JP2013017933A - 塗装用スプレーガン - Google Patents

Abstract

【課題】ノズル空気孔自体を改良し、空気キャップと前記ノズルとの間に形成された環状通路内の気流の偏りを防止することができる新たな構造のノズル空気孔を備えたスプレーガンの提供を図る。
【解決手段】
スプレーガンにおける空気キャップ１５の後方に配置されるノズル１３が、筒部３１と、その外周方向に張り出して形成されたフランジ３２とを備える。フランジ３２に設けられたノズル空気孔３６は、フランジ３２の先端面における流出口４０の開口が、フランジ３２の基端面における流入口３９の開口よりも、大きく形成されている。
【選択図】図２

Description

本願発明は、塗装用スプレーガン、特に、低圧用のスプレーガンの改良に関するものである。

一般に、塗装用スプレーガンは、その先端において、空気キャップと、空気キャップの後方に配置されるノズルとを備え、これによって塗料を霧状に噴射するようにしている。詳しくは、前記ノズル本体は、塗料を基端側から先端側に通す中央孔を備えた筒部と、前記筒部の外周方向に張り出して形成されたフランジとを備える。前記フランジは、塗料を吐出するための空気を前記フランジの基端面から先端面に流出させるノズル空気孔を備えるものである。このノズルの先端側に装着される空気キャップは、塗料吐出孔と、この塗料吐出孔の周囲に形成された霧化空気孔とを備えるものであり、さらに通常一対の角部が先端に突出するように形成され、この角部には、パターン形成用の空気を吐出するパターン空気孔を備えている。この霧化空気孔と前記ノズル空気孔とは、空気キャップとノズルとの間に形成された環状通路を介してつながっており、塗料吐出孔からの塗料を、霧化空気孔から噴出される空気によって吸い出して霧化させて噴霧するようにし、さらにパターン空気孔から噴射する空気を衝突させて扇状の偏平なパターンを形成するようにしている。

この空気キャップの内圧が１５０ｋＰａを越える通常のスプレーガンにあっては、霧化効率は良好であるものの、噴霧される塗料粒子の飛散と、オーバースプレーによる塗料損失が大きいという欠点が指摘されている。そのため、近年では、空気キャップの内圧が１００ｋＰａ以下の低圧の圧縮空気によって噴霧する低圧スプレーガンが広く使用されるようになっている。ところが、空気の圧力を抑えると、空気キャップと前記ノズルとの間に形成された環状通路内における気流の偏りによって、塗料粒子の微細化に部分的な不良が生じたり、パターン形状に偏りが生ずるという問題が発生する。

そのため、特許文献１、２にあっては、ノズル空気孔の前記流出口の前方に遮蔽板を配置し、この遮蔽板にノズル空気孔からの空気を衝突させることによって、環状通路内での偏りを防止することを提案している。これらの発明は、ノズル空気孔については、従来の高圧用のスプレーガンの構造をそのまま採用し、ノズル空気孔よりも先端側での圧縮空気の衝突によって、問題の解決を図ろうとするものであった。

特許第２６９３４０２号公報 特開２００６−２４７５３８公報

本願発明は、ノズル空気孔自体を改良し、空気キャップと前記ノズルとの間に形成された環状通路内の気流の偏りを防止することができる新たな構造のノズル空気孔を有するスプレーガンの提供を目的とする。

本願発明は、
空気キャップと、空気キャップの後方に配置されるノズルとを備え、
前記ノズルは、塗料を基端側から先端側に通す中央孔を備えた筒部と、前記筒部の外周方向に張り出して形成されたフランジとを備え、
前記フランジは、塗料を吐出するための空気を前記フランジの基端面から先端面に流出させるノズル空気孔を備え、
前空気キャップは、塗料吐出孔と、前記塗料吐出孔の周囲に形成された霧化空気孔とを備え、
前記霧化空気孔と前記ノズル空気孔とは、前記空気キャップと前記ノズルとの間に形成された環状通路を介してつながっており、前記塗料吐出孔からの塗料を前記霧化空気孔から吐出される空気によって霧化させる塗装用スプレーガンにおいて、
前記ノズル空気孔は、前記フランジの前記先端面における流出口の開口が、前記フランジの前記基端面における流入口の開口よりも、大きく形成されていることを特徴とする塗装用スプレーガンを提供する。

本願発明は、ノズル空気孔の一定のままとする従来の構造に代えて、ノズル空気孔を孔の途中で変化させて、流出口の開口を流入口の開口よりも大きく形成するという新たな構造を提供することにより、塗料粒子の微細化不良やパターン形状の偏りを防止して、良好な塗料噴霧を実現することができたものである。

具体的には、本願発明にあっては、狭い流入口からノズル空気孔に入る圧縮空気は、大きな流出口より流出する際に広がることで、環状通路内での気流の偏りを緩和するものであると考えられる。
これにより、ノズル空気孔の流出口の前方に遮蔽板を設けなくても、低圧スプレーガンにおける良好な塗料噴霧を実現し得たものである。

