JP5368955B2 - 回転霧化頭型塗装装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車の車体、家具、電化製品等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。

一般に、自動車の車体、家具、電化製品等を塗装する場合には、塗料の塗着効率、塗装仕上りが良好な回転霧化頭型塗装装置を用いて塗装している。この回転霧化頭型塗装装置はエアモータを備え、該エアモータは、軸方向に延びる軸穴が形成されると共に該軸穴の基端側にタービン室が形成されたモータハウジングと、該モータハウジングの軸穴に設けられ先端側が該モータハウジングから突出した回転軸と、該回転軸の基端側に設けられタービン室に収容されたタービンとを備えている。また、エアモータの回転軸の先端には、回転霧化頭を取付けている。

そして、回転霧化頭型塗装装置は、高圧エアをタービンに供給することによって、回転霧化頭を例えば３０００〜１５００００ｒｐｍの回転数で高速回転させる。この回転状態の回転霧化頭に塗料を供給すると、塗料は、微粒化された状態で回転霧化頭から放出される。これにより、回転霧化頭型塗装装置は、微粒化した塗料粒子を被塗物に向けて噴霧することができる。

また、エアモータの回転軸またはタービンの基端側には、回転軸の回転を検出する回転検出装置を備えている（例えば、特許文献１，２参照）。この回転検出装置は、回転軸またはタービンの基端面に設けた反射部と非反射部とからなる光学マークと、該光学マークに向けて光を入射する投光用光ファイバと、光学マークからの反射光を受光する受光用光ファイバとによって構成している。このとき、回転軸の回転によって、投光用光ファイバと対面する光学マークの反射部と非反射部とが周期的に切換るから、受光用光ファイバが受光する反射光の強度は、パルス状に変化する。このため、反射光によるパルス数をカウントすることによって、エアモータの回転数を検出することができる。

実開昭６０−１３２５８号公報 特開平２−１９８２３１号公報

ところで、従来技術では、光学マークの反射部は、例えばタービンの基端面に鏡面加工を施した反射面によって形成されている。また、光学マークの非反射部は、タービンの基端面のうち反射部と異なる位置に設けられ反射面に比べて反射率が低い非反射面によって形成されている。このとき、非反射面は、タービンの基端面に反射率の低い暗色系の塗料（例えば黒色）を塗布することによって形成し、またはタービンの基端面に光を乱反射させる表面加工処理（例えばアルマイト処理）を施すことによって形成している。また、反射面および非反射面は、互いに同一平面を形成している。

一方、エアモータのモータハウジング内には静圧空気軸受が設けられ、回転軸およびタービンは、この静圧空気軸受を用いてモータハウジング内に非接触な状態で支持されている。また、エアモータのタービンには、高圧の圧縮エアが供給される。圧縮エアをタービン室に供給すると、断熱膨張の作用により、エアに含まれる水分が水滴となってタービン室に滞る。このとき、タービンに形成された非反射部にも水滴が付着するから、非反射部で水滴による不規則な反射が生じ、非反射部の反射率が上昇することがある。一方、反射部にも水滴が付着するから、水滴によって反射部が曇り、反射部の反射率が低下することがある。

このように、従来技術の回転検出装置では、反射部と非反射部との間でコントラストが低下することがある。この場合、反射部と非反射部との間で反射光の強度差が小さくなるから、反射光によるパルス数をカウントすることができず、エアモータの回転数を検出することができなくなる。この結果、単に回転検出の不能だけの原因で、塗装作業を停止しなければならず、生産性が低下するという問題がある。

また、塗料の塗布によって非反射面を形成したときには、非反射面の塗膜が剥離して誤った反射光が生じることもある。これに加えて、剥離した塗膜は、空気軸受と回転軸との間の僅かな隙間（例えば１０〜１３μｍ）に進入して、エアモータが停止する原因にもなっている。

一方、アルマイト処理等の表面加工処理は、塗膜の剥離が生じないものの、加工コストが高くなる。これに加えて、回転霧化頭に供給される塗料に直接的に高電圧を印加する回転霧化頭型塗装装置では、エアモータのハウジング、回転軸、タービンおよび回転霧化頭に高電圧（例えば−３０〜−１５０ｋＶ）が印加される。また、塗装装置の周囲には、コロナ放電によるオゾンガスやラジカルなＮ⁻イオンが発生する。これらのガスやイオンは、無水硝酸（N₂O₅）を生成し、この無水硝酸がエア中の水分と反応して硝酸を作る。この硝酸によって非反射面のアルマイト層が劣化するから、非反射面の薄れやぼけが生じ、反射部と非反射部との間でコントラストが低下する傾向がある。

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、本発明の目的は、エアモータの回転検出を確実に行うことができる回転霧化頭型塗装装置を提供することにある。

本発明は、軸方向に延びる軸穴が形成されると共に該軸穴の基端側にタービン室が形成されたモータハウジングと、該モータハウジングの軸穴に設けられ先端側が該モータハウジングから突出した回転軸と、円盤状体として形成され前記タービン室に収容されると共に該回転軸の基端側に設けられたタービンと、前記回転軸の先端側に設けられた回転霧化頭と、前記回転軸の基端側またはタービンに設けられ前記回転軸の回転を検出する回転検出手段とを備えた回転霧化頭型塗装装置に適用される。

そして、上述した課題を解決するために、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記回転検出手段は、前記回転軸またはタービンの端面に設けられ検知部と非検知部とを備えた光学マークと、該光学マークと対面して設けられ該光学マークに向けて光を入射する投光用光ファイバと、前記光学マークから反射した反射光を受光する受光用光ファイバとからなり、前記光学マークの検知部は、前記投光用光ファイバからの光を前記受光用光ファイバに向けて反射するように平坦面からなる反射面によって形成し、前記光学マークの非検知部は、前記投光用光ファイバからの光を反射した反射光が直接的に前記受光用光ファイバに入射しないように、前記検知部の反射面に対して傾斜した傾斜面によって形成したことにある。

請求項２の発明では、前記光学マークは、前記タービンの径方向外側に位置して基端側の端面に配置され、前記投光用光ファイバおよび受光用光ファイバは、前記タービンの基端側の端面のうち径方向外側の部位と対面し、前記タービンを挟んで前記回転軸とは反対側に配置する構成としている。

請求項３の発明では、前記タービンは、円盤状体の外周面に形成されタービンエアによって回転駆動される多数の羽根と、該多数の羽根と軸線方向に重なるように形成された鍔部とにより形成され、前記回転検出手段は、前記鍔部または回転軸の基端面に設ける構成としている。

請求項４の発明では、前記光学マークの検知部の反射面は、前記タービンの径方向外側に配置され前記タービンの周方向に向けて円弧状に延び、前記光学マークの非検知部の傾斜面は、前記検知部を除いた部位で前記タービンの径方向外側に配置され前記タービンの周方向に向けて円弧状に延びる構成としている。

請求項５の発明では、前記光学マークの非検知部は、前記回転軸の径方向に向けて傾斜した径方向傾斜面によって形成している。

請求項６の発明では、前記光学マークの非検知部は、前記回転軸の周方向に向けて傾斜した周方向傾斜面によって形成している。

請求項７の発明では、前記光学マークの検知部は、前記タービンの一側端面に設けられた第１の反射面と、該第１の反射面とは周方向の異なる位置に配置され軸方向に凹陥した凹陥部に設けられた第２の反射面とによって形成し、前記光学マークの非検知部は、前記第２の反射面を挟んで前記凹陥部の周方向両側に設けられた２つの前記周方向傾斜面によって形成している。

請求項８の発明では、前記光学マークの検知部は、前記タービンの一側端面に設けられた平坦面からなる反射面によって形成し、前記光学マークの非検知部は、前記反射面とは周方向の異なる位置に配置され軸方向にＶ字状に凹陥したＶ字状凹陥部の底面に設けられた前記周方向傾斜面によって形成している。

請求項９の発明では、前記光学マークの検知部の反射面は、前記回転軸の軸中心に関して点対称となる位置に複数個設け、前記光学マークの非検知部の傾斜面は、前記回転軸の軸中心に関して点対称となる位置に複数個設ける構成としている。

請求項１０の発明では、前記モータハウジングには、高電圧発生器を接続する構成としている。

請求項１の発明によれば、光学マークの検知部は平坦面からなる反射面によって形成したから、光学マークの検知部に投光用光ファイバが対面したときには、検知部の反射面は、投光用光ファイバからの光を受光用光ファイバに向けて反射する。一方、光学マークの非検知部は、検知部の反射面に対して傾斜した傾斜面によって形成したから、光学マークの非検知部に投光用光ファイバが対面したときには、非検知部の傾斜面は、投光用光ファイバからの光を受光用光ファイバとは異なる方向に向けて反射する。このように、光学マークの検知部と非検知部とは、光の反射角度が互いに異なるから、非検知部の傾斜面に曇りやぼけが生じて傾斜面の反射率が変化したときでも、非検知部の傾斜面からの反射光は受光用光ファイバには入射されない。この結果、検知部と非検知部との間で、高いコントラストを長期間に亘って維持することができ、エアモータの回転検出を確実に行うことができる。

