JP2811128B2

JP2811128B2 - 自動バルブ

Info

Publication number: JP2811128B2
Application number: JP3245067A
Authority: JP
Inventors: 一男勝山; 邦夫堀井
Original assignee: Trinity Industrial Corp
Current assignee: Trinity Industrial Corp
Priority date: 1991-08-30
Filing date: 1991-08-30
Publication date: 1998-10-15
Anticipated expiration: 2013-10-15
Also published as: JPH0560261A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動バルブに関する。
例えば、外部から加圧エアを送ることにより内部のニー
ドル弁を反復運動させて、バルブ開閉を行なう方式の自
動バルブに関する。

【０００２】本発明は、自動バルブが使用される技術分
野一般、例えば自動車またはその部品の自動塗装におい
て、とりわけトリガーバルブ、カラーチェンジバルブお
よびダンプバルブなどの用途において利用され得るもの
である。

【０００３】

【従来の技術】従来より、自動バルブは、自動車などの
静電塗装において、特に塗料色替え装置の一要素、即ち
トリガーバルブやカラーチェンジバルブ等として利用さ
れている。よく使用される型式の自動バルブは、例え
ば、シリンダ内で、下方に付勢されたピストンとニード
ル弁の組付け体を、外部からの加圧エアの流入により上
下反復させ、ニードル弁先端側の流体出口を開閉すると
いう構造を有するものである。

【０００４】そして、従来の自動バルブは、一般に、バ
ルブを構成する部材および要素が、Ｏリング等を除き、
すべて、ステンレス鋼等の金属材料により作られてなる
ものであった。

【０００５】なお、この種の自動バルブの構造やその改
良等に関しては、これまでに数多くの技術文献が公表ま
たは報告されているが、本発明に関連した適当な先行技
術文献は見い出せなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、自動車等の
自動塗装やロボット塗装においては、塗料色替えの即応
性をより高め、かつ使用塗料の無駄をより少なくし、さ
らに装置全体をより小型にするという観点から、静電塗
装機とこれに接続する塗料色替え装置等との間隔はでき
るだけ短くすることが求められる。

【０００７】最近では、色替え装置等を静電塗装機に対
して、従来の１〜２ｍの間隔よりもさらに短い数十ｃｍ
またはそれ以下の間隔にまで近接可能にすることが要求
されている。

【０００８】しかし、仮に、金属製自動バルブを使用し
て、かように近接した配置にしたならば、高電圧の静電
塗装機から色替え装置等に流入するリーク電流が急に増
大するであろう。このため自動バルブあるいは色替え装
置についてアースを取る方法も考えられるが、この方法
は、結果として静電塗装機自体の運転性能に悪影響を与
えることになるので、容易には採用できない。従って、
塗装システムの安全性の観点から、金属製バルブを組み
付けた色替え装置等は、静電塗装機から、どうしてもか
なりの距離離して配置せざるを得ない。要するに、従来
の自動バルブを利用する限り、さらに一歩進んだ近接化
を実現することは困難であった。

【０００９】一方、自動バルブは開閉動作が極めて頻繁
になされる装置であることから、その構成部材や要素は
高い耐衝撃性そして優れた耐摩耗性を有するものである
ことが要求される。これら二つの性質は自動バルブにお
いて最も重要な要求品質に属する。

【００１０】本発明は、かかる事情を考慮してなされた
もので、その目的は、本バルブまたはこれを組み入れた
塗料色替え装置等を静電塗装機等の高電圧装置に対して
より一層近接して配置するのを可能にし、よって自動車
等の自動塗装において、塗料色替えの即応性の向上、使
用塗料の節減、さらに装置の小型化を図り得るところの
自動バルブを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】明確には、本発明に係る
自動バルブは、バルブを構成する部材および要素は実質
的にセラミック材料または絶縁性プラスチック材料より
なり、また、ニードル弁はセラミック材料よりなり、そ
して、バルブシートはセラミック材料および絶縁性プラ
スチック材料よりなる一体の複層構造品であって、その
うち少なくともニードル弁の先端部と当接する部分はセ
ラミック材料よりなることを特徴とするものである。

【００１２】一つの特徴として、本発明の自動バルブ
は、それを構成する部材および要素、例えばボディ（バ
ルブ本体）、シリンダ、ピストンおよびスプリングなど
が、実質的に、セラミック材料もしくは絶縁性プラスチ
ック材料またはこれら双方の材料よりなる。

【００１３】セラミック材料および絶縁性プラスチック
材料は、自動バルブの要求品質の点から耐衝撃性および
耐摩耗性により優れたもの程、より好ましい。また、加
工が容易でかつ高い加工精度の製品が得られることも、
かかる材料の選択に当たっての重要な条件である。

