JP2014205093A

JP2014205093A - 回転霧化式静電塗装機

Info

Publication number: JP2014205093A
Application number: JP2013082757A
Authority: JP
Inventors: 雅彦本崎; Masahiko Motozaki; 利啓鈴木; Toshihiro Suzuki; 正道白川; Masamichi Shirakawa
Original assignee: Ransburg Industrial Finishing KK
Current assignee: Carlisle Fluid Technologies Ransburg Japan KK
Priority date: 2013-04-11
Filing date: 2013-04-11
Publication date: 2014-10-30

Abstract

【課題】エアの使用量を低減するために孔の有効通路断面積を小さくしたときに、その加工や孔の掃除に関する問題を解消する。
【解決手段】中間リング部材14の前端部34の外周面34aと、ヘッドカバー12の前端開口部38の内周面38aは互いに相補的なテーパー面で構成され、そして、これら外周面34aと内周面38aとの間に、中間リング部材14の複数の細い溝36によって第２の孔32が形成される。各第２の孔32は、その前端が中間リング部材14の前端面14aに開放し、後端が第２チャンバー22に接続されている。第２の孔32は0.3〜1.0mmの直径を備えた断面円形孔に相当する有効通路断面積を有している。
【選択図】図1

Description

本発明は回転霧化式静電塗装機に関する。

静電塗装技術は、微粒化した塗料を静電力によって電気的に被塗物（ワーク）に吸着させる技術であり、その優れた塗着効率によって各種の被塗物に用いられている。静電塗装技術は自動車等の塗装を通じて進化し続けている。

回転霧化頭を備えた静電塗装機は、粉体塗料、絶縁性液体塗料（例えば油性塗料）及び導電性液体塗料（例えばメタリック塗料や水性塗料）に適用されている。この回転霧化式静電塗装機は回転霧化頭に高電圧を印加する形式と、回転ヘッドから径方向外方に離間した外部電極に高電圧を印加する形式が知られている。

回転霧化式静電塗装機は、微粒化した帯電塗料を被塗物に差し向けるために前方に向けてエアを吐出する。このエアは一般的に「シェーピングエア」と呼ばれており、このシェーピングエアによって塗装パターンが規定される。シェーピングエアを生成する機構及び回転霧化頭の回転速度の歴史的な変遷を説明すると次の通りである。回転速度は高速化しているが、その背景に、回転霧化頭を回転駆動するエアモータがボールベアリング式からエアベアリング式に変遷したことを挙げることができる。

（第１世代）前方に差し向けられた複数の孔を回転霧化頭の周囲に配置して、この複数の孔から直線状のシェーピングエアを前方に吐出する。エアモータはボールベアリング式が採用されており、回転霧化頭の回転速度は約15,000rpmである。

（第２世代）回転霧化頭の周囲に円周方向の延びるスリットを配置して、この円周スリットから筒状のシェーピングエアを前方に吐出する。エアモータはエアベアリング式が採用されており、回転霧化頭の回転速度は約45,000rpmである。

（第３世代）回転霧化頭の回転方向と同じ方向又は逆方向に傾斜した複数の孔を回転霧化頭の周囲に配置して、この複数の孔から螺旋流のシェーピングエアを前方に吐出する。この塗装機はメタリック塗料のために開発された。エアモータはエアベアリング式が採用されており、回転霧化頭の回転速度は約45,000rpmである。

（第４世代）螺旋流のシェーピングエアの内周側又は外周側に回転霧化頭の回転方向と同じ方向又は逆方向に傾斜した複数の第２の孔を配置して、この第２の孔から螺旋流の制御エアを前方に向けて吐出することで塗装パターンの大きさを制御する（特許文献１、２）。この静電塗装機は「可変パターンタイプ」と呼ばれている。エアモータはエアベアリング式が採用されており、回転霧化頭の回転速度は約70,000rpmである。

特開平７−２４３６７号公報特開平８−８４９４１号公報

前述した第１世代から第４世代の静電塗装機は適材適所で使用され続けているが、回転霧化頭の高速化、螺旋流のシェーピングエア、螺旋流の制御エアは回転霧化式静電塗装機が使用するエア量の増大を招いている。この問題に対してシェーピングエアの流量や制御エアの流量を低減することが検討されている。シェーピングエアや制御エアの流量を低減するのに、エアを吐出する孔の有効通路断面積を小さくするのが効果的である。

しかしながら、孔の有効通路断面積を小さくするほど（例えば直径0.5〜1.0mm）、この孔を穿設するためのドリル加工が難しさを増す。また、孔の有効通路断面積が小さいほど目詰まりの問題が発生し易くなり、目詰まりした孔の掃除も困難になる。このことが障害となってシェーピングエアの流量や制御エアの流量を低減する技術が確立していないのが現状である。

