KR100904008B1 - 정전 도장 장치 - Google Patents

Abstract

하우징 부재(9)를 본체부(10)와 상기 본체부(10)의 외주측을 덮는 중간 튜브(11)로 구성한다. 또, 본체부(10) 앞쪽에는, 에어 모터(2) 및 회전 무화 헤드(3)로 이루어지는 분무기(1)를 장착하고, 본체부(l0) 뒤쪽에는, 에어 모터(2) 등을 통하여 도료에 고전압을 인가하는 고전압 발생기(7)를 장착한다. 한편, 중간 튜브(11)에는, 관통구멍(11B)을 사용하여 다수의 오목부(12)를 외표면(11A) 전체에 걸쳐 균일하게 배치한다. 그리고, 중간 튜브(11) 외표면(11A)에는 커버부재(13)를 접촉한 상태로 장착한다. 이로써, 오목부(12)의 개구 주위의 전계 강도를 높여, 대전 도료의 부착을 방지할 수 있다.

정전, 도장, 하우징, 에어 모터, 무화 헤드, 분무기, 고전압 발생기, 도료

Description

정전 도장 장치{ELECTROSTATIC COATING APPARATUS}

본 발명은 고전압을 인가한 상태에서 도료를 분무하도록 한 정전 도장 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 정전 도장 장치는, 예를 들면 에어 모터와 회전 무화 헤드로 이루어지는 분무기와, 절연 재료로 형성되고 상기 분무기의 에어 모터를 지지하는 하우징 부재와, 상기 하우징 부재의 외표면을 덮고 통형으로 형성된 커버부재와, 외부 전극을 사용하여 분무기의 회전 무화 헤드로부터 분무된 도료 입자를 마이너스의 고전압으로 대전시키는 고전압 발생기를 구비한 것이 알려져 있다(예를 들면, 일본국 특개 2001-113207호 공보 참조).

이와 같은 종래 기술에 의한 정전 도장 장치에서는, 마이너스의 고전압이 인가된 외부 전극과 어스 전위로 되는 회전 무화 헤드 사이, 및 외부 전극과 피도장물 사이에는, 각각 전기력선에 의한 정전 경계 지역이 형성된다. 또, 외부 전극의 선단 근방에는 마이너스의 이온화 권역이 형성된다.

이 상태에서, 고속 회전되는 회전 무화 헤드를 사용하여 도료를 분무하면, 회전 무화 헤드로부터 분무된 도료 입자는, 이온화 권역을 통과함으로써 마이너스의 고전압으로 대전되어, 대전 도료 입자로 된다. 이로써, 대전 도료 입자는, 어 스에 접속된 피도장물을 향해 비행하고, 상기 피도장물의 표면에 도착(塗着)된다.

그런데, 일본국 특개 2001-113207호 공보에 의한 정전 도장 장치에서는, 커버부재의 외표면은, 방전되어 있는 마이너스의 마이너스 극성에 대전되어 있다. 그러므로, 서로 마이너스의 동일한 극성에 있는 대전 도료 입자와 커버부재가 반발하고, 커버부재의 외표면에 도료 입자가 부착되는 것을 방지하고 있다. 또, 커버부재 등은 절연 재료를 사용하여 형성됨으로써, 상기 커버부재의 외표면에 대전된 고전압의 전하가 어스 전위 측에 누설되는 것을 방지하고 있다.

그러나, 실제로는, 정전 도장을 계속할수록, 커버부재의 외표면에는 서서히 도료 입자가 부착되어 부착 도료로 된다. 그러므로, 상기 부착 도료에 의해, 커버부재의 외표면의 절연도가 저하된다는 문제가 있다. 그리고, 커버부재의 절연도가 저하되면, 도료의 부착이 급격하게 진행된다. 그러므로, 종래 기술에서는, 부착된 도료를 제거하기 위해, 도장 작업을 자주 중단하지 않을 수 없었다.

또, 일본국 특개 2001-113207호 공보에 의한 정전 도장 장치에서는, 커버부재의 외표면에 발수성 도료를 도포함으로써, 도료 입자의 부착을 방지하고 있다. 그러나, 상기 도장 장치에서는, 도장 작업의 종료시에 도장 장치의 외표면을 세정함에 따라, 발수성 도료의 막 두께가 서서히 얇아지기 때문에, 정기적으로 발수성 도료를 재도포할 필요가 있다. 또, 발수성 도료의 도막의 품질이 안정되지 않기 때문에, 제품 수율이 낮고, 도막 형성 작업 그 자체의 비용도 높아진다는 문제가 있다.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제를 감안하여 이루어진 것이며, 본 발명의 목적은, 커버부재의 외표면에 고전압을 안정적으로 대전시켜, 도료 입자가 부착되는 것을 방지할 수 있는 정전 도장 장치를 제공하는데 있다.

(1). 전술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 공급된 도료를 피도장물에 분무하는 도료 분무 수단과, 절연 재료로 형성되고 상기 도료 분무 수단을 지지하는 하우징 부재와, 절연 재료로 형성되고 상기 하우징 부재의 외표면을 덮고 통형으로 형성된 커버부재와, 상기 도료 분무 수단으로부터 분무된 도료 입자를 고전압으로 대전시키고 대전 도료 입자를 피도장물에 도착시키는 고전압 인가 수단으로 이루어지는 정전 도장 장치에 적용된다.

그리고, 본 발명이 채용하는 구성의 특징은, 상기 하우징 부재의 외표면에는, 상기 외표면으로부터 오목하게 함몰된 복수개의 오목부가 형성되고, 상기 커버부재는, 상기 하우징 부재의 외표면에 접촉된 상태로 덮음으로써, 각각의 상기 오목부를 폐색해 폐색 공간을 구획하는 구성으로 한다.

이와 같이 구성함으로써, 커버부재는, 오목부를 제외한 하우징 부재의 외표면에 접촉되고, 각 오목부를 폐색해 폐색 공간을 구획하고 있다. 이 때, 일반적으로 공기와 절연 재료에서는 공기 쪽이 비유전률이 작기 때문에, 하우징 부재 중 오목부내(폐색 공간)와 커버부재가 접촉되고 있는 접촉 부위에서는, 비유전률이, 예를 들면 2~4배 정도 상이하다. 그리고, 하우징 부재에는 복수개의 오목부가 형성되어 있으므로, 각 오목부내의 폐색 공간에 의해 등 전위선이 물결을 치는 상태로 된다.

이 결과, 오목부의 내측(폐색 공간)과 외측(하우징 부재)의 경계 부근에서는, 등 전위선의 간격이 좁아져 전계 강도가 높아지는 동시에, 복수개의 오목부에 의해 전계 강도가 높은 부위가 주기적으로 형성된다. 이로써, 커버부재의 외표면에도 전계 강도가 높은 부위가 주기적으로 형성되므로, 전계 강도에 비례하는 쿨롱(coulomb) 반발력도 높일 수 있고, 커버부재에 대전 도료 입자가 부착되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

특히, 본 발명에서는, 오목부내의 폐색 공간, 하우징 부재, 및 커버부재로 이루어지는 3 부재의 비유전률을 각각 상이하게 할 수 있다. 따라서, 이들 비유전률이 서로 상이한 3 부재(폐색 공간, 하우징 부재, 커버부재)가 경계를 이루는 부분(오목부의 개구 주위)에서, 등 전위선의 불균일이 커지고, 전계 강도가 더욱 높아진다. 그러므로, 커버부재를, 예를 들면 수 mm 정도의 박막을 사용하여 형성함으로써, 커버부재의 외표면에 매우 가까운 위치에 비유전률이 서로 상이한 3 부재의 경계 부분을 배치할 수 있고, 커버부재의 외표면의 전계 강도도 높일 수 있다. 이 결과, 대전 도료 입자가 커버부재에 부착되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.

