JPH0924304A

JPH0924304A - 塗装スプレーガン

Info

Publication number: JPH0924304A
Application number: JP7178983A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Aizawa; 沢昭彦相; Kayo Kubota; 加代久保田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1995-07-14
Filing date: 1995-07-14
Publication date: 1997-01-28
Anticipated expiration: 2015-07-14
Also published as: JP3405492B2

Abstract

(57)【要約】【課題】被塗装物に静電霧化塗装を施す際に、霧化さ
れた塗料の塗着効率が高く、塗装膜厚にむらが生じにく
い塗装を可能とする塗装スプレーガンを提供する。【解決手段】直線状に配列された塗料吹出口３が形成
され且つ塗料吹出口３に連通して外部から塗料を供給す
る塗料供給口４が形成された霧化頭２と、霧化頭２の塗
料吹出口の外周を囲む矩形状のエア吹出口８ａを有し且
つ平行エア流Ａ_１を吹き出すエアノズル８を備えるとと
もに、霧化頭２の後部に絶縁体５を介して高周波振動さ
せる超音波振動子６を備え、霧化頭２が接触帯電用の電
極を兼ねる塗装スプレーガン１とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、自動車の
車体等の被塗装物の塗装に用いられる塗装スプレーガン
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車車体の塗装等に、回転す
るカップ状の霧化頭の内周面に塗料を供給して遠心力に
よってこれを霧化し、霧化頭の先端部周縁から霧化され
た塗料を放出させ、被塗装物とカップ状の霧化頭との間
に印加された高電圧によって塗料を被塗装物の表面まで
飛翔させる回転霧化静電塗装（ミニベル）が広く用いら
れている。

【０００３】このような回転霧化静電塗装（ミニベル）
は、一般的に、エア霧化静電塗装やエアレス霧化塗装に
比べて塗料の塗着効率が高い。

【０００４】また、最近においては、特開平３−１０１
８５８号公報や特開平６−１１４３２７号公報等におい
て記載されているように、アルミ，マイカ等のフレーク
顔料を含有するいわゆるメタリック塗料を使用する場合
にも上記のミニベルを用いることが可能となり、そのた
め、自動車車体等の霧化塗装工程（中塗，上塗ベースコ
ート，上塗クリアコート）の全工程においてミニベルが
使用されはじめている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ミニベルにおいては、図６（ａ）に示すように、カップ
状の霧化頭５１（以下、カップとする。）を回転させ、
塗料をその遠心力によってカップ５１の半径方向に飛散
させながら塗料Ｔの霧化を行なうため、図６（ｂ）に示
すように、カップ５１の側から被塗装物の側に向かって
シェーピングエアＳを吐出して空気層を形成することに
より、塗料の飛散方向を強制的に変えなければならな
い。

【０００６】このため、図６（ｃ）に示すように、スプ
レー流Ｒが乱れて塗料Ｔの塗着効率を低下させ、また、
シェーピングエアＳにより制御できない塗料粒子Ｔ_１が
カップ５１の半径方向に飛散するため、同じく塗着効率
を低下させるという問題があった。

【０００７】一方、塗装面にミニベルにより噴霧された
塗料の塗装膜厚分布は、図７（ａ）に示すように、中心
部の膜厚が薄く、外周部の膜厚が厚いドーナツ状のもの
となるため（図７（ｂ）参照）、これを防止するために
は、ミニベルを備えたスプレーガンをレシプロさせる必
要があり、その結果、塗料の塗着効率をさらに悪化させ
るとともに、塗装装置として高価なものになってしまう
という問題もあり、これらの問題を解決することが課題
であった。

