(57)【要約】  塗料ガンの空気流室（４５）と交差した弁室（４４）に嵌合する閉鎖部材（４０）であって、該閉鎖部材（４０）は２つのシール部（４６）（４８）を有しており、使用に際して弁が閉鎖形態にあるとき、シール部が空気流室（４５）を挟んで両側において、弁室（４４）の内面に対して密封して空気流室（４５）を閉鎖するようにした閉鎖部材（４０）と、第１と第２のシール面（４６、４８）の間を連通させる閉鎖部材を貫通させて設けられた導管（４９）と、外部から荷重が印加されていなときに、閉鎖部材（４０）を閉鎖位置に付勢するための付勢手段（４１）とを具備する塗料ガン用空気弁。
2008510612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗料ガン用空気弁において、
塗料ガンの空気流室と交差した弁室に嵌合する閉鎖部材であって、該閉鎖部材は２つのシール部を有しており、使用に際して弁が閉鎖形態にあるとき、前記シール部が前記空気流室を挟んで両側において、前記弁室の内面に対して密封して空気流室を閉鎖するようにした閉鎖部材と、
前記閉鎖部材を貫通し、第１と第２のシール面の間を連通させる導管と、
外部から荷重が印加されていないときに、前記閉鎖部材を閉鎖位置に付勢するための付勢手段と、
を具備する塗料ガン用空気弁。
【請求項２】
前記閉鎖部材は、前記シール部を備えた実質的に円筒形状を有しており、前記シール部は、該円筒の本体よりも僅かに大きな半径のフランジ部を具備している請求項１に記載の空気弁。
【請求項３】
前記付勢部材はバネを具備する請求項１または２に記載の空気弁。
【請求項４】
前記閉鎖部材の前方部分（前記付勢手段の付勢力の方向に関して）へのシール部は、前記閉鎖部材の後方部分の直径よりも僅かに大きくなっており、このシール部の面積の差による空気の圧力の不均衡によって、前記付勢手段が提供されるようにした請求項１に記載の空気弁。
【請求項５】
前記閉鎖部材の後方部分（前記付勢手段の付勢力の方向に関して）へのシール部は、前記シール部よりも小さな直径の円周溝が設けられた前面を有している請求項１〜４の何れか１項に記載の空気弁。
【請求項６】
前記閉鎖部材の後方部分へのシール部は、回転ダイアフラム(rolling diaphragm)を具備する請求項１〜５の何れか１項に記載の空気弁。
【請求項７】
前記閉鎖部材を貫通する導管に連通する１または複数の通路が、前記閉鎖部材の前面から貫通させて設けられている請求項１〜６の何れか１項に記載の空気弁。
【請求項８】
前記１または複数の通路は、前記閉鎖部材によって閉じられる弁を開くために使用されるトリガーの軸に設けられており、前記１または複数の通路は、前記閉鎖部材を貫通する導管に連通するように設けられている請求項１〜６の何れか１項に記載の空気弁。
【請求項９】
前記閉鎖部材は、少なくとも部分的にプラスチック材料から形成されている請求項１〜８の何れか１項に記載の空気弁。
【請求項１０】
前記プラスチックは、ＰＴＦＥ、ポリエチレン、ポリプロピレン、アセタールおよびナイロンから選択される請求項９に記載の空気弁。
【請求項１１】
前記プラスチックはＰＴＦＥである請求項１０に記載の空気弁。
【請求項１２】
請求項１〜１１に記載の空気弁を組込んだ塗料噴霧ガン。
【請求項１３】
図４を参照して説明した空気弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は塗料噴霧ガンに関し、特に、塗料噴霧ガンの空気入口通路用の弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的な塗料噴霧ガンはガン本体を具備しており、該ガン本体の一端から不可欠のハンドルが垂下され、他端に噴霧ヘッドが配設されている。ハンドルの先端には空気入口が設けられており、該空気入口に圧縮空気の供給源が接続される。空気入口は、ガンのハンドルを通ってガン本体へ延設された通路内に延びている。ガン本体の外表面には塗料入口が設けられている。該塗料入口は、ガン本体内を通る塗料通路に連通している。流入空気は、噴霧ヘッドにおいて流入塗料と出会って該塗料を霧化し、こうして塗料スプレーが生成される。
【０００３】
ガン本体を流通する空気および塗料の双方の流れは各々の弁によって制御される。典型的に、これら弁の双方は、ハンドルに取付けられている１つのトリガーによって操作される。
【０００４】
