JPH0899053A - 回転霧化頭型塗装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転霧化頭型塗装装置において、シェーピン
グエアを回転霧化頭に当てることにより、旋回流を発生
させ、少ないエア量で塗料噴霧パターンを大きくして、
塗着効率を向上させる。 【構成】 シェーピングエアリング１４のエア噴出口１
７からは回転霧化頭１１の外周面１１Ａに向けて矢示Ｃ
方向のシェーピングエアが噴出され、このエアは外周面
１１Ａに形成された各凹凸溝１３によって矢示Ｄ方向の
旋回流に変流させる。シェーピングエアを旋回流とする
ことにより、少ないエア量であってもこの旋回流によっ
て大きな塗料噴霧パターンとすることができ、エアポン
ピング現象を低減しつつ、塗着効率を向上し、塗装品質
を高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば直接帯電方式ま
たは間接帯電方式による静電塗装装置として用いられる
回転霧化頭型塗装装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、回転霧化頭型塗装装置は、回転
霧化頭を高速回転すると共に、被塗物との間に高電圧を
印加し、該回転霧化頭の塗料平滑面に塗料を供給して塗
料を回転霧化し、霧化された帯電塗料粒子を、軸方向前
方にある被塗物との間に形成された静電界に沿って該被
塗物に飛行塗着せしめるようになっている。

【０００３】ここで、従来技術による回転霧化頭型塗装
装置として、図７に示す直接帯電方式の静電塗装装置が
知られている。

【０００４】図中、１は図示しないレシプロケータに装
着された塗装機本体を示し、該塗装機本体１はエア軸受
２、エアモータ３、塗料弁（図示せず）等が内蔵されて
いる。

【０００５】４はエア軸受２に回転自在に軸支された回
転軸を示し、該回転軸４の先端は塗装機本体１外に突出
し、その基端側はエアモータ３に取付けられ、該エアモ
ータ３によって高速回転駆動せしめられるようになって
いる。

【０００６】５は回転軸４の先端に設けられたベル型の
回転霧化頭を示し、該回転霧化頭５はカップ状の外周面
５Ａと、内周側の塗料平滑面５Ｂと、先端側の塗料放出
端縁５Ｃとからなっている。

【０００７】６は回転軸４内に挿通して設けれられたセ
ンタフィード式の塗料供給管を示し、該塗料供給管６の
先端は回転霧化頭５内に向けて延在し、その基端側には
塗料弁が設けられ、該塗料弁は塗料パイプを介して塗料
タンク（いずれも図示せず）に連なるようになってい
る。

【０００８】７はカバーを示し、該カバー７は前記塗装
機本体１の外周を覆うように絶縁性樹脂によって形成さ
れている。

【０００９】８は塗装機本体１の先端に位置してカバー
７の先端に固着された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８は前記回転霧化頭５を囲む
ように２重に設けられた外側リング部８Ａ，内側リング
部８Ｂとからなり、該各リング部８Ａ，８Ｂ間の先端側
の隙間がエア噴出口８Ｃとなり、矢示Ａ方向にシェーピ
ングエアを噴出するようになっている。

【００１０】９は高電圧ケーブルを示し、該高電圧ケー
ブル９は前記塗装機本体１と該塗装機本体１外に配設さ
れた高電圧発生装置（図示せず）を接続するものであ
る。

【００１１】このように構成される従来技術の塗装装置
においては、高電圧ケーブル９を介して塗装機本体１に
高電圧を印加することによって回転軸４、回転霧化頭５
を高電圧に帯電させ、被塗物との間に静電界を形成する
と共に、塗装機本体１内のエアモータ３によって回転軸
４および回転霧化頭５を高速回転させる。

【００１２】この状態で、塗料弁を開弁させることによ
り、塗料供給管６を介して回転霧化頭５に塗料を供給
し、供給された塗料は、該回転霧化頭５の回転による遠
心力によって塗料平滑面５Ｂに薄いフィルム状に広がり
ながら直接接触帯電する。また、回転霧化頭５の塗料放
出端縁５Ｃと被塗物との間には非常に強い電界が発生し
ている。この際、回転霧化頭５の遠心力により塗料放出
端縁５Ｃから径方向外側に飛び出すに塗料はフィルムか
ら液糸、液糸から粒子に微粒化する（機械霧化）。一
方、塗料が高電圧に帯電しているために表面張力が減少
し、かつ同一符号の電荷を帯びているために反発して微
粒化する（静電霧化）。そして、このように霧化された
塗料粒子は電界の方向、即ち被塗物に向けて飛行して塗
着する。

