WO2012169235A1 - 色替弁装置 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a color change valve device suitable for use in a coating apparatus that sprays paint toward a substrate such as an automobile and a home appliance.
  • a coating apparatus for spraying a liquid paint on a substrate includes a color change valve apparatus that appropriately selects and supplies multiple colors of paint or cleaning fluid, and a paint supplied from the color change valve apparatus via piping. And a sprayer for spraying water.
  • the color change valve device includes a manifold having a paint passage inside and a radial connection at a plurality of axially spaced locations, and a connection passage on the most upstream side of the connection passages of the manifold.
  • a cleaning fluid valve connected to the passage for supplying and shutting off the cleaning fluid to the paint passage, and provided on the downstream side of the cleaning fluid valve and connected to the connection passage of the manifold.
  • the system comprises a plurality of paint valves that supply and shut off paint to the paint passage (Patent Document 1).
  • the color change valve device selects a desired paint from a plurality of types of paint, and supplies the selected paint to the coating machine. Therefore, when changing the paint used for the spraying operation, the color changing valve device flushes out the previous color paint used in the previous spraying operation, which is staying in the paint passage of the manifold, etc. The next color paint used for the spraying operation is supplied to the coating machine.
  • the paint valve to which the previous color paint has been supplied is closed. Thereafter, the cleaning fluid valve is opened to supply a cleaning fluid such as cleaning air or cleaning liquid to the paint passage. As a result, the cleaning fluid flows from the upstream side to the downstream side in the paint passage, thereby extruding the previous color paint remaining in the paint passage, and the previous color paint adhering to the inner wall surface of the paint passage Wash.
  • a cleaning fluid such as cleaning air or cleaning liquid
  • the front color paint staying in the paint passage flows straight along the paint passage.
  • the paint which is a viscous fluid, causes a pressure loss in the pipe on the inner wall surface side of the paint passage, the paint flows on the inner wall surface side of the paint passage rather than the speed when the paint flows through the axial center of the paint passage.
  • the speed when circulating (radially outside) becomes slower. Due to this phenomenon, on the inner wall surface side of the paint passage, the flow rate of the washing fluid is slowed, so that the front-color paint can not be effectively flushed out by the washing fluid, which is a factor that reduces the washability.
  • This prior art color change valve device is provided with a gas-liquid mixer composed of a plurality of elements formed by twisting a plate in a paint passage. By circulating the cleaning fluid in the paint passage, the gas-liquid mixer forms a cleaning solution having fine and uniform bubbles, and the cleaning liquid in the paint passage is cleaned by the cleaning solution (Patent Document 1) 2).
  • a paint passage is formed in the manifold of the color change valve device, and in order to connect the paint passage with each paint valve and the cleaning fluid valve, a connection passage which is axially separated and penetrates in the radial direction is provided. Each is provided. For this reason, when the spray operation is finished and each paint valve is closed, the paint valve side of each connection passage is closed, so that the connection passage is opened as a bottomed hole in the inner wall surface of the paint passage. become.
  • the paint flowing through the paint passage intrudes and stays in the connection passage opened as a bottomed hole in the inner wall surface of the paint passage.
  • Patent Document 2 even if the cleaning liquid having micro bubbles is circulated from the gas-liquid mixer provided on the upstream side of the color change valve device to the paint passage of the color change valve device, the paint which is viscous fluid is In the stagnant paint passage, the pressure loss action on the inner wall side thereof does not have an effective action on the extrusion of the paint on the inner wall side.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to maintain the swirling action of the cleaning fluid over the entire surface from the upstream to the downstream of the inner wall surface of the paint passage formed in the manifold. It is an object of the present invention to provide a color change valve device capable of efficiently cleaning the paint by positively sweeping the paint remaining on the inner wall surface of the paint passage and the connection passage.
  • the color changing valve device is a manifold having a paint passage inside and a radial connection at a plurality of axially separated locations, and the uppermost stream among the connection passages of the manifold.
  • a cleaning fluid valve connected to the side connection passage for supplying and shutting off the cleaning fluid to the paint passage, and a downstream side of the cleaning fluid valve connected to the connection passage of the manifold And a plurality of paint valves that supply and shut off paint to the paint passage.
  • the feature of the configuration adopted by the present invention is that, in the paint passage of the manifold, a swirling flow forming member for forming a swirling flow by the cleaning fluid in the paint passage is provided
  • the flow forming member is disposed over the entire length of the paint passage.
  • the swirl flow forming member provided over substantially the entire length of the paint passage of the manifold can circulate the cleaning fluid supplied from the cleaning fluid valve into the paint passage as the swirl flow.
  • the cleaning fluid that has only flowed straight forward from the upstream side to the downstream side in the paint passage is directed to the outside in the radial direction of the paint passage, that is, to the entire surface of the inner wall surface of the paint passage. It can be distributed to Therefore, the cleaning fluid can be positively supplied to the inner wall surface of the paint passage and the connection passage opened to the inner wall surface.
  • the swirling flow forming member may be disposed substantially over the entire length of the paint passage, and the passage length of the paint passage and the length of the swirling flow forming member have the same dimensions. It does not mean.
  • the paint remaining on the inner wall surface of the paint passage can be flushed out efficiently in a short time by the swirling flow generated by the swirling flow forming member. Furthermore, since the swirl flow forming member can actively allow the cleaning fluid to flow also into the connection passages, it is possible to wash the paint staying at the back of the connection passages in a short time.
  • the swirl flow forming member is formed as a single member disposed so as to freely move in the paint passage.
  • the freely movable state means that the swirl flow forming member can vibrate or rotate forward, backward, left, right, up, or down in the paint passage.
  • the swirling flow forming member can divide or agitate the paint staying on the inner wall surface of the paint passage by complex behaviors such as vibration, rotation, etc., and the cleaning fluid can positively collide with the inner wall surface of the paint passage. The paint adhering to the inner wall surface can be washed out efficiently.
  • the swirling flow forming member is formed by reversing a front surface and a back surface and continuously connecting a plurality of unit spirals twisted 180 degrees, and is provided in a movable state in the paint passage. It is in.
  • the cleaning fluid can be distributed by being divided into the passage on the front surface side and the passage on the back surface side of the spiral forming the swirl flow forming member. In this way, the cleaning fluid can be circulated radially outward of the paint passage, that is, toward the inner wall surface of the paint passage.
  • the swirling flow forming member since the swirling flow forming member is provided in the movable state in the paint passage, it can be pushed axially by the supplied cleaning fluid to cause vibration in the axial direction, radial direction or can be rotated in the circumferential direction. . As described above, the swing flow forming member vibrates or rotates, so that the paint remaining on the inner wall surface of the paint passage can be divided or stirred, and the washing efficiency of the paint can be enhanced also in this respect. .
  • the swirling flow forming member is constituted by a single plate body formed by continuously forming the plurality of unit spirals.
  • the swirling flow forming member formed of a single plate can eliminate the step between the unit spirals, so that the cleaning fluid can be smoothly circulated along the swirling flow forming member.
  • the flow rate of the cleaning fluid can be increased to improve the cleaning performance.
  • the swirling flow forming member formed of a single plate can be easily inserted into and removed from the paint passage.
  • the swirl flow forming member is formed using a flexible resin material or a flexible metal material.
  • the swirl flow forming member since the swirl flow forming member is flexible, it can be flexed by the pressure of the supplied cleaning fluid, and can actively generate vibration. Thus, the outer peripheral portion of the swirl flow forming member can be repeatedly brought into contact with the inner wall surface of the paint passage, so that the paint remaining on the inner wall surface of the paint passage can be agitated to enhance the cleaning efficiency.
  • the swirl flow forming member is configured to have the outer diameter dimension in the radial direction smaller than the inner diameter dimension of the paint passage by a small radial gap which can move in the radial direction. It is in.
  • the swirl flow forming member can be radially vibrated or circumferentially rotated in the paint passage.
  • the swirl flow forming member is configured such that the axial length dimension is shortened by a slight axial gap which can move in the axial direction with respect to the length dimension of the paint passage. It is. Thereby, the swirl flow forming member can be axially vibrated in the paint passage.
  • the downstream end of the manifold is provided with a positioning member which allows fluid to flow out of the paint passage and positions the tip of the swirl flow forming member inserted into the paint passage.
  • a positioning member which allows fluid to flow out of the paint passage and positions the tip of the swirl flow forming member inserted into the paint passage.
  • the positioning member provided at the downstream end of the manifold allows the paint supplied from the paint valve and the cleaning fluid supplied from the cleaning fluid valve to flow out toward the coating machine or the like. it can.
  • the positioning member can determine the downstream moving end of the swirling flow forming member such that the swirling flow forming member does not separate downstream.
  • the swirl flow forming member can be easily inserted into and removed from the paint passage through this opening. Furthermore, in the state where the lid member is attached to the opening, the opening can be closed by the lid, and the lid is formed upstream of the swirl flow forming member so that the swirl flow forming member is not separated upstream. The moving end to the side can be determined.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of an enlarged view of a main part of the paint passage and the swirl flow forming member as viewed in the direction of arrows VI-VI in FIG.
  • FIG. 2 It is a perspective view which expands and shows a part of swirl flow formation member. It is a longitudinal cross-sectional view which expands and shows the principal part of the color change valve apparatus by the 2nd Embodiment of this invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the paint passage, the swirl flow forming member, and the retaining ring as viewed in the direction of arrows IX-IX in FIG. 8;
  • the first embodiment exemplifies the case where the paint of six colors of A to F selected from among a large number of paints of A to N is supplied to the electrostatic coating machine. Further, in the first embodiment, as a representative example of the coating machine 8, the case of using a rotary atomizing head type coating machine 8 is illustrated.
  • 1A, 1B, 1C, 1D, 1E and 1F respectively indicate paint sources of A color, B color, C color, D color, E color and F color.
  • the paint sources 1A to 1F of the A to F colors are connected to the paint valves 18 to 23 of the color change valve device 11 described later via the paint pipelines 2A to 2F.
  • 3Ar is a cleaning air source for supplying cleaning air as a cleaning fluid, and the cleaning air source 3Ar is connected to a cleaning air valve 16 of a color change valve device 11 described later via an air channel 4A.
  • Reference numeral 3Lq denotes a cleaning liquid source for supplying a cleaning liquid as a cleaning fluid, and the cleaning liquid source 3Lq is connected to the cleaning liquid valve 17 of the color change valve device 11 via a liquid line 4B.
  • the paint supply pipe 5 is connected to the outflow side of the color change valve device 11 described later, and the paint supply pipe 5 guides the paint etc. supplied from the color change valve device 11 to the paint machine 8 described later. It is.
  • the paint supply pipeline 5 has an upstream end connected to a joint member 14 of a manifold 12 described later, and a downstream end connected to a trigger valve 8D of the coating machine 8.
  • the paint regulator 6 is provided on the downstream side of the color change valve device 11, and the paint regulator 6 adjusts the valve opening degree in accordance with the control air pressure to obtain the color change valve device 11 from the paint machine 8. It controls the pressure and discharge amount of paint supplied to the An air operated pressure regulator (AOPR) is used as the paint regulator 6 as an example.
  • AOPR An air operated pressure regulator
  • the paint pump 7 is located downstream of the paint regulator 6 and provided in the middle of the paint supply line 5.
  • the paint pump 7 is, for example, a positive displacement pump such as a gear pump or a rotary pump.
  • the paint selected in the above is quantitatively supplied to the coating machine 8.
  • the paint pump 7 uses a flushable gear pump (FGP) as an example.
  • Reference numeral 8 denotes a rotary atomizing head type coating machine provided on the downstream side of the paint supply pipeline 5.
  • the coating machine 8 is attached to, for example, the tip of an arm (not shown) of a coating robot (hereinafter referred to as The rotary atomizing head type sprayer 8 is simply called the sprayer 8).
  • the painting machine 8 is held at ground potential via the ground 9 as a whole.
  • the rotary atomizing head type sprayer 8 is illustrated as the sprayer 8.
  • a spray gun type sprayer may be used, and a hydraulic atomization type sprayer may be used. It may be used.
  • the coating machine 8 has a rotary atomizing head 8A for spraying paint toward the object to be coated, an air motor 8B for rotating the rotary atomizing head 8A at high speed, and a paint etc. for the rotary atomizing head 8A. And a feed tube 8C for feeding.
