JPS6229094Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は対象物表面上に高速応答速度でドツト
状マーキングを行うためのマーキング用ガンに関
するものである。

各種塗料を噴射するためのスプレーガンは周知
である。一般に広く用いられている塗装用スプレ
ーガンは手動操作される引金を用いた小型のもの
から空圧操作ピストンによりニールドバルブを開
閉するものまで各種ガンが知られている。これら
塗装用ガンにおいては塗装噴射のための操作から
実際の噴射開始までの所要時間、すなわち応答速
度はあまり問題とならないこともあつて、0.5秒
ないし１秒程度のものが多い。また塗装用ガンは
周知のように広範囲にわたるムラのない塗膜形成
を主たる目的とするから、均一に拡散する噴霧状
塗料の形成を使命としている。したがつて狭小範
囲にマーキングする用途には適さない。

従来周知のスプレーガンのノズル部および加圧
空気による噴霧拡散機構を改良し、かつ電磁ソレ
ノイドによつて操作可能に形成されたマーキング
用スプレーガンも知られている（実開昭54−
21666号参照）。しかしながら、この公知のスプレ
ーガンは、噴射ノズルを開閉制御するための制御
ニードルを、塗料充満部外側から作動させる構成
であるため、シール部の摩擦抵抗が大きく、さら
に制御ニードルに直結された可動鉄心から成る可
動部の質量が大となり、応答速度は150ミリ秒程
度である。したがつて高速応答性を要する用途、
例えば、生産ライン、検査ライン等における場合
のように対象物とスプレーガンとがかなりの相対
速度で運動する状態で迅速確実かつ高精度のマー
キングを行なうためには不適当であつた。

本考案の目的は、従来技術の欠点を解消し小型
化されかつ高速応答速度で正確なドツト状マーキ
ングが可能であるマーキング用ガンを提供するこ
とである。

この目的は、実用新案登録請求の範囲に記載さ
れた構成を有するマーキング用ガンによつて達成
される。

本考案によつて、小質量で摩擦抵抗ならびに電
磁的反作用の小さい可動部を構成することが可能
となり、したがつて小型かつ高速応答速度例えば
１ミリ秒程度のマーキング用ガンが得られる。本
考案にかかるマーキング用ガンは、その高速応答
速度のために、例えばマーキング対象物とガンと
が相対的に運動する場合においても迅速確実なド
ツト状マーキングが可能となる。

以下従来技術と対照し、かつ本考案の実施例を
示す添付図を参照しながら本考案を詳述する。

第１図は、従来技術にかかる圧縮空気制御によ
るスプレーガンの例を示すもので、塗料噴射ノズ
ル１の内側には制御ニードル２が配設される。こ
の制御ニードル２は、第１の圧縮空気接続口３か
ら送り込まれる圧縮空気によつて右方に移動しか
つ復帰ばね４によつて左方に作動せしめられるピ
ストン５と一体化されていて、矢印６のように往
復運動し、塗料接続口７から送り込まれる塗料の
ノズル１から噴射を制御する。第２の圧縮空気接
続口８から流入する空気はノズル１の周囲に形成
された空気噴射口９から噴射され、塗料の噴霧拡
散状態を制御する。

第１図のスプレーガンの制御ニードル２は、塗
料充満部１０と外部との間の第１のシール１１な
らびに圧縮空気室１２と外部との間の第２のシー
ル１３を貫通している。したがつて、制御ニード
ル２の摩擦抵抗は大となる。また流体作動ピスト
ンの特性上伝達遅れも大きく、かかるスプレーガ
ンの応答速度は500ミリ秒程度にすることができ
るにすぎない。

第２図は従来技術にかかる電磁力制御によるマ
ーキング用スプレーガンの例を示すものである。
塗料噴射ノズル２１内には制御ニードル２２が配
設される。この制御ニードル２２は塗料接続口２
７と連通する塗料充満部２０を外部と遮断するた
めのシール３１を貫通し、ソレノイドコイル３４
内を矢印２６のように運動する可動鉄心２５と直
結されている。この可動鉄心２５の往復運動はソ
レノイドコイル３４の電磁吸引力と復帰ばね２４
の反発力とによつて行なわれる。なお噴射ノズル
２１の外周には空気噴射口２９が配設され、矢印
３０のように空気を噴射しスプレーパターン調節
器３５と相俟つて塗料の拡散状態が制御される。
また、固定鉄心３６、ソレノイドカバー３７等は
周知のソレノイド技術に応じて配設される。

