JPH06129563A - 切替バルブ - Google Patents

切替バルブ

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JPH06129563A
JPH06129563A JP4278752A JP27875292A JPH06129563A JP H06129563 A JPH06129563 A JP H06129563A JP 4278752 A JP4278752 A JP 4278752A JP 27875292 A JP27875292 A JP 27875292A JP H06129563 A JPH06129563 A JP H06129563A
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paint
passage
valve
valve body
nozzle
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JP4278752A
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Echio Tomita
易智雄 富田
Masashi Murate
政志 村手
Isamu Yamazaki
山崎　　勇
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • B05B3/02—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements
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    • B05B3/1057—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements discharging over substantially the whole periphery of the rotating member, i.e. the spraying being effected by centrifugal forces with at least two outlets, other than gas and cleaning fluid outlets, for discharging, selectively or not, different or identical liquids or other fluent materials on the rotating element
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05B5/04—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16K23/00—Valves for preventing drip from nozzles
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05B5/04—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces
    • B05B5/0426—Means for supplying shaping gas

Abstract

(57)【要約】 【目的】 切替バルブの閉弁時における流体の切れを向
上させる。 【構成】 切替バルブ３５の開弁時には、弁体４８をこ
の弁体４８の径よりも大きな径を有する第１の通路４１
ａに移動させ、切替バルブ３５の閉弁時には、弁体４８
がほとんど隙間なく嵌合可能な径を有する第２の通路４
１ｂに弁体４８を移動させる。これにより、閉弁時には
第１の通路４１ａを減圧し、吐出ポート４０に残留する
流体を第１の通路４１ａ側に吸引する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、流体通路の途中に配置
される切替バルブに関し、とくに閉弁時における流体の
切れ（カット性）を向上させるようにした切替バルブの
