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発明の名称 リリーフ弁およびこれを用いた塗料供給装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−104849(P2001−104849A)
公開日 平成13年4月17日(2001.4.17)
出願番号 特願平11−282362
出願日 平成11年10月4日(1999.10.4)
代理人 【識別番号】100099900
【弁理士】
【氏名又は名称】西出 眞吾 (外1名)
【テーマコード(参考)】
4D073
4F034
4F035
【Fターム(参考)】
4D073 AA01 BB03 CA30 CB04 
4F034 BA02 BB05 BB25
4F035 BA05 BA12 BA21
発明者 小宅 貞良 / 水坪 洋二
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】定量圧送ポンプと塗装ガンとの間の塗料供給管に設けられるリリーフ弁であって、バルブボディと、前記塗料供給管を流下する塗料が導入されるように前記バルブボディに形成された第1塗料入口と、前記第1塗料入口と連通するように前記バルブボディに形成された塗料通路と、前記塗料通路と連通するように前記バルブボディに形成された塗料出口と、前記第1塗料入口に形成された弁口を開閉する弁体と、前記第1塗料入口の閉塞方向に前記弁体に弾性力を付与する弾性体と、を備えた塗料供給装置用リリーフ弁。
【請求項2】少なくとも前記弁体の開閉状態を検出する検出手段と、前記検出手段による前記弁体の開閉状態に基づいて前記定量圧送ポンプの作動及び停止を制御する制御手段と、をさらに備えた請求項1記載の塗料供給用リリーフ弁。
【請求項3】前記制御手段は、前記弁体が前記弁口を開くと、前記定量圧送ポンプに停止信号を送出する請求項2記載の塗料供給装置用リリーフ弁。
【請求項4】前記塗料通路を介して前記塗料出口に連通するように前記バルブボディに形成された第2塗料入口をさらに備えた請求項1〜3記載の塗料供給用リリーフ弁。
【請求項5】前記第2塗料入口と前記塗料出口とは、前記弁体の開閉状態に拘わらず常時連通し、前記弁体は前記第2塗料入口から前記塗料出口に流下する塗料に対して非抵抗形状とされている請求項4記載の塗料供給用リリーフ弁。
【請求項6】塗料源から送られる塗料を被塗物に噴霧する塗装ガンと、塗料供給管を介して前記塗装ガンに前記塗料を定量的に圧送する定量圧送ポンプと、前記塗料供給管に設けられ、前記塗料供給管内の塗料圧が所定圧以上になったときに当該塗料圧を系外へ排出するリリーフ弁と、前記リリーフ弁が前記塗料圧を系外へ排出すると前記定量圧送ポンプを停止する制御手段と、を備えた塗料供給装置。
【請求項7】前記リリーフ弁は、バルブボディと、前記塗料供給管を流下する塗料が導入されるように前記バルブボディに形成された第1塗料入口と、前記第1塗料入口と連通するように前記バルブボディに形成された塗料通路と、前記塗料通路と連通するように前記バルブボディに形成された塗料出口と、前記第1塗料入口に形成された弁口を開閉する弁体と、前記第1塗料入口の閉塞方向に前記弁体に弾性力を付与する弾性体と、を備え、前記塗料圧が所定圧に達したときに前記弁体が前記弾性体による弾性力に抗して前記弁口を開く請求項6記載の塗料供給装置。
【請求項8】前記リリーフ弁と前記塗装ガンとの間にトリガダンプバルブがさらに設けられ、当該トリガダンプバルブの廃液塗料管が前記リリーフ弁の第2塗料入口に接続されている請求項7記載の塗料供給装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の塗装ライン等に適用して好ましいリリーフ弁およびこれを用いた塗料供給装置に関し、特に塗料ホースの破損を確実に防止できるリリーフ弁およびこれを用いた塗料供給装置に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車ボディの上塗り塗装ラインでは、車両の塗色仕様に応じて各種の塗色が塗装されることから、たとえば図3に示す如き塗料供給装置が採用されている。図3は、従来の塗料供給装置の一例を示す配管回路図であり、カラーチェンジバルブ1、ギヤポンプ2、トリガダンプバルブ3および塗装ガン4が塗料供給管5,6,7で接続されている。
