(57)【要約】  ノズルアセンブリ、およびスプレー装置のための関連方法が提供される。ノズルアセンブリは、流体軸線に沿って長手方向に延在し、流体開口部で終端する液体通路を画定する流体側壁と、流体側壁の周囲に延在し、流体開口部に隣接する噴霧開口部で終端する第１の空気通路を部分的に画定するエアキャップ側壁と、を含む。径方向に対向する一対の直エアホーンは、エアキャップ側壁から流体開口部を越えて突出し、空気通路と連通する個々のエアホーン空洞を画定し、該エアホーンの各々は、外面と、ファン制御軸線に沿って外面を貫通して延在し、流体開口部から放出される流体の流れに対して空気を流すファン制御開口部とを有する。ファン制御開口部は、ファン制御軸線に垂直な基準面に沿って画定される特定の開口形状を有し、バッフルは、特定の開口形状をファン制御軸線に沿って外方へ押し出すことによって画定される体積形状内に突出する。バッフルは、ファン制御開口部と霧化された流体の流れとの間の成形空気ジェットを変更して、精巧なスプレーパターンを提供する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体軸線に沿って長手方向に延在し、流体開口部で終端する液体通路を画定する流体側壁と、
前記流体側壁の周囲に延在し、前記流体開口部に隣接する噴霧開口部で終端する第１の空気通路を部分的に画定するエアキャップ側壁と、
前記エアキャップ側壁から前記流体開口部を越えて突出し、第２の空気通路と連通する個々のエアホーン空洞を画定する、径方向に対向する一対のエアホーンであって、該エアホーンの各々は、外面と、ファン制御軸線に沿って前記外側表面を貫通して延在し、前記流体開口部から放出される流体の流れに対して空気を流すファン制御開口部と、を有し、該ファン制御開口部の各々は、前記ファン制御軸線に垂直な基準面に沿って画定される開口形状を有する、一対のエアホーンと、
前記エアキャップ側壁に連結され、体積形状内に突出する、前記エアホーンの各々に関するバッフルであって、前記体積形状は、前記開口形状を前記ファン制御軸線に沿って外方へ押し出すことによって画定される、バッフルと、を備える、スプレー装置用ノズルアセンブリ。
【請求項２】
前記バッフルの各々は、それぞれの前記エアホーンの前記外面に取り外し可能に連結される、請求項１に記載のノズルアセンブリ。
【請求項３】
前記バッフルの各々は、前記エアキャップ側壁に取り外し可能に連結される、請求項１に記載のノズルアセンブリ。
【請求項４】
前記エアキャップ側壁に取り外し可能に連結されるノズルプラットフォームをさらに備え、
前記バッフルの各々は、前記ノズルプラットフォームに連結される、請求項１に記載のノズルアセンブリ。
【請求項５】
前記ノズルプラットフォームは、対向する一対のノッチを含み、該ノッチの各々は、それぞれの前記エアホーンの前記外面に係合して、前記ノズルプラットフォームを前記エアキャップ側壁に対して固定する、請求項４に記載のノズルアセンブリ。
【請求項６】
前記バッフルは、
第１のバッフル対を表し、
前記ノズルプラットフォームに連結される第２のバッフル対をさらに有し、
前記第１のバッフル対および前記第２のバッフル対は、前記ファン制御開口部からの空気の流れを変更するように互いに交換可能である、請求項４または５に記載のノズルアセンブリ。
【請求項７】
前記ノズルプラットフォームは、前記エアキャップ側壁に回転可能に連結され、
前記第１のバッフル対または前記第２のバッフル対は、前記ノズルプラットフォームを、第１の位置と第２の位置との間で前記エアキャップ側壁に対して前記流体軸線の周りに回転させることによって、選択可能である、請求項６に記載のノズルアセンブリ。
【請求項８】
前記バッフルの各々は、前記エアキャップ側壁に沿って径方向に延在し、前記流体軸線と同一平面上にあるフィン部分を有する、請求項１〜７のいずれか１項に記載のノズルアセンブリ。
【請求項９】
前記バッフルの各々は、前記フィン部分に接続されるプレート部分をさらに有し、
前記プレート部分は、それぞれの前記ファン制御開口部からの空気の流れに面する、請求項８に記載のノズルアセンブリ。
【請求項１０】
前記バッフルの各々は、それぞれのファン制御軸線に平行な方向に沿って見たときに、前記体積形状の断面の１パーセント〜２０パーセントを閉塞する、請求項１〜９のいずれか１項に記載のノズルアセンブリ。
【請求項１１】
前記バッフルの各々は、それぞれの前記ファン制御開口部の直径の１パーセント〜３０パーセントの範囲の量だけ、それぞれの前記体積形状内に突出する、請求項１〜９のいずれか１項に記載のノズルアセンブリ。
【請求項１２】
前記バッフルの各々は、それぞれの前記ファン制御開口部からの空気の流れを少なくとも部分的に制限する多孔性材料を有する、請求項１〜７のいずれか１項に記載のノズルアセンブリ。
【請求項１３】
流体軸線に沿って長手方向に延在し、流体開口部で終端する液体通路を画定する流体側壁と、
前記流体側壁の周囲に延在し、前記流体開口部に隣接する噴霧開口部で終端する第１の空気通路を部分的に画定するエアキャップ側壁と、
前記エアキャップ側壁から前記流体開口部を越えて突出し、第２の空気通路と連通する個々のエアホーン空洞を画定する、径方向に対向する一対のエアホーンであって、該エアホーンの各々は、外側表面と、ファン制御軸線に沿って前記外側表面を貫通して延在し、前記流体開口部から放出される流体の流れに対して空気を流すファン制御開口部と、を有し、該ファン制御開口部の各々は、前記ファン制御軸線に垂直な基準面に沿って画定される開口形状を有する、一対のエアホーンと、
前記エアキャップ側壁に回転可能に連結され、一対の体積形状内に突出する環状バッフルであって、前記体積形状の各々は、それぞれのファン制御軸線に沿って各々の開口形状を外方へ押し出すことによって、画定される、環状バッフルと、を備える、スプレー装置用ノズルアセンブリ。
【請求項１４】
前記環状バッフルは、前記エアホーンに対して前記流体軸線の周りに回転されるにつれて変化する程度に、各々の前記体積形状内に突出する、請求項１３に記載のノズルアセンブリ。
【請求項１５】
スプレー装置のスプレーパターンを調節する方法であって、
前記スプレー装置は、流体開口部と、該流体開口部を越えて突出し、径方向に対向する一対のエアホーンと、を有し、
前記エアホーンの各々は、ファン制御開口部を有し、
前記方法は、
それぞれのエアホーンに隣接する前記スプレー装置から外方へ延在する一対のバッフルを提供するステップであって、前記バッフルの各々は、体積形状内まで延在し、該体積形状は、それぞれのファン制御開口部の形状をファン制御軸線に沿って外方へ押し出すことによって画定される、ステップと、
前記流体開口部から流体を放出するのと同時に、前記ファン制御開口部から前記流体の流れに対して反対方向から空気を流すステップであって、前記一対のバッフルは、前記空気が前記流体の流れに衝突する前に前記空気の流れを変更し、これにより、変更されたスプレーパターンを生成する、ステップと、を備える、方法。
【請求項１６】
前記変更されたスプレーパターンは、如何なる空気入口圧力の調節から独立して得られる、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ノズルアセンブリは、スプレー装置のための関連システムおよび方法と共に提供される。より詳細には、提供されるノズルアセンブリは、スプレーガン、スプレーガンプラットフォーム、およびスプレーヘッドアセンブリにおいて使用される。
【背景技術】
【０００２】
手持ち式スプレーガンは、流体粒子の霧状ミストを、基材に向けて空気中に発射する装置である。流体粒子を霧状にして方向付けるために、加圧されたガス（例えば、空気など）が使用される。大容量低圧スプレーガンは、例えば、スプレーしぶきおよび材料消費の減少という利点を有するので、様々な商業的および工業的用途において好ましい。用途は、多種多様なコーティング媒体、例えば、プライマー、塗料、クリアーコート、スラリー、微粉末、およびその他のスプレー可能な塗液のいずれかを含むことができる。スプレーガンの重要な用途としては、壁および天井などの建築表面の塗装およびテクスチャライジング、家具の仕上げ、化粧料、並びに船舶および自動車の外装の塗装およびボデーリペアが挙げられる。
【０００３】
スプレーガンの一種は、圧縮空気供給源、およびスプレーノズルと連通する液体通路と接続されるガンプラットフォームを使用する。空気および液体は、一般に、それぞれの流路内に方向付けられ、隣接する噴霧開口部および流体開口部からそれぞれ放出される。速く動く空気は、減圧領域を通って噴霧開口部から流出し、続いて流出した空気は、塗液を流体開口部から引き出してこれを霧状にして、指向性流体液滴流を形成するのを支援する。
