(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の塗料源から送られる各塗料を被塗物に噴霧する塗装ガンと、
塗料供給管を介して前記塗装ガンに前記塗料を定量的に圧送する定量圧送ポンプと、
前記複数の塗料源に接続された複数の切替バルブを有し、選択された塗料を前記塗料供給管を介して前記定量圧送ポンプへ供給するカラーチェンジバルブと、
前記塗料供給管に設けられ、前記塗料供給管内の塗料圧が所定圧以上になったときに当該塗料を系外へ排出するリリーフ弁と、
前記リリーフ弁と前記塗装ガンとの間の塗料供給管に設けられたトリガダンプバルブと、を備え、
前記リリーフ弁は、
バルブボディと、
前記塗料供給管を流下する塗料が導入されるように前記バルブボディに形成された第１塗料入口と、
前記第１塗料入口と連通するように前記バルブボディに形成された塗料通路と、
前記塗料通路と連通するように前記バルブボディに形成された塗料出口と、
前記第１塗料入口に形成された弁口を開閉する弁体と、
前記第１塗料入口の閉塞方向に前記弁体に弾性力を付与する弾性体と、
前記弁体の開閉状態に拘わらず前記塗料通路を介して前記塗料出口に常時連通するように前記バルブボディに形成された第２塗料入口と、を備えた塗料供給装置において、
さらに、前記トリガダンプバルブの廃液口と前記リリーフ弁の第２塗料入口とを接続する第１廃液塗料管と、
前記リリーフ弁の塗料出口に第２廃液塗料管を介して接続された廃液タンクと、を備え、
前記カラーチェンジバルブによる色替え操作時には、前記カラーチェンジバルブから前記トリガダンプバルブに至る塗料供給管に残留した塗料を、前記トリガダンプバルブの廃液口から前記第１廃液塗料管、前記リリーフ弁および前記第２廃液塗料管を介して前記廃液タンクへ廃棄する塗料供給装置。
【請求項２】
少なくとも前記弁体の開閉状態を検出する検出手段と、
前記検出手段による前記弁体の開閉状態に基づいて前記定量圧送ポンプの作動及び停止を制御する制御手段と、をさらに備えた請求項１記載の塗料供給装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記弁体が前記弁口を開くと、前記定量圧送ポンプに停止信号を送出する請求項２記載の塗料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の塗装ライン等に適用して好ましい塗料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車ボディの上塗り塗装ラインでは、車両の塗色仕様に応じて各種の塗色が塗装されることから、たとえば図３に示す如き塗料供給装置が採用されている。図３は、従来の塗料供給装置の一例を示す配管回路図であり、カラーチェンジバルブ１、ギヤポンプ２、トリガダンプバルブ３および塗装ガン４が塗料供給管５，６，７で接続されている。
【０００３】
カラーチェンジバルブ１はバルブボディ１１に多数の切替バルブ１２が設けられたバルブユニットであり、バルブボディ１１の基端の切替バルブ１２，１２には、洗浄用シンナと洗浄用エアーが供給される。その他の切替バルブ１２には、各塗色の塗料（Ａ色、Ｂ色…、Ｚ色）が供給される。これら洗浄用シンナおよび各塗色の塗料Ａ色…は、図外の塗料圧送ポンプによりカラーチェンジバルブ１に圧送される。
【０００４】
カラーチェンジバルブ１にて選択された塗料は、塗料供給管５を介してギヤポンプ２に送られ、当該ギヤポンプ２によって定量の塗料がトリガダンプバルブ３および塗装ガン４に供給される。
【０００５】
