CN114950763A - 手持静电涂装枪 - Google Patents

Abstract

本发明为将带电的雾状涂料喷附于工件的手持静电涂装枪。具备：枪身部，沿与喷附方向相同的方向即前后方向延伸；抓握部，从枪身部的后部向下方延伸，由作业者握持；旋转头，在枪身部的前端部可旋转地被支撑，用于喷出涂料；气动电动机，配置于枪身部处的旋转头的后方，对旋转头施加旋转动力；以及高压发生器，用于向从旋转头喷出的涂料施加电压。气动电动机配置于抓握部的前侧，而高压发生器配置于抓握部的上方。

Description

手持静电涂装枪

技术领域

本发明涉及将带电的雾状涂料喷附于被喷涂物的手持静电涂装枪。

背景技术

能够得到高涂装品质的静电喷涂近年来由机器人进行的自动化不断进展，但由使用静电涂装用喷枪(手持静电涂装枪)的作业者进行的静电喷涂仍然被大量使用。

这种由作业者进行的静电喷涂中所使用的手持静电涂装枪，通常是不使用被称为旋杯(bell)的旋转头的类型，但也有使用旋转头的类型，例如在日本特开2009-022930中，公开了一种涂装枪，其由前后方向长的枪身部和从枪身部的后端向下方延伸出的抓握部构成枪主体，枪身部内置有将雾化涂料向前方释出的旋转雾化头、使旋转雾化头旋转的涡轮、以及向涂料施加静电的高压施加装置。

发明内容

然而，由作业者进行静电喷涂所使用的手持静电涂装枪构成为以机器人进行涂装为前提的机构，因此，在人握持进行作业时大多过重。

例如，所述日本特开2009-022930的机构也由于作为主要功能构件的旋转雾化头、涡轮及高压施加装置全部配置于枪身部的前侧，所以涂装枪的重心偏向前侧，从而成为握持抓握部的作业者容易感受到重量的重心平衡。因此，所述日本特开2009-022930的机构在由使用涂装枪的作业者进行静电喷涂的操作性方面存在悬念，在这方面还有改进的余地。

本发明提供一种技术，使在手持静电涂装枪中由作业者进行的静电喷涂的操作性提高。

本发明的方式所涉及的手持静电涂装枪中，以成为作业者难以感受到重量的重心平衡的方式，将主要的功能构件配置于手持静电涂装枪的枪身部。

具体而言，本发明的方式涉及构成为将带电的雾状涂料喷附于被喷涂物的手持静电涂装枪。

并且，该手持静电涂装枪具备：枪身部，沿与喷附方向相同的方向即前后方向延伸；抓握部，从所述枪身部的后部向下方延伸，由作业者握持；旋转雾化头，其配置为，在所述枪身部的前端部可旋转地被支撑，喷出涂料；气动电动机，其配置为，位于所述枪身部处的所述旋转雾化头的后方，对该旋转雾化头施加旋转动力；以及高压发生器，其配置为向从所述旋转雾化头喷出的涂料施加电压，所述气动电动机配置于所述抓握部的前侧，而所述高压发生器配置于所述抓握部的上方。

根据该构成，通过在远离不得不配置于前侧的旋转雾化头及气动电动机的、抓握部的上方配置高压发生器，从而手持静电涂装枪取得握持抓握部的作业者难以感受到重量的重心平衡，因此，能够实现不会给作业者产生负担的构造。由此，能够提高使用手持静电涂装枪的作业者进行静电喷涂的操作性。

而且，通过将高压发生器远离旋转雾化头及气动电动机配置，从而在能够高效地向涂料施加电压的同时，即使万一手持静电涂装枪的前端部与人接触也能够确保绝缘性，能够提高静电喷涂时的安全性。

然而，手持静电涂装枪在与从涂料供给装置等延伸的涂料软管、从气体供给装置等延伸的气体软管、向高压发生器供电的电源线缆等连接时，例如如果将它们分别在旋转雾化头、气动电动机及高压发生器的旁边直接连接，则成为多个软管等相对于手持静电涂装枪杂乱地连接的状态，有可能使作业者进行静电喷涂的操作性降低。

