JPS6123031B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は静電塗装装置に関する。

より詳しくは本発明は本出願人の特願昭54―
15367号及び特願昭54―164947号に開示された静
電塗装装置の改良に関する。

（従来の技術） 従来の静電塗装装置において、ペイント、ワニ
ス、ラツカー等々の流体塗料が塗布器具から霧化
又は微粒子形態で塗装対象物へ投射される。塗装
対象物は、電気的に接地（アース）電位に保持さ
れ、塗料は静電スプレーガンから噴射される直前
か直後に電荷を与えられ、その結果、電気的に塗
装対象物に引き付けられる。

そのような装置においては、均一でなめらかな
薄い塗料が対象物の表面に付着すること、又塗料
が高い割合で付着することが重要である。後者の
基準は装置の塗着効率とされている。塗着効率は
塗料の荷電効率に関係し、作業者は高荷電電圧即
ち120KVまでの高電圧で作業している。しかしそ
のような高電圧の使用はいろいろな問題を生じさ
せる。即ち、粉末を含め今日使われている多くの
塗料をスプレーするとき作業場は発火し易い雰囲
気になる。静電スプレーガンの高電圧静電気荷電
回路は静電スプレーガンの金属部分にエネルギー
を蓄積させる。従つて、もし静電スプレーガンを
接地された対象物に余りに近づけすぎると、静電
スプレーガンの中の高電圧荷電回路と接地された
対象物との間で火花が生じ、作業場の雰囲気に点
火する可能性が生ずる。この蓄電エネルギーの量
は電圧の２乗に比例して増大する。

前述の特願昭54―15367号は静電スプレーガン
の胴体であるバレル内に高抵抗値の抵抗を設ける
とともに、バレル先端に設けられたノズル内にノ
ズルから突き出した塗料荷電電極に隣接して低抵
抗値の抵抗を設けて、電極自体による少量のエネ
ルギーを除き蓄電エネルギーを効果的に減少させ
得る安全な機能をもつ静電塗装装置を示してい
る。上記静電スプレーガンの流れと制御装置は米
国特許第3747850号に示すものと良く以ており、
塗料を最終的に投射するノズルに塗料を供給する
多数の塗料流路を設け、ガンの胴体であるバレル
内に塗料流を制御するバルブを配置し、このバル
ブを開閉して塗料の噴射を制御している。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のごとき静電塗装装置においては、バルブ
が閉じられた後もバルブとノズルの噴射オリフイ
スの間の塗料流路には塗料が残つてしまう。この
塗料はノズルの噴射オリフイスから滴下して空気
噴射用の孔を被つて塞いでしまうという問題を引
き起こす。又、バレル内に配置されたバルブを検
査したり、保守を行なつたり、修理、取り替える
ことは非常に困難なものであつた。

本発明の目的は、前述したごとき比較的高電圧
を使用した場合でも電気エネルギーの蓄積が少な
く安全な作業ができると同時に、塗料流制御用バ
ルブとノズルの噴射オリフイス間に残存する塗料
を最少にして未噴射時の噴射オリフイスからの塗
料の漏出を防止でき、かつバルブの検査、保守、
修理、交換が容易にできる静電塗装装置を提供す
ることである。

（問題点を解決するための手段及び作動） 本発明の目的は、塗料流制御用バルブと高電圧
荷電回路の一部をノズル内の噴射オリフイス近傍
に配置して達成される。

即ち、本発明の目的を達成する一手段は、一端
が塗料を噴出させるための噴射オリフイスと成つ
て終端する塗料通路を内部に有し、実質的に不導
体の材質から成るノズルと；該ノズルの噴射オリ
フイスから突き出した荷電用電極と；上記塗料通
路内にあつて該オリフイスを選択的に開閉するよ
うに働らくニードルと弁座よりなるバルブと；該
荷電用電極を高電圧電源に接続するために該バル
ブのニードルを貫通している高電圧電路と；該高
電圧電路内でニードル内にある少なくとも１個の
直列の第１の抵抗と；より成る静電塗装装置であ
る。

