JP3870794B2 - 回転霧化塗装装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転霧化静電塗装装置に関し、特にシェーピングエアーの流れを考慮することで、塗装装置の相互汚れを防止する回転霧化塗装装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車車体又は自動車部品の塗装装置として、従来よりその背面からシェーピングエアーが供給されるベルカップを用いた回転霧化静電塗装装置が知られている（例えば特開平９−２８５７４２号公報参照）。このシェーピングエアーは、ベルカップにより噴霧された帯電塗粒を被塗物方向へ集約させ、効率の良いリング状塗装パターンを形成させる。
これに関し、塗着効率の向上を目的として、ベルカップとエアー吹出口との間にエアー誘導面を有するエアーガイド部材を設けた回転霧化塗装装置が提案されている（例えば特開２０００−１２６６５３号公報参照）。このエアーガイド部材を設けた回転霧化塗装装置では、塗着効率の向上とともにパターン幅の拡大が図られ、重ね塗りを効率良く行うことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、パターン幅の拡大は塗料の飛散領域の拡大に繋がり、複数の塗装装置を並列に配置した場合に、相互にその側面を汚し合ってしまうという不都合がある。この塗装装置の汚れは、塗装不良の原因ともなりうるため、未然に防止することが好ましい。尤も、塗料の飛散を防ぐためにシェーピングエアーの勢いを強くすることも考えられる。しかし、エアーの消費量が増加するうえ、余剰のエアーが塗着した塗料粒子の一部を吹き飛ばし、却って塗着効率を低下させてしまう。
【０００４】
本発明は、塗着効率及び塗料の発色を適切に維持向上させつつ、並列に配置された塗装装置の相互汚れを防止する回転霧化塗装装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明によれば、内周面に塗料が供給される回転可能なベルカップと、前記ベルカップの背面側の周囲に沿って開口され当該背面側から前方に向かって前記ベルカップで微粒化された塗料粒子を被塗物に搬送するシェーピングエアーを供給するエアー吹出口とを備えた回転霧化塗装装置において、前記エアー吹出口の上流側近傍に設けられ、前記エアー吹出口から供給されるシェーピングエアーの外側領域に乱流域を形成するエアー供給孔を有する回転霧化塗装装置が提供される。
【０００６】
この発明では、エアー供給孔が、シェーピングエアーの外側領域に乱流域を形成する。よって、塗着効率に寄与する整流のエアー流れと、並設された回転霧化塗装装置の相互汚れを防止する乱流（方向の整っていない流れ）のエアー流れとを同時に形成することができる。
【０００７】
すなわち、微粒化された塗料粒子の大半は、整流のエアー流れによって、ベルカップの前方の被塗物へ搬送される。一方、この整流のエアー流れを突き抜けた塗料粒子は、その外側領域で形成された乱流域において、シェーピングエアーの外側（回転霧化塗装装置の並設方向）に向かう速度が減衰される。よって、被塗物への塗料粒子の塗着を確保しつつ、塗料粒子がシェーピングエアーの外側へ飛散することを防止することができる。
【０００８】
これにより、塗着効率及び塗料の発色を適切に維持向上させつつ、並列に配置された塗装装置の相互汚れを防止する回転霧化塗装装置を提供することができる。
【０００９】
（２）本発明によれば、内周面に塗料が供給される回転可能なベルカップと、前記ベルカップの背面側の周囲に沿って開口され当該背面側から前方に向かって前記ベルカップで微粒化された塗料粒子を被塗物に搬送するシェーピングエアーを供給するエアー吹出口とを備えた回転霧化塗装装置において、前記ベルカップと前記エアー吹出口との間に設けられ、前記シェーピングエアーを前記ベルカップの前方へ誘導するエアー誘導面と、前記エアー吹出口の上流側近傍に設けられ、その延長線が前記エアー誘導面に交わるエアー供給孔とを有する回転霧化塗装装置が提供される。
特に限定されないが、前記エアー吹出口の上流側近傍に、その延長線が前記エアー誘導面に交わるように設けられ、前記ベルカップと前記エアー吹出口との間に設けられたエアー誘導面に衝突するようにエアーを供給するエアー供給孔を設けることが好ましい。
【００１０】
この回転霧化塗装装置は、シェーピングエアーを吹き出すエアー吹出口とともに、その延長線がエアー誘導面に交わるエアー供給孔を有している。この発明において、エアー供給孔の延長線がエアー誘導面に交わるとは、エアー誘導面そのものに接するのみならず、エアー誘導面の延長線に接するような状態をも含む意味である。
【００１１】
エアー吹出口から吹き出されたエアーは、エアー誘導面に沿って、その流れ方向が整った状態でベルカップの前方へ流れ、微粒化された塗料粒子を被塗物に搬送する。他方、エアー供給孔から供給されるエアーは、エアー誘導面に衝突し、衝突したエアーはシェーピングエアーの外側に向かい、その流れ方向が乱れた（整っていない）状態でベルカップの前方へ向かって流れる。このようにエアー供給孔から供給されるエアーは、エアー吹出口から吹き出される整流のエアーを含むシェーピングエアーの外側領域に乱流域を形成する。
【００１２】
同様に、シェーピングエアーの外側領域に乱流域を形成するとの観点から、本発明によれば、内周面に塗料が供給される回転可能なベルカップと、前記ベルカップの背面側の周囲に沿って開口され当該背面側から前方に向かって前記ベルカップで微粒化された塗料粒子を被塗物に搬送するシェーピングエアーを供給するエアー吹出口とを備えた回転霧化塗装装置において、前記ベルカップと前記エアー吹出口との間に設けられ、前記シェーピングエアーを前記ベルカップの前方へ誘導するエアー誘導面と、前記エアー吹出口の外周壁を構成するカバー部材と、前記エアー吹出口の上流側近傍に設けられ、その延長線が前記カバー部材の内壁面に交わるエアー供給孔とを有する回転霧化塗装装置が提供される。この発明において、エアー供給孔は、前記エアー吹出口の上流側近傍に、その延長線が前記カバー部材の内壁面に交わるように設けられ、前記エアー吹出口の外周壁を構成するカバー部材の内周側に衝突するようにエアーを供給することが好ましい。さらに、前記エアー供給孔は、当該エアー供給孔から供給されるエアーが前記カバー部材の内壁面に衝突し、当該衝突により反射したエアーが前記エアー誘導面に沿って前記ベルカップの前方へ向かうように設けられることが好ましい。
【００１３】
この回転霧化塗装装置は、シェーピングエアーを供給するエアー吹出口とともに、その延長線がエアー吹出口の外周壁を構成するカバー部材の内壁面に交わるエアー供給孔を有している。
【００１４】
エアー吹出口から吹き出されたエアーは、エアー誘導面に沿って、その流れ方向が整った状態でベルカップの前方へ流れ、微粒化された塗料粒子を被塗物に搬送する。他方、エアー供給孔から供給されるエアーは、カバー部材の内壁面に衝突し、衝突したエアーはエアー誘導面を流れるエアー又はエアー誘導面そのものに再度衝突反射し、シェーピングエアーの外側領域へ進み、その流れ方向が乱れた（整っていない）状態でベルカップの前方へ向かって流れる。このとき、エアー供給孔は、供給したエアーがカバー部材の内壁面に衝突反射し、反射したエアーがエアー誘導面に沿ってベルカップの前方へ向かうような角度や向きをもって設けられていることが好ましい。このようにエアー供給孔から供給されるエアーは、エアー吹出口から吹き出される整流のエアーを含むシェーピングエアーの外側領域に乱流域を形成する。エアー供給孔から供給されたエアーが、エアー誘導面に沿って流れることにより、乱流域を形成するとともに塗着効率を維持することができる。
【００１５】
以上のとおり、本発明では、エアー供給孔を、その延長線がエアー誘導面又はカバー部材の内周面に交わるように設けることにより、エアーをエアー誘導面又はカバー部材の内周面に衝突させて、シェーピングエアーの外側領域に乱流域を形成させる。これによれば、塗着効率に寄与する整流のエアー流れと、並設された回転霧化塗装装置の相互汚れを防止する乱流（方向が整っていない流れ）のエアー流れとを同時に形成することができる。すなわち、微粒化された塗料粒子の大半は、整流のエアー流れによって、ベルカップの前方の被塗物へ搬送される。一方、この整流されたエアー流れを突き抜けた塗料粒子は、その外側領域で形成された乱流域において、当該乱流と衝突し、シェーピングエアーの外側方向（回転霧化塗装装置の並設方向）に向かう速度が減衰される。よって、被塗物への塗料粒子の塗着を確保しつつ、塗料粒子がシェーピングエアーの外側へ飛散することを防止することができる。
これにより、塗着効率及び塗料の発色を適切に維持向上させつつ、並列に配置された塗装装置の相互汚れを防止する回転霧化塗装装置を提供することができる。