このスプレーガンは、制御ニードル２２がシー
ル３１を貫通していることから摩擦抵抗が依然と
して大きく、さらに制御ニードル２２に直結され
た可動鉄心２５の質量が大であることから、応答
速度150ないし200ミリ秒程度になし得るに止ま
る。圧縮空気制御に比して改善されてはいるが、
なお高速応答性を要する用途にとつては不十分で
ある。

第３図は本考案にかかるマーキング用ガンの実
施例を示すもので、ドツト状マーキングに適した
噴射ノズル１０１を有する。この噴射ノズル１０
１の内方には弁体１０２および弁座１０３からな
る噴射制御機構が形成される。この弁体１０２は
ニードル弁よりも小さいストロークで開閉可能な
形状、例えば球型弁または円錐型弁にすると有利
である。弁体１０２および弁座１０３の周辺には
接続口１０４から矢印１０５のように圧送された
塗料が充満しており、塗料充満部１０６を形成し
ている。したがつて弁体１０２の開動作に応じて
噴射ノズル１０１から塗料が矢印１０７のように
噴射される。弁体１０２の後端は可動鉄心１０８
と連結される。

第３図の右方には、塗料充満部１０６の外部寸
法にほゞ等しい外径のソレノイドコイル１０９お
よび固定鉄心１１０が配設される。固定鉄心１１
０の左端はソレノイドコイル１０９の左端から距
離ｄだけずれている。これは可動鉄心１０８に及
びソレノイドコイル１０９の磁気吸引力がｄを大
きくするにつれて次第に増加することからソレノ
イドコイルの有効利用を考慮したものである。し
かしながら、距離ｄが所定範囲を超過すると磁気
吸引力の増加は飽和し、また可動鉄心の質量も増
加することになつて高速応答性の要請に反するこ
とは明らかである。本実施例においては、電磁吸
引力の有効利用と可動部質量低減とを考慮し、距
離ｄはソレノイドコイル長さの約10〜15％に選定
される。可動鉄心１０８にはコイル１０９の電磁
吸引力の作用しない状態において弁体１０２およ
び弁座１０３間を閉鎖状態に保つための復帰ばね
１１１が配設される。したがつて、可動鉄心１０
８は、ソレノイドコイル１０９への通電電流に応
じた電磁吸引力および通電休止時の復帰ばね１１
１の反発力によつて矢印１１２のように往復運動
し、弁体１０２を開閉制御する。この場合可動鉄
心１０８はスリーブ１１３に遊嵌しており、この
スリーブ前方で塗料充満部とそしてスリーブ後方
で固定鉄心と、それぞれ塗料の封止が行なわれ
る。

可動鉄心１０８とスリーブ１１３との遊びは、
弁体１０２と弁座１０３との適切な当りを確保す
るために所定範囲内にあることが要求される。し
かしながら、遊びを狭小に形成すると塗料の粘度
の影響から可動鉄心周囲の圧力急変したがつて可
動鉄心の高速変位が阻害され、高速応答性の要請
に反する。よつて本考案においては、可動鉄心１
０８に沿つた塗料流動路を設けることによつて塗
料の粘性による摺動変位に対する抵抗を減少して
いる。この流動路は、例えば第４図ａ，ｂのよう
に可動鉄心１０８に適宜数の貫通孔１１４を形成
することによつて達成される。このような貫通孔
１１４内の塗料が流動することによつて、可動鉄
心前後の圧力差したがつて高速変位に対する抵抗
が緩和される。なお、このような貫通孔であれ
ば、高速変位電流パルスによる磁束も表皮効果の
影響で表面付近に集中するため、磁気吸引力に悪
影響を及ぼすことは少ない。また他の実施例にお
いては、第５図ａ，ｂのように多数の磁性体線材
または管材をもつて可動鉄心１０８を構成し、丸
材の集合結束によつて生ずる表面および貫通間隙
１１４′を流動路とすることもできる。殊に高い
パルス周波数の電流で運用される場合は、高速変
動磁束によつて可動鉄心に生ずる逆起電力による
反作用の影響も無視できなくなる。したがつて第
５図ｃのように、丸線材１１５の周囲に絶縁被膜
１１６を形成した素材を多数結速し、循環電流を
阻止することによつて、可動鉄心全体の逆起電力
を減じ、結果的に高速変動に対する電磁力による
抵抗を軽減し、作動時の立上り特性を改善するこ
とができる。

