JPS6340591B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明はスプレイ器によつて塗料を霧化させて
被塗装物体に吹き付ける塗装システムに関するも
のである。

〔背景技術〕

スプレイ器には空気圧にて塗料を噴射霧化させ
るエアスプレイタイプと、塗料自体の静水圧によ
つて噴射霧化させるエアレススプレイタイプと、
噴射霧化は塗料自体の静水圧を利用するものの塗
料の噴流を空気圧にて制御するエアミツクススプ
レイタイプとの３種が主としてあり、またこれら
に静電霧化機能を組み合わせたものがある。とこ
ろで、これら各種タイプのスプレイ器にあつて
は、塗料の加える静水圧が異なつている。たとえ
ばエアレススプレイタイプでは通常100Kg／cm²以
上、エアミツクススプレイタイプではエアレスス
プレイタイプに準じ100Kg／cm²前後、そしてエア
スプレイタイプではきわめて低くて通常３Kg／cm²
以下である。これら各種のタイプのスプレイ器は
夫々塗装用途に応じて適不適があり、でき得れば
スプレイ器をとりかえるだけで各種スプレイ器を
使用できるようにするのが好ましいのであるが、
上述のようにエアレススプレイタイプとエアミツ
クススプレイタイプに対し、エアスプレイタイプ
ではその塗料の圧力がきわめて低いことから、実
際には各タイプに応じた塗料供給装置を使用して
いるのが現状である。

〔発明の目的〕

本発明はこのような点に鑑み為されたものであ
り、その目的とするところは塗料供給装置である
ところの本体ユニツトに各種タイプのスプレイ器
をつなぎかえるだけでこれら各種のスプレイ器を
使用することができ、塗装用途や目的に応じた塗
装を簡便に行なうことができる塗装システムを提
供するにある。

〔発明の開示〕

本発明は塗料を圧送するポンプと、塗料の圧力
を管理する圧力管理部と、スプレイ用エアの圧力
を制御する空気圧制御部とを備えた本体ユニツト
と、この本体ユニツトにホースを介して夫々接続
自在とされたエアスプレイ器とエアミツクススプ
レイ器とエアレススプレイ器とから構成されて、
上記複数種のスプレイ器のうち少なくともエアス
プレイ器には塗料の液圧を下げる液圧降下手段と
圧力緩衝手段とが組み込まれていることに特徴を
有するものであり、各種のスプレイ器を本体ユニ
ツトに接続するだけでスプレイ器のノズルにはそ
のタイプに応じた圧力の塗料が供給されるように
したものである。

以下図示の実施例に基いて本発明を詳述する。
図示例はウレタン系やエポキシ系の２液性塗料の
ためのシステムであつて、塗料の主剤及び硬化剤
は夫々タンク（図示せず）からポンプ７，８によ
つて各別に圧送される。これら両ポンプ７，８は
空気圧にて作動するピストンモータ６によつてリ
ンク２２を介して駆動されるものであり、各ポン
プ７，８における吐出量の比は、上記リンク２２
の支点２１からの距離によつて生じるストローク
比及びボア比で定めている。いずれか一方で吐出
量比を定めても良いのはもちろんである。主剤及
び硬化剤は、圧力管理装置としての液圧安全装置
９，９と圧力バランサ１１、次いでヒータ１２、
逆止弁１４，１４、絞り弁１６，１６を通り、ミ
キサー１７において主剤と硬化剤と混合がなさ
れ、接続口２５から各種スプレイ器へとホース２
８を介して送られる。

