JP3940445B2 - ロータリーアトマイザ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は請求項１の前提部分の構成からなるベル部材および導管を具えるロータリーアトマイザ（回転噴霧器）に関する。即ち、そのベル部材は、駆動モータの回転シャフトに取付けられており、このベル部材の内部から前端の噴霧端まで続いている外部に向いた流出面を有する。そのベル状部の周囲には噴霧端から延びる外側面がある。噴霧化される被覆材料はベル部材の内部から流出面に供給される。また、その導管は、被覆材料（塗料）の付着物を取除くための溶剤または洗浄液をベル部材の外側面に供給する。この種のアトマイザは、例えば車体連続塗装工場等における静電塗装システムにおいて使用されることが知られている。
【０００２】
【発明の背景】
ロータリーアトマイザは、ドイツ公開特許第43 06 799 A1号明細書によって公知になっている。そのロータリーアトマイザは、ベル部材を有し、このベル部材には後方から塗料供給用の同軸的な固定中央管構造体が挿入されていて、ベル部材は中央管構造体を中心として回転することができ、さらに塗料用の流路（導管）とは別に、洗浄液または清浄化液（特に塗料溶剤）をベル部材の内部に通す流路を持っている。塗料（ペイント）用流路とは別に中央管構造体に洗浄液流路を設けたことによって、最初に塗料流路から塗料を取除くことなく、またその取除くことに伴う塗料の損失（無駄）を生じることなく、ベル形状のプレートおよびその中に組込まれている展流器（ディストリビュータ）即ち偏向部を洗浄することができる。ドイツ実用新案出願ＧＭ第Ｇ93 19 555.9 号明細書から公知のように、管構造体の互いに間隔を隔てた流路は、偏向部に固定された環状体中に効果的に通じており、またこの環状体は偏向部と一体的にベル部材中に着脱可能に挿入される。
【０００３】
これらの公知のアトマイザにおいては、その操作中に、ベル部材の概して円錐形に拡がる外周部を構成する外側面上に塗料の粒子が付着し、特に塗料を変更（色換えなど）した後で、外側面に付着した塗料が取れてこれが被覆しようとする被塗装物に付着しやすく、その被塗装物を汚してしまう。従って、この外側面を清浄化（クリーニング）できるようにする必要がある。
【０００４】
この問題に対するドイツ実用新案出願ＧＭ第Ｇ86 07 841.0 号明細書による公知の解決法は、アトマイザのハウジングの、中央塗料管よりも半径方向外側に中央塗料管から隔てて別の洗浄液流路を配設することである。この洗浄液流路は、外部の洗浄液供給源に連結されていて、またベル部材の円錐形外側面に向けられたノズルに通じている。一方、軸に平行な複数の案内（ステアリング）空気用ノズルが洗浄液ノズルの半径方向外側にリング状（環状）に配置されている。回転軸からそのリングの位置までの半径方向の距離は、スプレーベル（ベル状ヘッド）の外側面の最大半径に概ね対応している。その案内用空気は、通常、アトマイザベルから噴霧（スプレー）される塗料の拡がり（扇状噴霧）の形状を制御するためのものである。外から洗浄液を供給するためには、弁、弁駆動手段およびプログラム制御器を含んでいる別の制御システムを必要とする。しかし、外部装置に通じているノズルから供給された洗浄液をその外側面に噴射する（はねかける、勢い良く流す）このようなシステムにも、他の公知の通常のロータリーアトマイザと同様の欠点がある。その欠点の中でも特に、洗浄液のはねの作用により、アトマイザの清浄化すべき表面の範囲外の部分までが濡れて汚れ、例えばベル部材の軸方向の上流の位置の部分および／または被覆材料を荷電するための外部電極が濡れて汚れるという欠点がある。さらに、比較的良導体である洗浄液を用いた場合は、高電圧に対する絶縁の問題を生じる。
【０００５】
一方、ベル部材の内部から外部に通じる流路を設けることは公知であるが、この流路は、適宜にまたは内部の洗浄工程の後に溶剤液を集めて外に排出するためのものである。そのような装置を用いても外側面の洗浄を計画的または定期的に行うことは全くできない。
