JP6591686B2

JP6591686B2 - 切換弁および間欠エアブローガン

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Publication number: JP6591686B2
Application number: JP2018537066A
Authority: JP
Inventors: 良裕古川; 功一寺木
Original assignee: Koganei Corp
Current assignee: Koganei Corp
Priority date: 2016-08-29
Filing date: 2017-08-04
Publication date: 2019-10-16
Anticipated expiration: 2037-08-04
Also published as: WO2018043032A1; US11148156B2; CN209569390U; KR102190802B1; TW201806672A; JPWO2018043032A1; TWI716626B; US20190232312A1; KR20190039477A

Description

本発明は、圧縮空気を対象物に向けて間欠的に吐出する切換弁および間欠エアブローガンに関する。

間欠エアブローガンは、被加工物や塗装表面等の対象物に間欠的にエアを吹き付け、被加工物の切粉や塗装表面の塵埃等を除去するために使用される。間欠的つまり断続的にエアを対象物に吹き付けることにより、切粉や塵埃を効率的に除去することができる。

研削工程で発生する切粉を吹き飛ばして除去するための間欠エアブローガンが特許文献１に記載されている。この間欠エアブローガンは、スイッチレバーとエア噴出流路が組み込まれたエアブローガン本体を備えている。この間欠エアブローガンにおいては、エア供給流路がエアブローガン本体に接続され、空気圧源からのエアは、エア供給流路によりエアブローガン本体内のエア噴出流路に供給される。エア供給流路を開く方向にばね力が付勢された開閉弁がエア供給流路に設けられている。開閉弁よりも上流側にバイパス流路が接続され、バイパス流路を閉じる方向にばね力が付勢されたパイロット弁がバイパス流路に設けられている。このエアブローガンにおいては、それぞれスプリングリターン式の開閉弁とパイロット弁が、エアブローガン本体の外部に設けられ、エアが間欠的に吐出口から噴出される。

特許文献２の図３には、連通遮断機構を備えたエア吐出装置が記載されており、連通遮断機構は供給側通路と排出側通路とを連通させる状態と連通を遮断する状態とに作動する。エア吐出装置は、弁孔としての移動空間が縦方向に形成された装置本体を有しており、連通遮断機構は、移動空間内を摺動する２つのスプール型の弁体と、両方の弁体を連結する連結軸とを備えている。供給側通路と排出側通路は、装置本体の横方向に延びて移動空間に連通しており、供給側通路から排出側通路に移動空間を介して流れるエアは、装置本体を横切る方向に流れる。連通遮断機構が供給側通路と排出側通路とを連通させる状態と、連通を遮断する状態とに作動することにより、エアが間欠的にエア吐出部から噴出される。

特開２０１４−８３５１８号公報特開平７−１９０２２１号公報

特許文献１に記載されるように、エアブローガン本体の外部に開閉弁とパイロット弁を設けると、エアブローガン本体を小型化することができる。しかしながら、空気圧源をエアブローガン本体に接続するエア供給流路に開閉弁が設けられ、バイパス流路にパイロット弁が設けられているので、開閉弁とパイロット弁はエアブローガン本体の外部に設けなければならない。このため、対象物にエアを吹き付けるときに、ホースやチューブからなるエア供給流路とバイパス流路に、開閉弁やパイロット弁が設けられ、それらを引きずることになり、切粉を吹き飛ばす操作の作業性が悪い。

一方、特許文献２に記載されるように、供給側通路と排出側通路とが横方向に延びて装置本体に形成されたエア吐出装置は、装置が単独で使用される場合には適用可能である。しかしながら、このような構造のエア吐出装置を、切換弁としてエアブローガン本体内に組み込むには、エアブローガン本体を大型化しなければならない。しかも、この構造のエア吐出装置をエアブローガンに組み込むには、エアの流れを大きく蛇行させなければならないので、切換弁の幅寸法を大きくしなければならず、エアブローガンに適用することができない。また、エアブローガンに組み込むために従来のエア吐出装置を小型化すると、吐出口から多量のエアを吐出することができないという問題点がある。

本発明の目的は、エアの吐出量を確保しつつ切換弁および間欠エアブローガンの小型化を達成することにある。

本発明の切換弁は、切換弁入力ポートが設けられたエア取込部と小径孔とが一端に設けられ、切換弁出力ポートが設けられたエア吐出部と前記小径孔よりも内径が大きい大径孔とが他端に設けられ、前記切換弁入力ポートと前記切換弁出力ポートに連通する弁室が設けられた切換弁ケースと、前記弁室に位置させて設けられ弁孔を有する弁座部材と、前記弁孔を開閉する弁体が設けられた主軸、前記小径孔に組み込まれて小径パイロット室を仕切る小径ピストン、および前記大径孔に組み込まれて大径パイロット室を仕切る大径ピストンからなり、前記切換弁ケース内に配置される弁組立体と、前記切換弁出力ポートと前記大径パイロット室とを連通し、前記切換弁出力ポートに吐出したエアを前記大径パイロット室に供給して前記弁体を閉位置に切り換え、前記大径パイロット室からエアを排出して前記弁体を開位置に切り換えるバイパス流路と、を有する。

本発明の間欠エアブローガンは、前記切換弁を有し、さらに、エア取込部に供給されたエアを前記小径パイロット室に供給する作動位置と、前記小径パイロット室へのエアの供給を停止し、かつ前記小径パイロット室内のエアを外部に排出する作動停止位置とに、切り換えるトリガ弁と、を有する。

切換弁は、切換弁入力ポートが設けられたエア取込部と小径孔とが一端に設けられ、切換弁出力ポートが設けられたエア吐出部と前記小径孔よりも内径が大きい大径孔とが他端に設けられた切換弁ケースを有している。切換弁ケースには弁組立体が設けられ、弁組立体は切換弁ケースの弁室に位置させて設けられ弁孔を有する弁座部材、弁孔を開閉する弁体が設けられた主軸、小径孔に組み込まれて小径パイロット室を仕切る小径ピストン、および大径孔に組み込まれて切換弁ケースの他端部との間で大径パイロット室を仕切る大径ピストンからなる。バイパス流路は、エア吐出部から吐出したエアを大径パイロット室に供給して弁体を閉位置に切り換え、大径パイロット室からエアを排出して弁体を開位置に切り換え、エア取込部に供給されたエアが間欠的にエア吐出部から吐出される。切換弁ケースを細長くすることができるので、エアの吐出量を確保しつつ、切換弁を間欠エアブローガンの内部に組み込むことができる。

