JP2003211038A - 噴霧装置およびそのノズルの着脱治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 混合反応硬化型材料など着色液体材料を含む
複数種の液体材料を混合して噴霧するスプレーガンや塗
装ガン等の噴霧装置において、色替え作業を容易にする
ことである。 【解決手段】 スプレーガンは、ガン本体１０の下端に
ノズル２１を備える。このノズル２１の上部を内筒２２
に装着し、内筒２２に軸方向にのみ移動可能に外筒２３
をスプライン結合したノズル組立体２０とし、その内筒
２２の上端部に、ガン本体１０下端のテーパーキャップ
１３下部の凹部１３ａに噛み込む爪２４を設け、外筒と
内筒との相対移動により爪２４を開閉するカム２５を外
筒２３に設けてチャック機構を構成し、ノズル２１をガ
ン本体１０に着脱自在に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、混合反応硬化型材
料など着色液体材料を含む複数種の液体材料を混合して
噴霧する噴霧装置、およびそのノズルの着脱に使用する
着脱治具に関する。

【０００２】

【従来の技術】主成分のポリオールに着色剤等を添加し
た着色した主剤と、この主剤を硬化させる硬化剤のイソ
シアネート化合物とを使用した混合反応硬化型材料は、
例えば塗料や表皮成形材料などに用いられており、塗装
ガンやスプレーガンの混合室に主剤と硬化剤とを供給し
て混合し、得られた混合物を混合室に連通したノズルか
ら被塗装物に噴霧し、あるいは表皮成形では成形型内に
噴霧するように使用される。

【０００３】従来、色替え時に即時の対応を可能とする
方法として、例えば塗装ガンに主剤、硬化剤を供給する
供給経路を主剤、硬化剤に対し各々２系統設けて、色替
え時に供給経路を切り替えるものが知られている（特開
昭６２−２３７８５３号）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報の技術では、色替え時にも同一ノズルを使用するた
め、入念な洗浄をしなければ、色替えした新たな色に鮮
明な色相を得ることが難しい問題があった。このような
問題は、特に、主剤や硬化剤を微量供給する表皮成形で
は顕著に発生する傾向がある。

【０００５】本発明の課題は、混合反応硬化型材料など
着色液体材料を含む複数種の液体材料を混合して噴霧す
るスプレーガンや塗装ガン等の噴霧装置において、色替
え作業を容易にすることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、着色液体材料を含む複数種
の液体材料を混合室に供給して、得られた混合物を混合
室に連通したノズルから噴霧する噴霧装置において、前
記ノズルを着脱自在に設けて、前記液体材料の色替え時
に前記ノズルを交換することを特徴とする。

【０００７】請求項１の発明によれば、混合反応硬化型
材料など着色液体材料を含む液体材料の色替え時に噴霧
装置のノズルを交換するので、色替え時にノズルの洗浄
作業が不要で色替え作業が容易であり、また色替えした
新たな色に鮮明な色相を得ることができる。

【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１の噴霧装
置において、前記ノズルの上部を内筒に装着して、該内
筒の上端部に前記混合室を含む噴霧装置本体の下部に形
成した凹部に噛み込む開閉自在な爪を周方向に間隔をあ
けて設けると共に、前記内筒の外面に軸方向にのみ移動
可能に外筒をスプライン結合して、該外筒に外筒と内筒
との相対移動によって前記爪を開閉するカムを設けてチ
ャック機構を構成し、該チャック機構により前記ノズル
を前記装置本体に着脱自在に設けたことを特徴とする。

【０００９】請求項２の発明によれば、外筒と内筒との
相対移動により、装置体下部の凹部に噛み込む内筒の爪
を外筒のカムで開閉して、ノズルを装置本体に着脱でき
るので、ノズルの交換が容易である。

【００１０】請求項３記載の発明は、ノズルの着脱治具
であって、前記ノズルは、該ノズルの上部を装着した内
筒の上端部に周方向に間隔をあけて設けられた、前記混
合室を含む噴霧装置本体の下部に形成した凹部に噛み込
む開閉自在な爪と、前記内筒の外面に軸方向にのみ移動
可能にスプライン結合した外筒に設けられた、外筒と内
筒との相対移動によって前記爪を開閉するカムとからな
るチャック機構により、前記装置本体に着脱自在とした
ものにおいて、前記着脱治具は、複数の支柱の上端に固
定された、前記外筒の上部を収容可能な開口を有する環
状の天板と、前記天板に向けて付勢して前記支柱に嵌挿
された、前記ノズルを挿通する開口を有して前記外筒お
よび内筒の下部を支持可能な環状の支持板とを具備し、
前記天板の開口に、前記外筒の上端部外周に周方向に間
隔をあけて設けられた複数の突起が挿入される環状溝を
形成すると共に、前記外筒の回転位置によって前記突起
を挿通可能とする切り欠きを前記天板上面側から前記環
状溝に接続して設け、前記支持板の開口に、前記外筒の
一側に下方まで切り下げて形成されたガイド溝内に突出
する位置決め用ピンを突設させたことを特徴とする。

