JP3062792B2 - 粉体塗料の搬送装置および搬送方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は粉体の搬送装置、特に鋳
鉄管などの内外面の塗装に評価が定着している粉体塗料
の搬送装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】従来、粉体の搬送装置としては、図２に
示すようなスクリューコンベア方式やバケットエレベー
タとベルトコンベアを組合せたバケットコンベア方式、
などが慣用化されているが、これらの搬送方式は搬送系
路が固定し、定点から定点までの搬送には適用できる
が、搬送先が水平方向に移動したり昇降する場合には、
搬送系路も屈伸して対応する必要があるために適当では
ない。

【０００３】特に吹き付け塗装を目的とする粉体塗料の
搬送には、粉体が定量割合を維持しながら散布状態で定
常的に搬送されることが望ましい条件であり、気流に乗
せて搬送する空気輸送の形態が主体を占める。空気輸送
の方式は大別すれば図３に例示するようなジェットノズ
ル方式と図４に例示するインジェクタ方式が主体であ
る。

【０００４】ジェットノズル方式の一例として、水道管
用の鋳鉄管Ｔの内面へ粉体塗装を行なう塗装機を図３の
特公平１−４８０６５号公報から引用した。この場合の
使用目的は加熱した鋳鉄管の内面へエポキシ、エポキシ
ポリエステル、ポリエチレン樹脂などの粉体塗料を融着
して塗布するものである。この図の例では粉体ホッパ１
ａの底部から上向けのジェット噴流を噴出して、粉体ホ
ッパ内で流動化状態にある粉体塗料を噴き上げて粉体ホ
ース１０１を介して粉体ノズル１０２から射出するので
ある。すなわち、この型式の粉体塗装機は、一般にジェ
ットノズルと圧力タンク方式で形成され大容量に好適で
ある。

【０００５】一方、図４に示すのはインジェクタ方式の
一例であり、粉体ホッパ１ｂの中へ内管１０３を垂直に
挿入し、粉体ホッパの底部に多孔板１１ｂを嵌合して風
箱１３ｂを形成する。一方、粉体ホッパの上には内管上
部と連結してインジェクタ２ｂを取り付け、塗料輸送空
気管、粉量調整空気管をそれぞれ接続する。インジェク
タ２ｂの他方には静電ガン１０４が装着して粉体塗料Ｐ
を噴出するというオーバーフローインジェクタ方式であ
る。この型式の特徴は底部から噴き上げる流動用の空気
によって粉体塗料の流動化が粉体ホッパ内で進行し、こ
の中から内管へ吸引された粉体塗料が分散状態となって
インジェクタへ到達するので、吐き出し時の安定性がき
わめて優れスピットの発生を未然に防止する特性が高く
評価され、特に小容量の塗装に好適である。

【０００６】図５はジェットノズル方式とインジェクタ
方式を組合せた方式で最新の従来技術の一つであり、特
開平６−２１８３０５号公報から引用した。粉体ホッパ
１ｃの上蓋の中心を上下摺動自在に貫通する上管１０５
と、該上管の上端へ着脱自在に装着するインジェクタ２
ｃと、粉体ホッパ内の上方で下向きに開口する前記上管
１０５の下端に対向して上向きに開口し、粉体ホッパ１
ｃの底部近くのジェットノズル１０６の噴出口に対向し
て下向きに開口する内管１０７と、前記粉体ホッパ底部
に具えた粉体流動化装置１０８と、各部へ作動用空気の
開閉部を配設した構成よりなる。

【０００７】図５の従来技術では、大容量の粉体塗装が
目的の場合には、本装置の粉体ホッパ１ｃ上部のインジ
ェクタ２ｃを取り外し、粉体ノズル１０９に連結してい
る粉体ホースを直接上管１０５の上端に連結する。上管
１０５の下端と内管１０７との間には隙間Ｃが形成され
ている。粉体流動化装置１０８を作動させて粉体ホッパ
内に収容された粉体塗料Ｐを流動化させ、作動用空気を
供給してジェットノズル１０６を作動すると、そのエジ
ェクター作用を受けて噴出口の周辺に流動している粉体
が吸引されて気流に乗って内管内へ誘導され、その先端
から上管へ引き継がれて粉体ホースを通過して粉体ノズ
ル１０９へ到達する。

