(57)【要約】【課題】  粉体静電塗装用のスプレーガンとして、操作する人がガンの手元でパターン形状を任意に調整し、被塗装物の形状や塗装条件に適合した塗装を容易に可能とする。 【解決手段】  エアを含有し流動化状態の粉体をスプレーガンの先端に設けた噴出口に送り、この噴出口から被塗装物に粉体を噴霧し、その粉体噴霧流に向かって圧縮エアを噴出する側面空気口を、噴霧流を軸として相対する両側に設けた粉体塗装用スプレーガンとし、噴出口からの噴霧流に沿って周囲から噴射される中心エアと、前記の側面空気口からの流量を調整可能とするそれぞれの調節弁を同軸にスプレーガンに設ける。それぞれの調節弁は同心状に配置され、スプレーガンの側面に設ける。 【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアを含有し流動化状態の粉体をスプレーガンの先端に設けた噴出口に送り、この噴出口から被塗装物に粉体を噴霧し、その粉体噴霧流に向かって調整エアを噴出する側面空気口を、噴霧流を軸として相対する両側に設けた粉体塗装用スプレーガンにおいて、噴出口からの噴霧流に沿って周囲から噴射される中心エアの供給路と、前記の側面空気口への供給路に、それぞれ流量の調節弁を設け、該調節弁を同軸に設けてなる粉体塗装用スプレーガン。
【請求項２】
前記それぞれの調節弁は、中心エアと調整エアをそれぞれ独立して調節可能とした請求項１の粉体塗装用スプレーガン。
【請求項３】
前記それぞれの調節弁は、スプレーガンの噴霧軸と交差する方向に同心状に設け、それぞれの調節つまみをスプレーガン本体の側面に設けてなる請求項１の粉体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、粉体塗料を吹き付け、一般的には静電気の作用で被塗装物に塗着させる粉体塗装用スプレーガンにおいて、吹き付けの条件に合わせ噴霧パターンを調節可能とした構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの塗装法の中で粉体塗装は、溶剤を使用し、乾燥によって塗膜を形成する液体塗料による塗装にくらべ、溶剤を使用しないため、省資源はもとより揮発性有機化合物の排出を防止できることから環境に優しく、また塗膜強度に優れる等の利点がある。さらに被塗装物に塗着しなかった塗料を回収して再使用することが可能で、資源の有効活用にも優れている塗装方法として知られている。
【０００３】
一方各種の粉体塗装方法のうち、汎用スプレーガンによる粉体塗装は、広範囲の被塗装物に対応できる塗装方法として広く利用されている。通常粉体塗料は、圧縮エアによって流動化された状態でスプレーガンに送り込まれ、粉体塗装用スプレーガンの先端に設けた噴霧口から噴霧され、さらに高電圧荷電電極による静電気の作用によって被塗装物に塗着される。
【０００４】
これまでの一般的な粉体塗料の供給はエジェクタ方式のポンプにより比較的多くの空気と共に送り込まれるため、前記粉体静電塗装用のスプレーガンの噴霧口は、比較的大きな口径で流速を低下させ、さらに噴霧口の前方にバッフルを配置して直進する噴霧流速を抑え、静電気による塗着効果を妨げないようにしている。
【０００５】
一方スプレーガンで効率のよい塗装を行うには、被塗装物の形状によって噴霧流は調節できる必要がある。前記噴霧流の速度が主に塗着効率の要因として上げられる他、噴霧のパターン形状が均一な塗面を形成する要因として、また塗装面の大きさに応じた効率的な塗装を行う上で重要とされる。すなわち広い面積には大きな広がりを持つ均一なパターンで吹き付けることで平均的に膜厚を得ることができ、かつ作業性も良くなるわけで、これらは長い歴史を持つ液体塗料用スプレーガンにおいても明らかとされている。
【０００６】
また粉体塗装では被塗装物に塗着しなかった粉体塗料は回収再使用することが特徴とされているが、再使用の粉体は不純物の混入が避けられず、したがって新しい粉体塗料を使用しての塗着効率の向上は重要であり、被塗装物に最適なパターンで効率よく噴霧することが望ましいと言える。
【０００７】
前述のように、これまで多くの粉体用スプレーガンは、粉体塗料の供給が圧縮エアとともに供給されるためエアの噴射力がそのまま利用され、噴霧のパターンは前記バッフルの大きさや形状および配置等によって調整する方法がとられていた。
