JP6408573B2 - スプレーシステム用ポンプの作動切換装置及び方法 - Google Patents

スプレーシステム用ポンプの作動切換装置及び方法 Download PDF

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Description

本発明は、塗料、シーラント、コーティング材などの流体を噴霧するために用いられる塗布システムに関するものであり、具体的には、スプレーシステムにおけるポンプ作動切換時の中断時間を低減するポンプ作動切換装置及び方法に関するものである。
流体スプレーシステムは、塗装、接着剤塗布、及び発泡吹付を含む広範な用途に用いられている。流体塗布装置のいくつかは、互いに分離されて異なる成分の流体を送給するA側流体系とB側流体系とを有する(例えば、ポンプ、リザーバ、及び流路をそれぞれ別個に有する)一方、別のシステムでは、単一の噴霧材料のみを圧送して噴霧する。スプレーシステムで圧送される一般的な材料には、塗料、ポリウレタン、イソシアン酸塩、ポリエステル、エポキシ、及びアクリルが含まれる。
流体塗布用スプレーシステムの多くは、ギヤポンプを用いて適切な噴霧圧を得ている。そのようなシステムの一部は、ギヤポンプに代えて往復動ポンプを用いているが、バルブを開閉してポンプ作動状態を切り換える際に、ポンプ作動の中断によって、圧送圧力に変動が生じるおそれがある。
第1の態様において、スプレーシステムは、噴霧用流体のための流体供給源と、前記噴霧用流体を噴霧するために設けられた噴霧器と、ポンプと、コントローラとを備える。ポンプは、往復動プランジャを有した複動型調量シリンダ、第1流入バルブ、第2流入バルブ、第1流出バルブ、及び第2流出バルブを備える。コントローラは、前記ポンプの行程を切り換えるポンプ作動切換のために前記第1流入バルブ及び前記第1流出バルブを閉弁させる第1信号を発信するように構成されると共に、前記第2流入バルブ及び第2流出バルブに開弁を開始させる第2信号を発信するように構成される。より具体的には、コントローラは、前記往復動プランジャの動きを反転させるために前記往復動プランジャを停止させる信号を発し、前記第1流入バルブ及び前記第1流出バルブを閉弁させる前記第1信号を、前記往復動プランジャを停止させる信号を発し始めてから前記往復動プランジャが停止を完了するまでの間に発し、前記第1流入バルブ及び前記第1流出バルブが完全に閉弁した後の少なくとも保留期間が経過した後に前記第2流入バルブ及び前記第2流出バルブが機械的に開き始めるよう、前記第2流入バルブ及び前記第2流出バルブを開弁させる前記第2信号を、前記第1信号を発し始めてから前記第1流入バルブ及び前記第1流出バルブが閉弁を完了するまでの間に発し、前記往復動プランジャが移動を開始するよう、前記第2信号を発し始めてから前記第2流入バルブ及び前記第2流出バルブが開弁を完了するまでの間に信号を発する。
第2の態様において、往復動プランジャを有した複動型ポンプ装置の作動方法は、前記往復動プランジャの動きを反転させるために前記往復動プランジャの停止を指令する信号を発する工程と、前記往復動プランジャの停止を指令する信号を発し始めてから前記往復動プランジャが停止を完了するまでの間に、第1流入バルブ及び第1流出バルブの閉弁を指令する信号を発する工程と、前記1流入バルブ及び前記第1流出バルブが完全に閉弁した後の少なくとも保留期間が経過した後に第2流入バルブ及び第2流出バルブが機械的に開き始めるよう、前記第1流入バルブ及び第1流出バルブの閉弁を指令する信号を発し始めてから前記第1流入バルブ及び前記第1流出バルブが閉弁を完了するまでの間に、前記第2流入バルブ及び前記第2流出バルブの開弁を指令する信号を発する工程と、前記第2流入バルブ及び前記第2流出バルブの開弁を指令する信号を発し始めてから前記第2流入バルブ及び前記第2流出バルブが開弁を完了するまでの間に、前記往復動プランジャの移動の開始を指令する信号を発する工程とを備える。
スプレーシステムの概要図である。 図1のスプレーシステムにおけるポンプの作動状態を示す概要図である。 図1のスプレーシステムにおけるポンプの作動状態を示す概要図である。 図2A及び図2Bのポンプの作動状態切換を制御する方法を示すフローチャートである。 図3の方法によるポンプ圧力及びバルブ作動状態の経時的変化を示すグラフである。
本発明は、スプレーシステムにおける往複動型容量式ポンプの作動切換の際のバルブ操作時期を制御するシステム及び方法に関する。バルブ操作時期を制御して、バルブ操作開始からの休止期間をオーバラップさせることにより、ポンプ作動切換の際の作動中断時間を短縮して、好ましくない圧力変動を抑制する。
