CN101132862A - 静电涂敷装置 - Google Patents

Abstract

在壳体部件(9)的前侧安装由气动马达(2)及旋转雾化头(3)构成的喷雾器(1)，壳体部件(9)的外表面(9A)由罩部件(10)所包覆。另外，在壳体部件(9)的前侧设置高压放电电极(15)，高压放电电极(15)的叶片环(17)包围罩部件(10)的外周一侧。并且，在叶片环(17)的后端设置削尖成薄刃状的刀口部(19)。由此，使电场集中在刀口部(19)上，从而能够在叶片环(17)的整个圆周上产生电晕放电。

Description

静电涂敷装置

技术领域

本发明涉及做成以施加了高电压的状态喷雾涂料的静电涂敷装置。

背景技术

一般来讲，作为静电涂敷装置公知的有，例如具备：由气动马达和旋转雾化头构成的喷雾器；保持该喷雾器的气动马达的壳体部件；以及使从喷雾器的旋转雾化头呈雾状喷出的涂料粒子带负的高电压的高电压发生器的装置(例如，参照日本特开平10-57848号公报、日本实开平3-75856号公报)。

在这种根据现有技术的静电涂敷装置中，在施加了负的高电压的旋转雾化头和被涂物之间，形成了由电力线所引起的静电场区域。在该状态下，若使用高速旋转的旋转雾化头喷雾涂料，则从旋转雾化头呈雾状喷出的涂料粒子成为带负的高电压的带电涂料粒子。由此，带电涂料粒子朝向接地的被涂物飞行，涂敷附着在该被涂物的表面上。

另外，在现有技术中，在壳体部件的外周一侧设有施加了与带电涂料粒子相同极性的高电压的相斥电极。由此，在相斥电极和带电涂料粒子之间作用斥力，使得带电涂料粒子定向为向着被涂物，从而防止涂料粒子附着在壳体部件上。

然而，根据日本特开平10-57848号公报、日本实开平3-75856号公报的静电涂敷装置，虽然做成在壳体部件的外周一侧设置相斥电极的结构，但相斥电极只不过是对带电涂料粒子作用斥力而已。因此，相斥电极因例如带电量衰减而不能对漂浮在壳体部件的周围的涂料粒子作用充分的斥力。

另外，根据日本特开平10-57848号公报、日本实开平3-75856号公报的静电涂敷装置，为了防止相斥电极与接地件之间的火花放电，相斥电极做成不发生电场集中的光滑的环状或球状。因此，不能向壳体部件的外表面供给足量的放电离子，不能维持壳体部件的外表面的高电压电位。

其结果，随着继续进行静电涂敷，涂料粒子渐渐附着到壳体部件的外表面上而成为附着涂料。因此，存在因该附着涂料使壳体部件的外表面的绝缘度下降的问题。

另一方面，为了维持壳体部件的外表面的高电压电位，只要用外径较大的电极形成例如相斥电极并加大高电压的放电面积即可。但由于总是对相斥电极施加有高电压，因此，有必要在相斥电极和被涂物等之间确保充分的距离，以防在与被涂物或其它接地物体之间产生火花放电。

因此，在使用外径较大的相斥电极的场合，存在喷雾器的可动范围变窄，而操作性下降的问题。尤其是在如汽车车体内部那样较窄的空间中进行涂敷时，不能确保相斥电极和汽车车体等的接地件之间的距离，涂敷作业变得困难。

发明内容

本发明就是鉴于上述现有技术的问题而完成的，本发明的目的在于提供在使电极小型化的同时能够加大高电压的放电面积的静电涂敷装置。

为了解决上述问题，本发明采用的静电涂敷装置包括：将所供给的涂料向被涂物喷雾的涂料喷雾单元；由绝缘材料形成并在前侧保持该涂料喷雾单元的壳体部件；使从上述涂料喷雾单元呈雾状喷出的涂料粒子带高电压，并使带电涂料粒子涂敷附着在被涂物上的高电压施加单元；以及形成为包围上述壳体部件的环状体并通过从该高电压施加单元施加高电压而产生电晕放电的电晕环。

而且，本发明所采用的结构的特征在于，上述电晕环由朝向上述壳体部件的前、后方向以及内径、外经方向中的至少任意一个方向延伸，并且其前端在整个圆周上成为削尖成薄刃状的刀口部的叶片环构成，做成在该叶片环的刀口部的整体上持续进行高电压放电的结构。

由此，由于由其前端成为削尖成薄刃状的刀口部的叶片环形成了电晕环，因而能够使电场集中在叶片环的刀口部上，能够在叶片环的整个圆周上产生电晕放电。因此，能够向壳体部件供给充分量的放电离子，能够稳定地维持壳体部件的外表面的高电压电位。

另外，通过由叶片环的刀口部引起的电晕放电，能够使带电量衰减了的涂料粒子再次带电。其结果，能够在再次带电的涂料粒子与叶片环或壳体部件之间作用相斥力，能够可靠地防止涂料粒子附着到壳体部件上。

再有，能够使用叶片环的刀口部在包围壳体部件的环状的叶片环的整体上产生电晕放电。因此，与叶片环中局部进行电晕放电的场合相比，能够使叶片环小型化，在叶片环和被涂物之间能够确保充分的距离。其结果，能够防止叶片环和被涂物之间的火花放电，而且，即使在较窄的空间进行涂覆时，也能够扩大喷雾器的可动范围，能够提高操作性。

(2)在这种场合，本发明可做成在上述叶片环的刀口部上，在上述叶片环的整个圆周中多处设置了切口。

通过做成这样的结构，能够使电场集中在叶片环的刀口部中切口的圆周方向两端部位。由此，能够在切口的圆周方向两端部位容易引起放电，能够促进叶片环的电晕放电。

(3)本发明所采用的结构的特征在于，上述电晕环由将以交替重复靠近、离开上述壳体部件的方式在多处弯曲而成的金属线形成为环状的星形环构成，做成在该整个星形环上持续进行高电压放电的结构。

通过做成这样的结构，由于电晕环由将多处弯曲而成的金属线形成为环状的星形环构成，因此，能够在星形环的弯曲部位进一步提高电场集中。由此，能够在星形环的弯曲部位容易引起放电，能够促进弯曲部位的电晕放电。