間欠エアブローガンは、切換弁とトリガ弁とを有し、トリガ弁はエア取込部に供給されたエアを小径パイロット室に供給する作動位置と、小径パイロット室へのエアの供給を停止し、かつ小径パイロット室内のエアを外部に排出する作動停止位置とに、切り換える。間欠エアブローガンは、細長く小型化された切換弁が組み込まれており、間欠エアブローガンの小型化が達成されるとともに、間欠エアを対象物に吹き付ける際の吹き付け作業を容易に行うことができる。間欠エアブローガンを小型化しても、吐出ノズルからのエアの吐出流量を確保することができる。

一実施の形態である間欠エアブローガンの縦断面図である。図１におけるＡ−Ａ線断面図である。図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。図１におけるＣ−Ｃ線断面図である。図１に示された主弁の拡大断面図である。図１に示された間欠エアブローガンの空気圧回路図であり、（Ａ）はトリガレバーが操作されていない状態を示し、（Ｂ）はトリガレバーが操作された瞬間を示す。図１に示された間欠エアブローガンの空気圧回路図であり、（Ａ）はトリガレバーの操作により小径パイロット室にエアが供給されて主弁が開位置となった状態を示し、（Ｂ）は大径パイロット室にエアが供給されて主弁が閉位置となった状態を示す。他の実施の形態である間欠エアブローガンの縦断面図である。図８に示された主弁の拡大縦断面図である。図８に示された間欠エアブローガンの空気圧回路図であり、（Ａ）はトリガレバーが操作されていない状態を示し、（Ｂ）はトリガレバーが操作された瞬間を示す。図８に示された間欠エアブローガンの空気圧回路図であり、（Ａ）はトリガレバーの操作により小径パイロット室にエアが供給されて主弁が開位置となった状態を示し、（Ｂ）は大径パイロット室にエアが供給されて主弁が閉位置となった状態を示す。吐出ノズルからのエアのＯＮ状態とＯＦＦ状態とのＯＮ／ＯＦＦ周期を示す特性線図である。変形例である主弁を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。間欠エアブローガン１０ａは、ケース１１を有している。ケース１１は、図２〜図４に示されるように、２つのケース片１１ａ，１１ｂからなり、両方のケース片１１ａ，１１ｂを突き合わせることにより組み立てられる。両方のケース片１１ａ，１１ｂは、図１に示されるように、複数本のねじ部材１２により締結される。なお、図１においては、一方のケース片１１ｂの突き合わせ面が示されている。

ケース１１は、作業者により把持されるグリップ部１３と、このグリップ部１３の先端に一体に設けられるガン筒部１４とを有しており、ガン筒部１４はグリップ部１３の長手方向に対してほぼ直角の方向に延びている。収容空間１５がケース１１内部に設けられている。吐出口１６ａを有する吐出ノズル１６がノズルホルダ１７に固定され、ノズルホルダ１７により吐出ノズル１６はガン筒部１４の先端に取り付けられる。エア取込部２１がグリップ部１３の基端に取り付けられ、エア取込部２１は切換弁入力ポート２２を有している。図示しない供給ホース等からなる供給配管がエア取込部２１に接続され、エア供給源からのエアは供給配管を介して切換弁入力ポート２２に供給される。

エア吐出配管２３がケース１１内に組み込まれる。エア吐出配管２３は、グリップ部１３内に長手方向に延在する上流側部２３ａと、この上流側部２３ａの先端に連結される下流側部２３ｂとを有している。下流側部２３ｂは、上流側部２３ａに対してほぼ直角方向に延びてガン筒部１４内に延在し、ノズルホルダ１７に接続される。エア吐出部２４がエア吐出配管２３の上流側部２３ａに接続される。エア吐出部２４は、エア取込部２１に対してほぼ同軸に配置され、逆方向を向いており、エア取込部２１とエア吐出部２４は、切換弁ケース２７の一部を構成する。エア吐出部２４は切換弁出力ポート２５を有し、切換弁出力ポート２５はエア吐出配管２３の内部に連通される。エア取込部２１とエア吐出部２４の少なくとも一方を切換弁ケース２７と一体に形成しても良い。

切換弁ケース２７はグリップ部１３の基端部側からグリップ部１３の長手方向に延在する。切換弁２６は切換弁ケース２７を有し、図５に示されるように、切換弁ケース２７は、エア取込部２１とエア吐出部２４に加えて、エア取込部２１に取り付けられる第１のケース片２７ａと、この第１のケース片２７ａに取り付けられる第２のケース片２７ｂとを有し、エア吐出部２４は第２のケース片２７ｂに取り付けられる。すなわち、エア取込部２１とエア吐出部２４の間に、第１のケース片２７ａと、第２のケース片２７ｂが配置される。

図５に示されるように、小径孔２８が、切換弁ケース２７の一端に、つまりエア取込部２１が配置される方向に位置する切換弁ケース２７の端部に設けられる。小径孔２８は底付き孔であり、切換弁ケース２７の基端部側の端壁を介して、切換弁入力ポート２２に軸方向に隣り合っている。大径孔２９が切換弁ケース２７他端に、つまりエア吐出部２４が配置される方向に位置する切換弁ケース２７の端部に設けられる。大径孔２９も底付き孔であり、切換弁ケース２７の先端部側の端壁を介して、切換弁出力ポート２５に軸方向に隣り合っている。大径孔２９の内径は、小径孔２８の内径よりも大きい。

このように、小径孔２８は切換弁ケース２７の一端部であって、エア取込部２１の内側に設けられる。大径孔２９は切換弁ケース２７の他端部であって、エア吐出部２４の内側に設けられる。

弁組立体３１が切換弁ケース２７内に軸方向に装着される。弁組立体３１は切換弁ケース２７内を軸方向に往復動する。弁組立体３１は主軸３２を有し、小径孔２８内に摺動自在に組み込まれる小径ピストン３３が主軸３２の基端部に設けられている。小径孔２８に摺動接触するシール部材が小径ピストン３３に装着されており、小径ピストン３３と小径孔２８とにより小径パイロット室３４が形成される。

