JP5308197B2 - 塗料用バルブの塗料漏れ検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、塗料用バルブの塗料漏れ検出装置に関する。

塗装用スプレーガンや塗料用バルブなどでの塗料漏れを検出する装置として光ファイバセンサを利用したものが公知である（例えば、特許文献１、２参照）。

特開平８−８９８５６号公報 特開２００４−２４３２８５号公報

しかしながら、特許文献１、２の技術は、光ファイバセンサを直接、塗装用スプレーガンや塗料用バルブに取り付ける構造であり、塗装用スプレーガンや塗料用バルブにおける光ファイバセンサの取り付け加工が困難になりやすいという問題がある。

本発明は、既存の塗料用バルブにも容易に付設することが可能な塗料用バルブの塗料漏れ検出装置を提供することを目的としている。

本発明は、前記課題を解決するため、弁体および弁体ケースからなるバルブユニットと、このバルブユニットを内蔵し、前記弁体を作動させるエア室およびエア流路と、前記弁体の作動により開閉する塗料流路と、前記弁体ケースとの間隙部に漏れたリーク塗料を外部に逃がすリーク孔と、が形成されるハウジングと、を有した塗料用バルブの塗料漏れを検出する装置であって、リーク塗料室が形成され、このリーク塗料室が前記リーク孔と連通するように前記ハウジングに着脱自在に取り付けられるアタッチメントと、このアタッチメントに取り付けられ、前記リーク塗料室におけるリーク塗料の有無を検出する光ファイバセンサと、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、アタッチメントを取り付けることによりその内部で光を反射させることができ、光ファイバセンサを塗料用バルブに容易に取り付けることができる。また、既存の塗料用バルブにも容易に光ファイバセンサを付設できる。
また、リーク塗料室はリーク塗料を溜めるバッファ機能を有することとなるので、リーク塗料室にリーク塗料が所定量溜まった時点で検出し、そのときを塗料漏れが生じたとすることができる。

また、本発明は、前記ハウジングの前記リーク孔周りに雌ねじ部を形成し、前記アタッチメントは、前記雌ねじ部に螺合することで前記ハウジングに取り付けられる構造としたことを特徴とする。

本発明によれば、ハウジングの表面にねじ加工を施すのみでアタッチメントを取り付けることができ、既存の塗料用バルブに光ファイバセンサを一層容易に付設することが可能となる。

本発明によれば、既存の塗料用バルブにも容易に塗料漏れ検出用の光ファイバケーブルを付設することができる。

本発明に係る塗料漏れ検出装置の構成図である。 塗料用バルブの動作説明図であり、（ａ）、（ｂ）はそれぞれ弁が開いた状態、閉じた状態を示す。 塗料用バルブに塗料漏れが生じたときの塗料漏れ検出装置の作用説明図である。 塗料漏れ検出装置の外観斜視図である。

塗料用バルブ１は、例えば吹き付け用の塗装ガンＧに取り付けられる。図１および図２を参照して説明すると、塗料用バルブ１は、弁体２と弁体ケース３とから構成されるバルブユニット４と、このバルブユニット４を内蔵するハウジング５とを主な構成部材とする。ハウジング５には、弁体２を作動させるエア室６およびエア流路７と、弁体３の作動により開閉する塗料流路８と、弁体ケース３との間隙部Ｓに漏れたリーク塗料を外部に逃がすリーク孔９と、が形成されている。

弁体２は、弁体ケース３の内部を摺動するロッド２ａと、このロッド２ａに同軸に形成され、ロッド２ａよりも大径のピストン２ｂとを備えた形状からなる。ロッド２ａの先端は弁体ケース３の一端側から突出して塗料流路８に臨む。そして、ロッド２ａの弁体ケース３の他端側から突出した部分に前記ピストン２ｂが形成されている。

弁体ケース３は、概ね筒形状を呈した部材であって、ケース外周に形成された雄ねじ部がハウジング５内に形成した雌ねじ部に螺合することでハウジング５に内蔵固定される。弁体ケース３の外周には、ハウジング５の内壁面に密着するパッキン１０が取り付けられている。

ハウジング５には前記ピストン２ｂが摺動するシリンダ室が形成され、その内、弁体ケース３とピストン２ｂとの間の室空間がエア室６を構成する。そして、このエア室６とハウジング５の外部とを連通するようにエア流路７が形成される。エア流路７のポートにはエア供給ホース１１が接続される。

