JP6257038B2 - 塗装ガン - Google Patents

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Description

本発明は、塗装ガンに関するものである。
特許文献1には、塗料用開閉弁のメンテナンスを可能とした塗装ガンが開示されている。塗装ガンのガン本体の内部には、その前端外面に開口する収容空間が形成され、ガン本体には、その外周面から収容空間に連通する塗料流入孔が形成されている。収容空間内のうち塗料流入孔よりも前方には、弁座を有する筒状のシート部材が収容され、シート部材は、その外周と収容空間の内周とに形成したネジ部の係止により、取り付け状態に保持されている。シート部材の内部には、その後端外面に開口する弁室が形成され、弁室内には、前後方向に駆動される弁体が収容されている。
シート部材には、弁室の内径よりも小径で、弁室の前端内面からシート部材の前端外面に貫通する弁孔が形成され、弁室の前端内面には弁座が形成されている。弁室と弁体と弁孔と弁座とにより、塗料用開閉弁が構成されている。弁体が前進して弁座に当接すると、弁孔が塞がれて塗料用開閉弁が閉弁状態となり、弁体が後退して弁座から離間すると、弁孔が開放されて塗料用開閉弁が開弁状態となる。メンテナンス等の際には、シート部材をガン本体の前方へ取り出せば、弁体等の塗料開閉弁を構成する部品も、ガン本体の前方へ取り出すことができる。
特開平7−16506号公報
上記の塗装ガンでは、弁座が形成されているシート部材に対し、塗料から前向きの圧力が作用する。このときのシート部材の受圧面積は、弁座を含む弁室の奥端内面の面積に、シート部材の後端面の面積を併せた広い面積となる。受圧面積が大きくなると、シート部材を取付け状態に保持しているネジ部には、大きな保持力が要求される。ネジ部の保持力を高めるためには、ネジ部の径方向の係止代を大きくする必要があるが、そうすると、シート部材の外径と収容空間の内径が大きくなり、ひいては、塗装ガン全体が大型化することになる。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、小型化を図ることを目的とする。
本発明の塗装ガンは、
内部に収容空間が形成されたガン本体と、
前記ガン本体の前方から前記収容空間内に収容されたケースと、
前記収容空間の内周と前記ケースの外周とに形成され、互いに係止することで前記ケースを前記収容空間内に保持するネジ部と、
前記ケースの内部に形成された弁室と、
前記ケースの外周面から前記弁室の内周面に貫通した形態であり、前記弁室内に塗料を流入させる塗料流入孔と、
前記弁室の内径よりも小径であり、前記弁室の前端内面から前記ケースの前端外面へ貫通した形態の弁孔と、
前記弁室の前記前端内面に形成された弁座と、
前記弁室内に収容され、前進することにより前記弁座に当接し、後退することにより前記弁座から離間する弁体と、
前記弁体から後方へ延出した形態の軸部と、
前記塗料流入孔よりも後方に配され、前記軸部の外周との隙間をシールするパッキンと、
前記ケースに形成され、前記パッキンの前端面における外周縁部を面当たりさせるストッパとを備え、
前記弁室と前記弁孔と前記弁座と前記弁体とにより、塗料用開閉弁が構成されており、
前記ケース内には、前記弁室を構成する小径空間と、前記パッキンを収容する大径空間とが形成され、
前記小径空間と前記大径空間の間の段差部が前記ストッパとなっており、
前記塗料流入孔は、前記ケースの外周面から前記弁室の内周面に向かって斜め後方に貫通し、前記小径空間の内周に開口しているところに特徴を有する。
弁座が形成されているケースは、弁室内の塗料から前向きの圧力を受けるのであるが、このときのケースの受圧面積は、弁座を含む弁室の前端内面の面積のみである。受圧面積が小さいと、ケースを収容空間に保持するためのネジ部に求められる保持力が小さくて済み、ネジ部の径方向の係止代も小さくて済む。これにより、ケースの外径と収容空間の内径を小さくして、塗装ガン全体の小型化を実現できる。
