JP2622611B2 - ベル型回転塗装装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は例えば静電塗装装置として用いられるベル型
回転塗装装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、ベル型の静電塗装装置は、ベル型の回転霧化
頭を高速回転すると共に被塗物との間に高電圧を印加
し、該回転霧化頭の塗料平滑化面に塗料を供給して回転
霧化し、霧化された帯電塗料粒子を軸方向前方にある被
塗物との間に形成された静電界に沿って該被塗物に飛行
塗着せしめるようになっている。

このようなベル型回転霧化頭を用いた静電塗装装置と
して従来第６図および第７図に示すものが知られてい
る。

まず、第６図において、１は塗装装置の本体をなすケ
ーシングで、該ケーシング１内にはエア軸受2,エアモー
タ3,塗料弁（図示せず）等が内蔵されると共に、該ケー
シング１には高電圧ケーブル（図示せず）を介して高電
圧が印加されるようになっている。

４はエア軸受２に回転自在に軸支された回転軸で、該
回転軸４の先端はケーシング１外に突出し、その基端側
はエアモータ３に取付けられ、該エアモータ３によって
高速回転駆動せしめられるようになっている。

５は前記回転軸４の先端に設けられたベル型の回転霧
化頭で、該回転霧化頭５の外周面は筒状ないしカップ状
をなし、内周面側は塗料平滑化面となっている。６は回
転軸を挿通して設けられたセンタフィード式の塗料供給
管で、該塗料供給管６の先端は回転霧化頭５内に延在
し、その基端側には塗料弁が設けられ、該塗料パイプを
介して塗料タンクに連なるようになっている。

７はケーシング１の外周から回転霧化頭５を囲むよう
に該ケーシング１に設けられ、内部がエア通路となった
絶縁性樹脂からなるシェーピングエアカバーで、該カバ
ー７はケーシング１の外周に位置するカバー本体7Aと、
該カバー本体7Aの先端側に回転霧化頭５を囲むように二
重に設けられた第1,第２のシェーピングエアノズル部7
B,7Cとからなり、該各シェーピングエアノズル部7B,7C
間の先端部がシェーピングエア噴出口7Dとなって、点線
矢示ａ方向にシェーピングエアを噴出するようになって
いる。図中、８は回転霧化頭５の先方に位置する被塗物
を示す。

このように構成される静電塗装装置において、ケーシ
ング１に高電圧を印加することによって回転軸４、回転
霧化頭５を高電圧に帯電させ、被塗物８との間に静電界
を形成する。これと共に、ケーシング１内のエアモータ
３によって回転軸４、回転霧化頭５を高速回転させる。

この状態で、塗料弁を開弁させることにより、塗料供
給管６を介して回転霧化頭５に塗料を供給し、塗料平滑
化面に沿って展延させた後、その放出端縁から帯電塗料
粒子として噴霧させる。この際、回転霧化頭５は高速回
転しているから、遠心力によって塗料粒子は放出端縁か
ら半径方向に飛ばされようとする。しかし、シェーピン
グエアカバー７のエア噴出口7Dからシェーピングエアを
矢示ａ方向に噴出しているから、帯電塗料粒子はシェー
ピングエアによって前方に向けて噴霧するようにパター
ン成形され、第６図中に実線矢示ｂ方向の塗料噴霧パタ
ーンとなって、静電界に沿って飛行し、被塗物８に塗着
する。なお、塗料噴霧パターンｂはシェーピングエアに
よってパターン成形されているから、被塗物８に対する
塗着パターンは円形なパターンとなる。

〔発明が解決しようとする課題〕

然るに、上記従来技術による静電塗装装置にあって
は、シェーピングエアカバー７のエア噴出口7Dから矢示
ａ方向に噴出するシェーピングエアによって円形な塗装
パターンとなるように決定していた。

このように、塗装パターンはシェーピングエアのエア
圧で決定されるものであるが、しかしながら、回転霧化
頭５の放出端縁から塗料粒子が噴霧されるとき、当該塗
料粒子の粒径は不均一である。この結果、大径な塗料粒
子、即ち荒い塗料粒子には大きな遠心力が作用して遠く
に飛ばされようとし、小径な塗料粒子、即ち細かい塗料
粒子には小さな遠心力が作用して遠くに飛ばされること
はない。

