JP2014046287A - スプレーガン - Google Patents

Abstract

【課題】塗料と空気との混合効率を上げて該塗料の微粒化を向上させるとともに、塗料噴出量を確保させることのできるスプレーガンを提供する。
【解決手段】塗料ノズル３０の先端部３１が、その先端面３２において塗料噴出口３０Ａの内周から先端側に向かって拡開され噴出した塗料流を規制する案内壁３２Ａを有するとともに、その外周において長手方向に後端側の所定の位置から案内壁３２Ａまで穿設され空気流の一部を塗料噴出口３０Ａの前方に誘導する複数のＶ字状溝１５を有し、前記Ｖ字状溝１５の前記案内壁３２Ａと交差する輪郭で画される三角形状の面積の高さｈを０．５ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲内に設定し、前記三角形状の面積の頂角の開き角度ｇを２０°〜１００°の範囲内に設定する。
【選択図】図８

Description

本発明はスプレーガンに係り、特に、塗料流と空気流を大気中で混合させて霧化するスプレーガンに関する。

この種のスプレーガンは、たとえば特許文献１あるいは２に開示されているように、該スプレーガンの銃身に、先端部の塗料噴出口から塗料流を噴出する塗料ノズルと、該塗料ノズルの先端部を囲み前記先端部の間に空気流を噴射させる環状のスリットを規定する空気キャップとが備えられている。

そして、該塗料ノズルの前記先端部が、その先端面において前記塗料噴出口の内周から先端側に向かって拡開され噴出した塗料流を規制する案内壁を有するとともに、その外周において長手方向に後端側の所定の位置から前記案内壁まで穿設され空気流の一部を塗料噴出口の前方に誘導する複数のＶ字状溝が形成されている。

このように構成されるスプレーガンは、塗料噴出口から塗料が塗料流となって噴出される際に、ガン本体からの空気流が前記スリットを介して前記Ｖ字状溝に導かれ、塗料噴出口からの塗料流に気液接触面積を増大させながら衝突混合するようになっている。これにより、空気流がたとえ低圧であっても塗料流をその中心にまで微粒化させて霧化させるようになっている。

特開平８−１９６９５０号公報 国際公開第０１／０２０９９号

このように、上述したスプレーガンは、Ｖ字状溝に導かれる空気流を塗料噴出口からの塗料流に衝突混合させることによって、塗料と空気の混合効率を上げ該塗料の微粒化を向上させることができるようになっている。

しかし、一方において、空気流が塗料流に衝突混合する際に、該空気流が抵抗となって、塗料噴出量を低減させてしまうという不都合が生じる。

本発明は、このような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、塗料と空気との混合効率を上げつつ該塗料の塗料噴出量を確保するとともに、微粒化を向上させることのできるスプレーガンを提供することにある。

このような目的を達成するため、本発明は、塗料ノズルの先端面の案内壁において前記Ｖ字状溝の交差によって形成される輪郭で画される三角形の形状を所定の条件に設定した。

さらに、上記の場合において、Ｖ字状溝の塗料ノズルの最先端面から前記後端側の所定の位置までの長さ、およびＶ字状溝の底部の塗料ノズルの先端側へ向かう収束角度をある角度範囲で設定することによって、塗料と空気との混合効率を上げつつ該塗料の塗料噴出量を確保できるとともに、微粒化を向上できることが確認された。

本発明は、以下の構成によって把握される。
（１）本発明のスプレーガンは、塗料流と空気流を大気中で混合されて霧化するスプレーガンであって、銃身を有する本体と、前記銃身の先端側に配置され、その先端面に形成された塗料噴出口から前記塗料流を噴出させる塗料ノズルと、 前記銃身の先端側に前記塗料ノズルの先端部を囲むように配置され、その内周面と前記先端部の外周面との間に前記空気流を噴射させる環状のスリットを規制する空気キャップとを備え、前記塗料ノズルの前記先端部が、その先端面において前記塗料噴出口の内周から先端側に向かって拡開され噴出した前記塗料流を規制する案内壁を有するとともに、その外周において長手方向に後端側の所定の位置から前記案内壁まで穿設され前記空気流の一部を前記塗料噴出口の前方に誘導する複数のＶ字状溝を有し、前記Ｖ字状溝の前記案内壁と交差する輪郭で画される三角形状の面積の高さ、および頂角の開き角度を、それぞれ、ｈ、ｇとした場合、前記ｈは０．５ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲内に設定され、前記ｇは２０°〜１００°の範囲内に設定されていることを特徴とする。

（２）本発明のスプレーガンは、（１）の構成において、前記Ｖ字状溝の前記案内壁と交差する輪郭で画される三角形状の面積は、０．２５ｍｍ^２〜１．００ｍｍ^２の範囲内に設定されていることを特徴とする。
（３）本発明のスプレーガンは、（１）の構成において、前記Ｖ字状溝は、前記塗料ノズルの最先端面から前記後端側の所定の位置までの長さが１．０ｍｍから３．５ｍｍの範囲内で前記塗料ノズルの中心軸に沿う直線距離を有し、前記各Ｖ字状溝の底部は、前記塗料ノズルの先端側へ向かって、３０°から１００°の範囲で収束角度を有することを特徴とする。
（４）本発明のスプレーガンは、（１）の構成において、前記Ｖ字状溝は４個設けられ、それぞれのＶ字状溝は、塗料ノズルの前記先端面から観た場合、前記塗料噴出口を中心に十文字に配置されていることを特徴とする。

