JP2005081333A

JP2005081333A - 塗装用切換バルブ

Info

Publication number: JP2005081333A
Application number: JP2003320015A
Authority: JP
Inventors: Kojin Ono; 行人小野; Masaaki Shoji; 正明庄司; Toshiyuki Kuniyasu; 敏幸国保; Shoji Honma; 将司本間; Tomohiro Kozono; 友浩小園
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2003-09-11
Filing date: 2003-09-11
Publication date: 2005-03-31

Abstract

【課題】簡単かつ安価な構成で、耐用性及び耐水性等を向上させることができ、連続使用に適することを可能にする。
【解決手段】切換バルブ１０は、ボデイ１２と、このボデイ１２に螺着されるバルブ本体１６と、前記ボデイ１２内に進退自在に配設されるピストン３４と、前記ピストン３４に固着され、前記バルブ本体１６のバルブシート部４４に着座自在な弁体３６とを備える。バルブ本体１６は、ポリエーテルエーテルケトンで形成されており、耐摩耗性及び機械的強度である耐疲労性、耐薬品性、耐水性並びに加工性に優れるという特質を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、塗装装置を構成し、塗料の供給を行うために使用される塗装用切換バルブに関する。

例えば、導電性塗料に高電圧を印加して自動車車体等の被塗装物に静電塗装を施す塗装装置が採用されている。この種の塗装装置は、通常、種々の異なる塗色に対応するために、塗料色替え機構を組み込むとともに、トリガーバルブやカラーチェンジバルブ等として切換バルブが用いられている。

この種の切換バルブは、一般的にピストンを介して進退する弁体（ニードル弁）と、この弁体が着座自在なバルブシート（弁座）とを備えている。そして、弁体がバルブシートに着座する際に、塗料吐出口が閉塞されて塗料の吐出が阻止される一方、前記弁体が前記バルブシートから離間する際に、前記塗料吐出口が開放されて前記塗料が供給される。

上記の切換バルブとして、例えば、特許文献１に開示された自動バルブが知られている。この自動バルブでは、バルブを構成する部材及び要素は実質的にセラミック材料又は絶縁性プラスチック材料よりなり、また、ニードル弁はセラミック材料よりなり、そして、バルブシートはセラミック材料及び絶縁性プラスチック材料よりなる一体の複層構造品であって、そのうち少なくともニードル弁の先端と当接する部分はセラミック材料よりなっている。

特許第２８１１１２８号公報（図１）

ところで、上記の特許文献１において、バルブシートを構成するポリアセタール樹脂等のプラスチック材料は、吸水率が比較的高い。このため、特に水性塗料が使用される際には、バルブシート自体が塗料中の水を吸水してしまい、該バルブシートが膨潤し易い。これにより、塗料吐出口のシール性が低下し、塗料洩れが惹起されるという問題がある。

しかも、プラスチック材料は、耐摩耗性が低く、連続使用可能回数が少ないため、バルブシートの交換頻度が高くなる。従って、コストが高騰するとともに、バルブシートの交換作業が煩雑化するという不具合がある。

さらに、セラミック材料は、加工性が悪いためにコストが高騰し易い。また、セラミック材料は、硬度が非常に高くて柔軟性がないため、ニードル弁が当接することによって損傷が発生するという問題がある。

さらにまた、バルブシートがセラミック材料及びプラスチック材料よりなる一体の複層構造品であるため、部品点数が増加してしまう。しかも、セラミック材料とプラスチック材料との間に塗料が浸入し易く、バルブシートの洗浄性が低下するという問題がある。その上、セラミック材料とプラスチック材料とを、ボルト等により固定しなければならず、バルブシート自体が大型化するという問題がある。

本発明はこの種の問題を解決するものであり、簡単かつ安価な構成で、耐用性及び耐水性等を向上させることができ、連続使用に適する塗装用切換バルブを提供することを目的とする。

本発明に係る塗装用切換バルブでは、移動可能な弁体が着座することにより、塗料吐出口が閉塞されるバルブシートを備えるとともに、前記バルブシートは、少なくとも前記弁体が接触する部位をポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）で形成している。

本発明によれば、ポリエーテルエーテルケトンが使用されており、このポリエーテルエーテルケトンは、耐摩耗性及び機械的強度である耐疲労性、耐薬品性並びに耐水性に優れるとともに、加工性に優れるという特質を有している。

