JP6598829B2 - 塗装ノズルヘッド - Google Patents

Description

本発明は、高粘度塗料の塗装に適した塗装ノズルヘッドに関する。

路面に塗装（塗布）する、路面標示材、路面補修材、雑草発生防止材などは、塗装の厚みを要する。このため、これら材料（塗料）は、流動防止のため、塗料粘度が高く設定され、これら材料を施工（塗装）するには、コテを用いて塗り広げる施工方法が一般的であった。これに対して、特許文献１には、ドラム回転体とブラシ回転体を噴射方向に回転させて高粘度の路面標示材を噴射して塗膜（ライン）を形成する、溶融噴射式道路標示方法が記載されている。

特開平１０−１０２４１７号公報

特許文献１に記載された溶融噴射式道路標示方法では、噴射する路面標示材が高粘度であるため、流量（塗布量）が噴射の中心に集中しやすい。このため、路面標示材から形成される塗膜（ライン）は、端部まで塗料が行き渡らないことがあり、ラインの端部が欠落するおそれがあるという課題があった。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、塗料吐出口から離れた路面に、高粘度の材料を端部まで行き渡らすことを可能にする塗装ノズルヘッドを提供することを目的とする。

本発明の塗装ノズルヘッドは、路面に高粘度（１０，０００〜５００，０００ｍＰａ・ｓ）の塗料を吐出する塗装ノズルヘッドにおいて、
塗料供給口と、塗装方向に長手方向が直交するスリット形状の塗料吐出口と、該塗料供給口から該塗料吐出口へ該塗料を導入する塗料導入部と、を備え、
該塗料導入部は、上流側部と、下流側部と、該上流側部と下流側部とを連通する中間部と、から構成され、該上流側部の上流側の端部に、該塗料供給口が設けられ、該下流側部の下流側の端部に、該塗料吐出口が設けられ、
該中間部は、該上流側部に開口する入口と該下流側部に開口する出口とを備える塗料流路が３〜９個設けられ、該塗料流路の該出口が該塗料吐出口の長手方向に沿って配列され、
塗装機に、該路面から離れて、該塗料吐出口が下向きに取り付けられていることを特徴とする。

本発明の塗装ノズルヘッドによれば、塗料導入部に３〜９個の塗料流路が設けられ、塗料流路の出口が塗料吐出口の長手方向に沿って配列されている。このため、塗料が高粘度の塗料であっても、塗料吐出口の中央側に塗料の流れが集中することなく、塗装の幅方向に相当する塗料吐出口の長手方向に塗料が分配され、塗料吐出口から離れた路面に、高粘度の材料を端部まで行き渡らすことができる。

ここで、上記塗装ノズルヘッドにおいて、前記中間部は、前記入口が均等の開口面積を有する前記塗料流路に分割されているものとすることができる。

これによれば、塗装の幅方向に、均等に塗料を分配することができ、高粘度の材料を端部までより行き渡らすことができる。

また、上記塗装ノズルヘッドにおいて、前記塗料流路の前記出口は、前記塗料吐出口の長手方向に沿った長さが均等になるように配列されているものとすることができる。

これによれば、塗装の幅方向に、均等に塗料を分配することができ、高粘度の材料を端部までより行き渡らすことができる。

また、上記塗装ノズルヘッドにおいて、前記塗料吐出口は、長手方向中央部の短手方向の長さが長手方向端部の短手方向の長さよりも長いものとすることができる。

これによれば、塗装された塗料から形成された塗膜（ライン）は、塗装の幅方向の中心部の塗膜の厚さが端部の厚さより厚くなるため、降雨時における塗膜の排水性の向上を図ることができる。

また、上記塗装ノズルヘッドにおいて、前記塗料吐出口の前記長手方向中央部の短手方向の長さが前記長手方向端部の短手方向の長さの１倍を超え３倍以下であるものとすることができる。

これによれば、塗膜（ライン）の幅方向の中心部の厚さが端部の厚さより好適に厚くすることができるため、降雨時における塗膜の排水性の向上を好適に図ることができる。

本発明の塗装ノズルヘッドによれば、塗料導入部に３〜９個の塗料流路が設けられ、塗料流路の出口が塗料吐出口の長手方向に沿って配列されている。このため、塗料が高粘度の塗料であっても、塗料吐出口の中央側に塗料の流れが集中することなく、塗装の幅方向に相当する塗料吐出口の長手方向に塗料が分配され、高粘度の材料を端部まで行き渡らすことができる。

