静電塗装装置
【目的】 電動モータを静電的な高電圧が掛かる部材から電気的に絶縁できると共に、静電塗装装置を小型化及び軽量化することができる静電塗装装置を提供すること。
【構成】 静電塗装装置１００は、静電的に高電圧が印加される回転霧化頭１２０と、静電的に接地されてなるＡＣサーボモータ１３０と、回転霧化頭１２０及びこれと同電位とされる増速機１２５から、ＡＣサーボモータ１３０を電気的に絶縁する回転軸１４０及び固設絶縁部材１５０を備える。回転軸１４０及び固設絶縁部材１５０は、増速機１２５からＡＣサーボモータ１３０に至る沿面絶縁距離ＡＢ，ＣＤ等を大きくする形態の絶縁距離長大化部１４３，１４１ｋｕｋ，１５３，１５５を有する。
【構成】 静電塗装装置１００は、静電的に高電圧が印加される回転霧化頭１２０と、静電的に接地されてなるＡＣサーボモータ１３０と、回転霧化頭１２０及びこれと同電位とされる増速機１２５から、ＡＣサーボモータ１３０を電気的に絶縁する回転軸１４０及び固設絶縁部材１５０を備える。回転軸１４０及び固設絶縁部材１５０は、増速機１２５からＡＣサーボモータ１３０に至る沿面絶縁距離ＡＢ，ＣＤ等を大きくする形態の絶縁距離長大化部１４３，１４１ｋｕｋ，１５３，１５５を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被塗物に静電塗装を行う静電塗装装置に関し、特に、回転して塗料を霧化する回転霧化頭を備える静電塗装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、回転して塗料を霧化する回転霧化頭を備え、自動車のボディ等の被塗物に対して静電塗装を行う静電塗装装置が知られている。このような静電塗装装置は、静電的な高電圧を印加した回転霧化頭を回転駆動し、この回転霧化頭に供給された流体塗料を遠心力で微粒化させると共に、回転霧化頭に印加された静電的な高電圧で微粒化した塗料粒子を帯電させて、外部に噴出する。一般的には、被塗物を陽極とし、静電塗装装置側を陰極として、両極間に静電界を構成し、負側に帯電した霧化塗料を静電力により被塗物に吸着させることで静電塗装を行う。
【０００３】
このような静電塗装装置が、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１の静電塗装装置は、回転霧化頭を回転駆動するための動力源として、電動モータを用いている。電動モータを利用すれば、立ち上がりや立ち下がりの制御応答性が良くなり、短時間のうちに（例えば０．５秒程度で）回転霧化頭を所望の回転数にすることができる。従って、エアモータの場合よりも効率よく塗装を行うことが可能となる。また、モータの回転数の安定性が良好になるので、塗装品質を向上させることができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−９８３８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
回転霧化頭には、静電的な高電圧が印加されるので、この高電圧が電動モータにも印加されると、その高電圧が電動モータの電源回路にも掛かり、該電源回路に負担が掛かる。このため、電動モータを回転霧化頭やこれと同電位とされる高電圧部材から、電気的に絶縁するのが好ましい。
しかしながら、回転霧化頭などに印加される電圧は、非常に高い電圧であるため、電動モータを回転霧化頭等から確実に絶縁するためには、回転霧化頭等と電動モータとの絶縁距離、特に沿面絶縁距離を十分に長くしなければならない。そうすると、絶縁距離を長く確保する分だけ、静電塗装装置が大型化してしまう。静電塗装装置は、例えばロボットに搭載して使用する場合があるため、小型化及び軽量化が望まれる。
【０００６】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、電動モータを静電的な高電圧が掛かる部材から電気的に確実に絶縁できると共に、静電塗装装置を小型化及び軽量化することができる静電塗装装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
その解決手段は、被塗物に静電塗装を行う回転霧化式の静電塗装装置であって、回転して塗料を霧化する回転霧化頭であって、静電的に高電圧が印加される回転霧化頭と、前記回転霧化頭を回転駆動する電動モータであって、静電的に接地されてなる電動モータと、前記回転霧化頭及びこれと同電位とされる高電圧部材から、前記電動モータを電気的に絶縁する絶縁部材であって、前記回転霧化頭又は前記高電圧部材から前記電動モータに至る沿面絶縁距離を大きくする形態の絶縁距離長大化部を一又は複数有する、一又は複数の絶縁部材と、を備える静電塗装装置である。
【０００８】
本発明の静電塗装装置は、回転霧化頭及び高電圧部材から電動モータを電気的に絶縁する絶縁部材を備える。このため、回転霧化頭や高電圧部材に印加された静電的な高電圧が、電動モータを通じてその電源回路へ掛かることがなくなり、該電源回路に負担が掛からない。
その上、絶縁部材は、沿面絶縁距離を大きくする形態の絶縁距離長大化部を有するので、回転霧化頭又は高電圧部材から電動モータに至る沿面絶縁距離を十分に大きくすることができる。このため、回転霧化頭又は高電圧部材から電動モータまでの距離を小さくした状態で、これらを静電塗装装置に配置できる。また、絶縁部材に絶縁距離長大化部を設けて沿面絶縁距離を稼ぐことで、絶縁部材も小型化及び軽量化できる。従って、電動モータを静電的な高電圧が掛かる部材から電気的に確実に絶縁できると共に、静電塗装装置を小型化及び軽量化することができる。
【０００９】
なお、「絶縁部材」は、上記沿面絶縁距離を大きくする形態の「絶縁距離長大化部」を有するものである。「絶縁距離長大化部」としては、例えば、後述するように、上記沿面絶縁距離を大きくするジグザグ状をなすジグザグ部や、上記沿面絶縁距離を大きくする延出形状をなす延出部などが挙げられる。
【００１０】
更に、上記の静電塗装装置であって、前記絶縁距離長大化部として、前記沿面絶縁距離を大きくするジグザグ状をなすジグザグ部を有する静電塗装装置とすると良い。
【００１１】
本発明の静電塗装装置は、前述の絶縁距離長大化部として、回転霧化頭又は高電圧部材から電動モータに至る沿面絶縁距離を大きくするジグザグ状をなすジグザグ部を有する。このようなジグザグ部を設けることにより、上記沿面絶縁距離を容易に大きくすることができるので、回転霧化頭又は高電圧部材から電動モータを確実に絶縁できる。
【００１２】
更に、上記のいずれかに記載の静電塗装装置であって、前記絶縁距離長大化部として、前記沿面絶縁距離を大きくする延出形状をなす延出部を有する静電塗装装置とすると良い。
【００１３】
本発明の静電塗装装置は、前述の絶縁距離長大化部として、回転霧化頭又は高電圧部材から電動モータに至る沿面絶縁距離を大きくする延出形状をなす延出部を有する。このような延出部を設けることにより、上記沿面絶縁距離を容易に大きくすることができるので、回転霧化頭又は高電圧部材から電動モータを確実に絶縁できる。
【００１４】
更に、上記のいずれかに記載の静電塗装装置であって、前記電動モータに挿通される回転軸を電気絶縁材により形成すると共に、この回転軸に前記絶縁距離長大化部を設けて、この回転軸を前記絶縁部材の１つとしてなる静電塗装装置とすると良い。
【００１５】
本発明の静電塗装装置では、回転軸を電気絶縁材により形成すると共に、この回転軸に絶縁距離長大化部を設けて、前述の絶縁部材としている。このように回転軸を前述の絶縁部材とすることで、回転霧化頭又は高電圧部材から電動モータをより確実に絶縁できる。
【００１６】
更に、上記の静電塗装装置であって、前記回転軸を絶縁性樹脂により形成してなり、前記回転霧化頭及び前記回転軸にそれぞれ接続され、前記回転軸の回転を増速して前記回転霧化頭に伝達する増速機を更に備える静電塗装装置とすると良い。
【００１７】