実際上、先ず空気弁のみを開いて、塗装前にワークを「空吹き(blown down)」することが望ましいであろう。これは、塗装前に表面から塵埃を除去するように、圧縮空気をワークに吹付けることを含んでいる。これは、通常、作業者が先ずトリガーに軽く圧力を加えて空気弁を開き、次いで、一層大きな圧力を加えて空気弁を開いたまま塗料弁を開くことによって達成される。
【０００５】
空気の流れを制御する弁のタイプは、通常、ポペット弁として知られている。従来技術のポペット弁の例が添付図面に示されており、より詳細に後述する。弁が閉じると、弁の前方に比較して弁の後方に作用する過剰な空気圧によって、弁が最初に開いたときに克服しなければならない荷重が印加される。弁が部分的に開くと、弁周囲の空気圧力は均圧化し始め、弁を更に開くために必要な荷重は比較的低くなる。空気弁を開くために与える荷重が高いと、作業者は、不注意に空気弁のみを開く位置を行き過ぎて、塗料弁および空気弁を開いてしまい、ワークを空吹きするのではなく、塗料によって汚損してしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
弁を開くために必要な初期荷重を低減する従前の試みは、空気弁の噴口面積を縮小することに重点が置かれている。然しながら、空気弁の噴口面積を小さくすると、弁を横断する圧力低下が増加する。大きすぎる圧力低下は、空気入口において高い圧力が必要となり、こうした高い圧力は多くの作業場へ供給することが困難なために容認することができない。
【０００７】
本発明は、弁の噴口面積を小さくすることに依存することなく、上述した問題を軽減する新規な構成の弁を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、塗料ガンの空気流室と交差した弁室に嵌合する閉鎖部材であって、該閉鎖部材は２つのシール部を有しており、使用に際して前記弁が閉鎖形態にあるとき、前記シール部が前記空気流室を挟んで両側において、前記弁室の内面に対して密封して空気流室を閉鎖するようにした閉鎖部材と、前記閉鎖部材を貫通させて設けられ、第１と第２のシール面の間を連通させる導管と、外部から荷重が印加されていないときに、前記閉鎖部材を閉鎖位置に付勢するための付勢手段とを具備する塗料ガン用空気弁が提供される。
【０００９】
前記閉鎖部材は、望ましくは、前記シール部を備えた実質的に円筒形状を有しており、前記シール部は、該円筒の本体よりも僅かに大きな半径のフランジ部を具備している。こうした実施形態では、前記付勢部材はバネ、選択に従い、その中心軸線が円筒状の閉鎖部材の長手の中心軸線に一致するように配置された圧縮バネとすることができる。
【００１０】
１つの代替実施形態では、前記閉鎖部材の前方部分（前記付勢手段の付勢力の方向に関して）へのシール部は、前記閉鎖部材の後方部分の直径よりも僅かに大きくなっている。こうした構成では、閉鎖部材には空気圧が不釣り合いとなって、閉鎖部材は閉鎖位置に保持されるようになる。この実施形態では、このシール部の直径の差による空気の圧力の不均衡によって、前記付勢手段が提供されるようになっている。
【００１１】
１つの選択肢では、前記閉鎖部材の後方部分へのシール部は、回転ダイアフラム(rolling diaphragm)を具備するようにしてもよい。
【００１２】
望ましくは、前記閉鎖部材を貫通する導管に連通する１または複数の通路が前記閉鎖部材の前面から貫通させて設けられている。望ましくは、前記閉鎖部材を貫通する導管は閉鎖部材の長手方向に延設され、動閉鎖部材の後方へ出ている。或いは、前記１または複数の通路は、前記閉鎖部材によって閉じられる弁を開くために使用されるトリガーの軸に設けることができ、前記１または複数の通路は、前記閉鎖部材を貫通する導管に連通するように設けられている。
【００１３】
前記閉鎖部材は、望ましくは、カーボン充填ＰＴＦＥから成る。この材料は、塗料噴霧ガンの使用に際して閉鎖部材が受ける操作上の荷重に対して適当な機械的特性を有し、こうしたガンの洗浄で通常用いられる薬品に対して耐久性を有している。当業者は他の適当な材料を思いつくであろうし、こうした材料を特許請求の範囲から排除することは意図していない。ＰＴＦＥの適当な代替プラスチック材料は、ポリエチレン、ポリプロピレン、アセタールおよびナイロンを含めて多数ある。
【００１４】
