JPH08187453A

JPH08187453A - 回転霧化頭型塗装装置

Info

Publication number: JPH08187453A
Application number: JP6340260A
Authority: JP
Inventors: Kimiyoshi Nagai; 公好永井
Original assignee: ABB Industry KK
Current assignee: ABB Industry KK
Priority date: 1994-12-29
Filing date: 1994-12-29
Publication date: 1996-07-23
Anticipated expiration: 2017-04-22
Also published as: JP3276796B2

Abstract

(57)【要約】【目的】回転霧化頭と被塗物との間に発生する放電エ
ネルギを小さくすることにより、安全性を向上する。【構成】ハウジング２２、回転霧化頭２９およびシェ
ーピングエアリング３２を絶縁性樹脂材料によって形成
し、シェーピングエアリング３２の外側リング３３先端
側に半導電性材料からなるリング電極３７を設け、この
リング電極３７はハウジング２２の半導電性通電膜２３
および外側リング３３のリング側半導電性膜３６を介し
て高電圧発生装置に接続している。従って、絶縁性樹脂
材料で形成した各部材の浮遊容量を外側リング３３の抵
抗によって分布容量とし、被塗物の異常接近による放電
時にはリング電極３７側の浮遊容量から順次放電させ、
浮遊容量に蓄えられた電荷が一気に放電するのを抑え、
放電エネルギを低く抑える。この結果、火災事故を防止
して安全性を高める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば車体、家電製
品、家具製品等の被塗物を塗装するのに用いて好適な回
転霧化頭型塗装装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に知られている直接帯電方式の回転
霧化頭型塗装装置は、回転軸を介して回転霧化頭に高電
圧を印加し、該回転霧化頭から放出される塗料粒子を帯
電させて、アースに接続された被塗物に向けて塗料を飛
行させ、該被塗物に塗着させるようになっている。

【０００３】ここで、従来技術による直接帯電方式の回
転霧化頭型塗装装置は、安全性確保のために、回転霧化
頭と被塗物との間に過電流が流れたことを検出する過電
流検出手段を備えたものが知られており、このような形
式の回転霧化頭型静電塗装装置を図９および図１０を参
照しつつ説明する。

【０００４】図中、１は塗装ブースを示し、該塗装ブー
ス１内にはコンベア２が敷設され、該コンベア２上には
アースに接続された被塗物３が載置されている。そし
て、該被塗物３はコンベア２によって塗装ブース１内を
搬送され、この間に塗装作業が行われる。

【０００５】４は内部に金属製の回転軸を回転駆動する
エアモータ（図示せず）を内蔵した直接帯電方式の塗装
機本体を示し、該塗装機本体４の先端側に位置した回転
軸には回転霧化頭５が取付けられ、また塗装機本体４は
塗料パイプ６を介して色替弁装置７と接続されている。
そして、該色替弁装置７は図示しない塗料タンク、エア
源、シンナ源等と接続され、塗料タンクからの塗料を塗
料パイプ６を介して塗装機本体４から回転霧化頭５に供
給し、色替等の必要に応じてシンナ、エアを供給して洗
浄を行うようになっている。

【０００６】ここで、前記回転霧化頭５は例えばアルミ
ニウム材等の金属によってベル型に形成され、後述する
高電圧ケーブル１０および回転軸を介して高電圧が印加
される。このように、回転霧化頭５はエアモータによっ
て高速回転され、かつ高電圧ケーブル１０を介して高電
圧が印加された状態において、塗料パイプ６を介して塗
料が供給されると、回転霧化頭５からは高電圧に帯電し
た帯電塗料粒子が噴霧される。

【０００７】８は商用電源９から出力される電圧を例え
ば−６０〜−１２０ｋＶ程度の高電圧まで昇圧する高電
圧発生手段としての高電圧発生装置、１０は該高電圧発
生装置８から発生した高電圧を塗装機本体４を介して回
転霧化頭５に印加する高電圧ケーブルをそれぞれ示し、
該高電圧ケーブル１０の一端は高電圧発生装置８に接続
され、その他端は塗装機本体４に接続されている。

【０００８】１１は過電流検出器を示し、該過電流検出
器１１は高電圧ケーブル１０を介して回転霧化頭５に流
れる過電流を検出するものである。

【０００９】１２は高電圧発生装置８と商用電源９との
間に設けられた遮断スイッチを示し、該遮断スイッチ１
２は過電流検出器１１で高電圧ケーブル１０を流れる電
流が所定電流値以上になったことを検知したとき開成す
るものである。

【００１０】このように構成される従来技術による回転
霧化頭型静電塗装装置では、高電圧発生装置８で発生し
た高電圧が高電圧ケーブル１０等を介して塗装機本体４
から回転霧化頭５に印加される。一方、塗料タンクから
の塗料を色替弁装置７、塗料パイプ６を介して回転霧化
頭５に供給することにより、該塗料を印加高電圧と同電
位に帯電せしめ、該回転霧化頭５から塗料を吐出させる
ことにより、該回転霧化頭５とアース電位にある被塗物
３との間の静電界の力をかりて塗着せしめる。この間、
高電圧発生装置８、高電圧ケーブル１０、回転霧化頭
５、被塗物３、アースによって電気的なループが形成さ
れ、該ループを電流が流れる。