本発明の静電塗装装置は、増速機を備えるので、増速機で増速する分だけ、電動モータの回転数を小さくできる。このため、回転軸を絶縁性樹脂により形成しているにも拘わらず、回転軸に遠心力等に起因する破損が生じにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１に本実施形態に係る静電塗装装置１００を示す。また、図２に図１におけるＡ−Ａ断面図を示す。また、図３にこの静電塗装装置１００の先端側部分を拡大して示す。また、図４に静電塗装装置１００を構成する回転軸（第１絶縁部材）１４０を示し、図５に固設絶縁部材（第２絶縁部材）１５０を示す。
この静電塗装装置１００は、図１中に一部を破線で示すロボットのアームＡＭに搭載して、被塗物である自動車のボディ（図示しない）に対して静電塗装を行う装置である。なお、図１，図３〜図５においては、図中の左側が先端側、図中の右側が後端側、図中の上側が上側、図中の下側が下側となる。
【００１９】
この静電塗装装置１００は、図１に示すように、ハウジング１１０と、このハウジング１１０よりも先端側に取り付けられた回転霧化頭１２０と、回転霧化頭１２０に機械的に接続された増速機（高電圧部材）１２５とを備える。また、静電塗装装置１００は、回転霧化頭１２０の駆動源となるＡＣサーボモータ（電動モータ）１３０と、このＡＣサーボモータ１３０に挿通され、増速機１２５に機械的に接続された回転軸１４０とを備える。更に、静電塗装装置１００は、増速機１２５とＡＣサーボモータ１３０との間に固設した固設絶縁部材１５０と、塗料が充填される塗料カートリッジ１６０と、塗料を汲み出す塗料バルブ１６５とを備える。
【００２０】
このうち、ハウジング１１０は、絶縁性樹脂から形成されてなり、図１及び図３に示すように、その先端側の開口１１０ｃには、これを閉塞するようにして金属製の先端部材１１５が固設されている。この先端部材１１５には、その内外間を貫通するエア噴出部１１６が設けられている。このエア噴出部１１６は、シェーピングエアＳＡを外部（図１中、左側）に噴射するエア噴出口１１６ｃを有する。また、このエア噴出部１１６は、その後端側において後述するエア通路１８０に連通している。このため、エア通路１８０からエア噴出部１１６に圧縮空気（本実施形態では後述する空冷エアＫＡ）が供給されると、その圧縮空気（空冷エアＫＡ）の全量をシェーピングエアＳＡの全量として、エア噴出口１１６ｃから噴射する。
【００２１】
また、この先端部材１１５には、ハウジング１１０内の下方側に配設された高電圧カスケード（高電圧発生器）１１９が、ハウジング１１０内に配置した高電圧ケーブル１１８を介して、電気的に接続されている。この高電圧カスケード１１９は、静電的な高電圧を発生させて、これを先端部材１１５に印加する。これにより、先端部材１１５は、使用時に−９０ｋＶ程度の電位となる。
【００２２】
先端部材１１５の先端側には、金属製の回転霧化頭１２０が回転自在に取り付けられ、一方、先端部材１１５の後端側には、回転霧化頭１２０と機械的に接続する増速機１２５が配設されている。
回転霧化頭１２０は、上記のように増速機１２５と機械的に接続しており、増速機１２５は、後端側において後述するＡＣサーボモータ１３０に挿通された回転軸１４０と機械的に接続している。このため、回転霧化頭１２０は、増速機１２５及び回転軸１４０を介して、ＡＣサーボモータ１３０の回転駆動力により回転駆動する。
また、前述したように、先端部材１１５には、高電圧カスケード１１９により静電的な高電圧が印加される。先端部材１１５に固設された増速機１２５とこれに接続した回転霧化頭１２０も金属から形成されているので、増速機１２５及び回転霧化頭１２０にも同様に静電的な高電圧が印加されて、いずれも−９０ｋＶ程度の電位となる。
【００２３】
また、回転霧化頭１２０には、その径方向中央にＳＵＳチューブからなる塗料供給管１７０（図１及び図３の他、図２も参照）が接続されている。回転霧化頭１２０は、ＡＣサーボモータ１３０及び増速機１２５により高速回転（本実施形態では約３万回転）し、塗料供給管１７０からこの回転霧化頭１２０に供給された流体塗料をその遠心力で微粒子化させて、外部に噴射する。その際、回転霧化頭１２０には、静電的な高電圧が印加されるので、回転霧化頭１２０に供給された塗料は負に帯電する。従って、被塗物である自動車のボディを相対的に正電圧（具体的には接地電圧）として塗装を行えば、回転霧化頭１２０と自動車のボディとの間に静電界が形成されて、負に帯電した霧化塗料を自動車のボディに効率よく塗着させることができる。
【００２４】
増速機１２５は、公知の構成を有する。即ち、この増速機１２５は、図示しない前段遊星歯車機構と後段遊星歯車機構との２段の増速機構を有する。このうち、前段遊星歯車機構側の入力軸には、後述する回転軸１４０が機械的に接続されており、一方、後段遊星歯車機構側の出力軸には、回転霧化頭１２０が機械的に接続されている。これにより、ＡＣサーボモータ１３０の回転駆動力が、増速機１２５の前段遊星歯車機構と後段遊星歯車機構とで２段に増速された後、回転霧化頭１２０に伝達される。本実施形態の増速機１２５は、６倍に増速するので、ＡＣサーボモータ１３０の回転数を５千回転とすることにより、回転霧化頭１２０の回転数を、塗料の噴霧に必要となる３万回転とすることができる。
【００２５】
ＡＣサーボモータ１３０は、ハウジング１１０内のうち、増速機１２５よりも後端側の所定位置に配設されている。このＡＣサーボモータ１３０は、その外周面１３０ｇが、周方向に延びる凸部と凹部が軸線方向に交互に並んで形成されたジグザグ状の凹凸形状とされている（図３参照）。従って、この外周面１３０ｇは、凹凸がない場合に比して、表面積が大幅に大きくなっている。なお、図１では、記載の都合上、凹凸を省略してある。このＡＣサーボモータ１３０は、電源ケーブル１３３等を介して、図示外の電源回路と電気的に接続されており、その電源回路から供給される電力により回転駆動する。ＡＣサーボモータ１３０は、電源ケーブル１３３等を介して外部に繋がり、静電的に接地されている。
【００２６】
ＡＣサーボモータ１３０には、その径方向中央に回転軸１４０が挿通されている。この回転軸１４０は、絶縁性樹脂により一体成形されている。この回転軸１４０は、図４に別途示すように、先端側から後端側に円筒状をなして延びる筒状部１４１を有する。この筒状部１４１は、その軸線方向中央よりも後端側に位置し、肉薄に形成された後端側肉薄部１４１ｋｕと、軸線方向中央よりも先端側に位置し、肉厚に形成された肉厚部１４１ｗと、この肉厚部１４１ｗよりも更に先端側に位置し、肉薄に小さく形成された先端側肉薄部１４１ｓｕとからなる。
【００２７】
後端側肉薄部１４１ｋｕのうち、自身の中央よりも先端側に位置する先端側部１４１ｋｕｓは、ＡＣサーボモータ１３０内に挿通されており、一方、自身の中央よりも後端側に位置する後端側部（第１延出部（絶縁距離長大化部））１４１ｋｕｋは、ＡＣサーボモータ１３０から後端側に向かって延出している。また、肉厚部１４１ｗのうち、自身の中央よりも後端側に位置する後端側部１４１ｗｋは、ＡＣサーボモータ１３０内に挿通されており、一方、自身の中央よりも先端側に位置する先端側部１４１ｗｓは、ＡＣサーボモータ１３０から先端側に向かって延出している。この肉厚部１４１ｗの先端近傍は、増速機１２５に機械的に接続されている。
【００２８】
また、筒状部１４１の径方向内側には、間隙を介して、絶縁性樹脂からなる円筒状の樹脂管１７３が配設されている（図１〜図３参照）。この樹脂管１７３は、回転霧化頭１２０に塗料を供給する塗料供給管１７０を隙間なく覆っている。この樹脂管１７３は、回転軸１４０の筒状部１４１と共に、ＡＣサーボモータ１３０を静電的な高電圧から電気的に絶縁するためのものである。即ち、前述したように、先端部材１１５には、高電圧カスケード１１９により静電的な高電圧が印加され、増速機１２５及び回転霧化頭１２０にも静電的な高電圧が印加されるので、回転霧化頭１２０に供給される塗料にも、静電的な高電圧が印加される。このため、ＡＣサーボモータ１３０の内部に挿通された金属製の塗料供給管１７０も、塗料から静電的な高電圧が印加されて、−９０ｋＶ程度の電位となる。従って、この高電圧とされる塗料供給管１７０からＡＣサーボモータ１３０を電気的に絶縁するために、塗料供給管１７０とＡＣサーボモータ１３０との間に、樹脂管１７３と樹脂製の回転軸１４０（筒状部１４１）とを配置している。
