JP2022130787A - 静電塗装ハンドガン - Google Patents

静電塗装ハンドガン Download PDF

Info

Publication number
JP2022130787A
JP2022130787A JP2021029370A JP2021029370A JP2022130787A JP 2022130787 A JP2022130787 A JP 2022130787A JP 2021029370 A JP2021029370 A JP 2021029370A JP 2021029370 A JP2021029370 A JP 2021029370A JP 2022130787 A JP2022130787 A JP 2022130787A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
paint
electrostatic
hand gun
air motor
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2021029370A
Other languages
English (en)
Inventor
一基 田中
Kazumoto Tanaka
真二 谷
Shinji Tani
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2021029370A priority Critical patent/JP2022130787A/ja
Priority to US17/583,743 priority patent/US20220274122A1/en
Priority to EP22154503.1A priority patent/EP4049759A1/en
Priority to CN202210177086.XA priority patent/CN114950763A/zh
Publication of JP2022130787A publication Critical patent/JP2022130787A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/04Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces
    • B05B5/0403Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces characterised by the rotating member
    • B05B5/0407Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces characterised by the rotating member with a spraying edge, e.g. like a cup or a bell
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/005Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means the high voltage supplied to an electrostatic spraying apparatus being adjustable during spraying operation, e.g. for modifying spray width, droplet size
    • B05B5/006Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means the high voltage supplied to an electrostatic spraying apparatus being adjustable during spraying operation, e.g. for modifying spray width, droplet size the adjustement of high voltage is responsive to a condition, e.g. a condition of material discharged, of ambient medium or of target
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/04Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/035Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by gasless spraying, e.g. electrostatically assisted airless spraying
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/04Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces
    • B05B5/0403Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces characterised by the rotating member
    • B05B5/0411Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces characterised by the rotating member with individual passages at its periphery
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/04Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces
    • B05B5/0415Driving means; Parts thereof, e.g. turbine, shaft, bearings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/053Arrangements for supplying power, e.g. charging power
    • B05B5/0531Power generators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/08Plant for applying liquids or other fluent materials to objects
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B15/00Details of spraying plant or spraying apparatus not otherwise provided for; Accessories
    • B05B15/60Arrangements for mounting, supporting or holding spraying apparatus
    • B05B15/63Handgrips
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B3/00Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements
    • B05B3/02Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements
    • B05B3/10Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements discharging over substantially the whole periphery of the rotating member, i.e. the spraying being effected by centrifugal forces
    • B05B3/1064Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements discharging over substantially the whole periphery of the rotating member, i.e. the spraying being effected by centrifugal forces the liquid or other fluent material to be sprayed being axially supplied to the rotating member through a hollow rotating shaft
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/04Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces
    • B05B5/0422Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces comprising means for controlling speed of rotation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/043Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns using induction-charging

Landscapes

  • Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)

Abstract

【課題】静電塗装ハンドガンにおいて、作業者による静電スプレー塗装の作業性を向上させる。【解決手段】帯電した霧状の塗料をワークに吹き付ける静電塗装ハンドガン3である。吹き付け方向と同じ方向である前後方向に延びるボディー部11と、ボディー部11の後部11bから下方に延びる、作業者によって把持されるグリップ部13と、ボディー部11の前端部11aで回転可能に支持される、塗料を吐出するための回転ヘッド20と、ボディー部11における回転ヘッド20の後方に配置され、回転ヘッド20に回転動力を与えるエアモータ30と、回転ヘッド20から吐出される塗料に電圧を印加するための高電圧発生器40と、を備えている。エアモータ30はグリップ部13よりも前側に配置されている一方、高電圧発生器40はグリップ部13の上方に配置されている。【選択図】図3