閉鎖部材本体を貫通させて種々の導管を設けることによって、弁が開いて空気がガンの空気入口から流入したときに、導管を通して空気が流通することによって、閉鎖部材の前側の空気圧が閉鎖部材の後側の空気圧と迅速に釣り合う。従って、従来の空気弁と比較して空気弁を開くために必要な荷重が著しく低減され、作業者は、空気弁のみを開く位置を行き過ぎてしまう危険性が著しく低減される。
【００１５】
提案する弁の構造は、弁を通して対向する２つの方向の何れかの方向の空気の流れを受け入れる。これは、閉鎖部材の後部へのシール部の密封の方向を調節することによって、すなわち、流れの各方向に対して、他方の流れの方向に対して密封の向きを反対に向けるようにすることによってなされる。
【００１６】
従来のポペット弁（図５）を本発明のポペット弁（図６）と比較して、弁の荷重条件を添付の表１に明示する。本発明の閉じた弁への荷重が従来の弁と比較して著しく小さくなっていることが理解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明を一層理解するために、添付図面を参照して従来技術の弁および本発明を以下に説明する。
【００１８】
図１から理解されるように、重力によって供給するようにした塗料噴霧ガンの典型例は、塗料入口１０によって塗料ガン本体４に固定されている塗料カップ１を具備している。ガンは本体４を具備し、該本体の一端からハンドル３が垂下されている。該ハンドルの先端には空気入口９が設けられており、該空気入口９に圧縮空気または他の気体の供給源（図示せず）を連結することができる。
【００１９】
前記本体の反対側の端部には、噴霧ヘッド６が設けられており、該噴霧ヘッドから空気および塗料が噴射される。ノズル５から流出する塗料は、噴霧ヘッドから流出する空気と混合して霧化される。前記ガンの本体４に沿って中心には、トリガー７が設けられている。該トリガーは、ヒンジ８によって、ガン本体の外表面に回動自在に連結されている。トリガー７は、先ず、ガンのハンドル３を握り、次いで、トリガー７をハンドル３の方へ引張ることによって操作される。トリガー７を少し押込むことによって、ガンの本体４内に配設されている空気弁（図示せず）が開き、そして、トリガー７を更に押込むことによって、空気弁と塗料弁（図示せず）の双方が開くようになっている。
【００２０】
図２は、弁室２４内に固定されているポペット弁を示す図１のガンの断面図である。前記弁室は、ガン本体４を貫通する空気入口通路２５と交差している。ポペット弁は閉鎖部材２０を具備しており、該閉鎖部材は、圧縮バネ２１によって空気通路２５を横断して閉鎖位置に付勢されている。該弁は、弁ロケータ３２に当接、密閉するようになっており、弁ロケータは、断面が正方形のＯリング２２によって、弁室２４の肩部で密閉するようになっている。弁の前方にはトリガー２６が設けられており、該トリガーは軸２７によって閉鎖部材２０に連結されている。トリガー２６は、第２の軸２９によって塗料弁２８に連結されている。
【００２１】
軸２７は、弁ロケータ３２の通路を通して案内される。弁ロケータは、また、閉鎖部材２０を弁室２４内の正しい位置に保持する。
【００２２】
ガンを操作する際、作業者は、トリガー２６をガンのハンドル３の方へ押込む。トリガー２６が押込まれると、閉鎖部材２０が圧縮バネ２１に対抗して押圧され、空気弁が開いて空気が通路２５内を流通可能となり、ガン本体４を貫流する。トリガー２６が更に押込まれると、トリガーの内面が、第２の軸２９に連結されている停止部３１に当接して、塗料弁２８を引張り開き始め、塗料が空気と共にガン本体４を通して流通可能となる。塗料および空気は噴霧ヘッド６から噴射され、そして塗料が霧化されてスプレーが生成される。
【００２３】
図４は、本発明によるポペット弁の実施形態を示しており、該ポペット弁を装着する塗料ガンが破線で示されている。
【００２４】
この新規なポペット弁は、図２、３に示すような従来の弁と共通する多数の特徴、例えば、空気入口通路４５を閉鎖する閉鎖部材４０を有することができる。該閉鎖部材は、軸４７に連結され、弁室４４の内壁に対して密閉するシール部材４２を有している。このポペット弁は、弁室４４において空気入口通路４５に関してシール部材４２の反対側の内壁を密閉する第２のシール部材４６が設けられている点で従来技術と異なっている。更に、複数の小孔４８が閉鎖部材４０の前面を貫通、形成されており、該小孔は、第１のシール部材４２を第２のシール部材４６に連結する導管４９に連通している。
