JPH0659426B2

JPH0659426B2 - 粉体塗装装置

Info

Publication number: JPH0659426B2
Application number: JP60134431A
Authority: JP
Inventors: シー．ムルダーダグラス; イー．オライアンデヴイツド
Original assignee: ノードソンコーポレーシヨン
Priority date: 1984-06-21
Filing date: 1985-06-21
Publication date: 1994-08-10
Anticipated expiration: 2009-08-10
Also published as: EP0173420A3; DE3570844D1; JPS6111168A; EP0173420A2; AU4368585A; AU577386B2; US4613083A; CA1227029A; EP0173420B1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、粉体スプレガン等の粉体塗装装置に係り、特
に好適の実施例にあつては、対象物体の内部表面に固体
微粒子粉体塗料を塗布する装置に関する。

粉体塗料は工業的な仕上用途において対象物を被覆即ち
塗装するのに広く使用されている。このような用途で
は、ポリエステル又は磁器フリツトのような粉体材料が
加圧空気によつて塗布ガンに搬送され、空気流で搬送さ
れながらガンのノズルから吐出される。通常、空気流で
搬送された粉体がガンから分配される際にその粉体には
電荷が印加される。この電荷によつて粉体は塗装すべき
物体の方へ静電的に吸引される。なお、この物体は通常
接地電位に保持される。この塗装後に、物体は通常、オ
ーブンに移され、ここで粉体塗装材料が加熱溶融され、
その物体の塗装面に焼き固められる。

また、粉体塗料は、上記物体の表面仕上以外の目的にも
使用されている。例えば、微粒粉体状の潤滑材が鋳型空
洞(mold cavities)の表面に塗布され、そのモールドさ
れた部品の表面をスムーズな連続面にする。

固体微粒粉体材料をスプレする粉体スプレガンは、一般
にバレルと、これに連結されたハンドルとを有し、この
バレルは一端にノズル・アツセンブリを有している。バ
レルには固体微粒粉体をノズルアツセンブリに移送する
粉体給送通路と、高電圧ケーブルを内蔵する通路とが形
成されている。この高電圧ケーブルの端部はアツセンブ
リの所で帯電用電極に接続している。空気流によつて搬
送される固体微粒粉体は、上記バレルの長手軸に実質的
に平行な上記粉体給送通路を流通し、その後、バレルを
介してノズルアツセンブリを通過する。このノズルアツ
センブリにおいて帯電用電極が粉体に静電的な電荷を印
加する。この種の粉体スプレガンの一例が本願出願人の
所有する米国特許第4,380,320号に開示されている。

上述のような標準的な粉体スプレガンは、一般に、ガン
バレルの粉体給送通路を通る粉体の流れの方向にほぼ平
行な軸に沿つて、ノズルアツセンブリから微粒粉体を放
出する。場合によつては、ノズルアツセンブリに偏向器
即ちデイフレクタが取付られ、このデイフレクタに粉体
流を衝突させて粉体流の向きを変え、スプレパターンを
塗装すべき物体の表面の方に向いた円錐形状に変える。
このようにデイフレクタによつてスプレパターンを変え
た場合でも、粉体スプレ全体の方向は、ガンバレルの長
手軸に平行である。しかしながら、従来の粉体スプレガ
ンでは、用途によつては、対象物体の全面を効率的に塗
装することがスペース上の制約のため困難であつた。例
えば、長方形や正方形の箱は、公知の粉体スプレガンを
用いた場合には、内部の隅部を完全に塗装することが困
難である。スペース上の制約のためにガンバレルを傾け
ることができず、従つてノズルを箱内部の種々の領域に
向けることができない場合には、箱内部の隅を充分に塗
装することは不可能である。このような事態は、従来の
粉体スプレガンのスプレパターンがガンバレルの長手軸
に平行であり、この長手軸に対する角度を変えることが
できない為に生ずる。

容器の内面のようにスペース上の制約の為にスプレガン
を自由に動かすことのできない場合であつても充分に塗
装できるようにするために、公知のスプレガンにはいろ
いろな改良が加えられている。例えばガンバレルの端部
を上方へ鋭く角度９０°に曲げて、ノズルからの微粒粉
体材料をガンバレルの粉体給送通路の長手軸に対して垂
直方向に放出するようにしたものがある。しかし、この
改良品にも次のような問題がある。即ち、ガンバレルの
急な湾曲部の所で粉体が捕捉され、滞留し、この為粉体
の流れが妨げられて、ノズルから放出された粉体のスプ
レパターンが一様でなくなつてしまう。

