JP2011056331A - 静電塗装スプレーガン - Google Patents

Abstract

【課題】塗料を効率良く帯電状態に霧化させることができ、感電の危険性が少なく、消費電力が少なく、電極交換の簡単な静電塗装用スプレーガンを提供する。
【解決手段】リング状電極部と該リング状電極部の一リング外周部からリング面に直角に伸びる棒状の支持電極部とからなり外表面を誘電体で覆った静電誘導電極をガン本体部の前端部上部に設けた挿入孔に前方に向けて挿脱可能に取り付け、挿入状態ではリング状電極部がガン本体部の前面に取り付けたエアキャップより僅か前方に位置してリング状電極部が塗料吐出口に接近した状態となるようにする。塗料ノズル７内の塗料は導電性を利用して接地し、静電誘導電極に接地電位を基準とする高電圧を印加した状態にて塗料吐出口より塗料を吐出させ周囲から圧縮空気を噴出させて帯電した粒子に霧化させる。
【選択図】図５

Description

本発明は、静電塗装用スプレーガンに関し、特に電気抵抗が比較的低い水系塗料、メタリック系塗料を使用する静電塗装に適した静電塗装用スプレーガンに関する。

一般に、車体等の静電塗装に用いられる塗料には電気抵抗の比較的高い溶剤系塗料（油性塗料）、電気抵抗の比較的低い水系塗料（水性塗料）、及びこれらに金属粉末を分散させたメタリック系塗料がある。このうち電気抵抗の比較的低い水系塗料、メタリック系塗料を用いて静電塗装する場合には、これら塗料と接触する静電塗装ガン本体の荷電電極に直接高電圧を印加したのでは、塗料供給経路、塗料タンクを介して接地に電流が流れてしまう。そのため荷電電極と接地された被塗物との間にコロナ放電を起きないため塗料粒子を帯電させることができず、静電塗装を行なうことはできない。

この問題を解決する従来技術としては、例えば、静電塗装ガン本体よりも径方向外側位置に１ないし複数本の裸の外部電極を配置し、これに高電圧を印加してコロナ放電を起こさせる外部電極方式と呼ばれる方式がある。この方式には、静電塗装ガン本体における塗料の霧化に回転霧化頭を用いる方式（例えば、特許文献１参照）と、圧縮空気を用いるエアスプレー方式（例えば、特許文献２参照）とがある。両方式とも高電圧を印加する外部電極は電気抵抗の低い塗料と接触することがないため、塗料タンクを接地した状態でコロナ放電を起こさせて塗料粒子を帯電させることができる。しかし、この外部電極方式の場合には静電塗装ガン本体の外側に外部電極を取り付けるため静電塗装ガンが大型となる上、高電圧が印加された裸の電極が本体外部に存在するため感電の危険が高い。また、霧化された塗料粒子が静電気力により外部電極付近あるいは静電塗装ガン本体周りに付着して汚れる問題もある。

上記外部電極方式の問題を解決すべくコロナ放電に代えて静電誘導により帯電した塗料粒子を生成させる方式の静電塗装ガンが提案されている。例えば、特許文献３には従来の外部電極位置よりも塗料霧化頭に近い位置に設けた電極に正又は負の高電圧を印加し、塗料粒子には電極の高電圧とは逆極性の電荷を静電誘導により帯電させる。その帯電させた塗料粒子をエアで被塗物近くまで搬送した後、帯電した塗料粒子の自己電界によって被塗物に塗着させる回転霧化式静電塗装装置が開示されている。しかし、この装置の場合は回転式の塗料霧化頭を用いるために構造が複雑になる問題がある。

また、特許文献４には回転式塗料霧化頭を液体スプレイオリフィスに置き替え、その近傍の空気オリフィスに低圧、高体積の空気を供給すると共に、液体スプレイオリフィスの出口の直近に帯電電極を配置するスプレイ方法が開示されている。塗料は静電誘導により帯電電極の電圧極性とは反対極性に帯電した状態で霧化される。この装置は回転式塗料霧化頭を用いる装置よりも構造が簡単ではあるが液体スプレイオリフィスの出口の直近に一部裸の帯電電極を配置しているため、帯電電極とは反対極性に帯電した塗料粒子の一部が帯電電極に堆積しやすい問題がある。

