JP3217394B2 - 導電性被覆材料を電気的に絶縁しポンプ圧送する装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本願は、本発明の譲受人が所有する、発明
の名称が「導電性被覆材料を静電的に絶縁する装置」で
出願日が１９９０年７月１８日で出願番号が第０７／５
５４，７９５号の、一部継続出願である。

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は静電式スプレ被覆に係
り、特に導電性被覆材料の供給源を静電式被覆材吐出機
から静電的に絶縁し、かつ供給源と吐出機との間で被覆
材料をポンプ圧送する装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】静電スプレ技術を用いて被覆材料を塗布
する方法は、多年にわたって産業界で広く行われて来て
いる。このような塗布方法では、被覆材料は霧化状態で
放出され、静電電荷がこの霧化粒子に印加される。この
帯電された霧化粒子は、これとは異なった電位に保たれ
た基材に向けて放出され、そこに静電吸着される。この
ような静電被覆材塗布方法ではこれまでは、主な材料と
してニスやラッカーやエナメル等の溶剤をベースにした
被覆材料が使用されていた。このような溶剤ベースの被
覆材料を用いた場合の問題は、雰囲気が爆発性かつ有毒
性になってしまうことである。このような爆発性雰囲気
は、スプレガンのノズルを不注意により接地し、スパー
クを発生した場合に、雰囲気中の溶剤が着火し爆発を惹
起し、安全性が損なわれる。また、溶剤被覆材料による
作業雰囲気の有毒性は、作業員が溶剤蒸気を吸い込んだ
場合には、健康を害するという危険がある。

【０００４】溶剤をベースにした被覆材には上述の問題
が存在するので、最近では、爆発性及び有毒性の問題の
少ない水をベースにした被覆材に切り換って来ている。
しかしながら、静電スプレにおいて溶剤をベースにした
被覆材から水をベースにした被覆材への切換によって感
電の危険が急増している。このような感電の危険は、溶
剤ベースの被覆材では比較的少なかった。水をベースに
した被覆材を使用した場合に感電の危険度が高くなる理
由は、その水ベースの被覆材の抵抗率が１００〜１０，
０００オーム・センチメータの範囲になることが多く、
その導電率が高いためであった。この水ベースの被覆材
が低抵抗率であることは、金属性塗料のような普通の導
電性被覆材の２００，０００〜１００，０００，０００
オーム・センチメータの抵抗率、及び溶剤ベースのラッ
カーやニスやエナメル等の１００，０００，０００オー
ム・センチメータ以上の抵抗率と比較することにより明
らかであろう。

【０００５】静電被覆作業中に感電が生ずる可能性につ
いては、被覆材料の相対抵抗率が大きな意味を持ってい
る。詳述すると、被覆材料が導電性でないか又は普通の
導電性である場合には、被覆材吐出機の先端の帯電用電
極からホースを介して供給タンクに至る被覆材料流路
は、充分な電気抵抗を有するので、供給タンク内の材料
又はタンク自身の静電帯電を防止することができる。し
かしながら、水をベースにした被覆材のように被覆材料
の導電性が高い場合には、供給ホース中の被覆材の抵抗
が非常に小さい。この為、被覆材吐出機のノズル近傍に
配置される高電圧帯電電極が、被覆材粒子だけでなく、
ホース中の被覆材料や供給タンク中の被覆材料や供給タ
ンク自体をも静電帯電させる。このような状況の下で
は、作業者が露出した供給タンクや帯電したホースやそ
の他の帯電された部品に不用意に接触した場合には、も
しこれらの機器が接地されていないならば、大きな感電
事故を招来する。しかしながら、上記機器をどこかで接
地してしまうと、高電圧電荷が被覆材吐出機の電極から
離れた所からも流れてしまうので、静電塗装ができなく
なってしまう。

【０００６】このような感電の問題を軽減した方法の一
つが、例えば、本発明と同じ譲受人が所有する発明者Ｈ
ａｓｔｉｎｇｓの米国特許第３，９７１，３３７号に開
示されている。このＨａｓｔｉｎｇｓの特許は、被覆材
吐出機に接続される供給タンクを静電絶縁する装置を開
示する。この装置は、バッチ作業の場合には有効である
が、連続的な塗装ライン、即ち被覆材料を或る時間、連
続的に供給する必要のある分野には適さない。

【０００７】この問題は、例えば、発明者Ｗｉｇｇｉｎ
ｓの米国特許第４，３１３，４７５号に開示されたタイ
プの装置で取り扱われている。この種の装置では、「電
圧遮断（ボルテージ・ブロック）」システムを使用し
て、導電性被覆材料をまず最初に主被覆材供給部から移
し換え用容器に送る。この移し換え用容器はスプレガン
から電気的に絶縁されており、被覆材料で充填される
と、主被覆材供給部から切り離され、次いで、一以上の
被覆材吐出機に接続された調整タンクに接続される。被
覆材料は移し換え用容器から調整タンクに送られ、この
調整タンクを充填し、その後に被覆材吐出機に移送され
る。調整タンクが被覆材料を被覆材吐出機に供給してい
る間、移し換え用容器は調整タンクから切り離されて、
主被覆材供給部に再び接続され、これにより被覆材料が
また移し換え用容器に送られる。こうして被覆作業を本
質的に連続して行うことができる。

【０００８】発明者Ｗｉｇｇｉｎｓの米国特許第４，３
１３，４７５号に開示されたタイプの装置の重要な特長
は、主被覆材料供給源と帯電被覆材吐出機との間に電圧
遮断、即ち空気間隙を常時形成することである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このＷｉｇｇｉｎｓの
構成において考え得る運転上の問題は、個々に作動され
る複数の移送装置、例えば空気シリンダなどを使用し
て、移し換え用容器を主被覆材供給部に接続した後に、
その移し換え用容器を調整タンクに接続することであ
る。詳述すると、２個の空気シリンダ又はその他の移送
装置は互いに独立に作動されるので、これらの空気シリ
ンダのコントローラが故障すると、移し換え用容器は主
被覆材供給部に接続されると同時に調整タンクにも接続
されるという事態が起こり得る。このような事態が起こ
った場合には、上述したように水をベースにした被覆材
料は抵抗率が小さいので、高電圧の静電電荷が被覆材ガ
ンから被覆材料流路を介して主被覆材供給部に流れ、感
電の危険を招来する。

【００１０】Ｗｉｇｇｉｎｓの米国特許第４，３１３，
４７５号に開示された種類の装置の別の問題は、被覆材
料の移送中にその被覆材料の漏洩や滴下が生ずることで
ある。上述のように、移し換え用容器は、主被覆材供給
部から被覆材料が供給され、この供給部から切り離され
た後に、調整タンクに係合され、被覆材料を被覆材吐出
機に移送する。この移送運転の途中で、移し換え用容器
は、被覆材料の移送の為に、主被覆材供給部及び調整タ
ンクの両方において連結及びその連結解除を行わなけれ
ばならない。ところが、この為に使用される連結器や弁
装置は、漏洩や滴下が起こり易く、この為、清掃の問題
が生ずる。さらに、このような連結器の漏洩により、接
地が生じ、この為に静電式被覆材吐出機の電圧の損失が
生ずる恐れがあり、また、滴下する被覆材料流が非接地
物体に接触した場合には作業者がその物体に触れると感
電する危険が生ずる。

【００１１】上述のＷｉｇｇｉｎｓの米国特許第４，３
１３，４７５号に開示された種類の装置について考えら
れる別の問題は、システム内での被覆材料の取扱いに関
するものである。このような装置では、被覆材料は移し
換え用容器や調整タンク内で滞留又は静止する。塗料等
の被覆材料に含まれる顔料は、その被覆材料が容器やタ
ンク内で静止した場合には沈殿しがちであるが、しかし
ながらＷｉｇｇｉｎｓ特許の装置は、移し換え用容器又
は調整タンク内で被覆材料を循環させたり移動させたり
して、顔料やその他の固体物を懸濁状態に保つ手段を何
ら開示していない。

【００１２】Ｗｉｇｇｉｎｓの米国特許第４，３１３，
４７５号に開示されたタイプのシステムの別の問題は、
以下の通りである。即ち、塗料等の被覆材料をＷｉｇｇ
ｉｎｓの装置の容器とタンクとの間で移送し、更にそれ
を被覆材吐出機に移送する時に、加圧空気を容器やタン
ク内に被覆材料に直接接触するように導入して、被覆材
料を容器等から排出する。しかしながら、空気が塗料に
直接接触すると、多くの塗料は劣化するので、被覆材料
は、基材に塗布されるまでは空気との接触を避けること
が望ましい。

【００１３】空気と塗料との直接接触を避ける一つの方
法は、可動ピストンを収容する槽を形成する円筒壁を有
するピストンポンプを使用することである。空気又はそ
の他の作動流体がピストンの一方側に導入されて、これ
によりピストンの他方側の塗料を槽の外に排出する。こ
の主のピストンポンプにあっては、ピストンヘッドには
一以上の円周溝が刻設され、各円周溝には、シリンダ壁
に摺動可能に係合するシールが保持される。この種のピ
ストンポンプは空気と塗料との直接接触による問題を回
避するが、しかし、更に別の問題がその運転の際に発生
する。