【０００８】
また被塗装物の狭い隙間や細い形状の場合には小さな広がりのパターンが必要であり、平らな広い幅の塗装面をもつ被塗装物には大きな広がりのパターンが必要なことはいうまでもなく、これまでにも対向する２つの噴霧口から噴霧流を衝突させてパターンの広がりを得る特開昭５４−２４９５３号公報に記載の技術や、スリット状の噴霧口を使用してパターンを可変とする技術として特開昭６２−１６３７５８号公報等に示される方法などが考えられてきた。
【０００９】
しかしこれらの技術はいずれも噴霧口を変化させるものであり、パターン調整として噴霧状態や操作性において不十分であり、実用上で採用するには幾つかの改善が必要とされている。特に作業者が噴霧の状態に応じて、スプレーガンを操作する際に、塗装作業中であっても、希望する条件に容易に調整することが出来る装置が望まれている。
【００１０】
すなわち、汎用の粉体スプレーガンでは被塗装物の条件が変わることが頻繁であり、効率的且つ品質の高い塗装を行うには、噴霧の状態を適切に選択、調整しながら塗装を行うことが必要で、前述のパターン調整を簡単且つ容易な操作で行えることが望まれる。
【特許文献１】特開昭６２−１６３７５８号公報
【特許文献２】特開昭５４−２４９５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は静電を利用した粉体塗装用のスプレーガンにおいて、パターン幅の調整をエアの噴出で行い、被塗装物の形状に対応した噴霧幅によるパターンによって、塗装に最適な噴霧状態を可能とし、操作そのものをスプレーガンの手元で簡単かつ操作しやすく構成することによって、塗装品質の向上と生産性の向上を図ることのできる粉体塗装用スプレーガンを提供することを目的とする。
【００１２】
装置は、粉体スプレーガンから噴霧される粉体塗料を、被塗装物の形状、部位等をはじめとする塗装条件にあわせ、もっとも塗装しやすいといわれている楕円もしくは長円形状で、その大きさを最適なパターン幅に容易に調整できるようにして塗装効率と塗装品質を高めることである。また噴霧パターンの変更が噴霧塗装中であっても即座に変更することができ、噴霧状態を確認しながら最適な条件を容易に得ることが出来る装置とし、常に最適の状態で噴霧塗装ができる粉体スプレーガンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
エアを含有し流動化状態の粉体をスプレーガンの先端に設けた噴出口に送り、この噴出口から被塗装物に粉体を噴霧し、その粉体噴霧流に向かって圧縮エアを噴出する側面空気口を、噴霧流を軸として相対する両側に設けた粉体塗装用スプレーガンとし、噴出口からの噴霧流に沿って周囲から噴射される中心エアと、前記の側面空気口からの流量を調整可能とするそれぞれの調節弁を同軸にスプレーガンに設ける。
【００１４】
それぞれの調節弁は、それぞれ独立して流量を調節できるように構成し、スプレーガンの噴霧軸に対して交差する軸に同心状に配置され、スプレーガン本体の側面に調節用のつまみを設ける。
【発明の効果】
【００１５】
既に噴霧エアを含み流動状態で噴出口に送り込まれ噴霧される粉体塗料に対して、パターンを調整するために噴射される調整エアは、噴出口からの粉体に対して交差する方向に衝突させるため、その噴射によって粉体の噴出力が影響を受け、パターン調整のエアを強くするほど、噴出量が少なくなり、噴霧領域を広くする目的に反し、噴出量が減少してしまう。
【００１６】
本発明によれば、パターン調節エアとは別に、中心エアを噴出させ、噴霧流に沿ったエアにより直進力を与えて噴出量減少の防止を図り、独立して調節できる構成としたため、調整エアの強さに応じて中心エアを適切に調整し粉体の噴出量と噴霧パターンを任意の希望する状態に維持することが出来る。
【００１７】
これら調整エア及び補助エアの流量を調整するそれぞれの弁は、スプレーガンの供給路に直接設けられることによって操作性が向上し、塗装作業中において噴霧状態を確認しながら、必要に応じて修正し最適な条件で効率よく塗装作業を行うことができる。それぞれの弁は同軸上に配置することによってスプレーガンの配置を簡素化し、コンパクトに構成することが出来、小形軽量化に結びつけることが出来るため作業者の負担を軽減する効果も得られる。