【００１１】さらに、塗装機本体４の回転霧化頭５と被
塗物３との間には帯電塗料粒子が静電界の力をかりて吸
引飛行しているが、この間に介在する空気によって所定
の電気抵抗Ｒが形成され、この空気による電気抵抗Ｒに
よって、塗装機本体４を構成する部品の個々の浮遊容量
Ｃ（これらの全容量は数１０ｐＦ位と考えられる）に対
して蓄えられた電荷が放電するのを防止している。

【００１２】しかし、図１０に示すように、塗装中に回
転霧化頭５が被塗物３に異常接近または接触する短絡事
故等が発生した場合には、回転霧化頭５と被塗物３との
間の電気抵抗値Ｒが小さくなり、各部品の浮遊容量Ｃに
蓄えられた電荷が被塗物３に向けて瞬時に放電しようと
する。

【００１３】なお、通常時に高電圧発生装置８から流れ
る電流は約５０μＡであるが、浮遊容量に蓄えられた電
荷が瞬時に放電、スパークを発生するときには、そのエ
ネルギは１０００ミリジュールにも達する。

【００１４】しかし、前記ループを流れる電流は過電流
検出器１１によって検出されており、このループに過電
流が流れると、遮断スイッチ１２を開成し、高電圧発生
装置８への電流供給を停止する。これによって、塗装機
本体４と被塗物３との異常接近または接触による短絡事
故、高電圧ケーブル損傷等による短絡事故を防止し、塗
料着火による火災発生を防止している。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術による回転霧化頭型静電塗装装置では、回転霧化
頭５と被塗物３とが異常接近したときに、この間に存在
する空気による電気抵抗値Ｒが小さくなって過電流検出
器１１に設定値以上の電流が流れることにより、遮断ス
イッチ１２を開成させるものであるが、該遮断スイッチ
１２が作動しなかったり、作動遅れが発生した場合に
は、回転霧化頭５と被塗物３との間に火花放電が発生
し、この火花放電によって火災事故を起すという虞れが
ある。

【００１６】特に、従来技術による回転霧化頭５はアル
ミニウム材等の金属によってベル型またはディスク型に
形成されているから、電気抵抗値Ｒが小さくなって一度
スパークが発生すると浮遊容量Ｃに蓄えられた電荷の殆
どが瞬時に放電されてしまい、エネルギの殆どが瞬時に
放電されてしまうため、その放電エネルギは瞬時に大き
くなり、有機溶剤（シンナ）の最小着火点以下に抑える
のが非常に困難であった。

【００１７】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、回転霧化頭と被塗物との間に発生する
瞬間的な放電エネルギを小さく抑えることにより、安全
性を高めることのできる回転霧化頭型塗装装置を提供す
ることを目的としている。

【００１８】

【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、請求項１の発明が採用する回転霧化頭型塗装装
置は、絶縁樹脂材料からなり、内部に回転軸を回転駆動
するエアモータが設けられたハウジングと、絶縁樹脂材
料によって先端が塗料放出端縁となったカップ状または
ディスク状に形成され、該ハウジングの先端側に位置し
た回転軸に設けられた回転霧化頭と、該回転霧化頭の外
周面を囲むように円環状に形成され、基端が前記ハウジ
ングに設けられると共に先端が該回転霧化頭の塗料放出
端縁近傍に位置する環状体と、半導電性材料または導電
性材料によって形成され、該環状体の先端に設けられた
リング電極と、該リング電極に高電圧発生手段からの高
電圧を印加するため、前記環状体の周面に設けられた半
導電性材料からなる環状体側半導電性膜とから構成した
ことにある。

【００１９】請求項２の発明では、前記回転霧化頭の塗
料放出端縁外周には半導電性材料からなる霧化頭側半導
電性膜を形成したことにある。

【００２０】請求項３の発明では、前記ハウジングの周
面には、高電圧発生手段から環状体側半導電性膜に高電
圧を印加するために半導電性材料からなる半導電性通電
膜を形成したことにある。

【００２１】請求項４の発明では、前記ハウジングに
は、高電圧発生手段から環状体側半導電性膜に高電圧を
印加するためのリード線を設け、該リード線の途中には
高抵抗素子を設けたことにある。

【００２２】請求項５の発明では、前記リング電極は、
前記環状体の先端側表面に皮膜状に形成したことにあ
る。

【００２３】請求項６の発明では、前記環状体は塗料噴
霧パターンを成形するためのシェーピングエアを噴出す
るシェーピングエアリングとし、前記リング電極を該シ
ェーピングエアリングの先端に設けたことにある。

【００２４】

【作用】請求項１の発明の構成のように、回転霧化頭を
絶縁樹脂材料によって形成すると共に、同じく絶縁樹脂
材料によって環状体を形成し、該環状体の周面には先端
のリング電極に高電圧発生手段からの高電圧を印加する
ための環状体側半導電性膜を形成したから、塗装装置を
構成する部品の浮遊容量を、環状体の周面に形成した環
状体側半導電性膜の各部分における抵抗で環状体の周面
に分布される分布容量とすることができ、それぞれの抵
抗毎に分布容量が接続されたＬ型回路を環状体の周面に
複数個形成することになる。これにより、回転霧化頭と
被塗物とが異常接近したとしても、環状体の先端側に形
成されたリング電極側の位置にあるＬ型回路中の分布容
量から蓄えられた電荷を順次放電していくから、浮遊容
量に蓄えられた電荷が瞬時に放電するのを抑え、放電エ
ネルギを低くすることができる。しかも、浮遊容量は複
数の分布容量を並列に分割して接続しているから、各分
布容量における静電容量は小さくなり、放電時における
静電エネルギを小さく抑えることができ、さらに環状体
側半導電性膜による各抵抗と分布容量からＬ型回路をな
すために、該Ｌ型回路の放電時には時定数によって電荷
の放電速度を遅らせることができ、分布容量から放電さ
れる電流値を低く抑えることができる。

