JPS6346135Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、回転霧化頭を高速回転させることに
より霧化された帯電塗料粒子を電気力線に沿つて
被塗物に向け飛行塗着させるようにしてなる形式
の静電噴霧装置に関するものである。

従来、この種の静電噴霧装置は、回転軸を玉軸
受またはコロ軸受等の軸受を介して支持し、該回
転軸の一端側に空気駆動式のタービンを取付ける
と共に、その他端側に回転霧化頭を取付け、該タ
ービンによつて回転霧化頭を高速回転しつつ高電
圧を印加し、該回転霧化頭に供給された塗料を微
粒化するように構成されている。そして、塗料を
微粒化するには、回転霧化頭を高速回転し、接液
面に供給された塗料を遠心力によつて薄いフイル
ム状液流として放出端縁（エツジ）に流下せし
め、該放出端縁からは塗料の液糸（カスプ）とし
て放出し、さらにこの液糸を静電的に微粒化する
ことによつて帯電塗料粒子とするようになされて
いる。

ところで、液体塗料を塗料粒子として微粒化
し、被塗物に塗着せしめる場合には、形成される
塗装面の塗膜品質は塗料粒子の最大粒径と平均粒
径によつて決定されるものであり、最大粒径が大
きいときには塗膜品質を著るしく低下させること
が知られている。このため、回転霧化頭の回転数
の大小が粒径に大きな影響を与え、該回転霧化頭
の回転数が大きくなればなるほど、粒径を小さく
することができ、それだけ塗膜品質を向上させる
ことができる。

しかし、上記従来技術によるものは、回転軸を
支持する手段として玉軸受やコロ軸受を使用して
いるため、これら軸受の焼付き防止等の点からそ
の回転許容値は25000〜40000rpmが限界である。
ところが、回転霧化頭の回転数40000rpm程度以
下である場合には、塗料の平均粒径はかなり大き
くなり、良好な塗膜品質を得ることができないと
いう問題がある。

このような問題点を解決するため、回転軸を非
接触で支持する軸受として静圧空気軸受を使用
し、回転霧化頭の回転数を60000〜100000rpm程
度まで高めるように構成したもの、例えば特開昭
56−115652号公報に示すような静電噴霧装置が知
られている。

即ち、上記従来技術による静電噴霧装置は、内
部に軸線方向に軸穴が形成されると共に該軸穴の
一端側に半径方向にタービン室が形成されたハウ
ジングと、該ハウジングの軸穴内に遊嵌された回
転軸と、前記ハウジングのタービン室内に遊嵌さ
れ前記回転軸の一端側に固着されたタービンと、
前記ハウジング外に位置して前記回転軸の他端側
に固着された回転霧化頭と、前記回転軸を非接触
状態で支持するために前記回転軸の周囲に位置し
て前記ハウジングに設けられたラジアル空気軸受
と、前記タービンを非接触状態で支持するために
前記タービンの両側面に位置して前記ハウジング
に設けられたスラスト空気軸受とから大略構成さ
れ、タービンに高圧空気を供給することによつて
回転軸を高速回転すると共に、ラジアル軸受、ス
ラスト軸受に高圧空気を供給して回転軸を軸支
し、一方回転霧化頭に塗料を供給して放出端縁か
ら塗料粒子を噴霧するようになされている。

このように、静圧空気軸受を用いた静電噴霧装
置は、玉軸受やコロ軸受等を用いたものに比較し
て２倍以上の高速回転数を得ることができる。

ところが、このような静電噴霧装置において
は、塗料粒子の大部分は電気力線に沿つて被塗物
に塗着するが、一部の塗料粒子はハウジングに向
けて逆流する場合がある。この原因は種々考えら
れるが、回転霧化頭を高速回転すると、この回転
のために該回転霧化頭前面が負圧となつてエアポ
ンピング現象が生起され、ハウジングに向け逆流
する。また、回転霧化頭によつて形成される噴霧
パターンを被塗物に塗装条件に合わせて小さくす
るために、シエーピングエアを噴出することがあ
り、このシエーピングエアを用いた場合にはその
噴流のために部分的に負圧が発生し、ハウジング
に向け逆流を生じること等が原因と考えられる。

