JPH0691205A

JPH0691205A - 回転霧化塗装装置

Info

Publication number: JPH0691205A
Application number: JP5052925A
Authority: JP
Inventors: Wainshiyutain Richiyaado; リチャード・ワインシュタイン
Original assignee: Asahi Sunac Corp
Current assignee: Asahi Sunac Corp
Priority date: 1992-04-01
Filing date: 1993-02-17
Publication date: 1994-04-05
Also published as: US5397063A

Abstract

(57)【要約】【目的】回転霧化塗装装置において、高エネルギーの
アークの発生を抑制し、発熱部の放熱を高め、ベルカッ
プ内塗料流体の後方への逆流を抑制し、エアタービン構
造を単純化することによって、安全性、耐久性、操作性
をともに高めることができる。【構成】ハウジング１１内にエアタービンのシャフト
７２があり、大気側に開口したベルカップ４５が取付け
られている。シャフト内にはベルカップ内部にまで突出
した流体放出先端５６を有する流体チューブ５７が配置
され、流体チューブ内には先端に電極を有する抵抗チュ
ーブが配置されている。抵抗チューブ内の電気抵抗はバ
ネを介して電源供給装置１８と電気的に接続されてお
り、電源供給装置内の発熱性要素は多数のフィンを有す
る金属製部材に連結又は隣接されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は塗装装置に関する。さら
に詳しくは、この発明は塗料等の流体をワークピースへ
塗布するための改良された回転霧化塗装装置に関する。
本発明の回転霧化塗装装置はロボット等の種々の装置に
取付けて使用できる。

【０００２】

【従来の技術】ディスクやベルカップを備えた回転霧化
塗装装置は当該分野において周知のものである。通常、
ベルカップは空気圧で駆動されるタービン等のエアーモ
ータ（空気圧モータ）によって駆動される。このような
従来の回転霧化塗装装置は、たとえば、米国特許第 4,4
05,086号や第 4,555,058号に開示されている。回転霧化
塗装装置において、供給された噴霧用の流体（塗料）
は、高圧の静電気によって帯電される。通常、この電圧
はおおよそ２０〜１００ＫＶの範囲である。ベルカップ
は通常、10,000〜40,000 rpmの高速で回転する。帯電し
た流体は回転するベルカップの内部チャンバへ供給さ
れ、そこで遠心力を受けて内部チャンバ開口部を通って
ベルカップの大径の先端部へと推進される。そして、こ
の流体はベルカップの周端部を離れるときに霧化され、
噴霧粒子へと変化する。回転するベルカップの中心軸線
は電気的にグラウンド（接地）されたワークピースすな
わち被塗装物の方を向いている。通常、ワークピースは
ベルカップの約１０インチ（25.4cm）前方に配置され
る。なお、霧化された粒子はベルの中心軸に直交する方
向へ遠心力によって飛ばされるため、これらの粒子の飛
散方向をワークピースの方へ転換するために方向変換装
置が使用される。この方向変換装置としては種々のもの
が知られている。霧化された流体粒子がグラウンドされ
たワークピースへ粒子を引き付けるのに十分に帯電して
いる場合には、粒子をワークピースの方へ向けるため
に、エアーカーテンすなわち円筒形の整形用（方向変換
用）エアーを使用できることはよく知られている。整形
用エアーを使用すると、噴霧粒子の塗布パターンの径を
制御することも可能である。整形用エアー形成装置を備
えた従来型の霧化塗装装置としては、例えば米国特許第
4,776,520号及び 4,899,936号に開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】多くの従来型回転霧化
塗装装置においては、ベルカップの噴霧許容量を越える
量の塗料流体がベルカップに供給されると、塗料流体は
逆流してベルカップ後方のシャフトやハウジング開口部
の中へ入る。このような状況になることは、使用されて
いる塗料流体がシャフトやベヤリングアセンブリの回転
機構に悪影響を及ぼすおそれがある場合には望ましいこ
とではない。

【０００４】帯電した流体を使用する回転霧化システム
においては、供給される塗料あるいはベルカップによっ
て霧化される塗料を発火させるに足る大きさのエネルギ
を有するアークの発生は最小限に抑えられなくてはなら
ない。

【０００５】粒子がベルカップの周縁部を離れるときに
粒子の飛散方向を変換するために円筒形の整形用エアー
を使用している従来型の霧化塗装装置においては、高速
で放出されるエアーによって負圧領域がしばしば発生す
る。このような負圧領域が形成されると、周囲エアーが
整形用エアーの方へその整形用エアーに沿って吸引され
る。そうすると、その近傍の帯電した粒子もこの負圧領
域の中へ引き戻され、そこで回転霧化塗装装置のハウジ
ングの表面上に付着してしまう。