図1は、スプレーシステム10の概要図であって、スプレーシステム10は、A系統とB系統とを有する2系統式スプレーシステムとなっており、噴霧されたときのみに混合される別個の流体成分を、それぞれの系統で送給するように構成されている。スプレーシステム10は、例えば、噴霧された直後に、A系統の塗料をB系統の促進剤(例えば、ポリウレタン、アクリル、ポリエステル、またはエポキシ)と混合することができる。以下では、スプレーシステム10について、塗料を噴霧するシステムとして主に説明を行うが、本発明は、発泡材や接着剤など、別の材料のスプレーシステムにも同様に適用が可能である。スプレーシステム10の多くの構成部材は、A系統及びB系統の双方に同様に存在する。分かり易くするため、A系統の構成部材は、符号に添字aを付して示す一方、B系統の構成部材は、符号に添字bを付して示す。以下において、添字を伴わない符号は、スプレーシステム10のA系統及びB系統の双方に同様に存在する構成要素を総じて示す場合と、A系統及びB系統の双方で共用する単一の構成要素を示す場合とに用いるものとし、A系統またはB系統に固有の構成要素は、必要に応じ、添字aまたは添字bを付して示すものとする。例えば、ポンプ12aは、スプレーシステム10におけるA系統サブシステムの専用構成要素であり、ポンプ12bは、スプレーシステム10におけるB系統サブシステムの専用構成要素である。一方、ポンプ12(添字なし)に関する説明は、双方のポンプについて総合的に言及するものである。
スプレーシステム10は、流入路Iaを介して流入マニホールド14aから流入する流体を、流出路Oaを介して流出マニホールド16aに圧送するA系統のポンプ12aと、流入路Ibを介して流入マニホールド14bから流入する流体を、流出路Obを介して流出マニホールド16bに圧送するB系統のポンプ12bとを備えている。図示した実施形態において、ポンプ12は、潤滑装置20によって潤滑されるシールを有し、モータ式アクチュエータ18によって駆動される複動型往復動ポンプである。モータ式アクチュエータ18は、例えばDCリニアステップモータとすることができる。潤滑装置20は、少なくとも1つの潤滑剤リザーバと、潤滑装置20からポンプ12のバルブシールやその他のスロートシールに潤滑剤を送給するように構成された流体供給経路とを備える。潤滑装置20は、単一の装置として示されているが、スプレーシステム10の一実施形態として、A系統とB系統とで、例えば異なる潤滑剤を用いるような、個別の潤滑装置を用いることも可能である。
流入マニホールド14は複数の流体供給源に、また流出マニホールド16は複数の流体吐出流路に、それぞれ選択的にポンプ12を連通させるバルブ付マニホールドである。流入マニホールド14及び流出マニホールド16により、スプレーシステム10は、流路の切り離しや再接続を要することなく、複数の流体の切り換えを行うことが可能となる。流出マニホールド16は、それぞれが3つの流出用流路を有し、流入マニホールド14は、それぞれが3つの流入用流路を有するものとして図示しているが、任意の数の流出用流路及び流入用流路を適用することが可能である。通常の作動状態では、流入マニホールド14及び流出マニホールド16におけるバルブ作動により、一度に1つずつの流入用流路及び流出用流路だけを導通状態とすることができる。一実施形態では、流入マニホールド14及び流出マニホールド16に対し、コントローラ40に関して後に詳述するように、電子制御が行われる。別の実施形態として、流入マニホールド14及び流出マニホールド16を手動により操作するようにしてもよい。スプレーシステム10の一実施形態として、流入マニホールド14及び流出マニホールド16の電子制御及び手動操作の両方を可能としてもよい。
図示した実施形態において、流入マニホールド14は、流体供給路F1を介したポンプ12と一次流体供給源22との連通、流体供給路F2を介したポンプ12と一次流体供給源24との連通、及び溶剤流路Sを介したポンプ12と溶剤供給源26との連通を選択的に行う。例えば、一次流体供給源22aを第1塗料P1用、一次流体供給源24aを第2塗料P2用とし、一次流体供給源22bを第1促進剤C1用、一次流体供給源24bを第2促進剤C2用とすることができる。溶剤供給源26a及び溶剤供給源26bは、共用の溶剤リザーバから溶剤を取り込むようにしてもよいし、それぞれ異なる溶剤を用いるようにすることもできる。
