JPH08150352A

JPH08150352A - 回転霧化頭型塗装装置

Info

Publication number: JPH08150352A
Application number: JP33713594A
Authority: JP
Inventors: Kimiyoshi Nagai; 公好永井; Masatoshi Kon; 将俊近
Original assignee: ABB Ransburg KK
Current assignee: ABB Ransburg KK
Priority date: 1994-09-30
Filing date: 1994-12-26
Publication date: 1996-06-11
Anticipated expiration: 2017-03-18
Also published as: JP3266438B2

Abstract

(57)【要約】【目的】直接帯電式の回転霧化頭型塗装機において、
回転霧化頭が被塗物に異常接近したとき等に発生する火
花放電を抑え、火災事故を防止する。【構成】回転霧化頭３１を絶縁樹脂材料によって形成
し、取付部３１Ａから塗料放出端縁３１Ｄまで外周面３
１Ｂに半導電性膜３４を成膜する。そして、この半導電
性膜３４の抵抗値を１０⁷ 〜１０⁹ 程度にする。塗装装
置を構成する部品の浮遊容量をこの抵抗により分布容量
とし、放電時には塗料放出端縁３１Ｄ側の分布容量から
順次放電させることにより、回転霧化頭の被塗物への異
常接近時に浮遊容量に蓄えられた電荷が一気に放出され
るのを阻止し、放電エネルギを低く抑える。この結果、
火災事故を防止して安全性を高める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、直接高電圧を印加する
直接帯電方式の静電塗装装置に用いて好適な回転霧化頭
型塗装装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に知られている直接帯電方式の回転
霧化頭型塗装装置は、回転軸を介して回転霧化頭に高電
圧を印加し、該回転霧化頭から放出される塗料粒子を帯
電させて、アースに接続された被塗物に向けて塗料を飛
行させ、該被塗物に塗着させるようになっている。

【０００３】ここで、従来技術による直接帯電方式の回
転霧化頭型塗装装置は、安全性確保のために、回転霧化
頭と被塗物との間に過電流が流れたことを検出する過電
流検出手段を備えたものが知られており、このような形
式の静電塗装装置を図９および図１０に示し説明する。

【０００４】図中、１は塗装ブースを示し、該塗装ブー
ス１内にはコンベア２が敷設され、該コンベア２上には
アースに接続された被塗物３が載置されている。そし
て、被塗物３はコンベア２によって塗装ブース１内を搬
送され、この間に塗装作業が行われる。

【０００５】４は内部に金属製の回転軸を回転駆動する
エアモータ（図示せず）を内蔵した直接帯電方式の塗装
機本体を示し、該塗装機本体４の先端側に位置した回転
軸には回転霧化頭５が取付られ、また塗装機本体４は塗
料パイプ６を介して色替弁装置７と接続されている。そ
して、該色替弁装置７は図示しない塗料タンク、エア
源、シンナ源等と接続され、塗料タンクからの塗料を塗
料パイプ６を介して塗装機本体４から回転霧化頭５に供
給し、色替等の必要に応じてシンナ、エアを供給して洗
浄を行うようになっている。

【０００６】ここで、前記回転霧化頭５は例えばアルミ
ニウム材等の金属によってベル型に形成され、塗装機本
体４内に内蔵されたエアモータの回転軸（いずれも図示
せず）先端に設けられ、該回転霧化頭５には後述する高
電圧ケーブル１０および回転軸を介して高電圧が印加さ
れる。このように、回転霧化頭５はエアモータによって
高速回転され、かつ高電圧ケーブル１０を介して高電圧
が印加された状態において、塗料パイプ６を介して塗料
が供給されると、回転霧化頭５からは帯電塗料粒子が噴
霧される。

【０００７】８は商用電源９から出力される電圧を例え
ば−６０〜−１２０〔kV〕程度の高電圧まで昇圧する高
電圧発生装置、１０は該高電圧発生装置８から発生した
高電圧を塗装機本体４を介して回転霧化頭５に印加する
高電圧ケーブルをそれぞれ示し、該高電圧ケーブル１０
の一端は高電圧発生装置８に接続され、その他端は塗装
機本体４に接続されている。

【０００８】１１は過電流検出器を示し、該過電流検出
器１１は高電圧ケーブル１０を介して回転霧化頭５に流
れる過電流を検出するものである。

【０００９】１２は高電圧発生装置８と商用電源９との
間に設けられた遮断スイッチを示し、該遮断スイッチ１
２は過電流検出器１１が高電圧ケーブル１０を流れる電
流が所定電流値以上になったとき開成するものである。