更に、静電誘導方式を採用した静電塗装ガンとしては、本願の発明者等が特許文献５において静電誘導を生じさせる電極を電気絶縁材料で覆った状態でガン本体前面に取り付けたエアキャップの内側、又はエアキャップの径方向上下位置より前方に突出して形成した角部内に収納する方式の静電塗装用スプレーガンを開示している。

特開平０６−１３４３５３号公報 特開平０９−１３６０４７号公報 特開平７−２５１０９７号公報 特表平９−５０２６４７号公報 特願２００５−５０４０３０号

本発明はかかる背景からなされたもので、比較的電気抵抗の低い水系塗料、メタリック系塗料を用いた静電塗装のための静電塗装用スプレーガンであって、塗料を効率良く帯電状態に霧化させることができ、感電の危険性が少なく、消費電力が少なく、電極交換の簡単な静電塗装用スプレーガンを提供することを課題とする。

前記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、その手段を後述する実施形態の参照符号を付して示すと、圧縮空気で霧化させた塗料を高電圧を使用して帯電させ被塗物に塗着させる静電塗装用スプレーガンであって、少なくとも前端外表層部を誘電体で構成した略円筒状のガン本体部２の前端部から前方に突出して形成した円筒部２０と、該円筒部２０の内側に取り付けられ先端に塗料吐出口１３を備える塗料ノズル７と、該塗料ノズル７と円筒部２０の前端面を覆うエアキャップ１４と、静電誘導電極３３とを備えて構成され、エアキャップ１４はその中央部に塗料吐出口１３を挿通させると共に該塗料吐出口１３から吐出された塗料を霧化させる圧縮空気を該塗料吐出口周囲から噴出させる霧化エア噴出孔１６が穿設され、更に該エアキャップ１４の前端上下部からは前方に突出して一対の角部２５が設けられ、該角部２５の先端部には該角部内部に設けたパターンエア流路２８を通して供給された圧縮空気を斜め前方内側に噴出させるパターンエア噴出孔３０が穿設してあり、前記静電誘導電極３３はリング状電極部３４と該リング状電極部の一リング外周部からリング面に直角に伸びる棒状の支持電極部３５とから構成され、該リング状電極部３４と支持電極部３５とは支持電極部３５の他端側端面部３６を除く全表面が誘電体で覆ってあり、支持電極部３５の他端側は前記ガン本体部２の前端部上部の突起部（３２）に前端側から設けた挿入孔３８に挿脱可能に取り付けら、挿入状態では前記他端側端面部３６が高電圧の供給される端子部３７に接触した状態にて前記突起部外表面から支持電極部３５に向けて設けた螺子孔に取りつけた絶縁性螺子４０を押しつけて抜け防止を図り、該抜け防止を図った状態ではリング状電極部３４がエアキャップ１４の前面より僅か前方に位置してリング状電極部３４の内側に前記一対の角部を挿通した状態にてリング状電極部が前記塗料吐出口に接近した状態になるように構成されており、静電塗装を行なう際は塗料ノズル７内の塗料を該塗料の導電性を利用して、又は接地電線を介して接地し、被塗物を接地し、静電誘導電極３３に接地電位を基準とする高電圧を印加した状態にて塗料吐出口１３より塗料を吐出させると同時に霧化エア噴出孔１６とパターンエア噴出孔３０より圧縮空気を噴出させて塗料を霧化させることを特徴とする静電塗装用スプレーガンである。

このような構成の静電塗装用スプレーガンでは、静電誘導電極の外表面が誘電体で覆われ直流電流が流れ出ることがないため高電圧発生回路の電源容量が極めて小容量で済む上、感電の危険性も少ない。また、静電誘導電極のリング状電極部と塗料吐出口との間の間隔を狭くできるため低い電圧で静電誘導に必要な強い電界を発生させることができる。更に、静電誘導電極のガン本体部への取り付け、取り外しが簡単にできる構成にしてあるため、静電誘導電極が塗料で汚れても短時間で交換できる利点がある。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の静電塗装用スプレーガンにおいて、前記リング状電極部３４に代えて前記支持電極部３５の先端より該支持電極部３５に直角に伸びる外表面を誘電体で覆った棒電極部３４ａを取り付けた静電誘導電極３３ａを用い、該静電誘導電極３３ａを前記と同様にガン本体部２の前端部上部に設けた挿入孔３８に挿入固定した状態では、棒電極部３４ａの先端部が塗料吐出口１３に接近した位置になるように構成されていることを特徴とする静電塗装用スプレーガンである。