この問題を解決するために、粉体スプレガンに延長管が
設けられている。この延長管は、ガンバレルのノズル端
に嵌合する入口端と、対象物体に粉体材料をスプレする
出口端とを有する。このような延長管は、その出口端が
入口端とガンバレルの粉体給送通路の長手軸とに対して
ほぼ垂直となるように、出口端と入口端との間で徐々に
湾曲即ちカーブしている。このように粉体スプレガンの
延長管を徐々にカーブさせた為に、粉体流路の鋭い９０
°湾曲部で生ずる粉体の滞留問題は軽減されるが、この
延長管はその放出端からの微粒粉体材料の放出角、即ち
放出方向を調整することができないものであつた。バレ
ルの長手軸に対して９０°の角度で粉体材料を放出する
ような延長管は、従来のスプレガンでは不可能であつた
対象物体の内面部位を塗装することができるが、その対
象物体の内面の他の部位若しくは別の対象物体を完全に
塗装するには、別の角度に湾曲したバレル延長管が必要
となる。延長管の湾曲角度を９０°以外の角度にするこ
とはできるが、この場合には、対象物体の内面を完全に
塗装する為に種々の角度の延長管を多数用意しておかな
ければならないといつた問題が新たに生ずる。

そこで、本発明の目的は、空気流によつて搬送される固
体微粒粉体材料を容器の内面全体に、又は狭い場所にあ
る対象物体の表面にスプレすることができる粉体塗装装
置を提供することである。

この目的を達成するために、本発明に係る粉体塗装装置
は、長手軸を持つ支持部材と；一端に入口を、他端に放
出オリフイスを有する流通路が形成され、上記支持部材
に取付られたノズルと；上記ノズルの放出オリフイスの
付近に位置するように上記支持部材に取付られた帯電用
電極と；微粒粉体材料を上記ノズルに移送する可撓性の
粉体移送管とを具備するものである。この粉体移送管
は、支持部材に接続された上流側部とノズルの入口端に
接続された放出端とを有する。粉体移送管によつてノズ
ルに送られた粉体は、ノズルの放出オリフイスより放出
される際に帯電用電極により帯電される。ノズルは、支
持部材の長手軸に対してその向きを所望の角度に調整で
きるようにしてもよく、これにより、放出オリフイスか
らスプレされた微粒粉体材料の放出方向を広範囲に変化
でき、任意の対象物体又は容器の内面を完全に塗装する
ことができる。

この粉体塗装装置の利点は、支持部材に対するノズルの
角度に無関係に固体微粒粉体材料を放出オリフイスから
均一なスプレパターンでスプレできることである。この
利点は、粉体が移送管の鋭い湾曲部、即ち急なカーブ部
分で滞留しないように粉体移送管をその上流側端とノズ
ルとの間で徐々にカーブさせたことに起因している。

本発明の別の特徴によれば、ノズルを支持部材に対して
種々の角度で連結する調整可能な連結部が設けられてい
る。この調整可能な連結部は、各端にスロツトが形成さ
れた細長部材と、ノズルと支持部材との各々に形成され
たネジ孔と、一対の止めネジとを具備する。この細長部
材は、その一対のスロツトの一方がノズルのネジ孔に重
り合い、かつ他方のスロツトが支持部材のネジ孔に重り
合うように、ノズルと支持部材との間に配置される。そ
れから一対の止めネジがスロツトを介してネジ孔に挿入
され、支持部材を所定位置に固定し、かつノズルをこの
固定状態の支持部材に対して所定位置に固定する。ノズ
ルと支持部材とのなす角度を変えるには、止めネジを緩
めて細長部材を揺動し、支持部材に対してノズルを動か
すようにすればよい。好ましくは、ノズルは、支持部材
の長手軸にほぼ平行な位置、即ち上記長手軸に対して０
°の角度位置から支持部材の長手軸に対して鋭角又は鈍
角となる角度位置まで移動可能とするとよい。これによ
つて、粉体スプレの向きを支持部材の長手軸に平行にし
たり、また支持部材の長手軸に対して鋭角又は鈍角方向
に定めることができる。

