CN101087661A

CN101087661A - 静电涂装机

Info

Publication number: CN101087661A
Application number: CNA2005800448360A
Authority: CN
Inventors: 大野正仁
Original assignee: Ransburg Industrial Finishing KK
Current assignee: Carlisle Fluid Technologies Ransburg Japan KK
Priority date: 2004-12-28
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2025-12-28
Also published as: KR101245677B1; TW200628229A; EP1832348A4; CN100522383C; ES2385836T3; CA2591539C; EP1832348B1; MX2007007950A; US20080006726A1; US7784718B2; EP1832348A1; KR20070091140A; CA2591539A1; WO2006070938A1; TWI272130B

Abstract

本发明涉及静电涂装机。静电涂装机(10)具备主体部件(12)、喷嘴装配体(16)及多个电极针(22)，其中，主体部件具有使从涂料源(44)供给的液体涂料流通的涂料通道(12a)；喷嘴装配体(16)具有：涂料孔，其以与上述涂料通道连通的方式安装在上述主体部件的前端部分，用于沿规定的轴线喷射所供给的涂料；雾化空气孔，其用于喷出将从该涂料孔喷射的涂料雾化的雾化空气；以及成形空气孔，其用于喷射为了使从上述涂料孔喷射的涂料成型为规定图形的成形空气；多个电极针(22)，其以轴线为中心而配置并与电源装置(40)连接。

Description

静电涂装机

技术领域

本发明涉及使涂料带电并向被涂装物或工件供给的静电涂装机。

背景技术

静电涂装系统为如下系统：使接地的涂装物为阳极、使喷雾器为阴极，给与喷雾器负的高电压，在两极间作用静电场，使雾化的涂料带负电，在相反极的被涂物上高效地涂敷涂料。近来，在静电涂装系统中，使用水性涂料作为涂料的情况有所增加。在静电涂装系统中使用水性涂料的场合，为了防止在喷雾器中施加给涂料的电压通过作为导电性材料的水性材料传到供给源，在涂料的供给源和喷雾器之间配置有电压断开装置。这样的电压断开装置的一个例子公开于特开平6-198228号公报上。

另一方面，已知有如下静电涂装机，使用外部电极，该外部电极不让涂料直接带电，而是利用来自喷雾域外部所设置的电极的放电，使通过被离子化的区域的涂料颗粒带电，并载置于朝向被涂装物的电力线(电场)上且涂敷在被涂装物上。作为其中之一例，特开平7-213958号公报上公布了在喷射枪上设置外部电极的间接电荷方式的静电涂装装置。

在间接电荷方式的静电涂装装置中，通过对设置在从喷雾器形成的喷雾涂料区域以外位置上的外部电极施加高电压，使被涂装物等的接地电位侧放电并形成电场，使通过这里的涂料微粒带电的同时，载置于朝向被涂装物而形成的电场中并促进涂敷。但是，与上述的直接带电方式相比较，向通过放电域的涂装颗粒的带电效果较低，没有得到足够的静电效果。

发明内容

本发明的目的在于以解决上述的现有技术问题为技术课题，提高间接带电方式的静电涂装装置的带电效率。

根据本发明，提供一种静电涂装机，在静电涂装机中，具备：主体部件，其具有使从涂料源供给的液体涂料流通的涂料通道；喷嘴装配体，具有以与上述涂料通道连通的方式安装在上述主体部件的前端部分并用于沿规定的轴线喷射所供给的涂料的涂料孔、用于喷出将从该涂料孔喷射的涂料雾化的雾化空气的雾化空气孔以及用于喷射使从上述涂料孔喷射的涂料成型为规定图形用的成形空气的成形空气孔；以及多个电极针，其以上述轴线为中心而配置并与电源装置连接。

