JP2009220034A - 塗装ガン - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性が高く、洗浄性にも優れた塗装ガンを提供する。
【解決手段】塗装ガンは、ガン本体１０の前方部の弁室２１内に供給した塗料をニードル弁２０の開弁により吐出するものである。ニードル弁２０は、弁口２４と、弁室２１を貫通して後方へ延出するニードル２２と、このニードル２２の弁室２１よりも後方の部分を前後移動可能に案内するガイド孔２３とを備え、弁口２４はニードル２２の前後移動に伴って開閉されるものとされている。また、弁室２１とガイド孔２３との間には、弁室２１とガイド孔２３とを区画するとともに、ニードル２２を挿通する挿通孔を備えた区画壁部が形成されている。そして、ニードル２２には、ニードル２２の軸方向に沿ってチューブ状のシール部材２５が外嵌されており、シール部材２５が、ニードル２２とともに挿通孔に挿通された形で配されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、塗装ガンに関するものである。

塗装ガンとして、例えば特許文献１に開示されたものが公知である。この特許文献１に開示された塗装ガンは、ガン本体の前方部の弁室に供給した塗料を、高電圧を印加した状態でニードル弁を開弁することによって吐出するようになっている。ニードル弁は、弁室を貫通して後方へ延びるニードルと、このニードルを摺動可能にガイドするガイド孔とを備えて構成され、ニードルがガイド孔内で前後移動することにより弁口が開閉される。

また、上記のような塗装ガンでは、弁室内に供給された塗料や溶剤がガイド孔側へ漏出すると、空気に触れて乾燥、固着してニードルの動作を阻害したり、また、その漏出した塗料や溶剤を媒体として高電圧がリークし、その結果、塗装が行えなくなる場合がある。そのため、漏出を防止するために、ガイド孔と弁室との間には、ニードルの外周に密着するパッキンを設け、このパッキンによって塗料や溶剤の漏出を防止するようにしている。
特開２００２−５９０３４公報

ところが、パッキンは樹脂製であってニードルが擦れることから、パッキンの摩耗や傷付きが生じ易いという事情がある。また、パッキンのリップ部分をニードルに押し付けてシールするものにおいては、摺動時に、ニードルに固着した塗料がリップを削り、より耐久性の劣化が早くなるという事情もある。さらには、塗料の固着による摺動抵抗の増大から、弁の開閉が正常に行われないといった不具合が生じる場合もある。

一方、ベローズタイプのシールを行う手法もあるが、この場合、ベローズの谷の部分に入った塗料は洗浄が困難なため、多くの溶剤を必要とし、また洗浄時間が長くなって生産効率が悪くなるという問題が生じ得る。また、谷の部分において洗浄できずに残った塗料が固着すると、ベローズの収縮が当該ベローズの一部分で行われ、当該部分において応力集中が生じ、破損が生じ易くなるという問題も生じ得る。

本願発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、耐久性が高く、洗浄性にも優れ、洗浄液使用量低減に基づく環境への配慮やコスト削減、洗浄時間の短縮による生産効率の向上に寄与することが可能な塗装ガンを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の塗装ガンは、ガン本体の前方部の弁室内に供給した塗料を、ニードル弁の開弁により吐出する塗装ガンであって、前記ニードル弁が、弁口と、前記弁室を貫通して後方へ延出するニードルと、このニードルの前記弁室よりも後方の部分を前後移動可能に案内するガイド孔とを備え、前記弁口は前記ニードルの前後移動に伴って開閉されるものであり、前記弁室と前記ガイド孔との間には、当該弁室と当該ガイド孔とを区画するとともに、前記ニードルを挿通する挿通孔を備えた区画壁部が形成され、前記ニードルには、当該ニードルの軸方向に沿ってチューブ状のシール部材が外嵌されており、前記シール部材が、前記ニードルとともに前記挿通孔に挿通された形で配されていることを特徴とする。

