JPH06193745A - 自動バルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】弁室からの塗料漏洩を完全に防止しつつ小型化
を図る。 【構成】バルブ本体１内にニードル弁３を内包するよう
に形成されたパッキン収容部３１に弾性復元力によりニ
ードル弁３を動的シールするＯリング３５又はＵパッキ
ンを収容した構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動バルブに関する。
特に、自動車塗装用の塗料色替え装置に組込まれるトリ
ガーバルブやカラーチェンジバルブ等として利用される
自動バルブに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、塗料色替え装置のカラーチェン
ジバルブとして使用された自動バルブの従来構成を図３
に示す。

【０００３】かかる自動バルブは、シリンダ４内で図中
下方に付勢されたピストン２とニードル弁３との組付け
体を外部からの加圧エアの流入により上下方向に往復動
させニードル弁３先端側の塗料吐出口１１を開閉する構
成とされているのが一般的である。より具体的には、自
動バルブは、色替えマニホールドへの組付け用ホルダ１
６にバルブ本体１を組付け、その上にシリンダ４を組付
けてなり、またバルブ本体１の底面にバルブシート５を
取り付けてなる。

【０００４】バルブ本体１の中央には、弁室１０が形成
されており、当該弁室１０には塗料ホース用接続孔２８
が連通されている。したがって、塗料は、図中矢印Ｆで
示す如く図示しない塗料ホースより接続孔２８を経て弁
室１０内に供給され、その後バルブシート５中央の塗料
吐出口１１より吐出される。

【０００５】また、シリンダ４内には、ピストン２とニ
ードル弁３との組付け体が、当該ニードル弁３が弁室１
０内に軸心方向移動可能に挿入されるように収容されて
いる。そして、バルブ本体１の弁室１０より上方部分に
は、空間１５が形成されており、当該空間１５にはニー
ドル弁３を軸心方向に移動可能に支持するリテーナ７が
固設されている。また、バルブ本体１には、空間１５と
弁室１０とを連通するパッキン収容部３１が形成されて
おり、当該収容部３１にはニードル弁３を動的シールす
る複数個のＶパッキン６が収容されている。Ｖパッキン
６は、耐溶剤性に富んだ断面Ｖ字形のパッキンであり、
小コイルバネ１８の弾性力により直径方向に押し広げら
れてニードル弁３外周面とパッキン収容部３１内壁とに
密着し当該ニードル弁３を動的シール（すなわち、相対
移動可能にシール）するものである。

【０００６】また、ピストン２の上面とシリンダ４の頂
部内面との間には、コイルバネ８が介装されており、当
該コイルバネ８の弾性力によってピストン２は下方に付
勢されている。

【０００７】また、バルブ本体１には、エア通路９がエ
アホース用接続孔２７とシリンダ４内部とを連通するよ
うに形成されている。したがって、加圧されたエアがエ
アホース２６より接続孔２７に流入されると、エアは、
図中矢印Ａで示す如くエア通路９を通ってシリンダ４内
に供給され、ピストン２を押し上げる。なお、シリンダ
４内に供給されたエアが排出されると、ピストン２はコ
イルバネ８の弾性力により押し下げられ元の位置に復帰
される。

【０００８】このように、シリンダ４に対して加圧エア
を供給・排出することにより、ニードル弁３は上下方向
に往復動して塗料吐出口１１の開閉を行う。なお、上記
自動バルブは金属製とされている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】自動車等の自動塗装
（ロボット塗装）においては、自動塗装機とこれに接続
する塗料色替え装置との間隔が大であると（つまり、両
者を連結する配管が長いと）、塗料色替えの即応性が悪
く、色切替え時に大量の塗料を無駄にし、しかも装置全
体が大型化してしまう。

【００１０】そこで、本出願人は、上記不都合を一掃す
るために塗料色替え装置を自動塗装機に組込むことを提
案している。ところで、自動塗装機は、被塗装物に対し
て適宜移動して塗装を行うものであり、しかも小型化を
図るために構成部品が高密度実装されているので、当該
塗装機に組込む塗料色替え装置には従来にも増した小型
化が求められている。かかる要求に応じるには塗料色替
え装置の各構成部品、特に主要構成部品である自動バル
ブのより一層の小型化を図る必要がある。しかし、上記
自動バルブを小型化するにあたっては、弁室１０へ供給
された塗料等の流体が外部に漏洩しないことが確約され
なければならない。なお、自動バルブは、自動塗装機に
組込む場合の他も小型化することが要請されている。

