JPH10151376A - 粉体塗装ガン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】トリボ帯電自体の帯電効果、及びトリボ帯電と
コロナ帯電とのマッチング性をそれぞれ高めることがで
き、フリーイオン等の発生による弊害を招くことなく、
粉体への帯電量を均一かつ効果的に向上せしめ、塗装効
率及び塗装品質を大巾に高める。 【解決手段】ガン本体３とノズル金具６とを具える。ガ
ン本体３は、塗料タンク１１に連通し粉体を加圧空気と
ともに流過させる入口流路１２に、粉体と加圧空気とを
撹拌し混和する撹拌流路１３を介して、整流室１９に通
じる塗料流路２を有する。ノズル金具６は、前端にノズ
ル口２３Ａを形成した複数かつ小径しかも前記整流室１
９とともにトリボ帯電流路２９をなす分岐流路２７を具
える。又トリボ帯電流路２９内に、コロナ放電し粉体を
コロナ帯電させる電極針３０を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フリーイオンの発
生及び被塗物との間の電界の発生を防止しつつ粉体塗料
への帯電を均一かつ効果的に高めることができ、塗装効
率及び塗装品質を大巾に向上させるとともに、例えばト
リボ帯電性（摩擦帯電性）に劣るセラミック系塗料等の
使用も可能とする粉体塗装ガンに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、エポキシ系、ポリエステル系、ア
クリル系等の粉体塗料を帯電させ、被塗物との間のクー
ロン力を利用して付着効果を高めた粉体塗装が、塗料の
回収再使用が容易であり、しかも有機溶剤の使用による
火災、公害等の発生がなく安全性に優れるなどの観点か
ら多用されつつある。

【０００３】又このような粉体塗装には、例えば、図５
に示すように、粉体を加圧空気とともに吐出する塗布ガ
ンａ前端に、高圧電源に接続する電極ｂを設け、ノズル
口ａ１から吐出する粉体を、前記電極ｂから発生するコ
ロナ放電ｅによって帯電させるコロナ帯電式のもの、あ
るいは塗布ガン内の塗剤流路を帯電性樹脂で形成し、粉
体が加圧空気とともに流過する際の帯電性樹脂との摩擦
によって前記粉体を帯電させるトリボ帯電式のものが、
一般に知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
コロナ帯電式のものにあっては、電極ｂと被塗物ｇとの
間に発生する電界ｆによってノズル口ａ１からの粉体流
れに影響を受け、例えば被塗物ｇの入り隅部分や凹部分
ｈ内に粉体が入り込みにくくなるなど、複雑な形状の被
塗物への均一な塗装を困難としている。又このものは、
被塗物ｇに向かうフリーイオンを発生させるため、粉体
付着層内で静電反発を誘発し、塗面にピンホールやクレ
ータなどを招くなど塗装品質を損ねるという問題があ
る。しかもコロナ放電にあっては、特に約７０ｋｍ／ｈ
以上の高速度で吐出する粉体に対して帯電が効果的に行
われず、又帯電効果を高めるために荷電電圧を昇圧する
ことは、前記電界及びフリーイオンの発生の増加を招
き、その弊害をさらに大きくさせる。

【０００５】他方、トリボ帯電式では、必要な帯電効率
を得るために、粉体を比較的高速度でかつ長い距離を流
過させる必要があるなど、装置の寸法、重量等に制約を
受け、塗装作業性を損ねている。さらにこのものは、粉
体間での帯電量にバラ付きを有し、しかも前記帯電効率
自体が温度、湿度等によって影響されるため、その制
御、管理が難しく、塗装品質の安定性に劣る。

【０００６】なおトリボ帯電式における前記問題点を改
善するため、トリボ帯電式の塗布ガン前端に、コロナ放
電用の電極を設けた複合式のものも一部提案されてい
る。しかし、このものは、トリボ帯電のために高速度の
粉体を必要とするため、コロナ帯電とのマッチング性に
劣り、帯電効果の充分な向上を得るに至っておらず、し
かも前記コロナ放電にともないフリーイオン及び電界の
発生を招くという問題も新たに招来する。

