流路切替え装置
【課題】 塗装システムのような流体供給システムにおいて好適に用いられる流路切替え装置を提供する。
【解決手段】 切替えバルブ装置１４０は、流体が導入される第１の流入口１５５及び流体が導出される第２の流出口１６３に連通する第１のシリンダ部１４３と、第１の流出口１５６及び第２の流入口１６６に連通する第２のシリンダ部１４４と、第１のシリンダ部１４３と第２のシリンダ部１４４とを接続する接続部１５７と、第１及び第２のシリンダ部１４３、１４４において流体の圧力により移動自在で、それぞれ第１の流入口１５５と第２の流出口１６３との間及び第１の流出口１５６と第２の流入口１６６との間を開閉するように挿入された第１及び第２のバルブ１４６、１４７と、第１及び第２のシリンダ部１４３、１４４において第１及び第２のバルブ１４６、１４７を開閉移動させるアクチュエータ１５１、１５２とを備える。
【解決手段】 切替えバルブ装置１４０は、流体が導入される第１の流入口１５５及び流体が導出される第２の流出口１６３に連通する第１のシリンダ部１４３と、第１の流出口１５６及び第２の流入口１６６に連通する第２のシリンダ部１４４と、第１のシリンダ部１４３と第２のシリンダ部１４４とを接続する接続部１５７と、第１及び第２のシリンダ部１４３、１４４において流体の圧力により移動自在で、それぞれ第１の流入口１５５と第２の流出口１６３との間及び第１の流出口１５６と第２の流入口１６６との間を開閉するように挿入された第１及び第２のバルブ１４６、１４７と、第１及び第２のシリンダ部１４３、１４４において第１及び第２のバルブ１４６、１４７を開閉移動させるアクチュエータ１５１、１５２とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば静電塗装システムにおいて、塗料や洗浄液等の流体を塗装ガン等に供給する流路を切り替える手段として用いられる流路切替え装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の静電塗装システムとして、水供給装置から供給される水を純水にし、この純水で塗装ガンに装着された塗料カートリッジ内の塗料を押し出して塗料ノズルから噴出させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この塗装システムでは、塗装ガンは、塗装ガン本体と、この塗装ガン本体に着脱自在に取付けられた塗料カートリッジとしての塗料タンクユニットとからなり、塗料タンクユニットは、塗料を収容する塗料室と、この塗料室に連通する塗料ノズルと、上記の純水が供給される押し出し液室とを備え、これらの塗料室と押し出し液室とがピストンによって区画されている。また、純水供給装置から押し出し室に純水が供給されると、純水がピストンを介して塗料室内の塗料を押し出し、塗料ノズルから噴射させる。
【特許文献１】特開２００６−３４６５９６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の塗装システムでは、塗装頻度の多い色の導電性塗料を取り扱う場合、１回の塗装毎に塗料タンクユニットを交換する必要があり、塗装工数が増える。
【０００５】
そこで、カートリッジ式の塗料供給のほかに水又は洗浄液で塗料を押し出す機構を備えることが提案され、その場合には塗料や他の流体の供給を切り替えることが必要となる。そのための手段としてバルブ機構が用いられるが、従来の流体切替えバルブ機構は、構造が複雑であり、重量においても、例えば塗装ロボットに持たせて作動させるには適していなかった。
【０００６】
本発明の目的は、上記塗装システムのような流体供給システムにおいて好適に用いられる流路切替え装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の流路切替え装置は、流体が導入される第１及び第２の流入口と、流体が導出される第１及び第２の流出口と、第１の流入口及び第２の流出口に連通する第１のシリンダ部と、第１の流出口及び第２の流入口に連通する第２のシリンダ部と、第１のシリンダ部と第２のシリンダ部とを接続する接続部と、第１及び第２のシリンダ部において前記流体の圧力により移動自在で、それぞれ第１の流入口と第２の流出口との間、及び第１の流出口と第２の流入口との間を開閉するように挿入された第１及び第２のバルブと、第１及び第２のシリンダ部において第１及び第２のバルブの少なくとも一方を開閉移動させるアクチュエータとを備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の流路切替え装置においては、後述の塗料又は水、洗浄液等の流体を通過させる場合には、アクチュエータにより、第１バルブを第１の流入口と第２の流出口の間を閉じるように移動させると、第１流入口に入った流体は、第１シリンダ部から、第１シリンダ部と第２シリンダ部とを接続する接続部を通って第２シリンダ部に至り、第２バルブを移動させて、第２シリンダ部から第１流出口を通って流出する。
【０００９】
一方、他の流路に供給する場合には、アクチュエータにより、第１バルブを第１の流入口と第２の流出口との間を開くように移動させると、第１流入口に入った流体は、第１シリンダ部から第２の流出口に達して流出する。また、第２流入口に流入した流体は、第２シリンダ部から第１流出口に達して流出する。
【００１０】
本発明によれば、上記のように、アクチュエータの作用により、第１のバルブで開かれた流路を通る流体が一定の圧力を十分に超えていると、この流体は、第２のバルブを押し開いて流路を容易に切り替えることができるので、導電性塗料又は液体などの流体の流路を容易に切り替えることができる。その構成も、２つの流入口又は２つの流出口に連通した２つのシリンダ部にそれぞれアクチュエータにより駆動されるバルブを設け、各バルブで開閉する簡易な構造であり、装置として軽量化されると共に、コストを抑えることができる。
【００１１】
本発明の実施形態では、第１及び第２のバルブを夫々開閉移動させる一対のアクチュエータを備える。この場合には、対応する各アクチュエータで各バルブを開閉移動させるので、より確実に流路を切替えることができる。
【００１２】
本発明の流路切替え装置は、例えば次のような塗装装置に用いられる。それは、塗料供給部から塗装ガンに導電性塗料又は液体を供給する塗料供給路に、導電性塗料又は液体を一旦貯留するとともに貯留された導電性塗料又は液体を塗装ガン側へ押し出す貯留部と、塗料供給部と貯留部との間を電気的に遮断する絶縁部とを備え、高電圧が加えられた導電性塗料を塗装ガンに供給することにより静電塗装を行うか、或いは、液体を塗装ガンに供給することにより塗料供給路の洗浄を行うものであって、貯留部と塗装ガンとの間に流体回路を備え、この流体回路に着脱自在に塗料カートリッジが接続され、この塗料カートリッジでは、内部にフリーピストンを移動自在に設けることで、液体が供給される流体室と、導電性塗料が充填された塗料室とに区画し、塗料供給部から供給されて貯留部に貯留された液体を、流体回路を介して塗料カートリッジの流体室に供給することにより、フリーピストンで塗料室内の導電性塗料を押し出して塗装ガンに供給するものである。
【００１３】
この塗装装置において、塗料カートリッジ内の塗料室に充填された導電性塗料を塗装ガンに供給する場合は、まず、液体を塗料供給部から貯留部に供給して貯留させ、次に、貯留部内の液体を流体回路を介して塗料カートリッジ内の流体室に供給する。この結果、流体室内の液体がピストンを介して塗料室内の導電性塗料を押し出し、導電性塗料が塗装ガンに供給される。このとき、塗料カートリッジ内の導電性塗料は、塗料供給路の洗浄に使われる液体によって押し出されるため、塗料カートリッジ内の導電性塗料を押し出すために特別な動力源やこの動力源を含む貯留部を必要としない。すなわち、塗料供給部から供給される液体を利用して、塗料カートリッジ内の導電性塗料を塗装ガンに供給することができ、塗料カートリッジに専用の液体を供給する流体供給部や流体供給部の動力源、動力源を備える貯留部を設ける必要がなく、コストを低減することができる。