図５に示されるように、環状の主軸ガイド３５が切換弁ケース２７に組み込まれており、主軸ガイド３５はケース片２７ｂに固定される。主軸ガイド３５の内周面に摺動自在に案内されるフランジ３６が主軸３２の先端部に設けられ、主軸ガイド３５の内周面に摺動接触するシール部材がフランジ３６に装着される。大径ピストン３７が大径孔２９内に摺動自在に組み込まれており、切換弁ケース２７の先端部側の端壁と大径ピストン３７との間に大径パイロット室３８が形成される。大径ピストン３７は主軸３２の端面に突き当てられており、主軸３２に一体に設けられた小径ピストン３３と、大径ピストン３７と、主軸３２とにより弁組立体３１が構成される。なお、大径ピストン３７と主軸３２とは連結されてもよい。

弁組立体３１は、基端部側の小径ピストン３３と先端部側のフランジ３６とにより摺動自在に保持されている。つまり、弁組立体３１の両方の端が保持されているので、弁組立体３１は安定して軸方向に保持されて摺動する。

息付き室３９が大径孔２９により形成される。息付き室３９は大径ピストン３７を介して大径パイロット室３８の反対側に設けられる。息付き室３９は図示しない息付き孔つまりブリードポートにより切換弁ケース２７の外部に連通される。大径パイロット室３８に供給されるエアにより大径ピストン３７が駆動されるときには、息付き室３９内のエアは外部に排出される。一方、大径ピストン３７が逆方向に駆動されるときには、外部のエアが息付き室３９内に流入する。大径ピストン３７の逆方向の移動は、ストッパ４０により規制される。

円筒形状の弁座部材４１が切換弁ケース２７内に設けられ、弁座部材４１の軸方向両側にスペーサ４２，４３が配置される。弁座部材４１は切換弁ケース２７と一体としても良い。スペーサ４３は、図３に示されるように、横断面形状が円弧状であって、隙間を介して切換弁ケース２７の内部に配置される２つの部材を有し、弁座部材４１に設けられている。スペーサ４３を形成する２つの部材の間に通路４４が形成される。スペーサ４２も同様に弁座部材４１に設けられた円弧状の２つの部材からなり、２つの部材の間に通路４５が形成される。なお、それぞれのスペーサ４２，４３としては、径方向に貫通する複数の孔が形成された環状の部分を弁座部材４１に一体に設けるようにしてもよい。

入力連通孔４６が小径孔２８に平行となって切換弁ケース２７に形成され、通路４５は入力連通孔４６を介して切換弁入力ポート２２に連通される。出力連通孔４７が大径孔２９に平行となって切換弁ケース２７に形成され、通路４４は出力連通孔４７を介して切換弁出力ポート２５に連通される。弁孔５１が弁座部材４１に形成され、弁孔５１よりも上流側の一次室５２ａと、弁孔５１よりも下流側の二次室５２ｂとで構成される弁室５２が、切換弁ケース２７内に形成される。弁室５２と息付き室３９は、主軸ガイド３５とフランジ３６によって仕切られている。

このように、切換弁２６には、弁組立体３１の移動方向に沿って一端部から順に他端部に向けて、切換弁入力ポート２２、小径パイロット室３４、弁室５２、大径パイロット室３８、切換弁出力ポート２５が配置されている。これによって、切換弁を細長く小型化することができる。

弁体５３が主軸３２に設けられている。弁体５３は、主軸３２に一体に設けられた大径部とその外周面に設けられたシール部５３ａにより形成される。弁体５３は、ポペット型であり、弁組立体３１の軸方向往復動によって弁孔５１を開閉する。弁体５３が弁座部材４１の弁座部５４に接触すると、弁体５３は弁孔５１を閉塞する閉位置に位置し、弁体５３が弁座部５４から離れると、弁体５３は弁孔５１を開放する開位置に位置する。弁体５３が閉位置に位置すると、一次室５２ａと二次室５２ｂとの連通が遮断される。これにより、切換弁入力ポート２２から切換弁出力ポート２５へのエアの流れが遮断される。一方、弁体５３が開位置に位置すると、一次室５２ａは二次室５２ｂに弁孔５１を介して連通される。これにより、切換弁入力ポート２２に供給されたエアは、入力連通孔４６、一次室５２ａ、弁孔５１、二次室５２ｂ、出力連通孔４７を介して切換弁出力ポート２５に流れる。

弁体５３に対して閉位置に向かうばね力を付勢するために、ばね部材として圧縮コイルばね５５が大径パイロット室３８に装着される。エア取込部２１の切換弁入力ポート２２にエアが供給されていない状態のもとで、間欠エアブローガン１０ａがどのような向きに操作されても、圧縮コイルばね５５のばね力により、弁体５３が閉位置に向かうように弁組立体３１にばね力が加えられる。

弁組立体３１は、小径パイロット室３４内に供給されるエアにより弁体５３が弁孔５１を開放する方向の推力つまり押圧力（Ａ）を小径ピストン３３に受ける。この押圧力（Ａ）により弁体５３が弁孔５１を開放する方向に駆動されると、主軸３２により大径ピストン３７は大径パイロット室３８を収縮させる方向に駆動される。このときには、息付き室３９の容積が大きくなりエアが外部から流入する。

一方、小径パイロット室３４と大径パイロット室３８とにエアが供給されると、大径ピストン３７に対して弁孔５１を閉じる方向に加えられるエアの押圧力と、ばね力との合計の推力つまり押圧力（Ｂ）が与えられる。その押圧力（Ｂ）は、弁体５３を開く方向に加えられる押圧力（Ａ）よりも大きい。このように、大径パイロット室３８に供給されるエアにより、弁体５３は弁孔５１を閉じる方向に駆動される。大径パイロット室３８にエアが供給されて、大径パイロット室３８の容積が大きくなると、息付き室３９が収縮して息付き室３９からエアが外部に排出される。

切換弁２６は、上述のように、弁組立体３１の両端にパイロット室が設けられた両パイロット型の開閉弁である。パイロット圧により弁孔５１が開放されると、切換弁入力ポート２２に供給されたエアは、切換弁出力ポート２５に噴出され、エア吐出配管２３に案内されて吐出口１６ａから対象物に向けて吐出される。