【００１１】請求項３の発明によれば、着脱治具に対す
る噴霧装置本体による内筒および外筒からなるノズル組
立体の降下、回転および装置本体の上昇により、ノズル
組立体を装置本体から取り外し、新たなノズル組立体が
セットされた着脱治具に対する装置本体の降下、回転お
よび上昇により、装置本体にノズル組立体を取り付けて
治具から取り出せ、自動作業でノズルを交換できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳述
する。

【００１３】図１は、本発明の一実施の形態に係る噴霧
装置を示す断面図である。

【００１４】本実施の形態の噴霧装置は、スプレーガン
１を図示しないロボット（スプレーロボット）に搭載し
て、該スプレーガン１を上下・左右・前後の各方向に移
動自在かつ中心軸線に対し傾動自在とし、さらに中心軸
線の回りに回転可能に構成している。スプレーガン１
は、ガン本体１０と、そのガン本体１０の下端にチャッ
ク機構により着脱自在に取付けられたノズル２１とを備
える。

【００１５】ガン本体１０は、表皮成形に使用する混合
反応硬化型材料の主剤、硬化剤の流入孔、流出孔が下部
に開口したシリンダ孔１１を有し、シリンダ孔１１に嵌
合した切欠き溝を有するピストンロッド１２の上下方向
の摺動操作により、シリンダ孔１１の下部先端部に混合
室を画成して、混合室に主剤および硬化剤を流入孔から
吐出させる吐出状態と、ロッド１２側面の切欠き溝で流
入孔と流出孔とを連通して、主剤、硬化剤を流入孔から
流出孔に流出させる循環状態とを切り替え可能になって
いる。

【００１６】ガン本体１０の下端にはテーパキャップ１
３がネジ止めによって取り付けられ、このテーパキャッ
プ１３とシリンダ孔１１との間にはスタティックミキサ
１４が介挿されている。シリンダ孔１１先端部の混合室
で混合された主剤および硬化剤は、スタティックミキサ
１４の流路内で更に混合された後、テーパキャップ１３
の流路を経てノズル２１の流路に入り、ノズル２１先端
のチップ２６から表皮成形の型内に噴霧される。

【００１７】なお、本実施の形態では、シリンダ孔１１
の中心に先端に達する貫通孔１５を設けて、貫通孔１５
に弁棒１６を上下方向に移動自在に嵌装することによ
り、貫通孔１５の内面と弁棒１６との間に液体通路１７
を形成すると共に、弁棒１６によってシリンダ孔１１の
先端の開口を開閉可能としている。これによって、主剤
に着色剤を配合する代わりに、着色剤を液体通路１７を
介して混合室に送り込むような使用法を可能にしてい
る。また液体通路１７に洗浄液を流すことによって、混
合室以下のノズル２１先端まで洗浄することも可能であ
る。

【００１８】本例では、着色剤は例えば赤、青、黄色の
３色分用意してあり、ガン本体１０に取り付けた着色剤
装入部１８ａ、１８ｂまたは１８ｃによって、着色剤を
選択して液体通路１７に送り込む。着色剤は、予め主剤
の主成分であるポリオールで希釈して流動性を持たせて
おく。

【００１９】ノズル２１は、図２(ａ)に示すように、該
ノズル２１の上部を内筒２２内に挿通し、内筒２２の内
面下部にネジおよびキー溝により位置決め固定し、ロッ
クナット締結して、ノズル２１を内筒２２に装着してい
る。そしてその内筒２２の外面に軸方向にのみ移動可能
に外筒２３をスプライン結合して、ノズル組立体（ノズ
ルアセンブリー）２０に構成している。内筒２２は外筒
２３から下部が露出する。

