JP3182016B2 - 洗浄弁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば静電塗装機等の
塗装機に複数色の塗料を切替供給する塗料供給装置に用
いられ、塗料管路内の塗料を洗浄するのに用いて好適な
洗浄弁装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４および図５に従来技術による洗浄弁
装置を用いた塗装装置を示す。

【０００３】図において、１は色替弁装置を示し、該色
替弁装置１は内部に塗料通路２Ａがが形成されたマニホ
ールド２と、該マニホールド２の最上流側に設けられ、
後述の洗浄弁装置１４に接続されるゲート弁３と、該ゲ
ート弁３の下流側に位置してマニホールド２に設けら
れ、流出口が前記塗料通路２Ａにそれぞれ接続された複
数の塗料弁４Ａ，４Ｂ，…４Ｍ，４Ｎ（全体として「塗
料弁４」という。）等とから構成され、これらゲート弁
３および塗料弁４としてはパイロットエア式のスプリン
グリターン型２ポート２位置切換弁が用いられ、常時は
それぞれ閉弁している。また、各塗料弁４Ａ，４Ｂ，…
４Ｍ，４Ｎはそれぞれ塗料配管５Ａ，５Ｂ，…５Ｍ，５
Ｎを介してＡ色，Ｂ色，…Ｍ色，Ｎ色の塗料タンク（い
ずれも図示せず）に接続されている。

【０００４】６はマニホールド２の最下流側に設けられ
たペイントレギュレータを示し、該ペイントレギュレー
タ６は、制御エア配管７から供給された制御エア圧に応
じて弁開度（ダイヤフラムの変位量）を調整することに
より、塗料の圧力、吐出量を制御するものである。

【０００５】８は回転霧化型の静電塗装機を示し、該塗
装機８には、先端側に位置して塗料を霧化するための霧
化頭８Ａが設けられると共に、その基端側外周には複数
の外部電極（図示せず）が周方向に離間してそれぞれ配
設されている。そして、該塗装機８は、後述のトリガ弁
１０等を介して供給された塗料を霧化頭８Ａにより霧化
しつつ、各外部電極によって塗料の粒子を帯電せしめる
ことにより、アース電位となった被塗物の塗装を行なう
ものである。

【０００６】９は塗装機８内に配設された塗料パイプを
示し、該塗料パイプ９はその先端側が塗装機８の霧化頭
８Ａに接続され、その基端側はペイントレギュレータ６
を介してマニホールド２の塗料通路２Ａに接続されてい
る。ここで、該塗料パイプ９はマニホールド２の塗料通
路２Ａ、ペイントレギュレータ６等と共に塗料管路を構
成している。

【０００７】１０は塗装機８内に位置して塗料パイプ９
の下流側に設けられ、パイロットエア式の２ポート２位
置切換弁として構成されたトリガ弁を示し、該トリガ弁
１０はパイロットエアに応じて開弁，閉弁することによ
り、塗料弁４からの塗料を塗装機８の霧化頭８Ａに供給
し、該霧化頭８Ａを介して塗料を外部の被塗物（図示せ
ず）に噴霧させるものである。

【０００８】１１は排液パイプを示し、該排液パイプ１
１はその一端側がトリガ弁１０の上流側に位置して塗料
パイプ９の途中に設けられ、その他端側は塗装機８の外
部に設けられた排液タンク１２に接続されている。

【０００９】１３は排液パイプ１１の途中に設けられ、
パイロットエア式のスプリングリターン型２ポート２位
置切換弁として構成されたダンプ弁を示し、該ダンプ弁
１３は洗浄時に開弁することにより、塗料パイプ９内に
残留した塗料、シンナを排液タンク１２内に排出するも
のである。