本発明の更に他の特徴では、粉体移送管の上流側部と支
持部材とを連結する取付アツセンブリが設けられてい
る。この取付アツセンブリは、フレーム部材と、このフ
レーム部材に移動可能に取付けられたロツドと、このロ
ツドに沿つて摺動可能であり、このロツドに取付可能に
取付けられたブロツクとを具備する。粉体移送管の上流
側部と支持部材の一端とはブロツクに取付けられ、かつ
ロツドに沿つて一体的に移動可能である。ロツドとブロ
ツクとを保持するフレーム部材は塗装すべき物体に接近
し、又はそこから離間するように移動可能であり、また
支持部材の長手軸のまわりに３６０°揺動でき、ノズル
の放出オリフイスの向きを対象物体の内面のいろいろな
部分に定めることができる。こうして微粒粉体材料によ
つて対象物体内面を完全に塗装することができる。

本発明の更に別の特徴は、ノズルオリフイスの形状及び
向きに関するもので、オリフイス即ちノズルを矩形形状
とし、かつこの矩形オリフイスを粉体移送管を含む平面
に対して直角即ち垂直にすると、ガンから放出される微
粒粉体は、従来の円形粉体放出オリフイスを用いた場合
に比べて空気流内で一層均一に分布する。

本発明の粉体塗装装置によれば、スペース上の制約が厳
しい為にガンが非常に操作しにくい物体、例えば容器の
内面や鋳型空胴面などに粉体を一様に塗布することがで
きる。本発明の粉体移送管に接続されたノズルは、公知
の粉体スプレガンのバレルやバレル延長部とは異なり、
高電圧ケーブルと帯電用電極とを保持するバレル、即ち
支持部材の長手軸に対する粉体スプレの向きをいろいろ
変えることができる。本発明の支持部材とノズルとの間
の接続部を調節することによつて、粉体スプレを支持部
材の長手軸に対して鋭角又は鈍角に向けることができ
る。もちろんこの際にノズルの流通路に鋭い隅部が生ず
ることもない。これにより、容器の内側の隅部や内面及
び対象物体の外面や内面であつてノズルの届きにくい箇
所を完全に被覆即ち塗装することができる。特に重要な
点としては、支持部材に保持された帯電用電極と粉体移
送管に取付けられたノズルとのなす相対角度は、作業者
によつて現場で調整することができ、これにより塗装す
べきいろいろな物体や単一物体の種々の部位に適応でき
ることである。

本発明の構造や作用や利点は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。

本発明の粉体スプレ装置１０は、取付アツセンブリ１２
と、この取付アツセンブリ１２に固定された支持部材１
４と、可撓性の粉体移動管１６とを含み、この粉体移送
管１６は支持部材１４に接続された上流側部１７と、ノ
ズル２１に接続された放出端１９とを有する。このノズ
ル２１は、本実施例では、空気流によつて搬送される固
体微粒粉体を図示無き対象物体の内部表面に向けて噴射
する。物体内部表面の全体に固体微粒粉体塗料を一様か
つ完全に塗布するために、取付アツセンブリ１２は、物
体に対して回転可能かつ長手方向に移動可能であり、ノ
ズル２１からの物体への粉体塗料の放出方向は、後に詳
述するように角度調整することができる。

取付アツセンブリ１２はＺ形状のフレーム部材１８を有
し、このフレーム部材１８は孔２０が穿孔されている部
分１８ａを有する。この部分１８ａにほぼ垂直なロツド
２２が上記孔２０に摺動可能に嵌入している。フレーム
部材１８に挿入された止めネジ２４は、ロツド２２と係
合してこのロツド２２を部分１８ａの所定位置に固定す
る。取付ブロツク２６はロツド２２に沿つて摺動可能で
あり、止めネジ２８によつてロツド２２の所望位置に係
止される。フレーム部材１８とロツド２２と取付ブロツ
ク２６とは、Ｚ形状フレーム部材１８の部分１８ａの長
手軸に対して一体的に回転可能であり、かつその長手方
向に移動可能である。後述するように、このような取付
アツセンブリ１２の運動によつて、支持部材１４とノズ
ル２１とを塗装すべき物体内部表面の種々の部位に位置
決めして、その部位へ固体微粒粉体を完全に塗装するこ
とができる。

