JPH0716505A - スプレーガン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スプレーガン、特に塗料弁機構のメンテナン
スないしこれに付帯する作業の容易化を図る。 【構成】 塗料供給路の開閉を行う塗料弁たるニードル
弁１０７およびこれを圧縮空気の導入・排気に応じて作
動させる弁作動機構をユニット化し、このユニット１０
０をスプレーガンの噴射軸、すなわち空気キャップ１や
塗料ノズル２が配される噴射軸の軸線から偏倚した位置
に設け、ガン本体Ｓから着脱自在なものとする。これに
より、ユニット１００に含まれる機構のメンテナンスが
容易となるとともに、スプレーガンが塗装ロボット等自
動塗装システムに用いられている場合にも、当該システ
ムからガン全体を取り外し、または取り付けて再調整す
る等の作業が不要となる。

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の改
良を図ったものである。

【０００２】

【従来の技術】図１は従来の自動スプレーガンの構成を
示す側断面図である。射出成形した樹脂等でなる略円筒
形状のスプレーガン本体Ｓは、不図示の一端部より圧縮
空気の供給を受け、これを空気キャップ１側に導くため
の空気通路を有しており、その空気通路は塗料ノズル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。３Ｐは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であ
り、高電圧ケーブル３を介して負の高電圧が印加され
る。２０は塗料ホース２１を取り付けるためのニップル
であり、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。

【０００３】７はガン本体Ｓの中心軸に沿って設けられ
たニードル弁セットであり、その先端部が塗料ノズル２
に至る塗料供給路を開閉可能なニードル弁７Ｎとして形
成されている。７Ｅはニードル弁セットの他端部に設け
られたニードル弁作動部であり、ニードル弁７Ｎを塗料
供給路の閉塞方向（図中左方向）に付勢するばね１７を
受けている。また、ニードル弁セット７の他端部付近に
はピストン２５が設けられ、その作動に応じニードル弁
７Ｎを塗料供給路の開放方向（図中右方向）に移動可能
としている。すなわち、不図示の空気供給部よりピスト
ン２５の図中左側の室へ圧縮空気が導入されると、ピス
トン２５は復帰ばね１５の付勢力に抗して図中右方向へ
移動し、さらにニードル弁作動部７Ｅと係合してばね１
７および１５の付勢力に抗してニードル弁セット７とと
もに変位し、これに伴ってニードル弁７Ｎが塗料供給路
に設けたシート４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、かつ室２５Ｒ
内が排気されればピストン２５は復帰ばね１５の付勢力
によって図中左方向へ移動し、一方ニードル弁７Ｎはば
ね１７の付勢力によって塗料出口の閉塞方向に変位して
シート４に着座することにより塗料の噴射が停止され
る。なお、１８は不図示のつまみ等が組み合わされる塗
料調節ガイドであり、つまみの操作に応じて図中左右方
向の所望位置に設定され、ニードル弁７Ｎの変位量すな
わち塗料供給路の開口面積を規定して塗料供給量の調節
を行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、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セットなどの
塗料弁機構においてはピストンの作動不良や塗料漏れ等
の問題を解消すべくそのような機会が多い。しかしなが
ら、図１から明らかなように、従来塗料出口の開閉を行
うニードル弁セットは樹脂成形でなる略円筒形状のガン
本体Ｓの中心軸線、すなわち空気キャップや塗料ノズル
が配される噴射軸の軸線に沿って設けられていたので、
修理、洗浄等の作業にあたってはまずスプレーガン自体
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
より取り外し、その上で所要の分解を行って修理、洗浄
等の作業を実施しなければならず、従ってメンテナンス
作業が煩雑なものであった。また、そのような作業後に
は当然に組み立ておよび塗装ロボット等への組付けや所
定の調整の作業をも要することになる。さらに、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は、
再度のティーチングをも実施しなければならず、操作者
ないしはメンテナンス作業者に過度の負担を強いるもの
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、スプレーガンのメンテナンス作業ないしこれに付
帯する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と、前記弁を圧縮空気の導
入の有無に応じて開閉させる弁作動機構とを有した塗料
弁機構を、前記塗料ノズルの噴射軸の軸線上から偏倚さ
せてスプレーガン本体に着脱可能に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する軸部をもつニー
ドル弁の形態を有し、前記弁作動機構は、前記軸部に連
結し、圧縮空気の導入に応じて前記ニードル弁が前記塗
料供給路を開放する方向に変位するピストンと、前記ニ
ードル弁が前記塗料供給路を閉塞する方向に前記ピスト
ンを付勢するばねとを有するものとすることができる。
そして、前記塗料弁機構には、前記ピストンの変位量を
規制して前記ニードル弁が開放する前記塗料供給路の開
放面積を調整することにより供給される塗料の量を調節
する手段を設けることができる。さらに、本発明スプレ
ーガンは、前記塗料ノズル先端部に高電圧が印加される
電極ピンを具備し、前記軸線上には前記高電圧を前記電
極ピンに供給するためのケーブルないし配線部材を配し
てなる静電ガンの形態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塗料
弁たるニードル弁およびこれを圧縮空気の導入の有無に
応じて作動させる弁作動機構をユニット化し、このユニ
ットをスプレーガンの噴射軸、すなわち空気キャップや
塗料ノズルが配される噴射軸の軸線から偏倚した位置に
設け、ガン本体から着脱可能な構成としたので、そのユ
ニットに含まれる機構のメンテナンスが容易となるとと
もに、スプレーガンが塗装ロボット等自動塗装システム
に用いられている場合にも、当該システムからガン全体
を取り外し、または取り付けて再調整する等の作業を簡
略化できる。