さて、接続口２５までの機器が本体ユニツト１
内に納められているのであるが、この本体ユニツ
ト１内の機器について具体的に説明すると、まず
液圧安全装置９は第２図に示すように可動ピスト
ン３２を摺動自在に収納したシリンダー３６の両
端に取付けた一対のヘツド部３７，３８のうち、
一方のヘツド部３７には塗料用の流路４０を設け
てある。４１は流入口、４２は流出口、４３は圧
力計接続口である。そしてこのヘツド部３７の中
央軸部には可動ピストン３２よりも小径のプラン
ジヤー３１を軸方向に摺動自在に配設して、プラ
ンジヤー３１の一端を流路４０に臨ませ、またプ
ランジヤー３１の他端を可動ピストン３２の中央
に当接させている。可動ピストン３２と他方のヘ
ツド部３８との間は背圧空気室３５とし、可動ピ
ストン３２の軸部３３をヘツド部３８中央に気密
的に挿通してある。ここで、背圧空気室３５に充
填する圧縮空気は、被制御流体である塗料用ポン
プ７，８の制御用の流体を兼用しており、このた
めにヘツド部３８に設けた制御用の流体の流出口
４５と背圧空気室３５とを通気路４６で接続して
いる。そして軸部３３が挿通されている軸孔４７
の内周面に軸方向にずれた位置で設けた一対の環
状溝４８，４９のうち一方に流出口４５を連通さ
せ、他方の環状溝４９に流入口４４を連通させて
おり、更には可動ピストン３２の軸部３３に、両
環状溝４８，４９間を連通させる状態と、流出口
４５に連なる環状溝４８を大気に連通させる状態
とを選択することになるスプール弁としての弁３
４を形成してある。尚、軸部３３先端の開口は別
途の栓によつて閉じられる。図中５０は可動ピス
トン３２及び軸部３３のストロークを規制するス
トツパ、５１は可動ピストン３２及び軸部３３の
復帰用のばねである。

しかしてこの一対の液圧安全装置９は、圧縮空
気源であるエアコンプレツサーユニツト５に各流
入口４４を直列接続して流出口４５を３ポート２
位置切換型のスプリングオフセツト式の切換弁２
０のパイロツト部に接続し、エアコンプレツサー
ユニツト５と前記ピストンモータ６との間に配置
したこの切換弁２０を制御できるようにしてお
く。２つのポンプ７，８で圧送される２液性塗料
の主剤及び硬化剤は、各液圧安全装置９の流路４
０を通つて流れていくわけであり、夫々プランジ
ヤー３１の一端に圧力を加えているのであるが、
この全圧力が、可動ピストン３２に加えられてい
る復帰ばね５１のばね力及び背圧空気室３５内の
圧縮空気の圧力とによる全圧力よりも低い場合に
は、両液圧安全装置９，９は第２図に示す状態を
維持して切換弁２０にパイロツト圧を加えている
ために、ピストンモータ６には圧縮空気が供給さ
れ続ける。しかし、今何らかの原因で主剤若しく
は硬化剤あるいは両者の圧力が高くなつてプラン
ジヤー３１に加える全圧力がこれに対抗する可動
ピストン３２に加えられた全圧力よりも高くなれ
ば、プランジヤー３１及び可動ピストン３２が第
２図中の下方へ移動して可動ピストン３２の軸部
３３の弁３４が大気に連通する。このために背圧
空気室３５はこの弁３４を通じて大気に解放され
て可動ピストン３２に加えられる圧力は復帰ばね
５０によるきわめて弱い圧力のみとなり、プラン
ジヤー３１に加えられる塗料の圧力が略ゼロとな
らなくては可動ピストン３２が復帰しなくなるも
のであり、自己保持がなされるわけである。そし
て同時にこの弁３４以後の空気管路も大気に解放
するために切換弁２０におけるパイロツト圧もな
くなり、切換弁２０が切換わつてピストンモータ
６への圧縮空気の供給を止めるので、ピストンモ
ータ６は停止するものである。