また、光学マークの非検知部は傾斜面によって形成したから、該傾斜面は、検知部の反射面に対して傾斜していればよく、塗膜の形成や表面加工処理を行う必要がない。このため、塗膜の剥離に伴う不具合が生じることがない。また、光学マークの非検知部は、例えば切削加工によって容易に形成することができるから、例えばアルマイト処理等を行う場合に比べて加工コストを低下させることができる。

請求項２の発明によれば、光学マークはタービンの径方向外側に位置して基端側の端面に配置したから、光学マークを径方向内側に配置した場合に比べて、反射面および傾斜面の周方向の長さ寸法を大きくすることができ、検知部と非検知部との間のコントラストを高めることができる。また、投光用光ファイバおよび受光用光ファイバはタービンを挟んで回転軸とは反対側に配置したから、投光用光ファイバおよび受光用光ファイバを外部に向けて容易に引き出すことができる。

請求項３の発明によれば、回転検出手段の光学マークはタービンの鍔部または回転軸の基端面に設けることができると共に、この光学マークと対面して投光用光ファイバおよび受光用光ファイバを設けることができる。

請求項４の発明によれば、光学マークの検知部の反射面および非検知部の傾斜面は、いずれもタービンの径方向外側に配置されタービンの周方向に向けて円弧状に延びる構成としたから、反射面および傾斜面を径方向内側に配置した場合に比べて、反射面および傾斜面の周方向の長さ寸法を大きくすることができ、検知部と非検知部との間のコントラストを高めることができる。

請求項５の発明によれば、光学マークの非検知部は回転軸の径方向に向けて傾斜した径方向傾斜面によって形成したから、径方向傾斜面は、径方向に対して受光用光ファイバとは異なる位置に向けて、投光用光ファイバからの光を反射する。これにより、径方向傾斜面は、反射光が受光用光ファイバに向けて進行するのを防止することができる。また、非検知部をタービンの径方向外側に配置したときには、タービンの外周縁に面取り状の加工を施すことによって、容易に径方向傾斜面を形成することができる。

請求項６の発明によれば、光学マークの非検知部は回転軸の周方向に向けて傾斜した周方向傾斜面によって形成したから、周方向傾斜面は、周方向に対して受光用光ファイバとは異なる位置に向けて、投光用光ファイバからの光を反射する。これにより、周方向傾斜面は、反射光が受光用光ファイバに向けて進行するのを防止することができる。

請求項７の発明によれば、光学マークの検知部は、タービンの一側端面に設けられた第１の反射面と、該第１の反射面から軸方向に凹陥した凹陥部に設けられた第２の反射面とによって形成されている。このとき、第１，第２の反射面は、軸方向の異なる位置に配置される。このため、例えば第１，第２の反射面を投光用光ファイバおよび受光用光ファイバの光軸と直交して配置することによって、第１，第２の反射面は、投光用光ファイバからの光を受光用光ファイバに向けて反射することができる。

また、光学マークの非検知部は、第２の反射面を挟んで凹陥部の周方向の両側に設けた２つの周方向傾斜面によって形成されている。このため、２つの周方向傾斜面は、周方向に対して受光用光ファイバとは異なる位置に向けて、投光用光ファイバからの光を反射する。これにより、各周方向傾斜面は、反射光が受光用光ファイバに向けて進行するのを防止することができる。

さらに、第１の反射面と第２の反射面との間は、周方向傾斜面によって繋ぐことができる。このため、例えばタービンの一側端面に周方向に延びる凹陥部を加工することによって、該凹陥部の底面によって２つの周方向傾斜面および第２の反射面を形成することができる。

請求項８の発明によれば、光学マークの非検知部は、検知部の反射面から軸方向にＶ字状に凹陥したＶ字状凹陥部の底面に設けられた周方向傾斜面によって形成した。このため、周方向傾斜面は、周方向に対して受光用光ファイバとは異なる位置に向けて、投光用光ファイバからの光を反射する。これにより、周方向傾斜面は、反射光が受光用光ファイバに向けて進行するのを防止することができる。

請求項９の発明によれば、光学マークの検知部の反射面は、回転軸の軸中心に関して点対称となる位置に複数個設けると共に、光学マークの非検知部の傾斜面は、回転軸の軸中心に関して点対称となる位置に複数個設けた。このため、例えば切削加工等によって非検知部の傾斜面を形成したときでも、回転軸およびタービンの回転バランスが取り易くなる。この結果、回転軸の軸中心がぶれることなく、回転軸を高速に回転させることができる。

請求項１０の発明によれば、モータハウジングには高電圧発生器を接続する構成としたから、モータハウジングを介して回転軸および回転霧化頭に高電圧を供給することができる。このため、回転霧化頭を通じて噴霧塗料粒子に直接的に高電圧を帯電させることができる。また、光学マークの非検知部は傾斜面によって形成したから、高電圧の印加に伴って回転軸やタービンの端面が劣化したときでも、検知部と非検知部との間で高いコントラストを維持することができる。

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全体構成図である。 図１中の回転軸およびタービンを拡大して示す斜視図である。 図２中の回転軸およびタービンを示す右側面図である。 光学マークの非検知部が光ファイバに対面した状態を示す図１中のａ部を拡大した要部拡大断面図である。 光学マークの検知部が光ファイバに対面した状態を示す図４と同様位置の要部拡大断面図である。 第２の実施の形態による回転軸およびタービンを拡大して示す斜視図である。 図６中の回転軸およびタービンを示す右側面図である。 図６中の回転軸およびタービンを示す平面図である。 光学マークの検知部が光ファイバに対面した状態を示す図４と同様位置の要部拡大断面図である。 光学マークの非検知部が光ファイバに対面した状態を示す図９中の矢示Ｘ−Ｘ方向からみた要部拡大断面図である。 第３の実施の形態による回転軸およびタービンを拡大して示す斜視図である。 図１１中の回転軸およびタービンを示す右側面図である。 図１１中の回転軸およびタービンを示す平面図である。 光学マークの検知部が光ファイバに対面した状態を示す図４と同様位置の要部拡大断面図である。 光学マークの非検知部が光ファイバに対面した状態を示す図１４中の矢示XV−XV方向からみた要部拡大断面図である。 本発明の参考例による回転軸およびタービンを拡大して示す斜視図である。 図１６中の回転軸およびタービンを示す右側面図である。 光学マークの非検知部が光ファイバに対面した状態を示す図４と同様位置の要部拡大断面図である。 光学マークの検知部が光ファイバに対面した状態を示す図４と同様位置の要部拡大断面図である。 第１の変形例による回転軸およびタービンを示す図１７と同様位置の右側面図である。 第２の変形例による回転軸およびタービンを示す図１３と同様位置の平面図である。

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、添付図面に従って詳細に説明する。

まず、図１ないし図５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。

図１において、１は本発明が適用される回転霧化頭型塗装装置（以下、塗装装置１という）を示し、該塗装装置１は、後述の高電圧発生器２０により塗料に高電圧を直接的に印加する直接帯電式の静電塗装装置として構成されている。前記塗装装置１は、例えば塗装作業用のロボット装置、レシプロケータ等のアーム（図示せず）の先端に取付けられている。そして、塗装装置１は、後述のハウジング２、エアモータ８、回転霧化頭１６、回転検出装置２２等によって大略構成されている。

２は塗装装置１の外形を形成するハウジングを示している。このハウジング２は、ハウジング本体３とカバー４とにより大略構成されている。そして、ハウジング２は、内部にエアモータ８を収容するものである。

ここで、ハウジング本体３は、ハウジング２の本体部分を形成し、その後部側がアームの先端に取付けられている。また、ハウジング本体３は、カバー４および後述のシェーピングエアリング５と共に例えば絶縁性を有する樹脂材料を用いて形成されている。これにより、ハウジング本体３等は、高電圧発生器２０による高電圧に帯電するエアモータ８とアームとの間を絶縁し、塗料に印加される高電圧がリークするのを防止している。

そして、ハウジング本体３は、前側に位置して円筒状に形成された筒部３Ａと、該筒部３Ａの後側に設けられた円柱状の底部３Ｂとにより構成されている。前記筒部３Ａの内周側は、エアモータ８を嵌合状態で収容するモータ収容部３Ｃとなっている。一方、底部３Ｂには、後述のタービンエア通路１２、排出エア通路１３等が設けられている。

カバー４は、ハウジング本体３を覆うように該ハウジング本体３の外周側に取付けられている。このカバー４は、例えばハウジング本体３とほぼ同様の絶縁性樹脂材料を用いて、円筒体として形成されている。また、カバー４の前側には、後述のシェーピングエアリング５が取付けられている。

５はハウジング２の前側に設けられたシェーピングエアリングを示している。このシェーピングエアリング５は、例えばハウジング本体３とほぼ同様の絶縁性樹脂材料を用いて段付筒状に形成されている。また、シェーピングエアリング５は、ハウジング本体３の前部に対面した状態で、カバー４の前側に取付けられている。前記シェーピングエアリング５の前端部には、多数個（２個のみ図示）のエア噴出口５Ａが周方向に列設して開口している。また、シェーピングエアリング５の後部には、後述するエアモータ８の前側を支持する支持段部５Ｂが凹陥して形成されている。