另外，通过减小金属线的直径，能够在整个星形环上提高电场集中，能够持续进行电晕放电。因此，能够向壳体部件供给充分量的放电离子，能够稳定地维持壳体部件的外表面的高电压电位。

另外，通过由星形环引起的电晕放电，能够使带电量衰减的涂料粒子再次带电。其结果，能够在再次带电的涂料粒子与星形环或壳体部件之间作用相斥力，能够可靠地防止涂料粒子附着到壳体部件上。

再有，由于在整个星形环的上能够产生电晕放电，因此，与星形环中局部进行电晕放电的场合相比，能够使星形环小型化，能够在星形环和被涂物之间确保充分的距离。其结果，能够防止星形环和被涂物之间的火花放电，而且，即使在较窄的空间中进行涂覆时，也能够扩大喷雾器的可动范围，从而提高操作性。

(4)本发明所采用的结构的特征在于，上述电晕环由将卷绕成螺旋状的金属线形成为环状的螺旋环构成，做成在该整个螺旋环上持续进行高电压放电的结构。

由此，由于由将卷绕成螺旋状的金属线形成为环状的螺旋环构成了电晕环，因此，在能够使螺旋环的外形较小的同时，能够加大金属线的全长。另外，通过减小金属线的直径，能够在整个螺旋环上提高电场集中，能够持续进行电晕放电。由此，由于能够以全长较长的整个螺旋环产生电晕放电，因此，能够增加放电离子的量并对壳体部件供给充分量的放电离子，能够稳定地维持壳体部件的外表面的高电压电位。

另外，通过由螺旋环引起的电晕放电，能够使带电量衰减了的涂料粒子再次带电。其结果，能够在再次带电的涂料粒子与螺旋环或壳体部件之间作用相斥力，能够可靠地防止涂料粒子附着到壳体部件上。

再有，由于能够在整个螺旋环上产生电晕放电，因此，与螺旋环中局部进行电晕放电的场合相比，能够使螺旋环小型化，能够在螺旋环和被涂物之间确保充分的距离。其结果，能够防止螺旋环和被涂物之间的火花放电，而且，即使在较窄的空间中进行涂覆时，也能够扩大喷雾器的可动范围，从而提高操作性。

(5)在这种场合，本发明中的上述金属线其直径可设定为0.3mm以上5mm以下的值。

由此，能够提高金属线周围的电场，能够在电晕环的整体上持续产生电晕放电。由此，能够对壳体部件供给充分量的放电离子，而且能够进行涂料粒子的再次带电。

附图说明

图1是表示第一实施方式的旋转雾化头型涂敷装置的纵剖视图。

图2是放大表示图1中的喷雾器的周围的纵剖视图。

图3是从图1中的箭头III-III方向观察到的高压放电电极的右侧视图。

图4是以单体表示图1中的高压放电电极的立体图。

图5是表示第二实施方式的旋转雾化头型涂敷装置的正视图。

图6是将图5中的涂敷机在破开了罩部件的状态下放大表示的正视图。

图7是表示图5中的涂敷机的纵剖视图。

图8是表示第二实施方式的涂敷机的图6的左侧视图。

图9是以单体表示从图8中的箭头IX-IX方向观察到的高压放电电极的纵剖视图。

图10是以单体表示图8中的高压放电电极的立体图。

图11是表示第三实施方式的旋转雾化头型涂敷装置的与图8相同的左侧视图。

图12是以单体表示从图11中的箭头XII-XII方向观察到的高压放电电极的纵剖视图。

图13以单体表示图11中的高压放电电极的立体图。

图14是将第四实施方式的旋转雾化头型涂敷装置在破开了罩部件的状态下表示的与图6相同的正视图。

图15是表示第四实施方式的旋转雾化头型涂敷装置的与图8相同的左侧视图。

图16是以单体表示图15中的高压放电电极的立体图。

图17是表示星形环的金属丝和被涂物的配置关系的说明图。

图18是表示第五实施方式的旋转雾化头型涂敷装置的与图8相同的左侧视图。

图19是以单体表示图18中的高压放电电极的立体图。

图20是从箭头XX-XX的方向放大图18中的螺旋环并观察到的放大纵剖视图。

具体实施方式

下面，作为本发明的实施方式的静电涂敷装置列举旋转雾化头型涂敷装置并按照附图进行详细说明。

首先，图1～图4表示第一实施方式。图中，标号1是作为朝向处于接地电位的被涂物(未图示)喷雾涂料的涂料喷雾单元的喷雾器，该喷雾器1由下述的气动马达2、旋转雾化头3等构成。

标号2是由导电性金属材料构成的气动马达，该气动马达2由马达壳体2A和借助于静压空气轴承2B可旋转地支撑于该马达壳体2A内的中空的转轴2C以及固定于该转轴2C的基端一侧的空气涡轮2D构成。并且，通过向空气涡轮2D供给驱动空气，气动马达2使转轴2C和旋转雾化头3以例如3000～100000rpm高速旋转。

标号3是安装在气动马达2的转轴2C的前端一侧的旋转雾化头，该旋转雾化头3由例如金属材料或导电性树脂材料构成。并且，旋转雾化头3在由气动马达2高速旋转的状态下，通过利用下述的供料管4供给涂料，利用离心力从前端一侧的喷出端缘3A呈雾状喷出该涂料。另外，旋转雾化头3借助于气动马达2等连接在下述的高电压发生器7上。由此，在进行静电涂敷的场合，能够对比旋转雾化头3整体施加高电压，能够使流过这些表面的涂料直接地带高电压。

标号4是穿过转轴2C内设置的供料管，该供料管4的前端一侧从转轴2C的前端突出而延伸到旋转雾化头3内。另外，在供料管4内设有涂料通道5，而且该涂料通道5借助于变色阀装置等连接在涂料供给源及清洗稀料供给源(均未图示)上。另外，在供料管的中间部位形成有下述的阀体6A离开就位的阀座4A。由此，供料管4在涂敷时通过涂料通道5朝向旋转雾化头3供给来自涂料供给源的涂料，而且在清洗时、变色时等供给来自清洗稀料供给源的清洗流体(稀料、空气等)。

此外，供料管4不限定于本实施方式，例如也可以做成内筒形成有涂料通道，外筒配置有清洗稀料通道的双层筒状。另外，涂料通道5不限定于如本实施方式那样通过供料管4内，也可以根据喷雾器1的种类采用各种通道方式。