図示した実施形態において、流出マニホールド16は、同様に、噴霧用吐出流路S1を介したポンプ12と噴霧器28との連通、噴霧用吐出流路S2を介したポンプ12と噴霧器30との連通、及び廃液流路Wを介したポンプ12と廃液溜31との連通を選択的に行う。廃液溜31は、不要となってスプレーシステム10から排出される塗料、促進剤、及び溶剤を受け取る(例えば、第1塗料P1から第2塗料P2への切り換え、及び第1促進剤C1から第2促進剤C2への切り換えのとき)。噴霧器28及び噴霧器30のそれぞれは、A系統及びB系統のそれぞれの流出マニホールド16からの噴霧用吐出流路が接続されている。例えば、噴霧器28は、A系統の流出マニホールド16aからの噴霧用吐出流路S1aと、B系統の流出マニホールド16bからの噴霧用吐出流路S1bとが接続されている。図1には、2つの噴霧器28及び噴霧器30のみが示されているが、任意の数の別個の噴霧器を用いることが可能である。それぞれの噴霧器は、噴霧流体の単一の組み合わせ(例えば、塗料と促進剤)に用いられるようにして、別の流体の混入や付着を防止することが可能である。従って、更なる流体供給源を有した実施形態においては、同様に更なる噴霧器を設けるのが有利である。これに代え、流体が異なる個々のスプレー工程の間で噴霧器を洗浄するのであれば、噴霧器を特定の流体の組み合わせに専用とせず、複数の異なる組み合わせの流体に順番に用いることも可能である。噴霧器28及び噴霧器30は、例えば、使用者が引き金操作を行うスプレーガン、またはアクチュエータによって操作される自動噴霧器とすることができる。
一実施形態において、一次流体供給源22、一次流体供給源24、及び溶剤供給源26は、ポンプ12の吐出圧力の少なくとも50%の圧力で供給を行うことが可能な予圧式供給源となっている。予め加圧を行う予圧式供給源とすることにより、モータ式アクチュエータ18に対するポンプ負荷が軽減され、ポンプ12は、50%以下の吐出圧力で供給を行えばよい(上述の場合)。一次流体供給源22、一次流体供給源24、及び溶剤供給源26は、流体を予め加圧するための専用のポンプを備えていてもよい。
図示した実施形態において、ポンプ12は、移動ロッド34を支持した調量シリンダ32を有する調量リニアポンプである。移動ロッド34は、モータ式アクチュエータ18によって駆動され、プランジャ36の位置を定めたり移動させたりする。一実施形態において、調量シリンダ32、移動ロッド34、及びプランジャ36は、往動行程及び復動行程において、予圧式供給源(例えば、一次流体供給源22及び一次流体供給源24)から等しい力を受けるように、作用面積を調整してあってもよい。
モータ式アクチュエータ18のモータ速度は可変であり、当該モータ速度によってポンプ12の吐出量が定まる。移動ロッド34は、ロッド用リザーバ38の中に延設されており、一実施形態において、このロッド用リザーバ38は、潤滑装置20からの潤滑剤で満たされている。ポンプ12のそれぞれは、流入バルブ及び流出バルブを有しており、これらの流入バルブ及び流出バルブは、移動ロッド34の下降方向の往動行程と上昇方向の復動行程との間で作動し、プランジャ36の上方または下方における流体の流動方向を定める。
スプレーシステム10は、コントローラ40によって制御される。このコントローラ40は、付属するメモリ及びローカルオペレータインタフェイス42を有した、1または複数のマイクロプロセッサなどのコンピュータ装置である。ローカルオペレータインタフェイス42は、例えば表示画面、操作キー、ダイアル、及び計器の少なくとも1つを有したユーザインタフェイス装置である。本発明の一実施形態において、ローカルオペレータインタフェイス42は、使用者が操作するタブレットまたはコンピュータに対する有線接続またはワイヤレス接続を行うことが可能である。別の実施形態として、ローカルオペレータインタフェイス42は、使用者による入力を直接受け取り、診断データや作業データを使用者に直接提供するように構成された統合型インタフェイスとすることもできる。例えば、ローカルオペレータインタフェイス42は、A系統及びB系統の流体の様々な組み合わせのそれぞれに関するA系統及びB系統の流体の目標比率や、目標吐出圧力を使用者が設定できるようにするものである。また、ローカルオペレータインタフェイス42は、故障識別情報(例えば、詰まり、または漏洩)、噴霧統計値(例えば、噴霧した流体量、または残存流体量)、及び作業状態表示情報(例えば、「洗浄中」、「噴霧中」、「オフライン」)を含む診断情報を使用者に提供することも可能であるが、診断情報は、これらに限定されるものではない。一実施形態において、コントローラ40は、事前に定めたり、これまでに用いたりした設定情報のデータベース(例えば、個々の材料に関する目標比率及び目標供給圧力の少なくとも一方)を備えるようにして、ローカルオペレータインタフェイス42を操作する使用者が、いくつかの選択肢から設定を選択するだけでよいようにしてもよい。
