WO2006030991A1 - 静電塗装装置 - Google Patents

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WO2006030991A1
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electrostatic
coating
electrode
gun
paint
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English (en)
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Inventor
Masato Sakakibara
Shinichi Washizu
Michio Mitsui
Kimiyoshi Nagai
Original Assignee
Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Ransburg Industrial Finishing K.K.
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/053—Arrangements for supplying power, e.g. charging power
    • B05B5/0533—Electrodes specially adapted therefor; Arrangements of electrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B13/00—Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00
    • B05B13/02—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work
    • B05B13/04—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work the spray heads being moved during spraying operation
    • B05B13/0431—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work the spray heads being moved during spraying operation with spray heads moved by robots or articulated arms, e.g. for applying liquid or other fluent material to 3D-surfaces
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    • B05B15/00—Details of spraying plant or spraying apparatus not otherwise provided for; Accessories
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/04—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces
    • B05B5/0403—Discharge 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
    • B05B5/0407—Discharge 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

Definitions

  • the present invention relates to electrostatic coating for performing electrostatic coating, and more particularly to a technique for preventing adhesion fouling of mistakes occurring in a coating gun and a ropot arm to which a coating gun force S is attached.
  • Electrostatic coating is used, in which the coating is performed by adsorbing to the coating with electric power.
  • a coating apparatus for performing such electrostatic coating for example, a coating gun for spraying paint on an object to be coated and a robot arm for moving the coating gun to the object to be coated are provided.
  • Rotate the bell cup provided in the painting gun to atomize the fluid paint spread on the inner surface of the bell cup by centrifugal force, and charge the atomized particles with electrostatic high voltage applied to the atomizing head etc.
  • There is a rotating atomization type electrostatic coating system that performs electrostatic coating with an electrostatic electric field formed between it and the grounded coating.
  • This electrostatic coating device applies electrostatic high voltage to the metal bell cup or electrostatic electrode at the tip of the coating gun, and charges the paint by adhering air ions generated when they discharge in the air to the paint.
  • the charged paint is attached to the object by electrostatic attraction, so if there is something other than the object that has a different potential difference from the charged paint, Will also adhere electrostatically.
  • a spray pattern is formed by using auxiliary air, which is called “shaving air”, which controls the shape of the spray pattern. Since this shaving air is forcibly injected from the shaping air nozzle, a negative air pressure region is formed around it. Also, the fcM of the paint that is atomized toward the coating may occur.
  • the exterior member of the electrostatic coating is made of an absolute resin member and has a charging potential different from the charging potential of the coating material.
  • this exterior member inevitably causes electrostatic adhesion of the paint to the resin surface, resulting in contamination.
  • the sprayed paint flies along the electromagnetic force lines m formed by the bell cup 1 0 2 a of the paint gun 1 0 2 and is applied to the object 1 0 9 To do.
  • paint particles that have jumped on the object to be coated or paint particles that are floating without being applied to the object to be coated are charged particles.
  • it becomes dirty 1 0 2 p.
  • the electrostatic attraction becomes stronger as the ⁇ ? ⁇ between the charged paint and the adherend becomes closer, so that dirt grows from the tip of the paint gun 10 2 close to the bell cup 1 0 2 a. In this way, the contamination caused by the atomized paint adheres to the ttS dog in the painting process. In other words, if the generated dirt becomes prominent, the dirty paint becomes spits and adheres to the coating, resulting in poor paint finish.
  • the electrostatic panel to which the same polarity as the voltage applied to the painting gun is applied is attached to the painting gun or mouth pot arm, and the coating of atomized paint is applied by the electrostatic repulsive force of the electrostatic panel. It has been practiced to suppress adhesion to the gun and the ropot arm (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 6_1 4 2 5 61).
  • the base end of the coating gun 1 0 2 in the electrostatic coating apparatus 1 0 1 configured to support the coating gun 1 0 2 so as to be movable by the ropot arm 1 0 3.
  • the electrostatic panel 1 0 4 is attached to the part, the paint mist is directed toward the object to be coated by the electrostatic repulsive force of the electrostatic panel 1 0 4, the painting gun 1 0 2 side and the ropot arm 1 0 3 side To keep away from.
  • the electrostatic panel is only on the electrostatic repulsion direction side of the paint.
  • the paint gun 1 0 2 moves rapidly after spraying the paint
  • the paint mist that floats outside the range where the electrostatic panel 10 4 has electrostatic repulsive force wraps around the back of the electrostatic panel 10 4 and adheres to the ropot arm 10 3 etc. I was unable to prevent it.
  • the electrostatic coating that solves the above problems has the following defects.
  • the present invention includes a coating gun that applies paint to an object to be coated, and a ropot arm that moves the coating gun relative to the object to be coated, and an electrostatic voltage to which a voltage is applied to the coating gun.
  • An electrostatic electrode with the same polarity as the paint gun and applied with a tip is attached to the paint gun or the rope arm.