【００１０】１４はマニホールド２の上流側に設けられ
た洗浄弁装置を示し、該洗浄弁装置１４は、内部に吐出
管路としての吐出通路１５Ａが設けられたマニホールド
１５と、該マニホールド１５に設けられ、流出口が吐出
通路１５Ａに接続された洗浄液弁としてのシンナ弁１６
と、該シンナ弁１６に対向してマニホールド１５に設け
られ、流出口が吐出通路１５Ａに接続されたエア弁１７
とから構成され、前記マニホールド１５の吐出通路１５
Ａは接続配管１８を介して色替弁装置１のゲート弁３に
接続されている。また、前記シンナ弁１６は洗浄液管路
としてのシンナ配管１９を介してシンナ源（図示せず）
に接続され、前記エア弁１７はエア管路としてのエア配
管２０を介してエア源（図示せず）に接続されている。
そして、該洗浄弁装置１４は、塗装色の切替時にエア、
シンナを選択的に吐出することにより、色替弁装置１の
マニホールド２、ペイントレギュレータ６、塗料パイプ
９等を洗浄するものである。

【００１１】従来技術による洗浄弁装置を用いた塗料供
給装置は上述の如き構成を有するもので、次に、その作
動について、図５を参照しつつ説明する。

【００１２】まず、Ａ色の塗料を噴霧するには、ペイン
トレギュレータ６を開弁させた状態でＡ色用塗料弁４Ａ
とトリガ弁１０とを開弁させ、塗料タンク内のＡ色塗料
を塗料配管５Ａ、マニホールド２の塗料通路２Ａ、ペイ
ントレギュレータ６、塗料パイプ９を介して塗装機８に
供給する。これにより、このＡ色塗料は塗装機８の霧化
頭８Ａによって霧化されつつ、各外部電極によって所定
の電圧に帯電し、電気力線に沿いつつ外部の被塗物に飛
行して塗着する。

【００１３】次に、Ａ色の塗装工程が終了して洗浄を行
なう場合は、Ａ色用塗料弁４Ａ、トリガ弁１０を閉弁さ
せると共に、ペイントレギュレータ６も閉弁させる。

【００１４】そして、ゲート弁３を開弁して洗浄弁装置
１４を色替弁装置１に接続すると共に、ダンプ弁１３を
開弁して排液流路を確保し、一度閉弁したペイントレギ
ュレータ６の弁開度を最大にする。この状態でエア弁１
７を開弁すると、該エア弁１７から流出したエアはマニ
ホールド１５の吐出通路１５Ａ、接続配管１８、ゲート
弁３を介してマニホールド２の塗料通路２Ａ内に流入
し、これにより、該塗料通路２Ａ、ペイントレギュレー
タ６、塗料パイプ９内に残留したＡ色塗料を押し出しつ
つ、ダンプ弁１３から排液パイプ１１を介して排液タン
ク１２内に排出される。

【００１５】次に、エア弁１７を閉弁すると共にシンナ
弁１６を開弁することにより、該シンナ弁１６から流出
したシンナによってマニホールド２の塗料通路２Ａ、ペ
イントレギュレータ６、塗料パイプ９等に付着したＡ色
塗料を洗浄し、ダンプ弁１３、排液パイプ１１を介して
排液タンク１２内に排出する。このエア、シンナの供給
を交互に複数回繰返すことにより、塗料パイプ９等の内
部が洗浄される。

【００１６】一方、上述した洗浄工程中において、ダン
プ弁１３を閉弁すると共にトリガ弁１０を開弁すること
により、エア弁１７、シンナ弁１６から接続配管１８、
ペイントレギュレータ６、塗料パイプ９等を介して選択
的に供給されたエア、シンナは、トリガ弁１０と霧化頭
８Ａとの間に残存したＡ色塗料を洗浄しつつ該霧化頭８
Ａから外部に排出させ、塗装機８の先端側を洗浄する。
なお、この第２の洗浄工程でも、エア、シンナを複数回
交互に繰返して供給することにより洗浄するのが好まし
い。

