特許 7583444 スプレーガンのノズル、及びスプレーガン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-06

(45)【発行日】2024-11-14

(54)【発明の名称】スプレーガンのノズル、及びスプレーガン

(51)【国際特許分類】

   B05B 7/04 20060101AFI20241107BHJP

   B05B 5/04 20060101ALI20241107BHJP

【ＦＩ】

B05B7/04

B05B5/04 A

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021053407

(22)【出願日】2021-03-26

(65)【公開番号】P2022150693

(43)【公開日】2022-10-07

【審査請求日】2024-01-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000117009

【氏名又は名称】旭サナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000567

【氏名又は名称】弁理士法人サトー

(72)【発明者】

【氏名】小田 真也

(72)【発明者】

【氏名】白松 憲一郎

【審査官】竹中 辰利

(56)【参考文献】

【文献】特開平０５－３４５１５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５７－１３６９６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０５Ｂ ７／０４

Ｂ０５Ｂ ５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外部から供給された塗布液を通すための塗布液経路を内部に有する第１部材と、
前記第１部材の先端部を露出させた状態で前記第１部材を覆うとともに、前記第１部材との間に外部から供給された気体を通すためのエア経路が設けられる第２部材と、を備え、
前記第２部材の先端部と前記第１部材の外周部との間に、前記塗布液経路と前記エア経路とを合流させて外部に吐出するための出口部が形成され、
前記第１部材は、前記第１部材の外周部にあって少なくとも一部が前記出口部の下流側部分に設けられ、かつ前記第２部材側が開放されているとともに下流側へ向かうほど前記第１部材の径方向の中心から離れるように形成された複数の溝部を有している、
スプレーガンのノズル。

【請求項2】

前記溝部は、前記出口部を跨いで前記第２部材の内部から外部に亘って設けられている、
請求項１に記載のスプレーガンのノズル。

【請求項3】

前記溝部は、第１溝部と、前記第１溝部より前記第１部材の先端側に前記第１溝部から連続して形成され、前記第１溝部よりも前記第１部材の延伸方向に対する長さ方向の傾斜角度が小さい第２溝部と、を有し、
前記出口部は、前記第２溝部と重なる位置に配置されている、
請求項１又は２に記載のスプレーガンのノズル。

【請求項4】

前記第１溝部の幅寸法は、前記第２溝部の幅寸法と同じであってかつその幅寸法は０．５ｍｍ以下である、
請求項３に記載のスプレーガンのノズル。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか一項に記載のスプレーガンのノズルと、
前記ノズルが取付けられる本体部と、
前記ノズルに高電圧を供給する高電圧発生装置と、
を備えるスプレーガン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、スプレーガンのノズル、及びスプレーガンに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば塗装等に用いられるスプレーガンにおいて、被塗装面の意匠性を高めるためには、塗料を塗着に適した粒径まで十分に微粒化させることが重要である。例えば静電塗装に用いられるエアスプレーガンでは、ノズルから吐出される塗料等の塗布液に圧縮エアを衝突させることで塗布液を微粒子化させている。しかし、近年においては、意匠性等の向上のため塗布液の更なる微粒化が要求されている。そこで、塗布液を更に微粒化させる方法として、例えばノズルの先端に形成された溝に塗料を通過させて液糸に細分化させることで塗料の微粒化を実現するものがある。しかしながら、このような従来構成でも、例えば隣接する溝間の塗料が接触して結合すると液糸が太くなってしまう等の事情があり、安定した塗料の微粒化が難しい。そのため、塗布液の微粒化に関して未だ改善の余地があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１２－１５２７００号公報

【文献】特開平５－３４５１５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

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、安定した塗布液の微粒化を図ることで塗布の品質を向上させることができるスプレーガンのノズル、及びスプレーガンを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態のスプレーガンのノズルは、外部から供給された塗布液を通すための塗布液経路を内部に有する第１部材と、前記第１部材の先端部を露出させた状態で前記第１部材を覆うとともに、前記第１部材との間に外部から供給された気体を通すためのエア経路が設けられる第２部材と、を備え、前記第２部材の先端部と前記第１部材の外周部との間に、前記塗布液経路と前記エア経路とを合流させて外部に吐出するための出口部が形成され、前記第１部材は、前記第１部材の外周部にあって少なくとも一部が前記出口部の下流側部分に設けられ、かつ前記第２部材側が開放されているとともに下流側へ向かうほど前記第１部材の径方向の中心から離れるように形成された複数の溝部を有している。

