(57)【要約】【課題】静電霧化本体にエアキャップを装着するときに、帯電用電極などの破損を容易に防ぐことができる静電霧化装置を提供する。【解決手段】本発明の静電霧化装置は、霧化用吐出口４０、吐出物供給手段、エア供給口６０、エア供給手段、帯電用端子１４及び電圧供給手段を有する静電霧化本体１０と、静電霧化本体１０に着脱自在に保持され、エア供給口６０が開口する高圧室６２と高圧室６２からエアを噴出する噴出口６４をもつエアキャップ２０と、エアキャップ２０に保持されエアキャップ２０が静電霧化本体１０に装着されることにより帯電用端子１４と接触し高圧室６２内のエアを荷電する帯電用電極３０と、を具備する。この静電霧化装置によれば、エアキャップ２０と帯電用電極３０が一体化されているため、エアキャップ２０の装着時に、帯電用電極３０とエアキャップ２０の接触がなく、装置の破損を防ぐことができる。静電霧化装置及び静電霧化方法【選択図】図１
2004249170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
霧化用の吐出口と、該吐出口から吐出物を供給する吐出物供給手段と、エア供給口と、該エア供給口からエアを供給するエア供給手段と、霧化された吐出物を荷電するための帯電用端子と、該帯電用端子に高電圧を供給する電圧供給手段と、を有する静電霧化本体と、
前記静電霧化本体に着脱自在に保持され、前記エア供給口が開口する高圧室と該高圧室からエアを噴出する噴出口をもつエアキャップと、
前記エアキャップに保持され該エアキャップが前記静電霧化本体に装着されることにより前記帯電用端子と接触し前記高圧室内のエア又は前記噴出口から噴出されるエアを荷電する帯電用電極と、
を具備することを特徴とする静電霧化装置。
【請求項２】
前記帯電用電極は前記エアキャップに着脱自在に保持される請求項１に記載の静電霧化装置。
【請求項３】
前記エアキャップは、前記高圧室を外側高圧室と該外側高圧室の内側に位置する内側高圧室に分ける隔壁をもつ請求項１又は請求項２に記載の静電霧化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯電させた霧化塗料を被塗物に塗着させる塗装装置などに用いることができる静電霧化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水性塗料などの電気抵抗の低い塗料を用いて静電塗装を行う方法として、圧縮空気などで霧化すると同時に負の電荷に帯電させた塗料を接地状態の被塗物に塗着させる塗装方法がある。塗料に負の電荷を帯電させる方法としては、内部印加による方法と外部印加による方法とがある。
【０００３】
内部印加による方法では、塗装装置に設けた静電気帯電用電極に対して高電圧電源を供給し、その帯電用電極を塗装装置の内部において塗料に接触させ、塗料全体に高電圧をかけることで帯電状態になった塗料を装置から吐出されるようになされている。
【０００４】
この方法では塗料経路が電気回路を構成するので、経路の一部が接地されると電流が漏れて高電圧がかけられなくなることがある。これを防ぐために、塗料タンクから塗装装置の塗料吐出口に至る塗料経路を電気的に絶縁しておく必要がある。そのため、塗料の色替えに際しては、まず塗装装置及びそれに接続している塗料タンクを放電させて接地状態にし、塗料装置を塗料タンクから切り離して別の塗料タンクに接続してから、塗装装置とそれに接続された塗料タンクを大地に対して電気的に絶縁する状態に切り替える、という工程が必要となる。それゆえ段取り替えに関しては工数が多くなって効率が悪いという欠点がある。
【０００５】
