JP3331271B2 - エア霧化式自動静電塗装スプレーガンの塗料通路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動塗装機、塗装ロボ
ット等に装着し、工場等に配管されるペイントラインか
ら塗料を供給する静電塗装設備に使用するエア霧化式自
動静電塗装スプレーガンの改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エア霧化式自動静電塗装スプレーガン
は、樹脂性の電気絶縁物からなる塗料ノズルと、同じく
絶縁物からなる空気キャップと、該塗料ノズル口中心か
ら突出した針状電極に静電高電圧を荷電する電極を含む
ガン頭部と、接地体の取付部を電気絶縁するための円筒
状ボデー部と、これらを支持し、塗装ロボット等に取付
けるための取付部があり、取付部には、塗料や空気の噴
出、停止、および噴出量やパターン幅を制御するための
制御機構を備えたものが公知の一般的なエア霧化式自動
静電塗装スブレーガンである。

【０００３】このエア霧化式自動静電塗装スプレーガン
において、塗料を供給するための塗料通路は、前記円筒
状ボデー内に塗料通路を設けるものと、ガン頭部にガン
外部から塗料ホースを介して供給するものとが作られて
いる。そして、円筒状ボデー内部に塗料通路が設けられ
るものは、主に高抵抗塗料を静電塗装する場合に用いら
れるもので、塗料自体に電気絶縁性のある場合である。
後者のガン頭部にガン外部から塗料ホースを介して供給
するものは、導電性塗料や低抵抗塗料の場合に用いられ
る。それは、静電ガンの取付部が金属等の接地体となっ
ているため、塗料を通して静電気がリークし、先端電圧
が荷電されなくなるため、塗料ホースを別経路とするこ
とによって回避しているものである。

【０００４】自動車塗装等においては、アルミフレーク
を混入したメタリック塗料が多用されている。このメタ
リック塗料の静電塗装において、主成分の樹脂は絶縁性
を持っているが、中に混入するアルミフレークは導電性
である。従来はメタリック塗料は、導電性塗料と同じよ
うに外部からの塗料ホースで供給していた。しかし、導
電性塗料の場合は、塗料を圧送供給するための塗料タン
ク等に高電圧が印加されるために、供給装置自体を絶縁
台等に搭載して絶縁するなどの処置が必要であった。と
ころが、工場等に配設されるペイントラインから塗料を
供給する場合は、供給装置を絶縁することは不可能であ
る。一方、アルミフレークの混入程度によっても異なる
が、メタリック塗料が塗料ホース内で電気的に導通する
のは、メタリック塗料内に分散しているアルミフレーク
が、静電的作用によって、互いに連鎖状につながるメタ
ルブリッジ現象が生ずるために起こるもので、このメタ
ルブリッジ現象が起こらないようにするために、塗料ホ
ース径を細く長くして電気絶縁性を保ち、ペイントライ
ンからの供給や塗料タンクの電気絶縁装置の省設を行っ
ていた。しかし、静電ガンの外部から塗料ホースを介し
て塗料を供給する場合、塗料ホースが接地物に近接した
場合に、塗料ホース内の電圧で接地物との間でスパーク
を起こす危険があるため、塗料ホースは肉厚の絶縁耐力
の高い塗料ホースを使う必要があった。また、自動塗装
機や塗装ロボットに取付ける場合に、塗料ホースのさば
きの問題や塗料付着による汚れが多く洗浄が大変であっ
た。

