JPH09313993A - ノズル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部混合方式において、液体の微粒化効率の
向上を図る。 【解決手段】 ノズル１２の外周部に形成された気体吐
出口２０は、これの上流側に位置させて他の部分より狭
くなるように形成された絞り部２２と、この絞り部２２
から出口に向かうに従って次第に広くなるように形成さ
れた拡開部２３とを有する構成とする。気体吐出口２０
から吐出される圧縮空気の速度を音速以上とすることが
可能になり、気体吐出口２０から吐出される圧縮空気の
速度と、液体吐出口１７から出る塗料の速度との速度差
を大きくできるから、塗料の微粒化効率を向上すること
ができる。圧縮空気の供給圧力が低い領域でも、従来に
比べて塗料の微粒化効率を向上できる。また、液体と圧
縮空気とがノズル装置の外部において混合される外部混
合方式であり、しかも、液体吐出口１７と気体吐出口２
０の両各開口端部が同一平面に位置するように設定され
ているから、霧状となった液体が滴となって飛ばされた
り、液体が逆流することを防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば塗装用のエ
アスプレーガンに用いられるノズル装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】従来より、塗装などに
用いるエアスプレーガンの先端部には、液体を空気など
の気体と混合して霧状に噴出させるためのノズル装置が
用いられている。この種のノズル装置においては、霧化
する方式の違いによって、外部混合方式と内部混合方式
とがある。

【０００３】図６には外部混合方式の一例が示されてい
る。この図６において、液体の通路を形成するためのノ
ズル１の中心部には液体吐出口２が形成され、ノズル１
の外周部には、当該ノズル１の外周面とともに気体の通
路を形成するためのキャップ３が設けられていて、この
キャップ３の内周面とノズル１の外周面との間に、円環
状の気体吐出口４が形成されている。

【０００４】この場合、気体吐出口４を形成するノズル
１における出口側（図６中、左側）の外周面１ａと、キ
ャップ３における気体吐出口側内周面３ａは、それぞれ
液体吐出口２の延び方向と一般に平行となるように形成
されている。また、液体吐出口２の開口端部２ａと気体
吐出口４の開口端部４ａとは横断面において同一平面、
もしくは液体吐出口２の開口端部２ａが気体吐出口４の
開口端部４ａより多少とも前方に位置するように設定さ
れている。

【０００５】上記ノズル１及びキャップ３は図示しない
エアスプレーガンの先端部に装着され、その装着状態で
上記液体吐出口２がガン本体の液体通路に連通状態とさ
れると共に、気体吐出口４がガン本体の気体通路に連通
状態とされるようになっている。

【０００６】しかして、ガン本体の引き金が引き操作さ
れると、気体通路に供給された圧縮空気が気体吐出口４
から外部に吐出されると共に、液体通路に供給された液
体例えば塗料が液体吐出口２から吐出される。このと
き、液体吐出口２から吐出される液が、その周囲より吐
出された圧縮空気により霧状に微粒化され、微粒化され
た塗料が被塗装物に吹き付けられるようになる。

【０００７】この種のノズル装置においては、気体吐出
口４から吐出される圧縮空気の速度と、液体吐出口２か
ら吐出される塗料の速度との速度差が大きい程、塗料の
微粒化が促進されるようになる。ところで、上記構成の
ノズル装置においては、気体吐出口４から吐出される空
気の速度は、圧縮空気の供給圧力をいくら大きくして
も、音速より早くすることはできない。このため、塗料
の微粒化を促進するには限界があった。

【０００８】一方、気体の吐出速度が音速以上となるノ
ズル装置として、図７に示すような構造のものが考えら
れている。このものは、内部混合方式となっていて、次
のような構成となっている。すなわち、ノズル５に形成
された気体吐出口６は、気体吐出口６の上流側（図７
中、右側）に他の部分よりも狭くなる絞り部６ａが形成
されていると共に、その絞り部６ａから出口（図７中、
左側）に向かうに従って次第に広がる拡開部６ｂが形成
された形状とされている。そして、絞り部６ａに対応す
る部分に液体吐出口７が形成されていて、その液体吐出
口７は絞り部６ａにおいて開口している。