【００２９】
また、回転軸１４０の筒状部１４１のうち、肉厚部１４１ｗの先端側部１４１ｗｓの径方向外側には、図４に示すように、ジグザグ状で断面櫛歯状をなす第１ジグザグ部（絶縁距離長大化部）１４３が設けられている。この第１ジグザグ部１４３は、肉厚部１４１ｗの先端側部１４１ｗｓから径方向外側に円板状に延出する円板部１４３ａを有する。また、第１ジグザグ部１４３は、円板部１４３ａの径方向内側寄りの所定位置から先端側に延出し、肉厚部１４１ｗの先端側部１４１ｗｓの外側を同心円状に取り囲む円筒状の第１−１円筒部１４３ｂを有する。また、第１ジグザグ部１４３は、円板部１４３ａの所定位置から先端側に延出し、第１−１円筒部１４３ｂの外側を同心円状に取り囲む円筒状の第１−２円筒部１４３ｃを有する。更に、第１ジグザグ部１４３は、円板部１４３ａの径方向外側の所定位置から先端側に延出し、第１−２円筒部１４３ｃの外側を同心円状に取り囲む円筒状の第１−３円筒部１４３ｄを有する。
【００３０】
このように本実施形態では、回転軸１４０が第１ジグザグ部１４３を有しているので、静電的な高電圧が印加される増速機１２５からＡＣサーボモータ１３０までの沿面絶縁距離が十分に長くなっている。具体的に説明すると、増速機１２５のうちの後端側に位置する部位Ａから、ＡＣサーボモータ１３０のうちの先端側に位置する部位Ｂまでの沿面絶縁距離ＡＢが、第１ジグザグ部１４３が存在することにより、大幅に長くなっている。従って、増速機１２５からＡＣサーボモータ１３０まで届く沿面放電を確実に防止できるので、ＡＣサーボモータ１３０を増速機１２５から確実に絶縁できる。なお、本実施形態では、回転霧化頭１２０は、増速機１２５よりも更に先端側に離れて配置されているので、ＡＣサーボモータ１３０は、回転霧化頭１２０からも確実に絶縁されている。
【００３１】
また、回転軸１４０は、後端側肉薄部１４１ｋｕの後端側部（第１延出部）１４１ｋｕｋを有しているので、これによっても静電的な高電圧が印加される増速機１２５からＡＣサーボモータ１３０までの沿面絶縁距離が十分に長くなっている。具体的には、増速機１２５のうちの後端側に位置する部位Ｃから、ＡＣサーボモータ１３０のうちの後端側に位置する部位Ｄまでの、ＡＣサーボモータ１３０の内部を通る沿面絶縁距離ＣＤが、後端側部１４１ｋｕｋが存在することにより、大幅に長くなっている。従って、増速機１２５からＡＣサーボモータ１３０まで届く沿面放電を確実に防止できるので、ＡＣサーボモータ１３０を増速機１２５から確実に絶縁できる。
【００３２】
また、ＡＣサーボモータ１３０と増速機１２５との間には、固設絶縁部材１５０が介在している。この固設絶縁部材１５０は、絶縁性樹脂から一体成形されている。この固設絶縁部材１５０は、図５に別途示すように、その大部分がＡＣサーボモータ１３０と増速機１２５との間に位置して、先端側で増速機１２５に当接すると共に、後端側でＡＣサーボモータ１３０に当接する概略筒状の本体部１５１を有する。
【００３３】
本体部１５１の径方向内側には、ジグザグ状で断面櫛歯状をなす第２ジグザグ部（絶縁距離長大化部）１５３が設けられている。この第２ジグザグ部１５３は、本体部１５１の所定位置から後端側に延出し、回転軸１４０のうち肉厚部１４１ｗの先端側部１４１ｗｓの外側を同心円状に取り囲む円筒状の第２−１円筒部１５３ｂを有する。また、第２ジグザグ部１５３は、本体部１５１の所定位置から後端側に延出し、第２−１円筒部１５３ｂの外側を同心円状に取り囲む円筒状の第２−２円筒部１５３ｃを有する。更に、第２ジグザグ部１５３は、本体部１５１の所定位置から後端側に延出し、第２−２円筒部１５３ｃの外側を同心円状に取り囲む円筒状の第２−３円筒部１５３ｄを有する。
【００３４】
第２ジグザグ部１５３の第２−１円筒部１５３ｂは、回転軸１４０の肉厚部１４１ｗの径方向外側であり、かつ、回転軸１４０における第１ジグザグ部１４３の第１−１円筒部１４３ｂの径方向内側に配置されている（図５の他、図４も参照）。また、第２ジグザグ部１５３の第２−２円筒部１５３ｃは、第１ジグザグ部１４３の第１−１円筒部１４３ｂの径方向外側であり、かつ、第１ジグザグ部１４３の第１−２円筒部１４３ｃの径方向内側に配置されている。また、第２ジグザグ部１５３の第２−３円筒部１５３ｄは、第１ジグザグ部１４３の第１−２円筒部１４３ｃの径方向外側であり、かつ、第１ジグザグ部１４３の第１−３円筒部１４３ｄの径方向内側に配置されている。
【００３５】
また、本体部１５１の後端側には、本体部１５１から後端側に向かって延出する円筒状の第２延出部（絶縁距離長大化部）１５５が設けられている。この第２延出部１５５は、ＡＣサーボモータ１３０の外周面１３０ｇよりも径方向外側に配置されている。
【００３６】
このように本実施形態では、固設絶縁部材１５０が第２ジグザグ部１５３を有しているので、静電的な高電圧が印加される増速機１２５からＡＣサーボモータ１３０までの沿面絶縁距離が十分に長くなっている。具体的に説明すると、増速機１２５のうちの後端側に位置する部位Ｅから、ＡＣサーボモータ１３０のうちの先端側に位置する部位Ｆまでの沿面絶縁距離ＥＦが、第２ジグザグ部１５３が存在することにより、大幅に長くなっている。従って、ＡＣサーボモータ１３０を増速機１２５から確実に絶縁できる。なお、本実施形態では、回転霧化頭１２０は、増速機１２５よりも更に先端側に離れて配置されているので、ＡＣサーボモータ１３０は、回転霧化頭１２０からも確実に絶縁されている。
【００３７】
また、固設絶縁部材１５０は、第２延出部１５５を有しているので、これによっても静電的な高電圧が印加される増速機１２５からＡＣサーボモータ１３０までの沿面絶縁距離が十分に長くなっている。具体的には、増速機１２５の部位ＧからＡＣサーボモータ１３０の部位Ｈまでの沿面絶縁距離ＧＨが、第２延出部１５５が存在することにより、大幅に長くなっている。従って、ＡＣサーボモータ１３０を増速機１２５から確実に絶縁できる。
【００３８】
次に、空冷エアＫＡが流通するエア通路１８０について説明する（図１及び図３参照）。このエア通路１８０は、ＡＣサーボモータ１３０の外周面１３０ｇの後端近傍からこの外周面１３０ｇに沿って先端側に延びる第１通路部１８１を有する。この第１通路部１８１は、ハウジング１１０のうち、ＡＣサーボモータ１３０の外周面１３０ｇを取り囲む円筒状のハウジング筒部１１１の内周面１１１ｆによって構成されており、第１通路部１８１内には、ＡＣサーボモータ１３０の外周面１３０ｇが露出している。
【００３９】
また、この第１通路部１８１の後端部１８１ｋは、図示しない通路部を介して、静電塗装装置１００の外部に通じており、外部に設置された図示外の加圧エア源に接続されている。このため、加圧エア源から空冷エア（圧縮空気）ＫＡがエア通路１８０に供給されると、空冷エアＫＡは第１通路部１８１をその後端部１８１ｋから先端部１８１ｓに向かって流れる。その際、この第１通路部１８１内には、ＡＣサーボモータ１３０の凹凸状をなす表面積の大きい外周面１３０ｇが露出しているので、ＡＣサーボモータ１３０が空冷エアＫＡにより効率よく冷却される。
【００４０】
また、エア通路１８０は、第１通路部１８１の先端部１８１ｓと繋がり、第１通路部１８１の径方向外側を後端側に延びる第２通路部１８３を有する。この第２通路部１８３は、ハウジング１１０のハウジング筒部１１１の外周面１１１ｇと、固設絶縁部材１５０の第２延出部１５５の内周面１１５ｆによって構成されている。ＡＣサーボモータ１３０を冷却しながら第１通路部１８１を流れてきた空冷エアＫＡは、この第２通路部１８３をその先端部１８３ｓから後端部１８３ｋへと流れる。
