专利名称：静电涂装系统、静电涂装喷枪及交流电源装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种由将带电涂料喷雾而涂附在被涂装物上的静电涂装喷枪和发生交流电压的交流电源装置所构成的静电涂装系统、构成该静电涂装系统的静电涂装喷枪及构成该静电涂装系统的交流电源装置。
背景技术：
作为汽车车身等方面的涂装方法之一，有静电涂装的方法。静电涂装的方法是向被涂装物(车身等)与涂装装置之间加载高电压，在形成静电场(电カ线)的同时，使涂料粒子带电喷射，从而以静电引力使涂料吸附在被涂装物上。作为上述静电涂装所使用的涂装装置，有专利文献I中记载的静电涂装喷枪，这种静电涂装喷枪在枪主体的涂料流道内具有电极。通过向此电极提供高压，在对电极与被涂装物之间加载高压的同时，使涂料粒子带电。先前技术文献专利文献专利文献I :日本特开2005-349306号公报发明的公开发明所要解决的技术问题静电涂装喷枪内置有具有高压发生电路的高压发生装置。此高压发生装置所发生的高压被加载在电极上。因此，如果为了提高涂料粒子的带电效率、以至提高涂料的涂附效率而内置大型的高压发生装置或规格(可加载电压的最大值)高的高压发生装置，那么，与之相应地，静电涂装喷枪也将大型化和加重化。并且，为了保持高压，在静电涂装喷枪中，必须在设置电极的部分(一般是枪主体的头端部分)与接地的部分(一般是设置在枪主体后端部的枪柄部分)之间确保一定的距离。由于上述情況，静电涂装喷枪从其构成上，一般有大型化和加重化的倾向。因此，在静电涂装喷枪中，一般希望更加小型化和轻量化。于是，以解决这种课题为目的，人们考虑了 ー种静电涂装喷枪，这种静电涂装喷枪具有这样构成将导电性接地体在电极附近与该电极有间隔地配置，并将该接地体经接地路径接地。如果采用这种构成的静电涂装喷枪，则电极与接地体之间形成的电场将促进涂料粒子的带电效率，从而可提高涂料的涂附效率。因此，即使将高压发生装置发生的电压降低，也可与传统构成的静电涂装喷枪同程度地使涂料带电(静电化)。因为可这样将高压发生装置发生的电压降低，所以，可将接地的导电性接地体无妨碍地配置在被提供高压的电极附近，从而缩短接地体与电极之间的距离。并且，将接地体在电极附近与该电极有间隔地配置而成的结构是紧凑的，可谋求静电涂装喷枪的小型化和轻量化。可是，上述接地体需要可靠保持在接地电位，以免该接地体带电。这是因为如果带电的接地体接近或接触周围的接地物体，就会发生静电放电，有引燃周围爆炸性气体(如喷射涂料中所含的有机溶剂气化而成的物质等)的危险。在这方面，作为可将接地体可靠保持在接地电位的构成，可考虑采取不能将该接地体从静电涂装喷枪上拆卸的结构，即，采取将接地体始终连接在接地路径上的结构。然而，因为接地体随着涂装的进行而附着涂料，所以存在着必须清扫该接地体的情況。因此，假如采取不能从静电涂装喷枪上拆卸接地体的结构，则难以清扫该接地体，清扫的作业性差。与之相反，假如采取将接地体可从静电涂装喷枪上拆卸的结构，则可容易进行该接地体的清扫。但是，将清扫过的接地体安装在静电涂装喷枪上，有时会安装不可靠，此时，就不能将接地体保持在接地电位。并且，在涂装作业中，有时接地体会从静电涂装喷枪上脱开，此时也不能将接地体保持在接地电位。因此，如果单纯采取将接地体可从静电涂装喷枪上拆卸的结构，则有可能无法可靠地将接地体保持在接地电位，从而有造成接地体带电而引燃爆炸性气体等事故的危险。本发明的目的在于提供ー种静电涂装系统、构成该静电涂装系统的静电涂装喷枪及构成该静电涂装系统的交流电源装置，即使将接地体可拆装地构成，也可切实防止涂装作业期间造成接地体带电，从而提高涂装作业的安全性。解决技术问题所采用的技术方案本发明的静电涂装系统由将带电涂料喷雾而涂附在被涂装物上的静电涂装喷枪和发生交流电压的交流电源装置所构成，其特征在于，所述静电涂装喷枪具有枪主体、高压发生构件、电极及接地体,其中枪主体由非导电性材料构成；高压发生构件根据从所述交流电源装置，经所述交流电压供电线所提供的交流电压来发生直流高压；电极被加载所述高压发生构件所发生的直流高压，使所喷雾的涂料带电；接地体可在枪主体上拆装、在其安装状态下以相对所述电极离开间隔的形态来配设、与加载所述直流高压的所述电极之间形成电场并具有导电性，所述交流电源装置具有检测构件和控制构件，其中检测构件对于所述交流电压供电线中的电流或所述交流电压供电线的电压进行检测；控制构件根据所述检测电流或所述检测电压，对于经所述交流电压供电线向所述高压发生构件提供交流电压进行控制，在所述交流电压供电线中实施了接地的接地侧供电线的一部分形成开路部，所述接地体按这样构成，即其在安装于所述枪主体的状态下将所述开路部闭合，所述控制构件按这样构成，即在向所述高压发生构件提供交流电压期间，当所述检测电流或所述检测电压减小时，或者，当所述电流或所述电压检测不出时，停止向所述高压发生构件提供交流电压。本发明的静电涂装喷枪用于将带电涂料喷涂在被涂装物上，与发生交流电压的交流电源装置一起构成静电涂装系统，其特征在于，具有枪主体、高压发生构件、电极及接地体，其中枪主体由非导电性材料构成；高压发生构件根据从所述交流电源装置经所述交流电压供电线所提供的交流电压来发生直流高压；电极被加载由所述高压发生构件发生的直流高压，使所喷雾的涂料带电；接地体采取可在枪主体上拆装的构成、在其安装状态下以相对所述电极离开间隔的形态来配设、与加载所述直流高压的所述电极之间形成电场并具 有导电性，在所述交流电压供电线中实施了接地的接地侧供电线的一部分形成开路部，所述接地体按这样构成，即其在安装于所述枪主体的状态下将所述开路部闭合。