【００１７】次に、このようにしてマニホールド２の塗
料通路２Ａ、ペイントレギュレータ６、塗料パイプ９等
の洗浄が完了した後に、Ｂ色の塗料弁４Ｂを開弁して塗
料パイプ９内にＢ色を充填し、トリガ弁１０を開弁して
Ｂ色の塗料の一部を捨て吹きすることにより、Ｂ色塗装
の準備を行なう。そして、Ｂ色塗装の準備が終了したな
らば、前述したＡ色塗装の場合と同様に、塗料パイプ９
にＢ色を供給し、Ｂ色の塗装を行なう。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術による洗浄弁装置１４では、色替洗浄時に、エア
弁１７からエアを吐出することにより、マニホールド２
の塗料通路２Ａ、塗料パイプ９内等の塗料管路内に残存
した塗料を排液タンク１２内に押し出し、その後これら
塗料通路２Ａ、塗料パイプ９等の塗料管路内に付着した
塗料をシンナによって洗い流すようになっている。

【００１９】しかし、洗浄弁装置１４からの最初のエア
によってマニホールド２の塗料通路２Ａや塗料パイプ９
等に詰まった塗料の大半が押し出されてしまうから、こ
のエアによる押し出し後に供給されるシンナは、塗料通
路２Ａ、塗料パイプ９等の管壁に付着したわずかな塗料
を洗浄するに過ぎず、シンナの消費効率が低く、洗浄効
率が大幅に低下するという問題がある。

【００２０】即ち、エアによる塗料の押し出し終了後
に、シンナを流通させても、塗料は塗料通路２Ａや塗料
パイプ９等の管壁等に付着しているから、管壁に接触す
る外側のシンナのみが洗浄を行なうに過ぎず、大半のシ
ンナは洗浄を行なうことなく排液タンク１２内に排液と
して排出されてしまうという問題がある。

【００２１】一方、かかる問題を解決すべく、シンナに
エアを混合して気泡を発生させ、多数の気泡を有するシ
ンナからなる洗浄流体（気液混合洗浄流体）によって塗
料管路内を洗浄する方法も考えられるが、この場合に
は、シンナとエアとをバランスよく混合するために、両
者の圧力をバランスさせる必要がある。

【００２２】然るに、実際には、シンナ源側（一次側）
に負荷変動等による圧力変動が生じるから、この圧力変
動によってシンナとエアとの圧力バランスが崩れないよ
う、シンナ配管およびエア配管の途中に圧力センサ、圧
力制御弁を設け、該圧力センサからの検出信号に基づい
て電気的に圧力制御を行なう必要がある。特に、自動車
等の塗装ラインでは、多数の塗装機を使用するため、負
荷変動によってシンナの一次圧変動が生じ易い。しか
し、かかる電気的圧力制御では、全体構成が大幅に複雑
化し、コストが増大するという問題がある。

【００２３】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、効率的に洗浄液と混合用エアとの圧力バ
ランスを調節でき、全体構造を簡素化できるようにした
洗浄弁装置を提供することを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明が採用する構成は、塗料管路の上流側に
位置し、該塗料管路に洗浄流体を吐出する吐出管路と、
該吐出管路に接続して設けられ、洗浄液管路を介して供
給された洗浄液を該吐出管路に流入させる洗浄液弁と、
前記吐出管路に接続して設けられ、混合用エア管路を介
して供給された混合用エアを該吐出管路に流入させる混
合用エア弁と、前記洗浄液管路の途中に設けられ、該混
合用エア弁に供給される混合用エアの圧力に応じてダイ
ヤフラムを変位させることにより、前記洗浄液と混合用
エアとの圧力をほぼ同圧状態に調整する圧力レギュレー
タとからなる。