本発明の第一実施形態の塗装ノズルヘッドの正面図である。 塗装ノズルヘッドを備える塗装機の背面図である。 塗装ノズルヘッドを備える塗装機の平面図である。 （ａ）は塗装ノズルヘッドの正面方向から見た一部破断図、（ｂ）は塗装ノズルヘッドの塗料供給口の平面図、（ｃ）は塗装ノズルヘッドの塗料導入部中間部の上端部の水平方向部分断面図、（ｄ）は塗装ノズルヘッドの塗料導入部中間部の下端部の水平方向部分断面図である。 （ａ）は塗装ノズルヘッドの分解斜視図、（ｂ）はその塗装ノズルヘッドの後方側の斜視図、（ｃ）はその塗装ノズルヘッドの塗料吐出口のイメージ図である。 （ａ）は本発明の第二実施形態の塗装ノズルヘッドの塗料供給口の平面図、（ｂ）はその塗装ノズルヘッドの正面図、（ｃ）はその塗装ノズルヘッドの塗料吐出口のイメージ図である。

（第一実施形態）
以下、本発明の第一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本明細書において、塗装ノズルヘッド３０の各部の上下は、上が塗装ノズルヘッド３０の塗料供給口３１側で、下が塗料吐出口３２側とする。また、前後は、前が塗装ノズルヘッド３０を備える塗装機１０の進行方向（塗装方向）側で、後がその逆側とする。左右は、塗装機１０の進行方向を向いて、左側を左、右側を右とする。

図３に示すように、実施形態の塗装ノズルヘッド３０は、塗装機１０の後方の左右の何れかのアーム１４に取り付けられ（図２では右側）、塗装機１０に搭載された塗料供給装置１１から塗料ホース１２を介して供給される塗料１３を、図２に示すように、路面等に吐出する装置（部品）である。

実施形態の塗装ノズルヘッド３０は、高粘度（１０，０００〜５００，０００ｍＰａ・ｓ）の塗料の吐出に適した塗装ノズルヘッドであり、高粘度の塗料として、雑草防止剤、路面補修材、路面標示材（ＪＩＳ Ｋ ５６６５ ３種）などを好適に使用することができる。

塗装ノズルヘッド３０は、図４（ａ）に示すように、塗料供給口３１と、塗装方向（前後方向）に長手方向が直交するスリット形状の塗料吐出口３２と、塗料供給口３１から塗料吐出口３２へ塗料を導入する塗料導入部３３と、を備えている。塗料導入部３３は、上流側部３６と、下流側部３８と、上流側部３６と下流側部３８とを連通する中間部３７と、から構成され、上流側部３６の上流側の端部に塗料供給口３１が設けられ、下流側部３８の下流側端部に塗料吐出口３２が設けられている。

中間部３７は、上流側部３６に開口する入口３４ａと下流部側３８に開口する出口３４ｂとを備える塗料流路３４が５個設けられ、塗料流路３４の出口３４ｂが塗料吐出口３２の長手方向に沿って配列されている。塗料流路３４は、塗料導入部３３に４個の仕切板３５が設けられることによって、５個の塗料流路３４が設けられている。

塗料供給口３１は、図３に示すように、塗装機１０に搭載された塗料供給装置１１から塗料ホース１２を介して供給される塗料１３が供給される供給口であり、塗料ホース１２が接続されるようにジョイント機構（図示せず）が設けられている。

塗料吐出口３２は、図５（ｂ），（ｃ）に示すように、スリット形状の吐出口であり、塗料吐出口３２の短手方向が塗装方向（前後方向）となる。塗料吐出口３２の長手方向は、塗装方向に直交しているため、塗料吐出口３２（塗装機１０）は、塗料吐出口３２の長手方向の長さ（幅）のライン（塗膜）となる塗料１３を吐出する（図３）。

塗料吐出口３２は、図５（ｃ）に示すように、塗料吐出口３２の長手方向中央部の短手方向の長さＤ２が長手方向端部の短手方向の長さＤ１より長く形成されている。これにより、塗装の幅方向の中心部のライン（塗膜）の厚さを端部の厚さより厚く（長く）することができる。幅方向の中心部が高く端部が低いラインが形成されるため、降雨時において、雨滴がラインの幅方向の中心から端部に流れやすくなり、塗膜の排水性の向上を図ることができる。図５（ｃ）では、塗料吐出口３２の長手方向中央部の短手方向の長さＤ２は、長手方向端部の短手方向の長さＤ１の１．５倍であるが、１倍を超え３倍以下であれば、塗膜の排水性の向上を図ることができる。より好ましくは、Ｄ２はＤ１の１．３〜２倍である。