本发明的交流电源装置用于发生交流电压，与具有高压发生构件的静电涂装喷枪一起构成静电涂装系统，该高压发生构件根据经交流电压供电线所提供的交流电压来发生直流高压，其特征在于，具有检测构件和控制构件，其中检测构件对于所述交流电压供电线中的电流或所述交流电压供电线的电压进行检测；控制构件根据所述检测电流或所述检测电压，对于经所述交流电压供电线 向所述高压发生构件提供交流电压进行控制，所述控制构件按这样构成，即在向所述高压发生构件提供交流电压期间，当所述检测电流或所述检测电压减小时，或者，当所述电流或所述电压检测不出时，停止向所述高压发生构件提供交流电压。发明效果根据本发明的静电涂装系统，静电涂装喷枪的接地体可拆装地构成在枪主体上，在安装于枪主体的状态下，将交流电压供电线中实施了接地的接地侧供电线的开路部闭合。因此，如果接地体在枪主体上的安装为不可靠状态，则交流电压供电线中的电流减小或交流电压供电线两端的电压降低。并且，如果接地体为从枪主体上脱开的状态，则交流电压供电线中不会流入电流，交流电压供电线两端也不会产生电压。另ー方面，交流电源装置的控制构件在向静电涂装喷枪的高压发生构件提供交流电压期间，当检测电流减小或检测电压降低吋，即，当接地体在枪主体上的安装不可靠时，停止向高压发生构件提供交流电压。并且，交流电源装置的控制构件当检测不出电流或电压时，即，当接地体从枪主体上脱开时，停止向高压发生构件提供交流电压。这样，即使将接地体可拆装地构成，也会当该接地体在枪主体上的安装不可靠时，或当该接地体从枪主体上脱开时，停止向高压发生构件提供交流电压。通过这种方式，可切实防止涂装作业中造成接地体带电，从而提高涂装作业的安全性。根据本发明的静电涂装喷枪，接地体可拆装地构成在枪主体上，在安装于枪主体的状态下，将交流电压供电线中实施了接地的接地侧供电线的开路部闭合。因此，通过与本发明的交流电源装置一起构成静电涂装系统，本发明的静电涂装喷枪可切实防止涂装作业中造成接地体带电，从而提高涂装作业的安全性。根据本发明的交流电源装置，在向静电涂装喷枪的高压发生构件提供交流电压期间，当检测电流减小或检测电压降低时，停止向高压发生构件提供交流电压。并且，根据本发明的交流电源装置，当电流或电压检测不出时，停止向高压发生构件提供交流电压。因此，通过与本发明的静电涂装喷枪一起构成静电涂装系统，本发明的交流电源装置可切实防止涂装作业中造成接地体带电，从而提高涂装作业的安全性。
图I是ー电气构成图，表示了本发明第I种实施方式的静电涂装系统的电气构成。图2是表示静电涂装喷枪整体构成的纵断侧视图。图3是将静电涂装喷枪前端部分构成放大表示的纵断侧视图。图4是表示静电涂装喷枪前端部分构成的正视图。图5是表示接地环构成的纵断侧视图。图6是表示电源插接器构成的说明图。图7A是表示枪主体后表面构成的说明图。
图7B是表示静电涂装喷枪内置高压发生装置的后表面构成的说明图。图8是表示接地环安装于枪主体状态的静电涂装喷枪的立体图。图9是表示接地环从枪主体拆卸后状态的静电涂装喷枪的立体图。图10是表示电极加载电压与涂料涂附效率之间关系的说明图。图11是与图I相当的说明图，表示了本发明第2种实施方式的静电涂装系统的电气构成。
具体实施例方式(第I种实施方式)
以下，对于本发明的第I种实施方式參照图I 图10进行说明。图I是一方框图，它概略地表示了此实施方式所涉及的静电涂装系统I的电气构成。浄电涂装系统I由将带电涂料嗔涂到被涂装物上的浄电涂装嗔枪2(以下称嗔枪2)和经电源线3 (相当于交流电压供电线)向此喷枪2提供交流电压Vac的交流电源装置4所构成。喷枪2由高压发生装置5 (相当于高压发生构件)、销电极6和接地环7 (相当于接地体)构成。高压发生装置5是集构成高压发生电路的升压变压器5a、高压整流电路5b (如科克罗夫特-沃尔顿(Cockcroft-Walton)式倍压整流电路)和输出电阻5c三者于一体，模块化而成的级联式高压发生装置。此高压发生装置5根据由交流电源装置4提供的交流电压Vac来发生直流高压Vdc。通过后述构成，销电极6被加载由高压发生装置5发生的直流高压Vdc，使从喷枪2喷雾的涂料带电。接地环7例如为不锈钢制，具有导电性。通过后述构成，此接地环7可在喷枪2的枪主体21 (參照图2、图3)上拆装，并在其安装状态下以与销电极6离开间隔的形态来配设。通过后述构成，此接地环7在与由高压发生装置5施加的销电极6之间产生电场。以上对于喷枪2的概略构成进行了说明。对于此喷枪2的详细构成将在后面进行叙述。下面对于交流电源装置4的构成进行说明。交流电源装置4是发生交流电压Vac的装置，由控制电路8 (相当于控制构件)、直流电源9 (此实施方式为dC20V)、2个开关元件10、11、输出变压器12、电流线圈13 (相当于检测构件)及安全电路14构成。直流电源9的输出在输出变压器12的I次侧，经开关元件10、11连接到电源地线。具体而言就是，直流电源9的输出端子由输出变压器12和开关元件10，按照相对接地电位为正侧来连接，由输出变压器12和开关元件11，按照相对接地电位为负侧来连接。开关元件10、11由半导体开关(此实施方式为晶体管)构成，可根据通电与否来控制接通状态。