(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴部内に高電圧発生器を内蔵し、塗料ノズルの先端に荷電電極を突設し、噴出する塗料の微粒子に高電圧が帯電されるイオン化圏域を形成する空気霧化式の静電塗装用スプレーガンであって、先端の荷電電極と近接し、且つ該荷電電極と直線で結んだとき空気キャップの角部の干渉がない位置に対向電極を着脱可能に取り付けたことを特徴とする対向電極  を設けた静電塗装用スプレーガン。
【請求項２】
対向電極は、抵抗体と共に電極支持体に保持され、スプレーガンの霧化頭部と、接地されたガンステーにそれぞれ着脱可能な固定手段を設けた一体型の対向電極ユニットとして形成したことを特徴とする請求項１に記載の対向電極を設けた静電塗装用スプレーガン。
【請求項３】
対向電極は、抵抗体と共に電極支持体に保持され、スプレーガンの霧化頭部に着脱可能な把持部材と、接地されたガンステーに取り付けが可能な嵌着片を突設した一体型の対向電極ユニットとして形成したことを特徴とする請求項１に記載の対向電極を設けた静電塗装用スプレーガン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶剤系塗料などの電気抵抗が比較的大きい塗料に適した静電塗装用スプレーガンに係わり、スプレーガンの霧化頭部に荷電電極と近接して対向電極を着脱可能に取付けたものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、空気霧化式の静電塗装用スプレーガンは、塗料ノズルと圧縮空気で塗料を霧化する空気キャップを備えた先端の霧化頭部と、接地された握り部及び前記霧化頭部と握り部を絶縁するための胴部とからなり、胴部には高電圧を発生させる高電圧発生器が内蔵され、先端の霧化頭部の塗料ノズルに荷電電極が突設され、この荷電電極に数十ＫＶの負の高電圧を荷電することによりイオン化圏域が形成され、このイオン化圏域に空気キャップからの圧縮空気の噴射により微粒化された霧化塗料を通過させることで塗料に負の帯電をさせると共に、前記荷電電極と被塗物との間に形成される電界と、霧化及びパターン形成空気の搬送力によって塗料を被塗装物に塗着させるものである。
【０００３】
ここで、前記荷電電極によって形成されるイオン化圏域が効果的に形成されるかどうかによって塗料への帯電効果が大きく異なってくる。そのため、従来より荷電電極と被塗装物との間の電界とは別に、荷電電極との間に別の電界を形成することにより強いイオン化圏域を形成する手段として対向電極が用いられてきた。即ち、塗着効率向上のために、先端の荷電電極から放電が促進されるよう対向電極を先端の荷電電極と離開して接地されたスプレーガンの胴部の上部または側部などに配置している。
【０００４】
例えば、図７に示すように、手持ち式のスプレーガンにあっては対向電極Ａをガン胴部Ｂの上方に突設したフック部Ｃの先端に設けたものがある。この場合、先端の荷電電極Ｄからの電流はガンの胴部Ｂに沿って沿面部Ｅを流れるため絶縁性樹脂からなるガン胴部表面が電食されやすい欠点がある。また、荷電電極と対向電極の間の距離が長いため、流れる電流は湿度の影響を受けやすく安定したイオン化形成を得にくい。ガン胴部内の高電圧発生器Ｆの昇圧回路付近に、接地された対向電極が位置することでガン胴部の絶縁破壊を起こしやすい。更に、ガンを引っ掛けておく金具にフック部が接触して対向電極を破損するおそれもある。
【０００５】
また、特許文献１の特開平８−８４９４２は静電自動スプレーガンであるが、先端に突出する荷電電極に対し、ガン胴部外側に抵抗体を内蔵した対向電極を先端に向け突設したものが開示されている。特許文献２の特開２００７−２０３１５８には、荷電電極となるピン電極を中心とする空気キャップの外周円周上に、対向電極の作用を奏する導電性リングを着脱可能に取り付けた技術が示される。その他に、対向電極を使用する先行技術として、例えば、金属製の塗料パイプを対向電極とする特開昭５８−８０４７０号公報、金属製の塗料パイプの一部若しくは導電性のフック部の一部を対向電極とした特公昭６１−４０４７０号公報がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−８４９４２号公報
【特許文献２】特開２００７−２０３１５８号公報
【特許文献３】特開昭５８−８０４７０号公報