この結果、シェーピングエアカバー７からシェーピン
グエアを噴出しているにも拘わらず、このシェーピング
エアのエア圧は荒い塗料粒子に対する前方へのパターン
成形作用は小さいものであり、回転霧化頭５が高速回転
するときに、塗料粒子の粒径に応じて当該塗料粒子に作
用する遠心力に差が生じる。このため、第６図，第７図
に示すように、被塗物８の塗着パターンは回転霧化頭５
の軸中心部分では細かい塗料粒子９が塗着し、周辺部分
では荒い塗料粒子10が塗着することになる。

かくして、細かい塗料粒子９が塗着した中心部分は被
塗物８の下地を隠す膜厚（隠蔽膜厚）が均一となると共
に、グロスとよばれている表面の仕上り性が良好とな
る。これに対し、荒い塗料粒子10が塗着した周辺部分は
隠蔽膜厚が不均一となるばかりでなく、表面の仕上りが
悪く、良好な塗膜を得ることができないという問題点が
ある。

本発明はこのような従来技術の問題点に鑑みなされた
もので、シェーピングエアを用いることなく塗装パター
ンの変更を簡単に行ないうるようにすると共に、均一な
塗膜を得ることができるようにしたベル型回転塗装装置
を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、エアモータを
内蔵したケーシングと、先端側が該ケーシング外に突出
し、基端側が該ケーシング内に位置して前記エアモータ
によって回転駆動せしめられる回転軸と、該回転軸の先
端側に設けられ、外周面側が筒状ないしカップ状をなす
と共に内周面側に塗料平滑化面が形成されたベル型の回
転霧化頭と、該回転霧化頭に塗料を供給する塗料供給管
とからなるベル型回転塗装装置において、前記回転霧化
頭の外周面側には被塗物に向けて軸方向に流れるエア流
を発生させる羽根を列設し、前記ケーシングには前記回
転霧化頭の外周を囲むように、かつ前記回転霧化頭の前
後方向に移動可能に流出エア量調整用の遮蔽筒を設けた
ことを特徴とする。

〔作用〕

このように構成することにより、回転霧化頭が高速回
転したときに羽根によって被塗物に向かう軸方向のエア
流が発生し、このエア流がシェーピングエアとなって塗
装パターンの成形を行なうと共に、荒い塗料粒子と細か
い塗料粒子を混合させ、均一な塗膜とすることができ
る。この際、遮蔽筒を回転霧化頭の前後方向に移動させ
ることによって、羽根による流出エア量を調節すること
ができ、シェーピングエア圧を制御して塗装パターンを
可変とすることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図ないし第５図を参照し
つつ詳細に述べる。

まず、第１図および第２図において、11は本実施例に
用いるベル型の回転霧化頭、12は該回転霧化頭11の本体
をなす霧化頭本体で、該霧化頭本体12の外周面12Aは筒
状ないしカップ状をなしている。一方、前記霧化頭本体
12の内周面側は、軸方向中間に設けたリム12Bを挟んで
軸方向一側が雌ねじを有する後述の回転軸20の取付部12
Cとなり、軸方向他側が朝顔状に拡開する塗料平滑化面1
2Dとなり、該平滑化面12Dの先端は放出端縁12Eとなり、
かつ該平滑化面12Dの途中にはハブ部材取付溝12Fが形成
されている。そして、前記霧化頭本体12は取付部12Cの
雌ねじを介して回転軸20の先端側に取付けられ、この取
付状態においては、後述する塗料供給管21の先端はリム
12Bよりもわずかに突出した位置に延在するようになっ
ている。なお、放出端縁12E内周側には全周にわたって
Ｖ字状溝を形成してもよい。

13はほぼ円板状に形成され、霧化頭本体12のハブ部材
取付溝12Fに嵌着されたハブ部材を示し、該ハブ部材13
の一側面は塗料供給管４からの塗料が供給される凸円錐
状の塗料供給面となり、他側面は平坦面13Bとなってい
る。14,14,…はハブ部材13の周辺部に全周にわたって多
数個穿設された塗料流出穴で、該各塗料流出穴14は平滑
化面12Dに接して該平滑化面12Dの前後を連通するように
なっている。

