JPS6359364A - 回転霧化式塗装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈発明の技術分野〉 本発明は、扁平形状の塗装パターンが得られる回転霧化
式の塗装装置に関する。

〈従来の技術〉 この種の塗装装置は、特願昭６０−１８７９８０号に開
示したように、回転駆動装置の回転軸に霧化頭を取付け
、霧化頭の基端に塗料供給路を接続し、霧化頭の先端に
塗料放出部を形成し、第１１図乃至第１３図に例示する
ように、霧化頭ａを挟んだ」二下の対称位置から霧化頭
ａ先端部の外周面に向けて斜前方に空気を噴出する対の
空気噴出口す、ｂを設けている。

扁平形状の塗装パターンは、高品質の広い塗装面を得る
場合に用いられる。その場合には、扁平形状の塗装パタ
ーンの短軸方向、Ｌ！Ｕも、厚さ方向に、塗装装置を往
復動させて塗り重ね、塗膜の厚さと仕上がり具合を均一
・化する。

その際、塗装装置を往復動させる距離りは、塗装パター
ンが被塗装面をほぼ完全に通過するように設定するので
、次式のようになる。

Ｌ　＝　文　＋　Ｔ ただし１文は被塗装面上の塗装パターン通過距離であり
、Ｔは塗装パターンの短軸方向の長さ、即ち、厚さであ
る。

ここで、塗装パターンの厚さＴは、被塗装面以外を塗装
する距離であるので、短い方が良い。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところが、上記の塗装装置によって得られる扁平形状の
塗装パターンは、第１４図に例示するように、左半分と
右半分が上下に若干ずれて歪み、上下方向の厚さＴが厚
くなる。

従って、被塗装面以外を塗装する距離Ｔが長くなるので
、塗料消費量と塗装時間が多くなり、塗装費が高くなる
。

本９．ＩＩの目的は、上記のような従来の問題点を解決
することである。

く問題点が生ずる原因〉 第１１図乃至第１３図に示すように、霧化頭ａを挟んだ
上下の対称位置に霧化頭ａの軸芯に向けて配置した一対
の空気噴出口す、ｂから霧化頭ａ先端部の外周面に向け
て斜前力に空気を噴出すると１両空気噴出口す、ｂから
噴出された空気は、それぞれ、″ＦＡ化頭ａ先端部の外
周面に衝突し、その外周面の円筒面に沿って左右の両側
方に流れ、左右の各側方に流れた空気流は、それぞれ、
もう一方の空気噴射口すから噴出されて霧化頭ａ先端部
の外周面に沿って左右の各側方に流れた同様な空気流と
霧化頭ａ外周面の左側位置又は右側位置で衝突して、前
方に折曲される。

即ち、各空気噴出口す、ｂから噴出さｉた空気流は、そ
れぞれ、霧化頭ａ先端部の外周面の上側又は下側の半分
を覆い、扇形状の空気流となって前方に流れる。

ところが、霧化頭ａは、塗料を霧化するために回転して
おり、第１１図乃至第１３図に矢印で示すように、霧化
頭ａの外周面は、周方向に回動している。

従って、霧化頭ａ先端部の外周面に沿って左右の各側方
に流れる空気流は、それぞれ、霧化頭ａの回転によって
影響を受け、霧化頭ａの外周面の回動方向と同方向に流
れる空気流は、霧化頭ａの回転によって加速され、一方
、霧化頭ａの外周面の回動方向と逆方向に流れる空気流
は、霧化頭ａの回転によって減速される。

即ち、霧化頭ａ外周面の左側位置と右側位置では、それ
ぞれ、霧化頭ａの回転によって加速された空気流と霧化
頭ａの回転によって減速された空気流が衝突して、上側
と下側の扇形状の空気流が形成されることになる。

従って、上下の両空気噴出口す、ｂがら空気が同一の条
件で噴出されたとしても、霧化頭ａの回転によって加速
された高速の空気流と、霧化頭＆の回転によって減速さ
れた低速の空気流が衝突することになり、その結果、扇
形状の両空気流は、それぞれ、霧化ｊ３１！＆の回転方
向の速度成分を持つことになる。