【００１４】
また、塗料供給部から供給される液体で塗料供給路を洗浄する要領で塗料供給部から塗料カートリッジへ液体を供給することができ、塗料カートリッジ内の塗料を押し出すための特別な方法が必要ないため、静電塗装を効率良く行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明の実施形態に係る流路切替え装置を構成するバルブ装置の断面図である。
【００１６】
このバルブ装置１４０は、複数の通路が設けられたハウジング１４１と、このハウジング１４１内に形成された第１シリンダ１４３及び第２シリンダ１４４にそれぞれ移動自在に挿入された第１バルブ１４６及び第２バルブ１４７と、これらの第１バルブ１４６及び第２バルブ１４７を開閉するためにハウジング１４１外に配置されたシリンダ型の第１アクチュエータ１５１及び第２アクチュエータ１５２とからなる。
【００１７】
ハウジング１４１は、第１シリンダ１４３に通じる第１流入口１５５と、第２シリンダ１４４に通じる第１流出口１５６と、第１シリンダ１４３及び第２シリンダ１４４のそれぞれを接続する接続部１５７と、第１シリンダ１４３に対して接続部１５７と対向する位置に第１シリンダ１４３に通じるように形成された第１横穴１６１と、この第１横穴１６１に接続する第２流出口１６３と、第２シリンダ１４４に対して接続部１５７と対向する位置に第２シリンダ１４４に通じるように形成された第２横穴１６４と、この第２横穴１６４に接続する第２流入口１６６とが形成されている。
【００１８】
このバルブ装置１４０が、例えば図４に示す塗装システムに用いられる場合、上記の第１流入口１５５及び第２流出口１５６は、それぞれ後述の第１送出路１５ａ、第２送出路１５ｂに接続され、第２流出口１６３は供給路７１に接続され、第２流入口１６６は送出路７４に接続される。
【００１９】
第１シリンダ１４３及び第２シリンダ１４４は、それぞれ大径穴１４３ａ，１４４ａと、大径穴１４３ａ，１４４ａの両側に隣接する雌テーパ部１４３ｂ，１４４ｂ、雌テーパ部１４３ｃ，１４４ｃとを備える。
【００２０】
第１バルブ１４６は、バルブ本体１４６Ａと、このバルブ本体１４６Ａに一体に形成されたロッド部１４６Ｂとからなり、ロッド部１４６Ｂが、第１アクチュエータ１５１内に移動自在に挿入されたピストン（図示せず）に連結されている。
【００２１】
バルブ本体１４６Ａは、大径穴１４３ａに移動自在に嵌合する大径部１４６ａと、雌テーパ部１４３ｂ，１４３ｃにそれぞれ嵌合可能に大径部１４６ａの両側に形成された雄テーパ部１４６ｂ，１４６ｃとからなる。
【００２２】
第２バルブ１４７は、バルブ本体１４７Ａと、このバルブ本体１４７Ａに一体に形成されたロッド部１４７Ｂとからなり、ロッド部１４７Ｂが、第２アクチュエータ１５２内に移動自在に挿入されたピストン（図示せず）に連結されている。
【００２３】
バルブ本体１４７Ａは、大径穴１４４ａに移動自在に嵌合する大径部１４７ａと、雌テーパ部１４４ｂ，１４４ｃに嵌合可能に大径部１４７ａの両側に形成された雄テーパ部１４７ｂ，１４７ｃとからなる。
【００２４】
次に、上記バルブ装置１４０が、後述の導電性塗料のような流体を通過させるときの作用を説明する。
【００２５】
第１バルブ１４６を、雄テーパ部１４６ｂが雌テーパ部１４３ｂに嵌合するように第１アクチュエータ１５１によって移動させる一方、第２バルブ１４７を、雄テーパ部１４７ｂが雌テーパ部１４４ｂに嵌合するように第２アクチュエータ１５２によって移動させる。これにより、第１流入口１５５が第１シリンダ１４３を介して接続部１５７に連通し、接続部１５７が第２シリンダ１４４を介して第１流出口１５６に連通する。
【００２６】
この状態で、白抜き矢印Ｄで示すように、流体を第１送出路１５ａから第１流入口１５５に流入させる。この結果、流体は、第１流出口１５５から第１シリンダ１４３及び接続部１５７を通って第２シリンダ１４４に至り、第２シリンダ１４４から第１流出口１５６を通って第２送出路１５ｂに流出する。
【００２７】
次に、上記バルブ装置１４０が導電性塗料のような流体を他の流路（例えば、図４の中継路７１）に供給するときの作用について説明する。
【００２８】
図２に示すように、第１バルブ１４６を、雄テーパ部１４６ｃが雌テーパ部１４３ｃに嵌合するように第１アクチュエータ１５１によって移動させる一方、第２バルブ１４７を、雄テーパ部１４７ｃが雌テーパ部１４４ｃに嵌合するように第２アクチュエータ１５２によって移動させる。これにより、第１流入口１５５が第１シリンダ１４３を介して第１横穴１６１、第２流出口１６３に連通し、第２流入口１６６が第２横穴１６４、第２シリンダ１４４を介して第１流出口１５６に連通する。
【００２９】
この状態で、白抜き矢印Ｅで示すように、流体を第１送出路１５ａから第１流入口１５５に流入させる。この結果、流体は、第１流出口１５５から第１シリンダ１４３及び第１横穴１６１を介して第２流出口１６３に流れ、第２流出口１６３から供給路７１へ流出する。
【００３０】
また、白抜き矢印Ｆで示すように、送出路７４から第２流入口１６６に流入した流体は、第２流入口１６６から第２横穴１６４、第２シリンダ１４４を介して第１流出口１５６に流れ、第１流出口１５６から第２送出路１５ｂへ流出する。
【００３１】
以上のように、本実施形態のバルブ装置１４０は、第１アクチュエータ１５１及び第２アクチュエータ１５２の作用下に、導電性塗料又は液体などの流体の流路を容易に切り替えることができる。しかも、構造は簡潔であるから、コストを抑えることができる。
【００３２】
また、図示していないが、第１アクチュエータ１５１の作用下に第１バルブ１４６で開かれた流路を通る流体が一定の圧力を十分に超えていると、この流体は、第２バルブ１４７を押し開いて流路を容易に切り替えることができるので、第２アクチュエータ１５２を省略することができる。これにより、更なる簡易化と軽量化を図ると共にコストを抑えることができる。
【００３３】
図３は、上記実施形態に係る流路切替え装置の使用例として静電塗装装置を示す図である。
【００３４】
この静電塗装装置１０は、色の異なる複数の導電性塗料を供給する図示せぬ塗料供給部に接続されてそれらの導電性塗料の供給を切り替える色替弁機構１１と、この色替弁機構１１を後で詳述する塗装ガン側に対して電気的に絶縁するブロック弁機構１２と、このブロック弁機構１２に接続されて導電性塗料を一旦貯める貯留槽１３と、被塗装物に導電性塗料を噴射させる塗装ガン１４と、これらの貯留槽１３及び塗装ガン１４のそれぞれの間を接続する送出路１５と、この送出路１５に設けられた切替えバルブ装置１４０（図１）と、この切替えバルブ装置１４０に接続された中継路１７と、この中継路１７に設けられたカートリッジ台１８に着脱自在に取付けられた塗料カートリッジ１９とからなる。
【００３５】
送出路１５は、貯留槽１３から切替えバルブ装置１４０に至る第１送出路１５ａと、切替えバルブ装置１４０から塗装ガン１４（詳しくは、後述するトリガ弁６２）に至る第２送出路１５ｂと、塗装ガン１４のトリガ弁６２より先端側（噴出口１４ａを含む）の第３送出路１５ｃとからなる。
【００３６】
色替弁機構１１は、乾燥用エアＡ、水Ｗ及び洗浄液Ｓの供給を制御する第１洗浄弁２１と、色の異なる複数の導電性塗料を供給する図示しない塗料供給部に接続されてそれらの導電性塗料の供給を制御する塗料弁２２，２３，２４とを備えて構成されている。