【0003】カラーチェンジバルブ1はバルブボディ11に多数の切替バルブ12が設けられたバルブユニットであり、バルブボディ11の基端の切替バルブ12,12には、洗浄用シンナと洗浄用エアーが供給される。その他の切替バルブ12には、各塗色の塗料(A色、B色…、Z色)が供給される。これら洗浄用シンナおよび各塗色の塗料A色…は、図外の塗料圧送ポンプによりカラーチェンジバルブ1に圧送される。
【0004】カラーチェンジバルブ1にて選択された塗料は、塗料供給管5を介してギヤポンプ2に送られ、当該ギヤポンプ2によって定量の塗料がトリガダンプバルブ3および塗装ガン4に供給される。
【0005】トリガダンプバルブ3はバルブボディ31に複数(ここでは4つ)の切替バルブ32が設けられたバルブユニットであり、バルブボディ31の基端の切替バルブ32,32には、洗浄用シンナと洗浄用エアーが供給される。他の2つの切替バルブ32,32の一方には、ギヤポンプ2から供給される塗料が供給され、他方には廃液タンク8へ導くための塗料管9が接続されている。なお、トリガダンプバルブ3からの塗料は塗料管7を介して塗装ガン4に送られる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、トリガダンプバルブ3は極力塗装ガン4に近い位置に設けることが好ましいので、通常塗装機本体に搭載されている。また、ギヤポンプ2とトリガダンプバルブ3とを接続する塗料管6としては、柔軟性のある塗料ホースが採用される。
【0007】ところが、このように塗料ホース6は被塗物である自動車ボディに近接して設けられているので、トリガダンプバルブ3の動作不良やノズル詰まりなどによって塗料ホース6が破損すると、塗料がボディに付着して廃却処分または再塗装の必要が生じる。また、破損した塗料ホース6の修理交換にも長時間を要し、そのあいだラインストップとなって、生産性が著しく低下する。
【0008】このため、ギヤポンプ2のサーボモータの負荷電流を検出し、これを塗料ホース6に作用する塗料圧に擬制する方法も検討されたが、サーボモータの負荷電流を任意の値に設定できる検出装置はきわめて高価であり、しかも負荷電流のしきい値は塗料ホース6が破損する塗料圧の限界値を直接規定しているわけではないので、予め塗料ホース6の破損限界とサーボモータの負荷電流との関係を調べておく必要がある。
【0009】また、塗料ホース6を耐破損性に優れたものに代替えできないかも検討されたが、塗料ホース6に要求される耐溶剤性、洗浄性、柔軟性等を満足しつつ耐破損性に優れた材料は今のところ存在しないのが実状である。また、たとえ耐破損性に優れた塗料ホースが存在したとしても、抜本的な対策にはならない。
【0010】本発明は、塗料ホースの破損を確実に防止できるリリーフ弁およびこれを用いた塗料供給装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】(1)上記目的を達成するために、本発明の第1の観点によれば、定量圧送ポンプと塗装ガンとの間の塗料供給管に設けられるリリーフ弁であって、バルブボディと、前記塗料供給管を流下する塗料が導入されるように前記バルブボディに形成された第1塗料入口と、前記第1塗料入口と連通するように前記バルブボディに形成された塗料通路と、前記塗料通路と連通するように前記バルブボディに形成された塗料出口と、前記第1塗料入口に形成された弁口を開閉する弁体と、前記第1塗料入口の閉塞方向に前記弁体に弾性力を付与する弾性体と、を備えた塗料供給装置用リリーフ弁が提供される。
【0012】本発明において、少なくとも前記弁体の開閉状態を検出する検出手段と、前記検出手段による前記弁体の開閉状態に基づいて前記定量圧送ポンプの作動及び停止を制御する制御手段と、をさらに備えることがより好ましい。
