JPH03500266A - 調整可能な偏向器と静電シールドとを備えた静電粉体スプレガン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 調整可能な偏向器と静電シールドとを備えた静電　体スプレガン ｉ豆旦分更 本発明は静電粉体スプレガンに係わり、特に、粉体被覆材粒子に印加される静電 荷を最大にした状態の下で、スプレガンから被覆すべき物体に向けて放出される 粉体被覆材粒子のパターンの幅を変化させることのできる静電スプレガンに関す る。

見豆立ｉ見 工業的仕上げ分野では、被覆材粒子がスプレガンのようなスプレ装置から被覆す べき物体に向けて放出される。

被覆材の一種に固体粉体被覆材があり、これは液体塗料と同様の方法で部品にス プレできるように粉砕により粉体化即ち微細化されたものである。静電粉体スプ レガンでは、一本以上の電極が設けられ、この電極は被覆すべき物体に向けて放 出された被覆材粒子に静電荷を付与する。この被覆すべき物体は、帯電された被 覆材粒子の静電位とは異なった静電位に維持されているので、被覆材粒子はその 物品に引き付けられそこに付着し、効率及び被覆範囲が改善される。静電荷は充 分な時間、粉体を製品上に保持し、粉体はその時間の間に加熱・溶融され。

その後に冷却されると対象基材に強固に付着する。

静電スプレガン、特に微細粉体材料のスプレ用に設計された静電スプレガンは、 スプレガンのノズル端に取付けられた粒子偏向器を有する。この粒子偏向器は好 適な構成では円錐形状であり、スプレガンのノズルの放出開口からスプレされた 微細粉体材料の流路中に軸方向に取付けられている９粒子はこの円錐に衝突し、 半径方向外方に偏向されて円錐形状のスプレパターンになって、被覆すべき物品 上に付着する。

静電スプレガンの主たる目標はｒ移送効率」、即ちガンからスプレされた帯電被 覆材粒子が被覆すべき物品に付着する効率を最大にすることである。粉体スプレ ガンの移送効率を最大にする方法が少なくとも二つあることが、以下の出願、即 ち本発明と同一の譲受人が所有する１発明者がシャープレス（Ｓｈａｒｐｌｅｓ ｓ）等で、出願日が１９８５年４月１８日で１発明の名称が「粉体スプレガン」 である係属中の米国特許出願第７２４，３９２号、及び発明の名称が「粉体スプ レガン」で、出願日が１９８７年７月１３日の関連出願第０７１０７２，７８０ 号に開示されている。移送効率を高める一つの方法としては、粒子偏向器の前方 端と後方端との間に抵抗性シートを介在させて、この粒子偏向器の外周に抵抗性 シートの外周囲のみに露出させる方法がある。この抵抗性シートは高電圧静電ケ ーブルに電気的に接続され、抵抗性シートの外周囲は多点電極として機能し、粒 子偏向器によって粒子流路中のガンのノズル放出開口の近傍に直接配置されてい る。

更に、特許出願第７２４，３９２号及び第０７／　０７２，７８０号に開示され ているように、移送効率は、ガン胴体の前方端に静電シールド（遮蔽物）を設け ることによって向上する。

この静電シールドは、抵抗性シートのコロナ帯電点の位置する偏向器の外周囲の 外方に配置される。上述の両呂願に開示された好適な構成では、静電シールドは 、コロナ帯電点の延在する円錐状偏向器の前方端、特にその外周囲を取囲む領域 に位置するノズルの端をフレア形にすることによって作られる。

先行技術のノズルのフレア形端によって作られる静電シールドの効果は、ガンの ノズルから放出された帯電粒子がガンハンドルやガン取付金具やスプレ中のガン の周囲の物体等の如き接地物体に露出すること、即ちその接地物体を「見る」こ とを防止することである。このような接地物体は帯電粒子を吸引することができ るので、電極での帯電粒子と一以上の接地物体との間にコロナ電流路が形成され ることがあり、このコロナ電流路によって偏向器での帯電用電気エネルギが寄生 放電によって減少してしまう、もし、このような寄生放電を防止する静電シール ドが存在しない場合には、偏向器での帯電用エネルギが減少、しこれに応じて移 送効率も低下してしまう。

出願第７２４，３９２号及び第０７１０７２，７８０号に開示されたタイプの偏 向器は、発明者がシャープレス（Ｓｈａｒｐｌｅｓｓ）等、発明の名称が「静電 スプレガン装置及びケーブルアッセンブリ」、出願日が１９８７年５月２７日の 米国特許出願第０７１０５４，７４６号に開示されたタイプの静電粉体スプレガ ンに使用されている。

上記出願に開示されたスプレガンはその偏向器が高電圧静電ケーブルに直接接続 され、これは軸方向に調整可能であるので、偏向器の軸方向位置がガンのノズル の粉体放出開口に対して変えることができる。このような偏向器の調整により、 粒子偏向器の多点電極による移送効率の向上を維持しながら、静電スプレガンが 作るスプレパターンの幅を変化させることができる。

この１７４６号出願に開示された静電スプレガンの問題の一つは、スプレパター ン幅を変えると移送効率が低下することである。例えば、もし偏向器をノズルの 放出開口に対して軸方向前方に移動してスプレパターンの幅を小さくすると、ノ ズルのフレア形端により形成される静電シールドの効果は減少してしまう、これ によって、スプレガンの周囲の接地物体と電極との間のコロナ電流路に寄生放電 が発生して、スプレガンの移送効率が低下してしまう。

公１■区１旬− そこで１本発明の諸口的は、スプレガンから放出される粉体被覆材粒子に印加さ れる静電荷を最適化して移送効率を最大りこシた状態で、スプレノ（ターンの幅 を調整することができる微細粉体材料スプレ用の静電スプレガンを提供すること である。

