JPWO2013132687A1 - 静電塗装用スプレー装置 - Google Patents

Abstract

塗料供給路（２３）を有する装置本体部（２）と、塗料噴出孔（２４）を有する塗料ノズル（２２）と、高電圧発生部（４）と、高電圧電極（８）と、を備える静電塗装用スプレー装置において、高電圧電極（８）を、装置本体部（２）の外周部であって塗料噴出孔（２４）よりも所定距離後方の位置に、塗料流路（２３）から分離した状態で配置するものである。当該構成により、塗料噴出孔から噴出した塗料に対して集中的に帯電させることができるとともに、噴出孔から噴出された塗料が高電圧電極へ付着することを防止できる。

Description

本発明は、塗料を高電圧に帯電させて噴霧する構成の静電塗装用スプレー装置に関する。

この種の装置として、例えば特許文献１，２，３には、塗料を帯電させるための高電圧を印加する電極を装置本体部の外部に設けたいわゆる外部帯電方式の構成において、さらに、その電極を、塗料を噴出する噴出孔よりも前方に配置した構成が開示されている。このように電極を装置本体部の外部に設けた構成によれば、装置本体部内の塗料流路を常時接地状態に保持しておくことが可能となり、これにより、装置を使用する際において絶縁状態と放電状態との切り替え操作を不要とすることができる。

特許第２７７００７９号公報 特開平７−２１３９５８号公報 特許第４１８５３５１号公報

しかしながら、高電圧が印加される電極が塗料の噴出孔よりも前方に配置された構成では、その電極が装置本体の先端部から前方に突出した状態となる。従って、使用者は、電極が被塗装物、他の装置、他の使用者などに接触しないように気を付けながら塗装操作を行わなければならず、その操作性が悪化する。また、電極が噴出孔よりも前方に存在する被塗装物との間にも電界を形成してしまうことから、塗料を集中的に帯電させることができず、塗料の帯電効率が著しく低下してしまう。また、噴出孔から塗料が噴出する先に電極が存在することから、噴出された塗料が電極に付着して汚れやすいという欠点もある。

このような課題を解決すべく、高電圧が印加される電極を装置本体部の内部に設ける構成も考えられている。この構成によれば、上記したようないわゆる外部帯電方式の構成における不具合を解消できるものの、例えば電極が設けられた空間内を流れる塗料霧化用の圧縮空気の流量に応じて、帯電効率が変動して安定しないという不具合が生じる。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高電圧が印加される電極が装置本体部の外部に設けられたいわゆる外部帯電方式の構成であっても、操作性を向上でき、塗料の帯電効率を向上でき、しかも、電極が汚れにくい静電塗装用スプレー装置を提供することにある。

本発明の静電塗装用スプレー装置は、塗料供給源に接続された塗料供給路を有する装置本体部と、装置本体部の先端部に設けられ、塗料供給路に連通する塗料流路および当該塗料流路の先端部に形成された塗料噴出孔を有する塗料ノズルと、塗料噴出孔から噴出された塗料を帯電させるための高電圧を発生する高電圧発生部と、高電圧発生部が発生した高電圧が印加される高電圧電極と、を備え、その高電圧電極を、装置本体部の外周部であって塗料噴出孔よりも後方に所定距離の位置に、塗料流路とは分離して電気的に絶縁された状態で配置している。

即ち、本発明の静電塗装用スプレー装置は、高電圧が印加される高電圧電極を装置本体部の外周部に設けたいわゆる外部帯電方式の構成であるが、その高電圧電極を、塗料を噴出する塗料噴出孔よりも前方ではなく後方に配置した構成である。この構成によれば、使用者は、当該静電塗装用スプレー装置を用いて塗装操作を行う際に、高電圧電極が被塗装物、他の装置、他の使用者などに接触しないように気を付ける必要がなく、従って、操作性の向上を図ることができる。また、高電圧が印加された高電圧電極は、塗料噴出孔よりも後方に存在していることから当該塗料噴出孔よりも前方に存在する被塗装物との間には電界を形成しにくい。従って、高電圧電極は、塗料噴出孔から噴出した塗料を集中的に帯電させることができ、これにより、塗料の帯電効率の向上を図ることができる。また、高電圧電極は、塗料噴出孔から塗料が噴出する先の領域、つまり、静電塗装用スプレー装置の前方領域には存在していないことから、噴出孔から噴出された塗料が高電圧電極に付着しにくく、従って、高電圧電極を汚れにくくすることができる。

第１実施形態に係る静電塗装用スプレー装置の斜視図 静電塗装用スプレー装置の右側の側面図 静電塗装用スプレー装置の平面図 静電塗装用スプレー装置の正面図 静電塗装用スプレー装置の前側部分を縦断面にして示す縦断側面図 静電塗装用スプレー装置の前側部分を横断面にして示す斜視図 高電圧電極の先端部とアース電極の先端部との間の距離および高電圧電極の中心軸とアース電極の中心軸との間の距離を模式的に示す図 静電塗装用スプレー装置による塗料粒子の帯電方式を説明するための図 高電圧電極の先端部とアース電極の先端部との間の距離と塗料粒子の帯電量との関係を示す図 高電圧電極の中心軸とアース電極の中心軸との間の距離と塗料粒子の帯電量との関係を示す図 第２実施形態に係る静電塗装用スプレー装置の斜視図 静電塗装用スプレー装置の左側の側面図 静電塗装用スプレー装置の平面図 静電塗装用スプレー装置の正面図 静電塗装用スプレー装置に搭載される抵抗体の設置部分およびその周辺部分を断面にして示す図 図７相当図 変形実施形態を示す図４相当図 異なる変形実施形態を示す図４相当図