标号6是设置在涂料通道5的中间部位上的例如常闭型的涂料供给阀。该涂料供给阀6由：在涂料通道5内延伸且前端在阀座4A上离就位的阀体6A；位于该阀体6A的基端一侧并设置在液压缸6B内的活塞6C；将设置于液压缸6B内的阀体6A向阀关闭方向加力的阀簧6D；以及在液压缸6B内设置于与阀簧6D相反一侧的受压室6E构成。并且，就涂料供给阀6而言，通过将供给阀驱动空气(控制空气)供给受压室6E，则克服阀簧6D而打开阀体6A，容许涂料在涂料通道5内流通。

标号7是作为连接在气动马达2上的高电压施加单元的高电压发生器，该高电压发生器7通过由多个电容器、二极管(均未图示)构成的多级式整流电路(所谓科克罗夫特电路)而构成。另外，高电压发生器7使从高电压控制装置8供给的直流的电源电压升压而发生例如-30～-150kV的高电压。此时，就高电压发生器7而言，由于设定了与高电压控制装置8供给的电源电压相应发生的高电压，因此，输出电压(高电压)由高电压控制装置8所控制。并且，高电压发生器7借助于高压电缆7A连接在气动马达2及旋转雾化头3上，通过该旋转雾化头3使涂料直接地带高电压。

标号9是安装有气动马达2和高电压发生器7的壳体部件。该壳体部件9利用例如POM(聚甲醛)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘二甲酸乙烯酯)、PP(聚丙烯)、HP-PE(高压聚乙烯)、HP-PVC(高压聚氯乙烯)、PEI(聚醚亚胺)、PES(聚醚砜)、聚甲基戊烯等的绝缘树脂材料形成大致圆柱状。

并且，壳体部件9具有圆筒状的外表面9A，而且其后端9B做成较大直径的凸缘状。另外，在壳体部件9的前侧形成有容纳气动马达2的气动马达容纳孔9C，并在壳体部件9的后侧形成有容纳高电压发生器7的高电压发生器容纳孔9D。

标号10是与壳体部件9的外表面9A隔着间隙设置的筒状的罩部件。并且，罩部件10作为具有高绝缘性、非吸水性的绝缘性树脂材料，使用例如PTFE(聚四氟乙烯)、POM(聚甲醛)或实施了表面憎水处理的PET(聚对苯二甲酸二乙醇酯)等形成。另外，罩部件10为了保持机械强度，例如以0.1～5mm左右厚度做成筒状。再有，在罩部件10的前端一侧设有呈环状向内圆周侧突出并封闭壳体部件9的前端一侧的前封闭部件11。

这里，就罩部件10而言，后端一侧安装在壳体部件9的较大直径的后端9B上，前端一侧安装在前封闭部件11上。但罩部件10和壳体部件9彼此在径向面对的部位(罩部件10的轴向中间部位)大致沿着整个面与壳体部件9隔离。其结果，在罩部件10和壳体部件9之间形成横截面为环状的环状空间12。由此，环状空间12大致沿着整个面包围气动马达2及高电压发生器7的外周侧。并且，为了防止从罩部件10流向壳体部件9的漏电流，在罩部件10和壳体部件9之间以例如5mm以上的间隔尺寸形成环状空间12。

标号13是喷出整形空气的整形空气环，该整形空气环13以包覆旋转雾化头3的外周侧的方式借助于前封闭部件11设置在罩部件10的前端一侧。并且，整形空气环13作为与罩部件10大致相同的材料，使用例如PTFE、POM或实施了表面憎水处理的PET等做成筒状。另外，在整形空气环13上穿设有多个空气喷出孔13A，该空气喷出孔13A与设置在壳体部件9内的整形空气通道14连通。并且，通过整形空气通道14向空气喷出孔13A供给整形空气，空气喷出孔13A将该整形空气朝向从旋转雾化头3呈雾状喷出的涂料喷出。由此，整形空气对从旋转雾化头3呈雾状喷出来的涂料粒子的喷雾图形进行整形。

标号15是设置于整形空气环13的外周一侧的高压放电电极，该高压放电电极15由下述的支撑臂部16、叶片环17等构成。

标号16是从整形空气环13朝向径向外侧延伸的支撑臂部，该支撑臂部16在整形空气环13的周围以等间距设置有例如四条，以支撑叶片环17。另外，支撑臂部16使用导电性材料形成，而且借助于连接线路16A与气动马达2电连接。

标号17是设置在支撑臂部16的前端上的叶片环，该叶片环17使用例如金属等导电性材料形成为大致圆环状。另外，叶片环17由位于前侧的圆环状的环部18和从该环部18朝向后方突出的刀口部19构成。并且，叶片环17位于气动马达2的周围而包围整形空气环13。

这里，叶片环17形成为其内径尺寸比整形空气环13的外经尺寸还大例如150～250％程度的较大的圆形。并且，叶片环17的圆周方向上的长度尺寸设定为例如300～900mm程度。另外，叶片环17配置成与气动马达2的转轴2C为同轴的大致同心圆状。由此，叶片环17沿其整个圆周与整形空气环13之间的距离为大致一定。

并且，叶片环17借助于连接线路16A、支撑臂部16连接在气动马达2上。由此，在叶片环17及刀口部19上施加由高电压发生器7产生的高电压。

标号18是设置于叶片环17的前侧的环部，该环部18安装于支撑臂部16的前端，并包围整形空气环13。并且，环部18其前侧构成光滑的圆弧面，后侧呈尖刀状突出。

标号19是突出于环部18的后方设置的刀口部，该刀口部19配置于叶片环17中厚度尺寸较薄地形成的后端部上，且前端削尖成尖刀状。并且，刀口部19沿着叶片环17的整个圆周提高了电场。由此，刀口部19在施加了例如90kV的高电压时，就有20μA～100μA程度的放电电流流过，并产生稳定的电晕放电。

第一实施方式的旋转雾化头型涂敷装置具有如上所述的结构，下面对使用了该涂敷装置的涂敷动作进行说明。

喷雾器1利用气动马达2使旋转雾化头3高速旋转，在该状态下通过供料管4向旋转雾化头3供给涂料。由此，喷雾器1利用旋转雾化头3旋转时的离心力使涂料微粒化，并作为涂料粒子喷雾。另外，从整形空气环13供给整形空气，通过该整形空气控制由涂料粒子构成的喷雾图形。

