JP3350623B2 - エアスプレーガンの空気弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、手動でエアスプレーを
行う、エアスプレーガンの空気弁構造の改良に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】エアスプレーガンは、握り部をもつスプ
レーガン本体に空気弁部と、塗料の噴射停止を行うニー
ドル弁部をもち、引金によって空気弁および、ニードル
弁を開閉する構造となっている。そして、引金によって
まず空気弁が開き、僅か遅れて、ニードル弁が引かれて
塗料が噴出する。すなわち、吹付エアの噴射後、塗料が
噴出し、引金を離して弁が閉じられるときは、それぞれ
押圧されているばねによってニードル弁が閉じられた
後、空気弁が閉じられる二段吹き構成となっている。

【０００３】上記構成において、空気弁および、ニード
ル弁を押圧するばねは、それぞれに設けられるパッキン
等の摺動抵抗に抗して、弁シートに押圧されて弁が完全
にシートする強さのばねが配設される。そして、そのば
ね強さは引き始めも、引金を引いてニードル弁を全開に
したときも、引金の引き力があまり大きくならない、ば
ね常数の低い、比較的長いばねが使用されている。これ
は作業者が長時間作業を行うとき、手指が疲れるために
引金の引き力をできるだけ弱いものにするためである。
これに対して、この引き力の強いものを長時間使用した
場合は、手指が腱鞘炎を起こす危険も指摘されている。
したがって、空気弁ばね、ニードル弁ばねは、それぞれ
弁シートに十分で、かつ、できるだけ弱いばねが使用さ
れている。

【０００４】上記引金構成において、空気弁を押圧する
ばねは、ニードル弁を押圧するばねより、数段弱いばね
が用いられているが、空気弁に加わる圧縮空気の背圧が
引金の引き力を大きくする問題がある。空気弁が閉じら
れている状態のときは、握り部側の圧縮空気はコンプレ
ッサの圧力か、または圧力調整弁を介して、エアホース
の空気抵抗による圧力低下を加味した、高圧の圧縮空気
が空気弁背後に背圧として加えられている。したがっ
て、空気弁を開くとき、この背圧に抗して、開けなけれ
ばならないため、引金の引き始めに強い引き力が必要と
なる。

【０００５】前記背圧の影響は、大量の空気をできるだ
け抵抗なく流すために、空気弁流路を大きくするほど、
空気弁の直径も大きくなり、背圧の力も大きくなる。特
に吹付圧力１００ｋＰａ以下の低圧スプレーガンにおい
て、通常のコンプレッサから５００ｋＰａ前後の圧縮空
気を、可撓性の高い１／４分程度の細いエアホースを介
して供給し、スプレーガン内部で低圧化して大風量を流
す場合に、空気弁部の流路は、吹付圧力３００〜３５０
ｋＰａの一般のエアスプレーガンよりも、さらに大きな
流路が必要となる。したがって、低圧スプレーガンでは
背圧の影響は更に大きくなり、引金の引き力が大きくな
る問題をもっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
エアスプレーガンの引金機構において、空気弁に加わる
背圧が、引金の引き始めの引き力を強くする問題があ
り、特に大風量または、低圧大風量を流すために、空気
弁流路を大きくするエアスプレーガンにおいて、この背
圧が大きく影響することから、空気弁の背圧を緩和する
ために、空気弁を分割して開くようにしてこの課題を解
決しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、スプレーガン
の引金によって、空気弁および、ニードル弁の開閉を行
うエアスプレーガンにおいて、引金の引き始めに空気弁
に加わる圧縮空気の背圧を緩和するために、空気弁本体
にセットする空気弁を、中心弁と外周弁の二段階また
は、二段階以上に分割し、該中心弁が開いた後に外周弁
が開かれるようにしたエアスプレーガンの空気弁構造で
ある。

【０００８】

【作用】図２を参照してその作用を説明する。スプレー
ガンの握り部（１０ａ）上部の空気流路に設けられる空
気弁室に空気弁セットを配設するスプレーガンにおい
て、該空気弁室（１）に配設される空気弁セットは、弁
棒（３ｂ）と、弁体（３ａ）からなる中心弁（３）と、
これらを囲繞して弁シート（２ａ）をもつ空気弁本体
（２）と、中心弁（３）の弁体（３ａ）の外周に配設さ
れるテーパーング状外周弁（４）よりなり、中心弁
（３）と外周弁（４）の二段階の弁をもつ空気弁セット
で、該中心弁（３）を空気弁ばね（５）によって押圧シ
ートする構造となっている。

