JPH0716506A - スプレーガン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動ガンの塗料弁の作動のために採用され、
小型化のためにダブルピストン構造を有した弁作動機構
において、メンテナンス時等における分解、組立を容易
とする。 【構成】 第１および第２ピストン１２５Ａ，１２５Ｂ
間を空気的に封止する隔壁１３５の外周部に、シリンダ
をなす弁作動機構本体内壁に対して摺動方向に自由度の
あるシール構造を採用し、ニードル弁１０７、軸部上３
０、第１ピストン１２５Ａ、第２ピストン１２５Ｂおよ
び隔壁１３５等からなる弁作動部組立体を本体に対して
一体に着脱できるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スプレーガンに関し、
特に塗装ロボットやレシプロケータなどの自動塗装シス
テム等に用いられる自動スプレーガンの塗料弁機構に用
いて好適な弁作動機構の改良を図ったものである。

【０００２】

【従来の技術】従来スプレーガンとしては、操作者によ
る引金の操作力をそのまま圧縮空気の噴射および塗料の
供給のオン・オフを行う機構に伝達するものが広く用い
られていたが、操作者の手指の疲労を軽減する目的で、
あるいは塗装ロボット等自動塗装システムへの対応の要
請から、近年では塗料供給のオン・オフを行うための弁
（ニードル弁）の開閉動作を行わせる塗料弁作動機構に
エアピストンを用いた構成が多く採用されるに至ってい
る。またスプレーガン自体の小型化あるいは軽量化の要
請も強く、その一環として塗料弁機構ないしその作動機
構の小型軽量化が図られている。これら要請に鑑みて、
本出願人は、実開昭６３−４６９５７号において、塗料
弁作動機構の主要部をなすエアピストンを主、副のダブ
ルピストン構造とした構成を提案している。図１はその
ような構成を採用したスプレーガンの構成例を示す。こ
こで、２０１はガン本体２０２の中央に挿通したニード
ル弁であり、ガン先端部の塗料ノズル２０３にその先端
部が臨んでおり、ニードル弁２０１の後端部には主ピス
トンとなる第１ピストン２０４と副ピストンとなる第２
ピストン２０５とが同一軸上に設けられている。これら
第１，第２ピストン２０４，２０５は隔壁に兼用された
ピストンガイド２１６によって気密に仕切られた第１，
第２ピストン室２０６，２０７にそれぞれ挿入されてい
る。これらピストン室のピストンによって区画された図
中左側の室部分は、ガン本体の基部に配された圧縮空気
供給用ジョイントに臨む空気通路２０８にそれぞれに連
通し、一方図中右側の室部分は抜気孔２０９，２１０を
介して大気に連通している。また、第１，第２ピストン
２０４，２０５の図中右側の室部分にはそれぞればね２
１１，２１２が設けられて、第１，第２ピストンに図中
左方向へ向かう移動習性を付与している。また、ニード
ル弁１の後端部付近は第１，第２ピストン２０４，２０
５を連結する連結部材２３０に挿通され、後端部には係
止部２１３が取り付けられて連結部材２３０と係合でき
るようにされている。さらに、この係止部２１３と第１
ピストンとの間にニードル弁ばね２１４が介挿されてい
る。

