JPH0824726A - 低圧微粒化スプレーガン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １kgf/cm2以下望ましくは０．７kgf/cm2以下
の吹付空気圧力に於いても、塗料の微粒化を仕上塗装に
使用可能な程度に達成し、従来汎用エアースプレーガン
に近い手軽な構成のもとに、塗料ノズルの基本口径を変
える事なく飛散の少ない低圧微粒化スプレーガンを得
る。 【構成】 霧化用空気通路途中に絞り機構を設けた低圧
スプレーガンにおいて、塗料ノズルの円径出口開口部を
末広テーパー状とし、空気キャップの中心孔開口部端面
より塗料ノズル開口端面の先端を突出させた位置となる
ように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧縮空気により、塗料
を霧化し、被塗物に向けて吹き付けを行うエ ページ（２） アースプレーガンに関し、詳しくは吹付空気圧力を１kg
f/cm2 以下の低い圧力として使用する場合の低圧微粒化
スプレーガンに係わるものである。

【０００２】

【従来の技術】圧縮空気によって塗料を微粒化するエア
ースプレーガンは、通常円形ノズルから塗料を噴射し、
ノズル周囲に形成される空気キャップの中心環状空気孔
からの圧縮空気流によって、微粒化するものが基本の構
造となっている。更に塗装条件にあった噴霧パターンを
形成するため、パターン形状を変化させたり、整えたり
する各種の空気孔が設けられ、前記微粒化した塗料粒子
に吹き付ける機能を有している。

【０００３】これらのエアースプレーガンは通常２．５
〜３．５kgf/cm2 の吹付空気圧力で使用され塗料は特別
に高粘度の塗料を除いては０．５〜３kgf/cm2の空気加
圧力によって圧送され、塗料ノズルから噴射される。塗
料ノズルの口径はＪＩＳの定めるところによれば、０．
５〜３．０ｍｍφであり、塗料噴出量領域により口径が
選定されこれが一般的な大きさとなっている。

【０００４】前記エアースプレーガンにおいて塗料の微
粒化を図るには、基本的には空気キャップの中心環状空
気孔による空気流速度と、塗料ノズルからの塗料噴流速
度に大きく依存し、その相対速度（空気噴流速度−塗料
噴流速度）によることが大である。しかし乍ら、従来の
この種のエアースプレーガンに於いては、微粒化を図る
ために塗料噴出速度を小とすると、塗料噴出量も少なく
なり塗装の作業性が低下し、実用に供さない。従って、
空気噴出速度を大（空気圧力を大）とすることにより微
粒化を促進させているものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし乍ら、この場合
霧化された塗料の運行速度が大になり、塗料が被塗装物 ページ（３） 表面よりはね返ったり、微粒化させるための空気が被塗
装物表面に当たってはね返り、塗料粒子をもはね返して
しまう等により塗着効率が低下し、又塗料の飛散により
作業環境の悪化を招き易いものとなっている。

【０００６】上記の如き従来エアースプレーガンの大き
な問題の一つである塗料の噴霧粒子飛散を改善させるた
めの手段として低圧微粒化スプレーガンが考えられ、実
用化が進んでいる。一例として塗料ノズル噴出口とニー
ドル弁シートとの間の塗料通路間に塗料旋回手段を設
け、塗料ノズルから噴出する塗料を積極的に遠心力によ
り薄膜化させることにより、空気キャップ中心環状空気
流速との気、液相対速度を向上させ、微粒化効率を上げ
ることにより空気の供給圧力を１．５kgf/cm2／∧程度
まで引下げる構造のものが知られている。

【０００７】しかし乍ら、かかる構造のエアースプレー
ガンは塗料遠心力を付与させるための部品を塗料ノズル
噴出口とニードル弁シート間に付加する関係上、塗料流
路複雑化による塗料色替え時の洗浄効率の低下や、塗料
ノズル噴出口とニードル弁シートとの間に多量の塗料残
りが発生し、エアースプレーガン吹き始めにスピット
（粗大塗料粒子）を生じてしまう。又塗料ノズル外径の
大形化に伴い、塗料噴流および中心空気流の均一性維持
が難しく、パターン形状の安定継続性も同時に難しいも
のとなり、コスト的にも高いエアースプレーガンとなら
ざるを得ない。