【００１４】上述のタイプのピストンポンプの問題は、
ピストンが槽内で往復動している時にピストンヘッドの
シールがシリンダ壁から塗料を完全には拭き取れない点
である。この結果、塗料の薄膜がシリンダ壁に沿って形
成され、この塗料の薄膜は、ピストンの往復動時に槽内
に導入された作動空気との接触によって乾燥する。この
乾燥した塗料はシリンダ上に研摩性の高摩擦残渣を残
し、この残渣によってピストン運動の異状をきたすと共
にシールの早期損傷を招来する。更に、このような塗料
堆積物は、特にシステムの運転か何らかの理由により在
る時間中断した場合には、粘着性が強くなりピストン運
動を妨げる。

【００１５】上述のタイプのピストンポンプの別の問題
は、「圧力トラップ」として知られる現象である。この
状態は、ピストンヘッドの外周囲に互いに軸方向に離れ
た２個以上のシールを設けた場合に、シリンダ壁から被
覆材料を拭き取る速度の差異によって生ずるものであ
る。詳述すると、これらの複数のシール間の軸方向空間
には被覆材料が蓄積され、この蓄積された被覆材料によ
って、ピストンの加圧側と反対側のシールが、ピストン
ヘッドに刻設されたそのシールの収容溝に押し付けられ
る。例えば、加圧空気がピストンヘッドの一方側のポン
プ槽内に導入されると、複数のシール間の軸方向空間内
の被覆材料がピストンの被覆材料側の方向に移動され、
これにより、被覆材料に最も近いシールがピストンヘッ
ドのシール収容溝の縁に押し付けられる。また、ピスト
ンヘッドの反対側が例えば被覆材料の導入によって加圧
された場合には、複数のシール間の被覆材料は、上述と
は逆方向、即ちピストンヘッドの空気側の方向に移動さ
れ、これによって、空気側に最も近いシールが、ピスト
ンヘッドのそのシール収容溝に押し付けられる。この圧
力トラップ問題は、このシステムの障害となり、シール
の磨耗を加速する。

【００１６】そこで、本発明の諸々の目的は、被覆材吐
出機から主被覆材供給部への静電電荷の伝導を防止で
き、被覆材料を循環してその沈殿を防止でき、滴下及び
掃除の問題を低減し、洗浄が容易であり、かつ空気との
接触汚染やポンプシールの早期磨耗を生ずることなしに
被覆材料を確実にポンプ圧送することができる、水をベ
ースにした塗料等の高導電性被覆材料用の吐出装置を提
供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】これらの目的は、第１及
び第２シャトル装置とこれらのシャトル装置間に接続さ
れた大槽のピストンポンプとを夫々具備し、水をベース
にした塗料等の導電性被覆材料を供給源から静電帯電式
吐出機、即ちスプレガンに移送する装置において達成さ
れる。第１シャトル装置は充填ステーションに結合され
た移送位置とこの充填ステーションから離間した中立位
置との間を、充填ステーションに対して相対移動可能で
ある。第１シャトル装置と充填ステーションとの一方は
被覆材供給源に接続され、第１シャトル装置と充填ステ
ーションとの他方はピストンポンプに接続されている。
第２シャトル装置は放出ステーションに連結した移送位
置と放出ステーションから離間した中立位置との間を放
出ステーションに対して相対移動可能である。第２シャ
トルと放出ステーションとの一方はピストンポンプに接
続され、他方は一以上の静電式被覆材吐出機に連通して
いる。被覆材料は第１シャトル装置と充填ステーション
とからピストンポンプに送出され、その後、このピスト
ンポンプから第２シャトル装置と放出ステーションとを
介して一個以上の静電式スプレガンに送られる。

【００１８】本発明の重要な態様は、被覆作業中に水を
ベースにした塗料供給源と静電式スプレガンとの間にお
いて「電圧遮断」又は空気間隙を連続的に維持するよう
に、第１及び第２シャトル装置の移動を制御する概念に
基づくものである。この電圧遮断は次のようにして得ら
れる。第１シャトル装置が充填ステーションに連結され
被覆材料をピストンポンプに移送する時には、第２シャ
トル装置が放出ステーションから電気的に絶縁される、
即ち物理的に離れた中立位置にもたらされる。他方、被
覆材料がピストンポンプから第２シャトル装置と放出ス
テーションとを介してスプレガンに移送される時には、
第１シャトル装置は充填ステーションから物理的に離間
されて電気的に絶縁される。このように第１及び第２シ
ャトル装置は被覆作業中に同時に充填ステーションと放
出ステーションとに夫々接続していることは決してな
い。

【００１９】充填ステーションと放出ステーションとに
対する第１及び第２シャトル装置の夫々の移動は、空気
式及び／又は機械的作動弁システムによって行われる。
この弁システムは、供給源から静電式スプレガンへの被
覆材料の移送に関連する二つの別個の動作を制御する。
第１の動作シークエンスでは、被覆材料は供給源から大
槽のピストンポンプ内に移送される。これは、第１シャ
トルを充填ステーションに係合するように移送位置に移
動させることによって行われる。この移送位置にあって
は、被覆材料は、供給源から充填ステーションに流入
し、第１シャトルを通った後に、ピストンポンプに接続
されたラインに流入する。弁システムは、これと同時
に、第２シャトル装置を中立位置に移動させる。この中
立位置では、第２シャトル装置は放出ステーションから
物理的に離間されて電気的に絶縁される。

【００２０】ピストンポンプが被覆材料で充填された後
に、弁システムの第２の動作シークエンスにより、第１
シャトルが充填ステーションから離れた中立位置に移動
され、これと同時に第２シャトルが放出ステーションに
接触した移送位置に移動される。これらより、被覆材料
はピストンポンプから放出され、第２シャトルと放出ス
テーションとを介して第２ピストンポンプに流入する。
この第２ピストンポンプは現時点での好適な実施例では
第２シャトルと一個以上の静電式スプレガンとの間に配
置されている。被覆材料が第１ピストンポンプから排出
された後に、弁システムはその最初の位置にリセットさ
れ、上述のように第１ピストンポンプの充填を再開す
る。本発明の現時点での好適実施例では、弁システムは
溶剤等により移送システム全体を洗浄するようにコント
ローラによって作動される。この洗浄動作モードでは、
両シャトル装置は、夫々充填ステーションと放出ステー
ションとに一時的に係合するように移動される。

【００２１】本発明の別の態様によると、大槽のピスト
ンポンプは、収容した被覆材料を本質的に連続的に循環
し、沈殿物や顔料の沈殿を防止すると共に、ピストンポ
ンプの洗浄を容易にするように構成されている。現時点
での好適実施例では、被覆材料は、ピストンポンプの外
壁に対して実質的に接線方向の流路に沿ってピストンポ
ンプの槽底部に導入され、これによって被覆材料は、ピ
ストンポンプの槽内面に沿って循環運動又は渦巻き運動
をして、被覆材料中の顔料や沈殿物を懸濁状態に保つ。
更に、ピストンポンプの槽底面は、皿形状、即ち凹面形
状に構成され、そのポンプの放出出口はこの皿形状面の
中央に位置している。このような構成によって、被覆材
料がピストンポンプから放出される際に沈殿物や顔料を
槽内に残存蓄積させるような窪みが槽に形成されること
を防止できる。好ましくは、ピストンヘッドは、溶剤に
よる洗浄作業の間に、槽底に達して、溶剤を高速度で放
出出口から押し出して、槽を完全かつ確実に洗浄する。

【００２２】本発明の槽ポンプの別の利点は、塗料を空
気から隔離することである。塗料は複数のラインに送ら
れ、シャトル装置と充填ステーションとを介してピスト
ンポンプの槽内に直接流入する。このピストンポンプ
は、槽内を軸方向に移動可能なピストンヘッドを具備
し、このピストンヘッドは、槽内に流入しそこから流出
する塗料を、空気と接触しないようにシールする。或る
種の塗料は、空気との接触によって劣化する傾向がある
ので、ポンプ槽のシールはこの劣化の問題を解決する。

【００２３】本発明のピストンポンプの更に別の利点
は、上述のタイプの典型的な空気作動式ピストンポンプ
の問題の多くを解決する。現時点での好適実施例にあっ
ては、ピストンポンプはピストン軸を具備し、このピス
トン軸は第１端がピストンヘッドに接続され、第２端が
槽から外方に延在している。ピストン軸には孔が穿孔さ
れ、この孔はピストンヘッド内に進入し、ピストンヘッ
ドに形成された少なくとも４本の分岐通路に連通してい
る。これらの分岐通路はピストン軸孔からピストンヘッ
ド外周面まで半径方向外方に延在している。このピスト
ンヘッド外周面での上記分岐通路は、ピストンシールを
保持するようにピストンヘッド外周面に刻設された２本
の環状円周溝の間に位置するように定められている。槽
から外方に延在したピストン軸の端部は、好ましくは、
取付具によってプラスチック管に接続され、このプラス
チック管は、水等の潤滑流体を収容すると共に、通気孔
付のキャップを有している。

