JPH1030553A - 導電性コーティング材料用のポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 導電性コーティング材料用のピストンポンプ
におけるシール摩耗の低減及びポンプ内部でのコーティ
ング材料と加圧空気の漏洩並びに相互汚染の回避。 【解決手段】 導電性コーティング材料の供給及び吐出
システムに使用するために特に構成されたピストンポン
プについて、外壁と対向する第１及び第２端と中央に配
置された仕切板（２０）により第１空洞（２４）と第２
空洞（３６）に分けられた中空内部とを有した構造とし
た。さらに、コネクターロッド（３８）についても仕切
板（２０）に形成された孔（２２）を貫通して延び、そ
の両端に第１（４０）及び第２（４４）ピストンヘッド
が取り付けられ、さらにそれらのピストンヘッド（４
０、４４）は縦列状態でコーティング材料の第２空洞
（３６）への導入に応じて第１の方向に移動し、第２空
洞（３６）からコーティング材料を送出するために加圧
空気が第１空洞（２４）に導入される際にそれらピスト
ンヘッド（４０、４４）を第２の方向に移動する構造と
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導電性コーティン
グ材料の供給及び吐出システムに係り、特に、空気とコ
ーティング材料との混合やシール事故を大幅に低減し
た、一本以上のポンプ移送ユニットを用いる供給システ
ムに関する。

【０００２】

【従来の技術】静電スプレ技術を使用したコーティング
材料の塗布は何年も前から工業界で実用化されている。
この塗布にあっては、コーティング材料は霧化状態で放
出され、静電荷がこの霧化状の粒子に印加され、この帯
電された霧化状粒子が異なった電位の基材に向けられそ
こに静電吸引される。従来は、静電コーティング塗布に
使用する主材料は、ニスやラッカーやエナメル等のよう
な溶剤をベースとしたコーティング材料であった。

【０００３】このようなコーティング材料についての問
題は、これらのコーティング材料が爆発性かつ毒性の雰
囲気を作り出すことである。この爆発性の雰囲気は、も
しスプレガンのノズルをたまたま接地するなどによって
不用意にスパークを発生させた場合には、雰囲気中の溶
剤に着火して爆発を生じ、安全上危険である。また溶剤
コーティング材料による作業現場の毒性雰囲気は、作業
者が溶剤蒸気を吸い込んだ場合には、健康上危険であ
る。

【０００４】溶剤ベースのコーティングは上述のような
問題があるので、最近の傾向としては爆発性や毒性の問
題を軽減する水ベースのコーティングに切換えられて来
ている。しかしながら、水ベースタイプのコーティング
への切換によって、溶剤ベースのコーティングでは比較
的少ない危険であった感電の危険が急増して来ている。

【０００５】この感電の問題は、本発明の出願人が所有
する米国特許第４，３１３，４７５号と第５，０７８，
１６８号と第５，１９７，６７６号と第５，３４１，９
９０号に取扱われている。これらのタイプのシステムで
は、一個以上の導電性コーティング材料源とコーティン
グ吐出機に送出される静電帯電コーティング材料との間
に「電圧遮断」又は空気間隙が設けられている。このよ
うな電圧遮断の存在によって、水ベースのコーティング
材料源と高圧の静電電源との間には電路が形成されな
い。

【０００６】上述の特許に開示されたタイプのシステム
にあっては、電圧遮断装置が設けられ、この電圧遮断装
置は、一個以上のコーティング材料源に接続された充填
ステーションと、充填ステーションから物理的に離れて
配置され一個以上のコーティング吐出機に接続された放
出ステーションと、充填ステーションと放出ステーショ
ンとの間を移動可能なシャトルとを具備する。このシャ
トルは結合部材及び供給ラインを介して、ポンプ、好ま
しくはピストン・ポンプの入口に接続され、このポンプ
には、シャトルが充填ステーションに位置する時に、コ
ーティング材料源からコーティング材料が供給される。

【０００７】シャトルは搬送ラインによってピストン・
ポンプの出口に接続された結合部材を有し、このポンプ
は、シャトルが放出ステーションに位置する時に、コー
ティング材料を一個以上のコーティング吐出機に送出す
る。充填ステーションと放出ステーションとの間のシャ
トルの移動を制御することによって、コーティング材料
源と静電帯電されたコーティング吐出機との間に空気間
隙が常に維持される。

【０００８】米国特許第４，３１３，４７５号に開示さ
れたシステム等の古いシステムにあっては、コーティン
グ材料は加圧空気の印加によってポンプ移送ユニットに
搬送されかつそこから搬送される。この加圧空気はコー
ティング材料と直接に接触してそのコーティング材料を
ポンプ移送ユニットに流入させ、かつそこから流出させ
る。コーティング材料と空気との接触によって、多くの
タイプのコーティング材料は劣化してしまうことが判明
しており、従って、コーティング材料は基材に塗布され
るまでは空気から隔離されることが望ましい。

【０００９】コーティング材料と空気との接触の問題を
回避する為に、上述のタイプの搬送システムにはピスト
ン・ポンプが使用されている。このピストン・ポンプは
一般に、貯槽を形成する円筒壁を具備し、この貯槽内で
は、ピストン・ヘッドとこれに接続されたピストン・ロ
ッドとを有するピストンが軸方向に移動可能である。

