JPH0810659A - 回転霧化型静電塗装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フィードチューブ内の塗料中に、顔料塊が発
生するのを抑え、塗装面の品質を向上できる。 【構成】 塗料を回転霧化頭１１に供給するフィードチ
ューブ１８を絶縁樹脂材料によって形成する。高電圧発
生装置２０から高電圧がエアモータ６のモータケース７
と回転霧化頭１１に印加されても、フィードチューブ１
８には高電圧は印加されない。フィードチューブ１８内
に顔料塊が発生するのを防止し、塗装時にこの顔料塊が
飛着して塗装面を荒らすのを防止し、塗装面の品質を向
上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車のボディ
等を塗装するのに用いて好適な回転霧化型静電塗装装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、回転霧化型静電塗装装置は、筒
状の塗装機本体と、該塗装機本体に設けられたエアモー
タと、該エアモータの軸方向に挿通され、該エアモータ
によって回転せしめられる回転軸と、前記塗装機本体外
に位置して該回転軸の先端側に設けられ、ベル型または
ディスク型等からなる回転霧化頭と、前記回転軸内に挿
通され、先端側が該回転霧化頭内に延在するフィードチ
ューブと、前記回転霧化頭にフィードチューブを介して
供給される塗料に高電圧を印加する高電圧発生装置とか
ら構成されている。そして、フィードチューブを回転軸
内に同軸に挿通させることによって、塗装機本体の小型
化を図っている。

【０００３】また、この塗装装置においては、前記該回
転霧化頭を高速回転させると共にエアモータと回転霧化
頭に高電圧を印加し、この状態で回転霧化頭に塗料を供
給することによって当該塗料を帯電霧化し、霧化された
塗料粒子を電気力線に沿って被塗物に飛行塗着させるよ
うになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術による直接帯電方式の回転霧化型静電塗装装置に
おいては、使用する塗料は高抵抗な溶剤系のクリア塗料
（透明塗料）とソリッド塗料（顔料を含む塗料）が用い
られているが、ソリッド塗料においては図７および図８
に示すような問題が生じている。

【０００５】即ち、従来技術による静電塗装装置では、
回転霧化頭から噴霧される塗料を高電圧に帯電させるた
めに、該回転霧化頭とエアモータに高電圧を印加しなけ
ればならず、回転軸とフィードチューブ１０１は金属材
料（ステンレス・スチール、スチール合金および銅合金
（真鍮））によって形成していた。

【０００６】このため、フィードチューブ１０１には高
電圧が印加され、塗料中に高電圧による電流が流れてい
るから、フィードチューブ１０１内の高電圧部位とアー
ス部位との間に電気分解が生じ、図７に示すように、塗
料中の顔料等が固形化し、「ブツ」と呼ばれる顔料塊１
０２，１０２，…となって発生する。

【０００７】そして、この顔料塊１０２が発生している
フィードチューブ１０１の塗料で塗装を行うと、図８に
示すように、該各顔料塊１０２が被塗物Ｈの塗膜１０３
内に混入して塗着され、該被塗物Ｈの塗装面に凹凸を発
生させ、塗装面の仕上がり品質を大幅に低下させるとい
う問題がある。

【０００８】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、顔料を含む溶剤系塗料を用いた場合で
も、被塗物の塗装面の仕上がり品質を向上できるように
した回転霧化型静電塗装装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明による回転霧化型静電塗装装置は、筒状
の塗装機本体と、該塗装機本体に設けられたエアモータ
と、該エアモータの軸方向に挿通され、該エアモータに
よって回転せしめられる回転軸と、前記塗装機本体外に
位置して該回転軸の先端側に設けられた回転霧化頭と、
前記回転軸内に挿通され、先端側が該回転霧化頭内に延
在するフィードチューブと、前記回転霧化頭に供給され
る塗料を高電圧に帯電させる高電圧発生装置とから構成
する。

