JPH09131551A - 回転霧化静電塗装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 噴霧頭の回転軸の正面部分への放電電流を平
均的に増加させることができ、塗料の塗着効率の向上を
図ることのできる回転霧化静電塗装装置を提供する。 【解決手段】 回転する噴霧頭を有し、かつ該噴霧頭の
前面上に塗料を供給する手段を備えた回転霧化塗装装置
において、該噴霧頭（２）が電気絶縁材料で構成され、
かつ該噴霧頭の後面側に、該噴霧頭の中心部側より噴霧
頭の後面形状に概略沿って外方に延長されてなる略帯状
パターンを有する電極を、該噴霧頭の回転軸回りに相互
に位相差を有するように複数本配置してなり、この複数
本の放電電極（８）が該噴霧頭と共に回転することを特
徴とする回転霧化静電塗装装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は回転霧化静電塗装装
置に関し、特に、噴霧頭の回転軸の正面部分への放電電
流を平均的に増加させることができる構造を有する回転
霧化静電塗装装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】静電塗装法は、アースした被塗物を陽
極、塗装装置を陰極とし、これに負の高電圧を与えて両
極間に静電界をつくり、噴霧した塗料粒子を負に帯電さ
せて、反対極である被塗物に効率よく塗料を吸着させる
方法である。被塗物を陽極、塗装装置を陰極にしている
のは、その逆の場合に比べて火花放電に移行しにくいと
いう安全に対する実用上の理由に基づくものである。

【０００３】静電塗装装置は大別して、２つのタイプに
区別することができ、１つは回転および静電気の力で塗
料を微粒化し、塗料粒子を静電引力で被塗物に吸着させ
る回転霧化静電塗装装置であり、もう１つは圧縮空気の
力、あるいは高い塗料圧力などの機械的な力によって塗
料の微粒化を行ない、微粒化された塗料に電荷を与え
て、静電引力で被塗物に吸着させるガンタイプの装置で
ある。

【０００４】回転霧化静電塗装装置は、回転する金属製
のカップ（「ベル」と称される場合もある。）、ディス
ク等の噴霧頭の遠心力によって塗料を霧化させ、しかも
このような金属製の噴霧頭に塗料の帯電および静電場を
形成するための高電圧を印加する方式とすることが一般
的である。従って、この金属製のカップは塗料を霧化す
る機能と同時に、被塗物との間に静電界を維持する機能
等を同時に満たすという非常に優れたものであり、高い
塗着効率を発揮する塗装装置として知られている。

【０００５】図１０は、従来の回転霧化静電塗装装置の
一例における先端部構造を概略示す断面図である。

【０００６】この装置において、装置内部に組込まれた
モーターの中空シャフト２１の先端部には、金属製カッ
プ２２が固定されており、一方中空シャフト２１の内部
には図示しない塗料ポンプに連通する塗料ノズル２３が
配してあり、その先端開口部は金属製カップ２２内部に
位置し、カップ２２の前面側中央部位に開口する塗料出
口孔２４（多数の細孔が環状に配されている。）に連通
している。また前記カップ２２の後面側には、前記中空
シャフト２１の外周を定間隔をもって囲繞するエアーリ
ング２５が取付けられており、このエアリング２５内部
には、カップ２２の後面に対向する先端面に開口する数
多くのエア出口孔２６と、側面側に開口するエア導入口
２７とを結ぶリング状マニホールドが形成されており、
このエア導入口２７は図示しないエア供給ポンプに連通
している。また、前記中空シャフト２１は、図示しない
高電圧発生装置がケーブル等により電気的に接続され、
中空シャフト２１と導通するカップ２に所定の印加電圧
を負荷できるようになっている。

【０００７】この装置において、塗料は、カップの回転
軸の中心に位置する塗料ノズル２３を通って、塗料出口
孔２４からカップ２３前面（カップ内面）に供給され
る。このカップ２３はモーターによって高速回転されて
いるために、カップ前面に供給された塗料は遠心力によ
ってカップ前面を伝って薄く引伸ばされ、カップ外周縁
部へと向い、カップ外周縁部から霧状に放出される。放
出された塗料粒子は、エアーリング２５のエア出口孔２
６より噴出されるパターン調節用エアによって所望のパ
ターンにコントロールされ被塗物方向に運ばれる。一
方、金属製カップには高電圧が印加されているためにカ
ップ先端から被塗物に向ってコロナ放電が行われてい
る。上記塗料粒子にはカップに接触することによって得
られる帯電のほかにコロナ放電によって更に帯電され、
このように帯電された塗料粒子はクローン力によって効
率良く被塗物に付着する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の回転
霧化静電塗装装置においては、従来、上記したように金
属製、例えば、クロム鋼、ステンレス鋼、アルミニウム
合金などにより形成された噴霧頭を有しており、これが
放電電極としても作用するものであることから、一見す
ると合理的な機構であるように考えられるものであっ
た。

【０００９】しかしながら、本発明者の検討結果によれ
ば、このように金属製の噴霧頭を有する回転霧化静電塗
装装置においては、放電電流量の調節が出来ず、塗着効
率のさらなる向上が困難であることが判明した。すなわ
ち、このような金属製噴霧頭を有する従来の回転霧化静
電塗装装置において塗料を霧化するとコロナ放電による
電流が減少するという現象が見られるものであった。こ
れは霧化された塗料粒子が静電遮蔽効果を有するためで
あると考えられる。