因此，也可以在所述手持静电涂装枪中，用于向所述旋转雾化头供给涂料的涂料流路、用于向所述气动电动机供给气体的气体流路、以及用于向所述高压发生器供电的电流通路被布设为，穿过所述抓握部中的、与由作业者握持的部位相比位于下侧的部位。

根据该构成，能够在抓握部中的、与由作业者握持的部位相比位于下侧的部位处汇集多个流路，由此，不会成为握持抓握部时的妨碍，能够将多个软管、电线等简洁且整齐地与抓握部的下侧的部位连接，因此，能够提高静电喷涂的操作性。

另外，也可以在所述手持静电涂装枪中，所述高压发生器配置于沿所述旋转雾化头及所述气动电动机的前后方向延伸的轴心的上方。

根据该构成，通过将高压发生器与旋转雾化头及气动电动机配置于不同的高度，能够进一步确保绝缘距离，进一步提高静电喷涂时的安全性。

进而，所述手持静电涂装枪也可以配置为，不使用成形空气而是利用静电力使涂料微粒化。

如上述所示，在本发明的手持静电涂装枪中，通过使高压发生器与旋转雾化头及气动电动机分离，能够确保绝缘性，因此，能够适用于不使用成形空气而是特别地通过利用高电压的静电力使涂料微粒化的静电微粒化式的手持涂装枪。

如以上说明所示，根据本发明所涉及的手持静电涂装枪，能够提高作业者进行的静电喷涂的操作性。

附图说明

参考附图对本发明的示例性实施例的特征，优点，以及技术上和工业上的意义进行说明，附图中相同的标号表示相同部件，其中：

图1是示意地表示包含本发明的实施方式所涉及的手持静电涂装枪在内的静电涂装装置的图。

图2是示意地说明在旋转头与被喷涂物之间形成的静电场的图。

图3是示意地表示手持静电涂装枪的图。

图4是示意地表示旋转头的剖面图。

图5是示意地表示旋转头的前端部的立体图。

具体实施方式

以下，基于附图，说明用于实施本发明的方式。

-静电涂装装置-

图1是示意地表示包含本实施方式所涉及的手持静电涂装枪3在内的静电涂装装置1的图。该静电涂装装置1是通过静电力使涂料P1(参照图2)微粒化的静电微粒化式的涂装装置，如图1所示，具备手持静电涂装枪3、高压控制器5、气动电动机控制器7、气体供给装置(未图示)、涂料供给装置(未图示)。

手持静电涂装枪3通过持有该手持静电涂装枪3的作业者的人力操作而将带电的雾状涂料P1喷附于工件(被喷涂物)W(参照图2)，与高压控制器5及气动电动机控制器7连接。气体供给装置将成为设置于手持静电涂装枪3的旋转头(旋转雾化头)20的旋转驱动源的高压气体向手持静电涂装枪3供给。涂料供给装置将用于静电微粒化式的涂装的水性涂料P1向手持静电涂装枪3供给。涂料P1例如是含有水份的树脂制的涂料。

图2是示意地说明旋转头20与工件W之间形成的静电场的图。此外，图2仅为用于说明静电场的图，并非准确地示出手持静电涂装枪3的形状、手持静电涂装枪3中的主要功能部件的配置的图。如后述所示，从旋转头20释出的线状的涂料P1通过在旋转头20与工件W之间形成的静电场的静电力，分裂为液滴状而被静电微粒化。如图2所示，如上所述被静电微粒化的涂料P1由于其自身所具有的负电荷向接地状态的工件W被牵引而被涂覆。由此，在工件W的表面形成涂装膜P2。

高压控制器5构成为，通过控制设置于手持静电涂装枪3的高压发生器40(参照图3)的输出电压而调整静电场的强度，将静电微粒化的涂料P1的粒径控制为适于涂覆的粒径，抑制被静电微粒化的涂料P1的粒径的波动。

另外，通过由高压控制器5调整静电场的强度，也能够控制涂装图案。例如，如果通过高压控制器5增加静电场的强度，则被静电微粒化的涂料P1的直进性增加，涂装图案变窄，另一方面，如果通过高压控制器5降低静电场的强度，则被静电微粒化的涂料P1的直进性变差，涂装图案变宽。