そして、シェーピングエアリング５は、シェーピングエア通路６等を介して供給されるシェーピングエアをエア噴出口５Ａから噴出する。前記シェーピングエア通路６は、ハウジング本体３を軸方向に貫通するように設けられ、基端側がエア源７に接続されると共に、先端側がエア噴出口５Ａに接続されている。前記エア噴出口５Ａから噴出するシェーピングエアは、後述の回転霧化頭１６から噴霧された塗料の噴霧パターンを、所望の噴霧パターンになるように整えるものである。

８はハウジング２に設けられたエアモータを示している。該エアモータ８は、圧縮エアを動力源として回転霧化頭１６を例えば３０００〜１５００００ｒｐｍの高速で回転させるものである。前記エアモータ８は、後述のモータハウジング９、回転軸１０、タービン１１および空気軸受１４，１５によって大略構成されている。そして、エアモータ８は、例えば導電性金属材料を用いて形成されている。

９はハウジング本体３のモータ収容部３Ｃ内に収容されたモータハウジングを示し、該モータハウジング９は、導電性金属材料を用いて円筒状に形成されている。前記モータハウジング９には、軸方向に延びる小径の軸穴９Ａが形成されると共に、該軸穴９Ａの軸方向の基端側に位置して大径のタービン室９Ｂが形成されている。そして、軸穴９Ａのうち軸方向の先端側は、モータハウジング９の前端面に開口している。

１０はモータハウジング９の軸穴９Ａ内に挿入された回転軸を示し、該回転軸１０は、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）等の導電性金属材料を用いて中空な細長い円筒状に形成されている。前記回転軸１０の軸方向の基端側は、タービン室９Ｂ内に進入し、タービン室９Ｂの径方向の中心位置付近に配置されている。一方、回転軸１０の軸方向の先端側は、軸穴９Ａから突出し、モータハウジング９の前側に向けて伸長している。そして、回転軸１０の先端側には、後述の回転霧化頭１６を取付けるためのねじ部１０Ａが設けられている。

また、回転軸１０の軸中心Ｏ−Ｏ部分には、軸方向に貫通したフィードチューブ挿通孔１０Ｂが形成されている。そして、フィードチューブ挿通孔１０Ｂには、後述のフィードチューブ１７が挿通されている。

１１は回転軸１０の基端側（後端側）に取付けられたタービンを示している。このタービン１１は、ハウジング９内に収容され、回転軸１０の基端側にその軸中心Ｏ−Ｏと同軸に取り付けられている。ここで、タービン１１は、例えばアルミニウム合金等の導電性金属材料を用いて円盤状体によって形成されている。このタービン１１の外周面には、多数の羽根１１Ａが形成されている。また、タービン１１の軸方向の後端側には、鍔部１１Ｂが一体に形成されている。この鍔部１１Ｂは、これらの羽根１１Ａと軸線方向に同軸に重なるように、かつこれらの羽根１１Ａよりも大径となって径方向外側に向けて突出した大径な円盤状体として形成されている。そして、タービン１１は、モータハウジング９のタービン室９Ｂ内に収容されている。

１２はモータハウジング９のタービン室９Ｂの位置で径方向に設けられたタービンエア通路で、このタービンエア通路１２の流出口は、タービン室９Ｂ内のタービン１１の羽根１１Ａに向けて開口している。一方、タービンエア通路１２の流入側は、制御弁（図示せず）等を介してエア源７に接続されている。そして、タービンエア通路１２は、タービンエアとして、例えば圧力が３〜６ｋｇ／ｃｍ²で、流量が１００〜６００ＮＬ／ｍｉｎとなる高圧の圧縮エアが流通する。これにより、タービン１１の羽根１１Ａには、タービンエア通路１２を通じてタービンエアが供給される。この結果、タービン１１は、タービンエアの圧力によって回転軸１０および回転霧化頭１６と一緒に図２および図３中の回転方向Ｒに向けて回転駆動する。

また、タービン室９Ｂには排出エア通路１３の流入口が開口し、該排出エア通路１３の流出側は外部（大気中）に連通している。これにより、タービンエア通路１２からタービン１１に向けて噴出したタービンエアは、排出エアとなって排出エア通路１３に流入し、排出エア通路１３を通じてタービン室９Ｂから外部に排出される。

１４は軸穴９Ａの内周面に設けられたラジアル空気軸受を示し、該ラジアル空気軸受１４は、回転軸１０の外周側を取囲んで設けられている。そして、ラジアル空気軸受１４は、エア通路（図示せず）を介してエア源７に接続され、エア源７から供給された圧縮エアを回転軸１０の外周側に噴出させる。これにより、ラジアル空気軸受１４は、回転軸１０の外周面が軸穴９Ａの内周面に接触するのを防止し、非接触状態で回転軸１０を回転可能に支持している。

１５はタービン室９Ｂの軸方向両端面に設けられたスラスト空気軸受を示し、該スラスト空気軸受１５は、タービン１１の軸方向一端側と他端側の両方に配置されている。そして、スラスト空気軸受１５は、エア通路（図示せず）を介してエア源７に接続され、エア源７から供給された圧縮エアをタービン１１の軸方向両端面に向けて噴出させる。これにより、スラスト空気軸受１５は、タービン１１の端面がタービン室９Ｂの壁面に接触するのを防止し、非接触状態でタービン１１を回転可能に支持している。

１６はシェーピングエアリング５の前側に位置してエアモータ８の回転軸１０の先端部に取付けられた回転霧化頭を示している。該回転霧化頭１６は、例えば導電性金属材料を用いてベル形ないしカップ形に形成されている。前記回転霧化頭１６は、エアモータ８によって高速回転された状態で後述のフィードチューブ１７から塗料が供給されることにより、その塗料を遠心力によって微粒化した無数の塗料粒子として噴霧するものである。

１７は回転軸１０内に挿通して設けられたフィードチューブで、該フィードチューブ１７の先端側は、回転軸１０の先端から突出して回転霧化頭１６内に延在している。また、フィードチューブ１７の基端側は、ハウジング本体３の底部３Ｂに固定されると共に、塗料通路１８を介して塗料供給源として例えば色替弁装置１９に接続されている。そして、フィードチューブ１７は、塗料通路１８等を介して供給される塗料を回転霧化頭１６に吐出するものである。

２０はハウジング本体３の底部３Ｂに設けられた高電圧発生器を示し、該高電圧発生器２０は、例えばコッククロフト回路によって構成されている。高電圧発生器２０の入力側は、高電圧ケーブルを介して電源装置（いずれも図示せず）に接続されている。一方、高電圧発生器２０の出力側は、エアモータ８のモータハウジング９に接続されている。そして、高電圧発生器２０は、電源装置から供給される電圧を例えば−３０〜−１５０ｋＶに昇圧し、昇圧した高電圧をエアモータ８のモータハウジング９に印加している。これにより、回転軸１０および回転霧化頭１６も高電圧に帯電するから、回転霧化頭１６を介して塗料に高電圧を直接的に印加することができる。

また、モータハウジング９には、タービン室９Ｂ内に向けて突出した接続子２１が設けられている。該接続子２１は、例えば黒鉛等の導電性材料を用いて小型の棒状に形成され、ばね等の付勢部材（図示せず）を用いてタービン１１の軸方向端面に向けて付勢されている。そして、タービン１１が回転したときには、空気の動圧効果によって、接続子２１の先端とタービン１１の端面との間に僅かな隙間が形成される。これにより、モータハウジング９と回転軸１０およびタービン１１との間で電位差が生じたときでも、接続子２１とタービン１１との間に放電を集中し、不要なスパッタリング現象を防止することができる。

２２は回転軸１０の軸方向後端側に設けられた回転検出手段としての回転検出装置を示している。該回転検出装置２２は、後述する光ファイバプローブ２３および光学マーク２６によって構成されている。そして、回転検出装置２２は、光学的に回転軸１０の回転を検出する。

２３は光学マーク２６に向けて光を入射し、光学マーク２６からの反射光を受光する光ファイバプローブを示している。該光ファイバプローブ２３は、投光用光ファイバ２４および受光用光ファイバ２５によって構成されている。前記光ファイバプローブ２３は、その先端部分がモータハウジング９に設けられたプローブ取付穴２３Ａに挿入された状態で、ハウジング２に取り付けられている。このプローブ取付穴２３Ａは、軸方向に延びてタービン室９Ｂに連通し、タービン１１の鍔部１１Ｂと対面した位置に開口している。このため、光ファイバプローブ２３の先端は、タービン１１の鍔部１１Ｂの後端面に設けられた光学マーク２６に対向している。

また、投光用光ファイバ２４および受光用光ファイバ２５は、互いに隣接した状態で並んで配置され、タービン１１を挟んで回転軸１０とは軸方向の反対側に配置されている。前記投光用光ファイバ２４および受光用光ファイバ２５の先端面は、タービン１１の径方向外側に位置する光学マーク２６と対面している。前記投光用光ファイバ２４の基端側には、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオード（ＬＤ）等の発光素子（図示せず）が設けられている。これにより、投光用光ファイバ２４は、発光素子による例えば赤外光等の光を伝搬し、その先端から光学マーク２６に向けてこの光を入射する。