【０００６】ラダー型（縦続型）あるいはカスケード型
（はしご型）の高圧電源は当該分野においては周知の電
源である。こうした封入型電源すなわち容器に封入され
た電源の部品は熱を発生する。しかしながら、この熱を
除去することは困難であるため、従来型の電源は一般に
寿命が短い。

【０００７】従来型の回転霧化塗装装置においては、シ
ャフトを回転可能に取付けるベヤリング（軸受）にも改
良の余地がある。従来型の回転霧化塗装装置ではエアー
ベヤリングが知られているが、これは一般に複雑で高価
である。これら従来型のエアーベヤリングにおいては、
一般にブロンズ、ホワイトメタルなどの材料を含む複合
材料を高精度で加工した部品がしばしば使用される。そ
して、摩擦を減らすために、一般にテフロン（商標名）
などのテトラフルオロエチレンホモポリマが併用され
る。

【０００８】ベルカップは高速で回転されるので、高速
時における半径方向の負荷（バランスの悪さに起因する
もの）の増大を最小限に抑えるために、ベルカップはシ
ャフトに対して極めて正確に取付けられなくてはならな
い。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の回転霧化塗装装
置は前端部及び後端部を備えた長手方向に延びるハウジ
ングを有する。大気中へ開口した内部を有するベルカッ
プがハウジングの前端部に隣接して回転可能に取付けら
れている。ベルカップの後端部には流入開口部が形成さ
れている。流体供給手段がハウジングの中に取付けられ
ている。流体供給手段は流体放出用先端を有する。そし
て、帯電した塗料流体をベルカップの内部へ直接的に供
給するために、流体放出用先端はベルカップの流入開口
部を通ってベルカップの内部へ延びる。

【００１０】ハウジングの内部には電源が取付けられて
いる。流体を帯電させるための電極が流体放出先端に隣
接して配置されている。そして、電気抵抗手段が電極と
電源供給手段との間に取付けられている。また、抵抗、
電極、電源を付勢して所望の電気的接続を行うためにば
ね手段が設けられている。

【００１１】ハウジングの中にはタービン駆動式のシャ
フトが回転可能に取付けられている。シャフトの前端部
は外側へ向かってテーパ状に形成された内側表面と、こ
の内側表面に対抗するねじ付の外側表面とを有する。ベ
ルカップは円錐形の壁を有する。この壁はシャフトの内
側表面と面合わせ係合するテーパ状の外側表面を有す
る。ベルカップは円錐形の壁に連結された円筒形の壁を
有する。円筒形の壁はねじ付の内側表面を有し、シャフ
トのねじ付の外側表面に対して面合わせ係合される。こ
れにより、ベルカップはシャフトに対して適切に同心状
の取付けが確実に行われると同時に、ベルカップの長さ
及びそのマウンティング全体の長さが短くなる。したが
って、ベルカップの長さが長いこと及び重量が重いこと
に起因して起こる半径方向のバランスの悪さが改善され
る。

【００１２】シャフトはアルミニウム製のエアーベアリ
ングアセンブリによって支持されている。エアーベアリ
ングアセンブリの内側表面は陽極酸化処理されている。
また、テフロン等のテトラフルオロエチレンホモポリマ
の層がシャフトに隣接する陽極酸化された内側表面に形
成されている。

【００１３】シャフトはタービンで駆動され、ハウジン
グの中にはタービンの排出エアー流路が形成されてい
る。ハウジングの前部にはベルカップと同軸に複数の整
形用エアー流路が形成されており、整形用エアーの導管
を通じて整形用エアーが整形用エアー流路へ供給され
る。ハウジングに形成された排出エアー開口部は排出エ
アー流路と連通している。排出エアーは排出エアー開口
部を通じてハウジングの前方に向けて放出され、一般に
円筒形の保護用のエアー層を形成する。このエアー層に
より、帯電した流体粒子が整形用エアーに吸引されてハ
ウジングの方へ引き戻されることが抑制される。

【００１４】ハウジングはプラスチック製のシュラウド
とプラスチック製の後部カバーを有する。発熱性要素を
有するポット型電源がハウジングの中に取付けられてい
る。電源はハウジングの後端部に隣接して配置されてい
る。金属製部材が後部カバーに隣接した状態で電源に接
続されている。金属製部材はつぼ型容器に入れられた電
源から後部カバーを貫通して後方へ延びている。金属製
部材は電源と接続された電気コネクタを有する。金属製
部材には多数のフィンが形成されている。電源の発熱性
要素は金属製部材に対して連結又は隣接されており、発
熱性要素で発生した熱がフィンを介して大気中へ放散さ
れる。