【０００５】上記問題を解決するために、前記円筒状ボ
デー内に塗料ホースを、コイル状に巻いて塗料ホース長
さを確保して、該ボデー内に収納した自動静電ガンが提
案されている。このことによって、従来絶縁耐力の高い
塗料ホースを静電ガン外部で支持していたものが、小形
でコンパクトにまとめられ取扱いも容易となった。しか
し、この塗料ホースをコイル状に巻いて収納する静電ガ
ンでは、塗料ホースの外周側より内周側が流速が遅いた
め、コイル状に巻いた塗料ホースの内周側にアルミフレ
ークが付着しやすい欠点があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
メタリック塗料をペイントラインから供給して静電塗装
を行うエア霧化式自動静電塗装スプレーガンにおいて、
円筒状ボデー内に塗料通路を形成するとき、メタリック
塗料が円筒状ボデー内で、完全に電気絶縁できる長さ
と、メタリック塗料のアルミフレークが連鎖状につなが
らない塗料流速となる内径とすることによって、問題を
解決しようとするもので、そのために、円筒状ボデー内
の長さ方向に往復する塗料通路を設け、もっとも荷電電
圧が高くなり、アルミフレークが連鎖状になり易い、塗
料通路の最終往路の塗料流速を速くして、円筒状ボデー
の中で完全な電気絶縁が保たれるようにしようとするも
のである。このことによって、小形で、取扱いが容易
で、メタリック塗料等の静電塗装に対してスパーク、火
災等の危険のない安全性の高い自動静電ガンを提供しよ
うとすることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、圧縮空気によ
って塗料を霧化するスプレーガン頭部先端に針状電極を
もち、該電極に静電高電圧を荷電し、前記頭部と取付部
を電気絶縁するための、樹脂製の円筒状ボデーを持つエ
ア霧化式自動静電塗装スプレーガンにおいて、塗料を供
給するための塗料通路を、円筒状ボデー内に収納すると
き、収納する塗料通路が、円筒状ボデー内周を、筒長方
向に往復するように配設し、往復して配設される塗料通
路の最終往路の塗料通路断面積を、塗料流速を速めるた
めに、それ以前の塗料通路断面積より３０％以上小さく
したものである。そして、エア霧化式自動静電塗装スプ
レーガンの円筒状ボデー内に、往復して収納される塗料
通路が、円筒状ボデー内に設けられる円筒ブロックの溝
に、可撓性の塗料ホースを嵌入して配設する、塗料供給
通路とするものである。

【０００８】また、エア霧化式自動静電塗装スプレーガ
ンの円筒状ボデー内に往復して収納される塗料通路の最
終往路の塗料通路断面積がそれ以前の取りよう通路断面
積より３０％以上小さくした塗料通路であるとき、塗料
通路が、可撓性塗料ホースの最終往路部分を収縮させた
形状か、または、樹脂性パイプで形成された塗料通路と
して構成した、エア霧化式自動静電塗装スプレーガンの
塗料通路である。

【０００９】

【作用】本発明は、円筒状ボデー内で十分な電気絶縁距
離を確保するために、塗料通路となる可撓性塗料ホース
を円筒状ボデーの長さ方向に往復させるものであるが、
その必要長さは、塗料ホース内を流れるメタリック塗料
の流速に大きく関係し、流速が早いほどメタルブリッジ
が起りにくい傾向を持っている。しかし、流速を速くす
るために、塗料ホース径を細く、長くすると、ホース内
抵抗が極端に高くなり、静電ガンからの適正噴出量が得
られなくなると共に、塗料ホース内で詰り現象などの支
障が生ずるようになる。したがって、塗料ホース内径を
極端に細くすることは困難である。

【００１０】一方、前記メタルブリッジは、静電ガン先
端の電極セットに荷電される数万ボルトの電圧が塗料ノ
ズル内部で加えられるために、塗料ノズルに近い塗料通
路が、メタルブリッジがもっとも発生し易い傾向をもっ
ている。そして、静電ガンの荷電電圧は、塗料が噴射さ
れ、塗料通路内で塗料が流れるときのみ荷電される機構
となっていることから、塗料通路の最終往路の塗料流速
を速くすることによって、メタルブリッジが発生しなく
なり、円筒状ボデー内に収納する塗料ホース長さを短縮
することが可能となると共に、円筒状ボデー内に収納す
ることが容易となる。また、メンテナンス上でも有利な
効果を得ることができる。このことによって、従来静電
ガンの外部に耐絶縁性の高い肉厚塗料ホースを支持して
いたものが、その必要がなくなると共に、周辺の接地物
との間のスパークの危険等が完全に回避される。そして
自動塗装機、塗装ロボット等に装着して作動する場合に
も、エア霧化式自動静電塗装スプレーガンがコンパクト
にまとめられることによって、取扱上、操作上非常に有
利となるものである。また、ペイントラインからの塗料
供給にも支障のない機構が得られる。

