(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定間隙を有し弧状に所定幅延びる導出口を一端にもち該所定間隙を維持しつつ該導出口より収斂する方向に所定深さにある弧状の所定収斂幅をもつ導入口を他端にもち、前記導出口の放射方向に塗料が噴射される扇台形状のノズル通路と、
該導入口が開口する該導入口に沿って延びる弧状の内壁面で区画された内部空間と、
該内部空間に連通する導入通路と、
を持つことを特徴とする塗布ノズル。
【請求項２】
前記ノズル通路、前記内部空間および前記導入通路は同一面に対して面対称の形状である請求項１記載の塗布ノズル。
【請求項３】
前記内部空間は、前記導入口を含む内壁面から前記導入通路の排出口へ収斂する扇状である請求項１記載の塗布ノズル。
【請求項４】
少なくとも前記ノズル通路を区画する内壁面の一部及び前記内部空間を区画する内壁面の一部をもつ本体部と、該ノズル通路を区画する内壁面の残部および該内部空間を区画する内壁面の残部をもつ蓋部と、
からなる請求項１記載の塗布ノズル。
【請求項５】
前記本体部は前記ノズル通路をもつ請求項４記載の塗布ノズル。
【請求項６】
前記ノズル通路を区画する内壁面の一部、前記内部空間を区画する内壁面の一部および前記導入通路を区画する内壁面の一部をもつ本体部と、該ノズル通路を区画する内壁面の残部、該内部空間を区画する内壁面の残部および該導入通路を区画する内壁面の残部をもつ蓋部と、
からなる請求項１記載の塗布ノズル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗料等の液体を、物体表面に塗布する塗布装置の液噴出先端部分に取り付ける塗布ノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
物体表面に塗料を吹き付ける塗布装置の塗料吹き出し口には、ノズルが取り付けられている。このノズル先端の形状は、被塗装物体の表面に、良好に塗料が塗布できるよう、被塗装物体表面の形状、使用される塗料の種類、塗料の噴霧形状などに応じて適切なものが採用される。
【０００３】
特開平８−２２４５０３号公報には周囲に塗料飛沫が付着させることなく剥離型保護膜を塗布できるノズルが開示されている。このノズルは、その断面を図５に示すように、被塗装面１０３に対峙し、塗料を吐出する細孔１０１が、複数個、一列に並べられている。一列に並べられた複数個の細孔１０１より吐出した塗料は横方向に結合し、一定の塗装幅を保持してシート状となり、被塗装面に塗布される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
塗料吐出用の細孔を多数一列に並べた従来の塗布ノズルは、塗布幅と同じ幅の多数の細孔をもつ必要があり、塗布ノズルが塗布幅に比較して大きくなる。また、細孔が多数となり目詰まり等が発生しやすく、塗布ノズルの管理が困難であるといった問題が有る。
【０００５】
そこで、本発明は、均一な塗装膜厚で、かつ幅広に塗布できるシンプルな塗布ノズルを提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の塗布ノズルは、所定間隙を有し弧状に所定幅延びる導出口を一端にもち該所定間隙を維持しつつ該導出口より収斂する方向に所定深さにある弧状の所定収斂幅をもつ導入口を他端にもち、前記導出口の放射方向に塗料が噴射される扇台形状のノズル通路と、該導入口が開口する該導入口に沿って延びる弧状の内壁面で区画された内部空間と、該内部空間に連通する導入通路とを持つことを特徴とする。なお、扇台形状とは通常の台形の短い上辺および長い下辺を弧状の曲率半径の小さい弧および曲率半径の大きい弧に代えた台形状のものをいう。
【０００７】
本発明の塗布ノズルは、内部空間に溜まった塗料がスリット状の間隙をもつ扇台形状のノズル通路より吐き出され、幅を広げつつフイルム状に吐き出される。これにより幅広く一定厚さのフイルム状塗膜が容易に形成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の塗布ノズルは、ノズル通路と内部空間と導入通路とをもつ。ノズル通路はスリット状の幅の狭い所定間隙を有し、弧状に所定幅延びる導出口を一端にもち、その導出口より収斂する方向に所定深さにある弧状の所定収斂幅をもつ導入口を他端にもつ扇台形状である。塗料は導入口より導出口に導かれ、扇状に幅を広げつつこのノズル通路を押し出される。扇台形状の大きさ、開き角度、導入口から導出口までの距離、スリットの間隙の大きさ等、塗料の性質、塗布条件等により最適のものを選択できる。
【０００９】
内部空間は塗料を溜め、ノズル通路の導入口に均一に塗料を供給する働きをもつ空間である。この内部空間にはノズル通路の導入口が開口する。そしてこの導入口に沿って延びる弧状の内壁面で内部空間が区画される。すなわち、内部空間はノズル通路の間隙に比較して極めて広い幅をもつ。この内部空間の形状を扇状とし、扇の要の位置に導入通路が開口し、扇の弧の位置にノズル通路の導入口が開口するものとすることができる。