【０００９】上記構成において、中心弁（３）および、
外周弁（４）が、空気弁ばね（５）によって押圧シート
されているとき、両弁の背後には、コンプレッサまた
は、圧力調整器で吹付空気圧力を調整した全圧が加わり
高い背圧となっている。そして、その背圧は空気弁本体
（２）の弁シート（２ａ）の直径の面積に加えられる。
例えば、１ｃｍ平方のシート面積に５００ｋＰａ以上で
調整された吹付空気圧力の場合では、全圧で５ｋｇ以上
の荷重が加えられている。これを弁棒（３ｂ）の先端に
当接する引金によって一度に開く場合は、５ｋｇ以上の
荷重がそのまま手指に加わり、頻繁に操作する引金によ
る連続作業を行う場合に、手指の疲労が非常に大きなも
のとなる。

【００１０】図２（ｂ）に示すごとく直径が小さく背圧
の少ない中心弁（３）を開くと、背圧側の全圧空気は静
圧となって圧力が下がると共に、弁棒（３ｂ）側に吹付
空気が入り、弁棒（３ｂ）側が圧力が大きく、背圧側が
圧力が小さくなるため、弁棒（３ｂ）と背圧側の圧力差
が大巾に小さくなり、外周弁（４）に加わっていた背圧
も大巾に減少する。したがって、引金（２２）に初めて
直接加わる荷重は中心弁（３）の背圧のみとなり、前記
弁シート面積の弁を一度に開くのに比較し、数分の一に
減少させることができる。そして、その荷重は中心弁
（３ａ）のシート直径を適正値に選択することで調節さ
れる。

【００１１】中心弁（３）が開いた後に弁棒（３ｂ）に
設けられる凸部（３ｃ）によって外周弁（４）が開か
れ、外周弁（４）の外周の空気弁本体（２）のシート面
から大量空気が流入する。そして、弁が閉じられるとき
は、外周弁（４）が閉じられた後に中心弁（３）が閉じ
られる。また、中心弁（３）が開いた後外周弁（４）が
開く弁棒（３ｂ）に設けられる凸部（３ｃ）の位置は１
〜２ｍｍの間隔で設けられ、引金操作において支障とな
ることはなく、取扱上では、引金を引くとき、二段階に
なっていることも判別できない程のものとなる。

【００１２】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。図１は大風量型の低圧スプレーガンに本発明の空
気弁セットを配設した全体構成断面図である。但し、本
発明は１００ｋＰａ以下の低圧スプレーガンに限定する
ものでなく、略同一構成配置からなる吹付圧力３００〜
３５０ｋＰａの一般の高圧スプレーガンにも適応可能な
ものである。また、空気弁セットの形状、寸法、および
その配置は、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、適宜変
更可能なもので、本発明を限定するものでない。

【００１３】図１において、スプレーガン本体１０の握
り部１０ａに空気ニップル１１が螺設され、この空気ニ
ップル１１に図示しない操作性容易な可撓性の１／４分
のエアホースが取付けられ吹付エアが供給される。吹付
エアは握り１０ａ内の流路を経て空気弁室１に流入す
る。空気弁室１には、図２で詳述する空気弁セットが気
密に嵌入され、中心弁３を空気弁ばね５によって押圧シ
ートしている。空気弁ばね５は、空気弁セットの組立ま
たは、メンテナンス時必要な螺設される盲ねじ８で押さ
えられている。中心弁３および、外周弁４を経た吹付エ
アは空気弁本体２の側壁孔２ｂよりスプレーガン本体１
０の通路１０ｂを経て上部に送気される。空気弁本体２
には中心弁３の弁棒３ｂを気密に摺動させるためのパッ
キン６が嵌入され弁棒３ｂからの洩れを防いでいる。

【００１４】空気弁室１の上には、塗料調節装置が設け
られる。塗料調節装置はニードル弁ガイド１２にニード
ル弁１３が挿入され、ニードル弁１３をニードル弁ばね
１４で押圧して、ニードル弁１３の先端が、塗料ノズル
２１の先端テーパーでシートしている。ニードル弁ばね
１４は、塗料調節つまみ１５に押さえられ、ニードル弁
１３の後端が塗料調節つまみ１５に当接しており、螺設
される塗料調節つまみ１５を回すことによって、ニード
ル弁１３の引代が調節され、ニードル弁１３の先端での
塗料ノズル２１のノズル口の開口面積が調節されること
によって塗料噴出量を調節する。そして、吹付エアは、
スプレーガン本体１０に気密に嵌入固定されているニー
ドル弁ガイド１２の外周隙間を介して、その上のパター
ン調節装置に流入する。

