JP3616411B2

JP3616411B2 - 塗料用歯車ポンプ

Info

Publication number: JP3616411B2
Application number: JP29753994A
Authority: JP
Inventors: 下正晴松; 村誠市
Original assignee: Trinity Industrial Corp
Current assignee: Trinity Industrial Corp
Priority date: 1994-11-30
Filing date: 1994-11-30
Publication date: 2005-02-02
Anticipated expiration: 2020-02-02
Also published as: JPH08159045A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、塗料室内に供給された塗料をケーシングに収納された原動歯車及び従動歯車の噛み合いによって送液する塗料用歯車ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
高品質の塗装を行うには、塗装機の塗料吐出量を常に設定値に維持調節する必要があり、このため、塗装機に塗料を供給するポンプとして定量性の優れた歯車ポンプが使用されている。
この歯車ポンプは、回転子となる同形の二つの歯車の噛み合いによって送液するようになっており、軽量小型で構造が簡単であり、液の逆流も生じないという長所を有しているが、各歯車の左右側面とその歯車の軸を支承するケーシングの左右側板部との間や、各歯車の軸の周囲に生じた極く僅かな隙間に塗料が侵入する。
【０００３】
そして、上記の如く隙間に侵入した塗料は、歯車ポンプを介装した塗料配管の管内を洗浄する洗浄液によって除去することは困難であるから、被塗物の種類に応じて塗装機に供給する塗料の色を替える多色塗装を行う場合は、隙間に侵入した異色塗料が滲み出て色混じりを生ずるおそれがあり、また、メタリック塗料が隙間に侵入すると、そのメタリック成分となるアルミ粉が歯車の回転で擦り潰されて黒変し、淡色塗料の色合いを損ねたり、隙間に詰まったアルミ粉の摩擦力で歯車の軸が回転不能になるおそれもあった。
【０００４】
そこで、本出願人は、歯車ポンプの内部に生じた隙間を洗浄できる塗料用歯車ポンプを提案した（特開平４−３５４５５６号公報参照）。
図４はその一例を示す断面図であって、原動歯車５１Ａ及び従動歯車５１Ｂの軸５２Ａ，５２Ｂに、これらを支承するケーシング５３の左右側板部５４Ｒ，５４Ｌに跨がる長孔状の洗浄液流路５５Ａ，５５Ｂが形成されると共に、当該洗浄液流路５５Ａ，５５Ｂから軸５２Ａ，５２Ｂの周面に開口する洗浄液吐出孔５６，５６・・が穿設されている。
そして、ケーシング５３の右側板部５４Ｒには、原動歯車５１Ａの軸を貫通させる軸貫通孔５７に原動歯車５１Ａの洗浄液流路５５Ａと連通する環状凹溝５８が形成され、当該環状凹溝５８が連通流路５９を介して従動動歯車５１Ｂの洗浄液流路５５Ｂに連通されている。
【０００５】
したがって、歯車ポンプを洗浄するときは、洗浄液が、例えば原動歯車５１Ａの洗浄液流路５５Ａ−環状凹溝５８−連通流路５９−従動歯車５１Ｂの洗浄液流路５５Ｂを流れる間に、各軸５２Ａ，５２Ｂの周面に開口する洗浄液吐出孔５６・・から各歯車５１Ａ，５１Ｂと各軸５２Ａ，５２Ｂの隙間を通って滲み出し、更に、その歯車５１Ａ，５１Ｂとケーシング５３の左右側板部５４Ｒ，５４Ｌとの間に生じた隙間から滲み出して、これらの隙間に侵入した塗料が溶かし出され、色残りなく洗浄することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように使用していると、ケーシング５３の右側板部５４Ｒに穿設された軸貫通孔５７と原動歯車５１Ａの軸５２Ａとの隙間から、塗装時には塗料が、また、洗浄時には塗料を溶かして汚染された洗浄液が漏れることが判明した。
