JPH08182940A - 電圧ブロック - Google Patents

電圧ブロック

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JPH08182940A
JPH08182940A JP7175705A JP17570595A JPH08182940A JP H08182940 A JPH08182940 A JP H08182940A JP 7175705 A JP7175705 A JP 7175705A JP 17570595 A JP17570595 A JP 17570595A JP H08182940 A JPH08182940 A JP H08182940A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 “電圧ブロック”の改良に関し、システムの
構成要素の絶縁のための装置が、接地されたシステムの
構成要素から高い正電位又は負電位に維持される。 【解決手段】 塗装システムは、非絶縁性塗料、被塗物
に塗料を分配するディスペンサー22、塗料に電荷を供
給する高静電電位供給源、ディスペンサーと被塗物を横
切って高電位供給源を連結する手段、第一リザーバ20
及び第一バルブ26を備える。第一バルブは、第一ハウ
ジング80と、第一構成要素とを有すし、それらの間
に、通路を構成し、非導電性流体供給源は、第四ポート
に連結され、非導電性流体供給源から第二通路を通っ
て、非導電性流体が流れ、第一ハウジングの表面及び第
二通路に隣接する第一可動構成要素から塗料を洗い流
し、第五ポートから出る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水性塗料のように、バ
ルク非絶縁体の塗料の静電的な帯電粒子を、霧状にして
分配するいくつかのシステムとして開示される。しか
し、他のシステムにも同様に有用であろう。
【0002】
【従来の技術】多くの電圧ブロックが、従来技術に示さ
れ、記載されている。例えば、電圧ブロックについて
は、米国特許第4,878,622; 4,982,903; 5,033,942; 5,1
42,357;5,193,750 号に示され、記載され、これらを引
用する参照文献として、特に米国特許第1,655,262; 2,5
47,440; 2,673,232; 3,098,890; 3,122,320; 3,291,88
9;3,893,620; 3,933,285; 3,934,055; 4,017,029; 4,02
0,866; 4,085,892; 4,275,834; 4,313,475; 4,383,644;
4,413,788号、及び英国特許明細書第1,393,333; 1,47
8,853号がある。また関連する米国特許は、米国特許第
2,814,551; 3,838,946; 4,030,860; 4,232,055; 4,381,
180; 4,386,888; 4,525,516; 4,741,673; 4,792,092;
4,879,137; 4,881,688; 4,884,745; 4,932,589; 4,962,
724; 5,078,168;5,096,126; 5,102,045; 5,102,046; 5,
179,676; 5,249,748; 5,255,856 号である。これが直接
関係ある従来技術すべての完全なリストであるというこ
と、又、直接関係のあるすべての従来技術の完全な検索
が行われているということ、さらに、より良い従来技術
が存在しないということを、このリストによって主張す
るつもりはない。また、いかなるこのような主張も推論
されるべきでない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、いわゆる
“電圧ブロック”の改良に関し、システムの構成要素の
絶縁のための装置が、通常、接地されたシステム構成要
素から、高い正電位又は負電位に維持され、例えば、そ
れらの間を非絶縁性流体が連続的又は断続的に流れても
維持される。ここで、この出願書類の全体において、電
圧ブロックという語は、電流の流れを、できるだけ最小
にするように機能する装置を述べるために使われる。そ
のような電流は、高電位を維持した第一システム構成要
素から、水性塗料のような非絶縁性流体の流れを通じ、
第一構成要素と反対符号の高電位を維持した第二システ
ム構成要素、又は接地電位のような低電位を維持した第
二システム構成要素との間を流れる。
【0004】ここで使われる語において、“非導電性”
は“導電性”より絶縁的であることを意味する。“非絶
縁性”は“絶縁性”より導電的であることを意味する。
ここで使われる語において“溶剤”は、ここで説明され
るシステム構成要素から塗料残留物を除去し、運び去る
ように、溶解し、懸濁し、乳化し、又はその他に作用す
るいかなる材料又は混合材料を意味する。溶剤は、塗料
の被膜をバルブの内面から除去し、塗料残留物を洗い流
す。開示された溶剤は、高い絶縁性を有し、本発明のバ
ルブの塗料ポートの間の電流の伝達を防止する。また、
塗料ポートは、十分な距離を隔ててあり、バルブの塗料
ポートの間の絶縁耐力が、塗料ポートの間でアークする
ことを防止する。例えば、ポートを分離する距離は、約
1インチ(約2.5cm)より大きく、例示の実施例におい
て、バルブの可能構成要素は、約2.36インチ(約6c
m)の直径を有する。従って、溶剤は、塗料固形物を懸
濁する最小限の能力を有する非導電性という基準を満た
し、十分な塗料をはがす、又は洗浄する力を有していな
ければならない。
【0005】
【課題を解決するための手段】電圧ブロックシステム
は、水性ペイントのような導電性塗料を、接地電位の供
給源から、高電位のディスペンサーへ移送する。同時
に、システムは、ディスペンサーと供給源の間の電流を
小さい値に制限する。これが、ディスペンサーの高い電
位を維持し、効率の良い塗料の帯電と、安全な塗装操作
を確保する。システムは2つのバージョンがあり、1つ
は半自動式であり、もう1つは自動式である。自動バー
ジョンは、第一リザーバ、第二リザーバ、高電圧ブロッ
クバルブ及び制御ユニットを含む。高電圧ブロックバル
ブは、塗料供給源と連結された第一ポート、第一リザー
バと連結された第二ポート、第二リザーバと連結された
第三ポート及びディスペンサーと連結された第四ポート
を有する。バルブは、第一位置及び第二位置を有する。
第一位置において、第一ポートを第二ポートに連結さ
せ、第三ポートを第四ポートに連結させたバルブは、塗
料を供給源から第一リザーバへ、そして、第二リザーバ
からディスペンサーへ流す。この位置で、第三ポート及
び第四ポートは、第一ポート及び第二ポートから絶縁さ
れている。制御ユニットは、第一リザーバが満たされ、
第二リザーバが空になるとき、検知し、高電圧ブロック
バルブを第二位置に切り換えるように、アクチュエータ
を動かす。第二位置において、高電圧バルブは、第一ポ
ートを第三ポートに、第二ポートを第四ポートに連結さ
せ、塗料を供給源から第二リザーバへ、そして、第一リ
ザーバからディスペンサーへ流す。この位置において、
第二ポート及び第四ポートは第一ポート及び第三ポート
から絶縁されていいる。制御ユニットは第二リザーバが
満たされ、第二リザーバが空になるとき、検知し、高電
圧ブロックバルブを第一リザーバに切り換えるように、
アクチュエータを動かす。操作はこの方法で継続され、
供給源からリザーバへ、そしてリザーバからディスペン
サーへ交互に塗料の連続的な流れを確保する。この流れ
は、2つの位置の切り換えの間でも妨げられない。すべ
ての間において、ディスペンサーは、供給源から絶縁さ
れ、2つのリザーバは互いに絶縁され、ディスペンサー
と供給源との間の電流を小さい値に制限する。
【0006】半自動バージョンは、1つのリザーバ、高
電圧ブロックバルブ及び制御ユニットを含む。このバー
ジョンにおいて、高電圧ブロックバルブは、塗料供給源
と連結された第一ポート、リザーバと連結された第二ポ
ート、及びディスペンサーと連結された第三ポートを有
する。また、バルブは、第一位置及び第二位置を有す
る。第一位置において、バルブは、第三ポートが閉じて
いる間、第一ポートを第二ポートに連結させる。この位
置は、塗料を供給源からリザーバへ流し、第三ポート及
びディスペンサーをリザーバ及び塗料供給源から絶縁さ
せたままにする。この期間、ディスペンサーは、塗料を
分配しない。制御ユニットは、リザーバが満たされると
き検知し、高電圧ブロックバルブを第二位置に切り換え
る。第二位置において、高電圧ブロックバルブは、第一
ポートが閉じている間、第二ポートを第三ポートに連結
させる。この位置は、塗料を、リザーバからディスペン
サーへ流し、第一ポート及び塗料供給源を、リザーバ及
びディスペンサーから絶縁させたままにする。この期
間、ディスペンサーは、リザーバが空になるまで、被塗
物に、塗料を分配することができる。
【0007】発明の態様によると、バルブは、ハウジン
グ及びハウジング内を動ける構成要素を有する。ハウジ
ングは、その中に形成される第一ポート、第二ポート、
第三ポート及び第四ポートを有する。可動構成要素は、
その中に形成される第一通路を有する。ハウジング内の
可動構成要素の動きは、第一ポートを、第一通路を通
じ、第二ポートに選択的に連結する。可動構成要素は、
第一ポート及び第二ポートを分離し、第二ポートを、第
一通路を通じ、第三ポートに連結するように選択的に動
くことができる。ハウジング及び可動構成要素の間に、
第二通路を構成する手段がある。第四ポートは、第二通
路に連結される。さらに、実例として、本発明の態様に
よると、第二通路は、可動構成要素と可動構成要素に隣
接したハウジングの内面との間に構成される。
【0008】追加的に実例として、本発明の態様による
と、ハウジングは、第二通路に連結された第五ポートを
含む。第五ポートは、非導電性溶剤の出口ポートとして
使われる。例えば、第二通路は、可動構成要素と可能構
成要素に隣接したハウジングの内面との間、及び第四ポ
ートと第五ポートとの間に構成される。さらに実例とし
て、本発明の態様によると、ハウジングは、第六ポート
及び第三通路を備える可動構成要素を備える。ハウジン
グ内の可動構成要素の動きは、第一通路を通じて第一ポ
ートと第二ポート、及び第三通路を通じて第三ポートと
第六ポートを、又は、第三通路を通じて第一ポートと第
六ポート、及び第一通路を通じて第二ポートと第三ポー
トを、交互に連結する。本発明の別の態様によると、塗
装システムは、非絶縁性塗料の供給源、被塗物の方へ塗
料を分配するディスペンサー、塗料に電荷を供給する高
電位供給部、ディスペンサー及び被塗物を横切って高電
位供給部を連結するための手段、第一リザーバ及び第一
バルブを備える。第一バルブは、第一ポート、第二ポー
ト、第三ポート、第四ポート及び第五ポートを備える第
一ハウジング及び第一ハウジング内を動き、第一通路を
有する第一構成要素を有し、第一通路は、第一ポートを
第二ポートに選択的に連結し、塗料を第一ポートから第
二ポートへ流す。第一ポートを塗料供給源に、第二ポー
トを第一リザーバに、そして、第三ポートをディスペン
サーに連結する手段が設けられる。第一構成要素は、ハ
ウジング内を動くことができ、第二ポートを第三ポート
に選択的に連結し、塗料を第一リザーバからディスペン
サーに流す。非導電性流体の供給源が設けられる。第一
ハウジングと第一可動構成要素との間に、第二通路が構
成される。非導電性流体の供給源が第四ポートに連結さ
れ、非導電性流体の供給源から第二通路を通って、非導
電性流体の流れを与え、第一ハウジングの表面及び第二
通路に隣接した第一可動構成要素から、塗料を洗い流
し、第五ポートから出す。
【0009】実例として、本発明の態様によると、第一
リザーバは、第一ピストン及び第一シリンダーを備え
る。第一ピストンは、第一シリンダー内を往復運動可能
である。第一リザーバは、第一ピストンの表面と第一シ
リンダーの第一ヘッドとの間に構成される。さらに例示
として、本発明によると、第一ヘッドは、第六ポートを
備える。第二ポートを第一ポートに連結する手段は、第
一ヘッドと反対の第一シリンダーの端に、第二ヘッドを
有する。第二ヘッドは、第七ポートに選択的に連結され
る。駆動流体供給源は、第七ポートに選択的に連結さ
れ、第一リザーバから、塗料をディスペンサーへ供給
し、又は、駆動流体を第七ポートから排出し、塗料を塗
料供給源から、第一ポート及び第二ポートを通って、第
一リザーバへ流す。
【0010】この実施例によると、第一バルブと、第七
ポートを駆動流体供給源に選択的に連結する手段とを同
時に操作する手段が設けられる。第一シリンダー内の第
一ピストンの位置を検知する手段が設けられる。第一ピ
ストンの位置を検知する手段を、第一バルブを操作する
手段及び第七ポートを駆動流体供給源に選択的に連結す
る手段に連結する手段が与えられる追加的に例示とし
て、本発明の実施例によると、装置は、さらに、第二リ
ザーバと、第八ポートと、第九ポートと、第十ポート
と、第十一ポートとを備えた第二ハウジングを有する第
二バルブと、第八ポートを第二リザーバに連結する手段
と、第九ポートをディスペンサーに連結する手段と、第
十ポートを塗料供給源に連結する手段とを備える。第二
構成要素は、第二ハウジング内を動くことができ、第三
通路を有し、第三通路は、第八ポートを第九ポートに選
択的に連結し、塗料を第二リザーバから、第八ポート、
第三通路及び第九ポートを通って、ディスペンサーへ流
す。第二構成要素は、第二ハウジング内を動くことがで
き、第八ポートを第十ポートに選択的に連結し、塗料を
第十ポートから第八ポートに流す。第二ハウジングと第
二可動構成要素との間に第四通路が構成される。非導電
性流体供給源を第十一ポートに連結する手段が設けら
れ、非導電性流体を非導電性流体供給源から、第十一ポ
ート及び第四通路を通じて流し、塗料を第二ハウジング
及び第四通路に隣接した第二可動構成要素の表面から洗
い流す。
【0011】さらに例示として、本発明の態様による
と、第二通路及び第四通路が、それぞれ、第一可動構成
要素及び第二可動構成要素と、それぞれ、第一可動構成
要素及び第二可動構成要素に隣接した、それぞれ、第一
ハウジングの内面及び第二ハウジングの内面との間に構
成される。加えて例示として、本発明の態様によると、
第一ハウジングは、第五ポートを備える。また、第四ポ
ートを通じて供給される非導電性流体の流れの少なくと
も一部は、第五ポートを通って流れる。第二ハウジング
は、第十二ポートを備える。第十一ポートを通じて供給
される非導電性流体の流れの少なくとも一部は、第十二
ポートを通って流れる。例えば、第二通路は、第一可動
構成要素と第二可動構成要素に隣接した第一ハウジング
の内面の間、及び第四ポートと第五ポートの間に構成さ
れる。第四通路は、第二可動構成要素と第二可動構成要
素に隣接した第二ハウジングの内面の間、及び第十一ポ
ートと第十二ポートとの間に構成される。
【0012】さらに、本発明の態様によると、第一リザ
ーバ及び第二リザーバは、共に、第一二重作用流体ピス
トン及びシリンダーを備える。ピストンは、シリンダー
内を往復運動し、第一及び第二の反対向きのピストン面
を有する。第一リザーバは、第一ピストン面と第一シリ
ンダーの第一ヘッドとの間に構成される。第一シリンダ
ーは、第一ヘッドと反対の第一シリンダーの端に、第二
ヘッドを有する。第二リザーバは、第二ピストン面と第
二ヘッドとの間に構成される。第一ヘッドは、第六ポー
トを備える。第二ポートを第一リザーバに連結する手段
は、第六ポートを備える。第二ヘッドは、第七ポートを
備える。交互に、そして、選択的に、第一バルブ及び第
二バルブを作動させる手段が設けられ、塗料供給源を第
一リザーバ及びディスペンサーに通じる第二リザーバに
交互に連結し、塗料を第二リザーバからディスペンサー
に供給する。そして、塗料供給源を第二リザーバ及びデ
ィスペンサーに通じる第一リザーバに交互に連結し、塗
料を第一リザーバからディスペンサーに供給する。
【0013】追加して、本発明の態様によると、第一ハ
ウジングは、さらに、第六ポートを備え、第一構成要素