  • the paint machine 8 is connected to a feed tube 8C and provided with a trigger valve 8D.
  • the trigger valve 8D is configured to supply the paint or cleaning fluid supplied from the paint supply line 5 to the rotary atomizing head 8A from the feed tube 8C. Supply or stop towards.
  • the trigger valve 8D supplies a control air to the control chamber and displaces the piston to move the feed tube 8C by a valve (not shown), so as to open and close the normally open two-way two-position air-driven on-off valve. Is configured as.
  • the high voltage generator 10 is provided between the coating machine 8 and the ground 9, and the high voltage generator 10 is constituted of, for example, a Cockcroft circuit, and the voltage supplied from a power supply (not shown) is -60 to The voltage is boosted to -150 kV.
  • the output side of the high voltage generator 10 is electrically connected to, for example, an air motor 8B, whereby the high voltage generator 10 applies a high voltage to the rotary atomizing head 8A and is supplied to the rotary atomizing head 8A. Directly charge the paint.
  • the case of supplying paint of six colors out of paint of A to N colors to the paint passage 13 of the manifold 12 will be described as an example. That is, for the manifold 12, the cleaning air valve 16, the cleaning liquid valve 17, the A color paint valve 18, the B color paint valve 19, the C color paint valve 20, the D color paint valve 21, the E color paint valve 22 and the F color paint A case where eight valve bodies of the valve 23 are attached and a paint selected from paint of six colors is supplied to the coating machine 8 will be described as a specific example of the color change valve device 11.
  • Reference numeral 11 denotes a color change valve device according to the first embodiment provided to be connected to the upstream side of the paint supply pipeline 5.
  • the color change valve device 11 selects and selects the paint to be supplied to the coating machine 8 from the paint of six colors of A, B, C, D, E and F at the time of spraying operation
  • the paint is supplied to the feed tube 8C through the paint supply line 5.
  • the color changing valve device 11 performs the cleaning work of the paint staying in the rotary atomizing head 8A of the coating machine 8, the feed tube 8C, the trigger valve 8D, the paint supply pipeline 5 and the paint passage 13 in the manifold 12 described later. And supply the cleaning air and the cleaning liquid to be the cleaning fluid.
  • the color change valve device 11 is a device that selectively supplies and controls the paint and the cleaning fluid toward the coating machine 8. As shown in FIG. 2, the color change valve device 11 includes a manifold 12 and a paint passage 13 described later.
  • a manifold 12 forms an essential part of the color changing valve device 11.
  • the manifold 12 serves as a mounting base for the washing air valve 16, the washing liquid valve 17 and the paint valves 18 to 23 described later, and these valves It is formed as a hollow body provided with a paint passage 13 common to 16, 17, 18-23.
  • the manifold 12 has, for example, an outer shape in the form of a rectangular column elongated in the axial direction of the paint passage 13 and for mounting the respective valves 16, 17, 18 to 23 on the opposing surface in the direction orthogonal to the axial direction.
  • Eight valve mounting recesses 12A are formed in the axial direction of the paint passage 13 at intervals.
  • connection passage 12B is provided at a central position of each valve mounting recess 12A in the radial direction of the paint passage 13, whereby each valve seat is opened when each valve 16, 17, 18-23 is opened.
  • the outlets 16G to 23G of 16F to 23F can communicate with the paint passage 13 via the connection passage 12B.
  • a paint passage 13 is provided extending longitudinally in the interior of the manifold 12.
  • the paint passage 13 is a paint of colors A to F supplied from the paint valves 18 to 23 when performing a spraying operation. Are in circulation.
  • the cleaning air supplied from the cleaning air valve 16 and the cleaning liquid valve 17 and the cleaning liquid flow.
  • the paint passage 13 is formed as a circular passage having an inner diameter dimension D0 axially penetrating the inside of the manifold 12, and the connection passages 12B are opened in communication with the inner wall surface 13A.
  • a joint attachment portion 13B consisting of a female screw hole is expanded and provided, and in the joint attachment portion 13B, a male screw portion 14B of a joint member 14 described later It is screwed on.
  • the upstream side of the paint passage 13 is an opening 13C for inserting and removing a swirl flow forming member 24 described later.
  • the inner periphery of the opening 13C is a female screw hole 13C1, and the male screw 15B of the lid member 15 to be described later is screwed to the female screw hole 13C1, whereby the opening 13C can be closed in a gas-liquid manner.
  • Reference numeral 14 denotes a joint member as a positioning member which is located on the upstream side of the paint passage 13 and is attached to the joint attachment portion 13B.
  • the joint member 14 is formed as a stepped cylindrical body, the inside of which becomes the communication passage 14A, and the base end side thereof is an externally threaded portion 14B screwed to the joint attachment portion 13B of the paint passage 13.
  • the tip end side of the joint member 14 is a small diameter connection portion 14C, and the connection portion 14C is connected to the paint supply pipeline 5.
  • the inner diameter D1 of the communication passage 14A is set to be smaller than the outer diameter D of the swirl flow forming member 24 described later.
  • the joint member 14 allows the paint and cleaning liquid to flow out of the paint passage 13 through the communication passage 14A, and abuts against the tip of the swirling flow forming member 24 which is going to move downstream, It functions as a positioning member that determines the downstream moving end of the forming member 24.
  • Reference numeral 15 denotes a lid member located on the upstream side of the paint passage 13 and attached to the opening 13C.
  • the lid member 15 closes the opening 13C and abuts on the proximal end of the swirling flow forming member 24 which is going to move upstream, thereby determining the moving end to the upstream side of the swirling flow forming member 24 It functions as a positioning member.
  • the lid member 15 has an insertion portion 15A at the tip end thereof which is inserted into the paint passage 13, and a male screw portion 15B at the proximal end of which is attached to the female screw hole 13C1 of the opening 13C and removably screwed.
  • the length dimension of the insertion portion 15A is the upstream end of the connection passage 12B in which the tip end surface of the insertion portion 15A is located at the most upstream portion when the male screw portion 15B is screwed to the opening 13C to a prescribed position. It is set to be in the same position as the edge. Thereby, the lid member 15 can prevent the paint from remaining on the upstream side of the most upstream connection passage 12B, and the backflow of the cleaning air and the cleaning liquid flowing out from the connection passage 12B to the upstream side. The cleaning efficiency by the cleaning air and the cleaning liquid supplied from the connection passage 12B can be enhanced.
  • the joint member 14 and the lid member 15 form the swirl flow forming member 24 in the paint passage 13.
  • the effective length dimension of the paint passage 13 at this time is an axial length dimension L 0 between the joint member 14 and the lid member 15 and is greater than the axial length dimension L of the swirling flow forming member 24. It is set long (see Figure 2).
  • each of the valves 16, 17, 18 to 23 is a normally-closed two-direction two-position air-driven on-off valve, and the configuration is substantially the same. Therefore, the cleaning air valve 16 is illustrated as a representative of the other valves 17, 18-23, and the configuration thereof will be described.
  • the cleaning air valve 16 is connected to one of the two connection passages 12B located on the most upstream side among the connection passages 12B of the manifold 12, and the cleaning air valve 16 together with the cleaning liquid valve 17 is a cleaning fluid valve Are configured.
  • the cleaning air valve 16 supplies and shuts off the cleaning air to the paint passage 13.
  • the inflow side of the cleaning air valve 16 is connected to the cleaning air source 3Ar via the air channel 4A, and the outflow side is connected to the paint passage 13 via the connection passage 12B.
  • the cleaning air valve 16 normally presses the piston 16H to close the valve by the biasing force of the valve spring 16K described later, and the pressurized air is supplied to the pressure receiving chamber 16B1 of the piston chamber 16B, thereby adding the valve spring 16K.
  • This is a normally closed, two-way, two-position, air-driven on-off valve that opens against the force.
  • the cleaning air valve 16 is provided with a valve case 16A that forms the outer shape of the cleaning air valve 16.
  • a piston chamber 16B, a valve chamber 16C, and these two chambers 16B A valve body insertion hole 16D communicating between the 16C is provided in the axial direction.
  • An inlet 16E is provided on the valve chamber 16C side, and the inlet 16E is connected to the cleaning air source 3Ar via an air channel 4A.
  • an annular valve seat 16F that forms a part of the valve chamber 16C is provided at a position facing the valve body 16J described later, and an outlet formed on the inner peripheral side of the valve seat 16F. 16G allows the flush air to flow out from the valve chamber 16C to the connection passage 12B of the manifold 12.
  • a piston 16H is slidably fitted in a piston chamber 16B of the valve case 16A, and the piston 16H defines the piston chamber 16B into a pressure receiving chamber 16B1 to which pilot air is supplied and a spring chamber 16B2.
  • the valve body 16J provided at the axial center position of the piston 16H is slidably inserted into the valve body insertion hole 16D and extends to the valve chamber 16C, and its tip end is seated on the valve seat 16F.
  • valve body 16J When the piston 16H is pressed by the valve spring 16K provided in the spring chamber 16B2 of the piston chamber 16B, the valve body 16J normally sits on the valve seat 16F to close and shut off the outflow port 16G.
  • pilot air is supplied to the pressure receiving chamber 16B1 of the piston chamber 16B, and the piston 16H is displaced in the opposite direction against the valve spring 16K to open the valve body 16J and paint the cleaning air through the outlet 16G.
  • the passage 13 can be supplied.
  • the cleaning liquid valve 17 is connected to the other connection passage 12 B located on the most upstream side so as to face the cleaning air valve 16.
  • the cleaning liquid valve 17 supplies and shuts off the cleaning liquid to the paint passage 13 and constitutes a cleaning fluid valve together with the cleaning air valve 16.
  • the inflow side of the cleaning liquid valve 17 is connected to the cleaning liquid source 3Lq via the liquid line 4B, and the outflow side is connected to the paint passage 13 via the connection passage 12B.
  • the cleaning liquid valve 17 is configured as a normally closed, two-direction, two-position, air-driven on-off valve like the cleaning air valve 16 described above, and is normally closed and opened by supplying pilot air. It is a structure.
  • the cleaning liquid valve 17 has a valve case 17A, a piston chamber 17B (pressure receiving chamber 17B1, spring chamber 17B2), a valve chamber 17C, a valve body insertion hole 17D, an inlet 17E, and a valve seat 17F. , An outlet 17G, a piston 17H, a valve body 17J, and a valve spring 17K.
  • the cleaning air valve 16 and the cleaning liquid valve 17 are alternately opened and closed, and the cleaning air and the cleaning liquid are supplied from the respective connection passages 12B.
  • the paint remaining in the paint passage 13 can be cleaned.
  • the paint valves 18 to 23 indicate paint valves of colors A, B, C, D, E, and F provided on the manifold 12 at a position downstream of the cleaning air valve 16 and the cleaning liquid valve 17 There is.
  • the paint valves 18 to 23 for the colors A to F are connected to the connection passages 12B located downstream of the two most upstream connection passages 12B among the connection passages 12B provided in the manifold 12. It is provided. Accordingly, the paint valves 18-23 of the A to F colors are connected to the paint sources 1A to 1F of the paint sources 1A to F of the A colors through the inlets 18E to 23E of the paint valves 18-23, respectively.
  • the outlets 18G to 23G are connected to the paint passage 13 of the manifold 12 through the connection passages 12B.
  • the paint valves 18 to 23 for the colors A to F are configured as normally-opened two-way two-position air-operated on-off valves in substantially the same manner as the cleaning air valve 16 and the cleaning liquid valve 17 described above. Is closed, and is opened by supplying pilot air.
  • the paint valves 18 to 23 for the colors A to F are, similarly to the cleaning air valve 16, valve cases 18A to 23A, piston chambers 18B to 23B (pressure receiving chambers 18B1 to 23B1, spring chambers 18B2 to 23B2), valve chambers 18C to 23C, valve body insertion holes 18D to 23D, inlets 18E to 23E, valve seats 18F to 23F, outlets 18G to 23G, pistons 18H to 23H, valve bodies 18J to 23J, and valve springs 18K to 23K There is.
  • the color change valve device 11 opens the paint valve 18 of color A to connect the paint of color A supplied from the paint source 1A to the manifold 12. It flows out into the paint passage 13 through the passage 12B. Thereby, the paint of color A can be supplied toward the coating machine 8 through the paint supply pipeline 5 and the like.
