JPH0471656A - 回転霧化静電塗装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、自動車用ポデーの塗装等に用いられる回転霧
化静電塗装装置に関し、とくに回転霧化頭の着脱構造に
関する。

［従来の技術］ 回転霧化静電塗装装置は、機械的な高速回転力により塗
料を微粒化（霧化）し、この微粒化された塗料に電荷を
加え、塗料を静電力で非塗装物に吸着させる装置でおる
。塗料を霧化させる霧化頭の回転数は塗料によって異な
るか、ソリッド系の塗料の場合は１．５万〜３．０万ｒ
ｐｍ　、メタリック系の塗料の場合は３．０万〜５．０
万叩…と非常に高回転になる。したがって、霧化頭が取
付けられる回転軸を通常のコロ軸受等で支持する場合は
潤滑が不十分となり、軸受の損傷を招く。そこで、潤滑
に起因する問題を解決するために、霧化頭が取付けられ
る回転軸を空気軸受で支持するようにした回転霧化静電
塗装装置が提案されている（特開昭５６−１４１８６４
号公報）。

第３図は、従来の空気軸受方式の回転霧化静電塗装装置
の要部を示している。図中、１は回転霧化静電塗装装置
を示しており、回転軸２は空気軸受３で支持されている
。回転軸２の先端部には塗料を霧化させるための霧化頭
４が取付けられている。霧化頭４か取付けられる回転軸
２の反対側の先端には、回転軸２の回転させるためのタ
ービン翼（図示路）が連結されている。塗料はフィード
チューブ５により霧化頭４に供給され、霧化頭４の高速
回転によりエツジ６で霧化され塗装が行なわれる。回転
軸２の先端部にはテーパ部２ａが形成されており、霧化
頭４には回転軸２のテーパ部２ａと嵌合可能なテーパ部
４ａが形成されている。

回転軸２と霧化頭４とは、嵌合された状態で霧化頭４側
から挿通されたヒス（ボルト）７の螺合緊締によって締
結されている。そして、霧化等４はテーパ部の作用によ
って、回転軸２に対して自動的に芯出しされる。

ところで、回転霧化静電塗装装置１では、霧化頭４の後
方側面部のフィードチューブ５から供給された塗料は霧
化頭４から吐出される。塗料の色替え時には、回転霧化
静電塗装装置１および配管系８に残存している前色の塗
料と、この塗料を洗浄するためのシンナー、エアも霧化
頭４がら吐出される。そのため、塗料の色替え、洗浄を
実施するには、被塗装物へのそれらの飛散、付着を防止
することが要求される。従来の回転霧化静電塗装装置１
ては、第４図に示すように、霧化頭４の周囲を覆い隠す
色替用のシュラウド９により、前色の塗料、洗浄用のシ
ンナ、エアを捕集することか行なわれている。

しかし、シュラウド９を設けることによって前色の塗料
および洗浄用のシンナー、エアの大部分が捕集可能にな
ったものの、洗浄シンナーがシュラウド９の先端部９ａ
に付着し、この付着したシンナーが塗装時に被塗装面に
落下して、塗装品質が低下するという問題があった。ま
た、第３図の回転霧化静電塗装装置１の構造の場合は、
霧化頭４の部１ｕ４ｂおよびその周辺が減圧状態になる
ため、霧化頭４の周辺では空気の流れ（エアポンピング
現象）１０が発生し、回転霧化静電塗装装置１の霧化頭
４の外周面４Ｃおよびシェーピングエアキャップ１１に
塗料が付着し、この付着塗料が塗装中に被塗装物に飛ん
で、塗装品質の低下を生じさせるという問題もある。

そこで、上記のような問題の解消をはかるために、回転
軸の回転中心に被接触状態でフィートチューブ（塗料供
給管）を配置し、回転中心から塗料を吐出させるように
した装置が採用されるに至っている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、回転中心から塗料を吐出させるようにし
た塗装装置においては、回転軸中心にフィードチューブ
が挿入されているため、第３図のように回転軸と霧化頭
とをビスで締結し、回転軸に対して霧化頭を芯出しする
ことはできなかった。

