JP3660682B2 - ベンチュリ付き筒体の手動噴霧器 - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は加圧空気により塗料等の液体を噴霧する手操作の噴霧器に関する。
発明の背景
さまざまな噴霧器がある。あるものは液体を霧状にするのに普通１平方インチ当たり50ポンド代の加圧空気をかけて噴霧している。またあるものは普通１平方インチ当たり10ポンド以下の低い加圧空気流を大量に通して噴霧している。この低加圧大量空気流は液体の無駄のない効率的な霧状化が得られるので、より多く使われている。
こうした低加圧大量空気流型噴霧器の１タイプは操作するのに当然低加圧大量空気流の空気源を必要とする。したがって噴霧器はそれぞれ一個ごとに空気流発生器を装備しているのが普通で、これは例えば複数の噴霧器が同時に使用される工場などでは不経済である。そこで複数の噴霧器のために特別仕立の低加圧大量空気流源を接続したりしている。しかし複数の噴霧器を使用する施設では従来型のコンプレッサ（高加圧源）がさまざまな形で適用され、１台のコンプレッサで複数の噴霧器を操作しているのが通常であり、経済的である。
別のタイプの低加圧大量空気流型噴霧器も従来型コンプレッサを使うものであるが、低加圧大量空気流を作るのに空気の抱き込みを利用している。Farnsteinerに付与された米国特許第3796376号は型式が工業規格となっている模範的な噴霧器につき記載している。この噴霧器は噴霧器の筒体から下方に伸びる噴霧器の頭部とハンドルとがある筒体を有している。ハンドルは筒体の内部に導入されるハンドル内エア通路と加圧空気を受ける手段を備えている。このハンドルに取り付けられたベンチュリが加圧空気流をハンドル内エア通路内に放出する。数個の小窓がハンドル中に穿設されており、加圧空気流がハンドル内エア通路中に二次的に空気を抱き込み、流体量を増加し作用圧力を減少させている。液体を噴霧器の頭部中に引き込むために、筒体中の空気流の一部が噴霧器の下方にぶら下げられた液体容器中に分岐している。串状の弁が筒体内の中央部に伸びて噴霧器頭部内の液体ジェットに接続され液体放出を規制するようにされている。筒体内の空気流は空気ジェット中の通路に導かれて放出される液体を霧状にして噴霧する。空気弁がハンドルに取り付けられていて圧縮空気の流れを規制している。こうしたFarnsteinerの噴霧器のベンチュリおよび小窓はハンドル底部に配設されておりユーザの手が空気の抱き込みを邪魔しないようにされている。ハンドルを長過ぎなくしないため、加圧空気流を規制する弁はベンチュリおよびそのベンチュリの座内に配設されて加圧空気流を遮断するようにされている。空気流が十分霧状化される前に塗料が導入されてしまわないように両方の弁を連動操作するトリガが１個設けられている。
しかしこうしたFarnsteinerの噴霧器にもいくつかの問題点がある。20個もの部品の複雑な連携動作がトリガを弁に連結している。空気の抱き込みによらない噴霧器では空気弁は都合よく取り付けられ、ハンドルの長手方向の軸線を横切る方向に操作され、トリガに直接接続されている。これと異なりFarnsteinerの構造はハンドル内の長手方向に伸びるシャフトないし弁茎を必要とする。この弁を開けるにはハンドルの長手方向を交差する方向にトリガを動かす動きがハンドルの長手方向にシャフトを下方へ下げる動きに伝導されなければならない。このとき曲げる力がシャフトの頭部に加えられるから噴霧器に挟まれるおそれもある。ハンドルの直径はベンチュリ部分とハンドル内部に生まれる低加圧大量空気流を内包するから従来の高圧噴霧器のハンドルの直径よりかなり大きくなり、女性など小さな手の人は、このタイプの噴霧器を扱いにくいと感じる。ハンドルをこれ以上大きくしたり連携機構をこれ以上複雑にしないよう、シャフトはベンチュリの中央部に挿通されたため、ベンチュリ効果は減殺されてしまっている。また、連携機構を円滑に動作させるため頻繁に潤滑油を供給したり調整したりしなければならない。シャフト頭部の位置は見ないで調整されなければならず、またシャフト頭部が正しく位置づけられているかを知ることは、ベンチュリが再び取り付けられて噴霧器操作がテストされるまで出来ない。もしシャフトが高すぎれば、トリガの一引きがシャフトを破壊してしまうこともある。