【００１０】従って本発明は、改良された回転霧化静電
塗装装置を提供することを目的とする。本発明はまた、
噴霧頭の回転軸の正面部分への放電電流を平均的に増加
させることができ、塗料の塗着効率の向上を図ることの
できる回転霧化静電塗装装置を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記した
ような従来装置における問題点を解決するために鋭意研
究を行なった結果、噴霧頭を電気絶縁性の材質により構
成し、かつ放電電極をこの電気絶縁性の噴霧頭の後面に
配することで、導電性材質により構成した噴霧頭を用い
る場合と比較して、金属製塗料霧化時におけるコロナ放
電電流を増加させることができることを見い出し、さら
に前記電極の形状を工夫することにより被塗物への放電
電流の分布パターンが平均化され、特に噴霧頭の回転軸
の正面部分への放電電流を増加させることができること
を見い出したことにより本発明に至ったものである。

【００１２】すなわち、上記課題を解決する本発明は、
回転する噴霧頭を有し、かつ該噴霧頭の前面上に塗料を
供給する手段を備えた回転霧化塗装装置において、該噴
霧頭が電気絶縁材料で構成され、かつ該噴霧頭の後面側
に、該噴霧頭の中心部側より噴霧頭の後面形状に概略沿
って外方に延長されてなる略帯状パターンを有する電極
を、該噴霧頭の回転軸回りに相互に位相差を有するよう
に複数本配置してなり、この複数本の放電電極が該噴霧
頭と共に回転することを特徴とする回転霧化静電塗装装
置である。

【００１３】本発明の回転霧化静電塗装装置は、回転す
る噴霧頭を有し、かつ該噴霧頭の前面上に塗料を供給す
る手段を備えた回転霧化塗装装置において、該噴霧頭が
電気絶縁材料で構成され、かつ該噴霧頭の後面側に、該
噴霧頭の中心部側より噴霧頭の後面形状に概略沿って外
方に延長されてなる略帯状パターンを有する電極を、該
噴霧頭の回転軸に対して対称に複数本配置してなり、こ
の複数本の放電電極が該噴霧頭と共に回転することを特
徴とするものである。

【００１４】本発明は、前記噴霧頭がカップ状のもので
ある回転霧化静電塗装装置を示すものである。

【００１５】本発明はまた、前記放電電極が、前記噴霧
頭の後面に密着した導電性材料で構成されていることを
特徴とする回転霧化静電塗装装置を示すものである。

【００１６】本発明はさらに、前記放電電極が該噴霧頭
の外周縁部まで延長されて配設されていることを特徴と
する回転霧化静電塗装装置を示すものである。

【００１７】本発明においてはさらに、前記複数の放電
電極が、互いに独立した１０ＫΩ〜５００ＭΩの抵抗を
介して共通の高電圧発生装置に接続されていることを特
徴とする回転霧化静電塗装装置が示されるものである。

【００１８】本発明の回転霧化静電塗装装置において
は、前記複数の放電電極の本数が１２本以下であり、特
に６本もしくは２本であることが望ましい。

【００１９】また、本発明の回転霧化静電塗装装置にお
いては、前記放電電極の先端部の幅が、前記噴霧頭の直
径の１／５以下である回転霧化静電塗装装置が示される
ものである。

【００２０】さらに上記課題は、回転霧化静電塗装装置
の先端部に設けられる回転噴霧頭であって、該噴霧頭の
本体部が電気絶縁材料で構成され、かつ該噴霧頭本体部
の後面側に設けられる該噴霧頭本体部と共に回転する放
電電極が、該噴霧頭の中心部側より噴霧頭の後面形状に
概略沿って外方に延長されてなる略帯状パターンを有
し、かつ該噴霧頭の回転軸複数本設けられていることを
特徴とする回転噴霧頭によっても達成される。

【００２１】

【作用】上記したような構成を有する本発明に係る回転
霧化静電塗装装置を用いて塗装を行なった場合において
は、金属製の噴霧頭を有する従来の回転霧化静電塗装装
置を用いた場合に比較して、（１） 塗料を霧化してい
る場合でのコロナ放電電流が増加する、（２） 被塗物
への放電電流の分布パターンがかなり平均化され、特に
噴霧頭の回転軸の正面部分への放電電流が増加する、と
いう現象が見られ、これによって塗料の塗着効率の向上
が図られるものである。

【００２２】なお、上記（１）の現象は、金属製の噴霧
頭、すなわち全体が導電性である噴霧頭を用いた場合に
比較して、噴霧頭が電気絶縁材料で構成され、かつ該噴
霧頭の後面側に、電極を配したことによる特有の作用に
起因するものであると考えられる。さらに、この電極
を、円筒もしくは円盤状などというように、噴霧頭の回
転軸周りの全周方向に（すなわち、噴霧頭の後面全面的
に）形成せず、局部的に形成する、より詳しくは、該噴
霧頭の中心部側より噴霧頭の後面形状に概略沿って外方
に延長されてなる略帯状パターンの電極を、噴霧頭の回
転軸回りに相互に位相差を有するように複数本配置する
ことにより、さらに上記（２）の現象が生じるものと考
えられるものである。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施態様に基づき
より詳細に説明する。

