JP4735559B2 - 回転霧化静電塗装装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転霧化頭に静電高電圧を印加して、被塗装物に対して静電塗装を行う回転霧化静電塗装装置に関する。

一般的に、自動車のボディ等の被塗装物に対する塗装は、被塗装物側を陽極とし、塗装装置側を陰極として両極間に静電界を構成し、負側に帯電した霧化塗料を静電力により被塗装物に吸着させることで塗装を行う、静電塗装により行われている。

このような静電塗装を行う塗装装置としては、例えば、静電高電圧を印加した回転霧化頭を回転駆動し、該回転霧化頭に供給された流体塗料を遠心力で微粒化させて、回転霧化頭に印加された静電高電圧で微粒化粒子を帯電させ、接地された被塗装物との間で形成される静電電界により静電塗装を行う、回転霧化静電塗装装置がある。

前記回転霧化静電塗装装置においては、ハウジングに回転自在に支持され該ハウジングから突出する回転シャフトの先端部に、回転霧化頭が一体的に回転可能に固定されており、回転駆動される回転霧化頭から塗料が噴霧されるが、噴霧された塗料が、前記回転シャフトとハウジングとの隙間に浸入することがある。
前記回転シャフトとハウジングとの隙間は僅かなものであり、該隙間に塗料が浸入すると前記回転霧化頭の安定的な回転に影響を与える恐れがあるため、回転シャフトとハウジングとの隙間に塗料が浸入することを防止することが望ましい。

そこで、噴霧された塗料が、回転霧化頭と一体的に回転する回転シャフトの外周部とハウジングとの隙間に浸入することを防止する機構を備えた回転霧化静電塗装装置が、例えば特許文献１に示す回転霧化静電塗装装置のように考案されている。
特許文献１の回転霧化静電塗装装置においては、前記回転シャフトの回転霧化頭側端部にエアシール機構を設けており、該回転シャフト外周の隙間から回転霧化頭側へ向けてエアを噴き出してエアシールを形成し、該隙間への塗料の侵入を防いでいる。
特開平９−２１５９４８号公報

しかし、前述のごとく、前記回転シャフト外周に形成したエアシールにより塗料の浸入を防止するように構成した場合、何らかの理由で回転シャフトのエアシール形成部分よりも内側（反回転霧化頭側）に塗料が浸入してしまった場合は、もはや浸入した塗料を外部に排出することはできず、回転霧化頭の安定的な回転に悪影響を与えてしまうこととなる。
また、前記回転シャフトが軸受部材にてハウジングに回転自在に支持されている場合、軸受部材に塗布されているグリスが回転駆動部（すなわち回転シャフトとハウジングとの隙間）に漏れ出すと、前記回転霧化頭の安定的な回転に悪影響を与える恐れがあるが、前述のエアシール機構では軸受部材のグリスの外部への漏出を防止することができない。

そこで、本発明においては、回転霧化頭から噴霧された塗料が回転シャフトとハウジングとの隙間へ浸入することを防止するとともに、該回転シャフトを支持する軸受部材からグリスが前記隙間を通じて外部へ漏れ出すことを防止することができる回転霧化静電塗装装置を提供するものである。

