JP7363108B2 - Spindle device for electrostatic coating machine - Google Patents

Description

本発明は、静電塗装機用スピンドル装置に関し、より詳細には、静電塗装機に使用され、ノズルから噴出する気体の運動エネルギにより回転駆動される複数のタービン翼を備える静電塗装機用スピンドル装置に関する。 The present invention relates to a spindle device for an electrostatic coating machine, and more particularly, the present invention relates to a spindle device for an electrostatic coating machine, which is used in an electrostatic coating machine and is equipped with a plurality of turbine blades that are rotationally driven by the kinetic energy of gas ejected from a nozzle. The present invention relates to a spindle device.

例えば、自動車ボディ塗装用の回転霧化型静電塗装機の場合、塗装機内部に収容されるスピンドル装置は、複数のタービン翼に向けてノズルから気体を吐出し、噴流の持つ運動エネルギにより回転軸を高速回転させる。回転軸の軸方向一端部には、ベルカップが取り付けられ、回転による遠心力で塗料を霧状にして塗装する。 For example, in the case of a rotary atomizing electrostatic atomizer for car body painting, a spindle device housed inside the atomizer discharges gas from a nozzle toward multiple turbine blades, which are rotated by the kinetic energy of the jet. Rotate the shaft at high speed. A bell cup is attached to one axial end of the rotating shaft, and the centrifugal force generated by the rotation atomizes the paint into a mist.

その際、短時間に広範囲に塗装するためには、塗料の流量を増加する必要があるが流量を増加させるためには、高トルクが必要となりタービン翼への気体の供給量が多くなる。この結果、断熱膨張した低温のエアが多量となり、より結露しやすくなっていた。スピンドル装置や静電塗装機本体に結露が発生すると、塗装用の静電気が外部に逃げやすくなり、静電気が逃げてしまうと塗装不具合になり、設備を停止するという課題がある。 At this time, in order to paint a wide area in a short time, it is necessary to increase the flow rate of paint, but increasing the flow rate requires high torque, which increases the amount of gas supplied to the turbine blades. As a result, a large amount of adiabatically expanded low-temperature air was generated, making dew condensation more likely. When dew condensation occurs on the spindle device or the electrostatic coating machine body, static electricity for painting tends to escape to the outside, and if static electricity escapes, it can cause painting defects and cause equipment to stop.

特許文献１では、高温の空気を供給したり、エアスピンドル周囲に常温の空気を循環させる構造を追加し、エアスピンドルの温度が低下しないようにしている。 In Patent Document 1, a structure is added to supply high temperature air and circulate room temperature air around the air spindle to prevent the temperature of the air spindle from decreasing.

特開２００１－１９８４９４号公報Japanese Patent Application Publication No. 2001-198494

しかしながら、特許文献１に記載のスピンドルは、結露の発生は抑制できるものの、構造が複雑で、ランニングコストが掛かるという問題がある。 However, although the spindle described in Patent Document 1 can suppress the occurrence of dew condensation, it has a problem that the structure is complicated and running costs are high.

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構造で、断熱効果が得られ、塗装機の結露発生を抑制できる静電塗装機用スピンドル装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to provide a spindle device for an electrostatic coating machine that has a simple structure, can obtain a heat insulation effect, and can suppress the occurrence of dew condensation on the coating machine. It is in.

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 略筒状のハウジングと、前記ハウジングに挿通され、軸受を介して回転自在に支承される回転軸と、前記回転軸と共に一体に回転するタービン羽根車と、前記タービン羽根車のタービン翼に向けて気体を噴出するノズルと、を備える静電塗装機用スピンドル装置であって、
前記ハウジングには、前記タービン翼を収容するタービンチャンバ部と、前記ノズルから前記タービンチャンバ部に噴出された前記気体を外部に排気するためのタービン排気経路とが設けられ、
前記タービンチャンバ部と前記タービン排気経路の少なくとも一方の表面は、前記ハウジングの母材より熱伝導率が低い材料で覆われていることを特徴とする静電塗装機用スピンドル装置。
（２） 前記材料は、前記熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることを特徴とする（１）に記載の静電塗装機用スピンドル装置。 The above object of the present invention is achieved by the following configuration.
(1) A substantially cylindrical housing, a rotating shaft inserted through the housing and rotatably supported via a bearing, a turbine impeller that rotates together with the rotating shaft, and a turbine blade of the turbine impeller. A spindle device for an electrostatic coating machine, comprising: a nozzle that spouts gas toward the
The housing is provided with a turbine chamber portion that accommodates the turbine blade, and a turbine exhaust path for exhausting the gas ejected from the nozzle into the turbine chamber portion to the outside,
A spindle device for an electrostatic coating machine, wherein a surface of at least one of the turbine chamber portion and the turbine exhaust path is covered with a material having a lower thermal conductivity than a base material of the housing.
(2) The spindle device for an electrostatic coating machine according to (1), wherein the material has a thermal conductivity of 1 W/m·K or less.

本発明の静電塗装機用スピンドル装置によれば、簡単な構造で、断熱効果が得られ、塗装機の結露発生を抑制できる。 According to the spindle device for an electrostatic coating machine of the present invention, a heat insulation effect can be obtained with a simple structure, and the occurrence of dew condensation in the coating machine can be suppressed.