  • the electrostatic electrode since the electrostatic electrode has a sharp point, it can generate a strong electrostatic field S, and can provide a high effect of preventing the paint from getting stuck.
  • the electrostatic electrode is a needle electrode.
  • the electrostatic field formed by the electrostatic electrode formed on the needle-like electrode is formed in a radial pattern that extends only on the front side (the object to be coated) like the electrostatic panel in Therefore, even when the coating gun moves rapidly due to the mouth pot arm, the coating mist can be electrostatically repelled to prevent smearing.
  • the high-power JE3 ⁇ 4 generator is used to apply a high voltage to the electrostatic electrode, including the electrostatic electrode. It is possible to prevent ignitable discharge from the electrostatic electrode by reducing the energy (capacitance) held in the electrostatic supply path such as the pressure cable.
  • the electrostatic electrode is configured to be movable with respect to the coating gun or the mouth pot arm.
  • the electrode is constituted by an annular member disposed so as to surround a coating gun or a mouth pot arm, and the annular member has a pointed edge portion.
  • the electrode includes a self-shaped annular member and a needle-like electrode protruding from the annular member in an outer peripheral direction.
  • the power source for applying a voltage to the coating gun and the power source for applying a voltage to the electrostatic electrode are separate power sources.
  • the voltage applied to the electrostatic electrode is static from the bell cup of the coating gun. It changes according to the distance to the installation position of the electrode, and is set smaller as the distance from the bell force increases.
  • the paints generally have a better charge than the water-based paint particles, so the charge release is faster, so changing the voltage applied to the electrode between the water-based paint and the solvent paint is effective. It is possible to prevent adhesion of paint mistakes.
  • FIG. 1 is a side view showing the electrostatic coating of the present invention.
  • FIG. 2 is a side view showing a needle electrode attached to the ropot arm.
  • FIG. 3 is a side sectional view showing the structure of the needle electrode.
  • FIG. 4 is a diagram showing a state in which a paint mistake is electrostatically repelled by the needle-like electrode even when the mouth pot arm moves rapidly.
  • FIG. 5 is a side view showing a second embodiment of the electrostatic electrode.
  • FIG. 6 is a side view showing electromagnetic lines of force of a paint gun provided with the electrostatic electrode shown in FIG.
  • FIG. 7 is a side view showing a third embodiment of the electrostatic electrode.
  • FIG. 8 is a perspective view showing an electrostatic electrode according to a third embodiment composed of a ring electrode and a needle electrode.
  • FIG. 9 is a side view showing electromagnetic lines of force of a coating gun in the other electrostatic coating method.
  • FIG. 10 is a side view showing the electrostatic coating provided with the electrostatic panel of the bag.
  • Fig. 11 shows a side view of the paint mist adhering to the electrostatic coating device when the mouth pot arm moves rapidly in the electrostatic coating device with an electrostatic panel.
  • the electrostatic coating S3 ⁇ 41 shown in FIG. 1 includes a coating gun 2 that applies paint to the object 9 and a ropot arm 3 that moves the coating gun 2 relative to the object 9.
  • the needle electrode 11, which is an electrostatic electrode that electrostatically repels the floating paint mist, is attached to the pot arm 3 through a stand 1 2.
  • a plurality of needle-like electrodes 21 are radially attached to the minute.
  • the paint gun 2 and the needle electrode 11 are connected to a high voltage generator 5 which is a separate power source by a high voltage cable 15, respectively.
  • the tip of the paint gun 2 and the needle electrode 11 are negative. High voltage on the side is applied.
  • the needle electrode 21 is electrically connected to the coating gun 2, and a voltage having the same magnitude as the voltage applied to the coating gun 2 is applied to the needle electrode 21.
  • the voltage applied to the needle electrode 1 1 is set to be equal to the voltage applied to the paint gun 2 or lower than the sensitivity applied to the paint gun 2 (potential difference with respect to 0 V is small). Yes.
  • the voltage applied to the paint gun 2 is set to about DC-90 kV
  • the voltage applied to the needle electrode 11 is set from DC—50 kV to 1700 kV.
  • the voltage applied to the needle electrode 21 is about DC-9 O k V, which is the same as that of the paint gun 2. Become.
  • electrostatic coating 1 shown in Fig. 1 the application of mm to the coating gun 2 and the needle electrode 11 is carried out by separate high electrical appliances 5.
  • a safety circuit can be installed on the other side (for example, needle electrode 11), even if an abnormal current such as excessive current flows, mm application to the other (paint gun 2) can be continued. ing.
  • the needle electrode 11 is configured to be rotatable with respect to the support base 12 and to be extendable and contractable.
  • the needle electrode 11 is configured by covering the electric electrode 11a with an insulating case 11c. 1 Connected to high-voltage cask 15 via b.
  • the electrode 11a which is a needle-like member, is used as the electrode, the energy (capacitance) held in the electrostatic supply path such as the high generator 5 or the high voltage cable 15 is reduced. Thus, an ignitable discharge is prevented from occurring from the tip of the electric 1a. Furthermore, since the value of the storage device 11 b is set to a high value such as 5 to 300 ⁇ , ignitable discharge can be suppressed more reliably.