또, 예를 들면 하우징 부재에 오목부를 형성하지 않는 경우에는, 대전 전하는 동일한 부재에서는 전위를 안정시키기 위해 항상 이동하고 있다. 이와 같이, 대전 전하가 이동되면, 하우징 부재에 접촉되는 커버부재의 전계 강도도 불안정하게 되는 동시에, 커버부재의 전체에 대한 전계 강도의 분포도 불균일하게 된다. 이로써, 커버부재의 외표면에는 전계 강도가 강한 부분과 약한 부분이 형성되므로, 공기중을 부유하고 있는 대전 도료 입자가 전계 강도가 약한 부분에 국소적으로 집중해 부착되고, 그 부분을 기점으로 하여 도료의 부착이 가속적으로 진행된다.

이에 대해, 본 발명에서는, 하우징 부재에는 복수개의 오목부를 형성함으로써, 커버부재 중 하우징 부재에 접촉되는 접촉 부위와 오목부(폐색 공간)를 덮는 부위(비접촉 부위)에서는, 전위의 변동을 상이하게 할 수 있다. 이 때, 커버부재 중 오목부를 덮는 비접촉 부위에서는, 그 범위 내에서 전위의 변동이 자유롭게 생기므로, 전계 강도도 불균일하게 된다. 그러나, 접촉 부위에 의해 전위의 변동이 억제되므로, 전위의 변동이 오목부를 덮는 부위로부터 벗어나기 어려운 경향이 있다.

그러므로, 본 발명에서는, 복수개의 오목부를 커버부재의 전체에 대해서 각각 독립적으로 균등하게 배치함으로써, 커버부재의 전체에서, 전계 강도의 밸런스를 유지할 수 있다. 이로써, 커버부재의 외표면 전체에 걸쳐 대전 도료 입자가 부착되는 것을 방지할 수 있다.

(2). 본 발명에서는, 상기 하우징 부재는, 상기 도료 분무 수단을 지지하는 본체부와 상기 본체부와 상기 커버부재 사이에 위치되어 상기 본체부의 외주측에 설치된 중간 튜브를 포함하고, 상기 오목부는, 상기 중간 튜브를 관통하거나, 또는 상기 중간 튜브의 외주측에 바닥이 있는 형태로 형성되어 있다.

이와 같이 구성함으로써, 도료 분무 수단을 지지하는 본체부와는 별개로 통형의 중간 튜브를 형성할 수 있다. 그러므로, 중간 튜브에 구멍 가공 등을 행함으로써, 용이하게 중간 튜브를 관통하거나, 또는 상기 중간 튜브의 외주측에 바닥이 있는 형태로 오목부를 형성할 수 있다. 또, 본체부에 관계없이 중간 튜브의 재료를 자유롭게 선택할 수 있으므로, 본체부에는 가공성이 뛰어난 절연 재료를 사용하는 것에 대해, 중간 튜브에는 비유전률이 높은 절연 재료를 사용할 수 있다. 이 결과, 오목부의 주위에서 등 전위선의 불균일을 크게 할 수 있으므로, 전계의 상승 효과를 높일 수 있고, 대전 도료 입자의 부착을 확실하게 방지할 수 있다.

(3). 본 발명에서는, 상기 본체부와 상기 중간 튜브 사이에는, 상기 본체부와 상기 중간 튜브가 서로 대면되는 부위의 전체면에 걸쳐 환형 공간이 형성된다.

이와 같이 구성함으로써, 공기에 비해 저항이 낮은 본체부가 중간 튜브에 접촉되는 부위를 줄일 수 있다. 이 결과, 고전압으로 대전된 커버부재의 외표면의 전하가 중간 튜브 및 본체부를 통하여 누설되는 것을 줄일 수 있으므로, 커버부재의 대전 상태를 유지하고, 대전 도료 입자의 부착을 방지할 수 있다.

(4). 본 발명에서는, 상기 커버부재의 외주측에는, 상기 대전 도료 입자와 동일 극성의 고전압을 방전하는 고전압 방전 전극이 설치된다.

이로써, 고전압 방전 전극을 사용하여 대전 도료 입자와 동일 극성의 이온을 방전하고, 상기 동일 극성의 전하로 커버부재를 대전시킬 수가 있다. 또, 고전압 방전 전극에 의해 커버부재의 외주측에 고전압의 정전계를 형성할 수 있다. 그러므로, 고전압 방전 전극의 정전계에 의해 대전 도료 입자가 커버부재에 가까워지는 것을 방지할 수 있음과 동시에, 고전압으로 대전된 커버부재에 의해 대전 도료 입자가 부착되는 것을 방지할 수 있다.

(5). 본 발명에서는, 상기 고전압 방전 전극은, 상기 커버부재로부터 연장되는 지지 가로대와, 상기 지지 가로대의 선단에 설치되어 상기 도료 분무 수단의 주위에 위치하여 커버부재를 둘러싸는 링부와, 상기 링부로부터 상기 피도장물과는 역방향을 향하여 연장되는 침(針)형 또는 블레이드형 전극부를 포함한다.

이로써, 커버부재를 둘러싸는 링부에 의해 커버부재의 주위에 고전압의 정전계를 형성할 수 있어, 대전 도료 입자를 커버부재로부터 멀리 할 수 있다. 한편, 피도장물로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 전극부에 의해 고전압을 방전하기 때문에, 커버부재 중 피도장물로부터 먼 부위까지 고전압으로 대전시킬 수 있다. 이로써, 커버부재의 넓은 범위에서 대전 도료 입자가 부착되는 것을 방지할 수 있다.

(6). 본 발명에서는, 상기 도료 분무 수단은, 상기 하우징 부재에 수용된 에어 모터와, 상기 에어 모터의 전단 측에 위치되어 상기 에어 모터에 의해 회전 가능하게 설치되어 선단이 도료의 방출 단부 에지로 이루어진 회전 무화 헤드를 포함한다.

이로써, 에어 모터를 사용하여 회전 무화 헤드를 고속 회전시킴으로써 도료를 분무할 수 있다.

(7). 본 발명에서는, 상기 고전압 인가 수단은, 상기 에어 모터에 고전압을 인가하고, 회전 무화 헤드에 공급된 도료에 직접적으로 고전압을 인가하는 구성으로 하고 있다.

이로써, 에어 모터 및 회전 무화 헤드는 항상 고전압이 인가되어 있으므로, 회전 무화 헤드에 공급된 무화 이전의 도료에 직접적으로 고전압을 인가할 수 있다. 또, 에어 모터는 하우징 부재에 수용되어 있으므로, 커버부재는 에어 모터를 둘러싸는 위치에 배치된다. 이 때, 회전 무화 헤드뿐만 아니라 에어 모터에도 인가되므로, 상기 에어 모터에 의해 상기 에어 모터를 둘러싸는 커버부재의 외표면에 고전압을 안정적으로 대전시킬 수 있어, 도료 입자가 부착되는 것을 방지할 수 있다.

(8). 본 발명에서는, 상기 고전압 인가 수단은, 상기 커버부재의 외측에 위치되는 외부 전극에 고전압을 인가하고, 상기 회전 무화 헤드로부터 분무되는 도료 입자에 간접적으로 고전압이 대전되는 구성으로 하고 있다.

이로써, 외부 전극에 의해 회전 무화 헤드의 주위에 이온화 권역을 형성하고, 회전 무화 헤드로부터 분무되는 도료 입자를 간접적으로 대전시킬 수 있다. 또, 고전압이 인가된 외부 전극에 의해 커버부재의 외표면에 고전압을 안정적으로 대전시킬 수 있어, 도료 입자가 부착되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 제1 실시예에 의한 회전 무화 헤드형 도장 장치를 나타낸 종단면도이다.

