(57)【要約】【課題】  間接帯電方式の静電塗装装置で指摘されている異常放電による汚染の問題を改善しつつ油性塗料に適用するだけで直接帯電方式の静電塗装装置になる静電塗装装置を提供する。【解決手段】  塗装機本体４の回りにはメイン外部電極１３と補助外部電極１７とが配置されている。メイン外部電極１３に高電圧を供給する高電圧供給経路１５は、塗装機本体４のヘッド部材５と追加の導電経路１８によって接続され、この追加の導電経路１８の第１、第２の抵抗１９、２０の間に補助外部電極１７が接続されている。水性塗料を塗料供給通路１０を通じて回転霧化頭２に供給すると、回転霧化頭２は、塗料供給通路１０を通る水性塗料によって接地された状態となり、間接帯電方式の静電塗装装置として機能する。【選択図】  図５
2006110449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
散布材料を放出する散布材料放出手段を備えた散布機本体と、
散布材料源から前記散布材料放出手段に散布材料を供給する、接地された散布材料供給通路であって、前記散布機本体と導通状態の散布材料供給通路と、
前記散布機本体の周囲に配設された外部電極と、
該外部電極に高電圧を供給する高電圧供給経路と、
該高電圧供給経路と前記散布機本体とを抵抗を介して接続する追加の導電経路とを有する静電式散布装置。
【請求項２】
散布材料を放出する散布材料放出手段を備えた散布機本体と、
散布材料源から前記散布材料放出手段に散布材料を供給する、接地された散布材料供給通路であって、前記散布機本体と導通状態の散布材料供給通路と、
該散布機本体の周囲に配設されたメイン外部電極と、
前記散布機本体の周囲に配設され且つ前記メイン外部電極よりも前記散布機本体に近い位置に配設された補助外部電極と、
該メイン外部電極に高電圧を供給する高電圧供給経路と、
該高電圧供給経路と前記補助外部電極とを第１抵抗を介して接続する第１導電経路と、
前記補助外部電極と前記散布機本体とを第２抵抗を介して接続する第２導電経路とを有することを特徴とする静電式散布装置。
【請求項３】
散布材料を放出する散布材料放出手段を備えた散布機本体と、
散布材料源から前記散布材料放出手段に散布材料を供給する、接地された散布材料供給通路であって、前記散布機本体と導通状態の散布材料供給通路と、
該散布機本体の周囲に配設されたメイン外部電極と、
前記散布機本体の周囲に配設され且つ前記メイン外部電極よりも前記散布機本体に近い位置に配設された第１の補助外部電極と、
前記散布機本体の周囲に配設され且つ前記第１の補助外部電極よりも前記散布機本体に近い位置に配設された第２の補助外部電極と、
該メイン外部電極に高電圧を供給する高電圧供給経路と、
該高電圧供給経路と前記第１の補助外部電極とを第１抵抗を介して接続する第１導電経路と、
前記第１の補助外部電極と前記第２の補助外部電極とを第２抵抗を介して接続する第２導電経路と、
前記第２の補助外部電極と前記散布機本体とを第３抵抗を介して接続する第３導電経路とを有することを特徴とする静電式散布装置。
【請求項４】
散布材料を放出する散布材料放出手段を備えた散布機本体と、
散布材料源から前記散布材料放出手段に散布材料を供給する、接地された散布材料供給通路であって、前記散布機本体と導通状態の散布材料供給通路と、
前記散布機本体の周囲に配設されたメイン外部電極と、
前記散布機本体の周囲に配設され且つ前記メイン外部電極よりも前記散布機本体に近い位置に配設された補助外部電極手段と、
前記メイン外部電極と前記散布機本体とを接続する追加の導電経路と、
該追加の導電経路に直列に設けられた複数の抵抗とを有し、
前記補助外部電極手段が少なくとも１つの補助外部電極を含み、該補助外部電極が前記追加の導電経路の互いに隣接する２つの抵抗間に接続されていることを特徴とする静電式散布装置。
【請求項５】
前記静電式散布装置が静電塗装装置である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の静電式散布装置。
【請求項６】
前記散布材料が、液体又は粉体である、請求項５に記載の静電式散布装置。
【請求項７】
前記補助外部電極手段が、前記散布機本体から半径距離の異なる複数の補助外部電極を含む、請求項４に記載の静電式散布装置。
【請求項８】
前記静電式散布装置が、散布材料を遠心力により径方向外方に放出する回転霧化頭を備えたベル型静電塗装装置である、請求項７に記載の静電式散布装置。
【請求項９】
前記半径距離の異なる複数の補助外部電極と前記メイン外部電極とが、前記回転霧化頭の回転方向と同一方向に延びる放物線上に配置されている、請求項８に記載の静電式散布装置。