以下、本発明の複数の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態で実質的に同一の要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態について説明する。図１から図４に示すように、静電塗装用スプレー装置１は、装置本体部２とグリップ３とからなる。装置本体部２は、例えば絶縁性の合成樹脂材料などの非導電性材料からなり、静電塗装用スプレー装置１の銃身部分つまりバレル部分を構成する。グリップ３は、装置本体部２の後端部に設けられており、使用者が把持する把持部として機能する。なお、装置本体部２の後端部は、詳しくは後述する塗料ノズル２２が設けられる装置本体部２の先端側とは反対側の端部である。このようにグリップ３が設けられた静電塗装用スプレー装置１は、使用者が手に持って使用するいわゆる手持ち式の静電塗装用スプレーガンとして構成されている。

次に、この静電塗装用スプレー装置１の内部の構成について図５および図６を参照しながら説明する。図５および図６に示すように、装置本体部２内の上部には、高電圧発生装置４が収納されている。この高電圧発生装置４は、図示しない高電圧発生回路を構成する昇圧トランスや高圧整流回路を一体にモールドしたカスケード型の高電圧発生装置であり、静電塗装用スプレー装置１から噴出された塗料を帯電させるための高電圧を発生する高電圧発生部として機能する。この場合、高電圧発生装置４は負の高電圧を発生する。

装置本体部２内部の前部には、導電性を有する部材として導電体である導体棒５が高電圧発生装置４の前部から装置本体部２の長手方向に直交する方向、換言すれば静電塗装用スプレー装置１の左右方向に沿って延びるように配設されている。高電圧発生装置４の前側には、導体棒５の基端部が露出するように孔部６が設けられており、この孔部６には、導電性を有する材料で構成されたスプリング７が収容されている。スプリング７は、その後部が高電圧発生装置４の前端に位置する出力端子４ａに当接し、前部が導体棒５の基端部に当接している。

図６に示すように、装置本体部２の側部、この場合、装置本体部２の先端側を前方として右側の側部には、当該装置本体部２の右方に突出する高電圧電極取付部２ａが設けられている。導体棒５は、この高電圧電極取付部２ａ内において、先端部が装置本体部２の右方に向かって延びるように配置されている。高電圧電極取付部２ａには、内部に高電圧電極８を格納した高電圧電極ケース９が着脱可能に取り付けられている。この高電圧電極ケース９は、例えば絶縁性の合成樹脂材料などの非導電性材料からなる。高電圧電極８は、この場合、そのほぼ全体が装置本体部２の軸方向に沿う針状に形成されている。また、高電圧電極８は、その基端部がほぼ直角に曲げられており、当該部分に接続部８ａが設けられている。

そして、この高電圧電極８は、その先端部が静電塗装用スプレー装置１の長手方向に沿って前方に向かって指向し、基端部の接続部８ａが装置本体部２側、この場合、左方に向かって指向した状態で静電塗装用スプレー装置１に取り付けられる。そして、高電圧電極８の接続部８ａと導体棒５の先端部との間には、導電性を有する材料で構成されたスプリング１０が収容されている。これにより、導体棒５と高電圧電極８とが物理的および電気的に接続されるようになっている。

グリップ３の下部には、電源コネクタ１１及びエアホース用ジョイント１２が取り付けられている。また、グリップ３の下部には、連結部材１３を介して円筒状の塗料ホース用ジョイント１４が連結されている。連結部材１３は、ねじ１５によってグリップ３の下端部に固定されている。これら連結部材１３及びねじ１５は、何れも導電性材料から構成されている。また、電源コネクタ１１内の図示しないアース線と塗料ホース用ジョイント１４とは、連結部材１３および当該連結部材１３に接続された図示しないリード線などを介して電気的に接続されている。従って、塗料ホース用ジョイント１４は、電源コネクタ１１のアース線を介して接地されている。

高電圧発生に必要な高周波電圧は、グリップ３の下部の電源コネクタ１１から取り入れられ、グリップ３内の図示しない配線ケーブルを通って高電圧発生装置４内の昇圧トランスに供給される。供給された高周波電圧は、昇圧トランスで昇圧された後、コッククロフト−ウォルトン型倍電圧整流回路を使用した高電圧整流回路で更に昇圧されるとともに整流され、これにより、数万Ｖの負の直流高電圧が発生する。高電圧発生装置４が発生した直流高電圧は、出力端子４ａからスプリング７を介して導体棒５に導かれ、当該導体棒５およびスプリング１０を介して高電圧電極８に供給されるようになっている。これにより、高電圧電極８には負の高電圧が印加される。

図５に示すように、装置本体部２内の下部には、前後方向に延びる孔部１６が設けられている。また、装置本体部２の前端部には取付凹部１７が設けられており、この取付凹部１７の後端面において孔部１６は開口している。この孔部１６内の前部には塗料バルブ１８が配設されている。また、孔部１６内のうち塗料バルブ１８の後部には、空間を存して中空状のガイド部材１９が配設されている。塗料バルブ１８は、導電性を有するバルブ本体の内部に、当該バルブ本体内を軸方向に貫通する弁口１８ａを有する。この弁口１８ａは、ニードル２０によって開閉される。

孔部１６のうち塗料バルブ１８とガイド部材１９との間の空間は弁室２１とされている。ニードル２０は弁室２１内を貫通しており、その前端部がテーパ状に形成されている。ニードル２０は、後部がガイド部材１９内に挿通されており、当該ガイド部材１９に沿って前後方向に移動するようになっている。塗料バルブ１８は、弁口１８ａにニードル２０の前端部が当接することによって閉塞され、弁口１８ａからニードル２０の前端部が離間することによって開放される。