（５）本発明のスプレーガンは、（１）の構成において、前記塗料ノズルの前記先端面における前記Ｖ字状溝の各々の底部は、前記塗料噴出口の内径よりも大きな径の円周上に位置するように形成されていることを特徴とする。
（６）本発明のスプレーガンは、（１）の構成において、前記案内壁が円錐状であり、側面視において、６０°から１５０°の範囲で開き角度を有することを特徴とする。
（７）本発明のスプレーガンは、（１）の構成において、前記塗料ノズルの近傍における前記空気キャップの前方面に対し、前記塗料ノズルの前記案内壁の面内における前記Ｖ字状溝の底部は、塗料ノズルの前記先端部の長手方向に沿って前方０．５ｍｍから後方０．５ｍｍの間の範囲に位置することを特徴とする。

このように構成されたスプレーガンによれば、塗料と空気との混合効率を上げつつ該塗料の塗料噴出量を確保させるとともに、微粒化を向上させることができるようになる。

本発明のスプレーガンの実施形態１を示す全体構成図である。 本発明のスプレーガンの塗料ノズルの先端部を示す斜視図である。 本発明のスプレーガンの塗料ノズルの先端部を空気キャップとともに示す断面図（Ｖ字状溝を含まない面での断面図）である。 本発明のスプレーガンの塗料ノズルの先端部を空気キャップとともに示す断面図（Ｖ字状溝を含む面での断面図）である。 本発明のスプレーガンの銃身部に取り付けられる塗料ノズル、空気キャップ、および塗料ジョイントを示した分解斜視図である。 本発明のスプレーガンの空気キャップに形成される補助空気孔を塗料ノズルとともに示す側面図および正面図である。 本発明のスプレーガンの先端面の案内壁の開き角に応じた塗料噴出量の分布を示す説明図である。 本発明のスプレーガンの実施形態２の要部を示す構成図で、（ａ）は、塗料ノズルの先端部の正面図、（ｂ）は断面図である。 本発明のスプレーガンのＶ字状溝の案内壁と交差する輪郭で画される三角形状の高さｈ、Ｖ字状溝の案内壁と交差する輪郭で画される三角形状の頂角の開き角度ｇと通過面積の関係を示したグラフである。 本発明のスプレーガンのＶ字状溝の長さ、Ｖ字状溝の収束角度と前記通過面積における高さの関係を示したグラフである。 本発明のスプレーガンの実施形態３の要部を示す構成図で、塗料ノズルの先端部の正面図である。 本発明のスプレーガンの実施形態４の要部を示す構成図で、塗料ノズルの先端部と該先端部の周囲に配置される空気キャップを示す断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、それぞれ、本発明のスプレーガンの実施形態４の変形例を示す要部構成図である。 本発明のスプレーガンの実施形態５の要部を示す構成図で、塗料ノズルの先端部を空気キャップとともに示した断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。
（実施形態１）
図１は、本発明のスプレーガンの実施形態１を示す全体構成図である。

図１に示すスプレーガン（本体）１は、銃身部２、引金３、および握り部４を備えて構成されている。スプレーガン１は、引金３の操作にともなって、銃身部２の先端から塗料流と空気流が噴出され、これら塗料流と空気流は大気中で混合され霧化されるようになっている。

なお、図１に示す各部材の以下の説明において、その便宜上、銃身部２側を先端部（前方部）と、銃身部２と反対側を後端部（後方部）と称する場合がある。

図１において、スプレーガン１の握り部４からは圧縮空気が空気ニップル５、空気通路６を介して空気弁部７に送り込まれ、該圧縮空気は空気通路６’を介して銃身部２の先端部に送られるようになっている。引金３は支点３Ａを中心にして握り部４側へ引くことができ、該引金３に取り付けられた弁棒８を介して空気弁部７の空気弁９を開き、圧縮空気を銃身部２の先端部に送るようになっている。また、引金３には、該引金３を引くことによってガイド室１０内で後退するニードル弁ガイド１１が取り付けられ、このニードル弁ガイド１１には銃身部２の中心軸上に配置されるニードル弁１２が取り付けられている。ニードル弁１２は、引金３が引かれていない場合に、ガイド室１０内に配置されるコイルばね１３によって銃身部２の先端側に取り付けられた塗料ノズル３０の塗料噴出口３０Ａのシート内面に押圧されてシールされるようになっている。

なお、引金３を引いた場合、ニードル弁１２が塗料ノズル３０の塗料噴出口３０Ａから引かれるより僅かに早く前記空気弁９が開かれるように構成されている。

塗料ノズル３０は、塗料噴出口３０Ａを有する先端部（以下、ノズル先端部３１と称す）において径が小さく後端部において径の大きな円筒状部材から構成されている。塗料ノズル３０の後端部には塗料ジョイント１４が形成され、この塗料ジョイント１４に付設されるたとえば塗料容器（図示せず）から塗料ノズル３０に塗料が供給されるようになっている。塗料ノズル３０に供給された塗料は、塗料ノズル３０のニードル弁１２によるシールが解除された際に、該塗料ノズル３０の塗料噴出口３０Ａから塗料流として噴出するようになっている。

また、塗料ノズル３０のノズル先端部３１を囲むようにして空気キャップ１６が配置されている。この空気キャップ１６は空気キャップカバー１８を介して銃身部２に取り付けられている。空気キャップ１６の内周面と塗料ノズル３０のノズル先端部３１の外周面との間には環状のスリット１９が形成されるようなっている。前記空気通路６’からの圧縮空気は、前記空気弁部７の空気弁９が開かれた際に、該スリット１９から塗料ノズル３０のノズル先端部３１の周囲に沿って空気流を噴出するようになっている。