このように、区画壁部の挿通孔に、ニードルの軸方向に沿ってチューブ状のシール部材を外嵌させた状態でニードルを挿通する構成とすることで、当該区画壁部の挿通孔を介して、弁室側からガイド孔側に塗料が漏れ出る不具合が生じ難いものとなる。また、チューブ状のシール部材は、区画壁部の壁面にパッキンを配する構成に比して、ニードルとの摺動が低減されるため、磨耗による劣化のない、耐久性に優れた塗装ガンとすることができる。

上記塗装ガンにおいて、前記シール部材は、前記ニードルの軸方向に沿って伸縮可能であるものとすることができる。
このようにシール部材をニードルの軸方向に沿って伸縮可能な構成とすることで、当該シール部材が、ニードルの前後移動に伴って伸縮可能となり、ニードルとの間の摺動による磨耗劣化が減り、耐久性が向上することとなる。

また、前記シール部材は、前記ニードルを外嵌する部分の肉厚が、その軸方向端部において軸方向中央部よりも厚く形成されているものとすることができる。
シール部材は軸方向端部に応力が掛かり易いため、当該軸方向端部を肉厚に構成することが好ましい。

また、前記シール部材は、前記ニードルを外嵌する部分の肉厚が、前記ガン本体の後方側に比して前方側が小さく形成されているものとすることができる。
シール部材のうちガン本体の後方側は、区画壁部の挿通孔に挿通されるため応力が掛かり易い。そこで、シール部材の肉厚を、当該ガン本体の後方側を相対的に大きく、前方側を相対的に小さく形成することで、挿通孔に挿通される部分の耐久性を向上させることが可能となる。

また、前記シール部材は、その外周面が平坦面とされているものとすることができる。
このようにシール部材の外周面を平坦面とすることで、ベローズのような谷部分が存在する場合に比して、塗料通路内の洗浄困難な部分（谷部分）がなくなり、洗浄性に優れた塗装ガンを提供可能となる。また、洗浄性が優れることで、洗浄液の使用量低減に基づく環境保護やコスト削減に寄与することが可能となり、さらには洗浄時間の短縮による生産効率の向上にも寄与することが可能となる。

なお、シール部材の材質としては、耐溶剤性の高いゴムや、柔軟性の高い樹脂を使用することが好ましい。本発明では、柔軟性の高い材料を使用したとしても、チューブ状のシール部材に加わる外圧はニードルがバックアップするため、シール部材に生じ得る変形に基づく摺動不良などの不具合は生じ難いものとなる。

また、本発明では、チューブ状のシール部材の伸縮率が、ニードルのストロークに対し大きくなる場合には、当該シール部材が破損し易くなる場合もあり得るが、ポールガン等のニードルが長いものであれば、チューブ状のシール部材を長く配設できるため伸縮率を小さくでき、耐久性向上の観点から好ましい。

本発明によると、耐久性が高く、洗浄性にも優れ、洗浄液使用量低減に基づく環境への配慮やコスト削減、洗浄時間の短縮による生産効率の向上に寄与することが可能な塗装ガンを提供することができる。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。
本実施形態の塗装ガン１は、絶縁性の合成樹脂材料からなるガン本体１０と、このガン本体１０の後端部に設けたグリップ１１と、ガン本体１０内に内蔵した高電圧発生器１２と、ニードル弁２０とを備えて構成され、ガン本体１０の前端部に設けた弁室２１内に供給した塗料を、高電圧を印加した状態でニードル弁２０の開弁により前方へ吐出するようになっている。なお、塗料は塗料チューブ３９を介して弁室２１内に供給される。

高電圧発生器１２は、ガン本体１０の上部側に設けた上部収容室１３内に配置され、トランス１４とその前方に配置したカスケード１５から構成される。カスケード１５の前方には、ノズル取付部１６に臨む電極１７が接続され、ニードル弁２０の開弁によりノズル取付部１６に供給された塗料は、電極１７に接触することによって高電圧を印加され、その状態でノズル取付部１６に取り付けられたノズル（図示せず）から前方へ吐出される。