【０００７】そこで本発明は、粉体との混和空気を整流
する整流室、及びこの整流室から分岐される複数の分岐
流路によってトリボ帯電流路を形成するとともに、この
トリボ帯電流路内に、コロナ放電用の電極針を設けるこ
とを基本として、トリボ帯電自体の帯電効果、及びトリ
ボ帯電とコロナ帯電とのマッチング性をそれぞれ高める
ことができ、フリーイオン等の発生による弊害を招くこ
となく、粉体への帯電量を均一かつ効果的に向上せし
め、塗装効率及び塗装品質を大巾に高めるとともに、例
えばトリボ帯電性に劣る粉体塗料の使用も可能とする粉
体塗装ガンの提供を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のうちで請求項１記載の発明は、塗料タンク
に連通し塗料タンク内の粉体が加圧空気とともに流過す
る入口流路に、撹拌し混和することにより粉体が混和し
た混和空気を生じさせる撹拌流路を介して、整流室に通
じる塗料流路を具えるガン本体に、前端にノズル口を形
成した複数の長尺かつ小径しかも前記整流室とともにト
リボ帯電流路をなす分岐流路を具えるノズル金具を取付
け、しかも前記トリボ帯電流路内に、コロナ放電し混和
空気の粉体をコロナ帯電させる電極針を設けたことを特
徴としたものであります。

【０００９】なお、コロナ放電による帯電効果を高め、
かつ放電時の電圧を減じてフリーイオンの発生をより確
実に抑制するために、電極針を各分岐流路内に設けるこ
とが好ましい。

【００１０】又粉体の流過速度を減じてコロナ放電によ
る帯電効果を高めるために、分岐流路の断面積の総和
を、入口流路の断面積以上とすることが好ましい。

【００１１】なおトリボ帯電流路、及び副トリボ帯電流
路は、その流壁面をテフロン材で形成することが、絶縁
性の維持かつ電荷を外部に漏らさないためにも好まし
い。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
示例とともに説明する。図１〜３において粉体塗装ガン
１は、塗料流路２を有するガン本体３と、トリボ帯電流
路４をなす分岐流路５を有しかつ前記ガン本体３に取り
付くノズル金具６とを具えている。

【００１３】前記ガン本体３は、前端に盲孔７を凹設し
た胴部３Ａの後端に把手部３Ｂを設けた、例えば略Ｌ字
状をなし、前記盲孔７内にはスワール部材９が装着され
る一方、その後方には前記盲孔７に導通するとともにガ
ン本体３に沿ってのびる導管１０が配される。

【００１４】前記導管１０は、その前端が前記盲孔７と
同心かつ盲孔底面で開口するとともに、その後端が塗料
タンク１１に連通し、これによって塗料タンク１１内の
粉体を加圧空気とともに流過させる入り口流路１２を形
成する。なお導管１０は、ガン本体３内を通る主管部
と、この主管部から塗料タンク１１へのびる延長管部１
０Ｂとを着脱可能に連結して構成することもできる。

【００１５】なお前記塗料タンク１１は、図１に示すよ
うに、前記粉体を流動状態で収容する貯留室１１Ａと、
該貯留室１１Ａに開閉弁を介して接続されるエジェクタ
１１Ｂとを具えるとともに、このエジェクタ１１Ｂには
高圧空気源１１Ｃが連通する。従って、塗料タンク１１
は、高圧空気源１１Ｃから圧送される高圧空気の負圧に
よって貯留室１１Ａ内の粉体を吸引し、エジェクタ１１
Ｂをへて粉体を前記高圧空気とともに前記導管１０に供
給できる。又塗料タンク１１は、他に高圧空気のみの供
給、及び供給停止を自在に切換でき、この切換操作は、
前記ガン本体３の把手部３Ｂに設ける引き金（図示しな
い）によって行われる。

