JPH0975827A - 自動計量供給装置の再循環装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 正確に混合されるべき成分を自動的に且つ正
確に計量供給する。 【解決手段】 自動計量供給装置（１０）の再循環装置
は計量供給されるべき塗料成分を貯容する加圧された供
給容器（２２Ａ）と、塗料成分を計量供給ヘッド（１
２）を経て再循環し供給容器へ戻すための再循環ループ
（４４Ａ、７０Ａ）とを有し、また計量供給ヘッド及び
供給容器に接続されたバッファリサーバ（６０Ａ）を含
む。再循環モード中には計量供給ヘッドへ供給された塗
料成分はへッド内に形成された通路（５４Ａ）を経て再
循環され、バッファリザーバへ導かれリザーバ内に蓄積
する。再循環モードが完了すると移送モードが開始さ
れ、バッファリザーバが供給容器内の圧力よりも高い圧
力に加圧され、これによりリザーバ内の塗料成分が供給
容器へ戻される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、全体的には自動計
量供給装置に係り、更に詳細には混合されるべき非常に
正確な量の成分を計量供給する自動計量供給装置に有用
な再循環装置及び方法に係る。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】自動車
修理業者は、一般に、実質的に全ての型式及び年式の自
動車について塗料の色を車体の色に正確に一致させるべ
く予め設定されたレシピに従って選択的に混合される比
較的少数の色塗料の在庫品しか保有していない。従って
自動車修理業者は特定の元の塗料の色に一致するよう必
要に応じてバッチ式に混合される比較的少数の色塗料の
在庫品のみを保有することによってかなりの在庫コスト
を節減することができる。自動車の色塗料の混合組成は
型式や年式毎に異なり、また頻繁に変更されるので、自
動車修理業者が全ての自動車メーカーについて元の塗料
の色に一致する予め混合された色塗料の全ての在庫品を
保有することはコストの点から実質的に不可能である。

【０００３】そのため自動車修理業に於いては従来より
個々の色塗料を手作業によって混合することが行われて
いる。即ち或る特定の型式及び年式の自動車について塗
料が特定の色に合致される必要があるときには、自動車
修理業者は色を一致させるためのレシピにより決定され
る所望の重量になるまで自らの在庫品より個々の色塗料
成分を手作業によって計量する。従ってかくして手作業
により計量された各色塗料成分を混合することにより自
動車の車体の色に一致する所望の自動車用塗料が得られ
る。

【０００４】しかし個々の色塗料成分を手作業によって
計量することによっては必ずしも塗料の混合レシピに従
った正確な混合を達成することができない。例えば個々
の塗料成分が計量される際の計量精度には限界がある。
更に個々の計量された塗料成分を別々の計量容器に投入
し、しかる後それらを混合する場合に生じる不正確さを
低減すべく、個々の計量された色塗料は一般に一つの混
合容器に順次投入される。従って人的誤差に起因して或
る一つの色塗料が既に計量された色塗料成分のバッチに
過剰に投入され、そのため形成される塗料のバッチ全体
が廃棄されなければならないことがある。

【０００５】自動計量供給装置が既に知られており、非
常に正確な量の成分が予め設定されたレシピに従って混
合される必要がある多数の用途に於いて使用されてい
る。例えば測定装置及びコンピュータにて補助される補
正機能を備えた幾つかの市販の塗料混合装置が知られて
いる。かかる公知の装置によれば、或る特定の成分の量
が過剰になると、特定の成分の量が過剰であることを補
正すべく他の成分がコンピュータの制御下にて少量添加
される。しかし特定の成分が過剰であることを補正すべ
く追加の量の他の成分が添加されると新たな成分量の誤
差が生じ易く、そのためかかる装置は完全に満足し得る
手段ではない。

【０００６】また自動計量供給装置は欧州特許出願第０
３５３１９７号の公開公報によっても知られており、こ
の装置に於いては各流動可能な成分が正確な量にて同時
に添加され、混合される。特にこの欧州特許出願の図２
には加圧された供給容器より流れてくる成分を計量供給
ヘッドへ導き或いは供給容器へ再循環させる複数の出口
を有する切換え弁（例えば三方向弁）を含む装置が図示
されている。しかし供給容器は加圧されているので、再
循環中に供給容器内の圧力に打ち勝って各成分を再循環
導管を経て供給容器へ戻すためには下流側にポンプが必
要である。

【０００７】非常に正確な量の個々の自動車用色塗料を
計量供給し、これにより自動車修理業者により従来使用
されていた手作業による計量方法を不要にする目的で、
前述の欧州特許出願に記載された種々の自動計量供給装
置を使用することが可能であるが、この装置に於いても
幾つかの実際的な重大な技術的問題がある。例えば自動
車用補修塗料は一般に固体の顔料と適当なキャリア（樹
脂及び溶媒）との混合物であるので、計量供給装置が不
使用である期間中に計量供給装置内に於いて、特に塗料
供給容器より計量供給ヘッドへ塗料を供給する導管内に
於いて、顔料の分離やキャリアの浮揚（これ以降は単に
「塗料の分離」という）が生じることがある。塗料の分
離が生じると、自動計量供給の精度が大きく悪化し、そ
のため色が所定の色とは異なって塗料の色が一致しなく
なる。

【０００８】自動計量供給装置の始動手順の一部として
若しくは各計量供給工程前に自動計量供給装置を経て塗
料を再循環させることにより塗料の分離の問題を緩和す
ることができる。しかし前述の如く、前記欧州特許出願
に記載された加圧された塗料供給系に於いては、切換え
弁を経て塗料を再循環させることはできるが、切換え弁
は計量供給ヘッドの上流側に配置されているので、計量
供給ヘッドを経て塗料を再循環させることはできない。
従って切換え弁を計量供給ヘッドに流体的に接続する導
管中に静止状態にて存在する塗料が分離し易い。

