JP2552649B2 - 改良した弁とマニホールドを具備した循環式塗料交換器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は塗料交換器に係り、特に塗料を対象物に塗布
する塗布機へ種々の色、又は種類の塗料を導入すること
を選択的に制御する塗料交換器に関する。

静電スプレガンの如き塗布機への種々の色、又は種類
の塗料の供給を選択的に制御するためにこれまで多くの
試みが行われ、またいろいろな装置が製造されている。
このような装置は一般に色交換器又は塗料交換器と呼ば
れている。

多くの市販塗料は、その特性上特別の処理を必要とす
る。従ってこのような塗料を使用する塗料交換器はこの
ような処理に支障を来すものであってはならない。例え
ば工業塗装では、粘性の高い塗料を塗装中浮遊状態に維
持しなければならない固形物含有量の多い塗料を使用し
なければならないことがしばしば起こる。

スプレの一様化のために粘性の高い塗料を加熱して粘
性を低下することは知られている。しかしながらこのシ
ステムで塗料流が止まると、加熱部位の塗料は焼け焦げ
たり変色したりする恐れがある。更に浮遊固形物を含有
する塗料流が止まった場合にはその固形物は、沈降し浮
遊状態でなくなり塗料の均一性が損なわれてしまう。

約６〜14kg/cm²（約80〜200ポンド／平方インチ）で
作動する低圧システムでは、塗料を連続的に循環させ
て、塗料を連続的にヒータの所に流すと共に、この塗料
の連続的流れによって固形物を常に浮遊状態に保ってい
る。

低圧塗装システムの公知再循環装置は例えば複数の塗
料弁を有する塗料交換器を具備し、これらの塗料弁は、
塗料を弁アクチュエータから隔離するためにベローズを
有する。これらのベローズは低圧システムでは良好に機
能するが、しかし高圧システムには使用できない。とい
うのは、ベローズは高圧システムで通常使用される70kg
/cm²（1000psi）以上の高圧に耐えることができず、破
損してしまう。

従って、本発明の目的は、高圧塗装システムに使用で
きる再循環塗料交換器を提供することである。

また、公知の塗料交換器は、塗料色の選択の間にシス
テムを洗浄している。一般には選択された色の塗料を止
めてから溶剤をシステム中に流してその内部を洗浄す
る。これによりこの次に選択された色はその前の色によ
り汚染されることがなくなる。このような溶剤を流した
後であって、次の色を選択する前に空気パージを行う。

このような公知システムに用いられる塗料交換器には
二つの大きな欠点が存在する。この第１は、面が凹凸で
あったり不連続であるマニホールドやポート類を内蔵し
ていることである。例えば塗料弁からマニホールドに至
るポート類は深く、この塗料弁が閉止されると、マニホ
ールドに通ずる所に行止まり（デッドエンド）領域が生
じ、ここに塗料が滞留してしまう。このような行止まり
領域に流体流を流すことは不可能ではないとしても大変
むずかしいので、溶剤流でそこを洗浄することは非常に
困難である。従ってシステム内の前の塗料が残存し、こ
れが新たに選択された色の塗料に混入してしまい、所望
の色と異なった色で対象物をスプレするといった事態が
生じる恐れがあった。

洗浄能力の優れた塩素化炭化水素溶剤をアルミニウム
のような金属製の塗料交換器に使用すると危険な状態が
生ずる。即ち、この溶剤はアルミと反応して爆発を起こ
す可能性がある。塗料交換器のメーカは、このような危
険を回避するために塗料の接触する部品、即ち塩素化炭
化水素溶剤の接触する部品にはステンレス鋼を使用して
いるが、しかしステンレス鋼は、かなり重く、かつ非常
に高価である。

そこで、本発明の別の目的は、交換前の色又は種類の
塗料が残存するようなデッドエンド領域が存在せず、洗
浄が容易な塗料通路を具備する塗料交換器を提供するこ
とである。

本発明の別の目的は高圧塗装システムに使用され、危
険な反応や爆発性状態を生ずることなく、塩素化炭化水
素溶剤を使用することのできる塗料交換器を提供するこ
とである。

また、公知の塗料交換器は塗料弁の作動も問題であ
る。即ち、高圧システムでは、システム圧力に抗してバ
ネ力により閉弁される弁を用いると、漏洩や不用意に開
弁してしまうといった事態が生ずる恐れがある。このよ
うに一定のシステム圧力が閉弁用バネ力に抗して作用し
た場合、高圧によって弁が開きがちである。

そこで、本発明の目的は、塗料圧力を利用して弁シー
ル性を高めると同時にシステムを貫通する通路の洗浄容
易性を維持した塗料交換器を提供することである。

塗料交換器を製造したり使用したりする際には、処理
できる色の数を容易に増減できることが望ましい。

そこで、本発明の別の目的は、塗料流路の洗浄容易性
と圧力降下の最小化とを保ちながら、所望数の塗料を制
御するために塗料交換器に容易に追加できる複数個の塗
料モジュールと塗料交換器とを提供することである。

塗料交換器は高圧システムと低圧システムの両方に使
用できることが望ましい。本発明に従い、塗料弁を適切
に配置した場合でさえも、70kg/cm²（1000psi）以上の
高圧の塗料は、弁のアクチュエータの圧力に抗して弁を
閉弁状態に保持しがちである。従って高圧システムで
は、開弁力をもっと大きくしたアクチュエータが必要と
なる。このような強力なアクチュエータはもちろん低圧
システムにも使用できるが、この場合には必要以上に高
価なものとなってしまう。

