JP2012223724A - 塗装用スプレーガン及び塗装装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりも吐出量が安定する塗装用スプレーガン及び塗装装置を提供する。
【解決手段】塗料を吐出するノズル５と、該ノズル５に塗料を供給するスプレーガン本体とを具備し、スプレーガン本体は、塗料流路にテフロンチューブ２を備える。塗料流路は直管状のテフロンチューブからなり、スプレーガン本体は、一端側にノズル取付口が設けられ、他端側に円環状窪み部が設けられ、かつ中心軸線に沿って第１のチューブ挿入孔が設けられた第１の円筒形部材１と、中心軸線に沿って第２のチューブ挿入孔が形成された第２の円筒状部材３と、円環状窪み部の最深部に設けられたシール部材とを備え、テフロンチューブ２は、第１、第２のチューブ挿入孔に挿入された状態で第２の円筒状部材３の周面がシール部材を挟んだ状態で円環状窪み部にを螺合することにより第１の円筒形部材１に固定される。
【選択図】図１

Description

本発明は、塗装用スプレーガン及び塗装装置に関する。

例えば下記特許文献１には塗装装置の一例が開示されている。この塗装装置は、複数の塗料タンクと、各塗料タンクに挿通され途中に色替えバルブが設けられた塗料を循環させる塗料サーキュレーションと、該塗料サーキュレーションから分岐して複数の塗装機（塗装用スプレーガン）に接続される複数の塗料供給路と、該塗料供給路にそれぞれ設けられた塗料サージタンク及び当該塗料サージタンクと塗装機との間に設けられた容積型ポンプとからなり、塗料サージタンクに塗料が一時的に貯められるため、塗料サーキュレーションから各塗料供給路に流入する塗料の量が容積型ポンプによって塗装機に供給される塗料量より少ない場合であっても、塗料サージタンクから塗装機に塗料が供給されるので、塗装機からほぼ一定量の塗料を安定して吐出可能である。

特開平１１−０３３４４７号公報

しかしながら、上述した従来の塗装装置では、塗料の性状によっては塗装用スプレーガンから常に安定した量の塗料を対象物に吹き付けることができない。各種塗料の一種として金属粉や金属以外の固形物粉を含む沈殿性塗料が知られているが、このような沈殿性塗料は、固形物粉を含んでいるが故に塗料の各種通過経路や塗装用スプレーガン内に固形物粉が付着・滞留し易く、これに起因して所望量の塗料を塗装用スプレーガンから安定して対象物に吹き付けることができない。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、従来よりも吐出量が安定する塗装用スプレーガン及び塗装装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、塗装用スプレーガンに係る第１の解決手段として、塗料を吐出するノズルと、該ノズルに塗料を供給するスプレーガン本体とを具備し、スプレーガン本体は、テフロン（登録商標）製の塗料流路を備える、という手段を採用する。

塗装用スプレーガンに係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、塗料流路は直管状のテフロンチューブからなる、という手段を採用する。

塗装用スプレーガンに係る第３の解決手段として、上記第２の解決手段において、スプレーガン本体は、一端側にノズル取付口が設けられ、他端側に円環状窪み部が設けられ、かつ中心軸線に沿って第１のチューブ挿入孔が設けられた第１の円筒形部材と、中心軸線に沿って第２のチューブ挿入孔が形成された第２の円筒状部材と、円環状窪み部の最深部に設けられたシール部材とを備え、テフロンチューブは、第１、第２のチューブ挿入孔に挿入された状態で第２の円筒状部材の周面がシール部材を挟んだ状態で円環状窪み部にを螺合することにより第１の円筒形部材に固定される、という手段を採用する。

また、本発明では、塗装装置に係る解決手段として、塗料を攪拌しつつ貯留する塗料タンクと、上記第１〜第３のいずれかの解決手段に係る塗装用スプレーガンと、塗料タンクから塗料を汲み上げて塗装用スプレーガンに供給する容積型ポンプとを備える、という手段を採用する。

