JPH08141448A - 内部と外部混合を含む低圧微粒化スプレーガン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低圧微粒化スプレーガンにおいて、従来の内
部混合式と外部混合式の微粒化機構の欠点を補い、低
圧、小風量で高微粒化の低圧スプレーガンを得る。 【構成】 塗料ノズルと、チップキャップと、それを覆
う空気キャップを配設してなる低圧スプレーガンの先端
構成において、チップキャップ内に形成する混合室に圧
縮空気を導入する第一のリング状スリットを設け、混合
室と同径で開口する噴霧口の外周に、第二のリング状ス
リットを設け、該第二のリング状スリットからの圧縮空
気の噴射角度を、９０°以上の鈍角として、混合室内を
大気圧以上の圧力に保持した、内部と外部混合を併用し
た低圧微粒化スプレーガンである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に吹付空気圧力１ｋ
ｇｆ／ｃｍ２以下の低圧微粒化スプレーガンに用いる場
合に、内部混合式の微粒化機構と外部混合式の微粒化機
構の長所を併用して、両者の欠点を補うようにしたエア
霧化式低圧微粒化スプレーガンの改良に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般のエア霧化式スプレーガンは、霧化
機構に、内部混合式と外部混合式があ ページ（２） り、外部混合式は、空気キャップから大気への噴射直後
に塗料と空気が混合して、微粒化が行われるが、内部混
合式は、空気キャップの内部で空気と塗料が混合し、分
散された塗料が、噴射と同時に微粒化するスプレーガン
である。前記内部混合式スプレーガンの微粒化機構は、
スプレーガン本体に螺着される単孔塗料ノズルにチップ
キャップ、または空気キャップが、該塗料ノズルを覆う
ようにテーパーで接合され、該塗料ノズルの噴出直後の
空気キャップまたはチップキャップ内に混合室が設けら
れる。そして、混合室の先端に唇状の噴霧口が混合室の
直径面積より数分の一に絞られた形で開口している。混
合室に導入される圧縮空気は塗料ノズル先端外周と、空
気キャップまたはチップキャップの混合室の入口との間
に形成されるリング状スリットから噴射される。該リン
グ状スリットの隙間面積は、混合室先端の唇状の噴霧口
の開口面積と同等かまたは僅か小さい面積となってい
て、２〜４気圧の圧力でリング状スリットから噴射され
る空気が減圧されて混合室で塗料と混合される。混合室
の圧力は、大気圧よりは高いが、１ｋｇｆ／ｃｍ２以下
の低圧に保持されている。唇状の噴霧口は出口側から孔
形状が楕円または矩形の形状で、この絞りによって、塗
料は扇状に噴霧される。内部混合式の微粒化機構は、加
圧された状態の混合室で空気と塗料が混合されるため
に、塗料に高いせん断力が加えられるので、外部混合式
の微粒化機構に比べて、微粒化効率が良い特徴がある。
すなわち、少ない空気量または低圧の空気で効率的に塗
料を微粒化することができる。しかし、該内部混合式の
微粒化機構の難点は、まず、唇状の噴霧口の断面積が混
合室内流路の断面積より小さく、流路を絞っているた
め、混合室内微粒化した粒子はこの絞られた内壁面によ
って再び結合して粗くなる問題をもっている。次に唇状
の噴霧口からの噴霧が扇状に噴霧されることから、スプ
レーパターンの霧の分布が不均一になり易く、楕円パタ
ーンの長径端部の霧が粗くなり易い問題をもっている。
また混合室の壁面に塗料固着が起りやすく、特に乾燥の
早い塗料出は塗料が壁面に堆積してパターン不良を起こ
すので、頻繁な洗浄を行わなければならない等の問題を
待っている。