ニードル２０は、装置本体部２の後端部に設けられた図示しない復帰バネによって、常には弁口１８ａを閉塞する方向、この場合、静電塗装用スプレー装置１の前方に向かって付勢されている。そして、装置本体部２に設けられたトリガ３ａがグリップ３側に引かれている間のみ、ニードル２０は復帰バネに抗して後退し、これにより、弁口１８ａからニードル２０が離間して塗料バルブ１８が開放される。

取付凹部１７は後半部が前半部よりも径小になっており、その径小部分には塗料ノズル２２が着脱可能に取り付けられている。塗料ノズル２２は絶縁性の合成樹脂材料からなり、その前半部が取付凹部１７よりも前方に突出している。塗料ノズル２２内の中心部には前後方向に貫通する塗料流路２３が設けられている。この塗料流路２３の後端部は塗料バルブ１８の弁口１８ａに連通している。塗料ノズル２２の前端部のうち塗料流路２３の前端にあたる部分は径小に構成され、この部分が塗料噴出孔２４とされている。なお、取付凹部１７に塗料ノズル２２が装着されたことにより、塗料ノズル２２の周囲部には環状の空間が形成される。この環状空間はパターンエア流路２５として利用される。

このような構成の静電塗装用スプレー装置１において、例えば塗料タンクなどからなる図示しない外部の塗料供給源内の塗料は、導電性を有しない図示しない塗料ホースを介して塗料ホース用ジョイント１４に供給され、塗料チューブ２６を通って弁室２１内に導かれる。そして、トリガ３ａの非操作時では、弁室２１に導かれた塗料は、弁口１８ａを閉塞するニードル２０によって塗料ノズル２２内への吐出が阻止される。一方、トリガ３ａが操作されて塗料バルブ１８が開弁すると、弁室２１内に供給された塗料は、塗料ノズル２２内の塗料流路２３内に吐出される。つまり、この場合、塗料ホース用ジョイント１４と塗料チューブ２６と弁室２１とから塗料供給路が構成されている。また、上記したように塗料ホース用ジョイント１４は電源コネクタ１１のアース線を介して接地電位に維持されている。そのため、塗料ホース用ジョイント１４を通過し塗料供給路内を流れる塗料は、接地電位に維持される。なお、静電塗装用スプレー装置１に使用する塗料は、この場合、電気抵抗が比較的高い溶剤系塗料ではなく、電気抵抗が比較的低い水系塗料あるいはメタリック系塗料が好適である。

塗料流路２３内には、ピン形状のアース電極２７が挿通されている。このアース電極２７の前端部は、塗料噴出孔２４を通り当該塗料噴出孔２４よりも前方に突出している。また、アース電極２７の後半部は、非導電性材料からなる保持部材２８の内部に保持されている。なお、この場合、アース電極２７は、後述する角部３６よりも前方には突出していないが、アース電極２７を角部３６よりも前方に突出させてもよい。塗料流路２３内のうち保持部材２８の後部には、導電性を有するスプリング２９が収容されている。このスプリング２９の後端部は、塗料バルブ１８の前端面に当接している。このような構成により、アース電極２７と塗料バルブ１８とはスプリング２９を介して物理的および電気的に接続される。

塗料ノズル２２内のうち塗料流路２３の周囲部には複数の霧化エア流路３０が形成されている。これら霧化エア流路３０の前端部は、塗料ノズル２２の前端部に設けられた環状の霧化エア流路３０ａに連通している。

装置本体部２の後端部には。図示しないエアバルブが設けられている。また、グリップ３内には、エアホース用ジョイント１２とエアバルブとをつなぐ図示しないエア流路が設けられている。霧化エア及びパターンエア用の圧縮空気は、図示しない外部の圧縮空気発生装置から高圧エアホースを介してエアホース用ジョイント１２に供給され、エア流路を通ってエアバルブに導かれる。エアバルブは、ニードル２０と一体的に前後移動する図示しない弁体によって開閉されるようになっている。つまり、塗料バルブ１８が開弁するとエアバルブも開弁し、塗料バルブ１８が閉弁するとエアバルブも閉弁する。そして、エアバルブが開弁すると、圧縮空気は装置本体部２内に設けられた図示しない霧化エア供給路およびパターンエア供給路を通って、パターンエア流路２５および塗料ノズル２２の霧化エア流路３０にそれぞれ供給される。

塗料ノズル２２の前端部は、装置本体部２の前端部に取り付けられたエアキャップ３１によって覆われている。このエアキャップ３１は、例えばポリアセタールなどの絶縁性樹脂で構成される。エアキャップ３１の後面中央には嵌合凸部３１ａが設けられており、この嵌合凸部３１ａは、塗料ノズル２２の前端部に嵌合している。このエアキャップ３１は、例えばポリアセタールなどの絶縁性樹脂で構成される円環状のリテイニングナット３２および円環状の固定部材３３を介して、装置本体部２の前端部に固定される。

塗料ノズル２２は、取付凹部１７に挿入された後、前端部にエアキャップ３１を嵌合させ、エアキャップ３１の前端から固定部材３３及びリテイニングナット３２を挿入し螺合させることによって、エアキャップ３１とともに装置本体部２に固定される。このとき、エアキャップ３１と装置本体部２との間には塗料ノズル２２の周囲に位置する環状の空間が形成される。この空間はパターンエア流路２５とともにパターンエア流路３４として利用される。