【０００４】
スプレーガンを広い面積にわたって素早く移動させたときのスプレーカバー範囲を拡張するために、スプレーガンは通常、スプレーガンに供給される圧縮空気の一部を受容する一対のエアホーンを組み込んでいる。これらエアホーンは、流体の流れがスプレーノズルから離れるときに流体の流れの両側に位置付けられ、流体の流れの形状を平たくするために、空気ジェットを反対方向から方向付ける開口部（ファン制御開口部と呼ばれる）を有し、これにより、達成されるスプレーパターンを変更する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ノズルから放出される流体の流れを平たくするためにエアホーンを使用するスプレーガンに付随する技術的な問題の１つは、噴霧密度に関係する。基材上に均一なコーティングを得るためには、噴霧密度の突然の変化を防止しながら、スプレーパターンの長さに沿って予測可能な噴霧密度を維持することが有利である。互いに対してまたは流体の流れに対してエアホーンから提供される成形空気ジェットにわずかでも不整合が存在すると、「縞の形成」が生じる可能性があり、この縞の形成は、スプレーパターンの長さに沿った急激な密度遷移により明らかになる。縞の形成は、スプレーガンを複数回通過させた後でさえも、基材上に均一な被覆を得るという問題を非常に複雑なものにする。
【０００６】
縞の形成に関する問題は、スプレーノズルの、概ね、噴霧開口部とエアホーンのファン制御開口部との間の位置に、補助開口部を組み込むことによって、実質的に軽減させることができる。こうした補助開口部は、エアホーンによって提供される成形空気ジェットに対して二次空気ジェットを方向付け、これにより、成形空気ジェットを拡散または他の方法で変更し、より予測可能な安定したスプレーパターンを提供する。補助開口部は多くの恩恵をもたらすが、成形空気ジェットを操作する能力に限界がある、スプレーガンの空気利用効率が低下する、および製造が困難であるといった欠点も有している。
【０００７】
上記トレードオフの影響を受けない、縞の形成に対する代替的な解決策は、成形空気ジェットを変更する１つ以上のバッフルを、ファン制御開口部と霧化された流体の流れとの間に配置することによって実現することができる。こうしたバッフルは、成形空気ジェットを最適に調節する多種多様な構成のいずれかをとることができ、スプレーガンからの如何なる空気を激減させず、また、成形または他のポリマー加工法によって容易に製造することができる。さらに、バッフルは、ファン制御開口部からの空気の流れを部分的に、またはさらには完全に偏向させるまたは遮断することが可能な外部装置を提供する。したがって、バッフル付きスプレーガンノズルは、成形空気流を調節するため、スプレーガンプラットフォーム内に配置される別個の空気通路を排除する可能性を可能にする。これが次に、従来技術のスプレーガンと比べて簡略化され、軽量で、空気力学的に有効なシステム構成を有するスプレーガンを得る機会を提供する。
【０００８】
一態様では、ノスプレー装置用ノズルアセンブリが提供される。ノズルアセンブリは、流体軸線に沿って長手方向に延在し、流体開口部で終端する液体通路を画定する流体側壁と、流体側壁の周囲に延在し、流体開口部に隣接する噴霧開口部で終端する第１の空気通路を部分的に画定するエアキャップ側壁と、エアキャップ側壁から流体開口部を越えて突出し、第２の空気通路と連通する個々のエアホーン空洞を画定する、径方向に対向する一対のエアホーンであって、該エアホーンの各々は、外面と、ファン制御軸線に沿って外面を貫通して延在し、流体開口部から放出される流体の流れに対して空気を流すファン制御開口部と、を有し、該ファン制御開口部の各々は、ファン制御軸線に垂直な基準面に沿って画定される特定の開口形状を有する、一対の直エアホーンと、特定の開口形状をファン制御軸線に沿って外方へ押し出すことによって画定される体積形状内に突出するバッフルと、を含む。
【０００９】
別の態様では、流体軸線に沿って長手方向に延在し、流体開口部で終端する液体通路を画定する流体側壁と、流体側壁の周囲に延在し、流体開口部に隣接する噴霧開口部で終端する第１の空気通路を部分的に画定するエアキャップ側壁と、エアキャップ側壁から流体開口部を越えて突出し、第２の空気通路と連通する個々のエアホーン空洞を画定する、径方向に対向する一対のエアホーンであって、該エアホーンの各々は、外面と、ファン制御軸線に沿って外面を貫通して延在し、流体開口部から放出される流体の流れに対して空気を流すファン制御開口部と、を有し、該ファン制御開口部の各々は、ファン制御軸線に垂直な基準面に沿って画定される開口形状を有する、一対のエアホーンと、エアキャップ側壁に回転可能に連結され、一対の体積形状内に突出する環状バッフルであって、体積形状の各々は、それぞれのファン制御軸線に沿って各々の開口形状を外方へ押し出すことによって、画定される、環状バッフルと、を備える、スプレー装置用ノズルアセンブリが提供される。
【００１０】
さらに別の態様では、スプレー装置のスプレーパターンを調節する方法であって、該スプレー装置は、流体開口部と、該流体開口部を越えて突出し、径方向に対向する一対のエアホーンと、を有し、エアホーンの各々は、ファン制御開口部を有し、該方法は、それぞれのエアホーンから外方へ延在する一対のバッフルを提供するステップであって、バッフルの各々は、体積形状内まで延在し、該体積形状は、それぞれのファン制御開口部の形状をファン制御軸線に沿って外方へ押し出すことによって画定される、ステップと、流体開口部から流体を放出するのと同時に、ファン制御開口部から流体の流れに対して反対方向から空気を流すステップであって、一対のバッフルは、空気が流体の流れに衝突する前に空気の流れを変更し、これにより、変更されたスプレーパターンを生成する、ステップと、を備える。
【００１１】
上記の要約は、本明細書で記述されるリザーバおよび関連するベントアセンブリの各実施形態またはあらゆる実現形態を記述することを意図したものではない。むしろ本発明に対する一層の理解は、添付図面と共に以下の発明を実施するための形態および特許請求の範囲を参照することによって明らかとなり、かつ認識されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】例示的な一実施形態によるバッフル付きノズルアセンブリを含むスプレーガンの斜視図であり、アセンブリの後面および側面を示している。
【図２】図１のスプレーガンのノズルアセンブリの正面斜視図であり、その右側面、前面、および上面を示している。
【図３】図１および図２のノズルアセンブリの正面図であり、その前面を示している。
【図４】図１〜図３のノズルアセンブリの断面的な側断面図である。
【図５】図１〜図４のノズルアセンブリの断面的な拡大側断面図であり、構成要素間の幾何的関係を示している。
【図６】図１〜図５のバッフル付きノズルアセンブリを含む種々のノズルアセンブリを使用して得られたスプレーパターンの比較である。
【図７】別の例示的な実施形態によるバッフル付きノズルアセンブリの正面斜視図であり、その前面および側面を示している。
【図８】図７のノズルアセンブリで使用可能な、交換可能なバッフル付きノズルプラットフォームの正面斜視図であり、前面および側面を示している。
【図９】異なるバッフル構成を有するノズルアセンブリを使用して得られたスプレーパターンの比較である。
【図１０Ａ】図７〜図８のノズルアセンブリを異なるスプレーガン入口圧力で使用して得られたスプレーパターンの比較である。
【図１０Ｂ】図７〜図８のノズルアセンブリを異なるスプレーガン入口圧力で使用して得られたスプレーパターンの比較である。
【図１１】さらに別の例示的な実施形態によるノズルアセンブリ用のバッフル付きノズルプラットフォームの正面図である。
【図１２】さらに別の例示的な実施形態によるノズルアセンブリの斜視図である。
【図１３】図１２に一般的に示されているノズルアセンブリを使用し、ただし様々なバッフル構成を用いて得られたスプレーパターンの比較である。
【図１４】測定したスプレーパターン密度を試験基板に沿った横方向位置の関数として示すグラフである。
【図１５】さらに別の例示的な実施形態による交換可能なバッフル付きノズルプラットフォームの斜視図であり、その前面および側面を示している。