【０００９】従って自動車の補修塗装の分野に於いて
は、個々の塗料成分が計量供給ヘッドを経て再循環され
ることを可能にする再循環装置及び方法が自動計量供給
装置に組み込まれることが非常に望ましい。かかる再循
環装置は個々の塗料成分に於いて顔料の沈降が生じない
状態を確保し、これにより塗料成分が自動的に計量され
混合されることに関する精度を向上させる。本発明はか
かる改良に関するものである。

【００１０】

【発明の概要】本発明は、広義には、計量供給されるべ
き各流動可能な成分のための加圧された供給容器と、流
動可能な成分を計量供給ヘッドを経て再循環させ対応す
る加圧された供給容器へ戻す再循環ループとを有する自
動計量供給装置の再循環装置に於いて具現化される。よ
り詳細には、本発明による再循環装置は計量供給ヘッド
及び対応する加圧された供給容器の両方に流体的に接続
されたバッファリザーバを含んでいる。従って再循環モ
ード中には計量供給ヘッドへ供給された流動可能な成分
は計量供給ヘッドに形成された通路を経て再循環され、
しかる後対応するバッファリザーバへ導かれる。再循環
された流動可能な成分は再循環モードが完了するまでバ
ッファリザーバに蓄積される。再循環モードが完了する
と、移送モードが開始され、これによりバッファリザー
バが供給容器内の圧力よりも高い圧力に加圧される。か
くしてバッファリザーバが加圧されることによりバッフ
ァリザーバ内に蓄積した流動可能な成分が供給容器へ強
制的に移送される。

【００１１】計量された量にて混合される必要がある流
動可能な成分材料の数に応じて本発明の自動計量供給装
置には任意の数の供給容器及び再循環ループが設けられ
てよい。

【００１２】本発明によれば、計量供給ヘッド内の供給
ノズルに連通する導管内が再循環される流動可能な材料
にてパージングされ、これにより非常に正確な計量供給
が可能になるよう、流動可能な成分は計量供給ヘッドを
経て完全に再循環される。

【００１３】本発明のこの利点及び他の利点は後述の好
ましい実施形態についての下記の説明を参照することに
より更に一層明らかとなる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照しつつ、本
発明を実施形態について説明する。

【００１５】本発明は流動可能な状態（例えば液体、ペ
ースト状、スラリー状等）である実質的に任意の材料又
は流動可能な状態にすることができる材料（例えばジキ
ソトロピック材料）に有効に使用可能なものである。従
って本明細書に於いて使用されている「流動可能な成
分」、「流動可能な材料」等の用語は装置の再循環モー
ド及び移送モード中に流動可能である任意の材料を意味
するものである。

【００１６】本発明による自動計量供給装置１０の概略
構成が添付の図１に示されている。図１に於いては、計
量供給装置１０は説明の目的で二つの塗料流れループ１
０Ａ及び１０Ｂを有するものとして図示されているが、
計量供給装置１０には計量供給される必要がある成分の
数に応じて特定の最終用途に適合するよう任意の数の流
れループが設けられていてよい。例えば図３及び図４に
示された計量供給装置１０の特定の実施形態は３６種類
の塗料成分を計量供給する能力を有しているが、本発明
の範囲内にてこれよりも多い又は少ない計量供給能力を
有していてよい。

【００１７】計量供給装置１０は計量供給ヘッド１２を
含み、ヘッド１２はそれぞれ流れループ１０Ａ及び１０
Ｂの供給導管１４Ａ及び１４Ｂを経て供給される塗料成
分を計量供給する。

【００１８】計量供給される塗料成分は上端にて開いた
混合容器１６に受けられ、容器１６は精密重量測定装置
１８に関連する重量測定プラットフォーム１８′上に載
置されている。従って塗料成分が容器１６内へ計量供給
されると、重量測定装置１８は容器１６内の塗料の総重
量を示す信号をパーソナルコンピュータをベースとする
制御装置２０へ出力する。

【００１９】各塗料成分の適当な供給源が原料容器２２
Ａ及び２２Ｂ内に維持されており、各容器の内部にはそ
れぞれ回転可能な撹拌装置２２Ａ′及び２２Ｂ′が設け
られている。撹拌装置２２Ａ′及び２２Ｂ′はそれぞれ
可撓性トルクケーブル２２Ａ″及び２２Ｂ″により密閉
式の加圧マニホールド２４内に収容された駆動チェーン
２３（図３及び図４参照）に駆動接続されている。マニ
ホールド２４内の駆動チェーン２３は電動機２６により
駆動される。従って電動機２６が作動されることにより
マニホールド２４内にて駆動チェーン２３が駆動され、
これにより可撓性トルクケーブル２２Ａ″及び２２Ｂ″
が回転され、更に撹拌装置２２Ａ′及び２２Ｂ′が駆動
される。

【００２０】ヘッダ２８が導管２８ａを経て加圧マニホ
ールド２４へ加圧流体（例えば窒素、より好ましくは空
気の如き気体）を供給するようになっている。ヘッダ２
８よりの加圧流体は圧力制御装置２８ｂを通過し、圧力
制御装置２８ｂは流体の圧力を所定の値（例えば１．５
〜２．５bar ）に設定する。次いで加圧流体はマニホー
ルド２４より圧力導管３０Ａ及び３０Ｂを経て各原料容
器２２Ａ及び２２Ｂへ導入される。圧力導管３０Ａ及び
３０Ｂはそれぞれ加圧流体が原料容器２２Ａ及び２２Ｂ
へ流れるための環状空間を郭定するようケーブル２２
Ａ″及び２２Ｂ″を同軸に囲繞している。従って原料容
器２２Ａ及び２２Ｂ内の供給塗料成分は大気圧よりも高
い圧力の状態に維持される。原料容器２２Ａ及び２２Ｂ
にはそれぞれ圧力解放弁３１Ａ及び３１Ｂが設けられて
おり、これにより必要に応じて原料容器内を減圧し得る
ようになっている。