【０００８】また、小容量の粉体塗装が対象であるとき
は、粉体ホッパ１ｃの上部で上管１０５の上端へインジ
ェクタ２ｃを取り付け、該インジェクタ２ｃの出口側へ
粉体ホースを連結する状態とする。このときには粉体ホ
ッパの上蓋の中心を貫通する上管１０５を密封状態のま
まで下方へ押し下げ、上管の下端と内管の上端とを接合
して隙間Ｃを消滅させる。ここで粉体流動化装置１０８
を作動させて粉体塗料Ｐを粉体ホッパ内で流動化させ作
動用空気をホッパ内へ供給すると、インジェクタ２ｃの
作動条件が満たされて、オーバーフローインジェクタ方
式の作動が始まる。このように１台の装置によってイン
ジェクタの着脱と上管の昇降によって、搬送能力を大容
量でも小容量でも自由に対応できる汎用性が得られたこ
とを特徴に謳っている。主題を粉体の空気輸送という広
いジャンルに拡大して検討すれば、その他にも多数の従
来技術が提示されている。たとえば特開昭６２−２２２
９２８号の従来技術では、粉体流動用のタンク内にセン
サーを突出させて検出管路を形成し、その最上流から搬
出用エアを供給すると共に、粉体を吸引するセンサノズ
ルを挟んで上流の入口側圧力と下流の出口側圧力の差圧
を検出する差圧計を設け、この差圧計の検出値に応じて
作動する圧力制御弁が前記の検出管路出口の圧力を調整
するインジェクタを駆動する流体を制御出力することを
基本の構成としている。この構成によって、たとえばタ
ンク内の流動化粉体のレベルが変化して粉体流量が減小
したときには、制御弁が働いてインジェクタに供給され
る駆動気体の量を増加して元に復帰させるように自動的
に粉体流量を一定に保つように作動すると説明してい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】粉体塗装する対象が一
定形状、一定表面積の製品であれば、その表面に塗装す
べき粉体塗料量も一定であり、製品の実態に最も適正と
考えられる粉体塗装機を選定するのに大した困難性は生
じない。しかし、製品の形状などが類似であり、一定の
名称の下に一元的に生産されるものであっても、その形
状について見れば大小様々の異なった製品が無秩序に流
れ込んでくる生産体制を採らざるを得ない業界もある。
例えば図３で引用した鋳鉄管の内面塗装については、一
定口径の管種が纏まって塗装現場へ送り込まれるのでは
なくて、前工程に当る鋳造工程の都合によって大小不揃
いの鋳鉄管がアトランダムに流れてくることが避けられ
ないという事情がある。口径が異なれば所望の粉体塗料
量もまたすべて異なり、この塗装量に最適の塗装手段も
また当然異なってくる。たとえば口径７５ｍｍの小管に
はインジェクタ方式が適当であっても、口径８００ｍｍ
の大管にはジェットノズル方式が適当である。これは極
端な例であるが、実際にはその間に何十種類という管径
の鋳鉄管が規格化されていて、その日の生産計画に基づ
いて鋳造され、順不同で入り交じって搬入されてくる。
これに対して１種類の塗装機では到底対応できないし、
口径の大小を意識してインジェクタとジェットノズルの
両方共に具えて使い分けたとしても、たとえば口径５０
０ｍｍの中管が来ればどちらの塗装機でも十分に機能せ
ず、不十分な機能に目を瞑って種々な管種の塗装作業に
何れかの塗装機を共用しているというのが現状である。
管の種類から見れば、大管に好適なジェットノズル方式
と、小管に好適なインジェクタ方式という基本的な原則
はあっても、実際の作業ではその中間に当る種々な口径
の管が圧倒的に多く、常に不十分な機能に悩まされなが
ら低い作業能率に甘んじざるを得ないという課題があ
る。

【００１０】図５で引用した最新の従来技術は、比較的
大容量に対してはジェットノズルの機能を主体とし、一
部インジェクタを同時に作動してその作用を減殺するよ
うに調整する。また比較的少容量に対してはジェットノ
ズルを絞って全体量を減ずるなど適宜簡単な調整によっ
て最適の容量となるように変動できる。調整の基準さえ
実験的に確認して決定しておけば、経験の有無を問うこ
となく一定品質の塗装面を常に維持することができる。
ところが構成上、重要な機能を果たすジェットノズル１
０６およびその連結部や、内管１０７と上管１０５の対
向部（接合部）などが、すべてホッパ１ｃ内に装着され
ており、ホッパ内には比較的粘着し易い塗料用の粉体が
濃密度で浮遊しているから、部材の表面などに粘着し累
積固化して給気管を閉塞するトラブルから逃れ難いとい
う課題がある。