また、塗料から圧力を受けるときのパッキンの前端面における受圧面積は、ストッパに当接している領域の分だけ小さくなるので、パッキンの不正な変形を回避できる。
塗料の硬化によってパッキンがガン本体の内周面に固着した場合、パッキンを剥離して取り出すためには、ガン本体の内部に洗浄液を注入してパッキンを剥離する必要があり、作業性が悪い。しかし、本発明によれば、塗料の硬化によってパッキンがケースに固着しても、パッキンをケースと一緒にガン本体の外へ取り出し、ガン本体の外部でパッキンとケースを離脱させる作業を行うことができるので、作業性が良い。
塗料流入孔から弁室内に流入した塗料は弁座に向かって前方へ流動するため、弁室の内周面のうち塗料流入孔の開口部とその後方のストッパとの間の領域では、塗料の流れが悪く、塗料が固化して塗料溜まりが生じ易い、という事情がある。塗料溜まり発生を防止する手段としては、塗料流入孔の開口部をストッパに近づける事が考えられるが、そのようにすると、塗料流入孔の内周とストッパとの間の肉が薄くなるため、ケースの強度低下が懸念される。その点、本発明は、塗料流入孔を、ケースの外周面から弁室の内周面に向かって斜め後方に貫通する形態としているので、塗料溜まりを防止しながら、塗料流入孔の内周とストッパとの間の肉を厚くして強度を十分に確保することができる。
実施例1の塗装ガンの側面図 ガン本体の前端部におけるケース、塗料用開閉弁等の構成をあらわす部分拡大断面図 図2の部分拡大断面図 ケースを構成する筒状部材にパッキンとホルダを取り付けた状態をあらわす断面図
<実施例1>
以下、本発明を具体化した実施例1を図1〜図4を参照して説明する。
<静電塗装ガンの全体構成>
本実施例1の静電塗装ガンは、図1に示すように、作業者が把持して使用するハンドガンと称されるものである。静電塗装ガンは、トリガ11が取り付けられたガン本体10と、ガン本体10の後端部に連なるように設けられてアースされたグリップ12と、ガン本体10の前端部(図1〜3における左端部)に設けられたノズル13と、ガン本体10内の前端部であってノズル13の後方近傍位置に設けた塗料用開閉弁14と、塗料用開閉弁14に導電性塗料を供給する塗料供給路15と、ガン本体10内に設けられ、ガン本体10の前端部において導電性塗料に高電圧を印加する高電圧発生器16とを備えている。トリガ11を操作すると、塗料用開閉弁14が開弁し、ガン本体10の先端部に供給された導電性塗料が、高電圧発生器16により高電圧を印加された状態でノズル13から霧化塗料として吐出されるようになっている。
<ガン本体10の前端部の構成>
図2,3に示すように、ガン本体10の内部には、前後方向に細長い円形断面の収容空間17が形成されている。収容空間17の前端部内周には、ガン本体10の前端面に開口する拡径凹部18が形成されている。収容空間17の内周のうち拡径凹部18の後端に段差状に連なる領域には、ケース20を収容空間17内に固定するための雌ネジ部19(請求項に記載のネジ部)が形成されている。
収容空間17内には、前後方向に細長い円形断面のケース20が収容されている。ケース20の前端部には、収容空間17の前端部に位置する小径凸部21が形成されている。小径凸部21にはノズル13が外嵌されている。ガン本体10の前端部外周には、ノズル13を小径凸部21に嵌合した状態に保持するための円筒形のキャップ22が外嵌されている。キャップ22の外嵌したロックナット23をガン本体10の外周にねじ込むと、キャップ22とノズル13がガン本体10に固定されるとともに、ガン本体10の前端面の開口部が、ノズル13とキャップ22によって閉塞される。したがって、ケース20をガン本体10から取り出すことができなくなる。
<ケース20>
ケース20は、円形断面の保持部材24と、円形断面のシート部材25と、円形断面の筒状部材26とを組み付けて構成されている。保持部材24の前端側部分は、上記のようにノズル13に対して後方から内嵌される小径凸部21となっている。保持部材24の後端側部分は、小径凸部21よりも外径寸法の大きい大径部27となっており、大径部27の外周には雄ネジ部28(請求項に記載のネジ部)が形成されている。保持部材24は、ガン本体10の前方から雄ネジ部28を雌ネジ部19にねじ込むことにより、収容空間17の前端側領域に収容された状態に保持されている。