【００１３】一方、回転霧化頭５は高速回転されている
から、遠心力によって塗料放出端縁５Ｃから放出される
塗料粒子は径方向外側に飛ばされようとする。しかし、
シェーピングエアリング８のエア噴出口８Ｃから矢示Ａ
方向に噴出するシェーピングエアによって、放出された
塗料粒子は回転霧化頭５の前方に向けて絞り込まれるよ
うにパターン成形され、実線矢示Ｂ方向に示すように小
径な塗料噴霧パターンとなる。また、このシェーピング
エアは塗料放出端縁５Ｃから放出されたフィルム状また
は液糸状の塗料に衝突することにより塗料微粒化の補助
を行うようになっている。

【００１４】

【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塗装装置では、塗料噴霧パタ
ーンはドーナツパターンとなり、中空薄膜のパターンを
解消するために、シェーピングエアを塗料放出端縁５Ｃ
から放出される塗料に強く衝突させるために、その塗料
噴霧パターンは小径な厚膜となり、塗装仕上がり品質を
低下させるという問題がある。

【００１５】さらに、この問題を解消するために、シェ
ーピングエアを旋回流としてシェーピングエアリングか
ら噴出させる方法が、特開昭５８−９２４７５号公報、
特開平３−１０１８５８号公報に示されている。

【００１６】これらはシェーピングエアの吐出口の向き
を回転霧化頭の回転軸に対してねじれ方向に配設したも
ので、この方法で塗料噴霧パターンを大径な薄膜とする
ためには、多量のエアが必要となり、コスト高になると
いう問題がある。

【００１７】さらに、シェーピングエアに多量のエアを
使用することにより、回転霧化頭５の軸中心部付近には
負圧が発生し、この負圧によってエアポンピング現象が
生じる。これにより、回転霧化頭５から放出された塗料
粒子に「あおり」が発生し、被塗物への塗着効率が大幅
に低下するという問題がある。

【００１８】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、本発明は回転霧化頭の前方に旋回流を発
生させ、少ないシェーピングエアで広い塗料噴霧パター
ンを得ることができるようにした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。

【００１９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明による回
転霧化頭型塗装装置は、内部にエアモータを有する塗装
機本体と、該塗装機本体の先端側にエアモータによって
回転可能に設けられ、外周面が筒状またはカップ状をな
し内周面が塗料平滑面となり先端が塗料放出端縁となっ
た回転霧化頭と、該回転霧化頭の後方に位置して塗料放
出端縁よりも径方向内側にシェーピングエアを噴出する
エア噴出手段と、前記回転霧化頭の外周面に位置して塗
料放出端縁側に形成され、前記エア噴出手段から噴出さ
れるシェーピングエアを回転霧化頭の前方で旋回流に変
流する変流部とから構成したことにある。

【００２０】請求項２の発明では、前記塗装機本体の先
端側には回転霧化頭の塗料放出端縁よりも後側に位置し
て該回転霧化頭の外周側後部を覆うようにシェーピング
エアリングを設け、前記エア噴出手段を該シェーピング
エアリングに設けたことにある。

【００２１】請求項３の発明では、前記変流部は、前記
回転霧化頭の外周面全周に形成した多数個の溝または羽
根からなる凹凸形状体によって形成したことにある。

【００２２】

【作用】請求項１の発明のように、エア噴出手段からの
シェーピングエアは、回転霧化頭の塗料放出端縁よりも
径方向内側の外周面に噴出され、このシェーピングエア
は外周面に形成された変流部に当たり、該変流部によっ
て回転霧化頭の前方で旋回流に変流させるようにしたか
ら、シェーピングエアが少量であっても塗料噴霧パター
ンを大径にでき、エア量を調整することにより、エア量
の多いときには塗料噴霧パターンを大径にし、少ないと
きにはパターンを小径にして適宜調整することができ
る。

【００２３】請求項２の発明のように、前記エア噴出手
段を回転霧化頭の塗料放出端縁よりも後側に位置して該
回転霧化頭の外周側を覆うように前記塗装機本体の先端
側に設けたシェーピングエアリングに形成するようにし
たから、エア噴出手段からエアを噴出すれば、このエア
をシェーピングエアとして回転霧化頭の外周面に当てる
ことができる。

【００２４】請求項３の発明のように、変流部を多数個
の溝または羽根からなる凹凸形状体として回転霧化頭の
外周面に形成したから、シェーピングエアを溝または羽
根に沿って流すことにより、シェーピングエアが少量で
あっても、当該シェーピングエアを回転霧化頭の前方で
旋回流に変流させることができる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図６に基
づき説明する。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。