これらの目的を達成する静電粉体スプレガンは、ガン胴体とこのガン胴体の前方 端に取付けられたノズルとを具備し、このガン胴体には粉体被覆材粒子源に連通 した粉体送出通路が形成され、上記ノズルには粉体被覆材粒子を被覆すべき物体 の方に放出する放出開口が形成されている。ノズルの放出開口から放出される被 覆材粒子のパターン幅は、被覆材粒子の流路中においてノズル前方端に取付けら れた粒子偏向器と５スプレ装置の前方端に取付けられたパターン調車スリーブと によって制御される。上記パターン調整スリーブはノズルの放出関口と粒子偏向 器とから半径方向外方に延在している９粒子偏向器とパターン調整スリーブとは 互いに軸方向に相対的に調整可能であると共に、ノズルの放出開口に対しても軸 方向に相対的に調整可能であり、これによって、ノズルの放出開口から放出され た粉体被覆材粒子は異なった流路に沿って偏向されて、被覆すべき物体に付着す る被覆材粒子のスプレパターンの幅を変化させる。

スプレガンのノズルの放出開口から放出された被覆材粒子に印加される静電荷も 、偏向器とパターン調整スリーブとの位置によって制御される。粒子偏向器は電 極を保持し、この電極はノズルの放出開口と粒子偏向器との間に形成された粉体 流路中に静電界を作る。粉体流路内の上記静電界の集中度（ｃｏｎｃｅｎｔｒａ ｔｉｏｎ）は、ノズルに対する粒子偏向器の軸方向の相対移動に応じて、即ち粒 子偏向器とノズルとの間の粉体流路の半径方向の大きさの変化に応じて変化する 。パターン調整スリーブは、偏向器とノズルの放出開口とに対して半径方向外方 に位置している。この位置において、パターン調整スリーブは、スプレガンの作 動中、電極及びこの電極で作られた帯電被覆材粒子と、これらの電極と異なった 電位の物体との開の静電シールドとして作用する、尚、上記物体はスプレガンに 近接しているか又はスプレガンの背後に位置しているものである。またパターン 調整スリーブによる静電シールド効果は、電極に対する調整スリーブの相対位置 に応じて変化する。

現時点での好適実施例では、電極は抵抗性シートであり、この抵抗性シートはそ の外周が露出して多点電極を構成するように偏向器内に取付けられる。偏向器は 、ケーブルアンセンブリの前方端に保持され、このケーブルアンセンブリは絶縁 性の管を具備し、この絶縁性管は絶縁性グリースが充填された中空内部を有し、 この中空内部には抵抗体と高電圧静電ケーブルの一部とが取付けられ、これらは 互いに電気的に接続されている。偏向器の電極は静電ケーブルに電気的に接続さ れ、偏向器はスプレ装置の前方端の放出開口から放出された被覆材粒子の流路中 において絶縁性管の前方端に保持されている。スプレ装置によって保持された調 整構造体は、ケーブルアンセンブリを移動し、これによって偏向器をスプレ装置 に対して軸方向に移動し、スプレ装置の放出開口に対する偏向器の相対位置を変 化させる。

パターン調整スリーブは、スプレ装置の前方端に取付けられた絶縁性材料の円筒 形状部材を具備する。好適実施例では、パターン調整スリーブの内壁に保持され た０リングがスプレ装置の外表面に摺動可能に係合し、これによってパターン調 整スリーブはスプレ装置の放出開口と軸方向調整可能な偏向器とに対して軸方向 に移動可能となる。

偏向器及び／又はパターン調整スリーブの軸方向位置を調整することによって、 スプレ装置から放出される被覆材粒子のパターン幅を変化させることができる。

偏向器はノズルの放出開口に対して軸方向に調整可能であり、この調整によって 偏向器とノズルとの間の間隔が変化し、この結果ノズルから放出される粉体の半 径方向速度も変化する。ノズルから放出される粉体の半径方向速度が大きくなる につれて、スプレパターンの幅も大きくなる。

例えば、偏向器がノズルの放出開口に最も近い最後方位置にある場合には、偏向 器と放出開口との間の間隔が最小になり、半径方向の流れが最高速になる。これ によって、偏向器を通過した被覆材粒子は比較的幅広の円錐形状パターンになる 。粒子偏向器がノズルの放出開口に対して前方向に相対移動するにつれて、偏向 器とノズルとの間隔が広がり半径方向速度が低下して、粉体が偏向器正面に存す る低圧力領域によって一部パターン中央部の方へ吸引される。

被覆すべき物体上での被覆材粒子のスプレパターン幅は、ノズルの放出開口と偏 向器とに対するパターン調整スリーブの軸方向相対位置によっても制御される１ 例えば、円筒形状のパターン調整スリーブの前方端が偏向器の後方に位置してい る場合には、被覆すべき物体上でのスプレパターン幅は、ノズルの放出開口に対 する偏向器の軸方向相対位置のみに依存する。しかしながら、スリーブの前方端 が偏向器に対して前方向に相対移動するにつれて、ガンの粒子空気流はスリーブ に衝突し、向きを前方向へ変える。これによって、被覆すべき物体に塗布される 被覆材粒子のスプレパターンの幅は、「絞られる」即ち狭くなる。

被覆材粒子に印加された電荷と静電界も、また、パターン調整スリーブと偏向器 との相対軸方向位置によって制御される。静電界は、電極によって作られ、偏向 器をノズル内に引込めること又はスリーブを前方向に移動させることによって、 前方向に集中する。これらの調整はまた、静電界を前方に集中させた状態で、偏 向器とノズルとの間の間隔付近の静電界の集中度を高める。被覆粒子に印加され る静電荷は、静電界の集中度と静電界を通過時の粒子の滞留時間とに依存する。

