JP3934726B2 - 塗料供給用圧力調整装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗料供給系に使用する圧力調整装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、塗料供給系に使用する圧力調整装置としては、図７に示すような圧力調整装置があり、レギュレータ本体８１には塗料供給口８２から弁室８３と調圧室８５とを経て塗料吐出口８６へ達する塗料供給路８７が形成されている。この調圧室８５にはシリンダ９０内に上下方向に摺動自在に嵌合されたピストン９１に固定された弁杆９２が弁座８４に向けて貫通配設され、更にこの調圧室８５には、調圧用シリンダ１１０内に摺動自在に嵌合された調圧ピストン１１１と一体の調圧ロッド１１２が前記弁杆９２に対して直交する方向に進退自在に配設されている。
【０００３】
また、レギュレータ本体８１に配設された前記シリンダ９０の後室９４にはエア導入口９５が穿設され、この後室９４内の前記ピストン９１の後端とエア導入口９５の間には弾性部材９６が縮設されている。更に、前記シリンダ９０の前室９８にはエア導入口９９が穿設されている。
そして、図８に示すように、前記弁杆９２の先端には弁座８４と当接する弁部１００が形成され、この弁部１００の先端には弁座８４の孔とほぼ同径の流量調整ロッド１０１が形成され、この流量調整ロッド１０１の周面には、先端にいくほど浅くなる切込み溝１０２が弁杆９２と平行な方向に刻設されている。
【０００４】
また、図７に示すように、レギュレータ本体８１に配設された前記調圧用シリンダ１１０の後室１１４にはエア導入口１１５が穿設されている。この調圧用シリンダ１１０内に摺動自在に嵌合された調圧ピストン１１１の先端には前方に突出した調圧ロッド１１２の基端が固設され、この調圧ロッド１１２の先端は調圧室８５内に進退自在となっている。更に、調圧ピストン１１１の後端には後方に突出した操作杆１１７の基端が固設され、この操作杆１１７の先端は、加圧空気を外部に排出する側に常時付勢された切換バルブ１１８に当接し、一体化された調圧ロッド１１２、調圧ピストン１１１及び操作杆１１７の後退により切換バルブ１１８をエア導入側に切換えるように構成されている。
また、調圧用シリンダ１１０の前室１１９には図示せぬエア吸排気口が穿設されている。
【０００５】
また、エア供給源１２１は管路１２２によりレギュレータ１２５、前記切換バルブ１１８、クイックエキゾースト１２６を介して前記シリンダ９０のエア導入口９５に接続され、管路１２３によりレギュレータ１２８を介して調圧用シリンダ１１０のエア導入口１１５に接続されている。更に、エア供給源１２１は、管路１２３のレギュレータ１２８より後流側には分岐管１２４が接続され、この分岐管１２４はレギュレータ１２９を介して前記シリンダ９０のエア導入口９９に接続されている。
【０００６】
このような構成よりなるレギュレータ本体８１は、通常は、流量調整ロッド１０１の頂面に作用する塗料圧と、シリンダ９０の前室９８のピストン９１の前面に作用するレギュレータ１２９により制御されたエア圧と、シリンダ９０の後室９４に配設された弾性部材９６の弾発力との均衡する位置まで弁杆９２を進退させ、流量調整ロッド１０１を一定の位置に保持するようになっている。そして、塗料圧が高くなった場合には、流量調整ロッド１０１が後退して切込み溝１０２の上部の浅い部分を弁座８４の孔に位置させ、塗料の流入を少なくして塗料圧が低くなるように制御し、また反対に、塗料圧が低くなった場合には、弁杆９２を進出させることにより、流量調整ロッド１０１が進出して切込み溝１０２の下部の深い部分を弁座８４の孔に位置させ、塗料の流入を多くして塗料圧が高くなるように制御し、このようにして塗料圧が一定に保たれるよう塗料の圧力調整が行われる。
【０００７】
一方、レギュレータ１２８により調圧されたエアは調圧用シリンダ１１０の後室１１４に圧入され、後室１１４内のエア圧×調圧ピストン１１１の受圧面積＝調圧室８５内の塗料圧×調圧ロッド１１２の受圧面積で釣り合った状態にあり、切換バルブ１１８は非作動の状態、即ち加圧空気を外部に排出する側に付勢された状態にある。
【０００８】
そして、調圧室８５内の塗料圧が急激に上昇すると、調圧ロッド１１２、調圧ピストン１１１及び操作杆１１７が後方に押圧され、操作杆１１７が切換バルブ１１８を押圧して切換バルブ１１８をエア導入側に切り換え、これによりエア供給源１２１からの加圧エアは切換バルブ１１８、クイックエキゾースト１２６を経てシリンダ９０の後室９４に圧入され、ピストン９１及び弁杆９２を進出させ、弁部１００を弁座８４に当接させて塗料流路を閉塞するようになっている。
また、調圧室８５内の塗料圧が低下し、調圧ロッド１１２が再び調圧室８５内に進出すると、操作杆１１７の切換バルブ１１８に対する押圧が解除され、切換バルブ１１８はエア排出側に切り換わり、シリンダ９０の後室９４から加圧エアが排出され、弁杆９２、弁部１００及び流量調整ロッド１０１は下降して再び前記均衡位置に戻り、一定の塗料圧を維持するようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図９は、上述したような塗料供給用圧力調整装置の塗料供給口側の一次圧力と塗料吐出口側の２次圧力の測定結果を示す図であり、塗装ガンによる塗装停止（図中ＯＦＦで示す）後、塗料供給口８２側の圧送ポンプの圧力の微妙な脈動の影響により、及び弾性部材９６自体の特性により、流量調整ロッド１０１も微細な昇降動を繰り返し、塗料吐出口８６側の２次圧力が基準塗装圧力以上に上昇する。次いで、再度塗装を再開すると、初期塗装圧力は２７Ｋ（kg/cm2）で基準塗装圧力以上であるため、塗装パターンが乱れ、テールが発生する等の塗装不良となる不具合が発生した。