図２に示すように、塗料ノズル３０のノズル先端部３１は、先端面３２を有し、この先端面３２の中心軸上に塗料噴出口３０Ａが形成されている。塗料噴出口３０Ａの内径は塗料ノズル３０のノズル先端部３１の外径に対して比較的小さく形成され、塗料ノズル３０の該先端面３２には、塗料噴出口３０Ａから噴出する塗料流を規制する案内壁３２Ａを有するようになっている。案内壁３２Ａは、塗料噴出口３０Ａの内周から塗料ノズル３０の先端側に向かって拡開された円錐状として形成されている。そして、案内壁３２Ａの外周縁は、塗料ノズル３０のノズル先端部３１の外周から内側に、正面視において、０．５ｍｍを超えない範囲に位置するように構成されている。換言すれば、案内壁３２Ａの外周縁が塗料ノズル３０のノズル先端部３１の外周側面からの距離ｐを０．５ｍｍ以下に形成するように構成されている。さらに換言すれば、塗料ノズル３０の先端面３２には、該案内壁３２Ａの他に該案内壁３２Ａの外周縁から塗料ノズル３０のノズル先端部３１の外周までの部分において、塗料ノズル３０の中心軸Ｏに垂直な面であって、０．５ｍｍ以下の幅を有する環状の平面部３２Ｂが形成されている。このように、案内壁３２Ａの外周縁を塗料ノズル３０のノズル先端部３１の外周から内側に０．５ｍｍを超えない範囲に位置するように構成することによって、後に詳述するように、塗料噴出口３０Ａからの塗料噴出量の増加と微粒化の向上が図れる効果を奏するようになる。

また、塗料ノズル３０のノズル先端部３１を拡大した断面図である図３に示すように、円錐状からなる該案内壁３２Ａは、側面視において、６０°から１５０°の範囲で開き角度αを有して構成されている。このように、案内壁３２Ａの開き角度を６０°から１５０°の範囲で構成することにより、後に詳述するように、塗料ノズル３０の塗料噴出口３０Ａであるストレートな通過路から該案内壁３２Ａへの角度変化を小さくでき、塗料の該案内壁３２Ａへ沿っての流れをスムーズに行うようにできるようになっている。なお、図３では、塗料ノズル３０の他にニードル弁１２および空気キャップ１６も併せて描いている。

また、図２に戻り、塗料ノズル３０のノズル先端部３１は、その外周において周方向に等間隔にたとえば４個のＶ字状溝１５が形成されている。すなわち、これらＶ字状溝１５は、塗料ノズル３０の先端面から観た場合、塗料噴出口３０を中心に十文字に配置されている。これらＶ字状溝１５は、塗料ノズル３０のノズル先端部３１において長手方向に後端側（図中左側）の所定の位置（以下、Ｖ字状溝１５の始点ｒと称する場合がある）から先端面３２まで穿設されて形成され、塗料ノズル３０の先端面３２に向かうに従い深くなる底部を有する。これらＶ字状溝１５は、空気通路６’から前記スリット１９を通して噴出される空気流の一部を塗料噴出口３０Ａの前方に誘導するように構成されている。すなわち、図３に対応する図であり前記Ｖ字状溝１５が形成されている部分で断面をとった図４に示すように、空気通路６’からの圧縮空気がスリット１９から噴出される際に、同図の矢印に示すように、該圧縮空気は塗料ノズル３０の各Ｖ字状溝１５内に導かれ、各Ｖ字状溝１５内の空気流は、塗料ノズル３０の塗料噴出口３０Ａからの塗料流に気液接触面積を増大させながら衝突混合できるようになっている。これにより、圧縮空気がたとえ低圧の空気流であっても噴出塗料の中心部にまで微粒化させる働きをもたせるようになっている。

ここで、前記各Ｖ字状溝１５は、図２に示すように、その底部（図中符号ｂで示す）が塗料ノズル３０の先端面３２において前記案内壁３２Ａの範囲内に位置するように構成されている。換言すれば、各Ｖ字状溝１５の底部ｂは、塗料ノズル３０の先端面３２において、塗料噴出口３０Ａの内径よりもたとえばｔ（＞０）だけ大きな径の円周上に位置するように形成されている。すなわち、各Ｖ字状溝１５の底部ｂが、塗料ノズル３０の先端面３２において、塗料噴出口３０Ａの内径上に位置して形成される場合、あるいは塗料噴出口３０Ａの内周面にまで侵入して形成される場合を回避させた構成となっている。このように、各Ｖ字状溝１５の底部ｂを塗料ノズル３０の先端面３２において案内壁３２Ａの範囲内に位置するように構成することにより、後に詳述するように、各Ｖ字状溝１５内に流入される圧縮空気が塗料ノズル３０の塗料噴出口３０Ａからの塗料流に侵入する際に、該塗料流に生じる抵抗を大幅に減少できるようになっている。