コントローラ40は、モータ速度制御信号CSによりモータ式アクチュエータ18を制御し、ポンプバルブ制御信号CPVによりポンプ12におけるバルブ作動を制御する。コントローラ40は、ポンプ12におけるバルブ操作をポンプ作動の切り換えと同期させることにより、プランジャ36が調量シリンダ32内における行程の上端または下端に達した際の中断時間を最小化する。また、一実施形態において、コントローラ40は、流入バルブ制御信号CIVにより流入マニホールド14におけるバルブ作動を制御し、流出バルブ制御信号COVにより流出マニホールド16におけるバルブ作動を制御するようにしてもよい。コントローラ40は、圧力センサ44aから圧力検出値Paを、また圧力センサ44bから圧力検出値Pbを、それぞれ受け取り、モータ式アクチュエータ18aから、モータ作動状態を示すエンコーダフィードバックデータfaを、またモータ式アクチュエータ18bからは、モータ作動状態を示すエンコーダフィードバックデータfbを、それぞれ受け取る。
スプレーシステム10では、ポンプ作動の切り換えの間、特定の圧力及び材料比率による実質的に均一で連続的な噴霧圧が得られる。スプレーシステム10により、流体が汚染することなく、また長時間の中断時間や、大量の溶剤の浪費を要することなく、クリーンで効率的なポンプ作動及び流体の切り換えが可能となる。
図2A及び図2Bは、ポンプ12(即ち、ポンプ12aまたはポンプ12bであって、どちらも同様)に主眼をおいたスプレーシステム10の概要図である。図2A及び図2Bは、ポンプ12の作動状態を例示するものであり、図2Aは、下降方向の往動行程にあるポンプ12を示し、図2Bは、上昇方向の復動行程にあるポンプ12を示している。図2A及び図2Bには、図1に関して上述したように、流入マニホールド14、流出マニホールド16、モータ式アクチュエータ18、一次流体供給源22、一次流体供給源24、溶剤供給源26、噴霧器28、噴霧器30、廃液溜31、調量シリンダ32、移動ロッド34、プランジャ36、及び様々な接続流路が示されている。更に図2A及び図2Bには、ポンプ12のポンプボディ100、復動時流入バルブ102、往動時流入バルブ104、復動時流出バルブ106、往動時流出バルブ108、3つの流入マニホールドバルブ110,112,114、及び3つの流出マニホールドバルブ116,118,120が示されている。
図2A及び図2Bは、流入マニホールド14が一次流体供給源22と連通した状態にあって、流出マニホールド16が噴霧器28と連通した状態にあるときの、スプレーシステム10の状態を示している。従って、流体供給路F1が接続された流入マニホールドバルブ110が開弁状態にあり、流体供給路F2が接続された流入マニホールドバルブ112と、溶剤流路Sが接続された流入マニホールドバルブ114とが、それぞれ閉弁状態にある。同様に、噴霧器28が接続された流出マニホールドバルブ116が開弁状態にあり、噴霧器30が接続された流出マニホールドバルブ118と、廃液溜31が接続された流出マニホールドバルブ120とが、それぞれ閉弁状態にある。3つの流入マニホールドバルブ110,112,114、及び3つの流出マニホールドバルブ116,118,120は、ピンバルブとして示されているが、耐圧性を有した任意のバルブを同様に用いることが可能である。図1に関して上述したように、これらのバルブはコントローラ40によって制御されるか、或いは使用者によって直接操作される。通常は、3つの流入マニホールドバルブ110,112,114、及び3つの流出マニホールドバルブ116,118,120のうち、常にいずれか1つの流入マニホールドバルブ及びいずれか1つの流出マニホールドバルブのみが開弁状態となる。