【００４１】
また、エア通路１８０は、第２通路部１８３よりも径方向外側に配置され、一方で第２通路部１８３の後端部１８３ｋに繋がると共に、他方でエア噴出部１１６に繋がる第３通路部１８５を有する。この第３通路部１８５は、ハウジング１１０の内周面１１１ｆと固設絶縁部材１５０の外周面１５０ｇ、及び、先端部材１１５の内面１１５ｆと増速機１２５の外周面１２５ｇによって構成される。第２通路部１８３を流れてきた空冷エアＫＡは、この第３通路部１８５をその後端部１８５ｋから先端部１８５ｓへと流れる。そして、空冷エアＫＡはエア噴出部１１６に供給される。その後は、この空冷エアＫＡの全量が、シェーピングエアＳＡの全量として、エア噴出口１１６ｃから外部に噴射される。
【００４２】
また、静電塗装装置１００は、図１に示すように、樹脂製の塗料カートリッジ１６０を備える。この塗料カートリッジ１６０は、ハウジング１１０の後端側に装着されている。この塗料カートリッジ１６０には、塗装に用いる水性塗料が充填されている。また、この塗料カートリッジ１６０の先端側には、ハウジング１１０内のうち、ＡＣサーボモータ１３０よりも後端側に配設された金属製の塗料バルブ１６５が接続されている。この塗料バルブ１６５は、塗料カートリッジ１６０から塗料を汲み出し、塗料供給管１７０を通じて、回転霧化頭１２０に塗料を供給する。
【００４３】
前述したように、高電圧カスケード１１９により、先端部材１１５、増速機１２５及び回転霧化頭１２０には、静電的な高電圧が印加されるので、回転霧化頭１２０に供給される塗料にも、静電的な高電圧が印加される。また、この塗料は、上記のように、塗料カートリッジ１６０から塗料バルブ１６５、塗料供給管１７０を通じて回転霧化頭１２０に供給される。このため、塗料に静電的な高電圧が印加されると、金属製の塗料バルブ１６５や塗料供給管１７０にも、静電的な高電圧が印加されて、いずれも−９０ｋＶ程度の電位となる。しかしながら、塗料バルブ１６５とＡＣサーボモータと１３０との間には、絶縁性樹脂からなるハウジング１１０の一部が介在するので、ＡＣサーボモータ１３０は、静電的な高電圧が掛かる塗料バルブ１６５からも確実に電気的に絶縁されている。
【００４４】
以上で説明したように、本実施形態の静電塗装措置１００は、回転霧化頭１２０及び増速機１２５からＡＣサーボモータ１３０を電気的に絶縁する回転軸１４０及び固設絶縁部材１５０を備えるので、回転霧化頭１２０や増速機１２５に印加された静電的な高電圧が、ＡＣサーボモータ１３０を通じてその電源回路へ掛かることがなくなり、該電気回路に負担が掛からない。
【００４５】
その上、回転軸１４０は、絶縁距離長大化部として、第１ジグザグ部１４３と後端側肉薄部１４１ｋｕの後端側部（第１延出部）１４１ｋｕｋを有するので、増速機１２５からＡＣサーボモータ１３０に至る沿面絶縁距離ＡＢ，ＣＤを大きくすることができる。このため、増速機１２５とＡＣサーボモータ１３０との距離を小さくして、これらを静電塗装装置１００内に配置できる。また、回転軸１４０も、特にその軸線方向について小型化して、軽量化できる。従って、ＡＣサーボモータ１３０を静電的な高電圧が掛かる増速機１２５から電気的に確実に絶縁しつつ、静電塗装装置１００を小型化及び軽量化することができる。
【００４６】
また、固設絶縁部材１５０は、絶縁距離長大化部として、第２ジグザグ部１５３と第２延出部１５５を有するので、増速機１２５からＡＣサーボモータ１３０に至る沿面絶縁距離ＥＦ，ＧＨを大きくすることができる。このため、増速機１２５とＡＣサーボモータ１３０との距離を小さくして、これらを静電塗装装置１００内に配置できる。また、固設絶縁部材１５０も、特にその軸線方向について小型化して、軽量化できる。従って、ＡＣサーボモータ１３０を静電的な高電圧が掛かる増速機１２５から電気的に確実に絶縁しつつ、静電塗装装置１００を小型化及び軽量化することができる。
【００４７】
更に、本実施形態では、回転軸１４０及び固設絶縁部材１５０に、絶縁距離長大化部として、第１ジグザグ部１４３、後端側部（第１延出部）１４１ｋｕｋ、第２ジグザグ部１５３、及び、第２延出部１５５を有するので、上記沿面絶縁距離ＡＢ，ＣＤ，ＥＦ，ＧＨを、容易に大きくすることができ、増速機１２５からＡＣサーボモータ１３０を確実に絶縁できる。
更に、本実施形態では、増速機１２５を備えるので、増速機１２５で増速する分だけ、ＡＣサーボモータ１３０の回転数を小さくできる。具体的には、ＡＣサーボモータ１３０の回転数を回転霧化頭１２０の回転数の６分の１である５千回転に小さくできる。このため、回転軸１４０を金属等に比して剛性の低い絶縁性樹脂により形成しているにも拘わらず、回転軸１４０に遠心力等に起因する破損が生じにくい。
【００４８】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】実施形態に係る静電塗装装置の側面断面図である。
【図２】実施形態に係る静電塗装装置のうち、図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】実施形態に係る静電塗装装置のうち、図１の先端側の部分を拡大して示す部分断面図である。
【図４】実施形態に係る静電塗装装置のうち、回転軸を示す説明図である。
【図５】実施形態に係る静電塗装装置のうち、固設絶縁部材を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１００ 静電塗装装置
１１０ ハウジング
１１６ｃ エア噴出口
１１６ エア噴出部
１２０ 回転霧化頭
１２５ 増速機（高電圧部材）
１３０ ＡＣサーボモータ（電動モータ）
１３０ｇ 外周面
１４０ 回転軸（第１絶縁部材）
１４１ 筒状部
１４１ｋｕｋ （後端側肉薄部の）後端側部（第１延出部）（絶縁距離長大化部）
１４３ 第１ジグザグ部（絶縁距離長大化部）
１５０ 固設絶縁部材（第２絶縁部材）
１５１ 本体部
１５３ 第２ジグザグ部（絶縁距離長大化部）
１５５ 第２延出部（絶縁距離長大化部）
１６０ 塗料カートリッジ
１６５ 塗料バルブ
１７０ 塗料供給管
１８０ エア通路
ＫＡ 空冷エア
ＳＡ シェーピングエア
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被塗物に静電塗装を行う静電塗装装置に関し、特に、回転して塗料を霧化する回転霧化頭を備える静電塗装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、回転して塗料を霧化する回転霧化頭を備え、自動車のボディ等の被塗物に対して静電塗装を行う静電塗装装置が知られている。このような静電塗装装置は、静電的な高電圧を印加した回転霧化頭を回転駆動し、この回転霧化頭に供給された流体塗料を遠心力で微粒化させると共に、回転霧化頭に印加された静電的な高電圧で微粒化した塗料粒子を帯電させて、外部に噴出する。一般的には、被塗物を陽極とし、静電塗装装置側を陰極として、両極間に静電界を構成し、負側に帯電した霧化塗料を静電力により被塗物に吸着させることで静電塗装を行う。
【０００３】
このような静電塗装装置が、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１の静電塗装装置は、回転霧化頭を回転駆動するための動力源として、電動モータを用いている。電動モータを利用すれば、立ち上がりや立ち下がりの制御応答性が良くなり、短時間のうちに（例えば０．５秒程度で）回転霧化頭を所望の回転数にすることができる。従って、エアモータの場合よりも効率よく塗装を行うことが可能となる。また、モータの回転数の安定性が良好になるので、塗装品質を向上させることができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−９８３８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
