JP6691179B2 - クラッチ付きギアポンプ及び塗装装置 - Google Patents

Description

本発明はクラッチ付きギアポンプ及び塗装装置に係り、特に被塗装物として自動車のボディーに複数色の塗料を塗装する技術に関する。

被塗装物に塗料を塗装する塗装装置、特に自動車のボディーに塗料を塗装する自動車用の塗装装置では、複数色（数色〜数十色）の塗料を使用して塗装する。このため、複数色の塗料供給ラインに複数台のギアポンプを設け、各塗料を色ごとに塗料噴霧機に圧送供給している。

このような塗装装置では、単一の駆動モータにより複数台のギアポンプを駆動する。そして、各塗料供給ラインに設けた開閉バルブのＯＮ−ＯＦＦ操作によって塗料の供給をＯＮ−ＯＦＦすることにより、複数色の塗料の色の切り替えをしている。

したがって、開閉バルブがＯＦＦの状態でもギアポンプは駆動しており、ギアポンプは大きな負荷がかかった状態で回転駆動することになる。この結果、ギアポンプが早期に摩耗して塗料の漏洩が生じるという問題がある。特に、自動車用の塗装業界で使用されている塗料は色材として顔料を使用した塗料であり、顔料によるギアポンプの摩耗が大きいという問題だけでなく、摩耗によって顔料が変形したり沈殿したりするという問題がある。

この問題の対策として、特許文献１には、単一の駆動モータから複数台の各ギアポンプへの回転駆動動力を個別に断続するクラッチをギアポンプごとに配設し、各塗料供給ラインに設けた開閉バルブがＯＦＦのときには対応するクラッチを切ることでギアポンプが駆動しないようにした塗装装置が提案されている。

特開平８−５２３９６号公報

ところで、塗装装置に使用されるギアポンプには塗装性能を確保するために精密な定量性が要求される。このため、駆動モータからの回転駆動力を正確にギアポンプに伝達し、精度良くギアポンプを回転して定量性を確保する必要がある。

また、塗装装置に使用されるギアポンプは、塗料の色の種類が変わることが多く、ギアポンプを取り付け台から外して洗浄する等のメンテナンスが必要になる。

更には、自動車用の塗装装置では、上述のように複数色（数色〜数十色）の塗料を使用して塗装するので、塗料供給ラインを増やす場合にはギアポンプの増設が必要になる。

かかる観点から特許文献１の塗装装置を見ると、次の点において十分とは言えない。
（１）クラッチを設けた場合、ギアポンプとクラッチとを精度良く軸芯出しする必要があると共に、クラッチを構成する２枚のディスク同士が軸芯ズレしないことが必要になる。しかし、ギアポンプとクラッチとを精度良く軸芯出しするのは難しく、カップリング部材を介して連結している。また、ギアポンプとクラッチの精度良い軸芯出しができたとしても、クラッチを構成する２枚のディスク同士の軸芯が回転時に軸芯ズレしないようにすることは難しい。したがって、ギアポンプとクラッチの軸芯出し精度やクラッチにおける軸芯ズレがギアポンプの定量性の悪化につながる（以下、「軸芯出し及び軸芯ズレの問題」という）。
（２）また、ギアポンプには精密な定量性が要求されることから、クラッチは滑ることなくトルクを伝達できる噛み合いクラッチが好ましい。しかし、上記したように、塗装装置は、単一の駆動モータで複数のギアポンプを駆動する方式なので、クラッチを構成する２枚のディスクのうち駆動モータ側のディスクは常時回転していることになる。したがって、噛み合い時にはクラッチを停止して行うことが原則な噛み合いクラッチは使用できず、通常は摩擦クラッチを使用している。しかし、摩擦クラッチはトルクを伝達するときに滑り易いと共に軸芯ズレする恐れがある。また、クラッチが滑ることでクラッチからギアポンプへの動力伝達性が悪くなり定量性が低下し、塗装性能が悪くなるという問題がある（以下、「動力伝達性の問題」という）。
（３）ギアポンプやクラッチを取り付け台から外して洗浄した後、取り付け台に組み付ける際には、軸芯出し用の測定器を用いて時間をかけて再度、軸芯出しをし直さなくてはならず、メンテナンス性が悪いと共に組み付けコストが高くなる（以下、「メンテナンス性の問題」という）。
（４）また、ギアポンプに別設でクラッチを配置する従来の取り付け台は、複数のギアポンプと複数のクラッチとの軸芯を正確に対応させた状態でギアポンプとクラッチとの両方を個別に固定することのできる複雑な構造の取り付け台が必要になる。このため、従来の取り付け台は、複雑形状の取り付け台を製作し易く且つ取り付け台の振動を押さえる効果があり、精度の良い軸芯出しを行い易い鋳物構造物を使用している。しかし、取り付け台として鋳物構造物を使用すると、構造が複雑で製作コストがかかるだけでなく、鋳物構造物の場合には鋳型によって取り付け台に取り付けるギアポンプの台数が決定してしまう。また、鋳物構造物は割れ易く加工性が良くないためにギアポンプを増設する場合の柔軟性にも欠ける。例えば、７台のギアポンプを取り付ける鋳物構造物の取り付け台を使用していたが、ギアポンプを１０台に増設したい場合、７台用の取り付け台をもう一基追加しなくてはならない。このように、ギアポンプの取り付け台数を変えた各種の鋳型を予め用意することで対応せざるを得ない（以下、「ギアポンプ増設の問題」という）。

このように、クラッチをギアポンプごとに配設することで、ギアポンプの摩耗を低減できるが、上記したように解決しなくてはならない問題がある。

このような背景から、軸芯出し及び軸芯ズレの問題、動力伝達性の問題、メンテナンス性の問題、及びギアポンプ増設の問題を解決することが要望されている。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、従来課題となっていた軸芯出し及び軸芯ズレの問題、動力伝達性の問題、メンテナンス性の問題、及びギアポンプ増設の問題を解決することができるクラッチ付きギアポンプ及び塗装装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明のクラッチ付きギアポンプは、ギアポンプとクラッチとを１つの装置として一体構造に形成したクラッチ付きギアポンプであって、クラッチは、ギアポンプを回転駆動するポンプ回転軸に支持されたポンプ側ディスクと、ポンプ側ディスクに対面して設けられ、駆動モータを動力源としてクラッチを回転駆動するクラッチ回転軸に支持されたモータ側ディスクと、ポンプ側ディスクと前記モータ側ディスクのディスク面同士を接離することによりクラッチ接続及びクラッチ切断を行う接離手段と、ポンプ側ディスクとモータ側ディスクのディスク面同士が噛み合ってクラッチ接続を行う噛み合い手段と、を有し、噛み合い手段は、モータ側ディスクが回転状態のまま噛み合い可能で且つポンプ側ディスクとモータ側ディスクとの軸芯ズレを許容可能な噛み合い構造に形成されていることを特徴とする。

ここで、ギアポンプとクラッチとを１つの装置として一体構造に形成するとは、ギアポンプとクラッチとの別々の装置をカップリング部材等で単に連結することではなく、１つの装置として一体的に構成することを意味する。

このように、ギアポンプとクラッチとを１つの装置として一体構造に形成したクラッチ付きギアポンプとして構成することによって、クラッチ付きギアポンプの製作時に軸芯出しを一度精度良く行っておけば、従来のようにギアポンプとクラッチとを取り付け台に組み付けるたびに（メンテナンス後の組み付けも含む）に軸芯出しする必要がない。

また、ギアポンプとクラッチとの軸芯出しが必要ないので、従来のように複雑な構造で加工性の悪い鋳物構造物の取り付け台を使用する必要がなく、クラッチ付きギアポンプを固定支持できるだけの取り付け台でよい。これにより、取り付け台を簡単な構造にできるだけでなく、加工性に優れた材料を使用できるので、ギアポンプ増設に適した取り付け台を簡単に製作することができる。

また、ポンプ側ディスクとモータ側ディスクのディスク面同士が噛み合ってクラッチ接続を行う噛み合い手段は、モータ側ディスクが回転状態のまま噛み合い可能で且つポンプ側ディスクとモータ側ディスクとの軸芯ズレを許容可能な噛み合い構造に形成した。これにより、軸芯がずれていても駆動モータの回転動力をポンプ側ディスクに良く伝えることができるので、ギアポンプの定量性が良くなる。

したがって、従来問題となっていた軸芯出し及び軸芯ズレの問題、動力伝達性の問題、メンテナンス性の問題、及びギアポンプ増設の問題を解決することができる。

本発明のクラッチ付きギアポンプにおいて、噛み合い手段の噛み合い構造は、ポンプ側ディスクとモータ側ディスクのそれぞれのディスク面の外周部に沿って形成された円弧曲板状の凸部と円弧曲板状の凹部とが交互に連続形成され、ディスク面同士が接触した時に互いのディスク面の凸部と凹部とが噛み合うことによりクラッチ接続し、凸部がディスク面に対する断面形状が台形状に形成され、凹部がディスク面に対する断面形状が逆台形状に形成されると共に、凸部の円弧方向の長さが凹部の円弧方向の長さよりも短く形成され、円弧曲板状に形成された凸部及び凹部の台形状の側辺とディスク面とが接する接線がディスク面の軸芯を通るように構成されることが好ましい。
ここで、円弧曲板状とは、円弧状に曲がった板を指し、リング状のバームクーヘン（お菓子）を扇型に切断した形状あるいは開いた扇子の紙地部分の形状を言う。

