JPH03221166A - 回転霧化静電塗装機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、霧化頭を高速回転させて塗料を霧化する回転
霧化静電塗装機に係り、特に霧化頭を取付けた回転軸を
非接触型軸受にて支ホする回転霧化静電塗装機に関する
。

（従来の技術） 回転霧化静電塗装機による塗装面の外観品質は霧化頭の
回転速度に依存し、その回転速度が大きくなるほど塗料
か微細化し、秀麗に仕上がるようになる。したかって回
転霧化静電塗装機にあっては、霧化頭の回転速度をいか
に高めるかか重要な課題となるが、該回転軸を汎用のグ
リース潤滑した軸受で支承したのでは、軸受の劣化から
くる制約によって回転軸の回転速度は２０００Ｏｒｐｍ
程度が限界となり、この程度の回転速度では所望の外観
品質を確保することが困難になる。

そこで、該回転軸を非接触型の軸受にて支承することが
注目され、既に特公昭８３−５２９４８号公報、特公昭
８２−２４１３９号公報、特公昭８２−４６２２０号公
％ｉ等に明らかにされている。この種の回転霧化静電塗
装機は、先端に霧化頭を取付けた回転軸を非接触型ラジ
アル軸受および非接触型スラスト軸受を介してハウソン
グに支持させると九に、この回転軸をタービンにより回
転し、堂籾／ルズから吐出した塗料を前記霧化頭内部か
らその前面に導いて遠心力により霧化し、がっ該霧化頭
を通して塗料を帯電するようにしたもので、軸受の劣化
をほとんど無視できるため５回転軸すなわち霧化頭を超
高速（５００００〜８００００ｒｐｍ　）で回転させる
ことが可能になり、前記した塗装面の外観品質は著しく
向上するようになる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記非接触型軸受により回転軸を支承する従
来の回転霧化静電塗装機において、回転軸を回転させる
タービンは、該回転軸から後方へ延長した小径軸部に設
けられ、かつハウジングで囲んだタービン室に臨む構成
とされていた。このため、この種の回転霧化静電塗装機
は、全体として大型となって重量増加が避けられず、例
えばこれを塗装ロポー、トに持たせようとすると、前記
形状および重量面の制約によって塗装ロボットの複雑、
多様、迅速な動きが阻害され、実質、その適用は断念せ
ざるを得ない状況にあった・ 本発明は、上記従来の問題を解決することを課題として
なされたもので、その目的とするところは、非接触型軸
受により回転軸を支承する回転霧化静電塗装機において
、その小型、軽量化を図り、もって適用範囲の拡大を達
成することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するため、先端に霧化頭を取
付けた回転輪を非接触型ラジアル軸受および非接触型ス
ラスト軸受を介してハウジングに支持させると共に、該
回転軸をタービンにより回転し、塗料ノズルから吐出し
た塗料を前記霧化頭内部からその前面に導いて遠心力に
より霧化し、かつ該霧化頭を通じて塗料を帯電するよう
にした回転霧化静電塗装機において、前記回転軸の後端
に非接触型スラスト軸受により支承されるランナーを設
け、該ランナーの外周部ｌこ回転軸の駆動源となるター
ビンを一体に形成するように構成したことを特徴とする
。

（発明において、上記非接触型軸受は、非接触状態で回
転軸を支承できれば、特にその形式を問わないもので１
例えば、動圧式空気軸受、静圧式空気軸受、磁気軸受等
を用いることができる。

また本発明において、上記ハウジングは内・ガニ重構造
としても良いもので、この場合は内側のハウジングを導
電性材料から、外側のハＳ７Ｃングを非４電性材料から
それぞれ形成することにより、内側のハウジングを通じ
て回転輪番こ高電圧を印加することかできる。

（作用） 上記のように構成した回転霧化静電塗装機においては、
回転軸の後端に設けたランナーにタービンを一体形成し
たので、回転軸からタービン取付けのための軸部を省略
できるばかりか　ランナーとタービンとの共用により部
品点数を削減でき、小型、軽量化に寄与し得るものとな
る。

