JP2008036484A

JP2008036484A - Electrostatic spray gun equipped with control unit

Info

Publication number: JP2008036484A
Application number: JP2006211208A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Ochii; 康弘落井; Mitsumasa Sasaki; 光昌佐々木
Original assignee: Anest Iwata Corp
Current assignee: Anest Iwata Corp
Priority date: 2006-08-02
Filing date: 2006-08-02
Publication date: 2008-02-21

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively perform heat dissipation of an electrostatic gun to prevent an adverse influence on the operation thereof by heat generation of a control device in some cases where the control device having an IC board is mounted since the spray control nearby a gun is desired in view of the operability. <P>SOLUTION: The electrostatic spray gun equipped with the control device incorporating an arithmetic unit for controlling spray is comprised of an air flow path for introducing air into the spray gun, at least a part of which air flow path is made from a material having good heat conductivity such as metal and a part of which air flow path is directly connected to a heat sink of a heat generating member employed in the arithmetic unit of the control device or made to constitute a part of the heat sink so that the heat generated in the arithmetic unit can be dissipated when spray-air is made to flow therethrough. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、塗装用スプレーガンで特に高電圧を印加して塗装塗着効率を高める静電ガンにおける噴霧荷電制御を、スプレーガンに搭載したコントローラで行う静電塗装ガンに関する。
The present invention relates to an electrostatic coating gun which performs spray charge control in an electrostatic gun that applies a high voltage to increase the coating efficiency by applying a high voltage with a spray gun for painting.

静電スプレーガンは高電圧静電気による吸引力を利用して噴霧塗装における塗着効率を向上する装置として、古くより広く使用されてきている。近年塗装の多様化、高品質化にともなって塗装の条件が細かく制御される事が必要になってきている。このことは塗料を節減し経済性を高めると共に、環境保全にも影響する塗着効率の向上や安全性の確保など、さまざまな塗装操作での適正な選択が有効であることを示している。 Electrostatic spray guns have been used for a long time as a device for improving the coating efficiency in spray coating by utilizing the attractive force of high-voltage static electricity. In recent years, with the diversification and high quality of painting, it has become necessary to finely control the painting conditions. This indicates that appropriate selection in various painting operations, such as improving coating efficiency and ensuring safety, is also effective, as well as saving paint and improving economic efficiency.

これらの要求から静電塗装では高電圧の荷電制御に加え噴霧の適正な制御を行うために各種の塗装条件を設定する必要が有り、その操作のために制御装置を組み込んだ静電塗装ガンが広がりを見せている。 Because of these requirements, in electrostatic coating, it is necessary to set various coating conditions in order to perform proper control of spraying in addition to high-voltage charge control. It is spreading.

多くの場合塗装作業者はスプレーガンを操作して塗装を行うが、被塗装物に対する塗装条件を変更することが必要な場合は、作業中に手元で変更できることが望ましく、このような要求に対応した静電ガンとして特開平４−２２７８７５号公報には静電ガンの手元に荷電状態が把握できる表示手段を設ける技術が示されている。 In most cases, the painter operates the spray gun to perform painting, but if it is necessary to change the painting conditions for the object to be painted, it is desirable that it can be changed at hand during the work. As an electrostatic gun, Japanese Patent Laid-Open No. 4-227875 discloses a technique for providing a display means for grasping a charged state at the hand of an electrostatic gun.

また特許第３６５５１９２号公報には操作値を手動で変更し、望ましい操作値をガンの外側に配置された制御装置に伝える制御操作要素すなわちスイッチを備えた手動スプレーガンが示されている。さらに特表２００５−５０１７１５号公報にはスプレーガンの背面にディスプレイを設け、モニターできるようにした技術も示されている。このように塗装用スプレーガンにあっても、電子制御装置の利用による高機能化が高まってきている状況にある。 Japanese Patent No. 3655192 discloses a manual spray gun having a control operation element, that is, a switch for manually changing an operation value and transmitting a desired operation value to a control device arranged outside the gun. Furthermore, Japanese translations of PCT publication No. 2005-501715 also show a technique in which a display is provided on the back of the spray gun so that it can be monitored. As described above, even in the spray gun for painting, high functionality is being increased by using an electronic control device.