は、第三通路を備える。装置は、第二リザーバ、及び第
六ポートを第二リザーバに連結する手段を含む。第一ポ
ートを第二ポートに連結する第一ハウジング内の第一構
成要素の動きは、第三ポートを第六ポートに連結し、塗
料を第二リザーバからディスペンサーに流す。第一ポー
トを第六ポートに連結し、塗料を塗料供給源から第二リ
ザーバに流す第一ハウジング内の第一構成要素の動き
は、第二ポートを第三ポートに連結し、塗料を第一リザ
ーバからディスペンサーに流す。本発明の別の態様によ
ると、バルブを出入りする溶剤の循環回路が設けられ、
バルブは、可動構成要素及び可動的に収容する可動構成
要素のハウジングを有する。可動構成要素は、ハウジン
グに対して第一の向きを有し、それは、バルブで調節さ
れた流体を、バルブからバルブに設けられた第一ポート
を通じて流す。ハウジングに対して第二の向きは、バル
ブで調節された流体を、バルブからバルブに設けられた
第二ポートを通じて流す。回路は、可動構成要素とハウ
ジングとの間に設けられた第二通路を含む。第四ポート
は、溶剤をハウジング内に注入するために、ハウジング
上に与えられ、第五ポートは、溶剤をハウジング内から
除去するために、ハウジング上に与えられる。第二通路
は、第四ポートを第五ポートに連結する。リザーバは、
溶剤を備え、第四ポート及び第五ポートをリザーバに連
結する手段が設けられる。
【0014】例示として、本発明の態様によると、第四
ポート及び第五ポートをリザーバに連結する手段は、第
六入力ポート及び第七出力ポートを有するポンプと、第
六ポートをリザーバに連結する手段と第七ポートを第四
ポートに連結する手段を備える追加的に例示として、本
発明の態様によると、第五ポートをリザーバに連結する
手段は、第八入力ポート及び第九出力ポートを有するフ
ィルターを備える。第五ポートを第八ポートに連結し、
第九ポートをリザーバに連結する手段が設けられる。例
示として、本発明の態様によると、フィルターは、更新
できるフィルターを備える。
【0015】加えて、本発明の態様によると、回路は、
さらに、入口ポート及び出口ポートを有するコンテナを
備える。溶剤は、入口ポートに流入し、コンテナを通っ
て出口ポートから流れ出る。分子ふるいが、コンテナ内
に置かれ、入口ポートに流入する溶剤から、出口ポート
から流れ出る溶剤から取り除かれる構成要素を分離す
る。例示として、本発明の態様によると、分子ふるい
は、更新可能である。追加的に、本発明の態様による
と、リザーバは、リザーバから沈澱物を排出する排出ポ
ート、及び排出ポートを通る流れを制御する第二バルブ
を備える。追加的に例示として、本発明の態様による
と、リザーバは、溶剤入口ポート室及び溶剤出口ポート
室を備える。仕切りが、溶剤入口ポート室と溶剤出口ポ
ート室を分離する。第四ポート及び第五ポートをリザー
バに連結する手段は、第五ポートを溶剤入口ポート室に
連結する手段と、第四ポートを溶剤出口ポート室に連結
する手段とを備える。
【0016】さらに、本発明の別の態様によると、流体
回路から塗料を除去する能力のある可能性を有する溶剤
をテストした報告書がある。流体回路は、塗料をディス
ペンサーに供給し、そこから、塗料が分配される。報告
書では、テストされる溶剤を入れるコンテナがあり、可
能性を有する溶剤の中に、塗料の滴のふるまいをすぐ観
測し、もし、滴が、可能性を有する溶剤に、少なくとも
部分的にも分散しないならば、その可能性のある溶剤を
排除し、可能性を有する溶剤中の滴のその後のふるまい
を観測し、塗料の構成要素の顕著な沈澱が、可能性を有
する溶剤中を排除する。例示として、本発明の態様によ
ると、報告書は、さらに、可能性を有する溶剤のバルク
電気抵抗を測定し、測定されたバルク電気抵抗が100MΩ
/cm 以上でないならば、可能性を有する溶剤を排除す
る。本発明は、以下の詳細な説明及び発明を図示する添
付図面を参照することにより、最も良く理解されるだろ
う。
【0017】
【実施例】図1を参照すると、本発明の装置が、水性塗
料を、接地されたリザーバ20から高電圧のディスペン
サー22に供給し、ディスペンサーは、例えば、米国特
許第3,169,882 号に図示された通常タイプの手動ハンド
ガンのようなものである。塗料は、第一手動3方向バル
ブ26の第一入力ポート24に供給される。バルブ26
の別の入力ポート28は、接地された水の供給と連結さ
れ、水は、例えば色の変更の間、図1の装置を洗浄する
溶剤として機能する。3方向バルブ26の出力ポート3
0は、3方向バルブ36に動力を供給するアクチュエー
ター34の入力ポート32と連結される。図示されたバ
ルブ36はボールバルブだが、3方向バルブの円筒形、
スプールタイプ及び他のタイプもこのバルブに使用され
る。バルブ36の本質的な特性は、詳しく後述される。
バルブ36は、流体ライン42を通ってディスペンサー
22に連結される出力ポート40を有する。バルブ36
は、流体ライン46を通って、流体リザーバシリンダー
52のヘッド50で入力/出力ポート48に連結される
共通ポート又は入力/出力ポート44を有する。
【0018】ピストン54は、ポート48を通ってシリ
ンダー52内に流れ込む流体によって、ヘッド50から
離れるようにシリンダー52内を移動する。ピストン5
4は、3方向空気バルブ56を通って圧縮空気源58か
らシリンダー52のヘッド62の入口ポート/出口ポー
ト60へ供給された圧縮空気によりヘッド50の方へ移
動する。ピストン54は、ヘッド62に形成された開口
66内を往復運動するピストンロッド64を備える。シ
リンダー52の外側でロッド64の端にあるアクチュエ
ーター68は、2つの空気圧式スイッチ70、72にあ
る位置センサーと協働し、ピストン54の移動距離を制
限する。ヘッド50で塗料が最大量になると、スイッチ
70は空気バルブ56のスイッチを入れ、ヘッド62の
ポート60を通って圧縮空気を供給し、塗料をポート4
8から出させる。4方向空気バルブ74は、ピストン5
4の移動限度信号をスイッチ70から受け、バルブ36
のハウジング80に対して移動構成要素を90度回転さ
せるアクチュエーターに信号を送る。これが、バルブ3
6を塗料をヘッド50から流体ライン46を通って、移
動構成要素78内のバルブ通路82を通って、そして、
流体ライン42を通ってディスペンサー22に供給する
ための状態をなし、塗料は、供給体84によって静電気
を荷電され、霧状にされ、被塗物を塗装する。
【0019】ピストン54は、その移動距離の限界のヘ
ッド50に近づくと、空気圧式スイッチ72が閉じて、
それぞれの制御バルブ88、90を通って4方向バルブ
74及び3方向空気バルブ56に信号を送る。4方向バ
ルブ74への信号は、アクチュエーター34に、バルブ
36の移動構成要素78をハウジング80に対して他の
方向に90度回転させ、流体ライン42を通るディスペ
ンサーへの塗料の供給を止め、バルブ36を、リザーバ
20からバルブ26を通り、バルブ36を通り、流体ラ
イン46を通り、ポート48を通りリザーバ52へ塗料
をさらに供給する状態にする。この工程は、ディスペン
サー22によって塗装される1つ又はそれ以上の被塗物
86の塗装を終えるために必要とされるたびに繰り返さ
れる。ときどき、図1に示す装置をある1つの状態又は
別の状態にすることが必要であり、また便利である。こ
れは、例えば、装置が、分配されている塗料の色を変え
る前に、システムを洗い流す場合である。このような状
況において、“トリガーオン(trigger on)”又は“リセ
ット(reset)"の信号又は“トリガーオフ(trigger off)
”又は“スタート(start)"の信号が、空気タイマー9
4、空気パルス形成器96及び制御バルブ88、90を
通り送られる。これらの信号は、空気圧式限界スイッチ
70、72によって発生した信号がする状態と同じ状態
にバルブ56及び74を置く。これらの信号は、リザー
バ52を、例えば、水又は塗料用溶剤で部分的に満た
し、それから、ディスペンサー22を介して空にし、回
路26、36、42、22、46、52から残っている
塗料を流す。それから、回路は、次の色の塗料を受け入
れる準備ができる。色の変更の便宜のため、素早い切断
がポート24でなされる。装置は、入口ポートマニホー
ルド99、入口ポート100、出口ポートマニホールド
101、出口ポート102を含み、ハウジング80内に
非導電性溶剤を循環させる。この溶剤は、高電圧ポート
40をハウジング80の低電圧ポート32から絶縁する
手段を提供する。溶剤の循環は、移動構成要素78の表
面を含むバルブ36の内面から塗料被膜を洗い流す。バ
ルブ36のある態様で、ポート44は、ポート40と接
続する(図1参照)。この場合、ポート44は、高電圧
であり、ポート32から絶縁されていなければならな
い。バルブ36の別の態様で、ポート44は接地された
ポート32と接続し、そして、ポート40から絶縁され
ていなければならない。塗料、装置及び分配された塗料
で塗装された被塗物86は、微量の非導電性溶剤に対し
て耐性を有しなければならない。理由は、後述する。
【0020】図2に示す本発明の実施例において、2つ
の3方向バルブ136、236及び複動シリンダーリザ
ーバ152が使用される。3つの接地された供給体のう
ちの選ばれた1つからの塗料が、図示するように、マニ
ホールドバルブ120、220、320のうちの選ばれ
た1つを通り、流体の導管121を通り、それぞれバル
ブ136、236のポート132、232に与えられ
る。バルブ136、236の入口ポート/出口ポート又
は共通のポート144、244は、それぞれシリンダー
リザーバ152の端でヘッド150、250の入口ポー
ト/出口ポート148、248と連結される。接続ロッ
ド164で接合されたピストン154、254はそれぞ
れヘッド150、250の中でリザーバをふさぐ。低い
超大気圧の圧縮空気パイロット信号が、シリンダー15
2の入力ポート170、172に与えられ、ピストン1
54、254の移動限度を検知する。シリンダーリザー
バヘッド150、250は凹面であり、ピストン15
4、254は、相補的に凸面であり、それにより塗料の
洗い流す時間、またそうでなければシリンダーリザーバ
152からより洗い流されにくくなるであろう塗料のポ
ケットの場所を減らす。シリンダーリザーバ152内の
ピストン154、254の空気圧式移動限度検知回路
は、ダブルパイロット(double-piloted)型4方向空気バ
ルブ174を備え、ボールバルブ136、236の作動
を制御する空気圧式アクチュエーター134、234の
作動を制御する。4方向空気バルブ174のパイロット
170’、172’は圧力平衡原理で作動する。少量の
空気が、連続的に各々のパイロットポート170’、1
72’から出る。空気管が、パイロットポート17
0’、172’の各々を、それぞれシリンダー152の
中央部のポート170、172に連結する。空気は、シ
リンダー152からシリンダー152の中央部に備えら
れた排気ポート170’’、172’’を通り逃げる。
ピストン154、254の一方又は他方が、ストローク
の端でポート172、170の遠位端173、171に
対して底に達すると、それぞれのポート172、170
は、瞬間的に遮断され、4方向空気パイロットバルブ1
74のそれぞれのポート170’、172’で、圧力の
上昇が起きる。一方、これは、それぞれのアクチュエー
ター134、234を作動させ、球形バルブ136、2
36のボールを回転させて移動し、ピストン154、2
54を反対方向に戻す。
【0021】図2に示す向きでの装置の構成要素におい
て、バルブ236の移動構成要素278によって、バル
ブ236のポート240が閉じられ、バルブ236のポ
ート232とバルブ236のポート244が連結され、
バルブ136の移動構成要素178によって、バルブ1
36のポート140が、閉じられ、バルブ136のポー
ト132とバルブ136のポート144が連結され、選
ばれる色バルブ120、220、320から流体ライン
121、バルブ236及び流体ライン246を通って流
れ、ヘッド250内の空間を満たして加圧している塗料
によって、ピストン154、254が、左に移動させら
れると、塗料が、アンダーヘッド150内から供給され
る。これが起きると、塗料は、アンダーヘッド150内
から流体ライン146、バルブ136及びバルブ136
の出力ポートに接続された流体ライン142を通り塗料
ディスペンサー122に供給される。図のようなディス
ペンサー122は、オハイオ州トレド(Toledo)320Phill
ips AvenueのITW RansburgElectrostatic System 社のD
eVilbiss Ransburg AEROBELL タイプ33流体噴霧器で
ある。ピストン254が、ポート170の方のその移動
距離限界に達すると、4方向空気パイロットバルブ17
4は、シリンダー152内のポート170の開口でピス
トン254の存在により、パイロットポート170’で
わずかな圧力上昇を検知し、アクチュエーター174、
274のスイッチを入れ、移動構成要素をそれぞれハウ
ジング180、280に対し90度回転させる。バルブ
のスイッチが入ると、バルブ136の移動構成要素17
8によって、ポート140は閉じられ、バルブ136の
ポート132及び144を連結され、バルブ236の移
動構成要素278によって、バルブ236のポート23
2は閉じられ、バルブ236のポート244及び240
を連結される。これは、アンダーヘッド150内のリザ
ーバを、流体ライン146、バルブ136及び流体ライ
ン121通じて、選ばれる色バルブ120、220、3
20に通じる塗料供給部と連結する。加圧下の塗料は、
アンダーヘッド150内に流れ始め、ピストン154及
び254を右に押し、前もってヘッド250内に貯蔵さ
れた塗料を流体ライン246、バルブ236及び流体ラ
イン242を通じて押し出し、ディスペンサー122に
より分配される。
【0022】これらの段階は、例えば、色を変更するた
めに装置から選ばれた色が洗い流されるまで、繰り返さ
れる。そのとき、選ばれる色バルブ120、220、3
20は閉じられ、溶剤バルブ420が開けられ、例えば
水のような溶剤が装置内に供給され、洗い流す前の色
が、装置から一掃される。装置は、上述のサイクルを複
数回行い、元の色を一掃し、バルブ420を閉じかつ選
ばれたバルブ120、220、320を開けることによ
って、装置に次に選ばれた色を満たし、装置を選ばれた
色で充填する。トリガーバルブ420及びダンプバルブ
424は、装置に満たされている流体すべてを、高静電
電位を維持したディスペンサー122か、又は回復のた
めの通常接地されたダンプタンクのどちらかへ向けるよ
うに協働する。ダンプタンク426は接地され、そし
て、導電性塗料の残りが、洗い流しサイクルの終わり
で、ダンプタンクに延びる管内に残るので、ダンプタン
クに延びる管に乾燥空気を通し、装置の完全な絶縁を維
持する必要がある。代わりに、ダンプタンクに延びる管
は、例えば、12インチ(約31センチ)の空気ギャップに
よって、地面から絶縁される。図1の実施例と同様に、
ハウジング180、280の高電圧ポートと低電圧ポー
トを絶縁する手段として循環させ、ハウジング180、
280の内面及び移動構成要素178、278の表面か
ら塗料被膜を洗い落とすための非導電性溶剤用の入口ポ
ートマニホールド199、入口ポート200、出口ポー
トマニホールド201及び出口ポート202が、それぞ
れバルブ136、236のハウジング180、280内
に備えられる。プログラマブルロジックコントローラ(P
LC) 等の適当な工程制御装置428が、図2の装置によ
って行われる塗装及び洗い流し工程を制御するために備
えられる。
【0023】PLC 428は、色変更シーケンス時間を最
小にするために使用される。この時間を最小にするため
に、PLC 428は、短い所定時間のサイクルでボールバ
ルブ136、236の2つの位置の間を往復させ、それ
ぞれのヘッド150、250からのピストン154、2
54のストロークを制限する。これらのストロークは、
数インチ又はそれ以下に制限され、完全なピストン15
