JP2006218450A - スプレーガン - Google Patents

Abstract

【課題】 液体の供給を循環させておき、俊敏な切替え動作で液体の噴霧に切替えを行うスプレーガンを提供する。
【解決手段】 液体噴霧口４を開閉するニードル弁５の移動方向で位置をずらせて液体供給口７と液体戻し口８とを形成し、液体供給口７と液体戻し口８を連通する流路の途中に弁機構４７を設けて、液体供給口７から供給される液体を、液体戻し口８側と液体噴霧口４側とにニードル弁の移動で切替えるものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ノズルから液体を噴出し、この噴出と同時にエアーを混合することにより前記液体を噴霧し、塗装や医薬用固形製剤に被膜を形成するスプレーガンに関する。

塗装や医薬用固形製剤に被膜を形成するスプレーガンに液体供給するものにあって、液体の瞬時の提供と、液体が混合液体の場合に配管経路で液体が分離するのを防止する観点から、液体を循環させておき、必要な時にスプレーガンの噴霧ノズルから液体を噴霧するコーテイングシステムがあった（特許文献１）。
特開２００２−１５９９０７号公報

しかしながら、特許文献１においては、噴霧停止状態から噴霧状態、噴霧状態から噴霧停止状態に切替えるのに、スプレーガンを介して液体が循環させられているが、液体の切替え弁機構がスプレーガンとは別個の場所に設けられているため、液体の循環配管内に液体が滞留することが避けられない構造であった。そのため、液体が混合液体の場合分離してしまい、噴霧開始時に要求される噴霧状態を提供することができないことがあった。

本発明は、液体の供給を循環させておき、俊敏な切替え動作で液体の噴霧に切替えを行うスプレーガンを提供することを目的とするものである。

上記課題に鑑み、本発明のスプレーガンは、液体を供給する液体供給口と、ニードル弁により液体を噴霧する液体噴霧口と、液体噴霧口が閉塞されている時に液体を戻す液体戻し口とを備えたものであって、液体供給口と液体戻し口との間の通路に、前記ニードル弁が液体噴霧口を開いている時に液体戻し口へ液体が流れるのを阻止し、前記ニードル弁が液体噴霧口を閉じている時に液体戻し口へ液体を流す弁機構を設けたものである。

このことにより、スプレーガン内部に切替弁を有しているので外部に弁を設ける必要がなくなる。

また、弁機構が、ニードル弁に形成された端面と、通路に設けたシール部材とから形成されたもので、ニードル弁の移動で確実にシール部材の開閉が行える。

本発明のスプレーガンは、弁機構が内蔵されているので、瞬時に切替えて噴霧状態と循環状態に入ることができ、切替えのタイムラグがなくなる。さらに、スプレーガンに弁機構を内蔵することによって、スプレーガンを含むシステム全体の簡素化とコストダウンが図れる。

また、液体が常に循環または噴霧させられているので、配管経路に滞留することがなく、混合液体を噴霧する場合、噴霧の停止状態においても液体が分離することがない。

以下図を参考に本発明の実施の形態１を説明する。

図１、図２、図３、図４は本発明の実施の形態を示すもので、図１はスプレーガンの液体噴霧口が開口した状態を示す断面図である。図２はスプレーガンの液体噴霧口が閉塞した状態を示す断面図である。図３は要部分解斜視図である。図４はスプレーガンへの液体、エアーの配管状態を示す斜視図である。

図において、スプレーガン１は、胴部２の先端側（図１中左側）に配置した噴霧部３と、前記胴部２の先端側から後端側にまたがって設けられ前記噴霧部の液体噴霧口４を開閉するニードル弁５と、胴部２の後端側（図１中右側）に配置したニードル開閉機構６と、前記胴部２に形成された噴霧部に液体を供給する液体供給口７と液体の液体戻し口８と、前記胴部２に形成された前記噴霧部３とニードル開閉機構６にエアーを供給するニードル弁作動エアー供給口９ａと、アトマイズエアー供給口９ｂと、パターンエアー供給口９ｃ（図１〜図４参照）とから構成されている。

