JP3411815B2

JP3411815B2 - 回転霧化頭型塗装装置

Info

Publication number: JP3411815B2
Application number: JP09852698A
Authority: JP
Inventors: 公好永井
Original assignee: ABB KK
Current assignee: ABB KK
Priority date: 1998-03-26
Filing date: 1998-03-26
Publication date: 2003-06-03
Anticipated expiration: 2018-03-26
Also published as: JPH11276937A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車体、スチ
ール家具等の被塗物を塗装するのに用いて好適な回転霧
化頭型塗装装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車の車体等の被塗物を塗装
する塗装装置としては、回転霧化頭型塗装装置が広く用
いられている。そして、従来技術による回転霧化頭型塗
装装置としては、筒状に形成されたカバー内に設けら
れ、回転軸を回転駆動するエアモータと、絶縁性樹脂材
料によって先端が塗料放出端縁となったベル形に形成さ
れ、前記エアモータの前側に位置して前記回転軸に取付
けられた回転霧化頭と、該回転霧化頭の塗料放出端縁の
近傍に位置して前記カバーに設けられ、高電圧発生手段
によって高電圧が印加される外部電極とから構成された
ものが知られている（例えば特開昭６２−２８９２５４
号公報、特開平８−１８７４５３号公報）。

【０００３】この種の従来技術による回転霧化頭型塗装
装置のうち、特開平８−１８７４５３号公報に示す塗装
装置について図１１および図１２に基づいて説明する。

【０００４】１０１は回転霧化頭型塗装装置の外形をな
すハウジングで、該ハウジング１０１は絶縁性樹脂材料
によって円筒状に形成されている。また、ハウジング１
０１内には、エアモータ１０２が設けられ、該エアモー
タ１０２によって回転軸１０３が高速回転するものであ
る。また、回転軸１０３は中空の筒状に形成され、該回
転軸１０３内には塗料通路となるフィードチューブ１０
４が挿通されている。

【０００５】１０５はハウジング１０１の先端側に位置
して回転軸１０３に取付けられた回転霧化頭で、該回転
霧化頭１０５は絶縁樹脂材料によって先端側に向けて拡
開して延びるカップ状に形成され、回転霧化頭１０５の
先端側は塗料を放出する塗料放出端縁１０５Ａとなって
いる。

【０００６】１０６は回転霧化頭１０５の外周側に塗着
された半導電性材料からなる電極膜で、該電極膜１０６
は、図１２に示すように回転霧化頭１０５の塗料放出端
縁１０５Ａを取囲むようにリング状に形成されている。

【０００７】１０７はハウジング１０１の先端側に取付
けられたシェーピングエアリングで、シェーピングエア
リング１０７には複数のエア噴出口１０８，１０８，…
が設けられている。そして、各エア噴出口１０８から噴
出されるシェーピングエアによって、塗料噴霧パターン
が成形されるものである。

【０００８】１０９はシェーピングエアリング１０７の
外周側に設けられたリング電極で、該リング電極１０９
は半導電性膜等によって形成されている。そして、リン
グ電極１０９は、高電圧発生器（図示せず）に接続され
ると共に、該高電圧発生器によって高電圧が供給されて
いる。

【０００９】上記従来技術による回転霧化頭型塗装装置
は、上述の如き構成を有するもので、次に、その作動に
ついて説明する。

【００１０】まず、車体等の被塗物に塗装を行う場合に
は、エアモータ１０２にエアを供給し、エアタービン
（図示せず）によって回転軸１０３と一緒に回転霧化頭
１０５を高速回転させる。この状態で、フィードチュー
ブ１０４内に塗料を供給し、該フィードチューブ１０４
から回転霧化頭１０５に向けて塗料を供給する。これに
より、回転霧化頭１０５に供給された塗料は、塗料放出
端縁１０５Ａから塗料粒子として放出される。

【００１１】ここで、シェーピングエアリング１０７の
リング電極１０９に供給された高電圧は、回転霧化頭１
０５の外周面に形成された電極膜１０６に供給されると
共に、該電極膜１０６に供給された高電圧は、塗料放出
端縁１０５Ａから放出される塗料に供給されるから、こ
の塗料放出端縁１０５Ａから噴霧される塗料粒子に高電
圧が印加される。

【００１２】この結果、噴霧された塗料粒子は帯電塗料
粒子となり、各エア噴出口１０８から噴出されるシェー
ピングエアによって微粒化されつつ、アース側に接続さ
れた被塗物と電極膜１０６との間に形成された電気力線
に沿って飛行し、該被塗物に塗着する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術による回転霧化頭型塗装装置では、回転霧化頭１
０５に設けた電極膜１０６と被塗物との間に形成された
静電界に沿って帯電した塗料粒子を飛行させ、塗料を被
塗物に塗着させている。

【００１４】しかし、電極膜１０６は塗料放出端縁１０
５Ａを取囲むリング状に形成されているため、電気力線
の密度は、塗料放出端縁１０５Ａの位置で全周に亘って
ほぼ一定で、かつ最大となり、塗料放出端縁１０５Ａの
位置から離間するに従って減少していく。

【００１５】ここで、塗料放出端縁１０５Ａから放出さ
れる帯電塗料粒子には、高速回転する回転霧化頭１０５
の遠心力が作用し、回転霧化頭１０５の径方向外側に向
けて放出される。このとき、電極膜１０６と被塗物との
間の電気力線によって帯電塗料粒子に作用する力は、電
気力線の密度が低いほど小さくなるから、帯電塗料粒子
が塗料放出端縁１０５Ａから径方向外側に移動するほど
帯電塗料粒子に作用する電気力線の力は低下する。この
ため、回転霧化頭１０５を高速回転させるほど帯電塗料
粒子が被塗物側に向わず、回転霧化頭１０５の径方向外
側に飛散して塗着効率が低下するという問題がある。

【００１６】また、電気力線の密度が回転霧化頭１０５
の全周に亘って一定となっているため、塗料放出端縁１
０５Ａのいずれの位置で放出された帯電塗料粒子も一様
に径方向外側に飛散し易く、帯電塗料粒子を被塗物に向
けて飛行させる放電指向性が低下するという問題があ
る。