以上のように構成された液圧安全装置９ととも
に圧力管理部を構成する圧力バランサ１１につい
て次に説明する。この圧力バランサ１１は、絶対
圧力を基準としてある絶対圧力値を越える時に弁
が開いて液体の一部乃至全量をもどり側へ逃がす
リリーフ弁を使用し、主剤及び硬化剤を各別に圧
力調整するものではなく、主剤及び硬化剤が互い
に他方の圧力を基準として圧力が上記圧力より設
定圧以上に高くなれば、高くなつた方の液体の一
部をもどり側に逃がすようにして、主剤乃至硬化
剤の吐出圧力が変わつても、無調整で両者の圧力
を略等しくしておけるように、またある圧力以下
で圧力差があつても圧力を略等しくしておけるよ
うにしたものであつて、第３図に一例を示す。ベ
ース６０上に間隔をおいて固着された一対の器体
６１，６１のうち主剤が流れる一方は、流入口６
４とストツプバルブ５２，５４が設けられ、硬化
剤が流れる他方は流入口６４とストツプバルブ５
３，５７が設けられるとともにストツプバルブ５
９が接続されており、各器体６１，６１には夫々
２個のシリンダー６２，６３が各一端が主剤化至
硬化剤の流路に連通し且つ他端が他方の器体６１
のシリンダー６３，６２に相対するように設けら
れて、夫夫にピストン５５，５６，５５，５６が
配設されている。そして、両器体６１，６１に設
けられた各一対のピストン５５，５６のうち、一
方が他方よりも大径され、また各一方の器体６１
における大径のピストン５６の一端が各他方の器
体６１における小径のピストン５５の一端と相対
して突き合うようにしてあり、各小径のピストン
５５，５５の他端は主剤乃至硬化剤の流路と、ス
トツプバルブ５２，５７を夫々バイパスしてもど
り管に連通するもどり孔６５との間の連通を制御
する弁を器体６１との間で構成している。しかし
て、ストツプバルブ５２，５７が閉じられるとと
もにストツプバルブ５４，５３が開かれて各ポン
プ７，８により送られて流入口６４，６４から
夫々流入する主剤及び硬化剤は夫々ピストン５
５，５６，５５，５６をその圧力で押圧する。こ
の時、互いに押し合う二対のピストン５５，５
６、５５，５６の径が異なることから、主剤及び
硬化剤の圧力がその絶対圧力の大小に関係なく互
いに等しければ、印加される全圧力が大きい大径
側のピストン５６が小径側のピストン５５を押し
て、各流路と各もどり孔６５との間を共に閉じて
いるが、主剤乃至硬化剤のうち一方の圧力が高く
なつてこの一方の小径側のピストン５５にかかる
全圧力が他方の大径側のピストン５６にかかる全
圧力よりも大きくなれば、この一方の小径側のピ
ストン５５が突き合つている大径側のピストン５
６を押圧して一方の流路ともどり孔６５との間を
開き、高くなつた方の圧力を有する主剤乃至硬化
剤の一部を主剤タンク乃至硬化剤タンクにもどし
て圧力を下げるのである。

こうして互いの圧力が略等しくされた主剤及び
硬化剤はヒータ１２で加温される。ヒータ１２は
第４図に示すようにシーズヒータ６９の周部に一
対の独立した熱交換パイプ６８，６７を軸方向に
ずらして配置し、全長の長い熱交換パイプ６８に
主剤を、短い熱交換パイプ６７に硬化剤を通すも
のであつて、主剤及び硬化剤は夫々個別に加温さ
れ、逆止弁１４，１４及び絞り弁１６，１６を通
じてミキサー１７に送られる。ここで逆止弁１
４，１４及び絞り弁１６，１６は１つの弁装置１
３として一体に構成されていて、第５図及び第６
図に示すように両側下面に夫々接続口７３，７３
を、両側端面に開口を、上面中央にミキサー１７
との接続用孔７０を備えたこの弁装置１３は、そ
の接続口７３，７３内に夫々ばね７１とこのばね
７１で付勢された弁体７２とで構成される逆止弁
１４，１４を内装し、開口にストツプバルブ７
４，７４を、また接続用孔７０に連通するオリフ
イスとしての絞り弁１６，１６と前記側端面の開
口との間に下端が上記逆止弁１４，１４に連通す
る３位置切換型の切換弁１５を配置したものであ
り、主剤及び硬化剤に夫々対応する各弁は対称に
配置形成されている。ただし、両絞り弁１６，１
６であるオリフイス径は主剤と硬化剤とを定量比
で混合すること、後段のミキサー１７が無駆動の
スタテイツク型であつて混合液自体のエネルギー
で混合を行なつていること、そして各絞り弁１
６，１６を通過した主剤及び硬化剤は接続用孔７
０内において混ざること等から、定量比に比例し
た径とし、接続用孔７０からミキサー１７内に流
入する主剤及び硬化剤の流量比が変動することが
ないようにしている。

