塗料充填装置
【課題】塗料ロスの量を低減するべく排出経路の開口面積の絞込み量の調整を容易におこなうことができ、且つ絞込み量が経時的に変化することがない絞りバルブを有する塗料充填装置の提供を課題とする。
【解決手段】絞りバルブ４３は円環状のバルブシート６４と、バルブシート６４に近接離間可能に設けられるニードル６２とを備え、ニードル６２の先端部にはテーパー面６２ａが形成され、ニードル６２をバルブシート６４に近接させてテーパー面６２ａとバルブシート６４とを当接することで絞りバルブ４３が閉状態に切り換えられ、ニードル６２をバルブシート６４から離間させてテーパー面６２ａとバルブシート６４との間に隙間を形成することで絞りバルブ４３が開状態に切り換えられ、絞りバルブ４３の閉状態において、テーパー面６２ａとバルブシート６４との当接部に、当接部の上流側と下流側とを連通する複数のオリフィス７４・７４が形成される。
【解決手段】絞りバルブ４３は円環状のバルブシート６４と、バルブシート６４に近接離間可能に設けられるニードル６２とを備え、ニードル６２の先端部にはテーパー面６２ａが形成され、ニードル６２をバルブシート６４に近接させてテーパー面６２ａとバルブシート６４とを当接することで絞りバルブ４３が閉状態に切り換えられ、ニードル６２をバルブシート６４から離間させてテーパー面６２ａとバルブシート６４との間に隙間を形成することで絞りバルブ４３が開状態に切り換えられ、絞りバルブ４３の閉状態において、テーパー面６２ａとバルブシート６４との当接部に、当接部の上流側と下流側とを連通する複数のオリフィス７４・７４が形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗料カートリッジ内に塗料を充填する塗料充填装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車のボディなど（以下、「被塗装部品」と記す）に塗装を施す場合には、塗装装置が用いられる。
前記塗装装置には、着脱可能に装着される塗料カートリッジが備えられる。そして、塗装装置は塗料カートリッジ内に充填される塗料を用いて、被塗装部品の塗装を行う。
一方、塗料カートリッジは複数色ある塗料に対して色ごとに設けられる。そして、塗装装置は、色ごとに設けられた複数の塗料カートリッジの内から任意の塗料カートリッジを選択して用いることで、被塗装部品に塗布する塗料の色替えを行う。
なお、これら塗料カートリッジは、内部に充填される塗料が枯渇すれば、塗料の色の違いに関わらず、共通の塗料充填装置によって塗料の再充填が行われる。
【０００３】
ここで、塗料充填装置はカートリッジ装着部や塗料供給装置や塗料供給経路や排出経路などを有して構成される。
そして、塗料充填装置によって塗料カートリッジ内に塗料を充填する場合は、先ず、カートリッジ装着部に塗料カートリッジが装着され、その後、塗料供給装置から供給された塗料が、塗料供給経路を介して塗料カートリッジ内に充填される。
つまり、塗料カートリッジ内に塗料を充填する場合、色の異なる塗料が同じ塗料供給経路内を通過することとなるのである。
【０００４】
このようなことから、塗料充填装置によって塗料カートリッジ内に塗料を充填する場合には、色の異なる塗料が塗料供給経路内で混ざることを防止するために、予め塗料供給経路内に残存する塗料を洗浄する洗浄工程が必要となる。
具体的には、前記洗浄工程では、塗料供給経路内にシンナーなどの洗浄液やエアを供給して、塗料供給経路内に残存する塗料や廃液を、前記エアによって排出経路を通じて塗料供給経路の外部に押出す（排出する）ことで、塗料供給経路内に残存する塗料の洗浄が行われる。
【０００５】
また、前記洗浄工程が終了し、直ちに塗料カートリッジ内に次色の塗料（新たに塗料カートリッジ内に充填する塗料）を充填すれば、塗料供給経路内に存在するエアが、塗料供給装置から供給される塗料に混じって塗料カートリッジ内に混入してしまう。
このようなことから、洗浄工程の終了後、塗料カートリッジ内に塗料を充填する前には、塗料供給経路内に次色の塗料を圧送し、該塗料によって、塗料供給経路内に存在するエアを排出経路を通じて塗料供給経路の外部に押出す（排出する）、エア抜き工程を行うこととしている。
【０００６】
ところで、前記エア抜き工程では、塗料供給経路内に次色の塗料を圧送することで確実にエアを排出しようとするため、次色の塗料が塗料供給経路内に存在するエアとともに、排出経路を通じて該塗料供給経路の外部に排出されることとなり、破棄される塗料（以下、「塗料ロス」と記す）の量が増大するという問題があった。
そこで、従来の塗料充填装置においては、排出経路の中途部に絞りバルブを設け、該絞りバルブによって排出経路の開口面積を絞り込むことで、前記塗料ロスの量の低減化を図っている（例えば、「特許文献１」を参照。）。
【０００７】
ここで、従来の塗料充填装置において、排出経路の中途部に設けられる絞りバルブの構成について、図６を用いて説明する。
図６は、従来の絞りバルブ１０１におけるバルブシート１０３の近傍を示した図であり、（ａ）はニードル１０４の先端部（テーパー面１０４ａ）をバルブシート１０３より離間した状態を示した断面図、（ｂ）はニードル１０４の先端部（テーパー面１０４ａ）をバルブシート１０３に近接した状態を示した断面図である。
なお、便宜上、図６の上下方向を絞りバルブ１０１の上下方向と規定して、以下説明する。
【０００８】
絞りバルブ１０１は、筐体１０２やバルブシート１０３やニードル１０４などを有して構成される。
筐体１０２の内部には、上下方向に貫通する貫通孔１０２ａが穿孔され、貫通孔１０２ａの内部には、ニードル１０４が貫通孔１０２ａの軸心方向へ移動可能に嵌挿される。
【０００９】
貫通孔１０２ａの一方の端部（図６における下側の端部）には、環状部材からなるバルブシート１０３が嵌設される。
また、貫通孔１０２ａの他方の端部（図６における上側の端部）には、貫通孔１０２ａを閉塞する閉塞部材（図示せず）が配設される。
【００１０】
筐体１０２の上下方向中途部には、貫通孔１０２ａに連通する流通経路（図示せず）が設けられる。
また、絞りバルブ１０１は、塗料充填装置に備えられる排出経路の中途部に配設されており、前記流通経路および貫通孔１０２ａのバルブシート１０３側端部が、それぞれ前記排出通路と連通されている。
【００１１】
そして、例えばエア抜き工程を行う場合、塗料供給経路に存在するエアは、塗料とともに排出経路を通じて外部に排出されるが、その際に排出経路の中途部に設けられる絞りバルブ１０１を通過する。つまり、エアおよび塗料は、絞りバルブ１０１内においては、貫通孔１０２ａを前記流通経路側からバルブシート１０３側へ向かって流れていく。
なお、再び排出経路内に導かれたこれらエア、および塗料は、該排出経路の端部に配設される排出バルブを介して、前記排出経路の外部に排出される。
【００１２】
ニードル１０４の下端部、即ちバルブシート１０３側の端部には、軸心方向におけるバルブシート１０３側へ向かって縮径されるように傾斜するテーパー面１０４ａが形成される。また、ニードル１０４は、圧縮コイルなどからなる付勢手段（図示せず）によって常に軸心方向の下側に向かって付勢される。
【００１３】
一方、バルブシート１０３は、その内径寸法がテーパー面１０４ａの縮径側端部（下端部）における外径寸法に比べて大きな値となるように、且つテーパー面１０４ａの拡径側端部（上端部）における外径寸法に比べて小さな値となるように形成されている。
従って、絞りバルブ１０１は、ニードル１０４をバルブシート１０３側へ移動させてバルブシート１０３の内周縁部とテーパー面１０４ａとを当接させることにより閉じられ、ニードル１０４をバルブシート１０３から離間する方向へ移動することによって開かれることとなっている。また、絞りバルブ１０１の開度は、ニードル１０４のバルブシート１０３からの離間距離によって決定される。
【００１４】
そして、絞りバルブ１０１は、図６（ａ）に示すように、ニードル１０４を移動範囲のなかでバルブシート１０３から離間する方向へ最大に移動させることにより、ニードル１０４のテーパー面１０４ａとバルブシート１０３との隙間が最大となり、完全に開放された状態（以下、「開状態」と記す）となる。
一方、ニードル１０４を、この開状態から、バルブシート１０３に近づく方向へ移動させると、ニードル１０４のテーパー面１０４ａとバルブシート１０３との隙間が小さくなり、絞りバルブ１０１の開度が小さくなる。
また、図６（ｂ）に示すように、ニードル１０４がバルブシート１０３側へ移動されて、ニードル１０４のテーパー面１０４ａとバルブシート１０３とが近接した状態では、テーパー面１０４ａとバルブシート１０３との間には僅かな隙間があるのみで、絞りバルブ１０１が僅かに開いた「絞り状態」となる。
【００１５】
このように、絞りバルブ１０１の開度を小さくして絞り状態とすることで、排出経路（図示せず）の開口面積が絞り込まれ、エア抜き工程の際における塗料ロスは低減されるのである。
【００１６】
即ち、エア抜き工程を行う場合は、排出経路内に圧出される塗料や該排出経路内に存在するエアは、絞りバルブ１０１内に導入されると、貫通孔１０２ａ内をバルブシート１０３側へ流れることとなる。
この場合、図６（ｂ）に示すように、絞りバルブ１０１が絞り状態にあると、貫通孔１０２ａ内に導かれたエアについては、ニードル１０４のテーパー面１０４ａとバルブシート１０３との隙間を通って、再び絞りバルブ１０１の外部に排出される（図６（ｂ）の矢印Ｚ２参照）。一方、貫通孔１０２ａ内に導かれた塗料については、粘性などの影響によって、ニードル１０４のテーパー面１０４ａとバルブシート１０３との隙間を通過することが困難であり、その大部分が貫通孔１０２ａ（および、排出経路内）に留まることとなる。これにより、エアを排出しつつ、塗料の排出を抑えることが可能となっている。
【００１７】
なお、洗浄工程を行う場合には、図６（ａ）に示すように、絞りバルブ１０１を「開状態」とすることで、排出経路内に残存する塗料や廃液は、貫通孔１０２ａ内に導かれた後、バルブシート１０３側（図６（ａ）の矢印Ｚ１の方向）に向かって流れ込み、その後、ニードル１０４のテーパー面１０４ａとバルブシート１０３との隙間を通過して、絞りバルブ１０１の外部に排出されるのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２００９−５６３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
このような構成からなる絞りバルブ１０１を排出経路の中途部に設ければ、該排出経路の開口面積を容易に絞り込むことが可能となり、塗料ロスの量を効果的に低減することができるとも思われる。
しかし、前記絞りバルブ１０１は、以下に示すような問題点を有していた。
【００２０】
即ち、排出経路の開口面積の絞り込みは、ニードル１０４をバルブシート１０３側へ移動させて、ニードル１０４のテーパー面１０４ａとバルブシート１０３との隙間の大きさ、即ち絞りバルブ１０１の開度を絞ることによって行われる。
しかし、ニードル１０４の位置を高精度に調節することは困難であり、絞りバルブ１０１の開度にもバラツキが生じることとなる、という問題点を有していた。
【００２１】
また、絞りバルブ１０１を長期的に使用すると、ニードル１０４のテーパー面１０４ａがバルブシート１０３と当接したり、塗料を含むエアがテーパー面１０４ａとバルブシート１０３との間を通過したりすることにより、テーパー面１０４ａおよびバルブシート１０３が摩耗して、ニードル１０４の移動位置を同じ位置に調節したとしても、絞りバルブ１０１の開度が経時的に変化するという問題点を有していた。
【００２２】
本発明は、以上に示した現状の問題点を鑑みてなされたものであり、塗料供給経路内に留まった塗料、およびエアを外部に排出する排出経路を有し、塗料ロスの量を低減するべく、該排出経路の中途部に、該排出経路の開口面積を絞り込むための絞りバルブが配設される塗料充填装置であって、前記開口面積の絞込み量の調整を容易におこなうことができ、且つ、該絞込み量が経時的に変化することがない前記絞りバルブを有する塗料充填装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００２４】
即ち、請求項１においては、塗料を塗料貯留部材に充填する際の経路である塗料供給経路内に留まった塗料およびエアを、前記塗料供給経路の外部に排出する排出経路を備える塗料充填装置であって、前記排出経路の中途部には絞りバルブが配設され、前記絞りバルブは、円環状のバルブシートと、前記バルブシートに近接離間可能に設けられるニードルとを備え、前記ニードルの先端部には、先端へ向かって縮径するテーパー面が形成され、前記ニードルをバルブシートに近接させて、前記テーパー面とバルブシートとを当接することで、前記絞りバルブが閉状態に切り換えられ、前記ニードルをバルブシートから離間させて、前記テーパー面とバルブシートとの間に隙間を形成することで、前記絞りバルブが開状態に切り換えられ、前記絞りバルブが閉状態に切り換えられた状態において、前記テーパー面とバルブシートとの当接部に、該当接部の上流側と下流側とを連通する複数のオリフィスが形成されるものである。