【００１０】このように構成される従来技術による静電
塗装装置では、高電圧発生装置８で発生した高電圧が高
電圧ケーブル１０等を介して塗装機本体４から回転霧化
頭５に印加される。一方、塗料タンクからの塗料を色替
弁装置７、塗料パイプ６を介して回転霧化頭５に供給す
ることにより、該塗料を印加高電圧と同電位に帯電せし
め、該回転霧化頭５から塗料を吐出させることにより、
該回転霧化頭５とアース電位にある被塗物３との間の静
電界の力をかりて塗着せしめる。この間、高電圧発生装
置８、高電圧ケーブル１０、回転霧化頭５、被塗物３、
アースによって電気的なループが形成され、該ループを
電流が流れる。

【００１１】さらに、塗装機本体４の回転霧化頭５と被
塗物３との間には帯電塗料粒子が静電界の力をかりて吸
引飛行しているが、この間に介在する空気によって所定
の電気抵抗Ｒが形成され、この空気による電気抵抗値Ｒ
によって、塗装機本体４を構成する絶縁材料、軸受やモ
ータさらに回転霧化頭５等の個々の容量Ｃ（これらの全
容量は数１０ｐＦ位と考えられる）に対して蓄えられた
電荷が放電するのを防止している。

【００１２】しかし、図１０に示すように、塗装中に回
転霧化頭５が被塗物３に異常接近または接触する短絡事
故等が発生した場合には、回転霧化頭５と被塗物３との
間の電気抵抗値Ｒが小さくなり、各部品の浮遊容量Ｃに
蓄えられた電荷が被塗物３に向けて一気に放電しようと
する。

【００１３】なお、通常時に高電圧発生装置８から流れ
る電流は約５０μＡであるが、浮遊容量Ｃに蓄えられた
電荷が一気に放電、スパークを発生するときには、その
エネルギは１０００ミリジュールにも達する。

【００１４】しかし、前記ループを流れる電流は過電流
検出器１１によって検出されており、このループに過電
流が流れると、遮断スイッチ１２を開成し、高電圧発生
装置８への電流供給を停止する。これによって、塗装機
本体４と被塗物３との異常接近または接触による短絡事
故、高電圧ケーブル損傷等による短絡事故を防止し、塗
料着火による火災発生を防止している。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術による静電塗装装置では、回転霧化頭５と被塗物
３とが異常接近したときに、この間に存在する空気によ
る電気抵抗値が小さくなって過電流検出器１１に設定値
以上の電流が流れることにより、遮断スイッチ１２を開
成させるものであるが、該遮断スイッチ１２が作動しな
かったり、作動遅れが発生した場合には、回転霧化頭５
と被塗物３との間に火花放電が発生し、この火花放電に
よって火災事故を起すという虞れがある。

【００１６】特に、従来技術による回転霧化頭５はアル
ミニウム材等の金属によってベル型またはディスク型に
加工されているため、電気抵抗値Ｒが小さくなって一度
スパークが発生すると浮遊容量Ｃに蓄えられた電荷の殆
どが瞬時に放電されてしまうため、その放電エネルギは
瞬間的に大きくなるため、有機溶剤（シンナ）の最小着
火点以下に抑えるのが非常に困難であった。

【００１７】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、本発明は回転霧化頭の材質、抵抗値等を
選択することにより、回転霧化頭と被塗物との間に発生
する放電エネルギを小さくし、安全性を高めることので
きる回転霧化頭型塗装装置を提供することを目的として
いる。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明が採用す
る回転霧化頭型塗装装置は、回転軸を回転駆動するエア
モータを内蔵した塗装機本体と、外周面と内周面とから
なるベル型またはディスク型をなし、基端側が前記回転
軸に取付けられる取付部となると共に、先端が内周面か
ら拡散した塗料を噴霧する塗料放出端縁となった回転霧
化頭と、該回転霧化頭に前記回転軸を介して高電圧を印
加する高電圧発生手段とから構成している。

【００１９】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、前記回転霧化
頭は絶縁性樹脂材料によって形成し、該回転霧化頭の外
周面には、該回転霧化頭の取付部から塗料放出端縁にか
けて半導電性膜を形成し、該半導電性膜の後端を前記回
転軸外周と接触させまたは微小隙間を有して離間させる
構成としたことにある。

【００２０】請求項２の発明では、前記回転霧化頭の取
付部後端位置には、前記半導電性膜と回転軸外周との間
に空気絶縁層を設けたことにある。

【００２１】請求項３の発明では、前記回転霧化頭の取
付部後端位置には、前記半導電性膜と回転軸外周との間
に空気絶縁層を設けると共に、前記半導電性層の後端に
導電体を設けたことにある。