【００２６】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。

【００２７】図中、１１は回転軸４の先端に設けられた
本実施例による回転霧化頭を示し、該回転霧化頭１１は
先端が拡開する筒状体として形成され、前側が拡開部１
１Ａ1 となり、後側が取付部１１Ａ2 となったカップ状
の外周面１１Ａと、内周側の塗料平滑面１１Ｂと、先端
側の塗料放出端縁１１Ｃとからなっている。しかし、本
実施例の回転霧化頭１１は、前記外周面１１Ａの全周に
亘って後述する凹凸形状体としての多数の凹凸溝１３，
１３，…が定ピッチで形成されている。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。

【００２８】ここで、前記ハブ部材１２は図３に示すよ
うに、その外周側には塗料、シンナを回転霧化頭１１の
塗料平滑面１１Ｂに導くための第１のハブ孔１２Ａ，１
２Ａ，…が多数個形成され、中央側には先端側にシンナ
を供給する例えば４個の第２のハブ孔１２Ｂ，１２Ｂ，
…が（それぞれ２個のみ図示）形成されている。

【００２９】１３，１３，…は変流部としての凹凸溝を
示し、該各凹凸溝１３は前記回転霧化頭１１の外周面１
１Ａのうち拡開部１１Ａ1 に位置して塗料放出端縁１１
Ｃから該拡開部１１Ａ1 の約１／２の範囲内でかつその
全周に亘って定ピッチで軸方向に沿って多数個形成され
ている。

【００３０】そして、後述するシェーピングエアリング
１４のエア噴出口１７から噴出される図１に示す矢示Ｃ
方向のシェーピングエアは、高速回転する回転霧化頭１
１に形成された各凹凸溝１３に沿って該回転霧化頭１１
の前方に吐出されることにより、図３のように、回転霧
化頭１１の矢示Ｒ方向と同一方向の矢示Ｄ方向の旋回流
を発生させることができる。

【００３１】１４は本実施例による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１４は回転霧化
頭１１の塗料放出端縁１１Ｃよりも後側に位置して外周
面１１Ａの拡開部１１Ａ1 を覆うようにして塗装機本体
１の先端側に設けられている。そして、該シェーピング
エアリング１４は２重に設けられた外側リング部１５，
内側リング部１６とからなり、該各リング部１５，１６
間の先端側にはエア噴出口１７となる環状の隙間が形成
されている。

【００３２】そして、前記エア噴出口１７からは回転霧
化頭１１の外周面１１Ａのうち、凹凸溝１３と対向する
位置に向けてシェーピングエアを噴出するようになって
いる。また、当該シェーピングエアリング１４内にはエ
ア噴出口１７と連通するチャンバー室１８が内設されて
いる。このため、前記エア突出口１７は、回転霧化頭１
１の外周面１１Ａのうち拡開部１１Ａ1 の後側でかつ凹
凸溝１３と対向する位置に開口している。

【００３３】１９は塗装機本体１外に設けられたエア源
を示し、該エア源１９はチャンバー室１８にエア通路１
８Ａを介して接続されている。また、該エア源１９から
供給されるエア量を適宜調整することにより、前記エア
噴出口１７から噴出されるエア量を調整するようになっ
ている。

【００３４】本実施例による回転霧化頭型塗装装置はこ
のように構成されるが、次にその動作について説明す
る。

【００３５】まず、従来技術と同様に、塗装機本体１に
高電圧を印加することによって回転軸４、回転霧化頭１
１を高電圧に帯電させ、被塗物との間に静電界を形成す
ると共に、塗装機本体１内のエアモータ３によって回転
軸４および回転霧化頭１１を高速回転させる。

【００３６】この状態で、回転霧化頭１１に塗料を供給
し、供給された塗料は該回転霧化頭１１の回転による遠
心力によって塗料平滑面１１Ｂに沿って展延する間に帯
電され、塗料放出端縁１１Ｃからフィルムまたは液糸状
の帯電塗料として放出した後に、機械霧化、静電霧化に
よって微粒化して帯電塗料粒子となる。この際、回転霧
化頭１１は高速回転しているから、この遠心力によって
帯電塗料粒子は塗料放出端縁１１Ｃから径方向外側に飛
ばされようとする。

