JP3422625B2 - 低圧スプレーガンの整流構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、塗装分野を主体に、塗
料等の液体材料を吹付空気圧力１００ｋＰａ以下の圧縮
空気流で微粒化してスプレー塗付する外部混合式エアス
プレーガンの改良に関する。 【０００２】 【従来の技術】外部混合式エアスプレーガンは、日本工
業規格にＪＩＳ Ｂ９８０９に定められている一般塗装
用スプレーガンとして広く使用されている塗装機械であ
る。該スプレーガンは、標準吹付空気圧力３００〜３５
０ｋＰａで、噴霧化の主体がスプレーガン先端部の塗料
ノズルと空気キャップで形成され、スプレーガン本体に
螺着される塗料ノズル外周のリング状スリットから圧縮
空気を噴射し、塗料を噴霧化して被塗物に霧化した塗料
を吹付け、被塗物表面に皮膜を形成するものである。 【０００３】吹付空気圧力３００〜３５０ｋＰａで吹付
けるスプレーガンは、霧化効率は高いが、圧縮空気の撹
乱による噴霧塗料粒子の飛散と、オーバースプレーによ
る塗料損失の多い難点をもっている。この難点を改善す
るための一つの方策として、吹付空気圧力が、空気キャ
ップ内圧を１００ｋＰａ以下としてスプレーする低圧ス
プレーガンが作られている。この低圧スプレーガンは、
高圧空気の代わりに、低圧大風量の圧縮空気によって噴
霧化するもので、スプレーガンの機構，構成および、取
扱い上の機能を、前記吹付空気圧力３００〜３５０ｋＰ
ａで吹付けるスプレーガン（以下単に高圧スプレーガン
という）と大きく変えずに霧の飛散の減少と、塗着効率
の向上を図るものである。 【０００４】上記低圧スプレーガンは、吹付空気圧力を
１００ｋＰａ以下の低圧に押さえることによる塗料の微
粒化不足を補うために、前記塗料ノズルと、空気キャッ
プの間に形成される空気噴射用のリング状スリットの幅
を広くすると共に偏平パターンを作るための角部に穿設
される側面空気孔および、偏平パターンのバランスを維
持するための補助空気孔の孔径を大きくして低圧大風量
の空気を噴射している。そして、この低圧スプレーガン
の機構構造は、前記高圧スプレーガンの機構と基本的に
同じ機構で構成されている。 【０００５】しかし、吹付空気圧力を低圧にすることに
よるスプレーガン先端部の空気流路内での気流の偏り
が、空気キャップ中心孔と、塗料ノズル先端外周で形成
されるリング状スリットからの圧縮空気流が均一に噴出
せず部分的に噴流の強弱が生じ、噴流の強い所に塗料ノ
ズルから噴出する塗料流も空気噴流の強いところに片寄
る傾向となるために、角部の側面空気孔からの空気噴流
を衝突させて扇状に広がる偏平パターンを作るとき、塗
料の霧化粒子が均一に分布せず、偏平パターンによって
作られる軌跡の楕円形のパターン形状が、部分的に噴霧
塗料が集中する片寄りパターンや、部分的微粒化不良が
発生する問題がある。 【０００６】また、角部の側面空気孔からの噴流によっ
て扇状に広がる偏平パターンを作るとき、スプレーガン
本体と、塗料ノズル外周との間の隙間で整流した空気流
を、一対の角部の側面空気流路に供給して、左右同圧で
噴出するように配慮されているが、交換取付け可能な空
気キャップの種類によっては、側面空気孔への整流が不
十分となり、左右の空気噴流のバランスがくずれること
があり、パターンが変形して不良パターンを作る場合が
あることが判明した。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
エアスプレーガンの空気キャップ内圧が１００ｋＰａ以
下の圧縮空気流で塗料等を微粒化する低圧スプレーガン
において、スプレーガン本体で分岐されて、塗料ノズル
の塗料流路の外周に穿孔される貫通空気孔を介して、空
気キャップの中心孔で形成されるリング状スリットから
噴射される圧縮空気流および、一対の補助空気孔からの
圧縮空気流が均一な流れになっていないこと、また、ス
プレーガン本体で分岐されて、空気キャップ角部の側面
空気孔に整流間隙を介して供給される圧縮空気流が整流
不十分のために、一対の側面空気孔からの左右の噴気流
が不均一になる場合があることより、上記噴気流のアン
バランスを解消するために新たな整流構造を提供するこ
とを目的とする。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明は、塗料等の液体