【００１５】

【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明の実施例に
ついて説明する。本発明の回転霧化塗装装置は参照番号
１０で表されている。回転霧化塗装装置１０は長手方向
に延びるハウジング１１を有する。ハウジング１１は前
部のシュラウド（囲い部材）１２と、このシュラウド１
２に結合された後部のシュラウド１３と、後部カバー１
４とから成る。ハウジング１１を構成するシュラウド１
２，１３及び後部カバー１４はすべて非導電性のプラス
チック材で形成されている。ハウジング１１は前端部１
６と後端部１７を有する。高圧電源１８がハウジング１
１の後端部１７に配置されている。高圧電源１８は５〜
２０ボルトの低電圧を２０〜１００ＫＶの高電圧に変換
することのできるポット型電源である。低電圧供給ライ
ンは図２において参照番号１９で表されている。円筒形
状の金属製部材２０が封入型の高圧電源１８の中に配置
されている。金属製部材２０はプラスチック製の後部カ
バー１４に隣接して配置され、後部カバー１４から後方
へ突出されている。金属製部材２０は電気コネクタ２１
を有する。電気コネクタ２１には低電圧供給ライン１９
が結合されている。この両者の結合により、低電圧供給
ライン１９と高圧電源１８の入力とが接続される。金属
製部材２０の前端部はプラスチック製のカバー２２の中
に収容されている。なお、このカバー２２内には高圧電
源の構成要素が収容されている。図１に示されるよう
に、高圧電源の構成要素であるトランジスタや抵抗等の
発熱性要素は参照番号２３によって表されている。発熱
性要素２３は金属製部材２０とプラスチック製の後部カ
バー１４の近くに配置されている。金属製部材２０は外
側へ延びる複数の環状のフィン２５を有する。発熱性要
素２３で発生した熱は金属製部材２０のフィン２５を介
してスムーズに大気中へ放散される。これにより、発熱
性要素２３の寿命が長くなる。

【００１６】内部にねじ部２７を有する取付け用リング
２６が後部カバー１４に隣接して取付けられている。取
付け用リング２６は回転霧化塗装装置１０全体をロボッ
トなどの支持構造へ連結するために使われる。図２に最
もよく示されているように、波型のスリーブ２８が後部
カバー１４を貫通して後方へ延びている。また、複数の
導管２９がスリーブ２８の中を通ってハウジング１１の
中へ導入されている。導管２９の中の何本かが例えばバ
ルブ３２へ連結されている。

【００１７】図２及び図７に示されているように、バル
ブ３２はハウジング１１の中に取付けられた流体マニホ
ールド３３から後方へ突出されている。バルブ３２は溶
剤バルブ、トリガバルブすなわち流体バルブ及びダンプ
バルブ（放出バルブ）を含んでいる。

【００１８】流体マニホールド３３にはねじ付の開口部
が設けられている。以下で説明するように、このねじ付
の開口部には抵抗チューブ４４の一部が受容されている
（図５）。図１及び図２に示されるように、金属製のベ
ルカップ４５がハウジング１１の前端部１６に回転可能
に取付けられている。ベルカップ４５は内部４６を有す
る（図６）。内部４６は大気側へ直接に開口している。
ベルカップ４５はその後端部に形成された後部の流入開
口部４７を有するとともにその前端部に形成された環状
の放出端部４８を有する。ベルカップ４５の内部４６に
は相互に連結された円錐形の内側表面４９，５０が形成
されている。内側表面４９は流入開口部４７から内側表
面５０まで延びており、内側表面５０は内側表面４９に
続いて環状の放出端部４８まで延びている。円錐形の内
側表面４９上には半径方向に延びるショルダ部５２が設
けられている。ショルダ部５２にはその軸方向に延びる
複数の開口流路５３が形成されている。開口流路５３は
ショルダ部５２の周方向に離間して形成されている。こ
の実施例においては、開口流路５３は軸方向に延びる溝
であるが穴でもよい。ショルダ部５２によって、動作時
における塗料流体の遠心力による動きが部分的に制限さ
れる。塗料流体が内側表面４９に沿って流れ、さらにシ
ョルダ部５２の開口流路５３を通って内側表面５０に沿
って環状の放出端部４８まで移動するとき、溝で構成さ
れる開口流路５３によって塗料流体が均一に分配され
る。また、過剰の流体がベルカップ４５へ供給される
と、その流体はショルダ部５２のリップを越え、ショル
ダ部５２に形成された開口流路５３を通って流れるのと
同様に内側表面５０に流れる。従って、帯電した塗料流
体が後部の流入開口部４７に向って逆流することはな
い。