【００３７】
ブロック弁機構１２は、色替弁機構１１に供給路３１を介して接続された切換弁３２と、この切換弁３２に樹脂製電気絶縁性管路としての供給路３３を介して接続された切換弁３４とからなる。なお、３６は供給路３１に第１ダンプ弁３７を介して接続された第１排水路、３８は切換弁３２に供給路４１を介して接続されてエアＡ、水Ｗ及び洗浄液Ｓの供給を制御する第２洗浄弁、４２は切換弁３４に一方向弁４３を介して接続された第２排出路である。
【００３８】
切換弁３２は、色替弁機構１１側と第２洗浄弁３８側とを切り換えるものである。切換弁３４は、供給路４５を介して接続された貯留槽１３側と、第２排水路４２側とを切り換えるものである。
【００３９】
貯留槽１３は、シリンダ５１と、このシリンダ５１内に移動自在に挿入されたピストン５２と、このピストン５２に取付けられたロッド５３と、シリンダ５１及びピストン５２で形成されたシリンダ室５４と、シリンダ５１の端部に設けられてシリンダ室５４に連通する注入口５６及び吐出口５７とからなる。
【００４０】
ロッド５３は、サーボモータ５８にボールねじ手段５９を介して連結され、サーボモータ５８を駆動することで、ボールねじ手段５９を介してロッド５３及びピストン５２がシリンダ軸方向（Ａで示す方向）に進退動する。
【００４１】
塗装ガン１４は、切替えバルブ装置１４０に第２送出路１５ｂを介して接続された第２ダンプ弁６１及びトリガ弁６２を備え、図示せぬ高電圧印加手段に接続されている。なお、１４ａは塗装ガン１４の噴出口であり、送出路１５の端部を構成する部分である。
【００４２】
第２ダンプ弁６１は、洗浄時に発生する導電性塗料及び洗浄液を含む廃液を送出路１５の外部に排出するための第３排出路６４に接続されている。第３排出路６４は、エアＡ、水Ｗ及び洗浄液Ｓの供給を制御する第３洗浄弁６６に一方向弁６７を介して接続されている。
【００４３】
トリガ弁６２は、導電性塗料の塗装ガン１４からの噴出を制御するものである。
【００４４】
上記した供給路３１，３３，４５、貯留槽１３、第１送出路１５ａ、第２送出路１５ｂ及び切替えバルブ装置１４０は、塗料供給部から塗装ガン１４に至る主塗料供給路６８を構成する部分である。
【００４５】
この静電塗装装置において、切替えバルブ装置１４０は、貯留槽１３に導電性塗料を貯めたときにこの導電性塗料を塗装ガン１４に供給する塗料供給路と、貯留槽１３に水Ｗ又は洗浄液Ｓを貯めたときにこの水Ｗ又は洗浄液Ｓを塗料カートリッジ１９に供給するとともに塗料カートリッジ１９内の導電性塗料を塗装ガン１４に供給する流体・塗料供給路とを切り替える手段として用いられる。
【００４６】
中継路１７は、カートリッジ台１８と、切替えバルブ装置１４０の一端及びカートリッジ台１８のそれぞれに接続された供給路７１と、カートリッジ台１８の出力側に設けられた３方弁７２と、この３方弁７２に接続されてエアＡ及び水Ｗの供給を制御する洗浄弁７３と、３方弁７２及び切替えバルブ装置１４０の他端のそれぞれに接続された送出路７４とからなる。上記の切替えバルブ装置１４０と中継路１７とで、流体回路１０Ａを構成している。
【００４７】
塗料カートリッジ１９は、シリンダ８１と、このシリンダ８１内に移動自在に挿入されたフリーピストン８２と、このフリーピストン８２によってシリンダ８１内に区画された流体室８３及び塗料室８４のうちの流体室８３とカートリッジ台１８とを接続する流体通路８６と、シリンダ８１内の塗料室８４とカートリッジ台１８とを接続する塗料通路８７とを備える。
【００４８】
上記した塗料カートリッジ１９の塗料通路８７、カートリッジ台１８、３方弁７２、送出路７４、切替えバルブ装置１４０、第２送出路１５ｂ、第３送出路１５ｃは、塗料カートリッジ１９から塗装ガン１４に至る副塗料供給路８８を構成している。
【００４９】
次に、上記静電塗装装置１０の作動について説明する。
【００５０】
まず、図４に示すように、ブロック弁機構１２の切換弁３２，３４を開け、色替弁機構１１の例えば、塗料弁２２を開けた状態で、貯留槽１３のサーボモータ５８を駆動してピストン５２をＡ１方向に移動させる。
【００５１】
これにより、所定の色の導電性塗料が、塗料弁２２から供給路３１，３３，４５を通って貯留槽１３のシリンダ室５４に充填される。
【００５２】
次に、図５に示すように、サーボモータ５８が引き続き駆動され、ピストン５２がＡ１方向に移動中の状態で、塗料弁２２を閉じ、第１ダンプ弁３７を開く。これによって、供給路４５内の導電性塗料は、シリンダ室５４内に引き込まれ、供給路３３内には導電性塗料と置換された空気が導入される。
【００５３】
図６に示すように、貯留槽１３のシリンダ室５４への導電性塗料の充填が終了した後に、ブロック弁機構１２の切換弁３２，３４の流路を切換え、第２洗浄弁３８を開け、第２洗浄弁３８から洗浄液を供給路３３に供給して供給路３３を洗浄する。このときの廃液は第２排出路４２から排出される。更に、第２洗浄弁３８から供給路３３に空気を供給して供給路３３を乾燥させる。この結果、切換弁３２，３４間が電気的に絶縁される。
【００５４】
図７に示すように、トリガ弁６２を開け、サーボモータ５８を駆動させてピストン５２をＡ２方向に移動させることにより、シリンダ室５４から送出路１５に導電性塗料を圧送する。これにより、導電性塗料が切替えバルブ装置１４０、トリガ弁６２を通って塗装ガン１４に供給され、噴出口１４ａから噴出するとともに導電性塗料に高電圧が印加されて図示しない被塗装物に静電塗装が行われる。
【００５５】
図８に示すように、静電塗装終了後、貯留槽１３内に残存する導電性塗料をブロック弁機構１２側に一旦戻す。
【００５６】
即ち、トリガ弁６２を閉じ、切換弁３２，３４を切り換えて供給路３１，３３，４５を接続し、第１ダンプ弁３７を開けて供給路３１に第１排出路３６を接続して、サーボモータ５８を駆動させ、ピストン５２を矢印Ａ２方向に移動させることで、シリンダ室５４内の導電性塗料を供給路４５，３３に一旦戻す。このとき、供給路４５，３３内の空気は、導電性塗料によって供給路３１に押し出され、第１排出路３６から排出される。
【００５７】
従って、次に、同色の導電性塗料による静電塗装を行うために塗料弁２２が開けられて供給路３１に導電性塗料が供給される際、この導電性塗料中に空気が混在することがなく、貯留槽１３に空気が導入されることを阻止することができ、簡単な工程で、塗装品質を良好に保つことができる。
【００５８】
また、上記の導電性塗料とは異なる色の新たな導電性塗料を使用する場合には、前述の塗装作業終了後に、塗装ガン１４への高電圧の印加を解除するとともに、ブロック弁機構１２の切換弁３２，３４を切り換えて第１洗浄弁２１を開けることにより洗浄液を貯留槽１３のシリンダ室５４に注入し、この洗浄液を、シリンダ室５４から送出路１５、切替えバルブ装置１４０を介して塗装ガン１４へ送り、塗装ガン１４内を洗浄した後に噴出口１４ａから外部に噴出させて排出し、塗料供給部から塗装ガン１４までの主塗料供給路６８を洗浄する。
【００５９】
そして、色替弁機構１１の、例えば塗料弁２３を介して、異なる色の導電性塗料を貯留槽１３のシリンダ室５４に供給し、前述と同様の方法により塗装作業を行うようにすればよい。
【００６０】
次に、上記静電塗装装置１０において、塗料カートリッジ１９内の導電性塗料を塗装ガン１４に供給する要領を説明する。
【００６１】
図９に示すように、まず、ブロック弁機構１２の切換弁３２，３４を開け、第２洗浄弁３８を開けた状態で、貯留槽１３のサーボモータ５８を駆動してピストン５２をＡ１方向に移動させる。これにより、水又は洗浄液が、第２洗浄弁３８から供給路４１，３３，４５を通って貯留槽１３のシリンダ室５４に充填される。
