JPS62163758A - 調整可能なフラツトパタ−ン粉体スプレガン - 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】 本発明は静電式粉体スプレ装置に係り、特にこのような
粉体スプレ装置に使用される粉体スプレカンの改良に関
する。

静電式粉体スプレ装置は、原理的には、一般に約１５０
メツシユ程度の微細粉体が空気流若しくはガス流に伴出
されスプレガン、即ちスプレヘッドに搬送される。この
ように空気流で搬送される粉体（以下、空気搬送粉体と
称する。）は、ガンのノズルから対象物即ち基材に搬送
される。この時の搬送は粉体に静電電荷を印カロすると
共に、基材に逆の静電電荷を印加することによって行わ
れる。粉体は、基材に塗布されろと、一般には加熱され
て溶融し、その後に冷却されてフィルム状に基材に接定
１する。

このような粉体スプレ塗布法は、いろいろなタイプか存
在するが、はとんどの場合、スプレした粉体量の半分以
下しか対象物、即ち４ｇ１ｆｖ　柑苫１ｆｒ−ＩＸ＞　
　ｔｍ　　ｙ　　ｘ　　−ｐ−２ｒａｗ＋　□　ｔｙｑ
ｒ＋　ａ。

オーバースプレ粉体は、一般に収集・洗浄・再生利用し
て、粉体スプレ装置の効率及び、涌済性を向上している
。一般に粉体を収集し再生利用するコストは、最初に粉
体を塗布するコストよりもかなり大きい。この為、この
粉体スプレ装置にとって非常に重要なことは、最初にス
プレされた粉体のうち対象物、即ち基材に付着する割合
をできるだけ多くして、再生利用するスプレ粉体の量、
若しくは再生利用しない場合には廃棄すべきスプレ粉体
の量をできるだけ小さくすることである。

スプレされた粉体のうち対象物に付着する割合即ち効率
は、多くの変数、例えば、スプレ粉体の大きさや密度、
スプレガンから粉体を放出する仝気流の速度、粉体に印
加される電荷、及び、粉体スプレパターンの形状などの
関数である。

既存の粉体スプレガンでは、粉体スプレパターンを別の
パターンに変換することは困難である。この理由は、基
材に付着するスプし粉体の割合を最も多くする為には、
塗布毎にスプレノズルを変える必要があるからである。

既存の粉体スプレガンは上述の変数のすべてを迅速に調
整することはできず、スプレパターンに影響する変数を
変えたときスプレパターンを最適に保つために若しくは
スプレパターンを変えるために、ガンを交換したり、ス
プレノズルを交換したりしなければならない。

そこで、本発明の目的は、スプレパターンの調整、即ち
スプレパターンの変換を迅速かつ安価に行うことができ
る粉体スプレガンを提供することである。

本発明の別の目的は、ノズル若しくはガンを交換するこ
とな（、スプレパターンを制御即ち変化でき又はスプレ
パターンの特性を変えることができる粉体スプレガンを
提供することにある。

静電式粉体スプレ装置では、い（つかの塗布法によると
オーバースプレ粉体の量を最低にすることができるが、
それらの塗布法の数はスプレパターンを形成しかつ粉体
スプレを集中させるノズルの種類及び数によって決まっ
てしまう。そこで、本発明の目的は、一定の範囲にわた
って粉体スプレパターン又は粉体スプレの集中点（焦点
）を連続的に変えることができる調整可能なノズルを有
する静電式粉体スプレガンを提供することである。

これらの目的は、本発明に基づき、基本的には、粉体ス
プレガンのノズルを、ノズルオリフィスの幾何学的形状
を変えて粉体スプレパターンを制御できるように、調整
可能とすることによって達成される。このノズルを調整
可能にすることは、次の構成によって達成される。即ち
、ノズルに固定オリフィスを形成し、このオリフィスに
対して、スリーブ、即ちオリフィス制限部材を調整可能
に配置し、このオリフィス制限部材の一対の縁が、同時
に、オリフィス制限部材の回転に伴いノズルオリフィス
を横切るように定め、これによってノズル開口の有効境
界を変えて粉体スプレパターンを整形しかつ粉体スプレ
を基材に集中させる。