そのため、回転軸と霧化頭のそれぞれにテーパ部とねじ
部を形成し、両者を締結する方法が考えられている。

この締結構造においては、霧化頭を回転軸に締結する場
合、回転軸か締付力によって回転するのを阻止する必要
があり、そのためには回転軸の軸端にスパナを係合させ
るための切り込みを設けなければならない。しかし、ス
パナによって回転軸の回転方向の動きを押え霧化頭を締
結する場合は、回転軸に半径方向外方の外力が作用する
ことがあり、回転軸と空気軸受との干渉（接触）により
、空気軸受か損傷するおそれがある。

本発明は、上記の問題に看目し、外力による空気軸受の
損傷を招くことなく回転軸に対する霧化頭の着脱ができ
、しかも着脱作業か容易に行なえる回転霧化静電塗装装
置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この目的に沿う本発明に係る回転霧化静電塗装装置は、
空気軸受で支持される回転軸の先端に霧化頭を取付け、
前記回転軸の回転中心に非接触状態で塗料供給管を配置
し、前記回転軸の先端に第１のねじ部を形成するととも
に該第１のねじ部に隣接して第１のテーパ部を形成し、
前記霧化頭に前記第１のねじ部と螺合可能な第２のねじ
部を形成するとともに該第２のねじ部に隣接して第１の
テーパ部と嵌合可能な第２のテーパ部を形成した回転霧
化静電塗装装置であって、前記回転軸に凹部を形成し、
前記空気軸受を保持する本体ハウジングに、前記凹部に
進入可能なストッパを設けたものから成る。

［作　用］ このように構成された回転霧化静電塗装装置においては
、回転軸に第１のねじ部と第１のテーパ部が形成され、
霧化頭に第２のねじ部と第２のテーパ部が形成される。

そして、第１のテーパ部と第２のテーパ部とが嵌合され
、第１のねじ部と第２のねじ部とが螺合される。

本装置では、回転軸に対して霧化頭を着脱する場合は、
霧化頭を回転させるだけでよく、作業者によって回転軸
の回転方向の動きを押える必要はなくなる。つまり、回
転軸には凹部が形成されており、霧化頭の着脱時に本体
ハウジングに設けられたストッパをこの凹部に進入させ
ることにより、回転軸の回転方向の動きが阻止され、外
部からスパナ等によって回転軸を押える必要はなくなる
。

したがって、外力によって回転軸と空気軸受による干渉
（接触）が防止され、空気軸受は外力から保護される。

また、霧化頭を回転させるのみで着脱が可能になるので
着脱作業が容易になり、準偏作業の能率も向上される。

［実施例］ 以下に、本発明に係る回転霧化静電塗装装置の望ましい
実施例を、図面を参照して説明する。

第１図および第２図は、本発明の一実施例を示している
。第１図において、２１は回転霧化静電塗装装置を示し
ている。回転霧化静電塗装装置２１は略円筒状の回転軸
２２を有してあり、回転軸２２は空気軸受２４によって
支持されている。回転軸２２の先端部には、塗料を霧化
するための霧化頭２５が取付けられている。回転軸２２
の反対側の先端部には、回転軸２２を回転させるための
タービン買２６が連結されている。回転軸２２の回転中
心には、塗料供給管としてのフィードチューブ２３が回
転軸２２と非接触状態で配置されている。

フィードチューブ２３は、内管２３ａと外管２３ｂとか
らなる２重管から構成されている。内管２３ａの一方は
、図示されない塗料ホースを介してカラーチェンジバル
ブと接続されている。内管２３ａの他方の先端部には、
外管２３ｂの先端に配置されたバルブシート２７と接触
するバルブ２８が設けられている。内管２３ａの反対側
の先端はエアシリンダ２９と接続されており、塗装中は
エアシリンダ２９をパイロットエア３０で作動させるこ
とにより、バルブ２８とバルブシート２７を開弁状態と
し、塗料を霧化頭２５に供給するようになっている。塗
装時には、高速回転する霧化頭２５によって塗料は霧化
され、霧化された塗料に静電電圧−９０ＫＶ〜−１１０
ＫＶを印加することにより、塗料は効率より被塗装物に
付着される。