トリガダンプバルブ３はバルブボディ３１に複数（ここでは４つ）の切替バルブ３２が設けられたバルブユニットであり、バルブボディ３１の基端の切替バルブ３２，３２には、洗浄用シンナと洗浄用エアーが供給される。他の２つの切替バルブ３２，３２の一方には、ギヤポンプ２から供給される塗料が供給され、他方には廃液タンク８へ導くための塗料管９が接続されている。なお、トリガダンプバルブ３からの塗料は塗料管７を介して塗装ガン４に送られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、トリガダンプバルブ３は極力塗装ガン４に近い位置に設けることが好ましいので、通常塗装機本体に搭載されている。また、ギヤポンプ２とトリガダンプバルブ３とを接続する塗料管６としては、柔軟性のある塗料ホースが採用される。
【０００７】
ところが、このように塗料ホース６は被塗物である自動車ボディに近接して設けられているので、トリガダンプバルブ３の動作不良やノズル詰まりなどによって塗料ホース６が破損すると、塗料がボディに付着して廃却処分または再塗装の必要が生じる。また、破損した塗料ホース６の修理交換にも長時間を要し、そのあいだラインストップとなって、生産性が著しく低下する。
【０００８】
このため、ギヤポンプ２のサーボモータの負荷電流を検出し、これを塗料ホース６に作用する塗料圧に擬制する方法も検討されたが、サーボモータの負荷電流を任意の値に設定できる検出装置はきわめて高価であり、しかも負荷電流のしきい値は塗料ホース６が破損する塗料圧の限界値を直接規定しているわけではないので、予め塗料ホース６の破損限界とサーボモータの負荷電流との関係を調べておく必要がある。
【０００９】
また、塗料ホース６を耐破損性に優れたものに代替えできないかも検討されたが、塗料ホース６に要求される耐溶剤性、洗浄性、柔軟性等を満足しつつ耐破損性に優れた材料は今のところ存在しないのが実状である。また、たとえ耐破損性に優れた塗料ホースが存在したとしても、抜本的な対策にはならない。
【００１０】
本発明は、塗料ホースの破損を確実に防止できる塗料供給装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によれば、複数の塗料源から送られる各塗料を被塗物に噴霧する塗装ガンと、
塗料供給管を介して前記塗装ガンに前記塗料を定量的に圧送する定量圧送ポンプと、
前記複数の塗料源に接続された複数の切替バルブを有し、選択された塗料を前記塗料供給管を介して前記定量圧送ポンプへ供給するカラーチェンジバルブと、
前記塗料供給管に設けられ、前記塗料供給管内の塗料圧が所定圧以上になったときに当該塗料を系外へ排出するリリーフ弁と、
前記リリーフ弁と前記塗装ガンとの間の塗料供給管に設けられたトリガダンプバルブと、を備え、
前記リリーフ弁は、
バルブボディと、
前記塗料供給管を流下する塗料が導入されるように前記バルブボディに形成された第１塗料入口と、
前記第１塗料入口と連通するように前記バルブボディに形成された塗料通路と、
前記塗料通路と連通するように前記バルブボディに形成された塗料出口と、
前記第１塗料入口に形成された弁口を開閉する弁体と、
前記第１塗料入口の閉塞方向に前記弁体に弾性力を付与する弾性体と、
前記弁体の開閉状態に拘わらず前記塗料通路を介して前記塗料出口に常時連通するように前記バルブボディに形成された第２塗料入口と、を備えた塗料供給装置において、
さらに、前記トリガダンプバルブの廃液口と前記リリーフ弁の第２塗料入口とを接続する第１廃液塗料管と、
前記リリーフ弁の塗料出口に第２廃液塗料管を介して接続された廃液タンクと、を備え、
前記カラーチェンジバルブによる色替え操作時には、前記カラーチェンジバルブから前記トリガダンプバルブに至る塗料供給管に残留した塗料を、前記トリガダンプバルブの廃液口から前記第１廃液塗料管、前記リリーフ弁および前記第２廃液塗料管を介して前記廃液タンクへ廃棄する塗料供給装置が提供される。
【００１７】
この場合、前記リリーフ弁は、
バルブボディと、
前記塗料供給管を流下する塗料が導入されるように前記バルブボディに形成された第１塗料入口と、
前記第１塗料入口と連通するように前記バルブボディに形成された塗料通路と、