そこで、塗料の色替え作業の効率が要求される場合には、外部印加による方法が多く用いられている。その一例として、特開平７−３２８４９３号公報（特許文献１）に開示されているものがある。この方法は、塗装装置の外部に露出する形態で設けた帯電用電極により塗装装置の近傍の空気をイオン化し、塗装装置から霧状に吐出された霧化塗料をイオン化空気に接触させることによって帯電状態にするようにしたものである。このような方法であれば、塗料の流路を常に接地状態にしておくことができるので、段取り替えに際して絶縁状態と放電状態との切り替え作業が不要となる。
【０００６】
ところで帯電用電極が外部に露出していると、帯電用電極が作業者や被塗物などに接触してしまう恐れがある。それを防ぐために、例えば、霧化用の吐出口と、該吐出口から吐出物を供給する吐出物供給手段と、エア供給口と、該エア供給口からエアを供給するエア供給手段と、霧化された吐出物を荷電するための帯電用電極と、該帯電用電極に高電圧を供給する電圧供給手段と、を有する静電霧化本体に対し、エア供給口が開口する高圧室と該高圧室からエアを噴出するエア噴出口をもつエアキャップを、帯電用電極が該高圧室に収納されるように静電霧化本体に装着する処置が施されている。このような静電霧化装置においては、イオンをエアキャップの噴出口から放出しやすくするために、高圧室内において帯電用電極をエア噴出口の近傍まで突出させているものがある。
【０００７】
しかしながら上述のごとく従来の静電霧化装置では、帯電用電極が静電霧化本体から突出した状態で設けられているため、装置の製造時やメンテナンス時など静電霧化本体にエアキャップを装着するときに、帯電用電極がエアキャップに突き当たったりするなどの接触が生じて、帯電用電極が折れ曲がったり、エアキャップに損傷が生じたりするなど、装置部品の破損が生じることがあった。そこで作業者は、帯電用電極がエアキャップに突き当たったりするなどの接触が生じないないように、エアキャップを慎重に静電霧化本体に装着するなどの対処方法をとることもできるが、その作業に手間と時間がかかることがあり、結果的に製造コストやメンテナンスコストが高くなってしまうことがあった。
【０００８】
また、他の対処方法として、例えば帯電用電極に折れ曲がりにくい丈夫なものを用いたり、エアキャップと帯電用電極との間の隙間を大きくする方法なども講じられるが、帯電用電極の形態に制約が生じたり、エアキャップが大きくなるなど、装置の大型化が生じるなどの不具合があった。
【０００９】
【特許文献１】
特開平７−３２８４９３号
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、静電霧化本体にエアキャップを装着するときに、帯電用電極などの装置部品の破損を容易に防ぐことができる静電霧化装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の静電霧化装置は、霧化用の吐出口と、該吐出口から吐出物を供給する吐出物供給手段と、エア供給口と、該エア供給口からエアを供給するエア供給手段と、霧化された吐出物を荷電するための帯電用端子と、該帯電用端子に高電圧を供給する電圧供給手段と、を有する静電霧化本体と、前記静電霧化本体に着脱自在に保持され、前記エア供給口が開口する高圧室と該高圧室からエアを噴出する噴出口をもつエアキャップと、前記エアキャップに保持され該エアキャップが前記静電霧化本体に装着されることにより前記帯電用端子と接触し前記高圧室内のエア又は前記噴出口から噴出されるエアを荷電する帯電用電極と、を具備することを特徴とする。
【００１２】
本発明の静電霧化装置によれば、エアキャップと帯電用電極とが一体化されているため、静電霧化本体にエアキャップを装着するときに、従来の静電霧化装置において帯電用電極とエアキャップとの接触により生じていた装置部品の破損が生じることがない。それゆえ、従来の静電霧化装置に比べ、作業者が静電霧化本体にエアキャップを素早くかつ正確に装着することが容易となる。
【００１３】