Description

本発明は、帯電した霧状の塗料を被塗物に吹き付ける静電塗装ハンドガンに関するものである。
高い塗装品質が得られる静電スプレー塗装は、近年、ロボットによる自動化が進んできているが、静電塗装用スプレーガン(静電塗装ハンドガン)を用いた作業者による静電スプレー塗装も未だに多用されている。
このような、作業者による静電スプレー塗装で用いられる静電塗装ハンドガンは、ベルと呼ばれる回転頭を用いないタイプのものが一般的であるが、中には回転頭を用いるタイプのものもあり、例えば特許文献1には、前後方向に長い銃身部と、銃身部の後端から下方へ延出するグリップ部とで、ガン本体が構成され、霧化塗料を前方へ放出する回転霧化頭と、回転霧化頭を回転させるためのタービンと、塗料に静電気を印加する高電圧印加装置と、が銃身部に内蔵された塗装ガンが開示されている。
特開2009-022930号公報
ところで、作業者による静電スプレー塗装で用いられる静電塗装ハンドガンは、ロボットでの塗装を前提とした機構となっているため、人が持って作業するには重過ぎることが多い。
例えば、上記特許文献1のものでも、主要な機能部品である、回転霧化頭、タービンおよび高電圧印加装置がすべて銃身部の前側に配置されているため、塗装ガンの重心が前側に偏ることから、グリップ部を把持した作業者が重量を感じ易い重心バランスとなっている。このため、上記特許文献1のものには、塗装ガンを用いた作業者による静電スプレー塗装の作業性に懸念があり、その点で改良の余地がある。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、静電塗装ハンドガンにおいて、作業者による静電スプレー塗装の作業性を向上させる技術を提供することにある。
前記目的を達成するため、本発明に係る静電塗装ハンドガンでは、作業者が重量を感じ難い重心バランスとなるように、主要な機能部品を静電塗装ハンドガンのボディー部に配置するようにしている。
具体的には、本発明は、帯電した霧状の塗料を被塗物に吹き付ける静電塗装ハンドガンを対象としている。
そして、この静電塗装ハンドガンは、吹き付け方向と同じ方向である前後方向に延びるボディー部と、上記ボディー部の後部から下方に延びる、作業者によって把持されるグリップ部と、上記ボディー部の前端部で回転可能に支持される、塗料を吐出するための回転霧化頭と、上記ボディー部における上記回転霧化頭の後方に配置され、当該回転霧化頭に回転動力を与えるエアモータと、上記回転霧化頭から吐出される塗料に電圧を印加するための高電圧発生器と、を備え、上記エアモータは上記グリップ部よりも前側に配置されている一方、上記高電圧発生器は上記グリップ部の上方に配置されていることを特徴とするものである。
この構成によれば、前側に配置せざるを得ない回転霧化頭およびエアモータから離れた、グリップ部の上方に高電圧発生器を敢えて配置することで、静電塗装ハンドガンが、グリップ部を把持した作業者が重量を感じ難い重心バランスとなるので、作業者に負担のかからない構造を実現することができる。したがって、静電塗装ハンドガンを用いた作業者による静電スプレー塗装の作業性を向上させることができる。
しかも、高電圧発生器を回転霧化頭およびエアモータから離して配置することで、塗料への高効率な印加を可能としつつ、万が一、静電塗装ハンドガンの先端部が人に当たった場合にも、絶縁性が確保されるので、静電スプレー塗装の際の安全性を向上させることができる。
ところで、静電塗装ハンドガンには、塗料供給装置等から延びる塗料ホースや、エア供給装置等から延びるエアホースや、高電圧発生器に電気を供給するための電源ケーブル等が接続されるところ、例えば、これらを回転霧化頭、エアモータおよび高電圧発生器の近傍にそれぞれ直接接続すると、静電塗装ハンドガンに対して複数のホース等が乱雑に繋がった状態となり、作業者による静電スプレー塗装の作業性が低下する場合がある。
そこで、上記静電塗装ハンドガンでは、上記回転霧化頭に塗料を供給するための塗料流路と、上記エアモータにエアを供給するためのエア流路と、上記高電圧発生器に電気を供給するための電気流路と、が上記グリップ部における、作業者によって把持される部位よりも下側の部位を通過するように配索されていてもよい。
この構成によれば、グリップ部における、作業者によって把持される部位よりも下側の部位で複数の流路を纏めることができ、これにより、グリップ部を把持する際の邪魔になることなく、複数のホースや電線等がグリップ部の下側の部位に簡潔に整然と接続されるので、静電スプレー塗装の作業性を向上させることができる。
また、上記静電塗装ハンドガンでは、上記高電圧発生器は、上記回転霧化頭および上記エアモータの前後方向に延びる軸心よりも上方に配置されていてもよい。
この構成によれば、高電圧発生器と回転霧化頭およびエアモータとが異なる高さに配置されることによって、さらに絶縁距離を確保して、静電スプレー塗装の際の安全性をより一層向上させることができる。
さらに、上記静電塗装ハンドガンは、シェーピングエアを用いることなく、静電気力によって塗料を微粒化するように構成されていてもよい。
上述の如く、本発明の静電塗装ハンドガンでは、高電圧発生器と回転霧化頭およびエアモータとを離間させることによって、絶縁性を確保することが可能となるので、シェーピングエアを用いることなく、特に高い電圧を用いた静電気力によって塗料を微粒化する静電微粒化式のハンドガンに好適に用いることができる。