【００２２】請求項４の発明では、前記回転霧化頭の基
端側から先端側までの抵抗値は、１０⁷ 〜１０⁹ Ωの範
囲内に設定したことにある。

【００２３】

【作用】請求項１のように、回転霧化頭を絶縁性樹脂材
料によって形成し、該回転霧化頭の外周面には、取付部
から塗料放出端縁にかけて半導電性膜を形成したから、
塗装装置を構成する部品の浮遊容量を、回転霧化頭の外
周面に形成した半導電性膜の各部分における抵抗で回転
霧化頭の外周面に分布される分布容量とすることがで
き、それぞれの抵抗毎に分布容量が接続されたＬ型回路
を回転霧化頭の外周面に複数個形成することになる。こ
れにより、回転霧化頭と被塗物とが異常接近したとして
も、回転霧化頭の塗料放出端縁に位置したＬ型回路中の
分布容量から蓄えられた電荷を順次放電していくから、
浮遊容量に蓄えられた電荷が一気に放電するのを抑え、
放電エネルギを低くすることができる。しかも、浮遊容
量は複数の分布容量を並列に接続しているから、各分布
容量における静電容量は小さくなり、放電時における静
電エネルギは小さく抑えることができ、さらに半導電性
膜による各抵抗と分布容量からＬ型回路をなすために、
該Ｌ型回路の放電には時定数による電荷の放電速度を遅
らせることができ、分布容量から放電される電流値を低
く抑えることもできる。

【００２４】請求項２の発明のように、半導電性膜と回
転軸外周との間に空気絶縁層を形成することにより、半
導電性膜の抵抗値と空気絶縁層の抵抗値とを合計する抵
抗値を大きくでき、回転霧化頭と被塗物とが異常接近し
たとしても、この抵抗値によって塗装装置を構成する部
品の浮遊容量を分布容量に分け、各分布容量に蓄えられ
た電荷を順次放電させるようにしたから、放電エネルギ
をより低くすることができる。

【００２５】請求項３の発明のように、半導電性膜と回
転軸外周との間に空気絶縁層と導電体とを形成すること
により、半導電性膜の抵抗値と空気絶縁層の抵抗値とを
合計する抵抗値を大きくでき、回転霧化頭と被塗物とが
異常接近したとしても、この抵抗値によって浮遊容量を
分布容量に分け、各分布容量に蓄えられた電荷を順次放
電させるようにしたから、放電エネルギをより低く抑え
ることができる。さらに、半導電性膜の後端に導電体を
設けたから、該導電体と回転軸外周との間の空気絶縁層
の抵抗値を容易に、かつ正確に調整でき、この抵抗値を
一定に保つことができる。

【００２６】請求項４の発明のように、前記回転霧化頭
の基端側から先端側までの抵抗値は、１０⁷ 〜１０⁹ Ω
の範囲内に設定することにより、高電圧発生手段から印
加される高電圧を高めることができる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図８に基
づき説明する。なお、実施例では前述した従来技術と同
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。

【００２８】まず、図１ないし図４に本発明による第１
の実施例を示す。

【００２９】図中、２１は本実施例による静電塗装機、
２２は該静電塗装機２１のハウジングをなす塗装機本体
をそれぞれ示し、該塗装機本体２２の先端側には環状の
モータ収容部２２Ａと後述の高電圧発生装置４６を収容
する装置収容部２２Ｂとが一体形成され、基端側にはレ
シプロケータ等に取付けられる取付ブラケット（いずれ
も図示せず）が設けられている。また、該塗装機本体２
２の外周側は絶縁性樹脂材料によって筒状に形成された
本体カバー２３によって覆われている。

【００３０】２４は塗装機本体２２のモータ収容部２２
Ａに取付けられた金属製のタービン型のエアモータを示
し、該エアモータ２４は軸方向に穿設された軸穴２５
と、該軸穴２５を取り囲むようにして設けられたエア軸
受２６，２６と、前記軸穴２５の基端側に設けられたエ
アタービン２７とから構成されている。そして、前記各
エア軸受２６には軸受エア供給通路２８、エアタービン
２７には駆動エア供給通路２９からそれぞれ圧縮エアが
供給されるようになっている。

【００３１】３０は軸穴２５に挿通された金属材料から
なる中空筒状の回転軸を示し、該回転軸３０はその基端
側がエアタービン２７に固着され、先端側がエアモータ
２４外に突出している。そして、該回転軸３０はエアタ
ービン２７によって高速回転駆動されるものである。

