JP3193901B2 - エア・エアレスガン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】塗料等を加圧しノズルから噴
射霧化するとともに、圧縮空気流を付加して霧化を補助
する方式のスプレーガンにおける、圧縮空気流の噴出構
造と圧縮空気の供給穴の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】塗料等を霧化し塗装するスプレー方法に
おいて、塗料等を圧縮空気流によって霧化するエアース
プレーは塗料の微粒化が良く塗装面の仕上がりが良い
が、多量の霧化空気を使用するため塗料の塗着効率が悪
い欠点を有するのに対し、塗料等を高圧力に加圧しノズ
ルから噴射霧化するエアレススプレーは塗着効率がエア
ースプレーガンよりも優れていて、塗装の膜厚を厚くで
きる等の利点を持つが、塗料を高圧に加圧する高圧ポン
プが必要なことと霧化の粒子が若干粗い欠点を有してい
る。このエアースプレーとエアレススプレーとのそれぞ
れの特長を生かすスプレー方式として、塗料等を中〜低
圧力に加圧してノズルから噴射霧化し、圧縮空気の空気
流による霧化の補助機能を持ったエア・エアレススプレ
ー方法が知られている。

【０００３】エア・エアレススプレーにおいては、塗料
等の加圧圧力をエアレススプレーより低い加圧圧力にし
て、塗料を加圧するポンプや塗料ホースをエアレススプ
レーよりも低い仕様にすることができ、機器のコストや
取扱いの面でメリットを有する。しかし、塗料等の加圧
圧力が低くノズルから噴射霧化する粒子が粗くなるた
め、圧縮空気の空気流による霧化の補助を行っている。
特に、スプレーパターン端部にテールと呼ばれる霧化不
良が発生するため、圧縮空気の空気流によってテールの
発生を防止する。

【０００４】また、スプレー塗装においては塗装物の形
状によって、スプレーパターンを丸形状あるいは扁平状
に容易に調整・変更できる必要があるが、エアレススプ
レーガンではこの調整・変更が容易にできないのに対
し、エア・エアレススプレーガンでは次の方法によっ
て、スプレーパターンの調整・変更が可能である。すな
わち、圧縮空気の空気流をノズルから扁平状に霧化した
塗料粒子に当てることによって、塗料粒子の霧化の補助
と共にスプレーパターンを変形させることが可能であ
る。

【０００５】ノズルから扁平状に霧化した塗料粒子に霧
化補助用の圧縮空気流と共に、扁平状の塗料粒子に扁平
形状を促進するように空気キャップの角部空気穴から圧
縮空気流を当てると、スプレーパターンは扁平状とな
る。同様に、霧化補助用の圧縮空気流と共に、扁平状の
塗料粒子に扁平形状を押さえるように空気キャップの空
気穴から圧縮空気流を当てると、スプレーパターンは丸
形状となる。

【０００６】従来例のエア・エアレススプレーガンにお
いては、スプレーノズルから噴出直後の塗料や扁平状に
霧化した塗料粒子に霧化補助用の圧縮空気流を噴射する
種々の方法が実施されている。本考案が改良実施しよう
とするエア・エアレススプレーガンの従来例を図−７・
図−８で説明する。図−７は霧化頭部のスプレーノズル
短径方向の断面図（圧縮空気が圧縮空気切替弁から角空
気孔のみへ供給される状態を示す）と空気キャップ正面
図である。図−８はスプレーパターンを丸形状にしてい
る状態における霧化頭部のスプレーノズル長径方向の断
面図（圧縮空気が圧縮空気切替弁から角空気孔に加え、
丸パターン用の補助空気孔へ供給される状態を示す）と
空気キャップ正面図である。