  • case 11c and the base 12 are made of a material having a high t ⁇ property such as PTFE (PolyTetra-Fluoro Etene).
  • PTFE PolyTetra-Fluoro Etene
  • the coating gun is formed by the electrostatic field formed between the coating gun 2 to which the negative high-side E is applied and the grounded workpiece 9.
  • the paint sprayed from 2 is applied to the coating g% 9.
  • the needle electrode 1 1 A static is also formed in the surroundings, and the paint mist floating around the needle electrode 11 1 is electrostatically repelled and flies to the object 9 to be adhered to the pot arm 3. Is prevented.
  • the needle-like electrode 11 formed in a pointed shape can form a strong electrostatic field, the effect of preventing a high coating S-stain stain can be obtained.
  • the electrostatic field due to the needle electrode 1 1 is formed over a wide range (the electrode 1 1 is formed radially from the tip of the electrode 1 1 a). Even when the paint mist moves rapidly after spraying, the floating paint mist will fly over the wide range to the side 9 to be coated due to the formed electrostatic field, preventing the paint mist from adhering to the ropot arm 3 etc. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of dirt. Further, since the needle electrode 11 is configured to be extendable and rotatable with respect to the mouth pot arm 3, the needle electrode 1 1 can be moved with respect to the mouth pot arm 3 according to the operating habit and range of the mouth pot arm 3. Electrostatic concealment at the tip of the needle electrode 1 1 1 A can be adjusted to enhance the electrostatic repulsion effect.
  • the electrostatic coating 1 can be provided with one or a plurality of needle-like electrodes 1 1,
  • the electrode 11 can be arranged not only in the mouth pot arm 3 but also in other baskets such as the paint gun 2.
  • the front part of the coating gun 2 is formed of a metal member, and a bell cup 2 a to which the 3 ⁇ 4 ⁇ from the high voltage generator 5 is applied and the shaving air ring 2 b is arranged.
  • a plurality of pre-approval electrodes 2 1 attached to the coating gun 2 are attached to the outer peripheral portion of the shaping air ring 2 b located at the hindrance of the bell force tip 2 a.
  • the plurality of needle-like electrodes 21 are arranged radially, for example, outward in the half direction.
  • the needle-like electrodes 21 arranged radially can be arranged just by placing them sideways, as shown in Fig. 5, or forwardly (bell cup 2a direction) or tilted backwards. It is also possible to do.
  • 5 of the painting gun 2 are formed by the bell force 2a as shown in FIG.
  • the electric field barrier that electrostatically repels the paint mist should be formed over a wide area near the tip ⁇ of the coating gun 2. It becomes.
  • a negative pressure region is formed at the rear of the bell cup 2a due to the rotation of the bell cup 2a, and the adhesion of the paint mist of the coating gun 2 generated by the formation of this negative pressure region.
  • the contamination can be suppressed by the electric field barrier formed by the electromagnetic force line m2 of the needle electrode 21.
  • the length of the needle electrode 2 1 is set short when the bell cup 2 a rotates at a low speed and long when the bell cup 2 a rotates at a high speed. It is possible to prevent adhesion of mist.
  • the needle electrode 21 can be attached to a part other than the paint gun 2 such as the robot arm 3.
  • An electrostatic electrode that electrostatically repels floating paint mist can also be configured as follows.
  • the ring electrode 13 formed in an annular shape disposed on the outer periphery of the shaping air ring 2 b located behind the bell cup 2 a in the painting gun 2 shown in FIGS. 7 and 8;
  • An electrostatic electrode can also be configured with a plurality of needle-like electrodes 21 that are radially arranged from the outer peripheral surface of the ring electrode 13 toward the outer side in the ⁇ direction, and the ring electrode 13 and the needle-like electrode 21 can be In both cases, the negative high mm is applied.
  • the ring electrode 13 is provided with a pointed edge portion 13 a on the upper and lower surfaces in FIG. 8, and forms an electrostatic field around the edge portion 13 a.
  • the cross-sectional shape of the ring electrode 13 in Fig. 8 is a square dog,
  • the shape is not limited to this, and may be a triangular shape, a polygonal shape, or the like, as long as it has a sharp edged dog.
  • the needle electrode 2 1 protruding from the ring electrode 1 3 can be efficiently applied by separating the paint mist and installing a quantity according to the specifications of the paint gun 2 and the ropot arm 3. Dirt can be suppressed.
  • the shape of the needle-like electrode 21 may be any shape as long as it has a sharp edge, and the tip may be divided into a plurality of pieces. Further, it may be configured by attaching a conductive brush to the outer peripheral surface of the ring electrode 13.
  • the ring electrode 13 and the needle electrode 21 are arranged on the outer periphery of the shaving air ring 2b.
  • the present invention is not limited to this location, and the paint mist is placed on the electrostatic coating. Any place where it can be prevented from flying to the 1 side is acceptable.