【００３２】３１はエアモータ２４外に位置して回転軸
３０の先端側に固着され、外周面に後述する半導電性膜
３４が着膜形成された本実施例によるベル型の回転霧化
頭を示し、該回転霧化頭３１は絶縁性樹脂材料（例え
ば、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ），ポリフェニレン
サルファイド（ＰＰＳ），ポリエーテルイミド（ＰＥ
Ｉ），ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等）に
よって形成され、図２に示すように、軸方向中間に一体
に螺着して設けられたリム部３２を挟んで基端側が回転
軸３０に取付けられる取付部３１Ａとなり、外周面３１
Ｂが取付部３１Ａから先端に向けて朝顔状に拡開し、そ
の内周面３１Ｃは段付状に拡開して前側が塗料平滑面と
なり、先端側が該内周面３１Ｃを介して拡散した塗料を
噴霧する塗料放出端縁３１Ｄとなっている。

【００３３】３３は回転霧化頭３１の内周面３１Ｃの途
中に螺着して設けられ、該回転霧化頭３１と共に樹脂材
料によって形成されたハブ部材を示し、該ハブ部材３３
はその背面側が後述のフィードチューブ３９から塗料や
洗浄溶剤としてのシンナ等が選択的に供給される凸円錐
状の塗料供給面３３Ａとなり、外周面には該塗料供給面
３３Ａからの塗料、洗浄溶剤を回転霧化頭３１の塗料放
出端縁３１Ｄ側に導くための第１のハブ孔３３Ｂが多数
穿設され（２個のみ図示）、かつ中央部には前面側にシ
ンナを供給するための第２のハブ孔３３Ｃが穿設されて
いる。

【００３４】３４は回転霧化頭の外周面３１Ｂに塗布手
段等で成膜された半導電性膜を示し、該半導電性膜３４
は、例えば、導電性繊維を混練したポリエステル，エポ
キシ，フッ素樹脂等によって形成され、かつ該半導電性
膜３４は図２に示す如く、一側面となる外面の取付部３
１Ａから塗料放出端縁３１Ｄにかけて外周面３１Ｂに形
成されている。そして、該半導電性膜３４の厚さは、本
実施例による回転霧化頭３１においては、取付部３１Ａ
から塗料放出端縁３１Ｄまでの抵抗値が１０⁷〜１０⁹
Ωの範囲となるように設定されている。

【００３５】ここで、半導電性膜３４の抵抗値は印加さ
れる高電圧によって設定されるものであり、例えば高電
圧が６０ｋＶ以下のときには１０⁷ 〜１０⁸ Ωとなるよ
うに抵抗値が設定され、６０ｋＶ以上のときには１０⁸
〜１０⁹ Ωとなるように抵抗値が設定される。

【００３６】なお、本実施例による回転霧化頭３１にお
いては、図３のように、回転霧化頭３１の取付部３１Ａ
付近では、半導電性膜３４の後端３４Ａは回転軸３０の
外周と接触する位置まで形成されているから、後述する
高電圧発生装置４６から供給される高電圧は、エアモー
タ２４、回転軸３０を介して回転霧化頭３１に至り、該
回転霧化頭３１では半導電性膜３４に直接印加され、該
半導電性膜３４から塗料放出端縁３１Ｄに高電圧を供給
するようになっている。

【００３７】３５は回転霧化頭３１の外周面３１Ｂの軸
方向中間を囲むようにして塗装機本体２２の先端側に設
けられ、樹脂材料によって形成されたシェーピングエア
リングを示し、該シェーピングエアリング３５は外側エ
アノズル３５Ａと内側エアノズル３５Ｂとからなり、該
内側エアノズル３５Ｂは本体カバー２３に螺着されると
共に、外側エアノズル３５Ａを塗装機本体２２との間で
狭着している。また、該シェーピングエアリング３５の
先端側には、環状のエア噴出孔３５Ｃが形成され、該エ
ア噴出孔３５Ｃはシェーピングエア供給通路３６からの
エアが各エアチャンバ３７，３８等を介して供給され、
このエアをシェーピングエアとして回転霧化頭３１の塗
料放出端縁３１Ｄの近傍に噴出し、該回転霧化頭３１か
ら噴霧される塗料噴霧パターンを円形状に成形するもの
である。

【００３８】３９は回転軸３０内に同軸に設けられたフ
ィードチューブを示し、該フィードチューブ３９は外筒
４０と内筒４１とから２重チューブ構造となり、該内筒
４１の途中には後述する塗料弁４４の弁体４４Ｃが離着
座する弁座４１Ａが一体形成されている。

【００３９】４２は内筒４１内に形成された塗料通路
で、該塗料通路４２はその基端側が塗料パイプ６を介し
て色替弁装置７に接続され、先端側はハブ部材３３の塗
料供給面３３Ａに向けて開口している。また、該塗料通
路４２はその途中に設けられた塗料弁４４が開，閉弁す
ることにより、内部に収容した塗料をハブ部材３３に向
けて吐出するものである。