  • each connection passage 12B opens in the inner wall surface 13A of the paint passage 13 as a bottomed hole.
  • the paint supplied to the paint passage 13 intrudes into and stagnates in the bottomed connection passages 12B.
  • the paint remaining on the bottom side of each connection passage 12B can not be easily cleaned simply by flowing the cleaning air and the cleaning liquid straight from the upstream side to the downstream side in the paint passage 13.
  • a flexible resin material or a flexible metal material is used as the configuration of the swirl flow forming member 24.
  • the swirl flow forming member 24 is flexible.
  • a metal material the case where it forms using the sheet material of 1 sheet which consists of aluminum alloys is illustrated.
  • reference numeral 24 denotes a single (single) swirl flow forming member provided in the paint passage 13 of the color change valve device 11, and the swirl flow forming member 24 is disposed over substantially the entire length of the paint passage 13. It is done.
  • the swirling flow forming member 24 can form a swirling flow, so that the washing air and the washing liquid can be made to flow toward the inner wall surface 13A of the paint passage 13, and each connecting passage 12B of the manifold 12 and the paint The washability of the paint staying in the passage 13 is enhanced.
  • the swirl flow forming member 24 may be disposed substantially over the entire length of the paint passage 13, and the passage length of the paint passage 13 and the length of the swirl flow forming member 24 have the same dimensions. It does not mean to be.
  • the swirling flow forming member 24 is a long thin sheet made of a flexible metal material, for example, a light alloy material such as aluminum alloy.
  • a flexible metal material for example, a light alloy material such as aluminum alloy.
  • the thin plate member can be twisted and formed into a spiral by gripping both ends of the elongated thin plate member and relatively rotating the both ends about the axis OO in FIG.
  • the swirling flow forming member 24 forms a spiral by rotating its tip side in the clockwise direction (the arrow direction in FIG. 7).
  • a spiral of length (the range indicated by S in FIG. 4 and FIG. 7) is defined as a unit spiral 24C. Therefore, the swirling flow forming member 24 is configured as one long body by forming a large number of the unit spirals 24C continuously in the axial direction.
  • the swirl flow forming member 24 can be manufactured using other processing means such as forming processing besides the above-mentioned twist processing means.
  • the swirl flow forming member 24 is provided in the paint passage 13 of the manifold 12 so as to be movable over the entire length. Specifically, the swirl flow forming member 24 is formed such that its radial outer diameter dimension D is smaller than the inner diameter dimension D0 of the paint passage 13 by a slight radial clearance ⁇ D.
  • the radial gap ⁇ D is sufficient as long as the swirling flow forming member 24 can vibrate in the radial direction, and is set to a slight dimension.
  • the inner diameter D0 of the paint passage 13 is appropriately set according to the number of paint valves attached to the manifold 12, the size of the object to be coated (necessary paint flow rate), the type of paint, the characteristics of the paint, etc. It is Thus, in consideration of the fact that the inner diameter dimension D0 of the paint passage 13 is different, it is preferable to set the radial gap ⁇ D in the range of the following formula 1.
  • the outside diameter D of the swirl flow forming member 24 is larger than the inside diameter D1 of the communication passage 14A so as not to come out of the communication passage 14A of the joint member 14 (D1 ⁇ D ⁇ D0 ).
  • the swirl flow forming member 24 is disposed at an arbitrary position shifted from the axial center position of the paint passage 13 by the radial gap ⁇ D, and when the wash air and the washing liquid are supplied into the paint passage 13, Under the pressure of the pressurized fluid, it vibrates radially in the paint passage 13 or rotates in the circumferential direction.
  • the swirl flow forming member 24 is set to have a length L in the axial direction shorter than the length L 0 of the paint passage 13.
  • the axial length L of the swirling flow forming member 24 is set in the swirling flow forming member 24 with the proximal end of the swirling flow forming member 24 in contact with the lid member 15.
  • the dimension is set to be short by a slight axial gap ⁇ L formed between the tip and the joint member 14 (L ⁇ L0).
  • the axial gap ⁇ L is only required to allow the swirling flow forming member 24 to vibrate in the axial direction, and is set to a small size.
  • the length dimension L0 of the paint passage 13 is appropriately set according to various conditions, almost similarly to the inner diameter dimension D0 of the paint passage 13 described above.
  • the axial clearance ⁇ L in the range of the following formula 2.
  • the swirling flow forming member 24 can form a swirling flow in the paint passage 13 by the outer peripheral surface 24D facing the inner wall surface 13A of the paint passage 13 in close proximity. This swirling flow can direct the washing air and the washing liquid to the inner wall surface 13A of the paint passage 13, as shown by a large number of arrows in FIG.
  • the swirling flow forming member 24 is formed using a relatively light weight and flexible aluminum alloy, and the swirling flow forming member 24 radially extends in the paint passage 13 (left, right and up, It can be freely moved in the downward direction, in the axial direction (forward and backward directions) and in the circumferential direction (rotational direction). Therefore, when the cleaning air valve 16 and the cleaning liquid valve 17 are opened and the cleaning air and the cleaning liquid are supplied from the respective connection passages 12B into the paint passage 13, the swirling flow forming member 24 is appropriately bent. By this, it is possible to positively vibrate in the radial direction and the axial direction, and it is also possible to rotate (rotation) around the axis OO (see FIG. 7).
  • the swirl flow forming member 24 is formed in a helical shape over substantially the entire length of the paint passage 13.
  • the swirl flow forming member 24 can generate a swirl flow in the cleaning fluid from the upstream end to the downstream end in the paint passage 13.
  • the cleaning fluid includes the connection passages 12B of the manifold 12 opened in the inner wall surface 13A of the paint passage 13, and is directed radially outward over substantially the entire inner wall surface 13A of the paint passage 13.
  • the swirl flow forming member 24 is formed by using a light and flexible member, and is non-fixedly arranged in the range defined in the paint passage 13. Thereby, the swirl flow forming member 24 can freely move within the prescribed range in the paint passage 13 if the cleaning air or the cleaning liquid acts.
  • the cleaning air valve 16 and the cleaning liquid valve 17 are provided at positions diametrically opposed to the upstream end of the manifold 12, the outlet 16G for the cleaning air and the outlet 17G for the cleaning liquid face each other. Open to the paint passage 13. Further, at the time of cleaning, the cleaning air from the cleaning air valve 16 and the cleaning liquid from the cleaning liquid valve 17 are alternately supplied into the paint passage 13 a plurality of times.
  • the swirl flow forming member 24 exhibits a complicated behavior such as small bending deformation and vibration in the paint passage 13. These behaviors can also be transmitted to the cleaning air and the cleaning liquid to form a complex swirling flow.
  • the swirling flow forming member 24 repeatedly collides with the inner wall surface 13A of the paint passage 13 by complex behaviors such as vibration and rotation, shears the paint remaining on the inner wall surface 13A, and cleans the cleaning air and the cleaning liquid.
  • the paint can be positively collided with the inner wall surface 13A of the paint passage 13 to surely wash away the paint adhering to the inner wall surface 13A.
  • the cleaning air and the cleaning liquid can easily wash away the paint remaining in the connection passage 12B opened in the inner wall surface 13A.
  • the color change valve device 11 has the configuration as described above. Next, the color changing operation of the color change valve device 11, for example, the color changing operation in the case of supplying the B color paint to be the next color after the spraying operation using the A color paint is finished will be described.
  • valve body 18J of the A-color paint valve 18 is seated on the valve seat 18F to close the corresponding connection passage 12B.
  • the trigger valve 8D of the coating machine 8 is opened, the cleaning air valve 16 and the cleaning liquid valve 17 of the color change valve device 11 are alternately opened.
  • the cleaning air supplied from the cleaning air source 3Ar flows into the paint passage 13 through the connection passage 12B and collides with the swirl flow forming member 24 to form a swirl flow. Distribute.
  • the swirl flow forming member 24 since the swirl flow forming member 24 is provided in the movable state in the paint passage 13, it can vibrate or rotate in the circumferential direction by colliding with the cleaning air, and the paint of A color is generated by the cleaning air. Can be pushed out.
  • the cleaning liquid valve 17 when the cleaning liquid valve 17 is opened, the cleaning liquid supplied from the cleaning fluid source 3Lq flows into the paint passage 13 through the connection passage 12B, similarly to the flow of the cleaning air described above.
  • the swirl flow forming member 24 can vibrate or rotate in the circumferential direction by colliding with the cleaning liquid, and the paint of A color can be cleaned by the cleaning liquid.
  • the cleaning air and the cleaning liquid flowing into the paint passage 13 circulate so as to swirl along the front surface 24A and the back surface 24B spirally formed on the swirl flow forming member 24, the centrifugal by the swirl flow The cleaning air and the cleaning liquid are circulated radially outward toward the inner wall surface 13A of the paint passage 13 by force.
  • the cleaning air and the cleaning liquid can be positively supplied toward the A-color paint adhering to the inner wall surface 13A of the paint passage 13 and the A-color paint staying in the connection passages 12B.
  • the paint of color A adhering to the inner wall surface 13A or entering into each connection passage 12B can be cleaned in a short time by the cleaning air and the cleaning liquid.
  • the cleaning air and the cleaning liquid flowing into the paint passage 13 in a pressurized state collide with the swirl flow forming member 24 and cause the swirl flow forming member 24 to be bent and deformed, vibrate in the radial direction and the axial direction, or Rotate.
  • the complicated movement of the swirling flow forming member 24 can divide or agitate the A-color paint staying on the inner wall surface 13A of the paint passage 13, so that the inner wall surface 13A of the paint passage 13 can be efficiently cleaned. be able to.
  • the paint of color A staying in the paint supply line 5 can also be washed by the washing air and the washing liquid flowing out of the paint passage 13.
  • the B-color paint valve 19 is opened, and the B-color paint from the B-color paint source 1B is used as the paint passage 13 and the paint supply line 5 Etc. to prepare for the spraying operation of this B-color paint.
  • the opening 13C can be opened by loosening and removing the lid member 15 attached to the opening 13C of the paint passage 13, and the swirl flow forming member 24 is pulled out from the opening 13C and released. It can be done.
  • the removed swirling flow forming member 24 can remove the paint film and wrinkles attached by long-term use.
  • the swirl flow forming member 24 is provided over substantially the entire length of the paint passage 13 of the manifold 12.
  • the swirling flow forming member 24 continuously forms a large number of unit spirals 24C in which the surface 24A and the back surface 24B are reversed by twisting 180 degrees. Therefore, when the paint or cleaning air or the cleaning liquid flows in the paint passage 13, the swirl flow forming member 24 can form a swirl flow in the fluid flowing in the paint passage 13.
  • the cleaning air and the cleaning liquid supplied into the paint passage 13 can be circulated along the surface 24A and the back surface 24B of the swirl flow forming member 24, and thus the paint passage 13 can be upstream
  • the cleaning air and the cleaning liquid flowing from the lower side to the downstream side can be directed to the outer side in the radial direction of the paint passage 13, ie, the entire inner wall surface 13A of the paint passage 13.
  • the cleaning air and the cleaning liquid can be positively flowed into the connection passages 12B opened in the inner wall surface 13A of the paint passage 13.
  • the swirl flow forming member 24 is provided so as to be freely movable in the paint passage 13 using a flexible member. Therefore, the swirling flow forming member 24 can be bent and deformed by the supplied cleaning air or cleaning liquid, vibrate in the axial direction, in the radial direction, or can rotate in the circumferential direction. As described above, the swirling flow forming member 24 vibrates or rotates, so that the paint remaining on the inner wall surface 13A of the paint passage 13 can be divided or stirred.
  • the swirling flow forming member 24 having a spiral shape can actively cause the cleaning air and the cleaning liquid to flow into each connection passage 12B, so that the paint staying on the inner wall surface 13A and the connection passage 12B can be also generated in a short time. It can be washed.
  • the so-called metallic paint containing aluminum powder as a luster pigment is separated from the lower side (bottom surface) of the paint passage 13 when the flow of the paint stops because the aluminum powder has a specific gravity greater than that of the other paint components. It settles and easily stagnates.
  • the retained aluminum powder can also be washed away by deforming, vibrating and rotating the swirling flow forming member 24 in the paint passage 13 as described above, and the metallic paint having a large specific gravity can be easily cleaned.
