JPH06206018A - 摩擦電気式粉体スプレーガン - Google Patents

摩擦電気式粉体スプレーガン

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JPH06206018A
JPH06206018A JP5248396A JP24839693A JPH06206018A JP H06206018 A JPH06206018 A JP H06206018A JP 5248396 A JP5248396 A JP 5248396A JP 24839693 A JP24839693 A JP 24839693A JP H06206018 A JPH06206018 A JP H06206018A
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outer cylinder
wear sleeve
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Curtis B Haller
ビー． ハラー カーティス
Alan J Knobbe
ジェー． ノベ アラン
Gerald W Crum
ダヴリュ． クラム ゲラルド
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    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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Abstract

(57)【要約】 【目的】現場で消耗品の交換が容易にできる摩擦電気式
粉体スプレーガンを提供する。 【構成】摩擦電気式粉体スプレーガンは、粉体を搬送ガ
スと混合するためのディフューザー、ディフューザーの
下流にある帯電部分、および帯電部分の出口にある、帯
電した粉体を配量するためのスプレーヘッドを含む。帯
電部分は、中空の外側シリンダーの中に取り外しできる
様に配置された内側コアを有し、外側シリンダーと内側
コアの間に輪状透き間が形成され、粉体のための帯電経
路を与える。内側コアおよび外側シリンダーは、弾性的
な絶縁材料からなる起伏した、または波形の表面を有し
ているので、輪状透き間は粉体のための蛇行した経路を
与える。接地は、最大量の帯電が起こるガンの帯電部分
の入り口で、粉体経路の外側に位置する接地リングを通
して、電気絶縁性の接触材料の表面伝導により与えられ
る。接地リングを粉体経路の外側に配置することによ
り、接地リングは清浄に維持され、表面が最大限に帯電
される。再組み立てを容易にするために、内側コアおよ
び外側シリンダーは長さ方向で対称的になっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、静電粉体塗装に関し、
より詳しくは改良された摩擦電気式粉体スプレーガンに
関する。
【０００２】
【従来の技術】静電粉体塗装においては、乾燥塗料粒子
を粉体ホッパー中で流動化し、ホースを通してスプレー
ガンにポンプ輸送し、そのスプレーガンが粉体を塗装す
べき物体上に吹き付ける。スプレーガンは一般的に２つ
の方法のどちらかで、すなわちガンが高電圧帯電電極を
有するか、あるいはガンが摩擦により、すなわち摩擦電
気的に粉体を帯電させる手段を有することにより、粉体
を帯電させる。本発明は摩擦電気式粉体スプレーガンに
関する。
【０００３】一般的に、摩擦電気式粉体スプレーガンで
は、粉体がエポキシ系であり、ガン内部には一般的にポ
リテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）からなる表面が
備えられており、この表面に粉体粒子が何度も衝突し、
粒子が摩擦的に帯電する。粉体粒子がガンの前部からス
プレーされると、それらの粒子は、一般的に電気的に接
地され、頭上のコンベヤから吊下げられた、塗装すべき
物体に向かって静電気的に引き付けられる。これらの静
電気的に帯電した粉体粒子は、物体上に堆積すると静電
気引力によりそこに付着し、次いでオーブン中に搬送さ
れ、そこで融解し、流れて一つになり、物体上に連続的
な被覆を形成する。粉体塗装は一般的に多くの械器、庭
園用具、芝刈り機、その他の製品に見られる様な、強靱
で、耐性のある仕上げを与える。
【０００４】市販の摩擦電気式粉体スプレーガンの一つ
は、米国特許第４，３３９，９４５号に記載されてい
る。このガンは、ノードソン コーポレーション、アム
ハースト、オハイオからトリボマティックガン（商標
名）として市販されている。このガンでは、コアの回り
に巻き付けられた、湾曲したＰＴＦＥチューブの束の中
で粉体が帯電する。粉体がチューブの中を通過する際
に、チューブの内壁に数回衝突し、接触する度に電荷を
拾い上げる。チューブ束の外側層は導電性材料により覆
われ、ガンの作動中、電荷をアースに放出する。帯電チ
ューブの接地により、粉体の帯電が強化され、作業員に
ショックを与える、あるいは火花を発生して火事や爆発
を引き起こす可能性がある、ガンへの静電電荷蓄積を防
止することにより、安全性を高めている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】粉体に与えられる電荷
の大きさにおける重要なファクターの一つはガンを通過
する粉体の速度であり、粉体の速度が高い程、粉体の電
荷が高くなる。したがって、粉体上の電荷を増加させる
ために、粉体を高速度でガンを通して流す。しかし、粉
体の速度は粉体ガン部品の摩耗寿命に対しても有害な影
響を及ぼす。部品の摩耗は速度とも関係があり、速度が
高い程、摩耗の程度も高い。粉体はガンの帯電部分中の
帯電チューブ全体を摩滅させるので、再構築のためにガ
ン全体を定期的に製造者に返還し、全く新しいガンまた
は再構築されたガンと交換することになる。