【００１７】本発明は、上述した従来技術の問題に鑑み
なされたもので、回転霧化頭から放出される塗料の放電
指向性を高め、塗着効率を高めることができる回転霧化
頭型塗装装置を提供することを目的としている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために請求項１に記載した発明の構成は、筒状に形成さ
れたカバー内に設けられ、回転軸を回転駆動するエアモ
ータと、絶縁性樹脂材料によって先端が塗料放出端縁と
なったベル形に形成され、前記エアモータの前側に位置
して前記回転軸に取付けられた回転霧化頭と、該回転霧
化頭の塗料放出端縁の近傍に位置して前記カバーに設け
られ、高電圧発生手段によって高電圧が印加される外部
電極と、前記回転霧化頭の塗料放出端縁側に位置して周
方向に間隔をもって配設された複数個の電極片からな
り、前記外部電極の高電圧がこれら各電極片に独立に印
加される独立電極群とからなる。

【００１９】このように構成したことにより、高電圧が
印加された外部電極を通じて、回転霧化頭の塗料放出端
縁側に設けられた独立電極群の各電極片に独立に高電圧
を供給することができる。そして、回転霧化頭の塗料放
出端縁から放出される塗料を独立電極群の各電極片を通
じて帯電させることができ、電極片を設けない場合に比
して塗料の帯電効率を高めることができる。

【００２０】また、高電圧が印加された複数個の電極片
にそれぞれ電気力線を集中させ、電極片と被塗物との間
の電気力線の密度を高めることができる。そして、高速
回転する回転霧化頭の塗料放出端縁側から回転霧化頭の
径方向外側に向けて放出された帯電塗料粒子は、電極片
と被塗物との間の高密度の電気力線に引き寄せられつ
つ、高密度の電気力線に沿って被塗物に向けて飛行す
る。

【００２１】このため、電極片によって高電圧が供給さ
れた帯電塗料粒子を各電極片と被塗物との間の高密度の
電気力線に沿って被塗物に向けて飛行させることがで
き、塗料が被塗物に向って飛行する放電指向性を向上さ
せることができ、塗装の塗着効率を高めることができ
る。

【００２２】また、請求項２の発明は、カバーを前記モ
ータの外周を取囲むハウジングと、該ハウジングの前側
に設けられ前記回転霧化頭の塗料放出端縁近傍に向けて
シェーピングエアを噴出するシェーピングエアリングと
から構成し、前記外部電極を、該シェーピングエアリン
グに設けられた針状電極によって形成したことにある。

【００２３】このように構成したことにより、針状電極
を通じて回転霧化頭の外周面に設けられた電極片に給電
を行うことができ、この電極片を通じて塗料を帯電させ
ることができる。

【００２４】また、請求項３の発明は、独立電極群の各
電極片を塗料放出端縁側を尖らせて尖端を針状電極部と
して形成したことにある。

【００２５】このように構成したことにより、針状電極
部に電気力線を集中させることができ、電極片の針状電
極部と被塗物との間の電気力線の密度をより高めること
ができ、この高密度の電気力線に帯電塗料粒子をより強
く引き寄せることができる。これにより、帯電塗料粒子
を電極片と被塗物との間の高密度の電気力線に沿って被
塗物に向けて飛行させ、放電指向性をより向上させるこ
とができる。

【００２６】また、請求項４の発明は、独立電極群の各
電極片を半導電性樹脂材料を用いた半導電性体によって
形成したことにある。

【００２７】このように構成したことにより、半導電性
体からなる電極片の静電容量を小さくすることができ、
電極片に帯電される電荷量を小さくすることができる。
これにより、電極片と被塗物とが接近、接触したとき
に、電極片に帯電された電荷が放電するのを抑制するこ
とができ、放電によって電極片に焼損が生じるのを防止
し、電極片および回転霧化頭の耐久性、信頼性を向上さ
せることができる。

【００２８】また、請求項５の発明は、独立電極群の各
電極片を導電性金属材料を用いた導電性体によって形成
したことにある。

【００２９】このように構成したことにより、導電性体
からなる電極片を外部電極によって帯電させることがで
き、該電極片を通じて塗料を帯電させることができると
共に、電極片と被塗物との間に形成された電気力線に沿
って塗料を被塗物に向けて飛行させ、塗着することがで
きる。

【００３０】また、請求項６の発明は、独立電極群の各
電極片を導電性金属線によって形成したことにある。

【００３１】これにより、導電性金属線からなる電極片
を外部電極によって帯電させることができ、該電極片を
通じて塗料を帯電させることができると共に、電極片と
被塗物との間に形成された高密度の電気力線に沿って塗
料を被塗物に向けて飛行させ、塗着することができる。

【００３２】また、請求項７の発明は、独立電極群の各
電極片の静電容量を各電極片に帯電した電荷による熱量
が０．２４ｍＪよりも小さくなるように設定したことに
ある。

【００３３】これにより、独立電極群の各電極片に帯電
する電荷量を制限することができ、各電極片から被塗物
等のアース物体に向けて火花放電が発生するのを防止す
ることができる。

【００３４】また、請求項８の発明は、外部電極の先端
側を回転霧化頭の塗料放出端縁よりも径方向外側に位置
し、かつ外部電極の先端側は前記回転霧化頭の塗料放出
端縁よりも軸方向後側に位置したことにある。

【００３５】このように構成したことにより、外部電極
の先端側と塗料放出端縁との間に空間を形成することが
でき、この空間によって被塗物が回転霧化頭に近接した
ときに外部電極の先端側から被塗物に向けて火花放電が
発生するのを防止することができる。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
回転霧化頭型塗装装置を図１ないし図１０に基づいて詳
細に説明する。

【００３７】まず、図１ないし図４は本発明の第１の実
施の形態による回転霧化頭型塗装装置を示している。

【００３８】図中、１は回転霧化頭型塗装装置の外形を
なすカバーで、該カバー１は、ハウジング２とシェーピ
ングエアリング３とから構成されている。そして、ハウ
ジング２は絶縁性樹脂材料（例えば、ポリエチレンテレ
フタレート（ＰＥＴ），ポリアセタール（ＰＯＭ），ポ
リアミド（ＰＡ），ポリエチレン（ＰＥ），ポリプロピ
レン（ＰＰ）等）によって筒状に形成され、その内部に
は後述のエアモータ６が収容されている。

