JP2008012404A - スプレーガン - Google Patents

Abstract

【課題】容易に異なる吐出量に変更できるスプレーガンを提供する。
【解決手段】第１のエア供給通路１８から供給される第１のピストン用エア及び第２のピストン１５の押圧で移動する第１のピストン１３と、第１のピストン１３の前方に位置し第２のエア供給通路２１，２２から供給される第２のピストン用エアで移動する第２のピストン１５をガン本体１の内部に設けた。また、ニードル弁８の後端部を第１のピストン１３に螺着させた。これにより、圧縮エアの供給先を第１のピストン１３を移動させる第１のエア供給通路１８、或いは第２のピストン１５を移動させる第２のエア供給通路２１，２２に切り替えるだけで容易にニードル弁８の移動量を変更できる。従って、容易に異なる吐出量で吐出させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、塗装用のスプレーガンに関する。

自動車の部品等の塗装には、例えば特許文献１に示すようなスプレーガンが使用されている。
この種のスプレーガンは、塗料室の内部に設けられたニードル弁の前後方向への移動により、吐出口からの塗料の吐出の入り切りを行っている。

塗料室の後方にはピストンが配置されており、ニードル弁の後端部は前記ピストンに固定されている。また、ピストンはスプリングにより前方に付勢されている。そしてピストン用エア（圧縮エア）をピストンの前方に供給すると、ピストンはスプリングの付勢力に抗して後方に移動する。この時、ニードル弁もピストンと共に後方へ移動し、この結果、塗料がニードル弁と塗料ノズルとの間に生じた隙間を通って吐出口から吐出される。
ピストンの後方への移動は調整ストッパーで規制される。調整ストッパーはピストンの位置量を変更可能に構成されており、調整ストッパーの位置を調整することにより、ピストン及びニードル弁の後方への移動量、即ち、塗料の吐出量を調整することができる。

このスプレーガンの捨て吹き作業（塗料の色替えなどのための塗料室の洗浄）では、塗料室に洗浄液を供給し、洗浄液で塗料室内に残留している塗料を洗い流している。
この捨て吹き作業において、ニードル弁と塗料ノズルとの隙間が狭い状態では十分な量の洗浄液を塗料室に供給できず捨て吹きに時間がかかってしまうので、調整ストッパーの移動量を変更し、ニードル弁と塗料ノズルとの隙間を十分確保してから捨て吹き作業を行っている。
特開２０００−１１７１５７号公報

しかしながら、捨て吹き作業のために調整ストッパーの位置を変更すると、再度、塗装を行う際に調整ストッパーの位置を調整し直さなければならず、塗装を始めるまでに時間がかかっていた。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は吐出口からの塗料の吐出量を簡単に変更できるスプレーガンを提供することである。

本発明のスプレーガンは、塗料室を有するガン本体と、前記塗料室の前端に設けられた塗料の吐出口と、前記塗料室内に配置され前記吐出口を開閉するニードル弁と、前記ニードル弁を前方に付勢して前記ニードル弁に前記吐出口を閉鎖させる付勢手段と、前記ガン本体に設けられ、圧縮エアの供給により前記付勢手段の付勢力に抗して前記ニードル弁を後方へ移動させて、前記吐出口を開放させるピストン装置とを備え、前記ピストン装置は、ピストン室と、前記ピストン室内に配置され、前記ニードル弁の後端部が固定された第１のピストンと、前記ピストン室内のうち前記第１のピストンの前部に配置された第２のピストンと、前記ピストン室内のうち前記第１のピストンと第２のピストンの間に前記圧縮エアを供給することにより前記第１のピストンを後方に移動させる第１のエア供給通路と、前記ピストン室内のうち前記第２のピストンの前部に前記圧縮エアを供給することにより前記第２のピストンと共に第１のピストンを後方に移動させる第２のエア供給通路とから構成され、前記第１のエア供給通路から圧縮エアが供給されたときの前記ニードル弁の第１の移動量は、前記第２のエア供給通路から圧縮エアが供給されたときの前記ニードル弁の第２の移動量と異なることを特徴としている。

