(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルの外面に開口して設けられ、塗料を吐出する塗料吐出口と、
前記ノズルの外面に前記塗料吐出口を囲むように開口して設けられ、吐出した塗料流に向けてエアを噴出する霧化エア噴出口と、
前記ノズルの外面に前記霧化エア噴出口よりも外周側の位置に開口して設けられ、吐出した塗料流に向けてエアを噴出するパターンエア噴出口と、
前記塗料吐出口から吐出された塗料流に対し高電圧を印加するための帯電用電極とを備えた静電塗装ガンであって、
前記ノズルの内部には、パターンエア流路が形成され、
前記パターンエア流路は、その奥端部において壁部を貫通する前記パターンエア噴出口を介して前記ノズルの外面に開口されており、
前記帯電用電極が前記パターンエア流路内に収容され、
前記帯電用電極の先端が、前記パターンエア流路の前記奥端部へ延び、且つ前記壁部よりも内側に位置するように配されていることを特徴とする静電塗装ガン。
【請求項２】
前記ノズルは絶縁性のエアキャップを有しており、このエアキャップの内部に前記帯電用電極が収容されていることを特徴とする請求項１記載の静電塗装ガン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電塗装ガンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
水性塗料などの電気抵抗値の低い塗料に対し、静電塗装ガンを用いた静電塗装を行う場合、高電圧を印加した塗料を接地状態の被塗物に塗着させるようになっているが、塗料に負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】
内部印加は、塗装ガンに設けた静電気帯電用電極に高電圧電源を供給し、その帯電用電極を、塗装ガン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で塗装ガンから吐出するようにしたものである。この内部印加による方法では、塗料系路が電気回路となるので、系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から、これを防ぐために、塗料タンクから塗装ガン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、色替えに際しては、まず、塗装ガン及びそれに接続されている塗料タンクを放電させて接地状態とし、その後、塗装ガンを塗料タンクから切り離して別の塗料タンクに接続し、その後、塗装ガン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り、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。
【０００４】
そこで、色替え作業の効率向上が要求される場合には、外部印加による方法が用いられ、その一例として、特開平７−３２８４９３号に開示されているものがある。これは、塗装ガンの外部に露出する形態で帯電用電極を設けて、塗装ガンの近傍の空気をイオン化し、塗装ガンから吐出した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。この外部印加による方法であれば、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。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の外部印加形の静電塗装ガンでは、帯電用電極が塗装ガンの外部に露出させた状態で設けられていた。そのため、塗装中に帯電用電極が他の部材と干渉し、その結果、帯電用電極が破損する等の虞があり、特に、ハンドガンにおいては干渉を生じ易いという傾向がある。また、塗装ガンの周囲には、霧化状態となった塗料の一部が浮遊していることから、その霧化塗料が帯電用電極に付着して汚れてしまう、という問題もある。
【０００６】