このような構成の場合も静電誘導電極の外表面が誘電体で覆われ直流電流が流れ出ることがないため極めて小容量で済む上、感電の危険性も少ない。また、静電誘導電極の棒電極部と塗料吐出口との間の間隔を狭くできるため低い電圧で静電誘導に必要な強い電界を発生させることができる。更に、静電誘導電極のガン本体部への取り付け、取り外しが簡単にできる構成にしてあるため、静電誘導電極が塗料で汚れても短時間で交換できる利点がある。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の静電塗装用スプレーガンにおいて、前記高電圧が供給される端子部３７には電池７０を電源とする高電圧発生回路４ａの発生する直流高電圧が供給されるように構成され、電池７０はガン本体部２内に着脱可能に収納してあることを特徴とする静電塗装用スプレーガンである。

このような構成の静電塗装用スプレーガンでは、静電誘導電極の外表面が誘電体で覆われ直流電流が流れ出ることがないため高電圧発生回路の電源容量が極めて小容量で済む。そのため電池を利用した電源でも静電塗装に必要な高電圧と必要な出力電流を十分に発生させることができる。電池をガン本体部内に着脱可能に収納するので外部から電源を供給する電源ケーブルを無くすことができ、スプレーガンを手に持って塗装する際の作業性が著しく改善される。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の静電塗装用スプレーガンにおいて、前記高電圧が供給される端子部３７には外部から電源供給を受ける高電圧発生回路４の発生する直流高電圧が供給されるように構成され、該高電圧発生回路４内には該高電圧発生回路４の発生した高電圧電流により充電されるコンデンサ５０が接続してあることを特徴とする静電塗装用スプレーガンである。

このような構成の静電塗装用スプレーガンでは、静電誘導電極の外表面が誘電体で覆われ直流電流が流れ出ることがないため高電圧発生回路はリーク電流を供給できる程度の極めて小容量で済む。そのためコンデンサを一旦、充電された後は電源ケーブルを外して高電圧発生回路への電源供給を遮断してもコンデンサは長い時間、高電圧を維持することができ、その間、静電塗装を行なうことができる。電源ケーブルを取り外した状態で塗装できるためスプレーガンを手に持って塗装する際の作業性が著しく改善される。

第１の実施形態に係るスプレーガン１の外形側面図である。 スプレーガン１の外形平面図である。 スプレーガン１の先端部の正面図である。 スプレーガン１の縦断面図である。 スプレーガン１の先端部の拡大縦断面図である。 リング状の静電誘導電極３３の斜視図である。 高電圧供給回路の構成図である。 スプレーガン１の動作と作用についての説明図である。 第２の実施形態に係る静電誘導電極３３ａの外形斜視図である。 第２の実施形態に係るスプレーガン１ａの外形側面図である。 第２の実施形態に係るスプレーガン１ａの先端部の正面図である。 電池７０を電源とする高電圧発生回路４ａの回路構成図である。

以下、本発明に係る静電塗装用スプレーガン（以下、単にスプレーガンという。）の構成を実施形態に分けて説明する。
（第１の実施形態）
本願発明に係るスプレーガンは、電気抵抗の比較的低い水系塗料又はメタリック系塗料を主に使用して静電塗装を行なうのに適したガンである。図１は第１の実施形態に係るスプレーガン１の外形側面図、図２は外形平面図、図３は先端部の正面図、図４は縦断面図、図５は先端部の拡大縦断面図である。

本スプレーガン１は、図１に示すようにガン本体部２と、その後端部に設けたグリップ３と、ガン本体部２の前端側に取り付けた後で詳述する霧化装置部分とから構成されている。ガン本体部２は絶縁性の合成樹脂で外面が覆われており全体として略円柱形状をなしている。本スプレーガン１は高電圧発生回路内蔵型のスプレーガンであって、ガン本体部２内の上部には高電圧発生に必要な昇圧トランスと高電圧整流回路とを一体にモールドした前後方向に長い形状の高電圧発生回路４が収納してある。

ガン本体部２の前端面中央には断面が円形で深さを２段に変化させた取付け凹部６が形成されている。その取付け凹部６の奥側凹部に絶縁性合成樹脂材料製の塗料ノズル７が、その後端面を塗料バルブ８の塗料吐出側表面に当接させた状態で前方に突出した姿勢で挿入されている。