【０００６】
本発明は、従来のように洗浄液を噴射することなく、また特に通常の場合よりも技術的無駄を減らして、ベル部材の外側面を清浄化することを可能とするロータリーアトマイザを実現することを目的とする。
【０００７】
【本発明の概要】
この目的は、請求項１に特徴として記載された構成を有するロータリーアトマイザによって達成される。即ち、本発明は、溶剤または洗浄液が、遠心力作用によって洗浄液導管から所定の部位に供給され、さらにその部位から外側面に沿って拡がって流れて、外側面を洗浄し清浄化することを特徴とする。
【０００８】
本発明は、概して円錐形に拡がる形状のベル部材の外側面が、洗浄液によって効率良くかつ高い信頼性をもって清浄化されるという主たる効果を有する。その洗浄液は、アトマイザの他の領域を不必要に濡らすことなく、ベル部材の内部から供給され、この外側面の軸方向の後部端縁（リム）の周りを流れる。好ましい実施態様においては、洗浄工程は、ベルプレートを定期的に短時間または一時的に（中間段階として）洗浄する通常の作業を行う場合に必要なシステムと同じシステムによって制御される。場合によっては、そのベルプレートは中央の展流器部または偏向部が設けられているものであってもよい。このように、別の弁（バルブ）を用いることなく、別の特徴的制御構成を用いることなく、通常の短時間洗浄弁からの分岐を用いて、清浄化を行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の態様】
次に、図に示された実施態様に基づいて本発明を詳細に説明する。この図には、ロータリーアトマイザのベル部材が示され、またロータリーアトマイザに取付けられた案内空気または方向制御風（ステアリング・エア）用リングが略示されている。
【００１０】
ベル部材１は、例えば水溶性またはその他の塗料の被覆材料が流出面２に沿って噴霧端３へと流れるようにして、被覆材料を噴霧するようになっている。また、ベル部材１は、ロータリーアトマイザの駆動モータの管状シャフトの開口端部（図示せず）に公知の形態でそのハブ部４に螺着されている。その固着機構によって、ベルユニットを小型化、コンパクト化および軽量化し、また周りをベル部材１が回転する中心に位置する塗料管（ペイントチューブ）７を比較的短くすることができる。噴霧化される被覆材料は、回転軸と同軸的に配置された塗料管７のノズルとして働く前端部を通って、ベル部材の内側に向けて供給される。塗料の種類を変更（色換えなど）しようとするときには、通常の場合と同じく、塗料の代わりに洗浄液（溶剤）が塗料管７の塗料流路を通って流れるようにする。
【００１１】
塗料管７は固定管状体８の一部を構成し、固定管状体８の中を偏心的に位置づけされた軸方向に延びる別の中空流路９が塗料管と平行に通っている。塗料管７の外側にあるこの流路９を利用することにより、塗料管７を利用することなく、かつ例えば塗料の損失や多量の洗浄溶剤の浪費を伴わずに、ベルユニットの内部を洗浄することができる。塗料の変更だけでなくその他の理由で定期的清浄化が必要な場合においても、この構成を利用することは都合がよい。展流器部１０に固定されている環状体１３の内部まで塗料管７および中空流路９が通っており、この環状体１３により展流器部１０は着脱可能にベル部材１内に挿入されている。展流器部１０は、微粒化すべき被覆材料を部分流に分け、その一部の部分流は展流器部１０の後側を通って流出面２へと流れ、他の一部の部分流は展流器部１０の中央開口部を通ってその前面へと流れ、さらに流出面２へと流れる。
【００１２】