このため、ポリエーテルエーテルケトンで形成されるバルブシートは、連続使用に良好に耐えることができ、交換頻度が低くなるとともに、成形作業が簡素化されてコストの削減が容易に図られる。さらに、耐薬品性及び耐水性に優れるため、例えばシンナ等の溶剤に耐えるとともに、吸水率が比較的低くなり、水性塗料や溶剤塗料にも良好に使用することができ、汎用性が向上する。

また、耐摩耗性及び機械的強度に優れるため、バルブシートの小型化が図られ、切換バルブ全体を有効にコンパクトに構成することが可能になる。しかも、バルブシートは、金属で形成する場合に比べて軽量化が図られるとともに、絶縁性を有することによって静電塗装に良好に適用することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る切換バルブ１０の断面説明図である。

切換バルブ１０は、２ポート弁を構成しており、図示していないが、例えば、自動車用の静電塗装装置に組み込まれるカラーチェンジバルブ及び／又はトリガーバルブとして使用される。切換バルブ１０は、略円筒状のボデイ１２を備え、このボデイ１２の開放側端部１２ａには、ねじ構造１４を介してバルブ本体１６が固定される。

ボデイ１２の外周には、パイロット用空気供給ポート１８と、洩れ検出用ポート２０とが貫通形成されるとともに、前記ボデイ１２の閉塞側の端部１２ｂには、外周にねじ構造２２を有する取付ナット２４が設けられる。ボデイ１２内には、バルブ本体１６の端面に当接してリテーナ２６が嵌合する。

リテーナ２６の一方の端面は、空気供給ポート１８に連通するシリンダ室２８を形成するとともに、このリテーナ２６には、洩れ検出用ポート２０に連通する孔部３０が形成される。

シリンダ室２８には、Ｖパッキン３２を介装してピストン３４が矢印Ａ方向に進退自在に配設される。このピストン３４の中央部には、弁体３６が嵌着されるとともに、前記ピストン３４とボデイ１２の端部１２ｂ、側端面との間にはスプリング３８が介装される。

バルブ本体１６の内周には、弁体３６を摺動させるためのスリーブ４０が配設される。このバルブ本体１６は、先端側に塗料供給ポート４２を貫通形成するとともに、弁体３６の先端が着座自在なバルブシート部４４を設ける。このバルブシート部４４と弁体３６との共動作用下に、塗料吐出口４６が開閉自在である。

切換バルブ１０の各摺動部及び接合部には、必要に応じてリング状シール４８が配設される。切換バルブ１０の主要構成部品の材質としては、特にバルブ本体１６がポリエーテルエーテルケトンで形成される。なお、バルブ本体１６全体をポリエーテルエーテルケトンで形成する代わりに、弁体３６が接触する部位、すなわち、バルブシート部４４のみをポリエーテルエーテルケトンで形成してもよい。

ボデイ１２及び取付ナット２４は、例えば、アルミニウム等の金属で形成される一方、リテーナ２６及びスリーブ４０は、含油ポリアセタール樹脂で形成される。

このように構成される切換バルブ１０の動作について、以下に説明する。

先ず、塗料吐出口４６を閉塞して塗料の供給を停止する状態が、図１に示されている。この状態では、空気供給ポート１８に加圧エアの供給が行われず、シリンダ室２８に配置されているピストン３４は、スプリング３８の弾性力を介して矢印Ａ１方向に押圧されている。このため、ピストン３４に嵌着している弁体３６は、このピストン３４と一体的に矢印Ａ１方向に押圧されており、前記弁体３６の先端部がバルブ本体１６のバルブシート部４４に着座している。

次いで、切換バルブ１０により塗料の供給を行う際には、図２に示すように、空気供給ポート１８に加圧エアが供給されて、シリンダ室２８に配置されているピストン３４には、矢印Ａ２方向の押圧力が作用する。従って、ピストン３４は、弁体３６と一体的にスプリング３８の弾性力に抗して矢印Ａ２方向に移動し、前記弁体３６の先端部がバルブシート部４４から離間する。

これにより、塗料吐出口４６が開放され、塗料供給ポート４２に供給される塗料は、前記塗料吐出口４６から図示しない塗装ガン等に供給される。その際、洩れ検出用ポート２０では、塗料及び圧力空気の洩れを検出することができ、切換バルブ１０の故障予知が自動的に行われる。