【０００６】摩擦電気式粉体スプレーガンの性能におけ
るもう一つの重要な要素は、ガンの静電気的な接地であ
る。米国特許第４，３３９，９４５号に示される先行技
術のガンの接地には、非常に時間がかかる複雑な製造工
程が関与する。帯電チューブを特殊な金型中で加熱する
ことにより、巻き込んだ形状に予備成形する。次いでチ
ューブをアルミニウムコアの回りに配置し、黒色グラフ
ァイト型の導電性コーティングを吹き付ける。次いで、
チューブ束全体を導電性材料で覆う。接地ワイヤをコア
から装置の制御盤に伸ばす。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、スリーブまた
はシリンダー内部にコアを配置し、コアの外部とシリン
ダーの内部との間に粉体流路を備えた、改良された流路
を有する摩擦電気式粉体スプレーガンを提供する。より
詳しくは、シリンダーの内部およびコアの外部は起伏し
た、または波形の表面を有しているので、ガン内部に粉
体のための輪状の波形流路が備わっている。コアの外側
およびシリンダーの内側の両方がＰＴＦＥの表面を備え
ている。コアおよびシリンダーの波形表面により、粉体
は、ガンの帯電部分を通過する間に何度も方向を変え、
ＰＴＦＥ帯電表面と接触し、接触する度に粉体粒子は電
荷を拾い上げる。コアの外側およびシリンダーの内側は
狭い間隔に保持されているので、粉体の流路は非常に狭
く、各粉体粒子が帯電表面に衝突する回数がさらに増加
する。
【０００８】また、本発明はガンの改良された静電気接
地方法をも提供する。本発明は、米国特許第４，３３
９，９４５号に示されている様な先行技術のガンに必要
とされる様な、時間がかかる複雑な製造工程を避け、改
良された、簡単な接地経路を提供する。本発明は、粉体
流路の始めの部分に、ただし外側に接地リングを取り付
けることにより、先行技術の設計を改良している。
【０００９】本発明は、独特の「波形の」コアおよびシ
リンダーの帯電方式を外部接地リングと組合わせてい
る。リングを流路の外側に配置することにより、接地リ
ングは清浄に維持される。その上、接地リングをガンの
帯電部分への入り口に配置することにより、接地リング
は最大量の帯電が起こる所に位置し、この位置は電荷を
放電するのに理想的な場所である。
【００１０】本発明のガンの帯電部分における接触表面
は、良好な摩擦電気的帯電特性を与える、ＰＴＦＥの様
な電気的な絶縁材料からなる。この材料は電気的に絶縁
性であるが、接触表面から接地リングへの表面放電また
は表面伝導を利用することにより、接地は達成される。
帯電部分は分離した部品からなるので、これらの部品間
に透き間が形成される。本発明により、この透き間の表
面が表面伝導経路の一部として使用され、その透き間は
接地リングの位置の近くに配置されている。
【００１１】また本発明は、波形の外側表面を有するコ
アを、波形の内側表面を有するシリンダーの中に挿入す
る、およびそのシリンダーから取り出すことができる、
改良されたコアおよびシリンダーの設計をも提供する。
この取り外し性は、内側コアの峰または隆起部の直径
を、外側シリンダーの峰または隆起部の直径以下に寸法
調節することにより達成される。この設計により、帯電
表面のどちらかが摩耗した場合に、ガン全体を再構築の
ためにメーカーに返送する必要がなく、新しいコアおよ
び／またはシリンダーを現場で容易に交換できるので、
先行技術の設計に対して重要な利点が得られる。これに
よって時間と経費が節約される。
【００１２】内側コアおよび外側シリンダーはそれぞれ
容易に取り外し、交換できる様に設計された摩耗スリー
ブを含む。各摩耗スリーブは、ＮＥＭＡグレードＧ−１
０材料の様な、電気絶縁性および寸法安定性を有する材
料からなる強化部品で形成され、ＰＴＦＥの様な電気絶
縁性接触材料の接触層を有する。
【００１３】さらに、内側コアならびに外側シリンダー
の上の摩耗スリーブは長さ方向で対称的であるので、摩
耗スリーブのどちらの末端を先に挿入して再組み立てし
てもよい。これによって、ガンの組み立てが容易にな
り、摩耗スリーブの一方を不注意で逆に取り付けること
による、組み立て間違いを防止することができる。
【００１４】また本発明は、粉体を帯電部分を通して所
望の速度で流すことにより粉体上の電荷を制御するため
に、ガンの後部にディフューザーを備える。粉体を帯電
させるための輪状透き間を有する先行技術のガンは、帯
電部分の後部に空気ノズルを使用しているが、このノズ
ルは電極を清浄に維持する目的だけのために備えられて
いる。
【００１５】これらの、および他の利点は、粉体を搬送
ガスと混合するためのディフューザー、ディフューザー
の下流にある帯電部分、および帯電部分の出口にある、
帯電した粉体を配量するためのスプレーヘッドを含む本
発明の粉体スプレーガンにより与えられる。帯電部分
は、粉体が通過する際にそれを帯電させるための手段を
含む。帯電手段は、中空の外側シリンダーの中に取り外
しできる様に配置された内側コアを含む。外側シリンダ
ーは内向寸法を有し、内側コアは外向寸法を有する。外
側シリンダーと内側コアの間に輪状透き間が形成され、
粉体のための帯電経路を与える。外側シリンダーの内向
寸法が減少する長さ方向の位置と一般的に同じ位置で、
内側コアの外向寸法が増加する。外側シリンダーの内向
寸法が増加する長さ方向の位置と一般的に同じ位置で、
内側コアの外向寸法が減少する。輪状透き間の幅は外側
シリンダーおよび内側コアの長さに沿って一般的に一定
である。内側コアおよび外側シリンダー上に蓄積する摩
擦電荷は、これらの表面に沿って、粉体の経路に対して
外側に位置する接地リングに流れる。粉体は、この経路
を通って流れる間に、これらの表面に繰り返し接触する
ことにより帯電する。
【００１６】
【実施例】最初に図１および２に、本発明の摩擦電気粉
体スプレーガン１０を示す。ガン１０は、ガン本体１１
を有し、その中を中央開口部が通っている。ガン取り付