本発明によれば、塗装用スプレーガンの塗料流路にテフロンチューブを採用するので、通過経路内に付着・滞留し易い塗料を用いた場合であっても、塗料のテフロンチューブ内への付着・滞留を防止あるいは抑制することが可能であり、よってノズルから吐出する塗料の吐出量を安定させることができる。特に、上記テフロンチューブに比較的細い径のものを採用することにより、塗料の少ない流量でも高い流速を確保できるので、塗料のテフロンチューブ内への付着・滞留をより効果的に防止あるいは抑制することが可能である。
また、本発明によれば、塗装装置の塗料ポンプに容積型ポンプを採用するので、非容積型ポンプを採用した場合よりもノズルから吐出する塗料の吐出量を安定させることができる。
さらに、例えば比較的細い径のテフロンチューブと容積型ポンプの一種であるチューブポンプを組み合わせることにより、塗装用スプレーガンの先端に従来必要であったストップバルブがなくても液だれすることがないと共に塗装用スプレーガンを小型化することが可能であり、以ってメンテナンスフリー化を実現することが可能であると共に比較的径の小さい円環状のワークの内径を良好に塗装することが可能である。

本発明の一実施形態に係る塗装用スプレーガンＡの構成を示す正面図（ａ）、側面図（ｂ）、上面図（ｃ）及び底面図（ｄ）である。 本発明の一実施形態に係る塗装用スプレーガンＡの構成を示すＸ−Ｘ線矢視図である。 本発明の一実施形態に係る塗装装置Ｂの機能構成を示すブロック図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態に係る塗装用スプレーガンＡは、図１及び図２に示すように、接続管１、テフロンチューブ２（塗料流路）、チューブクランプ３、Ｏリング４、ノズル５、ブラケット６、Ｏリング７，８及び六角穴付止ネジ９から構成されている。

これら各構成要素のうち、ノズル５以外の接続管１（第１の円筒形部材）、テフロンチューブ２、チューブクランプ３（第２の円筒形部材）、Ｏリング４、ブラケット６、Ｏリング７，８及び六角穴付止ネジ９は、ノズル５に沈殿性塗料Ｐを供給するスプレーガン本体を構成する。

最初に、本塗装用スプレーガンＡが取り扱う沈殿性塗料Ｐについて説明する。沈殿性塗料Ｐは、金属粉や金属以外の固形物粉を含むものである。この沈殿性塗料Ｐは、固形物粉を含んでいるが故に、種々の塗料の中でも塗装用スプレーガン内に固形物粉が付着・滞留し易いものである。

接続管１は、ステンレス鋼で形成された所定長さの略円筒形部材であり、一端側（先端側）にノズル取付口１ａが設けられる一方、他端側（後端側）にクランプ取付口１ｂが設けられている。ノズル取付口１ａは、接続管１の最大外径よりも縮径されかつ周面にネジ溝が形成された円筒状突出部である。このノズル取付口１ａのネジ溝は、図示するようにノズル５を取り付けるためのものである。一方、クランプ取付口１ｂは、接続管１の後端面１ｃから接続管１の中心軸線に沿って形成された所定径の円環状窪み部である。このクランプ取付口１ｂには、チューブクランプ３を取り付けるためのネジ溝が形成されている。

このような接続管１には、接続管１の中心軸線に沿って形成された所定径の貫通孔であり、一端がクランプ取付口１ｂ（円環状窪み部）に連通する一方、他端がノズル取付口１ａ（円筒状突出部）の端面に開口するチューブ挿入孔１ｄ（第１のチューブ挿入孔）が形成されている。このチューブ挿入孔１ｄは、テフロンチューブ２の一部を収容するためのものであり、テフロンチューブ２が貫通しないように接続管１の先端近傍において縮径している。

また、接続管１の周面において長さ方向における略中央には、円環状の溝部１ｅが設けられ、当該溝部１ｅの両側には最大外径部１ｆ，１ｇがそれぞれ形成されている。溝部１ｅは、後述するブラケット６の内部通路６ｂから圧縮空気を受け入れるためのものである。図２には示されていないが、接続管１の内部には溝部１ｅに連通する圧縮空気流路が形成されており、溝部１ｅが受け入れた圧縮空気をノズル取付口１ａを介してノズル５に供給するようになっている。

