JP6470280B2

JP6470280B2 - スプレーシステム用ポンプの洗浄方法及び装置

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Publication number: JP6470280B2
Application number: JP2016527126A
Authority: JP
Inventors: デビットエルフェア，; ケウレン，デニス，ジェイ．ヴァン
Original assignee: グラコミネソタインコーポレーテッド
Priority date: 2013-07-19
Filing date: 2014-07-18
Publication date: 2019-02-13
Anticipated expiration: 2034-07-18
Also published as: TW201519953A; ES2675930T3; JP2016531735A; CN105358257B; KR20160033164A; EP3021980A4; CN105358257A; US20160167076A1; KR102203992B1; US9901945B2; EP3021980A1; WO2015010021A1; EP3021980B1

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、単一の共用ポンプを用いながら、噴霧用流体を切り換える際の洗浄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。

いくつかの用途では、１つのスプレーシステムで、様々な異なる材料（例えば、いくつかの異なる塗料）を噴霧する必要が生じることがある。このような場合には、異なる噴霧材料が相互に混ざり合ってしまうのを回避するため、スプレーシステムを十分に洗浄してから、新たな流体供給源に接続し直さなければならないのが一般的である。

吐出流路及び共用ポンプと共に複数の一次流体供給源を有し、前記複数の一次流体供給源のそれぞれが、バルブ付流入マニホールド、バルブ付流出マニホールド、及び前記共用ポンプを介して前記吐出流路に流体的に接続されるように構成されたシステムの流体切換方法であって、第１の一次流体供給源から供給される第１流体の、前記吐出流路を介した圧送を中止する工程と、前記吐出流路及び前記複数の一次流体供給源と前記共用ポンプとの連通を遮断する工程と、前記共用ポンプの流入口を溶剤供給源と連通させると共に、前記共用ポンプの流出口を廃液溜と連通させる工程と、前記共用ポンプを、圧送モードで作動させて、前記共用ポンプから前記第１流体を流出させると共に、前記溶剤供給源から供給される洗浄用溶剤を前記共用ポンプに充填する工程と、前記共用ポンプを循環モードで作動させ、前記共用ポンプの往復動プランジャを往復動させることにより、前記共用ポンプを通して乱流を伴う前記洗浄用溶剤の循環を生じさせる工程と、前記共用ポンプを排出モードで作動させ、前記共用ポンプから使用済みの洗浄用溶剤を排出させる工程と、前記共用ポンプの流入口を第２の一次流体供給源と連通させ、前記共用ポンプを前記圧送モードで作動させる工程と、前記共用ポンプの流出口を前記吐出流路と連通させる工程と、前記第２の一次流体供給源から供給される第２流体の、前記吐出流路を介した圧送を開始する工程とを備える。

スプレーシステムは、第１流体を収容し、第１作動状態の間、バルブ付流入マニホールド、ポンプ、及びバルブ付流出マニホールドを介して第１噴霧器に流体的に接続されるように構成された第１流体供給源と、第２流体を収容し、第２作動状態の間、前記バルブ付流入マニホールド、前記ポンプ、及び前記バルブ付流出マニホールドを介して第２噴霧器に流体的に接続されるように構成された第２流体供給源と、洗浄用溶剤を収容し、中間洗浄処理の間、前記バルブ付流入マニホールド、前記ポンプ、及び前記バルブ付流出マニホールドを介して廃液溜に連通するように構成された溶剤供給源と、前記第１作動状態において前記第１流体を噴霧する一方、前記第２作動状態において前記第２流体を噴霧するように前記ポンプを制御し、前記第１作動状態から前記中間洗浄処理を経て前記第２作動状態に移行するように前記ポンプ、前記バルブ付流入マニホールド、及び前記バルブ付流出マニホールドを制御するコントローラであって、前記中間洗浄処理では、前記バルブ付流入マニホールドが、前記ポンプを前記溶剤供給源と連通させると共に、前記バルブ付流出マニホールドが、前記ポンプを前記廃液溜と連通させ、前記ポンプが、圧送モードで作動して前記ポンプから前記第１流体を排出し、次に循環モードで作動し、前記ポンプに前記洗浄用溶剤を循環させた後、排出モードで作動して前記ポンプから使用済みの洗浄用溶剤を排出するコントローラとを備える。前記ポンプは、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。

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１のポンプのための洗浄手順を示すフローチャートである。図３の洗浄手順における循環モードの際の、図１のポンプの循環の状態を示す概要図である。図３の洗浄手順における排出モードの際の、図１のポンプの排出の状態を示す概要図である。

