回転霧化塗装機
【課題】好適なシェーピングエアの流速が異なる複数種類の塗料を用いた場合において、塗料の吐出量が変動しても、所定のパターン径を保ちながらシェーピングエアの流速を各塗料に好適な速度に調整できるようにする。
【解決手段】塗装機本体１０内には、個別のエア供給源１７Ａ，１７Ｂに接続される２系統のエア流路１６Ａ，１６Ｂが形成され、噴出口２４Ａ，２４Ｂは、２系統のエア流路１６Ａ，１６Ｂと対応するように２系統に分けられているとともに、噴出口２４Ａ，２４Ｂの噴出方向は、２系統の噴出口２４Ａ，２４Ｂから噴出された２系統のシェーピングエアＳを合流させる向きとなっている。
【解決手段】塗装機本体１０内には、個別のエア供給源１７Ａ，１７Ｂに接続される２系統のエア流路１６Ａ，１６Ｂが形成され、噴出口２４Ａ，２４Ｂは、２系統のエア流路１６Ａ，１６Ｂと対応するように２系統に分けられているとともに、噴出口２４Ａ，２４Ｂの噴出方向は、２系統の噴出口２４Ａ，２４Ｂから噴出された２系統のシェーピングエアＳを合流させる向きとなっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転霧化塗装機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、回転霧化頭の外周縁から放射状に放出させた塗料を、シェーピングエアで包囲することにより所定のパターン径に成形して被塗物に塗着させるようにした回転霧化塗装機が開示されている。シェーピングエアは、回転霧化頭と同心で径の異なる２つの円に沿うように配した２系統の噴出口から噴出され、２系統の噴出口のうち内側に配された噴出口から噴出される第１のシェーピングエアは、外側に配された噴出口から噴出される第２のシェーピングエアに比べると、高圧で小流量に設定されている。
【０００３】
シェーピングエアが高圧で噴出されることは、流速が速く、塗料を加速する力が強いことを意味する。また、シェーピングエアの流量が大きいことは、塗料の飛散量を抑えて所定のパターン径に成形する力が強いことを意味する。したがって、上記の回転霧化塗装機において、第１のシェーピングエアは主として塗料を加速する役割を担い、第２のシェーピングエアは主として塗料を所定のパターン径に成形する役割を担う。
【特許文献１】特開平０７−２６５７４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
塗料の種類としてはメタリック塗料とソリッド塗料がある。メタリック塗料では、塗装品質がシェーピングエアの流速に大きく影響されるため、塗装品質を優先してシェーピングエアの流速を高速にすることが好ましい。これに対し、ソリッド塗料では、塗装品質がシェーピングエアの流速に左右されないので、塗装効率を優先してシェーピングエアの流速を低速にすることが好ましい。また、塗料のパターン成形の点においては、塗料の種類を問わず、塗料の吐出量が多くなるほど、シェーピングエアの流量を増大させることが必要となる。
【０００５】
これらの点に鑑みた場合、上記のように第１のシェーピングエアと第２のシェーピングエアとの間で流速と流量の大小関係が定められている回転霧化塗装機において、メタリックとソリッドの２種類の塗料を用いて塗装を行おうとすると、次のような不具合が生じる。
【０００６】
例えば、塗料の吐出量を少なく抑えてメタリック塗装を行う場合には、所定のパターン径を保つために第２のシェーピングエアの流量を減少させる必要があるが、これに伴い、第１のシェーピングエアについても、供給するエア圧を抑えることにより流量を第２のシェーピングエアよりも小さくすることになる。ところが、第１のシェーピングエアの供給エア圧を抑えることは、第１のシェーピングエアの流速が低下することを意味するため、高速のシェーピングエアが必要とされるメタリック塗装においては、塗装品質の低下を来すことになる。
【０００７】
