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発明の名称 建築板の塗装装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−272413
公開日 平成10年(1998)10月13日
出願番号 特願平9−94641
出願日 平成9年(1997)3月28日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】宇佐見 忠男
発明者 井戸 康博 / 堀 慎悟
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】建築板の塗装搬送ラインに沿ってその上流側に配置される建築板厚み測定手段と、下流側に配置されるロールコータユニットとからなり、該ロールコータユニットに送り込まれる建築板の厚みをその上流側で厚み測定手段によって測定し、該測定データにもとづいて該ロールコータユニットの上下位置を調節することを特徴とする建築板の塗装装置【請求項2】該建築板厚み測定手段は厚み検出センサと、該厚み検出センサを建築板巾方向に往復移動させる駆動手段を備えている請求項1に記載の建築板の塗装装置【請求項3】該厚み検出センサは走行する建築板の表側に配置される表側センサヘッドと、裏側に配置される裏側センサヘッドとを有し、該表側センサヘッドと裏側センサヘッドとは同期して建築板巾方向に往復走行する請求項2に記載の建築板の塗装装置【請求項4】該建築板厚み測定手段と該ロールコータユニットとには夫々制御ユニットが付され、該建築板厚み測定手段の制御ユニットはインプットされた厚みデータを該ロールコータユニットの制御ユニットに伝送し、該ロールコータユニットの制御ユニットは該建築板厚み測定手段の制御ユニットから伝送される厚みデータをインプットして該データによって該ロールコータユニットのコーティングロールの上下位置を調節する請求項1または2または3に記載の建築板の塗装装置【請求項5】該建築板厚み測定手段の制御ユニットはセンサヘッドからの入力される厚みデータをサンプリングし、該サンプリングされたデータ群より代表値を選択し、該代表値を該ロールコータユニットの制御ユニットに伝送する請求項4に記載の建築板の塗装装置【請求項6】該建築板厚み測定手段の表側センサヘッドと裏側センサヘッドは夫々レール上を走行する台車に支持されている請求項1または2または3または4または5に記載の建築板の塗装装置【請求項7】該ロールコータユニットのコーティングロールの軸受は軸受け枠に根端部を枢着されている回動アームに支持され、該回動アーム先端部には該回動アームを上方または下方に回動させるアクチュエータが接続し、該アクチュエータの作動は該ロールコータユニットの制御ユニットによって制御される請求項1または2または3または4または5または6に記載の建築板の塗装装置【請求項8】該回動アーム先端部には歯車が回転自在に支持され、該歯車はラックに噛合し、該回動アームが上下回動すると該歯車が回転し、該歯車の回転を検出することによって該回動アームの上下回動量を測定するようにした請求項7に記載の建築板の塗装装置
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は外壁材、内壁材等に使用される建築板の塗装装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来は図12に示すように搬送ロール(4) によって搬送されて来た建築板(1)をロールコータユニット(5) によって塗装していた。該ロールコータユニット(5) はコーティングロール(6) と、該コーティングロール(6) の塗料付着量を調節するドクタロール(7) と、該建築板(1) の裏面をバックアップするバックアップロール(8) と、該バックアップロール(8) 表面を清拭する清拭ロール(9) とからなる。最近、例えば外壁材等の建築板(1) には図6に示すようにブロック(2) を目地(3) を介して縦横に配列せしめた凹凸模様等を付して商品価値を高めたものが提供されている。このような建築板(1) にあっては、ブロック(2) 部分と目地(3)部分とに異色塗装が施される。