図１に示されるように、トリガレバー５６がケース１１に揺動自在に設けられている。トリガレバー５６の基端部は、支持ピン５７によってガン筒部１４のグリップ部１３側に取り付けられており、グリップ部１３の外側に沿って延びている。

トリガレバー５６により操作されるトリガ弁６１が、グリップ部１３の先端部側に位置させてケース１１内に設けられている。トリガ弁６１は、グリップ部１３の前面部に固定される弁ハウジング６２と、トリガレバー５６に当接する弁軸６３とを有し、弁軸６３は弁ハウジング６２に収容され、弁軸６３は軸方向に往復動する。ばね部材としての圧縮コイルばね６４により、トリガレバー５６に向かう方向のばね力が弁軸６３に付勢されている。したがって、トリガレバー５６の先端部がグリップ部１３から離れる方向のばね力が、圧縮コイルばね６４によりトリガレバー５６に付勢される。作業者がトリガレバー５６をばね力に抗して手動操作すると、トリガレバー５６は作動位置に切り換えられる。一方、トリガレバー５６から手を離すと、トリガレバー５６は作動停止位置に切り換えられる。トリガレバー５６は操作手段を構成している。

トリガ入力ポート６５が形成された入力継手６５ａと、トリガ出力ポート６６が形成された出力継手６６ａとが弁ハウジング６２に設けられている。さらに、排気ポート６７が弁ハウジング６２の端面に開口して設けられている。トリガレバー５６が作動位置に操作されると、トリガ入力ポート６５はトリガ出力ポート６６に連通される。トリガレバー５６が作動停止位置に操作されると、トリガ入力ポート６５とトリガ出力ポート６６の連通が遮断され、さらに、トリガ出力ポート６６は排気ポート６７に連通される。

給気ポート７１を有する給気継手７１ａが切換弁ケース２７に設けられる。給気ポート７１は入力連通孔４６を介して切換弁入力ポート２２に連通される。給気継手７１ａは、ホース等の管状部材からなるトリガ供給流路７２ａにより入力継手６５ａに接続される。切換弁入力ポート２２に供給されたエアは、トリガ供給流路７２ａによりトリガ入力ポート６５に供給される。

第１のパイロットポート７３を有するパイロット継手７３ａが切換弁ケース２７に設けられる。第１のパイロットポート７３は小径パイロット室３４に連通される。パイロット継手７３ａは、ホース等の管状部材からなるトリガ出力流路７２ｂにより出力継手６６ａに接続される。トリガ出力ポート６６から出力されたエアは、トリガ出力流路７２ｂにより小径パイロット室３４に供給される。図２に示されるように、給気ポート７１と第１のパイロットポート７３は、グリップ部１３の横断面長手方向に沿って配置される。これによって、グリップ部１３を、作業者が把持しやすい断面形状にすることができる。

作業者によりトリガレバー５６が操作されると、トリガ弁６１は、トリガ入力ポート６５とトリガ出力ポート６６とが連通する作動位置に切り換えられる。トリガ弁６１が作動位置になると、エア取込部２１の切換弁入力ポート２２からトリガ供給流路７２ａを介してトリガ入力ポート６５にエアが供給され、トリガ出力ポート６６からトリガ出力流路７２ｂを介して小径パイロット室３４にエアが供給される。トリガ弁６１が作動位置に切り換えられている間は、常に、エアが小径パイロット室３４に供給される。一方、トリガレバー５６が操作されずに、トリガレバー５６が作動停止位置に切り換えられているときには、トリガ入力ポート６５とトリガ出力ポート６６との連通が遮断されて、小径パイロット室３４に対するエアの供給が停止される。さらに、トリガ弁６１が停止位置に切り換えられているときには、小径パイロット室３４はトリガ出力流路７２ｂを介して排気ポート６７に連通される。

このように、小径パイロット室３４と切換弁入力ポート２２は、トリガ供給流路７２ａとトリガ出力流路７２ｂからなるトリガ流路７２によって連通される。そして、トリガ流路７２に設けられるトリガ弁６１によって、小径パイロット室３４へのエアの供給と停止が切り換えられる。

出力ポート７５を有する出力継手７５ａがエア吐出部２４に設けられており、出力ポート７５は連通室８０を介して切換弁出力ポート２５に連通される。第２のパイロットポート７６を有するパイロット継手７６ａが切換弁ケース２７に設けられており、第２のパイロットポート７６は大径パイロット室３８に連通される。出力継手７５ａとパイロット継手７６ａは、ホース等の管部材からなるバイパス流路７７により接続される。第２のパイロットポート７６は、第１のパイロットポート７３とほぼ同軸の位置に設けられており、出力ポート７５よりも間欠エアブローガン１０ａの前側に位置している。

絞り部７８がケース１１内に設けられている。絞り部７８は、ケース１１に固定される絞りブロック７９と、この絞りブロック７９に取り付けられる上流側継手８１と図示しない下流側継手を備えている。絞り流路８２が上流側継手８１と下流側継手両方の継手の間に位置して絞りブロック７９に設けられており、絞り部７８によりエアの流量は調整可能である。バイパス流路７７は、上流側継手８１と出力継手７５ａとの間の上流側部７７ａと、下流側継手とパイロット継手７６ａとの間の下流側部７７ｂとを有している。

図示しないニードル弁が絞りブロック７９に設けられており、ニードル弁は絞り流路８２の開度を調整する。このように、絞り部７８は可変絞り弁である。絞り部７８としては、可変絞りとすることなく、固定絞りとしてもよい。また、内径の小さいバイパス流路７７を用いると、バイパス流路７７自体により固定絞りの機能が得られる。

トリガレバー５６が操作されて小径パイロット室３４にエアが供給された状態のもとでは、弁組立体３１は、大径パイロット室３８に供給されるエアの圧力に応じて、吐出口１６ａにエアを吐出するＯＮ状態と、吐出を停止するＯＦＦ状態とに交互に切り換えられる。これにより、吐出口１６ａから間欠的にエアが吐出される。バイパス流路７７を流れるエアの流量を変化させると、吐出時間と吐出停止時間は調整される。

切換弁２６はグリップ部１３の基端部側に配置され、トリガ弁６１はグリップ部１３の先端部側に配置されている。細長いグリップ部１３の縦断面の長手方向に沿って、切換弁２６とトリガ弁６１が順に配置されている。したがって、グリップ部１３の横断面のサイズを大きくすることなく、ケース１１内に切換弁２６とトリガ弁６１とが設けられ、間欠エアブローガン１０ａを小型化することができる。