静電界を集中させることによって、粉体粒子のイオン衝撃（ボンバード）の量が 増大して、こ九により、粉体粒子へ移送される電荷の量も増加される。

電極によって作られる静電界を集中させる一つの方法は、ノズルの放出開口と偏 向器との閣を流れる被覆材粒子の粉体流路が比較的小さくなるように、放出開口 に対する偏向器の相対位置を調整することである。これは、比較的小さな領域に おいて静電界を集中させる効果を有するが、しかし被覆材粒子は、上記小領域を 高速で通過するので、その小領域での被覆材粒子の滞留時間は短くなる。他方、 偏向器とノズルの放出開口との間の粉体流路の半径方向の大きさが増大するにつ れて、静電界の集中度が低下するが、しかしながら同時に粒子は低速で流れるの で、静電界内の滞留時間が長くなる。

ノズルの放出開口に対する偏向器及び電極の軸方向相対位置は、適用分野の条件 に応じて、粉体流路内の静電界の集中度とそこを流れる被覆材粒子の滞留時間と をバランスさせて被覆材粒子に印加される静電荷が最大になるように、ｔＭ整す ることができる。

被覆材粒子に印加される電荷と静電界はまた、偏向器と帯電被覆材粒子とに対す るパターン調整スリーブの軸方向相対位置によって影響を受ける。パターン調整 スリーブは、静電シールドとして機能し、電極及びそこで作られる帯電被覆材粒 子と、電極の背後又はその近傍に配置され電極や被覆材の電位と実質的に異なっ た電位又は接地電位の物体との間にコロナ電流路が形成されるのを防止する。コ ロナ電流路は、電極付近の帯電被覆材粒子が接地又は異電位の物体の方へ流れた 時に形成され、このようなコロナ電流路は電極での帯電用の電気エネリギーを寄 生放電によって低減させる。パターン調整スリーブは静電シールドを作り、帯電 被覆材粒子を接地又は異電位物体から物理的に遮断し、即ち遮蔽して・両者間に コロナ電流路が形成されるのを防止する。

コロナ電流路の形成を防止するパターン調整スリーブの効力は、偏向器の電極と 帯電被覆材粒子とに対するパターン調整スリーブの相対位置に依存している。パ ターン調整スリーブは、その最前方位置において、偏向器のまわりに同軸に配置 され、かつ帯電被覆材粒子及び電極と、この電極の背後又は近傍に配置された接 地物体又は異電位の物体との間でのいかなるコロナ電流路の形成をも排除する。

静電シールドをその最前方位置に配置する際に考慮すべき兼合い要因（トレード オフ）は、偏向器とノズルの放出開口との間の粉体流路から外方に流れる被覆材 粒子が上述したようにパターン調整スリーブによって制限されるので、被覆すべ き物体上での被覆材粒子のパターン幅が小さくなってしまうことである。

被覆すべき物体上での被覆材粒子のパターン幅を大きくする為には、パターン調 整スリーブを偏向器と電極とに対して後方向に相対移動させて、パターン調整ス リーブの内壁に沿って被覆材粒子が移動する量を零又は非常に小さくすることが 必要である。これによって、被覆すべき物体上でのスプレパターンの幅は増大す るが、しかしパターン調整スリーブがもはや電極をうまく遮蔽できる位置になく 、電極付近の帯電被覆材粒子と、この帯電被覆材粒子と異なった電位又は接地電 位の物体との間のコロナ電流路の形成を防止しないので、静電界の集中度は低下 する。

図面の簡単な説明 本発明の現時点での好適実施例の構造や作用や諸利点が添付図面を参照した以下 の説明から更に明らかになるであろう。

第１図は本発明の静電粉体スプレガンの断面図である。

第２図は第１図の粉体スプレガンの後方端の拡大断面図であって、ケーブル調整 アッセンブリを詳細に示している。

第３図は第１図に示したスプレガンの前方端の拡大図で、偏向器が最後方位置に あり静電シールドも最後方位置にある状態を示している。

第４図は第３図と同様の回で、静電シールドが最前方位置にあり偏向器も最前方 位置にある状態を示している。

３１しく社）ｌ層重」１囲 第１図において、スプレガン１０は微細粉体材料をスプレするもので、その詳細 は、「迅速な色変換システム用の粉体スプレガン」を発明の名称とする、本願と 同時出願の米国特許出願０７１０９９，４９５号に開示されている。尚、この米 国特許出願は、本発明と同一の譲受人に譲渡されており、スプレガン１ｏの詳細 構造に関しては参照されるべきであり、この引用によって本明細書の一部を構成 するものである。

スプレガン１０は取付ブロック１２を具備し、この取付ブロック１２は基部１４ とキャップ１６とを有している。これらの基部１４とキャップ１６とには夫々切 欠きが形成され、これらの切欠き孔１８を構成し、この孔１８には取付棒（不図 示）が挿通し粉体スプレガン１゜を支持している。尚、基部１４とキャップ１６ とはネジ２０によって互いに結合されている。

取付ブロック１２の基部１４には、入口部２２と前方空洞２４とスリーブ２６と が形成され、このスリーブ２６は空洞２４に交わっている。尚１本明細書で使用 されている用語「前方ｊは第１図に示したスプレガン１０の右側部分を指し、用 語「後方」は左側部分を指している。

