JP4910159B2 - 流体噴射用ガン - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワーク表面に付着する異物の排除等のためにノズルから流体を噴出させる流体噴射用ガンに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、流体噴射用ガンとしては各種構造のものが知られているが、流体の流路において弁体に作用する流体圧が該弁体を閉鎖する方向に作用するのが通例であり、そのため、弁体を閉鎖するためのスプリングを設ける必要がない点では有利であるが、流体の圧力が大きくなると弁座に対する弁体のシート力が大きくなり、また流体圧の変動によって弁体のシート力が変動し、流体圧に変動があると弁体が過度に弁座に押し付けられたりして、弁座の耐久性を損なう可能性があった。
また、弁体によって開閉されるガン内の流体の流路が直線的でないことから、圧力損失が大きいことが多いばかりでなく、流路の屈曲により該流路の有効断面積が小さくなり、この点でも圧力損失を増大させている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、流体噴射用ガンの弁体を弁座に圧接するシート力を、流体の圧力とは無関係に常にスプリングの付勢力によって付与されるものとし、流体圧の変動によって弁体のシート力が変動したりすることなく、それによって弁体の耐久性を向上させた流体噴射用ガンを提供することにある。
本発明の他の課題は、引金の操作によって開閉される弁体を備えた銃身内の流体の流路を可及的に直線状とし、弁体の開閉部分においても流路の屈曲や有効断面積の縮小がなく、それによって圧力損失を可及的に小さくできるようにした流体噴射用ガンを提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の流体噴射用ガンは、銃身内に軸線方向の流路を開設して、該流路の先端にノズルを設け、該流路に固定弁座を配設すると共に、引金の操作により流路の先端方向に移動して該固定弁座を開放する可動弁体を摺動自在に嵌挿し、上記可動弁体は、環状の上記固定弁座に嵌合して該固定弁座にノズル側から接離する弁部材と、上記固定弁座より流路の上流側に位置して内部に該流路に通じる中空部を有する筒状部と、上記弁部材と該筒状部とを連結する連結部と、上記中空部を該連結部の外周の流路に連通させる流出路と、上記弁部材が上記固定弁座に当接している状態で上記流路内の流体圧力が開弁方向に作用する圧力作用面及び上記流体圧力が開弁方向と逆方向に作用するバランス用流体圧作用面とを有し、該バランス用流体圧作用面は、上記筒状部の上記ノズル側を向く端面により上記圧力作用面と同面積に形成され、
上記可動弁体は、スプリングで上記弁部材が固定弁座に当接する方向に付勢され、
上記可動弁体の筒状部の上記ノズル側を向く端面と反対側の端面には、外部に開放する操作室内において上記引金が当接していることを特徴とするものである。
【0005】
上記構成を有する流体噴射用ガンは、銃身内に、その軸線方向に流路を開設して、該流路内に配設する可動弁体に、開弁方向に作用する供給流体の圧力作用面と同面積のバランス用流体圧作用面を設け、それにより流路において可動弁体に作用する流体圧の力をバランスさせたうえで、上記可動弁体を閉弁方向に付勢するスプリングを設けているので、可動弁体を固定弁座に圧接するシート力は、流体の圧力とは無関係に、常に上記付勢力によって付与され、それにより、流体圧の変動によって可動弁体のシート力が変動したりすることがないため、可動弁体が固定弁座に過度に押し付けらることによって生じる耐久性の降下を防ぐことができ、開弁のための操作力も比較的安定化する。
【0006】