【００３９】３はハウジング２の先端に設けられたシェ
ーピングエアリングを示し、該シェーピングエアリング
３は、絶縁性樹脂材料によって筒状に形成された外側リ
ング３Ａ、内側リング３Ｂから大略構成されている。そ
して、外側リング３Ａ、内側リング３Ｂとの間にはエア
チャンバ４が画成されており、該エアチャンバ４には内
側リング３Ｂに設けられた連通孔３Ｃを通じてエアが供
給されている。

【００４０】また、シェーピングエアリング３の先端側
には、環状のエア噴出孔５が形成されており、該エア噴
出孔５は、エアチャンバ４に供給されたエアをシェーピ
ングエアとして後述する回転霧化頭９の塗料放出端縁１
０Ｄ近傍に向けて噴出し、該回転霧化頭９の塗料放出端
縁１０Ｄから噴霧された塗料の噴霧パターンを円形状に
パターン成形するものである。

【００４１】６はカバー１内に配設されたタービン型の
エアモータで、該エアモータ６は、導電性金属材料によ
って筒状に形成されたモータケース６Ａを有し、該モー
タケース６Ａ内に回転自在に支持された後述の回転軸７
を高速回転させるものである。また、モータケース６Ａ
は、後述の高電圧発生器１６に接続され、モータケース
６Ａには高電圧が印加されている。

【００４２】７はエアモータ６のモータケース６Ａ内に
軸方向に挿通された中空筒状の回転軸を示し、該回転軸
７は、その基端側がエアタービン（図示せず）に固着さ
れ、先端側がモータケース６Ａ外に突出すると共に、後
述する回転霧化頭９の回転軸取付穴１０Ｆに固着されて
いる。そして、該回転軸７は、エアタービンに駆動エア
を供給しエアタービンを回転駆動することにより、例え
ば５０００〜１０００００ｒｐｍの高速で回転駆動され
る。

【００４３】８は回転軸７の内周側に配設されたフィー
ドチューブで、該フィードチューブ８の先端側は回転軸
７の先端側から突出している。そして、フィードチュー
ブ８は塗料、溶剤を後述の回転霧化頭９側に向けて吐出
するものである。

【００４４】９は回転軸７の先端側に取付けられた回転
霧化頭を示し、該回転霧化頭９は、後述する霧化頭本体
１０とハブ部材１１とから構成されている。

【００４５】１０は回転霧化頭９の外形をなす霧化頭本
体で、該回転霧化頭９は絶縁性樹脂材料（例えば、ポリ
エーテルスルホン（ＰＥＳ），ポリフェニレンサルファ
イド（ＰＰＳ），ポリエーテルイミド（ＰＥＩ），ポリ
エーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等）によって形成
され、前部側が漸次拡開することによって全体としてベ
ル状ないしカップ状に形成されている。

【００４６】ここで、霧化頭本体１０は、図１に示す如
く、前方に向けて拡開して延びるベルカップ部１０Ａ
と、該ベルカップ部１０Ａから後方に延びた取付筒部１
０Ｂと、前記ベルカップ部１０Ａの前面側に形成された
塗料薄膜化面１０Ｃと、前記ベルカップ部１０Ａの先端
側に位置して形成され、該塗料薄膜化面１０Ｃによって
薄膜化された塗料を液糸として放出する塗料放出端縁１
０Ｄと、塗料薄膜化面１０Ｃに開口したハブ取付段部１
０Ｅと、回転軸７に取付けるために後面側に開口した回
転軸取付穴１０Ｆとから大略構成されている。

【００４７】１１はハブ部材で、該ハブ部材１１は円板
部１１Ａと該円板部１１Ａの外周側に立設された筒部１
１Ｂとから構成され、絶縁性樹脂材料を用いて形成され
ている。そして、筒部１１Ｂはハブ取付段部１０Ｅに固
着されている。

【００４８】そして、該ハブ部材１１には、外周側には
塗料、溶剤を霧化頭本体１０の塗料薄膜化面１０Ｃに導
く塗料流通孔としての第１のハブ孔１１Ｃ，１１Ｃ，…
が多数設けられ、中央部にはハブ部材１１の前面に溶剤
を供給する第２のハブ孔１１Ｄ，１１Ｄ，…が複数個設
けられている。

【００４９】１２は後述する複数の電極片１３からなる
独立電極群で、該独立電極群１２は回転霧化頭９の塗料
放出端縁１０Ｄ側に位置してベルカップ部１０Ａの外周
面側に設けられている。

【００５０】１３，１３，…は回転霧化頭９の外周面側
に設けられた電極片で、該各電極片１３は回転霧化頭９
の塗料放出端縁１０Ｄ側に位置し、前記塗料薄膜化面１
０Ｃで薄膜化した塗料に接液する状態で設けられてい
る。ここで、電極片１３は、図２に示す如く径方向の対
称位置に例えば３６個配設され、回転霧化頭９の周方向
に亘りほぼ等間隔に離間している。そして、電極片１３
は、例えば導電性材料を混練したポリエステル、エポキ
シ、フッ素樹脂等からなる半導電性樹脂材料を用いた半
導電性体を膜状に塗布することによって形成されてい
る。

【００５１】また、各電極片１３は後述の針状電極１４
に対向して配設され、各電極片１３には針状電極１４の
高電圧が別個かつ独立に印加されるものである。そし
て、各電極片１３の静電容量Ｃは、各電極片１３に帯電
した電荷の熱量Ｗが０．２４ｍＪ以下となるように設定
されている。

【００５２】１４，１４，…はシェーピングエアリング
３の先端側に設けられ外部電極としての複数本の針状電
極で、該各針状電極１４は例えばピアノ線等の弾性を有
する金属線からなり、針状電極１４は図２に示すように
周方向に例えば等間隔となるように６本配設されてい
る。また、針状電極１４は、図１に示す如く高抵抗素子
１５と共に前記内側リング３Ｂに保持され、該高抵抗素
子１５を介在させてエアモータ６のモータケース６Ａに
電気的に接続されている。