【００１５】パターン調節装置は、パターン調節弁棒１
７がパターン調節つまみ１６に螺設され一体化されてい
る。パターン調節弁ガイド１８に螺設されるパターン調
節つまみ１６を回すことによって、パター調節弁棒１７
の先端の弁部１９で、空気キャップ２０の角部の側面空
気孔２０ａへの空気量を調節して、偏平パターンのパタ
ーン開きが調節される。そして、空気キャップ２０の中
心空気口２０ｂに流れる吹付エアは、パターン調節弁部
１９の前で調節されずに塗料ノズル２１に穿設される空
気孔を経て、空気キャップ２０の中心空気口２０ｂから
噴射される。

【００１６】スプレーガン先端部は、塗料ノズル２１の
先端ノズル口と、空気キャップの中心空気口２０ｂが、
略同一平面上にあり、外部混合式の微粒化機構となって
いる。中心空気口２０ｂは、塗料ノズル２１の先端外周
と中心空気口２０ｂの間に形成されるリング状スリット
で、このスリットの幅が、高圧スプレーガンに比較して
非常に広くなっていて、低圧空気を大量噴射する低圧ス
プレーガンとなっている。低圧スプレーガンは、先端の
空気キャップ２０の内圧が１００ｋＰａ以下でスプレー
されるように設計されている。先端の空気キャップ２０
の内圧が低いことから、空気弁に加わる全圧との差が大
きく、空気弁を開くとき一般の高圧スプレーガンに比較
して、より大きな引き力が必要となるものである。

【００１７】上記構成において、振子状に引かれる引金
２２に、空気弁３の弁棒３ｂが当接していて、引金を引
いたとき、まず初めに空気弁３が開かれる。そして、ニ
ードル弁１３の凸部１３ａは、引金１３と数mmの間隔で
隙間があり、空気弁の弁棒３ｂが引かれた後に、ニード
ル弁１３の凸部１３ａに引金が当接して、ニードル弁１
３が引かれてニードル弁１３が開き、塗料ジョイント２
３から圧送される塗料が、塗料ノズル２１より噴出す
る。すなわち、吹付エアが中心空気口２０ｂから噴射さ
れた後に塗料が塗料ノズル２１より噴出し、ニードル弁
１３が閉鎖した後に空気弁が閉鎖される。この二段吹き
機構によって、スプレーの噴射始めと終わりに発生し易
い噴霧塗料の粗粒子の発生を防いでいる。そして、この
引金操作は、スプレーガンの往復運行時の両端で噴射停
止を行うので非常に頻繁に繰返される。このことから、
引金の引き力が強いと、長時間作業を行う場合に、手指
が疲れ、時には腱鞘炎を起こす問題があり、引金の引き
強さはスプレーガンの性能を左右する重要な要素となっ
ている。

【００１８】図２（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明の空気弁
構造の一例の拡大断面図で、（ａ）（ｂ）（ｃ）は弁が
開く作動過程を示す図である。図２（ａ）において、空
気弁室１にＯリング７を介して気密に嵌入される円筒形
の空気弁本体２には、中心弁３の弁棒３ｂを気密に摺動
させるためのパッキン６が嵌入され、弁棒３ｂからの洩
れを防いでいる。さらに、空気弁体２の円筒形の周壁に
は、空気流路２ｂが、大量空気を流すために、複数個穿
孔され、外周隙間を経てスプレーガン本体の流路１０ｂ
に送気される。そして、空気弁本体２の右側に空気弁シ
ート２ａがテーパー状に形成されている。中心弁３は、
テーパー面をもつふっ素樹脂等からなる弁体３ａと、弁
棒３ｂから構成され、弁棒３ｂには外周弁４を開くため
の凸部３ｃが設けられ、外周弁４を挿入した後、弁体３
ａに螺設固着されている。外周弁４は円錐台形のリング
状に金属又は、ふっ素樹脂等によって形成され、外周弁
４のリング状の内周面には、前記テーパー面をもつ弁体
３ａのシート面が形成されている。そしてリング状の斜
面には、通気孔４ａが穿孔されている。外周弁４の外周
が前記空気弁本体２のシート面２ａに周接してシートさ
れる。また、リング状の先端部には、弁棒３ｂに嵌入し
て摺動するためのガイド部４ｂがあり、ガイド部４ｂに
弁棒３ｂが引かれたとき、凸部３ｃが当接して外周弁４
が開かれる。