Farnsteinerの噴霧器の上記欠点は、その後に現れた従来型コンプレッサで操作の低加圧大量空気流型噴霧器にも認められる。すなわちこの型の噴霧器は、圧縮空気が膨張して低加圧流を生み出すことができるように大直径の内流室を有している。所望の低レベルの内圧空気を維持するようにレギュレータが噴霧器に圧縮空気を導くべく設置されている。このタイプの噴霧器はトリガと空気弁とを連携させるのに複雑な機構を必要とせず、比較的強健に構成することができる。しかしこのタイプは空気の抱き込みを促進させなければならないため、噴霧器操作に必要な力よりかなり余分な力のコンプレッサを装備しなければならず、複数の噴霧器などの場合１台のコンプレッサに過重な負担をかけることになる。
発明の概要
本発明は筒体と該筒体に交差させて設置されるハンドルとからなるハウジングの手動噴霧器を提供する。このハンドルは圧縮空気流れを取り入れる取入口と、圧縮空気を筒体の空気流通路に導くハンドル内エア通路を有している。噴霧器の頭部はこの筒体に取り付けられる。この頭部は筒体の空気流通路に連通する空気取入口と液体ジェットとを有している。圧縮空気の流れに応じて周囲の空気を筒体の内部に抱き込む手段も備えられている。この空気抱き込み手段は、圧縮空気流を噴霧器の頭部に放出するように筒体の空気流通路の一部に取り付けられたベンチュリと、該筒体内であって該ベンチュリ近傍に穿設された小窓とからなる。上記ハンドル内に設けられた空気弁は、ハンドルの空気流通路内を流れる圧縮空気の流れを規制する。液体を噴霧器頭部経由で放出するため液体ジェットに液体を運ぶ手段も設けられている。上記ハウジングに取り付けられた液体弁は液体ジェットからの液体放出を規制する。この液体弁はベンチュリが取り付けられた空気流通路の箇所の外側にある。手動トリガ機構がハウジングに設けられて、空気弁と液体弁を操作する。
本発明は従来の手動低加圧大量空気流型噴霧器にみられたいくつもの問題点、特にFarnsteinerの構成にみられたものを解消している。ベンチュリは筒体内、空気弁はハンドル内というようにベンチュリと空気弁とは完全に分離されている。液体弁もベンチュリから分離されている。したがってベンチュリの操作はベンチュリの中心を通る空気流および液体流を制御する機構が通ることによって減殺されることがない。トリガ機構、空気弁間の複雑な連携機構は必要でない。トリガは空気弁の弁部材に直接作用することができるから、ハンドルに向かう方向へのトリガの動きはハンドルの長手方向に交差する方向へ弁部材の動きを変更する必要がなくなる。簡単な連動機構だから指先を挟まれるおそれや定期的な調整の必要などもなくなる。大量の空気流は筒体内でだけ起こり、ハンドルの長手方向には何ら連携機構も必要でないから、ハンドルの直径を小さくすることが可能である。
本発明のさまざまな利点は以下に述べる実施例をみれば一層明白になるであろう。
【図面の簡単な説明】
本発明は添付の図面を参照して一層明白に理解される。
図１は噴霧器の部分縦断面を示す正面図である。
図２は噴霧器の筒体の部分斜視図で、筒体内に空気を抱き込むのに必要なベンチュリと小窓を表している。
図３は筒体に形成される小窓の位置関係を示す噴霧器の平面図である。
図４は筒体内に取り付けられる別の形のベンチュリを示す第２実施例の噴霧器の部分縦断面図である。
図５はさらに別の形のベンチュリを示す第３実施例の噴霧器の部分縦断面図である。
好ましい実施例