도 2는 도 1의 분무기의 주위를 확대하여 나타낸 종단면도이다.

도 3은 도 1의 a부를 확대하여 나타낸 종단면도이다.

도 4는 도 3의 중간 튜브, 커버부재 등을 분해한 상태로 나타낸 분해 사시도이다.

도 5는 도 1의 회전 무화 헤드형 도장 장치의 주위에 생기는 전계 강도 분포를 나타낸 설명도이다.

도 6은 도 5의 전계 강도 분포 중 b부를 확대하여 나타낸 설명도이다.

도 7은 도 6과 동일한 위치의 등 전위선의 분포를 확대하여 나타낸 설명도이다.

도 8은 제2 실시예에 의한 회전 무화 헤드형 도장 장치를 나타낸 종단면도이다.

도 9는 도 8의 c부를 확대하여 나타낸 종단면도이다.

도 10은 제3 실시예에 의한 회전 무화 헤드형 도장 장치를 나타낸 종단면도이다.

도 11은 제4 실시예에 의한 회전 무화 헤드형 도장 장치를 나타낸 종단면도이다.

도 12는 제4 실시예에 의한 고전압 방전 전극을 도 11의 화살표 XII-XII 방향으로부터 본 우측면도이다.

도 13은 제5 실시예에 의한 회전 무화 헤드형 도장 장치를 나타낸 종단면도이다.

도 14는 제1 변형예에 의한 회전 무화 헤드형 도장 장치를 나타낸 종단면도이다.

도 15는 제1 변형예에 의한 고전압 방전 전극을 도 14의 화살표 XV- XV 방향으로부터 본 우측면도이다.

도 16은 제2 변형예에 의한 커버부재, 오목부 등을 확대하여 나타낸 도 3과 동일한 위치의 종단면도이다.

도 17은 제3 변형예에 의한 커버부재, 오목부 등을 확대하여 나타낸 도 3과 동일한 위치의 종단면도이다.

도 18은 제4 변형예에 의한 회전 무화 헤드형 도장 장치를 나타낸 종단면도이다.

도 19는 제5 변형예에 의한 회전 무화 헤드형 도장 장치를 나타낸 종단면도이다.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 정전 도장 장치로서 회전 무화 헤드형 도장 장치를 예로 들어 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 l 내지 도 7은 제1 실시예를 나타내고 있다. 도면에서, 참조부호 1은 어스 전위에 있는 피도장물(도시하지 않음)을 향해 도료를 분무하는 도료 분무 수단으로서의 분무기를 나타낸다. 상기 분무기(1)는 후술하는 에어 모터(2), 회전 무화 헤드(3) 등으로 구성되어 있다.

참조부호 2는 도전성 금속 재료로 이루어지는 에어 모터를 나타낸다. 상기 에어 모터(2)는 모터 하우징(2A)과, 상기 모터 하우징(2A) 내에 정압 에어 베어링(2B)을 통하여 회전 가능하게 지지된 중공의 회전축(2C)과, 상기 회전축(2C)의 기단 측에 고정된 에어 터빈(2D)으로 구성되어 있다. 그리고, 에어 모터(2)는, 에어 터빈(2D)에 구동 에어를 공급하는 것이며, 회전축(2C)과 회전 무화 헤드(3)를, 예를들면, 3000rpm ~ 100000rpm으로 고속 회전시키는 것이다.

참조부호 3은 에어 모터(2)의 회전축(2C) 선단측에 장착된 회전 무화 헤드를 나타낸다. 상기 회전 무화 헤드(3)는, 예를 들면 금속 재료 또는 도전성의 수지 재료로 형성되어 있다. 그리고, 회전 무화 헤드(3)는, 에어 모터(2)에 의해 고속 회전된 상태에서 후술하는 공급 튜브(feed tube)(4)를 통해서 도료를 공급함으로써, 상기 도료를 원심력에 의해 선단측의 방출 단부 에지(3A)로부터 분무한다. 또, 회전 무화 헤드(3)는, 에어 모터(2) 등을 통하여 후술하는 고전압 발생기(7)에 접속되어 있다. 이로써, 정전 도장을 행하는 경우에, 회전 무화 헤드(3) 전체에 고전압을 인가할 수 있고, 이들 표면을 흐르는 도료를 직접적으로 고전압으로 대전시킬 수 있다.

참조부호 4는 회전축(2C) 내에 삽입하여 설치된 공급 튜브를 나타낸다. 상기 공급 튜브(4)의 선단측은, 회전축(2C)의 선단으로부터 돌출되어 회전 무화 헤드(3) 내에 연장되어 있다. 또, 공급 튜브(4) 내에는 도료 통로(5)가 형성되는 동시에, 상기 도료 통로(5)는 색 교환 밸브 장치를 통하여 도료 공급원 및 세정 신나 공급원(모두 도시하지 않음)에 접속되어 있다. 또, 공급 튜브(4)의 중간 부위에는, 후술하는 밸브체(6A)가 이격되어 착석되는 밸브 시트(4A)가 형성되어 있다. 이로써, 공급 튜브(4)는, 도장시에는 도료 통로(5)를 통해서 회전 무화 헤드(3)를 향해 도료 공급원으로부터 도료를 공급하는 동시에, 세정시나, 색 교환시 등에는 세정 신나 공급원으로부터 세정 유체(신나, 공기 등)를 공급한다.

그리고, 공급 튜브(4)는, 본 실시예에 한정되지 않고, 예를 들면 내통에 도료 통로가 형성되고, 외통에 세정 신나 통로가 배치된 이중 통형으로 형성해도 된다. 또, 도료 통로(5)는, 본 실시예와 같이 공급 튜브(4) 내를 통과하는 것에 한정되지 않고, 분무기(1)의 종류에 따라 각종 통로 형태가 채용될 수 있다.

참조부호 6은 도료 통로(5)의 중간에 설치된, 예를 들면 상시 밀폐형의 도료 공급 밸브를 나타낸다. 상기 도료 공급 밸브(6)는, 도료 통로(5) 내로 연장되어 선단이 밸브 시트(4A)에 이격되어 착석되는 밸브체(6A)와, 상기 밸브체(6A)의 기단 측에 위치되어 실린더(6B) 내에 설치된 피스톤(6C)과, 실린더(6B) 내에 설치되어 밸브체(6A)를 닫힘 방향으로 가압하는 밸브 스프링(6D)과, 실린더(6B) 내에서 밸브 스프링(6D)과 반대측에 설치된 수압실(6E)로 구성되어 있다. 그리고, 도료 공급 밸브(6)는, 수압실(6E)에 공급 밸브 구동 에어(파일럿 에어)가 공급됨으로써, 밸브 스프링(6D)에 저항하여 밸브체(6A)가 열리고, 도료 통로(5) 내의 도료의 유통을 허가한다.

참조부호 7은 에어 모터(2)에 접속된 고전압 인가 수단으로서의 고전압 발생기를 나타낸다. 상기 고전압 발생기(7)는, 복수개의 콘덴서, 다이오드(모두 도시하지 않음)로 이루어지는 다단식 정류회로(이른바, 콕 크러프트(Cock croft) 회로)로 구성되어 있다. 또, 고전압 발생기(7)는, 고전압 제어 장치(8)로부터 공급되는 직류의 전원 전압을 승압하여, 예를 들면 -30kV ~ -150kV의 고전압을 발생한다. 이때, 고전압 발생기(7)는, 고전압 제어 장치(8)에 의한 전원 전압에 따라 발생하는 고전압이 설정되므로, 고전압 제어 장치(8)에 의해 출력 전압(고전압)이 제어되고 있다. 그리고, 고전압 발생기(7)는, 고전압 케이블(7A)을 통하여 에어 모터(2) 및 회전 무화 헤드(3)에 접속되고, 상기 회전 무화 헤드(3)에 의해 도료를 직접적으로 고전압으로 대전시키고 있다.