【００２４】このように、ピストン軸に孔を穿設しかつ
ピストンヘッドに分岐通路を形成することによって、い
くつかの利点が生ずる。第１の利点は以下の通りであ
る。即ち、水が周囲圧で管から送られピストン軸の孔を
通って、各分岐通路内を半径方向外方に流れ、ピストン
シール間のピストンヘッド外周面に流出するので、この
水はシリンダ壁の潤滑剤として働き、シリンダ内でのピ
ストンの移動を円滑にする。この両シールの間に存在す
る水は、ピストンヘッドの塗料側と空気側との間でのク
ロス（相互）汚染をも防止する。詳述すると、二つのシ
ールの一方を漏出した空気は、両シール間に存在する水
に捕捉され、分岐通路とピストン軸の孔とを通って上流
側に流れ、プラスチック管に流入しそこから外部へ通気
される。同様に、いずれかのシールを漏出した被覆材料
も、両シール間の空間内の水に混入し、分岐通路とピス
トン軸の孔とを通って上流側に流れ、プラスチック管に
流入する。このような水潤滑剤内への塗料の混入は、プ
ラスチック管において視覚的に検出することができ、こ
の混入が所定の最大量に達した時には、ピストン軸の孔
とピストンヘッドの分岐通路とに浄水を流して洗浄した
後に、浄水で充填することができる。

【００２５】ピストンヘッドの両シール間の軸方向空間
内に周囲圧の水を送出する場合の別の利点は、シールの
早期磨耗を引き起こす上述の「圧力トラップ」問題を解
決できる点である。詳述すると、両シール間の圧力は分
岐通路とピストン軸孔とを介して周囲に解放されるの
で、両シールの縁はシリンダ壁に充分に押圧される。こ
れにより、シールの磨耗が低減されると共に、シリンダ
壁に対するシール性能が向上する。

【００２６】本発明の別の態様にあっては、充填ステー
ションと第１シャトルとを互いに連結する結合装置と、
放出ステーションと第２シャトルとを互いに連結する結
合装置とが夫々設けられる。上述のように、第１及び第
２シャトルの各々は、夫々充填ステーションと放出ステ
ーションとに対して移動可能であり、被覆材料を、両シ
ャトル間に介在されたピストンポンプ内へ移送し又はそ
こから排出する。被覆材料が第１及び第２シャトルの各
々を通って移送された後に、両シャトルは、それぞれの
充填又は放出ステーションから切り離され、上述の電圧
遮断を形成する必要がある。充填及び放出ステーション
において流体封止シールを形成する為、かつシャトルが
充填又は放出ステーションから切り離された時に被覆材
料の滴下を防止する為に、オス型及びメス型の結合部材
から成る結合装置が設けられ、これらのオス型及びメス
型結合部材は互いに係合し、三部品構成のシールによっ
て漏洩を阻止する。更に、メス型結合部材は、その外側
端の所に真空を作り、即ち「吸い込み力」を作り、これ
により、オス型及びメス型結合部材の切り離し時の両結
合部材の外側部分に存在する過剰被覆材料を吸い込む。
メス型結合部材の外側端に発生する吸引圧力、即ち負圧
によって、被覆材料が床や装置自身へ滴下することを防
止でき、これにより、時間のかかる掃除作業を不要にで
き、かつ上述の被覆材吐出機の接地問題や感電の問題を
回避できる。本発明の構成や作用や諸々の利点は添付図
面を参照した以下の説明から更に明らかになるであろ
う。

【００２７】

【実施例】図面において、本発明の装置１０は、水をベ
ースにした塗料のような高導電性被覆材料と共に使用す
るように特に構成されたもので、このような被覆材料を
その供給源から静電式スプレガンに移送する際に、被覆
材料によって濡れた機器、例えばポンプやホースやタン
ク等の接地によって生ずる被覆材吐出機の電極での電荷
の損失、または感電（電撃）を防止できるものである。
まず最初にこの装置１０の全体の構成を説明し、その後
に装置１０の種々の特別の態様を個々に説明する。

【００２８】システム全体の構成 図１において、装置１０は、第１ハウジング１２を具備
し、この第１ハウジング１２は充填ステーション１４を
有し、この充填ステーション１４は、主塗料供給ライン
１５によって分岐ライン１６と弁１７とを介して水をベ
ースにした塗料等の導電性被覆材料のポンプ・供給源１
８に接続されている。充填ステーション１４には後に詳
述する供給装置２０のオス型の結合部材１９が取付けら
れ、これは供給ライン１５と１６とに接続している。第
１ハウジング１２内には複動式のピストン２２が支持さ
れ、この複動式のピストン２２は固定のピストンアッセ
ンブリ２３と可動のシリンダ２５とを有し、この可動の
シリンダ２５は第１シャトル２４に連結されている。こ
の第１シャトル２４は、後述するように、固定ピストン
アッセンブリ２３に対するシリンダ２５の往復動に応じ
て案内ロッド２６に沿って移動可能である。この案内ロ
ッド２６は充填ステーション１４とブロック２７との間
に支持されている。シャトル２４には結合装置２０のメ
ス型結合部材２８が取付けられ、このメス型結合部材２
８は移送ライン３０によって第１ピストンポンプ３２に
接続されいる。後に詳述するように、シャトル２４は充
填ステーション１４に対して移動可能であり、このシャ
トル２４の移動は、シャトル２４に支持されたメス型結
合部材２８が充填ステーション１４に支持されたオス型
結合部材１９に係合する「移送」位置と、図１に想像線
で示した「中立」位置、即ちシャトル２４が充填ステー
ション１４から離間し電気的に絶縁（アイソレート）さ
れた「中立」位置との間で行われる。この移送位置で
は、シャトル２４は、源１８から供給ライン１５と充填
ステーション１４とを介して流入した塗料を受領し、こ
の塗料を移送ライン３０を介して第１ピストンポンプ３
２に送出する。

【００２９】本発明の装置１０は更に、第２ハウジング
３４を具備し、この第２ハウジング３４は放出ステーシ
ョン３６を有し、この放出ステーション３６は移送ライ
ン３８によって第１ピストンポンプ３２に接続されてい
る。第２ハウジング３４は複動式ピストン３９を有し、
この複動式ピストン３９は固定のピストンアッセンブリ
４０と可動のシリンダ４２とを有する。この可動シリン
ダ４２にはシャトル４８が取付けられている。後述のよ
うにシリンダ４２がピストンアッセンブリ４０に対して
往復動すると、この往復動に応じて、シャトル４８は案
内ロッド４４に沿って移動可能である。尚、この案内ロ
ッド４４は、放出ステーション３６とハウジング３４に
支持された取付けブロック５０との間に取付けられてい
る。好ましくは、放出ステーション３６には上述と同一
の結合装置２０のオス型結合部材１９が取付けられ、シ
ャトル４８は、シャトル２４と同様にメス型結合部材２
８を支持している。オス型結合部材１９は移送ライン３
８に接続され、シャトル４８に支持されたメス型結合部
材２８はライン５１によって第２ピストンポンプ５２に
接続されている。この第２ピストンポンプ５２はライン
５３によって静電式スプレガン５４に接続されている。

【００３０】図１に示した実施例にあっては、装置１０
は、エア型の静電スプレガン５４、即ち塗料流にエアジ
ェットを衝突させて塗料を霧化するタイプの静電スプレ
ガンと共に使用される。この種のスプレガンは種々のも
のが市販されているが、本装置１０との使用に適したエ
ア型静電スプレガンの一例としては、本発明の譲受人で
ある、Ｏｈｉｏ州ＡｍｈｅｒｓｔのＮｏｒｄｓｏｎ社が
販売するＭｏｄｅｌＮｏ．ＡＮ−９が存在する。これと
は別に、装置１０は液圧式に霧化を行うエアレス型の静
電スプレガンと共に使用することもできる。尚、本装置
１０と共に使用するのに好適なエアレス型スプレガンの
一例は、本発明の譲受人が所有する米国特許第４，３５
５，７６４号に開示されている。エアレス・スプレガン
を使用する時や多数のエア型スプレガンを使用する場合
には、第２ピストンポンプ５２とスプレガン５４との間
のライン５３中に高圧ポンプ５５を介在させることが望
ましい。このポンプ５５の働きは、スプレガン５４に塗
料を圧送する塗料送出ポンプ５２の圧力を昇圧すること
である。