【００１０】そして、請求項１の発明では、前記フィー
ドチューブを絶縁材料によって形成したことにある。

【００１１】また、請求項２の発明では、前記フィード
チューブの少なくともチューブ内壁面を絶縁材料によっ
てコーティングしたことにある。

【００１２】また、請求項３の発明では、前記回転軸内
に複数本のフィードチューブを挿通する構成にも適用で
きる。

【００１３】さらに、請求項４の発明では、前記回転軸
内に複数本のフィードチューブを同軸に挿通する構成に
も適用できる。

【００１４】

【作用】請求項１の発明のように、フィードチューブを
絶縁材料によって形成しているから、塗料を帯電させる
ために、回転霧化頭およびエアモータに高電圧発生装置
から高電圧を印加した場合でも、該フィードチューブ内
に高電圧が加わることなく、高電圧部位とアース部位と
が発生するのを防止できる。そして、該フィードチュー
ブ内にある塗料が顔料を含む溶剤系塗料の場合であって
も、該塗装内に顔料塊が発生するのを防止できる。

【００１５】また、請求項２の発明のように、フィード
チューブの少なくとも内壁面を絶縁材料によってコーテ
ィングすることにより、該フィードチューブ内壁面に高
電圧が加わるのを防止し、該フィードチューブ内に高電
圧部位とアース部位とが発生するのを防止できる。そし
て、フィードチューブ内の塗料中にある塗料が顔料を含
む溶剤系塗料の場合には、該塗装内に顔料塊が発生する
のを防止できる。

【００１６】また、請求項３の発明のように、フィード
チューブを複数本で構成することにより、束状フィード
チューブ式の塗装機として構成したものであっても、フ
ィードチューブ内の塗料に顔料塊が発生するのを防止す
ることができる。

【００１７】さらに、請求項４の発明のように、複数本
のフィードチューブを回転軸内に同軸に挿通する構成の
塗装機として構成したものであっても、フィードチュー
ブ内の塗料に顔料塊が発生するのを防止できる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例による直接帯電方式の
回転霧化型静電塗装装置を図１ないし図６に基づいて説
明する。

【００１９】まず、図１および図２に本発明による第１
の実施例を示す。

【００２０】図において、１は回転霧化型静電塗装装置
の塗装機本体を示し、該塗装機本体１は絶縁性樹脂材料
から基端側が閉塞され、先端側が開口する有底の段付筒
状に形成され、その先端側内周は後述するエアモータ６
が挿着されるモータ挿着部２となり、該モータ挿着部２
の基端側には後述するチューブホルダ１６が収容される
ホルダ収容部３が縮径されて形成されている。また、該
塗装機本体１の外周側には、後述する高電圧発生装置２
０が収容される収容室４が形成されている。さらに、該
塗装機本体１は絶縁性樹脂材料からなるカバー５で覆わ
れている。

【００２１】６は塗装機本体１のモータ挿着部２内に設
けられたタービン型のエアモータを示し、該エアモータ
６は、後述するモータケース７，回転軸８およびエア軸
受９から大略構成されている。

【００２２】７はエアモータ６の外殻をなす段付筒状の
モータケースを示し、該モータケース７には、軸心に沿
って先端側から順に、軸挿通穴７Ａ，タービン室７Ｂ，
ホルダ接続穴７Ｃが形成されている。

【００２３】８はモータケース７の軸挿通穴７Ａ，ター
ビン室７Ｂ内に亘って配設された回転軸を示し、該回転
軸８は、先端側がモータケース７から突出した中空軸８
Ａと、該中空軸８Ａの基端側に位置してタービン室７Ｂ
内に収容されたエアタービン８Ｂとから構成され、該回
転軸８はエア軸受９，９を介して回転自在に支持されて
いる。

【００２４】そして、このように構成されたエアモータ
６は、エア通路１０を介してタービン室７Ｂに圧縮エア
が供給されることにより、エアタービン８Ｂを介して回
転軸８を高速回転させるものである。また、該エアモー
タ６は、高電圧発生装置２０に接続され、該高電圧発生
装置２０からの高電圧を前記回転軸８を介して回転霧化
頭１１に印加している。

【００２５】１１は回転軸８の中空軸８Ａ先端に固着さ
れた塗料噴霧手段としてのベル型の回転霧化頭を示し、
該回転霧化頭１１は、基端側が前記中空軸８Ａに螺着さ
れ、先端側が拡開する朝顔状に形成されている。また、
該回転霧化頭１１には、先端側を閉塞するように円板状
のハブ部材１２が固着されている。