エアキャップ３１の中央部には霧化エア噴出孔３５が穿設されている。この霧化エア噴出孔３５には塗料ノズル２２の塗料噴出孔２４が挿通されている。霧化エア噴出孔３５は霧化エア流路３０ａに連通しており、この霧化エア流路３０ａに供給された霧化エアは霧化エア噴出孔３５の内周面と塗料噴出孔２４の外周面との間の環状の隙間を通って前方に噴出される。

更に、エアキャップ３１の前端面のうち霧化エア噴出孔３５を挟んだ上部及び下部には、前方に突出する一対の角部３６が形成されている。これら角部３６には、それぞれパターンエア流路３４に連通する複数のパターンエア噴出孔３７が形成されている。これらパターンエア噴出孔３７はエアキャップ３１の中心軸に向かって斜め前方に傾斜している。従って、パターンエア流路３４に供給された圧縮空気としてのパターンエアはパターンエア噴出孔３７から斜め前方に向けて噴出される。なお、この場合、角部３６は、上記したアース電極２７よりも前方に突出しているが、例えば角部を有しないエアキャップあるいは角部が短いエアキャップを用いる場合には、アース電極２７がエアキャップの前面から前方に突出した状態となる。

このように構成された静電塗装用スプレー装置１において、高電圧電極８は、図７に示すように、装置本体部２の外周部、換言すれば静電塗装用スプレー装置１の右側部（右側方領域）に設けられる。この場合、高電圧電極８の先端部は、塗料噴出孔２４から突出するアース電極２７の先端部よりも後方に所定距離Ｌの位置となる。この高電圧電極８は、装置本体部２の外周部において、高電圧電極取付部２ａからアース電極２７の先端部よりも後方に所定距離Ｌの位置まで前方に向かって延びる電極であり、それ以上前方には延びていない。つまり、高電圧電極８の先端部は、アース電極２７の先端部、さらには静電塗装用スプレー装置１全体における先端部（この場合、角部３６の先端部）よりも前方には突出していない。

この高電圧電極８は、その全体が静電塗装用スプレー装置１の側方領域に納まっており、その全体あるいは一部が静電塗装用スプレー装置１の前方領域には存在しない構成となっている。また、高電圧電極８は、装置本体部２の外周部において塗料の噴霧方向である前方に向かって延びる電極であるが、その先端部がアース電極２７の先端部を越えて前方に突出しておらず、さらには静電塗装用スプレー装置１の先端部を越えて前方に突出していない。即ち、高電圧電極８の全長は装置本体部２の全長よりも短く、しかも、高電圧電極８の全体は装置本体部２の側方領域内に納まっている。

また、この高電圧電極８は、その全体が絶縁性材料からなる高電圧電極ケース９に覆われており、しかも、当該高電圧電極８に電気的に接続する導体棒５、スプリング７およびスプリング１０も絶縁性材料からなる装置本体部２に覆われている。従って、高電圧電極８は、装置本体部２内の塗料流路２３とは分離して電気的に絶縁された状態で配置されている。また、高電圧電極８は、塗料噴出孔２４と当該塗料噴出孔２４から噴出された塗料が塗着される被塗装物とを最短距離で結ぶ噴出軸Ｓを中心として、塗料流路２３から径方向外側に所定距離Ｈの位置に配置されている。即ち、高電圧電極８は、噴出軸Ｓから絶縁性の部材を介して離間しており、さらに、装置本体部２の側面、換言すれば静電塗装用スプレー装置１の側面からも絶縁性の部材を介して離間した状態で配置されている。

次に、上記構成の静電塗装用スプレー装置１を用いて静電塗装を行うときの動作について説明する。即ち、使用者によってトリガ３ａがグリップ３側に引かれると、塗料バルブ１８が開弁して塗料ホース用ジョイント１４から供給された塗料が塗料流路２３に吐出され、塗料ノズル２２前端の塗料噴出孔２４からアース電極２７の表面を伝って皮膜状に吐出される。また、霧化エア流路３０に圧縮空気が供給され、この圧縮空気は霧化エア噴出孔３５の内周と塗料噴出孔２４の外周との間の狭い隙間を通り霧化エアとして前方に噴出される。この結果、アース電極２７の表面を伝って塗料噴出孔２４から吐出される塗料は、霧化エアによって霧化される。

また、トリガ３ａがグリップ３側に引かれると、高電圧発生装置４内の高電圧発生回路に高周波電圧が供給され、この高電圧整流回路により発生した数万Ｖの負の直流高電圧が、出力端子４ａからスプリング７、導体棒５、およびスプリング１０を介して高電圧電極８に導かれる。一方、アース電極２７は、接地された塗料ホース用ジョイント１４を通過し、塗料チューブ２６および塗料バルブ１８を介して塗料ノズル２２内に供給された塗料、即ち、接地電位に維持された塗料に接触することによって接地電位に維持される。従って、負の高電圧が印加される高電圧電極８と接地電位に維持されるアース電極２７との間には強力な電界（電気力線）が発生してコロナ放電場が形成され、これにより、塗料噴出孔２４から吐出され霧化された塗料粒子は帯電した状態で静電塗装用スプレー装置１の前方に飛び出すようになる。

ここで、この静電塗装用スプレー装置１による塗料粒子の帯電方式について図８を参照しながらさらに詳細に説明する。即ち、図８に示すように、この静電塗装用スプレー装置１においては、装置本体部２の外周部であって塗料噴出孔２４よりも後方に十分な距離を有して配置された高電圧電極８には負の高電圧が印加され、一方、塗料噴出孔２４から突出するアース電極２７は接地電位に維持される。この構成によれば、アース電極２７に接触しながら塗料噴出孔２４から噴出される塗料粒子は、負に帯電する高電圧電極８に対して正に帯電する。即ち、この静電塗装用スプレー装置１による塗料粒子の帯電方式は、高電圧電極８の印加電圧の極性と帯電した塗料粒子の極性とが逆になる方式であり、本出願人等は、この帯電方式を「間接帯電方式」と称している。

