JP2006110448A - Electrostatic coating apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、外部電極を備えた間接帯電方式の静電塗装装置に関するものである。 The present invention relates to an indirect charging type electrostatic coating apparatus provided with an external electrode.
静電塗装装置は、直接帯電方式と間接帯電方式とに分類することができ、この両者の方式とも、回転霧化頭を含む噴霧ヘッドを備えたベル型と、スプレーノズルを含む噴霧ヘッドを備えたガン型とが知られている。 The electrostatic coating apparatus can be classified into a direct charging system and an indirect charging system. Both of these systems include a bell type having a spray head including a rotary atomizing head and a spray head including a spray nozzle. It is known as a gun type.
間接帯電方式の静電塗装装置の代表例は、外部電極を備えた静電塗装装置である。特許文献1は、外部電極を備えた静電塗装装置の典型例を開示している。すなわち、この種の静電塗装装置は、噴霧ヘッドの周囲に外部電極を有し、この外部電極に高電圧を印加して、接地された被塗物との間に電界を形成し、これにより噴霧ヘッドから放出された塗料粒子を帯電させて被塗物に塗着させる。 A representative example of the indirect charging type electrostatic coating apparatus is an electrostatic coating apparatus including an external electrode. Patent document 1 is disclosing the typical example of the electrostatic coating apparatus provided with the external electrode. That is, this type of electrostatic coating apparatus has an external electrode around the spray head, applies a high voltage to the external electrode, and forms an electric field with the grounded object, thereby The paint particles discharged from the spray head are charged and applied to the object.
この外部電極形式の静電塗装装置は、水性塗料のように導電性の塗料に適用され、噴霧ヘッドは、塗料供給通路を流れる導電性塗料によって実質的にアース電位に維持される。
間接帯電方式の静電塗装装置は、噴霧ヘッドの周囲に外部電極が存在しているため、どうしても装置の直径が大きくなるという問題がある。装置の直径つまり噴霧ヘッドと外部電極との離間距離は、外部電極に印加する電圧の大きさで実質的に規定される。すなわち、外部電極は被塗物との間で放電を発生させるだけでなく、噴霧ヘッドとの間でも放電を発生させることから、外部電極と噴霧ヘッドとの離間距離が小さすぎると、外部電極と噴霧ヘッドとの間で異常放電(ストリーマ放電)が発生して電界が不安定になる可能性が大きくなる。勿論、異常放電が生じると塗着効率が低下し、また、噴霧ヘッドなどが汚染される。 The indirect charging type electrostatic coating apparatus has a problem that the diameter of the apparatus inevitably increases because an external electrode exists around the spray head. The diameter of the apparatus, that is, the separation distance between the spray head and the external electrode is substantially defined by the magnitude of the voltage applied to the external electrode. That is, the external electrode not only generates a discharge with the object to be coated, but also generates a discharge with the spray head, so if the separation distance between the external electrode and the spray head is too small, The possibility that abnormal electric discharge (streamer electric discharge) occurs between the spraying head and the electric field becomes unstable is increased. Of course, when an abnormal discharge occurs, the coating efficiency decreases, and the spray head and the like are contaminated.
従来の外部電極は、その先端が直径約0.2〜1.0mm程度の細い金属ワイヤで構成され、当業者は「放電針」と呼んでいる。この放電針に関するコロナ放電域とストリーマ放電域との関係を図1に示す。図1の横軸は、放電針と噴霧ヘッドとの離間距離であり右に行くほど離間距離が大きくなる。図1の縦軸は、放電針の針先電圧であり上に行くほど高電圧になる。図1のデータによれば、例えば、放電針の針先電圧が−80kVのときには、放電針と噴霧ヘッドとの離間距離として約130mm以上確保しないと、放電針と噴霧ヘッドとの間でストリーマ放電が発生してしまうことが分かる。 A conventional external electrode is composed of a thin metal wire having a tip of about 0.2 to 1.0 mm in diameter, and those skilled in the art call it a “discharge needle”. The relationship between the corona discharge area and the streamer discharge area relating to this discharge needle is shown in FIG. The horizontal axis in FIG. 1 is the separation distance between the discharge needle and the spray head, and the separation distance increases toward the right. The vertical axis in FIG. 1 is the needle tip voltage of the discharge needle, and the voltage increases as it goes upward. According to the data of FIG. 1, for example, when the tip voltage of the discharge needle is −80 kV, unless the distance between the discharge needle and the spray head is about 130 mm or more, the streamer discharge is generated between the discharge needle and the spray head. It turns out that will occur.
