JPH0810660A - 静電塗装方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エアカーテンを用いることなく帯電塗料粒子
の飛跡をコントロールすることができ、良好な作業性の
もとに塗料の塗着効率を向上させることができる静電塗
装方法およびその装置を提供する。 【構成】 静電塗装スプレーガン１の先端部に設けたコ
イル６によって形成される磁場によって帯電塗料粒子の
飛跡を制御し、塗料粒子を被塗装物Ｐに向かわせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車のボディ
などの塗装に利用され、静電気の力によって塗料粒子の
塗着効率を高めることのできる静電塗装方法と、当該静
電塗装方法に適用される静電塗装装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】静電塗装は、アースした被塗装物を陽極
とし、スプレーガンを陰極として、負の高電圧を与える
ことにより両極間に静電界を形成させると共に、霧化し
た塗料粒子を負に帯電させて、陽極の被塗装物に吸引付
着させる塗装方法であり、静電効果を利用するので、通
常のスプレー塗装に較べて塗料の塗着効率が極めて優
れ、被塗装物の表裏を同時に塗装できるなどの特長があ
る。

【０００３】静電塗装に用いられるスプレーガンとして
は、圧縮空気によって霧化させるエア霧化方式、液圧に
よるエアレス霧化方式、あるいは回転するカップやディ
スクなどの遠心力によって霧化させる回転霧化方式など
のものが知られている。

【０００４】これらのスプレーガンは、いずれもガンの
先端部に液状の塗料を霧化させるための霧化機構と、塗
料を帯電させるとともに被塗装物との間に静電場を形成
させるための電極を備え、電極は霧化機構の内部、ある
いは霧化機構の前方、すなわち当該霧化機構から被塗装
物に向けて突出した状態に配設されている。

【０００５】この電極は、通常被塗装物に対して−３０
〜−９０ｋＶ程度の負の高電圧に維持され、霧化された
塗料粒子に電荷を付与するために、スプレーガンの先端
に設けた電極と被塗装物との間に２〜４ｋＶ／ｃｍの高
電圧をかけてコロナ放電場を形成させ、得られたイオン
を塗料微粒子に付着させることにより塗料粒子の帯電電
荷量の増加を図るようにすることが多い。 また、塗料
に接触帯電させる目的で、塗料がガンから離れる直前に
電極に接する構造にすることもある。

【０００６】なお、この場合、被塗装物を接地し、該被
塗装物に対して負の高電圧を電極にかけるのが一般的で
あり、この理由は、電極に正の高電圧をかける場合に較
べてコロナ放電の安定性が優れると共に、限界電圧を高
くとることができることによる。

【０００７】このような静電塗装装置においては、装置
上の簡便さと作業者の安全に対する配慮から、スプレー
ガン本体がアースされ、電圧印加用電極のみに高電圧を
かけるようにしているが、その結果として被塗装物とガ
ン本体とが同電位となることから、霧化された帯電塗料
粒子の一部が被塗装物に向かって移行せずにスプレーガ
ン本体に付着してしまうという問題点があり、塗料の塗
着効率が低下するばかりでなく、ガン本体に付着した塗
料が被塗装物に落下して塗装品質を劣化させるという不
具合が生じる。 また、まれには付着した塗料に沿って
流れるリーク電流によるジュール熱によって塗料や配管
に着火する危険性があるので、スプレーガンの清掃を頻
繁に行うことが必要となって、作業能率が大幅に低下す
ることになる。

【０００８】このため、前記各スプレーガンのうち、例
えば、このような傾向の最も顕著な回転霧化方式のスプ
レーガンにおいては、スプレーガンの先端部にエアノズ
ルを設け、霧化された塗料粒子の周囲にエアカーテンを
形成することによって、塗料粒子を被塗装物に向かわせ
たり、電圧印加用電極の周囲に当該電極と同極の板状な
いしはリング状のシールド電極を設け、静電反発効果に
よってガン本体への塗料の付着を回避したりする手法が
用いられている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】これらの手法は、単
独、あるいは組合わせて適用されるが、エアカーテンを
用いた場合には、塗料粒子の飛跡が乱れやすく、被塗装
物の表面近傍に形成される被塗装物と平行な空気流によ
って塗料粒子が持ち去られる結果、塗着効率が低下する
という問題点がある。 また、静電反発用のシールド電
極を用いた場合には、ガン本体への塗料付着は防止でき
るものの、このシールド電極の電位を電圧印加用電極と
同電位もしくはより高い電位にしないと効果が得られ
ず、作業者がこのような高電位のシールド電極に誤って
触れた場合には感電の危険性が高いという問題点があっ
て、事実上自動塗装にしか適用できないという使用上の
制約があり、これらの問題点を解決することが従来の静
電塗装方法あるいは装置上の課題となっていた。