トリガ供給流路７２ａと、トリガ出力流路７２ｂと、バイパス流路７７は、それぞれ管状部材により形成されている。これらの管状部材は切換弁２６とケース１１との間に納められており、ケース１１は小型化される。また、切換弁２６とトリガ弁６１と絞り部７８はケース１１内に組み込まれており、切換弁２６や絞り部７８をケース１１の外部に設けた場合と比較して、対象物に向けてエアを間欠的に吹き付けるときの作業性が高められる。

図６および図７は、間欠エアブローガン１０ａの空気圧回路図である。エア供給源８３は図示しない給気配管を介してエア取込部２１に接続されており、切換弁入力ポート２２はトリガ供給流路７２ａによりトリガ弁６１に接続されている。トリガ弁６１が、図１および図６（Ａ）に示されるように、作動停止位置となっているときには、小径パイロット室３４はトリガ弁６１の排気ポート６７に連通されて大気圧に維持され、切換弁２６は弁孔５１を閉じたＯＦＦ状態となっている。

この状態のもとで、図６(Ｂ)に示されるように、トリガレバー５６が操作されてトリガ弁６１が作動位置に切り換えられると、切換弁入力ポート２２に供給されたエアは、トリガ弁６１を介して小径パイロット室３４に供給される。小径パイロット室３４にエアが供給されると、開位置に向けう押圧力（Ａ）が弁組立体３１に加えられ、弁体５３が弁座部５４から離れて弁孔５１が開放される。このように、切換弁２６が切り換えられて、図７（Ａ）に示されるように、エア供給源８３からのエアは、切換弁２６を通過してエア吐出配管２３から吐出ノズル１６に供給され、吐出口１６ａから対象物にエアが吹き付けられる。

切換弁入力ポート２２に供給されたエアは、図７（Ａ）に示されるように、バイパス流路７７により大径パイロット室３８に供給される。大径パイロット室３８に供給されるエアは、絞り部７８により流路が絞られている。また、大径パイロット室３８の内径は、小径パイロット室３４の内径よりも大径である。このため、切換弁２６が開放位置に切り換えられた後、絞り部７８による遅延と大径パイロット室３８の内径が大きいことによる遅延の合計の遅延時間の間は、切換弁２６はＯＮ状態に維持される。遅延時間の後に、大径ピストン３７に加えられる押圧力（Ｂ）が逆方向の押圧力（Ａ）よりも大きくなる。これにより、大径ピストン３７と弁組立体３１は移動し、弁体５３は弁座部５４に接触し、弁孔５１が閉じられて切換弁２６はＯＦＦ状態に切り換えられる。

図７（Ｂ）は、大径パイロット室３８に供給されたエアにより、弁体５３により弁孔５１が閉じられた、切換弁２６のＯＦＦ状態を示す。切換弁２６がＯＦＦ状態つまり閉位置に切り換えられると、大径パイロット室３８内のエアは、バイパス流路７７を介して吐出ノズル１６に排出される。所定のＯＦＦ保持時間が経過すると、大径パイロット室３８内の圧力が低下することにより、押圧力（Ａ）が押圧力（Ｂ）よりも大きくなる。すると、小径パイロット室３４内のエアの圧力により、切換弁２６は図７（Ａ）に示される開位置つまりＯＮ状態に切り換えられる。

したがって、トリガレバー５６が操作された状態のもとでは、切換弁２６は、図７（Ａ）に示されるように、吐出ノズル１６からエアを吐出する吐出状態つまりＯＮ状態と、図７（Ｂ）に示されるように、エアの吐出を停止する停止状態つまりＯＦＦ状態とに、所定の周期で交互に切換られる。

吐出ノズル１６からエアが吐出される時間と、吐出を停止する時間は、バイパス流路７７を流れるエアの流量により設定される。絞り部７８を可変絞り部とすると、吐出時間と吐出停止時間とを変化させることができる。

図５に示す切換弁２６は、細長い切換弁ケース２７の一端に切換弁入力ポート２２が設けられ、他端に切換弁出力ポート２５が設けられている。このような細長い切換弁ケース２７を、細長いグリップ部１３の内部に収容すると、グリップ部１３の下端に切換弁入力ポート２２が位置し、グリップ部１３の上端に切換弁出力ポート２５が位置することになる。つまり、グリップ部１３の内部空間に対して最適な位置に、入出力ポートが設けられているので、グリップ部１３の内部空間を無駄なく利用できる。

図８および図９は、他の実施の形態である間欠エアブローガン１０ｂを示す。これらの図においては、上述した実施の形態と共通する部材には、同一の符号が付されており、以下においては、重複した説明が省略されている。

この間欠エアブローガン１０ｂにおいては、上述した間欠エアブローガン１０ａの息付き室３９が遅延パイロット室８５に置き換えられている。遅延パイロット室８５は、大径ピストン３７を介して大径パイロット室３８の反対側に形成される。つまり、大径孔２９は、大径ピストン３７の外側に位置する大径パイロット室３８と、大径ピストン３７の内側に位置する遅延パイロット室８５とに、大径ピストン３７により仕切られる。大径パイロット室３８と遅延パイロット室８５は、大径孔２９に設けられ、それらの内径は同一径である。また、弁室５２と遅延パイロット室８５は、主軸ガイド３５とフランジ３６によって仕切られている。

遅延バイパス流路８６が切換弁ケース２７に設けられており、遅延パイロット室８５は遅延バイパス流路８６により出力連通孔４７に連通される。したがって、弁孔５１が開放されると、弁孔５１を通過したエアは、出力連通孔４７およびバイパス流路７７を介して大径パイロット室３８に供給されるとともに、出力連通孔４７から遅延バイパス流路８６を介して遅延パイロット室８５に供給される。これにより、弁孔５１が開放されると、弁体５３を閉じる方向のエア圧力と、それと同方向のばね力との合計の押圧力（Ｂ）が、大径パイロット室３８から大径ピストン３７に対して加えられる。それとともに、弁体５３を開く方向の押圧力（Ｃ）が、遅延パイロット室８５から大径ピストン３７に対して加えられる。