【００３１】装置１０の運転の説明に関連して後に詳細
に述べるように、シャトル２４，４８の機能は、シャト
ル２４，４８の一方と充填又は放出ステーション１４，
３６との間の電圧遮断又は空気間隔を連続的に保ちなが
ら、被覆材料を被覆材源１８から一個以上の静電スプレ
ガン５４に送出することである。弁システムが設置さ
れ、この弁システムの働きは以下の通りである。即ちシ
ャトル２４が充填ステーション１４に対して移送位置に
位置し、供給源１８から第１ピステンポンプ３２への被
覆材の移送を許容している時に、シャトル４８が放出ス
テーション３６に対して中立位置に位置して、これによ
りシャトル４８を放出ステーション３６と静電スプレガ
ン５４とから電気的に絶縁する空気間隔を形成すること
である。この弁構造は更に後述のように、被覆材料を第
１ピストンポンプ３２から第２ピストンポンプを介して
スプレガン５４に移送する時にはシャトル２４とシャト
ル４８の位置を反転する。即ち、シャトル４８が図１に
想像線で示したように、放出ステーション３６に対して
移送位置にある時には、シャトル２４は想像線で示した
中立位置に位置し、これによってシャトル２４と充填ス
テーション１４との間に空気間隙が形成され、シャトル
２４を充填ステーション１４から電気的に絶縁する。

【００３２】後述のように、本発明の装置１０は洗浄が
可能であり、この洗浄は、溶剤をポンプ・溶剤源５６か
ら塗料供給ライン１６を介して、塗料に接触した装置１
０の部材に流すことによって行われる。図１に概略的に
示したように、この洗浄の際には溶剤源５６は分岐ライ
ン５８と弁６０とを介して供給ライン１６に接続され、
他方、被覆材源１８の分岐ライン１６に設置された弁１
７は、この洗浄作業の間、閉止される。本発明の装置１
０は、色変換器６６と共に使用することもでき、この種
の色変換器６６は例えば、本発明の譲受人が共に所有す
る米国特許第４，６２７，４６５号と第４，６５７，０
４７号に開示されている。色変換器６６は、弁７０を有
する分岐ライン６８によって塗料供給ライン１６を介し
て装置１０に接続されている。後に詳述するように、ス
プレガン５４が吐出する塗料の色を変えようとした場合
には、装置１０をまず溶剤で洗浄した後に、異なった色
を色変換器６６によって装置１０に導入する。

【００３３】システムの運転 図２と図３と図４において、図示の弁システムは、被覆
材源１８からスプレガン５４への被覆材料の移送を制御
すると共に、被覆材料の流れる全部材を溶剤で洗浄す
る。この弁システムは、三つの作業シークエンス、即
ち、被覆材料による第１ピストンポンプ３２の充填と、
第１ピストンポンプ３２から放出ステーション３６を介
した第２ピストンポンプ４０とスプレガン５４とへの被
覆材料の移送と、システムの溶剤洗浄とを、夫々制御す
る。各作業シークエンスは以下に個々に説明する。

【００３４】ピストンポンプ３２の充填作業 図２に概略的に示したように、被覆材源１８からの塗料
供給ライン１４は充填ステーション１４に接続されてい
る。放出ステーション３６は放出ライン５１によって第
２ピストンポンプ５２に接続され、この第２ピストンポ
ンプ５２はスプレガン５４に通じている。制御スプレガ
ン５４から被覆材源１８に達する電気路を形成すること
なく、第１ピストンポンプ３２を充填する為の弁システ
ムが設けられ、この弁システムはシャトル２４を充填ス
テーション１４の移送位置に移動させると同時に、シャ
トル４８を放出ステーション３６に対して離間した中立
位置に移動させて、シャトル４８を放出ステーション３
６とスプレガン５４とから電気的に絶縁させる。

【００３５】図２に示したように、パイロット作動式の
弁７２がライン７３によって主空気供給ライン７４に接
続されている。この主空気供給ライン７４は製造設備の
空気を供給するコンプレッサー（不図示）等の加圧空気
源７６に接続されている。第１ライン７８は、弁７２の
出力側において、シャトル２４を駆動する複動式ピスト
ン２２の一方側に接続されている。この第１ライン７８
にはタップ・ライン８０の一端が接続され、このタップ
・ライン８０の他端はパイロット作動式の弁８２の入口
側に接続されている。接続ライン８４は、弁８２の排出
側と、シャトル４８を保持する第２ハウジング３４の複
動式ピストン３９との間に延在している。 図２に示し
た弁７２のパイロット不作動位置では、源７６からの加
圧空気はライン７３と７４とを介して弁７２の取入側に
流入し、その後第１ライン７８を介してピストン２２に
流入する。これにより、複動式ピストン２２の一方側が
加圧され、これによってシャトル２４が図２において右
方向に移動され移送位置に至る。この結果、シャトル２
４によって保持されたメス型結合部材２８が充填ステー
ション１４によって保持されたオス型結合部材１９に係
合される。これと同時に、第１ライン７８を流れた加圧
空気は、タップ・ライン８０によって弁８２を介して第
２ハウジング３４の複動式ピストン３９内に流入する。
これによって、複動式ピストン３９はシャトル４８を図
２において左方向に移動し、放出ステーション３６から
離れた中立位置にもたらし、これにより放出ステーショ
ン３６とシャトル４８との間に電圧遮断、即ち空気間隙
を形成する。

【００３６】このように、シャトル２４が移送位置に、
シャトル４８が中立位置に夫々位置している状態では、
塗料は被覆材源１８から供給ライン１６を介して充填ス
テーション１４に送られ、その後シャトル２４と移送ラ
イン３０とを介して第１ピストンポンプ３２に流入す
る。

【００３７】図５乃至図７は、ピストンポンプ３２を詳
細に示したものである。第２ピストンポンプ５２はポン
プ３２と同一構成であるので、以下の説明は第２ピスト
ンポンプ５２についても同様である。ピストンポンプ３
２は槽９０を形成する円筒状壁８８を具備し、この槽９
０の底面は、複数個の半径方向リブ（不図示）を有する
基部９２によって閉止され、槽９０の上面はキャップ９
６によって閉止されている。ピストン９８は軸１００と
ピストンヘッド１０２とを有し、槽９０内において基部
９２とキャップ９６との間を軸方向に移動可能である。
軸１００ははずしバー１０４に係合可能であり、このは
ずしバー１０４はピン１０６に旋回可能に取付けられ、
このピン１０６はキャップ９６に保持されたブラケット
１０７に取付けられている。軸１００が上昇移動する
と、これに応じて、はずしバー１０４は図５において右
方向に変位し、この変位によって、ブラケット１０７に
保持された弁１１０の位置をシフトする。尚、このよう
な動作の目的は、後述する。

【００３８】キャップ９６には、ブラケット１０７の下
方に空洞１１２が形成され、この空洞１１２の上方には
ブラケット１０７によって弁１１６が支持されている。
この弁１１６からはリミットスイッチ１１８が空洞１１
２内に延在し、このリミットスイッチ１１８の先端は少
なくとも一部が槽９０内に突出している。後述のよう
に、槽９０が被覆材料によって充填されると、ピストン
ヘッド１０２が上昇移動し、リミットスイッチ１１８の
先端１２０に係合して弁１１６を作動させる。

【００３９】現時点での好適実施例では、ピストンポン
プ３２の基部９２には皿状の、即ち凹形状の面１２２が
形成され、この凹形状面１２２は中央孔１２４を有し、
この中央孔１２４には、ピストンヘッド１０２の基部か
ら突出した突起１２６が嵌合する。基部９２には塗料出
口１２７が形成され、この出口１２７は孔１２４に交差
している。出口１２７の外側端は移送ライン３８に接続
されている。基部９２には更に被覆材入口１２８が形成
され、この被覆材入口１２８は通路１３０に接続され、
この通路１３０はポンプ３２の円筒状壁８８の内面に放
出出口１３１を有する。図７に示したように、通路１３
０の方向は円筒状壁８８に対して約３０°の角度であ
り、この角度によって、移送ライン３０から入口１２８
を介して通路１３０に導入された塗料は、ポンプ３２の
槽９０内に接線方向に流入し、槽９０の壁８８に沿って
渦巻き状に流れる。このような形で被覆材料を槽９０内
に導入する目的は、以下の通りである。即ち、被覆材料
を槽９０内で実質的に常時移動状態にして、沈殿物や顔
料を被覆材料内で浮遊状態、即ち懸濁状態に保つことで
ある。

【００４０】図１１と図１２は、ピストンポンプ３００
の別の実施例を示したもので、以下に述べる点を除き、
図５乃至図７のものと同様である。尚、ポンプ３２と３
００とに共通の構造は、図１１と図１２では図５乃至図
７と同一参照数字を使用してある。図１１と図１２の実
施例では、ピストンポンプ３００はピストン３０２を有
し、このピストン３０２のピストン軸３０４には孔３０
６が穿孔されている。このピストン軸３０４はピストン
ヘッド３０８に接続され、このピストンヘッド３０８は
本質的に円形板であり、その一方の面には図５のような
突起１２６が突設されている。ピストンヘッド３０８は
その両面の間に外周面３１０を有し、この外周面３１０
は槽９０の円筒状壁８８に面している。現時点での好適
実施例にあっては、ピストンヘッド３０８の外周面３１
０には一対の環状溝３１２と３１４が形成され、これら
の環状溝３１２と３１４には夫々ピストンシール３１６
と３１８とが取付けられている。これらのシール３１６
と３１８は、円筒状壁８８の内面と接触するように、環
状溝３１２，３１４内に配置されている。