【００１４】適用し得るセラミック材料としては、例え
ば、アルミナ、窒化珪素およびジルコニアなどが挙げら
れる。上記の観点から、とりわけジルコニアが好まし
い。

【００１５】また、適用し得る絶縁性プラスチック材料
としては、例えば、ポリアセタール樹脂、ＭＣナイロン
などが挙げられる。

【００１６】自動バルブを構成する部材等のうち、例え
ば、ボディ、ピストン、ホルダー等はセラミック材料で
構成し、Ｖパッキング、スプリング、リテーナ等は絶縁
性プラスチック材料で構成するのが適当である。なお、
Ｏリング等のシーリング部材については、従来通り、ゴ
ム製品を用いるのが良い。

【００１７】本発明のもう一つの特徴は、自動バルブの
構成部材等のうち、ニードル弁とバルブシートについて
は、バルブの開閉動作の度ごとに衝突する関係にあり、
非常に高い耐衝撃性と耐摩耗性が要求されるので、ニー
ドル弁にあっては、セラミック材料で構成し、かつバル
ブシートにあっては、セラミック材料と絶縁性プラスチ
ック材料との複層構造体に形成し、かつその一体品のう
ち少なくともニードル弁の先端部と当接する部分をセラ
ミック材料で構成することを不可欠な要件としたことで
ある。従って、バルブシートは、例えば、ニードル弁の
先端部と線接触する部分をセラミック材料で形成し、他
の部分を絶縁性プラスチック材料で形成する二層の一体
構造品であってよく、また、ニードル弁の先端部と線接
触する部分をセラミック材料で形成し、その周囲の部分
を絶縁性プラスチック材料で形成し、さらにその周囲の
他の部分をセラミック材料で形成する三層の一体構造品
であってもよい。なお、ニードル弁およびバルブシート
に適用されるセラミックまたは絶縁性プラスチック材料
の種類は、上記より選択されるのが好ましい。

【００１８】

【作用】本発明では、自動バルブの個々の構成部材およ
び要素をセラミック材料または絶縁性プラスチック材料
で作ることにより、バルブ全体を実質的にこれら絶縁性
材料で構成してなる。従って、本バルブの近くに、高電
圧を発生する静電塗装機等が配置されても、塗装機等か
らのリーク電流がバルブ自体に導通せず、それに因るバ
ルブ作動の不都合、不具合が起きる虞れがなくなる。

【００１９】その上、本発明では、極めて頻繁に衝突を
繰り返す部材であるところのニードル弁およびバルブシ
ートについて、ニードル弁の全体およびバルブシートの
うち少なくともニードル弁の先端部と当接する部分は、
衝撃に強くかつ摩耗しにくい材料であるところのセラミ
ック材料で構成される。従って、自動バルブとして要求
される耐衝撃性および耐摩耗性が確保され得る。

【００２０】さらに、本発明では、バルブシートについ
て、二層の一体構造品であるときは、ニードル弁の先端
部と当接する部分以外の他の総ての部分は、衝撃力を吸
収して緩衝機能を発揮するところの絶縁性プラスチック
材料で構成され、また三層以上の一体構造品であるとき
は、少なくとも、ニードル弁の先端部と当接する部分の
周囲の部分は、同じく絶縁性プラスチック材料で構成さ
れる。従って、該プラスチック材料の部分が介在する複
層構造としたことにより、ニードル弁からの衝撃力が十
分に吸収され、その衝撃が緩められ、よって、バルブシ
ートひいては自動バルブの耐久性が大変高いものにな
る。その上、バルブシートの加工が容易になり、かつ得
られる部品の精度も十分高いものとなる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。

【００２２】実施例１この実施例の自動バルブは、自動車用の塗料色替え装置
に組み入れられたカラーチェンジバルブで、図１に示す
ように、色替えマニホールドへの組付けホルダー１６
に、バルブ本体１を組み付け、その上にシリンダ４を組
み付けてなり、またバルブ本体１の底面にバルブシート
５を固着してなる。

【００２３】バルブ本体１は、その中央に弁室１０を形
成し、そしてこれを塗料ホース用接続孔２８と連通せし
めてなる。従って、塗料は、図中矢印Ｆで示すように、
図示しない塗料ホースより、接続孔２８を経て弁室１０
の中に供給され、その後バルブシート５中央の塗料吐出
口１１より吐出されるようになっている。

【００２４】シリンダ４は、その内側に、ピストン２と
ニードル弁３の組付け体を、ニードル弁３がバルブ本体
の弁室１０の中に挿入されるように、収容してなる。そ
してニードル弁３の周囲に、Ｖパッキング６およびリテ
ーナ７を嵌合するとともに、これら両者の間に、小コイ
ルバネ１８を介装し、さらにリテーナ７をバルブ本体１
に固定してなる。また、コイルバネ８をピストン２の上
面とシリンダ４の頂部内面との間に介装し、これにより
ピストン２を下方に付勢せしめてなる。