図3に示すように、保持部材24の内部には、保持部材24の後端外面24Rに開口する円形の収容凹部29が形成されている。収容凹部29の前端部には、シート部材25が収容されて圧入等により移動規制状態に固着されている。収容凹部29のうちシート部材25よりも後方の空間は、保持部材24の後端外面24Rに開放された弁室30となっている。保持部材24の中心には、弁室30の内径よりも小径であって保持部材24を前後方向に貫通する前部弁孔31(請求項に記載の弁孔)が形成されている。保持部材24には、その後端外面24Rから後方へ円筒状に突出した筒状凸部32が形成され、筒状凸部32の外周面は、後方に向かって縮径した形態のテーパ状押圧面33となっている。
シート部材25の中心には、弁室30の内径よりも小径であってシート部材25を前後方向に貫通する後部弁孔34(請求項に記載の弁孔)が形成されている。前部弁孔31と後部弁孔34は、同軸状をなして前後に並ぶように配されて互いに連通している。この前部弁孔31と後部弁孔34は、弁室30の前端内面30F(つまり、シート部材25の後端面)からケース20の前端外面20F(つまり、保持部材24の前端面)まで貫通した形態である。そして、弁室30の前端内面30Fには、後部弁孔34と同心の円形領域を浅く凹ませた形態の弁座35が形成されている。
筒状部材26の外径寸法は、保持部材24の外径とほぼ同じ寸法である。筒状部材26は、収容空間17のうち保持部材24よりも後方の領域内に収容されている。収容された筒状部材26は、その後端部を収容空間17の後端部内周にねじ込むことによって取付け状態に保持されている。また、筒状部材26の内周における前端部には、前方に向かって内径が大きくなるように切欠した形態のテーパ状受圧面36が形成されている。このテーパ状受圧面36には、前方から雌ネジ部19にねじ込まれた保持部材24のテーパ状押圧面33が面当たり状態で当接しており、この当接により、保持部材24が筒状部材26に対して前後方向に位置決めされているとともに、保持部材24と筒状部材26が同心状に位置決めされている。
図2に示すように、筒状部材26の中心孔37の前端部は、保持部材24の収容凹部29の内径とほぼ同じ寸法の小径空間38となっている。この小径空間38は、収容凹部29のうちシート部材25よりも後方の空間とともに弁室30を構成している。筒状部材26の中心孔37のうち小径空間38よりも後方の領域は、小径空間38よりも内径が大きい大径空間39となっている。小径空間38の内周後端部と大径空間39の内周前端部は段差状に連なっており、この段差によって大径空間39の前端面はストッパ40となっている。
大径空間39の前端部には、円筒状をなすパッキン41が、その前端面の外周縁部をストッパ40に当接させた状態で収容されている。また、大径空間39のうちパッキン41よりも後方の位置には、円筒状のホルダ42が後方からねじ込むことによって取り付けられている。ケース20内に収容されたパッキン41は、ホルダ42の前端面とストッパ40との間で挟まれることにより、前後方向への移動を規制されている。
図3に示すように、ケース20のうち前後方向において弁室30と対応する領域には、複数の塗料流入孔43が、周方向に間隔を空けて形成されている。塗料流入孔43は、筒状部材26の前端部の外周面から弁室30の内周面まで貫通している。この貫通方向は、ケース20の前後方向の軸線と直交する方向ではなく、ケース20(筒状部材26)の外周面から弁室30の内周面に向かって斜め後方に貫通する向きとなっている。そして、弁室30の内周面における塗料流入孔43の開口部は、弁室30の後端部、つまりストッパ40に近い位置に配置されている。