このようにして、一部の塗料粒子が逆流する
と、ハウジングの他端側前面部に付着して“ダレ
落ち現象”を発生し、被塗物の塗装面を汚損して
しまう欠点がある。また、前述の負圧によりハウ
ジングの軸穴他端側と回転軸との間に形成される
円環状隙間から該軸穴内に塗料粒子や洗浄用シン
ナが侵入する。特に、回転霧化頭の取付け姿勢が
天井方向に向いているとき、その傾向は顕著であ
る。この結果、前記円環状隙間から侵入した塗料
がラジアル空気軸受に付着し、該空気軸受から空
気噴出を阻害したり、円環状隙間が塞がれ回転摩
擦抵抗が増大したりし、回転霧化頭の所定回転数
を保持することが不可能となる欠点がある。

本考案は、前述した従来技術の欠点に鑑み、各
空気軸受またはタービンに供給された高圧空気を
無駄に外部に排気せず、当該高圧空気の一部を積
極的に利用し、これを回転霧化頭に向けて排気す
ることにより、塗料粒子やシンナがハウジング内
に侵入するのを防止するようにした静電噴霧装置
を提供することを目的とするものである。

前記目的を達成するために、本考案が採用する
構成の特徴は、各空気軸受またはタービンに供給
された空気の一部をハウジングの軸穴他端側と回
転軸との間の隙間から回転霧化頭に向けて排気す
るに際し、当該空気の排気を促進するため回転軸
の他端側外周面に雄ねじを刻設したことにある。

以下、本考案について図面に示す実施例に基づ
き、詳述する。

図面において、１は金属体からなり、本体部１
Ａと前面部１Ｂとから構成された円筒状のハウジ
ングで、該ハウジング１には軸線方向に軸穴２が
穿設され、該軸穴２の一端側には半径方向に円形
のタービン室３が形成され、また該軸穴２の他端
は開口２Ａとなつている。４は前記軸穴２内に該
軸穴２と半径方向に微小な間隙を有して遊嵌され
た金属材からなる回転軸、５はタービン室３内に
該タービン室３と軸線方向に微小な間隙を有して
遊嵌された円板状のタービンで、該タービン５は
前記回転軸４の一端側４Ａに例えば溶接、ボルト
等の手段で固着されると共に、該タービン５の外
周面には多数の羽根５Ａ，５Ａ，…が等間隔で設
けられている。６はハウジング１外に位置して前
記回転軸４の他端側４Ｂに固着された回転霧化頭
で、本実施例の場合該回転霧化頭６はベル型霧化
頭が用いられる。そして、回転霧化頭６は回転軸
４に固着されるハブ部材７と、該ハブ部材７に取
付けられた霧化頭本体８とからなり、該ハブ部材
７には接液面７Ａが形成されると共に複数の塗料
通路７Ｂ，７Ｂ，…が形成され、また霧化頭本体
８は該各塗料通路７Ｂからの塗料を薄いフイルム
状に薄膜化する接液面８Ａが形成され、その先端
は放出端縁８Ｂとなり、該放出端縁８Ｂには必要
に応じて多数の溝が刻設されている。