以上説明したように、本発明に係る静電塗装ハンドガンによれば、作業者による静電スプレー塗装の作業性を向上させることができる。
本発明の実施形態に係る静電塗装ハンドガンを含む、静電塗装装置を模式的に示す図である。 回転ヘッドと被塗物との間に形成される静電界を模式的に説明する図である。 静電塗装ハンドガンを模式的に示す図である。 回転ヘッドを模式的に示す断面図である。 回転ヘッドの先端部を模式的に示す斜視図である。
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
-静電塗装装置-
図1は、本実施形態に係る静電塗装ハンドガン3を含む、静電塗装装置1を模式的に示す図である。この静電塗装装置1は、静電気力によって塗料P1(図2参照)を微粒化させる静電微粒化式の塗装装置であって、図1に示すように、静電塗装ハンドガン3と、高電圧コントローラ5と、エアモータコントローラ7と、エア供給装置(図示せず)と、塗料供給装置(図示せず)と、を備えている。
静電塗装ハンドガン3は、当該静電塗装ハンドガン3を持った作業者の人力操作により、帯電した霧状の塗料P1をワーク(被塗物)W(図4参照)に吹き付けるものであり、高電圧コントローラ5およびエアモータコントローラ7に接続されている。エア供給装置は、静電塗装ハンドガン3に設けられた回転ヘッド(回転霧化頭)20の回転駆動源となる高圧エアを、静電塗装ハンドガン3に供給する。塗料供給装置は、静電微粒化式の塗装に用いられる水性の塗料P1を静電塗装ハンドガン3に供給する。塗料P1は、例えば水分を含んだ樹脂製の塗料である。
図2は、回転ヘッド20とワークWとの間に形成される静電界を模式的に説明する図である。なお、図2は飽くまでも静電界を説明するための図であり、静電塗装ハンドガン3の形状や、静電塗装ハンドガン3における主要な機能部品の配置を正確に示すものではない。後述するように、回転ヘッド20から放出された糸状の塗料P1は、回転ヘッド20とワークWとの間に形成された静電界の静電気力によって、滴状に分裂し静電微粒化される。このようにして静電微粒化された塗料P1は、図2に示すように、それ自体が持つ負の電荷により、アース状態のワークWに引き寄せられて塗着される。これにより、ワークWの表面に塗装膜P2が形成される。
高電圧コントローラ5は、静電塗装ハンドガン3に設けられた高電圧発生器40(図3参照)の出力電圧を制御して静電界の強度を調整することにより、静電微粒化する塗料P1の粒径を塗着に適した粒径に制御したり、静電微粒化される塗料P1の粒径のばらつきを抑制したりするように構成されている。
また、高電圧コントローラ5により静電界の強度を調整することにより、塗装パターンを制御することもできる。例えば、高電圧コントローラ5により静電界の強度を大きくすると、静電微粒化された塗料P1の直進性が増すため、塗装パターンは狭くなる一方、高電圧コントローラ5により静電界の強度を小さくすると、静電微粒化された塗料P1の直進性が弱くなるため、塗装パターンは広くなる。
さらに、本実施形態では、回転ヘッド20の開口端部から放出される電流(放電電流)が常に一定になるように、高電圧発生器40の出力電圧を制御するよう高電圧コントローラ5を構成している。これにより、ワークWと回転ヘッド20との距離の変化に応じて電位差Vを変化させることから、電界強度Eの変動が抑制されることになる。具体的には、ワークWと回転ヘッド20との距離が長くなると、放電電流Iに対する抵抗成分R(空間抵抗値)が大きくなるため、出力電圧が増大する(電位差V(=R×I)が大きくなる)ように高電圧発生器40を制御する。これに対し、ワークWと回転ヘッド20との距離が短くなると、放電電流Iに対する抵抗成分R(空間抵抗値)が小さくなるため、出力電圧が低下する(電位差V(=R×I)が小さくなる)ように高電圧発生器40を制御する。これらにより、電界強度Eの変動が抑制され、その結果、静電微粒化される塗料P1の粒径のばらつきが抑制されることから、塗料P1の静電微粒化を安定させることができるとともに、塗着効率を安定させることができる。
エアモータコントローラ7は、静電塗装ハンドガン3に接続されており、上述のように、エアモータ30の回転数を制御する。また、エアモータコントローラ7は、高電圧コントローラ5と電気的に接続されていて、高電圧コントローラ5と互いに情報の受け渡しを行うように構成されている。
-静電塗装ハンドガン-
図3は、静電塗装ハンドガン3を模式的に示す図である。なお、図3では、ハウジング10のボディー部11のみを断面図で表している。また、図3の矢印Fwは、前後方向前側を示し、図3の矢印Dwは、上下方向下側を示している。静電塗装ハンドガン3は、図3に示すように、回転ヘッド20と、エアモータ30と、高電圧発生器40と、これら回転ヘッド20、エアモータ30および高電圧発生器40を支持乃至格納するハウジング10と、を備えている。
ハウジング10は、図3に示すように、キャップ17を有するボディー部11と、作業者によって把持されるグリップ部13と、当該グリップ部13を把持した作業者の指によって引かれる引き金15と、を備えている。ボディー部11は、吹き付け方向と同じ方向である前後方向に延びている一方、グリップ部13は、ボディー部11の後部11bから下方に延びている。