참조부호 9는 에어 모터(2)와 고전압 발생기(7)가 장착된 하우징 부재를 나 타낸다. 상기 하우징 부재(9)는, 후술하는 본체부(10)와 상기 본체부(10)의 외주측에 설치된 중간 튜브(11)로 구성되어 있다. 그리고, 하우징 부재(9)는, 예를 들면 POM(폴리옥시메틸렌), PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), PEN(폴리에틸렌 나프탈레이트), PP(폴리프로필렌), HP-PE(고압 폴리에틸렌), HP-PVC(고압 염화 비닐), PEI(폴리에테르이미드), PES(폴리에테르술폰), 폴리메틸펜텐 등의 절연성 수지 재료에 의해 대략 원기둥 형태로 형성되어 있다.

참조부호 10은 하우징 부재(9)의 일부를 형성하는 본체부를 나타낸다. 상기 본체부(10)는 대략 원기둥 형태로 형성되고, 상기 본체부(10)의 외표면(10A)이 원통형을 이루고 있다. 그리고, 본체부(10)는, 분무기(1)의 에어 모터(2)를 지지하는 것이다. 상기 본체부(10)는, 예를 들면 저비용으로 가공성이 뛰어난 델인(등록상표)을 사용하여 형성되어 있다. 또, 본체부(10)의 앞쪽에는 에어 모터 수용구멍(10B)이 형성되고, 상기 에어 모터 수용구멍(10B) 내에는 에어 모터(2) 및 도료 공급 밸브(6)가 장착되어 있다. 또, 본체부(10)의 뒤쪽에는 고전압 발생기 수용구멍(10C)이 형성되고, 상기 고전압 발생기 수용구멍(10C) 내에는 고전압 발생기(7)가 장착되어 있다.

참조부호 11은 본체부(10)의 외주측(외표면(10A)측)에 설치된 통형의 중간 튜브를 나타낸다. 상기 중간 튜브(11)는, 본체부(10)와 후술하는 커버부재(13) 사이에 배치되어 있다. 그리고, 중간 튜브(11)는, 기계적 강도를 유지하기 위해, 예를 들면 1mm ~ 3mm정도의 두께 치수를 가지고 있다. 여기서, 중간 튜브(11)는, 전술한 절연 수지 재료 중, 예를 들면 POM, PET, PEN, PP 등을 사용하여 형성되어 있 다. 이 때, 중간 튜브(11)의 비유전률은, 예를 들면 P0M에서 3.7, PET에서 2.9~ 3.2, PEN에서 2.9, P P에서 2.2~ 2.6 정도의 값이다.

또, 중간 튜브(11)는, 알루미나 에폭시, 지루코니아, 티탄산바륨 등과 같이 비교적 높은 비유전률을 가지는 절연 재료를 사용하여 형성해도 된다. 이 때, 중간 튜브(11)의 비유전률은, 예를 들면 알루미나 에폭시에서 5.5~ 8.5, 지루코니아에서 25~46, 티탄산바륨에서 1200 정도의 값이다. 이 경우에는, 후술하는 전계의 상승 효과가 보다 현저하게 얻어진다.

여기서, 중간 튜브(11)에는, 외표면(11A)의 전체면에 걸쳐 원형상의 관통구멍(11B)이 다수개 형성되어 있다. 그리고, 상기 관통구멍(11B)은, 중간 튜브(11)를 본체부(10)의 외표면(10A)에 장착했을 때, 상기 외표면(10A)에 의해 폐색되고, 후술하는 오목부(12)를 형성하는 것이다.

참조부호 12는 중간 튜브(11)의 외표면(11A)으로부터 오목하게 함몰된 다수의 오목부를 나타낸다. 상기 오목부(12)는, 중간 튜브(11)를 본체부(10)의 외표면(10A)에 장착했을 때, 각 관통구멍(11B)과 본체부(10)의 외표면(10A)으로 형성되는 것이다. 여기서, 이들 복수개의 오목부(12)는, 각각 독립적으로 형성되는 동시에, 중간 튜브(11)의 외표면(11A)의 전체면에 걸쳐 대략 균일한 상태로 배치되어 있다. 그리고, 오목부(12)의 배면측 개구(내주측 개구)는, 본체부(10)의 외표면(10A)에 의해 폐색되고, 오목부(12)의 표면측 개구(외주측 개구)는, 후술하는 커버부재(13)에 의해 폐색되어 있다.

참조부호 13은 중간 튜브(11)의 외표면(11A)을 덮고 통형으로 형성된 커버부 재를 나타낸다. 그리고, 커버부재(13)는, 고절연성, 비흡수성을 가지고, 중간 튜브(11)와 비유전률이 상이한 재료로서, 예를 들면 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌), P0M(폴리옥시메틸렌) 또는 표면 발수 처리를 행한 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 등의 절연 수지 재료를 사용하여 형성되어 있다. 그러므로, 커버부재(13)의 비유전율은, 예를 들면 PTFE에서 2.1, POM에서 3.7, PET에서 2.9~ 3.2 정도의 값이다.

또, 커버부재(13)는, 예를 들면 0.3mm ~ 1mm 정도의 얇은 막 상태로 형성되고, 중간 튜브(11)의 외표면(1lA)에 접촉한 상태로 장착되어 있다. 이로써, 커버부재(13)는, 오목부(12)를 폐색하여 원형 폐색 공간(S)을 구획하고 있다. 또한, 커버부재(13)의 전단측에는, 내주측을 향해 환형으로 돌출되고, 하우징 부재(9)의 전단측을 폐색하는 전방 폐색 부재(14)가 형성되어 있다.

참조부호 15는 세이핑 에어를 분출하는 세이핑 에어링을 나타낸다. 상기 세이핑 에어링(15)은, 회전 무화 헤드(3)의 외주측을 덮도록 커버부재(13)의 선단측(전단측)에 전방 폐색 부재(14)를 개재하여 설치되어 있다. 그리고, 세이핑 에어링(15)은, 커버부재(13)와 대략 동일한 재료로서, 예를 들면 PTFE, POM 또는 표면발수 처리를 행한 PET 등을 사용하여 통형으로 형성되어 있다. 또, 세이핑 에어링(15)에는 복수개의 에어 토출구멍(15A)이 형성되고, 상기 에어 토출구멍(15A)은 본체부(10) 내에 형성된 세이핑 에어 통로(16)에 연통되어 있다. 그리고, 에어 토출구멍(15A)에는 세이핑 에어 통로(16)를 통해서 세이핑 에어가 공급되고, 에어 토출구멍(15A)은, 상기 세이핑 에어를 회전 무화 헤드(3)로부터 분무되는 도료를 향 해 분출한다. 이로써, 세이핑 에어는, 회전 무화 헤드(3)로부터 분무된 도료 입자의 분무 패턴을 정형(整形)한다.

본 실시예에 의한 회전 무화 헤드형 도장 장치는 전술한 바와 같은 구성을 가짐으로써, 다음에, 상기 도장 장치를 사용한 도장 동작에 대하여 설명한다.

분무기(1)는, 에어 모터(2)에 의해 회전 무화 헤드(3)를 고속 회전시키고, 이 상태에서 공급 튜브(4)를 통해서 회전 무화 헤드(3)에 도료를 공급한다. 이로써, 분무기(1)는, 회전 무화 헤드(3)가 회전될 때의 원심력에 의해 도료를 미립화해, 도료 입자로서 분무한다. 또, 세이핑 에어링(15)으로부터 세이핑 에어가 공급되고, 상기 세이핑 에어에 의해 도료 입자로 이루어지는 분무 패턴이 제어된다.

