ノズル開閉弁を含むスプレー装置
【課題】塗料の噴霧形状に偏りが生じないように塗料を噴霧することができるスプレー装置を提供する。
【解決手段】本発明のスプレー装置100は、ガン塗料流路170と、ガン塗料流路170に流通するように設けられた塗料噴出孔122を有するノズル114と、塗料噴出孔122を開閉するためのノズル開閉弁150と、ノズル開閉弁150を作動させるための弁開閉装置142、152、154、156、158、160とを備える。スプレー装置100は、ガン塗料流路170内において、ノズル114に対してノズル開閉弁150を案内する弁案内部材192を備える。この構成により、塗料の噴霧形状に偏りが生じないようにすることができ、対象物に対して正確に塗料を噴霧することができる。
【解決手段】本発明のスプレー装置100は、ガン塗料流路170と、ガン塗料流路170に流通するように設けられた塗料噴出孔122を有するノズル114と、塗料噴出孔122を開閉するためのノズル開閉弁150と、ノズル開閉弁150を作動させるための弁開閉装置142、152、154、156、158、160とを備える。スプレー装置100は、ガン塗料流路170内において、ノズル114に対してノズル開閉弁150を案内する弁案内部材192を備える。この構成により、塗料の噴霧形状に偏りが生じないようにすることができ、対象物に対して正確に塗料を噴霧することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗装すべき対象物に塗料を噴霧するためのスプレー装置に関する。特に、本発明は、塗料を噴霧するためのノズルと、ノズルを開閉するためのノズル開閉弁とを含むスプレー装置に関する。さらに、本発明は、塗料だけでなく、水、接着剤、防錆剤、絶縁剤、コーティング剤、薬剤などの各種液体を噴霧すべき目的となる物体に噴霧するスプレー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のスプレー塗布装置においては、塗料流路は噴出孔に流通するように構成される。ノズルを開閉するためのニードル弁（すなわち、ノズル開閉弁）が塗料流路の中に配置される。ニードル弁の前側の先端部は噴出孔を開閉することができるように配置される。ニードル弁の後側の後端部はピストンに支持される。作動エアを供給することによってピストンが動作して、ニードル弁が前方に移動する。ニードル弁が噴出孔を閉鎖すると、塗料流路の中の塗料は噴出孔から流出しない。ピストンの動作により、ニードル弁が後方に移動して噴出孔を開放すると、塗料流路の中の塗料は噴出孔から流出する。
【０００３】
ノズルと、スプレーガンを備えたロボットハンドに取り付けることができる従来のスプレー塗布装置が、例えば、特許文献１に開示されている。このスプレー塗布装置では、スプレーガンの前方に設けたノズルから霧状の接着剤を噴霧する。さらに、塗布領域の外周に対し遮蔽用空気を吹出す空気吹出手段が設けられている。また、静電粉体塗装ロボット用スプレーガンが、例えば、特許文献２に開示されている。このスプレーガンでは、塗装ロボットのアームに取り付けられる高電圧発生部と、ロボットの手首に取り付けられる噴射ノズルを別体に形成している。
【０００４】
また、従来の回転霧化型塗装機が、例えば、特許文献３、特許文献４に開示されている。これらの回転霧化型塗装機では、塗料ガイド部材を通過して前方に吐出された塗料を、回転する霧化デスク付きベルによって噴霧する。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１９７８３５号公報
【特許文献２】特開平４−１０４８５１号公報
【特許文献３】特開２００４−３２１８４５号公報
【特許文献４】特開平３−２２１１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のスプレー塗布装置では、ニードル弁の後方側の後端部はピストンに対してしっかりと固定支持されているけれども、ニードル弁の他の部分、特に前方側先端部分は支持されていなかった。ニードル弁を後方に移動させ噴出孔を開放して塗料を噴霧するとき、ニードル弁の先端部がノズルの噴出孔の中心軸線に対して偏心してしまうおそれがあった。したがって、従来のスプレー塗布装置では、塗料の噴霧形状に偏りが生じる課題があった。
【０００７】
本発明の目的は、塗料の噴霧形状に偏りが生じないように塗料を噴霧することができるスプレー装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、簡単な構造の部品を用いるだけで、塗料の噴霧形状に偏りが生じないように塗料を噴霧することができるスプレー装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、塗料吐出量を微調整するのが容易なスプレー装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、ノズルに設けた塗料噴出孔から塗料を噴霧するスプレー装置において、塗料を流通させるためのガン塗料流路と、ガン塗料流路に流通するように設けられた塗料噴出孔を有するノズルと、塗料噴出孔を開閉するためのノズル開閉弁と、ノズル開閉弁を作動させるための弁開閉装置と、ガン塗料流路内において、ノズルに対してノズル開閉弁を案内する弁案内部材とを備えることを特徴としている。このスプレー装置においては、ノズル開閉弁は、前記弁案内部材の中で軸線方向に移動できるように構成されるのがよい。このように構成すると、ノズル開閉弁を、その中心軸線に対して偏倚しないように案内することができる。したがって、この構成により、簡単な構造の部品を用いて、塗料の噴霧形状に偏りが生じないようにすることができる。すなわち、本発明のスプレー装置を用いて対象物に対して噴霧すると、噴霧された塗料の密度は、ノズル開閉弁の中心軸線に対して点対称に均等に分布させることができる。したがって、本発明のスプレー装置を用いることにより、対象物に対して正確に塗料を噴霧することができる。また、本発明のスプレー装置は、塗料吐出量を微調整するのが容易であるように構成することができる。
【０００９】
本発明のスプレー装置は、塗料を霧化させるための霧化エアを流通させるためのガン霧化エア流路と、ガン霧化エア流路に流通するように設けられた霧化エア孔を有するエアキャップとを備え、塗料噴出孔を開いたときに、ガン塗料流路を通る塗料を塗料噴出孔から噴出させ、霧化エア孔から霧化エアを噴出させることによって、塗料噴出孔から噴出した塗料を霧化することができるように構成されるのがよい。
【００１０】
また、本発明のスプレー装置は、塗料噴出孔から噴出した塗料のパターンを形成するためのパターンエアを流通させるためのガンパターンエア流路と、ガンパターンエア流路に流通するように設けられたパターンエア孔を有するエアキャップとを備え、塗料噴出孔を開いたときに、ガン塗料流路を通る塗料を塗料噴出孔から噴出させ、霧化エア孔から霧化エアを噴出させることによって、塗料噴出孔から噴出した塗料を霧化し、パターンエア孔からパターンエアを噴出させることによって、塗料噴出孔から噴出した塗料のパターンを形成することができるように構成されるのがよい。この構成により、塗料を噴霧するとき、塗料の噴霧形状に偏りが生じないようにすることができ、塗料のパターンを正確に形成することができる。
【００１１】
また、本発明のスプレー装置では、ノズル開閉弁を案内するための弁案内部材の部分は、ノズルの内部に配置されるのが好ましい。また、本発明のスプレー装置では、弁案内部材の外周部は、ノズルの内部に嵌め込まれるのが好ましい。また、本発明のスプレー装置では、弁案内部材は、前側に配置された小さい内径の前側穴を有する前側部分と、後側に配置された大きい内径の後側穴を有する後側部分とを含み、ノズル開閉弁の外周部は前側穴の内部に嵌め込まれ、弁案内部材の外周部は、ノズルの内部に嵌め込まれるのが好ましい。このように構成すると、簡単な構造の部品を用いて、塗料の噴霧形状に偏りが生じないようにすることができ、対象物に対して正確に塗料を噴霧することができる。
【００１２】
また、本発明のスプレー装置では、１個又は複数の軸線方向の外周溝部が前側の外周部に形成され、後側穴と外周溝部を連絡する連絡孔が設けられるのが好ましい。この構成により、連絡孔から外周溝部を通して塗料噴出孔に向って塗料を効率的に流通させることができる。
【００１３】
さらに、本発明のスプレー装置は、弁案内部材は、前側に配置された小さい内径の前側穴を有する前方部分と、後側に配置された大きい内径の後側穴を有する後方部分と、中間に配置されかつ前方部分と後方部分とを連結する中間部分とを備えるように構成することができる。このスプレー装置では、ノズル開閉弁の外周部は前側穴に嵌め込まれ、前方部分の外周部および後方部分の外周部は、ノズルの内部に嵌め込まれるのが好ましい。このスプレー装置では、１個又は複数の軸線方向の外周溝部が前側の外周部に形成されるのが好ましい。この構成により、外周溝部を通して塗料噴出孔に向って塗料を効率的に流通させることができる。
【００１４】
本発明のスプレー装置は、ロボットアームに取り付けて使用することができるし、或いは、作業者が手に持って使用することもできる。作動エアの供給源と、ガン作動エア流路は配管を用いて連結する。霧化エアの供給源と、ガン霧化エア流路は配管を用いて連結する。パターンエアの供給源と、ガンパターンエア流路は配管を用いて連結する。塗料の供給源と、ガン塗料流路は配管を用いて連結する。
【００１５】
作動エアの供給源から作動エアをガン作動エア流路に送り、ノズル開閉弁を後方に移動させて、ノズル開閉弁を後方に移動させる。ノズル開閉弁が後方に移動すると、塗料噴出孔が開く。塗料は、ガン塗料流路を流れ、弁案内部材の後側穴とノズル開閉弁との間の部分を流れ、弁案内部材の連絡孔を通って、弁案内部材の外周溝部を通して塗料噴出孔に向って流れて、塗料を塗料噴出孔から噴出させる。このときに、霧化エアの供給源から霧化エアを導入し、霧化エア孔から霧化エアを噴出させることによって、塗料噴出孔から噴出した塗料を霧化することができる。また、同時に、パターンエアの供給源からパターンエアを導入し、パターンエア孔からパターンエアを噴出させることによって、霧化した塗料のパターンを形成することができる。塗料噴出孔から噴出しない残部の塗料は、塗料供給源（或いは、塗料タンク）に戻すことができる。このようにして、塗料のサーキュレーションラインを構成することができる。本発明のスプレー装置を用いて、塗料だけでなく、水、接着剤、防錆剤、絶縁剤、コーティング剤、薬剤などの各種液体を自動的に、或いは、手動で噴霧することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のスプレー装置は、ノズル開閉弁を案内する弁案内部材を備えているので、ノズル開閉弁（ニードル弁）を後方に移動させ噴出孔を開放して塗料を噴霧するとき、塗料の噴霧形状に偏りが生じるおそれがほとんどない。すなわち、本発明のスプレー装置を用いて対象物に対して噴霧すると、噴霧された塗料の密度は、ノズル開閉弁の中心軸線に対して点対称に均等に分布させることができる。したがって、本発明のスプレー装置を用いることにより、塗料、水、接着剤、防錆剤、絶縁剤、コーティング剤、薬剤などの各種液体を、自動的に、或いは、手動で、対象物に対して均一に分布したパターン形状に噴霧することができる。本発明のスプレー装置は、簡単な構造の部品を用いるだけで、塗料の噴霧形状に偏りが生じないようにして、塗料を確実に噴霧することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。以下に説明する本発明の実施の形態は、物体に塗料を噴霧するスプレー装置に関するものであるが、本発明に係るスプレー装置は、塗料だけでなく、水、液体タイプの接着剤、液体タイプの防錆剤、液体タイプの絶縁剤、液体タイプのコーティング剤、液体タイプの薬剤などの各種液体に広く応用することができることに注目してほしい。