ポンプ12の復動時流入バルブ102及び復動時流出バルブ106は、移動ロッド34及びプランジャ36の復動行程に協調して、コントローラ40により駆動され、往動時流入バルブ104及び往動時流出バルブ108は、移動ロッド34及びプランジャ36の往動行程に協調して、コントローラ40により駆動される。移動ロッド34及びプランジャ36が上方に移動している間(図2B)は、復動時流入バルブ102及び復動時流出バルブ106が開弁状態となる一方、往動時流入バルブ104及び往動時流出バルブ108が閉弁状態となる。また、移動ロッド34及びプランジャ36が下方に移動している間(図2A)は、復動時流入バルブ102及び復動時流出バルブ106が閉弁状態となる一方、往動時流入バルブ104及び往動時流出バルブ108が開弁状態となる。コントローラ40は、ポンプの往復動行程を切り換える際に、これらのバルブの駆動を制御することにより、ポンプ作動を切り換える際の圧送中断時間を最小化する。切換時間が長期化すると、吐出圧力が低下し、好ましくない圧力変動を引き起こす可能性がある。プランジャ36の往復動により、一次流体供給源22から流入路Iを介してポンプボディ100内に流体が引き込まれ、ポンプボディ100から流出路Oを介して噴霧器28へと流体が押し出される。図1に関して上述したように、ポンプ12は、予圧流体供給源(即ち、一次流体供給源22、一次流体供給源24、溶剤供給源26)から同じ大きさの力を受けるように調整することができる。このように調整されたポンプ12の実施形態は、復動行程時の作用面積と往動行程時の作用面積とが等しい移動ロッド34及びプランジャ36を有している。
図3は、方法200を示すフローチャートである。方法200は、復動行程から往動行程にポンプ12のポンプ作動を切り換える際のバルブ操作の時期的な順序を示している。図4は、方法200によるポンプ吐出圧力及びバルブ作動状態の変化を、時間の経過と共に示すグラフである。図3及び図4には、ポンプ作動切換時における圧送中断時間を短縮することにより、好ましくない圧力変動を抑制するバルブ操作手順が示されている。方法200及びこれに付随して以下に述べる説明は、ポンプ12の復動行程から往動行程への作動切換に主眼をおいているが、全体的な手順は、往動行程から復動行程への作動切換時にも同様に適用可能である。
ポンプ作動切換を開始すると、コントローラ40は、時刻t0に、モータ式アクチュエータ18に対し、ポンプ12における往復動を停止するための停止信号を発する(ステップS1)。モータ式アクチュエータ18は、即座に停止することはできないが、減速して時刻t2で停止する。時刻t0またはその近傍で、コントローラ40は、復動時流入バルブ102及び復動時流出バルブ106に対し、閉弁を指令する操作信号を発する(ステップS2)。コントローラ40は、復動時流入バルブ102及び復動時流出バルブ106と往動時流入バルブ104及び往動時流出バルブ108とが同時に開いた状態とならないように、適切な待機期間が確保されるまで待機し(ステップS3)、その後、時刻t1において、往動時流入バルブ104及び往動時流出バルブ108に対し、開弁を指令する操作信号を発する(ステップS4)。一実施形態において、この2つ目の操作信号は、ポンプ12が減速して停止する過程にある間に発せられる。復動時流入バルブ102及び復動時流出バルブ106と往動時流入バルブ104及び往動時流出バルブ108とが同時に開弁状態となることはなく、復動時流入バルブ102及び復動時流出バルブ106は、ポンプ12が停止状態に至る時刻t2と実質的に一致する時期に、機械的に閉じ始め、その後の時刻t3において閉弁を完了する。往動時流入バルブ104及び往動時流出バルブ108は、復動時流入バルブ102及び復動時流出バルブ106が完全に閉弁した後の時刻t4に、ようやく開き始め、その後の時刻t5に開弁を完了するが、この時刻t5は、ポンプ12がそれまでとは逆方向の行程を開始したわずかに後となる。但し、ポンプ12が時刻t4より前にこのような作動を再開することは決してなく、この時刻t4は、復動時流入バルブ102及び復動時流出バルブ106と往動時流入バルブ104及び往動時流出バルブ108とが同時に開弁状態とは決してならないように、時刻t3よりも少なくとも保留期間ΔtDだけ後となっている。それぞれの操作信号が発信されてから、操作信号に対応して復動時流入バルブ102、復動時流出バルブ106、往動時流入バルブ104、及び往動時流出バルブ108がそれぞれ機械的に作動するまでの遅れに応じ、時刻t0と時刻t1との差を変更するようにしてもよい。全般に、復動時流入バルブ102、復動時流出バルブ106、往動時流入バルブ104、及び往動時流出バルブ108に対する操作信号の発信時期は、全体的な作動切換期間を短縮しつつ、流動に関連する問題や、その他の機械的問題を回避する上で適切な保留期間を確保することができるように制御される。一実施形態において、バルブの操作信号は、復動時流入バルブ102、復動時流出バルブ106、往動時流入バルブ104、及び往動時流出バルブ108の実際の作動までの休止期間に応じ、モータ式アクチュエータ18が、停止を指令された直後に発信されてもよいし、停止を指令されるわずかに前に発信されてもよい。