【００１９】図１及び図５に示されるように、流体供給
装置５５がハウジング１１の中に取付けられている。流
体供給装置５５は流体放出先端５６を有する。そして、
流体放出先端５６はベルカップ４５の流入開口部４７を
通ってベルカップ４５の内部４６に配置され、帯電した
塗料流体をベルカップの内部４６へ直接供給できるよう
に構成されている。これは、この発明の回転霧化塗装装
置１０の重要な構造上の特徴である。なぜなら、このよ
うな構成により、帯電した塗料流体はベルカップ４５の
中へ直接的に導入されており、帯電した流体がベルカッ
プ後方に逆流する要因となるベルカップ内側チャンバす
なわち流体溜り空洞部を設けていないからである。

【００２０】流体供給装置５５は長手方向に延びる流体
チューブ５７を有する。この流体チューブ５７内には流
体マニホールド３３から塗料流体を供給するための中央
流路５８が形成されている。流体放出先端５６はこの流
体チューブ５７の前端部に取付けられている。流体放出
先端５６にはその軸方向に延びる流路５９が形成されて
いる。また、この流体放出先端５６にはその半径方向に
対向状に延びる一対の放出流路６０，６１が形成されて
いる。図５に示されるように、放出流路６０，６１及び
流路５９は相互に直交するとともに連通する。したがっ
て、中央流路５８からの塗料流体は流路５９を経て放出
流路６０，６１へと導入される。放出流路６０，６１か
ら流出した塗料流体はベルカップ４５の円錐形の内側表
面４９へ導入され、そこで遠心力を受けて前方の環状の
放出端部４８へと送られる。

【００２１】流体チューブ５７の中には長手方向に延び
る抵抗チューブ４４が配置されている。そして、この抵
抗チューブ４４の中には電気抵抗６３が配置されてい
る。図３に示されるように、電気抵抗６３の後端部には
コンタクトワイヤ６４が接続されている。また、抵抗チ
ューブ４４の中には圧縮ばね６５が配置されており、は
んだ付けなどによってコンタクトワイヤ６４へ接続され
ている。圧縮ばね６５の後端部６６は高圧電源１８に接
続されている。抵抗チューブ４４の前端部にはキャップ
６７がねじによって取付けられている。キャップ６７に
は軸方向に延びるキャップ通路６８が形成されている。
電気抵抗６３には流体を帯電させるための電極６９が取
付けられている。この電極６９は電気抵抗６３から外側
へ延びており、キャップ通路６８を通り流体チューブ５
７の中央流路５８を横切って流体放出先端５６の中へ達
している。塗料流体が流体チューブ５７の中央流路５８
から流体放出先端５６を通って流されると、その塗料流
体は電極６９によって効率よく帯電させられる。通常、
塗料流体は２０〜１００ＫＶの電圧で負に帯電させられ
る。なお、電気抵抗６３の抵抗値は通常５０〜２００メ
ガオームである。

【００２２】ベルカップに高圧の静電電圧が印加される
と、その近くに位置するグラウンドされた物体との間に
アークが発生する可能性があることは当該分野において
知られている。十分大きいエネルギを有するアークは、
ベルカップへ供給される流体あるいは霧化された流体を
発火させ、危険な状態を招く可能性を有している。しか
しながら、この発明の回転霧化塗装装置１０において
は、電気抵抗６３が完全にハウジング１１の内部に配置
されているので、高圧のベルカップ４５とその近くに位
置するグランドされた物体との間に大きなエネルギを有
するアークが発生する可能性が小さくなっている。電気
抵抗６３を収容している抵抗チューブ４４はシールされ
るとともに絶縁されている。抵抗チューブ４４の前端部
はベルカップ４５の内部４６に近接しており、流体放出
先端５６はベルカップ４５の流入開口部４７を通って完
全に内部４６の中へまで達している。抵抗チューブ４４
のうち高圧電源１８の高圧端子に接続されている部分は
流体チューブ５７内の塗料流体から電気的に絶縁されて
いる。したがって、高電圧は塗料流体に印加されるとと
もに、流入開口部４７を通してベルカップ４５の内部ま
で延びている流体放出先端５６にも印加される。グラウ
ンドされた物体が帯電したベルカップに近づくと、ベル
カップ４５とグラウンドされた物体との間のエアーギャ
ップを通して流れる電流が増大し、抵抗チューブ４４内
の電気抵抗６３両端の電圧は低下する。その結果、ベル
カップ４５に印加される電圧は低くなり、高エネルギの
スパークが発生する可能性は小さくなる。