回転霧化頭には、静電的な高電圧が印加されるので、この高電圧が電動モータにも印加されると、その高電圧が電動モータの電源回路にも掛かり、該電源回路に負担が掛かる。このため、電動モータを回転霧化頭やこれと同電位とされる高電圧部材から、電気的に絶縁するのが好ましい。
しかしながら、回転霧化頭などに印加される電圧は、非常に高い電圧であるため、電動モータを回転霧化頭等から確実に絶縁するためには、回転霧化頭等と電動モータとの絶縁距離、特に沿面絶縁距離を十分に長くしなければならない。そうすると、絶縁距離を長く確保する分だけ、静電塗装装置が大型化してしまう。静電塗装装置は、例えばロボットに搭載して使用する場合があるため、小型化及び軽量化が望まれる。
【０００６】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、電動モータを静電的な高電圧が掛かる部材から電気的に確実に絶縁できると共に、静電塗装装置を小型化及び軽量化することができる静電塗装装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
その解決手段は、被塗物に静電塗装を行う回転霧化式の静電塗装装置であって、回転して塗料を霧化する回転霧化頭であって、静電的に高電圧が印加される回転霧化頭と、前記回転霧化頭を回転駆動する電動モータであって、静電的に接地されてなる電動モータと、前記回転霧化頭及びこれと同電位とされる高電圧部材から、前記電動モータを電気的に絶縁する絶縁部材であって、前記回転霧化頭又は前記高電圧部材から前記電動モータに至る沿面絶縁距離を大きくする形態の絶縁距離長大化部を一又は複数有する、一又は複数の絶縁部材と、を備える静電塗装装置である。
【０００８】
本発明の静電塗装装置は、回転霧化頭及び高電圧部材から電動モータを電気的に絶縁する絶縁部材を備える。このため、回転霧化頭や高電圧部材に印加された静電的な高電圧が、電動モータを通じてその電源回路へ掛かることがなくなり、該電源回路に負担が掛からない。
その上、絶縁部材は、沿面絶縁距離を大きくする形態の絶縁距離長大化部を有するので、回転霧化頭又は高電圧部材から電動モータに至る沿面絶縁距離を十分に大きくすることができる。このため、回転霧化頭又は高電圧部材から電動モータまでの距離を小さくした状態で、これらを静電塗装装置に配置できる。また、絶縁部材に絶縁距離長大化部を設けて沿面絶縁距離を稼ぐことで、絶縁部材も小型化及び軽量化できる。従って、電動モータを静電的な高電圧が掛かる部材から電気的に確実に絶縁できると共に、静電塗装装置を小型化及び軽量化することができる。
【０００９】
なお、「絶縁部材」は、上記沿面絶縁距離を大きくする形態の「絶縁距離長大化部」を有するものである。「絶縁距離長大化部」としては、例えば、後述するように、上記沿面絶縁距離を大きくするジグザグ状をなすジグザグ部や、上記沿面絶縁距離を大きくする延出形状をなす延出部などが挙げられる。
【００１０】
更に、上記の静電塗装装置であって、前記絶縁距離長大化部として、前記沿面絶縁距離を大きくするジグザグ状をなすジグザグ部を有する静電塗装装置とすると良い。
【００１１】
本発明の静電塗装装置は、前述の絶縁距離長大化部として、回転霧化頭又は高電圧部材から電動モータに至る沿面絶縁距離を大きくするジグザグ状をなすジグザグ部を有する。このようなジグザグ部を設けることにより、上記沿面絶縁距離を容易に大きくすることができるので、回転霧化頭又は高電圧部材から電動モータを確実に絶縁できる。
【００１２】
更に、上記のいずれかに記載の静電塗装装置であって、前記絶縁距離長大化部として、前記沿面絶縁距離を大きくする延出形状をなす延出部を有する静電塗装装置とすると良い。
【００１３】
本発明の静電塗装装置は、前述の絶縁距離長大化部として、回転霧化頭又は高電圧部材から電動モータに至る沿面絶縁距離を大きくする延出形状をなす延出部を有する。このような延出部を設けることにより、上記沿面絶縁距離を容易に大きくすることができるので、回転霧化頭又は高電圧部材から電動モータを確実に絶縁できる。
【００１４】
更に、上記のいずれかに記載の静電塗装装置であって、前記電動モータに挿通される回転軸を電気絶縁材により形成すると共に、この回転軸に前記絶縁距離長大化部を設けて、この回転軸を前記絶縁部材の１つとしてなる静電塗装装置とすると良い。
【００１５】
本発明の静電塗装装置では、回転軸を電気絶縁材により形成すると共に、この回転軸に絶縁距離長大化部を設けて、前述の絶縁部材としている。このように回転軸を前述の絶縁部材とすることで、回転霧化頭又は高電圧部材から電動モータをより確実に絶縁できる。
【００１６】
更に、上記の静電塗装装置であって、前記回転軸を絶縁性樹脂により形成してなり、前記回転霧化頭及び前記回転軸にそれぞれ接続され、前記回転軸の回転を増速して前記回転霧化頭に伝達する増速機を更に備える静電塗装装置とすると良い。
【００１７】
本発明の静電塗装装置は、増速機を備えるので、増速機で増速する分だけ、電動モータの回転数を小さくできる。このため、回転軸を絶縁性樹脂により形成しているにも拘わらず、回転軸に遠心力等に起因する破損が生じにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１に本実施形態に係る静電塗装装置１００を示す。また、図２に図１におけるＡ−Ａ断面図を示す。また、図３にこの静電塗装装置１００の先端側部分を拡大して示す。また、図４に静電塗装装置１００を構成する回転軸（第１絶縁部材）１４０を示し、図５に固設絶縁部材（第２絶縁部材）１５０を示す。
この静電塗装装置１００は、図１中に一部を破線で示すロボットのアームＡＭに搭載して、被塗物である自動車のボディ（図示しない）に対して静電塗装を行う装置である。なお、図１，図３〜図５においては、図中の左側が先端側、図中の右側が後端側、図中の上側が上側、図中の下側が下側となる。
【００１９】
この静電塗装装置１００は、図１に示すように、ハウジング１１０と、このハウジング１１０よりも先端側に取り付けられた回転霧化頭１２０と、回転霧化頭１２０に機械的に接続された増速機（高電圧部材）１２５とを備える。また、静電塗装装置１００は、回転霧化頭１２０の駆動源となるＡＣサーボモータ（電動モータ）１３０と、このＡＣサーボモータ１３０に挿通され、増速機１２５に機械的に接続された回転軸１４０とを備える。更に、静電塗装装置１００は、増速機１２５とＡＣサーボモータ１３０との間に固設した固設絶縁部材１５０と、塗料が充填される塗料カートリッジ１６０と、塗料を汲み出す塗料バルブ１６５とを備える。
【００２０】
このうち、ハウジング１１０は、絶縁性樹脂から形成されてなり、図１及び図３に示すように、その先端側の開口１１０ｃには、これを閉塞するようにして金属製の先端部材１１５が固設されている。この先端部材１１５には、その内外間を貫通するエア噴出部１１６が設けられている。このエア噴出部１１６は、シェーピングエアＳＡを外部（図１中、左側）に噴射するエア噴出口１１６ｃを有する。また、このエア噴出部１１６は、その後端側において後述するエア通路１８０に連通している。このため、エア通路１８０からエア噴出部１１６に圧縮空気（本実施形態では後述する空冷エアＫＡ）が供給されると、その圧縮空気（空冷エアＫＡ）の全量をシェーピングエアＳＡの全量として、エア噴出口１１６ｃから噴射する。
【００２１】
また、この先端部材１１５には、ハウジング１１０内の下方側に配設された高電圧カスケード（高電圧発生器）１１９が、ハウジング１１０内に配置した高電圧ケーブル１１８を介して、電気的に接続されている。この高電圧カスケード１１９は、静電的な高電圧を発生させて、これを先端部材１１５に印加する。これにより、先端部材１１５は、使用時に−９０ｋＶ程度の電位となる。
【００２２】
先端部材１１５の先端側には、金属製の回転霧化頭１２０が回転自在に取り付けられ、一方、先端部材１１５の後端側には、回転霧化頭１２０と機械的に接続する増速機１２５が配設されている。