【００２４】本発明に係る回転霧化静電塗装装置は、従
来の回転霧化静電塗装装置における金属製の噴霧頭に代
えて、絶縁性材料により構成された噴霧頭を有し、かつ
この後面側に以下に述べるような所定形状の放電電極を
配置した以外の点については、本質的に従来の回転霧化
静電塗装装置に変わる点はない。従って、本発明は、従
来知られる各種の態様の回転霧化静電塗装装置のいずれ
に関しても、上記のごとき改良を加えるのみで適用可能
である。

【００２５】本発明に係る回転霧化静電塗装装置におい
て用いられる噴霧頭は、絶縁性材料により構成されてな
るものである。噴霧頭を構成する絶縁性材料としては、
使用される塗料組成物、特に溶剤等に対して十分な耐性
を有しかつ絶縁性のものであれば特に限定されるもので
はなく、使用される塗料組成物の種類によっても左右さ
れるが、例えば、ポリカーボネート；ナイロンなどのポ
リアミド；ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオ
レフィン；ポリスチレン；ＡＢＳ樹脂；ポリエチレンテ
レフタレート；ポリブチレンテレフタレート；硬質塩化
ビニル系樹脂；ポリ（メタ）アクリル系樹脂；ポリアセ
タール；変性ポリフェニレンオキサイド；ポリフェニレ
ンサルファイド；ポリスルホン；ポリエーテルスルホ
ン；ポリイミド；ポリエーテルケトン、ポリエーテルエ
ーテルケトンなどのケトン系ポリマー；ポリクロロトリ
フルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフ
ルオロプロピレン共重合体、ポリフッ化ビニリデンなど
のフッ素系ポリマー；エポキシ樹脂；不飽和ポリエステ
ル樹脂；フェノール樹脂；メラミン樹脂などといった各
種の合成樹脂（さらにこれらのガラス繊維等の絶縁性充
填剤による強化物、これらのポリマーアロイ、積層体な
どを含む。）によって構成されることができる。あるい
は、アルミナ、ベリリア、ジルコン、ムライト、ステア
タイト、ホルステライト、酸化珪素、窒化珪素、窒化ホ
ウ素などのセラミックス；石英ガラスなどといった絶縁
性無機材料により構成することも可能である。もちろん
これらの合成樹脂と無機材料との複合ないし積層体によ
り構成することも可能であり、さらにその外表面側の電
気絶縁性が十分に保たれている限りにおいて補強等を目
的として内部に金属、カーボン等の導電性材料を使用す
ることも可能である。これらの絶縁性材料のうち、耐久
性、機械的強度ならびに経済性等を考慮すると、例え
ば、ポリエーテルエーテルケトンなどが特に好ましい材
質である。

【００２６】なお、このような絶縁性材料により構成さ
れる噴霧頭の形状としては、特に限定されるものではな
く、対称とする被塗物の形状等の塗装形態に応じて、従
来の金属製噴霧頭として公知の形状と同様のものとする
ことができる。従来知られる噴霧頭の形状としては、カ
ップ型（ベル型）、ディスク型などがあり、さらにカッ
プ型のものとしては、標準的な大きさを有する標準型ベ
ル、小型化され高回転数で用いられるミニベル、色変え
を容易としたカラーチェンジベルなどが、またディスク
型のものとしては、ディスクがほぼフラットな標準型デ
ィスク、ディスク中央部に塗料だまりがあるウェルフィ
ード型などが知られているが、本発明に係る回転霧化静
電塗装装置において用いられる噴霧頭は、上記したよう
な絶縁性材料により構成されているものである限りにお
いて、その形状は上記したような公知のいずれのもので
あってもよい。なお、後述する具体的実施例において
は、カップ型の噴霧頭のもののみを示しているが、ディ
スク型などのその他の形状のものでも同様の効果が期待
できるものである。

【００２７】一方、本発明に係る回転霧化静電塗装装置
において、このような噴霧頭の後面には、噴霧頭と共に
回転する放電電極が設けられるが、この放電電極は、噴
霧頭の後面に直接接触させて形成することも、あるいは
噴霧頭の後面より所定距離、例えば、１〜１０ｍｍ程度
の距離を離間させて別体的に形成することも可能であ
る。

【００２８】噴霧頭の後面に直接接触させて形成する態
様における場合、特に限定されるものではないが、例え
ば、導電性塗料、金属蒸着膜、導電性金属酸化物の蒸着
膜、無電解メッキ膜、スパッタ膜、ＣＶＤ膜等によって
放電電極を形成することが可能である。もちろん金属薄
板を貼着するといった態様も採用可能である。このう
ち、特に導電性塗料を用いるとコスト的に安価にかつ施
工性も容易に所定形状の電極を形成することができる。
導電性塗料組成物における、導電性フィラーとしては、
カーボン粒子、銀粒子などの既存のもので良く、また樹
脂成分としては、例えばエポキシ系、フッ素系等の耐溶
剤性に優れたものであることが望ましいが、直接シンナ
ー等の溶剤のかかる部位ではないために極度に高い耐溶
剤性は必要とされず、公知の各種のものを用いることが
可能である。

