JPH09294942A - 回転霧化静電塗装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来はスプレーガンでしか塗装できなかったよ
うなスペースの狭い部分の塗装も可能な小型の回転霧化
静電塗装装置を提供することを目的とする。 【解決手段】回転軸１を静圧気体軸受の軸受部材２で支
持し、この軸受部材２を合成樹脂製カバー５で保持する
構成とした。軸受部材２を従来のような金属製ハウジン
グを介することなく直接に合成樹脂製カバー５で保持す
ることによって装置全体を小型化することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転霧化静電塗装
装置に係り、特にその小型化に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の回転霧化静電塗装装置としては図
４に示すものがある。このものは最近の主流をなすもの
で、中空の回転軸Ａを前後一対の静圧気体軸受の軸受部
材Ｂで非接触に浮上支持しタービン機構Ｃで高速回転さ
せる。前記軸受部材Ｂがアルミニウム又はステンレス鋼
製のハウジングＥにより固定して保持されており、その
ハウジングＥの外面を更に高圧の静電気に対する保護部
材として機能する外装部材である合成樹脂製カバーＦで
覆っている。そして、高電圧発生器Ｇにより形成される
高電圧の静電場に置かれた回転軸Ａの中空部を通して供
給した塗料及びシンナーを、その回転軸Ａの先端で高速
回転しているベルヘッドＨに送り、帯電霧化した塗料粒
子として被塗装物に噴射する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の回転霧化静電塗装装置では、軸受部材Ｂを金属製の
ハウジングＥで支持した上に更に、高圧静電気に対する
保護用の合成樹脂製カバーＦで外装している。因みに、
前記軸受部材Ｂと回転軸Ａとの間に非常に狭いラジアル
軸受隙間，アキシアル軸受隙間を正確に確保するため
に、両者Ａ，Ｂのみでなく軸受部材Ｂを固定保持するハ
ウジングＥ等の部品も高精度が要求される。このため、
ハウジングＥとしては、高精度の加工がし易い金属製の
ハウジングが必然的に採用されているのが現状である。
このように、従来の回転霧化静電塗装装置では、ハウジ
ングＥとこれを覆う合成樹脂製カバーＦとで、いわば二
重のハウジング構造を取らざるを得ないため、回転霧化
静電塗装装置の小型化が困難でどうしてもある程度大型
にならざるを得なかった。したがって、スペースが狭い
部分ではこうした大型の回転霧化静電塗装装置が使用で
きないという問題点がある。

【０００４】そこで本発明の目的とするところは、塗装
性能は従来と変わらず、しかもサイズはスプレーガンで
しか塗装できなかった部分の塗装も可能な小型の回転霧
化静電塗装装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の請求項１に係る回転霧化静電塗装装置
は、回転軸を軸受部材で支持し、該軸受部材を合成樹脂
製カバーで保持し、該合成樹脂製カバーには高電圧発生
器が埋設されている。

【０００６】本発明の回転霧化静電塗装装置を基本的に
このように構成したことにより、軸受部材を金属製ハウ
ジングを介することなく直接に樹脂製カバーで保持する
ことが可能になり、金属製ハウジングを省いて装置全体
を小型化することができる。

【０００７】ここで、請求項１に係る回転霧化静電塗装
装置は、円筒状の軸受部材の内周面と両端面とに気体噴
出部を有すると共に軸受部材の内周面内に回転軸を挿通
し、当該回転軸の軸方向中間部に一体に形成されたフラ
ンジ部の両側に前記軸受部材を夫々配設し、各軸受部材
は合成樹脂製カバーの内孔に弾性支持されて保持され、
各軸受部材の一方の端面とその一方の端面に対向する回
転軸のフランジ部端面との間に夫々スラスト軸受隙間を
形成し、各軸受部材の他方の端面とその他方の端面に対
向する合成樹脂製カバーとの間に夫々スラスト方向隙間
を形成したものとすることができる。

【０００８】本発明の回転霧化静電塗装装置をこのよう
に構成すると、軸受部材が合成樹脂製カバーに対してフ
ローティング状態で支持されることとなるから、回転軸
と軸受部材とは高精度の加工が必要であっても、軸受部
材を保持する合成樹脂製カバーの方は、よりラフな寸法
精度でも機能は損なわれることがない。すなわち、寸法
精度が出しにくい合成樹脂製カバーが軸受部材を保持で
き、小型軽量で絶縁性に優れた回転霧化静電塗装装置が
安価に提供できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の回転霧化静電塗装
装置の一実施形態を、全体構成の断面を示す図１、その
別断面を示す図２、部分拡大の図３を参照して説明す
る。

