(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部がテーパ状内周面を有する凹部とされているとともに、内部に塗料溜まりが形成され、さらに前記塗料溜まりから前記凹部に連通する複数の吐出孔が同心状に配された回転霧化頭を備え、この回転霧化頭を回転させることによって発生する遠心力により、前記塗料溜まり内の塗料を、前記吐出孔を通して前記テーパ状内周面を伝わせつつその凹部の先端縁から前方へ放射状に噴出させるようにした塗装ガンにおいて、
前記吐出孔を、互いに径が異なる複数の同心状の配置円に沿って形成し、
内周側の前記配置円に沿って配置された前記吐出孔の前記塗料溜まり側の開口を、外周側の前記配置円に沿って配置された前記吐出孔の前記塗料溜まり側の開口よりも前記回転霧化頭の径方向内側に設け、
外周側の前記吐出孔の穿孔方向、及び、内周側の前記吐出孔の穿孔方向は、前記塗料溜まり側から前記凹部側に向かって外広がりとなったテーパ状の向きとなっており、
前記回転霧化頭の回転中心線に対する内周側の前記吐出孔のテーパ方向の角度は、外周側の前記吐出孔のテーパ方向の角度と同じ角度とされていることを特徴とする塗装ガン。
【請求項２】
外周側の前記配置円に沿って配置された前記吐出孔と、内周側の前記配置円に沿って配置された前記吐出孔とは、互いに周方向にずれた千鳥配置とされていることを特徴とする請求項１記載の塗装ガン。
【請求項３】
前記凹部の内面における前記吐出孔の開口縁部に、外方へ向けてテーパ状に拡径する拡径部が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の塗装ガン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高速回転させた回転霧化頭から遠心力によって塗料を霧化しつつ吐出するようにした塗装ガンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高速回転させた回転霧化頭から遠心力によって塗料を霧化しつつ吐出するようにした塗装ガンは、回転霧化頭の先端面にベル状凹部を形成するとともに、回転霧化頭の内部に塗料溜まりを形成し、さらに塗料溜まりからベル状凹部に連通する複数の吐出孔を同心状に配し、塗料溜まり内の塗料が、遠心力により吐出孔を通ってベル状凹部のテーパ状をなす内周を伝いつつそのベル状凹部の開口縁から前方へ放射状に噴出するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような回転霧化頭を有する塗装ガンにおいて小型化を図る場合、回転霧化頭が小径化されて、吐出孔の配置円の径も小さくなるため、その小径化に対応するためには、各吐出孔は、その口径を小さくせずに数を少なくするか、若しくは数を減らさずに口径を小さくする必要がある。
しかしながら、吐出孔の数を減らした場合と口径を小さくした場合のいずれにおいても、複数の吐出孔の全体としての開口面積が小さくなるため、塗料は吐出孔を通過し難くなる。そのため、塗料溜まり内の塗料が、吐出孔とは反対側にあって通常は塗料が侵入しない隙間（回転霧化頭を回転させるための軸と軸受との隙間や、回転霧化頭を回転させるためのエアタービン部の隙間）へ侵入してしまう虞がある。
【０００４】
本願発明は上記事情に鑑みて創案され、回転霧化頭を小型化した場合に、塗料溜まり内の塗料が、吐出孔とは反対側にあって通常は塗料が侵入しない隙間へ侵入するのを防止することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、先端部がテーパ状内周面を有する凹部とされているとともに、内部に塗料溜まりが形成され、さらに前記塗料溜まりから前記凹部に連通する複数の吐出孔が同心状に配された回転霧化頭を備え、この回転霧化頭を回転させることによって発生する遠心力により、前記塗料溜まり内の塗料を、前記吐出孔を通して前記テーパ状内周面を伝わせつつその凹部の先端縁から前方へ放射状に噴出させるようにした塗装ガンにおいて、前記吐出孔を、互いに径が異なる複数の同心状の配置円に沿って形成し、内周側の前記配置円に沿って配置された前記吐出孔の前記塗料溜まり側の開口を、外周側の前記配置円に沿って配置された前記吐出孔の前記塗料溜まり側の開口よりも前記回転霧化頭の径方向内側に設け、外周側の前記吐出孔の穿孔方向、及び、内周側の前記吐出孔の穿孔方向は、前記塗料溜まり側から前記凹部側に向かって外広がりとなったテーパ状の向きとなっており、前記回転霧化頭の回転中心線に対する内周側の前記吐出孔のテーパ方向の角度は、外周側の前記吐出孔のテーパ方向の角度と同じ角度とされている構成とした。