(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニードル弁で開閉するノズル孔を有するスプレーガンと、塗布液を貯留し前記スプレーガン内の弁室に前記塗布液を供給する、前記塗布液を加圧状態で貯留するように密閉されたカセットタンクとを備え、前記弁室にエアを供給可能なエア供給路を前記スプレーガンの本体に形成したスプレー装置。
【請求項２】
前記カセットタンクがカップラを介して前記スプレーガンに着脱可能に取り付けられる、請求項１に記載のスプレー装置。
【請求項３】
前記カップラには前記カセットタンクを取り外したときに自動的に閉じるロック弁が設けられている、請求項２に記載のスプレー装置。
【請求項４】
前記塗布液を加圧状態で貯留するように前記カセットタンクが密閉されている、請求項１〜３の何れか１項に記載のスプレー装置。
【請求項５】
前記エア供給路にはエアを前記弁室内に供給する側にのみ流すチェック弁が設けられている、請求項１〜４の何れか１項に記載のスプレー装置。
【請求項６】
ニードル弁で開閉するノズル孔を有するスプレーガンと、塗布液を貯留し前記スプレーガン内の弁室に前記塗布液を供給するカセットタンクとを備えるスプレー装置における塗布液の沈殿防止方法であって、
前記塗布液を加圧状態で貯留するように前記カセットタンクを密閉し、前記ニードル弁を閉じたときに、前記弁室に連通するエア供給路を介してエアを加圧供給することで、前記カセットタンク内の塗布液を撹拌させることを含む、塗布液の沈殿防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スプレー装置に関し、特に塗布液の沈殿を防ぎ、塗布液供給の配管系の耐久性を向上する等のスプレー装置、スプレー装置における塗布液の沈殿防止方法またはスプレー装置における塗布液の洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば鋳造品を製造する際に用いられる金型や中子（成型品に空洞部を作るための砂型）には、製品の離型性を高めるために、予めスプレーで離型剤が塗布される。そのような離型剤に用いられる塗布液としては、一般には固体微粒子（粉体）を溶液に混合させたものが用いられる。
【０００３】
ところで粉体と溶液とを混合させた混合液をスプレーガンに用いる場合、塗布液が配管経路内で滞留すると、その滞留部で粉体が沈殿し、経路内の固着や閉塞等を引き起こす要因となる。そのような背景を受け、従来、スプレーを使用しないときでも塗布液を循環させて沈殿を防ぐスプレーガンが提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２１８４５０号公報
【特許文献２】特開２００６−０５５７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、塗布液を循環させる従来の構造では、スプレーガン本体に塗布液の供給口と戻り口とを設ける必要があり、それらに接続する配管も少なくとも２本必要となる。また、塗布液を溜めておくタンクや、タンク内で塗布液の沈殿を防ぐ撹拌装置、塗布液を圧送するポンプ、および塗布液の流量・圧力を制御するための計器類などを循環経路に設ける必要があり、それらを接続する配管構造も複雑となる。
【０００６】
このように循環経路が長くなる程、または経路が複雑化する程、配管の曲げ部など塗布液が滞留しやすい箇所が増え、塗布液の流れ不良を起こす機会も増える。また、塗布液に混合した固体微粒子（粉体）がこれらの流体機器やセンサ類に損傷を与えてしまい寿命低下を招くという課題もある。しかも、このような長く複雑化した配管のメンテナンス作業性は必ずしも容易とはいえない。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、スプレー装置において塗布液の経路における沈殿等を防止し、従来よりもメンテナンス性や耐久性等に優れた実用性の高い技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するため、本発明は、ニードル弁で開閉するノズル孔を有するスプレーガンと、塗布液を貯留し前記スプレーガン内の弁室に前記塗布液を供給する、前記塗布液を加圧状態で貯留するように密閉されたカセットタンクとを備え、前記弁室にエアを供給可能なエア供給路を前記スプレーガンの本体に形成したスプレー装置である。
【０００９】
上記構成において、スプレー装置は、前記カセットタンクがカップラを介して前記スプレーガンに着脱可能に取り付けられることが好ましい。
【００１０】
また、前記カップラには前記カセットタンクを取り外したときに自動的に閉じるロック弁が設けられていることが好ましい。
【００１１】