【００１８】
（１）第１の実施の形態：
（１・１）スプレー装置の構成：
図１および図２を参照すると、本発明の第１の実施の形態において、ノズルの塗料噴出孔から塗装対象物に対して塗料を噴霧するスプレー装置１００は、ベース部材を構成するガン本体１１２と、ガン本体１１２の前側に支持されたノズル１１４と、ノズル１１４の前側に支持されたエアキャップ１２０と、ガン本体１１２に対してエアキャップ１２０を支持するリテーニングリング１３０とを備える。ここで、「前方」、「前側」とは、スプレー装置１００において、塗料を噴出させる方向、側を示し、「後方」、「後側」とは、スプレー装置１００において、塗料を噴出させる方向、側と反対の方向、側を示している。
【００１９】
ノズル１１４は、円筒状に形成され、ノズル中心軸線１１４Ａを定める。ノズル１１４の先端部は先細り形状に形成される。塗料を噴出させるための塗料噴出孔１２２がノズル１１４の先端部に設けられる。ノズル１１４の内部は、液状の塗料を流通させることができるようになっている。エアキャップ１２０は、塗料噴出孔１２２から噴出する塗料を霧化させるようにエアを噴出させるための霧化エア孔１２４と、塗料噴出孔１２２から噴出し霧化された塗料のパターンを形成するためのエアを噴出させるためのパターンエア孔１２６とを有する。ノズル１１４の先端部は、エアキャップ１２０のノズル穴の中に配置される。塗料噴出孔１２２の中心軸線はノズル中心軸線１１４Ａ上に配置される。エアキャップ１２０のノズル穴の中心はノズル中心軸線１１４Ａ上に配置される。
【００２０】
霧化エア孔１２４は、ノズル中心軸線１１４Ａを中心として同心状に複数個配置されるのが好ましい。或いは、霧化エア孔１２４は、ノズル中心軸線１１４Ａを中心として第１の半径の同心状に複数個配置し、さらに、第１の半径と異なる更なる半径（第２の半径、或いは、第２の半径および第３の半径など）においてノズル中心軸線１１４Ａを中心として、それぞれ同心状に複数個配置することもできる。
【００２１】
図２には２個の霧化エア孔１２４を示すけれども、霧化エア孔１２４の個数は、２個であってもよいし、３個以上であってもよい。複数の霧化エア孔１２４は、等しい角度間隔でノズル中心軸線１１４Ａを中心として同心状に配置されるのが好ましい。パターンエア孔１２６は、ノズル中心軸線１１４Ａを中心として同心状に複数個配置されるのが好ましい。パターンエア孔１２６は、霧化エア孔１２４の外側に配置されるのが好ましい。図２に２個のパターンエア孔１２６を示すけれども、パターンエア孔１２６の個数は、２個であってもよいし、３個以上であってもよい。複数のパターンエア孔１２６は、等しい角度間隔でノズル中心軸線１１４Ａを中心として同心状に配置されるのが好ましい。或いは、パターンエア孔１２６は、ノズル中心軸線１１４Ａを中心として第１の半径の同心状に複数個配置し、さらに、第１の半径と異なる更なる半径（第２の半径、或いは、第２の半径および第３の半径など）においてノズル中心軸線１１４Ａを中心として、それぞれ同心状に複数個配置することもできる。
【００２２】
スプレー装置１００は、さらに、ノズル１１４の外側であってガン本体１１２の前方に配置されたバッフル１３４を備える。スプレー装置１００は、さらに、ガン本体１１２の内側に配置された後方ハウジング１４０と、ガン本体１１２の最後部に配置されたアジャストスクリュー１４２と、ガン本体１１２の後方に配置されかつアジャストスクリュー１４２の位置を決めるためのアジャストロックナット１４４と、塗料噴出孔１２２を開閉させるためのニードル弁すなわちノズル開閉弁１５０と、ノズル開閉弁１５０の後部を支持するためのニードルロックナット１５２と、ニードルロックナット１５２の外周を支持するためのピストンフランジ１５４と、ピストンフランジ１５４の後方の外周を支持するためのリテーナ１５６と、ピストンフランジ１５４の前方の外周を支持するためのピストンカップ１５８とを備える。ノズル開閉弁１５０の中心軸線はノズル中心軸線１１４Ａ上に配置される。リテーナ１５６は、セットスクリュー１４６によってピストンフランジ１５４に固定される。
【００２３】
ノズル開閉弁１５０の中心軸線はノズル中心軸線１１４Ａ上に配置される。ニードルロックナット１５２は、ノズル開閉弁１５０の後部外側に形成された雄ねじに、ねじ締め固定される。ニードルロックナット１５２、ピストンフランジ１５４、リテーナ１５６、ピストンカップ１５８は、ノズル開閉弁１５０とともに一体となって、ノズル中心軸線１１４Ａにそって前後方向に移動することができるように構成される。ノズル開閉弁１５０が前後方向に移動すると、ノズル開閉弁１５０の前方先端部によって塗料噴出孔１２２を開閉させることができるように構成される。
【００２４】
アジャストロックナット１４４は、ガン本体１１２の最後部の外側部に形成された雄ねじに、ねじ締め固定される。アジャストスクリュー１４２は、ガン本体１１２の最後部の外側部に形成された雄ねじに、ねじ締め固定される。アジャストスクリュー１４２の中心軸線はノズル中心軸線１１４Ａ上に配置される。アジャストロックナット１４４によって、アジャストスクリュー１４２の位置を決めることができる。空気抜き穴１４２аがアジャストスクリュー１４２の中心軸線に設けられる。
【００２５】
スプレー装置１００は、さらに、ノズル開閉弁１５０を前方向に押すためのスプリングすなわちピストンばね１６０を有する。ピストンばね１６０は、例えば、コイルスプリングで構成することができる。ピストンばね１６０の後部は、アジャストスクリュー１４２の内側に接触するように配置される。ピストンばね１６０の前部は、ピストンカップ１５８を前方に向って押すようにピストンカップ１５８に接触して配置される。ピストンばね１６０の中心軸線はノズル中心軸線１１４Ａ上に配置される。アジャストスクリュー１４２と、ニードルロックナット１５２と、ピストンフランジ１５４と、リテーナ１５６と、ピストンカップ１５８と、ピストンばね１６０は、ノズル開閉弁１５０を作動させるための弁開閉装置を構成する。アジャストスクリュー１４２と、ニードルロックナット１５２と、ピストンフランジ１５４と、リテーナ１５６と、ピストンカップ１５８が後方に移動するとき、アジャストスクリュー１４２の内部の空気を空気抜き穴１４２аから外部に排出することができる。
【００２６】
スプレー装置１００は、さらに、ガン本体１１２とノズル開閉弁１５０との間を密閉するためのフロントシール１６２を備える。フロントシール１６２は、ガン本体１１２の後方円筒穴と、ノズル開閉弁１５０の外周部との間に配置される。シール部材１６３がガン本体１１２の後方円筒穴の内部において、フロントシール１６２の後方に配置される。前方Ｕ型スプリング１６４が、フロントシール１６２の後方において、シール部材１６３の前方円筒穴の内部に全周にわたって配置される。後方Ｕ型スプリング１６５が、シール部材１６３の後方円筒穴の内部に全周にわたって配置される。グランド部材１６６が、後方Ｕ型スプリング１６５の後方において、シール部材１６３の後方円筒穴の内部に固定される。
【００２７】
塗料を流通させるためのガン塗料流路１７０が、スプレー装置１００の内部に設けられる。ガン塗料流路１７０の一部は、ノズル１１４の内壁とノズル開閉弁１５０との間に配置される。ガン塗料流路１７０の下流側は、塗料噴出孔１２２に流通するように構成される。ガン塗料流路１７０の入口側端部から塗料噴出孔１２２に向って塗料を送ることができるように構成される。この構成では、ノズル開閉弁１５０は、ガン塗料流路１７０に配置されたニードル弁である。したがって、前記ニードル弁の先端部が塗料噴出孔１２２を開閉することができるように構成される。塗料噴出孔１２２から噴出しない残部の塗料を塗料供給源（或いは、塗料タンク）に戻すためのガン塗料戻し流路１４８が、スプレー装置１００の内部に設けられる。
【００２８】
霧化エアを流通させるためのガン霧化エア流路１７２が、スプレー装置１００の内部に設けられる。ガン霧化エア流路１７２の一部は、バッフル１３４の内壁とノズル１１４の外壁との間に配置される。ガン霧化エア流路１７２の下流側は、霧化エア孔１２４に流通するように構成される。ガン霧化エア流路１７２の入口側端部から霧化エア孔１２４に向って霧化エアを送ることができるように構成される。
【００２９】
パターンエアを流通させるためのガンパターンエア流路１７４が、スプレー装置１００の内部に設けられる。ガンパターンエア流路１７４の一部は、リテーニングリング１３０の内壁とバッフル１３４の外壁との間に配置される。ガンパターンエア流路１７４の下流側は、パターンエア孔１２６に流通するように構成される。ガンパターンエア流路１７４の入口側端部からパターンエア孔１２６に向ってパターンエアを送ることができるように構成される。
【００３０】
弁開閉装置を作動させる作動エアを流通させるためのガン作動エア流路１８０が、スプレー装置１００の内部に設けられる。ガン塗料流路１７０の一部は、ガン本体１１２の後部内壁と後方ハウジング１４０の後部外壁および後端部との間に配置される。ガン作動エア流路１８０の下流側は、ピストンフランジ１５４の前端部およびピストンカップ１５８の前端部に設けられたシリンダ室１８２に流通するように構成される。ガン作動エア流路１８０の入口側端部からシリンダ室１８２に作動エアを送ることができるように構成される。この構成では、弁開閉装置は、シリンダ室１８２に送られた作動エアによって作動するピストンである。したがって、ノズル開閉弁１５０（すなわち、ニードル弁）の後端部はピストン、すなわち、ニードルロックナット１５２、ピストンフランジ１５４、リテーナ１５６、ピストンカップ１５８に対して固定される。
【００３１】
本発明に係るスプレー装置１００を塗料、水、液体タイプの接着剤、液体タイプの防錆剤、液体タイプの絶縁剤、液体タイプのコーティング剤、液体タイプの薬剤などの液体に応用する場合、その噴霧すべき液体の供給源と、ガン本体１１２に接続した継手２８２を接続ホース（図示せず）などの配管部材を用いて連結することができる。
【００３２】
（１・２）弁案内部材の構成：
