(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮ガスの作用により塗料が供給される供給部材に、着脱可能に接続される塗布具であって、
前記供給部材が一端部に取り付けられ前記供給部材から供給される塗料が流れる流路を有する本体部と、
前記流路に沿って並ぶように前記流路から分岐する複数の吐出ノズルと、
多数の毛が束ねられて構成されており、前記本体部に取り付けられて前記複数の吐出ノズルを収容するブラシ部と、
前記本体部において、前記供給部材が設けられる側に位置するハンドルと、
を備え、
前記複数の吐出ノズルのうち、前記供給部材から最も離れた吐出ノズルからの塗料の吐出量が、前記供給部材に最も近い吐出ノズルからの塗料の吐出量よりも多くなるように構成されている、塗布具。
【請求項２】
前記ハンドルは、前記吐出ノズルとは反対側に設けられ、手によって支持可能な棒状であり、
前記吐出ノズルへの塗料の供給を制御する制御部と、
前記制御部を駆動する第１操作レバー及び第２操作レバーと、をさらに備え、
前記第１及び第２操作レバーは、前記制御部を挟んで異なる方向に延びており、一方の前記操作レバーが、前記ハンドル側に延びている、請求項１に記載の塗装具。
【請求項３】
前記制御部は、前記流路の途中を開閉するニードル弁を有しており、
前記第１及び第２操作レバーのいずれか一方の押圧により、前記ニードル弁が開閉される、請求項２に記載の塗装具。
【請求項４】
前記各操作レバーを、前記本体部に対して揺動自在に固定する固定具をさらに備え、
前記各操作レバーは、前記固定具を中心として揺動可能となっており、当該揺動により、前記ニードル弁の弁体を軸方向に可動させるように構成され、
前記固定具と前記弁体の軸方向の中心線との距離が、４〜１０ｍｍである、請求項３に記載の塗装具。
【請求項５】
前記複数の吐出ノズルのノズル長さが同一であり、
前記供給部材から最も離れた位置にある吐出ノズルのノズル口径が、前記供給部材から最も近い位置にある吐出ノズルのノズル口径の１．２〜３．０倍である、請求項１から４のいずれかに記載の塗布具。
【請求項６】
前記ブラシ部の毛先から５〜５０ｍｍの位置に、前記吐出ノズルの吐出口が位置している、請求項１から５のいずれかに記載の塗布具。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の塗装具を使用する塗装方法であって、
０．３〜３０Ｐａ・ｓの粘度を有する塗料を準備するステップと、
前記本体部に対し、３〜１０ｍｌ／秒となるように、前記塗料を供給するステップと、
前記ノズルから塗料を吐出し、前記ブラシ部によって、被塗布面に塗料を塗布するステップと、
を備えている、塗装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗料を塗布する塗装具及び塗装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄塔等の高構造物の塗装に使用する塗装機としては、例えば、特許文献１、２に開示されている。この主のタイプの塗装機は、作業者が携帯する携帯ガスボンベと、背負い式塗料タンクとを備えている。そして、ガスボンベのガス圧で塗料タンク内の塗料を刷毛等の塗布具に圧送することで、塗装が行われる。
【０００３】
このような塗装機を用いた方法では、重力とタンク本体内の管との圧力損失の影響により、５Ｐａ・ｓ程度以上の高粘度塗料を用いると、十分な量の塗料を供給することができなかった。そのため、一回塗りで所望の厚膜を得るのが容易でなかった。
【０００４】
そこで、本出願人は、特許文献３に開示されているように、高粘度塗料であっても、効率良く、且つ、仕上がり良く厚膜塗装できる、高粘度塗料の厚膜塗装に適した刷毛塗装装置を提案した。