本願発明は上記事情に鑑みて創案され、帯電用電極に対する他部材の干渉及び塗料の付着を防止することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ノズルの外面に開口して設けられ、塗料を吐出する塗料吐出口と、前記ノズルの外面に前記塗料吐出口を囲むように開口して設けられ、吐出した塗料流に向けてエアを噴出する霧化エア噴出口と、前記ノズルの外面に前記霧化エア噴出口よりも外周側の位置に開口して設けられ、吐出した塗料流に向けてエアを噴出するパターンエア噴出口と、前記塗料吐出口から吐出された塗料流に対し高電圧を印加するための帯電用電極とを備えた静電塗装ガンであって、前記ノズルの内部には、パターンエア流路が形成され、前記パターンエア流路は、その奥端部において壁部を貫通する前記パターンエア噴出口を介して前記ノズルの外面に開口されており、前記帯電用電極が前記パターンエア流路内に収容され、前記帯電用電極の先端が、前記パターンエア流路の前記奥端部へ延び、且つ前記壁部よりも内側に位置するように配されている構成とした。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記ノズルは絶縁性のエアキャップを有しており、このエアキャップの内部に前記帯電用電極が収容されている構成とした。
【０００９】
【発明の作用及び効果】
［請求項１の発明］
エア流路内を流れるエアは帯電用電極によってイオン化された状態でエア噴出口からノズルの外部へ噴出され、このイオン化されたエアに対し、塗料吐出口から吐出された塗料流が接触すると、その塗料流は高電圧に印加される。帯電用電極は、エア流路の内部、即ちノズルの内部に収容されているので、帯電用電極に対して他の部材が干渉する虞はない。しかも、帯電用電極が収容されている空間からはノズルの外部に向けてエアが噴出されているので、塗装ガンの周囲に浮遊している霧化塗料が帯電用電極に付着する虞もない。
【００１０】
また、パターンエア流路及びパターンエア噴出口は、霧化エア噴出口に比べると塗料吐出口から遠い位置に配置されているので、帯電用電極を霧化エア噴出口に連通するエア流路内に配置する場合に比べると、帯電用電極と、塗料流路内に留まっている吐出前の塗料との間の電気的絶縁性が高い。
［請求項２の発明］
エアキャップは絶縁性を有しているので、帯電用電極に帯電している電荷がエアキャップを介してノズルの外部へ放電される虞はない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
［実施形態１］
以下、本発明を具体化した実施形態１を図１乃至図３を参照して説明する。
本実施形態の静電塗装ガンは、作業者が把持して取り扱うハンドガンタイプのものであり、ガン本体１０の後端部にはグリップ（図示せず）が設けられ、ガン本体１０の前端部には塗料とエアを吐出・噴出させるためのノズル２０が設けられている。
ガン本体１０は絶縁性の樹脂材料からなり、全体として円柱形をなす。ガン本体１０の前端部中央には、図示しないトリガの操作に連動して開閉される常閉式のニードル弁１１が設けられており、このニードル弁１１が開弁すると、ガン本体１０の前端部下面に接続された塗料ホース１２を通して圧送された塗料が、ノズル２０に向けて供給されるようになっている。
【００１２】
同じくガン本体１０の内部には、前後方向に長い高電圧発生器１３がニードル弁１１よりも上方に位置して収容されているとともに、その高電圧発生器１３の前端に接続された導電性の押圧ピン１４が、導電性のバネ１５の付勢によりガン本体１０の前端面から突出した状態で設けられている。また、ガン本体１０の前端部には、その外周縁から突出する円筒部１６が形成され、この円筒部１６内には、導電性の樹脂材料からなる円筒状の導電部材１７が、径方向のガタ付きなく内嵌されている。この導電部材１７の後端面には上記した押圧ピン１４の前端がバネ１５の付勢により弾性的に且つ電気的導通可能に接触されている。尚、導電部材１７は導電性樹脂に限らず、金属製としてもよい。
【００１３】