前記塗料通路と連通するように前記バルブボディに形成された塗料出口と、
前記第１塗料入口に形成された弁口を開閉する弁体と、
前記第１塗料入口の閉塞方向に前記弁体に弾性力を付与する弾性体と、を備え、
前記塗料圧が所定圧に達したときに前記弁体が前記弾性体による弾性力に抗して前記弁口を開くことがより好ましい。
【００１８】
（３）上記発明においては、定量圧送ポンプから塗装ガンへ塗料を供給する際に、その塗料圧力と弾性体との力の均衡に応じてリリーフ弁の弁体が動作して弁口が開き、塗料圧力を系外へ逃がすので、塗料ホースなどのように耐圧に限界がある塗料配管を用いても、その破損を防止することができる。
【００１９】
また、これと同時にリリーフ弁が動作したことを検出して定量圧送ポンプを停止するので、これによっても塗料ホースなどの破損をより効果的に防止することができる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、定量圧送ポンプから供給される塗料圧力が異常に上昇しても、リリーフ弁により当該塗料圧力が系外へ逃がされるので、塗料ホースなどのように耐圧に限界がある塗料配管を用いても、その破損を防止することができる。
【００２１】
これに加えて、リリーフ弁が動作したことを検出して定量圧送ポンプを停止するので、これによっても塗料ホースなどの破損をより効果的に防止することができ、また廃棄される塗料を最小限に抑えることができる。
【００２２】
また、塗装ガンの廃液系塗料配管とリリーフ弁の廃液系塗料配管とを共用できるので、配管数が減少し、コスト的にもスペース的にも改善される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の塗料供給装置の実施形態を示す配管回路図、図２は本発明のリリーフ弁の実施形態を示す断面図である。
【００２４】
まず、図２に示す本実施形態のリリーフ弁１０について説明すると、たとえば５つの部材１０１ａ〜１０１ｅで構成されるバルブボディ１０１を有し、このバルブボディ１０１に第１塗料入口１０２、第２塗料入口１０３および塗料出口１０４が形成されている。これら第１塗料入口１０２、第２塗料入口１０３および塗料出口１０４は、バルブボディ１０１内に形成された塗料通路１０５によって互いに連通し、後述するニードル弁１０６（本発明の弁体に相当する。）が、弁口１０７を閉じているときは第２塗料入口１０３と塗料出口１０４のみが連通するが、ニードル弁１０６が弁口１０７を開くと、これら第１塗料入口１０２、第２塗料入口１０３および塗料出口１０４は互いに連通する。
【００２５】
ただし、塗料は所定圧力で圧送されるので、ニードル弁１０６が弁口１０７を開いても、第１塗料入口１０２から塗料出口１０４へ向かう塗料と、第２塗料入口１０３から塗料出口１０４へ向かう塗料のみである。
【００２６】
塗料通路１０５内にはニードル弁１０６が同図において上下移動可能に設けられている。このニードル弁１０６の先端は、バルブボディ部材１０１ｄに形成された弁口１０７を開閉可能に針状に形成され、一方ニードル弁１０６の基端にはピストン１０８が固定されている。本実施形態に係るニードル弁１０６は、塗料通路１０５内における塗料の流れを阻害しないように、ほぼ円筒状に形成されている。
【００２７】
ピストン１０８は、バルブボディ部材１０１ａに形成されたシリンダ１０９内を摺動自在とされ、またコイルスプリング１１０（本発明の弾性体に相当する。）によって常時下方にバネ付勢されている。すなわち、ニードル弁１０６はコイルスプリング１１０によって所定荷重で弁口１０７に押し付けられている。
【００２８】
なお、ニードル弁１０６はバルブボディ部材１０１ｅに対して摺動可能に設けられているが、Ｕパッキン１１１、Ｏリング１１２，１１３を設けることにより塗料通路１０５内の塗料がシリンダ１０９側等に漏洩するのが防止される。また、バルブボディ部材１０１ｄに設けられたパッキン１１４およびＯリング１１５によっても、塗料通路１０５内の塗料の漏洩が防止される。