よって、霧化ｙＡａの塗料放出部からその半径方向に放
射された塗粒は、上記の扇形状の両空気流に乗って被塗
装面に搬送されるので、塗装パターンは、霧化頭ａの回
転方向に歪むこととなる。

く問題点を解決するための手段〉 上記の原因から明らかなように、塗装パターンが霧化頭
の回転方向に歪むのを防止するには、霧化頭の外周面上
で衝突する２つの空気流の衝突時の速度を等しくすれば
よい。

そこで、霧化頭を挟んだほぼ対称位置から霧化頭の外周
面に衝突する空気を噴出する対の空気噴出口の噴出方向
を、それぞれ、霧化頭の軸芯に向かう方向から、その空
気噴出口から噴出する空気が衝突する位置の霧化頭外周
面の回動方向と反対側に偏向させると、偏向した側に流
れる空気流は速度が増加すると共に、偏向した側と反対
側に流れる空気流は速度が減少する。即ち、霧化頭の回
転によって減速される空気流は増速し、一方、霧化頭の
回転によって加速される空気流は減速し、噴出方向の偏
向による増減速と霧化頭の回転による加減速が相殺され
、霧化頭の外周面上で衝突する２つの空気流の衝突時の
速度が等しくなることに気付いた。

従って、上記の事項から明らかなように、本発明は、回
転駆動装置の回転軸に霧化頭を取付け、霧化頭の基端に
塗料供給路を接続し、霧化頭の先端に塗料放出部を形成
し、塗料放出部から放射される塗粒を前方へ折曲する空
気流を噴出する空気噴出装置を設けた回転霧化式塗装装
置において、上記の空気噴出装置に、霧化頭を挟んだほ
ぼ対称位置から霧化頭の外周面に衝突する空気を噴出す
る対の空気噴出口を形成した回転霧化式塗装装置であっ
て、 上記の各空気噴出口の噴出方向を、それぞれ、霧化頭の
軸芯に向かう方向から、その空気噴出口から噴出する空
気が衝突する位置の霧化頭外周面の回動力向と反対側に
偏向した方向に、配置したことを特徴とする回転霧化式
塗装装置である。

く作　用〉 本発明の回転霧化式塗装装置においては、霧化頭を挟ん
だほぼ対称位ごから霧化頭の外周面に衝突する空気を噴
出する対の空気噴出口の噴出方向を、それぞれ、霧化頭
の軸芯に向かう方向から。

その空気噴出口から噴出する空気が衝突する位置の霧化
頭外周面の回動方向と反対側に偏向した方向に、配こし
ているので、上記の事項から明らかなように、霧化頭の
外周面上で衝突する２つの空気流は、噴射方向の偏向に
よる増減速と霧化頭の回転による加減速が相殺され、衝
突時の速度が等しくなり、その結果、扇形状の雨空気流
は、それぞれ、霧化頭の回転方向の速度成分を持たず、
塗装パターンは、霧化頭の回転方向に歪まない。

く第１実施例（第１図乃至第４図参照）〉第１図と第２
図に示す本例の回転霧化式塗装装置は、最高回転数が毎
分６万回転になるエアターボモータ１のケースの先端か
ら突出した回転軸２に、円筒部４の先端に円盤部５を同
芯状に連設したハブ３を挿嵌し、ハブの円盤部５の中心
位置の取付孔６にエアターボモータの回転４ｉ２の先端
部を密嵌して、ハブの円盤部５の中心位置を貫通したビ
ス７によってハブ３をエアターボモータの回転軸２に同
芯状に取付け、ハブ３の外周に円筒体８の後半部を嵌合
し、円筒体８の前半部をハブ３の前方位置に突出して、
円筒体８をその周壁に貫通したビス９によってハブ３に
同芯状に取付け、一体化したハブ３と円筒体８によって
円筒状の霧化頭を構成している。

霧化頭３，８は、エアターボモータ１を介して図示しな
い直流高電圧発生装置に接続し、荷電電極に兼用してい
る。

エアターボモータ１のケースの先端には、図示しない塗
料供給装置に接続した塗料供給路１０を取付け、塗料供
給路ｌＯの先端開口を霧化頭のハブの円筒部４内に配置
して、霧化頭３，８の円環状基端に塗料供給路ｌＯを接
続している。