另外，对旋转雾化头3借助于气动马达2施加由高电压发生器7产生的高电压。由此，供给到旋转雾化头3上的涂料通过旋转雾化头3直接地带高电压，同时，成为带电涂料粒子沿着在旋转雾化头3和被涂物之间形成的静电场飞行，涂敷附着在被涂物上。

然而，在第一实施方式中，做成在整形空气环13的外周一侧设置高压放电电极15的结构。因此，来自高电压发生器7的高电压借助于气动马达2等施加在叶片环17上并从刀口部19放电。

由此，高压放电电极15通过施加与带电涂料粒子相同极性的高电压，产生电晕放电，并能够极力使罩部件10带具有相同极性的电荷。另外，高压放电电极15在罩部件10的外周一侧形成高电压的静电场。因此，由高压放电电极15的静电场，能够防止带电涂料粒子靠近罩部件10，而且通过带高电压的罩部件10能够防止带电涂料粒子的附着。

另一方面，由于通过朝向背离被涂物的方向延伸的刀口部19，沿叶片环17的整个圆周产生电晕放电，因此，能够极力使直到罩部件10的后侧都带高电压的电荷。由此，能够在罩部件10的较广的范围保持高压电位，能够防止带电涂料粒子的附着。

尤其是在本实施方式中，在叶片环17上形成了削尖成尖刀状的刀口部19。因此，刀口部19能够形成例如比3～5kV/m程度的放电开始电场还高的电场。其结果，由于能够通过刀口部19连续地得到较高的电场，因此，能够稳定地得到大量的电荷。

另外，由于刀口部19是沿着叶片环17的整个圆周形成的，因此，能够在包围壳体部件9的环状的叶片环17的整体上产生电晕放电。由此，能够对位于壳体部件9的外表面一侧的罩部件10供给足量的放电离子，能够稳定地维持罩部件10的高压电位。

另外，通过由刀口部19引起的电晕放电，能够使带电量衰减的涂料粒子再次带电。其结果，能够在再次带电的涂料粒子与高压放电电极15或罩部件10之间作用相斥力，能够可靠地防止涂料粒子附着到罩部件10上。

再有，由于使用刀口部19在包围罩部件10的环状的叶片环17的整体上能够产生电晕放电，因此，与例如在环状的电晕环的表面局部地配置针状电极而进行电晕放电的场合相比，能够使叶片环17小型化。其结果，由于在高压放电电极15和被涂物之间能够确保用于防止火花放电的充分的距离，因此，即使在较窄的空间进行涂覆时，也能够扩大喷雾器1的可动范围，可提高操作性。

另外，在第一实施方式中，做成使用罩部件10包覆壳体部件9的外表面，而且在壳体部件9和罩部件10之间设置环状空间12的结构。因此，能够减少电阻比空气低的壳体部件9与罩部件10接触的部位。由此，由于能够减少带高电压的罩部件10外表面的电荷通过壳体部件9的漏泄，因而能够保持罩部件10的带电状态，能够防止带电涂料粒子的附着。

此外，在第一实施方式中，使用绝缘树脂材料形成了整形空气环13。但本发明不限定于此，例如也可以使用导电性金属材料形成整形空气环。在这种场合，在由金属材料构成的整形空气环上借助于气动马达施加与涂料相同电位的高电压。由此，由于整形空气环作为相斥电极起作用，因此，能够防止涂料粒子附着在整形空气环上。

下面，图5～图10表示第二实施方式的旋转雾化头型涂敷装置。第二实施方式的特征在于，壳体部件由向前后方向延伸并在前侧保持涂料喷雾单元的躯干部和从该躯干部分支了的颈部构成，罩部件由包覆上述壳体部件躯干部的躯干部侧罩和包覆上述壳体部件颈部的颈部侧罩构成。

图中，标号21是用于进行自动涂敷作业的机器人装置，该机器人装置21用来执行使用了下述的涂敷机31的涂敷作业。并且，机器人装置21大致由底盘22和可旋转且可摆动地设置在该底盘22上并具有多个关节的机器人臂23(臂)构成。并且，机器人装置21使涂敷机31相对被涂物A移动，而且连接在接地线上。

标号31是安装在机器人装置21上的盒式涂敷机，该涂敷机31大致由下述的喷雾器32、壳体部件35、盒42等构成。

标号32是作为朝向处于接地电位的被涂物A喷雾涂料的涂料喷雾单元的喷雾器，喷雾器32由下述的气动马达33、旋转雾化头34等构成。

标号33是由导电性金属材料构成的气动马达，该气动马达33由马达壳体33A和借助于静压空气轴承33B可旋转地支撑于该马达壳体33A内的中空的转轴33C以及固定于该转轴33C的基端一侧的空气涡轮33D构成。并且，气动马达33利用通过下述的空气通道39向空气涡轮33D供给驱动空气而使转轴33C和旋转雾化头34以例如3000～100000rpm高速旋转。

标号34是安装在气动马达33的转轴33C的前端一侧的旋转雾化头，该旋转雾化头34由例如金属材料或导电性树脂材料形成。并且，旋转雾化头34在由气动马达33高速旋转的状态下，通过利用下述的供料管44供给涂料，利用离心力从前端一侧的喷出端缘34A喷雾该涂料。另外，在旋转雾化头34上借助于气动马达33等连接有下述的高电压发生器45。由此，在进行静电涂敷的场合，能够对旋转雾化头34整体施加高电压，能够使流过这些表面的涂料直接地带高电压。

标号35是保持气动马达33等的壳体部件，该壳体部件35与根据第一实施方式的壳体部件9相同，由例如POM(聚甲醛)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘二甲酸乙烯酯)、PP(聚丙烯)、HP-PE(高压聚乙烯)、HP-PVC(高压聚氯乙烯)、PEI(聚醚亚胺)、PES(聚醚砜)、聚甲基戊烯等的绝缘树脂材料形成。

另外，壳体部件35由沿轴向(前后方向)延伸的圆柱状的躯干部36和从该躯干部36的轴向的中间位置朝向外周一侧倾斜地分支的颈部37构成。

并且，在躯干部36的前侧形成有容纳气动马达33的气动马达容纳孔36A，而且在躯干部36的后侧形成有用于安装下述的盒42的储料罐43的储料罐安装部36B。另外，在躯干部36内，沿轴向延伸形成有通过气动马达容纳孔36A和储料罐安装部36B的中心位置的供料管穿过孔36C。

