JP2013244429A - 塗装ハンドガン用エアキャップ - Google Patents

Abstract

【課題】塗着効率を高め得るスプレーパターンを実現する塗装ハンドガン用エアキャップを提供する。
【解決手段】塗料吐出ノズルの吐出口１４が挿入される開口部２４と、前記塗料吐出ノズルの吐出軸１ＡＸ方向に霧化エアを噴出する霧化エア噴出口２５と、前記霧化エア噴出口より外周であって前記塗料吐出ノズルの先端より前記吐出軸方向先端側に隆起して設けられた、内側面が互いに対向する一対の角部２６，２６と、前記一対の角部の内側面にそれぞれ形成され、前記吐出軸方向に向かう少なくとも二対のパターンエア噴出口２８，２９と、を備え、第１パターンエア噴出口２８から噴出される第１パターンエアは、前記吐出口から吐出された塗料のパターンを楕円形断面に整形するとともに、第２パターンエア噴出口２９から噴出される第２パターンエアは、前記第１パターンエアによって楕円形断面に整形された塗料のパターンの中央部分に噴射して当該塗料のパターンを扁平形断面に整形する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、塗装ハンドガン用エアキャップに関するものである。

自動車車体や自動車部品等の塗装に用いられる塗装ハンドガンにあっては、塗料の霧化状態を調整する霧化エアの流量と、吹き付けパターンを調整するパターンエアの流量とをそれぞれ調整することで、所望のパターン形状が決定されるように構成されている（特許文献１）。

特開２００６−２６３７０９号公報

ところで、上記従来の塗装ハンドガンは、いわゆる平吹きタイプとも称されるスプレーパターンが楕円形断面となるものであるが、上記特許文献１の図１０に示されるように、中央部分が極大値となる逆二次曲線のような膜厚分布になる。このため、均一な膜厚や塗装品質を確保するためには正確なピッチでの塗り重ね作業が必要となり、自動車車体の内板部位や小型部品等のように幅の狭い塗装対象物を塗装する場合に、塗り重ねを確保するためにオーバースプレーが発生し、塗料の塗着効率が低下するという問題がある。

本発明が解決しようとする課題は、塗着効率を高め得るスプレーパターンを実現する塗装ハンドガン用エアキャップを提供することである。

本発明は、エアキャップに吐出軸方向に向かう二対のパターンエア噴出口を設け、このうち吐出軸方向後端側の噴出口からの第１パターンエアによって吐出口から吐出された塗料のパターンを楕円形断面に整形するとともに、吐出軸方向先端側の噴出口からの第２パターンエアによって、楕円形断面に整形された塗料のパターンの中央部分に噴射して扁平形断面に整形することによって上記課題を解決する。

本発明によれば、最終的には塗料のパターンが扁平形断面となって膜厚分布が略台形状になるので、１回の塗装で所定の膜厚を確保できる塗装幅が増加する。その結果、塗り重ね回数を低減することができ、オーバースプレーによる塗着効率の低減を抑制することができる。

本発明の一実施の形態に係るエアキャップを適用した塗装ハンドガンの先端部分を示す断面図である。 図１の正面図である。 図１のエアキャップによる膜厚特性を示すグラフである。 図１のエアキャップを用いて２回の塗り重ね塗装を行った場合の膜厚特性を示すグラフである。 本発明の比較例に係るエアキャップを示す断面図である。 図４のエアキャップによる膜厚特性を示すグラフである。 図４のエアキャップを用いて４回の塗り重ね塗装を行った場合の膜厚特性を示すグラフである。 図１のエアキャップによる塗装パターンの整形作用を示す塗装パターンの断面図である。 図４のエアキャップによる塗装パターンの整形作用を示す塗装パターンの断面図である。 図１のエアキャップによる膜厚特性の測定結果を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施の形態に係るエアキャップ２を装着した塗装ハンドガンの塗料吐出ノズル１を示す断面図、図２はエアキャップ２の正面図（II矢視図）である。なお、図１は図２のＩ−Ｉ線に沿う断面図でもある。本例のエアキャップが装着される塗装ハンドガンは一般的な公知のハンドガンを用いることができるため、塗料吐出ノズル部分のみを図示し全体図は省略する。

