KR101254522B1 - 정전 도장 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 에어 모터(3)의 전단측(前端側)에는 회전 무화두(霧化頭)(4)를 장착한다. 회전 무화두(4)의 뒤쪽에는 일정 간격으로 복수 개의 에어 분출공(10)을 구비한 쉐이핑 에어링(shaping air ring)(9)을 설치한다. 에어 모터(3)의 외주측과 쉐이핑 에어링(9)의 외주측은, 절연 재료를 사용한 커버 부재(7)에 의해 전체 주위에 걸쳐 덮힌다. 커버 부재(7)보다 직경 방향의 외측에는, 외부 전극(13)을 설치한다. 쉐이핑 에어링(9)에는, 전체 주위에 걸쳐 앞쪽으로 돌출된 환형 돌기부(16)를 설치한다. 전술한 에어 분출공(10)은, 이 환형(環形) 돌기부(16)의 선단에 개구된다. 이로써, 환형 돌기부(16)의 선단에 전계를 집중시켜 코로나 방전을 발생시킬 수 있다.

Description

정전 도장 장치{ELECTROSTATIC COATING DEVICE}

본 발명은, 고전압을 인가한 상태에서 도료를 분무(噴霧)하도록 한 정전(靜電) 도장(塗裝) 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 정전 도장 장치로서, 예를 들면, 에어 모터의 전단측(前端側)에 설치한 회전 무화두(霧化頭)와, 절연 재료를 사용하여 형성되고 에어 모터의 외주측을 덮어 통형으로 설치된 커버 부재와, 외부 전극을 사용하여 분무기의 회전 무화두로부터 분무된 도료 입자를 마이너스의 고전압으로 대전(帶電)시키는 고전압 발생기를 구비한 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1: 일본공개특허 제2001-113207호 공보, 특허 문헌 2: 일본공개특허 1999―276937호 공보 참조)

특허 문헌 1, 특허 문헌 2에 기재된 정전 도장 장치에서는, 회전 무화두의 뒤쪽에는, 복수 개의 에어 분출공(噴出孔)을 구비한 쉐이핑 에어링(shaping air ring)이 설치되어 있다. 이 쉐이핑 에어링의 에어 분출공은, 회전 무화두의 도료 방출단 에지의 근방을 향해 쉐이핑 에어를 분출한다. 이로써, 쉐이핑 에어는, 회전 무화두로부터 방출되는 도료의 액실(液絲)를 전단(剪斷)하여 미립화하고, 또한 이 미립화된 도료의 분무 패턴의 정형(整形)을 행한다.

그리고, 종래 기술에 의한 정전 도장 장치에서는, 마이너스의 고전압이 인가된 외부 전극과 어스 전위에 있는 회전 무화두와의 사이, 및 외부 전극과 피도장물과의 사이에는, 각각 전기력선(電氣力線)에 의한 정전 경계 지역이 형성된다. 외부 전극의 선단 근방에는, 코로나 방전에 의한 코로나 이온이 발생하고, 이 코로나 이온에 의한 마이너스의 이온화 권역(圈域)이 형성된다.

이 상태에서, 고속 회전하는 회전 무화두를 사용하여 도료를 분무하면, 회전 무화두로부터 분무된 도료 입자는, 이온화 권역을 통과함으로써 마이너스의 고전압으로 대전되어 대전 도료 입자가 된다. 이로써, 대전 도료 입자는, 어스와 접속된 피도장물을 향해 비행하여, 상기 피도장물의 표면에 도장된다.

또한, 다른 종래 기술에 의한 정전 도장 장치로서, 금속 재료로 이루어지는 회전 무화두에 마이너스의 고전압을 인가하고, 상기 회전 무화두를 통해서 직접적으로 도료를 고전압으로 대전시키는 구성이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 3: 일본국 실용신안 등록출원 공개 1987-118545호 공보 참조)

특허 문헌 3에 기재된 정전 도장 장치에서는, 회전 무화두의 뒤쪽에 쉐이핑 에어링으로서의 단판(端板)을 설치하고, 또한 단판의 전면에는 에어 분출공보다 직경 방향 내측에 위치하여 회전 무화두의 배면을 향해 연장되는 코로나 핀을 설치하고 있다. 이 코로나 핀에 마이너스의 고전압을 인가함으로써, 회전 무화두의 배면측에 코로나 이온을 공급한다. 이 코로나 이온에 의해, 회전 무화두의 배면측에 가까워진 도료 입자는, 마이너스의 전하를 띤다. 이로써, 서로 마이너스의 동(同) 극성에 있는 회전 무화두와 도료 입자가 반발하기 때문에, 회전 무화두의 배면에 도료 입자가 부착되는 것을 방지할 수 있다.

일본공개특허 제2001-113207호 공보 일본공개특허 1999―276937호 공보 일본공개실용신안등록 1987-118545호 공보

그런데, 특허 문헌 1에 의한 정전 도장 장치에서는, 커버 부재의 외표면은, 방전되어 있는 음이온의 마이너스 극성으로 대전되어 있다. 그러므로, 서로 마이너스의 동 극성에 있는 대전 도료 입자와 커버 부재가 반발하여, 커버 부재의 외표면에 도료 입자가 부착되는 것을 방지하고 있다. 커버 부재 등은, 절연 재료를 사용하여 형성되는 것에 의해, 그 외표면에 대전한 고전압의 전하가 어스 전위 측으로 누출되는 것을 방지하고 있다.

그러나, 도료는, 그 미립화의 과정에서 마이너스로 대전하지만, 유도(誘導) 대전에 의해 역극성의 플러스로 대전하는 도료 입자도 형성되는 현상이 발생한다. 구체적으로 설명하면, 전계 중에 두어진 대전 도료 입자는 정전 유도에 의해 분극(分極)한다. 이 때, 외부 전계의 영향을 상쇄하여 도료 입자 중의 내부 전계가 영(0)으로 되도록, 도료 입자 내의 전자가 이동한다. 그러므로, 도료 입자 중 외부 전극 측은 전자가 치우쳐, 회전 무화두 등의 어스 측은 전자가 부족하여 정공(正孔)이 많아진다. 이 분극된 도료 입자가 쉐이핑 에어에 의해 역학적으로 2개로 분단되었을 때는, 한쪽은 전자가 과잉으로 되고, 다른 쪽은 전자가 부족한 상태로 된다. 이 결과, 전자가 부족한 도료 입자는, 플러스로 대전한다.

이 플러스로 대전한 도료 입자는, 마이너스로 대전한 커버 부재에 끌어당겨져 부착된다. 이 부착 도료는 커버 부재의 외표면의 절연도를 저하시키므로, 커버 부재에 대한 도료의 부착이 급격하게 진행한다. 그러므로, 종래 기술에서는, 부착된 도료를 제거하기 위해, 도장 작업을 자주 중단하지 않을 수 없었다.

한편, 특허 문헌 2에는, 회전 무화두를 절연성의 수지 재료를 사용하여 형성하는 동시에 회전 무화두의 배면측에 도전성 막을 형성하는 구성이 개시되어 있다. 특허 문헌 2의 발명에서는, 에어 분출공으로부터 침형(針形)의 외부 전극을 돌출시키고, 이 외부 전극을 사용하여 이 도전성 막을 마이너스로 대전시킨다. 그러나, 금속제의 회전 무화두를 어스와 접속한 경우에는, 어스와 외부 전극과의 거리가 너무 가까워지기 때문에, 외부 전극과 회전 무화두와의 사이에서 불꽃 방전이 발생하기 쉬운 경향이 있다. 또한, 외부 전극이 쉐이핑 에어링의 앞쪽에 배치되어 있으므로, 커버 부재에 코로나 이온을 공급할 수 없다. 그러므로, 커버 부재를 마이너스로 대전시킬 수 없으므로, 전기적인 반발력을 사용한 도료의 부착 방지를 행할 수 없는 문제도 있다.

또한, 특허 문헌 3에는, 에어 분출공보다 직경 방향 내측에 위치하여 코로나 핀을 설치하고, 상기 코로나 핀을 사용하여 회전 무화두의 배면측에 코로나 이온을 공급하는 구성이 개시되어 있다. 이 구성에서는, 회전 무화두의 배면측에 가까워진 도료 입자는, 코로나 이온에 의해 마이너스로 대전시킬 수 있다. 그러나, 회전 무화두로부터 이격(離隔)된 도료 입자에는 코로나 이온을 공급할 수 없기 때문에, 플러스로 대전한 도료 입자가 하우징의 주위에 돌아들어갔을 때는, 도료 입자가 마이너스로 대전한 하우징에 부착되는 문제가 있다.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 본 발명의 목적은, 커버 부재에 대한 도료의 부착을 방지할 수 있는 정전 도장 장치를 제공하는 것에 있다.

(1) 본 발명은, 모터와, 상기 모터의 전단측에 회전 가능하게 설치된 회전 무화두와, 상기 회전 무화두의 뒤쪽에 배치된 쉐이핑 에어링과, 상기 쉐이핑 에어링에 설치되고 상기 회전 무화두의 도료 방출단 에지에 따라 원환형(圓環型)으로 설치되어 쉐이핑 에어를 분출하는 복수 개의 에어 분출공과, 상기 모터의 외주측을 덮어 통형으로 설치된 커버 부재와, 상기 커버 부재의 외주측에 설치된 외부 전극과, 상기 외부 전극에 고전압을 인가하여 상기 회전 무화두로부터 분무된 도료 입자에 간접적으로 고전압을 대전시키는 고전압 인가 수단을 포함하여 이루어지는 정전 도장 장치에 적용된다.

그리고, 전술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명이 채용하는 구성의 특징은, 상기 회전 무화두는, 그 전체가 도전성을 가지거나, 또는 적어도 그 표면이 도전성 또는 반도전성을 가지는 재료로 형성하는 동시에 어스와 접속하고, 상기 쉐이핑 에어링은, 도전성을 가지는 재료를 사용하여 형성하는 동시에 어스와 접속하고, 상기 커버 부재는, 절연 재료를 사용하여 형성하는 동시에 상기 쉐이핑 에어링의 외주측을 전체면에 걸쳐 덮어, 상기 쉐이핑 에어링에는, 상기 에어 분출공의 주위에 전계를 집중시키는 전계 집중부를 설치한 것에 있다.