そこで、本発明には、容易に低圧システム用に改造し
たり高圧システム用に改造することができ、低圧システ
ムに使用した時に必要以上に強力なものを使用しなくて
もよいアクチュエータを用いることができる。

この目的を達成するために、本発明の好適実施例によ
る再循環式塗料交換器は複数のモジュール手段を具備
し、各モジュール手段がユニバーサル供給マニホールド
とユニバーサルもどりマニホールドとのそれぞれの一部
を形成するマニホールドブロックを含むものである。各
モジュールのまわりのバイパスラインは絞り弁、又は選
択的操作可能弁を含み、これらの両弁は非選択色の塗料
をそれの塗料供給部へ連続的にもどす働きをする。

ユニバーサルマニホールドは、各モジュールに穿設さ
れた、壁面がほぼ滑らかな孔であり、これらの孔は塗料
の流入、又は流出用塗料開口を具備する。塗料供給弁と
塗料もどり弁は弁円盤を具備し、これらの弁円盤の外表
面は閉弁時にはマニホールド壁面に連なる連続部を形成
し、これによりマニホールドの内面が洗浄の困難なデッ
ドエンド領域の無い、ほぼ滑らかな連続面になる。

マニホールドブロック内の塗料通路は、圧力降下を低
減するためにできるだけ大きな径に穿孔されている。塗
料供給弁と塗料もどり弁とを内蔵する弁ブロックは、マ
ニホールドブロックに取付けられ、さらにモジュールを
形成している。

特定のマニホールドブロックや弁ブロックは、塩素化
炭化水素溶剤に不活性なプラスチックや他の合成材の軽
量・安価な材料から作ることが好ましい。

マニホールドには第１弁ブロックの反対側にこの第１
弁ブロックと同一構造の弁ブロックを別に配置し、この
第２弁ブロックにより別の色の塗料を制御する構成が好
ましい。この第２色用の別の逆止弁入口はマニホールド
に設けられている。このようにこの実施例では塗料交換
器は単一モジュール手段によって二色を供給することが
できる。マニホールドブロックと弁ブロックも上述と同
様にプラスチックや合成材料から作られている。

本発明の好適実施例では選択的操作可能な塗料供給、
もどり及び絞りの各弁を制御するアクチュエータは空気
圧で操作される。70kg/cm²（1000psi）以上の圧力で作
動するシステムの如き高圧システムに使用するために、
アクチュエータは弁作動桿に取付けられた基本ピストン
の上に補助ピストンを具備している。各ピストンの上の
膨張室が加圧されると、両ピストンの合計した力でもっ
て桿が弁を開弁する。この双ピストン式アクチュエータ
は、単一ピストン式アクチュエータに第１ピストン用改
造蓋と第２ピストンとを追加するだけで、作製すること
ができる。これによりアクチュエータの在庫量をかなり
減少でき、また低圧システムに強力アクチュエータを使
用する機会が減少する。

塗料マニホールドは壁が実質的に滑らかで、ほぼ連続
的であり、滑らかな壁と弁表面との間の間隙は、溶剤を
マニホールドに流して洗浄するという点では何ら問題と
ならない。マニホールドは溶剤流によって容易に洗浄さ
れ、かつ前の色の塗料を留めるようなデッドエンド領域
は存在しない。

マニホールドブロックや弁ブロックは合成材料製のモ
ジュール構造であるので、塩素化炭化水素溶剤を使用し
ても爆発の危険がなく、また塗料が何色又は何種類であ
ってもそれに応じて組立てが容易にできる、柔軟性に富
んだ装置を提供できる。

モジュール構造を採用し、かつ塗料通路を短くしたの
で圧力降下が減少され、弁のシール性も改善され漏洩も
減少される。

上述の、及びその他の目的や利点は、以下に図面を参
照して説明する本発明の好適の実施例、及びその変形例
から容易に明白となるであろう。

第１図は本発明の好適な実施例による塗料交換器10を
示すもので、塗料交換器10は、この実施例では第１の塗
料モジュール11と第２の塗料モジュール12と第３の塗料
モジュール13と溶剤モジュール14とを含み、これらは一
緒に組立てられて、これらの塗料を塗料塗布機システム
に選択的に供給する三色又は三種類の塗料交換器を構成
している。このような塗布機システムは、15で概略的に
示した複数個の低圧スプレガン、又は複数個の高圧エア
レス塗料スプレガンを含む。塗料モジュール11〜13の各
々は塗料入口ポート16、17、18をそれぞれ具備し、これ
らの入口ポートは特定の種類、又は色の塗料供給部に接
続される。塗料交換器は種々の色の塗料、又は種々の種
類の塗料を使用してこれらの塗料を選択的にガン15に供
給する。従って各特定モジュールは、第１図に示された
ように供給ライン、即ち導管19を介して特定塗料供給部
に接続されている。

図では、複雑化を避けるために一本の供給ライン19の
みが示されているが、しかし各モジュールには同様の供
給ライン（導管）が設けられ、ポート16、17、18をスプ
レすべき塗料、又は流体の個々の供給部に接続する。