4、254ストロークを移動させずに、素早くリザーバ
152を洗浄することを可能にし、洗い流し時間及び使
用される洗い流し材料の量を最小にする。図2の実施例
の別の実施例の詳細が、図3に図示されている。図3の
実施例において、バルブアクチュエーター134、23
4の機能は、単一アクチュエーター334に組み込まれ
ている。装置において、図3に図示した詳細は、図2に
図示した装置と同じである。従って、同じ参照番号が、
図2と同様に図3で使用される。
【0024】図4及び5に図示された本発明の実施例に
おいて、図2で図示された装置から色を変更する前の洗
い流しに伴う時間の遅れが、事実上除去される。図4及
び5に図示された本発明の実施例において、2つの図2
の装置が平行に配置される。図4の左側に図示した
“A”装置のおいて、2つの3方向バルブ336、43
6及び複動シリンダーリザーバ252が使用される。塗
料は、図示されるように、溶剤バルブ620を有する共
通のマニホールドの分離バルブ520、520’、52
0’’を通じて供給される3つの異なる塗料の1つであ
り、流体管221を通ってバルブ336、436のポー
ト332、432へそれぞれ与えられる。バルブ33
6、436の入口ポート/出口ポート又は共通のポート
344、444は、シリンダーリザーバ252の端でヘ
ッド350、450の入口ポート/出口ポート348、
448にそれぞれ連結される。連結ロッド264で接合
したピストン354、454は、リザーバアンダーヘッ
ド350、450をそれぞれ閉じる。低い超大気圧の圧
縮空気パイロット信号は、シリンダー252の入力ポー
ト270、272に与えられ、ピストン354、454
の移動距離限界が検知される。図示した向きでの装置構
成要素において、ピストン354、454が、供給源5
20から流体ライン221、バルブ436及び流体ライ
ン446を通って流れ、空間アンダーヘッド450を満
たす、加圧下の塗料によって右方向に移動すると、塗料
が、アンダーヘッド350から供給される。これが起き
ると、塗料は、アンダーヘッド350から、流体ライン
346、バルブ336、バルブ336の出口ポートに連
結する流体ライン342、チェックバルブ525’’、
バルブ336、436と同じタイプの3方向バルブ73
6、溶剤バルブA/Bバルブ523及びトリガーバルブ
522を通って、塗料ディスペンサー222に供給され
ている。
【0025】ピストン454が、ポート270の方へそ
の移動距離の限界に達すると、4方向空気パイロットバ
ルブ274は、シリンダー252内のポート270の開
口にピストン454があることによって、パイロット出
口ポート270’でわずかな圧力上昇を検知する。バル
ブ274は、バルブ336、436に関してアクチュエ
ーター334、434を切り換えて、反対の位置にそれ
ぞれ切り換わる。その結果、リザーバアンダーヘッド3
50は、流体ライン346、バルブ336及び流体ライ
ン221を通って塗料バルブ520と連結される。加圧
下の塗料は、ピストン354、454を左側に動かすよ
うにアンダーヘッド350を流れ始め、前もってアンダ
ーヘッド450に貯蔵された塗料を押し出し、流体ライ
ン446、バルブ436及び流体ライン342を通って
ディスペンサー222によって分配される。これらの段
階は、例えば、色を変更するために、A回路から塗料を
洗い流す必要があるまで繰り返される。
【0026】ディスペンサー222への高電圧供給が中
断する。バルブ520への空気供給が除去され、バルブ
520を通りA回路への塗料の供給が中断する。それか
ら、溶剤バルブ525が数秒のオーダーの時間で開き、
ディスペンサー222は、バルブ736を通りディスペ
ンサー222に供給するA回路から塗料を洗い流すため
に作動する。この目的のために、チェックバルブ52
5’、525’’が、バルブ525とバルブ736を連
結するライン及びライン342にそれぞれ挿入される。
バルブ525が閉じられると、空気バルブ527が数秒
のオーダーの時間で開き、ディスペンサー222はバル
ブ527とディスペンサー222との間の回路の乾燥の
ため作動する。それから、アクチュエーター734は、
B回路をディスペンサー222に連結するように回転ボ
ール778を動かす。それから、高電圧が、ディスペン
サー222と塗料B回路から分配される塗料によって塗
装される被塗物に渡って回復する。空気がバルブ720
に提供され、バルブ720で制御される塗料による塗装
が始まる。
【0027】それから、回路Aに残っている塗料は、溶
剤バルブ620に空気を供給し、ダンプバルブ529を
開くことによりA回路から洗い流される。それから、シ
リンダー252は、バルブ336、436の相補的な作
動により付随した、例示では4つである、多数のサイク
ルを通じて作動する。これは、バルブ620を通して溶
剤を供給し、A回路をチェックバルブ525’’を通っ
てバルブ736まで溶剤で満たし、ダンプバルブ529
を通りダンプタンク526をからにする。チェックバル
ブ525’及びチェックバルブ529’は、今記述され
た回路を超える溶剤の流れを防止する。それから、空気
供給が、溶剤バルブ620から除去される。それから、
ダンプラインは空にされ、続いて、溶剤バルブ531、
空気バルブ533の作動により乾燥される。塗料バルブ
520’は、空気信号の適用により作動され、それによ
り、塗料回路Aをバルブ520’によって制御される塗
料で満たす。シリンダー252内のピストン334、4
34の方向は、アクチュエーター334、434の相補
的な作動に付随して、例示では4回である、多数回反転
し、回路Aをバルブ520’によって制御される塗料で
満たし、次の塗料が、ディスペンサー222によって分
配される。
【0028】図4及び5の左側のA回路が塗料を除去す
るために洗い流されると同時に、図4及び5の右側のB
回路は、以下のように塗料を分配し始める。塗料は、溶
剤バルブ820を有する共通のマニホールドの分離した
バルブ720、720’、720’’を通じて供給され
る3つの異なる塗料の1つであって、流体管321を通
ってそれぞれバルブ536、636のポート532、6
32に与えられる。それぞれバルブ536、636の入
口ポート/出口ポート又は共通ポート544、644
は、シリンダーリザーバ352の端でヘッド550、6
50の入口ポート/出口ポート548、648に連結さ
れる。連結ロッド364で接合したピストン554、6
54は、リザーバアンダーヘッド550、650をそれ
ぞれ閉じる。低い超大気圧の圧縮空気パイロット信号
は、シリンダー352の入力ポート370、372に与
えられ、ピストン554、654の移動限度が検知され
る。
【0029】図4に図示した向きでの装置B構成要素に
おいて、バルブ736が図示されていない位置に動くと
すぐに、ピストン554、654が、バルブ720から
流体ライン321、バルブ636及び流体ライン646
を通って流れ、空間アンダーヘッド650を満たす、加
圧下の塗料によって右方向に移動すると、塗料が、アン
ダーヘッド550から供給される。これが起きると、塗
料は、アンダーヘッド550から、流体ライン546、
バルブ536、バルブ536の出口ポートに連結する流
体ライン442、バルブ625’’、3方向バルブ73
6、溶剤バルブA/Bバルブ523及びトリガーバルブ
522を通って、塗料ディスペンサー222に供給され
ている。ピストン654が、ポート370の方への移動
限度に達すると、4方向空気パイロットバルブ374
は、シリンダー352内のポート370の開口にピスト
ン654があることによって、パイロット出口ポート3
70’でわずかな圧力上昇を検知する。バルブ374
は、バルブ536、636に関連したアクチュエーター
534、634を切り換えて、反対の位置にそれぞれ切
り換わる。その結果、リザーバアンダーヘッド550
は、流体ライン546、バルブ536及び流体ライン3
21を通って塗料バルブ720と連結される。加圧下の
塗料は、ピストン554、654を左側に動かすように
アンダーヘッド550を流れ始め、前もってアンダーヘ
ッド650に貯蔵された塗料を押し出し、流体ライン6
46、バルブ636及び流体ライン542を通ってディ
スペンサー222によって分配される。これらの段階
は、例えば、色を変更するために、A回路から塗料を洗
い流す必要があるまで繰り返される。
【0030】バルブ520’によって制御される塗料を
分配し始める時に、ディスペンサー222への高電圧供
給を中断する。バルブ720への空気供給が除去され、
バルブ720を通るB回路への塗料の供給を中断する。
それから、溶剤バルブ625が数秒のオーダーの時間で
開き、ディスペンサー222は、バルブ736を通りデ
ィスペンサー222に供給するB回路から塗料を洗い流
すために作動する。この目的のために、チェックバルブ
625’、625’’が、バルブ625とバルブ736
を連結するライン及びライン442にそれぞれ挿入され
る。バルブ625が一度閉じられると、空気バルブ62
7が数秒のオーダーの時間で開き、ディスペンサー22
2はバルブ627とディスペンサー222との間の回路
の乾燥のため作動する。それから、アクチュエーター7
34は、A回路をディスペンサー222に連結するよう
に回転ボール778を動かす。それから、高電圧が、デ
ィスペンサー222と塗料A回路から分配される塗料に
よって塗装される被塗物に渡って回復する。空気がバル
ブ520’に提供され、バルブ520’で制御される塗
料による塗装が始まる。
【0031】それから、回路Bに残っている塗料は、溶
剤バルブ820に空気を供給し、ダンプバルブ629を
開くことによりB回路から洗い流される。それから、シ
リンダー352は、バルブ536、636の相補的な作
動により付随した、例示では4つである、多数のサイク
ルを通じて作動する。これは、バルブ820を通る溶剤
供給になり、B回路をチェックバルブ625’’を通っ
てバルブ736まで溶剤で満たし、ダンプバルブ629
を通してダンプタンク626を空にする。チェックバル
ブ625’及びチェックバルブ629’は、今記述され
た回路を超える溶剤の流れを防止する。それから、空気
供給は、溶剤バルブ820から除去される。それから、
ダンプラインは空にされ、連続的に、溶剤バルブ63
1、空気バルブ633の作動により乾燥される。塗料バ
ルブ720’は、空気信号の適用により作動され、それ
により、塗料回路Bをバルブ720’によって制御され
る塗料で満たす。シリンダー352内のピストン53
4、634の方向は、アクチュエーター534、634
の相補的な作動に付随して、例示では4回である、多数
回反転し、回路Bをバルブ720’によって制御される
塗料で満たし、次の塗料が、ディスペンサー222によ
って分配される。
【0032】図1及び2の実施例と同じく、ハウジング
380、480、580、680、780の高電圧ポー
トと低電圧ポートを絶縁する手段としてそれぞれバルブ
336、436、536、636、736のハウジング
380、480、580、680、780内で循環さ
せ、かつハウジング380、480、580、680、
780の内面及び移動構成要素378、478の表面か
ら塗料フィルムを洗い落とすための非導電性溶剤用の入
口ポートマニホールド299、入口ポート300、出口
ポートマニホールド301及び出口ポート302が、そ
れぞれバルブ336、436、536、636、736
のハウジング380、480、580、680、780
内に備えられる。プログラマブルロジックコントローラ
(PLC) 等の適当な工程制御装置(図示せず)が、図4及
び5の装置によって行われる塗装及び洗い流し工程を制
御するために備えられる。前述のように洗い流すA及び
B装置は、バルブ736、523、522又はディスペ
ンサー222から塗料を洗い流さない。独立した溶剤
(水)供給740は、溶剤A/Bバルブ523に連結さ
れる。これらの構成要素は、A及びB装置の出力の高静
電電位側にあるので、供給部740は接地から絶縁され
る。A色の分配が終わった直後は、バルブ736アクチ
ュエーター734は、一時的に図示された“A”位置に
残り、B色の分配が終わったすぐは、“B”位置に残
る。溶剤がA又はB装置に満たされると、いくらかは、
バルブ736及びダンプバルブ524を通ってダンプタ
ンクに流れる。再び、ダンプタンク426は接地され、
そして、導電性塗料の残りが、洗い流しサイクルの終わ
りで、ダンプタンクに延びる管内に残るので、ダンプタ
ンクに延びる管に乾燥空気を通し、装置の完全な絶縁を
維持する必要がある。代わりに、ダンプタンクに延びる
管は、例えば、12インチ(約31センチ)の空気ギャップ
によって、地面から絶縁される。それから、アクチュエ
ーター734は、A又はB装置“オフライン(off-lin
e)”を洗い流し続けるように切り換わる。構成要素52
3、522及び222の残っているものの洗い流しは、
溶剤供給740からバルブ523を通ってなされる。
【0033】図6に示す本発明の実施例において、2つ
の3方向バルブ836、936及び複動シリンダーリザ
ーバ452が使用される。塗料が、図示するように、流
体の導管421を通り、それぞれバルブ836、936
のポート832、932が与えられる。バルブ836、
936の入口ポート/出口ポート又は共通のポート84
4、944は、それぞれシリンダーリザーバ452の端
でヘッド850、950の入口ポート/出口ポート84
8、948と連結される。連結ロッド464で接合され
たピストン854、954はそれぞれリザーバアンダー
ヘッド850、950をふさぐ。低い超大気圧の圧縮空
気パイロット信号が、シリンダー452の入力ポート4
70、472に与えられ、ピストン854、954の移
動距離限界を検知する。入口ポートマニホールド39
9、入口ポート400、出口ポートマニホールド40
1、出口ポート402は、非導電性溶剤を、バルブボー
ル878、978のまわり、及びそれぞれバルブ83
6、936のハウジング880、980の内側を循環さ
せる。
【0034】装置は、一般的に、例えば、色を変更する
前に装置を洗い流す間を除いて、前述した図2に図示し
た装置と同じ方法で機能する。図6に図示した装置にお
いて、それぞれバルブ836、936の共通ポート84
4、944とそれぞれヘッド850、950のポート8
48、948との間に延びる流体管846、946は、
それぞれ対向して設置された迅速切断装置851、85
3;951、953を備える。図6の装置の洗い流しの
間、シリンダーリザーバ452は、回路から取り除か
れ、その中に残っている塗料は再利用されるか、又は、
その後の使用のため保管される。迅速切断装置は一緒に
連結され、洗い流し工程が、装置にシリンダーリザーバ
452なしで行われる。これは、実質的に、装置の洗い
流し時間を減少させる。装置が洗い流され、例えば、図
示した回路の一部又は全部を通る圧縮空気を通すことに
より、必要ならば乾燥された後、同じシリンダーリザー
バ452又は別のシリンダーリザーバが回路に連結さ
れ、塗装を再開する。置換シリンダーリザーバは、所望
の塗料で前もって充満されるか、又は、次の塗装分配サ
イクルの開始の前に元の場所で充満されるかどちらかで
ある。追加の迅速切断装置857、859及び961
が、シリンダーリザーバ452の交換の補助のため、パ
イロット空気管及びディスペンサーへの塗料管に与えら
れる。
【0035】バルブ36、136、236、336、4
36、536、636、736、836、936の構造
が、特に、図6乃至図9を参照してここに説明される。
これらのバルブは同じなので、説明はバルブ336につ
いてである。バルブ336は、ほぼ球形のボール378
を移動可能に支持し、収容するハンドル380を含むボ
ールバルブである。ボール378は、ほぼ直立した環状
円筒形ベアリング軸1000の上に取り付けられ、軸1
000は、ハウジング380内に備えられたほぼ直立し
た環状円筒形通路1002を通って延びる。シール保持
器1004、1006は、半径方向外側に延びる保持カ
ラー1008を備える。バルブシール保持器1004、
1006は、それぞれポート332、340を与える。
