(57)【要約】本発明は、例えば車輌の車体等を塗装するのに用いて好適な塗装装置に関する。本発明は、塗料の噴霧状態を良好とする塗装装置を提供することを目的とする。本発明における塗装装置は、圧縮空気を供給する圧縮空気供給通路（２）、及び塗料を供給する塗料供給通路（３）が設けられた塗装装置本体（４）と、この塗装装置本体に設けられ、塗料を噴射する噴射口を有する塗料噴射ノズル（５）と、噴射口を開閉し塗料の噴射量を調節するニードル弁（６）とを備えている。ニードル弁（６）は、先細に形成された先端部（１４）を噴射口（８）側に位置させ、塗料噴射ノズル（５）の内部側に、所定長さを有し、先端部（１４）と連続して設けられた第一直線状部（２８）を備えている。
2002100553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮空気と塗料を混合し塗料を霧化して被塗装面に塗布する塗装装置であって、
前記塗装装置は、圧縮空気を供給する圧縮空気供給通路、及び塗料を供給する塗料供給通路が設けられた塗装装置本体と、
前記塗装装置本体に設けられ、塗料を噴射する噴射口を有する塗料噴射ノズルと、
前記噴射口を開閉し塗料の噴射量を調節する調節手段と、
を備え、
前記調節手段は、前記塗料噴射ノズル内部でスライド自在なニードル弁であり、前記ニードル弁は、先細に形成された先端部を前記噴射口側に位置させ、前記塗料噴射ノズルの内部側に、前記先端部と連続し所定長さを有する直線状部を少なくとも一つ備えることを特徴とする塗装装置。
【請求項２】
前記直線状部は、前記噴射口から前記塗料噴射ノズル内方に向かうに従い大径となるテーパ部であることを特徴とする請求項１に記載の塗装装置。
【請求項３】
前記テーパ部のテーパ角度は、２〜４度であることを特徴とする請求項２に記載の塗装装置。
【請求項４】
前記テーパ部のテーパ比は、０．３０〜０．３５であることを特徴とする請求項２に記載の塗装装置。
【請求項５】
前記先端部の母線の長さは、０．５ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の塗装装置。
【請求項６】
前記先端部の先端角度は、８０〜８５度であることを特徴とする請求項１記載の塗装装置。
【請求項７】
前記ニードルの前記先端部及び前記テーパ部に対応した前記塗料噴射ノズル内壁の所定位置には、前記噴射口を端部として第一テーパ部及び第二テーパ部が連続して設けられており、
前記第一テーパ部は、前記噴射口から前記塗料噴射ノズルの内部に向かって小径となるテーパであり、
前記第二テーパ部は、前記第一テーパ部との境界線から前記塗料噴射ノズルの内部に向かって大径となるテーパであることを特徴とする請求項１記載の塗装装置。
【請求項８】
前記ニードルは、弾性部材により前記噴射口を閉鎖する方向に付勢されており、
前記弾性部材は、弾性率の異なる弾性部材を複数組み合わせたことを特徴とする請求項１記載の塗装装置。
【請求項９】
前記弾性部材はばねであり、ばね係数の異なる複数のばねを組み合わせ構成されていることを特徴とする請求項８に記載の塗装装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、例えば車輌の車体等を塗装するのに用いて好適な塗装装置に関する。
背景技術
通常、自動車等の車輌における車体の塗装は、圧縮空気と塗料を同時に噴射し、塗料を霧化させて塗装を行う方法がとられる。この塗装にはスプレーガンと称される塗装装置が好適に用いられる。
スプレーガンは、主に小型拳銃のような形をしており、塗料を供給する塗料供給部と、圧縮空気を供給する圧縮空気供給部と、塗料の噴射口となる塗料噴射ノズルと、塗料噴射ノズルから噴射する塗料の量を調節する引き金部と、これらを取り付けるスプレーガン本体とにより構成されている。
この塗料噴射ノズルの内部には、一端が先細に形成され、他端がばね等の弾性部材に連結された棒状の弁（ニードル弁）が挿通されている。この棒状の弁は、先細に形成された端部を有し、塗料噴射ノズル内をスライドすることにより噴射口を開閉する。
また、ニードル弁のスライド運動は、弾性部材が噴射口を閉鎖する方向に付勢されているため、引き金部により付勢方向とは反対方向にニードルを移動させることによってなされる。
