(57)【要約】【課題】塗装機の開閉弁におけるパッキンの劣化を検出する。【解決手段】ニードル２３の前後移動に伴い、光量検出手段４４で検出される光量は経時的に変動し、この検出結果からニードル２３の経時的な動きが検出される。パッキン２５Ｆが劣化して塗料Ｐがガイド孔１７とニードル２３との隙間に浸入すると、その塗料Ｐの粘性によってニードル２３の動きが鈍るため、エアの供給・排出タイミングと、光量の経時的な変動（ニードル２３の移動）との時間的なずれが大きくなり、このずれ量が所定のしきい値を越えると、パッキン２５Ｆが劣化して塗料Ｐがガイド孔１７内に侵入したと判断される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗料流路を開閉する塗料用開閉弁であって、
前記塗料流路に設けた弁口と、
エアが供給・排出されるエア供給空間と、
前記塗料流路と前記エア供給空間との間に貫通させたガイド孔と、
前記ガイド孔内に前後移動可能に貫通されたニードルと、
前記ガイド孔と前記ニードルとの隙間をシールするパッキンと、
前記エア供給空間に臨むように設けられるとともに前記ニードルの後端側に固着されたピストンと、
前記ニードルを前方に付勢する復帰バネとを備えてなり、
常には、前記復帰バネの付勢により前記ニードルの前端が前記弁口を塞いだ閉弁状態に保たれ、
前記エア供給空間に圧送したエアで前記ピストンを加圧して前記ニードルを後退させることにより、そのニードルの前端を前記弁口から離間させて開弁状態とするようにした塗料用開閉弁において、
前記ニードルの外周面に前後に並べて設けられ、反射光の光量が互いに異なる複数の被検出領域と、
前記ニードルが開弁状態と閉弁状態との間で前後移動する過程で前記複数の被検出領域と対向するように設けた光ファイバーと、
前記複数の被検出面で反射して前記光ファイバー内に入射した反射光の経時的な光量変動を検出する光量検出手段と、
前記エア供給空間に対するエアの供給・排出のタイミングと、前記光量検出手段で検出された経時的な光量変動との時間的なずれを検出する経時的ずれ検出手段とを備えてなることを特徴とする塗料用開閉弁におけるパッキン劣化検出装置。
【請求項２】
塗料流路を開閉する塗料用開閉弁であって、
前記塗料流路に設けた弁口と、
エアが供給・排出されるエア供給空間と、
前記塗料流路と前記エア供給空間との間に貫通させたガイド孔と、
前記ガイド孔内に前後移動可能に貫通されたニードルと、
前記ガイド孔と前記ニードルとの隙間をシールするパッキンと、
前記エア供給空間に臨むように設けられるとともに前記ニードルの後端側に固着されたピストンと、
前記ニードルを前方に付勢する復帰バネとを備えてなり、
常には、前記復帰バネの付勢により前記ニードルの前端が前記弁口を塞いだ閉弁状態に保たれ、
前記エア供給空間に圧送したエアで前記ピストンを加圧して前記ニードルを後退させることにより、そのニードルの前端を前記弁口から離間させて開弁状態とするようにした塗料用開閉弁において、
前記ガイド孔の内周面に開口する検知孔と、
この検知孔内に収容されるとともに、先端の受光面を前記ニードルの外周面に対向させた光ファイバーと、
前記受光面から光ファイバー内に入射した入射光の光量を検出する光量検出手段と、
この光量検出手段で検出される光量と、前記ニードルの外周面で反射して前記受光面に入射した入射光の光量とを比較する比較手段とを備えてなることを特徴とする塗料用開閉弁におけるパッキン劣化検出装置。
【請求項３】
塗料流路を開閉する塗料用開閉弁であって、
前記塗料流路に設けた弁口と、
エアが供給・排出されるエア供給空間と、
前記塗料流路と前記エア供給空間との間に貫通させたガイド孔と、
前記ガイド孔内に前後移動可能に貫通されたニードルと、
前記ガイド孔と前記ニードルとの隙間をシールするパッキンと、
前記エア供給空間に臨むように設けられるとともに前記ニードルの後端側に固着されたピストンと、
前記ニードルを前方に付勢する復帰バネとを備えてなり、
常には、前記復帰バネの付勢により前記ニードルの前端が前記弁口を塞いだ閉弁状態に保たれ、
前記エア供給空間に圧送したエアで前記ピストンを加圧して前記ニードルを後退させることにより、そのニードルの前端を前記弁口から離間させて開弁状態とするようにした塗料用開閉弁における前記パッキンの劣化検出方法であって、
前記ニードルの外周面に前後に並べて設けられ、反射光の光量が互いに異なる複数の被検出領域と、
前記ニードルが開弁状態と閉弁状態との間で前後移動する過程で前記複数の被検出領域と対向するように設けた光ファイバーとを設けた構成とした上で、
前記複数の被検出面で反射して前記光ファイバー内に入射した反射光の光量の経時的な変動を検出し、
この反射光の経時的な光量変動と、前記エア供給空間に対するエアの供給・排出のタイミングとの時間的なずれ量に基づいて前記パッキンの劣化を検出することを特徴とする塗料用開閉弁におけるパッキン劣化検出方法。
【請求項４】
塗料流路を開閉する塗料用開閉弁であって、
前記塗料流路に設けた弁口と、
エアが供給・排出されるエア供給空間と、
前記塗料流路と前記エア供給空間との間に貫通させたガイド孔と、
前記ガイド孔内に前後移動可能に貫通されたニードルと、
前記ガイド孔と前記ニードルとの隙間をシールするパッキンと、