【００１０】
内部空間を扇形状とすることにより所定流速で導入通路から内部空間の要の位置に送られてくる塗料は要の位置から扇状に広がり流速を落とす。そして弧状の内壁面に開口している導出口にどの部分も同じような流速で押し出される。これにより塗布される塗料の均一性が高くなる。
導入通路は塗料を内部空間に供給する通路である。この導入通路には塗料供給源塗つながる塗料供給パイプ等が連結される。
【００１１】
本発明の塗布ノズルを、少なくともノズル通路を区画する内壁面の一部及び内部空間を区画する内壁面の一部をもつ本体部と、ノズル通路を区画する内壁面の残部および内部空間を区画する内壁面の残部をもつ蓋部とから構成することができる。この本体部に、ノズル通路をもつようにしてもよい。
また、本発明の塗布ノズルを、ノズル通路を区画する内壁面の一部、内部空間を区画する内壁面の一部および導入通路を区画する内壁面の一部をもつ本体部と、ノズル通路を区画する内壁面の残部、内部空間を区画する内壁面の残部および導入通路を区画する内壁面の残部をもつ蓋部とから構成することができる。
【００１２】
【発明の作用・効果】
かかる構成の塗布ノズルにおいて、導入通路から送り込まれた塗料等の液体が、一度、内部空間に貯留される。そして、内部空間に連通するノズル通路の導入口内へと、塗料等が押し出される。
導入通路を送られた塗料は、内部空間に入る。この時、塗料には比較的大きな流速をもつ。しかし、内部が広がった内部空間に入ることにより、塗料の流速が減じ、遅い流れとなる。これにより内部空間内の部分部分による流速変化が小さくなる。そしてノズル通路の導入口のどの部分もほぼ等しい流速で塗料が供給される。
【００１３】
ノズル通路の収斂方向の深さは通路全体でほぼ等しい。また、ノズル通路の間隙は内部空間の広さに比較して極めて狭い。すなわち、ノズル通路での通過抵抗が高い。これにより内部空間からノズル通路の導入口に押し込まれる塗料の圧力が、導入口のどの部分でもさらに均一化する。そして、導入口内へ送り込まれた塗料が、所定の深さを持ったノズル通路を経て、導出口の放射方向に等しく噴出する。すなわち、導出口のどの部分においても均等量の塗料が均等圧力で連続的に噴出される。
【００１４】
また、ノズル通路が扇台形状に形成され、導入口及び導出口が弧状に形成されているので、噴出塗料が、幅を広げながら導出口から噴出する。これにより、物体上に塗布された塗料は、その塗布幅が導出口の幅より広く、しかも塗布膜全体の膜厚が、常に均一となる。すなわち、ノズル通路の弧方向の長さより幅広く、しかも均一膜厚で、塗料を塗布できる。
【００１５】
この塗布ノズルをノズル通路及び内部空間の一部を区画する本体部と、ノズル通路及び内部空間の残部を区画する蓋部とから構成することができる。このようにすることにより、ノズル通路内に液体が詰まった場合、蓋部と本体部とを分解することで、目詰まりを直ちに除去解消できる。
また、上記ノズル通路、内部空間及び導入通路を、同一面に対して面対称として構成することができる。このようにすることによりこの塗布ノズルの製作が容易となる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。本発明の実施例の塗布ノズル１の平面図を図１に、その上面図を図２に示す。また、図１に示すＩ−Ｉ’方向の横断面図を図３に、塗料供給用パイプ４９の先端に固定され塗布状態を模式的に示す全体斜視図を図４に示す。
【００１７】
本実施例の塗布ノズル１は図１および図４より明らかなように、全体が略扇形状の厚板状である。そしてこの塗布ノズル１は本体部２５と蓋部２３とで構成されている。この本体部２５は略扇形状の要に近い要部分３が厚く、他の先端部分が薄い略Ｌ字状をしている。蓋部２３は本体部２５の先端部分の薄い部分を補う形状とになっており、本体部２５と蓋部２３とは、４本の埋め込みビス２７で固定されている。
【００１８】
ノズル通路３７および内部空間１５は本体部２５と蓋部２３とで区画されている。すなわち、ノズル通路３７は蓋部２３の合わせ面側に扇台形状の浅い溝状の凹部を形成して作られている。この凹部の深さがノズル通路３７の間隙３５となる。内部空間１５は本体部２５および蓋部２３の両合わせ面側をともに比較的深い略扇状の凹部を形成することにより作られている。ノズル通路３７と内部空間１５とは蓋部２３のそれぞれの凹部が連通することにより繋がり、内部空間１５の内壁面に導入口４５が開口し、その反対側の端面に導出口４３が開口する。
【００１９】
導入通路５は本体部２５の要部分３に内部空間１５側が径小となるテーパー状の貫通孔として形成されしかもその内周面９に雌ねじ１１が螺設してある。なお、導入通路５の内部空間１５に連絡する部分は本体部２５と蓋部２３の両合わせ面側に凹部を形成して作られている。