15,15,…は霧化頭本体12の外周面12A側であって、放
出端縁12Eから若干奥まった位置に設けられた８個の羽
根で、本実施例の場合、該各羽根15は45゜間隔で、かつ
霧化頭本体12の軸線に対して45゜の角度をもって列設さ
れている。そして、回転霧化頭11を高速回転させたと
き、被塗物８に向かう軸方向のエア流Ａを発生するよう
になっている。ここで、本実施例の羽根15は霧化頭本体
12の外周面12Aからわずかに突出した長方形状体を斜め
に等間隔で列設することにより構成され、回転霧化頭11
の高速回転に対しては大きな抵抗とはならず、後述する
遮蔽筒22の突出長さに応じた所要のエア圧をもったエア
流Ａの発生が可能な形状となっている。

次に、16は本実施例による塗装装置の本体をなすケー
シングで、従来技術のものと同様に該ケーシング16内に
はエア軸受17,エアモータ18,塗料弁（図示せず）等が内
蔵されると共に、該ケーシング16には高電圧ケーブル
（図示せず）を介して高電圧が印加されるようになって
いるものの、本実施例では従来技術によるシェーピング
エアカバーは設けられていない。なお、19はケーシング
16の前端面に直交するように４箇所開口したエア排気口
で、該各エア排気口19はエア軸受17,エアモータ18の駆
動エアを排気するもので、通常シェーピングエアの一部
として使用されている。20はエア軸受17に回転自在に支
持された回転軸で、該回転軸20の先端にはケーシング16
外に位置して前述した回転霧化頭11が取付けられ、その
基端側はエアモータ18に取付けられている。21は前記回
転軸20を挿通して設けられたセンタフィード式の塗料供
給管で、該塗料供給管21の先端は回転霧化頭11内に延在
し、その基端側は、塗料弁と接続されている。

22はケーシング16の前端側に位置してその外周側に前
後方向に移動可能に設けられた筒状の遮蔽筒で、該遮蔽
筒22の先端側22Aは回転霧化頭11の外周側を囲むように
なっており、基端側22Bはテフロン等のすべり軸受23を
介してケーシング16の外周に摺動可能に支持され、後述
するように流出エア量を調節するようになっている。

24は遮蔽筒22の後部側に位置してケーシング16の外周
に取付けられたシリンダ装置で、該シリンダ装置24は内
部にピストン（図示せず）が摺動可能に挿嵌されたシリ
ンダチューブ24Aと、基端がピストンに固着され、先端
がシリンダチューブ24A外に突出したピストンロッド24B
とから構成され、該ピストンロッド24Bの先端側はブラ
ケット25を介して遮蔽筒22の基端側22Bに固着されてい
る。そして、前記シリンダ装置24は、エア制御弁（図示
せず）からエアが給排されることによって、遮蔽筒22を
第３図または第４図の状態の間で任意の位置に変位させ
るようになっている。

さらに、26はケーシング16の前端にエア排気口19を囲
むように設けられたリング状の排気エア遮蔽板で、該排
気エア遮蔽板26はエア排気口19からの排気エアがストレ
ートに回転霧化頭11に向けて流出するのを防止し、回転
軸20外周の隙間26Aから図中矢示Ｂ方向の流れとなって
流出するように整流するものである。

本実施例はこのように構成されるが、次にその作動に
ついて述べる。

まず、第３図により、遮蔽筒22を回転霧化頭11の外周
を羽根15の近傍まで囲むように前進させ、大径な円形の
塗着パターンを得るようにした場合の作動について述べ
る。

即ち、シリンダ装置24にエアを給排してピストンロッ
ド24Bを伸長させると、該シリンダ装置24によって遮蔽
筒22は第３図の状態まで前進する。

この状態で、ケーシング16に高電圧を印加すると共
に、エアモータ18によって回転軸20,回転霧化頭12を高
速回転させる。このように回転霧化頭12を高速回転する
と、霧化頭本体12の外周側に列設された羽根15によって
矢示Ａ方向のエア流を発生する。

しかし、蔽遮筒22が第３図の位置まで前進している場
合には、回転霧化頭11の羽根15に向かって流入する流入
エアの流れは、第３図中の点線矢示Ｃの状態となり、遮
蔽筒22に邪魔され羽根15に向けて十分なエアを流入させ
ることはできず、当該羽根15によって回転霧化頭11から
発生するエア流Ａは弱く、またエア圧も低い。