【００２５】請求項２の発明では、前記回転霧化頭の塗
料放出端縁外周に霧化頭側半導電性膜を形成したから、
環状体の先端に位置したリング電極に印加された高電圧
は該環状体側半導電性膜にも給電され、回転霧化頭の塗
料放出端縁から放出される塗料粒子を直接帯電させるこ
とができる。

【００２６】請求項３の発明では、ハウジングの周面に
半導電性通電膜を形成したから、リング電極へは半導電
性通電膜および環状体側半導電性膜を介して高電圧発生
手段からの高電圧を供給し、被塗物に塗装機が異常接近
したときには、前記半導電性通電膜は給電側に位置する
高電圧発生手段、高圧ケーブル等の浮遊容量に蓄えられ
た電荷が瞬時に放電するのを防止する抵抗となり、半導
電性通電膜によって給電側の浮遊容量に蓄えられた電荷
が瞬時に放電するのを防止できる。

【００２７】請求項４の発明では、ハウジングに高抵抗
素子を設け、リング電極へはこの高抵抗素子、環状体側
半導電性膜を介して高電圧を印加するから、前記高抵抗
素子によって給電側に位置する高電圧発生手段、高圧ケ
ーブル等の浮遊容量に蓄えられた電荷が瞬時に放電する
のを抑えることができる。

【００２８】請求項５の発明では、リング電極を環状体
の先端側表面に半導電性材料を皮膜状に形成したから、
当該リング電極を容易に形成することができる。

【００２９】請求項６の発明では、前記環状体をシェー
ピングエアリングとし、前記リング電極を該シェーピン
グエアリングの先端に設けたから、当該シェーピングエ
アリングを利用してリング電極を形成することができ
る。

【００３０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図８に基
づいて説明する。なお、実施例では、前述した従来技術
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。

【００３１】まず、図１ないし図３に本発明の第１の実
施例を示す。

【００３２】図中、２１は本実施例による静電塗装機、
２２は該静電塗装機２１のハウジングをそれぞれ示し、
該ハウジング２２は絶縁性樹脂材料（例えば、ポリエチ
レンテレフタレート（ＰＥＴ），ポリアセタール（ＰＯ
Ｍ），ポリアミド（ＰＡ），ポリエチレン（ＰＥ），ポ
リプロピレン（ＰＰ）等）によって有底筒状に形成さ
れ、その基部２２Ａの外周から軸方向に伸長した筒部２
２Ｂ内が後述するエアモータ２４を収容するモータ収容
部２２Ｃとなっている。また、筒部２２Ｂの先端側内周
には雌ねじ部２２Ｄが形成されている。

【００３３】２３はハウジング２２のモータ収容部２２
Ｃ内周面に設けられた半導電性通電膜を示し、該半導電
性通電膜２３は筒部２２Ｂ内面および雌ねじ部２２Ｄを
覆うように塗布手段等によって成膜されている。また、
該半導電性通電膜２３は、例えば、導電性繊維を混練し
たポリエステル，エポキシ，フッ素樹脂等によって形成
されている。そして、該半導電性通電膜２３の基端側２
３Ａはエアモータ２４のモータケース２４Ａと電気的に
接続され、先端側２３Ｂは雌ねじ部２２Ｄの内周面にね
じ状に成膜されている。

【００３４】２４はハウジング２２のモータ収容部２２
Ｃに取付けられたタービン型のエアモータを示し、該エ
アモータ２４は導電性金属材料から筒状に形成されたモ
ータケース２４Ａと、後述する回転軸２８を回転自在に
支持するエア軸受２４Ｂ，２４Ｂと、前記モータケース
２４Ａの基端側に位置して回転軸２８の外周に固着され
たエアタービン２４Ｃとから構成されている。

【００３５】また、２５はエアモータ２４の先端側外周
に設けられた固定リングで、該固定リング２５には、軸
方向に貫通するエア孔２５Ａ，２５Ａが周方向に複数個
（２個のみ図示）形成されている。また、該固定リング
２５は、ハウジング２２の雌ねじ部２２Ｄに螺着される
ことにより、内周側でモータケース２４Ａをハウジング
２２内に固定すると共に、該エアモータ２４の外周側に
メインエアチャンバ２６を画成している。なお、該メイ
ンエアチャンバ２６にはエア通路２７を介してシェーピ
ングエアが供給されるようになっている。

【００３６】２８はエアモータ２４のモータケース２４
Ａ内に軸方向に挿通された中空筒状の回転軸を示し、該
回転軸２８は、その基端側がエアタービン２４Ｃに固着
され、先端側がモータケース２４Ａ外に突出している。
そして、該回転軸２８はエアタービン２４Ｃによって高
速で回転駆動されるものである。

【００３７】２９はエアモータ２４外でかつシェーピン
グエアリング３２より径方向内側に位置して回転軸２８
の先端側に固着され、絶縁性樹脂材料（例えば、ポリエ
ーテルスルホン（ＰＥＳ），ポリフェニレンサルファイ
ド（ＰＰＳ），ポリエーテルイミド（ＰＥＩ），ポリエ
ーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等）によって形成さ
れたベル型（カップ状）の回転霧化頭で、該回転霧化頭
２９は基端側が回転軸２８に取付けられ、先端側が漸次
拡開する朝顔状に形成されている。また、該回転霧化頭
２９の内周側には、図２に示すように、軸方向中間部に
位置して絶縁性樹脂材料からなる後部ハブ部材３０が装
着され、該後部ハブ部材３０から前方は塗料展延平滑面
２９Ａとなり、該塗料展延平滑面２９Ａの外周端は、当
該塗料展延平滑面２９Ａによって拡散した塗料を噴霧す
る塗料放出端縁２９Ｂとなっている。