【０００５】
しかしながら、上記刷毛塗装装置を用いて鉄塔各所を塗装する場合に、塗料の粘度が低くなると、刷毛への塗料の含み具合が変化し、塗装作業性に不具合を生じる場合があった。
【０００６】
また、塗装作業者の使い勝手を向上させる目的で、例えば特許文献４では、塗料供給体の先端部にある程度の角度を付けて刷毛を取り付け、作業者が手首を自由に動かせる刷毛装置が提案されている。しかしながら、この刷毛装置では、エアレス塗装機であるため地上からの塗料ホースが必要となり、ホース取りまわしが難しく作業性が低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−３４０６３号公報
【特許文献２】特開２００２−２６３５５６号公報
【特許文献３】特開２００８−６７１号公報
【特許文献４】特開２００６−３１４９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、低粘度の塗料からある程度高粘度の塗料まで対応可能で、且つ塗装スピードを向上することができる塗布具及びこれを用いた塗装方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、圧縮ガスの作用により塗料が供給される供給部材に、着脱可能に接続される塗布具であって、前記供給部材から供給される塗料が流れる流路を有する本体部と、前記流路から分岐する複数の吐出ノズルと、多数の毛が束ねられて構成されており、前記本体部に取り付けられて前記複数の吐出ノズルを収容するブラシ部と、を備え、前記複数の吐出ノズルのうち、前記供給部材から最も離れた吐出ノズルからの塗料の吐出量が、前記供給部材に最も近い吐出ノズルからの塗料の吐出量よりも多くなるように構成されている。
【００１０】
この構成によれば、複数の吐出ノズルを備えているので、大きい面積の被塗布面への塗布が可能となる。また、供給部材から最も離れた吐出ノズルからの塗料の吐出量が、供給部材に最も近い吐出ノズルからの塗料の吐出量よりも多くなるように構成されているため、ブラシ部の内部への塗料の吐出量が適正に制御され、低粘度の塗料からある程度高粘度の塗料（例えば、０．３Ｐａ・ｓ〜３０Ｐａ・ｓ）まで、ブラシ部への塗料の含み具合が良好となり、短時間で均一な膜厚の塗装が可能である。
【００１１】
このような、塗布具は、塗装システムの一部として用いることができる。例えば、塗料が収容された塗料タンクと、前記塗料タンクへ圧縮ガスを注入する圧縮ガス注入手段と、前記塗料タンクに連結された可撓性のある供給部材と、を備えた塗布装置において、供給部材に連結することができる。供給部材としては、例えば、可撓性のある管部材を用いることができる。
【００１２】
上記塗布具においては、前記本体部において、前記吐出ノズルとは反対側に取り付けられ、手によって支持可能な棒状のハンドルと、前記吐出ノズルへの塗料の供給を制御する制御部と、前記制御部を駆動する第１操作レバー及び第２操作レバーと、をさらに備えることができる。そして、前記第１及び第２操作レバーは、前記制御部を挟むように設けられ、一方の前記操作レバーが、前記ハンドル側に延びるように構成することができる。
【００１３】
このように、ハンドル、及び２つの操作レバーを設けることで、通常の刷毛のコンパクトな使い勝手を保って、ペングリップ、パームハンドどちらの持ち方も選択することができる。そのため、手の届き難い塗装箇所でもブラシ部を回して塗装可能な設計としており、高所作業においてもあらゆる塗装箇所に対応して塗装作業者の使い勝手を向上させることができる。
【００１４】
上記制御部は、種々の構成が可能であるが、例えば、流路の途中を開閉するニードル弁を有することができる。また、第１及び第２操作レバーのいずれか一方の押圧により、前記ニードル弁を開閉することができる。なお、流路の途中を開閉できるのであれば、ニードル弁以外の他の弁を用いることもできる。