开关元件10、11通电时成为接通状态(ON)，通电停止时成为非接通状态(OFF)。开关元件10、11的0N/0FF由控制电路8进行控制。控制电路8以微型计算机为主体而构成，其微型计算机具有图中未表示的CPU、ROM、RAM等元件。控制电路8发生与开关元件10、11通电时间(0N时间)相应的脉冲形驱动信号，向各开关元件10、11输出。开关元件10、11通过与控制电路8输出的驱动信号联动，使其通电状态(0N/0FF状态)发生变化，将直流电源9的输出切换到正侧或负侧。驱动信号以开关元件10、11的ON状态不会相互重叠的时间来输出。按照此驱动信号的脉冲宽度，开关元件10、11交替重复0N/0FF，从而在输出变压器12的2次侧，发生与直流电源9的输出电压相应的低交流电压Vac (此实施方式为AC24V/20kHz)。此交流电压Vac经电源线3，提供给喷枪2内的高压发生装置5。电源线3由ー对电源线3a、3b构成，用于向高压发生装置5提供交流电压Vac。电源线3a(相当于接地侧供电线)在交流电源装置4侧，经接地线15实施接地，保持在接地电位。而电源线3b则相对于电源线3a发生电位变动。电源线3a的一部分(此实施方式为电源线3a中配设在喷枪2内的部分)形成开路部3c。此开路部3c连接于后述的ー对供电兼接地路径71、71(參照图2、图3)。电流线圈13设置在不保持为接地电位的电源线3b上。控制电路8以此电流线圈13来检测流经电源线3中的电流(电源线3b中的电流)。控制电路8根据电流线圈13的检测电流，对于经电源线3 (电源线3a、3b)向高压发生装置5提供交流电压Vac进行控制。 关于此控制电路8的控制内各将在后面叙述。安全电路14经电流检测电缆16接入高压发生装置5的高压整流电路5b。此安全电路14用于经电流检测电缆16，对流入高压发生装置5中电流的大小进行检測。控制电路8以安全电路14来检测高压发生装置5中的电流，在判断有过电流流入高压发生装置5时执行处理，如停止经电源线3向喷枪2提供交流电压Vac等。下面对于喷枪2的详细构成，參照图2 图9进行说明。如图2所示，喷枪2由枪主体21与设置在枪主体21后端部(图2的右端部)的枪柄22构成。枪主体21例如由具有电绝缘性的聚缩醛树脂或氟树脂等合成树脂材料(非导电性材料)制作，构成喷枪2的枪身部分(枪管部分)。在此枪主体21与枪柄22之间所形成的空间内，内置有上述高压发生装置5 (相当于高压发生构件)。在枪主体21内部的前部，向前下方倾斜地配设有具有导电性的连体杆23。在高压发生装置5的前侧设有孔部24，以使连体杆23的后部露出。此孔部24内容纳有导电性的弹簧25。弹簧25的后部安装在从高压发生装置5前端凸出的输出端子5d上。弹簧25的前部触接于连体杆23。枪主体21的前部设置有具有销电极6的涂料喷嘴26。连体杆23与销电极6之间通过后述构成进行电气性连接。与枪主体21相对，枪柄22例如由含有金属纤维或金属粉的树脂材料构成，因而具有导电性。在此枪柄22的下部装有电源插接器27及空气软管用接头28，并经连结件29接有圆筒形的涂料软管用接头30。连结件29以螺丝31固定在枪柄22的下端部。连结件29及螺丝31皆由导电性材料构成。并且，连结件29旋有螺丝32，该螺丝32经引线27a接入电源插接器27的接地线。因而，涂料软管用接头30与电源插接器27的接地线之间经连结件29被电气性连接。发生高压所需要的高频电压，S卩，由交流电源装置4提供的交流电压Vac，从枪柄22下部的电源插接器27引入，提供给高压发生装置5内的升压变压器5a。所提供的交流电压Vac在升压变压器5a升压后，在高压整流电路5b再次升压同时整流，经输出电阻5c，转换为直流高压Vdc (30kV左右)。高压发生装置5所发生的直流高压Vdc，从输出端子5d经弹簧25导入连体杆23加载到销电极6。另外，高压整流电路5b可通过改变电路内ニ极管的方向，使输出电压的极性相对接地电位为正(+)、负(-)之一。米用此实施方式时，高压整流电路5b按照其输出电压的极性相对于接地电位为负来构成。因而，在此实施方式下，高压发生装置5将负极性的直流高压Vdc (-30kV)加载到销电极6上。并且，枪主体21内的下部设有向前后方向伸长的孔部33。枪主体21的前端部设有安装凹槽34。在此安装凹槽34的后端面中开着孔部33的孔ロ。此孔部33内部的前部设有涂料阀35。此外，在孔部33内部中的涂料阀35后部留存空间，配设有空心状的导向部件36。如图3所示，涂料阀35由具有导电性的阀主体37、在此阀主体37内沿轴向贯通的阀ロ 38及开闭此阀ロ 38的阀针39构成。在阀主体37前部的外周，一体性地设有圆环状法兰37a，此法兰37a与连体杆23的头端部相接触。孔部33中的涂料阀35与导向部件36之间的空间设为阀室40。阀针39的前端部呈锥状，阀针39贯通阀室40内部地配设。阀针39的后部插通于导向部件36内，且该阀针39沿着该导向部件36在前后方向上移动。阀ロ 38因阀针39前端部的触接而闭塞，因阀针39前端部的离间而开放。阀针39始终被设置于枪主体21后端部的回位弹簧41 (參照图2)向将阀ロ 38 (參照图3)闭塞的方向(图2的左方向)推压。只在设置于枪主体21上的扳机42被拉向枪柄22侧的期间，阀针39才抵抗回位弹簧41的推压而后退，从而阀ロ 38被开放。如图2所示，安装凹槽34的后半部直径比前半部小，在其直径小的部分，可拆装地、以螺纹方式接合有涂料喷嘴26。