更に、各モジュール11〜13は、特定のモジュールによ
って制御された塗料をその特定塗料の供給部へ戻す塗料
もどりポート20、21、22をそれぞれ具備する。第１図に
示した一本の塗料もどりライン、即ち導管ライン23はモ
ジュール11と関連するものである。残りのもどりライン
は図の複雑化を避けるために図示されていないが、各ポ
ート20、21、22は、個別のもどりラインに接続され、こ
れらのもどりラインは、そのモジュールによって使用さ
れる塗料、又は流体の供給部に接続される。バイパスラ
イン24は各モジュール毎に供給ライン19ともどりライン
23との間に延在している。なお、第１図では図の複雑化
を避けるために一本のバイパスライン24のみが示されて
いる。バイパスライン24は、第１図に概略的に示された
絞り弁手段25を有する塗料パイプ、又は導管からなる。
この絞り弁手段25は、両ライン19と23との間に圧力降下
を付与するために、導管24に比べて流路の狭くなったオ
リフィスの如き絞りから成る。

モジュール作動に必要な上記絞りは、上述のものの代
わりに、供給導管19に対して導管24全体の流路容量を低
下させることによって達成でき、また空圧式流体調整器
の如き可変絞り弁を使用することもできる。

絞り弁手段25は幾つかの機能を有する。例えば、モジ
ュール11の如き特定の色モジュールに関連した塗料が塗
装用に選択されていない時でも、塗料は供給ライン19を
介してモジュール11に供給される。しかしながらモジュ
ールが働いておらず、その特定の色、又は種類の塗料を
ガン15に供給していないので加圧塗料はライン19で逆流
してバイパスライン24と絞り弁手段25を介してもどりラ
イン23に流れ、このラインからその特定の色、又は種類
の塗料供給部に戻される。絞り弁手段は、このような条
件では塗料が常にバイパスライン24を通って流れるよう
に選定されているため、供給ラインともどりラインの塗
料は連続的に再循環する。なお、バイパスライン24を、
ライン19のポート16、及びもどりライン23のポート20に
できるだけ接近して接続して、これによりライン24によ
ってバイパスされるモジュール11中の塗料量をできるだ
け少なくすることが好ましい。

バイパスライン24の接続部とモジュール11のポート20
との間のもどりライン23中には逆止弁26（第３図）が設
けられ、この逆止弁によってバイパスライン24からモジ
ュール11への塗料の逆流を防止している。

特定の色又は種類の塗料をライン19からガン15に供給
するようにモジュールが作動されると、塗料はライン19
とモジュール11を通ってガン15に循環又は供給される。
ガンで塗布されなかった余剰塗料、又はガンの停止時に
ガンをバイパスした余剰塗料は、モジュール11に戻り、
ポート20ともどりライン23とを通って、その塗料の供給
部に戻される。

上述のように、絞り弁手段25は、バイパスライン24内
で選択されると、絞り弁の上流側でライン24内の背圧が
充分大きくなり、モジュールとガン15とに至る供給ライ
ン19の塗料の大きな圧力降下を防止する。従って絞り弁
手段25とその流れパラメータ（flow parameter）は、こ
のモジュールによって取扱われる特定の色又は種類の塗
料が使用されていない時に塗料が両ライン19と23の間
で、連続的に再循環するように選定されており、同時に
塗料ライン19の塗料が特定のモジュールによってガン15
に送られる時、選択された塗料がライン24と絞り弁25と
を介して連続的再循環されるにもかかわらず、塗料ライ
ン19内に充分高い圧力が生ずるように充分な背圧を付与
する。

更に、第１図に示したように、塗料交換器10は溶剤モ
ジュール14を有し、このモジュール14は適当な導管30に
よって溶剤供給部に接続されている。塗料交換器を洗浄
する時には、まずそれぞれ塗料モジュール11〜13を閉止
し、ガンへの塗料流を停止する。それから溶剤モジュー
ル14を操作して供給ライン30から溶剤を溶剤モジュール
と塗料交換器全体を介してガン15に送出する。このガン
15から溶剤は、別の塗料が選択されてガン15に送られる
前に、溶剤モジュール14に戻り、出口ポート31を通り溶
剤排出部32に放出される。

また、必要ならば空気弁（第１図に不図示）を溶剤モ
ジュール14の上流側に設けることもできる。この空気弁
は、溶剤による塗料通路の洗浄後に、加圧空気源からの
加圧空気を塗料交換器10の塗料通路を介してガン15に送
り、そこの残存物を追出す。これにより、別の色又は種
類の塗料の選択前に、これらのラインから溶剤や残存塗
料を除去することができる。

塗料交換器10は更にユニバーサル型塗料供給マニホー
ルド35とユニバーサル型塗料もどりマニホールド36とを
具備する。これらのマニホールド35、36は上述したモジ
ュールの各々のそれぞれのマニホールドブロックの複数
個の滑らかなマニホールド孔から構成される。このユニ
バーサル塗料供給マニホールド35は出口ポート37を有
し、これにより塗料供給ライン38を介してガン15に接続
される。塗料もどりライン39はガン15をユニバーサル塗
料もどりマニホールド36の入口ポート40に接続する。そ
れぞれのポート37と40はそれぞれライン38と39に接続可
能である。