また、塗料の吐出量を多めにしてソリッド塗装を行う場合には、所定のパターン径を保つために第２のシェーピングエアの供給エア圧を高めて流量を増大させる必要があるが、これに伴い、第１のシェーピングエアについては、供給エア圧を高めて第２のシェーピングエアよりも高圧の状態を維持することになる。しかし、第１のシェーピングエアを高圧にしてその流速を高めると、塗装効率が低下してしまうことになる。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、好適なシェーピングエアの流速が異なる複数種類の塗料を用いた場合において、塗料の吐出量が変動しても、所定のパターン径を保ちながらシェーピングエアの流速を各塗料に好適な速度に調整できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、塗装機本体と、前記塗装機本体の前端部に回転可能に設けられた回転霧化頭と、前記塗装機本体の前端部に前記回転霧化頭と同心の円に沿うように設けた噴出口とを備え、前記回転霧化頭の外周縁から放射状に放出させた塗料を、前記噴出口から噴出させたシェーピングエアで包囲することにより所定のパターン径に成形するとともに、前記シェーピングエアの流れに乗じて被塗物に塗着させるようにした回転霧化塗装機において、前記塗装機本体内には、個別のエア供給源に接続される複数系統のエア流路が形成され、前記噴出口は、前記複数系統のエア流路と対応するように複数系統に分けられているとともに、前記噴出口の噴出方向は、異なる系統の前記噴出口から噴出された複数系統のシェーピングエアを合流させる向きとなっているところに特徴を有する。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記複数系統の噴出口が、ほぼ同一径の円周上において周方向に交互に並ぶように配され、互いに異なる系統であって周方向に隣り合うように並ぶ２つの前記噴出口からのシェーピングエアの噴出方向が、ほぼ同じ方向とされているところに特徴を有する。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項２に記載のものにおいて、前記塗装機本体は、前面に前記複数系統の噴出口が開口されたリング状部材を有しており、前記リング状部材における前記噴出口よりも後方の領域には、円形の隔壁により径方向に区画されて同心円状に配された複数の環状流路が、前記複数系統の前記噴出口に対して系統別に対応するように形成されており、前記リング状部材内には、前記噴出口から前記環状流路に至る噴出孔が形成されており、前記噴出孔は、前記回転霧化頭の回転中心軸を含み且つ前記噴出口を横切る仮想面に対して斜め方向に直線状に貫通する形態とされているところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１１】
＜請求項１の発明＞
高速のシェーピングエアが必要な塗料を用い、その塗料の吐出量を抑えて塗装を行う場合には、複数の系統のうち１系統又は一部の系統の噴出口のみからシェーピングエアを高圧で噴出させる。このようにすれば、塗料の吐出量に合わせてシェーピングエアの流量が抑えられるので、所定のパターン径に成形できるとともに、高速のシェーピングエアが噴出されるので、塗装品質に優れている。
【００１２】
また、塗装効率を考慮してシェーピングエアが低速であることが好ましいとされる塗料を大量に用いて塗装を行う場合には、複数の系統のうち全ての系統又は多数の系統の噴出口からシェーピングエアを低圧で噴出させる。このようにすれば、塗料の吐出量に合わせて大量のシェーピングエアが噴出されるので、所定のパターン径に成形できるとともに、低速のシェーピングエアが噴出されるので、塗装効率に優れている。
【００１３】
＜請求項２の発明＞
複数の系統の噴出口をほぼ同一径の円周上において周方向に交互に並ぶように配し、互いに異なる系統であって周方向に隣り合うように並ぶ２つの噴出口からのシェーピングエアの噴出方向をほぼ同じ方向としているので、複数系統の噴出口から噴出されるシェーピングエアを、極端に交差させずに整流状に合流させることができる。