また、本発明の流体噴射用ガンは、銃身内に軸線方向の流路を開設し、該流路の先端にノズルを設け、該流路に固定弁座を配設すると共に、引金の操作により流路の先端方向に移動して該固定弁座を開放する可動弁体を摺動自在に嵌挿し、上記可動弁体は、中空筒状をしていて内部に上記流路を有し、該可動弁体の内部に上記固定弁座が配設され、該可動弁体の内周面には、上記固定弁座に接離する環状の弁部が形成されると共に、該弁部が上記固定弁座に当接している状態で上記流路内の流体圧力が開弁方向に作用する圧力作用面と、該圧力作用面と同面積で上記流体圧力が開弁方向と逆方向に作用するバランス用流体圧作用面とが形成され、上記可動弁体は、スプリングで上記弁部が固定弁座に当接する方向に付勢されていることを特徴としている。
特に、この実施形態においては、開弁状態にある可動弁体に対してノズル背圧が作用せず、そのための開弁のための操作力が常に一定に保たれる。
【0007】
【発明の実施の形態】
図1乃至図4は、本発明の流体噴射用ガンの第1実施例の構成を示すもので、この流体噴射用ガンは、内部における軸線方向に流路2が設けられた銃身1と、該銃身1の基端側に取付けられ、内部に上記流路2に連通する流体供給用の供給路3aを備えたハンドル部3と、上記銃身1の流路2の中央において、その軸線方向に摺動自在に設けられた可動弁体4と、流路2に配設された、該可動弁体4の外周と接離する固定弁座7(図4)を備えた環状の弁座体6と、上記銃身1に取付けられた、該可動弁体4を駆動させるための引金5とを備えている。
【0008】
上記銃身1は、上記ハンドル部3が連結される銃身基端部10と、上記可動弁体4が収容される銃身先端部11と、該銃身先端部11の先端に着脱自在に取付けられる、圧縮空気または各種液体等の流体を噴出させる噴出口12aを備えたノズル12とで構成されている。
上記銃身基端部10は、その内部に、上記流路2の一部を構成する基端側流路10aが形成されていて、上記ハンドル3内の供給路3aと連通している。なお、この銃身基端部10には、ハンドル部3の供給路3aを使用しないで流体を供給する場合に使用する流体供給口10bが設けられている。
また、上記銃身先端部11は、その内部に上記流路2の一部を構成する先端側流路11aが形成されていて、該先端側流路11a内に、上記可動弁体4と弁座体6とを備えると共に、先端側流路11a内における該弁座体6よりも上流側には、先端側流路11a内において最も大径の拡径凹部13が設けられている。
【0009】
上記可動弁体4は、上記弁座体6の固定弁座7に上記ノズル12側から接離する環状のシール部材14aを備えた弁部材14と、上記弁座体6の上流側に位置するように設けられた中空部15aを有する筒状部15と、これら弁部材14と筒状部15とを連結する、筒状部15の外径より小径の連結部16とを備えていて、シール部材14aがその周囲の固定弁座7と気密に当接する部分が該固定弁座7のシート部を形成している。
【0010】
上記筒状部15は、その外周が上記銃身先端部11の先端側流路11a内の拡径凹部13の内壁と気密に当接していて、該拡径凹部13の内壁によって形成されるガイド部にガイドされながら流路2の軸線方向に気密に摺動可能な構成となっている。また、中空部15aの内壁は、上記銃身基端部10に固定的に取付けられた連結部材8の外周と気密に且つ摺動可能に当接している。
したがって、この筒状部15は、拡径凹部13と連結部材8との間を摺動可能な状態で相互に気密に嵌合している。
この筒状部15の中空部15aは、上記連結部材8の中空部8a内を通して、基端側流路10aと気密に連通されている。
なお、図中において、17は筒状部15の外周と拡径凹部13のガイド部との間を気密にシールするシール部材、8bは連結部材8の外周と筒状部15の中空部15aの内壁との間を気密にシールするシール部材である。
【0011】
一方、上記連結部16は、上記筒状部15の中空部15aと連通して、流体圧を該中空部15aから拡径凹部13内に流出させ、上記シート部周囲に至らしめる流出路16aを備えている。したがって、基端部流通路10aと拡径凹部13内及び先端部流通路11aは、連結部材8の中空部8a内、可動弁体4における筒状部15の中空部15a及び連結部16の流出路16aを通して連通したものとなっている。