本発明は、一方の流体から他方の流体へと噴霧を移行する手段として、噴霧用の複数の流体に共用される噴霧用のポンプの洗浄装置及び洗浄方法に関するものである。

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Ｉ_a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Ｏ_a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Ｉ_b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Ｏ_b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１６_aからの噴霧用吐出流路Ｓ_1aと、Ｂ系統の流出マニホールド１６_bからの噴霧用吐出流路Ｓ_1b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。予め加圧する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Ｃ_S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Ｃ_PV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Ｃ_IV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Ｃ_OV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Ｐ_aを、また圧力センサ４４ｂから圧力検出値Ｐ_b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ｆ_a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ｆ_b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、材料切換処理及び洗浄手順を例示するものであり、これにより、ポンプ１２は、第１の一次流体の圧送から第２の一次流体の圧送へと移行する（例えば、一次流体供給源２２から一次流体供給源２４に切り換える）。図１、図２Ａ、及び図２Ｂに関して上述したように、各流体供給源は、流入マニホールド１４への専用の流路を有しており、噴霧用吐出流路Ｓ₁が接続された噴霧器２８と、噴霧用吐出流路Ｓ₂が接続された噴霧器３０とを、共用及び専用のいずれかの形態で用いることができる。専用の流路により、流入マニホールド１４と流出マニホールド１６との間における圧送流体の相互の汚染は回避されるが、流入路Ｉ、ポンプ１２、及び流出路Ｏは、スプレーシステム１０が処理する全ての材料で共用される。複数種類の流体に同じ噴霧器を用いるようなスプレーシステム１０の実施形態では、それぞれの材料を用いた噴霧作業の合間に、噴霧器を洗浄することができる。方法２００では、一次流体（例えば、塗料または促進剤）の切換処理の一部として、流入マニホールド１４、ポンプ１２、及び流出マニホールド１６を溶剤で自動的に洗浄することにより、スプレーシステム１０が、共用部分における流体の汚染を回避できるようになる。

圧送材料の切換処理を開始すると、コントローラ４０は、圧送の中止をポンプ１２に指令する（ステップＳ１）。その後、コントローラ４０は、２つの流入マニホールドバルブ１１０，１１２及び２つの流出マニホールドバルブ１１６，１１８を閉弁状態とすることによってポンプ１２と一次流体供給源との連通を遮断するように、流入マニホールド１４及び流出マニホールド１６に指令する制御信号Ｃ_IV及び制御信号Ｃ_OVを送信する（ステップＳ２）。次に、コントローラ４０は、流入マニホールド１４に対し、流入マニホールドバルブ１１４を開弁するように指令すると共に、流出マニホールド１６に対し、流出マニホールドバルブ１２０を開弁するように指令することにより、ポンプ１２を、溶剤供給源２６及び廃液溜３１と連通させる（ステップＳ３）。

通常の圧送モードでポンプ１２を作動させることにより、溶剤供給源２６及び廃液溜３１と連通している間、予め加圧された一次流体が、（図２Ａ及び図２Ｂに関して上述したように）流入マニホールド１４から、流入路Ｉ、ポンプ１２、流出路Ｏ、及び流出マニホールド１６を流動する（ステップＳ４）。コントローラ４０は、残存する一次流体を流出マニホールド１６から全て排出させる上で十分な回数だけ圧送サイクルが繰り返されるようポンプ１２に指令する。このとき、廃液が廃液溜３１に排出される。

ポンプ１２を通して溶剤を循環させることにより、洗浄が行われる。溶剤供給源２６には、例えば、アルコール、エステル、ケトン、脂肪族石油ナフサ、及び芳香族炭化水素などの溶剤が収容されている。流入マニホールド１４から流出マニホールド１６に至る流体用の空間が溶剤で満たされると、コントローラ４０は、流入マニホールド１４及び流出マニホールド１６に対し、全てのバルブを閉じて、ポンプ１２と全ての流体供給源との連通を遮断するよう指令する（ステップＳ５）。このような遮断状態において、コントローラ４０は、洗浄のための循環モードにポンプ１２を切り換える（ステップＳ６）。図４は、このような循環モードにおけるポンプ１２に主眼をおいた概要図である。図４には、ポンプ１２、流入マニホールド１４、及び流出マニホールド１６のバルブの作動状態が変化しているだけで、図２Ａ及び図２Ｂと同様の構成要素が示されている。図示した循環モードでは、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、及び往動時流出バルブ１０８が全て開弁状態に保持されると共に、流入マニホールド１４及び流出マニホールド１６の全てのバルブが閉弁状態に保持された状態で、プランジャ３６が往復動する。このような作動状態とすることにより、プランジャ３６の往復動が、ポンプ１２を通して乱流を伴う溶剤の循環を引き起こし、滞留していた一次流体を全て洗い流す。個々の一次流体に応じ、循環のサイクル数を増減してもよい。一般的に、粘性の高い材料、または付着性が強い材料ほど、排出のために、より多くの洗浄サイクルを必要とする。

