KR20150046306A

KR20150046306A - 회전 무화두형 도장기

Info

Publication number: KR20150046306A
Application number: KR1020157007784A
Authority: KR
Inventors: 도모히로 마쓰모토
Original assignee: 에이비비 가부시키가이샤
Priority date: 2013-07-12
Filing date: 2014-04-15
Publication date: 2015-04-29
Also published as: CN105073269B; WO2015004966A1; JP6023331B2; EP3031532B1; EP3031532A1; US9687863B2; EP3031532A4; JPWO2015004966A1; US20150217306A1; CN105073269A

Abstract

회전축(5)의 내주면(5B)과 피드 튜브(17)의 외주면(17B)과의 사이에는, 터빈(6)을 구동하는 터빈 에어의 일부와 후방 스러스트 에어 베어링(12)으로부터 배출된 배기 에어가 유출되는 환형 공간(18)을 설치한다. 회전축(5)에는, 래디얼 에어 베어링(8)과 회전 무화두(16)와의 사이에 위치하여 직경 방향으로 관통하는 에어 유출공(25)을 형성한다. 이 결과, 환형 공간(18)을 흐르는 배기 에어는, 회전 무화두(16)보다 후방 위치에서, 에어 유출공(25)으로부터 회전축(5)의 외부로 유출된다.

Description

회전 무화두형 도장기{ROTATING ATOMIZER HEAD COATER}

본 발명은, 예를 들면, 에어 모터에 의해 회전 무화두(霧化頭)를 고속 회전시킴으로써 피도장물(被塗裝物)을 향해 도료를 분무하는 회전 무화두형(霧化頭型) 도장기(塗裝機)에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 차체, 가구, 전화(電化) 제품 등을 도장하는 경우에는, 도료의 도착(塗着) 효율, 도장 마무리가 양호한 회전 무화두형 도장기를 사용하여 도장하고 있다. 이 회전 무화두형 도장기는, 내주측이 모터 수용부로 된 통형(筒形)의 하우징과, 상기 하우징의 모터 수용부에 수용되고 중공의 회전축을 회전 구동시키는 에어 모터와, 상기 하우징의 전방에 위치하여 상기 에어 모터의 회전축의 선단부에 장착되고 상기 회전축과 함께 회전하는 동안에 공급된 도료를 분무하는 회전 무화두와, 상기 회전축 내에 직경 방향의 간극을 가지는 상태로 축 방향으로 연장되고 상기 회전 무화두를 향해 도료를 공급하는 피드 튜브와, 상기 하우징의 전방에 설치되고 상기 회전 무화두로부터 분무된 도료의 분무 패턴을 정돈하기 위한 셰이핑 에어를 분출하는 셰이핑 에어링(shaping air ring)을 포함하여 구성되어 있다.

에어 모터는, 축 방향으로 연장된 통체로 이루어지고 모터 수용부에 수용된 모터 케이스와, 상기 모터 케이스 내에 축 방향으로 연장되어 설치된 회전축과, 상기 회전축의 기단측(基端側)에 설치되고 터빈 에어가 공급되는 것에 의해 상기 회전축을 회전 구동시키는 터빈과, 상기 회전축의 외주측에 위치하여 상기 모터 케이스에 설치되고 베어링 에어가 공급되는 것에 의해 상기 회전축을 래디얼 방향으로 지지하는 래디얼 에어 베어링과, 상기 터빈을 전방향 및 후방향에서 협지(sandwich)하도록 상기 모터 케이스에 설치되고 베어링 에어가 공급되는 것에 의해 상기 회전축을 스러스트(thrust) 방향으로 지지하는 전방 및 후방의 스러스트 에어 베어링과, 상기 터빈에 터빈 에어를 공급하는 에어 공급 통로 및 상기 터빈을 회전 구동한 후의 배기 에어를 배출하는 에어 배출 통로로 이루어지는 터빈 에어 통로와, 상기 래디얼 에어 베어링과 상기 전방 및 후방의 스러스트 에어 베어링에 베어링 에어를 공급하는 베어링 에어 통로에 의해 구성되어 있다. 이로써, 회전축은, 래디얼 에어 베어링에 의해 비접촉 상태로 지지되고, 터빈은, 전방 스러스트 에어 베어링과 후방 스러스트 에어 베어링에 의해 비접촉 상태로 지지되어 있다.

일반적인 터빈의 외주측에는, 방사 방향으로 연장되는 복수 개의 날개를 주위 방향으로 연이어지는 임펠러가 설치되어 있다. 이 터빈은, 터빈 에어(압축 에어)를 에어 노즐로부터 임펠러를 향해 분사함으로써, 회전축을 고속으로 회전시키는 것이 가능하다(특허 문헌 1).

일본 공개특허 평9-285742호 공보

특허 문헌 1에 의한 회전 무화두형 도장기에서는, 터빈을 회전 구동시키기 위해, 터빈 에어 통로의 에어 공급 통로로부터 임펠러를 향해 터빈 에어를 분사하고 있다. 이 경우, 터빈을 향해 분사된 후의 터빈 에어는, 배기 에어로 되어 에어 배출 통로를 통해 외부로 배출된다. 그러나, 터빈 에어의 일부는, 터빈과 후방 스러스트 에어 베어링과의 사이의 근소한 간극을 통하여 회전축과 피드 튜브와의 사이에 형성된 환형(環形)의 공간으로 유출되어 버린다.

한편, 각 스러스트 에어 베어링과 래디얼 에어 베어링은, 공급되는 베어링 에어의 단위 시간당의 유량(流量)이, 터빈 에어의 단위 시간당의 유량에 비해 매우 적다. 통상, 베어링 에어의 유량은, 터빈 에어의 유량의 10% 정도이다. 이 때문에, 일반적인 에어 베어링에서는, 베어링 에어를 배출하기 위한 통로는 설치되어 있지 않다. 따라서, 래디얼 에어 베어링에 공급된 베어링 에어는, 에어 베어링과 회전축과의 사이의 간극을 통하여 배출된다. 또한, 터빈을 협지)하여 전, 후에 배치된 전방 및 후방의 스러스트 에어 베어링 중, 전방 스러스트 에어 베어링은, 배출한 배기 에어를 터빈 에어의 배기 에어와 함께 에어 배출 통로에 배출하고 있다. 그러나, 후방 스러스트 에어 베어링은, 배출된 배기 에어의 일부가, 터빈의 후면과 후방 스러스트 에어 베어링과의 사이의 간극을 통하여 회전축과 피드 튜브와의 사이의 환형 공간으로 유출된다.

이처럼, 터빈 에어, 베어링 에어의 일부가 유출하는 회전축과 피드 튜브와의 사이의 환형 공간은, 회전축의 선단측에서 회전 무화두 내에 연통되어 있으므로, 터빈 에어, 베어링 에어의 일부가 피드 튜브로부터 토출된 도료에 섞일 우려가 있다.

회전 무화두에 공급된 도료에 대하여 에어가 섞였을 경우에는, 도료 중에 기포가 형성된다. 그러므로, 도료 중의 기포에 의해 도장면에 미도장 부분이 발생하여, 도장이 불량하게 된다. 이 외에도, 피드 튜브의 선단측에 세정되지 않았던 도료가 부착되어 있는 경우에는, 이 부착 도료가 터빈 에어, 베어링 에어의 일부에 의해 벗겨져 소편(小片)으로 되고, 이 소편이 도료에 혼입될 우려가 있다. 이 경우에도 도장 불량이 발생하는 문제가 있다.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이며, 본 발명의 목적은, 터빈 에어, 베어링 에어의 일부가 회전축과 피드 튜브와의 사이의 공간으로 유출되어도, 이들 에어가 회전 무화두 내로 유입(流入)되는 것을 방지할 수 있어, 도장 불량의 발생을 억제할 수 있도록 한 회전 무화두형 도장기를 제공하는 것에 있다.

(1). 본 발명에 의한 회전 무화두형 도장기는, 내주측이 모터 수용 부위로 된 통형의 하우징과, 상기 하우징의 모터 수용 부위에 수용되고 중공의 회전축을 회전 구동시키는 에어 모터와, 상기 하우징의 전방에 위치하여 상기 에어 모터의 회전축의 선단에 장착되고 상기 회전축과 함께 회전하는 동안에 공급된 도료를 분무하는 회전 무화두와, 상기 회전축 내에 직경 방향의 간극을 가지는 상태로 축 방향으로 연장되고 상기 회전 무화두를 향해 도료를 공급하는 피드 튜브와, 상기 하우징의 전방에 설치되고 상기 회전 무화두로부터 분무된 도료의 분무 패턴을 정돈하기 위한 셰이핑 에어를 분출하는 셰이핑 에어링을 구비하고, 상기 에어 모터는, 축 방향으로 연장된 통체로 이루어지고 상기 하우징의 상기 모터 수용 부위에 수용된 모터 케이스와, 상기 모터 케이스 내에 축 방향으로 연장되어 설치된 상기 회전축과, 상기 회전축의 기단측에 설치되고 터빈 에어가 공급되는 것에 의해 상기 회전축을 회전 구동시키는 터빈과, 상기 회전축의 외주측에 위치하여 상기 모터 케이스에 설치되고 베어링 에어가 공급되는 것에 의해 상기 회전축을 래디얼 방향으로 지지하는 래디얼 에어 베어링과, 상기 터빈을 전방향 및 후방향에서 협지하도록 상기 모터 케이스에 설치되고 베어링 에어가 공급되는 것에 의해 상기 회전축을 스러스트 방향으로 지지하는 전방 스러스트 에어 베어링, 후방 스러스트 에어 베어링과, 상기 터빈에 터빈 에어를 공급하는 에어 공급 통로 및 상기 터빈을 회전 구동한 후의 배기 에어를 배출하는 에어 배출 통로로 이루어지는 터빈 에어 통로와, 상기 래디얼 에어 베어링과 상기 전방 및 후방의 스러스트 에어 베어링에 베어링 에어를 공급하는 베어링 에어 통로에 의해 구성하고 있다.

전술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명이 채용하는 구성의 특징은, 상기 회전축과 상기 피드 튜브와의 사이에는, 상기 터빈 에어의 일부와 상기 후방 스러스트 에어 베어링으로부터 배출된 배기 에어가 유출되는 환형 공간을 설치하고, 상기 회전축에는, 상기 래디얼 에어 베어링과 상기 회전 무화두와의 사이에 위치하여 직경 방향으로 관통하는 에어 유출공(流出孔)을 형성하고, 상기 에어 유출공은, 상기 환형 공간을 흐르는 상기 배기 에어를 상기 회전 무화두보다 후방 위치에서 상기 회전축의 외부로 유출시키는 구성으로 한 것에 있다.