静電塗装装置は、直接帯電方式、間接帯電方式の如何を問わず、小さな被塗物や複雑な形状面を備えた被塗物を塗装する場合には小型である方が好ましい。 Regardless of whether the electrostatic coating apparatus is a direct charging system or an indirect charging system, it is preferable that the electrostatic coating apparatus be small in size when coating a small object or an object having a complicated shape surface.
本発明の目的は、従来と同じ電圧を外部電極に印加したとしても外部電極を噴霧ヘッドに接近して配置することのできる静電塗装装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an electrostatic coating apparatus in which an external electrode can be disposed close to a spraying head even when the same voltage as that of the related art is applied to the external electrode.
本発明の他の目的は、塗着効率を向上させることのできる間接帯電方式の静電塗装装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide an indirect charging type electrostatic coating apparatus capable of improving the coating efficiency.
本願発明者は、外部電極の先端形状に着目することで本発明を案出するに至ったものである。図2は、外部電極の先端形状を球形又は半球状にして、その曲面を噴霧ヘッドと対面させた場合のコロナ放電域とストリーマ放電域との関係を示す実験結果である。図2の横軸は外部電極と噴霧ヘッドとの離間距離であり図1と同様に右に行くほど離間距離が大きくなる。図2の縦軸は、外部電極の先端電圧であり上に行くほど高電圧になる。前述した図1(従来の放電針)と対比すると理解できるように、外部電極の先端を曲面で構成した場合にはコロナ放電領域が拡大し、例えば外部電極の球状先端が−80kVのとき、外部電極と噴霧ヘッドとの離間距離が例えば50mmであってもストリーマ放電域には入らないことが分かる。 The inventor of the present application has come up with the present invention by paying attention to the tip shape of the external electrode. FIG. 2 shows the experimental results showing the relationship between the corona discharge region and the streamer discharge region when the tip shape of the external electrode is made spherical or hemispherical and the curved surface faces the spray head. The horizontal axis in FIG. 2 is the separation distance between the external electrode and the spray head, and the separation distance increases toward the right as in FIG. The vertical axis in FIG. 2 is the tip voltage of the external electrode, and the voltage increases as it goes upward. As can be understood from comparison with FIG. 1 (conventional discharge needle) described above, when the tip of the external electrode is configured with a curved surface, the corona discharge region is enlarged. For example, when the spherical tip of the external electrode is −80 kV, It can be seen that even if the separation distance between the electrode and the spray head is 50 mm, for example, it does not enter the streamer discharge region.
本発明によれば、上述の課題を達成すべく、
噴霧ヘッドの周囲に外部電極を備えた静電塗装装置であって、
前記外部電極の先端形状が、ワークと対面する側が電界集中し易い形状に形作られ、噴霧ヘッドと対面する側が電界緩和し易い形状に形作られていることを特徴とする静電塗装装置が提供される。
According to the present invention, in order to achieve the above-mentioned problem,
An electrostatic coating device provided with external electrodes around the spray head,
Provided is an electrostatic coating apparatus characterized in that the tip shape of the external electrode is formed into a shape in which the side facing the work is likely to concentrate an electric field, and the side facing the spray head is formed into a shape in which the electric field is easily relaxed. The
これによれば、外部電極の先端形状として、噴霧ヘッドと対面する側が電界緩和し易い形状に形作られているため、噴霧ヘッドとの間のコロナ放電は従来に比べて相対的に弱くなり、その分、外部電極を噴霧ヘッドに近づけて設置することができるため、間接帯電方式の静電塗装装置を小型化することが可能になる。 According to this, as the tip shape of the external electrode, the side facing the spray head is formed in a shape that is easy to relax the electric field, so the corona discharge between the spray head and the spray head is relatively weak compared to the conventional one. Since the external electrode can be installed close to the spray head, the indirect charging type electrostatic coating apparatus can be downsized.