【００２９】
ピストン１０８の上端には凸部１１６が形成されており、この凸部１１６はバルブボディ部材１０１ａを貫通して設けられている。そして、当該ピストン１０８の上下移動、すなわちニードル弁１０６の上下移動にしたがって、この凸部１１６はバルブボディ部材１０１ａから出没することになる。この凸部１１６が出没する位置には、リミットスイッチ１１（本発明の検出手段に相当する。）が設けられており、このリミットスイッチ１１による検出ＯＮ／ＯＦＦ信号は後述するコントローラ（本発明の制御手段に相当する。）に送出される。具体的には、ニードル弁１０６が弁口１０７を開くと、ピストン１０８の凸部１１６がバルブボディ部材１０１ａから突出してリミットスイッチ１１をＯＮ（またはＯＦＦ）するので、このＯＮ信号（またはＯＦＦ信号）をコントローラに送出することで、弁口１０７が開いていること、すなわち、塗料ホース６内の塗料圧力が所定値よりも上昇していることが検出される。
【００３０】
次に、図１を参照しながら、上述したリリーフ弁１０を塗料供給装置に適用した実施形態を説明する。
図１は、本実施形態の塗料供給装置を示す配管回路図であり、カラーチェンジバルブ１、ギヤポンプ２、リリーフ弁１０、トリガダンプバルブ３および塗装ガン４が塗料供給管５，６，７および９で接続されている。
【００３１】
カラーチェンジバルブ１はバルブボディ１１に多数の切替バルブ１２が設けられたバルブユニットであり、バルブボディ１１の基端の切替バルブ１２，１２には、洗浄用シンナと洗浄用エアーが供給される。その他の切替バルブ１２には、各塗色の塗料（Ａ色、Ｂ色…、Ｚ色）が供給される。これら洗浄用シンナおよび各塗色の塗料Ａ色…は、図外の塗料圧送ポンプによりカラーチェンジバルブ１に圧送される。
【００３２】
カラーチェンジバルブ１にて選択された塗料は、塗料供給管５を介してギヤポンプ２に送られ、当該ギヤポンプ２によって定量の塗料がリリーフ弁１０を介してトリガダンプバルブ３および塗装ガン４に供給される。
【００３３】
トリガダンプバルブ３はバルブボディ３１に複数（ここでは４つ）の切替バルブ３２が設けられたバルブユニットであり、バルブボディ３１の基端の切替バルブ３２，３２には、洗浄用シンナと洗浄用エアーが供給される。他の２つの切替バルブ３２，３２の一方には、ギヤポンプ２から供給される塗料が供給され、他方にはリリーフ弁１０を介して廃液タンク８へ導くための塗料管９が接続されている。なお、トリガダンプバルブ３からの塗料は塗料管７を介して塗装ガン４に送られる。
【００３４】
本実施形態のリリーフ弁１０の第１塗料入口１０２には塗料ホース６が接続され、これによりニードル弁１０６の先端には塗料ホース６を通過する塗料の塗料圧力が常時作用することになる。また、トリガダンプバルブ３の切替バルブ３２に接続された塗料ホース９の他端は、リリーフ弁１０の第２塗料入口１０３に接続され、さらに塗料出口１０４には塗料ホース９が接続されて、この塗料ホース９の先端が廃液タンク８へ接続されている。
【００３５】
また、リリーフ弁１０に設けられたリミットスイッチ１１からの検出信号を取り込み、この検出信号に基づいてギヤポンプ２の作動および停止を制御するためのコントローラ１２が設けられている。このコントローラ１２は、リミットスイッチ１１によってリリーフ弁１０のニードル弁１０６が弁口１０７を開いていると判断したときは、ギヤポンプ２を停止する信号を当該ギヤポンプ２に送出する。
【００３６】
次に作用を説明する。
たとえば、次車にＡ色を塗装する場合は、まずカラーチェンジバルブ１の切替バルブ１２を制御し、Ａ色の塗料を塗料管５を介してギヤポンプ２に供給する。ギヤポンプ２は、カラーチェンジバルブ１から供給された塗料を下流側へ定量圧送するものであり、これにより塗料ホース６を介してトリガダンプバルブ３に定量のＡ色塗料が供給される。