色替え洗浄時には、エアシリンダ２９がパイロットエア
３０によって作動され、バルブ２８とバルブシート２７
が閉弁状態とされる。これによって、カラーチェンジバ
ルブ（図示路）から供給され内管２３ａに残存している
前色の塗料は、シンナーによって洗浄され、圧縮エアに
より外管２３ｂを介して系外に排出されるようになって
いる。また、図示されない内管２３ａが洗浄された時点
で、エアシリンダ２９をパイロットエア３０て作動させ
てバルブ２８とバルブシート２７を開状態とし、シンナ
ー、エアを霧化頭２５に供給して霧化頭２５の洗浄が行
なわれる。

この一連の色替え洗浄作業により、塗料、シンナ、エア
は極少量しか霧化頭２５から吐出されないため、これら
吐出物の被塗装物への飛び散り、被塗装物への付着が抑
制され、塗料の色替え洗浄時における被塗装物の品質は
確保される。

霧化頭２５の部屋２５ａは、従来技術に示した霧化頭の
部屋とは異なり、周辺空気と直接接触しないようになっ
ている。したがって、霧化頭２５の外周空気が霧化頭２
５に向けて流れるようなエアポンピング現象は生成され
ず、霧化頭２５の外周面２５ｂおよびシェーピングエア
キャップ３１に付着した塗料の飛散による被塗装物の品
質低下が防止されるようになっている。

第２図は、回転軸と霧化頭との締結構造を示している。

第２図に示すように、回転軸２２の先端には、第１のね
じ部３５が形成されている。第１のねじ部３５は、雄ね
じから構成されている。回転軸２２の先端には第１のね
じ部３５に隣接して第１のテーパ部３６か形成されてい
る。第１のねじ部３５と第１のテーパ部３６を機械加工
する場合、ねじ部とテーパ部の加工設備が異なるので両
者の加工中心の再現精度が問題となるか、本実施例では
、両者の中心の同軸度（偏心量）と回転安定性との基礎
解析に基づき、同軸度か０．０５ｍ以下となるように設
定し、かつ、両者の中心と回転軸の中心を一致させるよ
うにしている。

本実施例では、回転軸２２に形成される第１のねじ部３
５の規格は、ＪＩＳ規格でいうＭ２Ｓ（メートルネジ）
に準じており、第１のねじ部３５のピッチはＪＩＳ規格
と同一の値であり、ねじ山がらねじ谷までの距離（（外
径−谷径）／２）は、ＪＩＳ規格に対して、ねじ谷方向
に０．２Ｍだけ大となっている。すなわち、第１のねじ
部３５は、ＪＩＳ規格に対してネジ谷方向に０．２Ｍ余
分に切込まれている。これによって、後述する第２のね
じ部３７との螺合時の半径方向のガタか大とされる。回
転軸２２に形成される第１のテーパ部３６は、長さＬが
２０ｍであり、第１のテーパ部３６の長ざＬの１／２に
おけるテーパ部の直径は、２０ｍとなっている。第１の
テーパ部の１／２長におけるテーパ直径と第１のテーパ
部の長さの比は、０．５〜１．２（好ましくは０．７〜
１．０）に設定されている。この関係は、実験によって
求められたものである。

第２図において、回転軸２２の第１のテーパ部３６の表
面には、テーパ部３６の外周面の損傷を防止するために
、硬質層４１が形成されている。本実施例では、回転軸
２２をステンレス（ＳＵＳ）材から構成し、硬質層４１
は硬質クロムメツキからなっている。また、回転軸２２
か焼入れ可能な鋼材から構成される場合は、熱処理等に
よって硬質層４１を形成する構成としてもよい。