一方、受光用光ファイバ２５の基端側には、例えばフォトダイオード（ＰＤ）等の受光素子（図示せず）が設けられている。そして、光学マーク２６が投光用光ファイバ２４からの光を反射したときに、受光用光ファイバ２５は、この反射光をその先端から受光して、受光素子まで伝搬する。また、投光用光ファイバ２４および受光用光ファイバ２５は、例えば光軸がタービン１１の後端面と直交している。

２６はタービン１１の鍔部１１Ｂに設けられた光学マークを示し、該光学マーク２６は、図２ないし図５に示すように、タービン１１の軸方向後端面に位置している。前記光学マーク２６は、回転軸１０の軸中心Ｏ−Ｏを挟んで径方向に１８０°対向して設けられた２つの面取り部２７を用いて形成され、後述の検知部２８と非検知部２９とを備えている。

この面取り部２７は、タービン１１の鍔部１１Ｂの外周縁に対して部分的に面取り加工を施すことによって形成されている。また、面取り部２７は、回転軸１０の軸中心Ｏ−Ｏを中心として例えば９０°の角度範囲に亘って形成されている。そして、検知部２８と非検知部２９とは、周方向に対して例えば等しい間隔をもって交互に配置され、回転軸１０およびタービン１１と一緒に回転変位する。

２８はタービン１１の鍔部１１Ｂの後端面の外周側に設けられた光学マーク２６の検知部を示している。該検知部２８は、図２、図３および図５に示すように、平坦面からなる反射面２８Ａによって形成され、該反射面２８Ａは、投光用光ファイバ２４から入射される光を受光用光ファイバ２５に向けて反射する。前記反射面２８Ａは、タービン１１の径方向外側に配置され、鍔部１１Ｂの周方向に向けて円弧状に延びている。また、反射面２８Ａは、回転軸１０の回転中心となる軸中心Ｏ−Ｏを挟んで径方向に１８０°対向して位置し、２箇所に設けられている。このとき、２つの反射面２８Ａは、いずれも回転軸１０の軸中心Ｏ−Ｏを中心として９０°の角度範囲に亘って形成されている。そして、２つの反射面２８Ａは、回転軸１０の軸中心Ｏ−Ｏに関して点対称となる位置に配置され、それぞれ検知部２８として機能する。

また、反射面２８Ａは、タービン１１の鍔部１１Ｂの後端面に鏡面加工を施すことによって形成されている。前記反射面２８Ａは、軸方向に延びる光ファイバ２４，２５の光軸に対して直交している。これにより、反射面２８Ａは、投光用光ファイバ２４が対面したときに、投光用光ファイバ２４から入射された光を受光用光ファイバ２５に向けて反射する。

２９はタービン１１の鍔部１１Ｂの後端面の外周側に設けられた光学マーク２６の非検知部を示している。該非検知部２９は、図２ないし図４に示すように、面取り部２７の表面に形成された径方向傾斜面２９Ａによって形成されている。この径方向傾斜面２９Ａは、反射面２８Ａに対して径方向に傾斜している。具体的には、径方向傾斜面２９Ａは、タービン１１の内径側から外径側に向かうに従って、タービン１１の後端面から徐々に離れるように傾斜している。このとき、径方向傾斜面２９Ａは、反射面２８Ａと同一面を形成するタービン１１の後端面に対して、例えば１０°〜８０°、好ましくは２０°〜７０°の傾斜角θをもって形成されている。

また、径方向傾斜面２９Ａは、反射面２８Ａと異なる位置でタービン１１の径方向外側に配置され、鍔部１１Ｂの周方向に向けて円弧状に延びている。前記径方向傾斜面２９Ａは、回転軸１０の軸中心Ｏ−Ｏを挟んで径方向に１８０°対向して位置し、２箇所に設けられている。このとき、各径方向傾斜面２９Ａは、回転軸１０の軸中心Ｏ−Ｏを中心として９０°の角度範囲に亘って形成されている。これらの２つの径方向傾斜面２９Ａは、回転軸１０の軸中心Ｏ−Ｏに関して点対称となる位置に配置され、それぞれ非検知部２９として機能する。

そして、径方向傾斜面２９Ａが投光用光ファイバ２４と対面したときには、径方向傾斜面２９Ａは、投光用光ファイバ２４からの光を傾斜角θに応じて光軸から径方向に傾斜した方向に向けて反射する。これにより、径方向傾斜面２９Ａは、投光用光ファイバ２４からの光を受光用光ファイバ２５とは異なる方向に向けて反射する。この結果、径方向傾斜面２９Ａからの反射光は、直接的には受光用光ファイバ２５に入射しない。

第１の実施の形態による塗装装置１は上述の如き構成を有するもので、次に、この塗装装置１を用いて塗装作業を行うときの動作について説明する。

まず、タービンエア通路１２を通じてエアモータ８のタービン室９Ｂに高圧なタービンエアを噴射し、このタービンエアによりタービン１１を回転駆動する。このとき、タービン１１は、回転軸１０および回転霧化頭１６と一緒に高速で回転する。この状態で、色替弁装置１９で選択された塗料を塗料通路１８を介してフィードチューブ１７から回転霧化頭１６に供給する。これにより、この塗料を回転霧化頭１６から微粒化した塗料粒子として噴霧することができる。

このとき、塗料（塗料粒子）には、エアモータ８および回転霧化頭１６を通じて高電圧発生器２０によって高電圧が印加されている。これによって、高電圧に帯電した塗料粒子は、アースに接続された被塗物に向けて飛行して効率よく塗着することができる。

また、回転検出装置２２は、光ファイバプローブ２３および光学マーク２６を用いて回転軸１０の回転数を検出する。そして、塗装装置１は、回転検出装置２２によって検出した回転数を用いて、エアモータ８の回転数を制御する。

ここで、回転検出装置２２は、投光用光ファイバ２４の先端からタービン１１の後端面に設けられた光学マーク２６に向けて光を入射する。前記回転検出装置２２は、受光用光ファイバ２５を用いて光学マーク２６からの反射光を受光し、この反射光を受光素子を用いて検出する。この光学マーク２６の検知部２８と非検知部２９とは、タービン１１の回転に伴って回転変位する。このため、光ファイバ２４，２５の先端面は、検知部２８と非検知部２９とが交互に対面する。従って、受光用光ファイバ２５が受光する反射光の強度は、パルス状となって周期的に強弱を繰り返す。そこで、反射光の強弱を単位時間当たりのパルス数としてカウントすることによって、回転軸１０の回転数を検出することができる。

一方、タービン１１は、タービンエア通路１２から供給されるタービンエアの圧力によって回転駆動する。また、回転軸１０およびタービン１１は、空気軸受１４，１５を用いて非接触状態で支持されている。このため、回転軸１０およびタービン１１の周囲には、高圧の圧縮エアが供給されている。

圧縮エアをタービン室９Ｂに供給すると、断熱膨張の作用によりエア温度が急激に低下し、エアに含まれる水分が水滴となってタービン室９Ｂに滞る。このとき、タービン１１に形成された光学マーク２６にも水滴が付着するから、水滴によって検知部２８の反射面２８Ａが曇り、反射面２８Ａの反射率が低下する。

一方、高電圧発生器２０は、エアモータ８および回転霧化頭１６を通じて塗料に高電圧を印加する。このため、エアモータ８の回転軸１０やタービン１１にも高電圧が印加されているから、光学マーク２６の周囲には、コロナ放電によるオゾンガスやラジカルなＮ⁻イオンが発生している。これらのガスやイオンは、無水硝酸（N₂O₅）を生成し、この無水硝酸がエア中の水分と反応して硝酸を作る。この硝酸によっても、反射面２８Ａの反射率が低下することがあり、検知部２８と非検知部２９との間でコントラストが低下する傾向がある。

然るに、第１の実施の形態によれば、光学マーク２６の検知部２８は反射面２８Ａによって形成したから、光学マーク２６の検知部２８に投光用光ファイバ２４が対面したときには、図５に示すように、検知部２８の反射面２８Ａは、投光用光ファイバ２４からの光を受光用光ファイバ２５に向けて反射する。

これに対し、光学マーク２６の非検知部２９は、検知部２８の反射面２８Ａに対して径方向外側に向けて漸次傾斜した径方向傾斜面２９Ａによって形成されている。このため、光学マーク２６の非検知部２９に投光用光ファイバ２４が対面したときには、図４に示すように、非検知部２９の径方向傾斜面２９Ａは、投光用光ファイバ２４からの光を受光用光ファイバ２５の先端面よりも径方向の外側位置（斜め外側）に向けて反射する。

このように、光学マーク２６の検知部２８と非検知部２９とは、光の反射角度が互いに異なる。従って、非検知部２９の径方向傾斜面２９Ａに曇りやぼけが生じ、径方向傾斜面２９Ａの反射率が変化したときでも、非検知部２９の径方向傾斜面２９Ａからの反射光は直接的には、受光用光ファイバ２５に入射されない。即ち、径方向傾斜面２９Ａからの反射光は、径方向傾斜面２９Ａの反射率に関係なく、受光用光ファイバ２５によって受光されることはない。