【００１３】
用語の定義
「重心」とは、全形状にわたるすべての点までのユークリッド距離の二乗の総和が最小になる、形状の幾何学的な中心点を指す。
【００１４】
「圧縮ガス」とは、大気圧を超える圧力下にあるガスを指す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本明細書において使用される場合、「好ましい」および「好ましくは」という用語は、特定の状況下で特定の利点をもたらし得る本明細書に記載の実施形態を指す。しかしながら、同じまたは他の状況において他の実施形態が好ましい場合もある。さらに、１つ以上の好ましい実施形態の記述は、他の実施形態が有用でないことを示唆するものではなく、また、他の実施形態を本発明の範囲から除外しようとするものではない。
【００１６】
本明細書および添付の「特許請求の範囲」において使用される場合、文脈上特に明記されないかぎり、単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は複数の指示物を含むものとする。したがって、例えば、「１つの（a）」または「該（the）」構成要素への言及は、構成要素および当業者に既知のその等価物の１つ以上を含み得る。さらに、「および／または」という用語は、列記される要素もしくは列記される要素の任意の２つ以上の組み合わせのうちの１つ、またはすべてを意味する。
【００１７】
「含む（comprises）」という用語およびその変形は、これらの用語が添付の説明で使用される場合、限定的な意味を有しないことに留意されたい。その上、「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、「少なくとも１つ」および「１つ以上」は、本明細書では交換可能に使用される。
【００１８】
左、右、前方、後方、上部、底部、側、上方、下方、水平、垂直等の相対語が、本明細書において使用される場合があり、その場合、特定の図面において見られる視点からである。これらの用語は、説明を簡単にするためだけに使用されるが、しかしながら、本発明の範囲を決して制限しない。
【００１９】
本明細書全体で「一実施形態」、「特定の実施形態」、「１つ以上の実施形態」または「ある実施形態」とは、その実施形態に関して記載される特定の特徴、構造、材料、または特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれていることを意味する。したがって、本明細書全体の様々な場所に「１つ以上の実施形態では」、「特定の実施形態では」、「一実施形態では」または「ある実施形態では」などの表現が出てくるが、必ずしも本発明の同一の実施形態に言及しているわけではない。さらに、特定の特徴、構造、材料、または特性は、任意の好適な方法で１つまたは複数の実施形態に組み合わされてもよい。
【００２０】
例示的な一実施形態によるスプレー装置が図１に示されており、番号５０によって広く指定されている。スプレー装置５０は、ノズルアセンブリ１００に動作可能に連結されるスプレーガンプラットフォーム５２を含む。任意追加的に、ノズルアセンブリ１００は、スプレーガンプラットフォーム５２に取り外し可能に接続されることにより、ノズルアセンブリ１００を好都合に取り外して洗浄することを可能にする。好ましい実施形態では、ノズルアセンブリ１００はプラスチックで作製され、スプレー作業が終わったら廃棄されてもよく、または再利用されてもよい。
【００２１】
ノズルアセンブリ１００の上面からは流体入口５４が外方へ延出しており、この流体入口５４は流体容器（図示せず）に動作可能に接続される。図示されているスプレー装置５０は重力供給式スプレーガンであり、流体容器は、スプレーガンプラットフォーム５２内への流体の流れを促進するように、スプレーガンプラットフォーム５２の上方に配置される。スプレー装置５０は、重力供給式である必要はない。例えば、流体を下方から供給することができるように、流体入口５４は加圧下で流体源に接続されてもよい。高容量の用途では、流体入口５４は、外部の加圧ポットから流体を運搬するホースに接続されてもよい。様々な種類の流体容器およびそれらの使用モードは、例えば、米国特許第６，５８８，６８１号（Ｒｏｔｈｒｕｍら）、同第６，６６３，０１８号（Ｒｏｔｈｒｕｍら）、同第７，１８８，７８５号（Ｊｏｓｅｐｈら）、同第７，８１５，１３０号（Ｊｏｓｅｐｈら）、および２０１４年１１月２４日に出願された同時係属中の国際公開第２０１４／０６７０５８号（Ｎｙａｒｉｂｏら）に既に記載されている。
【００２２】
図１において、および公開された国際公開第２０１０／０８５８０１号（Ｅｓｃｏｔｏら）に記載されているように、流体入口５４自体はノズルアセンブリ１００に組み込まれ、流体がスプレーガンプラットフォーム５２を通るように方向付けられるのを回避する。スプレーされる流体はスプレーガンプラットフォーム５２を通過しないため、スプレーガンプラットフォーム５２の洗浄は不要となり、作業者の時間および労力を削減する。更なる利点として、スプレー装置５０は、必要に応じて、異なる流体容器が取り付けられている別のノズルアセンブリとノズルアセンブリを取り換えることによって、異なる流体を分配するように変更され得る。
【００２３】
ノズルアセンブリ１００とスプレーガンプラットフォーム５２との間のスプレーガン境界面６０における接続により、ノズルアセンブリ１００の内部空洞とスプレーガンプラットフォーム５２の内部空洞との間の流体連通が可能となり、この流体連通は、当該技術分野において既知の任意の取付機構を用いて達成することができる。図示の実施形態では、スプレーガンプラットフォーム５２は、スプレーガン境界面６０においてノズルアセンブリ１００に機械的に連結する嵌合接続機構を含んでいるので、これら構成要素の内部チャンバの間に気密シールを得ることができる取り外し可能な接続をもたらす。
【００２４】
いくつかの実施形態では、スプレーガンプラットフォーム５２およびノズルアセンブリ１００は、締まりばめによって相互連結される。これを達成するために、スプレーガンプラットフォーム５２は、それぞれの開口部６４を有する一対の可撓性接続タブ６２を含む。スプレーガンプラットフォーム５２およびノズルアセンブリ１００が互いに係合し合うとき、接続タブ６２は外方へ屈曲して、ノズルアセンブリ１００上に位置する整合保持突起部６６を覆ってスナップ嵌めする。このプロセスを容易にするために、作業者はボタン６５を互いに近付く方向につまんで突起部６６を押し下げることもできる。開口部６４と保持突起部６６との間の嵌合係合は、ノズルアセンブリ１００が意図せず取り外されるのを防止する。あるいは、または組み合わされて、差し込み式取り付け具、クランプ、カラー、磁石、およびネジ接続などの、他の機構が使用され得る。
【００２５】
図１を再度参照すると、スプレーガンプラットフォーム５２は、フレーム６８と、フレーム６８に接続されたピストルグリップハンドル７０およびトリガ７２と、を含む。ハンドル７０の底部から外側に延在するものは、一般的に空気である、適した圧縮ガス供給源への接続のための、ねじ付き空気入口ポート７４である。本明細書において使用される場合、「圧縮ガス」とは、大気圧を超える圧力下にあるガスを指す。必要に応じて、および図示のように、トリガ７２はフレーム６８に枢動接続されており、その最前位置に付勢されている。ハンドル７０を握った状態で、作業者はトリガ７２を押して、スプレー装置５０から塗液を分配することができる。
【００２６】
任意追加的に、中心空気調節器７６ａおよびファン制御調節器７６ｂが、スプレーガンプラットフォーム５２からノズルアセンブリ１００に流れ込むガスの圧力を調節するためにフレーム６８の背面対向面に組み込まれてもよい。この例示的な実施形態では、ファン制御調節器７６ｂは回転可能なノブであり、これにより作業者は、スプレーパターン形状を調節するために使用される一対のエアホーンへの空気の流れを制御することができる。中心空気調節器７６ａは、スプレー装置５０内に位置するニードル弁（可視でない）と関連する流体ニードルの長手方向移動距離を制限するように調節され得る。流体ニードルの移動は、流量および中心空気流（噴霧空気）の両方に影響を及ぼす可能性がある。これらの特徴およびその他の特徴については、国際公開第２０１０／０８５８０１号にさらに記載されている。有利には、後述するように、提供されるノズルアセンブリ１００は、特定の用途ではファン制御調節器７６ｂを省略することが可能であり得る。
【００２７】
