JP2006015295A - 塗料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸込み効率を改善向上できる塗料供給装置を提供する。
【解決手段】吸入工程では入力弁が開弁して下部吸入口より塗料等の流体が吸入され、吐出工程では出力弁が開弁して上部吐出口へ流体が吐出される圧送ポンプを用いた塗料供給装置において、圧送ポンプを上下反転して塗料吸込口が上部に、ピストンロッドが下部になる向きに配置して、塗料吸込口に下側からバネにより付勢された第１のボールバルブが当接する構造のフートバルブを配置し、フートバルブの下部に下側からバネにより付勢された第２のボールバルブによるチェックバルブが配置されるピストンを備え、塗料吐出口はシリンダー下部に配置される構造である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、塗料供給装置の塗料の圧送ポンプを塗料の吸込口が上側になるように反転した構造にして、塗料を上側から供給することにより塗料の吸込効率を改善した塗料供給装置に関するものである。

従来より、塗料供給装置などに用いられる圧送ポンプとしては、例えば、特許文献１に開示の「液体ポンプ」などがある。
特開平８−７４７４５号公報

図５はボールバルブ機構を用いた従来の液体ポンプの概略断面図であり、圧送ポンプ１００は往復運動するピストン１０１を有している。ピストン１０１は図示していないギヤボックスを介しボールネジ等の直動変換機構に接続されたモータによって上下動駆動されるピストンロッド１０２に連結されている。一般に、圧送ポンプ１００は球形のボールバルブ１０３を使用したフートバルブ１０４と、その上側にチェックバルブ１０５を有し、吸引ストロークの時にはピストン１０１はシリンダ１０６内で上に持ち上げられてチェックバルブ１０５が閉じ、フートバルブ１０４を開ける。その結果、シリンダ１０６の下部に吸込口１０９から塗料等の液体が引き込まれ、圧縮ストロークにおいてはピストン１０１がシリンダ１０６内で下方へ押されて、フートバルブ１０４が閉じ、チェックバルブ１０５を開ける。その結果シリンダ１０６の下方の液体が塗料吐出口１０８より外側へ吐出される。なお、１０９はシール用のバルブパッキンである。

しかしながら、特許文献１の従来技術では、小型電動モータを使用してピストンを駆動するシリンダー形式の圧送ポンプにより下部から塗料を吸い上げているので、下から塗料を吸い上げる際に、特に高粘度塗料を圧送しようとする場合シリンダー内への塗料の吸込み効率が悪く、水を吸い込んだ量を１００として比較した場合、高粘度塗料では吸込み効率が２０〜３０％程度に低下するという問題があった。

そこで、本発明は、フートバルブとチェックバルブを圧送ポンプの上部に、塗料の吸込み口を圧送ポンプの上部に配置し、従来とは逆向きの構造にして、高粘度塗料の吸込み効率を改善することが可能な塗料供給装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、ピストンの往復運動によりシリンダー内の容積が変化することにより吸入工程では入力弁が開弁して下部吸入口よりシリンダーへ塗料等の流体が吸入され、吐出工程では出力弁が開弁してシリンダーより上部吐出口へ流体が吐出される圧送ポンプを用いた塗料供給装置において、前記圧送ポンプを上下反転して塗料吸込口が上部に、ピストンロッドが下部になる向きに配置して、前記塗料吸込口に下側からバネにより付勢された第１のボールバルブが当接する構造のフートバルブを配置し、前記フートバルブの下部に下側からバネにより付勢された第２のボールバルブによるチェックバルブが配置されるピストンと、塗料吐出口はシリンダー下部に配置される構造としたことを特徴としている。
また、請求項２に記載の発明は、前記バネは、引っ張りバネであることを特徴としている。
また、請求項３に記載の発明は、前記バネは、板バネであることを特徴としている。
また、請求項４に記載の発明は、前記バネは、ぜんまいバネであることを特徴としている。
また、請求項５に記載の発明は、前記フートバルブおよびチェックバルブの弁体は、断面逆Ｔ字形状であることを特徴としている。
また、請求項６に記載の発明は、前記弁体は、円錐形状であることを特徴としている。
また、請求項７に記載の発明は、台車型塗装機に関するもので、下部に請求項１〜６のいずれか１項記載の塗料供給装置および該塗料供給装置内のピストンを駆動する駆動機構と、前記塗料供給装置に供給する塗料を収納する塗料タンクを載置できる上部スペースと、前記塗料供給装置に装着して噴霧塗装を行う噴射ノズルとを備えたことを特徴としている。