ニードル弁２０は、弁室２１と、前端部がテーパ状をなすとともに弁室２１を前後方向に貫通するニードル２２と、このニードル２２における弁室２１よりも後方の部分を前後方向に移動可能に案内するガイド孔２３と、弁室２１とノズル取付部１６との間を連通させるとともにニードル２２のテーパ状の前端部２２ａが当接・離間することによって開放・閉塞される弁口２４とを備えて構成される。なお、弁室２１とガイド孔２３との間には、弁室２１内の塗料がガイド孔２３側に漏れ出ることを防止するために、弁室２１とガイド孔２３とを区画する区画壁部４０が形成されており、区画壁部４０にはニードル２２が挿通可能な挿通孔４１が形成されている。つまり、ガイド孔２３の孔を部分的に絞る形で区画壁部４０を構成し、その部分的に絞った形で形成された孔が挿通孔４１として構成されているのである。

ニードル２２は、区画壁部４０の挿通孔４１を介して弁室２１とガイド孔２３とに跨って配されており、弁室２１側には前述したテーパ状の前端部２２ａが、ガイド孔２３側には後端部２２ｃが配されている。そして、これら前端部２２ａと後端部２２ｃとを連結させる連結部２２ｂが、当該ニードル２２の前後移動に伴って、弁室２１とガイド孔２３との間で往来する構成となっている。なお、本実施形態では、連結部２２ｂと前端部２２ａ、及び連結部２２ｂと後端部２２ｃは、それぞれ螺合により連結されている。

ニードル２２の連結部２２ｂには、その軸方向に沿ってチューブ状のシール部材２５が外嵌されている。シール部材２５は、連結部２２ｂとともに区画壁部４０の挿通孔４１に挿通され、ここでは連結部２２ｂの軸方向全体にわたって万遍なく外嵌された構成となっている。また、連結部２２ｂの先端側には雄ネジ部が配され、一方、シール部材２５は、その先端部２５ａにおいてテーパ状の先細り形状を有している。さらに、連結部２２ｂの後端側には同じく雄ネジ部が配され、シール部材２５は、その後端部２５ｂにおいてフランジ状に構成されている。なお、連結部２２ｂに外嵌されたシール部材２５は、区画壁部４０の挿通孔４１の孔内面と摺接しており、当該挿通孔４１において液密性が保たれている。

ニードル２２の先端部２２ａは、その先端側が先細り形状となって弁口２４に当接・離間する構成となっており、その後端側には、上述した連結部２２ｂの雄ネジ部との間で螺合可能な雌ネジ部が配されている。また、先端部２２ａの後端面には、上述した連結部２２ｂに外嵌されたシール部材２５の先細り状の先端部２５ａを受けるべく、後端側に沿って拡開してなるテーパ状のシール受部２２１が形成され、当該シール受部２２１に対してシール部材２５の先端部２５ａが宛がわれ、螺合による締め付け力により両者が密接して液密性が保たれる構成とされている。なお、ニードル２２の後端部２２ｃは、その先端側に、上述した連結部２２ｂの雄ネジ部との間で螺合可能な雌ネジ部を有した構成とされている。

シール部材２５は、上述の通り、ニードル２２の連結部２２ｂの軸周りを包むチューブ状に構成され、塗料に対する耐溶剤性を有するとともに、柔軟性のある材料から構成されており、ニードル２２の軸方向に沿って全体が伸縮可能に構成されている。本実施形態では、シール部材２５を構成する材料としてフッ素含有ゴムを用いているが、その他にもナイロンやポリエチレン等を用いることも可能である。また、シール部材２５は、その外周面が凹凸のない平坦面とされ、外周面において塗料が溜まる部位を有していない構成とされている。なお、シール部材２５は、図４に示すようにニードル２２の連結部２２ｂのうち後端部を挿通可能な挿通孔２５ｚと、挿通孔２５ｚよりも相対的に孔径が小さく、連結部２２ｂの先端部を挿通可能な挿通孔２５ｙとを有している。