このように、凸部はディスク面に対する断面形状が台形状に形成され、凹部はディスク面に対する断面形状が逆台形状に形成されると共に、凸部の円弧方向の長さが凹部の円弧方向の長さよりも短く形成されている。これにより、噛み合い方式のクラッチでありながら、モータ側ディスクを回転状態のままでスムーズにクラッチ接続及びクラッチ切断を行うことができる。

また、ポンプ側ディスクとモータ側ディスクのそれぞれのディスク面の外周部に沿って形成された円弧曲板状の凸部と円弧曲板状の凹部との台形状の側辺とディスク面とが接する接線がディスク面の軸芯を通るようにした。これにより、ポンプ側ディスクとモータ側ディスクとが軸芯ズレした状態で凸部と凹部とが噛み合ったとしても、凸部と凹部の側面同士が点接触と面接触とを繰り返しながら安定に回転し動力を伝達することができる。

本発明のクラッチ付きギアポンプにおいて、円弧曲板状に形成された凸部及び凹部の台形状の側辺の傾斜角度が前記ディスク面に対して１５〜３０°の範囲であることが好ましい。傾斜角度をディスク面に対して１５〜３０°の範囲にすることで、モータ側ディスクを回転状態のままで一層スムーズにクラッチ接続及びクラッチ切断を行うことができる。

本発明のクラッチ付きギアポンプにおいて、噛み合い手段には、ポンプ側ディスクとモータ側ディスクのディスク面同士の間に潤滑油を供給する潤滑油供給ポケットが設けられていることが好ましい。これにより、モータ側ディスクを回転状態のままで一層スムーズにクラッチ接続及びクラッチ切断を行うことができる。

本発明のクラッチ付きギアポンプにおいて、接離手段は、ポンプ側ディスクのディスク面をモータ側ディスクのディスク面に対して離間する方向に付勢するスプリングを有するスプリング機構と、スプリングの付勢力に抗してポンプ側ディスクのディスク面とモータ側ディスクのディスク面とを接触する方向に圧縮エアーで押圧する押圧手段と、で構成されることが好ましい。
このように、スプリングの付勢力に抗してポンプ側ディスクのディスク面とモータ側ディスクのディスク面とを接触する方向に押圧する手段として圧縮エアーによる押圧手段を設けたので、クラッチ付きギアポンプに防爆性を持たせることができる。

本発明のクラッチ付きギアポンプにおいて、スプリング機構は、スプリングと、モータ側ディスクのディスク面の中心部から軸芯方向に円柱状に穿設された開口穴と、開口穴の基端位置に設けられ、モータ側ディスクの回転に連動しない軸受と、軸受に支持されてモータ側ディスクと同一軸芯を中心に回転自在なスプリング受け部と、ポンプ回転軸の先端部にポンプ側ディスクのディスク面の中心部から軸芯方向に突起して設けられ、ポンプ側ディスクと同一軸芯を有する突起部と、を備え、スプリングの一端部がスプリング受け部に支持され、スプリングの他端部が突起部に巻回されると共にポンプ側ディスクのディスク面に形成されたリング状の段差溝に当接状態で支持され、接離手段によるディスク面同士の離間時にもスプリングの他端部が突起部から外れないように構成されることが好ましい。

上記構成のスプリング機構を設けることにより、ポンプ回転軸の突起部とスプリング受け部との間に支持されたスプリングの曲げ復元力がポンプ側ディスクのディスク面とモータ側ディスクのディスク面との軸芯を一致させるように作用するので、クラッチ接続及びクラッチ切断においてディスク面同士が軸芯ズレするのを抑制できる。しかも、スプリングをスプリング受け部及びクラッチ回転軸の回転に連動しない軸受を介してクラッチ回転軸に支持するようにしたので、モータ側ディスクが回転しても連動してスプリングが回転することがない。この結果、モータ側ディスクが常時回転していてもスプリングが開口穴に接触して摩耗するのを防止できる。

また、上述の噛み合い手段を軸芯ズレ許容可能な噛み合い構造にしたことと上述のスプリング機構を設けたことと相まって、安定して回転し動力を伝達することができる。

前記目的を達成するために、本発明の塗装装置は、被塗装物を塗装する塗料噴霧機に異なる色の塗料を供給する複数の塗料供給ラインと、複数の塗料供給ラインにそれぞれ設けられた複数のギアポンプと、複数のギアポンプを回転駆動する単一の駆動モータと、駆動モータから複数のギアポンプへの回転駆動力を接離する複数のクラッチと、を少なくとも構成要素とした塗装装置であって、ギアポンプとクラッチとを１つの装置として一体形成した複数のクラッチ付きギアポンプと、単一の駆動モータと、複数のクラッチ付きギアポンプに前記単一の駆動モータの回転駆動力を伝達する動力伝達機構と、を取り付け台に取り付けたギアポンプユニットを設け、複数のクラッチ付きギアポンプと複数の塗料供給ラインとをそれぞれ連通させたことを特徴とする。

本発明の塗装装置によれば、ギアポンプとクラッチとを１つの装置として一体形構造に成した複数のクラッチ付きギアポンプと、単一の駆動モータと、複数のクラッチ付きギアポンプに単一の駆動モータの回転駆動力を伝達する動力伝達機構と、を取り付け台に取り付けたギアポンプユニットを設けたので、上記説明したように、従来課題となっていた軸芯出し及び軸芯ズレの問題、メンテナンス性の問題、組み付けコストの問題、及びギアポンプ増設問題を解決することができる。

本発明の塗装装置において、クラッチ付きギアポンプは、本発明の上記クラッチ付きギアポンプであることが好ましい。

本発明の塗装装置において、取り付け台は、クラッチ付きギアポンプを取り付ける複数のポンプ取り付け部と駆動モータを取り付ける１つのモータ取り付け部とが金属板を用いて加工形成された板状構造の本体用取り付け台と、クラッチ付きギアポンプを取り付ける少なくとも１つのポンプ取り付け部が金属板を用いて加工形成された板状構造の増設用取り付け台と、を備え、本体用取り付け台と増設用取り付け台とには、互いを着脱自在に連結する連結部が形成されていることが好ましい。

上記説明のように、クラッチ付きギアポンプはギアポンプ部とクラッチ部とを１つの装置として一体化している。したがって、従来のように鋳物構造物のような複雑な構造の取り付け台を使用する必要がなく、クラッチ付きギアポンプを固定支持するだけでよい。したがって、加工性に優れた金属板を使用して簡単な板状構造の取り付け台を製作することができる。
また、金属板であれば、鋳物構造物のように鋳型を必要とせず製作コストも安価である。

したがって、金属板で製作した本体用取り付け台と増設用取り付け台とに互いを着脱自在に連結する連結部を加工形成すれば、クラッチ付きギアポンプの増設に応じて本体用取り付け台に増設用取り付け台を連結するだけで、ギアポンプ増設を簡単に行うことができる。

本発明のクラッチ付きギアポンプ及び塗装装置によれば、従来問題となっていた軸芯出し及び軸芯ズレの問題、動力伝達性の問題、メンテナンス性の問題、及びギアポンプ増設の問題を解決することができる。

本発明の塗装装置の全体構成を説明する説明図 ギアポンプユニットの本体用取り付け台に増設用取り付け台を連結してギアポンプ増設を行った斜視図 ギアポンプユニットの本体用取り付け台に増設用取り付け台を連結している図 クラッチ付きギアポンプの断面図 クラッチ付きギアポンプのギアポンプ部の吸込側と吐出側とを示す図 クラッチ付きギアポンプにおけるクラッチの接離手段、スプリング機構及び噛み合い手段を説明する部分拡大図 噛み合い手段の噛み合い構造の凹凸を説明する説明図

以下添付図面に従って、本発明に係るクラッチ付きギアポンプ及び塗装装置の好ましい実施の形態について詳述する。

[塗装装置]
図１は、本発明の実施の形態の塗装装置の全体構成を説明する説明図である。

図１に示すように、塗装装置１０は、被塗装物（図示せず）を塗装する塗料噴霧機１２に異なる色の塗料を供給する複数の塗料供給ライン１４（１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ，１４Ｅ）と、複数の塗料供給ライン１４にそれぞれ設けられた複数のギアポンプ１６（１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ，１６Ｅ）と、複数のギアポンプ１６を回転駆動する単一の駆動モータ１８と、駆動モータ１８から複数のギアポンプ１６への回転駆動力を接離する複数のクラッチ２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ）と、を少なくとも構成要素として構成される。

これらの構成要素において、ギアポンプ１６とクラッチ２０とを１つの装置として一体構造に形成した複数のクラッチ付きギアポンプ２２（２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ，２２Ｅ）と、単一の駆動モータ１８と、複数のクラッチ付きギアポンプ２２に駆動モータ１８の回転駆動力を伝達する動力伝達機構２４と、を取り付け台２６に取り付けたギアポンプユニット２８を設け、複数のクラッチ付きギアポンプ２２と複数の塗料供給ライン１４とをそれぞれ連通させるようにした。

図１では、５つの塗料供給ライン１４を設けた一例で示してあるが、使用する塗料の色数によって異なる。例えば、被塗装物として自動車のボディーを塗装する自動車用の塗装装置の場合には、数ライン〜数十ラインになることもある。