【０００３】 ページ（３） 一方外部混合方式の微粒化機構では、塗料ノズルから噴
出直後にその外周スリットからの圧縮空気の噴射によっ
て微粒化するので内部混合式のような問題をもたない。
しかし近年、エアスプレー塗装の霧の飛散、有機溶剤の
大気への排出が社会的に大きな問題となっている。該エ
アスプレーの霧の飛散を削減するための対策の一つとし
て吹付圧力を一気圧以下にして、霧の飛散を減少させ塗
着効率を向上させる方法が注目されてきている。外部混
合方式の低圧スプレーガンは、低圧ではあるが大風量が
必要で、需要家が従来から使用しているコンプレッサー
では容量が不足となるほどの風量を必要としている。そ
こで、この低圧大風量スプレーガンを改良して、前記内
部混合方式の微粒化機構を応用した低圧で小風量の低圧
スプレーガンが開発された。該低圧スプレーガンは本出
願人が出願した特開平３−６０７５３の低圧微粒化スプ
レーガンによってすでに公知のものである。

【０００４】図４は、従来の低圧微粒化スプレーガンの
具体例を示す図である。図において、単孔塗料ノズル１
０１の先端テーパー１０１ａとチップキャップ１０２の
内面テーパー１０２ａとの間に形成されるリング状スリ
ット１０４から、混合室１０２ａに噴射される圧縮空気
によって、ニードル弁１０５が引かれて、塗料ノズル１
０１から噴出される塗料とが混合される。混合室１０２
ａの先端に唇状の噴霧口１０２ｃが形成されている。唇
状の噴霧口１０２ｃは、円錐状の凸部をＶ溝にカットし
たもので、上面図は見掛け上楕円形となっており、該唇
状の噴霧口から扇形に広がる楕円パターンとして噴霧さ
れる。そして、唇状の噴霧口１０２ｃは混合室１０２ａ
の直径面積の数分の一に絞られ、混合室内の圧力が大気
圧より高く保持されることによって塗料に高いせん断力
が加えられて、唇状の噴霧口１０２ｃから噴射と同時に
微粒化される。チップキャップ１０２は、これを覆う空
気キャップ１０３と共にキャップカバー１０６によっ
て、スプレーガン本体に締めこまれる。そして、チップ
キャップ１０２と空気キャップ１０３の先端嵌合部は、
Ｏリング１０８によって空気漏れを防いでいる。空気キ
ャップ１０３は、一対の角部の空気通路１０３ｂを経
て、側面空気孔１０３ａから圧縮空気が噴射される。 ページ（４） この側面空気孔の空気通路１０３ｂは、リング状スリッ
ト１０４への空気通路とは区画され、側面空気孔１０３
ａからの空気は本体側にあるパターン調節つまみによっ
て単独に空気量が調節されスプレー塗装に適した適正な
パターン開きに調節される。

【０００５】側面空気孔１０３ａは、唇状の噴霧口１０
２ｃから楕円形に噴霧されるパターンの短径方向から空
気を当てることによってパターンを調節する。楕円パタ
ーンの短径方向から空気を当てるため、比較的弱い空気
を当てる必要があり、側面空気孔１０３ａからの噴射空
気は、偏平な扇状の噴射となるようにＶ形状の切り込み
を入れた特殊な加工が施されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上説明し
た内部混合式および、外部混合式スプレーガンの微粒化
機構において、内部混合式の微粒化効率の良い、低圧、
低風量霧化を継承し、難点である絞り構造における噴霧
粒子の再結合、霧のアンバランス、チップキャップ内の
混合室壁面への塗料固着、堆積の問題を解消するととも
に、外部混合式の長所である霧の分布の均一性、パター
ン開き調節の容易化を継承して、両者の霧化機構を併用
した低圧微粒化スプレーガンを得ること目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、スプレーガン
本体に螺着される単孔塗料ノズルと、該単孔塗料ノズル
の直後に、塗料と空気を混合する混合室を有するチップ
キャップと、該チップキャップを覆う空気キャップを配
設してなるスプレーガン先端構成において、前記混合室
に圧縮空気を導入する第一のリング状スリットを有し、
混合室と同径で開口する混合室開口部の外周に圧縮空気
を噴射する第二のリング状スリットを設け、円筒状で噴
霧される噴霧流を、空気キャップの側面空気孔で平吹き
パターンとする内部と外部混合を含む低圧微粒化スプレ
ーガンであって、前記混合室と同 ページ（５） 径で開口する混合室開口部の外周に、チップキャップ外
面テーパーと空気キャップ内面テーパーの間で形成され
る、第二のリング状スリットを設けるとき、該第二のリ
ング状スリットからの空気噴射角度は、９０°以上の鈍
角として、混合室が大気圧以上の圧力を保持し得るよう
にした低圧微粒化スプレーガンである。

