JP2010227874A - Coating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、塗装装置に関する。詳しくは、回転霧化頭の先端から液体塗料を噴霧して静電塗装を行う回転霧化式塗装装置に関する。 The present invention relates to a coating apparatus. Specifically, the present invention relates to a rotary atomizing coating apparatus that performs electrostatic coating by spraying a liquid paint from the tip of a rotary atomizing head.
従来より、自動車のボディなどを塗装する塗装装置として、例えば回転霧化式塗装装置が知られている。この回転霧化式塗装装置は、回転霧化頭に高電圧を印加しつつ回転させ、この状態で、回転霧化頭に導電性塗料(液体塗料)を供給する。これにより、液体塗料を帯電させて霧化し、回転霧化頭の先端縁から噴霧して、静電塗装を行う。 2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a rotary atomizing coating apparatus is known as a coating apparatus that coats the body of an automobile. The rotary atomizing coating apparatus rotates while applying a high voltage to the rotary atomizing head, and supplies a conductive paint (liquid paint) to the rotary atomizing head in this state. As a result, the liquid paint is charged and atomized, and sprayed from the leading edge of the rotary atomizing head to perform electrostatic coating.
以上の回転霧化式塗装装置では、回転霧化頭から噴霧される塗料の塗布パターンの径はほとんど変化しない。このため、被塗装物の形状が複雑化すると、この被塗装物に対して塗料を確実に塗布することができない場合があった。 In the above-described rotary atomizing coating apparatus, the diameter of the coating pattern of the paint sprayed from the rotary atomizing head hardly changes. For this reason, when the shape of the object to be coated is complicated, there are cases where the paint cannot be reliably applied to the object to be coated.
そこで、回転霧化頭の回転軸に対して同心状に2つの環状のエア噴出口を設け、これらエア噴出口のそれぞれから互いに異なる方向にエアを噴射する手法が提案されている(特許文献1、2参照)。それぞれのエア噴出口からのエア噴射量を制御することにより、塗装パターン径を変化させて、被塗装物に対して塗料を確実に塗布することができる。 Therefore, a method has been proposed in which two annular air outlets are provided concentrically with the rotation axis of the rotary atomizing head, and air is injected from each of these air outlets in different directions (Patent Document 1). 2). By controlling the amount of air injection from each air outlet, the paint pattern diameter can be changed to reliably apply the paint to the object to be coated.
しかしながら、特許文献1の構成では、塗装装置の先端面が略平らになっており、2つのエア噴出口は、この平らな先端面に形成されている。このように略平らな先端面に2つのエア噴出口が形成されるため、外側のエア噴出口から噴出するエアの噴出方向が安定せず、塗装パターンの設定が困難である、という問題があった。
However, in the configuration of
また、特許文献2の構成では、外側のエア噴出口は、塗料の噴霧方向に対して内側のエア噴出口よりも後方側に位置し、これら2つのエア噴出口の間には、段差が形成されている。そのため、これら2つのエア噴出口の間の段差により、外側のエア噴出口から噴出するエアの流れに渦が生じ、塗料の帰り渦が発生して、ノズル部分が汚れるおそれがあった。
Further, in the configuration of
本発明は、塗装パターンを容易に設定でき、かつ、ノズル部分の汚れを防止できる塗装装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the coating device which can set a coating pattern easily and can prevent the stain | pollution | contamination of a nozzle part.
本発明の塗装装置(例えば、後述の塗装装置1)は、回転霧化頭(例えば、後述の回転霧化頭22)に高電圧を印加しつつ回転させ、この状態で当該回転霧化頭に液体塗料を供給することで、液体塗料を帯電させて霧化し、静電塗装を行う塗装装置であって、前記回転霧化頭を囲繞して形成された複数のエア噴出孔(例えば、後述のエア噴出孔44)と、当該エア噴出孔を囲繞して形成されかつ塗料の噴霧方向に対して前記エア噴出孔よりも後方側に位置する環状のエア噴出スリット(例えば、後述のエア噴出スリット45)と、当該エア噴出スリットから前記エア噴出孔に至る傾斜面(例えば、後述の傾斜面46)と、を備える。
The coating apparatus (for example, the
この発明によれば、回転霧化頭を囲んで複数のエア噴出孔を設け、さらに、これらエア噴出孔を囲んでエア噴出スリットを設けた。また、エア噴出スリットからエア噴出孔に至る傾斜面を設けた。
これにより、エア噴出スリットからエアを噴出すると、このエアは傾斜面に沿って前方に噴出されてエアカーテンとなるので、エアの噴出方向を安定させることができるから、塗装パターンを容易に設定できる。また、エアの流れに渦が生じるのを防止でき、塗料の帰り渦が発生せず、ノズル部分の汚れを防止できる。
According to the present invention, a plurality of air ejection holes are provided surrounding the rotary atomizing head, and further, an air ejection slit is provided surrounding the air ejection holes. Further, an inclined surface extending from the air ejection slit to the air ejection hole was provided.
