(57)【要約】【課題】  静電塗装ガンの場合、操作性からガン手元での噴霧制御が求められ、ＩＣ基板を持つ制御装置を搭載することがある。制御装置の発熱による作動への悪影響を防止するため放熱を効果的に行う。 【解決手段】噴霧制御を行う演算装置を組み込んだ制御装置を備えた静電塗装ガンにおいて、スプレーガンに導入されるエア通路の少なくとも一部を金属等の熱伝導性の良い材料で形成し、その一部を前記制御装置の演算装置に使用される発熱部材のヒートシンクに直結、若しくはヒートシンクの一部として形成し、噴霧エアを流通させるときに演算装置の放熱を行うように構成する。 【選択図】  図１
2008036484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性材で形成される本体に、噴霧制御を行う演算装置を組み込んだ制御装置を備えた静電塗装ガンにおいて、該塗装ガンに導入されるエアが流通する通路の少なくとも一部を金属等の熱伝導性の良い材料からなる放熱体で形成し、その一部を前記制御装置の演算装置に使用される発熱部材のヒートシンクに直結もしくはヒートシンクの一部として形成した静電塗装ガン。
【請求項２】
前記放熱体は、静電塗装ガンの空気弁出口部通路の内壁面に形成し、外壁面をヒートシンクの放熱面に密接する形状としてなる請求項１の静電塗装ガン。
【請求項３】
前記放熱体は、静電塗装ガンの空気弁出口部通路をパイプ状に形成し、その外壁面に密接に係合するヒートシンクとの伝熱ガイドを設けてなる請求項１の静電塗装ガン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗装用スプレーガンで特に高電圧を印加して塗装塗着効率を高める静電ガンにおける噴霧荷電制御を、スプレーガンに搭載したコントローラで行う静電塗装ガンに関する。
【背景技術】
【０００２】
静電スプレーガンは高電圧静電気による吸引力を利用して噴霧塗装における塗着効率を向上する装置として、古くより広く使用されてきている。近年塗装の多様化、高品質化にともなって塗装の条件が細かく制御される事が必要になってきている。このことは塗料を節減し経済性を高めると共に、環境保全にも影響する塗着効率の向上や安全性の確保など、さまざまな塗装操作での適正な選択が有効であることを示している。
【０００３】
これらの要求から静電塗装では高電圧の荷電制御に加え噴霧の適正な制御を行うために各種の塗装条件を設定する必要が有り、その操作のために制御装置を組み込んだ静電塗装ガンが広がりを見せている。
【０００４】
多くの場合塗装作業者はスプレーガンを操作して塗装を行うが、被塗装物に対する塗装条件を変更することが必要な場合は、作業中に手元で変更できることが望ましく、このような要求に対応した静電ガンとして特開平４−２２７８７５号公報には静電ガンの手元に荷電状態が把握できる表示手段を設ける技術が示されている。
【０００５】
また特許第３６５５１９２号公報には操作値を手動で変更し、望ましい操作値をガンの外側に配置された制御装置に伝える制御操作要素すなわちスイッチを備えた手動スプレーガンが示されている。さらに特表２００５−５０１７１５号公報にはスプレーガンの背面にディスプレイを設け、モニターできるようにした技術も示されている。このように塗装用スプレーガンにあっても、電子制御装置の利用による高機能化が高まってきている状況にある。
【０００６】
これらの制御装置はマイコンやこれに類する制御手段の進歩により、小形化された制御装置が開発され、知られている技術の範囲で小形・軽量化が図られているが、搭載する演算装置の作動とそのために必要となる作動源としてパワートランジスタ等が必要不可欠である。したがって制御の高度化、機能の多様化を図るほど作動に必要な動力を必要とし、必然的に作動による熱が発生することになる。
【０００７】
現在この種の発熱は演算装置そのものの動作不良につながり、結果として制御の不安定化、誤動作となるため安全性、作業の安定性から演算装置を放熱によって冷却することが行われる。放熱は通常、熱が発生する素子であるパワートランジスタや演算用ＩＣ等に放熱用ヒートシンクが取り付けられ自然放熱されるが、放熱効果を高めるために表面積を増加させることや、場合によっては強制冷却ファンを付帯させることがある。
【０００８】
電子制御装置の放熱もしくは冷却は、前述のようにヒートシンク自体の表面積を多くすることで放熱効果を高めるため種々の形状のヒートシンクが提案されているが、必然的に大きさが大きくなったり、周囲の空間を設ける等の問題があり、強制冷却には設置スペースのほか駆動制御の問題等がある等、適切な改善策は得られていない状況にある。
【特許文献１】特許第３６５５１９２号公報
【特許文献２】特開平４−２２７８７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は静電塗装ガンにおいて、荷電若しくは噴霧制御を行うための制御装置を搭載し、その制御装置が電子制御素子を含み、発熱の要素を含む場合に、効率的な放熱手段により静電塗装ガンの小形化、軽量化を達成し、作業者にとって使用し易く作業性、生産性の向上に結びつく塗装ガンを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
絶縁性材で形成される本体に、噴霧制御を行う演算装置を組み込んだ制御装置を備えた静電塗装ガンにおいて、スプレーガンに導入されるエア通路の少なくとも一部を金属等の熱伝導性の良い材料からなる放熱体で形成し、その一部を前記制御装置の演算装置に使用される発熱部材のヒートシンクに直結もしくはヒートシンクの一部として形成し、流通する噴霧エアによって前記演算装置の放熱を行うよう構成する。
【００１１】
