JP6023331B2 - 回転霧化頭型塗装機 - Google Patents

Description

本発明は、例えばエアモータによって回転霧化頭を高速回転させることにより被塗物に向けて塗料を噴霧する回転霧化頭型塗装機に関する。

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機を用いて塗装している。この回転霧化頭型塗装機は、内周側がモータ収容部となった筒状のハウジングと、該ハウジングのモータ収容部に収容され中空な回転軸を回転駆動するエアモータと、前記ハウジングの前側に位置して該エアモータの回転軸の先端部に取付けられ該回転軸と一緒に回転する間に供給された塗料を噴霧する回転霧化頭と、前記回転軸内に径方向の隙間を有する状態で軸方向に延び該回転霧化頭に向けて塗料を供給するフィードチューブと、前記ハウジングの前側に設けられ前記回転霧化頭から噴霧された塗料の噴霧パターンを整えるための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を含んで構成されている。

エアモータは、軸方向に延びた筒体からなりモータ収容部に収容されたモータケースと、該モータケース内に軸方向に延びて設けられた回転軸と、該回転軸の基端側に設けられタービンエアが供給されることにより該回転軸を回転駆動するタービンと、前記回転軸の外周側に位置して前記モータケースに設けられ軸受エアが供給されることにより前記回転軸をラジアル方向に支持するラジアルエア軸受と、前記タービンを前，後方向に挟むように前記モータケースに設けられ軸受エアが供給されることにより前記回転軸をスラスト方向に支持する前，後のスラストエア軸受と、前記タービンにタービンエアを供給するエア供給通路および前記タービンを回転駆動した後の排気エアを排出するエア排出通路からなるタービンエア通路と、前記ラジアルエア軸受と前記前，後のスラストエア軸受に軸受エアを供給する軸受エア通路とにより構成されている。これにより、回転軸は、ラジアルエア軸受によって非接触状態で支持され、タービンは、前スラストエア軸受と後スラストエア軸受によって非接触状態で支持されている。

一般的なタービンの外周側には、放射方向に延びる複数枚の翼を周方向に連ねてなる羽根車が設けられている。このタービンは、タービンエア（圧縮エア）をエアノズルから羽根車に向けて噴付けることにより、回転軸を高速で回転させることができる（特許文献１）。

特開平９−２８５７４２号公報

特許文献１による回転霧化頭型塗装機では、タービンを回転駆動するために、タービンエア通路のエア供給通路から羽根車に向けタービンエアを噴付けている。この場合、タービンに向けて噴付けられた後のタービンエアは、排気エアとなってエア排出通路を通じて外部に排出される。しかし、タービンエアの一部は、タービンと後スラストエア軸受との間の僅かな隙間を通って回転軸とフィードチューブとの間に形成された環状の空間に流出してしまう。

一方、各スラストエア軸受とラジアルエア軸受は、供給される軸受エアの単位時間当りの流量が、タービンエアの単位時間当りの流量に比べて非常に少ない。通常、軸受エアの流量は、タービンエアの流量の１０％程度である。このために、一般的なエア軸受では、軸受エアを排出するための通路は設けられていない。従って、ラジアルエア軸受に供給された軸受エアは、エア軸受と回転軸との間の隙間を通って排出される。また、タービンを挟んで前，後に配置された前，後のスラストエア軸受のうち、前スラストエア軸受は、排出した排気エアをタービンエアの排気エアと一緒にエア排出通路に排出している。しかし、後スラストエア軸受は、排出した排気エアの一部が、タービンの後面と後スラストエア軸受との間の隙間を通って回転軸とフィードチューブとの間の環状空間に流出してしまう。

このように、タービンエア、軸受エアの一部が流出する回転軸とフィードチューブとの間の環状空間は、回転軸の先端側で回転霧化頭内に連通しているから、タービンエア、軸受エアの一部がフィードチューブから吐出された塗料に混ざる虞がある。

回転霧化頭に供給された塗料に対してエアが混ざった場合には、塗料中に気泡が形成される。このため、塗料中の気泡によって塗装面に未塗装部分が発生し、塗装不良となってしまう。この他にも、フィードチューブの先端側に洗浄しきれなかった塗料が付着している場合には、この付着塗料がタービンエア、軸受エアの一部によって剥がされて小片となり、この小片が塗料に混入する虞がある。この場合でも塗装不良が発生するという問題がある。

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、タービンエア、軸受エアの一部が回転軸とフィードチューブとの間の空間に流出しても、これらのエアが回転霧化頭内に流入するのを防止でき、塗装不良の発生を抑制できるようにした回転霧化頭型塗装機を提供することにある。

本発明による回転霧化頭型塗装機は、内周側がモータ収容部位となった筒状のハウジングと、該ハウジングのモータ収容部位に収容され中空な回転軸を回転駆動するエアモータと、前記ハウジングの前側に位置して該エアモータの回転軸の先端に取付けられ該回転軸と一緒に回転する間に供給された塗料を噴霧する回転霧化頭と、前記回転軸内に径方向の隙間を有する状態で軸方向に延び該回転霧化頭に向けて塗料を供給するフィードチューブと、前記ハウジングの前側に設けられ前記回転霧化頭から噴霧された塗料の噴霧パターンを整えるための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を備え、前記エアモータは、軸方向に延びた筒体からなり前記ハウジングの前記モータ収容部位に収容されたモータケースと、該モータケース内に軸方向に延びて設けられた前記回転軸と、該回転軸の基端側に設けられタービンエアが供給されることにより該回転軸を回転駆動するタービンと、前記回転軸の外周側に位置して前記モータケースに設けられ軸受エアが供給されることにより前記回転軸をラジアル方向に支持するラジアルエア軸受と、前記タービンを前，後方向に挟むように前記モータケースに設けられ軸受エアが供給されることにより前記回転軸をスラスト方向に支持する前スラストエア軸受，後スラストエア軸受と、前記タービンにタービンエアを供給するエア供給通路および前記タービンを回転駆動した後の排気エアを排出するエア排出通路からなるタービンエア通路と、前記ラジアルエア軸受と前記前，後のスラストエア軸受に軸受エアを供給する軸受エア通路とにより構成されている。

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、前記回転軸と前記フィードチューブとの間には、前記タービンエアの一部と前記後スラストエア軸受から排出された排気エアが流出する環状空間を設け、前記回転軸には、前記ラジアルエア軸受と前記回転霧化頭との間に位置して径方向に貫通するエア流出孔を設け、前記エア流出孔は、前記回転軸の周方向に間隔をもって複数箇所に配置され、前記環状空間を流れる前記排気エアを前記回転霧化頭よりも後位置で前記回転軸の外部に流出させる構成としたことにある。

この構成によれば、回転軸には、該回転軸の外周側に配置されたラジアルエア軸受と回転霧化頭との間に位置して、回転軸の径方向に貫通するエア流出孔を設けている。一方、タービンエア通路のエア供給通路からタービンにタービンエアを供給したときの一部のエアや、後スラストエア軸受から排出された排気エアは、回転軸とフィードチューブとの間に形成される環状空間に流出することがある。この場合でも、エア流出孔は、環状空間に流出した排気エアを回転霧化頭よりも後位置で回転軸の外部に流出させることができる。

従って、タービンエア、軸受エアの排気エアがフィードチューブから吐出された塗料に混入するのを未然に防ぐことができる。さらに、排気エアは、フィードチューブの先端まで到達せず、エア流出孔から回転軸の外部に排出しているから、このフィードチューブに付着した塗料が剥がされて塗料に混入するのを防止できる。

この結果、塗料中にエアが混入したり、付着塗料から剥がれた小片が塗料に混入することによる塗装不良の発生を抑制することができ、回転霧化頭型塗装機に対する信頼性や塗装効率を向上することができる。