【００１０】空気又はその他の作動流体がピストン・ヘ
ッドの一方側に供給され、これによってピストン・ヘッ
ドの他方側のコーティング材料を貯槽から流出させる。
多くのピストン・ポンプにあっては、ピストン・ヘッド
に一本以上の外周溝が形成され、外周溝の各々はシリン
ダーの壁に摺動可能に係合する位置にシールを保持して
いる。この種のピストン・ポンプは空気と塗料との直接
接触の問題を回避するが、その運転の際に別の問題が生
ずる。

【００１１】上述の種類のピストン・ポンプに関する問
題は、ピストン・ヘッドが貯槽内を往復動する際にその
ピストン・ヘッドに設けられたシールがシリンダーから
コーティング材料を完全には拭き取ることができないこ
とである。従って、コーティング材料の薄いフィルムが
シリンダー壁に従って形成され、このフィルムはピスト
ン・ヘッドの往復動時に貯槽中に導入される作動空気と
接触して乾燥される。

【００１２】この乾燥塗料はシリンダー壁に摩耗性の高
摩擦残渣として残存し、これによりピストン運動が異常
をきたしかつシールが早期に損傷する。更に、特にシス
テムの運転が何らかの理由で或る期間中断した場合に
は、上述の塗料付着物は粘性又は粘着性が非常に高くな
り、ピストン・ヘッドの動きを大幅に制限してしまう。

【００１３】上述のタイプのピストン・ポンプの別の問
題は、「圧力トラップ」として知られる現象である。こ
れは、ピストン・ヘッドが互いに軸方向に離間した２個
以上の円周方向延在シールを有する場合に、ピストン・
ポンプのシリンダーの壁からコーティング材料を拭く速
度の差異に起因する現象である。即ち、コーティング材
料が両シール間の軸方向の間隔内に蓄積してしまい、こ
の蓄積したコーティング材料がピストンの加圧面と反対
側のシールをピストン・ヘッドの溝に対して押し付け
る。

【００１４】例えば、加圧空気がピストン・ヘッドの一
方側のポンプ貯槽に導入されると、両シール間の軸方向
間隔内に溜ったコーティング材料がピストンのコーティ
ング材料側に向う方向に押し付けられ、これによって、
コーティング材料に近い方のシールがピストンヘッドの
溝の縁に押し付けられる。ピストン・ヘッドの反対側が
例えばコーティング材料の流入によって加圧されると、
両シール間に溜ったコーティング材料が反対方向、即ち
ピストンヘッドの空気側の方へ押し付けられ、これによ
って、空気側に近い方のシールがピストン・ヘッドの溝
に対して押し付けられる。このような圧力トラップの問
題は、システムの邪魔者になると共にシールの摩耗を加
速する。

【００１５】導電性コーティング材料用ピストン・ポン
プに関する問題は、本発明の譲受人が所有する米国特許
第５，２２１，１９４号によって取扱われている。こ
の’１９４特許に開示されたピストン・ポンプはピスト
ン・ロッドを具備し、このピストン・ロッドは、第１端
がピストン・ヘッドに接続され、第２端がポンプの貯槽
から外方へ突出してハウジングの端の孔を貫通してい
る。ピストン・ロッドは軸方向孔を有し、この軸方向孔
はピストン・ヘッドを通って、ピストン・ヘッドに形成
された少なくとも４個の分岐通路に交わっている。

【００１６】これらの通路は、ピストン・ロッド孔から
ピストン・ヘッドの外周に向って半径方向外方へ延在し
ており、その延在位置は、ピストン・シールを夫々保持
する２個の環状円周溝の間である。貯槽から外方へ延在
したピストン軸の端は、固定具によって水のような潤滑
用流体を収容する排出孔付きのキャップを有するプラス
チックチューブの一部に接続されることが好ましい。

【００１７】水は周囲圧でチューブからピストン軸の孔
を通って、ピストン・シール間において、分岐通路の各
々を半径方向外方へ流れピストン・ヘッドの外周囲に達
する。この水はポンプ・ハウジングのシリンダー壁に沿
った潤滑剤となり、シリンダー内でのピストン・ヘッド
の移動を円滑化する。また、シール間の水の存在は、ピ
ストン・ヘッドの塗料側と空気側との相互汚染を防止す
る。

【００１８】シールの一方を通って漏洩する空気は、両
シール間の水中に捕捉され、最終的に分岐通路とピスト
ン軸の孔とに沿って上流に流れてプラスチックチューブ
から排出される。同様に、いずれかのシールを通って漏
洩したコーティング材料は、両シール間の間隔に存する
水に混入して、最終的には分岐通路とピストン軸孔とに
沿って上流へ流れ、プラスチックチューブに達する。

【００１９】米国特許第５，２２１，１９４号のピスト
ンポンプは他のポンプ移送装置に対して改良されている
が、しかしながら或る用途分野においてはいくつかの問
題を有することが判明した。他の多くのポンプ構成と同
じように、ピストン・ヘッドとポンプ・ハウジングの壁
との間を確実にシールすることがポンプの有効運転にと
って基本的な重要事項である。

【００２０】このシールは、円形状のポンプ・ヘッドと
ポンプ・ハウジングの円筒壁との同心性の程度にかなり
依存する。ポンプ内部でのピストン・ヘッドの同心移動
は、ポンプ・ハウジングの一端の孔を貫通するピストン
・ヘッドに接続のピストン・ロッドの位置決め精度に依
存する。ピストン・ヘッドとシリンダー壁との間の同心
性が比較的僅かずれただけで、シールが早期に摩耗して
しまい、シールからの漏洩が生ずることが判明した。