これらの制御装置はマイコンやこれに類する制御手段の進歩により、小形化された制御装置が開発され、知られている技術の範囲で小形・軽量化が図られているが、搭載する演算装置の作動とそのために必要となる作動源としてパワートランジスタ等が必要不可欠である。したがって制御の高度化、機能の多様化を図るほど作動に必要な動力を必要とし、必然的に作動による熱が発生することになる。 These control devices have been developed as miniaturized control devices due to advances in microcomputers and similar control means, and have been made smaller and lighter within the scope of known technologies. A power transistor or the like is indispensable as an operation and an operation source necessary for the operation. Therefore, as the control becomes more sophisticated and the functions are diversified, the power necessary for the operation is required, and the heat generated by the operation is inevitably generated.

現在この種の発熱は演算装置そのものの動作不良につながり、結果として制御の不安定化、誤動作となるため安全性、作業の安定性から演算装置を放熱によって冷却することが行われる。放熱は通常、熱が発生する素子であるパワートランジスタや演算用ＩＣ等に放熱用ヒートシンクが取り付けられ自然放熱されるが、放熱効果を高めるために表面積を増加させることや、場合によっては強制冷却ファンを付帯させることがある。 Currently, this type of heat generation leads to malfunction of the arithmetic device itself, resulting in instability of control and malfunction, so that the arithmetic device is cooled by heat radiation from the viewpoint of safety and work stability. For heat dissipation, a heatsink for heat dissipation is usually attached to a power transistor or arithmetic IC, which is an element that generates heat, and then naturally dissipates heat. May be attached.

電子制御装置の放熱もしくは冷却は、前述のようにヒートシンク自体の表面積を多くすることで放熱効果を高めるため種々の形状のヒートシンクが提案されているが、必然的に大きさが大きくなったり、周囲の空間を設ける等の問題があり、強制冷却には設置スペースのほか駆動制御の問題等がある等、適切な改善策は得られていない状況にある。
特許第３６５５１９２号公報特開平４−２２７８７５号公報 As described above, heat dissipation or cooling of the electronic control unit has been proposed to increase the heat dissipation effect by increasing the surface area of the heat sink itself. There is a problem such as providing a space for the forced cooling, and there is a problem in the forced cooling that there is a problem in drive control in addition to the installation space.
Japanese Patent No. 3655192 JP-A-4-227875

本発明は静電塗装ガンにおいて、荷電若しくは噴霧制御を行うための制御装置を搭載し、その制御装置が電子制御素子を含み、発熱の要素を含む場合に、効率的な放熱手段により静電塗装ガンの小形化、軽量化を達成し、作業者にとって使用し易く作業性、生産性の向上に結びつく塗装ガンを得ることを目的とする。
The present invention is equipped with a control device for controlling charging or spraying in an electrostatic coating gun, and when the control device includes an electronic control element and includes a heat generation element, the electrostatic coating is performed by an efficient heat dissipation means. The aim is to obtain a paint gun that achieves miniaturization and weight reduction of the gun, and is easy to use for the worker, leading to improved workability and productivity.

絶縁性材で形成される本体に、噴霧制御を行う演算装置を組み込んだ制御装置を備えた静電塗装ガンにおいて、スプレーガンに導入されるエア通路の少なくとも一部を金属等の熱伝導性の良い材料からなる放熱体で形成し、その一部を前記制御装置の演算装置に使用される発熱部材のヒートシンクに直結もしくはヒートシンクの一部として形成し、流通する噴霧エアによって前記演算装置の放熱を行うよう構成する。 In an electrostatic coating gun equipped with a control device in which an arithmetic unit for spray control is incorporated in a main body formed of an insulating material, at least a part of an air passage introduced into the spray gun is made of a heat conductive material such as metal. A heat radiator made of a good material, a part of which is directly connected to or formed as a part of the heat sink of the heat generating member used in the arithmetic device of the control device, and the heat of the arithmetic device is radiated by the circulating spray air. Configure to do.

