JP4672027B2 - 粉体塗装ガンおよび粉体塗装システム - Google Patents

Description

本発明は、一般的に粉体塗装に関する。

近時、塗装の分野では、溶剤の排出規制等から粉体塗装が注目されている。粉体塗装は、従来から家電製品、事務机等の家具、ロッカー等のための塗装方法として広く用いられている。粉体塗装では、一般的に、負の静電荷を与えた熱硬化性の粉体塗料（本明細書では単に粉体と称する）を、粉体塗装ガンを用いて、正の電荷を与えられている塗装対象物へ向けて吹付、付着させた後に、該粉体が付着した塗装対象物を所定温度まで昇温して粉体を焼付けるようになっている。

粉体塗装ガンは、搬送空気によって粉体容器内から供給された粉体を塗装対象物へ向けて吹付けるが、その際に粉体塗装ガンのノズル出口での粉体の流速が高すぎると、塗装対象物表面への粉体の塗装効率が低くなる。特に、複数の区画を有したロッカー等の薄板で形成した箱状の塗装対象物の場合、区画を仕切る仕切壁と、ロッカーの天壁、後壁、底壁との間には隙間が形成されており、該隙間を通過する際、ノズルから搬送空気と共に吹付けられた粉体の流速が高くなり、天壁、後壁、底壁の内面において、前記隙間に隣接した部分には、粉体が十分に付着しない領域、いわゆる「スケ領域」が形成される。

図６を参照すると、こうした薄板で形成した塗装対象物の一例として４連ロッカー２００が図示されている。４連ロッカー２００は、水平に配置された天壁２０２と、天壁２０２に平行な底壁２０４と、天壁２０２と底壁２０４の間で鉛直に配向された一対の側壁２０６、２０８と、天壁２０２、底壁２０４、側壁２０６、２０８に垂直に配向された後壁２１０を具備して箱形に形成されており、該箱の内部空間は、所定の間隔で鉛直に配置された３枚の仕切壁２１２、２１４、２１６によって、第１の区画２２０、第２の区画２３０、第３の区画２４０、第４の区画２５０に区分けされている。

所定の間隔で鉛直に配置された３枚の仕切壁２１２、２１４、２１６は、夫々、天壁２０２、底壁２０４および後壁２１０に対して連結されているが、仕切壁２１２、２１４、２１６と、天壁２０２、底壁２０４および後壁２１０の間には、隙間が形成されていることが多い。こうした、塗装対象物を粉体塗装によって塗装する際には、上記隙間によって、天壁２０２、底壁２０４および後壁２１０には、部分的に粉体が付着せずに十分に塗装されない領域、いわゆる「スケ領域」が形成される。

図６の例では、第３の区画２４０の内部を塗装する場合には、隣接した第２と第４の区画２３０、２５０において、仕切壁２１４、２１６に隣接した天壁２０２、底壁２０４および後壁２１０の内表面の一部にスケ領域２６０、２６２、２６４、２６６、２７０、２７２、２７４、２７６が形成される。

本発明は、こうした従来技術の問題点を解決することを技術課題としており、スケ領域が形成されないようにした粉体塗装ガンおよび粉体塗装システムを提供することを目的としている。

本発明によれは、粉体塗装ガンにおいて、管状の本体、該本体の先端に設けられ粉体を放出する少なくとも１つの噴口、および、前記少なくとも１つの噴口に連通し前記本体において前記少なくとも１つの噴口の反対側の基端部に取付けられ粉体の供給を受け入れる継手を有した主ノズルと、該本体の先端において前記主ノズルの噴口よりも前方に配置され粉体を放出する少なくとも１つの噴口、および、前記少なくとも１つの噴口に連通し前記本体において前記噴口の反対側の基端部に取付けられ粉体の供給を受け入れる継手を有した副ノズルとを具備した粉体塗装ガンを要旨とする。

