JPH03113177A - ニードル弁シール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、細径のニードル弁を外部に設けた操作部で作
動させる場合に、貫通部とニードル弁の外周から流体が
もれるのを防止するシール装置に関するもので、例えば
塗装用スプレーガン等で用いられ、塗料の如き粘性液体
の洩れを防止する装置に対して利用される。

［従来の技術］ 通常ニードル弁は先端をシートとし、ノズル口に当接離
開して開閉を行うもので、弁自体は前後に進退を繰り返
す。また操作は外部より直接行うことが殆どであり、ニ
ードル弁が外部へ突出する部分には、洩れ防止のシール
装置が設けられている。

これらのシール装置は、内部流体の種類、圧力等によっ
て種々のものが存在するが、塗料の如き液体の場合は、
耐溶剤性と繰返し作動に対する耐久性、また操作性から
摺動抵抗等において優れたものが選ばれる。

第６図はその代表例であって、実開昭６２−１７６５５
５等に示されているものであるが、いずれにしても柔軟
性、なじみ性のある材質のシール材を用い、ニードル弁
の外周部と密着させることによって洩れを防止する構造
となっている。また、これらのシール材からなるパツキ
ンは、パツキンの外側と装置部との間から洩れるのを防
止するため、装着部とは緊密に固定されている。したが
ってその固定にあたっては、パツキン内径との芯出しに
注意をする必要がある。

ニードル弁の外径は通常２〜３ｍが多く、ある程度の強
度と、背圧や周長さの減少を考慮したものとなっている
。また材質は、ステンレス等の鋼の他、特殊の場合には
樹脂が使われることもある。

［発明が解決しようとする問題点］ この種のパツキンで洩れを押えるためには、ニードル弁
への装着を良くシ、シかも全周に均一な接触を行わせる
ことが必要である。このため、ある程度摺動抵抗を犠牲
にすることになり、摩擦に対する耐久性が問題となる。

例えば塗装用のスプレーガンの場合、多い時は１分間に
数１０回の作動が繰り返されることもあり、しかも塗料
によっては硬い顔料粒子が含まれているため、シール部
の摩耗が進みやすく、しばしば問題となる。

また、シール材の材質そのものが柔らかい弾性材である
ため加工精度をあげることが難しく、したがって組み込
みにおいても調整が必要であり、それでもなお部分的に
不均一な接触はさけられず、洩れの原因となる。更にこ
の種の材質は、総じて温度、湿度あるいは経時変化によ
り、寸法、物性等が変化しやすく、シール効果に差が出
やすいものである。したがって、使用の都度確認調整を
するなど、保守の面においても改善の余地が残っている
。

［問題点を解決するための手段］ 以上の如き、従来の問題点を改善するために、ニードル
、ニードルガイドをセラミック材で作り、そのスキマを
１０１以下、望ましくは４１ｍ以下とするとともに、ニ
ードルガイドは加工・組立てによる芯ずれを許容するだ
け外周側にスキマをもたせて径方向への移動を可能とし
、かつ側面または外径部に、前記径方向の移動を防げな
いパツキンを設けたものである。

［作用コ ニードル弁とニードルガイドとを、いわゆるファインセ
ラミックで作ることにより、両部材の精度を数μｍのク
リアランスで加工することが可能となる６更に組み立て
た時、作動した時は、ニードルを軸心として、ニードル
ガイドは径方向への移動が可能のため作動が制限されず
にすむ。もちろんセラミックは公知の如く、耐久性につ
いては保証されているため、ニードルとニードルガイド
に偏心があり、部分的にニードル外径とニードルガイド
内径が接触しても摩耗は防止される。

洩れについては、ニードルガイド外側からの洩れはパツ
キンで防止される。また内径からの洩れは、ニードルと
の円環状のスキマを通る流量によって洩れ量を規制する
ことができる。すなわち円環部を流れる量は、スキマ：
Ｓ、ニードル外径：ｒ、スキマ長さ：Ｑ、流体粘性係数
二μ、圧力差△Ｐによって決まり、Ｑ＝　（πｒ１ｓ３
ΔＰ）９８００００／６μ息で表され、スキマを１０ｐ
ｍ以下にすることによって、通常用いられるφ３ｎｍの
ニードルであればほとんど洩れに対して問題なく使用で
きる量まで減少させることができる。