본 발명에 의하면, 외부 전극의 근방에는, 코로나 방전에 의한 코로나 이온이 발생하고, 이 코로나 이온에 의한 마이너스의 이온화 권역이 형성된다. 그러므로, 회전 무화두로부터 분무된 도료 입자는, 이온화 권역을 통과함으로써 마이너스의 고전압으로 대전되어 대전 도료 입자가 된다.

한편, 회전 무화두 및 쉐이핑 에어링은 어스와 접속했으므로, 외부 전극에 인가된 고전압에 의해 회전 무화두 및 쉐이핑 에어링의 주위로 방전이 생기기 쉽다. 한편, 커버 부재는, 모터의 외주측 전체면뿐만이 아니라, 쉐이핑 에어링의 외주측을 전체면에 걸쳐 덮으므로, 모터 및 쉐이핑 에어링의 외주측에서는 방전은 발생하지 않는다.

여기서, 쉐이핑 에어링에는 전계 집중부를 형성하였으므로, 전계 집중부에 의해 에어 분출공의 주위에 전계를 집중시켜, 2차적인 코로나 방전을 발생시킬 수 있다. 이로써, 에어 분출공의 주위에 코로나 이온이 발생하기 때문에, 회전 무화두로부터 방출된 직후의 도료 입자에 대하여 쉐이핑 에어와 함께 코로나 이온을 공급할 수 있다.

회전 무화두로부터 도료 입자가 분무될 때나, 도료 입자가 쉐이핑 에어에 의해 분단될 때, 역극성의 도료 입자나 전하를 잃은 도료 입자가 발생하는 경우가 있다. 이와 같은 때라도, 에어 분출공의 근처에 코로나 이온이 발생하고, 이들 도료 입자에 코로나 이온을 공급하여 확실하게 마이너스로 대전시킬 수 있다. 그러므로, 모든 도료 입자는 마이너스로 대전한 커버 부재와 반발하기 때문에, 커버 부재에 대한 도료의 부착을 방지할 수 있다.

또한, 도료 입자의 전하량을 높일 수 있으므로, 도료 입자와 피도장물과의 사이에서 작용하는 쿨롱력(coulomb forces)을 증가시킬 수 있다. 이 결과, 피도장물에 대한 도료의 도착(塗着) 효율을 높일 수 있다.

(2) 본 발명에서는, 상기 전계 집중부는, 상기 복수 개의 에어 분출공을 따라 상기 쉐이핑 에어링의 전체 주위에 걸쳐 설치하는 구성으로 해도 된다.

이 구성에 의하면, 쉐이핑 에어링의 전체 주위에 걸쳐 균등하게 코로나 방전을 발생시킬 수 있다. 그러므로, 회전 무화두의 도료 방출단 에지를 향해 쉐이핑 에어가 분출되었을 때는, 쉐이핑 에어에 의해 도료 방출단 에지의 전체 주위에 걸쳐 코로나 이온을 공급할 수 있고, 도료 방출단 에지로부터 분무되는 모든 도료 입자를 확실하게 마이너스로 대전시킬 수 있다.

(3) 본 발명에서는, 상기 전계 집중부는, 전계 강도를 5kV/mm 이상으로 높이는 구성으로 해도 된다.

이 구성에 의하면, 전계 집중부의 전계 강도를 코로나 방전이 발생하는 최저의 전계 강도보다 높일 수 있다. 이로써, 전계 집중부에서 코로나 방전을 지속시킬 수 있다.

(4) 본 발명에서는, 상기 외부 전극의 선단은 상기 에어 분출공보다 뒤쪽에 배치하고, 상기 외부 전극의 선단과 상기 전계 집중부와의 사이의 거리 치수는, 상기 외부 전극의 선단과 상기 회전 무화두의 도료 방출단 에지와의 사이의 거리 치수보다 짧은 값으로 설정하는 구성으로 해도 된다.

이 구성에 의하면, 회전 무화두의 도료 방출단 에지보다 전계 집중부의 전계 강도를 높일 수 있다. 이로써, 회전 무화두의 도료 방출단 에지에 전계가 집중되는 것을 억제할 수 있고, 전계 집중부에서 확실하게 코로나 방전을 발생시킬 수 있다.

(5) 본 발명에서는, 상기 전계 집중부는, 상기 쉐이핑 에어링의 앞쪽에 형성된 상기 복수 개의 에어 분출공을 따라 원환형으로 형성되고, 상기 쉐이핑 에어링의 앞쪽으로부터 상기 회전 무화두를 향해 돌출된 환형(環形) 돌기부에 의해 형성하고, 상기 복수 개의 에어 분출공은, 상기 환형 돌기부의 선단에 개구되는 구성으로 해도 된다.

이 구성에 의하면, 환형 돌기부의 선단 부분에 전계를 집중시켜, 코로나 방전을 발생시킬 수 있다. 또한, 복수 개의 에어 분출공은 환형 돌기부의 선단에 개구되므로, 에어 분출공으로부터 분출되는 쉐이핑 에어에 의해 환형 돌기부의 선단 부근에 발생한 코로나 이온을 회전 무화두의 도료 방출단 에지를 향해 공급할 수 있다.

(6) 본 발명에서는, 상기 전계 집중부는, 상기 쉐이핑 에어링의 앞쪽에 형성된 상기 복수 개의 에어 분출공을 따라 원환형으로 형성되고, 상기 쉐이핑 에어링의 앞쪽으로부터 상기 회전 무화두를 향해 돌출된 환형 블레이드 돌기부에 의해 형성하고, 상기 환형 블레이드 돌기부는, 그 선단이 전체 주위에 걸쳐 얇은 나이프형으로 뾰족한 에지부로서 형성하고, 상기 복수 개의 에어 분출공은, 상기 환형 블레이드 돌기부의 끝으로부터 안쪽 위치에 개구되는 구성으로 해도 된다.

이와 같이 구성함으로써, 얇은 나이프형을 이루는 환형 블레이드 돌기부의 에지부에 전계를 집중시켜, 코로나 방전을 발생시킬 수 있다. 또한, 복수 개의 에어 분출공은 환형 블레이드 돌기부의 끝으로부터 안쪽의 위치에 개구되므로, 에어 분출공으로부터 분출되는 쉐이핑 에어에 의해 환형 블레이드 돌기부의 에지부의 주변에 발생한 코로나 이온을 회전 무화두의 도료 방출단 에지를 향해 공급할 수 있다.

(7) 본 발명에서는, 상기 전계 집중부는, 상기 쉐이핑 에어링의 앞쪽에 형성된 상기 복수 개의 에어 분출공의 개구단을 각각 에워싸는 복수 개의 통형 돌기부에 의해 형성하고, 상기 각 통형 돌기부는, 상기 쉐이핑 에어링의 앞쪽으로부터 상기 회전 무화두를 향해 돌출하는 구성으로 해도 된다.

이와 같이 구성함으로써, 통형 돌기부의 선단 부분에 전계를 집중시켜, 코로나 방전을 발생시킬 수 있다. 또한, 통형 돌기부는 에어 분출공의 개구단을 에워싸므로, 에어 분출공으로부터 분출되는 쉐이핑 에어에 의해 통형 돌기부의 선단 부근에 발생한 코로나 이온을 회전 무화두의 도료 방출단 에지를 향해 공급할 수 있다.

(8) 본 발명에서는, 상기 전계 집중부는, 상기 쉐이핑 에어링의 앞쪽에 형성된 상기 복수 개의 에어 분출공을 따라 원환형으로 배치된 복수 개의 침형 돌기부에 의해 형성하고, 상기 각각의 침형 돌기부는, 상기 쉐이핑 에어링의 앞쪽으로부터 상기 회전 무화두를 향해 돌출하고, 그 선단이 침형으로 뾰족한 구성으로 해도 된다.

이와 같이 구성함으로써, 침형 돌기부의 선단 부분에 전계를 집중시켜, 코로나 방전을 발생시킬 수 있다. 또한, 복수 개의 침형 돌기부는 복수 개의 에어 분출공을 따라 원환형으로 배치하였으므로, 에어 분출공으로부터 분출되는 쉐이핑 에어에 의해 침형 전극의 선단 부근에 발생한 코로나 이온을 회전 무화두의 도료 방출단 에지를 향해 공급할 수 있다.

(9) 본 발명에서는, 상기 전계 집중부는, 상기 쉐이핑 에어링의 앞쪽에 형성된 상기 복수 개의 에어 분출공을 따라 원환형으로 형성된 환형 삼각형 돌기부에 의해 형성하고, 상기 환형 삼각형 돌기부는, 횡단면이 삼각형상을 이루어 상기 쉐이핑 에어링의 앞쪽으로부터 상기 회전 무화두를 향해 돌출하고, 그 선단이 전체 주위에 걸쳐 뾰족한 에지부로서 형성하고, 상기 복수 개의 에어 분출공은, 상기 환형 삼각형 돌기부의 에지부에 개구되는 구성으로 해도 된다.

이와 같이 구성함으로써, 환형 삼각 돌기부의 에지부에 전계를 집중시켜, 코로나 방전을 발생시킬 수 있다. 복수 개의 에어 분출공은 환형 삼각 돌기부의 에지부에 개구되므로, 에어 분출공으로부터 분출되는 쉐이핑 에어에 의해 환형 삼각 돌기부의 에지부의 주변에 발생한 코로나 이온을 회전 무화두의 도료 방출단 에지를 향해 공급할 수 있다.

(10) 본 발명에서는, 상기 전계 집중부는, 상기 쉐이핑 에어링의 앞쪽에 형성된 상기 복수 개의 에어 분출공을 따라 원환형으로 형성된 환형 돌기부에 의해 형성하고, 상기 환형 돌기부는, 상기 쉐이핑 에어링의 앞쪽으로부터 상기 회전 무화두를 향해 돌출하고, 상기 환형 돌기부는, 그 돌출단에 위치하는 선단면과 상기 선단면의 외주측에 위치하여 직경 방향 외측을 향해 경사진 경사 외주면과, 상기 선단면과 상기 경사 외주면과의 사이에 형성된 외주 에지부를 구비하고, 상기 복수 개의 에어 분출공은, 상기 환형 돌기부의 외주 에지부에 개구되는 구성으로 해도 된다.