涂料喷嘴26由绝缘性的合成树脂材料制作。涂料喷嘴26的前半部比安装凹槽34向前方凸出。在涂料喷嘴26内的中心部设有前后方向贯通的涂料流道43。此涂料流道43的后端部连通到涂料阀35的阀ロ 38 (參照图3)。涂料喷嘴26前端部中相当于涂料流道43前端的部分采取小直径的构成，作为涂料吐料ロ 44。另外，由于在安装凹槽34上装有涂料喷嘴26，因而在涂料喷嘴26的周围部形成环状空间。此环状空间用作整形空气流道45。通过这种构成，未图示的涂料供料源(如涂料箱)内的涂料(如电阻较大的溶剂系涂料)经不具有导电性的涂料软管(未图示)，提供给涂料软管用接头30，再经涂料管46导入阀室40。在扳机42非操作时，导入阀室40的涂料被闭塞阀ロ 38的阀针39阻止向涂料喷嘴26吐料。而在扳机42被操作而涂料阀35开启时，提供给阀室40内的涂料向涂料喷嘴26内的涂料流道43吐料。涂料流道43内插通有销电极6。此销电极6的前端部从涂料吐料ロ 44通过，比该涂料吐料ロ 44向前凸出。并且，销电极6的后半部保持在由非导电性材料制作的保持部件47的内部。在涂料流道43内部中的保持部件47后部，容纳有具有导电性的弹簧48。此弹簧48的后端部触接在阀主体37的前端面上。通过这种构成，销电极6与阀主体37之间经弹簧48被电气性连接。高压发生装置5所发生的直流高压Vdc从输出端子5d经弹簧25导入连体杆23，再经阀主体37、弹簧48加载到销电极6上。在涂料喷嘴26内部中的涂料流道43周围部，形成有多个雾化空气流道49。这些雾化空气流道49的前端部与设在涂料喷嘴26前端部的环状雾化空气流道49a (參照图3)相连通。枪主体21的后端部设有空气阀50 (參照图2)。并且，枪柄22内设有将空气软管用接头28与空气阀50之间相连接的空气流道51。雾化空气用的压缩空气和整形空气用的压缩空气皆从压缩空气发生装置经高压空气软管(皆未图示)提供给空气软管用接头28，再经空气流道51导入空气阀50。空气阀50由与阀针39 —体性前后移动的阀芯52进行开关。也就是说，涂料阀35开启时，空气阀50也开启；涂料阀35关闭时，空气阀50也关闭。当空气阀50开启时，压缩空气就分别从设置在枪主体21内的雾化空气供气道和整形空气供气道通过(皆未图示)，提供给涂料喷嘴26的雾化空气流道49和整形空气流道45。涂料喷嘴26的前端部由安装在枪主体21前端部的绝缘性树脂制(如聚缩醛制)空气帽53覆盖。空气帽53的后表面中央设有嵌合凸台53a。此嵌合凸台53a嵌合在涂料喷嘴26的前端部。空气帽53的后部外周设有环状台阶53b (參照图3)。绝缘性树脂制(如聚缩醛制)护挡螺母54的头端部啮合于此环状台阶53b。此护挡螺母54通过圆环形固定材55以螺纹方式固定于枪主体21的前端部。涂料喷嘴26在插入安装凹槽34后，将空气帽53嵌入其前端部，再将固定材55及护挡螺母54从空气帽53的前端套入并紧固，从而该涂料喷嘴26与空气帽53 —起固定在枪主体21上。此时，空气帽53与枪主体21之间形成位于涂料喷嘴26周围的环状空间。此空间与整形空气流道45 —起作为整形空气流道45a利用。在空气帽53的中央部，贯穿设有雾化空气喷射孔56 (參照图3)。此雾化空气喷射孔56中插通有涂料喷嘴26的涂料吐料ロ 44。雾化空气喷射孔56与雾化空气流道49a连通。提供给此雾化空气流道49a的雾化空气，从雾化空气喷射孔56的内周面与涂料吐料H44的外周面之间的环状间隙中通过，向前方喷射。此外，还在空气帽53前端面中隔着雾化空气喷射孔56的上部及下部，形成有向前方凸出的一对角部57。这ー对角部57各形成有与整形空气流道45a连通的多个(此实施方式各有2个)整形空气喷射孔58。这些整形空气喷射孔58面对空气帽53的中心轴向斜前方傾斜。因而，作为提供给整形空气流道45a的压缩空气，整形空气从整形空气喷射孔58向斜前方喷射。并且，在空气帽53的外周可拆装地装有上述接地环7。下面对于此接地环7的构成，还參照图4及图5进行说明。如图4所示，接地环7是作为以涂料吐料ロ 44为中心的圆环状导电性部件而配置的。并且，如图5所示，接地环7的前端部截面几乎呈半圆形，接地环7的后端部截面几乎
呈矩形。在接地环7上部的后表面，固定有向后方(图5的右方)凸出的一对连接端子61 (相当于连接部)。与接地环7同样，此连接端子61也为不锈钢制，具有导电性。连接端子61由固定在接地环7上的基端件61a和以螺纹方式旋入此基端件61a中的头端件61b构成。头端件61b的周围部具有多个压接部61c，该压接部61c在该头端件61b的轴向(图5的左右方向)上伸长、在该头端件61b的径向上凸出。也就是说，头端件61b呈所谓的香蕉塞形状。另ー方面，如图2及图3所示，在枪主体21的上部设有ー对供电兼接地路径71、71。这ー对供电兼接地路径71，作为用于向高压发生装置5提供交流电压Vac的供电路径 而发挥作用，同吋，还作为用于将接地环7接地的接地路径而发挥作用。下面对于这ー对供电兼接地路径71的构成进行说明。