【００２１】同軸のトルクケーブル２２Ａ″、２２Ｂ″
及び圧力導管３０Ａ、３０Ｂを採用することが好ましい
が、トルクケーブル及び圧力導管が相互に独立した構造
が採用されてもよい。即ち他の一つの構造として、撹拌
装置２２Ａ′及び２２Ｂ′のための駆動装置は容器２２
Ａ及び２２Ｂを加圧するために使用される導管とは構造
的に独立していてもよい。

【００２２】或る量の塗料成分を計量供給する必要があ
る場合には、制御装置２０が常閉型精密計量弁３２Ａ、
３２Ｂの一方へ指令信号を出力する。かくして計量弁３
２Ａ、３２Ｂは制御装置２０よりの指令信号を受けるこ
とに応答して開弁する。上述の如く原料容器２２Ａ、２
２Ｂ内の供給塗料成分は加圧されているので、計量弁３
２Ａ、３２Ｂの一方が開弁すると塗料成分は容器２２
Ａ、２２Ｂの一方より導管３４Ａ、３４Ｂへ流れ、更に
導管１４Ａ、１４Ｂを経て計量供給ヘッド１２へ流れ
る。

【００２３】塗料成分の逆流を防止すべく、導管１４
Ａ、１４Ｂにはそれぞれ逆止弁３６Ａ、３６Ｂが設けら
れている。更に流動可能な成分として比較的粘性の高い
液体（例えば自動車の補修塗料）が使用される場合に
は、逆止弁３６Ａ、３６Ｂは計量供給ヘッド１２より流
動可能な成分が制御されない状態にて滴り落ちることを
防止する。即ち逆止弁３６Ａ、３６Ｂを計量供給ヘッド
１２に間近に近接した位置に（好ましくはこれに直接接
続される位置に）配置することにより、計量供給モード
の終了時に流動可能な成分の供給が確実に終了される。
かくして逆止弁３６Ａ、３６Ｂが設けられているので、
ノズルが乾燥した塗料により栓塞されることを防止すべ
く計量供給ヘッド１２の各ノズルのための独立の開閉弁
を設ける必要はない。

【００２４】塗料成分中に加圧された状態にて捕捉され
溶解した状態にある空気や他の気体を放出し得るよう、
導管１４Ａと３４Ａとの接続部及び導管１４Ｂと３４Ｂ
との接続部にそれぞれ連通接続された枝管３９Ａ、３９
Ｂには解放弁３８Ａ、３８Ｂが設けられている。

【００２５】計量弁３２Ａ、３２Ｂは電子式の重量測定
装置１８により容器１６へ計量供給される塗料の重量を
基準にフィードバック制御される。即ち制御装置２０は
正確な量の塗料成分を添加することを必要とする所望の
レシピにて予めプログラムされる。例えば重量測定装置
１８より出力される重量信号により正確な量の塗料成分
が原料容器２２Ａより計量供給されたことが検出される
と、制御装置２０はそれに応答して計量弁３２Ａへ指令
信号を出力し、これにより計量弁３２Ａが閉弁され、こ
れにより原料容器２２Ａよりの塗料成分の計量供給が終
了される。しかる後予めプログラムされたレシピに応じ
て、制御装置は他方の計量弁３２Ｂへ指令信号を出力
し、計量弁３２Ｂを開弁させ、これにより他方の塗料成
分が原料容器２２Ｂより容器１６へ計量供給される。更
に予めプログラムされたレシピに従って正確な量の塗料
成分が原料容器２２Ｂより供給されたことが重量測定装
置１８より出力される総重量信号に基づき制御装置２０
により検出されると、指令信号が計量弁３２Ｂへ出力さ
れることによって該計量弁が閉弁され、これにより原料
容器２２Ｂよりの塗料成分の供給が終了される。この手
順は特定の予めプログラムされたレシピの要件に適合す
るよう各塗料成分について繰返し行われる。

【００２６】上述の手順が繰返し行われると、各塗料成
分の量はレシピを充足するに必要な塗料成分の総量にほ
ぼ等しい値（例えば９５〜９８％）になる。従って最終
的に必要な塗料成分量を達成すべく、制御装置２０は重
量測定装置１８より信号を受け、各塗料成分について不
足量を演算する。次いで補正量の塗料成分を供給してレ
シピに応じた正確な総量を達成すべく、計量弁３２Ａ、
３２Ｂが順に又は同時に作動される。かくして大まかな
重量測定による計量供給が行われた後に補正量の塗料成
分が供給されることにより、計量供給時間が短くなり、
また計量供給の精度が向上するという幾つかの利点が得
られる。複数の塗料成分の計量供給が終了すると、塗料
の総量が重量測定装置１８によって再度チェックされ、
制御装置２０へ総重量を示す信号が出力される。

【００２７】本発明の実施に使用される好ましい計量弁
３２Ａ、３２Ｂは従来の構造のものである。この場合好
ましい計量弁３２Ａ、３２Ｂはシデック・エス・アー
（Cydec S.A.）より市販され、米国特許第５，１０８，
０７４号に記載されたものである。特に好ましい計量弁
は一つの入口ポート及び一つの出口ポートのみを有する
ものであることに留意されたい。即ち計量弁は流れバイ
パス機能を有しておらず、従って開弁されると計量供給
ヘッド１２への塗料成分の流れのみを許すものである。