各最大外径部ｆ，１ｇは、接続管１の最大外径に相当するブラケット６との接続面であり、各々にＯリング７，８を介してブラケット６と気密に接続される。また、接続管１の周面には、各最大外径部１ｆ，１ｇの外側つまり接続管１の後端側及び先端側に縮径部１ｈ，１ｉが形成されている。これら２つの縮径部１ｈ，１ｉはブラケット６を接続管１に対して固定するための部位である。

テフロンチューブ２は、チューブ挿入孔１ｄよりも若干細径のテフロン（登録商標）製の直管であり、沈殿性塗料Ｐの塗料流路を構成する部材である。テフロン（登録商標）は、摩擦係数が極めて小さな材料（低摩擦材量）であり、これ故に沈殿性塗料Ｐ内の固形物粉が付着・堆積し難い性質を有する。従来の塗装用スプレーガンはテフロンチューブ２に相当する部材がステンレス等の金属材料によって形成されているが、テフロン（登録商標）は、このような金属材料に比べても極めて低摩擦である。このようなテフロンチューブ２は、沈殿性塗料Ｐの付着・堆積現象が殆ど発生しないものである。

このようなテフロンチューブ２は、図２に示すように、先端がチューブ挿入孔１ｄ（接続管１）の先端近傍、つまりノズル取付口１ａのネジ溝を介して接続管１に着脱自在に取り付けられるノズル５の直近部位まで挿入されている。すなわち、本塗装用スプレーガンＡでは、接続管１に対して着脱自在なノズル５の直近部位まで沈殿性塗料Ｐを案内する。なお、このテフロンチューブ２の後端には、後述する塗装装置Ｂの塗料供給管路１４の先端が接続される。

チューブクランプ３は、上記テフロンチューブ２を接続管１に固定するための略円筒形部材である。このチューブクランプ３には、テフロンチューブ２を挿通させるためのチューブ挿入孔３ａ（第２のチューブ挿入孔）が中心軸線に沿って形成されていると共に、周面に上記クランプ取付口１ｂのネジ溝に螺合するネジ溝が形成されている。

Ｏリング４は、上記クランプ取付口１ｂの最深部に設けられるシール部材であり、チューブクランプ３のネジ溝が上記クランプ取付口１ｂのネジ溝に螺合することによってテフロンチューブ２の表面（周面）とクランプ取付口１ｂの表面に圧接してシール機能を呈する。すなわち、上記テフロンチューブ２は、このようなチューブクランプ３がＯリング４を挟んだ状態で接続管１のクランプ取付口１ｂに螺合することにより接続管１に固定される。

ノズル５は、沈殿性塗料Ｐを所定の放射角θで外部に噴射する略円筒状部材である。このノズル５には、上記接続管１のノズル取付口１ａに螺合する取付部５ａが一端に形成され、また周面の一箇所には塗料噴射孔５ｂが形成されている。また、ノズル５の内部には、一端が上記チューブ挿入孔１ｄの先端部に向けて取付部５ａ内に開口する一方、他端が塗料噴射孔５ｂに連通する塗料案内流路５ｃが形成されている。このようなノズル５は、取付部５ａが接続管１のノズル取付口１ａに螺合することにより、スプレーガン本体に対して着脱自在に装着されている。

また、このようなノズル５には、一対の空気噴射孔５ｄ、５ｄが形成されている。この空気噴射孔５ｄ、５ｄは、図２に示すように、接続管１の中心軸線に直行する方向において、塗料噴射孔５ｂを挟むように設けられており、塗料噴射孔５ｂから噴射される沈殿性塗料Ｐに対して圧縮空気を噴射する。なお、図２には示されていないが、ノズル５の内部には接続管１に形成された圧縮空気流路と連通する流路が形成されており、空気噴射孔５ｄ、５ｄに圧縮空気を供給する。また、塗料噴射孔５ｂの形状及び一対の空気噴射孔５ｄ、５ｄからの圧縮空気の噴射によって沈殿性塗料Ｐの放射角θが決定される。