【0006】

実施形態のスプレーガンは、上記ノズルと、前記ノズルが取付けられる本体部と、前記ノズルに高電圧を供給する高電圧発生装置と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】一実施形態によるスプレーガンの内部構成を示す図

【図2】一実施形態によるスプレーガンの一例について、ノズル周辺を拡大して示す図

【図3】一実施形態によるスプレーガンの一例について、図２の矢印Ｘ３方向から示す図

【図4】一実施形態によるスプレーガンの一例について、図３の矢印Ｘ４部分を拡大して示す図

【図5】一実施形態によるスプレーガンの一例について、図２の矢印Ｘ５部分を拡大して示す図

【図6】一実施形態によるスプレーガンの一例について、溝部周辺の塗料及び気体の流れを拡大して示す図

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、一実施形態について図面を参照しながら説明する。一実施形態では、スプレーガン１の適用対象である塗料の塗布について説明する。なお、スプレーガン１の適用対象としては、塗料の塗布の他に、薬液、溶液、工業用化学液体等の塗布があるが、これに限られない。また、一実施形態において、構成要素等に付された「第１」、「第２」との語句は、類似した構成要素を単に区別するためのものであり、構成要素間の優劣や時間的要素を意味するものではない。

【0009】

図１に示すスプレーガン１は、例えば図示しないレシプロケータやロボットアームの先端部に装着することができる。スプレーガン１は、例えば液体塗料を静電引力によって被塗物に塗着させることで、被塗物に自動で塗料を塗布することができるいわゆる自動ガンである。なお、スプレーガン１は、自動ガンに限らず、ユーザ自身が手に持って作業するいわゆるハンドガンであっても良い。また、塗装方式は、静電塗装方式に限らず、噴射した空気によって塗料を微粒化し、その塗料粒子を空気で被塗物に塗着させるいわゆるエアスプレー方式であっても良い。

【0010】

スプレーガン１は、図１に示すように、本体部１０及びノズル２０を備えている。本体部１０は、スプレーガン１のうちノズル２０以外の部分を構成するものであって、先端部にノズル２０が着脱可能に装着される。なお、本実施形態では、図１における紙面の左側が塗料の噴霧方向側であって本体部１０の先端側又は前方側となり、図１における紙面の右側が塗料の噴霧方向と反対側であって本体部１０の基端側又は後方側となる。

【0011】

本体部１０は、例えば本体ケース１１、高電圧発生装置１２、導電部材１３、接続部材１４、及び本体支持部材１５を有している。本体ケース１１は、本体部１０の外殻つまりスプレーガン１の外殻を構成するものであって、例えば電気絶縁性を有する樹脂部材で構成されている。本体ケース１１は、中空状に形成されており、内部の空間に、高電圧発生装置１２、導電部材１３、及び接続部材１４を収容している。

【0012】

高電圧発生装置１２は、入力された交流電圧に比例した直流の高電圧をノズル２０に印加するためのものである。高電圧発生装置１２は、昇圧回路や整流回路を有して構成されており、図示しない外部の電源装置から所定例えば１２～２０Ｖの交流電圧が入力される。そして、高電圧発生装置１２は、その交流電圧に比例した直流の高電圧を出力することができる。

【0013】

導電部材１３は、図１に示すように、例えば金属材料で構成されており、高電圧発生装置１２の出力側に接続されている。接続部材１４は、図２に示すように、ノズル２０と導電部材１３とを電気的に接続している。このため、高電圧発生装置１２から出力された高電圧は、導電部材１３及び接続部材１４を介してノズル２０に供給される。これにより、ノズル２０から噴霧された塗料は負の極性に荷電されて、被塗物に対する静電塗装が行われる。