胴部２に設けた、液体供給口７，液体戻し口８，ニードル弁作動エアー供給口９ａ，アトマイズエアー供給口９ｂ，パターンエアー供給口９ｃの位置は、図１、図２，図４を参照して説明しやすくするために、液体戻し口８，ニードル弁作動エアー供給口９ａ，アトマイズエアー供給口９ｂ，パターンエアー供給口９ｃをニードル弁５の移動方向に直線的に配置して示しているが、液体供給口７と液体戻し口８とを図中上下方向に設け、ニードル弁作動エアー供給口９ａ、アトマイズエアー供給口９ｂ、パターンエアー供給口９ｃを両口７，８に対して角度をもって設ける方が配管の作業性がよい。これらは、設計に応じて設ける位置を決めることができる。

胴部２は，円筒状であるが，その内径はすべて同じ径で形成されているものでなく、少なくとも３つの径から形成している。胴部２は、前端側に液室１０（図１，図２の左側）、後端側にピストン室１１（図１、図２の右側）を形成するための比較的大きな径と、ピストン室１１から液室１０側へ延びたシール機構１２を収納する通路１３とから構成されている。前記ピストン室１１は胴部２に形成されたニードル弁作動エアー供給口９ａと通路９ｄで連結されている。

シール機構１２は、通路１３の内壁と当接する環状のスペーサ１５，１６と、スペーサ１５，１６の内面に設けたシール１８，１９と、スペーサ１６にシール部を取付ける押え１７から構成されている。

液体供給口７と液体戻し口８とは胴部２の軸方向に対して直角に形成されており、前後（前とは図１〜３において左側を示す）にずらせて配置している。液体供給口７は、噴霧部３側に近く配置され前記液室１０と連通している。液体戻し口８は、ニードル開閉機構６側に近く配置され前記シール機構１２の噴霧部３側と通路１３により連通している。

噴霧部３は、液体噴霧用のノズル２０と、このノズル２０から噴出される液体にエアーを噴射するエアーキャップ２１とより構成されている。このエアーキャップ２１を胴部２の先端に配置するため、胴部２の外周に形成されたネジ部２２に螺合するリング２３で締付け固定している。

胴部２の液室１０には、液室１０の奥側（図１中右側）にフッ素樹脂からなるパッキング２４を設けた後に、先端側に溝２５を有したフッ素樹脂からなるパッキングハウジング２６を設けている。これらのパッキング２４、パッキングハウジング２６の中心軸部には、前記ニードル弁５が貫通するために前記液室１０と同じ径の孔２９、３０が形成されている。

このパッキングハウジング２６の溝２５には、液封パッキング２７を内装したノズル２０の外周がネジ止めされている。

エアーキャップ２１は、図１に示すように、外周に段部２８が形成されている。この段部２８には、リング２３のフランジ１４が当接して胴部２に密着させている。

ノズル２０は、先端付近の外周を円錐台形に形成して、その先端中心に液体噴霧口４を設け、液体噴霧口４の内方に弁座３１を設けている。また、ノズル２０の円錐台形の終端あたりから外方へ延びたフランジ３２が形成されている。

ノズル２０の内面には、前記液封パッキング２７が設けられ、液体噴霧口４と連続する前記液封パッキング２７の開口２７ａに前記ニードル弁５の先端５ａが進退自在に設けられるものである。

エアーキャップ２１は、ノズル２０の前端部に軸線を含む上下方向の平面を対称面として対称に前方突出部３３を有している。この前方突出部３３には、前後方向（図１中左右方向）に延びたエアー通路３４およびエアー通路３５の前端に連通する斜め内向きのエアー孔３６を設けている。

エアー通路３４，３５は、胴部２側で環状の通路で連結されており、パターンエアー供給口９ｃと胴部２内に形成された通路９ｆにより連結している。エアー孔３６から吹出されるエアーは、後述するエアー孔３９と液体噴霧口４とで形成される噴霧流に吹付けられるようにエアー孔３６の方向が決められていて、主に噴霧形状（噴霧パターン）を形成する。