이 구성에 의하면, 환형 돌기부의 외주 에지부에 전계를 집중시켜, 코로나 방전을 발생시킬 수 있다. 복수 개의 에어 분출공은 환형 돌기부의 외주 에지부에 개구되므로, 에어 분출공으로부터 분출되는 쉐이핑 에어에 의해 환형 돌기부의 외주 에지부의 주변에 발생한 코로나 이온을 회전 무화두의 도료 방출단 에지를 향해 공급할 수 있다.

(11) 본 발명에서는, 상기 전계 집중부는, 상기 쉐이핑 에어링의 앞쪽에 형성된 상기 복수 개의 에어 분출공의 개구단에 각각 형성하고, 상기 각 에어 분출공의 개구 단면을 예각(銳角)으로 형성한 복수 개의 예각 개구부에 의해 형성하는 구성으로 해도 된다.

본 발명에 의하면, 각 에어 분출공의 개구 단면을 예각으로 형성한 예각 개구부에 전계를 집중시켜, 코로나 방전을 발생시킬 수 있다. 예각 개구부는 에어 분출공의 개구단에 형성되므로, 에어 분출공으로부터 분출되는 쉐이핑 에어에 의해 예각 개구부의 선단 부근에 발생한 코로나 이온을 회전 무화두의 도료 방출단 에지를 향해 공급할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 회전 무화두형 도장 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1 중의 회전 무화두 측 도장 장치를 나타낸 일부 파단의 정면도이다.
도 3은 도 1 중의 쉐이핑 에어링 등을 확대하여 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 2 중의 부호 a로 에워싸인 환형 돌기부를 확대하여 나타낸 주요부 확대 단면도이다.
도 5는 도 3 중의 환형 돌기부 등을 확대하여 나타낸 주요부 확대 사시도이다.
도 6은 도 2 중의 회전 무화두, 쉐이핑 에어링 및 외부 전극과의 위치 관계를 나타낸 설명도이다.
도 7은 제2 실시예에 의한 쉐이핑 에어링 등을 확대하여 나타낸 도 3과 같은 위치의 사시도이다.
도 8은 도 7 중의 환형 블레이드 돌기부를 확대하여 나타낸 도 4와 같은 위치의 주요부 확대 단면도이다.
도 9는 도 7 중의 환형 블레이드 돌기부 등을 확대하여 나타낸 주요부 확대 사시도이다.
도 10은 제1 변형예에 의한 환형 블레이드 돌기부를 확대하여 나타낸 도 8과 같은 위치의 주요부 확대 단면도이다.
도 11은 제3 실시예에 의한 쉐이핑 에어링 등을 확대하여 나타낸 도 3과 같은 위치의 사시도이다.
도 12와 도 11 중의 통형 돌기부를 확대하여 나타낸 도 4와 같은 위치의 주요부 확대 단면도이다.
도 13과 도 11 중의 통형 돌기부 등을 확대하여 나타낸 주요부 확대 사시도이다.
도 14는 제4 실시예에 의한 쉐이핑 에어링 등을 확대하여 나타낸 도 3과 같은 위치의 사시도이다.
도 15는 도 14 중의 침형 돌기부를 확대하여 나타낸 도 4와 같은 위치의 주요부 확대 단면도이다.
도 16은 도 14 중의 침형 돌기부 등을 확대하여 나타낸 주요부 확대 사시도이다.
도 17은 제2 변형예에 의한 침형 돌기부를 확대하여 나타낸 도 15와 같은 위치의 주요부 확대 단면도이다.
도 18은 제2 변형예에 의한 침형 돌기부 등을 확대하여 나타낸 주요부 확대 사시도이다.
도 19는 제5 실시예에 의한 쉐이핑 에어링 등을 확대하여 나타낸 도 3과 같은 위치의 사시도이다.
도 20은 도 19 중의 환형 삼각형 돌기부를 확대하여 나타낸 도 4와 같은 위치의 주요부 확대 단면도이다.
도 21은 도 19 중의 환형 삼각형 돌기부 등을 확대하여 나타낸 주요부 확대 사시도이다.
도 22는 제6 실시예에 의한 쉐이핑 에어링 등을 확대하여 나타낸 도 3과 같은 위치의 사시도이다.
도 23은 도 22 중의 환형 돌기부를 확대하여 나타낸 도 4와 같은 위치의 주요부 확대 단면도이다.
도 24는 도 22 중의 환형 돌기부 등을 확대하여 나타낸 주요부 확대 사시도이다.
도 25는 제7 실시예에 의한 예각 개구부를 확대하여 나타낸 도 4와 같은 위치의 주요부 확대 단면도이다.
도 26은 제7 실시예에 의한 예각 개구부 등을 확대하여 나타낸 주요부 확대 사시도이다.
도 27은 제3 변형예에 의한 회전 무화두를 확대하여 나타낸 도 4와 같은 위치의 주요부 확대 단면도이다.

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

먼저, 도 1 내지 도 6은 본 발명에 관한 정전 도장 장치의 제1 실시예를 나타내고 있다.

도면에 있어서, 부호 "1"은 제1 실시예에 의한 회전 무화두형 도장 장치[이하, 도장 장치(1)라고 함]를 나타내고 있다. 이 도장 장치(1)는, 후술하는 분무기(2), 하우징 부재(6), 커버 부재(7), 쉐이핑 에어링(9), 외부 전극(13), 고전압 발생기(15) 등에 의해 구성되어 있다.

부호 "2"는 어스 전위에 있는 피도장물을 향해 도료를 분무하는 도료 분무 수단으로서의 분무기를 나타내고 있다. 이 분무기(2)는, 후술하는 에어 모터(3), 회전 무화두(4) 등에 의해 구성되어 있다.

부호 "3"은 회전 무화두(4)를 회전 구동시키는 모터로서의 에어 모터를 나타내고 있다. 이 에어 모터(3)는, 예를 들면, 알루미늄 합금 등의 도전성 금속 재료에 의해 구성되고, 또한 어스와 접속되어 있다. 여기서, 에어 모터(3)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 모터 하우징(3A)과, 상기 모터 하우징(3A) 내에 정압(靜壓) 에어 베어링(3B)을 통하여 회전 가능하게 지지된 중공(中空)의 회전축(3C)과, 상기 회전축(3C)의 기단측(基端側)에 고정된 에어 터빈(3D)에 의해 구성되어 있다. 에어 모터(3)는, 에어 터빈(3D)에 구동 에어를 공급함으로써, 회전축(3C)과 회전 무화두(4)를, 예를 들면 3000~150000 rpm으로 고속 회전시키는 것이다.

부호 "4"는 에어 모터(3)의 회전축(3C)의 선단측에 장착된 회전 무화두이다. 이 회전 무화두(4)는, 예를 들면, 알루미늄 합금 등의 도전성 금속 재료에 의해 형성되고, 또한 에어 모터(3)를 사이에 두고 어스와 접속되어 있다. 회전 무화두(4)에는, 그 외주측의 선단 부분에 위치하여 도료를 방출하기 위한 도료 방출단 에지(4A)가 형성되어 있다. 회전 무화두(4)는, 에어 모터(3)에 의해 고속 회전된다. 이 상태에서, 후술하는 피드 튜브(5)를 통해서 회전 무화두(4)에 도료가 공급되면, 회전 무화두(4)는, 그 도료를 원심력에 의해 도료 방출단 에지(4A)로부터 분무한다.

부호 "5"는 회전축(3C) 내에 삽통(揷通)하여 설치된 피드 튜브이며, 상기 피드 튜브(5)의 선단측은, 회전축(3C)의 선단으로부터 돌출되어 회전 무화두(4) 내에 연장되어 있다. 피드 튜브(5) 내에는 도료 통로(도시하지 않음)가 설치되고, 상기 도료 통로는 색교체 밸브 장치 등을 통하여 도료 공급원 및 세정 신나 공급원(모두 도시하지 않음)과 접속되어 있다. 이로써, 피드 튜브(5)는, 도장 시에는 도료 통로를 통해서 회전 무화두(4)를 향해 도료 공급원으로부터의 도료를 공급하고, 또한 세정 시, 색교체 시 등에는 세정 신나 공급원으로부터의 세정 유체(신나, 공기 등)를 공급한다.

부호 "6"은 에어 모터(3)가 수용되고, 또한 전단측에 회전 무화두(4)가 배치된 하우징 부재이다. 이 하우징 부재(6)는, 예를 들면, POM(폴리옥시메틸렌), PET(폴리에틸렌테레프탈레이트), PEN(폴리에틸렌나프탈레이트), PP(폴리프로필렌), HP―PE(고압 폴리에틸렌), HP―PVC(고압염화비닐), PEI(폴리에테르이미드), PES(폴리에테르술폰), 폴리메틸펜텐 등의 절연성 수지 재료에 의해 대략 원기둥형으로 형성되어 있다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 하우징 부재(6)는, 원통형의 외주면(6A)을 가지고, 또한 하우징 부재(6)의 앞쪽에는, 에어 모터(3)를 수용하는 에어 모터 수용공(6B)이 형성되어 있다.

부호 "7"은 하우징 부재(6)의 외주면(6A)을 덮어 설치된 커버 부재이다. 이 커버 부재(7)는, 예를 들면, 하우징 부재(6)와 같은 절연성 수지 재료를 사용하여 통형으로 형성되어 있다. 또한, 커버 부재(7)의 전단측에는, 후술하는 쉐이핑 에어링(9)에 장착된 링 장착부(8)가 형성되어 있다. 그리고, 커버 부재(7)는, 하우징 부재(6)를 통하여 에어 모터(3)의 외주측을 전체에 걸쳐 덮는 동시에, 링 장착부(8)에 의해 쉐이핑 에어링(9)의 외주면(9A)을 전체면에 걸쳐 덮고 있다.

커버 부재(7)는, 후술하는 외부 전극(13)으로부터 코로나 이온이 공급되는 것에 의해, 마이너스로 대전한다. 한편, 커버 부재(7)는, 연결부가 없는 연속된 통체로서 형성되어 있다. 이에 부가하여, 커버 부재(7)의 외표면은, 전체면에 걸쳐 오목부나 볼록부가 없는 원활하게 연속된 형상으로 되어 있다. 이로써, 커버 부재(7)의 외표면에는 국부적인 전계 집중이 생기지 않는 구성으로 되어 있다. 그러므로, 커버 부재(7)의 외표면의 각 부에서의 전하량의 변화를 극히 낮게 유지할 수 있어, 전하의 이동이 적어, 안정적으로 마이너스로 대전한 상태로 유지된다.