また、静電霧化本体にエアキャップを装着したときに帯電用電極は、電圧供給手段に接続された帯電用端子に接触してそれに導通状態となる。すなわち、帯電用電極は帯電用端子を介して電圧供給手段に電気的に接続され、電圧を印加することが可能になる。それゆえ、静電霧化本体にエアキャップが装着された後においては、ことさら帯電用電極と電圧供給手段とを接続する手段及び作業も必要としない。従って、静電霧化本体にエアキャップが装着された後、すぐさま静電霧化装置が利用できる状態になる。
【００１４】
さらに、エアキャップは静電霧化本体に着脱自在に保持されるため、装置の点検時またはメンテナンス時などにおいても、作業者がエアキャップの脱着を手間なく行うことが容易となる。
【００１５】
従って本発明の静電霧化装置によれば、静電霧化装置の製造やメンテナンスなどが従来のものよりも容易になり、ひいては静電霧化装置の製造コストやメンテナンスコストを小さくすることができる。
【００１６】
【発明の実施形態】
本発明の静電霧化装置では、前記帯電用電極は前記エアキャップに着脱自在に保持されることが望ましい。この帯電用電極により、装置の製造時やメンテナンス時などにエアキャップに帯電用電極を装着することが容易となる。
【００１７】
他方、前記エアキャップは、前記高圧室を外側高圧室と該外側高圧室の内側に位置する内側高圧室に分ける隔壁をもつことが望ましい。このエアキャップにより、外側高圧室と内側高圧室とからそれぞれ噴出されるエアについて、それらエアの役割を分担させることが可能になる。
【００１８】
例えば、内側高圧室から噴出されるエアを、吐出口から吐出した直後の液状吐出物に吹き付けることにより、液状吐出物を霧化することができる。一方、外側高圧室内に帯電用電極を収納することにより、外側高圧室から噴出されるエア（パターンエア）は、帯電用電極から放出された荷電子（電子、負のイオン並びに負電荷に帯電したクラスター様の微粒子など）などを含むものとなる。このパターンエアを霧化吐出物に吹き付けることにより、吐出物を荷電子で帯電させることができる。
【００１９】
また、隔壁は、外側高圧室と内側高圧室との圧力をそれぞれ異なる大きさにすることを可能にし、それぞれの高圧室から噴出されるエアの噴出量などを制御しやすくする。
【００２０】
さらに、外側高圧室から噴出されるパターンエアに向かって、内側高圧室から噴出されるエア（副パターンエア）を吹き付ければ、そのパターンエアが霧化された吐出物に対して局所的に集中して吹き付けられることに起因する霧化吐出物の流れの分断が防止できる。なお、副パターンエアを噴出する噴出口は、内側高圧室において液状吐出物に吹き付けるエアの噴出口とは別に設けることができる。あるいは、外側高圧室と内側高圧室との間に第３高圧室を設け、その第３高圧室に副パターンエアを噴出する噴出口を設けてもよい。
【００２１】
なお、本発明の静電霧化装置では、吐出物の種類で限定されるものではなく、塗装装置に用いる場合であれば、水性塗料及び油性塗料のいずれにも用いることができるが、水性塗料など電気抵抗の低い吐出物を用いる場合に特に有効である。
【００２２】
【実施例】
本発明の静電霧化装置としては、例えば塗料を圧縮空気で霧化すると同時に帯電させる静電塗装装置を挙げることができる。以下、本発明の一実施形態として、作業者が把持して取り扱うハンドガンタイプの静電塗装ガンを例にして図１〜図４を参照しながら説明する。なお、以下では説明を容易にするため、塗料が吐出口から吐出される方向を前方と言い、その反対方向を後方と言うことにする。また、図１において、紙面に向かって上方向を上方と言い、その反対方向を下方と言うことにする。
【００２３】
本実施例の静電塗装ガンは、図１にその主要部を示すように、静電霧化本体１０、エアキャップ２０及び帯電用電極３０を具備する。
【００２４】
静電霧化本体１０は、絶縁性の樹脂材料からなるガン本体部１２（一部図示）と、霧化用の塗料吐出口４０と、塗料吐出口４０から吐出物を供給する吐出物供給手段と、霧化エア供給口５０と、霧化エア供給口５０からエア（圧縮空気）を供給するエア供給手段と、パターンエア供給口６０と、パターンエア供給口６０からエア（圧縮空気）を供給するパターンエア供給手段と、霧化された塗料を荷電するための帯電用端子１４と、帯電用端子１４に高電圧を供給する電圧供給手段と、を有する。