ノズル２０のフランジ３２には、エアー孔３７が多数円周上に配置されている。エアー孔３７は、エアーキャップ２１とフランジ３２の間に形成される空間３８に連通すると共に、エアー孔３７がアトマイズエアー供給口９ｂと通路９ｅにより連結してエアーを導いている。

エアーキャップ２１の中心には、エアー孔３９が形成されている。このエアー孔３９には、前記ノズル２０の先端が位置し、このエアー孔３９から吹出されるエアーは所謂アトマイズエアーを形成している。すなわち、エアー孔３９からのエアーが、ノズル２０の先端より導出される液体を負圧で吸い出し、微粒化して噴霧流を形成する。

エアーキャップ２１は、エアー孔３９を中心に十字状の位置に補助エアー孔４０を形成している。この補助エアー孔４０は、エアーキャップ２１の前面に液体の飛沫が付着するのを防止すると共に、補助エアー孔４０とエアー孔３６とから噴出されるエアーは液体の噴霧形状（噴霧パターン）を調節している。

ニードル開閉機構６は、前記ニードル弁５の端部にピストン室１１の内壁と当接してシールするシール部材４１と座金４２とをキャップ４３，４４で挟んで取付けている。

座金４２はバネ４５の一端が当接している。このバネ４５の反対側にはバネ４５の他端と当接する支持リング４６が胴部２の外周に蝶着されている。前記バネ４５はピストン室１１にニードル弁作動エアー供給口９ａより、エアーが導入されていないとき、バネ４５の力で前記ノズル２０の液体噴霧口４を閉塞する方向にニードル弁５を移動（図２の状態）させるものである。

胴部２には、前記液体の流れを噴霧部３側と液体戻し口８側とに切替える弁機構４７が設けられている。この弁機構４７は、前記液体供給口７と液体戻し口８との間の通路１３に設けられている。

ニードル弁５は、通路１３と液室１０とにまたがった位置に細径部４８を形成している。そして、通路１３にピストン室１１側からニードル弁５の径よりも小さな細径部４８よりも大きな径の孔４９を有した環状のシール部材５０と、中空状で液体戻し口８の開口径と同じ孔５１を有したリング５２と、環状のシール部材５３、シール１８、スペーサ１５、スペーサ１６、シール１９、押え１７という順番で取付けている。

環状のシール部材５０の孔４９は、前記ニードル弁５の細径部４８の端面が当接してシールするもので液体の流れを切替える。すなわち、ピストン室１１にエアーが供給されていると、図２の状態からニードル弁５が図中右側へ移動して図１の状態となる。この時、細径部４８のうち噴霧部側の端面４８ａが孔４９の周縁と当接して液体の流れを遮断する。同時に、ニードル弁５の先端５ａが開口２７ａから離れて液体噴霧口４を開口して、液体の流れが液体供給口７，液室１０へと流れる。

また、ピストン室１１へのエアーが停止すると、図１の状態からニードル弁５が図中左側へ移動して図２の状態となる。この時、細径部４８のうち噴霧部側の端面４８ａが孔４９の周縁から離れて孔４９を開口する。同時に、ニードル弁５の先端５ａが開口２７ａに入り込んで開口２７ａを塞ぐので、液体の流れが液体戻し口８へと流れる。

弁機構４７は、噴霧部３側と液体戻し口８側とに液体供給口７から流入してくる液体の流れを切替えるためにあるので、液体供給口７を挟んだ液室１０内、すなわち、噴霧部３側に弁を設けても、液体の流れを切替えることができる。

前記液体供給口７は液体タンク５４に液流量計５５，ポンプＰを介して配管５６にて接続されている。また、液体戻し口８は配管５７により液体を液体タンク５４へ戻して循環経路を構成している。

ニードル弁作動エアー供給口９ａは、配管５８により圧力調整弁５９、弁Ｖ１を介してコンプレッサＣと連結されているとともに、パターンエアー供給口９ｃが、配管６０により圧力調整弁６１，弁Ｖ２を介してコンプレッサＣと接続され、アトマイズエアー供給口９ｂが、配管６２により圧力調整弁６３，弁Ｖ３を介してコンプレッサＣと接続されている。