Thus, when air is ejected from the air ejection slit, this air is ejected forward along the inclined surface to form an air curtain, so that the air ejection direction can be stabilized, so that the coating pattern can be easily set. . Further, it is possible to prevent the vortex from being generated in the air flow, the return vortex of the paint is not generated, and the nozzle portion can be prevented from being contaminated.
また、内側のエアの噴出口を孔としたので、噴出口をスリットとした場合に比べて、噴出口の面積を同等あるいは小さくできるから、エアの噴出圧力を高くして、パターン径を狭くできる。
また、エア噴出孔からのエア流量を変化させることで、塗料パターン径を精度良く制御できる。
In addition, since the inner air jet port is a hole, the area of the jet port can be made equal or smaller than when the jet port is a slit, so the air jet pressure can be increased and the pattern diameter can be narrowed. .
In addition, the paint pattern diameter can be accurately controlled by changing the air flow rate from the air ejection holes.
以上の塗装装置では、エア噴出スリットの面積は、エア噴出孔の面積と同一、あるいは、エア噴出孔の面積よりも大きいことが好ましい。 In the above coating apparatus, the area of the air ejection slit is preferably the same as the area of the air ejection hole or larger than the area of the air ejection hole.
また、環状のエア噴出スリットの直径は、30mm以上100mm以下であり、エア噴出スリットの幅は、0.1mm以上0.5mm以下であることが好ましい。エア噴出スリットの直径および幅をこの好ましい範囲に設定すると、エア噴出スリットの面積は、9.5mm2程度から157.9mm2程度となる。
また、エア噴出孔の直径は、0.5mm以上1.0mm以下であり、エア噴出孔の個数は、10個以上100個以下であることが好ましい。エア噴出孔の直径および個数をこの好ましい範囲に設定すると、エア噴出孔の面積は、2.0mm2程度から78.5mm2程度となる。
The diameter of the annular air ejection slit is preferably 30 mm to 100 mm, and the width of the air ejection slit is preferably 0.1 mm to 0.5 mm. Setting the diameter and width of the air ejection slits in this preferred range, the area of the air ejection slits becomes 157.9Mm 2 about 2 about 9.5 mm.
Moreover, it is preferable that the diameter of an air ejection hole is 0.5 mm or more and 1.0 mm or less, and the number of air ejection holes is 10 or more and 100 or less. When the diameter and number of the air ejection holes are set within this preferable range, the area of the air ejection holes is about 2.0 mm 2 to about 78.5 mm 2 .
