JP2021007896A - 塗料エアスプレー装置 - Google Patents

Abstract

【課題】塗着効率の向上と塗料の微粒化とを両立させる。【解決手段】エアスプレーガン100は、塗料ノズル部18の中に配置されたエア吐出部材8を有する。エア吐出部材8は塗料ノズル部18の軸線Axと同軸に配置されている。エア吐出部材8は塗料ノズル部18を貫通して前方に延びている。エア吐出部材8の前端エア孔8aから霧化エアが吐出される。塗料ノズル部18とエア吐出部材8との間に塗料吐出孔34が形成されている。塗料吐出孔34はリング状の形状を有し、塗料吐出孔34から吐出される塗料は中空円筒状の形状を有する。エアスプレーガン100は、塗料ノズル部18とエアキャップ6とで形成された第１霧化エア孔20を有し、第１霧化エア孔20はリング状の形状を有する。第１霧化エア孔20から霧化エアが吐出される。【選択図】図2

Description

本発明は塗料エアスプレー装置に関する。

エアを使って塗料を霧化する塗料エアスプレー装置は一般的に「エアスプレーガン」と呼ばれている。これに対して、回転霧化頭を使って塗料を霧化する塗装装置は、「ベル型塗装装置」と呼ばれている。

特許文献１は、２つの塗料ノズル（２つの塗料吐出孔）を備えたエアスプレーガンを開示している。このエアスプレーガンは塗装ロボットに取り付けられて、コンピュータ制御によって作業を行う。特許文献２は、塗料ノズルの軸線上に電極棒を配置し、この電極棒に高電圧を印加しながら塗装を行う静電塗装用のエアスプレーガンを開示している。特許文献３は、自動車の塗装を補修するポータブルのエアスプレーガンを開示している。特許文献４は、塗料の吐出量を制御するニードル弁を備えたエアスプレーガンを開示している。特許文献５は、塗装ロボットに取り付けられるエアスプレーガンを開示している。

エアスプレーガンは、静電塗装用のガン（特許文献２）と、非静電ガン（特許文献３）とが知られている。また、エアスプレーガンは、円形の塗装パターンを形成する第１方式のガン（特許文献２、４）と、扁平な略楕円の塗装パターンを形成する第２方式のガン（特許文献３、５）とが知られている。また、特許文献３に記載のとおり、内部混合方式のガン（特許文献３の図５）と、外部混合方式のガン（特許文献３の図６）とが知られている。

ここに添付の図２３は、従来の外部混合方式の塗料エアスプレー装置つまりエアスプレーガンの先端部分の構造を説明するための図である。図２３を参照して、外部混合方式のエアスプレーガン２００は、その先端部２０２が、塗料ノズル本体２０４と、塗料ノズル本体２０４の先端部を覆うエアキャップ２０６とで構成されている。塗料ノズル本体２０４の塗料ノズル部２０８の先端開口は塗料吐出孔２０８aを構成している。塗料ノズル部２０８には、塗料源から液体塗料が供給され、そして、塗料吐出孔２０８aから塗料が吐出される。

エアキャップ２０６は、塗料ノズル部２０８の先端を受け入れる中心孔２０６aを有し、この中心孔２０６aは塗料ノズル部２０８の軸線Ａx上に位置している。

エアキャップ２０６は中心孔２０６aの外周に霧化エア孔２１４を有している。この霧化エア孔２１４にはエア通路２１２を通じてエアが供給される。すなわち、エアキャップ２０６は、塗料ノズル部２０８の先端部の外周面との間に隙間を有し、この隙間によってエア通路２１２が形成され、そしてエア通路２１２に供給されたエアが霧化エア孔２１４から吐出される。

図示のエアスプレーガン２００は、扁平な略楕円の塗装パターンを形成する上記第２方式の塗料エアスプレー装置である。エアキャップ２０６は、前方に向けて突出した一対の外周突出部２２０を有する。一対の外周突出部２２０は、軸線Ａxを挟んで径方向に互いに対抗して位置している。外周突出部２２０は、軸線Ａxに向けて開口したパターンエア孔２２０aを有し、パターンエア孔２２０aには、パターンエア通路２２２を通じてエアが供給される。パターンエア孔２２０aから吐出されるパターンエアによって、扁平な略楕円の塗装パターンが形成される。