いくつかの用途については、ポンプ１２及び関連する流路を十分に洗浄するために、複数回の洗浄サイクルが必要となる場合がある。例えば、コントローラ４０は、更なる洗浄が必要なくなるまで、ステップＳ３〜Ｓ６を繰り返すことにより、複数回の洗浄サイクルを実行するよう、指令を発する（ステップＳ７）。必要な回数の洗浄サイクルが実行されると、洗浄に使用して汚れた溶剤を排出する。コントローラ４０は、ポンプ１２を溶剤供給源２６及び廃液溜３１と再び連通させるよう、流入マニホールド１４及び流出マニホールド１６に指令する（ステップＳ８）。ポンプ１２を通常の圧送モードで作動させることにより、洗浄に使用して汚れた溶剤が、汚れていない溶剤と共にポンプ１２から排出される（ステップＳ９）。

次に、ポンプ１２を第２の一次流体供給源（例えば、図示した実施形態の一次流体供給源２４）と連通させ、ポンプ１２を排出モードで作動させることにより、溶剤がポンプ１２から完全に排出される。コントローラ４０は、ポンプ１２と溶剤供給源２６との連通を遮断すると共に（ステップＳ１０）、ポンプ１２を第２の一次流体供給源（例えば、一次流体供給源２４）と連通させるよう（ステップＳ１１）、流入マニホールド１４に指令する。コントローラ４０は、次に、通常の圧送の複数サイクルにわたり、排出モードの状態でモータ式アクチュエータ１８及びポンプ１２を制御する（ステップＳ１２）。図５は、このような排出モードの状態にあるときの、スプレーシステム１０の概要図である。図５には、ポンプ１２、流入マニホールド１４、及び流出マニホールド１６のバルブの作動状態が変化しているだけで、図２Ａ及び図２Ｂと同様の構成要素が示されている。即ち、流入マニホールド１４は、ポンプ１２を第２の一次流体供給源と連通させ、流出マニホールド１６は、ポンプ１２を廃液溜３１と連通させる。ポンプ１２の各バルブは、図２Ａ及び図２Ｂに関して上述したように、プランジャ３６の往復動に同期して操作される。この排出モードは、ポンプ１２から廃液溜３１内へと溶剤を排出させるために用いられる。溶剤が流出マニホールド１６を通って全て圧送されてしまうと、コントローラ４０は、ポンプ１２を噴霧器（例えば、図示した実施形態における噴霧器２８または噴霧器３０）と連通させるよう、流出マニホールド１６に指令する（ステップＳ１３）。この時点から、新たな一次流体が圧送されて、正常に噴霧作業を再開することができるようになる（ステップＳ１４）。図３に関して上述したように、スプレーシステム１０の一実施形態において、一次流体のそれぞれに別個の噴霧器を用いることが可能であるが、別の実施形態として、複数の一次流体に同じ噴霧器を用い、それぞれの一次流体を用いた作業の合間に、噴霧器を洗浄するようにしてもよい。

圧送する材料を一方の材料から他方の材料に切り換える際に、ポンプ１２及び関連する流路を洗浄する方法として、方法２００を説明したが、洗浄の前と後とで同じ一次流体を圧送する場合の洗浄方法としても、方法２００を適用することが可能である。このような場合、方法２００は、ポンプ１２内に堆積して詰まりや滞りを引き起こす可能性のある物質を除去する手段として有用である。

材料切換時に方法２００を採用することにより、塗布する流体材料を切り換える際に、切り離しや再接続のための時間、或いは流体を取り扱う部材を手作業で洗浄するための時間を要することなく、ポンプ１２を効率よく且つ十分に洗浄することが可能となる。方法２００は、第２の材料を供給して圧送する前に、洗浄用の溶剤の消費量を制限しつつ、ポンプ１２から第１の材料を十分に排出させることができる。