また、各操作レバーを、本体部に対して揺動自在に固定する固定具をさらに設け、各操作レバーを、この固定具を中心として揺動可能とし、当該揺動により、ニードル弁の弁体を軸方向に可動させるように構成することができる。そして、固定具と弁体の軸方向の中心線との距離を、４〜１０ｍｍとすることができる。この構成によれば、固定具と弁体の軸方向の中心線との距離が小さいため、塗料の液漏れを防止できるとともに、作業時の疲労を防止することができる。
【００１５】
上記塗布具においては、複数の吐出ノズルのノズル長さが同一とすることができる。そして、供給部材から最も離れた位置にある吐出ノズルのノズル口径が、供給部材から最も近い位置にある吐出ノズルのノズル口径の１．２〜３．０倍とすることができる。この構成によれば、塗料の流体速度制御によるブラシ部への含み具合の点から好適である。
【００１６】
上記塗布具においては、前記ブラシ部の毛先から５〜５０ｍｍの位置に、吐出ノズルの吐出口を配置することできる。このようにすることで、ブラシ部への塗料の含み具合が良好になり、ブラシ部先端からの液ダレを防止することができる。例えば、この距離が５ｍｍ未満では、ブラシ部先端からの液ダレ、ノズルの被塗物への接触による塗装不良につながる恐れがある。一方、この距離が、５０ｍｍを超えるとブラシ部への塗料の含みが多くなるため塗膜液ダレや不均一な膜厚につながる場合があるので好ましくない。
【００１７】
本発明は、上述した塗装具を使用する塗装方法であって、０．３〜３０Ｐａ・ｓの粘度を有する塗料を準備するステップと、前記本体部に対し、３〜１０ｍｌ／秒となるように、前記塗料を供給するステップと、前記ノズルから塗料を吐出し、前記ブラシ部によって、被塗布面に塗料を塗布するステップと、を備えている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、低粘度の塗料からある程度高粘度の塗料まで対応可能で、塗装スピードを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る塗装システムの一実施態様を示す概念図である。
【図２】図１の塗装システムの塗布具を拡大して示す側面図である。
【図３】図２の塗布具の正面図（ａ）本体部の断面図（ｂ）、及び本体部の底面図（ｃ）である。
【図４】図２の塗布具のノズル及び制御部を拡大して示す側面図である。
【図５】塗布具の使用状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明に係る塗装具の一実施形態について、図１〜図４を参照しつつ説明する。以下では、この塗装具を、塗料を塗布する塗装システムに装着した場合について説明する。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態に係る塗装システム１は、塗料が収容された塗料タンク２と、この塗料タンク２に圧縮ガスを供給するガスボンベ３とを有しており、塗料タンクとガスボンベとは、圧縮ガス供給管３ａを介して接続されている。また、塗料タンク２には、塗料を供給するための可撓性管（供給部材）５を介して、塗料を被塗布面に塗布するための塗布具６が連結されている。
【００２２】
ガスボンベ３には、供給管３ａが接続される供給ポート４が設けられている。また、供給管３ａの途中には、圧縮ガスの供給圧力を調節するレギュレータ等の圧力調節具７と、開閉弁（２方弁）８と、が備えられている。このうち、圧力調整具７は、ガスボンベ３側に配置されており、手動操作可能なリリーフ弁を兼ねている。供給管３ａの材質は特に制限されず、ウレタン、ナイロンなどの各材質が使用できるが、破壊圧力が２．０ＭＰａ以上であって最高使用圧力が１．０ＭＰａ以上のものが好ましい。一例として、内径が４ｍｍ、外形が６ｍｍ、破壊圧力が２．１ＭＰａ、最高使用圧力が１．０ＭＰａのウレタンチューブを使用することができる。