  • the same voltage as the bell force cup 2a is applied.
  • the needle-like electrode 21 can be repelled effectively.
  • needle electrode 1 1 or needle electrode 2 1 may be installed on paint gun 2 and mouth pot arm 3 depending on the paint mist floating on paint gun 2 and mouth pot arm 3. Is possible. Industrial applicability
  • the present invention is suitable for use in electrostatic coating in which electrostatic coating is performed.

Description

明 細 書
静電塗驟置 技術分野
本発明は、 静電塗装を行う静電塗 置に関し、 特に、 塗装ガンや塗装ガン力 S装着 されるロポットアームに発生する,ミス卜の付着汚れを防止するための技術に関す る。 背景技術
一般的に、 自動車のボディ等の被塗装物に対する塗装は、 被塗難側を陽極とし、 塗難置側を隨として両極間に静電界を構成し、 負側に帯電した霧化塗料を静電力 により被塗 に吸着させることで塗装を行う、 静電塗装が用いられている。
このような静電塗装を行う塗驗置としては、 例えば、 被塗装物に対して塗料を噴 蒙する塗装ガンと、 該塗装ガンを被塗装物に対して移動させるロポットァ一ムとを備 え、 塗装ガンに備えられるベルカップを回転させて、 ベルカップ内面に展延させた流 体塗料を遠心力で微粒化させ、 霧化頭等に印加された静電高電圧で微粒化粒子に帯電 させ、 接地された被塗 との間で形成される静電電界により静電塗装を行う、 回転 霧化型の静電塗難置がある。
この静電塗装装置は、 塗装ガン先端の金属べルカップゃ静電電極に静電高電圧を印 加し、 これらが気中放電する際に発生する空気イオンを塗料に付着させることにより 塗料を帯電させ、 帯電した塗料を被塗装物に静電引力により付着させるものであるた め、 帯電した塗料に対して電位差の異なるものが被塗 以外に擁すれば、 これに も静電付着することになる。
そして、 回転霧化型塗 S¾置においては、 シェービングエア一と称される、 スプレ —パターンの形状をコントロールする補助エアーを使用してスプレーパターンを形成 するのが一般的である。 このシェービングエアーは強制的にシエーピングエア一ノズ ルから噴射されるため、 その周囲には空気の負圧領域が形成される。 また、 被塗 に向けて,されて微粒化した塗料の跳 fcMりが発生することもある。
一般的に、 静電塗 置の外装部材は、 絶緣 I'生の樹脂部材で構成されていて塗料の 帯電電位と異なる帯電電位を有しているため、 これらの負圧領域や跳 ¾ り塗料が塗 装ガン等の周囲に雜することで、 この外装部材には必然的に樹脂表面への塗料の静 電付着が発生し、 汚れが生じることになる。
例えば、 第 9図に示すように、 噴霧された塗料は、 塗装ガン 1 0 2のベルカップ 1 0 2 aが形成する電磁力線 mに沿って飛翔して、被塗装物 1 0 9に塗着する。しかし、 被塗 0 9上で跳 つた塗料粒子や、 被塗装物に塗着しないで浮遊している塗 料粒子等は帯電粒子であるため、 樹脂部材で構成される塗装ガン 1 0 2の表面等とい つた、 静電塗装装置の表面電位の低い部分に塗着して汚れ 1 0 2 pとなる。
そして、 静電引力は帯電塗料と被着物との {?赚が近いほど強くなるため、 ベルカツ プ 1 0 2 aに近い塗装ガン 1 0 2の先端部から汚れが成長していくことになる。 このように、 微粒化した塗料が付着して生じる汚れは、 塗装工程において ttS犬な 問題である。 つまり、 生じた汚れが顕著になると、 汚れ塗料がスピットとなって被塗 に付着し、 塗装の仕上がり不良を発生してしまう。
また、 不良の発生を未然に防ぐために生じた汚れの清掃を行うが、 この清掃時間の 間は塗装ラインを停止させることになるため、 清掃 i«が多くなれば塗装生産量に大 きく支障をきたすことになつてしまう。 特に大型の製品を短いタクトで生産している 自動車生産ラインにとっては、生産ラインの停止時間増大は非常に大きな問題であり、 いかに汚れない塗装装置に構成するかということが重要な課題である。
そこで、 微は、 塗装ガンに印加される電圧と同極性の が印加された静電パネ ルを塗装ガンや口ポットアームに取り付け、 静電パネルの静電反発力により、 微粒化 した塗料の塗装ガンやロポットアームへの付着を抑制することが行われている （特開 平 6 _ 1 4 2 5 6 1号公報を参照)。