後方胴体部材２８は、取付ブロック１２の空調２４内に摺動可能に取付られ、こ の後方胴体部材２８はその外表面に保持したＯリング３０によって空洞壁に沿っ て固定されている・後方胴体部材２８には貫通孔３２と傾斜孔３３と力１形成さ れ、この傾斜孔３３は取付ブロック１２の基部１４のスリーブ２６に位置的に整 合してｂ）る。取付ブロック１２のスリーブ２６には粉体供給管３４が挿入され 、この粉体供給管３４は後方胴体部材２８の傾斜孔３３内に達している。粉体供 給管３４は微細粉体林料を傾斜孔３３を介して後方胴体部材２８の貫通孔３２内 に導入する。

後方胴体部材２８の前方端はメネジが刻設され、前方胴体部材３８の後方端３， ６のネジ部に螺合している。前方胴体部材３８の後方端３６の外表面にはＯリン グ４゜が保持され、このＯリング４０は後方胴体部材２８に係合している。前方 胴体部材３８の前方端の外表面には一対の０リング４２，４４が保持されている 。また、前方胴体部材３８には貫通孔４６が形成され、この貫通孔４６は後方胴 体部材２８の貫通孔３２に軸方向に整合しており、この貫通孔３２と共に粉体流 通路を構成して粉体供給管３４からの微細粉体材料をスプレガン１ｏの前方端の 方へ送呂する。

ノズル４８は、前方胴体部材３８の前方端の上に摺動可能にかん合され、Ｏリン グ４２，４４との摩擦係合によって前方胴体部材３８上の所定位置に保持される ・このノズル４８は貫通孔５０を有し、この貫通孔５０の前方端はフレアー形の 放出開口５２を構成している・粉体調整スリーブ５４は貫通孔５６を有し、ノズ ル４８のまわりに同軸に配置されると共に、前方胴体部材３８の前方端正に摺動 可能にがん合されている。この粉体調整部材５４は、その壁に形成された溝内に Ｏリング５８を保持し、このＯリング５８の係合によって前方胴体部材３８の外 表面上の所定位置に保持される。

こうして、軸方向粉体流通路５９が、後方胴体部材２８と前方胴体部材３８とノ ズル４８との各貫通孔によってスプレガン１０の後方端及び前方端の間に形成さ れるゎこの粉体流通路５９内には軸方向に胴体ライナー６０が延在し、この胴体 ライナー６ｏの後方端は後方胴体部材２８に形成された座６２に取付けられてい る。胴体ライナー６０はケーブルアンセンブリ６３を収容・支持し、このケーブ ルアンセンブリ６３は高電圧静電ケーブル６４を具備し、この高電圧静電ケーブ ル６４は絶縁性ケーブルライナ−６６内部の空洞内に取付けられている。第２図 参照、このケーブルライナー６６の前方端は、前方胴体部材３８の前方端に保持 されたスパイダー形取付体６８によって、ノズル４８の貫通孔５６に対して同軸 に支持されている。ケーブルライナー６６の後方端と高電圧ケーブル６４はケー ブル調整アッセンブリ７０によって取付ブロック１２の入口部２２に取付けられ ている。このケーブル調整アッセンブリ７０とケーブルアンセンブリ６３の構造 は本願と共に継続中の出願、即ち、発明者がシャープレス（Ｓｈａｒｐｌｅｓｓ ）等、発明の名称が「静電スプレガン装置及びケーブルアンセンブリ」、出願日 が１９８７年５月２７日の出願第０７１０５４，７４６号に開示されている。尚 、上記出願はこの引用によって本明細書の一部をなすものである。

ケーブル調整アッセンブリ７０とケーブルアンセンブリの詳細構造は本発明の一 部を構成するものではないので、概略的な説明に止める。第２図及び第３図にお いて、本願のケーブルアンセンブリは、ケーブル６４の外装７２の前方端を剥い で芯７４を露出させてこの芯７４をケーブルライナー６６の中空内部に挿入して １作られる。

尚２このケーブルライナー６６の中空内部には絶縁性グリース７６が充満してい る。ケーブル芯７４はバネ７８に電気的に接触し、このバネ７８は一連の抵抗体 ８２のリード線８０に半田付けされている。抵抗体８２も管６６の中空内部に保 持されている。抵抗体８２の反対側端のリード線８４は管状ピン８６に半田付け され、このピン８６はケーブルアッセンブリ６３の前方端から外方に突出してい る。

ケーブルアンセンブリ６３の前方端は、偏向器取付体８７を支持し、この偏向器 取付体８７には帯電用電極９０を有する粒子偏向器８８が取付けられている。管 状ピン８６は偏向器取付体８７を貫通延在し、金属スリーブ８９を介して帯電電 極９０に電気的に接触し、これによって高電圧ケーブル６４を帯電電極９ｏに電 気的に接続している。粒子偏向器８８の詳細な構造及び高電圧ケーブル６４と帯 電電極９０との接続構成は本発明の一部を構成するものではないので、本明細書 では詳述しない。粒子偏向器８８と帯電電極９０は出願日が１９８７年７月１３ 日１発明の名称が「粒子スプレガンｊの米国特許出頭第０７１０７２，７８０号 に開示さ九たタイプのものを使用するのが好ましい。尚、この米国特許出願は引 用により本明細書の一部を構成するものである。

粒子偏向器８８と帯電電極９０は、ケーブルアンセンブリ６３によって粉体被覆 材粒子の流通路中のノズル４８の放出開口５２の位置に取付けられている。こう して、偏向器８８とノズル４８の放出開口５２との間に。