【特許文献４】特公昭６１−４０４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記したように、スプレーガンの胴部の上部又は側部などに対向電極を配置すると、先端の荷電電極から放電されるイオンがガンの胴部などの沿面を伝い放電される結果、ガンの胴部は電食されることになる。電食を防ごうと対向電極をガン前方に配置すると、先端の荷電電極との距離が近くなり放電が促進されて荷電電極の電圧が降下してしまい、十分な放電を得ることができない。また、電食を防ぎ電圧を保持できる箇所に対向電極を配置すると、図８に示すように対向電極Ａは先端の荷電電極Ｄを遠巻きにするため塗装作業の邪魔になる。
【０００８】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、スプレーガンの胴部の電食を防ぐとともに、荷電電極の効果的な放電を維持してイオン化圏域を形成し帯電効率を維持する対向電極を、スプレーガンの外部であって塗装作業の邪魔にならない位置に、しかもワンタッチにて着脱可能に取り付けた静電塗装用スプレーガンを提供することを目的とするものである。その場合、対向電極をスプレーガンの先端に配置するとき、荷電電極との距離が近接するので電流の流れすぎにより電圧が下がらないように抵抗体を対向電極に内蔵することで放電する電流値の制御を可能とし、既存のスプレーガンにワンタッチで着脱可能な対向電極ユニットとしたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１記載のスプレーガンは、胴部内に高電圧発生器を内蔵し、塗料ノズルの先端に荷電電極を突設し、噴出する塗料の微粒子に高電圧が帯電されるイオン化圏域を形成する空気霧化式の静電塗装用スプレーガンであって、先端の荷電電極に近接し、該荷電電極と直線で結んだとき空気キャップの角部の干渉がない位置に対向電極を着脱可能に取り付けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載のスプレーガンは、請求項１に記載のスプレーガンであって、対向電極は抵抗体と共に電極支持体に保持され、霧化頭部に着脱可能な把持部材とガンステーに取り付け可能な嵌着片を有する対向電極ユニットとして形成したものをワンタッチにて着脱可能としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、荷電電極と対向電極の両電極間の距離が近くなることで、湿度による電流の振れ（乾いた空気と湿った空気の場合とで、流れる電流値が異なる。）を抑えられる効果がある。また、抵抗体の挿入で電流値を制御し、電流の振れを抑えることで無駄な電流をなくし、塗料の微粒子に対する効果的な帯電が可能となると共に、高電圧発生器のトランスへの負荷低減につながる。また、対向電極は、既製品のスプレーガンに取り付けるためのビス等を用いないクリップ式にて固定できるユニット構造としたためワンタッチで着脱可能で、空気キャップの交換及びガンの先端部の洗浄時にも簡単に取り外しでき容易に対処できる。更に、対向電極ユニットが塗料パイプと重なる位置に取り付けられることで該塗料パイプがガードとなり、対向電極ユニットの破損の防止となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例を示す対向電極ユニットを取り付けた静電塗装用スプレーガン（以下、静電ガンという。）の側面図である。
【図２】同静電ガンの正面図である。
【図３】同静電ガンの霧化頭部を拡大した断面図である。
【図４】同対向電極ユニットを取り付ける前の説明図である。
【図５】同静電ガンの霧化頭部を拡大した斜視図であり、空気キャップを縦吹きとした状態の荷電電極と対向電極の位置関係を示すものである。
【図６】静電ガンの霧化頭部を拡大した正面図で、荷電電極と対向電極の位置関係を示す。
【図７】対向電極をフック部に設けた従来の静電ガンの沿面放電を示す説明図である。