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、外周側の前記配置円に沿って配置された前記吐出孔と、内周側の前記配置円に沿って配置された前記吐出孔とは、互いに周方向にずれた千鳥配置とされている構成とした。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、前記凹部の内面における前記吐出孔の開口縁部に、外方へ向けてテーパ状に拡径する拡径部が形成されている構成とした。
【０００７】
【発明の作用及び効果】
［請求項１の発明］
吐出孔を一重の配置円に沿って配置する形態を変えずに回転霧化頭を小型化しようとすると、吐出孔の開口径を小さくするか、吐出孔の数を減らさざるを得ないのである。これに対し、本発明では、吐出孔を複数の配置円に沿って配置したので、回転霧化頭を小径化するに際しては、吐出孔の開口径を小さくする必要も、また吐出孔の数を少なくする必要もない。したがって、吐出孔全体としての開口面積が小さくならずに済み、塗料が吐出孔を通過するときの流動抵抗が増大せずに済む。これにより、塗料溜まり内の塗料が、吐出孔とは反対側にあって通常は塗料が侵入しない隙間へ侵入してしまうことが防止される。
【０００８】
［請求項２の発明］
外周側の吐出孔と内周側の吐出孔とを周方向にずらして配置したので、凹部のテーパ状内周面上においては、内周側の吐出孔から吐出した塗料流と、外周側の吐出孔から吐出した塗料流とが、互いに重ならずに相手側の塗料流の隙間を埋めるようになり、霧化状態を不安定にする原因となる周方向における塗料の切れ目が減少又は消失する。
［請求項３の発明］
吐出孔の開口縁部にテーパ状の拡径部を形成したので、吐出孔から吐出した塗料流は凹部のテーパ状内周面上で拡散され、霧化状態を不安定にする原因となる周方向における塗料の切れ目が減少又は消失する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
［実施形態１］
以下、本発明を具体化した実施形態１を図１乃至図３を参照して説明する。
本実施形態の塗装ガンは静電塗装用のものであって、合成樹脂製のガン本体１０の内部には、高電圧発生装置１１と、回転霧化頭２５に塗料を供給するための塗料供給管１２が固定して設けられている。塗料供給管１２の先端部は、ガン本体１０の前端部に設けた回転霧化頭２５用の収容凹部１３内に臨んでおり、また、塗料供給管１２の後端部には開閉弁１４が設けられている。
【００１０】
また、回転霧化頭２５を回転させるための中空の回転軸１５が、塗料供給管１２を貫通させた形態でエア軸受１６によって回転自由に支持されている。即ち、回転軸１５は、ベアリングエア流路１７に連通するエア軸受１６のラジアルノズル１８から回転軸１５の外周に対して径方向内向きに吐出される加圧エアによって径方向に支持されているとともに、ベアリングエア流路１７に連通するエア軸受１６のスラストノズル１９から回転軸１５の後端のフランジ２０に対して軸方向に挟むように吐出される加圧エアによって軸方向に支持されている。この回転軸１５に向けて吐出された軸受用の加圧エアは、エア軸受１６の内周と回転軸１５の外周との間の僅かな隙間を通り、回転霧化頭２５の収容凹部１３内に噴出される。
【００１１】
また、回転軸１５はエアタービン２１によって高速で回転駆動されるようになっている。即ち、回転軸１５の後端部にはタービン翼車２２が一体回転可能に固着され、タービンエア流路２３に連通するタービンノズル２４からタービン翼車２２の外周のルーバーに向けて吐出される加圧エアにより、タービン翼車２２が回転軸１５と一体となって高速で回転駆動される。このタービン翼車２２に向けて吐出されるエアタービン用の加圧エアは、タービン翼車２２の内周と塗料供給管１２の外周との間、及び回転軸１５の内周と塗料供給管１２の外周との間を通って回転霧化頭２５の収容凹部１３へ噴出される。
【００１２】
回転軸１５の前端部には、回転霧化頭２５が収容凹部１３内に収容された状態で回転軸１５と一体に回転するように且つ回転軸１５と同軸状に固着されている。回転霧化頭２５について説明すると、その先端部にはテーパ状内周面２７を有する凹部２６が形成され、内部には、隔壁２８によって凹部２７と区画された塗料溜まり２９が形成されており、この塗料溜まり２９には塗料供給管１２の前端部が臨んでいる。隔壁２８には、塗料溜まり２９から凹部２６に連通する複数の吐出孔３０Ａ，３０Ｂが、回転霧化頭２５と同心の配置円に沿って形成されている。