【００２５】
請求項２においては、前記オリフィスは、前記ニードルのテーパー面に、前記テーパー面の傾斜に沿いつつ、前記ニードルの軸心方向に延出して形成される複数の溝部によって構成されるものである。
【００２６】
請求項３においては、前記オリフィスは、前記ニードルのテーパー面が当接するバルブシートの内周縁部に、前記テーパー面の傾斜に沿いつつ、前記ニードルの軸心方向に延出して形成される複数の溝部によって構成されるものである。
【００２７】
請求項４においては、前記オリフィスの開口面積は、前記絞りバルブが開状態に切り換えられたときの前記バルブシートの開口面積に対して１／１０以下であるものである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
即ち、本発明における塗料充填装置に拠れば、塗料供給経路内に留まった塗料、およびエアを外部に排出する排出経路を有し、塗料ロスの量を低減するべく、該排出経路の中途部に、該排出経路の開口面積を絞り込むための絞りバルブが配設される塗料充填装置であって、前記開口面積の絞込み量の調整を容易におこなうことができ、且つ、該絞込み量が経時的に変化することがない前記絞りバルブを有する塗料充填装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施例に係る塗料充填装置の全体的な構成を示したブロック線図。
【図２】絞りバルブの全体的な構成を示した断面図。
【図３】バルブシートの近傍を示した図であり、（ａ）はニードルの先端部をバルブシートより離間した状態を示した断面図、（ｂ）はニードルの先端部をバルブシートに当接した状態を示した断面図、（ｃ）は（ｂ）において矢印Ｘの方向から見た断面図。
【図４】別実施例におけるバルブシートの近傍を示した図であり、（ａ）はニードルの先端部をバルブシートに当接した状態を示した断面図、（ｂ）は（ａ）において矢印Ｙの方向から見た断面図。
【図５】本実施例に係る絞りバルブにおいて、ニードルの先端部をバルブシートに当接した状態における開口比と流量比との関係を示した線図。
【図６】従来の絞りバルブにおけるバルブシートの近傍を示した図であり、（ａ）はニードルの先端部をバルブシートより離間した状態を示した断面図、（ｂ）はニードルの先端部をバルブシートに近接した状態を示した断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
次に、発明の実施の形態を説明する。
【００３１】
［塗料充填装置１］
先ず、本発明の一実施例に係る塗料充填装置１の全体構成について、図１を用いて説明する。
【００３２】
塗料充填装置１は塗料カートリッジ１０に対して着脱可能に構成され、複数色の塗料の中から任意に選択された色の塗料を、塗料貯留部材である塗料カートリッジ１０内に充填するための装置である。
塗料充填装置１は、主にカートリッジ装着部２や塗料供給装置３や排出経路４や押出液排出装置５などにより構成される。
【００３３】
塗料カートリッジ１０は、その内部空間に、塗料が充填されるカートリッジ袋１１を備えている。カートリッジ袋１１内には塗料移動管１３が挿入されており、塗料移動管１３を通じてカートリッジ袋１１への塗料の充填、およびカートリッジ袋１１からの塗料の排出が行われる。
また、塗料カートリッジ１０の内部空間（厳密には塗料カートリッジ１０の内部空間におけるカートリッジ袋１１の外部の部分）には押出液移動管１２が挿入されており、押出液移動管１２を通じて塗料カートリッジ１０の内部空間へ押出し液が充填可能となっている。
【００３４】
塗料充填装置１のカートリッジ装着部２は、塗料カートリッジ１０を着脱可能に固定保持する部材である。
カートリッジ装着部２の内部には、第一押出液流路２１や第二押出液流路２２や塗料流路２３などが形成される。
【００３５】
第一押出液流路２１の一端部は、塗料カートリッジ１０がカートリッジ装着部２に装着された状態において、押出液移動管１２と連通され、第一押出液流路２１の中途部にはストップ弁２１ａが配置される。
第二押出液流路２２の一端部は、塗料カートリッジ１０がカートリッジ装着部２に装着された状態において、塗料カートリッジ１０の内部空間におけるカートリッジ袋１１の外側の部分に連通され、第二押出液流路２２の中途部にはストップ弁２２ａが配置される。
塗料流路２３の一端部は、塗料カートリッジ１０がカートリッジ装着部２に装着された状態において、塗料移動管１３と連通され、塗料流路２３の中途部にはストップ弁２３ａが配置される。
【００３６】
そして、前記各流路２１・２２・２３のストップ弁２１ａ，２２ａ，２３ａは、カートリッジ装着部２に塗料カートリッジ１０が装着されていない場合には閉状態され、カートリッジ装着部２に塗料カートリッジ１０が装着されている場合には開状態とされる。
【００３７】
塗料流路２３の他端部には、トリガバルブ３１が接続される。
前記トリガバルブ３１は三方弁に構成され、塗料流路２３のほか、塗料供給経路３２および排出経路４に接続される。
【００３８】
そして、トリガバルブ３１は、塗料流路２３と塗料供給経路３２とを連通するとともに塗料供給経路３２と排出経路４とを遮断する状態、および塗料供給経路３２と排出経路４とを連通するとともに塗料供給経路３２と塗料流路２３とを遮断する状態を切り替え可能に構成されている。
なお、トリガバルブ３１は、ソレノイド（図示せず）によって作動する切替弁である。
【００３９】
塗料供給経路３２において、トリガバルブ３１と接続される側とは反対側の端部には、塗料供給装置３が接続される。
前記塗料供給装置３は、主に塗料タンク３３・３３や塗料ポンプ３４・３４や塗料バルブ３５・３５などを有して構成される。
【００４０】
塗料タンク３３は、塗料ポンプ３４および塗料バルブ３５を介して塗料供給経路３２に接続される。
また、塗料バルブ３５は、塗料供給経路３２と塗料タンク３３との連通状態、および塗料供給経路３２と塗料タンク３３との遮断状態を切り替えるためのものである。
さらに、塗料ポンプ３４は、塗料タンク３３から塗料供給経路３２に向かって塗料を圧送するためのものである。
【００４１】
なお、図１においては、塗料タンク３３、塗料ポンプ３４、塗料バルブ３５からなる構成要素群が２組示されている。しかし、これら構成要素群３３・３４・３５は、１組であってもよいし、３組以上であってもよい。
また、複数組の構成要素群３３・３４・３５・・・を塗料充填装置１に配設する場合、複数の塗料タンク３３・３３・・・には、各々異なる種類の塗料が貯留される。
【００４２】
塗料供給装置３は、前述した塗料タンク３３や塗料ポンプ３４や塗料バルブ３５などとともに、洗浄液（例えば、シンナー）タンク３６や洗浄液ポンプ３７や洗浄液バルブ３８やエア源３９やエアバルブ４０などを備えている。
【００４３】
洗浄液タンク３６は、洗浄液ポンプ３７および洗浄液バルブ３８を介して塗料供給経路３２に接続される。
また、洗浄液バルブ３８は、塗料供給経路３２と洗浄液タンク３６との連通状態、および塗料供給経路３２と洗浄液タンク３６との遮断状態を切り替えるためのものである。
さらに、洗浄液ポンプ３７は、洗浄液タンク３６から塗料供給経路３２に向かって洗浄液を圧送するためのものである。
【００４４】
エア源３９は、エアバルブ４０を介して塗料供給経路３２に接続される。
エアバルブ４０は、塗料供給経路３２とエア源３９との連通状態、および塗料供給経路３２とエア源３９との遮断状態を切り替えるためのものである。
【００４５】
なお、これら塗料バルブ３５や洗浄液バルブ３８やエアバルブ４０は、いずれもソレノイド（図示せず）によって作動する切替弁である。
【００４６】
排出経路４には、トリガバルブ３１に近接する位置に塗料センサー４１が配設される。
塗料センサー４１は、該塗料センサー４１が配設される地点において、排出経路４を通過する塗料を検知するためのものである。
塗料センサー４１は光電管を用いたセンサーである。
より具体的には、排出経路４の一部には、光透過性の材料からなる透過部が設けられ、塗料センサー４１は該透過部を挟んで配設される光源と光電管とを有して構成される。
そして、塗料センサー４１は、排出経路４内に流れる塗料を検知すると、後述するコントローラ（図示せず）に信号を送信するのである。
【００４７】
排出経路４における、塗料センサー４１の下流側には、切替装置４２が配設される。
切替装置４２は、絞りバルブ４３や排出バルブ４４などを有して構成される。
なお、排出経路４の下流端（トリガバルブ３１に接続される側とは反対側の端部）には、排出経路４から排出される塗料や洗浄液などを受け取る廃液タンク４５が配設される。
【００４８】
絞りバルブ４３は、排出バルブ４４よりも上流側（トリガバルブ３１側）に配置される。
そして、絞りバルブ４３は、排出経路４の開口面積を最大とする「開状態」と、排出経路４の開口面積を絞って開状態よりも小さくする「絞り状態」とに切り替え可能に構成される。また、排出バルブ４４は、排出経路４を完全に閉じる「閉状態」と前記「開状態」とに切り替え可能に構成される。
なお、これら絞りバルブ４３や排出バルブ４４は、いずれもソレノイド（図示せず）によって作動する切替弁である。
【００４９】
押出液排出装置５は、第一押出液排出路５１や第二押出液排出路５２や押出液タンク５３などにより構成される。
第一押出液排出路５１の一端部は、カートリッジ装着部２の第一押出液流路２１の他端部に接続される。また、第一押出液排出路５１の他端部は、押出液タンク５３に連通される。
そして、第一押出液排出路５１は、該第一押出液排出路５１の中途部に配設される第一押出液バルブ５１ａによって開閉される。
【００５０】
第二押出液排出路５２の一端部は、カートリッジ装着部２の第二押出液流路２２の他端部に接続される。また、第二押出液排出路５２の他端部は、押出液タンク５３に連通される。
そして、第二押出液排出路５２は、該第二押出液排出路５２の中途部に配設される第二押出液バルブ５２ａによって開閉される。
【００５１】
以上のように、塗料充填装置１は、カートリッジ装着部２や塗料供給装置３や排出経路４や押出液排出装置５などを有して構成される。
また、前述した塗料ポンプ３４、塗料バルブ３５、洗浄液バルブ３８、洗浄液ポンプ３７、エアバルブ４０、トリガバルブ３１、塗料センサー４１、絞りバルブ４３、排出バルブ４４、第一押出液バルブ５１ａ、第二押出液バルブ５２ａなどには、図示せぬコントローラが電気的に接続され、該コントローラによって、これら各装置群３４・３５・・・の動作が制御される。
【００５２】
そして、このような構成からなる塗料充填装置１によって塗料カートリッジ１０内に塗料を充填する場合には、色の異なる塗料が塗料供給経路３２内で混ざることを防止するために、先ず、予め塗料供給経路３２内に残存する塗料を洗浄する洗浄工程が行われる。
【００５３】
具体的には、洗浄工程では、前記コントローラによって洗浄液バルブ３８が切り替えられ、洗浄液タンク３６と塗料供給経路３２とが連通状態とされる一方、切替装置４２を構成する絞りバルブ４３と排出バルブ４４とは、前記コントローラによって各々「開状態」に切り替えられる。
【００５４】
そして、これら洗浄液バルブ３８や絞りバルブ４３や排出バルブ４４が切り替えられると、前記コントローラによって洗浄液ポンプ３７が起動され、洗浄液タンク３６から塗料供給経路３２に向かって洗浄液が圧送される。
これにより、塗料供給経路３２内にシンナーなどの洗浄液が供給され、塗料供給経路３２内に残存する塗料は、前記洗浄液によって洗い流され、廃液として排出経路４を通じて塗料供給経路３２の外部に押出される（排出する）。
【００５５】
そして、一定時間の経過後、前記コントローラによって洗浄液ポンプ３７が停止されるとともに、エアバルブ４０が切り替えられ、エア源３９と塗料供給経路３２とが連通状態とされる。
これにより、塗料供給経路３２内にエアが供給され、該塗料供給経路３２内に残存する廃液は、前記エアによって排出経路４を通じて塗料供給経路３２の外部に押出される（排出する）こととなり、塗料供給経路３２内に残存する塗料の洗浄が行われるのである。
なお、塗料供給経路３２内にエアが供給され、一定時間が経過すれば、再び前記コントローラによってエアバルブ４０が切り替えられ、エア源３９と塗料供給経路３２とが遮断状態となり、洗浄工程は終了する。
【００５６】
洗浄工程が終了すれば、塗料供給経路３２内に存在する前記エアが、塗料供給装置３から供給される塗料に混じって塗料カートリッジ１０内に混入ことを防止するために、エア抜き工程が行われる。
【００５７】
具体的には、エア抜き工程では、前記コントローラによって次色の塗料（新たに塗料カートリッジ１０内に充填する塗料）に関する塗料バルブ３５が切り替えられ、前記塗料の塗料タンク３３と塗料供給経路３２とが連通状態とされる一方、切替装置４２を構成する絞りバルブ４３と排出バルブ４４とは、前記コントローラによって各々「絞り状態」と「開状態」とに切り替えられる。