このようなものにおいて、噴霧動作を説明する。

噴霧停止状態

噴霧停止状態とは、弁Ｖ１が閉じてピストン室１１にエアーが供給されないとともに、弁Ｖ２，Ｖ３が閉じてエアー通路３４，３５並びにエアー孔３９，補助エアー孔４０にエーが供給されてない状態である。ピストン室１１にエアーが供給されないと、ニードル弁５はバネ４５の力で液体噴霧口４内を閉じることになる（図２の状態）。したがって、液体の流れは、液体供給口７，通路１３，液体戻し口８へと流れて、液体が循環することになる。

噴霧作業状態

弁Ｖ１を開いてコンプレッサＣからエアーをピストン室１１に供給すると、ピストン室１１にエアーの圧力がかかり、シール部材４１を押圧して図２中右側へ移動させる。このシール部材４１が移動すると、ニードル弁５が移動して前記ノズル２０の液体噴霧口４を開口し、あらかじめ設定されていたノズル２０の液体噴霧口４への挿入位置まで移動する（図１の状態となる）。

この時、ニードル弁５は端面４８ａが孔４９の周縁と当接し、液体が液体戻し口８側へ流れなくなり、液体の流れが液体供給口７，液室１０へと流れ、配管５７には液体が滞留していない状態となる。

また、弁Ｖ１と同時に弁Ｖ２，Ｖ３を開くことにより、パターンエアー供給口９ｃ、アトマイズエアー供給口９ｂからエアー孔３６並びにエアー孔３９，補助エアー孔４０にエアーが流れてエアーが噴出し、微粒化した所定の噴霧形状で噴霧する。

したがって、従来であれば液体循環用に外部に弁装置を設けていたものが、スプレーガン１に圧力で流路を切替える弁機構４７を内蔵しているので、スプレーガンを含むコーティングシステム装置全体の簡素化とコストダウンが図れるとともに、バルブ等の制御装置を必要とせずに俊敏に切替えることができ省資源化が図れる。また、常に液体の循環が行えるので、配管内に液体が滞留して沈殿し、分離してしまうことがない。

このことにより、噴霧品質が確保されるので安心して工業的に使用することができる。

実施の形態における噴霧部３の噴霧構造やニードル開閉機構６のニードル弁５のシール構造等は従来公知の構造でよく、実施の形態に限定されるものでない。また、液体としては塗料や、固形医薬製剤に対して耐酸性保護コーティングする水系コーティング材であっても良い。

本発明の実施の形態を示すスプレーガンの液体噴霧口が開口した状態を示す断面図である。 本発明のスプレーガンの液体噴霧口が閉塞した状態を示す断面図である。 本発明の要部分解斜視図である。 スプレーガンへの液体、エアーの配管状態を示す斜視図である。

符号の説明

１ スプレーガン
２ 胴部
３ 噴霧部
４ 液体噴霧口
５ ニードル弁
６ ニードル開閉機構
７ 液体供給口
８ 液体戻り口
９ａ ニードル弁作動エアー供給口
９ｂ アトマイズエアー供給口
９ｃ パターンエアー供給口
１０ 液室
１１ ピストン室
２０ ノズル
２１ エアーキャップ
２３ リング
４６ 支持リング
４７ 弁機構

Claims (2)

1. 液体を供給する液体供給口と、ニードル弁により液体を噴霧する液体噴霧口と、液体噴霧口が閉塞されている時に液体を戻す液体戻し口とを備えたものであって、液体供給口と液体戻し口との間の通路に、前記ニードル弁が液体噴霧口を開いている時に液体戻し口へ液体が流れるのを阻止し、前記ニードル弁が液体噴霧口を閉じている時に液体戻し口へ液体を流す弁機構を設けたことを特徴とするスプレーガン。
2. 弁機構が、ニードル弁に形成された端面と、通路に設けたシール部材とから形成された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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