図１に示すように、各塗料供給ライン１４は、ギアポンプユニット２８を挟んでクラッチ付きギアポンプ２２の吸込側に接続する上流側供給ライン３０（３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ）と、クラッチ付きギアポンプ２２の吐出側に接続する下流側供給ライン３２（３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅ）とで構成される。

上流側供給ライン３０には、塗料を貯留する塗料用タンク３４（３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄ，３４Ｅ）と、塗料用タンク３４の溶剤をクラッチ付きギアポンプ２２に送液する塗料用ポンプ３６（３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅ）とが設けられる。

一方、下流側供給ライン３２には、塗料を被塗装物に噴霧する塗料噴霧機１２と、塗料噴霧機１２から噴出する塗料の色を替える塗料色替装置３８とが設けられる。

塗料色替装置３８には、各塗料供給ライン１４に対応した５個の塗料用開閉弁４０（４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ，４０Ｅ）が設けられる。

なお、本発明の実施の形態の塗装装置１０では、クラッチ２０により塗料噴霧機１２から噴出する塗料の色の切り替えを行うことができるので、塗料の早い吐出応答性を必要としない場合には塗料色替装置３８を設けなくてもよい。しかし、自動車のボディーを塗装する自動車用の塗装装置１０のように早い吐出応答性を必要とする場合には、塗料色替装置３８を設けた方が好ましい。

また、上流側供給ライン３０には三方弁４２（４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄ，４２Ｅ）が設けられ、三方弁４２を介して塗料供給ライン１４から分岐した溶剤ライン４４（４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄ，４４Ｅ）が設けられる。溶剤ライン４４には、塗料供給ライン１４を洗浄する溶剤（例えばシンナー）を貯留する溶剤用タンク４６（４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃ，４６Ｄ，４６Ｅ）と、溶剤用タンク４６の溶剤をクラッチ付きギアポンプ２２の吸込側に送液する溶剤用ポンプ４８（４８Ａ，４８Ｂ，４８Ｃ，４８Ｄ，４８Ｅ）が設けられる。

また、塗料色替装置３８には溶剤用開閉弁５０を介して溶剤補助ライン５２が設けられ、溶剤補助ライン５２には塗料色替装置３８を洗浄する溶剤（例えばシンナー）を貯留する溶剤補助タンク５４と、溶剤補助タンク５４の溶剤を塗料色替装置３８に送液する溶剤補助ポンプ５６が設けられる。

[ギアポンプユニット]
本発明の実施の形態の塗装装置１０では、上記したように、ギアポンプ１６とクラッチ２０とを１つの装置として一体構造に形成した複数のクラッチ付きギアポンプ２２を取り付け台２６に取り付けてギアポンプユニット２８を構成するようにした。

したがって、従来のように、ギアポンプ１６とクラッチ２０との軸芯出しのために、鋳物構造物で形成した精密構造の取り付け台にする必要がない。これにより、以下に説明するように、本発明におけるギアポンプユニット２８を取り付ける取り付け台２６は、クラッチ付きギアポンプ２２を増設し易い加工適正に優れた金属板を使用して板状構造に形成することができる。なお、取り付け台２６は塗装装置１０の図示しない装置フレーム等に支持される。

図２は、ギアポンプユニット２８において、クラッチ付きギアポンプ２２の増設を説明する斜視図である。図３は、ギアポンプユニット２８の取り付け台２６を説明する説明図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は上面図である。なお、図３の（Ｂ）では、クラッチ付きギアポンプ２２も図示している。

図２及び図３に示すように、取り付け台２６は、ギアポンプユニット２８の最小ユニットである１つの駆動モータ１８と複数（図２では２台で示す）のクラッチ付きギアポンプ２２と動力伝達機構２４とを取り付ける本体用ユニット台２６Ａと、少なくとも１台（図２では２台で示す）のクラッチ付きギアポンプ２２と動力伝達機構２４とを取り付ける増設用ユニット台２６Ｂと、で構成される。

なお、本実施の形態では、本体用ユニット台２６Ａにクラッチ付きギアポンプ２２を2台配設する場合、増設用ユニット台２６Ｂにクラッチ付きギアポンプ２２を２台配設する場合で説明する。しかし、本体用ユニット台２６Ａ及び増設用ユニット台２６Ｂに配設するクラッチ付きギアポンプ２２の台数は２台に限定するものではない。また、動力伝達機構２４として歯車２４Ａの例で以下に説明するが、駆動モータ１８の回転駆動力を複数のクラッチ付きギアポンプ２２に伝達できるものであれば、歯車に限定されない。歯車２４Ａは、駆動モータ１８の回転軸７２、クラッチ付きギアポンプ２２の回転軸７４に設けられる他に歯車２４Ａ同士の間を連結する小型の歯車２４Ａが設けられる。即ち、駆動モータ１８とクラッチ付きギアポンプ２２の歯車２４Ａ同士、及びクラッチ付きギアポンプ２２同士の歯車２４Ａの間に介在された小型の歯車２４Ａを有し、小型の歯車２４Ａは取り付け台２６に固定された軸受６８（図２参照）に回転自在に支持される。

図３の（Ａ）に示すように、本体用ユニット台２６Ａは、金属板によって板状構造に形成される。本体用ユニット台２６Ａには、クラッチ付きギアポンプ２２を取り付ける２個のポンプ取り付け部５８と、駆動モータ１８を取り付ける１つのモータ取り付け部６０と、クラッチ付きギアポンプ２２と駆動モータ１８との間及びクラッチ付きギアポンプ２２同士の間に配置される歯車２４Ａを取り付ける２個の歯車取り付け部６２とが加工形成される。金属板としては、例えば鉄、アルミニウム、銅、チタン、ニッケル、これらの合金等のように、切削加工、折れ曲げ加工、穴あけ加工、接合加工（溶接等）の加工性に優れた材質であることが好ましい。

本体用ユニット台２６Ａにおけるモータ取り付け部６０、ポンプ取り付け部５８、及び歯車取り付け部６２には、駆動モータ１８の回転軸７２、クラッチ付きギアポンプ２２の回転軸７４、及び歯車２４Ａを取り付ける取り付け孔６５がそれぞれ形成される。また、モータ取り付け部６０及びポンプ取り付け部５８の取り付け孔６５の両側には、駆動モータ１８及びクラッチ付きギアポンプ２２の胴体部をボルト７７，７７（図４，図６参照）で固定するボルト孔７８，７８…が形成される。なお、歯車２４Ａの軸受６８は取り付け台２６に図示しないボルトで固定される。

増設用ユニット台２６Ｂは、本体用ユニット台２６Ａと同様に、金属板で板状構造に形成される。また、増設用ユニット台２６Ｂでは、２台のクラッチ付きギアポンプ２２を取り付ける２個のポンプ取り付け部５８と、２個のクラッチ付きギアポンプ２２同士の間に配置される歯車２４Ａを取り付ける１個の歯車取り付け部６２とが加工形成される。

そして、増設用ユニット台２６Ｂにおけるポンプ取り付け部５８と歯車取り付け部６２とには、本体用ユニット台２６Ａと同様に、クラッチ付きギアポンプ２２及び歯車２４Ａを取り付ける取り付け孔６５がそれぞれ加工形成される。また、ポンプ取り付け部５８の両側には、クラッチ付きギアポンプ２２の胴体部をボルト７７，７７（図４，図６参照）で固定するボルト孔７８，７８…が形成される。

本体用ユニット台２６Ａと増設用ユニット台２６Ｂとは、本体用ユニット台２６Ａには駆動モータ１８の取り付け部６０があるが、増設用ユニット台２６Ｂには駆動モータ１８の取り付け部６０がない点が相違する。

このように、本発明のクラッチ付きギアポンプ２２は、ギアポンプ１６とクラッチ２０とを一体構造にしたことにより、従来のように、ギアポンプ１６とクラッチ２０との軸芯を正確に対応させた状態でギアポンプ１６とクラッチ２０との両方を個別に固定するための精密な鋳物構造物で形成した取り付け台が必要なくなる。

したがって、本発明におけるギアポンプユニット２８に使用する取り付け台２６は、上記したように１台の駆動モータ１８と複数台のクラッチ付きギアポンプ２２を配列して固定するだけの極めて簡単な板状構造にすることができる。

また、本体用ユニット台２６Ａの一端部と増設用ユニット台２６Ｂの一端部には、本体用ユニット台２６Ａと増設用ユニット台２６Ｂとを着脱自在に連結する連結部９６Ａ，９６Ｂが形成されている。また、増設用ユニット台２６Ｂの他端部には、増設用ユニット台２６Ｂ同士を着脱自在に連結する連結部９６Ｃが形成されている。

本体用ユニット台２６Ａ及び増設用ユニット台２６Ｂの連結部９６Ａ，９６Ｂの金属板の厚みは、本体用ユニット台２６Ａ及び増設用ユニット台２６Ｂの厚みの１／２に形成される。そして、本体用ユニット台２６Ａの連結部９６Ａと増設用ユニット台２６Ｂの連結部９６Ｂとを重ね合わせたときに元の金属板の厚みになるようにしている。増設用ユニット台２６Ｂの連結部９６Ｃ（図２参照）の厚みも同様である。

