CN103118796B - 静电涂覆枪 - Google Patents

Abstract

涂覆枪（2）包括：高电压产生装置（6），其用于产生高电压；气动马达（4），其是所述高电压被施加到的马达部分；钟形杯（5），其被支撑在气动马达（4）的转轴上，并且高电压被施加到所述钟形杯；CCV单元（7），其选择性地将多种类型的涂料供应到钟形杯（5）；枪主体（3），其是壳体并容纳高电压产生装置（6）、气动马达（4）和CCV单元（7）；以及耦接部分（3c），其用于将枪主体（3）耦接到自动机械臂（8），并且被接地。气动马达（4）和CCV单元（7）经由第一电阻器（11）彼此电连接，并且耦接部分（3c）和CCV单元（7）经由第二电阻器（12）彼此电连接。

Description

静电涂覆枪

技术领域

本发明涉及能够选择地使用多种类型的涂料的静电涂覆枪。

背景技术

在现有技术中，为了使静电枪能够在短时段内改变多种类型的涂料的情况下执行涂覆，公知一种多色涂覆枪，其包括用于在多种涂料之间改变的色彩改变阀（此后，称为CCV）。此外，近年来，当使用多色涂覆枪时，为了缩短色彩改变所需的时间，已经采用了其中具有多个CCV的色彩改变阀单元（此后称为CCV单元）布置在涂覆枪的容纳气动马达的壳体内的多色涂覆枪，并且用于这种多色涂覆枪的技术在日本专利申请公告2007-50336（JP-A-2007-50336）中得到了描述并公知。

在根据JP-A-2007-50336所述的现有技术的涂覆枪中，CCV单元在容纳气动马达的壳体内紧密地布置在气动马达的后方，以减小用于将涂料从CCV单元供应到钟形杯的路径。利用以上结构，可以减小残留在用于将涂料从CCV单元供应到钟形杯的路径中的涂料量，因此可以缩短色彩改变所需的时间并减少浪费的涂料。

通常，高电压通过高电压产生装置施加到气动马达、钟形杯等。气动马达被容纳在静电涂覆枪的壳体中。钟形杯由气动马达支撑。此外，可移动地支撑涂覆枪的自动机械臂通常连接到地线，且自动机机械臂的电势保持为“0”。因此，在现有的静电涂覆枪中，在例如气动马达之类的高电压所施加的部分（此后称作高电压区域）与涂覆枪的接地部分（此后称作接地区域）之间存在电势差，因此气动马达（高电压区域）需要确保不会引起与接地区域的电介质击穿的足够距离（即，绝缘距离）。注意，这里的“绝缘距离”是包括爬电距离和空间距离的概念。

在JP-A-2007-50336所述的涂覆枪中，与施加到气动马达相同的高电压也被施加到CCV单元，CCV单元也属于高电压区域，因此需要确保CCV单元与接地区域之间的绝缘距离。因而，在这样的情况下，为了确保CCV单元与接地区域之间的绝缘距离，需要采取例如增大壳体尺寸之类的措施。当CCV单元被容纳在涂覆枪的壳体中时，难以构造紧凑的静电涂覆枪。

发明内容

本发明提供了能够在将CCV单元和气动马达布置在同一壳体中的情况下实现紧凑构造的静电涂覆枪。

本发明的一方面提供了一种静电涂覆枪。该静电涂覆枪包括：高电压产生装置，其用于产生高电压；马达部分，所述高电压被施加到所述马达部分；钟形杯，其被支撑在所述马达部分的转轴上，并且所述高电压被施加到所述钟形杯；CCV单元，其选择性地将多种类型的涂料供应到所述钟形杯；壳体，其容纳所述高电压产生装置、所述马达部分和所述CCV单元；以及耦接部分，其用于将所述壳体耦接到自动机械臂，并且被接地，其中所述马达部分和所述CCV单元经由第一电阻器彼此电连接，并且所述耦接部分和所述CCV单元经由第二电阻器彼此电连接。

根据以上方面，可以缩短应该在CCV单元周围确保的绝缘距离。通过这样做，容纳CCV单元的涂覆枪可以更紧凑。

在以上方面中，第一电阻器和第二电阻器每一者均可以由电阻值可变的可变电阻器形成。

根据以上方面，即使当所使用的涂料类型和类型的数量改变，也可以将施加到CCV单元的电压调节到恒定值。通过这样做，施加到CCV单元的电压可以被可靠地调节到与可以在枪主体中的CCV单元周围确保的绝缘距离相适的电压。