（ａ）は、本発明の一実施形態に係るスピンドル装置の断面図であり、下部は、図３のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のタービン排気経路周辺を拡大して示す断面図である。(a) is a sectional view of a spindle device according to an embodiment of the present invention, the lower part is a sectional view taken along line III-III in FIG. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of the route. 図１に示すスピンドル装置の他の断面図であり、上部は、図３のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図である。4 is another cross-sectional view of the spindle device shown in FIG. 1, the upper part being a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 3; FIG. 図１に示すスピンドル装置の側面図である。FIG. 2 is a side view of the spindle device shown in FIG. 1; 図２のＡ－Ａ線断面図である。3 is a sectional view taken along line AA in FIG. 2. FIG. 図２のＢ－Ｂ線断面図である。3 is a sectional view taken along line BB in FIG. 2. FIG.

以下、本発明の一実施形態に係る静電塗装機用スピンドル装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明においては、図１に示す左側を前側と称し、右側を後側と称する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a spindle device for an electrostatic coating machine according to an embodiment of the present invention will be described in detail based on the drawings. In the following description, the left side shown in FIG. 1 will be referred to as the front side, and the right side will be referred to as the rear side.

図１及び図２に示すように、本実施形態の静電塗装機用スピンドル装置１０は、エアタービン駆動方式のスピンドル装置であって、前ハウジング１２、中間ハウジング１３、及び後ハウジング１４を有するハウジング１１と、ハウジング１１に内嵌固定されて回転軸２０を回転自在に支承するラジアル軸受１５及びアキシャル軸受１６と、ラジアル軸受１５及びアキシャル軸受１６により回転自在に支承される回転軸２０と、回転軸２０と共に一体に回転するタービン羽根車３０と、を備える。 As shown in FIGS. 1 and 2, the electrostatic coating machine spindle device 10 of this embodiment is an air turbine driven spindle device, and includes a front housing 12, an intermediate housing 13, and a rear housing 14. 11, a radial bearing 15 and an axial bearing 16 that are fitted and fixed in the housing 11 and rotatably support the rotating shaft 20, a rotating shaft 20 that is rotatably supported by the radial bearing 15 and the axial bearing 16, and a rotating shaft. A turbine impeller 30 that rotates together with the turbine impeller 20 is provided.

前ハウジング１２は、一端にフランジ１２ａを備え、略筒状に形成されている。中間ハウジング１３は、フランジ１２ａと略同じ外径、及びタービン羽根車３０より大きな内径を有してリング状に形成される。後ハウジング１４は、フランジ１２ａと略同じ直径を有する円板状部材であり、スピンドル装置１０の後端面を構成する。前ハウジング１２、中間ハウジング１３、及び後ハウジング１４は、前側（左側）からこの順で積層されて、ボルト１７で一体に固定されている。 The front housing 12 has a flange 12a at one end and is formed into a substantially cylindrical shape. The intermediate housing 13 is formed into a ring shape with an outer diameter substantially the same as that of the flange 12 a and an inner diameter larger than the turbine impeller 30 . The rear housing 14 is a disc-shaped member having approximately the same diameter as the flange 12a, and constitutes the rear end surface of the spindle device 10. The front housing 12, the intermediate housing 13, and the rear housing 14 are stacked in this order from the front side (left side) and are fixed together with bolts 17.

ラジアル軸受１５及びアキシャル軸受１６は、空気などの気体が通過可能な多孔質部材から形成された静圧気体軸受である。ラジアル軸受１５は、前ハウジング１２の内周面と回転軸２０の外周面との間に配置され、回転軸２０のラジアル荷重を支持する。一対のアキシャル軸受１６は、後ハウジング１４の軸方向側面と回転軸２０の回転基部２１の後側面２１ａとの間、及び前ハウジング１２の軸方向側面と回転軸２０の回転基部２１の前側面２１ｂとの間に配置されて回転軸２０の回転基部２１を軸方向から挟持し、回転軸２０のアキシャル荷重を支持する。
なお、ラジアル軸受１５及びアキシャル軸受１６を構成する静圧気体軸受は、本実施形態の多孔質絞りを具備するものに限定されず、自成絞りやオリフィス絞り等、他の絞り方式を具備していてもよい。 The radial bearing 15 and the axial bearing 16 are static pressure gas bearings formed from porous members through which gas such as air can pass. The radial bearing 15 is disposed between the inner peripheral surface of the front housing 12 and the outer peripheral surface of the rotating shaft 20 and supports the radial load of the rotating shaft 20. The pair of axial bearings 16 are arranged between the axial side surface of the rear housing 14 and the rear side surface 21a of the rotation base 21 of the rotation shaft 20, and between the axial side surface of the front housing 12 and the front surface 21b of the rotation base 21 of the rotation shaft 20. The rotary base 21 of the rotary shaft 20 is sandwiched between the rotary shaft 20 and the rotary base 21 of the rotary shaft 20, and supports the axial load of the rotary shaft 20.
Note that the static pressure gas bearings constituting the radial bearing 15 and the axial bearing 16 are not limited to those equipped with the porous aperture of this embodiment, but may be equipped with other aperture methods such as a self-generating aperture or an orifice aperture. You can.