そこで、本発明は、塗料供給系における脈動を確実に防止できる塗料供給用圧力調整装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述事情に鑑みてなされたものであって、塗料供給口に圧送された塗料を、弁室を経て調圧室で所定圧力に調圧して塗料吐出口より吐出する塗料供給用圧力調整装置において、シリンダのピストンロッドに設けられた弁杆の先端にニードル部を設け、このニードル部の先端よりやや下方に位置させて弁杆の方向にいくにつれて次第に深くなるように制御溝を刻設し、このニードル部を前記弁室と前記調圧室との間を連通する弁座孔に密接して進退させ、塗料を所定の塗料圧に調圧してなることを特徴とする塗料供給用圧力調整装置とした。
また、前記弁座孔にシール部材を配設し、このシール部材と前記ニードル部の先端により前記弁室と前記調圧室との間を隔絶可能なことを特徴とする塗料供給用圧力調整装置とした。
また、前記ピストンロッドをロック又はアンロック可能なロック手段を備え、前記調圧室の塗料圧が一定に保たれるとロック手段により前記ピストンロッドをロックしてなることを特徴とする塗料供給用圧力調整装置とした。
また、前記調圧室の調圧圧力を検知する調圧検知手段により、パイロットエア圧力の流路を切換弁で切り換え、第１のレギュレータの調圧エアを前記切換弁により切り換えられたパイロットエア圧力によって所定の第２のレギュレータで調圧制御し、前記シリンダに調圧エアを供給するよう構成してなることを特徴とする塗料供給用圧力調整装置とした。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って、本発明による塗料供給用圧力調整装置の実施の形態の一例を説明する。
図１は、本発明による塗料供給用圧力調整装置のレギュレータ本体の側断面図であり、同図に示すように、圧力調整装置のレギュレータ本体２には塗料供給口３から弁室４と調圧室６とを経て塗料吐出口７へ達する塗料供給路９が形成されている。この調圧室６には下方に配設されたロックシリンダ１１のピストンロッド１２より延設された弁杆１３が弁座孔５に向けて貫通配設され、更にこの調圧室６には調圧用シリンダ１７内に摺動自在に嵌合された調圧ピストン１８と一体の調圧ロッド１９が弁杆１３に対して直交する方向に進退自在に配設されている。
【００１２】
また、図２（ａ）は図１に示す弁杆部分の拡大図、図２（ｂ）は弁杆の先端のニードル部の拡大図であり、図２に示すように、弁杆１３の先端部にはニードル部１４が設けられ、このニードル部１４の先端部１４ａより少し下方には、先端から下方にいくにつれて次第に深くなる制御溝１５が弁杆１３と平行な方向に刻設されている。このニードル部１４が前記弁座孔５を挿通自在で、ニードル部１４が弁座孔５を挿通する際、弁座孔５に設けられたシール部材１６の内周に密接するようになっている。
【００１３】
また、図１に示すように、前記調圧ピストン１８の背面より押圧ロッド２０が延出し、調圧用シリンダ１７には調圧ピストン１８の背面に連通するエア給排孔２１が穿設されている。この押圧ロッド２０の先端は、加圧エアを遮断する中立位置となるよう常時付勢された後述する切換バルブ５２に当接している。
また、ロックシリンダ１１は、下方から順にシリンダチューブカバー２２、ロッドカバー２３、中間カバー２４、及び上部カバー２５から形成されている。そして、前記シリンダチューブカバー２２及びロッドカバー２３には上下一対のエア給排孔２６，２７が穿設され、シリンダチューブカバー２２内にはピストン２９が上下方向に摺動自在に嵌合され、このピストン２９には前記ピストンロッド１２の下端が固定されている。
【００１４】
また、ロッドカバー２３には中間カバー２４に連通するエア給排孔３１が穿設され、中間カバー２４内にはロックピストン３２が摺動自在に嵌合されている。このロックピストン３２は、中央に前記ピストンロッド１２が挿通自在な貫通孔を有し、このロックピストン３２の後端とロッドカバー２３の上面との間には弾性部材３３が縮設されている。そして、ロックピストン３２の先端には円錐頭部３２ａが形成され、中間カバー２４内の円錐頭部３２ａの周側には一対のブレーキアーム３５，３５の基端がピン体３６，３６により軸支されている。このブレーキアーム３５，３５の先端には前記ピストンロッド１２が挿通されたブレーキシュー３７が係合されている。
【００１５】
また、上部カバー２５には中間カバー２４に連通するエア給排孔３９が穿設されている。
更に、中間カバー２４にはロック開放カム４１がロックナット４２により固定されており、前記ブレーキアーム３５，３５及びブレーキシュー３７によるロックが強すぎる場合等には、このロックナット４２及びロック開放カム４１を用いて手動操作でブレーキシュー３７によるロックを緩めることが可能である。
【００１６】
次に、図１、図２を参照しながら、図３乃至図５に沿って制御系について説明する。
図３乃至図５は本発明による圧力調整装置の配管回路図であり、図３は調圧圧力が適正で切換バルブが中立位置にある状態を示す配管回路図、図４は調圧圧力が上がり過ぎて切換バルブが中立位置から右方向へシフトした状態を示す配管回路図、図５は調圧圧力が下がり過ぎて切換バルブが中立位置から左方向へシフトした状態を示す配管回路図である。図３乃至図５に示すように、前記塗料供給口３に１次圧力、即ち塗料圧送ポンプのポンプ圧がかかっている状態で、エア源５０よりのエア圧をレギュレータ５１により前記塗料吐出口７側の要求する２次圧力、即ち基準塗装圧力に設定すると、この設定圧力が前記エア給排孔２１を介して前記調圧ピストン１８の背面に供給され、２次圧力×調圧ロッド１９の受圧面積＝エア圧力×調圧ピストン１８背面の受圧面積となるように制御され、所定の塗料圧で図示せぬ塗装ガンにより塗装が行われる。