이 구성에 의하면, 회전축에는, 상기 회전축의 외주측에 배치된 래디얼 에어 베어링과 회전 무화두와의 사이에 위치하여, 회전축의 직경 방향으로 관통하는 에어 유출공을 형성하고 있다. 한편, 터빈 에어 통로의 에어 공급 통로로부터 터빈에 터빈 에어를 공급했을 때의 일부의 에어나, 후방 스러스트 에어 베어링으로부터 배출된 배기 에어는, 회전축과 피드 튜브와의 사이에 형성되는 환형 공간으로 유출되는 경우가 있다. 이 경우에도, 에어 유출공은, 환형 공간으로 유출된 배기 에어를 회전 무화두보다 후방 위치에서 회전축의 외부로 유출시키는 것이 가능하다.

따라서, 터빈 에어, 베어링 에어의 배기 에어가 피드 튜브로부터 토출된 도료에 혼입되는 것을 미리 막을 수가 있다. 또한, 배기 에어는, 피드 튜브의 선단까지 도달하지 않고, 에어 유출공으로부터 회전축의 외부로 배출하고 있기 때문에, 이 피드 튜브에 부착된 도료가 벗겨져 도료에 혼입되는 것을 방지할 수 있다.

이 결과, 도료 중에 에어가 혼입되거나, 부착 도료로부터 벗겨진 소편이 도료에 혼입되는 것에 의한 도장 불량의 발생을 억제할 수 있어, 회전 무화두형 도장기에 대한 신뢰성이나 도장 효율을 향상시키는 것이 가능하다.

(2). 본 발명에 의하면, 상기 에어 유출공은, 상기 회전축의 주위 방향으로 간격을 두고 복수 개소에 배치하는 구성으로 한 것에 있다. 이로써, 환형 공간 내를 유통하는 배기 에어는, 복수 개의 에어 유출공에 유통시킴으로써, 상기 환형 공간으로부터 회전축의 외부로 효율적으로 유출시키는 것이 가능하다.

(3). 본 발명에 의하면, 상기 회전축의 내주면 및/또는 상기 피드 튜브의 외주면(外周面)에는, 상기 에어 유출공의 위치보다 상기 회전 무화두에 가까운 위치에, 직경 방향으로 돌출되어 상기 환형 공간을 차단하는 환형 볼록부를 형성하는 구성으로 한 것에 있다.

이 구성에 의하면, 회전축의 내주면 및/또는 피드 튜브의 외주면에 직경 방향으로 돌출되어 형성한 환형 볼록부는, 에어 유출공과 회전 무화두와의 사이에서 회전축의 회전을 허용하면서 환형 공간을 차단할 수 있다. 이로써, 환형 볼록부는, 환형 공간을 유통하는 배기 에어를 에어 유출공으로 안내할 수 있어, 많은 에어를 회전축의 외부로 유출시키는 것이 가능하다.

(4). 본 발명에 의하면, 상기 에어 유출공은, 상기 회전축의 내주면에 개구되는 개구단보다 외주면에 개구되는 개구단이 축 방향의 전방으로 되도록 경사지게 하여 형성한 것에 있다. 따라서, 에어 유출공은, 환형 공간으로부터 회전 무화두를 향해 완만한 각도로 배치할 수 있다. 이로써, 배기 에어는, 내주면의 개구단에 원활하게 유입하여, 외주면의 개구단으로부터 원활하게 유출할 수 있다. 이 결과, 환형 공간으로부터 회전축의 외부에 배기 에어를 효율적으로 유출시키는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 의한 회전 무화두형 도장기를 도 3 중의 화살표 I-I 방향으로부터 본 종단면도이다.
도 2는 회전 무화두형 도장기를 도 1 중의 화살표 II-II 방향으로부터 본 횡단면도이다.
도 3은 회전 무화두형 도장기를 도 1 중의 화살표 III-III 방향으로부터 본 횡단면도이다.
도 4는 회전 무화두형 도장기의 주요부를 확대하여 나타낸 종단면도이다.
도 5는 회전 무화두형 도장기의 주요부를 도 4 중의 화살표 V-V 방향으로부터 본 횡단면도이다.
도 6은 에어 유출공이 설치된 회전축의 선단측을 단체(單體)로 나타내는 주요부 확대의 외관도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시형태에 의한 회전 무화두형 도장기의 주요부를 확대하여 나타내는 종단면도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시형태에 의한 회전 무화두형 도장기의 주요부를 확대하여 나타내는 종단면도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시형태에 의한 회전 무화두형 도장기의 주요부를 확대하여 나타내는 종단면도이다.
도 10은 본 발명의 제5 실시형태에 의한 회전 무화두형 도장기의 주요부를 도 5로 같은 위치로부터 본 횡단면도이다.
도 11은 제5 실시형태에 의한 에어 유출공이 설치된 회전축의 선단측을 단체로 나타내는 주요부 확대의 외관도이다.
도 12는 본 발명의 제6 실시형태에 의한 회전 무화두형 도장기의 주요부를 확대하여 나타내는 종단면도이다.
도 13은 본 발명의 제7 실시 형태에 의한 회전 무화두형 도장기의 주요부를 확대하여 나타내는 종단면도이다.
도 14는 본 발명의 제8 실시형태에 의한 회전 무화두형 도장기의 주요부를 확대하여 나타내는 종단면도이다.
도 15는 본 발명의 제9 실시형태에 의한 회전 무화두형 도장기의 주요부를 도 5와 같은 위치로부터 본 횡단면도이다.
도 16은 제9 실시형태에 의한 에어 유출공이 설치된 회전축의 선단측을 단체로 나타내는 주요부 확대의 외관도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 의한 회전 무화두형 도장기를, 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 6은 본 발명에 관한 회전 무화두형 도장기의 제1 실시형태를 나타내고 있다.

도 1에 있어서, 부호 "1"은 제1 실시형태에 의한 회전 무화두형 도장기를 나타내고 있다. 이 회전 무화두형 도장기(1)는, 예를 들면, 고전압 발생기(도시하지 않음)에 의해 도료에 고전압을 직접적으로 인가하는 정전(靜電) 도장기로서 구성되어 있다. 회전 무화두형 도장기(1)는, 예를 들면, 도장용 로봇, 레시프로케이터(reciprocator)의 암(arm)(도시하지 않음) 등의 선단에 장착되어 있다. 회전 무화두형 도장기(1)는, 후술하는 하우징(2), 에어 모터(3), 회전 무화두(16), 피드 튜브(17), 환형 공간(18), 셰이핑 에어링(19), 터빈 에어 공급 관로(20), 터빈 에어 배출 관로(21), 베어링 에어 공급 관로(22), 에어 유출공(25)을 포함하여 구성되어 있다.

부호 "2"는 회전 무화두형 도장기(1)의 하우징을 나타내고 있다. 이 하우징(2)은, 전방에 위치하여 원통형으로 형성된 통 부위(2A)와, 상기 통 부위(2A)의 뒤쪽을 폐색(閉塞)하여 설치된 바닥 부위(2B)에 의해 바닥이 있는 통형체로서 형성되어 있다. 하우징(2)은, 바닥 부위(2B) 측이, 예를 들면, 도장용 로봇의 암 선단에 장착되어 있다. 여기서, 통 부위(2A)의 내주측은, 전방을 향해 개구된 모터 수용 부위(2C)로 되고, 상기 모터 수용 부위(2C) 내에는 후술하는 에어 모터(3)가 수용되고 있다. 한편, 모터 수용 부위(2C)의 안쪽부 중앙 위치, 즉 바닥 부위(2B)의 전면(前面) 중앙 위치에는, 후술하는 피드 튜브(17)를 장착하기 위한 오목 부위(2D)가 형성되어 있다. 또한, 하우징(2)에는, 후술하는 터빈 에어 공급 관로(20), 터빈 에어 배출 관로(21), 베어링 에어 공급 관로(22), 도료 관로(管路)(23), 셰이핑 에어 공급 관로(24)가 설치되어 있다.

여기서, 제1 실시형태의 주요부인 에어 모터(3)의 구성에 대하여 설명한다.

즉, 에어 모터(3)는, 하우징(2) 내에 설치되고, 이 에어 모터(3)는, 압축 에어를 동력원으로서 후술하는 회전 무화두(16)를 예를 들면, 3000~150000 rpm의 고속으로 회전시키는 것이다. 에어 모터(3)는, 후술하는 모터 케이스(4), 회전축(5), 터빈(6), 래디얼·트러스트 에어 베어링(7), 후방 스러스트 에어 베어링(12), 터빈 에어 통로(14), 베어링 에어 통로(15)를 포함하여 구성되어 있다.

모터 케이스(4)는, 에어 모터(3)의 외각(外殼)을 이루는 것이며, 상기 모터 케이스(4)는, 축 방향으로 연장된 통체로 이루어지고, 하우징(2)의 모터 수용 부위(2C)에 수용되어 있다. 모터 케이스(4)는, 모터 수용 부위(2C)의 안쪽부에 삽입되어 끼워진 대경통(大徑筒)(4A)과, 상기 대경통(4A)의 내경측(內徑側)으로부터 전방으로 연장된 소경통(小徑筒)(4B)에 의해 형성되고, 이 모터 케이스(4)는, 전체로서 계단식 통형을 이루고 있다. 대경통(4A)의 내측은, 터빈(6)을 수용하기 위한 터빈 수용실(4C)로 되고, 상기 터빈 수용실(4C)보다 안쪽부는, 후방 스러스트 에어 베어링(12)을 끼워맞추어지기 위한 후방 베어링 끼워맞춤실(4D)로 되어 있다. 한편, 소경통(4B)의 내주측은, 래디얼·트러스트 에어 베어링(7)을 끼워맞추어지기 위한 전방 베어링 끼워맞춤실(4E)로 되어 있다.

회전축(5)은, 모터 케이스(4) 내에 축 방향으로 연장하여 설치되어 있다. 이 회전축(5)은, 모터 케이스(4)의 중심축선을 따라 연장된 원통체로서 형성되고, 래디얼·트러스트 에어 베어링(7)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 회전축(5)의 축경(縮徑)된 선단부에는, 후술하는 회전 무화두(16)를 장착하기 위한 수나사부(5A)가 형성되어 있다. 한편, 회전축(5)의 기단측에는, 터빈(6)이 일체로 설치되어 있다. 또한, 회전축(5)의 내주면(5B)은, 후술하는 환형 공간(18)을 협지하여 피드 튜브(17)의 외주면(17B)과 대면하고 있다. 회전축(5)의 외주면(5C)은, 후술하는 환형 래디얼 간극(10)을 협지하여 래디얼·트러스트 에어 베어링(7)의 내주면(8A)과 대면하고 있다.