【００３８】３１は後部ハブ部材３０の前方に位置して
回転霧化頭２９に螺着して設けられ、該回転霧化頭２
９、後部ハブ部材３０と共に絶縁性樹脂材料によって形
成されたハブ部材を示し、該ハブ部材３１の外周側に
は、後述のフィードチューブ３８から吐出される塗料や
シンナ等の洗浄溶剤を塗料放出端縁２９Ｂ側に導くため
の第１のハブ孔３１Ａ，３１Ａが多数穿設され（２個の
み図示）、中央部には前面側に洗浄溶剤を供給するため
の第２のハブ孔３１Ｂ，３１Ｂ（２個のみ図示）が穿設
されている。

【００３９】３２はハウジング２２の筒部２２Ｂ先端に
設けられた環状体としてのシェーピングエアリングを示
し、該シェーピングエアリング３２は、後述する外側リ
ング３３、内側リング３４、サブエアチャンバ３５から
大略構成されている。

【００４０】３３は絶縁性樹脂材料によって筒状に形成
された外側リングを示し、該外側リング３３は、その基
端側外周がハウジング２２の雌ねじ部２２Ｄに螺着され
る雄ねじ部３３Ａとなり、先端側が漸次縮径するように
形成されている。また、該外側リング３３の先端には、
回転霧化頭２９の塗料放出端縁２９Ｂに向けて伸長する
環状の電極形成突起３３Ｂが一体に形成され、該電極形
成突起３３Ｂの基端側には塗料放出端縁２９Ｂ側に向け
てシェーピングエアを噴出するエア噴出孔３３Ｃ，３３
Ｃが複数個穿設されている。

【００４１】３４は外側リング３３内に螺着され、絶縁
性樹脂材料から段付筒状に形成された内側リングで、該
内側リング３４は、外側リング３３との間にサブエアチ
ャンバ３５を画成している。また、該内側リング３４の
基端側には、メインエアチャンバ２６と前記サブエアチ
ャンバ３５とを連通する連通孔３４Ａ，３４Ａが形成さ
れている。

【００４２】３６は外側リング３３の外周面に設けられ
た環状体側半導電性膜としてのリング側半導電性膜を示
し、該リング側半導電性膜３６は、雄ねじ部３３Ａから
電極形成突起３３Ｂ側までを覆うように塗布手段等によ
って成膜されている。また、該リング側半導電性膜３６
は、前述した半導電性通電膜２３と同様に、例えば、導
電性繊維を混練したポリエステル，エポキシ，フッ素樹
脂等によって形成されている。そして、該リング側半導
電性膜３６の基端側３６Ａは雄ねじ部３３Ａの外周側に
ねじ状に成膜されて半導電性通電膜２３の先端側２３Ｂ
と電気的に接続され、先端側３６Ｂは電極形成突起３３
Ｂに延在している。

【００４３】ここで、前記半導電性通電膜２３とリング
側半導電性膜３６の厚さは、エアモータ２４のモータケ
ース２４Ａからリング電極３７までの合計抵抗値が１０
⁷〜１０⁹ Ωの範囲、例えば、高電圧が６０ｋＶ以下の
ときには１０⁷ 〜１０⁸ Ωとなるように設定され、６０
ｋＶ以上のときには１０⁸ 〜１０⁹ Ωとなるように設定
される。

【００４４】３７は外側リング３３の電極形成突起３３
Ｂ外周に位置してリング側半導電性膜３６の先端側３６
Ｂに一体に設けられたリング電極を示し、該リング電極
３７は、半導電性通電膜２３とリング側半導電性膜３６
と同様に、例えば、導電性繊維を混練したポリエステ
ル，エポキシ，フッ素樹脂等によって形成されている。
そして、該リング電極３７は、半導電性通電膜２３とリ
ング側半導電性膜３６を介して給電される−６０〜−１
２０ｋＶ程度の高電圧を放電し、回転霧化頭２９の塗料
放出端縁２９Ｂから噴霧された塗料を帯電させるもので
ある。

【００４５】一方、３８は回転軸２８内に同軸に設けら
れたフィードチューブを示し、該フィードチューブ３８
は外筒３９と内筒４０とから２重チューブ構造となり、
該内筒４０の途中には、後述する塗料弁４３の弁体４３
Ｃが離，着座する弁座４０Ａが一体に固着されている。

【００４６】４１は内筒４０内に形成された塗料通路
で、該塗料通路４１はその基端側が塗料パイプ６を介し
て色替弁装置７に接続され、先端側はハブ部材３１の背
面中央部に向けて開口している。そして、該塗料通路４
１は、後述する塗料弁４３が開，閉弁することにより、
塗料をハブ部材３１に向けて吐出するものである。