【００４１】図１２に明示したように、ピストンヘッド
３０８には約９０°離間した４個の分岐通路３２０ａ〜
３２０ｄが形成され、これらの通路３２０ａ〜３２０ｄ
はピストン軸３０４の孔３０６から半径方向外方にピス
トンヘッド３０８の外周面３１０まで延在している。図
１１に示したように、各分岐通路３２０ａ〜３２０ｄ
は、環状溝３１２，３１４とピストンヘッド３０８によ
って保持されたシール３１６，３１８の間に位置してい
る。

【００４２】ピストン軸３０４の外方端にはネジ付の孔
が形成され、このネジ付の孔には取付具３２２が嵌合
し、この取付具３２２は透明なプラスチック管３２４に
接続され、このプラスチック管３２４は端部キャップ３
２６を有し、この端部キャップ３２６には通気孔３２８
が形成されている。現時点での好適実施例にあっては、
管３２４と端部キャップ３２６は水のような液体潤滑材
料で充填され、この液体潤滑材料は、重力によってそこ
を流れ、ピストン軸３０４の孔３０６内に流入した後、
分岐通路３２０ａ〜３２０ｄを介して軸方向空間３３０
内に流入する。この軸方向空間３３０は、ピストンヘッ
ド３０８によって保持されたピストンシール３１６，３
１８と環状溝３１２，３１４との間、およびピストンヘ
ッド３０８の外周面３１０と槽９０の円筒壁８８との間
の領域によって形成されている。尚、このような、図１
１に示した潤滑剤貯蔵部の構成は、単に図示の目的の為
に示したものにすぎず、管２３４や端部キャップ３２６
は、水等の潤滑剤をピストン３０２内に輸送する別の手
段や、後述のように空気や被覆材料を抜く別の手段に置
換することができる。

【００４３】水等の液体潤滑剤を軸方向空間３３０内に
導入することによって、ピストンポンプ３００の動作
上、多くの利点が得られる。即ち、空間３３０内の水
は、潤滑剤として働き、円筒壁８８に沿ったピストンヘ
ッド３０８の往復動を円滑にする効果を有すると共に、
円筒壁８８に沿って残存しかつピストンヘッド３０８の
空気側、即ち図１１に示したピストンヘッド３０８の上
部側の空気にさらされる塗料等の被覆材料の乾燥を防止
する効果をも有する。また、空間３３０内の水は、ピス
トンヘッド３０８の上側の空気とピストンヘッド３０８
の底側に導入された被覆材料との間のクロス（相互）汚
染をも防止する。ピストンシール３１６を通って漏出し
た空気は、空間３３０内の水に捕捉されて、分岐通路３
２０ａ〜３２０ｄとピストン軸３０４の孔３０６とを介
して管３２４に送出され、この管３２４から通気孔３２
８を介して外部に漏出する。他方、ピストンシール３１
８を通って漏出した被覆材料は、空間３３０内の水潤滑
剤に混入し、ピストンヘッド３０８の分岐通路３２０ａ
〜３２０ｄ内の水とピストン軸３０４の孔３０６内の水
とプラスチック管３２４内の水とに流入する。被覆材料
が水潤滑剤中に存在することは、被覆材料が管３２４を
実際に流れる際に視覚的に検出することができ、これ
は、管３２４内と軸３０４内とピストンヘッド３０８内
の水を取り換え、更に出来ればシール３１８を交換すべ
きであることを作業者に警告する。

【００４４】シール３１６，３１８間の空間３３０内に
水を導入する別の利点は、その間での「圧力トラップ」
を除去できることである。詳述すると、空間３３０内の
水潤滑剤の圧力は、周囲の圧力、即ち外部の圧力に等し
いので、シール３１６，３１８間の空間３３０での圧力
上昇は、ほとんど又は全く無く、従って、ピストンヘッ
ド３０８の上部への加圧空気の導入時にシール３１６の
完全なシール作用が妨げられることもなく、またピスト
ンヘッド３０８の下部への被覆材料の導入時にシール３
１８の完全なシール作用が妨げられることもない。これ
によって、ピストンシール３１６と３１８の両方とも、
充分にシール作用を行うことができると共に、両シール
の早期の磨耗も防止される。

【００４５】スプレガンへの被覆材料の移送 第１ピストンポンプ３２が上述のように被覆材料で充填
された後に、システムが第１ピストンポンプ３２をから
にする為に作動し、その被覆材料をシャトル４８と放出
ステーション３６と第２ピストンポンプ５２とを介して
スプレガン５４に送出する。これは図３に示したように
して達成される。加圧空気源７６に接続された主空気ラ
イン７４は、第１ピストンポンプ３２に取付けられた弁
１１６の取入側に達している。排出ライン１３２は弁１
１６の吐出し側から弁１１０の取入側に延在している。
この弁１１０の吐出し側はライン１３４によって弁１３
６の取入側に接続されている。この弁１３６の排出側は
ライン１３８によって弁７２のパイロット１４０に接続
されている。

【００４６】この運転の初期シークエンスでは、槽９０
内のピストン９８が移動して最初にはずしバー１０４を
傾ける、即ちレリーズし、これにより弁１１０が図３に
おいて左方向にシフトされ、排出ライン１３２とライン
１３４との間の弁１１０の通路が形成される。しかしな
がら、弁１１６の位置が図２の初期位置から図３の上昇
位置にシフトするまでは、供給ライン７４からの加圧空
気はライン１３２に流入することはできない。この弁１
１６の上昇移動は、ピストンヘッド１０２が弁１１６の
リミットスイッチ１１８に接触することによって行われ
る。上述のように、ピストンヘッド１０２は、槽９０が
被覆材料で充填されるにつれて、槽９０内を上昇移動
し、キャップ９６に到達するとリミットスイッチ先端１
２０に係合する。

【００４７】弁１１６が図３に示した位置まで上昇シフ
トすると、主供給ライン７４からの加圧空気パルスが弁
１１６を介して排出ライン１３２に流入する。弁１１０
が上述したようにはずしバー１０４の作用によって左方
向にシフトされている状態では、排出ライン１３２から
の空気は弁１１０を通過してライン１３４に流入する。
このライン１３４に流入した空気は、弁１３６を介して
ライン１３８に流入し、その後に弁７２のパイロット１
４０に流入する。弁７２は、このパイロット空気パルス
に応じて、図２に示した初期のパイロット不作動位置か
ら図３に示したように左方向にシフトし、このシフトさ
れた位置でパイロットの排気時まで一時的に保持、即ち
ラッチされる。このパイロット作動位置において、ライ
ン７３と７４からの加圧空気は、弁７２を通過して、こ
の弁７２の排出側に接続された第２の移送ライン１４２
に流入し、他方複動式ピストン２２からの空気はライン
７８と弁７２とを介して放出される。上記第２移送ライ
ン１４２は、複動式ピストン２２の、ライン７８の反対
の側に接続されている。この複動式ピストン２２の反対
の側が加圧されると、これに応じてシャトル２４が図２
の移送位置から図３の中立位置にシフトされ、この中立
位置において、シャトル２４と充填ステーション１４と
の間に空気間隙、即ち電圧遮断が形成される。

【００４８】タップライン１４４は第２移送ライン１４
２と弁８２の取入側との間に接続されている。加圧空気
はこのタップライン１４４と弁８２とを介して移送ライ
ン１４６に流入する。尚、この移送ライン１４６は弁８
２の排出側と、シャトル４８を保持する複動式ピストン
３９との間に延在している。移送ライン１４６は、複動
式ピストン３９の、前述のライン８４の反対の側に接続
されているので、この複動式ピストン３９はシャトル４
８を反対方向に移動する、即ちシャトル４８は放出ステ
ーション３６に対して中立位置から移送位置へ移動され
る。

【００４９】タップライン１４８は移送ライン１４６と
弁１５２のパイロット１５０との間に接続されている。
この弁１５２は、ライン１５４と１５６とによって主空
気供給ライン７４に接続されているので、源７６から加
圧空気が供給される。弁１５２は、ライン１４８を介し
てパイロット空気が印加されると、これに応じて右方向
にシフトして図２の位置から図３の位置に移動し、これ
により、ライン１５６からの加圧空気は弁１５２を通っ
てポンプライン１５８に流入する。このポンプライン１
５８は弁１５２からピストンポンプ３２のキャップ９６
の入口１５９まで延在し、加圧空気をピストン槽９０の
上部に供給する。図５を参照のこと。このように槽９０
が加圧されると、図３に示したようにピストンヘッド１
０２が下降し、これにより、槽９０内の被覆材料が、ピ
ストンポンプ３２の基部９２（図５）の出口に接続され
た移送ライン３８に排出される。この被覆材料はこの移
送ライン３８を通って放出ステーション３６に流入し、
次いで、放出ステーション３６に対して移送位置にある
シャトル４８内に流入する。このシャトル４８内に流入
した被覆材料は放出ステーション３６を通過して、上述
のように移送ライン５１を介して第２ピストンポンプ５
２に流入する。