【００６２】
図１０に示すように、ブロック弁機構１２の切換弁３４の流路を切換え、第２洗浄弁３８を開け、第２洗浄弁３８から供給路３３に空気を供給して供給路３３を乾燥させる。この結果、切換弁３２，３４間が電気的に絶縁される。
【００６３】
図１１に示すように、サーボモータ５８を駆動させてピストン５２をＡ２方向に移動させることにより、シリンダ室５４内の水又は洗浄液を第１送出路１５ａ、切替えバルブ装置１４０及び供給路７１を介して塗料カートリッジ１９内に送り、流体通路８６から流体室８３に供給する。
【００６４】
この結果、流体室８３内の圧力が高まり、フリーピストン８２が移動して塗料室８４内の導電性塗料を、塗料通路８７を介して中継路１７に押し出す。導電性塗料は、中継路１７の３方弁７２、送出路７４を通り、再び切替えバルブ装置１４０を通って、送出路１５を塗装ガン１４まで送られ、噴出口１４ａから噴出することで被塗装物の静電塗装が行われる。
【００６５】
次に、塗料カートリッジ１９を使用したときの副塗料供給路８８の洗浄の要領を説明する。
【００６６】
図１２に示すように、まず、洗浄弁７３を開け、３方弁７２、送出路７４、切替えバルブ装置１４０及び第２送出路１５ｂを介して、塗装ガン１４までの副塗料供給路８８に洗浄液を供給し、トリガ弁６２を開いた状態で洗浄液を噴出口１４ａから噴出させ、排出させて、塗料カートリッジ１９から塗装ガン１４に至る副塗料供給路８８の洗浄を行う。
【００６７】
上記の静電塗装装置は、塗料供給部から塗装ガン１４に導電性塗料又は液体を供給する塗料供給路に、導電性塗料又は液体を一旦貯留するとともに貯留された導電性塗料又は液体を塗装ガン１４側へ押し出す貯留部１３と、塗料供給部と貯留部１３との間を電気的に遮断する絶縁部としてのブロック弁機構１２とを備え、貯留部１３と塗装ガン１４との間には流体回路１０Ａを備え、この流体回路１０Ａに着脱自在に塗料カートリッジ１９が接続され、導電性塗料を貯留部１３から流体回路１０Ａを介して供給する際、或いは導電性塗料を塗料カートリッジ１９から流体回路１０Ａを介して供給する際に高電圧を加えることで、この高電圧が加えられた導電性塗料を塗装ガン１４に供給することにより静電塗装を行うものである。
【００６８】
この装置で実施される静電塗装方法は、塗料カートリッジ１９内の塗料室８４に充填された導電性塗料を塗装ガン１４に供給する際は、液体を塗料供給部から貯留部１３に供給して貯留する工程と、貯留部１３内の液体を流体回路１０Ａを介して、塗料カートリッジ１９内でフリーピストン８２によって塗料室８４と隔てられた流体室８３に供給することで、フリーピストン８２を塗料室８４側へ押し出し、フリーピストン８２の移動により塗料室８４内の導電性塗料を塗装ガン１４に供給する工程とを備えるので、塗料供給部から供給される水Ｗ又は洗浄液Ｓ等の液体を利用して、塗料カートリッジ１９内の導電性塗料を塗装ガン１４に供給することができ、塗料カートリッジ１９に専用の水又は洗浄液を供給する流体供給部や流体供給部の動力源、動力源を備える貯留部を設ける必要がなく、コストを低減することができる。
【００６９】
また、塗料供給部から供給される水Ｗ又は洗浄液Ｓで塗料供給路を洗浄する要領で塗料供給部から塗料カートリッジ１９へ水Ｗ又は洗浄液Ｓを供給することができ、塗料カートリッジ１９内の導電性塗料を押し出すための特別な方法が必要ないため、静電塗装を効率良く行うことができる。
【００７０】
更に、静電塗装装置は、塗料供給部から塗装ガン１４に導電性塗料又は液体を供給する塗料供給路に、導電性塗料又は液体を一旦貯留するとともに貯留された導電性塗料又は液体を塗装ガン１４側へ押し出す貯留部１３と、塗料供給部と貯留部１３との間を電気的に遮断するブロック弁機構１２とを備え、高電圧が加えられた導電性塗料を塗装ガン１４に供給することにより静電塗装を行うか、或いは、液体を塗装ガン１４に供給することにより塗料供給路の洗浄を行う静電塗装装置１０において、貯留部１３と塗装ガン１４との間に流体回路１０Ａを備え、この流体回路１０Ａに着脱自在に塗料カートリッジ１９が接続され、この塗料カートリッジ１９では、内部にフリーピストン８２を移動自在に設けることで、液体が供給される流体室８３と、導電性塗料が充填された塗料室８４とに区画し、塗料供給部から供給されて貯留部１３に貯留された液体を流体回路１０Ａを介して塗料カートリッジ１９の流体室８３に供給することにより、フリーピストン８２で塗料室８４内の導電性塗料を押し出して塗装ガン１４に供給するので、塗料供給部から供給される水Ｗ又は洗浄液Ｓ等の液体を利用して、塗料カートリッジ１９内の導電性塗料を塗装ガン１４に供給することができ、塗料カートリッジ１９に専用の水又は洗浄液を供給する流体供給部や流体供給部の動力源、動力源を備える貯留部を設ける必要がなく、コストを低減することができる。
【００７１】
また、切替えバルブ装置１４０は、第１シリンダ及び第２シリンダへのエアの供給又は停止を制御するだけなので、比較的軽くできる。これにより、塗装ガン１４とその他塗装ガン１４に導電性塗料を供給する供給系（切替えバルブ装置１４０を含む）を保持する６軸関節ロボット等の保持手段の負荷も、比較的軽減される。
【００７２】
以上のとおり、実施形態について説明したが、本発明の流路切替え装置は、上記のような塗装装置に限らず、種々の流体供給システムにおいて流体の通路や供給路を切り替える手段として用いることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施形態に係る切替えバルブ装置の断面図である。
【図２】実施形態の切替えバルブ装置の作用を示す断面図である。
【図３】本発明に係る流路切替えバルブ装置を用いた静電塗装装置の構成図である。
【図４】静電塗装装置の作用を示す第１作用図である。
【図５】静電塗装装置の作用を示す第２作用図である。
【図６】静電塗装装置の作用を示す第３作用図である。
【図７】静電塗装装置の作用を示す第４作用図である。
【図８】静電塗装装置の作用を示す第５作用図である。
【図９】静電塗装装置の作用を示す第６作用図である。
【図１０】静電塗装装置の作用を示す第７作用図である。
【図１１】静電塗装装置の作用を示す第８作用図である。
【図１２】静電塗装装置の作用を示す第９作用図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０…静電塗装装置、１０Ａ…流体回路、１２…絶縁部（ブロック弁機構）、１３…貯
留槽、１４…塗装ガン、１８…カートリッジ台、８２…フリーピストン、８３…流体室、８４…塗料室、１４０…切替えバルブ装置、Ｓ，Ｗ…液体（洗浄液、水）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば静電塗装システムにおいて、塗料や洗浄液等の流体を塗装ガン等に供給する流路を切り替える手段として用いられる流路切替え装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の静電塗装システムとして、水供給装置から供給される水を純水にし、この純水で塗装ガンに装着された塗料カートリッジ内の塗料を押し出して塗料ノズルから噴出させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この塗装システムでは、塗装ガンは、塗装ガン本体と、この塗装ガン本体に着脱自在に取付けられた塗料カートリッジとしての塗料タンクユニットとからなり、塗料タンクユニットは、塗料を収容する塗料室と、この塗料室に連通する塗料ノズルと、上記の純水が供給される押し出し液室とを備え、これらの塗料室と押し出し液室とがピストンによって区画されている。また、純水供給装置から押し出し室に純水が供給されると、純水がピストンを介して塗料室内の塗料を押し出し、塗料ノズルから噴射させる。
