(57)【要約】【課題】水系、水性塗料等に代表される導電性塗料を用い静電塗装を行う場合、高電圧が塗料供給経路を経てリークせずに、所定の高電圧を維持して静電塗装を可能にするための絶縁装置に適した断続バルブとして、切替時塗料の混入を防止する。【解決手段】塗料通路に設ける断続バルブの構成として、塗料通路端部に逆止弁を内蔵した第１の端部と塗料通路端部に該通路端部より突出して開弁するピストン弁を内蔵した第２の端部を同軸上に移動可能に配設し、第１の端部と第２の端部がシール手段を介して密閉接合後に、ピストン弁が作動して開弁すると共に前記逆止弁を開けて塗料通路を開通させる。逆止弁先端の形状と押しピンであるピストン弁の先端を接触面が隙間無く形成されるように対応させた形状に構成して余分な空気の入り込む隙間を無くしている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗料通路端部に逆止弁を内蔵した第１の端部と塗料通路端部に該通路端部より突出して開弁するピストン弁を内蔵した第２の端部を同軸上に移動可能に配設し、第１の端部と第２の端部がシール手段を介して密閉接合後に、ピストン弁が作動して開弁すると共に前記逆止弁を開けて塗料通路を開通させる塗料供給装置の断続バルブ。
【請求項２】
第１の端部と第２の端部がシール手段を介して密閉接合時、ピストン弁の端部形状が逆止弁の端部形状とほぼ密接する形状とした請求項１の断続バルブ。
【請求項３】
第１の端部と第２の端部がシール手段を介して密閉接合時、逆止弁の入口側開口部に露出する部分とピストン弁の端部がほぼ合致するように構成した請求項１の断続バルブ。
【請求項４】
両端に逆止弁を内蔵した第１の端部を持ち、中間部に塗料接続部を持つ可動継手と、該可動継手と同軸上に各々の第１の端部に対向して、塗料通路端部に該通路端部より突出して開弁するピストン弁を内蔵した第２の端部をそれぞれ配設し、前記可動継手が移動して一方の第１の端部と第２の端部が接合している時は他方の第１の端部と第２の端部が開離してなる塗料供給装置の断続バルブ。
【請求項５】
複数可動継手が移動体に設置され、各移動体に対向して設けた複数の第１の端部と接合、遮断を可能とした請求項４の塗料供給装置の断続バルブ。
【請求項６】
ピストン弁を外部からの作動手段により開閉制御してなる請求項１から請求項５の塗料供給装置の断続バルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は塗料流路を完全に断絶、接続させるバルブに関し、静電塗装における塗料経路の電気的絶縁を可能にしたり、塗料の色替え等での確実な塗料通路の切替等に使用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】
水系、水性塗料もしくはメタリック塗料等に代表される導電性塗料を静電塗装に用いた場合、静電スプレーガンに荷電された高電圧が塗料供給経路を経て大地電位にリークし、所定の高電圧が荷電できず静電塗装の効果が得られなくなる。このため塗料供給系全体を大地電位から絶縁し、これらの供給系自体を高電圧に維持し静電塗装を行う方法がとられている。
また多数の塗料供給源より特定のスプレーガン等に選択した塗料を供給し、異なる色の塗装を行うにあたり、素早くしかも確実に供給塗料の切替を行う必要がある色替装置等では各塗料経路に切替バルブが使用される。
【０００３】
しかしながら塗装を継続する場合、塗料供給系への塗料の補給が必要不可欠であるが、この補給時に導電性塗料を通じて高電圧が大地電位にリークする問題があるため、その対策として種々の方法・装置が提案されている。１つの方法として、塗料補給にあたって塗装作業を中断し、その間に補給する方法がとられている。補給する場合は、前記塗料供給系を大地電位と導通し、別に設けた同じく大地電位にある塗料補給装置より補給する。この場合塗装作業の一時中断が余儀なくされ、作業性、塗装効率等に課題を残し、生産性から見て採用しえない問題がある。