【００５０】第２ピストンポンプ５２の構造及び作用
は、加圧空気が圧力調整器１６６に接続されたポンプラ
イン１６４を介してピストンポンプ５２の槽９０内に常
時導入される点を除き、ピストンポンプ３２の構造及び
作用と同一である。この圧力調整器１６６には、ライン
１６８から加圧空気が供給される。尚、このライン１６
８は主空気供給ライン７４を介して源７６に接続されて
いる。第２ポンプ５２の槽９０が被覆材料を収容してい
る時に、そのピストン９８は、圧力調整器１６６を介し
て供給された加圧空気に応じて、下降され、これによ
り、被覆材料は所望の圧力でライン５３を介して一個以
上のスプレガン５４に送出される。

【００５１】上述の動作シークエンスにおいて重要な点
は、シャトル４８が放出ステーション３６に関する移送
位置に移動されると同時に、シャトル２４が充填ステー
ション１４に関する中立位置、即ち電気的絶縁位置に移
動されることである。このようなシャトル２４と４８と
のシフト、即ち移動は、上述のように第１ピストンポン
プ３２の充填によってトリガーされ、これによりスプレ
ガン５４と被覆材源１８との間において電圧遮断が常時
確実に維持される。

【００５２】第１ピストンポンプ３２内の被覆材料がそ
の槽９０から排出されてしまうと、ピストン９８の軸１
００が完全に下降位置まで移動し、この下降位置におい
て、弁１１０のはずしバー１０４がその初期位置に戻
り、これにより弁１１０が図２に示した位置に復帰する
ことができる。このように、弁１１０がその元の非作動
位置に移動すると、弁７２のパイロット１４０から空気
が一気に放出される。弁７２のパイロット１４０の圧力
が解放されると、残りのパイロット空気は弁７２を介し
て排出され、これによって弁７２はパイロット不作動位
置に復帰し、このパイロット不作動位置では弁７２の排
出側がライン１４２の代りに第１ライン７８に接続され
る。このライン７８が加圧された状態では、シャトル２
４は反対方向に移動される、即ち上述したように中立位
置から充填ステーション１４の移送位置に移動される。
これと同時に、ライン７８の加圧空気がタップライン８
０に流入し、弁８２を介して接続ライン８４に流入し、
次いで複動式ピストン３９の、図３の図示と反対の側に
流入する。これにより、シャトル４８はピストン３９に
よって図３の移送位置から図２の中立、即ち電気的絶縁
位置に復帰する。更に、ライン１４４を通る加圧空気流
は弁７２のシフトによって止められるので、タップライ
ン１４８の空気流は止まり、これにより弁１５２はパイ
ロット不作動位置に復帰する。これにより、空気源７６
から弁１５２を通る空気流がストップするので、ライン
１５８を介してピストンポンプ３２に流れる空気流が阻
止される。ライン１５８からピストンポンプ３２の上部
への空気圧が無くなると、図２を参照して上述した充填
動作が始まり、新たな被覆材料によってポンプ３２の槽
９０を再充填することができる。

【００５３】溶剤によるシステムの洗浄 多くの商業分野にあっては、生産作業中に被覆材料の色
を変えたい場合が時々生ずる。本発明の装置１０は、上
述したように、この色変換の目的の為に色変換器６６を
接続可能な構成であり、この色変換器６６は弁７０を有
する分岐ライン６８を介して主被覆材供給ライン１５に
接続されている。装置１０に送られる塗料の色を変える
為には、塗料に接触した装置１０の部材のすべてを、色
変換の前に、溶剤又はその他の洗浄材料で洗浄しなけれ
ばならない。図４において、装置１０の弁類は、色返還
の前に、及び／又は装置１０の長期間の不使用時には生
産作業の終了時に、塗料接触部材を用材で洗浄できるよ
うに、シークエンスが定められる。

【００５４】図４に示したように、源７６からの加圧空
気は主空気ライン７４とライン７３とを介して弁７２の
取入側に導入される。この弁７２はコントローラ１７０
の作用によってパイロット不作動位置にロックされてい
る。このコントローラ１７０は加圧空気をライン１７２
を介して弁１３６のパイロット１７４に導入する。弁１
３６は、パイロット作動時には、右方向にシフトして図
２の位置から図４の位置に変わり、これによって弁１３
６の取入側は弁７２のパイロット１４０からのライン１
３８に接続される。これにより、弁７２のパイロット１
４０から空気を放出する流路が形成され、弁７２がパイ
ロット不作動位置に係止される。図４に示したように、
弁７２がパイロット不作動位置にある状態では、その弁
７２の取入側はライン７３に接続され、その吐出し側は
第１ライン７８に接続される。尚、この第１ライン７８
はシャトル２４を保持する複動式ピストン２２に達して
いる。塗料充填動作の際に述べたように、ライン７８か
ら複動式ピストン２２を加圧すると、シャトル２４は移
送位置に移動され充填ステーション１４に係合する。

【００５５】コントローラ１７０はライン１８２によっ
て弁８２のパイロット１８４にも接続されている。弁８
２は、パイロット空気の印加に応じて、下方にシフトし
図２の位置から図４の位置に移る。これにより、弁８２
の取入側はライン７８に接続されているタップライン８
０に接続する。従って加圧空気はライン７８からタップ
ライン８０に導入され、それからパイロット作動状態の
弁８２を介してライン１４６に流入する。被覆材放出動
作の説明において述べたように、加圧空気がライン１４
６を流れる状態では、複動式ピストン４６が作動され、
シャトル４８を放出ステーション３６の移送位置まで移
動させる。

【００５６】このようにコントローラ１７０によって、
シャトル２４は充填ステーション１４に関する移送位置
まで移動されると共に、シャトル４８は放出ステーショ
ン３６に関する移送位置まで移動される。このような状
態は、コントローラ１７０からの信号に応じてのみ、及
び装置１０に溶剤を導入する目的の為にのみ、起こるも
のであり、従って被覆材料を装置１０に送る場合には起
こり得ない。加圧空気がライン１４６に流入されている
時は、これと同時に、このライン１４６に接続されたタ
ップライン１４８は加圧空気を弁１５２のパイロット１
５０に送出する。これによって、弁１５２は右方向にシ
フトされて図２の位置から図４の位置まで移動し、この
シフトにより、空気源７６からの加圧空気は供給ライン
７４と分岐ライン１５４、１５６とパイロット作動状態
の弁１５２とを夫々通ってポンプライン１５８に流入
し、ポンプ３２の排出の説明に関して後述するように、
ピストンポンプ３２を加圧する。

【００５７】洗浄運転は、次のようにして開始される。
即ち被覆材源１８の弁１７と色変換器６６の弁７０とを
閉弁し、弁６０を開弁して溶剤をライン１５８から主供
給ライン１５へ流出させる。この溶剤は充填ステーショ
ン１４とシャトル２４とを流れ、更にライン３０を介し
てピストンポンプ３２に流入する。加圧空気が上述のよ
うにピストンポンプ３２の上部に供給されるので、上記
ピストンポンプ３２へ流入した溶剤は、そこから放出さ
れライン１３８を介して放出ステーション３６とシャト
ル４８に流入する。シャトル４８に流入した溶剤は、ラ
イン５１を通って第２ピストンポンプ５２に流入し、そ
れからライン５３を通ってスプレガン５４に流入する。
このようにして、塗料が接触した装置１０の全部材が溶
剤によって洗浄される。

【００５８】結合装置 図８乃至図１０は各シャトル２４，４８の結合装置２０
を詳細に示したもので、上述のように各結合装置２０
は、好ましくは充填ステーション１４と放出ステーショ
ン３６とによって保持されるオス型結合部材１９と、好
ましくはシャトル２４，４８によって保持されるメス型
結合部材２８とを具備する。尚、ここでは、シャトル２
４と充填ステーション１４に関連する結合装置２０を詳
細に説明するが、シャトル４８と放出ステーション３６
用の結合装置２０は構造及び作用ともシャトル２４と充
填ステーション１４用のものと同一である。現時点での
好適実施例にあっては、オス型結合部材１９は円筒体１
８６を具備し、この円筒体１８６は通路１８８を有し、
この通路１８８には入口端１９０と出口端１９２とが形
成されている。円筒体１８６の外壁は入口端１９０の近
傍にネジが刻設されており、平坦面１９４が円筒体１８
６から外方に延在し、これによって、円筒体１８６は充
填ステーション１４に螺合し、かつ主被覆材ライン１６
の一端を保持する継手（不図示）に結合することができ
る。この平坦面１９４と充填ステーション１４との間に
はＯリング１９６を介在させることが望ましく、このＯ
リング１９６は両者間を流体封止シールする。

