JPH0510145B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、空気軸受を採用した回転霧化静電塗
装装置に関する。

従来の技術 回転霧化静電塗装装置では回転軸のフロント側
端部に霧化頭を設け、霧化頭を高電位に帯電させ
た状態で高速回転させることで遠心力による塗料
の微料化をさせながら静電力による被塗物への塗
着を行わせるものである（例えば特開昭56−
115652号）。回転軸は高速回転することから空気
軸受を採用したものが提案されている。空気軸受
は、ラジアル軸受と、フロント側スラスト軸受
と、リア側スラスト軸受とより成り、これらの軸
受部に形成される微少隙間に高圧空気流を作用さ
せることで軸受作用を行わしめている。

従来技術ではスラスト隙間はハウジングに固定
される空気供給デイスクに対向させて、フロント
側スラスト軸受部材、リヤ側スラスト軸受部材を
所定のスラスト隙間が得られるように配置してい
る。また、回転軸の高速回転のため空気流による
回転駆動手段は、スラスト軸受部材から軸方向に
離間した回転軸の端部に固定された別体の円盤に
より構成される。即ち、円盤の円周方向に間隔を
おいて空気流を受けるための孔が形成され、ハウ
ジング側に対向して設けた空気噴出口からの空気
流が前記空気受け孔によつて受け止められ、回転
軸に回転駆動力を付与する。

発明が解決しようとする問題点 従来技術ではスラスト軸受部と、空気流からの
回転駆動駆動力を受ける円盤部とが回転軸の異つ
た位置に設けられていたため部品点数が増え、構
造が複雑化する欠点がある。また、その軸長が大
きくなり、重量自体も嵩む結果となる。

問題点を解決するための手段 本発明によれば、空気軸受回転霧化静電塗装装
置において、回転軸を支持するラジアル軸受とフ
ロント側スラスト軸受とを一体構造とし、フロン
ト側スラスト軸受とリヤ側スラスト軸受との間
に、フロント側スラスト軸受及びリヤ側スラスト
軸受に対する、回転軸端部の円盤状軸部のスラス
ト隙間の設定のためのスペーサリングが位置し、
一体化されたラジアル軸受とフロント側スラスト
軸受、スペーサリング及びリヤ側スラスト軸受は
樹脂製の筒状ハウジング内に包囲支持されてお
り、ラジアル軸受とハウジングとの間に環状弾性
体が配置され、更に前記円盤状の軸部の外周に環
状突起部を形成すると共に、該環状突起部に円周
方向に間隔を置いて回転軸の回転を惹起せしめる
空気流受け孔を形成したことを特徴とする回転霧
化静電塗装装置が提供される。

作 用 スラスト隙間は別体のスペーサによつて決めら
れ、樹脂製のハウジングはこれに関与しない。

また、空気流はスラスト隙間を形成する円盤部
に設けられる空気流受け孔に導入され、回転軸に
回転駆動力を付与する。

環状弾性体は回転軸の回転の際のハウジングと
ラジアル軸受との芯出しを行う。

実施例 第１図は本発明の装置の第１の実施例を示すも
のである。図中１は回転軸であつて、この回転軸
１は丸棒形状に形成されており（中空円筒状でも
よい）、その先端の軸芯部には細径の軸部１ａが
形成されており、さらにその先端の軸芯部にはテ
ーパー形状の軸部１ｂが形成されている。一方後
端部には太径の軸部（タービン部）１ｃが円盤状
に形成されており、さらにその太径側に環状突起
部１ｄが形成され、その突起部１ｄに空気流を受
けて回転軸１の回転を惹起する円周等分の孔１ｅ
が複数個貫通している。前記軸部１ｂには塗料を
微粒化する霧化頭２がボルト３によつて締付けら
れている。