【０００４】
また別の方法では、自動的な塗料補給に際し塗料容器に電気的絶縁を維持できる距離間隔をもって断続的に塗料を供給し、大地電位である塗料補給系への高電圧のリークを防止する方法がとられることもある。しかしこの方法の多くは密閉された補給経路内で断続的に補給する装置を用いていることで、内部での絶縁や、補給の時間や補給量を確実な絶縁を維持して行うことが難しく、補給条件によって安定性が欠け、連続使用に対する信頼性に問題がある。
【０００５】
種々の問題を解決する方法として、２つの塗料供給容器を備え、少なくとも一方の供給容器が大地電位との間に確実に絶縁状態を維持した状態が常に存在するように構成し、連続供給を可能とした方法が提案されている。具体的には、特許第３２１７３９４号に見られるように、塗料源と塗装機との間に、それぞれに塗料容器を備えた２つの供給装置を接続し、塗装機に接続された供給装置が塗料を供給している時は、もう一方の供給装置との供給経路を確実に遮断絶縁すると共に塗料源と接続して、その供給装置に塗料を予め補給しておく構成とし、塗装機に接続された供給装置への塗料補給においては、もう一方の供給装置と塗料源とを遮断絶縁することにより、常に塗料源と塗装機との間に少なくとも一部が絶縁状態を維持する方法が提案されている。これらの方法を実施するために塗料供給経路において確実に塗料の供給を遮断し且つ電気的絶縁を確保する断続バルブが必要となる。
【０００６】
前記の発明による供給装置の場合、塗料供給経路の塗料通路を遮断する断続バルブは、切断部にそれぞれ逆止弁を設け、それぞれの接続端部が離開しているときは双方の逆止弁が閉止して外部への洩れを防ぎ、接続端部がつながれる時はその端部が洩れ防止手段によって接続された後、いずれか一方の逆止弁が強制的に開弁されるように構成されている。
また接続端部が離開して切断されるときに塗料が外部に漏れるのを防止するために、弁体にオスメスの結合部で構成した吸引部を設け、離開時の移動を利用して結合部に生ずる塗料を吸引する手段を取り入れている。このために結合部の先端部に閉止弁体を設けると共に吸引の負圧を発生させるための逆止弁を備えている。
【０００７】
しかしこの様な従来技術にあっては、接続部における結合、切断時に生ずる外部空気の混入と塗料の外部への流出を防止するために、装置は複雑化しており、作動の不安定、安定した作動の維持に懸念があった。またパッキン等の多用によるメンテナンス、洗浄にも不都合であり、この点でも長期の使用に改善の余地が残されていた。
【０００８】
すなわち接続部の弁体とこれを開くための押しピンとの間に空気間隙が残り、その隙間に入り込んだ塗料は接続が絶たれたとき外部に残り、洩れとなって汚れや電気的な絶縁不良の原因となる。また次の接続時には空気溜まりとなり塗料経路中に空気の混入を引き起こす結果となって、スプレーガンからの噴霧を不安定にし塗装不良の原因を生み出す。
またこの様な断続バルブは接続と遮断を行うもので流路の切替には複数の断続バルブを用いてそれぞれを個別に制御する必要があり、装置自体を複雑にし、作動の調整やメンテナンスの負荷を高めている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は塗料供給経路の確実な接続、遮断を行う断続バルブとして、接続時空気の混入を最小限に押さえて塗装不良を無くし、断絶時には塗料のはみ出しが殆どないようにして実質的な塗料の洩れを防止できる装置を提供することを目的とする。また構造そのものを単純にして洗浄やメンテナンスの容易化を図るとともに、切替部に用いられるシール手段の耐久性と確実性を向上させることにある。
また流路の切替が可能な断続バルブとしての構成を提供し、切替バルブとして活用の幅を広げると共に、共通の駆動手段によって複数の断続バルブを作動可能とすることによって、塗料通路切替の複雑な制御にも対応できる装置を提供することで、水性塗料を用いた静電塗装における連続塗料供給装置や色替え装置への活用が図れるようにすることが目的である。