上記課題を解決する回転霧化静電塗装装置は、以下の特徴を有する。
即ち、請求項１記載の如く、回転霧化頭に静電高電圧を印加して、被塗装物に対して静電塗装を行う回転霧化静電塗装装置であって、前記回転霧化頭は、前記回転霧化静電塗装装置のハウジングに回転自在に支持される回転シャフトの一端部に取り付けられ、前記ハウジングの回転霧化頭側端部において、該ハウジングに覆われる前記回転シャフトの外周面、および、前記回転シャフトを覆い該回転シャフトの外周面に対向して配置される前記ハウジングの内周面の何れか一方または両方に、ネジ構造を形成し、前記ネジ構造は、回転シャフトの途中部に配置され該回転シャフトを回転自在に支持する軸受部材の配置箇所から、前記ハウジングの回転霧化頭側端部までの間に形成され、該ネジ構造の軸受部材側部分と回転霧化頭側部分とではネジ形成方向が異なっており、前記回転霧化頭側のネジ構造は、回転する回転シャフトとハウジングとの間における当該ネジ構造部分に存在する異物が、当該ネジ構造により回転霧化頭側へ移動されるように構成され、軸受部材側のネジ構造は、回転する回転シャフトとハウジングとの間における当該ネジ構造部分に存在する異物が、当該ネジ構造により軸受部材側へ移動されるように構成される。
これにより、前記ネジ構造により、前記回転シャフトとハウジングとの隙間に侵入してきた異物を、その隙間から排出することができ、回転シャフトと一体的回転可能な回転霧化頭の安定的な回転に悪影響を及ぼすことが防止できる。
例えば、前記ネジ構造のネジ形成方向を、異物を回転霧化頭側へ移動させる方向とした場合には、前記ネジ構造により、前記隙間に浸入してきた噴霧された塗料を外部へ排出することが可能となり、回転霧化頭の安定的な回転に悪影響を及ぼすことが防止できる。
また、前記回転シャフトを前記ネジ構造よりも反回転霧化頭側に位置する軸受部材により支持し、前記ネジ構造のネジ形成方向を、異物を反回転霧化頭側へ移動させる方向とした場合には、前記ネジ構造により、軸受部材から前記隙間に浸入してきたグリス等の潤滑部材を、軸受部材側へ戻すことが可能となり、回転霧化頭の安定的な回転に悪影響を及ぼすことが防止できる。

また、前記回転シャフトを回転駆動することで、該回転シャフトと前記ハウジングとの隙間に回転霧化頭側から浸入してきた塗料と、軸受部材側から漏出し前記隙間に浸入してきたグリスとを、該隙間から同時に排出することができ、回転霧化頭の安定的な回転を容易かつ確実に保持することができる。

本発明によれば、前記ネジ構造により、前記回転シャフトとハウジングとの隙間に侵入してきた異物を、その隙間から排出することができ、回転シャフトと一体的回転可能な回転霧化頭の安定的な回転に悪影響を及ぼすことが防止できる。

次に、本発明を実施するための形態を、添付の図面を用いて説明する。

図１に示す塗装装置１０は回転霧化静電塗装装置に構成されており、ハウジング１２の一側（図１における左側）に塗料噴出口となる回転霧化頭１４を回転自在に取り付け、ハウジング１２の他側（図１における右側）に、塗料が充填されたカートリッジ１６を着脱可能に装着して構成されている。
カートリッジ１６に充填される塗料としては、例えば、水系塗料（水性塗料）が用いられている。

カートリッジ１６内には、塗料および塗料の押し出し用媒体が充填されるシリンダ（図示せず）が形成されており、該シリンダ内にはピストン（図示せず）が摺動自在に嵌装されている。
また、前記回転霧化頭１４は、前記ハウジング１２から突出する回転シャフト１７に固定されており、前記回転シャフト１７はハウジング１２に回転自在に支持されている。
そして、該ピストンを前記押し出し用媒体にて摺動させることにより、シリンダ内に充填された塗料をシリンダから押し出し、前記回転シャフト１７内を貫通する塗料供給管１９を通じて回転霧化頭１４へ供給するように構成している。

前記ハウジング１２内には高圧発生器（カスケード）２０が設けられており、該高圧発生器２０にて発生した静電高電圧が、回転霧化頭１４に印加されている。回転霧化頭１４に印加される静電高電圧は、例えば−９０ｋＶ程度となっている。

また、前記回転霧化頭１４は、ハウジング１２内に収納される電動モータであるサーボモータ１３により回転駆動されており、該サーボモータ１３からの回転駆動力は、同じくハウジング１２内に収納される増速機１５を介して増速された後、回転霧化頭１４へ伝達されている。