【特許文献１】特開２００６−３４６５９６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の塗装システムでは、塗装頻度の多い色の導電性塗料を取り扱う場合、１回の塗装毎に塗料タンクユニットを交換する必要があり、塗装工数が増える。
【０００５】
そこで、カートリッジ式の塗料供給のほかに水又は洗浄液で塗料を押し出す機構を備えることが提案され、その場合には塗料や他の流体の供給を切り替えることが必要となる。そのための手段としてバルブ機構が用いられるが、従来の流体切替えバルブ機構は、構造が複雑であり、重量においても、例えば塗装ロボットに持たせて作動させるには適していなかった。
【０００６】
本発明の目的は、上記塗装システムのような流体供給システムにおいて好適に用いられる流路切替え装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の流路切替え装置は、流体が導入される第１及び第２の流入口と、流体が導出される第１及び第２の流出口と、第１の流入口及び第２の流出口に連通する第１のシリンダ部と、第１の流出口及び第２の流入口に連通する第２のシリンダ部と、第１のシリンダ部と第２のシリンダ部とを接続する接続部と、第１及び第２のシリンダ部において前記流体の圧力により移動自在で、それぞれ第１の流入口と第２の流出口との間、及び第１の流出口と第２の流入口との間を開閉するように挿入された第１及び第２のバルブと、第１及び第２のシリンダ部において第１及び第２のバルブの少なくとも一方を開閉移動させるアクチュエータとを備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の流路切替え装置においては、後述の塗料又は水、洗浄液等の流体を通過させる場合には、アクチュエータにより、第１バルブを第１の流入口と第２の流出口の間を閉じるように移動させると、第１流入口に入った流体は、第１シリンダ部から、第１シリンダ部と第２シリンダ部とを接続する接続部を通って第２シリンダ部に至り、第２バルブを移動させて、第２シリンダ部から第１流出口を通って流出する。
【０００９】
一方、他の流路に供給する場合には、アクチュエータにより、第１バルブを第１の流入口と第２の流出口との間を開くように移動させると、第１流入口に入った流体は、第１シリンダ部から第２の流出口に達して流出する。また、第２流入口に流入した流体は、第２シリンダ部から第１流出口に達して流出する。
【００１０】
本発明によれば、上記のように、アクチュエータの作用により、第１のバルブで開かれた流路を通る流体が一定の圧力を十分に超えていると、この流体は、第２のバルブを押し開いて流路を容易に切り替えることができるので、導電性塗料又は液体などの流体の流路を容易に切り替えることができる。その構成も、２つの流入口又は２つの流出口に連通した２つのシリンダ部にそれぞれアクチュエータにより駆動されるバルブを設け、各バルブで開閉する簡易な構造であり、装置として軽量化されると共に、コストを抑えることができる。
【００１１】
本発明の実施形態では、第１及び第２のバルブを夫々開閉移動させる一対のアクチュエータを備える。この場合には、対応する各アクチュエータで各バルブを開閉移動させるので、より確実に流路を切替えることができる。
【００１２】
本発明の流路切替え装置は、例えば次のような塗装装置に用いられる。それは、塗料供給部から塗装ガンに導電性塗料又は液体を供給する塗料供給路に、導電性塗料又は液体を一旦貯留するとともに貯留された導電性塗料又は液体を塗装ガン側へ押し出す貯留部と、塗料供給部と貯留部との間を電気的に遮断する絶縁部とを備え、高電圧が加えられた導電性塗料を塗装ガンに供給することにより静電塗装を行うか、或いは、液体を塗装ガンに供給することにより塗料供給路の洗浄を行うものであって、貯留部と塗装ガンとの間に流体回路を備え、この流体回路に着脱自在に塗料カートリッジが接続され、この塗料カートリッジでは、内部にフリーピストンを移動自在に設けることで、液体が供給される流体室と、導電性塗料が充填された塗料室とに区画し、塗料供給部から供給されて貯留部に貯留された液体を、流体回路を介して塗料カートリッジの流体室に供給することにより、フリーピストンで塗料室内の導電性塗料を押し出して塗装ガンに供給するものである。
【００１３】
この塗装装置において、塗料カートリッジ内の塗料室に充填された導電性塗料を塗装ガンに供給する場合は、まず、液体を塗料供給部から貯留部に供給して貯留させ、次に、貯留部内の液体を流体回路を介して塗料カートリッジ内の流体室に供給する。この結果、流体室内の液体がピストンを介して塗料室内の導電性塗料を押し出し、導電性塗料が塗装ガンに供給される。このとき、塗料カートリッジ内の導電性塗料は、塗料供給路の洗浄に使われる液体によって押し出されるため、塗料カートリッジ内の導電性塗料を押し出すために特別な動力源やこの動力源を含む貯留部を必要としない。すなわち、塗料供給部から供給される液体を利用して、塗料カートリッジ内の導電性塗料を塗装ガンに供給することができ、塗料カートリッジに専用の液体を供給する流体供給部や流体供給部の動力源、動力源を備える貯留部を設ける必要がなく、コストを低減することができる。
【００１４】
また、塗料供給部から供給される液体で塗料供給路を洗浄する要領で塗料供給部から塗料カートリッジへ液体を供給することができ、塗料カートリッジ内の塗料を押し出すための特別な方法が必要ないため、静電塗装を効率良く行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明の実施形態に係る流路切替え装置を構成するバルブ装置の断面図である。
【００１６】
このバルブ装置１４０は、複数の通路が設けられたハウジング１４１と、このハウジング１４１内に形成された第１シリンダ１４３及び第２シリンダ１４４にそれぞれ移動自在に挿入された第１バルブ１４６及び第２バルブ１４７と、これらの第１バルブ１４６及び第２バルブ１４７を開閉するためにハウジング１４１外に配置されたシリンダ型の第１アクチュエータ１５１及び第２アクチュエータ１５２とからなる。
【００１７】
ハウジング１４１は、第１シリンダ１４３に通じる第１流入口１５５と、第２シリンダ１４４に通じる第１流出口１５６と、第１シリンダ１４３及び第２シリンダ１４４のそれぞれを接続する接続部１５７と、第１シリンダ１４３に対して接続部１５７と対向する位置に第１シリンダ１４３に通じるように形成された第１横穴１６１と、この第１横穴１６１に接続する第２流出口１６３と、第２シリンダ１４４に対して接続部１５７と対向する位置に第２シリンダ１４４に通じるように形成された第２横穴１６４と、この第２横穴１６４に接続する第２流入口１６６とが形成されている。
【００１８】
このバルブ装置１４０が、例えば図４に示す塗装システムに用いられる場合、上記の第１流入口１５５及び第２流出口１５６は、それぞれ後述の第１送出路１５ａ、第２送出路１５ｂに接続され、第２流出口１６３は供給路７１に接続され、第２流入口１６６は送出路７４に接続される。
【００１９】
第１シリンダ１４３及び第２シリンダ１４４は、それぞれ大径穴１４３ａ，１４４ａと、大径穴１４３ａ，１４４ａの両側に隣接する雌テーパ部１４３ｂ，１４４ｂ、雌テーパ部１４３ｃ，１４４ｃとを備える。
【００２０】
第１バルブ１４６は、バルブ本体１４６Ａと、このバルブ本体１４６Ａに一体に形成されたロッド部１４６Ｂとからなり、ロッド部１４６Ｂが、第１アクチュエータ１５１内に移動自在に挿入されたピストン（図示せず）に連結されている。