【００４０】４３は外筒４０と内筒４１との間に形成さ
れた溶剤通路を示し、該溶剤通路４３はその基端側が溶
剤供給配管を介して洗浄弁装置（いずれも図示せず）に
接続され、先端側は内筒４１の先端４１Ｂ側に向けて開
口している。また、該溶剤通路４３は、その途中に設け
られた後述の先端側洗浄弁４５が開，閉弁することによ
り、外部から供給されたシンナを内筒４１の先端４１Ｂ
に向けて噴射し、この先端４１Ｂに付着した前色塗料を
洗浄するものである。

【００４１】４４は常閉の塗料弁を示し、該塗料弁４４
は塗装機本体２２に設けられたアクチュエータ４４Ａ
と、基端側が該アクチュエータ４４Ａに連結され、先端
側が内筒４１に挿通された弁軸４４Ｂと、該弁軸４４Ｂ
の先端側に設けられ、内筒４１の弁座４１Ａに離着座す
る弁体４４Ｃとから構成されている。そして、該塗料弁
４４は常時は弁座４１Ａに着座して閉弁し、外部からの
制御エアがアクチュエータ４４Ａに給排させると、弁軸
４４Ｂを縮小させて弁体４４Ｃを内筒４１の弁座４１Ａ
から離座させ、塗料通路４２を開弁するものである。

【００４２】４５は同じく常閉の先端側洗浄弁を示し、
該先端側洗浄弁４５は塗装機本体２２に設けられたアク
チュエータ４５Ａと、基端側が該アクチュエータ４５Ａ
に連結され、先端側が溶剤通路４３内に挿通された弁軸
４５Ｂと、該弁軸４５Ｂの先端側に設けられ、溶剤通路
４３の途中を開，閉する弁体４５Ｃとから構成されてい
る。そして、該先端側洗浄弁４５は常時は溶剤通路４３
を閉弁状態とし、外部から制御エアが供給されることに
よって開弁して図示しない洗浄弁装置と溶剤通路４３と
の間を連通するものである。

【００４３】４６は塗装機本体２２の装置収容部２２Ｂ
内に収容された高電圧発生手段としての高電圧発生装置
を示し、該高電圧発生装置４６は、多倍圧回路からなる
高電圧発生回路と安全保証のための高圧用抵抗（いずれ
も図示せず）とから構成されている。また、該高電圧発
生装置４６の入力側はリード線を介して高圧電源（いず
れも図示せず）と接続され、出力側は電極板４６Ａを介
してエアモータ２４に接続されている。そして、該高電
圧発生装置４６は高圧電源から供給された電圧を所定の
高電圧に昇圧し、この高電圧をエアモータ２４から回転
軸３０を介して回転霧化頭３１に印加するものである。

【００４４】本実施例による静電塗装機２１は以上のよ
うに構成されるが、次にその作動について述べる。

【００４５】本実施例の静電塗装機２１においても、そ
の塗装作業においては従来技術の静電塗装装置とほぼ同
様にエアモータ２４によって回転霧化頭３１を高速回転
し、高電圧発生装置４６から高電圧を印加した状態で、
塗料弁４４を開弁することにより、塗料タンク内の塗料
は塗料通路４２を介して回転霧化頭３１に供給され、該
回転霧化頭３１で帯電霧化された塗料粒子は、静電界の
力をかりて被塗物に塗着する。

【００４６】ところで、本実施例においては、高電圧発
生装置４６から供給される高電圧は、エアモータ２４、
回転軸３０を介して回転霧化頭３１の半導電性膜３４に
印加される。この際、さらに該回転霧化頭３１の外周面
３１Ｂに形成された半導電性膜３４は、その後端３４Ａ
が回転軸３０と接触しているから該半導電性膜３４は直
接帯電して塗料放出端縁３１Ｄに印加される。

【００４７】そして、前記回転霧化頭３１を高速回転さ
せた状態で、塗料弁４４を開弁させることにより塗料通
路４２を介して供給された塗料は、該回転霧化頭３１の
回転によって内周面３１Ｃで拡散し、塗料放出端縁３１
Ｄで径方向外側に噴霧される。このとき、塗料放出端縁
３１Ｄには高電圧が印加されているから、放出される塗
料粒子を帯電させることができる。さらに、この放出さ
れた帯電塗料粒子はシェーピングエアリング３５から噴
出されるシェーピングエアによって塗料噴霧パターンと
して成形し、被塗物との間に形成された静電界の力をか
りて飛行して該被塗物に塗装を行うようになっている。