【０００８】以上より従来の汎用エアースプレーガンは
最も手軽に使用でき、塗装仕上が良い装置であるが、塗
装噴霧粒子の飛散問題が最も劣る点であり、これを改善
することが大きな効果を得ることになる。エアースプレ
ーの場合に塗料噴霧粒子の飛散を生じる最大の原因は吹
付空気圧力が高いことにある。本発明は、エアースプレ
ーにおいて１kgf/cm2望ましくは０．７kgf/cm2以下の圧
縮空気圧力によって、塗料の微粒化を仕上塗装に使用で
きる程度に達成し、従来汎用エアースプレーガンに近い
手軽な構成のもとに、塗料ノズルの基本口径を ページ（４） 変えることなく、飛散の少ない低圧微粒化スプレーガン
を得ることを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明にお
いて、エアースプレーガン本体に配されたニードル弁
と、前記エアースプレーガン本体の先端開口中心部に取
り付け、かつ前記ニードル弁の先端と接離開するシート
を有する塗料ノズルと、該塗料ノズルを囲むと共に、塗
料ノズルの出口円筒外周部の周囲に、該塗料ノズル出口
円筒外周部と同軸かつ平行に環状空気通路を構成する中
心孔と、該中心孔の斜め前方の位置に扁平パターンを形
成するパターン形成用空気孔を有する空気キャップとか
ら構成される霧化頭を備えた低圧微粒化スプレーガンに
於いて前記塗料ノズルの内部に基本口径部を設け、該基
本口径部に平行部をさらに設け、該平行部に連続して塗
料ノズルの出口開口端に向うほど末広がりのテーパー形
状を構成し、前記塗料ノズルの先端は前記空気キャップ
の中心孔開口端面より突出した位置となるように構成す
る。

【００１０】前記塗料ノズルは内部に形成される基本口
径Ｃが、０．５mmφ〜３．０mmφの範囲であり、該基本
口径平行部長さＤは少なくとも０．６mm以上とし、先端
開口部内径に形成される末広がりテーパー角度αは、２
０゜〜６０゜の範囲とし、前記塗料ノズルの先端外径Ａ
は、２．０mmφ〜５．５mmφの範囲である塗料ノズルと
する。

【００１１】前記塗料ノズルの先端開口端面は、前記空
気キャップ中心孔開口部端面より少なくとも０．３mm以
上突出し、前記空気キャップの全空気噴出孔の総面積が
３５〜４５mm2、噴霧時に於ける空気キャップの内部圧
力が１kgf/cm2以下となるように構成したことを特徴と
しており、このような低圧微粒化スプレーガンの構成を
前述した従来の課題を解決するための手段としている。 ページ（５）

【００１２】

【作用】上記構成手段によれば、噴出するに十分なだけ
の塗料加圧圧力で塗料ノズルより噴出した塗料は、該塗
料ノズルの開口端が出口に向かうほど末広がりのテーパ
ー状となっていることから、ニードル弁シート端部基本
口径より噴出した時よりはるかに大きな通路面積（１．
２〜４倍）となっており、分散し易く、且つ周囲の圧縮
空気との抵触面積が大きいものとなり、低圧条件下でも
混合が十分に行われ、霧化効率の向上により微細な霧化
が可能となる。すなわち基本ノズル口径を変える事な
く、微粒化向上効率が得られる。

【００１３】尚、霧化用空気は途中に於いて、適切に絞
られるため、絞りを行わない場合よりも空気圧力が低
く、弱い空気流となっている。すなわち吹付用空気通路
の断面積を少なくとも一部において小としその下流流路
および吹き付け空気噴射口の開口面積を相対的に広くす
ることにより霧化空気流を低圧でソフトな噴射気流とす
ることができるため、この低圧化作用と、内径末広テー
パー状塗料ノズルの組合せにより、飛散の少ない低圧微
粒化スプレーガンが形成されることになる。

【００１４】

【実施例】以下本発明を実施例の図面に基づいて説明す
る。図１は霧化装置部の断面図を示している。図２は図
１の各部主要部分の寸法関係図を示している。図３は低
圧微粒化スプレーガン全体の断面図を示している。