図２および図３は、ノズルアセンブリ１００の特徴をより詳細に示す拡大図を提供する。図示のように、ノズルアセンブリ１００は、銃身１０２と、銃身１０２の手前に位置するエアキャップ１０４とを含む。必要に応じて、および図示のように、エアキャップ１０４は、銃身１０２の遠位端に包囲関係で回転可能に連結され、これら構成要素間の９０度の範囲の相対回転を可能にする。簡略化された代替案では、エアキャップ１０４は、銃身１０２に対して固定されてもよく、またはさらには銃身１０２の一体部品として形成されてもよい。
【００２８】
エアキャップ１０４の前面の中央には、一対の同心開口部（円形の流体開口部１０６、および流体開口部１０６に隣接しかつこれを取り囲む環状の噴霧開口部１０８）が配置されている。開口部１０６、１０８は、略円筒形の流体側壁１１０によって離隔されている。この例示的実施形態では、開口部１０６、１０８の各々および流体側壁１１０は、図３および図４に示すように、流体軸線１１１の周りに同軸に配置される。開口部１０６、１０８の形状、寸法、および相対配向は、ここで図示されているものと異なっていてもよい。例えば、噴霧開口部１０８は環状である必要はなく、流体開口部１０６を部分的に取り囲むだけであってもよい。さらに、必要に応じて、２つまたは３つ以上の流体開口部１０６または噴霧開口部１０８が実現可能である。
【００２９】
スプレー装置５０の動作の基本原理を、図４の断面図を参照して説明することができる。図に示すように、内部流体通路１１８（流体側壁１１０によって部分的に画定される）および第１の空気通路１２０（エアキャップ１０４の側壁によって部分的に画定される）は共に、流体軸線１１１に沿って長手方向に延在する。流体通路１１８および第１の空気通路１２０は、それぞれ、スプレーガン境界面６０の位置で始まり、流体開口部１０６および噴霧開口部１０８の位置で終端する。任意追加的に、通路１１８、１２０の一方または両方は、開口部１０６、１０８付近の流体軸線１１１に対して略対称である構成を有する。この断面図では内部側壁１１９が可視となっており、内部側壁１１９は、流体側壁１１０の周囲に延在し、第１の空気通路１２０の周面を画定する。必要に応じて、および図示のように、内部側壁１１９の形状は略円筒形であるが、別の形状も可能である。
【００３０】
トリガ７２が押圧されると、空気がスプレーガン境界面６０を通って加圧注入され、噴霧開口部１０８から放出される前に、断面積が減少した領域に入るに従って加速する。ベンチュリー効果に基づいて、この加速によって噴霧開口部１０８の手前で圧力が低下し、塗液（例えば塗料）を液体通路１１８から流体開口部１０６を通して引き出すのを助けることができる。次に、塗液が移動する空気に遭遇すると、塗液は霧化される、すなわち、微細な霧状の液滴としてノズルアセンブリ１００から発射される。あるいは、または組み合わされて、塗液はまた、重力によってまたは流体容器内の塗液を加圧することによって、流体開口部１０６を介して付勢されてもよい。
【００３１】
再度図２〜図４を参照すると、一対のエアホーン１１２は、エアキャップ１０４から前方向外方へ延在し、流体開口部１０６および噴霧開口部１０８の両方を越えて突出している。この実施形態では、エアホーン１１２はエアキャップ１０４の一部として一体形成されており、流体軸線１１１の両側で径方向に対向して位置している。エアホーン１１２の各々は、第２の空気通路１２２と連通する個々のエアホーン空洞を画定し、この第２の空気通路１２２は、略円形の内側ファン制御開口部１１４内でかつ外側ファン制御開口部１１６に隣接して終端する。ファン制御開口部１１４、１１６は、エアホーン１１２の外面を貫通し、エアキャップ１０４内の空洞から圧縮空気を放出する働きをする。任意追加的に、エアホーン１１２の各々にはファン制御開口部が１つだけ存在する。更なる選択肢として、ファン制御開口部１１４、１１６のいずれかまたは両方は、米国特許第７，２０１，３３６号（Ｂｌｅｔｔｅら）に記載されているように、非円形の形状をとってもよい。
【００３２】
流体開口部１０６から流体を放出する、スプレー装置５０の操作中、エアホーン１１２は、ファン制御開口部１１４、１１６から流体の流れに対して反対方向から空気を同時に流し、空気によって運ばれた噴霧形状を平たくし、得られるスプレーパターンに対する作業者の制御を改善させることを可能にする。
【００３３】
いくつかの実施形態では、ファン制御開口部１１４、１１６からの空気の流れを駆動する空気圧は、スプレー装置５０から分注される流体を霧化するために使用される空気圧から独立して調節される。例えば、これは、噴霧開口部１０８およびファン制御開口部１１４、１１６が、ノズルアセンブリ１００内で互いに隔離されるときに達成され得る。これは、独立して調節される内部空気圧を有する別々の第１の空気通路１２０および第２の空気通路１２２を使用して、これら通路間の圧力差を維持することを可能にすることによって達成され得る。あるいは、同量の圧縮空気を両方の機能のために使用することができる。すなわち、例えば、第１の空気通路１２０と第２の空気通路１２２とは、ノズルアセンブリ１００内で互いに連通していてもよい。例えば、第１の空気通路１２０および第２の空気通路１２２の両方が、スプレーガン境界面６０に隣接した共通のプレナムと連通していてもよい。この構成により、第１の空気通路１２０と第２の空気通路１２２との間で空気が流れることができ、スプレーガンプラットフォーム５２上の単一導管を使用して両方の通路を加圧することが可能となる。ノズルアセンブリ１００に流入する空気の配分は、少なくとも一部には、第１の空気通路１２０および第２の空気通路１２２の形状によって制御することができる。
【００３４】
図１〜図４にさらに示すように、一対のバッフル１３０は、それぞれのエアホーン１１２のファン制御開口部１１４、１１６の一方または両方に面する体積空間内に位置付けられる。この例示的実施形態では、バッフル１３０の各々は、ファン制御空気流と平行な流体軸線１１１と略同一平面上にあるフィン部分１３２と、フィン部分１３２に垂直に向けられたプレート部分１３４とを有する。図示のように、プレート部分１３４は、流体軸線１１１から空間的にオフセットされており、ファン制御空気流に正対する。必要に応じて、および図示のように、バッフル１３０の各々は、それぞれのエアホーン１１２およびさらにはエアキャップ１０４の前面対向側壁の両方に連結される。ここでは、フィン部分１３２は、噴霧開口部１０８に隣接した、エアキャップ１０４の側壁に沿って径方向に延在している。
【００３５】
バッフル１３０は、ファン制御開口部１１４、１１６の各々の対の一方または両方から放出される空気の流れを実質的に変更できるようにする寸法、形状、および配向を有する。この変更の効果は、ノズルアセンブリ１００が流体開口部１０６から流体を放出するのと同時に、ファン制御開口部１１４、１１６から流体の流れに対して反対方向から空気を流すときに現れる。バッフル１３０は、ファン制御空気が流体の流れに衝突する前に流体の流れを乱し、その結果、スプレー装置５０から放射される噴霧形状、またはプルームが変更される。この変更された噴霧形状は、それに応じて基材上に現れるスプレーパターンを変化させる。後述するように、スプレーパターンの寸法、形状、密度（または強度）、分布、およびこれらの組み合わせを変えるために、スプレーパターンを変化させることができる。
【００３６】
図５は、ファン制御開口部１１４、１１６に対するバッフル１３０の構成をより詳細に示すための、ノズルアセンブリ１００上のエアホーン１１２の拡大図を示す。図示のように、エアホーン１１２上に配置されたファン制御開口部１１４、１１６は略円筒形であり、それぞれのファン制御軸線１１４’、１１６’（すなわち円筒軸線）に沿ってエアホーン１１２の外面を貫通している。開口部１１４、１１６の各々はまた、それぞれのファン制御軸線１１４’、１１６’に垂直な共通基準面１２１に沿って画定された関連開口断面形状を有する。ここでは、開口形状は略円形である。
【００３７】
ファン制御軸線１１４’、１１６’と関連付けられる基準面は同一平面上にある必要はなく、またはさらには平行である必要はない点に注意されたい。
【００３８】