【００２８】塗料成分を計量供給ヘッド１２を経て対応
する原料容器へ再循環させる必要がある場合には、剛固
な板１２ａがホールダ１２ｂに挿入される（図３参
照）。かくして板１２ａは特定の色の塗料成分にそれぞ
れ対応する吐出ノズルより塗料成分が流れ出すことを阻
止する。

【００２９】添付の図２は流れループ１０Ａのそれぞれ
供給導管１４Ａ及び再循環導管４４Ａのための計量供給
ヘッド１２内の流路を示している。供給導管１４Ａ内の
塗料成分の流れは逆止弁３６Ａ内に於いてばね３６Ａ″
のばね力に抗して球３６Ａ′を弁座より離脱させる。こ
れにより塗料成分は供給ポート４６Ａ内へ流入し得るよ
うになる。供給ポート４６Ａは供給通路５０Ａを介して
対応する吐出ノズル４８Ａに流体的に接続されている。
しかし吐出ノズル４８Ａの出口端部は板１２ａにより栓
塞されているので、塗料成分は内部逆止弁５２Ａのばね
５２Ａ″のばね力に抗して球５２Ａ′を弁座より離脱さ
せることによって再循環通路５４Ａへ流入する。かくし
て塗料成分は再循環ポート５６Ａを経て再循環導管４４
Ａへ排出される。

【００３０】再循環導管４４Ａ内を流れる塗料成分は流
れループ１０Ａの密閉式のバッファリザーバ６０Ａに導
入される。再循環モード中には、バッファリザーバ６０
Ａは原料容器２２Ａ内の圧力よりも実質的に低い圧力状
態に維持される。かくして再循環モード中には逆止弁６
２Ａが原料容器２２Ａ内に存在する高い圧力状態をバッ
ファリザーバ６０Ａ内に存在する低い圧力状態より隔離
する作用をなす。バッファリザーバ６０Ａは三方向ソレ
ノイド弁６４Ａにより大気圧に維持されることが好まし
い。即ち再循環モード中にはソレノイド６４Ａはバッフ
ァリザーバ６０Ａの内部空間を大気に開放する位置に設
定される。

【００３１】バッファリザーバ６０Ａは再循環モード中
に再循環される所定量（例えば約１５０ml）の塗料成分
を受け入れるに十分な大きさを有している。即ち計量弁
３２Ａが再循環モード中に制御装置２０よりの指令信号
によって全開されると、単位時間当り既知量の塗料成分
が導管１４Ａに流され、導管４４Ａを経て再循環され
る。従ってバッファリザーバ６０Ａの内容積は少なくと
も導管１４Ａ全体を原料容器１２Ａより供給される撹拌
された新しい塗料成分にてパージングするに十分な大き
さでなければならない。従って再循環モードの開始時に
は制御装置２０の内部クロックがスタートされる。導管
１４Ａの完全なパージングを達成するに必要な塗料成分
の総量に対応する十分な時間が経過した後に、制御装置
２０の内部クロックがタイムカウントを終了し、計量弁
３２Ａへ指令信号を出力し計量弁３２Ａを閉弁させるこ
とによって再循環モードが停止される。バッファリザー
バの充填は計量弁３２Ａを全開位置に切換えることによ
り若しくは補正体積の塗料成分により達成されてよい。

【００３２】バッファリザーバ６０Ａは該バッファリザ
ーバ内の塗料成分が加圧流体により加圧されるよう、ソ
レノイド弁６４Ａにより導管６６を介してヘッダ２８に
接続される。かくして再循環モードが上述の如く完了す
ると、制御装置２０はソレノイド弁６４へ指令信号を出
力し、これによりバッファリザーバ６０Ａが大気に開放
されるのではなくヘッダ２８により供給される加圧流体
に接続されるようソレノイド弁６４Ａの位置を切換え
る。この場合導管６６に設けられた圧力制御装置６８が
圧力制御装置２８ｂにより設定された圧力よりも約１ba
r 高い圧力にて加圧流体を供給するよう設定される。か
くしてソレノイド弁６４Ａがバッファリザーバ６０Ａを
導管６６内の加圧流体に接続すると、バッファリザーバ
６０Ａ内の再循環された塗料成分は、原料容器２２Ａ内
に存在する圧力状態よりも例えば約１bar 高い圧力状態
の影響下に置かれる。

【００３３】かくしてバッファリザーバ６０Ａと圧力導
管６６とが流体的に連通接続されることにより、バッフ
ァリザーバ６０Ａ内の再循環された塗料成分は導管７０
Ａ及び逆止弁６２Ａを経て原料容器２２Ａへ移送され
る。かかるバッファリザーバ６０Ａと圧力導管６６との
連通接続は、バッファリザーバ６０Ａ内の塗料成分を原
料容器２２Ａへ実質的に移送させるに十分な時間に亘り
一時的にのみ達成されなければならない。かくして制御
装置２０の内部クロックが移送モード中にタイムカウン
トを終了することに応答して指令信号がソレノイド弁６
４Ａへ出力され、これによりソレノイド６４Ａが再度リ
ザーバ６０Ａと大気とを連通接続する。従ってこの時点
に於いては逆止弁６２Ａは再度閉弁して原料容器２２Ａ
内の圧力を高い圧力に維持する。

【００３４】流れループ１０Ａについて上述した再循環
モード及び移送モードは流れループ１０Ｂ（及び装置１
０の他の流れループ）についても同様に達成される。即
ちバッファリザーバ６０Ｂ、逆止弁６２Ｂ、導管７０
Ｂ、三方向ソレノイド弁６４Ｂ（制御装置２０より出力
される指令信号に応答してリザーバ６０Ｂを一時的に圧
力導管６６に接続する）は流れループ１０Ａの部材につ
いて上述した要領と同一の要領にて機能する。