また、本体用ユニット台２６Ａの連結部９６Ａの基端位置に係合溝９８が形成されると共に、先端位置に係合突起１００が形成される。同様に、増設用ユニット台２６Ｂの連結部９６Ｂの基端位置に係合溝９８が形成されると共に先端位置に係合突起１００が形成されている。これにより、本体用ユニット台２６Ａと増設用ユニット台２６Ｂの連結部９６Ａ，９６Ｂ同士を重ね合わせたときに、お互いの係合溝９８と係合突起１００とが嵌合する。増設用ユニット台２６Ｂの連結部９６Ｂの反対側の連結部９６Ｃにも同様に係合溝９８と係合突起１００とが形成され、別の増設用ユニット台２６Ｂの連結部９６Ｂに形成された係合突起１００と係合溝９８に係合する。

本体用ユニット台２６Ａ及び増設用ユニット台２６Ｂのそれぞれの連結部９６Ａ，９６Ｂには、上下位置に一対のボルト孔１０２，１０２が形成され、連結部９６Ａ，９６Ｂ同士を重ね合わせたときにボルト孔１０２同士が重なる。そして、重なったボルト孔１０２同士をボルト１０３，１０３で連結することにより、本体用ユニット台２６Ａと増設用ユニット台２６Ｂとを連結する。同様に、増設用ユニット台２６Ｂの連結部９６Ｃにも上下位置にボルト孔１０２が形成され、増設用ユニット台２６Ｂ同士の連結部９６Ｂ，９６Ｃを重ね合わせたときにボルト孔１０２同士が重なる。そして、重なったボルト孔１０２同士をボルト１０３，１０３で連結することにより、増設用ユニット台２６Ｂ同士を連結する。

また、本体用ユニット台２６Ａ及び増設用ユニット台２６Ｂのそれぞれの連結部９６Ａ，９６Ｂには、上下方向の中央位置に棒状の芯金部材６４が貫通する芯金孔６６が形成される。同様に、増設用ユニット台２６Ｂの連結部９６Ｃの上下方向の中央位置に棒状の芯金部材６４が貫通する芯金孔６６が形成される。

図２及び図３の（Ｂ）に示すように、棒状の芯金部材６４は、一端に軸受６４Ａが内蔵された歯車２４Ａが設けられると共に他端部周面に雄ネジ６４Ｂが刻設される。そして、本体用ユニット台２６Ａ及び増設用ユニット台２６Ｂのそれぞれの連結部９６Ａ，９６Ｂを連結した状態で芯金部材６４を芯金孔６６に貫通し、ナット部材７０を雄ネジ６４Ｂに螺合することにより、芯金部材６４を取り付け台２６に固定する。

この芯金部材６４は、図３の（Ｂ）に示すように、本体用ユニット台２６Ａに取り付けたクラッチ付きギアポンプ２２の回転軸芯と増設用ユニット台２６Ｂに取り付けたクラッチ付きギアポンプの回転軸芯との距離Ｗ１、Ｗ２が等距離になるように設計されている。

また、芯金部材６４の歯車２４Ａと雄ネジ６４Ｂとの間には鍔部材６４Ｃが設けられ、本体用ユニット台２６Ａ及び増設用ユニット台２６Ｂのそれぞれの連結部９６Ａ，９６Ｂを連結した状態で芯金部材６４を芯金孔６６に貫通したときに鍔部材６４Ｃが連結部９６Ａ，９６Ｂに当たる。これにより、芯金部材６４に備えた歯車２４Ａと、本体用ユニット台２６Ａ及び増設用ユニット台２６Ｂに取り付けたクラッチ付きギアポンプの歯車２４Ａとが、取り付け台２６に対して面一になるように設計されている。なお、増設用ユニット台２６Ｂ同士の連結部９６Ｂ，９６Ｃに使用される芯金部材６４も同様である。

上記の如く形成されたギアポンプユニット２８の取り付け台２６によれば、クラッチ付きギアポンプ２２の数に応じて、本体用ユニット台２６Ａの連結部９６Ａに増設用ユニット台２６Ｂの連結部９６Ｂを連結し、増設用ユニット台２６Ｂの連結部９６Ｃに更に別の増設用ユニット台２６Ｂの連結部９６Ｂを連結すれば、所望の数だけクラッチ付きギアポンプ２２を簡単に増設することができる。

また、上記構成の芯金部材６４を取り付け台２６の連結部９６Ａ、９６Ｂ（又は９６Ｂ，９６Ｃ）に設けることにより、クラッチ付きギアポンプ２２の使用数に応じて、本体用ユニット台２６Ａに増設用ユニット台２６Ｂを増設しても、駆動モータ１８からの回転動力を全てのクラッチ付きギアポンプ２２に正確に伝達することができる。

[クラッチ付きギアポンプ]
図４は、取り付け台２６に取り付けられたクラッチ付きギアポンプ２２を軸芯方向で切断した断面図である。図５はクラッチ付きギアポンプ２２の構成要素であるギアポンプ１６を軸芯方向に対して直交する方向で切断した縦断面図である。図６は、クラッチ付きギアポンプ２２におけるクラッチ２０の接離手段１２８、スプリング機構１３０及び噛み合い手段１３２を説明する部分拡大図である。なお、軸芯方向とは、ギアポンプ１６やクラッチ２０が回転する回転中心線の方向を言う。

図４に示すように、クラッチ付きギアポンプ２２は、以下説明するように、ギアポンプ１６とクラッチ２０とを１つの装置として一体構造に形成したものである。

（ギアポンプ）
図４及び図５に示すように、ギアポンプ１６は、駆動回転する駆動ギア１０４と、駆動ギア１０４の回転に歯合して従動回転する従動ギア１０６と、駆動ギア１０４及び従動ギア１０６を収容する筒状のギアケース１０８と、ギアケース１０８の端面開口を閉塞するバックプレート８２と、ギアケース１０８に隣接するシリンダケース１１８との間を区画してシールするシールプレート８４とで構成される。

駆動ギア１０４はポンプ回転軸１１０に支持され、従動ギア１０６は従動回転軸１１３に支持されると共に、ポンプ回転軸１１０及び従動回転軸１１３は、バックプレート８２とシールプレート８４とに軸受を介さない状態で回転自在に支持される。また、一般的に、ポンプ回転軸１１０と駆動ギア１０４とは、キー溝にキーを差し込むことで結合するが、本発明においてはポンプ回転軸１１０とは直交する方向に立てたピン８６を駆動ギア１０４のピン孔に差し込むようにした。これにより、キー溝とキーとの結合に比べてギアポンプ１６に塗料が残存しにくくなる。

また、ポンプ回転軸１１０は、シールプレート８４に形成された開口部を介してシリンダケース１１８に延設される。

これにより、図５に示すように、駆動ギア１０４及び従動ギア１０６が矢印方向に回転すると、ギアポンプ１６の吸込口１１６から吸い込まれた塗料は吐出口１１７から所定量吐出される。

（クラッチ）
図４及び図６に示すように、クラッチ２０を構成する各部材は、ギアケース１０８に隣接したシリンダケース１１８と、シリンダケース１１８に隣接したクラッチケース１２０と、に収納される。なお、ギアケース１０８、シリンダケース１１８、及びクラッチケース１２０の各ケース同士を固着結合する方法は特に示さないが、例えばボルト締結、接着剤結合、金属であれば溶接等を使用することができる。

また、クラッチケース１２０の端面が段差構造１１２に形成され、この段差構造１１２に取り付け台２６に形成した取り付け孔６５（図３参照）が嵌まるようになっている。また、クラッチケース１２０の端面の段差構造１１２の両側位置には、クラッチ付きギアポンプ２２を取り付け台２６にボルト７７、７７で固定するボルト穴１２１，１２１が形成される。そして、クラッチ付きギアポンプ２２を取り付け台２６の取り付け孔６５に嵌め込むことにより、クラッチケース１２０のボルト穴１２１と、取り付け台２６の取り付け孔６５の両側に形成したボルト孔７８と、が一致する。この状態で、ボルト孔７８を介してボルト７７、７７をボルト穴１２１に捻じ込むことで、クラッチ付きギアポンプ２２を取り付け台２６に固定する。

クラッチ２０は、主として、ギアポンプ１６のポンプ回転軸１１０に支持された円板状のポンプ側ディスク１２２と、ポンプ側ディスク１２２に対面して設けられ、駆動モータ１８を動力源としてクラッチ２０を回転駆動するクラッチ回転軸１２４に支持された円板状のモータ側ディスク１２６と、ポンプ側ディスク１２２とモータ側ディスク１２６のディスク面１２２Ａ、１２６Ａ同士を接離する接離手段１２８と、ポンプ側ディスク１２２とモータ側ディスク１２６のディスク面１２２Ａ、１２６Ａ同士が噛み合ってクラッチ接続を行う噛み合い手段１３２（図６参照）と、を有し、噛み合い手段１３２は、モータ側ディスク１２６が回転状態のまま噛み合い可能で且つポンプ側ディスク１２２とモータ側ディスク１２６との軸芯ズレを許容可能な噛み合い構造に形成されている。

図４に示すように、ギアポンプ１６のポンプ回転軸１１０は、ギアケース１０８に位置する大径部１１０Ａと、シリンダケース１１８に位置する小径部１１０Ｂと、シリンダケース１１８からクラッチケース１２０側に少し入り込むように位置して小径部１１０Ｂよりも更に小径な突起部１１０Ｃとで構成される。突起部１１０Ｃは、径断面が四角形状に形成され、突起部１１０Ｃの一部がポンプ側ディスク１２２の中心孔（図示せず）に嵌合することで、ポンプ側ディスク１２２をポンプ回転軸１１０に固定する。