前記放熱体は静電塗装ガンの噴霧に使用されるエアの空気弁出口通路の内壁面に形成し、外壁面をヒートシンクの放熱面に密接する形状として、放熱体の内部を流れるエアと流通接触させる。また前記放熱体は、静電塗装ガンの空気弁出口部通路をパイプ状に形成し、その外壁面に密接に係合するヒートシンクとの伝熱ガイドを設けるものである。
The heat radiator is formed on the inner wall surface of the air valve outlet passage of the air used for spraying the electrostatic coating gun, and the outer wall surface is in close contact with the heat radiation surface of the heat sink, and is in flow contact with the air flowing inside the heat radiator. Let Further, the heat dissipating body is provided with a heat transfer guide with a heat sink that forms an air valve outlet passage of the electrostatic coating gun in a pipe shape and is closely engaged with an outer wall surface thereof.

本発明の静電塗装スプレーガンによれば、発熱の要素を持つ制御装置の部材に直接もしくはヒートシンクの一部として熱伝導性の高い材料（金属、高熱伝導性樹脂、セラミックなど）からなるエア通路を接続し、このエア通路に噴霧用のエアを通すことによって通路に伝わった発熱部材の放熱を効果的に行うことができる。 According to the electrostatic coating spray gun of the present invention, an air passage made of a material having high thermal conductivity (metal, high thermal conductive resin, ceramic, etc.) directly on a member of a control device having an element of heat generation or as a part of a heat sink. And the heat-generating member transmitted to the passage can be effectively dissipated by passing spraying air through the air passage.

パワートランジスタ等の発熱部材は静電ガンの操作中に作動されるため、これに合わせて噴霧エアが流れるエア通路によって都合よく放熱が行われ、負荷が高まったときに冷却手段を作動制御させるなどの装置が必要ない。また金属等で構成するエア通路の一部は噴霧エアの流れが制御される空気弁の部分に設けられることで空気流の冷却効果を高めることができる。すなわち空気弁によって流通を制限されたエアが前方に開放されたとき、断熱膨張による温度低下が生じ、より効果的に放熱が可能となる。 Since heat generating members such as power transistors are activated during operation of the electrostatic gun, heat is conveniently dissipated by the air passage through which the atomizing air flows, and the cooling means is controlled to operate when the load increases. No need for equipment. Further, a part of the air passage made of metal or the like is provided in the part of the air valve in which the flow of the spray air is controlled, so that the cooling effect of the air flow can be enhanced. That is, when the air whose flow is restricted by the air valve is opened forward, a temperature drop due to adiabatic expansion occurs, and heat can be radiated more effectively.

したがってこれまでのヒートシンクや放熱ファン等の設置が省け、静電ガンとして必要なエア通路の構成の一部を熱伝導性の良い材料（一般的にはアルミ材などの金属、または高熱伝導性樹脂、セラミックなど）とすることで対応できる。周知の事実からエア通路は広い接触面積が望ましいが、特に効果的な冷却が可能な位置に設け、またパイプ状に形成してその外側にヒートシンクとの接触を密接にする伝熱ガイドを設けることによって、さらに効率の良い放熱を図ることができる。
Therefore, installation of heat sinks and heat dissipating fans, etc., can be omitted, and a part of the air passage structure required as an electrostatic gun is made of a material with good thermal conductivity (generally a metal such as aluminum or a high thermal conductive resin). , Ceramic, etc.). It is known from the fact that the air passage should have a wide contact area, but it should be provided at a position where particularly effective cooling is possible, and a heat transfer guide should be provided outside the pipe to make contact with the heat sink. Thus, more efficient heat dissipation can be achieved.

図1は本発明の実施における静電塗装スプレーガンの一例として全体断面の概要を示すもので、ガン本体１は先端に噴霧装置を構成する塗料ノズル３を取り付け、この塗料ノズル３と同心に取り付けられる空気キャップ２をカバー４で着脱可能に取り付けている。塗料ノズル３の中心には高電圧荷電の電極５が設けられているが、この電極５を接地側とし、これとは絶縁された位置に高電圧の荷電電極を設けるタイプでも同様の実施が可能である。 FIG. 1 shows an outline of an overall cross section as an example of an electrostatic coating spray gun in the practice of the present invention. A gun body 1 is attached with a paint nozzle 3 constituting a spray device at the tip, and is attached concentrically with the paint nozzle 3. The air cap 2 is detachably attached by a cover 4. A high-voltage charged electrode 5 is provided at the center of the paint nozzle 3, but the same implementation is possible with a type in which this electrode 5 is grounded and a high-voltage charged electrode is provided at an insulated position. It is.