【００２５】
図示するように、後方のシール部材４６の前側の表面には円筒溝４６ａが設けられている。
【００２６】
図５は、図２、３のポペット弁を、第１の閉鎖形態（図５ａ）と、第２の開放形態（図５ｂ）で示す図である。弁が、図５ａに示すように、閉鎖形態にあるときは、高い静圧が弁ヘッド２０の後方部分に作用し、弁を開くときに克服しなければならない大きな力が生成される。図５ｂに示すように、一旦開くと、動的な流れによって生じる減圧した圧力が弁軸２７の小さな面積に作用し、弁を閉じようとする小さな加重が生じる。
【００２７】
図６は、図４のポペット弁を、第１の閉鎖形態（図６ａ）と、第２の開放形態（図６ｂ）で示す図である。この新規な弁では、双方向への力を均衡させる、すなわちφB＝φCとすることによって、面積と圧力による荷重が零となるようにしている。必要な場合には、荷重を偏らせて弁の密封を補助するために、φBをφCよりも僅かに大きくして小荷重を生成するようにしてもよい。同様に、φCをφBよりも僅かに大きくすることもできる。
【００２８】
図示するように、閉鎖部材４２のヘッド部において軸４７が配置された部位には、軸４７の周囲に所定の間隙を維持しながら該軸の脱離を防止する突起部が設けられている。前記間隙は、ヘッド部４２に伝わる、その配置された位置での軸の偏心性をうち消すことを補助する。これによって、ヘッド部４２は、包囲する弁ハウジング内で浮動し中心に位置決めされ、位置ずれが生じる空気漏れの発生が低減される。
【００２９】
重力によって供給するようにした塗料ガンのみを図示したが、本発明のポペット弁は、重力によって供給するタイプのガンはもとより、他のタイプの噴霧ガンにも応用することができる。
【００３０】
表１
弁荷重状態の例
バネ荷重
閉弁    ５Ｎ
開弁    １０Ｎ
φＡ    ３ｍｍ 面積Ａ    ７．０７ｍｍ２
φＢ    ８ｍｍ 面積Ｂ    ５０．２７ｍｍ２
φＣ    ８ｍｍ 面積Ｃ    ５０．２７ｍｍ２
φＤ    ３ｍｍ 面積Ｄ    ７．０７ｍｍ２
φＥ    ８ｍｍ 面積Ｅ    ５０．２７ｍｍ２
Ｐ    ６Ｂａｒ
軸荷重
閉弁
図６ａ    ５Ｎ
図５ａ    ３５．２Ｎ
開弁
図６ｂ    １４．２Ｎ
図５ｂ    １４．２Ｎ
バネ力が無い場合の軸荷重
閉弁
図６ａ    ０．０Ｎ
図５ａ    ３０．２Ｎ
開弁
図６ｂ    ４．２Ｎ
図５ｂ    ４．２Ｎ
注：
１．摩擦力は無視している。
２．実際には、開弁しているとき、動的状態下での圧力低下のために、Ｐは弁使用中よりも低い。
３．弁は軸の端部に設けたものであって、トリガーに取付けたものではない。
４．弁は、空気流のために同じ開弁面積を有している。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】従来周知となっている重力供給式の塗料噴霧ガンの実施例である。
【図２】図１の塗料噴霧ガンの断面図であり、従来からガンで用いられてる典型的なバネ式のポペット弁の実施例を示す図である。
【図３】図２のポペット弁の断面図である。
【図４】本発明によるポペット弁の実施形態の断面図である。
【図５】図２、３のポペット弁の開放形態と閉鎖形態を示す図である。
【図６】図４のポペット弁の開放形態と閉鎖形態を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    塗料カップ
３    ハンドル
４    塗料ガン本体
６    噴霧ヘッド
７    トリガー
９    空気入口
１０    塗料入口
４０    閉鎖部材
４２    シール部材
４４    弁室
４５    空気入口通
４６    第２のシール部材
４７    軸
４８    小孔
４９    導管
【図１】
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【図２】
2008510612.tif 000004
【図３】
2008510612.tif 000005
【図４】
2008510612.tif 000006
【図５】
2008510612.tif 000007
【図６】
2008510612.tif 000008
【国際調査報告】
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2008510612.tif 000010