図１を参照すると、スプレー装置１００は、さらに、ガン塗料流路１７０内においてノズル１１４に対してノズル開閉弁１５０を案内する弁案内部材１９２を備える。ノズル１１４の外周部はガン本体１１２の内部に固定される。弁案内部材１９２の後方の部分は、ガン本体１１２の内部壁面と、ノズル１１４の内部円筒面とによって支持される。ノズル開閉弁１５０は、弁案内部材１９２の中で、弁案内部材１９２の軸線方向に、すなわち、ノズル中心軸線１１４Ａの方向に移動できるように構成される。弁案内部材１９２の全長は、例えば、２８．２ｍｍに形成することができる。弁案内部材１９２は、例えば、ポリテトラフルオルエチレン（ＰＴＦＥ）で形成することができる。弁案内部材１９２は、例えば、デュポン社が販売している「テフロン（登録商標）」で形成するのがよい。
【００３３】
図３から図６を参照すると、弁案内部材１９２は、前側に配置された小さい内径の前側穴１９２ａを有する前側部分１９２ｂと、後側に配置された大きい内径の後側穴１９２ｃを有する後側部分１９２ｄと、最後部に配置されたフランジ部分１９２ｆとを含む。前側穴１９２ａの内径は、例えば、３．６ｍｍに形成することができる。後側穴１９２ｃの内径は、例えば、５ｍｍに形成することができる。フランジ部分１９２ｆの外径は、例えば、１１ｍｍに形成することができる。フランジ部分１９２ｆの厚さは、例えば、２，２ｍｍに形成することができる。弁案内部材１９２の外周部１９２ｇの外径は、例えば、７．９ｍｍに形成することができる。後側穴１９２ｃの長さは、例えば、１６ｍｍに形成することができる。
【００３４】
ノズル開閉弁１５０の外周部は、前側穴１９２ａの内部に摺動可能に嵌め込まれる（いわゆる、「すきま嵌め」である）。弁案内部材１９２の外周部１９２ｇは、ノズル１１４の内部に摺動可能に嵌め込まれる（いわゆる、「すきま嵌め」である）。弁案内部材１９２の外周部１９２ｇは、ノズル１１４の内部に「しまり嵌め」とすることもできる。
【００３５】
軸線方向の外周溝部１９２ｈが、前側部分１９２ｂの外周部に形成される。外周溝部１９２ｈは、後側部分１９２ｄの外周部において前方の一部分に延びるように形成されるのがよい。後側穴１９２ｃと外周溝部１９２ｈを連絡する連絡孔１９２ｋが設けられる。それぞれの連絡孔１９２ｋは、それぞれの外周溝部１９２ｈに対応して設けられる。すなわち、４個の外周溝部１９２ｈを設けた構成では、それぞれの外周溝部１９２ｈに対応して４個の連絡孔１９２ｋが設けられる。連絡孔１９２ｋの直径は、例えば、２ｍｍに形成することができる。連絡孔１９２ｋの中心の位置は、例えば、フランジ部分１９２ｆの後部端面から１４ｍｍの箇所に配置することができる。４個の外周溝部１９２ｈを設けた構成を図３から図６に示しているけれども、外周溝部１９２ｈを設ける数は、１個であってもよいし、２個以上であってもよい。外周溝部１９２ｈを設ける数は、４個などの偶数であるのが好ましい。
【００３６】
複数の外周溝部１９２ｈは、弁案内部材１９２の中心軸線を中心として、等しい角度間隔で設けられるのが好ましい。図５に示すように、４個の外周溝部１９２ｈを設けた構成では、角度間隔（ピッチ）ＰＨは９０度であるのが好ましい。この構成により、塗料噴出孔１２２に向って塗料を効率的に流通させることができる。軸線と平行に延びる外周溝部１９２ｈを図３から図６に示しているけれども、外周溝部１９２ｈを設ける方向は、曲線状であってもよいし、らせん状であってもよい。
【００３７】
いずれの形状においても、外周溝部１９２ｈは、連絡孔１９２ｋから弁案内部材１９２の前側端面１９２ｍまで延びるように構成するのがよい。外周溝部１９２ｈの幅は一定であるのが好ましい。外周溝部１９２ｈの幅ＷＧは、例えば、２ｍｍに形成することができる。また、外周溝部１９２ｈの横断面積は一定であるのが好ましい。中心軸線に対して反対の位置に配置された外周溝部１９２ｈ同士の底部間の距離ＤＢは、例えば、６ｍｍに形成することができる。外周溝部１９２ｈの幅は、例えば、２ｍｍに形成することができる。この構成により、連絡孔１９２ｋから外周溝部１９２ｈを通して塗料噴出孔１２２に向って塗料を効率的に流通させることができる。
【００３８】
（１・３）スプレー装置の作動：
図２を参照すると、スプレー装置１００はロボットアーム（図示せず）に取り付けて使用することができる。スプレー装置１００のロボットアームへの固定には、ガンスタッド２９０と、ガンロックナット２９２などを使用することができる。或いは、スプレー装置１００は、作業者が手にもって使用することもできる。例えば、作動エアの供給源（図示せず）と、スプレー装置１００の作動エア用の継手（図示せず）は、接続ホース（図示せず）などの配管を用いて連結する。霧化エアの供給源（図示せず）と、スプレー装置１００の霧化エア用の継手（図示せず）は、接続ホース（図示せず）などの配管を用いて連結する。パターンエアの供給源（図示せず）と、スプレー装置１００のパターンエア用の継手（図示せず）は、接続ホース（図示せず）などの配管を用いて連結する。
【００３９】
塗料の供給源（図示せず）と、スプレー装置１００の塗料入口用の継手２８２は、接続ホース（図示せず）などの配管を用いて連結する。塗料の供給は、塗料の供給源とスプレー装置１００との間の配管の途中に設けたポンプ（図示せず）を用いて行うことができる。塗料の供給源（或いは、塗料タンク）と、スプレー装置１００の塗料出口用の継手２８４は、接続ホース（図示せず）などの配管を用いて連結する。使用する塗料として、ソリッド塗料を用いることもできるし、メタリック塗料を用いることもできる。有機溶剤入りの塗料を用いることができる。また、アルミ粉末入りの塗料を用いることができる。
【００４０】
スプレー装置１００を作動させるとき、作動エアの供給源から接続ホース、ガン作動エア流路１８０を介して作動エアをシリンダ室１８２に送り、弁開閉装置を後方に移動させ、ノズル開閉弁１５０、すなわち、ニードル弁を後方に移動させる。作動エアとして、例えば、３〜４ＭＰａ/ｃｍ2 程度の圧縮空気を用いることができる。
【００４１】
ノズル開閉弁１５０が後方に移動すると、塗料噴出孔１２２が開く。塗料は、ガン塗料流路１７０を流れ、弁案内部材１９２の後側穴１９２ｃとノズル開閉弁１５０との間の部分を流れ、弁案内部材１９２の連絡孔１９２ｋを通って、弁案内部材１９２の外周溝部１９２ｈを通して塗料噴出孔１２２に向って流れることができる。このように構成すると、ノズル開閉弁１５０を、その中心軸線に対して偏倚しないように案内することができる。すなわち、本発明のスプレー装置を用いて対象物に対して噴霧すると、噴霧された塗料の密度は、ノズル開閉弁１５０の中心軸線に対して点対称に均等に分布させることができる。したがって、本発明のスプレー装置を用いることにより、対象物に対して正確に塗料を噴霧することができる。
【００４２】
このときに、霧化エアの供給源から接続ホース、ガン霧化エア流路１７２を介して霧化エアを導入し、霧化エア孔１２４から霧化エアを噴出させることによって、塗料噴出孔１２２から噴出した塗料を霧化することができる。霧化エアとして、例えば、２ＭＰａ/ｃｍ2 程度の圧縮空気を用いることができる。霧化エアの圧力と、霧化エア孔１２４の数および配置を変えることによって、塗料の霧化状態を調整することができる。
【００４３】
同時に、パターンエアの供給源から接続ホース、ガンパターンエア流路１７４を介してパターンエアを導入し、パターンエア孔１２４からパターンエアを噴出させることによって、霧化した塗料のパターンを形成することができる。パターンエアとして、例えば、２ＭＰａ/ｃｍ2 程度の圧縮空気を用いることができる。パターンエアの圧力と、パターンエア孔１２４の数および配置を変えることによって、塗料のパターン形状を調整することができる。
【００４４】
塗料噴出孔１２２から噴出しない残部の塗料は、ガン塗料戻し流路１４８、接続ホースを介して塗料供給源（或いは、塗料タンク）に戻すことができる。このようにして、塗料のサーキュレーションラインを構成することができる。本発明のスプレー装置を用いて、塗料だけでなく、水、接着剤、防錆剤、絶縁剤、コーティング剤、薬剤などの各種液体を自動的に、或いは、手動で噴霧することができる。
【００４５】
塗装作業を終了するときは、作動エアの供給を停止させ、ピストンばね１６０のばね力によって弁開閉装置を前方に移動させ、ノズル開閉弁１５０、すなわち、ニードル弁を前方に移動させる。ノズル開閉弁１５０が前方に移動すると、塗料噴出孔１２２が閉じ、塗料噴出孔１２２からの塗料の噴出を停止させることができる。同時に、霧化エアの供給を停止させ、パターンエアの供給を停止させることができる。
【００４６】
（２）第２の実施の形態：
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。以下の説明は、本発明の第２の実施形態が本発明の第１の実施形態と異なる点を主に述べる。したがって、以下に記載がない個所は、前述した本発明の第１の実施形態についての説明をここに準用する。
【００４７】
図７および図８を参照すると、本発明の第２の実施形態において、弁案内部材１９４は、前側に配置された小さい内径の前側穴１９４ａを有する前方部分１９４ｂと、後側に配置された大きい内径の後側穴１９４ｃを有する後方部分１９４ｄと、中間に配置されかつ前方部分１９４ｂと後方部分１９４ｄとを連結する中間部分１９４ｊとを備える。ノズル開閉弁１５０の外周部は、前側穴１９４ａの内部に摺動可能に嵌め込まれる（いわゆる、「すきま嵌め」である）。本発明の第２の実施形態においても、前述した本発明の第１の実施形態における弁案内部材１９２と同様に、ノズル開閉弁１５０は、弁案内部材１９４の中で、弁案内部材１９４の軸線方向に、すなわち、ノズル中心軸線１１４Ａの方向に移動できるように構成される。
【００４８】
弁案内部材１９４の前方部分１９４ｂの外周部、中間部分１９４ｊの外周部、および、後方部分１９４ｄの外周部は、ノズル１１４の内部に摺動可能に嵌め込まれる（いわゆる、「すきま嵌め」である）。弁案内部材１９４の前方部分１９４ｂの外周部１９４ｂ１、中間部分１９４ｊの外周部１９４ｊ１、および、後方部分１９４ｄの外周部１９４ｄ１は、ノズル１１４の内部に「しまり嵌め」とすることもできる。
【００４９】
図９を参照すると、中間部分１９４ｊは、弁案内部材１９４の中心軸線を中心として、開角度ＤＪが３０度から８０度の範囲にあるように形成することができる。例えば、中間部分１９４ｊの開角度ＤＪは、６０度から７０度の範囲にあるように形成するのが好ましい。この構成により、ノズル開閉弁１５０の外周にそって塗料噴出孔１２２に向って塗料を効率良く流通させることができる。１個の中間部分１９４ｊを設けた構成を図９に示しているけれども、中間部分１９４ｊを設ける数は、１個であってもよいし、２個以上であってもよい。
【００５０】
図８を参照すると、４個の軸線方向の外周溝部１９４ｈが前方部分１９４ｂの外周部に形成される。４個の外周溝部１９４ｈを設けた構成を図８に示しているけれども、外周溝部１９４ｈを設ける数は、１個であってもよいし、２個以上であってもよい。外周溝部１９４ｈを設ける数は、４個などの偶数であるのが好ましい。円周方向における外周溝部１９４ｈを設ける位置は、中間部分１９４ｊ（図８に仮想線で示している）を設けた位置と異なる箇所に配置するのがよい。
【００５１】