【請求項１０】
前記補助外部電極が、前記散布材料放出手段よりも後方に配置されている、請求項４〜９のいずれか一項に記載の静電式散布装置。
【請求項１１】
前記メイン外部電極が、前記散布材料放出手段よりも後方に配置されている、請求項４〜１０のいずれか一項に記載の静電式散布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電式散布装置に関し、典型的には外部電極を備えた静電塗装装置に関する。本発明は、水性塗料のような導電性散布材料や油性塗料のような非導電性散布材料に適用できるだけでなく、粉体塗料のような粉体の散布材料にも適用可能である。更に、本発明は、液体、粉体を問わず農薬のような薬剤の散布にも適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
静電式散布装置は、静電力を使って散布材料を対象物に付着させるものであり、歴史的には塗装の分野で広く利用され続けている。この静電力を使う技術の利用分野は、近時は、農薬散布の分野まで拡大されている。
【０００３】
塗装の分野で普及している静電塗装装置は、塗装機本体に高電圧を印加する直接帯電方式と、塗装機本体の周囲に外部電極を配置し、この外部電極に高電圧を印加する間接帯電方式とに分類することができ、この両者の方式は、共に、塗料放出手段として回転体を使って塗料を放出するベル型と、塗料放出手段としてノズルを使って塗料を放出するガン型とが知られている。既知のように静電塗装装置は、液体塗料に限定されず、粉体塗料にも適用範囲が拡大されている。特許文献１は、液体及び粉体の塗料に好適に適用可能なガン型の静電塗装装置を開示しており、特許文献２は、粉体塗料に好適に適用可能なベル型の静電塗装装置を開示している。
【０００４】
静電塗装装置は、塗料材料によって直接帯電方式と間接帯電方式とが使い分けられている。直接帯電方式の静電塗装装置の代表例が特許文献３に開示されている。この特許文献３に開示の直接帯電方式の塗装装置は回転霧化頭を備えたベル型であり、塗装機本体（典型的には回転霧化頭）に高電圧を印加することにより被塗物との間に電界領域を作り、これにより回転霧化頭から放出された塗料を帯電させる。この直接帯電方式の静電塗装装置は、油性塗料のような非導電性塗料材料に適用される。
【０００５】
他方、間接帯電方式の静電塗装装置の代表例が特許文献４に開示されている。この特許文献４に開示の間接帯電方式の塗装装置は回転霧化頭を備えたベル型であり、塗装機本体の周囲に配設された外部電極に高電圧を印加して外部電極と被塗物との間に電界領域を作り、この電界領域の中に、回転霧化頭から放出された塗料粒子が入ることで塗料が帯電する。この間接帯電方式の静電塗装装置は、金属粉を混入した油性塗料や水性塗料のような導電性塗料材料に適用される。
【０００６】
直接帯電方式のベル型静電塗装装置は、回転霧化頭の回りから前方に向けてエアを吐出して、回転霧化頭から径方向外方に放出された塗料粒子を前方に差し向け、これにより、放出した塗料粒子を電界領域に入れるようなっているが、エアの吐出圧や吐出量の調整が適当でないと、被塗物に当たった塗料が跳ね返り、これにより周囲を汚染するという問題がある。
【０００７】
他方、間接帯電方式の静電塗装装置は、塗装機本体と外部電極との間に空気絶縁層が介在しているため、異常放電（典型的にはストリーマ放電）が発生する可能性があり、異常放電が発生したときには電界破壊によって塗着効率が低下し、また、周囲の汚染を招くという問題がある。
【０００８】
間接帯電方式の静電塗装装置の他の問題点として、特許文献５でも指摘しているように、外部電極と塗装機本体との間に極めて大きな電位差があるため、塗料放出手段から放出された塗料粒子が誘電分離によりプラスイオンになってしまい、これが原因で、周囲を汚染するいう問題が知られている。汚染の問題を解消するために、一般的には、静電塗装装置は、その周囲がフッ素系樹脂などの誘電率の高いプラスチック材料で包囲されているが、特許文献５は、この問題を解消するために、回転霧化頭と外部電極との間にアース電位の補助外部電極を設け、これにより回転霧化頭の周縁に電界が集中するのを抑制することを提案している。
【０００９】
特許文献６は、間接帯電方式の静電塗装装置に関する汚染の問題に関して、メイン外部電極の他に、このメイン外部電極の外周に補助外部電極を配置すると共に、この補助外部電極にメイン外部電極に印加する電圧よりも高い電圧を印可することを提案している。この提案によれば、より高い電圧が印加される補助外部電極によって被塗物との間の電界強度が高められるため、塗料放出手段から放出された塗料粒子が被塗物側に塗着され易くなり、これにより周囲の汚染を低減できるという利点がある。