本発明によれば、圧送ポンプのフートバルブが上部に、チェックバルブがその下になるように、塗料吐出口は圧送ポンプの下部に、従来のポンプとは逆向きの構造として、吸入時にはポンプの上側に配置された塗料タンクから塗料がポンプ内に吸入されるようにして、吸入口に近い方のフートバルブは、シリンダー内の吸引力に引かれて開状態となって塗料を吸込み、逆に吐出時にはフートバルブはスプリングに押されて閉状態となる。一方、吐出口に近いチエックバルブは、塗料吸入時にはスプリングにより閉状態になり、吐出時には塗料圧力で開状態となり塗料を吐出するように構成したので、小型電動ポンプを用いて大型ポンプ並の性能が得られ、高粘度塗料の場合に水の吸込み量を１００とした場合に従来は２０〜３０％の吸込み効率であったものが、本発明の方式では７０〜８０％の吸込み効率まで向上させることができたという効果がある。
また、各種の形状のバルブ、スプリングが使用可能なので、それらの組合わせ方によって塗料粘度および吸込み効率に対応した各種の塗料供給装置を構成できるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

図１は本発明の実施例１に係る塗料供給装置の断面図である。
図１において、１は塗料供給装置用の圧送ポンプである。２はシリンダー部８のピストンで、３はピストン２を上下動に駆動するピストンロッドである。４はボールバルブで５が第１バルブのフートバルブ、６が第２バルブのチエックバルブである。７はボールバルブを付勢するためのコイルバネ等の押しバネである。８はシリンダー部で、９はシリンダー部の下部に設けられた塗料吐出口である。１０は圧送ポンプ１の上部に配置される塗料タンク（図示していない）から塗料を吸い込む塗料吸込み口であり、１１はシリンダー８内をシールするバルブパッキンである。

つぎに動作について説明する。
吸引時には、ピストン２はシリンダ８内でピストンロッド３により引き下げられ、吸込み口１０に近いフートバルブ５はシリンダー内の吸引力により引かれて開状態となり、シリンダー８内部に塗料が上部の塗料タンク（図示していない）から吸込まれる。また、ピストン２を押し上げ、吸込まれた塗料を吐出する場合には、フートバルブ５はスプリング７ａの付勢力により塗料を吐出状態にするためには、閉状態となりチェックバルブ６の閉動作で塗料が吐出側へと移送される。
一方、吐出口９に近いチェックバルブ６は、吸引ストローク時にはスプリング７ｂの付勢力により閉状態となり、ピストン２を押し上げ、塗料を吐出する際には、シリンダー８内のピストン２の移動によりシリンダー内が加圧され、チェックバルブ６は開状態となり、吐出口９から塗料の吐出が行われる。この場合のフートバルブ５とチェツクバルブ６の開閉状態を、従来の開閉状態と比較して次の表１に示す。

ピストン２を上下動する動力として小型電動モータを使用したプランジャ形式のポンプでは、小型電動モータの回転をギヤボックス（図示していない）や、回転−直動変換機構のボールネジ等の伝達機構を介してピストンロッド３に伝達し駆動しているが、従来のポンプの下部から塗料を吸い上げる方式では、特に、高粘度塗料（例えば、水性アクリル樹脂塗料：粘度２９０〜３５０ポイス，ＢＨ型粘度計使用、液温２０℃）を使用した場合、吸込み効率が悪く、水を吸い込んだ量を１００とすれば吸込み効率は２０〜３０％と低い状態であったが、本発明の方式により塗料を上部より吸込み、バルブ４の圧接力をスプリング７の付勢力により強化しているので、水の吸込み量との比較では従来の方式が２０〜３０％であったものが、７０〜８０％の吸込み効率まで向上させることができる。
なお、、小型電動モータとしては比較的回転数の速い（３００〜４００ｒｐｍ）モータを使用しているので、小型ポンプによる吸込み効率は著しい改善効果が見られるが、比較的大型で回転数の遅い（例えば、２００ｒｐｍ等）モータを使用した場合は、ピストン２の上下動サイクルが低下するので効果が上がらない。

なお、ここでは電動モータを使用た例で説明しているが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、エアモーター、液圧駆動装置、電磁プランジャー、リニアモータなど他の駆動装置を用いることができることは言うまでもない。

次に、実施例２について図を参照して説明する。
図２は本発明の実施例２に係るバルブの形状を示す断面図である。
前実施例ではボールバルブ４を用いた球形バルブの例を示したが、バルブの形状としては球形に限らず、図２（ａ）に示す、逆Ｔ字形のバルブ２０も使用できる。バルブ２０は頂部（円柱形等）が吸込み口１０内に突入して底部（円盤形）が両側の弁座に着座することで閉状態となり、下降して弁座から離れることで開状態となる。
また、図２（ｂ）には、円錐形のバルブ２１を示している。このバルブ２１は頭部が吸込み口１０内に突入して閉状態となり、下降して離れて開状態となる。 なお、バルブ２０、２１の場合も、実施例１と同様に底部よりスプリング（図示していない）により付勢されるものとする。図２にはフートバルブ５の例を図示しているが、チェックバルブ６にも使用される。

