(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
接地される被塗装物に対して粉体塗料を噴射する際、静電印加用電極と該被塗装物との間に高電圧を印加して該静電印加用電極からイオンを発生させ、該イオンによって粉体塗料を帯電させることにより、該粉体塗料を該被塗装物の表面に付着させる粉体塗装装置において、
塗装ブースと、該塗装ブース内に配置される前記被塗装物の垂直部に対して塗装を行う第１の粉体塗装装置と、該被塗装物の水平部に対して塗装を行う第２の粉体塗装装置とを有し、
前記第１及び第２の粉体塗装装置は、本体に形成された環状の粉体塗料噴射口と、
前記本体に形成されて前記粉体塗料噴射口の半径方向外方に開口する抑制エア経路と、
前記本体の外周に形成され、前記静電印加用電極で発生したイオンをトラップするイオントラップ電極と、をそれぞれ有し、
前記第１の粉体塗装装置の静電印加用電極が、前記粉体塗料噴射口の半径方向内方に配置され、
前記第２の粉体塗装装置の静電印加用電極が、前記粉体塗料噴射口の半径方向外方に配置されることを特徴とする粉体塗装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、イオンによって帯電される粉体塗料を被塗装物に付着させる粉体塗装装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、粉体塗料を使用して、例えば、自動車のボンネットやドアなどの被塗装物に塗装を行う場合、コロナ放電方式の粉体塗装装置が広く使用されている。この種の塗装装置には、粉体塗料噴射口の半径方向内方、若しくは、半径方向外方に静電印加用電極が配設されている。このような構成において、この静電印加用電極と接地された被塗装物との間に高電圧を印加して、該静電印加用電極からイオンを発生させる。そして、このイオンによって帯電された粉体塗料を被塗装物に対して噴射し、該粉体塗料を該被塗装物の表面に付着させることにより塗装が行われる。この場合、被塗装物は、塗装ブース内に配置される。前記塗装ブース内には、静電印加用電極が粉体塗料噴射口の半径方向内方に配設される塗装装置（以下、内電極型塗装装置と記す）、又は、静電印加用電極が粉体塗料噴射口の半径方向外方に配設される塗装装置（以下、外電極型塗装装置と記す）のいずれか一方のみが配置される。
【０００３】
内電極型塗装装置では、静電印加用電極から発生されるイオンが、放射状に噴射される粉体塗料の内側及び外側に確実に発生するため、該粉体塗料に効率良く帯電する。
【０００４】
一方、外電極型塗装装置では、静電印加用電極から発生されるイオンが、放射状に噴射される粉体塗料の外側に重点的に発生するため、換言すると、静電印加用電極が粉体塗料噴射口より外側に配設されることにより、粉体塗料が壁となり該粉体塗料の内側にイオンが発生することが可及的に阻止されるため、該粉体塗料の外側が重点的に帯電し、内電極型塗装装置と比較して噴射される粉体塗料全体に対する帯電効率が若干低下する傾向がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記内電極型塗装装置を用いて被塗装物に塗装を施した場合、粉体塗料に対する帯電効率が良いため、該粉体塗料そのものの静電反発が生じやすく、塗装した後の被塗装物の外観仕上がりの平滑性が若干低下してしまうおそれがある。但し、被塗装物の垂直部に塗装を施す場合においては、放射状に噴射される粉体塗料の内側に確実にイオンが発生するため、すなわち、粉体塗料の内側に電気力が確実に作用するため、重力の作用下に内側の粉体塗料が鉛直下方向に垂れ下がることがなく、塗装した後の被塗装物の外観仕上がりの平滑性を確保できる。
【０００６】