【図８】沿面放電を避けて電圧が下らない程度の距離を確保するも対向電極が塗装作業の邪魔になる一例を示す従来の静電ガンの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を図示する実施形態により具体的に説明する。図１は、本発明の一実施形態の静電ガンの概略を示す側面図で、静電ガン本体１は先端の霧化頭部２と絶縁材料から形成された胴部３と握り部４とで構成されている。胴部３内には昇圧回路、トランス及び保護抵抗を内蔵し絶縁性樹脂でモールドされたカートリッジ式の高電圧発生器５が収容されている。該高電圧発生器５の出力端子５ａが導線５ｂと接続され、先端の霧化頭部２内の塗料ノズル６内を進退する接地されたニードル弁７と導通し、該ニードル弁７の先端に突設されたピン状の荷電電極８と電気的に接続される。かくして高電圧発生器５にて発生された高電圧は塗料ノズル６の先端に突出するピン状の荷電電極８に供給される。
【００１４】
９は塗料ノズル６に嵌合された空気キャップで、塗料ノズル６との間に環状の空気噴出口１０を備え、塗料を圧縮空気にて微粒化すると共に、対向する角部１１のパターン形成空気孔１１ａから噴射される圧縮空気により塗装に適した長円形の噴霧パターンを形成する。１２は空気キャップ９を外側から保持するカバーで、胴部３の先端部に螺挿され、該カバー１２を緩めることで空気キャップ９の向きを９０度の角度で回動し、噴霧の向きを縦吹き又は横吹きに変更できるようにしている。１３は空気キャップ９に設けられた補助空気孔、１４は霧化頭部２内に形成された空気通路である。
【００１５】
１５は霧化頭部２の荷電電極８に近接して空気キャップ９の外側に取付けられた対向電極で、先端に電極ピン１６を突設し、該電極ピン１６に近接して抵抗体１７を電極支持体１８内に内蔵する対向電極ユニット２０を構成する。尚、抵抗体１７の抵抗値は種々条件により適宜決定すればよいが、電圧−４０ｋＶで電流値が２０μＡ程度流れるように抵抗値を算出した。本実施例によれば抵抗値は、３ＧΩ前後で塗着効率向上に顕著な効果が確認できた。
【００１６】
対向電極ユニット２０は、図４に分解して示すように、絶縁樹脂製の断面がＣ型を呈する把持部材１９の基部にて対向電極１５を保持すると共に、空気キャップ９のカバー１２が嵌合された胴部３との凹段部２１の周面に把持部材１９がクリップ式に装着され、接地側となる基端は導電性のガンステー２４に嵌着片２２により装着されている。
【００１７】
この嵌着片２２は、ワンタッチでガンステー２４に取り付け得るよう、例えば金属製の薄板にて形成した弾発を有する取付け片で構成し、導体２３にて電極支持体１８に連結した構成である。尚、該ガンステー２４は握り部４の下方にあって空気ホースジョイント２５、電源コネクタ２６、塗料ホースジョイント２７を一体的に保持する連結部材である。このように対向電極ユニット２０は静電ガン本体１にワンタッチ式に着脱可能に取り付けられる。従って、既存の静電ガンにそのまま、即ち、ガンの構造を変えることなく装着が可能となる。
【００１８】
尚、対向電極１５の位置は、胴部３の電食防止の観点より先端の荷電電極８に対し直線距離において可及的に近接した空気キャップ９の周縁部とすることが好ましい。しかし、空気キャップ９の上部に取り付けた場合はフックの手前側に位置することからフック使用時に邪魔になったり破損の危険もある。従って、次の条件を満たす位置であることが必須となる。即ち、図６に示すように先端の荷電電極８と対向電極１５の先端を直線Ｘで結んだとき、空気キャップ９の角部１１の干渉が一切ないＹ１〜Ｙ２の範囲の場所Ｙである必要がある。
【００１９】
つまり、空気キャップ９には噴霧パターンを形成するパターン形成空気孔１１ａを有する角部１１が対向して突設されており、被塗装物の形状によって縦吹き又は横吹きの噴霧パターンを選択するために、空気キャップ９を中心の荷電電極８に対し９０度の角度で回動させることがある。図２の正面図における空気キャップ９の向きは横吹きのパターンを形成するための位置にあり角部１１は垂直位置にある。また、図６の拡大斜視図における空気キャップ９の位置は縦吹きの噴霧パターンを形成するための位置にあり、角部１１は水平位置にある。従って、荷電電極８を中心として９０度の垂直、水平位置より内側となる斜め位置（図６のＹ１〜Ｙ２の範囲）が空気キャップ９の角部１１による干渉がない位置となる。
【００２０】