［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。

吐出流路及び共用ポンプと共に複数の一次流体供給源を有した複数流体スプレーシステムの流体切換方法であって、当該流体切換方法は、第１の一次流体供給源から供給される第１流体の、前記吐出流路を介した圧送を中止する工程と、前記共用ポンプと前記吐出流路及び前記複数の一次流体供給源との連通を遮断する工程と、前記共用ポンプの流入口を溶剤供給源と連通させると共に、前記共用ポンプの流出口を廃液溜と連通させる工程と、前記共用ポンプを圧送モードで作動させて、前記共用ポンプから前記第１流体を流出させると共に、前記溶剤供給源から供給される洗浄用溶剤を前記共用ポンプに充填する工程と、前記共用ポンプを循環モードで作動させ、前記共用ポンプを通して前記洗浄用溶剤を循環させる工程と、前記共用ポンプを排出モードで作動させ、前記共用ポンプから使用済みの洗浄用溶剤を排出させる工程と、前記共用ポンプの流入口を第２の一次流体供給源と連通させ、前記共用ポンプを前記圧送モードで作動させる工程と、前記共用ポンプの流出口を前記吐出流路と連通させる工程と、前記第２の一次流体供給源から供給される第２流体の、前記吐出流路を介した圧送を開始する工程とを備える。

上述した流体切換方法には、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。

前記流体切換方法において、前記共用ポンプは、往復動プランジャと、復動時流入バルブ、往動時流入バルブ、復動時流出バルブ、及び往動時流出バルブとを有した複動型リニアポンプである。

前記流体切換方法の更なる実施形態において、前記共用ポンプを圧送モードで作動させる前記工程は、前記往動時流入バルブ及び前記往動時流出バルブを開弁すると共に前記復動時流入バルブ及び前記復動時流出バルブを閉弁した状態での前記往復動プランジャの往動行程と、前記復動時流入バルブ及び前記復動時流出バルブを開弁すると共に前記往動時流入バルブ及び前記往動時流出バルブを閉弁した状態での前記往復動プランジャの復動行程とを交互に行う工程を備える。

前記流体切換方法の更なる実施形態において、前記共用ポンプを循環モードで作動させる前記工程は、前記復動時流入バルブ、前記往動時流入バルブ、前記復動時流出バルブ、及び前記往動時流出バルブを全て開弁した状態で、前記往復動プランジャの往動行程と復動行程とを交互に行う工程を備える。

前記流体切換方法の更なる実施形態において、前記共用ポンプと前記吐出流路及び前記複数の一次流体供給源との連通を遮断する工程は、前記吐出流路を前記溶剤供給源と連通させるバルブを閉弁状態とする工程を備える。

前記流体切換方法の更なる実施形態において、バルブ付流入マニホールドが、前記共用ポンプの前記流入口を、前記第１の一次流体供給源、前記第２の一次流体供給源、及び前記溶剤供給源のいずれかと個別に選択的に連通させる。

前記流体切換方法の更なる実施形態において、前記共用ポンプの流出口を廃液溜と連通させる前記工程は、前記共用ポンプを前記吐出流路と連通させるバルブを閉弁する共に、前記共用ポンプを前記廃液溜と連通させるバルブを開弁する工程を備える。

前記流体切換方法の更なる実施形態において、バルブ付流出マニホールドが、前記共用ポンプの前記流出口を、前記吐出流路及び前記廃液溜のいずれかと個別に選択的に連通させる。

前記流体切換方法の更なる実施形態において、前記洗浄用溶剤は、アルコール、エステル、ケトン、脂肪族石油ナフサ、または芳香族炭化水素である。

スプレーシステムは、第１流体を噴霧するための第１流体供給源及び第１噴霧器と、第２流体を噴霧するための第２流体供給源及び第２噴霧器と、洗浄用溶剤を供給するための溶剤供給源と、廃液溜と、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、前記ポンプを前記第１流体供給源、前記第２流体供給源、及び前記溶剤供給源に選択的に連通させるバルブ付流入マニホールドと、前記ポンプを前記第１噴霧器、前記第２噴霧器、及び前記廃液溜に選択的に連通させるバルブ付流出マニホールドと、第１作動状態において前記第１流体を噴霧する一方、第２作動状態において前記第２流体を噴霧するように前記ポンプを制御し、前記第１作動状態から中間洗浄処理を経て前記第２作動状態に移行するように前記ポンプを制御するコントローラとを備え、前記中間洗浄処理では、前記バルブ付流入マニホールドが、前記ポンプを前記溶剤供給源と連通させると共に、前記バルブ付流出マニホールドが、前記ポンプを前記廃液溜と連通させ、前記ポンプが、圧送モードで作動して前記ポンプから前記第１流体を排出し、次に循環モードで作動し、前記ポンプを通して前記洗浄用溶剤を循環させる。