９，９は軸穴２に対して回転軸４を非接触状態
で支持するために該回転軸４の周囲に位置してハ
ウジング１に配設されたラジアル空気軸受で、該
各空気軸受９は回転軸４の外周を囲むようハウジ
ング１に固着された多孔質金属材からなるスリー
ブ状の軸受１０と、該軸受１０の外周面に位置し
てハウジング１に軸穴２と同心状に形成された空
気室１１とから構成されている。そして、前記各
空気軸受９は軸受１０と空気室１１とによつて静
圧空気軸受を構成し、後述する如く空気室１１に
供給された高圧空気を軸受１０から図中矢示の如
く噴出することにより、回転軸４を非接触状態で
支持することができる。なお、本実施例の場合、
各ラジアル空気軸受９は軸線方向に所定間隔離間
させて２個配設するものとして述べたが、該空気
軸受９は１個としてもよく、また３個以上配設し
てもよいものである。

また、１２，１２はタービン室３に対してター
ビン５を非接触状態で支持するために該タービン
５の両側面に位置してハウジング１に配設された
スラスト空気軸受で、該各空気軸受１２はタービ
ン５の両側面を挾むようにハウジング１に固着さ
れた多孔質金属材からなる円環状の軸受１３と、
該軸受１３の背面側に位置してハウジング１に形
成された空気室１４とから構成される。そして、
前記各空気軸受１２も軸受１３と空気室１４とで
静圧空気軸受を構成し、空気室１４に供給された
高圧空気を軸受１３ら図中矢示方向に噴出するこ
とによりタービン５を非接触状態で支持すること
ができる。

次に、１５はハウジング１に形成されたタービ
ン駆動用空気通路で、該空気通路１５の一端１５
Ａは圧気源と接続され、その他端１５Ｂはタービ
ン室３内においてタービン５の羽根５Ａの前面に
向け開口したノズル口となつている。そして、タ
ービン駆動用空気通路１５に供給された高圧空気
をその他端１５Ｂからタービン５の羽根５Ａ前面
に噴射することにより、該タービン５を回転軸
４、回転霧化頭６と共に矢示Ａ方向に60000〜
100000rpmで高速回転しうる。また、１６はハウ
ジング１に形成された軸受用空気通路で、該空気
通路１６の一端１６Ａは圧気源と接続され、その
他端１６Ｂ，１６Ｂ，…は分岐してそれぞれ空気
室１１，１４に接続されている。１７は排気通路
で、該排気通路１７の一端１７Ａ，１７Ａは分岐
して各ラジアル空気軸受９，９間と、図中右方の
ラジアル空気軸受９と図中左方のスラスト空気軸
受１２との間に位置して軸穴２に開口し、その他
端１７Ｂはハウジング１に設けられた排気マフラ
１８に接続されている。

１９はハウジング１に形成されたブレーキ用空
気通路で、該空気通路１９の一端１９Ａは減圧用
のレギユレータを介して圧気源と接続され、その
他端１９Ｂはタービン５の羽根５Ａの背面に向け
開口したノズル口となつている。そして、前記レ
ギユレータによつて高圧空気をタービン駆動用空
気の圧力よりも抵い所定圧力に減圧してブレーキ
用空気とし、これをブレーキ用空気通路１９の他
端１９Ｂからタービン５の羽根５Ａ背面に噴射す
ることにより、該タービン５の回転数を5000〜
10000rpmに減速することができる。

一方、２０はハウジング１の前面部１Ｂに設け
られた塗料チユーブで、該塗料チユーブ２０の一
端２０Ａは塗料源と接続される接手となり、その
他端２０Ｂは回転霧化頭６の接液面７Ａに塗料を
供給する塗料吐出口となつている。２１は前述の
前面部１Ｂに設けられたエアリングで、該エアリ
ング２１には円環状溝２１Ａが形成されると共
に、回転霧化頭６の背面側からシエーピングエア
を噴射する多数の噴出孔２１Ｂ，２１Ｂ，…が等
間隔で穿設されている。そして、前記エアリング
２１の円環状溝２１Ａは前面部１Ｂに穿設された
空気通路２２を介して圧気源と接続されている。