また、本願発明は、ノズル空気孔の構造自体を改良するものであるため、従来の遮蔽板との併用も可能であり、これにより、環状通路内での空気の均質化をより一層図ることができる。
なお、本願発明は、空気キャップの内圧が１５０ｋＰａを越える通常のスプレーガンにおいても採用することが可能である。

本願発明の実施の形態に係るスプレーガンの断面図である。 同スプレーガンの霧化装置の拡大断面図である。 （Ａ）は同霧化装置の要部拡大図、（Ｂ）〜（Ｅ）はそれぞれ変更例を示す要部拡大図である。 本願発明の他の実施の形態に係るスプレーガンの霧化装置の拡大断面図である。

以下、図面に基づき本願発明の実施の形態を説明する。

本発明の一実施の形態に係るスプレーガンは、スプレーガン本体１１とその先端に配置された霧化装置１２とをそなえる。霧化装置１２は、ノズル１３とニードル弁１４と空気キャップ１５とを備える。ノズル１３は、筒部３１と、筒部３１の径外側に張り出したフランジ３２とを備える。

スプレーガン本体１１には、圧縮空気導入路１６と塗料供給路１７とが形成されている。圧縮空気導入路１６は分岐路１８に接続され、分岐路１８は、空気を内側路１９と外側路２０に分配する。内側路１９に分配された空気は霧化用の空気となり、外側路２０に分配された空気はパターン形成用の空気となる。

塗料供給路１７は、ノズル１３の筒部３１に塗料を供給するもので、塗料は、ノズル１３の中心部を貫通する中央孔３４を経て、先端の塗料噴出口３５から外部に流出する。

ノズル１３の基端には雄ネジ３３が形成され、スプレーガン本体１１の先端凹部にねじ込まれ、上記の塗料供給路１７とノズル１３の中央孔３４の基端とを液密に接続している。

前述のように、ノズル１３の中央孔３４の先端には塗料噴出口３５が設けられ、中央孔３４の内部にはニードル弁１４が前後に移動可能に配置されている。中央孔３４の基端から流入した塗料は、中央孔３４内を通って塗料噴出口３５から噴出する。ニードル弁１４は前後動することで、弁の開度を調整し、塗料の噴出量を調整する。なおノズル１３は一体形成されているが、塗料噴出口３５が設けられた先端部分のノズルチップをノズル本体と別体に形成して一体化してもよい。

ノズル１３がスプレーガン本体１１に組み込まれた状態で、フランジ３２は内側路１９と外側路２０とをシート部で仕切る。外側路２０からの空気はノズル１３の外周を迂回して空気キャップ１５のパターン空気孔５４から噴射される。パターン空気孔５４は、空気キャップ１５の先端に突出するように形成された一対の角部５５に形成され、パターン形成用の空気を噴射する。

内側路１９からの空気は、ノズル１３のフランジ３２の前後に貫通したノズル空気孔３６を通過して、空気キャップ１５の空気孔５１から噴出する。この例では、空気孔５１は、ノズル１３の塗料噴出口３５の外周側に環状に形成された主空気孔５２と、主空気孔５２の外側に複数個分散して形成された補助空気孔５３とを備える。

ノズル空気孔３６についてさらに詳しく説明する。ノズル空気孔３６は、通常円周上に２個以上（この例では６個）設けられたもので、フランジ３２の基端面３７に形成された流入口３９から、先端面３８に形成された流出口４０との間を結ぶ。図のノズル空気孔３６は、中央孔３４の軸方向と平行に形成されているが、斜めに角度をもって形成してもよい。流入口３９は前述の内側路１９に開口し、流出口４０は環状通路２１に開口している。環状通路２１は、ノズル１３の先端面３８と空気キャップ１５の中央部分の後端面５６との間の空間であり、この空間によって空気が整流され、主空気孔５２から噴射する。空気キャップ１５の内圧が１５０ｋＰａを越える通常のスプレーガンにあっては、従来の一般的な構造で均一に整流され、良好な噴射パターンを得ることができるが、１００ｋＰａ以下の低圧スプレーガンでは、環状通路２１内の気流に偏在が生じ、良好な噴射パターンを得ることが困難となる場合がある。そこで、本発明では、図２、図３（Ａ）に示すように、ノズル空気孔３６の流出口４０の開口を、流入口３９の開口よりも大きく形成した。このように、狭い流入口３９からノズル空気穴３６内に流入した圧縮空気が広い流出口４０を経て環状通路２１に流出する。この流出の際の気流の拡散効果によって、低圧の圧縮空気であっても、環状通路２１内における気流の偏在を抑制することができ、良好な霧化状態を得ることがきる。

図３（Ａ）に示す例は、ノズル空気孔３６は、先端側の大径部４１と基端側の小径部４２とを段部４３を介して形成したものである。流出口４０の断面積ｂは、特には限定されないが、流入口３９の断面積ａの約２〜２５倍が好ましい。また、小径部４２の軸方向長さｃは、特には限定されないが、大径部４１の軸方向長さｄの約３〜７０％とすることが好ましい。

