(57)【要約】【課題】ノズルの着脱が容易な静電塗布装置を提供する。【解決手段】帯電させた粒子状塗料をノズル３ａから電気的に接地された被塗布物に向かって噴射して、被塗布物に粒子状塗料を静電塗布する静電塗布装置Ｄにおいて、ノズル３ａを有するノズル体３を、粒子状塗料を帯電させるための電圧を発生させる直流電圧発生部１を備えた静電塗布装置Ｄ本体に設けられたホルダー２に着脱自在に装着し、ノズル体３の中空部３ｊ内に、この中空部３ｊ内を通過する粒子状塗料を帯電させる電極３ｂを設けるとともに、ノズル体３の外面には電極３ｂと電気的に接続した外部端子３ｄを設け、一方ホルダー２にはノズル体３をホルダー２に着脱自在に装着したときに外部端子３ｄが電気的に接触する帯電端子部２ａを備え、帯電端子部２ａは直流電圧発生部１と電気的に接続する。これにより、ノズル体３の着脱が容易な静電塗布装置Ｄが実現できる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電させた粒子状塗料をノズルから電気的に接地された被塗布物に向かって噴射して、該被塗布物に該粒子状塗料を静電塗布する静電塗布装置において、前記ノズルを有するノズル体を、前記粒子状塗料を帯電させるための電圧を発生させる直流電圧発生部を備えた静電塗布装置本体に設けられたホルダーに着脱自在に装着し、前記ノズル体の中空部内に、この中空部内を通過する前記粒子状塗料を帯電させる電極を設けるとともに、前記ノズル体の外面には前記電極と電気的に接続した外部端子を設け、一方前記ホルダーには前記ノズル体を前記ホルダーに着脱自在に装着したときに前記外部端子が電気的に接触する帯電端子部を備え、該帯電端子部は前記直流電圧発生部と電気的に接続されることを特徴とする静電塗布装置。
【請求項２】
前記ノズル体は、それぞれ絶縁材にて構成された、前記ノズル及び前記外部端子を備えた筒状下体と、該筒状下体に着脱自在に装着し、且つ該筒状下体内に位置される前記電極を備えた中体と、前記筒状下体に着脱自在に装着し前記粒子状塗料を前記ノズル体へ供給するための供給口を有する筒状上体と、から構成したことを特徴とする請求項１に記載の静電塗布装置。
【請求項３】
前記ノズル体を前記ホルダーに着脱自在に装着する際、前記外部端子が前記帯電端子部に電気的に接触するように、前記ノズル体及び前記ホルダーにそれぞれ位置決め手段を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の静電塗布装置。
【請求項４】
前記直流電圧発生部は、絶縁基板と、該絶縁基板に取り付けた昇圧トランスと、前記絶縁基板に取り付けられ該昇圧トランスから出力される交流電圧を整流して昇圧する倍電圧整流回路と、から構成され、前記絶縁基板、前記昇圧トランス及び前記倍電圧整流回路をそれぞれ耐熱絶縁樹脂材でモールドしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の静電塗布装置。
【請求項５】
前記倍電圧整流回路はコッククロフト・ウォルトン回路から構成したことを特徴とする請求項４に記載の静電塗布装置。
【請求項６】
前記絶縁基板は、前記モールド部分から延設され、この延設部分に前記ホルダーを設けたことを特徴とする請求項４または５に記載の静電塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯電された粉体塗料又は微粒子状にした液状塗料等からなる粒子状塗料を被塗布物に向けて噴射し、静電気を用いて被塗布物の表面を塗布する静電塗布装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、環境保全の見地から、溶剤塗装に代わる無公害塗装法として静電塗布方法が注目されている。この静電塗布方法は、圧縮空気により搬送された粒子状塗料を、接地された被塗布物に向けてノズルから噴射し、静電気を利用して被塗布物上に粒子状塗料を塗布する方法である。この方法を用いた静電塗布装置は、例えば、自動車の上塗り塗装や鋼製家具の美装塗装、また、近年は食料品の調味料の塗布等にも使用されている。
【０００３】