【００１０】
【問題を解決するための手段】
本発明は前記の課題を解決するために、塗料通路に設ける断続バルブの構成として、塗料通路端部に逆止弁を内蔵した第１の端部と塗料通路端部に該通路端部より突出して開弁する弁ピストンを内蔵した第２の端部を同軸上に移動可能に配設し、第１の端部と第２の端部がシール手段を介して密閉接合後に、弁ピストンが作動して開弁すると共に前記逆止弁を開けて塗料通路を開通させている。このため他方のバルブである弁ピストンが前記の逆止弁を作動させるための押しピンとして機能し、構造の単純化が図れる。
【００１１】
また前記の第１の端部と第２の端部は、シール手段を介して密閉接合時、弁ピストン端部形状が逆止弁端部形状と密接する形状としたことにより、逆止弁先端の形状と押しピンである弁ピストンの先端がほぼ密接するように形成されていることで余分な空気の入り込む隙間が無くなり、空気混入の問題が改善される。
また逆止弁の入口側開口部に露出する部分と弁ピストンの端部がほぼ合致するように構成したことにより、弁ピストンの周囲に空隙を残さず塗料の洩れや空気の混入を防ぐことができる。
【００１２】
更に本発明は、両端に逆止弁を内蔵した第１の端部を持ち、中間部に塗料接続部を持つ可動継手と、この可動継手と同軸上に各々の第１の端部に対向して、塗料通路端部に該通路端部より突出して開弁するピストン弁を内蔵した第２の端部を、前記可動継手が移動して一方の第１の端部と第２の端部が接合している時は、他方の第１の端部と第２の端部が開離して断絶するように構成している。
したがって可動継手の塗料通路は一方のピストン弁を有する第１の端部と接続された場合は確実に接続され、他方の第１の端部とは確実に断絶されている。更に接続された一方の第１の端部と離れて断絶する時、完全に離れて遮断された後に他方の第１の端部と接触して塗料通路が開かれ接続が行われる。このため塗料通路の切替が完全に独立した状態で確実に行えることになる。
【００１３】
更に本発明では、複数の可動継手が移動体に設置され、各可動継手に対向して設けた複数の第１の端部と接合、遮断を可能とすることによって切替バルブを同時に連携作動させることができるので、複雑な塗料通路の切替制御も容易に構成することが可能となる。これらの弁ピストンは外部からの作動手段により開閉制御することによって、接続、遮断の時期を自由に設定でき、複雑な切替制御を必要とするときも簡単に調整することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施態様を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例としての切替バルブを示している。
切替作動する可動継手１は移動体２の両側に弁本体３Ａ、３Ｂが組み込まれて構成されている。逆止弁体４Ａは、弁本体３の内部に形成されたシート内面５Ａの先端部近くに形成された溝６に挿入されたシール部材７Ａに密着して遮断されるシート面８を形成し、外部に露出する先端面９Ａは鈍角のテーパ形状となっている。
【００１５】
それぞれの弁本体３Ａ、３Ｂに設けられた逆止弁体４Ａ、４Ｂは、後端にバネ受けを形成し、バネ１３の両端にはめ込まれて両側に押され、通常は両端のシール部材７に密着して閉止の状態を維持する。図１においては左側の逆止弁Ａの逆止弁体４Ａがピストン弁２１の弁ピストン２２Ａによって押され、開いている状態を示している。前記両端に逆止弁を配置した可動継手１は、内部通路１１に接続される接続口１２が設けられている。
【００１６】
塗料通路の切替を行うため、可動継手１の移動軸線上に、前記弁本体３に対向してピストン弁２１が支持体３０に固定されている。ピストン弁２１は、移動軸を中心に弁ピストン２２Ａが、塗料通路として形成されている円筒面２３の先端に設けたパッキン２４に外径部２５を嵌合して閉止する構成となっている。弁ピストン２２は後部に一体に設けた弁棒２６が、ピストン弁本体２９の後部に配置したエアシリンダ２７側にパッキン３１を経て突き抜け、前記のエアシリンダ２７に嵌合されて圧縮空気により前後に摺動される作動ピストン２８と接続されている。弁ピストン２２は作動ピストンが押圧されると図１のように円筒面２３より突き出し、弁を開き、円筒面２３の塗料通路が開放される構成となっている。