上述したように塗料吐出孔２０８aから液体塗料が吐出される。また、塗料吐出孔２０８aに隣接して且つその外周に位置する霧化エア孔２１４から霧化エアが吐出される。塗料吐出孔２０８aから例えば１m/sの速度で塗料がワークＷに向かって吐出される。この塗料に対して、霧化エア孔２１４から吐出される霧化エアは、例えば200m/sの亜音速の速度で塗料と衝突する。霧化エア孔２１４から吐出される霧化エアは、その内周側に負圧を形成し、この負圧によって、塗料吐出孔２０８aから吐出される塗料に引き寄せられ、そして、高速の霧化エアで塗料を削るようにして塗料の霧化が行われる。この現象が発生する領域を参照符号２３０で図示してある。

このエアスプレーガン２００においては、互いに対抗して位置する一対の外周突出部２２０のパターンエア孔２２０aからパターンエアが吐出される。このパターンエアは領域２３０で塗料と衝突して塗料を霧化し、更に領域２３２で塗料を微粒化しながら塗装パターンを扁平にする機能を有している。

特開２００３−３８９８８号公報 特開２００６−７１２９号公報 特開２００８−９３６０３号公報 特開２００９−９５７５０号公報 特開２０１０−１３７２０２号公報

エアスプレーガン２００は、上述したように高速の霧化エアを使って塗料の霧化が行われる。この霧化エアは塗料を微粒化しながらワークＷに向けて勢い良く搬送する。このことから、エアがワークＷに衝突するとその跳ね返りによって対流が発生し、また、ワークＷを避けて外周側に向けて移動する気流が発生する。この外側に向けて移動する気流は塗料粒子を伴う。この外周側に移動する塗料粒子はワークＷに付着することなく雰囲気に飛散される。したがって、エアスプレーガン２００から吐出される塗料の一部はワークＷに付着しないで無駄になる。

エアスプレーガン２００から吐出される塗料の量と、ワークＷに付着した塗料の量との比率は「塗着効率」と呼ばれている。塗着効率を向上させるにはエア量を削減するのが効果的であるが、エア量を削減すると塗料の粒子径が大きくなるという問題が発生する。すなわち、塗料の微粒化と塗着効率とは相反する関係にある。

使用するエア量を少なくすると塗着効率が向上するが、その一方で塗料粒子の粒子径が大きくなるという問題が発生する。他方、エア量を多くすると、塗料粒子の粒子径を小さくすることができるが、その一方で塗着効率が悪化するという問題が発生する。

本発明の目的は、塗着効率の向上と塗料の微粒化とを両立させることのできる塗料エアスプレー装置を提供することにある。

上記の技術的課題を達成すべく、本発明にあっては、
軸線を備え、塗料源から液体塗料が供給される塗料ノズル部材と、
該塗料ノズル部材の中に前記軸線と同軸に配置され且つ該塗料ノズル部材を貫通して前方に延びるエア吐出部材と、
前記塗料ノズル部材と前記エア吐出部材との間に形成され且つ前記液体塗料を前方に吐出するリング状の塗料吐出孔と、
前記塗料ノズル部材よりも外周側に位置し、外周側霧化エアを前方に吐出する外周側霧化エア孔と、
前記エア吐出部材の前端部に形成され、内周側霧化エアを吐出する内周側霧化エア孔とを有する塗料エアスプレー装置を提供することにより達成される。

図１６を参照して本発明の作用を説明する。リング状の塗料吐出孔から吐出される液体塗料Pt(L)は中空円筒状の形状を有する。この中空円筒状の液体塗料Ｐt(L)の厚みThは、例えば１５０μmである。外周側霧化エアAr(out)は、中空円筒状の液体塗料Pt(L)の径方向外方に位置する。他方、内周側霧化エアAr(in)は、中空円筒状の液体塗料Pt(L)の径方向内方に位置する。

比較のため、従来の塗料エアスプレー装置の作用を図１７に示す。塗料ノズルから吐出された液体塗料Pt(L)は中実円柱状である。この中実円柱状の液体塗料Pt(L)の直径Dは、例えば0.8mm〜２mmである。霧化エアArは、中実円柱状の液体塗料Pt(L)の径方向外方に位置する。

本発明の塗料エアスプレー装置によれば、吐出される液体塗料Ｐt(L)は中空円筒状であり、中空円筒状の液体塗料Ｐt(L)が、塗料ノズル部材を貫通して延びるエア吐出部材に沿って前方に進む。エア吐出部材の前端部は、中空円筒状の液体塗料Ｐt(L)の内周面を規定する。