【００１６】
（３）本発明によれば、前記エアー誘導面が形成されたエアーガイド部材に着脱自在に設けられた円環状のバッフルリングを有し、前記エアー供給孔は、前記バッフルリングに形成されている回転霧化塗装装置が提供される。
【００１７】
この発明では、エアー供給孔は環状のバッフルリングに形成されている。よって、エアーガイド部材に装着されたバッフルリングに形成されたエアー供給孔から吹き出されたエアーが、エアー誘導面又はカバー部材の内壁面に衝突し、シェーピングエアーの外側領域に乱流域を形成する。
【００１８】
これにより、上記発明と同様の作用及び効果を奏する。加えて、エアー供給孔の形状、大きさ、断面積、数、配置等の異なる、数種類のバッフルリングを用意することにより、塗装する部位に応じてバッフルリングを交換する、又はバッフルリングを取り除くことにより、シェーピングエアーの状態を変化させることができ、容易に回転霧化塗装装置の塗装特性を変更させることができる。
【００１９】
（４）上記発明に関し、本発明によれば、前記エアー供給孔は、前記ベルカップの回転方向に対向する方向にエアーを供給し、前記ベルカップの回転軸に対して３０°〜６０°の角度をもって捻られている回転霧化塗装装置が提供される。
【００２０】
この発明のエアー供給孔は、ベルカップの回転方向に対向する方向にエアーを供給し、回転軸に対して捻られた状態で設けられている。この構成により、シェーピングエアーの外側領域で、エアー供給孔から供給されるエアーの流れが、エアー吹出口から吹き出されるシェーピングエアーの流れと対向し、乱流域が効率良く形成される。具体的には、エアー供給孔は、ベルカップの回転軸に対して３０°〜６０°の角度をもって捻られていることが好ましく、４５°の角度をもって捻られていることがさらに好ましい。１°から３０°未満の捻り角度であっても捻らない場合に比べれば乱流域を効率良く形成することができるが、捻り角度を３０°以上とすることにより、乱流域の形成がより効率的に行われる。具体的には、本発明の回転霧化塗装装置を用いた所定条件を満たす塗装に必要なエアー量を、捻り角度を３０°未満とした回転霧化塗装装置を用いた同条件の塗装に必要なエアー量よりも少なくすることができる。
【００２１】
他方、捻り角度を６０°以上とすると、エアー吹出口から吹き出される整流のエアーの流れを却って弱めてしまい、微粒化された塗料粒子を被塗物に搬送するシェーピングエアーの機能を低下させてしまう。このため、本発明ではエアー供給孔の捻り角度を３０°〜６０°とすることとした。
【００２２】
これにより、塗着効率及び塗料の発色を適切に維持向上させつつ、並列に配置された塗装装置の相互汚れを防止する回転霧化塗装装置を提供することができる。
【００２３】
（５）上記発明に関し、本発明によれば、前記エアー供給孔の総断面積は、前記エアー吹出口の総断面積に対して、２０％〜６０％である回転霧化塗装装置が提供される。
【００２４】
この発明では、エアー供給孔の総断面積を、エアー吹出口の総断面積に対して２０％〜６０％としている。エアー供給孔は、エアー誘導面又はカバー部材の内周面にエアーを衝突させるようにエアーを供給して、エアー吹出口が形成するシェーピングエアーの外側領域に乱流域を形成する。エアー供給孔の総断面積の割合が２０％未満となると、塗料粒子の広がりを抑制する乱流域が十分に形成されない。他方、６０％より大きい値とすると、エアー吹出口から吹き出されるエアーの流れを弱めてしまい、微粒化された塗料粒子を被塗物に搬送するシェーピングエアーの機能を低下させてしまう。このため、本発明ではエアー供給孔の総断面積のエアー吹出口の総断面積に対する割合を２０％〜６０％とすることとした。
【００２５】
これにより、塗着効率及び塗料の発色を適切に維持向上させつつ、並列に配置された塗装装置の相互汚れを防止する回転霧化塗装装置を提供することができる。
【００２６】
（６）上記発明に関し、本発明によれば、前記エアー誘導面は、その延長線が前記ベルカップの最大外径部に近接ないし接する回転霧化塗装装置が提供される。
【００２７】
このように形成されたエアー誘導面は、シェーピングエアーをベルカップの最大外径部に近接ないし接するように誘導するため、ベルカップの最大外径部において塗料粒子を被塗物側へ偏向させる。これにより、アルミ顔料やマイカ顔料その他の扁平顔料を含んだ塗料の色目の黒ずみを防止することができる。また、このエアー誘導面によりベルカップの前方へ誘導されたシェーピングエアーは、塗布パターンの分布がフラットに近くなり、その結果、膜厚の均一性を得ることができる。
【００２８】
（７）上記発明に関し、本発明によれば、前記エアー吹出口は、前記エアー誘導面を内壁面とする円環状のスリットからなり、前記スリットの幅が１ｍｍ以下である回転霧化塗装装置が提供される。
【００２９】
スリット幅が１ｍｍを越えると、エアー誘導面によるシェーピングエアーの誘導効果が低下し、塗料粒子を被塗物へ搬送するベルカップの回転軸側のエアーの流れ方向に乱れが生じるからである。
【発明の効果】
本発明によれば、塗着効率及び塗料の発色を適切に維持向上させつつ、並列に配置された塗装装置の相互汚れを防止する回転霧化塗装装置を提供することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の３つの実施形態を図面に基づいて説明する。これら３つの実施形態において共通する構成は第１の実施形態において説明する。
【００３１】
＜第１の実施形態＞
図１（ａ）は本発明の回転霧化塗装装置の第１の実施形態を示す断面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）で示した矢印Ａに沿って見たエアー供給孔５０を拡大して示す図である（カバー部材４８を除いて状態で示す）。図１（ａ）に示すように、本実施形態の回転霧化塗装装置１００は、ハウジング１０内に回転軸２０が図外のモータにより回転可能に支持されており、この回転軸２０の先端にベルカップ３０がベルハブ部３４において固定されている。ベルカップ３０は、塗装時において、例えば３５，０００ｒｐｍ程度の高速で回転される。
【００３２】
また、ベルカップ３０の内周面３２とベルハブ部３４との隙間には、複数の塗料孔３６が開設されており、回転軸２０に挿通された塗料ノズル５０の先端からベルハブ部３４の裏面に供給された塗料は、これらの塗料孔３６を通ってベルカップ３０の内周面３２に導かれることになる。なお、図示は省略したが、ベルカップ３０の内周面３２の先端には、内周面３２に沿って液膜状に広がった塗料Ｐを微粒化するための、微細な凹凸が形成されている。また、印加電圧回路は回転軸２０に接続され、当該回転軸２０を介してベルカップ３０に例えば−６０ｋＶ程度の直流電圧が印加される。
【００３３】
本実施形態の回転霧化静電塗装装置では、ハウジング１０とベルカップ３０との間にエアーガイド部材４０が固定されており、このエアーガイド部材４０の外表面の全周にわたってエアー誘導面４２が形成されている。このエアーガイド部材４０は、ハウジング１０の外側に設けられたハウジングカバー１４にねじ込むことでハウジング１０側に固定される。このエアーガイド部材４０は、そのエアー誘導面４２を、ベルカップ３０の最大外径部（最先端縁）３８の外径に等しい外径の円筒体として形成し、エアー誘導面４２は、その延長線がベルカップ３０の最大外径部３８に近接ないし接するように設けられている。これにより環状のエアー通路１６およびエアー通路４４から供給された圧縮エアーは、スリット状のエアー吹出口４６からベルカップ３０の最大外径部３８に対して平行かつ、この最大外径部３８に接するシェーピングエアーとして吐出されることになる。ちなみに、本実施形態では、ベルカップ３０の先端からエアー誘導面４２の吐出前方側先端部までの距離は８ｍｍである。なお、エアー誘導面４２を形成するエアーガイド部材４０を、ベルカップ３０の最大外径部３８の外径より大きい外径を有する円錐体の一部とすることも可能である。
【００３４】
また、ハウジング１０とハウジングカバー１４との間には環状のエアー通路１６が形成され、この環状のエアー通路１６は、エアーガイド部材４０に形成された複数のエアー通路４４に連通され、このエアー通路４４を介して、エアー吹出口４６にまで連通されている。
【００３５】
さらに、エアー通路４４は、エアー溜り１８を介して、同じくエアーガイド部材４０に形成されたエアー供給孔５０にも連通されている。すなわち、エアー通路４４から供給された圧縮エアーは、エアー吹出口４６とエアー供給孔５０とから装置外部に吹き出される。
【００３６】