【００３５】上述の種々の構成部材の特に好ましい配列
態様が添付の図３及び図４に図示されている。流れルー
プ１０Ａの構造体及び自動計量供給装置１０の支持構造
体や補助構造体はそれらを明瞭に図示する目的で添付の
図３及び図４に於いては実線にて示されている。他の流
れループの構造体は主として仮想線にて示されており、
それらの構造体については詳細に説明しないが、これら
の構造体も後に説明する流れループ１０Ａの構造体と同
様の機能を果たす。

【００３６】自動計量供給装置１０は適当なフレーム１
００を含み、フレーム１００は所望の数の原料容器を支
持する幾つかの水平に配設された支持ラック１００ａを
有している。原料容器２２Ａは最も下方の列の支持ラッ
ク１００ａに配置され、上方の列の支持ラックに配置さ
れた同様の他の原料容器に比して大きい容積を有してい
る。かくして最も頻繁に使用される色の塗料成分は最も
下方の列の原料容器に貯容され、これにより塗料成分を
頻繁に充填し直すことなく十分な量の塗料成分が供給さ
れる。

【００３７】また支持フレーム１００は所要の電子装置
及び他の周辺機器を収容するための電子機器キャビネッ
ト１０２を支持している（図３参照）。計量供給ヘッド
１２も中央位置にて支柱１０４及びそれに関連するプラ
ットフォーム１０４ａの上方に於いてフレーム１００に
より支持されており、プラットフォーム１０４ａ上に重
量測定装置１８及び計量容器１６が配置されている。

【００３８】ソレノイド弁、バッファリザーバ、計量弁
はそれぞれ区分された水平バンク１０６、１０８、１１
０にフレーム１００により支持されている。かくして流
れループ１０Ａのソレノイド弁６４Ａ、バッファリザー
バ６０Ａ、計量弁３２Ａは他の流れループの同様の構造
体と共にそれぞれバンク１０６、１０８、１１０に配置
されている。

【００３９】所要の電気信号ケーブル等を対応する構造
体に接続するための空間を与えるべくケーブルチェース
１１２が設けられていることが好ましい。図３及び図４
には示されていないが、圧力導管２８ａは内部に駆動チ
ェーン２３が配置され流体が漏洩しないよう密閉された
マニホールド２４に接続されており、また図示の好まし
い実施形態に於いては同様に流体が漏洩しないよう密閉
されたマニホールド構造体である導管６６に接続されて
いる。かくしてソレノイド弁６４Ａがニップル導管１１
４Ａを介してマニホールド導管６６に接続されることに
より、ソレノイド弁６４Ａがヘッダ（図１に示されてい
るが図３及び図４には示されていない）より供給される
加圧流体に接続される。同様に流れループ１０Ｂのソレ
ノイド弁６４Ｂ（及びバンク１０６内の他のソレノイド
弁）も対応するニップル導管１１４Ｂを介してマニホー
ルド導管６６に流体的に接続されている。

【００４０】再循環導管４４ＡはＴ形接続部材１１６Ａ
により移送導管７０Ａに接続されている。かくしてＴ形
接続部材１１６Ａは導管４４Ａ及び７０Ａを互いに流体
的に接続すると共に、ニップル導管１１８Ａを介してバ
ッファリザーバ６０Ａに流体的に接続している。同様に
Ｔ形接続部材１１６Ｂ及びニップル導管１１８Ｂは流れ
ループ１０Ｂの導管４４Ｂ、７０Ｂ及びバッファリザー
バ６０Ｂを接続している。詳細には説明されていない他
の流れループも同様に流体的に接続されている。かくし
て上述の再循環モード中及び移送モード中に塗料成分が
流入したり流出したりすることを許し、これによりバッ
ファリザーバの構造を簡略化するためには、各バッファ
リザーバの下端に一つのポートが設けられるだけでよ
い。

【００４１】再循環モード中に塗料成分がバッファリザ
ーバより対応するソレノイド弁へ逆流することを防止
し、また移送モード中に加圧流体がバッファリザーバよ
り流出することを防止すべく、各バッファリザーバには
図５（Ａ）及び（Ｂ）に示されている如き内部フロート
弁が設けられている。図５（Ａ）及び（Ｂ）は計量供給
装置１０に含まれるバッファリザーバの代表として流れ
ループ１０Ａのバッファリザーバ６０Ａを示している。

【００４２】図５（Ａ）及び（Ｂ）に示されている如
く、バッファリザーバ６０Ａは実質的に円筒形の本体６
０Ａ₁ を含み、その開いた上端はねじ式のキャップ構造
体６０Ａ₂ によりシール式に閉じられている。ニップル
導管１１４Ａはキャップ構造体６０Ａ₂ に形成されたア
ッパポート６０Ａ₃ を介して本体６０Ａ₁ 内の内部空間
に流体的に接続されている。従って加圧流体は上述の移
送モード中にはバッファリザーバ６０Ａの内部空間に導
入される。

【００４３】バッファリザーバ６０Ａの内部空間には球
形のフロート弁１２０Ａが配置されている。フロート弁
１２０Ａはバッファリザーバ６０Ａ内の流動可能な材料
中に於いて浮上し且つこれに対し化学的に安定であるよ
う選定される。例えば本発明による計量供給装置１０が
自動車用塗料に使用される場合には、フロート弁はｎ−
ブチルゴムにて形成されることが好ましい。好ましいｎ
−ブチルゴム製のフロート弁はアメリカ合衆国イリノイ
州シカゴ所在のハーパー・レーザー・グッズ（Harper L
eather Goods）よりModel CT355 なる型番にて販売され
ている。