塗料管７の塗料流路から隔たって管状体８の半径方向に拡がった部分８′には洗浄液流路９′が設けられていて、展流器部１０の環状体１３の内部へ向かって軸と平行に通っている流路９に対して、この洗浄液流路９′から洗浄液が供給される。部分８′の半径方向に拡がる前端面１２と環状体１３の後端面１７との間にある軸方向の空間には、管構造体を取り巻く環状空間２９が形成されている。この環状空間は、ベル部材の内壁に向かって延びるその半径方向外端部が拡がっており、例えばそこが帆立貝または雨樋の形をなすように軸方向に膨らんだ（拡がる）形状となっている。環状空間２９の外周部のこの領域には、環状空間２９を洗浄液流路、即ち洗浄溶剤流路９′に連結する１つ以上の連結流路２０が通っている。連結流路２０は、図示されているように、洗浄液流路９′から外向き半径方向に向いており、および／または半径方向よりも前方外向きに傾斜している。
【００１３】
図から明らかなように、ベル部材１の外周部は前方に拡がる形状になっており、この例では、連続的な円錐状外側面５が、噴霧端３とこれとは反対向きの後部カラー形リム６との間に拡がっている。ベル部材１のリム６に隣接して半径方向の内側に、かつ円錐状外側面５とハブ部４の軸方向の前半部との間には、環状空間１５が形成されている。この環状空間１５は、例えばほぼ逆Ｕ字状の断面を有し、軸方向の後側が開口端となっており、即ち環状空間１５の面はベル部材の外側面の一部を構成している。
【００１４】
環状空間１５の半径方向に拡がる底面すなわち内面１６の半径方向の内側端部には、回転軸の周りに等角度間隔をもって外側洗浄流路１８の出口が設けられている。この外側洗浄流路１８は、環状空間２９の周辺部から半径方向に外向きに延び、軸方向に対して前方が外向きに傾斜する形態でベル部材１のハブ部４中を通っている。従って、円錐形の外側面５を洗浄する場合には、溶剤または洗浄液が中央管構造体の洗浄液流路９′から流出できるようになっている。溶剤は、ベルの回転に伴う遠心力作用によって、連結流路２０、環状空間２９および外側洗浄流路１８を通り、底面すなわち内面１６および環状空間１５の半径方向外側の面を通って流れ、最後にベル部材１の後部リム６の端部を越えて、さらにそこから円錐状外側面５を覆って流れる。このような外側面の洗浄は、軸方向の流路９から流出する洗浄溶剤によって展流器部１０およびその開口と流出面２とを清浄化する洗浄動作と同時に行うことができ、すなわち、独立した別の制御手段を用いることなく自動的に行うことができるという利点がある。また、ベルプレートのリム６の端部を適切に湾曲させる（丸みをつける）ことによって、洗浄溶剤が、他の部分に飛散する（はねる）ことなく空間１５の内部から外側面５へと滑らかに流れる。
【００１５】
環状空間２９（その外周部）は、ハブ部４と固定管構造体との間に形成された間隙２５の直径よりも大きな直径を有する。このような構造によって、環状空間２９の外周部に集まった洗浄液が、遠心力によってベル部材から間隙２５を通って、例えば後部ベアリングへと漏出するのを防止することができる。この構成に加えて、またはこの構成に代えて、間隙２５に運動用シール部材またはパッキング２６を取付けて洗浄溶剤が漏出するのを防止してもよい。
【００１６】
環状空間１５は、図１の概略図とは別の構成、例えばその外側壁を、半径方向に外向きに傾斜したまたは湾曲した形としてもよい。環状空間１５の形状は、特に設けられる外側洗浄流路１８の数によって決まる。設計を簡単にする場合には、この外側洗浄流路を１個だけまたは最小数設ける。また洗浄溶剤を貯留するために、環状空間１５の半径方向外側の壁、例えばその底面付近に、比較的小さい環状の貯留凹所（図示せず）を形成するか、またはリムの下部（６の位置）を半径方向内向きに延ばした形にすると良いことが分かる。
【００１７】
ロータリーアトマイザには、その半径方向外側の領域で、回転ベル部材１の上流（図で下方）の部分に環状部３０が適当な方法で取付けられている。この環状部３０は、軸方向の通孔から成る空気ノズル３１を分散配置した周辺構成を含んでいる。その空気ノズル３１は圧縮空気供給源に連結されている。また、その空気ノズル３１は、案内空気（空気噴流）を、外側面５に沿って流れる洗浄液または溶剤に当てて作用させる。図示の例において、これらの軸方向の空気ノズルは、円錐状外側面５の後端部の付近において円錐状外側面５の直径の２分の１（半径）にほぼ等しく且つリム６の直径の２分の１（半径）よりも僅かに大きい距離だけ回転軸から半径方向に間隔を隔てた位置にある。また、空気ノズルの配列を複数のリング状に、直径方向の相異なる位置におよび／またはそのポート（開口）方向を異ならせて設けてもよい。