もちろん環状凹溝５８の外側には液漏れを防ぐ軸シール部６０が形成されているが、塗料には顔料が含まれており、軸５２Ａと軸シール部６０の間に顔料が入ると軸５２Ａや軸シール部６０が傷ついてしまうので、液漏れを完全に防止することはできない。
【０００７】
なお、この場合、歯車ポンプを外部に露出した状態で使用するときは液漏れする部分にドレンパン等を設けて使用することもできるが、塗装機に内蔵して使用するときはそのようなものを設けることができず、漏れた塗料が他の機器に付着して塗装機が故障しやすくなるという問題が残る。
そこで、本発明は、塗装中でも洗浄中でも、歯車の軸と軸貫通孔との隙間から塗料や汚染した洗浄液が液漏れしないようにすることを技術的課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明は、塗料室内に供給された塗料をケーシングに収納された原動歯車及び従動歯車の噛み合いによって送液する塗料用歯車ポンプにおいて、各歯車の軸には、これらの軸を支承するケーシングの左右側板部に跨がる洗浄液流路と、当該各洗浄液流路から夫々の軸の周面に開口する洗浄液吐出孔が穿設され、ケーシングの左右側板部の一方に原動歯車の軸を貫通する軸貫通孔が形成され、当該軸貫通孔には、原動歯車の洗浄液流路及び従動歯車の洗浄液流路に連通される第一の環状凹溝が形成されると共に、当該軸貫通孔の長手方向に沿って前記第一の環状凹溝の外側に軸シール部を挟んで第二の環状凹溝が形成され、当該第二の環状凹溝には、前記洗浄液流路に洗浄液を供給する洗浄液供給流路から分岐された分岐流路が接続されていることを特徴とする。
【０００９】
【作用】
本発明によれば、塗装する際に原動歯車及び従動歯車の回転により塗料を圧送すると、塗料は定量供給されるが、各歯車とケーシングの隙間や、原動歯車の軸とケーシングに穿設された軸貫通孔の隙間に塗料が侵入する。
そして、塗装が終了して洗浄するときに、各歯車を高速で回転させながら塗料室内に高圧の洗浄液を供給すると、塗料室内の塗料が洗浄液で洗い流される。また、例えば原動歯車の洗浄液流路から第一の環状凹溝を介して従動歯車の洗浄液流路に洗浄液を所定の圧力で供給すると、各歯車の軸に穿設された洗浄液吐出孔から軸と歯車の隙間や歯車とケーシングの隙間に滲み出したり、逆に、塗料室内に高圧で供給された洗浄液が前記各隙間を介して各軸の洗浄液流路に流入して、各隙間に侵入した塗料が溶かし出される。
【００１０】
このとき、歯車の回転により塗料室内の圧力が極端に高くなると第一の環状凹溝の外側に形成された軸シール部が破れる可能性があるが、本発明によれば、その軸シール部を挟んで外側に第二の環状凹溝が形成され、第一及び第二の環状凹溝が洗浄液供給流路を介して連通されるので、軸シール部を挟んで双方の圧力がバランスすることとなり、したがって、軸シール部が破れることがない。
また、塗装時に第一の環状凹溝まで侵入した塗料は、軸シール部に阻まれてその外側の第二の環状凹溝に漏れ出し難くなっているが、更に、第二の環状凹溝に洗浄液を充填しておけば、塗料室内の圧力が高くなっても軸シール部を介して圧力がバランスするので漏れ出すことはなく、万一漏れたとしてもその洗浄液で溶かされてしまうので、洗浄時にこれを洗い流すことにより第二の環状凹溝内に漏れ出した塗料が簡単に洗浄除去される。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて具体的に説明する。