【００５９】円筒体１８６は、保持器２００に形成され
た空洞１９８内に収容されている。好ましくは、出口端
１９２の所の、円筒体１８６の外表面にはネジが刻設さ
れ、このネジは保持器２００の空洞１９８によって形成
される壁１９９のネジに螺合されている。保持器壁１９
９には、Ｏリング２０２を収容する凹部と、リング２０
６を収容する座と、Ｏリング２１０を収容する為に空洞
１９８の出口２０９に形成された第２の座とが夫々形成
されている。また、好ましくは、保持器２００の出口２
０９は、半径方向外方にテーパの付いた、又はフレアー
状に広がった環状縁２１１を有し、この環状縁２１１の
終端は保持器２００の平坦な外表面２１３に達してい
る。

【００６０】組立た状態では、円筒体１８６の内方端は
保持器２００のリング２０６に接触し、保持器壁１９９
内のＯリング２０２は、円筒体１８６の内方端の外側壁
に封止係合する。リング２０６はその座の所定位置にＯ
リング２１０を保持し、このＯリング２１０は、円筒体
１８６の通路１８８内に支持された一方向弁２１４のボ
ール２１２をシールする。このボール２１２はバネ２１
６の一端に接続し、このバネ２１６はボール２１２をＯ
リング２１０の方に付勢する。バネ２１６の他端は、円
筒体１８６の入口端１９０に固着されている。

【００６１】メス型結合部材２８は図８の左側部分に示
されている。このメス型結合部材２８は固定部材、即ち
支柱２１８を具備し、この支柱２１８には段差付の通路
２２０が形成され、この通路２２０は入口端２２２と出
口端２２４とを有する。段差付通路２２０は支柱壁２２
１を形成し、この支柱壁２２１の外表面は通路２２０の
出口端２２４の所にネジが刻設され、シャトル２４のネ
ジに螺合している。支柱壁２２１には平坦面２２３が形
成され、この平坦面２２３は、メス型結合部材２８をシ
ャトル２４に確実に固着接続させる。支柱２１８とシャ
トル２４との間にはＯリング２２５が介在され、このＯ
リング２２５は両者間を流体封止する。メス型結合部材
２８がシャトル２４に固定されると、メス型結合部材２
８の通路２２０の出口端２２４は、ピストンポンプ３２
に連通する移送ライン３０に接続される。

【００６２】現時点での好適実施例にあっては、段差付
通路２２０の入口端２２２は、分岐通路２２６に接続さ
れ、各分岐通路２２６の設置方向は段差付通路２２０の
軸に対して或る角度に定められている。通路２２０によ
って形成される支柱壁２２１には座２３０が形成され、
この座２３０は、通路２２０内に支持された一方向弁２
３６のボール２３４に係合する。このボール２３４はバ
ネ２３８によって座２３０に係合するように付勢され、
このバネ２３８は段差付通路２２０の出口２２４の所で
支柱壁２２１に固着接続されている。

【００６３】メス型結合部材２８は、固定支柱２１８の
ほかに、２部品構成の可動部材を具備している。この可
動部材の一方の部品はスリーブ２４２を含み、このスリ
ーブ２４２には円筒状フランジ２４４が形成され、この
円筒状フランジ２４４はヘッド部分２４６に接続されて
いる。スリーブ２４２の円筒状フランジ２４４は支柱壁
２２１の外表面に摺動可能に係合し、また支柱壁２２１
の外表面には、Ｏリング２５０を保持する凹部が設けら
れ、このＯリング２５０は円筒状フランジ２４４に対す
るシールを行う。スリーブ２４２が支柱壁２２１上の所
定位置にある状態では、スリーブ２４２内に吸引空洞２
５２が形成され、この吸引空洞２５２の容積は後述する
ように固定支柱２１８の位置に応じて変化する。

【００６４】スリーブ２４２のヘッド部分２４６はネジ
付の外表面を有し、このネジ付の外表面はカラー２５６
の環状延長部２５４に取付けられている。尚、このカラ
ー２５６はメス型結合部材２８の可動部材の第２の部品
を構成している。カラー２５６には空洞２５８が形成さ
れ、この空洞２５８の形状は、後述のようにオス型結合
部材１９の保持器２００が入り込めるように、定められ
ている。空洞２５８によって形成されるカラー２５６の
外壁２６０は、Ｏリング２６４を保持する凹部と、環状
リブ２６６とを有する。この環状リブ２６６はカラー２
５６に形成された中央孔２６８の外側端に位置してい
る。この中央孔２６８はスリーブ２４２の吸引空洞２５
２の入口２７０と位置的に一致している。スリーブ２４
２とカラー２５６とが組立てられた状態では、スリーブ
２４２のヘッド部分２４６はカラー２５６の基部に係合
し、カラー２５６の座内に保持されたＯリング２７２
は、スリーブヘッド部分２４６の環状突起２７６に接触
し、その間をシールしている。

【００６５】現時点での好適実施例にあっては、固定支
柱２１８には、分岐通路２２６間内に弁アクチュエータ
２７８が螺合により取付けられている。この弁アクチュ
エータ２７８はスリーブ２４２の吸引空洞２５２を通っ
てカラー２５６の中央孔２６８内に延在している。更
に、太いコイルバネ２８０がシャトル２４とスリーブ２
４２のヘッド部分２４６との間に延在している。上述の
ように、スリーブ２４２とカラー２５６とは固定支柱２
１８に対して軸方向に移動可能であり、コイルバネ２８
０は、オス型及びメス型結合部材１９と２８が後述する
ように結合していないときに、スリーブ２４２とカラー
２５６とを所定位置に復帰させる。

【００６６】結合装置２０は、オス型及びメス型結合部
材１９，２８が互いに係合した時には、流体封止シール
構造となると共に、オス型及びメス型結合部材１９，２
８が係合を解いた時には、被覆材料が結合部材１９，２
８から滴下するのを防止する構造になる。詳述すると、
オス型及びメス型結合部材１９，２８の係合時には漏洩
を防止する為に、両結合部材の間には三部品構成のシー
ルが形成され、また両結合部材の係合解除時には、結合
部材の外側部分において被覆材料が滴下するのを防止す
る為に、メス型結合部材２８の吸引室２５２内に吸引
圧、即ち負圧を発生させる。

【００６７】オス型結合部材１９とメス型結合部材２８
との係合時に結合装置２０内に形成されるシール構成
は、図９に示されている。尚、この図９は、オス型結合
部材１９とメス型結合部材２８とが最初に互いに係合し
た時の状態を示している。この状態では、保持器２００
がカラー２５６の空洞２５８内に入り込み、主シール
が、メス型結合部材２８のカラー２５６の環状リブ２６
６と保持器２００の出口２０９の大きなＯリング２１０
との間に形成される。また、副次的なシールは保持器２
００の平坦な外表面２１３とカラー２５６の外壁２６０
内の凹部に収容されたＯリング２６４との間に形成され
る。更に、カラー２５６の環状リブ２６６のテーパー付
表面２６７と保持器２００の出口２０９のフレア形の環
状縁２１１との間には、第３番目の金属同志のシールが
形成される。この三部品構成シールにより、被覆材移送
運転中、オス型及びメス型結合部材１９，２８間からの
被覆材料の漏洩を確実に防止することができる。

【００６８】図１０は、被覆材料をオス型結合部材１９
からメス型結合部材２８に移送する状態のオス型及びメ
ス型結合部材１９，２８を示したもので、結合部材１
９，２８がまず互いに接触した後に、シャトル２４が充
填ステーション１４に対して更に移動すると、これによ
りメス型結合部材２８の弁アクチュエータ２７８がオス
型結合部材１９内の一方向弁２１４のボール２１２に当
接し、このボール２１２をＯリング２１０から離す。こ
れによって、円筒体１８６の通路１８８と保持器２００
の出口２０９とからスリーブ２４２の吸引空洞２５２に
至る流路が形成される。被覆材料はこの吸引空洞２５２
から固定支柱２１８の分岐通路２６６内に流入し、それ
から段差付通路２２０内に入る。被覆材料は加圧されて
いるので、固定支柱２１８の段差付通路２２０内の一方
向弁２３６のボール２３４を座から離し、段差付通路２
２０内の出口２２４を通って、第１ピストンポンプ３２
に連通のライン３０内に流入する。