【０００３】２１５は第１ピストン２０４の後面に位置
する調整つまみ、２１６は第１，第２ピストン室２０
６，２０７間に位置するピストンガイドであり、両ピス
トン室間を空気的に封止する隔壁に兼用されている。ま
た、２１７は第２ピストン２０５の前面に位置してニー
ドル弁２０１が挿通されるパッキンガイド、２１９はガ
ン本体２０２の前方下部に取り付けられ塗料ノズル２０
３に連通する塗料ジョイント、２２０はガン本体２０２
の先端部に取り付けられた空気キャップである。かかる
構成の動作を概説するに、空気用ジョイント２１８より
圧縮空気すなわち吹き付け空気を兼ねるピストン作動空
気が空気通路２０８に導入されると、主ピストンたる第
１ピストン２０４が受圧されてばね２１１の付勢力に抗
し後方（図の右方向）に引かれる。一方これと同時に、
空気通路２０８に臨む副ピストンたる第２ピストン２０
５もばね２１２に抗して後方に引かれ、これらピストン
２０４、２０５の合計受圧面積分の全圧力にてピストン
押しばね２１１、２１２を押し込み、さらに係止部２１
３と連結部材２３０との係合後にはニードル弁ばね２１
４をもたわませてニードル弁を変位させ、これによって
塗料通路の開放すなわち塗料の噴射が行われる。また圧
縮空気の供給が断たれ、空気通路が排気されれば各部ば
ねの付勢力によってピストン２０４，２０５およびニー
ドル弁が復帰し、塗料通路が閉塞される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】かかる構成は、第１お
よび第２ピストンの合計の受圧面積に作用する圧縮空気
の全圧力で各部ばねが押し込まれる構成となっているの
で、ピストン径を大としなくても受圧面積の増大すなわ
ち安定性かつ応答性の高いニードル弁の開放動作が得ら
れ、ピストン径ないし弁作動機構、ひいてはニードル弁
ユニットやこれを適用するスプレーガンの小型化および
ニードル弁の低圧作動化に資するところが大きい。しか
し、スプレーガンは所望の性能維持ないしは作動不良解
消のために修理、洗浄等のメンテナンス作業が実施され
ることがあり、特に塗料経路の開閉を行うニードル弁な
どの塗料弁機構ないしその作動機構においてはピストン
の作動不良や塗料漏れ等の問題を解消すベくそのような
機会が多い。しかるに上記構成では、第１および第２ピ
ストン間を空気的に封止する隔壁は、弁作動機構を収納
する本体内壁に固着されているものであったために、弁
作動機構の脱着を行うには第１ピストン、隔壁、所定の
バネ、第２ピストンを順次に取り外しまたは組み立てて
行かなければならず、メンテナンスないし交換時の操作
性に問題があり、また取り外した部品が紛失しないよう
注意を要するものであった。本発明は、かかる問題点に
鑑みてなされたもので、スプレーガン、特に塗料弁機構
ないしその作動機構のメンテナンス時等における分解、
組立の作業を容易とすることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明スプ
レーガンは、塗料ノズルに至る塗料供給路上に位置し、
該塗料供給路の開閉を行う弁を圧縮空気の導入の有無に
応じて開閉させるエアピストン形態の弁作動機構を具備
したスプレーガンにおいて、前記弁作動機構は、前記弁
に接続された軸部と、該軸部に間隔をおいて固着された
少なくとも２つのピストンと、それらピストンを収納す
るシリンダと、前記２つのピストン間の前記軸部上に配
設され、前記軸部の摺動を受容可能かつ前記シリンダに
対して摺動可能なシール構造を有した隔壁と、を具え、
前記少なくとも２つのピストンのそれぞれによって区画
される一方のピストン室部分のそれぞれに前記圧縮空気
の導入を行うようになし、かつ他方のピストン室部分を
大気に連通させるとともに、前記少なくとも２つのピス
トンを前記弁が前記塗料供給路を閉塞する方向に付勢す
るばねを設けてなることを特徴とする。ここで、前記弁
は、先端部において前記塗料供給路の一部をなす開口を
有したシート部材の当該開口内に突入して着座すること
により前記塗料供給路の閉塞を行うとともに、後方に向
かって延在し前記軸部に連結されるニードル弁の形態を
有するものとすることができる。