材料を噴霧化してスプレーするエアスプレーガンで、該
エアスプレーガンの吹付空気圧力が、空気キャップ内圧
で１００ｋＰａ以下の圧縮空気流で、前記液体材料を微
粒化する低圧スプレーガンにおいて、空気キャップ内で
の偏向流れを整流するために、スプレーガン本体に螺設
する塗料ノズル基部の塗料流路入口部の外周にバッフル
板を、塗料ノズルと一体で形成し、塗料ノズルを螺設す
るスプレーガン本体凹部の平行部側壁と、前記バッフル
板の外周との間の間隙によって整流するようにした低圧
スプレーガンの整流構造である。 【０００９】また、空気キャップ内圧が１００ｋＰａ以
下の圧縮空気流で塗料等の液体材料を微粒化する低圧ス
プレーガンにおいて、空気キャップ角部の側面空気孔に
供給する圧縮空気を、塗料ノズル貫通空気孔の外周と、
スプレーガン本体先端の塗料ノズル挿入入口部の本体バ
ッフル板との間のリング状間隙で整流した圧縮空気を、
空気キャップ角部の側面空気流路に供給し、該角部の側
面空気流路が、該流路の基部から側面空気孔に向けて段
階的または、テーパー状に絞られた孔形状とした低圧ス
プレーガンの整流構造である。 【００１０】 【作用】外部混合式エアスプレーガンにおいて、標準吹
付空気圧力が３００〜３５０ｋＰａの高圧スプレーガン
では、空気キャップ中心孔と、塗料ノズル先端外周で形
成されるリング状スリット幅が狭く、また補助空気孔の
孔径も小さいことから、噴射口直前の空気キャップ内圧
は十分高い圧力が保持されている。したがって、特別な
整流構造がなくても、空気キャップ中心孔のリング状ス
リットからの噴射空気流がアンバランスになることは殆
どない。しかし、低圧スプレーガンにおいては、前記空
気キャップのリング状スリットの幅を広くして大量の空
気を流して、低圧空気流による微粒化不足を補ってい
る。そして、補助空気孔もリング状スリット幅の広さに
応じて孔径が大きくなっている。したがって、１００ｋ
Ｐａ以下の空気キャップ内圧は、圧縮空気の貯留が殆ど
なくスプレーガン本体から供給される空気がそのまま噴
射される状態となり、アンバランスな噴気流を作り、パ
ターン不安定の原因となっている。空気キャップ内の空
気室を大きくして十分な大きさの貯溜室を設ければ問題
は解消されるが、スプレーガン頭部が大きくなり、重量
もおもくなって、実用上の問題となる。 【００１１】図１を参照して本発明の作用を説明する
と、スプレーガン本体（１）の空気流路（１ａ）から分
岐されて、分岐路溝（１ｂ）より塗料ノズル（２）の貫
通空気孔（２ｃ）を介して、空気キャップ（３）の中心
部に供給される。そして、分岐路溝（１ｂ）から導入さ
れた空気を、塗料ノズル（２）の塗料流路（２ｂ）の外
周にバッフル板（２ａ）を、塗料ノズル（２）と一体に
加工し、スプレーガン本体の塗料ノズルの螺設挿入部の
平行部側壁（１ｅ）との間に間隙を形成し、この間隙に
よって気流を均一化が得られるようにしている。そし
て、４乃至６個明けられている塗料ノズル貫通空気孔
（２ｃ）から均一な流れとして、空気キャップ（３）の
空気室（４）に供給し、リング状スリット（４ａ）およ
び、一対に明けられる補助空気孔（３ｄ）から均一に噴
射される。 【００１２】上記整流手段に、塗料ノズル貫通空気孔
（２ｃ）を小径にして６個以上の多数孔を明けることで
も整流効果は得られるが、加工工数が増大する難点をも
っている。また、塗料ノズル貫通空気孔（２ｃ）通過後
にバッフル板を設けても同様に整流効果が得られるもの
であるが、別体の部品となり加工組立工数増大となるこ
とと、空気室（４）の直前で行うことによる整流安定性
に難が生じる。本発明は、塗料ノズル基部にバッフル板
を、塗料ノズル（２）の加工時一体に同時加工を行うこ
とで、加工工数を増大せず、塗料ノズル（２）基部で整
流することで、より安定した整流効果が得られるもので
ある。 【００１３】一方スプレーガン本体（１）の分岐路（１
ｃ）から側面空気孔（３ｃ）に供給される空気は、スプ
レーガン本体（１）の先端に本体加工時に加工される、
本体バッフル板（１ｄ）と、塗料ノズル貫通空気孔（２
ｃ）の外周で形成される間隙で整流された空気が、空気
キャップ（３）の側面空気流路（３ａ）に導入される。
上記整流作用によって、一対の角部に供給される空気