例えば、 図 1 0に示すように、 塗装ガン 1 0 2をロポットアーム 1 0 3にて移動可 能に支持して構成される静電塗装装置 1 0 1における、 塗装ガン 1 0 2の基端部に静 電パネル 1 0 4を取り付けて、 静電パネル 1 0 4の静電反発力により、 塗料ミストを 被塗装物側へ向かわせて、 塗装ガン 1 0 2側およびロポットアーム 1 0 3側へ近づか ないようにしている。
前述のように、 塗装ガンと同極性の電圧が印加された静電パネルを静電塗難置に 取り付けることで、 塗料ミストを静電反発して塗装ガンおよびロポットアーム 1 0 3 への塗料ミストの付着を防止することが可能である。
しカ し、 静電パネルは塗料の静電反発方向カ徹面側のみとなつており、 例えば図 1 1に示すように、 塗装ガン 1 0 2が塗料を噴射した後に急速に移動した場合は、 静電 パネル 1 0 4が静電反発力を有する範囲外に浮遊する塗料ミストが静電パネル 1 0 4 の裏側に回り込んでロポットアーム 1 0 3等に付着してしまうため、 完全に汚れを防 止することができなかつた。 この:^、 口ポットアーム 1 0 3等への塗料の付着を防 ぐためには、 口ポットアーム 1 0 3の動作速度等を制限する必要があって、 生産性等 に影響を及ぼすこととなっていた。 発明の開示
上記課題を解決する静電塗 置は、 以下の體を有する。
即ち、 本発明は、 被塗装物に対して塗料を ¾¾1 "る塗装ガンと、 該塗装ガンを被塗 装物に対して移動させるロポットアームとを備え、 塗装ガンに電圧が印加される静電 塗驟置であって、 塗装ガンと同極性の ^ffiが印加され尖 を有した静電電極を、 塗装ガンまたはロポッ卜アームに付設した。
これにより、 付設した静電電極の周囲にも静電界が形成され、 静電電極の周辺に浮 遊している塗料ミストは静電反発されて被塗 g 側へ飛翔することとなつて、 塗装ガ ンゃロポットアームに付着することが防止される。
特に、 静電電極は尖 を有しているので強力な静電界を形成すること力 Sでき、 高 い塗料ィ寸着汚れ防止の効果を奏することができる。
また、 塗装ガンと静電電極とに、 同じ極性の電圧が印加されているので、 広い範囲 にわたつて連続的かつ均質な電界バリァを形成することができ、 静電塗装装置側への 塗料ミス卜の飛来を防止して、 塗装ガンやロポットアームの塗料付着汚れを効果的に 抑えることが可能となる。
また、 本発明は、 前記静電電極を、 針状電極とするものである。
このように、 針状電極に形成される静電電極により形成される静電界は、 の静 電塗難置における静電パネルのように前面側 （被塗装物側） だけでなぐ 放射状に 形成されるため、 口ポットアームにより塗装ガンが急速に移動したときでも、 塗装ミ ストを静電反発して塗 寸着汚れを防止することができる。
また、 静電電極を含めた、 静電電極に高電圧を印加するための高電 JE¾生器ゃ高電 圧ケーブル等の静電供給経路に保有するエネルギー （静電容量） が小さくなるように して、 静電電極から着火性放電が生じることを防ぐことができる。
また、 本発明は、 前記静電電極は、 塗装ガンまたは口ポットアームに対して可動に 構成する。
これにより、 塗装ガンから麵される塗料の画パターンや、 口ポットアームの動 作霧や動作範囲等に応じて、 塗装ガンまたはロポットアームに対する静電電極先端 の位置を調節し、 静電反発効果を高めることができる。
また、 本発明は、 前記電極は、 塗装ガンまたは口ポットアームの周囲を囲むように 配置される円環状部材にて構成され、 該円環状部材は尖端縁部を有するものである。 これにより、 塗装ガンや口ポットアームの周囲には、 尖端縁部を備えた円環状の電 極による強力な静電界が連続的に形成されているので、 塗料ミストの静電反発効果を 高めることができる。
また、 本発明は、 前記電極は、 嫌己円環状部材、 および円環状部材から外周方向へ 突出する針状電極にて構成される。
これにより、 塗料ミストの藤や、 塗装ガンや口ポットアームの仕様等に応じて、 効率的に塗謝寸着汚れを抑えることができる。
また、 本発明は、 前記塗装ガンに電圧を印加する電源と、 静電電極に電圧を印加す る電源とを別電源とした。
これにより、 各電源に別系統の 回路を設けることができ、 一方の電源回路に過 犬な電流が流れる等の異常が生じた場合でも、 他方の電源回路への電圧印加を継続す ることが可能となる。
また、 本発明は、 前記静電電極に印加される電圧は、 塗装ガンのベルカップから静 電電極の設置位置までの距離に応じて変化され、 ベル力ップから離れるに従って小さ く設定される。
これにより、 塗装ガンからロポットアームにかけて塗料ミス卜が付着することを効 果的に防止することができる。 これは、 静電気が帯電した塗料ミストは、 時間が経て ば自然放電して電荷を失っていくことによる。