また、前記塗布液を加圧状態で貯留するように前記カセットタンクが密閉されていることが好ましい。
【００１２】
また、前記エア供給路にはエアを前記弁室内に供給する側にのみ流すチェック弁が設けられていることが好ましい。
【００１３】
また、本発明は、ニードル弁で開閉するノズル孔を有するスプレーガンと、塗布液を貯留し前記スプレーガン内の弁室に前記塗布液を供給するカセットタンクとを備えるスプレー装置における塗布液の沈殿防止方法であって、前記塗布液を加圧状態で貯留するように前記カセットタンクを密閉し、前記ニードル弁を閉じたときに、前記弁室に連通するエア供給路を介してエアを加圧供給することで、前記カセットタンク内の塗布液を撹拌させることを含む、塗布液の沈殿防止方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、スプレーガンの弁室にエア供給路を通してエアを加圧供給することにより、スプレーガンの清掃やカセットタンクに貯留する塗布液を撹拌して、塗布液の沈殿を防止することができる。また、塗布液の経路を簡素化することができ、装置の耐久性やメンテナンス性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態によるスプレー装置を例示する図である。
【図２】スプレー装置に接続する離型剤およびエアの供給配管の構成を例示するブロック図である。
【図３】カセットタンクに離型剤を投入する方法を説明するための図である。
【図４】スプレーガンの清掃方法を説明するための図である。
【図５】スプレー装置における離型剤の撹拌および沈殿を防止する方法を説明するための図である。
【図６】スプレー装置の噴霧動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明に係るスプレー装置の好適な実施形態を説明する。ここでは、鋳造品を製造する際に用いられる金型や砂型（中子）の表面に、固体微粒子の混合液である離型剤を塗布するスプレー装置１を説明する。ただし本発明は、ここで説明する実施形態に限定されず、例えば自動車のボディなどを塗装（色塗装、メタリック塗装、下塗り、防錆処理などを含む）するスプレーや、外壁など建築資材に塗装材を吹き付けるスプレー等、様々な分野において応用が可能である。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態によるスプレー装置１を例示する図である。スプレー装置１は、スプレーガン１０と、塗布液である離型剤を貯留するカセットタンク２０と、カセットタンク２０をスプレーガン１０に着脱可能に取り付けるカップラ３０とを備え構成されている。なお、図１では、スプレーガン１０本体の構造を解りやすく説明するために、その断面が模式的に示されている。
【００１８】
スプレーガン１０は、略円筒状のガン本体１１０と、ガン本体１１０の前側に設けられるノズルヘッド１２０と、ガン本体１１０の後部に形成される弁開閉駆動部１３０とを備えている。
【００１９】
図１には、一般的なスプレーガンに用いられるニードル弁型のノズルヘッド１２０が例示されている。この実施形態の場合、ノズルヘッド１２０の先端部には、離型剤を噴出するノズル孔１２１と、ノズル孔１２１の周りを円環状に囲むエア孔１２２とからなる噴霧口１２３が形成されている。ノズル孔１２１には、先細り形状のニードル弁１１１ａが、ガン本体１１０側から進退するように挿入される。ニードル弁１１１ａを一体に有する弁シャフト１１１は、ガン本体１１０内で摺動可能に支持されており、後述する弁開閉駆動部１３０により前後に駆動される。つまり、弁開閉駆動部１３０によりニードル弁１１１ａを後退させるとノズル孔１２１が開いて離型剤が噴出可能な状態となり、ニードル弁１１１ａを前進させるとノズル孔１２１が絞られて最終的には閉じるように構成されている。
【００２０】
環状のエア孔１２２は、エアチャンバ１２４を介してエア供給口１２５に連通している。つまり、エア供給口１２５からエア（後述するアトマイズエアＡａｔ）が加圧供給されると、エア孔１２２からノズルヘッド１２０の前方に向けてアトマイズエアが噴射される。
【００２１】
ニードル弁が開きノズル孔１２１から前方に向かって噴出された離型剤は、エア孔１２２から噴射されるアトマイズエアと混合して噴霧流となり、同時にエア流の負圧効果により噴霧流が吸い上げられて円錐状に拡散する。なお、アトマイズエアの噴射方向をノズル孔１２１の中心線に向かうようにエア孔１２２の向きを設計することにより、噴霧流の拡散角度を抑制し、噴霧流の密度を高めるように調整してもよい。
【００２２】
