(57)【要約】      （修正有）【課題】コスト上昇を抑え且つ作業性を向上させることが可能な、液体噴射装置を提供する。【解決手段】高温の洗浄水等の液体が貯蔵された高温水タンク１１と、溶剤（塗装用皮膜化成剤）等が貯蔵された溶剤タンク１６と、高温水タンク１１から洗浄水等を液体圧送ポンプ１２により所定の圧力まで昇圧し液体噴射弁ノズル１３へ送流する第１送流通路と、第１送流通路に連結されて溶剤タンク１６から溶剤等を第１送流通路へ送流する第２送流通路とを備えた液体噴射装置であって、第１送流通路の流速を可変とすることで、第１送流通路と第２送流通路との連結部の負圧をコントロールし、溶剤等の液体噴射弁ノズル１３への送流を制御することで、簡単な構成で噴射液体を変更する。【選択図】図３
2007301539.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１液体が貯蔵された第１タンクと、第２液体が貯蔵された第２タンクと、第１タンクからの第１液体を液体圧送ポンプにより所定の圧力まで昇圧し噴射弁へ送流する第１送流通路と、前記第１送流通路に連結されて前記第２タンクから前記第２液体を前記第１送流通路へ送流する第２送流通路と、を備えた液体噴射装置であって、
前記第１送流通路の流速を可変とすることで、前記第２液体燃料の前記第１送流通路への送流を制御することを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
前記噴射弁の液体噴出面積を可変とすることで、前記第１送流通路の流速を可変とすることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記噴射弁は小内径部分と大内径部分の二つのパートを有したハウジングと、当該ハウジング内に摺動可能に配設され、前記ハウジングの小内径部分の内径と略同一の外径を有し、前記第１送流通路に連結されたピストン部を備え、前記ピストン部先端は開口されており、前記ピストン部の前記ハウジングの壁面と対向する外周面に前記ピストン部の内部通路と貫通する貫通穴を設け、前記ハウジングまたは前記ピストン部を摺動させることにより、前記貫通穴の位置が前記ハウジングの小内径部または大内径部に移動可能であることを特徴とする請求項１および２に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記第１液体は洗浄水であり、前記第２液体は塗装用皮膜化成剤であることを特徴とする請求項１乃至３に記載の液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、複数の液体を一つの燃料噴射装置により簡単な構成で切り換えて噴射する液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  塗装前処理作業として、鉄系、亜鉛系またはアルミニウム系表面などの金属表面は、耐食性や塗膜密着性を向上させるために、塗装に先立って、燐酸塩等の化学溶液による皮膜化成のような化学処理が施されている。また、前記化学処理の後に高圧に保たれた洗浄水を金属表面に吹きつけ、金属表面に付着せずに表面に浮遊した化学溶剤を除去するクリーニング作業が同時に行われている。このような、前処理作業は通常次のようなステップによって行われる。【０００３】  １．  燐酸塩溶液を塗装板へ吹きかける。
２．  高圧ポンプにより圧送した洗浄水（好ましく高温水）を塗装板である金属表面に吹きかる。【０００４】  ここで、従来の方法では、洗浄水と化学溶液を全く異なる別々の液体噴射機械によって吹きかける作業が行われている。また、特開２００５−８１３０１号公報に記載の液体噴射装置のような態様によって、洗浄水が入れられたタンクと化学溶液が入れられたタンクから、別系統の通路により一つの同じ噴射ノズルまで圧し、使用目的に応じて、噴射ノズル手前の切換弁を操作して、洗浄水と化学溶液のどちらかを噴射ノズルから噴射させることも考えられている。【０００５】
【特許文献１】特開２００５−８１３０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  しかしながら、全く異なる別々の液体噴射機械を使用した場合は、コストおよび作業性が著しく悪くなる。また、洗浄水と化学溶液の通路を切換えて、洗浄と化学処理を行うものにあっては、それぞれの経路に液体を圧送するポンプが別々に必要となるため、コスト面で不利になり、また装置も大型化してしまうといった問題があった。【０００７】  そこで、本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、コスト上昇を抑え且つ作業性を向上させることが可能な、液体噴射装置を提供することにある。特に塗装作業の前処理作業として、洗浄水と化学溶液を塗装部材へ噴射する液体噴射装置に係る。