この状態で、塗料供給管21から回転霧化頭11に塗料を
供給し、その霧化頭本体12の放出端縁12Eから塗料を噴
霧するとき、塗料粒子は遠心力によって半径方向に飛ば
されようとするが、比較的弱いエア流Ａによって図中二
点鎖線Ｄに示すような斜め前方に向かう塗料噴霧パター
ンＤにパターン成形される。

このように、遮蔽筒22を前進させているときには、エ
ア流Ａの流出エア量とエア圧が弱く、塗料噴霧パターン
Ｄは十分に前方に向かうパターン成形されず、被塗物８
に塗着する塗着パターン27は第３図中に斜線で示すよう
な大径な円形パターンとなる。

次に、第４図により、遮蔽筒22を回転霧化頭11の外周
をケーシング16側に向けて後退させ、小径な円形の塗着
パターンを得るようにした場合の作動について述べる。

即ち、シリンダ装置24にエアを給排してピストンロッ
ド24Bを縮小させると、該シリンダ装置24によって遮蔽
筒22は第４図の状態まで後退する。

この状態で、エアモータ18によって回転軸20,回転霧
化頭12を高速回転させると、霧化頭本体12の外周側に列
設された羽根15によって矢示Ａ′方向のエア流を発生す
る。

この際、遮蔽筒22が第４図の位置まで後退しているか
ら、回転霧化頭11の羽根15に向かって流入する流入エア
の流れは第４図中の点線矢示Ｃ′の状態となり、遮蔽筒
22に邪魔されず羽根15には十分なエアを流入させること
ができ、羽根15によって回転霧化頭11から発生するエア
流Ａ′は強く、またエア圧も高いものが得られる。

この状態で、塗料供給管21から回転霧化頭11に塗料を
供給し、その霧化頭本体12の放出端縁12Eから塗料を噴
霧するとき、塗料粒子は遠心力によって半径方向に飛ば
されようとするが、強いエア流Ａ′によって図中二点鎖
線Ｄ′に示すような前方に向かう塗料噴霧パターンＤ′
にパターン成形される。

このように遮蔽筒22を後退させているときには、エア
流Ａ′のエア圧が強いから、塗料噴霧パターンＤ′は十
分にパターン成形され、被塗物８に塗着する塗着パター
ン27′は第４図中に斜線で示すような小径な円形パター
ンとなる。

かくして、本実施例によれば、回転霧化頭11の外周に
羽根15を列設し、該羽根15に流入するエアの流れを第３
図中のＣまたは第４図中のＣ′の状態に変えることによ
り、羽根15への流入エア量を調節する構成としている。
この結果、羽根15によって発生するエア流を第３図に示
す弱いエア流Ａまたは第４図に示す強いエア流Ａ′とす
ることができ、当該エア流ＡまたはＡ′をシェーピング
エアとして使用することにより、塗着パターンを第３図
中の大径パターン27または第４図中の小径パターン27′
にパターン成形することができる。

次に、回転霧化頭11を高速回転すると、その前面側に
は、第３図または第４図中に点線に示すように、エアポ
ンピング現象による負圧領域28が生じる。なお、エアポ
ンピング現象とは、回転霧化頭11を高速回転させたと
き、その前方の空気が半径方向に飛ばされることによっ
て生じる負圧現象と、この負圧現象を補うため前方の空
気を補給するような逆流現象をいう。

このような状態で、霧化頭本体12の放出端縁12Eから
塗料を噴霧すると、この噴霧パターンD,D′は羽根15に
よるエア流A,A′のエア圧とエアポンピング現象による
負圧領域28との間の圧力差により、塗料噴霧パターンD,
D′は負圧領域28で巻込まれるようになる。この結果、
塗料噴霧パターンD,D′はうず巻状態となり、回転霧化
頭11から噴霧された塗料粒子は、細かい粒子と荒い粒子
とが前述の巻込み作用によって混合され、混合塗料粒子
となる。そして、この混合した塗料粒子は静電界に沿っ
て飛行し、被塗物８に塗着することになり、該被塗物８
の全面にわたって隠蔽膜厚を均一とすることができると
共に、表面の仕上り性を良好ならしめることができる。

さらに、本実施例ではケーシング16にエア排気口19を
隠蔽するようにリング状の排気エア遮蔽板26を設け、排
気エアを隙間26Aから矢示Ｂ方向に流出させることによ
り、従来技術のようにストレートに流出するのを防止し
ている。