【０００７】スプレーノズル５０を収納するチップホル
ダー５１が円錐形状部５２で空気キャップ５３と接合
し、該チップホルダー５１の円錐形状部前部５２ａが空
気キャップ５３の中央部穴５４から突き出ている。スプ
レーノズルの短径方向対向位置でスプレーガン本体６０
側から角部５９に供給される圧縮空気５５ａは、圧縮空
気切替弁５５から空気連絡通路５６を経て角空気孔５７
へ送られ、空気連絡通路５８によって円錐形状部５２へ
送られている。円錐形状部５２と空気連絡通路５８とが
当たる点で円錐形状部５２に溝６１を形成し、さらにス
プレーノズルの短径方向対向位置でチップホルダー５１
の円錐形状部５２の対向する面を二面取り６２で削除
し、圧縮空気が溝６１から空気キャップ５３の中央部穴
５４から噴出するように、空気通路隙間６３を形成して
いる。また、この空気通路隙間６３から噴出する扁平空
気流６４はスプレーノズルチップ５０の頂点５０ａを噴
射するように、位置と角度が決定されている。このた
め、スプレーノズルチップ５０からの噴射直後の塗料
に、圧縮空気が扁平空気流６４として噴射され、該流体
の霧化を促進する作用が有効に働く。

【０００８】しかし、この場合では扁平空気流６４がス
プレーノズルチップ５０の頂点５０ａを噴射するよう
に、位置と角度が決定されているため、この状態では霧
化の補助効果が十分に有るが、ノズルチップの種類の変
化が有った場合にこの流体の霧化を促進する作用が有効
に働くことができない問題を有していた。特に、高さの
異なるスプレーノズルチップの場合にこの問題が発生
し、ノズルチップの形状に限定され、汎用性に欠けてい
た。

【０００９】具体的には図−９で示すように、スプレー
ノズルチップ６７は図−７のスプレーノズルチップ５０
に比較して高さが低いために、扁平空気流６４がスプレ
ーノズルチップ６７の頂点６７ａを噴射することができ
ない。この結果、スプレーガンの引き金を引いて塗料が
スプレーノズルチップ６７から噴出を開始した時と、ス
プレーガンの引き金を戻して塗料がスプレーノズルチッ
プ６７から噴出を停止する時の塗料の噴出速度が遅い場
合に、塗料噴出が安定していて塗料の噴出速度が早く霧
化が良い場合に比較して、塗料の噴出速度が遅いため霧
化が不十分であるため、スプレーノズルチップ６７の頂
点６７ａから離れた位置を噴射する圧縮空気の補助では
霧化しきれない問題が発生する。詳細を説明すると、エ
ア・エアレススプレーではスプレー開始時には塗料の噴
出前に圧縮空気が先行して噴出し、スプレー停止時には
塗料の噴出停止後に圧縮空気が停止する制御となってい
る。このため、ノズルチップより噴出した噴出速度が遅
い塗料の一部が、前方で扁平空気流６４が形成する空気
層（壁）を突き抜けることができずに、塗料がこの空気
層で跳ね返されて空気キャップ面に付着といった問題を
起こす。図−９に示すように、スプレーチップ６７から
噴出した塗料が扁平空気流６４の空気層で跳ね返され扁
平空気流６４同士の隙間（スプレーチップ５０の長径
側）からはみ出して、空気キャップ５３の表面に塗料の
付着痕跡７０が発生してしまう。この付着した塗料は扁
平空気流６４によって空気キャップ５３の表面から引き
剥がされて、粗い塗料粒子となって塗装面に飛散してし
まう。

【００１０】さらに従来例では、スプレーパターン形状
の制御として、角空気孔５７からの圧縮空気を空気キャ
ップ５３の角５９の内周側５９ａに明いた出口穴６５よ
り噴出し、スプレーチップ５０からの流体の霧化促進と
スプレーパターンを広げる作用をさせている。また図−
８では、圧縮空気切替弁５５から別の空気連絡通路６５
・６５ａ・６５ｂ・６５ｃを通じて、圧縮空気をスプレ
ーチップ５０の長径方向対向位置に開けた空気出口穴６
６から噴出して、スプレーチップ５０からの流体の霧化
促進とスプレーパターンを狭めて丸形状にする作用をし
ている状態を示している。