本発明によれば、第１のエア供給通路から供給される第１のピストン用エア（圧縮エア）によって移動する第１のピストンと、第２のエア供給通路から供給される第２のピストン用エア（圧縮エア）にとって移動する第２のピストンをガン本体の内部に設けたことにより、圧縮エアの供給先を第１のエア供給通路或いは第２のエア供給通路に切り替えるだけで容易にニードル弁の移動量を変更できる。従って、容易に異なる吐出量で吐出させることができる。

以下、本発明を自動エアスプレーガンに適用した一実施形態について、図１乃至３を参照しながら説明する。尚、方向を示す必要がある場合には、塗料が吐出する方向を前方として説明することとする。
図１は、本実施形態に係るエアスプレーガンのガン本体１の全体構成を示している。スプレーガンのガン本体１は、矩形ブロック状をなすベース２上にボディ３を取付けられた構成である。尚、図示はしないが、このガン本体１は、前記ベース２を介して、塗装設備に据え付けられたり、ロボットアームに取付けられて使用されるようになっている。

前記ボディ３の前端部には円筒部３ａが形成され、後端部には穴部３ｂが形成されている。また、ボディ３内部には円筒部３ａから穴部３ｂまで延びる円筒状の塗料室３ｃが形成されている
前記円筒部３ａには、塗料ノズル４がノズルジョイント５を介して取付けられている。塗料ノズル４は、その前端の中心に塗料を吐出する吐出口４ａを有している。この吐出口４ａの後方には、後方へ延びる円筒状の塗料室４ｂを有しており、前記塗料室３ｃに同等の内径で連続する構成となっている。さらに、この塗料ノズル４の塗料室４ｂの外周側には、塗料ノズル４の前端面で開口する霧化用エア吹出通路４ｃが設けられている。

塗料ノズル４の外周には、前記エアキャップ６がリテーナ７を介して取付けられている。このエアキャップ６には、エアキャップ６の前面で開口するパターン用エア吹出通路６ａが形成されている。

前記塗料室３ｃには、図示しない塗料供給源から塗料供給通路を介して塗料が供給される構成となっている（図１中、Ａは塗料供給通路の接続口を示す）。この塗料室３ｃを貫通するようにして、塗料の流量を制御するためのニードル弁８が配設されている。ニードル弁８は細長い丸棒の形状からなり、軸部をなすニードルシャフト８ａと、テーパ形状部８ｂとから構成されている。また、ニードル弁８（ニードルシャフト８ａ）の後端には雄ねじ部８ｃが形成されている。このニードル弁８が前方に変位するとテーパ形状部８ｂは吐出口４ａに隙間無く当接し吐出口４ａを塞ぎ、ニードル弁８が後方に変位すると吐出口４ａが開放して塗料室３ｃ，４ｂに存在する塗料が吐出する構成となっている。

前記穴部３ｂの底部（図１中の穴部３ｂの前端部）には、前記ニードル弁８（ニードルシャフト８ａ）の外周に嵌挿された状態で、シールカラー９がスクリュー１０を介して設けられている。シールカラー９は、塗料室３ｃ内に供給される塗料が穴部３ｂ側に漏れることを防止している。
また、穴部３ｂには、蓋部材をなす調整ストッパー１１が螺挿されている。調整ストッパー１１は、その前半部に位置する円筒状部１１ａと、後半部に位置する略円柱状のツマミ部１１ｂとから構成されている。穴部３ｂの後部開口は前記調整ストッパー１１により塞がれており、これにより穴部３ｂと調整ストッパー１１との間にはピストン室１２が形成される。