保留期間ΔtDは、往動時流入バルブ104及び往動時流出バルブ108が開き始める前に、復動時流入バルブ102及び復動時流出バルブ106が完全に閉弁した状態に確実になるために作動許容範囲で必要な最小限の期間である。一実施形態において、保留期間ΔtDは、例えば10ms未満とすることが可能であり、ポンプ作動切換の全体的な期間は、例えば60ms未満とすることが可能である。往動時流入バルブ104及び往動時流出バルブ108が機械的に開き始めると、コントローラ40は、ポンプ12に対し、それまでとは逆方向にプランジャ36を駆動して、ポンプ作動を再開するように指令する。
方法200及びスプレーシステム10は、バルブ操作信号の発信時期を制御して、復動行程側のバルブの作動待ち時間と往動行程側のバルブの作動待ち時間とをオーバラップさせることにより、ポンプ12の復動行程と往動行程と間の作動切換の際の圧送中断期間を最小化することができる。こうして短縮された作動切換期間により、平均吐出圧力を上昇させ、噴霧圧力の安定性を改善することができる。
[可能な実施形態の説明]
以下は、本発明の実現可能な実施形態に関する非限定的な説明である。
スプレーシステムは、噴霧用流体のための流体供給源と、前記噴霧用流体を噴霧するために設けられた噴霧器と、往復動プランジャを有した複動型調量シリンダ、第1流入バルブ、第2流入バルブ、第1流出バルブ、及び第2流出バルブを備えるポンプと、前記ポンプの行程を切り換えるポンプ作動切換のために前記第1流入バルブ及び前記第1流出バルブを閉弁させる第1信号を発信するように構成されると共に、前記第2流入バルブ及び前記第2流出バルブに開弁を開始させる第2信号を発信するように構成されるコントローラとを備える。
上述したスプレーシステムには、選択的もしくは付加的に、または代替として、以下に示すような、特徴、構成、及び付加的構成部材のうちのいずれかを1または複数含めることができる。
前記スプレーシステムの更なる実施形態において、前記コントローラは、前記往復動プランジャの動きを反転させるために前記往復動プランジャを停止させる信号を発し、前記第1流入バルブ及び前記第1流出バルブを閉弁させる前記第1信号を、前記往復動プランジャを停止させる信号を発し始めてから前記往復動プランジャが停止を完了するまでの間に発し、前記第1流入バルブ及び前記第1流出バルブが完全に閉弁した後の少なくとも保留期間が経過した後に前記第2流入バルブ及び前記第2流出バルブが機械的に開き始めるよう、前記第2流入バルブ及び前記第2流出バルブを開弁させる前記第2信号を、前記第1信号を発し始めてから前記第1流入バルブ及び前記第1流出バルブが閉弁を完了するまでの間に発し、前記往復動プランジャが移動を開始するよう、前記第2信号を発し始めてから前記第2流入バルブ及び前記第2流出バルブが開弁を完了するまでの間に信号を発する。
前記スプレーシステムの更なる実施形態において、前記保留期間は、前記第2流入バルブ及び前記第2流出バルブが開き始める前に前記第1流入バルブ及び前記第1流出バルブが完全に閉じた状態に確実になるために作動許容範囲で必要な最小限の期間である。
前記スプレーシステムの更なる実施形態において、前記ポンプの復動行程の際には、前記第1流入バルブ及び前記第1流出バルブが開弁すると共に、前記第2流入バルブ及び前記第2流出バルブが閉弁し、前記ポンプの往動行程の際には、前記第2流入バルブ及び前記第2流出バルブが開弁すると共に、前記第1流入バルブ及び前記第1流出バルブが閉弁する。
前記スプレーシステムの更なる実施形態において、前記噴霧器は、第2の流体供給源から第2の加圧流体を受け取り、前記噴霧用流体と前記第2の加圧流体とを組み合わせて噴霧する。
前記スプレーシステムの更なる実施形態において、前記流体供給源は予め加圧されている。
前記スプレーシステムの更なる実施形態において、前記流体供給源は、前記噴霧器における噴霧用流体の圧力の50%未満が前記ポンプから与えられるように、目標吐出圧力の少なくとも50%で予め加圧される。
前記スプレーシステムの更なる実施形態において、前記コントローラは、前記第1流入バルブ及び前記第1流出バルブが閉弁を完了する前に、前記第2流入バルブ及び前記第2流出バルブに開弁を指令する信号を発するが、前記第1流入バルブ及び前記第1流出バルブが閉弁を完了するまで、前記第2流入バルブ及び前記第2流出バルブは、機械的に開き始めない。