여기서, 회전축(5)은, 선단측[회전 무화두(16) 측]의 일부를 제외한 대부분이 래디얼·트러스트 에어 베어링(7)의 내측에 배치되어 있다. 래디얼·트러스트 에어 베어링(7)으로부터 돌출된 회전축(5)의 선단측, 즉 래디얼·트러스트 에어 베어링(7)과 수나사부(5A)와의 사이에는, 후술하는 에어 유출공(25)이 형성되어 있다.

터빈(6)은, 모터 케이스(4)의 터빈 수용실(4C) 내에 위치하여 회전축(5)의 기단측에 설치되어 있다. 이 터빈(6)은, 회전축(5)으로부터 플랜지형으로 확개(擴開)된 원판체로 이루어지고, 회전축(5)에 대하여 용접, 압접(壓接) 등의 수단에 의해 접합되고, 또는 회전축(5)과 일체로 형성되어 있다. 터빈(6)의 전면(6A)은, 후술하는 전방 스러스트 간극(11)을 협지하여 전방 스러스트 에어 베어링(9)의 후면(9A)과 대면하고 있다. 한편, 터빈(6)의 후면(6B)은, 후술하는 후방 스러스트 간극(13)을 협지하여 후방 스러스트 에어 베어링(12)의 전면(12A)과 대면하고 있다.

또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 터빈(6)의 외주측에는, 전방으로 돌출되어 방사 방향으로 연장되는 복수 개의 날개를 주위 방향으로 연이어지는 임펠러(6C)가 설치되어 있다. 터빈(6)은, 이 임펠러(6C)를 향해 후술하는 에어 공급 통로(14A)의 에어 노즐(14A2)로부터 터빈 에어가 분사됨으로써, 회전축(5)과 함께 고속으로 회전하는 것이다.

래디얼·트러스트 에어 베어링(7)은, 회전축(5)의 외주측에 위치하여 모터 케이스(4)에 설치되어 있다. 이 래디얼·트러스트 에어 베어링(7)은, 회전축(5)을 래디얼 방향으로 지지하는 래디얼 에어 베어링(8)과, 회전축(5)[터빈(6)]을 스러스트 방향으로 지지하는 전방 스러스트 에어 베어링(9)을 일체로 형성하고 있다. 이로써, 에어 모터(3)의 소형화, 저비용화가 도모되어 있다. 그러나, 래디얼 에어 베어링(8)과 전방 스러스트 에어 베어링(9)을 별개로 설치하는 구성으로 해도 된다.

래디얼 에어 베어링(8)은, 래디얼·트러스트 에어 베어링(7)의 후부를 제외한 대부분을 형성하는 것이다. 이 래디얼 에어 베어링(8)은, 내주면(8A), 외주면(8B), 전면(8C)을 가지는 원통체로 이루어지고, 외주면(8B)이 모터 케이스(4)의 소경통(4B)에 설치된 전방 베어링 끼워맞춤실(4E) 내에 끼워맞추어져 있다. 래디얼 에어 베어링(8)에는, 예를 들면, 축 방향으로 연장되는 복수 개의 공통 통로(8D)가 주위 방향으로 간격을 두고 형성되고, 내주면(8A)에는, 상기 각 공통 통로(8D)와 연통되어 다수개의 래디얼 에어 분출공(8E)(도 1 중에 6개만 도시)이 내측 방향으로 개구되어 형성되어 있다.

또한, 도 1, 도 3에 나타낸 바와 같이, 래디얼 에어 베어링(8)의 뒤쪽, 즉 후술하는 전방 스러스트 에어 베어링(9)의 스러스트 에어 분출공(9B)의 근방에는, 복수 개의 에어 퇴피공(8F)이 형성되어 있다. 이 에어 퇴피공(8F)은, 각 공통 통로(8D)를 피해 직경 방향으로 관통하고 있다. 여기서, 각각의 에어 퇴피공(8F)은, 래디얼 에어 분출공(8E)과 후술하는 전방 스러스트 에어 베어링(9)의 스러스트 에어 분출공(9B)으로부터 분출된 후에 배출되는 에어를 터빈 에어 통로(14)의 에어 배출 통로(14B) 측으로 안내하는 것이다.

전방 스러스트 에어 베어링(9)은, 래디얼·트러스트 에어 베어링(7)의 후부에 설치되어 있다. 이 전방 스러스트 에어 베어링(9)의 후면(9A)에는, 래디얼 에어 베어링(8)의 공통 통로(8D)에 연통된 다수개의 스러스트 에어 분출공(9B)(도 1 중에 1개만 도시)이 후방향으로 개구되어 형성되어 있다.

래디얼 에어 베어링(8)의 내주면(8A)은, 회전축(5)의 외주면(5C)과 환형 래디얼 간극(10)을 협지하여 대면하고 있다. 한편, 전방 스러스트 에어 베어링(9)의 후면(9A)은, 터빈(6)의 전면(6A)과 전방 스러스트 간극(11)을 협지하여 대면하고 있다. 여기서, 환형 래디얼 간극(10)은, 각 래디얼 에어 분출공(8E)으로부터 분출되는 베어링 에어의 공기층을 형성하기 위한 간극이다. 이 환형 래디얼 간극(10)은, 일반적으로는, 10~50㎛ 정도의 작은 간극으로 되어 있지만, 이해하기 쉽게 확대하여 도시하고 있다. 전방 스러스트 간극(11)에 대해서도, 환형 래디얼 간극(10)과 마찬가지로, 작은 간극을 확대하여 도시하고 있다.

다음에, 래디얼 에어 베어링(8)과 전방 스러스트 에어 베어링(9)에 의해 회전축(5), 터빈(6)을 지지할 때의 베어링 에어의 흐름에 대하여, 도 1, 도 4를 참조하면서 설명한다.

베어링 에어 공급 관로(22)를 통해 공급되는 베어링 에어는, 화살표 A1 방향으로 흘러 베어링 에어 통로(15)에 유입되고, 이 베어링 에어 통로(15)의 제1 통로(15A)로부터 래디얼 에어 베어링(8)의 각 공통 통로(8D)를 향해 화살표 A2 방향으로 흐른다. 이로써, 래디얼 에어 베어링(8)은, 각 래디얼 에어 분출공(8E)으로부터 베어링 에어를 분출하여 환형 래디얼 간극(10)에 공기층을 형성함으로써, 회전축(5)을 래디얼 방향(직경 방향)으로 위치결정하면서, 회전 가능하게 지지할 수 있다. 환형 래디얼 간극(10)으로 분출된 베어링 에어는, 그 일부가 환형 래디얼 간극(10)을 전방을 향해 화살표 A3 방향으로 흘러 후술하는 회전 무화두(16)와 셰이핑 에어링(19)과의 간극을 화살표 C4 방향으로 흘러 외부로 배출된다. 한편, 잔여의 베어링 에어는, 환형 래디얼 간극(10)을 뒤쪽을 향해 화살표 A4 방향으로 흘러 화살표 A5로 나타낸 바와 같이, 각각의 에어 퇴피공(8F)을 통하고, 에어 배출 통로(14B)로부터 화살표 B4 방향으로 흘러 외부로 배출된다.

한편, 전방 스러스트 에어 베어링(9)은, 각 공통 통로(8D)에 공급되는 베어링 에어를, 후면(9A)의 각 스러스트 에어 분출공(9B)으로부터 분출하여 전방 스러스트 간극(11)에 공기층을 형성함으로써, 터빈(6)으로 회전축(5)의 스러스트 방향(축 방향)의 전방으로의 이동을 규제하는 것이다. 여기서, 각 스러스트 에어 분출공(9B)으로부터 전방 스러스트 간극(11)에 베어링 에어가 분출되면, 이 베어링 에어는, 전방 스러스트 간극(11)을 직경 방향의 외측을 향해 화살표 A6 방향으로 흘러 에어 배출 통로(14B)로부터 화살표 B4 방향으로 흘러 외부로 배출된다.

후방 스러스트 에어 베어링(12)은, 모터 케이스(4)의 후방 베어링 끼워맞춤실(4D) 내에 끼워맞추어지고, 상기 후방 스러스트 에어 베어링(12)은, 터빈(6)을 전방 스러스트 에어 베어링(9)과 협동하여 전방향 및 후방향에서 협지함으로써, 터빈(6)을 통하여 회전축(5)을 스러스트 방향으로 지지하는 것이다. 후방 스러스트 에어 베어링(12)에는, 그 전면(12A)에 개구되어 다수개의 스러스트 에어 분출공(12B)(도 1 중에서 2개만 도시)이 형성되어 있다.

여기서, 후방 스러스트 에어 베어링(12)의 전면(12A)은, 터빈(6)의 후면(6B)과 후방 스러스트 간극(13)을 협지하여 대면하고 있다. 이 후방 스러스트 간극(13)도, 전술한 환형 래디얼 간극(10), 전방 스러스트 간극(11)과 마찬가지로, 각 스러스트 에어 분출공(12B)으로부터 분출되는 베어링 에어의 공기층을 형성하기 위한 간극이다. 후방 스러스트 간극(13)의 간극 치수는, 10~50㎛ 정도로 되어 있지만, 이해하기 쉽게 확대하여 도시하고 있다.

다음에, 후방 스러스트 에어 베어링(12)에 의해 터빈(6)을 지지할 때의 베어링 에어의 흐름에 대하여 설명한다. 베어링 에어 공급 관로(22)를 통해 공급되는 베어링 에어는, 화살표 A1 방향으로 흘러 베어링 에어 통로(15)에 유입되고, 이 베어링 에어 통로(15)의 제2 통로(15B)를 후방 스러스트 에어 베어링(12)을 향해 화살표 A7 방향으로 흐른다. 이로써, 후방 스러스트 에어 베어링(12)은, 각 스러스트 에어 분출공(12B)으로부터 베어링 에어를 분출하여 후방 스러스트 간극(13)에 공기층을 형성함으로써, 터빈(6)과 함께 회전축(5)이 스러스트 방향(축 방향)의 뒤쪽으로 이동하는 것을 규제할 수 있다. 한편, 후방 스러스트 간극(13)으로 분출된 베어링 에어는, 후방 스러스트 간극(13)을 직경 방향의 내측을 향해 화살표 C1 방향으로 흘러 후술하는 환형 공간(18)으로 유출되고, 이 환형 공간(18)을 전방을 향해 화살표 C2 방향으로 유통한다.