【００１０】
塗装業界の現在の流れは、環境問題から、伝統的な油性塗料から水性塗料に切り換える方向に向いているが、その切り換えは不完全であり、油性塗料も今現在使用されているのが現状である。このことから、特許文献７は、水性塗料及び油性塗料の両者に適用可能な間接帯電方式の静電塗装装置を開示している。この兼用可能な静電塗装装置は、塗装機本体に高電圧を供給する第１の高電圧供給経路と、外部電極に高電圧を印加する第２の高電圧印加経路とを備えており、非導電性塗料（油性塗料）を使用するときには第１の高電圧供給経路を使って塗装機本体に高電圧が印可され、逆に、導電性塗料（水性塗料）を使用するときには第２の高電圧供給経路を使って外部電極に高電圧が印可される。
【００１１】
なお、静電塗装装置の原理を利用した静電式の農薬散布装置が開発されており（特許文献８）、静電力を使って液体や粉体の農薬を作物に付着させるのに用いられる。
【特許文献１】特開平１０−４３６４４号公報
【特許文献２】特表平１１−５０５１７３号公報
【特許文献３】特開平６−２６９７０１号公報
【特許文献４】特開平６−１３４３５２号公報
【特許文献５】特開平６−３２００６５号公報
【特許文献６】特開平６−７７０９号公報
【特許文献７】特開平９−１９２５４３号公報
【特許文献８】特開平８−２７５７０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、塗料や農薬のような散布対象が導電性か非導電性かを問わずに適用可能な静電式散布装置を提供することにある。
【００１３】
本発明の更なる目的は、汚染の問題を低減して、散布した材料が対象物に付着する効率を高めることのできる静電式散布装置を提供することにある。
【００１４】
本発明の更なる目的は、従来の間接帯電方式の静電塗装装置で指摘されていた異常放電による汚染の問題を改善することのできる静電式散布装置を提供することにある。
【００１５】
本発明の他の目的は、間接帯電方式の静電塗装装置で指摘されている誘電分極による汚染の問題を改善することのできる静電式散布装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の技術的課題は、本発明の第１の観点によれば、図１を参照して、
微粒化した散布材料を放出する散布材料放出手段１００を備えた散布機本体１０２と、
散布材料源１０４から散布材料放出手段１００に散布材料を供給する、接地された散布材料供給通路１０６であって、散布機本体１００と導通状態の散布材料供給通路１０６と、
散布機本体１０２の周囲に配設された外部電極１０８と、
外部電極１０８に高電圧を供給する高電圧供給経路１１０と、
高電圧供給経路１１０と散布機本体１０２とを抵抗１１２を介して接続する追加の導電経路１１４とを有する静電式散布装置を提供することにより達成される。
【００１７】
第１の観点の静電式散布装置の作用を、典型例である図１のベル型静電塗装装置で説明する。ベル型静電塗装装置は、既知のように、ベルカップと称される回転霧化頭を備え、この回転霧化頭の周縁が電極を構成する。図１のベル型静電塗装装置に対して水性塗料のような導電性塗料を適用した場合、散布材料供給通路１０６（塗料供給通路）を通る水性塗料によって、散布材料放出手段１００（回転霧化頭）が実質的に接地された状態となる。追加の導電経路１１４の抵抗１１２として、追加の導電経路１１４を流れる電流の値が極小となるように高い抵抗値の抵抗を採用すれば、追加の導電経路１１４で高電圧供給経路１１０と散布機本体１０２とを電気的に接続したとしても、外部電極１０８に印加される高電圧は実質的に変化しない。例えば、追加の導電経路１１４の抵抗１１２の抵抗値を２ギガΩに設定し、高電圧供給経路１１０から−100kＶの高電圧を外部電極１０８に供給したとして、追加の導電経路１１４を通じて塗装機本体１１４へ流れる電流はμＡ単位の僅かな電流値に過ぎず、外部電極１０８は実質的に−100kＶになる。
【００１８】
したがって、導電性塗料の場合には、従来の間接帯電方式の静電塗装装置と実質的に同じ動作をする。このことに加えて、散布機本体１０２（塗装機本体）が追加の導電経路１１４によって外部電極１０８と電気的に連絡され、また、散布機本体１０２（塗装機本体）は、散布材料供給通路１０６（塗料供給通路）内の導電性塗料（水性塗料）によって接地された状態となることから、ストリーマ放電のような異常放電が発生する虞はない。したがって、従来の間接放電方式の静電塗装装置で問題となっていた異常放電に伴う問題点、つまり塗着効率の低下や汚染の問題を解消することができる。
