(57)【要約】【課題】  外部帯電静電ガンの外部電極表面もしくは本体側に塗料付着が生じ、作業者の手指に放電する危険、不快感を解消する。 【解決手段】絶縁性静電ガン本体の中心に接地電位に置かれた塗料を噴出するノズルを配置し、静電ガンの噴霧化領域外側で前方に伸びる荷電電極を設けた外部帯電静電塗装ガンの、接続導体が絶縁体で被覆され先端部に露出した導電材の荷電電極を備えた外部電極体の根元周囲に導電性材料からなり、アース電位に接続された接地電極を設ける。接地電極は、導電性材料でガン本体の接地部材に接続される。本体の接地部材には塗料供給路に送り込まれる塗料も含まれる。 【選択図】    図２
2008119557.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性材料からなる静電ガン本体の先端に噴霧化装置を備え、該噴霧化装置の中心に接地電位で供給される塗料を噴出する塗料ノズルを配置し、その噴霧化領域の外側で塗料ノズルより前方に延出して配置され、先端電極を先端部に露出し内部導線を絶縁体で被覆した胴体を備えた外部電極の後部根元周囲に、導電性材料からなりアース電位に接続された接地リングを設けた外部帯電式静電塗装ガン。
【請求項２】
接地リングの少なくとも一部に鋭角な尖端部を設けてなる請求項１の外部帯電式静電塗装ガン。
【請求項３】
接地リングは、導電性材料でガン本体の接地部材に直接接続してなる請求項１の外部帯電式静電塗装ガン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は特に水系塗料，メタリック系塗料等の低抵抗値との塗料を静電塗装するのに適した外部帯電式静電塗装ガンに関する。
【背景技術】
【０００２】
静電塗装は、噴霧される塗料粒子に高電圧静電気を帯電させ、静電スプレーガンから被塗装物に形成される電界によって塗着効率を向上させ、資源を有効活用できる塗装方法として広く採用されている。この様な静電塗装に使用される塗料は、作用効果の関係で電気的に抵抗値の大きい溶剤型塗料と電気抵抗値の低い水系もしくはメタリック系塗料等の高導電性塗料に大別され、その塗装方法、装置は大きく異なっている。
【０００３】
その中で、近年の環境問題から揮発性有機化合物を含む溶剤型塗料は、使用の削減が求められ、水系塗料への移行が必要とされてきている。しかしながら噴霧される塗料に直接帯電させて静電塗着効果を高めようとした場合、塗料の噴霧中心に荷電電極を設けるのが最も効率的であるが、水系塗料の場合は、通常の装置では荷電する高電圧が塗料を通じて接地された塗料供給源に流れ、静電効果が得られないだけでなく、塗料供給系に高電圧が流れ大きな帯電量からスパークの発生による火災等の危険性が生ずる。
【０００４】
このため塗料供給系を接地側から絶縁し、高電圧を維持しながら静電塗装を行う方法・装置が用いられている。しかし膨大となる塗料供給系の帯電量から、危険性の増加は避けられず、また連続的に塗装作業を行い、工業的に効率を上げるには、特開平６−１９８２２８に見られるような塗料供給装置を使用する必要があり、大がかりな装置の導入が必要で、使用上の注意、保守の問題も負担になっている。
【０００５】
これらの問題から、水系塗料やメタリック塗料の静電塗装は普及が進まず、環境対策への遅れの原因になっていた。一方、塗料に直接荷電せず噴霧域の外部に設置した電極からの放電によりイオン化された領域を通過する塗料粒子に帯電させ、被塗装物に向かう電気力線（電界）に載せて被塗装物に塗着させる外部電極を用いた静電塗装機が知られている。
【０００６】
その一つとして、スプレーガンに一体とし、共動する装置として、特許第２７７００７９号や、特開平７−２１３９５８の如き静電塗装装置が提案されている。
外部帯電電極方式の静電塗装スプレーガンは、スプレーガンによる噴霧塗料領域から外れた位置に設置された外部電極に高電圧を印加することにより、被塗装物等の接地電位側に放電させて電界を形成し、ここを通過する塗料の微粒子に帯電させると共に被塗装物へ向かって形成される電界に載せて塗着を促進するものである。
【０００７】
この場合、塗料の噴霧領域の外側に置かれた荷電電極によって、塗料への帯電効果を上げるためには、荷電電極の位置をなるべく噴霧化が行われる近くに設けることが望ましい。しかし荷電電極を噴霧化される位置すなわち塗料が噴出するノズル出口に近づけることは静電ガンを把持し操作する作業者の手指に近づけることになり、高電圧が操作者の手指に放電する危険性が増大することにつながる。
【０００８】
また外部の荷電電極には一般的に−３０ｋＶ〜−７０ｋＶ程度の高電圧が荷電され、アース電極側となる塗料のノズル出口との間には大きな電位差があり、噴霧された直後の塗料粒子には荷電電極と対極の電荷が誘起されることになる。また荷電電極の周囲のほか、静電ガン本体、噴霧装置などは絶縁材料で形成された誘電体であるため、その表面はマイナスの電荷が帯電する。このため噴霧されて浮遊する一部の塗料粒子は外部荷電電極の周囲に付着し、付着した電気抵抗値の低い塗料は導電性を有して、さらに操作者の手指に近づくことになる。したがってこのような塗料付着を防止することが必要となる。