터빈 에어 통로(14)는, 모터 케이스(4)의 대경통(4A)에 설치되어 있다. 이 터빈 에어 통로(14)는, 터빈(6)의 구동원으로 되는 터빈 에어(압축 에어)를 상기 터빈(6)을 향해 공급하는 동시에, 터빈(6)을 구동한 후의 에어를 외부로 배출시키는 것이다. 즉, 터빈 에어 통로(14)는, 에어 공급 통로(14A)와 에어 배출 통로(14B)에 의해 구성되어 있다.

에어 공급 통로(14A)는, 모터 케이스(4)의 대경통(4A)에 설치되고, 유입측이 후술하는 터빈 에어 공급 관로(20)와 연통되고, 유출측이 터빈 수용실(4C)과 연통되어 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 에어 공급 통로(14A)는, 터빈 수용실(4C)을 에워싸는 C자형 통로(14A1)와, 상기 C자형 통로(14A1)로부터 터빈(6)의 임펠러(6C)를 향해 터빈 수용실(4C)의 외주(外周)에 개구된 복수 개, 예를 들면, 3개의 에어 노즐(14A2)에 의해 구성되어 있다. 각 에어 노즐(14A2)은, 임펠러(6C)를 주위 방향으로 압압하도록 상기 임펠러(6C)에 터빈 에어를 분사함으로써, 터빈(6)의 접선 방향으로 경사지게 하여 형성되어 있다.

에어 배출 통로(14B)는, 모터 케이스(4)의 대경통(4A)에 설치되고, 터빈(6)을 회전 구동한 후의 배기 에어를 배출하는 것이다. 이 에어 배출 통로(14B)는, 그 유입측이 터빈 수용실(4C)의 전방 위치와 연통되고, 유출측이 후술하는 터빈 에어 배출 관로(21)와 연통되어 있다.

다음에, 에어 모터(3)의 터빈(6)을 회전 구동시킬 때의 터빈 에어의 흐름에 대하여 설명한다. 터빈 에어 공급 관로(20)를 화살표 B1 방향으로 흐르는 터빈 에어는, 에어 공급 통로(14A)의 C자형 통로(14A1)를 향해 화살표 B2 방향으로 흘러 화살표 B3로 나타낸 바와 같이, 각 에어 노즐(14A2)로부터 터빈(6)의 임펠러(6C)를 향해 분출된다. 이로써, 터빈 에어는, 터빈(6)을 회전 구동시키는 것이 가능하다. 한편, 터빈(6)을 향해 화살표 B3 방향으로 공급된 터빈 에어는, 그 대부분이 임펠러(6C)를 회전 구동한 후에 배기 에어로 되고, 화살표 B4로 나타낸 바와 같이, 터빈 수용실(4C)을 통하여 에어 배출 통로(14B)로 유출되고, 터빈 에어 배출 관로(21)로부터 외부로 배출된다. 여기서, 터빈(6)을 향해 화살표 B3 방향으로 공급되는 터빈 에어의 일부는, 후방 스러스트 간극(13)을 직경 방향의 내측을 향해 화살표 B5 방향으로 흘러 화살표 C1으로 나타낸 바와 같이, 환형 공간(18)으로 유출되고, 이 환형 공간(18)을 전방을 향해 화살표 C2 방향으로 유통한다.

베어링 에어 통로(15)는, 모터 케이스(4)의 대경통(4A)에 설치되고, 상기 베어링 에어 통로(15)는, 유입측이 후술하는 베어링 에어 공급 관로(22)와 연통되어 있다. 베어링 에어 통로(15)의 유출측은, 제1 통로(15A)와 제2 통로(15B)로 분기되어 있다. 제1 통로(15A)는, 래디얼 에어 베어링(8)의 공통 통로(8D)와 연통되고, 제2 통로(15B)는, 후방 스러스트 에어 베어링(12)의 스러스트 에어 분출공(12B)과 연통되어 있다.

다음에, 도료를 분무하기 위한 회전 무화두(16), 도료 공급계(供給系)로 되는 피드 튜브(17), 도료의 분무 패턴을 조정하는 셰이핑 에어링(19), 에어 공급계 로, 도료 공급계로 등에 대하여 설명한다.

부호 "16"은 하우징(2)의 전방에 위치하여 에어 모터(3)의 회전축(5)의 선단에 장착된 회전 무화두이다. 이 회전 무화두(16)는, 회전축(5)과 함께 회전하는 동안에 공급된 도료를 분무하는 것이다. 회전 무화두(16)는, 예를 들면, 축 방향의 기단(基端)으로 되는 뒤쪽으로부터 선단으로 되는 전방을 향해 확개되는 벨형 내지 컵형으로 형성된 무화두 본체(16A)와, 상기 무화두 본체(16A)의 내주측에 설치된 허브 부재(16B)에 의해 구성되어 있다. 상기 허브 부재(16B)의 외주측에는, 전체 주위에 걸쳐 복수 개의 도료 유출공(16B1)이 형성되어 있다.

무화두 본체(16A)의 내측에는, 허브 부재(16B)보다 뒤쪽 위치에 환형 격벽(16A1)이 설치되어 있다. 이 환형 격벽(16A1)은, 무화두 본체(16A) 내를 직경 방향 내측에 직경이 작아지는 것에 의해 형성되어 있다. 여기서, 환형 격벽(16A1)은, 피드 튜브(17)의 선단부를 근소한 간극를 가지고 에워싸는 것에 의해, 피드 튜브(17)로부터 토출된 도료가 회전축(5) 내로 유입되는 것을 방지하고 있다. 한편, 환형 격벽(16A1)은, 환형 공간(18)을 회전 무화두(16) 측으로 흐르는 에어가 상기 회전 무화두(16) 내로 유입되는 것을 억제하는 기능도 가지고 있다.

무화두 본체(16A)의 내측에는, 허브 부재(16B)보다 전방 위치에, 원형 접시형으로 확개된 도료 박막화면(16A2)이 형성되고, 무화두 본체(16A)의 전단(前端)은, 상기 도료 박막화면(16A2)에 연속된 도료 방출단(放出端)(16A3)으로 되어 있다. 회전 무화두(16)가 에어 모터(3)에 의해 고속 회전된 상태에서, 피드 튜브(17)의 도료 통로(17A)로부터 도료가 공급되는 것에 의해, 그 도료는, 허브 부재(16B)로부터 각 도료 유출공(16B1)을 통해 도료 박막화면(16A2)으로 안내되고, 도료 방출단(16A3)로부터 원심력(遠心力)에 의해 미립화된 무수한 도료 입자로서 분무된다.

한편, 무화두 본체(16A)의 뒤쪽은, 원통형의 회전축 장착부(16A4)로 되고, 상기 회전축 장착부(16A4)의 내주측에는, 회전축(5)의 수나사부(5A)에 나사장착하는 암나사부(16A5)가 형성되어 있다. 무화두 본체(16A)의 외측은, 회전축 장착부(16A4)의 후단(後端)(16A6)로부터 도료 방출단(16A3)에 걸쳐 원활하게 확경된 외주면(16A7)으로 되어 있다.

부호 "17"은 에어 모터(3)의 회전축(5) 내에 축 방향으로 연장되어 설치된 피드 튜브이다. 피드 튜브(17)의 기단은, 하우징(2)의 오목 부위(2D)에 끼워맞추어진 상태로 장착되고, 피드 튜브(17)의 선단은, 회전축(5)의 선단으로부터 돌출되어 회전 무화두(16) 내로 연장되어 있다. 피드 튜브(17) 내는, 축 중심 위치에 따라 연장되는 도료 통로(17A)로 되고, 이 도료 통로(17A)는, 후술하는 도료 관로(23)를 통하여, 도료 탱크, 색교체 밸브 장치를 포함하는 도료 공급원(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 이로써, 피드 튜브(17)는, 도료 통로(17A)로부터 회전 무화두(16)를 향해 도료를 공급하는 것이다.

여기서, 피드 튜브(17)는, 그 외주면(17B)이 회전축(5) 내에 직경 방향의 간극을 가지는 상태로 배치되어 있다. 즉, 피드 튜브(17)과 회전축(5)과의 사이에는, 후술하는 환형 공간(18)이 형성되어 있다.

환형 공간(18)은, 회전축(5)과 피드 튜브(17)와의 사이에 형성되어 있다. 이 환형 공간(18)은, 고정된 피드 튜브(17)의 주위로 회전축(5)이 회전했을 때, 양자가 접촉되지 않도록 설치된 공간이며, 그 직경 방향 치수는, 예를 들면, 0.2~2.0㎜ 정도, 바람직하게는 0.5㎜ 정도로 설정되어 있다. 구체적으로는, 환형 공간(18)은, 회전축(5)의 내주면(5B)과 피드 튜브(17)의 외주면(17B)과의 사이에 형성된 원통형의 간극으로 이루어지고, 회전축(5)의 전체 길이에 걸쳐 설치되어 있다. 이 때문에, 환형 공간(18)에 터빈 에어의 일부나 베어링 에어로부터 배출된 배기 에어가 유출된 경우, 이들 에어는 회전 무화두(16)를 향해 화살표 C2 방향으로 유통하게 된다.

부호 "19"는 하우징(2)의 전방에 설치된 셰이핑 에어링이다. 이 셰이핑 에어링(19)은, 하우징(2)의 통 부위(2A)의 전단 위치에 장착되고, 그 축 중심 위치에는, 회전 무화두(16)와 회전축(5)을 삽통(揷通)시키기 위한 무화두 수용공(19A)이 형성되어 있다. 셰이핑 에어링(19)에는, 다수개의 에어 분출구(19B)(도 5 참조)가 회전 무화두(16)를 에워싸도록 주위 방향으로 나란히 개구되어 있다. 각 에어 분출구(19B)는, 후술하는 셰이핑 에어 공급 관로(24)를 통하여 공압원(空壓源)(도시하지 않음)에 접속되어 있다.

여기서, 셰이핑 에어링(19)은, 셰이핑 에어 공급 관로(24)를 통하여 공급되는 셰이핑 에어를 각 에어 분출구(19B)로부터 분출함으로써, 회전 무화두(16)의 도료 방출단(16A3)로부터 분무된 도료의 분무 패턴을 원하는 분무 패턴으로 되도록 정돈하는 것이다.

터빈 에어 공급 관로(20)는, 하우징(2)에 설치되고, 상기 터빈 에어 공급 관로(20)는, 에어 모터(3)의 터빈(6)을 향해 터빈 에어(압축 에어)를 화살표 B1 방향으로 유통시키는 것이다. 터빈 에어 공급 관로(20)는, 그 기단이 공압원에 접속되고, 선단이 에어 모터(3)에 설치된 터빈 에어 통로(14)의 에어 공급 통로(14A)와 연통되어 있다.