この場合、第１の実施形態では、バルブ本体１６がポリエーテルエーテルケトンで形成されている。ポリエーテルエーテルケトンは、耐摩耗性、機械的強度、耐薬品性及び耐水性に優れるとともに、加工性が良好であるという特性を有している。このため、ポリエーテルエーテルケトンで形成されるバルブ本体１６では、連続使用に良好に耐えることができ、交換頻度が高くなるとともに、成形作業が簡素化されてコストの削減が容易に図られるという効果が得られる。

実際上、バルブ本体１６をアセタール樹脂で形成した従来構造では、１３０万回程度の使用でシール機能が低下して交換していたが、第１の実施形態では、水性塗料を用いた際、２００万回以上の連続使用にも所望のシール性能を維持することができた。

さらに、ポリエーテルエーテルケトン製のバルブ本体１６は、耐薬品性及び耐水性に優れるためにシンナ等の溶剤に耐え得るとともに、給水率が比較的低くなる。これにより、水性塗料や溶剤塗料にも良好に使用することができ、汎用性が向上するという利点がある。

また、バルブ本体１６は、耐摩耗性及び機械的強度に優れるため、このバルブ本体１６自体の小型化が図られ、切換バルブ１０全体を有効にコンパクトに構成することが可能になる。しかも、バルブ本体１６は、金属で形成する場合に比べて軽量化が図られるとともに、絶縁性を有するために静電塗装にも良好に適用することができる。

図３は、本発明の第２の実施形態に係る切換バルブ６０の断面説明図である。なお、第１の実施形態に係る切換バルブ１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。

切換バルブ６０は、３ポート弁を構成しており、ボデイ１２にねじ構造１４を介して螺着されるバルブ本体６２を備える。バルブ本体６２には、塗料供給ポート４２とリターンポート６４とが貫通形成されるとともに、前記塗料供給ポート４２と前記リターンポート６４との間に位置して、バルブシート部６６が設けられる。バルブ本体６２の先端には、バルブシート部６８が固定される。

ピストン３４に嵌着される弁体７０の先端には、膨径する弁体先端部７０ａが形成され、この弁体先端部７０ａは、バルブシート部６６とバルブシート部６８とに選択的に着座する。バルブ本体６２及びバルブシート部６８は、ポリエーテルエーテルケトンで形成される。

このように構成される第２の実施形態では、塗料吐出口４６が閉塞される際には、図３に示すように、弁体先端部７０ａがバルブシート部６６から離間してバルブシート部６８に着座している。従って、塗料供給ポート４２に供給される塗料は、リターンポート６４を介して図示しない循環経路に戻され、前記塗料が常時流されている。

一方、塗料吐出口４６を開放する際には、図４に示すように、空気供給ポート１８に加圧エアが供給され、ピストン３４が矢印Ａ２方向に押圧される。このため、弁体７０が矢印Ａ２方向に移動し、弁体先端部７０ａは、バルブシート部６８から離間してバルブシート部６６に着座している。従って、塗料供給ポート４２に供給される塗料は、塗料吐出口４６から図示しない塗装ガン等に供給される。

このように構成される第２の実施形態では、ピストン３４の移動に伴って弁体７０が矢印Ａ方向に進退する際に、弁体先端部７０ａが交互に着座するバルブシート部６６を有するバルブ本体６２及びバルブシート部６８はポリエーテルエーテルケトンで形成されている。これにより、バルブ本体６２及びバルブシート部６８の耐疲労性、耐薬品性、耐水性及び加工性が有効に向上して連続使用回数が大幅に増加する等、第１の実施形態と同様の効果が得られる。

本発明の第１の実施形態に係る切換バルブの断面説明図である。前記切換バルブの動作説明図である。本発明の第２の実施形態に係る切換バルブの断面説明図である。前記切換バルブの動作説明図である。

符号の説明

１０、６０…切換バルブ１２…ボデイ
１４、２２…ねじ構造１６、６２…バルブ本体
１８…空気供給ポート２０…洩れ検出用ポート
２４…取付ナット２６…リテーナ
２８…シリンダ室３４…ピストン
３６、７０…弁体３８…スプリング
４０…スリーブ４２…塗料供給ポート
４４…バルブシート部４６…塗料吐出口
６４…リターンポート６６…バルブシート部

Claims

塗装装置を構成し、塗料の供給を行うために使用される塗装用切換バルブであって、
移動可能な弁体が着座することにより、塗料吐出口が閉塞されるバルブシートを備えるとともに、
前記バルブシートは、少なくとも前記弁体が接触する部位をポリエーテルエーテルケトンで形成することを特徴とする塗装用切換バルブ。