又、本発明の上記目的を達成するもう一つの手
段は、塗料通路と高電圧電路を内部に有し、この
高電圧電路が第１の端部並びに第２の端部を持
ち、第１の端部が高電圧電源に接続されているバ
レルと；該バレルの前端に接続され、該バレル内
の該塗料通路と軸方向にほぼ一直線となる塗料通
路を持ち、該塗料通路の前端が塗料を噴射するた
めの噴射オリフイスと成つて終端している実質的
に不導体の材質から成るノズルと；該バレルと該
ノズル内の塗料通路内で軸方向に摺動可能な制御
ロツドと該噴射オリフイス近くの該ノズル内に形
成された円錐状弁座より成り、該制御ロツドが不
導体から成り且つ該制御ロツドの先端が該噴射オ
リフイスを通る塗料の流れを制御するため該弁座
と合致する円錐尖端となつて終端している該ノズ
ル内のバルブ手段と；該制御ロツドの該先端内に
その一端を取り付けられ前記噴射オリフイスから
突き出した荷電用電極と；該制御ロツドの少なく
とも先端中を貫通する高電圧電路と；該制御ロツ
ドを貫通する該高電圧電路内で該制御ロツドの先
端中に設けられ、前端で該荷電用電極に接続され
る直列の第１の抵抗と；該制御ロツドの軸方向の
動きは許容しつつ該抵抗の他端を該バレル内の高
電圧電路の第２の端部に電気的に接続されて該荷
電用電極を該高電圧電路に接続するための電気接
続手段と；より成る静電塗装装置である。

本発明の好適な実施例によれば、静電スプレー
ガンは内部に抵抗を含む高電圧電路を有するバレ
ルと、このバレルに取り付けられたノズルとを有
する。ノズルは、実質的に不導体の材料で作られ
ており、ノズルの前端において噴射オリフイスと
成つて終端する円形の流路を持ち、又、噴射オリ
フイスの近くでノズルの内側に形成された円錐状
弁座を持つている。ノズル内の塗料流路はバレル
内の塗料通路と軸方向に一直線になつており、且
つ直接に連結している。噴射オリフイスを通る塗
料の流れは、バレル及びノズル内の塗料通路の中
で軸方向に摺動可能で且つその前端がノズルの弁
座に座着しうる円錐尖端となつて終端しトリガー
作動される制御ロツドによつて制御される。従つ
て、塗料流量制御用バルブは静電スプレーガンの
最前部近くにある。

制御ロツドの前端は、更に、制御ロツド内に第
１の抵抗と、それから延在している細線状の電極
とを含んでいる。電極は噴射オリフイスを通つて
延在し、ノズルから噴射される塗料の流れの中に
ある。制御ロツドの塗料流通路内における前後へ
の軸方向移動を可能にするとともに電気的接続を
成す金属スプリングによつて第１の抵抗は静電ス
プレーガンのバレル内を通過する高電圧電路に接
続されている。

静電スプレーガンを通る高電圧荷電回路の通路
は、このように、バレルの中の第２の抵抗、第２
の抵抗を金属スプリングに接続している電気伝導
体、金属スプリング、そして制御ロツドの前端に
ある第１の抵抗を通つて噴射オリフイスから突き
出している荷電用電極へ接続されている。バレル
内の抵抗と、制御ロツドの前端にある抵抗は、静
電スプレーガン内に蓄積するエネルギーを荷電電
極の“上流”、即ち、後方において有効に減少さ
せるよう組み合わされている。このように静電ス
プレーガン内のすべての蓄積エネルギーは、電極
自身のもつ少量のエネルギーを除いて減少せられ
る。従つて、本発明にもとずく静電塗装装置はか
なりの高電圧即ち120KV（開放回路）において安
全に作動する。

更に静電スプレーガンは清潔に作動し、きれい
に保ち、且つ作動可能な状態に維持するのが容易
である。又、内部通路の数は少なくでき、製作上
の利点も提供する。

本発明の他の目的と利点とは以下の詳細な説明
と添付の図面によつて明白になるであろう。

（実施例） 第１図に示す静電スプレーガン１０は、空気作
動式であり、液体の流れを有効に霧化するために
液流に空気流の衝撃を与えている。

静電スプレーガン１０は電気的に接地レベルの
金属製ハンドル１１と、電気的に絶縁されたバレ
ル１２と、バレル１２の前端にある電気的に絶縁
されたノズル１３とを含んでいる。塗布剤、ワニ
ス又はラツカー状のペイント又は他の塗料（本発
明においては一般的にペイントと称する）は、圧
力ホース１４を通して（図示なき）外部貯蔵器又
はタンクから圧力で静電スプレーガン１０に供給
される。