【００１６】前記スワール部材９は、前記導管１０から
流入する粉体と加圧空気とを撹拌することによって、粉
体が均一に混和する混和空気を形成する撹拌流路１３を
有し、この撹拌流路１３と前記入り口流路１２とによっ
て前記塗料流路２を形成する。又撹拌流路１３は、本例
では、前記導管１０からの粉体を加圧空気とともに半径
方向外側に向かって円錐状に拡散する拡散流路部１３Ａ
と、拡散された粉体流に渦巻き状の流れを与える渦巻き
流路部１３Ｂとからなり、各流路部１３Ａ、１３Ｂは、
拡散リング片１４とスワール片１５とから形成される。

【００１７】前記拡散リング片１４は、前記盲孔７と同
心に配されるリング状をなし、前記入り口流路１２と接
続する中心孔１４Ａの前方には、半径方向外側に向かっ
て傾斜する円錐状のコーン面１４Ｂを設ける。又前記ス
ワール片１５は、前記盲孔７と同心な円柱状の基部１６
を有し、この基部１６後端には基部１６の軸心Ｉ上に、
前記コーン面１４Ｂと略平行な円錐部１６Ａが突出す
る。これによって円錐部１６Ａと前記コーン面１４Ｂと
の間で拡散流路部１３Ａを形成する。又基部１６は、前
記円錐部１６Ａより半径方向外側の位置に、前記軸心Ｉ
まわりの円周上で略等ピッチ間隔で配列する複数、例え
ば６〜１６本の細孔１７を有し、この複数の細孔１７
は、前記軸心Ｉまわりで螺旋状にともに捻れながら前記
基部１６を前後に貫通することによって、前記渦巻き流
路部１３Ｂを形成する。なお拡散流路部１３Ａは、入り
口流路１２から渦巻き流路部１３Ｂに流れが円滑に移行
するのを保証する。

【００１８】又前記入口流路１２及び撹拌流路１３の各
流壁面は、マイナス側に摩擦帯電しやすいテフロン、ポ
リエチレン、ベロン等のポリエンカビニリデン、ダイネ
ル等のポリアクリロニトリル、ビニロン等のポリビニル
アルコールなどの帯電性樹脂、本例では、テフロンを用
いて形成され、これによって前記塗料流路２を副トリボ
帯電流路１８として形成している。

【００１９】この副トリボ帯電流路１８のうち前記入口
流路１２においては、その断面積が比較的大であり、そ
の中央側と壁面側との間の流速の差が大きいために、粉
体は流速が早い中央側を流れる傾向となる。その結果、
流壁面との摩擦接触の機会が減じられるとともに、摩擦
接触する際には接触速度が遅くなるため、トリボ帯電効
果は、従来と同様に比較的小であり、又帯電した粉体と
帯電しない粉体とが不均一に混在することとなる。

【００２０】他方、撹拌流路１３では、撹拌により前記
帯電／非帯電の粉体の混合を均一化する。又複数（Ｎ
本）の細孔１７に分散することにより、その断面積の総
和が分散前と等しいときには、Ｎ本の流壁面の面積総和
は Ｎ倍に増加する。しかも各細孔１７内では、中央側
と壁面側との流速差が小となり、かつ中央側と壁面側と
の距離も短くなるため、粉体と流壁面との摩擦接触の機
会が大巾に増し、さらに流壁面側の流速、すなわち接触
速度が早いためにトリボ帯電を均一かつ効果的に行いう
る。又特に渦巻き流路部１３Ｂでは、各粉体が流壁面か
ら大きな接触圧力を受けるため、より高い帯電をより均
一に発生させうる。なお本例では、渦巻き流路部１３Ｂ
の断面積の総和は、前記入口流路１２の断面積と略一致
している。

【００２１】又前記スワール片１５の前端かつ盲孔７内
には、各渦巻き流路部１３Ｂからの混和空気を合流さ
せ、安定した一つの渦巻き流に整流する整流室１９を形
成する。なお整流室１９は、前記スワール片１５とノズ
ル金具６との間に挟まれかつ盲孔７内に配される外リン
グ２０と、前記軸心Ｉと同心な内軸２１とからなり、こ
の外リング２０と内軸２１との間で円筒状に形成され
る。