【００１１】本発明の目的は、上記事情に鑑み、弁室か
らの塗料等の流体漏洩を完全に防止しつつ小型化を図る
ことができる自動バルブを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】例えば、カラーチェンジ
バルブとして使用される自動バルブの構成部材および要
素の中で、弁室およびニードル弁等は塗料供給容量およ
び構造強度などの観点から、またシリンダおよびピスト
ン等は応答性等の観点からいずれも小型化が困難であ
る。

【００１３】一方、ニードル弁のシール部材として従来
より使用されているＶパッキンも完全シール達成の観点
から一見小型化が困難であるように思われる。しかし、
シール部材としてＶパッキンを未だ使用しているのは、
耐溶剤性に富みかつ経済性・シール性も優れたシール部
材は過去にはＶパッキン位しかなかった過去の事情によ
るものと推察される。現在では、耐溶剤性に富みＶパッ
キンよりも小型で同程度ないしはそれ以上のシール性能
を有するＯリングやＵパッキンが開発されていることを
本発明者は確認している。

【００１４】そこで、ニードル弁のシール部材としてＶ
パッキンの代わりに同等のシール性能を有するＯリング
やＵパッキンを使用すればパッキン収容部（ひいては本
体）の小型化を達成できることに想到し本発明を創成し
たものである。

【００１５】本発明に係る自動バルブは、流体が供給さ
れる弁室とこの弁室に外部から軸心方向移動可能に挿入
されたニードル弁とを有する本体を備え、ニードル弁の
往復動によって弁先端部が弁室と連通する流体吐出口を
開閉する構成とされた自動バルブにおいて、本体内にニ
ードル弁を内包するように形成されたパッキン収容部に
弾性復元力によりニードル弁を動的シールするＯリング
又はＵパッキンを収容したことを特徴とする。

【００１６】

【作用】上記構成による本発明では、弁室内に外部から
挿入されたニードル弁を軸心方向に往復動させると、弁
先端部が流体吐出口を開閉する。ここで、ニードル弁
は、本体内のパッキン収容部に収容されたＯリング（又
はＵパッキン）の弾性復元力により動的シールされてい
るので、弁室内に供給された流体（例えば塗料）がニー
ドル弁を伝って弁室外部へ漏れ出してしまうようなこと
はない。

【００１７】また、Ｏリング（又はＵパッキン）は、従
来ニードル弁の動的シール部材として使用されていたＶ
パッキンと同程度ないしはそれ以上のシール性能を発揮
し、かつニードル弁直径に対する外径寸法がＶパッキン
に比べて小さく場所をとらない。そのため、パッキン収
容部（ひいては本体）の小型化を図ることができる。以
上より、弁室からの塗料等の流体漏洩を完全に防止しつ
つ小型化を図ることができる。

【００１８】

【実施例】図１は、本自動バルブを示す縦断面図、図２
は本自動バルブのニードル弁とＣ形止め輪との位置関係
を説明するための横断面図である。本自動バルブは、高
電圧で静電塗装を行う自動塗装機に組み込まれた塗料色
替え装置のカラーチェンジバルブとして使用されてい
る。具体的には、本自動バルブは、基本的構成が従来例
と同様とされており、バルブ本体１内にニードル弁３を
内包するように形成されたパッキン収容部３１に弾性復
元力によりニードル弁３を動的シールする耐溶剤性に富
んだＯリング３５又はＵパッキン（本実施例ではＯリン
グ３５）を収容した構成とされている。なお、従来例
（図３）と共通する構成要素については同一の符号を付
し、その説明を省略もしくは簡略化する。

【００１９】ここで、本自動バルブのパッキン収容部３
１は、弁室１０より上方のバルブ本体１内部分にニード
ル弁通過用穴２３を介して断面円形状に形成されてい
る。パッキン収容部３１の直径は、ニードル弁３を動的
シールするＯリング３５に相応して選定されている。こ
のＯリング３５は、耐溶剤性に富んでおり、長期間の円
滑使用が確約されるものである。パッキン収容部３１に
収容されたＯリング３５は、押えプレート３７を介して
Ｃ形止め輪３８で位置規制される構成とされている。こ
れにより、Ｏリング３５は、その有するシール機能を十
分に発揮することができ、ニードル弁３を一段と確実に
動的シールすることができる。