け機構１２が固定具１３および１４によりガン本体１１
に取り付けられている。ガン１０は、入り口にあるディ
フューザー部分１５、中央の帯電部分１６、および出口
にあるスプレーヘッド部分１７を含む。
【００１７】ガンのディフューザー部分１５は、中央軸
方向の通路２２を有するディフューザー本体２１を含
む。ディフューザー本体２１は、ガン本体１１中の中央
開口部の入り口端部の中にはめ込まれており、ディフュ
ーザー本体と、ガン本体１１中の中央開口部の入り口端
部の内側表面との間で、ディフューザー本体２１の外側
表面の周囲にある溝の中に、Ｏリング２３および２４が
ある。
【００１８】ガン制御モジュール（図には示していな
い）からコネクター２７を通して圧縮空気がディフュー
ザー部分１５に入る。コネクター２７は、通路２２の前
端部の中に挿入されたディフューザーノズル２８に接続
されている。粉体は、米国特許第４，６１５，６４９号
に示される様なポンプから送られる空気流により、ホッ
パーからディフューザー部分１５に輸送される。粉体お
よびポンプから送られる輸送空気は供給ホースを通して
ガンの中に入るが、その供給ホースは、通路２２に向か
ってディフューザー本体２１の中に半径方向で伸びてい
る入り口コネクター２９の所でガンに接続している。粉
体がコネクター２９からディフューザー部分１５に入る
と、粉体はディフューザーノズル２８から来るディフュ
ーザー空気と混合される。粉体入り口コネクター２９を
横切って流れるディフューザー空気により、粉体入り口
で負圧が生じ、その負圧がポンプを支援し、粉体供給ホ
ースからディフューザーの中に粉体を吸引する。ディフ
ューザー中のノズル２８の孔は、低圧で大量の空気流を
与える様な大きさを有する。
【００１９】ディフューザー内部が低圧であるためにポ
ンプには背圧がほとんどかからないので、ポンプからの
粉体流吐出量が高くなる。ディフューザー空気の量が大
きいので、粉体は帯電部分１６を通して高速度で搬送さ
れ、それによって粉体の帯電度が高くなる。粉体に与え
られる電荷の大きさは、ガンを通過する粉体の速度に直
接関係するので、ディフューザー空気の量によって本質
的に粉体の帯電が調節され、ディフューザー空気が高い
程、粉体の帯電度も高まり、ディフューザー空気が低い
程、帯電度も低い。本発明は、ガンの後部にディフュー
ザーを備え、粉体を所望の速度で帯電部分１６を通過さ
せることにより、粉体の帯電を制御する。
【００２０】ガン本体１１に取り外しできる様に取り付
けられ、本体の前端部から伸びている外側延長チューブ
３１の内側に、ガンの帯電部分１６が位置している。帯
電部分１６は、外側シリンダーアセンブリー３３の中に
取り付けられた内側コアアセンブリー３２を含む。
【００２１】図２に示す様に、内側コアアセンブリー３
２は、中央のねじ山の付いた棒３５を含み、その一端に
ねじ込まれた一般的に円錐形の入り口分配器３６、およ
び他端にねじ込まれた一般的に円錐台形の出口分配器３
７を有する。一般的に円筒形の内側摩耗スリーブ３８は
入り口分配器３６および出口分配器３７の間に挟まれて
いる。
【００２２】外側シリンダーアセンブリー３３は、延長
チューブ３１の内部に取り付けられており、入り口摩耗
スリーブ４１と出口摩耗スリーブ４２の間に挟まれた外
側摩耗スリーブ４０を含む。内側摩耗スリーブ４１は、
ガン本体１１内部の中央開口部の出口端部における肩部
に突き合わされている。外側摩耗スリーブ４２はその外
部に肩部４３を有し、延長チューブ３１の出口端部はフ
ランジ４４を有し、そのフランジは半径方向で内側に向
かって伸び、圧縮ガスケット４５を通して肩部４３と接
し、出口摩耗スリーブを所定の位置に保持している。
【００２３】こうして、入り口摩耗スリーブ４１は入り
口分配器３６の周囲に位置し、外側摩耗スリーブ４０は
内側内側摩耗スリーブ３８の周囲に位置し、出口摩耗ス
リーブ４２は出口分配器３７の周囲に位置する。
【００２４】内側および外側摩耗スリーブ３８および４
０の間に輪状（環状）透き間４６が形成される。内側摩
耗スリーブ３８の外側表面および外側摩耗スリーブ４０
の内側表面は波形になっているので、輪状透き間４６
は、粉体が帯電部分１６を通過するための蛇行した経路
を与える。特に、内側摩耗スリーブ３８の外径は全体的
に、外側摩耗スリーブ４０の内径が減少する縦方向の位
置と同じ位置で増加し、内側摩耗スリーブ３８の外径は
全体的に、外側摩耗スリーブ４０の内径が増加する縦方
向の位置と同じ位置で減少するので、スリーブ３８と４
０の間の輪状透き間４６により、狭い「波形の」流路が
粉体のために形成される。輪状透き間４６の直径は変化
するが、輪状透き間４６の幅は内側および外側摩耗スリ
ーブ３８および４０の長さに沿って全体的に一定であ
る。
【００２５】粉体は、ディフューザー部分１５からガン
の帯電部分１６に入り、入り口摩耗スリーブ４１および
入り口分配器３６の収束する表面により、内側および外
側摩耗スリーブ３８と４０の間の輪状透き間４６の中に
誘導される。ガン本体１１の中に位置する入り口摩耗ス
リーブ４１は、外側摩耗スリーブ４０からディフューザ
ー本体２１に向かって伸び、ガンのディフューザー部分
から出る粉体のための通路を限定する。
【００２６】次いで粉体は、狭い「波形の」輪状透き間
４６を通り、続いて出口分配器３７および出口摩耗スリ
ーブ４２の発散する表面により限定される、広がって行
く輪状透き間を通って流れ、そこから粉体はスプレーヘ
ッド部分１７の中に放出される。
【００２７】粉体の流路を密閉するために、ガンの様々
な部品間に複数のＯリングが備えられている。入り口摩
耗スリーブ４１は、ガン本体１１と入り口摩耗スリーブ
の間の、帯電部分１６の始まる所に備えられたＯリング
４８（図３）により、ガン本体１１に対して密閉されて
いる。もう一つのＯリング４９も入り口摩耗スリーブ４
１の外周に位置する。Ｏリング５０および５１は外側摩
耗スリーブ４０の外周に位置し、Ｏリング５０は外側摩