附图说明

以下将参照附图来描述本发明的示例实施例的特征、优点和技术及工业意义，在附图中，相似的附图标记表示相似的元件，并且其中：

图1是示出包括根据本发明第一实施例的涂覆枪的静电涂覆设备的总体构造的示意图；

图2是根据本发明的第一实施例的涂覆枪的示意性剖视图；

图3A是示出施加到根据本发明的第一实施例的涂覆枪的壳体中的CCV单元的电压的示意图；

图3B是示出施加到现有的涂覆枪的壳体中的CCV单元的电压的示意图；

图4是根据本发明的第二实施例的涂覆枪的示意性剖视图；

图5A是示出施加到根据本发明的第一实施例的涂覆枪的壳体中的CCV单元的电压的示意图；并且

图5B是示出施加到根据本发明的第二实施例的涂覆枪的壳体中的CCV单元的电压的示意图。

具体实施方式

下面，将描述本发明的第一实施例。首先，将参照图1至图3B描述包括根据本发明的第一实施例的涂覆枪的静电涂覆设备的总体构造。如图1和图2所示，静电涂覆设备1能够对被涂覆对象进行静电涂覆。被涂覆对象是对其执行涂覆的对象。静电涂覆设备1包括涂覆枪2、自动机械臂8等。涂覆枪2是根据本发明第一实施例的静电涂覆枪。

涂覆枪2用于将雾化的带电涂料喷洒到被涂覆对象上，并包括枪主体3、气动马达4、钟形杯5、高电压产生装置6、CCV单元7等。涂覆枪2是旋转雾化涂覆装置，其能够通过CCV单元7供应到钟形杯5的内表面上的液体涂料扩散，并通过利用气动马达4使钟形杯5旋转来使得扩散的液体涂料雾化。

枪主体3组成涂覆枪2的壳体。枪主体3由第一壳体部分3a、第二壳体部分3b、耦接部分3c、空气成型环3d等形成。第一壳体部分3a用于容纳为供应和雾化涂料以由涂覆枪2喷洒所需的部分（即，气动马达4、CCV单元7等）。

此外，第二壳体部分3b从第一壳体部分3a延伸以相对于第一壳体部分3a预定的角度倾斜，从而以适于喷洒涂料的预定角度支撑第一壳体部分3a。第二壳体部分3b容纳高电压产生装置6等。然后，作为用于将涂覆枪2耦接到自动机械臂8的耦接部分3c被形成在第二壳体部分3b的端部处。

此外，空气成型环3d沿着涂料被喷洒的方向安装到第一壳体部分3a的前部。空气成型环3d用于将成型空气从钟形杯5的后部以预定图案喷射，从而向由布置在其前部处的钟形杯5雾化的涂料施加推进力，并使涂料以预定图案扩散。空气管路连接到空气成型环3d。

气动马达4用于使钟形杯5旋转，并被容纳在第一壳体部分3a中。此外，气动马达4包括转轴4a，其是随着空气供应而旋转的轴部。气动马达4使转轴4a从第一壳体部分3a朝向涂料被喷洒的方向突伸。然后，钟形杯5被支撑在转轴4a上。

钟形杯5用于使涂料雾化。钟形杯5被可旋转地支撑在转轴4a上，使得转轴4a的轴线与钟形杯5的轴线一致。此外，沿着气动马达4的转轴4a的轴线形成涂料供应孔4b。涂料供应孔4b沿着轴向延伸穿透，并允许涂料通过其流动。此外，沿着钟形杯5的轴线形成涂料供应孔5a。涂料供应孔5a沿着轴线延伸穿透，并用于将涂料供应到钟形杯5的内表面上。

此外，高电压产生装置6被容纳在枪主体3的第二壳体部分3b中。高电压产生装置6被用于产生施加到要由涂覆枪2喷洒的涂料的高电压。

然后，电源部分（未示出）经由低电压线缆13连接到高电压产生装置6，并且预定电压从电源部分供应到高电压产生装置6。然后，高电压产生装置6用于将所供应的电压升压到预定高电压，并接着将高电压经由高电压线缆14供应到气动马达4。

然后，涂覆枪2能够将高电压供应到高电压线缆14，并通过使静电高电压经由高电压线缆14施加到钟形杯5来对从钟形杯5扩散的涂料的微粒充电。然后，利用形成在带电涂料与接地（即，电势为0V）被涂覆对象之间的静电场来执行静电涂覆。