この結果、従来技術のように同一平面で反射率を相違させた場合に比べて、非検知部２９の径方向傾斜面２９Ａを用いることによって、反射率の変化による影響を低減することができる。これにより、検知部２８と非検知部２９との間で、高いコントラストを長期間に亘って維持することができ、エアモータ８の回転検出を確実に行うことができる。従って、回転検出の不良を防止して、塗装装置１を継続して使用することができ、生産性を高めることができる。

また、光学マーク２６の非検知部２９は径方向傾斜面２９Ａによって形成されているから、該径方向傾斜面２９Ａは、検知部２８の反射面２８Ａに対して傾斜していればよく、塗膜の形成や表面加工処理を行う必要がない。このため、塗膜の剥離に伴う不具合が生じることがない。これに加えて、光学マーク２６の非検知部２９は、例えば切削加工によって容易に形成することができるから、例えばアルマイト処理等を行う場合に比べて加工コストを低下させることができる。

また、光学マーク２６の検知部２８の反射面２８Ａおよび非検知部２９の傾斜面２９Ａは、いずれもタービン１１の径方向外側に位置する鍔部１１Ｂに設け、タービン１１の周方向に向けて円弧状に延びる構成となっている。このため、検知部２８および非検知部２９を径方向内側に配置した場合に比べて、反射面２８Ａおよび傾斜面２９Ａの周方向の長さ寸法を大きくすることができ、検知部２８と非検知部２９との間のコントラストを高めることができる。

一方、光学マーク２６の検知部２８の反射面２８Ａおよび非検知部２９の傾斜面２９Ａは、回転軸１０の軸中心Ｏ−Ｏに関して点対称となる位置にそれぞれ複数個設けられている。このため、切削加工等によって非検知部２９の傾斜面２９Ａを形成したときでも、回転軸１０およびタービン１１の回転バランスが取り易くなる。この結果、回転軸１０の軸中心Ｏ−Ｏがぶれることなく、回転軸１０を高速に回転させることができる。

さらに、モータハウジング９には高電圧発生器２０を接続する構成としたから、モータハウジング９を介して回転軸１０および回転霧化頭１６に高電圧を供給することができる。このため、回転霧化頭１６を通じて噴霧塗料粒子に直接的に高電圧を帯電させることができる。これに加えて、光学マーク２６の非検知部２９は径方向傾斜面２９Ａによって形成したから、高電圧の印加に伴って回転軸１０やタービン１１の後端面が劣化したときでも、検知部２８と非検知部２９との間で高いコントラストを維持することができる。

次に、図６ないし図１０は本発明の第２の実施の形態に係る回転検出装置を示している。

本実施の形態の特徴は、光学マークの検知部は、タービンの後端面に設けられた第１の反射面と、該第１の反射面から軸方向に凹陥した凹陥部に設けられた第２の反射面とによって形成し、光学マークの非検知部は、第２の反射面を挟んで凹陥部の周方向両側に設けられた２つの周方向傾斜面によって形成する構成としたことにある。なお、第２の実施の形態では、前述した第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。

３１は第２の実施の形態による回転検出手段としての回転検出装置で、該回転検出装置３１は、第１の実施の形態による回転検出装置２２とほぼ同様に構成され、回転軸１０の後端側に位置してタービン１１の鍔部１１Ｂに配置されている。そして、回転検出装置３１は、光ファイバプローブ２３および後述する光学マーク３２によって構成されている。

３２は第２の実施の形態による光学マークを示し、該光学マーク３２は、タービン１１の鍔部１１Ｂに設けられ、タービン１１の後端面に位置している。前記光学マーク３２は、回転軸１０の軸中心Ｏ−Ｏを挟んで径方向に１８０°対向して設けられた２つの凹陥部３３を用いて形成され、後述する検知部３４と非検知部３５とを備えている。そして、検知部３４と非検知部３５とは、周方向に対して例えば等しい間隔をもって交互に配置され、回転軸１０およびタービン１１と一緒に回転変位する。

このとき、凹陥部３３は、径方向の外側が開放された状態で、タービン１１の鍔部１１Ｂの外周縁に溝加工を施すことによって形成されている。該凹陥部３３は、後述する第１の反射面３４Ａよりも軸方向に凹陥すると共に、周方向に向けて円弧状に延びている。前記凹陥部３３は、回転軸１０の軸中心Ｏ−Ｏを中心として例えば１３５°の角度範囲に亘って形成されている。そして、凹陥部３３のうち周方向の両端側部位は、溝の深さ寸法が周方向に沿って徐々に変化している。

３４は光学マーク３２の検知部を示している。該検知部３４は、平坦面からなる第１，第２の反射面３４Ａ，３４Ｂによって形成され、これらの第１，第２の反射面３４Ａ，３４Ｂは、投光用光ファイバ２４からの光を受光用光ファイバ２５に向けて反射する。

ここで、第１の反射面３４Ａは、例えばタービン１１の後端面と同一面をなすように鍔部１１Ｂの後端面によって形成されている。この第１の反射面３４Ａは、２つの凹陥部３３と周方向の異なる位置に配置されている。

一方、第２の反射面３４Ｂは、第１の反射面３４Ａよりも軸方向に凹陥した２つの凹陥部３３の最深部にそれぞれ位置し、該最深部に形成された平坦な底面によって形成されている。即ち、第２の反射面３４Ｂは、後述する２つの周方向傾斜面３５Ａ，３５Ｂを挟んで、これら周方向傾斜面３５Ａ，３５Ｂ間の平坦面に配置されている。また、第１の反射面３４Ａと第２の反射面３４Ｂは、互いに平行な平面となっている。

これらの第１，第２の反射面３４Ａ，３４Ｂは、いずれもタービン１１の鍔部１１Ｂの径方向外側に位置して円弧状に延び、タービン１１の周方向に向けて９０°の間隔をもって交互に配置されている。即ち、第１の反射面３４Ａは、回転軸１０の回転中心となる軸中心Ｏ−Ｏを挟んで径方向に１８０°対向して位置し、２箇所に設けられている。同様に、第２の反射面３４Ｂも、回転軸１０の回転中心となる軸中心Ｏ−Ｏを挟んで径方向に１８０°対向して位置し、２箇所に設けられている。このとき、第１の反射面３４Ａは、回転軸１０の軸中心Ｏ−Ｏを中心として４５°の角度範囲に亘って形成されている。第２の反射面３４Ｂも、回転軸１０の軸中心Ｏ−Ｏを中心として４５°の角度範囲に亘って形成されている。

さらに述べると、２つの第１の反射面３４Ａは、回転軸１０の軸中心Ｏ−Ｏに関して点対称となる位置に配置され、それぞれ検知部３４として機能する。同様に、２つの第２の反射面３４Ｂも、回転軸１０の軸中心Ｏ−Ｏに関して点対称となる位置に配置され、それぞれ検知部３４として機能する。この場合、第１の反射面３４Ａと第２の反射面３４Ｂは、タービン１１の後端面に十字状をなすように配置されている。

また、第１，第２の反射面３４Ａ，３４Ｂは、タービン１１の鍔部１１Ｂの後端面および凹陥部３３の底面に鏡面加工を施すことによって形成されている。そして、第１，第２の反射面３４Ａ，３４Ｂは、いずれも軸方向に延びる光ファイバ２４，２５の光軸に対して直交している。これにより、第１，第２の反射面３４Ａ，３４Ｂは、投光用光ファイバ２４が対面したときに、投光用光ファイバ２４から入射された光を受光用光ファイバ２５に向けて反射する。

３５は光学マーク３２の非検知部を示している。該非検知部３５は、第２の反射面３４Ｂを挟んで凹陥部３３の周方向両側に設けられた第１，第２の周方向傾斜面３５Ａ，３５Ｂによって形成されている。このとき、第１，第２の周方向傾斜面３５Ａ，３５Ｂは、反射面３４Ａ，３４Ｂに対して周方向に向けて傾斜している。

また、図６中に矢示で示す方向を回転方向Ｒとすると、第１の周方向傾斜面３５Ａは、凹陥部３３のうち回転軸１０の回転方向Ｒの前側に位置して第１の反射面３４Ａと第２の反射面３４Ｂとの間に配置されている。即ち、第１の周方向傾斜面３５Ａは、回転方向Ｒの前側が第１の反射面３４Ａに接続され、回転方向Ｒの後側が第２の反射面３４Ｂに接続されている。これにより、第１の周方向傾斜面３５Ａは、回転軸１０が回転するに従って、徐々に光ファイバ２４，２５の先端面から離れるように傾斜している。

一方、第２の周方向傾斜面３５Ｂは、凹陥部３３のうち回転軸１０の回転方向Ｒの後側に位置して第１の反射面３４Ａと第２の反射面３４Ｂとの間に配置されている。即ち、第２の周方向傾斜面３５Ｂは、回転方向Ｒの前側が第２の反射面３４Ｂに接続され、回転方向Ｒの後側が第１の反射面３４Ａに接続されている。これにより、第２の周方向傾斜面３５Ｂは、回転軸１０が回転するに従って、徐々に光ファイバ２４，２５の先端面に近付くように傾斜している。

