JP2011173030A - 塗料調合色替方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動化による省力化と作業時間の短縮、廃棄塗料や洗浄に使用される溶剤の量の削減によるコストダウンと塗料の粘度の安定化を図ることができる塗料調合色替装置を提供すること。
【解決手段】塗料を収容する塗料タンク３及び溶剤を収容する溶剤タンクと、これらの塗料タンク３及び溶剤タンクの下方に配された調合タンク４と、該調合タンク４に投入される塗料と溶剤の城量を計測するロードセル（重量センサ）７と、調合タンク４内に収容された撹拌板５を上下動させて塗料と溶剤を撹拌する撹拌ユニット６と、調合タンク４において撹拌された塗料と溶剤の混合物を収容してこれを塗装ガンに供給する圧送タンク５と、該圧送タンク５と調合タンク４を空気圧によって加圧する加圧手段と、塗料タンク３及び溶剤タンクと調合タンク４とを結ぶラインの途中に設けられたバルブユニット（切替手段）１０を含んで塗料調合色替装置１を構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、塗料とその重量に見合う量の溶剤を調合して攪拌混合し、溶剤が混合された塗料を溶接ガンに供給して塗装に供するとともに、今まで使用していた塗料を溶剤によって洗い流して塗料の色替えを行うための塗料調合色替方法及び装置に関するものである。

例えば、ヘッドランプ等の車両用灯具の塗装には種々の色の塗料が使用されるが、塗装に際しては、図５に示すように塗料と溶剤（希釈剤や硬化剤）を予め決められた配合比となるようそれぞれ計量して容器２０に投入し、プロペラ２１を回転させて容器２０内の塗料と溶剤を攪拌して均一に混合することが行われていた。そして、攪拌混合された塗料と溶剤の混合物（以下、「混合塗料」と称する）をポンプ２２によって塗料缶２３から塗装ロボット３０の塗装ガン３１に圧送し、該塗装ガン３１によって製品Ｗに混合塗料を吹き付けてその表面を塗装することが行われていた。

ところで、塗装の色を変更する色替えに際しては、別の色の塗料を同様の手法によって準備する必要があるが、その前に容器２０やプロペラ２１、ポンプ２２、塗料缶２３等に付着した塗料（前回使用した塗料）を溶剤によって洗浄して除去する必要がある。

特開平１０−１５１４１３号公報

しかしながら、図５に示した従来の方法では、塗料と溶剤の調合や攪拌は作業者による手作業によって行われていたため、多くの作業時間（例えば１５分／回）を要する他、１回当たりの塗料の溶剤と調合量が比較的多い（例えば４ｋｇ）ため、塗料の色替えの都度、設備内に残留する塗料を廃棄する量が多くなり（例えば７．２ｋｇ／日）、不経済であるという問題があった。

又、色替えに際して、前回使用した塗料の洗浄に使用する溶剤の量も多く（例えば８ｋｇ／日）、塗料と溶剤の攪拌を容器２０を開放した状態でプロペラ２１によって行っていたため、溶剤が揮発して混合塗料の粘度が安定しないという問題もあった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、自動化による省力化と作業時間の短縮、廃棄塗料や洗浄に使用される溶剤の量の削減によるコストダウンと塗料の粘度の安定化を図ることができる塗料調合色替方法及び装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の塗料調合色替方法は、
塗料をヘッド差によって調合タンクに投入してその重量を計測し、計測された塗料の重量に見合う重量の溶剤をヘッド差によって前記調合タンクに投入して両者を調合する調合工程と、
調合タンク内を上下動する撹拌板によって塗料と溶剤を撹拌する撹拌工程と、
撹拌された塗料と溶剤の混合物を圧送タンクに圧送し、該圧送タンクから塗装ガンに塗料と溶剤の混合物を圧送して塗装に供する圧送工程と、
色替え時に前記調合工程と撹拌工程及び圧送工程を休止して溶剤を塗料供給ラインに流して該塗料供給ラインを洗浄する洗浄工程と、
によって塗料の調合と色替えを行うことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記圧送タンク内の塗料と溶剤の混合物の残量が所定値未満となると前記調合工程と撹拌工程及び圧送工程を実施することを特徴とする。