そして、閉鎖されていた噴射口が開放され、塗料供給部から供給される塗料と、圧縮空気供給部から供給される圧縮空気とが同時に噴射口から噴射される。すると、塗料は圧縮空気により霧化され、被塗装面に付着する。塗料が霧化されることにより、塗装面の乾燥が早く、且つ均一な塗装面を得ることができる。
ところで、塗装の種類には被塗装面を均一に塗装するブロック塗装と、被塗装面（新塗装面）と旧塗装面との境界を、外観上違和感のないよう塗装を行うぼかし塗装等がある。
このぼかし塗装は、新たに塗装を行う被塗装面と、以前の塗装が残っており新たな塗装は必要のない旧塗装面との、境目をぼかすように塗装を行う塗装技法である。
そして、このぼかし塗装を上述したようなスプレーガンにて行うには、作業員には習熟した技術が要求される。
なぜなら、上述したようなスプレーガンは、引き金部の操作を開始した時点における、圧縮空気の流量と噴射口の開口面積と塗料の量とを適当なバランスで調節することができなかった。詳細には、引き金部の操作を開始した直後における、圧縮空気の噴出速度は低速であるが、塗料噴射ノズル内には所定量の塗料が供給されてしまう。そのため、噴出された塗料は、粒子径が大きいまま、すなわち完全に霧化されずに噴射されてしまっていた。塗料が完全に霧化されずに噴射されると、塗膜厚さが厚くなったり、塗装面に塗料が吸着し難いという問題が生じてしまう。
そして、上述したような問題を積極的に回避する為に、塗装面外にて一度引き金部を引き、塗料の噴射量を調節してから被塗装面に塗料を吹き付ける工程を経ることを余儀なくされてきた。
しかし、この工程を経ることによって、塗料を余分に廃棄してしまうことになる。当然、被塗装面が広くなるに伴い塗料の廃棄率も高まってしまう。
そこで、本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、塗料の噴霧状態を良好に調節可能な塗装装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、塗料を無駄にすることなく、且つ容易な操作で塗装を行うことを可能とする塗装装置を提供することを目的とする。
発明の開示
本発明の塗装装置は、圧縮空気と塗料を混合し塗料を霧化して被塗装面に塗布する塗装装置である。
そして、本発明における塗装装置は、圧縮空気を供給する圧縮空気供給通路、及び塗料を供給する塗料供給通路が設けられた塗装装置本体と、この塗装装置本体に設けられ、塗料を噴射する噴射口を有する塗料噴射ノズルと、噴射口を開閉し塗料の噴射量を調節する調節手段と、を備えている。
また、調節手段は、塗料噴射ノズル内部でスライド自在なニードルである。このニードルが塗料噴射ノズル内部をスライドすることにより、塗料噴射ノズルから噴射される塗料の量を調節することができる。また、このようなニードルは、塗料の流量を調節する弁の役割をするためニードル弁とも呼ばれている。
また、このニードル弁は先端側が徐々に尖鋭となっている為、極めて微細な流量を調節することができる。
さらに、ニードル弁は、先細に形成された先端部を噴射口側に位置させ、塗料噴射ノズルの内部側に、所定長さを有し、先端部と連続して設けられた直線状部を少なくとも一つ備えている。
この直線状部があることにより、噴射口の完全開放までの操作量を多くすることが可能となる。また、それに伴い引き金部を操作したときの、少量噴霧におけるニードル弁の移動距離、すなわち引き金部の塗料少量噴霧時の全体操作量を多くすることができ、塗料噴霧量の微調整を行い易くなる。
また、前記先端部の母線の長さを０．５ｍｍとし、先端角度を８０〜８５度としてもよい。
加えて、この直線状部が、噴射口から塗料噴射ノズルの基端側に向かうに従って径大に形成されたテーパ部であるとより好ましい。
何故なら、噴射口から塗料噴射ノズルに向かうに従って径大となるテーパ部であれば、引き金部を操作するにしたがい徐々に噴射口が開放されるため、塗料の噴射量も制限される。すなわち、塗料がいきなり大量に噴射してしまうことを防ぐことが可能となる。
尚、このテーパ部に最も好適に用いることができるテーパ角度は３度であるが、２〜４度の間であれば十分好適に使用することができる。さらに、このテーパ部のテーパ比を０．３０〜０．３５としてもよい。
また、本発明における塗料噴射ノズルは、徐々に噴射口を開放することができるため、被塗装面と旧塗装面との境目を目立たないように塗装するぼかし塗装に好適に使用することができる。