【００１９】
本発明の静電式散布装置は、油性塗料のような非導電性の散布材料に対しても適用することができる。すなわち、再び図１を参照して、散布材料源１０４（塗料源）に油性塗料を充填して、散布材料供給通路１０６（塗料供給通路）を通じて散布材料放出手段１００（回転霧化頭）から油性塗料を放出させた場合、塗料放出手段１００（回転霧化頭）及び散布機本体１０２（塗装機本体）は散布材料供給通路１０６（塗料供給通路）を通る油性塗料によって実質的に接地が遮断された状態となる。したがって、散布機本体１０２（塗装機本体）には、高電圧供給経路１１０、追加の導電経路１１４を通じて高電圧が印加されることになることから、従来の直接帯電方式の静電塗装装置と同様に動作することになる。
【００２０】
加えて、油性塗料に適用した場合、散布機本体１０２（塗装機本体）の周囲に、高電圧供給経路１１０を通じて高電圧が印加された外部電極１０８が存在し、この外部電極１０８によって追加の電界領域が形成される。したがって、塗料放出手段１００から放出された塗料粒子が、この散布機本体１０２と対象物Ｗ（被塗物）とで生成される直接帯電領域から離れて径方向外方に飛行したとしても、その周囲の追加の電界領域に入って帯電されることから、周囲の汚染を抑えることができる。
【００２１】
図１に例示のベル型静電塗装装置は、図２に示すように、散布機本体１０２から距離Ｄが異なる第２の外部電極１１６を有していてもよい。より詳しくは、第１の外部電極１０８と内部電極つまり散布材料放出手段１００（回転霧化頭）の周縁との間の離間距離がＤ１であれば、第２の外部電極１１６と散布材料放出手段１００（回転霧化頭）の周縁との離間距離Ｄ２が、上記離間距離Ｄ１よりも大きい又は小さい（図示の例では、Ｄ２＜Ｄ１）。この第２外部電極１１６には、第２の高電圧供給経路１１８を通じて高電圧が供給され、また、この第２高電圧供給経路１１８は散布機本体１０２（塗装機本体）と高い抵抗値の第２の抵抗１２０を介して接続される。第２の外部電極１１６は、離間距離Ｄ２がＤ２＜Ｄ１であれば、第１の外部電極１０８の印加電圧Ｖ１よりも低い電圧Ｖ２となるように調整される。逆に、離間距離Ｄ２がＤ２＞Ｄ１であれば、第１の外部電極１０８の印加電圧Ｖ１よりも高い電圧Ｖ２となるように調整される。
【００２２】
ベル型静電塗装装置を例示的に図示した図２のような静電式散布装置にあっても、図１を参照して説明した静電式散布装置と同様の作用効果を奏することができることは言うまでもないが、加えて、図２に例示の静電式散布装置のように、散布材料放出手段１００の周囲に、散布材料放出手段１００から離間距離の異なる複数の外部電極１０８、１１６を設け、この外部電極１０８、１１６の印加電圧を散布材料放出手段１００から遠い外部電極ほど高い電圧（Ｖ１＞Ｖ２）を印加することで、換言すれば、散布材料放出手段１００に近い外部電極に対して相対的に低い電圧（Ｖ２）を印加することで、最も内側の外部電極１１６を散布材料放出手段１００に接近して配置することができ、これにより、塗料放出手段１００から放出された塗料粒子が誘電分離してプラスイオンになったとしても、塗料放出手段１００に最も近い外部電極１１６と散布機本体１０２との間の電界により直ちにマイナスイオンに変化させることができることから、これにより誘電分離に起因する汚染を低減することができる。
【００２３】
上記の技術的課題は、本発明の第２の観点によれば、図３を参照して、
散布材料を放出する散布材料放出手段１００を備えた散布機本体１０２と、
散布材料源１０４から散布材料放出手段１００に散布材料を供給する接地された散布材料供給通路１０６であって、散布機本体１０２と導通状態の散布材料供給通路１０６と、
散布機本体１０２の周囲に配設されたメイン外部電極１０８と、
散布機本体１０２の周囲に配設され且つメイン外部電極１０８よりも散布機本体１０２に近い位置に配設された補助外部電極１２４と、
メイン外部電極１０８に高電圧を供給する高電圧供給経路１１０と、
高電圧供給経路１０８と補助外部電極１２４とを第１抵抗１２６を介して接続する第１導電経路１２８と、
補助外部電極１２４と散布機本体１０２とを第２抵抗１３０を介して接続する第２導電経路１３２とを有することを特徴とする静電式散布装置を提供することにより達成される。
【００２４】