塗料ノズル７には前後両端面間を貫通する中心孔が設けられている。その中心孔は塗料バルブ８の中心孔に連通し、前記塗料バルブ８に達する塗料流路１０として機能する。塗料ノズル７の前端、即ち塗料流路１０の前端にあたる部分は小径に突出形成され、塗料吐出口１３として後述のエアキャップ１４に設けた霧化エア噴出孔１６内に外部に開口した状態で挿通されている。塗料バルブ８から供給された塗料は、塗料流路１０を通り塗料吐出口１３から前方に吐出される。

塗料ノズル７の内部には塗料流路１０と同心円状に配された複数の霧化エア流路１５が、塗料ノズル７の前後両端面間を貫通する孔状に形成されている。霧化エア流路１５の前端は、塗料ノズル７の前端面とエアキャップ１４の裏面とによって囲まれた環状の霧化エア流路１７に連通している。

塗料ノズル７の裏面側は塗料ノズル７の先端側外面との間に前記環状の霧化エア流路１７を確保するために凹状に形成されており、凹状部の端面は塗料ノズル７の先端端面の外周部に当接して環状の霧化エア流路１７と霧化エア流路１５を連通させている。この状態でエアキャップ１４は、ガン本体部２の前端外周縁から前方に突出して形成された円筒部２０の外周面に設けた螺子山に螺合するリテイニングナット４８により塗料ノズル７に押しつけられた状態で固定されている。その結果として塗料ノズル７はその後端側の塗料流路１０周囲の端面を塗料バルブ８の塗料吐出側表面に押しつけた状態で固定される。

エアキャップ１４の中央部には前述した霧化エア噴出孔１６が穿設され、前述した塗料吐出口１３が挿通されている。霧化エア噴出孔１６は前記環状の霧化エア流路１７に連通しており、霧化エア噴出孔１６の内周面と塗料吐出口１３の外周面との間の環状隙間を通って霧化エアが前方に噴出される。また、霧化エア噴出孔１６に接近した上下位置には同じく環状の霧化エア流路１７に連通した上下各２個の副霧化エア噴出孔２３が穿設されており、霧化エア流路１５から供給される圧縮空気が副霧化エアとして前方に噴出される。

更に、エアキャップ１４の表面上下端からは上下方向に対向して前方に突出した一対の角部２５が形成されている。その内部には、ガン本体部２の前端面中央の取付け凹部６の入口部内面と塗料ノズル７の外面との間に形成されたパターンエア流路２７に連通した角部パターンエア流路２８が形成されている。角部２５の先端部には角部パターンエア流路２８に連通したパターンエア噴出孔３０が複数（図５では各角部２５に２個）形成されている。パターンエア噴出孔３０からはパターンエア流路２７、角部パターンエア流路２８を通って供給された圧縮空気が霧化された塗料の噴射形状を決めるパターンエアとして斜め前方内側に向けて噴出される。

ガン本体部２の前端上部には突起部３２が設けられ、その突起部３２には前方に向けて図６に示すようなリング状の静電誘導電極３３が取り付けられている。静電誘導電極３３は、リング状電極部３４とそのリング状電極部３４の一リング外周部からリング面に直角に伸びる棒状の支持電極部３５とから構成されている。支持電極部３５の他端側は突起部３２に前面側から設けた挿入孔３８に挿脱可能に挿入され、挿入された状態では他端側の端面部３６が高電圧の供給される端子部３７に接触した状態となる。突起部３２の上部外表面からは支持電極部３５に向けた螺子孔が設けられており、その螺子孔に螺合させた絶縁材料製の螺子４０にて支持電極部３５を押しつけることにより静電誘導電極３３の抜け防止を図っている。

本願発明に係る静電誘導電極３３の特徴として、電極は前記他端側の端面部３６を除く全体が絶縁性の誘電体で覆ってある。従って、静電誘導電極３３をガン本体部２に取り付けた状態では金属製の電極の表面が外部に露出することはない。また、取り付け状態ではリング状電極部３４は、一対の角部２５の先端部をリング内側に挿通した状態で、且つ塗料ノズル７の塗料吐出口１３に可能な限り接近した位置となるようにその外形寸法が調整してある。