【００２６】ここで、前記ハブ部材１２の外周側には、
塗料、シンナを回転霧化頭１１の先端側に導くための第
１のハブ孔１２Ａ，１２Ａが複数個形成され、中央側に
は、先端側にシンナを供給する第２のハブ孔１２Ｂ，１
２Ｂが複数個（それぞれ２個のみ図示）形成されてい
る。

【００２７】そして、回転霧化頭１１は、前記回転軸８
と共に回転駆動されることにより、後述する各フィード
チューブ１８から供給される塗料を高電圧に帯電させつ
つ遠心力により液糸として噴霧し、被塗物との間の電気
力線（静電界）に沿って該被塗物に塗着させるものであ
る。

【００２８】１３は回転霧化頭１１の外周を囲むように
塗装機本体１の先端側に設けられたエアノズルを示し、
該エアノズル１３の先端側には、複数個のエア噴出孔１
３Ａ，１３Ａ（２個のみ図示）が穿設され、該各エア噴
出孔１３Ａは、シェイピングエア供給通路１４を介して
供給されるエアをシェイピングエアとして回転霧化頭１
１の先端外周側に噴出し、該回転霧化頭１１から噴霧さ
れた塗料の塗装パターンを円形状にパターン成形するも
のである。

【００２９】１５は塗装機本体１の軸中心を軸方向に伸
長するように配設された塗料供給手段としての塗料供給
部を示し、該塗料供給部１５は、後述するチューブホル
ダ１６，流通路１７およびフィードチューブ１８から大
略構成されている。

【００３０】１６は塗装機本体１のホルダ収容部３内に
収容されたチューブホルダで、該チューブホルダ１６
は、厚肉な段付円板状に形成され、その突出部１６Ａが
モータケース７のホルダ接続穴７Ｃに挿嵌され、軸方向
には塗料を流通する流通路１７が形成されている。

【００３１】１８は回転軸８の中空軸８Ａ内に配設され
た本実施例によるフィードチューブを示し、該フィード
チューブ１８は、図２に示すように、絶縁樹脂材料（例
えば、ポリエチレンテレフタレート，ポリアセタール，
ナイロン６６等）によって基端側が流通路１７内に挿嵌
され、先端側が中空軸８Ａから回転霧化頭１１内に突出
している。

【００３２】そして、塗料供給部１５は、塗装機本体１
に形成された塗料通路１９，供給配管を介して塗料供給
源（いずれも図示せず）に接続され、該塗料通路１９を
介して塗料供給源からＡ色塗料が供給されると、流通路
１７，フィードチューブ１８を介して回転霧化頭１１に
向けてＡ色塗料を吐出するものである。

【００３３】２０は塗装機本体１の収容室４内に収容さ
れた高電圧発生装置で、該高電圧発生装置２０は、多倍
圧回路等からなる高電圧発生回路と安全保障のための高
圧用抵抗とから大略構成されている。また、該高電圧発
生装置２０の入力側は、リード線を介して外部電源（い
ずれも図示せず）と接続され、出力側は電極板２０Ａを
介してエアモータ６のモータケース７に接続されてい
る。そして、該高電圧発生装置２０は、外部電源から供
給された電圧を所定の高電圧に変換し、この高電圧をモ
ータケース７から回転軸８を介して回転霧化頭１１に供
給し、該回転霧化頭１１を介して直接的に塗料を高電圧
に帯電させるものである。

【００３４】本実施例による回転霧化型静電塗装装置は
上述の如き構成を有するもので、次に、その作動につい
て説明する。

【００３５】まず、塗料供給源のＡ色塗料が供給配管を
介して一定流量ずつ供給され、塗料通路１９，流通路１
７を介してフィードチューブ１８から回転霧化頭１１に
向けて吐出される。そして、フィードチューブ１８から
吐出されたＡ色塗料は、ハブ部材１２の各ハブ孔１２
Ａ，１２Ｂを介して回転霧化頭１１から高電圧に帯電し
つつ液糸として噴霧され、静電霧化されて帯電粒子とな
る。この結果、帯電粒子となったＡ色塗料は回転霧化頭
１１と被塗物との間の電気力線に沿って飛行し、該被塗
物に塗着する。