第２の観点の静電式散布装置の典型例を図３に図示してある。図３はベル型静電塗装装置であるが、このベル型静電塗装装置にあっても、先に図２で例示したベル型静電塗装装置と実質的に同じ作用効果を奏し、水性塗料のような導電性塗料に適用したときには、間接帯電方式の静電塗装装置として機能し、油性塗料のような非導電性塗料に適用したときには、直接帯電方式の静電塗装装置として機能する。勿論、間接帯電方式で動作するときには、メイン外部電極１０８、補助外部電極１２４は、第１、第２の導電経路１２８、１３２を通じて散布機本体１０２に連絡されていることからストリーマ放電のような異常放電の発生を抑えることができる。
【００２５】
第２の観点による静電式散布装置は、図４に示すように、散布機本体１０２から離間距離Ｄの異なる複数の補助外部電極１２４、１３２を備えていてもよい。そして、このように複数の離間距離Ｄの異なる補助外部電極１２４、１３２を配置したときには、メイン外部電極１０８に高電圧を供給する高電圧供給経路１１０と散布機本体１０２とに接続された追加の導電経路１３４に複数の抵抗１２６、１３０、１３６、・・を直列に接続して、第１の補助外部電極１２４を、互いに隣接する第１抵抗１２６と第２抵抗１３０との間に接続し、第２の補助外部電極１３２を、互いに隣接する第２抵抗１３０と第３抵抗１３６との間に接続すればよい。
【００２６】
これによれば、散布機本体１０２の周囲に、異なる離間距離の外部電極１０８、１２４、１３２を多重に配設した間接帯電方式の静電式散布装置となり、散布機本体１０２に最も近い第２の補助外部電極１３２の電圧Ｖ３が相対的に最も低い電圧になり、これよりも散布機本体１０２から遠い第１の補助外部電極１２４が電圧Ｖ３よりも高い電圧Ｖ２になり、散布機本体１０２から最も離れているメイン外部電極１０８が相対的に最も高い電圧になる（Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ３）。この第２の観点による静電式散布装置にあっても、追加の導電経路１３４の抵抗１２６、１３０、１３６は追加の導電経路１１４を流れる電流値が極小となるように高い抵抗値の抵抗を設定すればよい。
【００２７】
図３、図４の静電塗装装置にあっても、図１、図２の静電塗装装置と同様に、異常放電を防止することができ、また、油性塗料のような非導電性散布材料に対しても適用可能であると共に、最も内側の補助外部電極１３２によって前述した誘電分離による汚染を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に、本書に添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施例を説明する。
図５は、実施例の静電塗装装置を示す。この図５の静電塗装装置１は回転霧化頭２を有し、この回転霧化頭２をエアモータ３によって高速回転させることにより塗料粒子を径方向外方に放出する、いわゆるベル型の塗装装置である。
【００２９】
このベル型静電塗装装置１の塗装機本体４は、実質的に従来と同様の構成を有する。すなわち、塗装機本体４は、金属製ヘッド部材５に回転可能に設けられた回転霧化頭２を有し、この回転霧化頭２はエアモータ３によって駆動される。塗装機本体４の後端には金属製のアースプレート６を有し、このアースプレート６とエアモータ３との間には好ましくは絶縁層７が設けらる。なお、塗装機本体４は、従来と同様に絶縁カバー８で覆われているのが好ましい。
【００３０】
ベル型静電塗装装置１は、典型的には、塗装ロボットのアーム（図示せず）に装着して使用される。回転霧化頭２には、塗料源９に通じる塗料供給通路１０を通じて塗料が供給される。換言すれば、塗料供給通路１０の下流端はヘッド部材５内の塗料通路１０ａで構成され、このヘッド内塗料通路１０ａを通って回転霧化頭２の中心部分に接続される。参照符号１１はポンプであり、塗料源９内の塗料はポンプ１１によって塗装機本体４へ圧送される。アースプレート６、塗料源９、ポンプ１１は接地されている。
【００３１】
静電塗装装置１は、塗装機本体４の周囲に配設されたメイン外部電極１３を有し、メイン外部電極１３には、高電圧発生器１４から高電圧供給経路１５を通じて高電圧が供給される。静電塗装装置１は、更に、補助外部電極１７を有する。この補助外部電極１７は、メイン外部電極１３よりも塗装機本体４に接近した位置に配設される。すなわち、メイン外部電極１３と回転霧化頭２の周縁との離間距離Ｄ１は、補助外部電極１７と回転霧化頭２の周縁との離間距離Ｄ２よりも大きい（Ｄ１＞Ｄ２）。
【００３２】