請求項３記載の塗料調合色替装置は、
塗料を収容する塗料タンク及び溶剤を収容する溶剤タンクと、
これらの塗料タンク及び溶剤タンクの下方に配された調合タンクと、
該調合タンクに投入される塗料と溶剤の城量を計測する重量センサと、
前記調合タンク内に収容された撹拌板を上下動させて塗料と溶剤を撹拌する撹拌ユニットと、
前記調合タンクにおいて撹拌された塗料と溶剤の混合物を収容してこれを塗装ガンに供給する圧送タンクと、
該圧送タンクと前記調合タンクを空気圧によって加圧する加圧手段と、
前記塗料タンク及び溶剤タンクと前記調合タンクとを結ぶラインの途中に設けられた切替手段と、
を備えることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記重量センサをロードセルで構成したことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記攪拌ユニットは、複数の孔が形成された金属製の前記攪拌板と、前記調合タンクの外周に沿って配設されたマグネットと、該マグネットを上下動させるエアシリンダを備えることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記加圧手段を前記該圧送タンクと前記調合タンクにエア圧を供給するエアコンプレッサで構成したことを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記切替手段を複数の切替バルブで構成したことを特徴とする。

本発明によれば、調合、攪拌、圧送及び洗浄の各工程を全自動で行うことができるため、省力化と作業時間の短縮を図ることができる。又、調合、攪拌及び圧送を１サイクルとして繰り返し行うことができ、塗装作業の途中においても行うことができるため、１サイクル毎の塗料の調合量を小さく抑えることができ、設備の小型化と色替え時の廃棄塗料と洗浄に使用する溶剤の量を最小限に抑えることができ、塗料と溶剤の無駄を省いてコストダウンを図ることができる。

更に、攪拌工程においては、塗料と溶剤が密閉された調合タンク内でなされる他、全ての工程において塗料と溶剤が大気に開放されることがないため、溶剤の揮発が防がれ、塗料（溶剤が混合された混合塗料）の粘度が安定化して所望の塗装が安定的に行われる。

本発明に係る塗料調合色替装置の正面図である。 （ａ），（ｂ）は本発明に係る塗料調合色替装置の攪拌ユニット構成と作用を示す破断正面図である。 本発明に係る塗料調合色替装置の攪拌板の平面図である。 本発明に係る塗料調合色替装置の調合タンクと圧送タンク部分の破断正面図である。 従来の塗装手順を示す説明図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係る塗料調合色替装置の正面図、図２（ａ），（ｂ）は同塗料調合色替装置の攪拌ユニットの構成と作用を示す破断正面図、図３は同攪拌ユニットの攪拌板の平面図、図４は塗料調合色替装置の調合タンクと圧送タンク部分の破断正面図である。

図１に示す塗料調合色替装置１においては、枠体として構成された基台２の上端部に色の異なる塗料を収容した複数の塗料タンク３と溶剤を収容した不図示の複数の溶剤タンクが設置されており、これらの塗料タンク３と溶剤タンクの下方の基台２の下部には調合タンク４と圧送タンク５が並設されている。そして、調合タンク４の近傍には攪拌ユニット６が基台２の水平なフレーム２ａに固定されて設置されている。又、調合タンク４と圧送タンク５の各下部には重量センサとしてのロードセル７，８がそれぞれ設置されている。尚、これらのロードセル７，８は、制御手段である不図示のコントロールユニットに電気的に接続されている。

上記調合タンク４と圧送タンク５は密閉された中空円柱状の容器であって、調合タンク４の上部には、前記各塗料タンク３から下方に延びるホースと溶剤タンクから延びる不図示のホースの各端部が連結されており、調合タンク４は、複数のホース９を介して各塗料タンク３に接続されるとともに、複数の不図示のホースを介して各溶剤タンクに接続されている。そして、各塗料タンク３と調合タンク４とを接続するホース９と溶剤タンクと調合タンクとを接続する不図示のホースの途中には切替手段を構成するバルブユニット１０が介設されている。尚、本実施の形態では、バルブユニット１０には複数の切替バルブ（エアオペレートバルブ）１０ａが設けられており、これらの切替バルブ１０ａの開閉制御は不図示の前記コントロールユニットから発信される制御信号によってなされる。

又、図４に示すように、調合タンク４の底部から延びるパイプ１１は圧送タンク５の上部に接続されており、このパイプ１１を介して調合タンク４と圧送タンク５とが互いに連通している。又、圧送タンク５の底部から延びるホース１２は不図示の塗装ロボットの塗装ガンに接続されている。そして、調合タンク４と圧送タンク５には、不図示のエアコンプレッサから延びるエアパイプ１３，１４がそれぞれ接続されており、図示しないが、これらのエアパイプ１３，１４の途中には不図示のバルブユニットが接続されている。

次に、前記攪拌ユニット６の構成を図２及び図３に基づいて説明する。

前記攪拌ユニット６は、調合タンク４内に収容された円板状の攪拌板１５と、調合タンク４の外周に上下動可能に配されたリング状のベース１６と、該ベース１６上に固設された複数のマグネット１７と、ベース１６を上下動させるエアシリンダ１８を備えている。