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、前記第１作動状態では、前記バルブ付流入マニホールドが、前記ポンプを前記第１流体供給源と連通させ、前記バルブ付流出マニホールドが、前記ポンプを前記第１噴霧器と連通させ、前記ポンプが、圧送モードで作動して前記第１流体を前記第１噴霧器に圧送する。

前記スプレーシステムの更なる実施形態において、前記圧送モードでの前記ポンプの作動は、前記第１流入バルブ及び前記第１流出バルブを開弁すると共に前記第２流入バルブ及び前記第２流出バルブを閉弁した状態での前記往復動プランジャの往動行程と、前記第２流入バルブ及び前記第２流出バルブを開弁すると共に前記第１流入バルブ及び前記第１流出バルブを閉弁した状態での前記往復動プランジャの復動行程とを交互に行うものである。

前記スプレーシステムの更なる実施形態において、前記循環モードでの前記ポンプの作動は、前記第１流入バルブ、前記第１流出バルブ、前記第２流入バルブ、及び前記第２流出バルブを全て開弁した状態で、前記往復動プランジャの往動行程と復動行程とを交互に行うものである。

前記スプレーシステムの更なる実施形態において、前記洗浄用溶剤は、アルコール、エステル、ケトン、脂肪族石油ナフサ、または芳香族炭化水素である。

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、前記バルブ付流入マニホールド、及び前記バルブ付流出マニホールドにおけるバルブ作動は、いずれも前記コントローラによって制御される。