第３図は、第１図のモジュールのような塗料モジュー
ルの断面図を示している。各モジュールは互いに類似し
ているのでモジュール11についての説明は他の塗料モジ
ュールにもそのまま使用できる。

各モジュール11〜13は、マニホールドブロック（本
体）50と、塗料供給ブロック（本体）51と、塗料もどり
ブロック（本体）52とを具備する。この本体51には塗料
供給弁55が取付けられ、この塗料供給弁55は供給ライン
19に接続され、この供給ライン19はモジュール11が処理
する色、又は種類の塗料供給部に接続されている。塗料
供給弁55は米国特許第3,981,479号、特にこれの第５図
に開示されたような選択的操作可能な逆止弁から成る。
マニホールドブロック50には逆止弁56から成る同様の逆
止弁が取付けられ、またマニホールドブロック50には塗
料もどり弁手段57から成る同様の手段操作可能な逆止弁
が取付けられている。

各本体（ブロック）50、51、52は、イー・アイ・デュ
ポン・ヌムール（E.I.DuPont Nemours）社が製造販売す
る合成材料である商品名「デルリン（Delrin）」（一般
名称はポリアセタール）の如き公知材料や、プラスチッ
クのような合成材料から作られている。このように選定
したDelrin材料や他の合成材料は、塩素化水素溶剤と作
用して爆発や危険な反応を生ずることのないように、塩
素化炭化水素溶剤に不活性な特性であるべきである。

第３図に示すように、塗料供給ブロック51は、マニホ
ールドブロック50内の通路61に連通した塗料通路60を具
備する。塗料もどりブロック52は、塗料もどり弁57と接
続する塗料通路62を具備し、この通路62は塗料を塗料も
どりライン23に送り出す。各通路60、61、62は、塗料の
流通断面積をできるだけ大きくするために直径ができる
だけ大きく作られている。例えば通路60、61、62は内径
が塗料供給弁55、逆止弁56、塗料もどり弁57の外径とほ
ぼ等しくなっている。

塗料供給弁55と塗料もどり弁57はそれぞれ弁を選択的
に開弁するアクチュエータを具備している。特に、例え
ば塗料供給弁55用のアクチュエータ手段は、空圧作動の
ピストン66に取付けられた弁桿65を具備し、このピスト
ン66は、蓋68が被せられたシリンダ67内に入っている。
この蓋68はポート69を有し、このポート69は、選択的に
作動可能な加圧空気源に接続可能で、蓋68とピストン66
との間の膨張室70に加圧空気を送り込む。これによりピ
ストン66と桿65とを内方に駆動し、塗料供給弁55を開弁
する。ポート72は、シリンダ67内に設けられ、ピストン
66の下の領域から空気を抜く。

塗料供給弁55は、環状座76と円盤状弁部材75とを有す
る逆止弁を含み、この円盤状弁部材75は弁桿に取付けら
れ、塗料供給弁55内を往復動して環状座76を閉止する。
詳述すると、第３図に示すように弁桿65と円盤状弁部材
75とが下降すると、円盤状弁部材75は座76に係合し、弁
を閉弁する。この閉弁は、例えば膨張室70から空気圧が
逃がされ、弁バネ77が円盤状弁部材75を（第３図に示す
ように）下降させて着座し、弁を閉弁した時に起こる。
他方、膨張室70が加圧されると、桿65が前方、即ち上方
に付勢され、塗料供給弁55の弁桿と係合して、円盤状弁
部材75を第３図において上昇させ弁を開弁する。

塗料もどり弁57とこれのアクチュエータの作動は、ユ
ニバーサルもどりマニホールド36や塗料もどり弁57の環
状座81と塗料もどり弁57の円盤状弁部材80との協働関係
を除き、上述と同一であるので、詳述しない。

逆止弁56は、塗料供給弁55と似ているが、塗料供給弁
55に設けられていたアクチュエータを具備していない。
このため、矢印「Ａ」の方向に流れた塗料は充分に加圧
されており、第３図に示すように逆止弁56にその下側、
即ち後方から流入して、弁バネ83（弁バネ77と同様のバ
ネ）を圧縮し、円盤状弁部材84を開放し、これにより、
ライン19と塗料供給弁55とを介して供給された塗料をユ
ニバーサル供給マニホールド35に流出させる。円盤状弁
部材84は、逆止弁56が開弁された時マニホールド35内に
進入する。

モジュール11の細部を更に説明する。塗料供給ブロッ
ク51には、塗料入口、及び弁位置決め用継手71が設けら
れ、この継手71も、デルリンのような合成又はプラスチ
ック材から作られているので、塩素化炭化水素溶剤に対
して不活性である。