供电兼接地路径71由金属制(如招制)的ー对轴72、72，金属制(如不锈钢制)的一对弹簧73、73，以及金属制(如不锈钢制)的一对插座部74、74(相当于连接部)构成。ー对轴72分别沿着枪主体21的前后方向，在略微向前下方倾斜(略微向后上方倾斜)的状态下埋入该枪主体21上部的内部。ー对轴72的后端部分别以金属制螺丝75 (也參照图7A)固定在枪主体21上部的后表面(容纳高压发生装置5的部分)。这样配设的ー对轴72整体分别包覆在枪主体21中。一对弹簧73分别在其后端部嵌入轴72前端部的状态下，收纳在枪主体21上部的内部。因而，这ー对弹簧73也沿着枪主体21的前后方向，在略微向前下方倾斜(略微向后上方傾斜)的状态下埋入该枪主体21上部的内部。一对插座部74分别具有向前后方向伸长的插入孔74a，并插入枪主体21上部的 前端部而被支承。上述弹簧73的前端部接触于插座部74后端部的上部。因而，一对插座部74分别经弹簧73电气性地连接于轴72。另外，一对插座部74的头端部分别被树脂制(如聚缩醛树脂)的ー对保持罩76覆盖。这ー对保持罩76的中央部具有贯通孔76a。因而，插座部74的插入孔74a为无堵塞向前方开放的状态。在一对插座部74的插入孔74a内，分别插入上述接地环7的一对连接端子61。因而，插座部74电气性地连接于接地环7。并且，此时，连接端子61的压接部61c (參照图5)压接于插座部74插入孔74a的内表面。因而，接地环7可拆装地安装在枪主体21上。也就是说，接地环7向枪主体21上的安装是通过接地环7侧的连接端子61与枪主体21侧的插座部74之间的嵌合来进行的。在此安装状态下，接地环7以相对于销电极6离开间隔的形态配设。另外，此压接部61c对插入孔74a的压接カ的大小，最好设为这种程度只要使用者不对接地环7 (压接部61c)有意识地用力，就不能将其拔出或插入。下面，对于喷枪2内的配线，特别是上述高压发生装置5、电源插接器27及ー对供电兼接地路径71之间的连接，參照图6及图7进行说明。如图6所示，电源插接器27按这样构成除了具有上述引线27a之外，还具有供电用电线27b、电流检测用电线27c及接地用电线27d。供电用电线27b构成电源线3b (參照图I)的一部分(配设在喷枪2内的部分)，如图7B所示，它连接在设置于高压发生装置5后表面的供电用端子5e上。电流检测用电线27c构成电流检测电缆16 (參照图I)的一部分(配设在喷枪2内的部分)，如图7B所示，它连接在设置于高压发生装置5后表面的电流检测用端子5f上。接地用电线27d构成电源线3a(參照图I)的一部分(配设在喷枪2内的部分、相对于开路部3c处于交流电源装置4侧的部分)，如图7A所示，它经螺丝75，连接在一方供电兼接地路径71 (轴72)的基端部上。在另一方供电兼接地路径71 (轴72)的基端部则经螺丝75连接有接地线81。此接地线81构成了电源线3a(參照图I)的一部分(配设在喷枪2内的部分、相对于开路部3c处于高压发生装置5侧的部分)，它从设置于高压发生装置5上部的缺ロ 5g(參照图7B)中通过，连接在设置于该高压发生装置5后表面的接地用端子5h上。此处，电源线3a的开路部3c由连接点3d和连接点3e形成，其中，连接点3d是一方供电兼接地路径71的基端部与接地用电线27d之间的连接点(參照图I)，而连接点3e则是另一方供电兼接地路径71的基端部与接地线81之间的连接点(參照图I)。构成供电兼接地路径71头端部的一对插座部74按这样构成连接于电源线3a的开路部3c的两端。通过这种构成，一方面，喷枪2在接地环7安装于枪主体21的状态(參照图8)下，由该接地环7经供电兼接地路径71 (插座部74、弹簧73、轴72)连接在电源线3a上。在此状态下，接地环7将实施了接地的电源线3a的开路部3c闭合，经具有导电性的供电兼接地路径71及保持在接地电位的电源线3a接地。也就是说，安装在枪主体21上的接地环7构成电源线3a的一部分。另ー方面，喷枪2在接地环7从枪主体21卸除的状态下(參照图9)，其电源线3a的开路部3c被开放(开路)。下面，对于使用上述构成的静电涂装系统I实施静电涂装时的动作进行说明。另夕卜，作为静电涂装系统I涂装对象的被涂装物(未图示)处于接地状态，其电位与交流电源装置4等相同(接地电位)。并且，在此实施方式下，这样接地的被涂装物相对于负极的销电极6为阳扱。在喷枪2中，如果扳机42拉到枪柄22侧，则涂料阀35开启，从涂料软管用接头30 提供的涂料(此实施方式为溶剂系涂料)向涂料流道43吐出，再从涂料嗔嘴26如端的涂料吐料ロ 44沿着销电极6的表面传递而皮膜状地吐出。并且，压缩空气被提供给雾化空气流道49，此压缩空气从雾化空气喷射孔56内周与涂料吐料44外周之间的狭窄间隙中通过，作为雾化空气向前方喷射。结果，沿销电极6表面传递而从涂料吐料ロ 44吐出的涂料被雾化空气雾化。并且，如果扳机42拉到枪柄22侦彳，则交流电压Vac从交流电源装置4经电源线3 (电源线3a、3b)提供给高压发生装置5。此高压发生装置5所发生的直流高压Vdc (此实施方式为_30kV)，从输出端子5d经弹簧25及连体杆23导入阀主体37。导入阀主体37的直流高压Vdc，从其前端部经弹簧48提供给销电极6。从而，在加有直流高压Vdc的销电极6与保持为接地电位的接地环7之间发生強力电场(电カ线)，形成电晕放电电场，在沿着销电极6传递的涂料上感生电荷。因此，从涂料吐料44吐出、被雾化空气雾化的涂料粒子以带电状态飞向空中(喷枪2的前方)。飞向空中的涂料粒子，被从整形空气喷射孔58喷射出的整形空气，将其喷雾图案调整为适合于涂装的形状(此实施方式为椭圆形 近似椭圆形)。涂料粒子主要由此整形空气运送到被涂装物的附近。当带电的涂料粒子接近被涂装物时，就因静电感应，在接地的被涂装物表面感生出与涂料粒子电荷极性相反的电荷。