JP2015223571A - エアースプレーガン - Google Patents

Abstract

【課題】塗料の吐出量を微調節できるエアースプレーガンを提供する。
【解決手段】ガン本体１１と、前記ガン本体に形成され、先端に塗料吐出口１２３を有する塗料通路１２と、前記塗料通路に挿通され、前記塗料吐出口の内面に形成された弁座１２４に当接して前記塗料吐出口を閉塞するとともに前記弁座から離間してその隙間Ｓ１を塗料が通過するニードルバルブ１７と、を備えたエアースプレーガン１において、前記ニードルバルブの先端は、前記弁座に当接する、基端に向かって拡径するバルブ面１７３と、前記バルブ面から先端に向かって延在し、前記塗料吐出口の内面に沿って同一距離の隙間Ｓ２を形成する先端面１７４と、を含む。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エアースプレーガンに関するものである。

自動車車体や自動車部品等の塗装に用いられるエアースプレーガンにあっては、塗料を吐出するノズル口につながる塗料通路内にニードルバルブが進退移動可能に設けられ、ニードルバルブをノズル口の弁座から離間させることでその隙間を塗料が通過する（特許文献１）。

特開２００２−３６１１２２号公報

ところで、上記従来のエアースプレーガンにおいては、先端が円錐状とされたニードルバルブが円筒状のノズル口の弁座に対して当接又は離間移動することで、ニードルバルブの外面とノズル口の弁座との隙間を通って塗料が流れるが、ニードルバルブの開弁時においてニードルストロークに対する塗料吐出量の増加率が大きくニードルバルブの移動距離と相関しないため（図５の比較例１参照）、塗料の吐出量を微妙に調節することが困難であった。特に塗装ハンドガンにおいては、ニードルバルブの移動に連動するガンレバーを手動で操作するので、この問題が顕著であった。

本発明が解決しようとする課題は、塗料の吐出量を微調節できるエアースプレーガンを提供することである。

本発明は、ニードルバルブの先端に、弁座に当接する、基端に向かって拡径するバルブ面と、このバルブ面から先端に向かって延在し、塗料吐出口の内面に沿って同一距離の隙間を形成する先端面と、を設けることによって上記課題を解決する。

本発明によれば、塗料吐出口を閉塞するバルブ面の先端に塗料吐出口の内面に沿って同一距離の隙間を形成する先端面を設けたので、ニードルバルブが閉塞位置から開放位置へ移動する場合に、開放初期においてはバルブ面と弁座との隙間が最小隙間となるが、開放後期においては先端面と塗料吐出口の内面との隙間が最小隙間となるように遷移する。したがって、ニードルバルブのストロークの全域にわたって隙間の変動量が小さくなり、ストロークに対する塗料吐出量の急激な変動が抑制され、その結果、塗料の吐出量を微調節することができる。

本発明の一実施の形態に係るエアースプレーガンを示す断面図である。 図１のガン本体の吐出部の拡大断面図である。 図１のエアースプレーガンの塗料吐出口に対するニードルバルブの作動位置の関係を示す拡大断面図である。 図３のIV-IV線に沿う断面図である。 本発明の比較例に係るエアースプレーガンの塗料吐出口に対するニードルバルブの作動位置の関係を示す拡大断面図である。 本発明の実施例に係るエアースプレーガンと比較例に係るエアースプレーガンの、ニードルストロークに対する塗料吐出量の関係を示すグラフである。

以下、本発明に係るエアースプレーガンをハンドガンに適用した一実施の形態を説明するが、本発明に係るエアースプレーガンはハンドガンにのみ限定されず、ニードルバルブの作動をエアーシリンダなどのアクチュエータにより行う自動スプレーガンにも適用することができる。また、静電印加方式のエアースプレーガンにも適用することができる。