そして、図１に戻り、該空気キャップ１６は、その先端側の面において、塗料ノズル３０を間にして一対の角部１６Ａが形成されている。図５は、空気キャップ１６を銃身部２の近傍とともに示した斜視図であり、一対の各角部１６Ａは、塗料ノズル３０の塗料噴出口３０Ａを間にして互いに対向するようにして形成されている。空気キャップ１６の角部１６Ａには、図１に示すように、前記空気通路６’に連結される側面空気孔２０が形成され、これら側面空気孔２０からの空気流は、塗料ノズル３０の塗料噴出口３０Ａからの塗料流に交差するように噴射できるようになっている。これにより、塗料ノズル３０から噴出される塗料は空気キャップ１６の側面空気孔２０から噴出される圧縮空気によって楕円形のスプレーパターンとして形成できるようになっている。空気キャップ１６の側面空気孔２０へ送られる圧縮空気は、パターン開き調節装置２３によって流量調整され、該側面空気孔２０から噴出されるようになっている。パターン開き調節装置２３はパターン調整つまみ２４を回転することによって流量調整がなされるようになっている。これにより、塗料ノズル３０から噴出される塗料スプレーパターンの扇状の広がりが調節できるようになる。

なお、図１、図３、図４では省略して示していたが、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、塗料ノズル３０のノズル先端部３１の近傍の空気キャップ１６には、該塗料ノズル３０のノズル先端部３１を間にして一対の補助空気孔２１が形成されている。図６（ａ）は、空気キャップ１６を塗料ノズル３０とともに示した側面図（空気キャップ１６は断面で示している）で、図６（ｂ）は、正面図である。補助空気孔２１は空気通路６’に連通されて形成され、該補助空気孔２１からの空気流は塗料ノズル３０の塗料噴出口３０Ａからの塗料流に交差するようになっている。補助空気孔２１は、スプレーパターンの形成上、前記の側面空気孔２０からの噴射力に対応してバランスを採るために設けられている。

このような構成からなるスプレーガン１は、上述した構成によって次に示す効果を奏するようになる。
（１）スプレーガン１は、まず、塗料ノズル３０の各Ｖ字状溝１５が、その底部ｂにおいて、案内壁３２Ａの範囲内に位置するように構成されている。これにより、Ｖ字状溝１５に流れる空気流が塗料噴出口３０Ａから噴出される塗料流に直接に流れ込むことを回避できるようになる。このため、各Ｖ字状溝１５内に流入される空気流が塗料噴出口３０Ａからの塗料流に侵入する際に、該塗料流に生じる抵抗を大幅に減少させることができるようになる。このため、塗料ノズル３０の塗料噴出口３０Ａから噴出される塗料流の量を増大できるとともに、該塗料噴出口３０Ａの内径の拡大に合わせてさらに増大させることができるようになる。

（２）スプレーガン１は、案内壁３２Ａの外周縁が塗料ノズル３０のノズル先端部３１の外周側面からの距離ｐを０．５ｍｍ以下に形成するように構成されている。これにより、塗料流の塗料噴出量の増加と微粒化の向上が図れる効果を奏する。仮に、案内壁３２Ａの外周縁を塗料ノズル３０のノズル先端部３１の外周側面から距離ｐを０．５ｍｍより大きくした場合、塗料ノズル３０のノズル先端部３１の外周面を流れる空気流と、Ｖ字状溝１５の内部を流れる空気流によって、塗料ノズル３０の先端面３２に乱流が発生してしまうことが確かめられる。この乱流は、案内壁３２Ａの外周縁と塗料ノズル３０のノズル先端部３１の外周側面との距離ｐを上述の範囲で短くすることによって少なくなり、これにより、案内壁３２Ａに沿った空気流の流れがスムーズになることから、塗料噴出量が増大するとともに、塗料の微粒化も向上するようになる。

（３）スプレーガン１は、塗料ノズル３０の先端面３２の案内壁３２Ａが、その拡開の開き角度αが６０°から１５０°の範囲になるように構成されている。これにより、塗料ノズル３０の塗料噴出口３０Ａのストレートな通過路から該案内壁３２Ａへの角度変化を小さくでき、図７（ａ）の右図に示すように、塗料の該案内壁３２Ａへ沿っての流れが図中矢印のようになり、スムーズな流れを形成することができる。このため、図７（ａ）の左図に示すように、塗料の該案内壁３２Ａへの流れが均一化され、塗料噴出口３０Ａからの塗料はフラット形状で噴出されるようになる。そして、これにともない該塗料の塗料噴出量も増大できる効果を奏する。なお、図７（ａ）の左図は、縦軸を塗料ノズル３０の先端面３２の径方向に対応させ、横軸に塗料の流量をとっている。

ちなみに、図７（ｂ）は、案内壁３２Ａの拡開の開き角度α’を１５０°よりも大きく形成した場合の塗料噴出口からの塗料の噴出分布を示した図である。図７（ｂ）の右図から明らかとなるように、塗料噴出口３０Ａから噴出される塗料は、案内壁３２Ａに沿って流れ難くなり、図７（ｂ）の左図に示すように、塗料噴出口３０Ａの中心軸の近傍において塗料噴出量が多く該中心軸から離れるに従い塗料噴出量が少なくなり、いわゆる中高傾向の分布となって流れの均一化が図れなくなる。
（４）これにより、本発明のスプレーガン１によれば、塗料ノズル３０の塗料噴出口３０Ａの周辺に形成された複数のＶ字状溝１５を通して該塗料噴出口３０Ａからの噴射塗料に入り込む空気流が、該塗料の噴出量の増大の妨げにならないようにすることができる。そして、塗料流の微粒化、フラット化を達成することができる。
（実施形態２）
図８（ａ）、（ｂ）は、スプレーガン１の実施形態２の要部を示す構成図である。図８（ａ）は、塗料ノズル３０のノズル先端部３１を示した正面図、図８（ｂ）は断面図を示している。