【００２９】また、別体的に放電電極を形成する場合
は、例えば、鋼、ステンレス鋼、クロム鋼、アルミニウ
ムないしアルミニウム合金、銅などといった各種の金属
の薄板を所定形状に加工したもの、鋳造物等によって放
電電極を作成することができる。さらに、所定形状とな
した任意の芯材の実質的全表面を金属薄膜などの導電性
皮膜で覆うことにより放電電極を作成するといったこと
も可能である。

【００３０】しかして、このような放電電極は、少なく
とも前記噴霧頭の回転軸回りの全方向に広がるように
（すなわち、噴霧頭の後面全面的に）形成されたもので
あってはならず、中心部側よりある特定の複数方向のみ
に局部的に延長された形態を有する必要がある。

【００３１】すなわち、本発明においては、前記噴霧頭
の中心部側より噴霧頭の後面形状に概略沿って外方に延
長されてなる略帯状パターンを有する放電電極が、該噴
霧頭の回転軸回りに相互に位相差を有して複数本配置さ
れたものとする。

【００３２】ここで、本明細書における「略帯状パター
ンを有する放電電極が複数本存在する」とは、『略帯状
の導電体ないし導電膜により形成された放電電極が相互
に独立して複数個の存在する』という厳密な意味のみに
介されるべきではなく、『各放電電極の幅の狭い先端
部、すなわち、放電端が相互に独立して複数存在し、こ
の先端部位に至るある程度の長さ部分の輪郭線が、中心
部（噴霧頭の回転軸）側よりこの先端部に収束ないし指
向するものであれば、中心部側に位置する各電極の高電
圧発生源との接続側は、必ずしも相互に独立したもので
なくともよい』という意味合いを有するものである。す
なわち、当該複数の放電電極とは、コロナ放電に関する
電気的作用として、電界集中が生じる幅の狭い放電端が
回転方向に相互に離間されて複数存在していることを意
味し（ただし、実際には、コロナ放電がこのような放電
端部のみにおいてしか発生しないというものではな
い。）、当該複数の放電電極を構成する導電体ないし導
電膜自体は、後述する実施例に関して図示する図２およ
び図４に示すように、一体的なものであってもよい。よ
り端的に言えば、この放電端近傍部位のみを電気的な
「放電電極」としてとらえ、それよりも中心部側は高電
圧発生源との単なる導通部と解釈するものである。もち
ろん、各略帯状の導電体ないし導電膜が全く独立したも
のであってもよい。

【００３３】さらに「略帯状パターン」という用語に関
しても、電界集中が生じやすいようなある程度幅の狭い
先端部を有するものであり、かつ途中に極端なエッジ部
を有しないものであれば、必ずしも同一幅で延長されて
いくような形状のみを意味するものでなく、直線的ある
いは曲線的に漸次縮幅されていくような形状も含むもの
であり、また中心部側から半径方向に直線的に延ばされ
た形状のもののみならず円弧状などといったある程度曲
線的なものも含み得るものである。なお、このうち特
に、放電電極の先端部への電界集中がより安定して生じ
やすいため、先端部へ向い漸次縮幅されていくような形
状のものが特に好ましい。

【００３４】さらに、本発明に係る回転霧化静電塗装装
置において、このような複数本の放電電極は、好ましく
は噴霧頭の回転軸に対して対称に配置されたものである
ことが望ましい。つまり、噴霧頭の後面を平面的（円と
して）に見た場合に、各放電電極は、この円の中心点と
円上のある一点とを結ぶ線を中心として左右一定幅の領
域にのみ存在し、かつこのような略帯状の各放電電極が
軸対称となる、例えば、放電電極が２本の場合、各放電
電極は相互にほぼ１８０°回転した位置に存在し、放電
電極が３本の場合、各放電電極は相互にほぼ１２０°回
転した位置に存在し、放電電極が４本の場合、各放電電
極は相互にほぼ９０°回転した位置に存在する…といっ
た状態で複数本存在するものである。このように噴霧頭
の回転軸に対して対称に配置すれば、噴霧頭およびこの
放電電極の回転により、回転軸まわりのどの方向におい
ても同じ間隔ごとに、放電電極が回ってくることとな
り、噴霧頭の回転軸回りにより均一な放電電界を形成で
きる。

【００３５】この放電電極の本数としては、２〜１２
本、特に６本もしくは２本であることが望ましい。電極
本数が１２本よりも多くなると、金属製噴霧頭を用いた
場合あるいは絶縁性噴霧頭の後面全面を覆う円筒もしく
は円盤状などといった形状の放電電極を設けた場合とい
うように前記噴霧頭の回転軸回りの全方向に延長された
面を有する放電電極を設けた場合と比較して、特に有利
な効果が見い出せなくなるためである。また放電電極の
本数として１本のみを排除する理由は、１本の場合に
は、前記噴霧頭の回転軸回りの全方向に延長された面を
有する放電電極を設けた場合と比較して、放電電流が減
少する虞れが大きいためである。