【００２０】前記のチャック機構は、ガン本体１０のテ
ーパキャップ１３下部に形成された凹部１３ａに噛み込
む内筒２２の爪２４と、爪２４を開閉する外筒２３のカ
ム２５とからなる。爪２４は、内筒２２の上端部周方向
の複数箇所、例えば３箇所にノズル２１の中心軸線を含
む鉛直面内で回動可能に取付けられ、これらの爪２４
は、下端を束ねた図示しないリングバネによって外方向
の開方向に付勢されている。カム２５は、外筒２３の上
端部内側の周方向の３箇所に爪２４に対応して設けられ
ている。

【００２１】図２(ｂ)に示すように、外筒２３に対して
内筒２２を押し込む方向に、外筒２３と内筒２２とを相
対的に移動すると、カム２５が爪２４の上部に当接して
内方向に押圧し、爪２４をリングバネによる付勢力に抗
して閉じる。これにより、爪２４がテーパキャップ１３
の凹部１３ａに噛み込んで、ノズル２１を含むノズル組
立体２０全体がガン本体１０の下端に連結される。逆に
外筒２３と内筒２２とを引き離し方向に相対移動する
と、カム２５による爪２４の押圧が解除されてリンクバ
ネの付勢力で爪２４が開き、ガン本体１０に対するノズ
ル組立体２０の連結が解除される。

【００２２】本発明では、混合反応硬化型材料などの色
替え作業を容易にするために、色替え時にノズル２１を
組立体２０ごと交換するようにした。このノズルの交換
作業は手動で行ってもよいが、既に図２にも示してある
が、本実施の形態では、図３に示すようなスタンド（着
脱治具）３０を用いて自動的に行えるようにした。な
お、ノズルの交換を手動で行う場合を考慮して、外筒２
３の外面には手で把持しやすいようにローレットが形成
されている。

【００２３】スタンド３０は、図示しない支持台上に立
設された複数本、例えば３本の支柱３１の上端にネジ止
め固定された環状の天板３２と、支柱３１に遊嵌された
環状の支持板３３とを備えており、支柱３１は、これに
環状の補強板３４、３５を嵌挿し、ネジ固定することに
よって補強されている。支持板３３は、これと上の補強
板３４との間に取り付けた複数本のコイルバネ３６によ
り下から支持され、天板３２に向けて付勢されている。

【００２４】外筒２３の上端部外周には、図２に示すよ
うに、周方向に沿う突起２３ａが等間隔で複数個、本例
では３つ設けられている。天板３２の開口３７は、外筒
２３（ノズル組立体２０）の上部を収容可能になってお
り、この天板３２の開口３７には、図４に示すように、
突起２３ａを挿入させる環状溝３７ｃが形成され、さら
に外筒２３（ノズル組立体２０）の回転位置によって突
起２３ａを通過可能とする周方向に沿う切り欠き３７ａ
が、天板３２の上面から環状溝３７ｃに接続して形成さ
れている。環状溝３７ｃの上側の切り欠き３７ａ同士の
間は周方向に沿う突出部３７ｂになっている。また環状
溝３７ｂの下側は全周に亙る突出部３７ｄになってい
る。

【００２５】また図２に示すように、外筒２３の下部は
下窄まりに傾斜しており、その一側には下方まで切り下
げたガイド溝２３ｂが形成されている。支持板３３の開
口３８は、図３に示すように、外筒２３下部の傾斜と同
一の傾斜を有する上開きの穴に形成され、外筒２３およ
び内筒２２の下部を支持可能となっており、内筒２３か
ら突出したノズル２１は、開口３８を通って下方に延出
可能になっている。この開口３８には、外筒２３のガイ
ド溝２３ｂ内に突出する位置決め用ピン３９が突設され
ている。

【００２６】以上のようなスタンド３０を用いてノズル
２１の交換作業を自動的に行うには、次のようにすれば
よい。図２および図５を用いて説明する。初めに、新た
なノズルのガン本体への装着から説明する。

【００２７】図５（ａ）に示すように、スタンド３０に
は新しいノズル組立体２０がセットされ、保持されてい
る。スタンド３０上のノズル組立体２０は、外筒２３お
よび内筒２２の下部が支持板３３の開口３８の内面で受
けられ、外筒２３のガイド溝２３ｂに支持板３３の位置
決め用ピン３９が挿入されている。この状態で、図２
（ａ）に示すように、外筒２３の突起２３ａが天板３２
の開口３７の環状溝３７ｃにあって突出部３７ｂの下に
位置した状態に位置決めされ、ノズル組立体２０が中心
軸線の周りに非回転に保持される。内筒２２の爪２４
は、下端を束ねたリングバネによる付勢によって開いて
いる。