【００１０】

【発明の目的】本発明は、従来の静電塗装方法あるいは
装置における上記課題に着目してなされたもので、エア
カーテンやシールド電極を用いることなく帯電塗料粒子
の飛跡をコントロールすることができ、良好な作業性の
もとに塗料の塗着効率を向上させることができる静電塗
装方法およびその装置を提供することを目的としてい
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる静電塗装
方法は、帯電塗料粒子を静電気の力を利用して被塗装物
に付着させる静電塗装において、帯電塗料粒子が形成さ
れる帯電塗料粒子生成部の近傍に生じさせた磁場によっ
て前記帯電塗料粒子の飛跡を制御して塗装する構成とし
たことを特徴としており、本発明に係わる静電塗装装置
は、液状塗料を霧化する霧化機構と、被塗装物との間に
静電場を形成するとともに霧化された塗料粒子に電荷を
与える電極を具備する静電塗装スプレーガンを備え、静
電塗装スプレーガンの先端部に少なくともひとつのコイ
ルを設けた構成としたことを特徴としており、このよう
な静電塗装方法および装置の構成を前述した従来の課題
を解決するための手段としている。

【００１２】

【発明の作用】本発明の請求項１および請求項２に係わ
る静電塗装方法においては、例えば帯電塗料粒子の生成
部近傍に設けたコイルにより形成した磁場によって帯電
塗料粒子の飛跡をコントロールし、塗料粒子を被塗装物
に向かわせるようにしているので、塗料粒子がガン本体
に付着することがなく、エアカーテンや高電圧をかけた
シールド電極を用いないので、塗料粒子が空気流によっ
て運び去られることがなく、塗着効率が向上すると共
に、シールド電極による感電の危険性がないものとな
る。

【００１３】また、本発明の請求項３に係わる静電塗装
方法においては、帯電塗料粒子生成部の近傍に配設した
複数のコイルに供給する直流電流をそれぞれ制御するよ
うにしているので、帯電塗料粒子の飛跡がより複雑にコ
ントロールされ、スプレーパターンの整形が容易とな
る。

【００１４】本発明に係わる静電塗装装置は、静電塗装
ガンの先端部に少なくともひとつのコイルを設けたもの
であるから、当該コイルへの電流供給によって生じた磁
場によって、エアカーテンを用いることなく帯電粒子の
飛散方向が変わり、上記静電塗装方法を実施するのに適
した構造となっている。

【００１５】また、本発明の請求項５に係わる静電塗装
装置においては、コイルをフレキシブル構造としている
ので、コイルの変形に応じてスプレーパターンの形状が
変化し、パターン調整が容易なものとなる。

【００１６】なお、本発明に係わる静電塗装方法は、請
求項６に係わる静電塗装装置のように、機構上、ガン本
体への塗料付着の問題が最も深刻な回転霧化方式の静電
塗装装置に適用した場合に、その作用が顕著なものとな
る。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて具体的に説明
する。

【００１８】実施例１ 図１は、本発明に係わる静電塗装方法の原理および本発
明に係わる静電塗装装置の一実施例を示す概略説明図で
ある。

【００１９】図に示す静電塗装スプレーガン１は、回転
霧化方式のものであって、その先端部に、モータ２と、
該モータ２によって回転するディスク３からなる霧化機
構を備え、回転するディスク３内に塗料ポンプ４によっ
て供給された液状塗料が、当該ディスク３の回転によっ
て放射状に飛散し、遠心力によって霧化される仕組みに
なっている。

【００２０】前記ディスク３は、高圧発生器５のマイナ
ス側端子に接続され、設置された被塗装物Ｐに対して−
３０〜−９０ｋＶに維持されるようになっており、当該
ディスク３は、被塗装物Ｐとの間に静電場を形成すると
ともに霧化された塗料粒子に負の電荷を与える電極とし
ての機能をも備えている。

【００２１】当該スプレーガン１は、帯電塗料粒子が形
成される帯電塗料粒子生成部、すなわちディスク３の周
囲に環状のコイル６を備えており、該コイル６にコント
ローラ７から直流電流を供給することによって、前記デ
ィスク３の周囲に磁場が形成されるようになっている。
なお、当該コイル６は、スプレーガンおよびディスク
３から絶縁されており、これによって手動塗装に際して
作業者がコイルに触れたとしても感電の危険性がないよ
うになっている。