本発明によれば、エア噴出スリットからエアを噴出すると、このエアは傾斜面に沿って前方に噴出されてエアカーテンとなるので、エアの噴出方向を安定させることができるから、塗装パターンを容易に設定できる。また、エアの流れに渦が生じるのを防止でき、塗料の帰り渦が発生せず、ノズル部分の汚れを防止できる。また、内側のエアの噴出口を孔としたので、噴出口をスリットとした場合に比べて、噴出口の面積を同等あるいは小さくできるから、エアの噴出圧力を高くして、パターン径を狭くできる。また、エア噴出孔からのエア流量を変化させることで、塗料パターン径を精度良く制御できる。 According to the present invention, when air is ejected from the air ejection slit, this air is ejected forward along the inclined surface to form an air curtain, so that the air ejection direction can be stabilized, so that the coating pattern can be easily performed. Can be set. Further, it is possible to prevent the vortex from being generated in the air flow, the return vortex of the paint does not occur, and the nozzle portion can be prevented from being stained. In addition, since the inner air jet port is a hole, the area of the jet port can be made equal or smaller than when the jet port is a slit, so the air jet pressure can be increased and the pattern diameter can be narrowed. . In addition, the paint pattern diameter can be accurately controlled by changing the air flow rate from the air ejection holes.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る塗装装置1の概略構成を示す斜視図である。図2は、塗装装置1の側面図である。
塗装装置1は、自動車のボディ2を静電塗装するものであり、ロボットアーム3の先端に取り付けられた円柱状のボディ部10と、先端部分が屈曲した略くの字形状でかつこのボディ部10の先端に着脱可能に設けられたヘッド部20と、を備える。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a
The
図3は、ヘッド部20の先端部分の断面図である。
ヘッド部20は、図示しないエアモータと、このエアモータにより回転駆動される回転霧化頭22と、回転霧化頭22に塗料を供給する図示しない塗料供給部と、回転霧化頭22を囲繞するエアキャップ40と、これらを収容するハウジング25と、を備える。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the tip portion of the
The
回転霧化頭22は、先端側に向かうに従って内径が大きくなる略円錐形状であり、ヘッド部20の先端に設けられる。
The rotary atomizing
エアキャップ40は、ハウジング25に取り付けられる。このエアキャップ40は、回転霧化頭22を囲繞する内部エアキャップ41と、内部エアキャップ41を囲繞するシェーピングエアキャップ42と、シェーピングエアキャップ42を囲繞するアシストエアキャップ43と、を備える。
The
内部エアキャップ41は、略円筒形状であり、この内部エアキャップ41の先端面411は、回転霧化頭22の途中に位置している。
内部エアキャップ41の先端面411の回転霧化頭22の近傍には、回転霧化頭22を囲繞するエア噴出孔44が形成されている。
The internal air cap 41 has a substantially cylindrical shape, and a
An
シェーピングエアキャップ42は、先端側に向かうに従って外径が小さくなる略円筒形状であり、このシェーピングエアキャップ42の先端面421は、内部エアキャップ41の先端面411と面一となっている。
The shaping
内部エアキャップ41の内部には、エア噴出孔44に連通する複数の第1エア通路441が形成される。これら第1エア通路441には、図示しないエア供給源からエアが供給される。
A plurality of
エア供給源から第1エア通路441にエアを供給すると、この供給されたエアは、エア噴出孔44から回転霧化頭22の先端縁に向かって噴射され、シェーピングエアとなる。
When air is supplied from the air supply source to the
アシストエアキャップ43は、シェーピングエアキャップ42の基端側を囲繞している。
アシストエアキャップ43とシェーピングエアキャップ42との間の間隙は、エア噴出孔44を囲繞する環状のエア噴出スリット45となっている。これにより、エア噴出スリット45は、塗料の噴霧方向に対してエア噴出孔44よりも後方側に位置し、シェーピングエアキャップ42の外周面は、エア噴出スリット45からエア噴出孔44に至る傾斜面46となる。この傾斜面46は、回転霧化頭22の先端縁が傾斜面46の延長線上に位置するように、形成される。
The
A gap between the assist
シェーピングエアキャップ42の内部には、エア噴出スリット45に連通する複数の第2エア通路451が形成される。これら第2エア通路451には、図示しないエア供給源からエアが供給される。
A plurality of
エア供給源から第2エア通路451にエアを供給すると、この供給されたエアは、エア噴出スリット45から傾斜面46に沿って噴射され、アシストエアとなる。
When air is supplied from the air supply source to the
次に、以上の塗装装置1の動作について説明する。
まず、エア供給源からエアモータ21にエアを供給して、回転霧化頭22を高速で回転させる。さらに、図示しない電源からの電流を昇圧して、回転霧化頭22に高電圧の電流を印加する。
Next, operation | movement of the
First, air is supplied from the air supply source to the air motor 21 to rotate the
そして、塗料供給部から回転霧化頭22に塗料を供給する。すると、回転霧化頭22の内周面に塗料が吐出され、この塗料は、高電圧が印加されて帯電し、回転霧化頭22の遠心力によって霧化状態となり、回転霧化頭22からワークに向かって噴霧される。これにより、静電塗装が行われる。
Then, the paint is supplied to the
ここで、エア噴出孔44からシェーピングエアを噴射するとともに、エア噴出スリット45からアシストエアを噴射する。これらシェーピングエアの噴射量およびアシストエアの噴射量を適宜調整することで、塗料パターンのパターン径を調整する。
Here, the shaping air is ejected from the
例えば、エア噴出スリット45からアシストエアを噴射すると、図4に示すように、アシストエアは、噴霧される塗料のパターン径を絞り込む。これにより、塗料のパターン径は、D1となる。 For example, when assist air is ejected from the air ejection slit 45, the assist air narrows down the pattern diameter of the sprayed paint as shown in FIG. Thereby, the pattern diameter of the paint becomes D1.