前記エア供給空間に臨むように設けられるとともに前記ニードルの後端側に固着されたピストンと、
前記ニードルを前方に付勢する復帰バネとを備えてなり、
常には、前記復帰バネの付勢により前記ニードルの前端が前記弁口を塞いだ閉弁状態に保たれ、
前記エア供給空間に圧送したエアで前記ピストンを加圧して前記ニードルを後退させることにより、そのニードルの前端を前記弁口から離間させて開弁状態とするようにした塗料用開閉弁における前記パッキンの劣化検出方法であって、
前記ガイド孔内において受光面を前記ニードルの外周面と対向するように設けた光ファイバー内に入射した入射光の光量を検出し、
その検出される入射光の光量と、前記ニードルの外周面で反射して前記受光面に入射した入射光の光量との差に基づいて前記パッキンの劣化を検出することを特徴とする塗料用開閉弁におけるパッキン劣化検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗料流路を開閉するための塗料用開閉弁におけるパッキンの劣化を検出する装置及び方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
塗装機のノズルにおいて塗料の噴出を制御する手段として、加圧エアにより駆動されるニードル式の開閉弁が用いられている。この開閉弁は、塗料流路に設けた弁口とこの弁口を開閉するニードルとを備え、常には、復帰バネの付勢によりニードルの前端が弁口を塞いだ閉弁状態に保たれている。また、ニードルの後端にはエア供給空間に臨むピストンが一体移動するように固着されており、エア供給空間にエアを圧送してピストンを加圧すると、ニードルが後退してニードルの先端が弁口から離間し、開閉弁が開弁状態となって塗料がノズルから噴出するようになっている（例えば、特許文献１などを参照）。
【０００３】
このようにエアの供給によってニードルを駆動する開閉弁では、塗料流路とエア供給空間とを連通させるガイド孔にニードルが貫通されているが、塗料流路内の塗料がエア供給空間側へ漏出するのを防止するために、ガイド孔の内周にはニードルの外周との隙間をシールするパッキンが設けられている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１１７１５７公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記開閉弁においてパッキンが劣化すると、塗料流路内の塗料がパッキンとガイド孔の内周との隙間、又はパッキンとニードルの外周との隙間を通ってガイド孔内に侵入する虞がある。もし、このような塗料の漏れが発生すると、塗料の粘性のためにニードルの動きが鈍くなって開閉のタイミングが狂ったり、固化した塗料がガイド孔とニードルとの間で引っ掛かって開弁動作や閉弁動作が確実に行われなくなったりするという不具合が生じる。
【０００６】
尚、塗料のガイド孔内への漏れを検出する手段として、ガイド孔の内周から塗装機の外面に至る排出孔を形成し、排出孔から塗料が流出しているか否かを確認する方法がある。しかし、この方法では、排出孔の開口部がカバーなどで覆われている場合には、塗料の排出の発見が遅れる虞がある。
本願発明は上記事情に鑑みて創案され、塗装機の開閉弁におけるパッキンの劣化を検出することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、塗料流路を開閉する塗料用開閉弁であって、前記塗料流路に設けた弁口と、エアが供給・排出されるエア供給空間と、前記塗料流路と前記エア供給空間との間に貫通させたガイド孔と、前記ガイド孔内に前後移動可能に貫通されたニードルと、前記ガイド孔と前記ニードルとの隙間をシールするパッキンと、前記エア供給空間に臨むように設けられるとともに前記ニードルの後端側に固着されたピストンと、前記ニードルを前方に付勢する復帰バネとを備えてなり、常には、前記復帰バネの付勢により前記ニードルの前端が前記弁口を塞いだ閉弁状態に保たれ、前記エア供給空間に圧送したエアで前記ピストンを加圧して前記ニードルを後退させることにより、そのニードルの前端を前記弁口から離間させて開弁状態とするようにした塗料用開閉弁において、前記ニードルの外周面に前後に並べて設けられ、反射光の光量が互いに異なる複数の被検出領域と、前記ニードルが開弁状態と閉弁状態との間で前後移動する過程で前記複数の被検出領域と対向するように設けた光ファイバーと、前記複数の被検出面で反射して前記光ファイバー内に入射した反射光の経時的な光量変動を検出する光量検出手段と、前記エア供給空間に対するエアの供給・排出のタイミングと、前記光量検出手段で検出された経時的な光量変動との時間的なずれを検出する経時的ずれ検出手段とを備えてなる構成とした。
【０００８】