터빈 에어 배출 관로(21)는, 하우징(2)에 설치되고, 상기 터빈 에어 배출 관로(21)는, 터빈(6)을 구동한 후의 배기 에어를, 하우징(2)의 외부를 향해 화살표 B4 방향으로 배출하는 것이다. 터빈 에어 배출 관로(21)는, 그 유입측이 에어 모터(3)에 설치된 터빈 에어 통로(14)의 에어 배출 통로(14B)와 연통되고, 유출측이 예를 들면, 대기에 개방되어 있다.

베어링 에어 공급 관로(22)는, 하우징(2)의 바닥 부위(2B)에 설치되고, 상기 베어링 에어 공급 관로(22)는, 베어링 에어 통로(15)를 향해 화살표 A1 방향으로 베어링 에어(압축 에어)를 공급하는 것이다. 베어링 에어 공급 관로(22)는, 기단이 압축기 등의 공압원(도시하지 않음)에 접속되고, 선단이 베어링 에어 통로(15)와 연통되어 있다.

도료 관로(23)는, 하우징(2)을 구성하는 바닥 부위(2B)의 축 중심 위치에 설치되어 있다. 이 도료 관로(23)는, 기단이 도료 탱크, 색교체 밸브 장치 등의 도료 공급원(도시하지 않음)에 접속되고, 선단이 피드 튜브(17)의 도료 통로(17A)와 연통되어 있다.

셰이핑 에어 공급 관로(24)는, 하우징(2)에 설치되어 있다. 이 셰이핑 에어 공급 관로(24)는, 셰이핑 에어링(19)의 각 에어 분출구(19B)를 향해 압축 에어가 유통함으로써, 공압원에 접속되어 있다.

여기서, 터빈 에어 통로(14)의 에어 공급 통로(14A)가 분출된 터빈 에어의 일부와 후방 스러스트 에어 베어링(12)으로부터 배출된 배기 에어는, 후방 스러스트 간극(13)을 통하여 환형 공간(18)으로 유출되고(화살표 C1 참조), 이 환형 공간(18)을 회전 무화두(16)를 향해 전방, 즉 화살표 C2 방향으로 유통한다. 이처럼, 환형 공간(18) 내를 화살표 C2 방향으로 에어가 유통하면, 이 에어는, 점선으로 나타내는 화살표 C5 방향으로 흘러 회전 무화두(16) 내로 유입된다. 회전 무화두(16) 내에 에어가 유입되면, 이 에어가 피드 튜브(17)의 도료 통로(17A)로부터 토출된 도료에 섞여 도장 불량이 발생한다. 또한, 회전 무화두(16) 내에 세탁 잔재의 도료가 부착되어 있는 경우에는, 이 부착 도료가 에어에 의해 벗겨져 소편으로 되고, 이 소편이 도료에 섞일 우려가 있고, 이에 의해서도 도장 불량이 발생한다.

그래서, 본 실시형태에서는, 환형 공간(18)을 회전 무화두(16)를 향해 전방으로 유통하는 에어를 회전축(5)의 외부로 배출하기 위해, 회전축(5)의 선단측에 에어 유출공(25)을 형성하고 있다. 이 에어 유출공(25)의 구성에 대하여 설명한다.

즉, 에어 유출공(25)은 회전축(5)의 선단측에 형성되어 있다. 이 에어 유출공(25)은, 환형 공간(18)을 회전 무화두(16)를 향해 전방(화살표 C2 방향)으로 유통하는 터빈 에어, 베어링 에어의 일부로 이루어지는 배기 에어를, 회전 무화두(16)보다 후방 위치에서 회전축(5)의 외부, 즉 화살표 C3 방향으로 배출시키는 것이다. 에어 유출공(25)은, 래디얼 에어 베어링(8)의 전면(8C)과 회전 무화두(16)를 구성하는 무화두 본체(16A)의 후단(16A6)과의 사이에 배치되어 있다.

또한, 도 5, 도 6에 나타낸 바와 같이, 에어 유출공(25)은, 회전축(5)의 내경측으로 되는 내주면(5B)으로부터 외경측으로 되는 외주면(5C)에 관통하도록 방사 방향으로 연장된 원형공으로서 형성되고, 상기 에어 유출공(25)은, 회전축(5)의 주위 방향으로 간격을 두고 복수 개소, 예를 들면, 8개소(箇所)에 배치되어 있다. 이처럼, 에어 유출공(25)을 주위 방향으로 8개 형성한 것에 의해, 환형 공간(18)을 회전 무화두(16)를 향해 유통하는 배기 에어는, 8개의 에어 유출공(25)을 통해 회전축(5)의 외부로 효율적으로 유출시키는 것이 가능하다. 그리고, 에어 유출공(25)은, 8개 이외에도, 1~7개, 또는 9개 이상 설치하는 구성으로 해도 되고, 그 개수는, 에어 유출공(25)의 통로 면적, 환형 공간(18)을 유통하는 에어의 단위 시간당의 유량, 유속(流速) 등의 조건 하에서 적절하게 설정되는 것이다.

터빈 에어, 베어링 에어의 일부로 이루어지는 배기 에어는, 화살표 C1으로 나타낸 바와 같이, 환형 공간(18)으로 유출되고, 이 환형 공간(18)을 회전 무화두(16)를 향해 전방(화살표 C2 방향)으로 유통한다. 이 경우, 화살표 C3에 의해 나타낸 바와 같이, 대부분의 배기 에어는, 회전 무화두(16)보다 후방 위치에서, 각 에어 유출공(25)으로부터 회전축(5)의 외부를 향해 유출한다. 회전축(5)의 외부로 유출된 배기 에어는, 회전 무화두(16)의 외주면(16A7)와 셰이핑 에어링(19)의 무화두 수용공(19A)과의 간극으로부터 외부를 향해 화살표 C4 방향으로 배출된다. 한편, 환형 공간(18)을 전방을 향해 유통하는 배기 에어의 일부는, 각 에어 유출공(25)에 유입되지 않고, 회전 무화두(16)를 향해 화살표 C5 방향으로 유통한다. 그러나, 각 에어 유출공(25)을 넘어 회전 무화두(16)를 향하는 배기 에어는, 적기 때문에 도장 불량이 발생하지 않는다.

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

베어링 에어 공급 관로(22), 베어링 에어 통로(15)를 통하여, 에어 모터(3)의 래디얼·트러스트 에어 베어링(7)과 후방 스러스트 에어 베어링(12)에 베어링 에어를 공급하여 회전축(5)을 회전 가능하게 지지한다. 한편, 터빈 에어 공급 관로(20), 터빈 에어 통로(14)의 에어 공급 통로(14A)를 통해 에어 모터(3)의 터빈(6)을 향해 터빈 에어를 공급하고, 상기 터빈(6)을 회전 구동시킨다. 이로써, 회전축(5)과 함께 회전 무화두(16)를 고속으로 회전시킨다. 이 상태에서, 색교체 밸브 장치에 의해 선택된 도료를 도료 관로(23), 피드 튜브(17)의 도료 통로(17A)를 통해 회전 무화두(16)에 공급함으로써, 이 도료를 회전 무화두(16)로부터 미립화한 도료 입자로서 분무할 수 있다.

이 때, 도료(도료 입자)에 고전압 발생기에 의해 고전압을 인가함으로써, 고전압에 대전(帶電)된 도료 입자는, 어스에 접속된 피도장물을 향해 비행하여 효율적으로 도착할 수 있다. 또한, 셰이핑 에어링(19)은, 셰이핑 에어 공급 관로(24)로부터 공급되는 셰이핑 에어를 각 에어 분출구(19B)로부터 분출함으로써, 회전 무화두(16)로부터 분무된 도료의 분무 패턴을 원하는 분무 패턴으로 정돈할 수 있다.

에어 공급 통로(14A)로부터 에어 모터(3)의 터빈(6)을 향해 화살표 B2 방향으로 공급되는 터빈 에어는, 화살표 B3로 나타낸 바와 같이, 그 대부분이 임펠러(6C)를 회전 구동시킨다. 임펠러(6C)를 회전한 후의 배기 에어는, 터빈 수용실(4C)을 통하고, 에어 배출 통로(14B)를 화살표 B4 방향으로 흘러 터빈 에어 배출 관로(21)로부터 외부로 배출된다. 한편, 터빈(6)을 향해 화살표 B3 방향으로 공급되는 터빈 에어의 일부는, 후방 스러스트 간극(13)을 직경 방향의 내측을 향해 화살표 B5 방향으로 흘러 환형 공간(18)으로 유출되고(화살표 C1 참조), 이 환형 공간(18)을 전방을 향해 화살표 C2 방향으로 유통한다.

베어링 에어 통로(15)의 제1 통로(15A)를 향해 화살표 A2 방향으로 공급된 베어링 에어는, 래디얼 에어 베어링(8)의 각 래디얼 에어 분출공(8E)으로부터 환형 래디얼 간극(10)으로 분출된다. 이 베어링 에어는, 환형 래디얼 간극(10)에 공기층을 형성한 후에 배기 에어로 된다. 이 배기 에어의 일부는, 환형 래디얼 간극(10)을 전방을 향해 화살표 A3 방향으로 흘러 회전 무화두(16)의 외주면(16A7)과 셰이핑 에어링(19)의 무화두 수용공(19A)과의 간극을 화살표 C4 방향으로 흘러 외부로 배출된다. 한편, 잔여의 배기 에어는, 환형 래디얼 간극(10)을 뒤쪽을 향해 화살표 A4 방향으로 흘러 화살표 A5에 나타낸 바와 같이, 각각의 에어 퇴피공(8F)을 통하여 에어 배출 통로(14B)로부터 화살표 B4 방향으로 흘러 외부로 배출된다. 또한, 베어링 에어 중, 제1 통로(15A)로부터 전방 스러스트 에어 베어링(9)을 향해 화살표 A2 방향으로 공급된 베어링 에어는, 각 스러스트 에어 분출공(9B)으로부터 전방 스러스트 간극(11)으로 분출된다. 이 베어링 에어는, 전방 스러스트 간극(11)을 직경 방향의 외측을 향해 화살표 A6 방향으로 흘러, 에어 배출 통로(14B)로부터 외부로 배출된다(화살표 B4 참조).

또한, 베어링 에어 통로(15)의 제2 통로(15B)를 향해 화살표 A7 방향으로 흐른 베어링 에어는, 후방 스러스트 에어 베어링(12)에 공급된다. 이 베어링 에어는, 각 스러스트 에어 분출공(12B)으로부터 후방 스러스트 간극(13)으로 분출되고, 상기 후방 스러스트 간극(13)에 공기층을 형성한 후에 배기 에어로 된다. 배기 에어는, 후방 스러스트 간극(13)을 직경 방향의 내측에 흘러 화살표 C1로 나타낸 바와 같이, 환형 공간(18)으로 유출되고, 이 환형 공간(18)을 전방을 향해 화살표 C2 방향으로 유통한다.