例えば、自動車のボディーにできた傷や大きな凹み等の損傷箇所に塗装を行う場合には、損傷箇所の周囲に位置する旧塗装面に対してどのくらいの色合いで、且つどれくらいの膜厚で塗装を行うべきかを判断しなければならない。当然、損傷箇所である被塗装面は塗膜が厚くなるように塗装し、被塗装面と旧塗装面との境目は薄い塗膜となるように塗装する。
このとき、従来のスプレーガンでは、引き金部を操作した直後に大きな粒子の塗料が噴射される。これは、引き金部を操作すると、それまで完全に閉鎖されていた噴射口が突如として開放されるが、開放と同時に圧縮空気が噴射口に供給されるわけではないため、通常、引き金部の操作直後に供給される圧縮空気は少ないためである。
したがって、塗料は完全に霧化されず粒径の大きな粒子のまま噴射されてしまう。すると、被塗装面と旧塗装面の境目のように徐々に薄膜から膜厚となるように塗装しなければならない箇所であっても、粒径の大きな粒子が塗布されて塗膜が厚くなってしまう。
しかし、本発明の塗装装置は、ニードルの先端に連続して設けられたテーパ部により、噴射口の開放直後であっても供給される圧力に伴った量の空気と塗料を供給することができる。
そのため、被塗装面は厚い塗膜が形成されるよう塗装することができると共に、旧塗装面は薄い塗膜が形成されるように調節することが可能となる。
また、本発明は、ニードルがスライドする塗料噴射ノズル内壁の、所定位置に、噴射口を端部として第一テーパ部及び第二テーパ部並びに第三テーパ部が連続して設けられている。
この第一テーパ部は、噴射口から塗料噴射ノズルの内部に向かって径小となるテーパに形成する。また、第二テーパ部は、第一テーパ部との境界線から塗料噴射ノズルの内部に向かって径大となるテーパに形成する。さらに、第三テーパ部は、第二テーパ部との境界線から塗料噴射ノズルの内部に向かって径大となるテーパに形成する。
この第二テーパ部におけるテーパ角度と、ニードルの直線状部におけるテーパ角度とを調節することにより、空気量と塗料量との調節を自在に行うことができる。例えば、この第二テーパ部に対応する直線状部におけるテーパ角度を第二テーパ部におけるテーパ角度よりも小さくした場合、ニードル弁が塗料噴射ノズル内へとスライドすると、第二テーパ部と直線状部との空隙が大きくなる為、比較的塗料が多く噴射される。
そのため、圧縮空気の空気圧や塗料の性質に応じて、直線状部のテーパ角度を設定すると好ましい。
また、第二テーパ部におけるテーパ角度に比べ直線状部におけるテーパ角度を大きくした場合は、噴射口を開放するに伴い、比較的空気が多く噴射される。このように、塗料量が圧縮空気の供給量との関係において相対的に制限される為、従来通りの空気圧及び空気量にて空気を噴射しても、塗料は十分な空気量及び空気圧により微粒子化されて噴射される。すなわち、低圧で空気を噴射する低圧塗装装置においても、高圧塗装装置にて霧化させた塗料とほぼ同様に霧化させることができる。
さらに、本発明の塗装装置における前記ニードルは、弾性部材により前記噴射口を閉鎖する方向に付勢されている。そして、この弾性部材は、弾性率の異なる弾性部材が複数組み合わせられている。この弾性部材として、ばねを好適に用いることができる。尚、本発明におけるばねはコイルばねであり、ばね係数の高いコイルばねと低いコイルばねとを複数組み合わせて構成されている。
また、前記ニードルは、銃状の塗装装置本体に設けられた塗料噴射ノズルの噴射口から噴射される塗料及び圧縮空気の操作を行う引き金部に連動する。勿論、ニードルと連結した弾性部材も引き金部の動きに連動する。
本発明におけるコイルばねは、ばね係数の高いコイルばねとばね係数の低いコイルばねとが連結している為、引き金部を引く力が必然的に規制される。初めに力が加わりより短く圧縮するのはばね係数が低いコイルばねであり、大きな力が加わるにしたがい、ばね係数が高いコイルばねも圧縮されていく。
そのため、噴射操作を段階的に行うことが可能となる。例えば、ばね係数の低いコイルばねより圧縮される段階では、圧縮空気のみを噴射する。そして、ばね係数の低いコイルばね及びばね係数の高いコイルばね双方が圧縮される段階では、圧縮空気と塗料とを適宜に噴射する。
さらに、ばね係数の高いコイルばね及びばね係数の低いコイルばね双方のコイルばねが完全に圧縮される段階では、最大量の圧縮空気と塗料とを噴射する。以上のような噴射パターンを挙げることができる。
すなわち、ばね係数の異なるコイルばねを複数連結したことにより、塗料の噴射具合を段階的に変化させることができるようになった。