は、略均一になる。ところが、空気キャップ（３）の側
面空気孔（３ｃ）は、空気キャップの種類により、大幅
に孔径が異なることと、パターン開き調節弁によって側
面空気孔への空気量を調節してパターン調節を行ってい
ることから側面空気孔への流量が少ない場合に、スプレ
ーガン本体の本体バッフル板（１ｄ）で整流される隙間
では整流が不十分な場合があることが判明した。そこ
で、空気キャップ角部の側面空気流路（３ａ）を絞っ
て、小径流路（３ｂ）を設けて縮流または、流路抵抗を
増すことによって、一対の側面空気孔（３ｃ）噴流強さ
が均一になることが発見されたものである。この二段階
に絞った側面空気流路（３ａ）（３ｂ）は、径大の側面
空気流路（３ａ）から径小の側面空気流路（３ｂ）に流
入するとき、段差部に衝突して縮流し、流れの抵抗と均
一化を、側面空気孔（３ｃ）の噴射前に行なわせること
によって噴流が安定するものと思われる。また、この縮
流作用は、テーパー状の流路または、３段以上の孔に穿
孔しても同様の効果が得られるものである。 【００１４】 【実施例】本発明の実施例を図１ないし図４に基づいて
詳細に説明する。図１は本発明の整流構造を示す低圧ス
プレーガンの先端部断面図である。１は図４に詳細を示
したスプレーガン本体で、スプレーガン本体１に穿設さ
れる空気流路１ａが、図３に示した空気キャップ３の中
心部に供給する分岐路溝１ｂと、パターン調節弁６を介
して、空気キャップ角部の側面空気流路３ｃに供給する
分岐路１ｃに分岐されている。スプレーガン本体１に
は、図２に示した塗料ノズル２が螺設され、塗料ジョイ
ント７を介して供給される塗料が、塗料ノズル２の塗料
流路２ｂから、塗料ノズル先端で塗料の吐出停止を行う
ニードル弁ン５を介して、塗料ノズル口より吐出され
る。スプレーガン本体１に螺設される塗料ノズル２は、
塗料流路２ｂと、空気流路がテーパー接合によって遮断
されると共に、塗料ノズル２と、これを囲繞するように
取付けられる空気キャップ３とのテーパー接合によっ
て、中心空気流と側面空気流が遮断されている。 【００１５】分岐路溝１ｂから導入される空気は、塗料
ノズル２の塗料流路２ｂの外周に、塗料ノズル２と一体
に加工されるバッフル板２ａが設けられ、バッフル板２
ａの位置は、分岐路溝１ｂの直後の位置にあって、塗料
ノズル２を螺設するスプレーガン本体１の凹部の平行部
側壁１ｅとの間に、空気流を整流するための、隙間が形
成され、分岐路溝１ｂからの空気が、この円周隙間によ
って整流される。そして、この隙間の通過面積は、塗料
ノズル２の塗料流路２ｂの外周に４乃至６個明けられる
貫通空気孔２ｃの集合面積より小さい方が整流効果は大
きく、空気キャップ３の補助空気孔３ｄの孔面積と、リ
ング状スリット４ａの面積を積算した、空気キャップ３
の中心空気孔の集合面積より大きい面積で、空気キャッ
プ３の空気室４の空気キャップ内圧力が、少なくとも１
００ｋＰａを維持できる隙間となっている。 【００１６】尚、塗料ノズル２と一体に加工されるバッ
フル板２ａと、スプレーガン本体１の凹部の平行部側壁
との間に作られる隙間は、リング状の隙間に限定するも
のではなく、例えば、バッフル板の外周にローレットを
穿設する等、円周均一な間隙が得られる形状であれば、
同一効果が得られるものである。また、塗料ノズルと一
体に加工されるバッフル板２ａは、別体のバッフル板を
圧入または、打込みによって一体に固定して形成するこ
とが可能であることは一般的に理解されることである。 【００１７】パターン調節弁６を介して、分岐孔１ｃか
ら供給される空気は、スプレーガン本体１の先端溝１ｆ
に導入され、先端溝１ｆを形成する一辺を兼ねたバッフ
ル板１ｄと、塗料ノズル２の貫通空気孔２ｃの外周との
間に形成される間隙で整流されている。この隙間は通常
０．５〜１．５ｍｍ幅でリング状の隙間を形成し、その
面積は、一対の側面空気孔３ｃの集合面積の数倍の面積
となっている。この隙間を更に狭くすることは、隙間の
芯ずれ等の加工精度上の問題が生じやすくなる問題があ
る。 【００１８】スプレーガン本体１の本体バッフル板１ｄ
で整流された空気が、空気キャップ３の一対の角部の側
面空気流路３ａに導入される。そして、側面空気流路３
ａから一段小径の側面空気流路３ｂが穿孔され、小径の
側面空気流路３ｂから側面空気孔３ｃが穿孔されて開口
している。この側面空気流路を絞るのは、側面空気孔３