さらに具体的に述べると、第１，第２の周方向傾斜面３５Ａ，３５Ｂは、第１，第２の反射面３４Ａ，３４Ｂと異なる位置でタービン１１の径方向外側に位置して円弧状に延び、タービン１１の周方向に向けて９０°の間隔をもって交互に配置されている。前記第１の周方向傾斜面３５Ａは、回転軸１０の軸中心Ｏ−Ｏを挟んで径方向に１８０°対向して位置し、２箇所に設けられている。同様に、第２の周方向傾斜面３５Ｂも、回転軸１０の軸中心Ｏ−Ｏを挟んで径方向に１８０°対向して位置し、２箇所に設けられている。このとき、第１の周方向傾斜面３５Ａは、回転軸１０の軸中心Ｏ−Ｏを中心として４５°の角度範囲に亘って形成されている。第２の周方向傾斜面３５Ｂも、回転軸１０の軸中心Ｏ−Ｏを中心として４５°の角度範囲に亘って形成されている。

この場合、２つの第１の周方向傾斜面３５Ａは、回転軸１０の軸中心Ｏ−Ｏに関して点対称となる位置に配置され、それぞれ非検知部３５として機能する。同様に、２つの第２の周方向傾斜面３５Ｂも、回転軸１０の軸中心Ｏ−Ｏに関して点対称となる位置に配置され、それぞれ非検知部３５として機能する。これらの第１の周方向傾斜面３５Ａと第２の周方向傾斜面３５Ｂは、タービン１１の後端面に十字状をなすように配置されている。

上記の場合、タービン１１が回転したときには、第１の反射面３４Ａ、第１の周方向傾斜面３５Ａ、第２の反射面３４Ｂ、第２の周方向傾斜面３５Ｂの順番で光ファイバ２４，２５の先端面に対面する。例えば第１の周方向傾斜面３５Ａが投光用光ファイバ２４と対面したときには、第１の周方向傾斜面３５Ａは、投光用光ファイバ２４からの光を光軸から周方向（図１０中の上下方向）に傾斜した方向に向けて反射する。同様に、第２の周方向傾斜面３５Ｂも、投光用光ファイバ２４からの光を光軸から周方向に傾斜した方向に向けて反射する。これにより、第１，第２の周方向傾斜面３５Ａ，３５Ｂは、投光用光ファイバ２４から入射される光を受光用光ファイバ２５とは異なる方向に向けて反射し、反射光が直接的に受光用光ファイバ２５に入射するのを防止する。

かくして、このように構成された第２の実施の形態でも、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。特に、第２の実施の形態では、タービン１１のうち軸方向の異なる位置に設けた第１，第２の反射面３４Ａ，３４Ｂによって形成されている。このため、第１，第２の反射面３４Ａ，３４Ｂを光ファイバ２４，２５の光軸と直交して配置することによって、第１，第２の反射面３４Ａ，３４Ｂは、投光用光ファイバ２４からの光を受光用光ファイバ２５に向けて反射することができる。

また、光学マーク３２の非検知部３５は、第２の反射面３４Ｂを挟んで凹陥部３３の周方向の両側に設けた第１，第２の周方向傾斜面３５Ａ，３５Ｂによって形成した。このため、第１，第２の周方向傾斜面３５Ａ，３５Ｂは、径方向および光軸と直交した周方向に対して受光用光ファイバ２５とは異なる位置に向けて、投光用光ファイバ２４からの光を反射する。これにより、第１，第２の周方向傾斜面３５Ａ，３５Ｂは、反射光が受光用光ファイバ２５に向けて進行するのを防止することができる。

さらに、第１の反射面３４Ａと第２の反射面３４Ｂとの間は、第１，第２の周方向傾斜面３５Ａ，３５Ｂによって繋ぐことができる。このため、例えばタービン１１の後端面に凹陥部３３を加工することによって、該凹陥部３３の底面によって第１，第２の周方向傾斜面３５Ａ，３５Ｂおよび第２の反射面３４Ｂを形成することができる。

次に、図１１ないし図１５は本発明の第３の実施の形態に係る回転検出装置を示している。

本実施の形態の特徴は、光学マークの非検知部は、Ｖ字状凹部の底面に設けられた第１，第２の周方向傾斜面によって形成する構成としたことにある。なお、第３の実施の形態では、前述した第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。

４１は第３の実施の形態による回転検出手段としての回転検出装置で、該回転検出装置４１は、第１の実施の形態による回転検出装置２２とほぼ同様に構成され、回転軸１０の軸方向後端側に配置されている。そして、回転検出装置４１は、光ファイバプローブ２３および後述する光学マーク４２によって構成されている。

４２は第３の実施の形態による光学マークを示し、該光学マーク４２は、タービン１１の鍔部１１Ｂに設けられ、タービン１１の軸方向後端面に位置している。前記光学マーク４２は、回転軸１０の軸中心Ｏ−Ｏを挟んで径方向に１８０°対向して設けられた２つのＶ字状凹陥部４３を用いて形成され、後述する検知部４４と非検知部４５とを備えている。そして、検知部４４と非検知部４５とは、周方向に対して例えば等しい間隔をもって交互に配置され、回転軸１０およびタービン１１と一緒に回転変位する。

このとき、Ｖ字状凹陥部４３は、径方向の外側が開放された状態で、タービン１１の鍔部１１Ｂの外周縁に溝加工を施すことによって形成されている。該Ｖ字状凹陥部４３は、後述する反射面４４Ａよりも軸方向に凹陥すると共に、周方向に向けて円弧状に延びている。前記Ｖ字状凹陥部４３は、回転軸１０の軸中心Ｏ−Ｏを中心として例えば９０°の角度範囲に亘って形成されている。そして、Ｖ字状凹陥部４３は、軸方向の深さ寸法が周方向に沿って徐々に変化し、周方向の中間位置が最深部４３ＡとなってＶ字状に窪んでいる。

４４は光学マーク４２の検知部を示している。該検知部４４は、第１の実施の形態による検知部２８とほぼ同様に構成され、平坦面からなる反射面４４Ａによって形成され、該反射面４４Ａは、投光用光ファイバ２４からの光を受光用光ファイバ２５に向けて反射する。前記反射面４４Ａは、タービン１１の径方向外側に配置され、タービン１１の周方向に向けて円弧状に延びている。

また、反射面４４Ａは、回転軸１０の回転中心となる軸中心Ｏ−Ｏを挟んで径方向に１８０°対向して位置し、２箇所に設けられている。これらの２つの反射面４４Ａは、いずれも回転軸１０の軸中心Ｏ−Ｏを中心として９０°の角度範囲に亘って形成されている。そして、２つの反射面４４Ａは、回転軸１０の軸中心Ｏ−Ｏに関して点対称となる位置に配置され、それぞれ検知部４４として機能する。また、各反射面４４Ａは、軸方向に延びる光ファイバ２４，２５の光軸に対して直交している。

４５は光学マーク４２の非検知部を示している。該非検知部４５は、Ｖ字状凹陥部４３の底面に設けられた第１，第２の周方向傾斜面４５Ａ，４５Ｂによって形成されている。この第１，第２の周方向傾斜面４５Ａ，４５Ｂは、反射面４４Ａに対して周方向に向けて傾斜している。

また、図１１中に矢示で示す方向を回転方向Ｒとすると、第１の周方向傾斜面４５Ａは、Ｖ字状凹陥部４３のうち回転軸１０の回転方向Ｒの前側に位置して反射面４４Ａと最深部４３Ａの間に配置されている。一方、第２の周方向傾斜面４５Ｂは、Ｖ字状凹陥部４３のうち回転軸１０の回転方向Ｒの後側に位置して反射面４４Ａと最深部４３Ａの間に配置されている。

このため、第１の周方向傾斜面４５Ａは、回転方向Ｒの前側が反射面４４Ａに接続され、回転方向Ｒの後側が最深部４３Ａの位置で第２の周方向傾斜面４５Ｂに接続されている。従って、第１の周方向傾斜面４５Ａは、回転軸１０が回転するに従って、徐々に光ファイバ２４，２５の先端面から離れるように傾斜している。

これに対し、第２の周方向傾斜面４５Ｂは、回転方向Ｒの前側が最深部４３Ａの位置で第１の周方向傾斜面４５Ａに接続され、回転方向Ｒの後側が反射面４４Ａに接続されている。従って、第２の周方向傾斜面４５Ｂは、回転軸１０が回転するに従って、徐々に光ファイバ２４，２５の先端面に近付くように傾斜している。

これらの第１，第２の周方向傾斜面４５Ａ，４５Ｂは、いずれも反射面４４Ａと異なる位置でタービン１１の径方向外側に配置され、タービン１１の周方向に向けて円弧状に延びている。ここで、非検知部４５は、第１，第２の周方向傾斜面４５Ａ，４５ＢをＶ字状凹陥部４３の最深部４３Ａで接続することによって形成されている。このため、１組の周方向傾斜面４５Ａ，４５Ｂは、１つの連続した非検知部４５として機能する。

このとき、第１の周方向傾斜面４５Ａは、回転軸１０の軸中心Ｏ−Ｏを中心として同じ角度範囲（例えば４５°）に亘って形成されている。第２の周方向傾斜面４５Ｂも、回転軸１０の軸中心Ｏ−Ｏを中心として同じ角度範囲（例えば４５°）に亘って形成されている。