【００２２】前記ノズル金具６は、前記ガン本体３の胴
部３Ａ前端に気密に取り付く基体２２と、この基体２２
から前方にのびるとともに前端にノズル口２３Ａを設け
た、例えば６〜１６本のノズル管２３とを具える。なお
前記ノズル金具６は、その名称の如く金属材で形成され
るものではなく、本例では、前記ガン本体３とともに、
主に合成樹脂等の絶縁性材で形成する。

【００２３】前記基体２２は、前記胴部３Ａ前端に螺合
する連結ナット２５を介して取り付く円柱状をなし、該
基体２２には、前後に貫通するとともに前端にノズル管
２３を取り付ける小径の連結孔２６を穿設している。こ
の連結孔２６は、前記整流室１９で開口する開口部２６
Ａを、前記内軸２１のまわりの円周上に略等ピッチ間隔
で配列してなり、各連結孔２６は、前記軸心Ｉを中心と
した円錐状に、すなわち開口部２６Ａから前方に向かっ
て半径方向外側に傾斜してのびる。なお前記整流室１９
は、安定した一つの渦巻き流に整流することによって、
以後の複数の分岐流路２７への流れの分岐を円滑化す
る。

【００２４】前記ノズル管２３は、各連結孔２６の前端
に取り付く長尺かつ小径、しかも比較的柔軟なチューブ
体であって、本例では、各ノズル管２３は、図１に示す
ように、各ノズル口２３Ａを一直線上に並べてフレーム
Ｆに固定している。なおフレームＦは、本例では、前記
内軸２１と一体をなしかつ基体２２を貫通してその前端
から突出するネジ軸２８を用いて前記ノズル金具６に支
持される。

【００２５】従ってノズル金具６は、前記連結孔２６及
びノズル管２３の内孔とによって分岐流路２７を形成し
ており、又この分岐流路２７と前記整流室１９との流壁
面を、前記帯電性樹脂、本例では、テフロンを用いて形
成することによって、この分岐流路２７と前記整流室１
９とがトリボ帯電流路２９を形成する。

【００２６】このトリボ帯電流路２９は、前記渦巻き流
路部１３Ｂと同様に、複数に分岐することにより流壁面
の面積総和を増加でき、しかも中央側と壁面側との流速
差が小となり、かつ壁面側との距離も短くなるため、粉
体の摩擦接触の機会が大巾に高まり、さらに壁面側の流
速、すなわち接触速度が早いためにトリボ帯電を均一か
つ効果的に行いうる。又中央側と壁面側との流速差が小
となることは、前記入口流路１２の中央側に比して、実
質的に流速を減じる効果があり、従って、後述するコロ
ナ放電による帯電とのマッチング性を向上しうる。なお
本例では、前記分岐流路２７の断面積の総和は、入口流
路１２の断面積以上であり、これによって前記分岐流路
２７内での粉体の減速をさらに保証する。

【００２７】又分岐された複数のノズル管２３は、被塗
物の形状に応じて、各々の長さを任意に設定でき、従っ
て、被塗物の形状との最適な噴射距離及び噴射方向を自
在に設定しうるなど、塗装品質の向上にも役立つ。

【００２８】又粉体塗装ガン１には、前記トリボ帯電流
路２９内、本例では、前記各分岐流路２７内に、コロナ
放電し混和空気の粉体をコロナ帯電させる電極針３０を
設けている。

【００２９】該電極針３０は、図４に示すように、前記
基体２２後端に埋設される環状のリング基体３１の前面
に、前方にのびる複数の電極針３０を突設した導電金属
からなる電極ユニット３２として形成され、各電極針３
０は、基体２２内を通るとともに、その先端を前記分岐
流路２７内に露出している。又前記ガン本体３の胴部３
Ａ前端には、前記リング基体３１と接触する接続端子３
３が設けられるとともに、この接続端子３３は、リード
線３４を介して、ガン本体３内に設けるコロナ放電発生
装置４０に接続される。

【００３０】このコロナ放電発生装置４０は、各電極針
３０に高電圧を印可し、電極針３０廻りに高いプラス側
のコロナ放電電界を作りだすことによって、トリボ帯電
流路２９内の粉体にさらにコロナ帯電を生じさせる。