また、 一般的に髓麵塗料の方が電荷の持ちが良ぐ 水性塗料粒子の方が電荷の逃 げが速いため、 水性塗料と溶剤塗料とで電極にかける電圧を変化させることで、 効果 的に塗料ミス卜の付着を防止することができる。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明の静電塗 置を示す側面図である。
第 2図は、 ロポットアームに付設された針状電極を示す側面図である。
第 3図は、 針状電極の構造を示す側面断面図である。
第 4図は、 口ポットアームが急速に移動した場合でも針状電極により塗料ミス卜が 静電反発される様子を示す図である。
第 5図は、 静電電極の第二 ¾形態を示す側面図である。
第 6図は、 第 5図に示す静電電極が付設された塗装ガンの電磁力線を示す側面図で ある。
第 7図は、 静電電極の第三実施形態を示す側面図である。
第 8図は、 リング電極と針状電極とで構成される第三実施形態の静電電極を示す斜 視図である。
第 9図は、 «の静電塗 g¾置における塗装ガンの電磁力線を示す側面図である。 第 1 0図は、 魏の、 静電パネルを付設した静電塗 置を示す側面図である。 第 1 1図は、 »の、 静電パネルを付設した静電塗 g¾置において口ポットアーム が急速に移動した^に、 塗料ミストが静電塗驗置に付着する様子を示す側面図で める。 発明を実施するための最良の形態
次に、 本発明を するための形態を、 添付の図面を用いて説明する。
第 1図に示す静電塗 S¾置 1は、被塗装物 9に対して塗料を る塗装ガン 2と、 該塗装ガン 2を被塗装物 9に対して移動させるロポットアーム 3とを備えており、 口 ポットアーム 3には、 浮 » "る塗料ミストを静電反発する静電電極である針状電極 1 1が娥台 1 2を介して取り付けられている。 また、 塗装ガン 2の先¾分には複数 の針状電極 2 1が放射状に取り付けられている。
塗装ガン 2および針状電極 1 1は高電圧ケーブル 1 5により、 それぞれ別々の電源 である高電圧発生器 5に接続されており、 該塗装ガン 2の先端部および針状電極 1 1 には負側の高電圧が印加されている。
針状電極 2 1は塗装ガン 2と電気的に接続されており、 針状電極 2 1には塗装ガン 2に印加されている電圧と同等の大きさの電圧が印加されている。
また、 針状電極 1 1に印加される電圧は塗装ガン 2に印加される電圧と同等、 もし くは塗装ガン 2に印加される敏よりも低く （0 Vに対する電位差が小さく） 設定さ れている。 例えば、 塗装ガン 2に印加される は D C - 9 0 k V程度に設定され 針状電極 1 1に印加される電圧は D C— 5 0 kV〜一 7 0 k Vに設定されている。 こ の場合、 針状電極 2 1に印加される電圧は塗装ガン 2と同様の D C - 9 O k V程度と なる。
また、 第 1図に示す静電塗 置 1では、 塗装ガン 2および針状電極 11への mm の印加が、 それぞれ別の高電践生器 5から行われているので、 各高 発生器 5に 安全回路を設けることができ、 一方 （例えば針状電極 11) に過大な電流が流れる等 の異常が生じた場合でも、 他方 （塗装ガン 2) への mm印加を継続することが可能と なっている。
なお、 塗装ガン 2および針状電極 11へ共通の高 発生器 5から ®£を印加する ように構成することも可能である。 この場合は、 必要であれば一つの高電圧発生器 5 に 2系統の ^^回路を設けて、 前述のように、 一方に異常が生じた場合でも他方への 電圧印加を維続可能なように構成することができる。
第 2図に示すように、 針状電極 11は、 支持台 12に対して回動自在に、 かつ伸縮 自在に構成されている。
また、 第 3図に示すように、 針状電極 11は、 電酣 11 aを絶緣ケース 11 cに て覆って構成されており、 電賺 11
Figure imgf000010_0001
1 bを介して高電圧ケーカレ 15 に接続されている。
この場合、 電極として針状部材である電賺 11 aを用いているため、 高 発生 器 5や高電圧ケーブル 15等の静電供給経路に保有するエネルギー （静電容量） が小 さくなるようにして、電 1 aの先端から着火性放電が生じることを防いでいる。 さらには、 ίΚίΐ器 11 bの 値を例えば 5〜300ΜΩといった高 値に設定 しているため、 着火性放電をより確実に抑えることができる。
また、 絶禄ケース 11 cおよび ^台 12は、 PTFE (Po l yTe t r a— F l uor o Et hy l ene) 等の高 t^» 性を備える部材を用いて構成されてい る。
このように、 構成される静電塗驗置 1においては、 負側の高 ¾Eが印加された塗 装ガン 2と接地された被塗装物 9との間に形成される静電界により、 塗装ガン 2から 噴射された塗料が被塗 g% 9へ塗着されるが、 針状電極 1 1にも塗装ガン 2と同様に 負側の高電圧が印加されているので、 針状電極 1 1の周囲にも静¾ が形成され、 針 状電極 1 1の周辺に浮遊している塗料ミストは静電反発されて被塗装物 9側へ飛翔す ることとなって、 ロポットアーム 3に付着することが防止される。