【課題を解決するためもの手段】
【０００８】  第１の発明に関わる液体噴射装置は、第１液体が貯蔵された第１タンクと、第２液体が貯蔵された第２タンクと、第１タンクからの第１液体を液体圧送ポンプにより所定の圧力まで昇圧し噴射弁へ送流する第１送流通路と、前記第１送流通路に連結されて前記第２タンクから前記第２液体を前記第１送流通路へ送流する第２送流通路と、を備えた液体噴射装置であって、前記第１送流通路の流速を可変とすることで、前記第２液体燃料の前記第１送流通路への送流を制御することを特徴とする液体噴射装置である。
【０００９】    第１の発明によれば、第１送流通路の流速を速くすることで、第１送流通路と第２送流通路が連通している開口部の負圧が大きくなり、該負圧を変更することにより、第２液体の噴射口への送流量を変更することができる。よって、少なくとも二種類の液体を噴射する場合に、全く異なる別々の液体噴射装置を使用したり、または切換弁を使用して噴射する液体の種類を切換える必要がなくなり、コストの低下および作業性が飛躍的に改善される。ここで、第１液体を水道水とする場合は、第１のタンクは水道水の蛇口となることを付しておく。
【００１０】  第２の発明に関わる液体噴射装置は、前記第１の発明の構成において、前記噴射弁の液体噴出面積を可変とすることで、前記第１送流通路の流速を可変とすることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置である。
【００１１】  液体噴出面積が小さい程、第１送流通路の流通抵抗が大きくなり、第１送流通路と第２送流通路との連結部を流れる液体の流速が小さくなる。また、反対に液体噴出面積が大きいほど程、第１送流通路の流通抵抗が小さくなり、第１送流通路と第２送流通路との連結部を流れる液体の流速が大きくなる。よって、第２の発明によれば、液体噴出面積を可変とすることで、例えば、液体圧送ポンプの容量を可変とするものに比べて、低コストで簡単に第１送流通路の流速を可変とすることができる。
【００１２】  第３の発明に関わる液体噴射装置は、前記第１および第２の発明の構成において、前記噴射弁は小内径部分と大内径部分の二つのパートを有したハウジングと、当該ハウジング内に摺動可能に配設され、前記ハウジングの小内径部分の内径と略同一の外径を有し、前記第１送流通路に連結されたピストン部を備え、前記ピストン部先端は開口されており、前記ピストン部の前記ハウジングの壁面と対向する外周面に前記ピストン部の内部通路と貫通する貫通穴を設け、前記ハウジングまたは前記ピストン部を摺動させることにより、前記貫通穴の位置が前記ハウジングの小内径部または大内径部に移動可能であることを特徴とする請求項１および２に記載の液体噴射装置である。
【００１３】  第３の発明によれば、噴射弁に設けられたハウジングを摺動させる作業によって、第１送流通路から圧送される液体の液体噴出面積を可変とすることができる。通常作業者は噴射弁のハウジングを手に持って作業するため、第１送流通路の流速を切換えるに当たって、作業を一旦中断して別に設けられた切換弁を切換える等の煩わしい作業を省くことができ、作業性が飛躍的に向上する。
【００１４】  第４の発明に関わる液体噴射装置は、前記第１液体は洗浄水であり、前記第２液体は塗装用皮膜化成剤であることを特徴とする請求項１乃至３に記載の液体噴射装置である。
【００１５】  第４の発明によると、塗装の前処理として洗浄および皮膜化成を同じ液体噴射装置で行うことができる。第２液体の塗装用皮膜化成剤と、第１液体である洗浄水とを混合して噴射弁から噴射されるため、予め塗装用皮膜化成剤を溶液で薄める必要なくなり、または薄めるための溶液量が少なくなるため、第２タンクの容量が小さくて済み、装置の大型化を回避できる。
【発明の効果】