霧化頭のハブ３の円筒部４の周壁先端には、多数の塗料
通過孔１１を等間隔に貫設して、霧化頭３．８の円環状
基端を霧化頭の円環状先端に連通し、円筒体８の前半部
の内周面を塗料流動面１２に形成し、塗料流動面１２の
先端に、塗粒への空気の巻込を防止する多数の塗料分流
ｙｔ１３を等間隔に軸芯方向に沿って形成し、塗料流動
面１２の先端縁、即ち、円筒体８の先端の円環状開口縁
を塗料放出部１４にしている。

また、エアターボモータ１のケースの先端の上側位置と
下側位置には、それぞれ、空気噴出装置１５を同様に設
けている。

上側と下側の一対の空気噴出装置１５は、それぞれ、基
体１６を、エアターボモータｌのケース先端の上面、下
面にビス１７で固定して、霧化頭３．８の後半部の上方
位置、下方位置に配２１１．。

各基体１６内に空気通路１８を形成し、各空気通路１８
に図示しない塗装パターン調整用の流離制御弁を介在し
た高圧空気供給路１９を接続している。

霧化頭の塗料放出部１４の後方に位置する上側と下側の
両基体１６の先端傾斜面には、第１図に示すように、空
気通路１８に連通する細孔２０を穿設して、霧化頭３，
８を挟んだ上下の対称位置から霧化！￥１３．８の先端
部の外周面に向けて斜前方に空気を噴出する一対の空気
噴出口２０．２０を設けている。

各空気噴出口２０の左右の噴出方向は、第２図に示すよ
うに、霧化頭３，８の軸芯に向かう方向から、その空気
噴出口２０から噴出する空気が衝突する位ｔの霧化頭３
，８外周面の回動方向と反対側に偏向している。その偏
向角度Ｏは、１０度である。偏向角度θは、霧化頭３．
８の外径と常用回転数によって定められ、一般的には、
６０度以内が好ましい。

各空気噴出口２０の前後の噴出方向は、第１図に示すよ
うに、霧化頭３，８の外周面の母線との間の角度αが５
０度になる方向である。その角度αは、０〜９０度が好
ましい。

空気噴出口２０は、直径と個数が２．４　ａｍと２個で
あり、従って、総開口面積が約９ｍ雪２である。

総開口面積は、実用上の観点から、約５０■腸２以下が
好ましい。

また、第１図に示すように、各空気噴出口２０から噴出
した空気が衝突する霧化頭３，８外周面上の点から塗料
放出部１４までの距離Ｓは、１０ｍｍである。その距＃
Ｓは、０〜５０ｍ麿が好ましい。

上下の両空気噴出口２０．２０間の距離りは、５０鵬１
である。霧化頭３．８の外径、即ち、塗料放出部１４の
外径ｄは、３７ｍｍである。上下の両空気噴出口２０．
２０間の距ｒａＤは、実用上の観点から、塗料放出部１
４の外径ｄの４倍以下が好ましい。

霧化頭３，８の外形は、等径の円筒形状であるが、先太
又は先細の円錐台形状でもよい、霧化頭が円錐台形状の
場合、霧化頭の外周面の母線と霧化頭の軸芯のなす角度
は、４５度以内が好ましい。

本例の回転霧化式塗装装置を駆動すると、霧化頭３，８
が第２図に示す矢印方向に高速回転し、一方、荷電電極
兼用の霧化頭３，８とその前方に配置した図示しない被
塗装物との間に直流高電圧が印加され、また、空気噴出
袋この空気通路１８に高圧空気が供給されて、各空気噴
出口２０がら空気が噴出し、また、塗料供給路１０から
霧化頭のハブ３内に塗料が供給される。

回転中の霧化頭３，８の基端に供給された塗料は、遠心
力によって、塗料通過孔１１を経て塗料流動面１２に至
り、塗料流動面１２を薄膜状になって流動し、塗料分子
ｌ、溝１３に流入して液系流に分流し、塗料放出部１４
からその半径方向に放射され、繊維状微粒化が行われる
。