【００１８】
さらに一体的に同心状に配置することによって同じ位置に調節用のつまみを同軸に並べた構成にでき、操作の際には、ほぼ同じ位置で、手指を変えることなく直ちに調節操作することができ、操作性が一段と向上する。また通常作業者はスプレーガンを手に持って、前方に向け塗装を行うが、その際に調節弁等をスプレーガンの側面に設けることで、スプレーガンを持たない他の手で操作する際に、そのままの体制で自然に操作が出来、より取扱い易くなる。
【００１９】
パターン幅の調整がスプレーガンに備えた調節弁で簡単に調整ができ、作業を中断することなく、手元での調整が容易に出来ることで、作業者の負担を少なくすることが出来る。さらに従来の粉体塗装のように制御装置によって粉体あるいは制御エアの調整を、別途に設けた制御機器を用いて調整するなど、設備的にも経費やメンテナンスでかかっていた負担を軽減でき、これらをスプレー装置に設けたエア通路の機械的構成により簡略化してもなお、使いやすさと機能が増加することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は本発明の実施における粉体塗装用スプレーガンの全体断面を示し、図２はスプレーガンの先端部を断面図として示している。ガン本体１は先端に噴霧装置を構成する粉体ノズル３を取り付け、この粉体ノズル３と同心に取り付けられるキャップ２をカバー４で着脱可能に取り付けている。銃身部５は後方に延び、その下部に設けられたハンドル部６と先端を結び、後方に高電圧発生器７を配置している。
【００２１】
この実施例は手動式の粉体静電用ハンドガンの事例を示しており、後部のハンドル部６の下端に設けたホース固定具より、ガンの外部を通して先端部の塗料供給口１０に供給ホース９が取り付けられている。ハンドル部６の下端は高電圧発生器７に供給する電源の供給端子と先端部に供給する圧縮エアの供給口１２が設けられている。高電圧出力は高電圧端子７１より、前記粉体ノズル３の中心部に配置される荷電電極３４に接続される構成になっている。
【００２２】
ガン先端部は中心に粉体ノズル３がガン本体１にねじ込まれて配置され、その先端部を囲むようにキャップ２が被せられ、カバー４によりガン本体１と一体的に組み立てられている。カバー４は手によってねじ込み着脱が可能であり、キャップ２は適時着脱されて、他の仕様のキャップに交換することや、清掃等が容易に出来るよう構成されている。
【００２３】
前記粉体ノズル３は、中心部に貫通する粉体通路３１を設け、その外側は本体側にねじ込んで固定するねじ３２を後端部に設け、さらにガン本体１側に設けられた２つのエア通路１３、１４の間を仕切るシート３３を設け、粉体ノズル３の前方へ送られる通路を分岐させる働きをもたせている。
【００２４】
前記キャップ２は、図３に図２の左側より見た図を加えて示すように、中心部に前記粉体ノズル３の先端に開口する噴出口２１の、円筒状の外径部２２の外側に環状の隙間２３を形成してエア噴出口となる中心口２４が設けられ、その外周側に噴霧の中心軸を対称に突出する角部２５が形成されている。角部内部にはそれぞれに角空気孔２６が設けられ、前記中心口の軸に向けて指向されるパターン形成用の調整空気口２７が開けられている。調整空気口２７は大きさ、噴射角度、数などが噴霧の調整バランスに応じて選択される。実施の例ではそれぞれ２つずつ設けられている。調整空気口２７は、突出して形成した角部２５に設けられることによって、作業者が噴霧パターンの形成される向きを容易に判別でき、作業性を高めることができる。
【００２５】
前記のキャップ２を粉体ノズル３に装着した時、前記２つのエア通路のうち第１エア通路１３が前記中心口２４と連通し、第２エア通路が前記角空気孔２６と連通するように、粉体ノズル３とキャップ２の当接部にはキャップシートが設けられている。これによりガン本体先端部に形成された第１エア通路１３は前記中心口と、第２エア通路は調整空気口２７と連通される。
【００２６】