ｃからの噴流を安定させるために設けるもので、径大か
ら径小の側面空気流路３ａ，３ｂを側面空気孔３ｃの比
較的近い位置で空気流を段差部に衝突させて縮流を起こ
させるようにしている。そして、側面空気流路３ｂは、
側面空気孔３ｃの略１．５〜２．５倍の面積の径に明け
られている。この３ａ，３ｂ，３ｃと絞る形で側面空気
孔３ｃから噴射することによって空気噴流が安定する効
果が得られるものである。 【００１９】以上の整流構造をもつ低圧スプレーガンに
おいて、空気キャップ２の中心空気口３ｅと、塗料ノズ
ル先端外周２ｄで形成される隙間の広いリング状スリッ
ト４ａから、比較的大量の圧縮空気流によって塗料を微
粒化して、円錐状に噴霧し、一対の側面空気孔３ｃから
の噴気流によって、円錐状の噴霧を、扇状に広がる偏平
パターンを形成させる。そして、側面空気孔３ｃからの
噴気流を円錐状の噴霧に衝突させる強さのバランスをと
って、より広い偏平パターンを作るために、補助空気孔
３ｃからの噴気流を、側面空気孔３ｃからの噴気流に衝
突させてバランスを取っている。 【００２０】 【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。 【００２１】スプレーガン本体から空気キャップ中心部
に供給する圧縮空気を、分岐路溝の直後の塗料ノズル基
部外周に、バッフル板を設けて整流したことによって、
空気キャップで形成されるリング状スリットからの圧縮
空気流が偏向なく安定した気流となり、スプレーパター
ンの片寄り等の不良パターンの発生が少なくなり、パタ
ーンが安定する。 【００２２】バッフル板を塗料ノズル基部に塗料ノズル
と一体に加工形成したことによって、塗料ノズル貫通空
気孔の孔数を増大する必要がなくなると共に、整流のた
めの新たな部品や、加工工数を増加させず、同原価で整
流効果が得られる。 【００２３】空気キャップ角部の側面空気流路を、テー
パー状または、段階的に絞ることによって、スプレーガ
ン本体先端部の整流効果の不十分さを補い、側面空気孔
からの噴射気流が縮流効果によって安定し、スプレーパ
ターンの不安定さが解消される。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の整流構造を配設した低圧スプレーガン
の先端部断面図である。 【図２】本発明のノズルの断面図である。 【図３】本発明の空気キャップの断面図である。 【図４】本発明のノズル、空気キャップを組み込んだ状
態におけるスプレーガン本体の断面図である。 【符号の説明】 １ 低圧スプレーガン本体 １ｂ 分岐路溝 １ｄ 本体バッフル板 １ｅ 平行部側壁 ２ 塗料ノズル ２ａ バッフル板 ２ｂ 塗料流路 ２ｃ 塗料ノズル貫通空気孔 ３ 空気キャップ ３ａ，３ｂ 側面空気流路 ３ｃ 側面空気孔 ３ｄ 補助空気孔 ３ｅ 中心空気孔 ４ 空気室 ４ａ リング状スリット ５ ニードル弁 ６ パターン調節弁

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】塗料等の液体材料を噴霧化してスプレーす
   るエアスプレーガンで、該エアスプレーガンの吹付空気
   圧力が、空気キャップ内圧で１００ｋＰａ以下の圧縮空
   気流で、前記液体材料を微粒化する低圧スプレーガンに
   おいて、空気キャップ（３）内での偏向流れを整流する
   ために、スプレーガン本体（１）に螺設する塗料ノズル
   （２）基部の塗料流路（２ｂ）の外周にバッフル板（２
   ａ）を、塗料ノズル（２）と一体で形成し、該塗料ノズ
   ル（２）を螺設するスプレーガン本体凹部の平行部側壁
   （１ｅ）と、前記バッフル板（２ａ）の外周との間のリ
   ング状間隙によって整流するようにし、且つ空気キャッ
   プ（３）角部の側面空気孔（３ｃ）に供給する圧縮空気
   を、塗料ノズル（２）の貫通空気孔（２ｃ）の外周と、
   スプレーガン本体（１）先端の、塗料ノズル挿入入口部
   の、本体バッフル板（１ｄ）との間のリング状間隙で整
   流し、空気キャップ（３）角部の側面空気流路に供給
   し、該角部の側面空気流路（３ａ）（３ｂ）が、該流路
   の基部から側面空気孔に向けて段階的または、テーパー
   状に絞られた孔形状となっている低圧スプレーガンの整
   流構造。