一方、上下の各空気噴出口２０から噴出された空気は、
それぞれ、霧化頭３，８先端部の外周面に衝突し、その
外周面の円筒面に沿って左右の両側方に流れ、左右の各
側方に流れた空気流は、それぞれ、もう一方の空気噴射
口２０から噴射されて霧化頭３，８先端部の外周面に沿
って左右の各側方に流れた同様な空気流と霧化頭３，８
外周面の左側位置又は右側位ｔで衝突して、前方に折曲
される。即ち、各空気噴出口２０から噴出された空気は
、それぞれ、″Ｒ化ｊｌｉｊ１３．８先端部の外周面の
上側又は下側の半分を覆い、扇形状の空気流となって前
方に流れる。

霧化頭の塗料放出部１４からその半径方向に放射された
塗粒は、上記の扇形状の空気流による力と、塗粒と被塗
装物間に作用する静電引力とによって、主に扇形状の空
気流によって、前方に搬送され、被塗装物に付着する。

各空気噴出口２０から噴出して霧化頭３，８先端部の外
周面に衝突する空気によって、扇形状の空気流が形成さ
れる際、上下の各空気噴出口２０の左右の噴出方向は、
それぞれ、霧化ｙＡ３．８の軸芯に向かう方向から、そ
の空気噴出口２０から噴出する空気が衝突する位置の霧
化頭３，８外周面の回動方向と反対側に偏向しているの
で、偏向していない従来の場合と比較して、偏向した側
に波れる空気流、即ち、霧化頭３，８の回転によって減
速される空気流は、増速し、一方、偏向した側と反対側
に流れる空気流、即ち、霧化頭３，８の回転によって加
速される空気流は、減速する。

従って、空気噴出口２０の噴出方向の偏向による増減速
と霧化頭３，８の回転による加減速が相殺されることに
なり、霧化頭３，８の外周面上で衝突する空気流の衝突
時の速度が等しくなる。

その結果、扇形状の青空気流は、それぞれ、霧化頭３，
８の回転方向の速度成分を持たない。

従って、塗装パターンは、霧化頭３，８の回転方向に歪
まないことになる。

塗装パターンを調整する場合、高圧空気供給路１９の流
量調整弁によって、空気噴出口２０から噴出する空気の
流量を調整する。

塗装パターンの形状１寸法と両空気噴出口２０から噴出
する空気の流量の関係は、第３図と第４図に例示する通
りである。

塗装パターンは、上記の空気ｖｔ量が零のときには、第
３図に示すように、外径が約９０ｃｍの円環状になり、
空気流量が５００交／膳ｉｎのときには。

第４図に示す、ように、左右の長さが７５ｃ層で上下の
厚さが２０ｃｍのダンベル状の扁平形状になる。

その扁平形状は、空気噴出口２０の左右の噴出方向の偏
向角度０が零である従来の場合と比較して、歪がほとん
どなく、厚さが１０ｃ■減少し、長さが５ｃ鳳増加して
いる。

く第２実施例（第５図乃至第１θ図参照）〉第５図と第
６図に示す本例の回転霧化式塗装装置は、前例のそれと
比較すると、前例における空気噴出装置１５に相九する
第２空気噴出装置５７の外に、第１空気噴出装置５１ｔ
−設けている。

第１空気噴出装置５１は、エアターボモータ１のケース
の先端に、円環状の基体５２を、霧化頭３．８と同芯状
にビス５３で固定し、霧化頭３．８の後半部の外回り位
置に配こされた基体５２内に円環状の空気通路５４を形
成し、空気通路５４に図示しない塗装パターン調整用の
流量制御弁を介在した高圧空気供給路５５を接続してい
る。

霧化頭の塗料放出部１４の後方に位置する基体５２の前
面には、第５図と第６図に示すように。

多数の第１空気噴出口５６を、空気通路５４に連通して
穿設し、霧化ｇＡ３　、８と同志の円環状に等間隔に配
列し、各第１空気噴出口５６の噴出方向をそれぞれ中心
側に傾斜して配置している。