【００４８】然るに、本実施例の静電塗装機２１におい
ては、従来技術の回転霧化頭５とは異なり、回転霧化頭
３１自体を絶縁性樹脂材料で形成した上で、外周面３１
Ｂを成膜した半導電性膜３４によって大きな抵抗値を持
たせることにより、図４に示すように、絶縁樹脂により
形成された塗装機本体２２、本体カバー２３、軸受２６
およびモータ２４等の塗装装置を構成する部品の浮遊容
量Ｃを、回転霧化頭３１の外周面３１Ｂに成膜した半導
電性膜３４の各部分における抵抗Ｒ0 によって該外周面
３１Ｂに個々に分布される分布容量Ｃ0 に分け、該各分
布容量Ｃ0 と抵抗Ｒ0 により複数個のＬ型回路を構成の
ものとして考えることができる。

【００４９】ここで、静電塗装機２１が被塗物に異常接
近した場合には、回転霧化頭３１と被塗物との間の空気
による電気抵抗値Ｒが小さくなり、静電塗装機２１の各
部品による浮遊容量Ｃに蓄えられた電荷が一気に放電し
ようとする。

【００５０】しかし、本実施例では、回転霧化頭３１の
外周面３１Ｂに浮遊容量Ｃを分布させた分布容量Ｃ0 と
抵抗Ｒ0 により複数個のＬ型回路としているから、放電
時には塗料放出端縁３１Ｄ側に位置したＬ型回路中の分
布容量Ｃ0 から順次放電し、このとき各分布容量Ｃ0 に
蓄えられる電荷量は小さくなっていると共に、Ｌ型回路
を構成するＣ0 ，Ｒ0 の時定数により放電時間を抑制
し、一気に浮遊容量Ｃに蓄えられた電荷が放電するのを
防止することができる。なお、放電時における電流値は
着火エネルギに満たない程度に抑えることができる。

【００５１】この結果、静電塗装機２１と被塗物との間
に発生する放電エネルギを小さく抑えることができ、塗
料に着火する程のエネルギを放出するのを防止し、火花
放電による火災事故を防止できる。そして、静電塗装機
２１の安全性を確実に高め、信頼性を向上させることが
できる。

【００５２】次に、図５に本発明による第２の実施例を
示すに、本実施例においては、前述した第１の実施例と
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。

【００５３】然るに、本実施例の特徴は、回転霧化頭３
１の取付部３１Ａの後端位置において、半導電性膜５１
の後端５１Ａと回転軸３０外周との間には例えば２ｍｍ
程度以下、好ましくは１ｍｍ以下の隙間Δｄをもった空
気絶縁層５２を形成したことにある。

【００５４】本実施例はこのように構成されるが、半導
電性膜５１と回転軸３０外周面との間に１ｍｍ程度以下
の隙間Δｄからなる空気絶縁層５２を形成したから、該
空気絶縁層５２では気中放電を行うことになり、回転軸
３０側の高電圧はこの空気絶縁層５２を介して半導電性
膜５１へ印加されることになる。このため、回転霧化頭
３１の外周面３１Ｂにおける抵抗値は半導電性膜５１の
抵抗値と空気絶縁層５２の空中抵抗値の合計となり、図
４に示したように、分布容量Ｃ0 と共にＬ型回路をなす
抵抗Ｒ0 の抵抗値を大きくすることができる。これによ
り、各Ｌ型回路における時定数を大きくして、塗料放出
端縁３１Ｄ側から順次放電させるＬ型回路の放電時間を
抑制し、電流値を低く抑えることができる。この結果、
本実施例による回転霧化頭３１の外周面３１Ｂにおける
抵抗値は第１の実施例による半導電性膜３４のみの抵抗
値よりも大きくすることができ、瞬間的に発生する放電
エネルギを第１の実施例よりも小さくし、火花放電にお
ける火災事故を防止することができる。さらに、空気絶
縁層５２の隙間Δｄを調整することによってこの抵抗値
を容易に設定することができる。

【００５５】次に、図６に本発明による第３の実施例を
示すに、本実施例では、前述した第１の実施例と同一の
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。

【００５６】然るに、本実施例の特徴は、回転霧化頭３
１の取付部３１Ａの後端位置において、半導電性膜６１
の後端６１Ａと回転軸３０外周との間に２ｍｍ程度以
下、好ましくは１ｍｍ以下の隙間Δｄとなる空気絶縁層
６２と良導電体となる金属層６３とを形成したことにあ
る。

【００５７】このように構成する回転霧化頭３１におい
ても、前述した第１の実施例と同様の作用効果を得るこ
とができるものの、本実施例においては、空気絶縁層６
２の隙間Δｄを調整するとき金属層６３によって確実に
調整することができ、該空気絶縁層６２の気中抵抗を容
易に設定することができる。そして、第１の実施例によ
る半導電性膜３４の抵抗値よりも回転霧化頭３１の外周
面３１Ｂにおける抵抗値（半導電性膜６１の抵抗値と空
気絶縁層６２の気中抵抗値の合計）が管理し易く、この
抵抗値を適正に保つことができる。