【0013】この場合、前記制御手段は、前記弁体が前記弁口を開くと、前記定量圧送ポンプに停止信号を送出することがより好ましい。
【0014】本発明において、前記塗料通路を介して前記塗料出口に連通するように前記バルブボディに形成された第2塗料入口をさらに備えることがより好ましい。
【0015】この場合、前記第2塗料入口と前記塗料出口とは、前記弁体の開閉状態に拘わらず常時連通し、前記弁体は前記第2塗料入口から前記塗料出口に流下する塗料に対して非抵抗形状とされていることがより好ましい。
【0016】(2)上記目的を達成するために、本発明の第2の観点によれば、塗料源から送られる塗料を被塗物に噴霧する塗装ガンと、塗料供給管を介して前記塗装ガンに前記塗料を定量的に圧送する定量圧送ポンプと、前記塗料供給管に設けられ、前記塗料供給管内の塗料圧が所定圧以上になったときに当該塗料圧を系外へ排出するリリーフ弁と、前記リリーフ弁が前記塗料圧を系外へ排出すると前記定量圧送ポンプを停止する制御手段と、を備えた塗料供給装置が提供される。
【0017】この場合、前記リリーフ弁は、バルブボディと、前記塗料供給管を流下する塗料が導入されるように前記バルブボディに形成された第1塗料入口と、前記第1塗料入口と連通するように前記バルブボディに形成された塗料通路と、前記塗料通路と連通するように前記バルブボディに形成された塗料出口と、前記第1塗料入口に形成された弁口を開閉する弁体と、前記第1塗料入口の閉塞方向に前記弁体に弾性力を付与する弾性体と、を備え、前記塗料圧が所定圧に達したときに前記弁体が前記弾性体による弾性力に抗して前記弁口を開くことがより好ましい。
【0018】(3)上記発明においては、定量圧送ポンプから塗装ガンへ塗料を供給する際に、その塗料圧力と弾性体との力の均衡に応じてリリーフ弁の弁体が動作して弁口が開き、塗料圧力を系外へ逃がすので、塗料ホースなどのように耐圧に限界がある塗料配管を用いても、その破損を防止することができる。
【0019】また、これと同時にリリーフ弁が動作したことを検出して定量圧送ポンプを停止するので、これによっても塗料ホースなどの破損をより効果的に防止することができる。
【0020】
【発明の効果】請求項1および6記載の発明によれば、定量圧送ポンプから供給される塗料圧力が異常に上昇しても、リリーフ弁により当該塗料圧力が系外へ逃がされるので、塗料ホースなどのように耐圧に限界がある塗料配管を用いても、その破損を防止することができる。
【0021】これに加えて、請求項2,3または7記載の発明によれば、リリーフ弁が動作したことを検出して定量圧送ポンプを停止するので、これによっても塗料ホースなどの破損をより効果的に防止することができ、また廃棄される塗料を最小限に抑えることができる。
【0022】また、請求項4,5または8記載の発明によれば、塗装ガンの廃液系塗料配管とリリーフ弁の廃液系塗料配管とを共用できるので、配管数が減少し、コスト的にもスペース的にも改善される。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明の塗料供給装置の実施形態を示す配管回路図、図2は本発明のリリーフ弁の実施形態を示す断面図である。
【0024】まず、図2に示す本実施形態のリリーフ弁10について説明すると、たとえば5つの部材101a〜101eで構成されるバルブボディ101を有し、このバルブボディ101に第1塗料入口102、第2塗料入口103および塗料出口104が形成されている。これら第1塗料入口102、第2塗料入口103および塗料出口104は、バルブボディ101内に形成された塗料通路105によって互いに連通し、後述するニードル弁106(本発明の弁体に相当する。)が、弁口107を閉じているときは第2塗料入口103と塗料出口104のみが連通するが、ニードル弁106が弁口107を開くと、これら第1塗料入口102、第2塗料入口103および塗料出口104は互いに連通する。
【0025】ただし、塗料は所定圧力で圧送されるので、ニードル弁106が弁口107を開いても、第1塗料入口102から塗料出口104へ向かう塗料と、第2塗料入口103から塗料出口104へ向かう塗料のみである。