ニードル弁８のうちピストン室１２内に突出する部分の後端部には第１のピストン１３が螺着されている。この第１のピストン１３は、円筒状部１１ａの内周部に沿って前後方向に移動可能に構成され、ニードル弁８の後端部が円筒状部１１ａの内底面に当接するまで後方に移動可能である。従って、前記調整ストッパー１１の円筒状部１１ａの内底部は第１のピストン１３の第１の調整部１４として機能する。

また、前記第１のピストン１３の前部には第２のピストン１５が配置され、ニードル弁８に挿通されている。第２のピストン１５は、ピストン室１２のうち前記円筒状部１１ａよりも前部の内周面及びニードル弁８の外周面に沿って前後方向に摺動可能である。また、第２のピストン１５の後端面の中央付近にはニードル弁８を囲うように円環状の凸部１５ａが形成されている。そして、この第２のピストン１５は、凸部１５ａを除く後端面１５ｂが円筒状部１１ａの前端面に当接するまで、後方に移動可能に構成されている。従って、円筒状部１１ａの前端面が第２の調整部１６として機能する。

ボディ３の後上部には、Ｌ字形をなすニップル（管継手）１７が設けられている。このニップル１７の一端は図示しない圧縮エア供給源に接続され、他端は下方に延びる第１のエア供給通路１８に接続されている。第１のエア供給通路１８は第１のピストン１３と第２のピストン１５との間の空間１９（凸部１５ａの外周の空間）と連通している。従って、ニップル１７に第１のピストン用エア（圧縮エア）を供給すると、第１のピストン用エアは第１のエア供給通路１８を通って、空間１９に供給される。この結果、第１のピストン１３は後方へ移動し、これと共にニードル弁８が後方へ移動する。これにより、吐出口４aは開放される。

ベース２の底部には、Ｌ字状をなすニップル２０が設けられている。このニップル２０の一端は図示しない圧縮エア供給源に接続され、他端は上方に延びる第２のエア供給通路２１に接続されている。第２のエア供給通路２１は、エア供給通路２２を介して第２のピストン１５の前端とピストン室１２との空間２３と連通している（図２参照）。従って、このニップル２０に第２のピストン用エア（圧縮エア）を供給すると、第２のピストン用エアは第２のエア供給通路２１，２２を通って、空間２３に供給される。この結果、第２のピストン１５は後方へ移動し、第２のピストン１５に設けられた凸部１５ａは第１のピストン１３を後方へ押圧する。これにより、第１のピストン１３と共にニードル弁８は後方へ移動し、吐出口４aが開放される。

第１のピストン１３と第１の調整部１４との間にはスプリング２４が配設されている。このスプリング２４は、前記第１のピストン１３を常に前方に付勢している。第１のピストン１３が前方に付勢されることにより、ニードル弁８及び第２のピストン１５も前方に付勢される。
これにて、調整ストッパー１１と、ピストン室１２と、第１のピストン１３と、第２のピストン１５と、第１のエア供給通路１８と、第２のエア供給通路２１，２２と、スプリング２４とからピストン装置２５は構成されている。

尚、ツマミ部１１ｂを時計回り、反時計回りに回転させると、調整ストッパー１１は螺進退する構成になっている。これにより、調整ストッパー１１の調整部１４，１６も移動し、第１及び第２のピストン１３，１５の移動できる範囲が変わる。つまり、ツマミ部１１ｂの操作によって、吐出口４ａの開口度合いが変わり吐出量の変更が可能となる。

前記ベース２の後面部には、霧化用エアを供給するためのニップル２６が後方に突出するように設けられている。ニップル２６は、図示しないが、一端が圧縮エア供給源に接続され、他端が霧化用エア吹出通路４ｃと連通している。これにより、ニップル２６に霧化用エア（圧縮エア）を供給すると、霧化用エアは塗料ノズル４の前端から吹出し、吐出口４ａから吐出する塗料を霧状にする。