【００１７】
そして、塗装ガンの吐出量を絞った時等により２次圧力（調圧圧力）が上がり過ぎた場合には、図４に示すように、２次圧力×調圧ロッド１９の受圧面積＞エア圧力×調圧ピストン１８背面の受圧面積となり、調圧ロッド１９、調圧ピストン１８、及び押圧ロッド２０が後退（図中右方向へ移動）し、押圧ロッド２０により３ポート３位置の切換バルブ５２が中立位置から右方向へシフトしてＯＮ状態となり、レギュレータ５３で調圧されたエア圧力が切換バルブ５２を経てバルブ５５で制御された後、３ポート３位置の切換バルブ５６のパイロットエア圧力として供給され、切換バルブ５６のＡ側がＯＮとなり、切換バルブ５６が中立位置から右方向にシフトして、エア源５０からのエア圧をレギュレータ５７で調圧した調圧エアが切換バルブ５６よりチェック弁５９、クイックエキゾースト６０を経て前記エア給排孔３９に供給される。そして、エア給排孔３９にエア圧力が供給されると、ロックピストン３２が下降し、ロックピストン３２の円錐頭部３２ａとブレーキアーム３５，３５の当接が解除され、ブレーキシュー３７が開放され、ピストンロッド１２に対するロックが解除される。
【００１８】
この時、同時に切換バルブ５６のパイロットエア圧力は、レギュレータ６１のパイロットエア圧力として働き、レギュレータ６１を制御するため、エア源５０からのエア圧をレギュレータ５１で調圧した調圧エアがレギュレータ６１、バルブ６２、クイックエキゾースト６３を経て前記エア給排孔２６に供給される。
【００１９】
しかし、調圧ピストン１８の微妙な位置により、レギュレータ６１のパイロットエア圧力は変化し、レギュレータ５１の調圧エアを更に制御する。この制御エア圧力がエア給排孔２６に供給されるので、ピストン２９、ピストンロッド１２及び弁杆１３が下降し、弁杆１３の先端のニードル部１４の制御溝１５を下降させることにより塗料の流量を絞る。そして、ロックシリンダ１１のエア給排孔２７よりの排気エアは、バルブ６５により排気エア量をコントロールされてクイックエキゾースト６６経由でレギュレータ６７に流れ排気される。
【００２０】
この時、レギュレータ６１を制御しているパイロットエア圧力に比例したパイロットエア圧力でレギュレータ６７も制御されて、エア給排孔２７よりのエアは排気される。そして、あるポイントで調圧ピストン１８のバランスが保たれると、図３に示すように、押圧ロッド２０の切換バルブ５２への押圧が解除され、切換バルブ５２は中立位置に復帰して、前記した全てのエア回路が閉になると同時に、ロックピストン３２が弾性部材３３の弾発力により上昇し、ロックピストン３２の円錐頭部３２ａがブレーキアーム３５，３５に当接し、ブレーキアーム３５，３５によりブレーキシュー３７が締め付けられ、ピストンロッド１２が固定された状態で調圧が継続される。
【００２１】
また、２次圧力（調圧圧力）が下がりすぎた場合、例えば、塗料圧送ポンプの吐出圧力に脈動が生じた時等は、図５に示すように、２次圧力×調圧ロッド１９の受圧面積＜調圧エア圧力×調圧ピストン１８背面の受圧面積となり、調圧ロッド１９、調圧ピストン１８及び押圧ロッド２０が進出（図中左方向へ移動）し、切換バルブ５２が中立位置から左方向にシフトしてＯＮ状態となり、レギュレータ５３で調圧されたエアが切換バルブ５２に供給され、バルブ６９で制御された後、切換バルブ５６のパイロットエア圧力として供給され、切換バルブ５６のＢ側がＯＮ状態となり、切換バルブ５６が中立位置から左方向にシフトして、レギュレータ５７で調圧されたエア圧力が切換バルブ５６よりチェック弁７０、クイックエキゾースト６０を経てエア給排孔３９に供給される。そして、エア給排孔３９にエア圧力が供給されると、ロックピストン３２が下降し、ブレーキシュー３７が解放され、ピストンロッド１２に対するロックが解除される。
【００２２】
この時、同時に切換バルブ５６のパイロットエア圧力は、レギュレータ７１のパイロットエア圧力として働き、レギュレータ７１を制御するため、レギュレータ５１の調圧エアがレギュレータ７１、バルブ６５、クイックエキゾースト６６を介してエア給排孔２７に供給される。
【００２３】
しかし、調圧ピストン１８の微妙な位置により切換バルブ５２内のスプールの移動具合と、バルブ６９の制御により、レギュレータ７１のパイロットエア圧力が変化し、レギュレータ５１の調圧エアを更に制御する。この制御エア圧力がエア給排孔２７に供給されるので、ピストン２９、ピストンロッド１２及び弁杆１３が上昇し、弁杆１３先端のニードル部１４の制御溝１５を上昇させることにより塗料の流量を増加させる。
【００２４】
この時、ロックシリンダ１１のエア給排孔２６からの排気エアはバルブ６２により排気エア量をコントロールされて、クイックエキゾースト６３経由でレギュレータ７２に流れる。この時、レギュレータ７１を制御しているパイロットエア圧力に比例したパイロットエア圧力でレギュレータ７２も制御されて、エア給排孔２６からの排気エアは排気される。
そして、あるポイントで調圧ピストン１８のバランスが保たれると、図３に示すように、押圧ロッド２０の切換バルブ５２への引っ張りが解除され、切換バルブ５２は中立位置に復帰して、前記した全てのエア回路が閉になると同時に、ロックピストン３２が弾性部材３３の弾発力により上昇し、ロックピストン３２の円錐頭部３２ａがブレーキアーム３５，３５に当接し、ブレーキアーム３５，３５によりブレーキシュー３７が締め付けられ、ピストンロッド１２が固定された状態で調圧が継続される。
【００２５】
