JP5579515B2 - Spray gun for electrostatic coating with counter electrode - Google Patents
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Description
本発明は、溶剤系塗料などの電気抵抗が比較的大きい塗料に適した静電塗装用スプレーガンに係わり、スプレーガンの霧化頭部に荷電電極と近接して対向電極を着脱可能に取付けたものである。 The present invention relates to a spray gun for electrostatic coating suitable for a paint having a relatively large electrical resistance such as a solvent-based paint, and a counter electrode is detachably attached to the atomizing head of the spray gun in the vicinity of the charged electrode. Is.
一般に、空気霧化式の静電塗装用スプレーガンは、塗料ノズルと圧縮空気で塗料を霧化する空気キャップを備えた先端の霧化頭部と、接地された握り部及び前記霧化頭部と握り部を絶縁するための胴部とからなり、胴部には高電圧を発生させる高電圧発生器が内蔵され、先端の霧化頭部の塗料ノズルに荷電電極が突設され、この荷電電極に数十KVの負の高電圧を荷電することによりイオン化圏域が形成され、このイオン化圏域に空気キャップからの圧縮空気の噴射により微粒化された霧化塗料を通過させることで塗料に負の帯電をさせると共に、前記荷電電極と被塗物との間に形成される電界と、霧化及びパターン形成空気の搬送力によって塗料を被塗装物に塗着させるものである。 Generally, an air atomizing type spray gun for electrostatic coating is composed of an atomizing head having a tip provided with a paint nozzle and an air cap for atomizing paint with compressed air, a grounded grip portion, and the atomizing head. And a body part for insulating the grip part. A high voltage generator for generating a high voltage is built in the body part, and a charging electrode is projected from the paint nozzle of the atomizing head at the tip. An ionized sphere is formed by charging the electrode with a negative high voltage of several tens of kilovolts, and the atomized paint that is atomized by the injection of compressed air from the air cap is passed through the ionized sphere to the paint. In addition to negative charging, the paint is applied to the object by the electric field formed between the charged electrode and the object to be coated, and the conveying force of atomization and pattern forming air.
ここで、前記荷電電極によって形成されるイオン化圏域が効果的に形成されるかどうかによって塗料への帯電効果が大きく異なってくる。そのため、従来より荷電電極と被塗装物との間の電界とは別に、荷電電極との間に別の電界を形成することにより強いイオン化圏域を形成する手段として対向電極が用いられてきた。即ち、塗着効率向上のために、先端の荷電電極から放電が促進されるよう対向電極を先端の荷電電極と離開して接地されたスプレーガンの胴部の上部または側部などに配置している。 Here, the charging effect on the paint varies greatly depending on whether or not the ionized sphere region formed by the charged electrode is effectively formed. For this reason, a counter electrode has been used as a means for forming a strong ionization sphere region by forming another electric field between the charged electrode and the object to be coated. That is, in order to improve the coating efficiency, dispose the counter electrode on the top or side of the spray gun body that is grounded and separated from the tip charging electrode so that discharge is promoted from the tip charging electrode. Yes.
例えば、図7に示すように、手持ち式のスプレーガンにあっては対向電極Aをガン胴部Bの上方に突設したフック部Cの先端に設けたものがある。この場合、先端の荷電電極Dからの電流はガンの胴部Bに沿って沿面部Eを流れるため絶縁性樹脂からなるガン胴部表面が電食されやすい欠点がある。また、荷電電極と対向電極の間の距離が長いため、流れる電流は湿度の影響を受けやすく安定したイオン化形成を得にくい。ガン胴部内の高電圧発生器Fの昇圧回路付近に、接地された対向電極が位置することでガン胴部の絶縁破壊を起こしやすい。更に、ガンを引っ掛けておく金具にフック部が接触して対向電極を破損するおそれもある。 For example, as shown in FIG. 7, there is a handheld spray gun in which a counter electrode A is provided at the tip of a hook portion C protruding above the gun body B. In this case, since the current from the charging electrode D at the tip flows along the creeping surface E along the gun body B, there is a defect that the surface of the gun body made of an insulating resin is easily eroded. In addition, since the distance between the charged electrode and the counter electrode is long, the flowing current is easily affected by humidity and it is difficult to obtain stable ionization. Since the grounded counter electrode is located near the booster circuit of the high voltage generator F in the gun barrel, the breakdown of the gun barrel is likely to occur. Further, the counter electrode may be damaged by the hook portion coming into contact with the metal fitting to which the gun is hooked.