【００１１】また、従来例の他の問題としては、空気通
路隙間６３から扁平空気流６４として噴出するために、
角空気孔５７からの圧縮空気を空気通路隙間６３へ送る
ために形成する空気連絡通路５８の加工上の問題があ
る。空気連絡通路５８を加工するには、空気キャップ５
３の外周から角空気孔５７を横切って加工するが、角空
気孔５７の外側にも穴６８が明いてしまうため、盲６９
を取り付ける必要がある。この盲６９は空気圧力に耐え
るように確実に取り付ける必要があり、２個所の穴加工
・盲の製作・盲の取付に工数が必要となっている。さら
に、空気キャップ５３の外周に盲６９を取付けた後に、
盲６９による凹凸がないように外観を仕上げる工数も必
要となっている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、エア・エア
レススプレーガンのスプレーノズルから噴射される塗料
等の塗料を霧化する時にスプレーノズルの種類が変わっ
ても、特にスプレーノズルの高さが変わっても、圧縮空
気流が霧化補助に有効に働いて、空気キャップ前面への
塗料付着を防止し、長時間安定した塗装を可能にすると
ともに、より少ない空気量で良好な霧化性能が得られる
霧化構造を形成することにある。また、空気キャップの
空気通路を加工する場合に、盲の取付が不要な圧縮空気
の供給穴構造にすることにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１の発明では、ほぼ唇状開口を有し長円形
のスプレーパターンを形成する液圧霧化のエアレススプ
レーノズルを空気キャップの中心に配し、該スプレーノ
ズルから噴射直後の流体に空気キャップから圧縮空気を
噴射し、該流体の霧化を促進して被塗物へ噴霧するスプ
レーガンにおいて、前記スプレーノズルを収納するチッ
プホルダーが前方円錐形状部で空気キャップと接合し、
該チップホルダーの円錐形状部先端位置と空気キャップ
との間に円板状あるいは皿状の隙間空間を形成し、空気
キャップの中央部穴と前記スプレーノズルの外周との間
に円環状開口を形成し、前記スプレーノズルの短径方向
対向位置で前記円錐形状部に空気通路を形成し、該空気
通路に流入した圧縮空気が円板状あるいは皿状の隙間空
間を介して空気キャップの中央部穴から噴射して、前記
流体の霧化を促進するように構成した。

【００１４】請求項２の発明では、請求項１の発明に対
し円錐形状部の空気通路は、スプレーノズルの短径方向
位置でチップホルダーの円錐形状部の対向する面を二面
取り削除し、空気キャップの円錐形状部との間に空隙を
形成した。また、請求項３の発明では、請求項２の発明
に対しチップホルダーの円錐形状部の二面取り削除は、
二面取り形状が先端に向かうほど広くなるように、円錐
形状部の角度より鈍角に形成した。さらに、請求項４の
発明では請求項１、請求項２、請求項３の発明に対し、
空気キャップの円錐形状部への圧縮空気の供給が、スプ
レーノズルの短径方向対向位置でスプレーガン本体から
の圧縮空気を空気キャップの角部穴に導入し、角部穴か
ら円錐形状部への圧縮空気の連絡穴が、空気キャップの
スプレーガン本体側から加工した不貫通穴とした。

【００１５】

【発明の実施の形態】

【０００１６】

【発明の実施例】本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図−１は本発明のエア・エアレススプレー
ガンの１実施例で、霧化頭部のスプレーノズル短径方向
の断面図（圧縮空気が圧縮空気切替弁から角空気孔のみ
へ供給される状態を示す）と空気キャップ正面図であ
る。図−２はスプレーパターンを丸形状にしている状態
における霧化頭部のスプレーノズル長径方向の断面図
（圧縮空気が圧縮空気切替弁から角空気孔と丸パターン
用の補助空気孔へ供給される状態を示す）と空気キャッ
プ正面図である。図３は図−１断面図の主要部拡大図で
あり、図４は図−２断面図の主要部拡大図である。図−
５はスプレーノズルとチップホルダーを組み合わせた外
形図で平面図・正面図・側面図である。

【０００１７】図−１・図−２で説明すると、ポンプか
ら送られた塗料は、塗料通路２０から引き金に連動して
開いたニードルバルブ１８とバルブシート１９の間から
塗料通路２１・塗料通路２２を経て、スプレーノズル１
１から噴出する。スプレーノズル１１を収納するチップ
ホルダー１は円錐形状部２で空気キャップ３の円錐形状
内面と接合し、該スプレーノズル１１先端部が空気キャ
ップ３の中央部穴４から突き出ている。