本発明の１実施例を示す噴霧器10全体の図面が図１である。噴霧器10は、アルミニウムとかプラスチックなど好ましくは軽量材で形成されたハウジング12を備えている。ハウジング12は筒体14を有していて、該筒体14の後部18は前部16より高く段差をつけて設けられている。（本明細書の記述上、当該段差は筒体の長手方向中心軸間の縦方向の間隔であって、下方と上方の区別は噴霧器操作の通常の位置関係においてとらえられた語である）噴霧器の頭部20は筒体14の前部16に設けられる。ハンドル22は圧縮空気を取り入れる取入口24を先端に設けて後部18から下方に張り出している。取入口24には圧縮空気源（図示せず）に接続されるための適当な接続部が設けられている。ハウジング12は取入口24から噴霧器の頭部20に通じる通路を有している。この通路はハンドル22の長手方向に沿って設けられたハンドル内エア通路26を有していて、該ハンドル内エア通路26は２本の分離された通路（引き出し番号を入れていない）を形成し、その通路の一方は取入口24につながり、他方は閉鎖されたネジ付栓28につながっている。通路はまた筒体14の長手方向に沿って噴霧器の頭部20まで空けられた空洞部30も有している。液体容器32が上記筒体14の下側に吊り下げ接続されて、頭部20から噴霧して放出される塗料など（図示せず）の液体が入れられるようになっている。導管34が液体容器32の内部と筒体14内部とを連通するように挿入されていて、液体を筒体14に引き込み頭部20から放出することができるようにされている。液体を輸送するのに適度な圧力を付与するレギュレータ（図示せず）を導管34内に設けておいてもよい。従来型の空気弁36が噴霧器10の内部を介して圧縮空気流を規制し、公知の串型の液体弁38が頭部20へ向かう液体流を規制する。トリガ40が公知の方法で筒体14の後部18に枢着され、ハンドル22を握るユーザの手で操作されるようにされている。公知のようにトリガ40は空気弁36と液体弁38を次々に作動させて、噴霧器10内に圧縮空気流が液体容器32から液体を放出することができる直前までくるようにする。
頭部20の構造は公知のものと大略同じなので詳細に述べない。頭部20は液体容器32から得た液体を放出する液体ジェット42と、該液体ジェット42を取り囲む空気ジェット44とを有している。液体ジェット42は、連結ブロック48にネジ込んで連結され、該連結ブロック48は外周にネジを切った空洞の取付部材50で筒体14に取り付けられている。この取付部材50は液体容器32の内側にネジを切った取出口52に連結されて、液体ジェット42内に液体容器32から液体を取り込む役目もする。空気ジェット44は筒体14の前部16内部を前後にスライドできるようにされている。この空気ジェット44は連結ブロック48（図１には明示されていないが、バネ54を正しく座させるアーチが設けられている）と空気ジェット44の後壁に当接される窓付板56との間に設置されたバネ54によって前方に付勢されている。内側にネジを切り中心部が開口されたキャップ58が筒体14の外周ネジ（図示せず）に嵌合して空気ジェット44が移動しても筒体14から外れないようにしている。さらに鍔60が筒体14の前部16にネジ付けされてキャップ58を回転しないように固定し、かつ、空気ジェット44を液体ジェット42に対して効果ある位置に留めている。噴霧形状はキャップ58を回転させて空気ジェット44を液体ジェット42に対して動かすという公知の方法で調整される。
液体ジェット42は液体弁38の弁座62を形成する内壁面を有している。液体弁38の串体64はバネで付勢されていて、その先端66は弁座62の形状に合致する形状に形成され弁座62に当接して液体流を遮断するようにされている。この串体64は、液体ジェット42から液体を放出させるようトリガ40をハンドル22方向に引くと、後ろに引かれる。液体弁38の本体はハンドル22の上端内にネジを切って固定されている。串体64は筒体14の後部18の下端に露出している。そして筒体14の前部16内に貫通され、連結ブロック48の後壁に筒体14にネジを切って取付けられた調節部材65を嵌合させ、この調節部材65を介して突き出て、連結ブロック48内に突き出ている。同様な取付方法が噴霧器の頭部20に直接圧縮空気を送り出す従来の高圧銃にも使われている。しかしこの方法は、本発明の噴霧器10にとって特別の意味がある。串体64を筒体14の後部18の外側に突き出すことは、何らの障害物もなく圧縮空気流を受けることができる後部18内にベンチュリ68を別途設けることを可能にするからである。