一方、エア噴出孔44からシェーピングエアを噴射すると、図5に示すように、シェーピングエアは、噴霧される塗料のパターン径をさらに絞り込む。これにより、塗料のパターン径は、D1よりも小さいD2となる。 On the other hand, when the shaping air is ejected from the air ejection holes 44, the shaping air further narrows down the pattern diameter of the sprayed paint as shown in FIG. Thereby, the pattern diameter of a coating material becomes D2 smaller than D1.
[実施例および比較例]
次に、以上の塗装装置の比較例および実施例について説明する。
比較例として、内側にエア噴出スリット、外側にエア噴出スリットを配置した塗装装置を用いて、塗料を噴霧した。
実施例として、内側にエア噴出孔、外側にエア噴出スリットを配置した塗装装置を用いて、塗料を噴霧した。
すなわち、比較例と実施例とでは、回転霧化頭の径が同一であり、シェーピングエアの噴出口の形状のみが異なる。
[Examples and Comparative Examples]
Next, comparative examples and examples of the above coating apparatus will be described.
As a comparative example, the coating material was sprayed using a coating apparatus having an air ejection slit on the inside and an air ejection slit on the outside.
As an example, the coating material was sprayed using a coating apparatus having an air ejection hole on the inside and an air ejection slit on the outside.
That is, in the comparative example and the example, the diameter of the rotary atomizing head is the same, and only the shape of the jet port of the shaping air is different.
図6は、比較例における、シェーピングエアの噴射量、アシストエアの噴射量、および、塗料のパターン径の関係を示す図である。
図7は、実施例における、シェーピングエアの噴射量、アシストエアの噴射量、および、塗料のパターン径の関係を示す図である。
図6、図7では、シェーピングエアの噴射量は、S0からS6に向かうに従って増大し、アシストエアの噴射量は、A0からA7に向かうに従って増大し、塗料のパターン径は、P0からP10に向かうに従って増大するものとする。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship among the shaping air injection amount, the assist air injection amount, and the paint pattern diameter in the comparative example.
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship among an injection amount of shaping air, an injection amount of assist air, and a paint pattern diameter in the embodiment.
6 and 7, the shaping air injection amount increases from S0 to S6, the assist air injection amount increases from A0 to A7, and the paint pattern diameter goes from P0 to P10. It shall increase as follows.
図6および図7に示すように、シェーピングエアまたはアシストエアの噴射量が減少すると、パターン径は大きくなる。一方、シェーピングエアまたはアシストエアの噴射量が増大すると、パターン径は小さくなる。 As shown in FIGS. 6 and 7, the pattern diameter increases as the amount of shaping air or assist air injection decreases. On the other hand, as the injection amount of shaping air or assist air increases, the pattern diameter decreases.
また、シェーピングエアの噴射量が少ないと、アシストエアの噴射量の影響は大きく、アシストエアの噴射量に応じて、パターン径は大きく変化する。一方、シェーピングエアの噴射量が多いと、アシストエアの噴射量の影響は小さく、アシストエアの噴射量を変化させても、パターン径は、それほど変化しない。 In addition, when the shaping air injection amount is small, the influence of the assist air injection amount is large, and the pattern diameter greatly changes according to the assist air injection amount. On the other hand, when the shaping air injection amount is large, the influence of the assist air injection amount is small, and the pattern diameter does not change much even if the assist air injection amount is changed.
図6、図7中、一点鎖線で囲まれた領域は、塗装パターンの大径領域であり、塗装装置の塗布速度を低下させたり、塗料の噴射量を増大させたりすることで、塗装パターン径を大きくできる。よって、サイクルタイムを短縮でき、塗装装置の数を削減して、イニシャルコストを低減できる。
一方、実線で囲まれた領域は、塗装パターンの小径領域であり、塗装した部分の塗膜の膜厚を確保できるうえに、オーバースプレーによる材料の無駄を削減することができる。その結果、ランニングコストを低減できる。
6 and 7, the region surrounded by the alternate long and short dash line is a large-diameter region of the coating pattern, and the coating pattern diameter can be reduced by decreasing the coating speed of the coating device or increasing the spray amount of the coating material. Can be increased. Therefore, cycle time can be shortened, the number of coating apparatuses can be reduced, and initial cost can be reduced.