另一方面，在颈部37内形成有容纳下述的高电压发生器45的高电压发生器容纳孔37A。并且，颈部37的前端使用由绝缘性树脂材料构成的筒状的连接部件38安装在机器人装置21的机器人臂23的前端。再有，在壳体部件35内形成有向气动马达33供给驱动空气的空气通道39，而且形成有向下述盒42供给涂料流量控制用推压液体的推压液体通道40。

标号41是围绕旋转雾化头34地设置于壳体部件35的躯干部36的前端一侧的整形空气环，该整形空气环41用例如导电性金属材料形成，与气动马达33电连接。另外，在整形空气环41上穿设有多个空气喷出孔41A，该空气喷出孔41A朝向从旋转雾化头34呈雾状喷出的涂料喷出整形空气。

标号42是向旋转雾化头34供给涂料的涂敷用盒，该盒42大致由作为沿轴向(前后方向)延伸的圆筒体(液压缸)形成的储料罐43和从该储料罐43向轴向延伸的供料管44和将上述储料罐43内分隔成涂料容纳室和推压液体容纳室的活塞(均为图示)等构成。

另外，盒42以将供料管44穿过供料管穿过孔36C的状态安装于壳体部件35的储料罐安装部36B上。并且，在进行涂敷时，通过使推压液体经壳体部件35的推压液体通道40向推压液体容纳室供给，从而使活塞滑动位移，将储料罐43内的涂料通过供料管44朝向旋转雾化头34喷出。另外，在填充涂料时，将盒42从储料罐安装部36B拆卸后安装在涂料填充装置(未图示)上，通过供料管44将涂料填充到储料罐43的涂料容纳室内。

标号45是作为安装在壳体部件35的颈部37内部的高电压施加单元的高电压发生器，该高电压发生器45，其输入侧借助于机器人装置21连接在外部的高电压控制装置46上，输出侧连接在气动马达33上。并且，高电压发生器45通过例如由多个电容器、二极管(均未图示)构成的多级式整流电路(所谓科克罗夫特电路)构成。

另外，高电压发生器45对从高电压控制装置46供给的直流的电源电压进行升压而发生例如-30～-150kV的高电压。此时，就高电压发生器45而言，由于按照由高电压控制装置46控制的电源电压设定所发生的高电压，因此，输出电压(高电压)由高电压控制装置46所控制。并且，高电压发生器45借助于高压电缆45A并通过气动马达33及旋转雾化头34使涂料直接地带高电压。

标号47是设置成包覆壳体部件35的外表面的罩部件，该罩部件47作为具有高绝缘性、非吸水性的氟系绝缘树脂，使用例如包括PTFE(聚四氟乙烯)、ETFE(乙烯与四氟乙烯的共聚物)等的氟系树脂膜构件形成。另外，罩部件47由包围躯干部36的外表面36D的躯干部一侧罩48和包围颈部37的外表面37B的颈部一侧罩49构成。并且，各个罩48、49，例如通过将具有0.1～5mm左右的厚度尺寸的树脂膜构件弄圆而分别形成为筒状。

这里，躯干部一侧罩48从躯干部36的周围向后方延伸。由此，躯干部一侧罩48在包覆躯干部36的外表面36D的同时，也包覆盒42的储料罐43的外表面。另外，躯干部一侧罩48安装于设置在躯干部36的前后方向的两端侧上的圆环状的凸缘部50上。另一方面，颈部一侧罩49安装于设置在颈部37的长度方向的中部位置的圆环状的凸缘部51上和设置在颈部37的前端位置的连接部件38上。

并且，躯干部一侧罩48中与躯干部36的外表面36D互相面对的部位，除了与凸缘部50接触的少许部位以外，大致沿着整个面与躯干部36隔开。另外，罩部件47的颈部一例罩49中与颈部37的外表面37B互相面对的部位，除了与凸缘部51、连接部件38接触的少许部位以外，大致沿着整个面与颈部37隔开。

由此，在躯干部36和躯干部一侧罩48之间形成横截面为环状的环状空间52，而且在颈部37和颈部一侧罩49之间也形成横截面为环状的环状空间52。因此，在罩部件47和壳体部件35之间，大致沿着整个面形成环状空间52。其结果，环状空间52大致沿着整个面包围气动马达33及高电压发生器45的外周一侧。并且，为了防止从罩部件47向壳体部件35的漏电流，在罩部件47和壳体部件35之间以例如5mm以上的间隔尺寸形成环状空间52。

标号53是设置于整形空气环41的外周一侧的高压放电电极，该高压放电电极53由下述的支撑臂部54、叶片环55、刀口部56、57、58构成。

标号54是辐射状地设置于整形空气环41的周围的支撑臂部，该支撑臂部54从壳体部件35一侧朝向躯干部一侧罩48的外周一侧沿着径向延伸。并且，支撑臂部54在整形空气环41的周围以等间距设有例如三条，以支撑叶片环55。

标号55是设置于支撑臂部54的前端的叶片环，该叶片环55使用例如金属等导电性材料形成为大致圆筒状。另外，叶片环55具有分别向前后方向突出的前侧突出部55A和后侧突出部55B，而且具有向外径方向突出的圆环状的凸缘部55C。再有，叶片环55位于气动马达33的周围，包围躯干部一侧罩48的前侧。

这里，叶片环55形成为其外径尺寸比躯干部一侧罩48的外经尺寸还大例如150～250％程度的较大的圆形。并且，叶片环55的圆周方向的长度尺寸设定为例如300～900mm程度。另外，叶片环55配置成与气动马达33的转轴33C为同轴的大致同心圆状。由此，叶片环55沿其整个圆周与躯干部一侧罩48的距离为大致一定。

并且，叶片环55借助于支撑臂部54、整形空气环41连接在气动马达33上。由此，对叶片环55施加由高电压发生器45产生的高电压。

标号56、57、58是分别设置在叶片环55的前侧突出部55A、后侧突出部55B及凸缘部55C的前端的刀口部。这里，前侧刀口部56通过使前侧突出部55A的厚度尺寸朝向前方逐渐变薄而削尖形成为薄刃状。另外，后侧刀口部57通过使后侧突出部55B的厚度尺寸朝向后方逐渐变薄而削尖形成为薄刃状。再有，凸缘状刀口部58通过使凸缘部55C的厚度尺寸朝向外径方向逐渐变薄而削尖形成为薄刃状。