进而，在本实施方式中，将高压控制器5构成为，以从旋转头20的开口端部释出的电流(放电电流)始终恒定的方式控制高压发生器40的输出电压。由此，由于与工件W和旋转头20之间的距离的变化相应地使电位差V变化，所以电场强度E的变动被抑制。具体而言，如果工件W和旋转头20之间的距离变长，则相对于放电电流I的电阻R(空间电阻值)增加，因此以使得输出电压增加(电位差V(＝R×I)增加)的方式控制高压发生器40。与此相对，如果工件W和旋转头20之间的距离变短，则相对于放电电流I的电阻R(空间电阻值)减少，因此以使得输出电压降低(电位差V(＝R×I)减少)的方式控制高压发生器40。由此，电场强度E的变动被抑制，其结果，被静电微粒化的涂料P1的粒径的波动被抑制，因此，能够使涂料P1的静电微粒化稳定，并且能够使涂覆效率稳定。

气动电动机控制器7与手持静电涂装枪3连接，如上述所示，控制气动电动机30的转速。另外，气动电动机控制器7构成为，与高压控制器5电连接，与高压控制器5相互进行信息的接收/发送。

-手持静电涂装枪-

图3是示意地表示手持静电涂装枪3的图。此外，在图3中以剖面图仅表示壳体10的枪身部11。另外，图3的箭头Fw表示前后方向的前侧，图3的箭头Dw表示上下方向的下侧。如图3所示，手持静电涂装枪3具备：旋转头20；气动电动机30；高压发生器40；以及支撑及容纳这些旋转头20、气动电动机30及高压发生器40的壳体10。

如图3所示，壳体10具备：具有帽部17的枪身部11、由作业者握持的抓握部13、以及由握持该抓握部13的作业者的手指扳动的扳机15。枪身部11沿与喷附方向相同的方向即前后方向延伸，另一方面，抓握部13从枪身部11的后部11b向下方延伸。

枪身部11由例如所谓电绝缘性树脂的电绝缘材料构成。在枪身部11的前端部11a，旋转头20以其前端部露出的状态可旋转地被支撑。另外，在枪身部11的内部，以位于旋转头20的后方的方式收容气动电动机30。进而，在枪身部11的内部，以位于抓握部13的上方的方式收容有高压发生器40。如图3所示，高压发生器40在枪身部11的内部，配置于沿旋转头20及气动电动机30的前后方向延伸的轴心CA的上方。帽部17安装于枪身部11的前端部，覆盖除前端部之外的旋转头20的外周面、以及气动电动机30的一部分。

抓握部13由例如所谓导电性树脂的导电材料构成，经由地线(未图示)接地，从而作业者即使握持抓握部13也不会在人体中积蓄电荷。在抓握部13的内部，如图3的虚线所示，形成有气体供给通路33且布设有与高压发生器40电连接的电缆43。另外，在抓握部13的下端部13a(抓握部13中的、与由作业者握持的部位相比位于下侧的部位)处设置有连接端口部14。在连接端口部14处，从前侧起顺序设置有涂料供给端口14a、电源端口14b及气体供给端口14c。

涂料供给端口14a连接有用于从涂料供给装置向手持静电涂装枪3供给涂料P1的涂料软管55。涂料供给端口14a经由涂料供给软管19与形成于枪身部11中的气动电动机30的后侧的涂料导入端口51连接。涂料导入端口51与插入气动电动机30的旋转轴31(参照图4)的内部的涂料供给管50连通。由此，从涂料供给装置送出的涂料P1经由涂料软管55及涂料供给软管19向涂料供给管50供给。此外，本实施方式的涂料软管55及涂料供给软管19可以视为本发明的“用于对旋转雾化头供给涂料的涂料流路”。

电源端口14b处与用于从电源(未图示)向手持静电涂装枪3供电的电源线缆45连接。电源端口14b经由电缆43与高压发生器40连接。由此，经由电源线缆45及电缆43向高压发生器40供电。此外，本实施方式的电源线缆45及电缆43可以视为本发明的“用于向高压发生器供电的电流通路”。