図１６において、中空円筒状の液体塗料Ｐt(L)の厚みを参照符号「Th」で図示してある。図１７を参照して、従来の塗料エアスプレー装置において、塗料ノズル部材から吐出される中実円柱状の液体塗料Ｐt(L)の直径を参照符号「D」で図示してある。本発明にあっては、塗料ノズル部材にエア吐出部材を貫通させ、このエア吐出部材と塗料ノズル部材との間でリング状の塗料吐出孔が形成されている。このことから、本発明の塗料エアスプレー装置によって形成される中空円筒状の液体塗料Ｐt(L)の厚みThの寸法は、従来の塗料エアスプレー装置から吐出される中実円柱状の液体塗料Ｐt(L)の直径Dの寸法に比べて小さい。

本発明にあっては、中空円筒状の液体塗料Ｐt(L)の外周側には従来と同様に外周側霧化エアAr(out)が衝突し、これにより塗料が霧化される。本発明にあっては、また、従来に比べて肉薄（Th）の中空円筒状の液体塗料Ｐt(L)の内周側では、液体塗料Ｐt(L)の内周面を規定するエア吐出部材から吐出される内周側霧化エアAr(in)が直接的に作用して、塗料の霧化が行われる。霧化した塗料を参照符号Ｐt(p)で示す。すなわち、内周側霧化エアAr(in)がエア吐出部材の内周側霧化エア孔から吐出されるのと実質的に同時に液体塗料Ｐt(L)に衝突して、液体塗料Ｐt(L)の霧化が行われる。換言すれば、内周側霧化エア孔から吐出される内周側霧化エアAr(in)は、その運動エネルギが減衰することなく塗料の霧化に貢献することができる。

したがって、本発明によれば、霧化エアの量を従来に比べて低減したとしても十分に塗料を霧化することができる。これにより、塗着効率の向上と塗料の微粒化とを両立させることができる。

本発明にあっては、内周側霧化エアAr(in)を液体塗料Ｐt(L)に衝突させる角度を最適化することにより、効果的に塗料の微粒化と塗着効率の向上を両立することができる。

図１８乃至図２２は、外周側霧化エアAr(out)と内周側霧化エアAr(in)の吐出方向を説明するための図である。なお、前述した図１６は、エア吐出部材の前端から前方に向けて内周側霧化エアAr(in)を吐出させ、他方、外周側霧化エアAr(out)を中空円筒状の液体塗料Ｐt(L)の軸線と平行に吐出させた実施態様を示す。外周側霧化エア孔から吐出された外周側霧化エアAr(out)が液体塗料Ｐt(L)と衝突するまでの距離をL(1)で図示してある。なお、エア吐出部材の前端から前方に向けて吐出された内周側霧化エアAr(in)は膨張して径方向外方の液体塗料Ｐt(L)に作用する。

図１８において、外周側霧化エアAr(out)が中空円筒状の液体塗料Ｐt(L)の軸線と平行に吐出される。内周側霧化エアAr(in)はエア吐出部材から斜め前方且つ外方に吐出され、内周側霧化エアAr(in)は、エア吐出部材から吐出されると直ちに液体塗料Ｐt(L)に対して作用して、塗料霧化に貢献することができる。

図１９において、外周側霧化エアAr(out)が中空円筒状の液体塗料Ｐt(L)の軸線と平行に吐出される。内周側霧化エアAr(in)はエア吐出部材から径方向外方に吐出される。すなわち、内周側霧化エアAr(in)はエア吐出部材から液体塗料Ｐt(L)の軸線と直交する方向に吐出される。内周側霧化エアAr(in)は、エア吐出部材から吐出されると直ちに液体塗料Ｐt(L)に対して作用して、塗料霧化に貢献することができる。

図２０において、外周側霧化エアAr(out)が中空円筒状の液体塗料Ｐt(L)に接近する方向に斜めに吐出される。これにより、外周側霧化エアAr(out)が液体塗料Ｐt(L)と衝突するまでの距離L(2)は、外周側霧化エアAr(out)を液体塗料Ｐt(L)の軸線と平行に吐出させたときの距離L(1)（図１６）に比べて短くすることができる。内周側霧化エアAr(in)は液体塗料Ｐt(L)の軸線と平行に吐出される。