また、請求項１の発明によると、前記エア流出孔は、前記回転軸の周方向に間隔をもって複数箇所に配置する構成とした。これにより、環状空間内を流通する排気エアは、複数個のエア流出孔に流通させることにより、該環状空間から回転軸の外部に効率よく流出させることができる。

請求項２の発明によると、前記回転軸の内周面および／または前記フィードチューブの外周面には、前記エア流出孔の位置よりも前記回転霧化頭に近い位置に、径方向に突出して前記環状空間を遮る環状凸部を設ける構成としたことにある。

この構成によれば、回転軸の内周面および／またはフィードチューブの外周面に径方向に突出して設けた環状凸部は、エア流出孔と回転霧化頭との間で回転軸の回転を許しつつ環状空間を遮ることができる。これにより、環状凸部は、環状空間を流通する排気エアをエア流出孔に導くことができ、多くのエアを回転軸の外部に流出させることができる。

請求項３の発明によると、前記エア流出孔は、前記回転軸の内周面に開口する開口端よりも外周面に開口する開口端が軸方向の前側となるように傾けて形成したことにある。従って、エア流出孔は、環状空間から回転霧化頭に向けて緩やかな角度で配置することができる。これにより、排気エアは、内周面の開口端に円滑に流入し、外周面の開口端から円滑に流出することができる。この結果、環状空間から回転軸の外部に排気エアを効率よく流出させることができる。

本発明の第１の実施の形態による回転霧化頭型塗装機を図３中の矢示I−I方向から見た縦断面図である。 回転霧化頭型塗装機を図１中の矢示II−II方向から見た横断面図である。 回転霧化頭型塗装機を図１中の矢示III−III方向から見た横断面図である。 回転霧化頭型塗装機の要部を拡大して示す縦断面図である。 回転霧化頭型塗装機の要部を図４中の矢示Ｖ−Ｖ方向から見た横断面図である。 エア流出孔が設けられた回転軸の先端側を単体で示す要部拡大の外観図である。 本発明の第２の実施の形態による回転霧化頭型塗装機の要部を拡大して示す縦断面図である。 本発明の第３の実施の形態による回転霧化頭型塗装機の要部を拡大して示す縦断面図である。 本発明の第４の実施の形態による回転霧化頭型塗装機の要部を拡大して示す縦断面図である。 本発明の第５の実施の形態による回転霧化頭型塗装機の要部を図５と同様位置から見た横断面図である。 第５の実施の形態によるエア流出孔が設けられた回転軸の先端側を単体で示す要部拡大の外観図である。 本発明の第６の実施の形態による回転霧化頭型塗装機の要部を拡大して示す縦断面図である。 本発明の第７の実施の形態による回転霧化頭型塗装機の要部を拡大して示す縦断面図である。 本発明の第８の実施の形態による回転霧化頭型塗装機の要部を拡大して示す縦断面図である。 本発明の第９の実施の形態による回転霧化頭型塗装機の要部を図５と同様位置から見た横断面図である。 第９の実施の形態によるエア流出孔が設けられた回転軸の先端側を単体で示す要部拡大の外観図である。

以下、本発明の実施の形態による回転霧化頭型塗装機を、添付図面に従って詳細に説明する。

図１ないし図６は本発明に係る回転霧化頭型塗装機の第１の実施の形態を示している。

図１において、１は第１の実施の形態による回転霧化頭型塗装機を示している。この回転霧化頭型塗装機１は、例えば高電圧発生器（図示せず）により塗料に高電圧を直接的に印加する静電塗装機として構成されている。回転霧化頭型塗装機１は、例えば塗装用ロボット、レシプロケータのアーム（図示せず）等の先端に取付けられている。回転霧化頭型塗装機１は、後述のハウジング２、エアモータ３、回転霧化頭１６、フィードチューブ１７、環状空間１８、シェーピングエアリング１９、タービンエア供給管路２０、タービンエア排出管路２１、軸受エア供給管路２２、エア流出孔２５を含んで構成されている。

２は回転霧化頭型塗装機１のハウジングを示している。このハウジング２は、前側に位置して円筒状に形成された筒部位２Ａと、該筒部位２Ａの後側を閉塞して設けられた底部位２Ｂとにより有底筒状体として形成されている。ハウジング２は、底部位２Ｂ側が、例えば塗装用ロボットのアーム先端に取付けられている。ここで、筒部位２Ａの内周側は、前側に向けて開口したモータ収容部位２Ｃとなり、該モータ収容部位２Ｃ内には後述のエアモータ３が収容されている。一方、モータ収容部位２Ｃの奥部中央位置、即ち、底部位２Ｂの前面中央位置には、後述のフィードチューブ１７を取付けるための凹陥部位２Ｄが設けられている。さらに、ハウジング２には、後述のタービンエア供給管路２０、タービンエア排出管路２１、軸受エア供給管路２２、塗料管路２３、シェーピングエア供給管路２４が設けられている。

ここで、第１の実施の形態の要部であるエアモータ３の構成について述べる。

即ち、エアモータ３は、ハウジング２内に設けられ、このエアモータ３は、圧縮エアを動力源として後述の回転霧化頭１６を例えば３０００〜１５００００ｒｐｍの高速で回転させるものである。エアモータ３は、後述するモータケース４、回転軸５、タービン６、ラジアル・スラストエア軸受７、後スラストエア軸受１２、タービンエア通路１４、軸受エア通路１５を含んで構成されている。

モータケース４は、エアモータ３の外殻をなすもので、該モータケース４は、軸方向に延びた筒体からなり、ハウジング２のモータ収容部位２Ｃに収容されている。モータケース４は、モータ収容部位２Ｃの奥部に挿嵌される大径筒４Ａと、該大径筒４Ａの内径側から前側に延びた小径筒４Ｂとにより形成され、このモータケース４は、全体として段付筒状をなしている。大径筒４Ａの内側は、タービン６を収容するためのタービン収容室４Ｃとなり、該タービン収容室４Ｃよりも奥部は、後スラストエア軸受１２を嵌合するための後軸受嵌合室４Ｄとなっている。一方、小径筒４Ｂの内周側は、ラジアル・スラストエア軸受７を嵌合するための前軸受嵌合室４Ｅとなっている。

回転軸５は、モータケース４内に軸方向に延びて設けられている。この回転軸５は、モータケース４の中心軸線に沿って延びた円筒体として形成され、ラジアル・スラストエア軸受７によって回転可能に支持されている。回転軸５の縮径された先端部には、後述する回転霧化頭１６を取付けるためのおねじ部５Ａが形成されている。一方、回転軸５の基端側には、タービン６が一体的に設けられている。さらに、回転軸５の内周面５Ｂは、後述の環状空間１８を挟んでフィードチューブ１７の外周面１７Ｂと対面している。回転軸５の外周面５Ｃは、後述の環状ラジアル隙間１０を挟んでラジアル・スラストエア軸受７の内周面８Ａと対面している。

ここで、回転軸５は、先端側（回転霧化頭１６側）の一部を除いた大部分がラジアル・スラストエア軸受７の内側に配置されている。ラジアル・スラストエア軸受７から突出した回転軸５の先端側、即ち、ラジアル・スラストエア軸受７とおねじ部５Ａとの間には、後述のエア流出孔２５が設けられている。

タービン６は、モータケース４のタービン収容室４Ｃ内に位置して回転軸５の基端側に設けられている。このタービン６は、回転軸５からフランジ状に拡開した円板体からなり、回転軸５に対して溶接、圧接等の手段によって接合され、または回転軸５と一体形成されている。タービン６の前面６Ａは、後述の前スラスト隙間１１を挟んで前スラストエア軸受９の後面９Ａと対面している。一方、タービン６の後面６Ｂは、後述の後スラスト隙間１３を挟んで後スラストエア軸受１２の前面１２Ａと対面している。