【００２１】
バルブ本体１４６Ａは、大径穴１４３ａに移動自在に嵌合する大径部１４６ａと、雌テーパ部１４３ｂ，１４３ｃにそれぞれ嵌合可能に大径部１４６ａの両側に形成された雄テーパ部１４６ｂ，１４６ｃとからなる。
【００２２】
第２バルブ１４７は、バルブ本体１４７Ａと、このバルブ本体１４７Ａに一体に形成されたロッド部１４７Ｂとからなり、ロッド部１４７Ｂが、第２アクチュエータ１５２内に移動自在に挿入されたピストン（図示せず）に連結されている。
【００２３】
バルブ本体１４７Ａは、大径穴１４４ａに移動自在に嵌合する大径部１４７ａと、雌テーパ部１４４ｂ，１４４ｃに嵌合可能に大径部１４７ａの両側に形成された雄テーパ部１４７ｂ，１４７ｃとからなる。
【００２４】
次に、上記バルブ装置１４０が、後述の導電性塗料のような流体を通過させるときの作用を説明する。
【００２５】
第１バルブ１４６を、雄テーパ部１４６ｂが雌テーパ部１４３ｂに嵌合するように第１アクチュエータ１５１によって移動させる一方、第２バルブ１４７を、雄テーパ部１４７ｂが雌テーパ部１４４ｂに嵌合するように第２アクチュエータ１５２によって移動させる。これにより、第１流入口１５５が第１シリンダ１４３を介して接続部１５７に連通し、接続部１５７が第２シリンダ１４４を介して第１流出口１５６に連通する。
【００２６】
この状態で、白抜き矢印Ｄで示すように、流体を第１送出路１５ａから第１流入口１５５に流入させる。この結果、流体は、第１流出口１５５から第１シリンダ１４３及び接続部１５７を通って第２シリンダ１４４に至り、第２シリンダ１４４から第１流出口１５６を通って第２送出路１５ｂに流出する。
【００２７】
次に、上記バルブ装置１４０が導電性塗料のような流体を他の流路（例えば、図４の中継路７１）に供給するときの作用について説明する。
【００２８】
図２に示すように、第１バルブ１４６を、雄テーパ部１４６ｃが雌テーパ部１４３ｃに嵌合するように第１アクチュエータ１５１によって移動させる一方、第２バルブ１４７を、雄テーパ部１４７ｃが雌テーパ部１４４ｃに嵌合するように第２アクチュエータ１５２によって移動させる。これにより、第１流入口１５５が第１シリンダ１４３を介して第１横穴１６１、第２流出口１６３に連通し、第２流入口１６６が第２横穴１６４、第２シリンダ１４４を介して第１流出口１５６に連通する。
【００２９】
この状態で、白抜き矢印Ｅで示すように、流体を第１送出路１５ａから第１流入口１５５に流入させる。この結果、流体は、第１流出口１５５から第１シリンダ１４３及び第１横穴１６１を介して第２流出口１６３に流れ、第２流出口１６３から供給路７１へ流出する。
【００３０】
また、白抜き矢印Ｆで示すように、送出路７４から第２流入口１６６に流入した流体は、第２流入口１６６から第２横穴１６４、第２シリンダ１４４を介して第１流出口１５６に流れ、第１流出口１５６から第２送出路１５ｂへ流出する。
【００３１】
以上のように、本実施形態のバルブ装置１４０は、第１アクチュエータ１５１及び第２アクチュエータ１５２の作用下に、導電性塗料又は液体などの流体の流路を容易に切り替えることができる。しかも、構造は簡潔であるから、コストを抑えることができる。
【００３２】
また、図示していないが、第１アクチュエータ１５１の作用下に第１バルブ１４６で開かれた流路を通る流体が一定の圧力を十分に超えていると、この流体は、第２バルブ１４７を押し開いて流路を容易に切り替えることができるので、第２アクチュエータ１５２を省略することができる。これにより、更なる簡易化と軽量化を図ると共にコストを抑えることができる。
【００３３】
図３は、上記実施形態に係る流路切替え装置の使用例として静電塗装装置を示す図である。
【００３４】
この静電塗装装置１０は、色の異なる複数の導電性塗料を供給する図示せぬ塗料供給部に接続されてそれらの導電性塗料の供給を切り替える色替弁機構１１と、この色替弁機構１１を後で詳述する塗装ガン側に対して電気的に絶縁するブロック弁機構１２と、このブロック弁機構１２に接続されて導電性塗料を一旦貯める貯留槽１３と、被塗装物に導電性塗料を噴射させる塗装ガン１４と、これらの貯留槽１３及び塗装ガン１４のそれぞれの間を接続する送出路１５と、この送出路１５に設けられた切替えバルブ装置１４０（図１）と、この切替えバルブ装置１４０に接続された中継路１７と、この中継路１７に設けられたカートリッジ台１８に着脱自在に取付けられた塗料カートリッジ１９とからなる。
【００３５】
送出路１５は、貯留槽１３から切替えバルブ装置１４０に至る第１送出路１５ａと、切替えバルブ装置１４０から塗装ガン１４（詳しくは、後述するトリガ弁６２）に至る第２送出路１５ｂと、塗装ガン１４のトリガ弁６２より先端側（噴出口１４ａを含む）の第３送出路１５ｃとからなる。
【００３６】
色替弁機構１１は、乾燥用エアＡ、水Ｗ及び洗浄液Ｓの供給を制御する第１洗浄弁２１と、色の異なる複数の導電性塗料を供給する図示しない塗料供給部に接続されてそれらの導電性塗料の供給を制御する塗料弁２２，２３，２４とを備えて構成されている。
【００３７】
ブロック弁機構１２は、色替弁機構１１に供給路３１を介して接続された切換弁３２と、この切換弁３２に樹脂製電気絶縁性管路としての供給路３３を介して接続された切換弁３４とからなる。なお、３６は供給路３１に第１ダンプ弁３７を介して接続された第１排水路、３８は切換弁３２に供給路４１を介して接続されてエアＡ、水Ｗ及び洗浄液Ｓの供給を制御する第２洗浄弁、４２は切換弁３４に一方向弁４３を介して接続された第２排出路である。
【００３８】
切換弁３２は、色替弁機構１１側と第２洗浄弁３８側とを切り換えるものである。切換弁３４は、供給路４５を介して接続された貯留槽１３側と、第２排水路４２側とを切り換えるものである。
【００３９】
貯留槽１３は、シリンダ５１と、このシリンダ５１内に移動自在に挿入されたピストン５２と、このピストン５２に取付けられたロッド５３と、シリンダ５１及びピストン５２で形成されたシリンダ室５４と、シリンダ５１の端部に設けられてシリンダ室５４に連通する注入口５６及び吐出口５７とからなる。
【００４０】
ロッド５３は、サーボモータ５８にボールねじ手段５９を介して連結され、サーボモータ５８を駆動することで、ボールねじ手段５９を介してロッド５３及びピストン５２がシリンダ軸方向（Ａで示す方向）に進退動する。
【００４１】
塗装ガン１４は、切替えバルブ装置１４０に第２送出路１５ｂを介して接続された第２ダンプ弁６１及びトリガ弁６２を備え、図示せぬ高電圧印加手段に接続されている。なお、１４ａは塗装ガン１４の噴出口であり、送出路１５の端部を構成する部分である。
【００４２】
第２ダンプ弁６１は、洗浄時に発生する導電性塗料及び洗浄液を含む廃液を送出路１５の外部に排出するための第３排出路６４に接続されている。第３排出路６４は、エアＡ、水Ｗ及び洗浄液Ｓの供給を制御する第３洗浄弁６６に一方向弁６７を介して接続されている。
【００４３】
トリガ弁６２は、導電性塗料の塗装ガン１４からの噴出を制御するものである。
【００４４】
上記した供給路３１，３３，４５、貯留槽１３、第１送出路１５ａ、第２送出路１５ｂ及び切替えバルブ装置１４０は、塗料供給部から塗装ガン１４に至る主塗料供給路６８を構成する部分である。
【００４５】
この静電塗装装置において、切替えバルブ装置１４０は、貯留槽１３に導電性塗料を貯めたときにこの導電性塗料を塗装ガン１４に供給する塗料供給路と、貯留槽１３に水Ｗ又は洗浄液Ｓを貯めたときにこの水Ｗ又は洗浄液Ｓを塗料カートリッジ１９に供給するとともに塗料カートリッジ１９内の導電性塗料を塗装ガン１４に供給する流体・塗料供給路とを切り替える手段として用いられる。