附图说明

图1是表示本发明第1实施方式的静电涂装机的外观的立体图。

图2是图1的静电涂装机的剖面图。

图3是放大表示图1静电涂装机的喷嘴装配体的剖面图。

图4是表示本发明第2实施方式的静电涂装机的外观的立体图。

图5是图4的静电涂装机的剖面图。

图6是放大表示图5静电涂装机的喷嘴装配体的剖面图。

图7A是表示本发明的涂装机的前端部分的概略端面图，是表示由1根电极针形成电场而在喷雾时的附着在静电涂装机前面的涂料的状态的图。

图7B是表示本发明的涂装机的前端部分的概略端面图，是表示由2根电极针形成电场而在喷雾时的附着在静电涂装机前面的涂料的状态的图。

图7C是表示本发明的涂装机的前端部分的概略端面图，是表示由3根电极针形成电场而在喷雾时的附着在静电涂装机前面的涂料的状态的图。

图7D是表示本发明的涂装机的前端部分的概略端面图，是表示由4根电极针形成电场而在喷雾时的附着在静电涂装机前面的涂料的状态的图。

图7E是表示本发明的涂装机的前端部分的概略端面图，是表示由6根电极针形成电场而在喷雾时的附着在静电涂装机前面的涂料的状态的图。

图7F是表示本发明的涂装机的前端部分的概略端面图，是表示由12根电极针形成电场而在喷雾时的附着在静电涂装机前面的涂料的状态的图。

具体实施方式

以下参照附图说明本发明的优选实施方式。

首先，参照图1～3说明本发明的第1实施方式。

本实施方式的静电涂装机10具备：圆柱状的主体部件12；用于将静电涂装机10安装在机器人手臂(未图示)的前端或其以外的涂装机支撑部件(未图示)上的安装部件14；以及安装在主体部件12的前端的喷嘴装配体16。

在主体部件12上沿中心线O形成涂料通道12a，在该涂料通道12a的前端侧安装有喷嘴装配体16，在该涂料通道12a的基端侧通过管道44a安装有用于将涂料通道12a与涂料源44连接的接头34。涂料源44可具备用于贮存水系涂料的容器(未图示)、用于向涂料机10输送各容器内的涂料的泵(未图示)以及相关的阀机构。

另外，在涂料通道12a上配置有开闭涂料通道12a的空气压力式开闭阀30，该开闭阀30通过接头30a以及与该接头30a连结的管道46a而与空气压源46连接。开闭阀30用的空气压源46例如可具备压缩机(未图示)、用于贮存配置在该压缩机的吐出侧的压缩空气的容器、用于控制向开闭阀30供给空气压力的控制阀(未图示)。

还有，在主体部件12的基端侧形成有洗净通道12b，该洗净通道12b用于导入开闭阀30用的洗净空气，并配置有开闭该洗净通道12b的洗净阀32，该洗净阀32通过接头32a和与该接头32a连结的管道42a而与空气压源42连接。洗净阀32用的空气压源42例如可具备压缩机(未图示)、用于贮存配置在该压缩机的吐出侧的压缩空气的容器、用于控制向洗净阀32供给空气压力的控制阀(未图示)。

在主体部件12上还形成有用于向喷嘴装配体16供给压缩空气的空气通道27，该空气通道27通过接头28和与该接头28连结的管道48a而与空气压源48连接。喷嘴装配体16用的空气压源48例如可具备压缩机(未图示)、用于贮存配置在该压缩机的吐出侧的压缩空气的容器、用于控制向喷嘴装配体16供给空气压力的控制阀(未图示)。空气压源42、46、48具备通用的压缩机(未图示)以及容器，通过控制阀和配管可独立地向各个洗净阀32、开闭阀30、空气通道27供给空气压。

喷嘴装配体16具有喷嘴主体15和气帽17。喷嘴主体15具有形成于前端部的涂料孔15a和沿中心轴线形成的通道15b，在将喷嘴装配体16装配在主体部件12的前端部上时，涂料孔15a经过通道15b、主体部件12的涂料通道12a、接头34连接到涂料源上。气帽17具有隔着直径在两侧配置的一对突起部17a；形成于喷嘴主体15的涂料孔15a周围的多个雾化空气孔17b；以及形成于突起部17a的前端部的成形空气孔17c，在将喷嘴装配体16装配在主体部件12的前端部上时，雾化空气孔17b以及成形空气孔17c通过空气通道27以及接头28连接到空气源48上。

本实施方式的静电涂装机10还具备：形成从主体部件12的后端侧向前端侧扩开的内周面的杯状部件20；通过电缆装配体24并以与电源装置40连接的轴线O为中心的环状电极环18；以及以轴线O为中心并沿杯状部件20的前端面以等角度间隔配置的多个电极针22。杯状部件20以主体部件12为中心旋转自如地安装在主体部件12上，并利用固定环26固定在主体部件12上，该固定环26具有与形成于主体部件12的外周面上的外螺纹12c螺纹配合的内螺纹26a。另外，在与杯状部件20的前端面邻接的内周沿面形成有多个孔20a，通过从该多个孔20a放出的电力线，进一步强化形成于喷嘴16周围的电场。

电极针22插通以等角度间隔形成于杯状部件20上的安装孔，并通过使电极针22的外螺纹22a与形成于杯状部件20的安装孔中的内螺纹20b配合，而固定在杯状部件20上。最好是电极针22取向为，与中心轴线相关而以规定角度例如5°向前端方向扩开。电极针22通过安装在杯状部件20上，而在其基端部22b上通过弹簧22c接触电极环18，并通过该电极环18以及电缆装配体24连接到电源装置40上。