塗料吐出ノズル１は、そのノズル本体１１の中央部に塗料の吐出軸１ＡＸ方向に延在する塗料通路１２を有し、その先端部が断面円形の塗料吐出口１４とされている。塗料は、図示しない塗装ハンドガンのたとえばグリップ部の基端に接続された塗料ホースから塗料通路１２に導入され、塗装ハンドガンに設けられた吐出量調節弁により塗料の吐出量が調節可能とされている。また、塗料は、図１では表記されていないガンの上流にニードル弁が設けられ、このニードル弁が後退すると塗料が吐出し、前進すると塗料の吐出が停止する。塗料吐出口１４の内部には電極と電極を保持する部品が格納されている。この電極を保持する部品を塗料吐出口１４との間に適正な隙間を維持できるように構成することで、塗料吐出口１４からの塗料は中空の環状断面となって吐出される。

塗料通路１２の外周には霧化エア通路１３が設けられ、塗料吐出ノズル１にエアキャップ２を装着したときに形成される、塗料吐出口１４とエアキャップ２の開口部２４との隙間２５が霧化エア噴出口を構成し、ここから塗料の吐出軸１ＡＸ方向へ霧化エアが噴出される。塗料は吐出口１４から吐出軸１ＡＸ方向に吐出するので、霧化エアはその外周から吐出した塗料と平行に噴射され、当該塗料を微粒化する機能を司る。なお、霧化エア通路１３は、後述するエアキャップ２の副パターンエア噴出口３０にも連通し、ここから補助的なパターンエア又は霧化エアを噴出する。

塗料吐出ノズル１のノズル本体１１は基部１５を塗装ハンドガンに捩じ込むことにより装着され、交換可能とされている。

本例のエアキャップ２は、キャップ本体２１を有し、キャップ本体２１の凹部２３に塗料吐出ノズル１を収容しつつキャップ基部２２を、リテーナなどを介して又は直接、塗装ハンドガンに捩じ込むことで固定され、交換可能とされている。

本例のエアキャップ２は、キャップ本体２１の中心部に形成され、塗料吐出ノズル１の塗料吐出口１４が挿入される開口部２４を有する。上述したとおり、この開口部２４には、当該開口部２４より小径の塗料吐出口１４が挿入され、開口部２４と塗料吐出口１４との間に、環状の霧化エア噴出口２５が形成される。そして、霧化エア通路１３から供給された霧化エアが、霧化エア噴出口２５から、塗料吐出ノズル１の吐出軸１ＡＸ方向に噴出する。また、開口部２４の外周には、それぞれ複数の副パターンエア噴出口３０が設けられ、この副パターンエア噴出口３０からは、霧化エア通路１３からのエアが噴出されて塗装パターンの整形と霧化に供される。

本例のエアキャップ２は、霧化エア噴出口２５より外周であって塗料吐出ノズル１の先端より吐出軸１ＡＸ方向の先端側に隆起して設けられた、内側面が互いに対向する一対の角（つの）部２６，２６を有する。本例の角部２６は、図２に示すように、塗料吐出口１４を中心にして上下に一つずつ設けられている。この角部２６，２６の内部にはそれぞれパターンエア通路２７，２７が形成され、当該角部２６，２６の内側面（中心側の面）にそれぞれ形成された、吐出軸１ＡＸ方向に向かう二対のパターンエア噴出口２８，２９からパターンエアを噴出する。

以下、角部２６，２６に形成された二対のパターンエア噴出口２８，２９のうち、吐出軸方向１ＡＸの後端側に形成されたパターンエア噴出口２８を第１パターンエア噴出口２８と称し、吐出軸方向１ＡＸの先端側に形成されたパターンエア噴出口２９を第２パターンエア噴出口２８と称し、これらを総称する場合は単にパターンエア噴出口２８，２９と称する。