前記スプレーシステムの更なる実施形態において、前記往復動プランジャを停止させる信号を発してから、前記第2流入バルブ及び前記第2流出バルブが機械的に開き始めるまでに経過する期間は、60ms未満である。
前記スプレーシステムの更なる実施形態において、前記第1流入バルブ及び前記第1流出バルブが完全に閉じてから、前記第2流入バルブ及び前記第2流出バルブが開き始めるまでに経過する時間は10ms未満である。
往復動プランジャを有した複動型ポンプ装置の作動方法は、前記往復動プランジャの動きを反転させるために前記往復動プランジャの停止を指令する信号を発する工程と、前記往復動プランジャの停止を指令する信号を発し始めてから前記往復動プランジャが停止を完了するまでの間に、第1流入バルブ及び第1流出バルブの閉弁を指令する信号を発する工程と、前記1流入バルブ及び前記第1流出バルブが完全に閉弁した後の少なくとも保留期間が経過した後に第2流入バルブ及び第2流出バルブが機械的に開き始めるよう、前記第1流入バルブ及び第1流出バルブの閉弁を指令する信号を発し始めてから前記第1流入バルブ及び前記第1流出バルブが閉弁を完了するまでの間に、前記第2流入バルブ及び前記第2流出バルブの開弁を指令する信号を発する工程と、前記第2流入バルブ及び前記第2流出バルブの開弁を指令する信号を発し始めてから前記第2流入バルブ及び前記第2流出バルブが開弁を完了するまでの間に、前記往復動プランジャの移動の開始を指令する信号を発する工程とを備える。
上述した作動方法には、選択的もしくは付加的に、または代替として、以下に示すような、特徴、構成、及び付加的構成部材のうちのいずれかを1または複数含めることができる。
前記作動方法の更なる実施形態において、前記第1流入バルブ及び前記第1流出バルブが機械的に閉じ始める際に、前記ポンプが完全に停止状態となる。
前記作動方法の更なる実施形態において、前記保留期間は、前記第2流入バルブ及び前記第2流出バルブが開き始める前に前記第1流入バルブ及び前記第1流出バルブが完全に閉じた状態に確実になるために作動許容範囲で必要な最小限の期間である。
前記作動方法の更なる実施形態において、前記第1流入バルブ及び前記第1流出バルブの機械的な閉弁の開始時期が、前記ポンプの完全な停止の時期と実質的に一致する。
前記作動方法の更なる実施形態において、前記往復動プランジャの停止を指令する信号を発してから、前記第2流入バルブ及び前記第2流出バルブが機械的に開き始めるまでに経過する時間は、60ms未満である。
具体的な実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能であると共に、均等物で本発明の各構成要素を置き換えることが可能であることが当業者に理解されよう。また、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく、特定の状況やものを本発明の教示に適合させるための様々な変形が可能である。従って、本発明は、開示した特定の実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲内に包含される全ての態様を含むものである。

Claims (14)

  1. 噴霧用流体のための流体供給源と、
    前記噴霧用流体を噴霧するために設けられた噴霧器と、
    往復動プランジャを有した複動型調量シリンダ、第1流入バルブ、第2流入バルブ、第1流出バルブ、及び第2流出バルブを備えるポンプと、
    前記ポンプの行程を切り換えるポンプ作動切換のために前記第1流入バルブ及び前記第1流出バルブを閉弁させる第1信号を発信するように構成されると共に、前記第2流入バルブ及び前記第2流出バルブに開弁を開始させる第2信号を発信するように構成されるコントローラとを備え、
    前記コントローラは、
    前記往復動プランジャの動きを反転させるために前記往復動プランジャを停止させる信号を発し、
    前記第1流入バルブ及び前記第1流出バルブを閉弁させる前記第1信号を、前記往復動プランジャを停止させる信号を発し始めてから前記往復動プランジャが停止を完了するまでの間に発し、
    前記第1流入バルブ及び前記第1流出バルブが完全に閉弁した後の少なくとも保留期間が経過した後に前記第2流入バルブ及び前記第2流出バルブが機械的に開き始めるよう、前記第2流入バルブ及び前記第2流出バルブを開弁させる前記第2信号を、前記第1信号を発し始めてから前記第1流入バルブ及び前記第1流出バルブが閉弁を完了するまでの間に発し、