本発明の目的は、エアの使用量を低減するために孔の有効通路断面積を小さくしたときに、その加工や孔の掃除に関する問題を解消することのできる回転霧化式静電塗装機を提供することにある。

本発明の更なる目的は、エアの使用量を低減するためにシェーピングエア孔の有効通路断面積を小さくしたときに、その加工や孔の掃除に関する問題を解消することのできる回転霧化式静電塗装機を提供することにある。

本発明の更なる目的は、エアの使用量を低減するために制御エア孔の有効通路断面積を小さくしたときに、その加工や孔の掃除に関する問題を解消することのできる回転霧化式静電塗装機を提供することにある。

上記の技術的課題は、本発明によれば、
霧化頭(6)と、該霧化頭(6)を回転駆動する駆動源及び前方にエアを吐出するエア孔(32)を有する塗装機本体(2)とを有する回転霧化式静電塗装機(100)であって、
前記塗装機本体(2)の前端部が、該塗装機本体(2)から脱着可能な且つ半径方向に分割した複数の部材(12,14,16)の組立体(10)で構成され、
該組立体(10)に含まれる内周側の第１の部材(14)と外周側の第２の部材(12)とが互いに相補的な且つ互いに密接する第１、第２のテーパー面(34a,38a)を夫々有し、
前記第１又は第２のテーパー面(34a,38a)に、円周方向に等間隔に配置された複数の細い溝(36)が形成され、
該細い溝(36)によって前記エア孔(32)が構成されていることを特徴とする回転霧化式静電塗装機を提供することにより達成される。

第１、第２の部材(14,12)が互いに相補的なテーパー面を有していることから、これらを組み立てたときに、第１、第２の部材(14,12)を密接させた状態にするのが容易である。また、第１、第２の部材(14,12)を取り外すことでエア孔(32)を構成する細い溝(36)を掃除するのも容易である。勿論、細い溝(36)を形成するのもその加工は容易である。最も好ましい実施形態として、外部のエア源からエアの供給を受ける環状チャンバー(22)にエア孔つまり細い溝(36)が直接的に接続されている。さらに、環状チャンバー(22)及びこの環状チャンバー(22)に外部のエア源からエアを供給するエア通路（２８）が前記第１、第２の部材(14,12)によって形成されている。このような構成を採用することで、ドリル加工無しに環状チャンバー(22)及びエア通路(28)を作ることができるため製造が容易である。

本発明の上記目的及び他の目的、作用効果は、以下の実施例の詳しい説明から明らかになろう。

以下に、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施例を説明する。

図１は、実施例の回転霧化式静電塗装機１００の前端部を断面した図である。静電塗装機１００は、塗装機本体２に内蔵されたエアベアリング式エアモータの出力軸４に対して霧化頭６が脱着可能である。回転霧化頭６には、その中心部分に塗料供給管８を通じて塗料が供給される。霧化頭６の中心部分に供給された塗料は、回転する霧化頭６の内周面に沿って拡がり、霧化頭６の外周縁から外方に飛散しながら微粒化する。静電塗装機１００の基本的な構成及び機構は従来と同じであることから、その詳しい説明は省略する。

塗装機本体２の前端部は、塗装機本体２に対して脱着可能なヘッド組立体１０で構成されている。ヘッド組立体１０は、ヘッドカバー１２、中間リング部材１４、内周側リング部材１６の３つの部材で構成されている。

図２はヘッドカバー１２の縦断面図である。この図２から最もよく分かるように、ヘッドカバー１２は、その後端部にネジ部１８を有し、このネジ部１８を塗装機本体２に螺着することによりヘッドカバー１２は塗装機本体２に組み付けられる。

再び図１を参照して、組立体１０には第１、第２の２つの環状チャンバー２０、２２が形成され、これら２つのチャンバー２０、２２は共に円周方向に連続している。内周側に位置する第１の環状チャンバー２０には第１エア通路２６を通じて外部のエア源からエアが供給される。外周側に位置する第２の環状チャンバー２２には第２エア通路２８を通じて外部のエア源からエアが供給される。

内周側に位置する上記第１環状チャンバー２０及びこれに通じる第１エア通路２６は、内周側リング部材１６と中間リング部材１４との間に形成されている。他方、外周側に位置する第２環状チャンバー２２及びこれに通じる第２エア通路２８は、中間リング部材１４とヘッドカバー１２との間に形成されている。