静電誘導電極３３に印加される静電塗装に必要な高電圧は、図７に示す制御回路４２と高電圧発生回路４とにより発生される。制御回路４２は図示しない塗料タンクの近くに設置されており高周波発振回路４４と出力トランス４５を備える。商用電源が高周波発振回路４４に供給されるとその出力側に接続された出力トランス４５の二次側に高周波電圧が発生する。発生した高周波電圧は、電源ケーブル４７を通ってガン本体部２内に取り付けられた高電圧発生回路４内の昇圧トランス４８の一次側に供給される。昇圧トランス４８により昇圧された高周波電圧は、コッククロフト−ウォルトン型倍電圧整流回路４９によって整流されて０．２万〜２万Ｖの直流高電圧を発生させる。なお、発生する高電圧の極性は、コッククロフト−ウォルトン型倍電圧整流回路４９内のダイオードの向きを変えることにより正（プラス）とすることも負（マイナス）とすることもできる。昇圧トランス４８の二次コイルの一端は接地されている。本願発明の特徴として倍電圧整流回路４９は接地された二次コイルとの間にコンデンサ５０が追加接続してある。倍電圧整流回路４９の出力端子に発生した高電圧は高抵抗体５１を経て端子部３７に供給され、そこに接触する支持電極部３５の他端側端面部３６を介して静電誘導電極３３に高電圧が供給される。

塗料は、塗料タンク（図示せず。）より塗料ホース（図示せず。）にてグリップ３の下部に取り付けた塗料ホース用ジョイント５３に供給され、塗料チューブ５４を通って塗料バルブ８に導かれる。塗料バルブ８はトリガ５６の操作に連動して前後移動するニードル５７により開閉され、トリガ５６が引かれている間のみ開弁して供給された塗料を塗料ノズル７内の塗料流路１０に吐出させる。

霧化エア及びパターンエア用の圧縮空気は、図示しない圧縮空気発生装置から高圧エアホースによりグリップ３下部に取り付けたエアホースジョイント６０に供給され、グリップ３内のエア流路６１を通りガン本体部２後端部に取り付けられたエアバルブ６２に導かれる。エアバルブ６２は、ニードル５７と一体に前後移動する弁体６３により塗料バルブ８の開閉に合わせて圧縮空気の開閉を行なう。エアバルブ６２を通った圧縮空気はガン本体部２内に設けられた流路（図示せず。）通って霧化エア流路１５とパターンエア流路２７に供給される。

次に、このように構成された本実施形態のスプレーガン１の動作と作用について図８を参照して説明する。トリガ５６が引かれると塗料バルブ８が開弁してジョイント５３から供給された塗料が塗料流路１０に吐出され、塗料ノズル７前端の塗料吐出口１３から吐出される。同時に電源ケーブル４７により給電された高周波電圧が高電圧発生回路４に供給される。高電圧整流回路４９により発生した数万Ｖの直流高電圧はコンデンサ５０を充電するとともに高抵抗体５１を介して静電誘導電極３３に印加される。

塗料は、その導電性により塗料タンクを介して接地されている。静電誘導電極３３に印加された高電圧の極性がプラスとすると、静電誘導電極３３のリング状電極部３４から塗料吐出口１３の接地電位の塗料に向けて強力な電界が発生する。これにより塗料吐出口１３から離れて霧粒子になる寸前の塗料の表面には静電誘導により静電誘導電極３３の高電圧とは反対極性のマイナス電荷が大量に誘起される。塗料吐出口１３から押し出される塗料は霧化エア噴出孔１６及び副霧化エア噴出孔２３から噴出される霧化エアにより霧吹き原理で霧化される。霧化された塗料粒子は離れる直前に誘起されていたマイナス電荷を保持している。即ち、霧化された塗料粒子６４はマイナスに帯電している。

マイナスに帯電した塗料粒子６４はリング状電極部３４から塗料吐出口１３に向かう電界のためにその電気力線に沿ってリング状電極部３４に向かう力を受ける。しかし、塗料吐出口１３の全面部分には前方に向かう霧化エアの強い流れが存在する。加えてパターンエア流路２８に供給された圧縮空気がパターンエア噴出孔３０を通ってエアキャップ１４の前方に噴出し、霧化されたばかりの塗料粒子６４をその空気の流れに乗せて前方に搬送しようとする。こうした強い空気流のために塗料粒子６４はリング状電極部３４に到達することができず、空気流に乗って前方に置かれた被塗物６５の近傍まで搬送される。