図８（ａ）、（ｂ）に示す塗料ノズル３０のノズル先端部３１は、実施態様１で示したと同様に、先端面３２において、塗料噴出口３０Ａの内周から塗料ノズル３０の先端側に向かって拡開された案内壁３２Ａを有し、外周において、塗料ノズル３０の長手方向に後端側の所定の位置から前記案内壁３２Ａまで穿設された複数のＶ字状溝１５を有している。そして、これらＶ字状溝１５が前記長手方向に沿って徐々に深くなる底部ｂを有し、該底部ｂが塗料ノズル３０の先端面３２の案内壁３２Ａの範囲内に位置する構成となっている。

そして、このような構成において、Ｖ字状溝１５の案内壁３２Ａと交差する輪郭で画される三角形状の面積（図中の散点で示す面積：以下、通過面積と称する場合がある）は、その案内壁面上を通る仮想高さ（図中ｈで示す）と、頂角の開き角度（図中ｇで示す）で決定され、ｈは０．５ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲内に設定され、ｇは２０°〜１００°の範囲内に設定されている。

このように構成した理由は次の通りである。すなわち、Ｖ字状溝１５を流れる空気流は塗料流内に入り込む際に該塗料流の抵抗となり、塗料噴出量を低減させることになる。塗料流の抵抗が大きくなれば塗料噴出量の低減が大きくなり、少なくなれば塗料噴出量の低減が少なくなる。すなわち、Ｖ字状溝１５があることで塗料噴出量は基本的に下がる傾向となる。

一方、Ｖ字状溝１５を流れる空気流は塗料流と混合され、空気と塗料の混合効率が上がり微粒化が上がる。混合効率が上がれば微粒化が上がる割合が高くなり、混合効率が低いと微粒化が上がる割合が低くなる。すなわち、Ｖ字状溝１５があることで微粒化は基本的に上がる傾向にある。

このことから、塗料流れの抵抗と、圧縮空気と塗料の混合効率は、案内壁３２Ａと交差されるＶ字状溝１５の前記通過面積の大小によって調整でき、塗料流への抵抗が大きくなると、圧縮空気と塗料との混合効率が高くなる。

次にｈ、ｇ、ｄ、ｅの実使用上の性能成立範囲詳細を下記に示す。

図９（ａ）は、前記ｈ（Ｖ字状溝１５の案内壁３２Ａと交差する輪郭で画される三角形状の高さ）、前記ｇ（Ｖ字状溝１５の案内壁３２Ａと交差する輪郭で画される三角形状の頂角の開き角度）と前記通過面積の関係を示したグラフである。該グラフにおいて、横軸にはｈ、縦軸にはｇを取り、図中の曲線（１）ないし（１１）は通過面積を示している。図中、曲線（１）は通過面積が０．１ｍｍ^２、曲線（２）は通過面積が０．１５ｍｍ^２、曲線（３）は通過面積が０．２５ｍｍ^２、曲線（４）は通過面積が０．４ｍｍ^２、曲線（５）は通過面積が０．６５ｍｍ^２、曲線（６）は通過面積が１．０ｍｍ^２、曲線（７）は通過面積が１．６ｍｍ^２、曲線（８）は通過面積が２．５ｍｍ^２、曲線（９）は通過面積が４．０ｍｍ^２、曲線（１０）は通過面積が６．３ｍｍ^２、曲線（１１）は通過面積が１０ｍｍ^２である。

この場合、図９（ｂ）に示すように、曲線（３）と曲線（６）で囲まれた領域であって、ｈが０．５ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲内に、ｇが２０°〜１００°の範囲内にある領域において、実使用上適正な性能を得られることが実験により確かめられた。

そして、上記の構成に加えて、塗料ノズル３０の最先端面から前記Ｖ字状溝１５の始点ｒまでの長さｄ（以下、単にＶ字状溝１５の長さｄと称す）が１．０ｍｍから３．５ｍｍの範囲内で前記塗料ノズル３０の中心軸に沿う直線距離を有し、前記各Ｖ字状溝１５の底部ｂが、側面視で前記Ｖ字状溝１５の始点ｒ側（あるいは本体１側）から観た場合において、３０°から１００°の範囲で収束角度ｅ（以下、単にＶ字状溝１５の収束角度ｅと称す）を有するように構成されている。

図１０（ａ）は、Ｖ字状溝１５の長さｄ、Ｖ字状溝１５の収束角度ｅと前記通過面積における高さｈの関係を示したグラフである。該グラフにおいて、横軸にはｄ、縦軸にはｅを取り、図中の曲線（１）ないし（１０）は通過面積における高さｈを示している。図中、曲線（１）は高さが０．１ｍｍ、曲線（２）は高さが０．１５ｍｍ、曲線（３）は高さが０．２５ｍｍ、曲線（４）は高さが０．４０ｍｍ、曲線（５）は高さが０．５ｍｍ、曲線（６）は高さが０．６５ｍｍ、曲線（７）は高さが１．０ｍｍ、曲線（８）は高さが１．６ｍｍ、曲線（９）は高さが２．５ｍｍ、曲線（１０）は高さが４．０ｍｍである。

この場合、図１０（ｂ）に示すように、曲線（５）と曲線（９）で囲まれた領域であって、ｅが３０°〜１００°の範囲内に、ｄが１．０ｍｍ〜３．５ｍｍの範囲内にある領域を満足すると、前記高さｈが０．５〜２．５ｍｍの範囲に収まるようになる。