그리고, 커버 부재(7)와 하우징 부재(6)와의 사이에는, 횡단면이 환형인 환형 공간을 형성하는 것이 바람직하다. 이 경우, 환형 공간에 의해, 커버 부재(7)로부터 하우징 부재(6)를 향하는 리크 전류(leak current)를 방지할 수 있다.

커버 부재(7)는, 하우징 부재(6)와 동일한 절연 수지 재료를 사용하여 형성하였으나, 하우징 부재(6)와 다른 절연 수지 재료를 사용하여 형성해도 된다. 이 경우, 커버 부재(7)는, 외표면에 대한 도료의 부착을 방지하기 위해, 고절연성, 비흡수성을 가지는 절연성 수지 재료로서, 예를 들면, PTFE(폴리테트라플루오르에틸렌), POM(폴리옥시메틸렌) 또는 표면 발수 처리를 행한 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 등을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다.

부호 "9"는 쉐이핑 에어를 분출되는 쉐이핑 에어링이다. 이 쉐이핑 에어링(9)은, 회전 무화두(4)의 후방에 위치하여 하우징 부재(6)의 전단측에 설치되어 있다. 쉐이핑 에어링(9)은, 예를 들면, 도전성 금속 재료를 사용하여 통형으로 형성되고, 또한 에어 모터(3)를 사이에 두고 어스와 접속되어 있다.

부호 "10"은 쉐이핑 에어링(9)에 형성된 에어 분출공이다. 이 에어 분출공(10)은 회전 무화두(4)의 도료 방출단 에지(4A)보다 직경 방향 외측에 위치하여, 이 도료 방출단 에지(4A)를 에워싸도록 복수 개 설치되고, 이들 복수 개의 에어 분출공(10)은, 일정한 간격을 두고 원환형으로 배열되어 설치되어 있다. 에어 분출공(10)은, 하우징 부재(6) 내에 설치된 에어 통로(11)와 연통되어 있다. 그리고, 에어 분출공(10)에는 에어 통로(11)를 통해서 쉐이핑 에어가 공급되고, 에어 분출공(10)은, 상기 쉐이핑 에어를 회전 무화두(4)의 도료 방출단 에지(4A)의 근방을 향해 분출한다. 이로써, 쉐이핑 에어는, 회전 무화두(4)로부터 방출되는 도료의 액실을 전단하여 도료 입자의 형성을 촉진하고, 또한 회전 무화두(4)로부터 분무된 도료 입자의 분무 패턴을 정형한다.

부호 "12"는 쉐이핑 에어링(9)에 형성된 퍼지(purge) 에어 분출공이다. 이 퍼지 에어 분출공(12)은, 회전 무화두(4)의 배면측에 위치하여 쉐이핑 에어링(9)의 내주측에 복수 개 설치되고, 이들 복수 개의 퍼지 에어 분출공(12)은, 원환형으로 설치되어 있다. 퍼지 에어 분출공(12)은, 하우징 부재(6) 내에 설치된 에어 통로(11)와 연통되어 있다. 퍼지 에어 분출공(12)에는 에어 통로(11)를 통해서 쉐이핑 에어와 대략 같은 압력의 퍼지 에어가 공급되고, 퍼지 에어 분출공(12)은, 상기 퍼지 에어를 회전 무화두(4)의 배면을 향해 분출한다. 이로써, 퍼지 에어는, 회전 무화두(4)의 배면측이 부압(負壓)으로 되는 것을 방지하여, 회전 무화두(4)의 배면에 도료가 부착되는 것을 방지하고 있다.

부호 "13"은 하우징 부재(6)의 외주측에 설치된 외부 전극이다. 이 외부 전극(13)은, 하우징 부재(6)의 뒤쪽에 배치된 칼라형(collar type)의 지지부(14)에 장착되어 있다. 지지부(14)는, 예를 들면, 하우징 부재(6)와 같은 절연성 수지 재료를 사용하여 형성되고, 하우징 부재(6)로부터 직경 방향 외측을 향해 돌출되어 있다. 한편, 외부 전극(13)은, 지지부(14)의 돌출단측(외경측)에 위치하여 주위 방향으로 등간격으로 예를 들면, 8개 설치되어 있다. 이들 8개의 침형 전극(13B)은, 회전 무화두(4)와 동축의 환형으로 배치되고, 회전축(3C)을 중심으로 한 원을 따라 배치되어 있다.

외부 전극(13)은, 지지부(14)로부터 앞쪽을 향해 장척(長尺)의 봉형(棒形)으로 연장된 전극 지지부(13A)와, 상기 전극 지지부(13A)의 선단에 설치된 침형 전극(13B)에 의해 구성되어 있다. 전극 지지부(13A)는, 예를 들면, 하우징 부재(6)와 같은 절연 수지 재료를 사용하여 원통형으로 형성되고, 그 선단이 회전 무화두(4)의 외주측에 배치되어 있다. 한편, 침형 전극(13B)은, 예를 들면, 금속 등의 도전성 재료를 사용하여 선단이 자유단으로 된 침형으로 형성되고, 전극 지지부(13A)의 개구단에 배치되어 있다. 그리고, 침형 전극(13B)은, 전극 지지부(13A) 내에 설치된 저항(13C)을 통하여 후술하는 고전압 발생기(15)와 접속되어 있다.

여기서, 저항(13C)은, 침형 전극(13B)이 피도장물과 단락되어도, 고전압 발생기(15) 측에 저장된 전하가 단번에 방전되는 것을 억제하는 것이다. 그리고, 침형 전극(13B)에는, 고전압 발생기(15)에 의한 고전압이 인가되는 구성으로 되어 있다.

전술한 8개의 침형 전극(13B)은, 회전 무화두(4)와 동축의 환형으로 배치되고, 회전축(3C)을 중심으로 하여 직경 치수가 큰 대경원(大徑圓)을 따른 위치에 설치되어 있다. 이로써, 8개의 침형 전극(13B)은, 회전 무화두(4)의 도료 방출단 에지(4A)와의 거리 치수 L1이 모두 같게 되어 있다. 외부 전극(13)의 침형 전극(13B)은, 커버 부재(7)와 간극(공간)을 두고 이격되고, 또한 커버 부재(7)의 주위를 에워싸 배치되어 있다. 이로써, 외부 전극(13)은, 침형 전극(13B)에 의해, 코로나 방전이 생기는 것에 의해, 회전 무화두(4)로부터 분무되는 도료 입자에 마이너스의 고전압을 대전시킨다. 또한, 외부 전극(13)은, 커버 부재(7)의 외표면에 코로나 이온을 공급하여, 커버 부재(7)의 외표면을 대전시키는 것이다.

부호 "15"는 예를 들면, 지지부(14)에 장착된 고전압 인가 수단으로서의 고전압 발생기이며, 상기 고전압 발생기(15)는, 예를 들면, 다단식 정류 회로[이른바, 콕크로프트(Cockcroft) 회로]를 사용하여 구성되어 있다. 고전압 발생기(15)는, 저항(13C)을 통하여 외부 전극(13)의 침형 전극(13B)과 접속되어 있다. 그리고, 고전압 발생기(15)는, 예를 들면, ―10kV ~ ―150kV의 직류 전압으로 이루어지는 고전압을 발생하고, 이 고전압을 외부 전극(13)의 침형 전극(13B)에 대하여 공급한다.

부호 "16"은 쉐이핑 에어링(9)의 전단측에 설치된 전계 집중부로서의 환형 돌기부이다. 이 환형 돌기부(16)는, 쉐이핑 에어링(9)과 같은 도전성 재료를 사용하여 형성되고, 복수 개의 에어 분출공(10)을 따라 쉐이핑 에어링(9)의 전체 주위에 걸쳐 설치되어 있다. 여기서, 환형 돌기부(16)는, 예를 들면, 쉐이핑 에어링(9)의 전면에 절삭 가공 등을 행함으로써 형성되고, 쉐이핑 에어링(9)과 일체로 되어 있다. 환형 돌기부(16)는, 쉐이핑 에어링(9)의 앞쪽에 형성된 복수 개의 에어 분출공(10)을 따라 원환형으로 형성되고, 쉐이핑 에어링(9)의 앞쪽으로부터 회전 무화두(4)를 향해 돌출되어 있다.

또한, 환형 돌기부(16)는, 예를 들면, 그 돌출단에 위치하는 평탄한 선단면(16A)과, 상기 선단면(16A)의 외주측에 위치하여 직경 방향 외측을 향해 경사진 경사 외주면(16B)과, 선단면(16A)와 경사 외주면(16B)과의 사이에 형성된 대략 원환형의 외주 에지부(16C)를 구비하고 있다. 그리고, 에어 분출공(10)은, 환형 돌기부(16)의 선단면(16A)에 개구되어 있다.

그리고, 제1 실시예의 경우, 환형 돌기부(16)는, 에어 분출공(10)을 사이에 두고 경사 외주면(16B)의 반대측에 위치하고, 직경 방향 내측을 향해 경사진 경사 내주면(16D)을 구비하고 있다. 이로써, 환형 돌기부(16)는, 횡단면이 사다리꼴의 원환형으로 형성되어 있다. 단, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 환형 돌기부(16)의 경사 외주면(16B), 경사 내주면(16D)은, 직경 방향으로 경사질 필요는 없다. 즉, 환형 돌기부(16)는, 예를 들면, 축 방향으로 병행하는 외주면 및 내주면을 구비하는 구성으로 해도 된다.