本実施形態のエアー吹出口４６は、エアーガイド部材４０のエアー誘導面４２を内周面としたカバー部材４８の内面を外周面とする円環状のスリットで構成されている。特に限定はされないが、スリット状のエアー吹出口４６のスリット幅は１ｍｍ以下とすることが望ましい。これより幅広のスリットであると、エアー誘導面４２によるエアーの誘導効果が低下するとともに、シェーピングエアーの流れを乱すからである。なお、本実施形態では、エアー吹出口４６を円環状のスリットとしたが、その形状は限定されず、丸孔状のものを設けてもよい。
【００３７】
このエアー吹出口の上流側（エアー供給源側）には、エアー供給孔５０が設けられている。具体的には、エアー吹出口４６よりも上流側（エアー供給源側）のエアー誘導面４２とカバー部材４８との間に、円環状のエアー吹出口４６に沿って７２個のエアー供給孔５０が等間隔に設けられている。図１（ｂ）には図１（ａ）で示した矢印Ａに沿って見たエアー供給孔５０を拡大して示した。図１（ｂ）に示すように、エアー供給孔５０は、その延長線をエアー誘導面４２に交わらせるように開口している。ちなみに、このエアー供給孔５０はエアー誘導面４２そのもののみならず、エアー誘導面の延長線に交わるように設けてもよい。
【００３８】
このエアー供給孔５０の延長線とエアー誘導面４２とのなす角度は特に限定されず、少なくとも、エアー供給孔５０から供給されるエアーがエアー誘導面４２に衝突するような角度又はエアー誘導面４２を通過するエアーに衝突するような角度をもって設けられていればよい。また、エアー供給孔５０は、エアー誘導面４２に対して傾きを有するとともに、ベルカップ３０の回転軸２０に対して捻られた状態で設けられていてもよい。本実施形態に係るエアー供給孔５０は、ベルカップ３０の回転方向に対向する方向にエアーを供給し、回転軸に対して４５°の角度を持って捻られている。
【００３９】
さらに、この７２個のエアー供給孔５０の総断面積は５２ｍｍ２であり、スリット状のエアー吹出口４６の総断面積の１３０ｍｍ２に対して４０％の面積比率とした。もちろん、このような値に限定されることなく、エアー供給孔５０は、エアー吹出口４６の総断面積に対して２０％から６０％とすることができ、さらに好ましくは３０％から５０％とすることができる。
【００４０】
本実施形態は、エアーガイド部材４０をハウジングカバー１４にねじ込んだのち、このエアーガイド部材４０の外側にカバー部材４８をねじ込むことにより、当該カバー部材４８とエアーガイド部材４０のエアー誘導面４２との間にスリット状のエアー吹出口４６を形成し、さらに、エアーガイド部材４０とカバー部材４８との間に空気溜り１８とこれに連通するエアー供給孔５０を形成する。
【００４１】
図外の圧縮エアー供給源から、このように構成された環状のエアー通路１６およびエアー通路４４を介してエアーを供給すると、エアー吹出口４６とエアー供給孔５０との両方から同時にエアーが吹き出される。このうちエアー吹出口４６は、ベルカップ３０に向けてシェーピングエアーを環状に吹き出す。このエアー吹出口４６から吹き出されたシェーピングエアーの流れの方向は整っており、この整流のエアー流れは塗料粒子を被塗物へ向けて搬送する。他方、エアー供給孔５０から吹き出されたエアーは、エアー誘導面４２に衝突し、シェーピングエアーの外側領域において、当該シェーピングエアーを包むように、乱流域を形成する。
【００４２】
次に作用を説明する。
本実施形態では、ベルカップ３０を回転させて、塗料Ｐを塗料ノズル５０からベルハブ部３４の裏面へ供給すると、ベルカップ３０の回転遠心力によって、塗料Ｐは塗料孔３６を通過してベルカップ３０の内周面３２を液膜状に広がりながら先端に至る。そして、このベルカップ３０の内周面先端に形成された微細な凹凸によって微粒化しながら、帯電した塗粒がベルカップ３０の半径方向外方へ飛び出す。
【００４３】
このとき、エアー吹出口４６から吹き出されたシェーピングエアーは、エアーガイド部材４０のエアー誘導面４２に沿って流れ、ベルカップ３０の最大外径部３８に向かって平行かつ接するように吹き出され（図１（ａ）矢印ａで示す）、当該ベルカップ３０の最大外径部３８において前述した塗粒を被塗物側へ偏向させる。エアー吹出口４６から吹き出されたシェーピングエアーの流れは、被塗物へ向かう方向に整った整流である。このようなエアー誘導面４２を設けることにより、アルミ顔料やマイカ顔料その他の扁平顔料を含んだ塗料の色目の黒ずみを防止することができる。また、このエアー誘導面４２によりベルカップ３０の前方へ誘導されたシェーピングエアーは、塗布パターンの分布がフラットに近くなり、その結果、膜厚の均一性を得ることができる。
【００４４】
他方、エアー供給孔５０から吹き出されたエアーは、エアー誘導面４２に衝突し、衝突したエアーはシェーピングエアーの外側領域（回転軸２０から離れる方向の外延の領域）へ向かって流れる。反射したエアーは、シェーピングエアーの外側領域に流れ方向の揃っていない乱流域（図１（ａ）矢印ｂ参照）を形成する。
【００４５】
このように形成された乱流域は、塗料粒子の飛散を防止する。具体的に説明すると、エアー吹出口４６から吹き出されるエアーは原則として流れ方向の整った整流であり、この整流のエアーが塗料粒子を被塗物へ搬送する。ところが、遠心力を利用した回転霧化塗装装置１００では、微粒化した塗料粒子がこの整流のエアー流れを突き抜けて、その外側領域に形成された乱流域に突入する。乱流域は様々な方向のエアー流れを含むため、整流のエアー流れを突き抜けてきた塗料粒子にも衝突する。この衝突により塗料粒子のシェーピングエアーの外側へ向かう速度は減衰され、並設された他の装置にまで飛散しない。こうして乱流域は、シェーピングエアーを包み込み塗料粒子の飛散を防止する。
【００４６】
特に、本実施形態ではエアー供給孔５０の総断面積を、エアー吹出口４６の総断面積に対して４０％としたため、エアー吹出口４６から吹き出される整流のエアー流れを弱めることもなく、塗料粒子の飛散を抑制する乱流域が十分に形成され、塗料粒子の飛散を防止しつつも塗装効率や発色効果を維持向上することができる。
【００４７】
また、本実施形態のエアー供給孔５０を、ベルカップ３０の回転方向に対向する方向にエアーを供給させるとともに、ベルカップの回転軸２０に対して４５°の角度をもって捻った状態で設けている。このため、捻り角度が０°の場合に比べてエアー供給量が１０％〜３０％少ない状態であっても塗着効率及び発色効果を維持することができる。
【００４８】
以上のとおり、本実施形態の回転霧化塗装装置１００は、シェーピングエアーの外側領域に乱流域を形成させるエアー供給孔５０を設けたことにより、塗着効率及び塗料の発色を適切に維持向上させつつ、並列に配置された塗装装置の相互汚れを防止することができる。
【００４９】
＜第２の実施形態＞
続いて第２の実施形態を図２に基づいて説明する。この実施形態は、第１の実施形態と比較するとエアー供給孔５０の形態が異なるため、このエアー供給孔５０を中心に説明する。
【００５０】
第２の実施形態では、エアー誘導面４２とともに、このエアー誘導面に沿ってエアーを吹き出すエアー吹出口４６の外周壁を構成するカバー部材４８とを備えている。このカバー部材４８とエアーガイド部材４０との同軸性は確保されている。
【００５１】
エアー供給孔５０は、エアー吹出口４６の上流側近傍（エアー供給源側の近傍）に設けられ、その延長線がカバー部材４８の内壁面に交わるように設けられている。図２に示すように、エアー供給孔５０は、エアーガイド部材４０内部に形成されたエアー溜まり１８に連なり、このエアー溜まり１８からエアー吹出口４６近傍のエアー誘導面４２に臨むように設けられている。
【００５２】
圧縮エアーは、第１実施形態と同様に環状のエアー通路１６、エアー通路４４を介して供給される。供給されたエアーは、エアー吹出口４６とエアー供給孔５０とから吹き出される。エアー吹出口４６から吹き出されたエアーは、流れ方向の整った整流の流れであり（図２の矢印ａ）、ベルカップで微粒化された塗料粒子を被塗物に搬送する。
【００５３】
他方、エアー供給孔５０から供給されたエアーは、カバー部材４８の内壁面に衝突し、反射する。反射したエアーはエアー誘導面４２に再度衝突して反射し、ベルカップ３０の前方へ向けて吹き出される。このとき反射したエアーはエアー誘導面４２に沿って（エアー誘導面４２の接線乃至その近傍）通過する。エアー誘導面４２に反射したエアーの流れの方向は様々であり（図２の矢印ｂで示す）、エアーの流れ方向が整っていない乱流域をシェーピングエアーの外側領域に形成し、当該シェーピングエアーを包み込む。これにより、第２の実施形態は第１の実施形態と同様の作用・効果を奏することとなる。特に、本実施形態ではエアー溜まり１８部分を回転軸２０に近い部分に設けることができるため、回転霧化塗装装置１００の先端部分をコンパクトにすることができる。
【００５４】
ちなみに、本実施形態のエアー供給孔５０の配置（孔の角度、捻り方向及び角度）エアー供給孔５０の大きさ、数、及びエアー吹出口４６の形状、大きさ等は第１の実施形態と同様の設計とした。
【００５５】