荷電電圧は、外部からの低電圧を受け高電圧として出力する高電圧発生器６から供給される。この荷電制御等を行う制御装置７がガン本体１に組み込まれており、外部に設けたスイッチ手段８によって予め設定された演算がなされ、その出力信号に応じた作動が行われる。 The charged voltage is supplied from a high voltage generator 6 that receives a low voltage from the outside and outputs it as a high voltage. A control device 7 that performs this charge control and the like is incorporated in the gun body 1, and a preset calculation is performed by the switch means 8 provided outside, and an operation according to the output signal is performed.

ここでのスイッチ手段８は磁気抵抗装置として設けられたホール素子１０に磁力を接近させて電気的に信号を操作し制御装置７で出力コントロールを行う方法が用いられている。最も簡単にはスイッチ手段８によって荷電のON-OFFを行う方法があり、いくつかの荷電制御や噴霧制御などが加えられる。制御の詳細については本発明を限定するものではなく、ここでの詳細説明は省略する。 Here, the switch means 8 employs a method in which a magnetic device is brought close to a Hall element 10 provided as a magnetoresistive device to electrically operate a signal and output control is performed by the control device 7. In the simplest method, there is a method of turning on and off the charge by the switch means 8, and some charge control and spray control are added. The details of the control do not limit the present invention, and a detailed description thereof will be omitted here.

制御装置７の下部にはパワートランジスタ１１のヒートシンク１２が露出しており、エア通路を構成し空気弁１３を収容する弁シート１４が組み込まれた分岐管１５の外壁に接触されている。詳細な構成の一例は図３に示すように、エア通路１６の外壁は平面部１７を設けてその平面部１７にヒートシンク１２の平面部を密着させて熱伝導を高くしている。 A heat sink 12 of the power transistor 11 is exposed at a lower portion of the control device 7 and is in contact with an outer wall of the branch pipe 15 in which a valve seat 14 that constitutes an air passage and accommodates the air valve 13 is incorporated. As an example of the detailed configuration, as shown in FIG. 3, the outer wall of the air passage 16 is provided with a flat portion 17, and the flat portion of the heat sink 12 is brought into close contact with the flat portion 17 to increase heat conduction.

この場合、ヒートシンク１２の形状と、通常は設計上の理由から円筒状に形成されて曲面となる外面との接触面Bを密接にするため、両者の間に伝熱ガイド１８を一体もしくは別体に構成して、放熱効果を高める構成としている。この部分は軽量化、放熱効果を考え、アルミ材が総合的に最も適するが、軽量化を重視すればマグネシューム合金等を使用することも可能であることが理解される。 In this case, in order to close the contact surface B between the shape of the heat sink 12 and the outer surface which is usually formed in a cylindrical shape and is curved for design reasons, the heat transfer guide 18 is integrated or separated between them. It is set as the structure which raises the heat dissipation effect. Considering weight reduction and heat dissipation effect, aluminum is most suitable for this part, but it is understood that a magnesium alloy or the like can be used if weight reduction is important.

図３ではエア通路１６に組み入れられる空気弁１３の機構が省略されているが、図２のように空気弁１３の後部エア通路１９に供給されたエアは空気弁１３の後退により、分岐室２０に入り噴霧用エア通路２１及びパターン調整エア通路２２に分岐されて、前記霧化キャップ２のそれぞれの噴霧口に送り込まれる。 Although the mechanism of the air valve 13 incorporated in the air passage 16 is omitted in FIG. 3, the air supplied to the rear air passage 19 of the air valve 13 as shown in FIG. It is branched into the spraying air passage 21 and the pattern adjustment air passage 22 and sent to the respective spraying ports of the atomizing cap 2.

図の例では分岐管１５として噴霧用エア通路２１及びパターン調整エア通路２２を含めた部分が金属で構成されているが、他の実施形態として空気弁１３が組み込まれる分岐室２０の部分だけを金属としても十分に放熱の効果を得ることができる。 In the example shown in the drawing, the portion including the spraying air passage 21 and the pattern adjustment air passage 22 is made of metal as the branch pipe 15, but only the portion of the branch chamber 20 in which the air valve 13 is incorporated is another embodiment. Even if it is a metal, the effect of heat dissipation can be sufficiently obtained.