さらに、図２に示すように、タービン６の外周側には、前側に突出して放射方向に延びる複数枚の翼を周方向に連ねてなる羽根車６Ｃが設けられている。タービン６は、この羽根車６Ｃに向けて後述するエア供給通路１４Ａのエアノズル１４Ａ２からタービンエアが噴付けられることにより、回転軸５と一緒に高速で回転するものである。

ラジアル・スラストエア軸受７は、回転軸５の外周側に位置してモータケース４に設けられている。このラジアル・スラストエア軸受７は、回転軸５をラジアル方向に支持するラジアルエア軸受８と、回転軸５（タービン６）をスラスト方向に支持する前スラストエア軸受９とを一体的に形成している。これにより、エアモータ３の小型化、低コスト化が図られている。しかし、ラジアルエア軸受８と前スラストエア軸受９とを別々に設ける構成としてもよい。

ラジアルエア軸受８は、ラジアル・スラストエア軸受７の後部を除いた大部分を形成するものである。このラジアルエア軸受８は、内周面８Ａ、外周面８Ｂ、前面８Ｃを有する円筒体からなり、外周面８Ｂがモータケース４の小径筒４Ｂに設けられた前軸受嵌合室４Ｅ内に嵌合されている。ラジアルエア軸受８には、例えば軸方向に延びる複数本の共通通路８Ｄが周方向に間隔をもって設けられ、内周面８Ａには、該各共通通路８Ｄに連通して多数個のラジアルエア噴出孔８Ｅ（図１中に６個のみ図示）が内向きに開口して設けられている。

さらに、図１、図３に示すように、ラジアルエア軸受８の後側、即ち、後述する前スラストエア軸受９のスラストエア噴出孔９Ｂの近傍には、複数本のエア逃し孔８Ｆが設けられている。このエア逃し孔８Ｆは、各共通通路８Ｄを避けて径方向に貫通している。ここで、各エア逃し孔８Ｆは、ラジアルエア噴出孔８Ｅと後述する前スラストエア軸受９のスラストエア噴出孔９Ｂから噴出された後に排出されるエアをタービンエア通路１４のエア排出通路１４Ｂ側に導くものである。

前スラストエア軸受９は、ラジアル・スラストエア軸受７の後部に設けられている。この前スラストエア軸受９の後面９Ａには、ラジアルエア軸受８の共通通路８Ｄに連通した多数個のスラストエア噴出孔９Ｂ（図１中に１個のみ図示）が後向きに開口して設けられている。

ラジアルエア軸受８の内周面８Ａは、回転軸５の外周面５Ｃと環状ラジアル隙間１０を挟んで対面している。一方、前スラストエア軸受９の後面９Ａは、タービン６の前面６Ａと前スラスト隙間１１を挟んで対面している。ここで、環状ラジアル隙間１０は、各ラジアルエア噴出孔８Ｅから噴出される軸受エアの空気層を形成するための隙間である。この環状ラジアル隙間１０は、一般的には、１０〜５０μｍ程度の小さな隙間となっているが、理解し易いように拡大して図示している。前スラスト隙間１１についても、環状ラジアル隙間１０と同様に、小さな隙間を拡大して図示している。

次に、ラジアルエア軸受８と前スラストエア軸受９によって回転軸５、タービン６を支持するときの軸受エアの流れについて、図１、図４を参照しつつ述べる。

軸受エア供給管路２２を通じて供給される軸受エアは、矢印Ａ１方向に流れて軸受エア通路１５に流入し、この軸受エア通路１５の第１通路１５Ａからラジアルエア軸受８の各共通通路８Ｄに向けて矢印Ａ２方向に流れる。これにより、ラジアルエア軸受８は、各ラジアルエア噴出孔８Ｅから軸受エアを噴出して環状ラジアル隙間１０に空気層を形成することにより、回転軸５をラジアル方向（径方向）に位置決めしつつ、回転可能に支持することができる。環状ラジアル隙間１０に噴出された軸受エアは、その一部が環状ラジアル隙間１０を前側に向けて矢印Ａ３方向に流れ、後述する回転霧化頭１６とシェーピングエアリング１９との隙間を矢印Ｃ４方向に流れて外部に排出される。一方、残余の軸受エアは、環状ラジアル隙間１０を後側に向け矢印Ａ４方向に流れ、矢印Ａ５で示すように各エア逃し孔８Ｆを通り、エア排出通路１４Ｂから矢印Ｂ４方向に流れて外部に排出される。

一方、前スラストエア軸受９は、各共通通路８Ｄに供給される軸受エアを、後面９Ａの各スラストエア噴出孔９Ｂから噴出して前スラスト隙間１１に空気層を形成することにより、タービン６と回転軸５のスラスト方向（軸方向）の前側への移動を規制するものである。ここで、各スラストエア噴出孔９Ｂから前スラスト隙間１１に軸受エアが噴出されると、この軸受エアは、前スラスト隙間１１を径方向の外側に向けて矢印Ａ６方向に流れ、エア排出通路１４Ｂから矢印Ｂ４方向に流れて外部に排出される。

後スラストエア軸受１２は、モータケース４の後軸受嵌合室４Ｄ内に嵌合され、該後スラストエア軸受１２は、タービン６を前スラストエア軸受９と協働して前，後方向で挟むことにより、タービン６を介して回転軸５をスラスト方向に支持するものである。後スラストエア軸受１２には、その前面１２Ａに開口して多数個のスラストエア噴出孔１２Ｂ（図１中で２個のみ図示）が設けられている。

ここで、後スラストエア軸受１２の前面１２Ａは、タービン６の後面６Ｂと後スラスト隙間１３を挟んで対面している。この後スラスト隙間１３も、前述した環状ラジアル隙間１０、前スラスト隙間１１と同様に、各スラストエア噴出孔１２Ｂから噴出される軸受エアの空気層を形成するための隙間である。後スラスト隙間１３の隙間寸法は、１０〜５０μｍ程度となっているが、理解し易いように拡大して図示している。

次に、後スラストエア軸受１２によってタービン６を支持するときの軸受エアの流れについて述べる。軸受エア供給管路２２を通じて供給される軸受エアは、矢印Ａ１方向に流れて軸受エア通路１５に流入し、この軸受エア通路１５の第２通路１５Ｂを後スラストエア軸受１２に向けて矢印Ａ７方向に流れる。これにより、後スラストエア軸受１２は、各スラストエア噴出孔１２Ｂから軸受エアを噴出して後スラスト隙間１３に空気層を形成することにより、タービン６と共に回転軸５がスラスト方向（軸方向）の後側に移動するのを規制することができる。一方、後スラスト隙間１３に噴出された軸受エアは、後スラスト隙間１３を径方向の内側に向けて矢印Ｃ１方向に流れて後述する環状空間１８に流出し、この環状空間１８を前側に向けて矢印Ｃ２方向に流通する。

タービンエア通路１４は、モータケース４の大径筒４Ａに設けられている。このタービンエア通路１４は、タービン６の駆動源となるタービンエア（圧縮エア）を該タービン６に向けて供給すると共に、タービン６を駆動した後のエアを外部に排出させるものである。即ち、タービンエア通路１４は、エア供給通路１４Ａとエア排出通路１４Ｂとにより構成されている。

エア供給通路１４Ａは、モータケース４の大径筒４Ａに設けられ、流入側が後述のタービンエア供給管路２０に連通し、流出側がタービン収容室４Ｃに連通している。図２に示すように、エア供給通路１４Ａは、タービン収容室４Ｃを取囲むＣ字状通路１４Ａ１と、該Ｃ字状通路１４Ａ１からタービン６の羽根車６Ｃに向けてタービン収容室４Ｃの外周に開口した複数本、例えば３本のエアノズル１４Ａ２とにより構成されている。各エアノズル１４Ａ２は、羽根車６Ｃを周方向に押圧するように該羽根車６Ｃにタービンエアを噴付けるもので、タービン６の接線方向に傾けて形成されている。