【００４７】４２は外筒３９と内筒４０との間に形成さ
れた溶剤通路を示し、該溶剤通路４２は、その基端側が
溶剤供給配管を介して洗浄弁装置（いずれも図示せず）
に接続され、先端側が内筒４０の先端４０Ｂ側に向けて
開口している。そして、該溶剤通路４２は、後述する先
端側洗浄弁４４が開，閉弁することにより、外部から供
給されるシンナ等の溶剤を内筒４０の先端４０Ｂに向け
て吐出し、この先端４０Ｂに付着した前色塗料を洗浄す
るものである。

【００４８】４３は常閉の塗料弁を示し、該塗料弁４３
はハウジング２２の基部２２Ａに設けられたアクチュエ
ータ４３Ａと、基端側が該アクチュエータ４３Ａに連結
され、先端側が内筒４０に挿通された弁軸４３Ｂと、該
弁軸４３Ｂの先端側に設けられ、内筒４０の弁座４０Ａ
に離，着座する弁体４３Ｃとから構成されている。そし
て、該塗料弁４３は、弁体４３Ｃが弁座４０Ａに常時着
座して閉弁し、外部から制御エアがアクチュエータ４３
Ａに給，排されることにより、弁軸４３Ｂを縮小させて
弁体４３Ｃを内筒４０の弁座４０Ａから離座させ、塗料
通路４１を開弁するようになっている。

【００４９】４４は同じく常閉の先端側洗浄弁を示し、
該先端側洗浄弁４４はハウジング２２の基部２２Ａに設
けられたアクチュエータ４４Ａと、基端側が該アクチュ
エータ４４Ａに連結され、先端側が溶剤通路４２内に挿
通された弁軸４４Ｂと、該弁軸４４Ｂの先端側に設けら
れ、溶剤通路４２の途中を開，閉する弁体４４Ｃとから
構成されている。そして、該先端側洗浄弁４４は、常時
弁体４４Ｃで溶剤通路４２を閉弁状態とし、外部から制
御エアが供給されることによって溶剤通路４２を開弁す
るものである。

【００５０】４５はエアモータ２４のモータケース２４
Ａに高電圧を供給するための接続端子で、該接続端子４
５は高電圧ケーブル１０を介して高電圧発生装置８に接
続されている。従って、半導電性通電膜２３の基端側２
３Ａはエアモータ２４のモータケース２４Ａと接触して
電気的に接続されているから、高電圧ケーブル１０から
の高電圧は半導電性通電膜２３、リング側半導電性膜３
６を介してリング電極３７に給電され、該リング電極３
７から被塗物に向けて放電される。

【００５１】本実施例による静電塗装機２１は以上のよ
うに構成されるが、次に、その作動について述べる。

【００５２】本実施例の静電塗装機２１においても、そ
の塗装作業においては従来技術の静電塗装装置とほぼ同
様に、エアモータ２４によって回転霧化頭２９を高速回
転しつつ、塗料弁４３を開弁することにより、塗料タン
ク内の塗料を塗料通路４１を介して回転霧化頭２９に供
給し、該回転霧化頭２９から噴霧させると共に、高電圧
発生装置８からの高電圧によって噴霧された塗料を帯電
させ、帯電霧化された塗料粒子を静電界の力をかりて被
塗物に塗着させるようになっている。

【００５３】然るに、本実施例においては、高電圧発生
装置８から高電圧ケーブル１０、接続端子４５を介して
エアモータ２４のモータケース２４Ａに供給される高電
圧を、該モータケース２４Ａから半導電性通電膜２３、
リング側半導電性膜３６を介してリング電極３７に印加
し、該リング電極３７から放電させることにより回転霧
化頭２９の塗料放出端縁２９Ｂ側にコロナ放電領域を形
成する。

【００５４】従って、前記回転霧化頭２９を高速回転さ
せた状態で塗料弁４３を開弁させることにより、塗料通
路４１を介して供給された塗料は、該回転霧化頭２９の
回転によって塗料展延平滑面２９Ａで拡散しつつ、塗料
放出端縁２９Ｂで径方向外側に噴霧される。このとき、
塗料放出端縁２９Ｂの周囲にはコロナ放電領域が形成さ
れているから、該塗料放出端縁２９Ｂから噴霧される塗
料粒子を帯電させることができる。さらに、この噴霧さ
れた帯電塗料粒子はシェーピングエアリング３２から噴
出されるシェーピングエアによって塗料噴霧パターンに
パターン成形されつつ、被塗物との間に形成された静電
界の力をかりて飛行して該被塗物に塗着するようになっ
ている。

【００５５】かくして、本実施例によれば、従来技術の
回転霧化頭５とは異なり、回転霧化頭２９を絶縁性樹脂
材料で形成した上で、半導電性通電膜２３をハウジング
２２のモータ収容部２２Ｃ内周面を覆うように筒部２２
Ｂ先端まで形成すると共に、リング側半導電性膜３６を
外側リング３３の外面を覆うように形成しているから、
図３に示すように、絶縁樹脂により形成されたハウジン
グ２２，エアモータ２４等の塗装装置を構成する部品の
浮遊容量Ｃを、シェーピングエアリング３２の外周面に
成膜したリング側半導電性膜３６の各部分における抵抗
Ｒ0 によって該外周面に個々に分布される分布容量Ｃ0
に分け、該各分布容量Ｃ0 と抵抗Ｒ0 により複数個のＬ
型回路を構成するものとして考えることができる。

【００５６】ここで、本実施例による静電塗装機２１が
被塗物３に異常接近した場合には、回転霧化頭２９と被
塗物３との間の空気による電気抵抗Ｒが小さくなり、静
電塗装機２１の各部品による浮遊容量Ｃに蓄えられた電
荷が瞬時に放電しようとする。