【０００８】

【作用】以上の構成手段によって得られる作用を図１を
参照して説明する。スプレーガン本体に螺着される単孔
塗料ノズル（１）から圧送供給される塗料がニードル弁
（５）が引かれることによって、チップキャップ（２）
の混合室（２ａ）に噴出される。一方ニードル弁（５）
が引かれるより一瞬早く、塗料ノズル外面テーパー（１
ａ）とチップキャップ内面テーパー（２ｂ）との間に形
成される第一のリング状スリット（４）より圧縮空気が
噴射される。そして混合室（２ａ）で空気と塗料が混合
し混合流となる。本発明では、該混合室（２ａ）は、同
径の筒状であり、噴霧口を絞っていないので従来の内部
混合式のような絞り壁面部における粒子の再結合や先絞
り形状のため塗料噴霧流が壁面抵抗を受け易く流れ、い
わゆる粒子が粗くなる問題を解決できる。また、筒状の
混合室（２ａ）の先端外周部のテーパー（２ｃ）と、空
気キャップ（３）の内面テーパー（３ｃ）との間に、第
二のリング状スリットを設け、圧縮空気の噴射角度を９
０゜以上の鈍角に噴射して、混合室内を大気圧以上の圧
力を保持するため、従来の内部混合式の微粒化効率の良
い、低圧、低風量霧化を継承する。

【０００９】また本発明は、前記第二のリング状スリッ
トを設け、圧縮空気の噴射角度を９０°以上の鈍角に噴
射して、混合室内を大気圧以上の圧力に保持して、混合
室（２ａ）でのせん断力を高め、外気への噴射時、前記
第二のリング状スリット（４ａ）からの圧縮空気の噴射
によって、外部混合式と同じ微粒化効果を得られるよう
にしたものである。上記によって、前記混合室（２ａ）
の外周壁を流れる粗い粒子が再微粒化されると共に、中
心部も更に細かく微粒化して、全体が均一 ページ（６） に微粒化されて、円筒状に噴霧される。従来の内部混合
式のように扇形に噴霧されるのと異なり、円筒状に均一
に微粒化されるので、空気キャップ（３）の角部の側面
空気孔（３ａ）からの噴射も、従来の外部混合式と同じ
ように一対の単孔からなる側面空気孔で、丸吹きから平
吹きまで広い調節範囲を得ることができるものである。
そして、円筒状で噴霧される霧が均一であることから平
吹きパターンにおける霧の分布も適正で、かつ均一に微
粒化される効果が見られた。

【００１０】また、図１、図４の比較で明らかなよう
に、本発明の先端機構は、従来機構に比べ、混合室先端
の唇状の噴霧口を、Ｖ溝でカットする絞りのための加工
を必要とせず、単純な円筒孔であること、および空気キ
ャップの側面空気孔が楕円噴霧の短径側に弱く噴射して
当てる必要があったため、特殊な加工を行っていたが、
噴霧が円筒状となったことから単なるドリル孔でよくな
り、加工上も大幅な工数低減が可能となるものである。

【００１１】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基ずいて詳細に
説明する。図２は、本発明の内部と外部混合を含む低圧
微粒化スプレーガンの全体構成を示す断面図である。本
体１０は、銃身２０と握り３０を持ち、握り３０の下部
に空気ニップル３１を付し、上部に設けた空気弁部に通
孔３２を通って圧縮空気を送り込む構造である。空気弁
部は、銃身２０の後部より穿設された空調パイプ１１の
内側に、空気弁１２が設けられて構成されている。空調
パイプ１１は、外側より内側に通じる孔１３が明けら
れ、空調パイプ１１の回転により、該孔１３と前記通孔
３２との合致具合によって空気量が変化する。つまみ１
４が、前記空調パイプ１１を回転させるために設けられ
ている。空気弁１２は、ばね１５により本体シート１６
に押圧され、圧縮空気を停止している。空気弁１２の中
心部には、銃身２０の先端に延びるニードル弁５が貫通
し、該ニードル弁の後部にばね１７と、これを弾圧保持
し、かつ前記ニードル弁５の外側に空気弁棒１９が設け
られ ページ（７） ている。引金９の操作により、空気弁を後退させて、圧
縮空気を前方の空気分配室２１に送り込む。さらに引金
９を引くと、空気弁１２の後端によってニードル弁５が
後退するよう構成されている。