以上のような構成のニードル弁２０は、常には、復帰バネ２６の付勢によりニードル２２が弁口２４を閉塞する閉弁状態に保持され、弁室２１からノズル取付部１６側への塗料の供給が阻止されている。この状態から、トリガ２７の操作によってニードル２２が後方へ移動すると、弁口２４が開いて弁室２１内の塗料がノズル取付部１６側へ供給される。また、弁室２１とガイド孔２３との間に配された区画壁部４０の挿通孔４１に、シール部材２５が外嵌されたニードル２２を挿通することで、弁室２１内に供給された塗料のガイド孔２３側への漏出防止が図られている。

また、グリップ１１の内部には、図示しない高圧エア発生装置から圧送されたエアが供給されるエア導入路２８が形成されている。エア導入路２８は、ガン本体１０の後端部に設けた開閉弁３０に連通されている。開閉弁３０は、エア導入路２８に常時連通する一次室３１とその前方の二次室３２との間の弁口３３を、ニードル２２と一体に前後移動する弁体３４によって開閉するようにしたものであり、ニードル弁２０が開弁すると開閉弁３０が開弁し、ニードル弁２０が閉弁すると開閉弁３０も閉弁する。一次室３１から二次室３２内に流入したエアは、その二次室３２を構成する筒体３５の周壁を貫通する貫通孔３６を介して、霧化用エア供給路とパターン用エア供給路（図示略）に至り、これらのエア供給路を通ってノズル取付部１６内に供給される。

本実施形態の塗装ガン１の使用時には、トリガ２７を引くと、ニードル弁２０が開弁して弁室２１内の塗料がノズル取付部１６側へ供給されると同時に、開閉弁３０が開弁して霧化用エア供給路及びパターン用エア供給路にエアが供給され、塗料が、高電圧を印加された状態で図示しないノズルから所定のパターンで霧化されつつ吐出される。また、トリガ２７の引き操作を解除すると、復帰バネ２６の付勢により、ニードル弁２０が閉弁して塗料の吐出が停止すると同時に、霧化用エア及びパターン用エアの供給が停止する。

以上の構成の塗装ガン１においては、弁室２１とガイド孔２３とを区画する区画壁部４０の挿通孔４１に、ニードル２２の連結部２２ｂの軸方向に沿ってチューブ状のシール部材２５を外嵌させた状態で当該ニードル２２を挿通する構成としたため、区画壁部４０の挿通孔４１を介して、弁室２１側からガイド孔２３側に塗料が漏れ出る不具合が生じ難いものとなっている。また、従来のように区画壁部４０の弁室２１側の壁面に沿ってリング状のパッキンを配する構成に比して、チューブ状のシール部材２５は、ニードル２２との摺動が低減されるため、磨耗による劣化のない耐久性に優れたものとされている。

また、シール部材２５は、ニードル２２の連結部２２ｂの軸方向に沿って全体が伸縮可能とされているため、当該シール部材２５が、ニードル２２の前後移動に伴って伸縮可能となり、ニードル２２との間の摺動による磨耗劣化が減り、更なる耐久性が向上が図られている。そのような伸縮性を具備させるべき、シール部材２５は、柔軟性の高い材料にて構成されているが、本実施形態では、チューブ状のシール部材２５に加わる外圧はニードル２２がバックアップするため、シール部材２５に生じ得る変形に基づく摺動不良などの不具合は生じ難いものとなっている。また、シール部材２５の外周面が凹凸のない平坦面とされているため、ベローズのような谷部分が存在する場合に比して洗浄困難な部分（谷部分）がなくなり、洗浄性に優れたものとなっている。