また、本発明の他の特徴によれば、粉体塗装システムにおいて、管状の本体、該本体の先端に設けられ粉体を放出する少なくとも１つの噴口、および、前記少なくとも１つの噴口に連通し前記本体において前記少なくとも１つの噴口の反対側の基端部に取付けられ粉体の供給を受け入れる継手を有した主ノズルと、該本体の先端において前記主ノズルの噴口よりも前方に配置され粉体を放出する少なくとも１つの噴口、および、前記少なくとも１つの噴口に連通し前記本体において前記少なくとも１つの噴口の反対側の基端部に取付けられ粉体の供給を受け入れる継手を有した副ノズルと、前記主ノズルおよび副ノズルの継手に連通し、該主ノズルおよび副ノズルに粉体を供給する粉体供給源と、前記粉体供給源から前記主ノズルおよび副ノズルへ粉体を搬送するための空気搬送手段と、前記主ノズルへ供給される粉体量と、前記副ノズルへ供給される粉体量とを独立に制御する制御装置とを具備した粉体塗装システムが提供される。

図１を参照すると、本発明の好ましい実施形態による粉体塗装ガン１００は、主ノズル１０と、副ノズル２０とを具備している。主ノズル１０は管状の本体１２を具備し、該本体１２の先端には噴口が形成されたノズルチップ部材１４が取付けられており、本体１２においてノズルチップ部材１４とは反対側の基端側には電気コネクタ１６および継手１８が取付けられている。

副ノズル２０は管状の本体２２を具備し、該本体２２は、その先端において一対の管路７２に分岐しており、該管路７２の先端の各々には噴口が形成されたノズルチップ部材２４が取付けられている。本体２２においてノズルチップ部材２４とは反対側のの基端には継手２８が取付けられている。副ノズル２０は、ブラケット６４、６６によって、主ノズル１０に対して平行となるように、主ノズル１０に取付けられている。

主ノズル１０の電気コネクタ１６には、電力供給ラインとしての電線７４が接続され、該電線７４は電源装置７８に接続されている。主ノズル１０の本体１２内には電気コネクタ１６に接続された電線（図示せず）が先端へ向けて延設され、本体１２の先端部分においてノズルチップ部材１４内に配設された電極１４ａに接続されており、ノズルチップ部材１４の噴口から放出される粉体に静電荷を付与するようになっている。更に、電極１４ａには一対の副電線２６が接続されており、該副電線２６の各々は、副ノズル２０のノズルチップ部材２４に接続され、該ノズルチップ部材２４の噴口から放出される粉体に静電荷を付与するようになっている。

主ノズル１０の継手１８には主粉体供給管路６８が接続され、副ノズル２０の継手２８には副粉体供給管路７０が接続されている。粉体供給管路６８、７０は、粉体供給装置３０の第１と第２のイジェクタ３４、３８に夫々接続されており、第１と第２のイジェクタ３４、３８は、粉体容器３２内の粉体Ｐに部分的に挿入され粉体Ｐを吸引するための粉体吸引管３６、４０を夫々有している。第１と第２のイジェクタ３４、３８には、第１と第２の搬送用空気供給管路４２、４４および空気制御装置５０を介してコンプレッサのような空気源４８から搬送空気が供給される。また、粉体容器３２には、流動化用空気供給管路４６および空気制御装置５０を介して流動化空気が供給される。

一例として、空気制御装置５０は、第１の搬送用空気供給管路４２に設けられた第１の流量制御弁５２および第１の遮断弁５４、第２の搬送用空気供給管路４４に設けられた第２の流量制御弁５６および第２の遮断弁５８、流動化用空気供給管路４６に設けられた流量制御弁６０および遮断弁６２、並びに上記各弁を駆動するための駆動回路（図示せず）を具備することができる。

以下、本実施形態の作用を説明する。
先ず、塗装の開始に先立って遮断弁６２を開き、所定流量の流動化空気を空気源４８から粉体容器３２内の底部へ供給し、粉体容器３２内に粉体の流動床を形成する。粉体容器３２内に適切な粉体の流動床が形成されるように、流量制御弁６０によって流動化用空気の流量が制御される。次いで、第１と第２の遮断弁５４、５８を開くことによって、第１と第２のイジェクタ３４、３８に搬送空気が供給され、これによって、粉体容器３２内で流動している粉体が粉体吸引管３６、４０を介して第１と第２のイジェクタ３４、３８内に吸引され、上記搬送空気と共に、粉体供給管路６８、７０を介して主ノズル１０および副ノズル２０へ供給される。適切な流速でノズルチップ部材１４、２４の夫々の噴口から粉体が放出されるように、第１と第２の搬送用空気供給管路４２、４４を流通する搬送空気流量が流量制御弁５２、５６によって独立に制御される。また、第１と第２の遮断弁を独立に開閉することによって、主ノズル１０から放出される粉体と、副ノズル２０から放出される粉体とを独立にオンーオフすることが可能となる。従って、本実施形態によれば、スケが発生し易い領域の近傍で、主ノズル１０からの粉体の放出を停止して、副ノズル２０から低速で粉体を放出することによって、こうした領域にも充分に粉体を付着させることが可能となる。