筒状部材26の外周には、複数の塗料流入孔43の開口部同士を連通させる連通溝44が全周に亘って形成されている。また、ガン本体10には、連通溝44に連通する塗料供給孔45が形成されている。塗料供給孔45は、塗料供給路15の下流端(上端)と連通している。したがって、塗料供給路15を通して圧送された塗料は、塗料供給孔45と連通溝44と塗料流入孔43を順に通過することにより、弁室30内に流入(供給)されるようになっている。
弁室30内には、弁座35に対して接離する球形の弁体46が収容されている。弁体46の外径は弁室30の内径よりも小さい。弁体46には、後方へ突出した形態のガイド体47が固着されている。ガイド体47は、その外周を弁室30の内周に摺接させることにより、弁体46と後述する軸部49が弁室30内で芯ずれせずに前後移動できるようにガイドする。ガイド体47の外周には、前後方向に貫通する複数の流通溝48が形成されているので、塗料流入孔43から弁室30内の流入した塗料は、流通溝48を通過することにより弁座35及び弁孔31,34へ到達することができる。
ガイド体47は、前後方向に細長い軸部49の前端に固着されている。軸部49は、パッキン41とホルダ42を貫通し、トリガ11の操作により前後方向に駆動されるようになっている。上記したパッキン41は、軸部49の外周と小径空間38の前端部内周とに液密状に密着しているので、弁室30内に流入した塗料がケース20のうち弁室30よりも後方(大径空間39)へ漏出することを規制している。
上記した弁室30、弁孔31,34、弁座35及び弁体46により、塗料用開閉弁14が構成されている。軸部49と弁体46が前進して弁体46が弁座35に当接すると、弁孔31,34が閉塞されて塗料用開閉弁14が閉弁状態となる。軸部49と弁体46が後退して弁体46が弁座35から離間すると、弁孔31,34が開放されて塗料用開閉弁14が開弁状態となる。塗料用開閉弁14が開弁すると、弁室30から弁孔31,34を通過した塗料が、高電圧発生器16により高電圧を印加された状態で、ノズル13から霧化状に吐出される。
塗料用開閉弁14をガン本体10に組み付ける際には、筒状部材26の大径空間39内にパッキン41とホルダ42を組み付け、弁体46とガイド体47が一体となっている軸部49を、パッキン41に挿通させる。軸部49は前後に2分割することができるので、筒状部材26の前方と後方から筒状部材26内に挿入し、ホルダ42の後方で合体させる。弁体46と軸部49を取り付けた筒状部材26は、ガン本体10の前方から収容空間17内に収容され、ねじ込みにより前後方向の移動を規制された状態に固定される。
この後、予め収容凹部29内にシート部材25が取り付けられている保持部材24を、てガン本体10の前方からねじ込みながら収容空間17内に取り付ける。テーパ状押圧面33が筒状部材26のテーパ状受圧面36に対して面当たりしたところで、保持部材24の取付けが完了する。収容空間17内に組み付けられた保持部材24は、雄ネジ部28と雌ネジ部19の係止により抜止め状態に固定される。この後、ノズル13とキャップ22とロックナット23を順に組み付けていく。塗料用開閉弁14をガン本体10から取り外す際には、上記とき逆の手順で作業を行う。
<実施例1の作用>
ガン本体10の収容空間17には、弁室30と弁座35を構成する部材であるケース20が前方から収容され、雌ネジ部19と雄ネジ部28の係止により前方への抜けを規制されている。雌ネジ部19と雄ネジ部28の係止力は、収容空間17内における塗料側からケース20に作用する前方への押圧力が大きいほど、高める必要がある。ここで、塗料の圧力がケース20に対してどのように作用するかを説明する。
収容空間17に流入した塗料は連通溝44に入るが、連通溝44は、単一部品である筒状部材26に形成されている。したがって、連通溝44が塗料側から前後方向の圧力を受ける受圧面積(以下、単に「受圧面積」という)は、塗料連通溝44の前側の内面と後側の内面とでほぼ同じである。したがって、連通溝44では、塗料の圧力に起因する前方への押圧力と後方への押圧力が相殺される。塗料流入孔43も、連通溝44と同様、単一部品である筒状部材26に形成されているので、塗料の圧力に起因する前方への押圧力と後方への押圧力が相殺される。