【０００９】上記構成のノズル装置の場合、気体吐出口
６に供給される圧縮空気の供給圧力を高くすると、その
気体吐出口６から吐出される圧縮空気の速度を音速以上
とすることが可能になる。このとき、液体吐出口７から
吐出される塗料が気体吐出口６の拡開部６ｂ内で霧状と
なって圧縮空気と混合され、ノズル５からは霧状の塗料
と圧縮空気とが混合された状態で外部に吐出されること
になる。

【００１０】しかしながら、このものにおいては、上述
したように霧状となった塗料がノズル５内において圧縮
空気と混合される内部混合方式であるため、次のような
不具合がある。すなわち、霧状となった塗料が、ノズル
５の内周面（気体吐出口６の内周面）に付着したり、気
体吐出口６の出口周囲に付着し、それが滴となって飛ば
されることにより、塗装不良の原因となることがある。
また、塗料の供給圧力と圧縮空気の供給圧力が影響しあ
って、塗料が気体吐出口６の出口とは反対の気体通路側
に逆流することがあり、塗料の流量のコントロールが難
しいものであった。

【００１１】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、外部混合方式において、液体の微粒
化効率の向上を図ることができるノズル装置を提供する
にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、液体吐出口を有するノズルと、このノ
ズルの外周部に当該ノズルの外周面とともに気体吐出口
を形成する気体吐出口形成部材とを備え、圧縮気体を前
記気体吐出口から外部へ吐出させることに基づき、液体
を前記液体吐出口から霧状にして噴出させる構成のノズ
ル装置において、前記気体吐出口に、これの上流側に位
置させて他の部分より狭くなる絞り部を形成すると共
に、この絞り部から出口に向かうに従って次第に広くな
る拡開部を形成し、かつ、前記液体吐出口の開口端部と
前記気体吐出口の開口端部とが同一平面、もしくは液体
吐出口の開口端部が気体吐出口の開口端部より多少とも
前方に位置するように設定したことを特徴とするもので
ある。

【００１３】上記構成において、気体吐出口は絞り部と
拡開部とを有する構成であるから、その気体吐出口から
吐出される圧縮気体の速度は、末広ノズル（ラバール
管）で知られているように、音速以上とすることが可能
になる。従って、気体吐出口から吐出される圧縮気体の
速度と液体吐出口から出る液体の速度との速度差を大き
くできるから、液体の微粒化効率を向上できる。

【００１４】また、液体吐出口から出る液体と気体吐出
口から吐出される圧縮気体とがノズル装置の外部におい
て混合される外部混合方式であり、しかも、液体吐出口
の開口端部と気体吐出口の開口端部とが同一平面、もし
くは液体吐出口の開口端部が気体吐出口の開口端部より
多少とも前方に位置するように設定されているから、内
部混合方式とは違い、霧状となった液体が滴となって飛
ばされたり、液体が逆流したりするという不具合もな
い。

【００１５】この場合、気体吐出口の拡開部は、気体吐
出口形成部材の気体吐出口側内周面に絞り部から出口に
向かうに従って次第に外側に広がるように形成されたラ
ッパ状部と、ノズルの外周面に絞り部から出口に向かう
に従って前記ラッパ状部から次第に遠ざかるように形成
されたテーパ状部とから形成することが好ましい。

【００１６】また、気体吐出口の拡開部は、液体吐出口
の延び方向と平行となるように形成されたノズルの外周
面と、気体吐出口形成部材の気体吐出口側内周面に絞り
部から出口に向かうに従ってノズルの外周面から次第に
遠ざかるように形成されたラッパ状部とから形成した
り、或いは、液体吐出口の延び方向と平行となるように
形成された気体吐出口形成部材の気体吐出口側内周面
と、ノズルの外周面に絞り部から出口に向かうに従って
気体吐出口形成部材の気体吐出口側内周面から次第に遠
ざかるように形成されたテーパ状部とから形成したりす
ることもできる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施例につい
て図１ないし図３を参照して説明する。まず、図２にお
いて、ノズル装置１１は、ノズル１２と、このノズル１
２の前部外周部に配置された気体吐出口形成部材を構成
するキャップ１３と、リテイニングナット１４とから構
成されていて、そのリテイニングナット１４によりエア
スプレーガンにおけるガン本体１５（ニ点鎖線で示す）
の先端部に着脱可能に装着されるようになっている。