エア排出通路１４Ｂは、モータケース４の大径筒４Ａに設けられ、タービン６を回転駆動した後の排気エアを排出するものである。このエア排出通路１４Ｂは、その流入側がタービン収容室４Ｃの前側位置に連通し、流出側が後述のタービンエア排出管路２１に連通している。

次に、エアモータ３のタービン６を回転駆動するときのタービンエアの流れについて述べる。タービンエア供給管路２０を矢印Ｂ１方向に流れるタービンエアは、エア供給通路１４ＡのＣ字状通路１４Ａ１に向けて矢印Ｂ２方向に流れ、矢印Ｂ３で示すように各エアノズル１４Ａ２からタービン６の羽根車６Ｃに向けて噴出される。これにより、タービンエアは、タービン６を回転駆動することができる。一方、タービン６に向け矢印Ｂ３方向に供給されたタービンエアは、その大部分が羽根車６Ｃを回転駆動した後に排気エアとなり、矢印Ｂ４で示すようにタービン収容室４Ｃを通ってエア排出通路１４Ｂに流出し、タービンエア排出管路２１から外部に排出される。ここで、タービン６に向けて矢印Ｂ３方向に供給されるタービンエアの一部は、後スラスト隙間１３を径方向の内側に向け矢印Ｂ５方向に流れ、矢印Ｃ１で示すように環状空間１８に流出し、この環状空間１８を前側に向けて矢印Ｃ２方向に流通する。

軸受エア通路１５は、モータケース４の大径筒４Ａに設けられ、該軸受エア通路１５は、流入側が後述の軸受エア供給管路２２に連通している。軸受エア通路１５の流出側は、第１通路１５Ａと第２通路１５Ｂとに分岐している。第１通路１５Ａは、ラジアルエア軸受８の共通通路８Ｄに連通され、第２通路１５Ｂは、後スラストエア軸受１２のスラストエア噴出孔１２Ｂに連通している。

次に、塗料を噴霧するための回転霧化頭１６、塗料供給系となるフィードチューブ１７、塗料の噴霧パターンを調整するシェーピングエアリング１９、エア供給系路、塗料供給系路等について説明する。

１６はハウジング２の前側に位置してエアモータ３の回転軸５の先端に取付けられた回転霧化頭である。この回転霧化頭１６は、回転軸５と一緒に回転する間に供給された塗料を噴霧するものである。回転霧化頭１６は、例えば軸方向の基端となる後側から先端となる前側に向けて拡開するベル形ないしカップ形に形成された霧化頭本体１６Ａと、該霧化頭本体１６Ａの内周側に設けられたハブ部材１６Ｂとにより構成されている。前記ハブ部材１６Ｂの外周側には、全周に亘り複数個の塗料流出孔１６Ｂ１が形成されている。

霧化頭本体１６Ａの内側には、ハブ部材１６Ｂよりも後側位置に環状隔壁１６Ａ１が設けられている。この環状隔壁１６Ａ１は、霧化頭本体１６Ａ内を径方向内側に縮径することにより形成されている。ここで、環状隔壁１６Ａ１は、フィードチューブ１７の先端部を僅かな隙間をもって取囲むことにより、フィードチューブ１７から吐出された塗料が回転軸５内に流入するのを防止している。一方で、環状隔壁１６Ａ１は、環状空間１８を回転霧化頭１６側に流れるエアが該回転霧化頭１６内に流入するのを抑制する機能も有している。

霧化頭本体１６Ａの内側には、ハブ部材１６Ｂよりも前側位置に、円皿状に拡開した塗料薄膜化面１６Ａ２が形成され、霧化頭本体１６Ａの前端は、該塗料薄膜化面１６Ａ２に連続した塗料放出端１６Ａ３となっている。回転霧化頭１６がエアモータ３によって高速回転された状態で、フィードチューブ１７の塗料通路１７Ａから塗料が供給されることにより、その塗料は、ハブ部材１６Ｂから各塗料流出孔１６Ｂ１を通じて塗料薄膜化面１６Ａ２に導かれ、塗料放出端１６Ａ３から遠心力によって微粒化した無数の塗料粒子として噴霧される。

一方、霧化頭本体１６Ａの後側は、円筒状の回転軸取付部１６Ａ４となり、該回転軸取付部１６Ａ４の内周側には、回転軸５のおねじ部５Ａに螺着するめねじ部１６Ａ５が形成されている。霧化頭本体１６Ａの外側は、回転軸取付部１６Ａ４の後端１６Ａ６から塗料放出端１６Ａ３に亘って滑らかに拡径した外周面１６Ａ７となっている。

１７はエアモータ３の回転軸５内に軸方向に延びて設けられたフィードチューブである。フィードチューブ１７の基端は、ハウジング２の凹陥部位２Ｄに嵌合状態で取付けられ、フィードチューブ１７の先端は、回転軸５の先端から突出して回転霧化頭１６内に延在している。フィードチューブ１７内は、軸中心位置に沿って延びる塗料通路１７Ａとなり、この塗料通路１７Ａは、後述の塗料管路２３を介して、塗料タンク、色替弁装置を含む塗料供給源（図示せず）に接続されている。これにより、フィードチューブ１７は、塗料通路１７Ａから回転霧化頭１６に向けて塗料を供給するものである。

ここで、フィードチューブ１７は、その外周面１７Ｂが回転軸５内に径方向の隙間を有する状態で配置されている。即ち、フィードチューブ１７と回転軸５との間には、後述の環状空間１８が形成されている。

環状空間１８は、回転軸５とフィードチューブ１７との間に形成されている。この環状空間１８は、固定されたフィードチューブ１７の周囲で回転軸５が回転したときに、両者が接触しないように設けられた空間であり、その径方向寸法は、例えば０．２〜２．０ｍｍ程度、好ましくは０．５ｍｍ程度に設定されている。具体的には、環状空間１８は、回転軸５の内周面５Ｂとフィードチューブ１７の外周面１７Ｂとの間に形成された円筒状の隙間からなり、回転軸５の全長に亘って設けられている。このために、環状空間１８にタービンエアの一部や軸受エアから排出された排気エアが流出した場合、これらのエアは回転霧化頭１６に向けて矢印Ｃ２方向に流通することになる。

１９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である。このシェーピングエアリング１９は、ハウジング２の筒部位２Ａの前端位置に取付けられ、その軸中心位置には、回転霧化頭１６と回転軸５を挿通させるための霧化頭収容孔１９Ａが形成されている。シェーピングエアリング１９には、多数個のエア噴出口１９Ｂ（図５参照）が回転霧化頭１６を取囲むように周方向に並んで開口している。各エア噴出口１９Ｂは、後述のシェーピングエア供給管路２４を介して空圧源（図示せず）に接続されている。

ここで、シェーピングエアリング１９は、シェーピングエア供給管路２４を介して供給されるシェーピングエアを各エア噴出口１９Ｂから噴出することにより、回転霧化頭１６の塗料放出端１６Ａ３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。

タービンエア供給管路２０は、ハウジング２に設けられ、該タービンエア供給管路２０は、エアモータ３のタービン６に向けてタービンエア（圧縮エア）を矢印Ｂ１方向に流通させるものである。タービンエア供給管路２０は、その基端が空圧源に接続され、先端がエアモータ３に設けられたタービンエア通路１４のエア供給通路１４Ａに連通している。

タービンエア排出管路２１は、ハウジング２に設けられ、該タービンエア排出管路２１は、タービン６を駆動した後の排気エアを、ハウジング２の外部に向けて矢印Ｂ４方向に排出するものである。タービンエア排出管路２１は、その流入側がエアモータ３に設けられたタービンエア通路１４のエア排出通路１４Ｂに連通し、流出側が例えば大気に開放されている。