また、更に、２次圧力（調圧圧力）が異常に高くなった場合、例えば、塗装ガン閉等の時は、図４、図１及び図２に示すように、前記エア回路により、レギュレータ５７で調圧された調圧エアがエア給排孔３９に供給され、ロックピストン３２を下降させてブレーキシュー３７を開放すると共に、レギュレータ５１で調圧された調圧エアがエア給排孔２６に供給され、ピストン２９、ピストンロッド１２及び弁杆１３が下限まで下降し、それに伴って弁杆１３先端のニードル部１４が下降端まで下降し、これによりニードル部１４の先端部１４ａが弁座孔５のシール部材１６の内周に当接した状態となって、弁室４と調圧室６が隔絶されて、１次圧力は確実に遮断される。
【００２６】
また、図６は本発明による塗料供給用圧力調整装置の塗料供給口３側の一次圧力と塗料吐出口７側の２次圧力の測定結果を示す図であり、塗装ガンによる塗装が停止（図中ＯＦＦで示す）しても、ニードル部１４の先端部１４ａが弁座孔５のシール部材１６の内周に当接した状態となって、弁室４と調圧室６が隔絶されて、１次圧力を確実に遮断し、２次圧力の上昇を抑えるので、２次圧力は25.3Ｋ（kg/cm2）のままで、基準塗装圧力以上に上昇することはない。
【００２７】
また、塗料供給用圧力調整装置による調圧追従性は、弁杆先端のニードル部の昇降を、２次圧力変化を調圧ロッド１９及び調圧ピストン１８で検知後、エア回路により２段階で調整制御して微調整可能としたので、大幅に向上し、安定して所定の２次圧力、即ち塗装圧力を維持することができる。
例えば、図６中、塗装ガン使用中の２次圧力の変動幅は0.5kg/cm2 であるが、図９に示す従来の圧力調整装置の塗装ガン使用中の２次圧力の変動幅は1.35kg/cm2であり、本発明による圧力調整装置の方が大幅に向上していることが分かる。
【００２８】
なお、上述実施の形態では、調圧検知手段として、調圧用シリンダ１７、調圧ピストン１８、調圧ロッド１９及び押圧ロッド２０を用いて直接切換バルブ５２を切換操作するようにしたが、これに限定されるわけではなく、調圧センサからの検知信号により電磁切換バルブを切換操作するように構成してもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、塗装ガンによる塗装が停止しても、弁杆のニードル部の先端が弁座孔のシール部材の内周に当接した状態となって、弁室と調圧室が隔絶されて、１次圧力を確実に遮断し、２次圧力（調圧圧力）の上昇を抑えるので、２次圧力である塗装圧力は基準塗装圧力以上に上昇することはなく、塗装パターンが乱れ、テールが発生する等の塗装不良が発生するのを確実に防止することができる。
また、弁杆が設けられたピストンロッドをロック可能なロック手段を備え、調圧室の調圧圧力が一定に保たれるとロック手段によりピストンロッドをロックするので、弾性部材の影響を受けることなく、塗料供給口側の圧送ポンプの圧力の微妙な脈動の影響により、２次圧力が大きく変動することはない。
また、弁杆先端のニードル部の昇降を、２次圧力変化を調圧検知手段で検知後、エア回路の第１のレギュレータと第２のレギュレータにより２段階で調整制御して微調整可能としたので、塗料供給用圧力調整装置による調圧追従性は大幅に向上し、安定して所定の２次圧力、即ち塗装圧力を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による塗料供給用圧力調整装置のレギュレータ本体の側断面図である。
【図２】（ａ）は図１に示す弁杆部分の拡大図、（ｂ）は弁杆の先端のニードル部の拡大図である。
【図３】調圧圧力が適正で切換バルブが中立位置にある状態を示す配管回路図である。
【図４】調圧圧力が上がり過ぎて切換バルブが中立位置から右方向へシフトした状態を示す配管回路図である。
【図５】調圧圧力が下がり過ぎて切換バルブが中立位置から左方向へシフトした状態を示す配管回路図である。
【図６】本発明による塗料供給用圧力調整装置の塗料供給口側の一次圧力と塗料吐出口側の２次圧力の測定結果を示す図である。
【図７】従来の塗料供給用圧力調整装置の側断面図である。
【図８】図７の要部拡大図である。
【図９】従来の塗料供給用圧力調整装置の塗料供給口側の一次圧力と塗料吐出口側の２次圧力の測定結果を示す図である。
【符号の説明】
２ レギュレータ本体
３ 塗料供給口
４ 弁室
５ 弁座孔
６ 調圧室
７ 塗料吐出口
９ 塗料供給路
１１ ロックシリンダ
１２ ピストンロッド
１３ 弁杆
１４ ニードル部
１４ａ 先端部
１５ 制御溝
１６ シール部材
１７ 調圧用シリンダ
１８ 調圧ピストン
１９ 調圧ロッド
２０ 押圧ロッド
２９ ピストン
３２ ロックピストン
３２ａ 円錐頭部
３５，３５ ブレーキアーム
３７ ブレーキシュー
５１ レギュレータ（第１のレギュレータ）
５２ 切換バルブ
５３，５７ レギュレータ
５６ 切換バルブ
６１，７１ レギュレータ（第２のレギュレータ）
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗料供給系に使用する圧力調整装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、塗料供給系に使用する圧力調整装置としては、図７に示すような圧力調整装置があり、レギュレータ本体８１には塗料供給口８２から弁室８３と調圧室８５とを経て塗料吐出口８６へ達する塗料供給路８７が形成されている。この調圧室８５にはシリンダ９０内に上下方向に摺動自在に嵌合されたピストン９１に固定された弁杆９２が弁座８４に向けて貫通配設され、更にこの調圧室８５には、調圧用シリンダ１１０内に摺動自在に嵌合された調圧ピストン１１１と一体の調圧ロッド１１２が前記弁杆９２に対して直交する方向に進退自在に配設されている。