はぼドーナッツ形又はリング形の粉体流路９１が形成され、この粉体流路９１を 通って被覆材粒子が流出し、被覆すべき物体上で円錐状の粉体スプレパターンを 作る。

本発明の主たる特長によると、ノズル４８の放出開口５２に対する粒子偏向器８ ８の軸方向相対位置は、調整可能である。この調整は、ケーブル調整アッセンブ リ７０の操作に応じて高電圧ケーブルアッセンブリ６３を移動させることによっ て達成される。

第１図の左側部分において、ケーブル調整アツセリブｌＪ７．ｏは固定されたナ ツト９２を具備し、この固定ナツト９２は取付ブロック１２の入口スリーブ２２ に取付けられ、メネジ孔９４が穿設されている。ケーブル調整器９６は、オネジ 付の後方端９８と大径の前方端１００とを有し、この後方端９８は固定ナツト９ ２のメネジ孔９４内に挿通され、前方端１００は半径方向内方に延在した環状リ ング１０２を有する。ケーブル調整器９６の後方端９８には、貫通孔１０４が形 成され、この貫通孔１０４は径が前方端１０６において大きくなっている。

高電圧ケーブル６４はケーブル調整器９６の中に挿入され、その外装７２を取り 除いて、ケーブル６４の芯７４だけがケーブル調整器９６から突出されている。

外装７２の端部には、この外装７２を除去してその芯７４を霧出させた箇所にナ ツト１０８が取付けられている８このナツト１０８はケーブルアダプタ１１０の 一端に螺合し、このケーブルアダプタ１１０をケーブル芯７４に取付し固定して いる。ケーブルアダプタ１１０の反対側端はクランプ用ナツト１１２内に螺合さ れ、このクランプ用ナツト１１２は１例えば圧縮フェルール形継手（不図示）に よってケーブルライナー６６に固着されている。これにより、ケーブル６４とケ ーブルライナー６６はケーブルアダプタ１１０を介して互いに固定され、胴体ラ イナー６０内で一体として移動可能になる。ケーブルアダプタ１１０にはその前 方端付近に、半径方向外方に突出した肩部１１４を形成することが望ましい。こ のケーブルアダプタ１１０の肩部１１４にはケーブル調整器９６の前方端１’Ｏ Ｏの環状リング１．０２が当接し。

このリング１０２は保持リング１１６によって所定位置に保持される。

このケーブル調整構造体の動作は以下の通りである。

例えばケーブル６４を前方向に移動するには、ケーブル調整器９６のオネジ面に 沿って軸方向に可動な止めナンド１１８を回転して固定ナツト９２の後方面との 係合を解く。その後、ケーブル調整器９６を、一方向に回転させて、固定ナツト ９２に対して軸方向に相対移動させる。

ケーブル調整器９６は、この回転の時に、ケーブル６４とナツト９２とケーブル アダプタ１１０と取付ブロック１２の入口スリーブ１２２の内部孔に対して摺動 可能である。こうして、ケーブル調整器９６の軸方向移動は。

それの環状リング１０２とケーブルアダプタ１１０の肩部１１４及び保持リング １１６との間の連結を介してケーブル６４に伝達されるゎケーブルアダプタ１１ ０の肩部１１４と保持リング１１６とは、ケーブル調整器９６の回転を許容する が、このケーブル調整器９６と共にケーブルアダプタ１１０とケーブル６４とケ ーブルライナー６６とを軸方向に移動させる。ケーブル調整器９６を反対方向に 回転すれば、ケーブル６４とケーブルライナー６６も軸方向逆向きに移動される 。

第３図及び第４図は、スプレガン１ｏの前方端の拡大図で、粒子偏向器８８とパ ターン調整器スリーブ５４とノズル４８との相対的な軸方向の両極端位置を示し ている。本発明の重要な特長は、粒子偏向器８８とパターン調整スリーブ５４と の両方の位置を互いに、及び、ノズル４８の放出開口５２に対して軸方向に調整 することであり、この調整によって、ノズル４８の放出開口５２から放出される 被覆材粒子が作るスプレパターンを所望の幅にすることができると共に、このよ うな被覆材粒子に付与される静電荷をパターン幅に対して最適化すること上述し たように１粒子偏向器８８はケーブルライナー６６と高電圧６４と共に、ノズル ４８の放出開口５２に対して軸方向に移動可能である９ｍｍススリーブ５４また ○リング５８と前方罰俸部材３８の外表面との間の摺動連結部を介してスプレガ ン１０の前方端に沿って軸方向に調整可能である。粒子偏向器８８と調整スリー ブ５４との両方が、被覆すべき物体へ塗布される被覆材粒子のスプレパターン幅 の決定に寄与し、偏向器８８とスリーブ５４の夫々の寄与は夫々の軸方向位置に 依存する。

第３図においては、パターン調整スリーブ５４が最後方位置に移動されており５ この最後方位置では、その前方端５５がノズル４８の前方端４９とほぼ同一の平 面上に位置している。この位置においては、ノズル４８の族リーブ５４の内壁５ ７に接触しない。この結果、被覆材粒子のスプレパターン幅は、放出開口５２に 対する粒子偏向器８８の相対的軸方向位置に全面的に依存する。

粒子偏向器８８は、物体流路９１を流れる粉体被覆材粒子の半径方向速度を変え ることによってパターン幅を制御する。即ち、粒子の半径方向速度を大きくする につれて、スプレパターン幅が大きくなる。このような粒子速度の変化は１粒子 偏向器８８とノズル４８との間の粉体流路９１の半径方向の大きさ１２５を変え ることによって行われる。粒子偏向器８８が後方向に、即ちノズル４８の方に移 動されるにつれて、粒子偏向器８８とノズル４８との間の半径方向の間隔、即ち 大きさ１２５が減少し、この減少によって、粉体流路９１を流れる粒子の半径方 向速度が増大する。他方、粒子偏向器８８が前方向に移動すると半径方向の大き さ１２５が増大し、これによって、一定流量の下で粒子速度が低下する。