前記放熱体は静電塗装ガンの噴霧に使用されるエアの空気弁出口通路の内壁面に形成し、外壁面をヒートシンクの放熱面に密接する形状として、放熱体の内部を流れるエアと流通接触させる。また前記放熱体は、静電塗装ガンの空気弁出口部通路をパイプ状に形成し、その外壁面に密接に係合するヒートシンクとの伝熱ガイドを設けるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の静電塗装スプレーガンによれば、発熱の要素を持つ制御装置の部材に直接もしくはヒートシンクの一部として熱伝導性の高い材料（金属、高熱伝導性樹脂、セラミックなど）からなるエア通路を接続し、このエア通路に噴霧用のエアを通すことによって通路に伝わった発熱部材の放熱を効果的に行うことができる。
【００１３】
パワートランジスタ等の発熱部材は静電ガンの操作中に作動されるため、これに合わせて噴霧エアが流れるエア通路によって都合よく放熱が行われ、負荷が高まったときに冷却手段を作動制御させるなどの装置が必要ない。また金属等で構成するエア通路の一部は噴霧エアの流れが制御される空気弁の部分に設けられることで空気流の冷却効果を高めることができる。すなわち空気弁によって流通を制限されたエアが前方に開放されたとき、断熱膨張による温度低下が生じ、より効果的に放熱が可能となる。
【００１４】
したがってこれまでのヒートシンクや放熱ファン等の設置が省け、静電ガンとして必要なエア通路の構成の一部を熱伝導性の良い材料（一般的にはアルミ材などの金属、または高熱伝導性樹脂、セラミックなど）とすることで対応できる。周知の事実からエア通路は広い接触面積が望ましいが、特に効果的な冷却が可能な位置に設け、またパイプ状に形成してその外側にヒートシンクとの接触を密接にする伝熱ガイドを設けることによって、さらに効率の良い放熱を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図1は本発明の実施における静電塗装スプレーガンの一例として全体断面の概要を示すもので、ガン本体１は先端に噴霧装置を構成する塗料ノズル３を取り付け、この塗料ノズル３と同心に取り付けられる空気キャップ２をカバー４で着脱可能に取り付けている。塗料ノズル３の中心には高電圧荷電の電極５が設けられているが、この電極５を接地側とし、これとは絶縁された位置に高電圧の荷電電極を設けるタイプでも同様の実施が可能である。
【００１６】
荷電電圧は、外部からの低電圧を受け高電圧として出力する高電圧発生器６から供給される。この荷電制御等を行う制御装置７がガン本体１に組み込まれており、外部に設けたスイッチ手段８によって予め設定された演算がなされ、その出力信号に応じた作動が行われる。
【００１７】
ここでのスイッチ手段８は磁気抵抗装置として設けられたホール素子１０に磁力を接近させて電気的に信号を操作し制御装置７で出力コントロールを行う方法が用いられている。最も簡単にはスイッチ手段８によって荷電のON-OFFを行う方法があり、いくつかの荷電制御や噴霧制御などが加えられる。制御の詳細については本発明を限定するものではなく、ここでの詳細説明は省略する。
【００１８】
制御装置７の下部にはパワートランジスタ１１のヒートシンク１２が露出しており、エア通路を構成し空気弁１３を収容する弁シート１４が組み込まれた分岐管１５の外壁に接触されている。詳細な構成の一例は図３に示すように、エア通路１６の外壁は平面部１７を設けてその平面部１７にヒートシンク１２の平面部を密着させて熱伝導を高くしている。
【００１９】
この場合、ヒートシンク１２の形状と、通常は設計上の理由から円筒状に形成されて曲面となる外面との接触面Bを密接にするため、両者の間に伝熱ガイド１８を一体もしくは別体に構成して、放熱効果を高める構成としている。この部分は軽量化、放熱効果を考え、アルミ材が総合的に最も適するが、軽量化を重視すればマグネシューム合金等を使用することも可能であることが理解される。
【００２０】
図３ではエア通路１６に組み入れられる空気弁１３の機構が省略されているが、図２のように空気弁１３の後部エア通路１９に供給されたエアは空気弁１３の後退により、分岐室２０に入り噴霧用エア通路２１及びパターン調整エア通路２２に分岐されて、前記霧化キャップ２のそれぞれの噴霧口に送り込まれる。
【００２１】
図の例では分岐管１５として噴霧用エア通路２１及びパターン調整エア通路２２を含めた部分が金属で構成されているが、他の実施形態として空気弁１３が組み込まれる分岐室２０の部分だけを金属としても十分に放熱の効果を得ることができる。
【００２２】
図１にも概略示すように、空気弁１３の開放によりエアが入り込む分岐室２０の外側に前記ヒートシンク１２が接触するように位置づけられており、エアが流通するときは早い流れが形成されて放熱効果が高められるほか、空気弁１３を通過したときに圧力低下が生じ、流通空気は断熱変化の影響を受け、他の通路に比べ少なからず温度が低下することになり、さらにいっそう冷却の効果が得られることになる。
【００２３】
したがってパワートランジスタ１１の加熱が防止され安定した作動を継続することが可能になる。しかも制御装置７が働くときは静電塗装ガンを使用している時であり、静電塗装ガンを使用している時はエアが流通している時であって、放熱や冷却の制御を必要とせず、本発明が目的とする効率的な作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の静電塗装ガンの全体的に概要で示した断面図である。
【図２】空気弁より噴霧空気とパターン形成用空気に分岐される部分を表した静電ガンの断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１    ガン本体
２    空気キャップ
３    塗料ノズル
６    高電圧発生器
７    制御装置
１１  パワートランジスタ
１２  ヒートシンク
１３  空気弁
１５  分岐管
１６  エア通路
１８  伝熱ガイド
２０  分岐室
２１  噴霧用エア通路
２２  パターン調整エア通路
Ｂ   接触面
【図１】
2008036484.tif 000003
【図２】
2008036484.tif 000004
【図３】
2008036484.tif 000005