耗スリーブ４０の入り口端部に近い所に位置し（図
３）、Ｏリング５１は、摩耗スリーブの出口端部で、外
側摩耗スリーブ４０と延長チューブ３１の間に位置する
（図４）。
【００２８】延長チューブ３１は、ガン本体１１から延
長チューブ３１中に形成された溝５３の中に伸びている
ピン５２を含むバヨネット型掛け金機構によりガン本体
１１に取り外しできる様に取り付けられているので、帯
電部分１６は、使用中はガン本体に固定され、ガンまた
は摩耗スリーブの一つを清掃する場合には容易に取り外
すことができる。延長チューブ３１がバヨネット機構に
よりガン本体１１に固定された状態では、延長チューブ
３１の外側フランジ４４と出口摩耗スリーブ４２の肩部
４３の間に位置する発泡ネオプレンガスケット４５によ
り、外側摩耗スリーブ４０は本体１１中の中央開口部の
中に押し込まれる（図１および５）。ガスケット４５は
圧縮可能で弾性があり、外側摩耗スリーブ４０をガン本
体１１に向かって押し付けるスプリングを形成する。ガ
スケット４５により外側摩耗スリーブ４０がガン本体１
１の中に押し込まれると、外側摩耗スリーブの末端にあ
るＯリング５０は接地リング８１（後でに説明する）に
接する。
【００２９】図５に詳細に示す様に、内側摩耗スリーブ
３８は、内側強化部品またはスリーブ５５の外径上に形
成された内側ＰＴＦＥ接触層５４を含む。外側摩耗スリ
ーブ４０も同様に、外側強化部品またはスリーブ５７の
内径上に形成された外側ＰＴＦＥ接触層５６を含む。強
化スリーブ５５および５７は、電気絶縁性の、寸法安定
性がある材料からなり、好ましくはＮＥＭＡグレードＧ
−１０（エポキシ樹脂を含浸した連続ガラスフィラメン
ト織布）または類似の材料からなる。接触層５４および
５６は、粉体流路に沿って電気絶縁材料の層を与える
が、接地用の表面導電性をも与える。強化スリーブ５５
および５７は、スリーブを補強し、機械加工の際に「波
形の」ＰＴＦＥスリーブがその形状を半径方向および長
さ方向の両方で保持するのを助け、長期間にわたり輪状
透き間４６に沿って安定した寸法を維持する。
【００３０】再び図２に関して、外側シリンダーアセン
ブリー３３に対する内側コアアセンブリー３２の位置
は、位置合わせリング６０および間隔合わせリング６１
により維持される。位置合わせリング６０は、帯電部分
１６の入り口で内側摩耗スリーブ３８を半径方向で入り
口分配器３６と整列させ、同時に内側摩耗スリーブ３８
および分配器３６および３７を軸方向で外側摩耗スリー
ブ４０および摩耗スリーブ４１および４２と整列させ
る。間隔合わせリング６１は、帯電部分１６の出口で内
側摩耗スリーブ３８および出口分配器３７を半径方向で
摩耗スリーブ４０および出口摩耗スリーブ４２と整列さ
せることのみに使用される。位置合わせリング６０およ
び間隔合わせリング６１はそれぞれデルリン(Delrin)の
様な表面導電性を与える電気絶縁性材料でできている。
【００３１】図３に示す様に、位置合わせリング６０は
入り口摩耗スリーブ４１と外側摩耗スリーブ４０の間、
および入り口分配器３６と内側摩耗スリーブ３８の間に
配置されている。外側摩耗スリーブ４０に隣接して入り
口摩耗スリーブ４１の内側表面の周上に、位置合わせリ
ング６０のための小さな窪み６３が形成されている。同
様に、入り口摩耗スリーブ４１に隣接して外側摩耗スリ
ーブ４０の内側表面の周上に、小さな窪み６４が形成さ
れている。対応する位置合わせリング６０のための窪み
６５および６６が、それぞれ入り口分配器３６および内
側摩耗スリーブ３８の外側表面に形成されている。この
様に位置合わせリング６０は、図７に最も分かり易く示
す様に、窪み６３、６４、６５および６６により挟まれ
ている。
【００３２】位置合わせリング６０の構造を図７により
詳細に示す。位置合わせリング６０は、入り口摩耗スリ
ーブ４１と外側摩耗スリーブ４０の間で窪み６３および
６４に挟まれる外側リング部分６９および入り口分配器
３６と内側摩耗スリーブ３８の間で窪み６５および６６
に挟まれる内側リング部分７０を含む。内側リング部分
７０および外側リング部分６９は、相互に９０o の間隔
で配置された４個のウェブ部分７１により接続されてい
る。ウェブ部分７１は、粉体流路を通って伸びており、
特に図８に示す様に、粉体の衝撃融合により粉体がウェ
ブ部分に蓄積するのを防止するために、ウェブ部分は先
細りまたは流線形になっている。
【００３３】外側摩耗スリーブ４０中の窪み６４は、外
側ＰＴＦＥ接触層５６を完全に通過し、外側強化スリー
ブ５７の中に伸びている。同様に内側摩耗スリーブ３８
中の窪み６６は、内側ＰＴＦＥ接触層５４を完全に通過
し、内側強化スリーブ５５の中に伸びている。強化スリ
ーブ５５および５７の材料は、接触層５４および５６の
軟質ＰＴＦＥ材料よりも硬く、強化スリーブ中への窪み
の深さにより、リング６０の位置合わせに対する寸法的
な安定性が得られる。この様に窪み６３、６４、６５お
よび６６により、外側シリンダーアセンブリー３３およ
び内側コアアセンブリー３２に対して位置合わせリング
６０を軸方向で正確に配置することができる。
【００３４】間隔合わせリング６１は、外側摩耗スリー
ブ４０と出口摩耗スリーブ４２の間に位置している。図
４に示す様に、窪み７３は出口縁部で外側摩耗スリーブ
４０の中に形成されており、対応する窪み７４は出口摩
耗スリーブ４２の中に形成されている。間隔合わせリン
グ６１は、窪み７３および７４により形成される溝の中
にはめ込まれている。図９に示す様に、間隔合わせリン
グ６１は、窪み７３および７４により形成される溝の中
にはめ込まれている外側リング部分７５および外側リン
グ部分７５から半径方向で内側に向かって伸びる４個の
突出したスペーサー部分７６を含む。スペーサー部分７
６は、相互に９０o の間隔を置いて配置されている。ス
ペーサー部分７６の先端は出口分配器３７の外壁に接
し、内側コアアセンブリー３２に対して外側シリンダー