図示はしないが、ニップル２６の近傍（図１中のニップル２６に対して紙面の手前側）には、パターン用エアを供給するためのニップルが設けられている。このニップルは、一端が圧縮エア供給源に接続され、他端がパターン用エア吹出通路６ａと連通している。これにて、このニップルにパターン用エア（圧縮エア）を供給すると、パターン用エアはエアキャップ６の前端から吹出し、霧状の塗料を所定のパターン（丸形や扇形といった形状及び大きさ）に変える。前記パターンは、塗料ノズル４及びエアキャップ６の交換により選定できるようになっている。

次に、上記構成の作用について述べる。
上記構成のガン本体１の塗料の非吐出時には、第１及び第２のピストン用エアの供給は停止されていて、第１及び第２のピストン１３，１５は移動されない。そのため、図１に示すように、第１のピストン１３はスプリング２４のばね力により前方に付勢される。これにより、第１のピストン１３に螺着しているニードル弁８及び第１のピストン１３に押圧されている第２のピストン１５も前方に付勢される。ニードル弁８の前方への付勢により、テーパ形状部８ｂは塗料ノズル４に当接し、吐出口４ａを塞いでいる。また、塗料、パターン用エア及び霧化用エアの供給も停止されている。ここで、予め調整ストッパー１１のツマミ部１１ｂの回転操作を行い、第１及び第２の調整部１４，１６を所定分だけ移動させて、ニードル弁８の変位位置（塗料の吐出量）の調整を行っておく。
尚、非吐出時の第１及び第２のピストン１３，１５の各位置を初期位置として説明することとする。

塗装時には、第２のピストン用エアを空間２３に供給し、また、塗料を塗料供給通路から塗料室３ｃ，４ｂに供給する。この第２のピストン用エアの供給により第２のピストン１５は後方に移動する。そして、第２のピストン１５の凸部１５ａに押圧された第１のピストン１３は、図２に示すように、スプリング２４の付勢力に抗して後方に移動する。これにより、第１のピストン１３と螺着しているニードル弁８も後方に移動する。この結果、テーパ形状部８ｂが塗料ノズル４から離れて吐出口４ａが開放し、塗料が吐出口４ａから吐出される。尚、ニードル弁８の後方への移動量は、第２のピストン１５の初期位置から第２のピストン１５の後端面１５ｂが第２の調整部１６に当接するまでの距離である。

また、塗料の吐出と同時に、パターン用エア及び霧化用エアも供給される。すると、霧化用エア吹出通路４ｃを通って霧化用エアが噴出されると共に、パターン用エア吹出通路６ａを通ってパターン用エアが噴出される。もって、塗料ノズル４から所定のパターンで塗料が噴出し、被塗装物に対する塗装が行われる。

塗料の色替え時には、洗浄液による塗料室内の洗浄（捨て吹き作業）が行われる。この捨て吹き作業時では、塗料供給通路の接続先が塗料供給源から図示しない洗浄液供給源に切替えられ、洗浄液が塗料供給通路を通って塗料室３ｃ，４ｂに供給される。この洗浄液の供給と同時に、第１のピストン用エアが空間１９に供給される。このとき、第２のピストン１５は初期位置で停止している。

一方、第１のピストン１３及びニードル弁８は、図３に示すように、スプリング２４の付勢力に抗して、ニードル弁８の後端が第１の調整部１４に当接するまで後方に移動する。この結果、テーパ形状部８ｂが塗料ノズル４から離れて吐出口４ａが十分に開放し、多量の洗浄液が吐出口４ａから吐出される。これにて、塗料室３ｃ，４ｂ内に残留している塗料は短時間に洗浄液によって洗い流される。このとき、パターン用エア及び霧化用エアの供給は停止されている。尚、この捨て吹き作業時のニードル弁８の移動量は、非吐出時のニードル弁８の位置から第１の調整部１４にニードル弁８の後端が当接するまでの距離である。