【００１１】また、粉体ホッパ内の粉体の流動層の厚さ
をコントロールする必要があり、流動層レベルの変動が
吐出量にも敏感な変動となって現れるので、塗装対象で
ある鉄管類などの直径の変動（必要な容量の変動）と流
動層レベルの変動とは複雑な関係となり、各サイズ毎の
鉄管に対して常に適正な搬送量で対応することは、きわ
めて煩瑣で熟練を要する作業管理が求められ、実作業上
の難点となる虞れが大きい。また特開昭６２−２２２９
２８号の従来技術は、タンク内の粉体残量が増減したと
きでも定量の気体搬送を維持することを目的とする装置
であるから、定量の粉体搬送のためには差圧に応じてイ
ンジェクタの駆動圧を調整しなければならないという原
理に立つ。しかし粉体の搬送エア圧を変動するという前
提は、塗装作用においては確実に影響を及ぼし、塗装面
への粉体塗料の吐出エネルギーが増減して、最終塗装の
品質上のムラなど品質の死命を制する重要な要因と化す
ことは明らかであり、粉体塗料の供給方法としては到底
受入れ難い。

【００１２】要約すれば本発明が目指すべき課題として
は塗装面の大小や作業継続と共に減少するタンク内の
粉体塗料の残量に拘らず常に同一条件でムラのない塗膜
を確保すること。塗装面は大小さまざまに大幅な変動
が避けられず、最大と最小ではその差は数十倍におよぶ
大きな変動を想定しなければならない。かつ、この変動
は全く無秩序に頻発するから、品種を知見するや瞬時に
追随できなければ流れ作業の体をなさないという宿命的
な要素がある。粉体塗料は本来、高圧気流と共に塗装
面に噴射されるから付着し易い条件にあり、錯綜した配
管内を通過することには全く馴染まないし、ましてタン
ク内や密閉空間内に機能を支配する重要な作動部があれ
ば、メンテナンスが煩瑣に失し日常の業務としては到底
耐えられない。という３点に帰結する。本発明は以上に
述べた課題を解決するために大小入り交じった製品の粉
体塗装に対し、どのような容量にも容易に適応できる可
変的な能力を有しながらも、メンテナンスがきわめて簡
単で吐出量の微妙な調整にも煩わされない粉体塗料の搬
送装置の提供を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に係る粉体塗料の
搬送装置は、大小不特定な種々の塗装面へ先端の粉体ノ
ズルから粉体を吐出して塗装する装置に限定し、耐圧性
の密閉タンクの底面へ多孔板１１を介して塗装面の大小
に対応して調整した圧力の元に密閉タンク１内の粉体塗
料Ｐを流動化する流動加圧エアの給気管１２を連結した
風箱１３を形成し、搬送エアの給気管２１、吐出量調整
エアの給気管２２、および可変量の粉体流を吐出する先
端のノズルガンと搬送ホースにより繋がる吐出管２６
に、それぞれ連結したインジェクタ２を、多孔板１１に
近接した密閉タンク１の頂面に圧力調整弁３を開閉自在
に取付けたものである。

【００１４】またこの装置を使用する方法としては内圧
力の調整機能を具えた耐圧容器よりなる密閉タンク内の
底部多孔板上へ粉体塗料を装填し、多孔板下の底部空間
を形成する風箱から予め対象とする塗装面の大小に対応
して設定した加圧力を形成するようにエアを送って粉体
の流動層を形成し、調整した搬送エアおよび吐出量調整
エアと連結したインジェクタによって流動層のほぼ下底
部から流動中の粉体塗料を吸引し、塗装面の大小に追随
して粉体量を増減した粉体流を先端のノズルガンに供給
することによって前記の課題を解決した。

【００１５】

【作用】本発明の作用上の特徴は従来のインジェクタ方
式とは異なって流動層を形成する密閉タンク内が加圧状
態に維持され、所定の圧力下において粉体塗料が流動化
している点である。課題との関係に従って項目ごとに整
理すると次のように列挙される。塗装面の形成は粉体
ノズルから吐出する粉体塗料の動的な吐出力によって支
配される。吐出力は粉体を搬送するエア圧によって決定
されるから、一定の塗膜を得るためにはインジェクタの
搬送エア圧を一定に維持する必要がある。その上、流動
エア圧とインジェクタの吐出量調整エア圧を増減する調
整が加われば、他の条件が如何に変動しようとも塗装面
へ吐出する粉体塗装の作動条件（塗料の吐出する勢い）
を常にコンスタントに保つことができる。塗装面の大
小に応じて粉体ノズルからの粉体の吐出量を増減しなけ
れば、アトランダムに塗装面が入れ替わる塗装工程の合
理化には程遠い。塗装面の大小に呼応して叶出量を追随
するためには、粉体タンクを密封状熊とし加圧下におい
て粉体流動層を形成することを重要な要件とする。タン
ク圧を増減すれば直ちにインジェクタへ供給される粉体
量も増減し、ここで調整された定圧で搬送されれば、塗
装面の大小に応じて、しかも常に均等な塗装状態で粉体
が吐出し、大きな塗装面には粉体密度を濃厚に、小さな
塗装面には希薄に調整して常に理想的な塗装条件で多様
な塗装面の変動に対応する機能が具現化する。加圧下
の密閉タンク内の下底部近くからの粉体の取り出しであ
るから、タンク圧の調整がそのまま粉体の供給料に直結
し、タンク内の粉体塗料の残量の影響は受けない。ま
た、密閉タンク内には粉体が付着するような配管も作動
部も全く存在せず、日々のメンテナンスに煩わされる一
切の懸念は取り払われ、効率的な作業が持続するという
現場的なメリットが約束される。