開口部１１４、１１６から放出される空気の流れの包絡線は、仮想内側体積形状１１５および外側体積形状１１７をそれぞれ画定するそれぞれの円筒形の射影によって特徴付けることができる。図５に示すように、内側体積形状１１５および外側体積形状１１７は、開口部１１４、１１６に隣接してかつ開口部１１４、１１６から下流側に位置する。体積形状１１５、１１７は、開口部１１４、１１６の断面形状を、エアホーン１１２の外面で始めて、それぞれのファン制御軸線１１４’、１１６’に沿って空気の流れ方向に外方へ押し出すことによって画定される。体積形状１１５、１１７の各々の一端は閉じており、ファン制御軸線１１４’、１１６’に垂直に見たときに平行な側壁を有する。体積形状１１５、１１７を形成するために用いられる押し出し演算は、例えば、ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ  Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ（Ｄａｓｓａｕｌｔ  Ｓｙｓｔｅｍｅｓ  ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｗａｌｔｈａｍ，ＭＡ）から入手可能）などの、いくつかのＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェア・ソリューションのいずれかを使用して容易に実施することができる。
【００３９】
先に述べたように、開口部１１４、１１６は円形の断面を有するが、代替形状も可能である。開口部１１４、１１６の一方または両方が、楕円形、多角形（例えば矩形）、または何らかの不規則な形状である断面形状を有する場合、ファン制御軸線１１４’、１１６’は、それぞれの開口断面形状の重心を通り、かつスプレー作業中にそれぞれの開口部１１４、１１６を通過する空気の流れ方向に沿って長手方向に延びる線として、より一般的に画定されてもよい。
【００４０】
図示された実施形態では、エアホーン１１２の各々に接続されたバッフル１３０は、それぞれの体積形状１１５内に突出するが、それぞれの体積形状１１７内には突出しない。これは、外側ファン制御開口部１１６の三次元空気流パターンに干渉するのを回避しながら、内側ファン制御開口部１１４から放出される三次元空気流パターンを実質的に乱す効果を有する。必要に応じて、図示されていないが、バッフル１３０は体積形状１１５、１１７の両方の中に突出してもよい。バッフル１３０およびファン制御開口部１１４、１１６は流体軸線１１１の両側に対称的に配置されるのが一般に好ましいが、バッフル１３０が体積形状１１５、１１７の一方または両方と、互いに対して様々に交わってもよいことが想定される。言うまでもなく、外側ファン制御開口部１１６がエアホーン１１２から完全に省略されることも可能である。
【００４１】
いくつかの実施形態では、バッフル１３０の各々は、それぞれのファン制御軸線１１４’、１１６’に平行な方向に沿って見たときに、体積形状１１５、１１７の一方または両方の断面の少なくとも１パーセント、少なくとも２パーセント、少なくとも５パーセント、少なくとも１０パーセント、または少なくとも１５パーセントを閉塞する。いくつかの実施形態では、バッフル１３０は、それぞれのファン制御軸線１１４’、１１６’に平行な方向に沿って見たときに、体積形状１１５、１１７の一方または両方の断面の最大１００パーセント、最大７５パーセント、最大５０パーセント、最大４０パーセント、最大３０パーセント、または最大２０パーセントを閉塞する。
【００４２】
別の方法で測定すると、バッフル１３０は、それぞれのファン制御開口部１１４、１１６の直径の少なくとも１パーセント、少なくとも２パーセント、少なくとも５パーセント、少なくとも１０パーセント、または少なくとも１５パーセントの量だけ、それぞれの体積形状１１５、１１７内に突出してもよい。同一または他の実施形態では、バッフル１３０は、それぞれのファン制御開口部１１４、１１６の直径の最大１００パーセント、最大７５パーセント、最大５０パーセント、最大４０パーセント、または最大３０パーセントの量だけ、体積形状１１５、１１７内に突出してもよい。いくつかの実施形態では、突出の程度は、ファン制御軸線１１４’の各々がそれぞれのバッフル１３０と交わるようなものである。
【００４３】
図６は、異なるスプレーガン入口圧力で得られた、基材上の一連の例示的スプレーパターンを示し、この入口圧力は、成形空気ジェットおよび霧化空気ジェットの両方に影響を及ぼす。この図では、描かれているスプレーパターンの各々は、ファン制御空気流を操作することによって平たく／細長くされており、ガン入口圧力に対するコーティング分布の感受性を示している。第１のパターンは、例えば、中程度の入口圧力で得られたスプレーパターンの一様分布を示しており、上から下までの噴霧密度の変動は比較的小さい。第２のパターンは、急激な密度遷移を有する「中心が濃い」噴霧分布を示す。第３のパターンは、低い入口圧力で得られた「中心が濃い」スプレーパターンを示す。最後に、第４のパターンは、高い入口圧力で得られた、滑らかな密度遷移を有する「分裂した」スプレーパターンを示す。
【００４４】
バッフル１３０は、ファン制御開口部１１４、１１６と、流体開口部１０６から放出される流体の流れとの間に物理構造を介在させることによって、スプレーパターンにおける制御されていない密度遷移の問題に対する解決法を提供する。バッフル１３０は、流体の流れに衝突することによって、成形空気ジェットの断面形状と相互作用し、成形ジェットが霧化流体の円錐包絡線に衝突したときに、包絡線が均一に広がり、スプレーパターンを急激に変化する噴霧密度の縞に分ける傾向が低減するように、成形空気ジェットの断面形状を変化させる。より一般的には、バッフル１３０は、一対以上のファン制御開口部１１４、１１６からの成形空気ジェットと係合しかつこれを操作することによって、パターン寸法、パターン形状、密度、および密度分布に対する作業者による制御を改善することができる。さらに、補助開口部と異なり、バッフル１３０は、エアキャップ１０４の内部空洞からの空気を抽気せず、したがって、作業者が入口空気圧を調節する必要性を低減させることができる。
【００４５】
図７は、一対のバッフル２３０が、エアキャップ２０４の外部側壁に取り外し可能に連結されたプラットフォーム２４０に一体的に取り付けられている実施形態を示す。図８も同様に、わずかに異なる構成を有する一対のバッフル３３０が、プラットフォーム３４０に一体的に連結されている実施形態を示す。プラットフォーム２４０、３４０は、エアキャップ２０４に対する確実だが依然として解放可能な連結を可能にする構成を有する。エアキャップ２０４は、同様にして、図１〜図５に例示したエアキャップ１０４と交換可能に使用することができる。バッフル２３０は、プラットフォーム上に配置される代わりに、エアキャップ１０４の側壁に直接連結されるか、または側壁と一体成形され得る。手近な用途に応じて、バッフル２３０とノズルアセンブリ１００の残りの部分との間の連結は、解放可能であってもよく、または恒久的であってもよい。
【００４６】
図７および図８を再度参照すると、バッフル２３０、３３０は、それぞれのプラットフォーム２４０、３４０と一体成形されており、プラットフォーム２４０、３４０の各々は、それぞれのエアホーン２１２の外部表面と嵌合可能に係合してこれら構成要素を互いに固定する、対向する一対のノッチ２４２、３４２を含んでいる。必要に応じて、および両方の実施形態に示されるように、プラットフォーム２４０、３４０は、噴霧開口部に近接したエアキャップ２０４の前面対向側壁の突出する遠位端２４６と嵌合可能に係合する孔２４４、３４４をさらに含む。いくつかの実施形態では、プラットフォーム２４０、３４０は、これら構成要素を相互に固定するための圧入、締まりばめ、またはラッチ部材を用いて、エアキャップ２０４に対して保持される。適切に装着されると、ノッチ２４２、３４２は、図７に示すようにエアキャップ２０４の側壁に対して位置合わせし、そうすることで、上述したように、スプレー作業中に成形空気ジェットを操作するために、バッフル２３０、３３０と、ファン制御開口部２１４、２１６の各々の対の一方または両方とを整列させる。
【００４７】
プラットフォーム２４０、３４０は実質的に同一であるが、これらに接続されるバッフル２３０、３３０は、わずかに異なる構成を有している。図示されるように、バッフル２３０の各々は、（図２および図３に描かれたフィン部分１３２と類似した）フィン部材のみを含んでいる。これに対し、バッフル３３０の各々は、（図２および図３のプレート部分１３４と類似した）プレート部材をさらに含んでおり、このプレート部材は、バッフル３３０がファン制御空気流パターンに与える影響を増幅させるための拡張された表面積を呈する。
【００４８】