［実施例］ 第１図は１本発明を実施したニードル弁とニードルガイ
ド部分の断面図である。この装置を利用した例としては
、第２図に示すスプレーガン等があり、塗装用スプレー
ガンの如き多種多様の液材を使用するものには最適なも
のである。

第２図のスプレーガンについては周知であるので詳細は
省略し、本発明の要点を詳しく説明する。

ニードル１は３ｍの外径でセラミック製、同じくニード
ルガイド２もセラミック製で、その内径はニードル１に
合わせ、最小限のスキマ寸法に維持している。スキマは
１０μｍ以下望ましくは４μｍ以下とし、極力真円に近
づけ、前後の摺動に支障ないよう製作される。パツキン
押し３は前記二ドルガイド２を内側に保持し、スプレー
ガン本体４に装着されるもので、ニードルガイド２の両
側にＯ′リング５を配し、パツキン押え６によって一体
化されている。ニードルガイド２の外径と挿入部の内径
とは、ニードルガイド２が径方向に移動した時にも十分
なスキマを維持できるよう構成されている。○リング５
は片側のみでも可であるが、確実性をもたせる意味で両
側にしている。またニードルガイド２は一体化されたも
のでも良い。

これにより、ニードル外周からの洩れはニードルガイド
２の内径によって防止し、ニードルガイド２の外周から
の洩れはＯリング５によって防止される。したがってＯ
リング５は、ニードル１の内径と接する必要はなく、ニ
ードル１の移動による摩耗への影響はない。しかもほと
んど固定的に使われ摺動しないため、摩耗、損障、変質
の可能性も極めて少ない。

スキマからの洩れは、前述の如き式で表され、今ｒ１＝
Ｑ、　１５ａｎ　　ΔＰ＝３．５ｋｇｆ／ａｉ？　　μ
＝２．５ｃｐ（センチポイズ）　　ｆｆ＝０．３ａｍと
すると、流量（ｃｃ／ｍｍ）は２．１６Ｘ１０’ＸＳ”
で表され、クリアランスＳが１０ｊＩｌで０．２２ｃｃ
／ｍｍ、ＩＰｔ＋で２．１６　Ｘ　１０’　ｃｃ／ｍｕ
となる。例えばこの洩れ量がφ３の球部となって落下す
ると考えると、１０声目の場合約４秒で１滴、１μでは
６５分で１滴となる。同様に１分間１滴を目安とすると
、クリアランスは、４．０３Ｐｉとなる。これらの条件
は、塗料の加圧力をスプレーガンとしては最大に見込み
、また粘度は溶剤と等しい値を使っているため、実際に
おいては洩れ量はこれらの１１５程度と見るのが妥当で
ある。

第３図〜第５図の例は他の実施例を示している。

第４図のニードルガイドは、ガイドケース７に圧入され
外周が押えられているが、ガイドケース７の外周に０リ
ング８をセットし、径方向の移動を０リングの弾性変形
で維持し、外周からの洩れを゛防止している。

また第５図のパツキン９は、塗料中の顔料粒子が、クリ
アランスに入り込み易い場合にその進入を１次的におさ
え、カジリを防止するために設けられている。特にエマ
ルジョンタイプの塗料等には有効である。

［発明の効果］ 本発明の大きな効果は、ニードル弁の摺動による洩れ防
止に対し、半永久的に使用が可能であり、使用時の温度
、湿度、使用塗料等の違いに影響されないシール装置が
得られることである。したがって、加温塗料や化学的に
強い液剤にも使用できる化１組み込みにおいても従来の
如き同芯度の配慮、調整が必要ない等の効果が得られる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の１実施例を示すシール装置の断面図で
、第２図はそれを用いたスプレーガンの１例である。第
３図から第５図は、他のシール装置の実施例を示す断面
図である。 １・・・ニードル ２・・・ニードルガイド ３・・・パツキン押し ４・・・スプレーガン本体 ５・・・０リング ６・・・パツキン押え

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 弁孔に対し前後に進退して弁孔の開閉を行うニードル弁
   のニードルと、ニードルが貫通するニードルガイドを共
   にセラミックで製作し、互いのスキマを１０μｍ以下と
   するとともに、ニードルガイドは径方向への移動が可能
   とし、かつ側面または外径部に、前記径方向の移動を防
   げないパッキンを設けたニードル弁シール装置。