＜第３の実施形態＞
さらに、第３の実施形態について、図３を参照しつつ説明をする。この実施形態は、上記２つの実施形態と比較すると、バッフルリング５２にエアー供給孔５０が設けられている点が異なる。
【００５６】
図３（ａ）に示したように、バッフルリング５２は、エアー誘導面４２の上流側（エアー供給源側）に挿入される。バッフルリング５２には予めエアー供給孔５２となる細孔が多数設けられており、環状のエアー通路１６及びエアー通路４４を介してエアーが供給される点は前述の実施形態と同様である。また、エアー吹出口４６はスリット状に構成されてもよいし、バッフルリング５２にエアー吹出口４６用に穿孔されてもよい。
【００５７】
バッフルリング５２のエアー供給孔５０を、図３（ｂ）に示した。エアー供給孔５０は、その延長線をエアー誘導面４２に交えるように設けられる。それに加えて、図３（ｂ）に示すように、ベルカップ３０の回転軸２０の回転方向（矢印で示す）に対向する方向にエアーを供給するようにエアー供給孔５０が向けられ、ベルカップ３０の回転軸２０に対して４５°の角度をもって捻じられている。この捻じり角度は特に限定されないが、３０°から６０°であることが好ましい。
【００５８】
これにより、第３の実施形態は第１の実施形態と同様の作用・効果を奏することとなる。特に、このようにバッフルリング５２にエアー供給孔５０を設けることにより、バッフルリング５２を交換、又はバッフルリング５２を取り除くことにより、容易に回転霧化塗装装置１００の塗装特性を変更することができる。
【００５９】
ちなみに、本実施形態のエアー供給孔５０の配置（孔の角度、捻り方向及び角度）エアー供給孔５０の大きさ、数、及びエアー吹出口４６の形状、大きさ等は第１の実施形態と同様の設計とした。
【００６０】
以上、第１の実施形態から第３の実施形態について、その構成と作用及び効果を説明した。ここでは、これら各実施形態の塗装効率、パターン幅、シェーピングエアー量の観点から、第１乃至第３の実施形態を検討する。また、比較のために、比較例１及び比較例２についても併せて検討する。
【００６１】
この比較例１は、本実施形態のエアー誘導面４２及びエアー供給孔５０に相当する構成を備えていない、例えば特開平９−２８５７４２号に記載された回転霧化塗装装置である。また、比較例２は、本実施形態のエアー誘導面４２に相当する構成を備えるが、エアー供給孔５０に相当する構成を備えていない、例えば特開２０００−１２６６５３号に記載された回転霧化塗装装置である。
【００６２】
これら５つの回転霧化塗装装置を用いて、ベルカップ３０の先端から２００ｍｍの距離にある被塗物に塗装を行った場合のシェーピングエアー量、パターン幅、塗装効率を計測した。結果は以下のとおりである。
【００６３】
第１の実施形態
シェーピングエアー量が６００ＮＬ／ｍｉｎにおいて、パターン幅が３５０ｍｍの良好な塗装が得られ、塗着効率は７０％〜７５％であった。
【００６４】
第２の実施形態
シェーピングエアー量が６００ＮＬ／ｍｉｎにおいて、パターン幅が３５０ｍｍの良好な塗装が得られ、塗着効率は７０％〜７５％であった。
【００６５】
第３の実施形態
シェーピングエアー量が６００ＮＬ／ｍｉｎにおいて、パターン幅が３５０ｍｍの良好な塗装が得られ、塗着効率は７０％〜７５％であった。
【００６６】
以上のとおり、第１の実施形態から第３の実施形態については、同様の効果が得られた。続いて、比較例１及び比較例２についての結果を述べる。
【００６７】
比較例１
シェーピングエアー量が５００ＮＬ／ｍｉｎにおいて、パターン幅が３００ｍｍの塗装が得られ、塗着効率は６５％〜７０％であった。
【００６８】
比較例２
シェーピングエアー量が７００ＮＬ／ｍｉｎにおいて、パターン幅が４００ｍｍの塗装が得られ、塗着効率は７０％〜７５％であった。
【００６９】
これらに基づいて、第１から第３の実施形態（以下、本実施形態という）の回転塗装装置１００と、比較例１の回転塗装装置及び比較例２の回転塗装装置との効果を比較する。
【００７０】
まず、本実施形態を比較例１と比較する。本実施形態の塗着効率は７０％〜７５％であり、比較例１の６５％〜７０％を大きく向上させている。一方、本実施形態のパターン幅は３５０ｍｍであり、比較例１の３００ｍｍに対して多少拡大している。よって、本実施形態はパターン幅の拡大を最小限に抑制しつつ、塗着効率を大幅に向上させることができる。この比較において、パターン幅は塗料粒子の飛散の程度に関連づけて考察することができるため、本実施形態は塗料粒子の飛散を最小限に抑えつつ、塗着効率を大幅に向上させることができる。
【００７１】
続いて、本実施形態を比較例２と比較する。本実施形態のシェーピングエアーの量は６００ＮＬ／ｍｉｎであり、比較例２のシェーピングエアーの流量は７００ＮＬ／ｍｉｎである。よって、シェーピングエアー量の多い比較例２の方がより高い塗着効率が予想される。ところが、本実施形態の塗着効率は７０％〜７５％と比較例２のそれと同じであり、本実施形態は塗着効率のレベルを維持している。また、比較例２のシェーピングエアーの量が本実施形態のそれよりも大きいことから、より強いシェーピングエアーを吹き出す比較例２のパターン幅は、本実施形態のパターン幅よりも小さいものになると予測される。ところが、本実施形態のパターン幅は３５０ｍｍであり比較例２のパターン幅の４００ｍｍよりも小さい。このように、本実施形態は、少ないシェーピングエアー量で、塗着効率を維持しつつ、さらにパターン幅を小さく抑え、塗料粒子の飛散を防止することができる。
【００７２】
また、比較例１と比較例２と本実施形態とを比較する。比較例２は比較例１よりも高い塗着効率（６５％〜７０％から７０〜７５％へ向上）を実現するが、それに伴いパターン幅の若干の拡大（３００ｍｍから４００ｍｍへ拡大）が見られる。パターン幅の拡大には作業効率の向上等の利点があるものの、並列に並んだ装置を互いに汚し合うという欠点がある。本実施形態をこれら２つの比較例と比較すると、塗着効率の維持向上を果たしつつ、パターン幅の拡大を抑制し、装置同士の汚し合いを防止することができる。
【００７３】
以上のとおり、本実施形態は、シェーピングエアーの量を増加させることなく、また塗着効率を維持向上させ、さらに塗料粒子の飛散を防止することができる。よって、塗装装置を並列に配置した場合であっても、塗装装置相互間の汚し合いを防ぐことができる回転霧化塗装装置を提供することができる。
【００７４】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は本発明の回転霧化塗装装置の第１の実施形態を示す断面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）に示す矢印Ａから見たエアー吹出口周辺の図である。
【図２】本発明の回転霧化塗装装置の第２の実施形態を示す断面図である。
【図３】図３（ａ）は本発明の回転霧化塗装装置の第３の実施形態を示す断面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）で示した回転霧化塗装装置の切り欠き図である。
【符号の説明】
１００…回転霧化塗装装置
３０…ベルカップ
３２…内周面
３４…ベルハブ
３６…塗料孔
３８…最先端
４０…エアーガイド部材
４２…エアー誘導面
４４…エアー通路
４６…エアー吹出口
４８…カバー部材
５０…エアー供給孔
５２…バッフルリング
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転霧化静電塗装装置に関し、特にシェーピングエアーの流れを考慮することで、塗装装置の相互汚れを防止する回転霧化塗装装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車車体又は自動車部品の塗装装置として、従来よりその背面からシェーピングエアーが供給されるベルカップを用いた回転霧化静電塗装装置が知られている（例えば特開平９−２８５７４２号公報参照）。このシェーピングエアーは、ベルカップにより噴霧された帯電塗粒を被塗物方向へ集約させ、効率の良いリング状塗装パターンを形成させる。
これに関し、塗着効率の向上を目的として、ベルカップとエアー吹出口との間にエアー誘導面を有するエアーガイド部材を設けた回転霧化塗装装置が提案されている（例えば特開２０００−１２６６５３号公報参照）。このエアーガイド部材を設けた回転霧化塗装装置では、塗着効率の向上とともにパターン幅の拡大が図られ、重ね塗りを効率良く行うことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、パターン幅の拡大は塗料の飛散領域の拡大に繋がり、複数の塗装装置を並列に配置した場合に、相互にその側面を汚し合ってしまうという不都合がある。この塗装装置の汚れは、塗装不良の原因ともなりうるため、未然に防止することが好ましい。尤も、塗料の飛散を防ぐためにシェーピングエアーの勢いを強くすることも考えられる。しかし、エアーの消費量が増加するうえ、余剰のエアーが塗着した塗料粒子の一部を吹き飛ばし、却って塗着効率を低下させてしまう。