請求項２の発明は、塗料流路を開閉する塗料用開閉弁であって、前記塗料流路に設けた弁口と、エアが供給・排出されるエア供給空間と、前記塗料流路と前記エア供給空間との間に貫通させたガイド孔と、前記ガイド孔内に前後移動可能に貫通されたニードルと、前記ガイド孔と前記ニードルとの隙間をシールするパッキンと、前記エア供給空間に臨むように設けられるとともに前記ニードルの後端側に固着されたピストンと、前記ニードルを前方に付勢する復帰バネとを備えてなり、常には、前記復帰バネの付勢により前記ニードルの前端が前記弁口を塞いだ閉弁状態に保たれ、前記エア供給空間に圧送したエアで前記ピストンを加圧して前記ニードルを後退させることにより、そのニードルの前端を前記弁口から離間させて開弁状態とするようにした塗料用開閉弁において、前記ガイド孔の内周面に開口する検知孔と、この検知孔内に収容されるとともに、先端の受光面を前記ニードルの外周面に対向させた光ファイバーと、前記受光面から光ファイバー内に入射した入射光の光量を検出する光量検出手段と、この光量検出手段で検出される光量と、前記ニードルの外周面で反射して前記受光面に入射した入射光の光量とを比較する比較手段とを備えてなる構成とした。
【０００９】
請求項３の発明は、塗料流路を開閉する塗料用開閉弁であって、前記塗料流路に設けた弁口と、エアが供給・排出されるエア供給空間と、前記塗料流路と前記エア供給空間との間に貫通させたガイド孔と、前記ガイド孔内に前後移動可能に貫通されたニードルと、前記ガイド孔と前記ニードルとの隙間をシールするパッキンと、前記エア供給空間に臨むように設けられるとともに前記ニードルの後端側に固着されたピストンと、前記ニードルを前方に付勢する復帰バネとを備えてなり、常には、前記復帰バネの付勢により前記ニードルの前端が前記弁口を塞いだ閉弁状態に保たれ、前記エア供給空間に圧送したエアで前記ピストンを加圧して前記ニードルを後退させることにより、そのニードルの前端を前記弁口から離間させて開弁状態とするようにした塗料用開閉弁における前記パッキンの劣化検出方法であって、前記ニードルの外周面に前後に並べて設けられ、反射光の光量が互いに異なる複数の被検出領域と、前記ニードルが開弁状態と閉弁状態との間で前後移動する過程で前記複数の被検出領域と対向するように設けた光ファイバーとを設けた構成とした上で、前記複数の被検出面で反射して前記光ファイバー内に入射した反射光の光量の経時的な変動を検出し、この反射光の経時的な光量変動と、前記エア供給空間に対するエアの供給・排出のタイミングとの時間的なずれ量に基づいて前記パッキンの劣化を検出する構成とした。
【００１０】
請求項４の発明は、塗料流路を開閉する塗料用開閉弁であって、前記塗料流路に設けた弁口と、エアが供給・排出されるエア供給空間と、前記塗料流路と前記エア供給空間との間に貫通させたガイド孔と、前記ガイド孔内に前後移動可能に貫通されたニードルと、前記ガイド孔と前記ニードルとの隙間をシールするパッキンと、前記エア供給空間に臨むように設けられるとともに前記ニードルの後端側に固着されたピストンと、前記ニードルを前方に付勢する復帰バネとを備えてなり、常には、前記復帰バネの付勢により前記ニードルの前端が前記弁口を塞いだ閉弁状態に保たれ、前記エア供給空間に圧送したエアで前記ピストンを加圧して前記ニードルを後退させることにより、そのニードルの前端を前記弁口から離間させて開弁状態とするようにした塗料用開閉弁における前記パッキンの劣化検出方法であって、前記ガイド孔内において受光面を前記ニードルの外周面と対向するように設けた光ファイバー内に入射した入射光の光量を検出し、その検出される入射光の光量と、前記ニードルの外周面で反射して前記受光面に入射した入射光の光量との差に基づいて前記パッキンの劣化を検出する構成とした。
【００１１】
【発明の作用及び効果】
［請求項１及び請求項３の発明］
開閉弁の開閉動作、即ちニードルの前後移動が行われるのに伴い、複数の被検出領域において反射する反射光の光量が変動し、この光量の経時的な変動が検出され、この検出結果からニードルの経時的な動きが解る。ニードルの移動量即ち光量は、エアの供給・排出のタイミングに追従して変動するのであるが、パッキンが劣化して塗料がガイド孔とニードルとの隙間に浸入すると、その塗料の粘性によってニードルの動きが鈍るため、エアの供給・排出タイミングと、光量の経時的な変動（ニードルの移動）との時間的なずれが大きくなる。そして、このずれ量が所定のしきい値を越えると、パッキンが劣化して塗料がガイド孔内に侵入したことが検出される。
【００１２】
［請求項２及び請求項４の発明］
塗料がガイド孔内に侵入していない正常時には、ニードルの外周面で反射した光が、入射光として受光面から光ファイバー内に入射される。パッキンが劣化して塗料がガイド孔内に侵入すると、その侵入した塗料が受光面に付着するため、この受光面に付着した塗料で反射した光が光ファイバー内に入射することになる。そして、塗料で反射した光の光量と、ニードルの外周面で反射した光の光量との差が所定のしきい値を越えると、パッキンが劣化して塗料がガイド孔内へ侵入したことが検出される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
［実施形態１］
以下、本発明を具体化した実施形態１を図１乃至図４を参照して説明する。