【００１６】適用される被塗装材の形状、表面積が大き
いときには、加圧力を強化して本来大容量の吐出には不
適当なインジェクタからの吐出量を大幅に増強し、比較
的小さいときには圧力調整弁を開いて流動層に負荷する
加圧力を減圧して本来の能力に近ずける。何れにせよ、
被塗装物、たとえば鋳鉄管の塗装表面積が大小様々に変
動しても、圧力調整弁の開度を増減すれば直ちに対応で
きる上、インジェクタ自体にも吐出量の調整機能が具え
られているから、対象物の変動に容易に追随して最適の
塗装条件を常に持続する作用が可能である。

【００１７】本発明の構成は容器の頂面で流動層から粉
体を吸引するというオーバーフローインジェクタ方式で
はなく、密閉容器内の底部に近接した側面にインジェク
タが装着され、流動層の下底層から水平に吸引する方式
である。そのために吐出量の決定には流動層に負荷する
加圧力の影響が直接掛かる反面、流動層自体の高さ、す
なわち流動層レベルによる影響を直接受ける要因が殆ど
消滅し、消費しつつある粉体塗料の残存量の如何に拘ら
ず常に一定の割合で吐出作用が継続する。この点は、従
来のインジェクタ方式が常に流動層の高さによって吐出
量が支配され、変動する粉体残存量を勘案しつつ吐出量
を調整するというきわめて困難な技術的課題を解決する
有効な作用でもある。

【００１８】

【実施例】図１は本発明実施例を示す縦断正面図であ
る。図において竪型円筒状の密閉タンク１は従来技術の
粉体ホッパとは異なって耐圧容器であることが条件とな
る。ただし内部には何一つ部材を収容しない点も構成上
の一つの特徴であり、前記の図５について述べた課題を
解決する基本である。密閉タンク１の底部は多孔板１１
を隔てて風箱１３が形成され、風箱１３の中央には流動
加圧エアが供給される給気管１２が連結し、図示しない
圧気源と開閉自在に繋がっている。密閉タンク１の頂面
は粉体塗料Ｐを供給するときに開放する上蓋１４が取付
けられ、さらに圧力調整弁３と圧力計３１が取付けられ
ている。圧力調整弁３は特に型式を限定するものではな
いが、本実施例では図のように弁棒３２を回動して昇降
し、弁箱に穿孔した排気口３３を開閉して、その開度の
調整によって圧力計３１を監視しながら内部の圧力を増
減する。内圧値と粉体塗料の吐出量との因果関係が前以
て確認され、個有の相関として作業基準化されているこ
とは言うまでもない。

【００１９】インジェクタ２は搬送エアの給気管２１と
吐出量調整エアの給気管２２を具え、給気管２１の反対
側には吐出口２６が開口し、吐出口２６が図示しない搬
送ホースを介して先端のノズルガンに繋がっている。イ
ンジェクタと密閉タンクとの間には、連通を断続する開
閉装置が必要であり、本実施例の場合には給気管２３よ
りのバルブ開閉エアの給排で屈伸する可撓性ゴム筒を弁
体２４とするピンチバルブ２５を介装している。言うま
でもなく密閉タンク内との連通の開閉に使用する弁の種
類は問うところではないが、このようにインジェクタ、
流動加圧に使用するのと同様に圧気で作動する弁を選択
すれば、すべての作動が安全な空気の駆動力によって統
一されるので、作業管理でもメンテナンス面でも有利な
特性が得られる。