上記の静電塗布装置では、粒子状塗料は塗料容器の流動槽より静電塗布装置へ圧縮空気により搬送され、装置のノズルから圧縮空気とともに、被塗布物に向けて噴射される。噴射過程において、ノズルの先端部に備えられた電極には直流の高電圧が印加されており、電極近傍にはコロナ放電による単極性イオンが発生する。粒子状塗料が電極付近を通過する際、上記イオンとの衝突により粒子状塗料を構成する粒子には電荷が付与される。帯電した粒子は、静電気力により、接地電位の被塗布物に付着する。
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の静電塗布装置では、例えば、１台の静電塗布装置で異なる複数の色の粒子状塗料を被塗布物に塗布する場合等に問題が生じる。すなわち、例えば白色の粒子状塗料を被塗布物に塗布した後、同じ装置で今度は赤色の粒子状塗料を別の被塗布物に塗布する場合、粒子状塗料が噴射されるノズルの内面には白色の粒子状塗料が付着したままになっている。このため、赤色の粒子状塗料を塗布する際に、白色の粒子状塗料が混ざってしまい、被塗布物への粒子状塗料の塗布状態に悪影響を及ぼしてしまう。そこで、このノズルを洗浄または交換する必要があるが、このノズルは装置内部に組み込まれているため、ノズルを装置から取り外すには装置を分解しなければならないため手間がかかり、工場等における噴射工程の工数が増大してしまう。また、ポテトチップス等のスナック菓子の食料品に、コンソメ味やカレー味等の粒子状調味料を付着させる場合においても、例えば噴射する粒子状調味料をコンソメ味からカレー味に切り替える際に同様な問題が発生していた。
【０００５】
本発明は、このような従来技術が有していた問題を解決しようとするものであり、その目的とするところは、粒子状塗料を噴射するノズルの着脱が容易に行える静電塗布装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するために、帯電させた粒子状塗料をノズルから電気的に接地された被塗布物に向かって噴射して、該被塗布物に該粒子状塗料を静電塗布する静電塗布装置において、前記ノズルを有するノズル体を、前記粒子状塗料を帯電させるための電圧を発生させる直流電圧発生部を備えた静電塗布装置本体に設けられたホルダーに着脱自在に装着し、前記ノズル体の中空部内に、この中空部内を通過する前記粒子状塗料を帯電させる電極を設けるとともに、前記ノズル体の外面には前記電極と電気的に接続した外部端子を設け、一方前記ホルダーには前記ノズル体を前記ホルダーに着脱自在に装着したときに前記外部端子が電気的に接触する帯電端子部を備え、該帯電端子部は前記直流電圧発生部と電気的に接続されることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、粒子状塗料を噴射するノズルを有するノズル体が、装置本体に対して着脱自在であるため、異なる複数の種類の粒子状塗料を使用する際等には、容易にノズル体を装置本体から取り外し、さらにまた容易にノズル体を装置本体に取り付けることが可能となる。また、ノズル体をホルダーに装着することにより、外部端子が帯電端子部に接触することができる。
【０００８】
また、本発明では、前記ノズル体は、それぞれ絶縁材にて構成された、前記ノズル及び前記外部端子を備えた筒状下体と、該筒状下体に着脱自在に装着し、且つ該筒状下体内に位置される前記電極を備えた中体と、前記筒状下体に着脱自在に装着し前記粒子状塗料を前記ノズル体へ供給するための供給口を有する筒状上体と、から構成したことを特徴とする。
【０００９】
さらに、本発明では、前記ノズル体を前記ホルダーに着脱自在に装着する際、前記外部端子が前記帯電端子部に電気的に接触するように、前記ノズル体及び前記ホルダーにそれぞれ位置決め手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、ノズル体をホルダーに装着する際の位置合わせが容易に行える。
【００１１】