静電式粉体スプレガンには、フラット扇形パターンを発
生するスプレノズルが使用されることが多い。これまで
はオーバースプレの量を最小にするには、ワークピース
を丁度被うような幅のパターンを生ずるノズルを選択す
ることが必要であった。通常、スロット付ノズルを使用
することによって扇形パターンを作ることができ、この
スロットの幅によって扇形パターンの幅を決定していた
。そこで、本発明の目的は、パターン幅を決定するノズ
ルスロットの寸法を変えることによって扇形スプレパタ
ーン幅を変えることができる調整可能ノズルを有する粉
体スプレガンを提供することである。

本発明による粉体スプレガンは、単一のノズルでもって
粉体スプレパターンの幅を広範囲にわたって変えること
ができる利点を有すム［シｌ；／７’＋’ｊｌイ＃５＋
１ｆ＋１．？’７−／’Ｉ、ｒｌｋｊ−・７１．＋市て
Ｔを９：ｌの範囲で連続的に調整することができる。

本発明のガンの第１の利点は、ガンノズルを交換するこ
とな（、静電式粉体スプレガンの粉体スプレパターンを
極めて容易に調整することができる点である。

本発明の上述した目的・利点及びその他の目的や利点は
、図面を参照した以下の説明から更に容易に明らかにな
るであろう。

本発明の粉体スプレガンは、発明者ベークマン（Ｂｅｒ
ｋｍａｎ）の米国特許３１４，２４５，５５１号に開示
されたような粉体スプレ装置の一部として使用されろも
ので、このような装置では、空気搬送粉体が供給用ホー
スを介して粉体スプレガンに供給されると同時に、非常
に高電圧の電荷が電源からガンに供給される。

静電式スプレガンは所定のパターンの空気搬送粉体を吐
出する際にこの粉体に電荷を印加する。この電荷はガン
のノズルからの粉体を対象物、即ち基材に移送する。こ
の対象物は、このときガンによって粉体に印加される電
荷と逆の電荷に帯電されている。一般には、粉体には、
静電式スプレガンによって負の電荷が印加され、対象物
、即ち基材は接地されるので、粉体は、粉体の電荷によ
って、対象物に引き付けられ、そこに付着する。

第１図は、本願発明の一実施例の粉体スプレガン１０を
示したもので、この粉体スプレガン１０はハウジング１
１を有し、このハウジング１１にはノズル１２と、電極
支持体１３とが取付けられている。ハウジング１１は互
に離間した一対の取付ブロック１４．１５を有し、これ
らのブロック１４．１５の間には、一対の管１６と１７
が支持されている。これらの管１６．１７のうちの上方
の管１６は抵抗器支持管であり、下方の管１７は粉体移
送管である。これらの部材１４．１６．１７はいずれも
非導電性であるが、部材１５は導電性であり接地されて
いる。

取付ブロック１４．１５のうちの前部ブロック１４は第
２図に明示されたように下部貫通孔２０と上部有底（ｂ
ｌｉｎｄ）凹部２１とを有し、この貫通孔２０はネジが
刻設され、有底凹部２１にもネジ２２が刻設されている
。また、有底凹部２１には、傾斜したネジ付孔２３が交
差している。電極支持体１３は、孔２３内に螺合し、抵
抗器支持管１６の前方ネジ端２４は凹部２１のネジ部２
２内に螺合している。粉体移送管１７の前方ネジ端２５
は、取付ブロック１４のネジ孔２０を貫通して、取付ブ
ロック１４の前面２６よりも前方に突出している。ノズ
ル１２は、公知のスロット付ノズルであり、粉体移送管
１７の前方端２５に螺合している。粉体移送管１７は、
取付フロック１４に固定されており、この固定は、粉体
移送管１７のネジ付前方端２５の後方ネジ部に螺合され
た止めナツト２７によって行われている。