本実施形態のノズルヘッド１２０の外周部には、前方（噴霧方向）に突出し、ヘッドの中心に向けて互いに対向する２個の突起部１２８が形成されている。突起部１２８の内側面はテーパ面１２８ａとなっており、各テーパ面１２８ａにパターンエア孔１２６が設けられている。
【００２３】
パターンエア孔１２６はエア供給口１２７に連通している。エア供給口１２７からエア（後述するパターンエアＡｐｔ）が加圧供給されると、パターンエア孔１２６からパターン形成エアが噴射される。例えば、各パターンエア孔１２６を噴霧流の中心線に向かうように傾斜して設けることで、噴霧流に対しパターン形成エアを上下から吹き付けて扁平楕円状の塗布面を有する扇形の噴霧流を形成することができる。
【００２４】
ガン本体１１０には、ノズル孔１２１に連通する弁室である液チャンバ１１２が形成されている。先端にニードル弁１１１ａを有する弁シャフト１１１は、この液チャンバ１１２を貫いてガン本体１１０に摺動可能に設けられている。カップラ３０を介してスプレーガン１０に接続しているカセットタンク２０には、後述するように離型剤が加圧状態で貯留されており、ガン本体１１０に設けた液供給口１１５から離型剤が液チャンバ１１２に加圧供給される。
【００２５】
また、ガン本体１１０には、液チャンバ１１２に連通し、圧縮したエア（後述する撹拌エアＡｍｘ／パージエアＡｐｇ）を液チャンバ１１２に供給可能なエア供給路１１３が形成されている。このエア供給路１１３には、エアの加圧供給を許容する一方で、液チャンバ１１２からの離型剤の漏れや逆流を防ぐチェック弁１１４が設けられている。なお、チェック弁以外にも、スプレー時にエア供給路１１３を閉じるロック弁や、または必要に応じてエア供給路１１３を完全に塞ぐブラインド（メクラ）ネジを取り付けてもよい。
【００２６】
ガン本体１１０の後部には、弁シャフト１１１を進退移動させてノズル孔１２１を開および閉に制御する弁開閉駆動部１３０が形成されている。弁開閉駆動部１３０は、シリンダ部１３１と、弁シャフト１１１の後端に形成したピストン部１１１ｂと、シリンダ部１３１内でピストン部１１１ｂおよびエンドキャップ１３２の間に圧縮状態で介装されるバネ１３３とを備えて構成されている。バネ１３３は、その弾性反発力により、ニードル弁１１１ａがノズル孔１２１を閉じる側にピストン部１１１ｂを常時付勢している。
【００２７】
エア供給口１３４にエア（後述するコントロールエアＡｃｔ）が供給されると、その圧力でバネ１３３の反発力に抗して弁シャフト１１１を後退させる。このとき、コントロールエアの圧力とバネ１３３の弾性反発力とが均衡する位置にニードル弁１１１ａが後退し、これによりノズル孔１２１が開口する。すなわち、コントロールエアの圧力に応じて、ニードル弁の絞り量、つまりノズル孔１２１から噴出する離型剤の流量が制御される。
【００２８】
本実施形態の弁開閉駆動部１３０は、コントロールエアの圧力に応じてエアシリンダを動作させるものであるが、弁開閉駆動部にソレノイドを設け、ソレノイドに流す電流に応じてニードル弁を駆動してノズル孔の開度を制御するものでもよい。
【００２９】
カセットタンク２０は、離型剤（塗布液）を加圧状態で貯留可能な密閉構造となっている。また、カップラ３０は、例えばクイックカップラ等の着脱式継手である。カップラ３０には、カセットタンク２０を取り外したときに自動的に閉じるロック弁が設けられている。
【００３０】
図２は、スプレー装置１に接続する離型剤およびエアの供給配管の構成を例示するブロック図である。本実施形態では、撹拌エアＡｍｘおよびパージエアＡｐｇのエア供給源２０１、パターンエアＡｐｔのエア供給源２０２、アトマイズエアＡａｔのエア供給源２０３およびコントロールエアＡｃｔのエア供給源２０４がスプレーガン１０に接続している。なお、エア供給源２０１〜２０４をそれぞれ別々のコンプレッサにより構成してもよいが、１つのコンプレッサが供給する圧縮エアをマニホールドで分流する回路により、エア供給源２０１〜２０４の全部またはそれらの一部を構成してもよい。
【００３１】
本実施形態のスプレー装置１には、従来のように塗布液（離型剤）の循環経路を設けていない。それに加え、図２に示すように、スプレーガン１０への離型剤の供給経路が、カセットタンク２０およびカップラ３０のみであり簡素化されている。このように、塗布液（離型剤）の供給経路をシンプルにしたことで、塗布液に混合した固体微粒子による損傷の機会が減り、結果的にスプレー装置１の長寿命化を図ることができる。また例えばクイックカップラなどの着脱式のカップラ３０を用いることで、スプレーガン１０とカセットタンク２０とを容易に分離・結合することができ、清掃などのメンテナンス作業性も向上させている。
【００３２】
次に本実施形態のスプレー装置１の使用方法および作用効果を説明する。