第３図に示したように、バイパスライン（導管）24は
供給ライン19からもどりライン23まで延びている。

塗料供給弁55と塗料もどり弁57が閉弁され、従ってモ
ジュール11が選択されずに塗料をガン15に供給しない場
合には、塗料は供給ライン19を通ってバイパスライン24
に流れ、更に絞り弁手段25を通ってもどりライン23に流
入する。他方、モジュール11が塗料を供給ライン19から
ガン15に送るように制御された時には、塗料供給弁55と
塗料もどり弁57が選択的に開弁され、これによって塗料
は塗料供給弁55と通路60、61と逆止弁56とを通ってユニ
バーサル供給マニホールド35に流入する。このマニホー
ルド35に流入した塗料はライン38を通ってガン15に流入
し、次いでもどりライン39とユニバーサルもどりマニホ
ールド36を流れて、塗料もどり弁57を通って塗料通路62
ともどりライン23とに流入し、ここから塗料はその色や
種類の塗料供給部に戻される。これと同時に、この選択
された色の塗料はその一部が再循環されてライン24と絞
り弁25とを通って塗料供給部に戻る。これにより、塗装
中もまたガンが止まった時にも選択された塗料を確実に
循環させることができる。しかしながら絞り弁は、自身
での圧力降下がガンの塗料圧力に過度に影響し、スプレ
に問題を生ずることのないように、選定されている。従
って選択された塗料も選択されなかった塗料も常に再循
環を行うことができる。

次にマニホールドブロック（本体）50の詳細を述べ
る。ユニバーサル供給マニホールド35とユニバーサルも
どりマニホールド36は、壁面が滑らかなほぼ円筒状の孔
表面87と88とをそれぞれ有する。別の色や種類の塗料を
選択する際にマニホールド35、36を容易に洗浄できるよ
うにするために、マニホールド35、36の壁面をできるだ
け滑らかに、かつ連続的にすることが望ましい。特に本
発明によると、マニホールドブロック50と逆止弁56と塗
料もどり弁57とは、マニホールド35、36がほぼ滑らかに
連続するように、構成されている。

詳述すると、逆止弁56はマニホールドブロック50内の
通路（孔）89内に設けられ、この通路89はマニホールド
35内に延び、このマニホールド35に開口を有している。
逆止弁56の端部90はマニホールド35に極く接近してい
る。このような配置によって、円盤状弁部材84の表面91
は、マニホールド35の滑らかでほぼ連続した内壁面87の
延長部に実質的に該当するように、マニホールド内に位
置決めされている。円盤状弁部材84は、閉止時にマニホ
ールド35への通路89の開口を実質的に塞ぐ。なお、表面
91は、比較的平らであり、凹面や曲面ではないので、幾
何学的には、正確な円筒面の延長部であるとは言えな
い。それにも拘らず、円盤状弁部材84がマニホールド35
内に配置され、閉止時の円盤状弁部材84の表面91が、マ
ニホールド35の滑らかな内壁面87の実質的延長部とな
り、かつ閉止時の円盤状弁部材84がマニホールド35への
開口を実質的に塞ぐように、逆止弁56を配置すれば、溶
剤をマニホールド35に流してマニホールドを洗浄する時
に洗浄を困難にする行止まり（デッドエンドdead end）
領域や不連続箇所を除去することができる。従って、円
盤状弁部材84の表面91は、逆止弁56の閉弁時には供給マ
ニホールド35の滑らかな連続壁面を実質的に延長したも
のになっている。同様に、塗料もどり弁57は閉止時の円
盤状弁部材80の表面がユニバーサルもどりマニホールド
36の延長部になるように、孔93内に配置されている。こ
のように、表面94は、マニホールド36の滑らかな壁部88
の延長部を実質的に形成しているので、もどりマニホー
ルド36への開口を実質的に塞ぎ、またマニホールドに溶
剤を流して洗浄する際にこの洗浄を困難にするような行
止まり（デッドエンド）領域や不連続箇所をマニホール
ド36から除去している。

このように塗料供給弁56と塗料もどり弁57の閉弁時に
はブロック50のユニバーサルマニホールド35、36の内壁
は実質的に滑らかで連続的となる。ここから延在するポ
ートも行止まり（デッドエンド）通路も存在しない。

このように、マニホールド11の弁ブロック50は、ユニ
バーサル供給及びもどりマニホールド35,36の一部を構
成している。マニホールドブロックは塗料がマニホール
ド35に流入する入口手段とマニホールド36から流出する
出口手段とを形成しており、マニホールドブロック（本
体）50内に設けられたこれらのマニホールド部分は実質
的に滑らかであり、連続的である。ユニバーサルマニホ
ールドから弁を離間し、かつそれらのマニホールドに通
ずる通路やポートとして簡単なものを使用した場合には
行止まり（デッドエンド）領域が生じてしまうが、しか
し本発明のマニホールドでは、行止まり領域が存在しな
い。

マニホールドブロック50や塗料供給ブロック51や塗料
もどりブロック52などは公知の手段によって容易にモー
ルド成形でき、互いに結合され一体型モジュール11を構
成することができる。このような結合は、例えばそれぞ
れのブロックを一体的に結合する適宜のシール方法によ
って、又はそれぞれのブロックを互いに固着する連続用
ネジや位置決めピン（locator pins）など（不図示）に
よって行われる。一方のブロックの通路と他のブロック
の通路とを連通するには、漏洩を防止するために必要な
シールが結合箇所に施される。