二対のパターンエア噴出口２８，２９は、吐出軸１ＡＸに向かって先端側へ傾斜して形成されている。そして、対を成すパターンエア噴出口２８，２９のエア噴出軸２８ＡＸ，２９ＡＸのそれぞれは吐出軸１ＡＸ線上で交差するように形成されている。すなわち、対を成す第１パターンエア噴出口２８，２８のエア噴出軸２８ＡＸ，２８ＡＸは、図１に示すように吐出軸１ＡＸ上で交わり、対を成す第２パターンエア噴出口２９，２９のエア噴出軸２９ＡＸ，２９ＡＸも、図１に示すように吐出軸１ＡＸ上で交わる。ただし、エア噴出軸２８ＡＸ，２８ＡＸの交点Ｐ１は、エア噴出軸２９ＡＸ，２９ＡＸの交点Ｐ２より吐出軸１ＡＸ上の後ろ側の位置とされている。つまり、エア噴出軸２８ＡＸ，２８ＡＸの交点Ｐ１は、エア噴出軸２９ＡＸ，２９ＡＸの交点Ｐ２とは重ならず、また交点Ｐ２より先端側でもない。

さらに本例の二対のパターンエア噴出口２８，２９は、その口径が等しくてもよいが、第２パターンエア噴出口２９の方が第１パターンエア噴出口に比べて小径であることがより好ましい。以下、この理由について説明する。

はじめに、図４を参照して本例の比較例に係るエアキャップ２Ｃを説明すると、同図に示すエアキャップ２Ｃは、パターンエア噴出口２８Ｃ，２９Ｃ，３０Ｃを除いた構成は本例のエアキャップ２と同じとする。比較例に係るエアキャップ２Ｃのパターンエア噴出口は、それぞれの角部２６，２６に三対設けられ、第１パターンエア噴出口２８Ｃ，２８Ｃのエア噴出軸２８ＣＡＸ，２８ＣＡＸの交点Ｐ１は吐出軸１ＡＸ上で交わり、第２パターンエア噴出口２９Ｃ，２９Ｃのエア噴出軸２９ＣＡＸ，２９ＣＡＸの交点Ｐ２は吐出軸１ＡＸ上で交わり、第３パターンエア噴出口３０Ｃ，３０Ｃのエア噴出軸３０ＣＡＸ，３０ＣＡＸの交点Ｐ３は吐出軸１ＡＸ上で交わる。ただし、第２パターンエア噴出口２９Ｃ，２９Ｃのエア噴出軸２９ＣＡＸ，２９ＣＡＸの交点Ｐ２と、第３パターンエア噴出口３０Ｃ，３０Ｃのエア噴出軸３０ＣＡＸ，３０ＣＡＸの交点Ｐ３とは、交点Ｐ２の方が交点Ｐ３より先端側で交差する。換言すれば、一方の角部２６において、第２パターンエア噴出口２９Ｃのエア噴出軸２９ＣＡＸと、第３パターンエア噴出口３０Ｃのエア噴出軸３０ＣＡＸとが吐出軸１ＡＸの手前で交差する構成とされている。

このような構成の比較例に係るエアキャップ２Ｃを用いて塗装すると、その膜厚分布は、図５Ａに示すように中心部が極大値となる逆二次曲線のプロファイルとなる。つまり、塗装ハンドガンの中心部分が最も膜厚が厚くなり、外周へ向かって徐々に薄膜となる。これに対して、本例のエアキャップ２を用いて塗装すると、その膜厚分布は、図３Ａに示すように、中央部が平坦となる台形状のプロファイルとなる。つまり、塗装ハンドガンの中心から、同図の例で言えば左右それぞれに８ｃｍ（合計１６ｃｍ）の範囲の膜厚がほぼ等しくなり、そこから外周へ向かって急激に薄膜になる。

こうした塗装パターンの実現は以下のように考えられる。すなわち、図６Ａに示すように、塗料吐出口１４から吐出した直後の塗料は、同図（ａ）に示すように中空状の円形断面となっているが、これが第１パターンエア噴出口２８，２８からのパターンエアによって両側から押し潰され、同図（ｂ）に示すように楕円形断面に整形される。ここまでの整形作用は、図６Ｂの（ａ）及び（ｂ）に示すように比較例に係るエアキャップ２Ｃを用いた場合（比較例のエアキャップ２Ｃの第１パターンエア噴出口２８Ｃによる整形作用）も同じである。