高電圧供給経路１５とヘッド部材５とは追加の導電経路１８によって接続されている。この追加の導電経路１８には、直列に第１、第２の抵抗１９、２０が接続され、この第１の抵抗１９と第２の高抵抗２０との間に上述した補助外部電極１７が接続されている。例えば、高電圧発生器１４からメイン外部電極１３に−100kＶの高電圧が供給されるとしたら、第１、第２の抵抗１９、２０の抵抗値は、夫々、例えば１ギガΩである。なお、この第１、第２の抵抗１９、２０の抵抗値は、補助外部電極１７の離間距離Ｄ２、メイン外部電極１３の離間距離Ｄ１とを勘案して決定されるのがよい。例えば、補助外部電極１７の離間距離Ｄ２がメイン外部電極１３の離間距離Ｄ１の半分（Ｄ２＝（1/2）×Ｄ１）であれば、第１、第２の抵抗１９、２０は、その抵抗値を等しくするのがよい（例えば、第１、第２の抵抗１９、２０とも１ギガΩ）。例えば、補助外部電極１７の離間距離Ｄ２がメイン外部電極１３の離間距離Ｄ１の１／３（Ｄ２＝（1/3）×Ｄ１）であれば、第１、第２の抵抗１９、２０は、その抵抗値の比が２：１となるように設定するのがよい（例えば、第１の抵抗１９を｛２×(2/3)｝ギガΩ、第２の抵抗２０を｛２×(1/3)｝ギガΩ）。第１、第２の抵抗１９、２０は、個々に独立した抵抗器で構成してもよいし、一つの抵抗器で構成してもよい。
【００３３】
図６、図７は、メイン外部電極１３と補助外部電極１７との配置レイアウトを例示するものである。図６は、回転霧化頭２から半径距離Ｄ１の円周上に６本のメイン外部電極１３を等間隔に設け、また、回転霧化頭２から半径距離Ｄ２の円周上にメイン外部電極１３と同数の６本の補助外部電極１７を等間隔に設けた例を示す。６本のメイン外部電極１３への高電圧の供給形式として、６本のメイン外部電極１３を第１のリング状導線２２で互いに接続し、この第１のリング状導線２２に１本の高電圧供給経路１５から高電圧を供給するようにしてもよいが、各メイン外部電極１３に対して独立した高電圧供給経路１５から高電圧を供給するようにしてもよい。
【００３４】
同様に、６本の補助外部電極１７を第２のリング状導線２３で互いに接続し、この第２のリング状導線２３を追加の導電経路１８によって第１のリング状導線２３とヘッド部材５とに接続して、追加の導線経路１８に上述した第１、第２の抵抗１９、２０を設けるようにしてもよいが、各メイン外部電極１３に対して独立した高電圧供給経路１５から高電圧を供給するのであれば、各高電圧供給経路１５とヘッド部材５とを接続する追加の導線経路１８に各補助外部電極１７を接続して、この追加の導線経路１８に第１、第２の抵抗１９、２０を設けるようにしてもよい。
【００３５】
この図６は、また、隣接するメイン外部電極１３、１３間の中間に補助外部電極１７が位置するように、メイン外部電極１３と補助外部電極１７とをオフセットした例を示す。
【００３６】
図７に図示の配置レイアウトの例では、回転霧化頭２から半径距離Ｄ１の円周上に４本のメイン外部電極１３を等間隔に設け、また、回転霧化頭２から半径距離Ｄ２の円周上に４本の補助外部電極１７を等間隔に設けると共に、隣接するメイン外部電極１３、８間の中間に補助外部電極１７が位置するように、メイン外部電極１３と補助外部電極１７とをオフセットした例を示す。
【００３７】
当業者であれば、理解できるように、図６、図７は単なる例示に過ぎず、メイン外部電極１３や補助外部電極１７の本数は任意であり、また、メイン外部電極１３同士の間隔や補助外部電極１７同士の間隔が不均等であってもよい。また、メイン外部電極１３と補助外部電極１７とのオフセットの程度も任意であり、また、メイン外部電極１３と補助外部電極１７とが、回転霧化頭２からの共通の放射線上に位置していてもよい。
【００３８】
なお、図６、図７はベル型の静電塗装装置に適した例を示すものであるが、図５の静電塗装装置１が、エアスプレーノズルや液圧霧化ノズルのような噴霧ノズルを備えたガン型の場合には、パターンエアによって楕円の噴霧パターンになる。なお、ガン型静電塗装装置にあっては、ヘッド部材５に噴霧ノズルが組み込まる。
【００３９】
図８、図９は、ガン型に適したメイン外部電極１３や補助外部電極１７の配置レイアウト例を示す。この図８、図９から理解できるように、楕円の噴霧パターンに適合するように、メイン外部電極１３、１３が図示の例では水平方向に対峙して配置され、補助外部電極１７、１７が垂直方向に対峙して配置されている。
【００４０】
図５に戻って、外部電極１３、１７を備えたベル型静電塗装装置１は、これを水性塗料のような導電性塗料に適用した場合、回転霧化頭２は塗料源９から供給される水性塗料によって接地された状態になる。他方、メイン外部電極１３に通じる高電圧供給経路１５と回転霧化頭２とは追加の導電経路１８によって電気的に接続されているが、この追加の導電経路１８には、高い抵抗値の第１、第２の抵抗１９、２０が存在しているため、この追加の導電経路１８を流れる電流値は僅かである。したがって、メイン外部電極１３には高電圧発生器１４からの供給される高電圧と実質的に同じ電圧Ｖ１が印加された状態となり、補助外部電極１７には、この補助外部電極１７と高電圧供給経路１０との間に介在する第１抵抗１３による電圧降下分だけ低い電圧Ｖ２が印加された状態となる。