【０００６】

【作用】本発明によれば、塗料供給路の開閉を行う弁を
圧縮空気の導入の有無に応じて開閉させるエアピストン
形態の弁作動機構を具備するスプレーガン、すなわち自
動ガンにおいて、小型化のために弁作動機構にダブルピ
ストン構造を採用するとともに、第１および第２ピスト
ン間を空気的に封止する隔壁の外周部に、シリンダをな
す弁作動機構本体内壁に対して摺動方向に自由度のある
シール構造を採用したので、塗料弁、該弁に連続する軸
部、第１ピストン、第２ピストンおよびこれらピストン
間に配設される隔壁等からなる弁作動部組立体を本体に
対して一体に着脱できるようになる。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。図２ないし図４は本発明スプレーガンの一実施例を
示し、図２はその背面図、図３および図４は、それぞ
れ、図２に示すＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線の側断面図であ
る。これら図において、樹脂成形でなる略円筒形状のス
プレーガン本体Ｓは、ジョイント３２Ｃおよび３２Ｐに
取り付けられるエアホースを介して接続された不図示の
コンプレッサ等より圧縮空気の供給を受け、それぞれ、
塗料ノズル２先端付近の中心空気穴１Ｃおよびキャップ
１に設けた側面空気穴１Ｓに圧縮空気を導くべく構成さ
れた空気通路を有している。ここで中心空気穴１Ｃは塗
料を吸い上げるための真空状態を作り出す機能を有し、
塗料ノズル２先端と同心に位置づけられる。側面空気穴
１Ｓはキャップ１に突設した一対の角部の内側面にそれ
ぞれ設けられ、ここから噴出する空気によって楕円形状
のパターンを形成するために設けられる。また３２０は
エアホースを介して接続された不図示のコンプレッサ等
より圧縮空気の供給を受けるジョイントであり、当該圧
縮空気は、不図示の空気通路を介して、後述するニード
ル弁ユニット１００の塗料弁機構を開閉させるための弁
作動機構に導かれる。

【０００８】接地した被塗装物と対向させるべく塗料ノ
ズル２の先端中心部分より突出させた電極ピン３Ｐは、
高電圧ケーブル３を介して負の高電圧が印加される。不
図示の塗料ポンプ等塗料圧送手段から塗料ホース２１を
介して供給された塗料は、ニップル２０の内部通路から
不図示の連通路を経てニードル弁ユニット１００内の塗
料供給路１０１に導入され、さらにニードル弁１０７の
先端部とシート１１９との間に形成される間隙部分およ
びガン本体内通路２０Ａを介して塗料ノズル２に導か
れ、圧縮空気の噴射に伴う霧化および高電圧の印加に伴
う帯電がなされて塗装作業に供される。本例において
は、略円筒形状を有するガン本体Ｓの中心軸線に沿って
ガン本体背面（図２参照）から塗料ノズル２に向かう方
向に延在する空洞部に高電圧ケーブルを配置し、ノズル
先端に位置する電極ピン３Ｐに対してそのままその中心
軸線に沿った電気的配線を施している。ガン本体を射出
成形でなる円筒状の樹脂の母材を用いて形成する場合、
円筒状母材の射出成形時の樹脂の硬化は冷却された金型
に接触する周面部から進行して行くために、中心軸付近
にボイドが集まり易い。ボイドが残留しているとガン本
体の機械的強度が低下するのみならず、本例のような静
電塗装では高電圧の印加に伴って放電破壊が生じる恐れ
もある。そのため従来は母材の中心軸線に沿って穴を切
削し、ボイドが存在する樹脂部分を空洞化するとともに
その部分にニードル弁セットを配置していたのに対し
て、本例ではここに高電圧ケーブルないし電極ピンに対
する配線部材を配している。本例によれば、高電圧ケー
ブル３から電極ピン３Ｐに至る配線部をほぼ一直線状に
形成できるので、中心軸から偏心した軸線上に高電圧ケ
ーブルを受容する構成、すなわち中心軸線上に位置する
電極ピンにむかって屈曲した配線部を形成する場合に比
べて、電気的接点部分の構成を簡略化し、かつその信頼
性を向上できる。