回転軸２０は、中空のパイプ状に形成されており、中間ハウジング１３に対応する外周部には、タービン羽根車３０が一体に形成されている。また、回転軸２０の前端には、塗料を霧状にして噴霧するための塗装用治具であるベルカップ１８が一体回転可能に取り付けられている。回転軸２０の内部には、図示しない塗料搬送用チューブが配置される。 The rotating shaft 20 is formed in the shape of a hollow pipe, and a turbine impeller 30 is integrally formed on the outer peripheral portion corresponding to the intermediate housing 13. Further, a bell cup 18, which is a painting jig for atomizing paint and spraying it, is rotatably attached to the front end of the rotating shaft 20. A paint conveying tube (not shown) is arranged inside the rotating shaft 20.

図４及び図５も参照して、タービン羽根車３０は、回転軸２０の外周面から径方向外方に設けられた回転基部２１と、回転基部２１の後側面２１ａからそれぞれ軸方向後側に突出して形成され、円周方向等間隔に配置される複数の後側タービン翼２２と、回転基部２１の前側面２１ｂからそれぞれ軸方向前側に突出して形成され、円周方向等間隔に配置される複数の前側タービン翼２３と、を備える。 Referring also to FIGS. 4 and 5, the turbine impeller 30 includes a rotating base 21 provided radially outward from the outer circumferential surface of the rotating shaft 20, and a rotating base 21 provided axially rearward from a rear side surface 21a of the rotating base 21. A plurality of rear turbine blades 22 are formed to protrude and are arranged at equal intervals in the circumferential direction, and a plurality of rear turbine blades 22 are formed to protrude toward the front side in the axial direction from the front side surface 21b of the rotating base 21 and are arranged at equal intervals in the circumferential direction. A plurality of front turbine blades 23 are provided.

複数の後側タービン翼２２と、複数の前側タービン翼２３とは、互いに同一形状を有し、且つ、互いに同一の位相間隔で配置されて、タービン羽根車３０の回転基部２１の外周に沿って環状に並べられている。 The plurality of rear turbine blades 22 and the plurality of front turbine blades 23 have the same shape, are arranged at the same phase interval, and are arranged along the outer periphery of the rotating base 21 of the turbine impeller 30. arranged in a ring.

後側タービン翼２２及び前側タービン翼２３は、タービン羽根車３０の正回転方向Ｃ（円周方向一方）に形成された凸面２４、２６と、タービン羽根車３０の回転方向の逆回転方向Ｄ（円周方向他方）に形成された凹面２５、２７と、をそれぞれ備える。 The rear turbine blade 22 and the front turbine blade 23 have convex surfaces 24 and 26 formed in the forward rotation direction C (one circumferential direction) of the turbine impeller 30 and a reverse rotation direction D (of the rotation direction of the turbine impeller 30). concave surfaces 25 and 27 formed in the other circumferential direction), respectively.

前ハウジング１２、中間ハウジング１３及び後ハウジング１４は、上述した後側タービン翼２２及び前側タービン翼２３を収容するタービンチャンバ部８０を形成する。具体的に、タービンチャンバ部８０は、前ハウジング１２、中間ハウジング１３及び後ハウジング１４がボルト１７で一体に固定されることで、前ハウジング１２の後端面、中間ハウジング１３の内周面及び後ハウジング１４の前端面によって形成される。 The front housing 12, the intermediate housing 13, and the rear housing 14 form a turbine chamber portion 80 that accommodates the rear turbine blade 22 and the front turbine blade 23 described above. Specifically, the turbine chamber section 80 is constructed by fixing the front housing 12, the intermediate housing 13, and the rear housing 14 together with bolts 17, so that the rear end surface of the front housing 12, the inner circumferential surface of the intermediate housing 13, and the rear housing It is formed by the front end surface of 14.

また、前ハウジング１２、中間ハウジング１３及び後ハウジング１４には、静圧気体軸受であるラジアル軸受１５及びアキシャル軸受１６に軸受用空気を供給し、また排出するための通路、及びタービン羽根車３０に作動用の圧縮空気を供給し、また排出するための通路、後側タービン翼２２に気体を噴出する第１ノズル、前側タービン翼２３に気体を噴出する第２ノズルなどが形成されている。 In addition, the front housing 12, the intermediate housing 13, and the rear housing 14 have passages for supplying and discharging bearing air to the radial bearing 15 and axial bearing 16, which are static pressure gas bearings, and to the turbine impeller 30. A passage for supplying and discharging compressed air for operation, a first nozzle for ejecting gas to the rear turbine blade 22, a second nozzle for ejecting gas to the front turbine blade 23, and the like are formed.

具体的に、図３に示すように、後ハウジング１４には、ラジアル軸受１５及びアキシャル軸受１６に軸受用空気を供給する軸受用空気供給孔４１、後側タービン翼２２に圧縮空気を供給する後側タービン空気供給孔４２、前側タービン翼２３に圧縮空気を供給する前側タービン空気供給孔４３、後側タービン翼２２にブレーキ用空気を供給するブレーキ用空気供給孔４４が、それぞれ軸方向に貫通して形成されている。軸受用空気供給孔４１には、径方向内側に分岐して一方のアキシャル軸受１６に連通する径方向孔４５が形成されている（図２参照）。 Specifically, as shown in FIG. 3, the rear housing 14 includes a bearing air supply hole 41 that supplies bearing air to the radial bearing 15 and the axial bearing 16, and a bearing air supply hole 41 that supplies compressed air to the rear turbine blade 22. A side turbine air supply hole 42, a front turbine air supply hole 43 that supplies compressed air to the front turbine blade 23, and a brake air supply hole 44 that supplies brake air to the rear turbine blade 22 penetrate in the axial direction. It is formed by The bearing air supply hole 41 is formed with a radial hole 45 that branches radially inward and communicates with one of the axial bearings 16 (see FIG. 2).