【００４１】
したがって、図５の静電塗装装置１は、水性塗料を適用したときには、回転霧化頭２から半径方向に２重の外部電極１７、１３を配置した静電塗装装置として機能し、回転霧化頭２に近い補助外部電極１７には相対的に低い電圧Ｖ２が印可され、回転霧化頭２から遠いメイン外部電極１３には相対的に高い電圧Ｖ２が印可された状態になる。
【００４２】
これにより、静電塗装装置１は、従来の外部電極を備えた間接帯電方式と同様に、回転霧化頭２から放出した塗料粒子を帯電させて静電塗装できることは勿論であるが、半径方向に２重に配置した補助外部電極１７、メイン外部電極１３が、導電性のヘッド部材５に対して追加の導電経路１８によって電気的に連絡されているため、これら補助外部電極１７、メイン外部電極１３と塗装機本体４との間の異常放電（ストリーマ放電）の発生を抑えることができる。したがって、従来の間接帯電方式の静電塗装装置で問題となっていた異常放電による電界破壊による周囲の汚染や塗着効率の低下という問題を図５の静電塗装装置１によって解消することができる。また、回転霧化頭２の近傍で誘電分離によりプラスイオンが発生したとしても、相対的に近距離に位置している補助外部電極１７と回転霧化頭２との間で生成される帯電領域によって、直ちにマイナスイオンに変化させることができるため、誘電分離による汚染の問題を低減することができる。
【００４３】
図５の静電塗装装置１は、油性塗料のような非導電性塗料を使って静電塗装することができる。すなわち、塗料源９の塗料が油性塗料である場合には、塗料供給通路１０は、塗料源９から供給される油性塗料によって接地が遮断された状態になる。他方、メイン外部電極１３に通じる高電圧供給経路１０と回転霧化頭２とは導電性材料のヘッド部材５、追加の導電経路１８を介して電気的に接続されているため、回転霧化頭２は高電圧が印加された状態になる。したがって、油性塗料に適用したときには、静電塗装装置１は、従来の直接帯電方式の静電塗装装置と同様に機能する。
【００４４】
図５の静電塗装装置１は、油性塗料を適用したときには、従来の直接帯電方式の静電塗装装置には無い付加的な効果がある。すなわち、静電塗装装置１は、油性塗料のときには、回転霧化頭２と被塗物との間のメイン電界領域の周囲に、外部電極１３、１７と被塗物との間で付加的な電界領域が生成される。したがって、回転霧化頭２から放出された塗料粒子がメイン電界領域に入らずに、径方向外方に飛散したときには、この外部電極１３，１７が形成する付加的な電界領域で帯電して、被塗物に電気的に吸い寄せられる。したがって、図５の静電塗装装置１を油性塗料を適用したときは、従来の直接帯電方式の静電塗装装置に比べて周囲の汚染の問題を低減でき、また、塗着効率を高めることができる。
【００４５】
このように、実施例の静電塗装装置１にあっては、スイッチなどの手段を設けなくても、適用する塗料を変えるだけで、間接帯電方式又は直接帯電方式として機能することができる。また、実施例の静電塗装装置１によれば、水性塗料などの導電性塗料に適用したときには、従来の間接帯電方式の主要な問題点を解消することができ、他方、油性塗料などの非導電性塗料に適用したときには、従来の直接帯電方式の主要な問題点を解消することができる。なお、静電塗装装置１を水性塗料のような導電性塗料に限定して使用するのであれば、塗装機本体４から絶縁層７及び／又は絶縁カバー８を省くことができる。
【００４６】
図１０及び図１１は変形例を示す。これら図１０、図１１に示すように変形例の静電塗装装置２０、３０のように、メイン外部電極１３を回転霧化頭２よりも後方に配置して、汚染防止効果を高めるようにしてもよい。また、回転霧化頭２から半径方向に離間して補助外部電極１７ａ、１７ｂ・・を互いに間隔を隔てて配置した場合には、回転霧化頭２から遠い補助外部電極１７ａを回転霧化頭２よりも後方に配置して、汚染防止効果を高めるようにしてもよい。なお、半径方向に離間した複数の補助外部電極１７ａ、１７ｂ、・・を配置したときには、追加の抵抗２０ａ、２０ｂ・・が設けられる。
【００４７】