弁孔５１と遅延パイロット室８５が近くに配置され、流路の途中に絞りがないので、遅延パイロット室８５が大径ピストン３７に対して加える押圧力（Ｃ）は、弁孔５１が開放されるとただちに最大値に達する。これに対して、大径パイロット室３８が大径ピストン３７に対して加える押圧力（Ｂ）は、徐々に増加して最大値に達する。エアは、絞り部７８を通過してから大径パイロット室３８に供給されるので、大径パイロット室３８のエア圧力は、弁孔５１が開放された後に、絞り部７８の絞りに応じて徐々に増加するからである。

ここで、遅延パイロット室８５の機能を説明する。遅延バイパス流路８６が設けられておらず、息付き孔を介して大気開放されている間欠エアブローガン１０ａにおいては、押圧力（Ｂ）は、徐々に増加して最大値に達する。しかし、押圧力（Ｂ）に対抗する押圧力（Ｃ）がないので、比較的に短時間の経過の後に、押圧力（Ｂ）が主軸３２を移動させる。

これに対して、遅延パイロット室８５が設けられている場合には、押圧力（Ｂ）に対抗する押圧力（Ｃ）があるので、押圧力（Ｂ）が押圧力（Ｃ）よりも十分に大きくならないうちは、主軸３２は移動しない。ある程度の時間が経過すると、大径パイロット室３８の圧力が十分に高まり、押圧力（Ｂ）が押圧力（Ｃ）よりも大きくなる。すると、主軸３２は弁孔５１を閉鎖する方向に移動する。

大径パイロット室３８が大きく、その圧力上昇を遅く設定できる場合には、切換弁２６の切換周期を長く設定できる。それに対して、大径パイロット室３８が小さい場合には、その圧力上昇を遅く設定することは難しい。絞り部７８の絞りの最小値には限界があるからである。しかしながら、遅延パイロット室８５が設けられ、大径パイロット室３８の力に対して遅延パイロット室８５の力が対抗すると、実質的に大径パイロット室３８の圧力上昇を遅くすることと同じ効果が得られる。つまり、小さい大径パイロット室３８でありながら、大径パイロット室３８が大きい場合と同じ遅延効果が得られる。

このように、大径ピストン３７の両側にパイロット室を設けると、吐出ノズル１６からエアが吐出される時間と、吐出を停止する時間とを、切換弁ケース２７の寸法を大きくすることなく、図１〜図５に示した間欠エアブローガン１０ａよりも長く設定することができる。遅延パイロット室８５を有する場合には、主軸３２がストローク端からストローク端まで、フルストロークするので、弁座部５４と弁体５３の間は十分に開かれることになる。したがって、空気の流量は大きい。遅延パイロット室８５を有さない場合には、短い周期で主軸３２がストロークするので、主軸３２がフルストロークすることはなく、弁が十分に開かないので、空気の流量が少ない。間欠エアブローガン１０ｂにおいては、間欠エアブローガン１０ａの息付き室３９に代えて遅延パイロット室８５を設けたことを除いて、他の構造は間欠エアブローガン１０ａと同様である。

図１０、図１１は、間欠エアブローガン１０ｂの空気圧回路図であり、吐出ノズル１６からのエアの間欠吐出動作についてこれらの図を参照しつつ説明する。ただし、切換弁２６を示す空気圧図記号は、本発明を説明するために創作したものであって、ＪＩＳ規格などで認められている記号ではない。

トリガレバー５６が、図１０（Ａ）に示される作動停止状態から、図１０（Ｂ）に示される作動位置に切り換えられると、切換弁入力ポート２２に供給されているエアは、トリガ弁６１を介して小径パイロット室３４に供給される。これにより、図１１（Ａ）に示されるように、弁体５３により弁孔５１が開放されて、切換弁２６はＯＮ状態となる。切換弁２６がＯＮ状態になると、一次室５２ａのエアは、二次室５２ｂに流れ、二次室５２ｂからエア吐出配管２３により吐出ノズル１６に吐出される。さらに、二次室５２ｂのエアは、出力連通孔４７に連通されている遅延バイパス流路８６を通過して遅延パイロット室８５に供給される。したがって、大径ピストン３７には、ＯＮ状態を維持する方向の押圧力（Ｃ）が加えられる。

切換弁出力ポート２５のエアの一部はバイパス流路７７、絞り部７８を介して大径パイロット室３８に供給され、大径パイロット室３８の圧力は、絞り部７８の絞りに応じた時間で徐々に上昇する。大径パイロット室３８の圧力が十分に上昇し、大径パイロット室３８の圧力による大径ピストン３７への押圧力と圧縮コイルばね５５のばね力との合計の推力、つまり弁体５３を閉じる方向の押圧力（Ｂ）が、遅延パイロット室８５の圧力による大径ピストン３７への押圧力（Ｃ）と、小径パイロット室３４の圧力による小径ピストン３３への押圧力（Ａ）との合計の推力よりも大きくなると、大径ピストン３７は閉鎖方向に移動して主軸３２は移動される。これにより、弁孔５１は閉じられて、切換弁２６は吐出停止状態つまりＯＦＦ状態に切り換えられる。

弁孔５１が閉じられると、二次室５２ｂのエアは切換弁出力ポート２５を介して吐出口１６ａから大気開放され、二次室５２ｂの圧力は低下する。それと同時に、遅延パイロット室８５，大径パイロット室３８の圧力も低下し始める。

遅延パイロット室８５のエアは、遅延バイパス流路８６と切換弁出力ポート２５を介して吐出口１６ａへ大気開放される。その流路は短く、絞られていないので、遅延パイロット室８５の圧力は早く低下する。これに対して、大径パイロット室３８のエアは、バイパス流路７７と絞り部７８を介して切換弁出力ポート２５へ大気開放される。その流路は、絞られているので、大径パイロット室３８の圧力はゆっくり低下する。このように、大径パイロット室３８に生じる閉鎖方向の力は、長く維持されるので、ＯＦＦ状態の時間は間欠エアブローガン１０ａよりも長い。大径パイロット室３８の圧力が十分に低下すると、図１１（Ａ）のＯＮ状態に戻る。

図１２は、大径パイロット室３８の圧力上昇（縦軸）と、切換弁２６がＯＮ状態からＯＦＦ状態へ切り換えられる切換時間（横軸）との対応を示す特性線図である。図１２においては、図１に示された間欠エアブローガン１０ａがＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り換えられるときの大径パイロット室３８の切換閾値圧力が符号Ｓａで示され、図８に示された間欠エアブローガン１０ｂの同様の切換閾値圧力が符号Ｓｂで示されている。