後部取付ブロック１５は一対の貫通孔３０゜３１を有し
、粉体移送管１７は、これらの貫通孔３０．３１のうち
の下方の孔３ｏを貫通している。上方の孔３１はネジが
刻設されており、ここには抵抗器支持管１６と、ケーブ
ル・アダプタ３−４のネジ付前方端３３とが挿入されて
いる。このケーブル−アダプタ３４の後端にもネジが刻
設され、ここには公知の電気的遮蔽ケーブル（不図示）
が連結される。

後部取付ブロック１５には、横方向孔３６が貫通穿孔さ
れており、この横方向孔３６は、ネジ付孔３７と交差し
、このネジは孔３７には止めネジ３８が螺合されている
。横方向孔３６によって、後部取付ブロック１５とガン
１０とが公知の方法で止めネジ３８によって取付ロッド
に固着される。

抵抗器支持管１６の内部には電気抵抗器４０が取付けら
れ、この抵抗器４ｏは、その後部が導電性バネ４１を介
して、絶縁された電気ケーブル４２に接続され、この電
気ケーブル４２は、ケーブル・アダプタ３４に接続され
ている。

抵抗器４０の前号端は、小さな抵抗器４４に電気的に接
続され、この抵抗器４４は電極支持体１３の非導電性ケ
ーシングに内蔵されている。この小抵抗器４０は、公知
のコネクタ４５を介して大きな抵抗器４０の前方端に接
続されている。小さな抵抗器４４は、前方端において粉
体帯電用電極４６に取付けられ、この電極４６は電極支
持体１３のケーシングの前方端よりも前方に突出してい
る。静電式粉体スプレガンでは、上述した図示の電極配
置は、はんの−例に丁き゛ず、例えば、電極はガンのノ
ズル内に配置してもよい。電気的に遮蔽されたケーブル
（不図示）がケーブル・アダプタ３４に接続されると、
遮蔽ケーブル（不図示）の絶縁ケーブル４２に内蔵され
た導体と電極４６とが、バネ４１と抵抗器４゜とコネク
タ４５と小抵抗器４４とを介して電気的に接続される。

粉体供給源がホース（不図示）を介して粉体移送管ＩＴ
の後方端４８に接続されると、空気搬送粉体はその管１
Ｔを通って移送されノズル１２の前方端のオリフィス４
９から噴出される。図示の実施例ではノズル１２は、公
知のスロット付ノズルであるが、本発明では従来よりも
、もつと有効に活用される。しかしながら本発明は、ス
プレパターンの幅がノズルオリフィスの境界位置によっ
て決定されるものであれば、任意のタイプの粉体スプレ
ノズルを使用することができる。ノズルオリフィス４９
から基材の方へ噴出された粉体は、電極４６が作る静電
界中を通過する間に帯電され、それから、逆帯電された
基材（不図示）にけ着する。

ノズル１２は、外表面を有し、この外表面は、円筒部５
２と、この円筒部５２の前方の切頭円錐部５３と、円形
平端部５４とを有する。尚、これらの部分５２，５３．
５４は同一軸を有する、即ち同軸となっている。ノズル
１２のオリフィス４９は細長い矩形スロットであり、こ
のスロットは、中心がノズル１２の円形端５４０対角線
（斜線ｄｔａｇｏｎａｌ）上に存在し、そこを延在して
スロット両端がノズル１２の表面の円錐部５３に位置し
ている。典型的には、この種のノズルから噴出された粉
体は幅の広い扇形パターンとなり、このパターンの幅は
、スロット端５５によって決定される。

粉体スプレガンを効率的に使用する為には、ガンノズル
から噴出された粉体パターンはその幅が被覆すべきワー
クピースの全体を被うが、必要以上に大きくならないよ
うに定めることが重要である。従って、ワークピースの
大ぎさが変わった場合やその他のパラメータが変化した
場合には、ワークピースを最高の効率で被覆する為にス
プレパターンの幅を拡げたり狭めたりすることが必要と
なる。