塗料供給口３１から塗料吐出口３２へは、図５（ａ）に示すように、内部が塗料供給口３１から塗料吐出口３２に向けて左右方向に拡幅する、偏平三角柱状の空間をなす塗料導入部３３が設けられている。塗料導入部３３は、上流側部３６と、中間部３７と、下流側部３８と、から構成されている。中間部３７は、上流側部３６に開口する５個の入口３４ａと、下流部側３８に開口する５個の出口３４ｂとが、塗料流路３４によって各々連通され、５個の出口３４ｂが塗料吐出口３２の長手方向に沿って配列されている。中間部３７は、偏平三角柱状塗料導入部３３に４個の仕切板３５が設けられることによって、下流に向けて拡幅する５個の塗料流路３４に分割されている。

塗料の流路の水平方向の断面形状は、塗料供給口３１が図４（ｂ）の如く円形状である。塗料吐出口３２は、図５（ｃ）の如くスリット形状であり、塗料導入部３３によって、塗料の流路の断面形状が、塗料の供給に適した円形状から狭窄されて塗料の吐出に適したスリット形状に変形される。

実施形態の塗料導入部３３は、図４（ａ）に示すように、塗料流路３４が５個設けられ、上流側部３６に開口する入口３４ａが均等の開口面積を有する塗料流路３４に分割されている。塗料流路３４は、下流に向けて左右方向に拡幅し、出口３４ｂが塗料吐出口３２の長手方向に沿った長さが均等になるように配列されている。このため、各塗料流路３４を流れる塗料の流量が略等しくなり、ラインの幅方向に配列された塗料流路３４から、ライン幅方向に流量が略等しい塗料が吐出されるため、塗装される塗料が高粘度の塗料であっても、塗料吐出口３２の中央側に塗料の流れが集中することなく、塗装の幅方向に均等に塗料を分配することができる。なお、塗料流路３４の幅Ｌ１，Ｌ２は、図４（ａ），（ｃ），（ｄ）に示すように、塗料供給口３１側から塗料吐出口３２側に向けて徐々に拡幅するように形成されている。

仕切板３５によって塗料導入部３３を分割することにより形成される塗料流路３４の数は、３〜９個が好ましい。均一な厚みの塗膜を形成することができるためである。塗料流路３４の数が３個未満（２個以下）だと、塗装の幅方向に均等に塗料を分配することができないおそれがある。一方、塗料流路３４の数が９個を超える（１０個以上）と、塗料導入部３３の形状が煩雑となり、耐久性やメンテナンス性が劣るおそれがある。より好ましくは、塗料流路３４の数は、３〜５個である。なお、塗料流路３４の数は、奇数であることが好ましい。ライン幅方向中央部となる部分が仕切板３５ではなく塗料流路３４となるため、塗膜の排水性の向上を図る場合に、ライン幅方向中央部となる部分を厚くすることができるためである。

塗装ノズルヘッド３０は、図５（ａ）に示すように、本体３０ａとカバー３０ｂとから形成されている。本体３０ａとカバー３０ｂは、図５（ｂ）に示すように、ネジ３０ｃによって固定され、異物による詰まりなどが生じた際には、直ちにカバーを外して清掃をすることができる構造になっている。

カバー３０ｂの塗料吐出口３２側は、図５（ａ）に示すように、内側に、凹部３２ａが切削により曲面凹状に形成され、スリット形状の塗料吐出口３２の長手方向中央部の短手方向の長さＤ２が長手方向端部の短手方向の長さＤ１の１．５倍となるように形成されている。凹部３２ａは、塗料吐出口３２から上に、塗料流路３４の下端部まで設けられている。