ブラケット６は、本塗装用スプレーガンＡを支持すると共に上記圧縮空気を供給するために、接続管１の外周に嵌め合わされる略リング状部材である。このブラケット６には、図２に示すように、Ｏリング７，８を収容する一対の溝部が内周面の上記最大外径部１ｆ，１ｇに符合する位置に形成されている。このブラケット６は、上記一対の溝部にＯリング７，８をそれぞれ収容した状態で当該Ｏリング７，８が最大外径部１ｆ，１ｇに圧接することにより気密状態で接続管１に連結される。

また、このブラケット６には、側面に開口する空気取入口６ａと、当該空気取入口６ａと上記接続管１の溝部１ｅとに連通する内部通路６ｂが形成されている。Ｏリング７，８は、ブラケット６の内周面と接続管１の最大外径部１ｆ，１ｇとの間に介挿され、上記溝部１ｅと内部通路６ａとを気密に連通させるシール部材である。六角穴付止ネジ９は、ブラケット６の外周面から上記内部通路６ｂに亘って加工上形成された孔を塞ぐために設けられている。また、このブラケット６の周面には、所定の支持具に本塗装用スプレーガンＡを固定するために接続孔６ｃが形成されている。

続いて、本実施形態に係る塗装装置Ｂは、図３に示すように、上記塗装用スプレーガンＡ、塗料タンク１１、攪拌機１２、チューブポンプ１３及び塗料供給管路１４から構成されている。塗装用スプレーガンＡについては上述した通りである。なお、このような本塗装装置Ｂは、図示するように、例えば円環状のワークＷの内周面を塗装する際に用いられる。

塗料タンク１１は、内部に沈殿性塗料Ｐを貯留する所定容積の容器であり、攪拌機１２を付属設備として備える。攪拌機１２は、例えばモータの動力によって沈殿性塗料中に浸漬された攪拌羽根を回転させることにより沈殿性塗料を攪拌する装置である。このような攪拌機１２を備えた塗料タンク１１は、沈殿性塗料中に含まれる固形物粉を均一に分散させた状態で沈殿性塗料を貯留することができる。

チューブポンプ１３は、容積型ポンプの一種として知られるものであり、チューブをローラで一定方向にしごくことにより上記塗料タンクから沈殿性塗料を汲み上げて塗装用スプレーガンＡに圧送するものである。チューブポンプ１３は、沈殿性塗料を定容積で輸送可能なものである。一般に、ポンプには非容積型（容量型）と容積型とがあるが、非容積型ポンプは、回転羽根によって流体に輸送力を付与する構造のポンプであり、流体の容積変動が比較的大きい。これに対して、容積型ポンプは、物体の往復運動または回転運動による容積変化によって一定容積空間に流体を吸引かつ／一定容積空間から流体を吐出する構造のポンプであり、吐出する流体の容積変動が小さい。
なお、チューブポンプ１３（容積型ポンプ）には、ポンピングが停止しているときに液体を封止できるので、液だれしないという特徴がある。

塗料供給管路１４は、上記塗料タンク１１とチューブポンプ１３と塗装用スプレーガンＡとを接続する沈殿性塗料の通路である。この塗料供給管路１４の先端部は、所定の接続具を介して上記塗装用スプレーガンＡにおけるテフロンチューブ２の後端に気密に接続される。

次に、このように構成された塗装用スプレーガンＡ及び塗装装置Ｂの動作について詳しく説明する。なお以下では、図３に示すように円環状のワークＷの内周面に本塗装装置Ｂを用いて塗装を施する場合について説明する。

この場合、本塗装用スプレーガンＡはワークＷの内周面に正対する状態に支持され、この状態において本塗装用スプレーガンＡとワークＷとを相対的に回転させつつワークの軸線方向に相対的に移動させることによりワークＷの内周面の塗装がなされる。すなわち、例えばワークＷを中心軸線周りに緩やかに回転させつつ中心軸線方向に緩やかに移動させることにより本塗装用スプレーガンＡをワークＷの内周面の全所に順次正対させることが可能であり、これによってワークＷの内周面の全所に沈殿性塗料Ｐを噴き付けて塗装を施すことができる。