なお、Ｖ字状溝１５の長さｄが１．０ｍｍ以下になると該Ｖ字状溝１５の通過面積が小さすぎてＶ字状溝１５の効果が得られず、３．５ｍｍ以上になると該Ｖ字状溝１５が塗料噴出口３０Ａの内径に入り込んでしまうようになる。また、Ｖ字状溝１５の開き角度ｇが２０°以下になると該Ｖ字状溝１５の通過面積が小さすぎてＶ字状溝１５の効果が得られず、１００°以上になると該Ｖ字状溝１５の通過面積が大きすぎ塗料が出なくなる等の不都合が生じるようになる。さらに、Ｖ字状溝１５の収束角度ｅが３０°以下になると該Ｖ字状溝１５の通過面積が小さすぎてＶ字状溝１５の効果が得られず、１００°以上になると該Ｖ字状溝１５が塗料噴出口３０Ａの内径に入り込んでしまうようになる。

上述したように、実施形態２に示すスプレーガンによれば、塗料と空気との混合効率を上げつつ該塗料の塗料噴出量を確保させるとともに、微粒化を向上させることができるようになる。

なお、実施形態２に示した構成は、上述した実施形態１、および後述する実施形態３ないし５のうちいずれの形態に組み合わせて用いるようにしてもよいことはいうまでもない。
（実施形態３）
図１１は、スプレーガン１の実施形態３の要部を示す構成図である。図１１は、図８（ａ）に対応した図であり、塗料ノズル３０のノズル先端部３１の正面図を示している。

この場合においても、塗料ノズル３０は、実施態様１で示したと同様に、ノズル先端部３１の先端面３２において、塗料噴出口３０Ａの内周から塗料ノズル３０の先端側に向かって拡開された案内壁３２Ａを有し、外周において、塗料ノズル３０の長手方向に後端側の所定の位置から前記案内壁３２Ａまで穿設された複数のＶ字状溝１５を有している。そして、これらＶ字状溝１５が前記長手方向に沿って徐々に深くなる底部ｂを有し、該底部ｂが塗料ノズル３０の先端面３２の案内壁３２Ａの範囲内に位置する構成となっている。

そして、このような構成において、Ｖ字状溝１５の底部ｂに形成されるＲ（湾曲部の半径）が０．１５ｍｍ以下の値になって構成されていることにある。

このように構成した理由は次の通りである。塗料ノズル３０のノズル先端部３１のＶ字状溝１５はたとえば切削工具によって形成されるが、該切削工具の先端にはいわゆるノーズＲが形成され、これにともないＶ字状溝１５の底部ｂにもＲが形成される。この場合、Ｖ字状溝１５の通過面積（図中散点で示す面積）は、Ｖ字状溝１５の底部ｂのＲの値によって変化し、Ｒの値が小さいほど、三角形状の通過面積の前記高さｈが大きくなるので、塗料流と空気流との衝突時間が長くなり、塗料流への空気流の混合効率を向上させるようになる。また、この場合において、塗料流への空気流の混合は徐々になされ、塗料の拡散も徐々になされるため、塗料ノズルからの塗料流が該塗料ノズルの近傍に配置された空気キャップに付着し難くなる。

したがって、実施形態３に示したスプレーガン１によれば、塗料流への空気流の混合効率を向上させ、塗料ノズルからの塗料流が空気キャップへ付着してしまうのを回避できるようになる。

なお、実施形態３に示した構成は、上述した実施形態１ないし２、および後述する実施形態４および５のうちいずれの形態に組み合わせて用いるようにしてもよいことはいうまでもない。
（実施形態４）
図１２は、スプレーガン１の実施形態４の要部を示す構成図である。図１２は、塗料ノズル３０のノズル先端部３１と該ノズル先端部３１の周囲に配置される空気キャップ１６を示す断面図である。

この場合においても、塗料ノズル３０は、実施態様１で示したと同様に、そのノズル先端部３１の先端面３２において、塗料噴出口３０Ａの内周から塗料ノズル３０の先端側に向かって拡開された案内壁３２Ａを有し、外周において、塗料ノズル３０の長手方向に後端側の所定の位置から前記案内壁３２Ａまで穿設された複数のＶ字状溝１５を有している。そして、これらＶ字状溝１５が前記長手方向に沿って徐々に深くなる底部ｂを有し、該底部ｂが塗料ノズル３０の先端面３２において案内壁３２Ａの範囲内に位置する構成となっている。

そして、空気キャップ１６は、その内周面が塗料ノズル３０のノズル先端部３１の外周面に平行して対向する平行面２５を有するとともに、その後端に円錐状に拡開するテーパ面２６を有し、該平行面２５が、側面視において、０．３ｍｍから１．０ｍｍの範囲で空気キャップ１６の中心軸に沿う直線距離ｋを有し、該テーパ面２６が、側面視において、０．１ｍｍから０．５ｍｍの範囲で空気キャップ１６の中心軸に沿う直線距離ｍを有し、１０°から９０°の範囲で開き角度γを有するように構成されていることにある。

このように構成した理由は次の通りである。Ｖ字状溝１５への空気流の入り込みが強い場合、Ｖ字状溝１５内の空気流の流れが円滑になり、空気流と塗料流との衝突混合の効率が向上するようになる。この際、塗料流の分散が良好となって、霧化された塗料流の流量が塗料ノズルの先端面の径方向に対してほぼ均一なフラット状のスプレーパターンとなる。