【００１８】ノズル１２の中心部には液体通路１６が形
成され、先端部にその液体通路１６に連ねてこの液体通
路１６よりも細い液体吐出口１７が形成されている。液
体通路１６は、後部においてガン本体１５側の液体通路
と連通するようになっている。ノズル装置１１の内部に
は、ノズル１２の外周部に位置させて第１の気体通路１
８（図２において、便宜上、破線の矢印で示す）が形成
されていると共に、この第１の気体通路１８の外側に位
置させて第２の気体通路１９（これも便宜上、破線の矢
印で示す）が形成されている。これら第１及び第２の気
体通路１８及び１９は、図示はしないが後部においてガ
ン本体１５側の気体通路と連通するようになっている。

【００１９】キャップ１３の中心部には、ノズル１２の
先端部外周面との間に円環状の第１の気体吐出口２０
（本発明でいう気体吐出口に相当）を形成する円形の孔
部２１が形成されている（図３参照）。この第１の気体
吐出口２０は、後部において第１の気体通路１８と連通
している。そして、この第１の気体吐出口２０には、図
１に示すように、これの上流側である後部に他の部分よ
り狭くなる絞り部２２が形成されていると共に、この絞
り部２２から出口に向かうに従って次第に広くなる拡開
部２３が形成されている。

【００２０】この場合、拡開部２３は、キャップ１３の
第１の気体吐出口２０側内周面（孔部２１の内周面）に
絞り部２２から出口に向かうに従って次第に外側に広が
るように形成されたラッパ状部２４と、ノズル１２の先
端部外周面に絞り部２２から出口に向かうに従ってキャ
ップ１３の前記ラッパ状部２４から次第に遠ざかるよう
に形成されたテーパ状部２５とから形成されている。ま
た、液体吐出口１７の開口端部１７ａと、第１の気体吐
出口２０の開口端部２０ａとは、図１に示す断面におい
て同一平面となるように設定されている。

【００２１】上記キャップ１３には、図２及び図３に示
すように、前面外周部の２箇所に前方へ突出する角部２
６が形成されていて、これら各角部２６に、円形孔から
なる第２及び第３の気体吐出口２７，２８がそれぞれ斜
め内側を向くように形成されている。これら第２及び第
３の気体吐出口２７，２８は、共に第２の気体通路１９
と連通している。

【００２２】次に上記構成の作用を説明する。ノズル装
置１１をガン本体１５に装着した状態で、ガン本体１５
の図示しない引き金を引き操作すると、ガン本体１５側
の気体通路が開放され、圧縮気体としての圧縮空気がそ
の気体通路を通ってノズル装置１１の第１及び第２の気
体通路１８及び１９に流入し、第１の気体通路１８に流
入した圧縮空気は第１の気体吐出口２０から外部に向け
て吐出され、また、第２の気体通路１９に流入した圧縮
空気は第２及び第３の気体吐出口２７，２８から外部に
向けて吐出される。このとき、ノズル装置１１の液体通
路１６に供給され、液体吐出口１７から吐出される塗料
が、第１の気体吐出口２０より吐出された圧縮空気によ
り霧状に微粒化され、微粒化された塗料が被塗装物に吹
き付けられるようになる。

【００２３】ここで、ノズル１２の外周部に存する第１
の気体吐出口２０は、絞り部２２と拡開部２３とを有す
る構成であるから、圧縮空気の供給圧力を高くすると、
第１の気体吐出口２０から吐出される圧縮空気の速度
は、ラバール管の原理で知られているように、音速以上
とすることが可能になる。従って、その第１の気体吐出
口２０から吐出される圧縮空気の速度と、液体吐出口１
７から出る塗料の速度との速度差を大きくできるから、
従来の外部混合方式の場合（図６参照）に比べて、塗料
の微粒化効率を向上できるようになる。この場合、第２
及び第３の気体吐出口２７，２８から吐出される圧縮空
気は、霧状に吐出された塗料の吐出パターンを偏平化さ
せる作用がある。