高電圧が印加されるとともに、サーボモータ１３により回転駆動される回転霧化頭１４に塗料が供給されると、該塗料は回転霧化頭１４により帯電されるとともに、遠心霧化されて、帯電塗料粒子となって噴霧される。
この帯電塗料粒子は、高電圧に印加された回転霧化頭１４とアース体である被塗装物との間に形成される静電界に沿って飛行し、被塗装物に塗着することとなる。
なお、本例では、回転霧化頭１４および回転シャフト１７は、塗料の噴霧時には、回転霧化頭１４側から見て反時計回りに回転駆動されるように構成されている。

また、前記サーボモータ１３は、増速機１５を介して回転霧化頭１４と電気的に接続されているので、回転霧化頭１４に印加される静電高電圧は、サーボモータ１３にも同様に印加されることとなる。
前記サーボモータ１３には、リード線２６を通じて電源２４が供給されている。

ここで、塗装装置１０においては、前記増速機１５は、高圧発生器２０により静電高電圧が印加される回転霧化頭１４と電気的に接続されているため、該増速機１５にも回転霧化頭１４と同等の静電高電圧が印加されている。また、前記カートリッジ１６にも高圧発生器２０からの静電高電圧が印加されている。

また、前記サーボモータ１３は、樹脂等の電気的絶縁体にて構成されるスペーサ１８を介して増速機１５と接続されており、該サーボモータ１３と増速機１５および回転霧化頭１４とは電気的に絶縁されている。
さらに、カートリッジ１６におけるサーボモータ１３との接続部１６ａは、樹脂等の電気的絶縁体にて構成されており、該サーボモータ１３とカートリッジ１６とは電気的に絶縁されている。

このように、サーボモータ１３は、静電高電圧が印加されている回転霧化頭１４、増速機１５およびカートリッジ１６と電気的に絶縁されているので、該サーボモータ１３には静電高電圧は印加されておらず（サーボモータ１３の電位は、例えば０ｋＶ程度となっている）、回転霧化頭１４および増速機１５に印加されている静電高電圧が、サーボモータ１３を通じて電源２４へリークすることがなく、該電源２４に負担をかけることがない。

また、図２に示すように、前記回転シャフト１７を回転自在に支持するハウジング１２においては、ハウジング本体１２ａの回転霧化頭１４側端部に回転シャフト１７の周囲を覆うカバー１２ｂが付設されており、前記回転シャフト１７は前記カバー１２ｂから回転霧化頭１４側へ突出している。

前記ハウジング本体１２ａと前記回転シャフト１７との間にはベアリング３１が介装されており、該回転シャフト１７は前記ベアリング３１を介してハウジング本体１２ａに回転自在に支持されている。
前記ベアリング３１は、回転シャフト１７の軸方向において、ハウジング本体１２ａの回転霧化頭１４側端部（ハウジング本体１２ａとカバー１２ｂとの境界部）に位置している。

また、前記カバー１２ｂには回転シャフト１７が貫通する貫通孔１２ｃが形成されており、回転シャフト１７の外周面と、該外周面に対向する貫通孔１２ｃの内周面との間に若干の隙間を設けた状態で、該回転シャフト１７が貫通孔１２ｃを貫通している。
そして、前記回転シャフト１７がカバー１２ｂに覆われた部分にネジ構造３５が形成されている。

図３に示すように、前記ネジ構造３５は、前記回転シャフト１７におけるカバー１２ｂに覆われた部分の回転霧化頭１４側の略半分に形成される第１ネジ３５ａと、該回転シャフト１７におけるカバー１２ｂに覆われた部分の前記ベアリング３１側の略半分に形成される第２ネジ３５ｂを備えている。