【００４６】
中継路１７は、カートリッジ台１８と、切替えバルブ装置１４０の一端及びカートリッジ台１８のそれぞれに接続された供給路７１と、カートリッジ台１８の出力側に設けられた３方弁７２と、この３方弁７２に接続されてエアＡ及び水Ｗの供給を制御する洗浄弁７３と、３方弁７２及び切替えバルブ装置１４０の他端のそれぞれに接続された送出路７４とからなる。上記の切替えバルブ装置１４０と中継路１７とで、流体回路１０Ａを構成している。
【００４７】
塗料カートリッジ１９は、シリンダ８１と、このシリンダ８１内に移動自在に挿入されたフリーピストン８２と、このフリーピストン８２によってシリンダ８１内に区画された流体室８３及び塗料室８４のうちの流体室８３とカートリッジ台１８とを接続する流体通路８６と、シリンダ８１内の塗料室８４とカートリッジ台１８とを接続する塗料通路８７とを備える。
【００４８】
上記した塗料カートリッジ１９の塗料通路８７、カートリッジ台１８、３方弁７２、送出路７４、切替えバルブ装置１４０、第２送出路１５ｂ、第３送出路１５ｃは、塗料カートリッジ１９から塗装ガン１４に至る副塗料供給路８８を構成している。
【００４９】
次に、上記静電塗装装置１０の作動について説明する。
【００５０】
まず、図４に示すように、ブロック弁機構１２の切換弁３２，３４を開け、色替弁機構１１の例えば、塗料弁２２を開けた状態で、貯留槽１３のサーボモータ５８を駆動してピストン５２をＡ１方向に移動させる。
【００５１】
これにより、所定の色の導電性塗料が、塗料弁２２から供給路３１，３３，４５を通って貯留槽１３のシリンダ室５４に充填される。
【００５２】
次に、図５に示すように、サーボモータ５８が引き続き駆動され、ピストン５２がＡ１方向に移動中の状態で、塗料弁２２を閉じ、第１ダンプ弁３７を開く。これによって、供給路４５内の導電性塗料は、シリンダ室５４内に引き込まれ、供給路３３内には導電性塗料と置換された空気が導入される。
【００５３】
図６に示すように、貯留槽１３のシリンダ室５４への導電性塗料の充填が終了した後に、ブロック弁機構１２の切換弁３２，３４の流路を切換え、第２洗浄弁３８を開け、第２洗浄弁３８から洗浄液を供給路３３に供給して供給路３３を洗浄する。このときの廃液は第２排出路４２から排出される。更に、第２洗浄弁３８から供給路３３に空気を供給して供給路３３を乾燥させる。この結果、切換弁３２，３４間が電気的に絶縁される。
【００５４】
図７に示すように、トリガ弁６２を開け、サーボモータ５８を駆動させてピストン５２をＡ２方向に移動させることにより、シリンダ室５４から送出路１５に導電性塗料を圧送する。これにより、導電性塗料が切替えバルブ装置１４０、トリガ弁６２を通って塗装ガン１４に供給され、噴出口１４ａから噴出するとともに導電性塗料に高電圧が印加されて図示しない被塗装物に静電塗装が行われる。
【００５５】
図８に示すように、静電塗装終了後、貯留槽１３内に残存する導電性塗料をブロック弁機構１２側に一旦戻す。
【００５６】
即ち、トリガ弁６２を閉じ、切換弁３２，３４を切り換えて供給路３１，３３，４５を接続し、第１ダンプ弁３７を開けて供給路３１に第１排出路３６を接続して、サーボモータ５８を駆動させ、ピストン５２を矢印Ａ２方向に移動させることで、シリンダ室５４内の導電性塗料を供給路４５，３３に一旦戻す。このとき、供給路４５，３３内の空気は、導電性塗料によって供給路３１に押し出され、第１排出路３６から排出される。
【００５７】
従って、次に、同色の導電性塗料による静電塗装を行うために塗料弁２２が開けられて供給路３１に導電性塗料が供給される際、この導電性塗料中に空気が混在することがなく、貯留槽１３に空気が導入されることを阻止することができ、簡単な工程で、塗装品質を良好に保つことができる。
【００５８】
また、上記の導電性塗料とは異なる色の新たな導電性塗料を使用する場合には、前述の塗装作業終了後に、塗装ガン１４への高電圧の印加を解除するとともに、ブロック弁機構１２の切換弁３２，３４を切り換えて第１洗浄弁２１を開けることにより洗浄液を貯留槽１３のシリンダ室５４に注入し、この洗浄液を、シリンダ室５４から送出路１５、切替えバルブ装置１４０を介して塗装ガン１４へ送り、塗装ガン１４内を洗浄した後に噴出口１４ａから外部に噴出させて排出し、塗料供給部から塗装ガン１４までの主塗料供給路６８を洗浄する。
【００５９】
そして、色替弁機構１１の、例えば塗料弁２３を介して、異なる色の導電性塗料を貯留槽１３のシリンダ室５４に供給し、前述と同様の方法により塗装作業を行うようにすればよい。
【００６０】
次に、上記静電塗装装置１０において、塗料カートリッジ１９内の導電性塗料を塗装ガン１４に供給する要領を説明する。
【００６１】
図９に示すように、まず、ブロック弁機構１２の切換弁３２，３４を開け、第２洗浄弁３８を開けた状態で、貯留槽１３のサーボモータ５８を駆動してピストン５２をＡ１方向に移動させる。これにより、水又は洗浄液が、第２洗浄弁３８から供給路４１，３３，４５を通って貯留槽１３のシリンダ室５４に充填される。
【００６２】
図１０に示すように、ブロック弁機構１２の切換弁３４の流路を切換え、第２洗浄弁３８を開け、第２洗浄弁３８から供給路３３に空気を供給して供給路３３を乾燥させる。この結果、切換弁３２，３４間が電気的に絶縁される。
【００６３】
図１１に示すように、サーボモータ５８を駆動させてピストン５２をＡ２方向に移動させることにより、シリンダ室５４内の水又は洗浄液を第１送出路１５ａ、切替えバルブ装置１４０及び供給路７１を介して塗料カートリッジ１９内に送り、流体通路８６から流体室８３に供給する。
【００６４】
この結果、流体室８３内の圧力が高まり、フリーピストン８２が移動して塗料室８４内の導電性塗料を、塗料通路８７を介して中継路１７に押し出す。導電性塗料は、中継路１７の３方弁７２、送出路７４を通り、再び切替えバルブ装置１４０を通って、送出路１５を塗装ガン１４まで送られ、噴出口１４ａから噴出することで被塗装物の静電塗装が行われる。
【００６５】
次に、塗料カートリッジ１９を使用したときの副塗料供給路８８の洗浄の要領を説明する。
【００６６】
図１２に示すように、まず、洗浄弁７３を開け、３方弁７２、送出路７４、切替えバルブ装置１４０及び第２送出路１５ｂを介して、塗装ガン１４までの副塗料供給路８８に洗浄液を供給し、トリガ弁６２を開いた状態で洗浄液を噴出口１４ａから噴出させ、排出させて、塗料カートリッジ１９から塗装ガン１４に至る副塗料供給路８８の洗浄を行う。
【００６７】
上記の静電塗装装置は、塗料供給部から塗装ガン１４に導電性塗料又は液体を供給する塗料供給路に、導電性塗料又は液体を一旦貯留するとともに貯留された導電性塗料又は液体を塗装ガン１４側へ押し出す貯留部１３と、塗料供給部と貯留部１３との間を電気的に遮断する絶縁部としてのブロック弁機構１２とを備え、貯留部１３と塗装ガン１４との間には流体回路１０Ａを備え、この流体回路１０Ａに着脱自在に塗料カートリッジ１９が接続され、導電性塗料を貯留部１３から流体回路１０Ａを介して供給する際、或いは導電性塗料を塗料カートリッジ１９から流体回路１０Ａを介して供給する際に高電圧を加えることで、この高電圧が加えられた導電性塗料を塗装ガン１４に供給することにより静電塗装を行うものである。
【００６８】