【０００８】

【発明の目的】本発明は、このような従来の課題に鑑み
てなされたもので、被塗装物に静電霧化塗装を施す際
に、霧化された塗料の塗着効率が高く、塗装膜厚にむら
が生じにくい塗装を可能とする塗装スプレーガンを提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
塗装スプレーガンは、直線状に配列された塗料吹出口が
形成され且つ塗料吹出口に連通して外部から塗料を供給
する塗料供給口が形成された霧化頭と、この霧化頭の塗
料吹出口の外周を囲む矩形状の吹出口形状を有し且つ平
行エア流を吹き出すエアノズルを備えた構成とし、請求
項２として、エアノズルから吹き出すエアが低圧大風量
である構成とし、請求項３として、エアノズルから吹き
出すエアの圧力が０．１〜０．５ｋｇｆ／ｃｍ²で且つ
風量が２Ｌ／分以上である構成とし、請求項４として、
霧化頭を高周波振動させる超音波振動子を備えた構成と
し、請求項５として、霧化頭と超音波振動子との間に絶
縁体を備えた構成とし、請求項６として、霧化頭が接触
帯電用の電極を兼ねる構成とし、請求項７として、霧化
頭に複数の塗料供給口を備えるとともに、前記各塗料供
給口が１または２以上に区分された塗料吹出口に連通し
ている構成としており、上記の構成を課題を解決するた
めの手段としている。

【００１０】

【発明の作用】本発明の請求項１に係る塗装スプレーガ
ンは、直線状に配列された塗料吹出口が形成され且つ塗
料吹出口に連通して外部から塗料を供給する塗料供給口
が形成された霧化頭によって、前記塗料供給口から供給
された塗料が霧化され、この霧化された塗料が、前記直
線状に配列された塗料吹出口から吹き出されるため、従
来のミニベルにおけるような塗装パターンがドーナツ状
になるということがない。

【００１１】また、霧化頭の塗料吹出口の外周を囲む矩
形状の吹出口形状を有し且つ平行エア流を吹き出すエア
ノズルを備えた構成としたことにより、塗料吹出口が直
線状に配列されていても、前記の平行エア流により霧化
された塗料が被塗装面まで搬送されて必要な塗装パター
ンのパターン幅が確保されることとなり、さらに、エア
を吹き付けて塗料の霧化を促進するものではなく、塗料
の搬送のみに平行エア流が用いられるため、塗着効率に
対して最適なエア流の設定が容易なものとなる。

【００１２】本発明の請求項２に係る塗装スプレーガン
は、上記の構成とすることにより、エアノズルから吹き
出すエアが低圧であるため、霧化された塗料の搬送の際
に、平行エア流の乱れが少なくなって、霧化された塗料
粒子の飛散が防止されることになるとともに、エアノズ
ルから吹き出すエアが大風量であるため、確実に霧化さ
れた塗料粒子が被塗装物に向かって飛翔することとな
る。

【００１３】本発明の請求項３に係る塗装スプレーガン
は、エアノズルから吹き出すエアの圧力が０．１ｋｇｆ
／ｃｍ²未満であると、霧化された塗料が被塗装物に向
けて十分に搬送されない傾向となり、圧力が０．５ｋｇ
ｆ／ｃｍ²よりも大きいと平行エア流が乱流になる傾向
となり、風量が２Ｌ／分よりも少ないと塗料粒子が被塗
装物に向かって飛翔しがたい傾向となるため、上記の構
成とすることにより、確実に平行エア流の乱れが抑制さ
れ、且つ塗料粒子が被塗装物に向かって搬送されること
となる。

【００１４】本発明の請求項４に係る塗装スプレーガン
は、上記の構成とすることにより、霧化頭が超音波振動
子によって高周波振動させられて、供給された塗料がよ
り一層効率よく霧化される。すなわち、霧化頭が塗料の
霧化のための超音波ホーンとして機能することとなる。

【００１５】本発明の請求項５に係る塗装スプレーガン
は、霧化頭と超音波振動子との間に絶縁体を備えた構成
とすることにより、例えば、セラミックス等の絶縁体を
使用すれば、霧化頭に高電圧が印加された際に流れる電
流の超音波振動子側へのリークが防止されることとな
る。