【００１４】
＜請求項３の発明＞
１つの系統を構成する複数の噴出口からのシェーピングエアの流量と流速を均一にするためには、１つの系統を構成する複数の噴出口に対してその噴出口の並び方向に沿った１つの環状流路を設け、この環状流路から各噴出口に連通する複数の噴出孔を形成する構造が望ましい。したがって、噴出口が複数系統設けられている場合には、複数の環状流路を同心円状に設けることになる。
【００１５】
このような構造において、複数系統の噴出口をほぼ同一径の円周上において周方向に交互に並ぶように配置した上で、更に異なる系統であって周方向に隣り合うように並ぶ２つの噴出口からのシェーピングエアの噴出方向をほぼ同じ方向にしようとする場合、噴出孔の形態としては、噴出口から後方に延ばし、途中で径方向に屈曲させることにより、噴出孔の後端を対応する環状流路に開口させる形態が考えられる。しかし、屈曲した噴出孔を形成するためには、複数の部品を組み合わせる必要があるため、部品点数が増え、コストが高くつく等のデメリットがある。
【００１６】
そこで本発明では、噴出孔を、回転霧化頭の回転中心軸を含み且つ噴出口を横切る仮想面に対して斜め方向に直線状に貫通する形態とした。このような形態にすれば、周方向に隣り合う２つの異系統の噴出口から環状流路へ斜め後方に延びた２つの噴出孔の後端は、環状流路において、径方向に位置ずれした位置関係で開口させることが可能となる。これにより、周方向に並ぶ異系統の噴出口と、径方向に区画した環状流路とを、直線状の噴出孔によって連通させることが可能となり、噴出孔の形成母体であるリング状部材を１つの部品とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
＜実施形態１＞
以下、本発明を具体化した実施形態１を図１乃至図１０を参照して説明する。本実施形態の回転霧化塗装機Ｐは、塗装機本体１０と、塗装機本体１０の前端部に設けられた周知形態の円形をなす回転霧化頭２６とを備えて構成されている。塗装機本体１０内には、軸線を前後方向に向けた円筒状の回転軸１１が、図示しない周知形態のタービン機構により高速で回転駆動されるように設けられ、回転軸１１の前端部には、回転霧化頭２６が同心状に且つ一体となって回転駆動されるように取り付けられている。回転軸１１の内部に設けた塗料供給管１２を通して回転霧化頭２６の中心部に供給された塗料は、回転駆動されている回転霧化頭２６の前面を、遠心力により外周側へ流れ、回転霧化頭２６の外周縁から放射状に放出されるようになっている。放出された塗料は、後述するシェーピングエアで包囲されることにより、所定のパターン径に成形されるとともに、シェーピングエアの流れに乗じて被塗物（図示せず）に塗着されるようになっている。
【００１８】
塗装機本体１０の前端部は、図１〜図３に示すように、第１環状部材１３と第２環状部材１４と第３環状部材１５とリング状部材２０とを備えて構成され、これらの部品１３，１４，１５，２０は、いずれも、回転軸１１と同心の円形をなしている。塗装機本体１０内には、第１エア流路１６Ａと第２エア流路１６Ｂとが互いに連通しない独立した系統の流路として形成されている。第１エア流路１６Ａには、第１エア供給源１７Ａから圧送されたエアが供給されるようになっており、第２エア流路１６Ｂには、第２エア供給源１７Ｂから圧送されたエアが供給されるようになっている。第１エア供給源１７Ａから圧送されるエアと、第２エア供給源１７Ｂから圧送されるエアは、互いに独立して圧力制御できるようになっている。
【００１９】