【００５８】
そして、これら塗料バルブ３５や絞りバルブ４３や排出バルブ４４が切り替えられると、前記コントローラによって塗料ポンプ３４が起動され、塗料タンク３３から塗料供給経路３２に向かって次色の塗料が圧送される。
このように、塗料供給経路３２内に次色の塗料が供給され、塗料供給経路３２内に残存するエアは、前記塗料によって排出経路４を通じて塗料供給経路３２の外部に押出され（排出する）ようとするが、絞りバルブ４３は「絞り状態」となっているため、大部分の前記塗料は前記絞りバルブ４３によって堰き止められることとなる。
【００５９】
そして、塗料供給経路３２内に次色の塗料が供給され、一定時間が経過すれば、前記コントローラによって絞りバルブ４３と排出バルブ４４とが各々「閉状態」に切り替えられ、排出経路４と塗料供給経路３２とが遮断状態となり、エア抜き工程は終了するのである。
【００６０】
［絞りバルブ４３］
次に、絞りバルブ４３の構成について、図２乃至図４を用いて説明する。
なお、便宜上、図２、図３（ａ）（ｂ）の上下方向を絞りバルブ４３の上下方向と規定し、且つ図４（ａ）の上下方向を絞りバルブ１４３の上下方向と規定して、以下説明する。
絞りバルブ４３は、例えば図２、図３に示すように、ニードル６２の軸心方向が上下方向となる姿勢に配置することもできるが、配置姿勢はこれに限定されるものではなく、ニードル６２の軸心方向が前後方向となるように配置したり、左右方向となるように配置したりすることができ、任意の配置姿勢とすることができる。
【００６１】
絞りバルブ４３は、前述の通り、排出経路４（図１を参照）の中途部に設けられ、エア抜き工程時における塗料ロスの量を低減するべく、該排出経路４の開口面積を絞り込むためのものである。
絞りバルブ４３は、バルブの開閉部材である略円柱状のニードル６２およびニードル６２が着座可能な環状のバルブシート６４と、ニードル６２を支持するホルダー部材６７と、ニードル６２を駆動する作動部６５と、前記ニードル６２、バルブシート６４、ホルダー部材６７、および作動部６５を一体的に収容する筐体６１とを備えている。
【００６２】
筐体６１は、軸方向（上下方向）に貫通する貫通孔６１ａを有する筒状部材にて構成されている。貫通孔６１ａの軸方向における上端部から途中部にかけてはホルダー部材６７が嵌装されており、下端部にはバルブシート６４が嵌装されている。
ホルダー部材６７の上部には、作動部６５を収納する収納空間６７ａが形成され、ホルダー部材６７の下部には、収納空間６７ａに連続して形成され、軸方向へ貫通する支持孔６７ｄが形成されている。支持孔６７ｄには、ニードル６２が軸受７２・７２を介して軸方向へ摺動自在に支持されている。
【００６３】
作動部６５は、収納空間６７ａの上端部においてホルダー部材６７に固設される固定板６８と、収納空間６７ａにおける固定板６８の下方に、固定板６８と所定の距離を隔てて配置される摺動板６９と、固定板６８と摺動板６９との間に介装されるバネ７０とを備えている。
摺動板６９は、収納空間６７ａに軸方向へ摺動自在に嵌装されており、ニードル６２と一体的に摺動可能に構成されている。具体的には、収納空間６７ａ内にはニードル６２の上部が延出しており、ニードル６２の前記延出部分に摺動板６９が嵌装されている。また、摺動板６９は、ニードル６２の中途部に形成される段差部に係止するとともに、ニードル６２に螺装されるナット部材７３により段部側へ締結されることで、ニードルに固定されており、これによりニードル６２と摺動板６９とが一体的に摺動可能となっている。
バネ７０は圧縮バネに構成されており、摺動板６９を下方へ付勢している。つまり、ニードル６２がバネ７０により下方付勢されている。
【００６４】
ニードル６２は、下方へ摺動するとバルブシート６４に当接（着座）して絞りバルブ４３が閉じた状態となり、上方へ摺動するとバルブシート６４から離間して絞りバルブ４３が開いた状態となるように構成されている。
そして、ニードル６２がバネ７０により下方付勢されて下方へ摺動し、バルブシート６４に当接した状態では、収納空間６７ａの底面６７ｂと摺動板６９との間には空間６７ｃが形成された状態となる。
【００６５】
ホルダー部材６７の下部には、空間部６１Ａが形成されており、空間部６１Ａには筐体６１に形成されるエア通路６１ｅを通じてエアが圧送可能に構成されている。また、空間部６１Ａは、前記空間６７ｃと連通している。
従って、エア通路６１ｅを通じて空間部６１Ａにエアが圧送されると、空間部６１Ａに圧送されたエアは前記空間６７ｃに案内され、その圧力により摺動板６９を上方に付勢する。これにより、摺動板６９がバネ７０の付勢力に抗して上方へ摺動することとなる。
【００６６】
ニードル６２の下端部（バルブシート６４側端部）には、軸心方向におけるバルブシート６４側へ向かって縮径されるように傾斜するテーパー面６２ａが形成される。テーパー面６２ａは、バルブシート６４に着座する部分である。
【００６７】
テーパー面６２ａには、該テーパー面６２ａの傾斜面に沿いつつ、該テーパー面６２ａの縮径方向（ニードル６２の軸心方向）に向かって延出する溝部６２ｂ・６２ｂが形成される。溝部６２ｂ・６２ｂは、軸心方向断面視矩形状に形成されている。前記溝部６２ｂ・６２ｂは、図３（ｃ）に示すように、互いに対向する位置に配置されている。
【００６８】
ニードル６２がバルブシート６４に着座した状態では、ニードル６２のテーパー面６２ａの形成部分がバルブシート６４の内周部６４ａに挿嵌されるとともに、前記テーパー面６２ａが前記内周部６４ａの上端縁部に当接した状態となる。
このニードル６２がバルブシート６４に着座した状態においては、筐体６１内においてバルブシート６４よりもニードル６２側の部分に形成される空間部６１Ｂと前記内周部６４ａとは、ニードル６２によって分断されるが、前記溝部６２ｂ・６２ｂにより、空間部６１Ｂと前記内周部６４ａとを連通するオリフィス７４・７４（図３（ｃ）を参照）が形成されることとなる。
【００６９】
なお、本実施例においては、テーパー面６２ａに二箇所の溝部６２ｂ・６２ｂを形成することとしているが、これに限定されるものではなく、テーパー面６２ａに形成される溝部６２ｂ・６２ｂ・・・は、三箇所以上であってもよい。
【００７０】
バルブシート６４は、前述の通り環状部材からなり、筐体６１の貫通孔６１ａの下端部において、筐体６１に上下摺動自在に支持されるニードル６２と同軸上に嵌設される。
即ち、図２に示すように、バルブシート６４は筐体６１に嵌装されるホルダー部材６７に対して下方側に離間して配設され、筐体６１の貫通孔６１ａにおけるホルダー部材６７とバルブシート６４との間空間部６１Ｂが形成されている。
【００７１】
また、筐体６１には、その一端が空間部６１Ｂに連通する流通経路６１ｃが形成される。
そして、流通経路６１ｃの他端部、およびバルブシート６４の内周部６４ａの下端部は、前記排出経路４（図１を参照）の中途部と各々連通される。
【００７２】
このような構成を有することで、洗浄工程やエア抜き工程の際に排出経路４内に導かれた洗浄液や廃液やエアや塗料などは、排出経路４の中途部で流通経路６１ｃを通って空間部６１Ｂに流入し、その後、バルブシート６４の内周部６４ａを通って再び排出経路４内に排出されるようになっている。
【００７３】
絞りバルブ４３は、前記空間部６１Ａ内に作動エアを圧送して、ニードル６２を軸心方向の上側へ移動すれば、テーパー面６２ａがバルブシート６４の内周部６４ａから抜脱され、ニードル６２のテーパー面６２ａとバルブシート６４の内周部６４ａとが離間した状態となって、テーパー面６２ａと内周部６４ａとの間に隙間が形成され、内周部６４ａが空間部６１Ｂに対して完全に開放された「開状態」に切り換えられる。
つまり、「開状態」においては、ニードル６２のテーパー面６２ａの下端が、バルブシート６４の内周部６４ａよりも上方に位置しており、バルブシート６４の内周部６４ａの上端面がテーパー面６２ａにより一切閉塞されていない状態にある。
【００７４】
逆に、前述のように、ニードル６２がバルブシート６４に着座した状態では、バルブシート６４の内周部６４ａの上端縁部がニードル６２により閉塞されて、絞りバルブ４３は閉じた状態に切り換えられることとなる。この絞りバルブ４３が閉じた状態では、テーパー面６２ａの溝部６２ｂ・６２ｂにて形成されるオリフィス７４・７４により、空間部６１Ｂとバルブシート６４との連通状態が、開口面積を絞りつつ維持されることとなる。
つまり、絞りバルブ４３が閉状態に切り換えられた状態では、バルブシート６４の内周部６４ａは、テーパー面６２ａによって閉塞されつつ、テーパー面６２ａの溝部６２ｂ・６２ｂによって部分的に開いた状態となり、絞りバルブ４３は、その開口面積が絞られた「絞り状態」となる。
このように、開閉可能に構成される絞りバルブ４３では、ニードル６２がバルブシート６４に着座した閉状態においても、テーパー面６２ａとバルブシート６４との当接部よりも上流側に位置する空間部６１Ｂと、テーパー面６２ａとバルブシート６４との当接部よりも下流側に位置するバルブシート６４の内周部６４ａとが、テーパー面６２ａとバルブシート６４との当接部に形成されるオリフィス７４・７４により連通している、「絞り状態」となるように構成されている。
【００７５】
このような構成からなる絞りバルブ４３を排出経路４（図１を参照）の中途部に配設することで、本実施例における塗料充填装置１では、該排出経路４の開口面積を絞り込み、エア抜き工程の際における塗料ロスを確実に低減することを可能としている。
【００７６】
即ち、図３（ｂ）に示すように、エア抜き工程を行う場合は、先ず、絞りバルブ４３を、ニードル６２のテーパー面６２ａがバルブシート６４の内周部６４ａに着座する「絞り状態」に切り換える。
【００７７】
絞りバルブ４３が「絞り状態」となれば、塗料供給経路３２内に塗料が圧出され、該塗料および塗料供給経路３２内に存在するエアは、排出経路４に導かれた後、流通経路６１ｃを介して空間部６１Ｂ内に流入される。
空間部６１Ｂ内に流入された前記塗料およびエアは、下流側（図３（ｂ）の矢印Ｙ２の方向）に向かって流れ込み、オリフィス７４・７４に到達する。
【００７８】
そして、前記エアはオリフィス７４・７４を容易に通過して、再び絞りバルブ４３の外部に排出される。一方、前記塗料については、粘性などの影響によって、オリフィス７４・７４を通過することが困難であり、その大部分が空間部６１Ｂ（および、絞りバルブ４３よりも上流側の排出経路４内）に留まることとなる。
【００７９】
ここで、前述の通り、溝部６２ｂ・６２ｂは、テーパー面６２ａの傾斜面に沿いつつ、該テーパー面６２ａの縮径方向に向かって延出して形成される。
つまり、溝部６２ｂ・６２ｂは、空間部６１Ｂ内に流入された塗料およびエアの流れ方向に沿って直線的に形成されるため、前記エアは流速を落とすことなく確実にオリフィス７４・７４を通過できるのである。
【００８０】
また、前述の通り、オリフィス７４・７４は、テーパー面６２ａをバルブシート６４の内周部６４ａに挿嵌し、該テーパー面６２ａを内周部６４ａの上端縁部に当接することで形成される。
よって、絞りバルブ４３に拠れば従来の絞りバルブ１０１（図６を参照）のように、ニードル１０４の移動位置を厳密に調整する必要もなく、容易に排出経路４の開口面積を一定の面積に絞り込み、エア抜き工程の際における塗料ロスを低減することができるのである。
【００８１】
さらに、オリフィス７４・７４を形成する溝部６２ｂ・６２ｂは、テーパー面６２ａに複数個所（本実施例においては、二箇所）設けられる。
よって、例えば、前記エアとともにバルブシート６４の内周部６４ａ内を通過する僅かな量の塗料が、一部のオリフィス７４内に残留したとしても、前記エアは他部のオリフィス７４を通じて前記内周部６４ａ内を通過することとなる。
従って、絞りバルブ４３に拠れば、確実に排出経路４の開口面積を絞り込み、エア抜き工程の際における塗料ロスを低減することができるのである。
【００８２】
一方、図３（ａ）に示すように、洗浄工程を行う場合、先ずニードル６２のテーパー面６２ａは、バルブシート６４の内周部６４ａより抜脱され、絞りバルブ４３が「開状態」となる。
絞りバルブ４３が「開状態」となれば、塗料供給経路３２内に洗浄液が圧出され、該塗料および塗料供給経路３２内に存在する塗料は、該洗浄液に混じって廃液となり、排出経路４に導かれた後、流通経路６１ｃを介して空間部６１Ｂ内に流入される。
【００８３】
空間部６１Ｂ内に流入された前記廃液は、ニードル６２のテーパー面６２ａとバルブシート６４の内周部６４ａとの間に形成された隙間を通じてバルブシート６４の内周部６４ａ内に流れ込み（図３（ａ）の矢印Ｙ１の方向参照）、さらにバルブシート６４の内周部６４ａを通過して、再び絞りバルブ４３の外部に排出されることとなる。
【００８４】