また、ばね係数の高いコイルばねと低いコイルばねとを連結することで、塗料が所定値以下の低圧力で噴射され、完全に霧化されない状態で被塗装面に塗布される状態を防ぐことができるようになる。
本発明の塗装装置によれば、塗料の噴霧状態を良好にできる塗装装置を提供することが可能となる。
また、本発明の塗装装置によれば、塗料を無駄にすることなく、且つ容易な操作で塗装を行うことが可能となる塗装装置を提供することができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
初めに、本実施形態における塗装装置（スプレーガン）の構成について説明する。図１は、スプレーガン１の全体を示す断面図である。本発明におけるスプレーガン１は圧縮空気と塗料とを混合し、塗料を圧縮空気により噴霧化して被塗装面に塗布する装置である。
そして、本実施形態におけるスプレーガン１は、圧縮空気を供給する圧縮空気供給通路２、及び塗料を供給する塗料供給通路３が設けられたスプレーガン本体４と、このスプレーガン本体４に設けられ、塗料を噴射する噴射口８を有する塗料噴射ノズル５と、噴射口８を開閉し塗料の噴射量を調節するニードル弁６とを備えている。
小型拳銃状に形成されたスプレーガン１は、スプレーガン１を把持する把持部７と、把持部７に連続して設けられ塗料及び圧縮空気を噴射する噴射口８を有する銃身部２１とを備えている。
また、スプレーガン本体４内部には、把持部７の下部から噴射口８まで圧縮空気が通る圧縮空気供給通路２が設けられている。
そして、把持部７の下部には、圧縮空気の供給元と接続する空気ニップル９が設けられている。さらに、この空気ニップル９から把持部７の上方へ向かって圧縮空気供給通路２が設けられており、把持部７と銃身部２１の境目付近には、把持部７に対してほぼ垂直に位置し圧縮空気供給通路２の開閉を行う棒状の空気弁１０が設けられている。
また、この空気弁１０は、その基端にコイルばね１１を有し、圧縮空気供給通路２を閉鎖する方向に付勢されている。
さらに、空気弁１０の中央付近には、圧縮空気供給通路２の開閉を確実に行うためのエアパッキン１２が設けられている。このエアパッキン１２に、樹脂などの弾性部材を用いると、空気弁１０が圧縮空気供給通路２を閉鎖した際、圧縮空気の出入りを確実に阻止することができる。
また、この空気弁１０の上方（上段）には、塗料の噴射を調節するニードル弁６と塗料噴射ノズル５が配設されている。
このニードル弁６は、噴射口８側の一端に、先細に形成された先端部１４を有し、他端に、ニードル弁６の動きを制御するニードル弁ガイド１５を介したコイルばね１６を有している。このコイルばね１６は、噴射口８を閉鎖する方向に付勢されている。さらに、ニードル弁ガイド１５の前方には、塗料漏れをシールするためのニードルパッキン１７がパッキン調節ねじ１８によって押さえられている。パッキン調節ねじ１８は、塗料漏れを防ぎ、且つニードル弁６がスムーズに作動する為に、適当な強さに締められてねじ込まれている。
また、ニードル弁６の中央付近には、塗料供給元に接続する塗料ジョイント１９を付設した塗料案内路２０が位置している。
さらに、噴射口８側の前記ニードル弁ガイド１５及び空気弁１０の端部は、銃身部２１に回転中心３０を有し、把持部７と略平行に設けられた引き金部２２と当接している。そのため、引き金部２２を把持部７側に引き寄せると、空気弁１０に設けられたコイルばね１１と、ニードル弁６に設けられたコイルばね１６とが圧縮される。
この空気弁１０に設けられたコイルばね１１が圧縮されると、空気弁１０に設けられているエアパッキン１２がコイルばね１１側へ移動する為、圧縮空気供給通路２を開放する。すると、銃身部２１に設けられた圧縮空気供給通路２に従って圧縮空気は噴射口８まで供給される。
また、ニードル弁６の端部に設けられたコイルばね１６が圧縮されると、筒状のニードル弁ガイド１５の内部にニードル弁６がスライドし挿入される。
すると、噴射口８を閉鎖していたニードル弁６が噴射口８内部に引きこもる為、噴射口８が開放され塗料が噴出される。
尚、ニードル弁６に比べて空気弁１０の方が数ｍｍ早く移動し、圧縮空気を噴射するように設計されているため、塗料噴射より、僅か先に圧縮空気が送られるようになっている。