この圧縮空気流は筒体14中で低加圧大量空気流へと変換される。ベンチュリ68は筒体14内周に切られたネジ72と嵌合するネジ70を外周に形成している。ベンチュリ68の後部には、スクリュウドライバのような工具をベンチュリ68の設置されるべき位置に付け外しするのに使うことができるように、両側にスロット（図示せず）が穿設されている。組み立てるときはベンチュリ68を筒体14の後端から挿入して、ネジ栓74で蓋する。３個の小窓76（図２、図３参照）が筒体14に形成されベンチュリ68を取り囲む。ベンチュリ68は、流路を通ってきた圧縮空気を受け入れる入口78と、噴霧器の頭部20へとその圧縮空気を下流に放出する出口80とを有している。圧縮空気流は小窓76を介して周囲の空気を抱き込んで大量低加圧空気流をベンチュリ68直後の下流に作り出す。周囲の空気からダストまで抱き込まないようにフィルタ（図示せず）を筒体14周りに取り付けることもできる。大量低加圧空気流が頭部20に作用して液体容器32も加圧する。
空気弁36はハンドル22の長手方向の軸84と交差する軸82に沿ってハンドル22にネジ貫通され、トリガ40に交差している。空気弁36は圧縮空気流を遮断するよう空気弁36の本体に座す弁部材86を有している。弁部材86は弁本体およびハンドル22から前方に突出するピン88を有している。コイルスプリング90が該弁部材86を図１の空気流遮断位置に押し付けている。同時にそれはピン88をトリガ40に押し当てている。一方、トリガ40はユーザがハンドル22を握ると指が掛るように配置されている。トリガ40は図１に示されている離れた位置から図示していないハンドル22に近づく位置へと枢動する。この動きは軸82方向にほぼ一致し（図１の左から右へ）、弁部材86を右へ動かす（図示せず）。この実施例ではピン88はトリガ40に当接しているだけで、空気弁36のコイルスプリング90がトリガ40を元の位置へ戻す。
噴霧器10は従来のものに比しいくつかの利点を有している。特にベンチュリ68が空気弁36およびトリガ40から完全に離れた位置で筒体14内に取り付けられている点である。ピン88はベンチュリ68内に入っていないから、ベンチュリの機能は減殺されることがない。弁部材86は水平に取り付けられていて（ハンドル22の長手方向の軸に交差する方向）、直接にトリガ40に係合している。従来のFarnsteinerの噴霧器のようなハンドル内を長手方向に並べられた複雑な連携機構は除去されている。弁部材86はトリガ40の動きと同一方向に動くので、連携は曲げ力を必要としない。その代わりに空気弁36がベンチュリ68の直前の上流箇所に筒体14内に取付けられいて、別のトリガ40が空気弁36を作動するようにされ、空気弁36が取り付けられたハンドル22内の配列は最も単純で堅牢にされている。図面ではハンドルの直径が縮小されている点を明示できないが、大量の圧縮空気が筒体14内に流されるのに、ハンドル22の中心部には何ら連結部材が設けられていない点は理解されるだろう。こうしてハンドル22は思うように設計することができるのである。
図４は別の実施例の噴霧器92に部分図である。周囲の空気がどのように噴霧器92内部に抱き込まれるかを除き、第１実施例の噴霧器10と大体同様に構成され作動する。図４では第１実施例の噴霧器10と第２実施例の噴霧器92とで共通部分につき同一の引用符号を使用している。