そして、非検知部４５は、回転軸１０の軸中心Ｏ−Ｏを挟んで径方向に１８０°対向して位置し、２箇所に設けられている。このため、第１，第２の周方向傾斜面４５Ａ，４５Ｂも、回転軸１０の軸中心Ｏ−Ｏを挟んで径方向に対向してそれぞれ配置されている。これにより、これらの第１，第２の周方向傾斜面４５Ａ，４５Ｂは、回転軸１０の軸中心Ｏ−Ｏに関して点対称となる位置に配置されている。

そして、第１の周方向傾斜面４５Ａが投光用光ファイバ２４と対面したときには、周方向傾斜面４５Ａは、投光用光ファイバ２４からの光を光軸から周方向（図１５中の上下方向）に傾斜した方向に向けて反射する。同様に、第２の周方向傾斜面４５Ｂも、投光用光ファイバ２４からの光を光軸から周方向に傾斜した方向に向けて反射する。これにより、第１，第２の周方向傾斜面４５Ａ，４５Ｂは、投光用光ファイバ２４から入射される光を受光用光ファイバ２５とは異なる方向に向けて反射し、反射光が直接的に受光用光ファイバ２５に入射するのを防止する。

かくして、このように構成された第３の実施の形態でも、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。特に、第３の実施の形態では、光学マーク４２の非検知部４５は、検知部４４の反射面４４ＡからＶ字状に凹陥したＶ字状凹陥部４３の底面に設けられた第１，第２の周方向傾斜面４５Ａ，４５Ｂによって形成した。このため、第１，第２の周方向傾斜面４５Ａ，４５Ｂは、周方向に対して受光用光ファイバ２５とは異なる位置に向けて、投光用光ファイバ２４からの光を反射する。これにより、第１，第２の周方向傾斜面４５Ａ，４５Ｂは、反射光が受光用光ファイバ２５に向けて進行するのを防止することができる。

次に、図１６ないし図１９は本発明の参考例による回転検出装置を示している。

本参考例の特徴は、光学マークの検知部は、光を反射する反射面によって形成し、光学マークの非検知部は、光を透過する通過部によって形成する構成としたことにある。なお、本参考例では、前述した第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。

５１は参考例による回転検出手段としての回転検出装置で、該回転検出装置５１は、第１の実施の形態による回転検出装置２２とほぼ同様に構成され、回転軸１０の軸方向後端側に配置されている。前記回転検出装置５１は、光ファイバプローブ２３および後述する光学マーク５２によって構成されている。

５２は参考例による光学マークを示し、該光学マーク５２は、タービン１１の鍔部１１Ｂに設けられ、タービン１１の軸方向後端面に位置している。前記光学マーク５２は、後述する検知部５３と非検知部５４とを備えている。そして、検知部４４と非検知部４５とは、周方向に対して例えば等しい間隔をもって交互に配置され、回転軸１０およびタービン１１と一緒に図１６および図１７中の回転方向Ｒに向けて回転変位する。

５３は光学マーク５２の検知部を示している。該検知部５３は、第１の実施の形態による検知部２８とほぼ同様に構成され、平坦面からなる反射面５３Ａによって形成され、該反射面５３Ａは、投光用光ファイバ２４からの光を受光用光ファイバ２５に向けて反射する。前記反射面５３Ａは、タービン１１の径方向外側に配置され、タービン１１の周方向に向けて円弧状に延びている。

また、反射面５３Ａは、回転軸１０の回転中心となる軸中心Ｏ−Ｏを挟んで径方向に１８０°対向して位置し、２箇所に設けられている。これらの２つの反射面５３Ａは、いずれも回転軸１０の軸中心Ｏ−Ｏを中心として９０°の角度範囲に亘って形成されている。そして、２つの反射面５３Ａは、回転軸１０の軸中心Ｏ−Ｏに関して点対称となる位置に配置され、それぞれ検知部５３として機能する。また、各反射面５３Ａは、軸方向に延びる光ファイバ２４，２５の光軸に対して直交している。

５４は光学マーク５２の非検知部を示している。該非検知部５４は、タービン１１の鍔部１１Ｂの外周縁に設けられた通過部５４Ａによって形成されている。この通過部５４Ａは、タービン１１の鍔部１１Ｂを例えば９０°の角度範囲に亘って除去した円弧状の切欠きによって形成されている。

また、通過部５４Ａは、反射面５３Ａと異なる位置でタービン１１の径方向外側に配置され、タービン１１の周方向に向けて円弧状に延びている。そして、通過部５４Ａは、回転軸１０の軸中心Ｏ−Ｏを挟んで径方向に１８０°対向して位置し、２箇所に設けられている。このため、２つの通過部５４Ａは、回転軸１０の軸中心Ｏ−Ｏに関して点対称となる位置に配置され、それぞれ非検知部５４として機能する。

そして、通過部５４Ａが投光用光ファイバ２４と対面したときには、通過部５４Ａは、投光用光ファイバ２４からの光を通過させる。このため、投光用光ファイバ２４からの光は、タービン１１の後端面位置では反射されず、例えばタービン室９Ｂの内壁面に照射されて散乱し、減衰する。これにより、非検知部５４では、反射光が受光用光ファイバ２５に向けて進行することがなくなる。

かくして、このように構成された参考例においても、前述した各実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、参考例では、光学マーク５２の非検知部５４は、光を透過する通過部５４Ａによって形成したから、光学マーク５２の非検知部５４に投光用光ファイバ２４が対面したときには、非検知部５４の通過部５４Ａは、投光用光ファイバ２４からの光を通過させる。このように、光学マーク５２の検知部５３と非検知部５４とは、光を入射する対象の有無が互いに異なるから、非検知部５４に曇りやぼけが生じることがなく、非検知部５４では反射光が生じない。この結果、検知部５３と非検知部５４との間で、高いコントラストを長期間に亘って維持することができ、エアモータ８の回転検出を確実に行うことができる。

なお、前記参考例では、非検知部５４の通過部５４Ａはタービン１１の径方向外側が開放された切欠きによって形成したが、タービン１１を貫通した貫通孔を用いて形成してもよい。

また、前記参考例では、光学マーク５２の検知部５３は反射面５３Ａによって形成し、非検知部５４の通過部５４Ａは切欠きによって形成した。しかし、本参考例はこれに限らず、例えば図２０に示す第１の変形例のように、光学マーク５２′の検知部５３′は反射面５３Ａ′によって形成し、非検知部５４′は例えば切欠き部分に設けた光を透過させる透明な透過部５４Ａ′によって形成してもよい。この場合、透過部５４Ａ′は、通過部として機能すると共に、水分による曇りや硝酸による劣化が生じ難い透明樹脂材料等を用いて形成するものである。

また、参考例では、反射面５３Ａと通過部５４Ａは、互いに同じ角度範囲に亘って形成したが、互いに異なる角度範囲に亘って形成してもよい。

同様に、第１〜第３の実施の形態では、傾斜面２９Ａ，３５Ａ，３５Ｂ，４５Ａ，４５Ｂと反射面２８Ａ，３４Ａ，３４Ｂ，４４Ａとは互いに同じ角度範囲に亘って形成したが、互いに異なる角度範囲に亘って形成してよい。

一方、前記第１の実施の形態では、径方向傾斜面２９Ａはタービン１１の径方向外側に向かうに従って光ファイバ２４，２５から離れるように傾斜する構成としたが、タービン１１の径方向外側に向かうに従って光ファイバ２４，２５に近付くように傾斜する構成としてもよい。

また、前記第１〜第３の実施の形態では、傾斜面２９Ａ，３５Ａ，３５Ｂ，４５Ａ，４５Ｂは径方向または周方向に傾斜する構成としたが、反射面２８Ａ，３４Ａ，３４Ｂ，４４Ａに対して傾斜していれば、いずれの方向に対して傾斜していてもよい。

前記第３の実施の形態では、光学マーク４２の検知部４４は反射面４４Ａによって形成し、非検知部４５はＶ字状凹陥部４３の底面に設けられた第１，第２の周方向傾斜面４５Ａ，４５Ｂによって形成した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図２１に示す第２の変形例のように、タービン１１にはＵ字状に連続して窪んだＵ字状凹陥部４３′を設ける構成としてもよい。この場合、光学マーク４２′の検知部４４′は反射面４４Ａ′によって形成し、非検知部４５′は該Ｕ字状凹陥部４３′の底面に設けられた周方向傾斜面４５Ａ′によって形成されるものである。

前記各実施の形態では、光学マーク２６，３２，４２はタービン１１の径方向外側に設けたが、タービン１１の径方向内側に設けてもよく、回転軸１０の後端面に設ける構成としてもよい。

一方、前記各実施の形態では、回転軸１０とタービン１１を別部材として図示したが、例えば切削加工等によって回転軸１０とタービン１１を同一材料を用いて一体的に形成してもよい。