また、小径部１１０Ｂの外周には液封止する軸シール構造１３４が設けられる。軸シール構造１３４としては、例えばオイルシール、メカニカルシール等を好適に採用できる。

そして、ポンプ回転軸１１０の小径部１１０Ｂの先端部には、ポンプ側ディスク１２２の中心部が固定される。また、クラッチケース１２０の内周面とポンプ側ディスク１２２の外周面との間にはドーナツ状の軸受１３６が介在される。この軸受１３６は、軸受１３６の外輪がクラッチケース１２０の内周面に軸芯方向に延設されたスライド機構（図示せず）を介してクラッチケース１２０に固定され、内輪がポンプ側ディスク１２２に固定されている。このスライド機構は、後記する接離手段１２８に関係する。

スライド機構としては、軸受１３６が軸芯方向にスライド自在にクラッチケース１２０に支持される機構であればどのようなものでもよいが、例えば軸芯方向に形成された蟻溝と蟻溝に嵌合するレールとを採用することができる。そして、蟻溝とレールとの一方をクラッチケース１２０の内面に設け、他方を軸受１３６の外面に設ける。これにより、ポンプ側ディスク１２２はクラッチケース１２０に対して回動自在且つ軸芯方向にスライド自在に支持される。

また、駆動モータ１８からの回転駆動力で駆動回転するクラッチ回転軸１２４は、モータ側ディスク１２６を固定する大径部１２４Ａと歯車２４Ａが取り付けられる小径部１２４Ｂとで構成される。クラッチ回転軸１２４の大径部１２４Ａの先端部には、モータ側ディスク１２６の中心部が固定される。クラッチ回転軸１２４の小径部１２４Ｂの基端位置には、駆動モータ１８（図１及び図２参照）からの回転駆動力を伝達する上記した動力伝達部材である歯車２４Ａが取り付けられる。

また、クラッチケース１２０の内周面とモータ側ディスク１２６の外周面との間にはドーナツ状の軸受１３８が介在される。そして、軸受１３８の外輪がクラッチケース１２０に固定されると共に内輪がモータ側ディスク１２６に固定される。

更に、クラッチケース１２０の内周面とクラッチ回転軸１２４の大径部１２４Ａの外周面との間であって軸芯方向の前後位置には、ドーナツ状の一対の軸受１４０、１４０が介在される。そして、軸受１４０の外輪がクラッチケース１２０に固定されると共に内輪がクラッチ回転軸１２４の大径部１２４Ａに固定される。

これにより、モータ側ディスク１２６はクラッチケース１２０に対して回動自在に支持される。また、モータ側ディスク１２６は駆動モータ１８の回転に連動して回転するので、駆動モータ１８を駆動しているときには、モータ側ディスク１２６は常に回転していることになる。

（接離手段）
図４に示すように、接離手段１２８は、主として、ポンプ側ディスク１２２のディスク面１２２Ａをモータ側ディスク１２６のディスク面１２６Ａに対して離間する方向に付勢するスプリング１５６を有するスプリング機構１３０と、ポンプ側ディスク１２２をモータ側ディスク１２６の方向に圧縮エアーで押圧する押圧手段１５８とで構成される。

また、図４に示すように、押圧手段１５８は、シリンダケース１１８に設けられ軸芯方向にスライド自在なドーナツ状のシリンダ部材１６２と、シリンダケース１１８に設けられシリンダ部材１６２をモータ側ディスク１２６の方向に押圧する圧縮エアーを供給する圧縮エアー供給口１６４と、図示しない圧縮エアー供給装置から圧縮エアー供給口１６４に圧縮エアーを供給するエアーホース１６７とで構成される。

シリンダ部材１６２は、シリンダケース１１８のクラッチケース１２０側の端面からリング状に穿設されたシリンダ穴１６６にスライド自在（軸芯方向）に嵌合している。そして、シリンダ部材１６２はシリンダ穴１６６の軸芯方向に延設されたスライド機構（図示せず）を介してシリンダケース１１８に固定されると共にシリンダ部材１６２の先端部が上記したスライド自在な軸受１３６に当接している。

スライド機構としては、シリンダ部材１６２が軸芯方向にスライド自在にシリンダ穴１６６に支持される機構であればどのようなものでもよいが、軸受１３６のところで説明したと同様に軸芯方向に形成された蟻溝と蟻溝に嵌合するレールとを採用することができる。そして、蟻溝とレールとの一方をシリンダ穴１６６の内周面に設け、他方をシリンダ部材１６２の外周面に設ける。

また、シリンダ部材１６２の基端面とシリンダ穴１６６の底面との間にはリング状隙間１６５が形成され、圧縮エアー供給口１６４から供給された圧縮エアーが充満する。圧縮エアー供給口１６４はシリンダケース１１８の外周面から前記したリング状隙間１６５に連通する穿設孔として形成される。圧縮エアー供給口１６４の内面には雌ネジが刻設され、エアーホース１６７の先端に設けられた連結具１６７Ａの外面には雄ネジが刻設される。そして、圧縮エアー供給口１６４の雌ネジとエアーホース１６７の連結具１６７Ａの雄ネジとを螺合する。これにより、エアーホース１６７を圧縮エアー供給口１６４に確実に連結する。

また、シリンダ部材１６２とシリンダ穴１６６の周面との間には一対のＯリング１６８，１６８が介在され、圧縮エアー漏れを防止している。

そして、クラッチ接続する場合には、圧縮エアー供給装置から圧縮エアー供給口１６４に供給された圧縮エアーによってシリンダ部材１６２を矢印方向（モータ側ディスク１２６の方向）にスライドする。このシリンダ部材１６２のスライドに連動して軸受１３６も矢印方向にスライドする。これにより、軸受１３６に支持されたポンプ側ディスク１２２が、スプリング１５６の付勢力に抗してモータ側ディスク１２６に当接する。この結果、ディスク面１２２Ａ，１２６Ａ同士の凸部１５０と凹部１５２とが噛み合いクラッチ接続が行われる。

このように、スプリング１５６を有するスプリング機構１３０と圧縮エアーを使用した押圧手段１５８とで接離手段１２８を構成することで、クラッチ付きギアポンプ２２を防爆仕様に形成することができる。次に、スプリング機構について説明する。

（スプリング機構）
図４及び図６に示すように、スプリング機構１３０は、スプリング１５６と、モータ側ディスク１２６のディスク面１２６Ａの中心部から軸芯方向に円柱状に穿設された開口穴１４６と、開口穴１４６の基端位置（開口穴の底部位置）に設けられ、モータ側ディスク１２６の回転に連動しない軸受１４８と、軸受１４８に支持されて開口穴１４６の軸芯を中心に回転自在なスプリング受け部１４４と、ポンプ回転軸１１０の先端部にポンプ側ディスク１２２のディスク面１２２Ａの中心部から軸芯方向に突起して設けられた突起部１１０Ｃと、を備え、スプリング１５６の一端部がスプリング受け部１４４に支持され、スプリング１５６の他端部が突起部１１０Ｃに巻回されると共にポンプ側ディスク１２２のディスク面１２２Ａに形成されたリング状の段差溝１６０に当接状態（固定しない）で支持され、接離手段１２８によるディスク面１２２Ａ，１２６Ａ同士の離間時にもスプリング１５６の他端部が突起部１１０Ｃから外れないように構成される。

スプリング受け部１４４を支持する軸受１４８は、外輪がクラッチ回転軸１２４の大径部１２４Ａに固定され、内輪がスプリング受け部１４４の回転軸１４４Ａに固定される。これにより、スプリング受け部１４４の回転とクラッチ回転軸１２４の回転とは縁切りされている。

また、スプリング１５６の他端部はポンプ回転軸１１０の突起部１１０Ｃに緩く巻回される。この場合、接離手段１２８によりポンプ側ディスク１２２とモータ側ディスク１２６とのディスク面１２２Ａ、１２６Ａ同士の離間した時にもポンプ側ディスク１２２のディスク面１２２Ａをモータ側ディスク１２６のディスク面１２６Ａに対して離間する方向に付勢するスプリング１５６が伸び動作して段差溝１６０に当接した状態を維持し、スプリング１５６は突起部１１０Ｃから外れることはない。

上述のスプリング機構１３０の構成において、ポンプ回転軸１１０の突起部１１０Ｃの軸芯はポンプ側ディスク１２２のディスク面１２２Ａと同一軸芯上（即ち、ポンプ回転軸１１０の回転軸芯上）にあるように設計されている。また、スプリング受け部１４４の軸芯はモータ側ディスク１２６のディスク面１２６Ａと同一軸芯上（即ち、クラッチ回転軸１２４の回転軸芯上）にあるように設計されている。

このように構成したスプリング機構１３０によれば、ポンプ回転軸１１０の突起部１１０Ｃとスプリング受け部１４４との間に支持されたスプリング１５６の曲げ復元力がポンプ回転軸１１０とクラッチ回転軸１２４との回転軸芯を一致させるように作用する。ここで、スプリング１５６の曲げ復元力とは、スプリング１５６の両端を引っ張ったり圧縮したりした時の弾性力とは異なり、スプリング１５６に曲げ方向の力を加えた時に真っ直ぐに戻ろうとする復元力を言う。このスプリング１５６の曲げ復元力により、ポンプ回転軸１１０とクラッチ回転軸１２４との軸芯を常に一直線に保持しようとするので、クラッチ接続及びクラッチ切断においてディスク面１２２Ａ，１２６Ａ同士が軸芯ズレするのを抑制できる。