【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３２Ｏ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。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１０
０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。

【０００８】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。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１２
１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１２１Ｂ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。

【０００９】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。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１５１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１３５の
位置決めがなされるとともに第１ピストン１２５Ａ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１２８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１２
５Ａとの間に設けた圧縮ばねであり、第１ピストン１２
５Ａないし弁作動部組立体を介してニードル弁１０７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１
６１Ｒは、塗料調節ガイド１２８に設けた抜気口１２８
Ｃ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１６３Ｒ
は、当該空間に臨む開口と軸端部すなわち空間１６１に
臨む開口とを連通させてなる軸部１３０内通路１３０Ａ
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。

【００１１】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１３３Ｂを介して第１および第
２ピストン１２５Ａ，１２５Ｂ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１０７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。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。

【００１２】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。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
適宜の個数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。

【００１３】

【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塗料弁たるニードル弁およびこ
れを圧縮空気の導入・排気に応じて作動させる弁作動機
構をユニット化し、このユニットをスプレーガンの噴射
軸、すなわち空気キャップや塗料ノズルが配される噴射
軸の軸線から偏倚した位置に設け、ガン本体から着脱自
在な構成としたので、そのユニットに含まれる機構のメ
ンテナンスが容易となるとともに、スプレーガンが塗装
ロボット等自動塗装システムに用いられている場合に
も、当該システムからガン全体を取り外し、または取り
付けて再調整する等の作業を簡略化できる。

【００１４】

【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。

【００１５】

【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 ７ ニードル弁セット ７Ｎ，１０７ ニードル弁 ７Ｅ ニードル弁作動部 １５，１７，１２７ ばね ４，１１９ シート １８，１１８ 塗料調節ガイド ３２Ｃ，３２Ｐ，３２Ｏ 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 (4)

【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と、前記弁を圧縮空気
   の導入の有無に応じて開閉させる弁作動機構とを有した
   塗料弁機構を、前記塗料ノズルの噴射軸の軸線上から偏
   倚させてスプレーガン本体に着脱可能に設けてなること
   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する軸部をもつニードル
   弁の形態を有し、前記弁作動機構は、前記軸部に連結
   し、圧縮空気の導入に応じて前記ニードル弁が前記塗料
   供給路を開放する方向に変位するピストンと、前記ニー
   ドル弁が前記塗料供給路を閉塞する方向に前記ピストン
   を付勢するばねと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。
3. 【請求項３】 前記塗料弁機構は、前記ピストンの変位
   量を規制して前記ニードル弁が開放する前記塗料供給路
   の開放面積を調整することにより供給される塗料の量を
   調節する手段を有することを特徴とする請求項２に記載
   のスプレーガン。
4. 【請求項４】 前記塗料ノズル先端部に高電圧が印加さ
   れる電極ピンを具備し、前記軸線上には前記高電圧を前
   記電極ピンに供給するためのケーブルないし配線部材を
   配してなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれ
   かに記載のスプレーガン。