前記第１，第３の実施の形態では、光学マーク２６，４２は２個の検知部２８，４４と、２個の非検知部２９，４５とを備える構成としたが、３個以上の検知部および非検知部を備える構成としてもよい。さらに、回転バランスが保持できるのであれば、検知部、非検知部を１個ずつ設ける構成としてもよい。同様に、第２の実施の形態では、第１，第２の反射面３４Ａ，３４Ｂと、第１，第２の周方向傾斜面３５Ａ，３５Ｂとは、それぞれ２個ずつ設ける構成とした。しかし、第１，第２の反射面と第１，第２の周方向傾斜面とをそれぞれ３個以上設ける構成としてもよく、１個ずつ設けてもよい。

前記各実施の形態では、エアモータ８および回転霧化頭１６に高電圧を供給して塗料を直接的に帯電させる構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えばハウジングの外周側には外部電極を設け、この外部電極を用いて回転霧化頭から噴霧された塗料を間接的に高電圧に帯電させる構成としてもよい。

さらに、前記各実施の形態では、回転霧化頭１６に塗料を供給する塗料供給源として色替弁装置１９を例に挙げて説明したが、塗料供給源として例えば塗料が充填された塗料カートリッジを用いる構成としてもよい。この場合、互いに異なる色の塗料が充填された複数の塗料カートリッジを用意し、所望の色に応じて塗料カートリッジを交換すればよい。

さらにまた、前記各実施の形態では、シェーピングエアリング５は絶縁性樹脂材料により形成するものとして述べたが、シェーピングエアリング５は導電性金属材料を用いて形成してもよいものである。この場合、シェーピングエアリング５にも高電圧発生器２０による高電圧が印加され、シェーピングエアリング５はエアモータ８と同電位に保持される。

１ 回転霧化頭型塗装装置
８ エアモータ
９ モータハウジング
９Ａ 軸穴
９Ｂ タービン室
１０ 回転軸
１１ タービン
１４ ラジアル空気軸受（空気軸受）
１５ スラスト空気軸受（空気軸受）
１６ 回転霧化頭
２０ 高電圧発生器
２２，３１，４１，５１ 回転検出装置（回転検出手段）
２４ 投光用光ファイバ
２５ 受光用光ファイバ
２６，３２，４２，４２′，５２，５２′ 光学マーク
２８，３４，４４，４４′，５３，５３′ 検知部
２８Ａ，３４Ａ，３４Ｂ，４４Ａ，４４Ａ′，５３Ａ，５３Ａ′ 反射面
２９，３５，４５，４５′，５４，５４′ 非検知部
２９Ａ 径方向傾斜面
３３ 凹陥部
３５Ａ，３５Ｂ，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ａ′ 周方向傾斜面
４３ Ｖ字状凹陥部
５４Ａ 通過部
５４Ａ′ 透過部（通過部）

Claims (10)

1. 軸方向に延びる軸穴（９Ａ）が形成されると共に該軸穴（９Ａ）の基端側にタービン室（９Ｂ）が形成されたモータハウジング（９）と、該モータハウジング（９）の軸穴（９Ａ）に設けられ先端側が該モータハウジング（９）から突出した回転軸（１０）と、円盤状体として形成され前記タービン室（９Ｂ）に収容されると共に該回転軸（１０）の基端側に設けられたタービン（１１）と、前記回転軸（１０）の先端側に設けられた回転霧化頭（１６）と、前記回転軸（１０）の基端側またはタービン（１１）に設けられ前記回転軸（１０）の回転を検出する回転検出手段（２２，３１，４１）とを備えた回転霧化頭型塗装装置（１）において、
   前記回転検出手段（２２，３１，４１）は、前記回転軸（１０）またはタービン（１１）の端面に設けられ検知部と非検知部とを備えた光学マーク（２６，３２，４２，４２′）と、該光学マーク（２６，３２，４２，４２′）と対面して設けられ該光学マーク（２６，３２，４２，４２′）に向けて光を入射する投光用光ファイバ（２４）と、前記光学マーク（２６，３２，４２，４２′）から反射した反射光を受光する受光用光ファイバ（２５）とからなり、
   前記光学マーク（２６，３２，４２，４２′）の検知部（２８，３４，４４，４４′）は、前記投光用光ファイバ（２４）からの光を前記受光用光ファイバ（２５）に向けて反射するように平坦面からなる反射面（２８Ａ，３４Ａ，３４Ｂ，４４Ａ，４４Ａ′）によって形成し、
   前記光学マーク（２６，３２，４２，４２′）の非検知部（２９，３５，４５，４５′）は、前記投光用光ファイバ（２４）からの光を反射した反射光が直接的に前記受光用光ファイバ（２５）に入射しないように、前記検知部（２８，３４，４４，４４′）の反射面（２８Ａ，３４Ａ，３４Ｂ，４４Ａ，４４Ａ′）に対して傾斜した傾斜面（２９Ａ，３５Ａ，３５Ｂ，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ａ′）によって形成したことを特徴とする回転霧化頭型塗装装置。
2. 前記光学マーク（２６，３２，４２，４２′）は、前記タービン（１１）の径方向外側に位置して基端側の端面に配置され、
   前記投光用光ファイバ（２４）および受光用光ファイバ（２５）は、前記タービン（１１）の基端側の端面のうち径方向外側の部位と対面し、前記タービン（１１）を挟んで前記回転軸（１０）とは反対側に配置する構成としてなる請求項１に記載の回転霧化頭型塗装装置。
3. 前記タービン（１１）は、円盤状体の外周面に形成されタービンエアによって回転駆動される多数の羽根（１１Ａ）と、該多数の羽根（１１Ａ）と軸線方向に重なるように形成された鍔部（１１Ｂ）とにより形成され、前記回転検出手段（２２，３１，４１）は、前記鍔部（１１Ｂ）または回転軸（１０）の基端面に設ける構成としてなる請求項１または２に記載の回転霧化頭型塗装装置。
4. 前記光学マーク（２６，３２，４２，４２′）の検知部（２８，３４，４４，４４′）の反射面（２８Ａ，３４Ａ，３４Ｂ，４４Ａ，４４Ａ′）は、前記タービン（１１）の径方向外側に配置され前記タービン（１１）の周方向に向けて円弧状に延び、
   前記光学マーク（２６，３２，４２，４２′）の非検知部（２９，３５，４５，４５′）の傾斜面（２９Ａ，３５Ａ，３５Ｂ，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ａ′）は、前記検知部（２８，３４，４４，４４′）を除いた部位で前記タービン（１１）の径方向外側に配置され前記タービン（１１）の周方向に向けて円弧状に延びる構成としてなる請求項１，２または３に記載の回転霧化頭型塗装装置。
5. 前記光学マーク（２６）の非検知部（２９）は、前記回転軸（１０）の径方向に向けて傾斜した径方向傾斜面（２９Ａ）によって形成してなる請求項１，２，３または４に記載の回転霧化頭型塗装装置。
6. 前記光学マーク（３２，４２，４２′）の非検知部（３５，４５，４５′）は、前記回転軸（１０）の周方向に向けて傾斜した周方向傾斜面（３５Ａ，３５Ｂ，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ａ′）によって形成してなる請求項１，２，３または４に記載の回転霧化頭型塗装装置。
7. 前記光学マーク（３２）の検知部（３４）は、前記タービン（１１）の一側端面に設けられた第１の反射面（３４Ａ）と、該第１の反射面（３４Ａ）とは周方向の異なる位置に配置され軸方向に凹陥した凹陥部（３３）に設けられた第２の反射面（３４Ｂ）とによって形成し、
   前記光学マーク（３２）の非検知部（３５）は、前記第２の反射面（３４Ｂ）を挟んで前記凹陥部（３３）の周方向両側に設けられた２つの前記周方向傾斜面（３５Ａ，３５Ｂ）によって形成してなる請求項６に記載の回転霧化頭型塗装装置。
8. 前記光学マーク（４２，４２′）の検知部（４４，４４′）は、前記タービン（１１）の一側端面に設けられた平坦面からなる反射面（４４Ａ，４４Ａ′）によって形成し、
   前記光学マーク（４２，４２′）の非検知部（４５，４５′）は、前記反射面（４４Ａ，４４Ａ′）とは周方向の異なる位置に配置され軸方向にＶ字状に凹陥したＶ字状凹陥部（４３）の底面に設けられた前記周方向傾斜面（４５Ａ，４５Ａ′）によって形成してなる請求項６に記載の回転霧化頭型塗装装置。
9. 前記光学マーク（２６，３２，４２，４２′）の検知部（２８，３４，４４，４４′）の反射面（２８Ａ，３４Ａ，３４Ｂ，４４Ａ，４４Ａ′）は、前記回転軸（１０）の軸中心（Ｏ−Ｏ）に関して点対称となる位置に複数個設け、
   前記光学マーク（２６，３２，４２，４２′）の非検知部（２９，３５，４５，４５′）の傾斜面（２９Ａ，３５Ａ，３５Ｂ，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ａ′）は、前記回転軸（１０）の軸中心（Ｏ−Ｏ）に関して点対称となる位置に複数個設ける構成としてなる請求項１，２，３，４，５，６，７または８に記載の回転霧化頭型塗装装置。
10. 前記モータハウジング（９）には、高電圧発生器（２０）を接続する構成としてなる請求項１，２，３，４，５，６，７，８または９に記載の回転霧化頭型塗装装置。

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