【００２８】このノズル組立体２０に対し、図示しない
スプレーロボットによりガン本体１０を降下する。ガン
本体１０の降下につれて、図５（ｂ）に示すように、ガ
ン本体１０のテーパキャップ１３がノズル２１の基端部
に当接し、キャップ１３内の下広がりの流路１３ｂにノ
ズル２１基端の先細り部２１ｂが嵌合する。ガン本体１
０がさらに降下すると、ノズル組立体２０が押されて降
下して、外筒２３の突起２３ａが天板３２の開口３７の
突出部３７ｄに当接し、外筒２３が下側への移動を規制
される。このため、図５（ｃ）、図２（ｂ）に示すよう
に、外筒２３に対して内筒２２のみが押し込まれて降下
し、これにより、内筒２２の爪２４が外筒２３のカム２
５により押圧されて閉じ、爪２４がテーパキャップ１３
の凹部１３ａに噛み込んで、ノズル２１を含むノズル組
立体２０全体がガン本体１０の下端に連結される。即
ち、ガン本体１０に対し新しいノズル２１が装着され
る。

【００２９】これと同時に、内筒２２により支持板３３
が押されて、コイルバネ３６の付勢力に抗して下方に移
動されるので、支持板３３のピン３９が外筒２３のガイ
ド溝２３ｂから外れて、ノズル組立体２０が中心軸線の
周りに回転可能になる。そこで、スプレーロボットによ
り、図５（ｃ）に示すように、ノズル組立体２０が連結
されたガン本体１０を中心軸線の周りに所定角度、本例
では１２０°回転すると、外筒２３の突起２３ａが天板
３２の開口３７の上側の突出部３７ｂから外れて切り欠
き３７ａに位置する。したがって、ガン本体１０を上昇
させることにより、ノズル組立体２０がスタンド３０か
ら抜き出され、スプレーガン１が新たなノズルで使用可
能となる。

【００３０】逆に使用したノズルをガン本体から脱着す
るには、図５（ａ）〜（ｃ）の順序を逆にたどればよ
い。

【００３１】即ち、図３に示す空の状態のスタンド３０
に対し、ノズル組立体２０の外筒２３の突起２３ａが天
板３２の開口３７の切り欠き３７ａに合致するように位
置させて、ガン本体１０に連結されたノズル組立体２０
を降下し、ノズル組立体２０をスタンド３０に挿入す
る。外筒２３が天板３２の開口３７に収容され、外筒２
３の突起２３ａが開口３７の環状溝３７ｃにあって下側
の突出部３７ｄに当るので、外筒２３に対し内筒２２の
みが降下し、支持板３３が下に移動される。この状態で
ノズル組立体２０が回転可能になるので、ガン本体１０
の回転によりノズル組立体を１２０°回転させると、図
５（ｃ）と同じ状態になる。

【００３２】図５（ｃ）の状態では、外筒２３の突起２
３ａが天板３２の開口３７の突出部３７ｂの下側に位置
して、外筒２３の上方への移動が規制されているので、
ガン本体１０を図５（ｂ）のときと逆に上昇すると、外
筒２３に対して内筒２２のみが上昇し、内筒２２の爪２
４が外筒２３のカム２５による押圧を解除されて開き、
爪２４のテーパキャップ１３の凹部１３ａへの噛み込み
が解かれる。また支持板３３がコイルバネ３６の付勢に
より上に戻り、支持板３３のピン３９が外筒２３のガイ
ド溝２３ｂに係合して、ノズル組立体２０が非回転に保
持される。

【００３３】その後、ガン本体１０が上昇するにつれ
て、ガン本体１０がノズル組立体２０から分離して、使
用したノズル２１がスタンド３０に残置される。即ち、
図５（ａ）と同様な保持状態となる。

【００３４】交換されたノズル２１は、ノズル組立体２
０ごとスタンド３０から外して洗浄して再度の使用に備
えるか、使用の程度によっては洗浄せずにノズル組立体
ごと廃棄される。

【００３５】以上では、ノズル２１の交換をスタンド３
０を利用して、スプレーロボットに自動的に行わせた
が、もちろん手動でガン本体１０から使用したノズル組
立体２０を取り外して、新たなノズルのノズル組立体を
装着するようにしてもよい。