【０００４】
本発明は、塗着効率及び塗料の発色を適切に維持向上させつつ、並列に配置された塗装装置の相互汚れを防止する回転霧化塗装装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明によれば、内周面に塗料が供給される回転可能なベルカップと、前記ベルカップの背面側の周囲に沿って開口され当該背面側から前方に向かって前記ベルカップで微粒化された塗料粒子を被塗物に搬送するシェーピングエアーを供給するエアー吹出口とを備えた回転霧化塗装装置において、前記エアー吹出口の上流側近傍に設けられ、前記エアー吹出口から供給されるシェーピングエアーの外側領域に乱流域を形成するエアー供給孔を有する回転霧化塗装装置が提供される。
【０００６】
この発明では、エアー供給孔が、シェーピングエアーの外側領域に乱流域を形成する。よって、塗着効率に寄与する整流のエアー流れと、並設された回転霧化塗装装置の相互汚れを防止する乱流（方向の整っていない流れ）のエアー流れとを同時に形成することができる。
【０００７】
すなわち、微粒化された塗料粒子の大半は、整流のエアー流れによって、ベルカップの前方の被塗物へ搬送される。一方、この整流のエアー流れを突き抜けた塗料粒子は、その外側領域で形成された乱流域において、シェーピングエアーの外側（回転霧化塗装装置の並設方向）に向かう速度が減衰される。よって、被塗物への塗料粒子の塗着を確保しつつ、塗料粒子がシェーピングエアーの外側へ飛散することを防止することができる。
【０００８】
これにより、塗着効率及び塗料の発色を適切に維持向上させつつ、並列に配置された塗装装置の相互汚れを防止する回転霧化塗装装置を提供することができる。
【０００９】
（２）本発明によれば、内周面に塗料が供給される回転可能なベルカップと、前記ベルカップの背面側の周囲に沿って開口され当該背面側から前方に向かって前記ベルカップで微粒化された塗料粒子を被塗物に搬送するシェーピングエアーを供給するエアー吹出口とを備えた回転霧化塗装装置において、前記ベルカップと前記エアー吹出口との間に設けられ、前記シェーピングエアーを前記ベルカップの前方へ誘導するエアー誘導面と、前記エアー吹出口の上流側近傍に設けられ、その延長線が前記エアー誘導面に交わるエアー供給孔とを有する回転霧化塗装装置が提供される。
特に限定されないが、前記エアー吹出口の上流側近傍に、その延長線が前記エアー誘導面に交わるように設けられ、前記ベルカップと前記エアー吹出口との間に設けられたエアー誘導面に衝突するようにエアーを供給するエアー供給孔を設けることが好ましい。
【００１０】
この回転霧化塗装装置は、シェーピングエアーを吹き出すエアー吹出口とともに、その延長線がエアー誘導面に交わるエアー供給孔を有している。この発明において、エアー供給孔の延長線がエアー誘導面に交わるとは、エアー誘導面そのものに接するのみならず、エアー誘導面の延長線に接するような状態をも含む意味である。
【００１１】
エアー吹出口から吹き出されたエアーは、エアー誘導面に沿って、その流れ方向が整った状態でベルカップの前方へ流れ、微粒化された塗料粒子を被塗物に搬送する。他方、エアー供給孔から供給されるエアーは、エアー誘導面に衝突し、衝突したエアーはシェーピングエアーの外側に向かい、その流れ方向が乱れた（整っていない）状態でベルカップの前方へ向かって流れる。このようにエアー供給孔から供給されるエアーは、エアー吹出口から吹き出される整流のエアーを含むシェーピングエアーの外側領域に乱流域を形成する。
【００１２】
同様に、シェーピングエアーの外側領域に乱流域を形成するとの観点から、本発明によれば、内周面に塗料が供給される回転可能なベルカップと、前記ベルカップの背面側の周囲に沿って開口され当該背面側から前方に向かって前記ベルカップで微粒化された塗料粒子を被塗物に搬送するシェーピングエアーを供給するエアー吹出口とを備えた回転霧化塗装装置において、前記ベルカップと前記エアー吹出口との間に設けられ、前記シェーピングエアーを前記ベルカップの前方へ誘導するエアー誘導面と、前記エアー吹出口の外周壁を構成するカバー部材と、前記エアー吹出口の上流側近傍に設けられ、その延長線が前記カバー部材の内壁面に交わるエアー供給孔とを有する回転霧化塗装装置が提供される。この発明において、エアー供給孔は、前記エアー吹出口の上流側近傍に、その延長線が前記カバー部材の内壁面に交わるように設けられ、前記エアー吹出口の外周壁を構成するカバー部材の内周側に衝突するようにエアーを供給することが好ましい。さらに、前記エアー供給孔は、当該エアー供給孔から供給されるエアーが前記カバー部材の内壁面に衝突し、当該衝突により反射したエアーが前記エアー誘導面に沿って前記ベルカップの前方へ向かうように設けられることが好ましい。
【００１３】
この回転霧化塗装装置は、シェーピングエアーを供給するエアー吹出口とともに、その延長線がエアー吹出口の外周壁を構成するカバー部材の内壁面に交わるエアー供給孔を有している。
【００１４】
エアー吹出口から吹き出されたエアーは、エアー誘導面に沿って、その流れ方向が整った状態でベルカップの前方へ流れ、微粒化された塗料粒子を被塗物に搬送する。他方、エアー供給孔から供給されるエアーは、カバー部材の内壁面に衝突し、衝突したエアーはエアー誘導面を流れるエアー又はエアー誘導面そのものに再度衝突反射し、シェーピングエアーの外側領域へ進み、その流れ方向が乱れた（整っていない）状態でベルカップの前方へ向かって流れる。このとき、エアー供給孔は、供給したエアーがカバー部材の内壁面に衝突反射し、反射したエアーがエアー誘導面に沿ってベルカップの前方へ向かうような角度や向きをもって設けられていることが好ましい。このようにエアー供給孔から供給されるエアーは、エアー吹出口から吹き出される整流のエアーを含むシェーピングエアーの外側領域に乱流域を形成する。エアー供給孔から供給されたエアーが、エアー誘導面に沿って流れることにより、乱流域を形成するとともに塗着効率を維持することができる。
【００１５】
以上のとおり、本発明では、エアー供給孔を、その延長線がエアー誘導面又はカバー部材の内周面に交わるように設けることにより、エアーをエアー誘導面又はカバー部材の内周面に衝突させて、シェーピングエアーの外側領域に乱流域を形成させる。これによれば、塗着効率に寄与する整流のエアー流れと、並設された回転霧化塗装装置の相互汚れを防止する乱流（方向が整っていない流れ）のエアー流れとを同時に形成することができる。すなわち、微粒化された塗料粒子の大半は、整流のエアー流れによって、ベルカップの前方の被塗物へ搬送される。一方、この整流されたエアー流れを突き抜けた塗料粒子は、その外側領域で形成された乱流域において、当該乱流と衝突し、シェーピングエアーの外側方向（回転霧化塗装装置の並設方向）に向かう速度が減衰される。よって、被塗物への塗料粒子の塗着を確保しつつ、塗料粒子がシェーピングエアーの外側へ飛散することを防止することができる。
これにより、塗着効率及び塗料の発色を適切に維持向上させつつ、並列に配置された塗装装置の相互汚れを防止する回転霧化塗装装置を提供することができる。
【００１６】
（３）本発明によれば、前記エアー誘導面が形成されたエアーガイド部材に着脱自在に設けられた円環状のバッフルリングを有し、前記エアー供給孔は、前記バッフルリングに形成されている回転霧化塗装装置が提供される。
【００１７】
この発明では、エアー供給孔は環状のバッフルリングに形成されている。よって、エアーガイド部材に装着されたバッフルリングに形成されたエアー供給孔から吹き出されたエアーが、エアー誘導面又はカバー部材の内壁面に衝突し、シェーピングエアーの外側領域に乱流域を形成する。
【００１８】
これにより、上記発明と同様の作用及び効果を奏する。加えて、エアー供給孔の形状、大きさ、断面積、数、配置等の異なる、数種類のバッフルリングを用意することにより、塗装する部位に応じてバッフルリングを交換する、又はバッフルリングを取り除くことにより、シェーピングエアーの状態を変化させることができ、容易に回転霧化塗装装置の塗装特性を変更させることができる。
【００１９】
（４）上記発明に関し、本発明によれば、前記エアー供給孔は、前記ベルカップの回転方向に対向する方向にエアーを供給し、前記ベルカップの回転軸に対して３０°〜６０°の角度をもって捻られている回転霧化塗装装置が提供される。
【００２０】