第１空気噴出口５６は、直径と個数が０．６層層と３３
個であり、従って、総開口面積が約１０■■２である。

その総開口面積は、実用上の観点から、約４０層朧２以
下が好ましい。

第１空気噴出口５６の噴出方向は、霧化頭３．８の外周
面の母線となす角度が１０度になる方向である。その角
度は、実用上の観点から、零度以上で直角より小さい角
度が好ましい。

第１空気噴出口５６の開口から霧化頭の塗料放出部１４
までの距離は、２０薦鳳である。

円環状に配列した第１空気噴出口５６の中心径は、４４
馬璽である。なお、霧化頭の外径、即ち、塗料放出部１
４の外径は、３７鳳履である。

また、第１空気噴出装置の基体５２の上側位置と下側位
ｌには、それぞれ、第２空気噴出装置５７を同様に設け
ている。

上側と下側の一対の第２空気噴出装′１１５７は、それ
ぞれ、ブロック状の基体５８を、第１空気噴出装置の基
体５２の上面、下面に固定して、霧化頭３．８後半部の
上方位こ、下方位置に配置し、各基体５８内に空気通路
５９を形成し、各空気通路５９に図示しない塗装パター
ン調整用の流量制御弁を介在した高圧空気供給路６０を
接続している。

霧化頭の塗料放出部１４の後方に位置する上側と下側の
両基体５８の先端傾斜面には、第５図と第６図に示すよ
うに、それぞれ、空気通路５９に連通ずる２個の細孔６
１を、霧化頭３，８の軸芯を通る垂直線から右側、左側
に少しずれた位置に穿設して、霧化ｒＡ３　、８を挟ん
だ上下の対称位置から霧化頭３，８の先端部の外周面に
向けて斜前方に空気を噴出する２対の第２空気噴出ロ６
１を設けている。

、各第２空気噴出口６１の開口位置が霧化頭３．８の軸
芯を通る垂直線から右側、左側にずれる距ｆｉｅは、３
膳層である。その距＃ｅは、霧化頭３．８の径の４分の
１より短い方が好ましい。

上側と下側の第２空気噴出ロ６１．６１間の距離は、８
０鳳諺位である。

各第２空気噴出口６１の左右の噴出方向は、第６図に示
すように、霧化頭３，８の軸芯を通る垂直線から右側、
左側に少しずれた位置から真下、真上を向いており、従
って、霧化頭３，８の軸芯に向かう方向から、その空気
噴出口６１から噴出する空気が衝突する位置の霧化頭３
，８外周面の回動方向と反対側に偏向した方向である。

その偏向角度は、約４度である。

各第２空気噴出口６１の前後の噴出方向は、第５図に示
すように、霧化頭３．８の外周面の母線との間の角度α
が７０度になる方向である。

第２空気噴出ロ６１は、直径と個数が１．４　ｍｍと４
個であり、従って、総開口面積が約６鳳■２である。

また、第５図に示すように、各第２空気噴出口６１から
噴出した空気が衝突する霧化頭３，８外周面上の点から
塗料放出部１４までの距離は、ＬＬ＋＋層と５１膳であ
る。

その他の点は、前例におけるのと同様であるので、第５
図と第６図に同一符号を付して説明を省略する。

塗装パターンを調整する場合、第１空気噴出口５６から
噴出する第１空気のｆｉｔ量と、第２空気噴出ロ６１か
ら噴出する第２空気の流量をそれぞれ２ｇ整する。

塗装パターンの形状、寸法と上記の第１空気流量、第２
空気流量の関係は、第７図と第１０図に例示する通りで
ある。

塗装パターンは、第１空気流量と第２空気流量が零のと
きには、第７図に示すように、外径が約９０ｃｍの円環
状になる。また、第１空気流量が２００見／瀧ｉｎで第
２空気Ｉｉ量が零のときには、第８図に示すように、径
が約４０ｃｍの円板形状になる。

また、第１空気流量が零で第２空気流量が３００１　／
　ｗｉｎのときには、第９図に示すように、左右の長さ
が６５ｃ厘で上下の厚さが１５ｃ層のダンベル状の扁平
形状になる。また、第１空気流量が２００交／鳳ｉｎで
第２空気流量が３００見／腸ｉｎのときには、第１０図
に示すように、左右の長さが５５ｃｍで上下の厚さが２
０ｃｍの楕円状の扁平形状になる。