【００２５】
吐出物供給手段は、塗料ノズル１５と、二ードル弁１６と、二ードル弁１６の後端部に接続された塗料ホース（図示せず）とから構成されている。また、ガン本体部１２の後端部には、作業者が把持するグリップ（図示せず）が設けられている。このグリップには、吐出物供給手段を作動させるためのトリガが設けられている。
【００２６】
ガン本体部１２の前端部には、その前端面中央を切欠した形態の略円柱状の取付凹部１２ａが形成されている。また、取付凹部１２ａの底部には、その前端面中央を切欠した形態の凹部が形成され、その凹部に二ードル弁１６が挿設されている。塗料ノズル１５は、取付凹部１２ａの内周に対し、その後端部を螺合することにより前端部を取付凹部１２ａから前方に突出した形態で固設されている。
【００２７】
塗料ノズル１５は、円筒状のノズル円筒部１５ａと、ノズル円筒部１５ａから前方に延長する略円錐台状のノズル円錐台部１５ｂと、ノズル円錐台部１５ｂから前方に延長する円筒状のノズル先端部１５ｃと、ノズル本体部１５ａの外側に同軸的に形成される円筒状のノズル外側部１５ｄとから、絶縁性材料より同体的に形成されている。
【００２８】
ノズル円錐台部１５ｂには、ノズル本体部１５ａの中心孔よりも径の小さな円柱形状の中心孔が、ノズル本体部１５ａの中心孔と連通した形態で同軸的に形成されている。また、ノズル先端部１５ｃには、ノズル円錐台部１５ｂの中心孔よりも径の小さな円柱形状の中心孔が、ノズル円錐部１５ｂの中心孔と連通した形態で同軸的に形成されている。
【００２９】
すなわち塗料ノズル１５は、塗料の流れる方向に向かって段階的に径が小さくなる複数の円柱状空洞部がそれぞれ同軸的に直列した形態の塗料流路４２をもつ。塗料流路４２の前端（ノズル先端部１５ｃの中心孔の前端部）は、塗料吐出口４０として静電塗装ガンの外部に対して開口されている。一方、塗料流路４２の後端（ノズル本体部１５ａの中心孔の後端部）は、二ードル弁１６の前端部に連通されている。
【００３０】
塗料の吐出制御手段は、トリガ（図示せず）と、二ードル弁１６とから構成される。トリガを操作すると、トリガの操作に連動して開閉される常閉式の二ードル弁１６が開弁し、塗料ホースを通じて圧送された塗料が、塗料ノズル１５に向けて供給され、塗料流路４２を通じて塗料吐出口１２から前方に吐出される。
【００３１】
ノズル外側部１５ｄには、ノズル円筒部１５ａの見かけ上の外周面上においてその前後両端面間に貫通する複数の貫通孔が、塗料流路４２と同心円状に配設されている。この貫通孔は、後述の内側高圧室５４に塗料を霧化するためのエア（霧化エア）を供給するための霧化エア流路５０ｃとなり、その先端部がエア供給口（霧化エア供給口）５０となる。霧化エア流路５０ｃの後端は、取付凹部１２ａの奥端部に形成された環状の霧化エア流路５０ｂに連通されている。この環状の霧化流路５０ｂは、ガン本体部１１の内部に形成された霧化エア流路５０ａに連通されている。
【００３２】
ところでガン本体部１２の前端面には、絶縁性樹脂より形成されている円環状のガン円環部１７が、塗料流路４２と同軸的に形成されている。ガン円環部１７の前端面には、断面四角形状の溝部１７ａが、塗料流路４２と同軸的にリング状に設けられている。リング形状の帯電用端子１４は、その溝部１７ａの底面上に装着されている。なお、溝部１７ａには、後述するようにエアキャップ２０の内側筒部２１ｂの後端部が挿着される。また、ガン本体部１２の取付凹部１２ａの上方の部分においては、ガン円環部１７から同体的に延長する円筒状のガン円筒部１８が塗料流路４２と平行に埋設されている。
【００３３】