図２１において、外周側霧化エアAr(out)が中空円筒状の液体塗料Ｐt(L)に接近する方向に斜めに吐出され、他方、内周側霧化エアAr(in)はエア吐出部材から斜め前方且つ外方に吐出される。図２２において、外周側霧化エアAr(out)が中空円筒状の液体塗料Ｐt(L)に接近する方向に斜めに吐出され、内周側霧化エアAr(in)が液体塗料Ｐt(L)の軸線と直交する方向つまり径方向外方に吐出される。

第１実施例のエアスプレーガンの先端部の断面図である。 図１の矢印Ａ(1)で示す部分の拡大図である。 図１に図示のエアスプレーガンに組み込まれたエア吐出部材の先端部分の断面図である。 第１霧化エア孔の第１変形例を示す図である。 第１霧化エア孔の第２変形例を示す図である。 第２実施例のエアスプレーガンの先端部の断面図である。 第２実施例のエアスプレーガンに組み込まれたエア吐出部材の先端部の断面図である。 図７に図示のエア吐出部材の傾斜霧化エア孔の正面図である。 図８に図示のエア吐出部材の傾斜霧化エア孔の変形例の正面図である。 図７に図示のエア吐出部材の先端部の形状の第１変形例を説明するための断面図である。 図７に図示のエア吐出部材の先端部の形状の第２変形例を説明するための断面図である。 第２実施例のエアスプレーガンに好適に適用可能なエアキャップを斜め前方から見た斜視図である。 第２実施例のエアスプレーガンに好適に適用可能な塗料ノズル本体を斜め前方から見た斜視図である。 図１３に図示の塗料ノズル本体の側面図である。 第３実施例として、液体塗料に炭酸ガスを混入させたスプレー塗装に第１、第２実施例を適用する場合に、エアスプレーガンに供給する塗料にガス状態のCO2を混入させるミキサーを備えた液体塗料スプレーシステムの全体構成図である。 本発明の作用を説明するための図であり、中空円筒状に吐出される液体塗料Ｐt(L)の外周側及び内周側で吐出される外周側及び内周側霧化エアの吐出方向の第１の実施態様を説明するための図である。 対比のため従来のエアスプレーガンの作用を説明するための図である。 本発明の作用を説明するための図であり、外周側及び内周側霧化エアの吐出方向の第２の実施態様を説明するための図である。 本発明の作用を説明するための図であり、外周側及び内周側霧化エアの吐出方向の第３の実施態様を説明するための図である。 本発明の作用を説明するための図であり、外周側及び内周側霧化エアの吐出方向の第４の実施態様を説明するための図である。 本発明の作用を説明するための図であり、外周側及び内周側霧化エアの吐出方向の第５の実施態様を説明するための図である。 本発明の作用を説明するための図であり、外周側及び内周側霧化エアの吐出方向の第６の実施態様を説明するための図である。 従来のエアスプレーガンの先端部の断面図である。

以下に、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施例を説明する。

第１実施例：
図１は第１実施例の外部混合式エアスプレーガンの先端部分の断面図である。図２は、図１の矢印Ａ(1)で指し示す部分の拡大断面図である。図１、図２を参照して、エアスプレーガン１００の先端部２は、塗料ノズル本体４と、塗料ノズル本体４の先端部を覆うエアキャップ６と、塗料ノズル本体４の中に配置され且つ塗料ノズル本体４の軸線Ａx上に配置されたエア吐出部材８とで構成されている。

なお、図示のエアスプレーガン１００は、扁平な略楕円の塗装パターンを形成する上記第２方式の塗料エアスプレー装置である。エアキャップ６は、従来と同様に、前方に向けて突出した一対の外周突出部１０を有する。一対の外周突出部１０は、軸線Ａxを挟んで互いに対抗して位置している。外周突出部１０は、軸線Ａxに向けて開口したパターンエア孔１０aを有し、パターンエア孔１０aには、パターンエア供給通路１２を通じてパターンエアが供給され、そして、従来と同様に、パターンエア孔１０aから軸線Ａxに向けて斜め前方にパターンエアが吐出される。

従来と同様に、エアスプレーガン１００は、塗料ノズル本体４とエアキャップ６との間に第１霧化エア供給通路１４を有している。エアキャップ６の先端面には、軸線Ａxを中心とする中心開口１６が形成されている。この中心開口１６には塗料ノズル本体４の塗料ノズル部１８の先端部分が挿入されている。