これを達成する為に、本発明の図示実施例では、スリー
ブ６１がノズル１２の外面に回転可能に取付けられてい
る。このスリーブ６１は、円筒部６２と切頭円錐部６３
とを有し、この円筒部６２はノズル１２の外面の円筒部
５２にぴったりと嵌合しており、切頭円錐部６３はノズ
ル１２の外面の円錐部５３にぴったりと嵌合している。

スリーブ６１０円錐部６３の小径端である前方縁６４は
、ノズル１２０円形端５３と同一平面に位置している。

この回転可能に取付けられたスリーブ６１ば、摩擦によ
ってノズル１２上に保持されろように大きさが定められ
ている。ノズル１２の外面の円筒部５２に形成された環
状溝６７内には、０・リング・シール６６が設けられて
いる。

矛３図において、スリーブ６１はノズル１２上に位置し
ている。このスリーブ６１の前号端には穴γ２が形成さ
れ、この穴７２の形状は、スリーブ６１がノズル１２上
のスリーブ６１０角度位置に応じた量だけノズル１２の
オリフィス４９を部分的に遮蔽するように定められてい
る。

穴Ｔ２の形状を牙３図を参照して詳細に説明する。図示
の実施例では、穴７２は、三個の形状を重ね合わせて形
成され、その第１の形状は、スリーブ６１の前方縁６４
が形成する円である。１・２の形状は直径方向の矩形ス
ロット７３であり、このスロット１３は円６４に中心が
一致し、その円６４を部分している。またスロット７３
の直径はオリフィス４９の最大断面と同径である。１１
３の形状は、同形の一対の楕円曲線部分７５であり、こ
の部分７５は、円錐面６３と平面との交わりによってで
きる切断面により形成される。これらの曲線は、スロッ
ト端７６の各々をスリーブ６１０対向する四分円のとこ
ろの円形縁６４に接合して、連続的にカーブする縁をこ
れらの四分円に形成する。穴γ２の対向する縁は、任意
の対角線のところで、穴の中心から互に等しい半径て位
置している。この半径は、スロット端７６から円形縁６
４に接する接合点まで曲線７５に沿って連続的に減少し
ている。こうしてオリフィス４９を横切る穴７２の緑は
、オリフィス４９の実際上の端部境界を形成し、これに
よりノズルスロットの幅を決定している。

牙３図は、ノズル１２の有効オリフィスが全幅いっばい
に開いた状態を示しており、このとき穴７２の端１６は
オリフィス４９の端５５と一致している。スリーブ６１
が第４図に示した状態になると円形縁６４がスロット７
３の有効縁を形成してオリフィス４９０幅を最も狭くす
る。図示の実施例では、スリーブ６１が、１−３図の位
置から、１−４図の位置まで９０°だけ時計方向に回転
されると、ノズルオリフィス４９の有効幅が最大から最
小まで連１涜的に減少し、これに応じて噴出粉体スプレ
の扇形パターンを徐々に狭くするように、穴７２の形状
は定められている。（、この結果、典型的な塗布法にお
いて、粉体スプレのフラット扇形パターンは、ノズルを
何ら変えることなく、例えば最大１８インチから最小２
インチまで連続的に調整することができる。