【００３６】また、高電圧発生装置２０の電極板２０Ａ
はエアモータ６のモータケース７に接続されているか
ら、該高電圧発生装置２０から出力される高電圧は、エ
アモータ６と回転霧化頭１１に印加され、回転霧化頭１
１に吐出された塗料粒子を高電圧に帯電する。

【００３７】かくして、本実施例の静電塗装装置におい
ては、高電圧発生装置２０から出力される高電圧は、電
極板２０Ａ，エアモータ６のモータケース７および回転
霧化頭１１を介して印加され、回転霧化頭１１に吐出さ
れる塗料を高電圧に帯電させるものの、本実施例による
フィードチューブ１８は絶縁樹脂で形成されているか
ら、高電圧が印加するのを防止することができる。

【００３８】そして、フィードチューブ１８内に従来技
術において発生していた高電圧部位とアース部位との電
位差が発生するのを防止でき、フィードチューブ１８内
の塗料が顔料を含む塗料であっても、フィードチューブ
１８内の該塗料中に顔料塊が発生するのを確実に防止す
ることができる。

【００３９】この結果、従来の静電塗装装置において、
塗料に顔料を含む溶剤系塗料を使用したときに、フィー
ドチューブ１８内に発生していた顔料塊の発生を確実に
抑え、塗装時に被塗物が顔料塊によって荒れるのを防止
し、塗装面の仕上がり品質を向上させることができる。

【００４０】次に、図３および図４に本発明の第２の実
施例を示すに、本実施例の特徴は、第１の実施例による
フィードチューブ１８をフィードチューブ１８Ａ〜１８
Ｇの合計７本から形成することによって、塗装装置全体
を束状フィードチューブ式静電塗装装置として構成した
ことにある。なお、１７Ａ〜１７Ｇは前記フィードチュ
ーブ１８Ａ〜１８Ｇに接続される流通路を示し、流通路
１７Ｆ，フィードチューブ１８Ｆは洗浄用専用通路に用
いられている。

【００４１】このように構成される第２の実施例におい
ても、前述した第１の実施例と同様に、フィードチュー
ブ１８Ａ〜１８Ｇ内の塗料に顔料を含む塗料を用いたと
きでも、顔料塊が発生するのを抑えて塗装面の仕上がり
品質を向上できる。

【００４２】さらに、第２の実施例による束状フィード
チューブ式静電塗装装置においては、塗装頻度の高い専
用色の塗料を、それぞれ塗料供給源から塗料配管，塗料
弁，フィードチューブ１８Ａ〜１８Ｇ等を介して回転霧
化頭に直接供給するようにしたから、色替時間の短縮、
洗浄液の使用量削減を可能とし、ランニングコストを低
減できるという効果を奏する。

【００４３】次に、図５は本発明の第３の実施例を示す
に、本実施例の特徴は、第１の実施例によるフィードチ
ューブ２１を回転軸８内に同軸に設けられた外筒２２と
内筒２３からなる２重構造とした先端洗浄弁を備えた塗
装装置としたことにある。なお、前述した第１の実施例
と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略
するものとする。

【００４４】ここで、フィードチューブ２１は外筒２２
と内筒２３を回転軸８内に同軸に配設することによって
構成され、該外筒２２と内筒２３はそれぞれ絶縁樹脂材
料によって形成されている。また、各基端側は塗装機本
体１に取付けられ、外筒２２の先端側は縮径して溶剤吐
出口２２Ａとなり、内筒２３の先端側は縮径しつつ外筒
２２の外部から突出する塗料吐出口２３Ａとなる。さら
に、内筒２３の軸方向途中には、後述の塗料弁３０の弁
体３０Ｃが離着座する弁座２３Ｂが設けられ、該弁座２
３Ｂは金属材料によって形成されている。

【００４５】さらに、内筒２３内は塗料通路２４とな
り、該塗料通路２４の基端側には色替弁装置２５と排液
弁２６とが接続されている。また、外筒２２と内筒２３
との間は溶剤通路２７となり、該溶剤通路２７の基端側
には洗浄弁装置２８と先端洗浄弁２９が接続されてい
る。