構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両の塗装ラインでは、仕様により車体
の塗装色が異なるので、塗料の色を自動的に切替えるこ
とが行われている。この塗料の切替えは、図６に示す切
替えバルブを用いて行われている。
【０００３】図６において、１０１はバルブ本体を示し
ている。バルブ本体１０１には、ピストン１０２が摺動
自在に嵌装されるシリンダ１０３が形成されている。バ
ルブ本体１０１の側面には、塗料Ｔが流入される流入ポ
ート１０４が形成されている。バルブ本体１０１の端面
には、流入ポート１０４からの塗料Ｔが吐出される吐出
ポート１０５が形成されている。吐出ポート１０５の外
周には、弁座１０６が形成されている。
【０００４】流入ポート１０４と吐出ポート１０５との
間には、流体通路１０７が形成されている。流体通路１
０７には、ピストン１０２と連結されるロッド１０８の
一方が臨まされている。ロッド１０８の先端部は先細り
の弁体１０８ａに形成されており、弁体１０８ａは弁座
１０６と当接可能となっている。シリンダ１０３内の一
方の室には、弁体１０８ａを弁座１０６側に付勢する圧
縮コイルばね１０９が収納されている。シリンダ１０３
の他方の室には、パイロットポート１１０を介して圧縮
エアＦが供給されるようになっている。
【０００５】このような切替バルブにおいては、開弁時
にはパイロットポート１１０を介してシリンダ１０３の
他方の室に圧縮エアＦが供給され、ピストン１０２の移
動に伴なう弁体１０８ａの移動によって流体通路１０７
が開かれる。流体通路１０７が開かれると、流入ポート
１０４から塗料Ｔが供給され、塗料Ｔは流体通路１０７
を介して吐出ポート１０５から図示されない通路側へ吐
出される。
【０００６】切替バルブの閉弁時には、シリンダ１０３
への圧縮エアＦの供給が停止されるので、ピストン１０
２は圧縮コイルばね１０９の付勢力によって移動し、流
体通路１０７は弁体１０８ａが弁座１０６に着座するこ
とにより閉じられる。これにより、吐出ポート１０５か
らの塗料Ｔの吐出が停止される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６に
示す切替バルブによる塗料の切替えの場合は、弁体１０
８ａによって流体通路１０７が閉じられても吐出ポート
１０５には依然として塗料Ｔ1 が残留することになる。
そのため、吐出ポート１０５に残留している塗料Ｔ1 が
垂れて、塗色切替後の塗料に混入するという問題があ
る。塗色が異なった塗料が混入することは、所定の塗装
色に塗装できなくなることになり、塗装品質上大きな問
題となる。
【０００８】上記のように、閉弁時における流体の切れ
（カット性）が悪い問題は塗料供給の場合に限られず、
種々の流体の供給に言える問題でもある。
【０００９】本発明は、上記の問題に着目し、閉弁時に
おける流体の切れを向上させることが可能な切替バルブ
を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明に係る切替えバルブは、流体が流入する流入ポ
ートと、前記流入ポートから流入した流体が吐出される
吐出ポートと、前記流入ポートと吐出ポートに両端がそ
れぞれ接続されるとともに、軸方向に駆動されるロッド
に沿って形成され、前記ロッドの端部に設けられた弁体
が配置される流体通路と、前記流体通路の前記吐出ポー
ト側に形成され、前記弁体の径よりも大きな径を有する
第１の通路と、前記流体通路の前記流入ポート側に形成
され、前記弁体とほとんど隙間なく嵌合可能な径を有す
る第２の通路と、前記ロッドに連結され、開弁時には前
記弁体を前記第１の通路に移動させ、閉弁時には前記弁
体を前記第２の通路に移動させる駆動部と、を備えたも
のから成る。
【００１１】
【作用】このように構成された切替えバルブにおいて
は、開弁時には弁体が駆動部によって第１の通路に位置
するように移動される。この状態では、流体は、流入ポ
ート、第２の通路、第１の通路を介して吐出ポートから
吐出される。閉弁時には弁体が駆動部によって第２の通
路に位置するように移動される。この状態では、弁体が
第２の通路とほとんど隙間なく嵌合されるので、第２の