【０００３】
また、レギュレータ本体８１に配設された前記シリンダ９０の後室９４にはエア導入口９５が穿設され、この後室９４内の前記ピストン９１の後端とエア導入口９５の間には弾性部材９６が縮設されている。更に、前記シリンダ９０の前室９８にはエア導入口９９が穿設されている。
そして、図８に示すように、前記弁杆９２の先端には弁座８４と当接する弁部１００が形成され、この弁部１００の先端には弁座８４の孔とほぼ同径の流量調整ロッド１０１が形成され、この流量調整ロッド１０１の周面には、先端にいくほど浅くなる切込み溝１０２が弁杆９２と平行な方向に刻設されている。
【０００４】
また、図７に示すように、レギュレータ本体８１に配設された前記調圧用シリンダ１１０の後室１１４にはエア導入口１１５が穿設されている。この調圧用シリンダ１１０内に摺動自在に嵌合された調圧ピストン１１１の先端には前方に突出した調圧ロッド１１２の基端が固設され、この調圧ロッド１１２の先端は調圧室８５内に進退自在となっている。更に、調圧ピストン１１１の後端には後方に突出した操作杆１１７の基端が固設され、この操作杆１１７の先端は、加圧空気を外部に排出する側に常時付勢された切換バルブ１１８に当接し、一体化された調圧ロッド１１２、調圧ピストン１１１及び操作杆１１７の後退により切換バルブ１１８をエア導入側に切換えるように構成されている。
また、調圧用シリンダ１１０の前室１１９には図示せぬエア吸排気口が穿設されている。
【０００５】
また、エア供給源１２１は管路１２２によりレギュレータ１２５、前記切換バルブ１１８、クイックエキゾースト１２６を介して前記シリンダ９０のエア導入口９５に接続され、管路１２３によりレギュレータ１２８を介して調圧用シリンダ１１０のエア導入口１１５に接続されている。更に、エア供給源１２１は、管路１２３のレギュレータ１２８より後流側には分岐管１２４が接続され、この分岐管１２４はレギュレータ１２９を介して前記シリンダ９０のエア導入口９９に接続されている。
【０００６】
このような構成よりなるレギュレータ本体８１は、通常は、流量調整ロッド１０１の頂面に作用する塗料圧と、シリンダ９０の前室９８のピストン９１の前面に作用するレギュレータ１２９により制御されたエア圧と、シリンダ９０の後室９４に配設された弾性部材９６の弾発力との均衡する位置まで弁杆９２を進退させ、流量調整ロッド１０１を一定の位置に保持するようになっている。そして、塗料圧が高くなった場合には、流量調整ロッド１０１が後退して切込み溝１０２の上部の浅い部分を弁座８４の孔に位置させ、塗料の流入を少なくして塗料圧が低くなるように制御し、また反対に、塗料圧が低くなった場合には、弁杆９２を進出させることにより、流量調整ロッド１０１が進出して切込み溝１０２の下部の深い部分を弁座８４の孔に位置させ、塗料の流入を多くして塗料圧が高くなるように制御し、このようにして塗料圧が一定に保たれるよう塗料の圧力調整が行われる。
【０００７】
一方、レギュレータ１２８により調圧されたエアは調圧用シリンダ１１０の後室１１４に圧入され、後室１１４内のエア圧×調圧ピストン１１１の受圧面積＝調圧室８５内の塗料圧×調圧ロッド１１２の受圧面積で釣り合った状態にあり、切換バルブ１１８は非作動の状態、即ち加圧空気を外部に排出する側に付勢された状態にある。
【０００８】
そして、調圧室８５内の塗料圧が急激に上昇すると、調圧ロッド１１２、調圧ピストン１１１及び操作杆１１７が後方に押圧され、操作杆１１７が切換バルブ１１８を押圧して切換バルブ１１８をエア導入側に切り換え、これによりエア供給源１２１からの加圧エアは切換バルブ１１８、クイックエキゾースト１２６を経てシリンダ９０の後室９４に圧入され、ピストン９１及び弁杆９２を進出させ、弁部１００を弁座８４に当接させて塗料流路を閉塞するようになっている。
また、調圧室８５内の塗料圧が低下し、調圧ロッド１１２が再び調圧室８５内に進出すると、操作杆１１７の切換バルブ１１８に対する押圧が解除され、切換バルブ１１８はエア排出側に切り換わり、シリンダ９０の後室９４から加圧エアが排出され、弁杆９２、弁部１００及び流量調整ロッド１０１は下降して再び前記均衡位置に戻り、一定の塗料圧を維持するようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図９は、上述したような塗料供給用圧力調整装置の塗料供給口側の一次圧力と塗料吐出口側の２次圧力の測定結果を示す図であり、塗装ガンによる塗装停止（図中ＯＦＦで示す）後、塗料供給口８２側の圧送ポンプの圧力の微妙な脈動の影響により、及び弾性部材９６自体の特性により、流量調整ロッド１０１も微細な昇降動を繰り返し、塗料吐出口８６側の２次圧力が基準塗装圧力以上に上昇する。次いで、再度塗装を再開すると、初期塗装圧力は２７Ｋ（kg/cm2）で基準塗装圧力以上であるため、塗装パターンが乱れ、テールが発生する等の塗装不良となる不具合が発生した。
そこで、本発明は、塗料供給系における脈動を確実に防止できる塗料供給用圧力調整装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述事情に鑑みてなされたものであって、塗料供給口に圧送された塗料を、弁室を経て調圧室で所定圧力に調圧して塗料吐出口より吐出する塗料供給用圧力調整装置において、シリンダのピストンロッドに設けられた弁杆の先端にニードル部を設け、このニードル部の先端よりやや下方に位置させて弁杆の方向にいくにつれて次第に深くなるように制御溝を刻設し、このニードル部を前記弁室と前記調圧室との間を連通する弁座孔に密接して進退させ、塗料を所定の塗料圧に調圧してなることを特徴とする塗料供給用圧力調整装置とした。