또, 회전 무화 헤드(3)에는 에어 모터(2)를 통하여 고전압 발생기(7)에 의한 고전압이 인가되어 있다. 이로써, 회전 무화 헤드(3)에 공급된 도료는, 회전 무화 헤드(3)를 통해서 직접적으로 고전압으로 대전하는 동시에, 대전 도료 입자로 되어 회전 무화 헤드(3)와 피도장물 사이에 형성된 정전계를 따라 비행하고, 피도장물에 도착된다.

다음에, 제1 실시예에 의한 회전 무화 헤드형 도장 장치에 대하여, 대전 도료 입자의 부착을 방지하는 효과에 대하여 검토한다.

이 효과에 관련하여, 먼저 본 실시예에 의한 회전 무화 헤드형 도장 장치의 주위에 생기는 전계 강도 분포 및 등 전위선의 분포를 유한 요소법에 의한 3차원 시뮬레이션을 사용하여 조사하였다. 이 결과를 도 5 내지 도 7에 나타낸다.

그러나, 커버부재(13)의 외표면은, 에어 모터(2) 등에 인가된 고전압과 동일 한 극성으로 대략 동일 전위인 상태로 대전되고 있다. 여기서, 본 실시예에서는, 커버부재(13)는, 각 오목부(12)를 폐색하여 폐색 공간(S)을 구획하고, 오목부(12)를 제외하고 중간 튜브(11)의 외표면(11A)에 접촉되고 있다. 이 때, 일반적으로 공기와 절연 재료에서는 공기 쪽이 비유전률이 작다. 그러므로, 중간 튜브(11) 중, 오목부(12) 내(폐색 공간(S))와 중간 튜브(11)가 본체부(10)의 외표면(10A)과 커버부재(13)에 접촉하고 있는 접촉 부위에서는, 비유전률이 예를 들면 2 ~ 4배 정도 상이하다.

그리고, 중간 튜브(11)에는 복수개의 오목부(12)가 형성되어 있으므로, 도 7에 나타낸 바와 같이, 중간 튜브(11) 및 커버부재(13)의 주위에서는, 각 오목부(12) 내의 폐색 공간(S)에 의해 등 전위선(P1~P9)이 물결을 친 상태가 된다. 이 결과, 오목부(12)를 이루는 관통구멍(11B)의 내주면에서는, 등 전위선(P1~P9)의 간격이 좁아져 전계 강도가 높아짐과 동시에, 복수개의 오목부(12)에 의해 전계 강도가 높은 부위가 주기적으로 형성된다.

이에 따라, 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 커버부재(13)의 외표면에도 전계 강도가 높은 부위가 주기적으로 형성된다. 이 결과, 전계 강도에 비례하는 쿨롱 반발력(F)((1)식 참조)도 높일 수 있고, 대전 도료 입자가 부착되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

F=qE …(1)

단, q: 도료 입자가 갖는 전하

E: 전계 강도

특히, 제1 실시예에서는, 오목부(12) 내의 폐색 공간(S), 하우징 부재(9)의 중간 튜브(11), 커버부재(13)로 이루어지는 3 부재는, 비유전률이 각각 상이한 구성으로 되어 있다. 이 때, 도 6, 도 7에 2점 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 오목부(12)의 표면측 개구의 주위 부분(A)에서는, 이들 비유전률이 서로 상이한 폐색 공간(S), 중간 튜브(11), 커버부재(13)가 경계를 이루기 때문에, 도 7에 점선으로 나타낸 등 전위선(P1~P9)의 불균일이 커지고, 전계 강도가 더욱 높아진다.

이것에 더하여, 제1 실시예에서는, 커버부재(13)를 0.3mm ~ 1mm 정도의 박막을 사용하여 형성하고 있다. 그러므로, 비유전률이 서로 상이한 커버부재(13), 중간 튜브(11), 공기층으로 이루어지는 전술한 3 부재의 경계 부분(도 6의 주위 부분(A))은, 커버부재(13)의 외표면에 극히 가까운 위치에 배치될 수 있다. 이로써, 오목부(12)의 표면측 개구의 주위 부분(A)에서 전계 강도가 높아짐에 따라, 커버부재(13)의 외표면의 전계 강도도 높일 수 있다. 이 결과, 대전 도료 입자가 커버부재(13)에 부착되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.

또, 종래 기술과 같이, 예를 들면 하우징 부재(9)에 오목부(12)를 형성하지 않은 경우에는, 대전 전하는 동일한 부재에서는 전위를 안정시키기 위해 항상 이동하고 있다. 그러므로, 항상 이동하고 있는 전하에 의해, 하우징 부재(9)에 접촉되는 커버부재(13)의 전계 강도도 불안정하게 되는 동시에, 커버부재(13)의 전체에 대한 전계 강도의 분포도 불균일하게 된다. 이로써, 커버부재(13)의 외표면에는 전계 강도가 강한 부분과 약한 부분이 형성되므로, 공기중을 부유하고 있는 대전 도료 입자가 전계 강도가 약한 부분에 국소적으로 집중해 부착되고, 상기 부착 부 분을 기점으로서 도료의 부착이 가속적으로 진행되는 경향이 있다.

이것에 대해, 제1 실시예에서는, 하우징 부재(9)에는, 중간 튜브(11)의 관통구멍(11B)을 사용하여 복수개의 오목부(12)를 형성하고 있다. 그러므로, 커버부재(13) 중 중간 튜브(11)에 접촉되는 접촉 부위와 오목부(12)(폐색 공간(S))를 덮는 부위(비접촉 부위)에서는, 전위의 변동을 상이하게 할 수 있다. 이 때, 커버부재(13) 중 오목부(12)를 덮는 비접촉 부위에서는, 그 범위 내에서 전위의 변동이 자유롭게 생기므로, 전계 강도도 불균일하게 된다.

그러나, 커버부재(13)의 접촉 부위에 의해 전위의 변동이 억제되므로, 전위의 변동이 오목부(12)를 덮는 비접촉 부위로부터 벗어나기 어려운 경향이 있다. 그리고, 복수개의 오목부(12)를 커버부재(13)의 전체에 대해서 각각 독립적으로 균등하게 배치했기 때문에, 커버부재(13)의 전체에서, 전계 강도의 밸런스를 유지할 수 있다. 이로써, 커버부재(13)의 외표면 전체에 걸쳐 대전 도료 입자가 부착되는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 제1 실시예에서는, 하우징 부재(9)의 외표면에 오목부(12)를 형성하는 동시에, 하우징 부재(9)의 외표면에 접촉된 상태에서 커버부재(13)를 설치했으므로, 커버부재(13) 중 오목부(12) 근방의 전계 강도를 높일 수 있다. 이로써, 대전 도료 입자에 대한 쿨롱 반발력이 상승되기 때문에, 대전 도료 입자가 커버부재(13)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.

또, 복수개의 오목부(12)는, 서로 독립되는 동시에, 하우징 부재(9)의 외표면 전체에 걸쳐 균등하게 배치했기 때문에, 오목부(12)를 덮는 커버부재(13)의 전 체에 전계 강도의 밸런스를 유지할 수 있다. 이로써, 커버부재(13)의 전체에 대한 전계 강도의 불균일을 적게 할 수 있으므로, 국소적인 전계 강도가 약한 부분을 없앨 수 있다. 이 결과, 도료의 부착 기점을 없앨 수가 있어, 도료 입자의 부착을 커버부재(13) 전체에 걸쳐 억제할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 하우징 부재(9)를 본체부(10)와 중간 튜브(11)로 구성하고, 커버부재(13)와 접촉되는 중간 튜브(11)의 관통구멍(11B)을 사용하여 오목부(12)를 형성하는 구성으로 하고 있다. 그러므로, 중간 튜브(11)에 관통구멍(11B)의 구멍 가공 등을 실행하는 것만으로, 용이하게 오목부(12)를 형성할 수 있다.