此外，CCV单元7被容纳在枪主体3的第一壳体部分3a中。CCV单元7包括多个CCV（未示出）。CCV单元7能够选择性地将多种类型的涂料供应到钟形杯5。作为用于供应多种类型的涂料的多回路涂料管线的主涂料供应管线9被连接到CCV单元7。此外，主涂料供应管线9分别连接到其中存储了各种类型的涂料的多个涂料罐（未示出）。

此外，作为用于将涂料供应到钟形杯5的单个回路涂覆管线的副涂料供应管线10连接到CCV单元7，且副涂料供应管线10连接到涂料供应孔4b和涂料供应孔5a。通过这样做，从CCV单元7供应的涂料通过副涂料供应管线10、涂料供应孔4b和涂料供应孔5a供应到钟形杯5的前表面的扩散部分。

此外，在涂覆枪2中，气动马达4和CCV单元7经由第一电阻器11彼此连接，CCV单元7和耦接部分3c经由第二电阻器12彼此电连接。

如图1所示，自动机械臂8由竖直臂8b和水平臂8c形成。竖直臂8b在其下部处可枢转地耦接到基部8a。水平臂8c在其后端部处可枢转地耦接到竖直臂8b的上部。涂覆枪2被设置在水平臂8c的远端部处。竖直臂8b和水平臂8c在其枢轴上枢转，从而使得涂覆枪2可以相对于被涂覆对象发生位移。

此外，水平臂8c由第一臂部8d、第二臂部8e和第三臂部8f形成。枪主体3的耦接部分3c耦接到第一臂部8d的远端部。第一臂部8d耦接到第二臂部8e的远端部。第二臂部8e耦接到第三臂部8f的远端部。竖直臂8b可枢转地耦接到第三臂部8f的后端部。

此外，第一臂部8d具有两个弯曲部分8g和8h，并且第一臂部8d在弯曲部分8g和8h处弯曲。通过这样做，涂覆枪2的角度可以沿着图1和图2中的顺时针方向或逆时针方向改变。

此外，涂覆枪2连接到自动机械臂8所借助的耦接部分3c受到驱动以绕其轴线而相对于第一臂部8d旋转，并且涂覆枪2能够改变其关于耦接部分3c的角度。通过这样做，涂覆枪2相对于被涂覆对象的角度可以自由设定。

这里，在耦接部分3c连接到自动机械臂8的状态下，耦接部分3c电连接到自动机械臂8（更具体而言，弯曲部分8g）。然后，自动机械臂8接地，因此耦接部分3c也接地。

如上所述，在根据本发明的第一实施例的涂覆枪2中，气动马达4连接到高电压产生装置6，耦接部分3c接地。此外，在涂覆枪2中，气动马达4和CCV单元7经由第一电阻器11彼此电连接，CCV单元7和耦接部分3c经由第二电阻器12彼此电连接。

因此，通过高电压产生装置6施加到气动马达4的高电压根据第一电阻器11的电阻值和第二电阻器12的电阻值的比率而通过第一电阻器11升压，并接着施加到CCV单元7。此外，施加到CCV单元7的电压最终通过第二电阻器12降压到电势为“0”的状态。即，在涂覆枪2中，比由高电压产生装置6施加到气动马达4的高电压低的电压被施加到CCV单元7。

接着，将参照图3A和图3B描述根据本发明的第一实施例的涂覆枪2的有利效果。在现有的涂覆枪中，CCV单元7和气动马达4在不通过电阻器的情况下彼此电连接，因此，当高电压从高电压产生装置6施加到气动马达4时，具有相同电势的高电压也施加到CCV单元7。

如图3B所示，在现有的涂覆枪中，当具有电压D的高电压从高电压产生装置6施加到气动马达4时，具有与施加到气动马达4相同电压D的高电压被施加到CCV单元7，并且作为高电压区域的CCV单元7和作为接地区域的耦接部分3c之间的电势差为D。

在此情况下，气动马达4和耦接部分3c需要基于电势差D确保绝缘距离L1，并且CCV单元7和耦接部分3c需要基于电势差D确保绝缘距离L2；但是，就电介质击穿的可能性而言，CCV单元7比气动马达4更靠近耦接部分3c，因此基于绝缘距离L2来确定枪主体3的最小需求尺寸等。

