JPH0788408A - 流量安定化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スプレーガンの作動のオン／オフに伴って塗
料の流れが断続されるシステムにあって、移送期間全体
を通じて安定した流量ないし吐出量を得ることができる
ようにする。 【構成】 スプレーガン７の作動停止時に塗料の流れを
遮断するのではなく、塗料をタンク１に還流させるよう
にし、かつその状態ではスプレーガン７が非作動状態と
なった直前のコントロールバルブ５の開度、すなわち作
動時に等しい開度が設定されるようにする。これによ
り、作動再開時にも塗料の流れの乱れは極めて少なくな
り、作動再開直後から安定した流量ないし吐出量を得る
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流量安定化装置に関
し、例えば被塗装物に対して塗料の吐出を行うスプレー
ガンの吐出量を安定化するための流量安定化装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】流量、例えば塗料吐出量の設定は、供給
装置側の供給圧を調整することで行うのが一般的であ
る。実際には、吐出量の確認を操作者が目視または流量
計を用いて行い、これに基づいて手動にて供給装置を調
整するようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、塗料供
給圧は非常に変動し易いものであり、塗料の粘度や流量
は環境温度や塗料流路への塗料の付着等の環境要因によ
り変化するものであるので、安定した吐出量を維持する
ことは困難である。一方、流量制御は、塗装の分野は言
うにおよばず、油圧、食品その他さまざまな産業分野で
行われている。そして、定常的に流体を移送するシステ
ムにあっては、かなり高精度の機器も現存するが、スプ
レーガンなど液体吐出手段の作動のオン／オフに伴って
液体の流れが断続されるシステムにあっては、液体吐出
手段の作動再開時等に流量の乱れが大きく、液体移送期
間全体を通じて安定した流量ないし吐出量を得るのが極
めて困難である。本発明は、かかるシステムにあって安
定した流量ないし吐出量を維持できる流量安定化装置を
提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明は、
液体の吐出手段と、該吐出手段に対する液体の供給源を
なす供給手段と、これら手段を連絡する流路とを具備
し、前記吐出手段の作動が断続されるシステムに適用さ
れる流量安定化装置であって、前記流路の途中より分岐
し、前記液体を前記供給手段に還流させるための還流路
と、当該分岐点に設けられ、前記吐出手段の作動の有無
に応じて前記液体の流れを前記吐出手段側と前記還流路
側とに切り替える切り替え手段を具えたことを特徴とす
る。また、本発明は、前記流路に設けられ、開度の調節
が可能なコントロールバルブと、前記流路に設けられた
流量計と、該流量計による検知流量に基づいて前記コン
トロールバルブの開度を調節する調節計と、前記吐出手
段が作動状態のときは前記検知流量を前記調節計に供給
し、前記吐出手段が非作動状態のときには当該非作動状
態に移行する直前の前記検知流量を保持して前記調節計
に供給する手段とをさらに具えたことを特徴とする。

【０００５】

【作用】本発明によれば、吐出手段（後述する実施例で
はスプレーガン７）の作動停止時に液体（後述する実施
例では塗料）の流れを遮断するのではなく、液体を液収
容手段（後述する実施例では塗料タンク１）に還流させ
るようにし、あるいはさらにその状態で作動時に等しい
バルブ開度が設定されるようにしているので、作動再開
時にも塗料の流れの乱れは極めて少なく、作動再開直後
から安定した流量ないし吐出量を得ることができる。

【０００５】

【実施例】以下、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。図１は本発明の一実施例に係る流量安定化装置を用
いた自動塗装機の構成例を示す。ここで、タンク１に収
容された塗料２は、ポンプ３により塗料供給管４に供給
され、エアオペレート式コントロールバルブ５および流
量計６を介してスプレーガン７から被塗装物に向けて噴
霧される。スプレーガン７は、ガン制御盤２８からの制
御信号によって電磁弁９の開閉駆動に連動して作動ニー
ドル弁が進退駆動され、これに応じて塗料噴射のオン／
オフが行われる。また、電磁弁９の開閉駆動に連動して
スプレーガン７の吹き付け用エアのオン／オフも行われ
る。さらに、ガン制御盤２８からの電磁弁９の開閉駆動
制御信号（オン／オフ信号）はタイマユニット１０に送
出される。タイマユニット１０は、ガン制御盤８のオン
／オフ信号をアナログメモリユニット１３の制御信号と
して伝達するとともに、ガン制御盤８からの信号の立ち
上がり（オフ＞オン）時には所定時間これを遅延させて
伝達するように構成されている。その遅延時間は制御系
の応答性や安定性を考慮して適切に定めることができ、
また遅延時間を適宜設定できるようにタイマユニット１
０を構成してもよい。