一方、前記外電極型塗装装置を用いて被塗装物に塗装を施した場合、前記内電極型塗装装置と比較して該粉体塗料に対する帯電効率が若干低下するため、該粉体塗料そのものの静電反発の発生を可及的に阻止でき、塗装した後の被塗装物の外観仕上がりの平滑性を確保することが可能となる。但し、被塗装物の垂直部に塗装を施す場合においては、放射状に噴射される粉体塗料の内側にイオンが発生することが可及的に阻止されているため（粉体塗料の内側に電気力が作用しにくくなるため）、重力の作用下に内側の粉体塗料が鉛直下方向に垂れ下がり易くなり、塗装した後の被塗装物の外観仕上がりの平滑性が若干損なわれる可能性がある。
【０００７】
本発明は、従来の粉体塗料の塗装方法をさらに改良すべくなされたものであり、被塗装物の垂直部に対しては、静電印加用電極が粉体塗料噴射口の半径方向内方に配設される粉体塗装装置を用いることにより、粉体塗料に対するイオンの帯電効率を向上させるとともに、重力の作用下に粉体塗料が鉛直下方向に垂れ下がるのを可及的に阻止して外観仕上がりの平滑性を確保し、さらに、被塗装物の水平部に対しては、静電印加用電極が粉体塗料噴射口の半径方向外方に配設される粉体塗装装置を用いることにより、粉体塗料そのものの静電反発の発生を可及的に阻止して外観仕上がりの平滑性を確保することが可能な粉体塗装装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、接地される被塗装物に対して粉体塗料を噴射する際、静電印加用電極と該被塗装物との間に高電圧を印加して該静電印加用電極からイオンを発生させ、該イオンによって粉体塗料を帯電させることにより、該粉体塗料を該被塗装物の表面に付着させる粉体塗装装置において、塗装ブースと、該塗装ブース内に配置される前記被塗装物の垂直部に対して塗装を行う第１の粉体塗装装置と、該被塗装物の水平部に対して塗装を行う第２の粉体塗装装置とを有し、前記第１の粉体塗装装置は、環状の第１の粉体塗料噴射口の半径方向内方に配置される複数の第１の静電印加用電極を備え、前記第２の粉体塗装装置は、環状の第２の粉体塗料噴射口の半径方向外方に配置される複数の第２の静電印加用電極を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、イオンによって粉体塗料を帯電させ、かつ、帯電した該粉体塗料を被塗装物に付着させるために用いる粉体塗装装置を、該被塗装物の垂直部を塗装する場合と、該被塗装物の水平部を塗装する場合とで使い分ける。被塗装物の垂直部を塗装する場合、イオンを発生させるための静電印加用電極を粉体塗料噴射口の半径方向内方に配設される粉体塗装装置を使用する。これにより、放射状に噴射される粉体塗料の内側及び外側に確実にイオンが発生し、該粉体塗料に対するイオンの帯電効率を向上させるとともに、該粉体塗料の内側及び外側の電気力によって該粉体塗料が被塗装物に確実に向かうため、重力の作用下に粉体塗料が鉛直下方向に垂れ下がることを可及的に回避でき、塗装後の被塗装物の外観仕上がりの平滑性を良好に確保できる。さらに、被塗装物の水平部を塗装する場合、イオンを発生させるための静電印加用電極を粉体塗料噴射口の半径方向外方に配設される粉体塗装装置を使用する。これにより、放射状に噴射される粉体塗料の外側が重点的に帯電するため、該粉体塗料そのものの静電反発の発生を可及的に阻止できるため、塗装後の被塗装物の外観仕上がりの平滑性を良好に確保できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係る粉体塗装装置につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図１〜図７を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１１】
本実施の形態に係る第１の粉体塗装装置１０及び第２の粉体塗装装置１２は、図１に示すように、被塗装物であるワークＷに粉体塗装を施す塗装ブース１４内に配置される。この塗装ブース１４は、該塗装ブース１４の両端側に設けられる第１の支持ゾーン１６及び第２の支持ゾーン１８と、該第１の支持ゾーン１６及び第２の支持ゾーン１８のそれぞれと第１の仕切板２０及び第２の仕切板２２を介して隣接形成される塗装ゾーン２４とを有する。前記第１の支持ゾーン１６内において、鉛直方向に延在する第１の支持部２６が前記第１の仕切板２０に固着され、同様に、前記第２の支持ゾーン１８内において、鉛直方向に延在する第２の支持部２８が前記第２の仕切板２２に固着される。