【００１６】本発明の請求項６に係る塗装スプレーガン
は、接触帯電用の電極としての霧化頭に高電圧を印加し
て塗料を接触帯電させることにより、帯電効率が良好な
ものとなり、塗着効率がより一層向上することとなる。

【００１７】本発明の請求項７に係る塗装スプレーガン
は、霧化頭に複数の塗料供給口を備えるとともに、各塗
料供給口が１または２以上に区分された塗料吹出口に連
通している構成とすることにより、例えば、複数に区分
された塗料供給口の全てから塗料を供給するのではな
く、これらの一部のみから供給すれば、当該塗料供給口
に連通する塗料吹出口からのみ霧化された塗料が噴霧さ
れることになり、その結果、塗装パターン幅が可変のも
のとなるとともに、塗装条件等に応じて適宜塗料を供給
する塗料供給口を選択すれば、無駄な塗料の消費が防止
されることとなる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１９】図１は、本発明に係る塗装スプレーガンの
一実施例を示す説明図であって、図１（ａ）は側面説明
図、図１（ｂ）は正面説明図および図１（ｃ）は斜視説
明図である。

【００２０】ここで、スプレーガン１は、霧化頭２およ
びエアノズル８を備えるものとなっているが、霧化頭２
は、図２に示すように、直線状に配列された塗料吹出口
３が形成され且つ塗料吹出口３に連通して外部から塗料
を供給する塗料供給口４が形成されている。なお、図２
は、図１に示すスプレーガン１のエアノズル８以外の部
分を示したものである。

【００２１】また、塗料吹出口３は、矩形状の吹出口に
複数のスリットを設けることによって形成されている。
なお、この塗料吹出口３は、図３に示すように、複数の
孔から形成されるものとすることも可能である。

【００２２】さらに、霧化頭２の後部には、絶縁体５を
介して霧化頭２を高周波振動させる超音波振動子６が設
けられているとともに、霧化頭２は、接触帯電用の電極
を兼ねるものとなっており、図２に示す高電圧発生器７
により被塗装物との間で高電圧を印加可能なものとなっ
ている。

【００２３】一方、エアノズル８は、図１（ｂ）に示す
ように、エアノズル８の外側板８ｃと内側板８ｄとの間
に形成された、霧化頭２の塗料吹出口３の外周を囲む矩
形状のエア吹出口８ａを有しており、また、図１（ｃ）
に示すように、エア供給口８ｂからエアＡを供給すれ
ば、エアノズル８の上下左右のエア吹出口８ａから平行
エア流Ａ_１を吹き出すことが可能なものとなっている。
なお、エア吹出口８ａは、例えば、複数のスリットによ
り形成されるものとしたり、複数の孔により形成される
ものとしたりすることができる。

【００２４】このように構成される塗装スプレーガン１
において、塗料供給口４から塗料を供給し、塗料が供給
された状態で、超音波振動子６によって霧化頭２を高周
波振動させる。超音波振動子６による振動は、例えば、
２０〜４０ｋＨｚとすることができる。

【００２５】そして、霧化頭２の高周波振動によって、
霧化頭２に供給された塗料は霧化される。すなわち、霧
化頭２は、塗料の霧化のための超音波ホーンとして機能
する。

【００２６】ここで、高電圧発生器７により被塗装物と
の間で高電圧を印加する。この場合、被塗装物の電位を
０Ｖとし、霧化頭２の電位を、例えば、−５０〜−７０
ｋＶとすることができる。

【００２７】一般的に、従来の溶剤型静電塗装機は、コ
ロナ帯電式（外部帯電式）と誘導帯電式（接触帯電式）
とに大別され、コロナ帯電式によれば、塗料中にアルミ
ニウム粉末が混入しているいわゆるメタリック塗料を静
電塗装することが可能であるが、その場合に得られる帯
電量が多くないので十分な静電効果を期待することがで
きない。一方、接触帯電式を用いてソリッド色塗料を静
電塗装する場合、コロナ帯電式を用いた場合に較べて多
い帯電量および高い塗着効率を達成することができる。