任意追加的に、バッフル１３０、２３０、３３０は、ファン制御開口部１１４、１１６、２１４、２１６から放出される成形空気ジェットを操作する際に、一対以上の補助空気ジェットと協働して作用してもよい。こうした補助空気ジェットは、典型的には、エアキャップの前面の、例えば、図２〜図４の噴霧開口部１０８とエアホーン１１２との間の位置に、小さな補助オリフィスを形成することによって提供される。補助空気ジェットは、スプレー装置５０から放出されるときの霧化流体の形状制御を強化し、かつ得られるスプレーパターンにおける急激な密度遷移を緩和するために、ファン制御開口部からの成形空気ジェットとも相互作用する。いくつかの実施形態では、バッフル１３０、２３０、３３０と、エアキャップの前側の補助オリフィスとを組み合わせて用いるスプレー装置５０は、バッフル１３０、２３０、３３０または補助オリフィスが単独で作用したときに提供し得るものよりもより滑らかな密度遷移をもたらした。
【００４９】
ノズルアセンブリ１００の更なる変形例として、例えば、エアキャップ側壁は、第１の空気通路１２０と連通する一対の補助空気開口部を含んでもよく、この補助空気開口部の各々は、それぞれのファン制御開口部１１４、１１６からの空気の流れと交差する補助軸線に沿って空気の流れを方向付ける。任意追加的に、補助軸線の各々は、それぞれのファン制御開口部１１４、１１６と関連した体積形状と交わり、これにより、バッフル１３０および補助空気流の両方が相乗的に作用して、ファン制御開口部１１４、１１６から放出される空気の流れを成形する。有利には、補助空気開口部から流れ出る空気は、スプレー作業中に塗液がエアキャップ１０４の上に堆積するのを防ぐことができる。
【００５０】
図９は、図１に示されたスプレー装置５０の商業用実施形態を使用して得られた、基材上の一連の実際の塗料スプレーパターンを示す。パターン４５０はバッフルの介在なしで得た一方で、パターン４５２、パターン４５４、パターン４５６、およびパターン４５８は、図７のバッフル２３０と同様であるが、異なる相対的高さを有する一連の対をなすバッフルを使用して得た。この比較の結果は、得られるスプレーパターンに対するバッフルの影響が有意であることを示している。図示のように、パターン４５２は、垂直方向に沿った有意な密度変化を示した。バッフルの高さが高くなるにつれて、密度変化は低減するが、それと同時にスプレーパターンの全体的な高さ（または寸法）（図６に「Ｈ」として定義されている）も低下する。用途にもよるが、例えばパターン４５４によって表わされている中程度のバッフル高さは、スプレーパターンの高さと均一性の望ましい組み合わせを提供することができる。
【００５１】
図１０Ａは別の一連の塗料スプレーパターンを示しており、今度は、得られるスプレーパターンに対するファン制御開口部を通る空気の流れの増加の影響を比較している。図１０Ａのパターン４６０、４６２、４６４は、それぞれ、ガン入口空気圧１５ｐｓｉ、２０ｐｓｉ、および２５ｐｓｉ（１０３ｋＰａ、１３８ｋＰａ、および１７２ｋＰａ）に対応しており、パターンはそれぞれ露出構成を用いて（バッフルを使用せずに）得た。この比較により有意差が示された。第１に、スプレーパターン４６０、４６２、４６４の高さは、空気圧の上昇と共にわずかに増加した。第２に、スプレーパターンの均一性は、空気圧の上昇と共に実質的に低下し、大幅な縞の形成はパターン４６２、４６４で発生した。
【００５２】
図１０Ｂは上記の比較の繰り返しであるが、図９のパターン４５４を得るために使用したバッフル構成を組み込んでいる。パターン４６６、４６８、４７０は、スプレーパターンの高さおよび均一性に対するファン制御空気圧の増加の影響を示し、かつスプレーガン構成におけるバッフルの使用の更なる利益を例示している。図１０Ａのスプレーパターン４６０、４６２、４６４と比較すると、パターン４６６、４６８、４７０は、より高い空気圧ではるかに均一であった。最も高い圧力ではごくわずかな縞の形成が現れたが、バッフルを組み込むことで、縞の形成の問題が有意に軽減するように見えた。
【００５３】
図１１は、さらに別の実施形態によるノズルアセンブリ５００を示し、このノズルアセンブリ５００は、エアキャップ５０４と、エアキャップ５０４の外面に取り外し可能に連結される個別の分離可能なノズルプラットフォーム５４０とを有している。図示のように、ノズルプラットフォーム５４０は、エアキャップ５０４の前面の、互いに９０度回転オフセットされた２つの異なる位置に取り付けられ得る。さらに、ノズルプラットフォーム５４０は、第１のバッフル対５３０と、第１のバッフル対５３０とは構造的に異なる第２のバッフル対５３１とを含む。ノズルプラットフォーム５４０は、エアキャップ５０４に取り付けられると固定位置をとる。しかしながら、作業者は、スプレー作業の合間に、第１のバッフル５３０、５３１対または第２のバッフル５３０、５３１対を交換可能に選択して、エアホーン５１２上のそれぞれのファン制御開口部５１４、５１６から方向付けられる空気の流れを変更する選択肢を有する。
【００５４】
ファン制御空気に対する迅速な調節を可能にするために、ノズルプラットフォーム５００は、さらに修正されてもよく、これにより、第１のバッフル５３０、５３１対または第２のバッフル５３０、５３１対は、ノズルプラットフォーム５００を、それぞれ第１の位置と第２の位置との間でエアキャップ側壁に対して流体軸線の周りに回転させるだけで、選択可能であり得る。例えば、図１１のノズルプラットフォーム５４０およびエアキャップ５０４は、互いに対して９０度インクリメントで回転するように適合されてもよく、また、ノズルプラットフォーム５４０とエアキャップ５０４とが互いに適切に位置合わせされたときに所定の位置に「スナップ嵌め」する、それぞれの嵌合構造を含んでもよい。ノズルプラットフォーム上に十分なスペースがある場合には、同じノズルプラットフォーム上に３つ以上のバッフル対が配置されてもよい。
【００５５】
ノズルアセンブリ５００の他の特徴は既に説明したものと概ね類似しているので繰り返さない。
【００５６】
図１２は、ファン制御空気流の流路に多孔質バッフルを介在させた実施形態によるノズルアセンブリ６００を示す。前述のアセンブリと同様に、ノズルアセンブリ６００は、それぞれの流体開口部６０６および噴霧開口部６０８を有するエアキャップ６０４と、エアキャップ６０４から遠位に突出する一対のエアホーン６１２と、エアホーン６１２上に位置するそれぞれのファン制御開口部６１４、６１６とを含む。図示のように、多孔性材料を含む一対のバッフル６３０は、それぞれのエアホーンに取り外し可能に連結されて、ファン制御開口部６１４、６１６から放出された後であるが、流体開口部６０６および噴霧開口部６０８から放出された流体の流れに衝突する前のファン制御空気を制限する。必要に応じて、および図示のように、バッフル６３０は、ファン制御開口部６１４、６１６と本質的に同一面になるように配置される。バッフル６３０は、締まりばめ、ラッチ、または任意の他の連結機構によって、エアキャップ６０４に対して定位置に保持され得る。
【００５７】
バッフル６３０は、ファン制御空気流を減衰させるおよび／または再分配するのに適した多数の多孔性材料のいずれかから作製することができる。そのような材料の例としては、不織布、メッシュ、連続気泡発泡体、およびこれらの組み合わせが挙げられる。バッフル６３０で使用される多孔性材料は、ポリマーから製造される場合が多いが、金属、セラミック、または複合材料で作製されてもよい。特に好ましい実施形態では、多孔性材料としては、ナイロンメッシュまたは多数の穿孔を有するフィルムを挙げることができる。
【００５８】
さらに、バッフル６３０で使用する多孔性材料は、任意の広範囲の多孔率を有することができる。いくつかの実施形態では、多孔性材料は、少なくとも０パーセント、少なくとも１５パーセント、少なくとも３０パーセント、少なくとも５０パーセント、または少なくとも７０パーセントの開放面積を有する。さらに、多孔性材料は、最大で９９パーセント、最大で９０パーセント、最大で８５パーセント、最大で８０パーセント、または最大で７５パーセントの開放面積を有することができる。
【００５９】