【００２２】このような構造のスプレーガン１において
は、モータ２によって回転しているディスク３内に、塗
料ポンプ４によって塗料を供給すると、当該塗料はディ
スク３にぶつかって放射状に飛散し、霧化されると同時
にディスク３から電荷を受け取って負に帯電する。 こ
のとき、霧化された塗料粒子は、遠心力によって図中に
破線で示す矢印Ｒの方向に飛散しようとするが、ディス
ク３の周囲には、前記コイル６に流れる直流電流によっ
てドーナツ状の磁場が形成されているので、この磁場中
に飛び込んだ帯電塗料粒子には直角方向にローレンツ力
が働き、塗料粒子は図中に実線で示す矢印Ｄ方向に方向
を変え、被塗装物Ｐに向かう流れを形成する。

【００２３】このようにしてディスク３から離れた塗料
粒子は、静電気の力によって被塗装物Ｐに効率よく塗着
することになり、ガン本体への塗料付着が防止でき、従
来欠かせなかったスプレーパターン整形用エアによる塗
料の散逸ロスがなくなることと相俟って、塗着効率の大
幅な向上が可能となる。

【００２４】因みに、上記スプレーガン１による塗着効
率とエアカーテンを用いた従来の回転霧化方式のスプレ
ーガンによる塗着効率とを、３０ｃｍの距離を置いた１
ｍ四方の被塗装物への塗装によって比較した結果、従来
のエアカーテン式のスプレーガンの塗着効率が６５％で
あるのに対し、本発明に係わるスプレーガン１の塗着効
率は８５％であって、塗着効率を大幅に向上できること
が確認された。

【００２５】なお、前記スプレーガン１においては、円
形のコイル６を使用している関係上円形あるいはドーナ
ツ状のスプレーパターンが得られるが、コイルを楕円形
にすることによりスプレーパターンを楕円形に整形する
ことも可能である。 また、コイルをフレキシブル構造
とし、コイルの形状を変形させることにことによって塗
料のスプレーパターンを調整することもできる。

【００２６】実施例２ 図２（ａ）および（ｂ）は、本発明に係わる静電塗装装
置の他の実施例を示す概略説明図である。

【００２７】図に示す静電塗装スプレーガン１０は、上
記実施例と同じく回転霧化方式のものであって、その先
端部に設けたコイルの形状および個数を除いて、前記実
施例の静電塗装スプレーガン１と基本的に同様の構造を
有している。

【００２８】すなわちスプレーガン１０は、霧化機構と
してのモータ２とディスク３を備え、塗料ポンプ４によ
って供給された液状塗料をディスク３の回転によって霧
化すると共に、高圧発生器５により高電位に保持された
ディスク３によって、図示しない被塗装物との間に静電
場を形成するとともに霧化された塗料粒子に負の電荷を
与えるようになっている。

【００２９】この実施例に係わるスプレーガン１０は、
帯電塗料粒子生成部、すなわちディスク３の周囲に、図
２（ｂ）にも示すように、円形をなすコイル１１と楕円
形状のコイル１２を備えており、当該コイル１１および
１２はコントローラ１３にそれぞれ接続され、コントロ
ーラ１３からそれぞれのコイルに供給される直流電流を
調整することにより前記ディスク３の周囲に形成される
磁場の強さや磁力線の方向を制御することができるよう
になっている。

【００３０】このような構造のスプレーガン１０におい
ては、回転するディスク３によって霧化され、負に帯電
した塗料粒子を前記コイル１１および１２によって形成
される磁場によって被塗装物の方向に向けることがで
き、上記実施例と同様の効果が得られると共に、コイル
１１および１２に供給する直流電流のバランスを調整す
ることにより、塗料のスプレーパターンを自由に変更す
ることができ、塗装対象に応じて最適のスプレーパター
ンを得ることができる。

【００３１】なお、上記各実施例においては、静電塗装
装置としての各種構成部品、例えば接地用高抵抗などの
安全装置や高電圧発生回路の具体例などは省略してある
が、これらについては公知の装置や部品と組合わせて使
用することができる。 また、レシプロケータなどの自
動機と組合わせて使用することにより、さらに塗着効率
を高めることも可能である。

【００３２】また、上記各実施例においては、回転霧化
方式のスプレーガンにコイルを設けた例を示したが、本
発明に係わる静電塗装方法は回転霧化方式のみならず、
他のエア霧化方式やエアレス霧化方式にも適用すること
ができる。