さらに、この静電塗装用スプレー装置１によれば、高電圧電極８は、装置本体部２の径方向においてもアース電極２７から十分な距離を有して配置されている。従って、塗料噴出孔２４から噴出される正に帯電した塗料粒子と負に帯電した高電圧電極８との間に十分な距離を確保することができ、帯電した塗料粒子が、装置本体部２側に引き寄せられることが防止される。

なお、ここで、既存技術について補足として説明する。まず、外部帯電方式の構成ではあるが高電圧電極が塗料噴出孔よりも前方に延びる構成の既存技術であるが、この構成では、塗料噴出孔から噴出された塗料粒子は、高電圧電極と被塗装物との間に形成される電界により帯電される。従って、この既存技術においては、帯電した塗料粒子は、高電圧電極の印加電圧の極性と同じ極性となる。即ち、この既存技術は、高電圧電極８の印加電圧の極性と帯電した塗料粒子の極性とが逆になる本実施形態の静電塗装用スプレー装置１とは、塗料粒子を帯電させる原理が明らかに相違している。

また、高電圧電極を装置本体部の内部に設けた構成、即ち、一般的に間接帯電方式と呼ばれている構成の既存技術では、高電圧電極または浮電極で発生したマイナスイオンが装置本体部の先端部（エアキャップ）の表面に大量に付着し、プラスに帯電した塗料粒子が、そのマイナスイオンに吸引される。従って、特に装置の先端部が塗料粒子によって汚れ易く、本実施形態の静電塗装用スプレー装置１と同様の効果を奏することはできない。

以上は塗料粒子の帯電方式について説明した。以降は、引き続き、静電塗装用スプレー装置１による静電塗装動作の説明を続ける。即ち、上記のようにして静電塗装用スプレー装置１の前方に飛び出した塗料粒子は、パターンエア噴出孔３７から噴出されるパターンエアによって、その噴霧パターンが塗装に適した形状、例えば楕円形あるいは小判形に形成される。

塗料粒子は、主として、このパターンエアによって被塗装物の近傍まで搬送される。そして、帯電した塗料粒子が被塗装物に近づくと、静電誘導によって、接地された被塗装物の表面に塗料粒子の電荷とは反対極性の電荷が誘起される。これにより、塗料粒子と被塗装物との間に静電気力が働き、塗料粒子は被塗装物に向かう吸引力を受ける。つまり、この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って、塗料粒子は被塗装物表面に塗着される。なお、静電気力による吸引力が働くため、塗料粒子は静電塗装用スプレー装置１に面していない被塗装物の裏側にも回り込み塗着される。以上のような作用により、被塗装物に静電塗装が行なわれる。

次に、上記構成の静電塗装用スプレー装置１について発明者が行った実験結果について説明する。この実験は、図７に示す距離Ｌおよび距離Ｈと塗料粒子の帯電量（μＣ／ｇ）との関係を検証するために行ったものである。なお、距離Ｌは、高電圧電極８の先端部と塗料噴出孔２４から突出するアース電極２７の先端部との間の距離であり、距離Ｈは、高電圧電極８の中心軸と噴出軸Ｓとの間の距離、換言すれば、高電圧電極８の中心軸と塗料流路２３内に挿通されたアース電極２７の中心軸との間の距離である。

図９は、実験により得られた距離Ｌと塗料粒子の帯電量（μＣ／ｇ）との関係を示している。この場合、距離Ｌを２０ｍｍ〜６０ｍｍ、より好ましくは３０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲で設定すると、噴出された塗料粒子の帯電量が著しく増加することが確認された。また、図１０は、実験により得られた距離Ｈと塗料の帯電量（μＣ／ｇ）との関係を示している。この場合、距離Ｈを２０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲で設定すると、噴出された塗料粒子の帯電量が著しく増加することが確認された。

以上に説明した静電塗装用スプレー装置１によれば、高電圧が印加される高電圧電極８を装置本体部２の外周部に設けたいわゆる外部帯電方式の静電塗装用スプレー装置１において、その高電圧電極８を、装置本体部２の外周部であって塗料噴出孔２４よりも後方に所定距離の位置に、塗料流路２３とは分離して電気的に絶縁された状態で配置した。これにより、使用者は、当該静電塗装用スプレー装置１を用いて塗装操作を行う際に、高電圧電極８が被塗装物、他の装置、他の使用者などに接触しないように気を付ける必要がなく、従って、操作性の向上を図ることができる。また、高電圧が印加された高電圧電極８は、塗料噴出孔２４よりも後方に存在していることから当該塗料噴出孔２４よりも前方に存在する被塗装物との間には電界を形成しにくい。従って、高電圧電極８は、塗料噴出孔２４から噴出した塗料を集中的に帯電させることができ、これにより、塗料の帯電効率の向上を図ることができる。また、高電圧電極８は、塗料噴出孔２４から塗料が噴出する先の領域（静電塗装用スプレー装置１の前方領域）には存在していないことから、塗料噴出孔２４から噴出された塗料が高電圧電極８に付着しにくく、従って、高電圧電極８を汚れにくくすることができ、ひいては、静電塗装用スプレー装置１全体を汚れにくくすることができる。