通路は弁体によって閉塞され、吐出ポートからの流体の
吐出が停止される。
【００１２】ここで、弁体が第２の通路と嵌合した状態
で移動する際には、ポンプの原理と同じように第１の通
路が減圧されることになり、この減圧に伴って吐出ポー
トに残留していた流体が第１の通路側に吸引される。し
たがって、弁体が第２の通路側に移動完了した状態で
は、吐出ポートには流体がほとんど存在しないことにな
り、吐出ポートからの残存流体の流出が防止される。こ
のように、切替バルブの閉弁時には吐出ポートに残存す
る流体は第１の通路側に強制的に戻されるので、流体の
切れ（カット性）が著しく向上される。
【００１３】
【実施例】以下に、本発明に係る切替バルブの望ましい
実施例を、図面を参照して説明する。図１ないし図５
は、本発明の一実施例を示しており、とくに車体の自動
塗装に適用した場合を示している。図中、１０は回転霧
化静電塗装装置を示しており、回転霧化静電塗装装置１
０は軸方向に延びる樹脂ケース１１を有している。樹脂
ケース１１は、一方が開口する筒状に形成されている。
樹脂ケース１１の内側には、ラジアル軸受１２およびス
ラスト軸受１３が配置されている。
【００１４】ラジアル軸受１２の内側には、中空回転軸
１４が配置されている。中空回転軸１４の一方には、半
径方向外方に膨出するフランジ部１４ａが形成されてい
る。中空回転軸１４のフランジ部１４ａの外周面には、
タービン翼１５が取付けられている。中空回転軸１４
は、筒部１４ｂがラジアル軸受１２によって保持され、
フランジ部１４ａがスラスト軸受１３によって保持され
ている。
【００１５】樹脂ケース１１の内側には、中空回転軸１
４のタービン翼１５に向けて高速のエアを噴出するエア
ノズル１６が配置されている。エアノズル１６から高速
のエアが噴出されると、中空回転軸１４は軸心まわりに
高速回転するようになっている。中空回転軸１４は、ス
ラスト軸受１３によってフランジ部１４ａの側面が保持
されているので、エアノズル１６からのエアの噴出によ
って中空回転軸１４が軸方向に位置ずれすることは阻止
される。
【００１６】中空回転軸１４の先端には、雄ねじ部１４
ｃが形成されており、雄ねじ１４ｃと連らなる部分はテ
ーパ面１４ｄに形成されている。中空回転軸１４の雄ね
じ部１４ｃには、霧化頭２０が螺合されている。霧化頭
２０が雄ねじ部１４ｃと完全に螺合した状態では、霧化
頭２０は中空回転軸１４のテーパ面１４ｄに十分に密着
するようになっている。これにより、霧化頭２０の中空
回転軸１４に対するガタつきが防止されている。
【００１７】霧化頭２０には、隔壁２０ａが形成されて
いる。隔壁２０ａの中央部には、中空回転軸１４側に突
出する円錐状の突出部２０ｂが形成されている。突出部
２０ｂには、隔壁２０ａを貫通する洗浄穴２０ｃが穿設
されている。隔壁２０ａの外周部には、隔壁２０ａを貫
通する塗料通路２０ｄが形成されている。
【００１８】中空回転軸１４の軸方向に延びる中空部１
４ｅには、供給ノズル２１が配置されている。供給ノズ
ル２１は、中空回転軸１４と同心状に配置されるノズル
本体２２を有している。ノズル本体２２には、軸方向に
延びる貫通穴２３が形成されている。貫通穴２３には、
第１の塗料ノズル２４、第２の塗料ノズル２５、第３の
塗料ノズル２６が挿通されている。ノズル本体２２の端
壁２２ａには、３つの位置決め穴２３ａ、２３ｂ、２３
ｃが穿設されている。
【００１９】位置決め穴２３ａ、２３ｂ、２３ｃは、円
周方向に３等分した位置にそれぞれ位置している。位置
決め穴２３ａには、第１の塗料ノズル２４の端部が挿通
されている。位置決め穴２３ｂには、第２の塗料ノズル
２５の端部が挿通されている。位置決め穴２３ｃには、
第３の塗料ノズル２６の端部が挿通されている。各位置
決め穴２３ａ、２３ｂ、２３ｃにそれぞれ挿通された各
塗料ノズル２４、２５、２６は、端壁２２ａから距離Ｓ
だけ突出している。
【００２０】供給ノズル２１には、ノズル本体２２と各
塗料ノズル２４、２５、２６とによって３つの洗浄ノズ
ル２７が形成されている。洗浄ノズル２７は、各位置決
め穴２３ａ、２３ｂ、２３ｃの内周面と各塗料ノズル２
４、２５、２６の外周面との間の隙間によって構成され