マイナスに帯電した塗料粒子６４が接地された被塗物６５に接近すると被塗物６５の表面にプラス電荷が静電誘導により誘起される。すると塗料粒子６４上のマイナス電荷と誘起されたプラス電荷との間に静電気による吸引力が働き、塗料粒子６４は被塗物６５に向かう力を受ける。この静電気による吸引力とパターンエアによる吹きつけ力との双方の力により塗料粒子６４は被塗物６５の表面に塗着する。パターンエアによる吹きつけ力に加えて静電気による吸引力も働くために塗料粒子６４は被塗物６５の裏側にも回り込み、スプレーガン１に面しない被塗物６５の裏側部分にも塗料粒子６４が塗着する。以上のような作用により被塗物６５に静電塗装が行なわれる。

なお、マイナス電荷を帯びた塗料粒子６４が塗料吐出口１３から被塗物６５に移動するため被塗物６５から塗料吐出口１３に向けて電流が流れ、接地を通って被塗物６５に戻るルートに沿った起電力が発生していることになる。この起電力は静電誘導電極３３に印加された高電圧によるものではなく、霧化エアやパターンエアとして吹き出す圧縮空気の運動エネルギーによって発生している。

以上説明したような構成と作用により静電塗装を行なう本実施形態のスプレーガン１は次のような利点を有する。
（利点１）本実施形態のスプレーガン１では、塗料吐出口１３に接近した位置にリング状電極部３４を配置することができる。接近した位置に配置できるようにガン本体部２の前端突起部３２から前方に向けて支持電極部３５を伸ばし、その支持電極部３５にてリング状電極部３４を吊り下げる形の構成を採用している。リング状電極部３４と塗料吐出口１３間の電界強度は、その間の電位差（静電誘導電極３３に印加された電圧）をその間の距離で割った値である。リング状電極部３４と塗料吐出口１３間の距離が短いことは同じ電界強度を発生させるために必要な電位差が小さくて済むことを意味する。従って、本実施形態のスプレーガン１では高電圧発生回路４の発生電圧を低くできる利点を有する。

（利点２）本実施形態のスプレーガン１では、静電誘導電極３３をガン本体部２に脱着容易に構成してある。即ち、ガン本体部２の前端突起部３２の前面側から設けた挿入孔３８に静電誘導電極３３の支持電極部３５を挿脱できるように構成し、挿入した状態で絶縁材料製の螺子４０にて静電誘導電極３３の抜け防止を図っている。このため静電誘導電極３３の着脱、交換を容易に行なうことができる。図８にて説明したようにマイナスに帯電して霧化された塗料粒子６４は電界によりリング状電極部３４に向かう力を受けるが、霧化エア、パターンエアの強い流れに押し流されてリング状電極部３４に向かうことはできずに被塗物６５の方向に流れる。しかし一部の塗料粒子６４はリング状電極部３４の表面に到達して塗着する。このため塗装を長時間続けるとリング状電極部３４の表面が塗料で汚れる。本実施形態のスプレーガン１では静電誘導電極３３の脱着を容易にした構成を採用しているため短時間で新たなスプレーガンに交換できる。

（利点３）本実施形態のスプレーガン１では、ガン本体部２の外に露出している静電誘導電極３３の全表面が直流電流を通さない誘電体で覆われている。従って、静電誘導電極３３からは電流が流れ出ることはない。静電誘導電極３３に印加される高電圧は塗料吐出口１３から離れようとする塗料表面に静電誘導により反対極性の静電気を誘起させるのみで何の仕事も行なわない。即ち、エネルギーを消費しない。このため高電圧発生回路４の出力電流は塗装状態では基本的にゼロであり、ガン本体部２内でのリーク電流を補うだけの僅かな出力があれば足りる。このことは高電圧発生回路４を極めて小型に製作できることを意味し大きな利点である。

（利点４）本実施形態のスプレーガン１では、ガン本体部２の外部に露出する静電誘導電極３３の全表面が直流電流を通さない誘電体で覆われている。従って、感電の危険性が少ない利点がある。