このような塗装に際して、本塗装装置Ｂは、攪拌機１２で塗料タンク１１内の沈殿性塗料Ｐを十分に攪拌して固形物粉を均一に分散させた状態でチューブポンプ１３が作動することにより、本塗装用スプレーガンＡには、常に一定の割合で固形物粉を含む均一な性状の沈殿性塗料Ｐが塗料供給管路１４を介して供給される。また、このような沈殿性塗料Ｐはチューブポンプ１３（容積型ポンプ）によって本塗装用スプレーガンＡに供給されるので、その供給量（流量）は安定している。

すなわち、本塗装用スプレーガンＡのノズル５からワークＷの内周面に噴射される沈殿性塗料Ｐの吐出量は、非容積型ポンプを用いた場合よりも安定している。したがって、本塗装装置Ｂによれば、内周面の各所において均一な塗料厚の塗装を実現することができる。

また、塗料供給管路１４から本塗装用スプレーガンＡに供給される沈殿性塗料Ｐは、テフロンチューブ２を通過してノズル５に供給されるが、テフロンチューブ２が低摩擦材量であるテフロン（登録商標）製であるため、本塗装用スプレーガンＡにおいて沈殿性塗料Ｐ内の固形物粉がテフロンチューブ２内に付着・堆積してノズル５からワークＷの内周面に噴射される沈殿性塗料Ｐの吐出量が不安定になることが殆どない。したがって、本塗装用スプレーガンＡによれば、テフロンチューブ２を採用することにより、内周面の各所において均一な塗料厚の塗装を実現することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、低摩擦材量の一種であるテフロン（登録商標）製のテフロンチューブ２を用いたが、本発明はこれに限定されない。例えばテフロン（登録商標）以外の合成樹脂や天然材料で低摩擦係数の材料を採用してもよい。

（２）上記実施形態では、容積型ポンプとしてチューブポンプ１３を用いたが、本発明はこれに限定されない。容積型ポンプには、ピストンポンプ、プランジャーポンプあるいはギヤポンプ等があり、これら容積型ポンプの何れかを採用してもよい。

Ａ…スプレーガン、Ｂ…塗装装置、１…接続管（第１の円筒形部材）、１ａ…ズル取付口、１ｂ…クランプ取付口、１ｃ…後端面、１ｄ…チューブ挿入孔（第１のチューブ挿入孔）、１ｅ…溝部、１ｆ，１ｇ…最大外径部、１ｈ，１ｉ…縮径部、２…テフロンチューブ（塗料流路）、３…チューブクランプ（第２の円筒形部材）、３ａ…チューブ挿入孔（第２のチューブ挿入孔）、４…Ｏリング、５…ノズル、５ａ…取付部、５ｂ…塗料噴射孔、５ｃ…塗料案内流路、５ｄ，５ｄ…空気噴射孔、６…ブラケット、６ａ…空気取入口、６ｂ…内部通路、６ｃ…接続孔、７，８…Ｏリング、９…六角穴付止ネジ、１１…塗料タンク、１２…攪拌機、１３…チューブポンプ（容積型ポンプ）、１４…塗料供給管路

Claims (4)

1. 塗料を吐出するノズルと、
   該ノズルに塗料を供給するスプレーガン本体とを具備し、
   スプレーガン本体は、テフロン（登録商標）製の塗料流路を備えることを特徴とする塗装用スプレーガン。
2. 塗料流路は直管状のテフロンチューブからな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。
3. スプレーガン本体は、
   一端側にノズル取付口が設けられ、他端側に円環状窪み部が設けられ、かつ中心軸線に沿って第１のチューブ挿入孔が設けられた第１の円筒形部材と、
   中心軸線に沿って第２のチューブ挿入孔が形成された第２の円筒状部材と、
   円環状窪み部の最深部に設けられたシール部材とを備え、
   テフロンチューブは、第１、第２のチューブ挿入孔に挿入された状態で第２の円筒状部材の周面がシール部材を挟んだ状態で円環状窪み部にを螺合することにより第１の円筒形部材に固定されることを特徴とする請求項２記載の塗装用スプレーガン。
4. 塗料を攪拌しつつ貯留する塗料タンクと、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の塗装用スプレーガンと、
   前記塗料タンクから塗料を汲み上げて前記塗装用スプレーガンに供給する容積型ポンプと
   を備えることを特徴とする塗装装置。

Images