図１〜図５に示した間欠エアブローガン１０ａにおいては、遅延バイパス流路８６は設けられておらず、息付き室３９は息付き孔を介して大気に開放されているので、押圧力（Ｃ）は発生しない。弁孔５１を閉じる方向の押圧力に対向する力、つまり弁孔５１を開く力は、小径ピストン３３への押圧力（Ａ）のみである。したがって、押圧力（Ｂ）が上昇すれば、ダイレクトに大径ピストン３７が押されて、弁体５３は閉じられる。大径パイロット室３８の圧力が切換閾値圧力Ｓａを越えると、弁孔５１が閉じられる。

これに対し、図８および図９に示された間欠エアブローガン１０ｂにおいては、エアが二次室５２ｂから遅延パイロット室８５に供給されるので、弁孔５１を開く方向の押圧力（Ｃ）が大径ピストン３７に加えられる。ここで、押圧力（Ｃ）に対抗して、大径ピストン３７を閉鎖方向に移動させるに要する大径パイロット室３８の圧力の最小値を、切換閾値圧力Ｓｂとする。押圧力（Ｃ）が大径ピストン３７に加えられているので、切換閾値圧力Ｓｂは切換閾値圧力Ｓａよりも高い。したがって、図１２に示されるように、大径パイロット室３８の圧力が切換閾値圧力Ｓｂにまで上昇して、切換弁２６が閉じるまでの時間つまり切換時間Ｔｂは、間欠エアブローガン１０ａの切換時間Ｔａよりも長い。これにより、間欠エアブローガン１０ｂにおいては、ＯＮ時間は、間欠エアブローガン１０ａよりも長い。

ＯＦＦ状態に切り換えられてからＯＮ状態へ切り換えられるまでの時間、つまりＯＦＦ時間は、間欠エアブローガン１０ｂの方が間欠エアブローガン１０ａよりも長い。それは、切換弁２６が閉じられた後の、以下の動作による。

遅延パイロット室８５のエアは、切換弁２６が閉じられると、遅延バイパス流路８６、切換弁出力ポート２５を介して直ちに外部へ排出される。つまり、切換弁２６が閉じられると、遅延パイロット室８５の圧力つまり押圧力（Ｃ）は直ちにゼロになる。これに対して、大径パイロット室３８のエアは絞り部７８を介して外部に排出されるので、大径パイロット室３８の圧力つまり押圧力（Ｂ）は徐々に低下する。このように、切換弁２６が閉じられた後、押圧力（Ｃ）は直ちにゼロになるのに対して、押圧力（Ｂ）は徐々に低下する。したがって、切換弁２６が閉じられてから開くまでの時間は、間欠エアブローガン１０ｂの方が間欠エアブローガン１０ａよりも長い。

このように、間欠エアブローガン１０ｂにおいては、ガンの小型化を達成しつつ吐出ノズル１６からのエアの吐出流量を確保することができるとともに、間欠吐出のＯＮ時間とＯＦＦ時間とを間欠エアブローガン１０ａよりも長くすることができる。

図１３は、変形例の切換弁２６ａを示す断面図であり、図９に示された部材と共通する部材には同一の符号が付されている。遅延パイロット圧導入口９１が第２のケース片２７ｂに設けられており、遅延パイロット圧導入口９１は、エア吐出部２４の内部に突出しており、連通室８０と切換弁出力ポート２５を貫通してエア吐出配管２３の内部にまで突出している。遅延パイロット圧導入口９１と切換弁出力ポート２５との間には隙間によって流路が形成されている。出力連通孔４７は、破線で示す流路４７ａにより切換弁出力ポート２５および連通室８０に連通しており、出力連通孔４７に流出したエアは、エア吐出配管２３に流出するとともに、連通室８０からバイパス流路７７に流れる。

第１のケース片２７ａに形成された入力連通孔４６は、第１のケース片２７ａと弁座部材４１との間の隙間に開口した連通孔４６ａに連通している。連通孔４６ａは、弁座部材４１に形成された通路４５を介して一次室５２ａに連通している。二次室５２ｂに連通する通路４４が弁座部材４１に形成されており、通路４４は第１のケース片２７ａと主軸ガイド３５の間に形成された円筒形状の連通孔９２に連通している。連通孔９２は、第２のケース片２７ｂに形成された出力連通孔４７に連通している。

遅延パイロット圧導入口９１は、この中に縦方向に設けられてエア吐出配管２３に開口する導入流路８６ａを有している。この導入流路８６ａと連通して横方向に延びる連通流路８６ｂが切換弁ケース２７に設けられ、この連通流路８６ｂと連通して縦方向に延びる連通流路８６ｃが切換弁ケース２７に設けられ、連通流路８６ｃは連通流路８６ｄにより遅延パイロット室８５に連通している。このように、導入流路８６ａ、連通流路８６ｂ、８６ｃ、８６ｄにより、遅延バイパス流路８６が形成されている。

このように、遅延パイロット室８５は、連通室８０を貫通してエア吐出配管２３に突出する遅延パイロット圧導入口９１に連通しており、連通室８０からエア吐出配管２３に流出したエアが遅延パイロット室８５に供給される。図９に示した切換弁２６においては、通路４４から出力連通孔４７に流出した箇所、つまり１次圧に近い箇所からエアを遅延パイロット室８５に導入するようにしている。これに対し、図１３に示される切換弁２６ａにおいては、出力連通孔４７から離れたエア吐出配管２３内から、つまり１次圧から遠い２次圧から遅延パイロット室８５にエアを導入するようにしている。これにより、図１３に示される切換弁２６ａは、図９に示される切換弁２６よりも遅延時間を長くすることができる。

図１３に示された切換弁２６ａを備えた間欠エアブローガン１０ｂも、図９〜図１１に示された切換弁２６を備えた間欠エアブローガン１０ｂと同様に作動する。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、遅延バイパス流路８６は、上記実施例においては切換弁ケース２７に設けられているが、主軸ガイド３５、主軸３２、主軸ガイド３５と主軸３２の間、主軸ガイド３５と切換弁ケース２７の間、に遅延バイパス流路８６を設けることが出来る。つまり、二次室５２ｂに流入したエアを遅延パイロット室８５に導入することが出来れば、遅延バイパス流路８６はどこに設けても良い。