【００１８】このとき、圧縮空気５ａはスプレーガン本
体１０側から圧縮空気切替弁５と空気連絡通路６を経
て、スプレーノズル１１の短径方向対向位置に位置する
角空気孔７へ送られ、空気連絡通路８によって円錐形状
部２へ送られる。スプレーノズル１１の短径方向対向位
置で空気連絡通路８が円錐形状部２に当たる位置で、チ
ップホルダー１の円錐形状部２の対向する面を二面取り
１２で削除して、空気通路隙間１３が形成されている。
さらに、チップホルダー１の円錐形状部２より先端位置
に空気キャップ３とチップホルダー１との間に、皿状の
隙間空間１４を形成し、空気キャップ３の中央部穴４と
スプレーノズル１１の外周との間に円環状開口１５を形
成している。

【００１９】圧縮空気５ａはスプレーノズル１１の短径
方向対向位置で角空気孔７・空気連絡通路８・空気通路
隙間１３を経て、皿状の隙間空間１４に流入分散して円
環状開口１５から噴出し、スプレーノズル１１から噴出
する流体の霧化を促進する。この時、スプレーノズル１
１の噴出口に直近する円環状開口１５の全周からスプレ
ーノズル１１の外周に沿う空気流で、しかも、空気通路
隙間１３に近い部分からは比較的強い空気流１６ａが噴
射し、空気通路隙間１３から遠い部分からは比較的弱い
空気流１６ｂが噴射する。この結果、スプレーノズル１
１から噴出する塗料は、噴射エネルギーを十分に維持し
た圧縮空気によって霧化補助が行われ、特に塗料噴霧の
広がり方向に対し強く多量の圧縮空気が噴射されること
により、常にスプレーノズル１１の頂点で効率高く霧化
が促進される。

【００２０】図-6に示すように、高さの高いスプレーノ
ズル１１ａが取り付けられた場合でも、空気流１６ａ・
１６ｂはスプレーノズル１１ａの噴出口に直近する円環
状開口より噴射エネルギーを低下させずに、スプレーノ
ズル１１ａの外周に沿うような空気流となるため、スプ
レーノズル１１ａから噴出する塗料は、常にスプレーノ
ズル１１の頂点の塗料噴射位置で空気流１６ａ・１６ｂ
によって、霧化が促進される。この結果、従来例のよう
にスプレーノズルの高さが変わっても、空気流による霧
化補助の効果が変化することはない。

【００２１】本実施例では、スプレーノズル１１ａから
噴出直後の塗料を円環状開口１５からの空気流によって
霧化の補助を行うが、長円形のスプレーパターン幅を大
きくする方向の空気流１６ａが比較的強く、長円形のス
プレーパターン幅を小さくする方向の空気流１６ｂが比
較的弱いため、長円形のスプレーパターンが維持あるい
は増長される傾向にある。このため、単に円環状開口よ
り空気流を噴射して、スプレーパターンの長径方向にも
作用してスプレーパターンを縮小させてしまう場合に比
べ、長円形パターンの最大幅を確保するために噴射する
補助空気流１７ａは、より少ない空気流でよい効果があ
る。また、短径方向対向位置からのみ噴射した場合、空
気流は長径方向に戻される流れを生じ噴霧された塗料粒
子の一部がこの流れに乗って空気キャップ前面に付着す
ることになるが、本実施例では長径方向からも前方への
空気流があるため、このような付着によって空気キャッ
プ前面が汚れ、長時間の噴霧によってこの付着塗料がス
プレーノズルの噴射口を塞いだり、塗面に飛んで塗装不
良を起こすことがない。さらに、本実施例では空気連絡
通路８の加工がスプレーガン側から行うことができて不
貫通穴でよいため、従来例の空気連絡通路５８のように
空気キャップ５３の外周に穴が明いてしまうことによっ
て、盲を取付し外観を仕上げる必要がない。

【００２２】図−２では、圧縮空気切替弁５５から別の
空気連絡通路２３・２３ａ・２３ｂ・２３ｃを通じて、
圧縮空気５ａをスプレーチップ１１の長径方向対向位置
に開けた空気出口穴２４から噴出して、スプレーチップ
１１からの流体の霧化促進とスプレーパターンを狭めて
丸形状にする作用をしている状態を示している。

【００２３】尚、図は形状、寸法を限定するものでな
く、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で適宜設計変更可
能な要素を含むものである。