电缆装配体24具备：电源电缆24a；作为将电源电缆24a安装在杯状部件20上的安装部的外螺纹24d；配置在电源电缆24a前端部的电阻24b；以及螺旋弹簧24c，电缆装配体24通过使其外螺纹24d与形成于杯状部件20上的电缆安装孔20d的内螺纹20e配合，而固定在杯状部件20上，这样，电极针22通过螺旋弹簧22c、电极环18、螺旋弹簧24c、电阻24b、电源电缆24a连接到电源装置40上。

下面说明本实施方式的作用。

从静电涂装机10喷出涂料之前，首先打开喷嘴装配体16用的空气压源48的关联阀(未图示)，使压缩空气从空气压源48流向空气通道27，雾化空气及成形空气从喷嘴装配体16的雾化空气孔17b及成形空气孔17c喷射。与雾化空气及成形空气的喷射同时或稍后，从电源装置40向电极针22施加电压，在该电极针22和配置在静电涂装机10前方的工件(未图示)之间形成电场。

其次，若从开闭阀30用的空气压源46向开闭阀30施加控制压，则开闭阀30向开放位置移动，由此，主体部件12的涂料通道12a与涂料源44连通，涂料从涂料孔15a向工件喷射。该涂料利用来自雾化空气孔17b的雾化空气而被雾化，成为以涂料孔15a为顶点的圆锥形状的气流，并向工件供给。该被雾化的涂料流通过来自成形空气孔17c的成形空气而形成规定图形，详细地说，形成为具有以连结气帽17的一对突起17a的直线为短径方向的椭圆形截面的圆锥形状。被雾化涂料在通过电极针22形成的电场期间带电。

根据本实施方式，由于设置多个电极针22，所以在静电涂装机10的前方形成均匀的强电场，使从静电涂装机10喷出的涂料良好地带电。

这里，图7A～图7F表示了将电极针22的根数变更为1根、2根、3根、4根、6根、12根而喷雾时的附着在静电涂装机10前面的涂料的状态。在图7A～图7F中，“a”表示附着多量的涂料且脏污程度明显高的区域；“b”表示中等程度脏污的区域；“c”表示轻度脏污的区域。如从图7A～图7F理解的那样，通过配置至少4根电极针22，脏污程度非常强的区域a以及中等程度的区域b消失，具有涂装机的外表面的洗净次数减少的效果，若电极针22为6根，则在涂装机10的前面几乎没有附着涂料。

另外，根据成形空气的喷雾图形，如上所述，由于成为以连结气帽17的一对突起17a的直线作为短径方向的椭圆截面，所以，以在连结一对突起17a的直线上配置多个电极针22之中的至少1根、最好是2根电极针的方式，决定气帽17以及杯状部件20的相对旋转位置，在防止向电极针22的涂料附着上尤其有利。而且，这样一来，也可使配置在连结一对突起部17a的直线上的电极针22比其他电极针更长。

其次，参照图4～6说明本发明的第2实施方式。

本发明第2实施方式的静电涂装机100具备：圆柱状的主体部件112；用于将静电涂装机100安装在机器人手臂(未图示)的前端或其以外的涂装机支撑部件(未图示)上的安装部件114；以及安装在主体部件100的前端的喷嘴装配体116。

在主体部件112上沿中心线O形成涂料通道112a，在该涂料通道112a的前端侧安装有喷嘴装配体116，在该涂料通道112a的基端侧通过管道144a安装有用于将涂料通道112a与涂料源144连接的接头34。涂料源144可具备用于贮存涂料的容器(未图示)、用于向涂料机110输送各容器内的涂料的泵(未图示)以及相关的阀机构。

另外，在涂料通道112a上配置有开闭涂料通道112a的空气压力式开闭阀130，该开闭阀130通过接头130a以及与该接头130a连结的管道146a而与空气源146连接。开闭阀130用的空气压源146例如可具备压缩机(未图示)、用于贮存配置在该压缩机的吐出侧的压缩空气的容器、用于控制向开闭阀130供给空气压力的控制阀(未图示)。

还有，在主体部件112的基端侧形成有洗净通道112b，该洗净通道112b用于导入开闭阀130用的洗净空气，并配置有开闭该洗净通道112b的洗净阀132，该洗净阀132通过接头132a和与该接头132a连结的管道142a而与空气压源142连接。洗净阀132用的空气压源142例如可具备压缩机(未图示)、用于贮存配置在该压缩机的吐出侧的压缩空气的容器、用于控制向洗净阀132供给空气压力的控制阀(未图示)。