【００３６】また、本発明において、このような放電電
極の先端部は、該噴霧頭の外周縁部まで延長されている
ことが望ましい。先端部が噴霧頭の外周縁部よりもかな
り手前側（中心部側）で終っていると、霧化される塗料
粒子を十分に帯電させることが困難となり、かつ噴霧頭
前面に形成される放電領域の直径が小さくなってしまう
ためである。

【００３７】また放電電極の先端部の幅は、特に限定さ
れるものではないが、噴霧頭の直径の１／５以下、より
好ましくは０．５〜５ｍｍ程度とすることが望ましい。
先端部の幅が必要以上に広いものであると、被塗物への
放電電流の分布パターンの平均化が期待できなくなる虞
れがあるためである。

【００３８】本発明においてはさらに、前記複数の放電
電極が、互いに独立した１０ＫΩ〜５００ＭΩの抵抗を
介して共通の高電圧発生装置に接続されていることが望
ましい。各電極と高電圧発生装置との間に独立した抵抗
を介することが望ましいのは、１つの電極で発生したコ
ロナ放電電流のために電位降下が起り、他の電極ではコ
ロナ放電が十分に発達しない可能性を排除するためであ
る。このような条件は、例えば、体積固有抵抗が１０Ｋ
Ωｃｍ〜５００ＭΩｃｍ程度の導電性塗料を薄膜に塗布
して前記複数の放電電極を形成する導電膜を作成するこ
とにより容易に達成することができる。

【００３９】なお、本発明に係る回転霧化静電塗装装置
において、上記したような噴霧頭および放電電極の構成
に係る部分以外については、従来知られる回転霧化静電
塗装装置における各種の態様のいずれをも用いることが
でき、例えば、噴霧頭および放電電極を回転させるモー
ターとしては、電力による電動モーター、空気圧による
エアモーターなどのいずれを使用することができ、高電
圧発生装置としてもこのような駆動方式に応じた適当な
電圧を発生し得る任意の装置を用いることができる。ま
た、塗料供給系としても、水系、有機溶剤系、ハイソリ
ッド型、２液性ハイソリッド型などといった対象とする
塗料の種類に応じて、適当な容量、吐出量を有するポン
プ、例えばギアポンプなどを使用し、さらに適宜、ポン
プ回転数を遠隔制御する駆動装置、スタティックミキサ
ーなどのミキシング装置等を使用することが可能であ
る。また、スパークガードシステム、装置の監視および
異常時の急停止を行なう制御装置、定電圧装置、消火設
備などといった安全装置、その他、各種絶縁部品および
防爆部品の使用としても従来公知の各種態様を採用し得
る。また噴霧頭より噴霧される塗料流のパターンを調節
するパターン調整用エア機構等を備えていても良い。さ
らに本発明に係る回転霧化静電塗装装置は、上向き、水
平、下向きといったいずれの方向への塗料噴霧形式にも
適用可能であり、設置方式としても固定式、レシプロケ
ート式などのいずれの方式にも採用することが可能であ
る。

【００４０】また本第２発明に係る回転噴霧頭は、回転
霧化静電塗装装置の先端部に設けられる回転噴霧頭であ
って、該噴霧頭の本体部が電気絶縁材料で構成され、か
つ該噴霧頭本体部の後面側に設けられる該噴霧頭本体部
と共に回転する放電電極が、該噴霧頭の中心部側より噴
霧頭の後面形状に概略沿って外方に延長されてなる略帯
状パターンを有し、かつ該噴霧頭の回転軸複数本設けら
れていることを特徴とするものであり、上記第１発明に
係る回転霧化静電塗装装置において述べた、噴霧頭と放
電電極との組合せと、本質的に同一のものである。従っ
て、その詳細については説明を省略するが、このような
本第２発明に係る回転噴霧頭は、従来の回転霧化静電塗
装装置において、取付けられた金属製噴霧頭と取替える
のみで、使用することが可能であり、実質的に他の部位
に変更を加えることなく、既存の装置にて、容易に、コ
ロナ放電電流の増加、分布パターンの平均化を達成する
ことができ、塗着効率の改善が図れるものである。

【００４１】

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに具体的に
説明する。

【００４２】図１は、本発明に係る回転霧化静電塗装装
置の一実施例における先端部構造を概略示す断面図、図
２は同実施例におけるカップの背面図、図３は同実施例
におけるカップの前面図である。

【００４３】図１〜３に示す実施例の装置において、装
置内部に組込まれたモーターの中空シャフト１の先端部
には、樹脂製カップ２が固定されており、一方中空シャ
フト１の内部には図示しない塗料ポンプに連通する塗料
ノズル３が配してあり、その先端開口部は樹脂製カップ
２内部に位置し、カップ２の前面側中央部位に開口する
塗料出口孔４（多数の細孔が環状に配されている。）に
連通している。また前記カップ２の後面側には、前記中
空シャフト１の外周を定間隔をもって囲繞するエアーリ
ング５が取付けられており、このエアリング５内部に
は、カップ２の後面に対向する先端面に開口する数多く
のエア出口孔６と、側面側に開口するエア導入口７とを
結ぶリング状マニホールドが形成されており、このエア
導入口７は図示しないエア供給ポンプに連通している。
しかして、この実施例においては、樹脂製カップ２の後
面に、導電性塗料により、図２に示すような形状を有す
る導電性皮膜８が形成されており、これによって、噴霧
頭の回転軸に対称に２本の放電電極が形成されている。
なお、この導電性皮膜８は、図２および図３から明らか
なように、カップ２の外周縁部に至るまで形成されてお
り、従って、相互に約１８０°の位相差を有する２本の
放電電極の先端部は、カップ２の外周縁部に存在してい
る。なお、この放電電極の先端部の幅は、カップの外径
の１／２５とされている。