（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明する
。

第１図〜第５図において、ｌは導電性材料から成る内ハ
ウジングで、円筒状の前部筒体２と有底筒状の後部筒体
３とをポルト　４により一体に結合して戒っている。内
ハウジング１は、非導電性材料から成る有底筒状の外ハ
ウジング４に、その前部筒体２が該外ハウジング５の底
部Ｃ前端壁）６側に位置するように納められている。外
ハウジング５の内部は、その前端壁８（１と開口部側と
の２箇所に段差５ａ、５ｂを有する段付形状をなしてお
り、内ハウジングｌは、その前部側および後部側を外ハ
ウジング５の各段に嵌合させて半径方向に拘束されてい
る。また外ハウジング５の開口端には、同じく非導電性
材料から成る柱状の支持体７がポルト　８により結合さ
れており、前記内ハウジング１は、この支持体７により
段差の１つ５ｂに対して押えられて軸方向に拘束されて
いる。か覧る組付状態において、前部ハウジング１の周
りには環状のエアポート　９が形成され、また内ハウジ
ング　Ｉの先端と外ハウジング５の前端壁６との間には
所定の間隔の隙（空気室）　１０が形成される。なお、
外ハウジング　５の前端壁・８には貫通孔６ａが設けら
れると共に、その胴部には前記エアポート　９に連通ず
る第１のエア排出通路１１が設けられている。

１２は回転軸で、後に詳述するラジアル空気軸受２５と
スラスト空気軸受２６とを介して内ハウジング　ｌに回
動自在に支持されている０回転軸１２は、ラジアル空気
軸受２５に支承される本体部１３と、この本体部１３の
先端から前記外ハウシング５の前端ｖ６の貫通孔８ａを
挿通して前方へ延ばされた小径軸部１４と、本体部１２
の後端に一体形成されスラスト空気軸受２６により支承
されるランナー１５とを備えている。＠１転軸！２の先
端の小径軸部１４は、前記貫通孔６ａの内周面との間に
微小隙間を形成する膨出部１４ａと先細に形成されたテ
ーバ部＋４ｂとを有しており（第２図）、その子−パ部
１４ｂにはカンブ状の霧化頭１６がボルト１７を利用し
て嵌合固定されている。霧化頭１６は　隔壁ｌｅａによ
って区画された内室１８ｂを有すると共に、隔壁ｌｅａ
の周縁部においてこの内室１６ｂと霧化頭前面とを連通
ずる複数の連通孔１６ｃ　を有している。

外ハウジング　５の前端壁６には塗料通路１８が設けら
れ、この塗料通路１８の前記前端壁６への開口部には塗
料ノズル１９か取付けられている。

塗料通路１８には塗料供給手段（ＴＩ！Ｊ示略）から塗
料か給送されるようになっており、この給送された塗料
は、塗料ノズル１Ｓの先端から霧化頭１６の隔壁１６ａ
に向けて噴射され、さらに連通孔１６Ｃを流通して霧化
頭１６の前面に導かれるようになる。また外ハウシング
５の前端壁６には、該前端壁の前面との間に環状の空気
室２ｏを形成するカバー２Ｉが装着されている。カバー
２１は、その周回り方向に多数のエア吹出口２１ａを有
し、外ハウシング５に設けたエア通路２２を通じて前記
空気室２０に給送された圧縮エアか、このエア吹出口２
１ａからシェーピングエアとして霧化頭１６の周りに噴
射されるようになっている。

ラジアル空気軸受２５は、内ハウジング　ｌに密封的に
嵌着された軸受本体２７を備えている。この軸受本体２
７の後端にはスラスト空気軸受２６を構成する環状の第
１の軸受板２８が外フランジ様に一体に設けられ、この
＄１の軸受板２８も内ハウジング　１に密封的に嵌着さ
れている。軸受本体２７は、その外周の軸方向前端部と
中間部とに環状突部２９ａ、２９ｂを有し、これら環状
突部２８ｄ。

２９ｂを内ハウジング１への嵌合部としている。

これにより軸受本体２７の周りには、その軸方向に離間
して２つの環状のエアポート３０ａ、３０ｂが形成され
ている。また軸受本体２７の内周の軸方向中間部には環
状の溝３１が設けられ、この＊３１は、軸受本体２７の
環状突部の一つ２９ｂと内ハウジングｌとに穿設した共
通の第２のエア排出通路３２を介して前記エアポート　
９に連通している。

Ｌ記軸受本体２７には、第３図に示すように周回り方向
に多数の第１のエア吹出口３３か設けられている。この
エア吹出口３３は軸受本体２７の軸方向に複数列（こ＼
では、４列）設けられ、その前側の２列と後側の２列と
が前記軸受本体２７の周りの２つのエアポーｈ　３０ａ
、３０ｂに対応している。そして、この２つのエアポー
）　３０ａ、３０ｂは内ハウジング　１の＃７７部筒体
２に設けた第１のエア供給通路３４にそれぞれ連通し、
この第１のエア供給通路３４はさらに内ハウシング　１
の後部筒体３に設けた第２のエア供給通路３５に連通し
ている。なお第１の軸受板２８には、その周回り方向に
多数の第２のエア吹出口３６が穿設されており、各エア
吹出口３６は前記第１のエア供給通路３４に開口してい
る。