保持器1004、1006は、また、その面する表面1
012、1014にレリーフ1010を備える。レリー
フ1010は、2つの構成要素1016、1018バル
ブシールを収容する。構成要素1016は、各々の構成
要素の半径方向内部構成要素である。構成要素1018
は、各々の構成要素の半径方向外部構成要素である。O
リングを有する溝1020が、シール構成要素101
6、1018の隣接した表面の間に与えられる。Oリン
グを有する溝1022が、シール構成要素1016の隣
接した表面と保持器1004、1006との間に与えら
れる。Oリングを有する溝1024、1025が、シー
ル構成要素1018の隣接した表面と保持器1004、
1006との間に与えられる。Oリングを有する溝10
26が、保持器1004、1006の隣接した表面とハ
ウジング380との間に与えられる。Oリングを有する
溝1028が、半径方向に外側に延びる保持カラー10
30に隣接した軸1000のまわりに延びる。
【0036】ネジ切られた保持ナット1032、103
4、1036が、ハウジング380にあるネジ及びカラ
ー1030、1008と協働し、それぞれ軸1000、
シール保持器1004及びシール保持器1006をハウ
ジング380に固定する。開口1038が、ハウジング
380内にアクチュエーター334軸(図示せず)のた
めに与えられる。アクチュエーター334軸の端は、ボ
ール378に形成されたアンダーカットされたスロット
に係合するように形成される。Oリングを有する溝10
42が、ボール378に形成された中央ソケット104
4のまわりに延び、軸1000の上端を受ける。軸10
00は、ハウジング380内のボール378の回転軸線
に実質的に沿って延びる通路1046を備える。通路1
046は、軸1000の内部でT字形で終わる。T字形
の端は、軸1000の表面に正反対の向きの開口104
8、1050に延びる。Oリングシールを有するレリー
フ1052が、開口1048、1050の回りに与えら
れる。ボール378は、単一通路1054を備える。通
路1054は、軸1000上でボール378の軸線のほ
ぼ半径方向に延び、ポート332又はポート340のど
ちらかを選択的に、軸1000の遠位端にあるポート3
44と連結する。
【0037】溝1028の上に軸1000と通路100
2との間のわずかな隙間は、ハウジング380の内面と
ボール378との間の空間を流れる非導電性溶剤のため
の溶剤管となり、溶剤は、バルブ336の軸1000の
遠位端で出口ポート302を通って出る。溶剤は、図8
及び図9に示すハウジング380内のポート300を通
って供給される。ポート302を通って抜き取られた溶
剤は、例えば、沈澱フィルター(図示せず)を通って、
そこから塗料を濾過し、溶剤を再利用する。ポート30
0を通って供給された溶剤は、ハウジング380内側の
隙間1060を満たす。この方法で、ほぼきれいな溶剤
が、ボール378のまわりの連続的に循環し、非絶縁性
塗料の残りを、ボール378の隣接した表面及びハウジ
ング380から洗浄する。
【0038】ボール378が、アクチュエーター334
によって、その休止位置の間で回転すると、ボール37
8の表面は、非導電性溶剤に浸り、非絶縁性材料をボー
ルから洗い落とし、高電圧塗料ポート340から低電圧
塗料ポート332への電流の伝導を最小にし、バルブ3
36の完全電圧遮断性を維持する。ボール378が、2
つの休止方向の間を回転すると、いくらかの溶剤が、必
ず通路1054に入り、切換が終わるとき、塗料と一緒
に分配される。かくして、塗料、ディスペンサー及び被
塗物は少量の溶剤に耐性を有しなければならない。本発
明によって作られる別のバルブ1336(図9)におい
て、ハウジング1380が、ほぼ球形のボール1378
を移動可能に支持し、収容する。ボール1378は、ほ
ぼ直立した環状円筒形ベアリング軸1100の上に取り
付けられ、軸1000は、ハウジング380内に備えら
れたほぼ直立した環状円筒形孔1102を通って延び
る。シール保持器1104、1106は、ハウジング1
380内にネジ切りされる。バルブシール保持器110
4、1106が、それぞれポート332、340を有す
る。保持器1104、1106は、これらの面する表面
1112、1114にレリーフ1110を備える。レリ
ーフ1110は、バルブシール1116を収容する。O
リングを有する溝1120、1122が、シール111
6の隣接した表面と保持器1104、1106との間に
与えられる。
【0039】軸1100は、ハウジング1380内のボ
ール1378の回転軸線に実質的に沿って延びる通路1
146を備える。通路1146は、軸1100の内部で
T字形で終わる。T字形の端は、軸1000の表面に正
反対の向きの開口1148、1150に延びる。レリー
フ1152が、開口1148、1150の回りに与えら
れる。シール挿入物1153は、裏当て(backing) 弾力
性Oリングを備え、ボール1378に形成された中央ソ
ケット1142に対して外側にシール挿入物を付勢し、
軸1100の上端を受ける。通路1154は、軸110
0上でボール1378の軸線のほぼ半径方向に延び、ポ
ート332又はポート340のどちらかを選択的に、軸
1100の遠位端にあるポート344(図10に示され
ず)と連結する。
【0040】非導電性溶剤は、ハウジング1380内の
ポート300を通って供給され、ハウジング1380内
のポート302を通って抜き取られ、そこから、例え
ば、沈澱フィルター(図11乃至13)を通って、そこ
から塗料を濾過し、溶剤を再利用する。ポート300を
通って供給された溶剤は、シール保持器1104、11
06内にある狭い環状の溝1162を通って、かなり高
い速度で、ボール1378の表面の方へ半径方向に流れ
る。ボール1378が、その位置の間を回転すると、非
導電性溶剤は、ボール1378の塗料ベアリング表面に
対して向けられる。この方法で、ほぼきれいな溶剤が、
ボール1378のまわりの連続的に循環し、非絶縁性塗
料の残りを、ボールの表面及びハウジング1380の内
面から洗浄し、バルブ1336の完全電圧遮断性を維持
する。
【0041】ボール1378が、その休止の間を回転す
ると、いくらかの溶剤が、必ず通路1154に入る。か
くして、塗料、ディスペンサー及び被塗物は少量の溶剤
に耐性を有しなければならない。電圧が、バルブ36、
136、236、336、436、536、636、7
36、836、936、1336構成要素及び関連する
付属品、そして、流体管のような定着物、シリンダーリ
ザーバ52、152、252、352、452、、ピス
トン54、154、254、354、454、554、
654、854、954等によりブロックされるので、
これらは、適切な非導電性材料で作られなければならな
い。限定するものでなく、例として、バルブハウジン
グ、バルブボール、他の可動バルブ構成要素、シリンダ
ーリザーバ及びピストンは、デルリン(Delrin)(登録商
標)アセタール合成樹脂で作られ、ナイロン及びテフロ
ン(Teflon)(登録商標)ポリテトラフルオロエチレン(P
TFE)も、適している。デルリン(Delrin)(登録商標)合
成樹脂は、その機械的強さ、溶剤に対する耐性、温度耐
性から選ばれ、これは、高温の塗料が分配されても、非
導電性という電気特性を有することを考慮したものであ
る。図示するようなボールバルブシート1016、10
18、1116は、PTFEで作られ、LNP Engineering Pl
astics,Inc.,475Creamery Way,Exton,PA 19341 から購
入できるThermocomp FP-EC 1004 のような半導体材料も
使用される。これらのシートに半導体材料を使用するこ
とは、電気エネルギーをシート1016、1018、1
116とボール378、1378の間の接触領域に分配
するのに役立ち、ボールとシートとの間の接触領域を横
切ってアークすることを防ぐ。このようなアークは、ボ
ールの燃焼及び電圧ブロックの低下となる。静的(stati
c)Oリングシールは、例として、Viton (登録商標)合
成ゴムで作られる。動的(dynamic) Oリングシールは、
例として、Kalrez(登録商標)合成ゴムで作られる。
【0042】図11を参照すると、図1乃至6に図示さ
れた装置の使用のための溶剤循環装置は、例として、隔
壁ポンプ1400、溶剤入口ポート99、199、29
9、399及び出口ポート101、201、301、4
01マニホールド、例えば3乃至5ガロン( 約11.4乃至
約18.9リットル) の容量を有する溶剤供給用のリザーバ
1402及び隔壁ポンプ1400の入口ポート1406
又は出口ポート1408(出口ポートが好ましい)のカ
ートリッジフィルター1404を含む。ポンプ1400
が、リザーバ1402の頂部から溶剤を引き、引かれた
溶剤をフィルター1404を通し、その中を通った固体
を取り除き、入口ポートマニホールド99、199、2
99、399を通って、バルブハウジング80、18
0、280、380、480、580、680、78
0、880、980、1380のいくつかのコネクショ
ン100、200、300、400、500へ、いくつ
かのコネクション102、202、302、402へ行
き、出口ポートマニホールド101、201、301、
401を通って、リザーバ1402の入口ポート141
0に戻ってくる。リザーバ1402は、その戻り部にス
クリーンを含み、速度及び乱れを減少させ、戻ってくる
溶剤流からリザーバ1402の底部に固体1414を沈
澱させる。リザーバ1402の底部の排水口1416
は、沈澱した塗料固体1414を定期的に取り除く。
【0043】図12を参照すると、図1乃至6に図示さ
れた装置の使用のための溶剤循環装置は、例として、隔
壁ポンプ1400、溶剤入口ポート99、199、29
9、399及び出口ポート101、201、301、4
01マニホールド、例えば3乃至5ガロン( 約11.4乃至
約18.9リットル) の容量を有する溶剤供給用のリザーバ
1402及びリザーバ1402の入口ポート1410に
あるカートリッジフィルター1404を含む。ポンプ1
400が、リザーバ1402の頂部から溶剤を引き、引
かれた溶剤をフィルター1404を通し、その中を通っ
た固体を取り除き、入口ポートマニホールド99、19
9、299、399を通って、バルブハウジング80、
180、280、380、480、580、680、7
80、880、980、1380のいくつかのコネクシ
ョン100、200、300、400、500へ、いく
つかのコネクション102、202、302、402へ
行き、出口ポートマニホールド101、201、30
1、401を通って、リザーバ1402の入口ポート1
410に戻ってくる。フィルター1404は、適当な技
術により回復できる。例えば、フィルター1404は、
使い捨てカートリッジを有し、又は、その中に捕らえら
れた塗料の残りを取り除くために洗浄できるカートリッ
ジを有する。リザーバ1402は、その戻り部にスクリ
ーンを含み、速度及び乱れを減少させ、戻ってくる溶剤
流からリザーバ1402の底部に固体1414を沈澱さ
せる。リザーバ1402の底部の排水口1416は、沈
澱した塗料固体1414を定期的に取り除く。
【0044】本発明による別の濾過装置が図13に示さ
れる。この装置は、溶剤が浸透できるバリア1522の
頂部を越えたバリア1522によって分けられた供給室
1518及び戻り室1520を有するリザーバ1502
を使用する。溶剤の供給及び戻り回路、そして、両室1
518、1520は、最初にバリア1522の高さまで
満たされる。ポンプ1500が、供給室1518から溶
剤を引き、戻り室1520に返すと、その速度及び乱れ
は、減少する。溶剤は、溶剤流によって運ばれた固体1
514は、戻り室1520に残り、戻り室1520の底
部にある排水口1516を通って定期的に戻り室152
0から排出される戻り室1520に十分に再び入る。ボ
ール78、178、278、378、478、578、
678、778、878、978、1378に対する洗
い流し溶剤の速度が、バルブ36、136、236、3
36、436、536、736、836、936のデザ
インによって十分に高く、溶剤が、十分に非導電的であ
れば、溶剤の化学的性質は、あまり重要でない(100MΩ
-cm 又はそれ以上) 。溶剤の速度は、実際に溶剤に特に
溶解可能な塗料でなくとも、バルブボールの表面及びハ
ウジングから塗料の残りを取り除くために、十分大きい
のが良い。このような状況下で、塗料は、溶剤に分散せ
ず、フィルター及びリザーバは、実質的にすべての塗料
を捕まえることができると良く、これは、溶剤の寿命を
長くする。しかし、このようなバルブ設計、バルブ及び
溶剤の流体力学の状態で、溶剤の速度のみでバルブの表
面から塗料の残りを剥がせないならば、洗い流し溶剤の
化学的性質が考慮される。
【0045】洗い流し溶剤は、ボール78、178、2
78、378、478、578、678、778、87
8、978及び1378の表面から塗料フィルムを溶か
し、ボール付近から塗料残留物を取り除き、高電圧ポー
ト40、140、240、340、440、540、6
40、740、840、940を低電圧ポート32、1
32、232、332、432、532、632、73
2、832、932から絶縁しバルブ36、136、2
36、336、436、536、636、736、83
6、936、1336の内側のこれらのポートの間を流
れる電流の量を最小にする。かくして、溶剤は、高い電
気抵抗(100MΩ-cm 又はそれ以上) を有しなければなら
ず、バルブ36、136、236、336、436、5
36、636、736、836、936、1336の内
側で、絶縁媒体として作用し、接地されたポート32、
132、232、332、432、532、632、7
32、832、932と高電圧に連結されたポート4
0、140、240、340、440、540、64
0、740、840、940との間の電流を最小にす
る。高電圧ポート40、140、240、340、44
0、540、640、740、840、940と低電圧
ポート32、132、232、332、432、53
2、632、732、832、932との間でアークす
ることは、これらのポートの間に十分に分離した距離を
与えることによって防止される。これらのポートの間の
空間を満たした溶剤は絶縁耐力を有していなければなら
ない。絶縁耐力は、ポートを分離している距離によって
分けられたポートの間の電位差より高い。
【0046】これは、ボール78、178、278、3
78、478、578、678、778、978、13
78の表面から塗料フィルムの十分な洗浄を達成し、電
流の漏れ及びポート40、140、240、340、4
40、540、640、740、840、940とポー
ト32、132、232、332、432、532、6
32、732、832、932との間のアークを最小に
する適当な溶剤を決定する重要な問題を提案する。バル
ブ36、136、236、336、436、536、6
36、736、836、936、1336が切り換わる
とき、少量の塗料が、循環している非導電性溶剤に移
る。この少量の塗料は、バルブ36、136、236、
336、436、536、636、736、836、9
36、1336を通って循環し、溶剤リザーバに戻り、
濾過される溶剤によってボール/シート付近から素早く
取り除かねばならない。しかし、十分な洗浄特性(ボー
ル表面から塗料被膜を速やかに溶かす)を示す溶剤は、
一般的に絶縁性が低い。絶縁性の低い溶剤は、もちろ
ん、バルブ36、136、236、336、436、5
36、636、736、836、936、1336の内
側で大きい電流を起こすので避けなければならない。
【0047】良い溶剤の特性は、溶剤が、塗料と混ざっ
たとき、塗料を小さな粒子にし、これらの小さな粒子を
懸濁させたままにすることである。溶剤が静止している
とき、小さな粒子は、その大きな質量により溶剤の中に
沈澱する。塗料の固体は、懸濁状態を終えて、溶剤リザ
ーバの底にかなり急速に沈澱し、それらは溶剤リザーバ
から定期的に排出され、かくして、バルブ36、13