支持部材１４としては、長手軸を有する堅い即ち剛性の
高い管を用いることが好ましく、またこの材料は例えば
プラスチツクのような、かなり堅い非導電性材料が好ま
しい。この支持部材１４は、一端において取付ブロツク
２６に取付けられ、この支持部材１４の長手軸がロツド
２２にほぼ垂直で、かつフレーム部材の部分１８ａの長
手軸に平行となるように、このブロツク２６から外方へ
延在している。高電圧ケーブル３０は、支持部材１４の
内部に保持され、一端が電源３２に接続あれている。こ
のケーブル３０の他端は支持部材１４を貫通してその外
側端１５まで延在し、ここで粉体帯電用電極３４に接続
され、この電極３４を電源３２に接続している。帯電用
電極３４は、支持部材１４の外側端１５から外方へ延在
し、ノズル２１の極く近傍に達している。

可撓性の粉体移送管１６は、粉体用ポンプ３６に接続さ
れた入口端（図示せず）と、取付ブロツク２６に取付け
られた上流側部１７と、放出端１９とを有する。この粉
体移送管１６は、空気流で搬送される固体微粒粉体を放
出端１９に移送する。ノズル２１は流通路４４を有し、
この流通路４４は一端が入口ポート４６となり、他端が
小寸法の放出オリフイス４８となつている。こうしてノ
ズル２１は、入口ポート４６において粉体移送管１６の
放出端１９に接続されている。ノズル２１の放出オリフ
イス４８の形状は、矩形にすることが好ましい。この理
由については後に説明する。ノズル２１は、放出オリフ
イス４８が帯電用電極３４の真近に位置するように、支
持部材１４の外側端１５に連結されている。帯電用電極
３４は放出オリフイス４８から放出される微粒粉体材料
に電荷を印加し、これにより帯電した微粒粉体材料は接
地電位の対象物体に静電的に吸引される。

本実施例の重要な特長は、ノズル２１が角度調整部材５
０によつて支持部材１４に対する角度位置を種々変えら
れるように取付けられている点である。しかし、ノズル
２１は支持部材１４に対して一定角度で取付けるように
してもよい。調整部材５０は細長い部材から成り、その
一端にはスロツト５２が、他端にはスロツト５４が夫々
穿設されている。ノズル２１と支持部材１４には夫々ネ
ジ孔が形成されており、これらのネジ孔には夫々止めネ
ジ６０、６２が螺合される。スロツト５２がノズル２１
のネジ孔と重なり合い、かつスロツト５４が支持部材１
４のネジ孔と重なり合うように、調整部材５０をノズル
２１と支持部材１４との間に位置付けることによつて、
ノズル２１は支持部材１４に連結される。それから止め
ネジ６０、６２がスロツト５２、５４を介して、それぞ
れのネジ孔に挿入され、調整部材５０を所定位置に固定
し、これによつてノズル２１を固定状態の支持部材１４
に対して所定位置に取付ける。第１図の例においては、
支持部材１４に対するノズル２１の方向は、流通路４４
を通る粉体材料の流れと放出オリフイス４８から放出さ
れる粉体材料の流れとが支持部材１４の長手軸に対して
実質的に垂直、即ち９０°の角度となるように定められ
ている。ノズル２１の流通路４４内の粉体流路と支持部
材１４の長手軸とのなす角度は約０°〜９０°の範囲内
で調整することができる。この角度調整は、止めネジ６
０、６２を緩めてからノズル２１をスロツト５２内で摺
動したり、調整部材５０を支持部材１４の止めネジ６２
に沿つて摺動したりして行なわれる。ノズル２１２が支
持部材１４に対していかなる角度位置にあつても、ノズ
ル２１の放出オリフイス４８は常に帯電用電極３４の真
近に位置するので、放出オリフイス４８から吐出する固
体微粒粉体には確実に電荷が印加される。