또한, 외부 전극(13)의 침형 전극(13B)의 선단은, 에어 분출공(10)의 개구단보다 뒤쪽에 위치하고 있다. 이에 부가하여, 환형 돌기부(16)의 선단과 침형 전극(13B)의 선단과의 사이의 거리 치수 L2는, 회전 무화두(4)의 도료 방출단 에지(4A)와 침형 전극(13B)의 선단과의 사이의 거리 치수 L1보다 짧게 되어 있다(L2＜L1)

또한, 도 6에 나타낸 바와 같이, 환형 돌기부(16)의 선단과 도료 방출단 에지(4A)와의 사이의 간극 치수 G는, 예를 들면 10~30 mm 정도의 값으로 설정되어 있다. 이 때, 침형 전극(13B)과 환형 돌기부(16)와의 사이의 직경 방향의 이격 치수는, 예를 들면, 간극 치수 G의 5~20 배 정도의 값으로 설정되어 있다. 환형 돌기부(16)는 도료 방출단 에지(4A)보다 직경 방향 외측에 위치하지만, 환형 돌기부(16) 및 도료 방출단 에지(4A)는, 직경 방향에 대하여 가까운 위치에 배치되어 있다. 그러므로, 거리 치수 L1, L2는, 비교적 가까운 값으로 설정되어 있다. 또한, 환형 돌기부(16)는, 그 선단 부분의 전계 강도를 5kV/mm 이상으로 높이고 있다. 이로써, 환형 돌기부(16)는, 에어 분출공(10)의 주위에 전계를 집중시켜, 코로나 방전을 발생시키는 것이다.

제1 실시예에 의한 도장 장치(1)는 전술한 바와 같은 구성을 가지는 것이며, 다음에, 이 도장 장치(1)를 사용하여 도장 작업을 행할 때의 동작에 대하여 설명한다.

분무기(2)를 구성하는 에어 모터(3)는, 회전 무화두(4)를 고속 회전시킨다. 이 상태에서 피드 튜브(5)를 통해서 회전 무화두(4)에 도료를 공급한다. 이로써, 분무기(2)는, 회전 무화두(4)가 회전할 때의 원심력에 의해 도료를 미립화하여, 도료 입자로서 분무한다. 쉐이핑 에어링(9)으로부터는, 쉐이핑 에어가 공급되고, 이 쉐이핑 에어에 의해 도료 입자로 이루어지는 분무 패턴이 제어된다.

여기서, 외부 전극(13)의 침형 전극(13B)에는, 마이너스의 고전압이 인가되어 있다. 그러므로, 침형 전극(13B)과 어스 전위로 된 피도장물과의 사이에는 항상 정전계(靜電界)가 형성되어 있다. 침형 전극(13B)은, 그 선단에 코로나 방전이 발생하고, 회전 무화두(4)의 주위에 코로나 방전에 따른 이온화 권역이 형성된다. 이 결과, 회전 무화두(4)로부터 분무된 도료 입자는, 이온화 권역을 통과함으로써, 간접적으로 고전압으로 대전된다. 대전한 도료 입자(대전 도료 입자)는, 침형 전극(13B)과 피도장물과의 사이에 형성된 정전계를 따라 비행하여, 피도장물에 도장된다.

또한, 회전 무화두(4)는 어스와 접속되어 있으므로, 회전 무화두(4) 중 외부 전극(13) 측에 위치하는 도료 방출단 에지(4A)에 전계가 집중되어 있다. 한편, 쉐이핑 에어링(9)도 어스와 접속되어 있으므로, 쉐이핑 에어링(9) 중 전면으로 돌출된 환형 돌기부(16)의 선단에도 전계가 집중되어 있다.

이 때, 환형 돌기부(16)의 선단과 침형 전극(13B)의 선단과의 사이의 거리 치수 L2는, 환형 돌기부(16)의 선단과 회전 무화두(4)의 도료 방출단 에지(4A)와의 사이의 거리 치수 L1보다 짧게 되어 있다. 그러므로, 회전 무화두(4)의 도료 방출단 에지(4A)에 비해 환형 돌기부(16)의 선단[특히, 외주 에지부(16C)]의 전계 강도를 높일 수 있다. 이로써, 환형 돌기부(16)의 선단 부분에서는, 2차적인 코로나 방전 C가 발생한다. 이에 더하여, 거리 치수 L1, L2는 비교적 가까운 값으로 설정되어 있으므로, 도료 방출단 에지(4A)에서도, 2차적인 코로나 방전 C가 발생한다.

한편, 쉐이핑 에어링(9)의 외주면(9A)은, 커버 부재(7)에 의해 전체면에 걸쳐 덮혀져 있다. 이 경우, 커버 부재(7)는, 연결부가 없는 연속된 통체로서 형성되는 것에 더하여, 커버 부재(7)의 외표면은, 예를 들면, 오목부 및 볼록부, 단차, 단면(斷面)이 예각인 형상으로 된 돌기 등이 없이, 전체면에 걸쳐 원활하게 연속된 평활면으로 이루어지는 형상으로 되어 있다. 그러므로, 커버 부재(7)의 외주면에서 방전이 생기지 않으므로, 도료 방출단 에지(4A) 및 환형 돌기부(16)의 주위에서는 전계가 안정된다.

이로써, 도 4에 나타낸 바와 같이, 환형 돌기부(16) 및 도료 방출단 에지(4A)와 코로나 방전 C를 안정적으로 발생시킬 수 있으므로, 도료 방출단 에지(4A)로부터 방출되는 도료 입자에 대하여, 쉐이핑 에어와 함께 코로나 이온을 공급할 수 있다. 이 결과, 모든 도료 입자가 확실하게 마이너스로 대전하기 때문에, 도료 입자와 커버 부재(7)와의 사이의 전기적인 반발력이 작용하게 할 수 있어, 커버 부재(7)에 대한 도료의 부착을 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 도료 입자의 전하량을 높일 수 있으므로, 도료 입자와 피도장물과의 사이에서 작용하는 쿨롱력을 증가시킬 수 있다. 이 결과, 피도장물에 대한 도료의 도착 효율을 높일 수 있다.

따라서, 본 실시예에 의하면, 커버 부재(7)는, 절연 재료를 사용하여 형성되고, 또한 에어 모터(3)의 외주측뿐만이 아니라, 쉐이핑 에어링(9)의 외주측을 전체면에 걸쳐 덮고 있다. 이 결과, 쉐이핑 에어링(9) 등이 어스와 접속되어 있을 때라도, 쉐이핑 에어링(9)의 외주측에서는 방전은 발생하지 않는다.

한편, 쉐이핑 에어링(9)에는 환형 돌기부(16)를 형성하였으므로, 환형 돌기부(16)의 선단측에 위치하는 외주 에지부(16C)에 전계를 집중시켜, 2차적인 코로나 방전 C를 발생시킬 수 있다. 이 때, 복수 개의 에어 분출공(10)은 환형 돌기부(16)의 선단에 개구되므로, 에어 분출공(10)의 주위에 코로나 이온이 발생한다. 그러므로, 에어 분출공(10)으로부터 분출되는 쉐이핑 에어에 의해 환형 돌기부(16)의 선단 부근에 발생한 코로나 이온을 회전 무화두(4)의 도료 방출단 에지(4A)를 향해 공급할 수 있다.

회전 무화두(4)로부터 도료의 액실이 전단되어 도료 입자가 분무될 때나, 도료 입자가 쉐이핑 에어에 의해 분단될 때, 역극성의 도료 입자나 전하를 잃은 도료 입자가 발생하는 경우가 있다. 이와 같은 경우라도, 본 실시예에서는, 이들 도료 입자에 코로나 이온을 공급하여 확실하게 마이너스로 대전시켜, 역극성의 도료 입자를 없앨 수가 있다. 이로써, 모든 도료 입자는 마이너스로 대전한 커버 부재(7)와 반발하기 때문에, 커버 부재(7)에 대한 도료의 부착을 방지할 수 있다.

환형 돌기부(16)는 복수 개의 에어 분출공(10)을 따라 쉐이핑 에어링(9)의 전체 주위에 걸쳐 설치하였으므로, 쉐이핑 에어링(9)의 전체 주위에 걸쳐 균등하게 코로나 방전 C를 발생시킬 수 있다. 그러므로, 회전 무화두(4)의 도료 방출단 에지(4A)를 향해 쉐이핑 에어가 분출되었을 때는, 쉐이핑 에어에 의해 도료 방출단 에지(4A)의 전체 주위에 걸쳐 코로나 이온을 공급할 수 있어, 도료 방출단 에지(4A)로부터 분무되는 모든 도료 입자를 확실하게 마이너스로 대전시킬 수 있다.

또한, 환형 돌기부(16)는 전계 강도를 5kV/mm 이상으로 높이는 구성으로 하였으므로, 환형 돌기부(16)의 전계 강도를 코로나 방전 C가 발생하는 최저의 전계 강도보다 높일 수 있다. 이로써, 환형 돌기부(16)에 의해 코로나 방전을 안정적으로 지속시킬 수 있다.

또한, 침형 전극(13B)의 선단은, 환형 돌기부(16)와의 사이의 거리 치수 L2가, 회전 무화두(4)의 도료 방출단 에지(4A)와의 사이의 거리 치수 L1보다 짧은 위치에 배치하였으므로, 회전 무화두(4)의 도료 방출단 에지(4A)보다 환형 돌기부(16)의 전계 강도를 높일 수 있다. 이로써, 회전 무화두(4)의 도료 방출단 에지(4A)에 전계가 집중되는 것을 억제할 수 있어, 환형 돌기부(16)에 의해 확실하게 코로나 방전 C를 발생시킬 수 있다.

또한, 전계 집중부로서의 환형 돌기부(16)는, 전체 주위에 걸쳐 연속된 원환형으로 형성하였으므로, 예를 들면, 절삭 가공 등에 의해 용이하게 형성할 수 있다. 그러므로, 주위 방향으로 불연속인 돌기 등에 의해 전계 집중부를 형성한 경우에 비하여, 제조 비용을 저감할 수 있다.

다음에, 도 7 내지 도 9는 본 발명에 관한 정전 도장 장치의 제2 실시예를 나타내고 있다.

제2 실시예의 특징은, 쉐이핑 에어링의 앞쪽에 형성된 복수 개의 에어 분출공을 따라 원환형으로 형성된 환형 블레이드 돌기부에 의해 전극 집중부를 형성하는 구성으로 한 것에 있다. 그리고, 제2 실시예에서는, 전술한 제1 실시예와 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.

부호 "21"은 제2 실시예에 의한 쉐이핑 에어링이다. 이 쉐이핑 에어링(21)은, 제1 실시예에 의한 쉐이핑 에어링(9)과 거의 마찬가지로 구성되며, 예를 들면, 도전성 금속 재료를 사용하여 통형으로 형성되고, 또한 에어 모터(3)를 사이에 두고 어스와 접속되어 있다. 여기서, 쉐이핑 에어링(21)의 외주면(21A)은, 커버 부재(7)의 링 장착부(8)에 의해 덮혀져 있다. 또한, 쉐이핑 에어링(21)에는, 회전 무화두(4)의 도료 방출단 에지(4A)를 에워싸도록 원환형으로 배치된 복수 개의 에어 분출공(10)이 설치되어 있다. 이 에어 분출공(10)은, 후술하는 환형 블레이드 돌기부(22, 23)의 끝으로부터 안쪽 위치에 개구되어 있다.