ボディー部11は、例えば電気絶縁性樹脂といった電気絶縁材から構成されている。ボディー部11の前端部11aには、その先端部が露出した状態で回転ヘッド20が回転可能に支持されている。また、ボディー部11の内部には、回転ヘッド20の後方に位置するように、エアモータ30が格納されている。さらに、ボディー部11の内部には、グリップ部13の上方に位置するように、高電圧発生器40が格納されている。高電圧発生器40は、図3に示すように、ボディー部11の内部において、回転ヘッド20およびエアモータ30の前後方向に延びる軸心CAよりも上方に配置されている。キャップ17は、ボディー部11の先端部に取り付けられていて、先端部を除く回転ヘッド20の外周面、および、エアモータ30の一部を覆っている。
グリップ部13は、例えば導電性樹脂といった導電材から構成されていて、アース線(図示せず)を介してアースされており、作業者がグリップ部13を把持しても人体に電荷が溜らないようになっている。グリップ部13の内部には、図3の破線で示すように、エア供給通路33が形成されているとともに、高電圧発生器40と電気的に接続される電気ケーブル43が配索されている。また、グリップ部13の下端部13a(グリップ部13における、作業者によって把持される部位よりも下側の部位)には、接続ポート部14が設けられている。接続ポート部14には、前側から順に、塗料供給ポート14a、電源ポート14bおよびエア供給ポート14cが設けられている。
塗料供給ポート14aには、塗料供給装置から静電塗装ハンドガン3へ塗料P1を供給するための塗料ホース55が接続される。塗料供給ポート14aは、塗料供給ホース19を介して、ボディー部11におけるエアモータ30の後側に形成された塗料導入ポート51と接続されている。塗料導入ポート51は、エアモータ30の回転軸31(図4参照)の内部に挿通される塗料供給管50と連通している。これにより、塗料供給装置から送り出された塗料P1が、塗料ホース55および塗料供給ホース19を介して、塗料供給管50へ供給されるようになっている。なお、請求項との関係では、本実施形態の塗料ホース55および塗料供給ホース19が、本発明でいうところの「回転霧化頭に塗料を供給するための塗料流路」に相当する。
電源ポート14bには、電源(図示せず)から静電塗装ハンドガン3へ電気を供給するための電源ケーブル45が接続される。電源ポート14bは、電気ケーブル43を介して、高電圧発生器40と接続されている。これにより、電源ケーブル45および電気ケーブル43を介して、高電圧発生器40へ電気が供給されるようになっている。なお、請求項との関係では、本実施形態の電源ケーブル45および電気ケーブル43が、本発明でいうところの「高電圧発生器に電気を供給するための電気流路」に相当する。
エア供給ポート14cには、エア供給装置から静電塗装ハンドガン3へ高圧エアを供給するためのエアホース35が接続される。エア供給ポート14cは、エア供給通路33を介して、エアモータ30と接続されている。これにより、エアホース35およびエア供給通路33を介して、エアモータ30へ高圧エアが供給されるようになっている。なお、請求項との関係では、本実施形態のエアホース35およびエア供給通路33が、本発明でいうところの「エアモータにエアを供給するためのエア流路」に相当する。
引き金15は、回動軸15aを中心に前後に回動可能に、ボディー部11に取り付けられている。引き金15は、グリップ部13を把持している作業者が当該引き金15を引くと、トリガバルブ(図示せず)を開いて、塗料供給装置から塗料ホース55および塗料供給ホース19を介してボディー部11に供給された塗料P1を、塗料供給管50を通じて回転ヘッド20に供給するように構成されている。
図4は、回転ヘッド20を模式的に示す断面図である。回転ヘッド20は、塗料P1を吐出する溝27(図5参照)が先端部(溝部29)に形成されたものであり、供給された液体の塗料P1を、当該回転ヘッド20の回転による遠心力によって放出(吐出)するように構成されている。この回転ヘッド20は、図4に示すように、略円筒状に形成されており、基端側(後側)に形成された取付部21と、先端側(前側)に形成されたヘッド部23と、を含んでいる。なお、回転ヘッド20の直径は、例えば20~50(mm)である。取付部21は、エアモータ30の回転軸31に対して外嵌合するように取り付けられている。なお、エアモータ30の回転軸31は、中空状に形成されていて、上述の如く、その内部に、塗料P1をヘッド部23に供給するための塗料供給管50が配置されている。
ヘッド部23は、先端側に向けて拡径する、円錐台形の傾斜面のような形状に形成された第1内周面23aと、第1内周面23aの先端部から、第1内周面23aよりも急勾配で先端側に向けて拡径する、円錐台形の傾斜面のような形状に形成された第2内周面23bと、略円柱周面形状をなす外周面23cと、を有している。第1内周面23aの径方向内側にはハブ25が設けられていて、第1内周面23aとハブ25とによって塗料空間Sが区画されるようになっている。この塗料空間Sには、塗料供給管50の先端が臨んでいる。ハブ25の外縁部には、塗料空間Sから塗料P1を流出させるための流出孔25aが形成されている。第2内周面23bは、流出孔25aから流出した塗料P1が遠心力により拡散される拡散面として機能する。第2内周面23bの先端部には、複数の溝27で構成される溝部29が形成されている。