【０００７】流量計６は、塗料流量に応じた周波数のパ
ルス信号を発生し、このパルス信号が増幅器１１によっ
て適切に増幅され、Ｄ／Ａ変換手段および記憶手段を有
したアナログメモリユニット１２に供給される。そし
て、このアナログメモリユニット１２は、タイマユニッ
ト１０からの制御信号がオンのときには入力した信号を
そのまま出力（スルー）し、オフになると時点での入力
信号をホールドして出力するように構成されている。ア
ナログメモリユニット１２の出力信号は、流量の測定値
として調節計１４に供給される。調節計１４は、コント
ロールバルブ５ないし流量のＰＩＤ制御を行うＰＩＤ調
節計の形態を有し、さらに流量設定値（目標値）とアナ
ログメモリユニット１２からの入力値（フイードバック
値）とを表示するための表示器１５を有している。そし
て、調節計１４は、設定値と入力値とを比較し、誤差信
号を出力する。当該出力信号は電空変換器１６に供給さ
れる。電空変換器１６は、減圧弁１７を介して供給され
る圧縮空気の流量を調節計１４の出力信号レベルに応じ
て調節し、エアオペレート型のコントロールバルブ５に
制御空気として供給する。そして、コントロールバルブ
５は、供給される制御空気の流量に応じてバルブ開度を
調整し、これによって、塗料流路への塗料の付着等の環
境要因によらず、設定値からの偏差が最小となるように
塗料流量が制御される。２０は塗料供給経路上、流量計
６の下流において塗料供給管４より分岐し、塗料をタン
ク１に還流させるための還流路である。２２は当該分岐
点に設けられた切替バルブであって、電磁弁９の開閉動
作すなわちスプレーガンのオン／オフ動作に連動し、ス
プレーガン７の作動時には塗料がスプレーガン方向に移
送されるように、一方非作動時には塗料が還流路２０の
方向に向かうように塗料の流れを切り替える。以上の構
成において、スプレーガン７が非作動状態となると、す
なわちガン制御盤８が電磁弁９のオフ信号を出力する
と、同時に切り替え弁２２は塗料流路を還流路２０側に
切り替え、ポンプ３、塗料供給管４、コントロールバル
ブ５、流量計６、還流路２０を介して塗料が循環する。
また、アナログメモリユニット１２はタイマユニット１
０からのオフ信号に応じてホールド状態となり、スプレ
ーガン７が非作動状態となった直前における流量値を保
持し、出力している。従って、調節計１４はこの値に基
づいてコントロールバルブ５の開度を一定に保ってい
る。

【０００８】スプレーガン７が作動状態とされると、同
時に切替バルブ２２は塗料流路をスプレーガン７側に切
り替えて塗料の供給を行う。一方、流量計６が検知した
検知流量は増幅器１１を介してメモリユニット１２に入
力され、調節計１４に供給される。そして、当該フイー
ドバックされた流量と設定されている吐出量との比較に
応じた出力（ＰＩＤ制御信号出力）が電空変換器１６に
供給され、これに基づいてコントロールバルブ５の開度
が制御されて流量の調節が行われる。 なお、タイマユ
ニット１０の設定時間が経過するまでは、アナログメモ
リユニット１２は前回スプレーガン７の作動が停止され
たときの流量値を保持・出力しており、調節計１４はこ
の値に基づいてコントロールバルブ５の開度を一定に保
っている。塗料の流れが断続される従来装置では、非作
動時に塗料の流れが遮断されるために流量計が流れを検
知せず、従って調節計がコントロールバルブに最大開度
を設定してしまうので、作動再開時に過剰な塗料供給が
なされてしまい、作動再開直後から安定した流量ないし
吐出量を得るのが極めて困難であり、かつ所定の吐出量
に整定するまでに多大の時間が費やされることも考えら
れる。これに対し、本例においては、スプレーガン７の
作動停止時に塗料の流れを遮断するのではなく、塗料を
還流させるようにし、かつその状態で作動時に等しいバ
ルブ開度が設定されるようにしているので、作動再開時
にも塗料の流れの乱れは極めて少なく、作動再開直後か
ら安定した流量ないし吐出量を得ることができる。これ
により、非塗装物に対する塗料の厳格な膜厚管理がで
き、製品のロット間のばらつきを防止できる。また、流
量設定も簡略化され、手動にて適切に流量調節を行う場
合に比べて特別に専門の人員を配置する必要もなく、塗
料の無駄も削減することができる。さらに、統合的なフ
ァクトリオートメーション化も可能となる。