この装置で実施される静電塗装方法は、塗料カートリッジ１９内の塗料室８４に充填された導電性塗料を塗装ガン１４に供給する際は、液体を塗料供給部から貯留部１３に供給して貯留する工程と、貯留部１３内の液体を流体回路１０Ａを介して、塗料カートリッジ１９内でフリーピストン８２によって塗料室８４と隔てられた流体室８３に供給することで、フリーピストン８２を塗料室８４側へ押し出し、フリーピストン８２の移動により塗料室８４内の導電性塗料を塗装ガン１４に供給する工程とを備えるので、塗料供給部から供給される水Ｗ又は洗浄液Ｓ等の液体を利用して、塗料カートリッジ１９内の導電性塗料を塗装ガン１４に供給することができ、塗料カートリッジ１９に専用の水又は洗浄液を供給する流体供給部や流体供給部の動力源、動力源を備える貯留部を設ける必要がなく、コストを低減することができる。
【００６９】
また、塗料供給部から供給される水Ｗ又は洗浄液Ｓで塗料供給路を洗浄する要領で塗料供給部から塗料カートリッジ１９へ水Ｗ又は洗浄液Ｓを供給することができ、塗料カートリッジ１９内の導電性塗料を押し出すための特別な方法が必要ないため、静電塗装を効率良く行うことができる。
【００７０】
更に、静電塗装装置は、塗料供給部から塗装ガン１４に導電性塗料又は液体を供給する塗料供給路に、導電性塗料又は液体を一旦貯留するとともに貯留された導電性塗料又は液体を塗装ガン１４側へ押し出す貯留部１３と、塗料供給部と貯留部１３との間を電気的に遮断するブロック弁機構１２とを備え、高電圧が加えられた導電性塗料を塗装ガン１４に供給することにより静電塗装を行うか、或いは、液体を塗装ガン１４に供給することにより塗料供給路の洗浄を行う静電塗装装置１０において、貯留部１３と塗装ガン１４との間に流体回路１０Ａを備え、この流体回路１０Ａに着脱自在に塗料カートリッジ１９が接続され、この塗料カートリッジ１９では、内部にフリーピストン８２を移動自在に設けることで、液体が供給される流体室８３と、導電性塗料が充填された塗料室８４とに区画し、塗料供給部から供給されて貯留部１３に貯留された液体を流体回路１０Ａを介して塗料カートリッジ１９の流体室８３に供給することにより、フリーピストン８２で塗料室８４内の導電性塗料を押し出して塗装ガン１４に供給するので、塗料供給部から供給される水Ｗ又は洗浄液Ｓ等の液体を利用して、塗料カートリッジ１９内の導電性塗料を塗装ガン１４に供給することができ、塗料カートリッジ１９に専用の水又は洗浄液を供給する流体供給部や流体供給部の動力源、動力源を備える貯留部を設ける必要がなく、コストを低減することができる。
【００７１】
また、切替えバルブ装置１４０は、第１シリンダ及び第２シリンダへのエアの供給又は停止を制御するだけなので、比較的軽くできる。これにより、塗装ガン１４とその他塗装ガン１４に導電性塗料を供給する供給系（切替えバルブ装置１４０を含む）を保持する６軸関節ロボット等の保持手段の負荷も、比較的軽減される。
【００７２】
以上のとおり、実施形態について説明したが、本発明の流路切替え装置は、上記のような塗装装置に限らず、種々の流体供給システムにおいて流体の通路や供給路を切り替える手段として用いることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施形態に係る切替えバルブ装置の断面図である。
【図２】実施形態の切替えバルブ装置の作用を示す断面図である。
【図３】本発明に係る流路切替えバルブ装置を用いた静電塗装装置の構成図である。
【図４】静電塗装装置の作用を示す第１作用図である。
【図５】静電塗装装置の作用を示す第２作用図である。
【図６】静電塗装装置の作用を示す第３作用図である。
【図７】静電塗装装置の作用を示す第４作用図である。
【図８】静電塗装装置の作用を示す第５作用図である。
【図９】静電塗装装置の作用を示す第６作用図である。
【図１０】静電塗装装置の作用を示す第７作用図である。
【図１１】静電塗装装置の作用を示す第８作用図である。
【図１２】静電塗装装置の作用を示す第９作用図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０…静電塗装装置、１０Ａ…流体回路、１２…絶縁部（ブロック弁機構）、１３…貯
留槽、１４…塗装ガン、１８…カートリッジ台、８２…フリーピストン、８３…流体室、８４…塗料室、１４０…切替えバルブ装置、Ｓ，Ｗ…液体（洗浄液、水）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が導入される第１及び第２の流入口（１５５，１６６）と、
流体が導出される第１及び第２の流出口（１５６，１６３）と、
前記第１の流入口（１５５）及び前記第２の流出口（１６３）に連通する第１のシリンダ部（１４３）と、
前記第１の流出口（１５６）及び前記第２の流入口（１６６）に連通する第２のシリンダ部（１４４）と、
前記第１のシリンダ部（１４３）と前記第２のシリンダ部（１４４）とを接続する接続部（１５７）と、
前記第１及び第２のシリンダ部（１４３、１４４）において前記流体の圧力により移動自在で、それぞれ前記第１の流入口（１５５）と前記第２の流出口（１６３）との間及び前記第１の流出口（１５６）と前記第２の流入口（１６６）との間を開閉するように挿入された第１及び第２のバルブ（１４６、１４７）と、
前記第１及び第２のシリンダ部（１４３、１４４）において前記第１及び第２のバルブ（１４６、１４７）の少なくとも一方を開閉移動させるアクチュエータ（１５１又は１５２）と
を備えたことを特徴とする流路切替え装置。
【請求項２】
前記アクチュエータとして、前記第１及び第２のバルブを夫々開閉移動させる一対のアクチュエータ（１５１，１５２）を備えたことを特徴とする請求項１記載の流路切替え装置。
【請求項１】
流体が導入される第１及び第２の流入口（１５５，１６６）と、
流体が導出される第１及び第２の流出口（１５６，１６３）と、
前記第１の流入口（１５５）及び前記第２の流出口（１６３）に連通する第１のシリンダ部（１４３）と、
前記第１の流出口（１５６）及び前記第２の流入口（１６６）に連通する第２のシリンダ部（１４４）と、
前記第１のシリンダ部（１４３）と前記第２のシリンダ部（１４４）とを接続する接続部（１５７）と、
前記第１及び第２のシリンダ部（１４３、１４４）において前記流体の圧力により移動自在で、それぞれ前記第１の流入口（１５５）と前記第２の流出口（１６３）との間及び前記第１の流出口（１５６）と前記第２の流入口（１６６）との間を開閉するように挿入された第１及び第２のバルブ（１４６、１４７）と、
前記第１及び第２のシリンダ部（１４３、１４４）において前記第１及び第２のバルブ（１４６、１４７）の少なくとも一方を開閉移動させるアクチュエータ（１５１又は１５２）と
を備えたことを特徴とする流路切替え装置。
【請求項２】
前記アクチュエータとして、前記第１及び第２のバルブを夫々開閉移動させる一対のアクチュエータ（１５１，１５２）を備えたことを特徴とする請求項１記載の流路切替え装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−９５８２０（Ｐ２００９−９５８２０Ａ）
【公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６６５７８（Ｐ２００８−６６５７８）
【出願日】平成２０年３月１４日（２００８．３．１４）
【分割の表示】特願２００７−２６９４７１（Ｐ２００７−２６９４７１）の分割
【原出願日】平成１９年１０月１６日（２００７．１０．１６）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１４日（２００８．３．１４）
【分割の表示】特願２００７−２６９４７１（Ｐ２００７−２６９４７１）の分割
【原出願日】平成１９年１０月１６日（２００７．１０．１６）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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