霧化頭２５には、第２のねじ部３７が形成されている。

霧化頭２５には、第２のねじ部３７に隣接して第２のテ
ーパ部３８が形成されている。第２のねじ部３７は、Ｊ
ＩＳ規格でいうＭ２Ｓ（メートルネジ）であり、ピッチ
およびねじ山からねじ谷までの距離もＪＩＳ規格と同一
になっている。第２のテーパ部３８は、回転軸２２と同
一寸法で加工されている。

霧化頭２５の第２のねじ部３７の加工と第２のテーパ部
３８の加工は、同一の設備で行うことができるので、両
者の間に芯ずれはないものとし、前述した第１のテーパ
部のような関係は、特別に規定しない。

回転軸２２の第１のねじ部３５と第２のテーパ部３８と
の間には、周方向に延びる逃がし溝３９が形成されてい
る。逃がし溝３９は、回転軸２２と霧化頭２５との締結
時に、回転軸２２の第１のテーパ部３６が霧化頭２５の
第２のねじ部３７に当接するのを回避し、第１のテーパ
部３６か損傷するのを防止する機能を有する。

回転軸２２の先端部の外周面には、凹部５１が形成され
ている。凹部５１は、第１のテーパ部３６と段差端面２
２ａとの間に位置している。空気軸受２４を保持する本
体ハウジング４０には、凹部５１に進入可能なストッパ
５２が設けられている。ストッパ５２は、ストッパピン
５３、調整ねじ５４、圧縮コイルばね５５とから構成さ
れている。ストッパピン５３は、本体ハウジング４０に
形成された保持穴５６に囲動自在に挿通されている。ス
トッパピン５３の頭部は、保持穴５６に連なるねじ穴５
７に位置している。ストッパピン５３の頭部とねし穴５
７の底面との間には、ストッパピン５３を外方に付勢す
る圧縮コイルばね５５か配置されている。ねじ穴５７に
は、調整ねじ５４か螺合されており、この調整ねじ５４
の回動によってストッパピン５３か回転軸２２に対して
進退するようになっている。したかって、ストッパピン
５３の本体ハウジング４０からの突出量を大にすること
により、ストッパピン５３の先端か回転軸２２の凹部５
１に進入し、本体ハウジング４０に対する回転軸２２の
回転方向の動きが阻止されるようになっている。

つぎに、上記の回転霧化静電塗装装置における作用につ
いて説明する。

第２図の２点鎖線で示した回転軸２２は、回転軸２２と
霧化頭２５との締結状態を示している。本実施例では、
第１のねじ部３５と第１のテーパ部３６との同軸度（偏
心量）は、第１のねじ部３５と第２のねじ部３７との螺
合時の半径方向のクリアランスよりも小に設定されるの
で、テーパ部３６．３８の嵌合のみによる回転軸２２と
霧化頭２５との芯出しが確実に行なわれる。

ここで、回転軸２２の第１のねじ部３５の有効径は１０
〜２ＯＮｎであり、この場合の第１のねじ部３５と第１
のテーパ部３６の同軸度は０．０５ｍに設定されている
。また、第１のねじ部３５と第２のねじ部３８との螺合
時における半径方向のクリアランスは０．２＃に設定さ
れており、霧化頭２５の重量は１８０　（ｊとなってい
る。本実施例で、霧化頭２５の振れ量を０．０４姻以下
に抑えるには、テーパ長１／２におけるテーパ直径の比
を０．５〜１．２、好ましくは０．７〜１゜０に設定す
ればよい。これは実験の結果から判明した。

このように、回転霧化静電塗装装置２１においては、回
転軸２２と霧化頭２５との締結条件を上述のように設定
することにより、霧化頭２５の回転時の振れ量を小さく
することが可能となり、安定した高速回転が得られ、塗
装品質および装置の耐久性の向上がはかれる。