【0012】
上記可動弁体4は、連結部材8の外周と拡径凹部13の内周との間に、上記弁部材14における上記弁座体6の固定弁座7のシート部より内側で可動弁体4に対して開弁方向に供給流体圧が作用する圧力作用面の面積と略同面積で、上記流路2内の流体が該圧力作用面に作用する方向とは反対の方向に作用するバランス用流体圧作用面を備えていて、弁部材14に対して流路2側から作用する流体圧の力に、相反する方向に且つ同等の力が作用するように、可動弁体4全体の形態によりバランスを取っている。
【0013】
即ち、通常、弁部材14には流路2からの流体圧が作用し、弁部材14の受圧面積との関係により、弁部材14は開弁方向に動こうとするが、その圧力作用面と略同面積で、それに作用する方向とは反対の方向に作用する上記バランス用流体圧作用面を設けたことにより、可動弁体4全体に、上述の開弁方向の力と同等の大きさの閉弁方向の流体圧の力が作用して、相互に相殺される。
したがって、弁部材14は、流路2からの流体圧のみによって開弁方向に駆動することはなく、また、流体圧の大きさには影響されないため、たとえ流路2からの流体圧に変化があったとしても常に開弁方向と閉弁方向との力のバランスは保たれることとなる。
【0014】
この実施例では、上記バランス用流体圧作用面を確保するため、図2に示すように、先端側流路11a内に設けた拡径凹部13を、流路2を構成する部分全体を通じて最も大径とすると共に、上記拡径凹部13内において可動弁体4にノズル12側から流体圧が作用する面、即ち上記圧力作用面と対向する面が形成される構成とし、圧力作用面と力のバランスが取れるようにしている。
なお、バランス用流体圧作用面は、筒状部15の外径と連結部材8の外径とのの間の面積を有し、筒状部15の先端側のフランジ面15bがその一部を構成している。
【0015】
上記弁座体6と筒状部15のフランジ面15bとの間には、固定弁座7から離れた弁部材14に復帰動作をさせる、復帰動作用のスプリング9が設けられていて、弁部材14は固定弁座7と圧接する方向に常に弾性的に付勢されている。
【0016】
上記銃身基端部10の先端側における連結部材8の外側には、操作室10cが設けられていて、この操作室10cに引金5の一端が挿入され、該引金5が、軸部材5aにより回転可能に軸支されている。
この引金5は、図3に示すように、その一端側が略Y字状に形成され、それが上記連結部材8の外周を跨ぐように配設され、上記筒状部15の上記ノズル12と反対側の端面、即ち上流側の端面と当接している。
この引金5の他端側をハンドル3の方向に押して移動させることにより、図4に示すように、梃子の原理で上記スプリング9に抗する方向に可動弁体4を直接押して弁部材14を固定弁座7から離し、弁を開放することができるようになっている。逆に、引金5を押す力を開放すると上記スプリング9の付勢力により、可動弁体4は弁を閉じる方向に復帰する。
なお、この実施例における上記操作室10cは、特に密封されることなく、外部に開放され、大気圧下におかれている。
【0017】
上記構成を有する流体噴射用ガンは、銃身1内にその軸線方向に沿う流路2を開設し、該流路2内に配設する可動弁体4に、弁座体6における固定弁座7のシート部より内側の圧力作用面の面積と略同面積で、該圧力作用面に作用する方向とは反対の方向に圧力圧が作用するバランス用流体圧作用面を設け、それにより流路2から可動弁体4全体に作用する流体圧の力を相殺してバランスさせたうえで、上記可動弁体に対してそれを閉弁方向に付勢するスプリング9を設けているので、可動弁体4を固定弁座7のシート部に圧接するシート力は、流体の圧力とは無関係に、上記付勢力によって付与され、そのため、流体圧の変動によって可動弁体4のシート力が変動したりすることなく、この結果、可動弁体4と固定弁座7との間に過度の力が作用することがないため、可動弁体4の耐久性の降下防止を図ることができる。