図３は内周側リング部材１６の縦断面図である。この図３及び図１を参照して、内周側リング部材１６には、その前端面１６ａに開放した複数の第１の孔３０が形成され、各第１の孔３０は直径１mmであり、この第１の孔３０はドリル加工で作られている。各第１の孔３０は前述した第１チャンバー２０に接続されている。環状の第１チャンバー２０に供給されたエアは第１の孔３０を通じて塗装機本体２の前方に吐出される。

複数の第１の孔３０は、回転霧化頭６の回転軸線Ａｘ（図１）と同心の第１の円上に等間隔に形成されている。また、各第１の孔３０は、回転霧化頭６の回転方向とは逆方向に指向されている。すなわち、この複数の第１の孔３０から吐出されたシェーピングエアは、特許文献１、２に開示のシェーピングエアと同様に回転霧化頭６の回転方向とは逆方向の旋回流となる。変形例として、これら複数の第１の孔３０は前方に直線状にシェーピングエアを吐出するようにしてもよい。また、これら複数の第１の孔３０から吐出するシェーピングエアが回転霧化頭６の回転方向と同じ方向の旋回流となるようにしてもよい。

引き続き図１を参照して、静電塗装機１００は、第１の孔３０の外周側に第２のシェーピングエア又は制御エアを吐出するための複数の第２の孔３２を有している。各第２の孔３２は中間リング部材１４の前端面１４ａに開放している。また、各第２の孔３２は前述した第２チャンバー２２に接続されている。環状の第２チャンバー２２に供給されたエアは第２の孔３２を通じて塗装機本体２の前方に吐出される。

複数の第２の孔３２は、回転霧化頭６の回転軸線Ａｘと同心の第２の円上に等間隔に形成されている。各第２の孔３２は、前方に直線状に第２のシェーピングエア又は制御エアを吐出する。

図１を良く見ると、前端が前方に開放し且つ後端が環状の第２チャンバー２２に連通する第２の孔３２は、ヘッドカバー１２と中間リング部材１４とで形成されていることが分かる。図４〜図６は中間リング部材１４を示す図である。図４は中間リング部材１４の正面図である。図５は中間リング部材１４の断面図であり、図４のＶ−Ｖ線に沿って断面した図である。図６は図５において矢印ＶＩで示す部分を抽出した拡大断面図である。

中間リング部材１４は断面円形の外周面３４ａを備えた前端部３４を有している。前端部３４の外周面３４ａは先細りのテーパー面で構成され、この外周面３４ａには放射状に延びる複数の細い溝３６が形成されている。

中間リング部材１４の前端部３４は、ヘッドカバー１２の前端開口部３８に受け入れられる（図１）。図２を参照して、ヘッドカバー１２の前端開口部３８の内周面３８ａはテーパー面で構成されている。

図１から最もよく分かるように、中間リング部材１４の前端部３４の外周面３４ａと、ヘッドカバー１２の前端開口部３８の内周面３８ａは互いに相補的な形状を有する。ヘッドカバー１２と中間リング部材１４とを合体させたときに、共にテーパー面であるこれら外周面３４ａと内周面３８ａとは互いに密接した状態になる。中間リング部材１４の前端部３４の外周面３４ａと、ヘッドカバー１２の前端開口部３８の内周面３８ａとをテーパー面で構成することで、この密接した状態を作るのが容易となる。

また、これら外周面３４ａと内周面３８ａとの間に、中間リング部材１４の複数の細い溝３６によって前述した第２の孔３２が形成される。この第２の孔３２は、0.3〜1.0mm、好ましくは0.5〜0.8mm、更に好ましくは0.5〜0.7mmの直径を備えた断面円形孔に相当する有効通路断面積を有している。

変形例として、中間リング部材１４に設けた複数の細い溝３６の代わりに、この複数の細い溝３６をヘッドカバー１２の前端開口部３８の内周面３８ａに設けてもよい。

前述したように、各第２の孔３２は、その前端が中間リング部材１４の前端面１４ａに開放し、後端が第２チャンバー２２に接続されている。そして、この各第２の孔３２が中間リング部材１４の前端部３４の外周面３４ａに形成された各溝３６で実質的に構成されている。このことから、第２の孔３２を作るためにドリル加工する必要はない。単に、中間リング部材１４に直線状の溝切り加工を施すだけでよい。また、第２の孔３２が比較的長い孔であって、これを形成するのに難しさは無い。更に、第２の孔３２がその有効通路断面積が小さく且つ長尺で真直ぐな孔であれば、第２の孔３２から吐出されるエアの指向性を高めることができる。したがって第２の孔３２の有効通路断面積を小さくするのに、その製造に関して容易に対応することができる。更に、第２の孔３２が目詰まりしたときには、中間リング部材１４を包囲するヘッドカバー１２を取り外して溝３６を露出させた状態で溝３６を掃除することができる。