本例のエアースプレーガン１は、図１に示すようにピストル状に形成されたガン本体１１を有し、このガン本体１１は、塗料通路１２やエアー通路１３が形成された胴体部１１Ａと、作業者が把持する把持部１１Ｂと、塗料及びエアーが吐出する吐出部１１Ｃと、を含んで構成されている。本例のエアースプレーガン１は、塗料ホース１２２を介して供給される塗料を塗料吐出口１２３から吐出する。また、エアーホース１３９を介して供給される圧縮エアーを第１エアー通路１３１、第２エアー通路１３２、第３エアー通路１３３、第４エアー通路１３４へ順次導き、ここで第５エアー通路１３５と第６エアー通路１３６とに分岐して、霧化エアーを霧化エアー吐出口１３７から吐出し、パターンエアーをパターンエアー吐出口１３８から吐出する。

ガン本体１１の吐出部１１Ｃの下方には、塗料ホース１２１が接続される塗料ホース接続口１２２が形成され、この塗料ホース接続口１２２に連通して吐出部１１Ｃの内部に塗料通路１２が形成されている。そして、この塗料通路１２に塗料ノズル１４が装着され、エアーキャップ１５を取付リング１５１で締め付けることにより塗料ノズル１４も吐出部１１Ｃに固定される。塗料ノズル１４の詳細は後述する。

ガン本体１１の把持部１１Ｂの下方には、エアーホース１３９が接続されるエアーホース接続口１３１ａが形成され、このエアーホース接続口１３１ａに連通して把持部１１Ｂの内部に第１エアー通路１３１が形成されている。また、把持部１１Ｂの内部には、その下方から上方に向かって延在し、第１エアー通路１３１の上端に連通する第２エアー通路１３２が形成されている。この第２エアー通路１３２には霧化エアー及びパターンエアーの総流量を調節する第１エアー流量調節バルブ１３２ａが軸方向に進退移動可能に装着され、下端の調節ねじ１３２ｂを左又は右に回すことでバルブ１３２ａが開口部１３２ｃに対して当接又は離反する。この調節ねじ１３２ｂによりバルブ１３２ａの位置を調節することで、エアーホース１３９を介して導かれた圧縮エアーの総流量を調節することができる。

第２エアー通路１３２の上端は、把持部１１Ｂの上側内部の左右方向に延在するとともにここからさらに上方へ向かって延在する第３エアー通路１３３に連通する。第３エアー通路１３３のうち左右方向に延在する第３エアー通路１３３には、当該第３エアー通路１３３の開口部１３３ａを開閉するバルブ１３３ｂが軸方向に進退移動可能に挿通され、このバルブ１３３ｂはコイルバネ１３３ｃによって左方向へ弾性付勢されている。そして、バルブ１３３ｂから左方向へ延在するロッド１３３ｄがガンレバー１６の回動操作によって右方向へ押圧されると、バルブ１３３ｂはコイルバネ１３３ｃの弾性に抗して開口部１３３ａを開放し、これにより第２エアー通路１３２に導入された圧縮エアーが第３エアー通路１３３以降のエアー通路に導かれる。

第３エアー通路１３３の上端は、後述するニードルバルブ１７の基端側が挿通するスリーブ１７５の内部とは非連通の状態で、ガン本体１１の胴体部１１Ａの上側内部に左右方向に延在する第４エアー通路１３４に連通する。この第４エアー通路１３４の左端にはパターンエアーの流量を調節するための第２エアー流量調節バルブ１３４ａが装着され、右端の調節ねじ１３４ｂを左又は右に回すことで第２エアー流量調節バルブ１３４ａが開口部１３４ｃに対して当接又は離反する。これにより、第４エアー通路１３４に導かれた圧縮エアーの一部は、前述した第１エアー流量調節バルブ１３２ａによって調節された流量で第５エアー通路１３５へそのまま流下して霧化エアーとして供される一方で、第４エアー通路１３４に導かれた圧縮エアーの残部は、第２エアー流量調節バルブ１３４ａによって調節された流量で第６エアー通路１３６へ流下してパターンエアーとして供される。すなわち、本例のエアースプレーガン１においては、霧化エアー吐出口１３７から吐出する霧化エアー流量は、第１エアー流量調節バルブ１３２ａの調節ねじ１３２ｂにより調節する一方、パターンエアー吐出口１３８から吐出するパターンエアーは、第１エアー流量調節バルブ１３２ａの調節ねじ１３２ｂ及び第２エアー流量調節バルブ１３４ｂの調節ねじ１３４ｂの両方によって調節することになる。