具体的には、図１０の例では、回転霧化頭２に最も近い補助外部電極１７ｂを回転霧化頭２の外周縁のほぼ鉛直線上に配置し、他の補助外部電極１７ａ又はメイン外部電極１３を塗装機本体４を囲むようにして配置する構成が採用されている。これよれば、塗装ロボットのアームが旋回したり左右、上下に移動したときに、静電塗装装置２０の周囲に存在しているマイナスイオンに帯電した霧化塗料が補助外部電極１７ａ又はメイン外部電極１３の電界に対して反発するため、これにより塗装機本体４やロボットアームの汚染を防止することができる。この効果は、図１１に例示する静電塗装装置３０でも同様に奏することができる。すなわち、図１１の静電塗装装置３０にあっては、メイン外部電極１３を回転霧化頭２の外周縁のほぼ鉛直線上に配置し、補助外部電極１７ａ、１７ｂ、・・を後方に配置すると共に、回転霧化頭２から遠い補助外部電極１７ａほど後方に位置するように補助外部電極１７ａ、１７ｂ、・・を配置してもよい。
【００４８】
図１０や図１１に例示したような外部電極１３、１７ａ、１７ｂ、・・をベル型静電塗装機本体４の周囲に多重に設ける場合には、図１２に示すように、回転霧化頭２の回転方向（矢印で示すように例えば反時計方向）と同じ方向に延びる放物線Ｐ（外部電極配列放物線という）に沿ってメイン外部電極１３、補助外部電極１７ａ、１７ｂ、・・に配列するのがよい。この構成によれば、回転霧化頭２から放出される液糸及び塗料粒子は回転霧化頭２の回転方向とは逆方向に延びる放物線Ｌ（塗料放物線という）を画くことになるが、外部電極配列放物線Ｐを回転霧化頭２の回転方向に延ばすことにより、外部電極配列放物線Ｐ上に配置された内側補助外部電極１７ｂ、外側補助外部電極１７ａ、メイン外部電極１３の各電界領域の順に塗料放物線Ｌを画く塗料が次々と入ることになるため、塗料粒子を帯電させる機会が増加することになり、回転霧化頭２の全周から放出された塗料粒子の帯電を均一化することができる。
【００４９】
以上、本発明の好ましい実施例を液体塗料を対象にした静電塗装装置を例に説明したが、粉体塗料に対しても同様に適用することができる。また、本発明の原理は、農薬散布のような粉体、液体を散布して静電的に対象物に付着させる静電式散布装置に広く適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一つの観点に従う基本概念を説明するための概念図である。
【図２】図１に示す基本概念の変形例を説明するための図である。
【図３】本発明の他の観点に従う基本概念を説明するための概念図である。
【図４】図３に示す基本概念の変形例を説明するための図である。
【図５】実施例のベル型静電塗装装置の全体構成図である。
【図６】ベル型の場合のメイン外部電極及び補助外部電極の配置に関するレイアウトの一例を示す図である。
【図７】ベル型の場合のメイン外部電極及び補助外部電極の配置に関するレイアウトの他の例を示す図である。
【図８】ガン型の場合のメイン外部電極及び補助外部電極の配置に関するレイアウトの一例を示す図である。
【図９】ガン型の場合のメイン外部電極及び補助外部電極の配置に関するレイアウトの他の例を示す図である。
【図１０】変形例の静電塗装装置の全体構成図である。
【図１１】他の変形例の静電塗装装置の全体構成図である。
【図１２】回転霧化頭の周囲に径方向に離間した多重の外部電極を配置した場合に、この外部電極の好適な配置例を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１    静電塗装装置
２    回転霧化頭
３    エアモータ
４    塗装機本体
５    金属製のヘッド部材
６    アースプレート
９    塗料源
１０    塗料供給通路
１３    メイン外部電極
１４    高電圧発生器
１５    高電圧供給経路
１７    補助外部電極
１８    追加の導電経路
１９    第１の抵抗
２０    第２の抵抗
【図１】
2006110449.tif 000003
【図２】
2006110449.tif 000004
【図３】
2006110449.tif 000005
【図４】
2006110449.tif 000006
【図５】
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【図６】
2006110449.tif 000008
【図７】
2006110449.tif 000009
【図８】
2006110449.tif 000010
【図９】
2006110449.tif 000011
【図１０】
2006110449.tif 000012
【図１１】
2006110449.tif 000013
【図１２】
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