また、後ハウジング１４には、後側タービン翼２２を駆動した後の空気を排出するための略円弧状の４つの後側用のタービン空気排出穴４６が、軸方向に貫通して形成され、タービンチャンバ部８０に連通する。また、後ハウジング１４には、前側タービン翼２３を駆動した後の空気を排出するための略円弧状の３つの前側用のタービン空気排出穴４７が、後側用のタービン空気排出穴４６よりも半径方向外側で、軸方向に貫通して形成されている。 In addition, four substantially arc-shaped rear turbine air exhaust holes 46 are formed in the rear housing 14 so as to pass through them in the axial direction, for discharging the air after driving the rear turbine blades 22. It communicates with the turbine chamber section 80 . Further, the rear housing 14 has three approximately arc-shaped front turbine air exhaust holes 47 for discharging the air after driving the front turbine blades 23, which are larger than the rear turbine air exhaust holes 46. It is formed radially outward and axially penetrating.

更に、後ハウジング１４には、タービン羽根車３０の回転速度を測定するための回転速度検出孔４８が、後側タービン翼２２に対応する径方向位置に貫通して設けられている。なお、３つの孔４９は、前ハウジング１２、中間ハウジング１３、及び後ハウジング１４を固定するボルト１７が螺合するねじ孔である。 Further, a rotational speed detection hole 48 for measuring the rotational speed of the turbine impeller 30 is provided in the rear housing 14 at a radial position corresponding to the rear turbine blade 22 . The three holes 49 are threaded holes into which bolts 17 for fixing the front housing 12, intermediate housing 13, and rear housing 14 are screwed.

図４に示すように、中間ハウジング１３の後ハウジング１４に対向する後面１３ａには、それぞれ軸受用空気供給孔４１及び前側タービン空気供給孔４３に連通する貫通孔５１，５３が形成されている。また、中間ハウジング１３の後面１３ａには、後側タービン空気供給孔４２に連通する凹部５２、ブレーキ用空気供給孔４４に連通する凹部５４、及び、前側用のタービン空気排出穴４７に対応した３つの略円弧状の前側用のタービン空気排出穴５６が形成されている。 As shown in FIG. 4, through holes 51 and 53 are formed in the rear surface 13a of the intermediate housing 13, which faces the rear housing 14, and communicate with the bearing air supply hole 41 and the front turbine air supply hole 43, respectively. Further, on the rear surface 13a of the intermediate housing 13, there are a recess 52 communicating with the rear turbine air supply hole 42, a recess 54 communicating with the brake air supply hole 44, and a recess 54 corresponding to the front turbine air exhaust hole 47. Two generally arcuate front turbine air exhaust holes 56 are formed.

後側タービン空気供給孔４２に連通する凹部５２には、円周方向に延びる第１タービン空気分配溝５７が連通して形成され、該第１タービン空気分配溝５７からは、後側タービン翼２２の凹面２５に向かって指向された３つの第１正転ノズル５８が、周方向に離間して形成されている。また、ブレーキ用空気供給孔４４に連通する凹部５４には、後側タービン翼２２の凸面２４に向かって指向された１つの第１逆転ノズル５９が形成されている。
なお、３つの第１正転ノズル５８及び第１逆転ノズル５９は、タービン羽根車３０の径方向に対して略垂直な方向に沿って形成されている。
また、本実施形態では、３つの第１正転ノズル５８及び第１逆転ノズル５９も溝によって形成され、後ハウジング１４の側面と共に、ノズル通路を構成する。 A first turbine air distribution groove 57 extending in the circumferential direction is formed in communication with the recess 52 communicating with the rear turbine air supply hole 42 , and from the first turbine air distribution groove 57 , the rear turbine blade 22 is connected to the first turbine air distribution groove 57 . Three first normally rotating nozzles 58 directed toward the concave surface 25 are formed spaced apart in the circumferential direction. Moreover, one first reversal nozzle 59 oriented toward the convex surface 24 of the rear turbine blade 22 is formed in the recess 54 communicating with the brake air supply hole 44 .
Note that the three first normal rotation nozzles 58 and the first reverse rotation nozzles 59 are formed along a direction substantially perpendicular to the radial direction of the turbine impeller 30.
Further, in this embodiment, the three first forward rotation nozzles 58 and the first reverse rotation nozzles 59 are also formed by grooves, and together with the side surface of the rear housing 14, constitute a nozzle passage.