【００２８】したがって、本発明においては、接触帯電
用の電極としての霧化頭２に高電圧発生器７により高電
圧を印加することによって、霧化された塗料がより多い
帯電量を有することとなり、塗着効率の向上を図ること
が可能となる。

【００２９】なお、セラミックス等からなる絶縁体５を
霧化頭２と超音波振動子６との間に設けたことにより、
霧化頭２に高電圧が印加された際に流れる電流が超音波
振動子６側へリークするのを防止することができる。

【００３０】このようにして霧化頭２によって霧化され
た塗料は、例えば、図示しないエアタービンを使用して
エア供給口８ｂから低圧大風量のエアＡを供給すれば、
平行エア流Ａ_１が吹き出され、この平行エア流Ａ_１によ
って霧化頭２において霧化および帯電された塗料が塗装
面へ搬送される。

【００３１】本実施例において、エアＡの供給は、例え
ば、圧力０．１〜０．５ｋｇ／ｃｍ²，風量８００〜６
０００Ｌ／分とした。

【００３２】そして、この結果、図４（ａ）に示すよう
に、霧化および帯電された塗料粒子Ｇは塗装面Ｗまで図
に示す方向に搬送され、また、斜線部分が霧化および帯
電された塗料粒子Ｇの存在領域となり、この塗料粒子Ｇ
の存在領域はエアノズル８から吹き出された平行エア流
Ａ_１に囲まれているため、図４（ｃ）に示すような幅Ｐ
ｗの塗装パターンＰを得ることができ、また、エアノズ
ル８から吹き出されるエアが低圧であるため、霧化され
た塗料の搬送の際に、平行エア流Ａ_１の乱れが少なくな
って、霧化された塗料粒子の飛散が防止されることにな
るとともに、吹き出されるエアが大風量であるため、確
実に霧化された塗料粒子が被塗装物に向かって飛翔する
こととなる。

【００３３】これに対し、図４（ｂ）は、従来の塗装ス
プレーガン１１を使用して塗装する様子を示す説明図で
あって、従来の塗装スプレーガン１１においては、図４
（ｃ）に示したような幅Ｐｗの塗装パターンＰを得るた
めには、噴霧塗料の吹き出し方向を外側に開くことによ
り可能であるが、このように噴霧塗料の吹き出し方向を
外側に開くと、図に示すように塗料粒子Ｇは塗装面Ｗに
向かう方向Ｖ_１と塗装面Ｗに平行な方向Ｖ_２の速度成分
を持ってしまうため、塗装面Ｗに到達するまでに外側に
飛散してしまう塗料も多く存在し、塗着効率が低下して
しまう。

【００３４】ところが、図４（ａ）に示した塗装スプレ
ーガン１によれば、塗料粒子Ｇの速度成分は、塗装面Ｗ
に向かう方向のみであるため、飛散してしまう塗料粒子
Ｇが従来の塗装スプレーガン１１よりも格段に減少し、
その結果、塗着効率を大幅に向上させることが可能にな
り、さらに、従来のミニベルを使用した塗装の場合のよ
うに、塗装パターンがドーナツ状となって塗装膜厚にむ
らが生じることがなくなる。

【００３５】次に、図５は、本発明に係る塗装スプレー
ガンに使用される霧化頭のさらに他の実施例であって、
これまで述べた実施例における塗装スプレーガン１によ
れば、塗装パターンＰの幅Ｐｗは、直線状に配列された
塗料吹出口３の配列方向の全長とほぼ同程度のものとな
り、幅Ｐｗは固定されたものとなる。

【００３６】しかし、実際の塗装現場においては、塗装
パターンＰの幅Ｐｗを変更する必要がある場合や、全て
の塗料吹出口３から塗料を吹き出す必要が無い場合もあ
る。

【００３７】そこで、図５に示すように、霧化頭２の塗
料吹出口３に塗料を供給する塗料供給口４を、例えば、
４ａ，４ｂおよび４ｃの３つとし、この塗料供給口４
ａ，４ｂおよび４ｃは３つに区分されたそれぞれの塗料
吹出口３ａ，３ｂおよび３ｃに連通するものとする。