【００５８】さらに、図７は本発明による第４の実施例
を示すに、本実施例の特徴は、回転霧化頭にディスク型
を用いたことにある。なお、本実施例では前述した第１
の実施例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。

【００５９】図中、７１は本実施例による絶縁性樹脂材
料によって形成されたディスク型回転霧化頭を示し、該
ディスク型回転霧化頭７１は基端側がエアモータ７２の
回転軸７３に取付けられる取付部７１Ａとなり、外周面
７１Ｂが取付部７１Ａから先端に向けて拡径し、その内
周面７１Ｃが塗料平滑面となり、先端側が内周面７１Ｃ
を介して拡散した塗料を噴霧する塗料放出端縁７１Ｄと
なっている。また、該塗料放出端縁７１Ｄには多数の凹
溝７１Ｅ，７１Ｅ，…が刻設されている。さらに、当該
回転霧化頭７１は回転軸７３の軸線上に螺着されたねじ
７４により取付部７１Ａを該回転軸７３に固定してい
る。

【００６０】７５は半導電性膜を示し、該半導電性膜７
５は回転霧化頭７１の取付部７１Ａから塗料放出端縁７
１Ｄにかけて外周面７１Ｂに形成されている。そして、
半導電性膜７５の後端７５Ａはねじ７４を介して回転軸
７３と電気的に接続されている。

【００６１】さらに、７６は回転霧化頭７１の内周面７
１Ｃに塗料を供給する塗料供給パイプを示す。

【００６２】このように構成される回転霧化頭７１にお
いても、回転軸７３の回転に追従して回転霧化頭７１も
高速回転せしめると共に、図示しない高電圧発生装置か
らの高電圧は回転軸７３を介して回転霧化頭７１に印加
される。さらに、回転霧化頭７１の内周面７１Ｃに供給
された塗料は、遠心力によって内周面７１Ｃから塗料放
出端縁７１Ｄに向けて拡散し、該塗料放出端縁７１Ｄに
刻設された各凹溝７１Ｅによって確実に塗料粒子として
噴霧される。そして、このときこれらの塗料粒子は半導
電性膜７５を介して塗料放出端縁７１Ｄに印加された高
電圧によって直接帯電される。

【００６３】そして、塗料放出端縁７１Ｄから放出され
た塗料粒子を半導電性膜７５の先端側で印加することが
でき、静電塗装を確実に行うことができる。

【００６４】さらに、第１の実施例で述べたように、被
塗物が異常接近した場合であっても、回転霧化頭７１の
外周面７１Ｂを覆う半導電性膜７５の抵抗値によって塗
装装置を構成する部品の浮遊容量を分布容量として抵抗
と共に分布させ、塗料放出端縁７１Ｄ側の分布容量に蓄
えられた電荷から順次放電させることにより、一気に放
電されていた電流値を抑え、放電エネルギを小さくし
て、火災事故を確実に防止できる。

【００６５】なお、前記第４の実施例においても、前述
した第２の実施例のように半導電性膜７５の後端７５Ａ
を回転軸７３（ねじ７４）との間に隙間を設け、空気絶
縁層を形成してもよく、第３の実施例のように半導電性
膜７５の後端７５Ａに導電体を設けてもよい。

【００６６】また、前記各実施例では、高電圧ケーブル
１０，過電流検出器１１および遮断スイッチ１２を省略
するものとして述べたが、本発明はこれに限らず、図８
の変形例に示すように、塗装機本体２２の外部に高電圧
発生装置８を設けると共に、過電流検出手段としての過
電流検出器１１，遮断スイッチ１２を設けてもよく、こ
の場合にはより火花放電を防止することができる。

【００６７】

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１の本発明に
よれば、回転霧化頭を絶縁性樹脂材料によって形成し、
該回転霧化頭の外周面には、取付部から塗料放出端縁に
かけて半導電性膜を形成したから、塗装装置を構成する
部品の浮遊容量を半導電性膜の各部分における抵抗によ
って分布容量とすることができ、回転霧化頭と被塗物と
が異常接近したときでも、塗料放出端縁側に位置した分
布容量から蓄えられた電荷が順次放電するため、浮遊容
量に蓄えられた電荷が一気に放電するのを抑制し、放電
エネルギを低く抑えることができる。この結果、放出電
流を制限して塗料が着火できるだけのエネルギが一気に
放出されるのを阻止し、火花放電を確実に防止でき、安
全性を高めることができる。