【0026】塗料通路105内にはニードル弁106が同図において上下移動可能に設けられている。このニードル弁106の先端は、バルブボディ部材101dに形成された弁口107を開閉可能に針状に形成され、一方ニードル弁106の基端にはピストン108が固定されている。本実施形態に係るニードル弁106は、塗料通路105内における塗料の流れを阻害しないように、ほぼ円筒状に形成されている。
【0027】ピストン108は、バルブボディ部材101aに形成されたシリンダ109内を摺動自在とされ、またコイルスプリング110(本発明の弾性体に相当する。)によって常時下方にバネ付勢されている。すなわち、ニードル弁106はコイルスプリング110によって所定荷重で弁口107に押し付けられている。
【0028】なお、ニードル弁106はバルブボディ部材101eに対して摺動可能に設けられているが、Uパッキン111、Oリング112,113を設けることにより塗料通路105内の塗料がシリンダ109側等に漏洩するのが防止される。また、バルブボディ部材101dに設けられたパッキン114およびOリング115によっても、塗料通路105内の塗料の漏洩が防止される。
【0029】ピストン108の上端には凸部116が形成されており、この凸部116はバルブボディ部材101aを貫通して設けられている。そして、当該ピストン108の上下移動、すなわちニードル弁106の上下移動にしたがって、この凸部116はバルブボディ部材101aから出没することになる。この凸部116が出没する位置には、リミットスイッチ11(本発明の検出手段に相当する。)が設けられており、このリミットスイッチ11による検出ON/OFF信号は後述するコントローラ(本発明の制御手段に相当する。)に送出される。具体的には、ニードル弁106が弁口107を開くと、ピストン108の凸部116がバルブボディ部材101aから突出してリミットスイッチ11をON(またはOFF)するので、このON信号(またはOFF信号)をコントローラに送出することで、弁口107が開いていること、すなわち、塗料ホース6内の塗料圧力が所定値よりも上昇していることが検出される。
【0030】次に、図1を参照しながら、上述したリリーフ弁10を塗料供給装置に適用した実施形態を説明する。図1は、本実施形態の塗料供給装置を示す配管回路図であり、カラーチェンジバルブ1、ギヤポンプ2、リリーフ弁10、トリガダンプバルブ3および塗装ガン4が塗料供給管5,6,7および9で接続されている。
【0031】カラーチェンジバルブ1はバルブボディ11に多数の切替バルブ12が設けられたバルブユニットであり、バルブボディ11の基端の切替バルブ12,12には、洗浄用シンナと洗浄用エアーが供給される。その他の切替バルブ12には、各塗色の塗料(A色、B色…、Z色)が供給される。これら洗浄用シンナおよび各塗色の塗料A色…は、図外の塗料圧送ポンプによりカラーチェンジバルブ1に圧送される。
【0032】カラーチェンジバルブ1にて選択された塗料は、塗料供給管5を介してギヤポンプ2に送られ、当該ギヤポンプ2によって定量の塗料がリリーフ弁10を介してトリガダンプバルブ3および塗装ガン4に供給される。
【0033】トリガダンプバルブ3はバルブボディ31に複数(ここでは4つ)の切替バルブ32が設けられたバルブユニットであり、バルブボディ31の基端の切替バルブ32,32には、洗浄用シンナと洗浄用エアーが供給される。他の2つの切替バルブ32,32の一方には、ギヤポンプ2から供給される塗料が供給され、他方にはリリーフ弁10を介して廃液タンク8へ導くための塗料管9が接続されている。なお、トリガダンプバルブ3からの塗料は塗料管7を介して塗装ガン4に送られる。
【0034】本実施形態のリリーフ弁10の第1塗料入口102には塗料ホース6が接続され、これによりニードル弁106の先端には塗料ホース6を通過する塗料の塗料圧力が常時作用することになる。また、トリガダンプバルブ3の切替バルブ32に接続された塗料ホース9の他端は、リリーフ弁10の第2塗料入口103に接続され、さらに塗料出口104には塗料ホース9が接続されて、この塗料ホース9の先端が廃液タンク8へ接続されている。