【００３７】
なお、正常時においてトリガダンプバルブ３に供給されたＡ色塗料は塗装ガン４に供給され、被塗物に塗布される。
【００３８】
このとき、塗料ホース６内のＡ色塗料は、リリーフ弁１０の第１塗料入口１０２にも流入し、ニードル弁１０６の先端に塗料圧力を作用させる。この塗料圧力がコイルスプリング１１０の荷重に打ち勝つまでは、弁口１０７は閉じた状態とされるが、トリガダンプバルブ３の動作不良などによって塗料ホース６内の塗料圧力が上昇し、これがニードル弁１０６に作用するコイルスプリング１１０の荷重を超えると、ニードル弁１０６が上昇して弁口１０７を開く。これにより、塗料ホース６内の塗料は、第１塗料入口１０２、弁口１０７を介して塗料通路１０５に流入し、さらに塗料出口１０４から塗料ホース９を介して廃液タンク８へ導かれる。また、ニードル弁１０６が上昇すると、ピストン１０８の凸部１１６がリミットスイッチ１１を動作させ、その検出信号がコントローラ１２に送出される。コントローラ１２では、このリミットスイッチ１１からの検出信号を受けて、ギヤポンプ２に停止信号を送出する。この結果、ギヤポンプ２が停止してそれ以上の塗料の供給を停止するとともに、塗料ホース６内の塗料が廃液タンク８側へ逃がされて塗料圧力が下降するので、塗料ホース６の破損が防止される。
【００３９】
ちなみに、Ａ色塗料を塗布したのち他の塗色、たとえばＢ色の塗料を塗布する場合の動作について説明すると、まずカラーチェンジバルブ１においてそれまでのＡ色塗料の供給を停止したうえで、切替バルブ１１を洗浄用エアーに切り替え、バルブボディ１１、塗料管５、ギヤポンプ２、塗料ホース６、リリーフ弁１０の第１塗料入口およびトリガダンプバルブ３の切替バルブ３２に残留したＡ色塗料を押し出す。この残留塗料は、トリガダンプバルブ３の切替バルブ３２、塗料ホース９を介して廃液タンク８へ廃棄される。
【００４０】
このとき、廃液塗料はリリーフ弁１０を経由しないで直接廃液タンク８へ導いても良いが、本実施形態のように廃液を導くための塗料ホース９をリリーフ弁１０に経由させることで、リリーフ弁１０から廃液タンク８までの塗料ホース９を共用化することができる。
【００４１】
洗浄用エアーによる残留塗料の押し出しを終了すると、カラーチェンジバルブ１の切替バルブ１１を洗浄用シンナーに切り替え、バルブボディ１１、塗料管５、ギヤポンプ２、塗料ホース６、リリーフ弁１０の第１塗料入口およびトリガダンプバルブ３の切替バルブ３２に洗浄用シンナーを供給してこれらを洗浄する。これを終了すると、カラーチェンジバルブ１の切替バルブ１１を再び洗浄用エアーに切り替え、それまでの洗浄用シンナーを押し出す。こうした動作を複数回繰り返したのち、カラーチェンジバルブ１の切替バルブ１１を次色であるＢ色塗料に切り替え、上述した手順で塗装ガン４に供給する。
【００４２】
なお、トリガダンプバルブ３と塗装ガン４との間に残留したＡ色塗料は、トリガダンプバルブ３に供給される洗浄用エアーと洗浄用シンナーとを用いて、上述した手順に準じて色替えが実行される。
【００４３】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の塗料供給装置の実施形態を示す配管回路図である。
【図２】本発明のリリーフ弁の実施形態を示す断面図である。
【図３】従来の塗料供給装置を示す配管回路図である。
【符号の説明】
１…カラーチェンジバルブ
２…ギヤポンプ（定量圧送ポンプ）
３…トリガダンプバルブ
４…塗装ガン
５，６，７，９…塗料管
８…廃液タンク
１０…リリーフ弁
１１…リミットスイッチ（検出手段）
１２…コントローラ（制御手段）
【図１】
0004441960.tif 000002
【図２】
0004441960.tif 000003
【図３】
0004441960.tif 000004