尚、静電ガン本体１の構造は周知であり特に詳述しないが、図中２８は塗料パイプで先端は霧化頭部２内の塗料ノズル６内の塗料流路６ａに塗料ジョイント２９により接続され、後端はガンステー２４に取り付けられた塗料ホースジョイント２７に接続されている。塗料ノズル６は内部に挿通されたニードル弁７の進退により開閉し、中心噴出口６ａより噴出される塗料を制御する。３０は握り部４内に形成された圧縮空気導入路で、引金３１を引くことによりニードル弁７を作動すると共に空気弁３２を作動し、霧化頭部２の空気通路１４に圧縮空気を送出し、空気キャップ９の空気噴出口１０より圧縮空気を噴射して、塗料ノズル６から噴出する塗料を微粒化すると共に、塗装に適した噴霧パターンを形成する。３３は電源コネクタ２６に接続する電気回路で、引金３１が引かれると胴部３内の高電圧発生器５に高周波電圧が供給される。３４は胴部３の上部に突設された静電ガン１を引っ掛けるためのフックである。
【００２１】
図１、図２にて明らかなように、対向電極ユニット２０は塗料パイプ２８と略同様の傾斜度をもって塗料パイプ２８に重なるように取り付けられる。従って、静電ガンの操作中に誤って周辺の機器に接触しても塗料パイプ２８がガードとなり、対向電極ユニット２０の破損を防止することができる。
【００２２】
次に、本発明の使用方法を説明する。
引金３１が引かれると電源コネクタ２６及び電気回路３３を通して高電圧発生器５に高周波電圧が供給され、−４０ｋＶの負の高電圧が出力端子５ａ、導線５ｂを経て霧化頭部２の先端のピン状の荷電電極８に供給される。塗料はニードル弁７が引かれ塗料ノズル６の中心口６ａより噴出すると同時に空気キャップ９の環状の空気噴出口１０との間から噴射される空気により微粒化される。また、微粒化を促進するため、空気噴出口１０の円周上に設けた補助空気孔１３からの空気が噴射される。このとき、ピン状の荷電電極８と空気キャップ９の外周下側に先端を臨ませる対向電極１５との間に形成された電界によりイオン化圏域が形成され、塗料の微粒子には負の高電圧が帯電される。
【００２３】
負の高電圧を帯電した塗料の微粒子は、空気キャップ９の対向する角部１１のパターン形成空気孔１１ａから噴射されるパターン形成空気により塗装に適した長円形状の噴霧パターンに形成され、噴射空気の搬送力と荷電電極８と被塗装物間に形成された電気力線に乗り被塗装物に塗着され静電塗装が行われる。
【００２４】
本発明にあっては、対向電極１５を先端の荷電電極８と近接し、且つ荷電電極８との間を直線で結んだとき空気キャップ９の角部１１の干渉がない位置に取り付けたことで、両電極間に電気力線が形成され、後方の静電ガン胴部２への沿面放電が防止できる。従って、静電ガン胴部の沿面の電食を防ぐことができると共に、胴部２への塗料微粒子の戻り付着を防止できる。
【００２５】
また、対向電極１５を既存の静電ガンに取付け可能とするため、対抗電極１５に抵抗体１７を接続した電極支持体１８をクリップ式にワンタッチで取り付けできる対向電極ユニット２０とした。これにより対向電極の取り付けが簡単にできると共に、空気キャップの交換時や洗浄時に容易に取外しができる。
【００２６】
また、対向電極１５に抵抗体１７を接続して電極支持体１８を構成したため、荷電電極８と対向電極１５間の距離が近接するにも拘わらず急激な電圧降下を防ぐことができ、帯電効果を高めたイオン化圏域を形成することができる。
【００２７】
更に、対向電極ユニット２０が静電ガンに取り付けられたとき、既設の塗料パイプ２８に重なるように取り付けられるため、該塗料パイプ２８がガードとなり、対向電極ユニット２０を破損から防止することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１    静電ガン本体
２    霧化頭部
３    胴部
４    握り部
５    高電圧発生器
６    塗料ノズル
７    ニードル弁
８    荷電電極
９    空気キャップ
１０  空気噴出口
１１  角部
１２  カバー
１５  対向電極
１６  電極ピン
１７  抵抗体
１８  電極支持体
１９  把持部材
２０  対向電極ユニット
２２  嵌着片
２３  導体
２４  ガンステー
【図１】
0005579515.tif 000002
【図２】
0005579515.tif 000003
【図３】
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【図４】
0005579515.tif 000005
【図５】
0005579515.tif 000006
【図６】
0005579515.tif 000007
【図７】
0005579515.tif 000008
【図８】
0005579515.tif 000009