複数の外周溝部１９４ｈは、弁案内部材１９４の中心軸線を中心として、等しい角度間隔（ピッチ）ＰＨで設けられるのが好ましい。すなわち、４個の外周溝部１９４ｈを設けた構成では、角度間隔（ピッチ）ＰＨは９０度である。この構成により、塗料噴出孔１２２に向って塗料を効率的に流通させることができる。中心軸線と平行に延びる外周溝部１９４ｈを図８に示しているけれども、外周溝部１９４ｈを設ける方向は、曲線状であってもよいし、らせん状であってもよい。
【００５２】
いずれの形状においても、外周溝部１９４ｈは、前方部分１９４ｂの後側端面１９４ｎから前側端面１９４ｍまで延びるように構成するのがよい。外周溝部１９４ｈの幅は一定であるのが好ましい。また、外周溝部１９４ｈの横断面積は一定であるのが好ましい。この構成により、外周溝部１９４ｈを通して塗料噴出孔１２２に向って塗料を効率的に流通させることができる。
【００５３】
スプレー装置１００を作動させるとき、作動エアの供給源から接続ホース、ガン作動エア流路１８０を介して作動エアをシリンダ室１８２に送り、弁開閉装置を後方に移動させ、ノズル開閉弁１５０、すなわち、ニードル弁を後方に移動させる。ノズル開閉弁１５０が後方に移動すると、塗料噴出孔１２２が開く。塗料は、ガン塗料流路１７０を流れ、弁案内部材１９４の後側穴１９４ｃとノズル開閉弁１５０との間の部分を流れ、弁案内部材１９４の中間部分１９４ｊとノズル開閉弁１５０との間の部分を流れ、同時に、弁案内部材１９４の中間部分１９４ｊがない部分においてノズル１１４の内部を流れ、弁案内部材１９４の外周溝部１９４ｈを通して塗料噴出孔１２２に向って流れることができる。このように構成すると、ノズル開閉弁１５０を、その中心軸線に対して偏倚しないように案内することができる。
【００５４】
（３）スプレー装置の実験結果：
図１０および図１１を参照すると、本発明のスプレー装置と従来のスプレー装置について、使用液体としてイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を用い、塗料圧を１キロ（１ｋＰａ）とした塗料噴霧に関する実験結果が示されている。この実験によると、アジャストスクリューを（1/8）回転、（2/8）回転、（3/8）回転、（4/8）回転、（5/8）回転させたとき、本発明のスプレー装置において、塗料吐出量が、それぞれ１５ｃｃ、３５ｃｃ、７５ｃｃ、９５ｃｃ、１１５ｃｃであるのに対して、従来のスプレー装置において、それぞれ３５ｃｃ、７５ｃｃ、９５ｃｃ、１１５ｃｃ、１２０ｃｃであることがわかった。
【００５５】
この実験により、本発明のスプレー装置は、アジャストスクリューの回転角度が小さい範囲において、アジャストスクリューの回転角度に対して塗料吐出量が、ほぼ線形に上昇することがわかった。これに対して、従来のスプレー装置では、アジャストスクリューの回転角度に対して塗料吐出量が、最初に急激に上昇し、次第になだらかに上昇することがわかった。したがって、本発明のスプレー装置では、塗料を噴霧しているとき、ノズル開閉弁を、その中心軸線に対して偏倚しないように案内することができる。したがって、本発明のスプレー装置では、アジャストスクリューの回転角度が小さい範囲において、アジャストスクリューを小さい角度回転させて、塗料吐出量が、ほぼ一定の増加度合いで増加するように調整するのが容易であることがわかった。
【００５６】
さらに、アジャストスクリューを（１・2/8）回転から（１・5/8）回転まで回転させたとき、本発明のスプレー装置において、塗料吐出量が１３５ｃｃから１６０ｃｃに一様に増加するのに対して、従来のスプレー装置において、塗料吐出量が１６０ｃｃで全く変化しないことがわかった。したがって、本発明のスプレー装置は、塗料を噴霧しているとき、ノズル開閉弁は、その中心軸線に対して偏倚しないように案内されているので、アジャストスクリューの回転角度が大きい範囲において、アジャストスクリューを一定の角度回転させて、塗料吐出量が、ほぼ一定の増加度合いで増加するように調整するのが容易であることが確認された。
【００５７】
さらに、本発明のスプレー装置と、従来のスプレー装置を用いて塗料を塗料パターン紙に噴霧したときにおける、塗料パターンの状態を比較する実験を行った。実験条件は、吹付け距離を１８０ｍｍとし、塗料吐出量が１００ｃｃ/分とし、塗料パターン紙の送り速度を６００ｍｍ/分とした。本発明のスプレー装置を用いると、スプレー装置ノズルの中心軸線を基準として、ほぼ対称に塗料濃度が分布する傾向があることが確認された。一方、従来のスプレー装置を用いると、ノズルの中心軸線を基準として、塗料濃度の分布が偏ってしまう傾向があることが確認された。この比較実験によって、本発明のスプレー装置は、塗料を噴霧しているときにノズル開閉弁が、その中心軸線に対して偏倚しないように案内される構造であるので、ノズルの中心軸線を基準として、ほぼ対称に塗料濃度が分布するように、塗料を噴霧することができることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明のスプレー装置は、塗料の噴霧形状に偏りが生じないようにして、均一なパターン形状で、塗料、水、接着剤、防錆剤、絶縁剤、コーティング剤、薬剤などの各種液体を自動的に、或いは、手動で噴霧することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施形態において、スプレー装置の構造を示す縦断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態において、スプレー装置の構造を示す正面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態において、弁案内部材を取り付けた状態のノズル開閉弁の構造を示す縦断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態において、弁案内部材の構造を示す側面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態において、弁案内部材の構造を示す正面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態において、図５の線Ａ−Ａにおける弁案内部材の構造を示す縦断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態において、弁案内部材を取り付けた状態におけるノズル開閉弁の構造を示す縦断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態において、弁案内部材の構造を示す正面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態において、図７の線Ｂ−Ｂにおける弁案内部材の構造を示す縦断面図である。
【図１０】本発明のスプレー装置と従来のスプレー装置の比較実験において、アジャストスクリューの回転数と液体の吐出量の関係を示す表である。
【図１１】本発明のスプレー装置と従来のスプレー装置の比較実験の結果において、アジャストスクリューの回転数と液体の吐出量の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６０】
１００ スプレー装置
１１２ ガン本体
１１４ ノズル
１２０ エアキャップ
１２２ 塗料噴出孔
１２４ 霧化エア孔
１２６ パターンエア孔
１４８ ガン塗料戻し流路
１５０ ノズル開閉弁（ニードル弁）
１５４ ピストンフランジ
１５８ ピストンカップ
１６０ ピストンばね（スプリング）
１７０ ガン塗料流路
１７２ ガン霧化エア流路
１７４ ガンパターンエア流路
１８０ ガン作動エア流路
１８２ シリンダ室
１９２ 弁案内部材
１９４ 弁案内部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗装すべき対象物に塗料を噴霧するためのスプレー装置に関する。特に、本発明は、塗料を噴霧するためのノズルと、ノズルを開閉するためのノズル開閉弁とを含むスプレー装置に関する。さらに、本発明は、塗料だけでなく、水、接着剤、防錆剤、絶縁剤、コーティング剤、薬剤などの各種液体を噴霧すべき目的となる物体に噴霧するスプレー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のスプレー塗布装置においては、塗料流路は噴出孔に流通するように構成される。ノズルを開閉するためのニードル弁（すなわち、ノズル開閉弁）が塗料流路の中に配置される。ニードル弁の前側の先端部は噴出孔を開閉することができるように配置される。ニードル弁の後側の後端部はピストンに支持される。作動エアを供給することによってピストンが動作して、ニードル弁が前方に移動する。ニードル弁が噴出孔を閉鎖すると、塗料流路の中の塗料は噴出孔から流出しない。ピストンの動作により、ニードル弁が後方に移動して噴出孔を開放すると、塗料流路の中の塗料は噴出孔から流出する。
【０００３】
ノズルと、スプレーガンを備えたロボットハンドに取り付けることができる従来のスプレー塗布装置が、例えば、特許文献１に開示されている。このスプレー塗布装置では、スプレーガンの前方に設けたノズルから霧状の接着剤を噴霧する。さらに、塗布領域の外周に対し遮蔽用空気を吹出す空気吹出手段が設けられている。また、静電粉体塗装ロボット用スプレーガンが、例えば、特許文献２に開示されている。このスプレーガンでは、塗装ロボットのアームに取り付けられる高電圧発生部と、ロボットの手首に取り付けられる噴射ノズルを別体に形成している。
【０００４】
また、従来の回転霧化型塗装機が、例えば、特許文献３、特許文献４に開示されている。これらの回転霧化型塗装機では、塗料ガイド部材を通過して前方に吐出された塗料を、回転する霧化デスク付きベルによって噴霧する。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１９７８３５号公報
【特許文献２】特開平４−１０４８５１号公報
【特許文献３】特開２００４−３２１８４５号公報
【特許文献４】特開平３−２２１１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のスプレー塗布装置では、ニードル弁の後方側の後端部はピストンに対してしっかりと固定支持されているけれども、ニードル弁の他の部分、特に前方側先端部分は支持されていなかった。ニードル弁を後方に移動させ噴出孔を開放して塗料を噴霧するとき、ニードル弁の先端部がノズルの噴出孔の中心軸線に対して偏心してしまうおそれがあった。したがって、従来のスプレー塗布装置では、塗料の噴霧形状に偏りが生じる課題があった。
【０００７】