On the other hand, a region surrounded by a solid line is a small-diameter region of the coating pattern, and it is possible to secure the film thickness of the coated portion of the painted portion and reduce material waste due to overspray. As a result, the running cost can be reduced.
比較例では、図6に示すように、塗料パターン径がP3−P4の範囲の幅は、P6−P7、P5−P6、P4−P5、P2−P3の範囲の幅に比べて、広くなっている。つまり、シェーピングエアの噴出量の変化に対して、塗料パターン径が線形で変化していない。
これに対し、実施例では、図7に示すように、塗料パターン径の各範囲の幅がほぼ均等であり、シェーピングエアの噴出量の変化に対して、塗料パターン径が線形で変化していることが判る。よって、塗料パターン径を精度良く制御できているといえる。
In the comparative example, as shown in FIG. 6, the width of the paint pattern diameter in the range of P3-P4 is wider than the width of the range of P6-P7, P5-P6, P4-P5, P2-P3. Yes. That is, the paint pattern diameter does not change linearly with respect to the change in the amount of shaping air ejected.
On the other hand, in the embodiment, as shown in FIG. 7, the width of each range of the paint pattern diameter is almost uniform, and the paint pattern diameter changes linearly with respect to the change in the amount of shaping air ejected. I understand that. Therefore, it can be said that the paint pattern diameter can be accurately controlled.
また、比較例では、P2−P3の範囲の塗料パターン径までしか実現できないのに対し、実施例では、P1−P2の範囲の塗料パターン径を実現できている。よって、従来に比べて、パターン径を狭くできる、といえる。 In the comparative example, only the paint pattern diameter in the range of P2-P3 can be realized, whereas in the example, the paint pattern diameter in the range of P1-P2 can be realized. Therefore, it can be said that the pattern diameter can be made narrower than in the prior art.
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
(1)回転霧化頭22を囲んで複数のエア噴出孔44を設け、さらに、エア噴出孔44を囲んでエア噴出スリット45を設けた。さらに、エア噴出スリット45からエア噴出孔44に至る傾斜面46を設けた。これにより、エア噴出スリット45からエアを噴出すると、このエアは傾斜面46に沿って前方に噴出されてエアカーテンとなるので、エアの噴出方向を安定させることができるから、塗装パターンを容易に設定できる。また、エアの流れに渦が生じるのを防止でき、塗料の帰り渦が発生せず、ノズル部分の汚れを防止できる。
また、内側のエアの噴出口を孔としたので、噴出口をスリットとした場合に比べて、噴出口の面積を同等あるいは小さくできるから、エアの噴出圧力を高くして、パターン径を狭くできる。
また、エア噴出孔44からのエア流量を変化させることで、塗料パターン径を精度良く制御できる。
According to this embodiment, there are the following effects.
(1) A plurality of air ejection holes 44 are provided surrounding the
In addition, since the inner air jet port is a hole, the area of the jet port can be made equal or smaller than when the jet port is a slit, so the air jet pressure can be increased and the pattern diameter can be narrowed. .
Further, the paint pattern diameter can be accurately controlled by changing the air flow rate from the
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, etc. within a scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
1 塗装装置
22 回転霧化頭
44 エア噴出孔
45 エア噴出スリット
46 傾斜面
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記回転霧化頭を囲繞して形成されたエア噴出孔と、
当該エア噴出孔を囲繞して形成されかつ塗料の噴霧方向に対して前記エア噴出孔よりも後方側に位置する環状のエア噴出スリットと、
当該エア噴出スリットから前記エア噴出孔に至る傾斜面と、を備えることを特徴とする塗装装置。 It is a coating apparatus that rotates while applying a high voltage to the rotary atomizing head and supplies the liquid paint to the rotary atomizing head in this state to charge and atomize the liquid paint and perform electrostatic coating. ,
An air ejection hole formed surrounding the rotary atomizing head;
An annular air ejection slit formed surrounding the air ejection hole and positioned on the rear side of the air ejection hole with respect to the spray direction of the paint;
And a sloping surface extending from the air ejection slit to the air ejection hole.
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