アセンブリー３３を半径方向で位置合わせしている。図
１０に示す様に、スペーサー部分７６も、衝突融合によ
る粉体の蓄積を防止するために、位置合わせリング６０
のウェブ部分７１と同様に先細りまたは流線形の断面を
有する。
【００３５】内側摩耗スリーブ３８の、窪み６６と反対
側の末端にも窪み７８（図４）がある。この窪み７８
は、間隔合わせリング６１が内側コアアセンブリー中に
取り付けられないので、間隔合わせリングの位置合わせ
には必要とされない。しかし、この窪み７８は、内側摩
耗スリーブ３８が長さ方向で対称的になる、すなわち反
転可能になる様に設けられている。したがって、窪み７
８は、内側摩耗スリーブ３８の他端の窪み６６に対して
対称的に位置する。図４に示す様に、窪み７８は間隔合
わせリング６１に必要ではないので、出口分配器３７
は、窪み７８にはまり込む小さなフランジ７９を備えて
いる。
【００３６】従来の摩擦電気粉体スプレーガンの設計で
は、粉体の帯電を強化し、作業者にショックを与える、
あるいは火花を生じて火事や爆発を引き起こす恐れのあ
るガンへの静電荷蓄積を防止して安全性を高めるため
に、帯電部分１６を接地する。しかし、本発明は改良さ
れた接地構造を使用する。接地電極は、ガン本体１１の
内部の、粉体への最も高い電荷移動が起こる帯電部分１
６の入り口近くで、入り口摩耗スリーブ４１および外側
摩耗スリーブ４０の外周部に配置された接地リング８１
の形で備えられている。接地リング８１は、粉体流路か
ら離れた所に位置しているので、清浄に維持され、良好
で一定した電気的接地が達成される。Ｏリング４９は接
地リング８１と入り口摩耗スリーブ４１の間に位置し、
Ｏリング５０は接地リング８１と外側摩耗スリーブ４０
の間に位置する。
【００３７】外側スリーブ４０は入り口摩耗スリーブ４
１から離れた部品であるので、その間に透き間８２が形
成される。透き間８２の寸法は重要ではなく、この透き
間を形成する部品４０および４１は、実際には接触し
て、つまり互いに突き合わせになっていてもよい。部品
４０および４１が接触していても、これらの部品間には
接地リング８１へ電荷が通るのに十分な透き間８２が存
在する。透き間８２は輪状であり、外側摩耗スリーブ４
０と入り口摩耗スリーブ４１の間には外側表面が与えら
れるので、これらの表面に沿って、接地経路の一部とし
て表面伝導が起こり得る。
【００３８】ガンの帯電部分１６の部品の電気的接地
は、内側摩耗スリーブ３８、外側摩耗スリーブ４０、入
り口摩耗スリーブ４１、入り口分配器３６、出口分配器
３７および出口摩耗スリーブ４２の外表面に沿った表面
伝導により達成される。先に述べた様に、粉体流路の一
部を形成するこれらの部品の少なくとも表面は、ＰＴＦ
Ｅの様な良好な帯電特性を有する電気絶縁材料からな
る。ＰＴＦＥ材料は表面放電を起こすこともでき、それ
によって接地のための導電性経路が得られる。入り口摩
耗スリーブ４１、外側摩耗スリーブ４０および出口摩耗
スリーブ４２の表面上の電荷はこれらの表面に沿い、入
り口摩耗スリーブ４１と外側摩耗スリーブ４０の間に設
けられた透き間８２を通して接地リング８１に流れる。
入り口分配器３６、内側摩耗スリーブ３８および出口分
配器３７の表面上の電荷はこれらの表面に沿い、位置合
わせリング６０の表面を横切り、透き間８２を通して接
地リング８１に流れる。これらの表面上の一部の電荷
は、間隔合わせリング６１を横切って外側摩耗スリーブ
４０に流れてから透き間８２を通過することも十分に考
えられる。リング６０および６１もデルリンの様な十分
な表面導電性を有する電気絶縁性材料からなるので、内
側コア部品３６、３７および３８接地リング８１へ十分
な放電電流が流れる。
【００３９】電流は接地リング８１から接地支柱８４を
通り、ノブ８５により接地支柱８４上に保持された接地
ワイヤ（図には示していない）に流れ、そこからガン制
御モジュールに流れ、そこで電流計により表示され、次
いで大地に流れる。ＰＴＦＥの表面導電性、接地リング
８１への経路の長さ、および粉体接触表面上の電荷の電
位はすべて、適切な接地および最適な帯電性能を得るた
めにガンの設計で考慮される変数である。
【００４０】ガンの帯電部分１６の出口端部は、従来の
様々なスプレーヘッドを受け入れられる様に設計されて
いる。スプレーヘッド部分１７は通常のスプレーヘッド
８８を含み、図ではスプレーヘッドを帯電部分１６の出
口に取り付けた状態を示す。スプレーヘッド８８は、延
長チューブ３１の出口端部のフランジ４４に隣接する出
口摩耗スリーブ４２に取り付けられている。Ｏリング８
９および９０（図４）は、スプレーヘッド８８と出口摩
耗スリーブ４２の間で、出口摩耗スリーブの外側にある
溝の中に配置されている。
【００４１】帯電部分１６中の粉体に与えられる電荷の
大きさは、（１）粉体の速度、（２）流路壁を構成する
材料、（３）帯電部分を通る粉体経路の幾何学的構造つ
まり設計、（４）帯電表面の電気的接地、および（５）
粉体コーティング材料の組成により異なる。本発明のガ
ンは、上記の５つのファクターのそれぞれを考慮に入れ
て、粉体に最大限の電荷を与える様に設計されている。
【００４２】粉体に与えられる電荷の大きさにおける重
要なファクターの一つは、ガンの帯電部分１６を通過す
る粉体の速度であり、粉体の速度が高い程、粉体上の電
荷は高くなる。しかし、粉体の速度には粉体ガンの部品
の摩耗寿命に対する悪影響もある。部品の摩耗も速度の
関数であり、速度が高い程、摩耗も大きくなる。したが
って、十分な帯電に必要な速度よりも高い速度で粉体を
流すことは好ましくない。
【００４３】本発明の好ましい実施態様では、ガンの帯
電部分１６で粉体が接触し得るすべての部品、すなわち
内側摩耗スリーブ３８、外側摩耗スリーブ４０、入り口
摩耗スリーブ４１、入り口分配器３６、出口分配器３
７、および出口摩耗スリーブ４２はフッ素重合体材料、
好ましくはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）か
らなる。この材料は、様々な組成を有する粉体塗料を摩
擦電気的に帯電させるのに非常に効果的であることが分
かっている。粉体は、ＰＴＦＥ表面に接触する度に電荷
を拾い上げる。したがって、粉体にさらされるＰＴＦＥ
表面を最大限に増加することにより、粉体を帯電させる
機会も最大限に増加する。ＰＴＦＥは電気絶縁性材料で
あるが、粉体に与えられた電荷を接地するための表面導
電性を有する。
【００４４】内側および外側摩耗スリーブ３８および４
０の独特な設計、特にそれらの「波形の」表面も、粉体
に与えられる電荷の大きさを増加するのに役立つ。内側
および外側摩耗スリーブ３８および４０の湾曲した表面
により、粉体は輪状透き間４６を通って蛇行した経路で
流れ、それによって粉体は各スリーブの峰と谷または溝
に押し付けられる。スリーブ３８および４０の直径が変
化する度に、粉体はその方向を強制的に変化させられ、
スリーブのＰＴＦＥ表面にさらに衝突し、粉体に電荷が
加えられる。
【００４５】粉体に与えられる電荷の大きさは、輪状透
き間４６の幅が比較的狭いことにより、さらに増大す
る。２つの摩耗スリーブ３８および４０間の輪状透き間
は小さく、０．０３２インチ（０．８２mm）のオーダー
である。したがって、粉体が摩耗スリーブ３８および４
０の表面に多数回接触する可能性は、帯電部分にあまり
接触せずに直線的に流れる場合よりも高くなる。先に述
べた様に、入り口摩耗スリーブ４１、出口摩耗スリーブ
４２、および内側摩耗スリーブ３８と、入り口分配器３
６、出口分配器３７、および外側摩耗スリーブ４０の間
の輪状透き間のこの狭い幅は、位置合わせリング６０お
よび間隔合わせリング６１により保持されている。
【００４６】ガンの帯電部分１６を通る粉体速度の増加
により粉体に与えられる電荷が増加し、粉体速度の増加
により粉体ガン部品の摩耗が増加するので、摩耗した部
品を容易に交換できるのが有利である。本発明により、
２個の摩耗スリーブ３８および４０の交換は容易であ
る。２個の摩耗スリーブ３８および４０は、内側摩耗ス
リーブ３８を外側摩耗スリーブ４０のどちらかの末端か
ら押出す、または引き抜くことにより、内側摩耗スリー
ブを外側摩耗スリーブから離脱できる様な寸法を有す
る。この離脱性は、内側摩耗スリーブ３８の峰または隆
起部の直径を、外側摩耗スリーブ４０の峰または隆起部
の直径以下の寸法にすることにより、達成される。スリ
ーブ３８および４０のどちらかが摩耗した場合、ガン全
体を再構築するためにメーカーに返却する必要はなく、
新しいスリーブを現場で容易に交換することができ、そ
の結果、時間と経費を節約することができる。
【００４７】ガン１０を組み立てるには、まず内側摩耗
スリーブ３８の一端にある窪み６６の中に位置合わせリ
ング６０を入れる。ここで、内側摩耗スリーブ３８は長
さ方向で対称的であるので、位置合わせリング６０を内
側摩耗スリーブのどちらの末端に配置しても、組み立て
を開始することができる。次いで、内側摩耗スリーブの
位置合わせリングと同じ側の、窪み６５の中に入り口分
配器３６を配置する。次にねじ山付きの棒３５を、入り
口分配器３６中の対応するねじ山付きの開口部の中に挿
入する。次いで出口分配器３７を棒３５の他端にねじ込
むことにより、内側コアアセンブリー３２の組み立てが
完了する。
【００４８】本体１１は、ディフューザー本体２１、ガ
ン取り付けアセンブリー１２、接地リング８１、接地支
柱８４およびノブ８５を所定の位置にして予め組み立て
る。入り口摩耗スリーブ４１の外周上のＯリング用の溝
にＯリング４８および４９を配置し、その入り口摩耗ス
リーブをガン本体１１中の中央開口部の出口端部の中に
挿入する。前に組み立てた内側コアアセンブリー３２を
挿入し、入り口分配器３６を入り口スリーブ４１の中に
はめ込み、位置合わせリング６０を入り口摩耗スリーブ
中の窪み６３の中にはめ込む。次に、外側摩耗スリーブ
４０の外側にある溝の中にＯリング５０を配置する。次
いで、位置合わせリング６０が外側摩耗スリーブ４０の
末端にある窪み６４の中に落ち着くまで、外側摩耗スリ
ーブを本体１１の中央開口部の中に挿入する。外側摩耗
スリーブ４０は長さ方向で対称的であるので、組み立て
の際に外側摩耗スリーブのどちら側の末端をガン本体１
１の中に挿入してもよい。
【００４９】次いで間隔合わせリング６１を出口分配器
３７の周囲に配置し、外側摩耗スリーブ４０の外側に伸
びている末端上の、窪み７３の中に配置する。出口摩耗
スリーブ４２の外側にある溝の中にＯリング８９および
９０を予め配置し、次いで出口摩耗スリーブ４２を外側
摩耗スリーブ４０の外側に伸びている末端に合わせ、間
隔合わせリング６１を出口摩耗スリーブ４２の窪み７４
の中に収容する。出口摩耗スリーブ４２の肩部４３に対
してネオプレンガスケット４５を配置し、延長チューブ
３１を外側に伸びているアセンブリーの上に被せる。延
長チューブ３１を回転させるとピン６２が開口部を通し
て溝５３の中に入るので、延長チューブを外側摩耗スリ
ーブ４０の回りで本体１１の中央開口部の中に押し込
み、フランジ４４がネオプレンガスケット４５に接し、
これを圧迫する。これによって、出口摩耗スリーブ４
２、外側摩耗スリーブ４０、位置合わせリング６０およ
び入り口摩耗スリーブ４１が本体１１の方に向かって押
し付けられるので、入り口摩耗スリーブ４１がガン本体
１１の肩部３９に対して押し付けられる。これによっ
て、外側摩耗スリーブ４０の中に位置する内側コアアセ
ンブリー３２も、位置合わせリング６０および間隔合わ
せリング６１により軸方向で位置合わせされる。延長チ
ューブ３１は、１／８回転させてピン５２を溝５３の末
端にある戻り止めに噛み合わせることにより、本体１１
に固定される。次いで所望のスプレーヘッド８８を出口
摩耗スリーブ４２の末端に取り付けることができる。
【００５０】摩耗スリーブ３８および４０の清掃または