【００２３】この発明の別の特徴は、抵抗チューブ４４
を流体チューブ５７の内部に配置しているために、電気
抵抗６３によって発生した熱と流体チューブ５７の中央
流路５８の中を流れる塗料流体との間で熱の伝達が行わ
れることである。

【００２４】ベルカップ４５はタービンによって駆動さ
れるシャフト７２（図２及び図４）の長手方向に延びる
軸７６のまわりを回転する。シャフト７２は金属製であ
り、前端部７３を有する。シャフト７２の前端部７３は
外側へ向けてテーパ状に形成された円錐状の内側の表面
７４及びこれと対向するねじ付の外側の表面７５を有す
る。表面７５は図４において参照番号７６で表されてい
る回転軸と平行である。ベルカップ４５はシャフト７２
に取付けられており、シャフト７２によって回転され
る。シャフト７２の回転速度は通常10,000〜40,000 rpm
である。ベルカップ４５はシャフト７２の前端部７３へ
正確に取付けられなくてはならない。そのために、ベル
カップ４５は円錐形の壁７８を有する。壁７８にはテー
パ状の外側の表面７９が形成されている。表面７９はシ
ャフト７２のテーパ状の内側の表面７４と面合わせ係合
可能である。このように、円錐形の表面７４，７９は相
互に面合わせ係合可能に設計されているので、ベルカッ
プ４５はシャフト７２に対して正確に取付けられる。ベ
ルカップ４５は後方突出された円筒形の壁８０を有す
る。この壁８０は円錐形の壁７８に連結されている。円
筒形の壁８０は内側の表面８１を有し、この表面８１に
はシャフト７２の外側の表面７５に形成されたねじに係
合可能なねじが形成されている。このような構成によ
り、シャフトを短くしてベルカップを長くすることが可
能となり、高速回転に対応させるためにベルカップとシ
ャフトとの間のバランスをあまり厳密にとらなくてもよ
くなっている。

【００２５】図４に示されているように、ハウジング１
１の中にはアルミニウム製のエアーベヤリングアセンブ
リ（空気軸受アセンブリ）８３が取付けられている。エ
アーベヤリングアセンブリ８３はその中央に長手方向へ
延びる開口部８４を有する。開口部８４は回転軸７６と
同心である。シャフト７２はエアーベヤリングアセンブ
リ８３の開口部８４の中に回転可能に配置されている。
また、エアーベヤリングアセンブリ８３には環状の溝８
５が形成されている。一方、シャフト７２には環状のフ
ランジ８６が形成されており、このフランジ８６が溝８
５に係合されている。溝８５とフランジ８６との係合に
より、シャフト７２が回転軸７６に沿って移動しないよ
うになっている。アルミニウム製のエアーベヤリングア
センブリ８３の内側の表面８７は陽極酸化処理されてい
る。さらに、この陽極酸化処理された表面８７にはテフ
ロン等のテトラフルオロエチレンホモポリマの層８８が
形成されている。図１からわかるように、この回転霧化
塗装装置１０はタービンアセンブリ９０を有している。
タービンアセンブリ９０は従動式のタービンホイール９
１を有する。タービンホイール９１はシャフト７２に連
結されており、このタービンホイール９１によってシャ
フト７２が駆動されることによって、ベルカップ４５が
回転される。エアーベヤリングアセンブリ８３には複数
の開口部９２が形成されている。開口部９２は貫通孔で
あり、この開口部９２を通じてベヤリング用のエアーが
シャフト７２へ導かれる。シャフト７２は開口部９２を
介して供給されるエアーの層によって支持される。な
お、シャフト７２が回転するときにシャフト７２がこの
内側の表面８７に接触しても、内側の表面８７に形成さ
れたテフロン等の層８８によって両者間の摩擦は小さく
抑えられる。

【００２６】タービンアセンブリ９０には図１において
参照番号９４によって表された排出エアー流路が形成さ
れている。一方、ハウジング１１の前端部１６には複数
の排出エアー開口部９５が周方向に離間した状態で形成
されている。排出エアーはハウジング１１の前方へ導か
れ、保護用の円筒形のエアー層を形成する。図１に示さ
れているように、ハウジング１１内には整形用エアー導
管９７を含む整形用エアー供給装置が設けられている。
また、ハウジング１１には複数の整形用エアー流路９８
がベルカップ４５と同心状に形成されている。整形用エ
アー導管９７から供給される整形用エアーは整形用エア
ー流路９８を通じて放出される。この整形用エアーによ
り帯電した流体粒子の飛散方向がターゲットである被塗
装物の方向へと変換される。整形用エアーの使用は当該
分野においては周知のものであるが、整形用エアーは高
速で放出されるので、その近傍に負圧領域が発生し、周
囲のエアーが整形用エアーの方へ整形用エアーに沿って
吸引される。このため、従来の回転霧化塗装装置におい
ては、霧化された粒子も周囲のエアーとともに引き戻さ
れ、ハウジングの表面上に付着するようなことがしばし
ば起こっていた。しかしながら、本発明の回転霧化塗装
装置１０においては、排出エアーが排出エアー開口部９
５を介して流され、整形用エアー流の半径方向外側に円
筒形のエアー層が形成されるので、帯電した流体粒子が
整形用エアー流に伴う周囲エアの流れに吸引されてハウ
ジング１１の方へ向かって引き戻されるようなことはな
い。