本発明の目的は、塗料の噴霧形状に偏りが生じないように塗料を噴霧することができるスプレー装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、簡単な構造の部品を用いるだけで、塗料の噴霧形状に偏りが生じないように塗料を噴霧することができるスプレー装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、塗料吐出量を微調整するのが容易なスプレー装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、ノズルに設けた塗料噴出孔から塗料を噴霧するスプレー装置において、塗料を流通させるためのガン塗料流路と、ガン塗料流路に流通するように設けられた塗料噴出孔を有するノズルと、塗料噴出孔を開閉するためのノズル開閉弁と、ノズル開閉弁を作動させるための弁開閉装置と、ガン塗料流路内において、ノズルに対してノズル開閉弁を案内する弁案内部材とを備えることを特徴としている。このスプレー装置においては、ノズル開閉弁は、前記弁案内部材の中で軸線方向に移動できるように構成されるのがよい。このように構成すると、ノズル開閉弁を、その中心軸線に対して偏倚しないように案内することができる。したがって、この構成により、簡単な構造の部品を用いて、塗料の噴霧形状に偏りが生じないようにすることができる。すなわち、本発明のスプレー装置を用いて対象物に対して噴霧すると、噴霧された塗料の密度は、ノズル開閉弁の中心軸線に対して点対称に均等に分布させることができる。したがって、本発明のスプレー装置を用いることにより、対象物に対して正確に塗料を噴霧することができる。また、本発明のスプレー装置は、塗料吐出量を微調整するのが容易であるように構成することができる。
【０００９】
本発明のスプレー装置は、塗料を霧化させるための霧化エアを流通させるためのガン霧化エア流路と、ガン霧化エア流路に流通するように設けられた霧化エア孔を有するエアキャップとを備え、塗料噴出孔を開いたときに、ガン塗料流路を通る塗料を塗料噴出孔から噴出させ、霧化エア孔から霧化エアを噴出させることによって、塗料噴出孔から噴出した塗料を霧化することができるように構成されるのがよい。
【００１０】
また、本発明のスプレー装置は、塗料噴出孔から噴出した塗料のパターンを形成するためのパターンエアを流通させるためのガンパターンエア流路と、ガンパターンエア流路に流通するように設けられたパターンエア孔を有するエアキャップとを備え、塗料噴出孔を開いたときに、ガン塗料流路を通る塗料を塗料噴出孔から噴出させ、霧化エア孔から霧化エアを噴出させることによって、塗料噴出孔から噴出した塗料を霧化し、パターンエア孔からパターンエアを噴出させることによって、塗料噴出孔から噴出した塗料のパターンを形成することができるように構成されるのがよい。この構成により、塗料を噴霧するとき、塗料の噴霧形状に偏りが生じないようにすることができ、塗料のパターンを正確に形成することができる。
【００１１】
また、本発明のスプレー装置では、ノズル開閉弁を案内するための弁案内部材の部分は、ノズルの内部に配置されるのが好ましい。また、本発明のスプレー装置では、弁案内部材の外周部は、ノズルの内部に嵌め込まれるのが好ましい。また、本発明のスプレー装置では、弁案内部材は、前側に配置された小さい内径の前側穴を有する前側部分と、後側に配置された大きい内径の後側穴を有する後側部分とを含み、ノズル開閉弁の外周部は前側穴の内部に嵌め込まれ、弁案内部材の外周部は、ノズルの内部に嵌め込まれるのが好ましい。このように構成すると、簡単な構造の部品を用いて、塗料の噴霧形状に偏りが生じないようにすることができ、対象物に対して正確に塗料を噴霧することができる。
【００１２】
また、本発明のスプレー装置では、１個又は複数の軸線方向の外周溝部が前側の外周部に形成され、後側穴と外周溝部を連絡する連絡孔が設けられるのが好ましい。この構成により、連絡孔から外周溝部を通して塗料噴出孔に向って塗料を効率的に流通させることができる。
【００１３】
さらに、本発明のスプレー装置は、弁案内部材は、前側に配置された小さい内径の前側穴を有する前方部分と、後側に配置された大きい内径の後側穴を有する後方部分と、中間に配置されかつ前方部分と後方部分とを連結する中間部分とを備えるように構成することができる。このスプレー装置では、ノズル開閉弁の外周部は前側穴に嵌め込まれ、前方部分の外周部および後方部分の外周部は、ノズルの内部に嵌め込まれるのが好ましい。このスプレー装置では、１個又は複数の軸線方向の外周溝部が前側の外周部に形成されるのが好ましい。この構成により、外周溝部を通して塗料噴出孔に向って塗料を効率的に流通させることができる。
【００１４】
本発明のスプレー装置は、ロボットアームに取り付けて使用することができるし、或いは、作業者が手に持って使用することもできる。作動エアの供給源と、ガン作動エア流路は配管を用いて連結する。霧化エアの供給源と、ガン霧化エア流路は配管を用いて連結する。パターンエアの供給源と、ガンパターンエア流路は配管を用いて連結する。塗料の供給源と、ガン塗料流路は配管を用いて連結する。
【００１５】
作動エアの供給源から作動エアをガン作動エア流路に送り、ノズル開閉弁を後方に移動させて、ノズル開閉弁を後方に移動させる。ノズル開閉弁が後方に移動すると、塗料噴出孔が開く。塗料は、ガン塗料流路を流れ、弁案内部材の後側穴とノズル開閉弁との間の部分を流れ、弁案内部材の連絡孔を通って、弁案内部材の外周溝部を通して塗料噴出孔に向って流れて、塗料を塗料噴出孔から噴出させる。このときに、霧化エアの供給源から霧化エアを導入し、霧化エア孔から霧化エアを噴出させることによって、塗料噴出孔から噴出した塗料を霧化することができる。また、同時に、パターンエアの供給源からパターンエアを導入し、パターンエア孔からパターンエアを噴出させることによって、霧化した塗料のパターンを形成することができる。塗料噴出孔から噴出しない残部の塗料は、塗料供給源（或いは、塗料タンク）に戻すことができる。このようにして、塗料のサーキュレーションラインを構成することができる。本発明のスプレー装置を用いて、塗料だけでなく、水、接着剤、防錆剤、絶縁剤、コーティング剤、薬剤などの各種液体を自動的に、或いは、手動で噴霧することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のスプレー装置は、ノズル開閉弁を案内する弁案内部材を備えているので、ノズル開閉弁（ニードル弁）を後方に移動させ噴出孔を開放して塗料を噴霧するとき、塗料の噴霧形状に偏りが生じるおそれがほとんどない。すなわち、本発明のスプレー装置を用いて対象物に対して噴霧すると、噴霧された塗料の密度は、ノズル開閉弁の中心軸線に対して点対称に均等に分布させることができる。したがって、本発明のスプレー装置を用いることにより、塗料、水、接着剤、防錆剤、絶縁剤、コーティング剤、薬剤などの各種液体を、自動的に、或いは、手動で、対象物に対して均一に分布したパターン形状に噴霧することができる。本発明のスプレー装置は、簡単な構造の部品を用いるだけで、塗料の噴霧形状に偏りが生じないようにして、塗料を確実に噴霧することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。以下に説明する本発明の実施の形態は、物体に塗料を噴霧するスプレー装置に関するものであるが、本発明に係るスプレー装置は、塗料だけでなく、水、液体タイプの接着剤、液体タイプの防錆剤、液体タイプの絶縁剤、液体タイプのコーティング剤、液体タイプの薬剤などの各種液体に広く応用することができることに注目してほしい。
【００１８】
（１）第１の実施の形態：
（１・１）スプレー装置の構成：
図１および図２を参照すると、本発明の第１の実施の形態において、ノズルの塗料噴出孔から塗装対象物に対して塗料を噴霧するスプレー装置１００は、ベース部材を構成するガン本体１１２と、ガン本体１１２の前側に支持されたノズル１１４と、ノズル１１４の前側に支持されたエアキャップ１２０と、ガン本体１１２に対してエアキャップ１２０を支持するリテーニングリング１３０とを備える。ここで、「前方」、「前側」とは、スプレー装置１００において、塗料を噴出させる方向、側を示し、「後方」、「後側」とは、スプレー装置１００において、塗料を噴出させる方向、側と反対の方向、側を示している。
【００１９】
ノズル１１４は、円筒状に形成され、ノズル中心軸線１１４Ａを定める。ノズル１１４の先端部は先細り形状に形成される。塗料を噴出させるための塗料噴出孔１２２がノズル１１４の先端部に設けられる。ノズル１１４の内部は、液状の塗料を流通させることができるようになっている。エアキャップ１２０は、塗料噴出孔１２２から噴出する塗料を霧化させるようにエアを噴出させるための霧化エア孔１２４と、塗料噴出孔１２２から噴出し霧化された塗料のパターンを形成するためのエアを噴出させるためのパターンエア孔１２６とを有する。ノズル１１４の先端部は、エアキャップ１２０のノズル穴の中に配置される。塗料噴出孔１２２の中心軸線はノズル中心軸線１１４Ａ上に配置される。エアキャップ１２０のノズル穴の中心はノズル中心軸線１１４Ａ上に配置される。
【００２０】
霧化エア孔１２４は、ノズル中心軸線１１４Ａを中心として同心状に複数個配置されるのが好ましい。或いは、霧化エア孔１２４は、ノズル中心軸線１１４Ａを中心として第１の半径の同心状に複数個配置し、さらに、第１の半径と異なる更なる半径（第２の半径、或いは、第２の半径および第３の半径など）においてノズル中心軸線１１４Ａを中心として、それぞれ同心状に複数個配置することもできる。
【００２１】
図２には２個の霧化エア孔１２４を示すけれども、霧化エア孔１２４の個数は、２個であってもよいし、３個以上であってもよい。複数の霧化エア孔１２４は、等しい角度間隔でノズル中心軸線１１４Ａを中心として同心状に配置されるのが好ましい。パターンエア孔１２６は、ノズル中心軸線１１４Ａを中心として同心状に複数個配置されるのが好ましい。パターンエア孔１２６は、霧化エア孔１２４の外側に配置されるのが好ましい。図２に２個のパターンエア孔１２６を示すけれども、パターンエア孔１２６の個数は、２個であってもよいし、３個以上であってもよい。複数のパターンエア孔１２６は、等しい角度間隔でノズル中心軸線１１４Ａを中心として同心状に配置されるのが好ましい。或いは、パターンエア孔１２６は、ノズル中心軸線１１４Ａを中心として第１の半径の同心状に複数個配置し、さらに、第１の半径と異なる更なる半径（第２の半径、或いは、第２の半径および第３の半径など）においてノズル中心軸線１１４Ａを中心として、それぞれ同心状に複数個配置することもできる。
【００２２】
スプレー装置１００は、さらに、ノズル１１４の外側であってガン本体１１２の前方に配置されたバッフル１３４を備える。スプレー装置１００は、さらに、ガン本体１１２の内側に配置された後方ハウジング１４０と、ガン本体１１２の最後部に配置されたアジャストスクリュー１４２と、ガン本体１１２の後方に配置されかつアジャストスクリュー１４２の位置を決めるためのアジャストロックナット１４４と、塗料噴出孔１２２を開閉させるためのニードル弁すなわちノズル開閉弁１５０と、ノズル開閉弁１５０の後部を支持するためのニードルロックナット１５２と、ニードルロックナット１５２の外周を支持するためのピストンフランジ１５４と、ピストンフランジ１５４の後方の外周を支持するためのリテーナ１５６と、ピストンフランジ１５４の前方の外周を支持するためのピストンカップ１５８とを備える。ノズル開閉弁１５０の中心軸線はノズル中心軸線１１４Ａ上に配置される。リテーナ１５６は、セットスクリュー１４６によってピストンフランジ１５４に固定される。