次いでミキサー１７であるが、これは前述のよ
うに無駆動型のいわゆるスタテイツクミキサーで
あつて、第７図に示すような構成となつている。
図中８１は内径が20mm程度の管であつて、その内
部は隔壁８２によつて軸方向に複数個の空間８
３，８４に仕切られている。隔壁８２は第８図に
示すように両端面で開口する小径の貫通孔８５を
複数個有するもので、特に各貫通孔８５を円盤状
の隔壁８２の軸と平行とするのではなく、一端開
口の位置する部分の径が他端開口の位置する部分
の径よりも大きく、しかも一端開口を他端開口よ
りも隔壁８２の軸まわりに回転させた位置に配置
して隔壁８２の軸と貫通孔８５の軸とが３次元的
に交叉しないようにしてある。この隔壁８２を数
枚、面が交互に逆になるように、また一方の隔壁
８２の中央の軸孔８６に一端の小径軸部８８がさ
し込まれる軸体８７と、リング状のスペーサ８９
とを交互に隔壁８２間に配置して軸体８７のまわ
りと、スペーサ８９の内部とに夫々空間８３，８
４を形成しているものであり、そして軸体８７と
管８１内周面との間の円筒状の空間８３にはビー
ズのような粒体９０を充填することによつて、３
次元的な網状流路を形成してある。この３次元的
な網状流路を形成するものとして、図示例では平
均粒径２mmほどのビーズのような粒体９０を示し
ているが、ビーズ以外にも例えば砂粒、鋼球等の
粒体を用いても良く、更には粒体に代えて針条体
を多数個充填したり、あるいは細いセルを有する
合成樹脂の連続発泡体を充填したりすることで３
次元的な網状流路を形成しても良い。しかし、こ
の３次元的な網状流路形成体をミキサー１７に洗
浄液を通して行なう洗浄性の点から鑑みれば、ガ
ラスやセラミツクのビーズ、まり球状粒体を用い
るのが好ましい。しかして、このミキサー１７に
一端から流入する主剤と硬化剤との混合液は、第
１段の隔壁８２の貫通孔８５を通つて空間８３内
に流入する際に貫通孔８５の軸の方向から旋回流
となつており、そして３次元的な網状流路を通過
する間に細分化と合流とが幾度となく繰り返され
た後、第２段の隔壁８２の貫通孔８５を通過して
スペーサ８９で囲まれた空間８４に至る。この時
には混合液がやはり貫通孔８５の軸の方向のため
に求心方向に向かう旋回流として空間８４内に各
貫通孔８５から流入することから、混合が促進さ
れ、次いで再度空間８３内の３次元的な網状流路
を通つて排出口８８から接続口２５へと至る。空
間８３の長さや数は図示例に限るものではなく、
適宜設定できるものである。