【００２０】

【発明の効果】本発明に係る粉体塗料の塗装装置は、以
上に述べたように製品の大きさ、塗装面積に変動があ
り、千差万別の塗装の最適条件が様々の容量に変動する
ときに、その製品に必要な個別の能力に調整できる構成
よりなり、１台の装置を駆使して多種類の製品塗装に適
用できる。例えば、種々の口径の鋳鉄管が無秩序に搬入
されてくる鋳鉄管塗装現場などでは、インジェクタの作
動と流動加圧用の空気量を調整することで、どの様な順
序で鋳鉄管が続いて運ばれてきても混乱なく能率のよい
塗装が施工できる。しかも、調整はきわめて簡単であり
一旦標準化さえ完了すれば、何人の手によっても一定の
塗装が保証され、品質管理の上で大きな貢献をする。特
に容器内へ装入した粉体塗料が作業の進行と共に消費し
て漸減していくにも拘らず、常に塗料がほぼ定常的に吐
出する機能は、流動層の形成を利用する他の従来技術で
は到底望み得なかった利点である。

【００２１】さらに本発明の構成上の特徴は、密閉タン
クは粉体塗料の加圧と流動化を作用する容器としての機
能を果たすだけであり、搬送、吐出の機能を発揮するた
めに必要な部材とその組立てのすべては、タンクの外部
に装着されている点にあるから、従来技術のように一般
に粘着性の高い粉体塗料が部材内に固着滞留して微細な
部材間の空隙を閉塞し、気流の流れを阻害して機能を低
下させたり、ときには使用不能にまで至るトラブルの発
生が皆無となり、安定した塗装作用を常に担保するの
で、製品仕上げ、たとえば鉄管類の最終塗装の品質上の
ムラを絶滅し、塗膜の耐食性、耐衝撃性などの水準向上
に大きな貢献を果たす効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の縦断正面図である。

【図２】従来技術を示す分解斜視図である。

【図３】別の従来技術の縦断正面図である。

【図４】さらに別の従来技術の縦断正面図である。

【図５】さらに別の従来技術の縦断正面図である。

【符号の説明】

１ 密閉タンク ２ インジェクタ ３ 圧力調整弁 11 多孔板 12 給気管（流動加圧エア） 13 風箱 14 上蓋 21 給気管（搬送エア） 22 給気管（吐出量調整エア） 23 給気管（バルブ開閉エア） 24 弁体 25 ピンチバルブ 31 圧力計 32 弁棒 33 排気口 Ｐ 粉体塗料

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中道 昇 大阪府大阪市西区北堀江１丁目12番19号 株式会社栗本鐵工所内 (72)発明者 道浦 吉貞 大阪府大阪市西区北堀江１丁目12番19号 株式会社栗本鐵工所内 (72)発明者 喜多川 眞好 大阪府大阪市西区北堀江１丁目12番19号 株式会社栗本鐵工所内 (72)発明者 稼農 公也 大阪府池田市石橋３丁目４番27号 株式 会社コーテム内 (72)発明者 橋本 勇治 大阪府池田市石橋３丁目４番27号 株式 会社コーテム内 (56)参考文献 特開 昭62−222928（ＪＰ，Ａ) 特公 昭45−22286（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 大小不特定な種々の塗装面へ先端の粉体
   ノズルから付着性のある粉体を吐出して塗装する粉体塗
   料の搬送装置において、耐圧性の密閉タンクの底面へ多
   孔板１１を介して塗装面の大小に対応して調整した圧力
   の元に密閉タンク１内の粉体塗料Ｐを流動化する流動加
   圧エアの給気管１２を連結した風箱１３を形成し、該多
   孔板１１に近接した密閉タンク１の下部側面に開口する
   粉体塗料Ｐの搬送ホースと開閉自在に連結すると共に、
   搬送エアの給気管２１、吐出量調整エアの給気管２２、
   および可変量の粉体流を吐出する先端のノズルガンに繋
   がる吐出管２６にそれぞれ連結したインジェクタ２を具
   えたことを特徴とする粉体塗料の搬送装置。
2. 【請求項２】 内圧力の調整機能を具えた耐圧容器より
   なる密閉タンク内の底部多孔板上へ粉体塗料を装填し、
   多孔板下の底部空間を形成する風箱から予め対象とする
   塗装面の大小に対応して設定した加圧力をその都度形成
   するように調整したエアを送って粉体の流動層を形成
   し、搬送エアおよび吐出量調整エアと連結したインジェ
   クタによって流動層のほぼ下底部から流動中の粉体塗料
   を吸引し、塗装面の大小に追随して粉体量を増減した粉
   体流を先端のノズルガンに供給することを特徴とする粉
   体塗料の搬送方法。