【００５３】そして、針状電極１４の先端部１４Ａはエ
ア噴出孔５から回転霧化頭９の塗料放出端縁１０Ｄ近傍
に向けて突出し、回転軸７の軸方向にほぼ平行に延びて
いる。また、針状電極１４の先端部１４Ａは回転霧化頭
９の塗料放出端縁１０Ｄよりも径方向外側に位置し、先
端部１４Ａは塗料放出端縁１０Ｄよりも例えば１〜３０
ｍｍ程度の寸法Ａだけ径方向外側に配設されている。さ
らに、針状電極１４の先端部１４Ａは回転霧化頭９の塗
料放出端縁１０Ｄよりも軸方向後側に位置し、先端部１
４Ａは塗料放出端縁１０Ｄよりも例えば１〜２０ｍｍ程
度の寸法Ｂだけ軸方向後側に配設されている。

【００５４】そして、該針状電極１４は、モータケース
６Ａ等を通じて例えば−３０〜−１２０ｋＶ程度の高電
圧が印加されている。このため、針状電極１４は、その
先端部１４Ａから回転霧化頭９の前側に配設される被塗
物１７に向けて強い静電界を形成する。また、針状電極
１４が回転霧化頭９の外周側に設けた独立電極群１２の
各電極片１３に近接することにより、針状電極１４は電
極片１３を例えば−３０〜−１２０ｋＶ程度の高電圧の
状態に帯電させる。

【００５５】１５，１５，…はエアチャンバ４内に位置
して各針状電極１４にそれぞれ接続された高抵抗素子
で、該各高抵抗素子１５の抵抗値Ｒは、前記各針状電極
１４が被塗物１７と短絡しても、エアモータ６等に浮遊
容量として蓄えられた電荷が一気に放電するのを抑制す
るのに適した値、例えば１０⁶ 〜１０⁹ Ωの範囲のもの
が用いられる。ここで、高電圧が−３０〜−６０ｋＶ程
度のときには１×１０⁶〜１×１０⁷ Ωとなるように設
定し、−６０〜−１２０ｋＶ程度のときには１×１０⁷
〜２×１０⁸ Ωとなるように設定することが好ましい。

【００５６】１６は高電圧発生手段としての高電圧発生
器で、該高電圧発生器１６は図４に示すように商用電源
に接続され、商用電源による電圧を例えば−３０〜−１
２０ｋＶ程度の高電圧に昇圧する。

【００５７】本実施の形態による回転霧化頭型塗装装置
は、以上の如き構成を有するもので、次に、その作動に
ついて説明する。

【００５８】まず、車体等の被塗物１７に塗装を行う場
合には、エアモータ６にエアを供給し、エアタービン
（図示せず）によって回転軸７と一緒に回転霧化頭９を
高速回転させる。この状態で、フィードチューブ８内に
塗料を供給し、該フィードチューブ８から回転霧化頭９
に向けて塗料を供給する。このとき、塗料は第１のハブ
孔１１Ｃから回転霧化頭９の塗料薄膜化面１０Ｃに供給
され、該塗料は塗料薄膜化面１０Ｃで薄膜化される。そ
して、塗料薄膜化面１０Ｃで薄膜化された塗料は、塗料
放出端縁１０Ｄから液糸として放出され、この液糸は塗
料粒子として噴霧される。

【００５９】ここで、シェーピングエアリング３の針状
電極１４は、高電圧発生器１６によって高電圧が印加さ
れている。このため、針状電極１４は、その先端部１４
Ａから回転霧化頭９の前側に配設される被塗物１７に向
けて強い静電界を形成する。そして、回転霧化頭９の塗
料放出端縁１０Ｄから放出された塗料粒子は、この強い
静電界を通過することによって、間接的に帯電する。

【００６０】また、独立電極群１２の各電極片１３がシ
ェーピングエアリング３の針状電極１４に近接すること
により、これら各電極片１３は高電圧の状態に帯電す
る。そして、塗料放出端縁１０Ｄから放出される塗料に
は、これらの電極片１３を通じて高電圧が印加される。
これにより、塗料粒子は独立電極群１２の各電極片１３
によって直接的に帯電し、帯電塗料粒子として噴霧され
る。

【００６１】また、各針状電極１４の先端部１４Ａと被
塗物１７との間には静電界が形成されると共に、独立電
極群１２の各電極片１３と被塗物１７との間には静電界
が形成される。

【００６２】この結果、噴霧された塗料粒子は、シェー
ピングエアリング３のエア噴出孔５から噴出されるシェ
ーピングエアによって微粒化されつつ、アース側に接続
された被塗物１７と各針状電極１４との間に形成された
電気力線に沿って飛行すると共に、独立電極群１２の各
電極片１３との間に形成された電気力線に沿って飛行
し、該被塗物１７に塗着する。

【００６３】然るに、本実施の形態では、回転霧化頭９
の塗料放出端縁１０Ｄ側に複数の電極片１３からなる独
立電極群１２を配設したから、高電圧が印加された針状
電極１４の先端部１４Ａを通じて、各電極片１３にそれ
ぞれ独立して高電圧が供給される。これにより、塗料放
出端縁１０Ｄ側の塗料は電極片１３を通じて帯電し、帯
電塗料粒子として回転霧化頭９の塗料放出端縁１０Ｄか
ら放出する。

【００６４】このとき、回転霧化頭９に設けた１個１個
の電極片１３がそれぞれ針状電極として作用し、高電圧
が印加された電極片１３に電気力線が集中するから、電
極片１３と被塗物１７との間の電気力線の密度を高める
ことができる。そして、高速回転する回転霧化頭９の塗
料放出端縁１０Ｄ側から回転霧化頭９の径方向外側に向
けて放出された帯電塗料粒子は、電極片１３と被塗物１
７との間の高密度の電気力線に引き寄せられつつ、高密
度の電気力線に沿って被塗物１７に向けて飛行する。

【００６５】これにより、帯電塗料粒子を電極片１３と
被塗物１７との間の電気力線に沿って被塗物１７に向け
て飛行させるとき、該帯電塗料粒子が被塗物１７に向っ
て飛行する放電指向性を向上させることができ、塗装の
塗着効率を高めることができる。