【００１２】
塗装ゾーン２４内の下方の略中央部には、該塗装ゾーン２４内にワークＷを搬送するためのコンベア３０が立設される。また、前記塗装ゾーン２４内には、前記第１の仕切板２０と第２の仕切板２２のそれぞれに配設される本実施の形態に係る第１の粉体塗装装置１０が、前記ワークＷの垂直部に対向して複数個配置される。さらに、前記第１の仕切板２０と前記第１の支持部２６及び前記第２の仕切板２２と前記第２の支持部２８とに連通して形成されるスリット（図示せず）内を変位機構（図示せず）の作用下に変位自在な可動アーム３２に、本実施の形態に係る第２の粉体塗装装置１２が複数個配設される。図１から諒解されるように、前記第２の粉体塗装装置１２は、前記ワークＷの水平部に対向している。
【００１３】
第１の粉体塗装装置１０は、図２に示すように、外筒３４と、該外筒３４に一体的に形成され、先端に向かうにつれて小径となる略円錐台状の先端部３６を備え、該外筒３４の後端部３８内には略円筒状の本体４０の一部分が挿入される。この外筒３４の表面には、該外筒３４内において該外筒３４の半径方向に周回して形成される付着防止エア経路４２に連通する複数の付着防止エア噴出口４４が、該外筒３４の軸方向に直線状に並列するように設けられる。この付着防止エア経路４２は、粉体塗料が噴射された際、該粉体塗料が外筒３４に付着するのを防止するための付着防止エアを供給する経路である。
【００１４】
前記付着防止エア経路４２の内側には、該付着防止エア経路４２を確保するために環状の付着防止エアピース４６が設けられ、該付着防止エアピース４６の内側先端に形成される凸部４６ａには、環状の第１の抑制エアピース４８に形成される凹部４８ａが嵌合される。この付着防止エアピース４６及び第１の抑制エアピース４８と、環状の第２の抑制エアピース５０が固着される粉体塗料経路ピース５２とによって、抑制エア経路５４が形成される。この抑制エア経路５４は、粉体塗料が噴射された際、該粉体塗料が外筒３４の半径方向外方に必要以上に拡散するのを抑制するための抑制エアを供給する。前記第２の抑制エアピース５０と前記粉体塗料経路ピース５２との間には、Ｏリング５６が介装される。
【００１５】
そして、前記外筒３４の略中央部には略円柱状の内筒５８が設けられ、該内筒５８の略中央部には、該内筒５８に形成される厚肉部６０を境界にして第１の分散エア経路６２と第２の分散エア経路６４とが設けられる。さらに、前記内筒５８を囲繞するように、粉体塗料噴射口６６ａを含む粉体塗料経路６６が形成される。また、前記内筒５８の厚肉部６０に形成されるねじ６８に、分散チップ７０の根元部７２に形成されるねじ７４が螺着される。このねじ７４内には中空部７６が形成され、この中空部７６を介して前記第１の分散エア経路６２と前記第２の分散エア経路６４とが連通される。前記根元部７２を囲繞し、かつ前記第２の分散エア経路６４を閉塞するように分散エア形成部材７８が前記内筒５８の先端部に固着される。この分散エア形成部材７８には、前記根元部７２の軸に対して所定間隔離間して形成される分散エア噴出口８０が複数設けられる。なお、図２中、参照符号８２及び８４は、Ｏリングを示す。
【００１６】
前記分散エア形成部材７８と前記分散チップ７０の頭部８６との間には、環状の空隙部８８が形成される。この空隙部８８に面して前記頭部８６に電極カバー９０が固着され、前記根元部７２の軸を中心に所定角度離間する８本のピン状の静電印加用電極９２が該根元部７２の軸と直交する方向に指向して該電極カバー９０に植設される（図２及び図３参照）。それぞれの静電印加用電極９２の後端側は電極リング９４に連結され、該電極リング９４は高電圧発生器（図示せず）に電気的に接続されている。
【００１７】