【０００９】
外部帯電電極方式において誘電体である絶縁材料で形成されたエアキャップ等の噴霧装置への塗料付着防止を図った技術は特開平９−１３６０４７号公報、特開２００６−２４７５５６号公報に開示されており、塗料の出口を中心とした周囲を囲む位置にアース機能を有する電極を配置することによってその周囲の絶縁体をアース電極と同じ極性に帯電させるように構成し、噴霧装置への塗料付着を防止している。
【特許文献１】特開平９−１３６０４７号公報
【特許文献２】特開２００６−２４７５５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記のように外部帯電式の場合は、帯電効果を得るために噴霧化装置に近く荷電電極を配置せざるを得ないことから、外部電極の周囲に塗料が付着しやすく、付着した塗料によって静電ガンを把持する操作者に高電圧がリークし手指にしびれ等の不快感、不安感を抱かせる結果となる。電極位置を離すことによってその改善は可能であるが、静電効果の低下、先端側に伸びる電極体によって生ずる操作性の低下など、別の問題が発生することになる。
【００１１】
本発明は前記静電効果や操作性の低下を起こすことなく、作業者の手指に放電する危険を防止して不快感を解消し、かつ外部帯電静電ガンの外部電極表面もしくは静電ガン本体側への塗料付着を防止して、静電ガンのメンテナンス容易化を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するため、本発明は絶縁性静電ガン本体の中心に接地電位に置かれた塗料を噴出するノズルを配置し、静電ガンの噴霧化領域外側で前方に伸びる荷電電極を設けた外部帯電静電塗装ガンの、接続導線が絶縁体で被覆された胴体で構成され、先端部に露出した先端電極を備えた外部電極体の胴体の根元周囲に導電性材料からなり、アース電位に接続された接地リングを設けるものである。
【００１３】
また接地リングは、一部に鋭角な尖端部を設け、先端電極からの放電が集中するように構成し、安定した放電を可能にし、導電性材料でガン本体の接地部材に接続することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
上記構成によれば、静電ガンの噴霧化領域の外側に配置された外部帯電電極に荷電された高電圧は対極に設置された被塗装物に向かって電界を形成するとともに、アース電位に電気的に接続され噴霧される塗料に対して放電することによってイオン化圏域を形成し、噴霧化された塗料粒子を帯電させる。
さらに外部電極の根元に配置し、アース電極とした接地リングに高電圧が放電されるため、その後部で把持する操作者の手指に高電圧が放電することがなくなる。
【００１５】
したがって操作者は放電による危険を感じることなく安心して作業を行うことが出来る。またアース電位に置かれた接地リングにより、その周囲に誘電体である絶縁材料で形成された外部電極体、ガン本体、噴霧装置等の表面がアース電位を保持し、塗料粒子の付着を防止してメンテナンス作業の負担を軽減する。
【００１６】
接地リングの取り付け位置は固定されているために、先端電極と対極であるアース電極との距離が安定することによって、噴霧塗料粒子の状態に左右されず、先端電極の放電によるイオン化域の形成も安定し、塗料粒子への帯電を一定に維持することが出来る。特に接地リングの一部に放電が集中する尖端部を形成したことでより安定化が図れ、塗装品質の向上につなげることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施形態は、以下実施例を図面に基づき説明する。
１は本実施例による外部帯電式静電スプレーガンを示し、該スプレーガンは、手持ち式の例を示している。絶縁性材料で形成され、ガン本体１は、後部にハンドル２を設けて把持され、引金３をもって操作される。前方に伸びる銃身部４は先端に設けた噴霧化装置５より噴出する塗料を制御すると共に、銃身部４に収納され、高電圧発生器６に供給する低電圧電源の入出力を制御して、スプレーガン１の外側に設けた外部電極７の先端電極７１に荷電する高電圧を制御している。
【００１８】
この実施例の場合、噴霧化装置５は圧縮空気で塗料を霧化するエアースプレーガンが示されており、塗料ノズル５２の周囲に空気キャップ５１が配置され、所望の噴霧パターンが、この空気キャップ５１により形成されて被塗装物の塗装を行う。これらの構成は広く知られたスプレーガンの構造が採用されているが、静電塗装においては銃身部４を含め電気的絶縁材料で形成されている。本発明において水系もしくは高導電性塗料が使用され外部に荷電電極を設けたスプレーガンの場合、塗料経路はアース側電位と接続されるため、塗料ノズル５２内のニードル弁５３は金属性で、後部に位置する前記ハンドル２と電気的に接続されている。通常の静電スプレーガンと同様ハンドルは導電性であり、この実施例の場合は半導電性の樹脂を使用して、作業者が手で操作する場合にアース側電位になるようにしている。