【００６６】一方、図４に示すように被塗物１７が回転
霧化頭９に異常接近すると、これら被塗物１７と回転霧
化頭９とが短絡現象を起こし、針状電極１４から独立電
極群１２の電極片１３を通じて被塗物１７に向けて電流
ｉが流れる。この短絡現象が生じたとき、各針状電極１
４の先端部１４Ａの電圧Ｖt は、高電圧発生器１６によ
る電圧Ｖs よりも高抵抗素子１５によって電圧降下す
る。このため、針状電極１４の先端部１４Ａの電圧Ｖt
には、以下の数１の関係が成り立つ。

【００６７】

【数１】Ｖt ＝Ｖs −Ｒ×ｉ

【００６８】そして、独立電極群１２の各電極片１３の
電圧は、各針状電極１４の先端部１４Ａの電圧Ｖt とほ
ぼ同じ値となっている。このため、各電極片１３が電圧
Ｖtの状態に帯電したときには、各電極片１３の着火エ
ネルギ（熱量Ｗ）は、各電極片１３の静電容量Ｃを用い
て以下の数２のように表わすことができる。

【００６９】

【数２】

【００７０】ここで、一般に塗料の溶剤として用いるシ
ンナは、その着火エネルギが０．２４ｍＪを越えたとき
に着火することが知られている。しかし、被塗物１７と
回転霧化頭９との距離Ｌが通常の塗装距離、例えば３０
０ｍｍ前後離間しているときには、被塗物１７と回転霧
化頭９との間の空間によって、被塗物１７と回転霧化頭
９との間に短絡現象（火花放電）が発生することはな
く、シンナ等の溶剤が着火することはない。

【００７１】このため、電極片１３の静電容量Ｃは、短
絡現象が発生するときの電極片１３の電圧を基準に設定
される。例えば、高電圧発生器１６による電圧Ｖs が−
９０ｋＶ、高抵抗素子１５の抵抗値Ｒが２００ＭΩ、電
流ｉが２００μＡとしたときには、各電極片１３の電圧
となる各針状電極１４の先端部１４Ａの電圧Ｖt は−５
０ｋＶとなるから、各電極片１３の静電容量Ｃは例えば
０．１９ｐＦ程度以下に設定されるものである。なお、
各電極片１３を電線と仮定すると、各電極片１３の静電
容量Ｃの値は、例えば直径０．２ｍｍ×長さ１０ｍｍ程
度の電線が持つ静電容量と同じ値に相当する。

【００７２】これにより、各電極片１３に帯電した電荷
によって被塗物１７等のアース物体に向けて火花放電が
生じるを確実に防止でき、各電極片１３の焼損を防ぎ、
当該回転霧化頭塗装装置の信頼性を向上させることがで
きる。

【００７３】かくして、本実施の形態によれば、回転霧
化頭９の塗料放出端縁１０Ｄ側に多数の電極片１３から
なる独立電極群１２を設けたから、針状電極１４の高電
圧を各電極片１３に独立に印加することができ、各電極
片１３を針状電極として作用させることができる。この
ため、電極片１３を通じて塗料を帯電させて、帯電塗料
粒子として塗料放出端縁１０Ｄから放出することができ
ると共に、この帯電塗料粒子を電極片１３と被塗物１７
との間に形成される高密度の電気力線に引き寄せつつ、
この高密度の電気力線に沿って被塗物１７に向けて飛行
させることができる。

【００７４】これにより、帯電塗料粒子が回転霧化頭９
の径方向外側に飛散するのを防止でき、放電指向性を向
上させることができると共に、塗料が被塗物１７に塗着
する塗着効率を高めることができる。

【００７５】また、電極片１３を半導電性体によって形
成したから、半導電性体からなる電極片１３の静電容量
をより小さくすることができ、電極片１３に帯電される
電荷量を小さくすることができる。これにより、電極片
１３と被塗物１７とが異常接近したときに、電極片１３
に帯電された電荷が放電するのを抑制することができ、
放電によって電極片１３に焼損が生じるのを防止し、電
極片１３および回転霧化頭９の耐久性、信頼性を向上さ
せることができる。

【００７６】さらに、シェーピングエアリング３には針
状電極１４を設けたから、針状電極１４を通じて回転霧
化頭９の塗料放出端縁１０Ｄ側に設けた独立電極群１２
の各電極片１３にそれぞれ独立に高電圧を印加すること
できる。また、針状電極１４によって塗料放出端縁１０
Ｄから放出される塗料粒子を間接的に帯電させることが
できると共に、この帯電塗料粒子を針状電極１４と被塗
物１７との間に形成された電気力線に沿って飛行させる
ことができる。これにより、放電指向性をより向上させ
ることができる。

【００７７】また、各電極片１３の静電容量Ｃは、各電
極片１３に帯電した電荷の熱量Ｗが０．２４ｍＪ以下と
なるように設定したから、各電極片１３に帯電した電荷
によって被塗物１７に向けて火花放電が生じるを確実に
防止でき、各電極片１３の焼損を防ぎ、当該回転霧化頭
塗装装置の信頼性を向上させることができる。

【００７８】また、針状電極１４の先端部１４Ａは回転
霧化頭９の塗料放出端縁１０Ｄよりも径方向外側に位置
し、かつ先端部１４Ａは塗料放出端縁１０Ｄよりも軸方
向後側に配設したから、先端部１４Ａと塗料放出端縁１
０Ｄとの間に空間が形成することができる。このため、
この空間によって、被塗物１７が回転霧化頭９に近接し
たときに針状電極１４から被塗物１７に向けて火花放電
が発生するのを防止でき、回転霧化頭塗装装置の信頼性
を向上させることができる。

【００７９】次に、図５に本発明の第２の実施の形態を
示すに、本実施の形態の特徴は、回転霧化頭９の塗料放
出端縁１０Ｄ側に設けた独立電極群２１の各電極片２２
を導電性金属材料からなる導電性体によって形成したこ
とにある。なお、本実施の形態では前記第１の実施の形
態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省
略するものとする。

【００８０】２１は後述する複数の電極片２２からなる
独立電極群で、該独立電極群２１は回転霧化頭９の塗料
放出端縁１０Ｄ側に位置してベルカップ部１０Ａの外周
面側に設けられている。