さらに、静電塗装用スプレー装置１は、高電圧電極８を、塗料噴出孔２４と当該塗料噴出孔２４から噴出された塗料が塗着される被塗装物とを最短距離で結ぶ噴出軸を中心として、塗料流路２３から径方向外側に所定距離の位置に配置した。これにより、高電圧電極８による塗料粒子の帯電効率を低下させることなく当該高電圧電極８を静電塗装用スプレー装置１の側部にコンパクトに設けることができる。従って、静電塗装用スプレー装置１の操作性を一層向上でき、塗料の帯電効率を一層向上でき、しかも、高電圧電極８を一層汚れにくくすることができる。

さらに、静電塗装用スプレー装置１は、高電圧電極８を、装置本体部２の軸方向に沿う針状に形成した。これにより、高電圧電極８を静電塗装用スプレー装置１の側部に一層コンパクトに設けることができ、静電塗装用スプレー装置１の操作性および塗料の帯電効率の一層の向上を図ることができ、しかも、高電圧電極８を一層汚れにくくすることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図１１から図１４に示すように、静電塗装用スプレー装置７１は、装置本体部７２の側部、この場合、装置本体部７２の先端側を前方として左側の側部に、当該装置本体部７２の左方に突出する高電圧電極取付部７２ａを備える。なお、図示はしないが、装置本体部７２の内部には、静電塗装用スプレー装置１と同様の高電圧供給系統、塗料供給系統、エア供給系統、塗料噴霧系統、エア噴出系統などが備えられている。

図１５に示すように、この高電圧電極取付部７２ａ内には、上述した導体棒５に対応する構成要素として、導電体である抵抗体７５が挿入される。なお、この抵抗体７５は、結果として抵抗体としても機能し得るような単なる金属製の部材で構成されているのではなく、意図的に抵抗体として機能し得るよう材料や構成等が設計された構成要素として備えられている。

この場合、この抵抗体７５は、内部に高電圧電極７８を格納した高電圧電極ケース７９の取付軸部７９ａ内に設けられている。この高電圧電極ケース７９が高電圧電極取付部７２ａに着脱可能に取り付けられることにより、抵抗体７５は、高電圧電極取付部７２ａ内に格納される。即ち、抵抗体７５は、直接的に高電圧電極取付部７２ａ内に格納されるのではなく、高電圧電極ケース７９を介して間接的に高電圧電極取付部７２ａ内に格納される。

なお、高電圧電極ケース７９は係合部７９ｂを一体的に有し、高電圧電極取付部７２ａは被係合部７２ｂを一体的に有する。高電圧電極ケース７９は、取付軸部７９ａが高電圧電極取付部７２ａ内に挿入され、さらに当該高電圧電極ケース７９が取付軸部７９ａを中心に回動されることにより、係合部７９ｂが被係合部７２ｂに係合するようになっている。これにより、高電圧電極ケース７９は、高電圧電極取付部７２ａに着脱可能に取り付けられる。

抵抗体７５は、高電圧電極ケース７９が高電圧電極取付部７２ａに取り付けられることにより、導電性を有する材料で構成されたスプリング７６およびスプリング７７と、これらスプリング７６およびスプリング７７を保持する保持部材８０を介して、高電圧発生装置４の出力端子４ａに物理的および電気的に接続される。なお、保持部材８０は、導電性を有する材料で構成してもよいし、その内部にてスプリング７６およびスプリング７７が相互に接触するのであれば、例えば絶縁性の合成樹脂材料などで構成してもよい。

高電圧電極取付部７２ａ内に格納された抵抗体７５は、装置本体部７２の長手方向、換言すれば静電塗装用スプレー装置７１の長手方向に対して直交する方向（垂直な方向）に延びる。これにより、高電圧発生装置４から高電圧電極７８までの間に抵抗体７５を介在させたとしても、抵抗体７５が装置本体部７２の長手方向に延びることがなく、従って、高電圧電極７８の設置位置、特に高電圧電極７８の基端部の位置を、装置本体部７２の外周部（静電塗装用スプレー装置７１の側方領域）において極力後方に設定することができる。この場合、高電圧電極７８の基端部の位置は、装置本体部７２の側部に設けられている高電圧電極取付部７２ａの位置となる。そのため、高電圧電極７８の設置位置を、少なくとも、装置本体部７２の先端部に取り付けられたリテイニングナット３２よりも後方の位置に設定することができる。

また、高電圧電極ケース７９内において、抵抗体７５と高電圧電極７８は、相互にほぼ直交する方向に延びている。即ち、高電圧電極７８は、静電塗装用スプレー装置７１の長手方向に直交する抵抗体７５の先端部から静電塗装用スプレー装置７１の長手方向に沿って前方に向かって延びる。そして、これら抵抗体７５と高電圧電極７８は、高電圧電極ケース７９内において、抵抗体７５の先端部と高電圧電極７８の基端部とが導電性を有する連結部材８１を介して連結された状態となっている。なお、高電圧電極７８は、その先端部がピン形状に形成され、その基端部が球状に形成されている。高電圧電極７８は、この球状の基端部が連結部材８１の先端部に接触しており、これにより、連結部材８１を介して抵抗体７５の先端部に連結された状態となっている。

このように構成された静電塗装用スプレー装置７１において、高電圧電極７８は、図１６に示すように、装置本体部７２の外周部、換言すれば静電塗装用スプレー装置７１の左側部（左側方領域）に設けられる。この場合、高電圧電極７８の先端部は、塗料噴出孔２４から突出するアース電極２７の先端部よりも後方に所定距離Ｌａの位置となる。この高電圧電極７８は、装置本体部７２の外周部において、高電圧電極取付部７２ａからアース電極２７の先端部よりも後方に所定距離Ｌａの位置まで前方に向かって延びる電極であり、それ以上前方には延びていない。つまり、高電圧電極７８の先端部は、アース電極２７の先端部、さらには静電塗装用スプレー装置７１全体における先端部（この場合、角部３６の先端部）よりも前方には突出していない。