図１にも概略示すように、空気弁１３の開放によりエアが入り込む分岐室２０の外側に前記ヒートシンク１２が接触するように位置づけられており、エアが流通するときは早い流れが形成されて放熱効果が高められるほか、空気弁１３を通過したときに圧力低下が生じ、流通空気は断熱変化の影響を受け、他の通路に比べ少なからず温度が低下することになり、さらにいっそう冷却の効果が得られることになる。 As schematically shown in FIG. 1, the heat sink 12 is positioned so as to come into contact with the outside of the branch chamber 20 into which air enters when the air valve 13 is opened. In addition to the effect, the pressure drops when passing through the air valve 13, the circulation air is affected by the adiabatic change, and the temperature is reduced not less than other passages, and the cooling effect is further improved. Will be obtained.

したがってパワートランジスタ１１の加熱が防止され安定した作動を継続することが可能になる。しかも制御装置７が働くときは静電塗装ガンを使用している時であり、静電塗装ガンを使用している時はエアが流通している時であって、放熱や冷却の制御を必要とせず、本発明が目的とする効率的な作用効果を得ることができる。
Therefore, heating of the power transistor 11 is prevented and stable operation can be continued. Moreover, when the control device 7 works, it is when an electrostatic coating gun is used, and when the electrostatic coating gun is used, it is when air is circulating, and it is necessary to control heat dissipation and cooling. Instead, it is possible to obtain an efficient operation and effect aimed by the present invention.

本発明の静電塗装ガンの全体的に概要で示した断面図である。It is sectional drawing shown with the outline | summary generally of the electrostatic coating gun of this invention. 空気弁より噴霧空気とパターン形成用空気に分岐される部分を表した静電ガンの断面図である。It is sectional drawing of the electrostatic gun showing the part branched from spraying air and pattern formation air from an air valve. 図２のＡ−Ａ部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the AA part of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１ガン本体
２空気キャップ
３塗料ノズル
６高電圧発生器
７制御装置
１１パワートランジスタ
１２ヒートシンク
１３空気弁
１５分岐管
１６エア通路
１８伝熱ガイド
２０分岐室
２１噴霧用エア通路
２２パターン調整エア通路
Ｂ接触面 1 Gun body 2 Air cap 3 Paint nozzle 6 High voltage generator 7 Controller 11 Power transistor 12 Heat sink 13 Air valve 15 Branch pipe 16 Air passage 18 Heat transfer guide 20 Branch chamber 21 Spraying air passage 22 Pattern adjustment air passage B Contact surface

Claims

絶縁性材で形成される本体に、噴霧制御を行う演算装置を組み込んだ制御装置を備えた静電塗装ガンにおいて、該塗装ガンに導入されるエアが流通する通路の少なくとも一部を金属等の熱伝導性の良い材料からなる放熱体で形成し、その一部を前記制御装置の演算装置に使用される発熱部材のヒートシンクに直結もしくはヒートシンクの一部として形成した静電塗装ガン。 In an electrostatic coating gun provided with a control device in which an arithmetic unit for spray control is incorporated in a main body formed of an insulating material, at least a part of a passage through which air introduced into the coating gun flows is made of metal or the like An electrostatic coating gun formed of a heat radiator made of a material having good heat conductivity, and a part of which is directly connected to a heat sink of a heat generating member used in the arithmetic unit of the control device or as a part of the heat sink.

前記放熱体は、静電塗装ガンの空気弁出口部通路の内壁面に形成し、外壁面をヒートシンクの放熱面に密接する形状としてなる請求項１の静電塗装ガン。 The electrostatic coating gun according to claim 1, wherein the radiator is formed on an inner wall surface of an air valve outlet passage of the electrostatic coating gun and has an outer wall surface in close contact with a heat radiating surface of a heat sink.

前記放熱体は、静電塗装ガンの空気弁出口部通路をパイプ状に形成し、その外壁面に密接に係合するヒートシンクとの伝熱ガイドを設けてなる請求項１の静電塗装ガン。

2. The electrostatic coating gun according to claim 1, wherein the heat dissipating body is formed with a pipe-like passage for the air valve outlet of the electrostatic coating gun, and provided with a heat transfer guide with a heat sink that closely engages the outer wall surface thereof.