図１は本発明に係る塗料用歯車ポンプを表す説明図、図２はその分解組立図である。
【００１２】
図中１は、ケーシングＣに収納された原動歯車２Ａ及び従動歯車２Ｂの噛み合いによって、塗料流入口３から塗料室４内に吸入した塗料を塗料吐出口５から塗装機（図示せず）に送液する塗料用歯車ポンプであって、前記ケーシングＣの左右側板部６Ｒ，６Ｌに各歯車２Ａ，２Ｂの夫々の軸７Ａ，７Ｂが支承されている。
歯車２Ａはモータ８によって塗装機の塗料吐出量に応じた回転数で駆動される原動歯車であり、その軸７ＡはケーシングＣの側板部６Ｒ，６Ｌに回転自在に支承されている。
歯車２Ｂは歯車２Ａの回転に伴って回転せられる従動歯車であり、その歯車２Ｂを回転自在に枢支する軸７ＢはケーシングＣの一方の側板部６Ｒに回転不能に支承された固定軸となっている。
【００１３】
各歯車２Ａ，２Ｂの軸７Ａ，７Ｂには、夫々その軸芯に沿ってケーシングＣの片方の側板部６Ｌから他方の側板部６Ｒに跨がる長穴状の洗浄液流路９Ａ，９Ｂが穿設されており、各洗浄液流路９Ａ，９Ｂから夫々の軸７Ａ，７Ｂの周面に開口する洗浄液吐出孔１０，１０・・が穿設されている。
【００１４】
また、ケーシングＣの右側板部６Ｒには原動歯車２Ａの軸７Ａを貫通する貫通孔１１が穿設され、当該貫通孔１１の内周面には、原動歯車２Ａの洗浄液流路９Ａに連通される第一の環状凹溝１２が形成され、当該環状凹溝１２が流路１３を介して従動歯車２Ｂの洗浄液流路９Ｂに連通されている。
そして、当該貫通孔１１の長手方向に沿って前記第一の環状凹溝１２の外側には第二の環状凹溝１４が形成されており、第一及び第二の環状凹溝１２，１４の間には合成樹脂製パッキン等の軸シール部１５が形成されると共に、第二の環状凹溝１４の更に外側にも軸シール部１６が形成されている。
【００１５】
１７は、歯車ポンプに対し洗浄液を供給する洗浄液供給系であって、前記洗浄液供給源２０が洗浄液供給流路２１を介して原動歯車２Ａの洗浄液流路９Ａの洗浄液流入口１８Ａに配設された洗浄液供給バルブ１９Ａに接続され、従動歯車２Ｂの洗浄液流路９Ｂの洗浄液排出口１８Ｂに洗浄液排出バルブ１９Ｂが配設されて成る。
【００１６】
洗浄液供給バルブ１９Ａは三方弁で形成されて、流入ポート２２ｃに洗浄液供給流路２１が接続されると共に、その流路が二つの流出ポート２２ａ及び２２ｂを介して分岐され、一方の流出ポート２２ａが洗浄液流入口１８Ａに接続され、他方の流出ポート２２ｂが分岐流路２２ｄを介して第二の環状凹溝１４に接続されている。
【００１７】
また、洗浄液排出バルブ１９Ｂも三方弁で形成されて、二つの流入ポート２３ａ及び２３ｂが洗浄液排出口１８Ｂ及び第二の環状凹溝１４に夫々接続され、流出ポート２３ｃがドレン管２４に接続されている。
このようにすれば、外部から歯車ポンプ１に接続する配管類は、従来と同様に洗浄液供給流路２１及びドレン管２４だけで足りるので、別途新たな配管を接続する必要はない。
【００１８】
なお、歯車２Ａ，２Ｂの軸穴は、中央部が軸７Ａ，７Ｂの直径と略等しく形成されると共に、その左右両側は軸径より大径に形成され、前記洗浄液吐出孔１０，１０・・はその大径部２５Ａ，２５Ｂと軸７Ａ，７Ｂとの隙間に向かって洗浄液を吐出するように開口形成されている。
【００１９】