図１２に示すように、ファン制御空気が多孔質バッフルを通して流されると、空気流は減衰する。ファン制御空気流が減衰した結果として得られるスプレーパターンが、図１３の塗料スプレーパターンで示されており、これらパターンは、バッフルを有しない（パターン６７２）、一対の高度に延伸された微細複製有孔フィルムを有する（パターン６７４）、および一対の１２５μの織布ナイロンメッシュを有する（パターン６７６）ノズルアセンブリを使用して得た。図１３に示すように、多孔質バッフルの使用は、スプレーパターン寸法を低減する上で非常に有効であり得る。有利には、このスプレーパターンの変更は、スプレーガンプラットフォーム上のファン制御調節器（図１のファン制御調節器７６ｂなど）の独立した調節を必要とせずに達成することができる。このことは、より一般的には、上述したバッフル１３０、２３０を使用することの利点である。
【００６０】
図１５に示すように、提供されるノズルアセンブリは、ファン制御開口部からの空気流を減衰させるまたはその方向を変えるために、複数のバッフルを有する必要はない。図の変形例は、前述したように対向するエアホーンとそれぞれのファン制御開口部とを有する好適なエアキャップ（図７のエアキャップ２０４など）に回転可能に連結されることができるノズルプラットフォーム７４０を含んでいる。取り付けられると、プラットフォーム７４０は、（図５に示し、上述したような方法で）それぞれのファン制御開口部によって画定される押し出された体積形状内に突出する、単一の環状バッフル７３０を有する。ユーザは、任意のタブ７４１を使用して、プラットフォーム７４０を、エアホーンに対してノズルアセンブリ全体の流体軸線の周りに手動で回転させることができる。有利には、環状バッフル７３０の末端縁の高さは周囲に沿って変化し、環状バッフルが体積形状の各々内に突出する程度をユーザが調節するのを可能にする。必要に応じて、図示されていないが、環状バッフル７３０は、平らなまたは階段状のプロファイルを有してもよい。バッフル７３０の動作原理は、その他の点では前述のバッフルの動作原理と同様である。
【００６１】
提供されるノズルアセンブリおよび関連方法を、以下に列挙する実施形態Ａ〜ＡＲによってさらに例示することができる。
Ａ．スプレー装置用ノズルアセンブリであって、流体軸線に沿って長手方向に延在し、流体開口部で終端する液体通路を画定する流体側壁と、前記流体側壁の周囲に延在し、前記流体開口部に隣接する噴霧開口部で終端する第１の空気通路を部分的に画定するエアキャップ側壁と、前記エアキャップ側壁から前記流体開口部を越えて突出し、第２の空気通路と連通する個々のエアホーン空洞を画定する、径方向に対向する一対のエアホーンであって、該エアホーンの各々は、外面と、ファン制御軸線に沿って前記外面を貫通して延在し、前記流体開口部から放出される流体の流れに対して空気を流すファン制御開口部と、を有し、該ファン制御開口部の各々は、前記ファン制御軸線に垂直な基準面に沿って画定される開口形状を有する、一対のエアホーンと、前記エアキャップ側壁に連結され、体積形状内に突出する、前記エアホーンの各々に関するバッフルであって、前記体積形状は、前記開口形状を前記ファン制御軸線に沿って外方へ押し出すことによって画定される、バッフルと、を備える、スプレー装置用ノズルアセンブリ。
Ｂ．前記開口形状が円形であり、前記体積形状が円筒状である、実施形態Ａに記載のノズルアセンブリ。
Ｃ．前記噴霧開口部が、前記流体開口部と同心円をなす環状開口部である、実施形態ＡまたはＢに記載のノズルアセンブリ。
Ｄ．前記ノズルアセンブリをスプレーガンプラットフォームに取り外し可能に連結する構成を有するスプレーガン境界面をさらに備え、前記第１および第２の空気通路が前記スプレーガン境界面で始まる、実施形態Ａ〜Ｃのいずれか１つに記載のノズルアセンブリ。
Ｅ．前記第１の空気通路と前記第２の空気通路は、前記第１の空気通路と前記第２の空気通路との間の圧力差を維持できるように、互いに隔離されている、実施形態Ｄに記載のノズルアセンブリ。
Ｆ．前記第１の空気通路と前記第２の空気通路は、互いに連通している、実施形態Ｄに記載のノズルアセンブリ。
Ｇ．前記バッフルの各々は、それぞれの前記エアホーンの前記外面に取り外し可能に連結される、実施形態Ａ〜Ｆのいずれか１つに記載のノズルアセンブリ。
Ｈ．前記バッフルの各々は、前記エアキャップ側壁に取り外し可能に連結される、実施形態Ａ〜Ｆのいずれか１つに記載のノズルアセンブリ。
Ｉ．前記バッフルの各々は、それぞれの前記エアホーンの一体部品である、実施形態Ａ〜Ｆのいずれか１つに記載のノズルアセンブリ。
Ｊ．前記バッフルの各々は、前記エアキャップ側壁の一体部品である、実施形態Ａ〜Ｆのいずれか１つに記載のノズルアセンブリ。
Ｋ．前記エアキャップ側壁に取り外し可能に連結されるノズルプラットフォームをされに備え、前記バッフルの各々は、前記ノズルプラットフォームに連結される、実施形態Ａ〜Ｆのいずれか１つに記載のノズルアセンブリ。
Ｌ．前記ノズルプラットフォームは、対向する一対のノッチを含み、該ノッチの各々は、それぞれの前記エアホーンの前記外面に係合して、前記ノズルプラットフォームを前記エアキャップ側壁に対して固定する、実施形態Ｋに記載のノズルアセンブリ。
Ｍ．前記バッフルは、第１のバッフル対を表し、前記ノズルプラットフォームに連結される第２のバッフル対をさらに有し、前記第１のバッフル対および前記第２のバッフル対は、前記ファン制御開口部からの空気の流れを変更するように互いに交換可能である、実施形態ＫまたはＬに記載のノズルアセンブリ。
Ｎ．前記ノズルプラットフォームは、前記エアキャップ側壁に回転可能に連結され、前記第１のバッフル対または前記第２のバッフル対は、前記ノズルプラットフォームを第１の位置と第２の位置との間で前記エアキャップ側壁に対して前記流体軸線の周りに回転させることによって、選択可能である、実施形態Ｍに記載のノズルアセンブリ。
Ｏ．前記バッフルの各々は、前記エアキャップ側壁に沿って径方向に延在し、前記流体軸線と略同一平面上にあるフィン部分を有する、実施形態Ａ〜Ｎのいずれか１つに記載のノズルアセンブリ。
Ｐ．前記バッフルの各々は、前記フィン部分に接続されるプレート部分をさらに有し、前記プレート部分は、それぞれの前記ファン制御開口部からの空気の流れに面する、実施形態Ｏに記載のノズルアセンブリ。
Ｑ．前記バッフルの各々は、それぞれのファン制御軸線に平行な方向に沿って見たときに、前記体積形状の断面の１パーセント〜１００パーセントを閉塞する、実施形態Ａ〜Ｐのいずれか１つに記載のノズルアセンブリ。
Ｒ．前記バッフルの各々は、それぞれのファン制御軸線に平行な方向に沿って見たときに、前記体積形状の断面の１パーセント〜４０パーセントを閉塞する、実施形態Ｑに記載のノズルアセンブリ。
Ｓ．前記バッフルの各々は、それぞれのファン制御軸線に平行な方向に沿って見たときに、前記体積形状の断面の１パーセント〜２０パーセントを閉塞する、実施形態Ｒに記載のノズルアセンブリ。
Ｔ．前記バッフルの各々は、それぞれのファン制御開口部の直径の１パーセント〜１００パーセントの範囲の量だけ、それぞれの前記体積形状内に突出する、実施形態Ａ〜Ｐのいずれか１つに記載のノズルアセンブリ。
Ｕ．前記バッフルの各々は、それぞれのファン制御開口部の直径の１パーセント〜５０パーセントの範囲の量だけ、それぞれの体積形状内に突出する、実施形態Ｔに記載のノズルアセンブリ。
Ｖ．前記バッフルの各々は、それぞれのファン制御開口部の直径の１パーセント〜３０パーセントの範囲の量だけ、それぞれの体積形状内に突出する、実施形態Ｕに記載のノズルアセンブリ。
Ｗ．前記バッフルの各々は、それぞれのファン制御開口部からの空気の流を少なくとも部分的に制限する多孔性材料を有する、実施形態Ａ〜Ｎのいずれか１つに記載のノズルアセンブリ。
Ｘ．前記多孔性材料は、不織布材料を含む、実施形態Ｗに記載のノズルアセンブリ。
Ｙ．前記多孔性材料は、連続気泡発泡体を含む、実施形態Ｗに記載のノズルアセンブリ。
Ｚ．前記多孔性材料は、０パーセント〜９９パーセントの範囲の開放面積を有する、実施形態Ｗ〜Ｙのいずれか１つに記載のノズルアセンブリ。
ＡＡ．前記多孔性材料は、５０パーセント〜９９パーセントの範囲の開放面積を有する、実施形態Ｚに記載のノズルアセンブリ。
ＡＢ．前記多孔性材料は、７０パーセント〜９９パーセントの範囲の開放面積を有する、実施形態ＡＡに記載のノズルアセンブリ。
ＡＣ．前記ファン制御軸線の各々は、それぞれのバッフルと交わる、実施形態Ａ〜ＡＢのいずれか１つに記載のノズルアセンブリ。
ＡＤ．前記ファン制御開口部の各々は、内側ファン制御開口部であり、前記エアホーンの各々は、前記内側ファン制御開口部に隣接しかつ外側ファン制御軸線に沿って延在する外側ファン制御開口部をさらに有する、実施形態Ａ〜ＡＣのいずれか１つに記載のノズルアセンブリ。