本実施形態では塗料用開閉弁１２（以下、開閉弁という）を塗装機に内蔵したものについて説明する。塗装機は、塗料Ｐが噴出されるノズル１１が前端部に設けられたボディ１０と、ノズル１１からの塗料Ｐの噴出を制御するニードル式の開閉弁１２と、開閉弁１２の開閉動作を制御するエアシリンダ１３とを備えて構成されている。ボディ１０の前端部には、その前端面に露出させた形態のノズル１１が設けられ、ノズル１１には、そのノズル１１を前後に貫通する円形断面の噴出孔１４が形成されている。ボディ１０の内部における前端側領域には、ノズル１１の噴出孔１４に連通する塗料流路１５が形成されている。一方、ボディ１０の内部における後端側領域には、エアシリンダ１３を構成するエア供給空間１６が形成されている。また、ボディ１０の内部における略中央領域には、塗料流路１５とエア供給空間１６とを連通させる前後方向のガイド孔１７が設けられている。
【００１４】
塗料流路１５は、噴出孔１４と、噴出孔１４の後方に噴出孔１４と同軸状に形成された円形断面の弁室１８と、ボディ１０の上面から弁室１８内に連通する上下方向の流入路１９と、弁室１８からボディ１０の下面に連通する上下方向の流出路２０とから構成される。ノズル１１の噴出孔１４における後端側の開口部は弁室１８に連通する弁口２１となっており、この弁口２１には、前方（塗料Ｐの噴出方向）に向かって径が細くなるテーパ状の弁シート２２が、弁室１８に対して同軸状に臨むように形成されている。タンク（図示せず）に貯留されている塗料Ｐは、ポンプ（図示せず）により流入路１９、弁室１８、流出路２０を順に通る経路で循環するようになっている。
【００１５】
開閉弁１２は、上記した弁室１８、弁口２１及び弁シート２２の他に、ニードル２３、復帰バネ２４、エアシリンダ１３及びパッキン２５Ｆ，２５Ｒを備えて構成されている。
ニードル２３は、前後方向に細長く円形断面をなすものであって、後述するガイド孔１７により前後方向への移動を可能に且つ弁口２１及び弁シート２２と同軸状に支持されている。ニードル２３の前端部は弁室１８内に収容されており、このニードル２３の前端部には、先細りのテーパ状をなす弁体２６が弁シート２２と対向するように設けられている。図１に示すように、ニードル２３が前進して弁体２６が弁シート２２に密着した状態では、弁口２１が塞がれて開閉弁１２が閉弁状態となり、噴出孔１４からの塗料Ｐの噴出は行われない。また、図２に示すように、ニードル２３が後退して弁体２６が弁シート２２から離間することにより弁口２１が開放された状態では、塗料流路１５内に流入した塗料Ｐが、弁口２１と噴出孔１４を通ってノズル１１の前端から霧化された状態で噴出されるようになっている。
【００１６】
ニードル２３のうち前後方向におけるほぼ中央部分がガイド孔１７に貫通されている。ボディ１０内に設けた嵌合孔２７には、円筒状のガイド用筒体２８が、後方から嵌合されて弁室１８の後方に位置するように抜止め用筒体２９により抜け止めされた状態で固定されており、このガイド用筒体２８の中心孔がガイド孔１７となっている。このガイド孔１７にはニードル２３が径方向のガタ付きなく貫通されている。ガイド用筒体２８の内周における前後両端部には、夫々、リング状のパッキン２５Ｆ，２５Ｒが装着されている。パッキン２５Ｆ，２５Ｒは、ガイド用筒体２８の内周（ガイド孔１７の内周）とニードル２３の外周との隙間をシールするものであって、前側のパッキン２５Ｆは、塗料流路１５内の塗料Ｐがガイド孔１７内に侵入するのを規制し、後側のパッキン２５Ｒは、エア供給空間１６内のエアがガイド孔１７内に漏出するのを規制する。尚、前側のパッキン２５Ｆは抜止めリング３０により塗料流路１５側へ外れるのが防止され、後側のパッキン２５Ｒは抜止め用筒体２９によってエア供給空間１６側へ外れるのが防止されている。
【００１７】
エア供給空間１６は、ガイド孔１７及びニードル２３と同軸状の円形断面のシリンダ室３１と、このシリンダ室３１とボディ１０の外面との間を連通するエア流通路３２とからなる。シリンダ室３１内には、ニードル２３と同軸状の円形をなすピストン３３が、エア流通路３２よりも後方において前後方向に移動し得るように収容されている。シリンダ室３１の内周とピストン３３の外周との隙間はパッキン３４により気密にシールされている。かかるピストン３３は、ニードル２３の後端部に一体的に移動するように固着されているとともに、圧縮コイルバネからなる復帰バネ２４によって前方へ付勢されている。
【００１８】
エア流通路３２には、電磁式の切換弁３５を介してコンプレッサ３６が接続されており、エアシリンダ制御手段３７からの制御信号により、切換弁３５が、コンプレッサ３６からエア流通路３２及びシリンダ室３１内にエアを供給する開弁状態と、エア流通路３２及びシリンダ室３１内のエアを大気に放出する閉弁状態との間で切り変わるようになっている。エアがシリンダ室３１内に供給されると、ピストン３３に対して前方から作用する空気圧により、ピストン３３とニードル２３が復帰バネ２４の付勢に抗して後方へ移動し、開閉弁１２が開弁される。また、エア供給空間１６内のエアが大気に解放されると、復帰バネ２４の付勢力によりピストン３３とニードル２３が前進して開閉弁１２が閉弁状態となる。
【００１９】
以上が、塗装機及び開閉弁１２の全体構成であるが、本実施形態では、ガイド孔１７に設けた前側のパッキン２５Ｆが劣化したことを検出する手段が設けられている。以下、そのパッキン劣化検出手段について説明する。