弁室30内は、保持部材24と筒状部材26の2つの部品によって構成されている。もし、弁室30より外周側において、保持部材24の後端外面24Rと筒状部材26の前端面との間に隙間が存在していた場合には、その隙間に進入した塗料の圧力により、保持部材24のうち弁室30よりも外周側の後端外面24Rには前方への押圧力が作用する。しかし、本実施例1では、保持部材24のテーパ状押圧面33と筒状部材26のテーパ状受圧面36が液密状に面当たりしているので、保持部材24の後端外面24Rと筒状部材26の前端面には、塗料が接触しない。
したがって、保持部材24のうち弁室30よりも外周側の後面には、前方への押圧力は作用しない。つまり、弁室30と弁座35を構成する部材であるケース20(保持部材24)に対し、塗料の圧力に起因して前方への押圧力が作用するのは、弁室30の前端内面30F(弁座35が形成されている面)だけである。塗料から弁室30の前端内面30Fに作用する前方への押圧力は、弁室30の前端内面30Fと保持部材24の後端外面24Rとの両方に塗料の圧力が作用する場合に比べて小さい。
本実施例1の塗装ガンは、内部に収容空間17が形成されたガン本体10と、ガン本体10の前方から収容空間17内に収容されたケース20とを有する。収容空間17の内周に形成した雌ネジ部19と、ケース20(保持部材24)の外周に形成した雄ネジ部28との係止により、ケース20は収容空間17内に収容された状態に保持される。そして、ケース20の内部には弁室30が形成され、弁室30内には、ケース20の外周面から弁室30の内周面に貫通した形態の塗料流入孔43から塗料が流入する。
また、ケース20には、弁室30の内径よりも小径であり、弁室30の前端内面30Fからケース20(保持部材24)の前端外面20Fへ貫通した形態の弁孔31,34が形成されている。弁室30の前端内面30Fには弁座35が形成され、弁室30内には、前進・後退することにより弁座35に対して当接・離間する弁体46が収容されている。そいて、弁室30と弁孔と弁座35と弁体46とにより、塗料用開閉弁14が構成されている。
弁座35が形成されているケース20は、弁室30内の塗料から前向きの圧力を受けるのであるが、このときのケース20の受圧面積は、弁座35を含む弁室30の前端内面30Fの面積のみである。受圧面積が小さいと、ケース20を収容空間17に保持するための雌ネジ部19と雄ネジ部28に求められる保持力が小さくて済む。これは、雌ネジ部19と雄ネジ部28との径方向の係止代が小さくて済むことを意味する。したがって、本実施例1の塗装ガンは、雄ネジ部28の最大外径寸法と雌ネジ部19の最大内径寸法を小さくでき、ひいては、ケース20の外径と収容空間17の内径を小さくすることができるのである。これにより、塗装ガン全体の小型化(小径化)を実現することできる。
また、本実施例1の塗装ガンは、弁体46からガイド体47を介して後方へ延出した形態の軸部49と、塗料流入孔43よりも後方に配され、軸部49の外周との隙間をシールするパッキン41と、ケース20に形成され、パッキン41の前端面における外周縁部を面当たりさせるストッパ40とを備えている。この構成によれば、塗料から圧力を受けるときのパッキン41の前端面における受圧面積は、ストッパ40に当接している領域(外周縁部)の分だけ小さくなるので、パッキン41の不正な変形を回避できる。
また、このパッキン41はケース20内に収容されているが、その技術的意義は、次の通りである。もし、塗料の硬化によってパッキン41がガン本体10の内周面に固着した場合、パッキン41を剥離して取り出すためには、ガン本体10の内部(収容空間17内)に洗浄液を注入してパッキン41を剥離する必要がある。しかし、収容空間17内に洗浄液を注入するのは、作業性が良くない。しかし、本実施例1によれば、塗料の硬化によってパッキン41がケース20に固着しても、パッキン41をケース20と一緒にガン本体10の外へ取り出すことができる。ガン本体10の外部であれば、洗浄タンク内に貯留されている洗浄液の中にパッキン41とケース20を浸漬した状態で離脱させることができるので、作業性が良い。