特に、 尖端状に形成される針状電極 1 1は強力な静電界を形成することができるの で、 高い塗 ¾S寸着汚れ防止の効果を奏することができる。
また、 従来の静電塗装装置における静電パネルのように前面側 （被塗装物側） だけ でなぐ 放射状に形成されるため、 口ポットアーム 3が急速に移動したときでも、 塗 装ミストを静電反発して塗料付着汚れを防止することができる。
第 4図に示すように、 針状電極 1 1による静電界は広範囲に形成される （針状電極 1 1先端部の電賺 1 1 aから放射状に形成される） ため、 塗装ガン 2が塗料を噴射 した後に急速に移動した場合でも、 浮遊する塗料ミストは広範囲にわたって、 形成さ れる静電界により被塗 ¾ 9側へ飛翔することとなり、 塗料ミストがロポットアーム 3等に付着することを防止して、 汚れの発生を抑えることが可能となっている。 また、 針状電極 1 1は、 口ポットアーム 3に対して伸縮自在および回動自在に構成 されているので、 口ポットアーム 3の動作娜亦や動作範囲等に応じて、 口ポットァー ム 3に対する針状電極 1 1先端の電匿 1 1 aの位置を調節し、 静電反発効果を高め ることができる。
なお、 静電塗 置 1には、 一つまたは複数の針状電極 1 1を備えることができ、 該 状電極 1 1は、 口ポットアーム 3だけでなく塗装ガン 2等の他の麵に配置する ことも可能である。
また、 第 5図に示すように、 塗装ガン 2の前部には、 金属部材にて形成され、 嫌己 高電圧発生器 5からの ¾ΐが印加されるべルカップ 2 aおよびシエービングエア一リ ング 2 bが配置されている。 そして、 塗装ガン 2に取り付けられる前謝状電極 2 1 は、 ベル力ップ 2 aの ί妨に位置するシェ一ピングエア一リング 2 bの外周部に、 複 数取り付けられている。 この場合、 複数の針状電極 2 1は、 例えば半 向外側へ向 けて放射状に配置される。 また、 放射状に配置した針状電極 2 1は、 図 5のように真 横に配置するだけでなぐ 前方 （ベルカップ 2 a方向） へ{«させて配置したり、 後 方へ傾斜させて配置したりすることも可能である。
このように、 塗装ガン 2に針状電極 2 1を設けることで、 塗装ガン 2の先 |5近傍 における電磁力線は、第 6図に示すように、ベル力ップ 2 aが形成する觀兹カ線 m 1、 および針状電極 2 1が形成する電磁力線 m 2にて構成されることとなり、 塗料ミスト を静電反発する電界バリァが塗装ガン 2の先 β近傍の広範囲にわたって形成される こととなる。
そして、 ベルカップ 2 aの後方には、 該ベルカップ 2 aの回転に伴う負圧領域が形 成されるが、 この負圧領域が形成されることにより発生する塗装ガン 2の塗料ミスト の付着汚れを、 針状電極 2 1の電磁力線 m2にて形成される電界バリァにより抑える ことが可能となっている。
なお、 針状電極 2 1の長さを、 ベルカップ 2 aの低速回転時には短く設定し、 高速 回転時には長く設^ ることで、 塗装ガン 2から される塗料の鶴パターンを乱 すことなく塗料ミストの付着汚れを防止することが可能である。 また、 針状電極 2 1は、 ロボットアーム 3等の塗装ガン 2以外の部分に取り付ける ことも可能である。
また、 浮^ る塗料ミストを静電反発する静電電極は、 次のように構成することも できる。
つまり、 第 7図、 第 8図に示す塗装ガン 2におけるベルカップ 2 aの後方に位置す るシェ一ピングエアーリング 2 bの外周部に配置した円環状に形成されるリング電極 1 3と、 該リング電極 1 3の外周面から 圣方向外側へ向けて放射状に設置した複数 の針状電極 2 1とで静電電極を構 ることもでき、 このリング電極 1 3および針状 電極 2 1には、 共に負側の高 mmが印加されている。
リング電極 1 3は、 第 8図における上下面に尖端縁部 1 3 aを備えており、 該« 縁部 1 3 aを中心とした静電界を形成する。
そして、 ベル力ップ 2 aによる静電界、 ベル力ップ 2 aの後方に配置されるリング 電極 1 3の 縁部 1 3 aによる静電界、 およびリング電極 1 3の外周部に突出する 針状電極 2 1により、 前述の第 6図に示した ±給と同様に、 塗料ミストを静電反発す る電界パリァが塗装ガン 2の先端部近傍の広範囲にわたって形成されることとなる。 この塗装ガン 2の周辺に形成される電界パリアにより、 浮遊する広範囲の塗料ミス 卜が被塗装物 9側へ飛翔することとなり、 塗装ガン 2への塗料の付着汚れ発生を抑え ることができる。