【００８１】２２，２２，…は前記第１の実施の形態に
よる電極片１３と同様に、回転霧化頭９に固着された電
極片で、該電極片２２は回転霧化頭９の周方向に間隔を
もって例えば３６個配設されている。そして、電極片２
２は、例えばアルミニウム等の導電性金属材料からなる
導電性体を蒸着等することによってベルカップ部１０Ａ
の外周面側に形成され、塗料薄膜化面１０Ｃで薄膜化し
た塗料に接液可能となっている。

【００８２】また、電極片２２の静電容量は第１の実施
の形態による電極片１３のように半導電性体で形成した
場合に比べて大きくなる傾向があるため、電極片２２の
面積は比較的小さくなっており、電極片２２の静電容量
は第１の実施の形態による電極片１３の静電容量と同程
度になっている。

【００８３】かくして、このように構成された本実施の
形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様
の作用効果を得ることができる。また、電極片２２の面
積を比較的小さくすることによって、電極片２２に帯電
する電荷量を第１の実施の形態による電極片１３の電荷
量と同程度としたから、被塗物が回転霧化頭９に異常接
近したとき等に電極片２２から火花放電が生じるのを防
止することができる。

【００８４】次に、図６および図７に本発明の第３の実
施の形態を示すに、本実施の形態の特徴は、回転霧化頭
９の塗料放出端縁１０Ｄ側に設けた独立電極群３１の電
極片３２を塗料放出端縁１０Ｄ側を尖らせて形成したこ
とにある。なお、本実施の形態では前記第１の実施の形
態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省
略するものとする。

【００８５】３１は後述する複数の電極片３２からなる
独立電極群で、該独立電極群３１は回転霧化頭９の塗料
放出端縁１０Ｄ側に位置してベルカップ部１０Ａの外周
面側に設けられている。

【００８６】３２，３２，…は前記第１の実施の形態に
よる電極片１３と同様に、回転霧化頭９のベルカップ部
１０Ａに固着された電極片で、該電極片３２は回転霧化
頭９の周方向に間隔をもって例えば３６個配設されてい
る。そして、電極片３２は回転霧化頭９の外周面に半導
電性体を塗着することによって形成され、塗料薄膜化面
１０Ｃで薄膜化した塗料に接液可能となっている。

【００８７】また、電極片３２は塗料放出端縁１０Ｄ側
を尖らせた略三角形状に形成され、その尖端は針状電極
部３２Ａとなっている。

【００８８】かくして、このように構成された本実施の
形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様
の作用効果を得ることができる。しかし、本実施の形態
による電極片３２は塗料放出端縁１０Ｄ側に針状電極部
３２Ａが形成されているから、電極片３２のうち針状電
極部３２Ａに電気力線をより集中させることができる。

【００８９】このため、針状電極部３２Ａと被塗物との
間の電気力線の密度をより高めることができ、帯電塗料
粒子を針状電極部３２Ａと被塗物との間に形成される高
密度の電気力線に沿って飛行させて、放電指向性を向上
させることができる。

【００９０】次に、図８および図９に本発明の第４の実
施の形態を示すに、本実施の形態の特徴は、回転霧化頭
の塗料放出端縁側に設けた独立電極群の電極片を導電性
金属線によって形成したことにある。なお、本実施の形
態では前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の
符号を付し、その説明を省略するものとする。

【００９１】４１は本実施の形態による回転霧化頭で、
該回転霧化頭４１は第１の実施の形態の回転霧化頭９と
同様に、霧化頭本体４２とハブ部材４３とから構成され
ている。

【００９２】そして、霧化頭本体４２は、第１の実施の
形態の霧化頭本体１０と同様にベルカップ部４２Ａと取
付筒部４２Ｂとからなり、その前面側が塗料薄膜化面４
２Ｃとなると共に、ベルカップ部４２Ａの先端側が塗料
放出端縁４２Ｄとなっている。また、霧化頭本体４２に
はハブ取付段部４２Ｅおよび回転軸取付穴４２Ｆが設け
られている。

【００９３】さらに、該ハブ部材４３は第１の実施の形
態によるハブ部材１１と同様に、円板部４３Ａと筒部４
３Ｂとから構成され、該ハブ部材４３はハブ取付段部４
２Ｅに固着されている。また、ハブ部材４３の円板部４
３Ａには第１，第２のハブ孔４３Ｃ，４３Ｄ，…が複数
個設けられている。

【００９４】４４は後述する複数の電極片４５からなる
独立電極群で、該独立電極群４４は回転霧化頭４１の塗
料放出端縁４２Ｄ側に設けられている。

【００９５】４５，４５，…は回転霧化頭４１の塗料放
出端縁４２Ｄ側に配設された電極片で、該電極片４５は
回転霧化頭４１の周方向に間隔をもって例えば３６個配
設されている。そして、電極片４２は、例えばピアノ線
等に導電性金属線からなり、回転霧化頭４１のベルカッ
プ部４２Ａの外周面側に位置して塗料放出端縁４２Ｄ側
に埋設されると共に、塗料薄膜化面４２Ｃで薄膜化した
塗料に接液可能となっている。

【００９６】かくして、このように構成された本実施の
形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様
の作用効果を得ることができる。しかし、本実施の形態
による電極片４５をピアノ線等によって形成したから、
電極片４５の先端を細くすることができ、電極片４５の
うち塗料放出端縁４２Ｄ側の先端に電気力線を集中させ
ることができる。これにより、電極片４５と被塗物との
間に形成される高密度の電気力線に帯電塗料粒子をより
強く引き寄せつつ塗料粒子を被塗物に向けて飛行させる
ことができる。

【００９７】また、電極片４５を回転霧化頭４１に埋設
したから、回転霧化頭４１を樹脂成形するときに、電極
片４５を固定することができ、回転霧化頭４１の成形後
に半導電性体等を塗布する場合に比べて、製造工程を簡
略化し、製造コストを低減することができる。

【００９８】次に、図１０に本発明の第５の実施の形態
を示すに、本実施の形態の特徴は、外部電極をリング電
極によって構成したことにある。なお、本実施の形態で
は前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号
を付し、その説明を省略するものとする。