前記第１ネジ３５ａおよび第２ネジ３５ｂは、互いに形成されているネジの方向が異なっており、該第１ネジ３５ａは、回転シャフト１７を回転霧化頭１４側から見て反時計回りに回すと締まる方向のネジに形成されている。
つまり、仮に前記第１ネジ３５ａがカバー１２ｂに螺合していたとすると、該第１ネジ３５ａを回転霧化頭１４側から見て反時計回りに回すことによって、回転シャフト１７がベアリング３１側へ進む方向のネジに形成されている。
また、第１ネジ３５ａのネジ締まり方向は回転シャフト１７の回転方向と同じになっている。

一方、前記第２ネジ３５ｂは、回転シャフト１７をベアリング３１側から見て時計回りに回すと締まる方向のネジに形成されている。
つまり、仮に前記第２ネジ３５ｂがカバー１２ｂに螺合していたとすると、該第２ネジ３５ｂをベアリング３１側から見て時計回りに回す（即ち回転霧化頭１４側から見て反時計回りに回す）ことによって、回転シャフト１７が回転霧化頭１４側へ進む方向のネジに形成されている。
また、第２ネジ３５ｂのネジ締まり方向は回転シャフト１７の回転方向と逆方向になっている。

前記回転シャフト１７は、前述のように、塗料の噴霧時に回転霧化頭１４側からみて反時計回りに回転駆動されるように構成されているため、前記第１ネジ３５ａおよび第２ネジ３５ｂは、塗料の噴霧時には共に締まる方向（第１ネジ３５ａにおいてはベアリング３１側へ進む方向、第２ネジ３５ｂにおいては回転霧化頭１４側へ進む方向）に回転する。

そして、上述のように回転する回転シャフト１７と前記カバー１２ｂとの隙間に異物３８が存在すると、第１ネジ３５ａの形成部分に位置する異物は、該第１ネジ３５ａにより回転霧化頭１４側へ移動され、第２ネジ３５ｂの形成部分に位置する異物は、該第２ネジ３５ｂによりベアリング３１側へ移動されることとなる。
つまり、実際には前記第１ネジ３５ａおよび第２ネジ３５ｂはカバー１２ｂに螺合しておらず、回転シャフト１７が回転したとしても該回転シャフト１７は回転霧化頭１４またはベアリング３１側へ移動しないため、前記異物３８が第１ネジ３５ａまたは第２ネジ３５ｂにかかると、該異物３８が前記第１ネジ３５ａおよび第２ネジ３５ｂが締まる方向とは逆の方向へ移動することとなる。

このように、塗料の噴霧時に回転シャフト１７と前記カバー１２ｂとの隙間における第１ネジ３５ａが形成された部分に異物３８が存在すると、その異物は回転霧化頭１４側へ移動され、ついには前記回転シャフト１７と前記カバー１２ｂとの隙間から外部へ排出される。また、塗料の噴霧時に回転シャフト１７と前記カバー１２ｂとの隙間における第２ネジ３５ｂが形成された部分に異物３８が存在すると、その異物はベアリング３１側へ移動され、該ベアリング３１の部分まで達する。

従って、例えば前記塗装装置１０が塗料を噴霧している際に、飛散した塗料が回転シャフト１７と前記カバー１２ｂとの隙間に浸入したとしても、カバー１２ｂに覆われている部分の回転シャフト１７における回転霧化頭１４側の略半分に形成されている第１ネジ３５ａにより、浸入した塗料が回転霧化頭１４側へ移動されて外部へ排出されることとなる。
これにより、回転シャフト１７と前記カバー１２ｂとの隙間に浸入した塗料が、そのまま該隙間に残ることがなく、浸入した塗料により回転霧化頭１４（回転シャフト１７）の安定的な回転が悪影響を受けることを防止できる。