帯電用端子１４に高電圧を供給する電圧供給手段は、高電圧発生器（図示せず）と、高電圧発生器と帯電用端子１４とを導通可能に接続する導電部材１９（一部図示）と、から構成されている。高電圧発生器は、ガン本体部１２の内部に前後方向に長い状態で二ードル弁１６よりも上方に位置して収容されている。導電部材１９の前端部は、ガン円筒部１８の中心孔に挿設されており、その先端部が帯電用端子１４に接続されているとともに、後端部が高電圧発生器に接続されている。なお帯電用端子１４及び導電部材１９は、金属材料及び導電性樹脂のいずれから形成されたものでもよい。
【００３４】
他方、取付凹部１２ａの内周面には、後述の外側高圧室６２にエア（パターンエア）を供給するためのパターンエア流路６０ａ〜６０ｃが設けられている。また、ノズル外側部１５ｄの中央部の外周面と、ガン円環部１７の内周面と、の間に形成される空間部は、パターンエア流路６０ｄとなり、その前端口がパターンエア供給口６０となる。
【００３５】
パターンエア流路６０ａ〜６０ｄは、霧化エア流路５０ａ〜５０ｃとは独立した別個の流路である。パターンエア流路５０ａの前端部は、取付凹部１２ａの内周に溝状に形成された環状のパターンエア流路６０ｂに連通されている。このパターンエア流路６０ｂは、前後方向に貫通する複数のパターンエア流路６０ｃを介してパターンエア流路６０ｄに連通されている。
【００３６】
エアキャップ２０は、円筒部２１と、略円盤状の前面部２２と、前面部２２の前端面の上下両端部から前方に突出する角部２３と、底面部２２の後端面の両端部から後方に延びる円筒状の隔壁２４と、円筒部２１の前端部と前面部２２の周端部との間に延びる碗状の碗部２５と、から絶縁性の樹脂より同体的に構成されている。隔壁２４は、エアキャップ２０内に形成される高圧室を、上下一対の外側高圧室６２と、外側高圧室６２の内側に位置する内側高圧室５２とに分けている。
【００３７】
前面部２２の中心部には、塗料ノズル１５のノズル前端部１５ｃが挿入される円柱状の中心孔が設けられている。この中心孔の径はノズル前端部１５ｃよりも大きく、この中心孔にノズル前端部１５ｃが同軸的に挿入され、前面部２２の中心孔の内周面とノズル前端部１５ｃの外周面との間に略円筒状の間隙が形成される。この略円筒状の間隙は、塗料吐出口４０から吐出された塗料を霧化するためのエアを内側高圧室５２から噴出する霧化エア噴出口５４となる。また、前面部２２の中心孔の近傍には、内側高圧室５２からエアを噴出する副パターンエア噴出口５６が設けられている。
【００３８】
一方、角部２３の内側面部には、外側高圧室６２から外部にエアを噴出するためのパターンエア噴出口６４が、上下の内側面部に２箇所づつ、合計４箇所設けられている。
【００３９】
円筒部２１は、外側筒部２１ａと、外側筒部の内周側に位置する内側筒部２１ｂとからなる。内側筒部２１ｂは、外側筒部２１ａの中央部からその後端方向へ突出した形態で形成されている。なお、外側筒部２１ａ及び内側筒部２１ｂは、ともに前面部２２の中心孔と同軸的に形成されている。
【００４０】
円筒部２１の内側筒部２１ｂには、その後端から前端にかけて穿通され帯電用電極３０を挿入保持することができる円柱状の電極保持孔が上下２箇所に設けられている。帯電用電極３０は、針状の電極先端部と、円柱状の電極基部と、から金属材料より同体的に形成されたものである。かかる帯電用電極３０は、その電極先端部を外側高圧室６２に突出させた状態で電極保持孔に着脱自在に挿着されている。なお帯電用電極３０は、導電性樹脂から形成されたものでもよい。
【００４１】
かかるエアキャップ２０は、以下のように静電霧化本体１０に着脱自在に嵌装される。
【００４２】
先ず、エアキャップ２０が、静電霧化本体１０に対し、前面部２２の中心孔の中心軸を塗料流路４２の中心軸に合わせつつ塗料流路４２の中心軸に沿って押動されることにより、ノズル円錐台部１５ｂが内側高圧室５２に挿入されるとともに、ノズル先端部１５ｃが前面部２２の中心孔に挿入され、また円筒部２１の内側筒部２１ｂの後端部がガン円環部１７の溝部１７ａに挿着される。前面部２２の中心孔の内周面と、ノズル前端部１５ｃの外周面との間には、略円筒状の霧化エア噴出口５４が形成される。