因此，在不容纳CCV单元7的涂覆枪中，可以通过基于电势差D确保气动马达4的绝缘距离L1来确保静电安全；但是，在容纳CCV单元7的涂覆枪中，需要基于电势差D确保绝缘距离L2，因此更难以得到紧凑的涂覆枪。

此外，围绕CCV单元7的第一壳体部分3a的结构也需要具有基于电势差D的结构，因此，当具有连接件的部分（例如开口）设置在第一壳体部分3a中CCV单元7的附近时，尤其需要考虑例如通过将开口的外周缘部分形成为复杂弯曲形状来确保漏电（creepage）距离。

另一方面，在根据本发明的第一实施例的涂覆枪2中，CCV单元7和气动马达4经由第一电阻器11彼此电连接，并且CCV单元7和耦接部分3c经由第二电阻器12彼此电连接。

利用以上结构，在第一电阻器11的电阻值是A（Ω）、第二电阻器12的电阻值是B（Ω）、流经副涂料供应管线10的涂料的电阻值是α（Ω）且分别流经主涂料供应管线9的涂料的电阻值是β（Ω）的情况下，施加到CCV单元7的电压E由E=D×(Bβ/(B+β))/((Aα/(A+α))+(Bβ/(B+β)))（KV）来获得。即，根据相对于CCV单元7的高电压区域的电阻值(Aα/(A+α))和相对于CCV单元7的接地区域的电阻值(Bβ/(B+β))的比率，从电压D降压的电压E被施加到CCV单元7。

因此，如图3A所示，在根据本发明的第一实施例的涂覆枪2中，具有比施加到气动马达4的电压D低的电压E的高电压施加到CCV单元7，且相对于作为接地区域的耦接部分3c的电势差是小于电势差D的电势差E。即，在涂覆枪2中，作为高电压区域中的电压与接地区域中的电压的中间的电压施加到CCV单元7，并且CCV单元7与接地区域之间的电势差可以相比现有的涂覆枪减小。随着高电压区域与接地区域之间的电势差减小，即使当绝缘距离L2相比现有技术减小时也难以发生电介质击穿，因此CCV单元7可以布置得更靠近接地区域。

因此，CCV单元7和耦接部分3c只需要基于电势差E确保绝缘距离L2，并且围绕CCV单元7的第一壳体部分3a的结构也只需要具有基于电势差E的结构，因此连接件可以容易地设置在第一壳体部分3a中CCV单元7的附近，并且CCV单元7和耦接部分3c可以比现有技术布置得更靠近彼此。

此外，当发生电介质击穿时发射的静电能量F由表达式F=1/2CV²（C是CCV单元7的电容）。因此，如果CCV单元7与耦接部分3c之间的电势差减小到相比现有技术的一半，则当电介质击穿时发射的静电能量F可以减小到约四分之一。即，当使用涂覆枪2时，可以提高静电安全性。

即，根据本发明的第一实施例的涂覆枪2包括：高电压产生装置6，其用于产生高电压；气动马达4，所述高电压被施加到所述气动马达；钟形杯5，其被支撑在气动马达4的转轴4a上，并且所述高电压被施加到所述钟形杯；CCV单元7，其选择性地将多种类型的涂料供应到钟形杯5；枪主体3，其容纳高电压产生装置6、气动马达4和CCV单元7；以及耦接部分3c，其用于将枪主体3耦接到自动机械臂8，并且被接地。气动马达4和CCV单元7经由第一电阻器11彼此电连接，并且耦接部分3c和CCV单元7经由第二电阻器12彼此电连接。利用以上构造，可以减小应该围绕CCV单元7确保的绝缘距离。通过这样做，容纳CCV单元7的涂覆枪2可以更紧凑。

注意，在本实施例中，第一电阻器11和第二电阻器12连接到被容纳在第一壳体部分3a中的CCV单元7；但是，减小了绝缘距离的部件不一定是CCV单元7。即使当其他类型的部件被容纳在第一壳体部分3a或第二壳体部分3b中，电阻器11和12相似地连接到该部件，以使得减小该部件的绝缘距离成为可能。

接着，将参照图4至图5B描述根据本发明的第二实施例的涂覆枪22的有利效果。注意，如图4所示，根据本发明的第二实施例的作为静电涂覆枪的涂覆枪与涂覆枪2的不同在于，将可变电阻器用作电阻器31和32，并且其他构造与涂覆枪2相同。