【００１７】
この時弁ピストン２２に押された逆止弁体４Ａは内面シート５Ａ及びシール部材７Ａより離れ、内部通路１１と円筒面２３の容器側通路３２が連通する。本発明の断続バルブは上記した断続バルブの構成を左右に有し、切替バルブの構成として図２のように可動継手１の反対側にもう一方のピストン弁２１Ｂが設けられている。この実施例では逆止弁体がボールバルブの例としているが、本発明の範囲内においては実質的な差はない。
【００１８】
切替の作動は、先ず作動ピストン２８が戻り、弁ピストン２２が円筒面２３の位置になるとパッキン２４によってピストン弁２１は閉止状態となる。同時に逆止弁本体４Ａは本体３Ａのシール部材７Ａとの密着により逆止弁Ａが閉止する。この後可動継手１が右方向に移動させられると図３に示すように、逆止弁Ａ側の第１端部１０Ａがピストン弁２１側の第２端部に設けられたパッキン２４Ａから離れピストン弁２１と逆止弁Ａとは完全に離開する。
【００１９】
更に移動体２が右に移動するともう一方の逆止弁Ｂの逆止弁体４の先端面９がピストン弁２１Ｂの弁ピストン２２Ｂと当接し、隙間無く密着し、空気間隙を残さないようになっている。同時に第１端部１０Ｂがピストン弁２１Ｂの第２端部に設けられたパッキン２４Ｂに当接し、図４のように逆止弁体４の先端面９とピストン弁２１Ｂの弁ピストン２２Ｂの先端面１９Ｂが密着する。この時弁ピストン２２Ｂの先端部は逆止弁体４が露出する開口部と合致するため、接続された通路内周は逆止弁体４と弁ピストン２２Ｂによって隙間無く埋め尽くされる。
【００２０】
この状態よりピストン２２Ｂが左側に押し出され、逆止弁体４をシール部材７より離し、弁ピストン２２Ｂはシール部材７より離れ、内部通路１２は空気を混入することなく、ピストン弁２１Ｂの容器側通路と連通し、塗料通路の切替が完了する。
この様に可動継手の両側にそれぞれピストン弁を設けているために、１つの動作により一方のバルブの切断を行い、確実に遮断して電気的絶縁を形成すると共に、他方のバルブの接続を行うことができる。したがってそれぞれのピストン弁、可動継手に塗料経路を接続することによって絶縁を維持した流路の切替が可能となる。
【００２１】
図５は実際にこの断続バルブが用いられた塗料流路の切替バルブシステムの１例を示している。この装置は水系塗料を用いて静電塗装を行うにあたり、スプレーガンへの塗料供給系を電気的に絶縁状態を保ちながら連続供給することを可能にしたシステムで、前述の特許３２１７３９４号に示されたものと同じ目的で使用される。
切替バルブは両端に逆止弁をもち、中間にスプレーガン７５及び補給ポンプ７３とに接続される接続口を有する可動継手７１，７２とその両側に対向して設けたピストン弁５５，６５及び５６，６６によって構成される切替バルブを２組併設し、それぞれの可動継手７１，７２がエアシリンダ４０等の作動手段によって同時に作動し、前記対向して設けたそれぞれのピストン弁の間を往復駆動される構成となっている。
【００２２】
またピストン弁側は、それぞれの入口側と、出口側に接続されている。すなわち塗料容器５１の出口側５２はピストン弁５５に接続され、入口側５３はピストン弁６６に接続されている。また塗料容器６１の出口側６２はピストン弁６５に接続され、入口側６３はピストン弁５６に接続されている。このとき可動継手７１の接続口は供給ポンプ７４を経てスプレーガン７５に接続され、他方の可動継手７２は補給ポンプ７３に接続されている。
この状態では補給ポンプ７３から送り込まれる塗料は、可動継手７２と接続されているピストン弁５６を経て塗料容器６１の入口側６３から入り補給されている。この場合塗料供給経路は、出口側６２を経て接続されたピストン弁６５で遮断されており、スプレーガンに塗料を供給する側の供給経路とは完全に遮断され、電気的にも補給ポンプ７３側の接地電位となっている。