ハウジングはフロントハウジング４と、フロン
トハウジング４に嵌合固定されるリアハウジング
１５とより成り、これらは樹脂（なるべく高絶縁
性が好ましい。）によつて作られる。リヤハウジ
ング１５は取付ブラケツト２３によつて、ロボツ
トやレシプロ自動塗装機に取付可能となつてい
る。フロントハウジング４は回転軸１の外周に同
軸上に間隙を有して配置されており、そのリア端
は円盤状の軸部１ｃを覆うように膨出して形成さ
れている。ハウジング４と回転軸１との間にはラ
ジアル空気軸受５ａがＯリング６を４本介在して
固着される。ラジアル空気軸受５ａと回転軸１と
の間は微小な間隙に設定される。またラジアル空
気軸受５ａの外側円周面にはラジアル軸受の中間
突出部分５ｇを挾んでフロント側、リヤ側に空気
室７，７ａが形成される。前述Ｏリング６（又は
他の環状弾性部材であつても良い。）は樹脂ハウ
ジング４をラジアル軸受５ａに対して芯出しし、
空気室７，７ａをシールする役目を果す。

ラジアル軸受５ａのリヤ側端にはラジアル軸受
５ａと一体にフロント側スラスト軸受５ｂが形成
される。このフロント側スラスト軸受５ｂと対面
して回転軸１のリヤ側端部における前記円盤状軸
部１ｃがあり、軸部１ｃに対しフロント側スラス
ト軸受５ｂの反対側にリヤ側スラスト軸受１２が
位置し、軸部１ｃとフロント側スラスト軸受５
ｂ、軸部１ｃとリヤ側スラスト軸受１２との間に
スラスト隙間が形成される。スペーサ１３はフロ
ント側とリヤ側とのスラスト軸受５ｂ，１２間に
配置され、スラスト隙間を所定の微少値に設定し
ている。リヤハウジング１５は押え板１４、リヤ
側スラスト軸受に、スペーサ１３を嵌合する孔を
有し、フロント側スラスト軸受を嵌合した状態で
フロントハウジング４がリヤハウジング１５に挿
着され組立てられる。

両空気室７，７ａの中間における突出部分５ｇ
には排気口８、同様にスラストフロント軸受５ｂ
の円周方向にも排気口８ａが設けられている。そ
してラジアル空気軸受５ａの両空気室７，７ａ部
にはこの空気室７，７ａから回転軸１の方向に向
けて空気噴出孔９が設けられている。同様に空気
室７ａから回転軸１の太径の円盤状軸部１ｃの方
向に向けて空気噴出孔９ａが設けられている。ま
たハウジング４にはラジアル空気軸受５ａの空気
室７，７ａに連通する空気供給口１０（矢印）と
排気口８，８ａに連通する空気排出口１１が設け
られており、空気供給口１０から供給された圧縮
空気が空気室７，７ａ、空気噴出孔９、ラジアル
空気軸受５ａと回転軸１の微少な間隙、更には室
７ａより空気噴出孔９ａを介しスラストフロント
空気軸受５ｂと回転軸１の太径の円盤状軸部１ｃ
との微少なスラスト間隙に噴出され、これらの間
隙からの空気は排気口８，８ａを洩出してきて、
空気排出口１１，１１ａ，１１ｂから排出され
る。

スラストリヤ空気軸受１２とリヤハウジング１
５との間にＯリング１６が位置し、スラストリヤ
空気軸受１２の外側外周面に空気室１７をシール
している。この空気室１７部には空気室１７から
回転軸１の太径側の突起部１ｄの孔列１ｅに向つ
て空気噴出孔１８が設けられている。スラストリ
ヤ空気軸受１２、押えプレート１４の軸芯部は排
気口８ｃ，８ｄ、スペーサリングの一部にも排気
口８ｂが形成されている。またスラストリヤ空気
軸受１２と押えプレート１４の外側外周面に空気
室１９が形成され、この空気室１９部には空気室
１９から回転軸１の太径の円盤状軸部１ｃに向つ
て空気噴出孔９ｂが設けられている。