また、本発明では、前記直流電圧発生部は、絶縁基板と、該絶縁基板に取り付けた昇圧トランスと、前記絶縁基板に取り付けられ該昇圧トランスから出力される交流電圧を整流して昇圧する倍電圧整流回路と、から構成され、前記絶縁基板、前記昇圧トランス及び前記倍電圧整流回路をそれぞれ耐熱絶縁樹脂材でモールドしたことを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明では、前記倍電圧整流回路はコッククロフト・ウォルトン回路から構成したことを特徴とする。また、本発明では、前記絶縁基板は、前記モールド部分から延設され、この延設部分に前記ホルダーを設けたことを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、直流電圧発生部を小型化することができるため、静電塗布装置本体の大きさも小型化することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る静電塗布装置の一実施例を説明する。まず、本発明による静電塗布装置の構造を図１乃至図４に基づいて説明する。図１は、本発明による静電塗布装置の斜視図、図２は、本実施例の静電塗布装置をノズル体３の中心軸である軸Ｃを含む平面で切断した断面図、図３は、ノズル体の分解斜視図、図４は、ノズル体３のホルダー２への装着状態を示す図２中のＡ−Ａ’線断面図である。
【００１５】
本発明の静電塗布装置Ｄは、直流の高電圧を発生させる直流電圧発生部１と、粒子状塗料Ｘを噴射するノズル３ａを有するノズル体３と、静電塗布装置Ｄ本体に設けられ、ノズル体３ａを着脱自在に装着するホルダー２と、から構成される。上記各構成要素については、以下で説明する。
【００１６】
直流電圧発生部１は、昇圧トランス１ａ及びコッククロフト・ウォルトン回路１ｂがそれぞれ絶縁基板１ｃに取り付けられることにより構成される。電力供給ケーブル１ｄより昇圧トランス１ａの１次巻線（図示せず）へ約３０Ｖの所定周波数の交流電圧が入力されると、昇圧トランス１ａの２次巻線（図示せず）には約７ｋＶの交流電圧が発生する。また、昇圧トランス１ａの２次巻線にはコッククロフト・ウォルトン回路１ｂが接続されている。コッククロフト・ウォルトン回路１ｂは、ダイオード（図示せず）とコンデンサ（図示せず）を直列的に複数段積み重ねて構成されており、昇圧トランス１ａの２次巻線から出力された約７ｋＶの交流電圧を整流して昇圧し、約６０ｋＶの直流の高電圧を出力し、この高電圧がコッククロフト・ウォルトン回路１ｂからのリード線１ｅに印加される。また、絶縁基板１ｃ、昇圧トランス１ａ及びコッククロフト・ウォルトン回路１ｂは、絶縁性を高めるため、それぞれ耐熱絶縁樹脂材で一体にモールドされている。このモールドされた部分をモールド部分１ｆと呼ぶ。
【００１７】
ホルダー２は、絶縁材により筒状に構成され、且つ両端面が開口されており、モールド部分１ｆから延設された絶縁基板１ｃの延設部分にネジ１ｇを用いたネジ止め等により装着されている。ホルダー２の内面から外面にかけて帯電端子部２ａが備えられており、この帯電端子部２ａはリード線１ｅを介してコッククロフト・ウォルトン回路１ｂと電気的に接続されている。また、モールド部分１ｆとホルダー２は、絶縁材からなる架橋部４により接続されており、リード線１ｅは架橋部４内に配線されている。
【００１８】
さらに、ホルダー２の内面には、ノズル体３（後述する）をホルダー２へ装着する際の位置決め手段（後述する）として、ホルダー２の一方の開口端から他方の開口端にかけて、軸Ｃと平行に凸条２ｂが設けられている（図４参照）。また、ホルダー２の上面の開口端部の外周には、リング状固定具５（後述する）と螺合するための雄ネジ部２ｃが設けてある。さらに、絶縁基板１ｃの延設部分には、ホルダー２の内径よりも小さい径を有し、且つノズル体３の一部を挿通するための孔を設けてある。
【００１９】
ノズル体３は、それぞれ絶縁材にて構成された、筒状下体３ｅと、中体３ｃと、筒状上体３ｇと、から構成される。
【００２０】
筒状下体３ｅは、両端面が開口され、且つ内部が中空になっている。また、筒状下体３ｅの外径寸法は、下部は粒子状塗料Ｘを噴射するためのノズル３ａとなる小径部で、上部は筒状上体３ｇを装着する大径部になっており、その小径部と大径部の境には段付け部３ｈが設けられている。また、ノズル３ａの断面は、円状に構成されている。さらに、大径部の下部には、筒状下体３ｅの内外面に露出した外部端子３ｄが設けられている。また、大径部の外面には、ホルダー２の凸条２ｂと嵌合する凹溝３ｉが軸Ｃ方向に設けられている。さらに、大径部の内面には、中体３ｃ（後述する）を装着するための嵌合溝３ｋが対向した２ヶ所に軸Ｃ方向に設けられおり、そのうち１ヶ所には外部端子３ｄが設けられている（図３、図４参照）。