ている。供給ノズル２１の霧化頭２０と反対側の端部
も、霧化頭２０側とほぼ同一の構成となっている。
【００２１】供給ノズル２１の霧化頭２０と反対側の端
部においては、供給ノズル２１の端壁から突出した第１
の塗料ノズル２４は、樹脂ケース１１に形成された塗料
通路３１に接続されている。供給ノズル２１の端壁から
突出した第２の塗料ノズル２５は、同様に樹脂ケース１
１に形成された塗料通路３２に接続されている。同様
に、第３の塗料ノズル２６は、樹脂ケース１１に形成さ
れた塗料通路３３に接続されている。洗浄ノズル２３
ａ、２３ｂ、２３ｃと連通する貫通穴２３は、樹脂ケー
ス１１に形成された洗浄用通路３４に接続されている。
【００２２】塗料通路３１は、第１の切替バルブ５１に
接続されており、第１の切替バルブ５１は塗料ホース６
１を介して第１の塗料供給源７１に接続されている。塗
料通路３２は、第２の切替バルブ５２に接続されてお
り、第２の切替バルブ５２は塗料ホース６２を介して第
２の塗料供給源７２に接続されている。塗料通路３３
は、第３の切替バルブ５３に接続されており、第３の切
替バルブ５３は塗料ホース６３を介して第３の塗料供給
源７３に接続されている。各塗料供給源７１、７２、７
３は、それぞれ異なった色の塗料を各塗料ホース６１、
６２、６３に圧送する機能を有する。
【００２３】洗浄用通路３４は、洗浄用バルブ５４に接
続されており、洗浄用バルブ５４は洗浄ホース６４を介
して洗浄剤供給源７４に接続されている。洗浄剤として
は、シンナが用いられている。樹脂ケースの外周部に
は、霧化頭２０から放出される塗料の微粒子に静電気を
帯電させる高電圧発生器７５が収納されている。高電圧
発生器７５は、電力供給線７６を介して図示されない電
源に接続されている。
【００２４】樹脂ケース１１の霧化頭２０側の端面に
は、霧化頭２０から放出される塗料を図示されない被塗
装物に向けて吹き飛ばすパターンエアノズル７７が設け
られている。
【００２５】第１の切替バルブ５１、第２の切替バルブ
５２、第３の切替バルブ５３は、同一の構造であり、そ
の構成は図１に示すようになっている。図１において、
３５は切替バルブを示しており、切替バルブ３５は金属
製のバルブ本体３６を有している。バルブ本体３６の一
方の端面は、樹脂ケース１１の端面と接合される接合面
に形成されている。バルブ本体３６は、図示されないボ
ルト等によって樹脂ケース１１と接合されている。
【００２６】バルブ本体３６の側面には、流体としての
塗料Ｔが流入される流入ポート３９が形成されている。
バルブ本体３６の端面には、流入ポート３９からの塗料
Ｔが吐出される吐出ポート４０が形成されている。流入
ポート３９と吐出ポート４０との間には、流体通路４１
が位置している。流体通路４１の一方は流入ポート３９
と接続されており、流体通路４１の他方は吐出ポート４
０に接続されている。
【００２７】バルブ本体３６内には、駆動部４２が設け
られている。駆動部４２は、シリンダ４３、ピストン４
４、圧縮コイルばね４５から構成されている。ピストン
４４は、バルブ本体３６に形成されたシリンダ４３に摺
動可能に嵌装されている。シリンダ４３内は、ピストン
４４によって２つの室に区画されている。シリンダ４３
の一方の室４３ａには、パイロットポート４６を介して
圧縮エアＦが供給されるようになっている。他方の室４
３ｂには、圧縮コイルばね４５が収納されている。
【００２８】ピストン４４には、ロッド４７が連結され
ている。ロッド４７の端部には、弁体４８が取付けられ
ている。ロッド４７の一方および弁体４８は、前述した
流体通路４１に臨まされている。流体通路４１は、ロッ
ド４７に沿って延びている。流体通路４１の吐出ポート
４０側は、弁体４８の径よりも大きな径を有する第１の
通路４１ａに形成されている。流体通路４１の流入ポー
ト３９側は、弁体４８とほとんど隙間なく嵌合可能な径
を有する第２の通路４１ｂに形成されている。第２の通
路４１ｂは、弁座部通路４１ｃを介して流入ポート３９
と連通している。
【００２９】第２の通路４１ｂの一方には、弁体４８が
当接可能な弁座部３７が形成されている。バルブ本体３
６のロッド４７が挿入される部位には、ロッド４７と摺