以下の事実が判明した。即ち、空気搬送粉体被覆材粒子流が偏向器８８を通過す ると、偏向器８８の前方向に低圧力領域が発生し、この低圧力領域は粉体流路９ １から放出された粉体被覆材粒子を内方に吸引又は吸込む傾向がある。被覆材粒 子が偏向器を高い半径方向速度で通過する場合には、その被覆材粒子は上述の低 圧力領域の影響が少ないので、この時のスプレパターン幅は、低速の被覆材粒子 が上述の低圧領域によって内方に著しく吸引された時のスプレパターン幅よりも 大きくなる。

第４図においては、パターン調整スリーブ５４は最前方位置にあり、その前方端 ５５がノズル４８の放出開口５２を越えている。パターン調整スリーブ５４がこ の位置にある場合には１粒子偏向器８８とノズル４８との間の粉体流路９１を流 れた被覆材粒子は、パターン調整スリーブ５４の内壁５７に衝突する。この衝突 によって、被覆材粒子は向きを変えて、パターン調整スリーブ５４の内壁５７に ほぼ平行な流路に沿って流れる。これにより、被覆すべき物体に形成される被覆 材粒子のスプレパターンは幅が狭くなる。

調整スリーブ５４が粒子スプレパターンを狭くする作用は、第４図に示したよう に、調整スリーブ５４がノズル４８に対して最前方位置にある時に最大となると 思われる。この位置では、パターン調整スリーブ５４の内壁５７のうちの比較的 長い部分に、被覆材粒子が接触することになり、この接触により、被覆材粒子は 減速すると共に向きを変えて調整スリーブ５４の内壁にほぼ平行な流路に沿って 流れる傾向になる。

調整スリーブ５４が粒子偏向器８８とノズル４８の放出開口５２とに対して後方 向に移動されるにつれて、被覆材粒子は依然として調整スリーブ５４の内壁５７ に衝突するけれどもその衝突距離も時間も短くなる。この場合、被覆材粒子は、 あまり減速されなくなると共に、狭い流路内に制限されるのではなく、パターン ｍｌｉス＋、Ｉ−ブ５４の前方端から半径方向外方へ分散される傾向となる。

パターン調整スリーブ５４が成る前方位置にある状態では１粒子偏向器８８も被 覆材粒子の粉体スプレパターンの幅に影響を及ぼす。上述したように、被覆材粒 子は、パターン調整スリーブ５４の内壁５７に沿って長い距離を移動すると、ス プレパターンが狭くなる傾向がある。

パターン調整スリーブ５４が最前方位置にある状態でもし粒子偏向器８８がその 最後方位置に移動したとすると、被覆材粒子は、調整スリーブ５４の内壁５７に 沿ってかなりの距離を移動しなければならず、これによってスプレパターンは狭 くなる。パターン調整が同一軸方向位置にある状態で粒子偏向器８８がノズル４ ８に対して前方向に移動するにつれて、ノズル４８と粒子偏向器８８との間の粉 体流路９１から放出される被覆材粒子の少なくとも一部が、調整部材５４の内壁 ５７に沿って移動する距離が短くなる。この結果、被覆すべき物体上に形成され るスプレパターンは幅広になる。

本発明の別の態様では、粒子偏向器８８と調整スリーブ５４との軸方向の相対的 位置と、ノズル４８のフレア形放出開口５２に対する粒子偏向器８８と調整スリ ーブ５４の軸方向位置とは、スプレガン１ｏから放出される被覆材粒子に印加さ れる静電荷に影響を及ぼす。

粒子偏向器８８が保持する帯電電極９０は静電界を作り、被覆材粒子は、粒子偏 向器８８とノズル４８との間のドーナッツ形状の粉体スプレ路９１を通って放出 される際に上記静電界を通過する９この被覆材粒子に印加される静電荷は、粉体 スプレ路９１中に帯電電極９０によって作られる静電界の集中度（ｃｏｎｃｅｎ ｔｒａｔｉｏｎ）と、上記静電界内での被覆材粒子の滞留時間との関数である。

粉体流路９１内での静電界の「集中度（ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ）　Ｊとは 、粉体流路９１内でのイオンの濃度（ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ）のことであ り、これはイオンと粉体被覆材粒子との間の衝突数を増大し、粉体被覆材粒子の 静電荷を増加する。

ノズル４８に対する粒子偏向器８８の軸方向相対位置は、その両者間の粉体流路 ９１内での被覆材粒子の滞留時間と、粉体流路９１内の静電界の集中度との両方 に影響を及ぼす。第３図と第４図において、偏向器８８がノズル４８のフレア形 放出開口５２に対して後方向に相対移動するにつれて、両者間の粉体スプレ路９ １の半径方向の大きさ１２５が減少する。第３図参照、流量が既定の場合、粒子 偏向器８８とノズル４８との間の粉体流路９１の半径方向の大きさ１２５が減少 するにつれて、被覆材粒子は増速し、この為、帯電電極９０による静電界内の被 覆材粒子の滞留時間は減少する。これと同時に半の静電界の集中度が増大する。

他方、粒子偏向器８８が軸方向前方に移動して粒子偏向器８８とノズル４８との 間の粉体流路９１の半径方向の大きさ１２５が大きくなるにつれて、その流路を 流れる被覆材粒子は流量一定の状態の下で減速する。しかしながら、この増大し た半径方向大きさ１２５の粉体流路９１での静電界の集中度は減少する。