次に、実施例３について図を参照して説明する。
図３は実施例３に係る各種スプリングの形状を示す図である。
図３（ａ）は、実施例１のスプリング７が押しバネであったのに対して、引っ張りバネ３０をバルブ２０と組合わせて使用する例を示している。
また、図３（ｂ）には、板バネ３１を使用した例を示している。例えば、板バネ３１は、上下端を固定する形で使用したり、又は、右端を側壁に固定する等の形で使用される。
また、図３（ｃ）には、ぜんまいバネ３２を使用した例を示している。

なお、図３には各バネ３０〜３１を逆Ｔ字形バルブ２０と組合わせた例を示しているが、これに限定されるものではなく、球形バルブ４、逆Ｔ字形バルブ２０や円錐形バルブ２１と、各バネ７、３０、３１、３２の組合わせは自由であり、どの組合わせでも使用可能である。

次に、実施例４について図を参照して説明する。
図４は実施例４に係る塗装機の説明図である。
図４に手動による走行又は自動走行による台車４０に本発明の塗料供給装置１を搭載して、地上、足場上などを運行しながら、集合住宅、ビル等の外装塗装を行う塗装機の構成を示す。
図４中、４１は本発明に係る塗料供給装置１の上に配置され、塗料吸込み口１０より塗料を塗料供給装置１に供給する塗料タンクであり、４２は駆動部で電動モータ、ギヤボックス、ボールネジ等の動力伝達機構により、ピストンロッド３を上下駆動する。塗料吐出口９にはスプレー等の塗料の噴射ノズルが装着されている。
このようにして、本発明に係る塗料供給装置１と電動モータ４２の重量物を下に置き、塗料タンク４１をその上に置くようになるので、塗装機自体の安定がよくなると共に、本発明に係る塗料供給装置１を本発明のやり方で使用できるので、吸込み効率が良く、各種の作業場で機動的、効率的に機能する建築用途等の塗装機が得られる。

本発明の実施例１に係る塗料供給装置の断面図である。 本発明の実施例２に係る各種バルブの形状を示す図である 本発明の実施例３に係る各種バネの形状を示す図である。 本発明の実施例４に係る塗装機の説明図である。 従来の塗料供給装置の断面図である。

符号の説明

１ 塗料供給装置
２ ピストン
３ ピストンロッド
４、２０、２１ バルブ
７、３０、３１、３２ バネ
８ シリンダ
９ 塗料吐出口
１０ 塗料吸込み口
１１ Ｖパッキン
４０ 台車
４１ 塗料タンク
４２ 動力伝達機構

Claims (7)

1. ピストンの往復運動によりシリンダ内の容積が変化することにより吸入工程では入力弁が開弁して下部吸入口よりシリンダー内へ塗料等の流体が吸入され、吐出工程では出力弁が開弁してシリンダーより上部吐出口へ流体が吐出される圧送ポンプを用いた塗料供給装置において、
   前記圧送ポンプを上下反転して塗料吸込口が上部に、ピストンロッドが下部になる向きに配置して、前記塗料吸込口に下側からバネにより付勢された第１のボールバルブが当接する構造のフートバルブを配置し、前記フートバルブの下部に下側からバネにより付勢された第２のボールバルブによるチェックバルブが配置されるピストンと、塗料吐出口はシリンダー下部に配置される構造としたことを特徴とする塗料供給装置。
2. 前記バネは、引っ張りバネであることを特徴とする請求項１記載の塗料供給装置。
3. 前記バネは、板バネであることを特徴とする請求項１記載の塗料供給装置。
4. 前記バネは、ぜんまいバネであることを特徴とする請求項１記載の塗料供給装置。
5. 前記フートバルブおよびチェックバルブの弁体は、断面逆Ｔ字形状であることを特徴とする請求項１記載の塗料供給装置。
6. 前記弁体は、円錐形状であることを特徴とする請求項５記載の塗料供給装置。
7. 下部に請求項１〜６のいずれか１項記載の塗料供給装置および該塗料供給装置内のピストンを駆動する駆動機構と、前記塗料供給装置に供給する塗料を収納する塗料タンクを載置できる上部スペースと、前記塗料供給装置に装着して噴霧塗装を行う噴射ノズルとを備えたことを特徴とする台車型塗装機。

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