特に、 塗装ガン 2の周囲には、 3 aを備えたリング電極 1 3による強力 な静電界が連続的に形成されているので、 塗料ミストの静電反発効果を高めることが 可能である。
なお、 第 8図におけるリング電極 1 3の断面形状は四角 犬に形成されているが、 これに限るものではなぐ 三角形状や多角形状等でもよく、 尖端麟犬 （シャープエツ ジ） を備える形状であればよい。
また、 リング電極 1 3から突出する針状電極 2 1は、 塗料ミストの?離や、 塗装ガ ン 2やロポットアーム 3の仕様等に応じた数量を設置することで、 効率的に塗 寸着 汚れを抑えることができる。 針状電極 2 1の形状は、 尖端舰 （シャープエッジ） を 備える形状であればよく、 先端が複数本に分割されたものでもよい。 さらには、 導電 ブラシをリング電極 1 3の外周面に貼設したもので構成することもできる。
なお、 本静電塗難置 1の仕様等によっては、 リング電極 1 3のみを設けて、 針状 電極 2 1を設けなレ^ 成とすることも可能である。
また、 本静電塗 置 1においては、 塗装ガン 2 (ベレカップ 2 a) と、 リング電 極 1 3や針状電極 2 1とに、 同程度の電圧が印加されているので、 広い範囲にわたつ て連続的かつ均質な電界パリァを形成することができ、 静電塗 ^置 1側への塗料ミ ストの飛来を防止して、 塗装ガン 2の塗 寸着汚れを効果的に抑えることが可能とな つている。
なお、 本例では、 リング電極 1 3および針状電極 2 1をシェ一ビングエア一リング 2 bの外周部に配置しているが、 この場所に限るものではなく、 塗料ミストが静電塗 難置 1側へ飛来してくることを防止できる場所であればよい。
また、 塗装ガン 2から鶴されたばかりのベルカップ 2 a近傍に位置する塗料ミス トはべルカップ 2 aと同等の電圧に帯電しているため、 ベル力ップ 2 aと同じ電圧が 印加されている針状電極 2 1により効果的に反発させることができる。
これに対し、 塗装ガン 2から麵されて時間が経過し、 ベルカップ 2 aから離れた ロポットアーム 3近傍に存在している塗料ミス卜は、 ベルカップ 2 aに印加されてい る電圧よりも低い ¾Eに （0 Vに対する電位差が小さく） 帯電しているため、 ロポッ トアーム 3に取り付けられる針状電極 1 1に印加する電圧を、 ロボットアーム 3近傍 の塗料ミストと同程度の電圧 （すなわち、 ベルカップ 2 aに印カ卩されている電圧より も低い電圧） となるように設定することで、 針状電極 1 1による塗料ミストの反発を 効果的に行うことが可能である。
このように、 針状電極 1 1 · 2 1に印加する電圧の大きさを、 状電極 1 1 · 2 1の配置位置近傍に浮 »る塗料ミス卜の帯電電圧に合わせて設 ることで、 塗装 ガン 2からロポットァ一ム 3にかけて塗料ミス卜が付着することを効果的に防止する ことができる。
また、 塗装ガン 2および口ポットアーム 3への塗料ミストの浮遊状況に応じて、 針 状電極 1 1または針状電極 2 1の何れか一方を、 塗装ガン 2および口ポットアーム 3 へ設けることも可能である。 産業上の利用可能性
本発明は、 静電塗装を行う静電塗 置に用いるのに適している。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 被塗装物に対して塗料を る塗装ガンと、 該塗装ガンを被塗 に対して移 動させるロボットアームとを備え、 塗装ガンに電圧が印加される静電塗装装置であつ て、
塗装ガンと同極性の電圧が印加され尖 を有した静電電極を、 少なくとも塗装ガ ンまたはロポットアームの何れか一方に付設したことを特徴とする静電塗装装置。
2. 編己静電電極は、 針状電極であることを籠とする請求項 1に記載の静電塗 S¾ 置。
3. 前記静電電極は、 塗装ガンまたは口ポットァ一ムに対して可動に構成されること を特徴とする請求項 1または請求項 2に記載の静電塗装装置。
4. 前記静電電極は、 塗装ガンまたは口ポットアームの周囲を囲むように配置される 円環状部材にて構成され、 該円環状部材は尖端 を有することを觀とする請求項 1に記載の静電塗驟置。
5. 前記静電電極は、 塗装ガンまたはロボットアームの周囲を囲むように配置される 円環状部材、 および円環状部材から外周方向へ突出する針状電極にて構成されること を糊敷とする請求項 1に記載の静電塗 置。
6. 嫌己塗装ガンに電圧を印加する電源と、 静電電極に電圧を印加する電源とを別電 源としたことを樹毁とする請求項 1〜請求項 5の何れかに記載の静電塗 置。
7 . 嫌己静電電極に印加される電圧は、 塗装ガンのベルカップから静電電極の設置位 置までの距離に応じて変化され、 ベル力ップから離れるに従つて小さく設定されるこ とを糊毁とする請求項 1〜請求項 6の何れかに記載の静電塗^ ¾置。
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