接可能なシール部材４９が装着されている。パイロット
ポート４６を介してシリンダ４３の一方の室４３ａに圧
縮エアＦが供給された状態では、ピストン４４の移動に
よって弁体４８が第１の通路４１ａに位置するようにな
っている。シリンダ４３の一方の室４３ｂへの圧縮エア
Ｆの供給が停止されると、圧縮コイルばね４５の付勢力
によってピストン４４が移動し、弁体４８が第２の通路
４１ｂに位置するようになっている。
【００３０】なお、上記実施例では塗料ノズルと洗浄ノ
ズルを３つ設けた場合を示したが、塗料ノズルおよび洗
浄ノズルの本数は望ましくは２〜１０本が適しており、
これらは被塗装物の塗色数によって適宜設定される。
【００３１】つぎに、上記の切替バルブにおける作用に
ついて説明する。
【００３２】塗装ラインでは、被塗装物である車両ボデ
ーがコンベアによって搬送される。車両ボデーが所定の
位置に到達すると、回転霧化静電塗装装置１０による塗
装作業が開始される。この場合、車両ボデーの仕様に基
づいた塗装色が選択され、これに対応する切替バルブ
（たとえば第２の切替バルブ５２）のみが開弁される。
この状態では、洗浄用バルブは閉弁したままとなってい
る。
【００３３】第２の切替バルブ５２が開弁すると、第２
の塗料供給源７２から塗料Ｔが第２の塗料ノズル２５に
圧送され、第２の塗料ノズル２５の先端から霧化頭２０
の内壁面側に塗料が供給される。霧化頭２０はエアノズ
ル１６からの高速のエアによって高速で回転しているの
で、霧化頭２０の内壁面に付着した塗料は塗料通路２０
ｄを通過した後、遠心力によって霧化頭２０の外周端か
ら放出される。
【００３４】霧化頭２０から放出された塗料は微粒化さ
れ、微粒化された塗料は、高電圧発生器７５によって負
に帯電される。この状態では、微粒化された塗料はパタ
ーンエアノズル７７から噴出されるエアにより被塗装物
側に吹き飛ばされる。したがって、霧化頭２０から放出
された塗料は、静電力による吸引とエアノズル７７から
のエアによる押し出し効果によって被塗装物に効率よく
塗着される。
【００３５】塗装作業が終了すると、第２の切替バルブ
５２が閉弁し、その後、洗浄用バルブ５４が開弁する。
これにより、洗浄剤Ｐは供給ノズル２１のノズル本体２
２の貫通穴２３を介して圧送され、各洗浄ノズル２７か
ら霧化頭２０に向けて噴出される。各洗浄ノズル２７か
ら噴出された洗浄剤の一部は、隔壁２０ａに形成された
洗浄穴２０ｃを介して霧化頭２０の先端側にも噴出する
ので、塗料が供給される霧化頭２０の内周面は洗浄剤に
よってほぼ完全に洗浄される。
【００３６】また、各塗料ノズル２４、２５、２６の先
端は、ノズル本体２２の端部から若干突出しているの
で、各洗浄ノズル２７によって各塗料ノズル２４、２
５、２６の先端を洗浄することも可能となる。この場
合、各洗浄ノズル２７からの洗浄剤の噴出によって各塗
料ノズル２４、２５、２６の先端部分に存在する塗料が
吸い出される。したがって、塗料ノズル２４、２５、２
６の先端に付着している塗料を十分に洗い流すことがで
き、前の塗装時の塗料が霧化頭２０に垂れ落ちるのが確
実に解消される。
【００３７】このように、塗料の色替時においては、霧
化頭２０に向けてのみ洗浄剤を噴出すればよいことにな
り、各塗料ノズル２４、２５、２６に洗浄剤を通過させ
る必要はなくなる。また、複数の塗料ノズル２４、２
５、２６を設けたことにより、色替のために塗料ノズル
内の塗料を押し出して排出させる必要もなくなる。
【００３８】つぎに、各切替バルブ５１、５２、５３に
おける塗料の供給動作を図１および図２を参照して説明
する。図１の切替バルブ３５は、供給される塗料Ｔが選
択されたときのみ開弁し、通常は閉弁状態になってい
る。たとえば第２の切替バルブ５２が選択されると、パ
イロットポート４６を介してシリンダ４３の一方の室４
３ａに圧縮エアＦが供給される。一方の室４３ａに圧縮
エアＦが供給されると、ピストン４４が移動して弁体４
８が第２の通路４１ｂから第１の通路４１ａに移動し、
流体通路４１が開かれる。
【００３９】この状態では、流入ポート３９からの塗料
Ｔは、弁座部通路４１ｃ、第２の通路４１ｂ、第１の通
路４１ａを介して吐出ポート４０に流れ、吐出ポート４