ノズル２０は、ガン本体１０の前端部に取り付けた以下の複数部品（塗料ノズル２１、取付用リング２２、ナット２３、エアキャップ２４）から構成されている。ガン本体１０の前端部には、その前端面中央を切欠した形態の円形の取付け凹部１８が形成され、この取付け凹部１８の内周には、絶縁性材料からなる塗料ノズル２１が、その後端部を螺合することにより、前端部を取付け凹部１８から前方に突出した形態で取り付けられている。ガン本体１０の円筒部１６の外周には取付用リング２２が螺合され、この取付用リング２２の外周にはナット２３が螺合されていて、このナット２３により、絶縁性の樹脂材料からなるエアキャップ２４が、塗料ノズル２１の前方位置において仕切り用筒部を塗料ノズル２１の前端面に突き当てた状態で固定されている。以上によりノズル２０が構成されている。
【００１４】
塗料ノズル２１の中心孔は塗料流路２６ａとなっており、この塗料流路２６ａの後端は上記したニードル弁１１に連通されている。塗料ノズル２１の前端部はエアキャップ２４の中心孔内に臨んでおり、この塗料ノズル２１の前端部、即ち塗料流路２６ａの前端はノズル２０の前端面に臨む塗料吐出口２７として静電塗装ガンの外部に開口されている。また、塗料ノズル２１には、塗料流路２６ａと同心円状に配された複数の霧化エア流路２８ｃが、塗料ノズル２１の前後両端面間に貫通する孔状に形成されている。これらの霧化エア流路２８ｃの後端は、取付け凹部１８の奥端部に形成された環状の霧化エア流路２８ｂに連通され、この環状の霧化エア流路２８ｂは、ガン本体１０の内部に形成された霧化エア流路２８ａに連通されている。
【００１５】
また、塗料ノズル２１の霧化エア流路２８ｃの前端は、塗料ノズル２１の前端部外周とエアキャップ２４の仕切筒部２９の内周及びエアキャップ２４の後面とによって囲まれた環状の霧化エア流路２８ｄに連通されている。そしてこの環状の霧化エア流路２８ｄは、エアキャップ２４の中心孔の内周と塗料ノズル２１の前端部外周との隙間に塗料吐出口２７を囲むように形成された環状の霧化エア噴出口３０、及びエアキャップ２４における霧化エア噴出口３０の上下両側に形成した孔状をなす副パターンエア噴出口３１を介してノズル２０の前端面に開口されている。
【００１６】
さらに、ガン本体１０の内部には、上記霧化エア流路２８ａ〜２８ｄとは独立した別個の経路として孔状のパターンエア流路３２ａが形成され、このパターンエア流路３２ａの前端部は、取付け凹部１８の内周に溝状に形成された環状のパターンエア流路３２ｂに連通され、このパターンエア流路３２ｂは、前後方向に貫通する複数のパターンエア流路３２ｃを介して、塗料ノズル２１の外周と導電部材１７の内周との間に形成された環状のパターンエア流路３２ｄに連通されている。そして、このパターンエア流路３２ｄは、エアキャップ２４の前端面上下両端部から突出する角部３３の内部に形成した上下一対のパターンエア流路３２ｅに連通され、この角部３３内のパターンエア流路３２ｅは、角部３３に形成したパターンエア噴出口３４を介して、ノズル２０の外部に開口されている。
【００１７】
エアキャップ２４の内部には、金属製の帯電用電極３５が収容されている。尚、この帯電用電極３５は導電性樹脂製としてもよい。この帯電用電極３５は、一部が切欠された形態の円弧形のリング部３６と、このリング部３６から前方（このリング部３６の中心軸と平行な方向）へ突出する上下一対のピン部３７とからなる。ピン部３７はリング部３６に対して溶接等によって固着されている。かかる帯電用電極３５は、そのピン部３７を角部３３内のパターンエア流路３２ｅ内に差し込んでそのパターンエア流路３２ｅの奥端（前端）に突き当てるとともに、リング部３６をエアキャップ２４の内周面に沿わせた状態で収容されている。収容された状態においては、上記した導電部材１７がバネ１５の付勢により後方からリング部３６を弾性的に押圧するとともに、このバネ１５の押圧力によってピン部３７が角部３３のパターンエア流路３２ｅの奥端部に突き当てられている。これにより、エアキャップ２４内のパターンエア流路３２ｅ内では、帯電用電極３５のピン部３７が、前後方向への遊動を規制されるとともに、、バネ１５、押圧ピン１４及び導電部材１７を介して高電圧発生器１３に対して導通可能に接続された状態で収容されている。
【００１８】
次に、本実施形態の作用を説明する。