この発明のエアー供給孔は、ベルカップの回転方向に対向する方向にエアーを供給し、回転軸に対して捻られた状態で設けられている。この構成により、シェーピングエアーの外側領域で、エアー供給孔から供給されるエアーの流れが、エアー吹出口から吹き出されるシェーピングエアーの流れと対向し、乱流域が効率良く形成される。具体的には、エアー供給孔は、ベルカップの回転軸に対して３０°〜６０°の角度をもって捻られていることが好ましく、４５°の角度をもって捻られていることがさらに好ましい。１°から３０°未満の捻り角度であっても捻らない場合に比べれば乱流域を効率良く形成することができるが、捻り角度を３０°以上とすることにより、乱流域の形成がより効率的に行われる。具体的には、本発明の回転霧化塗装装置を用いた所定条件を満たす塗装に必要なエアー量を、捻り角度を３０°未満とした回転霧化塗装装置を用いた同条件の塗装に必要なエアー量よりも少なくすることができる。
【００２１】
他方、捻り角度を６０°以上とすると、エアー吹出口から吹き出される整流のエアーの流れを却って弱めてしまい、微粒化された塗料粒子を被塗物に搬送するシェーピングエアーの機能を低下させてしまう。このため、本発明ではエアー供給孔の捻り角度を３０°〜６０°とすることとした。
【００２２】
これにより、塗着効率及び塗料の発色を適切に維持向上させつつ、並列に配置された塗装装置の相互汚れを防止する回転霧化塗装装置を提供することができる。
【００２３】
（５）上記発明に関し、本発明によれば、前記エアー供給孔の総断面積は、前記エアー吹出口の総断面積に対して、２０％〜６０％である回転霧化塗装装置が提供される。
【００２４】
この発明では、エアー供給孔の総断面積を、エアー吹出口の総断面積に対して２０％〜６０％としている。エアー供給孔は、エアー誘導面又はカバー部材の内周面にエアーを衝突させるようにエアーを供給して、エアー吹出口が形成するシェーピングエアーの外側領域に乱流域を形成する。エアー供給孔の総断面積の割合が２０％未満となると、塗料粒子の広がりを抑制する乱流域が十分に形成されない。他方、６０％より大きい値とすると、エアー吹出口から吹き出されるエアーの流れを弱めてしまい、微粒化された塗料粒子を被塗物に搬送するシェーピングエアーの機能を低下させてしまう。このため、本発明ではエアー供給孔の総断面積のエアー吹出口の総断面積に対する割合を２０％〜６０％とすることとした。
【００２５】
これにより、塗着効率及び塗料の発色を適切に維持向上させつつ、並列に配置された塗装装置の相互汚れを防止する回転霧化塗装装置を提供することができる。
【００２６】
（６）上記発明に関し、本発明によれば、前記エアー誘導面は、その延長線が前記ベルカップの最大外径部に近接ないし接する回転霧化塗装装置が提供される。
【００２７】
このように形成されたエアー誘導面は、シェーピングエアーをベルカップの最大外径部に近接ないし接するように誘導するため、ベルカップの最大外径部において塗料粒子を被塗物側へ偏向させる。これにより、アルミ顔料やマイカ顔料その他の扁平顔料を含んだ塗料の色目の黒ずみを防止することができる。また、このエアー誘導面によりベルカップの前方へ誘導されたシェーピングエアーは、塗布パターンの分布がフラットに近くなり、その結果、膜厚の均一性を得ることができる。
【００２８】
（７）上記発明に関し、本発明によれば、前記エアー吹出口は、前記エアー誘導面を内壁面とする円環状のスリットからなり、前記スリットの幅が１ｍｍ以下である回転霧化塗装装置が提供される。
【００２９】
スリット幅が１ｍｍを越えると、エアー誘導面によるシェーピングエアーの誘導効果が低下し、塗料粒子を被塗物へ搬送するベルカップの回転軸側のエアーの流れ方向に乱れが生じるからである。
【発明の効果】
本発明によれば、塗着効率及び塗料の発色を適切に維持向上させつつ、並列に配置された塗装装置の相互汚れを防止する回転霧化塗装装置を提供することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の３つの実施形態を図面に基づいて説明する。これら３つの実施形態において共通する構成は第１の実施形態において説明する。
【００３１】
＜第１の実施形態＞
図１（ａ）は本発明の回転霧化塗装装置の第１の実施形態を示す断面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）で示した矢印Ａに沿って見たエアー供給孔５０を拡大して示す図である（カバー部材４８を除いて状態で示す）。図１（ａ）に示すように、本実施形態の回転霧化塗装装置１００は、ハウジング１０内に回転軸２０が図外のモータにより回転可能に支持されており、この回転軸２０の先端にベルカップ３０がベルハブ部３４において固定されている。ベルカップ３０は、塗装時において、例えば３５，０００ｒｐｍ程度の高速で回転される。
【００３２】
また、ベルカップ３０の内周面３２とベルハブ部３４との隙間には、複数の塗料孔３６が開設されており、回転軸２０に挿通された塗料ノズル５０の先端からベルハブ部３４の裏面に供給された塗料は、これらの塗料孔３６を通ってベルカップ３０の内周面３２に導かれることになる。なお、図示は省略したが、ベルカップ３０の内周面３２の先端には、内周面３２に沿って液膜状に広がった塗料Ｐを微粒化するための、微細な凹凸が形成されている。また、印加電圧回路は回転軸２０に接続され、当該回転軸２０を介してベルカップ３０に例えば−６０ｋＶ程度の直流電圧が印加される。
【００３３】
本実施形態の回転霧化静電塗装装置では、ハウジング１０とベルカップ３０との間にエアーガイド部材４０が固定されており、このエアーガイド部材４０の外表面の全周にわたってエアー誘導面４２が形成されている。このエアーガイド部材４０は、ハウジング１０の外側に設けられたハウジングカバー１４にねじ込むことでハウジング１０側に固定される。このエアーガイド部材４０は、そのエアー誘導面４２を、ベルカップ３０の最大外径部（最先端縁）３８の外径に等しい外径の円筒体として形成し、エアー誘導面４２は、その延長線がベルカップ３０の最大外径部３８に近接ないし接するように設けられている。これにより環状のエアー通路１６およびエアー通路４４から供給された圧縮エアーは、スリット状のエアー吹出口４６からベルカップ３０の最大外径部３８に対して平行かつ、この最大外径部３８に接するシェーピングエアーとして吐出されることになる。ちなみに、本実施形態では、ベルカップ３０の先端からエアー誘導面４２の吐出前方側先端部までの距離は８ｍｍである。なお、エアー誘導面４２を形成するエアーガイド部材４０を、ベルカップ３０の最大外径部３８の外径より大きい外径を有する円錐体の一部とすることも可能である。
【００３４】
また、ハウジング１０とハウジングカバー１４との間には環状のエアー通路１６が形成され、この環状のエアー通路１６は、エアーガイド部材４０に形成された複数のエアー通路４４に連通され、このエアー通路４４を介して、エアー吹出口４６にまで連通されている。
【００３５】
さらに、エアー通路４４は、エアー溜り１８を介して、同じくエアーガイド部材４０に形成されたエアー供給孔５０にも連通されている。すなわち、エアー通路４４から供給された圧縮エアーは、エアー吹出口４６とエアー供給孔５０とから装置外部に吹き出される。
【００３６】
本実施形態のエアー吹出口４６は、エアーガイド部材４０のエアー誘導面４２を内周面としたカバー部材４８の内面を外周面とする円環状のスリットで構成されている。特に限定はされないが、スリット状のエアー吹出口４６のスリット幅は１ｍｍ以下とすることが望ましい。これより幅広のスリットであると、エアー誘導面４２によるエアーの誘導効果が低下するとともに、シェーピングエアーの流れを乱すからである。なお、本実施形態では、エアー吹出口４６を円環状のスリットとしたが、その形状は限定されず、丸孔状のものを設けてもよい。
【００３７】
このエアー吹出口の上流側（エアー供給源側）には、エアー供給孔５０が設けられている。具体的には、エアー吹出口４６よりも上流側（エアー供給源側）のエアー誘導面４２とカバー部材４８との間に、円環状のエアー吹出口４６に沿って７２個のエアー供給孔５０が等間隔に設けられている。図１（ｂ）には図１（ａ）で示した矢印Ａに沿って見たエアー供給孔５０を拡大して示した。図１（ｂ）に示すように、エアー供給孔５０は、その延長線をエアー誘導面４２に交わらせるように開口している。ちなみに、このエアー供給孔５０はエアー誘導面４２そのもののみならず、エアー誘導面の延長線に交わるように設けてもよい。
【００３８】
このエアー供給孔５０の延長線とエアー誘導面４２とのなす角度は特に限定されず、少なくとも、エアー供給孔５０から供給されるエアーがエアー誘導面４２に衝突するような角度又はエアー誘導面４２を通過するエアーに衝突するような角度をもって設けられていればよい。また、エアー供給孔５０は、エアー誘導面４２に対して傾きを有するとともに、ベルカップ３０の回転軸２０に対して捻られた状態で設けられていてもよい。本実施形態に係るエアー供給孔５０は、ベルカップ３０の回転方向に対向する方向にエアーを供給し、回転軸に対して４５°の角度を持って捻られている。