上記建築板(1) に異色塗装を施すには、図13に示すように該建築板(1) 表面全面に目地塗装Aを施し、次いで上記ロールコータユニット(5) によってブロック(2) (凸部)表面のみを塗装Aとは異色の塗装Bを施し、目地(3) (凹部)には塗装Aを残しておく塗装方法が採用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記建築板(1) としては、例えば繊維強化セメント板、石膏板、珪酸カルシウム板、炭酸マグネシウム板等の無機質板、ハードボード、中密度繊維板等の木質繊維板等が使用されるが、原料のばらつき、水分含有量のばらつき、硬化条件のばらつき等不可避のばらつきによって、これらの建築板(1) の板厚を均一にすることは困難である。しかし上記従来の塗装方法にあっては、図13に示すように該建築板(1) の板厚が設定値hs であった場合は、凸部(2) と凹部(3) とを明確に色分け塗装することが出来るが、図14に示すように建築板(1) の板厚h1 がhs よりも小さい部分(h1 <hs )ではロールコータユニット(5) のコーティングロール(6) が建築板(1) の凸部(2) 表面に当接しなくなって塗装Bが施されなくなると言う問題点があり、建築板(1) の板厚h2 がhs よりも大きい部分(h2 >hs )では、コーティングロール(6) が凹部(3) にまで食い込んで、図15に示すように該凹部(3) にも塗装Bが施されてしまうと言う問題点がある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決するための手段として、建築板(1) の厚みに対応してロールコータユニット(14)のコーティングロール(33)の上下位置を調節し、建築板(1) 表面にむらなく塗装を施す装置を提供するものであり、更に詳しく述べれば、本発明は建築板(1) の塗装搬送ラインに沿ってその上流側に配置される建築板厚み測定手段(13)と、下流側に配置されるロールコータユニット(14)とからなり、該ロールコータユニット(14)に送り込まれる建築板の厚みをその上流側で厚み測定手段によって測定し、該測定データにもとづいて該ロールコータユニット(14)の上下位置を調節する建築板(1) の塗装装置(10)を提供するものである。該建築板(1) の厚み測定手段(13)は、例えば建築板(1) の表側と裏側に配置される一対のセンサヘッド(17,18) とからなる厚み検出センサによって構成されるが、該センサヘッド(17,18) は建築板(1) の巾方向に同期往復走行せしめられる。また建築板(1) の厚み測定手段(13)とロールコータユニット(14)には制御ユニットCU1,CU2が付されており、該建築板(1) の厚み測定手段(13)によって測定された建築板(1) の厚みデータは、該制御ユニットCU1から該制御ユニットCU2に伝送され、該制御ユニットCU2はこのデータにもとづいてロールコータユニット(14)のコーティングロール(33)の上下位置を調節する。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図1〜図11に示す。図1に示すのは本発明の塗装装置(10)の概略図であり、上流側からコンベア(11)によって搬送されて来る建築板(1) を検出するセンサ(12)と、該センサ(12)の後段に配置される建築板(1) の厚み測定装置(13)と、該厚み測定装置(13)の後段に配置されるロールコータユニット(14)とからなる。
【0006】該建築板検出センサ(12)は光発信器(15)と、該光発信器(15)と相対する光受信器(16)とからなる光電スイッチ形式のものであり、該建築板厚み測定装置(13)は図2および図3に示すように、厚み測定装置(13)内を搬送される建築板(1) の上下に非接触的に配置される上下一対の光電式センサヘッド(17,18) と、上側のセンサヘッド(17)を支持する上側台車(19)と、該上側台車(19)をガイドするレール(20)と、該上側台車(19)を建築板(1) の巾方向で往復走行せしめる第1チェイン(21)と、該第1チェイン(21)が懸架される6個のスプロケット(22)と、下側のセンサヘッド(18)をジャッキ(23)を介して支持する下側台車(24)と、該下側台車(24)をガイドするレール(25)と、該下側台車(24)を建築板(1) の巾方向で往復走行せしめる第2チェイン(26)と、該第2チェイン(26)が懸架される4個のスプロケット(27)と、該上側台車(19)と該下側台車(24)とを駆動させるサーボモーター(28)とからなり、該スプロケット(22,27) の回転軸(29)およびレール(20,25) は機枠(30)に支持されており、各レール(20,25) の両端にはゴムストッパ(31,32) が取付けられ、上側のレール(20)の両端部には台車(19,24) の往復走行巾を調節するリミットスイッチL1 ,L2 ,L3 ,L4 が取付けられており、かくして上側台車(19)と下側台車(24)とは該リミットスイッチL1 ,L2 ,L3 ,L4 によって設定された巾によって該サーボモーター(28)によって同期的に往復走行せしめられる。