なお、使用態様によつて、可動鉄心の逆起電
力、したがつて電磁反作用が問題とならず、かつ
表皮効果による磁束分布等を極端に考慮しなくと
もよい場合は、可動鉄心表面に適宜数の溝を形成
し、塗料流動路とすることもできる。

本考案にかかるマーキング用ガンは、通常の塗
装用スプレーガンのような塗料噴射量制御機能は
要求されず、一般に開・閉（オン−オフ）制御が
要求されるにすぎない。したがつて、所要ストロ
ークの小さな弁体、例えば球型弁または円錐型弁
等の使用が可能となる。その結果弁体および可動
鉄心から成る可動部質量が小さくなる。さらに第
３図から明らかなよううに可動部は塗料充満部内
にあつてなんらのシール部を貫通していない。ま
た、可動鉄心に塗料流動路が形成され、可動鉄心
前後の圧力差が緩和されることから可動部変位運
動に対する抵抗が大幅に軽減される。これらの要
因が相まつて本考案にかかるマーキング用ガンの
応答性は極めて向上し、本実施例において、１ミ
リ秒ないしそれ以下の応答速度が達成される。

さらに、所要電磁吸引力が小さく、また可動鉄
心に生ずる誘導起電力に起因する電磁的反作用も
小であることから、小型ソレノイドコイルの使用
が可能となり、マーキング用ガン全体の寸法が小
型化され、例えば遠隔操作する場合または複数の
ガンを並設する場合等に有利であるる。

なお、噴射ノズル付近における塗料の固着防止
のためには、所要部分に溶剤を循環させる技術
（同一出願人にかかる特開昭54−161336号）が適
用可能である。

好適な実施例に即して本考案にかかるマーキン
グ用ガンを開示したが、本考案の範囲内において
多くの変形または変更が可能であることは明らか
であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、圧縮空気操作による従来技術のスプ
レーガンの断面図である。第２図は、電磁ソレノ
イド操作による従来技術のスプレーガンの部分断
面図である。第３図は本考案にかかるマーキング
用ガンの断面図である。第４図ａ，ｂは可動鉄心
の縦断面図および横断面図である。第５図ａ，
ｂ，ｃは可動鉄心の他の実施例の縦横両断面図お
よび部分拡大図である。 図中の主な参照符号の対応は次の通りである。
１０１：噴射ノズル、１０２：弁体（球型弁）、
１０３：弁座、１０６：塗料充満部、１０８：可
動鉄心、１０９：ソレノイドコイル、１１０：固
定鉄心、１１１：復帰ばね、１１３：スリーブ、
１１４，１１４′：塗料流動路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) ソレノイドコイルへの通電電流に応じて塗料
   噴射ノズルを開閉制御するための電磁ソレノイ
   ドと、塗料充満部および噴射ノズルとが一体に
   形成されたマーキング用ガンにおいて、 塗料充満部１０６内にある可動鉄心１０８が
   ソレノイド固定鉄心１１０に嵌入する部分に塗
   料流動路１１４，１１４′を有すること、およ
   び前記可動鉄心に連結された弁体１０２および
   相対する弁座１０３が小ストロークで開閉可能
   な形状に形成されること、を特徴とするマーキ
   ング用ガン。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項記載のマーキ
   ング用ガンにおいて、 前記塗料流動路が、可動鉄心１０８に貫通孔
   １１４として形成されるマーキング用ガン。 (3) 実用新案登録請求の範囲第１項記載のマーキ
   ング用ガンにおいて、 前記塗料流動路が、複数の管材または線材を
   結束した可動鉄心の間隙１１４′として形成さ
   れるマーキング用ガン。 (4) 実用新案登録請求の範囲第１項記載のマーキ
   ング用ガンにおいて、 前記弁体が、球型弁１０２であるマーキング
   用ガン。