여기서, 전술한 바와 같이, 터빈 에어 통로(14)의 에어 공급 통로(14A)로부터 터빈(6)을 향해 터빈 에어를 공급했을 때의 일부의 배기 에어나, 후방 스러스트 에어 베어링(12)의 스러스트 에어 분출공(12B)으로부터 배출된 배기 에어는, 회전축(5)과 피드 튜브(17)와의 사이에 형성되는 환형 공간(18)으로 유출된다. 이처럼, 화살표 C1으로 나타내는 환형 공간(18)으로 유출된 배기 에어는, 이 환형 공간(18)을 회전 무화두(16)를 향해 화살표 C2 방향으로 유통된다. 이 경우, 환형 공간(18)으로부터 회전 무화두(16) 내에 배기 에어가 유입되고, 이 에어가 도료에 섞여 도료 중에 기포가 발생하면, 도장이 불량해질 우려가 있다.

그러나, 제1 실시형태에 의하면, 에어 모터(3)의 회전축(5)에는, 상기 회전축(5)의 외주측에 배치된 래디얼 에어 베어링(8)의 전면(8C)과 회전 무화두(16)의 후단(16A6)과의 사이에 위치하여, 회전축(5)의 직경 방향으로 관통하는 에어 유출공(25)을 형성하는 구성으로 하고 있다. 이로써, 전술한 바와 같이 환형 공간(18) 내를 화살표 C2 방향으로 흐르는 배기 에어는, 회전 무화두(16)보다 후방 위치로 화살표 C3로 나타낸 바와 같이, 에어 유출공(25)로부터 회전축(5)의 외부로 유출시키는 것이 가능하다.

이 경우, 회전축(5)이 고속 회전하고, 직경 방향 외측으로의 원심력이 작용하고 있으므로, 에어 유출공(25)로부터는, 이 원심력에 의해 배기 에어가 양호하게 배출된다. 또한, 회전 무화두(16)의 무화두 본체(16A)의 외주면(16A7)와 셰이핑 에어링(19)의 무화두 수용공(19A)과의 사이의 환형 공간은, 회전 무화두(16)의 회전에 의한 원심력에 의해 부압(負壓) 경향으로 되기 때문에, 배기 에어는, 에어 유출공(25)보다 효율적으로 배출된다.

따라서, 터빈 에어, 베어링 에어의 배기 에어가 피드 튜브(17)로부터 토출된 도료에 혼입되는 것을 미리 막을 수가 있다. 또한, 피드 튜브(17)의 선단측에 세정되지 않았던 도료가 부착되어 있는 경우, 이 부착된 도료가 벗겨져 도료에 혼입되는 것을 방지할 수 있다. 이 결과, 도료 중에 에어나 부착 도료의 소편이 혼입되는 것에 의한 도장 불량의 발생을 억제할 수 있다. 이로써, 회전 무화두형 도장기(1)에 대한 신뢰성이나 도장 효율을 향상시키는 것이 가능하다.

한편, 에어 유출공(25)은, 회전축(5)의 주위 방향으로 간격을 두고 복수 개소, 예를 들면, 8개 배치하고 있다. 이로써, 각 에어 유출공(25)의 통로 면적을 합계함으로써, 큰 통로 면적을 얻을 수 있다. 따라서, 환형 공간(18) 내를 유통하는 배기 에어는, 큰 통로 면적을 가지는 각 에어 유출공(25)에 간단하게 유입되는 것이 가능하므로, 많은 배기 에어를 환형 공간(18)으로부터 회전축(5)의 외부로 효율적으로 유출시키는 것이 가능하다.

다음에, 도 7은 본 발명의 제2 실시형태를 나타내고 있다. 본 실시형태의 특징은, 회전축의 내주면에, 에어 유출공의 위치보다 회전 무화두에 가까운 위치에, 직경 방향으로 돌출되어 환형 공간을 차단하는 환형 볼록부를 형성하는 구성으로 한 것에 있다. 그리고, 제2 실시형태에서는, 전술한 제1 실시형태와 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.

도 7에 있어서, 부호 "31"은 회전축(5)의 내주면(5B)에 형성된 환형 볼록부를 나타내고 있다. 이 환형 볼록부(31)는, 각 에어 유출공(25)의 위치보다 회전 무화두(16)에 가까운 전방 위치에, 직경 방향의 내측 방향으로 돌출되어 형성되어 있다. 여기서, 환형 볼록부(31)는, 내경단(內徑端)이 피드 튜브(17)의 외주면(17B)과 근소한 간극을 가진 환형의 격벽으로서 형성되어 있다. 이로써, 환형 볼록부(31)는, 각 에어 유출공(25)과 회전 무화두(16)와의 사이에서 환형 공간(18)을 차단할 수 있다. 따라서, 환형 공간(18)을 차단한 환형 볼록부(31)는, 환형 공간(18)을 화살표 C2 방향으로 유통하는 배기 에어를 각 에어 유출공(25)으로 안내할 수 있다.

따라서, 이와 같이 구성된 제2 실시형태에 있어서도, 전술한 제1 실시형태와 거의 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 특히, 제2 실시형태에 의하면, 회전축(5)의 내주면(5B)에는, 각 에어 유출공(25)의 위치보다 회전 무화두(16)에 가까운 위치에, 직경 방향의 내측으로 돌출하는 환형 볼록부(31)를 형성하고 있다. 따라서, 환형 볼록부(31)는, 각 에어 유출공(25)을 넘어 환형 공간(18)을 회전 무화두(16)를 향해 흐르는 에어를 차단할 수 있다. 이로써, 화살표 C3로 나타낸 바와 같이, 환형 볼록부(31)는, 배기 에어를 각 에어 유출공(25)에 적극적으로 안내할 수 있어, 에어의 배기 성능을 향상시킬 수 있다.

다음에, 도 8은 본 발명의 제3 실시형태를 나타내고 있다. 본 실시형태의 특징은, 피드 튜브의 외주면에, 에어 유출공의 위치보다 회전 무화두에 가까운 위치에, 직경 방향으로 돌출되어 환형 공간을 차단하는 환형 볼록부를 형성하는 구성으로 한 것에 있다. 그리고, 제3 실시형태에서는, 전술한 제1 실시형태와 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.

도 8에 있어서, 부호 "41"은 피드 튜브(17)의 외주면(17B)에 형성된 환형 볼록부를 나타내고 있다. 이 환형 볼록부(41)는, 각 에어 유출공(25)의 위치보다 회전 무화두(16)에 가까운 전방 위치에, 직경 방향의 외측 방향으로 돌출되어 형성되어 있다. 여기서, 환형 볼록부(41)는, 외경단(外徑端)이 회전축(5)의 내주면(5B)과 근소한 간극을 가진 환형의 격벽으로서 형성되어 있다. 이로써, 환형 볼록부(41)는, 각 에어 유출공(25)과 회전 무화두(16)와의 사이에서 환형 공간(18)을 차단할 수 있다. 따라서, 환형 공간(18)을 차단한 환형 볼록부(41)는, 환형 공간(18)을 유통하는 배기 에어를 각 에어 유출공(25)으로 안내할 수 있다.

따라서, 이와 같이 구성된 제3 실시형태에 있어서도, 전술한 제1 실시형태와 거의 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 특히, 제3 실시형태에 의하면, 피드 튜브(17)의 외주면(17B)에는, 각 에어 유출공(25)의 위치보다 회전 무화두(16)에 가까운 위치에, 직경 방향의 외측으로 돌출하는 환형 볼록부(41)를 형성하고 있다. 따라서, 환형 볼록부(41)는, 각 에어 유출공(25)을 넘어 환형 공간(18)을 회전 무화두(16)를 향해 흐르는 배기 에어를 차단함으로써, 이 환형 볼록부(41)는, 배기 에어를 각 에어 유출공(25)에 적극적으로 안내할 수 있다.

다음에, 도 9는 본 발명의 제4 실시형태를 나타내고 있다. 본 실시형태의 특징은, 에어 유출공은, 회전축의 내주면에 개구되는 개구단보다 외주면에 개구되는 개구단이 축 방향의 전방으로 되도록 경사지게 하여 형성하는 동시에, 회전축의 내주면에, 에어 유출공의 위치보다 회전 무화두에 가까운 위치에, 직경 방향으로 돌출되어 환형 공간을 차단하는 환형 볼록부를 형성하는 구성으로 한 것에 있다. 그리고, 제4 실시형태에서는, 전술한 제1 실시형태와 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.

도 9에 있어서, 부호 "51"은 회전축(5)의 선단측에 설치된 제4 실시형태에 의한 에어 유출공이다. 이 에어 유출공(51)은, 전술한 제1 실시형태에 의한 에어 유출공(25)과 대략 마찬가지로, 래디얼 에어 베어링(8)의 전면(8C)과 회전 무화두(16)의 후단(16A6)과의 사이에 배치되고, 회전축(5)의 내주면(5B)으로부터 외주면(5C)에 관통하도록 방사 방향으로 연장되어 복수 개 형성되어 있다.

그러나, 제4 실시형태에 의한 각 에어 유출공(51)은, 회전축(5)의 내주면(5B)에 개구되는 개구단(51A)보다 외주면(5C)에 개구되는 개구단(51B)이 축 방향의 전방으로 되도록 경사지게 하여 형성되어 있는 점에서, 제1 실시형태에 의한 에어 유출공(25)과 상위하게 되어 있다.

이처럼, 각 에어 유출공(51)은, 회전축(5)의 내주면(5B)으로부터 외주면(5C)을 향해 회전 무화두(16) 측으로 경사지게 형성되어 있다. 따라서, 각 에어 유출공(51)은, 환형 공간(18)을 회전 무화두(16)를 향해 흐르는 배기 에어에 대하여 완만한 각도로 할 수 있어, 내주면(5B)에 개구되는 개구단(51A)에 배기 에어를 원활하게 유입시킬 수 있다.

부호 "52"는 회전축(5)의 내주면(5B)에 형성된 환형 볼록부를 나타내고 있다. 이 환형 볼록부(52)는, 각 에어 유출공(51)에 배기 에어가 유입되는 개구단(51A)의 위치보다 회전 무화두(16)에 가까운 위치에, 직경 방향의 내측 방향으로 돌출되어 형성되어 있다. 여기서, 환형 볼록부(52)는, 내경단이 피드 튜브(17)의 외주면(17B)과 근소한 간극을 가진 환형의 격벽으로서 형성되어 있다. 이로써, 환형 볼록부(52)는, 각 에어 유출공(51)과 회전 무화두(16)와의 사이에서 환형 공간(18)을 차단할 수 있다. 따라서, 환형 공간(18)을 차단한 환형 볼록부(52)는, 환형 공간(18)을 유통하는 배기 에어를 각 에어 유출공(51)으로 안내할 수 있다.