【００１０】この回転霧化静電塗装装置は、中空の回転
軸１を、一対の多孔質形の静圧気体軸受である軸受部材
２で軸方向に間隔を置いて非接触に浮上支持し、タービ
ン機構３で高速回転させる。一対の軸受部材２を保持す
る合成樹脂製カバー５は、高圧の静電気に対する保護部
材として機能する。回転軸１の内孔には、非回転の塗料
供給管６ａ及びシンナ供給管６ｂが挿通されており、合
成樹脂製カバー５のハウジング本体５ｃの前部には合成
樹脂製カバー５のフロントカバー５ｂが固定されてい
る。フロントカバー５ｂより左方に突出した回転軸１の
先端部には、供給された塗料を飛散霧化するための塗装
用治具であるベルヘッド７が一体回転可能に取り付けら
れている。

【００１１】上記合成樹脂製カバー５の内部には、塗料
供給管６ａを経て供給されベルヘッド７の回転で飛散さ
れる塗料に電荷を付加するための高電圧発生器８が埋設
されている。また、合成樹脂製カバー５の合成樹脂製の
フロントカバー５ｂの先端面には、帯電霧化してベルヘ
ッド７から被塗装物に噴射される塗料粒子の飛行パター
ンを整えるシェーピングエアキャップ９が固定されて突
設されている。また、合成樹脂製カバー５の後端面５ｄ
には、前記軸受部材２へ軸受用エアを供給する軸受エア
供給路１１、前記タービン機構３にタービン用エアを供
給するタービンエア供給路１２，タービンを回転させた
後のエア及び軸受部材２より噴出されたエアを排気する
エア排気路１３、前記シェーピングエアキャップ９へシ
ェーピング用エアを供給するシェーピングエア供給路１
４等の開口が、塗料，シンナ供給口１５の周囲に配設さ
れている。

【００１２】図３は、前記回転霧化静電塗装装置内の静
圧気体軸受装置の部分を拡大して詳細に示したものであ
る。多孔質部材を用いて形成された軸受部材２は、その
外周面から圧縮気体のエアが供給されると内周面と両端
面とから当該圧縮気体が噴出されるように内周面と両端
面とに気体噴出部２ａ，２ｂ，２ｃを設けてある。ま
た、軸受部材２の外周面は軸方向中央部の円周溝を除く
箇所が目つぶし加工を施されている。そして、回転軸１
の軸方向中間部に両側部より大径に一体に形成されたフ
ランジ部１Ｆの両側では回転軸１に各軸受部材２を嵌合
しており、当該軸受部材２の内周面内に回転軸１が挿通
されてフランジ部１Ｆの両側に軸受部材２を夫々配設し
ている。

【００１３】この状態で、回転軸１を、軸受部材２ごと
合成樹脂製カバー５の合成樹脂製のハウジング本体５ｃ
の内孔５ａ内に挿入し、各軸受部材２と合成樹脂製カバ
ー５の内径面との間に、ゴム製等の弾性部材からなるＯ
リング等の弾性支持部材１６を介装するなどにより、当
該軸受部材２を合成樹脂製カバー５の内径面が弾性支持
する。また、左方の軸受部材２には回転軸１のフランジ
部１Ｆの端面に対向しない外側端面に合成樹脂製カバー
５のフロントカバー５ｂを被せる。これにより、各軸受
部材２の内側端面である一方の端面と当該一方の端面に
対向する回転軸１のフランジ部１Ｆの端面との間に夫々
所定寸法のスラスト軸受隙間１７ａが形成される。ま
た、各軸受部材２の外側端面（他方の端面）と当該他方
の端面に対向する合成樹脂製カバー５との間に、夫々所
定寸法のスラスト方向隙間であるダンパー用隙間１７ｂ
が形成される。

【００１４】そして、合成樹脂製カバー５に形成された
軸受エア供給路１１から各軸受部材２の外周面に圧縮気
体が供給されて、各軸受部材２の内周面及び両端面に設
けられた気体噴出部２ａ，２ｂ，２ｃから圧縮気体が噴
出し、そのうちの内周面気体噴出部２ａから噴出された
気体の圧力によって軸受部材２の内周面と回転軸１の外
周面との間に所定寸法のラジアル軸受隙間１８が形成さ
れ、回転軸１をラジアル方向に支持すると共に、各軸受
部材２の内側端面の気体噴出部２ｂから噴出された圧縮
気体の圧力がフランジ部１Ｆ，即ち回転軸１をスラスト
方向に支持する。また、各軸受部材２自体は、その外側
端面の気体噴出部２ｃから噴出された圧縮気体の圧力に
より、合成樹脂製のフロントカバー５ｂ及び合成樹脂製
のハウジング本体５ｃに非接触にスラスト方向に支持さ
れている。なお、排気は合成樹脂製カバー５に形成され
たエア排気路１３及び回転軸１とフロントカバー５ｂと
の間の隙間から行われる。