本発明の重要な利点は、対象物体上のスプレパターンを
実質的にむらがなく一様となるように保ちながら、ノズ
ル２１の放出オリフイス４８からの固体微粒粉体の放出
方向を、支持部材１４の長手軸に対していろいろな角度
に変えることができる点である。第１図の例では、流通
路４４と放出オリフイス４８とを通る粉体の流路が、支
持部材１４の長手軸にほぼ垂直であるので、微粒粉体材
料は図面の紙面内において放出オリフイス４８からまつ
すぐ上方へ噴射される。このように、支持部材１４の長
手軸に対する粉体の放出方向を変化させることによつて
粉体は容器の内部表面やその隅部に塗布され、一様な塗
装膜を形成することができる。上述のように、支持部材
１４の長手軸に対してノズル２１とその放出オリフイス
４８の角度位置を調節することによつて、固体微粒粉体
を対象物体の種々の領域に塗布することができる。この
調節は上述のように単に止めネジ６０、６２を緩めてノ
ズル２１を位置決めするだけでよく、このスプレ装置１
０の操作者が現場で簡単に行うことができる。

ノズル２１の角度をいろいろ変化させた時にも放出オリ
フイス４８からの固体微粒粉体のスプレパターンが常に
均一となるようにする為には、粉体移送管１６は、取付
ブロツク２６に接続された上流側部１７と、ノズル２１
に接続された放出端１９との間においてスムーズに曲げ
られることが必要である。特に、粉体移送管１６の上流
側部１７が支持部材１４の長手軸にほぼ平行となるよう
に配置されることが望ましく、これによつて移送管１６
内を流れる微粒粉体を一層均一に分布させることができ
る。また、粉体移送管１６のカーブがきついと、固体微
粒粉体が遠心力のために粉体移送管１６の内壁の一方の
側壁に集中してしまうが、粉体移送管１６のカーブをゆ
るくすることによつて上記遠心力に起因する粉体の集中
を低減することができる。もし、粉体移送管１６に急角
度の部分や障害物が存在すると、粉体微粒子が滞留し、
一様に流れなくなつたり、詰まつたりすることがある。
そこで、粉体移送管１６からは上記急角度部分や障害物
が除かれている。また、粉体移送管１６の内部の一方側
壁等に実際に集中した粉体微粒子は、ノズル２１の入口
ポート４６から放出オリフイス４８に至る流通路４４を
通ることによつて向きが変えられる。この流通路４４は
入口ポート４６での断面が大きく、放出オリフイス４８
での断面が小さいテーパ形状であるので、この流通路４
４を通るとき、粉体搬送用空気流中の粉体微粒子の分布
が均一化される。更に、放出オリフイス４８の形状が長
方形であるので、スプレ・パターンが平らな形状又は長
方形となり、このため、このスプレ・パターンの微粒子
は一層均一に分布することになる。また、粉体移送管１
６の放出端１９とノズル２１とは、ノズル２１の放出オ
リフイス４８がノズル２１と粉体移送管１６とを通る平
面に対してほぼ垂直となるように接続されている。この
ため、粉体微粒子は、支持部材１４に対するノズル２１
の向きに無関係に、長方形の放出オリフイス４８に対し
て９０°の角度で、ノズル２１から垂直上方へ放出され
る。これにより、ノズルのオリフイス４８からのスプレ
・パターンの均一化が助長される。