第１環状部材１３には、その後端面から前端面に貫通する第１貫通孔１８Ａと、同じく後端面から前端面に貫通する第２貫通孔１８Ｂとが、互いに連通しない形態で形成されている。第１環状部材１３の前面には第２環状部材１４が組み付けられ、第１環状部材１３と第２環状部材１４との間には、第２貫通孔１８Ｂに連通する環状連通路１９が形成されている。第２環状部材１４の外周にはリング状部材２０が組み付けられており、第２環状部材１４とリング状部材２０との間には、全周に亘って連続し、回転軸１１と同心の円形をなす第２環状流路２１Ｂが形成されている。この第２環状流路２１Ｂは、第２環状部材１４に形成した連通孔２２を介して環状連通路１９に連通している。
【００２０】
第１環状部材１３の外周とリング状部材２０の外周には、第３環状部材１５が組み付けられている。第３環状部材１５の内側には、第１環状部材１３の前面と第２環状部材１４の外周とリング状部材２０の外周とによって区画された第１環状流路２１Ａが、全周に亘って連続して回転軸１１と同心の円形に形成されている。この第１環状流路２１Ａは第２環状流路２１Ｂよりも外周側に配され、第１環状流路２１Ａと第２環状流路２１Ｂとは、リング状部材２０に形成されている円形の隔壁２３により径方向に区画されている。
【００２１】
リング状部材２０の前面には、シェーピングエアを前方へ噴出するための複数の第１噴出口２４Ａと、第１噴出口２４Ａと同数の第２噴出口２４Ｂとが開口されている。この第１噴出口２４Ａと第２噴出口２４Ｂは、回転霧化頭２６と同心であって回転霧化頭２６の外周縁よりも大径である１つ（共通）の仮想円周上において周方向に交互に並ぶように配置されている。リング状部材２０を前方（正面側）から視た図５において、第１噴出口２４Ａと、その時計回り方向前方に隣り合って位置する第２噴出口２４Ｂとの距離は、反時計回り方向前方に隣り合って位置する第２噴出口２４Ｂとの距離に比べて小さい。
【００２２】
各第１噴出口２４Ａは、夫々、リング状部材２０を貫通してその後面に第１流入口２７Ａとして開口する第１噴出孔２５Ａを介して第１環状流路２１Ａに連通されている。各第１噴出孔２５Ａは、図６に示すように、回転霧化頭２６の回転中心軸２６ａを含み、且つその第１噴出孔２５Ａの第１噴出口２４Ａを横切る仮想面Ｓａ（図１〜図３にあらわれる面）に対して斜め方向に直線状にリング状部材２０を貫通している。この第１噴出孔２５Ａの傾斜の向きは、第１環状流路２１Ａから第１噴出口２４Ａに向かって反時計回り方向に傾いた向きとなっている。
【００２３】
図５におけるＸ−Ｘ線断面は、回転霧化頭２６の回転中心軸２６ａを含んで第１噴出口２４Ａを通る断面と直交し且つ回転中心軸２６ａを含まずに第１噴出口２４Ａを横切る断面であり、図６にあらわれている。このＸ−Ｘ線断面上において、回転中心軸２６ａ（仮想面Ｓａ）と第１噴出孔２５Ａの貫通方向線（即ち、第１噴出口２４Ａからのシェーピングエアの噴出方向）とのなす角度αは、５５°である。また、図２に示すように、回転霧化頭２６の回転中心軸２６ａを含んで第１噴出口２４Ａを横切る仮想面Ｓａ（即ち、図２の紙面と平行な面）上において、回転中心軸２６ａと第１噴出孔２５Ａの貫通方向（即ち、シェーピングエアの噴出方向）とのなす角度θａは、１５°である。さらに、図９にあらわした回転中心軸２６ａと直交する断面（即ち、図８のＣ−Ｃ線断面）上において、第１噴出孔２５Ａは、径方向とほぼ直角な概ね接線方向に延びた形態となっている。この第１噴出孔２５Ａの断面形状（第１噴出孔２５Ａの貫通方向と直角な横断面の形状）は真円である。したがって、リング状部材２０の前面における第１噴出口２４Ａの開口形状は、周方向に長い楕円形となる。
【００２４】
各第２噴出口２４Ｂは、夫々、リング状部材２０を貫通してその後面に第２流入口２７Ｂとして開口する第２噴出孔２５Ｂを介して第２環状流路２１Ｂに連通されている。各第２噴出孔２５Ｂは、図７に示すように、回転霧化頭２６の回転中心軸２６ａを含み、且つその第２噴出孔２５Ｂの第２噴出口２４Ｂを横切る仮想面Ｓｂ（図１〜図３にあらわれる面）に対して斜め方向に直線状にリング状部材２０を貫通している。この第２噴出孔２５Ｂの傾斜の向きは、第２環状流路２１Ｂから第２噴出口２４Ｂに向かって反時計回り方向に傾いた向き（即ち、第１噴出孔２５Ａとほぼ同じ向き）となっている。