【００６９】本発明の重要な態様は、結合部材１９，２
８の係合が解除された時に両者の嵌合部分での被覆材料
の滴下又は漏失を防止する為に、吸引空洞２５２内に吸
引作用を引き起こす概念に基づく。この吸引作用は、ス
リーブ２４２が固定支柱２１８に対して相対移動するこ
とによって発生する。図９に示したように、オス型及び
メス型結合部材１９，２８が互いに係合を開始した初期
状態では、スリーブ２４２内の吸引空洞２５２の容積は
比較的大きい。このような大容積は、太いコイルバネ２
８０がスリーブ２４２とカラー２５６とを固定支柱２１
８の最外端付近に保持することによって得られる。オス
型及びメス型結合部材１９，２８が互いに接近方向に移
動すると、固定支柱２１８が更に吸引空洞２５２内に入
り込みコイルバネ２８０を圧縮する。図１０参照。オス
型及びメス型結合部材１９，２８の係合解除時には、コ
イルバネ２８０がスリーブ２４２とカラー２５６とを固
定支柱２１８に対して外方に付勢移動して、吸引空洞２
５２の容積を増大させる。スリーブ２４２とカラー２５
６が外方に移動するにつれて、弁アクチュエータ２７８
は、この先端の外径よりも小さい内径を有するＯリング
２１０を通過し、この通過時に両者間に瞬時シールが形
成される。この瞬時のシールは、吸引空洞２５２の容積
の増大中に、被覆材料が通路１９２を流れることを阻止
する。固定支柱２１８とスリーブ２４２との間の相対移
動は、吸引空洞２５２内に吸引圧、即ち負圧を発生さ
せ、これによりボール２３４をその座２３０に当接する
ように吸い付け、通路２２０からに被覆材料の逆流を防
止する。上述した弁アクチュエータ２７８とＯリング２
１０との間のシールが通路１９２を遮断し、ボール２３
４が通路２２０を遮断している状態では、吸引空間２５
２内に発生した負圧は、被覆材料を、オス型結合部材１
９の外側領域及びメス型結合部材２８の空洞２５２とカ
ラー２５６との領域から、吸引空洞２５２内に吸い込
む。このような吸い込みが無い場合には、被覆材料がこ
れらの領域から装置１０に落下する恐れがあったが、上
述の吸い込みによって、被覆材料の滴下を防止又は大幅
に低減する。

【００７０】以上では本発明を好適実施例に基づき説明
したが、当業者であれば本発明の範囲から逸脱すること
なしに、種々の変更を加えたり、均等物に置換すること
ができるであろう。更に、本発明の必須の範囲から逸脱
することなく、本発明の教えに特別な状況や材料を適用
する為にいろいろな修正を加えることもできるであろ
う。例えば、図１１及び図１２に示した実施例のピスト
ンポンプ３００は、加圧空気を使用してピストンヘッド
３０８を移動し被覆材料を槽９０から排出するタイプの
空気作動式ポンプとして示されている。しかしながらこ
のような実施例のピストンヘッド及びピストン軸構造
は、塗料などの流体をピストンヘッド３０８の往復動中
に圧送する「複動式」ポンプにも使用することができ、
この場合には、ピストンヘッド３０８を移動させる「作
動流体」はポンプ圧送サイクルの一部の間に圧送される
流体と同じ材料であると考えられる。更に、ピストンヘ
ッド３０８の分岐通路３２０ａ〜３２０ｄと槽９０の外
部との間に流路を形成する構造とするならば、必要に応
じてピストン軸３０４を除去することもできる。従っ
て、本発明は、本発明の最良実施態様として、開示され
た特別な実施例に限定されるものではなく、添付の請求
の範囲内のすべての実施例を含むものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置の全体構成を示した概略図。

【図２】第１ピストンポンプを充填する状態の弁シンテ
ムを示した第１の概略図。

【図３】被覆材料を第１ポンプから第２ポンプに放出し
この第２ポンプからスプレガンに送る状態にある弁シス
テムを示した図２と同様の図。

【図４】溶剤洗浄作業を行う状態にある弁システムを示
した図２及び図３と同様の図。

【図５】ピストンポンプを一部断面で示した正面図。

【図６】図５の線６−６に沿ったポンプの断面図。

【図７】図６の線７−７にほぼ沿った断面図。

【図８】係合解除位置の結合装置を示した断面図。

【図９】オス型及びメス型結合部材が互いに係合した初
期状態を示した図８と同様の図。

【図１０】被覆材料を流通させる状態にある結合部材を
示した図８及び図９と同様の図。

【図１１】ピストン軸とピストンヘッドとの別の構成例
を示した図５と同様の図。

【図１２】図１１の線１２−１２にほぼ沿った断面図。

【符号の説明】

１０ 装置 １４ 充填ステーション １８ 塗料供給源 １９ オス型結合部材 ２０ 結合装置 ２４ 第１シャトル ２８ メス型結合部材 ３２ 第１ピストンポンプ ３６ 放出ステーション ４８ 第２シャトル ５２ 第２ピストンポンプ ５４ スプレガン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ケネス ジェー．ケーリング アメリカ合衆国．44145 オハイオ，ウ エストレイク，セトラーズ リザーヴ ウェイ 1743 (72)発明者 ロナルド ジェー．ハートル アメリカ合衆国．44001 オハイオ，ア ムハースト，ヘイゼル ストリート 543 (56)参考文献 特開 昭52−77150（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−39337（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−310671（ＪＰ，Ａ) 国際公開87／5832（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B05B 5/00 - 5/16

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性被覆材料を供給源から静電式被覆
   材吐出機に移送する装置において、 被覆材料を収容する槽と、上記被覆材料を空気との接触
   から実質的に隔離しながら、上記被覆材料を上記槽から
   放出する手段とを有するポンプと、 被覆材料を上記供給源から上記ポンプの上記槽内に移送
   する第１移送手段と、 被覆材料を上記ポンプの上記槽から上記静電式被覆材吐
   出機に移送する第２移送手段と、 を具備し、 上記第２移送手段は、被覆材料が上記ポンプの上記槽内
   へ移送される間、上記静電式被覆材吐出機から上記ポン
   プを電気的に絶縁し、 上記第１移送手段は、被覆材料が上記ポンプの上記槽か
   ら上記静電式被覆材吐出機へ移送されている間、上記ポ
   ンプを上記供給源から電気的に絶縁することを特徴とす
   る装置。
2. 【請求項２】 上記第１移送手段は、 充填ステーションと、 上記充填ステーションに対して、上記第１シャトルが上
   記充填ステーションに接続される移送位置と上記第１シ
   ャトルが上記充填ステーションから離間する中立位置と
   の間を可動な第１シャトルと、を具備し、 上記充填ステーションと上記第１シャトルとの一方は、
   被覆材料の上記供給源に接続されるように構成され、上
   記充填ステーションと上記第1シャトルとの他方は上記
   ポンプの上記槽に接続される請求項1に記載の装置。
3. 【請求項３】 上記ポンプは、 上記槽を画成するように基部と上部カバーとによって両
   端を閉止された円筒状壁と、被覆材料が渦巻運動して実
   質的に上記壁への接線方向に導入されるように、上記壁
   に対してある角度に向いた被覆材入口が上記基部に形成
   され、 軸に接続されたピストンヘッドを有するピストンと、を
   具備し、上記ピストンヘッドは、上記槽内で上記基部に
   対して可動であり、上記槽内の被覆材料を空気に対して
   シールすると共に被覆材料を上記基部に形成された放出
   出口から流出させる請求項１に記載の装置。
4. 【請求項４】 上記円筒状壁に接続された上記基部は、
   凹状の弓形形状に形成されている上記ピストンヘッドに
   面する表面を有し、上記放出出口は上記表面の中心に形
   成された孔に接続している請求項３に記載の装置。
5. 【請求項５】 上記第１移送手段は、第１結合部材と、
   上記第１結合部材に係合しかつ係合を解くように可動な
   第２結合部材とを有する被覆材料流通用の結合手段を具
   備し、 上記第２移送手段は、第１結合部材と、上記第１結合部
   材に係合しかつ係合を解くように可動な第２結合部材と
   を有する被覆材料流通用の結合手段を具備し、 さらに、上記第１移送手段が被覆材料を上記収容手段に
   移送している間、上記第２移送手段が上記静電式被覆材
   吐出機から電気的に絶縁されるように、上記第２移送手
   段の上記第１及び第２結合手段の係合を解く手段と、 上記第２移送手段が被覆材料を上記収容手段から上記静
   電式被覆材吐出機へ移送している間、上記第１移送手段
   が上記供給源から電気的に絶縁されるように、上記第１
   移送手段の上記第１及び第２結合部材の係合を解く手段
   と、 を具備する請求項１に記載の装置。
6. 【請求項６】 上記第１移送手段は、 上記第１結合部材を保持する充填ステーションと、 上記第２結合部材を保持する第１シャトルとを具備し、
   上記第１シャトルは、上記第１及び第２結合部材が係合
   された移送位置と上記第１及び第２結合部材の係合が解
   除された中立位置との間を上記充填ステーションに対し
   て可動であり、 上記充填ステーションと上記第１シャトルとの一方は被
   覆材料の上記供給源に接続されるように構成され、上記
   充填ステーションと上記第１シャトルとの他方は上記収
   容手段に接続される請求項５に記載の装置。
7. 【請求項７】 上記第２移送手段は、 上記第１結合部材を保持する放出ステーションと、 上記第２結合部材を保持する第２シャトルとを具備し、
   上記第２シャトルは、上記第１及び第２結合部材が係合
   された移送位置と上記第１及び第２結合部材の係合が解
   除された中立位置との間を上記放出ステーションに対し
   て可動であり、 上記放出ステーションと上記第２シャトルとの一方は静
   電式スプレーガンに通じるようにされ、上記放出ステー
   ションと上記第２シャトルとの他方は上記収容手段に接
   続される請求項５に記載の装置。