따라서, 이와 같이 구성된 제4 실시형태에 있어서도, 전술한 제1 실시형태와 거의 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 특히, 제4 실시형태에 의하면, 에어 유출공(51)은, 회전축(5)의 내주면(5B)에 개구되는 개구단(51A)보다 외주면(5C)으로 개구되는 개구단(51B)이 축 방향의 전방으로 되도록 경사지게 하여 형성되어 있다. 이로써, 경사진 각 에어 유출공(51)은, 배기 에어를 내측의 개구단(51A)에 원활하게 유입시킬 수 있어, 외측의 개구단(51B)으로부터 배기 에어를 원활하게 유출시키는 것이 가능하다. 이 결과, 배기 에어를 환형 공간(18)으로부터 회전축(5)의 외부로 효율적으로 유출시키는 것이 가능하다.

또한, 회전축(5)의 내주면(5B)에는, 각 에어 유출공(51)의 개구단(51A)의 위치보다 회전 무화두(16)에 가까운 위치에, 직경 방향의 내측으로 돌출하는 환형 볼록부(52)를 형성하고 있다. 따라서, 환형 볼록부(52)는, 각 에어 유출공(25)의 개구단(51A)을 넘어 환형 공간(18)을 회전 무화두(16) 측으로 흐르는 에어를 차단하여, 배기 에어를 각 에어 유출공(51)에 적극적으로 안내할 수 있다. 그리고, 환형 볼록부는, 피드 튜브(17)의 외주면(17B)에 형성해도 되고, 회전축(5)과 피드 튜브(17)의 양쪽에 설치하는 구성으로 해도 된다.

다음에, 도 10 및 도 11은 본 발명의 제5 실시형태를 나타내고 있다. 본 실시형태의 특징은, 에어 유출공을 회전축의 주위 방향으로 광폭인 슬릿형으로 형성한 것에 있다. 그리고, 제5 실시형태에서는, 전술한 제1 실시형태와 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.

도 10, 도 11에 있어서, 부호 "61"은 회전축(5)의 선단측에 설치된 제5 실시형태에 의한 에어 유출공이다. 이 에어 유출공(61)은, 전술한 제1 실시형태에 의한 에어 유출공(25)과 거의 마찬가지로, 래디얼 에어 베어링(8)의 전면(8C)과 회전 무화두(16)의 후단(16A6)과의 사이에 배치되고, 회전축(5)의 내주면(5B)으로부터 외주면(5C)에 관통하도록 방사 방향으로 연장되어 복수 개 형성되어 있다. 그러나, 제5 실시형태에 의한 각 에어 유출공(61)은, 회전축(5)의 주위 방향으로 광폭인 슬릿형으로 형성되어 있는 점에서, 제1 실시형태에 의한 에어 유출공(25)과 상위하게 되어 있다.

따라서, 이와 같이 구성된 제5 실시형태에 있어서도, 전술한 제1 실시형태와 거의 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 특히, 제5 실시형태에 의하면, 각 에어 유출공(61)은, 회전축(5)의 주위 방향으로 광폭인 슬릿형으로 형성하고 있으므로, 에어 유출공(61)의 통로 면적을 크게 할 수 있어, 배기 에어를 환형 공간(18)으로부터 회전축(5)의 외부로 적극적으로 유출시키는 것이 가능하다.

다음에, 도 12는 본 발명의 제6 실시형태를 나타내고 있다. 본 실시형태의 특징은, 에어 유출공의 위치보다 회전 무화두에 가까운 위치에서, 또한 회전축의 내주면과 피드 튜브의 외주면과에 각각 직경 방향으로 돌출되어 환형 공간을 차단하는 환형 볼록부를 형성하는 구성으로 한 것에 있다. 그리고, 제6 실시형태에서는, 전술한 제1 실시형태와 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.

도 12에 있어서, 외환형(外環形) 볼록부(71)는 회전축(5)의 내주면(5B)에 형성되어 있다. 이 외환형 볼록부(71)는, 각 에어 유출공(25)의 위치보다 회전 무화두(16)에 가까운 위치에, 직경 방향의 내측 방향으로 돌출되어 형성되어 있다.

한편, 내환형(內環形) 볼록부(72)는 외환형 볼록부(71)의 내측으로 대향하도록, 피드 튜브(17)의 외주면(17B)에 형성되어 있다. 이 내환형 볼록부(72)는, 각 에어 유출공(25)의 위치보다 회전 무화두(16)에 가까운 위치에, 직경 방향의 외측 방향으로 돌출되어 형성되어 있다.

여기서, 각각의 환형 볼록부(71, 72)는, 근소한 간극를 가지고 접근하여 배치되고, 이로써, 각각의 환형 볼록부(71, 72)는, 각 에어 유출공(25)과 회전 무화두(16)와의 사이에서 환형 공간(18)을 차단할 수 있다. 따라서, 환형 공간(18)을 차단한 각각의 환형 볼록부(71, 72)는, 환형 공간(18)을 유통하는 배기 에어를 각 에어 유출공(25)으로 안내할 수 있다.

따라서, 이와 같이 구성된 제6 실시형태에 있어서도, 전술한 제1 실시형태와 거의 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 특히, 제6 실시형태에 의하면, 회전축(5)의 내주면(5B)에는, 각 에어 유출공(25)의 위치보다 회전 무화두(16)에 가까운 위치에, 직경 방향의 내측으로 돌출하는 외환형 볼록부(71)를 형성하고 있다. 또한, 피드 튜브(17)의 외주면(17B)에는, 외환형 볼록부(71)의 내경측의 위치에, 직경 방향의 외측으로 돌출하는 내환형 볼록부(72)를 형성하고 있다. 따라서, 각각의 환형 볼록부(71, 72)는, 각 에어 유출공(25)을 넘어 환형 공간(18)을 회전 무화두(16) 측으로 흐르는 배기 에어를 차단함으로써, 배기 에어를 각 에어 유출공(25)에 적극적으로 안내할 수 있다.

다음에, 도 13은 본 발명의 제7 실시형태를 나타내고 있다. 본 실시형태의 특징은, 회전축의 내주면에, 에어 유출공의 위치보다 회전 무화두에 가까운 축 방향으로 광폭인 범위에, 직경 방향으로 돌출되어 환형 공간을 차단하는 환형 볼록부를 형성하는 구성으로 한 것에 있다. 그리고, 제7 실시형태에서는, 전술한 제1 실시형태와 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.

도 13에 있어서, 환형 볼록부(81)는, 회전축(5)의 내주면(5B)에 설치되어 있다. 이 환형 볼록부(81)는, 각 에어 유출공(25)의 위치보다 회전 무화두(16)에 가까운 위치, 즉 에어 유출공(25)으로부터 회전축(5)의 선단까지의 범위에 걸쳐, 직경 방향의 내측 방향으로 돌출된 축 방향으로 광폭인 돌출형부로서 형성되어 있다. 이 환형 볼록부(81)는, 회전축(5)의 내주면(5B)으로부터 내경측에 직경 치수 R만큼 돌출하고, 또한 회전축(5)의 선단까지 길이 치수 L만큼 연속하여 돌출되어 있다. 여기서, 환형 볼록부(81)는, 그 내주면이 피드 튜브(17)의 외주면(17B)과 근소한 간극을 가진 환형의 격벽으로서 형성되고, 이로써, 환형 볼록부(81)는, 각 에어 유출공(25)과 회전 무화두(16)와의 사이에서 환형 공간(18)을 차단할 수 있다. 따라서, 환형 공간(18)을 차단한 환형 볼록부(81)는, 환형 공간(18)을 유통하는 배기 에어를 각 에어 유출공(25)으로 안내할 수 있다.

따라서, 이와 같이 구성된 제7 실시형태에 있어서도, 전술한 제1 실시형태와 거의 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 특히, 제7 실시형태에 의하면, 회전축(5)의 내주면(5B)에는, 각 에어 유출공(25)로부터 회전축(5)의 선단까지의 넓은 범위(길이 치수 L의 범위)에, 직경 방향의 내측으로 돌출하는 환형 볼록부(81)를 형성하고 있다. 따라서, 축 방향으로 광폭인 환형 볼록부(81)는, 환형 공간(18)을 긴 거리를 가지고 효율적으로 차단함으로써, 배기 에어를 각 에어 유출공(25)에 적극적으로 안내할 수 있다.

다음에, 도 14는 본 발명의 제8 실시형태를 나타내고 있다. 본 실시형태의 특징은, 회전축의 내주면에, 에어 유출공보다 회전 무화두 측으로 되는 위치에, 직경 방향으로 돌출되어 환형 공간을 차단하는 복수 개의 환형 볼록부를 형성하는 구성으로 한 것에 있다. 그리고, 제8 실시형태에서는, 전술한 제1 실시형태와 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.

도 14에 있어서, 부호 "91", "92", "93"은 회전축(5)의 내주면(5B)에 형성된 3개의 환형 볼록부를 나타내고 있다. 이 3개의 환형 볼록부(91, 92, 93)는, 각 에어 유출공(25)의 위치보다 회전 무화두(16)에 가까운 위치에, 축 방향으로 간격을 두고 배치되어 있다. 각각의 환형 볼록부(91, 92, 93)는, 직경 방향의 내측 방향으로 돌출되어 형성되어 있다. 여기서, 각각의 환형 볼록부(91, 92, 93)는, 내경단이 피드 튜브(17)의 외주면(17B)과 근소한 간극을 가진 환형의 격벽으로서 형성되어 있다. 이로써, 환형 볼록부(91, 92, 93)는, 각 에어 유출공(25)과 회전 무화두(16)와의 사이에서 환형 공간(18)을 차단할 수 있다. 따라서, 환형 공간(18)을 차단한 환형 볼록부(91, 92, 93)는, 환형 공간(18)을 유통하는 배기 에어를 각 에어 유출공(25)으로 안내할 수 있다. 그리고, 환형 볼록부(91, 92, 93)는, 3개 이외에도, 2개 또는 4개 이상 형성하는 구성으로 해도 된다.