【００２５】
図５におけるＹ−Ｙ線断面は、回転霧化頭２６の回転中心軸２６ａを含んで第２噴出口２４Ｂを通る断面と直交し且つ回転中心軸２６ａを含まずに第２噴出口２４Ｂを横切る断面であり、図７にあらわれている。このＹ−Ｙ線断面上において、回転中心軸２６ａ（仮想面Ｓｂ）と第２噴出孔２５Ｂの貫通方向とのなす角度βは、５５．６１°であり、第１噴出孔２５Ａとほぼ同じ角度（正確には、第１噴出孔２５Ａよりも僅かに大きい角度）となっている。また、図３に示すように、回転霧化頭２６の回転中心軸２６ａを含んで第２噴出口２４Ｂを横切る仮想面Ｓｂ（即ち、図３の紙面と平行な面）上において、回転中心軸２６ａと第２噴出孔２５Ｂの貫通方向線（即ち、シェーピングエアの噴出方向）とのなす角度θｂは、５°であり、第１噴出孔２５Ａよりも小さい。さらに、図９にあらわした回転中心軸２６ａと直交する断面（即ち、図８のＣ−Ｃ線断面）上において、第２噴出孔２５Ｂは、径方向とほぼ直角な概ね接線方向（即ち、第１噴出孔２５Ａとほぼ平行）に延びた形態となっている。
【００２６】
この第２噴出孔２５Ｂの断面形状（第２噴出孔２５Ｂの貫通方向と直角な横断面の形状）は真円である。したがって、リング状部材２０の前面における第２噴出口２４Ｂの開口形状は、周方向に長い楕円形となる。また、第２噴出孔２５Ｂの断面積は第１噴出孔２５Ａの断面積と同じであり、したがって、全ての第２噴出口２４Ｂの開口総面積は、全ての第１噴出口２４Ａの開口総面積と同じである。
【００２７】
上記の第１貫通孔１８Ａ、第１環状流路２１Ａ及び第１噴出孔２５Ａは、第１エア流路１６Ａを構成する。第１エア流路１６Ａに供給されたエアは、複数の第１噴出口２４Ａからシェーピングエアとして筒状に噴出される。第１噴出口２４Ａから前方へ噴出されるシェーピングエアの噴出方向は、第１噴出孔２５Ａの貫通方向と平行であり、回転霧化頭２６の回転中心軸２６ａを含んで第１噴出口２５Ａを横切る仮想面Ｓａ（図２を参照）上において、回転霧化頭２６の回転中心軸２６ａに接近するように斜め内向きとなっている。但し、図６に示すように、シェーピングエアの噴出方向は、仮想面Ｓａに対して斜め方向となっているので、このシェーピングエアの噴出方向線は回転中心軸２６ａと交差しない。
【００２８】
また、第２貫通孔１８Ｂ、環状連通路１９、連通孔２２、第２環状流路２１Ｂ及び第２噴出孔２５Ｂは、第２エア流路１６Ｂを構成する。第２エア流路１６Ｂに供給されたエアは、複数の第２噴出口２４Ｂからシェーピングエアとして筒状に噴出される。第２噴出口２４Ｂから前方へ噴出されるシェーピングエアの噴出方向は、第２噴出孔２５Ｂの貫通方向と平行であり、回転霧化頭２６の回転中心軸２６ａを含んで第２噴出口２４Ｂを横切る仮想面Ｓｂ（図３を参照）上において、回転霧化頭２６の回転中心軸２６ａに接近するように斜め内向きとなっている。但し、図７に示すように、シェーピングエアの噴出方向は、仮想面Ｓｂに対して斜め方向となっているので、このシェーピングエアの噴出方向線は回転中心軸２６ａと交差しない。
【００２９】
次に、本実施形態の作用を説明する。本実施形態の回転霧化塗装機Ｐでは、メタリック塗料、ソリッド塗料、クリア塗料等の各種の塗料を用いて塗装を行うことができる。一般に、塗料のパターン成形の点においては、塗料の種類を問わず、塗料の吐出量が多くなるほど、シェーピングエアの流量を増大させることが必要となる。また、塗装効率の点においては、塗料の種類を問わず、シェーピングエアの流速が速くなり過ぎると、周囲に飛散して被塗物に塗着しない塗料の量が増えることから、適正な流速には上限がある。
【００３０】
メタリック塗料では、塗装品質がシェーピングエアの流速に大きく影響されるため、塗装効率よりも塗装品質を優先することが求められる。品質の高い塗装を行うためには、シェーピングエアを、例えば１８ｍ／ｓｅｃ程度の比較的速い速度で噴出させることが必要となる。