またハウジングリヤ１５にはスラストリヤ空気
軸受１２の空気室１７，１９に連通する空気供給
口２０，２１（矢印）とラジアル空気軸受５ａの
空気室７ａに連通する空気供給口１０（矢印）
と、排気口８ｂ，８ｃ，８ｄに連通する空気排出
口１１ａ，１１ｂが設けられており、空気供給口
２０から供給された圧縮空気が空気室１７、空気
噴出孔１８、回転軸１の太径の突起部１ｄの孔列
１ｅを通り回転軸１を回転させたのち排気口８
ｂ、空気排出口１１ａを通過して空気排出口１１
ｂから排出される。同様に空気供給口２１から供
給された圧縮空気が空気室１９、空気噴出孔９
ｂ、スラストリヤ空気軸受１２と回転軸１の太径
の円盤状軸部１ｃとの微少な間隙及び排気口８
ｂ，８ｃ，８ｄを通過して、空気排出口１１ａ，
１１ｂから排出される。

ハウジングリヤ１５内には高電圧ケーブル挿入
口２２が形成されてる。図示しない高電圧ケーブ
ルがこの挿入口２２に挿入され、押え板１４、軸
１を介して、噴霧頭２を高電圧に帯電させる。

ハウジング４の外側外周面先端部にはシエーピ
ングエアアタツチメント２４が固着されており、
空気室２５が形成されている。ハウジング４の内
部に空気室２５に連通する空気給気口２６が設け
られている。またシエーピングアタツチメント２
４の前面には空気噴出孔２７が設けられており、
空気供給口２６から供給された圧縮空気が空気室
２５、空気噴出孔２７から前方へ噴出され、霧化
頭より２より霧化された塗料のパターンを形成す
る。またハウジング４の外側外周面中央部にはエ
アブローキヤツプ２８が固着されており、空気室
２９が形成されている。ハウジング４の内部には
空気室２９に連通する空気供給口３０が設けられ
ている。またエアブローキヤツプの前面には空気
噴出孔３１が設けられており、空気供給口３０か
ら供給された圧縮空気が空気室２９、空気噴出孔
３１から前方へ噴出され、ハウジング４の外側外
周面まわりに浮遊している塗料ミストを払いのけ
る。またハウジング４の前側の軸芯部には塗料供
給口３２が形成され、その先には塗料ノズル３３
が固着されている。

上記の構成において塗装時にハウジングリヤ１
５の空気供給口２１よりスラストリヤ空気軸受１
２の空気室１９、さらにラジアル空気軸受７ａ，
７に圧縮空気が供給されると、空気噴出孔９，９
ａ，９ｂから空気が噴出され、回転軸１とラジア
ル空気軸受５ａ、回転軸１の太径の円盤状軸部と
スラストフロント＆リヤ空気軸受５ｂ，１２との
間に空気層が形成されて回転軸１がラジアル、ス
ラスト方向とも非接触状態となる。

上述の状態においてハウジングリヤ１５の空気
供給口２０より圧縮空気が供給されると、空気噴
出孔１８から空気が噴出され、回転軸１の太径の
突起部１ｄの孔１ｅによつて回転軸１が回転する
と回転軸１の先端に固定されている霧化頭２が回
転する。つづいて高電圧ケーブル挿入口２２より
高電圧ケーブルから押えプレート１４、スラスト
リヤ空気軸受１２、回転軸１を通じて霧化頭５に
高電圧が印加される。そして塗料供給口３２を通
じ塗料ノズル３３から塗料が供給されると霧化頭
２の内面を矢印のように沿つて先端が霧化され、
静電気力により吸引されて被塗物（図示せず）の
表面に塗布される。

以上説明した第１実施例における静電塗装装置
はハウジング４，１５を樹脂性としたことによ
り、その重量を軽減し、かつハウジング４，１５
とは別体の金属製スペーサ１３を設けることで、
スラスト軸受５ｂ，１２に対する回転軸の円盤状
の軸部１ｃのスラスト隙間を厳密に管理すること
ができる。そして、孔１ｅを形成した円盤状の軸
部１ｃは空気流からの駆動力を受ける部材として
の機能を兼用している。空気流を受け止めるため
の別体の円盤が不要であるため、部品点数はその
分削減される。また、装置重量は削減されるとと
もに、全長が短縮され、塗装ロボツト等の移動装
置に取り付ける場合に後述のような絶縁部材が不
要なことにより取り付け長が短縮することと相ま
つて塗装ロボツトに対する取り付け負荷の軽減を
図ることができる。