【０００９】本例においては、スプレーガン７の作動停
止時に塗料を還流・循環させるようにし、かつその状態
で作動時に等しいバルブ開度が設定されるようにしてい
るので、作動再開時にも塗料の流れの乱れは極めて少な
く、作動再開直後から安定した流量ないし吐出量を得る
ことができるが、その意味では、作動再開直後において
流量計６の検知流量に基づくフイードバック制御を行わ
ないようにするためのタイマユニット１０の配設は不要
であるとも考えられる。しかし、スプレーガン７側と還
流路２０側との流体抵抗等の差異に起因して、所定のバ
ルブ開度に対し双方の実際の流量が異なっており、作動
再開後直ちに流量計６の検知流量に基づくフイードバッ
ク制御を行わない方がよい場合も有り得るので、そのよ
うな場合を考慮してタイマユニット１０を配設すること
は有効である。もっとも、そのような配慮が不要であれ
ば、タイマユニット１０を省略することもできるし、あ
るいは、遅延時間の設定が可能なものを用いるのであれ
ば当該遅延時間を”０”としておけばよい。なお、本例
においては、調節計１４の一例としてＰＩＤ調節計の形
態を有したものを用いているが、その動作を規定する諸
値（比例感度、積分時間および微分時間）は、システム
に対して所望する制御特性に応じて適宜定め得るのは勿
論である。すなわち、実現したい過渡応答特性，安定
性，制御系の環境変化等に応じてそれら値を定めたり、
適宜変更設定するようにしていくこともできる。また、
上述の実施例においては、移送される液体を塗料とし、
液体の吐出手段を自動ガン形態のスプレーガンとして構
成した自動塗装システムの形態の装置に本発明を適用し
た場合について説明したが、本発明はそれらに限られな
いのは勿論である。例えば、スプレーガンは手動によっ
て作動するものであってもよく、この場合には例えば引
き金の動作を流路の切り替えに伝達するような機構を設
ければよい。また、移送する液体についても、塗料のほ
か、油その他のものでもよく、例えば食用油を移送して
これを利用する食品機械に本発明を適用することもでき
る。

【００１０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スプレーガンなど液体吐出手段の作動のオン／オフに伴
って液体の流れが断続されるシステムにあっても、移送
期間全体を通じて安定した流量ないし吐出量を得ること
ができる。

【００１１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る流量安定化装置を用い
た自動塗装機の構成例を示すブロック図である。

【００１２】

【符号の説明】 １ タンク ２ 塗料 ３ ポンプ ４ 塗料供給管 ５ コントロールバルブ ６ 流量計 ７ スプレーガン ８ ガン制御盤 ９ 電磁弁 １０ タイマ １１ 増幅器 １３ アナログメモリユニット １４ 調節計 １５ 表示器 １６ 電空変換器 １７ 減圧弁 ２０ 塗料還流路 ２２ 切替バルブ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体の吐出手段と、該吐出手段に対する
   液体の供給源をなす供給手段と、これら手段を連絡する
   流路とを具備し、前記吐出手段の作動が断続されるシス
   テムに適用される流量安定化装置であって、前記流路の
   途中より分岐し、前記液体を前記供給手段に還流させる
   ための還流路と、当該分岐点に設けられ、前記吐出手段
   の作動の有無に応じて前記液体の流れを前記吐出手段側
   と前記還流路側とに切り替える切り替え手段を具えたこ
   とを特徴とする流量安定化装置。
2. 【請求項２】 前記流路に設けられ、開度の調節が可能
   なコントロールバルブと、前記流路に設けられた流量計
   と、該流量計による検知流量に基づいて前記コントロー
   ルバルブの開度を調節する調節計と、前記吐出手段が作
   動状態のときは前記検知流量を前記調節計に供給し、前
   記吐出手段が非作動状態のときには当該非作動状態に移
   行する直前の前記検知流量を保持して前記調節計に供給
   する手段とをさらに具えたことを特徴とする請求項１に
   記載の流量安定化装置。