一方、内ハウジングｌの後部筒体３内にはスラスト空気
軸受２６を構成する他方の第２の軸受板３７が配設され
ている。この第２の軸受板３７は、その軸心に有するボ
ス部３７ａを後部筒体３に設けた中央孔３８に嵌入させ
た状態で内ハウジノブ　１に密封的に嵌着されている。

第２の軸受板３７はまた、う／デー１５の外周を囲むよ
うに配したスペーサ３３を介して第１の軸受板２８に対
向し、これによって両軸受板２８．３７とランナー１５
との間には微小隙間が確保されるようになっている。ま
た、第２の軸受板３７と後部筒体３とのｌｊｌには、該
後部筒体に設けた環状溝によって提供されるエアポー）
４０が形成されている。

このエアポート４０には、第２の軸受板３７に、その周
回り方向に多数設けた第３のエア吹出口４】が開」コし
、かつ後部筒体３を貫通するエア供給孔４２と前記第２
のエア供給通路３５とが開口している。エア供給孔４２
には、エア源（図示時）から圧縮エアか給達されるよう
になっておりこの給送された圧縮エアは、エアポート４
０から第２のエア供給通路３５、第１のエア供給通路３
４を経てラジアル空気軸受２５側のエアポート３０ａ。

３０ｂへと供給される。これによって、各エア吹出口３
３，３６．４１からは、回転軸１２の本体部１３と軸受
本体２７との微小隙間およびランナー１５と第１、第２
の軸受板２８，３？との微小隙間に圧縮エフが噴出され
、回転軸１２はこのエアの薄膜によって支点されるよう
になる。

また第１の軸受板２８には半径方向に貫通して複数の第
３のエア排出通路４３が設けられると共に、内ハウジン
グｌの後部筒体３には前記第３のエア排出通路４３をそ
の中央孔３８に連絡する第４のエア排出通路４４が設け
られている。また第２の軸受板３７のボス部３７ａにも
前記中央孔３８に整合する軸孔４５が設けられ、これら
孔４５．３８は支持体７に設けた第５のエア排出通路４
６と連通している。ラジアル空気軸受２５に利用された
エアは、前部側の一部が空気室１０および外ハウジング
５の前端壁６の貢通孔６ａと回転軸１０の小径軸部１４
との微小隙間を経て外部へ、その中央付近の一部が溝３
１．第２のエア排出通路３２、エアポート　８および第
１のエア排出通路１１を経て外部へ、後部側の一部が第
３のエア排出通路４３第４のエア排出通路４４．後部筒
体３の中央孔３Ｂおよび第５のエア排出通路４６を経て
外部へとそれぞれ排出される。これに対してスラスト空
気軸受２６に利用されたエアは、第１の軸受板２８側の
一部が第３のエア排出通路４３、第４のエア排出通路４
４および前記中央孔３８および第５のエア排出通路４６
を経て外部へ、第２の軸受板３７例の部かボス部３７ａ
に設けた軸孔４５．前記中央孔３８および第５のエア排
出通路４６を経て外部へとそれぞれ排出されるようにな
る。

しかして、ランナー１５の外周部にはタービン５０か一
体に形成されている。このタービン５０は、第５図にｉ
ｓに示されるように、ランナー】５の外周面からその軸
線方向に沿って放射状に立４二がるタービンブレード５
１と、タービンブレート５１の相互間に形成された断面
Ｕ字形のタービン流路５２と、第１の軸受板２８に対面
するランナー１５の側端部の延長上に位置して前記ター
ビン流路５２の一端を閉じる側端壁５３とを備えている
。一方、前記タービン流路５２に鴎む第２の軸受板３７
の部位には、その周回り方向に複数のタービンノズル５
４が設けられると共に、ランナー１５を囲む前記スペー
サ３９には、その周回り方向に複数のエア排出孔３９ａ
が設けられている。また第２の軸受板３７と後部筒体３
との間で前記タービンノズル５４に臨む部位には、該後
部筒体に設けた環状溝によって提供されるエアポート５
５が形成されている。このエアポート５５には、後部筒
体３を貫通するエア供給孔５６が開口し、これにはエア
源（図示時）からタービン駆動用エアが給送されるよう
になっている。このエアポート５５に給送されたエアは
、前記タービンノズル５４からタービンブレード５１へ
向けて噴射され、タービン５０を高速で回転させた後、
スペーサ３３のエア排出孔３９ａから上記第４のエア排
出孔４４へ排出される。