【００１９】
高電圧発生器６は、低周波トランス、コッククロフトウォルトン多段倍電圧整流回路、保護用高抵抗が絶縁性樹脂で鋳込まれたカートリッジで構成され絶縁材で形成されたガン本体１の銃身部４後部に装着されている。
【００２０】
図２は、ガン本体１の先端部分を図１の上方から見た時の部分断面図であり、外部電極７の取り付け状態を示している。ガン本体１の銃身部４には、先端に設けられる噴霧化装置5の外側後方に外部電極の電極接続部１３が設けられ、前記高電圧発生器６からの高電圧が接続されるように、導線１２の他端を接続端子１４として絶縁材の電極接続部１３の内側に露出させている。
【００２１】
電極接続部１３に装着される外部電極７は先端部に前記先端電極７１を露出させた棒状の胴体７０と、後端に着脱部７２を設けて全体が絶縁材料で形成されている。着脱部７２の一端より接続端子７３を露出させ、該接続端子７３と先端電極７１との間を導線７４で接続している。外部電極７が銃身部４の電極接続部１３に装着されたとき、接続端子７３と銃身部４側の接続端子１４が接触し電気的に接続される。本実施例では接続を確実に行うため接続端子７３がバネの構成をしているが、接続端子１４側をバネで形成しても良い。
【００２２】
前記胴体７０の根元部分には外周に円管状の接地リング７５が装着されている。図では断面が矩形のリング状の一部を、着脱部７２と胴体を結ぶテーパ部７６に嵌め込む構成で固着しているが、構成上はこれに限定することなく、胴体の根元部分の表面に導電性材料による被覆を施したり、環状のリングを装着することでもよい。この接地リングは接続線７７により、ガン本体のアース電位に置かれる導電性部材に接続されている。すなわち、図2に示すようにアース電位に接続された金属製の引金３を例として適当な電気的接続を構成すればよい。
【００２３】
同様にガン本体１内部の塗料通路内はアース電位に維持されており、前述の金属性ニードル弁５３も同じくアース電位であり、塗料通路内に接続端子を露出させるか、ニードル弁５３に摺動させる接続端子を配置しても良い。
【００２４】
図から理解できるように、ガン本体を把持したとき、手指が最も先端側になるのは引金３を操作する指であり、接地リング７５は引金３に掛かる指より十分に前方にあり、先端電極７１からの高電圧は手指に至る前に接地リング７５に放電することになる。したがって操作者に危険な放電が生ずることはない。図３に示す実施例のように接地リング７５の前部に突出する尖端部７８を設けることによって、放電を一定位置に安定させることが出来る。
【００２５】
このような構成による静電ガンを使用した場合、塗料ノズル５２から噴霧された塗料は空気キャップ５１から噴射されるエアによって噴霧化され、所望の噴霧パターンを形成して被塗装物（図示されていない）に向かう。同時に先端電極７１に荷電されて高電圧は対極の塗料出口及び前記接地リング７５に向かって放電し、かつ同じく対極の被塗装物に向かって放電され電界が形成される。近接位置におかれる塗料側への放電によって噴霧化領域の周辺には強度のイオン化域が形成され、噴霧エアにより被塗装物に向かって吹き付けられ、このイオン化域を通過する塗料粒子は荷電されたマイナスの電荷が帯電し、被塗装物の表面に誘起されたプラスの電荷と引き合って塗着が促進される。
【００２６】
一方噴霧直後の塗料粒子は、ノズル側のアース電極（プラス）によってプラス側に誘起された電荷が帯電した状態で浮遊するが、接地リング７５によってプラス側に誘起された外部電極表面やガン本体表面とは反発し付着が防止される。
【００２７】
さらに、スプレーガンにおいては、塗装仕様によって噴霧条件が変化し、その噴出する塗料条件によって前記先端電極７１からの放電状態が変化することになる。このため帯電効果等に変化が生じ、静電塗装効すなわち多くは塗着効率にバラツキが生じて安定した性能を得られなくなる。図３の接地リング７５の実施例では前方に鋭角な尖端部７８を形成して電界の集中を安定して受けやすくしている。本構成によれば、先端電極と接地リングとの距離が一定で、噴霧に影響されない外部位置に放電が行われるため、常に安定した放電を維持し、イオン化域を形成することが出来る。このために安定した静電効果を得られ、塗装品質の安定につなげることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
図１は、本発明の一実施例を示す断面図である。
図２は、接地リングを設けた外部電極の取付部を示す部分断面図である。
図３は、接地リングの他の実施例を示す外部電極の取付部の外観図である。
【符号の説明】
【００２９】
１、静電ガン本体
２、ハンドル
３、引金
４、銃身部
５、噴霧化装置
６、高電圧発生器
７、外部電極
１３、電極体着脱部
７１、先端電極
７２、着脱部
７３、接続端子
７５、接地リング
７７、接続線
７８、尖端部
【図１】
2008119557.tif 000003
【図２】
2008119557.tif 000004
【図３】
2008119557.tif 000005