そこで、好適実施例では、粒子偏向器８８を、その用途の条件に応じてノズル４ ８のフレア形放出開口５２から軸方向に適宜の距離だけ離して配置し、これによ り粒子速度と静電界集中度との間のバランスをとって、粒子流路９１を流れる被 覆材粒子の帯電を最適化する。

帯電電極９０に対する調整スリーブ５４の軸方向位置も、被覆材粒子帯電用の静 電界の集中度に影響を及ぼす、パターン調整スリーブ５４は電極９０及び帯電被 覆材と、スプレガン１０の周囲に存在する物体との間に静電シールドを形成する 。尚、上記物体は、接地電位か又は電極９０の電位とは実質的に異なった電位の 物体である。上述したように、もし電極９ｏの近傍の帯電被覆材粒子が接地物体 又は異電位物体に引き付けられてしまうと、コロナ電流路が、上記物体と電極９ ｏとの間に形成されることがある。このコロナ電流路が形成されると。

電極９０での帯電用電気エネルギが寄生放電によって減少される。

パターン調整スリーブ５４は、電極９０に対して前方向に相対移動するにつれて 、物体流路９１内の静電界の集中度を高めるように作用する。この理由は次の通 りである。即ち、パターン調整スリーブ５４は、接地電位又は電極９０と実質的 に異なる電位の周囲物体から電極９０を漸進的に隠す、即ち遮蔽するからである 。静電シールドとしての調整スリーブの効力は、電極９ｏとここで作られた帯電 被覆材粒子とを遮蔽、即ち隠す程度に依存する。

電極９０が作り出す静電界の集中度は調整スリーブ５４が最前方位置のときに増 大するけれども、この位置では上述のように被覆すべき物体上での被覆材粒子の スプレパターンが比較的狭くなる。このスプレパターン幅を大きくする為には、 パターン調整スリーブ５４を粒子偏向器８８に対して後方向に移動しなければな らない。

しかしこの後方向移動があると、電極９ｏを周囲の異電位又は接地電位物体から 遮蔽するパターン調整スリーブ５４の効果が低減してしまう。

こうして、パターン調整スリーブ５４と粒子偏向器８８との相対的位置関係は、 所望のスプレパターン幅と、被覆材粒子に適宜の静電荷を付与する静電界の集中 度との間の兼ね合い（トレードオフ）を考慮して決定される５パターン調整スリ ーブ５４と粒子偏向器８８との両方とも軸方向に調整可能であるので、スプレガ ン１０は、充分な自由度でもって、即ち種々のやり方で、被覆すべき物体への被 覆材粒子の被覆範囲を最適化することができる。

本発明は好適実施例を参照して説明してきたが、当業者は１本発明の範囲から逸 脱することなく種々の変更を施したり、部材を均等物に置換したりすることがで きるであろう。更に、本発明の本質的範囲から逸脱することなく１本発明に特別 な状況や材料を適応するような種々の変更も可能であろう。従って、本発明は本 発明を実施するための最良の形態として開示された特別の実施例に限定されるも のではなく、添付の請求の範囲内のすべての実施例を含むものである。

手続補正書 平成　２年　５月１８日慄 特許庁長官　吉　１）文　毅　殿 １、本件の表示 ＰＣＴ／ＵＳ８８１０３２３５ ２、発明の名称 名　称　ノードソン　コーポレーション（１）別紙の通り、印書せる明細書及び 請求の範囲の翻訳文名１通を提出致します。