また、前記弁座孔にシール部材を配設し、このシール部材と前記ニードル部の先端により前記弁室と前記調圧室との間を隔絶可能なことを特徴とする塗料供給用圧力調整装置とした。
また、前記ピストンロッドをロック又はアンロック可能なロック手段を備え、前記調圧室の塗料圧が一定に保たれるとロック手段により前記ピストンロッドをロックしてなることを特徴とする塗料供給用圧力調整装置とした。
また、前記調圧室の調圧圧力を検知する調圧検知手段により、パイロットエア圧力の流路を切換弁で切り換え、第１のレギュレータの調圧エアを前記切換弁により切り換えられたパイロットエア圧力によって所定の第２のレギュレータで調圧制御し、前記シリンダに調圧エアを供給するよう構成してなることを特徴とする塗料供給用圧力調整装置とした。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って、本発明による塗料供給用圧力調整装置の実施の形態の一例を説明する。
図１は、本発明による塗料供給用圧力調整装置のレギュレータ本体の側断面図であり、同図に示すように、圧力調整装置のレギュレータ本体２には塗料供給口３から弁室４と調圧室６とを経て塗料吐出口７へ達する塗料供給路９が形成されている。この調圧室６には下方に配設されたロックシリンダ１１のピストンロッド１２より延設された弁杆１３が弁座孔５に向けて貫通配設され、更にこの調圧室６には調圧用シリンダ１７内に摺動自在に嵌合された調圧ピストン１８と一体の調圧ロッド１９が弁杆１３に対して直交する方向に進退自在に配設されている。
【００１２】
また、図２（ａ）は図１に示す弁杆部分の拡大図、図２（ｂ）は弁杆の先端のニードル部の拡大図であり、図２に示すように、弁杆１３の先端部にはニードル部１４が設けられ、このニードル部１４の先端部１４ａより少し下方には、先端から下方にいくにつれて次第に深くなる制御溝１５が弁杆１３と平行な方向に刻設されている。このニードル部１４が前記弁座孔５を挿通自在で、ニードル部１４が弁座孔５を挿通する際、弁座孔５に設けられたシール部材１６の内周に密接するようになっている。
【００１３】
また、図１に示すように、前記調圧ピストン１８の背面より押圧ロッド２０が延出し、調圧用シリンダ１７には調圧ピストン１８の背面に連通するエア給排孔２１が穿設されている。この押圧ロッド２０の先端は、加圧エアを遮断する中立位置となるよう常時付勢された後述する切換バルブ５２に当接している。
また、ロックシリンダ１１は、下方から順にシリンダチューブカバー２２、ロッドカバー２３、中間カバー２４、及び上部カバー２５から形成されている。そして、前記シリンダチューブカバー２２及びロッドカバー２３には上下一対のエア給排孔２６，２７が穿設され、シリンダチューブカバー２２内にはピストン２９が上下方向に摺動自在に嵌合され、このピストン２９には前記ピストンロッド１２の下端が固定されている。
【００１４】
また、ロッドカバー２３には中間カバー２４に連通するエア給排孔３１が穿設され、中間カバー２４内にはロックピストン３２が摺動自在に嵌合されている。このロックピストン３２は、中央に前記ピストンロッド１２が挿通自在な貫通孔を有し、このロックピストン３２の後端とロッドカバー２３の上面との間には弾性部材３３が縮設されている。そして、ロックピストン３２の先端には円錐頭部３２ａが形成され、中間カバー２４内の円錐頭部３２ａの周側には一対のブレーキアーム３５，３５の基端がピン体３６，３６により軸支されている。このブレーキアーム３５，３５の先端には前記ピストンロッド１２が挿通されたブレーキシュー３７が係合されている。
【００１５】
また、上部カバー２５には中間カバー２４に連通するエア給排孔３９が穿設されている。
更に、中間カバー２４にはロック開放カム４１がロックナット４２により固定されており、前記ブレーキアーム３５，３５及びブレーキシュー３７によるロックが強すぎる場合等には、このロックナット４２及びロック開放カム４１を用いて手動操作でブレーキシュー３７によるロックを緩めることが可能である。
【００１６】
次に、図１、図２を参照しながら、図３乃至図５に沿って制御系について説明する。
図３乃至図５は本発明による圧力調整装置の配管回路図であり、図３は調圧圧力が適正で切換バルブが中立位置にある状態を示す配管回路図、図４は調圧圧力が上がり過ぎて切換バルブが中立位置から右方向へシフトした状態を示す配管回路図、図５は調圧圧力が下がり過ぎて切換バルブが中立位置から左方向へシフトした状態を示す配管回路図である。図３乃至図５に示すように、前記塗料供給口３に１次圧力、即ち塗料圧送ポンプのポンプ圧がかかっている状態で、エア源５０よりのエア圧をレギュレータ５１により前記塗料吐出口７側の要求する２次圧力、即ち基準塗装圧力に設定すると、この設定圧力が前記エア給排孔２１を介して前記調圧ピストン１８の背面に供給され、２次圧力×調圧ロッド１９の受圧面積＝エア圧力×調圧ピストン１８背面の受圧面積となるように制御され、所定の塗料圧で図示せぬ塗装ガンにより塗装が行われる。
【００１７】
そして、塗装ガンの吐出量を絞った時等により２次圧力（調圧圧力）が上がり過ぎた場合には、図４に示すように、２次圧力×調圧ロッド１９の受圧面積＞エア圧力×調圧ピストン１８背面の受圧面積となり、調圧ロッド１９、調圧ピストン１８、及び押圧ロッド２０が後退（図中右方向へ移動）し、押圧ロッド２０により３ポート３位置の切換バルブ５２が中立位置から右方向へシフトしてＯＮ状態となり、レギュレータ５３で調圧されたエア圧力が切換バルブ５２を経てバルブ５５で制御された後、３ポート３位置の切換バルブ５６のパイロットエア圧力として供給され、切換バルブ５６のＡ側がＯＮとなり、切換バルブ５６が中立位置から右方向にシフトして、エア源５０からのエア圧をレギュレータ５７で調圧した調圧エアが切換バルブ５６よりチェック弁５９、クイックエキゾースト６０を経て前記エア給排孔３９に供給される。そして、エア給排孔３９にエア圧力が供給されると、ロックピストン３２が下降し、ロックピストン３２の円錐頭部３２ａとブレーキアーム３５，３５の当接が解除され、ブレーキシュー３７が開放され、ピストンロッド１２に対するロックが解除される。