この高電圧電極７８は、その全体が静電塗装用スプレー装置７１の側方領域に納まっており、その全体あるいは一部が静電塗装用スプレー装置７１の前方領域には存在しない構成となっている。また、高電圧電極７８は、装置本体部７２の外周部において塗料の噴霧方向である前方に向かって延びる電極であるが、その先端部がアース電極２７の先端部を越えて前方に突出しておらず、さらには静電塗装用スプレー装置７１の先端部を越えて前方に突出していない。即ち、高電圧電極７８の全長は装置本体部７２の全長よりも短く、しかも、高電圧電極７８の全体は装置本体部７２の側方領域内に納まっている。

また、この高電圧電極７８は、その全体が絶縁性材料からなる高電圧電極ケース７９に覆われており、さらに、当該高電圧電極７８に電気的に接続する連結部材８１および抵抗体７５も高電圧電極ケース７９に覆われている。また、抵抗体７５に電気的に接続するスプリング７６、保持部材８０、スプリング７７も絶縁性材料からなる装置本体部７２に覆われている。従って、高電圧電極７８は、装置本体部７２内の塗料流路２３とは分離して電気的に絶縁された状態で配置されている。また、高電圧電極７８は、噴出軸Ｓを中心として塗料流路２３から径方向外側に所定距離Ｈａの位置に配置されている。即ち、高電圧電極７８は、噴出軸Ｓから絶縁性の部材を介して離間しており、さらに、装置本体部７２の側面、換言すれば静電塗装用スプレー装置７１の側面からも絶縁性の部材を介して離間した状態で配置されている。

以上に説明した静電塗装用スプレー装置７１によれば、高電圧発生装置４と高電圧電極７８との間の高電圧供給系統中に抵抗体７５を配置したとしても、その抵抗体７５は、装置本体部７２の長手方向に直交する方向に延びた状態で設置される。これにより、装置本体部７２の長手方向に沿って抵抗体７５の設置スペースを確保する必要がなく、従って、高電圧電極７８の設置位置を装置本体部７２の外周部において極力後方に設定することができる。即ち、抵抗体７５の設置に伴い高電圧電極７８の設置位置を前方側にずらす必要がなく、抵抗体７５を設置しつつも、高電圧電極７８の全体を静電塗装用スプレー装置７１の側方領域に納めることができる。

また、静電塗装用スプレー装置７１は、高電圧供給系統の一部を構成する抵抗体７５を静電塗装用スプレー装置７１の長手方向に直交する方向に延びるように配置した。これにより、当該静電塗装用スプレー装置７１の長手方向おいて抵抗体７５の長さ（設置スペース）を考慮する必要がなく、静電塗装用スプレー装置７１の長手方向における高電圧供給系統の長さを極力短くすることができる。即ち、静電塗装用スプレー装置７１は、高電圧供給系統の長さの一部（少なくとも抵抗体７５の長さ）を、装置の長手方向に直交する方向に分散した構成である。この構成によれば、高電圧供給系統の最先端部、即ち高電圧電極５８の先端部の位置を、静電塗装用スプレー装置７１の前方に突出させることなく、側方領域において極力後方に位置させることができる。

なお、上述の第１実施形態で示した静電塗装用スプレー装置１においても、導電体である導体棒５は装置本体部２の長手方向に直交する方向に延びた状態で設置されている。そのため、導体棒５を設置しつつも、高電圧電極８の全体を静電塗装用スプレー装置１の側方領域に納めることができる。また、静電塗装用スプレー装置１の長手方向における高電圧供給系統の長さを極力短くすることができ、高電圧供給系統の最先端部、即ち高電圧電極８の先端部の位置を、静電塗装用スプレー装置１の前方に突出させることなく、側方領域において極力後方に位置させることができる。

また、静電塗装用スプレー装置７１は、導電体として抵抗体７５を備えるので、この抵抗体７５がいわゆる制限抵抗として機能し、これにより、高電圧電極７８に過大な電圧が印加されたり過大な電流が流れたりしてしまうことを防止することができる。なお、第１実施形態の導体棒５も、抵抗体７５ほどではないが制限抵抗としての機能を発揮し得る。従って、この導体棒５も、高電圧電極８に過電圧が印加されたり過電流が流れたりしてしまうことを防止する保護機構として機能し得る。

また、抵抗体７５は、装置本体部７２側ではなく、当該装置本体部７２に着脱可能な高電圧電極ケース７９に設けられている。そのため、仮に抵抗体７５が破壊したとしても、その抵抗体７５を含む高電圧電極ケース７９を、新たな抵抗体７５を含む高電圧電極ケース７９に交換すればよい。これにより、抵抗体７５が破壊したとしても、装置本体部７２あるいは静電塗装用スプレー装置７１全体を新たなものに交換する必要がない。また、抵抗体７５を、交換不能な実装品としてではなく、交換可能な消耗品として取り扱うことができる。

また、高電圧電極７８が装置本体部７２の側部に位置しているので、先端部のエアキャップ３１や塗料ノズル２２の着脱の際に、高電圧電極７８や高電圧電極ケース７９を着脱したり動かしたりする必要がない。従って、静電塗装用スプレー装置７１の組み立て性やメンテナンス性を向上することができる。また、高電圧電極７８や高電圧電極ケース７９の破損や摩耗を抑えることができ、さらには高電圧電極ケース７９と高電圧電極取付部７２ａとの接触部分の破損や摩耗を抑えることができる。