【００２４】

【発明の効果】上記のように、高さの異なるスプレーノ
ズルを取り付けた場合でも、常に空気流がスプレーノズ
ルの外周を沿うような円環状空気流となり、スプレーノ
ズルから噴出する塗料は噴出直後に、スプレーノズルの
頂点で空気流によって霧化が促進される。この結果、従
来例のようにスプレーノズルの高さに関係なく、噴出口
後方から噴出する空気流への霧化補助の効果が低下する
ことはない。また、円環状開口からの空気流は、スプレ
ーパターンの短径方向からの噴出空気が強く、長径方向
からの噴出空気を弱くしたため、霧化の補助をしながら
スプレーパターンの幅を増大させ、近距離での吹き付け
を可能にして塗料粒子の飛散を減少させる効果が得られ
る。さらに、空気連絡通路穴の加工がスプレーガン側か
ら行うことができて不貫通穴でよいため、従来例の空気
連絡通路のように空気キャップの外周に穴が明いてしま
うために、盲を取付し外観を仕上げる必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図−１】本発明の実施例を示す霧化頭部のスプレーノ
ズル短径方向の断面図と空気キャップの正面図。

【図−２】本発明の実施例を示す霧化頭部のスプレーノ
ズル長径方向の断面図と空気キャップの正面図。

【図−３】 図−１の主要部拡大図。

【図−４】 図−２の主要部拡大図。

【図−５】 スプレーノズルとチップホルダーを組み合
わせた外形図。

【図−６】 本発明の実施例で高さの高いスプレーノズ
ルを取り付けた場合を示す霧化頭部のスプレーノズル短
径方向の断面図。

【図−７】従来例を示す霧化頭部のスプレーノズル短径
方向の断面図と空気キャップの正面図。

【図−８】従来例を示す霧化頭部のスプレーノズル長径
方向の断面図と空気キャップの正面図。

【図９】 従来例で高さの高いスプレーノズルを取り付
けた場合を示す霧化頭部のスプレーノズル短径方向の断
面図。

【符号の説明】

１ 空気キャップ ２ 円錐形状部 ３ 空気キャップ ８ 空気連絡通路 １０ スプレーガン本体 １１ スプレーノズル １２ 二面取り １４ 隙間空間 １５ 円環状開口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B05B 7/00 - 7/32

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ほぼ唇状開口を有し長円形のスプレーパタ
   ーンを形成する液圧霧化のエアレススプレーノズルを空
   気キャップの中心に配し、該スプレーノズルから噴射直
   後の流体に空気キャップから圧縮空気を噴射し、該流体
   の霧化を促進して被塗物へ噴霧するスプレーガンにおい
   て、前記スプレーノズルを収納するチップホルダーが前
   方円錐形状部で空気キャップと接合し、該チップホルダ
   ーの円錐形状部先端位置と空気キャップとの間に円板状
   あるいは皿状の隙間空間を形成し、空気キャップの中央
   部穴と前記スプレーノズルの外周との間に円環状開口を
   形成し、前記スプレーノズルの短径方向対向位置で前記
   円錐形状部に空気通路を形成し、該空気通路に流入した
   圧縮空気が円板状あるいは皿状の隙間空間を介して空気
   キャップの中央部穴から噴射して、前記流体の霧化を促
   進するように構成したことを特徴とするスプレーガン。
2. 【請求項２】円錐形状部の空気通路は、チップホルダー
   の円錐形状部のスプレーノズルの短径方向位置で対向す
   る面を二面取り削除し、空気キャップの円錐形状部との
   間に空隙を形成した請求項１に記載のスプレーガン。
3. 【請求項３】チップホルダーの円錐形状部の二面取り削
   除は、二面取り形状が先端に向かうほど広くなるよう
   に、円錐形状部の角度より鈍角に形成した請求項１、請
   求項２に記載のスプレーガン。
4. 【請求項４】空気キャップの円錐形状部への圧縮空気の
   供給が、スプレーノズルの短径方向対向位置でスプレー
   ガン本体からの圧縮空気を空気キャップの角部穴に導入
   し、角部穴から円錐形状部への圧縮空気の連絡穴が、空
   気キャップのスプレーガン本体側から加工した不貫通穴
   である請求項１、請求項２、請求項３に記載のスプレー
   ガン。