ここで、従来技術によるものは、４箇所のエア排気口
から排気エアがストレートに流出していたから、塗料噴
霧パターンは第５図中の点線29で示すように花びら状に
変形されていた。しかし、本実施例では排気エア遮蔽板
26によって整流化され、ストレートに流出することはな
いから、塗料噴霧パターンは第５図中の実線30で示すよ
うな円形のパターンとなる。従って、本実施例では、前
述した回転霧化頭11によるエア流A,A′によるシェーピ
ングエア作用と相まって、一層良好な塗膜を得ることが
できる。

なお、本発明は羽根の形状、列設個数について実施例
のものに限ることなく、種々の形状、個数をもったもの
を採用しうるものであり、要は被塗物に向けて流れる軸
方向のエア流を発生することができれば、他の形状をも
った軸流用羽根を用いてもよい。

また、回転霧化頭は筒状ないしカップ状をなしておれ
ばよく、外形が円錐状、半球状をなしたものも含むもの
である。

一方、実施例では回転軸を霧化頭本体の取付部に固着
し、塗料供給管を該回転軸内に挿通する形式を例示した
が、回転軸をハブ部材に取付け、該回転軸とは別個に配
設した塗料供給管を該ハブ部材の塗料供給面に臨ませる
ように構成した形式のベル型回転霧化頭にも適用しうる
ものである。

さらに、実施例では遮蔽筒は第３図の状態と第４図の
状態について述べたが、シリンダ装置にエアを給排する
エア制御弁によって、遮蔽筒を任意の位置でロックしう
ることは勿論である。

〔発明の効果〕

本発明に係るベル型回転塗装装置は以上詳細に述べた
如くであって、回転霧化頭の外周面側に被塗物に向けて
軸方向に流れるパターン成形用のエア流を発生させる羽
根を列設し、ケーシングには回転霧化頭の外周を囲むよ
うに、かつ該回転霧化頭の前後方向に移動可能に流出エ
ア量調整用の遮蔽筒を設ける構成としたから、該遮蔽板
を進退させるだけで羽根から流出エア量とエア圧が調整
でき、この流出エア流をシェーピングエアとして使用す
ることにより、遮蔽筒の進退に応じて塗着パターンを変
更することができ、さらに羽根からのエア流を用いて被
塗物の塗着パターン内で大小の粒径をもった塗料粒子が
混在した状態の塗膜を得ることができ、均一な膜圧をも
った仕上り性の良好な塗膜としうる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の実施例に係り、第１図は
本実施例に用いる回転霧化頭の半断面図、第２図は第１
図の左側面図、第３図は本実施例によるベル型回転塗装
装置の全体構成を遮蔽筒を前進させた状態で示す半断面
図、第４図はベル型回転塗装装置の全体構成を遮蔽筒を
後退させた状態で示す第４図と同様の半断面図、第５図
は排気エア遮蔽板の有無による塗装パターンの変化を示
す平面説明図、第６図および第７図は従来技術に係り、
第６図は従来技術によるベル型回転塗装装置を示す要部
破断の全体構成図、第７図は被塗物への塗装パターンを
示す平面図である。 11……回転霧化頭、12……霧化頭本体、15……羽根、16
……ケーシング、17……エア軸受、18……エアモータ、
19……エア排気口、20……回転軸、21……塗装供給管、
22……遮蔽筒、23……すべり軸受、24……シリンダ装
置、26……排気エア遮蔽板。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エアモータを内蔵したケーシングと、先端
   側が該ケーシング外に突出し、基端側が該ケーシング内
   に位置して前記エアモータによって回転駆動せしめられ
   る回転軸と、該回転軸の先端側に設けられ、外周面側が
   筒状ないしカップ状をなすと共に内周面側に塗料平滑化
   面が形成されたベル型の回転霧化頭と、該回転霧化頭に
   塗料を供給する塗料供給管とからなるベル型回転塗装装
   置において、前記回転霧化頭の外周面側には被塗物に向
   けて軸方向に流れるエア流を発生させる羽根を列設し、
   前記ケーシングには前記回転霧化頭の外周を囲むよう
   に、かつ前記回転霧化頭の前後方向に移動可能に流出エ
   ア量調整用の遮蔽筒を設けたことを特徴とするベル型回
   転塗装装置。