（利点５）本実施形態のスプレーガン１では図７に示したように倍電圧整流回路４９の出力端子と接地との間にコンデンサ５０を追加取り付けしてある。このコンデンサ５０は、高電圧発生回路４に電源が供給されると短時間で倍電圧整流回路４９の出力電圧にまで充電される。前記利点３で述べたように静電誘導電極３３からはリーク電流以外の電流は流れない。従って、コンデンサ５０が一旦、充電された後に高電圧発生回路４への電源供給を遮断してもコンデンサ５０は長い時間、高電圧を維持できる。このことは静電塗装を開始する前にコンデンサ５０を充電させ、その後はガン本体部２に接続されている電源ケーブル４７を取り外してもかなりの時間静電塗装を行なえることを意味する。電源ケーブル４７を取り外した状態で塗装できることは、スプレーガン１を手に持って塗装する際の作業性が著しく改善されることになり大きな利点である。

（第２の実施形態）
本実施形態に係るスプレーガンは、前記第１の実施形態に係るスプレーガン１における静電誘導電極３３の形状を変更したものである。図９は本実施形態に使用する静電誘導電極３３ａの外形斜視図である。静電誘導電極３３ａは支持電極部３５の先端に直角下向に伸びる棒電極部３４ａを取り付けたものである。静電誘導電極３３ａも前記静電誘導電極３３と同様に支持電極部３５の他端側端面部３６を除く外表面全体を誘電体で覆ってある。従って、高電圧を印加しても静電誘導電極３３ａから直流電流が流れ出ることはない。

図１０は静電誘導電極３３ａを取り付けたスプレーガン１ａの外形側面図、図１１は先端部の正面図である。静電誘導電極３３ａの取り付け方は前記静電誘導電極３３の場合と同様であり、ガン本体部２の前端突起部３２の前面側から設けた挿入孔３８に支持電極部３５を挿入して絶縁材料製の螺子４０にて固定する。

本実施形態のスプレーガン１ａの場合も静電誘導電極３３ａにおける棒電極部３４ａの先端が塗料吐出口１３に接近した位置になるように寸法が調整してある。このため棒電極部３４ａの先端と塗料吐出口１３との間隔が狭くなることから、低い電圧で強い電界を発生させることができる。また、静電誘導電極３３ａの着脱を容易に行なえる構成にしてあることから静電誘導電極３３ａに塗料が付着して汚れた場合も短時間でも交換できる。また、静電誘導電極３３ａの外表面全体を誘電体が覆い、直流電流が流出しないようにしてあるので高電圧発生回路４の電源容量は極めて小さなものでよい。

（第３の実施形態）
本実施形態は図７に示した高電圧供給回路の変形例である。第１、第２の実施形態に係るスプレーガン１、１ａに使用した静電誘導電極３３、３３ａは外表面全体が誘電体で覆ってあるため高電圧発生回路４からは電流が流出しない。従って、高電圧発生回路４の出力電流容量は小さくて済むため必要な高電圧を電池を電源として発生させることが可能である。

図１２は電池７０を電源供給源とする本実施形態の高電圧発生回路４ａの回路構成である。電池７０の出力する直流電流はスイッチ７１を経て高周波発振回路７２に供給され高周波電流に変換される。高周波電流は高周波トランス４５、４８により昇圧された後、倍電圧整流回路４９により整流されて０．２万〜２万Ｖの直流高電圧に変換され高抵抗体５１を経て静電誘導電極３３、３３ａに供給される。電池７０はガン本体部２内に着脱可能に取り付け、高電圧発生回路４ａ全体をガン本体部２内に収納する。

このような構成にすれば外部よりガン本体部２に電源を供給する電源ケーブル４７を無くすことができ、スプレーガンを手に持って塗装する際の作業性が著しく改善される。

（その他の用途）
前記第１〜第３の実施形態では塗料を霧化して被塗物に静電塗装するスプレーガンについて説明してきた。しかし、前述の説明からも判るように、これらスプレーガンの用途は塗料を使用した静電塗装に限られるものではなく、若干の導電性を有する液体を電荷を帯びた霧状粒子に変え、発生した霧状粒子を接地された対象物、あるいは接地されていない対象物に吹きつけてその表面に付着させる用途に広く適用できるものである。そのような適用可能分野としては、例えば、被洗浄物に洗浄液を吹きつける洗浄装置用のガン、植物に薬剤や肥料を吹きつける農業用吹きつけ装置用のガン、対象物に表面コーティング剤を吹きつけるコーティング装置用のガンなどがある。