【００５７】しかし、本実施例では、絶縁性樹脂材料で
形成されたシェーピングエアリング３２の外周面に成膜
されたリング側半導電性膜３６により、浮遊容量Ｃを分
布させた分布容量Ｃ0 と抵抗Ｒ0 により複数個のＬ型回
路を形成しているから、放電時にはリング電極３７側に
位置したＬ型回路中の分布容量Ｃ0 から順次放電し、こ
のとき各分布容量Ｃ0 ，抵抗Ｒ0 の時定数により放電時
間を抑制し、瞬時に浮遊容量Ｃに蓄えられた電荷が放電
するのを防止することができる。なお、放電時における
電流値は着火エネルギに満たない程度に抑えることがで
きる。

【００５８】また、ハウジング２２には半導電性通電膜
２３を設けているから、該半導電性通電膜２３は給電側
に位置する高電圧発生装置８、高圧ケーブル１０等の浮
遊容量に蓄えられた電荷が瞬時に放電されるのを防止す
る抵抗となり、静電塗装機２１が被塗物３に異常接近し
た場合には、半導電性通電膜２３によって給電側の電荷
が瞬時に放電するのを抑えることができる。

【００５９】この結果、静電塗装機２１と被塗物３との
間に発生する放電エネルギを小さく抑えることができ、
塗料に着火する程のエネルギを放出するのを防止し、火
花放電による火災事故を防止でき、静電塗装機２１の安
全性や信頼性を確実に向上させることができる。

【００６０】また、本実施例では、塗料の噴霧パターン
を成形するために回転霧化頭２９から噴霧された塗料に
向けてシェーピングエアを噴出するシェーピングエアリ
ング３２の外側リング３３にリング側半導電性膜３６を
成膜し、電極形成突起３３Ｂ先端にリング電極３７を成
膜する構成としているから、別途に環状体を設けること
なく、在来からのシェーピングエアリング３２を有効利
用し、シェーピングエア噴出機能に付加してリング側半
導電性膜３６，リング電極３７を成膜する部材として活
用することができ、設計変更することなく外部電極を設
けることができる。

【００６１】次に、図４に本発明による第２の実施例を
示すに、本実施例の特徴は、回転霧化頭の塗料放出端縁
外周に霧化頭側半導電性膜を形成したことにある。な
お、本実施例においは前述した第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。

【００６２】図中、５１は第１の実施例に用いられた回
転霧化頭２９の代わりに用いられる回転霧化頭を示し、
該回転霧化頭５１は前記回転霧化頭２９と同様に、エア
モータ２４外でかつシェーピングエアリング３２の径方
向内側に位置して回転軸２８の先端側に固着され、絶縁
性樹脂材料によってベル状に形成され、基端側が前記回
転軸２８の先端側に取付けられ、先端側が漸次拡開する
朝顔状に形成されている。また、該回転霧化頭５１の内
周側には、軸方向中間部に位置して絶縁性樹脂材料から
なる後部ハブ部材３０が装着され、該後部ハブ部材３０
から前方は塗料展延平滑面５１Ａとなり、該塗料展延平
滑面５１Ａの外周端は、当該塗料展延平滑面５１Ａによ
って拡散した塗料を噴霧する塗料放出端縁５１Ｂとな
る。

【００６３】５２は回転霧化頭５１の塗料放出端縁５１
Ｂ外周に位置して成膜された霧化頭側半導電性膜を示
し、該霧化頭側半導電性膜５２には半導電性通電膜２３
とリング側半導電性膜３６およびリング電極３７を介し
て高電圧が給電される。

【００６４】然るに、本実施例による静電塗装機におい
ては、回転霧化頭５１の塗料放出端縁５１Ｂ外周に霧化
頭側半導電性膜５２を形成したから、該霧化頭側半導電
性膜５２に半導電性通電膜２３，リング側半導電性膜３
６およびリング電極３７を介して高電圧を印加すること
ができ、塗料放出端縁５１Ｂから放出される塗料を直接
的に帯電させることができる。この結果、被塗物への塗
着効率を高めることができる。

【００６５】次に、図５および図６に本発明による第３
の実施例を示すに、本実施例の特徴は、高電圧発生装置
から高電圧をリード線を介して給電することにある。な
お、本実施例においても、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。

【００６６】図中、６１は本実施例による静電塗装機、
６２は該静電塗装機６１のハウジングをそれぞれ示す。

【００６７】６３はシェーピングエアリング３２の外側
リング３３の外周側に設けられた本実施例によるリング
側半導電性膜を示し、該リング側半導電性膜６３は、図
６に示す如く、雄ねじ部３３Ａの先端側から電極形成突
起３３Ｂ側までを覆うように塗布手段によって膜性され
ている。また、該リング側半導電性膜６３は、前記第１
の実施例によるリング側半導電性膜３６と同様に、例え
ば、導電性樹脂を混練したポリエステル，エポキシ，フ
ッ素樹脂等によって形成されている。そして、該リング
側半導電性膜６３の基端側６３Ａはハウジング６２の筒
部６２Ｂ先端と対応する位置で外側リング３３の雄ねじ
部３３Ａとの段部まで形成され、先端側６３Ｂは電極形
成突起３３Ｂに延在している。