【００６８】請求項２の発明のように、前記回転霧化頭
の取付部後端位置では、半導電性膜と回転軸外周との間
に空気絶縁層を形成し、抵抗値は半導電性膜の抵抗値と
空気絶縁層の気中抵抗との合計となり、塗装装置を構成
する部品の浮遊容量を半導電性膜の各部分における抵抗
によって分布容量とすることができ、回転霧化頭と被塗
物とが異常接近したときでも、塗料放出端縁側に位置し
た分布容量から蓄えられた電荷が順次放電するため、浮
遊容量に蓄えられた電荷が一気に放電するのを防止して
火花放電を防止し、安全性を高めることができる。しか
も、半導電性膜の後端と回転軸との間の空気絶縁層の隙
間を調整することによりこの間に形成される抵抗値を容
易に設定することができる。

【００６９】請求項３の発明のように、前記回転霧化頭
の取付部後端位置では、半導電性膜と回転軸外周との間
に空気絶縁層と導電体とを形成することにより、抵抗値
は半導電性膜の抵抗値と空気絶縁層の抵抗値との合計と
なり、塗装装置を構成する部品の浮遊容量を半導電性膜
の各部分における抵抗によって分布容量とすることがで
き、回転霧化頭と被塗物とが異常接近したときでも、塗
料放出端縁側に位置した分布容量から蓄えられた電荷が
順次放電するため、浮遊容量に蓄えられた電荷が一気に
放電するのを抑制し、放電エネルギを低く抑えることが
できる。これにより、回転霧化頭と被塗物が異常接近し
たときでも、安全性を高めることができる。さらに、半
導電性膜の後端に設けた導電体によって空気絶縁層の隙
間を管理でき、該空気絶縁層の気中抵抗を一定に保つこ
とができる。

【００７０】請求項４の発明のように、前記回転霧化頭
の基端側から先端側までの抵抗値を、１０⁷ 〜１０⁹ Ω
の範囲内に設定することにより、高電圧発生手段から印
加される高電圧を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例による静電塗装機の要部を示す縦
断面図である。

【図２】図１中のベル型回転霧化頭および回転軸を拡大
して示す縦断面図である。

【図３】図２中のａ部を拡大して示す要部縦断面図であ
る。

【図４】第１の実施例における回転霧化頭と浮遊容量と
の関係を示す説明図である。

【図５】第２の実施例を示す図３と同様位置からみた縦
断面図である。

【図６】第３の実施例を示す図３と同様位置からみた縦
断面図である。

【図７】第４の実施例によるディスク型の回転霧化頭等
を示す縦断面図である。

【図８】第１の実施例による静電塗装装置の変形例を示
す構成図である。

【図９】従来技術による静電塗装装置の系統図である。

【図１０】従来技術における回転霧化頭と浮遊容量との
関係を示す説明図である。

【符号の説明】

２１静電塗装機２２塗装機本体２４エアモータ３０回転軸３１，７１回転霧化頭３１Ａ，７１Ａ取付部３１Ｄ，７１Ｄ塗料放出端縁３４，５１，６１，７５半導電性膜３４Ａ，５１Ａ，６１Ａ，７５Ａ後端４６高電圧発生装置（高電圧発生手段）５２，６２空気絶縁層６３金属層（導電体）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転軸を回転駆動するエアモータを内蔵
した塗装機本体と、外周面と内周面とからなるベル型ま
たはディスク型をなし、基端側が前記回転軸に取付けら
れる取付部となると共に、先端が内周面から拡散した塗
料を噴霧する塗料放出端縁となった回転霧化頭と、該回
転霧化頭に前記回転軸を介して高電圧を印加する高電圧
発生手段とからなる回転霧化頭型塗装装置において、前
記回転霧化頭は絶縁性樹脂材料によって形成し、該回転
霧化頭の外周面には該回転霧化頭の取付部から塗料放出
端縁にかけて半導電性膜を形成し、該半導電性膜の後端
を前記回転軸外周と接触させまたは微小隙間を有して離
間させる構成としたことを特徴とする回転霧化頭型塗装
装置。
【請求項２】前記回転霧化頭の取付部後端位置には、
前記半導電性膜と回転軸外周との間に空気絶縁層を設け
てなる請求項１記載の回転霧化頭型塗装装置。
【請求項３】前記回転霧化頭の取付部後端位置には、
前記半導電性膜と回転軸外周との間に空気絶縁層を設け
ると共に、前記半導電性層の後端に導電体を設けてなる
請求項１記載の回転霧化頭型塗装装置。
【請求項４】前記回転霧化頭の基端側から先端側まで
の抵抗値は、１０⁷〜１０⁹ Ωの範囲内に設定してなる
請求項１記載の回転霧化頭型塗装装置。