6、236、336、436、536、636、73
6、836、936、1336の数百回の切換で必ず発
生する溶剤の汚れを最小にする。しかし、溶剤は、バル
ブハウジング及びボールの表面から塗料を洗うことがで
きなければならない。それゆえ、溶剤は3つの基準を満
たさなければならない。(1)ボール78、178、2
78、378、478、578、678、778、97
8、1378及びシート1016、1018、1116
付近から素早く塗料の残りを洗い落とす十分な洗浄力。
(2)バルブ36、136、236、336、436、
536、636、736、836、936、1336の
内側での電流を最小にする、比較的高いバルク電気抵抗
(100MΩ-cm 又はそれ以上) 。(3)溶剤の電気抵抗の
急激な減少を可能な範囲まで避けるために、静止状態
で、塗料をいつまでも懸濁させる最小能力。
【0048】ベンチ(bench) 実験が、特別な塗料の処方
に適当な溶剤を決めることができる。この実験の例は、
図14a乃至cに示されている。図14a乃至cは、溶
剤を含む3つのビーカー1530、1532、1534
を図示する。電圧ブロックに使用される特定の塗料の試
料をピペットで取り、何滴かを、テストされる溶剤の入
った各々のビーカーに落とす。結果は、塗料が、どのよ
うに反応するかを示す。テストされる塗装の滴1536
(ここでは、PPG Coating 製造のブライトホワイトDWB9
753 を使用)が、芳香族化合物溶剤、例えば、キシレン
又はトルエン、を含む第一のビーカー1530に落とさ
れる。塗料の滴は、そのまま残り、特に、溶剤に全く混
ざらない。これは、低い洗浄能力を示す。かくして、ビ
ーカー1530内の芳香族化合物溶剤は、第二、第三の
基準を満たすが、第一の基準を満たさない。塗料の滴
が、より導電性のある溶剤(例えば、アルコール、ケト
ン、アセテート)を含む第二の溶剤に落とされると、滴
は、すぐに懸濁し、溶解する。ビーカー1532の活性
溶剤は、第一の基準を満たすが、第二及び第三の基準を
満たさない。塗装の滴を芳香族化合物溶剤及び活性溶剤
の混合液を含む第三のビーカー1534に落とすと、最
も良い効果が達成される。例えば、ビーカー1534内
の溶剤は、80% キシレン及び20% nブチルアルコールで
ある。ビーカー1534内の混合液は、濁っており、
又、くすんでいるが、塗料の固体沈澱物1538は、ビ
ーカー1534の底部の現れる。溶剤の洗浄能力は、ボ
ール78、178、278、378、478、578、
678、778、978、1378及びシート101
6、1018、1116の領域から、塗料の残りを素早
く取り除くのに十分であり、そして、溶剤は、十分大き
いバルク電気抵抗を有し、塗料への溶解度は、懸濁液が
静止ゾーンに達すると、塗料固体の少なくとも大部分を
非常に迅速に、懸濁しなくするに十分に低い。
【0049】始め、循環する非導電性溶剤の抵抗は、一
般的に高い(100MΩ-cm 又はそれ以上) 。バルブ36、
136、236、336、436、536、636、7
36、836、936、1336が切り換えられる毎
に、より多くの非絶縁性塗料が循環する非導電性溶剤に
加わり、この溶剤の抵抗を減少させる。あるときに、溶
剤は、電圧ブロックをするには、あまりに導電的になる
(抵抗約1MΩ-cm )。このようなとき、溶剤を新たな
(汚れていない)溶剤に交換しなければならない。溶剤
の寿命を延ばすことは重要であり、これは、バルブの切
換の間、溶剤に移る塗料の量を最小にするバルブ設計に
よってなされ、シートで溶剤に塗料が漏れるのを防止
し、効率の良い濾過装置を使用し、溶剤から固体粒子及
び塗料の汚れとして加えられた他の導電性流体を濾過す
る。
【0050】図15は、図14a乃至cの塗料を使用し
た導電性テストの結果のグラフを示す。例示した溶剤
は、80% トルエンと20% nブチルアルコールの混合液
で、両方とも種々の溶剤供給者から手に入れられる。図
15に示したテストにおいて、塗料供給は、接地され、
ディスペンサーは、-100kV-DC であった。電源からの電
流は、バルブ36、136、236、336、436、
536、636、736、836、936、1336の
数百回のサイクルの間、モニターされ、記録された。定
常電流が、バルブ36、136、236、336、43
6、536、636、736、836、936、133
6の切り換えの間流れる。ピーク電流は、バルブ36、
136、236、336、436、536、636、7
36、836、936、1336が切り換わるときに、
瞬間的に流れる電流である。定常電流をできるだけ低く
保ち、分配作動中、分配装置の高電位を維持することが
重要である。ピーク電流(大きさ、持続時間ともに)を
最小にし、ボール78、178、278、378、47
8、578、678、778、978、1378及びシ
ート1016、1018、1116の表面を横切るアー
クを減らすことも、等しく重要であり、これは、最終的
に、ボールの隣接したシーリング表面の機械的故障とい
う結果になる。
【0051】テスト中、溶剤のバルク抵抗は、例えば、
ITW Ransburg社 320 Phillips Avenue,Toledo,Ohio 43
612 から購入できるITW Ransburgモデル70408 ペイント
抵抗メーターを使用して、モニターされる。塗料溶媒
(ここでは水)が、溶剤に混ざれば混ざるほど、塗料固
体が、溶剤に懸濁すればするほど、溶剤の抵抗は、バル
ブ36、136、236、336、436、536、6
36、736、836、936、1336の数百回のサ
イクルで、緩やかに下がる。しかし、このタイプの電圧
ブロックを使用した、一般的な静電塗装操作において、
約500回の切換が、生産シフトの間に起きる。シフト
の終わりで、塗料沈澱物及び溶剤の一部は、取り除か
れ、新しい溶剤が、補充のため加えられる。溶剤から塗
料固体を剥がすことを助けるために使用されるフィルタ
ーが取り除かれ、適当な溶剤ですすぎ落とされ、再利用
されるか、交換される。毎日の溶剤の交換のための操作
コストは数ドル(数百円)であろう。
【0052】このテストは、特定の塗装操作の特定の条
件を満たす種々の溶媒に、種々の合成樹脂構造を含む、
乳濁、分散、溶解のような、種々のタイプの塗装の使用
に簡単に適合する。記述された方法及び装置は、水性塗
装での使用に限られず、高い導電性又は半導電性の塗料
溶媒、又は高い導電性を有する金属のような顔料を含む
塗装でも使用できる。ここで記述された溶剤の融和性テ
ストは、他の多くの導電性塗装にも同様に適用できる。
第16乃至22図に示す本発明の他の実施形態にあって
は、ほぼ直円筒形あるいはドラム状の四方向バルブ本体
1550がほぼ直円筒形の内部1554を有するバルブ
ハウジング1552ないに回転自在に収容されている。
該ハウジング1552は、側壁部分1556および二つ
の端壁部分1558、1560を含む。正方形の横断面
を有する駆動シャフト1562は、本体1550内にそ
れと相補的な形状に形成された通路1564を通って伸
びる。駆動シャフトの円形の断面の端部1562は、適
当なベアリングに1565によって端壁部分1558、
1560内に回転自在に取り付けられる。側壁1556
には、周方向に等間隔で配置された四つの塗料用ポート
1566、1568、1570、1572が設けられ、
これらはすべて同じ形状であるため、ここではその一つ
のみを詳細に説明する。
【0053】ポート1566は、シール1574、シー
ル保持器1576、および保持器ハウジング1578に
よって画定される。バルブ本体1550の中央部分15
86で物理的に該本体の外表面に当接するシール157
4の内側凹表面1584は、シャフト1562の幾何学
的中心からシャフト1562の軸1587から垂直方向
外側に向かって側壁1556の内表面に至るまでの距離
に等しい半径を有する球形の表面である。バルブ本体1
550の中央部分1586の外表面もまた、同じ半径を
持ち、軸1587の長さの中点を中心とする球形の表面
である。このような構成とするのは、バルブ1588の
組み立てを容易にするためである。この構成によって、
また、効果的かつ自動的に重なり合うバルブシール15
74、1584、1586が得られる。すなわち、シー
ル1574、1584、1586は、使用してもその効
率が劣化することはなく、むしろバルブ1588を使用
するほど改善されることとなろう。
【0054】第17a−c図は、シール、シール保持
器、および保持器ハウジングの他の実施形態を示す。第
17a図では、シール1574’とシール保持器157
6’の間の溝1600’内に単一のOリング1606’
が設けられる。第17b図では、シール保持器157
6’’のシール1574’’の後側に面する表面に直方
形の断面を有する環状空隙が設けられ、それによって装
荷されたシール1574’’がその中央とその周部分に
くる構成となっている。第17c図に示す実施形態で
は、Oリング状シール1606’’’および160
8’’’は、溝1600’’’、1602’’’内に設
けられ、バルブ本体1550の中央部分1586に直接
当接する。中央部分1586は、シール1574の表面
1584の先の溝1585および1587で、バルブ本
体1550のほぼ直円筒状の端部分1590に合体す
る。側壁部分1556の共働面と各端壁部分1558、
1560の間には環状溝1592が設けられる。各溝1
592には、例えば超高分子量(UHMW)高密度ポリ
エチレン(HDPE)製で周方向に対してほぼU字形を
示すジャケット1596と完全に開いて広がった状態で
該ジャケット1596を保持するための円形断面のヴィ
トン(商品名)Oリング1598からなる環状シール1
594が収容される。この形状のシールは、例えば、カ
リフォルニア州927077−3398サンタアナ、ウ
ェスト・ワーナー通り620、バル・シール・エンジニ
アリングCo.Inc.から発売されている。
【0055】シール保持器1576には、ポート156
6の開ポート部1604と同心状の二つの溝1600、
1602が設けられる。各溝1600、1602には、
それぞれOリング1606、1688が設けられ、シー
ル1574の後表面に当接して該ポート1566をOリ
ング1606の前に径方向外側に伸びる空間に対して密
閉する。シール保持器1576は、保持器ハウジング1
578内に褶動自在に受けられる。保持器1576とハ
ウジング1578の間の環状空間1612内には波形ば
ね1610が配置され、シール1574を付勢してバル
ブ本体1550の中央部分1586と密接に接触して密
閉状態を生じるように作用する。波形ばね1610は、
一例としてステンレス鋼でつくられ、例えば、イリノイ
州60090ホィーリング、ジルマン通り385、スモ
ーリー・スチール・リングCo.から発売されている。
保持器ハウジング1578には、そのために側壁155
6に設けられた開ポート部1614にはねじ溝が切られ
る。
【0056】バルブ本体1550には周方向に隣接する
ポート1566、1568と1570、1572または
1566、1572と1568、1570を選択的に接
続するために通路1616、1618が設けられる。バ
ルブ本体1550、側壁部分1556、端壁部分155
8、1560、シール1574、シール保持器157
6、およびハウジング1578は、すべてデルリン(登
録商標)樹脂等で形成することができるが、雲母をベー
スにした塗料などきわめて研磨性の高い塗料にはポリエ
ーテルエーテルケトン(PEEK)またはトルロン樹脂
(登録商標)などがより適しているかもしれない。側壁
部分1556には溶剤/電圧ブロック媒質の入口ポート
1620および出口ポート1622が対となって設けら
れる。該対のポート1620、1622は、隣接する塗
料用ポート1566、1568、1570、1572の
間で側壁部分1556の周方向に等間隔で設けられる。
ただし、側壁部分1556の軸方向に関しては、ポート
1620は端壁部分1558に向かってずれており、ま
たポート1622は端壁部分1560に向かってずれて
いる。該ポート1620、1622は、バルブ本体15
50上の溝1585の位置でハウジング1552の内部
1554にまで開ポートしている。この構成によって、
溶剤/電圧ブロック媒質は、バルブ1588の作動中が
作動すると、ポート1620と1622の間の部分15
86を連続的に洗浄し、部分1586の表面上のすべて
の塗料残留物を洗い流すことができる。
【0057】ポート1566は、既に記載したような種
類の接地された適当な塗料源に連結される。ポート15
70は、既に記載したような種類の適当な塗料ディスペ
ンサー1628に連結される。バルブ1588の二つの
入力/出力ポート1568、1572は、既に概要を記
載した種類の複動シリンダーリザーバ1640の二つの
入力/出力ポート1636、1638にそれぞれ連結さ
れる。図示しないが、ポート1636、1638の下の
リザーバの円筒状の壁1637、1639は、磨耗抵抗
性を高めるために例えばステンレス鋼のスリーブで裏打
ちすることができる。該スリーブは、もちろん、ピスト
ン1641、1643、ピストンロッド1645、およ
びリザーバ1640の中央部分1647を形成する材料
によって互いに電気的に絶縁されている。シャフト15
62に連結された回転アクチュエーター1642は、通
路1616が通じるポート1566と通路1618が通
じるポート1572、1570を連結する位置(図示せ
ず)と通路1618の通じるポート1566、1572
と通路1616の通じるポート1568、1570を連
結する位置(図示)の間でバルブ本体1550を駆動す
るように作動する。アクチュエーター1642は、例え
ば、インデアナ州46226インデアナポリス、イース
ト33番街8746のアイザック・フルイド・パワー・
エキップメントCo.が発売しているターンアクト回転
羽式空気圧アクチュエーター(商品名)とすることがで
きる。アクチュエーター1642は、例えば、ミシガン
州48393−7011ウィクソム、ベック通り305
69、POボックス111、MACバルブInc.が発
売している180304−612−0304型バルブな
どの3位置−中央排出バルブ1644を用いて制御する
ことができる。この主の中央排出バルブは、バルブ本体
1550の1/4回転の終わりごとにアクチュエーター
から駆動用空気を抜くことができる。これによって、バ
ルブ1588が上に述べた二つの位置の間で切り替わる
動作の速度が大幅に高められる。この動作の高速化によ
って、塗料のディスペンサー1628に連結された高電
位電源1646とバルブ1588を通る接地電位の間に
流れる電流パルスのピークが低くなり、電流パルスのパ
ルス幅が狭くなる。
【0058】第16図に最もよく示されるように、側壁
部分1556の外表面上には、オプションとして例えば
側壁部分1556の全高にわたって伸びるコロナ・シー
ルド1650を設け、電源1646によって多少とも連
続して高静電電位に維持されるポート1570とバルブ
1588の動作によって交互にほぼ接地電位に切り替え
られる隣接するポート1568および1572の間の表
面上での距離を大きくするすることができる。同様に、
コロナ・シールド1652を、バルブ1588の動作に
よって交互に高静電電位に切り替えられるポート156
8および1572と多少とも連続してほぼ接地電位に維
持されるポート1566の間に設けることもできる。第
19及び20図に示すバルブの他の実施形態にあって
は、四方向バルブ本体1550’は、ほぼ直円柱形の内
部1554’を有するバルブハウジング1552’内に
回転自在に取り付けられる。この実施形態にあっては、
第16乃至18図の実施形態の溶剤/電圧ブロック媒質
の入口ポート1620と溶剤/電圧ブロック媒質の出口
ポート1622の代わりに形状がやや異なる溶剤/電圧
ブロック媒質の入口ポート1620’と溶剤/電圧ブロ
ック媒質の出口ポート1622’が用いられる。ポート
1620’と1622’の径方向内側に伸びる部分は、
ポート1620’、1622’のほぼ円形の断面をもつ
ねじ溝の切られた外側部分と交差する例えば半径が約.