从而，静电力在涂料粒子与被涂装物之间发挥作用，涂料粒子受到向被涂装物方向的吸引力。也就是说，涂料粒子彼此吸引力和整形空气吹附カ这两方面的力涂附到被涂装物的表面。另外，由于静电引起的吸引力的作用，涂料粒子还转绕到不面向喷枪2的被涂装物背侧来涂附。通过以上作用，在被涂装物上进行静电涂装。在此实施方式的喷枪2中，在相对于销电极6离开间隔的状态下，S卩，在销电极6附近与该销电极6有间隔的状态下，配置有接地的导电性接地环7。根据本发明者的试验确认使用此实施方式的喷枪2进行静电涂装时，与使用未装备这种接地环7的传统构成的喷枪相比，涂料的涂附效率明显提高。其原因可设想如下。即接地环7经供电兼接地路径71，电气性地连接到保持在接地电位的电源线3a上。所以，接地环7保持在接地电位。而且，与被涂装物相比，接地环7配置在非常接近销电极6的位置。
在这种构成中，如果高压发生装置5所发生的直流高压Vdc加载到销电极6上，就在销电极6和接地环7之间形成电场。这样在销电极6和接地环7之间形成的电场会促进涂料粒子带电。从而，涂料的涂附效率提闻。图10是由本发明者的试验所得，它概略表示了销电极6上加载的输出电压(枪尖电压)与涂料的涂附效率之间的关系。在图10中，实线A表示配有接地环7的此实施方式喷枪2的关系，实线B表示未配有接地环7的传统方式喷枪的关系。从此图10中可明确看出，采用此实施方式的喷枪2 (參照实线A)，可以更低的枪尖电压，获得与传统方式喷枪(參照实线B)同等的涂附效率。即，例如使用此实施方式的喷枪2 (实线A)，可在点a (此时的枪尖电压为30kV)获得与传统构成喷枪(实线B)的点b (此时的枪尖电压约为60kV)同等的涂附效率。另外，根据本发明者的试验确认圆环状接地环7的直径越小，涂料粒子的带电效率、以至涂料的涂附效率就越趋于提高。根据本发明者的其他试验还确认通过将接地环7在规定范围内远离涂料吐料ロ44的头端部来配设，提高的涂料涂附效率不易降低，可保持在高的涂附效率。其原因可设想如下。即使用静电涂装系统I刚开始进行静电涂装吋，喷枪2的接地环7为清洁状态(该接地环7未附有涂料的状态)。因而，可通过上述那种作用(由销电极6与接地环7之间形成的电场来促进涂料粒子带电的作用)提高涂料的涂附效率。然而，部分带电涂料会被保持在接地电位的接地环7所吸引，附着在该接地环7上。因而，静电涂装开始后，随着时间的经过，在接地环7上逐渐附着涂料，该接地环7逐渐被涂料覆盖。如果涂料逐渐附着在接地环7的表面，电场就集中在微少剰余的接地环7露出部分(未附着涂料的部分)和涂料形成的皮膜薄的部分，从而该类部分的放电电流増大。枪尖电压(销电极6的输出电压)因此放电电流的增大而降低，这种原因会直接导致涂料涂附效率的下降。但是，如果将接地环7在规定范围内远离涂料吐料ロ 44的头端部来配设，该接地环7就成为与销电极6有充分且适度距离的状态。所以，即使涂料附着在接地环7上，也可将放电电流控制在低值(此实施方式为70 μ A以下)，从而，避免涂料涂附效率的下降。下面，对于上述静电涂装系统I中控制电路8的控制内容进行说明。一方面，喷枪2的接地环7可拆装地构成在枪主体21上，在安装于枪主体21的状态下，将实施了接地的电源线3a的开路部3c闭合。因而，当接地环7在枪主体21上的安装为不可靠状态吋，即，在连接端子61和插座部74之间的接触为不可靠状态吋，电源线3 (电源线3a、3b)中的电流就减小。并且，在接地环7从枪主体21完全脱开的状态下，S卩，在连接端子61和插座部74未接触的状态下，电流就不会流入电源线3 (电源线3a、3b)中。另ー方面，交流电源装置4的控制电路8将电源线3 (电源线3b)中的电流，经电流线圈13每规定时间(如4毫秒)检测一次。在向喷枪2的高压发生装置5提供交流电压Vac期间，当检测电流(以电流线圈13检测出的电源线3b中的电流)减小时，即，当接地环7在枪主体21上的安装不可靠时，控制电路8立即停止向高压发生装置5提供交流电压Vac。另外，对于检测电流是否减小的判断，可采用各种方法。例如既可根据检测电流与规定极限值的比较来进行，也可根据检测电流减小的比率(规定时间内的减小量)来进行，又可根据检测电流减小的速度来进行。并且，当经电流线圈13检测不出电流(电源线3b中的电流)时，即，当接地环7从枪主体21完全脱开，电源线3(电源线3a、3b)没有电流流入时，交流电源装置4的控制电路8也立即停止向高压发生装置5提供交流电压Vac的动作。根据控制电路8停止了向喷枪2的高压发生装置5提供交流电压Vac，使用者可确认接地环7的安装状态，重新安装接地环7。其后 ，如果使用者操作控制电路8的复位开关8a(參照图1，相当于回位构件)，控制电路8就恢复向高压发生装置5提供交流电压Vac。另外，在此恢复后，当检测电流又减小或电流又检测不出时，控制电路8将再次立即停止向高压发生装置5提供交流电压Vac的动作。如上所述，根据此实施方式，即使将接地环7可拆装地构成在喷枪2的枪主体21上，当该接地环7在枪主体21上的安装不可靠时，或者，当该接地环7从枪主体21脱开时，向喷枪2的高压发生装置5提供交流电压Vac的动作也会被立即停止。通过这种方式，可切实防止涂装作业中造成接地环7带电，从而提高涂装作业的安全性。并且，交流电源装置4具有复位开关8a，该复位开关8a用于在控制电路8停止了向喷枪2的高压发生装置5提供交流电压Vac后，恢复向高压发生装置5提供交流电压Vac。