【００４４】一方、前記導電性皮膜８は、カップ２の中
心部側において、前記中空シャフト１の先端部を挿入す
るカップ２中央部に設けられた挿通口９の周面全体にも
存在し、中空シャフト１と電気的に接続されている。前
記中空シャフト１は、図示しない高電圧発生装置がケー
ブル等により電気的に接続されているため、この中空シ
ャフト１と導通する導電性皮膜８、すなわち２本の放電
電極に印加電圧を負荷できるようになっている。

【００４５】この装置において、塗料は、カップの回転
軸の中心に位置する塗料ノズル３を通って、塗料出口孔
４からカップ３前面（カップ内面）に供給される。この
カップ３はモーターによって高速回転されているため
に、カップ前面に供給された塗料は遠心力によってカッ
プ前面を伝って薄く引伸ばされ、カップ外周縁部へと向
い、カップ外周縁部から霧状に放出される。放出された
塗料粒子は、エアーリング５のエア出口孔６より噴出さ
れるパターン調節用エアによって所望のパターンにコン
トロールされ被塗物方向に運ばれる。一方、樹脂製カッ
プ裏面に設けられた導電性皮膜８によって形成された放
電電極には高電圧が印加されているために、カップの外
周縁部の２箇所に存在する各放電電極の先端からは、ほ
ぼ定常的に、被塗物に向ってコロナ放電が行われおり、
カップの回転と同時にこの放電電極も回転しているた
め、カップ回りの全周域において被塗物へと向う放電流
が形成される。なお、コロナ放電が発生する箇所が実質
的に前記放電電極の先端部（カップ外周縁部の相互に１
８０°位相を有する２箇所）のみに限定され、かつこの
放電電極は回転しているために、マクロ的な時間を通し
てみると、カップ前面に形成される放電電流の分布パタ
ーンは平均化されることとなる。

【００４６】カップ外周縁部で霧化された前方空間へと
飛び出した塗料粒子は、このコロナ放電によって帯電さ
れ、このように帯電された塗料粒子はクローン力によっ
て効率良く被塗物に付着する。

【００４７】図４は本発明の別の実施例に係るカップの
背面図である。この実施例においては、６本の放電電極
を形成するように、図示するごとく、カップ後面に形成
された導電性皮膜８の形成パターンを変更した以外は、
前記図１〜３に示す実施例と同様の構成を有するもので
ある。すなわち、この実施例においては、導電性皮膜
は、カップ２の中心部側において、カップ２中央部に設
けられた挿通口９の周面全周を囲繞し、これより相互に
約６０°の位相差を有するカップ２の外周縁部の６つの
位置に向って、漸次縮幅しながら放射状に伸びた形状を
有している。

【００４８】上記図２および図４においては、それぞれ
２本および６本の電極を有する構成例を示したが、他の
本数でも同様に構成することができる。なお、上記実施
例においては、複数の電極を構成する導電性皮膜が、カ
ップ中央部、すなわち中空シャフトないし高電圧発生装
置との接続側においては、各電極ごとに分離しておらず
一体となっているが、この接続側においても各電極ごと
に分離させ、電極の本数に対応する複数の独立した皮膜
を形成することも可能である。

【００４９】図５は、電極本数の違いによる被塗物への
コロナ放電の電流密度の違いを示すものである。測定法
は、カップ（直径５０ｍｍ）の正面に半径３００ｍｍの
金属製円盤を絶縁支持して設置し（カップとの距離２０
０ｍｍ）、この円盤を電流計を介して設置し、コロナ放
電によって流れる電流値を円盤の単位面積当りに換算し
たものである。なお、樹脂製カップの後面に設けられる
放電電極は、上記実施例におけるように、導電性塗料皮
膜により形成した。本発明に係る放電電極が２、３、
６、１２本の場合は、各放電電極がカップの回転軸に対
称となるように配置し、また放電電極が１本の場合は、
カップ中心部から半径方向の１方向のみに延長された電
極構成とした。さらに比較のために、同一形状を有する
従来の金属製カップを用いた場合についても同様な測定
を行なった。図５において、「全面」とあるのは、この
金属製カップを用いた場合である。図５からも明らかな
ように、２〜１２本の電極本数では被塗物への電流量が
増えており、本発明の効果が分る。特に２本と６本の場
合における電流量の増加は顕著である。本発明において
１本のみの電極を排除する理由はこの測定結果からも明
らかで、１本の電極では金属製カップに代表される全面
電極よりも放電電流が少ないためである。