【００３６】本実施の形態の噴霧装置は、以上のように
構成され、外筒２３と内筒２２とを相対移動することに
より、チャック機構の爪２４をカム２５で開閉して、ノ
ズル２１をガン本体１０に着脱するので、ノズルの交換
が容易である。また着脱治具のスタンド３０に対するガ
ン本体１０によるノズル組立体２０の降下、回転および
ガン本体１０の上昇により、ノズル組立体２０をガン本
体１０から取り外し、新たなノズル組立体がセットされ
たスタンドに対するガン本体の降下、回転および上昇に
より、ガン本体にノズル組立体を取り付けて治具から取
り出せ、自動作業でノズルの交換ができる。もちろん、
色替え時にノズルの洗浄作業が不要なので、色替え作業
を容易にでき、また色替えした新たな色に鮮明な色相を
得ることができる。

【００３７】以上の実施の形態では、噴霧装置として、
表皮成形に使用する混合反応硬化型材料のスプレーガン
を例にとって説明したが、本発明はこれに限られず、混
合反応硬化型材料を塗料に使用する場合の塗装ガンにも
適用することができる。さらには、混合反応硬化型材料
だけでなく、着色液体材料を含む複数種の液体材料を混
合室に供給して、得られた混合物を混合室に連通したノ
ズルから噴霧する噴霧装置ならば、各種のものに適用す
ることができる。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、混合反応硬化型材料など着色液体材料を含む
複数種の液体材料を混合して噴霧するスプレーガンや塗
装ガン等の噴霧装置において、色替え作業を容易に行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る噴霧装置を示す断
面図である。

【図２】図１の噴霧装置のガン本体へのノズルの連結部
を示す断面図である。

【図３】図２のノズルのガン本体への着脱に使用するス
タンドを示す断面図である。

【図４】図３のスタンドの天板を示す図で、その平面図
（ａ）および断面図（ｂ）である。

【図５】図３のスタンドを用いたノズルのガン本体への
装着法を示す断面図である。

【符号の説明】

１ スプレーガン １０ ガン本体 １３ テーパキャップ １３ａ 凹部 ２０ ノズル組立体 ２１ ノズル ２２ 内筒 ２３ 外筒 ２３ａ 突起 ２３ｂ ガイド溝 ２４ 爪 ２５ カム ３０ スタンド ３１ 支柱 ３２ 天板 ３３ 支持板 ３６ コイルバネ ３７ 開口 ３７ａ 切り欠き ３７ｂ 突出部 ３７ｃ 環状溝 ３７ｄ 突出部 ３８ 開口 ３９ ピン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 着色液体材料を含む複数種の液体材料
   を混合室に供給して、得られた混合物を混合室に連通し
   たノズルから噴霧する噴霧装置において、 前記ノズルを着脱自在に設けて、前記液体材料の色替え
   時に前記ノズルを交換することを特徴とする噴霧装置。
2. 【請求項２】 前記ノズルの上部を内筒に装着して、
   該内筒の上端部に前記混合室を含む噴霧装置本体の下部
   に形成した凹部に噛み込む開閉自在な爪を周方向に間隔
   をあけて設けると共に、前記内筒の外面に軸方向にのみ
   移動可能に外筒をスプライン結合して、該外筒に外筒と
   内筒との相対移動によって前記爪を開閉するカムを設け
   てチャック機構を構成し、該チャック機構により前記ノ
   ズルを前記装置本体に着脱自在に設けたことを特徴とす
   る請求項１記載の噴霧装置。
3. 【請求項３】 ノズルの着脱治具であって、 前記ノズルは、該ノズルの上部を装着した内筒の上端部
   に周方向に間隔をあけて設けられた、前記混合室を含む
   噴霧装置本体の下部に形成した凹部に噛み込む開閉自在
   な爪と、前記内筒の外面に軸方向にのみ移動可能にスプ
   ライン結合した外筒に設けられた、外筒と内筒との相対
   移動によって前記爪を開閉するカムとからなるチャック
   機構により、前記装置本体に着脱自在としたものにおい
   て、 前記着脱治具は、複数の支柱の上端に固定された、前記
   外筒の上部を収容可能な開口を有する環状の天板と、前
   記天板に向けて付勢して前記支柱に嵌挿された、前記ノ
   ズルを挿通する開口を有して前記外筒および内筒の下部
   を支持可能な環状の支持板とを具備し、 前記天板の開口に、前記外筒の上端部外周に周方向に間
   隔をあけて設けられた複数の突起が挿入される環状溝を
   形成すると共に、前記外筒の回転位置によって前記突起
   を挿通可能とする切り欠きを前記天板上面側から前記環
   状溝に接続して設け、前記支持板の開口に、前記外筒の
   一側に下方まで切り下げて形成されたガイド溝内に突出
   する位置決め用ピンを突設させたことを特徴とするノズ
   ルの着脱治具。