交換の際にもガンを容易に分解することができる。摩耗
スリーブ３８および４０をガンから取り外すには、先ず
スプレーヘッド８８を出口摩耗スリーブ４２から取り外
す。次に延長チューブ３１を回転させ、バヨネット機構
を外すことにより、延長チューブをガン本体１１から取
り外す。その後、出口摩耗スリーブ４２および出口分配
器３７を除去し、内側摩耗スリーブ３８を外側摩耗スリ
ーブ４０から取り外すか、あるいは出口摩耗スリーブ４
２および外側摩耗スリーブ４０を内側摩耗スリーブ３８
から取り外すことができる。
【００５１】摩耗スリーブの再組み立ておよび摩耗した
スリーブの新しい摩耗スリーブへの交換は、摩耗スリー
ブ３８および４０の設計によりさらに容易になってい
る。摩耗スリーブ３８および４０はそれぞれ対称的であ
るので、どちら側の末端を先にしてガンに組み込んでも
よい。このため、現場で摩耗スリーブ３８および４０の
一方を他方に対して間違って挿入することがなくなり、
不注意による摩耗スリーブの誤整列およびその結果生じ
る輪状透き間４６の不正確な寸法を防止することができ
る。
【００５２】粉体に与えられる電荷の大きさにおけるも
う一つの重要なファクターは、ガンの適切な接地であ
る。接地リング８１は、帯電部分１６の入り口近くで、
粉体流路から離れて位置する。接地リング８１は、ガン
の、最大量の帯電が起こる区域に位置し、したがってこ
の位置は電荷を放出するのに好ましい位置である。接地
リング８１を粉体経路の外に配置することにより、接地
リングは粉体の蓄積から清浄に維持され、良好で一定し
た電気的接地を得ることができる。
【００５３】上に説明した本発明には様々な変形および
改良を加えることができる。例えば、スリーブ３８およ
び４０の外側表面により形成される波の寸法および幾何
学的形状を変えることができる。同様に、波の数をより
多く、あるいはより少なくすることもできる。
【００５４】スリーブ３８および４０の外側表面は、Ｐ
ＴＦＥと同じ位長持し、粉体を摩擦電気的に帯電させる
ことができる、パーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）や変
成エチルテトラフルオロエチレンフッ素重合体のテフゼ
ル(Tefzel商標名)の様な他の材料でできていてもよい。
【００５５】内側および外側摩耗スリーブ３８および４
０は、製造し易くし、製造コストを下げるために射出成
形することもできる。射出成形製法を使用してスリーブ
を製造するには、押出しまたは圧縮成形だけが可能なＰ
ＴＦＥの代わりに、ＰＦＡ、ＦＥＰまたはテフゼルの様
な射出成形可能な材料を使用しても良い。強化スリーブ
５５および５７がＮＥＭＡグレードＧ−１０（エポキシ
樹脂を含浸した連続ガラスフィラメント織布）または類
似の材料からなる場合、ＰＦＡをＧ−１０チューブ上に
射出成形し、次いで、必要であれば、アセンブリーのＰ
ＦＡ部分を機械加工することにより波を仕上げることが
できる。
【００５６】その上、内側接触層５４を内側強化スリー
ブ５５に、および外側接触層５６を外側強化スリーブ５
７に接着する代わりに、これらの材料を摩擦により一つ
に固定することもできる。これを達成するためには、内
側のＰＴＦＥ接触層５４を加熱して膨張させ、その内側
接触層を内側強化スリーブ５５の上に横滑りさせて被
せ、冷却してスリーブ５５の上に収縮させる。同様に、
外側接触層５６を例えば液体窒素中で過冷却して収縮さ
せ、外側強化スリーブ５７の中に挿入することもでき
る。次いで、外側接触層５６を室温に戻して膨張させ、
スリーブ５７と圧迫適合させることができる。
【００５７】粉体が流れる輪状透き間４６は、ガンの中
央線からの半径に応じてその幅を変え、半径が大きい所
では輪状透き間の幅が小さくなる様にすることもでき
る。これは、粉体が帯電部分１６を通過する際に粉体を
比較的一定の速度に維持するために、粉体経路の断面積
をほぼ一定にするために行なう。
【００５８】ここに記載した特定の実施態様のその他の
変形および修正は、当業者には明らかであり、すべて本
発明の精神および範囲内に入る。本発明を特定の実施態
様に関して説明したが、これらは説明目的で記載したの
であり、本発明を制限するものではない。したがって、
特許は範囲および効果においてここに記載した特定の実
施態様に限定されるものではなく、本発明によりこの分
野でなされた進歩の程度に矛盾するものでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガンの側面図であり、ガン本体の一部
を取り去り、ガン本体から延長チューブ上の溝の中に伸
び、バヨネット型留め金機構を形成するピンを断面で示
す図である。
【図２】図６の線２−２に沿って見た、図１のガンの断
面図である。
【図３】図２の一部を拡大した詳細断面図である。
【図４】図２の別の部分を拡大した詳細断面図である。
【図５】図２の別の部分を拡大した詳細断面図である。
【図６】図１の線６−６に沿って見たガンの断面図であ
る。
【図７】図３の線７−７に沿って見た断面図である。
【図８】図７の線８−８に沿って見た詳細断面図であ
る。
【図９】図４の線９−９に沿って見た断面図である。
【図１０】図９の線１０−１０に沿って見た詳細断面図
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゲラルド ダヴリュ． クラム アメリカ合衆国．44035 オハイオ，エリ リア，ジョージア アヴェニュー 409

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 粉体を搬送ガスと混合する手段と、 混合手段の下流にある帯電区間であって、帯電区間が、
    粉体が内部を通って流れる時に粉体を帯電させる手段を
    含み、帯電手段が中空の外側シリンダーの中に位置する
    内側コアを含み、外側シリンダーが内向寸法を有し、内