【0007】該厚み測定装置(13)には第1制御ユニットCU1が備えられ、該第1制御ユニットCU1には建築板検出センサ(12)から増幅器AMPを介しての信号、センサヘッド(17,18) から増幅器A1 ,A2 を介しての信号、リミットスイッチL1 ,L2 ,L3 ,L4 からの信号が入力され、該サーボモーター(28)は建築板検出センサ(12)からの信号により第1制御ユニットCU1を介して作動を開始せしめられ、リミットスイッチL1 ,L2 ,L3 ,L4 からの信号によって第1制御ユニットCU1を介して正逆交番回転せしめられる。
【0008】上記したように建築板厚み測定装置(13)のセンサは光電式、あるいは超音波式等の非接触式のものを使用することが望ましい。何となれば建築板(1) の搬送速度は通常30〜60m/分と言う高速であり、そのために建築板(1) は多少振動しているからである。該光電式センサの測定距離は例えば40mm、測定範囲は±5mm、光源は波長670nmの赤色半導体レーザ、スポット径1×2mm、電圧出力は±5ボルト(1mm/ボルト)である。
【0009】ロールコータユニット(14)は図4および図5に示すように、コーティングロール(33)と、該コーティングロール(33)の下側において相対するバックアップロール(34)と、該コーティングロール(33)の側方から接して該コーティングロール(33)に対する塗料付着量を調節するドクタロール(35)と、該バックアップロール(34)表面を清拭する清拭ロール(36)とからなり、該コーティングロール(33)の左右の軸受(37)は軸受け枠(38)に枢軸(39)を介して根端部を枢着されている左右の回動アーム(40)上に支持されており、該回動アーム(40)の先端には歯車(41)が回転可能に取付けられており、該歯車(41)は該回動アーム(40)の枢軸(39)を中心とする円弧状のラック(42)に噛合しており、更に該回動アーム(40)の先端はアクチュエータとしての油圧シリンダ(43)のピストンロッド(44)上端に回動可能に支持され、かくして該回動アーム(40)は油圧シリンダ(43)に電磁式サーボバルブSVを介して油圧を及ぼすことによって上下回動され、該回動アーム(40)の下死点では支持枠(45)上面の緩衝材(46)に当接する。
【0010】該ドクタロール(35)の軸受(47)は該回動アーム(40)上に摺動可能に支持されており、スプリング(48)を介してスクリュー(49)によって位置調節され、該ドクタロール(35)の位置によってコーティングロール(33)に対する塗料付着量が調節される。
【0011】該ロールコータユニット(14)には第2制御ユニットCU2が備えられ、該第2制御ユニットCU2には厚み測定装置(13)の第1制御ユニットCU1からの厚みの測定データがインプットされ、第2制御ユニットCU2は該厚みの測定データによって油圧シリンダ(43)を作動せしめて回動アーム(40)を油圧シリンダ(43)を作動せしめて回動アーム(40)を介してコーティングロール(33)を上下移動せしめ、該コーティングロール(33)の上下移動量はラック(42)に噛合している左右の回動アーム(40)の歯車(41)の回転を各ポテンショメータPMによって測定することにより検出され、該検出値は第2制御ユニットCU2に入力され、このようにしてコーティングロール(33)は搬送されて来る建築板(1) の厚みの測定データに応じて第2制御ユニットCU2によって適正な上下位置にセットされる。なお、該回動アーム(40)が下死点に達した場合はこれをリミットスイッチL5 で検出して第2制御ユニットCU2に入力し、油圧シリンダ(43)の作動を停止させる。
【0012】上記塗装装置(10)によって建築板(1) を塗装する方法を以下に説明する。本発明の対象とする建築板(1) は例えば繊維強化セメント板、石膏板、珪酸カルシウム板、炭酸マグネシウム板等の無機質板、ハードボード、中密度繊維板等の木質繊維板等であり、所望なれば図6に示すように表面にはブロック(2) (凸部)、目地(3) (凹部)のような凹凸模様、更にブロック(2) 表面には天然石調の細かい凹凸模様等が形成されている。このような表面に凹凸模様を形成した建築板(1) にあっては、当然凸部では厚みは大となり凹部では厚みは小となるので、どの部位の厚みを建築板(1) の代表的な厚みとするかを決める必要がある。