また、本実施例1の塗装ガンでは、塗料流入孔43が、ケース20(筒状部材26)の外周面から弁室30の内周面に向かって斜め後方に貫通した形態となしているが、その技術的意義は、次の通りである。塗料流入孔43から弁室30内に流入した塗料は弁座35に向かって前方へ流動するため、弁室30の内周面のうち塗料流入孔43の開口部とその後方のストッパ40との間の領域では、塗料の流れが悪く、塗料が固化して塗料溜まりが生じ易い、という事情がある。
塗料溜まり発生を防止する手段としては、塗料流入孔43の開口部をストッパ40に近づける事が考えられるが、そのようにすると、塗料流入孔43の内周とストッパ40との間の肉が薄くなるため、ケース20(筒状部材26)の強度低下が懸念される。その点、本実施例1は、塗料流入孔43を、ケース20の外周面から弁室30の内周面に向かって斜め後方に貫通する形態としているので、塗料溜まりを防止しながら、塗料流入孔43の内周とストッパ40との間の肉を厚くして強度を十分に確保することができる。
<他の実施例>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施例では、ケースを複数の部品によって構成したが、ケースは単一部品であってもよい。
(2)上記実施例では、塗料流入孔を、ケースの外周面から弁室の内周面へ斜め後方に貫通した形態としたが、塗料流入孔は、ケースの外周面から弁室の内周面へ前め後方に貫通した形態としてもよく、ケースの外周面から弁室の内周面へ軸線と直交する方向に貫通した形態としてもよい。
(3)上記実施例では、パッキンをケース内に収容したが、パッキンをケースの後方に配置してもよい。この場合は、ケースの後端外面を、パッキン用のストッパとすることができる。
(4)上記実施例では、塗装ガンが静電塗装用のものである場合について説明したが、本発明は、非静電タイプの塗装ガンにも適用できる。
(5)上記実施例では、塗装ガンが、作業者が把持して使用するハンドガンである場合について説明したが、本発明は、ロボットに取り付けた自動ガンにも適用することができる。
10…ガン本体
14…塗料用開閉弁
17…収容空間
19…雌ネジ部(ネジ部)
20…ケース
20F…ケースの前端外面
28…雄ネジ部(ネジ部)
30…弁室
30F…弁室の前端内面
31…前部弁孔
34…後部弁孔
35…弁座
40…ストッパ
41…パッキン
43…塗料流入孔
46…弁体
49…軸部

Claims (1)

  1. 内部に収容空間が形成されたガン本体と、
    前記ガン本体の前方から前記収容空間内に収容されたケースと、
    前記収容空間の内周と前記ケースの外周とに形成され、互いに係止することで前記ケースを前記収容空間内に保持するネジ部と、
    前記ケースの内部に形成された弁室と、
    前記ケースの外周面から前記弁室の内周面に貫通した形態であり、前記弁室内に塗料を流入させる塗料流入孔と、
    前記弁室の内径よりも小径であり、前記弁室の前端内面から前記ケースの前端外面へ貫通した形態の弁孔と、
    前記弁室の前記前端内面に形成された弁座と、
    前記弁室内に収容され、前進することにより前記弁座に当接し、後退することにより前記弁座から離間する弁体と、
    前記弁体から後方へ延出した形態の軸部と、
    前記塗料流入孔よりも後方に配され、前記軸部の外周との隙間をシールするパッキンと、
    前記ケースに形成され、前記パッキンの前端面における外周縁部を面当たりさせるストッパとを備え、
    前記弁室と前記弁孔と前記弁座と前記弁体とにより、塗料用開閉弁が構成されており、
    前記ケース内には、前記弁室を構成する小径空間と、前記パッキンを収容する大径空間とが形成され、
    前記小径空間と前記大径空間の間の段差部が前記ストッパとなっており、
    前記塗料流入孔は、前記ケースの外周面から前記弁室の内周面に向かって斜め後方に貫通し、前記小径空間の内周に開口していることを特徴とする塗装ガン。
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