さらに、２３は回転軸４の他端側４Ｂ外周面に
刻設された雄ねじで、該雄ねじ２３はラジアル空
気軸受９、スラスト空気軸受１２またはタービン
５に供給された空気の一部を軸穴２の他端側と回
転軸４との間の円環状微小隙間を介して開口２Ａ
から回転霧化頭６に向けて図中矢示Ｂ方向に排気
するに際し、回転軸４が矢示Ａ方向に回転すると
きそのポンプ作用により排気を旋流状に促進する
機能を有する。

なお、図中２４はハウジング１の一端側端面に
固着された金属製の取付部材で、該取付部材２４
には絶縁支持部材２５が取付けられる。２７は高
電圧ケーブルで、該高電圧ケーブル２７の一端は
高電圧発生装置と接続され、その他端はボルト２
５を介して取付部材２４と共にハウジング１に固
着され、該ハウジング１に直接的に高電圧を印加
するようになされている。

本考案は前述のように構成されるが、次にこの
作動について述べる。

まず、軸受用空気通路１６から各空気軸受９，
１２の空気室１１，１４に高圧空気を供給し、そ
の軸受１０，１３から高圧空気を図中矢示方向に
噴出する。この結果、回転軸４はラジアル空気軸
受９によつて半径方向に非接触状態に保持され、
またタ ビン５はスラスト空気軸受１２によつて
軸線方向に非接触状態に保持される。

この状態で、タービン駆動用空気通路１５から
タービン５の羽根５Ａ前面に向けて高圧空気を供
給すると、該タービン５は回転軸４、回転霧化頭
６と共に図中矢示Ａ方向に高速回転する。この
間、各空気軸受９，１２およびタービン５からの
排気の大部分は排気通路１７からマフラ１８を介
して大気中に放出される。

一方、高電圧発生装置から高電圧ケーブル２７
に、例えば−90〔KV〕の高電圧を供給すると、
金属材からなるハウジング１が支持部材２４と共
に−90〔KV〕に帯電する。この際、回転軸４、
タービン５はハウジング１に対して非接触状態で
あるが、該回転軸４は軸穴２に対して微小な間隙
を有して遊嵌されると共に、タービン５もタービ
ン室３内に微小な間隙を有して遊嵌されているに
しかすぎない。この結果、ハウジング１が高電圧
に帯電することによつて、軸穴２と回転軸４との
間、タービン室３とタービン５との間に介在する
微小厚さの空気層が絶縁破壊を起し、放電現象に
よつて該回転軸４、タービン５が−90〔KV〕に
帯電する。かくして、回転霧化頭６も回転軸４を
介してこの高電圧に帯電することになる。

次に、塗料チユーブ２０から塗料を供給する
と、この塗料は回転霧化頭６のハブ部材７に供給
され、その接液面７Ａから塗料通路７Ｂを介して
霧化頭本体８の接液面８Ａに至り、高速で回転す
る際の遠心力で極めて薄膜化され、放出端縁８Ｂ
から液糸として噴霧され、静電霧化され帯電塗料
粒子となる。この塗料粒子は回転霧化頭６と被塗
物との間に形成された電気力線に沿つて飛行し、
被塗物に塗着する。この間、噴霧パターンを成形
するため、空気通路２２からエアリング２１に空
気を供給し、その噴出孔２１Ｂからシエーピング
エアを噴出する。

さらに、次色の塗料を噴霧するには、回転霧化
頭６、塗料チユーブ２０内等に付着した前色の塗
料を洗浄するため、該塗料チユーブ２０を介して
色替弁からシンナ、エアを順次供給し、清浄とな
るまで洗浄作業を行ない、前述したと同様にして
次色の塗装を行なう。この際、回転霧化頭６の回
転が速すぎると、周囲に廃液が飛び散るから、ブ
レーキ用空気通路１９からブレーキ容空気を供給
して、該回転霧化頭６の回転数を5000〜
10000rpmに減速する。