또, 에어 모터(2) 등이 장착되는 본체부(10)는, 가공성이 뛰어난 절연 재료를 사용하는 것에 대해, 중간 튜브(11)는, 본체부(10)와 관계없이, 자유롭게 재료를 선택할 수 있다. 이로써, 중간 튜브(11)에는, 비유전률이 높은 절연 재료를 사용할 수 있고, 오목부(12)의 주위에서 등 전위선(P1 ~ P9)의 불균일을 크게 할 수 있다. 이 결과, 전계의 상승 효과를 높일 수 있고, 대전 도료 입자의 부착을 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 에어 모터(2)는 하우징 부재(9)에 수용되어 있으므로, 커버부재(13)는, 하우징 부재(9)를 덮어 에어 모터(2)를 둘러싸는 위치에 배치된다. 이 때, 고전압 발생기(7)는 에어 모터(2)에 고전압을 인가하는 구성으로 하고 있다. 그러므로, 에어 모터(2)에 의해 상기 에어 모터(2)를 둘러싸는 커버부재(13)의 외표면에 고전압을 안정적으로 대전시킬 수 있어, 상기 커버부재(13)에 도료 입자가 부착되 는 것을 방지할 수 있다.

다음에, 도 8 및 도 9는 제2 실시예에 의한 회전 무화 헤드형 도장 장치를 나타내고, 제2 실시예의 특징은 하우징 부재를 단일 부재에 의해 형성하고, 상기 하우징 부재의 외표면에 바닥을 가지는 오목부를 복수개 형성한 것에 있다. 그리고, 제2 실시예에서는 제1 실시예와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.

참조부호 21은 제2 실시예에 의한 하우징 부재를 나타낸다. 상기 하우징 부재(21)는, 제1 실시예에 의한 하우징 부재(9)와 대략 마찬가지로, 분무기(1)와 고전압 발생기(7)가 장착되고, 절연성 수지 재료에 의해 대략 원기둥 형태로 형성되어 있다. 또, 하우징 부재(21)의 외표면(21A)에는, 커버부재(13)가 접촉된 상태로 장착되어 있다. 또한, 하우징 부재(21)의 앞쪽에는 에어 모터(2)를 수용하는 에어 모터 수용구멍(21B)이 형성되는 동시에, 하우징 부재(21)의 뒤쪽에는 고전압 발생기(7)를 수용하는 고전압 발생기 수용구멍(21C)이 형성되어 있다.

참조부호 22는 하우징 부재(21)에 복수개 형성된 오목부를 나타낸다. 상기 오목부(22)는, 제1 실시예에 의한 오목부(12)와 대략 마찬가지로, 하우징 부재(21)의 외표면(21A)로부터 오목하게 함몰되어 있다. 또, 이들 복수개의 오목부(22)는, 각각 독립적으로 형성되는 동시에, 하우징 부재(21)의 외표면(21A)의 전체면에 걸쳐 대략 균일한 상태로 배치되어 있다. 여기서, 오목부(22)는, 하우징 부재(21)의 외표면(21A)에 형성된, 예를 들면 원형상의 바닥을 갖는 구멍으로 형성되어 있다. 그리고, 오목부(22)의 표면측 개구는, 커버부재(13)에 의해 폐색되어, 오목부(22) 내에는 폐색 공간(S)이 구획되어 있다.

따라서, 제2 실시예에서도 제1 실시예와 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다. 특히, 제2 실시예에서는, 하우징 부재(21)를 단일 부재를 사용하여 형성하므로, 하우징 부재(21)의 조립 작업이 불필요하게 되어, 제조 비용을 저감할 수 있다.

다음에, 도 10은 제3 실시예에 의한 회전 무화 헤드형 도장 장치를 나타내고, 제3 실시예의 특징은, 본체부와 중간 튜브 사이에는 이들 본체부와 중간 튜브가 대면하는 부위의 전체면에 걸쳐 공간을 형성하는 구성으로 한 것이다. 그리고, 제3 실시예에서는 제1 실시예와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.

참조부호 31은 제3 실시예에 의한 하우징 부재를 나타낸다. 상기 하우징 부재(31)는, 제1 실시예에 의한 하우징 부재(9)와 대략 마찬가지로 절연성 수지 재료에 의해 대략 원기둥 형태로 형성되어 있다. 또, 하우징 부재(31)는, 후술하는 본체부(32)와 상기 본체부(32)의 외주측에 설치된 중간 튜브(33)로 구성되어 있다.

참조부호 32는 분무기(1)의 에어 모터(2)와 고전압 발생기(7)를 지지하는 본체부를 나타낸다. 상기 본체부(32)는, 제1 실시예에 의한 본체부(10)와 대략 마찬가지로, 절연성 수지 재료를 사용하여 대략 원기둥 형태로 형성되어 있다. 그러나, 본체부(32)는, 제1 실시예에 의한 본체부(10)에 비해 소직경인 원기둥 형태로 형성되어 있다. 그리고, 본체부(32)는, 원통형의 외표면(32A)을 가지는 동시에, 상기 본체부(32)의 후단(32B)은 대직경인 칼라형으로 형성되어 있다.

또, 본체부(32)에는, 그 앞쪽에 에어 모터(2)를 수용하는 에어 모터 수용구멍(32C)이 형성되는 동시에, 뒤쪽에 고전압 발생기(7)를 수용하는 고전압 발생기 수용구멍(32D)이 형성되어 있다. 단, 본체부(32)는, 제1 실시예에 의한 본체부(10)에 비해 소직경인 원기둥 형태로 형성되어 있다.

참조부호 33은 본체부(32)의 외표면(32A)과 간극을 가지고 설치된 절연성 수지 재료로 이루어지는 중간 튜브를 나타낸다. 상기 중간 튜브(33)는, 제1 실시예에 의한 중간 튜브(11)와 대략 마찬가지로, 예를 들면 1mm ~ 3mm 정도의 두께 치수를 가지고 통형으로 형성되어 있다. 또, 중간 튜브(33)의 외표면(33A)에는 커버부재(13)가 접촉된 상태로 장착되어 있다.

여기서, 중간 튜브(33)는, 후단측이 본체부(32)의 대직경인 후단(32B)에 장착되고, 전단측이 전방 폐색 부재(14)에 장착되어 있다. 그러므로, 중간 튜브(33)와 본체부(32)의 외표면(32A)이 직경방향에 대하여 서로 대면하는 부위(중간 튜브(33)의 축 방향 중간 부위)는, 대략 전체면에 걸쳐 본체부(32)와 환형으로 이격되어 있다. 이 결과, 중간 튜브(33)와 본체부(32) 사이에는 횡단면이 환형인 환형 공간(34)이 형성되어 있다.

참조부호 35는 중간 튜브(33)의 외표면(33A)으로부터 오목하게 함몰된 중간 튜브(33)에 복수개 형성된 오목부를 나타낸다. 상기 오목부(35)는, 중간 튜브(33)의 외표면(33A)에 각각 독립적으로 형성되는 동시에, 중간 튜브(33)의 외표면(33A)의 전체면에 걸쳐 대략 균일한 상태로 배치되어 있다. 여기서, 오목부(35)는, 중간 튜브(33)를 두께 방향으로 관통한, 예를 들면 원형상의 관통구멍으로 형성되고, 오목부(35) 내에는 폐색 공간(S)이 구획되어 있다. 그리고, 오목부(35)의 표면측 개구는 커버부재(13)에 의해 폐색 되지만, 오목부(35)의 배면측은 환형 공간(34)을 향해 개구되어 있다.