ところが、本例のエアキャップ２の第２パターンエア噴出口２９は、第１パターンエア噴出口２８からの第１パターンエアと交差せずしかも小径であるため、図６Ａの（ｃ）に示すように、第１パターンエアにより整形された楕円形断面の塗装パターンのうちの中央部分にのみ強く作用し、これにより楕円形断面ではなく扁平状断面の塗装パターンとなる。これに対して、比較例に係るエアキャップ２Ｃでは、第２パターンエア噴出口２９Ｃと第３パターンエア噴出口３０Ｃとが交差することで複合され、第１パターンエアにより整形された楕円形断面の塗装パターンのうちの全体にわたって作用するため、そのまま楕円形断面の塗装パターンを維持する。

図６Ｂの（ｃ）に示すように、楕円形断面の塗装パターンでは、周辺部より中央部に微粒化塗料が集中しているので、その膜厚分布は図５Ａのように逆二次曲線状となるのに対し、図６Ａの（ｃ）に示すような扁平状断面の塗装パターンでは、中央部のある範囲にわたって微粒化塗料が集約されるので、その膜厚分布は図３Ａのように台形状となる。そして、図６Ａの（ｃ）に示すように第２パターンエア噴出口２９からの第２パターンエアは塗装パターンの中央部に集中させることが肝要であるから、第２パターンエア噴出口２９の孔径は第１パターンエア噴出口２８の孔径より小径であることが好ましい。

ちなみに、図３Ｂは本例のエアキャップ２を装着した塗装ハンドガンを用いて３５μｍの膜厚を確保するために塗装した場合を示すが、１ステージ目の塗装により中心から±８ｃｍの範囲で１８μｍの膜厚が確保され、ガン位置をずらすことなく２ステージ目の塗り重ねを行うことで、中心から±８ｃｍの範囲で３５μｍの膜厚が確保される。したがって、塗り重ね回数を低減することができ、また±８ｃｍ程度の狭小な塗装部位であってもガン位置をずらさずに塗り重ねができるので塗着効率を高めることができる。

これに対して、図５Ｂは、図５Ａに示す膜厚分布の比較例に係るエアキャップ２Ｃを用いて３５μｍの膜厚を確保するために塗装した場合を示す。この場合は、１ステージ目の塗装によって確保される最大膜厚は本例と同じ１８μｍではあるが、その範囲が±２ｃｍ程度と狭いため、塗装ガンをずらしながら塗り重ねる必要がある。たとえば、図３Ｂと同等の±８ｃｍの塗装部位に３５μｍの膜厚を確保しようとすると２回以上の塗り重ねが必要となる。したがって、均一な膜厚や塗装品質を確保するためには正確なピッチでの塗り重ね作業が必要となり、自動車車体の内板部位や小型部品等のように幅の狭い塗装対象物を塗装する場合に、塗り重ねを確保するためにオーバースプレーが発生し、塗料の塗着効率が低下することになる。

図７は、本例のエアキャップ２において、吐出量を２８０ＮＬ／ｍｉｎ、霧化エア流量を２８０ＮＬ／ｍｉｎとし、パターンエアの流量を変えた場合の膜厚分布を測定した結果を示すグラフである。従来のエアキャップ（比較例）では、パターンエアを増減させると中央部の膜厚やパターン幅が大きく変動して、作業性が悪化する。本例のエアキャップ２では、標準的なパターンエア流量１８０ＮＬ／ｍｉｎ（実施例２）に対して、パターンエア流量を＋２０ＮＬ／ｍｉｎ（実施例３）した場合でも、−２０ＮＬ／ｍｉｎ（実施例１）した場合でも、目標とする台形形状と適正なパターン幅の維持が容易であり、良好な作業性が確保できることが確認された。