而して、回転霧化頭６を高速回転すると、この
回転のために該回転霧化頭６の前面が負圧となつ
てエアポンピング現象が生じ、塗料粒子は図中矢
示Ｃ方向に逆流し、またエアリング２１の噴出孔
２１Ｂからシエーピングエアを噴出した場合には
その噴流のために部分的に負圧が発生し、矢示Ｃ
方向に逆流を生じる。

しかし、本考案においては回転軸４の他端側４
Ｂに雄ねじ２３を刻設し、各空気軸受９，１２ま
たはタービン５に供給された高圧空気の一部や軸
穴２の他端側開口２Ａと回転軸４との間の円環状
隙間から排気するに際し、回転軸４が矢示Ａ方向
に回転するとき該雄ねじ２３のポンプ作用によつ
て矢示Ｂ方向への排気を旋流状に促進させること
ができる。この結果、エアボンピング現象等によ
り矢示Ｃ方向に逆流した塗料粒子は円環状隙間か
ら矢示Ｂ方向に噴出する排気によつて常時押し戻
され、軸穴２内に塗料が付着したり、ラジアル空
気軸受９に付着し、該空気軸受９の多孔質軸受１
０を閉塞してしまう事態を確実に防止することが
できる。

なお、前述の実施例では回転霧化頭はベル型形
状のものとして述べたが、いわゆるデイスク型形
状ないしは円皿型形状のものを用いてもよい。ま
た、本考案が適用される対象は塗料噴霧装置に限
ることなく噴霧造粒装置、乳化液製造装置であつ
てもよいものである。

本考案の静電噴霧装置は以上詳細に述べた如く
であつて、回転霧化頭からハウジングに向けて逆
流した塗料粒子、洗浄用シンナ等は、回転軸に刻
設された雄ねじのポンプ作用によつて排気される
空気で常時押し戻される。従つて、塗料がハウジ
ング前面部に付着して“ダレ落ち現象”の発生を
防止しうるばかりでなく、これらの塗料粒子が軸
穴から空気軸受内に侵入し、その多孔質軸受に塗
料が付着して軸受機能を阻害させたり、回転軸の
回転を不可能としてしまう事態を確実に防止しう
る。しかも、回転霧化頭の取付け姿勢に関係な
く、常に定格値通りの回転数を与えることがで
き、塗料等の微粒化を保持することができる等の
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図は本考案に係る静電噴霧装置の縦断面図であ
る。 １……ハウジング、２……軸穴、３……タービ
ン室、４……回転軸、５……タービン、６……回
転霧化頭、９……ラジアル空気軸受、１２……ス
ラスト空気軸受、１５…タービン駆動用空気通
路、１６……軸受用空気通路、１７……排気通
路、１９……ブレーキ用空気通路、２０……塗料
チユーブ、２１……エアリング、２３……雄ね
じ、２７……高電圧ケーブル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内部に軸線方向に軸穴が形成されると共に該軸
   穴の一端側に半径方向にタービン室が形成された
   ハウジングと、該ハウジングの軸穴内に遊嵌され
   た回転軸と、前記ハウジングのタービン室内に遊
   嵌され前記回転軸の一端側に固着されたタービン
   と、前記ハウジング外に位置して前記回転軸の他
   端側に固着された回転霧化頭と、前記回転軸を非
   接触状態で支持するために前記回転軸の周囲に位
   置して前記ハウジングに設けられたラジアル空気
   軸受と、前記タービンを非接触状態で支持するた
   めに前記タービンの両側面に位置して前記ハウジ
   ングに設けられたスラスト空気軸受とからなる静
   電噴霧装置において、前記各軸受またはタービン
   に供給された空気の一部を前記ハウジングの軸穴
   他端側と回転軸との間の隙間から前記回転霧化頭
   に向けて排気するに際し、当該空気の排気を促進
   するため前記回転軸の他端側外周面に雄ねじを刻
   設したことを特徴とする静電噴霧装置。