【００２５】

【作用】圧力レギュレータが混合用エアの圧力を制御圧
としてダイヤフラムを変位させることにより、該圧力レ
ギュレータよりも下流側に位置する洗浄液管路内の洗浄
液の圧力と混合用エア管路内の混合用エアの圧力とはほ
ぼ同圧状態となる。そして、洗浄液弁、混合用エア弁か
ら吐出管路内に洗浄液、混合用エアを流入させると、該
吐出管路内で洗浄液に混合用エアが混合されて、該洗浄
液中に気泡が発生した洗浄流体となり、この洗浄流体を
吐出管路から塗料管路に吐出する。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図３に基
づいて説明する。なお、実施例では前述した図４および
図５に示す従来技術と同一の構成要素に同一の符号を付
し、その説明を省略するものとする。

【００２７】図中、２１は従来技術で述べた洗浄弁装置
１４に替えて本実施例に適用される洗浄弁装置を示し、
該洗浄弁装置２１は、内部に吐出管路としての吐出通路
２２Ａが形成されたマニホールド２２と、該マニホール
ド２２の端部側に設けられ、流出口が吐出通路２２Ａに
接続された洗浄液弁としてのシンナ弁２３と、該シンナ
弁２３に対向してマニホールド２２に設けられ、流出口
が吐出通路２２Ａに接続されたエア弁２４と、シンナ弁
２３の近傍に位置してマニホールド２２に設けられ、流
出口が吐出通路２２Ａに接続された混合用エア弁２５
と、後述の圧力レギュレータ２９等とから構成され、マ
ニホールド２２の吐出通路２２Ａは接続配管１８を介し
て色替弁装置１のゲート弁３に接続されている。

【００２８】また、前記シンナ弁２３は洗浄液管路とし
てのシンナ配管２６を介して例えば５ｋｇ／ｃｍ² 程度
の圧力を有するシンナ源（図示せず）に接続され、前記
エア弁２４はエア管路としてのエア配管２７を介して例
えば７ｋｇ／ｃｍ² 程度の圧力を有するエア源（図示せ
ず）に接続され、さらに前記混合用エア弁２５は混合用
エア管路としての混合用エア配管２８を介して例えば４
ｋｇ／ｃｍ² 程度の圧力を有する混合用エア源（図示せ
ず）に接続されている。

【００２９】２９はシンナ配管２６の途中に設けられた
圧力レギュレータを示し、該圧力レギュレータ２９は図
２と共に後述するケーシング３０、ダイヤフラム３６，
３６等からエア駆動式の圧力レギュレータとして構成さ
れている。

【００３０】３０は圧力レギュレータ２９を構成する有
底筒状のケーシングを示し、該ケーシング３０には、底
部側に位置してシンナ源に接続される流入口３１と、径
方向外側に位置してシンナ弁２３に接続される流出口３
２と、ドレン抜き穴３３等とが設けられている。

【００３１】３４はケーシング３０の上側開口部を施蓋
して設けられたカバーを示し、該カバー３４の上側には
制御エア配管３５を介して混合用エア配管２８に接続さ
れる制御圧口３４Ａが形成されている。

【００３２】３６，３６はケーシング３０とカバー３４
との間に挟持され、樹脂材料から薄肉環状体に形成され
た一対のダイヤフラムを示し、該各ダイヤフラム３６は
ケーシング３０内を上側に位置する制御圧室Ａと下側に
位置する洗浄液室Ｂとに画成している。そして、該各ダ
イヤフラム３６は、流入口３１から流入するシンナの圧
力と制御圧口３４Ａを介して導かれる混合用エアの圧力
との差圧に応じて上下に変位するものである。

【００３３】３７は各ダイヤフラム３６の内周側に位置
して後述するスピンドル３９の外周側に設けられた小径
筒状のガイドピストン、３８は該ガイドピストン３７の
外周側に位置してケーシング３０の内周側に設けられた
大径筒状のスペーサをそれぞれ示し、該スペーサ３８の
外周側にはドレン抜き穴３３と各ダイヤフラム３６間の
空間とを連通する環状溝３８Ａが形成されている。そし
て、該ガイドピストン３７およびスペーサ３８は各ダイ
ヤフラム３６を支持するものである。