057インチ(約1.4mm)、1.25インチ(約
3.2mm)の弧状の低い有蓋路1619’の形状に形
成される。このような形状にすることで、溶剤/電圧ブ
ロック媒質がバルブ内部の周囲によりよく分配され、塗
料が特定のバルブ表面に蓄積される可能性が減少し、洗
浄がよりよく行なわれる。溶剤/電圧ブロック媒質のバ
ルブ内部の周囲での分配をさらに増進するために、バル
ブ本体1550’内には二つの周方向に伸びる溝162
1’、1623’が設けられる。一方の溝1621’
は、塗料の入口ポートおよび出口ポート1566’、1
568’、1570’、および1572’の片側に設け
られる。他方の溝1623’は、塗料の入口ポートおよ
び出口ポート1566’、1568’、1570’、お
よび1572’の他の片側に設けられる。溶剤/電圧ブ
ロック媒質の入口ポートおよび出口ポート1620’、
1622’のスロット状の径方向内側の終端部は、周方
向の溝1621’、1623’と組合わされて、全バル
ブ本体1550の周囲に分配される溶剤/電圧ブロック
媒質のための空間を形成する。その他の部分ではバルブ
本体1550’とバルブハウジング1552’の間の隙
間は最小にされるので、溶剤/電圧ブロック媒質は、か
なり均等でまた均等に高い速度でバルブ本体1550’
の周囲にかなり均等に供給される。そのため、バルブ本
体1550’およびバルブハウジング1552’の表面
からは、塗料残留物がさらによく取り除かれる。
【0059】第21図は、第16乃至18図のシステム
のための溶剤/電圧ブロック媒質の供給および返却回路
を示す。第21図に示すシステムにあっては、分子ふる
い1658を詰めた容器1656が溶剤/電圧ブロック
媒質出口ポート1622から伸びるライン1660に配
置される。分子ふるい1658は、例えば、加熱によっ
て水和作用の天然水を除去して例えば3オングストロー
ム(A)、4A、5A、など特定の大きさの分子を選択
的に吸着するようにした8乃至12メッシュ(直径約.
06インチ乃至1.6mm)の金属性アルミノケイ酸塩
のビードなどからなるものである。この種の分子ふるい
は、例えば、ウイスコンシン州53201ミルウォーキ
ー、POボックス355、オールドリッチ・ケミカルC
o.Inc.が発売している。このような分子ふるい1
658は、使用される環境にやさしい塗料のための通常
の媒材である水を乾燥させ、なによりも該塗料をきわめ
て導電性が高くまた本発明の電圧ブロック・システムを
必要とするものとするのに有用である。このようにし
て、本発明の溶剤/電圧ブロック媒質から水がほぼ除去
され、その後に該溶剤/電圧ブロック媒質は第11及び
12図および第13図を参照して説明した一般的な型の
リザーバ1661へ返却され、さらにポンプ1662に
よって吸い上げられてバルブ1588の溶剤/電圧ブロ
ック媒質入口ポート1620へ供給される。
【0060】第16乃至22図のシステムの動作に説明
にあたっては、システムの構成部分が第16図に示す位
置にあり、またポート1638に連結されたリザーバが
導電性の塗料で満たされているものと仮定する。複動ピ
ストン−シリンダー型リザーバ1640内のピストンの
位置によってバルブ1644が作動し、アクチュエータ
ー1642がバルブ部材1550を第16図に図示しな
い位置まで回転させる。この位置では、ポート1638
は、ポート1572、通路1618、およびポート16
38を介して分配装置1628へ連結される。分配装置
1628は、接地に対して高い負の電位にあるが、該装
置1628から該装置1628へ供給されている導電性
塗料を通って接地へ流れる電流は、バルブ部材155
0、バルブハウジング1556、複動ピストン−シリン
ダー型リザーバ1640、およびシステムの関連する構
成部分の絶縁性によって効果的にブロックされる。ポー
ト1638と1570の間の接続が行なわれると、同時
に通路1616を介してポート1566と1568の間
の接続が行なわれる。接地された供給源1626からの
加圧された塗料の流れによって、第16図のピストンは
左へ動かされ、ポート1638の下のリザーバから分配
装置1628へ塗料が供給される。同時に、ポート16
36に接続されたリザーバは、導電性の塗料で満たされ
る。バルブ1644は、ポート1636の下のリザーバ
がほぼいっぱいであることを検知すると、アクチュエー
ター1642を動かしてバルブ部材1550を第16図
に図示する位置へ戻す。
【0061】ポート1566にある加圧された塗料は、
通路1618を通ってポート1638の下のリザーバを
満たし、第16図の複動ピストン−シリンダーのピスト
ンを右へ動かす。同時に、バルブ部材1550、バルブ
ハウジング1556、複動ピストン−シリンダー型リザ
ーバ1640、およびそれらに関連するすべての構成部
分の非導電性構造によって現在は接地から絶縁されてい
るポート1636の下のリザーバは、ここで、導電性塗
料をポート1636、通路1616、およびポート15
70を介して分配装置1628へ移送し始める。再び、
高電位源1646によってポート1570は効果的に接
地に対して高い負の電位に維持されているが、電位源1
646からポート1636の下のリザーバと接地の間の
導電性塗料を介して接地まで流れる電流は、非導電性材
料とバルブ部材1550、バルブハウジング1556、
複動ピストン−シリンダー型リザーバ1640および関
連する構成部分の絶縁によって効果的に阻止される。ポ
ート1636の下のリザーバが空になると、バルブ16
44がその状態を検知し、上の工程が繰り返される。上
に述べた塗装の工程を通して、溶剤/電圧ブロック媒質
は、第21図のリザーバ1661からポンプ1662お
よび導管1665を通ってバルブハウジング1556上
の入口ポート1620へ流れる。溶剤/電圧ブロック媒
質は、ポート1556から、溝1585を通り、バルブ
部材1550の球形の密閉面1586を横切って溝15
87へ流れ、バルブ部材1550、バルブハウジング1
556、およびシール1574の関連する密閉面上の導
電性塗料の残留物を吸い上げ、該塗料の残留物を運び去
る。残留物を含む溶剤/電圧ブロック媒質は、ポート1
622によって取り除かれ、導管1660および容器1
656を経て溶剤/電圧ブロック媒質リザーバ1661
へ戻される。溶剤/電圧ブロック媒質が容器1656を
通過する間に、分子ふるい1658は、例えば水などの
導電性の塗料の媒材をほとんど吸着する。リザーバ16
61へ戻る溶剤/電圧ブロック媒質内に残留する塗料の
固体成分は、リザーバ1661の下方部分の比較的静止
状態にある溶剤/電圧ブロック媒質部分内に効果的に沈
澱し、多少とも汚れていない溶剤/電圧ブロック媒質
は、ポンプ1662、導管1665、および溶剤/電圧
ブロック媒質の回路の他の部分を通って再びリサイクル
される。
【0062】このようにして、ポート1620から供給
された溶剤/電圧ブロック媒質は、バルブ1588、の
表面1584、1586から導電性の高い塗料の残留物
を連続的に洗浄し、ポート1622および返却ライン1
663を介して残留物を含む溶剤/電圧ブロック媒質の
流れを運んで分子ふるい1658と接触させ、そこから
水を除去してリザーバ1661内へ戻し、該リザーバ内
では、溶剤/電圧ブロック媒質がポンプ1662によっ
て再び引き出され溶剤/電圧ブロック媒質供給ライン1
665を経て溶剤/電圧ブロック媒質入口ポート162
0へ戻される前に、残留固体成分ないしは異物を該溶剤
/電圧ブロック媒質から沈澱させることができる。第1
1、12図あるいは第13図に図示されるように付加的
な濾過を行なうことも可能である。
【0063】現在好ましい溶剤/電圧ブロック媒質は、
n−ブタノール1部分とカリフォルニア州90017ロ
スアンゼルス、ウェスト5番街1201、ユノキャル・
コーポレーションが発売している製品のような超高フラ
ッシュ・ナフサ(SC100)4部分の混合物を含むも
のである。直留トルエン、直留超高フラッシュ・ナフ
サ、直留n−ブタノール、直留イソプロパノール、およ
びこれらの中の任意の二以上の他の混合物などの他の溶
媒も使用することができる。代表的な適用例としては、
第16乃至18図に示すような型の各端部の容量が50
0mlの複動シリンダーリザーバ1640とバルブ15
88のシステムが毎日二交代で週五日で使用されるもの
を挙げることができる。塗料の使用量は、500ml/
分である。第21図に示す型の溶剤/電圧ブロック媒質
循環システムは、n−ブタノール1部分とSC1004
部分の混合物を約4.7ガロン(約17.8リットル)
およびすでに記載した型の4A分子ふるい1658約4
ポンド(約1.8kg)を保持する。塗料の使用量が5
00ml/分では、バルブ1588は、二交代の一日中
に960回、あるいは一日二交代での週五日の使用期間
中に約5000回動作する。溶剤/電圧ブロック媒質お
よび分子ふるいは、週一回だけ交換する必要があり、そ
の費用は約30ドルである。
【0064】次に第22図を参照して、同図は、ほぼ第
16乃至21図に関連して説明した構成のシステムの電
気的分析を行なう回路を示す図である。高電位電源16
46に連結された一以上の塗料ディスペンサー1628
は、各々が、塗料を分配しながら電流を消費する。電流
は、一部はコロナ放電としてまた一部は該塗料で塗装さ
れる通常は接地された物品(図示せず)に向かって分配
される塗料の粒子上の電荷として流れる。各ディスペン
サーには、抵抗1666が接続されている。各抵抗16
66は、750MΩ程度の大きさである。さらに、電流
は、若干、第22図の塗料供給回路を通り、導電性塗料
に乗って「後方に」向かい、ディスペンサー1628と
バルブ1588の間の塗料のカラムの実効抵抗167
0、バルブ1588と接地された供給源1626の間の
塗料のカラムの実効抵抗1672、1674、および三
分岐路を通って接地された塗料供給源1626へと向か
う。これら分岐路の一つは、バルブ1588と接地され
た溶剤/電圧ブロック媒質源1661の間の返却ライン
1660を通る実効抵抗1676を含む。一つは、バル
ブ1588と接地された溶剤/電圧ブロック媒質源16
61の間の供給ライン1665を通る実効抵抗1678
を含む。
【0065】第三の分岐路は、抵抗1672と1674
の間の塗料供給ラインの導電性取付け具1669から溶
剤/電圧ブロック媒質の電圧ブロック能力をモニターす
るメーターの抵抗1680を通って接地まで伸びてい
る。該メーターは、例えばランスバーグ・モデル704
08−00テスト装置(商品名)のような多くの既知の
メーターのいずれでもよい。この種の装置したがって抵
抗器1680に用いられる通常の抵抗は、1800Ωで
ある。抵抗器1676、1678は、通常ほぼ同一で、
リザーバ1661から/への溶剤/電圧ブロック媒質の
供給および返却カラムの抵抗値の間には、常時わずかな
差が存在する。第22図で実線で示す抵抗1666、1
670、1672、1674、1676、1678、お
よび1680を含む回路の実効抵抗は、ディスペンサー
1628と被塗物の間の空気の間隙の抵抗の約三分の一
であり、したがって正規の動作条件下でディスペンサー
−被塗物の間隔を横切って流れる電流の約三倍の電流が
抵抗1670を通って流れる。また、メーターの抵抗1
680は、他のどの抵抗と比較しても相対的にかなり低
いために、その電流のほとんどすべてが該メーターの抵
抗1680を通って流れる。したがって、この装置は、
溶剤/電圧ブロック媒質の状態(導電性/抵抗性)を連
続的にモニターするための適当な手段となるものであ
る。溶剤/電圧ブロック媒質(および分子ふるい165
8)の更新の必要−不必要の限界を設定することが可能
である。
【0066】第23乃至27図は、分子ふるい1658
を用いた場合と用いない場合および溶剤/電圧ブロック
媒質の組成を変えた場合に得られるシステムの成果を示
すグラフである。第23図は、分子ふるい1658を用
いない場合の溶剤/電圧ブロック媒質10リットル(n
−ブタノールが2リットル、SC100が8リットル)
の溶剤/電圧ブロック媒質の抵抗(MΩ単位)とバルブ
1588の動作サイクルの関係を示す。650回のバル
ブ1588の動作サイクルの後での溶剤/電圧ブロック
媒質の固体成分は、1パーセントの半分以下であった
が、その抵抗は、二桁以上減少した。第24図は、左側
の座標では漏れ電流(対数目盛でμA単位)とバルブ1
588の動作サイクル(千回単位)の関係を、また右側
の座標では溶剤/電圧ブロック媒質の抵抗(対数目盛で
MΩ単位)とバルブ1588の動作サイクル(千回単
位)の関係を示す。このテストでの溶剤/電圧ブロック
媒質は、イソプロパノールを約2リットルおよびSC1
00を約8リットル含むものである。5Aの分子ふるい
1658を使用した。第23図と比較すればわかるよう
に、第23図で得られた約650回のバルブ1588の
動作サイクル後の溶剤/電圧ブロック媒質の抵抗より約
一桁の改善(増加)が得られる。これは、主として分子
ふるい1658の存在によるものと考えられる。
【0067】第25図は、漏れ電流(対数目盛でμA単
位)とバルブ1588の動作サイクル(千回単位)の関
係を、また右側の座標では溶剤/電圧ブロック媒質の抵
抗(対数目盛でMΩ単位)とバルブ1588の動作サイ
クル(千回単位)の関係を示す。このテストでの溶剤/
電圧ブロック媒質は、やはりイソプロパノールを約2リ
ットルおよびSC100を約8リットル含むものであ
る。4Aの分子ふるい1658を使用した。この場合に
も、第23図で得られた結果と比較して、最初の650
回のバルブ1588の動作サイクル後の溶剤/電圧ブロ
ック媒質の抵抗で約一桁の改善(増加)が得られる。第
26図は、漏れ電流(対数目盛でμA単位)とバルブ1
588の動作サイクル(千回単位)の関係を、また右側
の座標では溶剤/電圧ブロック媒質の抵抗(対数目盛で
MΩ単位)とバルブ1588の動作サイクル(千回単
位)の関係を示す。このテストでの溶剤/電圧ブロック
媒質は、n−ブタノールを約2リットルおよびSC10
0を約8リットル含むものである。4Aの分子ふるい1
658を使用した。この場合にも、第23図で得られた
結果と比較して、最初の650回のバルブ1588の動
作サイクル後の溶剤/電圧ブロック媒質の抵抗で約一桁
の改善(増加)が得られる。
【0068】最後に、第27図は、漏れ電流(対数目盛
でμA単位)とバルブ1588の動作サイクル(千回単
位)の関係を、また右側の座標では溶剤/電圧ブロック
媒質の抵抗(対数目盛でMΩ単位)とバルブ1588の
動作サイクル(千回単位)の関係を示す。このテストで
の溶剤/電圧ブロック媒質は、n−ブタノールを約3.