第２図に第２実施例を示す。第１実施例とは以
下の点で相違する。

ラジアル空気軸受５ａの中間部の排気口８より
前側に排気口８ａが形成されており、空気室７は
一個のみである。回転軸１の太径の軸芯部に排気
口８ａが形成されている。円周方向孔列１ｅを形
成する環状フランジ部１ｄは、第１実施例のよう
に円盤部１ｃのリヤ側端部でなく、フロント側端
部に形成される。これに付随して空気噴出孔１８
は、第１図のようにリヤ側スラスト軸受１２では
なくて、ラジアル軸受５ｂに設けられる。孔１ｅ
又は１８は軸方向に対して傾斜しており、空気流
による回転軸の回転惹起を可能としていることは
同様である。スラストフロント空気軸受５ｂとハ
ウジング４との間に空気室１７が形成されてお
り、空気室１７から噴出孔１８に空気が導入され
るようになつている。スラストリヤ空気軸受１２
には排気口８ｂが形成されている。

この第２実施例では空気排気口８ａ，８ｂの曲
りが第１図の実施例より少い。そのため経路が短
縮され、圧力損失が少くなる。その結果、回転数
を大きくとることができる。

第３図は第３実施例を示す。第１、第２の実施
例とは以下の点で相違する。

回転軸１の太径の円盤状の軸部１ｃの外側外周
面は断面コの字の環状凹所を形成し、２つの突起
部１ｄ，１d′が形成される。後側の突起部１ｄに
孔１ｅが設けられているスラストリヤ空気軸受１
２のスラスト軸受面１２ａの位置とスラストフロ
ント空気軸受５ｂのスラスト軸受面５b′の位置と
は半径方向に多少ずれている。

この第３実施例は第１、２実施例と比較し回転
軸１の太径の円盤状の軸部１ｃの外径が小さくな
る。従つて全体の小型化、軽量化が得られ、塗装
ロボツト及びレシプロ自動塗装機に搭載した場合
の耐久性向上が一層図られる。

第４図は第１−３図に説明した本発明の装置を
塗装ロボツトに取付けて使用する場合の構成例を
示す。

１００は塗装ロボツトを示し、塗装ロボツト１
００のアーム１０２の先端に第１−３図の回転霧
化静電塗装装置１０３が取付けられる。回転霧化
静電塗装装置１０３には空気源１０４より軸受用
エア及び回転用エアがエアホース１０５を介して
エアが供給され所定の回転数で霧化頭２が回転す
る。高圧発生器１０７より高圧ケーブル１０８を
通じて高電圧が霧化頭２に印加される。つづいて
塗料タンク１０９内の塗料が塗料ポンプ１１０に
よつて塗料ホース１１１を経て塗装ロボツトアー
ム１０２上に取付けられたカラーチエンジバルブ
１１２にて塗色が選択され、塗料ホース１１１に
て塗装用ベルカツプ６に供給され塗料が霧化され
る。このとき塗装ロボツト１００が被塗物１１３
の形状に沿つて動くことにより所定の部位が塗装
される。

この実施例によつて塗装ロボツトに加わる静電
塗装装置の取り付け時の負荷を軽減することがで
きる。負荷の軽減は第１にはハウジング４，１５
が樹脂製であり、重量が小さいことによる。ま
た、円盤状軸部１ｃが空気流を受ける部材を兼用
しており、専用の円盤を省略することができるこ
とも重量軽減に寄与する（従来と比較して1/10も
の重量削減を達成することができた）。第２に塗
装ロボツトに対する取り付け長さが縮小されるこ
とによる。取り付け長さの縮小は第１にはハウジ
ング４，１５が樹脂製であるため、塗装ロボツト
への取り付けのため別体の絶縁体が不要なことに
よる。即ち、第４図の実施例では金属の剥き出し
部分である先端の噴霧頭２とロボツトアーム１０
２との間が必要絶縁距離Ａだけ離間していれば、
所望の絶縁を確保することができる。これに対し
てハウジングを金属で形成した従来技術（第６
図）ではハウジング１０３Ａが金属製であるた
め、塗装ロボツトのアーム１０２Ａに対する取り
付けのため独自の絶縁体１０１が必要であり、噴
霧頭２Ａまでの距離が絶縁体１０１の長さＡだけ
長くなくなつていた。加えて、静電塗装装置１０
３Ａの寸法Ｂについても、回転力の付与のための
専用の円盤を具備していた分だけ長くなつてい
た。そのため、噴霧頭までのトータルの長さＡ＋
Ｂは大きくなり、ハウジング１０３Ａが金属であ
ることが相乗してロボツトアーム１０２Ａに加わ
る負荷が堪えがたいほど大きくなつていたのであ
る。