【００４４】図５（Ａ）はバッファリザーバ６０Ａの内
部空間の実質的に全体が再循環モード中に再循環された
塗料成分ＲＰにて充填された状態を示している。フロー
ト弁１２０Ａは再循環された塗料成分ＰＲ中にて浮上す
るので、フロート弁は塗料成分の液面の上昇と共に上昇
する。バッファリザーバ６０Ａ内に於ける塗料成分の液
面は通常時にはポート６０Ａ₃ の下端までは上昇しな
い。しかしバッファリザーバ６０Ａ内に於ける塗料成分
の液面が異常なレベルに上昇すると、フロート弁１２０
Ａはポート６０Ａ₃ の下端に形成された球面状（又は円
錐形）の窪み６０Ａ₄ に着座せしめられる（図５（Ｂ）
参照）。前述の如く再循環モード中にはソレノイド弁６
４Ａは大気に開放される。そのためフロート弁が窪み６
０Ａ₄ に着座すると、再循環導管４４Ａ内の圧力は原料
容器２２Ａ内の圧力より低いので、再循環された塗料成
分ＲＰはバッファリザーバ６０Ａ内へ流入しなくなる。
従ってフロート弁１２０Ａは再循環モード中には安全弁
として機能し、制御装置の誤作動の場合にはソレノイド
弁６４Ａ（及び圧力導管６６）内へ塗料成分が逆流する
ことを防止する。

【００４５】またフロート弁１２０Ａは添付の図５
（Ｂ）に示されている如く移送モード中にも安全弁とし
て機能する。即ち移送モード中にはソレノイド弁６４Ａ
はバッファリザーバ６０Ａの内部空間を加圧するよう加
圧流体に接続され、これにより再循環された塗料成分Ｒ
Ｐの実質的に全てが導管７０Ａを経て原料容器２２Ａへ
移送される。この場合には再循環された塗料成分中に加
圧流体（例えば空気）が捕捉されることを防止すると共
に、加圧流体が原料容器２２Ａへ流入することを防止す
ることが好ましい。球形のフロート弁１２０Ａの直径は
バッファリザーバ６０Ａの本体６０Ａ₁ の内径よりも僅
かに小さいので、フロート弁１２０Ａは加圧流体が移送
モード中にバッファリザーバ６０Ａに流入しても再循環
された塗料成分ＲＰ中に加圧流体が捕捉されることを防
止するバリヤとして機能する。更にバッファリザーバ６
０Ａの本体６０Ａ₁ の下端は半球状をなしているので、
再循環された塗料成分の実質的に全てが原料容器２２Ａ
へ移送されると、フロート弁は加圧流体によってロアポ
ート６０Ａ₅ に対し強制的に着座せしめられる。その結
果加圧流体は導管７０Ａ、従って原料容器２２Ａへ流入
することが阻止される。かくしてフロート弁１２０Ａは
導管６６内の加圧流体の高い圧力をマニホールド２４及
び導管３４Ａを経て供給される原料容器２２Ａ内の加圧
流体の低い圧力より隔離する。更に移送モード中に於け
るバッファリザーバ６０Ａ内の流速は比較的早いので、
フロート弁１２０Ａは空気と塗料成分との混合物が霧化
して導管７０Ａへ流入し、これにより塗料成分中に空気
が捕捉された状態になることを防止する機能を果たす。

【００４６】添付の図６（Ａ）及び（Ｂ）は本発明に従
って使用されてよい特に好ましい形態の解放弁を示して
いる。特に流れループ１０Ｂの解放弁３８Ｂ及び本発明
による計量供給装置１０に使用されてよい他の解放弁の
代表として、流れループ１０Ａの解放弁３８Ａが図６
（Ａ）及び（Ｂ）に図示されている。

【００４７】解放弁３８Ａはそれ自身実質的に従来の構
造を有し直列に連結された一対の解放弁３８Ａ₁ 及び３
８Ａ₂ よりなっている。即ち解放弁３８Ａ₁ 及び３８Ａ
₂ は最も好ましくはチャドナウ・バルブ・カンパニー
（Chudnow Valve Company ）より部品Ｎｏ．Ｓ４７０と
して販売されているボールチェック弁である。かくして
解放弁３８Ａ₁ 及び３８Ａ₂ はそれぞれ弁本体３８
Ａ₃ 、３８Ａ₄ と、ボールリテーナシート３８Ａ₅ 、３
８Ａ₆ と、エラストマＯリング３８Ａ₇ 、３８Ａ₈ とを
含んでいる。しかし解放弁３８Ａ₁ 及び３８Ａ₂ は、容
器２２Ａより供給される塗料成分中に於いて浮上する一
連の球３８Ａ₉ 〜３８Ａ₁₃を含むよう本発明に従って修
正されている。特に球３８Ａ₉ 〜３８Ａ₁₃は最も好まし
くはポリプロピレンにて形成され、アメリカ合衆国オハ
イオ州エルモア所在のマシニング・テクノロジーズ・イ
ンコーポレイテッド（Machining Technologies, Ic. ）
より販売されている。ニップルコネクタ３８Ａ₁₄が枝管
３９Ａを弁本体３８Ａ₄ に連結するようになっている。

【００４８】塗料成分が計量弁３２Ａを経て導管１４Ａ
に流入する際には、供給される塗料成分の一部が枝管３
９Ａに導かれる（図１参照）。枝管３９Ａ内の塗料成分
は一連の球３８Ａ₁₁〜３８Ａ₁₃を浮上させてリテーナシ
ート３８Ａ₆ に着座させ、これにより弁本体３８Ａ₄ を
経て塗料成分が流れることを阻止する。しかし空気（又
は加圧流体として使用される他の気体）が解放弁３８Ａ
に到達すると、その空気は弁本体３８Ａ₄ 内に集まる。
従って球３８Ａ₁₁〜３８Ａ₁₃は浮上せずボールリテーナ
シート３８Ａ₆ にも着座せず、塗料成分中に捕捉された
空気は解放弁３８Ａ₁ の弁本体３８Ａ₃ へ通過する。解
放弁３８Ａ₁ 内に塗料成分が存在しなければ、空気は適
当な排気位置へ導かれる。かくして解放弁３８Ａ₁ は解
放弁３８Ａ₂ により与えられる機能に対する予備のバッ
クアップとして作用する。従って解放弁３８Ａは計量供
給ヘッドへ供給される塗料成分中に捕捉された加圧流体
を系より排出させる。