【００６８】６４は外側リング３３の電極形成突起３３
Ｂ外周に位置してリング側半導電性膜６３の先端側６３
Ｂに一体に設けられた本実施例によるリング電極を示
し、該リング電極６４はリング側半導電性膜６３と同様
に、例えば、導電性樹脂を混練したポリエステル，エポ
キシ，フッ素樹脂等によって形成されている。そして、
該リング電極６４は、リング側半導電性膜６３および高
抵抗素子６６を介して給電される−６０〜−１２０ｋＶ
程度の高電圧を放電し、回転霧化頭２９の塗料放出端縁
２９Ｂから噴霧される塗料を帯電させる。

【００６９】６５はハウジング６２の外周側に位置して
軸方向に伸長するように設けられたリード線で、該リー
ド線６５は図５に示すようにリング側半導電性膜３６を
高電圧ケーブル１０を介して高電圧発生装置８に接続す
るものである。

【００７０】６６はリード線６３の途中に位置してハウ
ジング６２の筒部２２Ｂに埋設された高抵抗素子で、該
高抵抗素子６６の抵抗値は、リング側半導電性膜３６の
抵抗値と合計した抵抗値が１０⁷ 〜１０⁹ Ωの範囲、例
えば、高電圧が６０ｋＶ以下のときには１０⁷ 〜１０⁸
Ωとなるように設定され、６０ｋＶ以上のときには１０
⁸ 〜１０⁹ Ωとなるように設定される。

【００７１】従って、高抵抗素子６６によって大きな抵
抗値を得るようにしているから、塗装機が被塗物３と短
絡しても、該高抵抗素子６６よりも給電側に位置する高
電圧発生装置８、高電圧ケーブル１０、エアモータ２４
等に蓄えられた電荷が放電するのを抑えることができ
る。

【００７２】かくして、このように構成される本実施例
においても、前記第１の実施例とほぼ同様の作用効果を
得ることができるものの、特に、本実施例では、高抵抗
素子６６を介在したリード線６５およびリング側半導電
性膜６３を介して直接的にリング電極６４に高電圧を印
加するようにしているから、エアモータ２４やフィード
チューブ３８が高電圧に帯電して塗料中の顔料が析出す
るのを防止でき、異物の混入による塗装不良の発生を防
止して、塗装品質を向上することができる。

【００７３】なお、前記各実施例では、シェーピングエ
アリング３２の外側リング３３に電極形成突起３３Ｂを
設け、該電極形成突起３３Ｂの外面にリング電極３７，
６４をリング側半導電性膜３６，６３と一体に皮膜状に
形成するものとして例示したが、例えば、図７に示す第
１の変形例の如く、電極形成突起を廃止したシェーピン
グエアリング７１の外側リング７２の先端部に半導電性
材料から断面三角形状に形成されたリング電極７３を固
着し、該リング電極７３にリング側半導電性膜７４を電
気的に接続する構成としてもよく、またリング電極は半
導電性材料だけでなく導電性材料によって形成してもよ
い。

【００７４】また、前記各実施例では、ベル型（カップ
状）の回転霧化頭２９を用いた静電塗装機２１，６１を
例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例え
ば、図８に示す第２の変形例の如く、静電塗装機８１
を、ハウジング８２と、該ハウジング８２に内蔵された
エアモータ（図示せず）に回転可能に支持された回転軸
８３と、該回転軸８３の先端に取付けられたディスク型
の回転霧化頭８４と、前記ハウジング８２から該回転霧
化頭８４の外周側に向けて伸長した環状体８５と、該環
状体８５の先端に設けられたリング電極８６と、該リン
グ電極８６と高電圧発生装置とを接続する環状体側半導
電性膜８７とから構成してもよい。さらに、前述した第
２の実施例のように、図８中の点線で示す如く、回転霧
化頭８４の外周に霧化頭側半導電性膜８８を薄膜状に形
成してもよい。

【００７５】さらに、前記各実施例では、高電圧発生装
置８を静電塗装機の外部に設けた場合を例示したが、こ
れに替えて、高電圧発生装置を静電塗装機に内蔵するよ
うにしてもよい。

【００７６】

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１の発明によ
れば、回転霧化頭を絶縁樹脂材料によって形成すると共
に、同じく絶縁樹脂材料によって形成された環状体の周
面にはリング電極に高電圧発生手段からの高電圧を印加
するために環状体側半導電性膜を形成したから、塗装装
置を構成する部品の浮遊容量を、環状体の周面に形成し
た環状体側半導電性膜の各部分における抵抗で環状体の
周面に分布される分布容量とすることができ、それぞれ
の抵抗毎に分布容量が接続されたＬ型回路を環状体の周
面に複数個形成することになる。これにより、回転霧化
頭と被塗物とが異常接近したとしても、環状体の先端側
に形成されたリング電極側の位置にあるＬ型回路中の分
布容量から蓄えられた電荷を順次放電していくから、浮
遊容量に蓄えられた電荷が瞬時に放電するのを抑え、放
電エネルギを低くすることができる。しかも、浮遊容量
は複数の分布容量を並列に接続しているから、各分布容
量における静電容量は小さくなり、放電時における静電
エネルギを小さく抑えることができ、さらに半導電性膜
による各抵抗と分布容量からＬ型回路をなすために、該
Ｌ型回路の放電時には時定数によって電荷の放電速度を
遅らせることができ、分布容量から放電される電流値を
低く抑えることができる。この結果、放出される電荷を
制限して塗料が着火できるだけのエネルギが瞬時に放出
されるのを阻止し、火花放電を確実に防止でき、安全性
を高めることができる。