上記攪拌板１５は、図３に示すように、磁性体である金属円板に円弧状の複数の孔１５ａを形成することによって構成されている。又、前記ベース１６上に固設された複数のマグネット１７は、図２に示すように、調合タンク４を外側から囲むように該調合タンク４の外周に沿って配置されている。

前記エアシリンダ１８は、基台２の前記フレーム２ａに垂直に取り付けられており、垂直下方に延びるロッド１８ａの下端はベース１６の端部に連結されている。尚、図示しないが、エアシリンダ１８はエアコンプレッサから供給される圧縮エアを駆動源として作動し、そのロッド１８ａが上下動する。

而して、本発明に係る塗料調合色替方法は、以上説明した塗料調合色替装置１を用いて実施されるが、この方法には調合工程、攪拌工程、圧送工程及び洗浄工程の各工程が含まれる。以下、各工程について順次説明する。

１）調合工程：
塗装に際しては、先ず、所望の色の塗料と溶剤が所定の配合比で調合される。即ち、コントロールユニットによってバルブユニット１０の切替バルブ１０ａが開閉制御され、所望の色の塗料が収容された高所の塗料タンク３から所定量の塗料がヘッド差（自重）によってホース９から低所の調合タンク４へと投入される。すると、調合タンク４に投入された塗料の重量がロードセル７によって計測され、その計測結果（検出信号）が不図示のコントロールユニットへと送信される。すると、コントロールユニットは、計測された塗料の重量に応じた量の溶剤をコントロールユニットの切替バルブを開閉制御することによって不図示の溶剤タンクから不図示のホースを介してヘッド差（自重）によって調合タンク４内へと投入する。

２）攪拌工程：
攪拌工程は、前述のように調合タンク４内に投入された塗料と溶剤を攪拌して両者を均一に混合させる工程であって、エアシリンダ１８がエアコンプレッサからの圧縮エアの供給を受けて駆動され、そのロッド１８ａが交互に上下動すると、これに連結されたベース１６が複数のマグネット１７と共に調合タンク４の外周に沿って上下動する。このようにマグネット１７が調合タンク４の外周に沿って上下動すると、調合タンク４内の内部に収容された攪拌板１５がマグネット１７の磁力によってマグネット１７と共に上下動するため、調合タンク４内の塗料と溶剤が攪拌板１５の複数の孔１５ａを通過して流動し、この流動によって調合タンク４内で塗料と溶剤が攪拌されて均一に混合される。

３）圧送工程：
攪拌工程において調合タンク４内で塗料と溶剤が攪拌されることによって均一に混合された塗料と溶剤の混合物（混合塗料）が形成されると、エアパイプ１３から圧縮エアが調合タンク４内に供給されて該調合タンク４内の混合塗料が加圧されるため、この混合塗料はパイプ１１を通って圧送タンク５へと圧送されて貯留される。

次に、エアパイプ１４から圧縮エアが圧送タンク５内に供給されて該圧送タンク５内に貯留されている混合塗料が加圧されると、該混合塗料はホース１２を通って不図示の塗装ロボットの塗装ガンへと供給されて製品の塗装に供される。

塗装によって混合塗料が消費されると、圧送タンク５内の混合塗料の残量がロードセル８による重量計測によって検出され、その検出結果は不図示のコントロールユニットへと随時送信される。そして、コントロールユニットは、圧送タンク５内の混合塗料の残量が所定値未満となると、バルブユニット１０の各切替バルブ１０ａの開閉を制御して調合工程〜攪拌工程〜圧送工程を繰り返す。この場合、調合タンク４の内圧を圧送タンク５の内圧よりも高く設定しておけば、混合塗料を圧送タンク５に圧送しながら塗装を連続して行うことができる。

従って、塗装によって圧送タンク５内の混合塗料の残量が少なくなるたびに調合工程〜攪拌工程〜圧送工程のサイクルを繰り返せば、塗装を途中で中断することなく連続的に行うことができる。

４）洗浄工程：
或る特定の色の塗装が完了して、別の色の塗装を行う色替えに際しては、調合工程と撹拌工程及び圧送工程を休止して溶剤を塗料供給ラインに流して該塗料供給ラインを洗浄する必要がある。この場合は、溶剤タンクから溶剤を調合タンク４へと流し、調合タンク４では攪拌ユニット６を駆動して調合タンク４の内壁や攪拌板１５に付着している塗料（前回の塗装に使用した塗料）を洗浄によって除去し、洗浄に供された溶剤を圧送タンク５へと圧送してパイプ１１や圧送タンク５の内壁に付着している塗料を洗浄によって除去する。そして、溶剤を圧送タンク５からホース１２を経て塗装ロボットの塗装ガンへと流し、圧送タンク５から塗装ガンに至る塗料供給ラインに付着している塗料を洗浄して除去する。