【００１１】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基ずいて詳細に
説明する。図１において、１はエア霧化式自動静電塗装
スプレーガン（以下、単に自動静電ガンと称す）の頭
部、２は円筒状ボデー、３は取付部からなり、頭部１に
は樹脂製の塗料ノズル１ａと、塗料ノズル１ａに接合す
る空気キャップ１ｃが、空気キャップカバー１ｄで頭部
本体１ｅに螺合されている。塗料ノズル１ａ内に静電高
電圧を荷電するための電極セット１ｆがあり、塗料ノズ
ル口の中心から針状電極１ｂが外気へ突出している。こ
の針状電極１ｂに数拾ｋＶの負の電圧が荷電され、針状
電極１ｂの先端で周囲の空気をイオン化して集中した電
界域を形成する。この集中したイオン化圏域の中を、圧
縮空気によって霧化した塗料を通過させて、塗料微粒子
にマイナスの電気を帯電させて、針状電極１ｂとプラス
側の被塗物との間に形成される電界によって、霧化塗料
を電気的に塗着させる一般的なエア霧化式静電塗装ガン
の機構である。電極セット１ｆは、塗料ノズル１ａ内を
通しているので、この部分で塗料にも先端と同圧の高電
圧が荷電されている。電極セット１ｆには別置体の高電
圧発生器（図示せず）から高電圧ケーブルをによって、
円筒状ボデー２内に設けられる高抵抗体（図示せず）を
介して針状電極１ｂに荷電される。図示しない円筒状ボ
デー２内に設けられる高抵抗体によって、仮に、電極セ
ット１ｆから僅かでも電流が逃げると、針状電極１ｂの
電圧は荷電されなくなり、静電塗装が行われなくなる。
該高抵抗体は、静電ガンが接地物に近接した場合に、ス
パーク等による、人体への衝撃や火災等の危険を避ける
ための安全装置で、静電ガンに絶対に欠かすことのでき
ない構成要素である。円筒状ボデー内には、二本の空気
通路（図示せず）が設けられている。空気通路は、塗料
を霧化するための空気キャップ１ｃの中心部への中心空
気と、空気キャップ１ｃの角部の側面空気孔からの空気
によって、平吹きパターンを形成するための空気通路で
ある。

【００１２】円筒状ボデー２内に、円筒状のブロック８
が、取付部３および頭部１とともに一体に固定されてい
る。そして、円筒状ボデー２と、ブロック８との間に塗
料通路となる弗素系の樹脂チューブからなる、塗料ホー
ス７が収納されている。塗料ホース７は、円筒状ボデー
の長さ方向に、往復する形で折り込まれて収納されてい
る。そして、ジョイント４と、袋ナット５によって、先
端部１の先端部ボデー１ｅに接続されている。

【００１３】図２は、円筒状のブロック８のＡ−Ａ部矢
視図で、該ブロック８の外周上に、溝８ａが穿設されて
いる。該溝８ａに塗料ホース７が嵌入される。ブロック
８は円筒状ボデー２内の両端まで延長させないで、先端
部ボデー１ｅおよび、取付部３との間に間隙を設け、こ
の間隙で塗料ホースを折り返すように構成されている。
ブロック８に穿設される溝８ａは、ブロック８の円周上
に等分に穿設され、塗料ホースが適当な間隔が保たれる
ようになっていて、塗料ホース内の電圧が隣接する塗料
ホースに影響しないように配慮されている。