并且，刀口部56、57、58沿着叶片环55的整个圆周提高了电场。由此，就刀口部56、57、58而言，当施加了例如90kV的高电压时，就流通20μA～100μA程度的放电电流，从而产生稳定的电晕放电。

第二实施方式的旋转雾化头型涂敷装置具有如上所述的结构，下面，对作为涂敷装置的动作进行说明。

若用传送装置等将被涂物A配置在机器人装置21的附近，则机器人装置21根据预先存储的示教动作，进行示教再现动作，使涂敷机31移动到被涂物A附近。

此时，涂敷机31通过气动马达33使旋转雾化头34高速旋转，在该状态下通过供料管44将储料罐43内的涂料向旋转雾化头34供给。由此，涂敷机31由旋转雾化头34旋转时的离心力使涂料微粒化，并作为涂料粒子喷雾。另外，从整形空气环41供给整形空气，利用该整形空气控制由涂料粒子构成的喷雾图形。

另外，对旋转雾化头34借助于气动马达33施加由高电压发生器45产生的高电压。由此，供给到旋转雾化头34的涂料通过旋转雾化头34直接地带高电压，同时，成为带电涂料粒子沿着形成于旋转雾化头34和被涂物A之间的静电场飞行，涂敷附着在处于接地电位的被涂物A上。

这样，在第二实施方式中，由于做成在躯干部一侧罩48的外周一侧设置高压放电电极53的结构。因此，来自高电压发生器45的高电压借助于气动马达33、整形空气环41等施加到叶片环55上，并从前侧刀口部56、后侧刀口部57、凸缘状刀口部58放电。因此，使用高压放电电极53放出与带电涂料粒子相同极性的离子，能够极力使罩部件47带有该相同极性的电荷。

另外，利用叶片环55能够在罩部件47的外周一侧形成高压静电场。因此，利用叶片环55的静电场能够防止带电涂料粒子靠近罩部件47，而且能够利用带高电压的罩部件47防止带电涂料粒子的附着。

再有，由于叶片环55包围躯干部一侧罩48，因而与省略了高压放电电极53的场合相比，能够通过来自叶片环55的整个圆周的高压放电在较广的范围使罩部件47带高压电荷。由此，能够在罩部件47的较广的范围防止带电涂料粒子的附着。

这里，在假定使用不具有刀口部的放电用的环的场合，在该环中的与接地之间距离最短的部分总是引起较强的放电。在这种场合，受该较强的放电所引起的电子云的影响，其它部分有产生较弱放电的可能性。

与此相反，在第二实施方式中，叶片环55一体形成削尖成薄刃状的刀口部56～58。因此，在刀口部56～58中，能够确保例如比3～5kV/m程度的放电开始电场高得多的电场。由此，即使在叶片环55的一部分接近被涂物(接地物)的场合，也能抑制局部的强放电，利用刀口部56～58能够沿叶片环55的整个圆周进行稳定的放电。

另外，由于刀口部56～58沿着叶片环55的整个圆周形成，因此，能够在包围罩部件47的环状的叶片环55的整体上产生电晕放电。由此，能够对罩部件47供给足够量的放电离子，能够稳定地维持罩部件47的高压电位。

另外，通过由刀口部56～58引起的电晕放电，能够使带电量衰减了的涂料粒子再次带电。其结果，能够在再次带电的涂料粒子与叶片环55或罩部件47之间作用相斥力，能够可靠地防止涂料粒子附着到罩部件47上。

再有，由于使用刀口部56～58能够在包围罩部件47的环状的叶片环55的整体上产生电晕放电，因此，与叶片环55中局部进行电晕放电的场合相比，能够使叶片环55小型化。其结果，由于在叶片环55和被涂物A之间能够确保用于防止火花放电的充分的距离，因此，即使在较窄的空间进行涂覆时，也能够扩大喷雾器32的可动范围，提高操作性。

另外，在叶片环55上，除了设有前后方向的突出部55A、55B之外，还设置了向径向外侧延伸的凸缘部55C，在这些突出部55A、55B及凸缘部55C上分别形成有薄刃状的刀口部56、57、58。因此，除了在设置于叶片环55的前后方向的突出部55A、55B上的刀口部56、57上之外，还可使电场集中在凸缘部55C的刀口部58上并产生电晕放电。由此，能够对罩部件47供给足够量的放电离子，而且能促进涂料粒子的再次带电。

再有，在第二实施方式中，做成使用罩部件47包覆壳体部件35，而且在壳体部件35和罩部件47之间设置环状空间52的结构。因此，利用环状空间52能够减少壳体部件35与罩部件47接触的部位。因此，由于能够减少带高电压的罩部件47外表面的电荷通过壳体部件35的漏泄，因而能够保持罩部件47的带电状态，能够防止带电涂料粒子的附着。

下面，图11～图13表示第三实施方式的旋转雾化头型涂敷装置，第三实施方式的特征在于，在叶片环的刀口部上，在叶片环整个圆周中的多处设置了切口。此外，在第三实施方式中，对于与第二实施方式相同的构成要素标上了相同的标号并省略其说明。

标号61是设置在整形空气环41的外周一侧的高压放电电极，该高压放电电极61由下述的支撑臂部62、叶片环63、刀口部64～66、切口67～69等构成。

标号62是辐射状地设置在整形空气环41的周围的支撑臂部，该支撑臂部62从壳体部件35一侧朝向躯干部一侧罩48的外周一侧沿着径向延伸。并且，支撑臂部62在整形空气环41的周围以等间距设置有例如三条，以支撑叶片环63。

标号63是设置于支撑臂部62的前端的叶片环，该叶片环63与第二实施方式的叶片环55大致相同地、使用例如金属等的导电性材料形成为大致圆筒状。另外，叶片环63具有分别向前后方向突出的前侧突出部63A和后侧突出部63B，而且具有向径向外侧突出的圆环状的凸缘部63C。再有，叶片环63包围躯干部一侧罩48的前侧。并且，叶片环63借助于支撑臂部54、整形空气环41等连接在高电压发生器45上。由此，对叶片环63施加由高电压发生器45产生的高电压。