ここで、前述の通り、溝部６２ｂ・６２ｂは、テーパー面６２ａの傾斜面に沿いつつ、該テーパー面６２ａの縮径方向に向かって延出して形成される。
つまり、溝部６２ｂ・６２ｂは、空間部６１Ｂ内に流入された廃液の流れ方向に沿って直線的に形成されるため、前記廃液は流速を落とすことなく確実にバルブシート６４の内周部６４ａに導かれて、絞りバルブ４３の外部に排出されるのである。
【００８５】
ところで、図４に示す別実施例としての絞りバルブ１４３のように、オリフィス１７４・１７４を形成する溝部１６４ｂ・１６４ｂは、バルブシート１６４側に設けてもよい。
【００８６】
即ち、バルブシート１６４の内周部１６４ａの上端部（縁部）、即ちニードル１６２のテーパー面１６２ａが当接するバルブシート１６４の内周縁部には、ニードル１６２のテーパー面１６２ａの傾斜面に平行、且つ該テーパー面１６２ａの縮径方向（ニードル１６２の軸心方向）に向かって延出する溝部１６４ｂ・１６４ｂが形成される。溝部１６４ｂ・１６４ｂは、軸心方向断面視矩形状に形成されている。
図４（ｂ）に示すように、前記溝部１６４ｂ・１６４ｂは例えば二本形成され、互いに対向する位置に配置されている。
【００８７】
そして、図４（ａ）に示すように、テーパー面１６２ａがバルブシート１６４の内周部１６４ａに挿嵌され、内周部１６４ａの上端縁部に当接することで、溝部１６４ｂ・１６４ｂにより、前記空間部１６１Ｂと前記内周部１６４ａとを連通するオリフィス１７４・１７４（図４（ｂ）を参照）が形成される。
【００８８】
このような構成からなるニードル１６２やバルブシート１６４を備えた絞りバルブにおいても、本実施例における絞りバルブ４３と同様の効果を得ることが可能であり、排出経路４の開口面積を絞り込み、エア抜き工程の際における塗料ロスを確実に低減することが可能である。
【００８９】
即ち、オリフィス７４、あるいはオリフィス１７４を構成する溝部６２ｂ・１６４ｂについては、テーパー面６２ａ、あるいはバルブシート１６４の内周部１６４ａのいずれに形成してもよく、さらに言えば、これら両部材６２ａ・１６４ａに形成してもよい。
【００９０】
［実証実験］
次に、本願発明の発明者らが行った、エア抜き工程における塗料ロスの量の低減化に関する実証実験について、図３、および図５を用いて説明する。
【００９１】
エア抜き工程において、塗料ロスの量を低減するべく、絞りバルブ４３を用いて排出経路４（図１を参照）の開口面積を絞り込む場合、バルブシート６４の内周部６４ａと、テーパー面６２ａの溝部６２ｂ・６２ｂとによって形成されるオリフィス７４・７４の開口面積が問題となる。
【００９２】
即ち、オリフィス７４・７４の開口面積が大きければ、塗料供給経路３２（図１を参照）内に残存するエアとともに、排出経路４内を通過する塗料の量も多くなり、塗料ロスの量が増大する。
また、オリフィス７４・７４の開口面積が小さければ、該オリフィス７４・７４を通過する前記エア量が減少し、排出経路４内に留まるエア量が増大することとなる。
【００９３】
そこで、本発明者らは、実証実験として、絞りバルブ４３におけるオリフィス７４・７４の開口面積（各オリフィス７４の開口面積の合計）を変化させてエア抜き工程を複数回実施し、適切な塗料ロスの量となるオリフィス７４・７４の開口面積を探り出した。
【００９４】
図５は、前記実証実験に関する結果を示した線図であり、縦軸には「流量比」に関する数値を示し、横軸には「開口比」に関する数値を示す。
なお、「流量比」とは、絞りバルブ４３を「開状態」とした場合の、該絞りバルブ４３より排出される塗料の量（基本流量）を１００％とし、絞りバルブ４３を「絞り状態」とした場合における、前記塗料の量（基本流量）に対する、絞りバルブ４３より排出される塗料の量（変化流量）の割合を示したものである。
また、「開口比」とは、絞りバルブ４３を「開状態」とした場合の、バルブシート６４の内周部６４ａの開口面積（内周部６４ａの上端部における断面積）１００％とし、絞りバルブ４３を「絞り状態」とした場合における、前記開口面積に対するオリフィス７４・７４の開口面積の割合を示したものである。
【００９５】
図５に示すように、「開口比」が１０％以下、即ち、「絞り状態」におけるオリフィス７４・７４の開口面積が、「開状態」における絞りバルブ４３の内周部６４ａの開口面積に対して１／１０以下である場合、「流量比」は半減することが分かる。
【００９６】
このような結果から、オリフィス７４・７４の開口面積を、内周部６４ａの開口面積に対して１／１０以下にすることで、エア抜き工程における塗料ロスの量を効果的に低減することが可能であることが実証できた。
【００９７】
また、このような条件に加えて、本発明者らは、以下に示す条件をもって、テーパー面６２ａに形成される溝部６２ｂ・６２ｂを形状することで、エアの前記空間部１６１Ｂと内周部１６４ａとの間の通過を妨げることなく、より効果的に塗料ロスの量を低減することができることを導き出した。
【００９８】
即ち、図３（ｂ）（ｃ）に示すように、ニードル６２のテーパー面６２ａにおいて、拡径側の外径寸法の値を「ｄ」とし、また各溝部６２ｂの幅寸法の値、および深さ寸法の値をそれぞれ「Ｗ」、「Ｄ」とする場合、（１／２０）×ｄ＜Ｗ＜（１／２）×ｄ、且つ（１／４０）×ｄ＜Ｄ＜（１/４）×ｄなる条件を満たすべく、各溝部６２ｂを形成するのである。
【００９９】
以上のように、本実施例における塗料充填装置は、塗料を塗料カートリッジ１０に充填する際の経路である塗料供給経路３２内に留まった塗料およびエアを、前記塗料供給経路３２の外部に排出する排出経路４を備える塗料充填装置１であって、前記排出経路４の中途部には、該排出経路４の開口面積を絞り込む絞りバルブ４３（１４３）が配設され、前記絞りバルブ４３（１４３）は、円環状のバルブシート６４（１６４）と、前記バルブシート６４（１６４）に近接離間可能に設けられるニードル６２（１６２）とを備え、前記ニードル６２（１６２）の先端部には、先端へ向かって縮径するテーパー面６２ａ（１６２ａ）が形成され、前記ニードル６２（１６２）をバルブシート６４（１６４）に近接させて、前記テーパー面６２ａ（１６２ａ）とバルブシート６４（１６４）とを当接することで、前記絞りバルブ４３（１４３）が絞り状態（閉状態）に切り換えられ、前記ニードル６２（１６２）をバルブシート６４（１６４）から離間させて、前記テーパー面６２ａ（１６２ａ）とバルブシート６４（１６４）との間に隙間を形成することで、前記絞りバルブ４３（１４３）が開状態に切り換えられ、前記絞りバルブ４３（１４３）が絞り状態（閉状態）に切り換えられた状態において、前記テーパー面６２ａ（１６２ａ）とバルブシート６４（１６４）との当接部に、該当接部の上流側と下流側とを連通する複数のオリフィス７４・７４（１７４・１７４）が形成されるものである。
【０１００】
このような構成からなる、本実施例における塗料充填装置１に拠れば、塗料供給経路３２内に留まった塗料、およびエアを外部に排出する排出経路４を有し、塗料ロスの量を低減するべく、該排出経路４の中途部に、該排出経路４の開口面積を絞り込むための絞りバルブ４３が配設される塗料充填装置１であって、前記開口面積の絞込み量の調整を容易におこなうことができ、且つ、該絞込み量が経時的に変化することがない前記絞りバルブを有する塗料充填装置を提供することができる。
【０１０１】
即ち、本実施例における絞りバルブ４３（１４３）においては、ニードル６２（１６２）のテーパー面６２ａ（１６２ａ）をバルブシート６４（１６４）の内周部６４ａ（１６４ａ）に挿嵌して、テーパー面６２ａ（１６２ａ）を内周部６４ａ（１６４ａ）の上端縁部に当接するだけで、適切な開口面積を有するオリフィス７４・７４（１７４・１７４）が形成されることとなる。
よって、従来の絞りバルブ１０１（図６を参照）のように、ニードル１０４の移動位置を厳密に調整する必要もなく、容易に排出経路４の開口面積の絞込み量を一定に調整することが可能となり、エア抜き工程の際における塗料ロスを低減することができる。
【０１０２】
また、絞りバルブ４３（１４３）の長期的な使用により、ニードル６２（１６２）のテーパー面６２ａ（１６２ａ）の先端部が、バルブシート６４（１６４）の内周部６４ａ（１６４ａ）を通過する、塗料を含むエアによって経時的に摩耗したとしても、オリフィス７４・７４（１７４・１７４）は、前記テーパー面６２ａ（１６２ａ）と前記内周部６４ａ（１６４ａ）との当接箇所に形成されるため、前記オリフィス７４・７４（１７４・１７４）の開口面積は変化することはない。
よって、排出経路４の開口面積の絞込み量が経時的に変化することもなく、エア抜き工程の際における塗料ロスを効果的に低減することができる。
【０１０３】
さらに、ニードル６２（１６２）先端部におけるテーパー面６２ａ（１６２ａ）をバルブシート６４（１６４）の内周部６４ａ（１６４ａ）より抜脱することで、内周部６４ａ（１６４ａ）は「開状態」となるため、洗浄液や塗料からなる廃液を通すことも可能であり、塗料充填装置１全体として、洗浄工程を行うための別系統からなる排出経路を設けることもなく経済的である。
【０１０４】
また本実施例における塗料充填装置１では、前記オリフィス７４・７４は、前記ニードル６２のテーパー面６２ａに、前記テーパー面６２ａの傾斜に沿いつつ、前記ニードル６２の軸心方向に延出して形成される複数の溝部６２ｂ・６２ｂによって構成されることとしている。
【０１０５】
このような構成を有することで、溝部６２ｂ・６２ｂはテーパー面６２ａ上において、オリフィス７４・７４を通過するエアの流れ方向に沿って形成されることとなる。
よって、オリフィス７４・７４を通過するエアは流速を落とすことなく確実に該オリフィス７４・７４を通過できるのである。
【０１０６】
また、本実施例における塗料充填装置１では、前記オリフィス１７４・１７４は、前記ニードル１６２のテーパー面１６２ａが当接するバルブシート１６４の内周縁部に、前記テーパー面１６２ａの傾斜に沿いつつ、前記ニードル１６２の軸心方向に延出して形成される複数の溝部１６４ｂ・１６４ｂによって構成されることとしている。
【０１０７】
このような構成を有することで、溝部１６４ｂ・１６４ｂは内周部１６４ａのテーパー面１６２ａ側の縁部において、オリフィス１７４・１７４を通過するエアの流れ方向に沿って形成されることとなる。
よって、オリフィス１７４・１７４を通過するエアは流速を落とすことなく確実に該オリフィス１７４・１７４を通過できるのである。
【０１０８】
また本実施例における塗料充填装置１では、前記オリフィス７４・７４（１７４・１７４）の総開口面積は、前記絞りバルブ４３（１４３）が開状態に切り換えられたときのバルブシート６４（１６４）の内周部６４ａ（１６４ａ）の開口面積に対して１／１０以下であることとしている。
【０１０９】
このように、オリフィス７４・７４の開口面積を、内周部６４ａの開口面積に対して１／１０以下にすることで、塗料充填装置１は、エア抜き工程における塗料ロスの量を効果的に低減することを可能としている。
【符号の説明】
【０１１０】
１ 塗料充填装置
４ 排出経路
１０ 塗料カートリッジ
３２ 塗料供給経路
４３ 絞りバルブ
６２ ニードル
６２ａ テーパー面
６４ バルブシート
６４ａ 内周部
７４ オリフィス
１４３ 絞りバルブ
１６２ ニードル
１６２ａ テーパー面
１６４ バルブシート
１６４ａ 内周部
１６４ｂ 溝部
１７４ オリフィス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗料カートリッジ内に塗料を充填する塗料充填装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車のボディなど（以下、「被塗装部品」と記す）に塗装を施す場合には、塗装装置が用いられる。
前記塗装装置には、着脱可能に装着される塗料カートリッジが備えられる。そして、塗装装置は塗料カートリッジ内に充填される塗料を用いて、被塗装部品の塗装を行う。
一方、塗料カートリッジは複数色ある塗料に対して色ごとに設けられる。そして、塗装装置は、色ごとに設けられた複数の塗料カートリッジの内から任意の塗料カートリッジを選択して用いることで、被塗装部品に塗布する塗料の色替えを行う。
なお、これら塗料カートリッジは、内部に充填される塗料が枯渇すれば、塗料の色の違いに関わらず、共通の塗料充填装置によって塗料の再充填が行われる。
【０００３】
ここで、塗料充填装置はカートリッジ装着部や塗料供給装置や塗料供給経路や排出経路などを有して構成される。
そして、塗料充填装置によって塗料カートリッジ内に塗料を充填する場合は、先ず、カートリッジ装着部に塗料カートリッジが装着され、その後、塗料供給装置から供給された塗料が、塗料供給経路を介して塗料カートリッジ内に充填される。
つまり、塗料カートリッジ内に塗料を充填する場合、色の異なる塗料が同じ塗料供給経路内を通過することとなるのである。
【０００４】