它按这样构成在交流电压Vac的提供一旦停止后，只要使用者不有意识操作复位开关8a，就不会恢复向喷枪2的供电。因而，在接地环7的安装不可靠的状态没有改变期间，不会自动恢复向高压发生装置5提供交流电压Vac，可进ー步提高涂装作业的安全性。并且，在接地环7上设置有具有导电性的一对连接端子61。在枪主体21上设有ー对插座部74，这ー对插座部74连接于保持在接地电位的电源线3a的开路部3c两端。接地环 按这样构成其在枪主体21上的安装，通过连接端子61与插座部74之间的嵌合来进行。这种构成简洁，可在不会导致结构复杂化的情况下将接地环7可拆装地构成。并且，连接端子61具有压接在插座部74内表面的压接部61c。因此，在使接地环7成为可拆装构成的同时，可使安装的接地环7实现止脱。(第2种实施方式)以下，对于本发明的第2种实施方式參照图11进行说明。第I种实施方式采取经2条送电电缆(电源线3a、3b)向喷枪2提供交流电压Vac (送电)的构成，与采取这种构成的第I种实施方式不同，此实施方式采取经3条送电电缆(电源线)向喷枪2提供交流电压Vac的构成。下面，对于此实施方式与第I种实施方式的不同点进行说明。在此实施方式的静电涂装系统91中，交流电源装置4的直流电源9的输出由开关元件10按照相对接地电位为正侧来连接，并且，由开关元件11按照相对接地电位为负侧来连接。根据控制电路8输出的驱动信号的脉冲宽度，开关元件10、11交替重复0N/0FF，从而产生与直流电源9输出电压相应的低交流电压Vac (此实施方式为AC24V/20kHz)。此交流电压Vac经电源线92 (相当于交流电压供电线)，提供给喷枪2的高压发生装置5，该电源线92取代第I种实施方式中的电源线3。电源线92由3条电源线92a、92b、92c构成，用于将交流电压Vac提供给喷枪2的高压发生装置5。电源线92a(相当于接地侧供电线)是代替上述电源线3a的电源线，在交流电源装置4侧，经接地线93实施接地，保持在接地电位。而电源线92b、92c则是代替上述电源线3b的电源线，相对电源线92a发生电位变动。在电源线92a的一部分(此实施方式为电源线92a中配设在喷枪2内的部分)形成开路部92d。此开路部92d连接在ー对供电兼接地路径71、71上。在此实施方式下，电流线圈13设置在保持为接地电位的电源线92a中。与上述第I种实施方式中的控制电路8同样，此控制电路8根据电流线圈13的检测电流，对于经电源线92(电源线92a、92b、92c)向高压发生装置5提供交流电压Vac进行控制。也就是说，在将交流电压Vac提供给高压发生装置5期间，当检测电流减小吋，即，当接地环7在枪主体21上的安装不可靠时，控制电路8停止向高压发生装置5提供交流电压Vac。并且，当检测不出电流吋，即，当接地环7从枪主体21完全脱开时，控制电路8停止向高压发生装置5提供交流电压Vac。 在采取这种构成的此实施方式中，也当接地环7在枪主体21上的安装不可靠时，或当该接地环7从枪主体21脱开时，立即停止向高压发生装置5提供交流电压Vac。因此，即使将接地环7可拆装地构成在喷枪2的枪主体21上，也可切实防止涂装作业中造成接地环7带电，从而提高涂装作业的安全性。(其他实施方式)本发明不限于上述各实施方式，可进行以下之类的变形或扩展。交流电源装置4可不设置于喷枪2的外部，而设置于喷枪2的内部。控制电路8可以电流线圈13对电源线3或电源线92的电压进行检测。在此实施方式下，控制电路8按这样构成根据电流线圈13的检测电压，对于经电源线3或电源线92向高压发生装置5提供交流电压Vac进行控制。也就是说，控制电路8按这样构成在向高压发生装置5提供交流电压期间，当检测电压降低时(接地环7在枪主体21上的安装不可靠时)或检测不出电压时(接地环7从枪主体21完全脱开时)，停止向高压发生装置5提供交流电压。交流电压供电线不限于上述电源线3或电源线92，可由单纯的电线(不參与电源提供的电线)构成。控制电路8检测电源线3或电源线92中电流的时间间隔(规定时间)，最好设定为数毫秒的程度。并且，控制电路8检测电源线3或电源线92电压的时间间隔(规定时间)，最好设定为数毫秒的程度。这是因为如果将检测间隔设定为数毫秒的程度，则此期间交流电压Vac不会大幅上升。因此，即使连接端子61 (接地环7)与插座部74 (枪主体21)之间的接触为不可靠状态，这些连接端子61与插座部74之间也难以发生火花。另外，如果将检测间隔设定为数百毫秒的程度(如100毫秒)，此期间交流电压Vac就会大幅上升。因此，当连接端子61与插座部74之间的接触为不可靠状态时，这些连接端子61与插座部74之间就容易发生火花。接地环7不限于由只是前端部截面为半圆形的导电性部件所构成，可适当更改其形状。例如既可由截面为圆形的圆环状导电性部件来构成，也可由截面为矩形的圆环状导电性部件来构成。并且，接地环7还不限于圆环状的导电性部件，例如还可由椭圆环状的导电性部件来构成。此外，接地体不限于环状，例如，还可采取球状。连接部不限于一对连接端子61，例如可由只是头端部分为两股状的I只端子构成。并且，还可这样构成不在接地体上设置连接部，而将该接地体直接连接在接地侧供电线上。这就是说，只要按这样构成即可接地体在其安装于枪主体21的状态下，将保持在接地电位的接地侧供电线开路部闭合。并且，被连接部不限于一对插座部74。例如可由I只销状部件构成连接部，按照与此销状部件的2个部位相接触来设置被连接部。涂料管46可按照所用涂料的类型等情況，适当采用螺旋形伸长或直线形伸长等形式。本发明中可使用的涂料不限于上述溶剂系涂料，例如还可使用金属系涂料。