第３図は塗料モジュール11〜13の断面図をモジュール
11を例にとって概略的に示したが、溶剤モジュール14も
同様な構成であり、塗料交換器全体に溶剤を循環するた
めに第３図に示した弁を具備している。塗料交換器全体
を洗浄するために溶剤モジュール14は第１図に示したよ
うに他のモジュールの上流側に配置されている。溶剤
は、その装置に導入される時にはその上流域から導入さ
れ、その装置全体を通ってガンに流れ、それからもどり
マニホールド全体を通った後に第３図に概略的に示した
溶剤放出ライン33を介して溶剤放出部32に排出される。
もちろん、溶剤放出ライン33と溶剤放出部32は、溶剤の
流れを述べるために塗料交換器モジュールの第３図に示
したが、普通は図に表れないであろう。また溶剤は通
常、溶剤放出部に排出されてしまい、一般には再循環さ
れない。従ってバイパスライン24は溶剤モジュール14に
接続しない方がよい。

同様に、塗料交換器10には溶剤モジュール14の上流側
に類似の空気弁を設けてもよく、この空気弁からの空気
はモジュール14の上流側の本システムに導入され、種々
のマニホールドや導管やガン等をすべて通って、塗料交
換の前にシステム内に残存した塗料や溶剤をパージ、即
ち追い出す。このパージ用空気は溶剤放出部から排出す
ることが好ましく、これにより空気排出弁を別に設置す
る必要がなくなる。

塗料交換器10を運転すると、塗料色番号１のような特
定の塗料が選択される。モジュール11は選択的に作動さ
れ塗料供給弁55と塗料もどり弁57をそれぞれのアクチュ
エータによって開弁し色番号１の塗料をモジュール11を
介してガン15に循環させると共にモジュールを介しても
どり部に戻す。塗料交換器用の空圧制御回路としては手
動操作される制御器やプログラムされた制御器を適宜用
いることができる。これらの制御回路は本発明の一部を
何ら構成するものではない。

塗装中は、絞り弁25はバイパスライン24に充分な背圧
を発生し、これによって塗料はスプレするのに充分な圧
力でライン38とガン15とに流れる。

別の色や種類の塗料、例えばモジュール12の色番号２
の塗料を選択しようとした時には、モジュール11の塗料
供給弁55と塗料もどり弁57用アクチュエータは膨張室70
から加圧空気を選択的に排出することによって不作動と
なる。この状態でバネ77はモジュール11のそれぞれの塗
料供給弁55と塗料もどり弁57とを閉弁し、これにより色
番号１の塗料は入口ライン19とバイパスライン24と絞り
弁手段25を通ってもどりライン23と供給部とに循環す
る。その後、溶剤モジュール14が開弁され溶剤をその供
給弁を通して最も上流側からユニバーサル供給マニホー
ルド35に流す。塩素化炭化水素をベースとしたような溶
剤は、このように循環しマニホールド35、導管38を通
り、更にガン15やもどり導管39やもどりマニホールド36
を通ってすべての塗料モジュール11、12、13の下流に流
れる。それから溶剤はポート31と放出ライン33を通って
溶剤放出部32（第３図）に排出される。その後、もし望
むならば、空気弁（不図示）又は空気モジュール（不図
示）によって空気を溶剤モジュール14の上流側から本シ
ステムに流し込んでシステムから溶剤や残存塗料を追い
出すこともできる。この代わりに、溶剤ライン30中に空
気弁を設けて加圧空気を溶剤モジュールに流し最終的に
ポート31から溶剤放出部に排出することもできる。

別の実施例 第２図は本発明の別の実施例による塗料交換器110を
示したもので、塗料交換器110は、各塗料の色又は種類
毎の塗料モジュール111、112、113にそれぞれ補助バイ
パス弁115、116、117が付加されている点を除き、塗料
交換器10と同一である。また、供給ライン119と塗料も
どりライン123とを直接に接続する開状態バイパスライ
ンは設けられていない。各モジュール111、112、113に
は第１図の塗料交換器10のライン19と23に対応した個別
の塗料供給ライン119と個別の塗料もどりライン123とが
設けられている。前述の好適実施例のバイパスラインと
絞り弁手段を使用する代わりに、バイパス弁115、116、
117がそれぞれバイパスライン125、126に接続され、こ
のバイパスライン125、126は各モジュール毎に供給ライ
ン119からもどりライン123に延びている。

第２図及び第４図に示すように各色モジュールの塗料
もどりライン123には逆止弁143が設けられ、この逆止弁
143は、バイパスライン125と126内の加圧塗料が塗料交
換器110の塗料もどり弁129内に逆流することを防止す
る。

バイパス弁115、116、117の動作はモジュール111の概
略断面図である第４図に明示されている。

第４図において、塗料モジュール111は塗料供給弁127
と逆止弁128と塗料もどり弁129とを具備する。これらの
弁は第３図の好適実施例の塗料供給弁55、逆止弁56、塗
料もどり弁57にそれぞれ対応している。しかし、第２図
と第４図の実施例は、更にバイパス弁手段136を収容す
るバランス弁ブロック135を具備し、このバイパス弁手
段136は、アクチュエータ手段137によって選択的に作動
可能であり、ライン125からライン126への塗料流を遮断
する。アクチュエータ137は、上述の好適実施例の塗料
供給弁55に関連して説明したアクチュエータと同一であ
る。

バイパス弁手段136は円盤状弁部材138を有し、この円
盤状弁部材138は弁バネ139によって第４図で下方へ動か
されたときバイパス弁136を閉弁する。他方、室140が加
圧されると、円盤状弁部材138は第４図で上昇し、バイ
パス弁136を開弁する。