【０００９】また、本例では、従来中心軸線にそって配
置されていた塗料弁機構を中心軸に対し外方に偏倚した
位置に配置するとともに、ニードル弁１０７、後述する
弁作動機構および塗料シール１２０を含むニードル弁ユ
ニット１００としてガン本体Ｓに対して図中矢印で示す
方向に着脱可能な構成としている。すなわち、本例のニ
ードル弁ユニット１００は、ニードル弁１０７の摺動を
受容するシリンダ部１２１に刻設した雄ネジ１２１Ａを
ガン本体に設けた雌ネジ１２１Ｂに螺着させることによ
って取り付けられており、ガン本体の汚れ防止用カバー
５を取り外して、もしくはカバー５の所定部分に設けた
開口を介してスパナ等の工具を所定の係合部１０５に係
合させて操作を施し、雄ネジ１２１Ａおよび雌ネジ１２
１Ｂの螺合を行わせ、あるいはその解除を行うようにす
ることによって着脱を行うことができるようにしてあ
る。従って、本実施例によれば、ニードル弁やその作動
機構の修理、洗浄等の作業にあたってスプレーガン自体
を塗装ロボットなどの自動塗装システムの組み付け部位
から取り外す必要はなく、ニードル弁ユニット１００の
みをスプレーガン本体Ｓから取り外して所要の作業を実
施すれば足り、また、その作業後にはスプレーガン本体
への組付けを行えば足りることになる。したがってま
た、スプレーガンの取り付け対象が塗装ロボットである
場合にも、再度のティーチングが不要となる。さらに本
実施例においては、ニードル弁ユニット１００自体にメ
ンテナンスを施す際の分解、修理ないし洗浄および組立
作業を容易とすべく、内蔵する弁作動機構に改良を加え
ている。図５を用いて本例のニードル弁ユニット１００
の、特に弁作動機構を詳しく説明する。

【００１０】図５において、１３０はニードル弁１０７
に連結して作動機構の中心軸線方向に延在する軸部であ
り、この軸部１３０に所定間隔をおいて第１ピストン１
２５Ａおよび第２ピストン１２５Ｂが固着されている。
これらピストンの図中左側の室部分１６１Ｌ，１６３Ｌ
には、ガン本体側の空気通路５０、ガン本体とニードル
弁作動部との間の空隙部５１およびニードル弁作動部の
空気導入口１３３Ａおよび１３３Ｂを介して作動用圧縮
空気の導入および排気が可能であり、当該導入および排
気に応じてピストン１２５Ａ，１２５Ｂがそれぞれ図中
右方向および左方向に移動可能となっている。１３５は
第１ピストン１２５および第２ピストン１２５の間に介
挿された隔壁であり、軸部１３０の摺動を受容可能に、
かつシリンダをなすニードル弁ユニット本体の内壁に対
して摺動可能に取り付けられている。１５３は第１およ
び第２ピストン１２５Ａ、１２５Ｂの外周部に設けたＶ
パッキン、１５５は隔壁１３５と軸部１３０との摺動部
分に設けたＯリング、１５７は隔壁１３５とシリンダを
なすユニット本体内壁との摺動部に設けたＯリング、１
５９は第２ピストン１２５Ｂの軸部１３０に対する位置
設定を行うための部材である。１４０はニードル弁１０
１、軸部１３０、第１ピストン１２５Ａ、第２ピストン
１２５Ｂおよび隔壁１３５等からなる弁作動部組立体を
ニードル弁ユニット本体に対して着脱する等に用いられ
る操作部材であり、雌ネジを刻設したボア部１４１を有
し、軸部１３０の軸端部を螺着させて上記弁作動部組立
体の保持を行っている。そして弁作動部組立体をニード
ル弁ユニット本体に対して装着するときには、塗料調節
ガイド１２８を取り外した状態で弁作動部組立体をニー
ドル弁ユニット本体に対し図中右方向に押し込みを行え
ばよく、一方取り外し時にはたとえばボア部１４１にボ
ルト等を螺着させた上で図中右方向に引き抜きを行えば
よい。