【0013】塗装装置(10)を通過する建築板(1) の巾方向に往復走行するセンサヘッド(17,18) の走査線は図7に示すようになる。該センサヘッド(17,18) からは該走査線に沿った建築板(1) の厚みのデータが連続的に第1制御ユニットCU1に入力されメモリされるが、このような連続的なデータの変動にロールコータユニット(14)の作動を追随させることは困難であるので、第1制御ユニットCU1では建築板(1) の搬送速度および表面の凹凸形状特性を考慮して設定した一定の周期でメモリされた該厚みデータからサンプリングを行なう。サンプリング箇所は例えば図7のセンサ走査線上の点で示される。該データの一定の周期でのサンプリングは該第1制御ユニットCU1のタイマーによって行なう。そして該周期は例えば建築板(1) の搬送速度が高速になるにつれて短くし、また建築板(1) の表面の凹凸形状が微細になるほど短くする。
【0014】このようにして所定時間一定の周期でサンプリングされたデータのうちで、例えば図8に示すようにロールコータユニット(14)において、塗装されるべき建築板(1) の凸部(2) (例えばブロック部分)の表面の最高頂部P1 と、該最高頂部P1 の次に高い次位頂部P2 における厚みh1,h2 を代表値として選択し、各部位における厚み管理巾を例えばh1 ±1mm、h2 ±1mmとする。そして第1制御ユニットCU1内においてh1 ±1mmの範囲およびh2 ±1mmの範囲のデータをサンプリングデータ群から抽出して基本データ群とし、該基本データ群から演算によって最頻値を求め、これを所定時間厚みを測定したデータの代表値hm とし、ロールコータユニット(14)の第2制御ユニットCU2へ伝送する。
【0015】このような厚み測定装置(13)における厚み測定フローをチャートにまとめれば図9のようになる。
【0016】上記ステップ4におけるセンサヘッド駆動制御のフローのチャートは図10の通りである。
【0017】ロールコータユニット(14)の第2制御ユニットCU2は上記建築板厚み測定装置(13)の第1制御ユニットCU1から伝送された厚みの代表値hm にもとづいて左右の回動アーム(40)の油圧シリンダ(43)を作動させ、該回動アーム(40)を下死点から上方へ回動せしめ、かくしてコーティングロール(33)は該回動アーム(40)を介して最下位置から上昇する。
【0018】該コーティングロール(33)の上方への移動量は前記したように該回動アーム(40)の歯車(41)の回転を各ポテンショメータPMによって測定することにより検出され、該検出値は第2制御ユニットCU2に入力され、該コーティングロール(33)が建築板(1) の厚みの代表値hm に対応した所定位置に達した時、該回動アーム(40)の油圧シリンダ(43)の作動が停止する。前記したように該代表値hm は所定時間単位で第1制御ユニットCU1から第2制御ユニットCU2へ伝送されて来るので、該代表値hm の変動に対応して該油圧シリンダ(43)を作動させてコーティングロール(33)を適正な上下位置にセットする。
【0019】このようなコーティングロール(33)の上下位置調節フローをチャートにまとめれば図11のようになる。
【0020】なおコーティングロール(33)の周囲にはゴム材料が被覆されているが、該ゴム材料はゴム材料の質や硬度によって異なるが、通常塗装開始後30分程度は安定しているがその後塗料の溶剤により膨潤し厚みが変化するため、コーティングロール(33)の上下位置の補正が必要になる。上記補正を行なうには、上記自動制御から手動制御に切換え、コーティングロール(33)とバックアップロール(34)との間隙を光学的手段等適当な手法で測定し、基準値HS を設定変更した後自動制御に切換える。あるいは該間隙を常時測定しておいて、この測定データを第2制御ユニットCU2に入力し、該第2制御ユニットCU2により油圧シリンダ(43)を作動させ、自動制御によって補正を行なってもよい。
【0021】上記実施の形態では、コーティングロール(33)の上下移動のためのアクチュエータとして油圧シリンダを使用したが、それに代えてサーボモータ等を使用してもよい。またコーティングロールの位置測定手段として歯車方式を採用しているが、それに代えて差動トランス方式等を採用してもよい。エアシリンダは本発明のアクチュエータとして使用可能であるが、油圧シリンダに比べると空気の圧縮、膨張による誤差が生ずる。
【0022】
【発明の効果】本発明では建築板の厚みの変動に対応してコーティングロールを所定位置にセットするから、建築板の塗装が均一に行なわれ優れた外観の製品が得られる。




 

 


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