中心開口１６には、塗料ノズル部１８の外周面との間に、円周方向に連続して延びるリング状の第１霧化エア孔２０が形成されている。

このように、塗料ノズル部１８の外周面とエアキャップ６との間に第１霧化エア孔２０を形成したことから、従来に比べて第１霧化エア孔２０を塗料に接近させた状態で且つ周方向に連続したリング状態で第１霧化エアを吐出することができる。

図２を参照して、塗料ノズル部１８の先端の外周面１８a、つまり第１霧化エア孔２０の内周側の壁面は先細りのテーパー面で構成されるのが好ましい。また、第１霧化エア孔２０の前端有効面積をエア流れ方向後端の有効面積より小さくするのが好ましい。これにより、第１霧化エア孔２０から吐出される霧化エアの速度を高めることができる。勿論、第１霧化エア孔２０の内周側の壁面は、軸線方向一端から他端まで同じ直径であってもよい。

エアキャップ６の先端面には、上記第１霧化エア孔２０の外周側に位置する第２霧化エア孔２２と、この第２霧化エア孔２２の外周側に位置する第３霧化エア孔２４とが形成されている。第２霧化エア孔２２及び第３霧化エア孔２４は、円周方向に等間隔に離間した複数の円形孔で構成されている。

第１乃至第３の霧化エア孔２０、２２、２４には上記第１霧化エア供給通路１４を通じて霧化エアが供給され、そして、第１乃至第３の霧化エア孔２０、２２、２４から前方に向けて霧化エアが吐出される。この霧化エアは、塗料の外周側に位置していることから、「外周側霧化エア」と呼ぶ。第１乃至第３の霧化エア孔２０、２２、２４は、エアの流れ方向上流端から下流端まで通路断面積が同じ孔で構成してもよいし、先細りの孔で構成してもよい。また、第１乃至第３の霧化エア孔２０、２２、２４はエアの流れ方向上流端の開口面積に比べて下流端の開口面積が大きい孔で構成してもよい。

塗料ノズル部１８には、その内部にエア吐出部材８が配置され、エア吐出部材８は軸線Ａxと同軸に配置された中空管で構成されている。図３は、エア吐出部材８の先端部分を構成する中空パイプを示す。この中空パイプはステンレス製であり、断面円形である。図示の中空パイプの内径及び外径は、長手方向一端から他端まで同じ断面積を有している。この中空管つまりエア吐出部材８は、塗料ノズル部１８の先端開口３２を貫通して塗料ノズル部１８の前方つまりワークＷ側に突出した長さを有している。

エア吐出部材８は、その外周面と塗料ノズル部１８との間に、円周方向に連続して延びるリング状の塗料吐出孔３４を形成し、また、エア吐出部材８の内周側で第２霧化エア通路を形成する。塗料吐出孔３４には塗料通路３８（図１）から塗料が供給され、塗料通路３８には塗料源（図示せず）から塗料が供給される。

エア吐出部材８は軸線Ａxに沿って進退動作して塗料吐出孔３４の開閉を行うことができる。エア吐出部材８はその先端部の近傍にテーパー面８b（図１）を有している。他方、塗料ノズル本体４の内周面にはテーパー面で構成された弁座４aを有している。テーパー面８bと弁座４aは塗料開閉弁を構成する。エア吐出部材８が前進動作して、テーパー面８bが弁座４aと当接することにより、塗料吐出孔３４への塗料の供給が停止される。他方、エア吐出部材８が後退動作して、テーパー面８bが弁座４aから離れることにより、塗料吐出孔３４へ塗料が供給され、塗料吐出孔３４から塗料が吐出される。

エア吐出部材８の前端エア孔８aは前方に向けて開口しており、エア吐出部材８の前端エア孔８aから前方に追加の霧化エアが吐出される。この追加の霧化エアは、塗料の内側に位置していることから、「内周側霧化エア」又は「補助エア」と呼ぶ。

上述の説明から分かるように、第１実施例のエアスプレーガン１００は、塗料吐出孔３４から中空円筒状に吐出される塗料に対してその外周側及び内周側の両方で霧化エアを吐出する構成が採用されている。