また、外部電極と噴霧ヘッドとの間の比較的弱いコロナ放電より、両者間に流れる電流の値が従来に比べて小さくなるため、その分、外部電極の先端の電圧が高くなる。また、外部電極の先端形状として、ワークと対面する側が電界集中し易い形状に形作られているため、外部電極とワークとの間に強い電界を作ることができ、これにより塗料粒子の塗着効率を高めることができる。 Further, since the value of the current flowing between the external electrode and the spray head between the two is smaller than that in the prior art, the voltage at the tip of the external electrode increases accordingly. In addition, the tip of the external electrode is shaped so that the electric field is concentrated on the side facing the workpiece, so that a strong electric field can be created between the external electrode and the workpiece, thereby increasing the coating particle application efficiency. Can be increased.
以下に、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施例を説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図3は、実施例の外部電極を備えた静電塗装装置を示す。図示の静電塗装装置1は、例示としてベル型の塗装装置であるが、ガン型の塗装装置であってもよい。静電塗装装置1は、高速回転する回転霧化頭2の周囲に配置された複数の外部電極3を有し、外部電極3には、高電圧発生器4から高電圧が供給される。外部電極3の先端は、ワークWと対面する側3aと、回転霧化頭2と対面する側3bとでは異なった形状を有し、ワークWと対面する側3aは電界集中し易い形状に形作られ、他方、回転霧化頭2と対面する側3bは電界を緩和し易い形状に形作られている。
FIG. 3 shows an electrostatic coating apparatus provided with the external electrode of the embodiment. The illustrated electrostatic coating apparatus 1 is a bell-type coating apparatus as an example, but may be a gun-type coating apparatus. The electrostatic coating apparatus 1 has a plurality of
図4は、外部電極3の先端形状の一例を示す。図4の例では、ワークWと対面する側3aがワークWに向けて先細りの尖った形状又は従来と同じ直径約0.2〜1.0mm程度の細い金属ワイヤで作られており、回転霧化頭2と対面する側3bが曲面形状に作られている。回転霧化頭2と対面する側3bの曲面形状の典型例は球面である。
FIG. 4 shows an example of the tip shape of the
図5は、外部電極3の先端形状の他の一例を示す。この図5の例では、ワークWと対面する側3aが鋭角の角張った形状に作られており、回転霧化頭2と対面する側3bが平面で構成され、この平面の各縁はエッジを落として丸み付けた曲面で構成される。
FIG. 5 shows another example of the tip shape of the
このように外部電極3の先端形状を、ワークWと対面する側3aと、回転霧化頭2と対面する側3bとで異ならせ、ワークWと対面する側3aを電界集中し易い形状に形作ってワークWとの間で放電が起こり易くし、他方、回転霧化頭2と対面する側3bを電界集中し難い形状、換言すれば電界緩和し易い形状に形作ることで、回転霧化頭2との間では放電が起こり難くすることで、外部電極3を回転霧化頭2に近づけた外部電極3の配置が可能になる。
In this way, the tip shape of the
すなわち、従来であれば、前述したように、外部電極に印加する電圧によって噴霧ヘッドと外部電極との離間距離が実質的に規定されていたが、本発明にように、外部電極3の先端形状に工夫を施すことにより、回転霧化頭2と外部電極との離間距離は、外部電極に印加する電圧だけでなく、他のファクタとして、回転霧化頭2と対面する側3bの形状によって規定され、この回転霧化頭2と対面する側3bの形状を電界緩和し易い形状にすることで、回転霧化頭2と外部電極との離間距離を従来よりも小さく設定することが可能になる。勿論、どの程度まで外部電極3を回転霧化頭2に近づけることができるかは、外部電極3と回転霧化頭2との間で適度なコロナ放電が発生するなどの条件を満たす必要があることから、実験により決定する必要があることは言うまでもない。
That is, conventionally, as described above, the separation distance between the spray head and the external electrode is substantially defined by the voltage applied to the external electrode. However, as in the present invention, the tip shape of the