また、左右側板部６Ｒ，６Ｌの各歯車２Ａ，２Ｂに摺接する部分には凹溝状の洗浄液流路２６Ａ，２６Ｂが形成され、その一端側が前記大径部２５Ａ，２５Ｂを介して各軸７Ａ，７Ｂ内の洗浄液流路９Ａ，９Ｂと連通されると共に、他端側が例えば塗料室４の塗料吐出口５に達するように延設されて、前記洗浄液流路９Ａ，９Ｂと塗料室４とを連通している。
この洗浄液流路２６Ａ，２６Ｂは，歯車２Ａ，２Ｂと左右側板部６Ｒ，６Ｌとの間に侵入した塗料を洗い流すのに十分な流量で洗浄液を供給できる大きさ、例えば深さが５〜１００ミクロン，幅が１〜５ｍｍ程度の凹溝に形成されている。
【００２０】
以上が本発明の一例構成であって、次に、その作用を図３に示すタイミングチャートを参照して説明する。
まず、塗装を行う前に、洗浄液供給バルブ１９Ａの流出ポート２２ｂと洗浄液排出バルブ１９Ｂの流入ポート２３ｂを開いて第二の環状凹溝１４内に洗浄液を充填し、各ボート２２ｂ及び２３ｂを閉じておく（図３Ｔ_１〜Ｔ_２）。
【００２１】
そして、塗装を行なう際は、塗料室４の塗料流入口３から吸入した塗料を歯車２Ａ，２Ｂの回転により塗料吐出口５から一定の流量で吐出して塗装機に圧送する（図３Ｔ_３〜Ｔ_４）。
このとき、塗料は、左右側板部６Ｒ，６Ｌに形成された洗浄液流路２６Ａ，２６Ｂを介して、軸７Ａ，７Ｂの各洗浄液流路９Ａ，９Ｂや第一の環状凹溝１２内に侵入する。
【００２２】
そして、第一及び第二の環状凹溝１２及び１４の間には軸シール部１５が形成され、第二の環状凹溝１４内には洗浄液が充填されているので、塗料室４及び第一の環状凹溝１２内の圧力が高くなって軸シール部１５が外側へ圧されると、これにより第二の環状凹溝１４内の圧力も高くなって、第一の環状凹溝１２内の圧力とバランスする。
したがって、軸シール部１５が破れることがなく、塗料が第二の環状凹溝１４側に漏れ出すこともない。
【００２３】
そして、塗装が終了してケーシングＣ内の隙間に侵入した塗料を洗浄除去する場合、歯車２Ａ，２Ｂを高速で回転させながら、塗料室４内に高圧エアを供給して残存塗料を除去する（図３Ｔ_５〜Ｔ_６）。
次いで、洗浄液供給バルブ１９Ａの流出ポート２２ａ，２２ｂを開き、洗浄液排出バルブ１９Ｂの流入ポート２３ａ，２３ｂを開いて、洗浄室４内に洗浄液とエアを交互に供給して、ポンプ１内を洗浄する（図３Ｔ_６〜Ｔ_７）。
【００２４】
このとき、塗料室４及び洗浄液流路９Ａ，９Ｂは、左右側板部６Ｒ，６Ｌに形成された凹溝状の洗浄液流路２６Ａ，２６Ｂを介して連通されているので、洗浄液は、洗浄液流路９Ａ，９Ｂの洗浄液吐出孔１０，１０・・から凹溝状の洗浄液流路２６Ａ，２６Ｂを介して塗料室４へ流れ、また逆に、塗料室４から洗浄液流路９Ａ，９Ｂに流れる。
【００２５】
しかも、歯車２Ａ，２Ｂが回転しているので、凹溝状の洗浄液流路２６Ａ，２６Ｂを流れる洗浄液で歯車２Ａ，２Ｂの側面が洗浄され、また、歯車２Ａ，２Ｂの側面に付着した洗浄液で側板部６Ｒ，６Ｌに付着した塗料が洗浄されるので、歯車２Ａ，２Ｂと側板部６Ｒ，６Ｌとの隙間に侵入した塗料も確実に除去され、ポンプ１内の塗料を色残りすることなく短時間で確実に洗浄することができる。
【００２６】
なお、洗浄時は洗浄時間を短縮するために歯車２Ａ，２Ｂが高速で回転されるだけでなく、洗浄液も高圧で供給されるので、塗料室４及びこれに連通している第一の環状凹溝１２内の圧力が高くなるが、第一及び第二の環状凹溝１２及び１４も分岐流路２２ｄを介して連通されているので両者の圧力はバランスし、洗浄液が第一の環状凹溝１２から軸シール部１５を破って第二の環状凹溝１４側に漏れ出すことはない。
【００２７】