本発明の好ましい実施形態による粉体塗装ガン１００を説明したが、粉体塗装ガン１００は単体で用いても、或いは、図４に示すように、他の粉体塗装ガンと組合わせて用いてもよい。図４は、図５に示したような４連ロッカーの内面を塗装するための塗装システムを示している。

図４において、塗装システム１２０は、直交するＸ、Ｙ、Ｚ軸方向に移動可能に設けられたキャリア１２２を具備しており、該キャリア１２２は、水平に延設された４本の腕１２４〜１３０が取付けられている。腕１２４〜１３０は、鉛直方向に異なる高さに配置されており、最上段の腕１２４の先端部には、図１に示した粉体塗装ガン１００と同様の粉体塗装ガン１１０が取付けられている。最下段の腕１３０に取付けた粉体塗装ガン１１６も同様に図１の粉体塗装ガン１００であるが、最上段の腕１２４に取付けた粉体塗装ガン１１０とは上下反対向きに取付けられている。最上段の腕１２４と最下段の腕１３０の間の２本の腕１２６、１２８には、図１の粉体塗装ガンの主ノズル１０のみを具備した粉体塗装ガン１１２、１１４が取付けられている。４つの粉体塗装ガン１１０〜１１６は、最上段の粉体塗装ガン１１０と最下段の粉体塗装ガン１１６の主ノズルの噴口および粉体塗装ガン１１２、１１４の噴口が同一の略鉛直線上に配置されるように、腕１２４〜１３０に取付けられている。

以下、図６に示したような４連ロッカーの内面を塗装する場合を一例として、図４の実施形態の作用を説明する。図５では、塗装システム１２０が、４つの塗装ガン１１０、１１２、１１４、１１６にて略示されている。塗装開始に先立ち、先ず、キャリア１２２が４連ロッカー２００の１つの区画、図５では第１の区画２２０に関して初期位置に配置される。この初期位置では、キャリア１２２は、図５に示すように、キャリア１２２に取付けた塗装ガン１１０〜１１６がＸ軸方向に第１の区画２２０の中心に位置し、最上段の塗装ガン１１０がＺ軸方向に４連ロッカー２００の天壁２０２の直ぐ下側に位置し、かつ、塗装ガン１１０〜１１６の先端が、Ｙ軸方向に４連ロッカー２００から所定距離を以て離間するように配置される。このとき、４つの塗装ガン１１０〜１１６と、塗装対象物である４連ロッカー２００との間に所定での電圧を印加して、両者間に電界を形成する。キャリア１２２が初期位置へ移動する前に、４つの塗装ガン１１０〜１１６と４連ロッカー２００との間に電界を形成しておいてもよい。

次に、キャリア１２２は、図６において一点鎖線Ｓ11で示すように、Ｙ軸に沿って４連ロッカー２００へ向けて接近動作を開始する。キャリア１２２の接近動作に前後して、最上段の塗装ガン１１０および最下段の塗装ガン１１６の主ノズルおよび２段目と３段目の塗装ガン１１２、１１４から粉体を放出する。このとき、最上段の塗装ガン１１０および最下段の塗装ガン１１６の副ノズルからは粉体は放出されていない。

４つの塗装ガン１１０〜１１６が、４連ロッカー２００の第１の区画２２０内に進入すると、４つの塗装ガン１１０〜１１６から吹付けられる粉体は、上記電界によって、該区画２２０の内面、より詳細には、４連ロッカー２００の側壁２０６の内面、天壁２０２の内面、仕切壁２１２の内面に付着する。キャリア１２２がＹ軸方向に更に移動し、図５において点Ｐ1tに到達すると、キャリア１２２のＹ軸方向への移動が停止し、かつ、４つの塗装ガン１１０〜１１６の先端からの粉体の放出が停止し、最上段の塗装ガン１１０の副ノズルから粉体を放出する。点Ｐ1tは、最上段の塗装ガン１１０および最下段の塗装ガン１１６の主ノズルまたは副ノズルの先端が、４連ロッカー２００の後壁２１０から所定の距離離間した位置とすることができる。