噴霧器92は異なるベンチュリ94が筒体14の後端に近づけられて取り付けられている。ベンチュリ94は出口98のある前部96、後部100、それに前部96と後部100間の周壁102と有している。周壁102は外周ネジ104が切られた円筒シリンダを形成していて、この外周ネジ104は筒体14の内周ネジ106に嵌合してベンチュリ94の周壁102を筒体14に効果的にシーリングしている（筒体の前部16後部18間の空気流を阻止）。ベンチュリ94の後部100には筒体14内にベンチュリ94を取り付けるときスクリュウドライバが当たるようにスロット108が形成されている。入口110が周壁102に穿設されていて、ハンドル22を通る通軸112に沿ってハンドル内エア通路26からの圧縮空気を通す。入口110は嵌合するネジ104、106によってハンドル内エア通路26のためにシーリングされてベンチュリ94を通る圧縮空気の漏れを防止する。取り付け時にはベンチュリ94は適当に回転して入口110をハンドル内エア通路26に一致させなければならない。出口98は通軸112に交差する軸114上に筒体14中にそのまま、受けた圧縮空気を前方に放出する。ベンチュリ94は当然ながらハンドル内エア通路26から受けた圧縮空気を出口98に通すときに変形させるが、筒体14の後部の栓28は不要である。出口98は図面では単一の開口としてしか表されていないが、複数の開口があってもよい。
図５は第３の実施例の噴霧器116の部分図である。噴霧器116と噴霧器10間の違いは周囲の空気の抱き込みに主として係わるので、この違いだけを図５に示している。噴霧器10と116に共通の部分は、ここでも同一の引用符号で表されている。
噴霧器116は出口122のある前部120、後部124、それに前部120と後部124間の周壁126とを有している。入口はベンチュリ118の側壁126からハンドル22の通路26へと貫通するスリーブ128によって形成されている。スリーブ128はハンドル内エア通路26への入口のためにシーリングするようにハンドル内エア通路26中に押し込み嵌合されるべき太さに形成されている。この点でベンチュリ118全体は筒体14の後端口130からプライヤなどで挿入され、スリーブ128はハンドル内エア通路26に一致されて、ベンチュリ118はハンドル内エア通路26内のスリーブ128に座すように下方に押し込まれて組み立てられる。圧縮空気は、ここでもハンドル22に沿った通軸132上からきて、通軸132に交差する軸134に沿って前方に放出される。３個の小窓76はここでは省略され代わりに、ベンチュリ118が筒体14から間隔をあけて設けられ、筒体14の後端口130から入ってくる周囲の空気をベンチュリ118周りに抱き込むようにしている。筒体14途中の小窓76を省略できるので、この構成は筒体14の構造的堅牢さを向上させる。さらにこの構成なら、筒体14の後端口130に取り付けることができる周囲空気濾過のためのスクリーン（図示せず）の取付も簡単である。
噴霧器116はさらに改変することができよう。筒体14の後部18をもっと短くして、ベンチュリ118の前部120だけを筒体14中に突き出させ、筒体14中に直接放出するなどである。スリーブ128に外周ネジを切ってハンドル内エア通路26中の内周ネジに嵌合し、スリーブ128で形成される入口周囲をハンドル内エア通路26に対してシーリングすることもできる。こうすれば筒体14の後部にチューブフィルタを取付ることも可能である。このチューブフィルタは周囲の空気に比較的大きな表面積をさらすようにすることができ、圧力減衰を少なくして空気の抱き込みに悪影響を及ぼさないようにする。

Claims (9)

1. 空洞部30のある筒体14と該筒体14に交差して張り出すハンドル22とからなるハウジング12を有し、
   上記ハンドル22は、圧縮空気流が入る取入口24と、入った圧縮空気流をハンドル22を通して筒体14の空洞部30に向けるハンドル内エア通路26と、を備え、
   液体ジェット42、筒体14の空洞部30に連通する空気通路46とを備えた筒体14に取り付けられる頭部20と、