【００１３】
回転霧化頭２５をエアタービン２１によって高速回転させると、その回転によって発生する遠心力により、塗料溜まり２９内の塗料が、そのテーパ状の誘導面３１を伝い、吐出孔３０Ａ，３０Ｂを通り、凹部２６のテーパ状内周面２７上を塗料流３２Ａ，３２Ｂとなって伝い、凹部２６の先端縁から前方へ放射状に噴出するようになっている。
吐出孔３０Ａ，３０Ｂは、上記のように回転霧化頭２５と同心の配置円に沿って一定ピッチで複数形成したものであるが、本実施形態では、互いに同心であり且つ互いに径の異なる２つの仮想的な配置円（図示せず）に沿った配置となっている。換言すると、各吐出孔３０Ａ，３０Ｂは、その円の中心を夫々の配置円上に位置させるように配置されているのである。
外周側の配置円に沿って形成した吐出孔３０Ａ（以下、外周側の吐出孔３０Ａという）は、その塗料溜まり２９から凹部２６に至る全領域に亘って径を一定とした円形をなす。また、これらの外周側の吐出孔３０Ａは全て同じ径寸法となっている。これらの吐出孔３０Ａの穿孔方向（即ち、吐出孔３０Ａから吐出される塗料流３２Ａの飛行方向）は、その後端側（塗料溜まり２９側）から前端側（凹部側）に向かって外広がりとなったテーパ状の向きとなっている。また、回転霧化頭２５の軸線（回転中心線）に対する外周側の吐出孔３０Ａのテーパ方向の角度は、塗料溜まり２９のテーパ状の誘導面３１及び凹部２６のテーパ状内周面２７の傾斜角度とほぼ同じ角度となっている。
【００１４】
一方、内周側の仮想的な配置円に沿って形成した吐出孔３０Ｂ（以下、内周側の吐出孔３０Ｂという）も、その塗料溜まり２９から凹部２６に至る全領域に亘って径を一定とした円形をなす。これらの内周側の吐出孔３０Ｂは全て同じ径寸法であり、この径寸法は外周側の吐出孔３０Ａと同じ寸法となっている。これらの内周側の吐出孔３０Ｂの穿孔方向は、その後端側（塗料溜まり２９側）から前端側（凹部側）に向かって外広がりとなったテーパ状の向きとなっており、回転霧化頭２５の軸線（回転中心線）に対する内周側の吐出孔３０Ｂのテーパ方向の角度は、上記外周側の吐出孔３０Ａのテーパの角度と同じ角度とされている。
【００１５】
また、外周側の吐出孔３０Ａの数と内周側の吐出孔３０Ｂの数は、互いに同じ数とされているが、双方の吐出孔３０Ａ，３０Ｂは、互いに周方向にずれていて、正面から見ると千鳥配置となっている。この外周側の吐出孔３０Ａと内周側の吐出孔３０Ｂのずれ角度は、吐出孔３０Ａ，３０Ｂの周方向のピッチ角度の半分の寸法とされている。したがって、隣接する外周側の吐出孔３０Ａ同士の中間位置に、内周側の吐出孔３０Ｂが配置されていることになる。
【００１６】
吐出孔を一重の配置円に沿って配置する形態を変えずに回転霧化頭を小型化しようとすると、吐出孔の開口径を小さくするか、吐出孔の数を減らさざるを得ないのであるが、本実施形態においては、吐出孔３０Ａ，３０Ｂを外周側と内周側の２つの配置円に沿って振り分けて配置したので、回転霧化頭２５を小径化するに際し、吐出孔３０Ａ，３０Ｂの開口径を小さくする必要も、吐出孔３０Ａ，３０Ｂの全体としての数を減す必要もない。したがって、吐出孔３０Ａ，３０Ｂ全体としての開口総面積が小さくならずに済み、塗料が吐出孔３０Ａ，３０Ｂを通過するときの流動抵抗が増大せずに済む。これにより、塗料溜まり２９内の塗料が、エア軸受１６の軸受用の加圧エアが流れる隙間やエアタービン用の加圧エアが流れる隙間（吐出孔３０Ａ，３０Ｂとは反対の後側にあって通常は塗料が侵入しない隙間）へ侵入してしまうことが防止される。
【００１７】
また、吐出孔を一重の配置円に沿って配置したものでは、塗料の全体の吐出量を少なく設定した場合に、各吐出孔を通過する塗料の量が少なくなり、その結果、飛行中に塗料が乾燥してしまうことが懸念されるのであるが、本実施形態では、吐出孔３０Ａ，３０Ｂを外周側と内周側とに振り分けたので、全ての吐出孔３０Ａ，３０Ｂを少量の塗料が通過するのではなく、塗料が外周側の吐出孔３０Ａのみを通過することになる。即ち、この外周側の吐出孔３０Ａの１つ１つにおいて通過する塗料の量は少なくならないので、塗料が飛行中に乾燥してしまうことが防止される。
【００１８】
また、本実施形態では、外周側の吐出孔３０Ａと内周側の吐出孔３０Ｂとを周方向にずらして配置したので、凹部２６のテーパ状内周面２７上においては、図３に示すように、内周側の吐出孔３０Ｂから吐出した塗料流３２Ｂと、外周側の吐出孔３０Ａから吐出した塗料流３２Ａとが、互いに重ならずに相手側の塗料流３２Ａ，３２Ｂの隙間を埋めるようになり、周方向における塗料の切れ目が殆どない。尚、実際には塗料流３２Ａ，３２Ｂは湾曲した軌跡を描くのであるが、図３においては、便宜上塗料流３２Ａ，３２Ｂを直線的に描いてある。