図５に示すように、中間ハウジング１３の前ハウジング１２に対向する前面１３ｂには、貫通孔５３に連通し、円周方向に延びる第２タービン空気分配溝６７が形成され、該第２タービン空気分配溝６７からは、前側タービン翼２３の凹面２７に向かって指向された３つの第２正転ノズル６８が周方向に離間して形成されている。３つの第２正転ノズル６８も、タービン羽根車３０の径方向に対して略垂直な方向に沿って形成されている。また、３つの第２正転ノズル６８も溝によって構成され、前ハウジング１２の側面と共に、ノズル通路を構成する。 As shown in FIG. 5, a second turbine air distribution groove 67 that communicates with the through hole 53 and extends in the circumferential direction is formed on the front surface 13b of the intermediate housing 13 facing the front housing 12. From the distribution groove 67, three second normal rotation nozzles 68 are formed spaced apart in the circumferential direction and directed toward the concave surface 27 of the front turbine blade 23. The three second normal rotation nozzles 68 are also formed along a direction substantially perpendicular to the radial direction of the turbine impeller 30. Further, the three second normal rotation nozzles 68 are also formed by grooves, and together with the side surface of the front housing 12, form a nozzle passage.

前ハウジング１２には、図２に示すように、軸受用空気供給孔４１、及び中間ハウジング１３の貫通孔５１に連通して軸方向に形成された軸受用空気通路７１と、軸受用空気通路７１と他方のアキシャル軸受１６とを連通させる径方向孔７２、及び軸受用空気通路７１とラジアル軸受１５とを連通させる径方向孔７３が形成されている。軸受用空気通路７１及び径方向孔７２，７３と異なる位相には、ラジアル軸受１５と外部とを連通する軸受用排気通路７４が形成されている。また、前ハウジング１２には、中間ハウジング１３の３つの前側用のタービン空気排出穴５６とタービンチャンバ部８０とを連通させる前側用のタービン空気排気穴７５が設けられている（図１参照）。 As shown in FIG. 2, the front housing 12 includes a bearing air passage 71 formed in the axial direction so as to communicate with the bearing air supply hole 41 and the through hole 51 of the intermediate housing 13, and a bearing air passage 71. A radial hole 72 that communicates with the other axial bearing 16 and a radial hole 73 that communicates the bearing air passage 71 with the radial bearing 15 are formed. A bearing exhaust passage 74 that communicates the radial bearing 15 with the outside is formed in a phase different from the bearing air passage 71 and the radial holes 72 and 73. Further, the front housing 12 is provided with a front turbine air exhaust hole 75 that communicates the three front turbine air exhaust holes 56 of the intermediate housing 13 with the turbine chamber part 80 (see FIG. 1).

したがって、本実施形態では、後側タービン翼２２を駆動した後の空気を排出するための後側用のタービン排気経路８１は、後ハウジング１４の後側用のタービン空気排出穴４６によって構成される。また、前側タービン翼２３を駆動した後の空気を排出するための前側用のタービン排気経路８２は、後ハウジング１４の前側用のタービン空気排出穴４７、中間ハウジング１３の前側用のタービン空気排出穴５６、及び、前ハウジング１２の前側用のタービン空気排気穴７５によって形成される。 Therefore, in this embodiment, the rear turbine exhaust path 81 for discharging the air after driving the rear turbine blade 22 is configured by the rear turbine air exhaust hole 46 of the rear housing 14. . Further, a front turbine exhaust path 82 for discharging air after driving the front turbine blade 23 includes a front turbine air exhaust hole 47 of the rear housing 14 and a front turbine air exhaust hole of the intermediate housing 13. 56 and a turbine air exhaust hole 75 for the front side of the front housing 12 .

ここで、図１（ｂ）に示すように、タービンチャンバ部８０と後側用及び前側用のタービン排気経路８１、８２の表面が、ハウジング１１の母材より熱伝導率が低い材料からなる断熱素材部９０で覆われている。これにより、タービンチャンバ部８０内で断熱膨張した低温のエアが、タービンチャンバ部８０や後側用及び前側用のタービン排気経路８１、８２を流れる際に、ハウジング１１の母材等、周囲の温度を低下させるのが抑えられ、静電塗装機内での結露発生を抑制することができる。 Here, as shown in FIG. 1B, the surfaces of the turbine chamber portion 80 and the rear and front turbine exhaust paths 81 and 82 are heat-insulated and made of a material having a lower thermal conductivity than the base material of the housing 11. It is covered with a material part 90. As a result, when the low-temperature air adiabatically expanded within the turbine chamber section 80 flows through the turbine chamber section 80 and the rear and front turbine exhaust paths 81 and 82, the temperature of the surroundings, such as the base material of the housing 11, increases. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of dew condensation inside the electrostatic coating machine.

ハウジング１１の母材（アルミニウムや鋼等の金属材料）よりも熱伝導率が低い材料としては、特に限定されないが、熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることが好ましく、例えば、樹脂材料が選定される。 The material having a lower thermal conductivity than the base material of the housing 11 (metallic material such as aluminum or steel) is not particularly limited, but preferably has a thermal conductivity of 1 W/m·K or less, such as a resin material. is selected.

このうち、熱伝導率が小さい樹脂材料としては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が有効である。
また、熱伝導率が小さい他の材料としては、ガラスやセラミックス材製中空構造を持った中空ビーズ（例えば、イースフィアーズ（登録商標）、太平洋セメント(株)社製）を混入させた液体を塗布、乾燥させて使用することも有効となる。 Among these, polypropylene (PP), polystyrene (PS), phenol resin, epoxy resin, etc. are effective as resin materials with low thermal conductivity.
In addition, as another material with low thermal conductivity, a liquid mixed with hollow beads made of glass or ceramic material (for example, Espears (registered trademark), manufactured by Taiheiyo Cement Co., Ltd.) can be applied. It is also effective to use it after drying.