図5は、回転ヘッド20の先端部を模式的に示す斜視図である。溝27は、塗料P1を糸状に放出するために設けられている。具体的には、溝27は、第2内周面23bに沿って径方向外側に傾斜しながら軸方向に延びていて、回転ヘッド20の先端(前端)まで達するように形成されている。溝27は、周方向に複数(例えば600~1200条)設けられている。また、各溝27は、断面V字状(三角形状)に形成されている。溝27の断面は、外周面23cに現れており、このため、回転ヘッド20の先端部は外周面23c側から見てギザギザ形状になっている。
エアモータ30は、ハウジング10のボディー部11における、回転ヘッド20の後方で、且つ、グリップ部13よりも前側に配置されている。エアモータ30は、その回転軸31が回転ヘッド20に連結されていて、エア供給装置から、エアホース35およびエア供給通路33を介して、供給される高圧エアを用いて回転ヘッド20に回転動力を与えるように構成されている。このエアモータ30は、作業者への負担を軽減すべく相対的に小型に構成されている。エアモータ30の回転数は、エアモータコントローラ7によって制御されるようになっている。また、エアモータ30の周囲には、回転軸31を掴むことで、エアモータ30の回転を停止させるブレーキ機構37が設けられている。
高電圧発生器40は、塗料P1に電圧を印加するためのものであり、負の高電圧を発生させて回転ヘッド20に印加することにより、回転ヘッド20を負に帯電させるように構成されている。これにより、負電極としての回転ヘッド20と、接地された、正電極としてのワークWとの間に、強い静電界が形成されるようになっている。
このように、本実施形態の静電塗装ハンドガン3では、シェーピングエアを用いずに、回転ヘッド20とワークWとの間に形成された静電界における静電気力によって、塗料P1が静電微粒化されることから、ワークWに付着した塗料粒子や、ワークW近傍に浮遊する塗料粒子が、シェーピングエアの随伴流によって巻き上げられないので、塗着効率を向上させることができる。さらに、回転ヘッド20の先端部からグロー放電によるイオン風を発生させることにより、霧状の塗料P1の安定的な飛行およびパターン形成を補助することが可能となっている。
-静電スプレー塗装-
以上のように構成された静電塗装装置1を用いてワークWの塗装を行う場合には、先ず静電塗装装置1を起動させて、回転ヘッド20を高速回転させるとともに、回転ヘッド20に負の高電圧を印加することにより回転ヘッド20とワークWとの間に静電界を形成する。その後、作業者が引き金15を引くことにより、トリガバルブが開き、塗料供給装置から塗料供給ホース19を介してボディー部11に供給された塗料P1が、塗料供給管50を通じて回転ヘッド20に供給される。
回転ヘッド20内に供給された塗料P1は、遠心力の影響を受けて、回転ヘッド20の第2内周面23bの先端部に形成された溝部29(複数の溝27)から遠心力方向に糸状に放出される。糸状の塗料P1は、回転ヘッド20とワークWとの間に形成された静電界の静電気力によって、滴状に分裂し静電微粒化される。静電微粒化された塗料P1は、それ自体が持つ負の電荷により、アース状態のワークWに引き寄せられて塗着され、これにより、ワークWの表面に塗装膜P2が形成される。
-制御による安全性の向上-
ここで、本実施形態のように、シェーピングエアを用いないタイプの静電塗装ハンドガン3では、後側から前側に向かうエアが存在しないことから、回転ヘッド20の先端部から放出された塗料P1が回転接線方向に飛び出し、塗料P1が保護カバーに付着してしまい、塗装が成立しないため、回転ヘッド20の外側に保護カバーを設けることが困難であるという問題がある。
しかしながら、回転ヘッド20の先端部は、図5に示すように、塗料P1を微粒化させるために鋭利に加工されているため、高速回転している回転ヘッド20に作業者が触れると切創等の可能性があることから、何らかの安全対策が必要となる。
そこで、本実施形態の静電塗装ハンドガン3では、回転ヘッド20から放出される電流値が増加した場合には、エアモータ30の回転数を低下させるようにエアモータコントローラ7を構成している。加えて、回転ヘッド20から放出される電流値の単位時間当たりの変化量(増加量)が所定変化量(所定増加量)よりも大きい場合、または、回転ヘッド20から放出される電流値の絶対値が所定値よりも大きい場合には、高電圧発生器40の出力電圧を0にするように高電圧コントローラ5を構成するとともに、エアモータ30の回転を停止させるようにエアモータコントローラ7を構成している。しかも、エアモータ30の回転を停止させる場合には、ブレーキ機構37を用いるようにエアモータコントローラ7を構成している。
上述の如く、回転ヘッド20から放出される電流値は、高電圧発生器40の電圧が概ね一定であれば、回転ヘッド20の前方に位置するワークWや作業者等と回転ヘッド20との間の空間抵抗値に応じて変動する。そうして、かかる空間抵抗値は、ワークWや作業者等と回転ヘッド20との距離が縮まるほど小さくなる。