好ましい態様として、第１乃至第３の霧化エア孔２０、２２、２４から外周側霧化エアが例えば２００m/sの亜音速で塗料と衝突する。また、エア吐出部材８の前端エア孔８aから好ましくは例えば５００m/sの超音速で内周側霧化エアが吐出される。エア吐出部材８から吐出される内周側霧化エアは亜音速であってもよいし、超音速以上であってもよい。このように、液体塗料の径方向外方だけでなく内方でも霧化エアによって塗料の霧化が行われる。そして、塗料吐出孔３４から吐出される塗料は好ましくは極力薄膜であるのが良い。

すなわち、塗料吐出孔３４から好ましくは薄膜の中空円筒状の状態で塗料を吐出するのがよい。これにより少ないエア量で塗料の霧化を行うことができる。したがって、ワークＷを避けて外周側に向けて移動する気流（塗料粒子を伴う）の発生を抑えることができ、また、ワークＷでの気流（塗料粒子）の跳ね返りを抑えることができる。これにより塗着効率を向上することができる。

第１実施例のエアスプレーガン１００にあっては、外周側霧化エアを吐出する第１乃至第３の霧化エア孔２０、２２、２４のうち塗料に最も近い第１霧化エア孔２０の内周側の周面が先細りのテーパー面で構成されているため、第１霧化エア孔２０から吐出される第１外周側霧化エアを軸線Ａxに近づける方向に指向させることができる。これにより、第１外周側霧化エアが塗料と衝突するまでの距離を短縮することで塗料霧化を促進することができる。

第１実施例のエアスプレーガン１００は非静電の塗料エアスプレー装置であるが、エア吐出部材８を構成する中空管を導電性材料で構成し、この中空管に高電圧を印加することにより、エアスプレーガン１００を静電塗装用の塗料エアスプレー装置に変化させることができる。

また、第１実施例のエアスプレーガン１００は、外周側霧化エアを吐出する第１乃至第３の霧化エア孔２０、２２、２４を備えているが、第１乃至第３の霧化エア孔２０、２２、２４のうち、少なくとも一つの霧化エア孔を省くことができる。例えば、エアスプレーガン１００から吐出される塗料の径方向外方の霧化エアを第１霧化エア孔２０だけから吐出するようにし、第２、第３の霧化エア孔２２、２４を省いてもよい。

図４、図５は、第１霧化エア孔２０の形状の変形例を示す図である。第１霧化エア孔２０は、前述したように、塗料ノズル部１８の先端の外周面１８aとエアキャップ６とで形成され、そして正面視したときにリング状の形状を有している。

図４は、第１霧化エア孔２０の第１変形例の第１霧化エア孔４４を示す。図４に図示の第１霧化エア孔４４は、前端に向かうに従って軸線Ａxに接近し且つ第１霧化エア孔４４から吐出された第１外周側霧化エアが軸線Ａxで収束する傾斜した形状を有する。これにより、第１霧化エア孔４４から吐出される第１外周側霧化エアは、その内周側で吐出される塗料に対して、これに衝突する方向に指向されることになり、第１外周側霧化エアが塗料と衝突するまでの距離を短縮することで塗料の霧化を促進できる。

図５は、第１霧化エア孔２０の第２変形例の第１霧化エア孔４６を示す。図５において、第１霧化エア孔４６が、上記第１変形例の第１霧化エア孔４４と同様に、前端に向かうに従って軸線Ａxに接近する傾斜した形状を有している。第１霧化エア孔４６は、エアの流れ方向上流端では相対的に小さな断面積を有し、流れ方向下流端つまり先端では相対的に大きな断面積を有する。

第２実施例：
図６は、第２実施例のエアスプレーガンの先端部分の断面図である。図示のエアスプレーガン１２０は、円形の塗装パターンを形成する前記第１方式の塗料エアスプレー装置である。エアスプレーガン１２０のエアキャップ１２２は、その先端面に、前述した第２、第３の霧化エア孔２２、２４（図１）が形成されていない。エアキャップ１２２は、その中心開口１６に挿入された塗料ノズル本体４の塗料ノズル部１８との間に、正面視したときに円周方向に連続したリング状の第１霧化エア孔１２６を形成している。

塗料ノズル部１８には、その内部にエア吐出部材１２４が挿入され、このエア吐出部材１２４は、塗料ノズル部１８の軸線Ａxと同軸上に配置されている。このエア吐出部材１２４は、その外周側にエアキャップ１２２との間に塗料吐出孔３４を形成する。