【0035】また、リリーフ弁10に設けられたリミットスイッチ11からの検出信号を取り込み、この検出信号に基づいてギヤポンプ2の作動および停止を制御するためのコントローラ12が設けられている。このコントローラ12は、リミットスイッチ11によってリリーフ弁10のニードル弁106が弁口107を開いていると判断したときは、ギヤポンプ2を停止する信号を当該ギヤポンプ2に送出する。
【0036】次に作用を説明する。たとえば、次車にA色を塗装する場合は、まずカラーチェンジバルブ1の切替バルブ12を制御し、A色の塗料を塗料管5を介してギヤポンプ2に供給する。ギヤポンプ2は、カラーチェンジバルブ1から供給された塗料を下流側へ定量圧送するものであり、これにより塗料ホース6を介してトリガダンプバルブ3に定量のA色塗料が供給される。
【0037】なお、正常時においてトリガダンプバルブ3に供給されたA色塗料は塗装ガン4に供給され、被塗物に塗布される。
【0038】このとき、塗料ホース6内のA色塗料は、リリーフ弁10の第1塗料入口102にも流入し、ニードル弁106の先端に塗料圧力を作用させる。この塗料圧力がコイルスプリング110の荷重に打ち勝つまでは、弁口107は閉じた状態とされるが、トリガダンプバルブ3の動作不良などによって塗料ホース6内の塗料圧力が上昇し、これがニードル弁106に作用するコイルスプリング110の荷重を超えると、ニードル弁106が上昇して弁口107を開く。これにより、塗料ホース6内の塗料は、第1塗料入口102、弁口107を介して塗料通路105に流入し、さらに塗料出口104から塗料ホース9を介して廃液タンク8へ導かれる。また、ニードル弁106が上昇すると、ピストン108の凸部116がリミットスイッチ11を動作させ、その検出信号がコントローラ12に送出される。コントローラ12では、このリミットスイッチ11からの検出信号を受けて、ギヤポンプ2に停止信号を送出する。この結果、ギヤポンプ2が停止してそれ以上の塗料の供給を停止するとともに、塗料ホース6内の塗料が廃液タンク8側へ逃がされて塗料圧力が下降するので、塗料ホース6の破損が防止される。
【0039】ちなみに、A色塗料を塗布したのち他の塗色、たとえばB色の塗料を塗布する場合の動作について説明すると、まずカラーチェンジバルブ1においてそれまでのA色塗料の供給を停止したうえで、切替バルブ11を洗浄用エアーに切り替え、バルブボディ11、塗料管5、ギヤポンプ2、塗料ホース6、リリーフ弁10の第1塗料入口およびトリガダンプバルブ3の切替バルブ32に残留したA色塗料を押し出す。この残留塗料は、トリガダンプバルブ3の切替バルブ32、塗料ホース9を介して廃液タンク8へ廃棄される。
【0040】このとき、廃液塗料はリリーフ弁10を経由しないで直接廃液タンク8へ導いても良いが、本実施形態のように廃液を導くための塗料ホース9をリリーフ弁10に経由させることで、リリーフ弁10から廃液タンク8までの塗料ホース9を共用化することができる。
【0041】洗浄用エアーによる残留塗料の押し出しを終了すると、カラーチェンジバルブ1の切替バルブ11を洗浄用シンナーに切り替え、バルブボディ11、塗料管5、ギヤポンプ2、塗料ホース6、リリーフ弁10の第1塗料入口およびトリガダンプバルブ3の切替バルブ32に洗浄用シンナーを供給してこれらを洗浄する。これを終了すると、カラーチェンジバルブ1の切替バルブ11を再び洗浄用エアーに切り替え、それまでの洗浄用シンナーを押し出す。こうした動作を複数回繰り返したのち、カラーチェンジバルブ1の切替バルブ11を次色であるB色塗料に切り替え、上述した手順で塗装ガン4に供給する。
【0042】なお、トリガダンプバルブ3と塗装ガン4との間に残留したA色塗料は、トリガダンプバルブ3に供給される洗浄用エアーと洗浄用シンナーとを用いて、上述した手順に準じて色替えが実行される。
【0043】なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。




 

 


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