따라서, 이와 같이 구성된 제8 실시형태에 있어서도, 전술한 제1 실시형태와 거의 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 특히, 제8 실시형태에 의하면, 회전축(5)의 내주면(5B)에는, 각 에어 유출공(25)의 위치보다 회전 무화두(16)에 가까운 위치에, 직경 방향의 내측으로 돌출하는 3개의 환형 볼록부(91, 92, 93)를 축 방향으로 배열하여 설치하고 있다. 따라서, 환형 볼록부(91, 92, 93)는, 3단 배열되는 것에 의한 래비린스(labyrinth) 효과에 의해 환형 공간(18)을 효율적으로 차단할 수 있다. 이로써, 각각의 환형 볼록부(91, 92, 93)는, 배기 에어를 각 에어 유출공(25)에 한층 적극적으로 안내할 수 있다.

다음에, 도 15 및 도 16은 본 발명의 제9 실시형태를 나타내고 있다. 본 실시형태의 특징은, 에어 유출공을 회전축의 내주면의 접선 방향으로 편심된 위치에 형성한 것에 있다. 그리고, 제9 실시형태에서는, 전술한 제1 실시형태와 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.

도 15, 도 16에 있어서, 부호 "101"은 회전축(5)의 선단측에 설치된 제9 실시형태에 의한 에어 유출공이다. 이 에어 유출공(101)은, 전술한 제1 실시형태에 의한 에어 유출공(25)과 거의 마찬가지로, 래디얼 에어 베어링(8)의 전면(8C)과 회전 무화두(16)의 후단(16A6)과의 사이에 배치되고, 회전축(5)의 내주면(5B)으로부터 외주면(5C)에 관통하도록 연장하여 복수 개 형성되어 있다. 그러나, 제9 실시형태에 의한 각 에어 유출공(101)은, 회전축(5)의 내주면(5B)의 접선 방향으로 편심된 위치에 형성하고 있는 점과, 4개 설치하고 있는 점에서, 제1 실시형태에 의한 에어 유출공(25)과 상위하게 되어 있다. 그리고, 에어 유출공(101)은, 4개 이외에도, 1~3개, 또는 5개 이상 형성하는 구성으로 해도 된다.

여기서, 각 에어 유출공(101)은, 환형 공간(18)을 유통하는 배기 에어를 배출하기 위한 통로이다. 따라서, 각 에어 유출공(101)은, 회전축(5)이 도 15 중의 흰색 화살표 방향(반시계 회전)으로 회전하는 경우, 이 회전축(5)의 회전 방향과는 역방향(시계 회전)으로 경사지도록 형성되어 있다. 이로써, 각 에어 유출공(101)은, 회전축(5)이 회전함으로써, 환형 공간(18)을 유통하는 배기 에어를 내경측의 큰 개구단(101A)으로부터 적극적으로 유입시켜, 외경측의 개구단(101B)으로부터 회전축(5)의 외부로 효율적으로 배출시키는 것이 가능하다. 또한, 회전축(5)의 내주면(5B)의 접선 방향으로 연장되는 각 에어 유출공(101)에서는, 배기 에어가 층류 상태로 유통하기 때문에, 에어의 흐름을 정돈하여 배출 효율을 높일 수 있다.

따라서, 이와 같이 구성된 제9 실시형태에 있어서도, 전술한 제1 실시형태와 거의 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 특히, 제9 실시형태에 의하면, 각 에어 유출공(101)은, 회전축(5)의 내주면(5B)의 접선 방향으로 편심된 위치에, 회전축(5)의 회전 방향과는 역방향으로 경사지게 하여 형성하고 있다. 이 결과, 각 에어 유출공(101)은, 회전축(5)의 회전력을 이용하여, 배기 에어를 환형 공간(18)으로부터 회전축(5)의 외부로 적극적으로 유출시키는 것이 가능하다.

그리고, 제1 실시형태에서는, 하우징(2)의 모터 수용 부위(2C)에 에어 모터(3)의 모터 케이스(4)를 끼워 삽입하여 장착한 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 모터 케이스(4)의 주위에 탄성체로 이루어지는 링 부재를 설치함으로써, 에어 모터(3)를 하우징(2)의 모터 수용 부위(2C)에 탄성적으로 지지하는 구성으로 해도 된다. 이 구성은, 다른 실시형태에도 적용할 수 있는 것이다.

제7 실시형태에서는, 회전축(5)의 내주면(5B)에 환형 볼록부(81)를 형성한 경우를 예시하고, 제8 실시형태에서는, 회전축(5)의 내주면(5B)에 3개의 환형 볼록부(91, 92, 93)를 형성한 경우를 예시하고 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 환형 볼록부(81, 91, 92, 93)를, 피드 튜브(17)의 외주면(17B), 또는 회전축(5)의 내주면(5B)과 피드 튜브(17)의 외주면(17B)과의 양쪽에 형성하는 구성으로 해도 된다.

한편, 제1 실시형태에서는, 회전 무화두형 도장기(1)에 고전압을 직접적으로 인가하는 직접 대전식(帶電式)의 정전 도장기로서 구성한 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 회전 무화두로부터 분무된 도료 입자에 외부 전극에 의해 고전압을 인가하는 간접 대전식의 정전 도장기에 적용하는 구성으로 해도 된다. 또한, 본 발명은, 고전압을 인가하지 않고 도장을 행하는 비정전 도장기에도 적용할 수 있다.

1; 회전 무화두형 도장기
2; 하우징
2C; 모터 수용 부위
3; 에어 모터
4; 모터 케이스
5; 회전축
5B, 8A; 내주면
5C, 8B, 17B; 외주면
6; 터빈
6A, 8C, 12A; 전면
6B, 9A; 후면
6C; 임펠러
7; 래디얼·스러스트 에어 베어링
8; 래디얼 에어 베어링
8E; 래디얼 에어 분출공
9; 전방 스러스트 에어 베어링
9B, 12B; 스러스트 에어 분출공
10; 환형 래디얼 간극
11; 전방 스러스트 간극
12; 후방 스러스트 에어 베어링
13; 후방 스러스트 간극
14; 터빈 에어 통로
14A; 에어 공급 통로
14B; 에어 배출 통로
15; 베어링 에어 통로
16; 회전 무화두
17; 피드 튜브
17A; 도료 통로
18; 환형 공간
19; 셰이핑 에어링
19B; 에어 분출구
25, 51, 61, 101; 에어 유출공
31, 41, 52, 81, 91, 92, 93; 환형 볼록부
51A, 51B, 101A, 101B; 개구단
71; 외환형 볼록부
72; 내환형 볼록부

Claims

내주측이 모터 수용 부위(2C)로 된 통형(筒形)의 하우징(2);
상기 하우징(2)의 모터 수용 부위(2C)에 수용되고 중공(中空)의 회전축(5)을 회전 구동시키는 에어 모터(3);
상기 하우징(2)의 전방에 위치하여 상기 에어 모터(3)의 회전축(5)의 선단에 장착되고 상기 회전축(5)과 함께 회전하는 동안에 공급된 도료를 분무하는 회전 무화두(霧化頭)(16);
상기 회전축(5) 내에 직경 방향의 간극을 가지는 상태로 축 방향으로 연장되고 상기 회전 무화두(16)를 향해 도료를 공급하는 피드 튜브(17); 및
상기 하우징(2)의 전방에 설치되고 상기 회전 무화두(16)로부터 분무된 도료의 분무 패턴을 정돈하기 위한 셰이핑 에어를 분출하는 셰이핑 에어링(shaping air ring)(19);
을 포함하고,
상기 에어 모터(3)는,
축 방향으로 연장된 통체로 이루어지고 상기 하우징(2)의 상기 모터 수용 부위(2C)에 수용된 모터 케이스(4);
상기 모터 케이스(4) 내에 축 방향으로 연장되어 설치된 상기 회전축(5);
상기 회전축(5)의 기단측(基端側)에 설치되고 터빈 에어가 공급되는 것에 의해 상기 회전축(5)을 회전 구동시키는 터빈(6);
상기 회전축(5)의 외주측에 위치하여 상기 모터 케이스(4)에 설치되고 베어링 에어가 공급되는 것에 의해 상기 회전축(5)을 래디얼 방향으로 지지하는 래디얼 에어 베어링(8);
상기 터빈(6)을 전방향 및 후방향에서 협지(sandwich)하도록 상기 모터 케이스(4)에 설치되고 베어링 에어가 공급되는 것에 의해 상기 회전축(5)을 스러스트(thrust) 방향으로 지지하는 전방 스러스트 에어 베어링(9) 및 후방 스러스트 에어 베어링(12);
상기 터빈(6)에 터빈 에어를 공급하는 에어 공급 통로(14A) 및 상기 터빈(6)을 회전 구동한 후의 배기 에어를 배출하는 에어 배출 통로(14B)로 이루어지는 터빈 에어 통로(14); 및
상기 래디얼 에어 베어링(8)과 상기 전방 및 후방의 스러스트 에어 베어링(9, 12)에 베어링 에어를 공급하는 베어링 에어 통로(15);에 의해 구성되어 이루어지는 회전 무화두형(霧化頭型) 도장기(塗裝機)에 있어서,
상기 회전축(5)과 상기 피드 튜브(17) 사이에는, 상기 터빈 에어의 일부와 상기 후방 스러스트 에어 베어링(12)으로부터 배출된 배기 에어가 유출(流出)되는 환형(環形) 공간(18)을 설치하고,
상기 회전축(5)에는, 상기 래디얼 에어 베어링(8)과 상기 회전 무화두(16) 사이에 위치하여 직경 방향으로 관통하는 에어 유출공(25, 51, 61, 101)을 형성하고,
상기 에어 유출공(25, 51, 61, 101)은, 상기 환형 공간(18)을 흐르는 상기 배기 에어를 상기 회전 무화두(16)보다 후방 위치에서 상기 회전축(5)의 외부로 유출시키는 구성으로 한,
회전 무화두형 도장기.
제1항에 있어서,
상기 에어 유출공(25, 51, 61, 101)은, 상기 회전축(5)의 주위 방향으로 간격을 두고 복수 개소에 배치하는 구성으로 이루어지는, 회전 무화두형 도장기.
제1항에 있어서,
상기 회전축(5)의 내주면(5B) 및/또는 상기 피드 튜브(17)의 외주면(外周面)(17B)에는, 상기 에어 유출공(25, 51)의 위치보다 상기 회전 무화두(16)에 가까운 위치에, 직경 방향으로 돌출되어 상기 환형 공간(18)을 차단하는 환형 볼록부(31, 41, 52, 71, 72, 81, 91, 92, 93)를 형성하는 구성으로 이루어지는, 회전 무화두형 도장기.
제1항에 있어서,
상기 에어 유출공(51)은, 상기 회전축(5)의 내주면(5B)에 개구되는 개구단(51A)보다 외주면(5C)으로 개구되는 개구단(51B)이 축 방향의 전방으로 되도록 경사지게 하여 형성하여 이루어지는, 회전 무화두형 도장기.