【００１９】上記構造の図２（ａ）の弁が閉じている状
態において、空気弁に加えられる背圧は、空気弁本体２
のシート面２ａの、シート径の面積に相当する外周弁
４、および中心弁３の背後に加えられている。そして、
初めに開かれる中心弁３は、外周弁４のシート面４ｄの
直径に相当する面積に加えられる背圧に抗して開かれ
る。シート面４ｄは空気弁本体シート面２ａの径よりも
小さく、径の小さい分だけ背圧が少なくなる。例えばシ
ート面４ｄが空気弁本体のシート面２ａの径の２／３で
設計された場合、その背圧は約半分になる。中心弁３が
開かれて空気が外周弁４の通気孔４ａより流入すると、
外周弁４に加えられていた背圧は、圧力の平衡によって
消滅し、外周弁４を引く引き力大巾に小さくなり、結果
的に空気弁を引く引き力は、全体を同時に引くのに比較
して、約半分で済むことになる。

【００２０】図２（ｂ）は中心弁３が開かれた後、中心
弁棒３ｂの凸部３ｃが外周弁４のガイド部４ｂに当接し
た図である。図２（ｃ）は前記ガイド部４ｂによって外
周弁４が開かれた状態を示したものである。

【００２１】前記図２の弁構成において、中心弁３と外
周弁４の二段階の弁構成とした例を示したが、中心弁３
をさらに小さくし、外周弁を内側外周弁と外側外周弁の
二段階の外周弁として、空気弁全体構成として三段階の
弁構成とすることも、またそれ以上にすることも可能で
あり、空気弁構成の効果としては二段階の場合と同等又
はそれ以上の効果が得られることから、本発明は弁構成
を二段階に限定するものでない。また、弁の形状も背圧
を減少させる他の形状、例えば外周弁をＯリングにする
等の方法があり、図に示す形状に限定するものではな
い。

【００２２】図３は、外周弁４を開くための中心弁の弁
棒３ｂに設けられる凸部３ｃの他の実施例を示したもの
である。弁棒３ｂに止め輪溝を穿設し、止め輪３ｄによ
って外周弁４を開くようにしたものである。止め輪３ｄ
による効果は、弁３ａと弁棒３ｂを組立固着後、弁棒３
ｂの先端から外周弁４を挿入し、挿入後止め輪３ｄを、
前記止め輪溝に嵌入することによって、弁棒３ｂに凸部
３ｃを設けたと同等の役目を果たし、メンテナンス時の
取扱いの容易化が得られる効果がある。

【００２３】

【発明の効果】エアスプレーガンの空気弁を中心弁と外
周弁に分割して、中心弁が開いた後に外周弁が開かれる
構造とし、空気弁に加えられる圧縮空気による背圧の影
響を大幅に削減したことによって、スプレーガンの引き
始めに加わる引き力が弱まり、スプレーの長時間連続作
業を行う場合にも、腱鞘炎を起こす危険がなく、手指の
疲れの少ない、取扱性の良いエアスプレーガンとなる効
果が得られる。

【００２４】また、空気弁を二段階または、二段階以上
に分割しても、分割したことによる操作上の支障はな
く、構造が比較的簡単で、空気弁流路を更に拡大できる
空気弁構造が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】低圧スプレーガンに本発明の空気弁セットを配
設した全体構成断面図である。

【図２】（ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の空気弁構造の拡大
断面図で、（ａ）（ｂ）（ｃ）によって弁が開く作動過
程を示したものである。

【図３】空気弁構造の他の実施例を示す拡大断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 空気弁室 ２ 空気弁本体 ２ａ 空気弁シート ３ 中心弁 ３ａ 弁体 ３ｂ 弁棒 ３ｃ 凸部 ３ｄ 止め輪 ４ 外周弁 ４ａ 外周弁シート ５ 空気弁ばね １０ スプレーガン本体 １３ ニードル弁 １５ 塗料調節つまみ ２０ 空気キャップ ２２ 引金

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スプレーガンの引金によって、空気弁お
   よび、ニードル弁の開閉を行うエアスプレーガンにおい
   て、引金の引き始めに空気弁に加わる圧縮空気の背圧を
   緩和するために、空気弁本体にセットする空気弁を、中
   心弁と外周弁の二段階または、二段階以上に分割し、該
   中心弁が開いた後に外周弁が開かれるようにしたエアス
   プレーガンの空気弁構造。