従って、第２図に概略的に示した塗料スプレガンに塗
料を供給するためにモジュール111を作動すると、塗料
供給弁127と塗料もどり弁129用のアクチュエータが作動
して第１図と第３図の場合と同様に塗料供給弁127と塗
料もどり弁129を開弁する。塗料は、供給ライン119から
塗料供給弁127と逆止弁128を通ってユニバーサル塗料供
給マニホールド141に流入し、ここからガンに流れてユ
ニバーサル塗料もどりマニホールド142に流入する。そ
れから塗料は、塗料もどり弁129を通って塗料もどりラ
イン123からこの色の塗料供給部に流入する。このと
き、バイパス弁136が閉弁されているので、塗料はライ
ン125、126には流れない。

他方、モジュール111によって制御される塗料色番号
１が選択されていない場合には、上記アクチュエータは
塗料供給弁127と塗料もどり弁129を作動しないので、こ
れらの塗料供給弁127、塗料もどり弁129はそれぞれのバ
ネによって閉弁され、マニホールド141への色番号１の
塗料流を遮断する。同時に、バイパス弁136用のアクチ
ュエータ137が作動されバイパス弁136を開弁して円盤状
弁部材138を上昇させる。これによって供給ライン119内
の塗料はバイパスライン125とバイパス弁136とを通って
バイパスライン126に流入する。このバイパスライン126
はもどりライン123に接続されているので、塗料はバイ
パス弁136を通った後、この色番号１の塗料供給部に戻
る。なお、本実施例ではモジュール111が作動し、ガン
に塗料を供給している間はバイパス弁136は閉弁してい
るので、絞り弁は不要であり、従って第３図で述べた常
開の絞り弁によって生ずるシステム内での塗料の圧力降
下や漏洩は全く発生しない。

以上から分るように、第４図は溶剤モジュール114の
断面図を表しているとも言える。ただし、溶剤モジュー
ル114には弁ブロック135、又はバイパス弁136は不要で
ある。溶剤は、選択されていない時には再循環が不要で
ある。第４図では、溶剤が溶剤モジュール114を介して
溶剤放出部へ排出されることを示すために、図の右側に
溶剤放出部が概略的に示されている。もちろん、溶剤は
普通では第４図のモジュール111の如き塗料モジュール
から流出することはない。

高圧アクチュエータ 第５図は、本発明に用いることができるアクチュエー
タの断面図で、高圧塗装システムに使用される弁用の空
圧式アクチュエータ手段を示している。

上述した塗料交換器10と110は、作動範囲5.6〜14kg/c
m²（80〜200psi）（ポンド／平方インチ）で作動する空
圧式作動システムのような低圧塗装システムと共に使用
できるが、また、70kg/cm²（1000psi）以上の流体圧で
作動するエアレススプレシステムのような高圧システム
にも使用することができる。これまで塗料モジュールに
関連して説明したアクチュエータも、高圧システムに使
用できるかもしれないが、高圧システム用のアクチュエ
ータは入口弁やもどり弁への開弁力を増大したものが好
ましい。この開弁力を増大すれば、弁の開弁が高圧塗料
によって困難になるといった事態を解消できる。第５図
はこのような改良型アクチュエータ150を示したもの
で、このアクチュエータ150はアクチュエータ本体151と
第１空圧作動ピストン152と、シリンダ153と膨張室154
とを具備する。この第１空圧作動ピストン152は作動桿1
55に連結され、この作動桿155は第５図で下方に延びて
塗料供給弁55や塗料もどり弁57のような弁手段と係合し
ている。バネ156は、第１空圧作動ピストン152を第５図
で上方に付勢して、膨張室154に加圧空気が入っていな
い時にその弁を閉弁する。

第１空圧作動ピストン152による開弁力を増強するた
めにこの第１空圧作動ピストン152の上方に第２ピスト
ン160が配置されている。この第２ピストン160は、スカ
ート161が構成の一部となっているシリンダ内に存在
し、このスカート161は蓋162と一体で、その一部を構成
すると共にその蓋162から上方に延在している。なお、
この蓋162はスカート161の付加のため、前述のアクチュ
エータの蓋に比べて形状が異なっている。蓋163は、第
２ピストン160の上方においてスカート161に螺合され、
第２ピストン160の上方に膨張室164を形成している。こ
の蓋163にはポート165が穿設され、このポート165は加
圧空気源（不図示）に接続し室164を加圧する。

第２ピストン160には下方に延びた管状部材（桿）166
と、空気通路（孔）167とが設けられ、この通路167は第
２ピストン160と桿166とを貫通して両膨張室164と154と
を連通している。第２ピストン160の下方には空気抜け
用ポート168が、また第１空圧作動ピストン152の下方に
は空気抜け用ポート169がそれぞれ形成されている。

加圧空気がポート165に供給されると、この加圧空気
は膨張室164に流入し、それを拡げ、更に通路167を通っ
て膨張室154に流入する。この加圧空気は、各ピストン1
60と152とにそれぞれ下方圧力を付与し、これらの下方
圧力は加算されて、桿155の開弁力を増強する。

詳述すると、室164が加圧空気の導入によって拡大す
ると、第２ピストン160は下降し、桿166の下端170は第
１空圧作動ピストン152の上面に係合して、この第１空
圧作動ピストン152を更に下方へ付勢する。桿166の下端
170は、この桿166と第１空圧作動ピストン152との係合
が、室154への加圧空気の流入を遮断しないように、ポ
ートを付けたり又はコンボリュート（convoluted）な形
状とすることもできる。