また、高電圧電極７８や高電圧電極ケース７９が静電塗装用スプレー装置７１の先端部よりも前方に突出していないので、仮に静電塗装用スプレー装置７１を落下させてしまった場合に高電圧電極７８や高電圧電極ケース７９が落下面に接触したとしても、これら高電圧電極７８や高電圧電極ケース７９に作用するモーメントを極力小さくすることができる。よって、高電圧電極７８や高電圧電極ケース７９が破損し難い静電塗装用スプレー装置７１を提供することができる。なお、第１実施形態で示した静電塗装用スプレー装置１も、高電圧電極８や高電圧電極ケース９が静電塗装用スプレー装置１の先端部よりも前方に突出していないので、同様の効果を奏することができる。

（その他の実施形態）
なお、本発明は、上述の各実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。

図１７に示すように、静電塗装用スプレー装置１は、針状の高電圧電極８に代わり、装置本体部２の軸方向、換言すれば、塗料の噴出軸Ｓを中心とする環状に形成された高電圧電極５０を備える構成としてもよい。この場合、高電圧電極５０は、環状であればよく、円環状のほか、例えば楕円環状、多角形環状に形成することができる。また、高電圧電極５０は、その断面が円形状となる構成でもよいし矩形状となる構成でもよい。なお、この図１７に示す構成は、静電塗装用スプレー装置７１にも適用可能である。

図１８に示すように、静電塗装用スプレー装置１は、装置本体部２の外周部に、複数、この場合、３つの高電圧電極６０を、装置本体部２の周方向に沿って相互に等間隔に配置した構成としてもよい。なお、この高電圧電極６０の数は適宜変更して実施することができる。また、複数の高電圧電極６０は、装置本体部２の周方向に沿って相互に等間隔ではなく不等間隔に配置してもよい。また、この図１８に示す構成は、静電塗装用スプレー装置７１にも適用可能である。

本発明は、使用者が把持するグリップ３を有するいわゆる手持ち式の静電塗装用スプレー装置１あるいは静電塗装用スプレー装置７１に限らず、使用者が把持する把持部を有しない静電塗装用スプレー装置にも適用することが可能である。即ち、例えば、図示しない塗料圧送用装置のノズル取付部に直接的に取り付けられる静電塗装用スプレーノズルなどにも適用することが可能である。

高電圧発生装置４は正の高電圧を発生するように構成してもよい。塗料チューブ２６としては、スパイラル状に延びるものや直線状に延びるもの等を、使用する塗料の種類等に応じて適宜使用することができる。上述した各実施形態を組み合わせて実施してもよい。

本発明は、例えば、パターンエアを噴出しない構成の静電塗装用スプレー装置にも適用することが可能である。要は、帯電させた塗料を被塗装物に塗着させる構成の静電塗装用スプレー装置全般に適用することができる。

本発明の静電塗装用スプレー装置は、塗料供給源に接続された塗料供給路を有する装置本体部と、装置本体部の先端部に設けられ、塗料供給路に連通する塗料流路および当該塗料流路の先端部に形成された塗料噴出孔を有する塗料ノズルと、塗料噴出孔を通り、当該塗料噴出孔よりも前方に突出するアース電極と、塗料噴出孔から噴出された塗料を帯電させるための高電圧を発生する高電圧発生部と、高電圧発生部が発生した高電圧が印加される高電圧電極と、を備え、その高電圧電極を、装置本体部の外周部であって塗料噴出孔よりも後方に所定距離の位置に、塗料流路とは分離して電気的に絶縁された状態で配置している。

Claims (8)

1. 塗料供給源に接続された塗料供給路を有する装置本体部と、
   前記装置本体部の先端部に設けられ、前記塗料供給路に連通する塗料流路および当該塗料流路の先端部に形成された塗料噴出孔を有する塗料ノズルと、
   前記塗料噴出孔から噴出された塗料を帯電させるための高電圧を発生する高電圧発生部と、
   前記高電圧発生部が発生した高電圧が印加される高電圧電極と、
   を備え、
   前記高電圧電極は、前記装置本体部の外周部であって前記塗料噴出孔よりも後方に所定距離の位置に、前記塗料流路とは分離して電気的に絶縁された状態で配置されている静電塗装用スプレー装置。
2. 前記高電圧電極は、前記塗料噴出孔と当該塗料噴出孔から噴出された塗料が塗着される被塗装物とを最短距離で結ぶ噴出軸を中心として、前記塗料流路から径方向外側に所定距離の位置に配置されている請求項１に記載の静電塗装用スプレー装置。
3. 前記高電圧発生部と前記高電圧電極との間に導電体が備えられている請求項１または２に記載の静電塗装用スプレー装置。
4. 前記導電体は、前記装置本体部の長手方向に直交する方向に延びる請求項３に記載の静電塗装用スプレー装置。
5. 前記導電体は、抵抗体で構成されている請求項３または４に記載の静電塗装用スプレー装置。
6. 前記高電圧電極は、前記装置本体部の軸方向に沿う針状、または、前記装置本体部の軸方向を中心とする環状に形成されている請求項１から５の何れか１項に記載の静電塗装用スプレー装置。
7. 前記装置本体部の外周部に、複数の前記高電圧電極を相互に等間隔に配置した請求項１から６の何れか１項に記載の静電塗装用スプレー装置。
8. 前記装置本体部のうち前記塗料ノズルとは反対側の端部に、使用者が把持する把持部を備える請求項１から７の何れか１項に記載の静電塗装用スプレー装置。
   

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