  • the swirling flow forming member 24 is formed of a single plate, it is possible to eliminate the step between the unit spirals 24C. As a result, the cleaning air and the cleaning liquid can be smoothly circulated along the swirl flow forming member 24, and the flow rates of these can be increased to improve the cleaning performance. In addition, the swirling flow forming member 24 formed of a single plate can be easily inserted into and removed from the paint passage 13, and the operability of maintenance work and the like can be improved.
  • the swirling flow forming member 24 formed of a flexible aluminum alloy can be flexed under the pressure of the supplied cleaning air and cleaning liquid, and can actively generate vibration.
  • the outer peripheral surface 24D of the swirl flow forming member 24 can be repeatedly brought into contact with the inner wall surface 13A of the paint passage 13, so that the previous color paint remaining on the inner wall surface 13A of the paint passage 13 is divided, stirred and washed. Efficiency can be improved.
  • the swirling flow forming member 24 Since the outer diameter D of the swirling flow forming member 24 is smaller than the inner diameter D0 of the paint passage 13 by the radial gap ⁇ D, the swirling flow forming member 24 is radially arranged in the paint passage 13. Can be vibrated or rotated in the circumferential direction. Further, the swirl flow forming member 24 can be bent and deformed.
  • the swirling flow forming member 24 Since the length dimension L of the swirling flow forming member 24 is shorter than the length dimension L0 of the paint passage 13 by the axial gap ⁇ L, the swirling flow forming member 24 is axially arranged in the paint passage 13 It can be vibrated.
  • the downstream end of the manifold 12 allows the paint, cleaning air and cleaning liquid supplied into the paint passage 13 to flow out to the paint supply line 5 side, and the downstream side of the swirling flow forming member 24 It is set as the structure which provides the joint member 14 which determines the movement end to. Therefore, the joint member 14 can position the tip of the swirling flow forming member 24 so that the swirling flow forming member 24 does not separate downstream while circulating the paint or the like.
  • the opening 13C of the paint passage 13 is provided at the upstream end of the manifold 12, the swirl flow forming member 24 can be easily inserted into and removed from the paint passage 13 through the opening 13C. it can.
  • the opening 13C can be closed by the lid 15, and the lid 15 prevents the swirl flow forming member 24 from being separated upstream.
  • the upstream moving end of the swirl flow forming member 24 can be determined.
  • FIGS. 8 and 9 show a second embodiment of the present invention.
  • a feature of the second embodiment is that a retaining ring is used as a positioning member for positioning the tip of the swirl flow forming member inserted into the paint passage.
  • the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • 31 is a manifold according to the second embodiment, and the manifold 31 is formed of an elongated prismatic body substantially in the same manner as the manifold 12 according to the first embodiment described above, and the opposing surface is A valve mounting recess 31A and a connection passage (not shown) are provided.
  • a cylindrical joint cylinder 31B is provided so as to be coaxial with a paint passage 32 described later, and the paint supply pipeline 5 is connected to the joint cylinder 31B.
  • a paint passage 32 extends axially in the interior of the manifold 31.
  • the paint passage 32 is for the passage of paint, cleaning air, and cleaning liquid.
  • the paint passage 32 is formed as a circular passage axially penetrating the axial center portion of the manifold 12, and an annular groove 32B is formed on the downstream side of the inner wall surface 32A.
  • a retaining ring 33 described later is attached to the annular groove 32B.
  • the reference numeral 33 denotes a retaining ring as a positioning member located downstream of the paint passage 32 and mounted in the annular groove 32B.
  • a commercially available retaining ring for holes that can be easily attached and removed is used for the retaining ring 33.
  • the retaining ring 33 is used in which the size of the opening on the inner peripheral side is smaller than the outer diameter of the swirling flow forming member 24 in a state of being attached to the annular groove 32B.
  • the retaining ring 33 allows the paint, cleaning air and cleaning liquid to flow out of the paint passage 32 and abuts on the swirling flow forming member 24 which is going to move downstream, so that the swirling flow forming member It can function as a positioning member which positions 24 tips.
  • the swirling flow forming member 24 is configured as a single thin plate body in which a plurality of unit spirals 24C are continuously formed has been described as an example.
  • the present invention is not limited to this.
  • a single (one) swirl flow forming member may be formed by forming independent unit spirals and continuously connecting the respective unit spirals with an adhesive means or the like. It may be This configuration is similarly applicable to the second embodiment.
  • the swirl flow forming member 24 is formed using a flexible aluminum alloy.
  • the present invention is not limited to this, and for example, the swirl flow forming member may be formed using a metal material other than an aluminum alloy.
  • the swirl flow forming member may be made of a flexible resin material such as polytetrafluoroethylene (PTFE), polyetheretherketone (PEEK), polyetherimide (PEI), polyoxymethylene (POM), polyimide ( You may form using resin materials, such as PI) and a polyethylene terephthalate (PET). These configurations are similarly applicable to the second embodiment.