霧化頭２５には付着した塗料が固着するので、霧化頭２
５は定期的に交換し、洗浄しなければならない。霧化頭
２５の回転軸２２から取外す場合は、ストッパ５２の調
整ねじ５４の回転によってストッパピン５３が押し下げ
られ、ストッパピン５３の先端か回転軸２２の凹部５１
に進入される。調整ねじ５４には鍔部５４ａが形成され
ており、この鍔部５４ａと本体ハウジング４０との当接
により、ストッパピン５３の進入はストッパピン５３の
先端が凹部５１の底面に当接する直前で停止される。こ
の状態では、凹部５１とストッパピン５３とが回転軸２
２の回転方向に係合し、本体ハウジング４０に対する回
転軸２２の回転方向の動きが阻止される。また、この係
合状態では、ストッパピン５３によって回転軸２２が半
径方向外方に押圧されることもないので、回転軸２２と
空気軸受２４との干渉（接触）は防止される。

回転軸２２の回転がストッパ５２によって阻止されると
、作業者によって霧化頭２５のみが回動され、第１のね
じ部３５と第２のねじ部３７との螺合が解除される。こ
れによって、霧化頭２５は回転軸２２から離脱される。

なお、洗浄済の霧化頭２５ヤ新製の霧化頭２５を回転軸
２２に取付ける際は、上述と同様にストッパピン５３に
よって回転が阻止されている回転軸２２の第１のねじ部
３５に霧化頭２５の第２のねじ部３７を螺合させること
により、両者の締結は行なわれる。

このように、霧化頭２５の装着または離脱時には、回転
軸２２の動きをスパナ等によって押える必要がなくなり
、霧化頭２５の着脱作業は容易に行なわれる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係る回転霧化静電塗装装
置によるときは、霧化頭が取付けられる回転軸に凹部を
形成し、回転軸を支持する空気軸受が保持される本体ハ
ウジングに、回転軸の凹部に進入可能なストッパを設け
るようにしたので、以下の効果が得られる。

（イ）霧化頭の着脱時に、ストッパによって回転軸の回
転を阻止することができるので、スパナ等の工具によっ
て回転軸の動きを押える必要がなくなる。したがって、
外力による回転軸と空気軸受との干渉か防止され、空気
軸受を外力から保護することができる。

■　また、霧化頭のみを回転させるだけで回転軸に対す
る霧化頭の着脱が可能になり、塗装の準備作業の能率向
上がはかれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る回転霧化静電塗装装置の要部断面
図、 第２図は第１図の回転霧化静電塗装装置における回転軸
と霧化頭との組付状態を示す断面図、第３図は従来の回
転霧化静電塗装装置における霧化頭近傍の断面図、 第４図は塗料等の飛散防止用のシュラウドを設けた従来
の回転霧化静電塗装装置の断面図、である。 ２１・・・・・・回転霧化静電塗装装置２２・・・・・
・回転軸 ２３・・・・・・塗料供給管としてのフィードチューブ ２４・・・・・・空気軸受 ２５・・・・・・霧化頭 ３５・・・・・・第１のねじ部 ３６・・・・・・第１のテーパ部 ３７・・・・・・第２のねじ部 ３８・・・・・・第２のテーパ部 ３９・・・・・・逃がし溝 ４０・・・・・・本体ハウジング ４１・・・・・・硬質層 ５１・・・・・・回転軸の凹部 ５２・・・・・・ストッパ 許

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、空気軸受で支持される回転軸の先端に霧化頭を取付
   け、前記回転軸の回転中心に非接触状態で塗料供給管を
   配置し、前記回転軸の先端に第１のねじ部を形成すると
   ともに該第１のねじ部に隣接して第１のテーパ部を形成
   し、前記霧化頭に前記第１のねじ部と螺合可能な第２の
   ねじ部を形成するとともに該第２のねじ部に隣接して第
   １のテーパ部と嵌合可能な第２のテーパ部を形成した回
   転霧化静電塗装装置であつて、前記回転軸に凹部を形成
   し、前記空気軸受を保持する本体ハウジングに、前記凹
   部に進入可能なストッパを設けたことを特徴とする回転
   霧化静電塗装装置。