【００２７】図５に示されるように、流体マニホールド
３３にはねじ付の開口部１００が形成されている。ま
た、抵抗チューブ４４にはプラグ部材１０１が一体状に
形成されている。プラグ部材１０１はねじ付の表面１０
２を有する。このねじ付の表面１０２は流体マニホール
ド３３に形成されたねじ付の開口部１００にねじ係合さ
れる。一体状に形成されたプラグ部材１０１を含む抵抗
チューブ４４はプラスチック等の非導電性の材料で形成
されている。このようなプラスチックとしては、たとえ
ば、アセタールプラスチックが挙げられる。プラグ部材
１０１は複数の同心状のリング１０３を有し、これらの
リング１０３の間には同心状の溝１０４が形成されてい
る。図１及び図２からわかるように、高圧電源１８はそ
の前端部に面合わせ係合用のプラグ１０５を有する。こ
のプラグ１０５は同心状のリング１０６及びこれらのリ
ング１０６の間に同心状に形成された溝１０７を有す
る。図１に示されているように、プラグ部材１０１とプ
ラグ１０５とが結合されると、双方のリング１０３，１
０６及び溝１０４，１０７が相互に係合する。これによ
り、圧縮ばね６５の後端部６６と高圧電源１８の出力コ
ンタクト１０９との間の電気的な接触が確実に行われ
る。

【００２８】図７に示されるように、タービンアセンブ
リ９０はタービンカバー１１１を有する。タービンカバ
ー１１１はその後端部１１２に複数の開口部を形成して
いる。図７においてはわかりやすくするために、取付け
用ボルトなどに対する開口部は省略されている。開口部
１１３には整形用エアー導管９７が挿通される。タービ
ンカバー１１１にはブレーキエアー開口部１１４、ター
ビンエアー開口部１１５及び中央開口部１１６も設けら
れている。これらのうち、中央開口部１１６には流体チ
ューブ５７の大径部１１７（図５）が受容される。

【００２９】低電圧供給ライン１９は可撓性を有する複
数の接続ワイヤからなる。接続ワイヤは電気コネクタ２
１によって高圧電源１８の後部へ接続されている。高圧
電源１８は発振器、変圧器、及び出力コンタクト１０９
に２０〜１００ＫＶＤＣの高電圧を供給する倍電圧回路
を有する。高電圧はプラグ部材１０１とプラグ１０５の
インターロック式の同心絶縁リングを使って抵抗チュー
ブ４４へ接続されている。同心絶縁リングによって高電
圧とその近傍の電気的なグラウンドとの間に適当な絶縁
距離が保たれる。電流は絶縁された抵抗チューブ４４の
中に配置された電気抵抗６３を通り電極６９へと流れ
る。電極６９は流体放出先端５６及び流体放出先端５６
内の塗料流体に電気的に接触している。流体放出先端５
６はベルカップ４５に形成された小さな流入開口部４７
に挿通されている。塗料流体と流体放出先端５６に高電
圧が印加されると、同時にベルカップ４５にも高電圧が
印加され、ベルカップ４５の環状の放出端部４８から飛
散される霧化された粒子に高電圧が印加される。

【００３０】流体システムを構成する流体マニホールド
３３には三つの連結ポートが形成されており、これら各
ポートに空気圧動作式のバルブ３２が取付けられてい
る。これら連結ポートはそれぞれ流体流入ポート、溶剤
流入ポート及びダンプ流出ポートである。また、バルブ
３２はトリガバルブすなわち塗料流体バルブ、溶剤バル
ブ及びダンプバルブである。