【００１５】従って、高速回転される回転軸１のラジア
ル荷重及びモーメントは前記二つのラジアル軸受隙間１
８内の気体圧力で受けられ、回転軸１のスラスト荷重は
フランジ部１Ｆの両側のスラスト軸受隙間１７ａの気体
圧力で受けられる。また、回転軸１のラジアル方向の振
れ回りは、従来と同様に、前記ラジアル軸受隙間１８が
一定になるように、Ｏリング等の弾性支持部材１６の変
形を伴って、軸受部材２がラジアル方向に移動すること
で吸収される。一方、回転軸１のスラスト方向の振れ
は、フランジ部１Ｆの両側のスラスト軸受隙間１７ａが
一定になるように、Ｏリング等の弾性支持部材１６の変
形及び合成樹脂製カバー５と軸受部材２との間の軸方向
両側のスラスト方向隙間１７ｂの変化を伴って、軸受部
材２がスラスト方向に移動することで吸収され、特に、
フランジ部１Ｆの両側のスラスト軸受隙間１７ａ及び合
成樹脂製カバー５側のスラスト方向隙間１７ｂの気体圧
力によって速やかに減衰され、当該フランジ部１Ｆ及び
回転軸１を各軸受部材２に対して軸線方向の所定位置に
維持する。従って、回転軸１及びそのフランジ部１Ｆ
は、ラジアル方向にもスラスト方向にも各軸受部材２に
接触することがない。

【００１６】すなわち、本実施形態における各軸受部材
２は、ダンパー機能を有するＯリング等の弾性支持部材
１６とスラスト方向隙間１７ｂの空気膜とにより、合成
樹脂製カバー５に対しフローティングする構造である。
それゆえ、回転軸１及び軸受部材２は高精度の加工が必
要とされるのに対し、各軸受部材２をフローティング支
持する合成樹脂製カバー５の方は、従来の軸受部材Ｂが
フローティングしない構造の金属製ハウジングＥよりも
ラフな加工精度であっても、軸受の機能が損なわれるこ
とはない。そこでこの実施形態の場合、金属製ハウジン
グを省いて合成樹脂製カバー５で直接に軸受部材２を保
持する構成としている。

【００１７】続いて、この実施形態のタービン機構３の
詳細を説明すると、回転軸１を高速回転させるタービン
機構３は、回転軸１のフランジ部１Ｆに設けられてい
る。すなわち、回転軸１のフランジ部１Ｆの外周部にタ
ービン用羽根２２が設けられ、またフランジ部１Ｆの外
周面にはタービン用羽根２２の軸方向両側に円周溝１Ｆ
ｃがそれぞれ形成されている。タービン用羽根２２の半
径方向外方端を結ぶ円の直径即ちタービン用羽根２２の
外径は軸受部材２の内径面より大径であり、またタービ
ン用羽根２２を回転軸１と一体に形成している。タービ
ン用羽根２２を大径のものにすると、タービン機構３の
出力トルクを大きくすることができる。また、そのター
ビン用羽根２２の軸方向両側に軸受部材２を配置すると
タービン用羽根２２のトルクをバランス良く受けること
ができて回転精度が向上し、回転特性を安定化できる。

【００１８】また、合成樹脂製カバー５の内周面には、
合成樹脂製カバー５内を通した前記タービンエア供給路
１２から供給される圧縮気体のタービン用エアをタービ
ン用羽根２２に向けて噴出するタービン用ノズル２３が
設けられている。そのタービン用ノズル２３からタービ
ン用羽根２２に圧縮気体を噴射すると、その圧力でター
ビン用羽根２２が回転され、もって回転軸１ひいてはベ
ルヘッド７が高速回転される。

【００１９】次に作用効果を述べる。上記回転霧化静電
塗装装置によると、合成樹脂製カバー５が軸受部材２を
保持する構成にしたので、従来の金属製のハウジングＥ
が省略され、回転霧化静電塗装装置の外径が小さくなっ
て小型軽量化できる。よって、従来は小型のスプレーガ
ンで塗装作業を行うほかなかった狭いスペースでの塗装
をも、能率良く美麗な塗面が得られる回転霧化静電塗装
方式で行うことができる。また、部品点数を低減してコ
ストを低廉化できる。また、従来は金属製のハウジング
Ｅには圧縮空気を静圧気体軸受の軸受部材２に供給する
ための軸受エア供給路や、圧縮空気をタービン機構Ｃに
供給するためのタービンエア供給路を形成するととも
に、軸受部材Ｂを正確に位置決めするために高精度加工
をしなければならず、生産性の向上が難しかったが、金
属製のハウジングＥを省略したことにより、生産能率が
改善される。