この間欠エアブローガンは、圧縮空気を対象物に間欠的に吹き付けて、被加工物の切粉や被塗装面の塵埃等を除去するために使用される。

Claims

切換弁入力ポートが設けられたエア取込部と小径孔とが一端に設けられ、切換弁出力ポートが設けられたエア吐出部と前記小径孔よりも内径が大きい大径孔とが他端に設けられ、前記切換弁入力ポートと前記切換弁出力ポートに連通する弁室が設けられた切換弁ケースと、
前記弁室に位置させて設けられ弁孔を有する弁座部材と、
前記弁孔を開閉する弁体が設けられた主軸、前記小径孔に組み込まれて小径パイロット室を仕切る小径ピストン、および前記大径孔に組み込まれて大径パイロット室を仕切る大径ピストンからなり、前記切換弁ケース内に配置される弁組立体と、
前記切換弁出力ポートと前記大径パイロット室とを連通し、前記切換弁出力ポートに吐出したエアを前記大径パイロット室に供給して前記弁体を閉位置に切り換え、前記大径パイロット室からエアを排出して前記弁体を開位置に切り換えるバイパス流路と、
を有する切換弁。
請求項１記載の切換弁において、前記小径孔と前記大径孔は、前記切換弁入力ポートと前記切換弁出力ポートの間に形成される切換弁。
請求項２記載の切換弁において、前記弁組立体の移動方向に沿って、一端から他端に向けて、前記切換弁入力ポート、前記小径パイロット室、前記弁室、前記大径パイロット室、前記切換弁出力ポートの順で配置する切換弁。
請求項１または２記載の切換弁において、前記弁組立体に前記弁孔を閉じる方向に付勢するばね部材を前記大径パイロット室に装着し、前記大径ピストンを介して前記大径パイロット室の反対側に遅延パイロット室を形成し、前記弁孔を通過したエアを前記遅延パイロット室に供給する遅延バイパス流路が設けられた切換弁。
請求項４記載の切換弁において、前記遅延バイパス流路の導入流路が設けられた遅延パイロット圧導入口を前記エア吐出部の内部に突出する切換弁。
切換弁入力ポートが設けられたエア取込部と小径孔とが一端に設けられ、切換弁出力ポートが設けられたエア吐出部と前記小径孔よりも内径が大きい大径孔とが他端に設けられ、前記切換弁入力ポートと前記切換弁出力ポートに連通する弁室が設けられた切換弁ケースと、
前記弁室に位置させて設けられ弁孔を有する弁座部材と、
前記弁孔を開閉する弁体が設けられた主軸、前記小径孔に組み込まれて小径パイロット室を仕切る小径ピストン、および前記大径孔に組み込まれて大径パイロット室を仕切る大径ピストンからなり、前記切換弁ケース内に配置される弁組立体と、
前記切換弁出力ポートと前記大径パイロット室を連通するバイパス流路と、
前記大径パイロット室に装着され、前記弁組立体に前記弁孔を閉じる方向に付勢するばね部材と、
前記大径ピストンを介して前記大径パイロット室の反対側に形成された遅延パイロット室と、
前記弁孔を通過したエアを前記遅延パイロット室に供給する遅延バイパス流路と、
を有する切換弁。
請求項１〜６のいずれか１項に記載の切換弁と、
エア取込部に供給されたエアを前記小径パイロット室に供給する作動位置と、前記小径パイロット室へのエアの供給を停止し、かつ前記小径パイロット室内のエアを外部に排出する作動停止位置とに、切り換えるトリガ弁と、
を有する間欠エアブローガン。
請求項７記載の間欠エアブローガンにおいて、
前記切換弁の前記エア吐出部に連通するノズルと、作業者により把持されるグリップ部とを備え、内部に収容空間が形成されるケースを有し、
前記切換弁と前記トリガ弁が前記収容空間に配置される間欠エアブローガン。
請求項８記載の間欠エアブローガンにおいて、
前記切換弁は、前記トリガ弁が設けられ前記切換弁入力ポートと前記小径パイロット室を連通するトリガ流路と、
前記トリガ流路と前記切換弁入力ポートを連通する給気ポートと、
前記トリガ流路と前記小径パイロット室を連通するパイロットポートと、を有し、
前記給気ポートと前記パイロットポートが前記グリップ部の横断面長手方向に沿って配置される間欠エアブローガン。
請求項８記載の間欠エアブローガンにおいて、
前記バイパス流路に、バイパス流路を流れるエアの流量を調整する可変絞り部を設け、
前記可変絞り部は、前記収容空間に配置され、前記ケースの外部からエアの流量を調整可能である間欠エアブローガン。
請求項８記載の間欠エアブローガンにおいて、
前記ケースの外部に、前記トリガ弁を作動位置と作動停止位置とに切り換える操作手段を設けた間欠エアブローガン。
請求項１１記載の間欠エアブローガンにおいて、
前記操作手段は、前記ケースに揺動自在に設けられたトリガレバーである間欠エアブローガン。
切換弁とトリガ弁とを備えた間欠エアブローガンであって、
前記切換弁は、
切換弁入力ポートが設けられたエア取込部と小径孔とが一端に設けられ、切換弁出力ポートが設けられたエア吐出部と前記小径孔よりも内径が大きい大径孔とが他端に設けられ、前記切換弁入力ポートと前記切換弁出力ポートに連通する弁室が設けられた切換弁ケースと、
前記弁室に位置させて設けられ弁孔を有する弁座部材と、
前記弁孔を開閉する弁体が設けられた主軸、前記小径孔に組み込まれて小径パイロット室を仕切る小径ピストン、および前記大径孔に組み込まれて前記切換弁入力ポートに連通する大径パイロット室を仕切る大径ピストンからなり、前記切換弁ケース内に配置される弁組立体と、
前記切換弁出力ポートと前記大径パイロット室を連通するバイパス流路と、を有し、
前記トリガ弁は、
前記エア取込部に供給されたエアを前記小径パイロット室に供給する作動位置と、前記小径パイロット室へのエアの供給を停止し、かつ前記小径パイロット室内のエアを外部に排出する作動停止位置とに切り換える、間欠エアブローガン。