JP2009050820A

JP2009050820A - 塗装ガン

Info

Publication number: JP2009050820A
Application number: JP2007222025A
Authority: JP
Inventors: Teruo Ando; 輝夫安藤
Original assignee: Asahi Sunac Corp
Current assignee: Asahi Sunac Corp
Priority date: 2007-08-29
Filing date: 2007-08-29
Publication date: 2009-03-12
Anticipated expiration: 2027-08-29
Also published as: JP5149566B2

Abstract

【課題】略楕円形パターンの変形を抑え且つ微粒化塗料を確実に収束させることを可能にしつつ、円形パターンと略楕円形パターンの両パターンの塗装を行えるようにする。
【解決手段】塗装ガンは、微粒化塗料を収束させるシェーピングエアを噴出する円形の第１噴出口２７と、第１噴出口２７にエアを供給する第１エア流路２１と、第１エア流路２１に設けられた旋回流生成空間２５と、第１噴出口２７よりも径方向外側に配置されて微粒化塗料を略楕円形に成形するパターンエアを噴出する一対の第２噴出口３１と、第２噴出口３１にエアを供給する第２エア流路３０と、第１エア流路２１における旋回流生成空間２５よりも下流側の位置と、第２エア流路３０とを連通させる連通路３３を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、塗装ガンに関するものである。

特許文献１には、回転霧化頭から微粒化されて放出された塗料を、円筒状に噴出するシェーピングエアにより所定の大きさに収束して被塗物に塗着させる塗装ガンについて記載されている。このタイプの塗装ガンの場合、シェーピングエアは層流状態であることから、回転霧化頭から放出された塗料を収束させる力が弱く、そのために、微粒化が不十分である塗料を正規の大きさに収束させることができない場合がある。その対策として、特許文献２には、シェーピングエアを旋回状の流れとすることにより、周囲の空気を巻き込んで収束力の強いシェーピングエアにする技術が開示されている。
ところで、回転霧化頭から放出された微粒化塗料を略楕円形のパターンに成形する方法として、シェーピングエアの噴出口よりも径方向外側の領域に、回転霧化頭の回転中心を挟んで対をなすように配置されるパターンエアの噴出口を設けることが考えられる。このようにすれば、シェーピングエアを旋回状にしなくても、シェーピングエアとパターンエアとによる二重のエア流によって微粒化塗料を確実に収束しつつ略楕円状に成形することができる。
特開２００５−０５８８０２公報特開２００５−０３４７０３公報