先ず、図３に示すように、カセットタンク２０の液投入部２２に液投入ノズル４０を装着して、タンク本体２１内に塗布液である離型剤Ｍを投入する。タンク本体２１は、離型剤Ｍを加圧状態で貯留するように密閉構造とされている。そのため離型剤Ｍの投入量が増すほどタンク本体２１のスペースの背圧が高くなるが、タンク本体２１の上部に設けたリリーフ弁２３により、その背圧が一定の高圧力に維持されている。
【００３３】
このようにタンク本体２１の加圧状態を維持して離型剤を安定的に供給できるようにし、かつ、後で加えるエア圧力の封じ込みを可能にするために、液投入部２２には逆止弁（チェック弁）が設けられることが好ましい。また、液供給およびメンテナンスの利便性を確保するため、カセットタンク２０下部の液取出ニップル２４に、カップラ３０を取り外したときに自動的に閉じるロック弁が設けられることが好ましい。
【００３４】
タンク本体２１には、後で加えるエアのスペースを確保するため、満杯の状態から約３／４程度の量の離型剤を投入することが好ましい。つまり、タンク本体２１内の少なくとも約１／３のスペースに、ノズル孔１２１から離型剤を噴出させるための圧縮エアを封じ込めておくことが好ましい。
【００３５】
一方、図４に示すように、カセットタンク２０を取り外した状態でスプレーガン１０内部の清掃をすることもできる。例えば、コントロールエアＡｃｔを弁開閉駆動部１３０に印加してニードル弁１１１ａを開いておき、その状態でエア供給路１１３にパージエアＡｐｇを加圧供給することができる。カップラ３０には、カセットタンク２０を取り外したときに自動的に閉じるロック弁が設けられ、液チャンバ１１２やニードル弁１１１ａ周囲の狭隘な弁室１１２’に残留する離型剤が、パージエアＡｐｇとともにノズル孔１２１から勢いよく排出される。これにより、スプレーガン１０内部を容易に清掃することができる。
【００３６】
次に、図５に示すように、カセットタンク２０をカップラ３０に接続してスプレーガン１０に取り付ける。カセットタンク２０は、スプレーガン１０の本体よりも高い位置にある。上述したように、弁開閉駆動部１３０（エア供給口１３４）にコントロールエアを供給しなければ、バネ１３３の弾性反発力によりニードル弁１１１ａが閉じている。この状態で、エア供給路１１３から撹拌エアＡｍｘを供給すると、カップラ３０を介してエアがカセットタンク２０へと向かい、タンク本体２１内の離型剤Ｍに上昇する気泡を発生させる。これにより離型剤Ｍが撹拌され、タンク本体２１の底部における固体微粒子の沈殿や固着を効果的に防止することができる。
【００３７】
なお、本実施形態のスプレー装置１においては、離型剤の消費によりカセットタンク２０内の液面が下がり、それにつれて背圧Ｐｃも減圧する。しかし、例えば塗布工程の合間毎に撹拌エアＡｍｘを随時供給することにより、スプレーガン１０内の清掃およびカセットタンク２０内の沈殿を防止しながらタンク本体２１の背圧Ｐｃを高圧力に戻し、次の工程で離型剤の噴出に使うエネルギーとして蓄えることができる。
【００３８】
本実施形態のスプレー装置１は、図６に示すようにカセットタンク２０をスプレーガン１０に取り付けることにより噴霧動作を行うことができる。カセットタンク２０をカップラ３０に接続すると、カップラ３０内のロック弁が開き連通するとともにカセットタンク２０内で加圧状態の離型剤Ｍがスプレーガン１０の弁室である液チャンバ１１２に充填される。そしてスプレーガン１０のエア供給口１３４から所定圧力のコントロールエアＡｃｔを供給しニードル弁１１１ａを開くことで、カセットタンク２０内の高い背圧Ｐｃにより離型剤をノズル孔１２１から勢いよく噴出させる。
【００３９】
これと同時にアトマイズエアＡａｔをノズル孔１２１から噴射することで、液状の離型剤が微粒化して噴霧流となる。また、塗布の用途に応じてパターンエアＡｐｔを噴射して、例えば扁平楕円状の塗布面を有する扇形の噴霧流に成形することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１  スプレー装置
１０  スプレーガン
２０  カセットタンク
２１  タンク本体
２２  液投入部
２４  液取出ニップル
３０  カップラ
１１０  ガン本体
１１１  弁シャフト
１１１ａ  ニードル弁
１１２  液チャンバ（弁室）
１１３  エア供給路
１１５  液供給口
１２０  ノズルヘッド
１２１  ノズル孔
１２２  エア孔
１２３  噴霧孔
１２６  パターンエア孔
１３０  弁開閉駆動部
１３３  バネ
１３４  エア供給口
【図１】
0006727518.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0006727518.tif 000006
【図６】
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