【００３７】ここで、エア噴出口１７から矢示Ｃ方向に
噴出されるシェーピングエアは、高速回転している回転
霧化頭１１の外周面１１Ａのうち拡開部１１Ａ1 に形成
された各凹凸溝１３に沿って流れ、該シェーピングエア
は回転霧化頭１１の前方で矢示Ｄ方向の旋回流に変流す
る。そして、塗料放出端縁１１Ｃから径方向外側に放出
される帯電塗料粒子をこの旋回流によって前方に向けて
噴霧させ、エア量を増やすことなく、従来の塗料噴霧パ
ターンよりも大径な薄膜パターンとすることができる。

【００３８】また、本実施例による塗装装置では、シェ
ーピングエアのエア量を増加させることなく、大径の塗
料噴霧パターンを形成することができるから、従来発生
していたシェーピングエアのエア量を増加させることに
より発生していたエアポンピング現象を低下でき、塗料
粒子による「あおり」を防止して塗着効率を確実に向上
させることができる。

【００３９】一方、矢示Ｄ方向の旋回流は、エア圧と回
転方向の動きによる遠心力とからなり、回転霧化頭１１
の軸中心部付近に負圧による吸引力が生じている。しか
し、帯電塗料粒子にはエア圧のみならず、旋回流による
遠心力も加わっているから、被塗物に向けて飛行する帯
電塗料粒子が吸引力に引っ張られるエアポンピング現象
を起すことなく、塗着効率を向上させることができる。

【００４０】また、エア噴出口１７から噴出されるシェ
ーピングエアのエア量は、エア源１９によって適宜調整
することができるから、エア源１９からのエア量を増加
させれば、エア噴出口１７からのシェーピングエアを多
くでき、旋回流の径方向寸法を大きくして塗料噴霧パタ
ーンを大径な薄膜とすることができる。これにより、塗
装作業時間を大幅に短縮できると共に、塗装面の仕上が
り品質を向上させることができる。

【００４１】さらに、塗装条件に応じてエア源１９から
のエア量を調整することにより、塗料噴霧パターンの大
きさを適宜変えることができる。

【００４２】然るに、本実施例による回転霧化頭型塗装
装置においては、シェーピングエアリング１４から噴出
されるシェーピングエアを回転霧化頭１１に形成した多
数個の凹凸溝１３を利用して回転霧化頭１１前方で旋回
流を発生させるようにしたから、シェーピングエアのエ
ア量が少なくても、大径の塗料噴霧パターンを形成する
ことができると共に、エアポンピング現象を低減し、塗
着効率を著しく向上させることができる。

【００４３】また、旋回流によって塗料噴霧パターンの
大きさを従来技術に比べて大きくすることができ、塗膜
の厚さを均一にして広いパターンで塗装することがで
き、従来技術の塗装装置に比べて塗装作業時間を大幅に
短縮できると共に、その塗装面を奇麗に仕上げることが
できる。

【００４４】さらに、塗料にメタリック塗料を用いた場
合には、被塗物に塗着するときの塗料粒子の粒子速度が
問題となり、適切な粒子速度でない場合には光沢のある
塗装を実現することが困難になるが、本実施例のシェー
ピングエアリング１４のように、エア噴出口１７からの
シェーピングエアを調整することにより、旋回流のエア
量および遠心力を調整することができ、光沢のある塗装
面を容易に実現することができる。

【００４５】なお、図４ないし図６により、第２〜第４
の実施例を示し、説明する。

【００４６】まず、図４は第２の実施例を示すに、回転
霧化頭２１の外周面２１Ａのうち拡開部２１Ａ1 の全周
には、変流部としての多数個の凹凸溝２２，２２，…が
形成され、該各凹凸溝２２は該回転霧化頭２１の軸方向
に対して回転方向に傾斜させたものである。なお、２１
Ｃは塗料放出端縁となる。

【００４７】次に、図５は第３の実施例を示すに、回転
霧化頭３１の外周面３１Ａのうち拡開部３１Ａ1 全周に
は、変流部としての多数個の羽根板３２，３２，…が形
成され、該各羽根板３２は該回転霧化頭３１の軸方向に
対して平行に配設されている。なお、３１Ｃは塗料放出
端縁となる。

【００４８】さらに、図６に示す第４の実施例では、第
３の実施例による各羽根板３２を回転霧化頭３１の軸方
向に対して回転方向に傾斜させた羽根板３２′としたこ
とにある。

【００４９】このように構成される、各実施例において
も、前述した第１の実施例と同様の作用効果が得られる
ものの、第２の実施例による凹凸溝２２または第４の実
施例による羽根板３２′からなる凹凸形状体は、軸方向
に対して傾斜しているから、旋回流による遠心力を第１
の実施例に比べてより大きくすることができる。