１台の塗装機で、微粒化塗料を確実に収束することを可能とした上で、円形と略楕円形の両パターンでの塗装を行えるようにする方法としては、上記した２つの噴出形態を合体させる構造、即ち、旋回状のシェーピングエアを噴出させる噴出口と、このシェーピングエア用の噴出口の両側に配置して一対のパターンエアを噴出させる噴出口とを設ける構造が考えられる。
しかしながら、旋回状のシェーピングエアに向けてパターンエアを吹き付けた場合には、旋回力のために、略楕円形に成形されたパターンが歪に変形してしまう虞がある。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、略楕円形パターンの変形を抑え且つ微粒化塗料を確実に収束させることを可能にしつつ、円形パターンと略楕円形パターンの両パターンの塗装を行えるようにすることを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、ガン本体の前端部に回転可能に設けられ、テーパ状の拡散面に供給された液体塗料を遠心力により微粒化して放出させる回転霧化頭と、前記ガン本体の前端に前記回転霧化頭を同心状に包囲するように設けられ、前記回転霧化頭から放出された微粒化塗料を中心側に収束させるシェーピングエアを噴出する円形の第１噴出口と、前記ガン本体に設けられ、前記第１噴出口に向けてエアを供給する第１エア流路と、前記第１エア流路における前記第１噴出口よりも上流側の位置に配置され、前記第１エア流路に供給されるエアを旋回状に整流する旋回流生成空間と、前記第１噴出口よりも径方向外側において前記回転霧化頭の回転中心を挟むように配置され、前記回転霧化頭から放出された微粒化塗料を扁平にして略楕円形に成形するパターンエアを噴出する一対の第２噴出口と、前記ガン本体に設けられ、前記第２噴出口に向けてエアを供給する第２エア流路と、前記第１エア流路における前記旋回流生成空間よりも下流側の位置と、前記第２エア流路とを連通させる連通路とを備えているところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記連通路の総断面積が前記第１噴出口の総開口面積よりも小さい面積であるところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のものにおいて、前記連通路の総断面積が前記第２噴出口の総開口面積よりも小さい面積であるところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
微粒化塗料を円形のパターンに成形して塗装を行う際には、第１エア流路にエアを供給する。供給されたエアは旋回流となり、その旋回流の多くは、第１噴出口から旋回流のまま噴出され、この旋回状のシェーピングエアにより微粒化塗料が収束されて円形パターンに成形される。また、旋回流の一部は、連通路を通って第２噴出口から噴出されるが、この第２噴出口から噴出するエアの流量は比較的少量であるから、円形パターンが保たれる。また、第２噴出口から噴出するエアは、第２噴出口の近傍に微粒化塗料が付着するのを防止する。
微粒化塗料を略楕円形のパターンに成形して塗装を行う際には、第２エア流路にエアを供給する。供給されたエアの一部は、連通路を通り、旋回流とはならずに第１噴出口から円形のシェーピングエアとして噴出され、微粒化塗料を円形に成形する。第２エア流路に供給されたエアの残りは、一対の第２噴出口からパターンエアとして噴出し、微粒化塗料を略楕円形に成形する。微粒化塗料は、円形のシェーピングエアと一対のパターンエアとの二重のエア流によって収束されて略楕円形に成形される。また、第２エア流路から第１噴出口に向かうエアは、旋回流生成空間を通らないので、第１噴出口から噴出するエアは旋回流とはならない。したがって、シェーピングエアによって円形に成形されたパターンは、歪に変形することなく、きれいな略楕円形に成形される。

＜請求項２の発明＞
連通路の総断面積が第１噴出口の総開口面積よりも小さいので、第１エア流路に供給されたエアのうち連通路を通って第２噴出口に送られる量が抑えられる。これにより、第１エア流路に供給されたエアの大部分は、第１噴出口から旋回状のシェーピングエアとして噴出されるので、微粒化塗料を収束する効果に優れている。

＜請求項３の発明＞
連通路の総断面積が第２噴出口の総開口面積よりも小さいので、第２エア流路に供給されたエアのうち連通路を通って第１噴出口に送られる量が抑えられる。これにより、第２エア流路に供給されたエアの大部分は、第２噴出口からパターンエアとして噴出されるので、微粒化塗料を確実に略楕円形のパターンに成形することができる。

＜実施形態１＞
以下、本発明を具体化した実施形態１を図１及び図２を参照して説明する。本実施形態の塗装ガンは、ガン本体１０の前端部に設けたノズル１１から、微粒化塗料を放出させるとともに、その放出した微粒化塗料を円形のパターン又は略楕円形のパターンのうちいずれかのパターンに成形して被塗物（図示せず）に塗着させるようにしたものである。

ノズル１１は、回転霧化頭１２と、内筒１６と、外筒２０と、エアキャップ２８とを備えて構成されている。回転霧化頭１２は、回転霧化頭１２を高速で回転させるためのタービン機構（図示せず）を備えた円筒形の回転軸１３の前端部に、一体に回転するように固着されており、回転軸１３と同心の円形をなす。回転霧化頭１２の前面には、回転軸１３と同心のカップ状に凹ませた形態の拡散面１４が形成され、この拡散面１４の中心孔には、回転軸１３内に挿通された塗料供給管１５の前端の開口が貫通されている。塗料供給管１５から拡散面１４に供給された液体塗料は、高速回転するテーパ状の拡散面１４上を遠心力によって前方へ移動しつつ微粒化され、微粒化塗料となって回転霧化頭１２の外周縁から全周に亘って放射状に放出されるようになっている。