なお、第５エアー通路１３５は、ガン本体１１の吐出部１１Ｃの、第４エアー通路１３４の第２エアー流量調節バルブ１３４ａの上流側と塗料ノズル１４との間に形成された環状通路１３５ａと、この環状通路１３５ａに連通する塗料ノズル１４内に形成された環状通路１３５ｂと、エアーキャップ１５の内面と塗料ノズル１４の先端外面との間に形成された環状通路１３５ｃとを含んで構成されている。また、第６エアー通路１３６は、第４エアー通路１３４の先端開口部１３４ｃに連通する、ガン本体１１の吐出部１１Ｃと塗料ノズル１４と取付リング１５１との間に形成された環状通路１３６ａと、エアーキャップ１５に形成された一対の角部１３６ｂの内部に形成された通路１３６ｃとを含んで構成されている。

塗料ノズル４は、上述したとおりガン本体１１の吐出部１１Ｃに装着されるが、この塗料ノズル１４の内部に上述した塗料通路１２が形成され、さらにニードルバルブ１７が挿通されている。本例のニードルバルブ１７の右端はガン本体１１の胴体部１１Ｂのスリーブ１７５に挿通され、コイルバネ１７１により図１の左方向へ弾性付勢されている。また、ニードルバルブ１７の右端を支持する調節ねじ１７２が胴体部１１Ｂに設けられ、当該調節ねじ１７２を右又は左に回すことでニードルバルブ１７の右端と調節ねじ１７２との相対距離が調節され、これによりニードルバルブ１７のストロークが調節される。なお、ニードルバルブ１７の中間部がガンレバー１６に固定され、ガンレバー１６を握り込むことでニードルバルブ１７が左端の塗料吐出口１２３を開放して塗料を吐出すると同時に、ガンレバー１６がロッド１３３ｄを押し込むことで第３エアー通路１３３の開口部１３３ａが開放されて霧化エアーが霧化エアー吐出口１３７から吐出するとともにパタンエアーがパターンエアー吐出口１３８から吐出する。

図２はガン本体１１の吐出部１１Ｃの拡大断面図、図３は塗料吐出口１２３に対するニードルバルブ１７の作動位置の関係を示す拡大断面図、図４は図３のIV-IV線に沿う断面図である。本例のニードルバルブ１７の先端は、塗料ノズル１４の弁座１２４に当接する、基端に向かって拡径するバルブ面１７３と、このバルブ面１７３から先端に向かって延在し、塗料ノズル１４の塗料吐出口１２３の内面に沿って同一距離の隙間を形成する先端面１７４と、を含んで構成されている。本例の塗料ノズル１４の塗料吐出口１２３は、断面が円形に形成されているので、先端面１７４も当該内面に対応した断面円形に形成され、弁座１２４は円錐状に形成されているので、ニードルバルブ１７のバルブ面１７３も弁座１２４の円錐形状に対応した円錐形状に形成されている。

図３（Ａ）は、ニードルバルブ１７のバルブ面１７３が塗料ノズル１４の弁座１２４に当接して塗料吐出口１２３を閉塞する状態を示し、同図（Ｂ）はガンレバー１６を少し握ってニードルバルブ１７を後退させた状態を示し、同図（Ｃ）及び（Ｄ）はガンレバー１６をさらに握ってニードルバルブ１７をさらに後退させた状態を示す。同図（Ａ）のようにニードルバルブ１７のバルブ面１７３が弁座１２４に当接して塗料の吐出が停止するニードルバルブ１７のストローク位置を閉塞位置、同図（Ｂ）に示すようにニードルバルブ１７のバルブ面１７３が弁座１２４から離間するが、バルブ面１７３のみが軸方向において弁座１２４と対面するニードルバルブ１７のストローク位置を第１開放位置（すなわち先端面１７４は軸方向において弁座１２４に対面しない位置）、同図（Ｄ）に示すようにニードルバルブ１７のバルブ面１７３が弁座１２４から離間するとともに少なくとも先端面１７４が軸方向において弁座１２４と対面するニードルバルブ１７のストローク位置を第２開放位置（すなわち先端面１７４とバルブ面１７３の両方が軸方向において弁座１２４に対面する位置も含む）とそれぞれ称する。なお、同図（Ｃ）は、第１開放位置と第２開放位置との境界位置を示す図である。