【００１５】１はエアースプレーガンの本体２の中央に
配しニードル弁３の先端に設けた塗料ノズルで、該塗料
ノズル１は後方より塗料を導入し、内部に設けたニード
ル弁３との当接部であるニードル弁シート１０を形成
し、該ニードル弁シート１０の前方に塗料噴出量を決定
する塗料ノズル基本口径φＣを形成している。ＪＩＳで
定められている汎用スプレーガンの塗料ノズル口径と同
様に基本口径Ｃは０．５ ページ（６） 〜３．０mmφの範囲にて数種設定し（実施例では０．
８，１．２，１．４，１．８，２．５mmφを確認してい
る）、安定噴出量を得るために塗料ノズル基本口径Ｃの
平行長さＤは少なくとも０．６mm以上保つよう構成され
ている。塗料ノズル１の先端部は中心軸に対し末広がり
テーパー状の角度α゜をもって開口されている。

【００１６】又、塗料ノズル１の先端外周はその外側に
配した空気キャップの中心孔６との間で環状の平行スリ
ットからなる中心空気孔７が構成されてなる。この空気
キャップ５は上記中心孔６他に塗料ノズル１の軸上で、
塗料噴出口より前方において、交差衝突する少なくとも
１対以上の角空気孔８を設けてなり、中心孔６への中心
空気通路９と、角空気孔８への角空気通路９´は別々に
設けられ、本体２に設けられた弁体４の位置をパターン
調節装置１２にて開度を定めることにより、角空気孔８
へのパターン用空気供給量が変化できるよう構成されて
いる。尚中心空気通路９と角空気通路９´は本体２の先
端内部で、霧化用空気通路１４と連通している。

【００１７】本実施例の低圧スプレーガンでは、本体２
の霧化用空気通路１４途中に絞り部を設け、空気キャッ
プ５の角空気孔８及び中心孔６の圧縮空気通路断面合計
面積を３５〜４４mm2としスプレーガンより大きく
（１．５倍以上）設けることにより、エアースプレーガ
ン入口部での高圧圧縮空気圧力（一般的には３．５kgf/
cm2前後）を空気キャップ内部圧力にて０．７kgf/cm2と
なるよう構成している。尚その他のエアースプレーガン
の機構については公知のエアースプレーガンと同様であ
るため説明を省略する。

【００１８】次に塗料の経路を説明すると、先ず塗料
は、別途に設けた圧送装置（図示せず）より塗料ノズル
１部に供給され、塗料ノズル１内に設けられたニードル
弁シート１０にニードル弁３の先端が当接、離反して塗
料の噴出量を制御するものである。 ページ（７） 空気キャップ５への圧縮空気供給は、空気弁１５により
制御される。汎用エアースプレーガン同様に引金１１の
操作により、圧縮空気流を空気キャップ５へ送ると供に
ニードル弁３の離反（後退）にて、塗料は、塗料ノズル
１により噴出される。

【００１９】塗料ノズル１の開口端は出口に向かうほど
末広がりのテーパー状を形成していることにより、ニー
ドル弁シート部１０を経て開口平行部より、安定塗出さ
れた塗料はノズル開口端より噴出される時点で遙かに大
きな（１．２〜４倍）通路面積となるため、塗料は分散
しやすく、且つ周囲の圧縮空気との接触面積が大きな状
態となり、気、液混合が十分に行われ、又面積増加分だ
け塗料ノズル出口部における塗料流速は遅くなり、空気
流との間に生じる相対速度が増加し、空気流より受ける
せん断力が増加され、塗料の微粒化は促進される。

【００２０】又塗料ノズル１の開口端が、空気キャップ
５の中心孔６端面より図２の如く「Ｔ」だけ突出してい
る事により、空気キャップ５の中心空気孔７からの膨張
空気流及び角空気孔８からの偏平空気流による塗料ノズ
ル出口近辺に生じる背圧の影響を受けないため、塗料加
圧圧力のバランスは安定維持され、塗料噴出量の安定供
給が得られる。汎用の圧送式エアースプレーガンにおい
ては、霧化促進のため塗料ノズル開口出口端は、空気キ
ャツプ中心孔を形成する範囲内のマイナス面に位置させ
る（ノズル凹）ことが一般的であり、特に塗料ノズル口
径が大きい場合は、中心及び角空気流のノズル先端部へ
の背圧作用が強く働くため、塗料噴出量の変動も大き
い。