【００２３】
また、可撓性管５は、耐溶剤性があり、破壊圧力２．０ＭＰａ以上であって最高使用圧力が０．５ＭＰａ以上の耐圧性を有するものであれば、材質は限定されない。ここで、「耐溶剤性」とは、トルエン或いはキシレンなどの有機溶剤と接触した場合、微量の膨潤及び変質はあるものの、溶解はせず劣化が少ないことを意味する。そのような材料として、ウレタン、ナイロンを例示できる。
【００２４】
可撓性管５は、内径が細いと圧力損失が大きいため、内径が極力大きいことが好ましい。可撓性管５の内径は、５〜１５ｍｍであることが好ましい。これは、内径が５ｍｍより細いと、圧力損失が大きく十分な吐出量を得るためには、ガス圧を高くする必要がある一方、内径が１５ｍｍより太いと可撓性管５の操作性（取り回し）が悪く塗装作業に支障をきたすからである。なお、一例として、可撓性管５は、内側をナイロンで外側をウレタンの２層構造とし、破壊圧力２．１ＭＰａ、最高使用圧力１．０ＭＰａ、内径９．５ｍｍ、外形１３ｍｍとすることができる。
【００２５】
塗料タンク２は、底面に塗料吐出ポート（図示せず）が設けられた筒状の容器本体１１を備えており、吐出ポートには、上述した可撓性管５が接続される。また、容器本体１１の天部は、蓋体１３で塞がれており、この蓋体１３には、上述した供給管３ａが接続される圧縮ガスの注入ポート１２が気密的に装着されている。
【００２６】
なお、注入ポート１２は、容器本体１１の上部の外周面に取り付けてもよい。また、加圧ガスボンベ３は、腰ベルト等に吊り下げるほか、容器本体１１または蓋体１３に取り付けることもできる。さらに、加圧ガスボンベに代えて、圧縮ガス供給源として、図示しないコンプレッサーを設置して、コンプレッサーの吐出口と圧縮ガス注入ポート１２とをホース（不図示）によって接続し、圧縮ガスを供給するようにしても良い。塗料タンク２は、図示しないが、肩バンド、腰バンド等を備えることにより、背負い式、腰ベルト吊り下げ式等の携帯型とすることが好適である。
【００２７】
続いて、塗布具６について説明する。図２及び図３に示すように、本実施形態に係る塗布具６は、スティック状のハンドル６１と、このハンドル６１の先端に固定される本体部６０とを備えている。また、本体部６０には、塗料を塗布するためのブラシ部６２が取り付けられており、このブラシ部６２は、毛が束ねられることで構成されている。ハンドル６１の内部には、上述した可撓性管５が挿入されており、塗料を本体部６０に供給するようになっている。本体部６０は、マニホールドとして機能し、可撓性管５から供給された塗料が通過する流路６７と、この流路６７から分岐する３つの吐出ノズル６３ａ、６３ｂ、６３ｃとを備えている。３つの吐出ノズル６３ａ、６３ｂ、６３ｃは、流路６７から平行に並ぶように延びており、ブラシ部６２に差し込まれている。そして、各吐出ノズル６３ａ、６３ｂ、６３ｃから吐出される塗料は、ブラシ部６２を介して対象物に塗布される。ここでは、ハンドル６１から最も離れた吐出ノズルを第１ノズル６３ａ、ハンドル６１に最も近い吐出ノズルを第３ノズル６３ｃ、第１ノズル６３ａと第３ノズル６３ｃとの間の吐出ノズルを第２ノズル６３ｂと称することとする。
【００２８】
また、各吐出ノズル６３ａ、６３ｂ、６３ｃは、次のように設計することができる。例えば、第１ノズル６３ａの塗料吐出量は、第２吐出ノズル６３ｂの塗料吐出量より多くなるように、さらに第２吐出ノズル６３ｂの塗料吐出量は第３吐出ノズル６３ｃの塗料吐出量より多くなるようにノズル口径（内径）が調整されている。これは、次の理由からである。第１吐出ノズル６３ａの塗料吐出量を、他の吐出ノズル６３ｂ、６３ｃの塗料吐出量より少なくすると、塗装作業が遅くなるからであり、また塗装膜厚を十分確保できないという不具合が生じる恐れがある。