【００２３】
一方高電位に荷電されるスプレーガン７５には塗料容器５１の出口側５２と接続されているピストン弁５５と接続状態の可動継手７１より供給ポンプ７４を経て塗料が送り込まれる。この時塗料容器５１の入口側５１は、ピストン弁６６と接続状態となっているが、可動継手７２とは完全に隔離されており、高電圧もここで遮断される。したがってスプレーガン側高電圧の絶縁が維持される。
【００２４】
塗料容器５１の塗料が使用され、エアシリンダ４０により移動体７０が右方向に移動され、可動継手７１、７２がピストン弁５５、５６から離れ、ピストン弁６５，６６と接続状態になると、補給ポンプ７３からの塗料がピストン弁６６より塗料容器５１に補給され、塗料容器６１の塗料がピストン弁６５より可動継手７１を介して供給ポンプ７４に接続されてスプレーガン７５への供給が行われる。連続供給の場合、作動のタイミングが設定されて、これらの繰り返しが行われる。
【００２５】
この実施例の場合は、２つの塗料容器を並列に備え、いずれかの塗料容器より塗料を交互に塗装機に供給する場合の例であり、この様に複数の流路の切替を同時に行う場合であっても、確実に遮断して切り替えることができるため、特に上記静電塗装において電気的にも確実な絶縁が必要な場合であっても問題無く使用することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上の実施例でも解るように、可動継手とピストン弁の接続と切り離しの構造が、図１に示すように可動継手が備える逆止弁と、その弁体が外部に露出する先端面に密着する形状でピストン弁を配し、このピストン弁を突き出して開くと共に前記の逆止弁をシール部材である弁座より離して開くようにし、ピストン弁によって弁体の周囲との隙間を無くすことができるために接続時の空気間隙を限りなくゼロに近くすることができ、空気の混入を防止することができる。
【００２７】
また切断する時も遮断部の外側に塗料が残る空間が無いため塗料が外部に残存することは殆どなく、これによる塗料の垂れや電気的絶縁不良を防止することができる。したがって電気的絶縁を可能とした塗料供給システムを得ることが可能となる。また隙間が無いことで洗浄も容易となる。
【００２８】
また本発明はピストン弁と逆止弁の組合せにより、ピストン弁の作動をエアシリンダによる作動でコントロールするために弁開閉のタイミングを自由にコントロールでき、塗料通路となる部分の弁装置そのものの構成を単純化してパッキン等、不安定要因を少なくしてメンテナンスの容易化を図ることができる。
【００２９】
更に支持体に可動継手を複数設置し、それぞれ対向するピストン弁を配置することで、制御の同期を確実にかつ容易に可能とし、複数の供給装置より供給と絶縁のタイミングを確実に制御しながら交互に供給の制御するような複雑な制御も簡単に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を一実施例を示す断続バルブの主要部の断面図
【図２】断続バルブを両側に配し切替バルブとした断面図
【図３】断続バルブのピストン弁と逆止弁が開離した状態の断面図
【図４】断続バルブのピストン弁と逆止弁が接続され、通路が閉止状態の時の断面図
【図５】本発明の断続バルブを使用した切替バルブシステムの一実施例を示す配置図
【符号の説明】
１、７１、７２、可動継手
２、３０、移動体
３、本体
４、逆止弁体
５、内面シート
７、シール部材
９、先端面
１０Ａ、１０Ｂ、第１端部
２０、第２端部
２１、５５、５６、６５、６６、ピストン弁
２２、ピストン
２４、パッキン
２７、エアシリンダ
５１、６１、塗料容器
７３、補給ポンプ
７４、供給ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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