【0014】

本体支持部材１５は、例えば電気絶縁性を有する合成樹脂によって、内部が中空状に構成されている。本体支持部材１５は、図１に示すように、本体ケース１１と接続されており、図示しない塗布液ホースやエアホース、リード線等を内部に収容可能に構成されている。この場合、塗布液ホースは、図示しない外部の塗布液供給源と本体部１０とを接続し、外部の塗布液供給源から供給された塗料を本体部１０に供給するためのものである。また、エアホースは、図示しない外部の気体供給源と本体部１０とを接続し、外部の気体供給源から供給された気体を本体部１０に供給するためのものである。そして、リード線は、外部の電力源と本体部１０内の高電圧発生装置１２とを電気的に接続し、外部の電力源から供給された電力を高電圧発生装置１２に供給するためのものである。

【0015】

ノズル２０は、図１に示すように、本体部１０の先端に設けられ、内部を通過する塗布液この場合液体塗料に電圧を印加して噴霧するためのものである。ノズル２０は、本体部１０を介して外部の塗布液供給源及び気体供給源に接続される。また、ノズル２０は、導電部材１３及び接続部材１４を介して本体部１０内の高電圧発生装置１２に電気的に接続される。

【0016】

ノズル２０は、塗布液経路２１、エア経路２２、及び出口部２３を有している。塗布液経路２１は、外部の供給源から本体部１０を通ってノズル２０に供給される塗料を通すためのものである。この場合、塗布液経路２１は、図２等の黒矢印Ａで示す方向に塗料を供給する経路を構成する。また、本実施形態の場合、図２及び図３に示すように、ノズル２０の径方向の中心Ｏは、ノズル２０から円錐状に拡がって吐出する塗料の流れの中心と一致している。

【0017】

エア経路２２は、外部の気体供給源から本体部１０を通ってノズル２０に供給される気体を通すためのものである。本実施形態では、ノズル２０は複数のエア経路２２を有している。各エア経路２２は、塗布液経路２１の周囲を螺旋状に取り囲むように配置されている。この場合、エア経路２２は、図２等の白抜き矢印Ｂで示す方向に空気を供給する経路を構成する。出口部２３は、塗布液経路２１及びエア経路２２の出口であり、ノズル２０の内部と外部とを連通する部分である。塗布液経路２１を通った塗料及びエア経路２２を通った気体は、出口部２３で、又は出口部２３の直前若しくは直後で合流し、ノズル２０の外部に噴霧される。

【0018】

本実施形態では、ノズル２０は、図１及び図２に示すように、第１部材３０、第２部材４０、及び第３部材５０を有している。また、ノズル２０の径方向の中心Ｏは、各部材３０、４０、５０の径方向の中心と一致している。第１部材３０は、例えばアルミ合金や銅合金等の金属材料で形成することができる。第１部材３０は、図２に示すように、塗布液経路２１を内部に有するとともに、塗布液経路２１を通過する塗料に高電圧発生装置１２から供給される高電圧を印加することができる。すなわち、第１部材３０は、塗布液経路２１を通過する塗料に高電圧を印加するための電極として機能する。

【0019】

第２部材４０は、例えば電気絶縁性を有する合成樹脂等によって形成されている。第２部材４０は、図２に示すように、第１部材３０及び第３部材５０を覆い電気的に絶縁する機能を有する。そして、第２部材４０は、第１部材３０の先端部を露出させた状態で第１部材３０を覆っている。

【0020】

第３部材５０は、例えばアルミ合金や銅合金等の金属材料で形成することができる。この場合、第３部材５０は、第１部材３０とは異なる材質で構成することができる。第３部材５０は、図２に示すように、第１部材３０の外周側に設けられ、第１部材３０の一部を収容可能に構成されている。また、第３部材５０は、第１部材３０と第２部材４０との間に設けられており、エア経路２２を形成している。すなわち、エア経路２２は、第１部材３０と第２部材４０との間に設けられている。この場合、エア経路２２は、第１部材３０の延伸方向に対してねじれるように傾斜して構成されている。これにより、エア経路２２を通過した気体は、旋回流の形態に形成される。