また、回転シャフト１７が回転駆動を継続していくと、前記ベアリング３１に塗布されているグリスが該ベアリング３１から漏出して、回転シャフト１７と前記カバー１２ｂとの隙間に浸入してくることがある。
このような場合には、塗料の噴霧時に回転シャフト１７が回転駆動されることで、カバー１２ｂに覆われている部分の回転シャフト１７におけるベアリング３１側の略半分に形成されている第２ネジ３５ｂにより、浸入した塗料がベアリング３１側へ移動されて、該ベアリング３１へ戻されることとなる。
これにより、回転シャフト１７と前記カバー１２ｂとの隙間に漏出してきたグリスが、そのまま隙間に残ったり、該隙間から外部へ漏れ出したりすることがなく、漏出したグリスにより回転霧化頭１４（回転シャフト１７）の安定的な回転が悪影響を受けることを防止できる。

特に、本例の場合は、回転シャフト１７に互いにネジ形成方向が異なる第１ネジ３５ａと第２ネジ３５ｂとの両方を形成しているので、回転シャフト１７を回転駆動することで、該回転シャフト１７と前記カバー１２ｂとの隙間に、回転霧化頭１４側から浸入した塗料と、ベアリング３１側から浸入したグリスとを、前記隙間から同時に排出することができ回転霧化頭１４の安定的な回転を容易かつ確実に保持することができる。

なお、本例においては、ネジ構造３５は、回転シャフト１７の外周面に形成される第１ネジ３５ａおよび第２ネジ３５ｂにて構成されているが、これに限るものではなく、回転シャフト１７を覆っているカバー１２ｂの内周面にネジを形成して構成することもできる。また、前記回転シャフト１７の外周面および前記カバー１２ｂの内周面の両方に、ネジを形成して構成することもできる。

また、本例の場合は回転シャフト１７が塗料の噴霧時に回転霧化頭１４側からみて反時計回りに回転駆動されるように構成されていることから、前記第１ネジ３５ａは、回転シャフト１７を回転霧化頭１４側から見て反時計回りに回すと締まる方向のネジに形成し、前記第２ネジ３５ｂは、回転シャフト１７をベアリング３１側から見て時計回りに回すと締まる方向のネジに形成しているが、回転シャフト１７が塗料の噴霧時に回転霧化頭１４側からみて時計回りに回転駆動されるように構成されている場合は、前記第１ネジ３５ａおよび第２ネジ３５ｂのネジを切る方向は反対方向となる。

回転霧化静電塗装装置に構成される塗装機を示す側面断面である。 回転シャフトの回転霧化頭側端部を示す側面断面図である。 回転シャフトのハウジングのカバーに覆われた部分を示す側面断面図である。

１０ 塗装機
１２ ハウジング
１２ａ ハウジング本体
１２ｂ カバー
１４ 回転霧化頭
１７ 回転シャフト
３１ ベアリング
３５ ネジ構造
３５ａ 第１ネジ
３５ｂ 第２ネジ
３８ 異物

Claims (1)

1. 回転霧化頭に静電高電圧を印加して、被塗装物に対して静電塗装を行う回転霧化静電塗装装置であって、
   前記回転霧化頭は、前記回転霧化静電塗装装置のハウジングに回転自在に支持される回転シャフトの一端部に取り付けられ、
   前記ハウジングの回転霧化頭側端部において、該ハウジングに覆われる前記回転シャフトの外周面、および、前記回転シャフトを覆い該回転シャフトの外周面に対向して配置される前記ハウジングの内周面の何れか一方または両方に、ネジ構造を形成し、
   前記ネジ構造は、回転シャフトの途中部に配置され該回転シャフトを回転自在に支持する軸受部材の配置箇所から、前記ハウジングの回転霧化頭側端部までの間に形成され、
   該ネジ構造の軸受部材側部分と回転霧化頭側部分とではネジ形成方向が異なっており、
   前記回転霧化頭側のネジ構造は、回転する回転シャフトとハウジングとの間における当該ネジ構造部分に存在する異物が、当該ネジ構造により回転霧化頭側へ移動されるように構成され、
   軸受部材側のネジ構造は、回転する回転シャフトとハウジングとの間における当該ネジ構造部分に存在する異物が、当該ネジ構造により軸受部材側へ移動されるように構成される、
   ことを特徴とする回転霧化静電塗装装置。

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