更には、スプリング１５６をスプリング受け部１４４及びクラッチ回転軸１２４の回転に連動しない軸受１４８を介してクラッチ回転軸１２４に支持するようにしたので、スプリング１５６の摩耗を防止できる。

即ち、クラッチ回転軸１２４は、駆動モータ１８の駆動に連動して常に回転しており、クラッチ切断時においてもモータ側ディスク１２６はクラッチ接続していない空回り状態で回転することになる。したがって、仮にスプリング１５６の他端部をモータ側ディスク１２６に設けた開口穴１４６の底壁に当接支持したとすると、スプリング１５６の他端部と開口穴１４６の底壁との擦れによりスプリング１５６が摩耗していく。

また、スプリング１５６の外周面と開口穴１４６の内壁面との接触抵抗でスプリング１５６が回転する方向の外力を受けた場合にもスプリング１５６の外周面は擦れて摩耗していく。これにより、スプリング１５６の弾性力が変動し、後記する接離手段１２８の構成要素でもあるスプリング１５６の付勢力が変動し、接離手段１２８の精度が低下する。

しかし、本発明において、スプリング１５６は軸受１４８に回転自在に支持されたスプリング受け部１４４によってクラッチ回転軸１２４の回転とは縁切りされている。したがって、クラッチ回転軸１２４が回転してもスプリング受け部１４４は回転しない。この結果、スプリング受け部１４４とスプリング１５６とが擦れて摩耗したりスプリング１５６が捻じれたりすることはない。

また、スプリング１５６の周面と開口穴１４６の内壁面との接触抵抗でスプリング１５６が回転する方向の外力を受けた場合には、スプリング１５６はスプリング受け部１４４及び軸受１４８により外力に応じて回転して外力を吸収するので、スプリング１５６の外周面が摩耗するのを防止できる。

これにより、接離手段１２８におけるスプリング１５６の弾性力を常に一定に保つことができると共に、クラッチ切断したときにモータ側ディスク１２６の回転がスプリング１５６を介してポンプ側ディスク１２２に伝達されることはない。

（噛み合い手段）
図７の（Ａ）はポンプ側ディスク１２２のディスク面１２２Ａの正面図、（Ｂ）は（Ａ）のａ−ａ線に沿った断面図、（Ｃ）は凸部１５０の厚み及び傾斜角度θ３を示す説明図である。なお、図７はポンプ側ディスク１２２のディスク面１２２Ａのみの図であるが、モータ側ディスク１２６のディスク面１２６Ａも同様である。

図６及び図７を使用して、モータ側ディスク１２６が回転状態のまま噛み合い可能で且つポンプ側ディスク１２２とモータ側ディスク１２６との軸芯ズレを許容可能な噛み合い手段１３２の噛み合い構造について説明する。

図６及び図７の（Ａ）に示すように、噛み合い手段１３２の噛み合い構造は、ポンプ側ディスク１２２とモータ側ディスク１２６のそれぞれのディスク面１２２Ａ，１２６Ａの外周部に沿って凸部１５０と凹部１５２とが交互に連続して形成される。そして、接離手段１２８によって、ポンプ側ディスク１２２とモータ側ディスク１２６のディスク面１２２Ａ，１２６Ａ同士が接触した時に互いのディスク面１２２Ａ，１２６Ａの凸部１５０と凹部１５２とが噛み合う。これにより、クラッチ接続される。

また、図７の（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、凸部１５０はディスク面１２２Ａ（又は１２６Ａ）から突起して形成され、ディスク面１２２Ａ（又は１２６Ａ）の周方向に円弧曲板状に形成される。

更に、図７の（Ｃ）に示すように、凸部１５０は、ディスク面１２２Ａ（又は１２６Ａ）に対して直交する断面が台形状に形成される。一方、凹部１５２は、ディスク面１２２Ａ（又は１２６Ａ）から凸部１５０の厚み分だけ窪んで形成され、ディスク面１２２Ａ（又は１２６Ａ）の周方向に円弧曲板状の窪みとして形成される。また、凹部１５２は、ディスク面１２２Ａ（又は１２６Ａ）に対して直交する断面が逆台形状に形成される。

凸部１５０の中心角θ１は凹部１５２の中心角θ２よりも小さく、円弧曲板状に形成された凸部１５０の円弧方向の長さＬ１は凹部１５２の円弧方向の長さＬ２よりも小さくなるように形成されている。なお、図７の（Ａ）では、円弧曲板状の凸部１５０及び凹部１５２の円弧方向の長さＬ１，Ｌ２は、ディスク面半径方向の中心位置で測定した長さで示している。

このように、ディスク面１２２Ａ，１２６Ａの外周部に沿って凸部１５０と凹部１５２とを交互に連続し、凸部１５０と凹部１５２を円弧曲板状の台形状（又は逆台形状）にすると共に、凸部１５０の円弧方向の長さＬ１を凹部１５２の円弧方向の長さＬ２よりも小さくする構造に形成した。これにより、モータ側ディスクク１２６が常時回転した状態であっても、クラッチ接続のためにポンプ側ディスク１２２とモータ側ディスク１２６のディスク面１２２Ａ、１２６Ａ同士が近づいたときに、一方のディスク面１２２Ａの凸部１５０（又は凹部１５２）が他方のディスク面１２６Ａの凹部１５２（又は凸部１５０）にスムーズに入り込むことができる。したがって、ディスク面１２２Ａ、１２６Ａ同士の凸部１５０と凹部１５２とが噛み合い易くなるので、噛み合い方式のクラッチであってもスムーズなクラッチ接続を行うことができる。また、クラッチ切断する場合にスムーズなクラッチ切断を行うことができる。

また、図４及び図６に示すように、噛み合い手段１３２には、ポンプ側ディスク１２２とモータ側ディスク１２６のディスク面１２２Ａ、１２６Ａ同士の間に潤滑油を供給する潤滑油供給ポケット１５４が設けられている。即ち、ポンプ側ディスク１２２とモータ側ディスク１２６とが接触した位置におけるディスク１２２，１２６同士の外周面とクラッチケース１２０の内周面との間にはリング状の潤滑油供給ポケット１５４が形成されている。そして、この潤滑油供給ポケット１５４に潤滑油（例えばグリース）が溜まっており、ディスク面１２２Ａ、１２６Ａ同士が離間した状態では潤滑油がディスク面１２２Ａ、１２６Ａ同士の間に入り込む。これにより、ディスク面１２２Ａ、１２６Ａ同士の凸部１５０と凹部１５２とが更に噛み合い易くなるので、一層スムーズなクラッチ接続を行うことができる。また、クラッチ切断する場合にスムーズなクラッチ切断を行うことができる。

噛み合い手段１３２は、モータ側ディスク１２６の回転駆動力がポンプ側ディスク１２２に確実に伝達されるようにディスク面１２２Ａ、１２６Ａ同士の凸部１５０と凹部１５２とが噛み合えば問題なく、ガッチリと噛み合う必要はない。

したがって、図７の（Ｃ）に示すように、凸部１５０は、ディスク面１２２Ａ（又は１２６Ａ）に対して直交する断面が台形状に形成されると共に、凸部１５０の厚みＤ（凸部１５０と凹部１５２の段差距離）は０．５〜１ｍｍの範囲に薄く形成されることが好ましい。更には、台形状の凸部１５０の側面角度θ３はディスク面１２２Ａ（又は１２６Ａ）に対して１５〜３０°の範囲であることが好ましい。

図示しないが、断面が逆台形状に形成された凹部１５２の深さは、凸部１５０の厚みと同じであり０．５〜１ｍｍの範囲、逆台形状の側面角度は凸部１５０の側面角度に対して逆傾斜であり−１５〜−３０°の範囲であることが好ましい。

これにより、ディスク面１２２Ａ、１２６Ａ同士の凸部１５０と凹部１５２とが更に噛み合い易くなるので、モータ側ディスクク１２６が常時回転した状態であっても更に一層スムーズなクラッチ接続及びクラッチ切断を行うことができる。

また、円弧曲板状に形成された凸部１５０及び凹部１５２の台形状の側面１５０Ａ（又は１５２Ａ）とディスク面１２２Ａ（又は１２６Ａ）とが接する接線Ｌがディスク面１２２Ａ（又は１２６Ａ）の軸芯Ｐを通る構造に形成されている。これにより、仮にクラッチ接続時にポンプ側ディスク１２２とモータ側ディスク１２６とが少し軸芯ズレした状態で凸部１５０と凹部１５２とが噛み合ったとしても軸芯ズレを許容し、スムーズに動力を伝達することができる。

即ち、ポンプ側ディスク１２２とモータ側ディスク１２６とが軸芯が一致した状態で噛み合う場合には、台形状をした凸部１５０の側面１５０Ａと逆台形状をした凹部１５２の側面１５２Ａとが平行になり側面１５０Ａ,１５２Ａ同士が面接触する。