流出口４０の断面積ｂが流入口３９の断面積ａの２５倍よりも大きい場合、相対的に流入口３９の断面積ａが小さくなり過ぎ、充分な空気量を得られないおそれがあり、逆に、流出口４０の断面積ｂが流入口３９の断面積ａの2倍より小さい場合には、相対的に流入口・流出口の大きさがそれほど変わらず、十分な効果が得られないか、得られても大変小さくなるおそれがある。また、小径部４２の軸方向長さｃが大径部４１の軸方向長さｄの70%より大きい場合、空気を均質化する為の空間が狭くなり、空気を均質化する効果が得られないか、得られても大変小さくなるおそれがあり、逆に、小径部４２の軸方向長さｃが大径部４１の軸方向長さｄの3%より小さい場合には、空気流入口部分の壁が大変薄くなり、強度面から耐久性の確保が難くなるおそれがある。但し、これらの条件は、スプレーガンの他の諸条件（圧縮空気の圧力、塗料の種類や粘度などの諸条件、装置全体の大きさや求められる噴射効率等々）によって変化するものであり、これに限定して本願発明を理解するべきではない。

次に、ノズル１３は全てを一体形成する他、図３（Ｂ）に示すように、一部を別体に形成して組み付けるようにしてもよい。この図３（Ｂ）では、流入口３９の部分のみを開口調整部材４４に形成し、これをノズル１３の本体の後端に配置したもので、ノズル１３本体側の大径部４１と、開口調整部材４４側の小径部４２とを連続させたものである。

次に、大径部４１は、図３（Ｃ）に示すように、基端側から先端の流出口４０に向かうに従って、徐々に径が拡大するテーパ孔としてもよく、図３（Ｄ）に示すように３段（若しくはそれ以上の多段）に形成してもよい。また、大径部４１と小径部４２とは同心状に連続する必要はなく、図３（Ｅ）に示すように、その軸芯をずらして、屈曲したノズル空気孔３６とすることもできる。以上の各例では、大径部４１を小径部４２よりも長く形成したが、逆でもよく、同じ長さでもよい。

また、図４に示すように、流出口４０の先端に間隔を置いて、遮蔽板４５を設けるようにしてもよい。この遮蔽板４５としては、特許文献１や２に記載のものを採用することができる。

本発明は、手動で弁の開閉を行うスプレーガンに適用できることは勿論、作動エアの働きにより自動的にスプレー作業を制御される、いわゆる自動スプレーガンにおいても実施することができる。また、低圧のスプレーガンにおいてその優秀性がより明らかになるが、高圧のスプレーガンに使用することを妨げるものではない。

なお、上述の実施の形態のように、ノズル空気孔３６を複数段に形成したりテーパ孔にすると、加工コストが上昇すると思われるが、フランジ３２の前後両側からドリル加工等を行なうことで、１本のドリルで貫通させる場合よりも加工し易く、ドリルの損傷の可能性も減少させることができる。よって、加工コストの点では従来と同等又は削減できると考えられる。
また、流入口３９側の径を変更するだけで、内側路１９と外側路２０との流量調整を同時に行なうことができるものである。

１１ スプレーガン本体
１２ 霧化装置
１３ ノズル
１４ ニードル弁
１５ 空気キャップ
１６ 圧縮空気導入路
１７ 塗料供給路
１８ 分岐路
１９ 内側路
２０ 外側路
２１ 環状通路
３１ 筒部
３２ フランジ
３３ 雄ネジ
３４ 中央孔
３５ 塗料噴出口
３６ ノズル空気孔
３７ 基端面
３８ 先端面
３９ 流入口
４０ 流出口
４１ 大径部
４２ 小径部
４３ 段部
４４ 開口調整部材
４５ 遮蔽板
５１ 空気孔
５２ 主空気孔
５３ 補助空気孔
５４ パターン空気孔
５５ 角部
５６ 後端面

Claims (3)

1. 空気キャップと、空気キャップの後方に配置されるノズルとを備え、
   前記ノズルは、塗料を基端側から先端側に通す中央孔を備えた筒部と、前記筒部の外周方向に張り出して形成されたフランジとを備え、
   前記フランジは、塗料を吐出するための空気を前記フランジの基端面から先端面に流出させるノズル空気孔を備え、
   前空気キャップは、塗料吐出孔と、前記塗料吐出孔の周囲に形成された霧化空気孔とを備え、
   前記霧化空気孔と前記ノズル空気孔とは、前記空気キャップと前記ノズルとの間に形成された環状通路を介してつながっており、前記塗料吐出孔からの塗料を前記霧化空気孔から吐出される空気によって霧化させる塗装用スプレーガンにおいて、
   前記ノズル空気孔は、前記フランジの前記先端面における流出口の開口が、前記フランジの前記基端面における流入口の開口よりも、大きく形成されていることを特徴とする塗装用スプレーガン。
2. 前記塗装用スプレーガンが低圧スプレーガンであり、
   前記ノズル空気孔の前記流出口の前方に遮蔽板が配置されていないことを特徴とする請求項１記載の塗装用スプレーガン。
3. 前記塗装用スプレーガンが低圧スプレーガンであり、
   前記ノズル空気孔の前記流出口の前方に遮蔽板が配置されていることを特徴とする請求項１記載の塗装用スプレーガン。

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