【００９９】５１は本実施の形態によるカバーで、該カ
バー５１はエアモータ６を収容するハウジング５２とシ
ェーピングエアリング５３によって構成されている。そ
して、シェーピングエアリング５３には複数のエア噴出
孔５３Ａ，５３Ａ，…が設けられ、各エア噴出孔５３Ａ
からはシェーピングエアが噴出されるものである。

【０１００】５４はシェーピングエアリング５３の外周
側に設けられたリング電極で、該リング電極５４は半導
電性体を膜状に塗布膜することによって形成されてい
る。そして、リング電極５４は、高電圧発生器（図示せ
ず）に接続されると共に、該高電圧発生器によって高電
圧が供給されている。

【０１０１】５５は回転軸７に取付けられた回転霧化頭
で、該回転霧化頭５５は絶縁樹脂材料によって先端側に
向けて拡開して延びるカップ状のベル形に形成されてい
る。該回転霧化頭５５は霧化頭本体５６、リム部材５７
およびハブ部材５８により構成されている。

【０１０２】そして、霧化頭本体５６は、前方に向けて
拡開して延びるベルカップ部５６Ａと、該ベルカップ部
５６Ａから後方に延びた取付筒部５６Ｂと、前記ベルカ
ップ部５６Ａの前面側に形成された塗料薄膜化面５６Ｃ
と、前記ベルカップ部５６Ａの先端側に位置して形成さ
れ、該塗料薄膜化面５６Ｃによって薄膜化された塗料を
液糸として放出する塗料放出端縁５６Ｄと、塗料薄膜化
面５６Ｃに開口したハブ取付段部５６Ｅと、回転軸７に
取付けるために、該ハブ取付段部５６Ｅと同軸に形成さ
れ後面側に開口した回転軸取付穴５６Ｆと、リム部材５
７を取付けるために、該回転軸取付穴５６Ｆとハブ取付
段部５６Ｅとの軸方向中間に形成されたリム取付部５６
Ｇとから大略構成されている。

【０１０３】５７はリム部材で、該リム部材５７は絶縁
性樹脂材料を用いて筒状に形成され、該リム部材５７の
内周側にはフィードチューブ８を挿通するための挿通穴
５７Ａが設けられている。そして、リム部材５７はリム
取付部５６Ｇに固着されている。

【０１０４】５８はハブ部材で、該ハブ部材５８は第１
の実施の形態によるハブ部材１１と同様に、円板部５８
Ａと筒部５８Ｂとから構成され、該ハブ部材５８はハブ
取付段部５６Ｅに固着されている。また、ハブ部材５８
の円板部５８Ａには第１，第２のハブ孔５８Ｃ，５８
Ｄ，…が複数個設けられている。

【０１０５】５９は後述する複数の電極片６０からなる
独立電極群で、該独立電極群５９は回転霧化頭５５の塗
料放出端縁５６Ｄ側に位置してベルカップ部５６Ａの外
周面側に設けられている。

【０１０６】６０，６０，…は前記第１の実施の形態に
よる電極片１３と同様に、回転霧化頭５５に固着された
電極片で、該電極片６０は回転霧化頭５５の周方向に間
隔をもって例えば３６個配設されている。そして、電極
片６０は、第１の実施の形態による電極片１３と同様に
半導電性体を塗布することによってベルカップ部５６Ａ
の外周面側に形成されると共に、塗料薄膜化面５６Ｃで
薄膜化した塗料に接液可能となっている。

【０１０７】かくして、このように構成された本実施の
形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様
の作用効果を得ることができる。

【０１０８】なお、前記各実施の形態では、回転霧化頭
９（４１，５５）の塗料放出端縁１０Ｄ（４２Ｄ，５６
Ｄ）側に３６個の電極片１３（２２，３２，４５，６
０）を設けるものとしたが、本発明はこれに限らず、例
えば電極片を２個以上１５個以下または３７個以上設け
る構成としてもよい。

【０１０９】また、前記各実施の形態では、針状電極１
４を６本設ける構成としたが、例えば針状電極を１本以
上５本以下または７本以上設ける構成としてもよい。

【０１１０】また、前記第１ないし第４の実施の形態で
は、各針状電極１４をシェーピングエアリング３のエア
噴出孔５を利用して突出する構成としたが、本発明はこ
の配置に限定されるものではなく、エア噴出孔５を利用
せず、該エア噴出孔５と別個の位置で外側リング３Ａか
ら突出させてもよい。

【０１１１】また、前記第１ないし第４の実施の形態で
は、各針状電極１４にそれぞれ高抵抗素子１５を接続し
て設けたが、１個の高抵抗素子１５から複数本の針状電
極を分岐して設けるようにしてもよい。

【０１１２】

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１の発明によ
れば、回転霧化頭の塗料放出端縁側に複数の電極片から
なる独立電極群を設けたから、針状電極の高電圧を各電
極片に独立に印加することができ、各電極片を針状電極
として作用させることができる。このため、電極片を通
じて塗料を帯電させて、帯電塗料粒子として塗料放出端
縁から放出することができると共に、この帯電塗料粒子
を電極片と被塗物との間に形成される高密度の電気力線
に引き寄せつつ、この高密度の電気力線に沿って被塗物
に向けて飛行させることができる。このため、帯電塗料
粒子の放電指向性を向上させることができると共に、塗
料が被塗物に塗着する塗着効率を高めることができる。

【０１１３】また、電極片を回転霧化頭の塗料放出端縁
側でそれぞれ間隔をもって複数個設けたから、複数個の
電極片にそれぞれ独立して外部電極の高電圧を印加する
ことができると共に、各電極片に電気力線を集中させる
ことができる。

【０１１４】また、請求項２の発明によれば、シェーピ
ングエアリングに針状電極を設けたから、針状電極を通
じて回転霧化頭の塗料放出端縁側に設けた各電極片にそ
れぞれ独立して高電圧を印加することできる。また、針
状電極によって塗料放出端縁から放出される塗料粒子を
間接的に帯電させることができると共に、この帯電塗料
粒子を針状電極と被塗物との間に形成された電気力線に
沿って飛行させることができる。これにより、放電指向
性をより向上させることができる。