【００７７】請求項２の発明では、前記回転霧化頭の塗
料放出端縁外周に霧化頭側半導電性膜を形成したから、
環状体の先端に位置したリング電極に印加された高電圧
は霧化頭側半導電性膜にも給電され、回転霧化頭の塗料
放出端縁から放出される塗料粒子を直接帯電させること
ができる。これにより、静電塗装機の塗着効率を高める
ことができる。

【００７８】請求項３の発明では、ハウジングの周面に
半導電性通電膜を形成し、該半導電性通電膜，環状体側
半導電性膜を介してリング電極へ高電圧発生手段からの
高電圧を給電することができ、該リング電極近傍にコロ
ナ放電領域を形成し、該コロナ放電領域によって塗料放
出端縁から放出される塗料を帯電させることができる。
また、被塗物に塗装機が異常接近したときには、前記半
導電性通電膜は抵抗を有するから、高電圧の給電側の高
圧ケーブル等の浮遊容量に蓄えられた電荷が瞬時に放電
するのを防止する。

【００７９】請求項４の発明では、ハウジングに高抵抗
素子を設け、リング電極へはこの高抵抗素子、環状体側
半導電性膜を介して高電圧を印加するから、高圧ケーブ
ル等の浮遊容量に蓄えられた電荷が瞬時に放電するのを
防止する。また、塗料が高電圧に帯電するのを防止する
と共に、塗料中の顔料の析出を防止することにより、異
物の混入による塗装不良を防止して塗装品質を向上する
ことができる。

【００８０】請求項５の発明では、リング電極を環状体
の先端側表面に半導電性材料を皮膜状に形成したから、
当該リング電極を容易に形成することができる。

【００８１】請求項６の発明では、前記環状体をシェー
ピングエアリングとし、前記リング電極を該シェーピン
グエアリングの先端に設けたから、環状体としてシェー
ピングエアを噴出するシェーピングエアリングを用い、
該シェーピングエアリングの先端にリング電極を設ける
ことにより、別途環状体を設けることなく、在来からの
シェーピングエアリングを有効利用し、シェーピングエ
ア噴出機能に付加してリング電極を形成する部材として
活用することができ、設計変更することなく電極を設け
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例による静電塗装機を示す縦断面図
である。

【図２】図１中の回転霧化頭、シェーピングエアリン
グ、回転軸等を示す要部拡大縦断面図である。

【図３】第１の実施例における回転霧化頭と浮遊容量と
の関係を示す説明図である。

【図４】第２の実施例による静電塗装機中の回転霧化
頭、シェーピングエアリング、回転軸等を示す要部拡大
縦断面図である。

【図５】第３の実施例による静電塗装機を示す縦断面図
である。

【図６】図５中の回転霧化頭、シェーピングエアリン
グ、回転軸等を示す要部拡大縦断面図である。

【図７】第１の変形例によるシェーピングエアリング、
リング電極、半導電性膜を拡大して示す縦断面図であ
る。

【図８】第２の変形例による静電塗装機を示す縦断面図
である。

【図９】従来技術による静電塗装装置の系統図である。

【図１０】従来技術における回転霧化頭と浮遊容量との
関係を示す説明図である。

【符号の説明】

８高電圧発生装置２１，６１静電塗装機２２，６２，８２ハウジング２３半導電性通電膜３６，６３，７４，８７リング側半導電性膜（環状体
側半導電性膜）２８，８３回転軸２９，５１，８４回転霧化頭２９Ｂ，５１Ｂ，８４Ｂ塗料放出端縁３２，７１シェーピングエアリング（環状体）３７，６４，７６，８６リング電極５２，８８霧化頭側半導電性膜６５リード線６６高抵抗素子８５環状体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁樹脂材料からなり、内部に回転軸を
回転駆動するエアモータが設けられたハウジングと、絶
縁樹脂材料によって先端が塗料放出端縁となったカップ
状またはディスク状に形成され、該ハウジングの先端側
に位置した回転軸に設けられた回転霧化頭と、該回転霧
化頭の外周面を囲むように円環状に形成され、基端が前
記ハウジングに設けられると共に先端が該回転霧化頭の
塗料放出端縁近傍に位置する環状体と、半導電性材料ま
たは導電性材料によって形成され、該環状体の先端に設
けられたリング電極と、該リング電極に高電圧発生手段
からの高電圧を印加するため、前記環状体の周面に設け
られた半導電性材料からなる環状体側半導電性膜とから
構成してなる回転霧化型塗装装置。
【請求項２】前記回転霧化頭の塗料放出端縁外周には
半導電性材料からなる霧化頭側半導電性膜を形成してな
る請求項１に記載の回転霧化型塗装装置。
【請求項３】前記ハウジングの周面には、高電圧発生
手段から環状体側半導電性膜に高電圧を印加するために
半導電性材料からなる半導電性通電膜を形成してなる請
求項１記載の回転霧化頭型塗装装置。
【請求項４】前記ハウジングには、高電圧発生手段か
ら環状体側半導電性膜に高電圧を印加するためのリード
線を設け、該リード線の途中には高抵抗素子を設けてな
る請求項１記載の回転霧化頭型塗装装置。
【請求項５】前記リング電極は、前記環状体の先端側
表面に皮膜状に形成してなる請求項１記載の回転霧化頭
型塗装装置。
【請求項６】前記環状体は塗料噴霧パターンを成形す
るためのシェーピングエアを噴出するシェーピングエア
リングとし、前記リング電極を該シェーピングエアリン
グの先端に設けてなる請求項１記載の回転霧化頭型塗装
装置。