在主体部件112上，与第1实施方式的空气通道26同样，还形成有用于向喷嘴装配体116供给压缩空气的空气通道127，该空气通道127通过接头(未图示)和与该接头连结的管道148a而与空气压源148连接。在本实施方式中，喷嘴装配体116还具备金属制的基座部件104和安装在该基座部件104上的中心电极106。喷嘴装配体116用的空气压源148，与第2实施方式的空气压源同样，例如可具备压缩机(未图示)、用于贮存配置在该压缩机的吐出侧的压缩空气的容器、用于控制向喷嘴装配体116供给空气压力的控制阀(未图示)。此外，空气压源142、146、148具备通用的压缩机(未图示)以及容器，通过控制阀和配管可独立地向各个洗净阀132、开闭阀130、空气通道127供给空气压。

喷嘴装配体116具有喷嘴主体115和气帽117。喷嘴主体115具有形成于前端部的涂料孔115a和沿中心轴线O形成的通道115b，在将喷嘴装配体116装配在主体部件112的前端部上时，涂料孔115a经过通道115b、主体部件112的涂料通道112a、接头34而连接到涂料源上。气帽117具有：隔着直径在两侧配置的突起部117a；形成于喷嘴主体115的涂料孔115a周围的多个雾化空气孔117b；以及形成于突起部117a的前端部的成形空气孔117c，在将喷嘴装配体116装配在主体部件12的前端部上时，雾化空气孔117b以及成形空气孔117c通过空气通道126以及接头148a连接到空气源148上。

本实施方式的静电涂装机110还具备：形成从主体部件112的后端侧向前端侧扩开的内周面的杯状部件120；通过第1电缆装配体124并以与水系涂料用电源装置140连接的轴线O为中心的环状电极环118；以及以轴线O为中心并沿杯状部件120的前端面以等角度间隔配置的多个电极针122。杯状部件120以主体部件112为中心旋转自如地安装在主体部件112上，并利用固定环126固定在主体部件112上，该固定环126具有与形成于主体部件112的外周面上的外螺纹112c螺纹配合的内螺纹126a。

电极针22插通以等角度间隔形成于杯状部件120上的安装孔，并通过使电极针122的外螺纹122a与形成于杯状部件120的安装孔中的内螺纹120b配合，而固定在杯状部件120上。电极针122取向也最好与电极针22相同地向前端方向扩开。电极针122通过安装在杯状部件120上，而在其基端部122b上通过弹簧122c接触电极环118，并通过该电极环118以及第1电缆装配体124连接到水系涂料用电源装置140上。

第1电缆装配体124具备：电源电缆124a；包围该电源电缆124a的电缆壳124b；与该电缆壳124b一体形成并具有将第1电缆装配体124安装在杯状部件120上的外螺纹124c的安装部124d；配置在电源电缆124a的前端部的电阻(未图示)；以及螺旋弹簧124c。第1电缆装配体124通过使其外螺纹124d与形成于杯状部件120上的电缆安装孔120d的内螺纹配合，而固定在杯状部件120上，这样，电极针122通过螺旋弹簧122c、电极环118、螺旋弹簧124c、电阻、电源电缆124a连接到水系涂料用电源装置140上。

本实施方式的静电涂装机100还具备埋设在主体部件112内并用于向喷嘴装配体116施加电压的第2电缆装配体102。第2电缆装配体102具备：电源电缆102b；包围该电源电缆102b的中空筒状壳体102b；配置在电源电缆102b的前端部的电阻102c；以及螺旋弹簧102d。通过将第2电缆装配体102如图5、6所示那样配置在主体部件112内，使螺旋弹簧102b接触喷嘴装配体116的金属基座部件104，由此，中心电极106与溶剂系涂料用电源装置150连接。

下面说明本实施方式的作用。

首先，对使用水系涂料的场合进行说明。从静电涂装机110喷出涂料之前，先打开喷嘴装配体116用的空气压源148的关联阀(未图示)，使压缩空气从空气压源148流向空气通道127，雾化空气及成形空气从喷嘴装配体116的雾化空气孔117b及成形空气孔117c喷射。

与雾化空气及成形空气的喷射同时或稍后，从水系涂料用电源装置140向电极针122施加电压，在该电极针122和配置在静电涂装机110前方的工件(未图示)之间形成电场。在使用水系涂料的场合，中心电极106通过使第2电源电缆接成体102接地或溶剂系涂料用电源装置150而与电极针122电绝缘。