6リットルおよびSC100を約14.4リットル含む
ものである。やはり4Aの分子ふるい1658を使用し
た。第23図で得られた結果と比較して、最初の650
回のバルブ1588の動作サイクル後の溶剤/電圧ブロ
ック媒質の抵抗で約二桁近い改善(増加)が得られる。
第28図は、本発明の他の実施形態を示す。システム1
800は、電気的に接地されたリザーバ1802から既
に記載したいずれかの種類のディスペンサー1804へ
非絶縁性の塗料を高電圧で供給する。塗料は、第一手動
三方向バルブ1808の第一入口ポート1806へ供給
される。バルブ1808の他の入口ポート1810は、
接地された溶剤の供給源に連結され、該溶剤は、例えば
色を変えている間にシステム1800を洗い流すための
溶剤として機能する。三方向バルブ1808の一つの出
口ポート1812は、アクチュエーター1816駆動式
二方向バルブ1818の一つの入口ポート1814に連
結される。図示のバルブ1818はボールバルブである
が、任意の適当な種類の二方向バルブを使用することが
できる。バルブ1818の一つの出口ポート1820
は、流体ライン1822を介して流体貯蔵シリンダー1
828のヘッド1826内の入口ポート1824に連結
される。ヘッド1826内の出口ポート1830は、ア
クチュエーター1832駆動式二方向バルブ1834の
入口ポート1831に連結される。バルブ1834は、
構造が例えばバルブ1818と同一である。バルブ18
34の出口ポート1836は、ディスペンサー1804
の入口ポートに連結される。
【0069】ピストン1838は、シリンダー1828
内で、ポート1840を通ってシリンダー1828内に
流れ込む流体によってヘッド1826から往復運動を行
なう。ピストン1838は、圧縮空気源1844から三
方向空気バルブ1842を通ってシリンダー1828の
ヘッド1848内の空気入口ポート/出口ポート184
6へ供給される圧縮空気によってヘッド1826へ向か
って往復運動を行なう。ピストン1838には、ヘッド
1848内に形成された開ポート1852内で往復運動
するピストンロッド1850が設けられる。シリンダー
1828の外部のロッド1850の端部のアクチュエー
ター1854は、二つの空気圧式スイッチ1856、1
858上の位置センサーと共働して、ピストン1838
の移動の限度を画定する。ヘッド1826の下の塗料の
量が最大のときには、スイッチ1856が空気バルブ1
842をオンにしてポート1846を通ってヘッド18
48内へ圧縮空気を供給し、塗料を強制的にポート18
30から押し出す。四方向空気バルブ1860は、やは
りスイッチ1856からピストン1838の移動限度信
号を受け、アクチュエーター1816、1832へ信号
を送り、該アクチュエーターがバルブ1818、183
4の可動部品1862、1864をそれぞれのハウジン
グ1866、1868に対して同期して90°回転させ
るようにする。これによって、ピストン1838とヘッ
ド1826の間のリザーバ1870が接地された塗料供
給源1802から絶縁され、リザーバ1870が高い静
電電位に維持されるディスペンサー1804へ連結され
る。塗料は、リザーバ1870からバルブ1834を通
ってディスペンサー1804へ供給され、電源1872
による静電充電および物品1874を塗装するための霧
化が行なわれる。
【0070】ピストン1838がヘッド1826の移動
限度に近づくと、空気圧式スイッチ1858が閉じ、四
方向空気バルブ1860および三方向空気バルブ184
2へそれぞれの空気バルブ1890、1892を介して
信号を送る。四方向空気バルブ1860への信号は、ア
クチュエーター1816にバルブ1818、1834の
可動部品をそれぞれともにそれぞれのハウジング186
6、1868に対して反対方向に90°回転させ、それ
によってディスペンサー1804へのバルブ1834お
よびコンデショニングバルブ1818を通る塗料の供給
を切断し、リザーバ1802からバルブ1818を通っ
てリザーバ1870へとより多くの塗料を供給するため
のものである。この工程は、ディスペンサー1804に
よって塗装される一以上の物品1874の塗装を完了す
るために必要な回数だけ頻繁に繰り返す。
【0071】場合によっては、第28図に示すシステム
をそのとり得る状態のいずれか一方の状態に置くことが
必要または好適なことがある。例えば、分配中の材料の
色を変えている間にシステムを洗い流すような場合がそ
うである。このような場合には、空気圧式タイマー18
98、空気圧式パルス成形器1900、および制御バル
ブ1890、1892を介して「トリガー・オン」また
は「リセット」信号あるいは「トリガー・オフ」または
「スタート」信号を送ることができる。これらの信号な
らびに空気圧式リミット・スイッチ1856、1858
が生成する信号は、バルブ1842および1860を同
じ状態に置くものである。これらの信号によって、リザ
ーバ1870を部分的に塗料用の溶媒で満たした後で分
配1804を介して内部を空にし、残る塗料をシステム
1800の回路から洗い流すことが可能となる。ここ
で、システム1800は、次の色の塗料を受け入れる準
備が完了する。色を変えるのに好便なように、ポート1
806には迅速切断装置を設けることができる。システ
ム1800は、さらに、入口ポートマニホルド190
2、バルブハウジング1866、1868上の入口ポー
ト、出口ポートマニホルド1906、およびバルブハウ
ジング1866、1868上の出口ポート1908を含
む。これらによって、非導電性溶媒がバルブハウジング
1866、1868内を循環する。非導電性溶媒の循環
によって、バルブ1834の高電圧ポート1836がバ
ルブ1818の低電圧ポート1814から確実に絶縁さ
れ、バルブ1818、1834の内表面、隣接するハウ
ジング1866、1868およびそれぞれの可動部品1
862、1864の表面上の塗料の残留物が洗い流され
る。
【0072】第29図に示す本発明の実施形態にあって
は、四方向バルブ1910、1912、1914、19
16、および複動シリンダーリザーバ1918が用いら
れる。例えば三つの接地された供給源の選ばれた一つか
ら三つのマニホルド1920、1922、1924の選
ばれた一つを通ってくる塗料は、流体の導管1926、
1928を通ってそれぞれバルブ1910、1912の
それぞれの入口ポート1930、1932へ供給され
る。バルブ1910、1912の出口ポート1934、
1936は、シリンダーリザーバ1918のそれぞれの
端部にあるヘッド1942、1944内の入口ポート1
938、1940にそれぞれ連結されている。ヘッド1
942、1944の出口ポート1945、1947は、
それぞれ、バルブ1914、1916のそれぞれの入口
ポート1949、1951に連結されている。バルブ1
914、1916の出口ポート1953、1955は、
それぞれ、導管1957、1959を介してトリガー
(1961)/ダンプ(1963)バルブマニホルドに
連結されている。
【0073】トリガーバルブ1961の出口ポートは、
塗料を塗装ディスペンサー1965へ供給する。該ディ
スペンサーは、高静電電位電源1967および例えば塗
料の導管の主成分である樹脂または充填樹脂製の非導電
性部品によって通常は高い静電電位に維持される。ダン
プバルブ1963の出口ポートは、非導電性導管196
9によってダンプ・タンク1971へ連結されている。
接続ロッド1950によって接合されたピストン194
6、1948は、それぞれヘッド1942、1944の
下のリザーバを閉じる。低い超大気圧の圧縮空気パイロ
ット信号は、シリンダー1918の入口ポート195
2、1954へ供給され、それによってピストン194
6、1948の移動限度の検知が可能となる。シリンダ
ーリザーバ1918内のピストン1946、1948の
空気圧式移動限度検知回路は、バルブ1910、191
2、1914、1916の動作をそれぞれ制御する空気
圧式アクチュエーター1958、1960、1962、
1964の動作を制御する二重パイロット型四方向空気
圧バルブ19956で構成される。四方向空気圧バルブ
1956のパイロット1966、1968は、圧力バラ
ンスの原理で動作する。各パイロットポート1966、
1968からは少量の空気が連続的に流出する。パイロ
ットポート1966、1968は、各々が空気圧用配管
によってシリンダー1918の中央部分1974内のそ
れぞれのポート1952、1954へ連結される。空気
は、シリンダー1918からやはりシリンダー1918
の中央部分1974内に設けられた排気ポート197
6、1978を通って逃げ出る。ピストン1946、1
948のいずれか一方がその行程の一端でポート195
2、1954のそれぞれの遠端1980、1982に突
き当たると、該それぞれのポート1952、1954が
瞬間的に塞がれ、パイロット型四方向空気圧バルブ19
56のそれぞれのポート1966、1968で圧力が高
まる。それによって、アクチュエーター1958、19
60、1962、1964が作動し、バルブ1910、
1912、1914、および1916を移動させまたピ
ストン1946、1948を反対方向へ戻す。
【0074】システムの構成部分が第29図に示す方向
に向けられている場合には、加圧された塗料は、バルブ
1910を通ってヘッド1942の下のリザーバ内へ流
れ込み、またヘッド1944の下のリザーバからバルブ
1916を通ってディスペンサー1965へ流れる。高
電位電源1967は、バルブ1912および1914お
よび関連部品の例えば樹脂などの非導電性構造によって
接地された塗料供給源1920、1922、1924か
ら絶縁される。ピストン1946がポート1980に近
づくと、圧力の増大がポート1952および1966を
介してバルブ1956によって検知される。バルブ19
56は、アクチュエーター1958、1960、196
2、および1964を切り替え、バルブ1910、19
12、1914、1916の可動部品を回転させて図示
しない位置へ移動させる。これらの位置では、加圧され
た塗料は、バルブ1912を通ってヘッド1944の下
のリザーバ内に流れ込み、またヘッド1944の下のリ
ザーバからバルブ1914を通ってディスペンサー19
65へ流れる。これによって、高電位電源1967は、
バルブ1910および1916および関連部品の例えば
樹脂などの非導電性構造によって接地された塗料供給源
1920、1922、1924から絶縁される。
【0075】この工程は、例えば色を変えるためにシス
テムから選ばれた色を洗い流すことが求められるまで繰
り返される。その時点で、選ばれた色のバルブ192
0、1922、1924が閉じられ、溶媒のバルブ19
90が開かれ、例えば水などの溶媒のシステムへの供給
が行なわれ、洗い流し前の色がシステムから清掃され
る。清掃のためにはシステムを駆動して上に述べたサイ
クルを数回繰り返し、その後に選ばれた次の色を充填す
るのは、バルブ1990を閉じ、バルブ1992を通っ
て供給される圧縮空気を吹き付けてシステムを乾燥さ
せ、次に選ばれた色のバルブ1920、1922、19
24を開いてシステムにその選ばれた色を充填して行な
う。トリガーバルブ1961およびダンプバルブ196
3は、共働して、システムに充填される流体を通常は高
静電電位に維持されるディスペンサー1965または回
収用の通常は接地されているダンプ・タンク1971へ
向ける。ダンプ・タンク1971は、通常は接地されて
おり、またダンプ・タンク1971まで伸びる導管19
69内には洗い流しのサイクルの終わっても導電性塗料
の残留物が残っているおそれがあるため、乾いた空気を
導管1969へ通しまたシステムを絶縁された状態のま
まに保持する必要があるであろう。あるいは、導管19
69を例えば12インチ(約31cm)の空気の間隙に
よって接地から絶縁することもできる。入口ポートマニ
ホルド2000、入口ポート2002、出口ポート20
04、および出口ポートマニホルド2006は、バルブ
1910、1912、1914、および1916内で非
導電性溶媒を、高電圧ポートとバルブ1910、191
2、1914、および1916の低電位ポートを絶縁す
る手段としてまた塗料をバルブ1910、1912、1
914、および1916の表面から洗い流す手段として
循環させる。第29図のシステムによって行なわれる塗
装および洗い流しの工程を制御するために、例えばプロ
グラマブルな論理制御装置(PLC)などの適当な工程
制御装置2008が設けられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明によって構成されたシステムを
線図により図示する。
【図2】図2は、本発明によって構成された別のシステ
ムを線図により図示する。
【図3】図3は、図2に示したシステムの詳細な別の構
成を線図により図示する。
【図4】図4は、本発明によって構成された別のシステ
ムを線図により図示する。
【図5】図5は、本発明によって構成された別のシステ
ムを線図により図示する。
【図6】図6は、本発明によって構成された別のシステ
ムを線図により図示する。
【図7】図7は、本発明によって構成されたバルブの、
軸線に沿った断面の断面立面図である。
【図8】図8は、図7に示したバルブのハウジングの、
図7と同じ方向における断面立面図である。
【図9】図9は、図7乃至図8の線9─9線に沿った、
図7乃至図8に示されたバルブハウジングの断面図であ
る。
【図10】図10は、本発明によって構成された別のバ
ルブの、バルブの軸線に横方向に沿った断面平面図であ
る。
【図11】図11は、本発明のよって構成されたシステ
ムの2つの択一的な部分の側断面略図である。
【図12】図12は、本発明のよって構成されたシステ
ムの2つの択一的な部分の側断面略図である。
【図13】図11は、本発明によって構成されたシステ
ムの一部分の側断面略図である。
【図14】図14a乃至cは、本発明による溶剤テスト
報告書を説明する、可能性を有する溶剤塗料混合物を含
むビーカーの側面図である。
【図15】図15は、高電位源の電流(μA)と、バル
ブ作動サイクル回数(左側縦座標と横座標)、そして、
溶剤バルク抵抗(MΩ/cm)とバルブ作動サイクル回
数(右側縦座標と横座標)のプロットを示す。
【図16】図16は、本発明の別の実施例による、塗料
供給及び分配システムの一部分を部分的に略して、図示
する。
【図17】図17a乃至cは、図16に示された塗料供
給バルブの細部の3つの択一的な細部の断面図である。
【図18】図18は、図16の線18─18線に沿っ
た、図16の塗料供給バルブの断面図である。
【図19】図19は、本発明の別の実施例によって構成
された塗料供給バルブの断面図である。
【図20】図20は、本発明の別の実施例によって構成
された塗料供給バルブの断面図である。
【図21】図21は、溶剤/電圧ブロック媒質供給の部
分、及び図16乃至図18のバルブのリターン回路を部
分的に略して図示する。
【図22】図12は、図16乃至図18のシステムを解
析するのに有用な、電気回路の部分的にブロック線図及
び部分的に線図を図示する。
【図23】図23は、溶剤/電圧ブロック媒質抵抗と図
16乃至図22に示されたバルブの作動サイクルの回数
のグラフである。
【図24】図24は、漏れ電流と作動サイクル、及び特
定の溶剤/電圧ブロック媒質組成を有する溶剤/電圧ブ
ロック媒質抵抗と図16乃至図22に示されたバルブの
作動サイクルの回数のグラフである。
【図25】図25は、漏れ電流と作動サイクル、及び特
定の溶剤/電圧ブロック媒質組成を有する溶剤/電圧ブ
ロック媒質抵抗と図16乃至図22に示されたバルブの
作動サイクルの回数のグラフである。
【図26】図26は、漏れ電流と作動サイクル、及び特
定の溶剤/電圧ブロック媒質組成を有する溶剤/電圧ブ
ロック媒質抵抗と図16乃至図22に示されたバルブの
作動サイクルの回数のグラフである。
【図27】図27は、漏れ電流と作動サイクル、及び特
定の溶剤/電圧ブロック媒質組成を有する溶剤/電圧ブ