以上の機器の外にも本体ユニツト１には第１図
に示すように、コンプレツサーユニツト５から供
給される圧縮空気の制御用としての減圧弁１８，
２４と、流量調整弁１９とを備えている。減圧弁
１８と流量調整弁１９とはエアスプレイ器４とエ
アミツクススプレイ器３とを使用する際にこれら
スプレイ器３，４に送る圧縮空気の圧力と流量と
を制御するものであり、減圧弁２４はピストンモ
ータ６に送る圧縮空気の圧力を制御するものであ
る。第１図中２３は圧力計、２６，２７は接続口
を示す。２９は圧縮空気用のホースである。

以上のように構成された本体ユニツト１に対し
て各タイプのスプレイ器２，３，４を接続すれ
ば、いずれのスプレイ器２，３，４も使用できる
わけであるが、ここにおいて本体ユニツト１での
塗料の液圧は、最も高圧であるところのエアレス
スプレイ器２に応じたものとしており、従つてエ
アレススプレイ器２を使用する際には、通常市販
されているものをそのままつなげば良い。エアミ
ツクススプレイ器３も同様である。しかし、塗料
の液圧が他のものよりもかなり低くなくてはなら
ないエアスプレイ器４では第９図及び第１０図に
示すものを用いる。図示例は手動操作型のエアス
プレイガンであり、グリツプ部７５の下端には圧
縮空気用のホース２９のための接続プラグ７７が
取付けられ、ヘツド７６の下面には塗料用ホース
２８のための接続プラグ７８が取付けられてお
り、上端が枢着されたレバー７９がグリツプ部７
５とヘツド７６との間に配設されている。ヘツド
７６は、第１０図から明らかなように、本体部８
０と、ノズルブロツク１０１と、２重リング１０
２と、エアノズルブロツク１００、そして締付リ
ング９５とから構成されており、先端に吐出ノズ
ル９１が形成された筒状のノズルブロツク１０１
の後端部が、本体部８０に螺着されるとともに、
本体部８０とノズルブロツク１０１のフランジ１
０３との間に２重リング１０２がパツキン１０４
とともに配置され、更に上記フランジ１０３の周
部の傾斜面１０５に接する斜面１０６を後端開口
縁に備えたエアノズルブロツク１００が、本体部
８０に螺着される締付リング９５によつて取付け
られている。ノズルブロツク１０１は、レバー７
９の操作に応動して軸方向に摺動するニードル９
６とともにニードル弁型の弁９３を構成する弁座
１０７が後端開口に配設されており、前端の吐出
ノズル９１との間に圧力緩衝室９２を形成してい
るものであり、またフランジ１０３の外周部を貫
通する通気孔１０８と、内周部を貫通する通気孔
１０９とを備え、エアノズルブロツク１００との
間に第１空気溜り１１０と第２空気溜り１１１と
を形成している。エアノズルブロツク１００は、
吐出ノズル９１の周囲に位置するエアノズル９７
の群と、上下に延出した一対の翼部１１２，１１
２に夫々内方に向けて設けられたスプレーパター
ン制御用のエアノズル９８とを有するものであ
り、エアノズル９７は第１空気溜り１１０、通気
孔１０９、２重リング１０２とノズルブロツク１
０１との間の空気及びパツキン１０４によつて形
成された環状の空間を経て本体部８０に設けた空
気路１１４に接続され、更にレバー７９の操作に
よつて開閉される弁（図示せず）を介して前記接
続プラグ７７に接続されている。エアノズル９８
は第２空気溜り１１１を介して２重リング１０２
に形成された通気孔１０８及び通孔１１５に連な
り、空気路１１４内を軸方向に摺動自在で且つ空
気路１１４内径よりも小径なニードル１１６先端
が通孔１１５の後端開口とによつて形成する弁９
９で、エアノズル９８に至る空気流路が制御され
るようになつている。一方、塗料は接続プラグ７
８から本体部８０内を経て、弁９３、圧力緩衝室
９２、そして吐出ノズル９１へと流れるわけであ
るが、ここで接続プラグ７８は、液圧降下手段と
して流路直径を1/10に絞つているチヨーク９４を
有している。図中１１７はシール、１１８はシー
ル押えである。