【００３８】そして、例えば、塗料の供給を塗料供給口
４ｂのみから行なうと、霧化および帯電された塗料は、
塗料吹出口３ｂのみから吹き出されることとなり、図に
示すような幅Ｈ_１に相当するパターン幅が得られること
となる。

【００３９】また、塗料の供給を塗料供給口４ａ，４ｂ
および４ｃのすべてから行なうと、霧化および帯電され
た塗料は、塗料吹出口３ａ，３ｂおよび３ｃから吹き出
されることとなり、図に示すような幅Ｈ_２に相当するパ
ターン幅が得られることとなる。

【００４０】したがって、塗料の供給を状況に応じて塗
料供給口４ａ，４ｂおよび４ｃのうちから選択すること
により、塗装パターンＰの幅Ｐｗを可変とすることが可
能となり、例えば、自動車車体のように順次搬送される
被塗装物の塗装を行なう際には、始めに塗料供給口４ａ
に塗料を供給して塗料吹出口３ａからの塗料の吹き出し
を行ない、次に、塗料供給口４ａ，４ｂに塗料を供給し
て塗料吹出口３ａ，３ｂからの塗料の吹き出しを行なう
ようにし、塗装の終了段階ではこれとは反対に塗料の吹
き出しを行なう塗料吹出口の数を減らしていくようにす
ることによって無駄な塗料の消費を防止することができ
る。

【００４１】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の請求
項１に係る塗装スプレーガンによれば、直線状に配列さ
れた塗料吹出口が形成され且つ塗料吹出口に連通して外
部から塗料を供給する塗料供給口が形成された霧化頭に
よって、前記塗料供給口から供給された塗料が霧化さ
れ、この霧化された塗料が、前記直線状に配列された塗
料吹出口から吹き出されるため、従来のミニベルにおけ
るような塗装パターンがドーナツ状になるということが
なく、良好な塗装面を得ることができるという優れた効
果がもたらされる。

【００４２】また、霧化頭の塗料吹出口の外周を囲む矩
形状の吹出口形状を有し且つ平行エア流を吹き出すエア
吹出口を備えた構成としたことにより、塗料吹出口が直
線状に配列されていても、前記の平行エア流により霧化
された塗料を被塗装面まで搬送することができるため、
塗装パターンのパターン幅を確保することが可能とな
り、さらに、エアを吹き付けて塗料の霧化を促進するも
のではなく、塗料の搬送のみに平行エア流が用いられる
ため、塗着効率に対して最適なエア流の設定を容易に行
なうことができるという優れた効果がもたらされる。

【００４３】本発明の請求項２に記載の構成とすれば、
エア吹出口から吹き出すエアが低圧であるため、霧化さ
れた塗料の搬送の際に、平行エア流の乱れを抑えること
が可能となり、霧化された塗料粒子の飛散を防止するこ
とが可能となるとともに、エア吹出口から吹き出すエア
が大風量であるため、確実に霧化された塗料粒子を被塗
装物に向かって飛翔させることが可能になるという優れ
た効果がもたらされる。

【００４４】本発明の請求項３に記載の構成とすれば、
確実に平行エア流の乱れを抑制することができ、且つ塗
料粒子を被塗装物に向かって搬送することができるとい
う優れた効果がもたらされる。

【００４５】本発明の請求項４に記載の構成とすれば、
霧化頭が超音波振動子によって高周波振動させられて、
供給された塗料を霧化することができるという効果がも
たらされる。

【００４６】本発明の請求項５に記載の構成とすれば、
霧化頭と超音波振動子との間に絶縁体を備えたことによ
り、例えば、セラミックス等の絶縁体を使用すれば、霧
化頭に高電圧が印加された際に流れる電流の超音波振動
子側へのリークを防止することができるという優れた効
果がもたらされる。