トリガを操作するとニードル弁１１が開弁して塗料がノズル２０の塗料吐出口２７から前方に吐出される。このとき、ノズル２０の霧化エア噴出口３０と副パターンエア噴出口３１からは霧化エア流路２８ａ〜２８ｄを通して供給された所定圧力のエアが、夫々、霧化エアＡａ及び副パターンエアＡｂとして噴出され、吐出された塗料は霧化エアＡａにより霧化された塗料流Ｐとなる。また、パターンエア噴出口３４からも、パターンエア流路３２ａ〜３２ｅを通して供給された所定圧力のエアがパターンエアＡｃとして霧化塗料流Ｐに向けて噴出され、このパターンエアＡｃにより霧化塗料流Ｐは略楕円形断面のパターンに成形される。尚、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、そのパターンエア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。
【００１９】
このとき、塗料には、ノズル２０から吐出された後、外部印加によって高電圧の正電荷が帯電される。即ち、パターンエア流路３２ａ〜３２ｅ内を流れるエアは、ノズル２０の角部３３内のパターンエア流路３２ｅ内に配置された帯電用電極３５に接触することによりイオン化された状態で、パターンエア噴出口３４からノズル２０の外部へ噴出され、このイオン化されたパターンエアＡｃと霧化塗料流Ｐとがノズル２０の前方において接触し、これによって霧化塗料流Ｐが高電位に印加された状態となる。このようにして高電圧に印加された霧化塗料Ｐは、接地状態におかれている被塗物（図示せず）に塗着される。
【００２０】
上述のように本実施形態においては、塗料流Ｐに対し高電圧を印加するための帯電用電極３５が、エア流路３２ｅの内部、即ちノズル２０の内部に収容されているので、帯電用電極３５に対して他の部材が干渉する虞はない。しかも、帯電用電極３５が収容されているパターンエア流路３２ｅを通るエアはノズル２０の外部にパターンエアＡｃとして噴出されるので、塗装ガンの周囲に浮遊している霧化塗料Ｐがパターンエア流路３２ｅ内に侵入して帯電用電極３５に付着する虞もない。
【００２１】
また、ノズル２０には、塗料吐出口２７を囲むように開口する霧化エア噴出口３０と、この霧化エア噴出口３０よりも外周側に配されたパターンエア噴出口３４とが設けられ、帯電用電極３５は、パターンエア噴出口３４に連通するパターンエア流路３２ｅ内に配置されているのであるが、このパターンエア流路３２ｅ及びパターンエア噴出口３４は、霧化エア噴出口３０に比べると塗料吐出口２７から遠い位置に配置されている。したがって、帯電用電極を霧化エア噴出口に連通する霧化エア流路内に配置する場合に比べると、帯電用電極３５と、塗料流路２６ａ内に留まっている吐出前の塗料との間の電気的絶縁性が高い。
【００２２】
また、帯電用電極３５は絶縁性を有するエアキャップ２４の内部に収容されているので、帯電用電極３５に帯電している電荷がエアキャップ２４を介してノズル２０の外部へ放電される虞はない。
［他の実施形態］
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施態様も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００２３】
（１）上記実施形態では高電圧発生装置を塗装ガンの内部に設けたが、本発明によれば、高電圧発生装置を塗装ガンの外部に設けてもよい。
（２）上記実施形態では帯電用電極をパターンエアの流路内のみに設けたが、本発明によれば、帯電用電極をパターンエアの流路と霧化エアの流路の双方に設けてもよい。
（３）上記実施形態では作業者が把持して取り扱うハンドガンタイプのものに適用した例を説明したが、本発明は、塗装ロボットやレシプロケータなどの自動塗装装置に設けた自動ガンタイプのものにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１における部分断面図
【図２】ノズルの部分拡大断面図
【図３】エアキャップと帯電用電極の部分拡大斜視図
【符号の説明】
２０…ノズル
２４…エアキャップ
２７…塗料吐出口
３０…霧化エア噴出口（エア噴出口）
３２ｅ…パターンエア流路（エア流路）
３４…パターンエア噴出口（エア噴出口）
３５…帯電用電極
【図１】
0003740071.tif 000002
【図２】
0003740071.tif 000003
【図３】
0003740071.tif 000004