【００２１】このように、ピストン・ヘッドの一方側の
加圧空気は他方側のコーティング材料に入り込むことが
あり、その逆も起こり得る。コーティング材料と加圧空
気との接触によって、上述のようにコーティング材料の
劣化が生ずると共に、コーティング材料内に空気が存在
すると、基材に塗布されたコーティング材料の仕上が不
完全になってしまう。

【００２２】そこで、本発明の諸目的は、シール摩耗を
改良し、コーティング材料及び／又は空気がシールから
漏洩することを実質的に防止し、かつポンプのシリンダ
ー・ハウジングの壁とピストン・ヘッドとの間のほぼ完
全な同心性に依存することなく、上記壁とピストン・ヘ
ッドとの間を確実にシールすることができるピストン・
ポンプ具備の導電性コーティング材料塗布システムを提
供することである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】これらの目的は、外壁と
対向する第１及び第２の端と中央配置の仕切板によって
第１空洞及び第２空洞に分離された中空内部とを有する
ポンプ・ハウジングを具備する、導電性コーティング材
料供給及び吐出システムに使用されるように特に構成さ
れたピストン・ポンプによって達成される。

【００２４】コネクター・ロッドが仕切板に形成された
孔を貫通し、このコネクター・ロッドの両端には第１及
び第２のピストン・ヘッドが取付けられ、これらの第１
及び第２のピストン・ヘッドは第１及び第２空洞内に夫
々位置する。流体入口がハウジングに形成され、この流
体入口によってコーティング材料が第２空洞内に導入さ
れる。

【００２５】空気入口がハウジングに形成され、この空
気入口によって、加圧空気が第１空洞内に導入される。
第１及び第２ピストン・ヘッドは縦列状態で、コーティ
ング材料が流体入口を介して第２空洞内に導入されると
これに応じて第１の方向へ移動し、また加圧空気がコー
ティング材料を第２空洞から送出する為に第１空洞内に
導入される時に第２の方向へ移動する。

【００２６】本発明の重要な態様は、各ピストン・ヘッ
ドが夫々の第１及び第２空洞内においてポンプ・ハウジ
ングの壁に沿って自身を中心に位置決めするという概念
に基づくものである。これは、コネクター・ロッドがそ
の長手軸に関して少なくとも或る限度内で旋回又はシフ
トすることを許容する大きさの直径を有する孔を仕切板
に穿孔することによって、達成される。

【００２７】こうして、コネクター・ロッドの各端に取
付けられた第１及び第２ピストン・ヘッドは、ピストン
・ヘッドの寸法とポンプ・ハウジング壁の寸法とに不一
致がある場合にも、ポンプ・ハウジング壁に対してシフ
ト可能になる。このように、第１及び第２のピストン・
ヘッドの外周縁は、確実なシールを得る為に、ハウジン
グ壁と完全には同心になる必要がない。これによって、
シールの摩耗が低減され、かつ第２空洞内のコーティン
グ材料と第１空洞内に導入された加圧空気との間での漏
洩や相互汚染の問題が回避される。

【００２８】現時点での好適実施例にあっては、シリン
ダー・ハウジングには潤滑剤入口が形成され、液体潤滑
剤がこの潤滑剤入口から第２空洞内に導入されるが、こ
の導入箇所は、第２ピストン・ヘッドに関してコーティ
ング材料の導入側の反対側と仕切板との間である。潤滑
剤は、第２ピストン・ヘッドの表面上に溜ると共に、第
２空洞内のシリンダー・ハウジングの壁を本質的に連続
的に被覆する。

【００２９】なお、この被覆箇所は、軸方向に移動する
第２ピストン・ヘッドが接触する部分である。潤滑剤は
シールの摩耗を更に低減すると共に、第２空洞内の第２
ピストン・ヘッドの一方側のコーティング材料と第１ピ
ストン・ヘッドの反対側の第１空洞内に導入される加圧
空気との間にバリヤーを形成する。

【００３０】本発明のピストン・ポンプは、上述のタイ
プの電圧遮断装置を用いる種々の導電性コーティング材
料吐出システムと共に使用することができる。これらの
システムにあっては、電圧遮断装置のシャトルは、コー
ティング材料をその供給源からピストン・ポンプ内に搬
送する為に充填ステーションに移動可能であり、その後
にコーティング材料は、シャトルが放出ステーションに
移動すると、ポンプから一本以上のコーティング吐出機
に放出される。

【００３１】本発明のピストン・ポンプは、充填ステー
ションと放出ステーションとの間でシャトルを移動開始
させる為に、一対のセンサーを具備する。一方のセンサ
ーはハウジングの第１端によって保持され、他方のセン
サーは仕切板に取付けられ、両センサーとも第１ピスト
ン・ヘッドに係合するように第１空洞の内部に突出して
いる。コーティング材料が第２空洞内に流入しかつ第１
及び第２ピストン・ヘッドが縦列状態でハウジングの第
１端へ向って移動すると、第１ピストン・ヘッドが第１
センサーに接触して、ピストン・ポンプの「充填」状
態、即ち第２空洞がコーティング材料で充満している状
態を表す信号を制御装置に送る。

【００３２】この信号に応答して、制御装置は、シャト
ルを充填ステーションから放出ステーションへ移動させ
る。これによって、制御装置が加圧空気を第１空洞内に
送出することによって行われる充填状態のピストン・ポ
ンプから一本以上のコーティング吐出機へのコーティン
グ材料の移送に備える。