このようなことから、塗料充填装置によって塗料カートリッジ内に塗料を充填する場合には、色の異なる塗料が塗料供給経路内で混ざることを防止するために、予め塗料供給経路内に残存する塗料を洗浄する洗浄工程が必要となる。
具体的には、前記洗浄工程では、塗料供給経路内にシンナーなどの洗浄液やエアを供給して、塗料供給経路内に残存する塗料や廃液を、前記エアによって排出経路を通じて塗料供給経路の外部に押出す（排出する）ことで、塗料供給経路内に残存する塗料の洗浄が行われる。
【０００５】
また、前記洗浄工程が終了し、直ちに塗料カートリッジ内に次色の塗料（新たに塗料カートリッジ内に充填する塗料）を充填すれば、塗料供給経路内に存在するエアが、塗料供給装置から供給される塗料に混じって塗料カートリッジ内に混入してしまう。
このようなことから、洗浄工程の終了後、塗料カートリッジ内に塗料を充填する前には、塗料供給経路内に次色の塗料を圧送し、該塗料によって、塗料供給経路内に存在するエアを排出経路を通じて塗料供給経路の外部に押出す（排出する）、エア抜き工程を行うこととしている。
【０００６】
ところで、前記エア抜き工程では、塗料供給経路内に次色の塗料を圧送することで確実にエアを排出しようとするため、次色の塗料が塗料供給経路内に存在するエアとともに、排出経路を通じて該塗料供給経路の外部に排出されることとなり、破棄される塗料（以下、「塗料ロス」と記す）の量が増大するという問題があった。
そこで、従来の塗料充填装置においては、排出経路の中途部に絞りバルブを設け、該絞りバルブによって排出経路の開口面積を絞り込むことで、前記塗料ロスの量の低減化を図っている（例えば、「特許文献１」を参照。）。
【０００７】
ここで、従来の塗料充填装置において、排出経路の中途部に設けられる絞りバルブの構成について、図６を用いて説明する。
図６は、従来の絞りバルブ１０１におけるバルブシート１０３の近傍を示した図であり、（ａ）はニードル１０４の先端部（テーパー面１０４ａ）をバルブシート１０３より離間した状態を示した断面図、（ｂ）はニードル１０４の先端部（テーパー面１０４ａ）をバルブシート１０３に近接した状態を示した断面図である。
なお、便宜上、図６の上下方向を絞りバルブ１０１の上下方向と規定して、以下説明する。
【０００８】
絞りバルブ１０１は、筐体１０２やバルブシート１０３やニードル１０４などを有して構成される。
筐体１０２の内部には、上下方向に貫通する貫通孔１０２ａが穿孔され、貫通孔１０２ａの内部には、ニードル１０４が貫通孔１０２ａの軸心方向へ移動可能に嵌挿される。
【０００９】
貫通孔１０２ａの一方の端部（図６における下側の端部）には、環状部材からなるバルブシート１０３が嵌設される。
また、貫通孔１０２ａの他方の端部（図６における上側の端部）には、貫通孔１０２ａを閉塞する閉塞部材（図示せず）が配設される。
【００１０】
筐体１０２の上下方向中途部には、貫通孔１０２ａに連通する流通経路（図示せず）が設けられる。
また、絞りバルブ１０１は、塗料充填装置に備えられる排出経路の中途部に配設されており、前記流通経路および貫通孔１０２ａのバルブシート１０３側端部が、それぞれ前記排出通路と連通されている。
【００１１】
そして、例えばエア抜き工程を行う場合、塗料供給経路に存在するエアは、塗料とともに排出経路を通じて外部に排出されるが、その際に排出経路の中途部に設けられる絞りバルブ１０１を通過する。つまり、エアおよび塗料は、絞りバルブ１０１内においては、貫通孔１０２ａを前記流通経路側からバルブシート１０３側へ向かって流れていく。
なお、再び排出経路内に導かれたこれらエア、および塗料は、該排出経路の端部に配設される排出バルブを介して、前記排出経路の外部に排出される。
【００１２】
ニードル１０４の下端部、即ちバルブシート１０３側の端部には、軸心方向におけるバルブシート１０３側へ向かって縮径されるように傾斜するテーパー面１０４ａが形成される。また、ニードル１０４は、圧縮コイルなどからなる付勢手段（図示せず）によって常に軸心方向の下側に向かって付勢される。
【００１３】
一方、バルブシート１０３は、その内径寸法がテーパー面１０４ａの縮径側端部（下端部）における外径寸法に比べて大きな値となるように、且つテーパー面１０４ａの拡径側端部（上端部）における外径寸法に比べて小さな値となるように形成されている。
従って、絞りバルブ１０１は、ニードル１０４をバルブシート１０３側へ移動させてバルブシート１０３の内周縁部とテーパー面１０４ａとを当接させることにより閉じられ、ニードル１０４をバルブシート１０３から離間する方向へ移動することによって開かれることとなっている。また、絞りバルブ１０１の開度は、ニードル１０４のバルブシート１０３からの離間距離によって決定される。
【００１４】
そして、絞りバルブ１０１は、図６（ａ）に示すように、ニードル１０４を移動範囲のなかでバルブシート１０３から離間する方向へ最大に移動させることにより、ニードル１０４のテーパー面１０４ａとバルブシート１０３との隙間が最大となり、完全に開放された状態（以下、「開状態」と記す）となる。
一方、ニードル１０４を、この開状態から、バルブシート１０３に近づく方向へ移動させると、ニードル１０４のテーパー面１０４ａとバルブシート１０３との隙間が小さくなり、絞りバルブ１０１の開度が小さくなる。
また、図６（ｂ）に示すように、ニードル１０４がバルブシート１０３側へ移動されて、ニードル１０４のテーパー面１０４ａとバルブシート１０３とが近接した状態では、テーパー面１０４ａとバルブシート１０３との間には僅かな隙間があるのみで、絞りバルブ１０１が僅かに開いた「絞り状態」となる。
【００１５】
このように、絞りバルブ１０１の開度を小さくして絞り状態とすることで、排出経路（図示せず）の開口面積が絞り込まれ、エア抜き工程の際における塗料ロスは低減されるのである。
【００１６】
即ち、エア抜き工程を行う場合は、排出経路内に圧出される塗料や該排出経路内に存在するエアは、絞りバルブ１０１内に導入されると、貫通孔１０２ａ内をバルブシート１０３側へ流れることとなる。
この場合、図６（ｂ）に示すように、絞りバルブ１０１が絞り状態にあると、貫通孔１０２ａ内に導かれたエアについては、ニードル１０４のテーパー面１０４ａとバルブシート１０３との隙間を通って、再び絞りバルブ１０１の外部に排出される（図６（ｂ）の矢印Ｚ２参照）。一方、貫通孔１０２ａ内に導かれた塗料については、粘性などの影響によって、ニードル１０４のテーパー面１０４ａとバルブシート１０３との隙間を通過することが困難であり、その大部分が貫通孔１０２ａ（および、排出経路内）に留まることとなる。これにより、エアを排出しつつ、塗料の排出を抑えることが可能となっている。
【００１７】
なお、洗浄工程を行う場合には、図６（ａ）に示すように、絞りバルブ１０１を「開状態」とすることで、排出経路内に残存する塗料や廃液は、貫通孔１０２ａ内に導かれた後、バルブシート１０３側（図６（ａ）の矢印Ｚ１の方向）に向かって流れ込み、その後、ニードル１０４のテーパー面１０４ａとバルブシート１０３との隙間を通過して、絞りバルブ１０１の外部に排出されるのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２００９−５６３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
このような構成からなる絞りバルブ１０１を排出経路の中途部に設ければ、該排出経路の開口面積を容易に絞り込むことが可能となり、塗料ロスの量を効果的に低減することができるとも思われる。
しかし、前記絞りバルブ１０１は、以下に示すような問題点を有していた。
【００２０】
即ち、排出経路の開口面積の絞り込みは、ニードル１０４をバルブシート１０３側へ移動させて、ニードル１０４のテーパー面１０４ａとバルブシート１０３との隙間の大きさ、即ち絞りバルブ１０１の開度を絞ることによって行われる。
しかし、ニードル１０４の位置を高精度に調節することは困難であり、絞りバルブ１０１の開度にもバラツキが生じることとなる、という問題点を有していた。
【００２１】
また、絞りバルブ１０１を長期的に使用すると、ニードル１０４のテーパー面１０４ａがバルブシート１０３と当接したり、塗料を含むエアがテーパー面１０４ａとバルブシート１０３との間を通過したりすることにより、テーパー面１０４ａおよびバルブシート１０３が摩耗して、ニードル１０４の移動位置を同じ位置に調節したとしても、絞りバルブ１０１の開度が経時的に変化するという問題点を有していた。
【００２２】
本発明は、以上に示した現状の問題点を鑑みてなされたものであり、塗料供給経路内に留まった塗料、およびエアを外部に排出する排出経路を有し、塗料ロスの量を低減するべく、該排出経路の中途部に、該排出経路の開口面積を絞り込むための絞りバルブが配設される塗料充填装置であって、前記開口面積の絞込み量の調整を容易におこなうことができ、且つ、該絞込み量が経時的に変化することがない前記絞りバルブを有する塗料充填装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００２４】
即ち、請求項１においては、塗料を塗料貯留部材に充填する際の経路である塗料供給経路内に留まった塗料およびエアを、前記塗料供給経路の外部に排出する排出経路を備える塗料充填装置であって、前記排出経路の中途部には絞りバルブが配設され、前記絞りバルブは、円環状のバルブシートと、前記バルブシートに近接離間可能に設けられるニードルとを備え、前記ニードルの先端部には、先端へ向かって縮径するテーパー面が形成され、前記ニードルをバルブシートに近接させて、前記テーパー面とバルブシートとを当接することで、前記絞りバルブが閉状態に切り換えられ、前記ニードルをバルブシートから離間させて、前記テーパー面とバルブシートとの間に隙間を形成することで、前記絞りバルブが開状態に切り換えられ、前記絞りバルブが閉状態に切り換えられた状態において、前記テーパー面とバルブシートとの当接部に、該当接部の上流側と下流側とを連通する複数のオリフィスが形成されるものである。
【００２５】
請求項２においては、前記オリフィスは、前記ニードルのテーパー面に、前記テーパー面の傾斜に沿いつつ、前記ニードルの軸心方向に延出して形成される複数の溝部によって構成されるものである。
【００２６】
請求項３においては、前記オリフィスは、前記ニードルのテーパー面が当接するバルブシートの内周縁部に、前記テーパー面の傾斜に沿いつつ、前記ニードルの軸心方向に延出して形成される複数の溝部によって構成されるものである。
【００２７】
請求項４においては、前記オリフィスの開口面積は、前記絞りバルブが開状態に切り換えられたときの前記バルブシートの開口面積に対して１／１０以下であるものである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
即ち、本発明における塗料充填装置に拠れば、塗料供給経路内に留まった塗料、およびエアを外部に排出する排出経路を有し、塗料ロスの量を低減するべく、該排出経路の中途部に、該排出経路の開口面積を絞り込むための絞りバルブが配設される塗料充填装置であって、前記開口面積の絞込み量の調整を容易におこなうことができ、且つ、該絞込み量が経時的に変化することがない前記絞りバルブを有する塗料充填装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施例に係る塗料充填装置の全体的な構成を示したブロック線図。
【図２】絞りバルブの全体的な構成を示した断面図。
【図３】バルブシートの近傍を示した図であり、（ａ）はニードルの先端部をバルブシートより離間した状態を示した断面図、（ｂ）はニードルの先端部をバルブシートに当接した状態を示した断面図、（ｃ）は（ｂ）において矢印Ｘの方向から見た断面図。
【図４】別実施例におけるバルブシートの近傍を示した図であり、（ａ）はニードルの先端部をバルブシートに当接した状態を示した断面図、（ｂ）は（ａ）において矢印Ｙの方向から見た断面図。
【図５】本実施例に係る絞りバルブにおいて、ニードルの先端部をバルブシートに当接した状態における開口比と流量比との関係を示した線図。
【図６】従来の絞りバルブにおけるバルブシートの近傍を示した図であり、（ａ）はニードルの先端部をバルブシートより離間した状態を示した断面図、（ｂ）はニードルの先端部をバルブシートに近接した状態を示した断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
次に、発明の実施の形態を説明する。
【００３１】
［塗料充填装置１］
先ず、本発明の一実施例に係る塗料充填装置１の全体構成について、図１を用いて説明する。
【００３２】
塗料充填装置１は塗料カートリッジ１０に対して着脱可能に構成され、複数色の塗料の中から任意に選択された色の塗料を、塗料貯留部材である塗料カートリッジ１０内に充填するための装置である。
塗料充填装置１は、主にカートリッジ装着部２や塗料供給装置３や排出経路４や押出液排出装置５などにより構成される。