    側コアが外向寸法を有し、外側シリンダーと内側コアの
    間に輪状透き間を形成して粉体のための摩擦帯電荷流路
    を与え、内側コアの外向寸法および外側コアの内向寸法
    がそれぞれ複数回増加および減少して波形の帯電表面を
    与え、外側シリンダーの内向寸法が減少する長さ方向の
    位置と一般的に同じ位置で内側コアの外向寸法が増加
    し、外側シリンダーの内向寸法が増加する長さ方向の位
    置と一般的に同じ位置で内側コアの外向寸法が減少し、
    内側コアおよび外側シリンダーの帯電表面がそれぞれ電
    気絶縁材料からなり、それによって粉体が、輪状透き間
    を通って流れる間に、シリンダーまたはコアと繰り返し
    接触することにより摩擦的に帯電する帯電区間と、 帯電した粉体を配量するための、帯電区間の出口にある
    スプレーヘッドとを含むことを特徴とする摩擦電気式粉
    体スプレーガン。
  2. 【請求項２】 内側コアを外側シリンダーから取り外す
    ことができ、内側コアを外側シリンダーから長さ方向に
    取り外せる様に、内側コアの最大外向寸法が外側シリン
    ダーの最小内向寸法よりも小さいことを特徴とする請求
    項１の摩擦電気式粉体スプレーガン。
  3. 【請求項３】 粉体を搬送ガスと混合する手段と、 混合手段の下流にある帯電区間であって、帯電区間が、
    粉体が内部を通って流れる時に粉体を帯電させる手段を
    含み、帯電手段が中空の外側シリンダーの中に位置する
    内側コアを含み、外側シリンダーと内側コアの間に輪状
    透き間を形成して粉体のための摩擦帯電荷流路を与え、
    内側コアおよび外側シリンダーの少なくとも一方が、粉
    体の流路に対して外側に位置する接地電極を通して電気
    的に接地されており、それによって粉体が、輪状透き間
    を通って流れる間に、設置されたシリンダーまたはコア
    と繰り返し接触することにより摩擦的に帯電する帯電区
    間と、 帯電した粉体を配量するための、帯電区間の出口にある
    スプレーヘッドとを含むことを特徴とする摩擦電気式粉
    体スプレーガン。
  4. 【請求項４】 接地電極が帯電区間への入り口に位置す
    ることを特徴とする請求項３の摩擦電気式粉体スプレー
    ガン。
  5. 【請求項５】 接地電極が、外側シリンダーの外側にあ
    る接地リングを含むことを特徴とする請求項４の摩擦電
    気式粉体スプレーガン。
  6. 【請求項６】 粉体流路の一部を形成する部品間に透き
    間が存在し、前記透き間が接地電極の近くに位置するこ
    とを特徴とする請求項４の摩擦電気式粉体スプレーガ
    ン。
  7. 【請求項７】 外側シリンダーが外部内向寸法を有し、
    内側コアが外部外向寸法を有し、内側コアの外向寸法お
    よび外側コアの内向寸法がそれぞれ複数回増加および減
    少して波形の帯電表面を与え、外側シリンダーの内向寸
    法が減少する長さ方向の位置と一般的に同じ位置で内側
    コアの外向寸法が増加し、外側シリンダーの内向寸法が
    増加する長さ方向の位置と一般的に同じ位置で内側コア
    の外向寸法が減少することを特徴とする請求項３の摩擦
    電気式粉体スプレーガン。
  8. 【請求項８】 粉体を搬送ガスと混合する手段と、 混合手段の下流にある帯電区間であって、帯電区間が、
    粉体が内部を通って流れる時に粉体を帯電させる手段を
    含み、帯電手段が中空の外側シリンダーの中に位置する
    内側コアを含み、外側シリンダーが強化部品からなる外
    側摩耗シリンダーを含みかつ外側帯電表面を形成する接
    触層を有し、内側コアが強化部品からなる内側摩耗シリ
    ンダーを含みかつ内側帯電表面を形成する接触層を有
    し、外側帯電表面と内側帯電表面の間に輪状透き間を形
    成して粉体のための摩擦帯電荷流路を与え、それによっ
    て粉体が、輪状透き間を通って流れる間に、帯電表面と
    繰り返し接触することにより摩擦的に帯電する帯電区間
    と、 帯電した粉体を配量するための、帯電区間の出口にある
    スプレーヘッドとを含むことを特徴とする摩擦電気式粉
    体スプレーガン。
  9. 【請求項９】 本体上に取り付けられた、粉体を搬送ガ
    スと混合する手段と、混合手段の下流で本体に取り外し
    できる様に取り付けられた帯電区間であって、帯電区間
    が、粉体が内部を通って流れる時に粉体を帯電させる手
    段を含み、帯電手段が中空の外側シリンダーの中に位置
    する内側コアを含み、内側コアと外側シリンダーの間に
    配置された少なくとも一個のリングにより内側コアが外
    側シリンダーに対して位置調節され、外側シリンダーと
    内側コアの間に輪状透き間を形成して粉体のための摩擦
    帯電荷流路を与え、それによって粉体が、輪状透き間を
    通って流れる間に、シリンダーまたはコアと繰り返し接
    触することにより摩擦的に帯電し、管状の延長部が外側
    シリンダーの上に取り付けられており、内側コアおよび
    外側シリンダーを取り外しできる様に本体に固定してい
    る帯電区間と、 帯電した粉体を配量するための、帯電区間の出口にある
    スプレーヘッドとを含むことを特徴とする摩擦電気式粉
    体スプレーガン。
  10. 【請求項１０】 摩擦電気式粉体スプレーガン用の帯電
    部品であって、強化部品、およびその上に固定された電
    気絶縁材料からなる接触層を含み、接触層が、粉体用の
    摩擦帯電荷流路の一部を含む帯電表面を形成することを
    特徴とする帯電部品。
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