【００３４】３９は各ダイヤフラム３６の中央部を貫通
して設けられ、ナット４０によって固定された段付筒状
のスピンドル、４１は該スピンドル３９の軸中心に設け
られた弁体をそれぞれ示し、前記スピンドル３９の外周
側にはストッパ３９Ａ，３９Ａ，…（２個のみ図示）が
形成されている。そして、該スピンドル３９は、各ダイ
ヤフラム３６の変位に応じてケーシング３０内を軸方向
に上下動することにより、弁体４１を弁座部材４２に離
着座させるものである。

【００３５】なお、４３，４３，…はシンナ配管２６、
エア配管２７、混合用エア配管２８の途中にそれぞれ設
けられたチェック弁である。

【００３６】本実施例による洗浄弁装置を用いた塗料供
給装置は上述の如き構成を有するもので、その基本的動
作については従来技術によるものと格別差異はない。

【００３７】そこで、図３を参照しつつ本実施例の特徴
である色替洗浄時の作動について説明する。

【００３８】まず、Ａ色の塗装が終了したならば、トリ
ガ弁１０を閉弁すると共にダンプ弁１３を開弁し、さら
にゲート弁３を開弁して洗浄弁装置２１と色替弁装置１
とを接続する。

【００３９】ここで、シンナ配管２６の途中には、混合
用エア配管２８内の混合用エアの圧力を制御圧とする圧
力レギュレータ２９を設けているから、該圧力レギュレ
ータ２９は、各ダイヤフラム３６の変位に応じて弁体４
１の弁開度を調節し、シンナ配管２６内のシンナの圧力
を減圧することにより、該圧力レギュレータ２９よりも
下流側に位置するシンナ配管２６内のシンナの圧力Ｐ1
と混合用エア配管２８内の混合用エアの圧力Ｐ2 とをほ
ぼ同圧状態に保持している（Ｐ1 ≒Ｐ2 ）。

【００４０】次に、洗浄弁装置２１のエア弁２４からマ
ニホールド２２の吐出通路２２Ａ内にエアを吐出する
と、このエアは接続配管１８、ゲート弁３を介してマニ
ホールド２の塗料通路２Ａ内に流入し、該塗料通路２
Ａ、ペイントレギュレータ６、塗料パイプ９内等のＡ色
塗料を外部の排液タンク１２内に押し出して排出する。

【００４１】次に、エア弁２４を閉弁し、シンナ弁２３
および混合用エア弁２５をほぼ同時に開弁させると、該
シンナ弁２３からのシンナと混合用エア弁２５からの混
合用エアとは共にマニホールド２２の吐出通路２２Ａ内
に流入し、シンナに混合用エアが混入されて気泡が生
じ、気液混合洗浄流体となる。そして、この気液混合洗
浄流体はマニホールド２の塗料通路２Ａや塗料パイプ９
等の塗料管路内に付着した塗料を洗浄しつつ排液タンク
１２に流れ込む。

【００４２】上述した気液混合洗浄流体による洗浄とエ
ア弁２４からのエアのみの洗浄とを交互に複数回繰返す
ことにより、塗料通路２Ａ、塗料パイプ９等の塗料管路
の内部が洗浄される。

【００４３】なお、図３中に示す如く、Ｂ色の充填等は
図５に示す従来技術によるものと差異はないので、その
説明を省略する。

【００４４】かくして、本実施例によれば、シンナ配管
２６の途中に、混合用エア配管２８内の混合用エアの圧
力を制御圧とする圧力レギュレータ２９を設ける構成と
したから、シンナ配管２６内のシンナの圧力Ｐ1 が混合
用エア配管２８内の混合用エアの圧力Ｐ2 を上回ってい
る限り（Ｐ1 ＞Ｐ2 ）、各ダイヤフラム３６の変位によ
って弁体４１の弁開度を調節することにより、シンナの
圧力Ｐ1 を混合用エアの圧力Ｐ2 まで減圧することがで
き、両者をほぼ同圧状態にできる。