以上のとおり、本例のエアキャップ２によれば、吐出軸上で互いに交差しない２対のパターンエア噴出口２８，２９を設けたので、吐出軸方向後端側の第２パターンエア噴出口２８からの第１パターンエアによって塗装パターンを楕円形断面に整形したのち、吐出軸方向先端側の第２パターンエア噴出口２９からの第２パターンエアによって、楕円形断面に整形された塗装パターンの中央部分に噴射して扁平形断面に整形する。その結果、最終的には塗料のパターンが扁平形断面となって膜厚分布が略台形状になるので、１回の塗装で所定の膜厚を確保できる塗装幅が増加する。その結果、塗り重ね回数を低減することができ、オーバースプレーによる塗着効率の低減を抑制することができる。

１…塗料吐出ノズル
１１…ノズル本体
１２…塗料通路
１３…霧化エア通路
１４…ノズルの吐出口
１５…ノズルの基部
１ＡＸ…塗料吐出ノズルの吐出軸
２…エアキャップ
２１…キャップ本体
２２…キャップの基部
２３…凹部
２４…開口部
２５…霧化エア噴出口
２６…角（つの）部
２７…パターンエア通路
２８…第１パターンエア噴出口
２９…第２パターンエア噴出口
２８ＡＸ…第１エア噴出軸
２９ＡＸ…第２エア噴出軸
３０…副パターンエア噴出口

Claims (4)

1. 塗装ハンドガンの塗料吐出ノズルの先端に装着されるエアキャップであって、
   前記エアキャップの中心部に形成され、前記塗料吐出ノズルの吐出口が挿入される開口部と、
   前記開口部の外周に環状に形成され、前記塗料吐出ノズルの吐出軸方向に霧化エアを噴出する霧化エア噴出口と、
   前記霧化エア噴出口より外周であって前記塗料吐出ノズルの先端より前記吐出軸方向先端側に隆起して設けられた、内側面が互いに対向する一対の角部と、
   前記一対の角部の内側面にそれぞれ形成され、前記吐出軸方向に向かう少なくとも二対のパターンエア噴出口と、を備え、
   前記二対のパターンエア噴出口のうち前記吐出軸方向後端側に形成されたパターンエア噴出口から噴出される第１パターンエアは、前記吐出口から吐出された塗料のパターンを楕円形断面に整形するとともに、
   前記二対のパターンエア噴出口のうち前記吐出軸方向先端側に形成されたパターンエア噴出口から噴出される第２パターンエアは、前記第１パターンエアによって楕円形断面に整形された塗料のパターンの中央部分に噴射して当該塗料のパターンを扁平形断面に整形することを特徴とする塗装ハンドガン用エアキャップ。
2. 前記第１パターンエアにより整形された塗料のパターンによる膜厚分布は、前記吐出軸を中心にする逆二次曲線状になるとともに、
   前記第２パターンエアにより整形された塗料のパターンによる膜厚分布は、前記吐出軸を中心にする略台形状になることを特徴とする請求項１に記載の塗装ハンドガンのエアキャップ。
3. 塗装ハンドガンの塗料吐出ノズルの先端に装着されるエアキャップであって、
   前記エアキャップの中心部に形成され、前記塗料吐出ノズルの吐出口が挿入される開口部と、
   前記開口部の外周に環状に形成され、前記塗料吐出ノズルの吐出軸方向に霧化エアを噴出する霧化エア噴出口と、
   前記霧化エア噴出口より外周であって前記塗料吐出ノズルの先端より前記吐出軸方向先端側に隆起して設けられた、内側面が互いに対向する一対の角部と、
   前記一対の角部の内側面にそれぞれ形成され、前記吐出軸方向に向かう少なくとも二対のパターンエア噴出口と、を備え、
   前記対を成すパターンエア噴出口のエア噴出軸のそれぞれは、前記吐出軸線上で交差し、
   前記対を成す２つのエア噴出軸のうち前記吐出軸方向先端側に形成されたパターンエア噴出口のエア噴出軸の交点は、前記吐出軸方向後端側に形成されたパターンエア噴出口のエア噴出軸の交点より、前記吐出軸線上において先端側に位置することを特徴とする塗装ハンドガン用エアキャップ。
4. 前記二対のパターンエア噴出口のうち前記吐出軸方向先端側に形成されたパターンエア噴出口の孔径は、前記吐出軸方向後端側に形成されたパターンエア噴出口の孔径より小さいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に塗装ハンドガン用エアキャップ。

Images