【００２１】本発明実施例の塗料ノズル１、空気キャッ
プ５に関連する寸法関係を説明すると塗料ノズル基本口
径Ｃ＝０．５〜３．０mmφ上以下において、塗料ノズル
外径Ａは２．０〜５．５mmφ、塗料ノズル末広テーパー
出口径Ｂは１．５〜４．５mm ページ（８） φ塗料ノズル基本径長さＤは０．６mm≦、末広テーパー
出口径α゜は２０゜〜６０゜とすることにより微粒化効
果が確認された。上記例では操作者が直接把持して塗装
作業を行う形態の低圧スプレーガンに本発明を適用した
場合について述べたが、本発明は塗装ロボットなど自動
システムに用いられるいわゆる自動エアースプレーガン
にも適用できるのは勿論である。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば １）塗料ノズルの開口端を出口に向かうほど末広がりの
テーパー状に構成したことにより、基本ノズル口径を変
えることなく、気、液接触面積増による塗料微粒化の向
上がはかれ、１ kgf/cm2 以下の低圧空気圧力にて、空
気量を増加させることなく仕上塗装に適する微粒化が保
たれることにより、噴霧粒子の飛散を減少させることが
でき、塗着効率の向上、環境汚染の減少がはかれる。 ２）塗料ノズルの突出しを空気キャップ前面より凸とす
ることにより塗料噴出量の安定性が得られ、塗装仕上面
の膜厚安定化がはかれる。 ３）塗料ノズルのシート部から開口端までの内部に多量
の塗料残りは発生せず洗浄、取扱いメンテナンスが容易
で、汎用エアースプレーガンに近い部品構成のため、コ
ストメリットがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例を示すエアースプレーガン
の霧化頭部の断面図である。

【図２】 図１の各部主要寸法関係図を示す。

【図３】 本発明の低圧微粒化スプレーガンの一実施例
の全体断面図である。

【符号の説明】

１ 塗料ノズル ２ 本体 ページ（９） ３ ニードル弁 ４ 弁体 ５ 空気キャップ ６ 中心孔 ７ 中心空気孔 ８ 角空気孔 ９ 中心空気通路 ９´ 角空気通路 １０ ニードル弁シート １１ 引金 １２ パタン調節装置 １３ 絞り部 １４ 霧化用気通路 １５ 空気弁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エアースプレーガン本体に配されたニー
   ドル弁と、前記エアースプレーガン本体の先端開口中心
   部に取り付け、かつ前記ニードル弁の先端と接離開する
   シートを有する塗料ノズルと、該塗料ノズルを囲むと共
   に、塗料ノズルの出口円筒外周部の周囲に、該塗料ノズ
   ル出口円筒外周部と同軸かつ平行に環状空気通路を構成
   する中心孔と、該中心孔の斜め前方の位置に扁平パター
   ンを形成するパターン形成用空気孔を有する空気キャッ
   プとから構成される霧化頭を備えた低圧微粒化スプレー
   ガンに於いて前記塗料ノズルの内部に基本口径部を設
   け、該基本口径部に平行部をさらに設け、該平行部に連
   続して塗料ノズルの出口開口端に向うほど末広がりのテ
   ーパー形状を構成し、前記塗料ノズルの先端は前記空気
   キャップの中心孔開口端面より突出した位置となるよう
   に構成した低圧微粒化スプレーガン。
2. 【請求項２】 前記塗料ノズルは内部に形成される基本
   口径Ｃが、０．５mmφ〜３．０mmφの範囲であり、該基
   本口径平行部長さＤは少なくとも０．６mm以上とし、先
   端開口部内径に形成される末広がりテーパー角度αは、
   ２０゜〜６０゜の範囲とし、前記塗料ノズルの先端外径
   Ａは、２．０mmφ〜５．５mmφの範囲である請求項第一
   項記載の低圧微粒化スプレーガン。
3. 【請求項３】 前記塗料ノズルの先端開口端面は、前記
   空気キャップ中心孔開口部端面より少なくとも０．３mm
   以上突出し、前記空気キャップの全空気噴出孔の総面積
   が３５〜４５mm2、噴霧時に於ける空気キャップの内部
   圧力が１kgf/cm2以下であることを特徴とする請求項第
   一項記載の低圧微粒化スプレーガン。