この導入通路５に定量供給装置（図示せず）の塗料供給パイプ４９が螺合され、内周面９のテーパ形状によってこの塗料供給パイプ４９が挟持される。結果、塗布ノズル１が塗料供給パイプ４９の先端に固定される。なお、本実施例では、間隙３５を０．６mm、導出口４３の開口長を４３mm、導出口４３の曲率半径を３０mm、導入口４５の曲率半径を２２mm、導管１３の内径を１２mm、ノズル通路３７の通路長を約８mmとした。
【００２０】
次に、本実施例の塗布ノズル１の機能について説明する。図４に示すように、塗料供給用パイプ４９の先端に塗布ノズル１がネジ止めされる。そして、塗料供給用パイプ４９から、塗料が塗布ノズル１の導入通路５へ、所定圧力で送り込まれる。塗布ノズル１内へ供給された塗料は、導入通路５及び導管１３を経て、内部空間１５内へ送り込まれる。内部空間１５内へ導かれた塗料は、この内部空間１５内に一時的に貯留される。広い空間である内部空間１５内へ塗料が一度放出されることで、塗料液体内に生じている内部圧力の偏りが均一化される。
【００２１】
そして、内部空間１５からノズル通路３７の導入口４５へ、塗料が押し出される。導入口４５に押し込まれた塗料は、ノズル通路３７を経て、導出口４３から放射状に噴出する。噴出した塗料は、ノズル通路３７の間隙３５に呼応する厚さのフィルム状となりかつスカート状に広がりつつ被塗布物体の表面５３に付着する。
【００２２】
このように、塗布ノズル１内に供給される塗料は、内部空間１５の広い空間によって、その内部圧力が平均化される。しかも、内部空間１５の扇半径延長方向にノズル通路３７の導入口４５が開口しているので、ノズル通路３７を通過する塗料の移動速度等が均一化する。
よって、塗料は、ノズル通路３７の導出口４３全体において、同じ圧力で噴き出す。例えば、低圧（１平方センチメートルあたり約１７０Ｋｇ）で、しかも毎秒約５リットルずつ噴出させることができる。導出口４３から噴き出した塗料は、図４に示すように、塗布幅が徐々に広がりつつ、被塗布物体の表面５３上に付着する。
【００２３】
また、塗布ノズル１は、被塗装物体の表面５３と平行方向の矢印４７方向に、ゆっくりと平行移動され、塗布ノズル１から噴き出した塗料が、被塗装物体の表面５３上に、塗料が所定膜厚で塗布できる。本実施例では、塗料が未乾燥状態で、膜厚が３ミリ、かつ塗布幅が１００ミリ、塗布進行速度を毎秒約３００ミリに設定して均一なフイルム状の塗膜を形成することができた。
【００２４】
本発明の塗布ノズルは、水系エマルジョン系塗料のみならず、エポキシ系塗料、水系塗料、有機溶剤系塗料、または、カナダバルサム、トルーバルサム、ペルーバルサム、水ガラス等の接着剤、または、グルテン等の粘着材、グリセリン、ニトログリセリン、グリプタル樹脂等のインキまたは防湿剤、または、クロルデン、ピレトリン等の殺虫剤、コールタール、ヒアロル酸、ビスコース等の保護膜材、または、松脂、白檀油、ラテックス、クロロブレンゴム、生ゴム等の保護剤、コロジオン、ニトロセルロース等の被覆材、感光膜材、透析膜材等、あらゆる粘稠物質の塗布に用いてもよい。
【００２５】
以上説明してきたように、本実施例の塗布ノズル１は、空洞状の内部空間１５内へ、流速に偏りのある塗料が送り込まれても、この内部空間１５でその流速が弱まり、流速の偏りが解消される。つまり、広げられた内部空間１５により、噴入される塗料の流速等の不均一を抑制できる。
また、上記ノズル通路３７の通路長５７は、導出口４３の側端部分に比して中央部が多少長く形成してある。よって、ノズル通路３７を経て導出口４３から噴出する塗料の噴出圧力が、導出口４３全体でほぼ均一化できる。しかも、ノズル通路３７が、扇形状であるので、噴出塗料が、導出口４３から放射状に広がる。塗料の塗布幅より、塗布ノズル１の導出口４３の幅がより短くでき、しかも塗布膜の厚みを一定にできる。
【００２６】
また、広い内部空間１５と、弧状に延びるノズル通路３７を有するので、ノズル通路３７の導出口４３から噴出する塗料の吐き出し圧力を低圧にでき、塗料が霧化しない。結果、液体塗布面に「テール」または「ミスト」といった塗布欠陥の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の塗布ノズルの平面図である。
【図２】実施例の塗布ノズルの上面図である。
【図３】図１のＩ−Ｉ’矢視断面図である。
【図４】実施例の塗布ノズルの使用状態を示す斜視図である。
【図５】従来の塗布ノズルの断面図である。
【符号の説明】
１…塗布ノズル、３…要部分、５…導入通路、９…内周面、１３…導管、１５…内部空間、２３…蓋部、２５…本体部、２７…ビス、２９…内壁天井面、３５…間隙、３７…ノズル通路、３９、４３…導出口、４５…導入口、４９…塗料供給用パイプ、１０１…細孔、１０３…被塗装面。
【図１】
0003922663.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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