其次，若从开闭阀130用的空气压源146向开闭阀130施加控制压，则开闭阀130向开放位置移动，由此，主体部件112的涂料通道112a与涂料源连通，涂料从喷嘴装配体116向工件喷射。该涂料利用来自雾化空气孔117b的雾化空气而被雾化，由成形空气孔117c和成形空气形成为规定图形、通常具有椭圆形截面的圆锥形状。被雾化涂料在通过电极针122形成的电场期间被间接地带电。

其次，在使用溶剂系涂料的场合，与使用水系涂料的场合同样，从静电涂装机110喷出涂料之前，雾化空气及成形空气从喷嘴装配体116的雾化空气孔117b及成形空气孔117c喷射。

与雾化空气及成形空气的喷射同时或稍后，从溶剂涂料用电源装置150向中心电极106施加带电用电压。在使用溶剂涂料的场合，电极针122通过使第1电源电缆接成体124接地或水系涂料用电源装置140而与中心电极106电绝缘。

其次，通过使开闭阀130向开放位置移动，主体部件112的涂料通道112a与涂料源连通，涂料从喷嘴装配体116向工件喷射。此时，涂料通过中心电极106而直接带电。带电喷射的涂料利用来自雾化空气孔117b的雾化空气而被雾化，由成形空气孔117c和成形空气形成为规定图形、通常具有椭圆形截面的圆锥形状。

根据本实施方式，由于设置多个电极针122，所以在静电涂装机110的前方形成均匀的强电场，使从静电涂装机110喷出的水系涂料良好地间接带电。另外，本实施方式的涂装机除了电极针122以及与该电极针122连接的第1电缆装配体124以外，还具有中心电极106以及与该中心电极106连接的第2电缆装配体102，在使用水系涂料时，可以通过电极针122使涂料间接地带电，在使用溶剂涂料时，可以通过中心电极106使涂料直接带电。

另外，在本实施方式中，也可以通过多个电极针122在静电涂装机100的前方形成均匀的强电场，使从静电涂装机100雾状喷出涂料良好地带电。还有，在本实施方式中，如图7所示，通过至少配置4根电极针22，脏污程度非常强的区域(以大表示的区域)和中等程度的脏污区域消失，具有涂装机的外表面的洗净次数减少的效果，若电极针122为6根，则具有在静电涂装机100的前面几乎不附着涂料的效果。

另外，成形空气孔形成的喷雾图形，如上所述，由于成为以连结气帽117的一对突起部117a的直线作为短径方向的椭圆截面，所以，以在连结一对突起117a的直线上配置多个电极针122之中的至少1根、最好是2根电极针的方式，决定气帽117以及杯状部件120的相对旋转位置，在防止向电极针122的涂料附着上尤其有利。而且，还可以使配置在连结一对突起部117a的直线上的电极针122比其他电极针更长。

Claims

1.一种静电涂装机，其特征在于，具备：

主体部件，其具有使从涂料源供给的液体涂料流通的涂料通道；

喷嘴装配体，具有：涂料孔，其以与上述涂料通道连通的方式安装在上述主体部件的前端部分，并用于沿规定的轴线喷射所供给的涂料；雾化空气孔，其用于喷出将从该涂料孔喷射的涂料雾化的雾化空气；以及成形空气孔，其用于喷射为使从上述涂料孔喷射的涂料成型为规定图形用的成形空气；以及

多个电极针，其以上述轴线为中心而配置并与电源装置连接。

2.根据权利要求1所述的静电涂装机，其特征在于，

上述静电涂装机还具备以上述轴线为中心而配置并与上述电源装置连接的电极环，上述电极针结合在上述电极环上。

3.根据权利要求2所述的静电涂装机，其特征在于，

上述静电涂装机还具备以上述主体部件为中心旋转自如地安装在同一主体部件上的杯状部件，

上述电极环以从上述杯状部件的前面向前方突出的方式安装在上述杯状部件上。

4.根据权利要求1所述的静电涂装机，其特征在于，

上述静电涂装机还具备与上述涂料孔同心配置的中心电极，

上述电源装置在使用水系涂料的场合，仅对上述电极针施加电压；在使用溶剂系涂料的场合，仅对上述中心电极施加电压。

5.根据权利要求1所述的静电涂装机，其特征在于，

配置有至少4根上述电极针。

6.根据权利要求1所述的静电涂装机，其特征在于，

配置有至少6根上述电极针。

7.根据权利要求1所述的静电涂装机，其特征在于，

上述喷嘴装配体的成形空气孔具备隔着直径配置在两侧的一对孔，在连结该一对孔的直线上配置有上述多个电极针中的2根电极针。