捨て吹き作業が終了すると、第１のピストン用エアの供給は停止する。すると、第１のピストン１３はスプリング２４のばね力により再び前方に付勢され、ニードル弁８と共に前方に移動し、初期位置で停止する。これによりテーパ形状部８ｂは塗料ノズル４に当接し、吐出口４ａを塞ぐ。そして、再び塗料供給通路の接続先を洗浄液供給源から塗料供給源に切替える。一方、塗料、パターン用エア及び霧化用エアの供給は停止したままの状態である。

本実施形態によれば、吐出口４ａを開閉するニードル弁８を前後に移動させるピストン装置２５を、１個のピストン室１２に第１及び第２のピストン１３,１５を配置することにより構成した。また、ピストン室１２に第１のピストン用エアが供給されると第１のピストン１３が後方に移動し、第２のピストン用エアが供給されると第２のピストン１５に押圧されて第１のピストン１３が後方に移動するように構成した。そして、第１のピストン用エアが供給されたときの第１のピストン１３の移動量と、第２のピストン用エアが供給されたときの第１のピストン１３の移動量とを異ならせた。このため、ピストン室１２への圧縮エアの供給通路を切り替えるだけでニードル弁８の移動量を変更して、吐出口４ａの開口度合いを変更することができる。従って、調整ストッパーを移動させなければ吐出量を変更することができなかった従来のスプレーガンと異なり、吐出量を簡単に変更することができる。

また、ガン本体１の後端部に設けた穴部３ｂと、この穴部３ｂを塞ぎ第１及び第２の調整部１４，１６を有する調整ストッパー１１とからピストン室１２を構成した。つまり、穴部３ｂを塞ぐ蓋部材自身を調整ストッパー１１とした。従って、蓋部材と調整ストッパーとを別に設ける構成に比べて部品点数を削減することができ、ピストン装置２５の構成を簡単にすることができる。
さらに、調整ストッパー１１を移動可能に構成した。このため、調整ストッパー１１の位置を調整するだけで、第１及び第２の調整部１４,１６の位置を調整することができる。

本発明は、上記した各実施形態に限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。
上記実施形態の第１のピストン１３による吐出には洗浄液を用いたが、洗浄液の代わりに塗料を用いても良い。この塗料は第２のピストン１５と同色でも異色でも構わない。同色の場合には、調整ストッパー１１の調整の変更をすることなく、第２のピストン１５による吐出量と異なる吐出量で吐出が可能となる。異色の場合には、調整ストッパー１１の調整の変更をしなくてすむので、色替えのための時間を短くすることができる。

上記実施形態では調整ストッパー１１を移動させることにより第１及び第２のピストン１３，１５の移動量を変更したが、異なる形状の調整ストッパーに取り替えることにより第１及び第２の調整部１４，１６の位置を変更するようにしても良い。即ち、第１のピストン１３の移動量は、非吐出時のニードル弁８の位置から第１の調整部１４にニードル弁８の後端が当接するまでの距離である。それゆえ、調整ストッパー１１を窪みの深さ（円筒状部の深さ）の異なる調整ストッパーに交換することにより、第１のピストンの移動量を変更することができる。

また、第２のピストン１５の移動量は、非吐出時のニードル弁８の位置から第２のピストン１５の後端部の外周部分が第２の調整部１６に当接するまでの距離である。それゆえ、調整ストッパー１１を円筒状部の前端面の位置（調整ストッパーの後端面から円筒状部の前端面までの長さ）の異なる調整ストッパーに交換することにより、第２のピストン１５の移動量を変更することができる。

上記実施形態では、第１の調整部１４と第２の調整部１６とが一体構造となった調整ストッパー１１から蓋部材を構成したが、第１の調整部を有する調整ストッパーと、第２の調整部を有する調整ストッパーから蓋部材を構成しても良い。この場合、各調整ストッパーの他端面側（第１及び第２の調整部の反対側の面）には、第１の調整部の位置決めを行うツマミ部と、第２の調整部の位置決めを行うツマミ部がそれぞれ設けられた構成となる。この構成によって、第１のピストン１３の移動量と、第２のピストン１５の移動量とを、独立に設定できる。