圧力ホース１４はハンドル１１の手元端に取り
付いており、又、その内部には塗料流路を有して
いる導電性ラツグ１６に接続しており、このラツ
グ１６は、圧力ホース１４の流路を導電性ラツグ
１６とバレル１２の側面の入口通路２０との間に
接続されたホース１８内の流路に接続している。
バレル１２の側部の入口通路２０は、バレル１２
内の円形の軸方向流体通路２２に連結している。
そして軸方向流体通路２２は、その前端におい
て、ノズル１３（第２図）内の中央の円形な軸方
向流体通路２４に連絡している。軸方向流体通路
２２と２４とは実質的に軸方向に一直線になつて
いる。トリガー２６は軸方向流体通路２４内のニ
ードル・弁座型バルブを作動させ、後に詳述する
ようにノズル１３からの流体の噴射を制御する。

ハンドル１１は金属鋳物で作られており、この
ハンドル１１は、空気取入口２８、トリガー作動
される内部空気流の制御バルブ３０、この制御バ
ルブ３０を通る空気流を制御するトリガー２６を
含んでいる。又ハンドル１１内には静電スプレー
ガン１０から飛散するスプレーの形状又は“フア
ン（fan）”を制御する調節可能なフアン空気流の
制御バルブ３２がある。

空気ホース３４は適当なカプリングによつてハ
ンドル１１の手元端に接続しており、空気取入口
２８を通してハンドル１１内の一般に垂直な空気
通路３６に連絡している。空気通路３６は制御バ
ルブ３０及び３２を通つて図に示されていない平
面に広がつており、静電スプレーガンのバレル１
２内を延びてバレルの前端で終了する一対の内部
通路３８，４０に続き、ノズル１３（第２図）内
の空気通路４２と４４とにそれぞれ連絡してい
る。内部通路３８は霧化空気を提供し、内部通路
４０はフアン形の空気を提供する。内部通路３
８，４０を通る空気流はトリガー作動される内部
空気流の制御バルブ３０によつて制御され、内部
通路４０を通るフアン形空気流は更にフアン空気
流の制御バルブ３２によつて制御される。

電気エネルギーの高圧電源は図示なき外部のパ
ワー源から高電圧ケーブル４６によつて静電スプ
レーガン１０に供給される。高電圧ケーブル４６
はハンドル１１の手元に接続し、ハンドル１１内
でバレル１２へ延在する通路４８を通過してい
る。導電性のスプリング５０は高電圧ケーブル４
６の端と第２の抵抗５４との間で圧縮されて、高
電圧ケーブル４６の端部と第２の抵抗５４との間
で電気的接続を行なつている。第２の抵抗５４は
一般に75メグオームのオーダーであるが、これは
多かれ少なかれ静電スプレーガン１０につながる
高電圧ケーブル４６を通して供給される電圧に依
存する。第２の抵抗５４の前端は小さな電気伝導
体５６によつて、塗料の軸方向流体通路２２と２
４内の不導体製の制御ロツド６２に取り付けられ
た金属ピン６０と接続する円錐スプリング５８へ
接続されている。

次に第２図を参照にしてノズル１３を説明す
る。ノズル１３の好適な実施例は、特願昭54―
164947号に示されており、ここではその開示を参
照する。一般に、ノズル１３はデユポン社の商標
名“デルリン”で知られるアセタール重合体のよ
うな不導体で作られる。デルリン５００及び５５
０が望ましい材料である。ノズル１３は、その後
端部がバレル１２の前端内のカウンタボアにネジ
込まれている流体チツプ６４を持つている。流体
チツプ６４は円周方向に離れたいくつかの軸方向
通路６６を持つている。これらはその後部がカウ
ンタボアの中に開通して空気通路４２と連絡して
おり、内部通路３８を通過して空気通路４２へ入
つた霧化空気は流体チツプ６４内の軸方向通路６
６に入り、ここを通つて流体チツプ６４の前部を
取り巻く内部チヤンバー６８に入る。流体チツプ
６４は、同時にタンク又は貯蔵器からホース１４
と１８（第１図）を通してペイントを供給するた
め静電スプレーガンのバレル１２部分の塗料の軸
方向流体通路２２と連絡している中央の軸方向流
体通路２４を含んでいる。

流体チツプ６４の前端は塗料が噴射される小さ
な直径の噴射オリフイス７２を持つノズル７０内
で終了している。流体チツプ６４はさらに噴射オ
リフイス７２の真近でノズル７０の内側に形成さ
れた円錐状弁座７４を含んでいる。

空気キヤツプ７６が流体チツプ６４の前端をと
り囲んでいる。一端をバレル１２のネジ部分にネ
ジ込まれ他端には円形のリツプ８０を有する円形
の保持リング７８が空気キヤツプ７６を保持して
いる。保持リング７８は硬いけれどもリツプ８０
の部分は充分にフレキシブルで、空気キヤツプ７
６はリツプ８０の定位置に容易に取り付け可能で
ある。リツプ８０は空気キヤツプ７６の外側表面
にある円形ミゾ８４の壁８２と係合し、従つて空
気キヤツプ７６は安全に保持され、空気が大気中
に逃げるのを封じている。