【００１２】図３のＢーＢ断面図に示す空気分配室２１
は、分配弁２２が回転自在に嵌合され、外部のつまみ２
３によって回動されるものである。前記空気分配室２１
より、銃身２０の前部に向けて三つの空気通路があっ
て、その一つは常時分配室２１と連通しているが、他の
二つは、分配弁２２に設けられた凹部２４の回動位置に
よって、流通面積が異なり、流量を調節できる。したが
って、回転接触部における流通面積の変化を分配弁２２
の凹部２４によって決めてやれば、任意の分配量に制御
することが可能である。

【００１３】銃身２０の先端部には霧化装置が設けられ
るが、塗料の噴出を行う塗料ノズル１は、本体１０の先
端部にねじ込まれ、前記ニードル弁５の先端が塗料ノズ
ル１の内面テーパーでシートし、塗料の噴出、停止を行
う。前記塗料ノズル１の下部テーパー１ｅは、本体１と
接合し、本体に接合する二つの空気通路２５、２６を区
画し、前記した分配弁２２のよって分けられた混合室へ
の空気通路１ｃ、空気キャップ３の角部の側面空気孔３
ａに供給するための空気通路１ｄが形成されている。空
気通路２８は、塗料を圧送供給するための加圧空気の通
路で、塗料ジョイント２７を経て、塗料容器（図示せ
ず）に送られ、圧縮空気で塗料を加圧するようになって
いる。

【００１４】図１は、内部と外部混合を含む低圧微粒化
スプレーガンの先端部拡大図で、図２と同一構成部品は
同一符号を付している。本体１０に螺着される塗料ノズ
ル１は、下部テーパー１ｅによって、塗料通路７と混合
室への空気通路１ｃおよび空気キャップ３ｄへの空気通
路がそれぞれ遮断されている。塗料ノズル１の上部テー
パー１ｆに、チップキャップ２が覆われ、 ページ（８） テーパーによって接合されている。そして、混合室２ａ
に供給される空気通路と空気キャップ３の空気通路３ｂ
が、前記塗料ノズル上部テーパー１ｆおよびチップキャ
ップ２と空気キャップ３のそれぞれのテーパーによって
接合遮断されている。チップキャップ２を覆う空気キャ
ップ３は、キャップカバー６によって、チップキャップ
２と空気キャップ３を同時に本体１０に締め付けるよう
になっている。

【００１５】上記の構成において、混合室２ａは塗料ノ
ズル１の直後に設けられ、塗料ノズル先端部外面テーパ
ー１ａとチップキャップの内面テーパー２ｂとの間に形
成される第一のリング状スリット４があり、圧縮空気
が、該スリットから噴射され、ニードル弁５が引かれて
噴出する塗料と混合室２ａで混合される。チップキャッ
プ２の外面テーパー２ｃと空気キャップの内面テーパー
３ｃとの間に第二のリング状スリット４ａが形成されて
いる。チップキャップ２には、第二のリング状スリット
４ａから噴射するための空気通路２ｄが明けられてい
て、第一および第二のリング状スリット４、４ａへ供給
される空気は、塗料ノズル１ｄからの同一経路となって
いる。したがって、第一および第二のリング状スリット
４、４ａに導入される圧縮空気圧力は、ほぼ同じ圧力で
供給される。チップキャップ２に設けられる混合室２ａ
は、円筒形でそのまま大気に開放される噴出口となって
いる。前記噴出口の直後に第二のリング状スリット４ａ
が設けられ、該第二のリング状スリット４ａからの空気
噴射によって混合室２ａが大気圧以上の圧力を保持する
ために、空気噴射の角度は少なくとも９０°以上の鈍角
で噴射される。空気噴射角度を９０°以上に噴射するた
めに空気キャップ内面テーパーは少なくとも９０°以上
の鈍角な角度で形成されている。前記第二のリング状の
スリット４ａからの空気は外部混合式の微粒化機構に相
当し、第一のリング状スリット４から噴射し、大気圧以
上の圧力を保持する混合室を含む微粒化機構が内部混合
式に相当する。