【００４６】３０は常閉の塗料弁を示し、該塗料弁３０
は塗装機本体１に設けられたアクチュエータ３０Ａと、
基端側がアクチュエータ３０Ａに連結され、先端側が内
筒２３に連通された弁軸３０Ｂと、該弁軸３０Ｂの先端
側に設けられ、内筒２３の弁座２３Ｂに離着座する弁体
３０Ｃとから構成されている。

【００４７】このように構成される第３の実施例におけ
る先端洗浄弁を備えた静電塗装装置においても、前述し
た第１の実施例と同様に、内筒２３内の塗料に顔料を含
む塗料を用いたときでも、顔料塊が発生するのを抑えて
塗装面の仕上がり品質を向上できる。

【００４８】さらに、第３の実施例における先端洗浄弁
を備えた静電塗装装置においては、洗浄工程における塗
料通路２４の主洗浄に加えて、内筒２３の先端外周側を
スポット的に洗浄する補助洗浄を行うことにより、次色
塗装時に前の塗料が混入するのを防止することができる
ものです。

【００４９】即ち、先端洗浄は、まず先端洗浄弁２９を
閉弁位置から開弁位置に切換えて、洗浄弁装置２８から
シンナを溶剤通路２７を介して供給し、溶剤吐出口２２
Ａから内筒２３の塗料吐出口２３Ａ外周面に付着した付
着塗料Ｆを洗浄するものである。そして、内筒２３の先
端側外周の付着塗料Ｆの洗浄が終了した後に、洗浄弁装
置２８からのエアによって溶剤通路２７内に残存したシ
ンナを排出し、次色塗装の準備を行う。

【００５０】このように、第３の実施例においては、フ
ィードチューブ２１の先端を確実に洗浄することによ
り、塗料の色混じり等を防止することができ、信頼性を
高めることができる。

【００５１】なお、前記第３の実施例のように、フィー
ドチューブ２１を外筒２２と内筒２３とからなる２重チ
ューブとして構成したが、本発明はこれに限らず回転軸
８と同軸に配設した３，４，…重のフィードチューブに
用いてもよい。

【００５２】さらに、図６は本発明の第４の実施例を示
し、本実施例の特徴は、フィードチューブのチューブ内
周面を絶縁材料によってコーティングしたものである。

【００５３】即ち、３１は本実施例によるフィードチュ
ーブを示し、該フィードチューブ３１は、金属材料（ス
テンレス・スチール、スチール合金および銅合金（真
鍮）等）によって形成された筒部３２と、該筒部３２の
チューブ内壁面を絶縁樹脂材料（例えば、ポリエチレン
テレフタレート，ポリアセタール，ナイロン６６等）に
よってコーティングされた薄膜３３とからなる。このよ
うに、フィードチューブ２１を形成することにより、前
記第１の実施例と同様に、フィードチューブ３１内の塗
料に高電圧が印加されるのを防止し、顔料塊の発生を抑
え、塗装面の仕上げ品質を向上できる。

【００５４】なお、前記第４の実施例では、絶縁樹脂材
料による薄膜３３を筒部３２の内壁面にのみ形成するよ
うにしたが、本発明はこれに限らず、筒部３２の全面を
薄膜３３でコーティングするようにしてもよい。

【００５５】また、前記各実施例では、回転霧化頭とし
てベル型回転霧化頭を例に挙げて説明したが、本発明は
これに限らず、ディスク型回転霧化頭を用いた静電塗装
装置に適用してもよい。

【００５６】

【発明の効果】以上詳述した通り、請求項１の発明によ
れば、回転霧化頭に塗料を供給するフィードチューブを
絶縁樹脂材料によって形成したから、高電圧発生装置に
よってエアモータおよび回転霧化頭に高電圧を印加した
ときでも、フィードチューブ内に高電圧が加わるのを防
止し、該フィードチューブ内の塗料が顔料を含む溶剤系
塗料の場合でも、塗料中に顔料塊が発生するのを抑え、
塗装面が荒れるのを防止して塗装面の品質を向上するこ
とができる。