図面中、１、１ａは静電塗装用スプレーガン、２はガン本体部、４、４ａは高電圧発生回路、７は塗料ノズル、１３は塗料吐出口、１４はエアキャップ、１６は霧化エア噴出孔、１８は角部、２０は円筒部、２８はパターンエア流路、３３、３３ａは静電誘導電極、３０はパターンエア噴出孔、３４はリング状電極部、３４ａは棒電極部、３５は支持電極部、３６は他端側端面部、３７は端子部、３８は挿入孔、４０は螺子、５０はコンデンサ、７０は電池を示す。

Claims (4)

1. 圧縮空気で霧化させた塗料を高電圧を使用して帯電させ被塗物に塗着させる静電塗装用スプレーガンであって、
   少なくとも前端外表層部を誘電体で構成した略円筒状のガン本体部（２）の前端部から前方に突出して形成した円筒部（２０）と、
   該円筒部の内側に取り付けられ先端に塗料吐出口（１３）を備える塗料ノズル（７）と、
   該塗料ノズルと前記円筒部の前端面を覆うエアキャップ（１４）と、
   静電誘導電極（３３）と、を備えて構成され、
   前記エアキャップはその中央部に前記塗料吐出口を挿通させると共に該塗料吐出口から吐出された塗料を霧化させる圧縮空気を該塗料吐出口周囲から噴出させる霧化エア噴出孔（１６）が穿設され、更に該エアキャップの前端上下部からは前方に突出して一対の角部（２５）が設けられ、該角部の先端部には該角部内部に設けたパターンエア流路（２８）を通して供給された圧縮空気を斜め前方内側に噴出させるパターンエア噴出孔（３０）が穿設してあり、
   前記静電誘導電極はリング状電極部（３４）と該リング状電極部の一リング外周部からリング面に直角に伸びる棒状の支持電極部（３５）とから構成され、該リング状電極部と支持電極部とは支持電極部の他端側端面部（３６）を除く全表面が誘電体で覆ってあり、支持電極部の他端側は前記ガン本体部の前端部上部の突起部（３２）に前端側から設けた挿入孔（３８）に挿脱可能に取り付けられ、挿入状態では前記他端側端面部が高電圧の供給される端子部（３７）に接触した状態にて前記突起部外表面から前記支持電極部に向けて設けた螺子孔に取りつけた絶縁性螺子（４０）を押しつけて抜け防止を図り、該抜け防止を図った状態では前記リング状電極部が前記エアキャップの前面より僅か前方に位置してリング状電極部の内側に前記一対の角部を挿通した状態にてリング状電極部が前記塗料吐出口に接近した状態になるように構成されており、
   静電塗装を行なう際は前記塗料ノズル内の塗料を該塗料の導電性を利用して、又は接地電線を介して接地し、被塗物を接地し、前記静電誘導電極に接地電位を基準とする高電圧を印加した状態にて前記塗料吐出口より塗料を吐出させると同時に前記霧化エア噴出孔とパターンエア噴出孔より圧縮空気を噴出させて塗料を霧化させることを特徴とする静電塗装用スプレーガン。
2. 請求項１に記載の静電塗装用スプレーガンにおいて、前記リング状電極部に代えて前記支持電極部の先端より該支持電極部に直角に伸びる外表面を誘電体で覆った棒電極部（３４ａ）を取り付けた静電誘導電極（３３ａ）を用い、該静電誘導電極を前記と同様にガン本体部の前端部上部に設けた挿入孔に挿入固定した状態では、前記棒電極部の先端部が前記塗料吐出口に接近した位置になるように構成されていることを特徴とする静電塗装用スプレーガン。
3. 請求項１又は２に記載の静電塗装用スプレーガンにおいて、前記高電圧が供給される端子部には電池（７０）を電源とする高電圧発生回路（４ａ）の発生する直流高電圧が供給されるように構成され、前記電池は前記ガン本体部内に着脱可能に収納してあることを特徴とする静電塗装用スプレーガン。
4. 請求項１又は２に記載の静電塗装用スプレーガンにおいて、前記高電圧が供給される端子部には外部から電源供給を受ける高電圧発生回路（４）の発生する直流高電圧が供給されるように構成され、該高電圧発生回路内には該高電圧発生回路の発生した高電圧電流により充電されるコンデンサ（５０）が接続してあることを特徴とする静電塗装用スプレーガン。