それ故、本実施形態では、回転ヘッド20がワークWや作業者に接近すると、回転ヘッド20から放出される電流値が増大するので、かかる電流値を一定にするべく、高電圧コントローラ5が指令を出して、高電圧発生器40の出力電圧を低下させる。このとき、電流値が増大したことを表す情報が高電圧コントローラ5からエアモータコントローラ7へ伝達され、それをトリガーとして、エアモータコントローラ7が指令を出して、エアモータ30の回転数を低下させるので、高速回転する回転ヘッド20がワークWや作業者等と接触するのを抑えることができる。これにより、回転ヘッド20の外側に保護カバーを設けることが困難な、シェーピングエアを用いないタイプの静電塗装ハンドガン3においても、静電塗装時における安全性を確保することができる。
加えて、通常の接近に比べて緊急性が高い場合、具体的には、電流値の単位時間当たりの変化量が所定変化量よりも大きい場合(ワークWや作業者等と回転ヘッド20とが急接近した場合)や、電流値の絶対値が所定値よりも大きい場合(ワークWや作業者等と回転ヘッド20との距離が極端に短い場合)には、高電圧コントローラ5が指令を出して、高電圧発生器40の出力電圧を0にするとともに、エアモータコントローラ7が指令を出して、エアモータ30の回転を止めることから、作業者の感電や切創等を防止することができる。
さらに、エアモータ30への出力停止指令だけでは急激な回転数低下に対応困難な場合でも、エアモータコントローラ7が指令を出して、エアモータ30への高圧エアの供給が止まった後に、ブレーキ機構37を作動させて、回転軸31を掴むことで、より早くより確実にエアモータ30を停止させることができ、これにより、安全性をより一層確実に確保することができる。
-構造による作業性の向上-
また、本実施形態の静電塗装ハンドガン3は、上述の構成を備えることで、その作業性の向上が図られている。具体的には、ボディー部11における、前側に配置せざるを得ない回転ヘッド20およびエアモータ30から離れた、グリップ部13の上方に高電圧発生器40を敢えて配置することで、静電塗装ハンドガン3が、グリップ部13を把持した作業者が重量を感じ難い重心バランスとなるので、作業者に負担のかからない構造を実現することができる。したがって、静電塗装ハンドガン3を用いた作業者による静電スプレー塗装の作業性を向上させることができる。
しかも、高電圧発生器40を回転ヘッド20およびエアモータ30から離して配置することで、塗料P1への高効率な印加を可能としつつ、万が一、静電塗装ハンドガン3の先端部が人に当たった場合にも、絶縁性が確保されるので、静電スプレー塗装の際の安全性を向上させることができる。
加えて、高電圧発生器40と回転ヘッド20およびエアモータ30とが異なる高さに配置されることによって、さらに絶縁距離を確保して、静電スプレー塗装の際の安全性をより一層向上させることができる。
さらに、本実施形態の静電塗装ハンドガン3では、塗料ホース55および塗料供給ホース19で構成される塗料流路と、エアホース35およびエア供給通路33で構成されるエア流路と、電源ケーブル45および電気ケーブル43で構成される電気流路と、がグリップ部13の下端部13aに設けられた接続ポート部14を通過するように配索されている。したがって、グリップ部13における、作業者によって把持される部位よりも下側の部位で複数の流路を纏めることができ、これにより、グリップ部13を把持する際の邪魔になることなく、複数のホース35,55やケーブル45が接続ポート部14に簡潔に整然と接続されるので、静電スプレー塗装の作業性を向上させることができる。
(その他の実施形態)
本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。
上記実施形態では、塗料P1が水性塗料である場合について説明したが、これに限らず、塗料P1は油性塗料(溶剤塗料)であってもよい。
また、上記実施形態では、シェーピングエアを用いないタイプの静電塗装ハンドガン3に本発明を適用したが、これに限らず、例えばシェーピングエアを用いるタイプの静電塗装ハンドガンに本発明を適用してもよい。
さらに、上記実施形態では、静電微粒化式の静電塗装装置1に本発明を適用したが、これに限らず、塗料を機械的な力(例えば圧縮空気や塗料にかかる高圧力)でハンドガンから噴射させて微粒化し、これに電荷を与える方式(エア霧化式やエアレス霧化式)の静電塗装装置に本発明を適用してもよい。
また、上記実施形態では、エア供給通路33をグリップ部13の内部に設けたが、これに限らず、例えば塗料供給ホース19と並行に、接続ポート部14からボディー部11に延びるホースでエア供給通路33を構成してもよい。
このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
本発明によると、作業者による静電スプレー塗装の作業性を向上させることができるので、静電塗装ハンドガンに適用して極めて有益である。
3 静電塗装ハンドガン
11 ボディー部
11a 前端部
11b 後部
13 グリップ部
13a 下端部(下側の部位)
14 接続ポート部(下側の部位)
19 塗料供給ホース(塗料流路)
20 回転ヘッド(回転霧化頭)
30 エアモータ
33 エア供給通路(エア流路)
35 エアホース(エア流路)
40 高電圧発生器
43 電気ケーブル(電気流路)
45 電源ケーブル(電気流路)
55 塗料ホース(塗料流路)
CA 軸心
P1 塗料
W ワーク(被塗物)