【００５７】また、請求項２の発明のように、フィード
チューブのチューブ内壁面を絶縁材料でコーティングす
ることにより、該フィードチューブ内に高電圧が加わる
のを防止し、該フィードチューブ内の塗料が顔料を含む
溶剤系塗料の場合でも、塗料中に顔料塊が発生するのを
抑え、塗装面が荒れるのを防止して塗装面の品質を向上
することができる。

【００５８】また、請求項３の発明のように、フィード
チューブを複数本で形成して束状フィードチューブ式静
電塗装装置として構成した場合でも、塗料中に顔料塊が
発生するのを抑え、塗装面が荒れるのを防止して塗装面
の品質を向上できると共に、塗料中に顔料塊が発生する
のを抑え、塗装面が荒れるのを防止して塗装面の品質を
向上できるという効果を奏する。

【００５９】さらに、請求項４の発明のように、回転軸
内に複数本のフィードチューブを同軸に挿通する構成と
した場合でも、塗料中に顔料塊が発生するのを抑え、塗
装面が荒れるのを防止して塗装面の品質を向上できると
共に、塗料中に顔料塊が発生するのを抑え、塗装面が荒
れるのを防止して塗装面の品質を向上できる。また、先
端洗浄等を確実に行うことができ、塗料の色混じりを抑
え、塗装装置の信頼性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による回転霧化型静電塗
装装置を示す縦断面図である。

【図２】図１中のフィードチューブを拡大して示す縦断
面図である。

【図３】本発明の第２の実施例による回転霧化型静電塗
装装置を示す縦断面図である。

【図４】各フィードチューブの配設状態を図３中の矢示
IV−IV方向から拡大して示す横断面図である。

【図５】本発明の第３の実施例による回転霧化型静電塗
装装置を示す縦断面図である。

【図６】本発明の第４の実施例によるフィードチューブ
を拡大して示す図２と同様の縦断面図である。

【図７】従来技術によるフィードチューブ内の塗料中に
顔料塊が発生した状態を示す拡大断面図である。

【図８】被塗物に塗着された塗膜に顔料塊が飛着した状
態を示す拡大縦断面図である。

【符号の説明】

１ 塗装機本体 ６ エアモータ ８ 回転軸 １１ 回転霧化頭 １８，１８Ａ〜１８Ｇ，２１，３１ フィードチューブ ２０ 高電圧発生装置 ２２ 外筒 ２３ 内筒 ３２ 筒部 ３３ 薄膜

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状の塗装機本体と、該塗装機本体に設
   けられたエアモータと、該エアモータの軸方向に挿通さ
   れ、該エアモータによって回転せしめられる回転軸と、
   前記塗装機本体外に位置して該回転軸の先端側に設けら
   れた回転霧化頭と、前記回転軸内に挿通され、先端側が
   該回転霧化頭内に延在するフィードチューブと、前記回
   転霧化頭に供給される塗料を高電圧に帯電させる高電圧
   発生装置とからなる回転霧化型静電塗装装置において、
   前記フィードチューブを絶縁材料によって形成したこと
   を特徴とする回転霧化型静電塗装装置。
2. 【請求項２】 筒状の塗装機本体と、該塗装機本体に設
   けられたエアモータと、該エアモータの軸方向に挿通さ
   れ、該エアモータによって回転せしめられる回転軸と、
   前記塗装機本体外に位置して該回転軸の先端側に設けら
   れた回転霧化頭と、前記回転軸内に挿通され、先端側が
   該回転霧化頭内に延在するフィードチューブと、前記回
   転霧化頭に供給される塗料を高電圧に帯電させる高電圧
   発生装置とからなる回転霧化型静電塗装装置において、
   前記フィードチューブの少なくともチューブ内壁面を絶
   縁材料によってコーティングしたことを特徴とする回転
   霧化型静電塗装装置。
3. 【請求項３】 前記回転軸内に複数本のフィードチュー
   ブを挿通する構成としてなる請求項１または２記載の回
   転霧化型静電塗装装置。
4. 【請求項４】 前記回転軸内に複数本のフィードチュー
   ブを同軸に挿通する構成としてなる請求項１または２記
   載の回転霧化頭型静電塗装装置。