しかして、各接続プラグ７７，７８に、圧縮空
気と塗料との配管ホース２８，２９を接続し、レ
バー７９を操作すればまず圧縮空気用の弁が開か
れ、次いで塗料用の弁９３が開かれるものであ
り、吐出ノズル９１から吐出される塗料は、吐出
ノズル９１の周囲のエアノズル９７から吐出され
る空気流により霧化される。この時、弁９９が開
かれてエアノズル９８からも空気流が出てくる時
には、スプレーパターンが楕円状になるものであ
る。そして塗料は、本来の使用圧よりもかなり高
い圧力で送られてきているわけであるが、接続プ
ラグ７８におけるチヨーク９４を通過する間に塗
料の液圧が大きく降下し、吐出ノズル９１におけ
る位置では通常のエアスプレイ器４に供給する際
の圧力と略同じ値となつており、圧力が高い際に
生じるスピツトを招くことがなく、また弁９３か
ら吐出ノズル９１に至る間の圧力緩衝室９２の存
在によつて、弁９３の開閉時における一時的な高
圧状態の際にも、この圧力変動が緩和されること
からスピツトを生じることがないものである。
尚、図示例では圧力降下手段としてチヨーク９４
を示したがこれはオリフイスであつても良い。エ
アミツクススプレイ器３に比較的塗料の液圧の低
いタイプを使用する場合には、上記エアスプレイ
器４における圧力降下手段を備えた接続プラグ７
８と同様のものを装着して使用する。

このように、本体ユニツト１の接続口２５にホ
ース２８を介していずれのタイプのスプレイ器
２，３，４を接続しても、塗装を行なうことがで
きるものであり、１つの本体ユニツト１のみで各
タイプの塗装に応じられるわけである。尚、エア
ミツクススプレイ器３及びエアスプレイ器４にお
ける圧縮空気の圧力及び流量は、減圧弁１８及び
流量調整弁１９によつて調節する。各タイプのス
プレイ器２，３，４が、静電霧化機能を備えたも
のであつても良いのはもちろんである。

〔発明の効果〕

本発明にあつては上述のように塗装目的や用途
に応じて本体ユニツトに対し接続するスプレイ器
をエアレス、エア、エアミツクスの各タイプのも
のに取り換えるだけで良く、簡便に塗装方法の切
り換えを行なえるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の配管図、第２図は液
圧調整装置の断面図、第３図は圧力バランサの断
面図、第４図ａ，ｂ，ｃはヒータの概略縦断面
図、横断面図及びシーズヒータの正面図、第５図
は弁装置の正面図、第６図は同上の半断面図、第
７図はミキサーの断面図、第８図ａ，ｂ，ｃは同
上の隔壁の断面図及び平面図、第９図はエアスプ
レイ器の正面図、第１０図は同上の要部断面図で
あり、１は本体ユニツト、２はエアレススプレイ
器、３はエアミツクススプレイ器、４はエアスプ
レイ器、９は液圧調整装置、１１は圧力バラン
サ、１２はヒータ、１４は逆止弁、１６は絞り
弁、１７はミキサー、１８，２４は減圧弁、１９
は流量調整弁、２８は塗料用のホース、２９は圧
縮空気用のホース、９２は圧力緩衝室、９４は圧
力降下手段としてのチヨークを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 塗料を圧送するポンプと、塗料の圧力を管理
   する圧力管理部と、スプレイ用エアの圧力を制御
   する空気圧制御部とを備えた本体ユニツトと、こ
   の本体ユニツトにホースを介して夫々接続自在と
   されたエアレススプレイ器とエアミツクススプレ
   イ器とエアスプレイ器とから構成され、上記複数
   種のスプレイ器のうち少なくともエアスプレイ器
   には塗料の液圧を下げる液圧降下手段と圧力緩衝
   手段とが組み込まれていることを特徴とする塗装
   システム。