ガイド用筒体２８には、その前後方向（長さ方向）のほぼ中央位置においてガイド用筒体２８の内周から外周へ径方向（上下方向）に貫通する円形の検知孔３８が形成されている。また、ボディ１０には、嵌合孔２７の内周からボディ１０の外周下面に貫通する円形の取付孔３９が、ガイド用筒体２８の検知孔３８と同軸状に形成されている。そして、この取付孔３９と検知孔３８には、ボディ１０の下面の開口から光ファイバー４０が差し込まれている。光ファイバー４０は、その差込み方向先端面（ボディ１０への取付け状態では上端面）の受光面４１をガイド孔１７内のニードル２３の外周面に対向させた状態で図示しない固定手段により固定されている。
【００２０】
ニードル２３の外周面には、互いに反射光の光量が異なるように色分けされた２つの被検出領域２３Ｆ，２３Ｒが前後に隣接して設けられている。後側の被検出領域２３Ｒは、ニードル２３の材料そのものの色であって例えばシルバー等の比較的反射光の光量の大きい明るい色によって構成されている。一方、前側の被検出領域２３Ｆには、例えば黒若しくはそれに近い色、即ち後側の被検出領域２３Ｒの色よりも反射光の光量が小さい暗い色が塗布されている。開閉弁１２が閉弁した状態、即ちニードル２３が前進した状態では、後側の被検出領域２３Ｒが光ファイバー４０の受光面４１と対向するようになっている。逆に、開閉弁１２が閉弁した状態、即ちニードル２３が後退した状態では、前側の被検出領域２３Ｆが受光面４１と対向するようになっている。
【００２１】
光ファイバー４０はボディ１０の下面から外部へ導出され、その導出端部には、発光素子４２と受光素子４３が取り付けられている。発光素子４２から発せられた光は光ファイバー４０の内部を通り、受光面４１を貫いてニードル２３の外周面で反射し、その反射光が、受光面４１から光ファイバー４０内に入射されて受光素子４３で受光されるようになっている。また、受光素子４３は光量検出手段４４に接続されている。光量検出手段４４は、受光素子４３から入力された電気信号に基づき、受光素子４３で受光した反射光の光量を経時的に検出するようになっている。
【００２２】
また、光量検出手段４４には経時的ずれ検出手段４５が接続され、経時的ずれ検出手段４５には、光量検出手段４４で検出した反射光の経時的な変動をあらわす検出信号が入力されるようになっている。また、経時的ずれ検出手段４５には上記エアシリンダ制御手段３７が接続されており、経時的ずれ検出手段４５には、エアシリンダ制御手段３７から切換弁３５を切り変えるために出力される制御信号（エアシリンダ１３にエアを供給する開弁動作とエアシリンダ１３からエアを大気に排出する閉弁動作とを行わせるための制御信号）の経時的な変動（即ち、エア供給空間１６に対するエアの供給・排出のタイミング）を示す検出信号が入力されるようになっている。そして、経時的ずれ検出手段４５においては、エアシリンダ制御手段３７から入力された検出信号と、光量検出手段４４で検出された検出信号とに基づき、エア供給空間１６に対するエアの供給・排出のタイミングと、反射光の経時的な光量変動との時間的なずれが検出されるようになっている。
【００２３】
前側のパッキン２５Ｆの劣化検出は、次のようにして行われる。
パッキン２５Ｆが劣化していない正常な状態において塗装が行われていないあいだは、エアシリンダ制御手段３７から切換弁３５に送られる制御信号はオフ信号（図４において「ＯＦＦ」で表示）であり、復帰バネ２４の付勢により閉弁状態に保たれている。この状態では、明るい色で構成されている後側の被検出領域２３Ｒで反射した反射光が光ファイバー４０内に入射し、この反射光の光量が光量検出手段４４において検出される。このときの、光量は大きい（図４において「大」で表示）。
【００２４】
この状態においてエアシリンダ制御手段３７から切換弁３５へ開弁用のオン信号（図４において「ＯＮ」で表示）が送られると、エア供給空間１６内にエアが供給され、エア供給空間１６内がピストン３３を動かすのに必要な圧力に上昇するまでの一定のタイムラグＴａを経た後、ピストン３３とニードル２３が後退を開始し、開閉弁１２が開弁状態となる。このニードル２３の後退に伴ない、後側の被検出領域２３Ｒが受光面４１に対して後方へ外れ、代わって前側の被検出領域２３Ｆが受光面４１と対向する位置まで変位し、この前側の被検出領域２３Ｆで反射した反射光が光量検出手段４４において検出される。この前側の被検出領域２３Ｆは後側の被検出領域２３Ｒよりも暗い色で構成されているので、検出される光量は小さくなる（図４において「小」で表示）。
【００２５】
また、開弁状態においてエアシリンダ制御手段３７から切換弁３５へ閉弁用のオフ信号が送られると、エア供給空間１６内のエアが大気中に排出され、エア供給空間１６内の圧力が復帰バネ２４の付勢力を下回る値に下降するまでの一定のタイムラグＴｂを経た後、ピストン３３とニードル２３が前進を開始し、開閉弁１２が閉弁状態に復帰する。このニードル２３の前進に伴ない、前側の暗い被検出領域２３Ｆが受光面４１に対して前方へ外れ、代わって後側の明るい被検出領域２３Ｒが受光面４１と対向する位置まで変位し、この後側の被検出領域２３Ｒで反射した反射光が光量検出手段４４において検出され、検出される光量が大きい値に復帰する。
【００２６】
上記のようにパッキン２５Ｆが劣化していない正常な状態では、エアシリンダ制御手段３７からの制御信号の切り換わりに対して反射光の光量の変動が一定範囲のタイムラグＴａ，Ｔｂだけ遅れる。このタイムラグＴａ，Ｔｂの双方が、予め設定されているしきい値よりも短いあいだは、経時的ずれ検出手段４５において、ニードル２３の移動速度、移動開始が正常に行われ、ひいては、パッキン２５Ｆは交換を要する程には劣化していない、と判断される。