【0021】

また、本実施形態の場合、第１部材３０は、円筒部３１と頭部３２とを有している。円筒部３１は、図２に示すように、例えば円筒形状に形成され、内部に塗布液経路２１を有している。頭部３２は、図２及び図３に示すように、例えば円環状に形成され、円筒部３１の先端側に設けられており、円筒部３１の先端部を閉塞している。頭部３２は、円筒部３１とは反対側の面が湾曲状に突出している。そして、頭部３２の外径寸法は、円筒部３１の外形寸法より大きく設定されている。この場合、円筒部３１と頭部３２とは一体的に形成されている。

【0022】

頭部３２は、複数の溝部３３を有している。溝部３３は、塗布液経路２１を流れる塗料を糸状に生成する機能を有する。溝部３３は、図３に示すように、頭部３２の外周部に形成されている。本実施形態では、溝部３３は、頭部３２の全周にわたって等間隔で複数形成されている。そして、溝部３３は、図２及び図５に示すように、第２部材４０側が開放されているとともに下流側へ向かうほど第１部材３０の径方向の中心Ｏから離れるように形成されている。この場合、溝部３３は、例えばＶ字状又はＵ字状に形成されている。この場合、図４に示すように、各溝部３３の一方側の内周面とその一方側の内周面に対向する他方側の内周面の深さ方向に対する傾斜角度αが対称に設定されている。

【0023】

また、ノズル２０を正面つまり前側から見た場合に、溝部３３の先端部の底部は、図５に示すように、第２部材４０の先端部の内周面よりも長さＬ０分ノズル２０の外周側に位置するように設定されている。すなわち、溝部３３の少なくとも一部は、第２部材４０の先端部の内周面よりもノズル２０の外周側に位置するように設定されている。

【0024】

本実施形態の溝部３３は、図５に示すように、第１溝部３３１と第２溝部３３２とを有している。第１溝部３３１は、溝部３３の基端側つまり塗料及び気体の流れ方向に対して上流側に配置されている。一方、第２溝部３３２は、溝部３３の先端側つまり塗料及び気体の流れ方向に対して下流側に配置されている。第２溝部３３２は、第１溝部３３１から連続して形成されている。つまり、第２溝部３３２は、第１溝部３３１より第１部材３０の先端側に設けられている。

【0025】

本実施形態の場合、第１溝部３３１と第２溝部３３２とは、幅寸法Ｗ及び深さ寸法Ｈがそれぞれ等しく設定されている。そして、幅寸法Ｗ及び深さ寸法Ｈは、それぞれ例えば０．５ｍｍ以下に設定されている。また、図５に示すように、第１溝部３３１の長さ寸法Ｌ１は、第２溝部３３２の長さ寸法Ｌ２よりも小さく設定されている。更に、図５に示すように、第１部材３０の長手方向つまりノズル２０の前後方向を基準Ｈ０とした場合、その基準Ｈ０に対する第１溝部３３１の傾斜角度θ１は、第２溝部３３２の傾斜角度θ２よりも大きく設定されている。なお、第１溝部３３１と第２溝部３３２との幅寸法Ｗ及び深さ寸法Ｈは、同一である構成に限らず、異なる寸法で設定されていても良い。

【0026】

図５に示すように、第２部材４０の先端部と第１部材３０の外周部この場合溝部３３との間には、出口部２３が形成されている。具体的には、出口部２３は、第２溝部３３２と重なる位置に配置されている。この場合、第２溝部３３２すなわち溝部３３は、出口部２３を跨いで第２部材４０の内部から外部に亘って設けられる。換言すれば、溝部３３の少なくとも一部は、出口部２３の下流側部分に設けられる。出口部２３は、塗布液経路２１とエア経路２２とを合流させて外部に吐出する機能を有する。

【0027】

このような構成において、エア経路２２を通過した気体は、出口部２３にて塗布液経路２１を流れて溝部３３に移動した塗料と合流する際に、当該塗料を溝部３３に抑え込むようにして作用する。これにより、溝部３３に供給された塗料の一部が溝部３３から溢れて、隣接する溝部３３間で塗料が結合してしまうことを抑制することができる。更に、溝部３３を通過する塗料がエア経路２２を通過した気体の流れから離れ難い状態とすることができる。よって、溝部３３を通過する塗料を細い液糸に安定して生成することができる。