    前記往復動プランジャが移動を開始するよう、前記第2信号を発し始めてから前記第2流入バルブ及び前記第2流出バルブが開弁を完了するまでの間に信号を発する
    ことを特徴とするスプレーシステム。
  2. 前記保留期間は、前記第2流入バルブ及び前記第2流出バルブが開き始める前に前記第1流入バルブ及び前記第1流出バルブが完全に閉じた状態に確実になるために作動許容範囲で必要な最小限の期間であることを特徴とする請求項に記載のスプレーシステム。
  3. 前記ポンプの復動行程の際には、前記第1流入バルブ及び前記第1流出バルブが開弁すると共に、前記第2流入バルブ及び前記第2流出バルブが閉弁し、前記ポンプの往動行程の際には、前記第2流入バルブ及び前記第2流出バルブが開弁すると共に、前記第1流入バルブ及び前記第1流出バルブが閉弁することを特徴とする請求項1に記載のスプレーシステム。
  4. 前記噴霧器は、第2の流体供給源から第2の加圧流体を受け取り、前記噴霧用流体と前記第2の加圧流体とを組み合わせて噴霧することを特徴とする請求項1に記載のスプレーシステム。
  5. 前記流体供給源は予め加圧されていることを特徴とする請求項1に記載のスプレーシステム。
  6. 前記流体供給源は、前記噴霧器における前記噴霧用流体の圧力の50%未満が前記ポンプから与えられるように、目標吐出圧力の少なくとも50%で予め加圧されることを特徴とする請求項に記載のスプレーシステム。
  7. 前記コントローラは、前記第1流入バルブ及び前記第1流出バルブが閉弁を完了する前に、前記第2流入バルブ及び前記第2流出バルブに開弁を指令する信号を発するが、前記第1流入バルブ及び前記第1流出バルブが閉弁を完了するまで、前記第2流入バルブ及び前記第2流出バルブは、機械的に開き始めないことを特徴とする請求項1に記載のスプレーシステム。
  8. 前記往復動プランジャを停止させる信号を発してから、前記第2流入バルブ及び前記第2流出バルブが機械的に開き始めるまでに経過する期間は、60ms未満であることを特徴とする請求項1に記載のスプレーシステム。
  9. 前記第1流入バルブ及び前記第1流出バルブが完全に閉じてから、前記第2流入バルブ及び前記第2流出バルブが開き始めるまでに経過する時間は10ms未満であることを特徴とする請求項に記載のスプレーシステム。
  10. 往復動プランジャを有した複動型ポンプ装置の作動方法であって、
    前記往復動プランジャの動きを反転させるために前記往復動プランジャの停止を指令する信号を発する工程と、
    前記往復動プランジャの停止を指令する信号を発し始めてから前記往復動プランジャが停止を完了するまでの間に、第1流入バルブ及び第1流出バルブの閉弁を指令する信号を発する工程と、
    前記1流入バルブ及び前記第1流出バルブが完全に閉弁した後の少なくとも保留期間が経過した後に第2流入バルブ及び第2流出バルブが機械的に開き始めるよう、前記第1流入バルブ及び第1流出バルブの閉弁を指令する信号を発し始めてから前記第1流入バルブ及び前記第1流出バルブが閉弁を完了するまでの間に、前記第2流入バルブ及び前記第2流出バルブの開弁を指令する信号を発する工程と、
    前記第2流入バルブ及び前記第2流出バルブの開弁を指令する信号を発し始めてから前記第2流入バルブ及び前記第2流出バルブが開弁を完了するまでの間に、前記往復動プランジャの移動の開始を指令する信号を発する工程と
    を備えることを特徴とする作動方法。
  11. 前記第1流入バルブ及び前記第1流出バルブが機械的に閉じ始める際に、前記ポンプが完全に停止状態となることを特徴とする請求項10に記載の作動方法。
  12. 前記保留期間は、前記第2流入バルブ及び前記第2流出バルブが開き始める前に前記第1流入バルブ及び前記第1流出バルブが完全に閉じた状態に確実になるために作動許容範囲で必要な最小限の期間であることを特徴とする請求項10に記載の作動方法。
  13. 前記第1流入バルブ及び前記第1流出バルブの機械的な閉弁の開始時期が、前記ポンプの完全な停止の時期と実質的に一致することを特徴とする請求項10に記載の作動方法。
  14. 前記往復動プランジャの停止を指令する信号を発してから、前記第2流入バルブ及び前記第2流出バルブが機械的に開き始めるまでに経過する時間は、60ms未満であることを特徴とする請求項10に記載の作動方法。
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