따라서, 제3 실시예에서도 제1 실시예와 마찬가지로의 작용 효과를 얻을 수 있다. 특히, 제3 실시예에서는, 본체부(32)와 중간 튜브(33) 사이에는 본체부(32)와 중간 튜브(33)가 서로 대면하는 부위의 전체면에 걸쳐 환형 공간(34)을 형성하는 구성으로 하였기 때문에, 공기에 비해 저항이 낮은 본체부(32)가 중간 튜브(33)에 접촉되는 부위를 줄일 수 있다. 이 결과, 고전압으로 대전된 커버부재(13)의 외표면의 전하가 중간 튜브(33) 및 본체부(32)를 통하여 누설되는 것을 줄일 수 있으므로, 커버부재(13)의 대전 상태를 유지하고, 대전 도료 입자의 부착을 방지할 수 있다.

다음에, 도 11 및 도 12는 제4 실시예에 의한 회전 무화 헤드형 도장 장치를 나타내고 있다. 제4 실시예의 특징은, 커버부재의 외주측에 고전압 방전 전극을 설치하는 구성으로 한 것에 있다. 그리고, 제4 실시예에서는 제1 실시예와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.

참조부호 41은 세이핑 에어링(15)의 외주측에 설치된 고전압 방전 전극을 나타낸다. 상기 고전압 방전 전극(41)은, 후술하는 지지 가로대(42), 링부(43), 전극부(44)로 구성되어 있다.

참조부호 42는 세이핑 에어링(15)으로부터 직경 방향 외측을 향해 연장되는 지지 가로대를 나타낸다. 상기 지지 가로대(42)는, 세이핑 에어링(15)의 주위에 등간격으로, 예를 들면 4개 설치되어, 링부(43)를 지지하고 있다. 또, 지지 가로대(42)는, 도전성 재료를 사용하여 형성되고, 접속 선로(42A)를 통하여 에어 모터(2)에 전기적으로 접속되어 있다.

참조부호 43은 지지 가로대(42)의 선단에 설치된 링부를 나타낸다. 상기 링부(43)는, 예를 들면 금속 등의 도전성 재료를 사용하여 원환형으로 형성되어 있다. 또, 링부(43)는, 에어 모터(2)의 주위에 위치되어 세이핑 에어링(15)을 둘러싸고 있다. 그리고, 링부(43)는, 세이핑 에어링(15)의 외경보다 큰 원형으로 형성되고, 에어 모터(2)의 회전축(2C)과 동일 축의 대략 동심원형으로 배치되어 있다. 이로써, 링부(43)는, 그 전체 원주에 걸쳐 세이핑 에어링(15)과의 거리가 대략 일정하게 되어 있다. 그리고, 링부(43)는, 접속 선로(42A), 지지 가로대(42)를 통하여 에어 모터(2)에 접속되어 있다. 이로써, 링부(43) 및 전극부(44)에는 고전압 발생기(7)에 의한 고전압이 인가되어 있다.

참조부호 44는 링부(43)에 설치된 전극부를 나타낸다. 상기 전극부(44)는, 금속 등의 도전성 재료로 이루어지는 침형 전극으로 형성되어 있다. 그리고, 전극부(44)는, 링부(43)로부터 피도장물과는 역방향(뒤쪽)을 향해 연장되어 있다. 또, 전극부(44)는, 링부(43)의 전체 워주에 걸쳐 등간격으로 복수개 설치되어 있다. 그리고, 전극부(44)의 방향은, 에어 모터(2)의 축선(회전축(2C)과 평행 또는 부각(俯角) 10°, 앙각(仰角) 20°의 범위로 설치되어 있다.

따라서, 제4 실시예에서도 제1 실시예와 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다. 특히, 제4 실시예에서는, 세이핑 에어링(15)의 외주측에는 고전압 방전 전 극(41)을 설치하는 구성으로 하고 있다. 그러므로, 고전압 발생기(7)로부터의 고전압은, 에어 모터(2) 등을 통하여 링부(43)에 인가되어, 전극부(44)로부터 방전된다.

이로써, 고전압 방전 전극(41)을 사용하여 대전 도료 입자와 동일 극성의 이온을 방전하고, 상기 동일 극성의 전하로 커버부재(13)를 대전시킬 수 있다. 또, 고전압 방전 전극(41)에 의해 커버부재(13)의 외주측에 고전압의 정전계를 형성할 수 있다. 그러므로, 고전압 방전 전극(41)의 정전계에 의해 대전 도료 입자가 커버부재(13)에 가까워지는 것을 방지할 수 있음과 동시에, 고전압으로 대전된 커버부재(13)에 의해 대전 도료 입자가 부착되는 것을 방지할 수 있다.

또, 고전압 방전 전극(41)을 지지 가로대(42), 링부(43) 및 전극부(44)로 구성하므로, 커버부재(13)를 둘러싸는 링부(43)에 의해 커버부재(13)의 주위에 고전압의 정전계를 형성할 수 있어, 대전 도료 입자를 커버부재(13)로부터 멀리할 수 있다. 한편, 피도장물로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 전극부(44)에 의해 고전압을 방전하기 때문에, 커버부재(13)의 뒤쪽까지 고전압의 전하로 대전시킬 수 있다. 이로써, 커버부재(13)의 넓은 범위에서 대전 도료 입자가 부착되는 것을 방지할 수 있다.

다음에, 도 13은 제5 실시예에 의한 회전 무화 헤드형 도장 장치를 나타내고 있다. 제5 실시예의 특징은, 고전압 발생기는, 커버부재의 외측에 위치되는 외부 전극에 고전압을 인가하는 구성으로 한 것에 있다. 그리고, 제5 실시예에서는 제1 실시예와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.

참조부호 51은 커버부재(13)의 외주측에 설치된 외부 전극을 나타낸다. 상기 외부 전극(51)은, 후술하는 지지대(52)와 침형 전극(53)으로 구성되어 있다.

참조부호 52는 하우징 부재(9)의 뒤쪽에 설치된 복수개의 지지대를 나타낸다. 상기 지지대(52)는, 에어 모터(2)의 회전축(2C)에 대해서 방사상으로 배치되고, 하우징 부재(9)로부터 직경 방향 외측을 향해 연장되어 있다.

참조부호 53은 지지대(52)의 선단에 설치된 침형 전극을 나타낸다. 상기 침형 전극(53)은, 지지대(52)로부터 앞쪽을 향해 연장되어, 그 선단이 회전 무화 헤드(3)의 주위에 배치되어 있다. 그리고, 침형 전극(53)은, 지지대(52)를 통하여 고전압 발생기(7)에 접속되고, 고전압 발생기(7)에 의한 고전압이 인가되어 있다.

따라서, 제5 실시예에서도 제1 실시예와 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다. 특히, 제5 실시예에서는, 고전압 발생기(7)는, 커버부재(13)의 외측에 위치되는 외부 전극(51)에 고전압을 인가하는 구성으로 하고 있다. 그러므로, 외부 전극(51)에 의해 회전 무화 헤드(3)의 주위에 이온화 권역을 형성하고, 회전 무화 헤드(3)로부터 분무되는 도료 입자를 간접적으로 대전시킬 수 있다. 또, 고전압이 인가된 외부 전극(51)에 의해 커버부재(13)의 외표면에 고전압을 안정적으로 대전시킬 수 있어, 도료 입자가 부착되는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 상기 제4 실시예에서는, 전극부(44)를 침형 전극으로 형성하고, 링부(43)에 복수개 설치하는 구성으로 하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들면 도 14 및 도 15에 나타낸 제1 변형예와 같은 방전 링으로서 구성해도 된다. 즉, 방전 링은, 링부(43')와 상기 링부(43')의 전체 원주에 걸쳐 블레이 드형을 이루어 후방으로 돌출된 전극부(44')로 구성해도 된다. 이 경우에는, 1개의 블레이드를 링형으로 절곡하면 된다.