【００４９】本発明による計量供給装置１０は、アルミ
ニウム粒子や雲母粒子を含み粒子が損傷されないよう注
意深く取り扱われる必要がある塗料を含む実質的に任意
の種類の自動車用塗料に使用可能なものである。装置１
０の全ての構成部材は、装置１０が油性塗料及び水性塗
料の両方に使用可能であるよう耐食性及び耐溶媒性を有
する材料にて形成される。

【００５０】更に計量供給装置１０の構造は耐爆発性を
有するよう構成されており、従って可燃性物質取り扱い
装置について現在有効な安全基準に適合するものであ
る。即ち供給導管及び再循環導管は空気圧が低い場合に
作動する遮断装置を有する耐爆発性の圧縮空気キャビネ
ット内に収容された電気部品及び電子部品の外側に設け
られている。

【００５１】以上に於いては本発明による計量供給装置
１０を自動車用塗料が正確に且つ自動的に計量供給され
る現在好ましい実施形態に限定について説明したが、他
の流動可能な液体材料、ペースト状材料、スラリー状材
料についても上述の構造及び機能より同様の作用効果が
得られることが理解されよう。

【００５２】従って以上に於いては本発明を最も実用的
であり好ましい実施形態について説明したが、本発明は
上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範
囲内にて種々の修正や等価な置換が可能であることが理
解されよう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による再循環装置を含む自動計量供給装
置を示す概略構成図である。

【図２】一つの塗料成分のための計量供給ヘッド内の流
路を拡大して示す部分断面図である。

【図３】本発明による再循環装置を含む自動計量供給装
置の正面図である。

【図４】図３に示された自動計量供給装置の背面図であ
る。

【図５】本発明による再循環装置に使用されるバッファ
リザーバを塗料成分にて充填された状態（Ａ）及び塗料
成分にて充填されていない状態（Ｂ）について示す断面
図である。

【図６】本発明による再循環装置に使用される解放弁を
示す分解斜視図（Ａ）及び一部破断して示す正面図
（Ｂ）である。

【符号の説明】

１０…自動計量供給装置 １２…計量供給ヘッド １４Ａ、１４Ｂ…供給導管 １８…重量測定装置 ２０…制御装置 ２２Ａ、２２Ｂ…原料容器 ３２Ａ、３２Ｂ…計量弁 ４４Ａ…再循環導管 ６０Ａ、６０Ｂ…バッファリザーバ ６４Ａ、６４Ｂ…三方向ソレノイド弁 ７０Ａ、７０Ｂ…移送導管 １２０Ａ…フロート弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｇ 17/06 Ｇ０１Ｇ 17/06 (72)発明者 ジェイムズ・エル・アンダーソン アメリカ合衆国 48843 ミシガン州、ハ ウエル、クランブルック・ドライヴ 84 (72)発明者 アルフレッド・フランク アメリカ合衆国 43612 オハイオ州、ト レド、トーランス・ドライヴ 3654 (72)発明者 ジョルジュ・キャヴェラ スイス国 シー・エイチ−1025 セイン ト・サルピス、リュ・セントラル 53