【００２９】
特に、各吐出ノズル６３ａ、６３ｂ、６３ｃのノズル長さを全て同一とし、第１吐出ノズル６３ａのノズル口径（内径）を、第３吐出ノズル６３ｃのノズル口径（内径）の１．２〜３．０倍、特に１．２〜２．０倍とすることが、塗料の流体速度制御によるブラシ部６２への含み具合の点から好適である。また、各吐出ノズル６３ａ、６３ｂ、６３ｃのノズル長さは、ブラシ部６２の毛先からの長さｅを基準に決めることができる。この長さｅは、ブラシ部への塗料の含み具合、ブラシ部先端からの液ダレの観点から、５〜５０ｍｍとすることが好ましく、１０〜４０ｍｍとすることがさらに好ましい。この距離ｅが５ｍｍ未満では、ブラシ部６２先端からの液ダレ、ノズルの被塗物への接触による塗装不良につながる恐れがある。一方、長さｅが、５０ｍｍを超えるとブラシ部への塗料の含みが多くなるため塗膜液ダレや不均一な膜厚につながる場合があるので好ましくない。
【００３０】
また、本体部６０の流路の途中には、塗料吐出ノズル６３への塗料供給を制御する制御部６４が取り付けられている。制御部６４は、本体部６０に嵌め込まれたニードル弁と、このニードル弁を操作する一対の操作レバー６６ａ，６６ｂとを有している。図４（ａ）に示すように、本体部６０には、吐出ノズル６３ａ、６３ｂ、６３ｃとは反対側の端部（上部）に穴が形成されており、この穴が流路６７に連通している。そして、この穴に上述したニードル弁が嵌め込まれている。ニードル弁は、軸状の弁体と、この弁体が接離する弁座とを備えており、弁体が圧縮コイルバネ６５１によって、流路６７の途中を閉じる閉側に付勢されている。また、弁体は、本体部６０の穴にＯリングを介して嵌め込まれており、これによって穴からの液漏れを防止している。このような、Ｏリングとしては、液漏れを防止する点から塗料中の溶剤による膨潤率が低い、弾性のシリコーンゴム、ＥＰＤＭ、パーフルオロエラストマー等を使用することが好適である。
【００３１】
また、弁体の上端部は、本体部６０から外部へ突出しており、この突出部分に、２つの棒状の操作レバー、つまり第１及び第２操作レバー６６ａ，６６ｂが取り付けられている。第１操作レバー６６ａは、ハンドル６１に沿って上方に延びており、第２操作レバー６６ｂは、第１操作レバー６６ａとは反対方向に、吐出ノズル側へ下方へ向かって延びている。第１操作レバー６６ａは、弁体からやや離れた位置に設けられた円柱バー６６ａ１を介して、本体部６０に固定されており、第１操作レバー６６ａはこの円柱バー６６ａ１を中心に揺動自在となっている。すなわち、図４（ｂ）に示すように、第１操作レバー６６ａをハンドル６１側に押し込んで揺動させると、弁体の上端部が引き上げられ、弁体を弁座から離間させるようになっている。同様に、第２操作レバー６６ｂも、弁体からやや離れた位置に設けられた円柱バー６６ａ１を介して、本体部６０に固定されており、第２操作レバー６６ｂはこの円柱バー６６ｂ１を中心に揺動自在となっている。したがって、図４（ｃ）に示すように、第２操作レバー６６ｂを吐出ノズル側に押し込むと、弁体の上端部が引き上げられ、弁体を弁座から離間させるようになっている。以上のような各操作レバー６６ａ，６６ｂの押し込み操作により、流路６７が開通し、吐出ノズル６３ａ、６３ｂ、６３ｃから塗料が吐出される。
【００３２】
第１操作レバー６６ａはハンドル６１内に収まる程度に幅を狭くすることで通常の刷毛のようなコンパクトな使い勝手を保つことができる。一方、第２操作レバー６６ｂは指先で軽く押しやすいようにブラシ部６２の幅と同程度の幅（２０〜４０ｍｍ）にすることができる。また、両操作レバー６６ａ及び６６ｂの荷重は１．０〜５．０Ｎ程度にすることが好ましく、こうすることで、塗装作業者が違和感なく、且つ長時間作業による疲労が蓄積することなく塗装することができる。