図6は、対比のために従来の静電塗装装置10を示す。この従来の静電塗装装置10の構成は、外部電極として放電針11が用いられ、他の構成は図3の実施例の静電塗装装置1と同じである。
FIG. 6 shows a conventional
図6に図示の従来例において、放電針11と回転霧化頭2のエッジと離間距離L1を85mmに設定し、また、高電圧発生器4から−80kVの高電圧を放電針11に供給したときに、放電針11と回転霧化頭2とのコロナ放電により回転霧化頭2に向けて240μAが流れたとする。この電流は回転霧化頭2に塗料を供給する塗料供給通路6を通じて実質的にアースされる。したがって、放電針11の先端の電圧は、実質的に−80kVに近い電圧となる。
In the conventional example shown in FIG. 6, the
これに対して、図3の実施例の静電塗装機1では、外部電極3の回転霧化頭2と対面する側3bが電界緩和し易い形状に形作られているため、外部電極3と回転霧化頭2との離間距離L2を上述した放電針11と回転霧化頭2との離間距離L1と同じに設定した場合には、外部電極3と回転霧化頭2との間のコロナ放電は弱く、したがって外部電極3と回転霧化頭2との間に流れる電流は、例えば80μA程度の僅かな電流値となり、その分、外部電極3の先端の電圧が上昇することになる。他方、外部電極3のワークWと対面する側3aは電界集中し易い形状に形作られているため、ワークWとの間で強いコロナ放電が生じ、これにより外部電極3とワークWとの間の電界は強くなり、これにより塗料粒子への帯電効果が高まることから塗着効率を高めることができる。
On the other hand, in the electrostatic coating machine 1 of the embodiment of FIG. 3, the
外部電極3の回転霧化頭2との間のコロナ放電が弱くなることは、これを別の観点から見れば、両者間で異常放電する可能性が低くなることから、外部電極3を回転霧化頭2に接近して配置させて、静電塗装装置1の径寸法を小さくすることができるため、静電塗装装置1の小型化が可能になる。
If the corona discharge between the
叙上の説明は回転霧化頭を備えたベル型静電塗装装置を例に説明したが、スプレーを含む噴霧ヘッドを備えたガン型静電塗装装置にあっても同様であり、本発明を適用することによりベル型と実質的に同じ作用効果を奏することは言うまでもない。 The above description has been given by taking a bell-type electrostatic coating apparatus having a rotary atomizing head as an example, but the same applies to a gun-type electrostatic coating apparatus having a spray head including a spray. Needless to say, the application has substantially the same effect as the bell type.
1 間接帯電方式の静電塗装装置
2 回転霧化頭
3 外部電極
3a 外部電極のワークと対面する側
3b 外部電極の回転霧化頭と対面する側
4 高電圧発生器
W ワーク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Indirect charging type
Claims (7)
前記外部電極の先端形状が、ワークと対面する側が電界集中し易い形状に形作られ、噴霧ヘッドと対面する側が電界緩和し易い形状に形作られていることを特徴とする外部電極を備えた静電塗装装置。 An electrostatic coating device provided with external electrodes around the spray head,
The electrostatic electrode having an external electrode, wherein the tip of the external electrode is formed in a shape in which the side facing the workpiece is likely to concentrate an electric field, and the side facing the spray head is formed in a shape in which the electric field is easily relaxed. Painting equipment.
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JP2008080240A (en) * | 2006-09-27 | 2008-04-10 | Abb Kk | Electrostatic coating device |
JP2008183484A (en) * | 2007-01-26 | 2008-08-14 | Matsushita Electric Works Ltd | Electrostatic atomizer |
JP2010064035A (en) * | 2008-09-12 | 2010-03-25 | Asahi Sunac Corp | Electrostatic ejection apparatus |
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