【００２１】
中体３ｃは、筒状下体３ｅの一対の嵌合溝３ｋに嵌合される橋絡部と、この橋絡部の中央部から垂下した電極保持部と、を略Ｔ字状且つ薄板状に構成され、その内部には金属線３ｐが埋設されている。金属線３ｐの下端は電極保持部から突出させ、この突出した部分を粒子状塗料Ｘを帯電させる電極３ｂに構成してある。もちろん、電極保持部に埋設されている金属線３ｐ部分も電極としての機能を有している。一方、金属線３ｐの上端は橋絡部の端面に露出して設けた電極端子部３ｎに熔着等により電気的に接続されている。この電極端子部３ｎは、中体３ｃを筒状下体３ｅ内に装着する際に、筒状下体３ｅの外部端子３ｄに電気的に接触されるようになっている。
【００２２】
筒状上体３ｇは、両端面が開口され、且つ内部が中空になっている。また、筒状上体３ｇの外径寸法は、上部は粒子状塗料Ｘを供給するための供給口３ｆを備えた小径部で、下部は筒状下体３ｅへ装着する大径部になっている。そして小径部と大径部の境にはリング状固定具５の透孔周縁を保持する段部３ｓが設けられている。
【００２３】
ここで、ノズル体３のホルダー２への装着方法について、図２乃至図４を参照しつつ説明する。まず、中体３ｃを筒状下体３ｅの嵌合溝３ｋに沿って挿入することにより、中体３ｃを筒状下体３ｅ内に装着する。このとき、中体３ｃに設けられた電極端子部３ｎが、筒状下体３ｅの嵌合溝３ｋ部に設けられた外部端子３ｄと電気的に接触される。また、電極３ｂはノズル３ａの開口部近傍に配置される。
【００２４】
次に、中体３ｃが装着された筒状下体３ｅをホルダー２内に装着する。筒状下体３ｅの下部の小径部、すなわちノズル３ａ部分を上方からホルダー２内に挿入し、さらに絶縁基板１ｃの孔からノズル３ａ部分を絶縁基板１ｃの下方に突出させる。そして、筒状下体３ｅの段付け部３ｈを、絶縁基板１ｃの孔の周縁部に載置する。このとき、筒状下体３ｅに設けた凹溝３ｉをホルダー２の凸条２ｂに嵌合させながら装着することにより、筒状下体３ｅが位置決めされてホルダー２に装着され、筒状下体３ｅに設けた外部端子３ｄがホルダー２の帯電端子部２ａに電気的に接触されるのである。これにより、電極３ｂは、金属線３ｐ、電極端子部３ｎ、外部端子３ｄ、帯電端子部２ａ、及びリード線１ｅを介して、コッククロフト・ウォルトン回路１ｂと電気的に接続される。したがって、直流電圧発生部１で発生した直流の高電圧が電極３ｂに印加される。
【００２５】
さらに、筒状上体３ｇを筒状下体３ｅの大径部内に装着する。その後に、リング状固定具５を用いてノズル体３全体をホルダー２に固定する。すなわち、筒状上体３ｇの供給口３ｆ部分をリング状固定具５の透孔から上方に突出させる。そして、リング状固定具５の開口端部の内周面に設けた雌ネジ部５ａをホルダー２の雄ネジ部２ｃと螺合することにより、ノズル体３はホルダー２に固定される。すなわち、リング状固定具５をホルダー２に螺合して行くと、リング状固定具５の透孔周縁が筒状上体３ｇの段部３ｓに当接して固定される。このとき、中体３ｃは筒状下体３ｅと筒状上体３ｇとで挟着される。また、上記のようにノズル体３をホルダー２に装着すると、ノズル体３の内部は粒子状塗料Ｘの通路となる中空部３ｊが形成されるが、図４に示すように、中体３ｃは薄板状に構成されているため、中体３ｃが粒子状塗料Ｘの通路である中空部３ｊを塞ぐことはない。
【００２６】
次に、上記構成を有する本実施例の静電塗布装置Ｄの動作について説明する。まず、直流電圧発生部１から約６０ｋＶの直流の高電圧が出力され、この電圧がリード線１ｅ、帯電端子部２ａ、外部端子３ｄ、電極端子部３ｎ及び金属線３ｐを介して電極３ｂへ印加される。この時、電極３ｂの近傍にはコロナ放電による単極性イオン（図示せず）が発生する。次に、粒子状塗料Ｘは塗料容器（図示せず）の流動層（図示せず）より圧縮空気により搬送され、ノズル体３の供給口３ｆへ流入される。そして、粒子状塗料Ｘが電極３ｂ付近を通過する際、上記イオンとの衝突により粒子状塗料Ｘを構成する粒子には電荷が付与され（つまり帯電され）、圧縮空気により粒子状塗料Ｘがノズル３ａより噴射される。ノズル３ａから所定距離離れた位置に、被塗布物Ｙが設置されており、ノズル３ａから噴射された帯電した粒子は、静電気力により、接地電位の被塗布物Ｙに付着する。