図７はエア吐出部材１２４の先端部分の断面図である。エア吐出部材１２４は、先細りの先端部１２４aを有し、このテーパー状の先端部１２４aに複数の傾斜霧化エア孔１２８が形成されている。複数の傾斜霧化エア孔１２８は、円周方向の等間隔で配置するのがよい。傾斜霧化エア孔１２８は、軸線Ａxに対して斜め前方に向けて傾斜している。すなわち、傾斜霧化エア孔１２８から吐出される補助エア（内周側霧化エア）は、その外周側を流れる塗料に向けて傾斜霧化エア孔１２８から外方且つ斜め前方に吐出される。

図７から分かるように、エア吐出部材１２４は尖った先端を有しているため電極として機能するのに好適である。したがって、エア吐出部材１２４に高電圧を印加することにより静電方式で塗装することができる。

図８、図９はエア吐出部材１２４の正面図である。図８は、傾斜霧化エア孔１２８が軸線Ａxを中心とする同一円周上に等間隔に配置された複数の円形孔で形成された実施態様を示す。その変形例を図９に示す。図９に図示の傾斜霧化エア孔１２８は軸線Ａxを中心とする円周上にアーチ状に延びる細長い孔で形成されている。

第２実施例のエアスプレーガン１２０は非静電方式及び静電方式に兼用できる塗料エアスプレー装置である。すなわち、エア吐出部材１２４を構成する中空管を導電性材料で構成し、この中空管に高電圧を印加することにより、エアスプレーガン１２０を静電塗装用の塗料エアスプレー装置として使用することができる。

第２実施例のエアスプレーガン１２０によれば、傾斜霧化エア孔１２８から吐出される内周側霧化エア（補助エア）が、リング状の液体塗料に向けて斜め前方に吐出され、これにより、その内周側霧化エアの外周側を流れる中空円筒状の塗料に衝突するため、これにより液体塗料の微粒化を促進することができる。勿論、中空円筒状の液体塗料の外周側では、正面視リング状の円周方向に連続した第１霧化エア孔２０から吐出される霧化エアによって塗料の霧化が行われる。

図１０はエア吐出部材１２４の第１変形例を示す。図示の第１変形例のエア吐出部材１３０は、図７に図示のエア吐出部材１２４の先細りの先端部１２４aに続いて、この先端部１２４aを更に前方に突出させた中心突出部１３２を有し、この中心突出部１３２は好ましくは先細りの形状を有しているのが好ましい。第１変形例のエア吐出部材１３０は静電塗装方式でエアスプレーガン１２０を使用するのに好適である。

図１１はエア吐出部材１２４の第２変形例を示す。図示の第２変形例のエア吐出部材１４０は、軸線Ａxと直交する方向に延びる複数の鉛直霧化エア孔１４２を有し、この鉛直霧化エア孔１４２は、円周方向に等間隔に配置されている。鉛直霧化エア孔１４２から軸線Ａxと直交する方向つまり径方向外方に内周側霧化エア（補助エア）が吐出される。

図１２は、第２実施例のエアスプレーガン１２０（円形の塗装パターンを形成する前記第１方式の塗料エアスプレー装置）に適用するのに好適なエアキャップ１４４を示す。図１２に図示のエアキャップ１４４は、図６に図示のエアキャップ１２２の変形例でもある。図１２に図示のエアキャップ１４４は、円周方向に等間隔に複数の外周突出部１４６を有し、各外周突出部１４６は内方に向けて開口したパターンエア孔１４６aを有する。この複数の外周突出部１４６から吐出されるパターンエアによって、円形の塗装パターンの直径を制御することができる。

図１３、図１４は、塗料ノズル本体４の変形例であり、第２実施例のエアスプレーガン１２０に好適に適用可能である。図１３は、変形例の塗料ノズル本体１５０を斜め前方から見た斜視図である。図１４は、塗料ノズル本体１５０の側面図である。図１３、図１４を参照して、塗料ノズル本体１５０の塗料ノズル部１５２は、その先端が先細りの形状を有する。そして、塗料ノズル部１５２の先細りの先端のテーパー状の外周面に溝切り加工が施されている。