【００５０】さらに、前記第２，第４の実施例では、変
流部を回転霧化頭２１，３１の軸方向に対して回転方向
に傾斜させた多数個の凹凸溝２２，羽根板３２′からな
る凹凸形状体としたが、変流部を構成する多数個の凹凸
溝または羽根は回転霧化頭の回転方向と反対方向に傾斜
させて形成してもよい。

【００５１】

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１の発明によ
れば、回転霧化頭の後方に位置して塗料放出端縁よりも
径方向内側にシェーピングエアを噴出するエア噴出手段
を設け、該エア噴出手段から噴出されるシェーピングエ
アを回転霧化頭の前方で旋回流に変流する変流部を前記
回転霧化頭の外周面に位置して塗料放出端縁側に形成し
たから、シェーピングエアが少量であっても旋回流によ
って塗料噴霧パターンを大径にでき、被塗物の塗膜を均
一にして被塗物の塗装面の仕上がり品質を高めることが
できる。また、シェーピングエアのエア量を調整するこ
とにより、エア量の多いときには塗料噴霧パターンを大
径にし、少ないときにはパターンを小径にして適宜調整
することが可能となる。

【００５２】また、請求項２の発明では、回転霧化頭の
塗料放出端縁よりも後側に位置して該回転霧化頭の外周
側後部を覆うように塗装機本体の先端側にシェーピング
エアリングを設け、前記エア噴出手段を該シェーピング
エアリングに形成したから、該エア噴出手段から噴出さ
れるシェーピングエアを回転霧化頭の外周面に当てるこ
とができ、変流部によって回転霧化頭の前方に旋回流を
発生させることができる。そして、塗装面を奇麗に仕上
げることができる。

【００５３】請求項３の発明では、前記変流部は、前記
回転霧化頭の外周面全周に亘って形成した多数個の凹凸
溝または羽根からなる凹凸形状体によって形成したか
ら、シェーピングエアを各凹凸溝または各羽根に沿って
流すことにより、シェーピングエアが少量のときでもシ
ェーピングエアを回転霧化頭の前方で旋回流に変流する
ことができ、エアポンピング現象を低減しつつ被塗物の
塗膜を均一にでき、塗装面の仕上がり品質を向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による塗装機本体、回転
軸、回転霧化頭およびシェーピングエアリングを示す縦
断面図である。

【図２】図１中の回転霧化頭を側面からみた状態を示す
側面図である。

【図３】回転霧化頭を旋回流の形状と共に示す正面図で
ある。

【図４】第２の実施例による回転霧化頭を示す側面図で
ある。

【図５】第３の実施例による回転霧化頭を示す側面図で
ある。

【図６】第４の実施例による回転霧化頭を示す側面図で
ある。

【図７】従来技術による回転霧化頭型塗装装置の全体図
である。

【符号の説明】

１ 塗装機本体 ３ エアモータ ４ 回転軸 １１，２１，３１ 回転霧化頭 １１Ａ，２１Ａ，３１Ａ 外周面 １１Ｂ 塗料平滑面 １１Ｃ，２１Ｃ，３１Ｃ 塗料放出端縁 １３，２２ 凹凸溝（変流部） １４ シェーピングエアリング １７ エア噴出口（エア噴出手段） １９ エア源 ３２，３２′ 羽根板（変流部）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部にエアモータを有する塗装機本体
   と、該塗装機本体の先端側にエアモータによって回転可
   能に設けられ、外周面が筒状またはカップ状をなし内周
   面が塗料平滑面となり先端が塗料放出端縁となった回転
   霧化頭と、該回転霧化頭の後方に位置して塗料放出端縁
   よりも径方向内側にシェーピングエアを噴出するエア噴
   出手段と、前記回転霧化頭の外周面に位置して塗料放出
   端縁側に形成され、前記エア噴出手段から噴出されるシ
   ェーピングエアを回転霧化頭の前方で旋回流に変流する
   変流部とから構成してなる回転霧化頭型塗装装置。
2. 【請求項２】 前記塗装機本体の先端側には回転霧化頭
   の塗料放出端縁よりも後側に位置して該回転霧化頭の外
   周側後部を覆うようにシェーピングエアリングを設け、
   前記エア噴出手段を該シェーピングエアリングに設けて
   なる請求項１記載の回転霧化頭型塗装装置。
3. 【請求項３】 前記変流部は、前記回転霧化頭の外周面
   全周に形成した多数個の溝または羽根からなる凹凸形状
   体によって形成してなる請求項１記載の回転霧化頭型塗
   装装置。