【0018】
また、銃身1内の流体の流路2を直線状とすることを前提として流路を開閉する弁を設けているので、圧力損失を可及的に小さくすることができる。
【0019】
図5乃至図7は、本発明の第2実施例を示すもので、この実施例の流体噴射用ガンは、上記第1実施例とは可動弁体の構成が若干異なっている。
【0020】
具体的には、可動弁体20を、第1実施例の可動弁体4と連結部材8とを一体化したような、流路2の上流方向に長い筒状部22を備えた構成とし、該筒状部22を銃身1における銃身基端部10の基端側流路10a内に気密に摺動可能に内挿した態様とし、上記筒状部22内を通して可動弁体20のみで基端側流路10aと銃身先端部11の拡径凹部19とを連通している。
【0021】
また、上記可動弁体20の弁部材21は、弁座体6の固定弁座7と接触する部分に環状のシール部材21aを備え、該弁部材21からその上流方向に延びる軸部21bが、上記筒状部22の先端側に組付けられた中空の連結部23に、流路の軸線方向と平行な薄板状のブリッジ21cにより複数方向から支持固定されている。
【0022】
この実施例におけるバランス用流体圧作用面は、筒状部22における銃身基端部10への嵌入部分の外径と銃身先端部11に嵌入する部分の連結部23の外径との間の面積に相当し、連結部23に形成されているフランジ面23bがその一部を構成し、可動弁体20の圧力作用面に生じる流体圧の力を相殺している。
【0023】
なお、引金24は、図7に示すように、一端側が、可動弁体20の筒状部22の外周に沿うような形状の略Y字状となっている。
【0024】
上記構成を有する流体噴射用ガンは、第1実施例における可動弁体4と連結部材8とを一体化した態様の筒状部22を備えた可動弁体20を用いているため、銃身1内の流路2を段差の少ない直線状とすることができ、また、弁部材21の軸部21bを薄板状のブリッジ21cにより連結部23に支持させたことにより、可動弁体20の開閉部分においても流路2の屈曲を少なくし有効断面積の縮小を小さくしているので、圧力損失を可及的に小さくすることができる。
【0025】
なお、上記可動弁体20及び引金24以外の構成及び作用は、上記第1実施例と実質的に同じであるから主たる対応部分には同一の符号を付してそれらの説明は省略する。
【0026】
図8及び図9は、本発明の第3実施例を示すもので、この実施例の流体噴射用ガンは、上記第1及び第2実施例のものが固定弁座に可動弁体の外周が接する構成であったのに対して、流路の軸線方向に摺動する可動弁体を、中央の固定弁座の外側に位置する中空筒状に形成し、該可動弁体内に固定弁座を配設して、該可動弁体の内周面に設けた弁部と固定弁座の外周が接する構成とした点で、第1及び第2実施例と大きく異なっている。
【0027】
具体的に、第3実施例の流体噴射用ガンは、供給路33aを備えたハンドル33を基端側に備えた銃身31と、該銃身31に収容され、銃身31の軸線方向に沿って駆動可能に設けられた中空筒状の可動弁体34と、該可動弁体34内に配設された固定弁座37を有する弁座体36と、可動弁体34を駆動させるための引金35と、銃身31の先端に取付けられた環状の連結部材38と、該連結部材38と上記可動弁体34との間に設けられた、可動弁体34に復帰動作をさせる復帰動作用のスプリング39と、上記連結部材38に取付けられたノズル40とを備えている。なお、銃身31の基端側において上方向きに開く開口44は、上記供給路33aを使用しないで流体の供給を行う場合に用いる流体供給口である。
【0028】
上記弁座体36は、銃身31の基端側に配設された上記供給路33aや流体供給口44と連通する流路管41と相互に気密に接続される第1連結管45と、上記連結部材38と相互に気密に接続される、該第1連結管45と外径が同径の第2連結管46と、これら第1及び第2連結管45,46によって、これらの連結管45,46の間に支持された上記固定弁座37とで構成されている。