次に、本実施形態のスプレーガン１の先端構造の詳細な説明を行う。図２は、スプレーガン１の先端を拡大した断面図であり、図３はスプレーガン１における塗料噴射ノズル５の拡大断面図である。また、図４はスプレーガン１におけるニードル弁６先端の拡大図であり、図５はスプレーガン１における塗料噴射ノズル５にニードル弁６が装着された状態における先端部１４の一部拡大した断面図である。尚、説明の便宜を図る為、図１で説明した構成部品については同一符号を付して説明する。
先ず、図２に基づいてスプレーガン１の先端構造の説明を行う。スプレーガン１は、噴射口８に空気キャップ２３が螺嵌されている。この空気キャップ２３は、中心に設けられた貫通孔２４の周辺に、複数の細孔であるスリット２５が設けられている。この貫通孔２４からは主に塗料が噴出され、周辺に設けられたスリット２５からは圧縮空気が噴射される。
そして、塗料は噴出された圧縮空気により拡散される。このように、液体を噴霧して微粒子化することを霧化という。
また、貫通孔２４の内部には、塗料噴射ノズル５が位置している。図３に示すように、この塗料噴射ノズル５は、噴射口８から塗料噴射ノズル５内部に向かうに従い小径に形成された第一テーパ部２６と、この第一テーパ部２６から更に内部へ向かうに従い大径となる第二テーパ部２７と、この第二テーパ部２７から更に内部へ向かうに従い大径となる第三テーパ部３１とにより構成されている。
さらに、塗料噴射ノズル５の内部には、図４に示すような棒状の弁であるニードル弁６が挿通されている。このニードル弁６は、先細に形成された先端部１４と、先端部１４に連続した第一直線状部２８と、第一直線状部２８に連続した第二直線状部３２とにより構成されている。この第一直線状部２８は、第二テーパ部２７に対応したテーパ角を有し、塗料噴射ノズル５の先端部である噴射口８から、塗料噴射ノズル５の基端側に向かうに従って大径に形成されたテーパ部となっている。
また、第二直線状部３２は、第三テーパ部３１に対応したテーパ角を有し、第一直線状部２８と同様に噴射口８から塗料噴射ノズル５内方に向かうに従って大径に形成されている。
また、本実施の形態における先端部１４は円錐状であり、先端部１４を形成する、先端部１４の母線の長さｒを０．５ｍｍとし、先端角度αを８０〜８５度とするとよい。特に、先端角度αを８３度とすると塗料の噴射状態が極めて向上する。
この第一直線状部２８のテーパ角度βは、２〜４度の間であれば良好な効果を発揮するが、β＝３度とすると最も好適な効果を発揮する。
加えて、第一直線状部２８のテーパ比は、０．３０〜０．３５にすると好ましい。このテーパ比は、ニードル弁６の第一直線状部２８の大径側の直径ａと、小径側の直径ｂとの差を、第一直線状部２８の長さ（テーパ長さ）１で割った値である。
また、図１、図６、図７、図８に示すように、本実施の形態におけるニードル弁６は、互いにばね係数の異なる第一コイルばね１６ａと第二コイルばね１６ｂとを組み合わせて構成されている。
尚、本実施の形態における第一コイルばね１６ａは第二コイルばね１６ｂよりばね係数が低いものとする。但し、この第一コイルばね１６ａは、第二コイルばね１６ｂよりもばね係数が高いコイルばねとしてもよいし、勿論その逆であってもよい。
そして、第一コイルばね１６ａは、ニードル弁ガイド１５と接触しており、第二コイルばね１６ｂは一端が第一コイルばね１６ａに接続され、他端がガイド室２９の内壁に当接されている。このガイド室２９は、ニードル弁ガイド１５の基端側と、第一コイルばね１６ａ及び第二コイルばね１６ｂとを収容するものである。
そして、図７に示すように、引き金部２２をＡという力で引くと、第一コイルばね１６ａは後方にスライドしたニードル弁ガイド１５により押される。また、ニードル弁ガイド１５のスライドに伴い、ガイド室２９の内壁に当接した第二コイルばね１６ｂにも力Ａが伝達する。すると、この力Ａがガイド室２９の内壁に伝わり、その反力Ｂが第二コイルばね１６ｂに作用する。したがって、第一コイルばね１６ａ及び第二コイルばね１６ｂの双方が圧縮される。この際、第一コイルばね１６ａ及び第二コイルばね１６ｂには、同一の力が作用するが、両コイルばねの弾性率が異なるため、引き金部２２の最終段階に至るまでの操作においては、第一コイルばね１６ａと第二コイルばね１６ｂの圧縮率（圧縮する長さ）は異なる。
すなわち、本実施形態におけるコイルばね１６は、引き金部２２を引いて主に第一コイルばね１６ａを圧縮する第一段階と、引き金部２２を引いて第一コイルばね１６ａの圧縮と共にこの段階において主に第二コイルばね１６ｂを圧縮する第二段階と、第一コイルばね１６ａ及び第二コイルばね１６ｂ双方を完全に圧縮する第三段階（最終段階）との三段階の操作段階を経ることができる。