次に、実施形態の塗装ノズルヘッド３０の加工方法と組付け方法を図面に基づいて説明する。塗料導入部３３は、図５（ａ）に示すように、塗装ノズルヘッド３０の本体３０ａとカバー３０ｂとが切削されることによって形成される。仕切板３５は非切削部とされ、上流側部３６と、下流側部３８と、中間部３７とが、塗装ノズルヘッド３０の本体３０ａを切削されることによって形成され、中間部３７の塗料流路３４の入口３４ａと出口３４ｂとによって、上流側部３６と下流側部３８とが連通される。上流側部３６は、上流側の塗料導入部３３の断面形状の円形から、下流側の中間部３７の断面形状の長方形に狭窄されるように、塗装ノズルヘッド３０の本体３０ａとカバー３０ｂとが切削されることによって形成されている。中間部３７は、４個の仕切板３５を挟んで、下流に向けて左右方向に拡幅する５個の塗料流路３４が、本体３０ａを切削されることによって形成される。下流側部３８は、中間部３７の下端部の断面形状から仕切板３５が除かれ、左右方向に配列された５個の塗料流路３４が連通する偏平四角柱形状から構成され、下流側の端部に、塗料吐出口３２が設けられている。塗装ノズルヘッド３０のカバー３０ｂの塗料吐出口３２側は、図５（ａ）に示すように、内側に、凹部３２ａが切削により曲面凹状に形成されることによって、スリット形状の塗料吐出口３２の長手方向中央部の短手方向の長さＤ２が長手方向端部の短手方向の長さＤ１の１．５倍となるように形成されている。

塗装ノズルヘッド３０の本体３０ａとカバー３０ｂは、図５（ｂ）に示すように、ネジ３０ｃによって固定され、塗装ノズルヘッド３０が組み上がる。

塗装ノズルヘッド３０は、図１，図２に示すように、塗装機１０のアーム１４に、塗料吐出口３２が下を向くように取付けられ、図２，図３に示すように、塗装機１０に搭載された塗料供給装置１１から塗料を供給する塗料ホース１２が接続される。

次に、実施形態の塗装ノズルヘッド３０の使用方法及び作用・効果を図面に基づいて説明する。塗装する塗料として、２液常温硬化型ポリウレタン樹脂「ウィードコート７００」（ウレタン技研工業株式会社製）を使用した。「ウィードコート７００」は、路面の雑草発生防止剤であり、主剤の粘度が２００，０００ｍＰａ・ｓ、硬化剤の粘度が５５ｍＰａ・ｓであった。図３に示すように、主剤が、塗装機１０に備えられた主剤タンク１５に投入され、ポンプ１７によって混合部１９まで圧送され、硬化剤が、塗装機１０に備えられた硬化剤タンク１６に投入され、ポンプ１８によって混合部１９まで圧送された。塗料１３は、主剤と硬化剤とが混合部１９で混合されることによって形成される。主剤と硬化剤とが混合された塗料１３は、約１００，０００ｍＰａ・ｓの高粘度であり、塗装後の塗料１３がレベリングしないため、１度の塗装で厚塗りが可能なものである。なお、主剤と硬化剤の混合比率は、施工仕様書に準拠（主剤：硬化剤＝１００：２５（質量比））するようにポンプ１７，１８の流量を調整した。また、主剤タンク１５と硬化剤タンク１６は、図示しない温度調節器によって一定温度に保たれている。塗料１３の粘度は温度依存性が高いため、一定の温度に保たれることにより、粘度をほぼ一定に保つことができる。

塗料１３は、塗料ホース１２を介して、塗装ノズルヘッド３０の塗料供給口３１に圧送される。塗料供給口３１に圧送された塗料１３は、均等の入口面積に分割された５つの塗料流路３４に同じ圧力で圧送されるため、各塗料流路３４を流れる塗料１３の流量が略等しくなる。塗料流路３４の幅Ｌ１，Ｌ２が、図４（ａ），（ｃ），（ｄ）に示すように、塗料供給口３１側から塗料吐出口３２側に向けて徐々に拡幅し、塗料吐出口３２の長手方向の長さに対して均等の長さに分配され配置されている。このため、塗料１３は、ラインの幅方向に並列に配置された塗料流路３４から、ライン幅方向に塗料の流量が均一となるように塗料吐出口３２から吐出される。塗装機１０は、一定の速度で前方に進み（図３）、塗料吐出口３２から吐出された塗料１３は、乾燥・固化することによって塗膜（ライン）が形成される。また、図５（ｃ）に示すように、塗料吐出口３２のスリット形状の長手方向中央部の短手方向の長さＤ２が長手方向端部の短手方向の長さＤ１の１．５倍であるため、塗装の幅方向の中心部のラインの厚さが端部の厚さより厚くなるように吐出された。

つまり、塗装される塗料１３が高粘度のものであっても、塗料吐出口３２の中央側に塗料１３の流れが集中することなく、塗装の幅方向に略均等に塗料１３を分配することができた。また、塗料吐出口３２のスリット形状の長手方向中央部の短手方向の長さＤ２が長手方向端部の短手方向の長さＤ１の１．５倍であるため、塗装の幅方向の中心部のライン（塗膜）の厚さが端部の厚さより厚くすることができ、幅方向の中心部が高く端部が低い塗膜が形成されたため、塗膜の排水性の向上を図ることができるラインが形成された。