回転霧化頭１２０は、上記のように増速機１２５と機械的に接続しており、増速機１２５は、後端側において後述するＡＣサーボモータ１３０に挿通された回転軸１４０と機械的に接続している。このため、回転霧化頭１２０は、増速機１２５及び回転軸１４０を介して、ＡＣサーボモータ１３０の回転駆動力により回転駆動する。
また、前述したように、先端部材１１５には、高電圧カスケード１１９により静電的な高電圧が印加される。先端部材１１５に固設された増速機１２５とこれに接続した回転霧化頭１２０も金属から形成されているので、増速機１２５及び回転霧化頭１２０にも同様に静電的な高電圧が印加されて、いずれも−９０ｋＶ程度の電位となる。
【００２３】
また、回転霧化頭１２０には、その径方向中央にＳＵＳチューブからなる塗料供給管１７０（図１及び図３の他、図２も参照）が接続されている。回転霧化頭１２０は、ＡＣサーボモータ１３０及び増速機１２５により高速回転（本実施形態では約３万回転）し、塗料供給管１７０からこの回転霧化頭１２０に供給された流体塗料をその遠心力で微粒子化させて、外部に噴射する。その際、回転霧化頭１２０には、静電的な高電圧が印加されるので、回転霧化頭１２０に供給された塗料は負に帯電する。従って、被塗物である自動車のボディを相対的に正電圧（具体的には接地電圧）として塗装を行えば、回転霧化頭１２０と自動車のボディとの間に静電界が形成されて、負に帯電した霧化塗料を自動車のボディに効率よく塗着させることができる。
【００２４】
増速機１２５は、公知の構成を有する。即ち、この増速機１２５は、図示しない前段遊星歯車機構と後段遊星歯車機構との２段の増速機構を有する。このうち、前段遊星歯車機構側の入力軸には、後述する回転軸１４０が機械的に接続されており、一方、後段遊星歯車機構側の出力軸には、回転霧化頭１２０が機械的に接続されている。これにより、ＡＣサーボモータ１３０の回転駆動力が、増速機１２５の前段遊星歯車機構と後段遊星歯車機構とで２段に増速された後、回転霧化頭１２０に伝達される。本実施形態の増速機１２５は、６倍に増速するので、ＡＣサーボモータ１３０の回転数を５千回転とすることにより、回転霧化頭１２０の回転数を、塗料の噴霧に必要となる３万回転とすることができる。
【００２５】
ＡＣサーボモータ１３０は、ハウジング１１０内のうち、増速機１２５よりも後端側の所定位置に配設されている。このＡＣサーボモータ１３０は、その外周面１３０ｇが、周方向に延びる凸部と凹部が軸線方向に交互に並んで形成されたジグザグ状の凹凸形状とされている（図３参照）。従って、この外周面１３０ｇは、凹凸がない場合に比して、表面積が大幅に大きくなっている。なお、図１では、記載の都合上、凹凸を省略してある。このＡＣサーボモータ１３０は、電源ケーブル１３３等を介して、図示外の電源回路と電気的に接続されており、その電源回路から供給される電力により回転駆動する。ＡＣサーボモータ１３０は、電源ケーブル１３３等を介して外部に繋がり、静電的に接地されている。
【００２６】
ＡＣサーボモータ１３０には、その径方向中央に回転軸１４０が挿通されている。この回転軸１４０は、絶縁性樹脂により一体成形されている。この回転軸１４０は、図４に別途示すように、先端側から後端側に円筒状をなして延びる筒状部１４１を有する。この筒状部１４１は、その軸線方向中央よりも後端側に位置し、肉薄に形成された後端側肉薄部１４１ｋｕと、軸線方向中央よりも先端側に位置し、肉厚に形成された肉厚部１４１ｗと、この肉厚部１４１ｗよりも更に先端側に位置し、肉薄に小さく形成された先端側肉薄部１４１ｓｕとからなる。
【００２７】
後端側肉薄部１４１ｋｕのうち、自身の中央よりも先端側に位置する先端側部１４１ｋｕｓは、ＡＣサーボモータ１３０内に挿通されており、一方、自身の中央よりも後端側に位置する後端側部（第１延出部（絶縁距離長大化部））１４１ｋｕｋは、ＡＣサーボモータ１３０から後端側に向かって延出している。また、肉厚部１４１ｗのうち、自身の中央よりも後端側に位置する後端側部１４１ｗｋは、ＡＣサーボモータ１３０内に挿通されており、一方、自身の中央よりも先端側に位置する先端側部１４１ｗｓは、ＡＣサーボモータ１３０から先端側に向かって延出している。この肉厚部１４１ｗの先端近傍は、増速機１２５に機械的に接続されている。
【００２８】
また、筒状部１４１の径方向内側には、間隙を介して、絶縁性樹脂からなる円筒状の樹脂管１７３が配設されている（図１〜図３参照）。この樹脂管１７３は、回転霧化頭１２０に塗料を供給する塗料供給管１７０を隙間なく覆っている。この樹脂管１７３は、回転軸１４０の筒状部１４１と共に、ＡＣサーボモータ１３０を静電的な高電圧から電気的に絶縁するためのものである。即ち、前述したように、先端部材１１５には、高電圧カスケード１１９により静電的な高電圧が印加され、増速機１２５及び回転霧化頭１２０にも静電的な高電圧が印加されるので、回転霧化頭１２０に供給される塗料にも、静電的な高電圧が印加される。このため、ＡＣサーボモータ１３０の内部に挿通された金属製の塗料供給管１７０も、塗料から静電的な高電圧が印加されて、−９０ｋＶ程度の電位となる。従って、この高電圧とされる塗料供給管１７０からＡＣサーボモータ１３０を電気的に絶縁するために、塗料供給管１７０とＡＣサーボモータ１３０との間に、樹脂管１７３と樹脂製の回転軸１４０（筒状部１４１）とを配置している。
【００２９】
また、回転軸１４０の筒状部１４１のうち、肉厚部１４１ｗの先端側部１４１ｗｓの径方向外側には、図４に示すように、ジグザグ状で断面櫛歯状をなす第１ジグザグ部（絶縁距離長大化部）１４３が設けられている。この第１ジグザグ部１４３は、肉厚部１４１ｗの先端側部１４１ｗｓから径方向外側に円板状に延出する円板部１４３ａを有する。また、第１ジグザグ部１４３は、円板部１４３ａの径方向内側寄りの所定位置から先端側に延出し、肉厚部１４１ｗの先端側部１４１ｗｓの外側を同心円状に取り囲む円筒状の第１−１円筒部１４３ｂを有する。また、第１ジグザグ部１４３は、円板部１４３ａの所定位置から先端側に延出し、第１−１円筒部１４３ｂの外側を同心円状に取り囲む円筒状の第１−２円筒部１４３ｃを有する。更に、第１ジグザグ部１４３は、円板部１４３ａの径方向外側の所定位置から先端側に延出し、第１−２円筒部１４３ｃの外側を同心円状に取り囲む円筒状の第１−３円筒部１４３ｄを有する。
【００３０】
このように本実施形態では、回転軸１４０が第１ジグザグ部１４３を有しているので、静電的な高電圧が印加される増速機１２５からＡＣサーボモータ１３０までの沿面絶縁距離が十分に長くなっている。具体的に説明すると、増速機１２５のうちの後端側に位置する部位Ａから、ＡＣサーボモータ１３０のうちの先端側に位置する部位Ｂまでの沿面絶縁距離ＡＢが、第１ジグザグ部１４３が存在することにより、大幅に長くなっている。従って、増速機１２５からＡＣサーボモータ１３０まで届く沿面放電を確実に防止できるので、ＡＣサーボモータ１３０を増速機１２５から確実に絶縁できる。なお、本実施形態では、回転霧化頭１２０は、増速機１２５よりも更に先端側に離れて配置されているので、ＡＣサーボモータ１３０は、回転霧化頭１２０からも確実に絶縁されている。
【００３１】
また、回転軸１４０は、後端側肉薄部１４１ｋｕの後端側部（第１延出部）１４１ｋｕｋを有しているので、これによっても静電的な高電圧が印加される増速機１２５からＡＣサーボモータ１３０までの沿面絶縁距離が十分に長くなっている。具体的には、増速機１２５のうちの後端側に位置する部位Ｃから、ＡＣサーボモータ１３０のうちの後端側に位置する部位Ｄまでの、ＡＣサーボモータ１３０の内部を通る沿面絶縁距離ＣＤが、後端側部１４１ｋｕｋが存在することにより、大幅に長くなっている。従って、増速機１２５からＡＣサーボモータ１３０まで届く沿面放電を確実に防止できるので、ＡＣサーボモータ１３０を増速機１２５から確実に絶縁できる。
【００３２】