【００３９】
さらに、この７２個のエアー供給孔５０の総断面積は５２ｍｍ２であり、スリット状のエアー吹出口４６の総断面積の１３０ｍｍ２に対して４０％の面積比率とした。もちろん、このような値に限定されることなく、エアー供給孔５０は、エアー吹出口４６の総断面積に対して２０％から６０％とすることができ、さらに好ましくは３０％から５０％とすることができる。
【００４０】
本実施形態は、エアーガイド部材４０をハウジングカバー１４にねじ込んだのち、このエアーガイド部材４０の外側にカバー部材４８をねじ込むことにより、当該カバー部材４８とエアーガイド部材４０のエアー誘導面４２との間にスリット状のエアー吹出口４６を形成し、さらに、エアーガイド部材４０とカバー部材４８との間に空気溜り１８とこれに連通するエアー供給孔５０を形成する。
【００４１】
図外の圧縮エアー供給源から、このように構成された環状のエアー通路１６およびエアー通路４４を介してエアーを供給すると、エアー吹出口４６とエアー供給孔５０との両方から同時にエアーが吹き出される。このうちエアー吹出口４６は、ベルカップ３０に向けてシェーピングエアーを環状に吹き出す。このエアー吹出口４６から吹き出されたシェーピングエアーの流れの方向は整っており、この整流のエアー流れは塗料粒子を被塗物へ向けて搬送する。他方、エアー供給孔５０から吹き出されたエアーは、エアー誘導面４２に衝突し、シェーピングエアーの外側領域において、当該シェーピングエアーを包むように、乱流域を形成する。
【００４２】
次に作用を説明する。
本実施形態では、ベルカップ３０を回転させて、塗料Ｐを塗料ノズル５０からベルハブ部３４の裏面へ供給すると、ベルカップ３０の回転遠心力によって、塗料Ｐは塗料孔３６を通過してベルカップ３０の内周面３２を液膜状に広がりながら先端に至る。そして、このベルカップ３０の内周面先端に形成された微細な凹凸によって微粒化しながら、帯電した塗粒がベルカップ３０の半径方向外方へ飛び出す。
【００４３】
このとき、エアー吹出口４６から吹き出されたシェーピングエアーは、エアーガイド部材４０のエアー誘導面４２に沿って流れ、ベルカップ３０の最大外径部３８に向かって平行かつ接するように吹き出され（図１（ａ）矢印ａで示す）、当該ベルカップ３０の最大外径部３８において前述した塗粒を被塗物側へ偏向させる。エアー吹出口４６から吹き出されたシェーピングエアーの流れは、被塗物へ向かう方向に整った整流である。このようなエアー誘導面４２を設けることにより、アルミ顔料やマイカ顔料その他の扁平顔料を含んだ塗料の色目の黒ずみを防止することができる。また、このエアー誘導面４２によりベルカップ３０の前方へ誘導されたシェーピングエアーは、塗布パターンの分布がフラットに近くなり、その結果、膜厚の均一性を得ることができる。
【００４４】
他方、エアー供給孔５０から吹き出されたエアーは、エアー誘導面４２に衝突し、衝突したエアーはシェーピングエアーの外側領域（回転軸２０から離れる方向の外延の領域）へ向かって流れる。反射したエアーは、シェーピングエアーの外側領域に流れ方向の揃っていない乱流域（図１（ａ）矢印ｂ参照）を形成する。
【００４５】
このように形成された乱流域は、塗料粒子の飛散を防止する。具体的に説明すると、エアー吹出口４６から吹き出されるエアーは原則として流れ方向の整った整流であり、この整流のエアーが塗料粒子を被塗物へ搬送する。ところが、遠心力を利用した回転霧化塗装装置１００では、微粒化した塗料粒子がこの整流のエアー流れを突き抜けて、その外側領域に形成された乱流域に突入する。乱流域は様々な方向のエアー流れを含むため、整流のエアー流れを突き抜けてきた塗料粒子にも衝突する。この衝突により塗料粒子のシェーピングエアーの外側へ向かう速度は減衰され、並設された他の装置にまで飛散しない。こうして乱流域は、シェーピングエアーを包み込み塗料粒子の飛散を防止する。
【００４６】
特に、本実施形態ではエアー供給孔５０の総断面積を、エアー吹出口４６の総断面積に対して４０％としたため、エアー吹出口４６から吹き出される整流のエアー流れを弱めることもなく、塗料粒子の飛散を抑制する乱流域が十分に形成され、塗料粒子の飛散を防止しつつも塗装効率や発色効果を維持向上することができる。
【００４７】
また、本実施形態のエアー供給孔５０を、ベルカップ３０の回転方向に対向する方向にエアーを供給させるとともに、ベルカップの回転軸２０に対して４５°の角度をもって捻った状態で設けている。このため、捻り角度が０°の場合に比べてエアー供給量が１０％〜３０％少ない状態であっても塗着効率及び発色効果を維持することができる。
【００４８】
以上のとおり、本実施形態の回転霧化塗装装置１００は、シェーピングエアーの外側領域に乱流域を形成させるエアー供給孔５０を設けたことにより、塗着効率及び塗料の発色を適切に維持向上させつつ、並列に配置された塗装装置の相互汚れを防止することができる。
【００４９】
＜第２の実施形態＞
続いて第２の実施形態を図２に基づいて説明する。この実施形態は、第１の実施形態と比較するとエアー供給孔５０の形態が異なるため、このエアー供給孔５０を中心に説明する。
【００５０】
第２の実施形態では、エアー誘導面４２とともに、このエアー誘導面に沿ってエアーを吹き出すエアー吹出口４６の外周壁を構成するカバー部材４８とを備えている。このカバー部材４８とエアーガイド部材４０との同軸性は確保されている。
【００５１】
エアー供給孔５０は、エアー吹出口４６の上流側近傍（エアー供給源側の近傍）に設けられ、その延長線がカバー部材４８の内壁面に交わるように設けられている。図２に示すように、エアー供給孔５０は、エアーガイド部材４０内部に形成されたエアー溜まり１８に連なり、このエアー溜まり１８からエアー吹出口４６近傍のエアー誘導面４２に臨むように設けられている。
【００５２】
圧縮エアーは、第１実施形態と同様に環状のエアー通路１６、エアー通路４４を介して供給される。供給されたエアーは、エアー吹出口４６とエアー供給孔５０とから吹き出される。エアー吹出口４６から吹き出されたエアーは、流れ方向の整った整流の流れであり（図２の矢印ａ）、ベルカップで微粒化された塗料粒子を被塗物に搬送する。
【００５３】
他方、エアー供給孔５０から供給されたエアーは、カバー部材４８の内壁面に衝突し、反射する。反射したエアーはエアー誘導面４２に再度衝突して反射し、ベルカップ３０の前方へ向けて吹き出される。このとき反射したエアーはエアー誘導面４２に沿って（エアー誘導面４２の接線乃至その近傍）通過する。エアー誘導面４２に反射したエアーの流れの方向は様々であり（図２の矢印ｂで示す）、エアーの流れ方向が整っていない乱流域をシェーピングエアーの外側領域に形成し、当該シェーピングエアーを包み込む。これにより、第２の実施形態は第１の実施形態と同様の作用・効果を奏することとなる。特に、本実施形態ではエアー溜まり１８部分を回転軸２０に近い部分に設けることができるため、回転霧化塗装装置１００の先端部分をコンパクトにすることができる。
【００５４】
ちなみに、本実施形態のエアー供給孔５０の配置（孔の角度、捻り方向及び角度）エアー供給孔５０の大きさ、数、及びエアー吹出口４６の形状、大きさ等は第１の実施形態と同様の設計とした。
【００５５】
＜第３の実施形態＞
さらに、第３の実施形態について、図３を参照しつつ説明をする。この実施形態は、上記２つの実施形態と比較すると、バッフルリング５２にエアー供給孔５０が設けられている点が異なる。
【００５６】
図３（ａ）に示したように、バッフルリング５２は、エアー誘導面４２の上流側（エアー供給源側）に挿入される。バッフルリング５２には予めエアー供給孔５２となる細孔が多数設けられており、環状のエアー通路１６及びエアー通路４４を介してエアーが供給される点は前述の実施形態と同様である。また、エアー吹出口４６はスリット状に構成されてもよいし、バッフルリング５２にエアー吹出口４６用に穿孔されてもよい。
【００５７】
バッフルリング５２のエアー供給孔５０を、図３（ｂ）に示した。エアー供給孔５０は、その延長線をエアー誘導面４２に交えるように設けられる。それに加えて、図３（ｂ）に示すように、ベルカップ３０の回転軸２０の回転方向（矢印で示す）に対向する方向にエアーを供給するようにエアー供給孔５０が向けられ、ベルカップ３０の回転軸２０に対して４５°の角度をもって捻じられている。この捻じり角度は特に限定されないが、３０°から６０°であることが好ましい。
【００５８】
これにより、第３の実施形態は第１の実施形態と同様の作用・効果を奏することとなる。特に、このようにバッフルリング５２にエアー供給孔５０を設けることにより、バッフルリング５２を交換、又はバッフルリング５２を取り除くことにより、容易に回転霧化塗装装置１００の塗装特性を変更することができる。