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定量の流動可能な材料を計量供給する計
   量供給ヘッドと、流動可能な材料の供給源をＰ₁ の圧力
   状態に維持する供給容器と、前記供給容器を前記計量供
   給ヘッドに流体的に接続する供給導管と、前記供給導管
   に設けられ少なくとも流動可能な材料が前記計量供給ヘ
   ッドへ流れることを阻止する閉弁状態と流動可能な材料
   が前記計量供給ヘッドへ流れることを許す開弁状態とを
   有する流れ制御弁とを有する自動計量供給装置に於い
   て、再循環モード中に流動可能な材料を前記供給容器へ
   再循環させる再循環装置を含み、前記再循環装置はバッ
   ファリザーバと、 前記計量供給ヘッド内に設けられ前記供給導管と流体的
   に接続された再循環通路と、 前記再循環通路を前記バッファリザーバに流体的に接続
   する再循環導管と、 前記バッファリザーバ及び前記供給容器を流体的に接続
   する移送導管と、 前記供給容器の圧力Ｐ₁ よりも高い圧力Ｐ₂ の加圧流体
   の供給源と、 前記バッファリザーバを前記加圧流体の供給源に選択的
   に接続する切換え弁であって、前記バッファリザーバが
   圧力解放される解放状態と、前記バッファリザーバが前
   記加圧流体の供給源に流体的に接続される加圧状態とを
   有する切換え制御弁と、 前記流れ制御弁及び前記切換え制御弁に駆動接続された
   自動制御装置であって、（１）前記流れ制御弁をその開
   弁状態に設定する第一の信号を出力することにより再循
   環モードを開始し、前記再循環導管を経て流動可能な材
   料を前記バッファリザーバへ導き、再循環された流動可
   能な材料を前記バッファリザーバ内に蓄積させ、しかる
   後（２）前記切換え制御弁をその加圧状態に設定する第
   二の信号を出力することにより移送モードを開始し、前
   記切換え制御弁が前記加圧状態になることに応答して前
   記バッファリザーバを前記加圧流体にて加圧し、これに
   より前記バッファリザーバ内の再循環された流動可能な
   材料を前記供給容器へ移送させる自動制御装置と、を含
   んでいることを特徴とする自動計量供給装置。
2. 【請求項２】請求項１の自動計量供給装置に於いて、前
   記バッファリザーバは前記再循環導管及び前記移送導管
   の両方に流体的に接続されたポートであって、再循環さ
   れた流動可能な材料が前記バッファリザーバへ流入し前
   記バッファリザーバより流出することを許すポートを含
   んでいることを特徴とする自動計量供給装置。
3. 【請求項３】請求項１の自動計量供給装置に於いて、前
   記制御装置は前記移送モード中に前記流れ制御弁をその
   閉弁状態に設定する第三の信号を出力することを特徴と
   する自動計量供給装置。
4. 【請求項４】請求項１の自動計量供給装置に於いて、前
   記切換え制御弁は前記解放状態に於いては大気に開放さ
   れることを特徴とする自動計量供給装置。
5. 【請求項５】請求項１の自動計量供給装置に於いて、前
   記供給導管に流体的に接続された枝管と、前記枝管に設
   けられ前記枝管より気体をパージングする一方向リリー
   フ弁とを含んでいることを特徴とする自動計量供給装
   置。
6. 【請求項６】請求項１の自動計量供給装置に於いて、前
   記一方向リリーフ弁は直列に接続された一対の逆止弁を
   含んでいることを特徴とする自動計量供給装置。
7. 【請求項７】請求項１又は２の自動計量供給装置に於い
   て、前記バッファリザーバは再循環された流動可能な材
   料中に於いて浮上する内部フロート弁を含んでいること
   を特徴とする自動計量供給装置。
8. 【請求項８】請求項７の自動計量供給装置に於いて、前
   記バッファリザーバは円筒形の本体を有し、前記内部フ
   ロート弁は球形をなし且つ前記バッファリザーバの前記
   本体の内径に近い直径を有していることを特徴とする自
   動計量供給装置。
9. 【請求項９】請求項１の自動計量供給装置に於いて、前
   記切換え制御弁は三方向ソレノイド弁であることを特徴
   とする自動計量供給装置。
10. 【請求項１０】請求項１の自動計量供給装置に於いて、
    前記圧力Ｐ₂ は前記圧力Ｐ₁ よりも実質的に１bar 高い
    ことを特徴とする自動計量供給装置。
11. 【請求項１１】請求項１の自動計量供給装置に於いて、
    前記計量供給ヘッドは前記再循環通路に流体的に接続さ
    れた供給ポートと、再循環モード中には前記供給ポート
    を遮断し、これにより前記供給導管により前記計量供給
    ヘッドへ供給された流動可能な材料を前記再循環導管へ
    導く板とを含んでいることを特徴とする自動計量供給装
    置。
12. 【請求項１２】請求項１の自動計量供給装置に於いて、
    前記計量供給ヘッドに間近に近接して前記供給導管に設
    けられ所定量の流動可能な材料が供給された後に前記計
    量供給ヘッドより流動可能な材料が制御されない状態に
    て滴り落ちることを防止する逆止弁を含んでいることを
    特徴とする自動計量供給装置。
13. 【請求項１３】計量供給ヘッドより吐出され再循環され
    る流動可能な材料が加圧された供給容器へ戻されるよ
    う、流動可能な材料を前記供給容器より前記計量供給ヘ
    ッドを経て再循環させる方法に於いて、 （ａ）バッファリザーバを再循環導管により前記計量供
    給ヘッドに流体的に接続すると共に前記バッファリザー
    バを移送導管により前記供給容器に流体的に接続する工
    程と、 （ｂ）再循環モード中には前記バッファリザーバ内の圧
    力状態を前記供給容器内の圧力状態よりも低い圧力状態
    に設定し、これにより前記計量供給ヘッドより吐出され
    再循環される流動可能な材料を前記バッファリザーバ内
    に蓄積させる工程と、 （ｃ）移送モード中には前記バッファリザーバ内の圧力
    状態を前記供給容器内の圧力状態よりも高い圧力状態に
    設定し、これにより前記バッファリザーバ内に蓄積され
    た流動可能な材料を前記移送導管を経て前記供給容器へ
    移送させる工程と、を含んでいることを特徴とする方
    法。
14. 【請求項１４】請求項１３の方法に於いて、前記工程
    （ｃ）は前記供給容器内の圧力状態よりも高い圧力を有
    する加圧流体の供給源と、前記加圧流体の供給源を前記
    バッファリザーバに流体的に接続する作動位置を有する
    切換え制御弁とを設け、前記切換え制御弁をそれが前記
    作動位置に位置するよう作動させることによって実行さ
    れることを特徴とする方法。
15. 【請求項１５】請求項１４の方法に於いて、前記工程
    （ｂ）は前記切換え制御弁がその作動位置にないときに
    前記切換え制御弁を大気に開放することにより実行され
    ることを特徴とする方法。
16. 【請求項１６】請求項１３の方法に於いて、前記供給導
    管より蓄積した気体を排出させる工程を含んでいること
    を特徴とする方法。
17. 【請求項１７】請求項１３の方法に於いて、前記バッフ
    ァリザーバ内に再循環により蓄積された流動可能な材料
    中に於いて浮上する内部フロート弁を前記バッファリザ
    ーバ内に設けることを含んでいることを特徴とする方
    法。
18. 【請求項１８】請求項１３の方法に於いて、所定量の流
    動可能な材料が供給された後に前記計量供給ヘッドより
    流動可能な材料が制御されない状態にて滴り落ちること
    を防止することを含んでいることを特徴とする方法。
19. 【請求項１９】請求項１８の方法に於いて、流動可能な
    材料が制御されない状態にて滴り落ちることを防止する
    前記工程は流動可能な材料を供給する導管に前記計量供
    給ヘッドに間近に近接して逆止弁を設けることを含んで
    いることを特徴とする方法。