また、上記実施形態では、調整ストッパーはガン本体に対して着脱可能に且つ移動可能に取り付けられる構成としたが、前記調整ストッパーはガン本体に着脱不能に固定されていても良く、また、着脱可能であるが移動不能に取り付けられる構成でも良い。
更に、調整ストッパー１１を、調整機能を有さない蓋部材に変更しても良い。この場合は、蓋部材は穴部を塞ぐだけの構成となる。そして、第１及び第２のピストン１３，１５の後方への移動を規制する第１及び第２の調整部は、蓋部材とは別に、例えば穴部の内周面等に設けると良い。

上記実施形態では、スプリング２４を第１のピストン１３の後方に位置させたが、ニードル弁８を前方に付勢することができる位置であれば、任意の場所、例えば第１のピストン１３より前方の位置に設けても良い。また、付勢手段としてスプリング２４を設けたが、弾性部材、例えばゴムを用いても良い。

本発明の一実施形態を示す全体断面図 第２のピストン用エアが供給された時のピストン装置の拡大断面図 第１のピストン用エアが供給された時のピストン装置の拡大断面図

符号の説明

図面中、１はガン本体、３ｂは穴部、３ｃ，４ｂは塗料室、４ａは吐出口、８はニードル弁、１１は調整ストッパー（蓋部材）、１２はピストン室、１３は第１のピストン、１４は第１の調整部、１５は第２のピストン、１６は第２の調整部、１８は第１のエア供給通路、２１，２２は第２のエア供給通路、２４はスプリング（付勢手段）、２５はピストン装置を示す。

Claims (3)

1. 塗料室を有するガン本体と、
   前記塗料室の前端に設けられた塗料の吐出口と、
   前記塗料室内に配置され前記吐出口を開閉するニードル弁と、
   前記ニードル弁を前方に付勢して前記ニードル弁に前記吐出口を閉鎖させる付勢手段と、
   前記ガン本体に設けられ、圧縮エアの供給により前記付勢手段の付勢力に抗して前記ニードル弁を後方へ移動させて、前記吐出口を開放させるピストン装置とを備え、
   前記ピストン装置は、ピストン室と、
   前記ピストン室内に配置され、前記ニードル弁の後端部が固定された第１のピストンと、
   前記ピストン室内のうち前記第１のピストンの前部に配置された第２のピストンと、
   前記ピストン室内のうち前記第１のピストンと第２のピストンの間に前記圧縮エアを供給することにより前記第１のピストンを後方に移動させる第１のエア供給通路と、
   前記ピストン室内のうち前記第２のピストンの前部に前記圧縮エアを供給することにより前記第２のピストンと共に第１のピストンを後方に移動させる第２のエア供給通路とから構成され、
   前記第１のエア供給通路から圧縮エアが供給されたときの前記ニードル弁の第１の移動量は、前記第２のエア供給通路から圧縮エアが供給されたときの前記ニードル弁の第２の移動量と異なることを特徴とするスプレーガン。
2. ピストン室は、ガン本体の後端部に設けられた穴部と、
   前記穴部を塞ぐように前記ガン本体に着脱可能に取り付けられた蓋部材とから構成され、
   前記蓋部材は、第１のピストンの後方への移動を規制する第１の調整部と、第２のピストンの後方への移動を規制する第２の調整部とを備えていることを特徴とする請求項１に記載のスプレーガン。
3. ピストン室は、ガン本体の後端部に設けられた穴部と、
   前記穴部を塞ぐように前記ガン本体に着脱可能に取り付けられた蓋部材とから構成され、
   前記蓋部材は、第１のピストンの後方への移動を規制する第１の調整部と、第２のピストンの後方への移動を規制する第２の調整部とを備え、前記第１及び第２の調整部の位置を変更可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載のスプレーガン。

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