Claims (4)

  1. 帯電した霧状の塗料を被塗物に吹き付ける静電塗装ハンドガンであって、
    吹き付け方向と同じ方向である前後方向に延びるボディー部と、
    上記ボディー部の後部から下方に延びる、作業者によって把持されるグリップ部と、
    上記ボディー部の前端部で回転可能に支持される、塗料を吐出するための回転霧化頭と、
    上記ボディー部における上記回転霧化頭の後方に配置され、当該回転霧化頭に回転動力を与えるエアモータと、
    上記回転霧化頭から吐出される塗料に電圧を印加するための高電圧発生器と、を備え、
    上記エアモータは上記グリップ部よりも前側に配置されている一方、上記高電圧発生器は上記グリップ部の上方に配置されていることを特徴とする静電塗装ハンドガン。
  2. 上記請求項1に記載の静電塗装ハンドガンにおいて、
    上記回転霧化頭に塗料を供給するための塗料流路と、上記エアモータにエアを供給するためのエア流路と、上記高電圧発生器に電気を供給するための電気流路と、が上記グリップ部における、作業者によって把持される部位よりも下側の部位を通過するように配索されることを特徴とする静電塗装ハンドガン。
  3. 上記請求項1に記載の静電塗装ハンドガンにおいて、
    上記高電圧発生器は、上記回転霧化頭および上記エアモータの前後方向に延びる軸心よりも上方に配置されていることを特徴とする静電塗装ハンドガン。
  4. 上記請求項1に記載の静電塗装ハンドガンにおいて、
    シェーピングエアを用いることなく、静電気力によって塗料を微粒化するように構成されていることを特徴とする静電塗装ハンドガン。
JP2021029370A 2021-02-26 2021-02-26 静電塗装ハンドガン Pending JP2022130787A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021029370A JP2022130787A (ja) 2021-02-26 2021-02-26 静電塗装ハンドガン
US17/583,743 US20220274122A1 (en) 2021-02-26 2022-01-25 Electrostatic coating handgun
EP22154503.1A EP4049759A1 (en) 2021-02-26 2022-02-01 Electrostatic coating handgun
CN202210177086.XA CN114950763A (zh) 2021-02-26 2022-02-25 手持静电涂装枪