气体供给端口14c处与用于从气体供给装置向手持静电涂装枪3供给高压气体的气体软管35连接。气体供给端口14c经由气体供给通路33与气动电动机30连接。由此，经由气体软管35及气体供给通路33，向气动电动机30供给高压气体。此外，本实施方式的气体软管35及气体供给通路33可以视为本发明的“用于向气动电动机供给气体的气体流路”。

扳机15以转动轴15a为中心可前后转动地安装于枪身部11。扳机15构成为，如果握持抓握部13的作业者扳动该扳机15，则打开触发阀(未图示)，将从涂料供给装置经由涂料软管55及涂料供给软管19供给至枪身部11的涂料P1，通过涂料供给管50向旋转头20供给。

图4是示意地表示旋转头20的剖面图。旋转头20构成为，前端部(槽部29)形成喷出涂料P1的槽27(参照图5)，将被供给的液体的涂料P1通过由于该旋转头20的旋转产生的离心力而释出(喷出)。如图4所示，该旋转头20形成为大致圆筒状，含有形成于基端侧(后侧)的安装部21和形成于前端侧(前侧)的头部23。此外，旋转头20的直径例如为20～50(mm)。安装部21以相对于气动电动机30的旋转轴31外侧嵌合的方式安装。此外，气动电动机30的旋转轴31形成中空状，如上述所示，其内部配置有用于将涂料P1向头部23供给的涂料供给管50。

头部23具有：第1内周面23a，其随着朝向前端侧而扩径，形成如圆锥台的倾斜面那样的形状；第2内周面23b，其从第1内周面23a的前端部开始以比第1内周面23a更陡的斜率随着朝向前端侧而扩径，形成如圆锥台的倾斜面那样的形状；以及外周面23c，其形成大致圆柱周面形状。在第1内周面23a的径向内侧设置有纽25，通过第1内周面23a和纽25分隔出涂料空间S。涂料供给管50的前端面朝该涂料空间S。纽25的外缘部形成有用于从涂料空间S流出涂料P1的流出孔25a。第2内周面23b作为从流出孔25a流出后的涂料P1由于离心力被扩散的扩散面起作用。第2内周面23b的前端部形成有由多个槽27构成的槽部29。

图5是示意地表示旋转头20的前端部的立体图。槽27设置为用于将涂料P1以线状释出。具体而言，槽27形成为，在沿着第2内周面23b向径向外侧倾斜的同时沿轴向延伸，直至旋转头20的前端。槽27在周向上设置多个(例如600～1200条)。另外，各槽27形成为截面V字状(三角形状)。槽27的截面显露于外周面23c，因此，旋转头20的前端部在从外周面23c侧观察下成为锯齿形状。

气动电动机30配置于壳体10的枪身部11处的旋转头20的后方且配置于抓握部13的前侧。气动电动机30的旋转轴31与旋转头20连结，构成为使用从气体供给装置经由气体软管35及气体供给通路33供给的高压气体向旋转头20施加旋转动力。该气动电动机30为了尽可能减轻对作业者的负担而相对小型地构成。气动电动机30的转速由气动电动机控制器7控制。另外，在气动电动机30的周围，如图1所示，设置有以握住旋转轴31的方式使气动电动机30的旋转停止的制动机构37。

高压发生器40构成为，用于向涂料P1施加电压，使负高压产生并施加至旋转头20，从而使旋转头20带负电。由此，作为负电极的旋转头20与接地的、作为正电极的工件W之间形成强静电场。

由此，在本实施方式的手持静电涂装枪3中，由于不使用成形空气而通过在旋转头20与工件W之间形成的静电场中的静电力，涂料P1被静电微粒化，所以附着在工件W上的涂料颗粒、浮游在工件W附近的涂料颗粒不会由于成形空气的伴随气流而被卷升，能够提高涂覆效率。进而，通过从旋转头20的前端部进行辉光放电而产生离子风，从而能够辅助雾状涂料P1的稳定飞行及图案形成。