本例のニードルバルブ１７においては、図３（Ａ）の閉塞位置からニードルバルブ１７が後退すると、バルブ面１７３と弁座１２４との隙間Ｓ１がゼロから増加し始め、当該隙間Ｓ１を塗料が通過することにより塗料吐出口１２３から塗料が吐出する。そして、図３（Ｂ）に示すように、バルブ面１７３が弁座１２４に対面しているニードルバルブ１７のストローク位置においては、バルブ面１７３と弁座１２４との隙間Ｓ１が、塗料が通過する最小隙間となるが、図３（Ｄ）に示すように、バルブ面１７３が弁座１２４に対して軸方向に対面せず、その代わりに先端面１７４が弁座１２４に対面するニードルバルブ１７のストローク位置においては、先端面１７４と塗料吐出口１２３の内面との隙間Ｓ２が、塗料が通過する最小隙間となる。すなわち、図３（Ｃ）に示すように、ニードルバルブ１７のバルブ面１７３の前端と弁座１２４の前端とが軸方向に同じ位置Ｐとなるニードルバルブ１７のストローク位置（これを境界位置と称する）においては、バルブ面１７３と弁座１２４との隙間Ｓ１と、先端面１７４と塗料吐出口１２３の内面との隙間Ｓ２とが、同一距離となるように、バルブ面１７３，先端面１７４，弁座１２４の寸法関係が設定されている。

以上のとおり、本例のエアスプレーガン１によれば、図３（Ａ）に示す閉塞位置からガンレバー１６を握ると、図３（Ｂ）に示すようにバルブ面１７３が弁座１２４に対面しているニードルバルブ１７の第１開放位置においては、バルブ面１７３と弁座１２４との隙間Ｓ１が、塗料が通過する最小隙間となり、この隙間Ｓ１に相関して塗料吐出量が増加し始める。図６の実線は、図３に示す本発明の実施例１に係るエアースプレーガン１のニードルバルブストロークと塗料吐出量との関係を示すグラフであり、閉塞位置において塗料吐出量がゼロであったものが第１開放位置においてはニードルストロークに比例して塗料吐出量が増加する。

これに対して、図６の点線は、本発明の比較例１に係るエアースプレーガンのニードルバルブストロークと塗料吐出量との関係を示すグラフであり、図５に示すようにニードルバルブ１７の先端をバルブ面１７３のみで構成したものである。この比較例１のエアースプレーガンにあっては、図５（Ａ）に示す閉塞位置においては、実施例１と同様にバルブ面１７３が弁座１２４に当接するので塗料吐出量はゼロであるが、この状態からニードルバルブ１７が開き始め、図５（Ｂ）に示す開放位置から図５（Ｃ）に示す開放位置になる場合に、塗料通路１２の最小隙間Ｓ１が急激に増加する。このため、図６に点線で示すように、実施例１の第１開放位置に相当するニードルバルブストロークにおいて塗料吐出量が急増して、ほぼ最大吐出量に達し、実施例１の第２開放位置に相当するニードルバルブストロークにおいては一定となる。

しかしながら、本例のエアースプレーガン１にあっては、図３（Ｂ）に示す第１開放位置から図３（Ｃ）に示すストローク位置までは、バルブ面１７３と弁座１２４との隙間Ｓ１が、塗料が通過する最小隙間となり、この隙間Ｓ１に相関して塗料吐出量が増加し、この図３（Ｃ）に示すストローク位置から図３（Ｄ）に示す第２開放位置までは、先端面１７４と塗料吐出口１２３の内面との隙間Ｓ２が、塗料が通過する最小隙間となる。したがって、図６に示すように第２開放位置においてもニードルバルブ１７のストローク量に対する塗料吐出量の変動量が急増することなく相関して増加することになる。