そのため、第一コイルばね１６ａを主に圧縮させたときは圧縮空気のみを噴射させ、第一コイルばね１６ａに加え、第二コイルばね１６ｂを途中まで圧縮させたときは圧縮空気量と塗料の量に規制を持たせ所定量を噴射させ、第一コイルばね１６ａ及び第二コイルばね１６ｂを最後まで圧縮させたときには圧縮空気量と塗料の量を最大にし噴射させる、というような操作を行うことが可能となる。
まさに、引き金部２２の初期段階から中期段階の操作は、比較的小さい力でニードル弁６の微調整を容易に行える、所謂半クラッチ状態ということができ、この状態があることにより被塗装面と旧塗装面との境目をぼかす塗装を容易に行うことができるようになる。
引き金部２２を引くとそれに伴いニードル弁６がニードル弁ガイド１５内へスライドし塗料噴射ノズル５の噴射口８が開放されるものである。
更に詳細に説明すると、引き金部２２を操作することにより、上述したように空気弁１０が開放され圧縮空気が噴射されると略同時に、主に第一コイルばね１６ａが圧縮される。そのときニードル弁６は、スライドして塗料噴射ノズル５内に入り込む。
すると、これまでニードル弁６における第一直線状部（テーパ部）２８と塗料噴射ノズル５の第二テーパ部２７との双方のテーパが適宜に嵌め合っていた状態がずれて、双方のテーパの間に僅かなクリアランスが生じる。このとき、ニードル弁６のテーパ部２８の先端部１４は塗料噴射ノズル５の第一テーパ部２６内に位置している。
そして、ニードル弁６と第一コイルばね１６ａが上述した状態であるとき、噴射口８からは圧縮空気のみが噴射される。
さらに引き金部２２を操作し続け、第二コイルばね１６ｂも圧縮され始めると、ニードル弁６はさらに塗料噴射ノズル５内部にあるニードル弁ガイド１５内部へスライドする。すると、テーパ部２８と第二テーパ部２７とのクリアランスはさらに広くなる。この状態のとき、噴射口８からは適宜な量の塗料と圧縮空気が噴射される。
加えて、第一コイルばね１６ａ及び第二コイルばね１６ｂが完全に圧縮された状態になると、ニードルの先端部１４は、完全に塗料噴射ノズル５内部に収容された状態となる。
このとき噴射口８からは、圧縮空気及び塗料、双方が最大量噴射される状態となる。
次に、上述した本実施形態におけるスプレーガン１の噴射原理を動作説明と共に行う。
先ず初めに、本実施の形態におけるスプレーガン１を利用して塗装を行う場合、作業員は噴射口８を被塗装面に向け、把持部７を持って構える。このとき噴射口８は旧塗装面と被塗装面との境目に位置させる。
そして、引き金部２２を把持部７側へ引き寄せると、図７に示すように、ニードル弁ガイド１５が引き金部２２に当接する。そして、図８に示すように、ニードル弁ガイド１５が引き金部２２に当接したときを境にニードル弁６がスライドし、ニードル弁ガイド１５内部へ進入する。すなわち、噴射口８を閉鎖していたニードル弁６が銃身部２１内に引き籠もる。それに伴い、閉鎖されていた噴射口８が開放される。
また、塗料案内路２０内の塗料が噴射口８から噴出される。このとき、前述したように、圧縮空気の方が僅かに先に噴射される為、塗料は初めから十分な量の圧縮空気にて霧化される。
しかも、図５に示すように、本実施の形態の塗料噴射ノズル５及びニードル弁６は、塗料噴射ノズル５の第二テーパ部２７と、ニードル弁６のテーパ部２８のテーパ角度が略同様であるため、ニードル弁６が塗料噴射ノズル５内部へ引き籠まれても、第二テーパ部２７とテーパ部２８との間隙は略一定となる。
そのため、空気キャップ２３に設けられたスリット２５から供給される圧縮空気は、初め少量であるが、その圧縮空気の流量に見合った分の塗料を噴出することができる。すると、従来のように、噴射直後において塗料が完全に霧化されず大きな粒子のまま噴射されてしまうといった虞がなくなる。
また、本発明の発明者等は、上述した効果を確認するための実験を行った。以下に、この実験内容と実験結果とを説明する。
尚、本実施形態のスプレーガン１と従来のスプレーガンによる試験結果を比較する為に、従来のスプレーガンとして、図１３に示すＷ−８８（イワタ社製）のニードル弁１０６を取り付けたスプレーガンを用いた。また、本実験に使用した試料には、硬化剤と顔料を混合しその混合物をシンナーで希釈した一般的な塗料を用いた。