外筒３４の後端部３８には、本体４０を囲繞するように肩部にテーパ面９８が形成される環状のイオントラップ本体９６が装着される。このイオントラップ本体９６の外周面は前記外筒３４の外周面と面一であり、該イオントラップ本体９６には、該外筒３４の軸を中心に所定角度離間した８個の孔部１００が該イオントラップ本体９６の半径方向に形成される。各孔部１００内には、先端側が前記外筒３４の外周面から突出するピン状のイオントラップ電極１０２がそれぞれ配設され、該イオントラップ電極１０２の後端側は接地された電極リング１０４に連結されている。また、前記電極リング１０４は、前記イオントラップ本体９６内に設けられる環状の電極カバー１０６に隣接している。
【００１８】
次に、第２の粉体塗装装置１２を図４及び図５に示す。この第２の粉体塗装装置１２は、第１の粉体塗装装置１０と略同様の構成を有するものであり、第１の粉体塗装装置１０における構成要素と同一の構成要素には同じ参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。なお、この第２の粉体塗装装置１２では、静電印加用電極９２の配設位置が前記第１の粉体塗装装置１０と異なっている。
【００１９】
第２の粉体塗装装置１２における８本のピン状の静電印加用電極９２は、図４及び図５に示すように、粉体塗料経路ピース５２の先端面に外筒３４の軸に対して所定間隔離間して埋設される電極カバー９０にそれぞれ植設される。従って、前記静電印加用電極９２は、粉体塗料噴射口６６ａから半径方向外方に位置することになる。
【００２０】
本実施の形態に係る第１の粉体塗装装置１０及び第２の粉体塗装装置１２は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用及び効果について説明する。
【００２１】
先ず、コンベア３０の作用下に、塗装ブース１４の塗装ゾーン２４内にワークＷが搬送される（図１参照）。次に、変位機構（図示せず）の作用下に可動アーム３２を第１の仕切板２０と第１の支持部２６及び第２の仕切板２２と第２の支持部２８とに連通して形成されるスリット（図示せず）内で変位させ、該可動アーム３２を所定の位置に位置決めする。その後、前記ワークＷの垂直部に対しては第１の粉体塗装装置１０によって塗装が施され、該ワークＷの水平部に対しては第２の粉体塗装装置１２によって塗装が施される。このとき、前記ワークＷは、接地された状態にある。
【００２２】
ここで、ワークＷの垂直部に対する第１の粉体塗装装置１０による塗装処理について説明する。
【００２３】
第１の粉体塗装装置１０において、８本の静電印加用電極９２が連結される電極リング９４が接続された高電圧発生器（図示せず）により高電圧を発生して該静電印加用電極９２に印加する。これにより、前記静電印加用電極９２からワークＷに対してコロナ放電が発生する。このとき、外筒３４の後端部３８に装着されるイオントラップ本体９６に設けられるイオントラップ電極１０２は接地レベルにあるため、前記静電印加用電極９２からの電気力線は該イオントラップ電極１０２に集中し、前記静電印加用電極９２で発生したイオンの多くは前記電気力線に沿って移動して該イオントラップ電極１０２にトラップされる（図６中、一点鎖線矢印）。
【００２４】
この状態で、粉体塗料を粉体塗料噴射口６６ａからワークＷに対して放射状に噴射することにより、前記静電印加用電極９２から発生するイオンによって粉体塗料が帯電してワークＷに該粉体塗料が付着し、該ワークＷに塗装が施される。それと同時に、付着防止エア噴出口４４、抑制エア経路５４及び分散エア噴出口８０からそれぞれ加圧エアが噴出される。分散エア噴出口８０から噴出される加圧エアは、分散チップ７０を構成する根元部７２に衝突することにより方向転換し、分散エアとして放射状外方へと噴出される。これにより、粉体塗料噴射口６６ａから放射状に噴射されたイオンが帯電された粉体塗料は、放射状外方へと分散される。しかも、抑制エア経路５４を介して噴出される抑制エアが、所定の広がり角度を持って前方へ噴出されるため、前記分散エアによって放射状外方へと分散された粉体塗料は、過度の分散が抑制されることになる。さらに、付着防止エア噴出口４４から噴出される付着防止エアにより、外筒３４の外周面に粉体塗料が付着するのを阻止している。