【００５０】図６は、電極本数の違いによるカップ正面
への放電電流のうち、カップの回転軸の周囲半径１００
ｍｍ以内に到達する放電電流値を示すものである。測定
には、半径１００ｍｍの円盤をカップ正面に絶縁支持し
て設置し、この円盤を電流計を介して設置し、コロナ放
電によって流れる電流値を円盤の単位面積当りに換算し
たものである。またコロナ放電の分布形状が電極の形状
によって影響されるのを防ぐために、その周囲の同一面
上に内半径１０５ｍｍ、外半径３００ｍｍの円環状盤を
設置して、ガード電極として用いた。その他の条件は図
６と同様である。 図６に示されるように、カップ正面
への放電電流は１本電極を除き、電極本数が少ないほど
多くなる傾向が見られた。また、１２本を越える電極本
数と全面電極ではあまり放電電流量の差がないため、加
工の手間等を考慮すると１２本を越える電極を設定する
利点はない。

【００５１】さらに、図７は、回転霧化静電塗装装置に
おいて塗装を行なった場合における放電電流密度と塗着
効率との関係を示すものである。この図から放電電流が
多いほど塗着効率が高くなることが分かり、本発明に係
る構成を有する回転霧化静電塗装装置によれば、放電電
流が増大し、塗着効率が向上することが明らかである。

【００５２】さらに、図８は、本発明に係る回転霧化静
電塗装装置の別の実施例における先端部構造を概略示す
断面図、図９は同実施態様における放電電極の正面図で
ある。 この実施例は、樹脂製カップ２の後面側に設け
る放電電極として、カップ２とは別体的に形成された金
属製の放電電極板１８を有するものであり、その他の構
成は前記図１〜３に示す実施例と同様のものである。な
お、図９において各部材に付した符号のうち、図１にお
ける符号と同じものは、図１におけるものと同じ部材を
示すものである。

【００５３】すなわち、この実施例においては、装置内
部に組込まれたモーターの中空シャフト１の先端部に固
定された樹脂製カップ２の後面側において、金属製電極
板１８が、その中央部に設けられた開口部に中空シャフ
ト１を挿通し固定されている。この金属製電極板１８
は、図９に示すように、中央部に設けられた開口部の全
周を囲繞する環状の部位より、相互に約６０°の位相差
を有する６つの方向に向って、漸次縮幅しながら外方に
延ばされた部位を有するものであり、また、その面は、
図９に示すようにカップ２の後面形状にほぼ沿うもので
あり、前記６つの方向に存在する最大長部分（先端部）
は、カップの外周縁部近傍に位置するものとされてい
る。従って、この実施例における放電電極の形状は、図
４に示す導電膜で形成された電極の場合とほぼ同じもの
である。

【００５４】この実施例におけるように、放電電極を、
カップ（噴霧頭）とは別体的に形成した場合、その形
状、特に電極本数が同一であれば、導電性塗料等を用い
てカップ後面に被着して放電電極を形成した場合と、放
電電流に関する特徴はほぼ同一のものとなるが、この場
合には放電位置をカップとは独立に設定できるという利
点がある。

【００５５】

【発明の効果】以上述べたように本発明は、回転する噴
霧頭を有し、かつ該噴霧頭の前面上に塗料を供給する手
段を備えた回転霧化塗装装置において、該噴霧頭が電気
絶縁材料で構成され、かつ該噴霧頭の後面側に、該噴霧
頭の中心部側より噴霧頭の後面形状に概略沿って外方に
延長されてなる略帯状パターンを有する電極を、該噴霧
頭の回転軸回りに相互に位相差を有するように複数本配
置してなり、この複数本の放電電極が該噴霧頭と共に回
転することを特徴とする回転霧化静電塗装装置であるか
ら、塗料霧化時におけるコロナ放電電流を増加させるこ
とができ、また被塗物への放電電流の分布パターンが平
均化され、特に噴霧頭の回転軸の正面部分への放電電流
を増加させることができるので、静電塗装における塗着
効率を向上させることができるものである。

【００５６】さらに、本発明において、前記略帯状パタ
ーンを有する複数本の電極を、該噴霧頭の回転軸に対し
て対称に配置すると、より安定した放電電流の分布パタ
ーンが得られ、より均一な塗装が行なえるものである。

【００５７】本発明において、前記放電電極を、前記噴
霧頭の後面に密着した導電性材料で構成すると、コスト
的に安価にかつ施工性も容易に所定形状のものとするこ
とができる。

【００５８】本発明において、前記放電電極が該噴霧頭
の外周縁部まで延長されて配設されていると、霧化され
る塗料粒子を十分に帯電させることができ、かつ噴霧頭
前面に形成される放電領域を安定かつ十分な大きさのも
のとすることができる。

【００５９】本発明においてはさらに、前記複数の放電
電極が、互いに独立した１０ＫΩ〜５００ＭΩの抵抗を
介して共通の高電圧発生装置に接続されていると、１つ
の電極で発生したコロナ放電電流のために電位降下が起
り、他の電極ではコロナ放電が十分に発達しないといっ
た問題が生じる虞れがなく、より安定したコロナ放電電
流を得ることができる。