前記シリンダ室の内、ピストン２ｂを挟んでエア室６と反対に形成される室空間には圧縮コイルばね１２が内蔵される。具体的に説明すると、前記シリンダ室はハウジング５の表面に臨むように開口形成されており、その表面開口部はねじ式のキャップ１３により塞がれている。前記圧縮コイルばね１２はこのキャップ１３とピストン２ｂとの間に介設されるものであり、常時、ピストン２ｂを弁体ケース３側に付勢する。

なお、キャップ１３の中央には孔１３ａが形成されており、ロッド２ａの他端はこの孔１３ａを通って外部に突出するようになっている。これは、弁体２の作動状態を外部から目視で確認できるようにするためである。

弁体ケース３の一端寄りに形成される塗料流路８は、ロッド２ａが通る主流路８ａおよび吐出路８ｂと、主流路８ａに直交して連通する供給路８ｃとからなる。供給路８ｃのポートには塗料供給ホース１４が接続される。主流路８ａは、ロッド２ａ周りに塗料の流動空間ができる程度の径を有し、その流路一端側には弁体ケース３が臨み、流路他端側には吐出路８ｂが形成される。吐出路８ｂはハウジング５の外部に通じる孔であり、図２（ａ）に示すように、ロッド２ａが前進してこの吐出路８ｂ内に嵌り込むことで塗料流路８が閉じられる。そして、図２（ｂ）に示すように、エア室６にエアが供給されることにより圧縮コイルばね１２の付勢力に抗してピストン２ｂが移動し、ロッド２ａが後退することで主流路８ａを通して供給路８ｃと吐出路８ｂとが連通し、塗料流路８が開く。

図２（ａ）のバルブ閉状態から図２（ｂ）のバルブ開状態となるときには、弁体２の作動タイミングと塗料の供給タイミングの適正な同期が重要であり、塗料用バルブ１は、正常な状態では、弁体２の作動時点から所定時間僅かに遅れて塗料流路８へ塗料が供給されるようになっている。しかしながら、経時に伴い塗料が主流路８ａからバルブユニット４の内蔵部側に漏れ、塗料が弁体ケース３内のロッド摺動部まで浸入した場合には、ロッド２ａの摺動抵抗が大きくなって弁体２の作動タイミングが遅れ、塗料の供給タイミングと合わなくなってしまう。

バルブユニット４の内蔵部側へのリーク塗料を検出する手段として、ハウジング５には、前記したように、弁体ケース３との間隙部Ｓに漏れたリーク塗料を外部に逃がすリーク孔９が形成されている。つまり、リーク孔９からハウジング５の外部に出されるリーク塗料を確認することで、バルブユニット４の内部へのリーク塗料の浸入を予知、或いは素早く検知できることとなり、塗料用バルブ１のメンテナンスを施すことで弁体２の作動遅れを未然に防止することができる。リーク孔９は例えばキリ孔からなる。

本発明の塗料漏れ検出装置１５は、リーク孔９からハウジング５の外部に出されるリーク塗料を検出する装置であって、リーク塗料室１６が形成され、このリーク塗料室１６がリーク孔９と連通するようにハウジング５に着脱自在に取り付けられるアタッチメント１７と、このアタッチメント１７に取り付けられ、リーク塗料室１６におけるリーク塗料の有無を検出する光ファイバセンサ１８と、を備えている。

アタッチメント１７は、例えば図４に示すように角状ブロック片を基体部とし、その内部に図３等に示すようにリーク塗料室１６が形成されている。アタッチメント１７は例えば金属ブロック片から構成される。アタッチメント１７の外面には雄ねじ部１７ａが形成され、そのねじ中心には流路が形成されている。ハウジング５のリーク孔９周りの外面には雌ねじ部１９が形成され、この雌ねじ部１９に雄ねじ部１７ａを螺合させることでアタッチメント１７がハウジング５に対して固定される。

リーク塗料室１６にリーク塗料が無いときには、光ファイバセンサ１８の先端部からの照射光がリーク塗料室１６の壁面に当たり、所定量の反射光が光ファイバセンサ１８に戻る。この反射光の信号によって、リーク塗料室１６にリーク塗料が無い、すなわち塗料用バルブ１に塗料漏れが生じていないことが判る。光ファイバセンサ１８の他端は例えば信号増幅用のアンプに接続し、アンプは制御部に接続している。