【００３３】第１及び第２ピストン・ヘッドは、ポンプ
の第２空洞からのコーティング材料の放出の際に、上述
とは反対の方向に移動し、これにより、第２空洞が選定
された低レベルに達すると、第１ピストン・ヘッドが仕
切板によって保持されたセンサーに係合する。この第２
センサーはポンプの「空」状態を表す信号を制御装置に
送り、これにより、制御装置はシャトルを放出ステーシ
ョンから充填ステーションへ移動させて、コーティング
材料源からポンプの第２空洞への新しいコーティング材
料の移送に備える。

【００３４】本発明の現時点での好適実施例の構造や作
用や利点は、添付の図面を参照した以下の説明から更に
明らかになるであろう。

【００３５】

【発明の実施の形態】まず図１において、本発明のピス
トン・ポンプ１０は、上部ハウジング１２と下部ハウジ
ング１４とを含む本質的に２部分から構成される。この
説明の目的の為に、用語「上部」又は「頂部」は図１に
示した向きのポンプについて鉛直方向の上方向を表し、
用語「下部」又は「底部」はその反対方向を表す。上部
ハウジング１２は円筒壁１６を有する。この円筒壁１６
の上端はキャップ１８に取付けられ、円筒壁１６の下端
は仕切板２０に取付けられ、この仕切板２０には中央孔
２２が形成されている。

【００３６】上部ハウジング１２の壁１６は中空で上部
空洞２４を有し、この上部空洞２４はキャップ１８と仕
切板２０との間に延在している。好ましくは、キャップ
１８には空気入口１９が形成され、この空気入口１９に
は後述のように加圧空気が流入する。

【００３７】下部ハウジング１４は上部ハウジング１２
と同様の構成である。現時点での好適実施例にあって
は、下部ハウジング１４は仕切板２０の底と基部２８と
の間に取付けられた円筒壁２６を有する。この基部２８
には、皿状、即ち凹形状の上部表面３０と、流体入口３
２と、流体出口３４とが形成されている。下部ハウジン
グ１４の円筒壁２６は下部空洞３６を有し、この下部空
洞３６は仕切板２０の底表面と基部２８の上部表面３０
との間に延在している。

【００３８】コネクター・ロッド３８が仕切板２０の中
央孔２２を貫通している。このコネクター・ロッド３８
の直径は中央孔２２の直径よりも小さいので、後に明ら
かになる目的の為にコネクター・ロッド３８はその長手
軸に対してその位置を「浮遊」又はシフトすることがで
きる。コネクター・ロッド３８の上端には上部ピストン
・ヘッド４０が取付けられ、コネクター・ロッド３８の
下端には下部ピストン・ヘッド４４が取付けられてい
る。

【００３９】図１に示したように、下部ピストン・ヘッ
ド４４の底表面４５は、基部２８の凹形状上部表面３０
に対応した凸形状に形成されている。上部及び下部ピス
トン・ヘッド４０、４４の外周縁には夫々円周シール４
２、４６が取付けられている。ピストン・ポンプ１０の
動作の説明に関連して後述するように、上部ピストン・
ヘッド４０は上部空洞２４内を軸方向に移動可能であ
り、他方、下部ピストン・ヘッド４４は下部空洞３６内
を軸方向に移動可能であり、この時、夫々のシール４
２、４６は上部及び下部のハウジング１２、１４の夫々
の壁１６、２６に係合している。

【００４０】図１に示したように、下部空洞３６内には
仕切板２０と下部ピストン・ヘッド４４との間に位置す
る下部ピストン・ヘッド４４の上部表面上に或る量の潤
滑剤、即ち潤滑剤層４８が収容されている。この潤滑剤
は仕切板２０に設けられた通路（不図示）を介して下部
空洞３６に導入される。この潤滑剤通路の入口端は、ピ
ストン・ポンプ１０の外部に配置された潤滑剤収容容器
５２に接続されている。

【００４１】図２も参照。潤滑剤は、容器５２内に流入
して、そこから仕切板２０を通って、下部ピストン・ヘ
ッド４４の上に溜り、層４８を作る。後に詳述するよう
に、潤滑剤層４８は、ピストン・ポンプ１０の運転中に
下部ピストン・ヘッド４４が下部空洞３６内で円筒壁２
６に沿って移動する際に、その移動を円滑化すると共
に、上部及び下部空洞２４、３６の間にバリヤーを形成
する。通気用の貯槽５３も仕切板２０に設けられた通路
（不図示）によって、上部及び下部ピストン・ヘッド４
０、４４の間のポンプ１０内の領域に接続されいる。通
気用貯槽５３は、加圧空気と過剰潤滑剤と下部ピストン
・ヘッド４４のシール４６から漏洩するコーティング材
料とを貯める容器として働く。

【００４２】図１及び図４において、ポンプ１０の上部
空洞２４には上部及び下部のセンサー５４、５６が夫々
設けられている。上部センサー５４はキャップ１８の孔
５８の一端に取付けられ、この孔５８の外方端には、空
気弁６０が取付けられ、この空気弁６０はＣｌｉｐｐａ
ｒｄ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ社のＭｏｄｅｌ Ｎｏ．Ｍ
ＪＶ−３又はＭＪＶＯ−３を使用することが好ましい。