【００６０】また本発明において、前記複数の放電電極
の本数が６本もしくは２本であると、より良好なコロナ
放電電流の増加が期待できるものとなる。

【００６１】また本発明において、前記放電電極の先端
部の幅が、前記噴霧頭の直径の１／５以下であると、放
電電流の分布パターンがより平均化されるものである。

【００６２】さらに本発明は、回転霧化静電塗装装置の
先端部に設けられる回転噴霧頭であって、該噴霧頭の本
体部が電気絶縁材料で構成され、かつ該噴霧頭本体部の
後面側に設けられる該噴霧頭本体部と共に回転する放電
電極が、該噴霧頭の中心部側より噴霧頭の後面形状に概
略沿って外方に延長されてなる略帯状パターンを有し、
かつ該噴霧頭の回転軸複数本設けられていることを特徴
とする回転噴霧頭であるから、従来の回転霧化静電塗装
装置において、取付けられた金属製噴霧頭と取替えるの
みで、使用することが可能であり、実質的に他の部位に
変更を加えることなく、既存の装置にて、容易に、コロ
ナ放電電流の増加、分布パターンの平均化を達成するこ
とができ、塗着効率の改善が図れるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る回転霧化静電塗装装置の一実施
例における先端部構造を概略示す断面図、

【図２】 同実施例におけるカップの背面図、

【図３】 同実施例におけるカップの前面図、

【図４】 別の実施例に係るカップの背面図、

【図５】 電極本数の違いによる被塗物（噴霧頭の中心
部から半径３００ｍｍの範囲）へのコロナ放電の電流密
度の違いを示すグラフ、

【図６】 電極本数の違いによる被塗物（噴霧頭の中心
部から半径１００ｍｍの範囲）へのコロナ放電の電流密
度の違いを示すグラフ、

【図７】 回転霧化静電塗装装置において塗装を行なっ
た場合における放電電流密度と塗着効率との関係を示す
グラフ、

【図８】 本発明に係る回転霧化静電塗装装置の別の実
施例における先端部構造を概略示す断面図、

【図９】 同実施態様における放電電極の正面図、

【図１０】 従来の回転霧化静電塗装装置の一例におけ
る先端部構造を概略示す断面図。

【符号の説明】

１…モーターの中空シャフト、 ２…樹脂製カップ、 ３…塗料ノズル、 ４…塗料出口孔、 ５…エアーリング、 ６…エア出口孔、 ７…エア導入口、 ８…導電性皮膜（複数の放電電極）、 ９…挿通口、 １８…金属製放電電極板（複数の放電電極）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 相沢 昭彦 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転する噴霧頭を有し、かつ該噴霧頭の
   前面上に塗料を供給する手段を備えた回転霧化塗装装置
   において、該噴霧頭が電気絶縁材料で構成され、かつ該
   噴霧頭の後面側に、該噴霧頭の中心部側より噴霧頭の後
   面形状に概略沿って外方に延長されてなる略帯状パター
   ンを有する電極を、該噴霧頭の回転軸回りに相互に位相
   差を有するように複数本配置してなり、この複数本の放
   電電極が該噴霧頭と共に回転することを特徴とする回転
   霧化静電塗装装置。
2. 【請求項２】 回転する噴霧頭を有し、かつ該噴霧頭の
   前面上に塗料を供給する手段を備えた回転霧化塗装装置
   において、該噴霧頭が電気絶縁材料で構成され、かつ該
   噴霧頭の後面側に、該噴霧頭の中心部側より噴霧頭の後
   面形状に概略沿って外方に延長されてなる略帯状パター
   ンを有する電極を、該噴霧頭の回転軸に対して対称に複
   数本配置してなり、この複数本の放電電極が該噴霧頭と
   共に回転することを特徴とする回転霧化静電塗装装置。
3. 【請求項３】 前記噴霧頭がカップ状のものである請求
   項１または２に記載の回転霧化静電塗装装置。
4. 【請求項４】 前記放電電極が、前記噴霧頭の後面に密
   着した導電性材料で構成されていることを特徴とする請
   求項１〜３のいずれかに記載の回転霧化静電塗装装置。
5. 【請求項５】 前記放電電極が、該噴霧頭の外周縁部ま
   で配設されていることを特徴とする請求項４に記載の回
   転霧化静電塗装装置。
6. 【請求項６】 前記複数の放電電極が、互いに独立した
   １０ＫΩ〜５００ＭΩの抵抗を介して共通の高電圧発生
   装置に接続されていることを特徴とする請求項１〜５の
   いずれかに記載の回転霧化静電塗装装置。
7. 【請求項７】 前記複数の放電電極の本数が６本もしく
   は２本であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか
   に記載の回転霧化静電塗装装置。
8. 【請求項８】 前記放電電極の先端部の幅が、前記噴霧
   頭の直径の１／５以下であることを特徴とする請求項１
   〜７のいずれかに記載の回転霧化静電塗装装置。
9. 【請求項９】 回転霧化静電塗装装置の先端部に設けら
   れる回転噴霧頭であって、該噴霧頭の本体部が電気絶縁
   材料で構成され、かつ該噴霧頭本体部の後面側に設けら
   れる該噴霧頭本体部と共に回転する放電電極が、該噴霧
   頭の中心部側より噴霧頭の後面形状に概略沿って外方に
   延長されてなる略帯状パターンを有し、かつ該噴霧頭の
   回転軸回りに相互に位相差を有するように複数本設けら
   れていることを特徴とする回転噴霧頭。