【0028】

そして、本実施形態の場合、溝部３３を通過した細い糸状の塗料は、エア経路２２から噴出された気体によって分裂が進行し微粒化しながらノズル２０の外周縁から放射状に噴出される。このとき、エア経路２２から噴出された気体は、図６に示すように、塗料の吐出方向に対して交差するように噴出されている。そのため、溝部３３を流れる塗料に対して気体が円滑に衝突されることで、塗料の微粒化がより促進される。

【0029】

以上説明した実施形態によれば、スプレーガン１のノズル２０は、第１部材３０と第２部材４０とを備えている。第１部材３０は、その内部に塗布液経路２１を有する。塗布液経路２１は、外部から供給された塗布液を通すためのものである。第２部材４０は、第１部材３０の先端部を露出させた状態で第１部材３０を覆うことができる。また、第２部材４０は、第１部材３０との間にエア経路２２を形成する。エア経路２２は、外部から供給された気体を通すためのものである。

【0030】

更に、ノズル２０は、第２部材４０の先端部と第１部材３０の外周部との間に出口部２３が形成される。出口部２３は、塗布液経路２１とエア経路２２とを合流させて外部に吐出するためのものである。また、第１部材３０は、複数の溝部３３を有している。溝部３３は、第１部材３０の外周部にあって少なくとも一部が出口部２３の下流側部分に設けられ、かつ第２部材４０側が開放されているとともに下流側へ向かうほど第１部材３０の径方向の中心Ｏから離れるように形成されている。

【0031】

これによれば、出口部２３において、溝部３３に供給される塗布液に対してエア経路２２を通過した気体を抑え込むようにして作用させることができる。これにより、溝部３３から塗布液が溢れて隣接する溝部３３間の塗料が結合してしまうことを抑制できる。更に、溝部３３を通過する塗布液は、エア経路２２を通過した気体から離れ難い状態でノズル２０の外周縁まで供給される。よって、溝部３３を通る塗布液を細い糸状に安定して生成できるため、安定した塗布液の微粒化を図ることができる。その結果、塗布の品質の向上を図ることができる。

【0032】

また、溝部３３は、出口部２３を跨いで第２部材４０の内部から外部に亘って設けられている。これによれば、溝部３３を通過する塗布液をノズル２０の外方へ効率的に移動させることができるとともに、エア経路２２を通過した気体を溝部３３に沿って円滑に流すことができる。これにより、糸状の塗布液が効率的に生成されることで、塗布液の高微粒子化を図ることができる。その結果、塗布の品質の向上を図ることができる。

【0033】

また、溝部３３は、第１溝部３３１と第２溝部３３２とを有している。第２溝部３３２は、第１溝部３３１より第１部材３０の先端側に第１溝部３３１から連続して形成され、第１溝部３３１よりも第１部材３０の延伸方向に対する長さ方向の傾斜角度が小さい。そして、出口部２３は、第２溝部３３２と重なる位置に配置されている。これによれば、エア経路２２を通過する気体を効率良く溝部３３に対して押し当てるように作用させることができる。その結果、塗布液の微粒化を促進させることができる。

【0034】

また、第１溝部３３１の幅寸法は、第２溝部３３２の幅寸法と同じであってかつその幅寸法は０．５ｍｍ以下である。これによれば、第１溝部３３１と第２溝部３３２との幅寸法を同じにすることによって、糸状に生成された塗布液の直径を均一にすることができる。更に、その幅寸法を０．５ｍｍ以下と設定することでより細かい糸状の塗布液を生成できる。これにより、塗布液の高微粒化を安定して行うことができる。

【0035】

以上説明した実施形態は、例として提示したものであり、上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更することができる。

【符号の説明】

【0036】

図面中、１はスプレーガン、１０は本体部、１２は高電圧発生装置、２０はノズル、２１は塗布液経路、２２はエア経路、２３は出口部、３０は第１部材、３３は溝部、３３１は第１溝部、３３２は第２溝部、４０は第２部材。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】