【００４３】下部センサー５６は仕切板２０に形成され
た孔６２の一端に取付けられ、この孔６２の他端には弁
６０と同様の弁６４が取付けられている。各センサー５
４，５６は同一構造であるので、下部センサー５６のみ
を詳細に説明する。図４において、下部センサー５６は
プランジャー６６を具備し、このプランジャー６６はス
テム６８を有し、このステム６８はブッシュ７２に形成
された段差付の孔内に摺動可能に挿入されている。

【００４４】ブッシュ７２は仕切板２０に形成された孔
６２の一端に螺合されている。Ｏリング７８がプランジ
ャー６６のステム６８にシール係合してブッシュ７２を
シールする。コイル・スプリング７８がＯリング７４と
プランジャー・ステム６８の外方向延在端に形成された
ヘッド部８０との間に延在している。

【００４５】プランジャー・ステム６８の他端にはテー
パー付きの部材８２が取付けられ、このテーパー付きの
部材８２は孔６２の内部に保持されたボール８４に係合
している。このボール８４はステム６８のテーパー付き
部材８２と弁６４の弁ステム８６との間に介在してい
る。上述のように、上部センサー５４は構造が下部セン
サー５６と同一であるので、その説明を省略する。

【００４６】図３は、別の実施例のピストン・ポンプ８
８を示したもので、このピストン・ポンプ８８はピスト
ン・ポンプ１０とほとんどの点で類似している。図３で
は、ピストン・ポンプ１０の前述した構造と同一構造に
は同一の部番を使用している。ポンプ８８とポンプ１０
との間の主な差異は、ピストン・ポンプ８８の下部ハウ
ジング９０が上部ハウジング１２の円筒壁２６よりも小
径の円筒壁９２を有する点である。図３に示した特別の
実施例のピストン・ポンプ８８にあっては、円筒壁９２
は上部ハウジング１２の円筒壁１６の直径の約７０％で
あるので、円筒壁９２の下部空洞９４はピストン・ポン
プ１０の下部空洞３６の容積の約半分である。

【００４７】下部空洞９４の小径化に応じて、下部ピス
トン・ヘッド９６も小径化されているが、ピストン・ポ
ンプ８８のコネクター・ロッド３８と上部ピストン・ヘ
ッド４０と上部空洞２４の容積とはピストン・ポンプ１
０と同一である。この結果、後に詳述するように、ピス
トン・ポンプ８８の下部空洞９４から放出されるコーテ
ィング材料の圧力は、両ポンプ１０と８８の上部空洞２
４に導入される加圧空気が同一レベルである場合にピス
トン・ポンプ１０の圧力の約２倍になる。

【００４８】図３に示したピストン・ポンプ８８の下部
ハウジング９０及び下部空洞９４の面積は、ポンプ１０
の上部ハウジング１２及び上部空洞２４の面積の約半分
であるが、それ以外の大きさの下部ハウジング９０及び
下部空洞９４を使用することができるし、そのような大
きさのものも本発明の範囲内である。ピストン・ポンプ
８８の下部ハウジング部の大きさを小さくする目的は、
ピストン・ポンプ１０の上部分に使用された部材と同一
構成の部材を使用しながら、ポンプ８８の出力圧を増大
できる経済的かつ効率的な方法を提供することである。

【００４９】装置１０の動作 まず図５において、ピストン・ポンプ１０の動作は、導
電性コーティング材料をその供給源１００から一本以上
の吐出機１０２に送出するシステム９８と関連させて説
明すると、理解がし易いと思われる。図５のシステム９
８は、概略的に示されており、上述の本発明の譲受人が
所有する特許に詳細に説明されているような電圧遮断装
置１０４を使用するタイプの導電性コーティング材料用
の基本的送出システムを例示するものである。このよう
に、システム９８の特定の構成は導電性コーティング材
料用の送出システムにピストン・ポンプ１０を適用する
ことに制限を加えるものではなく、ポンプ１０の動作の
理解を容易にする為の一例にすぎない。

【００５０】図示の実施例では、コーティング材料源１
００は１０８で接地された供給ライン１０６によって電
圧遮断装置１０４の充填ステーション１１０に接続され
ている。充填ステーション１１０にはオス型結合部材１
１２が取付けられ、このオス型結合部材１１２は電圧遮
断装置１０４の搬送シャトル１１６に保持されたメス型
結合部材１１４と結合可能である。

【００５１】好ましくは、これらのオス型及びメス型の
結合部材１１２、１１４は米国特許第５，０７８，１６
８号に開示されたタイプのものがよい。尚、この米国特
許第５，０７８，１６８号の開示はこの援用により本明
細書に組み込まれるものである。

【００５２】シャトル１１６は、電圧遮断装置１０４の
充填ステーション１１０と放出ステーション１２２との
間に延在した一対の案内ロッド１１８，１２０に沿って
移動可能である。このシャトル１１６の底表面にはオス
型結合部材１１２が取付けられ、このオス型結合部材１
１２は放出ステーション１２２によって保持されたメス
型結合部材１１４に結合可能である。シャトル１１６
は、ピストン１２６を有するシリンダー１２４の動作に
よって、充填ステーション１１０と放出ステーション１
２２との間を移動可能である。

【００５３】後述のように、ピストン１２６の伸長に応
じて、シャトル１１６は案内ロッド１１８、１２０に沿
って上方へ移動して充填位置に達する。この充填位置に
おいて、充填ステーション１１０のオス型結合部材１１
２がシャトル１１６のメス型結合部材１１４に結合す
る。シリンダー・ピストン１２６が引込むと、シャトル
１１６は放出位置まで移動し、この放出位置においてシ
ャトル１１６の下面に保持されたオス型結合部材１１２
が放出ステーション１２２のメス型結合部材１１４に結
合する。