【００１８】
この時、同時に切換バルブ５６のパイロットエア圧力は、レギュレータ６１のパイロットエア圧力として働き、レギュレータ６１を制御するため、エア源５０からのエア圧をレギュレータ５１で調圧した調圧エアがレギュレータ６１、バルブ６２、クイックエキゾースト６３を経て前記エア給排孔２６に供給される。
【００１９】
しかし、調圧ピストン１８の微妙な位置により、レギュレータ６１のパイロットエア圧力は変化し、レギュレータ５１の調圧エアを更に制御する。この制御エア圧力がエア給排孔２６に供給されるので、ピストン２９、ピストンロッド１２及び弁杆１３が下降し、弁杆１３の先端のニードル部１４の制御溝１５を下降させることにより塗料の流量を絞る。そして、ロックシリンダ１１のエア給排孔２７よりの排気エアは、バルブ６５により排気エア量をコントロールされてクイックエキゾースト６６経由でレギュレータ６７に流れ排気される。
【００２０】
この時、レギュレータ６１を制御しているパイロットエア圧力に比例したパイロットエア圧力でレギュレータ６７も制御されて、エア給排孔２７よりのエアは排気される。そして、あるポイントで調圧ピストン１８のバランスが保たれると、図３に示すように、押圧ロッド２０の切換バルブ５２への押圧が解除され、切換バルブ５２は中立位置に復帰して、前記した全てのエア回路が閉になると同時に、ロックピストン３２が弾性部材３３の弾発力により上昇し、ロックピストン３２の円錐頭部３２ａがブレーキアーム３５，３５に当接し、ブレーキアーム３５，３５によりブレーキシュー３７が締め付けられ、ピストンロッド１２が固定された状態で調圧が継続される。
【００２１】
また、２次圧力（調圧圧力）が下がりすぎた場合、例えば、塗料圧送ポンプの吐出圧力に脈動が生じた時等は、図５に示すように、２次圧力×調圧ロッド１９の受圧面積＜調圧エア圧力×調圧ピストン１８背面の受圧面積となり、調圧ロッド１９、調圧ピストン１８及び押圧ロッド２０が進出（図中左方向へ移動）し、切換バルブ５２が中立位置から左方向にシフトしてＯＮ状態となり、レギュレータ５３で調圧されたエアが切換バルブ５２に供給され、バルブ６９で制御された後、切換バルブ５６のパイロットエア圧力として供給され、切換バルブ５６のＢ側がＯＮ状態となり、切換バルブ５６が中立位置から左方向にシフトして、レギュレータ５７で調圧されたエア圧力が切換バルブ５６よりチェック弁７０、クイックエキゾースト６０を経てエア給排孔３９に供給される。そして、エア給排孔３９にエア圧力が供給されると、ロックピストン３２が下降し、ブレーキシュー３７が解放され、ピストンロッド１２に対するロックが解除される。
【００２２】
この時、同時に切換バルブ５６のパイロットエア圧力は、レギュレータ７１のパイロットエア圧力として働き、レギュレータ７１を制御するため、レギュレータ５１の調圧エアがレギュレータ７１、バルブ６５、クイックエキゾースト６６を介してエア給排孔２７に供給される。
【００２３】
しかし、調圧ピストン１８の微妙な位置により切換バルブ５２内のスプールの移動具合と、バルブ６９の制御により、レギュレータ７１のパイロットエア圧力が変化し、レギュレータ５１の調圧エアを更に制御する。この制御エア圧力がエア給排孔２７に供給されるので、ピストン２９、ピストンロッド１２及び弁杆１３が上昇し、弁杆１３先端のニードル部１４の制御溝１５を上昇させることにより塗料の流量を増加させる。
【００２４】
この時、ロックシリンダ１１のエア給排孔２６からの排気エアはバルブ６２により排気エア量をコントロールされて、クイックエキゾースト６３経由でレギュレータ７２に流れる。この時、レギュレータ７１を制御しているパイロットエア圧力に比例したパイロットエア圧力でレギュレータ７２も制御されて、エア給排孔２６からの排気エアは排気される。
そして、あるポイントで調圧ピストン１８のバランスが保たれると、図３に示すように、押圧ロッド２０の切換バルブ５２への引っ張りが解除され、切換バルブ５２は中立位置に復帰して、前記した全てのエア回路が閉になると同時に、ロックピストン３２が弾性部材３３の弾発力により上昇し、ロックピストン３２の円錐頭部３２ａがブレーキアーム３５，３５に当接し、ブレーキアーム３５，３５によりブレーキシュー３７が締め付けられ、ピストンロッド１２が固定された状態で調圧が継続される。
【００２５】
また、更に、２次圧力（調圧圧力）が異常に高くなった場合、例えば、塗装ガン閉等の時は、図４、図１及び図２に示すように、前記エア回路により、レギュレータ５７で調圧された調圧エアがエア給排孔３９に供給され、ロックピストン３２を下降させてブレーキシュー３７を開放すると共に、レギュレータ５１で調圧された調圧エアがエア給排孔２６に供給され、ピストン２９、ピストンロッド１２及び弁杆１３が下限まで下降し、それに伴って弁杆１３先端のニードル部１４が下降端まで下降し、これによりニードル部１４の先端部１４ａが弁座孔５のシール部材１６の内周に当接した状態となって、弁室４と調圧室６が隔絶されて、１次圧力は確実に遮断される。
【００２６】