【００２３】
ノズル開閉弁１５０の中心軸線はノズル中心軸線１１４Ａ上に配置される。ニードルロックナット１５２は、ノズル開閉弁１５０の後部外側に形成された雄ねじに、ねじ締め固定される。ニードルロックナット１５２、ピストンフランジ１５４、リテーナ１５６、ピストンカップ１５８は、ノズル開閉弁１５０とともに一体となって、ノズル中心軸線１１４Ａにそって前後方向に移動することができるように構成される。ノズル開閉弁１５０が前後方向に移動すると、ノズル開閉弁１５０の前方先端部によって塗料噴出孔１２２を開閉させることができるように構成される。
【００２４】
アジャストロックナット１４４は、ガン本体１１２の最後部の外側部に形成された雄ねじに、ねじ締め固定される。アジャストスクリュー１４２は、ガン本体１１２の最後部の外側部に形成された雄ねじに、ねじ締め固定される。アジャストスクリュー１４２の中心軸線はノズル中心軸線１１４Ａ上に配置される。アジャストロックナット１４４によって、アジャストスクリュー１４２の位置を決めることができる。空気抜き穴１４２аがアジャストスクリュー１４２の中心軸線に設けられる。
【００２５】
スプレー装置１００は、さらに、ノズル開閉弁１５０を前方向に押すためのスプリングすなわちピストンばね１６０を有する。ピストンばね１６０は、例えば、コイルスプリングで構成することができる。ピストンばね１６０の後部は、アジャストスクリュー１４２の内側に接触するように配置される。ピストンばね１６０の前部は、ピストンカップ１５８を前方に向って押すようにピストンカップ１５８に接触して配置される。ピストンばね１６０の中心軸線はノズル中心軸線１１４Ａ上に配置される。アジャストスクリュー１４２と、ニードルロックナット１５２と、ピストンフランジ１５４と、リテーナ１５６と、ピストンカップ１５８と、ピストンばね１６０は、ノズル開閉弁１５０を作動させるための弁開閉装置を構成する。アジャストスクリュー１４２と、ニードルロックナット１５２と、ピストンフランジ１５４と、リテーナ１５６と、ピストンカップ１５８が後方に移動するとき、アジャストスクリュー１４２の内部の空気を空気抜き穴１４２аから外部に排出することができる。
【００２６】
スプレー装置１００は、さらに、ガン本体１１２とノズル開閉弁１５０との間を密閉するためのフロントシール１６２を備える。フロントシール１６２は、ガン本体１１２の後方円筒穴と、ノズル開閉弁１５０の外周部との間に配置される。シール部材１６３がガン本体１１２の後方円筒穴の内部において、フロントシール１６２の後方に配置される。前方Ｕ型スプリング１６４が、フロントシール１６２の後方において、シール部材１６３の前方円筒穴の内部に全周にわたって配置される。後方Ｕ型スプリング１６５が、シール部材１６３の後方円筒穴の内部に全周にわたって配置される。グランド部材１６６が、後方Ｕ型スプリング１６５の後方において、シール部材１６３の後方円筒穴の内部に固定される。
【００２７】
塗料を流通させるためのガン塗料流路１７０が、スプレー装置１００の内部に設けられる。ガン塗料流路１７０の一部は、ノズル１１４の内壁とノズル開閉弁１５０との間に配置される。ガン塗料流路１７０の下流側は、塗料噴出孔１２２に流通するように構成される。ガン塗料流路１７０の入口側端部から塗料噴出孔１２２に向って塗料を送ることができるように構成される。この構成では、ノズル開閉弁１５０は、ガン塗料流路１７０に配置されたニードル弁である。したがって、前記ニードル弁の先端部が塗料噴出孔１２２を開閉することができるように構成される。塗料噴出孔１２２から噴出しない残部の塗料を塗料供給源（或いは、塗料タンク）に戻すためのガン塗料戻し流路１４８が、スプレー装置１００の内部に設けられる。
【００２８】
霧化エアを流通させるためのガン霧化エア流路１７２が、スプレー装置１００の内部に設けられる。ガン霧化エア流路１７２の一部は、バッフル１３４の内壁とノズル１１４の外壁との間に配置される。ガン霧化エア流路１７２の下流側は、霧化エア孔１２４に流通するように構成される。ガン霧化エア流路１７２の入口側端部から霧化エア孔１２４に向って霧化エアを送ることができるように構成される。
【００２９】
パターンエアを流通させるためのガンパターンエア流路１７４が、スプレー装置１００の内部に設けられる。ガンパターンエア流路１７４の一部は、リテーニングリング１３０の内壁とバッフル１３４の外壁との間に配置される。ガンパターンエア流路１７４の下流側は、パターンエア孔１２６に流通するように構成される。ガンパターンエア流路１７４の入口側端部からパターンエア孔１２６に向ってパターンエアを送ることができるように構成される。
【００３０】
弁開閉装置を作動させる作動エアを流通させるためのガン作動エア流路１８０が、スプレー装置１００の内部に設けられる。ガン塗料流路１７０の一部は、ガン本体１１２の後部内壁と後方ハウジング１４０の後部外壁および後端部との間に配置される。ガン作動エア流路１８０の下流側は、ピストンフランジ１５４の前端部およびピストンカップ１５８の前端部に設けられたシリンダ室１８２に流通するように構成される。ガン作動エア流路１８０の入口側端部からシリンダ室１８２に作動エアを送ることができるように構成される。この構成では、弁開閉装置は、シリンダ室１８２に送られた作動エアによって作動するピストンである。したがって、ノズル開閉弁１５０（すなわち、ニードル弁）の後端部はピストン、すなわち、ニードルロックナット１５２、ピストンフランジ１５４、リテーナ１５６、ピストンカップ１５８に対して固定される。
【００３１】
本発明に係るスプレー装置１００を塗料、水、液体タイプの接着剤、液体タイプの防錆剤、液体タイプの絶縁剤、液体タイプのコーティング剤、液体タイプの薬剤などの液体に応用する場合、その噴霧すべき液体の供給源と、ガン本体１１２に接続した継手２８２を接続ホース（図示せず）などの配管部材を用いて連結することができる。
【００３２】
（１・２）弁案内部材の構成：
図１を参照すると、スプレー装置１００は、さらに、ガン塗料流路１７０内においてノズル１１４に対してノズル開閉弁１５０を案内する弁案内部材１９２を備える。ノズル１１４の外周部はガン本体１１２の内部に固定される。弁案内部材１９２の後方の部分は、ガン本体１１２の内部壁面と、ノズル１１４の内部円筒面とによって支持される。ノズル開閉弁１５０は、弁案内部材１９２の中で、弁案内部材１９２の軸線方向に、すなわち、ノズル中心軸線１１４Ａの方向に移動できるように構成される。弁案内部材１９２の全長は、例えば、２８．２ｍｍに形成することができる。弁案内部材１９２は、例えば、ポリテトラフルオルエチレン（ＰＴＦＥ）で形成することができる。弁案内部材１９２は、例えば、デュポン社が販売している「テフロン（登録商標）」で形成するのがよい。
【００３３】
図３から図６を参照すると、弁案内部材１９２は、前側に配置された小さい内径の前側穴１９２ａを有する前側部分１９２ｂと、後側に配置された大きい内径の後側穴１９２ｃを有する後側部分１９２ｄと、最後部に配置されたフランジ部分１９２ｆとを含む。前側穴１９２ａの内径は、例えば、３．６ｍｍに形成することができる。後側穴１９２ｃの内径は、例えば、５ｍｍに形成することができる。フランジ部分１９２ｆの外径は、例えば、１１ｍｍに形成することができる。フランジ部分１９２ｆの厚さは、例えば、２，２ｍｍに形成することができる。弁案内部材１９２の外周部１９２ｇの外径は、例えば、７．９ｍｍに形成することができる。後側穴１９２ｃの長さは、例えば、１６ｍｍに形成することができる。
【００３４】
ノズル開閉弁１５０の外周部は、前側穴１９２ａの内部に摺動可能に嵌め込まれる（いわゆる、「すきま嵌め」である）。弁案内部材１９２の外周部１９２ｇは、ノズル１１４の内部に摺動可能に嵌め込まれる（いわゆる、「すきま嵌め」である）。弁案内部材１９２の外周部１９２ｇは、ノズル１１４の内部に「しまり嵌め」とすることもできる。
【００３５】
軸線方向の外周溝部１９２ｈが、前側部分１９２ｂの外周部に形成される。外周溝部１９２ｈは、後側部分１９２ｄの外周部において前方の一部分に延びるように形成されるのがよい。後側穴１９２ｃと外周溝部１９２ｈを連絡する連絡孔１９２ｋが設けられる。それぞれの連絡孔１９２ｋは、それぞれの外周溝部１９２ｈに対応して設けられる。すなわち、４個の外周溝部１９２ｈを設けた構成では、それぞれの外周溝部１９２ｈに対応して４個の連絡孔１９２ｋが設けられる。連絡孔１９２ｋの直径は、例えば、２ｍｍに形成することができる。連絡孔１９２ｋの中心の位置は、例えば、フランジ部分１９２ｆの後部端面から１４ｍｍの箇所に配置することができる。４個の外周溝部１９２ｈを設けた構成を図３から図６に示しているけれども、外周溝部１９２ｈを設ける数は、１個であってもよいし、２個以上であってもよい。外周溝部１９２ｈを設ける数は、４個などの偶数であるのが好ましい。
【００３６】
複数の外周溝部１９２ｈは、弁案内部材１９２の中心軸線を中心として、等しい角度間隔で設けられるのが好ましい。図５に示すように、４個の外周溝部１９２ｈを設けた構成では、角度間隔（ピッチ）ＰＨは９０度であるのが好ましい。この構成により、塗料噴出孔１２２に向って塗料を効率的に流通させることができる。軸線と平行に延びる外周溝部１９２ｈを図３から図６に示しているけれども、外周溝部１９２ｈを設ける方向は、曲線状であってもよいし、らせん状であってもよい。
【００３７】
いずれの形状においても、外周溝部１９２ｈは、連絡孔１９２ｋから弁案内部材１９２の前側端面１９２ｍまで延びるように構成するのがよい。外周溝部１９２ｈの幅は一定であるのが好ましい。外周溝部１９２ｈの幅ＷＧは、例えば、２ｍｍに形成することができる。また、外周溝部１９２ｈの横断面積は一定であるのが好ましい。中心軸線に対して反対の位置に配置された外周溝部１９２ｈ同士の底部間の距離ＤＢは、例えば、６ｍｍに形成することができる。外周溝部１９２ｈの幅は、例えば、２ｍｍに形成することができる。この構成により、連絡孔１９２ｋから外周溝部１９２ｈを通して塗料噴出孔１２２に向って塗料を効率的に流通させることができる。
【００３８】
（１・３）スプレー装置の作動：
図２を参照すると、スプレー装置１００はロボットアーム（図示せず）に取り付けて使用することができる。スプレー装置１００のロボットアームへの固定には、ガンスタッド２９０と、ガンロックナット２９２などを使用することができる。或いは、スプレー装置１００は、作業者が手にもって使用することもできる。例えば、作動エアの供給源（図示せず）と、スプレー装置１００の作動エア用の継手（図示せず）は、接続ホース（図示せず）などの配管を用いて連結する。霧化エアの供給源（図示せず）と、スプレー装置１００の霧化エア用の継手（図示せず）は、接続ホース（図示せず）などの配管を用いて連結する。パターンエアの供給源（図示せず）と、スプレー装置１００のパターンエア用の継手（図示せず）は、接続ホース（図示せず）などの配管を用いて連結する。
【００３９】