また、ＡＣサーボモータ１３０と増速機１２５との間には、固設絶縁部材１５０が介在している。この固設絶縁部材１５０は、絶縁性樹脂から一体成形されている。この固設絶縁部材１５０は、図５に別途示すように、その大部分がＡＣサーボモータ１３０と増速機１２５との間に位置して、先端側で増速機１２５に当接すると共に、後端側でＡＣサーボモータ１３０に当接する概略筒状の本体部１５１を有する。
【００３３】
本体部１５１の径方向内側には、ジグザグ状で断面櫛歯状をなす第２ジグザグ部（絶縁距離長大化部）１５３が設けられている。この第２ジグザグ部１５３は、本体部１５１の所定位置から後端側に延出し、回転軸１４０のうち肉厚部１４１ｗの先端側部１４１ｗｓの外側を同心円状に取り囲む円筒状の第２−１円筒部１５３ｂを有する。また、第２ジグザグ部１５３は、本体部１５１の所定位置から後端側に延出し、第２−１円筒部１５３ｂの外側を同心円状に取り囲む円筒状の第２−２円筒部１５３ｃを有する。更に、第２ジグザグ部１５３は、本体部１５１の所定位置から後端側に延出し、第２−２円筒部１５３ｃの外側を同心円状に取り囲む円筒状の第２−３円筒部１５３ｄを有する。
【００３４】
第２ジグザグ部１５３の第２−１円筒部１５３ｂは、回転軸１４０の肉厚部１４１ｗの径方向外側であり、かつ、回転軸１４０における第１ジグザグ部１４３の第１−１円筒部１４３ｂの径方向内側に配置されている（図５の他、図４も参照）。また、第２ジグザグ部１５３の第２−２円筒部１５３ｃは、第１ジグザグ部１４３の第１−１円筒部１４３ｂの径方向外側であり、かつ、第１ジグザグ部１４３の第１−２円筒部１４３ｃの径方向内側に配置されている。また、第２ジグザグ部１５３の第２−３円筒部１５３ｄは、第１ジグザグ部１４３の第１−２円筒部１４３ｃの径方向外側であり、かつ、第１ジグザグ部１４３の第１−３円筒部１４３ｄの径方向内側に配置されている。
【００３５】
また、本体部１５１の後端側には、本体部１５１から後端側に向かって延出する円筒状の第２延出部（絶縁距離長大化部）１５５が設けられている。この第２延出部１５５は、ＡＣサーボモータ１３０の外周面１３０ｇよりも径方向外側に配置されている。
【００３６】
このように本実施形態では、固設絶縁部材１５０が第２ジグザグ部１５３を有しているので、静電的な高電圧が印加される増速機１２５からＡＣサーボモータ１３０までの沿面絶縁距離が十分に長くなっている。具体的に説明すると、増速機１２５のうちの後端側に位置する部位Ｅから、ＡＣサーボモータ１３０のうちの先端側に位置する部位Ｆまでの沿面絶縁距離ＥＦが、第２ジグザグ部１５３が存在することにより、大幅に長くなっている。従って、ＡＣサーボモータ１３０を増速機１２５から確実に絶縁できる。なお、本実施形態では、回転霧化頭１２０は、増速機１２５よりも更に先端側に離れて配置されているので、ＡＣサーボモータ１３０は、回転霧化頭１２０からも確実に絶縁されている。
【００３７】
また、固設絶縁部材１５０は、第２延出部１５５を有しているので、これによっても静電的な高電圧が印加される増速機１２５からＡＣサーボモータ１３０までの沿面絶縁距離が十分に長くなっている。具体的には、増速機１２５の部位ＧからＡＣサーボモータ１３０の部位Ｈまでの沿面絶縁距離ＧＨが、第２延出部１５５が存在することにより、大幅に長くなっている。従って、ＡＣサーボモータ１３０を増速機１２５から確実に絶縁できる。
【００３８】
次に、空冷エアＫＡが流通するエア通路１８０について説明する（図１及び図３参照）。このエア通路１８０は、ＡＣサーボモータ１３０の外周面１３０ｇの後端近傍からこの外周面１３０ｇに沿って先端側に延びる第１通路部１８１を有する。この第１通路部１８１は、ハウジング１１０のうち、ＡＣサーボモータ１３０の外周面１３０ｇを取り囲む円筒状のハウジング筒部１１１の内周面１１１ｆによって構成されており、第１通路部１８１内には、ＡＣサーボモータ１３０の外周面１３０ｇが露出している。
【００３９】
また、この第１通路部１８１の後端部１８１ｋは、図示しない通路部を介して、静電塗装装置１００の外部に通じており、外部に設置された図示外の加圧エア源に接続されている。このため、加圧エア源から空冷エア（圧縮空気）ＫＡがエア通路１８０に供給されると、空冷エアＫＡは第１通路部１８１をその後端部１８１ｋから先端部１８１ｓに向かって流れる。その際、この第１通路部１８１内には、ＡＣサーボモータ１３０の凹凸状をなす表面積の大きい外周面１３０ｇが露出しているので、ＡＣサーボモータ１３０が空冷エアＫＡにより効率よく冷却される。
【００４０】
また、エア通路１８０は、第１通路部１８１の先端部１８１ｓと繋がり、第１通路部１８１の径方向外側を後端側に延びる第２通路部１８３を有する。この第２通路部１８３は、ハウジング１１０のハウジング筒部１１１の外周面１１１ｇと、固設絶縁部材１５０の第２延出部１５５の内周面１１５ｆによって構成されている。ＡＣサーボモータ１３０を冷却しながら第１通路部１８１を流れてきた空冷エアＫＡは、この第２通路部１８３をその先端部１８３ｓから後端部１８３ｋへと流れる。
【００４１】
また、エア通路１８０は、第２通路部１８３よりも径方向外側に配置され、一方で第２通路部１８３の後端部１８３ｋに繋がると共に、他方でエア噴出部１１６に繋がる第３通路部１８５を有する。この第３通路部１８５は、ハウジング１１０の内周面１１１ｆと固設絶縁部材１５０の外周面１５０ｇ、及び、先端部材１１５の内面１１５ｆと増速機１２５の外周面１２５ｇによって構成される。第２通路部１８３を流れてきた空冷エアＫＡは、この第３通路部１８５をその後端部１８５ｋから先端部１８５ｓへと流れる。そして、空冷エアＫＡはエア噴出部１１６に供給される。その後は、この空冷エアＫＡの全量が、シェーピングエアＳＡの全量として、エア噴出口１１６ｃから外部に噴射される。
【００４２】
また、静電塗装装置１００は、図１に示すように、樹脂製の塗料カートリッジ１６０を備える。この塗料カートリッジ１６０は、ハウジング１１０の後端側に装着されている。この塗料カートリッジ１６０には、塗装に用いる水性塗料が充填されている。また、この塗料カートリッジ１６０の先端側には、ハウジング１１０内のうち、ＡＣサーボモータ１３０よりも後端側に配設された金属製の塗料バルブ１６５が接続されている。この塗料バルブ１６５は、塗料カートリッジ１６０から塗料を汲み出し、塗料供給管１７０を通じて、回転霧化頭１２０に塗料を供給する。
【００４３】
前述したように、高電圧カスケード１１９により、先端部材１１５、増速機１２５及び回転霧化頭１２０には、静電的な高電圧が印加されるので、回転霧化頭１２０に供給される塗料にも、静電的な高電圧が印加される。また、この塗料は、上記のように、塗料カートリッジ１６０から塗料バルブ１６５、塗料供給管１７０を通じて回転霧化頭１２０に供給される。このため、塗料に静電的な高電圧が印加されると、金属製の塗料バルブ１６５や塗料供給管１７０にも、静電的な高電圧が印加されて、いずれも−９０ｋＶ程度の電位となる。しかしながら、塗料バルブ１６５とＡＣサーボモータと１３０との間には、絶縁性樹脂からなるハウジング１１０の一部が介在するので、ＡＣサーボモータ１３０は、静電的な高電圧が掛かる塗料バルブ１６５からも確実に電気的に絶縁されている。
【００４４】
以上で説明したように、本実施形態の静電塗装措置１００は、回転霧化頭１２０及び増速機１２５からＡＣサーボモータ１３０を電気的に絶縁する回転軸１４０及び固設絶縁部材１５０を備えるので、回転霧化頭１２０や増速機１２５に印加された静電的な高電圧が、ＡＣサーボモータ１３０を通じてその電源回路へ掛かることがなくなり、該電気回路に負担が掛からない。
【００４５】
その上、回転軸１４０は、絶縁距離長大化部として、第１ジグザグ部１４３と後端側肉薄部１４１ｋｕの後端側部（第１延出部）１４１ｋｕｋを有するので、増速機１２５からＡＣサーボモータ１３０に至る沿面絶縁距離ＡＢ，ＣＤを大きくすることができる。このため、増速機１２５とＡＣサーボモータ１３０との距離を小さくして、これらを静電塗装装置１００内に配置できる。また、回転軸１４０も、特にその軸線方向について小型化して、軽量化できる。従って、ＡＣサーボモータ１３０を静電的な高電圧が掛かる増速機１２５から電気的に確実に絶縁しつつ、静電塗装装置１００を小型化及び軽量化することができる。