그리고, 쉐이핑 에어링(21)의 내주측에는, 회전 무화두(4)의 배면측에 위치하여 복수 개의 퍼지 에어 분출공(12)이 설치되어 있다. 그리고, 에어 분출공(10) 및 퍼지 에어 분출공(12)은, 제1 실시예와 마찬가지로, 하우징 부재(6) 내에 설치된 에어 통로(11)와 연통되어 있다.

부호 "22" 및 "23"은 쉐이핑 에어링(21)의 전단측에 설치된 전계 집중부로서의 제1, 제2 환형 블레이드 돌기부이다. 제1 환형 블레이드 돌기부(22)는, 에어 분출공(10)의 외경측을 따라, 또한 쉐이핑 에어링(21)의 전체 주위에 걸쳐 설치되어 있다. 구체적으로는, 제1 환형 블레이드 돌기부(22)는, 쉐이핑 에어링(21)의 앞쪽에 형성된 복수 개의 에어 분출공(10)을 따라 원환형으로 형성되고, 쉐이핑 에어링(21)의 앞쪽으로부터 회전 무화두(4)를 향해 돌출되어 있다.

상세하게 설명하면, 제1 환형 블레이드 돌기부(22)는, 모든 에어 분출공(10)을 에워싸고, 또한 각 에어 분출공(10)의 외경측에 인접하여 배치되어 있다. 제1 환형 블레이드 돌기부(22)의 선단측은, 전체 주위에 걸쳐 얇은 나이프형으로 뾰족한 에지부(22A)로 되어 있다.

한편, 제2 환형 블레이드 돌기부(23)도, 제1 환형 블레이드 돌기부(22)와 마찬가지로, 쉐이핑 에어링(21)의 전체 주위에 걸쳐 설치되고, 쉐이핑 에어링(21)의 앞쪽에 형성된 복수 개의 에어 분출공(10)의 내경측을 따라 원환형으로 형성되어 있다. 제2 환형 블레이드 돌기부(23)는, 쉐이핑 에어링(21)의 앞쪽으로부터 회전 무화두(4)를 향해 돌출되어 있다. 제2 환형 블레이드 돌기부(23)의 선단측은, 전체 주위에 걸쳐 얇은 나이프형으로 뾰족한 에지부(23A)로 되어 있다.

단, 제2 환형 블레이드 돌기부(23)는, 각 에어 분출공(10)의 내경측에 인접하여 배치되어 있다. 이로써, 제1, 제2 환형 블레이드 돌기부(22, 23)는, 에어 분출공(10)의 직경 방향 양측에 위치하여, 에어 분출공(10)을 직경 방향에서 사이에 두고 있다.

또한, 제1, 제2 환형 블레이드 돌기부(22, 23)는, 회전 무화두(4)의 도료 방출단 에지(4A) 및 침형 전극(13B)에 대하여, 제1 실시예에 의한 환형 돌기부(16)와 같은 위치 관계를 가지고 배치되어 있다. 즉, 제1, 제2 환형 블레이드 돌기부(22, 23)는, 도료 방출단 에지(4A)보다 침형 전극(13B)의 선단에 가까운 위치에 배치되어 있다. 그리고, 제1, 제2 환형 블레이드 돌기부(22, 23)는, 에지부(22A, 23A)의 전계 강도를 5kV/mm 이상으로 높이고 있다. 이로써, 제1, 제2 환형 블레이드 돌기부(22, 23)는, 에어 분출공(10)의 주위에 전계를 집중시켜, 계속적으로 코로나 방전을 발생시키는 것이다.

따라서, 이와 같이 구성된 제2 실시예에 있어서도, 전술한 제1 실시예와 거의 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 특히, 제2 실시예에서는, 쉐이핑 에어링(21)의 앞쪽에 형성된 복수 개의 에어 분출공(10)을 따라 원환형으로 형성된 환형 블레이드 돌기부(22, 23)에 의해 전계 집중부를 형성하였으므로, 얇은 나이프형을 이루는 환형 블레이드 돌기부(22, 23)의 에지부(22A, 23A)에 전계를 집중시켜, 코로나 방전을 발생시킬 수 있다.

또한, 복수 개의 에어 분출공(10)은 환형 블레이드 돌기부(22, 23)와의 사이에 인접하여 배치하므로, 에어 분출공(10)으로부터 분출되는 쉐이핑 에어에 의해 환형 블레이드 돌기부(22, 23)의 에지부(22A, 23A)의 주변에 발생한 코로나 이온을 회전 무화두(4)의 도료 방출단 에지(4A)를 향해 공급할 수 있다.

그리고, 제2 실시예에서는, 에어 분출공(10)의 외경측과 내경측과의 양쪽에 환형 블레이드 돌기부(22, 23)를 형성하는 구성으로 하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 도 10에 나타낸 제1 변형예와 같이, 에어 분출공(10)의 외경측에만 에지부(22A')를 구비한 환형 블레이드 돌기부(22)를 설치하는 구성으로 해도 된다. 또한, 에어 분출공(10)의 내경측에만 환형 블레이드 돌기부를 형성하는 구성으로 해도 된다.

다음에, 도 11 내지 도 13은 본 발명에 관한 정전 도장 장치의 제3 실시예를 나타내고 있다.

제3 실시예의 특징은, 쉐이핑 에어링의 앞쪽에 형성된 복수 개의 에어 분출공의 개구단을 각각 에워싸 설치된 복수 개의 통형 돌기부에 의해 전극 집중부를 형성하는 구성으로 한 것에 있다. 그리고, 제3 실시예에서는, 전술한 제1 실시예와 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.

부호 "31"은 제3 실시예에 의한 쉐이핑 에어링이다. 이 쉐이핑 에어링(31)은, 제1 실시예에 의한 쉐이핑 에어링(9)과 거의 마찬가지로 구성되며, 예를 들면, 도전성 금속 재료를 사용하여 통형으로 형성되고, 또한 에어 모터(3)를 사이에 두고 어스와 접속되어 있다. 여기서, 쉐이핑 에어링(31)의 외주면(31A)은, 커버 부재(7)의 링 장착부(8)에 의해 덮혀져 있다. 또한, 쉐이핑 에어링(31)에는, 회전 무화두(4)의 도료 방출단 에지(4A)를 따라 원환형으로 설치된 복수 개의 에어 분출공(10)이 전체 주위에 걸쳐 설치되어 있다.

부호 "32"는 쉐이핑 에어링(31)의 전단측에 설치된 전계 집중부로서의 통형 돌기부이다. 이 통형 돌기부(32)는, 쉐이핑 에어링(31)의 전체 주위에 걸쳐 복수 개 설치되어 있다. 여기서, 복수 개의 통형 돌기부(32)는, 쉐이핑 에어링(31)의 앞쪽에 형성된 복수 개의 에어 분출공(10)의 개구단을 각각 1개씩 에워싸 설치되어 있다. 통형 돌기부(32)는, 도전성 재료를 사용하여 소경(小徑)인 통형으로 형성되고, 쉐이핑 에어링(31)의 앞쪽으로부터 회전 무화두(4)를 향해 돌출되어 있다.

또한, 통형 돌기부(32)는, 회전 무화두(4)의 도료 방출단 에지(4A) 및 침형 전극(13B)에 대하여, 제1 실시예에 의한 환형 돌기부(16)와 같은 위치 관계를 가지고 배치되어 있다. 그리고, 통형 돌기부(32)는, 그 선단(32A)의 전계 강도를 5kV/mm 이상으로 높이고 있다. 이로써, 통형 돌기부(32)는, 에어 분출공(10)의 주위에 전계를 집중시켜, 계속적으로 코로나 방전을 발생시키는 것이다.

따라서, 이와 같이 구성된 제3 실시예에 있어서도, 전술한 제1 실시예와 거의 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 특히, 제3 실시예에서는, 통형 돌기부(32)는 쉐이핑 에어링(31)의 앞쪽에 형성된 에어 분출공(10)의 개구단을 각각 개별적으로 에워싸 설치하였으므로, 전체 주위에 걸쳐 연속된 전계 집중부를 형성한 경우에 비하여, 주위 방향으로 불연속인분만큼 용이하게 전계를 집중시킬 수 있다. 그러므로, 통형 돌기부(32)의 선단(32A)에서 확실하게 코로나 방전을 발생시킬 수 있으므로, 통형 돌기부(32) 내의 에어 분출공(10)으로부터 쉐이핑 에어가 분출되었을 때는, 이 쉐이핑 에어에 의해 통형 돌기부(32)의 선단(32A) 부근에 발생한 코로나 이온을 회전 무화두(4)의 도료 방출단 에지(4A)를 향해 공급할 수 있다.

다음에, 도 14 내지 도 16은 본 발명에 관한 정전 도장 장치의 제4 실시예를 나타내고 있다.

제4 실시예의 특징은, 쉐이핑 에어링의 앞쪽에 형성된 복수 개의 에어 분출공을 따라 원환형으로 설치된 복수 개의 침형 돌기부에 의해 전계 집중부를 형성하는 구성으로 한 것에 있다. 그리고, 제4 실시예에서는, 전술한 제1 실시예와 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.

부호 "41"은 제4 실시예에 의한 쉐이핑 에어링이다. 이 쉐이핑 에어링(41)은, 제1 실시예에 의한 쉐이핑 에어링(9)과 거의 마찬가지로 구성되며, 예를 들면, 도전성 금속 재료를 사용하여 통형으로 형성되고, 또한 에어 모터(3)를 사이에 두고 어스와 접속되어 있다. 여기서, 쉐이핑 에어링(41)의 외주면(41A)은, 커버 부재(7)의 링 장착부(8)에 의해 덮혀져 있다. 또한, 쉐이핑 에어링(41)에는, 회전 무화두(4)의 도료 방출단 에지(4A)를 따라 원환형으로 설치된 복수 개의 에어 분출공(10)이 설치되어 있다.