【００５４】後に詳述するように、ピストン１２６の伸
長及び引込みは、コントローラ１２８の動作によって制
御され、このコントローラ１２８は空気ライン１３０、
１３２によってシリンダー１２４に接続されている。コ
ントローラ１２８は更に、ライン１３６によって加圧空
気源１３４に接続されている。この説明の目的の為に、
コントローラ１２８は空気ライン１３０、１３２に接続
された空気弁（不図示）を具備する任意の市販のプログ
ラマブル制御装置を本質的に使用することができる。コ
ントローラ１２８の特定の構成はそれ自身、本発明の一
部を構成するものではないので、本明細書では詳述しな
い。

【００５５】図５に示したように、シャトル１１６は流
体ライン１３７によってピストン・ポンプ１０の流体入
口３２に接続されている。ポンプ１０の出口３４は流体
ライン１３８によって、シャトル１１６の基部に保持さ
れたオス型結合部材１１２に接続されている。加圧空気
が加圧空気源１３４に接続された空気ライン１４０を介
してポンプ１０の上部弁６０に送出され、また下部弁６
４は空気ライン１４２によって加圧空気源１３４に接続
されている。上部及び下部の弁６０，６４の出力は夫
々、ライン１４４、１４６によってコントローラ１２８
に接続されている。

【００５６】上述したシステム９８の一般的な説明を心
に留めながら、ピストン・ポンプ１０の動作を次に説明
する。尚、ピストン８８の機能はピストン１０と本質的
に同一であるので、その説明を省略する。本説明の目的
の為に、下部空洞３６が前もってコーティング材料で充
満されていると仮定すると、シャトル１１６はコントロ
ーラ１２８の動作によって図５に示した位置にもたらさ
れる。これを詳述すると、コントローラ１２８がライン
１３０を介して加圧空気を送出すると、シリンダー１２
４がそのピストン・ロッド１２６を引込めるので、シャ
トル１１６が放出ステーション１２２へ移動する。

【００５７】ポンプ１０の下部空洞３６からその出口３
４を介してライン１３８に至り、更にこのライン１３８
に接続されたシャトル１１６の基部のオス型結合部材１
１２に達する流体流路が形成されている。シャトル１１
６が放出ステーション１２２に位置する状態では、シャ
トル１１６のオス型結合部材１１２が放出ステーション
１２２のメス型結合部材１１４に結合し、この放出ステ
ーション１２２はライン１４１によって一本以上のコー
ティング吐出機１０２に接続される。

【００５８】コーティング材料は、上部ピストン・ヘッ
ド４０の上方領域の上部空洞２４の加圧によって、下部
空洞３６から押出される。この作用は、コントローラ１
２８が加圧空気を空気ライン１４８を介してキャップ１
８の空気入口１９に送ることによって、行われる。

【００５９】上部及び下部のピストン・ヘッド４０、４
４は、コネクター・ロッド３８によって互いに接続され
ているので、加圧空気が上部ピストン・ヘッド４０の上
方の上部空洞２４内に導入されると、これに応じて、両
ピストン・ヘッド４０、４４は縦列状態で夫々のハウジ
ング１２，１４の内部を例えば下方向に移動する。下部
ピストン・ヘッド４４は、下部空洞３６内のコーティン
グ材料を、基部２８の出口３４及び上述の流体流路を介
してコーティング吐出機１０２に送出する。

【００６０】下部センサー５６のステム６８は、下部空
洞３６内のコーティング材料のレベルが所定の最低レベ
ルに達した時に、上部ピストン・ヘッド４０の底表面に
係合するように仕切板２０に取付けられている。上述の
ように、コーティング材料が下部空洞３６から押出され
る時には上部及び下部のピストン・ヘッド４０、４４の
両方が縦列状態で下方向に移動し、こうして、上部ピス
トン・ヘッド４０が上部空洞２４内を下方に移動して下
部センサー５６に達すると、下部空洞３６内のコーティ
ング材料が空になる。

【００６１】上部ピストン・ヘッド４０が下部センサー
５６に接触すると、下部センサー５６のステム６８が仕
切板２０内の孔６２内に更に押し込まれ、これによっ
て、ステム６８の端のテーパー付き部材８２が、ボール
８４に接触し、そのボール８４を孔６２に沿って軸方向
に、即ちセンサー５６が図４に示された状態において
「左方向」に押す。これにより、ボール８４は下部弁６
４の弁ステム８６を押して、これによって、この弁６４
を開弁し、空気パルスをライン１４６を介してコントロ
ーラ１２８に送る。尚、上述したように、弁６４には加
圧空気が空気源１３４から空気ライン１４２を介して供
給される。

【００６２】コントローラ１２８は、弁６４からの空気
信号を受けると、加圧空気をライン１３２を介して電圧
遮断装置１０４のシリンダー１２４の基部に送る。これ
によって、シリンダー１２４のピストン１２６は伸長し
上方向に移動し、この移動によって、シャトル１１６が
放出ステーション１２２から離れて充填ステーション１
１０まで移動し、この充填ステーション１１０に達する
と、シャトル１１６の上面に保持されたメス型結合部材
１１４が充填ステーション１１０のオス型結合部材１１
２に結合する。