断熱素材部９０の施工方法としては、タービンチャンバ部８０や後側用及び前側用のタービン排気経路８１、８２を構成する各ハウジング１２，１３，１４の表面への塗装やライニングが挙げられる。また、各ハウジング１２，１３，１４を浸漬塗装して不要部分を除去加工するようにしてもよく、或いは、断熱素材部９０を別部品として形成してもよい。 Examples of methods for constructing the heat insulating material portion 90 include painting and lining the surfaces of the housings 12, 13, and 14 that constitute the turbine chamber portion 80 and the rear and front turbine exhaust paths 81 and 82. Further, each of the housings 12, 13, and 14 may be dip coated to remove unnecessary portions, or the heat insulating material portion 90 may be formed as a separate component.

次に、本実施形態の静電塗装機用スピンドル装置１０の作用について説明する。
不図示の空気供給源から軸受用空気供給孔４１に供給された軸受用空気は、図２に示すように、貫通孔５１、径方向孔４５，７２を介して一対のアキシャル軸受１６に供給される。また同時に、軸受用空気は、軸受用空気通路７１、及び径方向孔７３を介してラジアル軸受１５に供給される。 Next, the operation of the spindle device 10 for an electrostatic coating machine of this embodiment will be explained.
Bearing air supplied from an air supply source (not shown) to the bearing air supply hole 41 is supplied to the pair of axial bearings 16 via the through hole 51 and the radial holes 45 and 72, as shown in FIG. Ru. At the same time, bearing air is supplied to the radial bearing 15 via the bearing air passage 71 and the radial hole 73.

多孔質部材からなるラジアル軸受１５の外周面側に供給された軸受用空気は、多孔質部材を通過して回転軸２０の外周面に吐出し、静圧気体軸受を構成して回転軸２０のラジアル荷重を支持する。また、アキシャル軸受１６に供給された軸受用空気は、タービン羽根車３０の回転基部２１とアキシャル軸受１６との間に吐出し、静圧気体軸受を構成して回転軸２０のアキシャル荷重を支持する。そして、ラジアル軸受１５及びアキシャル軸受１６に供給された軸受用空気は、軸受用排気通路７４を介して外部に排気される。これにより、回転軸２０は、ラジアル軸受１５及びアキシャル軸受１６に接触することなく、小さな回転抵抗で回転自在に支持される。 Bearing air supplied to the outer circumferential surface of the radial bearing 15 made of a porous member passes through the porous member and is discharged onto the outer circumferential surface of the rotating shaft 20, forming a static pressure gas bearing. Supports radial loads. Furthermore, the bearing air supplied to the axial bearing 16 is discharged between the rotating base 21 of the turbine impeller 30 and the axial bearing 16, forming a hydrostatic gas bearing to support the axial load of the rotating shaft 20. . The bearing air supplied to the radial bearing 15 and the axial bearing 16 is exhausted to the outside via the bearing exhaust passage 74. Thereby, the rotating shaft 20 is rotatably supported with small rotational resistance without contacting the radial bearing 15 and the axial bearing 16.

一方、不図示の圧縮空気供給源から後側タービン空気供給孔４２にタービン駆動用の圧縮空気が供給されると、圧縮空気は、中間ハウジング１３の凹部５２及び第１タービン空気分配溝５７を介して３つの第１正転ノズル５８に導かれ、第１正転ノズル５８から後側タービン翼２２に向けて噴出して、タービン羽根車３０を正回転方向Ｃに回転させる。 On the other hand, when compressed air for driving the turbine is supplied from a compressed air supply source (not shown) to the rear turbine air supply hole 42, the compressed air passes through the recess 52 of the intermediate housing 13 and the first turbine air distribution groove 57. The air is guided to the three first normal rotation nozzles 58, and is ejected from the first normal rotation nozzles 58 toward the rear turbine blade 22, thereby rotating the turbine impeller 30 in the normal rotation direction C.

また、ブレーキ用空気供給孔４４に供給された圧縮空気は、中間ハウジング１３の凹部５４、及び第１逆転ノズル５９を介して後側タービン翼２２に向けて、第１正転ノズル５８の噴射方向とは逆方向に噴出して、タービン羽根車３０を逆回転方向Ｄに回転させる駆動力を発生させる。
そして、後側タービン翼２２を駆動した圧縮空気は、後側用のタービン排気経路８１から外部に排気される。 Further, the compressed air supplied to the brake air supply hole 44 is directed toward the rear turbine blade 22 via the recess 54 of the intermediate housing 13 and the first reverse rotation nozzle 59 in the injection direction of the first normal rotation nozzle 58. The fuel is ejected in the opposite direction to generate a driving force that rotates the turbine impeller 30 in the reverse rotation direction D.
The compressed air that has driven the rear turbine blades 22 is exhausted to the outside from the rear turbine exhaust path 81.