如上所述，施加到CCV单元7的电压E由E=D×(Bβ/(B+β))/((Aα/(A+α))+(Bβ/(B+β)))（KV）来获得。但是，电阻值α和β是根据所使用的涂料的类型、所使用的主涂料供应管线9的数量等而变化的，因此，高电压区域相对于CCV单元7的电阻值(Aα/(A+α))和接地区域相对于CCV单元7的电阻值(Bβ/(B+β))的比率根据涂覆状况而改变。

因此，在根据本发明的第一实施例的涂覆枪2中，当所使用的涂料的类型、所使用的主涂料供应管线9的数量根据涂覆状况而显著改变时，施加到CCV单元7的高电压E改变较大的量，并难以确保绝缘距离。此外，在这样的情况下，如图5A所示，在CCV单元7与气动马达4之间的电势差（D-E）过大，存在CCV单元7与气动马达4之间发生电介质击穿的可能性。

因而，为了解决此问题，在如图4所示的根据本发明的第二实施例的涂覆枪22中，分别将可变电阻器用作第一电阻器31和第二电阻器32。第一电阻器31和第二电阻器32各自的电阻值Ax和Bx可以改变为预定范围内的选择值。因此，当使用涂覆枪22时，施加到CCV单元7的电压E由E=D×(Bxβ/(Bx+β))/((Axα/(Ax+α))+(Bxβ/(Bx+β)))（KV）来获得。

利用以上构造，基于CCV单元7的使用状况（即，流经主涂料供应管线9和副涂料供应管线10的涂料类型、所使用的管线9和10的数量等）来调节电阻器31和32的电阻值Ax和Bx，从而使得调节高电压区域相对于CCV单元7的电阻值(Axα/(Ax+α))和接地区域相对于CCV单元7的电阻值(Bxβ/(Bx+β))的比率成为可能，因此施加到CCV单元7的电压可以调节到与能够由枪主体3确保的绝缘距离相适的状况。此外，CCV单元7与气动马达4之间的电势差（D-E）也可以可靠地调节到不发生电介质击穿的值。

即，在根据本发明的第二实施例的涂覆枪22中，设置在气动马达4与CCV单元7之间的第一电阻器31和设置在CCV单元7与耦接部分3c之间的第二电阻器32每一者均由电阻值可变的可变电阻器形成。利用以上构造，即使当所使用的涂料的类型和类型的数量改变时，施加到CCV单元7的电压也可以调节到恒定值。通过这样做，施加到CCV单元7的电压可以可靠地调节到与可以在枪主体3中围绕CCV单元7确保的绝缘距离相适的施加电压。

注意，在本实施例中，第一电阻器31和第二电阻器32两者的每一者均由可变电阻器形成，并且更具体而言，施加到CCV单元7的电压是可调的；替代地，例如，也可应用第一电阻器31和第二电阻器32中的任一者由可变电阻器形成，并且利用更简单的构造使施加到CCV单元7的电压可调。

Claims (3)

1.一种静电涂覆枪(2；22)，其特征在于包括：

高电压产生装置(6)，其用于产生高电压；

马达部分(4)，所述高电压被施加到所述马达部分；

钟形杯(5)，其被支撑在所述马达部分的转轴上，并且所述高电压被施加到所述钟形杯；

色彩改变阀单元(7)，其选择性地将多种类型的涂料供应到所述钟形杯；

壳体(3)，其容纳所述高电压产生装置、所述马达部分和所述色彩改变阀单元；以及

耦接部分(3c)，其用于将所述壳体耦接到自动机械臂(8)，并且被接地；

第一电阻器(11；31)，其设置在所述马达部分和所述色彩改变阀单元之间并且将所述马达部分和所述色彩改变阀单元彼此电连接；和

第二电阻器(12；32)，其设置在所述耦接部分和所述色彩改变阀单元之间并且将所述耦接部分和所述色彩改变阀单元彼此电连接，

其中，所述色彩改变阀单元设置在所述第一电阻器和所述第二电阻器之间，并且将所述第一电阻器和所述第二电阻器彼此电连接。

2.根据权利要求1所述的静电涂覆枪(22)，其中，所述第一电阻器和所述第二电阻器中的至少一者由电阻值可变的可变电阻器(31，32)形成。

3.根据权利要求1所述的静电涂覆枪(22)，其中，所述第一电阻器和所述第二电阻器每一者均由电阻值可变的可变电阻器(31；32)形成。