すなわち、この外周面は、その全周に亘って複数の溝１５４を有し、各溝１５４は側面視したときに、軸線Ａxに対して斜めに延びている。この第１霧化エア孔１２６（図６）の壁面の複数の傾斜溝１５４により、リング状に円周方向に連続して延びる第１霧化エア孔１２６（図６）から軸線Ａxに接近する方向に吐出される第１外周側霧化エアは軸線Ａxを中心にした円周の周方向に捻った旋回流になる。この旋回流により、塗装パターンの直径を制御することができる。なお、図１３の参照符号１５６は円形のエア孔を示す。このエア孔１５６を通じて第１霧化エア供給通路１４に霧化エアが供給される。

以上、第２実施例のエアスプレーガン１２０を説明した。傾斜霧化エア孔１２８や鉛直霧化エア孔１４２を備えたエア吐出部材１２４（図７）、１３０（図１０）、１４０（図１１）を第１実施例のエアスプレーガン１００に適用できることは言うまでもない。

第３実施例：
液体塗料に液化炭酸ガスを混入させたスプレー塗装が知られている。液化炭酸（CO2）ガスを液体塗料に混入させることにより、シンナーの使用量を減らすことができる。液化炭酸ガスによって塗料粘度を低下させる、液化炭酸ガスが気化することに伴って塗料を微粒化できる等の効果がある。

図１５に図示の第３実施例は、第１、第２の実施例のエアスプレーガン１００、１２０を含み且つこれらのガン１００、１２０にガス状態のCO2ガスが混入した塗料を生成するためのシステム１６０である。液体塗料スプレーシステム１６０は、ガス状態のCO2を塗料に混入させるミキサー１６２を有し、このミキサーによって、塗料源からの液体塗料にガス状態のCO2を混入させ、CO2ガスを含有する液体塗料がエアスプレーガン１００、１２０（図１、図６）の塗料通路３８に供給される。

１００、２００ 実施例のエアスプレーガン
４ 塗料ノズル本体
６、１２２ エアキャップ
８、１２４ エア吐出部材
８a エア吐出部材の前端エア孔（内周側霧化エア孔）
１８ 塗料ノズル部
２０ 第１霧化エア孔（外周側霧化エア孔）
３４ リング状の塗料吐出孔
３８ 塗料通路
１２８ 傾斜霧化エア孔（内周側霧化エア孔）
１４２ 鉛直霧化エア孔（内周側霧化エア孔）
１５４ 塗料ノズル部の先端に形成された溝
Ａx 塗料ノズル部の軸線

Claims (8)

1. 軸線を備え、塗料源から液体塗料が供給される塗料ノズル部材と、
   該塗料ノズル部材の中に前記軸線と同軸に配置され且つ該塗料ノズル部材を貫通して前方に延びるエア吐出部材と、
   前記塗料ノズル部材と前記エア吐出部材との間に形成され且つ前記液体塗料を前方に吐出するリング状の塗料吐出孔と、
   前記塗料ノズル部材よりも外周側に位置し、外周側霧化エアを前方に吐出する外周側霧化エア孔と、
   前記エア吐出部材の前端部に形成され、内周側霧化エアを吐出する内周側霧化エア孔とを有する塗料エアスプレー装置。
2. 前記外周側霧化エア孔が、前記塗料ノズル部材と該塗料ノズル部材を覆うエアキャップとで形成され、
   該外周側霧化エア孔がリング状の形状を有する、請求項１に記載の塗料エアスプレー装置。
3. 前記外周側霧化エア孔が前記軸線に接近する方向に斜めに指向されている、請求項２に記載の塗料エアスプレー装置。
4. 前記内周側霧化エア孔が前方に向けて開口している、請求項１に記載の塗料エアスプレー装置。
5. 前記内周側霧化エア孔が前方且つ斜め外方に延びており、
   該内周側霧化エア孔が複数の孔で構成されている、請求項１に記載の塗料エアスプレー装置。
6. 前記内周側霧化エア孔が、正面視したときに、アーチ状の形状を有する、請求項５に記載の塗料エアスプレー装置。
7. 前記内周側霧化エア孔が前記軸線と直交する方向に延びており、
   該内周側霧化エア孔が複数の孔で構成されている、請求項１に記載の塗料エアスプレー装置。
8. 前記塗料ノズル部材の先端外周面に形成された複数の溝を更に有し、
   各溝が、側面視したときに、前記軸線に対して斜めに延びて、前記外周側霧化エア孔から吐出される外周側霧化エアが旋回流である、請求項２に記載の塗料エアスプレー装置。

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