また、図６は本発明による塗料供給用圧力調整装置の塗料供給口３側の一次圧力と塗料吐出口７側の２次圧力の測定結果を示す図であり、塗装ガンによる塗装が停止（図中ＯＦＦで示す）しても、ニードル部１４の先端部１４ａが弁座孔５のシール部材１６の内周に当接した状態となって、弁室４と調圧室６が隔絶されて、１次圧力を確実に遮断し、２次圧力の上昇を抑えるので、２次圧力は25.3Ｋ（kg/cm2）のままで、基準塗装圧力以上に上昇することはない。
【００２７】
また、塗料供給用圧力調整装置による調圧追従性は、弁杆先端のニードル部の昇降を、２次圧力変化を調圧ロッド１９及び調圧ピストン１８で検知後、エア回路により２段階で調整制御して微調整可能としたので、大幅に向上し、安定して所定の２次圧力、即ち塗装圧力を維持することができる。
例えば、図６中、塗装ガン使用中の２次圧力の変動幅は0.5kg/cm2 であるが、図９に示す従来の圧力調整装置の塗装ガン使用中の２次圧力の変動幅は1.35kg/cm2であり、本発明による圧力調整装置の方が大幅に向上していることが分かる。
【００２８】
なお、上述実施の形態では、調圧検知手段として、調圧用シリンダ１７、調圧ピストン１８、調圧ロッド１９及び押圧ロッド２０を用いて直接切換バルブ５２を切換操作するようにしたが、これに限定されるわけではなく、調圧センサからの検知信号により電磁切換バルブを切換操作するように構成してもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、塗装ガンによる塗装が停止しても、弁杆のニードル部の先端が弁座孔のシール部材の内周に当接した状態となって、弁室と調圧室が隔絶されて、１次圧力を確実に遮断し、２次圧力（調圧圧力）の上昇を抑えるので、２次圧力である塗装圧力は基準塗装圧力以上に上昇することはなく、塗装パターンが乱れ、テールが発生する等の塗装不良が発生するのを確実に防止することができる。
また、弁杆が設けられたピストンロッドをロック可能なロック手段を備え、調圧室の調圧圧力が一定に保たれるとロック手段によりピストンロッドをロックするので、弾性部材の影響を受けることなく、塗料供給口側の圧送ポンプの圧力の微妙な脈動の影響により、２次圧力が大きく変動することはない。
また、弁杆先端のニードル部の昇降を、２次圧力変化を調圧検知手段で検知後、エア回路の第１のレギュレータと第２のレギュレータにより２段階で調整制御して微調整可能としたので、塗料供給用圧力調整装置による調圧追従性は大幅に向上し、安定して所定の２次圧力、即ち塗装圧力を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による塗料供給用圧力調整装置のレギュレータ本体の側断面図である。
【図２】（ａ）は図１に示す弁杆部分の拡大図、（ｂ）は弁杆の先端のニードル部の拡大図である。
【図３】調圧圧力が適正で切換バルブが中立位置にある状態を示す配管回路図である。
【図４】調圧圧力が上がり過ぎて切換バルブが中立位置から右方向へシフトした状態を示す配管回路図である。
【図５】調圧圧力が下がり過ぎて切換バルブが中立位置から左方向へシフトした状態を示す配管回路図である。
【図６】本発明による塗料供給用圧力調整装置の塗料供給口側の一次圧力と塗料吐出口側の２次圧力の測定結果を示す図である。
【図７】従来の塗料供給用圧力調整装置の側断面図である。
【図８】図７の要部拡大図である。
【図９】従来の塗料供給用圧力調整装置の塗料供給口側の一次圧力と塗料吐出口側の２次圧力の測定結果を示す図である。
【符号の説明】
２ レギュレータ本体
３ 塗料供給口
４ 弁室
５ 弁座孔
６ 調圧室
７ 塗料吐出口
９ 塗料供給路
１１ ロックシリンダ
１２ ピストンロッド
１３ 弁杆
１４ ニードル部
１４ａ 先端部
１５ 制御溝
１６ シール部材
１７ 調圧用シリンダ
１８ 調圧ピストン
１９ 調圧ロッド
２０ 押圧ロッド
２９ ピストン
３２ ロックピストン
３２ａ 円錐頭部
３５，３５ ブレーキアーム
３７ ブレーキシュー
５１ レギュレータ（第１のレギュレータ）
５２ 切換バルブ
５３，５７ レギュレータ
５６ 切換バルブ
６１，７１ レギュレータ（第２のレギュレータ）
Claims (4)
- 塗料供給口に圧送された塗料を、弁室を経て調圧室で所定圧力に調圧して塗料吐出口より吐出する塗料供給用圧力調整装置において、
シリンダのピストンロッドに設けられた弁杆の先端にニードル部を設け、このニードル部の先端よりやや下方に位置させて弁杆の方向にいくにつれて次第に深くなるように制御溝を刻設し、このニードル部を前記弁室と前記調圧室との間を連通する弁座孔に密接して進退させ、塗料を所定の塗料圧に調圧してなることを特徴とする塗料供給用圧力調整装置。 - 前記弁座孔にシール部材を配設し、このシール部材と前記ニードル部の先端により前記弁室と前記調圧室との間を隔絶可能なことを特徴とする請求項１に記載の塗料供給用圧力調整装置。
- 前記ピストンロッドをロック又はアンロック可能なロック手段を備え、前記調圧室の塗料圧が一定に保たれるとロック手段により前記ピストンロッドをロックしてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の塗料供給用圧力調整装置。
- 前記調圧室の調圧圧力を検知する調圧検知手段により、パイロットエア圧力の流路を切換弁で切り換え、第１のレギュレータの調圧エアを前記切換弁により切り換えられたパイロットエア圧力によって所定の第２のレギュレータで調圧制御し、前記シリンダに調圧エアを供給するよう構成してなることを特徴とする請求項１又は２又は３に記載の塗料供給用圧力調整装置。
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