  • the spiral is formed by rotating the tip end side of the swirl flow forming member 24 in the clockwise direction.
  • the present invention is not limited to this, and a spiral may be formed by rotating the tip side of the swirl flow forming member 24 in the counterclockwise direction.
  • the present invention is not limited to this, and for example, a configuration using the color change valve device 11 for supplying paint to a spray gun, a coating machine provided with a hydraulic atomization nozzle, etc., a non-electrostatic coating machine, etc. It may be

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Abstract

　色替弁装置（１１）を、内部が塗料通路（１３）となると共に軸方向に離間した複数個所に径方向に貫通して接続通路（１２Ｂ）が設けられたマニホールド（１２）と、マニホールド（１２）の各接続通路（１２Ｂ）のうち、最上流側の接続通路（１２Ｂ）に接続された洗浄エア弁（１６）、洗浄液体弁（１７）と、これら各弁（１６），（１７）よりも下流側に位置して接続通路（１２Ｂ）に接続されたＡ色～Ｆ色の塗料弁（１８～２３）とにより構成している。マニホールド（１２）の塗料通路（１３）には、洗浄エア、洗浄液体による旋回流を形成する旋回流形成部材（２４）を設け、旋回流形成部材（２４）は、塗料通路（１３）の全長に亘り配置されている。

Description

色替弁装置
　本発明は、例えば自動車、家庭電気製品等の被塗物に向けて塗料を噴霧する塗装装置に用いて好適な色替弁装置に関する。
　一般に、被塗物に液体塗料を噴霧する塗装装置は、複数色の塗料または洗浄流体を適宜に選択して供給する色替弁装置と、該色替弁装置から配管を介して供給される塗料を噴霧する塗装機とにより大略構成されている。
　色替弁装置は、内部が塗料通路となると共に軸方向に離間した複数個所に径方向に貫通して接続通路が設けられたマニホールドと、該マニホールドの各接続通路のうち、最上流側の接続通路に接続して設けられ、前記塗料通路に対して洗浄流体の供給と遮断を行う洗浄流体弁と、該洗浄流体弁よりも下流側に位置して前記マニホールドの接続通路に接続して設けられ、前記塗料通路に対して塗料の供給と遮断を行う複数個の塗料弁とから構成されている（特許文献１）。
　色替弁装置は、複数種類の塗料の中から所望の塗料を選択し、この選択した塗料を塗装機に対して供給するものである。従って、色替弁装置は、噴霧作業に用いる塗料を切替えるときに、マニホールドの塗料通路等に滞留している前回の噴霧作業で用いた前色塗料を洗い流し、この前色塗料の洗浄後に次回の噴霧作業に用いる次色塗料を塗装機に向けて供給するものである。
　マニホールドの塗料通路等に滞留する前色塗料の洗浄作業を行う場合、前色塗料を用いた噴霧作業が終了したら、この前色塗料を供給していた塗料弁を閉弁する。その後に、洗浄流体弁を開弁し、洗浄エア、洗浄液体等の洗浄流体を塗料通路に供給する。これにより、洗浄流体は、塗料通路内を上流側から下流側に向けて流れることにより、この塗料通路に滞留している前色塗料を押出しつつ、塗料通路の内壁面に付着した前色塗料を洗浄する。
　ここで、塗料通路内に滞留する前色塗料は、この塗料通路に沿って直進して流れる。このときに、粘性流体である塗料は、塗料通路の内壁面側で管内圧力損失を生じるから、塗料が塗料通路の軸中心部を流通するときの速度よりも、塗料が塗料通路の内壁面側（径方向外側）を流通するときの速度が遅くなる。この現象により、塗料通路の内壁面側では、洗浄流体の流通速度が遅くなるから、洗浄流体により前色塗料を効果的に押し流すことができず、洗浄性が低下する要因となっている。
　そこで、色替弁装置には、塗料通路内に滞留する前色塗料の洗浄性を高めようとするものが知られている。この従来技術による色替弁装置は、塗料通路内に板体を捩って形成した複数個のエレメントからなる気液混合器を設ける。この塗料通路内で洗浄流体を流通させることにより、気液混合器によって微小で均一な気泡をもった洗浄液を形成し、この洗浄液により塗料通路内の前色塗料を洗浄するものである（特許文献２）。
　一方、色替弁装置から塗装機に塗料を供給する塗料供給配管内に滞留した前色塗料の洗浄性を高めるようにした構成が知られている。この従来技術は、塗料供給配管の上流側に位置する継手部分に板体を捩って形成したエレメントを内蔵し、このエレメントにより洗浄流体を塗料供給配管内で渦巻状に流通させることで、塗料供給配管の内壁面に付着した前色塗料を洗浄するものである（特許文献３）。
特開平６－２５４４５０号公報 特開平６－１３４３５９号公報 特開平７－２０４５４１号公報
　ところで、色替弁装置のマニホールドには、塗料通路が形成されていて、この塗料通路と各塗料弁、洗浄流体弁とを接続するために、軸方向に離間し径方向に貫通する接続通路がそれぞれ設けられている。このために、噴霧作業が終了して各塗料弁を閉弁したときには、前記各接続通路の塗料弁側が閉塞されるから、この接続通路は、塗料通路の内壁面に有底穴として開口した状態になる。
　従って、このような塗料通路の内壁面に有底穴として開口する接続通路には、塗料通路を流通する塗料が入り込んで滞留する。特許文献２のように、色替弁装置の上流側に設けられた気液混合器から色替弁装置の塗料通路に微小な気泡をもった洗浄液を流通させても、粘性流体である塗料が滞留する塗料通路内では、その内壁面側に生ずる管内圧力損失作用により、内壁面側の塗料の押出しに効果的な作用をもたらさない。
　また、特許文献３のように、色替弁装置の塗料通路の上流側に、洗浄流体に渦巻状の流れを発生させるエレメントを設けたとしても、この渦巻状の洗浄流体は塗料通路に流入した早い段階で、粘性流体である塗料により渦巻の作用が消失するから、特許文献２の洗浄液と同様に塗料通路の内壁面側の塗料の押出しに効果的な作用をもたらさない。ましてや、これらの洗浄流体は、塗料通路の内壁面外側に設けられた接続通路に滞留する塗料に対しては、塗料の押出し作用は極めて低く、塗料の洗浄に長時間を要してしまう。
　本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、マニホールドに形成された塗料通路の内壁面の上流から下流までの全面に亘り洗浄流体が渦巻き作用を維持するようにして、塗料通路の内壁面および接続通路に滞留する塗料を積極的に押し流すことにより、塗料を効率よく洗浄できるようにした色替弁装置を提供することにある。
　（１）．本発明による色替弁装置は、内部が塗料通路となると共に軸方向に離間した複数個所に径方向に貫通して接続通路が設けられたマニホールドと、該マニホールドの各接続通路のうち、最上流側の接続通路に接続して設けられ、前記塗料通路に対して洗浄流体の供給と遮断を行う洗浄流体弁と、該洗浄流体弁よりも下流側に位置して前記マニホールドの接続通路に接続して設けられ、前記塗料通路に対して塗料の供給と遮断を行う複数個の塗料弁とから構成している。
　上述した課題を解決するために、本発明が採用する構成の特徴は、前記マニホールドの塗料通路内には、該塗料通路内で洗浄流体による旋回流を形成する旋回流形成部材を設け、該旋回流形成部材は、前記塗料通路の全長に亘り配置する構成としたことにある。
　この構成によれば、マニホールドの塗料通路の略全長に亘り設けられた旋回流形成部材は、洗浄流体弁から塗料通路内に供給される洗浄流体を旋回流として流通させることができる。これにより、塗料通路内を上流側から下流側に向けて直進して流通するだけであった洗浄流体を、塗料通路の径方向の外側、即ち、塗料通路の内壁面の全面に対して向くように流通させることができる。従って、洗浄流体を塗料通路の内壁面やこの内壁面に開口した接続通路に対しても積極的に流入供給することができる。なお、旋回流形成部材は、塗料通路に対して実質的に全長に亘って配置されればよいものであって、塗料通路の通路長さと旋回流形成部材の長さとが同一寸法であることを意味するものではない。
　この結果、塗料通路の洗浄時には、旋回流形成部材によって発生する旋回流により、塗料通路の内壁面に滞る塗料を短時間で効率よく押し流すことができる。さらに、旋回流形成部材は、洗浄流体を各接続通路内にも積極的に流入させることができるから、接続通路の奥部に滞留する塗料も短時間で洗浄することができる。
　（２）．本発明によると、前記旋回流形成部材は、前記塗料通路内を自由に動きうる状態で配置された１本の部材として形成したことにある。ここで、自由に動きうる状態とは、旋回流形成部材が塗料通路内で、前，後方向、左，右方向、上，下方向に振動したり、回転することができることをいう。この結果、旋回流形成部材は、振動、回転等の複雑な挙動によって塗料通路の内壁面に滞る塗料を分断または撹拌すると共に、洗浄流体を塗料通路の内壁面に積極的に衝突させることができ、内壁面に付着した塗料を効率よく洗い流すことができる。
　（３）．本発明によると、前記旋回流形成部材は、表面と裏面を反転させて１８０度捩った単位螺旋を複数個連続することにより形成し、前記塗料通路内に可動な状態で設ける構成としたことにある。
　この構成によれば、旋回流形成部材を形成する螺旋の表面側の通路と裏面側の通路とに分かれて洗浄流体を流通させることができる。これにより、洗浄流体は、塗料通路の径方向の外側、即ち、塗料通路の内壁面に向くように流通させることができる。
　また、旋回流形成部材は、塗料通路内に可動な状態で設けているから、供給される洗浄流体に押動されて軸方向、径方向に振動を生じたり、周方向に回転することができる。このように、旋回流形成部材は振動したり回転することにより、塗料通路の内壁面に滞留する塗料を分断したり、撹拌することができ、この点においても塗料の洗浄効率を高めることができる。
　（４）．本発明によると、前記旋回流形成部材は、前記複数個の単位螺旋を連続して形成した１枚の板体により構成したことにある。
　この構成によれば、１枚の板体からなる旋回流形成部材は、各単位螺旋間の段差を無くすことができるから、旋回流形成部材に沿って洗浄流体を円滑に流通させることができ、洗浄流体の流速を早めて洗浄性を向上することができる。しかも、１枚の板体からなる旋回流形成部材は、塗料通路に対して容易に挿入、離脱することができる。
　（５）．本発明によると、前記旋回流形成部材は、可撓性を有する樹脂材料または可撓性を有する金属材料を用いて形成したことにある。
　この構成によれば、旋回流形成部材は、可撓性を有しているから、供給される洗浄流体の圧力を受けて撓むことができ、積極的に振動を生じることができる。これにより、旋回流形成部材の外周部分を塗料通路の内壁面に対し繰返して接触させることができるから、塗料通路の内壁面に滞る塗料を撹拌して洗浄効率を高めることができる。
　（６）．本発明によると、前記旋回流形成部材は、径方向の外径寸法を前記塗料通路の内径寸法に対して径方向に動くことができる僅かな径方向隙間だけ小さな寸法に形成する構成としたことにある。これにより、旋回流形成部材を塗料通路内で径方向に振動させたり、周方向に回転させたりすることができる。
　（７）．本発明によると、前記旋回流形成部材は、軸方向の長さ寸法を前記塗料通路の長さ寸法に対して軸方向に動くことができる僅かな軸方向隙間だけ短い寸法に形成する構成としたことにある。これにより、旋回流形成部材を塗料通路内で軸方向に振動させることができる。
　（８）．本発明によると、前記マニホールドの下流側端部には、前記塗料通路から流体が流出するのを許すと共に前記塗料通路内に挿入された前記旋回流形成部材の先端の位置決めを行う位置決め部材を設け、前記マニホールドの上流側端部には、前記旋回流形成部材を挿入、離脱するための開口部を設けると共に、該開口部を閉塞する位置に前記旋回流形成部材の基端の位置決めを行う蓋部材を設ける構成としたことにある。
　この構成によれば、マニホールドの下流側端部に設けた位置決め部材は、塗料弁から供給される塗料、洗浄流体弁から供給される洗浄流体が塗装機等に向けて流出するのを許すことができる。この上で、位置決め部材は、旋回流形成部材が下流側に離脱しないように、該旋回流形成部材の下流側への移動端を決定することができる。