以上では、本発明について実施例を説明したが、当業者
であれば、本発明の変形例や改良例が本発明の範囲から
逸脱することなく、存在することが分るであろう。

【図面の簡単な説明】

１・１図は本発明に係る静電式粉体スプレガンを示す側
面図である。。 、１−２図は第１図に示したガンの放出端を示した断面
図である。 ３□　３図は第１図及び第２図に示したガンのノズルを
示した正面図で、ノズルが最大パターン幅に調整された
状態を示している。 第４図は第１図及び第２図に示したガンのノズルを示し
た正面図で、ノズルが最小パターン幅に調整された状態
を示している。 １０・・・・・・粉体スプレガン、 １１・・・・・・ハウジング、 １２・・・・・・ノズル、 １７・・・・・・粉体移送管、 ４９・・・・・・オリフィス、 ６１・・・・・・スリーブ、 ７３・・・・・・スロット、 ７６・・・・・・スロット端、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　固体微粒粉体材料をスプレする静電式 スプレガンにおいて、 非導電性のハウジングと、 上記ハウジングによって支持され、入口端 と出口端とを有する粉体移送管と、 上記移送管の出口端に接続されたノズルと、を具備し、
   上記ノズルは、上記移送管から の粉体を基材に向けて或るパターンで放出するオリフィ
   スを有し、このオリフィスの境界は上記パターンの幅を
   決定し、また上記ノズルには回転可能なオリフィス制限
   部材が取付けられ、このオリフィス制限部材は、上記オ
   リフィスを横切って同時に可動な一対の縁を有し、これ
   らの縁の移動によって上記オリフィスの有効境界の対向
   側部を変えて上記パターンの幅を変えることを特徴とす
   る粉体スプレガン。 ２　上記オリフィス制限部材は、上記ノズ ルに回転可能に取付けられたスリーブであることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の粉体スプレガン。 ３　上記スリーブは、上記オリフィスに接 近した縁を持つ開口を有し、この開口の形状は、上記ス
   リーブが上記ノズルに対して回転されるにつれて上記開
   口の対向縁が上記オリフィスを横切り、これにより上記
   ノズルオリフィスの有効境界を変えることを特徴とする
   特許請求の範囲第２項に記載の粉体スプレガン。 ４　上記ノズルはスロット付ノズルであり、上記ノズル
   オリフィスは、細長い形状であり、上記スロットの端部
   の位置によってパターン幅が決定されるような扇形粉体
   スプレパターンを発生し、 上記オリフィス制限部材は、上記オリフィ スが開放される第１位置まで回転可能であり、ここで上
   記オリフィスの端が上記スロットの幅と粉体スプレパタ
   ーンの幅とを最大にし、更に、上記オリフィスを狭くす
   る第２位置まで回転可能であり、ここで上記オリフィス
   の端が上記スロットと上記粉体スプレパターンとの幅を
   最小にし、 上記スロットの端部の位置は上記オリフィ ス制限部材の縁の位置によって決定されることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の粉体スプレガン。 ５　上記開口の縁は、上記スロットの幅が 上記最大幅位置と上記最小幅位値との間を連続的に調整
   されるように連続的に輪郭が定められた部分を有し、こ
   れにより上記ノズルからのパターンの幅が最大幅と最小
   幅との間を連続的に調整されることを特徴とする特許請
   求の範囲第４項に記載の粉体スプレガン。 ６　上記第１位置において、上記オリフィ ス制限部材の上記開口の境界は、上記スロットの境界が
   上記ノズルオリフィスの有効境界を決定するように、上
   記スロットを取り囲み、上記第２位置においては、上記
   スリーブ開 口の縁が上記パターン幅を定める上記オリフィスの有効
   境界を決定し、 上記縁の形状は、上記オリフィス制限部材 が上記第１位置から上記第２位置へ回転されるにつれて
   上記スロット幅を連続的に狭くするように定められ、こ
   れによって上記パターンの幅は上記スリーブが上記第１
   位置から上記第２位置へ移動されるにつれて連続的に狭
   くなることを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の
   粉体スプレガン。 ７　上記オリフィス制限部材は曲面を有し、上記縁の各
   々は上記曲面と平面との交わりによって形成されること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の粉体スプレ
   ガン。 ８　上記曲面は、上記ノズルと同軸の円錐 面であり、上記縁の各々は楕円曲線を形成することを特
   徴とする特許請求の範囲第７項に記載の粉体スプレガン
   。