【００２４】上記した本実施例によれば、次のような効
果を得ることができる。すなわち、第１の気体吐出口２
０を、上述したように絞り部２２と拡開部２３とを有す
る構成としたことにより、第１の気体吐出口２０から吐
出される圧縮空気の速度を音速以上とすることが可能に
なり、第１の気体吐出口２０から吐出される圧縮空気の
速度と、液体吐出口１７から出る塗料の速度との速度差
を大きくできるから、塗料の微粒化効率を向上すること
ができる。

【００２５】また、第１の気体吐出口２０を上記した構
成としたことにより、圧縮空気の供給圧力を、第１の気
体吐出口２０から吐出される圧縮空気の速度が音速以上
となるような高い領域ばかりでなく、それより遅くなる
ような低い領域に設定した場合でも、従来に比べて塗料
の微粒化効率を向上することができる利点もある。

【００２６】そして、このように塗料の微粒化効率を向
上できるということは、従来と同等な微粒化を得る場合
には、圧縮空気の供給圧力を低くできると共に風量を少
なくすることが可能になり、これに伴い、塗料の飛散粒
子を減らすことができて、塗料の付着効率（塗着効率）
の向上を図ることが可能になる。

【００２７】さらに、本実施例の場合、液体吐出口１７
から出る塗料と第１の気体吐出口２０から吐出される圧
縮空気とがノズル装置１１の外部、すなわち開放空間に
おいて混合される外部混合方式であり、しかも、液体吐
出口１７の開口端部１７ａと第１の気体吐出口２０の開
口端部２０ａとが同一平面となるように設定されている
から、内部混合方式とは違い、霧状となった塗料がノズ
ル装置１１の周囲に付着することがなく、よって塗料が
粗い粒子や滴となって飛ばされるという不具合もない。
また、内部混合方式に比べて、塗料の流量のコントロー
ルも容易にでき、しかも塗料が逆流することもない。

【００２８】図４は本発明の第２実施例を示したもので
ある。すなわち、ノズル１２外周部の第１の気体吐出口
２０における拡開部２３は、液体吐出口１７の延び方向
（図４中左右方向）と平行となるように形成されたノズ
ル１２の外周面３０と、キャップ１３の第１の気体吐出
口２０側内周面である孔部３１の内周面に絞り部２２か
ら出口に向かうに従ってノズル１２の外周面３０から次
第に遠ざかるように形成されたラッパ状部３２とから形
成している。このような第２実施例においても、第１実
施例と同様な作用効果を得ることができる。

【００２９】図５は本発明の第３実施例を示したもので
ある。すなわち、第１の気体吐出口２０における拡開部
２３は、液体吐出口１７の延び方向（図５中左右方向）
と平行となるように形成されたキャップ１３の第１の気
体吐出口２０側内周面である孔部３３の内周面と、ノズ
ル１２の外周面に絞り部２２から出口に向かうに従って
孔部３３の内周面から次第に遠ざかるように形成された
テーパ状部３４とから形成している。この第３実施例に
おいても、第１実施例と同様な作用効果を得ることがで
きる。

【００３０】本発明は、上記した各実施例にのみ限定さ
れるものではなく、次のように変形または拡張できる。
上記した各実施例では、液体吐出口１７の開口端部１７
ａと第１の気体吐出口２０の開口端部２０ａとが同一平
面となるように設定しているが、液体吐出口１７の開口
端部１７ａが、第１の気体吐出口２０の開口端部２０ａ
より若干前方に位置するように設定しても良い。