【００１８】
案内空気が半径方向内側の比較的離れた位置に、即ち外側面５の後端部に当たると、図の軸方向に見て上記外側面５の後端部に続く領域に高い負圧が生じる。その負圧は、外側面５の最大直径の位置にある噴霧端３まで外側面５全体にわたって均等に拡がり、場合によってはその負圧を低下させながら噴霧端３まで拡がる。この負圧によって、リム６に沿って流れる洗浄溶剤は、外側面５全体に確実に密着した状態で流れ、清浄化作用が大きく改善される。
【００１９】
しかし、リム６の湾曲の曲率半径を大きく選択すれば大きく選択するほど、リム６に沿って流れる洗浄溶剤は、明らかに既に自然な密着作用を有しており、その密着作用によって外側面に密着することになるので、外側面の清浄化は前述の案内空気の作用がなくても行えるようになる。円錐状外側面５の傾斜の度合いは洗浄溶剤の密着の強さにも影響する。
【００２０】
本発明は、上述の実施態様の例に限定されるものではない。特に、洗浄液または溶剤は、必ずしも中央管構造体から流出させる必要はない。この実施態様に代えて、洗浄液または溶剤を、別の手段を用いて、ベル部材の内部の位置に向けたり、清浄化しようとする外側面の半径方向に内側の位置に向けたり、環状空間１５に相当する空間またはこれに相当する軸方向の凹所がある場合にはその位置に向けたりして、その位置から洗浄液または溶剤がベル部材外周辺の外側面上を層流をなして流れ出るようにしてもよい。そのために、別の制御弁を設けて、外部洗浄動作を別に制御してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、ロータリーアトマイザのベル部材と、ロータリーアトマイザに取付けられた概略図として示す案内空気用リングとからなる本発明のロータリーアトマイザの一実施態様を示している。
【符号の説明】
１ ベル部材
５ 外側面
６ リム
１５ 環状空間
２９ 環状空間

Claims (15)

1. 駆動モータの回転シャフトに取付けられるよう構成されたベル部材と、このベル部材の外側面に被覆材料の付着物を除去するための溶剤または洗浄液を供給する導管とを具え、霧状化される被覆材料が、前記ベル部材の内部から前記ベル部材の前端部における噴霧端に向かって延びる外部流出面に供給されるようにされたロータリーアトマイザであって、
   前記ベル部材はそのベル状部の周囲に前記噴霧端から延びる前記外側面を有し、
   特徴として、前記溶剤または洗浄液が、遠心力の作用で、前記導管により供給された前記ベル部材中に形成された外部環状空間または内部環状空間から前記外側面へ流れ更に前記外側面上に拡がって流れて、前記外側面を洗浄し清浄化するように構成されたロータリーアトマイザ。
2. 前記溶剤または洗浄液が、遠心力の作用によって、前記外側面の環状の後部リムの周りを流れ、前記後部リムと前記噴霧端の間の面全体に沿って均一に拡がって流れることを特徴とする、請求項１に記載のロータリーアトマイザ。
3. 回転軸の周りに配置された１つ以上の外側洗浄流路が、前記ベル部材の前記内部環状空間から、前記外側面の後部リムと前記ベル部材のハブ部との間にあって前記ベル部材の前端と反対向きの前記ベル部材の位置にある前記外部環状空間へと通り、前記外部環状空間から前記溶剤または洗浄液が前記後部リムを越えて前記外側面へと流れることを特徴とする、請求項１に記載のロータリーアトマイザ。
4. 前記外側面の前記後部リムに隣接する前記外部環状空間の後部が周囲に対して開口していることを特徴とする、請求項３に記載のロータリーアトマイザ。
5. 前記外側洗浄流路が前記外部環状空間の概ね半径方向に拡がる内面の半径方向の内側端部に通じていることを特徴とする、請求項３または４に記載のロータリーアトマイザ。