　一方、マニホールドの上流側端部には、開口部を設けているから、この開口部を介して旋回流形成部材を塗料通路に容易に挿入、離脱することができる。さらに、開口部に蓋部材を取付けた状態では、蓋部材により該開口部を閉塞することができ、蓋部材は、旋回流形成部材が上流側に離脱しないように、該旋回流形成部材の上流側への移動端を決定することができる。
本発明の第１の実施の形態による色替弁装置を用いた塗装装置を示す全体構成図である。 図１中の色替弁装置を示す縦断面図である。 図２中の洗浄エア弁を拡大して示す縦断面図である。 図２中のIV部を拡大して示す要部拡大の縦断面図である。 図２中のＶ部を拡大して示す要部拡大の縦断面図である。 塗料通路と旋回流形成部材とを図２中の矢示VI－VI方向から見た要部拡大の横断面図である。 旋回流形成部材の一部を拡大して示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態による色替弁装置の要部を拡大して示す縦断面図である。 塗料通路と旋回流形成部材と止め輪を図８中の矢示IX－IX方向から見た横断面図である。
　以下、本発明の実施の形態による色替弁装置を、塗装機に塗料等を供給する構成を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。
　図１ないし図７は本発明の第１の実施の形態を示している。第１の実施の形態では、Ａ色～Ｎ色までの多数の塗料の中から選択したＡ色～Ｆ色の６色の塗料を静電式の塗装機に供給する場合を例示している。また、第１の実施の形態では、塗装機８の代表例として、回転霧化頭型塗装機８を用いた場合を例示している。
　図１において、１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１ＦはＡ色、Ｂ色、Ｃ色、Ｄ色、Ｅ色、Ｆ色の塗料源を、それぞれ示している。これらＡ色～Ｆ色の塗料源１Ａ～１Ｆは、塗料管路２Ａ～２Ｆを介して後述する色替弁装置１１の各塗料弁１８～２３に接続されている。
　３Ａｒは洗浄流体としての洗浄エアを供給する洗浄エア源で、該洗浄エア源３Ａｒは、エア管路４Ａを介して後述する色替弁装置１１の洗浄エア弁１６に接続されている。３Ｌｑは洗浄流体としての洗浄液体を供給する洗浄液体源で、該洗浄液体源３Ｌｑは、液体管路４Ｂを介して色替弁装置１１の洗浄液体弁１７に接続されている。
　５は後述する色替弁装置１１の流出側に接続される塗料供給管路で、該塗料供給管路５は、色替弁装置１１から供給される塗料等を後述の塗装機８に導くものである。この塗料供給管路５は、上流端が後述するマニホールド１２の継手部材１４に接続され、下流端は塗装機８のトリガ弁８Ｄに接続されている。
　ペイントレギュレータ６は、色替弁装置１１の下流側に位置して設けられ、このペイントレギュレータ６は、制御エア圧に応じて弁開度を調整することにより、色替弁装置１１から塗装機８に供給する塗料の圧力、吐出量を制御するものである。なお、ペイントレギュレータ６は、一例としてエア作動式圧力レギュレータ（air operated paint regulator：ＡＯＰＲ）が用いられている。
　塗料ポンプ７は、ペイントレギュレータ６の下流側に位置して塗料供給管路５の途中に設けられ、この塗料ポンプ７は、例えばギヤポンプ、ロータリポンプ等の容積式ポンプからなり、色替弁装置１１で選択された塗料を塗装機８に定量供給するものである。なお、塗料ポンプ７は、一例として洗浄可能なギヤポンプ（flushable gear pump：ＦＧＰ）が用いられている。
　８は塗料供給管路５の下流側に設けられた回転霧化頭型の塗装機で、該塗装機８は、例えば塗装用ロボットのアーム（図示せず）先端に取付けられている（以下、回転霧化頭型の塗装機８を単に塗装機８という）。ここで、塗装機８は全体としてアース９を介してアース電位に保持されている。なお、第１の実施の形態では、塗装機８として、回転霧化頭型塗装機８を例示しているが、スプレーガン型塗装機を用いてもよく、また液圧霧化型塗装機を用いてもよいものである。
　塗装機８は、被塗物に向けて塗料を噴霧する回転霧化頭８Ａと、該回転霧化頭８Ａを高速で回転駆動するエアモータ８Ｂと、前記回転霧化頭８Ａに向けて塗料等を供給するフィードチューブ８Ｃとを備えている。
　塗装機８には、フィードチューブ８Ｃに接続してトリガ弁８Ｄが設けられ、該トリガ弁８Ｄは、塗料供給管路５から供給される塗料または洗浄流体を、フィードチューブ８Ｃから回転霧化頭８Ａに向けて供給または停止するものである。トリガ弁８Ｄは、制御室に制御エアを供給してピストンを変位させることで弁体（いずれも図示せず）により、フィードチューブ８Ｃを開閉する常閉の２方向２位置のエア駆動式開閉弁として構成されている。
　高電圧発生器１０は塗装機８とアース９との間に設けられ、該高電圧発生器１０は、例えばコッククロフト回路により構成され、電源装置（図示せず）から供給される電圧を－６０～－１５０ｋＶに昇圧するものである。高電圧発生器１０の出力側は例えばエアモータ８Ｂに電気的に接続され、これにより高電圧発生器１０は、回転霧化頭８Ａに高電圧を印加し、該回転霧化頭８Ａに供給される塗料に直接帯電させる。
　次に、本発明の第１の実施の形態による色替弁装置１１について、その構成、色替動作等を詳細に述べる。
　第１の実施の形態では、Ａ色～Ｎ色の塗料うち、６色の塗料をマニホールド１２の塗料通路１３に供給する場合を例に挙げて説明する。即ち、マニホールド１２に対して洗浄エア弁１６、洗浄液体弁１７、Ａ色塗料弁１８、Ｂ色塗料弁１９、Ｃ色塗料弁２０、Ｄ色塗料弁２１、Ｅ色塗料弁２２およびＦ色塗料弁２３の８個の弁体を取付ける構成とし、６色の塗料の中から選択した塗料を塗装機８に向けて供給する場合を色替弁装置１１の具体例として説明する。
　１１は塗料供給管路５の上流側に接続して設けられた第１の実施の形態による色替弁装置を示している。この色替弁装置１１は、噴霧作業時に、Ａ色、Ｂ色、Ｃ色、Ｄ色、Ｅ色、Ｆ色の６色の塗料の中から塗装機８に供給する塗料を選択し、選択した塗料を塗料供給管路５を介してフィードチューブ８Ｃに供給するものである。一方、色替弁装置１１は、塗装機８の回転霧化頭８Ａ、フィードチューブ８Ｃ、トリガ弁８Ｄ、塗料供給管路５および後述するマニホールド１２内の塗料通路１３に滞留する塗料の洗浄作業に際し、洗浄流体となる洗浄エアと洗浄液体をこれらに供給するものである。
　色替弁装置１１は、塗装機８に向けて塗料および洗浄流体を選択的に供給制御する装置で、図２に示すように、該色替弁装置１１は、後述のマニホールド１２、塗料通路１３、継手部材１４、蓋部材１５、洗浄エア弁１６、洗浄液体弁１７、塗料弁１８～２３、旋回流形成部材２４等により構成されている。
　１２は色替弁装置１１の要部を形成するマニホールドで、該マニホールド１２は、後述の洗浄エア弁１６と洗浄液体弁１７と各塗料弁１８～２３の取付ベースとなると共に、これらの各弁１６，１７，１８～２３に共通の塗料通路１３を備えた中空体として形成されている。マニホールド１２は、例えば塗料通路１３の軸方向に長尺な角柱体状の外形を有し、軸方向と直交する方向に対向する面部には、各弁１６，１７，１８～２３を取付けるための弁取付凹部１２Ａが塗料通路１３の軸方向に間隔をもって８個形成されている。各弁取付凹部１２Ａの中央位置には、塗料通路１３の径方向に貫通して接続通路１２Ｂが設けられ、これにより、各弁１６，１７，１８～２３が開弁したときには、それぞれの弁座１６Ｆ～２３Ｆの流出口１６Ｇ～２３Ｇが接続通路１２Ｂを介して塗料通路１３と連通することができる。
　１３はマニホールド１２の内部に長さ方向に延びて設けられた塗料通路で、該塗料通路１３は、噴霧作業を行う場合に、各塗料弁１８～２３から供給されるＡ色～Ｆ色の塗料が流通するものである。一方、塗料通路１３内に滞留する塗料を洗浄する場合には、洗浄エア弁１６、洗浄液体弁１７から供給される洗浄エア、洗浄液体が流通するものである。塗料通路１３は、マニホールド１２の内部を軸方向に貫通した内径寸法Ｄ0の円形通路として形成され、その内壁面１３Ａには、各接続通路１２Ｂが連通状態で開口している。
　図５に示すように、塗料通路１３の下流側には、雌ねじ穴からなる継手取付部１３Ｂが拡開して設けられ、該継手取付部１３Ｂには、後述する継手部材１４の雄ねじ部１４Ｂが螺着している。一方、図３に示すように、塗料通路１３の上流側は、後述の旋回流形成部材２４を挿入、離脱するための開口部１３Ｃとなっている。この開口部１３Ｃの内周は雌ねじ穴１３Ｃ1となり、該雌ねじ穴１３Ｃ1に後述する蓋部材１５の雄ねじ部１５Ｂを螺着することにより、開口部１３Ｃを気液密に閉塞することができる。
　１４は塗料通路１３の上流側に位置して継手取付部１３Ｂに取付けられた位置決め部材としての継手部材である。この継手部材１４は、内部が連通路１４Ａとなる段付円筒体として形成され、基端側が塗料通路１３の継手取付部１３Ｂに螺着される雄ねじ部１４Ｂとなっている。一方、継手部材１４の先端側は、小径な接続部１４Ｃとなり、該接続部１４Ｃは塗料供給管路５に接続されている。
　前記連通路１４Ａの内径寸法Ｄ1は、後述する旋回流形成部材２４の外径寸法Ｄよりも小さな径寸法に設定されている。これにより、継手部材１４は、連通路１４Ａにより塗料通路１３から塗料や洗浄液体が流出するのを許すと共に、下流側に移動しようとする旋回流形成部材２４の先端と当接することで、旋回流形成部材２４の下流側への移動端を決定する位置決め部材として機能する。
　１５は塗料通路１３の上流側に位置して開口部１３Ｃに取付けられた蓋部材である。この蓋部材１５は、開口部１３Ｃを閉塞すると共に、上流側に移動しようとする旋回流形成部材２４の基端と当接することで、旋回流形成部材２４の上流側への移動端を決定する位置決め部材として機能する。蓋部材１５は、先端側が塗料通路１３に差し込まれる差込部１５Ａとなり、基端側が開口部１３Ｃの雌ねじ穴１３Ｃ1に取付け、取外し可能に螺着される雄ねじ部１５Ｂとなっている。
　差込部１５Ａの長さ寸法は、雄ねじ部１５Ｂを開口部１３Ｃに対して規定位置まで螺着したときに、差込部１５Ａの先端面が最上流部に位置する接続通路１２Ｂの上流側端縁と同じ位置になるように設定されている。これにより、蓋部材１５は、最上流側の接続通路１２Ｂよりも上流側に塗料が滞留したり、接続通路１２Ｂから流出した洗浄エア、洗浄液体が上流側に逆流したりするのを防止でき、接続通路１２Ｂから供給される洗浄エア、洗浄液体による洗浄効率を高めることができる。
　このように、塗料通路１３の継手取付部１３Ｂに継手部材１４を取付け、開口部１３Ｃに蓋部材１５を取付けることにより、継手部材１４と蓋部材１５は、塗料通路１３内で旋回流形成部材２４が軸方向に移動する範囲を決定することができる。このときの塗料通路１３の有効長さ寸法は、継手部材１４と蓋部材１５との間の軸方向の長さ寸法Ｌ0であって、旋回流形成部材２４の軸方向の長さ寸法Ｌよりも長く設定している（図２参照）。
　次に、マニホールド１２に設けられた洗浄エア弁１６、洗浄液体弁１７、Ａ色～Ｆ色の塗料弁１８～２３の構成について説明する。ここで、各弁１６，１７，１８～２３は、いずれも常閉の２方向２位置のエア駆動式開閉弁からなり、構成についてもほぼ同様となっている。そこで、洗浄エア弁１６を他の各弁１７，１８～２３の代表として例示し、その構成について述べる。
　洗浄エア弁１６はマニホールド１２の各接続通路１２Ｂのうち、最上流側に位置する２個の接続通路１２Ｂの一方に接続して設けられ、該洗浄エア弁１６は洗浄液体弁１７と共に洗浄流体弁を構成している。この洗浄エア弁１６は、塗料通路１３に対して洗浄エアの供給と遮断を行うものである。洗浄エア弁１６の流入側は、エア管路４Ａを介して洗浄エア源３Ａｒに接続され、流出側は接続通路１２Ｂを介して塗料通路１３に接続されている。
　洗浄エア弁１６は、常時は後述する弁ばね１６Ｋの付勢力によりピストン１６Ｈを押圧して閉弁し、ピストン室１６Ｂの受圧室１６Ｂ1に加圧エアが供給されることにより、弁ばね１６Ｋの付勢力に抗して開弁する常閉の２方向２位置のエア駆動式開閉弁である。
　図３に示すように、洗浄エア弁１６は、該洗浄エア弁１６の外形を形成する弁ケース１６Ａを備え、該弁ケース１６Ａには、ピストン室１６Ｂ、弁室１６Ｃ、この２つの室１６Ｂ，１６Ｃ間を連通する弁体挿通孔１６Ｄが軸方向に設けられている。弁室１６Ｃ側には流入口１６Ｅが設けられ、該流入口１６Ｅはエア管路４Ａを介して洗浄エア源３Ａｒに接続されている。さらに、弁ケース１６Ａには、弁室１６Ｃの一部を形成する環状の弁座１６Ｆが後述の弁体１６Ｊと対向する位置に設けられ、該弁座１６Ｆの内周側に形成された流出口１６Ｇは、弁室１６Ｃからマニホールド１２の接続通路１２Ｂに向けて洗浄エアを流出させる。
　弁ケース１６Ａのピストン室１６Ｂにはピストン１６Ｈが摺動可能に挿嵌され、該ピストン１６Ｈは、ピストン室１６Ｂをパイロットエアが供給される受圧室１６Ｂ1とばね室１６Ｂ2とに画成している。ピストン１６Ｈの軸中心位置に設けた弁体１６Ｊは、弁体挿通孔１６Ｄに摺動可能に挿通して弁室１６Ｃに延び、その先端は弁座１６Ｆに離着座する。
　弁体１６Ｊは、ピストン室１６Ｂのばね室１６Ｂ2に設けられた弁ばね１６Ｋによりピストン１６Ｈが押圧されることにより、常時は弁座１６Ｆに着座して閉弁し流出口１６Ｇを遮断する。一方、ピストン室１６Ｂの受圧室１６Ｂ1にパイロットエアを供給し、弁ばね１６Ｋに抗してピストン１６Ｈを逆方向に変位させることにより、弁体１６Ｊを開弁させ、洗浄エアを流出口１６Ｇを通じて塗料通路１３に供給することができる。