ＡＥ．前記基準面の各々は、第１の基準面であり、前記外側ファン制御開口部の各々は、その外側ファン制御軸線に垂直な第２の基準面に沿って画定される第２の開口形状を有し、前記第２の開口形状をその外側ファン制御軸線に沿って外方へ押し出すことによって画定される体積形状内に突出する前記エアホーンの各々に関しするバッフルはない、実施形態ＡＤに記載のノズルアセンブリ。
ＡＦ．前記第１の基準面と前記第２の基準面とは、概ね同一平面上にある、実施形態ＡＥに記載のノズルアセンブリ。
ＡＧ．前記エアキャップ側壁は、前記第２の空気通路と連通する一対の補助空気開口部を有し、前記一対の補助空気開口部の各々は、それぞれのファン制御開口部からの空気の流れと交差する補助軸線に沿って空気の流れを方向付ける、実施形態Ａ〜ＡＦのいずれか１つに記載のノズルアセンブリ。
ＡＨ．前記補助軸線の各々は、前記ファン制御開口部の１つと関連する体積形状と交わる、実施形態ＡＧに記載のノズルアセンブリ。
ＡＩ．流体軸線に沿って長手方向に延在し、流体開口部内で終端する液体通路を画定する流体側壁と、前記流体側壁の周囲に延在し、前記流体開口部に隣接する噴霧開口部で終端する第１の空気通路を部分的に画定するエアキャップ側壁と、前記エアキャップ側壁から前記流体開口部を越えて突出し、第２の空気通路と連通する個々エアホーン空洞を画定する、径方向に対向する一対のエアホーンであって、該エアホーンの各々は、外面と、ファン制御軸線に沿って前記外面を貫通して延在し、前記流体開口部から放出される流体の流れに対して空気を流すファン制御開口部と、を有し、該ファン制御開口部の各々は、前記ファン制御軸線に垂直な基準面に沿って画定される開口形状を有する、一対のエアホーンと、前記エアキャップ側壁に回転可能に連結され、一対の体積形状内に突出する環状バッフルであって、前記体積形状の各々は、それぞれのファン制御軸線に沿って各々の開口形状を外方へ押し出すことによって、画定される、環状バッフルと、を備える、スプレー装置用ノズルアセンブリ。
ＡＪ．前記環状バッフルは、前記エアホーンに対して前記流体軸線の周りに回転されるにつれて変化する程度に、各々の前記体積形状内に突出する、実施形態ＡＬに記載のノズルアセンブリ。
ＡＫ．スプレー装置のスプレーパターンを調節する方法であって、前記スプレー装置は、流体開口部と、該流体開口部を越えて突出し、径方向に対向する一対のエアホーンと、を有し、で前記エアホーンの各々は、ファン制御開口部を有し、前記方法は、それぞれのエアホーンに隣接する前記スプレー装置から外方へ延在する一対のバッフルを提供するステップであって、前記バッフルの各々は、体積形状内まで延在し、該体積形状は、それぞれのファン制御開口部の形状をファン制御軸線に沿って外方へ押し出すことによって画定される、ステップと、前記流体開口部から流体を放出するのと同時に、前記ファン制御開口部からの前記流体の流れに対して反対方向から空気を流すステップであって、前記一対のバッフルは、前記空気が前記流体の流れに衝突する前に前記前記空気の流れを変更し、これにより、変更されたスプレーパターンを生成する、ステップと、を備える、方法。
ＡＬ．前記バッフルの各々は、それぞれのファン制御開口部からの空気の流れに平行に延在するフィン部分を有する、実施形態ＡＫに記載の方法。
ＡＭ．前記バッフルの各々は、前記フィン部分に接続されるプレート部分をさらに有し、前記プレート部分は、それぞれのファン制御開口部からの空気の流れに面する、実施形態ＡＬに記載の方法。
ＡＮ．前記変更されたスプレーパターンは、変更されていないスプレーパターンと比べて、低減した密度変化を有するスプレーパターンを有する、実施形態ＡＫ〜ＡＭのいずれか１つに記載の方法。
ＡＯ．前記変更されたスプレーパターンは、より大きなまたはより小さな寸法を有するスプレーパターンを有する、実施形態ＡＫ〜ＡＮのいずれか１つに記載の方法。
ＡＰ．前記バッフルの各々は、それぞれのファン制御開口部からの空気の流れを少なくとも部分的に制限する多孔性材料を有する、実施形態ＡＫ、ＡＮ、またはＡＯに記載の方法。
ＡＱ．前記変更されたスプレーパターンは、如何なる空気入口圧力の調節から独立して得られる、実施形態ＡＫ〜ＡＰのいずれか１つに記載の方法。
ＡＲ．前記流体の流れは、前記ファン制御開口部のそれぞれと連通する空気通路を通る空気の流れによって霧化される、実施形態ＡＫ〜ＡＱのいずれか１つに記載の方法。
【実施例】
【００６２】
特に指定がないかぎり、それぞれの商品名および部材番号に従って記載される以下の構成要素および材料は、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から入手した。
【００６３】
下記の略号を用いて実施例を説明する。
【００６４】
【表１】
2017518876.tif 000003
【００６５】
比較
２００μｍのフィルタ、蓋、およびライナーアセンブリ（部品番号１６３００）を備えた「ＰＰＳ」６００ｍＬ塗料ガンカップ（部品番号１６１２２）に、水性黒色塗料（ＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．（Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ）から商品名「ＥＮＶＩＲＯＢＡＳＥ  Ｔ４０７」で入手）を充填した。ＡＴＯＭＩＺＩＮＧ  ＨＥＡＤ（部品番号１６６１１）を有するモデル「ＡＣＣＵＳＰＲＡＹ  ＨＧ１８  ＳＰＲＡＹ  ＧＵＮ（部品番号１６５７０）」をガンカップアセンブリに接続し、次にこれを自動スプレー塗装機、モデル「３１０９４０」（Ｓｐｒａｙｍａｔｉｏｎ，Ｉｎｃ．（Ｆｏｒｔ  Ｌａｕｄｅｒｄａｌｅ，Ｆｌｏｒｉｄａ））に取り付けた。次に、スプレーパターン（約１２×２０インチ（３０．５×５０．８ｃｍ））を、以下の条件下で、板紙基材、型番「ＷＨＩＴＥ  ＴＡＮＧＯ  Ｃ１Ｓ」（ＭｅａｄＷｅｓｔｖａｃｏ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｒｉｃｈｍｏｎｄ，Ｖｉｒｇｉｎｉａ）から入手）に塗布した。
【００６６】
【表２】
2017518876.tif 000004
【００６７】
（実施例１）
図８に示すような、径方向頂点５０ミル（１．２７ｍｍ）、幅１００ミル（２．５４ｍｍ）、および高さ１９０ミル（４．８３ｍｍ）の矩形バッフルプレートを有する本発明の代表的なバッフルプラットフォームを、エアホーンの周囲に、スプレーガンノズルのスプレーアウトレットオリフィスとぴったりと重ねて圧入した。次に、比較例に概ね記載されている通りにスプレーパターンを生成した。
【００６８】
（実施例２）
次に、実施例１に記載のプロセスを繰り返したが、代表的なバッフルプレートは、バッフルプレート高さが２１０ミル（５．３３ｍｍ）のものに置き換えた。
【００６９】
モデル「ＯＰＴＩＯ  Ｅ９０」デジタルカメラ（Ｐｅｎｔａｘ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を使用してスプレーパターンのデジタル画像を撮像し、「ｊｐｅｇ」ファイルとして保存した。続いて、画像処理ソフトウェア「ＩＭＡＧＥＪ」を使用して、画素濃淡値（ｐｇｖ）をスプレーパターンの各々の幅にわたって測定した。パターン寸法は、ｐｇｖ≦２００のスプレーパターンに対応する。中心部分の外側境界は、スプレーパターンの縁部から近付いたときにｐｇｖが極小値に概ね達した場所に対応する。中心部分内の最小および最大ｐｇｖを記録して、ｐｇｖ範囲の標準偏差を求めた。結果を図１４にグラフで示し、データを表１に記載する。
【００７０】
【表３】
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【００７１】
上記特許および特許出願のすべては、本明細書において参照により明示的に援用される。本明細書において、特定の実施形態に関して本発明を説明してきたが、これらの実施形態は、本発明の原理および適用の単なる説明にすぎないことを理解されたい。本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく、本発明の方法および装置に対して様々な修正や変更が可能であることは、当業者には明らかであろう。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲およびその等価物内にある修正および変更を含むことを意図とする。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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