本実験は、塗装面に塗布された塗料の膜厚を測定する実験である。先ず初めに、図９に示すように、塗装面の半分を三行十二列のメッシュに分ける。そして、その塗装面にそれぞれのメッシュの位置を示す１〜１２の番号を付す。尚、メッシュ一列の幅は、４ｃｍとした。
次に、圧縮空気を送る空気圧を０．８ｋｇ／ｃｍ２とし、塗装面からスプレーガン１までの距離を１５ｃｍとして塗料を噴射する。このとき、噴射口８は塗装面に対して直角に運行させる。尚、本実験ではａ、ｂ、ｃの三行に分けたメッシュのうち二行目（ｂ）に対して噴射を行った。また、メッシュ番号１にてスプレーガンの噴射を開始し、図９中、徐々に引き金部を強く引きながら（操作量を増しながら）右側に移行させて、メッシュ番号１２にて噴射を終了した。
そして、塗装面に塗布された塗料の膜厚を測定した結果を図１０〜１２に示す。尚、図１０は、従来のスプレーガンにて噴射を行った際の膜圧の変化を示すグラフであり、図１１は、本実施形態におけるスプレーガン１にて噴射を行った際の膜圧の変化を示すグラフであり、図１２は従来のスプレーガンにて塗装したときの膜厚と、本実施形態のスプレーガン１にて塗装したときの膜厚とを比較したグラフである。
図１０〜図１２に示すグラフは、縦軸を塗膜の厚さ（μｍ）とし、横軸をメッシュ番号（塗装噴射位置）とした。実線で表示されているものが本実施形態のスプレーガン１における測定結果であり、破線で表示されているものが従来のスプレーガンにおける測定結果である。
このグラフより、双方のスプレーガンは、総体的に見ると噴射開始から噴射終了までの間、徐々に膜圧が厚くなっていく傾向にある。
しかし、本実施の形態におけるスプレーガン１は、メッシュ１、メッシュ２、メッシュ３・・・と塗装位置が進むに従い段階的に膜圧が厚くなっている。
それに比べ従来のスプレーガンは、メッシュ１、メッシュ２で膜圧が約２μｍとなっているが、メッシュ３では膜圧が殆ど形成されていない（０μｍ）。そして、メッシュ４における膜厚は約６μｍに形成されている。
すなわち、従来のスプレーガンは塗料の噴射直後に、塗料が大量に噴射してしまい、その後一時的に塗料は噴射されない。さらに噴射を続けると再び噴射量は増加する。
これは、塗料と圧縮空気との噴射量の違いにより生じるものであり、その原因は塗料噴射量の調節を行うニードル弁の形状にある。
従来のスプレーガンに用いられたニードル弁１０６は、その先端が先細となっているだけで、先端から連続する直線状部１２８はニードル弁１０６の基端まで同径に形成されている。
そのため、図１４に示すように、ニードル弁１０６が塗料噴射ノズル１０５内部へスライドすると、塗料噴射ノズル１０５内部へ向かうに従い径大に形成された第二テーパ部１２７と直線状部１２８との間隙が急激に大きくなる。したがって、塗料噴射を開始すると、塗料噴射ノズル１０５の噴射口１０８が突如として開放される。すると、圧縮空気の供給量に見合わない量の塗料が噴射されてしまう。したがって、塗料は十分に霧化されず塗装面に塗布される。これによって、噴射直後の塗膜は厚くなると共に、噴射口１０８付近の未噴射塗料が急激になくなるため、噴射塗料は一旦なくなり、塗膜は形成されなくなる（メッシュ３）。さらにその直後に塗料供給元側から供給された塗料が一時にまとまって噴射されるので、塗膜は急激に厚くなる（メッシュ４）。
一方、本実施形態におけるスプレーガン１に用いられたニードル弁６は、その第一直線状部２８にも第二テーパ部２７同様に、塗料噴射ノズル５内部へ向かうに従って径大となるテーパ部２８が形成されている。
したがって、第二テーパ部２７とテーパ部２８との間隙は徐々に開いていく。これはすなわち、その間隙に塗料が徐々に供給されるということである。
そのため、本実施形態のスプレーガン１では、引き金部２２を引いた直後で圧縮空気の流量が少なくても、第二テーパ部２７とテーパ部２８と塗料の空隙により塗料の噴射量が調節される為、塗料は十分に霧化される。すなわち、本実施形態のスプレーガン１は、引き金部２２の初期段階操作（強く握らない操作）状態では、少量の塗料噴出でありながら、充分に霧化された塗料を噴射することができる。
また、スプレーガン１は、塗料噴射直後であっても塗膜が膜厚に形成されてしまうことを防ぐことができる。
これらのことにより、本実施形態のスプレーガン１によれば、旧塗装面と被塗装面との境目をぼかす、ぼかし塗装が極めて行いやすくなる。つまり、初期段階操作におけるストロークが長い分塗料は常に完全に霧化され、細かな霧状の塗料を噴射することができる。