【００１６】 ページ（９） 前記第二のリング状スリット４ａからの空気によって再
微粒化される噴霧流は、円筒状の丸吹きパターンとな
る。該丸吹きパターンに空気キャップ３の角部に明けら
れる一対の側面空気孔３ａからの空気によって平吹きパ
ターンとなる。該側面空気孔３ａは、数ｍｍのドリル孔
で、スプレーガン本体側に設けられている、前記の空気
分配弁２１の調節つまみ２３によって空気量が独立して
調節される。そしてパターン開きがスプレー塗装に適し
た大きさに調節される。

【００１７】

【発明の効果】本発明は、低圧微粒化スプレーガンの先
端構成において、チップキャップ内に形成される混合室
を、第二のリング状スリットからの空気噴射によって大
気圧以上に保持し、混合室の径でそのまま円筒状に噴霧
し、噴霧流を側面空気孔からの空気噴射で平吹きパター
ンとすることによって、低圧、小風量で微粒化効率の高
い微粒化機構が得られると共に、円筒状に噴霧されるこ
とによって、平吹きパターンしたとき、霧の分布のよい
均一な噴霧パターンが得られ、かつ、従来よりパターン
開きの調節範囲が広くなる効果が得られる。

【００１８】また、混合室が円筒状で絞らずに開口する
ことにより、従来の内部混合式のような絞られた内壁面
における粒子の再結合、いわゆる粒子が粗くなる問題を
解決し、混合室での塗料の乾燥固着して堆積する内部混
合式の欠点が解消される効果を奏する。

【００１９】また、混合室が絞りのない円筒状で開口
し、側面空気孔が一対のドリル孔で要求される平吹きパ
ターンが得られることから、先端部の加工が容易とな
り、大幅な工数削減となる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】内部と外部混合を含む低圧微粒化スプレーガン
の先端部拡大断面図である。 ページ（１０）

【図２】内部と外部混合を含む低圧微粒化スプレーガン
の全体構成の断面図である。

【図３】図２のＢーＢ断面による空気分配室の断面図で
ある。

【図４】従来例の低圧微粒化スプレーガンの先端部拡大
断面図である。

【符号の説明】

１ 塗料ノズル １ａ 塗料ノズル先端部外面テーパー ２ チップキャップ ２ａ 混合室 ２ｂ チップキャップ内面テーパー ２ｃ チップキャップ外面テーパー ３ 空気キャップ ３ａ 側面空気孔 ４ 第一のリング状スリット ４ａ 第二のリング状スリット １０ 本体 ２０ 銃身 ３０ 握り

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スプレーガン本体に螺着される単孔塗料
   ノズル（１）と、該単孔塗料ノズル（１）の直後に、塗
   料と空気を混合する混合室（２ａ）を有するチップキャ
   ップ（２）と、該チップキャップ（２）を覆う空気キャ
   ップ（３）を配設してなるスプレーガン先端構成におい
   て、前記混合室（２ａ）に圧縮空気を導入する第一のリ
   ング状スリット（４）を有し、前記混合室（２ａ）と同
   径で開口する混合室開口部の外周に、圧縮空気を噴射す
   る第二のリング状スリット（４ａ）を設け、円筒状で噴
   霧される噴霧流を、前記空気キャップ（３）の側面空気
   孔（３ａ）で平吹きパターンとする内部と外部混合を含
   む低圧微粒化スプレーガン。
2. 【請求項２】 混合室（２ａ）と同径で開口する混合室
   開口部の外周に、チップキャップ外面テーパー（２ｃ）
   と空気キャップ内面テーパー（３ｃ）の間で形成され
   る、第二のリング状スリット（４ａ）からの空気噴射角
   度は、９０°以上の鈍角として、混合室（２ａ）が大気
   圧以上の圧力を保持し得るようにした、請求項１記載
   の、内部と外部混合を含む低圧微粒化スプレーガン。