前側タービン空気供給孔４３に噴出された圧縮空気は、中間ハウジング１３の貫通孔５３、及び第２タービン空気分配溝６７を介して３つの第２正転ノズル６８に導かれ、第２正転ノズル６８から前側タービン翼２３に向けて噴出して、タービン羽根車３０を正回転方向Ｃに回転させる。
そして、前側タービン翼２３に噴出された圧縮空気は、前側用のタービン排気経路８２から外部に排気される。 The compressed air ejected into the front turbine air supply hole 43 is guided to the three second normal rotation nozzles 68 via the through hole 53 of the intermediate housing 13 and the second turbine air distribution groove 67, and the second normal rotation nozzle 68 toward the front turbine blade 23 to rotate the turbine impeller 30 in the forward rotation direction C.
The compressed air ejected to the front turbine blade 23 is exhausted to the outside from the front turbine exhaust path 82.

即ち、第１正転ノズル５８、第１逆転ノズル５９及び第２正転ノズル６は、それぞれ独立した空気供給口から圧縮空気が別々に供給される。 That is, compressed air is separately supplied to the first normal rotation nozzle 58, the first reverse rotation nozzle 59, and the second normal rotation nozzle 6 from independent air supply ports.

そして、例えば、通常回転時には、第１正転ノズル５８から圧縮空気を後側タービン翼２２に噴出させてタービン羽根車３０を駆動する。そして、大きな加速度や高速回転が必要な場合、或いは、大きな駆動トルクを要する場合には、第１正転ノズル５８による後側タービン翼２２の駆動に加えて、第２正転ノズル６８から圧縮空気を前側タービン翼２３に噴出させてタービン羽根車３０を更に駆動する。 For example, during normal rotation, compressed air is jetted from the first normal rotation nozzle 58 to the rear turbine blade 22 to drive the turbine impeller 30. When large acceleration or high-speed rotation is required, or when large drive torque is required, in addition to driving the rear turbine blade 22 by the first normal rotation nozzle 58, compressed air is supplied from the second normal rotation nozzle 68. is injected onto the front turbine blade 23 to further drive the turbine impeller 30.

また、タービン羽根車３０を減速させる場合には、第１逆転ノズル５９から圧縮空気を後側タービン翼２２に逆方向から噴出させることで、タービン羽根車３０に減速トルクを作用させて、減速時間を短縮することが可能である。 In addition, when decelerating the turbine impeller 30, compressed air is jetted from the first reversing nozzle 59 to the rear turbine blade 22 from the opposite direction to apply deceleration torque to the turbine impeller 30, thereby increasing the deceleration time. It is possible to shorten.

タービン羽根車３０の回転に伴ってタービン羽根車３０には、回転速度に比例した遠心力が作用する。しかし、タービン羽根車３０は、回転基部２１に対して、質量バランスよく、前後対称形に形成されているので、遠心力も均等に作用し、遠心力によるタービン羽根車３０の軸方向変形を抑制することができ、これにより高速回転が可能となる。 As the turbine impeller 30 rotates, a centrifugal force proportional to the rotational speed acts on the turbine impeller 30. However, since the turbine impeller 30 is formed in a front-back symmetrical shape with good mass balance with respect to the rotating base 21, the centrifugal force acts evenly, suppressing axial deformation of the turbine impeller 30 due to the centrifugal force. This enables high-speed rotation.

これにより、静電塗装機用スピンドル装置１０は、回転軸２０が高速回転し、塗料搬送用チューブから塗料が供給されることで、該塗料を遠心力により霧状にしてベルカップ１８の穴部から噴霧する。 As a result, in the spindle device 10 for an electrostatic sprayer, the rotating shaft 20 rotates at high speed, and paint is supplied from the paint conveying tube, so that the paint is atomized by centrifugal force to form a mist in the hole of the bell cup 18. Spray from.

以上説明したように、本実施形態の静電塗装機用スピンドル装置１０によれば、ハウジング１１には、タービン翼２２、２３を収容するタービンチャンバ部８０と、ノズル５８，５９，６８からタービンチャンバ部８０に噴出されたエアを外部に排気するためのタービン排気経路８１，８２とが設けられ、タービンチャンバ部８０とタービン排気経路８１，８２の表面は、前記ハウジングの母材より熱伝導率が低い材料で覆われている。これにより、簡単な構成で、タービンチャンバ部８０や後側用及び前側用のタービン排気経路８１、８２内の断熱効果が得られる。このため、タービンチャンバ部８０で断熱膨張した低温のエアが、タービンチャンバ部８０や後側用及び前側用のタービン排気経路８１、８２を流れる際に、ハウジング１１の母材等、周囲の温度を低下させるのが抑えられ、静電塗装機内での結露発生を抑制することができる。
特に、実際の塗装は、短時間で、断続的に行われるため、静電塗装機内での結露対策として十分な効果が得られる。 As described above, according to the spindle device 10 for an electrostatic coating machine of the present embodiment, the housing 11 includes a turbine chamber section 80 that accommodates the turbine blades 22 and 23, and a turbine chamber section 80 that accommodates the turbine blades 22 and 23, and a turbine chamber section 80 that accommodates the turbine blades 22 and 23. Turbine exhaust paths 81 and 82 are provided for exhausting the air blown into the portion 80 to the outside, and the surfaces of the turbine chamber portion 80 and the turbine exhaust paths 81 and 82 have a higher thermal conductivity than the base material of the housing. Covered with low material. Thereby, a heat insulating effect in the turbine chamber portion 80 and the rear and front turbine exhaust paths 81 and 82 can be obtained with a simple configuration. Therefore, when the low-temperature air adiabatically expanded in the turbine chamber section 80 flows through the turbine chamber section 80 and the rear and front turbine exhaust paths 81 and 82, the temperature of the surroundings, such as the base material of the housing 11, decreases. It is possible to suppress dew condensation within the electrostatic coating machine.
In particular, since actual painting is performed intermittently in a short period of time, sufficient effects can be obtained as a countermeasure against dew condensation within an electrostatic coating machine.

尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、上記実施形態では、タービンチャンバ部８０とタービン排気経路８１、８２の両方の表面が、ハウジングの母材より熱伝導率が低い材料で覆われているが、本発明は、これに限らず、タービンチャンバ部とタービン排気経路の少なくとも一方の表面が、該熱伝導率が低い材料で覆われていればよい。
また、タービンチャンバ部８０に設けられる断熱素材部９０は、その表面全体を覆うことが好ましいが、部分的に覆うものであっても良い。同様に、後側用及び前側用のタービン排気経路８１、８２に設けられる断熱素材部９０も、各表面全体を覆うことが好ましいが、各表面を部分的に覆うものであって良い。 Note that the present invention is not limited to the embodiments described above, and can be modified, improved, etc. as appropriate.
For example, in the above embodiment, the surfaces of both the turbine chamber portion 80 and the turbine exhaust paths 81 and 82 are covered with a material having a lower thermal conductivity than the base material of the housing, but the present invention is not limited to this. The surface of at least one of the turbine chamber portion and the turbine exhaust path may be covered with the material having low thermal conductivity.
Moreover, although it is preferable that the heat insulating material part 90 provided in the turbine chamber part 80 covers the entire surface thereof, it may partially cover the surface thereof. Similarly, the heat insulating material portions 90 provided in the rear and front turbine exhaust paths 81 and 82 preferably cover each surface entirely, but may partially cover each surface.

さらに、本発明のタービン羽根車は、上記実施形態のように、後側タービン翼２２と前側タービン翼２３の両方を有する構成に限らず、一方のタービン翼を有する構成であっても良い。 Furthermore, the turbine impeller of the present invention is not limited to the configuration having both the rear turbine blade 22 and the front turbine blade 23 as in the above embodiment, but may have a configuration having one of the turbine blades.

また、本発明のノズルは、本実施形態のものに限定されるものでなくタービン羽根車に要求される回転性能や、ハウジングに形成される空気通路やノズルのレイアウトに応じて、適宜設計することができる。 Further, the nozzle of the present invention is not limited to that of this embodiment, and may be designed as appropriate depending on the rotational performance required of the turbine impeller, the air passage formed in the housing, and the layout of the nozzle. I can do it.

１０ 静電塗装機用スピンドル装置
１１ ハウジング
１５ ラジアル軸受
１６ アキシャル軸受
２０ 回転軸
２１ 回転基部
２２ 後側タービン翼
２３ 前側タービン翼
３０ タービン羽根車
５８ 第１正転ノズル
５９ 第１逆転ノズル
６８ 第２正転ノズル
８０ タービンチャンバ部
８１ 後側用のタービン排気経路
８２ 前側用のタービン排気経路
９０ 断熱素材部
Ｃ 正回転方向
Ｄ 逆回転方向 10 Spindle device for electrostatic coating machine 11 Housing 15 Radial bearing 16 Axial bearing 20 Rotating shaft 21 Rotating base 22 Rear turbine blade 23 Front turbine blade 30 Turbine impeller 58 First forward rotation nozzle 59 First reverse rotation nozzle 68 Second forward rotation Rotating nozzle 80 Turbine chamber section 81 Rear side turbine exhaust path 82 Front side turbine exhaust path 90 Insulating material section C Forward rotation direction D Reverse rotation direction

Claims (1)

略筒状のハウジングと、前記ハウジングに挿通され、軸受を介して回転自在に支承される回転軸と、前記回転軸と共に一体に回転するタービン羽根車と、前記タービン羽根車のタービン翼に向けて気体を噴出するノズルと、を備える静電塗装機用スピンドル装置であって、
前記ハウジングには、前記タービン翼を収容するタービンチャンバ部と、前記ノズルから前記タービンチャンバ部に噴出された前記気体を外部に排気するためタービン排気経路と、が設けられ、
前記タービンチャンバ部を形成する、前記タービン翼と軸方向及び径方向で対向する表面と、前記タービン排気経路の表面とは、前記ハウジングの母材より熱伝導率が低い材料で覆われており、
前記材料は、前記熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることを特徴とする静電塗装機用スピンドル装置。 A substantially cylindrical housing, a rotating shaft inserted through the housing and rotatably supported via a bearing, a turbine impeller that rotates integrally with the rotating shaft, and a turbine blade of the turbine impeller. A spindle device for an electrostatic coating machine, comprising a nozzle that spouts gas,
The housing is provided with a turbine chamber portion that accommodates the turbine blade, and a turbine exhaust path for exhausting the gas ejected from the nozzle into the turbine chamber portion to the outside,
A surface that forms the turbine chamber portion and faces the turbine blade in the axial and radial directions, and a surface of the turbine exhaust path are covered with a material having a lower thermal conductivity than the base material of the housing,
A spindle device for an electrostatic coating machine , wherein the material has a thermal conductivity of 1 W/m·K or less .

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