【００６３】シャトル１１６が充填ステーション１１０
に位置する状態では、コーティング材料源１００からラ
イン１０６を介して充填ステーション１１０に至り、更
に充填ステーション１１０及びシャトル１１６の結合状
態の結合部材１１２，１１４を介して、ポンプ１０の基
部２８の流体入口３２に接続された流体ライン１３７に
至る流体流路が形成される。

【００６４】コーティング材料は上述の流路に沿ってポ
ンプ１０の下部空洞３６内に搬送され、これによって上
部及び下部のピストン・ヘッド４０、４４が縦列状態で
上方向に移動され、下部空洞３６がコーティング材料で
満たされる。上部空洞２４内の加圧空気は、コーティン
グ材料による下部空洞３６の充填を許容するように、空
気入口１９及びライン１４８を介して排気される。上部
及び下部のピストン・ヘッド４０、４４は、下部空洞３
６が所定の最大充満状態に達するまで上方向への移動を
続行し、この最大充満状態に達した時に上部ピストン・
ヘッド４０がキャップ１８に保持された上部センサー５
４のステム６８に係合する。

【００６５】この上部センサーは上述の下部センサー５
６と同一の動作を行い、上部弁６０からの信号を１４４
を介してコントローラ１２８に送る。コントローラ１２
８は、この信号を受けると、加圧空気をライン１３０を
介してシリンダー１２４の頂部に送り、これによって、
ピストン・ロッド１２６及びこれに取付けられたシャト
ル１１６が、図５に示した電圧遮断装置１０４の向きに
おいて、下方向に移動される。

【００６６】シャトル１１６はその下方向への移動によ
って充填ステーション１１０との接続が解除され、上述
したようにピストン・ポンプ１０の下部空洞３６から一
本以上の吐出機１０２へのコーティング材料の移送に備
えて、放出ステーション１２２に戻される。従って、上
部及び下部のセンサー５４、５６は夫々、ポンプ１０の
下部空洞３６の充満状態及び空状態のインジケータとし
て機能し、これにより、電圧遮断装置１０４のシャトル
１１６は充填ステーション１１０と放出ステーション１
２２との間を移転される。

【００６７】本発明のポンプ１０及び８８の重要な特徴
は、上部空洞２４内に導入される加圧空気と下部空洞３
６に流入又は流出されるコーティング材料との間の相互
汚染、又は漏洩を大幅に低減できる点である。更に、上
部ピストン・ヘッド４０の外周のシール４２の摩耗と下
部ピストン・ヘッド４４に保持されたシール４６の摩耗
とをかなり低減することができる。これらの利点が達成
される原因の一部は、上部及び下部のピストン・ヘッド
４０、４４の各々が自身を上部及び下部のハウジング１
２、１４内の中心に位置決めできることである。

【００６８】上述したように、コネクター・ロッド３８
は仕切板２０の中央孔２２を貫通しており、このコネク
ター・ロッド３８を所定の位置に取付ける為にシールや
ベアリングを使用していない。即ち、コネクター・ロッ
ド３８は中央孔２２内においてこの中央孔２２の長手方
向軸に対して実質的に任意の方向に自由に旋回又はシフ
トすることができる。

【００６９】コネクター・ロッド３８のこのような運動
によって、上部ピストン・ヘッド４０と下部ピストン・
ヘッド４４との両方が夫々、上部及び下部のハウジング
１２、１４の円筒壁１６、２６に関してほぼ同心状の位
置にシフト又は調整される。これによって、上部及び下
部のピストン・ヘッド４０、４４は、夫々の円筒壁１
６、２６との間で充分なシールを確保しながら、円筒壁
１６、２６に対して正確な同心構成とする必要がなくな
る。

【００７０】更に、潤滑剤層４８が下部空洞３６内の下
部ピストン・ヘッド４４の上に常に保たれている。この
潤滑剤層４８は下部空洞３６内での下部ピストン・ヘッ
ド４４の上下動を容易にすると共に、下部空洞３６内の
下部ピストン・ヘッド４４の底面４５側のコーティング
材料と上部ピストン・ヘッド４０の上方の上部空洞２４
内の加圧空気との間にバリヤーを形成する。

【００７１】上述したように、図３に示したピストン・
ポンプ８８はその動作がピストン・ポンプ１０と同一で
あり、その構造は、ポンプ８８の下部ハウジング９０及
び下部空洞９４の大きさがポンプ１０の対応部品に比べ
て異なる点を除き、同一である。ポンプ８８は、下部空
洞９４から放出されるコーティング材料の圧力が高圧で
あることが必要である分野か又は望ましい分野で使用さ
れるであろう。

【００７２】このような圧力の増大は下部空洞９４の直
径を小径化することによって達成されるが、この時、上
部ピストン・ヘッド４０とコネクター・ロッド３８を介
した下部ピストン・ヘッド４４とは、上部空洞２４に導
入される加圧空気によって同一の力が加えられる。その
他の点では、ピストン・ポンプ８８の動作はピストン・
ポンプ１０の動作と同一である。

【００７３】本発明は好適実施例について説明された
が、本発明の範囲から逸脱することなく種々の変更を加
えたり部材を均等物に置換できることは当業者にとって
明らかであろう。更に、本発明の本質的な範囲から逸脱
することなしに、本発明の教示に特別な状況や材料を適
用する為に種々の変更を行うこともできる。従って、本
発明は、本発明を実施する最良態様として開示された特
別な実施例に限定されるものではなく、添付の請求の範
囲内のすべての実施例を包含するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のピストン・ポンプの一実施例を示した
断面図。