これに対して、ポンプ側ディスク１２２とモータ側ディスク１２６とが軸芯ズレした状態で凸部１５０と凹部１５２とが噛み合うと、台形状をした凸部１５０の側面１５０Ａと逆台形状をした凹部１５２の側面１５２Ａとが平行にならないので、側面１５０Ａ、１５２Ａ同士が面接触せずに点接触した状態になる。

例えば、台形状をした凸部１５０の側面の角（上側又は下側のコーナー部分）が逆台形状をした凹部１５２の側面に点接触する。そして、回転するに従って点接触した位置がずれてゆき、台形状をした凸部１５０の側面１５０Ａと逆台形状をした凹部１５２の側面１５２Ａとが軸芯ずれ方向と平行になったとき側面１５０Ａと側面１５２Ａとが点接触から面接触になり、そこから更に回転することでまた面接触から点接触になる。このように、点接触と面接触とを繰り返しながら軸芯ズレを許容し、ディスク１２２，１２６同士が噛み合って安定に回転を続けることができる。

［塗装装置による塗装方法］
上記の如く構成した塗装装置１０により塗料を被塗装物に塗装する方法を説明する。

塗装装置１０の５ラインの塗料供給ライン１４のうち塗料供給ライン１４Ａを使用して例えば白色塗料を被塗装物に塗装し、他の例えば赤色、青色、黄色、黒色の各塗料の塗料供給ライン１４Ｂ〜１４Ｅは塗装待機中であるとする。

前準備として、５ラインの塗料供給ライン１４Ａ〜１４Ｅの三方弁４２Ａ〜４２Ｅを塗料タンク３４Ａ〜３４Ｅとクラッチ付きギアポンプ２２Ａ〜２２Ｅとが連通するように設定し、各塗料供給ラインの塗料用ポンプ３６Ａ〜３６ＥはＯＦＦの状態に設定しておく。更に、塗料色替装置３８の塗料用開閉弁４０Ａ〜４０Ｅは閉成した状態に設定する。

また、塗装作業中、ギアポンプユニット２８の駆動モータ１８は常に駆動状態を維持し、５台のクラッチ付きギアポンプ２２Ａ〜２２Ｅのクラッチ２０Ａ〜２０Ｅをクラッチ切断に設定する。上記の設定状態から塗装作業を開始する。

＜白色塗料の塗装開始＞
先ず、最初に塗装する白色塗料の塗料供給ライン１４Ａに設けられた塗料用ポンプ３６ＡをＯＮにし、塗料色替装置３８の塗料用開閉弁４０Ａを開成すると共に、クラッチ付きギアポンプ２２Ａの接離手段１２８を動作させて、クラッチ接続を行う。即ち、クラッチ付きギアポンプ２２Ａのギアポンプ１６Ａのみが駆動する。

これにより、塗料タンク３４Ａに貯留された白色塗料は、塗料用ポンプ３６Ａでクラッチ付きギアポンプ２２Ａに送られ、クラッチ付きギアポンプ２２Ａのギアポンプ１６Ａによって塗料噴霧機１２に圧送され、塗料噴霧機１２から被塗装物に吹き付けられる。

＜白色から赤色への塗料色替＞
白色塗料から赤色塗料への塗料色替を行う場合、白色塗料の塗料供給ライン１４Ａに設けられた塗料用ポンプ３６ＡをＯＦＦにし、塗料色替装置３８の塗料用開閉弁４０Ａを閉成すると共に、クラッチ付きギアポンプ２２Ａの接離手段１２８を動作させて、クラッチ切断を行う。一方、赤色塗料の塗料供給ライン１４Ｂに設けられた塗料用ポンプ３６ＢをＯＮにし、塗料色替装置３８の塗料用開閉弁４０Ｂを開成すると共に、クラッチ付きギアポンプ２２Ｂの接離手段１２８を動作させて、クラッチ接続を行う。

赤色から青色、青色から黄色、黄色から黒色等のように、１つの色から他の色への塗料色替を行う場合にも同様である。

このように、複数のギアポンプ１６を単一の駆動モータ１８で駆動する塗装装置１０であっても、クラッチ付きギアポンプ２２を設けて、塗装待機中のギアポンプ１６はクラッチ２０を切断することで回転駆動しないようにした。これにより、ギアポンプ１６が早期に摩耗して塗料の漏洩が生じるという問題を解決することができる。

しかも、本発明の実施の形態の塗装装置１０では、ギアポンプ１６とクラッチ２０とを１つの装置として一体構造に形成した複数のクラッチ付きギアポンプ２２と、単一の駆動モータ１８と、複数のクラッチ付きギアポンプ２２に単一の駆動モータ１８の回転駆動力を伝達する動力伝達機構２４と、を取り付け台２６に取り付けたギアポンプユニット２８を設け、複数のクラッチ付きギアポンプ２２と複数の塗料供給ライン１４とをそれぞれ連通させるようにした。

また、本発明のクラッチ付きギアポンプ２２のクラッチ２０では、クラッチ接続及びクラッチ切断を行う接離手段１２８、接離手段１２８に設けられポンプ側ディスク１２２とモータ側ディスク１２６との軸芯ズレを抑制するスプリング機構１３０、及びポンプ側ディスク１２２とモータ側ディスク１２６のディスク面１２２Ａ、１２６Ａ同士が噛み合ってクラッチ接続を行うと共にモータ側ディスク１２６が回転状態のまま噛み合い可能な噛み合い手段１３２を上記説明の如く構成した。

これにより、本発明の塗装装置１０及び本発明のクラッチ付きギアポンプ２２は以下の作用効果を奏する。

［塗装装置及びクラッチ付きギアポンプの作用効果］
（Ａ）塗装装置１０の構成要素であるギアポンプ１６とクラッチ２０とを１つの装置として一体構造に形成したクラッチ付きギアポンプ２２として構成した。したがって、クラッチ付きギアポンプ２２の製作時に軸芯出しを行えば、従来のようにギアポンプ１６とクラッチ２０とを取り付け台２６に組み付けるたび（メンテナンス後の組み付けも含む）に軸芯出しをする必要がない。

（Ｂ）また、クラッチ付きギアポンプ２２において、接離手段１２８に設けられたスプリング機構１３０の構成要素であるスプリング１５６は、スプリング１５６の曲げ復元力によって、ポンプ側ディスク１２２とモータ側ディスク１２６とのディスク面１２２Ａ，１２６Ａ同士が軸芯ズレするのを抑制できる。また、モータ側ディスク１２６が駆動モータ１８によって常時回転していても、スプリング受け部１４４を回転自在に支持する軸受１４８とは縁切りされているので、モータ側ディスク１２６の回転によってスプリング１５６が捻じれたり摩耗したりすることはない。これにより、接離手段１２８におけるスプリング１５６のスプリング力を常に一定に保つことができると共に、クラッチ切断したときにモータ側ディスク１２６の回転がスプリング１５６を介してポンプ側ディスク１２２に伝達されることはない。

（Ｃ）クラッチ付きギアポンプ２２は、上記した（Ａ）と（Ｂ）の構成を有するので、本発明のクラッチ付きギアポンプ２２を取り付ける取り付け台２６は、従来のように複雑な構造を精密に製作可能であるが加工性の点で劣る鋳物構造物を使用する必要がない。
即ち、クラッチ付きギアポンプ２２を固定支持できる程度の簡単な構造の取り付け台２６を使用できる。したがって、加工性に優れた材料、例えば鉄、アルミニウム、銅、ニッケル、及びこれらの合金を使用した加工性の良い金属板を使用して、簡単な構造で且つギアポンプ増設に適した板状構造の取り付け台２６を製作することができる。

（Ｄ）更には、接離手段１２８をスプリング１５６と圧縮エアーによる押圧手段とで構成したので、クラッチ付きギアポンプに防爆性を持たせることができる。

（Ｅ）本発明の実施の形態の塗装装置１０は、単一の駆動モータ１８で複数のギアポンプ１６を駆動する方式なので、クラッチを構成する２つのディスク１２２，１２６のうちモータ側ディスク１２６は常時回転していることになる。したがって、本来であれば噛み合い時にはクラッチ２０を停止して行うことが原則な噛み合いクラッチは使用できない。

しかし、本発明のクラッチ付きギアポンプ２２のクラッチ２０の噛み合い手段１３２は、ディスク面１２２Ａ，１２６Ａ同士の凸部１５０と凹部１５２とが噛み合う構造であるが、凸部１５０はディスク面１２２Ａ（又は１２６Ａ）に対する断面形状が台形状に形成され、凹部１５２はディスク面１２２Ａ（又は１２６Ａ）に対する断面形状が逆台形状に形成される。更に、凸部１５０の円弧方向の長さＬ１が凹部１５２の円弧方向の長さＬ２よりも短く形成されている。これにより、モータ側ディスク１２６を回転させたままでも、ポンプ側ディスク１２２とモータ側ディスク１２６とに形成された凸部１５０と凹部１５２とをスムーズに噛み合わせることができる。更に、ディスク面同士が離間するときも噛み合いがスムーズに外れる。

この場合、凸部１５０及び凹部１５２の台形状の側辺の傾斜角度θ３がディスク面１２２Ａ（又は１２６Ａ）に対して１５〜３０°の範囲とすると、一層スムーズに噛み合わせることができる。更に、噛み合い手段１３２に、ポンプ側ディスク１２２とモータ側ディスク１２６のディスク面１２２Ａ（又は１２６Ａ）同士の間に潤滑油を供給する潤滑油供給ポケット１５４を設けることで、更に一層スムーズに噛み合わせることができる。