【００２０】特に、静圧気体軸受を図３に示すように構
成すると、各軸受部材２は、ダンパー機能を有する弾性
支持部材１６とスラスト方向隙間１７ｂの空気膜とによ
り合成樹脂製カバー５に対しフローティングするから、
各軸受部材２を支持する合成樹脂製カバー５自体は、フ
ローティングしない構造の場合よりもラフな加工精度で
良いのでその成形金型の費用も低減され、金属製のハウ
ジングＥの省略と相まって一層のコスト低減効果が得ら
れる。

【００２１】しかも、先にも述べたように、回転軸１の
ラジアル方向の振れ回りは、タービン用羽根２２の軸方
向両側に配置した軸受部材２と回転軸１とのラジアル軸
受隙間１８が一定になるように、弾性支持部材１６の変
形を伴う軸受部材２のラジアル方向移動で吸収され、一
方、回転軸１のスラスト方向の振れは、そのフランジ部
１Ｆの両側のスラスト軸受隙間１７ａが一定になるよう
に、弾性支持部材１６の変形及び合成樹脂製カバー５と
軸受部材２との間のスラスト方向隙間１７ｂの変化を伴
う軸受部材２のスラスト方向移動で吸収され、特に、フ
ランジ部１Ｆの両側のスラスト軸受隙間１７ａ及び合成
樹脂製カバー５側のスラスト方向隙間１７ｂの気体圧力
によって速やかに減衰され、当該フランジ部１Ｆ及び回
転軸１は各軸受部材２に対して軸線方向の所定位置に正
しく維持されることから、タービン用羽根２２のトルク
をバランス良く受けて回転軸１ひいてはベルヘッド７の
高精度の回転が確保され、従って、塗装品質が低下する
ことがない。

【００２２】なお、上記実施形態の説明では、軸方向に
一対に配した軸受部材２，２の中間に位置する回転軸の
フランジ部１Ｆにタービン機構３を設けた場合を示した
が、これに限らず、タービン機構３を軸受部材２，２よ
り後端側（図で右側）の合成樹脂製カバー５内であって
回転軸１の後端部に設けても本発明を適用することがで
きる。

【００２３】また、軸受部材２は、前述のような多孔質
形の絞り軸受だけでなく、オリフィス絞り軸受や自成絞
り軸受，表面絞り軸受等を使用することも可能である。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の回転霧化
静電塗装装置によれば、合成樹脂製カバーが軸受部材を
保持するから、従来必要とされた軸受部材保持専用の金
属製ハウジングが省略できて、軸と直角方向寸法を小さ
くした小型・軽量の回転霧化静電塗装装置を低コストで
提供することが可能になる。その結果、従来は小型のス
プレーガンでしか塗装できなかった場所にも、塗装効率
が高くて且つ美麗な塗面が得られる回転霧化静電塗装方
式による施工が可能である。

【００２５】特に、回転軸を支持する軸受部材を、合成
樹脂製ハウジングに対しフローティングする構造にする
と、合成樹脂製ハウジングはラフな加工精度で良いので
費用も一層低減され、しかも、回転軸のラジアル方向の
振れ回りやスラスト方向の振れが容易に吸収減衰される
から、回転軸の高精度の回転が確保され、従って良好な
塗装品質が保証される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転霧化静電塗装装置の一断面で示す
構成図である。

【図２】本発明の回転霧化静電塗装装置の他の断面で示
す構成図である。

【図３】本発明の回転霧化静電塗装装置に使用した静圧
気体軸受装置の一実施形態の構成図である。

【図４】従来の回転霧化静電塗装装置の構成図である。

【符号の説明】

１ 回転軸 ２ 軸受部材 ３ タービン機構 ５ 合成樹脂製カバー ６ａ 塗料供給管 ６ｂ シンナ供給管 ８ 高電圧発生器 １６ 弾性支持部材 １７ａ スラスト軸受隙間 １７ｂ スラスト方向隙間 １８ ラジアル軸受隙間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸を軸受部材で支持し、該軸受部材
   を合成樹脂製カバーで保持し、該合成樹脂製カバーには
   高電圧発生器が埋設されている回転霧化静電塗装装置。