それらの扁平形状は、第２空気噴出ロ６１の開口位置が
霧化頭３，８の軸芯を通る垂直線から左右にずれていな
い従来の場合と比較して、歪がほとんとなく、厚さが５
〜ｌｏｃ腸減少し、長さが５ｃｍ位増加している。

塗着効率は、従来の回転霧化式塗装装置におけるより若
干低くなるが、エア霧化式ＰＪｉ装装置におけるよりも
高い。

第１空気噴出口５６と第２空気噴出ロ６１の各開口にお
ける噴出空気の平均速度（＝空気流量／総開口面積）は
、音速を越える方がよい。

くその他〉 上記の第１、第２実施例においては、空気噴出口の個数
、寸法、形状と配置位置は、上記して図示した通りであ
るが、これらに限定するものではない０例えば、対の空
気噴出口は、霧化頭を挟んだ位置に配置しているが、エ
アターボモータを挟む位こに配置してもよい。

また、空気噴出装置は、エアターボモータのケースに取
付けているが、これに限定するものではなく、例えば、
洗浄覆い筒材の回転霧化式塗装装置の場合には、その洗
浄覆い筒に取付けてもまい。

また、塗装装置は、静電式のものであるが、これに限定
するものではなく、非静電式のものでもよい。

く発１房１の効果〉 本発明の回転霧化式塗装装置によって得られる扁平形状
の塗装パターンは、扁平形状が企まず。

扁平形状の短軸方向の厚さが厚くならない。

従って、高品質の広い塗装面を得る場合、従来の回転霧
化式塗装装置を用いる場合に比較して、被塗装面以外を
塗装する距層が短くなるので、塗料消費量と塗装時間が
少なくなり、塗装費が安くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例の回転霧化式塗装装置の
一部縦断側面図である。 第２図は、間装ごの正面図である。 第３図と第４図は、同装置における塗装パターンの例を
示す略図である。 第５図は、本発明の第２実施例の回転霧化式塗装装この
一部縦断側面図である。 第６図は、同装置の正面図である。 第７図乃至第１０図は、同装置における塗装パターンの
例を示す略図である。 第１１図乃至第１３図は、従来装置における空気噴出口
から噴出した空気の流れ状態を示す略図であり、第１１
図は正面図であり、第１２図は側面図であり、第１３図
は平面図である。 第１４図は、従来！Ａ置における塗装パターンの例を示
す略図である。 １：エアターボモータ９回転駆動装置 ２：回転軸　　　　　３，８：霧化頭 １０：塗料供給路　　１４：塗料放出部１５：空気噴出
装置　２０：空気噴出口５１：第１空気噴出装置 ５６：第１空気噴出口 ５７：第２空気噴出装置 ６１：第２空気噴出口 θ：偏向角度 特許出願人　株式会社豊田中央研究所 代　　理　　人　　弁理士　　木　　野　　　桂７２図 ７３図 ７４図 空力舅％ｆ５００もηｉｎの場合 ７６　図 ρ 士７　図 ７′８図 ７９図 ７１３図　　　　　　　　第１４　図 ７１１図　　　　７′１２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転駆動装置の回転軸に霧化頭を取付け、霧化頭
   の基端に塗料供給路を接続し、霧化頭の先端に塗料放出
   部を形成し、塗料放出部から放射される塗粒を前方へ折
   曲する空気流を噴出する空気噴出装置を設けた回転霧化
   式塗装装置において、上記の空気噴出装置に、霧化頭を
   挟んだほぼ対称位置から霧化頭の外周面に衝突する空気
   を噴出する対の空気噴出口を形成した回転霧化式塗装装
   置であって、 上記の各空気噴出口の噴出方向を、それぞれ、霧化頭の
   軸芯に向かう方向から、その空気噴出口から噴出する空
   気が衝突する位置の霧化頭外周面の回動方向と反対側に
   偏向した方向に、配置したことを特徴とする回転霧化式
   塗装装置。
2. （２）上記の空気噴出装置に、霧化頭先端部の外回り位
   置を前方に空気を噴出する円環状の空気噴出口を形成し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の回転霧
   化式塗装装置。