また、特許文献1の特開平8−84942は静電自動スプレーガンであるが、先端に突出する荷電電極に対し、ガン胴部外側に抵抗体を内蔵した対向電極を先端に向け突設したものが開示されている。特許文献2の特開2007−203158には、荷電電極となるピン電極を中心とする空気キャップの外周円周上に、対向電極の作用を奏する導電性リングを着脱可能に取り付けた技術が示される。その他に、対向電極を使用する先行技術として、例えば、金属製の塗料パイプを対向電極とする特開昭58−80470号公報、金属製の塗料パイプの一部若しくは導電性のフック部の一部を対向電極とした特公昭61−40470号公報がある。
Japanese Patent Laid-Open No. 8-84942 of
前記したように、スプレーガンの胴部の上部又は側部などに対向電極を配置すると、先端の荷電電極から放電されるイオンがガンの胴部などの沿面を伝い放電される結果、ガンの胴部は電食されることになる。電食を防ごうと対向電極をガン前方に配置すると、先端の荷電電極との距離が近くなり放電が促進されて荷電電極の電圧が降下してしまい、十分な放電を得ることができない。また、電食を防ぎ電圧を保持できる箇所に対向電極を配置すると、図8に示すように対向電極Aは先端の荷電電極Dを遠巻きにするため塗装作業の邪魔になる。 As described above, when the counter electrode is disposed on the upper part or the side part of the spray gun body, ions discharged from the charged electrode at the tip are discharged along the creepage surface of the gun body, resulting in the gun body. The part will be eroded. If the counter electrode is arranged in front of the gun to prevent electric corrosion, the distance from the charged electrode at the tip is reduced, and the discharge is promoted to lower the voltage of the charged electrode, so that a sufficient discharge cannot be obtained. Further, when the counter electrode is arranged at a location where the electric corrosion can be prevented and the voltage can be maintained, the counter electrode A obstructs the painting work because the charged electrode D at the tip is turned far away as shown in FIG.
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、スプレーガンの胴部の電食を防ぐとともに、荷電電極の効果的な放電を維持してイオン化圏域を形成し帯電効率を維持する対向電極を、スプレーガンの外部であって塗装作業の邪魔にならない位置に、しかもワンタッチにて着脱可能に取り付けた静電塗装用スプレーガンを提供することを目的とするものである。その場合、対向電極をスプレーガンの先端に配置するとき、荷電電極との距離が近接するので電流の流れすぎにより電圧が下がらないように抵抗体を対向電極に内蔵することで放電する電流値の制御を可能とし、既存のスプレーガンにワンタッチで着脱可能な対向電極ユニットとしたものである。 The present invention has been made in view of such problems, and prevents electric corrosion of the body of the spray gun and maintains an effective discharge of the charged electrode to form an ionization zone and maintain charging efficiency. It is an object of the present invention to provide a spray gun for electrostatic coating in which the counter electrode is attached to a position outside the spray gun so as not to obstruct the painting operation and to be detachable with one touch. In that case, when the counter electrode is placed at the tip of the spray gun, since the distance from the charged electrode is close, the resistor is built in the counter electrode so that the voltage does not drop due to excessive current flow. The counter electrode unit can be controlled and can be attached to and detached from an existing spray gun with a single touch.
上記目的を達成するため、請求項1記載のスプレーガンは、胴部内に高電圧発生器を内蔵し、塗料ノズルの先端に荷電電極を突設し、噴出する塗料の微粒子に高電圧が帯電されるイオン化圏域を形成する空気霧化式の静電塗装用スプレーガンであって、先端の荷電電極に近接し、該荷電電極と直線で結んだとき空気キャップの角部の干渉がない位置に対向電極を着脱可能に取り付けたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the spray gun according to
請求項2記載のスプレーガンは、請求項1に記載のスプレーガンであって、対向電極は抵抗体と共に電極支持体に保持され、霧化頭部に着脱可能な把持部材とガンステーに取り付け可能な嵌着片を有する対向電極ユニットとして形成したものをワンタッチにて着脱可能としたことを特徴とする。
The spray gun according to
本発明によれば、荷電電極と対向電極の両電極間の距離が近くなることで、湿度による電流の振れ(乾いた空気と湿った空気の場合とで、流れる電流値が異なる。)を抑えられる効果がある。また、抵抗体の挿入で電流値を制御し、電流の振れを抑えることで無駄な電流をなくし、塗料の微粒子に対する効果的な帯電が可能となると共に、高電圧発生器のトランスへの負荷低減につながる。また、対向電極は、既製品のスプレーガンに取り付けるためのビス等を用いないクリップ式にて固定できるユニット構造としたためワンタッチで着脱可能で、空気キャップの交換及びガンの先端部の洗浄時にも簡単に取り外しでき容易に対処できる。更に、対向電極ユニットが塗料パイプと重なる位置に取り付けられることで該塗料パイプがガードとなり、対向電極ユニットの破損の防止となる。 According to the present invention, since the distance between the charged electrode and the counter electrode is reduced, current fluctuation due to humidity (current value that flows is different between dry air and wet air) is suppressed. There is an effect. In addition, by controlling the current value by inserting a resistor and suppressing current fluctuation, it is possible to eliminate wasteful current, effectively charge the paint fine particles, and reduce the load on the transformer of the high voltage generator. Leads to. In addition, the counter electrode has a unit structure that can be fixed with a clip type that does not use screws for attaching to off-the-shelf spray guns, so it can be attached and detached with a single touch, making it easy to replace the air cap and clean the tip of the gun. Can be easily removed and dealt with easily. Furthermore, since the counter electrode unit is attached at a position overlapping the paint pipe, the paint pipe serves as a guard and prevents the counter electrode unit from being damaged.