塗料の供給源（図示せず）と、スプレー装置１００の塗料入口用の継手２８２は、接続ホース（図示せず）などの配管を用いて連結する。塗料の供給は、塗料の供給源とスプレー装置１００との間の配管の途中に設けたポンプ（図示せず）を用いて行うことができる。塗料の供給源（或いは、塗料タンク）と、スプレー装置１００の塗料出口用の継手２８４は、接続ホース（図示せず）などの配管を用いて連結する。使用する塗料として、ソリッド塗料を用いることもできるし、メタリック塗料を用いることもできる。有機溶剤入りの塗料を用いることができる。また、アルミ粉末入りの塗料を用いることができる。
【００４０】
スプレー装置１００を作動させるとき、作動エアの供給源から接続ホース、ガン作動エア流路１８０を介して作動エアをシリンダ室１８２に送り、弁開閉装置を後方に移動させ、ノズル開閉弁１５０、すなわち、ニードル弁を後方に移動させる。作動エアとして、例えば、３〜４ＭＰａ/ｃｍ2 程度の圧縮空気を用いることができる。
【００４１】
ノズル開閉弁１５０が後方に移動すると、塗料噴出孔１２２が開く。塗料は、ガン塗料流路１７０を流れ、弁案内部材１９２の後側穴１９２ｃとノズル開閉弁１５０との間の部分を流れ、弁案内部材１９２の連絡孔１９２ｋを通って、弁案内部材１９２の外周溝部１９２ｈを通して塗料噴出孔１２２に向って流れることができる。このように構成すると、ノズル開閉弁１５０を、その中心軸線に対して偏倚しないように案内することができる。すなわち、本発明のスプレー装置を用いて対象物に対して噴霧すると、噴霧された塗料の密度は、ノズル開閉弁１５０の中心軸線に対して点対称に均等に分布させることができる。したがって、本発明のスプレー装置を用いることにより、対象物に対して正確に塗料を噴霧することができる。
【００４２】
このときに、霧化エアの供給源から接続ホース、ガン霧化エア流路１７２を介して霧化エアを導入し、霧化エア孔１２４から霧化エアを噴出させることによって、塗料噴出孔１２２から噴出した塗料を霧化することができる。霧化エアとして、例えば、２ＭＰａ/ｃｍ2 程度の圧縮空気を用いることができる。霧化エアの圧力と、霧化エア孔１２４の数および配置を変えることによって、塗料の霧化状態を調整することができる。
【００４３】
同時に、パターンエアの供給源から接続ホース、ガンパターンエア流路１７４を介してパターンエアを導入し、パターンエア孔１２４からパターンエアを噴出させることによって、霧化した塗料のパターンを形成することができる。パターンエアとして、例えば、２ＭＰａ/ｃｍ2 程度の圧縮空気を用いることができる。パターンエアの圧力と、パターンエア孔１２４の数および配置を変えることによって、塗料のパターン形状を調整することができる。
【００４４】
塗料噴出孔１２２から噴出しない残部の塗料は、ガン塗料戻し流路１４８、接続ホースを介して塗料供給源（或いは、塗料タンク）に戻すことができる。このようにして、塗料のサーキュレーションラインを構成することができる。本発明のスプレー装置を用いて、塗料だけでなく、水、接着剤、防錆剤、絶縁剤、コーティング剤、薬剤などの各種液体を自動的に、或いは、手動で噴霧することができる。
【００４５】
塗装作業を終了するときは、作動エアの供給を停止させ、ピストンばね１６０のばね力によって弁開閉装置を前方に移動させ、ノズル開閉弁１５０、すなわち、ニードル弁を前方に移動させる。ノズル開閉弁１５０が前方に移動すると、塗料噴出孔１２２が閉じ、塗料噴出孔１２２からの塗料の噴出を停止させることができる。同時に、霧化エアの供給を停止させ、パターンエアの供給を停止させることができる。
【００４６】
（２）第２の実施の形態：
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。以下の説明は、本発明の第２の実施形態が本発明の第１の実施形態と異なる点を主に述べる。したがって、以下に記載がない個所は、前述した本発明の第１の実施形態についての説明をここに準用する。
【００４７】
図７および図８を参照すると、本発明の第２の実施形態において、弁案内部材１９４は、前側に配置された小さい内径の前側穴１９４ａを有する前方部分１９４ｂと、後側に配置された大きい内径の後側穴１９４ｃを有する後方部分１９４ｄと、中間に配置されかつ前方部分１９４ｂと後方部分１９４ｄとを連結する中間部分１９４ｊとを備える。ノズル開閉弁１５０の外周部は、前側穴１９４ａの内部に摺動可能に嵌め込まれる（いわゆる、「すきま嵌め」である）。本発明の第２の実施形態においても、前述した本発明の第１の実施形態における弁案内部材１９２と同様に、ノズル開閉弁１５０は、弁案内部材１９４の中で、弁案内部材１９４の軸線方向に、すなわち、ノズル中心軸線１１４Ａの方向に移動できるように構成される。
【００４８】
弁案内部材１９４の前方部分１９４ｂの外周部、中間部分１９４ｊの外周部、および、後方部分１９４ｄの外周部は、ノズル１１４の内部に摺動可能に嵌め込まれる（いわゆる、「すきま嵌め」である）。弁案内部材１９４の前方部分１９４ｂの外周部１９４ｂ１、中間部分１９４ｊの外周部１９４ｊ１、および、後方部分１９４ｄの外周部１９４ｄ１は、ノズル１１４の内部に「しまり嵌め」とすることもできる。
【００４９】
図９を参照すると、中間部分１９４ｊは、弁案内部材１９４の中心軸線を中心として、開角度ＤＪが３０度から８０度の範囲にあるように形成することができる。例えば、中間部分１９４ｊの開角度ＤＪは、６０度から７０度の範囲にあるように形成するのが好ましい。この構成により、ノズル開閉弁１５０の外周にそって塗料噴出孔１２２に向って塗料を効率良く流通させることができる。１個の中間部分１９４ｊを設けた構成を図９に示しているけれども、中間部分１９４ｊを設ける数は、１個であってもよいし、２個以上であってもよい。
【００５０】
図８を参照すると、４個の軸線方向の外周溝部１９４ｈが前方部分１９４ｂの外周部に形成される。４個の外周溝部１９４ｈを設けた構成を図８に示しているけれども、外周溝部１９４ｈを設ける数は、１個であってもよいし、２個以上であってもよい。外周溝部１９４ｈを設ける数は、４個などの偶数であるのが好ましい。円周方向における外周溝部１９４ｈを設ける位置は、中間部分１９４ｊ（図８に仮想線で示している）を設けた位置と異なる箇所に配置するのがよい。
【００５１】
複数の外周溝部１９４ｈは、弁案内部材１９４の中心軸線を中心として、等しい角度間隔（ピッチ）ＰＨで設けられるのが好ましい。すなわち、４個の外周溝部１９４ｈを設けた構成では、角度間隔（ピッチ）ＰＨは９０度である。この構成により、塗料噴出孔１２２に向って塗料を効率的に流通させることができる。中心軸線と平行に延びる外周溝部１９４ｈを図８に示しているけれども、外周溝部１９４ｈを設ける方向は、曲線状であってもよいし、らせん状であってもよい。
【００５２】
いずれの形状においても、外周溝部１９４ｈは、前方部分１９４ｂの後側端面１９４ｎから前側端面１９４ｍまで延びるように構成するのがよい。外周溝部１９４ｈの幅は一定であるのが好ましい。また、外周溝部１９４ｈの横断面積は一定であるのが好ましい。この構成により、外周溝部１９４ｈを通して塗料噴出孔１２２に向って塗料を効率的に流通させることができる。
【００５３】
スプレー装置１００を作動させるとき、作動エアの供給源から接続ホース、ガン作動エア流路１８０を介して作動エアをシリンダ室１８２に送り、弁開閉装置を後方に移動させ、ノズル開閉弁１５０、すなわち、ニードル弁を後方に移動させる。ノズル開閉弁１５０が後方に移動すると、塗料噴出孔１２２が開く。塗料は、ガン塗料流路１７０を流れ、弁案内部材１９４の後側穴１９４ｃとノズル開閉弁１５０との間の部分を流れ、弁案内部材１９４の中間部分１９４ｊとノズル開閉弁１５０との間の部分を流れ、同時に、弁案内部材１９４の中間部分１９４ｊがない部分においてノズル１１４の内部を流れ、弁案内部材１９４の外周溝部１９４ｈを通して塗料噴出孔１２２に向って流れることができる。このように構成すると、ノズル開閉弁１５０を、その中心軸線に対して偏倚しないように案内することができる。
【００５４】
（３）スプレー装置の実験結果：
図１０および図１１を参照すると、本発明のスプレー装置と従来のスプレー装置について、使用液体としてイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を用い、塗料圧を１キロ（１ｋＰａ）とした塗料噴霧に関する実験結果が示されている。この実験によると、アジャストスクリューを（1/8）回転、（2/8）回転、（3/8）回転、（4/8）回転、（5/8）回転させたとき、本発明のスプレー装置において、塗料吐出量が、それぞれ１５ｃｃ、３５ｃｃ、７５ｃｃ、９５ｃｃ、１１５ｃｃであるのに対して、従来のスプレー装置において、それぞれ３５ｃｃ、７５ｃｃ、９５ｃｃ、１１５ｃｃ、１２０ｃｃであることがわかった。
【００５５】
この実験により、本発明のスプレー装置は、アジャストスクリューの回転角度が小さい範囲において、アジャストスクリューの回転角度に対して塗料吐出量が、ほぼ線形に上昇することがわかった。これに対して、従来のスプレー装置では、アジャストスクリューの回転角度に対して塗料吐出量が、最初に急激に上昇し、次第になだらかに上昇することがわかった。したがって、本発明のスプレー装置では、塗料を噴霧しているとき、ノズル開閉弁を、その中心軸線に対して偏倚しないように案内することができる。したがって、本発明のスプレー装置では、アジャストスクリューの回転角度が小さい範囲において、アジャストスクリューを小さい角度回転させて、塗料吐出量が、ほぼ一定の増加度合いで増加するように調整するのが容易であることがわかった。
【００５６】
さらに、アジャストスクリューを（１・2/8）回転から（１・5/8）回転まで回転させたとき、本発明のスプレー装置において、塗料吐出量が１３５ｃｃから１６０ｃｃに一様に増加するのに対して、従来のスプレー装置において、塗料吐出量が１６０ｃｃで全く変化しないことがわかった。したがって、本発明のスプレー装置は、塗料を噴霧しているとき、ノズル開閉弁は、その中心軸線に対して偏倚しないように案内されているので、アジャストスクリューの回転角度が大きい範囲において、アジャストスクリューを一定の角度回転させて、塗料吐出量が、ほぼ一定の増加度合いで増加するように調整するのが容易であることが確認された。
【００５７】