【００２７】
さて、パッキン２５Ｆが劣化すると、塗料流路１５内の塗料Ｐが、劣化したパッキン２５Ｆとニードル２３又はガイド孔１７との隙間を通り、ニードル２３の外周面とガイド孔１７の内周面との隙間に侵入する。この状態では、侵入した塗料Ｐの粘性のためにニードル２３の円滑な動きの妨げとなり、エアの供給・排出が行われたときのニードル２３の移動開始が遅れたりニードル２３の移動速度が低下したりするようになる。即ち、エアシリンダ制御手段３７からの制御信号の切り換わりに対し、反射光の光量の変動が正常時のタイムラグＴａ，Ｔｂよりも遅れることになる。そして、この正常時よりも遅れたタイムラグＴａ，Ｔｂが、予め設定されているしきい値よりも長くなると、経時的ずれ検出手段４５においては、ニードル２３の移動速度、移動開始が正常時よりも遅くなっており、パッキン２５Ｆが交換を要する程に劣化するに至った、と判断される。以上により、塗装機の開閉弁１２におけるパッキン２５Ｆの劣化が確実に検出される。
【００２８】
［実施形態２］
次に、本発明を具体化した実施形態２を図５乃至図９を参照して説明する。
本実施形態では塗料用開閉弁１２（以下、開閉弁という）を塗装機に内蔵したものについて説明する。塗装機は、塗料Ｐが噴出されるノズル１１が前端部に設けられたボディ１０と、ノズル１１からの塗料Ｐの噴出を制御するニードル式の開閉弁１２と、開閉弁１２の開閉動作を制御するエアシリンダ１３とを備えて構成されている。ボディ１０の前端部には、その前端面に露出させた形態のノズル１１が設けられ、ノズル１１には、そのノズル１１を前後に貫通する円形断面の噴出孔１４が形成されている。ボディ１０の内部における前端側領域には、ノズル１１の噴出孔１４に連通する塗料流路１５が形成されている。一方、ボディ１０の内部における後端側領域には、エアシリンダ１３を構成するエア供給空間１６が形成されている。また、ボディ１０の内部における略中央領域には、塗料流路１５とエア供給空間１６とを連通させる前後方向のガイド孔１７が設けられている。
【００２９】
塗料流路１５は、噴出孔１４と噴出孔１４の後方に噴出孔１４と同軸状に形成された円形断面の弁室１８と、ボディ１０の上面から弁室１８内に連通する上下方向の流入路１９と、弁室１８からボディ１０の下面に連通する上下方向の流出路２０とから構成される。ノズル１１の噴出孔１４における後端側の開口部は弁室１８に連通する弁口２１となっており、この弁口２１には、前方（塗料Ｐの噴出方向）に向かって径が細くなるテーパ状の弁シート２２が、弁室１８に対して同軸状に臨むように形成されている。タンク（図示せず）に貯留されている塗料Ｐは、ポンプ（図示せず）により流入路１９、弁室１８、流出路２０を順に通る経路で循環するようになっている。
【００３０】
開閉弁１２は、上記した弁室１８、弁口２１及び弁シート２２の他に、ニードル２３、復帰バネ２４、エアシリンダ１３及びパッキン２５Ｆ，２５Ｒを備えて構成されている。
ニードル２３は、前後方向に細長く円形断面をなすものであって、後述するガイド孔１７により前後方向への移動を可能に且つ弁口２１及び弁シート２２と同軸状に支持されている。ニードル２３の前端部は弁室１８内に収容されており、このニードル２３の前端部には、先細りのテーパ状をなす弁体２６が弁シート２２と対向するように設けられている。ニードル２３が前進して弁体２６が弁シート２２に密着した状態では、弁口２１が塞がれて開閉弁１２が閉弁状態となり、噴出孔１４からの塗料Ｐの噴出は行われない。また、図５に示すように、ニードル２３が後退して弁体２６が弁シート２２から離間することにより弁口２１が開放された状態では、塗料流路１５内に流入した塗料Ｐが、弁口２１と噴出孔１４を通ってノズル１１の前端から霧化された状態で噴出される。
【００３１】
ニードル２３のうち前後方向におけるほぼ中央部分がガイド孔１７に貫通されている。ボディ１０内に設けた嵌合孔２７には、円筒状のガイド用筒体２８が、後方から嵌合されて弁室１８の後方に位置するように抜止め用筒体２９により抜け止めされた状態で固定されており、このガイド用筒体２８の中心孔がガイド孔１７となっている。このガイド孔１７にはニードル２３が径方向のガタ付きなく貫通されている。ガイド用筒体２８の内周における前後両端部には、夫々、リング状のパッキン２５Ｆ，２５Ｒが装着されている。パッキン２５Ｆ，２５Ｒは、ガイド用筒体２８の内周（ガイド孔１７の内周）とニードル２３の外周との隙間をシールするものであって、前側のパッキン２５Ｆは、塗料流路１５内の塗料Ｐがガイド孔１７内に侵入するのを規制し、後側のパッキン２５Ｒは、エア供給空間１６内のエアがガイド孔１７内に漏出するのを規制する。尚、前側のパッキン２５Ｆは抜止めリング３０により塗料流路１５側へ外れるのが防止され、後側のパッキン２５Ｒは抜止め用筒体２９によってエア供給空間１６側へ外れるのが防止されている。
【００３２】