上記固定弁座37は、上記第1及び第2連結管45,46のそれぞれに設けられた薄板状のブリッジ45a,46aと、これらブリッジ45a,46aと固定弁座37とを相互に連結する軸部45b,46bとにより、第1及び第2連結管45,46の軸線上におけるこれら連結管45,46間の中間に位置するよう位置不動に支持されている。なお、上記固定弁座37の外周には、接した状態の可動弁体34との間を気密にシールするシール部材37aが取付けられている。
【0029】
上記可動弁体34は、その中空の内周面に環状に設けられた、上記固定弁座37の外周と接離する弁部34aと、該弁部34aより銃身31の基端側に位置する、上記固定弁座37及び弁部34aよりも大径の拡径部34bと、これら弁部34a及び拡径部34bを挟むように設けられた第1及び第2摺動部34c,34dと、該第2摺動部34dの外周面に設けられた、上記引金35の一端側と接して該引金35からの力を可動弁体34に作用させるための突出部34eとを備えている。
なお、これら上記弁部34a、拡径部34b、第1及び第2摺動部34c,34d、突出部34eは全体として一体に設けられている。
【0030】
上記第1及び第2摺動部34c,34dは、少なくとも内径が相互に同径のもので、上記弁座体36の第1及び第2連結管45,46のそれぞれの外周に気密に、且つ連結管45,46に沿って摺動可能に取付けられ、これにより、供給路33aまたは流体供給口44から、流路管41、弁座体36の第1連結管45、可動弁体34、弁座体36の第2連結管46、連結部材38を通してノズル40に連通する流路32が形成されることとなる。
【0031】
上記弁部34aは、図9から分かるように、実質的に、第2摺動部34dの基端側の内周と拡径部34bとの連結部分のエッジ部分によって形成されるもので、固定弁座37のシール部材37aがこの弁部34aと気密に当接する部分がシート部を形成している。
【0032】
上記拡径部34bは、弁部34aと固定弁座37とが離れたとき、即ち弁の開放状態のときに流体の流路となる部分であり、図9から明らかなように、弁部34a側と、第1摺動部34c側とに、それぞれ傾斜角度が異なる傾斜面を備えている。
これらの傾斜面にはそれぞれ供給流体の流体圧が作用しており、第2摺動部34d側の傾斜面には主にノズル40方向、即ち可動弁体37に対して開弁方向に、一方、第1摺動部34c側の傾斜面には、主に流路32の上流方向、即ち可動弁体37に対して閉弁方向にそれぞれ流体圧による力が作用し、可動弁体34を各々の方向に移動させようとする力が働く。しかしながら、拡径部34bと第2摺動部34dの径の差と、拡径部34bと第1摺動部34cの径の差とは同じであるため、各傾斜面の流路32の軸線方向と直交する向きの圧力作用面は実質的に略同面積になり、各傾斜面に作用する流体圧の力のうち流路32の軸線方向の分力の大きさは同じになり、しかも、相互に反対方向となる。
したがって、第1摺動部34c側の傾斜面が、実質的に弁部34a側の傾斜面の圧力作用面に対するバランス用作用面として機能することとなり、可動弁体34には相反する方向に且つ同等の力が作用してバランスすることとなる。
【0033】
上記銃身31内における可動弁体34の外部には、操作室31aが設けられていて、上述の第1及び第2実施例と同様に、この操作室31aに上記引金35の一端が挿入され、銃身31の軸方向に回転可能に設けられている。
なお、上記操作室31a内は、特に密封されることなく、外部に開放され、大気圧におかれている点も第1及び第2実施例と同様である。
【0034】