【００２５】また、バルブ本体１は、エア通路９をエア
ホース用接続孔２７とシリンダ内部とを連通するように
形成してなる。従って、加圧されたエアがエアホース２
６より接続孔２７に流入されると、エアは、図中矢印Ａ
で示すように、エア通路９を通ってシリンダ４内に供給
され、ピストン２を上方へ押し上げるようになってい
る。

【００２６】よって、加圧エアの流入により、ピストン
２とニードル弁３の組付け体は上下に（矢印Ｙ方向）反
復運動するようになっている。そして、この組付け体の
上下反復により、バルブシート５の塗料吐出口１１はニ
ードル弁３により閉塞、開放され、本バルブの開閉が行
われるようになっている。なお、図中、１７は、ピスト
ン２の上下反復動による結露の発生をなくすためのエア
抜け孔を示す。また、２０ないし２４は、バルブ内部の
密封性や部材間の密着性を高めるための大小それぞれの
Ｏリングを示す。

【００２７】そして、実施例では、バルブ本体１、ピス
トン２、ニードル弁３並びにホルダー１６等は、いずれ
も、セラミック材料、例えば曲げ強度 120kg/cm²、破壊
靭性（ビッカース硬度）1200kg/mm²のジルコニア（ジル
コニアＡＹＺ−２、ジルコニアＡＹＺ−３、共に日本セ
ラティック株式会社製）よりなり、またシリンダ４、Ｖ
パッキング６、リテーナ７並びに各バネ８、１８等は、
いずれも、絶縁性材料たるポリアセタールまたはＭＣナ
イロン等よりなる。なお、Ｏリング２０〜２４は、ゴム
製である。

【００２８】また、バルブシート５は、一体の三層構造
品で、ニードル弁３の先端部１２と当接する部分（吐出
口１１周囲の部分）１３については、上記セラミック材
料で形成し、その周囲部分１４については、上記プラス
チック材料で形成し、さらに残りの他の部分１５につい
ては、上記セラミック材料で形成してなる。

【００２９】かように、本自動バルブは、各部材、要素
について金属材料を使用することなく構成してなる。

【００３０】従って、本バルブは、かかる絶縁化によ
り、リーク電流の導通の虞れがなくなり、これを組みつ
けた塗料色替え装置を、静電塗装機に対して数十ｃｍま
たはそれ以下の間隔にまで接近して配置することが可能
になった。また、本バルブは、ニードル弁およびバルブ
シートは、衝撃強度も高くかつ摩耗損も少なく、そして
耐久性にも優れるなど、バルブとして必要な特性および
品質をも良好に備えていた。

【００３１】実施例２この実施例の自動バルブは、図２に示すように、バルブ
シート５が、一体の二層構造品で、ニードル弁３の先端
部１２と当接する部分１３については、実施例１のと同
じセラミック材料で形成し、その他の部分１９について
は、実施例１と同じプラスチック材料で形成してなる。
そのほかの構成並びにバルブの適用箇所等は、すべて実
施例１と同様である。

【００３２】本自動バルブも、実施例１のバルブと同様
の性能、特性等が得られた。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
自動バルブとして必要な特性、特に耐衝撃性および耐摩
耗性を有するだけでなく、とりわけ絶縁性に大変優れ、
静電塗装機等の高電圧発生装置が近くに配置されても、
リーク電流の導通の虞れが無いところの自動バルブが得
られ、従って本自動バルブを用いる塗料色替え装置等を
静電塗装機に対してより一層近接して配置することがで
き、ひいては自動車等の自動塗装において、塗料色替え
の即応性の向上、消費塗料の節減、並びに装置の小型化
等をより一層図ることができる。

【００３４】さらに、バルブシートについてニードル弁
と当接する部分の周囲の部分あるいはその当接部分以外
の部分を、絶縁性プラスチック材料で形成することによ
り、バルブシートの加工が大変容易になり、かつ高い精
度の同部品とすることも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の自動バルブを示す断面図で
ある。

【図２】実施例２の自動バルブを示す断面図である。

【符号の説明】

１バルブ本体２ピストン３ニードル弁４シリンダ５バルブシート６Ｖパッキング７リテーナ８コイルバネ９エア通路１０弁室１１塗料吐出口１２弁先端部１３弁先端部と当接する部分１４周囲部分１５残りの他の部分１８コイルバネ１９他の部分

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16K 31/122 F16K 25/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】バルブを構成する部材および要素は実質
的にセラミック材料または絶縁性プラスチック材料より
なり、また、ニードル弁はセラミック材料よりなり、そ
して、バルブシートはセラミック材料および絶縁性プラ
スチック材料よりなる一体の複層構造品であって、その
うち少なくともニードル弁の先端部と当接する部分はセ
ラミック材料よりなることを特徴とする自動バルブ。