本発明を好適の実施例に基づいて説明してきたが、当業
者は、本発明の範囲を何ら逸脱することなく、種々の変
更を加えたり、部材を均等物で置換することができる。
更に、本発明の本質から逸脱することなく、種々の変更
を加えて本発明に特別な材料を用いたり、本発明を別の
用途に用いることもできる。従つて、本発明は、最適の
態様として開示された特定の実施例に限定されるもので
なく、添付の特許請求の範囲内に属するすべての実施例
を含むものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る粉体スプレ装置を概略的に示した
斜視図、第２図は上記粉体スプレ装置のノズルと帯電用電極部を
示した平面図である。〔主要部分の符号の説明〕１０……粉体スプレ装置、１２……取付アツセンブリ、１４……支持部材、１６……可撓性の粉体移送管、１７……上流側部、１８……フレーム部材、１９……放出端、２１……ノズル、２２……ロツド、２６……取付ブロツク、３２……粉体供給源、３４……帯電用電極、３６……粉体用ポンプ、４４……流通路、４６……入口ポート、４８……オリフイス、５０……調整部材、５２、５４……スロツト、６０、６２……止めネジ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭57−159565（ＪＰ，Ａ) 特公昭51−11130（ＪＰ，Ｂ１)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対象物体の内面に固体微粒粉体塗料を塗布
する塗装装置において、長手軸を有する支持部材と、上記支持部材に取付けられ、一端が入口ポートとなり、
他端が放出オリフィスとなる流通路を有するノズルであ
って、前記流通路は上記支持部材の長手軸に対して所定
角度をなしているノズルと、上記支持部材に取付けられ、上記ノズルの放出オリフィ
スの近傍に位置決めされた粉体帯電用電極と、上記電極を電源に接続する高電圧ケーブルと、上流側部及び放出端を有する可撓性の粉体移送管と、を
具備し、上記粉体移送管の放出端は上記ノズルの入口ポートに固
定的に接続され、上流側部は上記支持部材に固定的に接
続され、上記放出端と上記上流側部との間で滑らかに湾
曲し上記粉体移送管の上流側部と上記ノズルのオリフィ
スとの間の粉体流路の角度急変部で粉体が捕捉されるこ
とがないようになっていることを特徴とする粉体塗装装
置。
【請求項２】上記粉体移送管の上流側部は、上記支持部
材の長手軸にほぼ平行に伸びる部分を有する特許請求の
範囲第１項に記載の粉体塗装装置。
【請求項３】上記ノズルは、上記支持部材に調節可能に
取付けられている特許請求の範囲第１項に記載の粉体塗
装装置。
【請求項４】上記ノズルは、その流通路が上記支持部材
の長手軸に対して鋭角又は鈍角をなすように調整可能で
ある特許請求の範囲第１項に記載の粉体塗装装置。
【請求項５】上記粉体塗装装置は上記ノズルを上記支持
部材に接続する接続手段を含み、該接続手段は、両端に
スロットが形成された細長部材と、上記ノズル及び上記
支持部材に形成されたネジ孔と、一対の止めネジとを含
み、上記細長部材は上記各スロットが上記ノズル又は上
記支持部材の上記ネジ孔と重なり合うように位置決めさ
れ、上記細長部材は上記両止めネジを上記両スロットに
挿入して上記ネジ孔に締め付けることによって上記ノズ
ルと上記支持部材とを結合し、上記両止めネジを緩める
ことにより上記ノズルを移動可能にし、これによって上
記流通路の上記支持部材の長手軸に対する角度を変える
ことができる特許請求の範囲第４項に記載の粉体塗装装
置。
【請求項６】上記支持部材はその長手方向に移動可能及
び回動可能であり、これにより上記ノズルオリフィスが
移動され、上記オリフィスの向きを、上記支持部材が挿
入された上記対象物体の内面の種々の部位に定めること
ができる特許請求の範囲第１項に記載の粉体塗装装置。
【請求項７】上記支持部材は、フレーム部材と、該フレ
ーム部材に移動可能に取付けられたロッドと、該ロッド
に沿って移動可能なブロック部材とを含む取付アツセン
ブリに取付けられ、上記支持部材は、その長手軸が上記
ロッドにほぼ垂直となるように上記ブロック部材に取付
けられ、上記取付アツセンブリは上記支持部材の長手軸
に対して長手方向に移動可能でかつ回動可能である特許
請求の範囲第１項に記載の粉体塗装装置。
【請求項８】上記支持部材は固い非導電性材料から成る
導管であり、上記高電圧ケーブルは上記導管内に配置さ
れ、上記帯電用電極は上記支持部材の端部において上記
高電圧ケーブルから外方に伸びている特許請求の範囲第
１項に記載の粉体塗装装置。
【請求項９】上記ノズルの放出オリフィスは断面がほぼ
長方形に構成されており、上記粉体スプレを上記対象物
体にスプレする特許請求の範囲第１項に記載の粉体塗装
装置。
【請求項１０】上記粉体移送管は一つの平面内に配置さ
れ、上記ノズルの放出オリフィスは上記平面にほぼ垂直
な方向に向けられている特許請求の範囲第９項に記載の
粉体塗装装置。