标号64、65、66是分别设置在叶片环63的前侧突出部63A、后侧突出部63B及凸缘部63C的前端上的刀口部。

这里，前侧刀口部64通过使前侧突出部63A的厚度尺寸朝向前方逐渐变薄而削尖形成为薄刃状。并且，前侧刀口部64夹着相邻的切口67形成有多个(在第三实施方式的场合为10个)。

另外，后侧刀口部65通过使后侧突出部63B的厚度尺寸朝向后方逐渐变薄，形成有10个削尖成薄刃状。再有，通过使凸缘部63C的厚度尺寸朝向外径方向逐渐变薄，形成有10个削尖成薄刃状的凸缘状刀口部66。

并且，刀口部64、65、66沿着叶片环63的整个圆周提高了电场。由此，就刀口部64、65、66而言，当施加了例如90kV的高电压时，流通20μA～100μA程度的放电电流，使其产生稳定的电晕放电。

标号67、68、69是在刀口部64、65、66中沿着叶片环63的圆周方向设置于多处的切口，该切口67～69以等间距相对于叶片环63的圆周方向设有10个。

此时，个切口67呈圆弧形状沿刀口部64的圆周方向延伸。并且，切口67夹着相邻的两个刀口部64形成有多个(在第三实施方式的场合为10个)。由此，切口67进一步将电场集中在刀口部66中其圆周方向两侧的端部64A上，以促进放电。

同样，切口68特夹着相邻的两个刀口部65形成有10个。切口68进一步使电场集中在其圆周方向两侧的端部65A上。再有，切口69也夹着相邻的两个刀口部66形成有10个，进一步使电场集中在其圆周方向两侧的端部66A上。

另外，在切口圆周方向的长度尺寸L较短的场合，由于因放电而产生的离子云作为模拟电极起作用，因此，发生电场衰减作用，从而反过来抑制放电。因此，在本实施方式中，切口67～69作为比电晕云的间距充分大的值具有例如20mm以上的长度尺寸L。

这样，在第三实施方式中也能得到与第二实施方式相同的作用效果。尤其是在第三实施方式中，由于在刀口部64～66上沿着圆周方向的多处设置了切口67～69，因此，能够在位于切口67～69的圆周方向两侧的端部64A～66A进一步提高电场集中。由此，能够在端部64A～66A容易引起放电，能够促进刀口部64～66的电晕放电.

下面，图14～图17表示第四实施方式的旋转雾化头型涂敷装置，第四实施方式的特征在于，使用了以交替重复靠近、离开壳体部件的方式在多处弯曲金属线而成的星形环。此外，在第四实施方式中，对于与第二实施方式相同的构成要素标上相同的标号并省略其说明。

标号71是设置在整形空气环41的外周一侧的高压放电电极，该高压放电电极71由下述的支撑臂部72、星形环73等构成。

标号72是辐射状地设置在整形空气环41的周围的支撑臂部，该支撑臂部72从壳体部件35一侧朝向躯干部一侧罩48的外周一侧沿着径向延伸。并且，支撑臂部72在整形空气环41的周围以等间距设置有例如三条，以支撑星形环73。

标号73是设置于支撑臂部72的前端的星形环，该星形环73使用例如金属等的导电性材料的金属线做成星形状。此时，为使星形环73在例如接触到作业人员等时可以变形且其形状可以复原，最好使用由例如弹簧钢构成的金属线形成。另外，用于星形环73的金属线的直径设定为例如0.3～5mm程度的值，从而能够得到放电开始电场且能够维持形状。

并且，星形环73以交替重复靠近、离开罩部件47的方式在多处弯曲金属线，而且使用该金属线形成为环状。由此，在星形环73上形成有靠近罩部件47的第一弯曲部73A和离开了罩部件47的第二弯曲部73B。另外，弯曲部73A、73B朝向圆周方向以等间距配置有例如15个。

此时，彼此相邻的第一弯曲部73A作为比电晕云的间距足够大的值离开了例如大致20mm以上的间隔尺寸L。同样，彼此相邻的第二弯曲部73B也离开了例如大致20mm以上的间隔尺寸L。由此，在弯曲部73A、73B上进一步集中了电场。

这里，对星形环73的金属线的直径和放电开始电场的关系进行探讨。

首先，如图17所示，假定金属线为无限长的圆柱，将半径为r的圆柱配置在离开接地电位的平板(被涂物A)有大致空间绝缘距离d的位置上。此时，在圆柱(金属线)的周围所产生的电场E为将以下的(1)式所示的电场集中系数η与平均电场E0相乘的值(E＝η×E0)。

$\mathrm{\η}=\frac{\sqrt{\{\frac{d}{r}\×(\frac{d}{r}+2)\}}}{\log [\frac{d}{r}+1+\sqrt{\{\frac{d}{r}\×(\frac{d}{r}+2)\}}]}\·\·\·\·\·\·\left(1\right)$

这里，设施加在星形环73上的电压为60kV，设星形环73和被涂物A之间的距离d为300mm。此时，星形环73和被涂物A之间的平均电场E0为0.2kV/mm。另一方面，电晕放电在标准大气中开始的放电开始电场为3kV/mm左右。于是，即使与被涂物A的距离d或对星形环73所施加的电压等变动时，为了使星形环73还具有稳定地进行持续电晕放电的余地，星形环73周围的电场最好设定为例如放电开始电场的大致3倍以上的值(9kV/mm以上)。

于是，为了使星形环73周围的电场为放电开始电场的约3倍的值，有必要将电场集中系数η设定为45以上。此时，由于(1)式的金属线的半径r有必要设定为1.05mm以下，因此，金属线的直径有必要设定为2.1mm以下。

此外，就用于星形环73的金属线的直径而言，虽然小直径能提高电场，但机械强度降低。另外，若对星形环73所施加的高电压的值增高，即使加大金属线的直径也能够使星形环73周围的电场达到放电开始电场的大致3倍的值。考虑上述内容，在本实施方式中，用于星形环73的金属线的直径设定为0.3～5mm程度的值。

这样，在第四实施方式中也能得到与第二实施方式相同的作用效果。尤其是在第四实施方式中，由于形成了以交替重复靠近、离开罩部件47的方式在多处弯曲金属线的星形环73，因此，在星形环73的弯曲部73A、73B上能够进一步提高电场集中。由此，能够在星形环73的弯曲部73A、73B容易引起放电，能够促进弯曲部73A、73B的电晕放电。