Ｖ字状溝１５の始点ｒの位置が、空気キャップ１６の塗料ノズル３０のノズル先端部３１との間に形成される環状のスリット１９の後端ｑより本体側にあり、塗料ノズル３０のノズル先端部３１の長手方向における前記Ｖ字状溝１５の始点ｒとスリット１９の後端ｑとの距離が大きいほどＶ字状溝１５への空気流の入り込みが強くなる。この理由は、空気キャップ１６内への空気流の流れの向きが直接にＶ字状溝１５へ入り込むことで、Ｖ字状溝１５内の空気流の流れが強くなるからである。

これに対し、Ｖ字状溝１５の始点ｒが、スリット１９の後端ｑより前方に設定した場合、Ｖ字状溝１５へ直接に空気流が入り込まなくなるので、Ｖ字状溝１５内の空気流の流れが弱くなり、塗料流との混合効率が低下するようになる。

そして、上述のように、空気キャップ１６の内周面は、塗料ノズル３０のノズル先端部３１の外周面に平行して対向する平行面２５を有するとともに、その後端に円錐状に拡開するテーパ面２６を有して形成されている。そして、平行面２５は、塗料ノズル３０との間で空気流れの直進性を保つことで塗料噴出量を確保できるようになっている。また、テーパ面２６は、前記平行面２５への空気流れを円滑にでき、該テーパ面２６の長さを調整し得るようにすることによってＶ字状溝１５への空気流の入り込み強さを調整できるようになっている。

ここで、平行面２５は、その空気キャップ１６の中心軸に沿う直線距離ｋを０．３ｍｍ以下にした場合、空気流れの直進性が確保できず、塗料噴出量が低減するようになる。これに対し、平行面２５の空気キャップ１６の中心軸に沿う直線距離ｋが１．０ｍｍより大きくなると、始点ｒに空気キャップ１６の平行面２５が接近し通過面積が狭くなるので、Ｖ字状溝１５に流れ込む空気量が制限され微粒子化の低下、塗料噴出量の低下を招く。よって、該平行面２５の空気キャップ１６の中心軸に沿う直線距離ｋは０．３ｍｍから１．０ｍｍの範囲が適当となる。

また、テーパ面２６は、空気キャップ１６の中心軸に沿う直線距離ｍが０．１ｍｍより小さくなると、Ｖ字状溝１５内への空気流れの入り込みが強くなり、塗料流のスプレーパターン形状がフラットになる。これに対し、テーパ面２６の空気キャップ１６の中心軸に沿う直線距離ｍが０．５ｍｍより大きくなると空気流れの入り込みが弱くなるので塗料流のパターン形状は、塗料噴出口３０Ａの中心軸の近傍において塗料噴出量が多く該中心軸から離れるに従い塗料噴出量が少なくなるいわゆる中高傾向になる。これにより、該テーパ面２６の空気キャップ１６の中心軸に沿う直線距離ｍは０．１ｍｍから０．５ｍｍの範囲が適当となる。

ここで、図１２において、テーパ面２６は１段としているが、これに限定されることはなく多段にするようにしてもよい。図１３（ａ）は図１２の要部に相当する部分を拡大して示した図である。図１３（ａ）では、テーパ面２６をたとえば２段にしてテーパ面２６’とテーパ面２６’’を順次形成した構成を示している。テーパ面２６を多段とすることで空気流を円滑にでき、塗料流のフラットからなるスプレーパターン形状の安定化を図ることができる。ここで、テーパ面２６の拡開のひらき角度は、空気キャップ１６の後端側に位置づけられるテーパ面（図１３（ａ）の場合、テーパ面２６’’に相当する）の開き角度とする。空気キャップ１６の後端側に位置づけられるテーパ面が空気流の流れを変更でき後続するテーパ面は空気流の流れを円滑にするにすぎないからである。

また、テーパ面２６は、空気キャップ１６の中心軸に沿う方向に曲面を有するように構成してもよい。図１３（ｂ）は図１０の要部に相当する部分を拡大して示した図である。図１３（ｂ）では、テーパ面２６（図中符号２６’’’で示す）を塗料ノズル３０側に凸面となる湾曲面で構成している。テーパ面２６’’’を湾曲面とすることで空気流を円滑にでき、塗料流のフラットからなるスプレーパターン形状の安定化を図ることができる。また、前記テーパ面２６’’’は、必ずしも湾曲面とすることに限定されることはなく、平行面２５と空気キャップ１６の背面（図中符号１６Ｎで示す）とを正接で結ぶ面とするようにしてもよいことはもちろんである。

なお、実施形態４に示した構成は、上述した実施形態１ないし３、および後述する実施形態５のうちいずれの形態に組み合わせて用いるようにしてもよいことはいうまでもない。
（実施形態５）
図１４は、スプレーガン１の実施形態５の要部を示す構成図である。図１４は、塗料ノズル３０のノズル先端部３１を空気キャップ１６とともに示した断面図を示している。

塗料ノズル３０および空気キャップ１６はたとえば実施形態１に示したものと同様の構成となっている。

この場合、空気キャップ１６の塗料ノズル３０に近接する前端面１６Ｓに対し、塗料ノズル３０の案内壁３２Ａの面内におけるＶ字状溝１５の底部（図中符号Ｂで示す）は、塗料ノズル３０のノズル先端部３１の長手方向に沿って前方０．５ｍｍから後方０．５ｍｍの間の範囲ｗに位置するように構成されている。

なお、図１４では、塗料ノズル３０の案内壁３２Ａの面内におけるＶ字状溝１５の底部Ｂを空気キャップ１６の前端面１６Ｓに対し前方０．５ｍｍとなるように位置づけて示している。