　洗浄液体弁１７は洗浄エア弁１６に対向するように最上流側に位置する他の接続通路１２Ｂに接続して設けられている。この洗浄液体弁１７は、塗料通路１３に対して洗浄液体の供給と遮断を行うもので、洗浄エア弁１６と共に洗浄流体弁を構成している。洗浄液体弁１７の流入側は、液体管路４Ｂを介して洗浄液体源３Ｌｑに接続され、流出側は接続通路１２Ｂを介して塗料通路１３に接続されている。洗浄液体弁１７は、前述した洗浄エア弁１６と同様に、常閉の２方向２位置のエア駆動式開閉弁として構成され、常時は閉弁し、パイロットエアが供給されることにより開弁する構成となっている。従って、洗浄液体弁１７は、洗浄エア弁１６と同様に、弁ケース１７Ａ、ピストン室１７Ｂ（受圧室１７Ｂ1、ばね室１７Ｂ2）、弁室１７Ｃ、弁体挿通孔１７Ｄ、流入口１７Ｅ、弁座１７Ｆ、流出口１７Ｇ、ピストン１７Ｈ、弁体１７Ｊ、弁ばね１７Ｋにより構成されている。
　従って、マニホールド１２の塗料通路１３内に滞留する塗料を洗浄する場合、洗浄エア弁１６と洗浄液体弁１７は、交互に開弁、閉弁し、洗浄エアと洗浄液体をそれぞれの接続通路１２Ｂから塗料通路１３内に供給することにより、この塗料通路１３内に滞留している塗料を洗浄することができる。
　１８～２３は洗浄エア弁１６、洗浄液体弁１７よりも下流側に位置してマニホールド１２に設けられたＡ色、Ｂ色、Ｃ色、Ｄ色、Ｅ色、Ｆ色の塗料弁を示している。これらＡ色～Ｆ色の塗料弁１８～２３は、マニホールド１２に設けられた各接続通路１２Ｂのうち、最上流側の２個の接続通路１２Ｂの下流側に位置する接続通路１２Ｂに接続して設けられている。従って、Ａ色～Ｆ色の塗料弁１８～２３は、その流入口１８Ｅ～２３Ｅが各塗料管路２Ａ～２Ｆを介してＡ色の塗料源１Ａ～Ｆ色の塗料源１Ｆに接続されると共に、流出口１８Ｇ～２３Ｇが各接続通路１２Ｂを介してマニホールド１２の塗料通路１３に接続されている。
　ここで、Ａ色～Ｆ色の塗料弁１８～２３は、前述した洗浄エア弁１６、洗浄液体弁１７とほぼ同様に、常閉の２方向２位置のエア駆動式開閉弁として構成され、常時は閉弁し、パイロットエアが供給されることにより開弁する構成となっている。従って、Ａ色～Ｆ色の塗料弁１８～２３は、洗浄エア弁１６と同様に、弁ケース１８Ａ～２３Ａ、ピストン室１８Ｂ～２３Ｂ（受圧室１８Ｂ1～２３Ｂ1、ばね室１８Ｂ2～２３Ｂ2）、弁室１８Ｃ～２３Ｃ、弁体挿通孔１８Ｄ～２３Ｄ、流入口１８Ｅ～２３Ｅ、弁座１８Ｆ～２３Ｆ、流出口１８Ｇ～２３Ｇ、ピストン１８Ｈ～２３Ｈ、弁体１８Ｊ～２３Ｊ、弁ばね１８Ｋ～２３Ｋにより構成されている。
　色替弁装置１１は、例えばＡ色の塗料を塗装機８に供給する場合、Ａ色の塗料弁１８を開弁することにより、塗料源１Ａから供給されるＡ色の塗料をマニホールド１２の接続通路１２Ｂを通じて塗料通路１３内に流出する。これにより、Ａ色の塗料を塗料供給管路５等を介して塗装機８に向けて供給することができる。
　一方、各塗料弁１８～２３を閉弁したときには、弁座１８Ｆ～２３Ｆに弁体１８Ｊ～２３Ｊが着座することにより、各接続通路１２Ｂの奥部に位置する弁座１８Ｆ～２３Ｆの流出口１８Ｇ～２３Ｇが閉塞される。これにより、各接続通路１２Ｂは、塗料通路１３の内壁面１３Ａに有底穴となって開口することになる。有底状に形成された各接続通路１２Ｂ内には、塗料通路１３に供給された塗料が浸入して滞留する。しかし、各接続通路１２Ｂの底部側に滞留した塗料は、洗浄エア、洗浄液体を塗料通路１３内で上流側から下流側に向け直進して流すだけでは簡単に洗浄することができない。
　次に、塗料通路１３内に滞留する塗料を洗浄するときの洗浄性を高めるために設けられた旋回流形成部材２４の構成、作用等について説明する。旋回流形成部材２４の構成としては、可撓性の樹脂材料または可撓性の金属材料が用いられるものであるが、この第１の実施の形態では、旋回流形成部材２４を可撓性の金属材料の一例として、アルミニウム合金からなる１枚の薄板材を用いて形成した場合を例示している。
　即ち、２４は色替弁装置１１の塗料通路１３内に設けられた１本（単一）の旋回流形成部材を示し、該旋回流形成部材２４は、塗料通路１３の略全長に亘って配置されている。この旋回流形成部材２４は、旋回流を形成することができるから、洗浄エアと洗浄液体を塗料通路１３の内壁面１３Ａに向くように流通させることができ、マニホールド１２の各接続通路１２Ｂ、塗料通路１３に滞留する塗料の洗浄性を高めている。なお、旋回流形成部材２４は、塗料通路１３に対して実質的に全長に亘って配置されればよいものであって、塗料通路１３の通路長さと旋回流形成部材２４の長さとが同一寸法であることを意味するものではない。
　旋回流形成部材２４の製造工程の一例を述べると、この旋回流形成部材２４は、可撓性を有する金属材料、例えば、アルミニウム合金等の軽合金材料を用いて長尺な１枚の薄板体を形成する。長尺な薄板体の両端を把持し、この両端部を図７中の軸線Ｏ－Ｏを中心にして相対的に回転させることにより、薄板体を捩って螺旋状に形成することができる。ここで、螺旋の捩れ方向について述べると、旋回流形成部材２４は、その先端側を時計回り方向（図７中の矢示方向）に回転させることにより螺旋を形成している。
　このように製造した旋回流形成部材２４に関して、その一方の面を表面２４Ａとし、他方の面を裏面２４Ｂとした場合、この表面２４Ａと裏面２４Ｂを反転させて１８０度捩ることで形成される単位長さの螺旋（図４、図７中にＳで示す範囲）を、単位螺旋２４Ｃと定義する。従って、旋回流形成部材２４は、この単位螺旋２４Ｃを軸方向に連続して多数個形成することにより１本の長尺体として構成されている。なお、旋回流形成部材２４は、上述した捩り加工手段以外にも、成形加工等の他の加工手段を用いて製造することができる。
　旋回流形成部材２４は、マニホールド１２の塗料通路１３内に全長に亘って可動な状態で設けられている。具体的には、旋回流形成部材２４は、その径方向の外径寸法Ｄが、塗料通路１３の内径寸法Ｄ0に対して僅かな径方向隙間ΔＤだけ小さな寸法に形成されている。この径方向隙間ΔＤは、旋回流形成部材２４が径方向に振動することができればよいもので、僅かな寸法に設定されている。ここで、塗料通路１３の内径寸法Ｄ0は、マニホールド１２に取付けられる塗料弁の個数、被塗物の大きさ（必要な塗料流量）、塗料の種類、塗料の特性等の条件により適宜に設定されるものである。このように、塗料通路１３の内径寸法Ｄ0が異なることを考慮した場合、径方向隙間ΔＤは下記数１の範囲とすることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　一方で、旋回流形成部材２４の外径寸法Ｄは、継手部材１４の連通路１４Ａから抜け出さないように、この連通路１４Ａの内径寸法Ｄ1よりも大きな寸法となっている（Ｄ1＜Ｄ＜Ｄ0）。これにより、旋回流形成部材２４は、径方向隙間ΔＤにより塗料通路１３の軸中心位置からずれて任意の位置に配置され、塗料通路１３内に洗浄エア、洗浄液体が供給されたときには、これらの加圧流体の圧力を受けて塗料通路１３内で径方向に振動したり、周方向に回転したりする。
　しかも、図２に示すように、旋回流形成部材２４は、その軸方向の長さ寸法Ｌが塗料通路１３の長さ寸法Ｌ0よりも短い寸法に設定されている。図５に示すように、旋回流形成部材２４の軸方向の長さ寸法Ｌは、該旋回流形成部材２４の基端部を蓋部材１５に当接させた状態で、旋回流形成部材２４の先端部と継手部材１４との間に形成される僅かな軸方向隙間ΔＬだけ短い寸法に設定されている（Ｌ＜Ｌ0）。この軸方向隙間ΔＬは、旋回流形成部材２４が軸方向に振動することができればよいもので、僅かな寸法に設定されている。ここで、塗料通路１３の長さ寸法Ｌ0は、前述した塗料通路１３の内径寸法Ｄ0とほぼ同様に、各種の条件により適宜に設定されるものである。このように、塗料通路１３の長さ寸法Ｌ0が異なることを考慮した場合、軸方向隙間ΔＬは下記数２の範囲とすることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　旋回流形成部材２４は、その外周面２４Ｄが塗料通路１３の内壁面１３Ａに近接して対面することにより、塗料通路１３内に旋回流を形成することができる。この旋回流は、図４中に多数本の矢印で示すように、洗浄エアと洗浄液体を塗料通路１３の内壁面１３Ａに向けることができる。
　さらに、旋回流形成部材２４は、比較的に軽量で可撓性を有するアルミニウム合金を用いて形成され、該旋回流形成部材２４は、塗料通路１３内を径方向（左，右方向と上，下方向）、軸方向（前，後方向）および周方向（回転方向）に自由に動きうる状態で配置されている。従って、洗浄エア弁１６と洗浄液体弁１７を開弁し、それぞれの接続通路１２Ｂから塗料通路１３内に洗浄エアと洗浄液体を供給したときに、旋回流形成部材２４は、適宜に撓むことにより径方向と軸方向に積極的に振動することができ、軸線Ｏ－Ｏ（図７参照）を中心にして回転（自転）することもできる。
　即ち、旋回流形成部材２４は、塗料通路１３の略全長に亘って螺旋形状に形成されている。この螺旋形状の作用により、旋回流形成部材２４は、塗料通路１３内の上流端から下流端まで、洗浄流体に旋回流を生じさせることができる。従って、この洗浄流体は、塗料通路１３の内壁面１３Ａに開口したマニホールド１２の各接続通路１２Ｂを含み、塗料通路１３の内壁面１３Ａの略全面に亘って径方向の外側に向くようになる。
　一方、旋回流形成部材２４は、軽量で可撓性を有する部材を用いて形成し、塗料通路１３内に規定された範囲に非固定的に配置している。これにより、旋回流形成部材２４は、洗浄エアまたは洗浄液体が作用すれば、塗料通路１３内の規定の範囲で自由に動くことができる。
　この場合、洗浄エア弁１６と洗浄液体弁１７とは、マニホールド１２の上流端部に直径方向で対向する位置に設けているから、洗浄エアの流出口１６Ｇと洗浄液体の流出口１７Ｇとが向き合って塗料通路１３に開口している。さらに、洗浄時には、洗浄エア弁１６からの洗浄エアと洗浄液体弁１７からの洗浄液体とが塗料通路１３内に複数回に亘って交互に供給される。
　これらの条件下で、洗浄エアと洗浄液体とが塗料通路１３内に供給されたときには、旋回流形成部材２４は、塗料通路１３内で、小刻みな撓み変形、振動等の複雑な挙動を呈すると共に、これらの挙動を洗浄エアと洗浄液体にも伝えて複雑な旋回流を形成することができる。
　この結果、旋回流形成部材２４は、振動、回転等の複雑な挙動によって塗料通路１３の内壁面１３Ａに衝突を繰返し、この内壁面１３Ａ側に滞る塗料をせん断すると共に、洗浄エアと洗浄液体を積極的に塗料通路１３の内壁面１３Ａに向けて衝突させ、内壁面１３Ａに付着した塗料を確実に洗い流すことができる。また、洗浄エアと洗浄液体は、内壁面１３Ａに開口した接続通路１２Ｂ内に滞る塗料も容易に洗い流すことができる。
　第１の実施の形態による色替弁装置１１は、上述の如き構成を有するものである。次に、色替弁装置１１の色替動作、例えば、Ａ色の塗料を用いた噴霧作業が終了し、次色となるＢ色の塗料を供給する場合の色替動作について説明する。
　Ａ色の塗料を用いた噴霧作業が終了したら、Ａ色の塗料弁１８の弁体１８Ｊを弁座１８Ｆに着座させて閉弁し、対応する接続通路１２Ｂを閉塞する。塗装機８のトリガ弁８Ｄを開弁した状態で、色替弁装置１１の洗浄エア弁１６と洗浄液体弁１７とを交互に開弁させる。
　洗浄エア弁１６を開弁させたときには、洗浄エア源３Ａｒから供給される洗浄エアが、接続通路１２Ｂを介して塗料通路１３内に流入し、旋回流形成部材２４に衝突して旋回流となって流通する。このとき、旋回流形成部材２４は、塗料通路１３内に可動な状態で設けているから、洗浄エアと衝突することで振動したり周方向に回転することができ、洗浄エアによりＡ色の塗料を押し出すことができる。
　次に、洗浄液体弁１７を開弁させたときには、前述した洗浄エアの流れと同様に、洗浄流体源３Ｌｑから供給される洗浄液体が、接続通路１２Ｂを介して塗料通路１３内に流入する。このとき、旋回流形成部材２４は、洗浄液体と衝突することで振動したり周方向に回転することができ、洗浄液体によりＡ色の塗料を洗浄することができる。
　ここで、塗料通路１３内に流入する洗浄エア、洗浄液体は、旋回流形成部材２４に螺旋状に形成された表面２４Ａ、裏面２４Ｂに沿って旋回するように流通するから、この旋回流による遠心力で洗浄エアと洗浄液体を塗料通路１３の内壁面１３Ａに向け径方向の外向きに流通させる。これにより、塗料通路１３の内壁面１３Ａに付着したＡ色の塗料、各接続通路１２Ｂ内に滞留したＡ色の塗料に向けて洗浄エアと洗浄液体を積極的に供給できる。この結果、内壁面１３Ａに付着したり、各接続通路１２Ｂ内に入り込んだＡ色の塗料は、洗浄エアと洗浄液体により短時間で洗浄することができる。
　加圧状態で塗料通路１３内に流入する洗浄エアと洗浄液体は、旋回流形成部材２４に衝突し、この旋回流形成部材２４を撓み変形させたり、径方向と軸方向に振動させたり、また回転させる。この旋回流形成部材２４の複雑な動きにより、塗料通路１３の内壁面１３Ａに滞留したＡ色の塗料を分断したり、撹拌することができるから、塗料通路１３の内壁面１３Ａを効率よく洗浄することができる。さらに、塗料通路１３から流出する洗浄エアと洗浄液体により塗料供給管路５に滞留するＡ色の塗料も洗浄することができる。