本发明还可适用于具有ー种静电涂装喷枪的静电涂装系统，这种静电涂装喷枪例如是采取不喷射整形空气这ー构成的静电涂装喷枪。这就是说，本发明可适用于具有ー种静电涂装喷枪的静电涂装系统，这种静电涂装喷枪是采取将带电涂料涂附在被涂装物上这一构成的全部静电涂装喷枪。(符号说明)I静电涂装系统，2静电涂装喷枪，3电源线(交流电压供电线)，3a电源线(接地侧供电线)，3c开路部，4交流电源装置，5高压发生装置(高压发生构件)，6销电极(电极)，7接地环(接地体)，8控制电路(控制构件)，8a复位开关(恢复构件)，13电流线圈(检测构件)，21枪主体，61连接端子(连接部、端子)，61c压接部，74插座部(被连接部)，91静电涂装系统，92电源线(交流电压供电线)，92a电源线(接地侧供电线)，92d开路部。
权利要求
1.一种静电涂装系统，由将带电涂料喷雾而涂附到被涂装物上的静电涂装喷枪和发生交流电压的交流电源装置所构成，其特征在于， 所述静电涂装喷枪具有 由非导电性材料构成的枪主体； 根据从所述交流电源装置经交流电压供电线提供的交流电压，发生直流高压的高压发生构件； 被加载由所述高压发生构件发生的直流高压、使所喷雾的涂料带电的电极； 能在所述枪主体上拆装、在其安装状态下以相对所述电极离开间隔的形态来配设、与加载所述直流高压的所述电极之间形成电场并具有导电性的接地体， 所述交流电源装置具有 对于所述交流电压供电线中的电流或所述交流电压供电线的电压进行检测的检测构件； 根据所述检测电流或所述检测电压，对于经所述交流电压供电线向所述高压发生构件提供交流电压进行控制的控制构件， 在所述交流电压供电线中实施了接地的接地侧供电线的一部分形成开路部， 所述接地体构成为在安装于所述枪主体的状态下将所述开路部闭合， 所述控制构件构成为在向所述高压发生构件提供交流电压期间，当所述检测电流或所述检测电压减小时，或者，当所述电流或所述电压检测不出时，停止向所述高压发生构件提供交流电压。
2.如权利要求I所述的静电涂装系统，其特征在于， 所述交流电源装置具有恢复构件，该恢复构件用于在所述控制构件停止向所述高压发生构件提供交流电压后，恢复向所述高压发生构件提供交流电压。
3.如权利要求I或2所述的静电涂装系统，其特征在于， 在所述静电涂装喷枪中， 在所述接地体上设置有具有导电性的连接部， 在所述枪主体上设置有被连接部，该被连接部连接于所述接地侧供电线的所述开路部两端， 所述接地体在所述枪主体上的安装是通过所述连接部与所述被连接部之间的嵌合来进行的。
4.如权利要求3所述的静电涂装系统，其特征在于， 在所述静电涂装喷枪中， 在所述接地体上，作为所述连接部设有一对端子， 在所述枪主体上，作为所述被连接部设有一对插座部，这一对插座部连接于所述接地侧供电线的所述开路部两端。
5.如权利要求4所述的静电涂装系统，其特征在于， 所述端子具有压接部，该压接部在所述插座部内压接在该插座部的内表面上。
6.一种静电涂装喷枪，用于将带电涂料喷雾而涂附到被涂装物上，与发生交流电压的交流电源装置一起构成静电涂装系统，其特征在于， 具有由非导电性材料构成的枪主体； 根据从所述交流电源装置经交流电压供电线所提供的交流电压，发生直流高压的高压发生构件； 被加载由所述高压发生构件发生的直流高压、使所喷雾的涂料带电的电极； 能在所述枪主体上拆装、在其安装状态下以相对所述电极离开间隔的形态来配设、与加载所述直流高压的所述电极之间形成电场并具有导电性的接地体， 在所述交流电压供电线中实施了接地的接地侧供电线的一部分形成开路部， 所述接地体构成为在安装于所述枪主体的状态下将所述开路部闭合。
7.一种交流电源装置，用于发生交流电压，与具有高压发生构件的静电涂装喷枪一起构成静电涂装系统，该高压发生构件根据经交流电压供电线所提供的交流电压来发生直流高压，该交流电源装置的特征在于， 具有 对于所述交流电压供电线中的电流或所述交流电压供电线的电压进行检测的检测构件； 根据所述检测电流或所述检测电压，对于经所述交流电压供电线向所述高压发生构件提供交流电压进行控制的控制构件， 所述控制构件构成为在向所述高压发生构件提供交流电压期间，当所述检测电流或所述检测电压减小时，或者，当所述电流或所述电压检测不出时，停止向所述高压发生构件提供交流电压。
全文摘要
在包括静电涂装喷枪(2)、高压发生装置(5)和交流电源装置(4)的静电涂装系统(1)中，还包括可拆装的接地体(7)，被设置成在安装于枪主体的状态下，将实施了接地的电源线(3a)的开路部(3c)闭合；以及交流电源装置(4)的控制电路(8)，以电流线圈(13)来检测电源线(3)中的电流或电源线(3)的电压，在向喷枪(4)的高压发生装置(5)提供交流电压(Vac)期间，当检测电流或检测电压减小时，或者，当检测不出电流或电压时，停止向高压发生装置(5)提供交流电压(Vac)。采用该构成，能防止可拆装的接地体(7)带电，提高涂装作业的安全性。
文档编号H02M3/28GK102665923SQ20108004651
公开日2012年9月12日 申请日期2010年9月27日 优先权日2009年10月9日
发明者安藤辉夫, 山崎谕志, 村田正美, 西尾达哉 申请人:旭燦纳克株式会社