軸受エア供給管路２２は、ハウジング２の底部位２Ｂに設けられ、該軸受エア供給管路２２は、軸受エア通路１５に向けて矢印Ａ１方向に軸受エア（圧縮エア）を供給するものである。軸受エア供給管路２２は、基端がコンプレッサ等の空圧源（図示せず）に接続され、先端が軸受エア通路１５に連通している。

塗料管路２３は、ハウジング２を構成する底部位２Ｂの軸中心位置に設けられている。この塗料管路２３は、基端が塗料タンク、色替弁装置等の塗料供給源（図示せず）に接続され、先端がフィードチューブ１７の塗料通路１７Ａに連通している。

シェーピングエア供給管路２４は、ハウジング２に設けられている。このシェーピングエア供給管路２４は、シェーピングエアリング１９の各エア噴出口１９Ｂに向けて圧縮エアが流通するもので、空圧源に接続されている。

ここで、タービンエア通路１４のエア供給通路１４Ａが噴出したタービンエアの一部と後スラストエア軸受１２から排出された排気エアとは、後スラスト隙間１３を通って環状空間１８に流出し（矢印Ｃ１参照）、この環状空間１８を回転霧化頭１６に向けて前側、即ち、矢印Ｃ２方向に流通する。このように、環状空間１８内を矢印Ｃ２方向にエアが流通すると、このエアは、点線で示す矢印Ｃ５方向に流れ、回転霧化頭１６内に流入してしまう。回転霧化頭１６内にエアが流入すると、このエアがフィードチューブ１７の塗料通路１７Ａから吐出された塗料に混ざって塗装不良を発生してしまう。しかも、回転霧化頭１６内に洗い残しの塗料が付着している場合には、この付着塗料がエアによって剥がされて小片となり、この小片が塗料に混ざる虞があり、これによっても塗装不良が発生してしまう。

そこで、本実施の形態では、環状空間１８を回転霧化頭１６に向けて前側に流通するエアを回転軸５の外部に排出するために、回転軸５の先端側にエア流出孔２５を設けている。このエア流出孔２５の構成について述べる。

即ち、エア流出孔２５は回転軸５の先端側に設けられている。このエア流出孔２５は、環状空間１８を回転霧化頭１６に向けて前側（矢印Ｃ２方向）に流通するタービンエア、軸受エアの一部からなる排気エアを、回転霧化頭１６よりも後位置で回転軸５の外部、即ち、矢印Ｃ３方向に排出させるものである。エア流出孔２５は、ラジアルエア軸受８の前面８Ｃと回転霧化頭１６を構成する霧化頭本体１６Ａの後端１６Ａ６との間に配置されている。

さらに、図５、図６に示すように、エア流出孔２５は、回転軸５の内径側となる内周面５Ｂから外径側となる外周面５Ｃに貫通するように放射方向に延びた円形孔として形成され、該エア流出孔２５は、回転軸５の周方向に間隔をもって複数箇所、例えば８箇所に配置されている。このように、エア流出孔２５を周方向に８本設けたことにより、環状空間１８を回転霧化頭１６に向けて流通する排気エアは、８本のエア流出孔２５を通じて回転軸５の外部に効率よく流出させることができる。なお、エア流出孔２５は、８本以外にも、１〜７本、または９本以上設ける構成としてもよく、その本数は、エア流出孔２５の通路面積、環状空間１８を流通するエアの単位時間当りの流量、流速等の条件で適宜に設定されるものである。

タービンエア、軸受エアの一部からなる排気エアは、矢印Ｃ１で示すように環状空間１８に流出され、この環状空間１８を回転霧化頭１６に向けて前側（矢印Ｃ２方向）に流通する。この場合、矢印Ｃ３で示されるように、大部分の排気エアは、回転霧化頭１６よりも後位置で、各エア流出孔２５から回転軸５の外部に向けて流出する。回転軸５の外部に流出された排気エアは、回転霧化頭１６の外周面１６Ａ７とシェーピングエアリング１９の霧化頭収容孔１９Ａとの隙間から外部に向け矢印Ｃ４方向に排出される。一方、環状空間１８を前側に向けて流通する排気エアの一部は、各エア流出孔２５に流入せず、回転霧化頭１６に向けて矢印Ｃ５方向に流通する。しかし、各エア流出孔２５を越えて回転霧化頭１６に向かう排気エアは、僅かであるために塗装不良を発生することはない。

第１の実施の形態による回転霧化頭型塗装機１は上述の如き構成を有するもので、次に、この回転霧化頭型塗装機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。

軸受エア供給管路２２、軸受エア通路１５を通じ、エアモータ３のラジアル・スラストエア軸受７と後スラストエア軸受１２に軸受エアを供給して回転軸５を回転可能に支持する。一方で、タービンエア供給管路２０、タービンエア通路１４のエア供給通路１４Ａを通じてエアモータ３のタービン６に向けてタービンエアを供給し、該タービン６を回転駆動する。これにより、回転軸５と一緒に回転霧化頭１６を高速で回転させる。この状態で、色替弁装置で選択された塗料を塗料管路２３、フィードチューブ１７の塗料通路１７Ａを通じて回転霧化頭１６に供給することにより、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。

このときに、塗料（塗料粒子）に高電圧発生器によって高電圧を印加することにより、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。さらに、シェーピングエアリング１９は、シェーピングエア供給管路２４から供給されるシェーピングエアを各エア噴出口１９Ｂから噴出することにより、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整えることができる。

エア供給通路１４Ａからエアモータ３のタービン６に向けて矢印Ｂ２方向に供給されるタービンエアは、矢印Ｂ３で示すように、その大部分が羽根車６Ｃを回転駆動する。羽根車６Ｃを回転した後の排気エアは、タービン収容室４Ｃを通り、エア排出通路１４Ｂを矢印Ｂ４方向に流れてタービンエア排出管路２１から外部に排出される。一方、タービン６に向けて矢印Ｂ３方向に供給されるタービンエアの一部は、後スラスト隙間１３を径方向の内側に向けて矢印Ｂ５方向に流れ、環状空間１８に流出し（矢印Ｃ１参照）、この環状空間１８を前側に向けて矢印Ｃ２方向に流通する。

軸受エア通路１５の第１通路１５Ａに向けて矢印Ａ２方向に供給された軸受エアは、ラジアルエア軸受８の各ラジアルエア噴出孔８Ｅから環状ラジアル隙間１０に噴出される。この軸受エアは、環状ラジアル隙間１０に空気層を形成した後に排気エアとなる。この排気エアの一部は、環状ラジアル隙間１０を前側に向けて矢印Ａ３方向に流れ、回転霧化頭１６の外周面１６Ａ７とシェーピングエアリング１９の霧化頭収容孔１９Ａとの隙間を矢印Ｃ４方向に流れて外部に排出される。一方、残余の排気エアは、環状ラジアル隙間１０を後側に向け矢印Ａ４方向に流れ、矢印Ａ５に示すように各エア逃し孔８Ｆを通ってエア排出通路１４Ｂから矢印Ｂ４方向に流れ、外部に排出される。さらに、軸受エアのうち、第１通路１５Ａから前スラストエア軸受９に向け矢印Ａ２方向に供給された軸受エアは、各スラストエア噴出孔９Ｂから前スラスト隙間１１に噴出される。この軸受エアは、前スラスト隙間１１を径方向の外側に向け矢印Ａ６方向に流れ、エア排出通路１４Ｂから外部に排出される（矢印Ｂ４参照）。