　塗料通路１３、塗料供給管路５等の洗浄作業が終了したら、Ｂ色の塗料弁１９を開弁し、Ｂ色の塗料源１ＢからのＢ色の塗料を塗料通路１３、塗料供給管路５等に充填し、このＢ色の塗料の噴霧作業に備えるようになっている。
　次に、旋回流形成部材２４の点検、洗浄、交換等のメンテナンス作業を行う場合について述べる。この場合には、塗料通路１３の開口部１３Ｃに取付けられた蓋部材１５を緩めて取外すことにより、開口部１３Ｃを開口させることができ、この開口部１３Ｃから旋回流形成部材２４を引き出して離脱させることができる。取外した旋回流形成部材２４は、長期間の使用によって付着した塗料膜や滓を除去することができる。
　かくして、第１の実施の形態によれば、旋回流形成部材２４は、マニホールド１２の塗料通路１３の略全長に亘り設けられている。この場合、旋回流形成部材２４は、１８０度捩ることで表面２４Ａと裏面２４Ｂを反転させた単位螺旋２４Ｃを多数個連続して形成している。従って、塗料通路１３内を塗料または洗浄エア、洗浄液体が流れると、旋回流形成部材２４は、塗料通路１３内を流れる流体に旋回流を形成することができる。
　このように、塗料通路１３内に供給される洗浄エア、洗浄液体を、旋回流形成部材２４の表面２４Ａと裏面２４Ｂに沿って旋回して流通させることができるから、塗料通路１３内を上流側から下流側に向けて流通する洗浄エア、洗浄液体を、塗料通路１３の径方向の外側、即ち、塗料通路１３の内壁面１３Ａの全面に向かわせることができる。これにより、塗料通路１３の内壁面１３Ａに開口した各接続通路１２Ｂに対し洗浄エア、洗浄液体を積極的に流入させることができる。
　さらに、旋回流形成部材２４は、可撓性の部材を用いて、塗料通路１３内に自由に動きうる状態で設けている。従って、旋回流形成部材２４は、供給される洗浄エア、洗浄液体により撓み変形したり、その軸方向、径方向に振動したり、周方向に回転したりすることができる。このように、旋回流形成部材２４は振動したり回転することにより、塗料通路１３の内壁面１３Ａに滞留する塗料を分断したり、撹拌することができる。
　この結果、塗料通路１３の洗浄時には、旋回流形成部材２４の変形、振動、回転等の複雑な動作により、塗料通路１３の内壁面１３Ａに滞る塗料を効率よく押し流すことができる。しかも、螺旋状をした旋回流形成部材２４は、洗浄エア、洗浄液体を各接続通路１２Ｂ内に積極的に流入させることができるから、内壁面１３Ａ、接続通路１２Ｂに滞留する塗料も短時間で洗浄することができる。
　ここで、光輝顔料としてアルミニウム粉末を含んだ所謂メタリック塗料は、アルミニウム粉末が他の塗料成分よりも比重が大きいことから、塗料の流れが止まると、分離して塗料通路１３の下方（底面）に沈降して容易に滞留してしまう。然るに、前述したように旋回流形成部材２４を塗料通路１３内で変形、振動、回転させることにより、滞留したアルミニウム粉末も押し流すことができ、比重の大きなメタリック塗料でも容易に洗浄することができる。
　旋回流形成部材２４は、１枚の板体により形成しているから、各単位螺旋２４Ｃ間の段差を無くすことができる。これにより、旋回流形成部材２４に沿って洗浄エア、洗浄液体を円滑に流通させることができ、これらの流速を早めて洗浄性を向上することができる。しかも、１枚の板体からなる旋回流形成部材２４は、塗料通路１３に対して容易に挿入、離脱することができ、メンテナンス作業等の作業性を向上することができる。
　可撓性を有するアルミニウム合金により形成した旋回流形成部材２４は、供給される洗浄エア、洗浄液体の圧力を受けて撓むことができ、積極的に振動を発生することができる。これにより、旋回流形成部材２４の外周面２４Ｄを塗料通路１３の内壁面１３Ａに対し繰返して接触させることができるから、塗料通路１３の内壁面１３Ａに滞る前色塗料を分断、撹拌して洗浄効率を高めることができる。
　旋回流形成部材２４の外径寸法Ｄを、塗料通路１３の内径寸法Ｄ0に対して径方向隙間ΔＤだけ小さな寸法に形成しているから、この旋回流形成部材２４を塗料通路１３内で径方向に振動させたり、周方向に回転させたりすることができる。また旋回流形成部材２４を撓み変形させることができる。
　旋回流形成部材２４の長さ寸法Ｌを、塗料通路１３の長さ寸法Ｌ0よりも軸方向隙間ΔＬだけ短尺に形成しているから、この旋回流形成部材２４を塗料通路１３内で軸方向に振動させることができる。
　さらに、マニホールド１２の下流側端部には、塗料通路１３内に供給された塗料、洗浄エア、洗浄液体が塗料供給管路５側に流出するのを許すと共に、旋回流形成部材２４の下流側への移動端を決定する継手部材１４を設ける構成としている。従って、継手部材１４は、塗料等を流通させつつ、旋回流形成部材２４が下流側に離脱しないように、該旋回流形成部材２４の先端の位置決めを行うことができる。一方、マニホールド１２の上流側端部には、塗料通路１３の開口部１３Ｃを設けているから、この開口部１３Ｃを介して旋回流形成部材２４を塗料通路１３に容易に挿入、離脱することができる。しかも、開口部１３Ｃに蓋部材１５を取付けた状態では、該蓋部材１５により開口部１３Ｃを閉塞することができ、蓋部材１５は、旋回流形成部材２４が上流側に離脱しないように、該旋回流形成部材２４の上流側への移動端を決定することができる。
　次に、図８および図９は本発明の第２の実施の形態を示している。第２の実施の形態の特徴は、塗料通路内に挿入された旋回流形成部材の先端の位置決めを行う位置決め部材として止め輪を用いる構成としたことにある。なお、第２の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
　図８において、３１は第２の実施の形態によるマニホールドで、該マニホールド３１は、前述した第１の実施の形態によるマニホールド１２とほぼ同様に、長尺な角柱体からなり、対向する面部には弁取付凹部３１Ａと接続通路（図示せず）が設けられている。一方、マニホールド３１の下流側には、後述の塗料通路３２と同軸となるように円筒状の継手筒３１Ｂが突設され、該継手筒３１Ｂには塗料供給管路５が接続される。
　３２はマニホールド３１の内部に軸方向に延びて設けられた塗料通路で、該塗料通路３２は、塗料、洗浄エア、洗浄液体が流通するものである。塗料通路３２は、マニホールド１２の軸中心部を軸方向に貫通した円形通路として形成され、その内壁面３２Ａの下流側には、環状溝３２Ｂが拡開して形成されている。この環状溝３２Ｂには、後述の止め輪３３が装着される。
　３３は塗料通路３２の下流側に位置して環状溝３２Ｂに取付けられた位置決め部材としての止め輪である。この止め輪３３には、簡単に取付けたり、取外したりすることができる市販されている穴用の止め輪が使用されている。図９に示すように、止め輪３３は、環状溝３２Ｂに取付けた状態で、内周側の開口の大きさが旋回流形成部材２４の外径寸法よりも小さくなるものが用いられている。これにより、止め輪３３は、塗料通路３２から塗料、洗浄エア、洗浄液体が流出するのを許すと共に、下流側に移動しようとする旋回流形成部材２４に当接することで、この旋回流形成部材２４の先端の位置決めを行う位置決め部材として機能することができる。
　かくして、このように構成された第２の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第２の実施の形態によれば、旋回流形成部材２４の先端の位置決めを行う下流側の位置決め部材として、市販の穴用の止め輪３３を用いているから、安価な上に、環状溝３２Ｂを形成するだけで容易に取付けることができる。
　なお、第１の実施の形態では、旋回流形成部材２４を複数個の単位螺旋２４Ｃを連続して形成した１枚の薄板体として構成した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば独立した単位螺旋を形成し、該各単位螺旋を接着手段等により連続して接続することにより単一（１本）の旋回流形成部材を形成する構成としてもよい。この構成は、第２の実施の形態にも同様に適用することができるものである。
　また、第１の実施の形態では、旋回流形成部材２４を可撓性を有するアルミニウム合金を用いて形成した場合を例示している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば旋回流形成部材をアルミニウム合金以外の金属材料を用いて形成してもよい。また、旋回流形成部材を、可撓性を有する樹脂材料、例えばポリテトラフロオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂材料を用いて形成してもよい。これらの構成は、第２の実施の形態にも同様に適用することができるものである。
　また、第１の実施の形態では、旋回流形成部材２４の先端側を時計回り方向に回転させることにより螺旋を形成した場合を例に挙げて説明している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、旋回流形成部材２４の先端側を反時計回り方向に回転させることにより螺旋を形成する構成としてもよい。
　さらに、各実施の形態では、色替弁装置１１で選択した塗料を、高電圧発生器１０を備えた静電式の回転霧化頭型塗装機８に供給する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば色替弁装置１１を、スプレーガン、液圧霧化ノズル等を備えた塗装機、非静電式の塗装機等に塗料を供給するのに用いる構成としてもよい。
　１Ａ～１Ｆ　Ａ色～Ｆ色の塗料源
　３Ａｒ　洗浄エア源
　３Ｌｑ　洗浄液体源
　１１　色替弁装置
　１２，３１　マニホールド
　１２Ｂ　接続通路
　１３，３２　塗料通路
　１３Ａ，３２Ａ　内壁面
　１３Ｂ　継手取付部
　１３Ｃ　開口部
　１４　継手部材（位置決め部材）
　１５　蓋部材
　１６　洗浄エア弁（洗浄流体弁）
　１７　洗浄液体弁（洗浄流体弁）
　１８～２３　Ａ色～Ｆ色の塗料弁
　２４　旋回流形成部材
　２４Ａ　表面
　２４Ｂ　裏面
　２４Ｃ　単位螺旋
　２４Ｄ　外周面
　３３　止め輪（位置決め部材）
　Ｄ　旋回流形成部材の外径寸法
　Ｄ0　塗料通路の内径寸法
　Ｄ1　継手部材の連通路の内径寸法
　ΔＤ　径方向隙間
　Ｌ　旋回流形成部材の長さ寸法
　Ｌ0　塗料通路の長さ寸法
　ΔＬ　軸方向隙間
　Ｓ　単位螺旋の範囲

Claims (8)

  1. 　内部が塗料通路（１３，３２）となると共に軸方向に離間した複数個所に径方向に貫通して接続通路（１２Ｂ）が設けられたマニホールド（１２，３１）と、
    　該マニホールド（１２，３１）の各接続通路（１２Ｂ）のうち、最上流側の接続通路（１２Ｂ）に接続して設けられ、前記塗料通路（１３，３２）に対して洗浄流体の供給と遮断を行う洗浄流体弁（１６，１７）と、
    　該洗浄流体弁（１６，１７）よりも下流側に位置して前記マニホールド（１２，３１）の接続通路（１２Ｂ）に接続して設けられ、前記塗料通路（１３，３２）に対して塗料の供給と遮断を行う複数個の塗料弁（１８～２３）とから構成してなる色替弁装置において、
    　前記マニホールド（１２，３１）の塗料通路（１３，３２）内には、該塗料通路（１３，３２）内で洗浄流体による旋回流を形成する旋回流形成部材（２４）を設け、
    　該旋回流形成部材（２４）は、前記塗料通路（１３，３２）の全長に亘り配置する構成としたことを特徴とする色替弁装置。
  2. 　前記旋回流形成部材（２４）は、前記塗料通路（１３，３２）内を自由に動きうる状態で配置された１本の部材として形成してなる請求項１に記載の色替弁装置。
  3. 　前記旋回流形成部材（２４）は、表面（２４Ａ）と裏面（２４Ｂ）を反転させて１８０度捩った単位螺旋（２４Ｃ）を複数個連続することにより形成し、前記塗料通路（１３，３２）内に可動な状態で設ける構成としてなる請求項１に記載の色替弁装置。
  4. 　前記旋回流形成部材（２４）は、前記複数個の単位螺旋（２４Ｃ）を連続して形成した１枚の板体により構成してなる請求項３に記載の色替弁装置。
  5. 　前記旋回流形成部材（２４）は、可撓性を有する樹脂材料または可撓性を有する金属材料を用いて形成してなる請求項１に記載の色替弁装置。
  6. 　前記旋回流形成部材（２４）は、径方向の外径寸法（Ｄ）を前記塗料通路（１３，３２）の内径寸法（Ｄ0）に対して径方向に動くことができる僅かな径方向隙間（ΔＤ）だけ小さな寸法に形成する構成としてなる請求項１に記載の色替弁装置。
  7. 　前記旋回流形成部材（２４）は、軸方向の長さ寸法（Ｌ）を前記塗料通路（１３，３２）の長さ寸法（Ｌ0）に対して軸方向に動くことができる僅かな軸方向隙間（ΔＬ）だけ短い寸法に形成する構成としてなる請求項１に記載の色替弁装置。
  8. 　前記マニホールド（１２，３１）の下流側端部には、前記塗料通路（１３，３２）から流体が流出するのを許すと共に前記塗料通路（１３，３２）内に挿入された前記旋回流形成部材（２４）の先端の位置決めを行う位置決め部材（１４，３３）を設け、
    　前記マニホールド（１２，３１）の上流側端部には、前記旋回流形成部材（２４）を挿入、離脱するための開口部（１３Ｃ）を設けると共に、該開口部（１３Ｃ）を閉塞する位置に前記旋回流形成部材（２４）の基端の位置決めを行う蓋部材（１５）を設ける構成としてなる請求項１に記載の色替弁装置。
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