【００１１】なお、装着時の押し込み動作に関連して第
１ピストン１２５Ａが隔壁１３５に当接し、押し込みの
動作によっては隔壁の角部がユニット本体の係止部１５
１に係止されず、隔壁１３５の位置決めがなされていな
いままとなっていることがあるが、しかしガン使用時の
作動用圧縮空気の導入によって第１ピストン１２５Ａか
ら隔壁１３５が離隔して係止部１５１に当接し、隔壁１
３５の位置決めがなされるとともに第１ピストン１２５
Ａの左側には所定の空間が確保される。図２に示したつ
まみ部分１２８Ａが組み合わされた塗料調節ガイド１２
８は、つまみ１２８Ａの操作に応じて図中左右方向の所
望位置に設定され、内部に操作部材１４０の端部とこれ
に対向可能に設けた凸部１２８Ｂとの係合位置、すなわ
ちニードル弁１０７の変位量を規定して塗料供給量の調
節を行う。１２７は塗料調節ガイド１２８と第１ピスト
ン１２５Ａとの間に設けた圧縮ばねであり、第１ピスト
ン１２５Ａないし弁作動部組立体を介してニードル弁１
０７を図中左方向に付勢する。なお、第１ピストンＡと
塗料調節ガイド１２８とによって形成されるピストン室
部分１６１Ｒは、塗料調節ガイド１２８に設けた抜気口
１２８Ｃを介して大気と連通し、第２ピストン１２５Ｂ
と隔壁１３０とによって形成されるピストン室部分１６
３Ｒは、当該空間に臨む開口と軸端部すなわち空間１６
１に臨む開口とを連通させてなる軸部１３０内通路１３
０Ａを設けることによって大気と連通している。従っ
て、ピストン１２５Ａ，１２５Ｂは、作動用圧縮空気の
導入またはばね１２７の付勢力の作用にともなって、円
滑に図中右方向または左方向に変位する。以上の構成に
おいて、不図示の空気供給部よりガン本体側の空気通路
５０、ガン本体とニードル弁作動部との間の空隙部５１
およびニードル弁作動部の空気導入口１３３Ａおよび１
３３Ｂを介して第１および第２ピストン１２５Ａ，１２
５Ｂの図５中左側の室へ圧縮空気が導入されると、これ
らピストンが固着された軸部１３０は復帰ばね１２７の
付勢力に抗して図中右方向へ移動し、これに伴ってニー
ドル弁１０７先端部が塗料供給路に設けたシート１１９
より離脱して塗料の噴射が可能となる。また、その圧縮
空気の導入が断たれ、かつピストンの左側の室内が排気
されればピストン１２５Ａ，１２５Ｂは復帰ばね１２７
の付勢力によって図中左方向へ移動し、ニードル弁１０
７は塗料出口の閉塞方向に変位してシート１１９に着座
することにより塗料の噴射が停止される。

【００１２】本例においては、第１および第２ピストン
１２５Ａ，１２５Ｂの合計の受圧面積に作用する圧縮空
気の全圧力でばね１２７が押し込まれる構成となってい
るので、ピストン径を大としなくても受圧面積の増大す
なわち安定性かつ応答性の高いニードル弁の開放動作が
得られ、ピストン径ないし弁作動機構、ひいてはニード
ル弁ユニットやこれを適用するスプレーガンの小型化お
よびニードル弁の低圧作動化を達成できる。かかる構成
は基本的には本出願人が実開昭６３−４６９５７号にて
提案した構成を採用している。しかし当該提案では、第
１および第２ピストン間を空気的に封止する隔壁は、弁
作動機構を収納する本体内壁に固着されているものであ
ったために、弁作動機構の脱着を行うには第１ピスト
ン、隔壁、所定のバネ、第２ピストンを順次に取り外し
または組み立てて行かなければならず、メンテナンスな
いし交換時の操作性に問題があり、また取り外した部品
が紛失しないよう注意を要するものであった。これに対
し、本例による弁作動機構は、第１および第２ピストン
間を空気的に封止する隔壁の外周部に、ユニット本体内
壁に対して摺動方向に自由度のあるシール構造を採用し
たので、ニードル弁１０７、軸部１３０、第１ピストン
１２５Ａ、第２ピストン１２５Ｂおよび隔壁１３５等か
らなる弁作動部組立体をニードル弁ユニット本体に対し
て一体に着脱でき、そのような問題を解消できる。