そして、図３に示すように、リーク塗料室１６にリーク塗料が浸入すると、光ファイバセンサ１８の照射光がリーク塗料室１６の壁面ではなくリーク塗料に当たるために、所定量の反射光が光ファイバセンサ１８に戻らず、これにより、塗料用バルブ１に塗料漏れが生じていることを検出できる。この場合、塗料漏れが生じた旨を周辺の作業者に知らせるべく、前記制御部を介して警報音を鳴らしたり、警報ランプを点灯させるなどの適宜な処置を採ることが望ましい。作業者は、その後、塗料用バルブ１を分解して清掃作業を行う。

以上のように、リーク塗料室１６が形成され、このリーク塗料室１６がハウジング５のリーク孔９と連通するようにハウジング５に着脱自在に取り付けられるアタッチメント１７と、このアタッチメント１７に取り付けられ、リーク塗料室１６におけるリーク塗料の有無を検出する光ファイバセンサ１８と、を備えた塗料漏れ検出装置１５とすれば、アタッチメント１７のリーク塗料室１６はリーク塗料を溜めるバッファ機能を有することとなるので、リーク塗料室１６にリーク塗料が所定量溜まった時点で検出し、そのときを塗料漏れが生じたとすることができる。

例えば、光ファイバセンサ１８を直接ハウジング５に取り付けた場合、間隙部Ｓやリーク孔９などは容積が小さいことから、少量のリーク塗料でもこれらの空間が塞がれ、光ファイバセンサ１８が塗料漏れと検知してしまう。弁体２の作動遅れの原因となるバルブユニット４の内部へのリーク塗料の浸入は、間隙部Ｓへの浸入に比べると時間がかかりやすいことから、ごく少量の塗料が間隙部Ｓに浸入した時点では未だ弁体２は正常に作動していることが多い。

これに対し、例えば、間隙部Ｓへのリーク塗料の量がいくらになったときにバルブユニット４の内部に作動遅れとなる程度のリーク塗料が浸入するかを予め試験によりシミュレートしておき、その結果に基づいてリーク塗料室１６の大きさを決定すれば、弁体２の作動遅れが生じる直前段階で、問題となる塗料漏れが生じたと判断できる。したがって、弁体２が正常に作動しているにも拘わらず塗料用バルブ１を分解するという無駄な作業を省くことができる。なお、このようなバッファ室をハウジング５において加工形成することは困難であり、特に自動車の塗装ラインで塗装ガンＧが多数存在するような場合、それぞれの塗装ガンＧに取り付けられる既存の塗料用バルブ１毎にそのような加工を施すことは困難となる。

また、アタッチメント１７を介して光ファイバセンサ１８を塗料用バルブ１に取り付けるので取り付け構造が簡単となり、特に、ハウジング５のリーク孔９周りに雌ねじ部１９を形成し、アタッチメント１７を雌ねじ部１９に螺合することでハウジング５に取り付ける構成とすれば、ハウジング５の表面にねじ加工を施すのみでアタッチメント１７を取り付けることができ、既存の塗料用バルブ１に光ファイバセンサ１８を容易に付設することができる。

１ 塗料用バルブ
２ 弁体
３ 弁体ケース
４ バルブユニット
５ ハウジング
６ エア室
７ エア流路
８ 塗料流路
９ リーク孔
１５ 塗料漏れ検出装置
１６ リーク塗料室
１７ アタッチメント
１８ 光ファイバセンサ

Claims (2)

1. 弁体および弁体ケースからなるバルブユニットと、
   このバルブユニットを内蔵し、前記弁体を作動させるエア室およびエア流路と、前記弁体の作動により開閉する塗料流路と、前記弁体ケースとの間隙部に漏れたリーク塗料を外部に逃がすリーク孔と、が形成されるハウジングと、
   を有した塗料用バルブの塗料漏れを検出する装置であって、
   リーク塗料室が形成され、このリーク塗料室が前記リーク孔と連通するように前記ハウジングに着脱自在に取り付けられるアタッチメントと、
   このアタッチメントに取り付けられ、前記リーク塗料室におけるリーク塗料の有無を検出する光ファイバセンサと、
   を備えたことを特徴とする塗料用バルブの塗料漏れ検出装置。
2. 前記ハウジングの前記リーク孔周りに雌ねじ部を形成し、
   前記アタッチメントは、前記雌ねじ部に螺合することで前記ハウジングに取り付けられる構造としたことを特徴とする請求項１に記載の塗料用バルブの塗料漏れ検出装置。

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