ロック媒質抵抗と図16乃至図22に示されたバルブの
作動サイクルの回数のグラフである。
【図28】図28は、本発明によって構成された別のシ
ステムを線図により図示する。
【図29】図29は、本発明によって構成された別のシ
ステムを線図により図示する。
【符号の説明】
20 リザーバ 22 ディスペンサー 24 入力ポート 26 バルブ 28 入力ポート 30 出力ポート 32 入力ポート 34 アクチュエーター 36 バルブ 40 出力ポート 42 流体ライン 44 ポート 46 流体ライン 48 ポート 50 ヘッド 52 シリンダー 54 ピストン 56 3方向空気バルブ 58 圧縮空気源 60 入口ポート/出口ポート 62 ヘッド 64 ロッド 68 アクチュエーター 70 空気圧式スイッチ 72 空気圧式スイッチ 74 4方向空気バルブ 78 移動構成要素 80 ハウジング 82 バルブ通路 86 被塗物 88 制御バルブ 90 制御バルブ 94 空気タイマー 96 空気パルス成形器 99 入口ポートマニホールド 100 入口ポート 101 出口ポートマニホールド 102 出口ポート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴァース イー ハウ アメリカ合衆国 インディアナ州 ザイア ンスヴィル ドハティー ドライヴ 12102 (72)発明者 ガーファー カーズカズ アメリカ合衆国 イリノイ州 マウント プロスペクト サウス ハートレン 5 (72)発明者 ガージー エム エイ カータブ アメリカ合衆国 イリノイ州 ウィーリン グ オーク クリーク ドライヴ 275 (72)発明者 ジェリー エル マックファーソン ジュ ニア アメリカ合衆国 インディアナ州 グリー ンフィールド ノース ブルー ロード 1818 (72)発明者 ジェームズ エイ シャーフェンバーガー アメリカ合衆国 インディアナ州 インデ ィアナポリス ノース センテニアル 3117

Claims (29)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 塗装システムにおいて、非絶縁性塗料
    源、塗料を該塗料で塗装される物品に向けて分配するた
    めのディスペンサー、電荷を塗料へ供給するための高静
    電電位電源、ディスペンサーと該物品を横切って高電位
    電源を連結するための手段、第一リザーバ、第一バルブ
    であって第一、第二、第三、および第四ポートを形成す
    る第一ハウジングおよび該第一ハウジング内で可動で第
    一ポートを第二ポートへ選択的に接続して第一ポートと
    第二ポートの間の塗料の流れを可能とする第一通路を有
    する第一構成部品を有する第一バルブ、第一ポートを塗
    料源へ連結するための手段、第二ポートを第二リザーバ
    へ連結するための手段、第三ポートをディスペンサーへ
    連結するための手段、ただし第一構成部品はハウジング
    内で可動で第二ポートを第三ポートへ選択的に接続して
    第一リザーバとディスペンサーの間の塗料の流れを可能
    とする、非導電性流体源、ただし第一ハウジングと第一
    可動部品はその間に第二通路を画定する、および非導電
    性流体源を第四ポートへ連結して非導電性流体源から第
    二通路を通って第一ハウジングおよび第二通路に隣接す
    る第一可動構成部品の表面から塗料を洗い流す非導電性
    流体の流れを形成するための手段、を有する塗装システ
    ム。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の装置において、第一可
    動構成部品は円形の断面および該円形の断面の中心を通
    る回転軸を有する装置。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の装置において、第一可
    動構成部品はほぼ球形の表面を有する第一構成部品を有
    する装置。
  4. 【請求項4】 請求項1、2、または3に記載の発明に
    おいて、第一可動構成部品および第一バルブハウジング
    は非導電性材料からなる発明。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の発明において、非導電
    性材料は樹脂からなる発明。
  6. 【請求項6】 請求項5に記載の発明において、非導電
    性材料は充填樹脂からなる発明。
  7. 【請求項7】 請求項4に記載の発明において、第一リ
    ザーバは非導電性材料からなる発明。
  8. 【請求項8】 請求項7に記載の発明において、非導電
    性材料は樹脂からなる発明。
  9. 【請求項9】 請求項8に記載の発明において、非導電
    性材料は充填樹脂からなる発明。
  10. 【請求項10】 請求項1に記載の装置において、第一
    ハウジングはさらに第五ポートを有し、第四ポートを通
    って流れる非導電性流体の少なくとも一部分はまた第五
    ポートを通って流れる装置。
  11. 【請求項11】 請求項10に記載の装置において、第
    二通路は、第一可動構成部品と該第一可動構成部品に隣
    接する第一ハウジングの内部表面の間および第四ポート
    と第五ポートの間に画定される装置。
  12. 【請求項12】 請求項1、2、3、10、または11
    に記載の装置において、第一ハウジングはさらに第六ポ
    ートを有し、第一構成部品は、第三通路、第二リザー
    バ、および第六ポートを第二リザーバへ連結するための
    手段を有し、第一ハウジング内での第一構成部品の第一
    ポートを第二ポートへ接続する動きが第三ポートを第六
    ポートへ接続して第二リザーバとディスペンサーの間の
    塗料の流れを可能にし、第一ハウジング内での第一構成
    部品の第一ポートを第六ポートへ接続する動きが塗料源
    と第二リザーバの間の塗料の流れを可能にしまた第二ポ
    ートを第三ポートへ接続して第一リザーバとディスペン
    サーの間の塗料の流れを可能にする装置。
  13. 【請求項13】 請求項12に記載の装置において、第
    一および第二リザーバは、共同して第一複動ピストン−
    シリンダーを有し、該ピストンはシリンダー内で往復運
    動が可能で第一および第二の対向するピストン表面を形
    成し、第一リザーバは第一ピストン表面と第一シリンダ
    ーの第一ヘッドの間に画定され、第一シリンダーは第一
    ヘッドに対向する端部に第二ヘッドを有し、第二リザー
    バは第二ピストン表面と第二ヘッドの間に画定され、第
    一ヘッドには第七ポートが設けられ、第二ポートを第一
    リザーバへ連結するための手段は該第七ポートからな
    り、第二ヘッドには第八ポートが設けられ、第六をポー
    トを第二リザーバへ連結するための手段は該第八ポート
    からなり、またさらに第一バルブを交互に作動させ、塗
    料源を第一リザーバへまた第二リザーバをディスペンサ
    ーへ連結して塗料を第二リザーバからディスペンサーへ
    汲み上げ、また塗料源を第二リザーバへまた第一リザー
    バをディスペンサーへ連結して塗料を第一リザーバから
    ディスペンサーへ汲み上げるための手段を有する装置。
  14. 【請求項14】 請求項10または11に記載の装置に
    おいて、さらに、塗料の少なくとも一構成部分を非導電
    性流体から分離するための手段を有し、該分離手段は、
    入口ポートおよび出口ポート、第五ポートを分離手段の
    入口ポートへ連結するための手段、および分離手段の出
    口ポートを非導電性流体源へ連結して非導電性流体をそ
    こへ戻すための手段を有する装置。
  15. 【請求項15】 請求項1に記載の装置において、第一
    リザーバは第一ピストンおよびシリンダーを有し、第一
    ピストンは第一シリンダー内で往復運動が可能であり、
    第一リザーバは第一ピストンの表面と第一シリンダーの
    第一ヘッドの間で画定される装置。
  16. 【請求項16】 請求項15に記載の装置において、第
    一ヘッドは第六ポートを有し、第二ポートを第一リザー
    バへ連結する手段は該第六ポートからなり、第一シリン
    ダーは第一ヘッドに対向する端部に第二ヘッドを有し、
    第二ヘッドは第七ポート、駆動流体源、および第七ポー
    トを選択的に駆動流体源へ連結して塗料を第一リザーバ
    からディスペンサーへ汲み上げまたは第七ポートから駆
    動流体を排出して塗料が塗料源から第一および第二ポー
    トを通って第一リザーバ内へ流れ込むことを可能にする
    ための手段を有する装置。
  17. 【請求項17】 請求項16に記載の装置において、さ
    らに、第一バルブおよび第七ポートを駆動流体源へ選択
    的に連結するための手段を同期して動作させるための手
    段を有する装置。
  18. 【請求項18】 請求項17項に記載の装置において、
    さらに、第一シリンダー内の第一ピストンの位置を検知
    するための手段、および、該第一ピストン位置検知手段
    を第一バルブおよび第七ポートを選択的に駆動流体源へ
    連結するための手段を動作させるための手段へ連結する
    ための手段を有する装置。
  19. 【請求項19】 請求項1に記載の装置において、さら
    に、第二リザーバ、第八、第九、第十、および第十一ポ
    ートが設けられた第二ハウジングを有する第二バルブ、
    第八ポートを第二リザーバへ連結するための手段、第九
    ポートをディスペンサーへ連結するための手段、第十ポ
    ートを塗料源へ連結するための手段、第二ハウジング内
    で可動で第三通路を有して第八ポートを第九ポートへ選
    択的に連結して第二リザーバから第八ポート、第三通路
    および第九ポートを通ってディスペンサーへの塗料の流
    れを可能にする第二構成部品であってさらに第二ハウジ
    ング内で選択的に可動で第八ポートと第十ポートへ接続
    して第十ポートから第八ポートへの塗料の流れを可能に
    する第二構成部品、ただし第二ハウジングおよび第二可
    動構成部品はその間に第四通路を確定する、および非導
    電性流体源を第十一ポートへ連結して非導電性流体源か
    ら第十一ポートおよび第四通路を通る非導電性流体の流
    れを生じさせ、それによって第二ハウジングおよび第四
    通路に隣接する第二可動構成部品の表面から塗料を洗い
    流すための手段、を有する装置。
  20. 【請求項20】 請求項19に記載の装置において、第
    一および第二可動構成部品は、それぞれ、第一および第
    二の円形の断面および該円形の断面の中心を通る第一お
    よび第二の回転軸を有する装置。
  21. 【請求項21】 請求項20に記載の装置において、第
    一および第二可動構成部品は第一および第二のほぼ球形
    の表面を有する装置。
  22. 【請求項22】 請求項19に記載の装置において、さ
    らに、第一ハウジング上に形成された第五ポートであっ
    て第四ポートを通って供給される非導電性流体の流れの
    少なくとも一部分は該第五ポートを通る第五ポート、お
    よび第二ハウジング上に形成された第十二ポートであっ
    て第十一ポートを通って供給される非導電性流体の流れ
    の少なくとも一部分は該第十二ポートを通る第十二ポー
    トを有する装置。
  23. 【請求項23】 請求項22に記載の装置において、第
    二通路は第一可動構成部品と該第一可動構成部品に隣接
    する第一ハウジングの内部表面の間および第四ポートと
    第五ポートの間に画定され、第四通路は第二可動構成部
    品と該第二可動構成部品に隣接する第二ハウジングの内
    部表面の間および第十一ポートと第十二ポートの間に画
    定される装置。
  24. 【請求項24】 請求項22または23に記載の装置に
    おいて、さらに、塗料の少なくとも一構成成分を非導電
    性流体から分離するための手段であって入口ポートおよ
    び出口ポートを有する分離手段、第五および第十二ポー
    トを該分離手段の入口ポートへ連結するための手段、お
    よび該分離手段の出口ポートを非導電性流体源へ連結し
    て分離された非導電性流体をそこへ戻すための手段を有
    する装置。
  25. 【請求項25】 請求項19に記載の装置において、第
    一および第二リザーバは、共同して第一複動ピストン−
    シリンダーを有し、該ピストンはシリンダー内で往復運
    動が可能で第一および第二の対向するピストン表面を形
    成し、第一リザーバは第一ピストン表面と第一シリンダ
    ーの第一ヘッドの間に画定され、第一シリンダーは第一
    ヘッドに対向する端部に第二ヘッドを有し、第二リザー
    バは第二ピストン表面と第二ヘッドの間に画定され、第
    一ヘッドには第六ポートが設けられ、第二ポートを第一
    リザーバへ連結するための手段は該第六ポートからな
    り、第二ヘッドには第七ポートが設けられ、第八をポー
    トを第二リザーバへ連結するための手段は該第七ポート
    からなり、またさらに第一バルブを交互にかつ選択的に
    作動させ、塗料源を第一リザーバへまた第二リザーバを
    ディスペンサーへ交互に連結して塗料を第二リザーバか
    らディスペンサーへ汲み上げ、また塗料源を第二リザー
    バへまた第一リザーバをディスペンサーへ連結して塗料
    を第一リザーバからディスペンサーへ汲み上げるための
    手段を有する装置。
  26. 【請求項26】 請求項1に記載の装置において、第四
    ポートは第一ハウジング内に有蓋路を形成する手段を有
    し、該有蓋路には第一可動構成部品に面するスロット状
    開口ポートが設けられる装置。
  27. 【請求項27】 請求項10に記載の装置において、第
    四ポートは第一ハウジング内に有蓋路を形成する手段を
    有し、該有蓋路には第一可動構成部品に面するスロット
    状の第四ポートの開口ポートが設けられ、また、第五ポ
    ートは第一ハウジング内に有蓋路を形成する手段を有
    し、該有蓋路には第一可動構成部品に面するスロット状
    の第五ポートの開口ポートが設けられる装置。
  28. 【請求項28】 請求項19に記載の装置において、第
    四ポートは第一ハウジング内に有蓋路を形成する手段を
    有し、該有蓋路には第一可動構成部品に面するスロット
    状の第四ポートの開口ポートが設けられ、また、第十一
    ポートは第二ハウジング内に有蓋路を形成する手段を有
    し、該有蓋路には第二可動構成部品に面するスロット状
    の第十一ポートの開口ポートが設けられる装置。
  29. 【請求項29】 請求項22に記載の装置において、第
    四ポートは第一ハウジング内に有蓋路を形成する手段を
    有し、該有蓋路には第一可動構成部品に面するスロット
    状の第四ポートの開口ポートが設けられ、また、第五ポ
    ートは第一ハウジング内に有蓋路を形成する手段を有
    し、該有蓋路には第一可動構成部品に面するスロット状
    の第五ポートの開口ポートが設けられ、第十一ポートは
    第二ハウジング内に有蓋路を形成する手段を有し、該有
    蓋路には第二可動構成部品に面するスロット状の第十一
    ポートの開口ポートが設けられ、また、第十二ポートは
    第二ハウジング内に有蓋路を形成する手段を有し、該有
    蓋路には第二可動構成部品に面するスロット状の第十二
    ポートの開口ポートが設けられる装置。
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