【００２０】なお、本自動バルブは、各構成部材および
要素を実質的にセラミッック材料（アルミナ，窒化珪
素，ジルコニア等）または絶縁性プラスチック材料（ポ
リアセタール，ＭＣナイロン等）で構成し、かつニード
ル弁３およびバルブシート５（少なくともニードル弁先
端と当接する部分１３）をセラミック材料で構成して、
自動塗装機（図示省略）からのリーク電流が導通するの
を防止している。より具体的には、バルブ本体１，ピス
トン２，ホルダ１６等はセラミック材料で形成され、コ
イルバネ８，押えプレート３７等は絶縁性プラスチック
材料で形成されている。ただし、Ｏリング３５は、耐溶
剤性および絶縁性に富んだゴム製とされている。かかる
構成により、リーク電流に因るバルブ作動の不都合，不
具合が生じることはなくなる。

【００２１】また、本自動バルブの構成部材および要素
間でシールを必要とする箇所にはＯリングが介装されて
いる。また、シリンダ４はバルブ本体１に一体成形され
ている。

【００２２】次に、本実施例の作用について説明する。
所定圧力に加圧されたエアがエアホース（図示省略）か
ら接続孔２７に流入されると、エアは図中矢印Ａで示す
如くエア通路９を通ってシリンダ４内に供給されピスト
ン２をコイルバネ８の弾性力に抗して押し上げる。これ
により、ニードル弁３はピストン２と同期的に図１中上
方へ移動して弁先端部１２は塗料吐出口１１を開放す
る。その結果、塗料ホース２９から接続孔２８を介して
弁室１０に供給された所定圧力の塗料は、当該開放され
た塗料吐出口１１から自動塗装機の塗料吹付部（図示省
略）へ向けて送り出される。なお、シリンダ４内に供給
された加圧エアを排出すると、ピストン２に組付けられ
たニードル弁３はコイルバネ８の弾性復元力により押し
下げられて弁先端部１２が塗料吐出口１１を閉鎖する。
これにより塗料吹付部への塗料供給が停止される。

【００２３】ここで、ニードル弁３は、パッキン収容部
３１に収容されたＯリング３５の弾性復元力により動的
シールされているので、弁室１０内に供給された塗料が
ニードル弁３を伝って弁室１０外部へ漏れ出してしまう
ようなことはない。また、Ｏリング３５は、従来ニード
ル弁３の動的シール部材として使用されていたＶパッキ
ン（６）に比しニードル弁３直径に対する外径寸法が小
さい。そのため、パッキン収容部（３１）を従来に比し
小径化することができ、その結果、エア通路９等を軸心
寄りに配置することができる。これにより、バルブ本体
１の外径寸法を短くすることができる。

【００２４】しかして、この実施例によれば、バルブ本
体１内にニードル弁３を内包するように形成されたパッ
キン収容部３１に弾性復元力によりニードル弁３を動的
シールするＯリング３５を収容した構成としたので、弁
室１０からの塗料漏洩を完全に防止しつつ小型化を図る
ことができる。

【００２５】また、本自動バルブを構成する部材および
要素（バルブ本体１，シリンダ４，ピストン２等）等が
実質的にセラミック材料または絶縁性プラスチック材料
より形成されているので、高電圧により静電塗装を行う
塗装機からのリーク電流がバルブ自体に導通せず、それ
に因るバルブ作動の不具合，不具合が起きる虞れがなく
なる。

【００２６】なお、上記実施例においては、ニードル弁
３のシール部材としてＯリング３５を選定したが、Ｏリ
ング３５の代わりに耐溶剤性に優れたＵパッキン（図示
省略）を使用してもよい。

【００２７】また、本自動バルブは、静電塗装を行わな
い自動塗装機（例えばスプレー塗装方式の自動塗装機）
に組込む場合や，塗装機自体に組込まない場合には金属
製とする。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、本体内にニードル弁を
内包するように形成されたパッキン収容部に弾性復元力
によりニードル弁を動的シールするＯリング又はＵパッ
キンを収容した構成としたので、弁室からの塗料漏洩を
完全に防止しつつ小型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す側断面図である。

【図２】同じく、ニードル弁とＣ形止め輪との位置関係
を説明するための横断面図である。

【図３】カラーチェンジバルブとして使用された従来の
自動バルブの概略構成を説明するための側断面図であ
る。

【符号の説明】

１ バルブ本体（本体） ３ ニードル弁 １０ 弁室 １１ 塗料吐出口 １２ 弁先端部 ３１ パッキン収容部 ３５ Ｏリング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体が供給される弁室とこの弁室に外部
   から軸心方向移動可能に挿入されたニードル弁とを有す
   る本体を備え、ニードル弁の往復動によって弁先端部が
   弁室と連通する流体吐出口を開閉する構成とされた自動
   バルブにおいて、 本体内にニードル弁を内包するように形成されたパッキ
   ン収容部に弾性復元力によりニードル弁を動的シールす
   るＯリング又はＵパッキンを収容したことを特徴とする
   自動バルブ。