前記第1実施例及び第2実施例の流体噴射ガンにおいては、開弁操作時に流体圧が引金の操作力に影響を与えず、スプリングの付勢力に抗して開弁することになるが、連続的に流体を噴射する場合に、ノズルの背圧が可動弁体に作用することになるので、間欠的な開弁やその背圧が小さい場合に好適に利用することができるのに対し、上記構成を有する第3実施例の流体噴射用ガンは、流体噴射によってノズル40内に背圧が生じても、可動弁体34における流路の軸線方向にはその背圧の力は全く作用しないため、その影響を全く受けることがなく、連続的な流体噴射にも適用することができるという利点がある。
【0035】
【発明の効果】
以上に詳述した本発明の流体噴射用ガンによれば、銃身内の流路内に配設する可動弁体に、固定弁座のシート部より内側の圧力作用面の面積と略同面積で、該圧力作用面に作用する方向とは反対の方向に流体圧が作用するバランス用流体圧作用面を設け、それにより流路において可動弁体に作用する流体圧の力をバランスさせたうえで、上記可動弁体に対してそれを閉弁方向に付勢するスプリングを設けているので、可動弁体を固定弁座に圧接するシート力は、流体の圧力とは無関係に、常に上記付勢力によって付与され、そのため、流体圧の変動によって可動弁体のシート力が変動したりすることなく、可動弁体の耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施例の断面図である。
【図2】 同要部拡大断面図である。
【図3】 引金部分の横断面図である。
【図4】 弁が開いた状態の要部縦断面図である。
【図5】 本発明の第2実施例の断面図である。
【図6】 同平断面図である
【図7】 引金部分の横断面図である。
【図8】 本発明の第3実施例の断面図である。ただし、銃身部分の上半は閉弁状態、下半は開弁状態を示している。
【図9】 同要部断面図である。ただし、銃身部分の上半は閉弁状態、下半は開弁状態を示している。
【符号の説明】
1,31 銃身
2,32 流路
4,20,34 可動弁体
5,24,35 引金
6,36 弁座体
7,37 固定弁座
9,39 スプリング
10c,31a操作室
13 拡径凹部
15 筒状部
Claims (2)
- 銃身内に軸線方向の流路を開設して、該流路の先端にノズルを設け、該流路に固定弁座を配設すると共に、引金の操作により流路の先端方向に移動して該固定弁座を開放する可動弁体を摺動自在に嵌挿し、
上記可動弁体は、環状の上記固定弁座に嵌合して該固定弁座にノズル側から接離する弁部材と、上記固定弁座より流路の上流側に位置して内部に該流路に通じる中空部を有する筒状部と、上記弁部材と該筒状部とを連結する連結部と、上記中空部を該連結部の外周の流路に連通させる流出路と、上記弁部材が上記固定弁座に当接している状態で上記流路内の流体圧力が開弁方向に作用する圧力作用面及び上記流体圧力が開弁方向と逆方向に作用するバランス用流体圧作用面とを有し、該バランス用流体圧作用面は、上記筒状部の上記ノズル側を向く端面により上記圧力作用面と同面積に形成され、
上記可動弁体は、スプリングで上記弁部材が固定弁座に当接する方向に付勢され、
上記可動弁体の筒状部の上記ノズル側を向く端面と反対側の端面には、外部に開放する操作室内において上記引金が当接している、
ことを特徴とする流体噴射用ガン。 - 銃身内に軸線方向の流路を開設し、該流路の先端にノズルを設け、該流路に固定弁座を配設すると共に、引金の操作により流路の先端方向に移動して該固定弁座を開放する可動弁体を摺動自在に嵌挿し、
上記可動弁体は、中空筒状をしていて内部に上記流路を有し、該可動弁体の内部に上記固定弁座が配設され、該可動弁体の内周面には、上記固定弁座に接離する環状の弁部が形成されると共に、該弁部が上記固定弁座に当接している状態で上記流路内の流体圧力が開弁方向に作用する圧力作用面と、該圧力作用面と同面積で上記流体圧力が開弁方向と逆方向に作用するバランス用流体圧作用面とが形成され、
上記可動弁体は、スプリングで上記弁部が固定弁座に当接する方向に付勢されている、
ことを特徴とする流体噴射用ガン。
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