最上段の塗装ガン１１０の副ノズルが粉体を低流速で放出するので、従来技術のように、４連ロッカー２００の上方部分での、天壁２０２と仕切壁２１２との間および後壁２１０と仕切壁２１２との間の隙間を粉体が吹抜けることによる、粉体の付着が不十分となる領域、いわゆる「スケ領域」の発生が防止される。

副ノズルからの粉体の放出後、所定時間が経過すると、副ノズルからの粉体の放出が停止され、最上段の塗装ガン１１０および最下段の塗装ガン１１６の主ノズルおよび２段目と３段目の塗装ガン１１２、１１４から粉体を放出され、キャリア１２２は、４つの塗装ガン１１０〜１１６を、一点鎖線Ｓ12で示すように、点Ｐ1tからＺ軸方向に下方へ移動させる。これによって、４連ロッカー２００の後壁２１０の内面、側壁２０２と後壁２０６との間の隅部、および、側壁２０２と仕切壁２１２との間の隅部に粉体が付着する。

キャリア１２２によって、４つの塗装ガン１１０〜１１６がＺ軸方向へ所定距離下動し、図５において点Ｐ1bに到達すると、キャリア１２２によるＺ軸方向への移動が停止し、かつ、４つの塗装ガン１１０〜１１６の先端からの粉体の放出が停止し、最下段の塗装ガン１１６の副ノズルから粉体が放出される。点Ｐ1bは、最下段の塗装ガン１１６が、４連ロッカー２００の底壁２０４から所定の距離離間した位置とすることができる。

最下段の塗装ガン１１６の副ノズルが粉体を低流速で放出するので、従来技術のように、４連ロッカー２００の下方部分での、底壁２０４と仕切壁２１２との間および後壁２１０と仕切壁２１２との間の隙間を粉体が吹抜けることによる、粉体の付着が不十分となる領域、いわゆる「スケ領域」の発生が防止される。

副ノズルからの粉体の放出後、所定時間が経過すると、副ノズルからの粉体の放出が停止され、最上段の塗装ガン１１０および最下段の塗装ガン１１６の主ノズルおよび２段目と３段目の塗装ガン１１２、１１４から粉体を放出され、キャリア１２２は、４つの塗装ガン１１０〜１１６を、一点鎖線Ｓ13で示すように、点Ｐ1bからＹ軸方向に第１の区画２２０の開口部へ向けて移動させる。これによって、４連ロッカー２００の底壁２０４の内面、側壁２０２の下方領域、および、仕切壁２１２の下方領域に粉体が付着する。

キャリア１２２がＹ軸方向へ移動し、４つの塗装ガン１１０〜１１６の先端が第１の区画２２０の開口部を超えると、キャリア１２２は、４つの塗装ガン１１０〜１１６を第２の区画２３０に対して上述した初期位置に移動させ、Ｓ21、Ｐ2t、Ｓ22、Ｐ2b、Ｓ23において、上述したＳ11、Ｐ1t、Ｓ12、Ｐ1b、Ｓ13における塗装工程と同様の塗装工程を実施する。同様に、第３の区画２４０でも、Ｓ31、Ｐ3t、Ｓ32、Ｐ3b、Ｓ33において、上述したＳ11、Ｐ1t、Ｓ12、Ｐ1b、Ｓ13における塗装工程と同様の塗装工程が実施され、更に、第４の区画２５０でも、Ｓ41、Ｐ4t、Ｓ42、Ｐ4b、Ｓ43において、上述したＳ11、Ｐ1t、Ｓ12、Ｐ1b、Ｓ13における塗装工程と同様の塗装工程が実施される。

本発明の好ましい実施形態による粉体塗装ガンの側面図および該粉体塗装ガンを備えた粉体塗装システムの略図である。 図１の粉体塗装ガンの平面図である。 図１の粉体塗装ガンの正面図である。 図１の粉体塗装ガンを他の粉体塗装ガンと組合わせた実施形態である。 図４の実施形態によって４連ロッカーの内面を塗装する方法を説明する図である。 ４連ロッカーの斜視図である。

符号の説明

１００ 粉体塗装ガン
１０ 主ノズル
１２ 本体（主ノズル）
１４ ノズルチップ
１４ａ 電極
１６ 電気コネクタ
１８ 継手
２０ 副ノズル
２２ 本体（副ノズル）
２４ ノズルチップ
７２ 管路
２６ 副電線
２８ 継手
６４ ブラケット
６６ ブラケット
７４ 電線
７８ 電源装置