第５図はレシプロ塗装機への応用を示す。

２００はサイドレシプロマシン、２０２はトツ
プレシプロマシンを示す。矢印方向へレシプロさ
せるモーター２１４により摺動子２１５がレシプ
ロ運動する。この摺動子２１５の先端に回転霧化
静電塗装装置１０３が取付けられる。回転霧化静
電塗装装置２０３には第４図にて説明したのと同
様に霧化頭２が回転し、さらに高電圧印加及び塗
料が供給され塗料が霧化される。このとき被塗物
１１３が台車２１６によつて定速で搬送されるこ
とにより被塗物１１３面が塗装される。一般的に
ボデーなどの被塗物１１３を塗装する場合、トツ
プレシプロマシンは回転霧化静電塗装装置３を図
のように２台設け、サイドレシプロマシンは左・
右各１〜２台の回転霧化静電塗装装置を設けるの
が普通である。（第５図は左・右各１台の場合を
示す。） 発明の効果 本発明によれば、ラジアル軸受５ａとフロント
側スラスト軸受５ｂとは一体化され、スラスト軸
受１２，５ｂに対する回転軸の一端の円盤状の軸
部１ｃのスラスト隙間を形成するスペーサ１３を
ハウジングとは別体に設け、かつ円盤部１ｃの外
周の環状突起部１ｄに空気流を受け止める孔１ｅ
を形成している。この構成により部品点数が少な
くなり、静電塗装装置自体の重量を縮減すると共
に全長が短縮する効果がある。更に、樹脂ハウジ
ングとラジアル軸受との間にＯリング６等の弾性
体を介在させることで、樹脂化に伴う多少の寸法
誤差を弾性変形によつて吸収することができ、ハ
ウジングを樹脂化しても芯合を確保することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は夫々本発明の回転霧
化静電塗装装置の実施例を示す図。第４図は本発
明の装置をロボツトに応用した場合を示す図。第
５図は本発明の装置をレシプロ機に応用した場合
を示す図。第６図は従来技術における静電塗装装
置と塗装ロボツトとの取り付け構造を示す部分図
である。 １……回転軸、５ａ……ラジアル軸受、５ｂ…
…フロント側スラスト軸受、１２……リア側スラ
スト軸受、１３……スペーサリング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 空気軸受回転霧化静電塗装装置において、回
   転軸を支持するラジアル軸受とフロント側スラス
   ト軸受とを一体構造とし、フロント側スラスト軸
   受とリヤ側スラスト軸受との間に、フロント側ス
   ラスト軸受及びリヤ側スラスト軸受に対する、回
   転軸の端部の円盤状の軸部のスラスト隙間の設定
   のためのスペーサリングが位置し、一体化された
   ラジアル軸受とフロント側スラスト軸受、スペー
   サリング及びリヤ側スラスト軸受は樹脂製の筒状
   ハウジング内に包囲支持されており、ラジアル軸
   受とハウジングとの間に環状弾性体が配置され、
   更に前記円盤状の軸部の外周に環状突起部を形成
   すると共に、該環状突起部に円周方向に間隔を置
   いて回転軸の回転を惹起せしめる空気流を受ける
   孔を形成したことを特徴とする回転霧化静電塗装
   装置。