さらに、本発明のスプレー装置と、従来のスプレー装置を用いて塗料を塗料パターン紙に噴霧したときにおける、塗料パターンの状態を比較する実験を行った。実験条件は、吹付け距離を１８０ｍｍとし、塗料吐出量が１００ｃｃ/分とし、塗料パターン紙の送り速度を６００ｍｍ/分とした。本発明のスプレー装置を用いると、スプレー装置ノズルの中心軸線を基準として、ほぼ対称に塗料濃度が分布する傾向があることが確認された。一方、従来のスプレー装置を用いると、ノズルの中心軸線を基準として、塗料濃度の分布が偏ってしまう傾向があることが確認された。この比較実験によって、本発明のスプレー装置は、塗料を噴霧しているときにノズル開閉弁が、その中心軸線に対して偏倚しないように案内される構造であるので、ノズルの中心軸線を基準として、ほぼ対称に塗料濃度が分布するように、塗料を噴霧することができることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明のスプレー装置は、塗料の噴霧形状に偏りが生じないようにして、均一なパターン形状で、塗料、水、接着剤、防錆剤、絶縁剤、コーティング剤、薬剤などの各種液体を自動的に、或いは、手動で噴霧することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施形態において、スプレー装置の構造を示す縦断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態において、スプレー装置の構造を示す正面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態において、弁案内部材を取り付けた状態のノズル開閉弁の構造を示す縦断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態において、弁案内部材の構造を示す側面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態において、弁案内部材の構造を示す正面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態において、図５の線Ａ−Ａにおける弁案内部材の構造を示す縦断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態において、弁案内部材を取り付けた状態におけるノズル開閉弁の構造を示す縦断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態において、弁案内部材の構造を示す正面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態において、図７の線Ｂ−Ｂにおける弁案内部材の構造を示す縦断面図である。
【図１０】本発明のスプレー装置と従来のスプレー装置の比較実験において、アジャストスクリューの回転数と液体の吐出量の関係を示す表である。
【図１１】本発明のスプレー装置と従来のスプレー装置の比較実験の結果において、アジャストスクリューの回転数と液体の吐出量の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６０】
１００ スプレー装置
１１２ ガン本体
１１４ ノズル
１２０ エアキャップ
１２２ 塗料噴出孔
１２４ 霧化エア孔
１２６ パターンエア孔
１４８ ガン塗料戻し流路
１５０ ノズル開閉弁（ニードル弁）
１５４ ピストンフランジ
１５８ ピストンカップ
１６０ ピストンばね（スプリング）
１７０ ガン塗料流路
１７２ ガン霧化エア流路
１７４ ガンパターンエア流路
１８０ ガン作動エア流路
１８２ シリンダ室
１９２ 弁案内部材
１９４ 弁案内部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルに設けた塗料噴出孔から塗料を噴霧するスプレー装置において、
塗料を流通させるためのガン塗料流路と、
前記ガン塗料流路に流通するように設けられた塗料噴出孔を有するノズルと、
前記塗料噴出孔を開閉するためのノズル開閉弁と、
前記ノズル開閉弁を作動させるための弁開閉装置と、
前記ガン塗料流路内において、前記ノズルに対して前記ノズル開閉弁を案内する弁案内部材と、
を備える
ことを特徴とするスプレー装置。
【請求項２】
前記ノズル開閉弁は、前記弁案内部材の中で軸線方向に移動できるように構成されることを特徴とする、請求項１に記載のスプレー装置。
【請求項３】
塗料を霧化させるための霧化エアを流通させるためのガン霧化エア流路と、
前記ガン霧化エア流路に流通するように設けられた霧化エア孔を有するエアキャップとを備え、
前記塗料噴出孔を開いたときに、前記ガン塗料流路を通る塗料を前記塗料噴出孔から噴出させ、前記霧化エア孔から霧化エアを噴出させることによって、前記塗料噴出孔から噴出した塗料を霧化することができるように構成される、
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載のスプレー装置。
【請求項４】
前記塗料噴出孔から噴出した塗料のパターンを形成するためのパターンエアを流通させるためのガンパターンエア流路と、
前記ガンパターンエア流路に流通するように設けられたパターンエア孔を有するエアキャップとを備え、
前記塗料噴出孔を開いたときに、前記ガン塗料流路を通る塗料を前記塗料噴出孔から噴出させ、前記霧化エア孔から霧化エアを噴出させることによって、前記塗料噴出孔から噴出した塗料を霧化し、
前記パターンエア孔からパターンエアを噴出させることによって、前記塗料噴出孔から噴出した塗料のパターンを形成することができるように構成される、
ことを特徴とする、請求項３に記載のスプレー装置。
【請求項５】
前記ノズル開閉弁を案内するための前記弁案内部材の部分は、前記ノズルの内部に配置されることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のスプレー装置。
【請求項６】
前記弁案内部材の外周部は、前記ノズルの内部に嵌め込まれることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のスプレー装置。
【請求項７】
前記弁案内部材は、前側に配置された小さい内径の前側穴を有する前側部分と、後側に配置された大きい内径の後側穴を有する後側部分とを含み、前記ノズル開閉弁の外周部は前記前側穴の内部に嵌め込まれ、前記弁案内部材の外周部は、前記ノズルの内部に嵌め込まれることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のスプレー装置。
【請求項８】
１個又は複数の軸線方向の外周溝部が前側の外周部に形成され、前記後側穴と前記外周溝部を連絡する連絡孔が設けられることを特徴とする、請求項７に記載のスプレー装置。
【請求項９】
前記弁案内部材は、前側に配置された小さい内径の前側穴を有する前方部分と、後側に配置された大きい内径の後側穴を有する後方部分と、中間に配置されかつ前記前方部分と前記後方部分とを連結する中間部分とを備え、前記ノズル開閉弁の外周部は前記前側穴に嵌め込まれ、前記前方部分の外周部および前記後方部分の外周部は、前記ノズルの内部に嵌め込まれることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のスプレー装置。
【請求項１０】
１個又は複数の軸線方向の外周溝部が前記前方部分の外周部に形成されることを特徴とする、請求項９に記載のスプレー装置。
【請求項１】
ノズルに設けた塗料噴出孔から塗料を噴霧するスプレー装置において、
塗料を流通させるためのガン塗料流路と、
前記ガン塗料流路に流通するように設けられた塗料噴出孔を有するノズルと、
前記塗料噴出孔を開閉するためのノズル開閉弁と、
前記ノズル開閉弁を作動させるための弁開閉装置と、
前記ガン塗料流路内において、前記ノズルに対して前記ノズル開閉弁を案内する弁案内部材と、
を備える
ことを特徴とするスプレー装置。
【請求項２】
前記ノズル開閉弁は、前記弁案内部材の中で軸線方向に移動できるように構成されることを特徴とする、請求項１に記載のスプレー装置。
【請求項３】
塗料を霧化させるための霧化エアを流通させるためのガン霧化エア流路と、
前記ガン霧化エア流路に流通するように設けられた霧化エア孔を有するエアキャップとを備え、
前記塗料噴出孔を開いたときに、前記ガン塗料流路を通る塗料を前記塗料噴出孔から噴出させ、前記霧化エア孔から霧化エアを噴出させることによって、前記塗料噴出孔から噴出した塗料を霧化することができるように構成される、
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載のスプレー装置。
【請求項４】
前記塗料噴出孔から噴出した塗料のパターンを形成するためのパターンエアを流通させるためのガンパターンエア流路と、
前記ガンパターンエア流路に流通するように設けられたパターンエア孔を有するエアキャップとを備え、
前記塗料噴出孔を開いたときに、前記ガン塗料流路を通る塗料を前記塗料噴出孔から噴出させ、前記霧化エア孔から霧化エアを噴出させることによって、前記塗料噴出孔から噴出した塗料を霧化し、
前記パターンエア孔からパターンエアを噴出させることによって、前記塗料噴出孔から噴出した塗料のパターンを形成することができるように構成される、
ことを特徴とする、請求項３に記載のスプレー装置。
【請求項５】
前記ノズル開閉弁を案内するための前記弁案内部材の部分は、前記ノズルの内部に配置されることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のスプレー装置。
【請求項６】
前記弁案内部材の外周部は、前記ノズルの内部に嵌め込まれることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のスプレー装置。
【請求項７】
前記弁案内部材は、前側に配置された小さい内径の前側穴を有する前側部分と、後側に配置された大きい内径の後側穴を有する後側部分とを含み、前記ノズル開閉弁の外周部は前記前側穴の内部に嵌め込まれ、前記弁案内部材の外周部は、前記ノズルの内部に嵌め込まれることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のスプレー装置。
【請求項８】
１個又は複数の軸線方向の外周溝部が前側の外周部に形成され、前記後側穴と前記外周溝部を連絡する連絡孔が設けられることを特徴とする、請求項７に記載のスプレー装置。
【請求項９】
前記弁案内部材は、前側に配置された小さい内径の前側穴を有する前方部分と、後側に配置された大きい内径の後側穴を有する後方部分と、中間に配置されかつ前記前方部分と前記後方部分とを連結する中間部分とを備え、前記ノズル開閉弁の外周部は前記前側穴に嵌め込まれ、前記前方部分の外周部および前記後方部分の外周部は、前記ノズルの内部に嵌め込まれることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のスプレー装置。
【請求項１０】
１個又は複数の軸線方向の外周溝部が前記前方部分の外周部に形成されることを特徴とする、請求項９に記載のスプレー装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−１２４６９（Ｐ２００８−１２４６９Ａ）
【公開日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１８７７０１（Ｐ２００６−１８７７０１）
【出願日】平成１８年７月７日（２００６．７．７）
【出願人】（５９１２７４０５９）ランズバーグ・インダストリー株式会社 (38)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月７日（２００６．７．７）
【出願人】（５９１２７４０５９）ランズバーグ・インダストリー株式会社 (38)
【Ｆターム（参考）】
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