【００５９】
ちなみに、本実施形態のエアー供給孔５０の配置（孔の角度、捻り方向及び角度）エアー供給孔５０の大きさ、数、及びエアー吹出口４６の形状、大きさ等は第１の実施形態と同様の設計とした。
【００６０】
以上、第１の実施形態から第３の実施形態について、その構成と作用及び効果を説明した。ここでは、これら各実施形態の塗装効率、パターン幅、シェーピングエアー量の観点から、第１乃至第３の実施形態を検討する。また、比較のために、比較例１及び比較例２についても併せて検討する。
【００６１】
この比較例１は、本実施形態のエアー誘導面４２及びエアー供給孔５０に相当する構成を備えていない、例えば特開平９−２８５７４２号に記載された回転霧化塗装装置である。また、比較例２は、本実施形態のエアー誘導面４２に相当する構成を備えるが、エアー供給孔５０に相当する構成を備えていない、例えば特開２０００−１２６６５３号に記載された回転霧化塗装装置である。
【００６２】
これら５つの回転霧化塗装装置を用いて、ベルカップ３０の先端から２００ｍｍの距離にある被塗物に塗装を行った場合のシェーピングエアー量、パターン幅、塗装効率を計測した。結果は以下のとおりである。
【００６３】
第１の実施形態
シェーピングエアー量が６００ＮＬ／ｍｉｎにおいて、パターン幅が３５０ｍｍの良好な塗装が得られ、塗着効率は７０％〜７５％であった。
【００６４】
第２の実施形態
シェーピングエアー量が６００ＮＬ／ｍｉｎにおいて、パターン幅が３５０ｍｍの良好な塗装が得られ、塗着効率は７０％〜７５％であった。
【００６５】
第３の実施形態
シェーピングエアー量が６００ＮＬ／ｍｉｎにおいて、パターン幅が３５０ｍｍの良好な塗装が得られ、塗着効率は７０％〜７５％であった。
【００６６】
以上のとおり、第１の実施形態から第３の実施形態については、同様の効果が得られた。続いて、比較例１及び比較例２についての結果を述べる。
【００６７】
比較例１
シェーピングエアー量が５００ＮＬ／ｍｉｎにおいて、パターン幅が３００ｍｍの塗装が得られ、塗着効率は６５％〜７０％であった。
【００６８】
比較例２
シェーピングエアー量が７００ＮＬ／ｍｉｎにおいて、パターン幅が４００ｍｍの塗装が得られ、塗着効率は７０％〜７５％であった。
【００６９】
これらに基づいて、第１から第３の実施形態（以下、本実施形態という）の回転塗装装置１００と、比較例１の回転塗装装置及び比較例２の回転塗装装置との効果を比較する。
【００７０】
まず、本実施形態を比較例１と比較する。本実施形態の塗着効率は７０％〜７５％であり、比較例１の６５％〜７０％を大きく向上させている。一方、本実施形態のパターン幅は３５０ｍｍであり、比較例１の３００ｍｍに対して多少拡大している。よって、本実施形態はパターン幅の拡大を最小限に抑制しつつ、塗着効率を大幅に向上させることができる。この比較において、パターン幅は塗料粒子の飛散の程度に関連づけて考察することができるため、本実施形態は塗料粒子の飛散を最小限に抑えつつ、塗着効率を大幅に向上させることができる。
【００７１】
続いて、本実施形態を比較例２と比較する。本実施形態のシェーピングエアーの量は６００ＮＬ／ｍｉｎであり、比較例２のシェーピングエアーの流量は７００ＮＬ／ｍｉｎである。よって、シェーピングエアー量の多い比較例２の方がより高い塗着効率が予想される。ところが、本実施形態の塗着効率は７０％〜７５％と比較例２のそれと同じであり、本実施形態は塗着効率のレベルを維持している。また、比較例２のシェーピングエアーの量が本実施形態のそれよりも大きいことから、より強いシェーピングエアーを吹き出す比較例２のパターン幅は、本実施形態のパターン幅よりも小さいものになると予測される。ところが、本実施形態のパターン幅は３５０ｍｍであり比較例２のパターン幅の４００ｍｍよりも小さい。このように、本実施形態は、少ないシェーピングエアー量で、塗着効率を維持しつつ、さらにパターン幅を小さく抑え、塗料粒子の飛散を防止することができる。
【００７２】
また、比較例１と比較例２と本実施形態とを比較する。比較例２は比較例１よりも高い塗着効率（６５％〜７０％から７０〜７５％へ向上）を実現するが、それに伴いパターン幅の若干の拡大（３００ｍｍから４００ｍｍへ拡大）が見られる。パターン幅の拡大には作業効率の向上等の利点があるものの、並列に並んだ装置を互いに汚し合うという欠点がある。本実施形態をこれら２つの比較例と比較すると、塗着効率の維持向上を果たしつつ、パターン幅の拡大を抑制し、装置同士の汚し合いを防止することができる。
【００７３】
以上のとおり、本実施形態は、シェーピングエアーの量を増加させることなく、また塗着効率を維持向上させ、さらに塗料粒子の飛散を防止することができる。よって、塗装装置を並列に配置した場合であっても、塗装装置相互間の汚し合いを防ぐことができる回転霧化塗装装置を提供することができる。
【００７４】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は本発明の回転霧化塗装装置の第１の実施形態を示す断面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）に示す矢印Ａから見たエアー吹出口周辺の図である。
【図２】本発明の回転霧化塗装装置の第２の実施形態を示す断面図である。
【図３】図３（ａ）は本発明の回転霧化塗装装置の第３の実施形態を示す断面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）で示した回転霧化塗装装置の切り欠き図である。
【符号の説明】
１００…回転霧化塗装装置
３０…ベルカップ
３２…内周面
３４…ベルハブ
３６…塗料孔
３８…最先端
４０…エアーガイド部材
４２…エアー誘導面
４４…エアー通路
４６…エアー吹出口
４８…カバー部材
５０…エアー供給孔
５２…バッフルリング
Claims (8)
- 内周面に塗料が供給される回転可能なベルカップと、前記ベルカップの背面側の周囲に沿って開口され当該背面側から前方に向かって前記ベルカップで微粒化された塗料粒子を被塗物に搬送するシェーピングエアーを供給するエアー吹出口を備えた回転霧化塗装装置において、
前記ベルカップと前記エアー吹出口との間に設けられたエアーガイド部材の装置外部に開放された外表面に形成され、前記シェーピングエアーを前記ベルカップの前方へ誘導するエアー誘導面と、
前記エアー吹出口の上流側近傍に、その延長線が前記装置外部に開放されたエアー誘導面に交わるように設けられ、前記ベルカップと前記エアー吹出口との間に設けられたエアー誘導面に衝突するようにエアーを供給するエアー供給孔とを有する回転霧化塗装装置。 - 内周面に塗料が供給される回転可能なベルカップと、前記ベルカップの背面側の周囲に沿って開口され当該背面側から前方に向かって前記ベルカップで微粒化された塗料粒子を被塗物に搬送するシェーピングエアーを供給するエアー吹出口とを備えた回転霧化塗装装置において、
前記ベルカップと前記エアー吹出口との間に設けられたエアーガイド部材の装置外部に開放された外表面に形成され、前記シェーピングエアーを前記ベルカップの前方へ誘導するエアー誘導面と、
前記エアー吹出口の外周壁を構成するカバー部材と、
前記エアー吹出口の上流側近傍に、その延長線が前記カバー部材の内壁面に交わるように設けられ、前記エアー吹出口の外周壁を構成するカバー部材の内周側に衝突するようにエアーを供給するエアー供給孔とを有する回転霧化塗装装置。 - 前記エアー供給孔は、当該エアー供給孔から供給されるエアーが前記カバー部材の内壁面に衝突し、当該衝突により反射したエアーが前記エアー誘導面に沿って前記ベルカップの前方へ向かうように設けられた請求項２に記載の回転霧化塗装装置。
- 前記エアー誘導面が形成されたエアーガイド部材に着脱自在に設けられた円環状のバッフルリングを有し、
前記エアー供給孔は、前記バッフルリングに形成されている請求項１〜３のいずれかに記載の回転霧化塗装装置。 - 前記エアー供給孔は、前記ベルカップの回転方向に対向する方向にエアーを供給し、前記ベルカップの回転軸に対して３０°〜６０°の角度をもって捻られている請求項１〜４のいずれかに記載の回転霧化塗装装置。
- 前記エアー供給孔の総断面積は、前記エアー吹出口の総断面積に対して、２０％〜６０％である請求項１〜５のいずれかに記載の回転霧化塗装装置。
- 前記エアー誘導面は、その延長線が前記ベルカップの最大外径部に近接ないし接する請求項１〜６のいずれかに記載の回転霧化塗装装置。
- 前記エアー吹出口は、前記エアー誘導面を内壁面とする円環状のスリットからなり、前記スリットの幅が１ｍｍ以下である請求項１〜７のいずれかに記載の回転霧化塗装装置。
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