【００３３】
塗料カートリッジ１０は、その内部空間に、塗料が充填されるカートリッジ袋１１を備えている。カートリッジ袋１１内には塗料移動管１３が挿入されており、塗料移動管１３を通じてカートリッジ袋１１への塗料の充填、およびカートリッジ袋１１からの塗料の排出が行われる。
また、塗料カートリッジ１０の内部空間（厳密には塗料カートリッジ１０の内部空間におけるカートリッジ袋１１の外部の部分）には押出液移動管１２が挿入されており、押出液移動管１２を通じて塗料カートリッジ１０の内部空間へ押出し液が充填可能となっている。
【００３４】
塗料充填装置１のカートリッジ装着部２は、塗料カートリッジ１０を着脱可能に固定保持する部材である。
カートリッジ装着部２の内部には、第一押出液流路２１や第二押出液流路２２や塗料流路２３などが形成される。
【００３５】
第一押出液流路２１の一端部は、塗料カートリッジ１０がカートリッジ装着部２に装着された状態において、押出液移動管１２と連通され、第一押出液流路２１の中途部にはストップ弁２１ａが配置される。
第二押出液流路２２の一端部は、塗料カートリッジ１０がカートリッジ装着部２に装着された状態において、塗料カートリッジ１０の内部空間におけるカートリッジ袋１１の外側の部分に連通され、第二押出液流路２２の中途部にはストップ弁２２ａが配置される。
塗料流路２３の一端部は、塗料カートリッジ１０がカートリッジ装着部２に装着された状態において、塗料移動管１３と連通され、塗料流路２３の中途部にはストップ弁２３ａが配置される。
【００３６】
そして、前記各流路２１・２２・２３のストップ弁２１ａ，２２ａ，２３ａは、カートリッジ装着部２に塗料カートリッジ１０が装着されていない場合には閉状態され、カートリッジ装着部２に塗料カートリッジ１０が装着されている場合には開状態とされる。
【００３７】
塗料流路２３の他端部には、トリガバルブ３１が接続される。
前記トリガバルブ３１は三方弁に構成され、塗料流路２３のほか、塗料供給経路３２および排出経路４に接続される。
【００３８】
そして、トリガバルブ３１は、塗料流路２３と塗料供給経路３２とを連通するとともに塗料供給経路３２と排出経路４とを遮断する状態、および塗料供給経路３２と排出経路４とを連通するとともに塗料供給経路３２と塗料流路２３とを遮断する状態を切り替え可能に構成されている。
なお、トリガバルブ３１は、ソレノイド（図示せず）によって作動する切替弁である。
【００３９】
塗料供給経路３２において、トリガバルブ３１と接続される側とは反対側の端部には、塗料供給装置３が接続される。
前記塗料供給装置３は、主に塗料タンク３３・３３や塗料ポンプ３４・３４や塗料バルブ３５・３５などを有して構成される。
【００４０】
塗料タンク３３は、塗料ポンプ３４および塗料バルブ３５を介して塗料供給経路３２に接続される。
また、塗料バルブ３５は、塗料供給経路３２と塗料タンク３３との連通状態、および塗料供給経路３２と塗料タンク３３との遮断状態を切り替えるためのものである。
さらに、塗料ポンプ３４は、塗料タンク３３から塗料供給経路３２に向かって塗料を圧送するためのものである。
【００４１】
なお、図１においては、塗料タンク３３、塗料ポンプ３４、塗料バルブ３５からなる構成要素群が２組示されている。しかし、これら構成要素群３３・３４・３５は、１組であってもよいし、３組以上であってもよい。
また、複数組の構成要素群３３・３４・３５・・・を塗料充填装置１に配設する場合、複数の塗料タンク３３・３３・・・には、各々異なる種類の塗料が貯留される。
【００４２】
塗料供給装置３は、前述した塗料タンク３３や塗料ポンプ３４や塗料バルブ３５などとともに、洗浄液（例えば、シンナー）タンク３６や洗浄液ポンプ３７や洗浄液バルブ３８やエア源３９やエアバルブ４０などを備えている。
【００４３】
洗浄液タンク３６は、洗浄液ポンプ３７および洗浄液バルブ３８を介して塗料供給経路３２に接続される。
また、洗浄液バルブ３８は、塗料供給経路３２と洗浄液タンク３６との連通状態、および塗料供給経路３２と洗浄液タンク３６との遮断状態を切り替えるためのものである。
さらに、洗浄液ポンプ３７は、洗浄液タンク３６から塗料供給経路３２に向かって洗浄液を圧送するためのものである。
【００４４】
エア源３９は、エアバルブ４０を介して塗料供給経路３２に接続される。
エアバルブ４０は、塗料供給経路３２とエア源３９との連通状態、および塗料供給経路３２とエア源３９との遮断状態を切り替えるためのものである。
【００４５】
なお、これら塗料バルブ３５や洗浄液バルブ３８やエアバルブ４０は、いずれもソレノイド（図示せず）によって作動する切替弁である。
【００４６】
排出経路４には、トリガバルブ３１に近接する位置に塗料センサー４１が配設される。
塗料センサー４１は、該塗料センサー４１が配設される地点において、排出経路４を通過する塗料を検知するためのものである。
塗料センサー４１は光電管を用いたセンサーである。
より具体的には、排出経路４の一部には、光透過性の材料からなる透過部が設けられ、塗料センサー４１は該透過部を挟んで配設される光源と光電管とを有して構成される。
そして、塗料センサー４１は、排出経路４内に流れる塗料を検知すると、後述するコントローラ（図示せず）に信号を送信するのである。
【００４７】
排出経路４における、塗料センサー４１の下流側には、切替装置４２が配設される。
切替装置４２は、絞りバルブ４３や排出バルブ４４などを有して構成される。
なお、排出経路４の下流端（トリガバルブ３１に接続される側とは反対側の端部）には、排出経路４から排出される塗料や洗浄液などを受け取る廃液タンク４５が配設される。
【００４８】
絞りバルブ４３は、排出バルブ４４よりも上流側（トリガバルブ３１側）に配置される。
そして、絞りバルブ４３は、排出経路４の開口面積を最大とする「開状態」と、排出経路４の開口面積を絞って開状態よりも小さくする「絞り状態」とに切り替え可能に構成される。また、排出バルブ４４は、排出経路４を完全に閉じる「閉状態」と前記「開状態」とに切り替え可能に構成される。
なお、これら絞りバルブ４３や排出バルブ４４は、いずれもソレノイド（図示せず）によって作動する切替弁である。
【００４９】
押出液排出装置５は、第一押出液排出路５１や第二押出液排出路５２や押出液タンク５３などにより構成される。
第一押出液排出路５１の一端部は、カートリッジ装着部２の第一押出液流路２１の他端部に接続される。また、第一押出液排出路５１の他端部は、押出液タンク５３に連通される。
そして、第一押出液排出路５１は、該第一押出液排出路５１の中途部に配設される第一押出液バルブ５１ａによって開閉される。
【００５０】
第二押出液排出路５２の一端部は、カートリッジ装着部２の第二押出液流路２２の他端部に接続される。また、第二押出液排出路５２の他端部は、押出液タンク５３に連通される。
そして、第二押出液排出路５２は、該第二押出液排出路５２の中途部に配設される第二押出液バルブ５２ａによって開閉される。
【００５１】
以上のように、塗料充填装置１は、カートリッジ装着部２や塗料供給装置３や排出経路４や押出液排出装置５などを有して構成される。
また、前述した塗料ポンプ３４、塗料バルブ３５、洗浄液バルブ３８、洗浄液ポンプ３７、エアバルブ４０、トリガバルブ３１、塗料センサー４１、絞りバルブ４３、排出バルブ４４、第一押出液バルブ５１ａ、第二押出液バルブ５２ａなどには、図示せぬコントローラが電気的に接続され、該コントローラによって、これら各装置群３４・３５・・・の動作が制御される。
【００５２】
そして、このような構成からなる塗料充填装置１によって塗料カートリッジ１０内に塗料を充填する場合には、色の異なる塗料が塗料供給経路３２内で混ざることを防止するために、先ず、予め塗料供給経路３２内に残存する塗料を洗浄する洗浄工程が行われる。
【００５３】
具体的には、洗浄工程では、前記コントローラによって洗浄液バルブ３８が切り替えられ、洗浄液タンク３６と塗料供給経路３２とが連通状態とされる一方、切替装置４２を構成する絞りバルブ４３と排出バルブ４４とは、前記コントローラによって各々「開状態」に切り替えられる。
【００５４】
そして、これら洗浄液バルブ３８や絞りバルブ４３や排出バルブ４４が切り替えられると、前記コントローラによって洗浄液ポンプ３７が起動され、洗浄液タンク３６から塗料供給経路３２に向かって洗浄液が圧送される。
これにより、塗料供給経路３２内にシンナーなどの洗浄液が供給され、塗料供給経路３２内に残存する塗料は、前記洗浄液によって洗い流され、廃液として排出経路４を通じて塗料供給経路３２の外部に押出される（排出する）。
【００５５】
そして、一定時間の経過後、前記コントローラによって洗浄液ポンプ３７が停止されるとともに、エアバルブ４０が切り替えられ、エア源３９と塗料供給経路３２とが連通状態とされる。
これにより、塗料供給経路３２内にエアが供給され、該塗料供給経路３２内に残存する廃液は、前記エアによって排出経路４を通じて塗料供給経路３２の外部に押出される（排出する）こととなり、塗料供給経路３２内に残存する塗料の洗浄が行われるのである。
なお、塗料供給経路３２内にエアが供給され、一定時間が経過すれば、再び前記コントローラによってエアバルブ４０が切り替えられ、エア源３９と塗料供給経路３２とが遮断状態となり、洗浄工程は終了する。
【００５６】
洗浄工程が終了すれば、塗料供給経路３２内に存在する前記エアが、塗料供給装置３から供給される塗料に混じって塗料カートリッジ１０内に混入ことを防止するために、エア抜き工程が行われる。
【００５７】
具体的には、エア抜き工程では、前記コントローラによって次色の塗料（新たに塗料カートリッジ１０内に充填する塗料）に関する塗料バルブ３５が切り替えられ、前記塗料の塗料タンク３３と塗料供給経路３２とが連通状態とされる一方、切替装置４２を構成する絞りバルブ４３と排出バルブ４４とは、前記コントローラによって各々「絞り状態」と「開状態」とに切り替えられる。
【００５８】
そして、これら塗料バルブ３５や絞りバルブ４３や排出バルブ４４が切り替えられると、前記コントローラによって塗料ポンプ３４が起動され、塗料タンク３３から塗料供給経路３２に向かって次色の塗料が圧送される。
このように、塗料供給経路３２内に次色の塗料が供給され、塗料供給経路３２内に残存するエアは、前記塗料によって排出経路４を通じて塗料供給経路３２の外部に押出され（排出する）ようとするが、絞りバルブ４３は「絞り状態」となっているため、大部分の前記塗料は前記絞りバルブ４３によって堰き止められることとなる。
【００５９】
そして、塗料供給経路３２内に次色の塗料が供給され、一定時間が経過すれば、前記コントローラによって絞りバルブ４３と排出バルブ４４とが各々「閉状態」に切り替えられ、排出経路４と塗料供給経路３２とが遮断状態となり、エア抜き工程は終了するのである。
【００６０】
［絞りバルブ４３］
次に、絞りバルブ４３の構成について、図２乃至図４を用いて説明する。
なお、便宜上、図２、図３（ａ）（ｂ）の上下方向を絞りバルブ４３の上下方向と規定し、且つ図４（ａ）の上下方向を絞りバルブ１４３の上下方向と規定して、以下説明する。
絞りバルブ４３は、例えば図２、図３に示すように、ニードル６２の軸心方向が上下方向となる姿勢に配置することもできるが、配置姿勢はこれに限定されるものではなく、ニードル６２の軸心方向が前後方向となるように配置したり、左右方向となるように配置したりすることができ、任意の配置姿勢とすることができる。
【００６１】
絞りバルブ４３は、前述の通り、排出経路４（図１を参照）の中途部に設けられ、エア抜き工程時における塗料ロスの量を低減するべく、該排出経路４の開口面積を絞り込むためのものである。
絞りバルブ４３は、バルブの開閉部材である略円柱状のニードル６２およびニードル６２が着座可能な環状のバルブシート６４と、ニードル６２を支持するホルダー部材６７と、ニードル６２を駆動する作動部６５と、前記ニードル６２、バルブシート６４、ホルダー部材６７、および作動部６５を一体的に収容する筐体６１とを備えている。
【００６２】
筐体６１は、軸方向（上下方向）に貫通する貫通孔６１ａを有する筒状部材にて構成されている。貫通孔６１ａの軸方向における上端部から途中部にかけてはホルダー部材６７が嵌装されており、下端部にはバルブシート６４が嵌装されている。
ホルダー部材６７の上部には、作動部６５を収納する収納空間６７ａが形成され、ホルダー部材６７の下部には、収納空間６７ａに連続して形成され、軸方向へ貫通する支持孔６７ｄが形成されている。支持孔６７ｄには、ニードル６２が軸受７２・７２を介して軸方向へ摺動自在に支持されている。
【００６３】
作動部６５は、収納空間６７ａの上端部においてホルダー部材６７に固設される固定板６８と、収納空間６７ａにおける固定板６８の下方に、固定板６８と所定の距離を隔てて配置される摺動板６９と、固定板６８と摺動板６９との間に介装されるバネ７０とを備えている。