上述の点を第３図を用いて更に説明すると、塗料供給
弁55と塗料もどり弁57の円盤状弁部材75と80は、塗料の
圧力に抗して開弁するには上方へ（第３図）移動しなけ
ればならない。この圧力がエアレススプレシステムのよ
うに例えば70kg/cm²（1000psi）以上のオーダの高圧で
ある場合、第５図に示した二重ピストンアクチュエータ
は、この高圧に抗して円盤状弁部材75、80を開弁するの
に特に有効である。もちろん、例えば供給ライン19や供
給ライン119の圧力は塗料供給弁55や127のシールを助
け、かつ高める働きをしており、これにより、色交換器
は、供給弁への供給圧の印加に起因する漏洩が低減され
ている。

アクチュエータ150は、変形蓋162と第２ピストン160
とを追加した点だけがアクチュエータ137と異なってい
る。蓋163は、単に変形蓋162のスカート161に被せられ
ているにすぎない。このようにアクチュエータ150は、
二個の追加部品だけで、即ち、変形蓋162と第２ピスト
ン160とを追加することによって、比較的高圧の塗料交
換器の塗料を効果的、かつ確実に使用できるように簡単
に改造できる。もちろん、このアクチュエータは上述の
ように低圧システムにも使用することができる。このよ
うに、単一ピストン式アクチュエータを製造し、それか
ら二個の追加部品を用意しておくだけで二ピストン式ア
クチュエータを作ることができる。

上述した本発明による塗料交換器は、塗料交換器の内
部の塗料を封入するベローズをいかなる種類のものも使
用しないので、約70kg/cm²（1000psi）以上で作動する
エアレスシステムの如き高圧システムに使用することが
でき、更にこのような高圧システムで再循環を行うこと
ができる。

前述したように弁手段に関連するユニバーサルマニホ
ールドは、滑らかで連続的であるので、溶剤を流すこと
によって容易に、かつ完全に洗浄することができる。ま
たマニホールドや弁本体をモジュール形式で合成材料に
より構成したので塗料交換器に爆発の発生する可能性を
回避できる。

上述した特定の弁は、塗料交換器に供給された塗料の
圧力を利用してユニバーサル供給マニホールド及びユニ
バーサルもどりマニホールドからの塗料のシール能力を
高めている。これにより漏洩が防止され、かつこのとき
塗布用に選択されている色の塗料を汚染したり、不用意
に塗料供給弁を開弁するような過度の供給圧の発生する
可能性が除去される。

更に、使用する流体の色や種類を増加するためにモジ
ュールを塗料交換器に付加することは、ユニバーサルマ
ニホールドを大きく延長することなしに、容易に行うこ
とができ、塗料交換器での圧力降下もできるだけ小さく
抑えられる。

本発明では簡単に結合できるモジュールを使用してい
るので、塗料の色や種類の増減を非常に柔軟に実行でき
る。

以上の及びその他の利点は、当業者によって本発明の
範囲を逸脱することなく容易に考え得ることであろう。
従って本発明は特許請求の範囲のみによって制限される
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好適実施例による再循環塗料交換器を
概略的に示した斜視図である。 第２図は第１図と同様の図であるが、本発明の別の実施
例を示している。 第３図は第１図の３−３線の概略断面図である。 第４図は第２図の４−４線の概略断面図である。 第５図は本発明に用いることができる双ピストン式塗料
弁アクチュエータの断面図である。 ［主要部分の符号の説明］ 10、110……塗料交換器 11〜13、111〜113……塗料モジュール 14、114……溶剤モジュール 15……スプレガン 19、119……供給ライン 23、123……もどりライン 24、125、12……バイパスライン 25……絞り弁手段 35……ユニバーサル塗料供給マニホールド 36……ユニバーサル塗料もどりマニホールド 50……マニホールドブロック 51……塗料供給ブロック 55……塗料供給弁 56、128……逆止弁 57、129……塗料もどり弁 80、84……円盤状弁部材 152、160……ピストン 154、164……膨張室 155、166……桿 165……ポート

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】選択的に塗料を塗布機に送り、かつ非選択
   塗料をこの塗料の塗料供給部から再循環させるために、
   上記塗布機に供給される塗料の色又は種類にそれぞれ対
   応する塗料モジュール手段を複数個具備し、70kg/cm²を
   越える高圧力で上記塗布機に供給された塗料の色又は種
   類を交換する塗料交換器であって、 上記モジュール手段の各々が、 選択的操作可能な逆止弁を含む塗料供給弁と、 塗布機に接続可能なユニバーサル供給マニホールドの一
   部を構成する通路と、 上記供給弁に接続され、上記供給弁からの塗料を受け、
   上記マニホールドに塗料を送る圧力操作式逆止弁と、 上記塗布機からのもどりラインに接続可能なユニバーサ
   ルもどりマニホールドの一部を構成する通路と、 選択された塗料を受け上記塗布機からの選択された塗料
   の余剰塗料を上記塗料供給部に戻すために、上記もどり
   マニホールドと連通するように取付けられた選択的操作
   可能な逆止弁を含む塗料もどり弁と を具備することを特徴とする塗料交換器。