부호 "42"는 쉐이핑 에어링(41)의 전단측에 설치된 전계 집중부로서의 침형 돌기부이다. 이 침형 돌기부(42)는, 도전성 재료를 사용하여 선단(42A)이 뾰족한 침형으로 형성되고, 쉐이핑 에어링(41)의 전체 주위에 걸쳐 복수 개 설치되어 있다. 침형 돌기부(42)는, 쉐이핑 에어링(41)의 앞쪽에 형성된 복수 개의 에어 분출공(10)을 따라 일정 간격으로 원환형으로 배치되어 있다. 구체적으로는, 복수 개의 침형 돌기부(42)는, 쉐이핑 에어링(41) 중 주위 방향으로 인접하는 2개의 에어 분출공(10) 사이에 각각 1개씩 설치되어 있다. 또한, 침형 돌기부(42)는, 쉐이핑 에어링(41)의 앞쪽으로부터 회전 무화두(4)를 향해 돌출되어 있다.

또한, 침형 돌기부(42)는, 회전 무화두(4)의 도료 방출단 에지(4A) 및 침형 전극(13B)에 대하여, 제1 실시예에 의한 환형 돌기부(16)와 같은 위치 관계를 가지고 배치되어 있다. 그리고, 침형 돌기부(42)는, 그 선단(42A)의 전계 강도를 5kV/mm 이상으로 높이고 있다. 이로써, 침형 돌기부(42)는, 에어 분출공(10)의 주위에 전계를 집중시켜, 계속적으로 코로나 방전을 발생시키는 것이다.

따라서, 이와 같이 구성된 제4 실시예에 있어서도, 전술한 제1 실시예와 거의 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 특히, 제4 실시예에서는, 침형 돌기부(42)는 선단을 뾰족한 침형으로 형성하였으므로, 그 선단 부분에 용이하게 전계를 집중시킬 수 있다. 그러므로, 침형 돌기부(42)의 선단(42A)에서 확실하게 코로나 방전을 발생시킬 수 있으므로, 침형 돌기부(42)의 주위에 배치된 에어 분출공(10)으로부터 쉐이핑 에어가 분출되었을 때는, 이 쉐이핑 에어에 의해 침형 돌기부(42)의 선단(42A) 부근에 발생한 코로나 이온을 회전 무화두(4)의 도료 방출단 에지(4A)를 향해 공급할 수 있다.

그리고, 제4 실시예에서는, 침형 돌기부(42)는, 주위 방향으로 인접하는 2개의 에어 분출공(10) 사이에 배치하는 구성으로 하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 도 17 및 도 18에 나타낸 제2 변형예와 같이, 에어 분출공(10)의 외경측에 인접하여 침형 돌기부(42')를 설치하는 구성으로 해도 된다. 즉, 침형 돌기부는, 에어 분출공(10)의 주위에 1개씩 배치하면 되는 것이다.

다음에, 도 19 내지 도 21은 본 발명에 관한 정전 도장 장치의 제5 실시예를 나타내고 있다.

제5 실시예의 특징은, 쉐이핑 에어링의 앞쪽에 형성된 복수 개의 에어 분출공을 따라 원환형으로 형성된 횡단면이 삼각형상을 이루는 환형 삼각형 돌기부에 의해 전계 집중부를 형성하고, 복수 개의 에어 분출공은, 환형 삼각형 돌기부의 에지부에 개구되는 구성으로 한 것에 있다. 그리고, 제5 실시예에서는, 전술한 제1 실시예와 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.

부호 "51"은 제5 실시예에 의한 쉐이핑 에어링이다. 이 쉐이핑 에어링(51)은, 제1 실시예에 의한 쉐이핑 에어링(9)과 거의 마찬가지로 구성되며, 예를 들면, 도전성 금속 재료를 사용하여 통형으로 형성되고, 또한 에어 모터(3)를 사이에 두고 어스와 접속되어 있다. 쉐이핑 에어링(51)의 외주면(51A)은, 커버 부재(7)의 링 장착부(8)에 의해 덮혀져 있다. 또한, 쉐이핑 에어링(51)에는, 회전 무화두(4)의 도료 방출단 에지(4A)를 따라 원환형으로 설치된 복수 개의 에어 분출공(10)이 설치되어 있다.

부호 "52"는 쉐이핑 에어링(51)의 전단측에 설치된 전계 집중부로서의 환형 삼각형 돌기부이다. 이 환형 삼각형 돌기부(52)는, 쉐이핑 에어링(51)의 전체 주위에 걸쳐 V자형 돌기로서 설치되어 있다. 구체적으로는, 환형 삼각형 돌기부(52)는, 쉐이핑 에어링(51)의 앞쪽에 형성된 복수 개의 에어 분출공(10)을 따라 원환형으로 형성되고, 횡단면이 삼각형상을 이루어 쉐이핑 에어링(51)의 앞쪽으로부터 회전 무화두(4)를 향해 돌출되어 있다. 그리고, 환형 삼각형 돌기부(52)의 선단은, 전체 주위에 걸쳐 뾰족한 에지부(52A)로 되어 있다.

또한, 복수 개의 에어 분출공(10)은, 환형 삼각형 돌기부(52)의 에지부(52A)에 일정 간격으로 개구되어 있다. 그러므로, 복수 개의 에어 분출공(10)은, 주위 방향으로 연장되는 에지부(52A)의 도중 위치에 설치되고, 전체 주위에 걸쳐 등간격으로 배치되어 있다.

따라서, 이와 같이 구성된 제5 실시예에 있어서도, 전술한 제1 실시예와 거의 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 특히, 제5 실시예에서는, 쉐이핑 에어링(51)의 앞쪽에 형성된 복수 개의 에어 분출공(10)을 따라 원환형으로 형성된 환형 삼각형 돌기부(52)에 의해 전계 집중부를 형성하였으므로, 환형 삼각형 돌기부(52)의 에지부(52A)에 전계를 집중시켜, 코로나 방전을 발생시킬 수 있다.

제5 실시예에서는, 복수 개의 에어 분출공(10)은 환형 삼각형 돌기부(52)의 에지부(52A)에 개구되므로, 에어 분출공(10)의 개구단도 단면이 예각인 뾰족한 형상으로 할 수 있다. 그러므로, 에어 분출공(10)의 개구단에도 전계를 집중시켜, 코로나 방전을 발생시킬 수 있다. 그리고, 복수 개의 에어 분출공(10)은 환형 삼각형 돌기부(52)의 에지부(52A)에 개구되므로, 에어 분출공(10)으로부터 분출되는 쉐이핑 에어에 의해 환형 삼각형 돌기부(52)의 에지부(52A)의 주변이나 에어 분출공(10)의 개구단의 주위에 발생한 코로나 이온을 회전 무화두(4)의 도료 방출단 에지(4A)를 향해 공급할 수 있다.

다음에, 도 22 내지 도 24는 본 발명에 관한 정전 도장 장치의 제6 실시예를 나타내고 있다.

제6 실시예의 특징은, 쉐이핑 에어링의 앞쪽에 형성된 복수 개의 에어 분출공을 따라 원환형으로 형성된 환형 돌기부에 의해 전계 집중부를 형성하고, 복수 개의 에어 분출공은, 환형 돌기부의 외주 에지부에 개구되는 구성으로 한 것에 있다. 그리고, 제6 실시예에서는, 전술한 제1 실시예와 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.

부호 "61"은 제6 실시예에 의한 쉐이핑 에어링이다. 이 쉐이핑 에어링(61)은, 제1 실시예에 의한 쉐이핑 에어링(9)과 거의 마찬가지로 구성되며, 예를 들면, 도전성 금속 재료를 사용하여 통형으로 형성되고, 또한 에어 모터(3)를 사이에 두고 어스와 접속되어 있다. 쉐이핑 에어링(61)의 외주면(61A)은, 커버 부재(7)의 링 장착부(8)에 의해 덮혀져 있다. 쉐이핑 에어링(61)에는, 회전 무화두(4)의 도료 방출단 에지(4A)를 따라 원환형으로 설치된 복수 개의 에어 분출공(10)이 일정 간격으로 설치되어 있다.

부호 "62"는 쉐이핑 에어링(61)의 전단측에 설치된 전계 집중부로서의 환형 돌기부이다. 이 환형 돌기부(62)는, 쉐이핑 에어링(61)의 전체 주위에 걸쳐 설치되어 있다. 구체적으로는, 환형 돌기부(62)는, 쉐이핑 에어링(61)의 앞쪽에 형성된 복수 개의 에어 분출공(10)을 따라 원환형으로 형성되고, 횡단면이 사다리꼴을 이루어 쉐이핑 에어링(61)의 앞쪽으로부터 회전 무화두(4)를 향해 돌출되어 있다.

여기서, 환형 돌기부(62)는, 예를 들면, 그 돌출단에 위치하는 평탄한 선단면(62A)과, 상기 선단면(62A)의 외주측에 위치하여 직경 방향 외측을 향해 경사진 경사 외주면(62B)과, 선단면(62A)과 경사 외주면(62B)과의 사이에 형성된 대략 원환형의 외주 에지부(62C)를 구비하고 있다. 또한, 환형 돌기부(62)의 내주면은, 통형을 이루는 쉐이핑 에어링(61)의 내주면에 연속되어 있다.

그리고, 복수 개의 에어 분출공(10)은, 환형 돌기부(62)의 외주 에지부(62C)에 개구되어 있다. 그러므로, 복수 개의 에어 분출공(10)은, 주위 방향으로 연장되는 외주 에지부(62C)의 경계 위치에 설치되고, 전체 주위에 걸쳐 등간격으로 배치되어 있다.

따라서, 이와 같이 구성된 제6 실시예에 있어서도, 전술한 제1 실시예와 거의 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 특히, 제6 실시예에서는, 쉐이핑 에어링(61)의 앞쪽에 형성된 복수 개의 에어 분출공(10)을 따라 원환형으로 형성된 환형 돌기부(62)에 의해 전계 집중부를 형성하였으므로, 환형 돌기부(62)의 외주 에지부(62C)에 전계를 집중시켜, 코로나 방전을 발생시킬 수 있다. 또한, 복수 개의 에어 분출공(10)은 환형 돌기부(62)의 외주 에지부(62C)에 개구되므로, 에어 분출공(10)으로부터 분출되는 쉐이핑 에어에 의해 환형 돌기부(62)의 외주 에지부(62C)의 주변에 발생한 코로나 이온을 회전 무화두(4)의 도료 방출단 에지(4A)를 향해 공급할 수 있다.