【図２】図１のピストン・ポンプを示した平面図。

【図３】図１に示したピストン・ポンプの別の実施例の
断面図。

【図４】図１及び図３のピストン・ポンプに使用したセ
ンサーを示した部分断面図。

【図５】ピストン・ポンプを使用した導電性コーティン
グ材料送出システムを示した概略図。

【符号の説明】

１０ ピストン・ポンプ １２ 上部ハウジング １４ 下部ハウジング １８ キャップ １９ 空気入口 ２０ 仕切板 ２４ 上部空洞 ２８ 基部 ３２ 流体入口 ３６ 下部空洞 ３８ コネクター・ロッド ４０ 上部ピストン・ヘッド ４４ 下部ピストン・ヘッド

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性コーティング材料をポンプ移送す
   る装置であって、 外壁と第１及び第２の端と中空内部とを有するハウジン
   グと、 コネクターロッドの両端に取付けられ、上記中空内部内
   を移動可能な第１のピストン・ヘッド及び第２のピスト
   ン・ヘッドと、 を具備し、 上記第１及び第２のピストン・ヘッドは上記中空内部
   を、上記第１ピストン・ヘッドと上記ハウジングの上記
   第１端との間に位置する第１の空洞と、上記第２ピスト
   ン・ヘッドと上記ハウジングの上記第２端との間に位置
   する第２の空洞とに分割し、上記ハウジングは加圧空気
   を上記第１の空洞内に導入する為の空気通路を有し、上
   記ハウジングはコーティング材料を上記第２の空洞内に
   導入する為の流体通路を有することを特徴とする装置。
2. 【請求項２】 上記ハウジングは、上記第１及び第２ピ
   ストン・ヘッドの間に潤滑剤を導入する為の潤滑剤通路
   を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】 或る選定された量のコーティング材料が
   上記第２空洞内に導入された時に上記第１ピストン・ヘ
   ッドに係合するように上記ハウジングの上記第１端によ
   って所定位置に保持されたセンサーを更に具備し、 上記センサーは上記第２空洞内に上記選定量のコーティ
   ング材料が存在することを表す信号を発生することを特
   徴とする請求項１に記載の装置。
4. 【請求項４】 上記ハウジングは上記第１及び第２ピス
   トン・ヘッドの間に位置する仕切板を具備し、上記仕切
   板は上記コネクター・ロッドが挿通する孔を有すること
   を特徴とする請求項１に記載の装置。
5. 【請求項５】 上記第２空洞内の上記コーティング材料
   の量が所定のレベルよりも下がった時に上記第１ピスト
   ン・ヘッドに係合するように上記第１空洞内においてセ
   ンサーが上記仕切板に所定位置に配置し取付けられ、上
   記センサーは上記第２空洞内のコーティング材料の不存
   在を表す信号を発生することを特徴とする請求項４に記
   載の装置。
6. 【請求項６】 導電性コーティング材料をポンプ移送す
   る装置であって、 外壁と互いに対向する第１及び第２の端と中空内部とを
   有するハウジングと、 コネクター・ロッドの両端に取付けられた第１ピストン
   ・ヘッド及び第２ピストン・ヘッドと、 上記ハウジングの上記第１及び第２端の間に位置し、上
   記中空内部を第１空洞と第２空洞とに分割する仕切板
   と、 を具備し、 上記第１ピストン・ヘッドは上記第１空洞内で軸方向に
   移動可能であり、上記第２ピストン・ヘッドは上記第２
   空洞内で軸方向に移動可能であり、上記コネクター・ロ
   ッドは上記仕切板に形成された孔を貫通し、 上記ハウジングは加圧空気を上記第１空洞内に導入する
   為の空気通路を有し、上記ハウジングはコーティング材
   料を上記第２空洞内に導入する為の流体通路を有するこ
   とを特徴とする装置。
7. 【請求項７】 上記仕切板に形成された上記孔はその直
   径が上記コネクター・ロッドの直径よりも大きく、これ
   によって、上記第１及び第２ピストン・ヘッドの各々は
   自身を上記ハウジングの上記外壁の或る部分に対して中
   心に位置付けることができ、上記第１及び第２ピストン
   ・ヘッドは上記外壁の上記或る部分に沿って軸方向に移
   動可能であることを特徴とする請求項６に記載の装置。
8. 【請求項８】 選定量のコーティング材料が上記第２空
   洞内に導入された時に上記第１ピストン・ヘッドに係合
   するように上記ハウジングの上記第１端によって所定位
   置に保持されたセンサーを更に具備し、 上記センサーは上記選定量のコーティング材料が上記第
   ２空洞内に存在することを表す信号を発生することを特
   徴とする請求項６に記載の装置。
9. 【請求項９】 上記第２空洞内の上記コーティング材料
   の量が所定のレベルよりも下がった時に上記第１ピスト
   ン・ヘッドに係合するように上記第１空洞内においてセ
   ンサーが上記仕切板の所定位置に配置し取付けられ、上
   記センサーは上記第２空洞内のコーティング材料の不存
   在を表す信号を発生することを特徴とする請求項６に記
   載の装置。
10. 【請求項１０】 上記ハウジングは、上記第１及び第２
    ピストン・ヘッドの間に潤滑剤を導入する為の潤滑剤通
    路を有することを特徴とする請求項６に記載の装置。