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

吐出流路及び共用ポンプと共に複数の一次流体供給源を有し、前記複数の一次流体供給源のそれぞれが、バルブ付流入マニホールド、バルブ付流出マニホールド、及び前記共用ポンプを介して前記吐出流路に流体的に接続されるように構成された複数流体スプレーシステムの流体切換方法であって、
第１の一次流体供給源から供給される第１流体の、前記吐出流路を介した圧送を中止する工程と、
前記共用ポンプと前記吐出流路及び前記複数の一次流体供給源との連通を遮断する工程と、
前記共用ポンプの流入口を溶剤供給源と連通させると共に、前記共用ポンプの流出口を廃液溜と連通させる工程と、
前記共用ポンプを圧送モードで作動させて、前記共用ポンプから前記第１流体を流出させると共に、前記溶剤供給源から供給される洗浄用溶剤を前記共用ポンプに充填する工程と、
前記共用ポンプを循環モードで作動させ、前記共用ポンプの往復動プランジャを往復動させることにより、前記共用ポンプを通して乱流を伴う前記洗浄用溶剤の循環を生じさせる工程と、
前記共用ポンプを排出モードで作動させ、前記共用ポンプから使用済みの洗浄用溶剤を排出させる工程と、
前記共用ポンプの流入口を第２の一次流体供給源と連通させ、前記共用ポンプを前記圧送モードで作動させる工程と、
前記共用ポンプの流出口を前記吐出流路と連通させる工程と、
前記第２の一次流体供給源から供給される第２流体の、前記吐出流路を介した圧送を開始する工程と
を備えることを特徴とする流体切換方法。
前記共用ポンプは、前記往復動プランジャと、復動時流入バルブ、往動時流入バルブ、復動時流出バルブ、及び往動時流出バルブとを有した複動型リニアポンプであることを特徴とする請求項１に記載の流体切換方法。
前記共用ポンプを圧送モードで作動させる前記工程は、前記往動時流入バルブ及び前記往動時流出バルブを開弁すると共に前記復動時流入バルブ及び前記復動時流出バルブを閉弁した状態での前記往復動プランジャの往動行程と、前記復動時流入バルブ及び前記復動時流出バルブを開弁すると共に前記往動時流入バルブ及び前記往動時流出バルブを閉弁した状態での前記往復動プランジャの復動行程とを交互に行う工程を備えることを特徴とする請求項２に記載の流体切換方法。
前記共用ポンプを循環モードで作動させる前記工程は、前記復動時流入バルブ、前記往動時流入バルブ、前記復動時流出バルブ、及び前記往動時流出バルブを全て開弁した状態で、前記往復動プランジャの往動行程と復動行程とを交互に行う工程を備えることを特徴とする請求項２に記載の流体切換方法。
前記共用ポンプと前記複数の一次流体供給源との連通を遮断する工程は、前記共用ポンプを前記複数の一次流体供給源と連通させるバルブを閉弁状態とする工程を備えることを特徴とする請求項１に記載の流体切換方法。
前記バルブ付流入マニホールドが、前記共用ポンプの前記流入口を、前記第１の一次流体供給源、前記第２の一次流体供給源、及び前記溶剤供給源のいずれかと個別に選択的に連通させることを特徴とする請求項５に記載の流体切換方法。
前記共用ポンプの流出口を廃液溜と連通させる前記工程は、前記共用ポンプを前記吐出流路と連通させるバルブを閉弁する共に、前記共用ポンプを前記廃液溜と連通させるバルブを開弁する工程を備えることを特徴とする請求項１に記載の流体切換方法。
前記バルブ付流出マニホールドが、前記共用ポンプの前記流出口を、前記吐出流路及び前記廃液溜のいずれかと個別に選択的に連通させることを特徴とする請求項７に記載の流体切換方法。
前記洗浄用溶剤は、アルコール、エステル、ケトン、脂肪族石油ナフサ、または芳香族炭化水素であることを特徴とする請求項１に記載の流体切換方法。
第１流体を収容し、第１作動状態の間、バルブ付流入マニホールド、ポンプ、及びバルブ付流出マニホールドを介して第１噴霧器に流体的に接続されるように構成された第１流体供給源と、
第２流体を収容し、第２作動状態の間、前記バルブ付流入マニホールド、前記ポンプ、及び前記バルブ付流出マニホールドを介して第２噴霧器に流体的に接続されるように構成された第２流体供給源と、
洗浄用溶剤を収容し、中間洗浄処理の間、前記バルブ付流入マニホールド、前記ポンプ、及び前記バルブ付流出マニホールドを介して廃液溜に連通するように構成された溶剤供給源と、
前記第１作動状態において前記第１流体を噴霧する一方、前記第２作動状態において前記第２流体を噴霧するように前記ポンプを制御し、前記第１作動状態から前記中間洗浄処理を経て前記第２作動状態に移行するように前記ポンプ、前記バルブ付流入マニホールド、及び前記バルブ付流出マニホールドを制御するコントローラであって、前記中間洗浄処理では、前記バルブ付流入マニホールドが、前記ポンプを前記溶剤供給源と連通させると共に、前記バルブ付流出マニホールドが、前記ポンプを前記廃液溜と連通させ、前記ポンプが、圧送モードで作動して前記ポンプから前記第１流体を排出し、次に循環モードで作動し、前記ポンプに前記洗浄用溶剤を循環させた後、排出モードで作動して前記ポンプから使用済みの洗浄用溶剤を排出するコントローラとを備え、
前記ポンプは、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
ことを特徴とするスプレーシステム。
前記第１作動状態では、
前記バルブ付流入マニホールドが、前記ポンプを前記第１流体供給源と連通させ、
前記バルブ付流出マニホールドが、前記ポンプを前記第１噴霧器と連通させ、
前記ポンプが、圧送モードで作動して前記第１流体を前記第１噴霧器に圧送する
ことを特徴とする請求項１０に記載のスプレーシステム。
前記圧送モードでの前記ポンプの作動は、前記第１流入バルブ及び前記第１流出バルブを開弁すると共に前記第２流入バルブ及び前記第２流出バルブを閉弁した状態での前記往復動プランジャの往動行程と、前記第２流入バルブ及び前記第２流出バルブを開弁すると共に前記第１流入バルブ及び前記第１流出バルブを閉弁した状態での前記往復動プランジャの復動行程とを交互に行うものであることを特徴とする請求項１０に記載のスプレーシステム。
前記循環モードでの前記ポンプの作動は、前記第１流入バルブ、前記第１流出バルブ、前記第２流入バルブ、及び前記第２流出バルブを全て開弁した状態で、前記往復動プランジャの往動行程と復動行程とを交互に行うものであることを特徴とする請求項１０に記載のスプレーシステム。
前記洗浄用溶剤は、アルコール、エステル、ケトン、脂肪族石油ナフサ、または芳香族炭化水素であることを特徴とする請求項１０に記載のスプレーシステム。
前記ポンプ、前記バルブ付流入マニホールド、及び前記バルブ付流出マニホールドにおけるバルブ作動は、いずれも前記コントローラによって制御されることを特徴とする請求項１０に記載のスプレーシステム。