以上のようにして前回使用した塗料が完全に洗浄されて除去されると、次の塗料に対して調合工程〜攪拌工程〜圧送工程のサイクルを繰り返すことによって、別の色の塗料を用いた塗装を同様に行うことができる。

以上のように、本発明に係る塗料調合色替装置１を用いて実施される本発明に係る塗料調合色替方法によれば、調合、攪拌、圧送及び洗浄の各工程を全自動で行うことができるため、省力化と作業時間の短縮を図ることができる。具体的には、従来の手作業での色替えに６０分／１回の時間を要していたが、本発明による色替えに要する時間を１２分／回に短縮することができた。

又、調合、攪拌及び圧送工程を１サイクルとして繰り返し行うことができ、塗装作業の途中においても行うことができるため、１サイクル毎の塗料の調合量を小さく抑えることができ、設備の小型化と色替え時の廃棄塗料と洗浄に使用する溶剤の量を最小限に抑えることができ、塗料と溶剤の無駄を省いてコストダウンを図ることができる。具体的には、１サイクル毎の塗料の調合量を従来の１／１４の０．２８ｋｇとすることができた。又、従来では溶剤の廃棄量が３６００ｋｇ／年であったものが、本発明によれば２００ｋｇ／年にまで大幅に削減することができた。

更に、攪拌工程においては、塗料と溶剤が密閉された調合タンク４内でなされる他、全ての工程において塗料と溶剤が大気に開放されることがないため、溶剤の揮発が防がれ、塗料（溶剤が混合された混合塗料）の粘度が安定化して所望の塗装が安定的に行われるという効果が得られる。

１ 塗料調合色替装置
２ 基台
２ａ 基台のフレーム
３ 塗料タンク
４ 調合タンク
５ 圧送タンク
６ 攪拌ユニット
７，８ ロードセル（重量センサ）
９ ホース
１０ バルブユニット（切替手段）
１０ａ 切替バルブ
１１ パイプ
１２ ホース
１３，１４ エアパイプ
１５ 攪拌板
１５ａ 攪拌板の孔
１６ ベース
１７ マグネット
１８ エアシリンダ
１８ａ エアシリンダのロッド

Claims (7)

1. 塗料をヘッド差によって調合タンクに投入してその重量を計測し、計測された塗料の重量に見合う重量の溶剤をヘッド差によって前記調合タンクに投入して両者を調合する調合工程と、
   調合タンク内を上下動する撹拌板によって塗料と溶剤を撹拌する撹拌工程と、
   撹拌された塗料と溶剤の混合物を圧送タンクに圧送し、該圧送タンクから塗装ガンに塗料と溶剤の混合物を圧送して塗装に供する圧送工程と、
   色替え時に前記調合工程と撹拌工程及び圧送工程を休止して溶剤を塗料供給ラインに流して該塗料供給ラインを洗浄する洗浄工程と、
   によって塗料の調合と色替えを行うことを特徴とする塗料調合色替方法。
2. 前記圧送タンク内の塗料と溶剤の混合物の残量が所定値未満となると前記調合工程と撹拌工程及び圧送工程を実施することを特徴とする請求項１記載の塗料調合色替方法。
3. 塗料を収容する塗料タンク及び溶剤を収容する溶剤タンクと、
   これらの塗料タンク及び溶剤タンクの下方に配された調合タンクと、
   該調合タンクに投入される塗料と溶剤の城量を計測する重量センサと、
   前記調合タンク内に収容された撹拌板を上下動させて塗料と溶剤を撹拌する撹拌ユニットと、
   前記調合タンクにおいて撹拌された塗料と溶剤の混合物を収容してこれを塗装ガンに供給する圧送タンクと、
   該圧送タンクと前記調合タンクを空気圧によって加圧する加圧手段と、
   前記塗料タンク及び溶剤タンクと前記調合タンクとを結ぶラインの途中に設けられた切替手段と、
   を備えることを特徴とする塗料調合色替装置。
4. 前記重量センサをロードセルで構成したことを特徴とする請求項３記載の塗料調合色替装置。
5. 前記攪拌ユニットは、複数の孔が形成された金属製の前記攪拌板と、前記調合タンクの外周に沿って配設されたマグネットと、該マグネットを上下動させるエアシリンダを備えることを特徴とする請求項３記載の塗料調合色替装置。
6. 前記加圧手段を前記該圧送タンクと前記調合タンクにエア圧を供給するエアコンプレッサで構成したことを特徴とする請求項３記載の塗料調合色替装置。
7. 前記切替手段を複数の切替バルブで構成したことを特徴とする請求項３記載の塗料調合色替装置。
   

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