霧化空気の流れはノズル７０の真近の開口８６
を通り、フアン状の空気流は対向するエアホーン
９０内の開口８８を通過する。

軸方向流体通路２２と２４を通るペイントの流
れは制御ロツド６２によつて制御される。制御ロ
ツド６２はその後部においてデルリン製のパツキ
ンナツト９２に取り付けられており、フレキシブ
ルなベローシール９４を含み、トリガー２６が作
動すると軸方向において前後に摺動可能となる。
ベローシールは米国特許第4079894号に記述され
ているので、その構成と動作の詳細についてそれ
を参照されたい。

制御ロツド６２は円錐尖端９６となつてその前
端を終了している。円錐尖端９６はノズル７０内
の弁座７４と連携し、トリガー２６によつて作動
可能なニードル・弁座型バルブを構成している。
即ち、トリガー２６を後方に引くと、制御ロツド
６２が後退し、制御ロツド６２の円錐尖端９６が
塗料の噴射オリフイス７２直後の弁座７４から後
退し、軸方向流体通路２４内のペイントが円錐尖
端９６の回りを流れ、噴射オリフイス７２から外
へ噴出するのを許容する。トリガー２６をはなす
と、スプリング９８は制御ロツド６２を前方へ動
かし、円錐尖端９６が弁座７４に係合してペイン
トの流れは止まる。図に見られるように、ニード
ル、弁座７４、噴射オリフイス７２、制御ロツド
６２はすべて軸方向直列に並んでおり、静電スプ
レーガン１０のバレル１２内の塗料通路と一直線
に並んでいる。更に弁座７４は噴射オリフイス７
２の真近にあり、それによつて完全な作動を提供
し、バルブが閉じたとき静電スプレーガン１０内
のバルブの下流に残るペイントの量はほんの僅か
である。更にバルブは点検、保守、修理のために
容易に触れることができる。このようにバルブを
手入れするためには、単に保持リング７８と空気
キヤツプ７６を取りはずし、流体チツプ６４をバ
レル１２からはずせばよい。摩耗したり損傷した
ときのバルブの交換は、同様にノズル１３の流体
チツプ６４を単に交換するだけで達成される。

上述したように、第２の抵抗５４がスプリング
５０と電気伝導体５６との間でバレル１２内に取
り付けられている。第２の抵抗５４はこのように
静電スプレーガン１０のバレル１２を通る高電圧
電路と直列になつている。制御ロツド６２の前端
部には第１の抵抗１００がある。第１の抵抗１０
０の前端１０２は細いステンレス銅線の電極１０
４に電気的に接続されており、この電極１０４は
ノズル７０の噴射オリフイス７２を通つて延在し
ている。この電極１０４は、ノズル１３から噴射
された霧化ペイントをイオン化する。この好適な
実施例においては電極１０４は丸棒で、直径は
0.025インチ（0.635mm）、長さは0.69インチ
（17.53mm）である。電極１０４は液体ノズルの端
部から0.27インチ（6.86mm）突き出ている。

第１の抵抗１００と電極１０４は制御ロツド６
２へ一体成型しても良いし、又、すでに形成さて
いる制御ロツド６２へはめ込んでもよい。どちら
の場合においても、制御ロツド６２を構成する材
料は、第１の抵抗１００とその電気接続物とを化
学腐触から守りかつ軸方向流体通路２４を通る塗
料による摩耗を防止する。

第１の抵抗１００の他端１０６は制御ロツド６
２を通つている金属ピン６０と接触している。金
属ピン６０は、電気伝導体５６に接触している円
錐スプリング５８と接触している。結果的に、円
錐スプリンング５８及び金属ピン６０は、バルブ
を開閉すべく制御ロツド６２の軸方向の移動を許
容するとともに、電気伝導体５６を第１の抵抗１
００と電気的に接続する手段を構成している。第
２の抵抗５４から先の高圧電気エネルギーの通路
は電気伝導体５６、円錐スプリング５８、金属ピ
ン６０、第２の抵抗１００そしてイオン化用電極
１０４となる。第１の抵抗１００はこのように高
エネルギー電路内に直列に入つており、又イオン
化用電極１０４以外のすべての電導性部品より前
方即ち“下流”に入つている。