内筒１６は、円筒状をなし、その後端部においてガン本体１０の前端部外周にねじ込みにより固着されている。内筒１６は、回転霧化頭１２と同心状に、且つ回転霧化頭１２を包囲するように配置されている。内筒１６の後端の拡径部１７には、その後端面において同心状に且つ全周に亘って開口する供給室１８と、外周面における供給室１８よりも少し前方の位置において全周に亘ってフランジ状に突出する整流板１９とが形成されている。また、内筒１６の先端部の外周は、前方に向かって縮径するようなテーパ状をなしている。

外筒２０は、円筒状をなし、その内周面において内筒１６の後端部外周にねじ込みにより固着されている。外筒２０は、回転霧化頭１２及び内筒１６と同心状に、且つ内筒１６を包囲するように配置され、外筒２０の前端は、前後方向において、内筒１６の前端とほぼ同じ位置であって回転霧化頭１２の前端よりも僅かに後方の位置に配置されている。そして、この外筒２０の内周面と上記内筒１６の外周面との間には、全周に亘って連続する第１エア流路２１が形成されている。

第１エア流路２１のうち、整流板１９と拡径部１７との間に挟まれた空間は後室２２となっており、整流板１９よりも前方の空間は前室２３となっている。整流板１９の外周面と外筒２０の内周面との間には、後室２２から前室２３にエアを流通させるための空間が全周に亘って確保されている。また、拡径部１７には、供給室１８と後室２２との間を前後方向に連通させる複数の通孔２４が周方向に間隔を空けて形成されている。供給室１８には、図示しない第１エア供給路が連通され、この第１エア供給路から通孔２４を通して第１エア流路２１にエアが供給されるようになっている。

同じく第１エア流路２１には、前室２３の前方に隣接する形態であって、前後方向（回転霧化頭１２の軸線方向）において一定の寸法を有する旋回流生成空間２５が形成されている。内筒１６の外周面と外筒２０の内周面のうちいずれか一方の周面又は両方の周面には、螺旋状の溝（図示せず）が前後方向に並んで複数形成されている。前後方向における螺旋状の溝の形成範囲は、旋回流生成空間２５と対応する範囲内に限定されている。前室２３から旋回流生成空間２５内に供給されたエアは、前方へ流れる間に、螺旋状の溝によって旋回流となるように整流されるようになっている。

さらに、第１エア流路２１には、旋回流生成空間２５の前方に隣接する整流室２６が形成されている。整流室２６の外形寸法と内径寸法は、いずれも、整流室２６の後端から前端に亘って一定の寸法に保たれ、旋回流生成空間２５で生成された旋回流は、この整流室２６を通過する間に安定した旋回流となるように整流される。
第１エア流路２１の前端部（整流室２６の前方に隣接する空間）の略前半領域は、径方向の寸法（隙間）が狭められており、第１エア流路２１の前端は、ノズル１１の前端面において回転霧化頭１２と同心の円形をなす第１噴出口２７として全周に亘って連続して開口されている。第１噴出口２７からは、微粒化塗料を円形のままに収束するためのシェーピングエアが前方へ向けて噴出されるようになっている。このシェーピングエアの噴出方向は、回転霧化頭１２の回転軸１３と平行ではなく、前方に向かって縮径するような斜めの向きとなっている。

エアキャップ２８は、円筒状をなし、回転霧化頭１２、内筒１６及び外筒２０と同心状に、且つ外筒２０を包囲するように配置されている。エアキャップ２８の前端の前面壁２９は、外筒２０の前端よりも後方に位置し、前面壁２９の内周は外筒２０の外周面に対して気密状に密着している。エアキャップ２８の内周面と外筒２０の外周面との間には、全周に亘って連続する第２エア流路３０が形成されている。第２エア流路３０の後端には、上記した第１エア供給路とは独立してエアの供給を行う図示しない第２エア供給路が連通しており、この第２エア供給路から第２エア流路３０にエアが供給されるようになっている。また、第２エア流路３０の前端は、エアキャップ２８の前面壁２９によって塞がれている。