-静电喷涂-

在使用如上所述构成的静电涂装装置1进行工件W的涂装的情况下，首先使静电涂装装置1启动，使旋转头20高速旋转，并且通过向旋转头20施加负的高电压而在旋转头20与工件W之间形成静电场。然后，通过作业者扣动扳机15，触发阀打开，从涂料供给装置经由涂料供给软管19供给至枪身部11的涂料P1通过涂料供给管50供给至旋转头20。

供给至旋转头20内的涂料P1受到离心力的影响，从形成于旋转头20的第2内周面23b的前端部的槽部29(多个槽27)沿离心力方向以线状被释出。线状的涂料P1由于形成于旋转头20与工件W之间的静电场的静电力，分裂为液滴状而被静电微粒化。被静电微粒化的涂料P1由于其自身所具有的负电荷向接地状态的工件W被牵引而被涂覆，由此，在工件W的表面形成涂装膜P2。

-通过控制进行的安全性提高-

在这里，如本实施方式所示，在不使用成形空气的类型的手持静电涂装枪3中，由于不存在从后侧朝向前侧的空气，所以从旋转头20的前端部释出的涂料P1沿旋转切线方向飞出，涂料P1附着在保护罩上，涂装不成立，因此，存在难以在旋转头20的外侧设置保护罩的问题。

然而，如图5所示，旋转头20的前端部为了使涂料P1微粒化而被锐利地加工，因此高速旋转的旋转头20被作业者接触则可能被割伤等，从而需要某种安全对策。

因此，本实施方式的手持静电涂装枪3中，气动电动机控制器7构成为，在从旋转头20释出的电流值增加的情况下，使气动电动机30的转速降低。进而，在从旋转头20释出的电流值的每单位时间的变化量(增加量)大于规定变化量(规定增加量)的情况下、或者从旋转头20释出的电流值的绝对值大于规定值的情况下，高压控制器5构成为使高压发生器40的输出电压为0，并且气动电动机控制器7构成为使气动电动机30的旋转停止。并且，气动电动机控制器7构成为，在使气动电动机30的旋转停止的情况下，使用制动机构37。

如上所述，如果高压发生器40的电压大致恒定，则从旋转头20释出的电流值与位于旋转头20前方的工件W、作业者等和旋转头20之间的空间电阻值相应地变动。并且，所述空间电阻值已知是随着工件W、作业者等和旋转头20之间的距离越近则空间电阻值就越小。

因此，在本实施方式中，如果旋转头20向工件W、作业者接近，则从旋转头20释出的电流值增加，所以为了使所述电流值恒定而高压控制器5发出指令使高压发生器40的输出电压降低。此时，表示电流值已增加的情况的信息从高压控制器5向气动电动机控制器7传送，以此为触发，气动电动机控制器7发出指令而使气动电动机30的转速降低，因此，能够抑制高速旋转的旋转头20与工件W、作业者等接触的情况。由此，即使是难以在旋转头20的外侧设置保护罩的、不使用成形空气的类型的手持静电涂装枪3，也能够确保静电涂装时的安全性。

进而，在与旋转头20向工件W、作业者等的通常接近相比紧急性高的情况下，具体而言，电流值的每单位时间的变化量大于规定变化量的情况(工件W、作业者等与旋转头20急速接近的情况)、电流值的绝对值大于规定值的情况(工件W、作业者等与旋转头20之间的距离极短的情况)下，由于高压控制器5发出指令而将高压发生器40的输出电压为0，并且气动电动机控制器7发出指令而停止气动电动机30的旋转，从而能够防止作业者的触电、割伤等。

此外，即使在仅通过针对气动电动机30的输出停止指令难以应对急剧的转速降低的情况下，也能够通过气动电动机控制器7发出指令，而在向气动电动机30的高压气体的供给停止后使制动机构37动作而握住旋转轴31，从而能够更早、更可靠地使气动电动机30停止，由此，能够进一步可靠地确保安全性。