【００３１】この時、コロナ放電が狭いトリボ帯電流路
２９内で発生するため、この流路を通る全ての粉体に帯
電でき、しかもこの流路内での粉体を減速しているた
め、コロナ帯電効果をさらに向上できる。又細長いノズ
ル管２３を通過する際に、イオンの電荷が粉体に付着す
るため、ノズル口２３Ａからのフリーイオンの放出を効
果的に抑制でき、しかもトリボ帯電流路２９でコロナ放
電するため、被塗物との間に電界の発生がない。従っ
て、複雑な形状の被塗物へもムラなく均一な厚さで塗装
でき、しかも塗装面でのピンホールなどの発生を防止し
て塗装品質を向上できる。

【００３２】このように粉体塗装ガン１は、トリボ帯電
効率自体を高める一方、コロナ放電をこのトリボ帯電の
構造に適合させているため、コロナ帯電効果も共に向上
でき、粉体への帯電量を均一かつ効果的に高めるととも
に、例えばトリボ帯電性に劣るセラミック系粉体塗料の
使用も充分可能とする。又コロナ放電発生装置４０によ
って、コロナ放電を自在に制御しうるため、例えば温
度、湿度、粉体のロットなどによって帯電量が影響され
るなどのトリボ帯電における欠点をカバーでき、安定し
た塗装作業を保証しうる。

【００３３】なお本願では、前記撹拌流路１３及び入り
口流路１２を、副トリボ帯電流路１８として形成してい
るが、前記撹拌流路１３及び入り口流路１２の一方、又
は双方に低帯電性樹脂を用い、これによって摩擦帯電さ
せない通常の塗料流路として形成しても良い。又電極針
３０は、本例では、その先端を分岐流路２７の中心線か
ら偏位した位置に設けているが、中心線上に設けても良
い。

【００３４】

【発明の効果】叙上の如く本発明は構成しているため、
トリボ帯電自体の帯電効果、及びトリボ帯電とコロナ帯
電とのマッチング性をそれぞれ高めることができ、フリ
ーイオン等の発生による弊害を招くことなく、粉体への
帯電量を均一かつ効果的に向上せしめ、塗装効率及び塗
装品質を大巾に高めうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の粉体塗装ガンを示す側面図
である。

【図２】その主部を拡大して示す断面図である。

【図３】その分解斜視図である。

【図４】電極ユニットを説明する分解斜視図である。

【図５】従来技術を説明する線図である。

【符号の説明】

２ 塗料流路 ３ ガン本体 ６ ノズル金具 １１ 塗料タンク １２ 入口流路 １３ 撹拌流路 １８ 副トリボ帯電流路 １９ 整流室 ２３Ａ ノズル口 ２７ 分岐流路 ２９ トリボ帯電流路 ３０ 電極針

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】塗料タンクに連通し塗料タンク内の粉体が
   加圧空気とともに流過する入口流路に、撹拌し混和する
   ことにより粉体が混和した混和空気を生じさせる撹拌流
   路を介して、整流室に通じる塗料流路を具えるガン本体
   に、 前端にノズル口を形成した複数の長尺かつ小径しかも前
   記整流室とともにトリボ帯電流路をなす分岐流路を具え
   るノズル金具を取付け、しかも前記トリボ帯電流路内
   に、コロナ放電し混和空気の粉体をコロナ帯電させる電
   極針を設けたことを特徴とする粉体塗装ガン。
2. 【請求項２】前記電極針は、前記各分岐流路内に設けら
   れることを特徴とする請求項１記載の粉体塗装ガン。
3. 【請求項３】前記トリボ帯電流路は、その流壁面がテフ
   ロン材を用いて形成されることを特徴とする請求項１記
   載の粉体塗装ガン。
4. 【請求項４】前記分岐流路の断面積の和は、入口流路の
   断面積以上であることを特徴とする請求項１記載の粉体
   塗装ガン。
5. 【請求項５】前記入口流路及び撹拌流路は、その流壁面
   がテフロン材を用いて形成され、これによって前記入口
   流路及び撹拌流路が副トリボ帯電流路を形成することを
   特徴とする請求項１記載の粉体塗装ガン。