다음에, 도 25 및 도 26은 본 발명에 관한 정전 도장 장치의 제7 실시예를 나타내고 있다.

제7 실시예의 특징은, 쉐이핑 에어링의 앞쪽에 형성된 복수 개의 에어 분출공의 개구단에 각각 형성하고, 각 에어 분출공의 개구 단면을 예각으로 형성한 복수 개의 예각 개구부에 의해 전계 집중부를 형성하는 구성으로 한 것에 있다. 그리고, 제7 실시예에서는, 전술한 제1 실시예와 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.

부호 "71"은 제7 실시예에 의한 쉐이핑 에어링이다. 이 쉐이핑 에어링(71)은, 제1 실시예에 의한 쉐이핑 에어링(9)과 거의 마찬가지로 구성되며, 예를 들면, 도전성 금속 재료를 사용하여 통형으로 형성되고, 또한 에어 모터(3)를 사이에 두고 어스와 접속되어 있다. 여기서, 쉐이핑 에어링(71)의 외주면(71A)은, 커버 부재(7)의 링 장착부(8)에 의해 덮혀져 있다. 쉐이핑 에어링(71)에는, 회전 무화두(4)의 도료 방출단 에지(4A)를 따라 원환형으로 설치된 복수 개의 에어 분출공(10)이 일정 간격으로 설치되어 있다.

부호 "72"는 쉐이핑 에어링(71)의 전단측에 설치된 전계 집중부로서의 예각 개구부이다. 이 예각 개구부(72)는, 복수 개의 에어 분출공(10)의 개구단에 각각 형성하고, 각 에어 분출공(10)의 개구 단면의 각도 θ를 예각으로 형성함으로써 형성되어 있다. 여기서, 쉐이핑 에어링(71)의 전면(前面) 중 외주측에는, 모따기부(chamfered portion)(71B)가 형성되어 있다. 한편, 에어 분출공(10)은 축 방향으로 연장되어 있다. 이 때, 예각 개구부(72)는, 에어 분출공(10)의 개구단 중 외주측에 위치하고, 그 단면의 각도 θ가 90°보다 작은 예각으로 되어 있다.

예각 개구부(72)는, 회전 무화두(4)의 도료 방출단 에지(4A) 및 침형 전극(13B)에 대하여, 제1 실시예에 의한 환형 돌기부(16)와 같은 위치 관계를 가지고 배치되어 있다. 예각 개구부(72)는, 그 선단의 전계 강도를 5kV/mm 이상으로 높이고 있다. 이로써, 예각 개구부(72)는, 에어 분출공(10)의 주위에 전계를 집중시켜, 계속적으로 코로나 방전을 발생시키는 것이다.

따라서, 이와 같이 구성된 제7 실시예에 있어서도, 전술한 제1 실시예와 거의 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 특히, 제7 실시예에서는, 예각 개구부(72)는 에어 분출공(10)의 개구 단면을 예각으로 형성하였으므로, 예각 개구부(72)에 전계를 집중시켜, 코로나 방전을 발생시킬 수 있다. 또한, 예각 개구부(72)는 에어 분출공(10)의 개구단에 형성되므로, 에어 분출공(10)으로부터 분출되는 쉐이핑 에어에 의해 예각 개구부(72)의 선단 부근에 발생한 코로나 이온을 회전 무화두(4)의 도료 방출단 에지(4A)를 향해 공급할 수 있다.

그리고, 상기 각 실시예에서는, 회전 무화두(4)는 전체를 도전성 재료를 사용하여 형성하는 구성으로 하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 도 27에 나타낸 제3 변형예와 같이, 절연 재료로 이루어지는 본체부분(82)의 외측 표면과 내측 표면에 대하여 도전성 또는 반도전성의 피막(83)을 설치한 회전 무화두(81)를 사용하는 구성으로 해도 된다. 이 경우, 회전 무화두(81)의 도료 방출단 에지(81A)는, 피막(83)을 통해서 어스와 접속되는 것이다.

또한, 상기 각 실시예에서는, 외부 전극(13)은 침형 전극(13B)를 사용하여 형성하는 것으로 하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 커버 부재의 외주측을 에워싸 가늘고 긴 도전선(導電線)을 원환형으로 형성한 링 전극을 사용하여 외부 전극을 형성해도 되고, 국제 공개 WO2007/015336에 기재된 얇은 나이프형의 블레이드 링, 가늘고 긴 도전선을 별 형상으로 형성한 별 형상의 링, 가늘고 긴 도전선을 나선형으로 형성한 나선 링 등을 사용하여 외부 전극을 형성해도 된다.

또한, 상기 각 실시예에서는, 하우징 부재(6)와 커버 부재(7)를 별개로 설치하는 구성으로 하였으나, 하우징 부재와 커버 부재를 절연 재료를 사용하여 일체화하여 형성해도 된다.

또한, 상기 각 실시예에서는, 쉐이핑 에어링(9, 21, 31, 41, 51, 61, 71)에는 쉐이핑 에어를 분출하는 복수 개의 에어 분출공(10)을 회전축(3C)으로부터 등거리로 되는 위치에 한겹의 원환형으로 설치하는 구성으로 하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 에어 분출공을 두겹의 원환형으로 설치하는 구성으로 해도 된다. 이 경우, 전계 집중부는, 모든 에어 분출공의 주위에 배치하는 구성으로 해도 된다. 한편, 전계 집중부는, 두겹의 원환형으로 설치된 에어 분출공 중, 내경측과 외경측 중 어느 한쪽의 주위에만 배치하는 구성으로 해도 된다.

1: 회전 무화두형 도장 장치
3: 에어 모터(모터)
4, 81: 회전 무화두
4A, 81A: 도료 방출단 에지
7: 커버 부재
9, 21, 31, 41, 51, 61, 71: 쉐이핑 에어링
9A, 21A, 31A, 41A, 51A, 61A, 71A: 외주면
10: 에어 분출공
13: 외부 전극
15: 고전압 발생기(고전압 인가 수단)
16, 62: 환형 돌기부(전계 집중부)
16A, 62A: 선단면
16B, 62B: 경사 외주면
16C, 62C: 외주 에지부
22, 23, 22': 환형 블레이드 돌기부(전계 집중부)
22A, 23A, 22A', 52A: 에지부
32: 통형 돌기부(전계 집중부)
42, 42': 침형 돌기부(전계 집중부)
52: 환형 삼각형 돌기부(전계 집중부)
72: 예각 개구부(전계 집중부)

Claims (9)

1. 모터(3)와, 상기 모터(3)의 전단측(前端側)에 회전 가능하게 설치된 회전 무화두(霧化頭)(4, 81)와, 상기 회전 무화두(4, 81)의 뒤쪽에 배치된 쉐이핑 에어링(shaping air ring)(9)과, 상기 쉐이핑 에어링(9)에 설치되고 상기 회전 무화두(4, 81)의 도료 방출단 에지(4A, 81A)를 따라 원환형(圓環型)으로 설치되어 쉐이핑 에어를 분출(噴出)하는 복수 개의 에어 분출공(10)과, 상기 모터(3)의 외주측을 덮어 통형으로 설치된 커버 부재(7)와, 상기 커버 부재(7)의 외주측에 설치된 외부 전극(13)과, 상기 외부 전극(13)에 고전압을 인가하여 상기 회전 무화두(4, 81)로부터 분무(噴霧)된 도료 입자에 간접적으로 고전압을 대전(帶電)시키는 고전압 인가 수단(15)을 구비하여 이루어지는 정전(靜電) 도장(塗裝) 장치에 있어서,
   상기 회전 무화두(4, 81)는, 그 전체가 도전성(導電性)을 가지거나, 또는 적어도 그 표면이 도전성 또는 반도전성을 가지는 재료로 형성하는 동시에 어스와 접속하고,
   상기 쉐이핑 에어링(9)은, 도전성을 가지는 재료를 사용하여 형성하는 동시에 어스와 접속하고,
   상기 커버 부재(7)는, 절연 재료를 사용하여 형성하는 동시에 상기 쉐이핑 에어링(9)의 외주측을 전체면에 걸쳐 덮는 구성으로 하고,
   상기 쉐이핑 에어링(9)에는, 상기 에어 분출공(10)의 주위에 전계를 집중시키는 전계 집중부를 설치하고,
   상기 전계 집중부는, 도전성을 가지는 재료를 사용하여 형성되고, 상기 쉐이핑 에어링(9)의 앞쪽에 형성된 상기 복수 개의 에어 분출공(10)을 따라 원환형으로 형성되고, 상기 쉐이핑 에어링(9)의 앞쪽으로부터 상기 회전 무화두(4, 81)를 향해 돌출된 환형 돌기부(16)에 의해 형성하고,
   상기 환형 돌기부(16)는, 돌출단에 위치하는 선단면(先端面)(16A)과, 상기 선단면(16A)의 외주측에 위치하는 외주면(16B)과, 상기 선단면(16A)과 상기 외주면(16B)과의 사이에 형성된 원환형의 외주 에지부(16C)와, 상기 선단면(16A)의 내주측에 위치하는 내주면(16D)을 구비하고,
   상기 복수 개의 에어 분출공(10)은, 상기 환형 돌기부(16)의 선단면(16A)에 개구되는 구성으로 한, 정전 도장 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 전계 집중부(16)는, 상기 복수 개의 에어 분출공(10)을 따라 상기 쉐이핑 에어링(9)의 전체 주위에 걸쳐 설치하는 구성으로 이루어지는, 정전 도장 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 전계 집중부(16)는, 전계 강도를 5kV/mm 이상으로 높이는 구성으로 이루어지는, 정전 도장 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 외부 전극(13)의 선단은 상기 에어 분출공(10)보다 뒤쪽에 배치하고,
   상기 외부 전극(13)의 선단과 상기 전계 집중부(16)와의 사이의 거리 치수(L2)는, 상기 외부 전극(13)의 선단과 상기 회전 무화두(4, 81)의 도료 방출단 에지(4A, 81A)와의 사이의 거리 치수(L1)보다 짧은 값으로 설정하는 구성으로 이루어지는, 정전 도장 장치.
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