【００１３】なお、以上の実施例においては本発明を静
電ガン形態の自動スプレーガンに適用した場合について
説明したが、本発明の適用対象は静電ガンに限られない
のは勿論である。また、塗装ロボットなどの自動塗装シ
ステムに用いられる自動ガンのみならず、操作者の手指
の疲労を軽減すべく、外部から塗料弁の作動を行うため
に圧縮空気の導入を受け、これに応じて動作する弁作動
機構を有するハンドガン等にも本発明は有効に適用でき
る。さらに、上述の実施例においては弁作動機構のピス
トン部を２個設けたが、作動圧力の大きさ、弁作動機構
ないしニードル弁ユニットやガン本体の寸法の許容度、
ピストンの摺動抵抗等の要素を勘案してピストンを３個
以上設けることができるのは言うまでもない。また上例
ではスプレーガン本体に吹き付け用、吹き付けパターン
調整用およびピストン作動用の圧縮空気を導入する３つ
のジョイントを設けているが、これらのうち少なくとも
２つを共通化し、本体内空気通路ないし対応各部の構成
を適宜定めることもできる。加えて、上例では弁作動機
構をガン本体に対して着脱自在なユニットとした塗料弁
機構に配設した場合について述べたが、本発明はこのよ
うな形態にのみ限定されないのは勿論である。また、第
１、第２ピストンが取り付けられる軸部分の連結構造
や、その周辺の復帰ばねの構造等に関して、上記実開昭
６３−４６９５７号公報に記載されたような構成を採用
することもできる。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
塗料供給路の開閉を行う弁を圧縮空気の導入の有無に応
じて開閉させるエアピストン形態の弁作動機構を具備す
るスプレーガン、すなわち自動ガンにおいて、小型化の
ために弁作動機構にダブルピストン構造を採用するとと
もに、第１および第２ピストン間を空気的に封止する隔
壁の外周部に、シリンダをなす弁作動機構本体内壁に対
して摺動方向に自由度のあるシール構造を採用したの
で、塗料弁、該弁に連続する軸部、第１ピストン、第２
ピストンおよびこれらピストン間に配設される隔壁等か
らなる弁作動部組立体を本体に対して一体に着脱できる
ようになり、スプレーガン、特に塗料弁機構ないしその
作動機構のメンテナンス時等における分解、組立の作業
が容易となる。

【００１５】

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の自動スプレーガンの構成を示す側断面図
である。

【図２】本発明スプレーガンの一実施例を示す背面図で
ある。

【図３】本発明スプレーガンの一実施例を示し、図２に
示すＡ−Ａ線の側断面図である。

【図４】本発明スプレーガンの一実施例を示し、図２に
示すＢ−Ｂ線の側断面図である。

【図５】図３に示したニードル弁ユニットにおける弁作
動機構の拡大図である。

【００１６】

【符号の説明】

１ 空気キャップ ２ 塗料ノズル ３ 高電圧ケーブル ３Ｐ 電極ピン １０７ ニードル弁 １２７ ばね １１９ シート １１８ 塗料調節ガイド ３２Ｃ，３２Ｐ，３２０ ジョイント ５０ 作動圧縮空気通路 １００ ニードル弁ユニット １０１ 塗料供給路 １２１ シリンダ部 １２５Ａ，１２５Ｂ ピストン １３０ 軸部 １３５ 隔壁 １４０ 操作部材 １５２ 係止部 Ｓ スプレーガン本体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塗料ノズルに至る塗料供給路上に位置
   し、該塗料供給路の開閉を行う弁を圧縮空気の導入の有
   無に応じて開閉させるエアピストン形態の弁作動機構を
   具備したスプレーガンにおいて、前記弁作動機構は、前
   記弁に接続された軸部と、該軸部に間隔をおいて固着さ
   れた少なくとも２つのピストンと、それらピストンを収
   納するシリンダと、前記２つのピストン間の前記軸部上
   に配設され、前記軸部の摺動を受容可能かつ前記シリン
   ダに対して摺動可能なシール構造を有した隔壁と、を具
   え、前記少なくとも２つのピストンのそれぞれによって
   区画される一方のピストン室部分のそれぞれに前記圧縮
   空気の導入を行うようになし、かつ他方のピストン室部
   分を大気に連通させるとともに、前記少なくとも２つの
   ピストンを前記弁が前記塗料供給路を閉塞する方向に付
   勢するばねを設けてなることを特徴とするスプレーガ
   ン。
2. 【請求項２】 前記弁は、先端部において前記塗料供給
   路の一部をなす開口を有したシート部材の当該開口内に
   突入して着座することにより前記塗料供給路の閉塞を行
   うとともに、後方に向かって延在して前記軸部に連結さ
   れるニードル弁の形態を有することを特徴とする請求項
   １に記載のスプレーガン。