０から静電塗装装置１０側の塗料通路３２へ吐出され
る。車両ボデーの塗装が終了すると、シリンダ４３の一
方の室４３ａの圧縮エアＦの供給が停止され、ピストン
４４は圧縮コイルばね４５の付勢力によって押し戻され
る。これにより、弁体４８は第１の通路４１ａから第２
の通路４１ｂに移動し、第２の通路４１ｂは弁体４８に
よって閉塞される。
【００４０】ここで、弁体４８が第２の通路４１ｂと嵌
合した状態で移動する際には、ポンプの原理と同じよう
に第１の通路４１ａが減圧されることになり、図２に示
すように、この減圧に伴って吐出ポート４０に残留して
いた塗料Ｔ1 が第１の通路４１ａ側に吸引される。した
がって、弁体４８が弁座部３７に当接した状態では、吐
出ポート４０には塗料Ｔ1 がほとんど存在しないことに
なり、吐出ポート４０からの残存塗料の流出が防止され
る。
【００４１】本実施例では、吐出ポート４０は、図３に
示すように、たとえば塗料通路３２を介して第２の塗料
ノズル２５と接続されているので、弁体４８の第２の通
路４１ｂ側への移動によって、第２の塗料ノズル２５の
先端に残存する塗料を吸引することができる。したがっ
て、塗料の色が別の色に切替えられても、第２の塗料ノ
ズル２５の先端からの塗料の流出は阻止され、第２の塗
料ノズル２５の先端部での塗料の色交りが防止される。
【００４２】本実施例は塗料の供給に用いられる切替バ
ルブについて示したが、対象となる流体は塗料に限定さ
れることはなく、液状の薬剤であってもよいし、粘度の
高い流状樹脂等であってもよい。
【００４３】
【発明の効果】本発明によれば、つぎの効果が得られ
る。
【００４４】開弁時には、弁体をこの弁体の径よりも大
きな径を有する第１の通路に移動させ、閉弁時には、弁
体がほとんど隙間なく嵌合可能な径を有する第２の通路
に弁体を移動させるようにしたので、閉弁時には弁体の
移動によって第１の通路を減圧することができ、吐出ポ
ートに残留している流体を第１の通路側に吸引すること
ができる。
【００４５】したがって、閉弁時には吐出ポートからの
流体の流出を阻止することができ、流体の切れ（カット
性）を向上させることができる。その結果、切替バルブ
をたとえば塗料の自動切替に適用した場合は、塗料の色
交りが解消され、塗装不良の発生を確実に防止すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る切替バルブの開弁状態
の断面図である。
【図２】図１の切替バルブの閉弁状態を示す断面図であ
る。
【図３】図１の切替バルブが取付けられる回転霧化静電
塗装装置の断面図である。
【図４】図３における供給ノズルの先端部の部分拡大断
面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図６】従来の切替バルブの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ 回転霧化静電塗装装置 ３５ 切替バルブ ３９ 流入ポート ４０ 吐出ポート ４１ 流体通路 ４１ａ 第１の通路 ４１ｂ 第２の通路 ４２ 駆動部 ４７ ロッド ４８ 弁体

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 流体が流入する流入ポートと、 前記流入ポートから流入した流体が吐出される吐出ポー
    トと、 前記流入ポートと吐出ポートに両端がそれぞれ接続され
    るとともに、軸方向に駆動されるロッドに沿って形成さ
    れ、前記ロッドの端部に設けられた弁体が配置される流
    体通路と、 前記流体通路の前記吐出ポート側に形成され、前記弁体
    の径よりも大きな径を有する第１の通路と、 前記流体通路の前記流入ポート側に形成され、前記弁体
    とほとんど隙間なく嵌合可能な径を有する第２の通路
    と、 前記ロッドに連結され、開弁時には前記弁体を前記第１
    の通路に移動させ、閉弁時には前記弁体を前記第２の通
    路に移動させる駆動部と、を備えたことを特徴とする切
    替バルブ。
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