【００１６】  上記発明によれば、液体通路の流速を変更するといった簡単な構成で、少なくとも二種類の液体の噴射態様を切換えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】  以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。図１に、本発明の実施の形態に係る液体噴射装置の概略構成を示す。【００１８】  高温水を貯蔵した高温水タンク１１は、第１液体通路１４を介して液体圧送ポンプ１２に連結され、液体圧送ポンプ１２よって高温水タンク１１に貯蔵されている高温水を第２液体通路１５（特許請求の範囲に記載の第１送流通路に相当する）によって液体噴射ノズル１３へ圧送される。ここで、高温水タンク１１に貯蔵された高温水は好ましくは４５度から６０度に保温されており、液体圧送ポンプ１２は最大８．５ＭＰａで液体噴射ノズル１３へ高圧の液体を供給する。【００１９】  化学溶剤を貯蔵した溶剤タンク１６は第３液体通路１７（特許請求の範囲に記載の第２送流通路に相当する）を介して第２液体通路１５に連結され、液体噴射ノズル１３へ化学溶液を供給可能な構成となっている。化学溶液は鉄鋼、亜鉛またはアルミニウム等の塗装板に燐酸塩皮膜化成を施すための化学溶剤であり、具体的にはＮａＨＰＯ４・２Ｈ２Ｏを成分濃度７０〜８５％含み、ＰＨ調整剤、酸化剤、ＮａＦおよび界面活性剤を含有させた化学溶剤である。【００２０】  第３液体通路１７と第２液体通路１５は図２に示すような第２液体通路１５の途中に配設された連結部材２１により連結・支持されている。連結部材２１の両端部は第２液体通路１５に連通されており、連結部材２１の中央部に溶剤タンク１６に連通した第３液体通路１７に通じる連通穴２２が設けられている。第３液体通路１７と連通穴２２はスプリング２３およびオーリング２４を介して、ニップル２５によって連結されている。【００２１】  連結部材２１の内通路はベンチュリー構造となっており、両端部に連結された第２液体通路１５の内径よりも内通路中央部径が小さく形成され、連通穴２２に対向する連結部材２１の内通路の流速を大きくしている。【００２２】  次に図３を参照して、液体噴射弁ノズル１３の構造について詳細に説明する。本実施例の液体噴射ノズル１３は、ハウジング３１の基盤面に穿設されたハウジング孔３２にピストン３３を摺嵌し、ハウジング孔３２の先端部にピストン３３の円錐状の先端部３４が当接する円錐状の弁座部３５を設け、弁座部３５からハウジング３１の先端面に開口するスリット状噴口３６が設けられている。ピストン３３の円錐状の先端部には更に、スリット状噴口３６へ伸びる針弁３７が設けられ、第２液体通路１５から供給される液体が噴射される。【００２３】  ピストン３３の先端部３４の下流側ボデーにはピストン３３の内通路に貫通する小穴３８が４個設けられ、小穴３８と先端部３４との間にはシールリング３９が配設されている。ハウジング３１はピストン３３に摺動可能に取り付けられており、ハウジング３１に設けられたストッパー４０がピストン３３のボデーに付設された凸部４１に当接するまでＡ方向の移動が許容される構成となっている。【００２４】  ハウジング３１は内径が異なる二つのパートに分割されており、スリット状噴口３６に近い第１パート３１Ａの内径は、ピストン３３の外径と略同一または微大となっている。また、スリット状噴口３６から遠い第２パート３１Ｂの内径はピストン３３の外径よ��も１０％程度大きく形成されており、ピストン３３と第２パート３１Ｂとの間には所定の空間部が存在する構成となっている。【００２５】  次に本実施形態における高温水と化学溶液の噴射切換え機能を説明する。連通部材２１を通る流速が速くなりにつれて、連通穴２２に発生する負圧が大となり、溶剤タンク１６に貯蔵された化学溶剤が第３液体通路１７を介して、連通穴２２を通り第２液体通路１５へ供給される。そして、供給された化学溶剤は液体圧送ポンプ１２から圧送される高温水と混合され、液体噴射ノズル１３から化学溶液として噴射され、塗装板への皮膜化成が可能となる。【００２６】  反対に連通部材２１を通る流速が遅いと、連通穴２２に発生する負圧が小さくなり、溶剤タンク１６からの化学溶剤が第２液体通路１５へ供給されなくなり、液体噴射ノズル１３からは高温水のみが噴射され塗装板の洗浄が可能となる。【００２７】  図３に示すように、ハウジング３１の弁座部３５にピストン３３の円錐状の先端部３４が当接した状態では、ハウジング３１に設けられた小穴３８はハウジング孔３２の第１パート１１Ａに位置しており、小穴３８は第１パート１１Ａの壁面により塞がれた状態となっている。この状態では、第２液体通路１５を通って、ピストン３３へ供給される液体がピストン３３の針弁３７のみから噴射される。【００２８】  ここで、液体圧送ポンプ１２から高圧で供給された高温水は第２液体通路１５を通って、噴射口面積の小さい針弁３７を介して噴射される。よって、噴射液体の噴射速度が大きくなり、その噴射液体を塗装板へ吹きかけることによって、塗装板の洗浄を効果的に行うことができる。