【００３３】
また、上記円柱バー６６ａ１及び６６ｂ１は、各操作レバー６６ａ及び６６ｂの揺動の支点として作用するものであり、図４の紙面方向に延びている。これら円柱バー６６ａ１及び６６ｂ１の中心軸と、ニードル弁６５の弁体６５２の中心線との距離ｄを出来るだけ小さく設計することが、塗料の液漏れ防止及び作業時の疲労防止の点から好ましい。具体的には距離ｄを４〜１０ｍｍとするのが好ましく、４〜７ｍｍとすることがさらに好ましい。また、圧縮コイルバネによる荷重（ひずみエネルギー）を確保することによって塗料吐出のＯＮ／ＯＦＦを確実にできる。上記のようなニードル弁においては、３．０Ｎ以上、特に５．０〜２０Ｎの荷重で液漏れを防止可能である。
【００３４】
続いて、上記のように構成された塗装システムを用いて塗装する方法について、以下に説明する。まず、塗料タンク２の容器本体１１内に塗料を充填する。本実施形態において使用する塗料としては、特には限定されず、公知のものが使用できるが、例えば、鉄塔の防食塗料としてはエポキシ樹脂及びアミン系硬化剤を含有する塗料が好適に使用できる。塗料粘度としては、０．３〜３０Ｐａ・ｓ、好ましくは０．５〜５Ｐａ・ｓの粘度（Ｂ型粘度計を用いて６０ｒｐｍで測定した粘度）であることが適当である。
【００３５】
塗料充填後、塗料タンク２から塗布具６への塗料の吐出流量が３〜１０ｍｌ／秒、好ましくは、４〜８ｍｌ／秒となるように、圧力調節具４の設定圧力を調節する。例えば、圧力調節具の設定圧力を、０．０５〜０．５ＭＰａの範囲内で調節して、ガスボンベ３に圧縮ガスを供給することができる。
【００３６】
続いて、いずれかの操作レバー６６を押し込み、ニードル弁６５を開く。これにより、各吐出ノズル６３ａ、６３ｂ、６３ｃから塗料が吐出するので、被塗装面を刷毛塗装する。
【００３７】
以上のように、本実施形態によれば、複数の吐出ノズル６３ａ、６３ｂ、６３ｃを備えているので、大きい面積の被塗布面への塗布が可能となる。また、第１吐出ノズル６３ａからの塗料の吐出量が、第３吐出ノズル６３ｃからの塗料の吐出量よりも多くなるように構成されているため、ブラシ部６２の内部への塗料の吐出量が適正に制御され、低粘度の塗料からある程度高粘度の塗料（例えば、０．３Ｐａ・ｓ〜３０Ｐａ・ｓ）まで、ブラシ部６２への塗料の含み具合が良好となり、短時間で均一な膜厚の塗装が可能である。
【００３８】
また、ハンドル６１と、２つの操作レバー６６ａ、６６ｂを有しているため、通常の刷毛のコンパクトな使い勝手を保って、ペングリップ、パームハンドどちらの持ち方も選択することができるので、手の届き難い塗装箇所でもブラシ部６２を回して塗装可能な設計としており、高所作業においてもあらゆる塗装箇所に対応して塗装作業者の使い勝手を向上させることができる。例えば、図５に示すように、塗装作業者が使い勝手や塗装部位に応じて、ペングリップ（図５（ａ）、図５（ｂ））、パームハンド（図５（ｃ））のどちらの持ち方も選択することができる。また、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、持ち方に応じて、２つの操作レバー６６ａ、６６ｂのうち、操作しやすい位置に配置された操作レバーを選択することができる。
【符号の説明】
【００３９】
５  可撓性管（供給部材）
６  塗布具
６０  本体部
６１  ハンドル
６２  ブラシ部
６３ａ  第１吐出ノズル
６３ｂ  第２吐出ノズル
６３ｃ  第３吐出ノズル
６６ａ  第１操作レバー
６６ｂ  第２操作レバー
６７  流路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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