＜変形例＞
上記塗装ガン１に対して、幾つかの変形例を以下に示す。
上記実施形態の塗装ガン１においては、シール部材２５の肉厚が軸方向において略均一に構成されているが、肉厚を軸方向に沿って変化させることもできる。
図５に示したシール部材２５１は、その肉厚が、後方側に比して前方側が小さくなるよう構成されている。シール部材の後方側は、区画壁部４０の挿通孔４１に挿通されるため応力が掛かり易い。そこで、シール部材２５１の肉厚について、後方側を相対的に大きく、前方側を相対的に小さく形成することで、挿通孔４１に挿通される部分の耐久性が向上されている。

また、図６に示したシール部材２５２は、その肉厚が、軸方向中央部において軸方向端部よりも薄い糸巻状に構成されている。シール部材は軸方向端部に応力が掛かり易いため、当該軸方向端部を肉厚に構成するものとしても良い。一方、図７に示したシール部材２５３は、その肉厚が、軸方向中央部において軸方向端部よりも厚い太鼓状に構成されたものであり、場合によっては当該構成を採用することもできる。

以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施態様も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）上記実施形態ではニードルの長さが比較的短いタイプの塗装ガンを示したが、例えばニードルの長いポールガンにも本発明を適用することができる。シール部材の伸縮率がニードルのストロークに対し大きくなる場合には、当該シール部材が破損し易くなる場合もあり得るが、ポールガン等のニードルが長いものであれば、チューブ状のシール部材を長く配設できるため伸縮率を小さくでき、耐久性向上の観点から好ましい。

（２）上記実施形態では高電圧発生器の全部をガン本体内に収容する塗装ガンについて説明したが、本発明は、高電圧発生器の一部だけをガン本体に内蔵した塗装ガンや、高電圧発生器の全体をガン本体の外部に設けた塗装ガンにも、適用することができる。

（３）上記実施形態では塗料霧化用エア及びパターン用エアが供給されるエアスプレイガンに適用した例について説明したが、本発明は、エアを供給せずに塗装を行うエアレスガンにも適用することができる。

実施形態１の縦断面図 ガン本体の拡大縦断面図 ニードルとシール部材との構成を示す説明図 シール部材の側面 シール部材の一変形例を示す断面図 シール部材の一変形例を示す断面図 シール部材の一変形例を示す断面図

符号の説明

１…塗装ガン、１０…ガン本体、２０…ニードル弁、２１…弁室、２２…ニードル、２２ａ…前端部（ニードル）、２２ｂ…連結部（ニードル）、２２ｃ…後端部（ニードル）、２３…ガイド孔、２４…弁口、２５…シール部材、４０…区画壁部、４１…挿通孔

Claims (5)

1. ガン本体の前方部の弁室内に供給した塗料を、ニードル弁の開弁により吐出する塗装ガンであって、
   前記ニードル弁が、弁口と、前記弁室を貫通して後方へ延出するニードルと、このニードルの前記弁室よりも後方の部分を前後移動可能に案内するガイド孔とを備え、前記弁口は前記ニードルの前後移動に伴って開閉されるものであり、
   前記弁室と前記ガイド孔との間には、当該弁室と当該ガイド孔とを区画するとともに、前記ニードルを挿通する挿通孔を備えた区画壁部が形成され、
   前記ニードルには、当該ニードルの軸方向に沿ってチューブ状のシール部材が外嵌されており、
   前記シール部材が、前記ニードルとともに前記挿通孔に挿通された形で配されていることを特徴とする塗装ガン。
2. 前記シール部材は、前記ニードルの軸方向に沿って伸縮可能であることを特徴とする請求項１に記載の塗装ガン。
3. 前記シール部材は、前記ニードルを外嵌する部分の肉厚が、その軸方向端部において軸方向中央部よりも薄く形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の塗装ガン。
4. 前記シール部材は、前記ニードルを外嵌する部分の肉厚が、前記ガン本体の後方側に比して前方側が小さく形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の塗装ガン。
5. 前記シール部材は、その外周面が平坦面とされていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の塗装ガン。

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