また、噴射口面積が小さいため、第２液体通路１５の流通抵抗が大となり、第２液体通路１５と第３液体通路１７との連通部である連通部材２１を通る流速は小さくなる。そのため、第２液体通路１５と第３液体通路１７の連結部の負圧が小さくなり、第３液体通路１７から化学溶剤が第２液体通路１５へ供給されることなく、高温水のみが第２液体通路１５から液体噴射ノズル１３へ供給される。【００２９】  次に図４に示すように、ハウジング３１をＡの方向へ移動させ、ストッパー４０がピストン３３のボデーに付設された凸部４１に当接した状態では、ピストン３３に設けられた小穴３８が第２パート３１Ｂへ開口される。そして、第２液体通路１５から供給された液体が針弁３７および小穴３８から噴出される。ここで、小穴３８と第２パート３１Ｂのハウジング壁面との間には空間部４２Ｂが形成されており、小穴３８から噴出された液体は一旦空間部４２Ｂへ溜まり、ハウジング３１の第１パート３１Ａの空間部４２Ａへ供給され、最終的に針弁３７から噴出された液体とともに、スリット状噴口３６から噴射される。また、にはシールリング（図示しない）が介挿されており、小穴３８から噴出された液体がハウジング３１と第２液体通路１５との連結部から漏れ出すことはない。【００３０】  第２液体通路１５からピストン３３に供給される液体は、針弁３７および小穴３８から噴出するため、図３に示す構成のように、針弁３７のみから噴出されるものに比べて流通抵抗が小さくなる。よって、第２液体通路１５と第３液体通路１７の連通部の流速が大��くなり、連通穴２２に発生する負圧が大きくなるため、溶剤タンク１６から化学溶剤が第３液体通路１７を通って第２液体通路１５へ供給され、高温水と混合された化学溶液が液体噴射ノズル１３から噴射される。【００３１】  上述したように、高温水を流れる通路の流速を変えることにより化学溶剤を高温水に混入させることが可能であるため、非常に簡単な構成で高温水のみの噴射と、化学溶剤と高温水を混合した化学溶液の噴射を切り換えることができる。また好適な実施形態によれば、ハウジング３１をスライド移動させることのみで、高温水のみの噴射と化学溶液の噴射とを切換えることができる。通常作業者は液体噴射弁ノズル１３のハウジング３１を手に持って作業を行うため、切換えに伴って作業を一旦中断するような煩わしさがなくなり作業効率が飛躍的に向上する。特に切換弁を別途設けて高温水と混合溶液の噴射を切換えるものにおいては、一旦作業者の手を噴射ノズルから離すことが必要となるため、そのような構成に比して格段の作業効率の向上を達成できる。【００３２】  今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。多少のコストアップが許容できるならば、可変容量型の液体圧送ポンプを使用し、第１送流通路の流速を可変としても良い。また、本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態に係る液体噴射装置の概略構成図。
【図２】本発明の実施の形態に係る第２液体通路と第３液体通路の途中に配設された連結部材の構造図
【図３】本発明の実施の形態に係る液体噴射弁ノズルの断面図（その１）
【図４】本発明の実施の形態に係る液体噴射弁ノズルの断面図（その２）
【符号の説明】
【００３４】１１  高温水タンク
１２  液体圧送ポンプ
１３  液体噴射ノズル
１４  第１液体通路
１５  第２液体通路
１６  溶剤タンク
１７  第３液体通路
２１  連結部材
２２  連結穴
２３  スプリング
２４  オーリング
３１  ハウジング
３１Ａ  第１パート
３１Ｂ  第２パート
３２  ハウジング孔
３３  ピストン
３４  先端部
３５  弁座部
３６  スリット状噴口
３７  針弁
３８  小穴
３９  シールリング
４０  ストッパー
４１  凸部
４２Ａ  空間部
４２Ｂ  空間部
【図１】
2007301539.tif 000003
【図２】
2007301539.tif 000004
【図３】
2007301539.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成18年7月26日(2006.7.26)
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2007301539.tif 000006
【図２】
2007301539.tif 000007
【図３】
2007301539.tif 000008
【図４】
2007301539.tif 000009