なお、外ハウジング５に結合した支持体７には、内ハウ
ジング１に高電圧を印加するための電極を収納する電極
孔５７が設けられている。

以下、上記のように構成した回転霧化静電塗装機の作用
を説明する。

塗装に際しては、予め内ハウジング　１のエア供給孔４
２を通してスラスト空気軸受２６側のエアポート４０番
こ圧縮エアを供給する。すると、このエアは、第２のエ
ア供給通路３５および第１のエア供給通路３４を経てラ
ジアル空気軸受２５側のエアポート３０ａ、３０ｂへも
供給され、これによって各エア吹出口３３．３６．４１
からエアが噴出して回転軸１２はエアの薄膜によって支
承されて回転自由の状態となる。その後、内ハウシング
　１のエア供給孔５６を通してエアポート５５にタービ
ン駆動用エアを供給し、タービンノズル５４からターヒ
ップレート５１へ向けてエアを噴射する。このエアの噴
射によりランナー１５すなわち回転軸１２は高速で回転
する。これと同時に、電極孔５７に装着した電極を通じ
て内ハウジング　１に高電圧（負）を印加する。この高
電圧の印加によりランナー１５と第１．第２の軸受板２
８．３７　との微小隙間および回転軸１２の本体部１１
と軸受本体２７との微小隙間で放電が起こり、回転軸１
２に高電圧か印加され、　この結果、霧化頭１６にも高
電圧が印加される。この状態のもと、外ハウソング　５
の噴粒通路１８に塗料を供給すると、この喰料は、喰料
ノズル１９の先端から霧化頭１６の隔壁１６ｄに向けて
噴射され、隔壁ｌｅａの内面を伝わって連通孔１６ｅか
ら霧化頭１６の前面に流出し、さらにその周部に移動し
て遠心力により霧化される。この間、塗料は霧化頭１６
を通じて負の高電圧に帯電され、霧化塗料は被塗物に向
けて効率良く飛行するようになる。

上記実施例においては、タービン５０のターピノ流路５
２の一端を閉じる側端壁５３をランナー１５の延長部と
して構成したので、ランナー１５の直径を実質縮小して
タービン５０を設けても、第１の軸受板２８側に所望の
軸受面積を確保することができ、したがってスラスト空
気軸受２６の負荷能力が減殺されることはない、塗装機
の大きさ（直径）はスラスト空気軸受２６の直径で支配
されるので、前記タービン５０を含むランナー１５の直
径を抑えた態様は塗装機の小型化にとって好都合となる
。なお、ランナー１５の第２の軸受板３７に対する面は
回転軸１２の端面とされているので、ランナー１５の外
径を縮小しても、軸受面積を確保できるので第２の軸受
板３７偏における負荷能力を十分に確保できる。

また、Ｌ記ターヒン５０の側端壁５３の存在により、　
タービンノズル５４から噴射したエアがこの側端壁５３
に衝突し、ランナー１５は常時は第１の軸受板２８側に
押圧される。この結果、ランナー１５の軸方向のふらつ
きが防出され、これを高速で回転させても回転軸１１の
回転は安定となる。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したように、本発明にか＼る回転霧化
静電塗装機は、回転軸の後端に設けたランナーの外周部
にタービンを一体に形成するようにしたので、回転軸の
短縮１部品点数の削減等が可能になって小型、軽量化を
達成でき、ロボット等への適用性が増して利用価値が著
しく高まる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、未発明にか〜る回転霧化静電塗装機の断面図
、第２図は、その前端部分を拡大して示す断面図、第３
図は、本回転霧化静電塗装機の一部であるラジアル空気
軸受の要部断面図、第４図は、本回転霧化静電塗装機の
後端部分を拡大して示す断面図、第５図は、本回転霧化
静電塗装機の一部であるタービンを示す斜視図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）先端に霧化頭を取付けた回転軸を非接触型ラジア
   ル軸受および非接触型スラスト軸受を介してハウジング
   に支持させると共に、該回転軸をタービンにより回転し
   、塗料ノズルから吐出した塗料を前記霧化頭内部からそ
   の前面に導いて遠心力により霧化し、かつ該霧化頭を通
   じて塗料を帯電するようにした回転霧化静電塗装機にお
   いて、前記回転軸の後端に前記非接触型スラスト軸受に
   より支承されるランナーを設け、該ランナーの外周部に
   前記タービンを一体に形成したことを特徴とする回転霧
   化静電塗装機。