗料は連続供給圧力Ｐ２でギヤポンプ３に定圧送給され、ギヤポンプ３から塗装機２に定量供給されることとなる。
【００２１】
そして、塗装中に連続加圧シリンダ２０の塗料残量が下限値まで低下すると、塗料混合装置１０が再起動され、計量シリンダ１１Ａ、１１Ｂで計量された主剤及び硬化剤をスタティックミキサ１２で予備混合させて高圧シリンダ１３に送給し、高圧シリンダ１３から噴射型拡散混合器１４を介して所定の流入圧力Ｐ１で連続加圧シリンダ２０に流入する。
このとき、連続加圧シリンダ２０には連続供給圧力Ｐ２より高い流入圧力Ｐ１で塗料が供給され、その差圧でピストン２１はピストン駆動用シリンダ３２側に圧し戻される。
このとき、ピストン駆動用シリンダ３２内はリリーフ弁３１により連続供給圧力Ｐ２に維持されているので、塗料の流入圧力Ｐ１との差圧分が逃がされて、ピストン２１に作用する空気圧は連続供給圧力Ｐ２に維持され、したがって、連続加圧シリンダ２０から圧し出される塗料の圧力も連続供給圧力Ｐ２と略一定の圧力に維持されて、ギヤポンプ３に定圧供給される。
【００２２】
このように、塗料混合装置１０から間欠的に塗料が供給される場合に、塗料が吐出されていると休止しているとを問わず、連続加圧シリンダ２０からギヤポンプ３へ、常時、連続供給圧力Ｐ２で塗料が低圧供給されているので、ギヤポンプ３の流入口側で圧力変動がなく、したがって塗装機２に塗料が定量供給される。
【００２３】
そして、何らかの異常により、連続加圧シリンダ２０の塗料残量が予め設定された上限値を超えると、これを放置したときに、過大な圧力が塗料配管４や連続加圧シリンダ２０に作用して接続部が破壊したり、配管が破裂したり、接続部から液漏れしたりするおそれがある。
このため、液量センサ２２により、塗料残量を常時モニタし、塗料残量が予め設定された上限値を超えた場合は高圧シリンダ１３からの吐出を緊急停止させる。
そして、異常が復旧して塗装が再開され、連続加圧シリンダ２０の塗料残量が予め設定された下限値まで下がったときに塗料混合装置１０を再起動させるようになっている。
【００２４】
このように、本例では、連続加圧シリンダ２０の塗料残量に応じて塗料混合装置１０を制御装置１５で制御しているので、過大な圧力が塗料配管４や連続加圧シリンダ２０に作用して接続部が破壊したり、配管が破裂したり、接続部から液漏れしたりするおそれはない。
【００２５】
なお、上述の説明では、定量供給装置としてギヤポンプ３を用いた場合について説明したが、これに限らず、レギュレータその他の定量供給装置を適用することもできる。
また、作動流体としてはエアに限らず、作動油などの非圧縮性流体でもよいが、シールの簡便性、衝撃緩和性などを考慮するとエアが望ましい。
さらに、加圧装置３０として連続加圧シリンダ２０のピストン２１の他端側にピストン駆動用シリンダ３２を設けた場合について説明したが、連続加圧シリンダ２０を複動シリンダとし、ピストン２１を介してシリンダ２０内を塗料室と作動流体室とに仕切り、その作動流体室に作動流体を供給するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
以上述べたように、本発明は、供給源から所定の吐出圧力で間欠的に吐出される供給液を供給端末に連続的に定量供給する用途に適用でき、特に、シリンダなどにより間欠的に供給される塗料を連続的に定量共有する用途に最適である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る液体供給装置の一例を示す説明図。
【符号の説明】
【００２８】
１  塗料供給装置（液体供給装置）
２  塗装機（供給端末）
３  ギヤポンプ（定量供給装置）
４  塗料配管（供給配管）
１０  塗料混合装置（供給源）
１５  制御装置
２０  連続加圧シリンダ
２２  液量センサ
３０  加圧装置
３１  リリーフ弁（調圧機構）
【図１】
2007185589.tif 000003