-通过构造进行的操作性提高-

另外，本实施方式的手持静电涂装枪3通过具有上述构成，实现了其操作性的提高。具体而言，通过在枪身部11中的远离不得不配置于前侧的旋转头20及气动电动机30的抓握部13的上方配置高压发生器40，从而手持静电涂装枪3取得握持抓握部13的作业者难以感受到重量的重心平衡，因此，能够实现不会给作业者产生负担的构造。由此，能够提高使用手持静电涂装枪3的作业者进行静电喷涂的操作性。

并且，通过将高压发生器40远离旋转头20及气动电动机30配置，从而在能够高效地向涂料P1施加电压的同时，即使万一手持静电涂装枪3的前端部与人接触也能够确保绝缘性，能够提高静电喷涂时的安全性。

进而，通过将高压发生器40与旋转头20及气动电动机30配置于不同的高度，能够进一步确保绝缘距离，进一步提高静电喷涂时的安全性。

此外，在本实施方式的手持静电涂装枪3中，由涂料软管55及涂料供给软管19构成的涂料流路、由气体软管35及气体供给通路33构成的气体流路、以及由电源线缆45及电缆43构成的电流通路被布设为，穿过设置于抓握部13的下端部13a的连接端口部14。由此，能够在抓握部13中的、与由作业者握持的部位相比位于下侧的部位处汇集多个流路，由此，不会成为握持抓握部13时的妨碍，能够将多个软管35、55、线缆45等简洁且整齐地与连接端口部14连接，因此，能够提高静电喷涂的操作性。

(其它实施方式)

本发明不限定于实施方式，可以在不脱离其主旨或主要特征的前提下以其它各种方式实施。

在上述实施方式中，针对涂料P1为水性涂料的情况进行了说明，但不限定于此，涂料P1也可以是油性涂料(溶剂涂料)。

另外，在上述实施方式中，在不使用成形空气的类型的手持静电涂装枪3中应用了本发明，但并不限于此，也可以在例如使用成形空气的类型的手持静电涂装枪中应用本发明。

进而，在上述实施方式中，在静电微粒化式的静电涂装装置1中应用了本发明，但不限于此，在利用机械力(例如压缩空气、施加在涂料上的高压力)使涂料从手持涂装枪喷射而微粒化、并对其施加电荷的方式(空气雾化式、无气雾化式)的静电涂装装置中也可以应用本发明。

另外，在上述实施方式中，将气体供给通路33设置于抓握部13的内部，但不限于此，也可以构成为利用与例如涂料供给软管19平行地从连接端口部14向枪身部11延伸的软管构成气体供给通路33。

如上所述，上述的实施方式在各个方面都仅不过是例示，不能进行限定地解释。此外，属于与权利要求书的范围的均等范围的变形及变更全部包括在本发明的范围内。

根据本发明，由于能够提高作业者进行的静电喷涂的操作性，因此应用于手持静电涂装枪是非常有益的。

Claims (4)

1.一种手持静电涂装枪，其配置为将带电的雾状涂料喷附于被喷涂物，

其特征在于，具备：

枪身部，沿与喷附方向相同的方向即前后方向延伸；

抓握部，从所述枪身部的后部向下方延伸，由作业者握持；

旋转雾化头，其配置为，在所述枪身部的前端部可旋转地被支撑，喷出涂料；

气动电动机，其配置为，位于所述枪身部处的所述旋转雾化头的后方，对该旋转雾化头施加旋转动力；以及

高压发生器，其配置为向从所述旋转雾化头喷出的涂料施加电压，

所述气动电动机配置于所述抓握部的前侧，而所述高压发生器配置于所述抓握部的上方。

2.根据权利要求1所述的手持静电涂装枪，其特征在于，

用于向所述旋转雾化头供给涂料的涂料流路、用于向所述气动电动机供给气体的气体流路、以及用于向所述高压发生器供电的电流通路被布设为，穿过所述抓握部中的、与由作业者握持的部位相比位于下侧的部位。

3.根据权利要求1所述的手持静电涂装枪，其特征在于，

所述高压发生器配置于沿所述旋转雾化头及所述气动电动机的前后方向延伸的轴心的上方。

4.根据权利要求1所述的手持静电涂装枪，其特征在于，

所述手持静电涂装枪配置为，不使用成形空气而是利用静电力使涂料微粒化。

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