なお、塗装方向（前後方向）に対する塗装ノズルヘッド３０の前後は、特に限定されるものではないが、図５（ｂ），（ｃ）に示すように、塗料吐出口３２の凹部３２ａが設けられている側が後方であることが好ましい。ライン幅方向に塗料を均一に吐出したのちに、幅方向の中心部のラインの厚みを設けることができるためである。

（第二実施形態）
以下、本発明の第二実施形態を図面に基づいて説明する。第二実施形態の塗装ノズルヘッド５０は、第一実施形態の塗装ノズルヘッド３０と比較して、図６（ｂ）に示すように、塗料流路５４が３個であり、図６（ｃ）に示すように、スリット形状の塗料吐出口５２の短手方向の長さＤ３，Ｄ４が長手方向に亘って均一であることが、第一実施形態の塗装ノズルヘッド３０と異なり、それ以外は、同じである。

塗料吐出口５２は、図６（ｃ）に示すように、塗料吐出口５２の短手方向の長さＤ３，Ｄ４が長手方向に亘って均一に形成されている。このため、塗装されたライン（塗膜）の塗装厚さが略等しいものとなる。

塗料導入部５３は、図６（ｂ）に示すように、内部が塗料供給口５１から塗料吐出口５２に向けて左右方向に拡幅する偏平三角柱状の筐体であり、内側に３つの塗料流路５４が２つの仕切板５５を挟んで設けられている。塗料流路５４が、塗料供給口３１側で均等の断面積に分割され、塗料吐出口５２の長手方向の長さに対して均等の長さに塗料流路５４が配置され、３つの塗料流路５４を流れる塗料の流量は略等しくなる。このため、塗装される塗料が高粘度の塗料であっても、塗料吐出口５２の中央側に塗料の流れが集中することなく、塗装の幅方向に略均等に塗料を分配することができる。

１０…塗装機、１１…塗料供給装置、１２…塗料ホース、１３…塗料、１４…アーム、１５…主剤タンク、１６…硬化剤タンク、１７…ポンプ、１８…ポンプ、１９…混合部、３０…塗装ノズルヘッド、３０ａ…本体、３０ｂ…カバー、３０ｃ…ネジ、３１…塗料供給口、３２…塗料吐出口、３２ａ…凹部、３３…塗料導入部、３４…塗料流路、３４ａ…入口、３４ｂ…出口、３５…仕切板、３６…上流側部、３７…中間部、３８…下流側部、５０…塗装ノズルヘッド、５１…塗料供給口、５２…塗料吐出口、５３…塗料導入部、５４…塗料流路、５５…仕切板、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４…長さ、Ｌ１，Ｌ２…幅。

Claims (5)

1. 路面に高粘度（１０，０００〜５００，０００ｍＰａ・ｓ）の塗料を吐出する塗装ノズルヘッドにおいて、
   塗料供給口と、塗装方向に長手方向が直交するスリット形状の塗料吐出口と、該塗料供給口から該塗料吐出口へ該塗料を導入する塗料導入部と、を備え、
   該塗料導入部は、上流側部と、下流側部と、該上流側部と下流側部とを連通する中間部と、から構成され、該上流側部の上流側の端部に、該塗料供給口が設けられ、該下流側部の下流側の端部に、該塗料吐出口が設けられ、
   該中間部は、該上流側部に開口する入口と該下流側部に開口する出口とを備える塗料流路が３〜９個設けられ、該塗料流路の該出口が該塗料吐出口の長手方向に沿って配列され、
   塗装機に、該路面から離れて、該塗料吐出口が下向きに取り付けられていることを特徴とする塗装ノズルヘッド。
2. 前記中間部は、前記入口が均等の開口面積を有する前記塗料流路に分割されていることを特徴とする請求項１に記載の塗装ノズルヘッド。
3. 前記塗料流路の前記出口は、前記塗料吐出口の長手方向に沿った長さが均等になるように配列されていることを特徴とする請求項１に記載の塗装ノズルヘッド。
4. 前記塗料吐出口は、長手方向中央部の短手方向の長さが長手方向端部の短手方向の長さよりも長いことを特徴とする請求項１に記載の塗装ノズルヘッド。
5. 前記塗料吐出口の前記長手方向中央部の短手方向の長さが前記長手方向端部の短手方向の長さの１倍を超え３倍以下であることを特徴とする請求項４に記載の塗装ノズルヘッド。

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