【００３１】流体系統の典型的な操作モードは以下のと
おりである。流路及びベルカップを清掃するときには、
トリガバルブが閉じられ、溶剤バルブが開かれる。溶剤
を流しているときには静電電圧は印加されない。塗装を
行なう場合には、トリガバルブが開かれ、溶剤バルブ及
びダンプバルブが閉じられる。流体は流体マニホールド
から抵抗チューブと流体チューブによる環状空間の中へ
流れ込む。そして、この流体は帯電された流体放出先端
からベルカップの内側表面へ流入する。この流体は遠心
力によって環状の放出端部まで移動し、そこで霧化され
る。抵抗を通る電流によって発生される熱は抵抗チュー
ブの表面を流れる流体によって吸収除去される。塗料流
体の色を変更したり系を清掃する場合には、トリガバル
ブを閉じたままでダンプバルブが開かれる。流体は開か
れたダンプバルブを通って流体マニホールドから流出す
る。清掃の場合には、溶剤流体ラインを介して溶剤が供
給され、その系全体に流されて完了する。流体の色を別
の色に変更する場合には、トリガバルブが開かれ、別の
色の流体が最初の色の流体に換えて流路の中に流され
る。

【００３２】上述した実施例は本発明の範囲から逸脱す
ることなく様々な形に変形が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】わかりやすくするために部材を除いて描かれて
いる、本発明の回転霧化塗装装置の断面図である。