さらに、軸受エア通路１５の第２通路１５Ｂに向けて矢印Ａ７方向に流れた軸受エアは、後スラストエア軸受１２に供給される。この軸受エアは、各スラストエア噴出孔１２Ｂから後スラスト隙間１３に噴出され、該後スラスト隙間１３に空気層を形成した後に排気エアとなる。排気エアは、後スラスト隙間１３を径方向の内側に流れ、矢印Ｃ１で示すように環状空間１８に流出し、この環状空間１８を前側に向け矢印Ｃ２方向に流通する。

ここで、前述したように、タービンエア通路１４のエア供給通路１４Ａからタービン６に向けタービンエアを供給したときの一部の排気エアや、後スラストエア軸受１２のスラストエア噴出孔１２Ｂから排出された排気エアは、回転軸５とフィードチューブ１７との間に形成される環状空間１８に流出する。このように、矢印Ｃ１で示される環状空間１８に流出した排気エアは、この環状空間１８を回転霧化頭１６に向けて矢印Ｃ２方向に流通する。この場合、環状空間１８から回転霧化頭１６内に排気エアが流入し、このエアが塗料に混ざって塗料中に気泡が発生すると、塗装不良になる虞がある。

然るに、第１の実施の形態によれば、エアモータ３の回転軸５には、該回転軸５の外周側に配置されたラジアルエア軸受８の前面８Ｃと回転霧化頭１６の後端１６Ａ６との間に位置して、回転軸５の径方向に貫通するエア流出孔２５を設ける構成としている。これにより、前述のように環状空間１８内を矢印Ｃ２方向に流れる排気エアは、回転霧化頭１６よりも後位置で矢印Ｃ３で示すようにエア流出孔２５から回転軸５の外部に流出させることができる。

この場合、回転軸５が高速回転し、径方向外側への遠心力が働いているから、エア流出孔２５からは、この遠心力により排気エアが良好に排出される。さらに、回転霧化頭１６の霧化頭本体１６Ａの外周面１６Ａ７とシェーピングエアリング１９の霧化頭収容孔１９Ａとの間の環状空間は、回転霧化頭１６の回転による遠心力により負圧傾向になるから、排気エアは、エア流出孔２５から効率よく排出される。

従って、タービンエア、軸受エアの排気エアがフィードチューブ１７から吐出された塗料に混入するのを未然に防ぐことができる。しかも、フィードチューブ１７の先端側に洗浄しきれなかった塗料が付着している場合、この付着した塗料が剥がれて塗料に混入するのを防止できる。この結果、塗料中にエアや付着塗料の小片が混入することによる塗装不良の発生を抑制することができる。これにより、回転霧化頭型塗装機１に対する信頼性や塗装効率を向上することができる。

一方、エア流出孔２５は、回転軸５の周方向に間隔をもって複数箇所、例えば８本配置している。これにより、各エア流出孔２５の通路面積を合計することにより、大きな通路面積を得ることができる。従って、環状空間１８内を流通する排気エアは、大きな通路面積を有する各エア流出孔２５に簡単に流入することができるから、多くの排気エアを環状空間１８から回転軸５の外部に効率よく流出させることができる。

次に、図７は本発明の第２の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、回転軸の内周面に、エア流出孔の位置よりも回転霧化頭に近い位置に、径方向に突出して環状空間を遮る環状凸部を設け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。

図７において、３１は回転軸５の内周面５Ｂに設けられた環状凸部を示している。この環状凸部３１は、各エア流出孔２５の位置よりも回転霧化頭１６に近い前側位置に、径方向の内向きに突出して形成されている。ここで、環状凸部３１は、内径端がフィードチューブ１７の外周面１７Ｂと僅かな隙間をもった環状の隔壁として形成されている。これにより、環状凸部３１は、各エア流出孔２５と回転霧化頭１６との間で環状空間１８を遮ることができる。従って、環状空間１８を遮った環状凸部３１は、環状空間１８を矢印Ｃ２方向に流通する排気エアを各エア流出孔２５に導くことができる。

かくして、このように構成された第２の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。特に、第２の実施の形態によれば、回転軸５の内周面５Ｂには、各エア流出孔２５の位置よりも回転霧化頭１６に近い位置に、径方向の内側に突出する環状凸部３１を設けている。従って、環状凸部３１は、各エア流出孔２５を越えて環状空間１８を回転霧化頭１６に向けて流れるエアを遮ることができる。これにより、矢印Ｃ３で示すように、環状凸部３１は、排気エアを各エア流出孔２５に積極的に導くことができ、エアの排気性能を向上することができる。

次に、図８は本発明の第３の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、フィードチューブの外周面に、エア流出孔の位置よりも回転霧化頭に近い位置に、径方向に突出して環状空間を遮る環状凸部を設け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。

図８において、４１はフィードチューブ１７の外周面１７Ｂに設けられた環状凸部を示している。この環状凸部４１は、各エア流出孔２５の位置よりも回転霧化頭１６に近い前側位置に、径方向の外向きに突出して形成されている。ここで、環状凸部４１は、外径端が回転軸５の内周面５Ｂと僅かな隙間をもった環状の隔壁として形成されている。これにより、環状凸部４１は、各エア流出孔２５と回転霧化頭１６との間で環状空間１８を遮ることができる。従って、環状空間１８を遮った環状凸部４１は、環状空間１８を流通する排気エアを各エア流出孔２５に導くことができる。

かくして、このように構成された第３の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。特に、第３の実施の形態によれば、フィードチューブ１７の外周面１７Ｂには、各エア流出孔２５の位置よりも回転霧化頭１６に近い位置に、径方向の外側に突出する環状凸部４１を設けている。従って、環状凸部４１は、各エア流出孔２５を越えて環状空間１８を回転霧化頭１６に向けて流れる排気エアを遮ることにより、この環状凸部４１は、排気エアを各エア流出孔２５に積極的に導くことができる。

次に、図９は本発明の第４の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、エア流出孔は、回転軸の内周面に開口する開口端よりも外周面に開口する開口端が軸方向の前側となるように傾けて形成すると共に、回転軸の内周面に、エア流出孔の位置よりも回転霧化頭に近い位置に、径方向に突出して環状空間を遮る環状凸部を設ける構成としたことにある。なお、第４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。

図９において、５１は回転軸５の先端側に設けられた第４の実施の形態によるエア流出孔である。このエア流出孔５１は、前述した第１の実施の形態によるエア流出孔２５とほぼ同様に、ラジアルエア軸受８の前面８Ｃと回転霧化頭１６の後端１６Ａ６との間に配置され、回転軸５の内周面５Ｂから外周面５Ｃに貫通するように放射方向に延びて複数本形成されている。

しかし、第４の実施の形態による各エア流出孔５１は、回転軸５の内周面５Ｂに開口する開口端５１Ａよりも外周面５Ｃに開口する開口端５１Ｂが軸方向の前側となるように傾けて形成されている点で、第１の実施の形態によるエア流出孔２５と相違している。

このように、各エア流出孔５１は、回転軸５の内周面５Ｂから外周面５Ｃに向けて回転霧化頭１６側に傾斜して形成されている。従って、各エア流出孔５１は、環状空間１８を回転霧化頭１６に向けて流れる排気エアに対して緩やかな角度とすることができ、内周面５Ｂに開口する開口端５１Ａに排気エアを円滑に流入させることができる。

５２は回転軸５の内周面５Ｂに設けられた環状凸部を示している。この環状凸部５２は、各エア流出孔５１に排気エアが流入する開口端５１Ａの位置よりも回転霧化頭１６に近い位置に、径方向の内向きに突出して形成されている。ここで、環状凸部５２は、内径端がフィードチューブ１７の外周面１７Ｂと僅かな隙間をもった環状の隔壁として形成されている。これにより、環状凸部５２は、各エア流出孔５１と回転霧化頭１６との間で環状空間１８を遮ることができる。従って、環状空間１８を遮った環状凸部５２は、環状空間１８を流通する排気エアを各エア流出孔５１に導くことができる。