【００２７】
ここで、例えば、被塗布物Ｙとして食料品を、また粒子状塗料Ｘとして粉末状調味料を用い、工場等において１台の静電塗布装置Ｄにより食料品の表面に調味料を静電塗布する場合について説明する。より具体的には、被塗装物Ｙとしてスナック菓子を、また粒子状塗料Ｘとしてカレー味と塩味の２種類の粉末状調味料を用い、カレー味と塩味の２種類のスナック菓子を製造する場合について説明する。
【００２８】
まず、静電塗布装置Ｄを用いて、ベルトコンベヤーなどで搬送されてくるスナック菓子に対して、カレー味の粉末状調味料を静電塗布し、カレー味のスナック菓子を製造しているとする。次に、同じ静電塗布装置Ｄを用い、今度は塩味のスナック菓子を製造するとする。この時、ノズル体３の内面には、カレー味の粉末状調味料が一面に付着しており、このノズル体３を使用したまま塩味のスナック菓子を製造すると、塩味の粉末状調味料にカレー味の粉末状調味料が混ざってしまい、製品の品質に問題が生じる。したがって、このノズル体３を例えば洗浄済みの別のノズル体３と交換すればよい。すなわち、リング状固定具５をホルダー２から取り外し、さらにノズル体３を筒状上体、中体、筒状下体という順序で取り外して、新しい例えば塩味用ノズル体に交換すればよい。この交換は、短時間で容易に行うことができる。
【００２９】
更にまた、上記実施例はいずれも本発明の単に一例に過ぎず、本発明の趣旨の範囲で適宜変形や修正を加えても、本願の特許請求の範囲に包含されることは明らかである。例えば、位置決め手段として、本実施例ではホルダーに凸条、また筒状下体に凹溝を設けたが、図５に示すように、ノズル体の外面形状及びホルダーの内面形状を、それぞれ半楕円状に構成してもよい。さらに、ノズル体をホルダーに着脱自在に取り付ける手段についても、上述したリング状固定具に代えて周知の取付手段を用いて行うこともできる。また、ホルダーの形状についても筒状に限らず、例えば円筒状のホルダーの側面の一部が開口されたものを用いてもよく、このホルダーの開口された側面へ固定具を嵌合してノズル体をホルダーに固定するようにしてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の静電塗布装置では、粒子状塗料を噴射するノズルを有するノズル体が、装置本体に対して着脱自在であるため、異なる複数種類の粒子状塗料を使用する際等には、容易にノズル体を装置本体から取り外し、また取り付けることが可能となる。
【００３１】
また、ノズル体をホルダーに装着すると、位置決め手段により自ずと外部端子が帯電端子部に接触するため、ノズル体をホルダーに装着する際の位置合わせが容易に行える。
【００３２】
さらに、コッククロフト・ウォルトン回路を用いることにより直流電圧発生部を小型化することができるため、静電塗布装置本体の大きさも小型化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による静電塗布装置を示す斜視図。
【図２】本実施例による静電塗布装置を示す断面図。
【図３】本実施例によるノズル体の分解断面図。
【図４】本実施例の静電塗布装置におけるホルダー部分の断面図。
【図５】本発明の他の実施例によるホルダー部分の断面図。
【符号の説明】
Ｄ    静電塗布装置
Ｘ    粒子状塗料
Ｙ    被塗布物
１    直流電圧発生部
１ａ  昇圧トランス
１ｂ  コッククロフト・ウォルトン回路
１ｃ  絶縁基板
１ｄ  電力供給ケーブル
１ｅ  リード線
１ｆ  モールド部分
１ｇ  ネジ
２    ホルダー
２ａ  帯電端子部
２ｂ  凸条
２ｃ  雄ネジ部
３    ノズル体
３ａ  ノズル
３ｂ  電極
３ｃ  中体
３ｄ  外部端子
３ｅ  筒状下体
３ｆ  供給口
３ｇ  筒状上体
３ｈ  段付け部
３ｉ  凹溝
３ｊ  中空部
３ｋ  嵌合溝
３ｎ  電極端子部
３ｐ  金属線
３ｓ  段部
４    架橋部
５    リング状固定具
５ａ  雌ネジ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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