国際調査報告

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．繊細粉体被覆材粒子をスプレする静電スプレ被覆装置であって： 前方端と、この前方端に微細粉体被覆材粒子放出用の放出開口が形成された粉体 流通路とを有するスプレ装置と；上記スプレ装置の上君己放出開口から放出され た微細粉体被覆材粒子の流路内に取付けられた電極と粒子偏向器と； 上記スプレ装置の上記放出開口に対して上記粒子偏向器と電極とを軸方向に移動 させる手段と；上記スプレ装置の上記前方端に保持され、上記電極とは異なった 電位の物体から上記電極を遮蔽する静電シールド手段と； を具備し、上記電極は上記粒子偏向器に取付けられ、上記静電シールド手段は、 上記粒子偏向器と電極とに対して及び上記スプレ装置の上記放出開口に対して上 記スプレ装置の上記前方端に沿って軸方向に移動可能である静電スプレ被覆装置 。
2. ２．上記静電シールド手段は上記ガン胴体の上記前方端上に摺動可能に取付けら れたパターン調整スリーブを具備し、上記パターン整形スリーブは、上記パター ン調整スリーブの少なくとも一部が上記電極の少なくとも一部から半径方向外方 かつその前方に位置する第１位置と、上記パターン調整スリーブが上記電極の後 方に離間される第２位置との間において、上記偏向器の上記電極に対して上記ガ ン胴体に沿って軸方向に移動可能である請求の範囲１記載の静電スプレ被覆装置 。
3. ３．微細粉体被覆材粒子をスプレする静電スプレ被覆装置であって： 前方端と粉体流通路とが形成されたガン胴体を有し、上記粉体流通路には上記ガ ン胴体の上記前方端に微細粉体被覆材粒子放出用の放出開口が形成されているス プレガンと； 内部が中空の管とこの管の上記中空内部内に固定される高電圧静電ケーブルとを 有し、上記スプレガンの上記粉体流通路内に挿入されたケーブルアッセンブリと ；上記スプレ装置の上記放出開口から放出された微細粉体被覆材粒子の流路内で 上記管に取付けられた粒子偏向器と電極と； 上記粉体流通路内で上記ケーブルアッセンブリを軸方向に移動させるケーブル調 整手段と； 上記ガン胴体の上記前方端に保持され、上記電極と異なった電位の物体から上記 電極を遮蔽する静電シールド手段と； を具備し、上記電極は、上記粒子偏向器に取付けられると共に上記高電圧静電ケ ーブルに接続され、かつ静電界を作り上記放出開口から放出される微細粉体被覆 材粒子に静電荷を付与し、上記粒子偏向器は上記ケーブルアッセンブリの軸方向 移動に応じて上記放出開口に対して軸方向に移動可能であり、上記静電シールド 手段は上記粒子偏向器と電極とに対して及び上記スプレ装置の上記放出開口に対 して上記ガン胴体の上記前方端に沿って軸方向に移動可能である静電スプレ被覆 装置。
4. ４．上記静電シールド手段は上記ガン胴体の上記前方端上に摺動可能に取付けら れたパターン調整スリーブを具備し、上記パターン整形スリーブは、上記パター ン調整スリーブの少なくとも一部が上記電極の少なくとも一部から半径方向外方 かつその前方に位置する第１位置と、上記パターン調整スリーブが上記電極の後 方に離間される第２位置との間において、上記偏向器の上記電極に対して上記ガ ン胴体に沿って軸方向に移動可能である請求の範囲２記載の静電スプレ被覆装置 。
5. ５．スプレ装置に形成された放出開口から放出される微細粉体被覆材粒子のスプ レパターンの幅を変化させる方法であって： スプレ装置のノズルに形成された上記放出開口から放出される被覆材粒子の流路 中に粒子偏向器を、上記ノズルの上記放出開口から軸方向に離間するように、取 付けるステップと； 上記ノズルの上記放出開口に対して上記粒子偏向器を軸方向に移動させて、両者 間の軸方向の間隔を変えるステップと； 上記粉体スプレガンの上記胴体上にスリーブを、上記粒子偏向器から半径方向外 方に離間するように、取付けるステップと； 上記偏向器に対して上記スリーブを軸方向に移動させて、上記偏向器と上記放出 開口との間に形成された上記軸方向間隔に対して異なった複数の位置に上記スリ ーブを位置決めし、上記放出開口を流れる微細粉体被覆材粒子を偏向させるステ ップと； を具備する方法。
6. ６．上記粒子偏向器を移動させる上記ステップは同時に上記スリーブを軸方向の 固定位置に維持するステップを更に含む請求の範囲５記載の方法。
7. ７．上記スリーブを移動させる上記ステップは同時に上記粒子偏向器を軸方向の 固定位置に維持するステップを更に含む請求の範囲５記載の方法。
8. ８．上記スリーブを移動させる上記ステップは、上記ノズルの上記放出開口に対 して軸方向の固定位置に上記偏向器を維持し、かつ上記スリーブを上記偏向器と 上記放出開口とから離れるように軸方向に移動させて、上記放出開口から放出さ れた微細粉体被覆材粒子のスプレパターンの幅を減少するステップを含む請求の 範囲５記載の方法。
9. ９．上記スリーブを移動させる上記ステップは、上記ノズルの上記放出開口に対 して軸方向の固定位置に上記偏向器を維持し、かつ上記スリーブを上記偏向器と 上記放出開口とに近ずくように軸方向に移動させて、上記放出開口から放出され た微細粉体被覆材粒子のスプレパターンの幅を増大するステップを含む請求の範 囲５記載の方法。
10. １０．上記偏向器を移動させる上記ステップは、上記ノズルの上記放出開口に対 して軸方向最外方の固定位置に上記スリーブを保ち、かつ上記偏向器を上記放出 開口から離れるように軸方向に移動させて、上記放出開口から放出される微細粉 体被覆材粒子のスプレパターンの幅を増大させるステップを含む請求の範囲５記 載の方法。
11. １１．上記偏向器を移動させる上記ステップは、上記ノズルの上記放出開口に対 して軸方向最外方の固定位置に上記スリーブを保ち、かつ上記偏向器を上記放出 開口に近ずくように移動させて、上記放出開口から放出される微細粉体被覆材粒 子のスプレパターンの幅を増大させるステップを含む請求の範囲５記載の方法。
12. １２．スプレ装置に形成された放出開口から放出される被覆材粒子の流路中に作 られる静電界の集中度を変える方法であって： 電極を保持する粒子偏向器を、スプレ装置の上記放出開口から放出される被覆材 粒子の流路中に軸方向に取付けるステップと； 上記放出開口に対して上記偏向器と電極とを軸方向に移動させて、上記偏向器と 上記放出開口との間の軸方向間隔を変えるステップと； 上記粉体スプレガンの上記胴体上にスリーブを、上記偏向器と電極とから半径方 向外方に離間するように、取付けるステップと； 上記偏向器と電極とに対して上記スリーブを軸方向に移動させて、上記電極とこ の電極の電位と異なった電位の物体との間の種々の位置に上記スリーブを配置す るステップと； を具備し、上記被覆材粒子は、上記偏向器と上記放出開口との間の上記軸方向間 隔によって形成させる粉体流路内に上記電極によって作られる静電界を通過し、 上記軸方向間隔によって形成される上記粉体流路の横断面全体の静電界の集中度 は、上記軸方向間隔の変化につれて変化し、上記静電界の集中度は上記スリーブ が上記種々の位置の各々において上記電極を静電遮蔽する程度に伴い変化する方 法。
13. １３．上記スリーブを移動させる上記ステップは、上記偏向器と電極とを上記放 出開口に対して軸方向の固定位置に保持し、かつ上記スリーブを上記放出開口か ら離れるように移動して上記電極を異なった電位の物体から静電遮蔽する上記ス リーブの効力を増大し、これによって上記電極から作る上記静電界の集中度を高 める請求の範囲１２記載の方法。