エア供給空間１６は、ガイド孔１７及びニードル２３と同軸状の円形断面のシリンダ室３１と、このシリンダ室３１とボディ１０の外面との間を連通するエア流通路３２とからなる。シリンダ室３１内には、ニードル２３と同軸状の円形をなすピストン３３が、エア流通路３２よりも後方において前後方向に移動し得るように収容されている。シリンダ室３１の内周とピストン３３の外周との隙間はパッキン３４により気密にシールされている。かかるピストン３３は、ニードル２３の後端部に一体的に移動するように固着されているとともに、圧縮コイルバネからなる復帰バネ２４によって前方へ付勢されている。
【００３３】
エア流通路３２には、電磁式の切換弁３５を介してコンプレッサ３６が接続されており、エアシリンダ制御手段３７からの制御信号により、切換弁３５が、コンプレッサ３６からエア流通路３２及びシリンダ室３１内にエアを供給する開弁状態と、エア流通路３２及びシリンダ室３１内のエアを大気に放出する閉弁状態との間で切り変わるようになっている。エアがシリンダ室３１内に供給されると、ピストン３３に対して前方から作用する空気圧により、ピストン３３とニードル２３が復帰バネ２４の付勢に抗して後方へ移動し、開閉弁１２が開弁される。また、エア供給空間１６内のエアが大気に解放されると、復帰バネ２４の付勢力によりピストン３３とニードル２３が前進して開閉弁１２が閉弁状態となる。
【００３４】
以上が、塗装機及び開閉弁１２の全体構成であるが、本実施形態では、ガイド孔１７に設けた前側のパッキン２５Ｆが劣化したことを検出する手段が設けられている。以下、そのパッキン劣化検出手段について説明する。
ガイド用筒体２８には、その前後方向（長さ方向）のほぼ中央位置においてガイド用筒体２８の内周から外周へ径方向（上下方向）に貫通する円形の検知孔３８が形成されている。また、ボディ１０には、嵌合孔２７の内周からボディ１０の外周下面に貫通する円形の取付孔３９が、ガイド用筒体２８の検知孔３８と同軸状に形成されている。そして、この取付孔３９と検知孔３８には、ボディ１０の下面の開口から光ファイバー４０が差し込まれている。光ファイバー４０は、その差込み方向先端面（ボディ１０への取付け状態では上端面）の受光面４１をガイド孔１７内のニードル２３の外周面に対向させた状態で図示しない固定手段により固定されている。また、受光面４１はガイド孔１７の内周面に対して径方向外側（下方）へ奥まって位置しており、これにより、ニードル２３の外周面と受光面４１との間には、受光面４１と直交する方向（上下方向）においてニードル２３の外周とガイド孔１７の内周との隙間よりも大きい検知空間Ｓが構成されている。
【００３５】
光ファイバー４０はボディ１０の下面から外部へ導出され、その導出端部には、発光素子４２と受光素子４３が取り付けられている。発光素子４２から発せられた光は光ファイバー４０の内部を通り、受光面４１を貫いてニードル２３の外周面で反射し、その反射した光が、受光面４１から光ファイバー４０内に入射されて受光素子４３で受光されるようになっている。また、受光素子４３は光量検出手段４４に接続されている。光量検出手段４４は、受光素子４３から入力された電気信号に基づき、受光素子４３で受光した入射光の光量を経時的に検出するようになっている。このニードル２３の外周面の色は、例えばシルバー等の比較的反射光の光量が大きい明るい色によって構成されている。一方、塗料Ｐは、例えば黒、紺、緑などのニードル２３の外周面よりも反射光の光量が小さい暗い色となっている。
【００３６】
また、光量検出手段４４には比較手段４６が接続され、この比較手段４６には、光量検出手段４４で検出した入射光の経時的な変動をあらわす検出信号が入力されるようになっている。比較手段４６においては、予め、ニードル２３の外周面で反射して受光面４１に入射した入射光の光量が記憶されており、光量検出手段４４で検出される光量と、予め記憶させておいた光量（ニードル２３の外周面で反射して受光面４１に入射した入射光の光量）とが比較されるようになっている。
【００３７】
前側のパッキン２５Ｆの劣化検出は、次のようにして行われる。パッキン２５Ｆが劣化していない正常な状態において塗装が行われていないあいだは、エアシリンダ制御手段３７から切換弁３５に送られる制御信号はオフ信号（図９において「ＯＦＦ」で表示）であり、復帰バネ２４の付勢により閉弁状態に保たれている。この閉弁状態においてエアシリンダ制御手段３７から切換弁３５へ開弁用のオン信号（図９において「ＯＮ」で表示）が送られると、エア供給空間１６内にエアが供給され、エア供給空間１６内がピストン３３を動かすのに必要な圧力に上昇するまでの一定のタイムラグを経た後、ピストン３３とニードル２３が後退を開始し、開閉弁１２が開弁状態となる。また、開弁状態においてエアシリンダ制御手段３７から切換弁３５へ閉弁用のオフ信号が送られると、エア供給空間１６内のエアが大気中に排出され、エア供給空間１６内の圧力が復帰バネ２４の付勢力を下回る値に下降するまでの一定のタイムラグを経た後、ピストン３３とニードル２３が前進を開始し、開閉弁１２が閉弁状態に復帰する。
【００３８】
パッキンが劣化していない正常な状態では、比較的明るいニードル２３の外周面で反射した光が受光面４１で受光されるので、光量検出手段４４で検出される光量は比較的大きい値（図９において「大」で表示）であって、予め比較手段４６に記憶されている値とほぼ同じである。このように、検出される入射光の光量の値が予め記憶されている値とほぼ同じであるあいだは、比較手段４６において、ニードル２３とガイド孔１７との隙間への塗料Ｐの侵入がなく、ひいては、パッキン２５Ｆは交換を要する程には劣化していない、と判断される。