図７〜図９は上述した中間リング部材１４の変形例を示す図である。図７〜図９に示す変形例の中間リング部材５０は、断面円形の外周面５２ａを備えた前端部５２を有している。前端部５２の外周面５２ａは先細りのテーパー面で構成され、この外周面５２ａには放射状に延びる複数の細い溝５４が形成されている。この構成は、前述した中間リング部材１４と同じである。

この変形例の中間リング部材５０に含まれる複数の細い溝５４は、図９から最もよく分かるように、その軸線Ｌが中間リング部材５０の半径線Ｌ₀に対して角度θ傾斜している。この傾斜した溝５４により、この第２の孔３２から吐出される第２のシェーピングエア又は制御エアは旋回流となる。第２のシェーピングエア又は制御エアの旋回方向は、この実施例では回転霧化頭６の回転方向とは逆方向であるが、同じ方向であってもよい。

以上、本発明の実施例及び変形例を説明したが、シェーピングエアを生成する第１の孔と、第２のシェーピングエア又は制御エアを生成する第２の孔の配置や孔の指向方向に関して特開平０８−０９９０５２号公報は数多くの提案を行っている。本願発明においてその全てが適用可能である。したがって特開平０８−０９９０５２号公報に開示の内容の全てを本願明細書に組み込む。勿論、前述した第１の孔３０に関しても本発明を適用することができる。すなわち、内外の互いに隣接する２つの部材のいずれか一方の部材のテーパー面に細い溝を形成することで前述した第１の孔３０を形成してもよい。また、シェーピングエア孔だけを備えた第１世代の静電塗装機に対しても本発明を効果的に適用できる。

実施例の静電塗装機の前端部を断面して示す部分図である。実施例の静電塗装機の前端部の一部を構成するヘッドカバーの断面図である。実施例の静電塗装機の前端部の一部を構成する内周側リング部材の断面図である。実施例の静電塗装機の前端部の一部を構成する中間リング部材の正面図である。図４のＶ−Ｖ線に沿って切断した中間リング部材の断面図である。図５の矢印VIで示す部分を抽出して示す拡大部分断面図である。変形例の中間リング部材の正面図である。図７のVIII−VIII線に沿って切断した変形例の中間リング部材の断面図である。変形例の中間リング部材の細い溝が傾斜溝で構成されていることを説明するための図である。

１００実施例の回転霧化式静電塗装機
２塗装機本体
６回転霧化頭
１０組立体（ヘッドカバー、中間リング部材、内周側リング部材）
１２ヘッドカバー
１４中間リング部材
１４ａ中間リング部材の前端面
１６内周側リング部材
２０内周側の第１のチャンバー
２２外周側の第２のチャンバー
２６第１チャンバーに通じる第１エア通路
２８第２チャンバーに通じる第２エア通路
３０第１の孔（シェーピングエア）
３２第２の孔（シェーピングエア又は制御エア）
３４中間リング部材の前端部
３４ａ前端部の外周面（テーパー面）
３６細い溝
３８ヘッドカバーの前端開口部
３８ａヘッドカバーの前端開口部の内周面（テーパー面）
Ａｘ回転霧化頭の回転軸線

Claims

霧化頭と、該霧化頭を回転駆動する駆動源及び前方にエアを吐出するエア孔を有する塗装機本体とを有する回転霧化式静電塗装機であって、
前記塗装機本体の前端部が、該塗装機本体から脱着可能な且つ半径方向に分割した複数の部材の組立体で構成され、
該組立体に含まれる内周側の第１の部材と外周側の第２の部材とが互いに相補的な且つ互いに密接する第１、第２のテーパー面を夫々有し、
前記第１又は第２のテーパー面に、円周方向に等間隔に配置された複数の細い溝が形成され、
該細い溝によって前記エア孔が構成されていることを特徴とする回転霧化式静電塗装機。
前記塗装機本体に、外部のエア源からエアの供給を受ける環状チャンバーが設けられ、
該環状のチャンバーに前記エア孔が直接的に接続されている、請求項１に記載の回転霧化式静電塗装機。
前記環状チャンバー及び該環状チャンバーに外部のエア源からエアを供給するエア通路が、前記第１、第２の部材によって形成されている、請求項２に記載の回転霧化式静電塗装機。
前記組立体が、内周側リング部材と、中間リング部材と、ヘッドカバーとを含み、
前記内周側リング部材と前記中間リング部材との間又は前記中間リング部材と前記ヘッドカバーとの間の少なくとも一方に前記エア孔が形成されている、請求項２又は３に記載の回転霧化式静電塗装機。