前記粉体ノズル３の粉体通路３１内には、図１に示すように、銃身部後部の高電圧発生器７から供給される高電圧が荷電される電極３４が設けられている。該電極３４は、先端部のみを露出させた導電体の電極が絶縁性のホルダー３５に被覆されて構成され、前記粉体通路内に位置するようガン本体１に着脱可能に取り付けられる。さらに前記粉体通路３１は、ガン本体１の塗料供給口１０と連通し、別に設けられた粉体供給装置より供給された粉体が噴出口２１から噴霧される構成となっている。
【００２７】
銃身部５の後部、ハンドル６の取り付け部近くには調整弁１５が設けられ、前記ハンドル６下部の供給口１２から送り込まれた圧縮エアを、２つのエア回路を通して前記第１エア通路１３と第２エア通路１４に供給するエア量を調整する働きを持っている。調整弁１５の構成は、図１のA−A断面を示した図４によって一つの実施例として説明する。
【００２８】
調節弁が収納される弁室は小径の第１室５１と大径の第２室５２によって形成され、それぞれの奥部に弁座５３、５４を設けて開度を調整する開口部の仕切りとしている。それぞれの弁座５３、５４の前後には入口５３Ａ、５４Ａと出口５３Ｂ、５４Ｂが設けられ、入口は前記供給口１２と連通している。図では互いに別の通路として示されているが直前で分岐する構成でも良い。
【００２９】
図示されていないが、第１の出口５３Ｂは前記ガン本体先端部に形成された第１エア通路１３を介して中心口２４に連通し、第２の出口５４Ｂは、同じく第２エア通路１４を介して調整空気口２７と連通するように構成されている。弁体は第１弁体１７が、第２弁体１８の中心部を貫通した同心状の二重構造としている。第１弁体１７は第１弁座５３に当接離開して開度を調節し、第２弁体１８は第２弁座５４に当接離開して開度を調節する。それぞれ弁体１７、１８は、端部に設けられたそれぞれのつまみ１９、２０を回転することによって、本体に形成されたねじ部３５、３６との螺合により前後に進退して開度が調節される。
【００３０】
つまみ１９、２０は図５及び図６に示す通り、ガン本体の側面に、握り部の上部わずかに前方位置に、同軸に設けられ、同じ位置でどちらの調節弁もすぐに操作することができ、噴霧中であっても噴霧状態を確認できる自然の体勢のまま、最適な噴霧状態を選択することができる。
【００３１】
以上の構成による粉体塗装用スプレーガンにおいて、粉体塗料は別途に設けられた供給装置によって圧縮エアと共に流動化された状態でスプレーガンの塗料供給口１０に送り込まれる。この場合供給装置は種々の方式によるポンプが用いられるが、本発明を効果的に使用するためシリンダ・ピストンを利用した容積形のポンプが使用される。このポンプによれば粉体を流動状態でシリンダ内に吸引し、ピストンによって吐出し、必要によっては搬送供給用のエアを用いて少量の圧縮エアによって供給することができるもので、噴出口２１から圧縮エアの影響が少ない状態で噴霧できることになる。
【００３２】
粉体供給の代表とされるインジェクタ方式のポンプの場合は、供給のために多量の圧縮エアを使用して、そのエアによりスプレーガンに供給するために圧縮エアによる噴霧の勢いが強く、噴霧の制御が困難になる。これに対し前記容積形のポンプの場合は粉体供給時のエア量がほぼ１０分の１程度で済み、噴霧流の制御が容易にできる利点を備えている。この種のポンプの例として、円筒状シリンダ内を往復動するピストンの移動により粉体をシリンダ内に吸引し、流動化させるためにシリンダ内に噴出するわずかなエアと共に吐出し、供給ホースを通して粉体スプレーガンに送り込むポンプがある。粉体の供給量は毎分５０ｇから４００ｇ程度が良く使用される範囲とされている。
【００３３】
中心部の噴出口２１から噴霧された粉体は、両側面に設けられた調整空気口２７から噴射される調整エアによって全体が押しつぶされる状態で扁平に広げられる。この広がりはつまみ２０によって調整空気口２７空の噴出エア量を増加させることによって次第に広がることになり、被塗装物の塗装幅に応じて選択されることになる。
【００３４】
しかし流量の割に調整空気口２７からの流速が早い場合、すなわち噴出エア量が多すぎる場合は中心部が吹き飛ばされて噴霧粒子の分布が不均一になることがあり、使用される条件によって、適切なバランスの範囲で調整する必要がある。本実施例の場合、つまみ19により調節弁の第一弁体１７を開き、中心口２４からのエアを噴射させることで前記調整エアとのバランスを保ち、適正な噴霧条件を作りだすことができる。