摺動板６９は、収納空間６７ａに軸方向へ摺動自在に嵌装されており、ニードル６２と一体的に摺動可能に構成されている。具体的には、収納空間６７ａ内にはニードル６２の上部が延出しており、ニードル６２の前記延出部分に摺動板６９が嵌装されている。また、摺動板６９は、ニードル６２の中途部に形成される段差部に係止するとともに、ニードル６２に螺装されるナット部材７３により段部側へ締結されることで、ニードルに固定されており、これによりニードル６２と摺動板６９とが一体的に摺動可能となっている。
バネ７０は圧縮バネに構成されており、摺動板６９を下方へ付勢している。つまり、ニードル６２がバネ７０により下方付勢されている。
【００６４】
ニードル６２は、下方へ摺動するとバルブシート６４に当接（着座）して絞りバルブ４３が閉じた状態となり、上方へ摺動するとバルブシート６４から離間して絞りバルブ４３が開いた状態となるように構成されている。
そして、ニードル６２がバネ７０により下方付勢されて下方へ摺動し、バルブシート６４に当接した状態では、収納空間６７ａの底面６７ｂと摺動板６９との間には空間６７ｃが形成された状態となる。
【００６５】
ホルダー部材６７の下部には、空間部６１Ａが形成されており、空間部６１Ａには筐体６１に形成されるエア通路６１ｅを通じてエアが圧送可能に構成されている。また、空間部６１Ａは、前記空間６７ｃと連通している。
従って、エア通路６１ｅを通じて空間部６１Ａにエアが圧送されると、空間部６１Ａに圧送されたエアは前記空間６７ｃに案内され、その圧力により摺動板６９を上方に付勢する。これにより、摺動板６９がバネ７０の付勢力に抗して上方へ摺動することとなる。
【００６６】
ニードル６２の下端部（バルブシート６４側端部）には、軸心方向におけるバルブシート６４側へ向かって縮径されるように傾斜するテーパー面６２ａが形成される。テーパー面６２ａは、バルブシート６４に着座する部分である。
【００６７】
テーパー面６２ａには、該テーパー面６２ａの傾斜面に沿いつつ、該テーパー面６２ａの縮径方向（ニードル６２の軸心方向）に向かって延出する溝部６２ｂ・６２ｂが形成される。溝部６２ｂ・６２ｂは、軸心方向断面視矩形状に形成されている。前記溝部６２ｂ・６２ｂは、図３（ｃ）に示すように、互いに対向する位置に配置されている。
【００６８】
ニードル６２がバルブシート６４に着座した状態では、ニードル６２のテーパー面６２ａの形成部分がバルブシート６４の内周部６４ａに挿嵌されるとともに、前記テーパー面６２ａが前記内周部６４ａの上端縁部に当接した状態となる。
このニードル６２がバルブシート６４に着座した状態においては、筐体６１内においてバルブシート６４よりもニードル６２側の部分に形成される空間部６１Ｂと前記内周部６４ａとは、ニードル６２によって分断されるが、前記溝部６２ｂ・６２ｂにより、空間部６１Ｂと前記内周部６４ａとを連通するオリフィス７４・７４（図３（ｃ）を参照）が形成されることとなる。
【００６９】
なお、本実施例においては、テーパー面６２ａに二箇所の溝部６２ｂ・６２ｂを形成することとしているが、これに限定されるものではなく、テーパー面６２ａに形成される溝部６２ｂ・６２ｂ・・・は、三箇所以上であってもよい。
【００７０】
バルブシート６４は、前述の通り環状部材からなり、筐体６１の貫通孔６１ａの下端部において、筐体６１に上下摺動自在に支持されるニードル６２と同軸上に嵌設される。
即ち、図２に示すように、バルブシート６４は筐体６１に嵌装されるホルダー部材６７に対して下方側に離間して配設され、筐体６１の貫通孔６１ａにおけるホルダー部材６７とバルブシート６４との間空間部６１Ｂが形成されている。
【００７１】
また、筐体６１には、その一端が空間部６１Ｂに連通する流通経路６１ｃが形成される。
そして、流通経路６１ｃの他端部、およびバルブシート６４の内周部６４ａの下端部は、前記排出経路４（図１を参照）の中途部と各々連通される。
【００７２】
このような構成を有することで、洗浄工程やエア抜き工程の際に排出経路４内に導かれた洗浄液や廃液やエアや塗料などは、排出経路４の中途部で流通経路６１ｃを通って空間部６１Ｂに流入し、その後、バルブシート６４の内周部６４ａを通って再び排出経路４内に排出されるようになっている。
【００７３】
絞りバルブ４３は、前記空間部６１Ａ内に作動エアを圧送して、ニードル６２を軸心方向の上側へ移動すれば、テーパー面６２ａがバルブシート６４の内周部６４ａから抜脱され、ニードル６２のテーパー面６２ａとバルブシート６４の内周部６４ａとが離間した状態となって、テーパー面６２ａと内周部６４ａとの間に隙間が形成され、内周部６４ａが空間部６１Ｂに対して完全に開放された「開状態」に切り換えられる。
つまり、「開状態」においては、ニードル６２のテーパー面６２ａの下端が、バルブシート６４の内周部６４ａよりも上方に位置しており、バルブシート６４の内周部６４ａの上端面がテーパー面６２ａにより一切閉塞されていない状態にある。
【００７４】
逆に、前述のように、ニードル６２がバルブシート６４に着座した状態では、バルブシート６４の内周部６４ａの上端縁部がニードル６２により閉塞されて、絞りバルブ４３は閉じた状態に切り換えられることとなる。この絞りバルブ４３が閉じた状態では、テーパー面６２ａの溝部６２ｂ・６２ｂにて形成されるオリフィス７４・７４により、空間部６１Ｂとバルブシート６４との連通状態が、開口面積を絞りつつ維持されることとなる。
つまり、絞りバルブ４３が閉状態に切り換えられた状態では、バルブシート６４の内周部６４ａは、テーパー面６２ａによって閉塞されつつ、テーパー面６２ａの溝部６２ｂ・６２ｂによって部分的に開いた状態となり、絞りバルブ４３は、その開口面積が絞られた「絞り状態」となる。
このように、開閉可能に構成される絞りバルブ４３では、ニードル６２がバルブシート６４に着座した閉状態においても、テーパー面６２ａとバルブシート６４との当接部よりも上流側に位置する空間部６１Ｂと、テーパー面６２ａとバルブシート６４との当接部よりも下流側に位置するバルブシート６４の内周部６４ａとが、テーパー面６２ａとバルブシート６４との当接部に形成されるオリフィス７４・７４により連通している、「絞り状態」となるように構成されている。
【００７５】
このような構成からなる絞りバルブ４３を排出経路４（図１を参照）の中途部に配設することで、本実施例における塗料充填装置１では、該排出経路４の開口面積を絞り込み、エア抜き工程の際における塗料ロスを確実に低減することを可能としている。
【００７６】
即ち、図３（ｂ）に示すように、エア抜き工程を行う場合は、先ず、絞りバルブ４３を、ニードル６２のテーパー面６２ａがバルブシート６４の内周部６４ａに着座する「絞り状態」に切り換える。
【００７７】
絞りバルブ４３が「絞り状態」となれば、塗料供給経路３２内に塗料が圧出され、該塗料および塗料供給経路３２内に存在するエアは、排出経路４に導かれた後、流通経路６１ｃを介して空間部６１Ｂ内に流入される。
空間部６１Ｂ内に流入された前記塗料およびエアは、下流側（図３（ｂ）の矢印Ｙ２の方向）に向かって流れ込み、オリフィス７４・７４に到達する。
【００７８】
そして、前記エアはオリフィス７４・７４を容易に通過して、再び絞りバルブ４３の外部に排出される。一方、前記塗料については、粘性などの影響によって、オリフィス７４・７４を通過することが困難であり、その大部分が空間部６１Ｂ（および、絞りバルブ４３よりも上流側の排出経路４内）に留まることとなる。
【００７９】
ここで、前述の通り、溝部６２ｂ・６２ｂは、テーパー面６２ａの傾斜面に沿いつつ、該テーパー面６２ａの縮径方向に向かって延出して形成される。
つまり、溝部６２ｂ・６２ｂは、空間部６１Ｂ内に流入された塗料およびエアの流れ方向に沿って直線的に形成されるため、前記エアは流速を落とすことなく確実にオリフィス７４・７４を通過できるのである。
【００８０】
また、前述の通り、オリフィス７４・７４は、テーパー面６２ａをバルブシート６４の内周部６４ａに挿嵌し、該テーパー面６２ａを内周部６４ａの上端縁部に当接することで形成される。
よって、絞りバルブ４３に拠れば従来の絞りバルブ１０１（図６を参照）のように、ニードル１０４の移動位置を厳密に調整する必要もなく、容易に排出経路４の開口面積を一定の面積に絞り込み、エア抜き工程の際における塗料ロスを低減することができるのである。
【００８１】
さらに、オリフィス７４・７４を形成する溝部６２ｂ・６２ｂは、テーパー面６２ａに複数個所（本実施例においては、二箇所）設けられる。
よって、例えば、前記エアとともにバルブシート６４の内周部６４ａ内を通過する僅かな量の塗料が、一部のオリフィス７４内に残留したとしても、前記エアは他部のオリフィス７４を通じて前記内周部６４ａ内を通過することとなる。
従って、絞りバルブ４３に拠れば、確実に排出経路４の開口面積を絞り込み、エア抜き工程の際における塗料ロスを低減することができるのである。
【００８２】
一方、図３（ａ）に示すように、洗浄工程を行う場合、先ずニードル６２のテーパー面６２ａは、バルブシート６４の内周部６４ａより抜脱され、絞りバルブ４３が「開状態」となる。
絞りバルブ４３が「開状態」となれば、塗料供給経路３２内に洗浄液が圧出され、該塗料および塗料供給経路３２内に存在する塗料は、該洗浄液に混じって廃液となり、排出経路４に導かれた後、流通経路６１ｃを介して空間部６１Ｂ内に流入される。
【００８３】
空間部６１Ｂ内に流入された前記廃液は、ニードル６２のテーパー面６２ａとバルブシート６４の内周部６４ａとの間に形成された隙間を通じてバルブシート６４の内周部６４ａ内に流れ込み（図３（ａ）の矢印Ｙ１の方向参照）、さらにバルブシート６４の内周部６４ａを通過して、再び絞りバルブ４３の外部に排出されることとなる。
【００８４】
ここで、前述の通り、溝部６２ｂ・６２ｂは、テーパー面６２ａの傾斜面に沿いつつ、該テーパー面６２ａの縮径方向に向かって延出して形成される。
つまり、溝部６２ｂ・６２ｂは、空間部６１Ｂ内に流入された廃液の流れ方向に沿って直線的に形成されるため、前記廃液は流速を落とすことなく確実にバルブシート６４の内周部６４ａに導かれて、絞りバルブ４３の外部に排出されるのである。
【００８５】
ところで、図４に示す別実施例としての絞りバルブ１４３のように、オリフィス１７４・１７４を形成する溝部１６４ｂ・１６４ｂは、バルブシート１６４側に設けてもよい。
【００８６】
即ち、バルブシート１６４の内周部１６４ａの上端部（縁部）、即ちニードル１６２のテーパー面１６２ａが当接するバルブシート１６４の内周縁部には、ニードル１６２のテーパー面１６２ａの傾斜面に平行、且つ該テーパー面１６２ａの縮径方向（ニードル１６２の軸心方向）に向かって延出する溝部１６４ｂ・１６４ｂが形成される。溝部１６４ｂ・１６４ｂは、軸心方向断面視矩形状に形成されている。
図４（ｂ）に示すように、前記溝部１６４ｂ・１６４ｂは例えば二本形成され、互いに対向する位置に配置されている。
【００８７】
そして、図４（ａ）に示すように、テーパー面１６２ａがバルブシート１６４の内周部１６４ａに挿嵌され、内周部１６４ａの上端縁部に当接することで、溝部１６４ｂ・１６４ｂにより、前記空間部１６１Ｂと前記内周部１６４ａとを連通するオリフィス１７４・１７４（図４（ｂ）を参照）が形成される。
【００８８】
このような構成からなるニードル１６２やバルブシート１６４を備えた絞りバルブにおいても、本実施例における絞りバルブ４３と同様の効果を得ることが可能であり、排出経路４の開口面積を絞り込み、エア抜き工程の際における塗料ロスを確実に低減することが可能である。
【００８９】
即ち、オリフィス７４、あるいはオリフィス１７４を構成する溝部６２ｂ・１６４ｂについては、テーパー面６２ａ、あるいはバルブシート１６４の内周部１６４ａのいずれに形成してもよく、さらに言えば、これら両部材６２ａ・１６４ａに形成してもよい。
【００９０】
［実証実験］
次に、本願発明の発明者らが行った、エア抜き工程における塗料ロスの量の低減化に関する実証実験について、図３、および図５を用いて説明する。
【００９１】
エア抜き工程において、塗料ロスの量を低減するべく、絞りバルブ４３を用いて排出経路４（図１を参照）の開口面積を絞り込む場合、バルブシート６４の内周部６４ａと、テーパー面６２ａの溝部６２ｂ・６２ｂとによって形成されるオリフィス７４・７４の開口面積が問題となる。
【００９２】
即ち、オリフィス７４・７４の開口面積が大きければ、塗料供給経路３２（図１を参照）内に残存するエアとともに、排出経路４内を通過する塗料の量も多くなり、塗料ロスの量が増大する。
また、オリフィス７４・７４の開口面積が小さければ、該オリフィス７４・７４を通過する前記エア量が減少し、排出経路４内に留まるエア量が増大することとなる。
【００９３】
そこで、本発明者らは、実証実験として、絞りバルブ４３におけるオリフィス７４・７４の開口面積（各オリフィス７４の開口面積の合計）を変化させてエア抜き工程を複数回実施し、適切な塗料ロスの量となるオリフィス７４・７４の開口面積を探り出した。