【００３１】また、第１の気体吐出口２０の拡開部２３
を形成するラッパ状部２４，３２、及びテーパ状部２
５，３４は、それぞれ断面図において出口側が直線状と
なっているが、これに限られず、曲線状となるように形
成しても良いものである。さらに、本発明は、塗装用の
ノズル装置に限られず、例えば成形装置などで用いられ
る離型剤（液体）を塗布する際に用いられるノズル装置
やその他の液体を微粒化する装置に適用することができ
る。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ノズル外周部の気体吐出口から吐出される圧縮気体の速
度を音速以上とすることが可能になり、気体吐出口から
吐出される圧縮気体の速度と、液体吐出口から出る液体
の速度との速度差を大きくできるから、液体の微粒化効
率を向上することができる。また、圧縮気体の供給圧力
を、気体吐出口から吐出される圧縮気体の速度が音速以
上となるような高い領域ばかりでなく、それより遅くな
るような低い領域に設定した場合でも、従来に比べて塗
料の微粒化効率を向上することができる利点もある。

【００３３】さらに、液体吐出口から出る液体と気体吐
出口から吐出される圧縮気体とがノズル装置外部の開放
空間において混合される外部混合方式であり、しかも、
液体吐出口の開口端部と気体吐出口の開口端部とが同一
平面、もしくは液体吐出口の開口端部が気体吐出口の開
口端部より多少とも前方に位置するように設定されてい
るから、内部混合方式とは違い、霧状となった液体が滴
となって飛ばされたり、液体が逆流したりするというこ
とも防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す要部の拡大断面図

【図２】ノズル装置の縦断側面図

【図３】ノズル装置の正面図

【図４】本発明の第２実施例を示す図１相当図

【図５】本発明の第３実施例を示す図１相当図

【図６】従来構成を示す図１相当図

【図７】異なる従来構成を示す図１相当図

【符号の説明】

１１はノズル装置、１２はノズル、１３はキャップ（気
体吐出口形成部材）、１７は液体吐出口、１７ａは開口
端部、２０は第１の気体吐出口（気体吐出口）、２０ａ
は開口端部、２１は孔部、２２は絞り部、２３は拡開
部、２４はラッパ状部、２５はテーパ状部、３０は外周
面、３１は孔部、３２はラッパ状部、３３は孔部（気体
吐出口形成部材の気体吐出口側内周面）、３４はテーパ
状部である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体吐出口を有するノズルと、このノズ
   ルの外周部に当該ノズルの外周面とともに気体吐出口を
   形成する気体吐出口形成部材とを備え、圧縮気体を前記
   気体吐出口から外部へ吐出させることに基づき、液体を
   前記液体吐出口から霧状にして噴出させる構成のノズル
   装置において、 前記気体吐出口に、これの上流側に位置させて他の部分
   より狭くなる絞り部を形成すると共に、この絞り部から
   出口に向かうに従って次第に広くなる拡開部を形成し、
   かつ、 前記液体吐出口の開口端部と前記気体吐出口の開口端部
   とが同一平面、もしくは液体吐出口の開口端部が気体吐
   出口の開口端部より多少とも前方に位置するように設定
   したことを特徴とするノズル装置。
2. 【請求項２】 気体吐出口の拡開部は、気体吐出口形成
   部材の気体吐出口側内周面に絞り部から出口に向かうに
   従って次第に外側に広がるように形成されたラッパ状部
   と、ノズルの外周面に絞り部から出口に向かうに従って
   前記ラッパ状部から次第に遠ざかるように形成されたテ
   ーパ状部とから形成したことを特徴とする請求項１記載
   のノズル装置。
3. 【請求項３】 気体吐出口の拡開部は、液体吐出口の延
   び方向と平行となるように形成されたノズルの外周面
   と、気体吐出口形成部材の気体吐出口側内周面に絞り部
   から出口に向かうに従って前記ノズルの外周面から次第
   に遠ざかるように形成されたラッパ状部とから形成した
   ことを特徴とする請求項１記載のノズル装置。
4. 【請求項４】 気体吐出口の拡開部は、液体吐出口の延
   び方向と平行となるように形成された気体吐出口形成部
   材の気体吐出口側内周面と、ノズルの外周面に絞り部か
   ら出口に向かうに従って前記気体吐出口形成部材の気体
   吐出口側内周面から次第に遠ざかるように形成されたテ
   ーパ状部とから形成したことを特徴とする請求項１記載
   のノズル装置。