【００３３】すなわち、エア霧化方式やエアレス霧化方
式のスプレーガンにおいては、圧縮空気あるいは液圧に
よって、霧化された時点で被塗装物に向かう塗料粒子の
流れが形成されるので、本来、回転霧化方式に較べてガ
ン本体への塗料付着は少ない。 しかし、本発明を適用
することにより、スプレーパターン整形用のエアが不要
となり、被塗装物の表面に沿って流れる空気流によって
運び去られる塗料粒子がなくなるので、エア霧化方式や
エアレス霧化方式のスプレーガンにおいても塗着効率の
大幅な向上が可能となる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる静
電塗装方法においては、例えば帯電塗料粒子の生成部近
傍に配設したコイルにより、当該生成部近傍に形成した
磁場によって帯電塗料粒子の飛跡をコントロールしてい
るので、エアカーテンや高電圧をかけたシールド電極を
用いることなく、帯電塗料粒子を被塗装物に向かわせる
ことができ、ガン本体への塗料付着の防止とスプレーパ
ターンの調整が可能となり、塗料粒子が被塗装物表面上
に形成される空気流によって運び去られることがなく、
塗着効率を向上させることができると共に、シールド電
極による感電の危険性がなくなるという極めて優れた効
果がもたらされる。

【００３５】また、本発明の請求項３に係わる静電塗装
方法においては、帯電塗料粒子生成部の近傍に配設した
複数のコイルに供給する直流電流を制御するようにして
いるので、帯電塗料粒子の飛跡を複雑にコントロールす
ることができ、スプレーパターンの形状を自由に調整す
ることができるという効果がもたらされる。

【００３６】本発明に係わる静電塗装装置は、静電塗装
ガンの先端部に少なくともひとつの磁場形成用コイルを
設けたものであるから、当該コイルに供給する電流の調
整により、エアカーテンを用いることなく帯電粒子の飛
散方向を変えることができ、塗着効率が向上するととも
にスプレーパターンを容易に調整することができ、上記
静電塗装方法を円滑に実施することができる。

【００３７】また、本発明の請求項５に係わる静電塗装
装置においては、磁場形成用のコイルをフレキシブル構
造としているので、適当に変形させることによってスプ
レーパターンを容易に調整することができる。

【００３８】さらに、本発明の請求項６に係わる静電塗
装装置は、回転霧化方式の静電塗装装置に磁場形成用の
コイルを設けたものであるから、回転霧化方式の装置に
おいてとくに深刻な問題となっていた、ガン本体への塗
料付着や塗着効率，作業能率の低下といった問題点を有
効に解消することができるという優れた効果をもたらす
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる静電塗装方法の原理および本発
明に係わる静電塗装装置の一実施例を示す概略説明図で
ある。

【図２】（ａ） 本発明に係わる静電塗装方法および装
置の他の実施例を示す概略説明図である。 （ｂ） 図２（ａ）に示した静電塗装装置のコイル形状
を示す概略説明図である。

【符号の説明】

１，１０ 静電塗装スプレーガン ２ モータ（霧化機構） ３ ディスク（霧化機構，電極） ６，１１，１２ コイル Ｐ 被塗装物

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯電塗料粒子を静電気の力を利用して被
   塗装物に付着させる静電塗装において、帯電塗料粒子が
   形成される帯電塗料粒子生成部の近傍に生じさせた磁場
   によって前記帯電塗料粒子の飛跡を制御して塗装するこ
   とを特徴とする静電塗装方法。
2. 【請求項２】 帯電塗料粒子生成部の近傍にコイルを配
   設すると共に、当該コイルに直流電流を供給することに
   よって前記帯電塗料粒子の飛跡を制御することを特徴と
   する請求項１記載の静電塗装方法。
3. 【請求項３】 帯電塗料粒子生成部の近傍に複数のコイ
   ルを配設すると共に、それぞれのコイルに供給する直流
   電流を制御することによって塗料のスプレーパターンを
   調整することを特徴とする請求項１または請求項２記載
   の静電塗装方法。
4. 【請求項４】 液状塗料を霧化する霧化機構と、被塗装
   物との間に静電場を形成するとともに霧化された塗料粒
   子に電荷を与える電極を具備する静電塗装スプレーガン
   を備え、静電塗装スプレーガンの先端部に少なくともひ
   とつのコイルを設けたことを特徴とする静電塗装装置。
5. 【請求項５】 コイルがフレキシブル構造であることを
   特徴とする請求項４記載の静電塗装装置。
6. 【請求項６】 霧化機構がディスクの回転で生じる遠心
   力によって液状塗料を霧化する回転霧化方式であること
   を特徴とする請求項４または請求項５記載の静電塗装装
   置。