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021029370A JP2022130787A (ja) 2021-02-26 2021-02-26 静電塗装ハンドガン

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022130787A true JP2022130787A (ja) 2022-09-07

Family

ID=80119274

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021029370A Pending JP2022130787A (ja) 2021-02-26 2021-02-26 静電塗装ハンドガン

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220274122A1 (ja)
EP (1) EP4049759A1 (ja)
JP (1) JP2022130787A (ja)
CN (1) CN114950763A (ja)

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3635401A (en) * 1969-10-27 1972-01-18 Gourdine Coating Systems Inc Electrostatic spraying methods and apparatus
US3653592A (en) * 1970-05-07 1972-04-04 Electrogasdynamics Electrostatic spray gun construction
US3843052A (en) * 1971-03-03 1974-10-22 Electrogasdynamics Pneumatically assisted hydraulic spray coating apparatus
JPS6049016B2 (ja) * 1981-08-19 1985-10-30 日本ランズバ−グ株式会社 乳化液の製造方法及びその装置
DE19514147A1 (de) * 1995-04-15 1996-10-17 Gema Volstatic Ag Pulver-Sprühpistole für Beschichtungspulver
US6460787B1 (en) * 1998-10-22 2002-10-08 Nordson Corporation Modular fluid spray gun
JP3762888B2 (ja) * 2001-10-17 2006-04-05 旭サナック株式会社 静電塗装機及び静電塗装方法
JP5178080B2 (ja) 2007-07-23 2013-04-10 旭サナック株式会社 塗装ガン
US8770496B2 (en) * 2008-03-10 2014-07-08 Finishing Brands Holdings Inc. Circuit for displaying the relative voltage at the output electrode of an electrostatically aided coating material atomizer
US8590817B2 (en) * 2008-03-10 2013-11-26 Illinois Tool Works Inc. Sealed electrical source for air-powered electrostatic atomizing and dispensing device
WO2013111664A1 (ja) * 2012-01-25 2013-08-01 Abb株式会社 静電塗装装置
US20150060579A1 (en) * 2013-08-29 2015-03-05 Finishing Brands Holdings Inc. Electrostatic Spray System
WO2016163178A1 (ja) * 2015-04-08 2016-10-13 Abb株式会社 回転霧化頭型塗装機
JP6319233B2 (ja) * 2015-08-28 2018-05-09 トヨタ自動車株式会社 静電微粒化式塗装装置及び塗装方法
CN206104206U (zh) * 2016-08-31 2017-04-19 杨冬亭 一种手持式静电旋杯喷枪
JP6985214B2 (ja) * 2018-06-21 2021-12-22 トヨタ自動車株式会社 回転霧化頭および塗装装置
JP7021042B2 (ja) * 2018-09-26 2022-02-16 トヨタ自動車株式会社 塗装装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP4049759A1 (en) 2022-08-31
CN114950763A (zh) 2022-08-30
US20220274122A1 (en) 2022-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110743719B (zh) 静电微粒化式涂装装置以及静电微粒化式涂装方法
US3393662A (en) Apparatus for electrostatic spray coating
JP3966608B2 (ja) 片手保持回転式噴霧スプレーガン
JPH0794022B2 (ja) 静電噴霧方法および装置
WO2006030991A1 (ja) 静電塗装装置
CA1285435C (en) Method and apparatus for electrostatic spray coating
CN105709954B (zh) 喷头和具有这种喷头的旋转式喷雾器
JP3254828B2 (ja) 回転霧化静電塗装方法およびその装置
JPH0889853A (ja) コロナ放電方法および静電塗装装置
JP2006051427A (ja) 静電塗装用スプレーガン及び静電塗装方法
JP6873084B2 (ja) 静電式スプレーガン用インペラ
JP6434676B2 (ja) 回転霧化頭型塗装機
JP2022130787A (ja) 静電塗装ハンドガン
JP2007203257A (ja) ベル型塗装装置の噴霧パターン可変機構及び噴霧パターン可変方法
JP4773218B2 (ja) 静電塗装用ガン
JP2022130786A (ja) 静電塗装ハンドガンおよび静電塗装方法
JPH07256156A (ja) 回転霧化静電塗装装置
JP3753646B2 (ja) 回転霧化式塗装装置
EP2747892A1 (en) Spraying method and spray head comprising a laval nozzle and an annular induction electrode
JPH0113571Y2 (ja)
JPH10296136A (ja) 回転霧化静電塗装装置および回転霧化静電塗装方法
JP4445097B2 (ja) 粉体塗装装置
JP3566579B2 (ja) 回転霧化頭型塗装装置
JP2015533643A (ja) 静電式スプレーガン用接地ロッド
JP7177468B2 (ja) 静電塗装用スプレーガン

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230822

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240524

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240528