Claims (10)

1. 粉体塗装ガンにおいて、
   管状の本体、該本体の先端に設けられ粉体を放出する少なくとも１つの噴口、および、前記少なくとも１つの噴口に連通し前記本体において前記少なくとも１つの噴口の反対側の基端部に取付けられ粉体の供給を受け入れる継手を有した主ノズルと、
   前記主ノズルに取付けられた管状の本体、該本体の先端において前記主ノズルの噴口よりも前方に配置され粉体を放出する少なくとも１つの噴口、および、前記少なくとも１つの噴口に連通し前記本体において前記少なくとも１つの噴口の反対側の基端部に取付けられ粉体の供給を受け入れる継手を有した副ノズルとを具備した粉体塗装ガン。
2. 前記主ノズルは、
   前少なくとも１つの記噴口を臨むように配置された電極と、
   主ノズルの基端部に取付けられ、かつ、前記電極に接続された電力供給ラインを接続するための電気コネクタとを更に有する請求項１に記載の粉体塗装ガン。
3. 前記副ノズルの少なくとも１つの噴口を臨むように配置された電極と、
   前記主ノズルの電極と前記副ノズルの電極とを接続する副電力供給ラインとを更に具備する請求項２に記載の粉体塗装ガン。
4. 粉体塗装システムにおいて、
   管状の本体、該本体の先端に設けられ粉体を放出する少なくとも１つの噴口、および、前記少なくとも１つの噴口に連通し前記本体において前記少なくとも１つの噴口の反対側の基端部に取付けられ粉体の供給を受け入れる継手を有した主ノズルと、
   前記主ノズルに取付けられた管状の本体、該本体の先端において前記主ノズルの噴口よりも前方に配置され粉体を放出する少なくとも１つの噴口、および、前記少なくとも１つの噴口に連通し前記本体において前記少なくとも１つの噴口の反対側の基端部に取付けられ粉体の供給を受け入れる継手を有した副ノズルと、
   前記主ノズルおよび副ノズルの継手に連通し、該主ノズルおよび副ノズルに粉体を供給する粉体供給源と、
   前記粉体供給源から前記主ノズルおよび副ノズルへ粉体を搬送するための空気搬送手段と、
   前記主ノズルへ供給される粉体量と、前記副ノズルへ供給される粉体量とを独立に制御する制御装置とを具備した粉体塗装システム。
5. 前記主ノズルは、
   前記少なくとも１つの噴口を臨むように配置された電極と、
   主ノズルの基端部に取付けられ、かつ、前記電極に接続された電力供給ラインを接続するための電気コネクタとを更に有する請求項４に記載の粉体塗装システム。
6. 前記副ノズルの少なくとも１つの噴口を臨むように配置された電極と、
   前記主ノズルの電極と前記副ノズルの電極とを接続する副電力供給ラインとを更に具備する請求項５に記載の粉体塗装システム。
7. 前記粉体供給源は、
   粉体を収納した粉体容器と、
   前記主ノズルの継手および前記空気搬送手段に連通する第１のイジェクタと、
   前記副ノズルの継手および前記空気搬送手段に連通する第２のイジェクタとを具備し、
   前記第１と第２のイジェクタの各々は、前記粉体容器内の粉体にに部分的に挿入され該粉体を吸引するための粉体吸引管を有して成る請求項４に記載の粉体塗装システム。
8. 前記空気搬送手段が、
   圧縮空気源と、
   前記圧縮空気原を前記第１のイジェクタに接続する第１の搬送用空気供給管路と、
   前記圧縮空気原を前記第２のイジェクタに接続する第２の搬送用空気供給管路とを具備する請求項７に記載の粉体塗装システム。
9. 前記制御装置が、
   前記第１の搬送用空気供給管路に設けられた第１の空気流量制御弁と、
   前記第２の搬送用空気供給管路に設けられた第２の空気流量制御弁とを具備する請求項８に記載の粉体塗装システム。
10. 前記圧縮空気原と前記粉体容器とを接続する流動化用空気供給管路と、
    前記流動化用空気供給管路に設けられた第３の空気流量制御弁とを更に具備した請求項９に記載の粉体塗装システム。

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