【００１４】そして、頭部ボデー１ｅの塗料通路１ｇに
接続するための塗料ジョイント４に取付けられる塗料通
路の最終往路６が、塗料ホース７の内径より細くなって
いる。本発明を限定するものではないが、塗料ホース７
の内径は、直径３ｍｍで、最終往路の通路径は２．４ｍ
ｍで形成されていて、最終往路の通路断面積は、それ以
前の塗料通路断面積より３０％以上縮小されていること
によって、最終往路の塗料通路内の流速は、それ以前の
塗料ホース７の流速よりも３０％以上増速されて流れる
ことになる。最終往路６は、荷電電極セット１ｆにもっ
とも近く、したがって、塗料を介した電圧が最も高く、
メタルブリッジがもっとも発生し易い箇所である。ま
た、最終往路６の径を細くする実施例は、弗素系樹脂チ
ューブからなる塗料ホース７の最終往路部分を、熱的に
しぼって成形したものである。他の実施例としては、塗
料ジョイント４を延長させた樹脂パイプとして形成して
も、同様の効果が得られるものである。

【００１５】取付部３は、円筒状ボデー２、ブロック８
を支持すると共に、取付部３内に空気量や塗料噴出量調
節部を内装する場合と、図１のように調節部がなく、調
節部はすべて集中制御盤（図示せず）で制御するように
なっている場合がある。該取付部３は、通常アルミ鋳造
等で作られた導電体で、支持金具１０に取りつけられ
る。金属製の支持金具１０で、自動塗装機、塗装ロボッ
ト等にセットされる。取付部３には、塗料ホース挿入孔
と、高電圧ケーブルを挿入するためのジョイント９と、
圧縮空気導入のための空気ジョイント二個（図示せず）
が配設されている。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、メタリック塗料の
静電塗装を行う自動静電ガンにおいて、メタルブリッジ
によって塗料が電気的に導通するのを防ぐための細長い
塗料通路となる塗料ホースを、円筒状ボデー内に収納し
たことによって、高電圧を持つ塗料ホースが近接した接
地物との間でスパークを起こして火災を起こす等の危険
が完全に回避されると共に、取扱いが数段向上し、汚れ
等に対する洗浄も容易となる効果を奏する。

【００１７】また、塗料通路の最終往路の流速を早める
ために、最終往路をそれ以前の塗料通路断面積より３０
％以上小さくすることによって、メタルブリッジの発生
を抑制し、収納する塗料ホース長さが短縮可能となっ
て、円筒状ボデー内への収納が容易となり、より確実な
静電塗装が保証される効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動静電ガンの要部断面図である。

【図２】本発明の自動静電ガンの図１のＡ−Ａ矢視図で
ある。

【符号の説明】

１ ガン頭部 １ａ 塗料ノズル １ｂ 針状電極 １ｆ 電極セット ２ 円筒状ボデー ４ 塗料ジョイント ６ 最終往路 ７ 塗料ホース ８ 円筒ブロック ８ａ 溝

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮空気によって塗料を霧化するスプレ
   ーガンの頭部先端に、針状電極をもち、該電極に静電高
   電圧を荷電し、前記頭部と取付部を電気絶縁するため、
   樹脂製の円筒状ボデーを持つエア霧化式自動静電塗装ス
   プレーガンにおいて、塗料を供給するための塗料通路
   を、前記円筒状ボデー内に収納するとき、収納する塗料
   通路が、円筒状ボデー内周を、筒長方向に往復するよう
   に配設し、往復して配設される塗料通路の最終往路の塗
   料通路断面積が、塗料流速を早めるために、それ以前の
   塗料通路断面積より３０％以上小さくしたことを特徴と
   するエア霧化式自動静電塗装スプレーガンの塗料通路。
2. 【請求項２】 エア霧化式自動静電塗装スプレーガンの
   円筒状ボデー内に、往復して収納される塗料通路が、円
   筒状ボデー内に設けられる円筒ブロックの溝に、可撓性
   の塗料ホースを嵌入して配設される請求項１記載のエア
   霧化式自動静電塗装スプレーガンの塗料通路。
3. 【請求項３】 エア霧化式自動静電塗装スプレーガンの
   円筒状ボデー内に往復して収納される塗料通路の最終往
   路の塗料通路断面積が、それ以前の塗料通路断面積より
   ３０％以上を小さくした塗料通路であるとき、該最終往
   路の塗料通路が、可撓性塗料ホースを収縮させた形状
   か、または、樹脂性パイプで形成された塗料通路である
   請求項１記載のエア霧化式自動静電塗装スプレーガンの
   塗料通路。