【００３９】
さて、パッキン２５Ｆが劣化すると、塗料流路１５内の塗料Ｐが、劣化したパッキン２５Ｆとニードル２３との隙間を通り、ニードル２３の外周面とガイド孔１７の内周面との隙間に侵入する。そして、この侵入した塗料Ｐが、ニードル２３の外周面と光ファイバー４０の受光面４１との間の検知空間Ｓ内に至ると、図７に示すように、ガイド孔１７の内周に臨んでいる受光面４１には塗料Ｐが付着する。この状態では、発光素子４２が発せられて光ファイバー４０内を進んだ光が、受光面４１に付着した塗料Ｐで反射し、その反射光が光ファイバー４０内に入射して受光素子４３で受光されることになる。この塗料Ｐの色はニードル２３の外周面よりも暗い色であるので、光量検出手段４４で検出される光量は、比較手段４６に記憶されている値（ニードル２３の外周面で反射した光の光量）よりも小さい値（図９に「小」で表示）となる。このように検出された光量の値が、記憶されている値よりも小さくなると、比較手段４６においては、パッキン２５Ｆが交換を要する程に劣化するに至った、と判断される。このようにして、塗装機の開閉弁１２におけるパッキン２５Ｆの劣化が確実に検出される。
【００４０】
［他の実施形態］
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施態様も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記実施形態１ではニードルの外周の色を変えることによって反射光の光量が異なる２つの領域を設けた、本発明によれば、面粗度を変えるなどの表面処理によって反射光の光量が変わるようにしてもよい。
【００４１】
（２）上記実施形態１では光ファイバーをガイド孔内に配置したが、請求項１の発明によれば、光ファイバーをガイド孔の外部（エア供給空間内）に配置してもよい。
（３）上記実施形態１及び２では１本の光ファイバーを用いたが、本発明によれば、光ファイバーを発光用と受光用の２本に分けて設けてもよい。
（４）上記実施形態１においても、実施形態２のように光ファイバーの受光面に付着した塗料によって光ファイバー内に入射する入射光の光量減少を検出するようにしてもよい。
【００４２】
（５）上記実施形態１では反射光の光量が前側の被検出領域よりも後側の被検出領域の方が小さくなるようにしたが、本発明によれば光量の大小を前後逆にしてもよい。
（６）上記実施形態１では後側の被検出領域をニードルの材料そのままの色によって構成したが、本発明によれば、前側の被検出領域に着色してもよい。尚、この場合、前側の被検出領域をニードルの材料そのままの色によって構成してもよい。
【００４３】
（７）上記実施形態２では塗料で反射した光の光量がニードルの外周面で反射した光の光量よりも小さくなるようにしたが、本発明によれば、塗料で反射した光の光量がニードルの外周面で反射した光の光量よりも大きくなるようにしてもよい。
（８）上記実施形態では塗料用開閉弁が塗装機（塗装ガン）の内部に設けられている場合について説明したが、本発明は、塗装機に接続された塗料流路（例えば、塗料供給源から塗装機に塗料を圧送するための塗料供給路や、塗装機から塗料供給源側へ塗料を戻すための塗料還流路）の途中に設けた開閉弁や、塗装機又は塗装機に連なる塗料流路に対して接続・離脱される色替え装置や補給装置に設けた開閉弁など、塗料が流通する経路の途中に設けた開閉弁に視無敵用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１における閉弁状態をあらわす断面図
【図２】開弁状態をあらわす断面図
【図３】エアの供給・排出のタイミングと、被検出面における反射光の光量の経時的な変動との時間的なずれ量を比較する手段をあらわすブロック図
【図４】エア供給空間に対するエアの供給・排出のタイミングと、被検出面における反射光の光量の経時的な変動をあらわすグラフ
【図５】実施形態２における開弁状態をあらわす断面図
【図６】ガイド孔内に塗料が侵入していない状態をあらわす拡大断面図
【図７】ガイド孔内に侵入した塗料が光ファイバーの受光面に付着した状態をあらわす拡大断面図
【図８】光ファイバーへの入射光の光量変動が所定のしきい値を越えたか否かを比較する手段をあらわすブロック図
【図９】エア供給空間に対するエアの供給が行われない状態において、光ファイバーに入射した光の光量が経時的に変動した様子をあらわすグラフ
【符号の説明】
Ｐ…塗料
１１…ノズル
１２…開閉弁（塗料用開閉弁）
１５…塗料流路
１６…エア供給空間
１７…ガイド孔
２１…弁口
２３…ニードル
２３Ｆ…被検出領域
２３Ｒ…被検出領域
２４…復帰バネ
２５Ｆ…パッキン
３３…ピストン
３８…検知孔
４０…光ファイバー
４１…受光面
４３…受光素子
４４…光量検出手段
４５…経時的ずれ検出手段
４６…比較手段
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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