さらに、本実施の形態のスプレーガン１は、ニードル弁６がコイルばね１６により付勢されており、そのコイルばね１６は、ばね係数（弾性係数）の異なる複数のばねが組み合わせられている。そのため、噴射量を引き金部２２にて徐々に変化させる操作が行いやすくなる。
加えて、引き金部２２を操作するときに、段階的に引き金部２２を操作することが可能となる。すなわち、ばね係数の異なるコイルばねを複数組み合わせニードル弁６を付勢させることにより噴射パターンを複数段階に切り換えることができるようになる。勿論、組み合わせるコイルばねの種類を増やせば、それだけ噴射パターンに幅を持たせることができるようになる。
そして、スプレーガン１を段階的に操作できるということは、引き金部２２を操作するにあたって、作業員の握力が段階的に強く必要になるということである。したがって、作業員は、操作段階が変化することを、自身の握力の施し方により確実に認識することができる。このため、スプレーガン１を、例えば操作初期段階のみに、少量の塗料を霧化する設定にすれば、作業員は、ぼかし塗装に対応する操作量を、操作をしながら容易に認識することができる。
なお、コイルばねに代えて、板ばねを使用することもでき、ゴム等のその他の弾性部材を使用することもできる。また、弾性部材は、同一の弾性率の部材の分量を段階的に変えて接続し、弾性率の異なる部材を組み合わせたのと同様の機能を得るようにしてもよい。
また、本実施形態のスプレーガン１によれば、引き金部２２の操作により塗料の噴射量を細かく調節することができる為、塗装開始前に一度塗料の噴射量を調節する為に空吹きする必要がなくなる。
それによって、塗料を空吹きする必要がなくなった為、塗装コストを削減することができるようになると共に、塗装作業の効率を向上させることが可能となる。
以上に説明した本実施の形態におけるスプレーガン１を用いることにより、高度な技術を習得せずとも、被塗装面の塗装、特にぼかし塗装を容易に行うことができる。
尚、本発明の塗装装置は、例えば遠隔制御を行う自動低圧塗装装置本体に本発明の塗装装置を組み合わせたり、あるいは手動のスプレーガンに本塗装装置を組み合わせたり等、様々な形態があるが、本実施の形態では、塗装装置を手動スプレーガンとして説明を行った。
また、本発明の塗装装置は、車両修理に用いる塗装装置として好適であるが、建造物の壁面等を塗装する塗装装置としても適用することができる。
本発明は前記した実施形態の内容に限定されるものではなく、当業者であれば特許請求の範囲に記載した要旨から逸脱しない範囲で種々に変形可能である。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の実施形態におけるスプレーガンの断面図。
図２は、実施形態におけるスプレーガンの要部拡大断面図。
図３は、実施形態における塗料噴射ノズルの要部拡大断面図。
図４は、実施形態におけるニードル弁の要部拡大図。
図５は、実施形態における塗料噴射ノズル及びニードル弁の要部を拡大した一部断面図。
図６は、実施形態におけるコイルばねの正面図。
図７は、実施形態におけるスプレーガンの引き金部を操作した際の断面図。
図８は、実施形態におけるスプレーガンの引き金部を操作した際の断面図。
図９は、塗装面におけるメッシュの状態を示す図。
図１０は、従来のスプレーガンによって形成された塗膜厚さを測定した結果のグラフを示す図。
図１１は、実施形態のスプレーガンによって形成された塗膜厚さを判定した結果のグラフを示す図。
図１２は、実施形態におけるスプレーガンと従来のスプレーガンとの塗膜厚さを比較したグラフを示す図。
図１３は、従来のニードル弁の要部拡大図。
図１４は、従来の塗料噴射ノズル及びニードル弁の要部を拡大した一部断面図。
【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１０】
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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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【国際調査報告】
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