另外，由于在星形环73上使用了直径为0.3mm以上5mm以下的金属线，因而能够将星形环73的整体电场提高到放电开始电场以上的值，能够使星形环73的整体成为高电场部。因此，能够在整个星形环73上产生电晕放电，能够对罩部件47供给充分量的放电离子，而且能够进行涂料粒子的再次带电。

下面，图18～图20表示第五实施方式的旋转雾化头型涂敷装置，第五实施方式的特征在于，使用了朝向包围壳体部件的圆周方向旋绕了金属线的螺旋环。此外，在第五实施方式中，对于与第二实施方式相同的构成要素标上相同的标号并省略其说明。

标号81是设置在整形空气环41的外周一侧的高压放电电极，该高压放电电极81由下述的支撑臂部82、螺旋环83等构成。

标号82是辐射状地设置在整形空气环41的周围的支撑臂部，该支撑臂部82从壳体部件35一侧朝向躯干部一侧罩48的外周一侧沿着径向延伸。并且，支撑臂部82在整形空气环41的周围以等间距设置有例如三条，以支撑螺旋环83。

标号83是设置于支撑臂部82的前端的螺旋环，该螺旋环83使用例如金属等的导电性材料的金属线卷绕例如18圈成为螺旋状(线圈状)，同时使用该金属线形成环状。另外，用于螺旋环83的金属线的直径与第四实施方式的星形环73大致相同，为了得到放电开始电场且能够维持形状，设定为例如0.3～5mm程度的值。并且，彼此相邻的螺旋环83的各匝之间的间距(间隔尺寸L)作为比电晕云的间距足够大的值，离开了例如大致20mm以上的间隔尺寸。

这样，在第五实施方式中也能得到与第二、第四实施方式相同的作用效果。尤其是在第五实施方式中，使用了朝向包围躯干部一侧罩48的圆周方向旋绕了金属线的螺旋环83。因此，在能够使高压放电电极81的外形较小的同时，能够延长螺旋环83的金属线的全长。由此，由于能够以全长较长的金属线整体产生电晕放电，因此，能够在使高压放电电极81小型化的同时增加放电离子的量。

此外，虽然在第二～第五实施方式中，做成使用导电性的整形空气环41的结构，但也可以与第一实施方式同样，做成安装绝缘性的整形空气环的结构。

另外，在第二～第五实施方式中，做成由躯干部36、颈部37构成壳体部件35，并在具备了该壳体部件35的旋转雾化头型涂敷装置上采用了高压放电电极53、61、71、81的结构。但是，本发明不限定于此，也可以如第一实施方式那样，做成对具备了已省略了颈部的壳体部件9的旋转雾化头型涂敷装置采用第二～第五实施方式的高压放电电极53、61、71、81的结构。另外，也可以做成对第二实施方式的旋转雾化头型涂敷装置采用第一实施方式的高压放电电极15的结构。

另外，在第二、第三实施方式中，虽然做成在高压放电电极53、61的叶片环55、63的外周一侧设置凸缘部55C、63C的结构，但也可以做成省略凸缘部55C、63C的结构。另外，在第二、第三实施方式中，也可以做成省略叶片环55、63的前侧突出部55A、63A以及后侧突出部55B、63B双方的结构，也可以做成只省略任意一方的结构。

再有，在上述各个实施方式中，虽然做成在壳体部件9、35的周围设置罩部件10、47的结构，但也可以做成省略罩部件10、47的结构。在这种场合，利用高压放电电极15、53、61、71、81的电晕放电使壳体部件9、35的外表面带电，以代替使罩部件10、47带电。

再有，在上述各个实施方式中，举例说明了作为静电涂敷装置应用在使用旋转雾化头3、34喷雾涂料的旋转雾化头型涂敷装置(旋转雾化式静电涂敷装置)上的情况。但是，本发明不限定于此，例如也可以应用在使用了空气雾化式静电涂敷装置、液压雾化式静电涂敷装置等的旋转雾化以外的雾化方式的静电涂敷装置上。

Claims (5)

1.一种静电涂敷装置，包括：将所供给的涂料向被涂物喷雾的涂料喷雾单元；由绝缘材料形成并在前侧保持该涂料喷雾单元的壳体部件；使从上述涂料喷雾单元呈雾状喷出的涂料粒子带高电压，并使带电涂料粒子涂敷附着在被涂物上的高电压施加单元；以及形成为包围上述壳体部件的环状体并通过从该高电压施加单元施加高电压而产生电晕放电的电晕环；其特征在于：

上述电晕环由朝向上述壳体部件的前、后方向以及内径、外经方向中的至少任意一个方向延伸，并且其前端在整个圆周上成为削尖成薄刃状的刀口部的叶片环构成，

做成在该叶片环的刀口部的整体上持续进行高电压放电的结构。

2.根据权利要求1所述的静电涂敷装置，其特征在于，

在上述叶片环的刀口部上，在上述叶片环的整个圆周中多处设置了切口。

3.一种静电涂敷装置，包括：将所供给的涂料向被涂物喷雾的涂料喷雾单元；由绝缘材料形成并在前侧保持该涂料喷雾单元的壳体部件；使从上述涂料喷雾单元呈雾状喷出的涂料粒子带高电压，并使带电涂料粒子涂敷附着在被涂物上的高电压施加单元；以及形成为包围上述壳体部件的环状体并通过从该高电压施加单元施加高电压而产生电晕放电的电晕环；其特征在于：

上述电晕环由将以交替重复靠近、离开上述壳体部件的方式在多处弯曲而成的金属线形成为环状的星形环构成，

做成在该整个星形环上持续进行高电压放电的结构。

4.一种静电涂敷装置，包括：将所供给的涂料向被涂物喷雾的涂料喷雾单元；由绝缘材料形成并在前侧保持该涂料喷雾单元的壳体部件；使从上述涂料喷雾单元呈雾状喷出的涂料粒子带高电压，并使带电涂料粒子涂敷附着在被涂物上的高电压施加单元；以及形成为包围上述壳体部件的环状体并通过从该高电压施加单元施加高电压而产生电晕放电的电晕环；其特征在于：

上述电晕环由将卷绕成螺旋状的金属线形成为环状的螺旋环构成，

做成在该整个螺旋环上持续进行高电压放电的结构。

5.根据权利要求3或4所述的静电涂敷装置，其特征在于，

上述金属线其直径设定为0.3mm以上5mm以下的值。

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