以下、本発明を図示する実施形態により具体的に説明する。図1は、本発明の一実施形態の静電ガンの概略を示す側面図で、静電ガン本体1は先端の霧化頭部2と絶縁材料から形成された胴部3と握り部4とで構成されている。胴部3内には昇圧回路、トランス及び保護抵抗を内蔵し絶縁性樹脂でモールドされたカートリッジ式の高電圧発生器5が収容されている。該高電圧発生器5の出力端子5aが導線5bと接続され、先端の霧化頭部2内の塗料ノズル6内を進退する接地されたニードル弁7と導通し、該ニードル弁7の先端に突設されたピン状の荷電電極8と電気的に接続される。かくして高電圧発生器5にて発生された高電圧は塗料ノズル6の先端に突出するピン状の荷電電極8に供給される。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 is a side view showing an outline of an electrostatic gun according to an embodiment of the present invention. An electrostatic gun
9は塗料ノズル6に嵌合された空気キャップで、塗料ノズル6との間に環状の空気噴出口10を備え、塗料を圧縮空気にて微粒化すると共に、対向する角部11のパターン形成空気孔11aから噴射される圧縮空気により塗装に適した長円形の噴霧パターンを形成する。12は空気キャップ9を外側から保持するカバーで、胴部3の先端部に螺挿され、該カバー12を緩めることで空気キャップ9の向きを90度の角度で回動し、噴霧の向きを縦吹き又は横吹きに変更できるようにしている。13は空気キャップ9に設けられた補助空気孔、14は霧化頭部2内に形成された空気通路である。
15は霧化頭部2の荷電電極8に近接して空気キャップ9の外側に取付けられた対向電極で、先端に電極ピン16を突設し、該電極ピン16に近接して抵抗体17を電極支持体18内に内蔵する対向電極ユニット20を構成する。尚、抵抗体17の抵抗値は種々条件により適宜決定すればよいが、電圧−40kVで電流値が20μA程度流れるように抵抗値を算出した。本実施例によれば抵抗値は、3GΩ前後で塗着効率向上に顕著な効果が確認できた。
対向電極ユニット20は、図4に分解して示すように、絶縁樹脂製の断面がC型を呈する把持部材19の基部にて対向電極15を保持すると共に、空気キャップ9のカバー12が嵌合された胴部3との凹段部21の周面に把持部材19がクリップ式に装着され、接地側となる基端は導電性のガンステー24に嵌着片22により装着されている。
As shown in the exploded view of FIG. 4, the
この嵌着片22は、ワンタッチでガンステー24に取り付け得るよう、例えば金属製の薄板にて形成した弾発を有する取付け片で構成し、導体23にて電極支持体18に連結した構成である。尚、該ガンステー24は握り部4の下方にあって空気ホースジョイント25、電源コネクタ26、塗料ホースジョイント27を一体的に保持する連結部材である。このように対向電極ユニット20は静電ガン本体1にワンタッチ式に着脱可能に取り付けられる。従って、既存の静電ガンにそのまま、即ち、ガンの構造を変えることなく装着が可能となる。
The
尚、対向電極15の位置は、胴部3の電食防止の観点より先端の荷電電極8に対し直線距離において可及的に近接した空気キャップ9の周縁部とすることが好ましい。しかし、空気キャップ9の上部に取り付けた場合はフックの手前側に位置することからフック使用時に邪魔になったり破損の危険もある。従って、次の条件を満たす位置であることが必須となる。即ち、図6に示すように先端の荷電電極8と対向電極15の先端を直線Xで結んだとき、空気キャップ9の角部11の干渉が一切ないY1〜Y2の範囲の場所Yである必要がある。
The
つまり、空気キャップ9には噴霧パターンを形成するパターン形成空気孔11aを有する角部11が対向して突設されており、被塗装物の形状によって縦吹き又は横吹きの噴霧パターンを選択するために、空気キャップ9を中心の荷電電極8に対し90度の角度で回動させることがある。図2の正面図における空気キャップ9の向きは横吹きのパターンを形成するための位置にあり角部11は垂直位置にある。また、図6の拡大斜視図における空気キャップ9の位置は縦吹きの噴霧パターンを形成するための位置にあり、角部11は水平位置にある。従って、荷電電極8を中心として90度の垂直、水平位置より内側となる斜め位置(図6のY1〜Y2の範囲)が空気キャップ9の角部11による干渉がない位置となる。
That is, the