前述のように、ノズル１３は電極１０４自体を
除いて実質的に不導体である“デルリン”で作ら
れている。このように、静電スプレーガン１０の
前部即ちノズル１３内の第１の抵抗１００の下流
にある電気伝導性の材料は電極１０４だけであ
る。そして電気伝導体５６、円錐スプリング５
８、金属ピン６０等はすべて後方即ち第１の抵抗
１００の“上流”にある。

このように、第１の抵抗１００の下流にあつて
静電スプレーガン１０の前端において非減衰高電
荷を提する電気伝導体部品は大巾に低減され、そ
の結果として抵抗により減衰されずに蓄積される
エネルギーの容量が低減される。

抵抗５４と１００とは市販されているもので良
く、それらの抵抗値は様々な要因に依存して決定
される。120KV（開放回路）までの作動用として
設計された実際の装置においては、バレル１２内
の第２の抵抗５４は75メグオームで、ノズル１３
内の第１の抵抗１００は12メグオームである。一
般に、電気伝導体５６、円錐スプリング５８、金
属ピン６０等々のような静電スプレーガン１０内
の電気部品と高電圧ケーブルの累積された効果を
抑えるにはこの組合せ抵抗を十分に大きくする必
要がある。ノズル１３内の第１の抵抗１００の値
は、バレル１２内の第２の抵抗５４とノズル１３
内の第１の抵抗１００との間の電気部品の影響を
充分に減衰させるだけ大きいものでなければなら
ない。所望の値は静電塗装技術に堪能な技術者に
より利用され周知であるイグニツシヨンテストに
よつて選定できる。

以上本発明の好適な実施例について記述して来
たが、当業者であれば本発明の範囲をはずれるこ
となく他の形も可能であることを理解するであろ
う。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明の静電塗装装置で
は、ニードル、弁座型バルブをノズルのオリフイ
ス近傍に配置するとともに、ニードルを構成する
制御ロツド内に抵抗を設けたもので、高電圧にお
いて安全に作動しながらも、塗料の滴下が無いの
で清潔で、常に作動可能状態に保たれ、バルブの
点検、保守、修理、交換が容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にもとずく静電塗装装置の部分
断面図である。第２図は第１図の静電塗装装置の
ノズル部分の軸方向断面図である。 主要部分の符号の説明、１１…ハンドル、１２
…バレル、１３…ノズル、２２，２４…軸方向流
体通路、５４，１００…抵抗、５８…円錐スプリ
ング、６２…制御ロツド、６４…流体チツプ、７
２…噴射オリフイス、１０４…イオン化電極、９
６…円錐尖端、７４…弁座。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 塗料通路と高電圧電路を内部に有するバレル
   と；該バレルに接続され、 一端が塗料を噴出させるための噴射オリフイス
   と成つて終端しバレルの塗料通路に連結される塗
   料通路を内部に有し、実質的に不導体の材質から
   成るノズルと；該ノズルの噴射オリフイスから突
   き出した荷電用電極と；上記ノズルの塗料通路内
   にあつて該オリフイスを選択的に開閉するように
   働くニードルと弁座よりなるバルブと；該荷電用
   電極をバレルの高電圧電路に接続するために該バ
   ルブのニードルを貫通している高電圧電路と；該
   バルブのニードルを貫通している高電圧電路内に
   ある少なくとも１個の直列の第１の抵抗と；より
   成る静電塗料装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の装置であつて、
   前記荷電用電極が前記ニードルの中に一端を有し
   ていることを特徴とする静電塗装装置。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の装置であつて、
   該バレルの塗料通路はノズルの塗料通路とほぼ軸
   方向に一直線となることを特徴とする静電塗装装
   置。 ４ 前記バレルの高電圧電路は第２の抵抗を有し
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の静電塗装装置。 ５ 特許請求の範囲第４項記載の装置であつて、
   前記第１の抵抗の抵抗値が前記第２の抵抗の抵抗
   値よりも小さいことを特徴とする静電塗装装置。 ６ 特許請求の範囲第４項記載の装置であつて、 前記第１と第２の抵抗の抵抗値は夫々ほぼ12及
   び５メグオームであることを特徴とする静電塗装
   装置。 ７ 特許請求の範囲第４項記載の装置であつて、 前記ノズルは前記バレルから取りはずし可能で
   あることを特徴とする静電塗装装置。 ８ 特許請求の範囲第２項記載の装置であつて、 前記第１の抵抗と荷電用電極の端部とがニード
   ル内に埋め込まれていることを特徴とする静電塗
   装装置。 ９ 特許請求の範囲第２項記載の装置であつて、 前記第１の抵抗と荷電用電極の端部とがニード
   ルの中に一体成型されていることを特徴とする静
   電塗装装置。