【００１９】
［実施形態２］
次に、本発明を具体化した実施形態２を図４及び図５を参照して説明する。
本実施形態２の回転霧化頭４０は、上記実施形態１のものにおいて、外周側の各吐出孔４１Ａと内周側の吐出孔４１Ｂの全てについて、その凹部２６側の開口縁部に外方（前方）へ向けて、換言すると塗料の吐出方向に向かってテーパ状に拡径する拡径部４２Ａ，４２Ｂを形成したものである。このようにテーパ状の拡径部４２Ａ，４２Ｂを形成したので、塗料は吐出孔４１Ａ，４１Ｂから吐出する際に周方向に広がり、凹部２６のテーパ状内周面２７上においては、塗料流４３Ａ，４３Ｂが吐出孔４１Ａ，４１Ｂの内径寸法よりも幅広に拡散した状態となる。したがって、外周側の吐出孔４１Ａから吐出した塗料流４３Ａと内周側の吐出孔４１Ｂから吐出した塗料流４３Ｂとが周方向において互いに部分的な重なり合い、塗料流４３Ａ，４３Ｂの切れ目が確実に消失している。その他の構成については上記実施形態１と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。尚、図５においては、便宜上、拡径部４２Ａ，４２Ｂを一部の吐出孔４１Ａ，４１Ｂのみについて描いたが、これは一部の吐出孔４１Ａ，４１Ｂについて拡径部４２Ａ，４２Ｂを省略したものであり、本実施形態２では全ての外周側の吐出孔４１Ａと全ての内周側の吐出孔４１Ｂに拡径部４２Ａ，４２Ｂが形成されている。
【００２０】
［他の実施形態］
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施態様も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記実施形態では吐出孔を２重の配置円に沿って配置したが、本発明によれば、配置円は３重以上設けてもよい。
（２）上記実施形態では外周側の配置円に沿って配置された吐出孔と、内周側の配置円に沿って配置された吐出孔とを、互いに周方向にずれた千鳥配置としたが、本発明によれば、外周側の吐出孔と内周側の吐出孔とを周方向において同じ位置となるように（径方向において重なるように）配置してもよい。
【００２１】
（３）上記実施形態ではベル状凹部の内面における吐出孔の開口縁部に、外方へ向けてテーパ状に拡径する拡径部を形成したが、本発明によれば、このような拡径部を形成しない構成としてもよい。
（４）上記実施形態１では外周側の吐出孔と内周側の吐出孔とを同じ半径としたが、本発明によれば、双方の半径を互いに異なる寸法としてもよい。
（５）上記実施形態２では外周側の吐出孔と内周側の吐出孔とがそのテーパ状の拡径部よりも後方部分の半径が同じ寸法であるようにしたが、本発明によれば、双方の半径を互いに異なる寸法としてもよい。
【００２２】
（６）上記実施形態１では吐出孔がその全長に亘って一定の径寸法としたが、本発明によれば、吐出孔の径寸法がその全長に亘ってテーパ状に変化するような形態としてもよい。
（７）上記実施形態２では吐出孔におけるテーパ状の拡径部よりも後方部分が一定の径寸法であるようにしたが、本発明によれば、吐出孔の径寸法がその全長に亘ってテーパ状に変化するような形態としてもよい。
（８）上記実施形態では配置円を共通とする吐出孔同士の間では径が互いに同じ寸法としたが、本発明によれば、配置円を共通とする吐出孔同士の間で径寸法が互いに異なるようにしてもよい。
【００２３】
（９）上記実施形態では吐出孔の断面形状を真円としたが、本発明によれば、吐出孔の断面形状は楕円形や長円形などの他の形状としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１の塗装ガンの断面図
【図２】回転霧化頭の拡大断面図
【図３】回転霧化頭の正面図
【図４】実施形態２の回転霧化頭の拡大断面図
【図５】回転霧化頭の正面図
【符号の説明】
２５…回転霧化頭
２６…凹部
２７…テーパ状内周面
２９…塗料溜まり
３０Ａ…吐出孔
３０Ｂ…吐出孔
４０…回転霧化頭
４１Ａ…吐出孔
４１Ｂ…吐出孔
４２Ａ…拡径部
４２Ｂ…拡径部
【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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