6. 前記外部環状空間の半径方向の外側壁に前記洗浄溶剤用の貯留空間が配設されていることを特徴とする、請求項３、４または５に記載のロータリーアトマイザ。
7. 前記ベル部材が、前記外部流出面と反対向きの後部開口中に同軸的に挿入された、前記被覆材料を供給する固定中央管構造体の周りを回転し、前記固定中央管構造体が、前記固定中央管構造体の前記被覆材料の流路から隔てられていて前記ベル部材の内部に軸方向に供給される溶剤または洗浄液が通る流路を具えるものである、ロータリーアトマイザであって、
   回転軸の周りに配置された１つ以上の外側洗浄流路は、前記固定中央管構造体から前記ベル部材の外側の位置へと連結しており、前記溶剤または洗浄液が、前記外側の位置を越えて前記噴霧端まで続く前記ベル部材の前記外側面に沿って流れることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載のロータリーアトマイザ。
8. 前記噴霧端まで続いていて少なくともほぼ円錐状に拡がる前記外側面を有するベル部材を具えるロータリーアトマイザであって、
   圧縮空気供給源に接続可能であり前記外側面上に排気する空気ノズルが、前記外側面に沿って流れる前記溶剤または洗浄液に案内空気を当てることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれかに記載のロータリーアトマイザ。
9. 回転軸の周りに配置された空気ノズルによって、前記外側面に前記溶剤または洗浄液を引きつける負圧を前記外側面に生じさせることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のロータリーアトマイザ。
10. １つ以上の外側洗浄流路が前記ベル部材の後部に位置する同軸的な内部環状空間の外周部から延び、前記同軸的な内部環状空間が連結用流路によって前記導管に連結されていることを特徴とする、請求項７に記載のロータリーアトマイザ。
11. 前記ベル部材の前記外部流出面内部に同軸的に配置され、かつ前記霧状化される被覆材料を部分流に分ける中央展流器部を具え、
    その一方の部分流は前記中央展流器部の後側から前記外部流出面へと流れるものであり、その他方の部分流は中央開口を通って前記中央展流器部の前側を通りさらにこの前側から前記外部流出面を通るものであり、前記中央展流器部が後部環状体によって前記ベル部材に着脱可能に挿入されたロータリーアトマイザであって、
    前記固定中央管構造体の所定部分は半径方向に拡がりかつ洗浄液流路を含み、前記同軸的な内部環状空間は前記後部環状体の後端面と前記固定中央管構造体の前記所定部分の前端面との間に位置することを特徴とする、請求項１０に記載のロータリーアトマイザ。
12. 前記固定中央管構造体と前記ベル部材のハブ部との間にシールが形成されて、前記ベル部材から前記溶剤または洗浄液が不所望に漏出することを防止することを特徴とする、請求項７、１０または１１に記載のロータリーアトマイザ。
13. 前記同軸的な内部環状空間が、前記ベル部材のハブ部と前記固定中央管構造体との間に形成された間隙よりも大きい直径を有することを特徴とする、請求項１０または１１に記載のロータリーアトマイザ。
14. 前記連結用流路が前記固定中央管構造体の前記洗浄液流路から外向き半径方向に前記同軸的な内部環状空間まで通じていることを特徴とする、請求項１１に記載のロータリーアトマイザ。
15. ロータリーアトマイザの回転シャフトに取付けられるよう構成されたベル部材であって、
    前記ベル部材は、前記ベル部材の内部に形成された内部空間と、外側面とを有し、
    前記ベル部材は、さらに、回転軸の周りに配置された１つ以上の外側洗浄流路であって、前記ベル部材の前記外側面に被覆材料の付着物を除去するための溶剤または洗浄液を供給する１つ以上の外側洗浄流路を有し、
    前記１つ以上の外側洗浄流路は、前記ベル部材の前記内部空間から連結しさらに前記外側面へと連結していることを特徴とする、ベル部材。

Images