또, 제5 실시예에서는, 제1 실시예에 의한 회전 무화 헤드형 도장 장치에 대해서 외부 전극(51)을 적용하는 것으로 하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들면 제2 실시예 내지 제4 실시예에 의한 회전 무화 헤드형 도장 장치에 대해서 외부 전극을 적용하는 구성으로 해도 된다.

또, 제1 실시예, 제3 실시예, 제4 실시예, 제5 실시예에서는, 하우징 부재(9)의 중간 튜브(11)에 관통구멍(11B)을 형성하여 오목부(12)를 형성하는 것으로 하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 도 16에 나타낸 제2 변형예와 같이, 중간 튜브(11)에 바닥을 갖는 구멍(11B')을 형성하고, 상기 바닥을 갖는 구멍(11B')을 사용하여 오목부(12')를 형성해도 된다.

또, 제1 실시예, 제3 실시예, 제4 실시예, 제5 실시예에서는, 하우징 부재(9)의 중간 튜브(11)에는 대략 동일 직경의 원형 개구로 이루어지는 관통구멍(11B)을 형성하여 오목부(12)를 형성하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들면 도 17에 나타낸 제3 변형예와 같이, 오목부(12)의 배면측 개구에는 모따기부(12A)를 형성하는 구성으로 해도 된다.

또, 각각의 상기 실시예에서는, 세이핑 에어링(15)은, 절연 수지 재료를 사용하여 형성하는 것으로 하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들면 세이핑 에어링을 도전성 금속 재료를 사용하여 형성해도 된다. 이 경우, 금속 재료로 이루어지는 세이핑 에어링에는 에어 모터를 통하여 도료와 동일 극성의 고 전압이 인가된다. 이로써, 세이핑 에어링은 반발 전극으로서 기능하기 때문에, 세이핑 에어링에 대전 도료 입자가 부착되는 것을 방지할 수 있다.

또, 제1 실시예 ~ 제5 실시예에서는, 세이핑 에어링(15)과 하우징 부재(9)를 별도의 부재로 형성하고, 하우징 부재(9, 21, 31)의 외표면(1lA, 21A, 33A)에 전체면에 걸쳐 오목부(12, 22, 35)를 형성하고, 하우징 부재(9, 21, 31)를 커버부재(13)로 덮는 구성으로 하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들면 도 18에 나타낸 제4 변형예와 같이, 세이핑 에어링과 하우징 부재를 일체로 형성해도 된다.

즉, 하우징 부재(61)의 전단부에는 세이핑 에어링을 일체적으로 형성하고, 상기 하우징 부재(61)의 외표면(61A)에 전체면에 걸쳐 오목부(62)를 형성하고, 하우징 부재(61)를 절연 수지 재료로 이루어지는 막상의 커버부재(63)를 사용하여 덮는 구성으로 한다.

이 경우, 하우징 부재(61)의 앞쪽에 회전 무화 헤드(3)를 수용하는 무화 헤드 수용 오목부(61B)를 형성하는 동시에, 상기 무화 헤드 수용 오목부(61B)의 외주측에 세이핑 에어 분출 링(61C)을 형성한다. 그리고, 상기 세이핑 에어 분출 링(61C)에 에어 토출구멍(61D)을 형성한다. 이로써, 커버부재(63)는 세이핑 에어링의 외주도 덮기 때문에, 커버부재(63) 등을 사용하여 세이핑 에어링에 대한 대전 도료 입자의 부착을 방지할 수 있다.

또, 예를 들면 도 19에 나타낸 제5 변형예와 같이 구성해도 된다. 즉, 도 19에서, 하우징 부재(71)의 전단측의 내부에 세이핑 에어링(72)을 수용하고, 상기 하우징 부재(71)의 외표면(71A)에 전체면에 걸쳐 오목부(73)를 형성하고, 하우징 부재(71)를 절연 수지 재료로 이루어지는 막상의 커버부재(74)를 사용하여 덮는 구성으로 해도 된다.

이 경우, 하우징 부재(71)의 앞쪽에는 세이핑 에어링(72)을 수용하는 링 수용 오목부(71B)를 형성하고, 세이핑 에어링(72)에는 에어 토출구멍(72A)을 형성한다. 이 제5 변형예도, 제4 변형예와 마찬가지로, 커버부재(74) 등을 사용하여 세이핑 에어링(72)에 대한 대전 도료 입자의 부착을 방지할 수 있다.

또한, 각각의 상기 실시예에서는 정전 도장 장치로서 회전 무화 헤드(3)를 사용하여 도료를 분무하는 회전 무화 헤드형 도장 장치(회전 무화식 정전 도장 장치)에 적용하는 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들면 공기 무화식 정전 도장 장치, 액압 무화식 정전 도장 장치 등의 회전무화 이외의 무화 방식을 사용한 정전 도장 장치에 적용해도 된다.

본 발명은 고전압을 인가한 상태에서 도료를 분무하도록 한 정전 도장 장치에 이용될 수 있다.

Claims (8)

1. 공급된 도료를 피도장물에 분무하는 도료 분무 수단과, 절연 재료로 형성되고 상기 도료 분무 수단을 지지하는 하우징 부재와, 절연 재료로 형성되고 상기 하우징 부재의 외표면을 덮고 통형으로 형성된 커버부재와, 상기 도료 분무 수단으로부터 분무된 도료 입자를 고전압으로 대전시키고 대전 도료 입자를 피도장물에 도착시키는 고전압 인가 수단을 포함하는 정전 도장 장치에 있어서,

   상기 하우징 부재의 외표면에는, 상기 외표면으로부터 오목하게 함몰된 복수개의 오목부가 형성되고,

   상기 커버부재는, 상기 하우징 부재의 외표면에 접촉된 상태로 덮음으로써, 각각의 상기 오목부를 폐색해 폐색 공간을 구획하는 것을 특징으로 하는 정전 도장 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 하우징 부재는, 상기 도료 분무 수단을 지지하는 본체부와, 상기 본체부와 상기 커버부재 사이에 위치되어 상기 본체부의 외주측에 설치된 중간 튜브를 포함하고,

   상기 오목부는, 상기 중간 튜브를 관통하거나, 또는 상기 중간 튜브의 외주측에 바닥을 갖는 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 정전 도장 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 본체부와 상기 중간 튜브 사이에는, 상기 본체부와 상기 중간 튜브가 서로 대면되는 부위의 전체면에 걸쳐 환형 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 정전 도장 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 커버부재의 외주측에는, 상기 대전 도료 입자와 동일 극성의 고전압을 방전하는 고전압 방전 전극이 설치되는 것을 특징으로 하는 정전 도장 장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 고전압 방전 전극은, 상기 커버부재로부터 연장되는 지지 가로대와, 상기 지지 가로대의 선단에 설치되고 상기 도료 분무 수단의 주위에 위치되어 커버부재를 둘러싸는 링부와, 상기 링부로부터 상기 피도장물과는 역방향을 향하여 연장되는 침(針)형 또는 블레이드형 전극부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 도장 장치.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 도료 분무 수단은, 상기 하우징 부재에 수용된 에어 모터와, 상기 에어 모터의 전단측에 위치되어 상기 에어 모터에 의해 회전 가능하게 설치되고 선단이 도료의 방출 단부 에지로 된 회전 무화 헤드를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 도장 장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 고전압 인가 수단은, 상기 에어 모터와 상기 회전 무화 헤드에 고전압을 인가하고, 상기 회전 무화 헤드에 공급된 도료에 직접적으로 고전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 정전 도장 장치.
8. 제6항에 있어서,

   상기 고전압 인가 수단은, 상기 커버부재의 외측에 위치되는 외부 전극에 고전압을 인가하고, 상기 회전 무화 헤드로부터 분무된 도료 입자에 간접적으로 고전압을 대전시키는 것을 특징으로 하는 정전 도장 장치.

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