尚、静電ガン本体1の構造は周知であり特に詳述しないが、図中28は塗料パイプで先端は霧化頭部2内の塗料ノズル6内の塗料流路6aに塗料ジョイント29により接続され、後端はガンステー24に取り付けられた塗料ホースジョイント27に接続されている。塗料ノズル6は内部に挿通されたニードル弁7の進退により開閉し、中心噴出口6aより噴出される塗料を制御する。30は握り部4内に形成された圧縮空気導入路で、引金31を引くことによりニードル弁7を作動すると共に空気弁32を作動し、霧化頭部2の空気通路14に圧縮空気を送出し、空気キャップ9の空気噴出口10より圧縮空気を噴射して、塗料ノズル6から噴出する塗料を微粒化すると共に、塗装に適した噴霧パターンを形成する。33は電源コネクタ26に接続する電気回路で、引金31が引かれると胴部3内の高電圧発生器5に高周波電圧が供給される。34は胴部3の上部に突設された静電ガン1を引っ掛けるためのフックである。
The structure of the
図1、図2にて明らかなように、対向電極ユニット20は塗料パイプ28と略同様の傾斜度をもって塗料パイプ28に重なるように取り付けられる。従って、静電ガンの操作中に誤って周辺の機器に接触しても塗料パイプ28がガードとなり、対向電極ユニット20の破損を防止することができる。
As is apparent from FIGS. 1 and 2, the
次に、本発明の使用方法を説明する。
引金31が引かれると電源コネクタ26及び電気回路33を通して高電圧発生器5に高周波電圧が供給され、−40kVの負の高電圧が出力端子5a、導線5bを経て霧化頭部2の先端のピン状の荷電電極8に供給される。塗料はニードル弁7が引かれ塗料ノズル6の中心口6aより噴出すると同時に空気キャップ9の環状の空気噴出口10との間から噴射される空気により微粒化される。また、微粒化を促進するため、空気噴出口10の円周上に設けた補助空気孔13からの空気が噴射される。このとき、ピン状の荷電電極8と空気キャップ9の外周下側に先端を臨ませる対向電極15との間に形成された電界によりイオン化圏域が形成され、塗料の微粒子には負の高電圧が帯電される。
Next, a method of using the present invention will be described.
When the
負の高電圧を帯電した塗料の微粒子は、空気キャップ9の対向する角部11のパターン形成空気孔11aから噴射されるパターン形成空気により塗装に適した長円形状の噴霧パターンに形成され、噴射空気の搬送力と荷電電極8と被塗装物間に形成された電気力線に乗り被塗装物に塗着され静電塗装が行われる。
The fine particles of the paint charged with a negative high voltage are formed into an oval spray pattern suitable for painting by pattern forming air sprayed from the pattern forming
本発明にあっては、対向電極15を先端の荷電電極8と近接し、且つ荷電電極8との間を直線で結んだとき空気キャップ9の角部11の干渉がない位置に取り付けたことで、両電極間に電気力線が形成され、後方の静電ガン胴部2への沿面放電が防止できる。従って、静電ガン胴部の沿面の電食を防ぐことができると共に、胴部2への塗料微粒子の戻り付着を防止できる。
In the present invention, the
また、対向電極15を既存の静電ガンに取付け可能とするため、対抗電極15に抵抗体17を接続した電極支持体18をクリップ式にワンタッチで取り付けできる対向電極ユニット20とした。これにより対向電極の取り付けが簡単にできると共に、空気キャップの交換時や洗浄時に容易に取外しができる。
Further, in order to make it possible to attach the
また、対向電極15に抵抗体17を接続して電極支持体18を構成したため、荷電電極8と対向電極15間の距離が近接するにも拘わらず急激な電圧降下を防ぐことができ、帯電効果を高めたイオン化圏域を形成することができる。
In addition, since the
更に、対向電極ユニット20が静電ガンに取り付けられたとき、既設の塗料パイプ28に重なるように取り付けられるため、該塗料パイプ28がガードとなり、対向電極ユニット20を破損から防止することができる。
Further, when the
1 静電ガン本体
2 霧化頭部
3 胴部
4 握り部
5 高電圧発生器
6 塗料ノズル
7 ニードル弁
8 荷電電極
9 空気キャップ
10 空気噴出口
11 角部
12 カバー
15 対向電極
16 電極ピン
17 抵抗体
18 電極支持体
19 把持部材
20 対向電極ユニット
22 嵌着片
23 導体
24 ガンステー
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