その結果、たとえばハンドガンにおいて、ガンレバー１６をフルストロークで握った場合の塗料吐出量ではなく、それよりも少ない吐出量で塗装する必要がある被塗物の狭隘部などに対する塗装が容易になる。なお、ハンドガンに拘わらずガンレバーをエアーシリンダなどのアクチュエータで制御する自動エアースプレーガンにおいても、フルストロークの塗料吐出量よりも少ない吐出量で塗装する場合に、エアーシリンダは微妙な制御が困難であるが、図６の実線に示すように本例のエアースプレーガン１は、ニードルバルブ１７のストロークに対する塗料吐出量の変動量が小さいので、防爆仕様が不要なエアーシリンダをエアースプレーガン１のニードルバルブ１７のアクチュエータに適用することができる。

１…エアースプレーガン
１１…ガン本体
１１Ａ…胴体部
１１Ｂ…把持部
１１Ｃ…吐出部
１２…塗料通路
１２１…塗料ホース接続口
１２２…塗料ホース
１２３…塗料吐出口
１２４…弁座
１３…エアー通路
１３１…第１エアー通路
１３１ａ…エアーホース接続口
１３２…第２エアー通路
１３２ａ…第１エアー流量調節バルブ
１３２ｂ…調節ねじ
１３２ｃ…開口部
１３３…第３エアー通路
１３３ａ…開口部
１３３ｂ…バルブ
１３３ｃ…コイルバネ
１３３ｄ…ロッド
１３４…第４エアー通路
１３４ａ…第２エアー流量調節バルブ
１３４ｂ…調節ねじ
１３４ｃ…開口部
１３５…第５エアー通路
１３５ａ，１３５ｂ，１３５ｃ…環状通路
１３６…第６エアー通路
１３６ａ…環状通路
１３６ｂ…角部
１３６ｃ…通路
１３７…霧化エアー吐出口
１３８…パターンエアー吐出口
１３９…エアーホース
１４…塗料ノズル
１５…エアーキャップ
１５１…取付リング
１６…ガンレバー
１７…ニードルバルブ
１７１…コイルバネ
１７２…調節ねじ
１７３…バルブ面
１７４…先端面
１７５…スリーブ
Ｓ１，Ｓ２…隙間

Claims (4)

1. ガン本体と、
   前記ガン本体に形成され、先端に塗料吐出口を有する塗料通路と、
   前記塗料通路に挿通され、前記塗料吐出口の内面に形成された弁座に当接して前記塗料吐出口を閉塞するとともに前記弁座から離間してその隙間を塗料が通過するニードルバルブと、を備えたエアースプレーガンにおいて、
   前記ニードルバルブの先端は、
   前記弁座に当接する、基端に向かって拡径するバルブ面と、
   前記バルブ面から先端に向かって延在し、前記塗料吐出口の内面に沿って同一距離の隙間を形成する先端面と、を含むエアースプレーガン。
2. 前記ニードルバルブは、前記バルブ面が前記弁座に当接する閉塞位置と、前記バルブ面が前記弁座から離間するとともに前記バルブ面のみが軸方向において前記弁座と対面する第１開放位置と、前記バルブ面が前記弁座から離間するとともに少なくとも前記先端面が軸方向において前記弁座と対面する第２開放位置と、に移動可能とされ、
   前記ニードルバルブが前記閉塞位置と前記第１開放位置との間にある場合には、前記バルブ面と前記弁座との隙間が、前記塗料が通過する最小隙間となり、
   前記ニードルバルブが前記第２開放位置にある場合には、前記先端面と前記塗料吐出口の内面との隙間が、前記塗料が通過する最小隙間となる請求項１に記載のエアースプレーガン。
3. 前記ニードルバルブが前記第１開放位置と前記第２開放位置との境界位置にある場合の、前記バルブ面と前記弁座との隙間と、前記先端面と前記塗料吐出口の内面との隙間とが、同一距離である請求項１又は２に記載のエアースプレーガン。
4. 前記ニードルバルブは、前記ガン本体に回動可能に設けられたガンレバーの操作量に比例した移動量で軸方向に移動する請求項１〜３のいずれか一項に記載のエアースプレーガン。

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