このように構成したスプレーガン１によれば、空気キャップ１６への塗料の付着を回避させるともに、塗料の分散を良好にでき微粒化を向上させることできるようになる。すなわち、空気キャップ１６の塗料ノズル３０に近接する前端面１６Ｓに対し、塗料ノズル３０を、その案内壁３２Ａの面内におけるＶ字状溝１５の底部Ｂの位置を塗料ノズル３０のノズル先端部３１の長手方向に沿って後方へ設定することにより、塗料流へ流入する空気流の量を多くでき、塗料の分散を良好にでき微粒化を向上させることができる。

しかし、空気キャップ１６内で塗料流と空気流との混合がなされるため、塗料ノズル３０から拡散された塗料の空気キャップ１６への付着が免れないようになってしまう。このため、空気キャップ１６の前端面１６Ｓに対し、塗料ノズル３０を、その案内壁３２Ａの面内におけるＶ字状溝１５の底部Ｂの位置を塗料ノズル３０のノズル先端部３１の長手方向に沿って前方へ設定することにより、塗料ノズル３０から拡散された塗料の空気キャップ１６への付着を回避させることができる。

このようなことから、本実施形態では、前記空気キャップ１６の前端面１６Ｓに対し、前記塗料ノズル３０の前記案内壁３２Ａの面内における前記Ｖ字状溝１５の底部Ｂは、塗料ノズル３０のノズル先端部３１の長手方向に沿って前方０．５ｍｍから後方０．５ｍｍの間の範囲ｗに位置するように構成することにより、空気キャップ１６への塗料の付着を回避させるともに、塗料の分散を良好にでき微粒化を向上させるようにできるようになっている。

なお、実施形態５に示した構成は、上述した実施形態１ないし４のうちいずれの形態に組み合わせて用いるようにしてもよいことはいうまでもない。

以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。また、その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１……スプレーガン（本体）、２……銃身部、３……引金、３Ａ……支点、４……握り部、５……空気ニップル、６、６’……空気通路、７……空気弁部、８……弁棒、９……空気弁、１０……ガイド室、１１……ニードル弁ガイド、１２……ニードル弁、１３……コイルばね、１４……塗料ジョイント、１５……Ｖ字状溝、１６……空気キャップ、１６Ａ……角部、１６Ｓ……前端面（空気キャップの）、１８……空気キャップカバー、１９……スリット（環状の）、２０……側面空気孔、２１……補助空気孔、２３……パターン開き調節装置、２４……パターン調整つまみ、２５……平行面、２６、２６’、２６’’、２６’’’……テーパ面、３０……塗料ノズル、３０Ａ……塗料噴出口、３１……ノズル先端部、３２……先端面（塗料ノズルの）、３２Ａ……案内壁、３２Ｂ……平面部。

Claims (7)

1. 塗料流と空気流を大気中で混合されて霧化するスプレーガンであって、
   銃身を有する本体と、
   前記銃身の先端側に配置され、その先端面に形成された塗料噴出口から前記塗料流を噴出させる塗料ノズルと、
   前記銃身の先端側に前記塗料ノズルの先端部を囲むように配置され、その内周面と前記先端部の外周面との間に前記空気流を噴射させる環状のスリットを規制する空気キャップとを備え、
   前記塗料ノズルの前記先端部が、その先端面において前記塗料噴出口の内周から先端側に向かって拡開され噴出した前記塗料流を規制する案内壁を有するとともに、その外周において長手方向に後端側の所定の位置から前記案内壁まで穿設され前記空気流の一部を前記塗料噴出口の前方に誘導する複数のＶ字状溝を有し、
   前記Ｖ字状溝の前記案内壁と交差する輪郭で画される三角形状の面積の高さ、および頂角の開き角度を、それぞれ、ｈ、ｇとした場合、前記ｈは０．５ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲内に設定され、前記ｇは２０°〜１００°の範囲内に設定されていることを特徴とするスプレーガン。
2. 前記Ｖ字状溝の前記案内壁と交差する輪郭で画される三角形状の面積は、０．２５ｍｍ^２〜１．００ｍｍ^２の範囲内に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のスプレーガン。
3. 前記Ｖ字状溝は、前記塗料ノズルの最先端面から前記後端側の所定の位置までの長さが１．０ｍｍから３．５ｍｍの範囲内で前記塗料ノズルの中心軸に沿う直線距離を有し、
   前記各Ｖ字状溝の底部は、前記塗料ノズルの先端側へ向かって、３０°から１００°の範囲で収束角度を有することを特徴とする請求項１に記載のスプレーガン。
4. 前記Ｖ字状溝は４個設けられ、それぞれのＶ字状溝は、塗料ノズルの前記先端面から観た場合、前記塗料噴出口を中心に十文字に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のスプレーガン。
5. 前記塗料ノズルの前記先端面における前記Ｖ字状溝の各々の底部は、前記塗料噴出口の内径よりも大きな径の円周上に位置するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のスプレーガン。
6. 前記案内壁が円錐状であり、側面視において、６０°から１５０°の範囲で開き角度を有することを特徴とする請求項１に記載のスプレーガン。
7. 前記塗料ノズルの近傍における前記空気キャップの前方面に対し、前記塗料ノズルの前記案内壁の面内における前記Ｖ字状溝の底部は、塗料ノズルの前記先端部の長手方向に沿って前方０．５ｍｍから後方０．５ｍｍの間の範囲に位置することを特徴とする請求項１に記載のスプレーガン。
   

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