これにより、クラッチ付きギアポンプ２２のクラッチ２０として噛み合い方式のクラッチ２０を使用することができるので、クラッチ２０は滑ることなくトルクをギアポンプ１６に伝達することができる。したがって、従来のクラッチ２０からギアポンプ１６への動力伝達性の問題が解決でき、塗装性能も向上する。

上記（Ａ）〜（Ｅ）により、従来課題となっていた軸芯出しや軸芯ズレの問題、メンテナンス性の問題、動力伝達性の問題及びギアポンプ増設の問題等を解決することができる。

１０…塗装装置、１２…塗料噴霧機、１４（１４Ａ〜１４Ｅ）…塗料供給ライン、１６（１６Ａ〜１６Ｅ）…ギアポンプ、１８…駆動モータ、２０（２０Ａ〜２０Ｅ）…クラッチ、２２（２２Ａ〜２２Ｅ）…クラッチ付きギアポンプ、２４…動力伝達機構、２４Ａ…歯車、２６…取り付け台、２６Ａ…本体用ユニット台、２６Ｂ…増設用ユニット台、２８…ギアポンプユニット、３０（３０Ａ〜３０Ｅ）…上流側供給ライン、３２（３２Ａ〜３２Ｅ）…下流側供給ライン、３４（３４Ａ〜３４Ｅ）…塗料用タンク、３６（３６Ａ〜３６Ｅ）…塗料用ポンプ、３８…塗料色替装置、４０（４０Ａ〜４０Ｅ）…塗料用開閉弁、４２（４２Ａ〜４２Ｅ）…三方弁、４４（４４Ａ〜４４Ｅ）…溶剤ライン、４６（４６Ａ〜４６Ｅ）…溶剤用タンク、４８（４８Ａ〜４８Ｅ）…溶剤用ポンプ、５０…溶剤用開閉弁、５２…溶剤補助ライン、５４…溶剤補助タンク、５６…溶剤補助ポンプ、５８…ポンプ取り付け部、６０…モータ取り付け部、６２…歯車取り付け部、６４…芯金部材、６４Ａ…軸受、６４Ｂ…雄ネジ、６４Ｃ…鍔部材、６５…取り付け孔、６６…芯金孔、６８…軸受、７０…ナット部材、７２…回転軸、７４…回転軸、７６…回転軸、７７…ボルト、７８…ボルト孔、８２…バックプレート、８４…シールプレート、８６…ピン、９６Ａ、９６Ｂ、９６Ｃ…連結部、９８…係合溝、１００…係合突起、１０２…ボルト孔、１０３…ボルト、１０４…駆動ギア、１０６…従動ギア、１０８…ギアケース、１１０…ポンプ回転軸、１１０Ａ…大径部、１１０Ｂ…小径部、１１０Ｃ…突起部、１１２…段差構造、１１３…従動回転軸、１１６…吸込口、１１７…吐出口、１１８…シリンダケース、１２０…クラッチケース、１２１…ボルト穴、１２２…ポンプ側ディスク、１２２Ａ…ディスク面、１２４…クラッチ回転軸、１２４Ａ…大径部、１２４Ｂ…小径部、１２６…モータ側ディスク、１２６Ａ…ディスク面、１２８…接離手段、１３０…スプリング機構、１３２…噛み合い手段、１３４…軸シール構造、１３６…軸受、１３８…軸受、１４０…軸受、１４４…スプリング受け部、１４４Ａ…回転軸、１４６…開口穴、１４８…軸受、１５０…凸部、１５２…凹部、１５４…潤滑油供給ポケット、１５６…スプリング、１５８…押圧手段、１６０…段差溝、１６２…シリンダ部材、１６４…圧縮エアー供給口、１６５…リング状隙間、１６６…シリンダ穴、１６７…エアーホース、１６７Ａ…連結具、１６８…Ｏリング、Ｌ…接線、Ｐ…軸芯

Claims (7)

1. ギアポンプとクラッチとを１つの装置として一体構造に形成したクラッチ付きギアポンプであって、
   前記クラッチは、
   前記ギアポンプを回転駆動するポンプ回転軸に支持されたポンプ側ディスクと、
   前記ポンプ側ディスクに対面して設けられ、駆動モータを動力源として前記クラッチを回転駆動するクラッチ回転軸に支持されたモータ側ディスクと、
   前記ポンプ側ディスクと前記モータ側ディスクのディスク面同士を接離することによりクラッチ接続及びクラッチ切断を行う接離手段と、
   前記ポンプ側ディスクと前記モータ側ディスクのディスク面同士が噛み合ってクラッチ接続を行う噛み合い手段と、を有し、
   前記噛み合い手段は、前記モータ側ディスクが回転状態のまま噛み合い可能で且つ前記ポンプ側ディスクと前記モータ側ディスクとの軸芯ズレを許容可能な噛み合い構造に形成され、
   前記接離手段は、前記ポンプ側ディスクのディスク面を前記モータ側ディスクのディスク面に対して離間する方向に付勢するスプリングを有するスプリング機構を備え、
   前記スプリング機構は、
   前記スプリングと、
   前記モータ側ディスクのディスク面の中心部から軸芯方向に円柱状に穿設された開口穴と、
   前記開口穴の基端位置に設けられ、前記モータ側ディスクの回転に連動しない軸受と、
   前記軸受に支持されて前記モータ側ディスクと同一軸芯を中心に回転自在なスプリング受け部と、
   前記ポンプ回転軸の先端部に前記ポンプ側ディスクのディスク面の中心部から軸芯方向に突起して設けられ、前記ポンプ側ディスクと同一軸芯を有する突起部と、を備え、
   前記スプリングの一端部が前記スプリング受け部に支持され、前記スプリングの他端部が前記突起部に巻回されると共に前記ポンプ側ディスクのディスク面に形成されたリング状の段差溝に当接状態で支持され、前記接離手段による前記ディスク面同士の離間時にも前記スプリングの他端部が前記突起部から外れないように構成される
   ことを特徴とするクラッチ付きギアポンプ。
2. 前記噛み合い手段の前記噛み合い構造は、
   前記ポンプ側ディスクと前記モータ側ディスクのそれぞれのディスク面の外周部に沿って形成された円弧曲板状の凸部と円弧曲板状の凹部とが交互に連続形成され、前記ディスク面同士が接触した時に互いのディスク面の凸部と凹部とが噛み合うことによりクラッチ接続し、
   前記凸部が前記ディスク面に対する断面形状が台形状に形成され、前記凹部が前記ディスク面に対する断面形状が逆台形状に形成されると共に、前記凸部の円弧方向の長さが前記凹部の円弧方向の長さよりも短く形成され、
   前記円弧曲板状に形成された前記凸部及び前記凹部の台形状の側辺と前記ディスク面とが接する接線が前記ディスク面の軸芯を通る請求項１に記載のクラッチ付きギアポンプ。
3. 前記円弧曲板状に形成された前記凸部及び前記凹部の台形状の側辺の傾斜角度が前記ディスク面に対して１５〜３０°の範囲である請求項２に記載のクラッチ付きギアポンプ。
4. 前記噛み合い手段には、前記ポンプ側ディスクと前記モータ側ディスクの前記ディスク面同士の間に潤滑油を供給する潤滑油供給ポケットが設けられている請求項１から３の何れか1項に記載のクラッチ付きギアポンプ。
5. 前記接離手段は、前記スプリング機構と、
   前記スプリングの付勢力に抗して前記ポンプ側ディスクのディスク面と前記モータ側ディスクのディスク面とを接触する方向に圧縮エアーで押圧する押圧手段と、で構成される請求項１から４の何れか１に記載のクラッチ付きギアポンプ。
6. 被塗装物を塗装する塗料噴霧機に異なる色の塗料を供給する複数の塗料供給ラインと、前記複数の塗料供給ラインにそれぞれ設けられた複数のギアポンプと、前記複数のギアポンプを回転駆動する単一の駆動モータと、前記駆動モータから前記複数のギアポンプへの回転駆動力を接離する複数のクラッチと、を少なくとも構成要素とした塗装装置であって、
   前記ギアポンプと前記クラッチとを１つの装置として一体構造に形成した複数のクラッチ付きギアポンプと、前記単一の駆動モータと、前記複数のクラッチ付きギアポンプに前記単一の駆動モータの回転駆動力を伝達する動力伝達機構と、を取り付け台に取り付けたギアポンプユニットを設け、前記複数のクラッチ付きギアポンプと前記複数の塗料供給ラインとをそれぞれ連通させ、
   前記取り付け台は、
   前記クラッチ付きギアポンプを取り付ける複数のポンプ取り付け部と前記駆動モータを取り付ける１つのモータ取り付け部とが金属板を用いて加工形成された板状構造の本体用取り付け台と、
   前記クラッチ付きギアポンプを取り付ける少なくとも１つのポンプ取り付け部が金属板を用いて加工形成された板状構造の増設用取り付け台と、を備え、
   前記本体用取り付け台と前記増設用取り付け台とには、互いを着脱自在に連結する連結部が形成されていることを特徴とする塗装装置。
7. 前記クラッチ付きギアポンプは、請求項１から５の何れか１に記載のクラッチ付きギアポンプである請求項６に記載の塗装装置。