そして最後に、第二の環状凹溝１４に洗浄液を充填したままの状態で洗浄液供給バルブ１９Ａの流出ポート２２ｂ及び洗浄液排出バルブ１９Ｂの流入ポート２３ｂを閉じると共に、洗浄液供給バルブ１９Ａの流出ポート２２ａを閉じ、洗浄液排出バルブ１９Ｂの流入ポート２３ａを開いて、塗料室４にエアを供給し、塗料室４及び洗浄液流路９Ａ，９Ｂ内に残存する洗浄液を排出させる（図３Ｔ_７〜Ｔ_８）。
【００２８】
なお、実施例の説明では側板部６Ａ，６Ｂに凹溝状の洗浄液流路２６Ａ，２６Ｂを形成した場合について説明したが、本発明は凹溝状の洗浄液流路２６Ａ，２６Ｂがなく、単に歯車２Ａ，２Ｂと側板部６Ａ，６Ｂが摺接されている場合であってもよい。
ただし、凹溝状の洗浄液流路２６Ａ，２６Ｂを形成した方が，短時間で洗浄できるという効果があり、この場合、凹溝状の洗浄液流路２６Ａ，２６Ｂは側板部６Ａ，６Ｂに形成する場合に限らず、歯車２Ａ，２Ｂの側面に形成してもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、各歯車の軸に穿設された長孔状の洗浄液流路に連通された第一の環状凹溝が原動歯車の軸貫通孔に形成されると共に、その外側に軸シール部を挟んで第二の環状凹溝が形成されており、洗浄時は前記第一及び第二の環状凹溝が連通されて内部圧力がバランスし、塗装時は第二の環状凹溝に洗浄液が充填され、第一の環状凹溝内の圧力が高くなって軸シール部を圧したときに、これに伴って第二の環状凹溝内の圧力が高くなり両者はバランスするので、塗料室から第一の環状凹溝内に漏洩した塗料や汚染洗浄液が、軸シール部から更にその外側の第二の環状凹溝に漏洩することを防止することができるという大変優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る塗料用歯車ポンプを示す断面図。
【図２】その分解組立図。
【図３】バルブの開閉タイミングを示すタイムチャート。
【図４】従来装置を示す断面図。
【符号の説明】
１・・・・・・塗料用歯車ポンプ
Ｃ・・・・・・ケーシング
２Ａ・・・・・原動歯車
２Ｂ・・・・・従動歯車
４・・・・・・塗料室
６Ｒ，６Ｌ・・側板部
７Ａ，７Ｂ・・軸
９Ａ，９Ｂ・・洗浄液流路
１０・・・・・・洗浄液吐出孔
１１・・・・・・軸貫通孔
１２・・・・・・第一の環状凹溝
１４・・・・・・第二の環状凹溝
１５・・・・・・軸シール部
１７・・・・・・洗浄液供給系
２１・・・・・・洗浄液供給流路
２２ｄ・・・・・分岐流路

Claims

塗料室（４）内に供給された塗料をケーシング（Ｃ）に収納された原動歯車（２Ａ）及び従動歯車（２Ｂ）の噛み合いによって送液する塗料用歯車ポンプにおいて、
各歯車（２Ａ，２Ｂ）の軸（７Ａ，７Ｂ）には、これらの軸（７Ａ，７Ｂ）を支承するケーシング（Ｃ）の左右側板部（６Ａ，６Ｂ）に跨がる洗浄液流路（９Ａ，９Ｂ）と、当該各洗浄液流路（９Ａ，９Ｂ）から夫々の軸（７Ａ，７Ｂ）の周面に開口する洗浄液吐出孔（１０，１０・・）が穿設され、
ケーシング（Ｃ）の左右側板部（６Ｒ，６Ｌ）の一方に原動歯車（２Ａ）の軸（７Ａ）を貫通する軸貫通孔（１１）が形成され、当該軸貫通孔（１１）には、原動歯車（２Ａ）の洗浄液流路（９Ａ）及び従動歯車（２Ｂ）の洗浄液流路（９Ｂ）に連通される第一の環状凹溝（１２）が形成されると共に、当該軸貫通孔（１１）の長手方向に沿って前記第一の環状凹溝（１２）の外側に軸シール部（１５）を挟んで第二の環状凹溝（１４）が形成され、当該第二の環状凹溝（１４）には、前記洗浄液流路（９Ａ，９Ｂ）に洗浄液を供給する洗浄液供給流路（２１）から分岐された分岐流路（２２ｄ）が接続されていることを特徴とする塗料用歯車ポンプ。