【００９４】
図５は、前記実証実験に関する結果を示した線図であり、縦軸には「流量比」に関する数値を示し、横軸には「開口比」に関する数値を示す。
なお、「流量比」とは、絞りバルブ４３を「開状態」とした場合の、該絞りバルブ４３より排出される塗料の量（基本流量）を１００％とし、絞りバルブ４３を「絞り状態」とした場合における、前記塗料の量（基本流量）に対する、絞りバルブ４３より排出される塗料の量（変化流量）の割合を示したものである。
また、「開口比」とは、絞りバルブ４３を「開状態」とした場合の、バルブシート６４の内周部６４ａの開口面積（内周部６４ａの上端部における断面積）１００％とし、絞りバルブ４３を「絞り状態」とした場合における、前記開口面積に対するオリフィス７４・７４の開口面積の割合を示したものである。
【００９５】
図５に示すように、「開口比」が１０％以下、即ち、「絞り状態」におけるオリフィス７４・７４の開口面積が、「開状態」における絞りバルブ４３の内周部６４ａの開口面積に対して１／１０以下である場合、「流量比」は半減することが分かる。
【００９６】
このような結果から、オリフィス７４・７４の開口面積を、内周部６４ａの開口面積に対して１／１０以下にすることで、エア抜き工程における塗料ロスの量を効果的に低減することが可能であることが実証できた。
【００９７】
また、このような条件に加えて、本発明者らは、以下に示す条件をもって、テーパー面６２ａに形成される溝部６２ｂ・６２ｂを形状することで、エアの前記空間部１６１Ｂと内周部１６４ａとの間の通過を妨げることなく、より効果的に塗料ロスの量を低減することができることを導き出した。
【００９８】
即ち、図３（ｂ）（ｃ）に示すように、ニードル６２のテーパー面６２ａにおいて、拡径側の外径寸法の値を「ｄ」とし、また各溝部６２ｂの幅寸法の値、および深さ寸法の値をそれぞれ「Ｗ」、「Ｄ」とする場合、（１／２０）×ｄ＜Ｗ＜（１／２）×ｄ、且つ（１／４０）×ｄ＜Ｄ＜（１/４）×ｄなる条件を満たすべく、各溝部６２ｂを形成するのである。
【００９９】
以上のように、本実施例における塗料充填装置は、塗料を塗料カートリッジ１０に充填する際の経路である塗料供給経路３２内に留まった塗料およびエアを、前記塗料供給経路３２の外部に排出する排出経路４を備える塗料充填装置１であって、前記排出経路４の中途部には、該排出経路４の開口面積を絞り込む絞りバルブ４３（１４３）が配設され、前記絞りバルブ４３（１４３）は、円環状のバルブシート６４（１６４）と、前記バルブシート６４（１６４）に近接離間可能に設けられるニードル６２（１６２）とを備え、前記ニードル６２（１６２）の先端部には、先端へ向かって縮径するテーパー面６２ａ（１６２ａ）が形成され、前記ニードル６２（１６２）をバルブシート６４（１６４）に近接させて、前記テーパー面６２ａ（１６２ａ）とバルブシート６４（１６４）とを当接することで、前記絞りバルブ４３（１４３）が絞り状態（閉状態）に切り換えられ、前記ニードル６２（１６２）をバルブシート６４（１６４）から離間させて、前記テーパー面６２ａ（１６２ａ）とバルブシート６４（１６４）との間に隙間を形成することで、前記絞りバルブ４３（１４３）が開状態に切り換えられ、前記絞りバルブ４３（１４３）が絞り状態（閉状態）に切り換えられた状態において、前記テーパー面６２ａ（１６２ａ）とバルブシート６４（１６４）との当接部に、該当接部の上流側と下流側とを連通する複数のオリフィス７４・７４（１７４・１７４）が形成されるものである。
【０１００】
このような構成からなる、本実施例における塗料充填装置１に拠れば、塗料供給経路３２内に留まった塗料、およびエアを外部に排出する排出経路４を有し、塗料ロスの量を低減するべく、該排出経路４の中途部に、該排出経路４の開口面積を絞り込むための絞りバルブ４３が配設される塗料充填装置１であって、前記開口面積の絞込み量の調整を容易におこなうことができ、且つ、該絞込み量が経時的に変化することがない前記絞りバルブを有する塗料充填装置を提供することができる。
【０１０１】
即ち、本実施例における絞りバルブ４３（１４３）においては、ニードル６２（１６２）のテーパー面６２ａ（１６２ａ）をバルブシート６４（１６４）の内周部６４ａ（１６４ａ）に挿嵌して、テーパー面６２ａ（１６２ａ）を内周部６４ａ（１６４ａ）の上端縁部に当接するだけで、適切な開口面積を有するオリフィス７４・７４（１７４・１７４）が形成されることとなる。
よって、従来の絞りバルブ１０１（図６を参照）のように、ニードル１０４の移動位置を厳密に調整する必要もなく、容易に排出経路４の開口面積の絞込み量を一定に調整することが可能となり、エア抜き工程の際における塗料ロスを低減することができる。
【０１０２】
また、絞りバルブ４３（１４３）の長期的な使用により、ニードル６２（１６２）のテーパー面６２ａ（１６２ａ）の先端部が、バルブシート６４（１６４）の内周部６４ａ（１６４ａ）を通過する、塗料を含むエアによって経時的に摩耗したとしても、オリフィス７４・７４（１７４・１７４）は、前記テーパー面６２ａ（１６２ａ）と前記内周部６４ａ（１６４ａ）との当接箇所に形成されるため、前記オリフィス７４・７４（１７４・１７４）の開口面積は変化することはない。
よって、排出経路４の開口面積の絞込み量が経時的に変化することもなく、エア抜き工程の際における塗料ロスを効果的に低減することができる。
【０１０３】
さらに、ニードル６２（１６２）先端部におけるテーパー面６２ａ（１６２ａ）をバルブシート６４（１６４）の内周部６４ａ（１６４ａ）より抜脱することで、内周部６４ａ（１６４ａ）は「開状態」となるため、洗浄液や塗料からなる廃液を通すことも可能であり、塗料充填装置１全体として、洗浄工程を行うための別系統からなる排出経路を設けることもなく経済的である。
【０１０４】
また本実施例における塗料充填装置１では、前記オリフィス７４・７４は、前記ニードル６２のテーパー面６２ａに、前記テーパー面６２ａの傾斜に沿いつつ、前記ニードル６２の軸心方向に延出して形成される複数の溝部６２ｂ・６２ｂによって構成されることとしている。
【０１０５】
このような構成を有することで、溝部６２ｂ・６２ｂはテーパー面６２ａ上において、オリフィス７４・７４を通過するエアの流れ方向に沿って形成されることとなる。
よって、オリフィス７４・７４を通過するエアは流速を落とすことなく確実に該オリフィス７４・７４を通過できるのである。
【０１０６】
また、本実施例における塗料充填装置１では、前記オリフィス１７４・１７４は、前記ニードル１６２のテーパー面１６２ａが当接するバルブシート１６４の内周縁部に、前記テーパー面１６２ａの傾斜に沿いつつ、前記ニードル１６２の軸心方向に延出して形成される複数の溝部１６４ｂ・１６４ｂによって構成されることとしている。
【０１０７】
このような構成を有することで、溝部１６４ｂ・１６４ｂは内周部１６４ａのテーパー面１６２ａ側の縁部において、オリフィス１７４・１７４を通過するエアの流れ方向に沿って形成されることとなる。
よって、オリフィス１７４・１７４を通過するエアは流速を落とすことなく確実に該オリフィス１７４・１７４を通過できるのである。
【０１０８】
また本実施例における塗料充填装置１では、前記オリフィス７４・７４（１７４・１７４）の総開口面積は、前記絞りバルブ４３（１４３）が開状態に切り換えられたときのバルブシート６４（１６４）の内周部６４ａ（１６４ａ）の開口面積に対して１／１０以下であることとしている。
【０１０９】
このように、オリフィス７４・７４の開口面積を、内周部６４ａの開口面積に対して１／１０以下にすることで、塗料充填装置１は、エア抜き工程における塗料ロスの量を効果的に低減することを可能としている。
【符号の説明】
【０１１０】
１ 塗料充填装置
４ 排出経路
１０ 塗料カートリッジ
３２ 塗料供給経路
４３ 絞りバルブ
６２ ニードル
６２ａ テーパー面
６４ バルブシート
６４ａ 内周部
７４ オリフィス
１４３ 絞りバルブ
１６２ ニードル
１６２ａ テーパー面
１６４ バルブシート
１６４ａ 内周部
１６４ｂ 溝部
１７４ オリフィス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗料を塗料貯留部材に充填する際の経路である塗料供給経路内に留まった塗料およびエアを、前記塗料供給経路の外部に排出する排出経路を備える塗料充填装置であって、
前記排出経路の中途部には絞りバルブが配設され、
前記絞りバルブは、円環状のバルブシートと、前記バルブシートに近接離間可能に設けられるニードルとを備え、
前記ニードルの先端部には、先端へ向かって縮径するテーパー面が形成され、
前記ニードルをバルブシートに近接させて、前記テーパー面とバルブシートとを当接することで、前記絞りバルブが閉状態に切り換えられ、
前記ニードルをバルブシートから離間させて、前記テーパー面とバルブシートとの間に隙間を形成することで、前記絞りバルブが開状態に切り換えられ、
前記絞りバルブが閉状態に切り換えられた状態において、前記テーパー面とバルブシートとの当接部に、該当接部の上流側と下流側とを連通する複数のオリフィスが形成される、
ことを特徴とする塗料充填装置。
【請求項２】
前記オリフィスは、
前記ニードルのテーパー面に、
前記テーパー面の傾斜に沿いつつ、前記ニードルの軸心方向に延出して形成される複数の溝部によって構成される、
ことを特徴とする、請求項１に記載の塗料充填装置。
【請求項３】
前記オリフィスは、
前記ニードルのテーパー面が当接するバルブシートの内周縁部に、
前記テーパー面の傾斜に沿いつつ、前記ニードルの軸心方向に延出して形成される複数の溝部によって構成される、
ことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の塗料充填装置。
【請求項４】
前記オリフィスの開口面積は、前記絞りバルブが開状態に切り換えられたときの前記バルブシートの開口面積に対して１／１０以下である、
ことを特徴とする、請求項１乃至請求項３の内の何れか一項に記載の塗料充填装置。
【請求項１】
塗料を塗料貯留部材に充填する際の経路である塗料供給経路内に留まった塗料およびエアを、前記塗料供給経路の外部に排出する排出経路を備える塗料充填装置であって、
前記排出経路の中途部には絞りバルブが配設され、
前記絞りバルブは、円環状のバルブシートと、前記バルブシートに近接離間可能に設けられるニードルとを備え、
前記ニードルの先端部には、先端へ向かって縮径するテーパー面が形成され、
前記ニードルをバルブシートに近接させて、前記テーパー面とバルブシートとを当接することで、前記絞りバルブが閉状態に切り換えられ、
前記ニードルをバルブシートから離間させて、前記テーパー面とバルブシートとの間に隙間を形成することで、前記絞りバルブが開状態に切り換えられ、
前記絞りバルブが閉状態に切り換えられた状態において、前記テーパー面とバルブシートとの当接部に、該当接部の上流側と下流側とを連通する複数のオリフィスが形成される、
ことを特徴とする塗料充填装置。
【請求項２】
前記オリフィスは、
前記ニードルのテーパー面に、
前記テーパー面の傾斜に沿いつつ、前記ニードルの軸心方向に延出して形成される複数の溝部によって構成される、
ことを特徴とする、請求項１に記載の塗料充填装置。
【請求項３】
前記オリフィスは、
前記ニードルのテーパー面が当接するバルブシートの内周縁部に、
前記テーパー面の傾斜に沿いつつ、前記ニードルの軸心方向に延出して形成される複数の溝部によって構成される、
ことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の塗料充填装置。
【請求項４】
前記オリフィスの開口面積は、前記絞りバルブが開状態に切り換えられたときの前記バルブシートの開口面積に対して１／１０以下である、
ことを特徴とする、請求項１乃至請求項３の内の何れか一項に記載の塗料充填装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１８９２５６（Ｐ２０１１−１８９２５６Ａ）
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５６５６８（Ｐ２０１０−５６５６８）
【出願日】平成２２年３月１２日（２０１０．３．１２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００１１０３４３）トリニティ工業株式会社 (147)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１２日（２０１０．３．１２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００１１０３４３）トリニティ工業株式会社 (147)
【Ｆターム（参考）】
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