【００３５】
更に異なる範囲での条件が必要な場合は、中心空気口２４及び調整空気口２７の大きさや数もしくは噴射角度等の異なるキャップの選択によって、パターンを調整できる範囲を更に広範囲な噴霧に適用することが可能となる。図２の実施例では、調整空気口２７を前後に２つ設けて、調整空気が広い範囲で使用できる構成としている。
【００３６】
この例で調整空気の量は、粉体の噴出量によることは当然であるが、一例では３００ｇ毎分の吐出量に対し、徐々に空気量を増加し毎分３５リットル程度の調整空気量とすることによって、約５０ｍｍの円形パターンを約４００ｍｍのパターン幅にまで広げることができた。
【００３７】
前記のとおり、調整エアにより拡大されたパターン幅は一定の範囲を超えて調整空気を増加させると、中央部が吹き飛ばされる状態で粉体の密度が減少し、塗着に対して不均一な仕上がりを生ずる結果となる。本発明では噴出口２１の周囲に設けた環状の隙間で形成される噴霧流と平行に噴出させる圧縮エアを前記と同様増加させ、噴霧流を包み込む状態で前方への噴霧流を強くすることができ、粉体噴出量に影響を与えず、前記中心部の密度減少を防止し、平均的な分布状態を維持することが可能となる。
【００３８】
一方被塗装物の奥まった隅部を噴霧するような場合は、静電気によるエッジ効果も加わり、噴霧流に勢いがないと入り込まない状況になり、塗着に不均一さが生じてしまうが、前記同様つまみ１９により中心口２４からの中心エアを加えることで直進力が増加し、噴霧粒子を中心部に集中させることもでき、被塗装物の塗装部位が混在する場合であっても、いずれも都合の良い状態での噴霧を直ちに選択し、前記の不具合を改善することが可能となる。
【００３９】
噴霧状態を形成する前記噴出口２１、中心口２４、調整空気口２７の構成やバランスは、粉体噴霧の条件により種々考えられ、個々の大きさや寸法が限定されるものでなく、粉体塗料の性状や各種塗装条件によって噴霧の条件が選択されなければならない。このため前記調整エアと中心エアの流量はそれぞれ個別に調整できる構成とし、作業者が直接操作できる構成とすることで、更に作用効果が増大することになる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
本発明の粉体塗装用スプレーガンの全体を示す断面図である。
【図２】スプレーガンの先端部を部分的に示した断面図である。
【図３】スプレーガンの先端部を図１の左側から見た側面図である。
【図４】ガン本体に組み込まれた調節弁部の断面図である。
【図５】本発明の粉体塗装用スプレーガン外観図を示す。
【図６】図５を左から見たスプレーガン外観側面図を示す。
【符号の説明】
【００４１】
１    ガン本体
２    キャップ
３    粉体ノズル
６    ハンドル
７    高電圧発生器
１０  塗料供給口
１２  供給口
１３  第一エア供給路
１４  第二エア供給路
１５  調整弁
１９、２０  つまみ
２１  噴出口
２２  外径部
２３  隙間
２４  中心口
２７  調整空気口
３１  粉体通路
３４  荷電電極
３５、３６  ねじ部
【図１】
2008161788.tif 000003
【図２】
2008161788.tif 000004
【図３】
2008161788.tif 000005
【図４】
2008161788.tif 000006
【図５】
2008161788.tif 000007
【図６】
2008161788.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成19年2月6日(2007.2.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
【図１】本発明の粉体塗装用スプレーガンの全体を示す断面図である。
【図２】スプレーガンの先端部を部分的に示した断面図である。
【図３】スプレーガンの先端部を図１の左側から見た側面図である。
【図４】ガン本体に組み込まれた調節弁部の断面図である。
【図５】本発明の粉体塗装用スプレーガン外観図を示す。
【図６】図５を左から見たスプレーガン外観側面図を示す。