かくして、このように構成された第４の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。特に、第４の実施の形態によれば、エア流出孔５１は、回転軸５の内周面５Ｂに開口する開口端５１Ａよりも外周面５Ｃに開口する開口端５１Ｂが軸方向の前側となるように傾けて形成されている。これにより、傾斜した各エア流出孔５１は、排気エアを内側の開口端５１Ａに円滑に流入させることができ、外側の開口端５１Ｂから排気エアを円滑に流出させることができる。この結果、排気エアを環状空間１８から回転軸５の外部に効率よく流出させることができる。

さらに、回転軸５の内周面５Ｂには、各エア流出孔５１の開口端５１Ａの位置よりも回転霧化頭１６に近い位置に、径方向の内側に突出する環状凸部５２を設けている。従って、環状凸部５２は、各エア流出孔２５の開口端５１Ａを越えて環状空間１８を回転霧化頭１６側に流れるエアを遮り、排気エアを各エア流出孔５１に積極的に導くことができる。なお、環状凸部は、フィードチューブ１７の外周面１７Ｂに設けてもよく、回転軸５とフィードチューブ１７の両方に設ける構成としてもよい。

次に、図１０および図１１は本発明の第５の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、エア流出孔を回転軸の周方向に広幅なスリット状に形成したことにある。なお、第５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。

図１０、図１１において、６１は回転軸５の先端側に設けられた第５の実施の形態によるエア流出孔である。このエア流出孔６１は、前述した第１の実施の形態によるエア流出孔２５とほぼ同様に、ラジアルエア軸受８の前面８Ｃと回転霧化頭１６の後端１６Ａ６との間に配置され、回転軸５の内周面５Ｂから外周面５Ｃに貫通するように放射方向に延びて複数本形成されている。しかし、第５の実施の形態による各エア流出孔６１は、回転軸５の周方向に広幅なスリット状に形成されている点で、第１の実施の形態によるエア流出孔２５と相違している。

かくして、このように構成された第５の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。特に、第５の実施の形態によれば、各エア流出孔６１は、回転軸５の周方向に広幅なスリット状に形成しているから、エア流出孔６１の通路面積を大きくすることができ、排気エアを環状空間１８から回転軸５の外部に積極的に流出させることができる。

次に、図１２は本発明の第６の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、エア流出孔の位置よりも回転霧化頭に近い位置で、かつ回転軸の内周面とフィードチューブの外周面とにそれぞれ径方向に突出して環状空間を遮る環状凸部を設ける構成としたことにある。なお、第６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。

図１２において、外環状凸部７１は回転軸５の内周面５Ｂに設けられている。この外環状凸部７１は、各エア流出孔２５の位置よりも回転霧化頭１６に近い位置に、径方向の内向きに突出して形成されている。

一方、内環状凸部７２は外環状凸部７１の内側に対向するように、フィードチューブ１７の外周面１７Ｂに設けられている。この内環状凸部７２は、各エア流出孔２５の位置よりも回転霧化頭１６に近い位置に、径方向の外向きに突出して形成されている。

ここで、各環状凸部７１，７２は、僅かな隙間をもって接近して配置され、これにより、各環状凸部７１，７２は、各エア流出孔２５と回転霧化頭１６との間で環状空間１８を遮ることができる。従って、環状空間１８を遮った各環状凸部７１，７２は、環状空間１８を流通する排気エアを各エア流出孔２５に導くことができる。

かくして、このように構成された第６の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。特に、第６の実施の形態によれば、回転軸５の内周面５Ｂには、各エア流出孔２５の位置よりも回転霧化頭１６に近い位置に、径方向の内側に突出する外環状凸部７１を設けている。さらに、フィードチューブ１７の外周面１７Ｂには、外環状凸部７１の内径側の位置に、径方向の外側に突出する内環状凸部７２を設けている。従って、各環状凸部７１，７２は、各エア流出孔２５を越えて環状空間１８を回転霧化頭１６側に流れる排気エアを遮ることにより、排気エアを各エア流出孔２５に積極的に導くことができる。

次に、図１３は本発明の第７の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、回転軸の内周面に、エア流出孔の位置よりも回転霧化頭に近い軸方向に広幅な範囲に、径方向に突出して環状空間を遮る環状凸部を設ける構成としたことにある。なお、第７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。

図１３において、環状凸部８１は、回転軸５の内周面５Ｂに設けられている。この環状凸部８１は、各エア流出孔２５の位置よりも回転霧化頭１６に近い位置、即ち、エア流出孔２５から回転軸５の先端までの範囲に亘り、径方向の内向きに突出した軸方向に広幅な突状部として形成されている。この環状凸部８１は、回転軸５の内周面５Ｂから内径側に径寸法Ｒだけ突出し、かつ回転軸５の先端まで長さ寸法Ｌだけ連続して突出している。ここで、環状凸部８１は、その内周面がフィードチューブ１７の外周面１７Ｂと僅かな隙間をもった環状の隔壁として形成され、これにより、環状凸部８１は、各エア流出孔２５と回転霧化頭１６との間で環状空間１８を遮ることができる。従って、環状空間１８を遮った環状凸部８１は、環状空間１８を流通する排気エアを各エア流出孔２５に導くことができる。

かくして、このように構成された第７の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。特に、第７の実施の形態によれば、回転軸５の内周面５Ｂには、各エア流出孔２５から回転軸５の先端までの広い範囲（長さ寸法Ｌの範囲）に、径方向の内側に突出する環状凸部８１を設けている。従って、軸方向に広幅な環状凸部８１は、環状空間１８を長い距離をもって効率よく遮ることにより、排気エアを各エア流出孔２５に積極的に導くことができる。

次に、図１４は本発明の第８の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、回転軸の内周面に、エア流出孔よりも回転霧化頭側となる位置に、径方向に突出して環状空間を遮る複数個の環状凸部を設ける構成としたことにある。なお、第８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。

図１４において、９１，９２，９３は回転軸５の内周面５Ｂに設けられた３個の環状凸部を示している。この３個の環状凸部９１，９２，９３は、各エア流出孔２５の位置よりも回転霧化頭１６に近い位置に、軸方向に間隔をもって配置されている。各環状凸部９１，９２，９３は、径方向の内向きに突出して形成されている。ここで、各環状凸部９１，９２，９３は、内径端がフィードチューブ１７の外周面１７Ｂと僅かな隙間をもった環状の隔壁として形成されている。これにより、環状凸部９１，９２，９３は、各エア流出孔２５と回転霧化頭１６との間で環状空間１８を遮ることができる。従って、環状空間１８を遮った環状凸部９１，９２，９３は、環状空間１８を流通する排気エアを各エア流出孔２５に導くことができる。なお、環状凸部９１，９２，９３は、３個以外にも、２個または４個以上設ける構成としてもよい。

かくして、このように構成された第８の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。特に、第８の実施の形態によれば、回転軸５の内周面５Ｂには、各エア流出孔２５の位置よりも回転霧化頭１６に近い位置に、径方向の内側に突出する３個の環状凸部９１，９２，９３を軸方向に並べて設けている。従って、環状凸部９１，９２，９３は、３段並べることによるラビリンス効果によって環状空間１８を効率よく遮ることができる。これにより、各環状凸部９１，９２，９３は、排気エアを各エア流出孔２５に一層積極的に導くことができる。

次に、図１５および図１６は本発明の第９の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、エア流出孔を回転軸の内周面の接線方向に偏心させた位置に形成したことにある。なお、第９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。