【０１１５】また、請求項３の発明によれば、電極片を
塗料放出端縁側を尖らせて形成し、その尖端を針状電極
部としたから、電極片のうち針状電極部に電気力線を集
中させることができる。このため、電極片の針状電極部
と被塗物との間に高密度の電気力線を形成することがで
き、この高密度の電気力線に帯電塗料粒子をより強く引
き寄せつつ、帯電塗料粒子を被塗物に向けて飛行させる
ことができる。

【０１１６】また、請求項４の発明によれば、電極片を
半導電性体によって形成したから、半導電性体からなる
電極片の静電容量をより小さくすることができ、電極片
に帯電される電荷量を小さくすることができる。このた
め、電極片と被塗物とが異常接近したときに、電極片に
帯電された電荷が放電するのを抑制することができ、放
電によって電極片に焼損が生じるのを防止し、電極片お
よび回転霧化頭の耐久性、信頼性を向上させることがで
きる。

【０１１７】また、請求項５の発明によれば、電極片を
導電性体によって形成したから、導電性体からなる電極
片を帯電させることができ、該電極片を通じて塗料を帯
電させることができると共に、電極片と被塗物との間に
形成された電気力線に沿って塗料を被塗物に向けて飛行
させ、塗着することができる。

【０１１８】また、請求項６の発明によれば、電極片を
導電性金属線によって形成したから、電極片の先端を細
くすることができ、電極片の先端に電気力線を集中させ
ることができる。これにより、電極片の先端と被塗物と
の間に高密度の電気力線に帯電塗料粒子をより強く引き
寄せつつ、帯電塗料粒子を被塗物に向けて飛行させるこ
とができる。

【０１１９】また、請求項７の発明によれば、各電極片
の静電容量を各電極片に帯電した電荷の熱量が０．２４
ｍＪ以下となるように設定したから、各電極片に帯電し
た電荷によって被塗物等のアース物体に向けて火花放電
が生じるを確実に防止でき、各電極片の焼損を防ぎ、当
該回転霧化頭塗装装置の信頼性を向上させることができ
る。

【０１２０】また、請求項８の発明によれば、外部電極
の先端側は回転霧化頭の塗料放出端縁よりも径方向外側
に位置し、かつ塗料放出端縁よりも軸方向後側に配設し
たから、外部電極の先端側と塗料放出端縁との間に空間
が形成することができる。このため、この空間によっ
て、被塗物が回転霧化頭に近接したときに外部電極から
被塗物に向けて火花放電が発生するのを防止でき、回転
霧化頭塗装装置の信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による回転霧化頭型
塗装装置を示す縦断面図である。

【図２】図１中の回転霧化頭およびシェーピングエアリ
ング等を示す正面図である。

【図３】図１中の回転霧化頭を示す側面図である。

【図４】第１の実施の形態による回転霧化頭型塗装装置
の電気系統を示す説明図である。

【図５】第２の実施の形態による回転霧化頭を示す側面
図である。

【図６】第３の実施の形態による回転霧化頭を示す正面
図である。

【図７】第３の実施の形態による回転霧化頭を示す側面
図である。

【図８】第４の実施の形態による回転霧化頭を示す正面
図である。

【図９】第４の実施の形態による回転霧化頭を示す縦断
面図である。

【図１０】第５の実施の形態による回転霧化頭型塗装装
置を示す縦断面図である。

【図１１】従来技術による回転霧化頭型塗装装置を示す
縦断面図である。

【図１２】図１１中の回転霧化頭を示す側面図である。

【符号の説明】

１，５１カバー２，５２ハウジング３，５３シェーピングエアリング６エアモータ７回転軸８フィードチューブ９，４１，５５回転霧化頭１０，４２，５６霧化頭本体１０Ｄ，４２Ｄ，５６Ｄ塗料放出端縁１１，４３，５８ハブ部材１２，２１，３１，４４，５９独立電極群１３，２２，３２，４５，６０電極片１４針状電極１６高電圧発生器（高電圧発生手段）３２Ａ針状電極部５４リング電極

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】筒状に形成されたカバー内に設けられ、
回転軸を回転駆動するエアモータと、絶縁性樹脂材料に
よって先端が塗料放出端縁となったベル形に形成され、
前記エアモータの前側に位置して前記回転軸に取付けら
れた回転霧化頭と、該回転霧化頭の塗料放出端縁の近傍
に位置して前記カバーに設けられ、高電圧発生手段によ
って高電圧が印加される外部電極と、前記回転霧化頭の
塗料放出端縁側に位置して周方向に間隔をもって配設さ
れた複数個の電極片からなり、前記外部電極の高電圧が
これら各電極片に独立に印加される独立電極群とから構
成してなる回転霧化頭型塗装装置。
【請求項２】前記カバーは前記モータの外周を取囲む
ハウジングと、該ハウジングの前側に設けられ前記回転
霧化頭の塗料放出端縁近傍に向けてシェーピングエアを
噴出するシェーピングエアリングとから構成し、前記外部電極は、該シェーピングエアリングに設けられ
た針状電極によって形成してなる請求項１に記載の回転
霧化頭型塗装装置。
【請求項３】前記独立電極群の各電極片は、塗料放出
端縁側を尖らせて尖端を針状電極部として形成してなる
請求項１または２に記載の回転霧化頭型塗装装置。
【請求項４】前記独立電極群の各電極片は、半導電性
樹脂材料を用いた半導電性体によって形成してなる請求
項１，２または３に記載の回転霧化頭型塗装装置。
【請求項５】前記独立電極群の各電極片は、導電性金
属材料を用いた導電性体によって形成してなる請求項
１，２または３に記載の回転霧化頭型塗装装置。
【請求項６】前記独立電極群の各電極片は、導電性金
属線によって形成してなる請求項１，２または３に記載
の回転霧化頭型塗装装置。
【請求項７】前記独立電極群の各電極片の静電容量
は、各電極片に帯電した電荷による熱量が０．２４ｍＪ
よりも小さくなるように設定してなる請求項１，２，
３，４，５または６に記載の回転霧化頭型塗装装置。
【請求項８】前記外部電極の先端側は前記回転霧化頭
の塗料放出端縁よりも径方向外側に位置し、かつ前記外
部電極の先端側は前記回転霧化頭の塗料放出端縁よりも
軸方向後側に位置してなる請求項１，２，３，４，５，
６または７に記載の回転霧化頭型塗装装置。