【図２】電源の一部を除き回転霧化塗装装置内部の他の
部分を示す、図１と同様の図である。

【図３】電気抵抗とコイルばねとの間の連結を示すため
の、抵抗チューブの部分拡大断面図である。

【図４】タービン、エアーベヤリングアセンブリと回転
シャフトの拡大断面図である。

【図５】抵抗チューブアセンブリと流体マニホールドの
一部を部分的に断面を示した斜視図である。

【図６】本発明のベルカップの拡大断面図である。

【図７】流体マニホールドとタービンカバーの分解斜視
図である。

【符号の説明】

１１ハウジング１２，１３シュラウド１４後部カバー１８高圧電源２０金属製部材２５フィン４４抵抗チューブ４５ベルカップ４６内部４９，５０内側表面５２ショルダ部５５流体供給装置５６流体放出先端５７流体チューブ６３電気抵抗６５圧縮ばね６９電極７２シャフト８３エアーベアリングアセンブリ９５排出エアー開口部９８整形用エアー流路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】塗料等の流体を噴霧して被塗装物に塗布
するための回転霧化塗装装置であって、前端部及び後端部を有するハウジングと、前記ハウジングの前記前端部に回転可能に取付けられた
ベルカップと、前記ハウジングの中に配置された流体供給手段と、を有
し、前記ベルカップは大気側に開口した内部を有すると
ともに環状の放出端部を有し、前記ベルカップはさらに
内側表面及び流入開口部を有し、前記流体供給手段が流
体放出先端を有し、帯電した前記流体を前記ベルカップ
の前記内側表面へ直接供給するために前記流体放出先端
が前記流入開口部を介して前記ベルカップの前記内部へ
突出されている回転霧化塗装装置。
【請求項２】前記ハウジングの中に配置された電源供
給手段と、前記流体放出先端に隣接して前記ハウジング
の中に配置された流体を帯電させるための電極と、前記
電極と前記電源供給手段との間に配置された電気抵抗手
段とをさらに有し、グラウンドされた前記被塗装物が前
記ベルカップに近づけられた状態において、前記ベルカ
ップと前記被塗装物との間の電流が増加するとともに前
記電気抵抗手段の両端の電圧が降下し、それに伴い前記
ベルカップの電圧が下がってスパーク発生の可能性が小
さくなるように設定されている請求項１に記載の回転霧
化塗装装置。
【請求項３】前記流体供給手段が長手方向に延びる流
体チューブを有し、この流体チューブに流体を供給する
ための中央流路が形成され、前記流体放出先端が前記流
体チューブに取付けられている請求項１に記載の回転霧
化塗装装置。
【請求項４】前記流体チューブの中に配置された電気
抵抗手段と、前記流体放出先端に隣接して前記ハウジン
グの中に配置された流体を帯電させるための電極とをさ
らに有し、グラウンドされた前記被塗装物が前記ベルカ
ップに近づけられた状態において、前記ベルカップと前
記被塗装物との間の電流が増加するとともに前記電気抵
抗手段の両端の電圧が降下し、それに伴い前記ベルカッ
プの電圧が下がってスパーク発生の可能性が小さくなる
ように設定されている請求項３に記載の回転霧化塗装装
置。
【請求項５】前記電気抵抗手段が抵抗チューブと、こ
の抵抗チューブの中に配置された電気抵抗と、前記電気
抵抗に隣接して配置されたばね手段と、前記ハウジング
の中に取付けられた電源供給手段とを有し、前記流体が
前記抵抗チューブに接触するように前記抵抗チューブが
前記流体チューブの中に配置され、前記電極が前記抵抗
チューブに取付けられ、前記ばね手段と前記電気抵抗と
前記電極とが前記電源供給手段に電気的に接続されてい
る請求項４に記載の回転霧化塗装装置。
【請求項６】前記ベルカップがその長手方向の軸中心
に回転するように設定され、前記流体放出先端が前記軸
に沿って延び、前記流体放出先端には前記軸と直交する
方向に延びる少なくとも一つの噴出流路が形成されてい
る請求項１に記載の回転霧化塗装装置。
【請求項７】前記ベルカップが前記内部に円錐形の内
側表面を有するとともに、この内側表面に設けられた半
径方向に延びるショルダ部を有する請求項１に記載の回
転霧化塗装装置。
【請求項８】前記ショルダ部には軸方向に延びる複数
の開口流路が設けられ、前記開口流路は前記ショルダ部
の周方向に離間して配置され、前記ショルダ部及び前記
開口流路によって前記流体が前記放出端部へ向けて均一
に分布される請求項７に記載の回転霧化塗装装置。
【請求項９】前記開口流路が軸方向に延びる溝又は孔
である請求項８に記載の回転霧化塗装装置。
【請求項１０】前記ハウジングの中には回転可能に配
置されたタービン駆動式のシャフトが設けられ、前記シ
ャフトが前端部を有し、この前端部が外側へ向けてテー
パ状に形成された内側表面及びこれと対向するねじ付の
外側表面を有し、前記ベルカップが円錐形の壁とこの円
錐形の壁に連結された円筒形の壁とを有し、前記円錐形
の壁は前記シャフトの前記テーパ状の内側表面と面合わ
せ係合可能なテーパ状の外側表面を有し、前記円筒形の
壁がねじ付の内側表面を有し、この内側表面が前記シャ
フトの前記ねじ付の外側表面とねじ係合可能に設定され
ている請求項１に記載の回転霧化塗装装置。
【請求項１１】前記ハウジングの中に取付けられたア
ルミニウム製のエアーベヤリングアセンブリと、回転可
能なシャフトとが設けられ、前記エアーベヤリングアセ
ンブリにはその長手方向に延びる断面円形の開口部が形
成され、前記シャフトが前記開口部の中に挿通され、前
記ベルカップが前記シャフトに取付けられ、前記エアー
ベアリングアセンブリにはベヤリング用のエアーをシャ
フトへ導くための複数の開口部が形成されている請求項
１に記載の回転霧化塗装装置。
【請求項１２】前記エアーベヤリングアセンブリが前
記開口部を規定する内側表面を有し、前記内側表面が陽
極酸化され、さらに前記シャフトに隣接する前記内側表
面にはテトラフルオロエチレンホモポリマの層が形成さ
れている請求項１１に記載の回転霧化塗装装置。
【請求項１３】前記ハウジングの中に配置されたター
ビン駆動式のシャフトと、前記ハウジングに形成された
排出エアー流路と、前記ハウジングに前記ベルカップと
同心状に形成された複数の整形用エアー流路と、整形用
エアーを前記整形用エアー流路へ供給するための整形用
エアー供給手段と、前記整形用エアー流路の外側に位置
するように前記ハウジングに形成された複数の排出エア
ー開口部とが設けられ、前記シャフトが前端部を有し、
この前端部に前記ベルカップが取付けられ、前記排出エ
アー開口部が前記排出エアー流路と連通しており、排出
エアーが前記排出エアー開口部を通じて前記ハウジング
の前方へ導かれることによって整形用エアー層の半径方
向外側に保護用のエアー層が形成され、このエアー層に
よって帯電した流体粒子が整形用エアー層に吸引されて
前記ハウジングの方へ引き戻されることが抑制されるよ
うに設計されている請求項１に記載の回転霧化塗装装
置。
【請求項１４】前記ハウジングはプラスチック製のシ
ュラウドとプラスチック製の後部カバーとから構成さ
れ、前記ハウジング内にはその後端部に隣接して封入型
の電源供給手段が配置され、さらに前記ハウジングには
前記封入型の電源供給手段に連結された金属製部材が取
付けられ、前記金属製部材には外側へ延びる複数のフィ
ンが形成され、前記金属製部材が前記後部カバーに隣接
して配置されるとともに前記後部カバーから後方へ延
び、前記金属製部材はさらに前記電源供給手段と接続さ
れる電気コネクタを有し、前記電源供給手段は発熱性要
素を有し、前記発熱性要素が前記金属製部材に隣接して
配置されるとともに前記後部カバーを貫通しており、前
記発熱性要素で発生した熱が前記金属製部材の前記フィ
ンを介して大気中へ放散されるように設定されている請
求項１に記載の回転霧化塗装装置。