   圧縮空気流に応答して筒体14中に周囲の空気を抱き込む手段と、
   圧縮空気流を規制する空気弁36と、
   頭部20から液体を放出するため液体ジェット42へ液体を引き込む手段50と、
   ハウジング12に取り付けられ液体ジェット42からの液体放出を規制する液体弁38と、
   ハウジング12に取り付けられ空気弁36と液体弁38とを操作する手動のトリガ40と、を有する手動操作の噴霧器であって、
   上記の空気抱き込み手段は、筒体14の空洞部30の一部に設けられたベンチュリ68、94または118と、該ベンチュリ近傍に筒体14に穿設された小窓76または130とからなり、
   上記の空気弁36はベンチュリ68、94または118から完全に分離されてハンドル22内に取り付けられ、
   上記の液体弁38は筒体14の空洞部30の一部分の外側でベンチュリ68、94または118が形成されてる方でない方に取り付けられていることを特徴とする手動操作の噴霧器92、10または116。
2. 筒体14が前部16と該前部16に対し一段上方に段差をつけられた後部18とからなり、
   噴霧器の頭部20が筒体14の前部16に取り付けられ、ベンチュリ68、94または118が筒体14の後部18内に設けられ、
   液体弁38が液体ジェット42中に設けられた弁座62に座す形状に形成された先端66のある串体64であって、筒体14の後部18の下方の外部に突き出るものを有していることを特徴とする請求項１に記載の手動操作の噴霧器10、92または116。
3. トリガ機構がハンドル22近傍とハンドル22から離れた位置との間に配置され、
   空気弁36は、弁部材86がハンドル内エア通路26に圧縮空気流を通す流通可能位置と弁部材86がハンドル内エア通路26に圧縮空気流を通さない流通不能位置間でトリガ40と交差する所定の軸82に沿って移動可能な弁部材86と、該弁部材86を流通可能位置に付勢されたコイルスプリング90とからなり、
   弁部材86は、ハンドル22近傍位置へのトリガ40の移動が弁部材86を流通可能位置へと移動させるようにトリガ40に当接するピン88を含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の手動操作の噴霧器10、92または116。
4. ベンチュリ94または118が、第１の軸112または132に沿って圧縮空気流を取り込むハンドル内エア通路26にシーリングされた入口110または128と、該第１軸112または132に交差する第２の軸114または134に沿って圧縮空気流を放出する出口98または112を有していることを特徴とする請求項１に記載の手動操作の噴霧器92または116。
5. 後端口130が筒体14の後端部に周囲の空気を噴霧器116の後方から筒体14中に抱き込むように形成されていることを特徴とする請求項４に記載の手動操作の噴霧器116。
6. ベンチュリ118が、ハンドル内エア通路26内に突出して入口を形成するスリーブ128を有していることを特徴とする請求項４に記載の手動操作の噴霧器116。
7. 筒体14の小窓76がベンチュリ118の出口122の後方に配され、べんちゅり118はベンチュリ118周りの空気を筒体14中に抱き込むことができるように筒体14から間隔をあけて配されていることを特徴とする請求項４に記載の手動操作の噴霧器116。
8. ベンチュリ94が筒体14に対しシーリングされた周壁102を有し、入口110が周壁102内に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の手動操作の噴霧器92。
9. 筒体14が内周ネジ106を、ベンチュリ94の周壁102が該内周ネジ106に嵌合する外周ネジ104を、それぞれ有していることを特徴とする請求項８に記載の手動操作の噴霧器92。

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