【００２５】
なお、静電印加用電極９２から発生したイオンにより帯電される粉体塗料は、該静電印加用電極９２とイオントラップ電極１０２との間に形成される電界から該イオントラップ電極１０２へ向かう静電気引力を受けるが、抑制エア経路５４を介して噴出される抑制エアにより該イオントラップ電極１０２に引き寄せられることが抑制され、ワークＷに向かうことになる。
【００２６】
ワークＷの垂直部に対する第１の粉体塗装装置１０による塗装処理においては、放射状に噴射される粉体塗料の内側及び外側に確実にイオンが発生し、該粉体塗料に対するイオンの帯電効率を向上させるとともに、該粉体塗料の内側及び外側の電気力（図６中、実線矢印）によって該粉体塗料が確実に被塗装物に向うため、重力の作用下に粉体塗料が鉛直下方向に垂れ下がることを可及的に回避でき、塗装後の被塗装物の外観仕上がりの平滑性を良好に確保することができる。
【００２７】
ワークＷの水平部に対する第２の粉体塗装装置１２による塗装処理については、上記した第１の粉体塗装装置１０による塗装処理と略同様である。しかしながら、この第２の粉体塗装装置１２においては、ワークＷの水平部に対して塗装を施すため、重力の影響を受けにくく、しかも、放射状に噴射される粉体塗料の外側が重点的に帯電するため（図７中、実線矢印）、該粉体塗料そのものの静電反発の発生を可及的に阻止でき、塗装後の被塗装物の外観仕上がりの平滑性を良好に確保することができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、イオンによって粉体塗料を帯電させ、かつ、帯電した該粉体塗料を被塗装物に付着させるために用いる粉体塗装装置を、該被塗装物の垂直部を塗装する場合と、該被塗装物の水平部を塗装する場合とで使い分ける。被塗装物の垂直部に対しては、静電印加用電極が粉体塗料噴射口の半径方向内方に配設される粉体塗装装置を用いることにより、粉体塗料に対するイオンの帯電効率を向上させるとともに、重力の作用下に粉体塗料が鉛直下方向に垂れ下がるのを可及的に阻止して外観仕上がりの平滑性を良好に確保することができる。さらに、被塗装物の水平部に対しては、静電印加用電極が粉体塗料噴射口の半径方向外方に配設される粉体塗装装置を用いることにより、粉体塗料そのものの静電反発の発生を可及的に阻止して外観仕上がりの平滑性を良好に確保することができるという特有の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る第１の粉体塗料装置及び第２の粉体塗装装置が配設される塗装ブースの内部を概略的に示す平面説明図である。
【図２】本実施の形態に係る第１の粉体塗装装置の要部を示す一部省略断面説明図である。
【図３】図２における矢印Ａ方向からの矢視説明図である。
【図４】本実施の形態に係る第２の粉体塗装装置の要部を示す一部省略断面説明図である。
【図５】図４における矢印Ｂ方向からの矢視説明図である。
【図６】図２における第１の粉体塗装装置の静電印加用電極からの電気力線及び粉体塗料噴射口から噴射される粉体塗料を示す一部拡大平面説明図である。
【図７】図４における第２の粉体塗装装置の静電印加用電極からの電気力線及び粉体塗料噴射口から噴射される粉体塗料を示す一部拡大平面説明図である。
【符号の説明】
１０…第１の粉体塗装装置              １２…第２の粉体塗装装置
１４…塗装ブース                      ６６…粉体塗料経路
６６ａ…粉体塗料噴射口                ９２…静電印加用電極
Ｗ…ワーク
【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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【図６】
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【図７】
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