【００４３】
エアキャップ２０が静電霧化本体１０に装着されると、隔壁２４がノズル外側部１５ｄの前端面に付き当てられるともに、帯電用電極３０がその後端で帯電用端子１４の上面に当接され、帯電用電極３０と帯電用端子１４とが電気的に接続される。
【００４４】
一方、内側高圧室５２は、前面部２２の後面と、隔壁２４の内周面と、碗部２５の内周面と、ノズル円錐台部１５ｂの外周面と、に囲まれ、霧化エア供給口５０に開口した筒状室内空間をもつことになる。また、外側高圧室６２は、隔壁２４の外周面と、ノズル外側部１５ｄの前端部の外周面と、円筒部２１及び角部２３の内面と、に囲まれ、パターンエア供給口６０に開口した室内空間をもつことになる。
【００４５】
次いで、円筒部２１の後端部の外周面からガン本体部１１の前端部の外周面にかけてナット様の固定部材７０が螺合され、エアキャップ２０が静電霧化本体１０に固定される。
【００４６】
エア供給制御手段は、トリガ（図示せず）と、空気弁（図示せず）とから構成される。トリガを操作すると、二ードル弁１６が開くと同時に空気弁も開き、霧化エア供給手段及びパターンエア供給手段がそれぞれ作動状態となる。
【００４７】
霧化エア供給手段が作動すると、霧化エア流路５０ａ〜５０ｃ、霧化エア供給口５０並びに内側高圧室５２を通じて供給された所定圧力のエアが、霧化エア噴出口５４及び副パターンエア噴出口５６から、それぞれ霧化エアＡａ及び副パターンエアＡｂとして噴出される。塗料吐出口から吐出された塗料は、霧化エアＡａにより霧状に霧化され、塗料流Ｐとなって被塗物に塗着される。
【００４８】
パターンエア供給手段が作動すると、パターンエア流路６０ａ〜６０ｃ、パターンエア供給口６０並びに外側高圧室６２を通じて供給された所定圧力のエアが、パターンエア噴出口６４からパターンエアＡｃとして霧化塗料流Ｐに向けて噴出される。霧化塗料流Ｐは、パターンエアＡｃにより断面略楕円形状のパターンに形成される。また、副パターンエアＡｂは、パターンエアＡｃに向かって吹き付けられ、パターンエアＡｃが霧化塗料流Ｐに対して局所的に集中して吹き付けられることに起因する霧化塗料流Ｐの分断が防止されている。
【００４９】
トリガを操作してエア供給が開始すると、同時に電圧供給手段も作動し、帯電用端子に高電圧が供給され、帯電用電極３０に高電圧が印加される。高電圧が印加された帯電用電極３０は、その先端部から外側高圧室６２内に荷電子を放出する。パターンエア供給口６０から外側高圧室６２に供給されたエアは、外側高圧室６２を流れるときに荷電子を含むエアとなり、パターンエア噴出口６４から外部に噴出されて霧化塗料流Ｐに吹き付けられる。霧化塗料流Ｐに届けられた荷電子は霧化塗料に接触してこれを帯電する。こうして帯電状態となった霧化塗料は、接地状態にある被塗物に塗着される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例における静電塗装ガンの部分断面図である。
【図２】実施例における静電塗装ガンの分解図である。
【図３】実施例において静電塗装ガンが作動しているときの塗料ノズル及びその近傍部の部分拡大図である。
【図４】実施例における静電塗装ガンに用いられるエアキャップの外観を示す部分拡大斜視図である。
【符号の説明】
１０：静電霧化本体  １４：帯電用端子  １５：塗料ノズル  ２０：エアキャップ  ３０：帯電用電極  ４０：塗料吐出口  ５０：霧化エア供給口  ５２：内側高圧室  ５４：霧化エア噴出口  ６０：パターンエア供給口  ６２：外側高圧室６４：パターンエア噴出口
【図１】
2004249170.tif 000003
【図２】
2004249170.tif 000004
【図３】
2004249170.tif 000005
【図４】
2004249170.tif 000006