エアキャップ２８の前面壁２９には、第１噴出口２７よりも径方向外側において回転霧化頭１２の回転中心を挟むように配置された上下一対の第２噴出口３１が形成されている。１つの第２噴出口３１は、複数個（本実施形態では３１個であるが、３０個以下でも、３２個以上でもよい）の円形のエア孔３２から構成され、この複数のエア孔３２は、回転霧化頭１２の回転中心を通る径方向とは直角な水平方向に沿って一列に且つ一定のピッチで並ぶように配置されている。このエア孔３２の配列長さ（第２噴出口３１の長さ）は、第１噴出口２７の直径寸法とほぼ同じ寸法とされている。この第２噴出口３１からは、第１噴出口２７から噴出されたシェーピングエアと回転霧化頭１２から放出された微粒化塗料を扁平にして横長の略楕円形をなすように成形するためのパターンエアが前方へ向けて噴出されるようになっている。このパターンエアの噴出方向は、回転霧化頭１２の回転軸１３と平行ではなく、前方に向かって回転霧化頭１２の回転中心（シェーピングエア）に接近するような斜め方向となっている。また、この第２噴出口３１を構成するエア孔３２のうち、長さ方向中央に位置するエア孔３２は、外筒２０の外周面に近い位置に配置されている。つまり、第２噴出口３１は、極力、回転霧化頭１２の回転中心（シェーピングエア）に近くなるような配置とされている。

さて、上記した外筒２０（即ち、第１エア流路２１と第２エア流路３０を仕切る筒状の仕切り壁）には、周方向に等角度の間隔を空けた複数の貫通孔２４状をなす連通路３３が形成されている。この連通路３３は、円形をなし、外筒２０を径方向に貫通している。また、前後方向における連通路３３の位置については、旋回流生成空間２５の前端（旋回流生成空間２５におけるエアの流れの下流端）、換言すると旋回流生成空間２５と整流室２６との境界となる位置であって、エアキャップ２８の前面壁２９（第２噴出口３１）の後方に隣接する位置となっている。

また、１つの連通路３３の開口面積（断面積）は、第２噴出口３１を構成する１つのエア孔３２の開口面積（断面積）よりも大きいが、複数の連通路３３をすべて併せた総開口面積は、一対の第２噴出口３１を構成するすべてのエア孔３２の開口面積を併せた総開口面積よりも小さい面積（例えば、１０〜３０％程度）となっている。また、連通路３３の総開口面積は、第１噴出口２７の開口面積よりも小さい面積（例えば、１０〜３０％程度）となっている。さらに、第１噴出口２７の開口面積は、一対の第２噴出口３１の総開口面積よりも大きい面積となっている。

次に、本実施形態の作用を説明する。
回転霧化頭１２から放出された微粒化塗料を円形のパターンに成形して塗装を行う際には、第１エア流路２１のみにエアを供給する。第１エア流路２１に供給されたエアは、後室２２と前室２３を順に経て旋回流生成空間２５に流入し、この旋回流生成空間２５を通過する間に旋回流となる。ここで、第１噴出口２７の開口面積に比べて連通路３３の総開口面積が小さいため、旋回流生成空間２５を通過した旋回流の多くは、整流室２６を通過して第１噴出口２７から旋回流のまま噴出される。この旋回流からなるシェーピングエアは、旋回していないシェーピングエアに比べて強い収束力を有するので、回転霧化頭１２から放出された微粒化塗料は確実に収束されて円形パターンに成形される。

また、旋回流生成空間２５を通過した旋回流の一部は、連通路３３を通って第２噴出口３１から噴出されるのであるが、この第２噴出口３１から噴出するパターンエアの流量は少量であるから、シェーピングエアによって成形された円形のパターンが保たれる。さらに、第２噴出口３１から噴出するエアは、ノズル１１の表面（外面）における第２噴出口３１の近傍領域に微粒化塗料が付着するのを防止する。