【００４７】本発明の請求項６に記載の構成とすれば、
接触帯電用の電極としての霧化頭に高電圧を印加して塗
料を接触帯電させることにより、帯電効率を良好なもの
とすることが可能となり、塗着効率をより一層向上させ
ることができるという優れた効果がもたらされる。

【００４８】本発明の請求項７に係る塗装スプレーガン
は、霧化頭に複数の塗料供給口を備えるとともに、各塗
料供給口が１または２以上に区分された塗料吹出口に連
通している構成とすることにより、例えば、複数に区分
された塗料供給口の全てから塗料を供給するのではな
く、これらの一部のみから供給すれば、当該塗料供給口
に連通する塗料吹出口からのみ霧化された塗料が噴霧さ
れることになり、その結果、塗装パターン幅を可変のも
のとすることができるとともに、塗装条件等に応じて適
宜塗料を供給する塗料供給口を選択すれば、無駄な塗料
の消費を防止することができるという優れた効果がもた
らされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る塗装スプレーガンの一実施例を示
す側面説明図（図１（ａ）），正面説明図（図１
（ｂ））および斜視説明図（図１（ｃ））である。

【図２】図１の塗装スプレーガンに使用する霧化頭を示
す斜視説明図である。

【図３】本発明に係る塗装スプレーガンに使用する霧化
頭の他の実施例を示す斜視説明図である。

【図４】本発明に係る塗装スプレーガンを使用して塗装
した場合の塗装パターンを示す説明図（図４（ａ））お
よび従来のスプレーガンを使用して塗装した場合の塗装
パターンを示す説明図（図４（ｂ））ならびに本発明に
係る塗装スプレーガンを使用して塗装した場合の塗装幅
Ｐｗを示す説明図（図４（ｃ））である。

【図５】本発明に係る塗装スプレーガンに使用する霧化
頭のさらに他の実施例を示す斜視説明図である。

【図６】従来のミニベルによる塗料の霧化および搬送の
様子を示す説明図である。

【図７】ミニベルを用いて塗装した場合の塗装パターン
の膜厚および形状の一例を示す説明図である。

【符号の説明】

１塗装スプレーガン２霧化頭（接触帯電用電極）３塗料吹出口４塗料供給口５絶縁体６超音波振動子７高電圧発生器８エアノズル８ａエア吹出口８ｂエア供給口８ｃ外側板８ｄ内側板ＡエアＡ1 平行エア流Ｐ塗装パターンＰｗ塗装パターンの幅

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直線状に配列された塗料吹出口が形成さ
れ且つ塗料吹出口に連通して外部から塗料を供給する塗
料供給口が形成された霧化頭と、この霧化頭の塗料吹出
口の外周を囲む矩形状の吹出口形状を有し且つ平行エア
流を吹き出すエアノズルを備えたことを特徴とする塗装
スプレーガン。
【請求項２】エアノズルから吹き出すエアが低圧大風
量であることを特徴とする請求項１に記載の塗装スプレ
ーガン。
【請求項３】エアノズルから吹き出すエアの圧力が
０．１〜０．５ｋｇｆ／ｃｍ²で且つ風量が２Ｌ／分以
上であることを特徴とする請求項２に記載の塗装スプレ
ーガン。
【請求項４】霧化頭を高周波振動させる超音波振動子
を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか
に記載の塗装スプレーガン。
【請求項５】霧化頭と超音波振動子との間に絶縁体を
備えたことを特徴とする請求項４に記載の塗装スプレー
ガン。
【請求項６】霧化頭が接触帯電用の電極を兼ねること
を特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の塗装
スプレーガン。
【請求項７】霧化頭に複数の塗料供給口を備えるとと
もに、前記各塗料供給口が１または２以上に区分された
塗料吹出口に連通していることを特徴とする請求項１な
いし６のいずれかに記載の塗装スプレーガン。