【００４６】
また、固設絶縁部材１５０は、絶縁距離長大化部として、第２ジグザグ部１５３と第２延出部１５５を有するので、増速機１２５からＡＣサーボモータ１３０に至る沿面絶縁距離ＥＦ，ＧＨを大きくすることができる。このため、増速機１２５とＡＣサーボモータ１３０との距離を小さくして、これらを静電塗装装置１００内に配置できる。また、固設絶縁部材１５０も、特にその軸線方向について小型化して、軽量化できる。従って、ＡＣサーボモータ１３０を静電的な高電圧が掛かる増速機１２５から電気的に確実に絶縁しつつ、静電塗装装置１００を小型化及び軽量化することができる。
【００４７】
更に、本実施形態では、回転軸１４０及び固設絶縁部材１５０に、絶縁距離長大化部として、第１ジグザグ部１４３、後端側部（第１延出部）１４１ｋｕｋ、第２ジグザグ部１５３、及び、第２延出部１５５を有するので、上記沿面絶縁距離ＡＢ，ＣＤ，ＥＦ，ＧＨを、容易に大きくすることができ、増速機１２５からＡＣサーボモータ１３０を確実に絶縁できる。
更に、本実施形態では、増速機１２５を備えるので、増速機１２５で増速する分だけ、ＡＣサーボモータ１３０の回転数を小さくできる。具体的には、ＡＣサーボモータ１３０の回転数を回転霧化頭１２０の回転数の６分の１である５千回転に小さくできる。このため、回転軸１４０を金属等に比して剛性の低い絶縁性樹脂により形成しているにも拘わらず、回転軸１４０に遠心力等に起因する破損が生じにくい。
【００４８】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】実施形態に係る静電塗装装置の側面断面図である。
【図２】実施形態に係る静電塗装装置のうち、図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】実施形態に係る静電塗装装置のうち、図１の先端側の部分を拡大して示す部分断面図である。
【図４】実施形態に係る静電塗装装置のうち、回転軸を示す説明図である。
【図５】実施形態に係る静電塗装装置のうち、固設絶縁部材を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１００ 静電塗装装置
１１０ ハウジング
１１６ｃ エア噴出口
１１６ エア噴出部
１２０ 回転霧化頭
１２５ 増速機（高電圧部材）
１３０ ＡＣサーボモータ（電動モータ）
１３０ｇ 外周面
１４０ 回転軸（第１絶縁部材）
１４１ 筒状部
１４１ｋｕｋ （後端側肉薄部の）後端側部（第１延出部）（絶縁距離長大化部）
１４３ 第１ジグザグ部（絶縁距離長大化部）
１５０ 固設絶縁部材（第２絶縁部材）
１５１ 本体部
１５３ 第２ジグザグ部（絶縁距離長大化部）
１５５ 第２延出部（絶縁距離長大化部）
１６０ 塗料カートリッジ
１６５ 塗料バルブ
１７０ 塗料供給管
１８０ エア通路
ＫＡ 空冷エア
ＳＡ シェーピングエア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被塗物に静電塗装を行う回転霧化式の静電塗装装置であって、
回転して塗料を霧化する回転霧化頭であって、静電的に高電圧が印加される回転霧化頭と、
前記回転霧化頭を回転駆動する電動モータであって、静電的に接地されてなる電動モータと、
前記回転霧化頭及びこれと同電位とされる高電圧部材から、前記電動モータを電気的に絶縁する絶縁部材であって、前記回転霧化頭又は前記高電圧部材から前記電動モータに至る沿面絶縁距離を大きくする形態の絶縁距離長大化部を一又は複数有する、一又は複数の絶縁部材と、
を備える静電塗装装置。
【請求項２】
請求項１に記載の静電塗装装置であって、
前記絶縁距離長大化部として、前記沿面絶縁距離を大きくするジグザグ状をなすジグザグ部を有する
静電塗装装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の静電塗装装置であって、
前記絶縁距離長大化部として、前記沿面絶縁距離を大きくする延出形状をなす延出部を有する
静電塗装装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の静電塗装装置であって、
前記電動モータに挿通される回転軸を電気絶縁材により形成すると共に、この回転軸に前記絶縁距離長大化部を設けて、この回転軸を前記絶縁部材の１つとしてなる
静電塗装装置。
【請求項５】
請求項４に記載の静電塗装装置であって、
前記回転軸を絶縁性樹脂により形成してなり、
前記回転霧化頭及び前記回転軸にそれぞれ接続され、前記回転軸の回転を増速して前記回転霧化頭に伝達する増速機を更に備える
静電塗装装置。
【請求項１】
被塗物に静電塗装を行う回転霧化式の静電塗装装置であって、
回転して塗料を霧化する回転霧化頭であって、静電的に高電圧が印加される回転霧化頭と、
前記回転霧化頭を回転駆動する電動モータであって、静電的に接地されてなる電動モータと、
前記回転霧化頭及びこれと同電位とされる高電圧部材から、前記電動モータを電気的に絶縁する絶縁部材であって、前記回転霧化頭又は前記高電圧部材から前記電動モータに至る沿面絶縁距離を大きくする形態の絶縁距離長大化部を一又は複数有する、一又は複数の絶縁部材と、
を備える静電塗装装置。
【請求項２】
請求項１に記載の静電塗装装置であって、
前記絶縁距離長大化部として、前記沿面絶縁距離を大きくするジグザグ状をなすジグザグ部を有する
静電塗装装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の静電塗装装置であって、
前記絶縁距離長大化部として、前記沿面絶縁距離を大きくする延出形状をなす延出部を有する
静電塗装装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の静電塗装装置であって、
前記電動モータに挿通される回転軸を電気絶縁材により形成すると共に、この回転軸に前記絶縁距離長大化部を設けて、この回転軸を前記絶縁部材の１つとしてなる
静電塗装装置。
【請求項５】
請求項４に記載の静電塗装装置であって、
前記回転軸を絶縁性樹脂により形成してなり、
前記回転霧化頭及び前記回転軸にそれぞれ接続され、前記回転軸の回転を増速して前記回転霧化頭に伝達する増速機を更に備える
静電塗装装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−３９６８４（Ｐ２００９−３９６８４Ａ）
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０９５８０（Ｐ２００７−２０９５８０）
【出願日】平成１９年８月１０日（２００７．８．１０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（５９１２７４０５９）ランズバーグ・インダストリー株式会社 (38)
【出願人】（３９００４００５１）株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ (91)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月１０日（２００７．８．１０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（５９１２７４０５９）ランズバーグ・インダストリー株式会社 (38)
【出願人】（３９００４００５１）株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ (91)
【Ｆターム（参考）】
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