これに対し、回転霧化頭１２から放出された微粒化塗料を略楕円形のパターンに成形して塗装を行う際には、第２エア流路３０のみにエアを供給する。ここで、連通路３３の総開口面積は第２噴出口３１の総開口面積よりも小さいので、第２エア流路３０に供給されたエアのうち連通路３３を通って整流室２６に流入するのは少量である。この連通路３３から整流室２６に流入したエアは、旋回流とならずに第１噴出口２７から円形のシェーピングエアとして噴出され、微粒化塗料を円形に成形する。一方、第２エア流路３０に供給されたエアの多くは、上下一対の第２噴出口３１からパターンエアとして噴出し、微粒化塗料を上下に潰して扁平となるように成形する。微粒化塗料は、円形のシェーピングエアと一対のパターンエアとの二重のエア流により、確実に収束されて略楕円形に成形される。また、第２エア流路３０から第１エア流路２１に流入して第１噴出口２７から噴出されるシェーピングエアは、旋回流生成空間２５を通らないので旋回流とはならない。したがって、シェーピングエアによって円形に成形されたパターンは、歪に変形することなく、正規のきれいな略楕円形に成形される。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施態様も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態ではパターンエアを上下に一列ずつ配置したが、本発明によれば、パターンエアを上下夫々、複数列ずつ配置してもよい。
（２）尚、参考例として、上記実施形態において、第２エア流路のうち連通路よりも上流側を除去した形態とすることができる。この場合、エアの供給は、常に、第１エア流路のみに対して行われ、微粒化塗料は常に円形のパターン成形されることになる。

（３）上記実施形態では、連通路の総断面積を第１噴出口の総開口面積よりも小さくしたが、本発明によれば、連通路の総断面積を、第１噴出口の総開口面積と同じか、それよりも大きくしてもよい。
（４）上記実施形態では、連通路の総断面積を第２噴出口の総開口面積よりも小さくしたが、本発明によれば、連通路の総断面積を、第２噴出口の総開口面積と同じか、それよりも大きくしてもよい。
（５）上記実施形態では第１噴出口の総開口面積を第２噴出口の総開口面積よりも大きくしたが、本発明によれば、第１噴出口の総開口面積を、第２噴出口の総開口面積と同じか、それよりも小さい面積としてもよい。
（６）上記実施形態では、第１エア流路と第２エア流路のうちいずれか一方のみにエアを供給するようにしたが、この実施形態において、第１エア流路と第２エア流路の両方に異なる流量でエアを供給してもよい。
（７）上記実施形態では第２噴出口を複数のエア孔によって構成したが、本発明によれば、１つの第２噴出口を単一の開口部（孔部）によって構成してもよい。

実施形態１の断面図正面図

符号の説明

１０…ガン本体
１２…回転霧化頭
２１…第１エア流路
２５…旋回流生成空間
２７…第１噴出口
３０…第２エア流路
３１…第２噴出口
３３…連通路

Claims

ガン本体の前端部に回転可能に設けられ、テーパ状の拡散面に供給された液体塗料を遠心力により微粒化して放出させる回転霧化頭と、
前記ガン本体の前端に前記回転霧化頭を同心状に包囲するように設けられ、前記回転霧化頭から放出された微粒化塗料を中心側に収束させるシェーピングエアを噴出する円形の第１噴出口と、
前記ガン本体に設けられ、前記第１噴出口に向けてエアを供給する第１エア流路と、
前記第１エア流路における前記第１噴出口よりも上流側の位置に配置され、前記第１エア流路に供給されるエアを旋回状に整流する旋回流生成空間と、
前記第１噴出口よりも径方向外側において前記回転霧化頭の回転中心を挟むように配置され、前記回転霧化頭から放出された微粒化塗料を扁平にして略楕円形に成形するパターンエアを噴出する一対の第２噴出口と、
前記ガン本体に設けられ、前記第２噴出口に向けてエアを供給する第２エア流路と、
前記第１エア流路における前記旋回流生成空間よりも下流側の位置と、前記第２エア流路とを連通させる連通路とを備えていることを特徴とする塗装ガン。
前記連通路の総断面積が前記第１噴出口の総開口面積よりも小さい面積であることを特徴とする請求項１記載の塗装ガン。
前記連通路の総断面積が前記第２噴出口の総開口面積よりも小さい面積であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の塗装ガン。