図１５、図１６において、１０１は回転軸５の先端側に設けられた第９の実施の形態によるエア流出孔である。このエア流出孔１０１は、前述した第１の実施の形態によるエア流出孔２５とほぼ同様に、ラジアルエア軸受８の前面８Ｃと回転霧化頭１６の後端１６Ａ６との間に配置され、回転軸５の内周面５Ｂから外周面５Ｃに貫通するように延びて複数本形成されている。しかし、第９の実施の形態による各エア流出孔１０１は、回転軸５の内周面５Ｂの接線方向に偏心させた位置に形成している点と、４本設けている点で、第１の実施の形態によるエア流出孔２５と相違している。なお、エア流出孔１０１は、４本以外にも、１〜３本、または５本以上設ける構成としてもよい。

ここで、各エア流出孔１０１は、環状空間１８を流通する排気エアを排出するための通路である。従って、各エア流出孔１０１は、回転軸５が図１５中の白抜き矢示方向（反時計回り）に回転する場合、この回転軸５の回転方向と逆方向（時計回り）に傾くように形成されている。これにより、各エア流出孔１０１は、回転軸５が回転することにより、環状空間１８を流通する排気エアを内径側の大きな開口端１０１Ａから積極的に流入させて、外径側の開口端１０１Ｂから回転軸５の外部に効率よく排出させることができる。しかも、回転軸５の内周面５Ｂの接線方向に延びる各エア流出孔１０１では、排気エアが層流状態で流通するから、エアの流れを整えて排出効率を高めることができる。

かくして、このように構成された第９の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。特に、第９の実施の形態によれば、各エア流出孔１０１は、回転軸５の内周面５Ｂの接線方向に偏心させた位置に、回転軸５の回転方向と逆方向に傾けて形成している。この結果、各エア流出孔１０１は、回転軸５の回転力を利用して、排気エアを環状空間１８から回転軸５の外部に積極的に流出させることができる。

なお、第１の実施の形態では、ハウジング２のモータ収容部位２Ｃにエアモータ３のモータケース４を挿嵌して取付けた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、モータケース４の周囲に弾性体からなるリング部材を設けることにより、エアモータ３をハウジング２のモータ収容部位２Ｃに弾性的に支持する構成としてもよい。この構成は、他の実施の形態にも適用することができるものである。

第７の実施の形態では、回転軸５の内周面５Ｂに環状凸部８１を設けた場合を例示し、第８の実施の形態では、回転軸５の内周面５Ｂに３個の環状凸部９１，９２，９３を設けた場合を例示している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、環状凸部８１，９１，９２，９３を、フィードチューブ１７の外周面１７Ｂ、または回転軸５の内周面５Ｂとフィードチューブ１７の外周面１７Ｂとの両方に設ける構成としてもよい。

一方、第１の実施の形態では、回転霧化頭型塗装機１に高電圧を直接的に印加する直接帯電式の静電塗装機として構成した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば回転霧化頭から噴霧された塗料粒子に外部電極によって高電圧を印加する間接帯電式の静電塗装機に適用する構成としてもよい。さらに、本発明は、高電圧を印加することなく塗装を行う非静電塗装機にも適用することができる。

１ 回転霧化頭型塗装機
２ ハウジング
２Ｃ モータ収容部位
３ エアモータ
４ モータケース
５ 回転軸
５Ｂ，８Ａ 内周面
５Ｃ，８Ｂ，１７Ｂ 外周面
６ タービン
６Ａ，８Ｃ，１２Ａ 前面
６Ｂ，９Ａ 後面
６Ｃ 羽根車
７ ラジアル・スラストエア軸受
８ ラジアルエア軸受
８Ｅ ラジアルエア噴出孔
９ 前スラストエア軸受
９Ｂ，１２Ｂ スラストエア噴出孔
１０ 環状ラジアル隙間
１１ 前スラスト隙間
１２ 後スラストエア軸受
１３ 後スラスト隙間
１４ タービンエア通路
１４Ａ エア供給通路
１４Ｂ エア排出通路
１５ 軸受エア通路
１６ 回転霧化頭
１７ フィードチューブ
１７Ａ 塗料通路
１８ 環状空間
１９ シェーピングエアリング
１９Ｂ エア噴出口
２５，５１，６１，１０１ エア流出孔
３１，４１，５２，８１，９１，９２，９３ 環状凸部
５１Ａ，５１Ｂ，１０１Ａ，１０１Ｂ 開口端
７１ 外環状凸部
７２ 内環状凸部

Claims (3)

1. 内周側がモータ収容部位（２Ｃ）となった筒状のハウジング（２）と、該ハウジング（２）のモータ収容部位（２Ｃ）に収容され中空な回転軸（５）を回転駆動するエアモータ（３）と、前記ハウジング（２）の前側に位置して該エアモータ（３）の回転軸（５）の先端に取付けられ該回転軸（５）と一緒に回転する間に供給された塗料を噴霧する回転霧化頭（１６）と、前記回転軸（５）内に径方向の隙間を有する状態で軸方向に延び該回転霧化頭（１６）に向けて塗料を供給するフィードチューブ（１７）と、前記ハウジング（２）の前側に設けられ前記回転霧化頭（１６）から噴霧された塗料の噴霧パターンを整えるためのシェーピングエアを噴出するシェーピングエアリング（１９）とを備え、
   前記エアモータ（３）は、
   軸方向に延びた筒体からなり前記ハウジング（２）の前記モータ収容部位（２Ｃ）に収容されたモータケース（４）と、
   該モータケース（４）内に軸方向に延びて設けられた前記回転軸（５）と、
   該回転軸（５）の基端側に設けられタービンエアが供給されることにより該回転軸（５）を回転駆動するタービン（６）と、
   前記回転軸（５）の外周側に位置して前記モータケース（４）に設けられ軸受エアが供給されることにより前記回転軸（５）をラジアル方向に支持するラジアルエア軸受（８）と、
   前記タービン（６）を前，後方向に挟むように前記モータケース（４）に設けられ軸受エアが供給されることにより前記回転軸（５）をスラスト方向に支持する前スラストエア軸受（９），後スラストエア軸受（１２）と、
   前記タービン（６）にタービンエアを供給するエア供給通路（１４Ａ）および前記タービン（６）を回転駆動した後の排気エアを排出するエア排出通路（１４Ｂ）からなるタービンエア通路（１４）と、
   前記ラジアルエア軸受（８）と前記前，後のスラストエア軸受（９，１２）に軸受エアを供給する軸受エア通路（１５）とにより構成してなる回転霧化頭型塗装機において、
   前記回転軸（５）と前記フィードチューブ（１７）との間には、前記タービンエアの一部と前記後スラストエア軸受（１２）から排出された排気エアが流出する環状空間（１８）を設け、
   前記回転軸（５）には、前記ラジアルエア軸受（８）と前記回転霧化頭（１６）との間に位置して径方向に貫通するエア流出孔（２５，５１，６１，１０１）を設け、
   前記エア流出孔（２５，５１，６１，１０１）は、前記回転軸（５）の周方向に間隔をもって複数箇所に配置され、前記環状空間（１８）を流れる前記排気エアを前記回転霧化頭（１６）よりも後位置で前記回転軸（５）の外部に流出させる構成としたことを特徴とする回転霧化頭型塗装機。
2. 前記回転軸（５）の内周面（５Ｂ）および／または前記フィードチューブ（１７）の外周面（１７Ｂ）には、前記エア流出孔（２５，５１）の位置よりも前記回転霧化頭（１６）に近い位置に、径方向に突出して前記環状空間（１８）を遮る環状凸部（３１，４１，５２，７１，７２，８１，９１，９２，９３）を設ける構成としてなる請求項１に記載の回転霧化頭型塗装機。
3. 前記エア流出孔（５１）は、前記回転軸（５）の内周面（５Ｂ）に開口する開口端（５１Ａ）よりも外周面（５Ｃ）に開口する開口端（５１Ｂ）が軸方向の前側となるように傾けて形成してなる請求項１に記載の回転霧化頭型塗装機。

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