【００４５】この結果、負荷変動等によってシンナ配管
２６内のシンナの圧力が多少変動した場合でも、圧力レ
ギュレータ２９によってシンナの圧力と混合用エアの圧
力とを機械的にバランスさせることができ、効率的に気
液混合洗浄流体を製造して塗料管路内を効果的に洗浄で
き、全体構造を大幅に簡素化して信頼性や製造コスト等
を低減することができる。

【００４６】なお、前記実施例では、洗浄弁装置２１と
色替弁装置１とを別体に形成し、両者を接続配管１８に
よって接続する場合を例示したが、本発明はこれに限ら
ず、例えば吐出通路を有する単一のマニホールドの最上
流側にエア弁およびシンナ弁からなる洗浄弁装置を設け
ると共に、該洗浄弁装置の下流側に複数の塗料弁からな
る色替弁装置を設けて両者を一体化してもよい。

【００４７】また、前記実施例では、洗浄液としてシン
ナを例に挙げて説明したが、水系塗料の場合には水を用
いることもできる。

【００４８】さらに、前記実施例では、回転霧化型の静
電塗装機を備えた塗料供給装置に適用する場合を例に挙
げて説明したが、液圧霧化型塗装機、エア霧化型塗装機
等の他の塗装機にも広く適用でき、一方、外部電極を用
いた間接帯電方式に限らず、回転霧化頭に高電圧を印加
する直接帯電方式の静電塗装機としてもよい。

【００４９】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、洗
浄液管路の途中に、混合用エア管路内の混合用エアの圧
力を制御圧とする圧力レギュレータを設け、該圧力レギ
ュレータによって洗浄液と混合用エアとの圧力をほぼ同
圧状態にする構成としたから、負荷変動等によって洗浄
液管路内の洗浄液の圧力が多少変動した場合でも、圧力
レギュレータによって洗浄液の圧力と混合用エアの圧力
とを機械的にバランスさせることができ、効率的に気液
混合洗浄流体を製造して塗料管路内を効果的に洗浄で
き、全体構造を簡素化して信頼性を高めると共に製造コ
ストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による洗浄弁装置を用いた塗料
供給装置を示す全体構成図である。

【図２】図１中の圧力レギュレータを拡大して示す縦断
面図である。

【図３】塗料供給装置の作動状態を示すタイムチャート
である。

【図４】従来技術による洗浄弁装置を用いた塗料供給装
置を示す全体構成図である。

【図５】従来技術による塗料供給装置の作動状態を示す
タイムチャートである。

【符号の説明】

１ 色替弁装置 ４ 塗料弁 ８ 塗装機 ９ 塗料パイプ（塗料管路） ２１ 洗浄弁装置 ２２ マニホールド ２２Ａ 吐出通路（吐出管路） ２３ シンナ弁（洗浄液弁） ２４ エア弁 ２５ 混合用エア弁 ２６ シンナ配管（洗浄液管路） ２７ エア配管 ２８ 混合用エア配管（混合用エア管路） ２９ 圧力レギュレータ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塗料管路の上流側に位置し、該塗料管路
   に洗浄流体を吐出する吐出管路と、該吐出管路に接続し
   て設けられ、洗浄液管路を介して供給された洗浄液を該
   吐出管路に流入させる洗浄液弁と、前記吐出管路に接続
   して設けられ、混合用エア管路を介して供給された混合
   用エアを該吐出管路に流入させる混合用エア弁と、前記
   洗浄液管路の途中に設けられ、該混合用エア弁に供給さ
   れる混合用エアの圧力に応じてダイヤフラムを変位させ
   ることにより、前記洗浄液と混合用エアとの圧力をほぼ
   同圧状態に調整する圧力レギュレータとから構成してな
   る洗浄弁装置。