【００３１】
したがって、比較的少量のメタリック塗料を用いて塗装を行う場合には、第１エア供給源１７Ａから比較的高圧でエアを供給するが、第２エア供給源１７Ｂからのエアの供給は行わず、第１噴出口２４Ａのみからシェーピングエアを噴出させる。このときのシェーピングエアの流量は、第１噴出口２４Ａ及び第２噴出口２４Ｂの両方から噴出させる場合に比べると少ないので、少量のメタリック塗料を所定のパターン径に成形することができる。また、第１エア供給源１７Ａから供給されるエアの圧力を高圧としているので、シェーピングエアの流速は速く、塗装品質は高い。尚、少量のメタリック塗料を用いて塗装を行う場合には、第１噴出口２４Ａのみからシェーピングエアを噴出させる方法に替えて、第２噴出口２４Ｂのみからシェーピングエアのみを噴出させても、所定のパターン径に成形しながら、高い塗装品質を得ることができる。
【００３２】
また、比較的大量のメタリック塗料を用いて塗装を行う場合には、第１エア供給源１７Ａと第２エア供給源１７Ｂの双方から比較的高圧のエアを供給を行い、第１噴出口２４Ａと第２噴出口２４Ｂの両方からシェーピングエアを噴出させる。噴出した２系統のシェーピングエアは合流して１つの筒状のシェーピングエアとなり、メタリック塗料を所定のパターンに成形する。このときのシェーピングエアの流量は、第１噴出口２４Ａと第２噴出口２４Ｂのうち一方のみから噴出させる場合に比べて多いので、大量のメタリック塗料を所定のパターン径に成形することができる。また、第１エア供給源１７Ａ及び第２エア供給源１７Ｂから供給されるエアの圧力を高圧としているので、シェーピングエアの流速は速く、塗装品質は高い。
【００３３】
上述のメタリック塗料に対し、ソリッド塗料（クリア塗料や濃色メタリック塗装も同様である）の場合には、塗装品質がシェーピングエアの流速に左右されないので、塗装効率を優先してシェーピングエアが制御される。塗装効率を向上させるためには、流速を低く抑えることが必要である。具体的には、ソリッド塗料では７〜８ｍ／ｓｅｃ程度の流速が好ましく、クリア塗料では５ｍ／ｓｅｃ以下の流速が好ましく、濃色メタリック塗料では１０ｍ／ｓｅｃ程度の流速が好ましい。いずれも、メタリック塗料に比べて好適な流速は遅い。
【００３４】
さて、比較的少量のソリッド塗料を用いて塗装を行う場合には、第１エア供給源１７Ａから比較的低圧でエアを供給するが、第２エア供給源１７Ｂからのエアの供給は行わず、第１噴出口２４Ａのみからシェーピングエアを噴出させる。このときのシェーピングエアの流量は、第１噴出口２４Ａ及び第２噴出口２４Ｂの両方から噴出させる場合に比べると少ないので、少量のソリッド塗料を所定のパターン径に成形することができる。
【００３５】
また、第１エア供給源１７Ａから供給されるエアの圧力を低圧としているので、シェーピングエアの流速は遅く、塗装効率は高い。尚、少量のソリッド塗料を用いて塗装を行う場合には、第１噴出口２４Ａのみからシェーピングエアを噴出させる方法に替えて、第２噴出口２４Ｂのみからシェーピングエアのみを噴出させても、所定のパターン径に成形しながら高い塗装品質を得ることが可能である。
【００３６】
また、比較的大量のソリッド塗料を用いて塗装を行う場合には、第１エア供給源１７Ａと第２エア供給源１７Ｂの双方から比較的低圧のエアを供給を行い、第１噴出口２４Ａと第２噴出口２４Ｂの両方からシェーピングエアを噴出させる。噴出した２系統のシェーピングエアは合流して１つのシェーピングエアとなり、ソリッド塗料を所定のパターンに成形する。このときのシェーピングエアの流量は、第１噴出口２４Ａと第２噴出口２４Ｂのうち一方のみから噴出させる場合に比べて多いので、大量のソリッド塗料を所定のパターン径に成形することができる。また、第１エア供給源１７Ａ及び第２エア供給源１７Ｂから供給されるエアの圧力を低圧としているので、シェーピングエアの流速は遅く、塗装効率は高い。
【００３７】
上述のように、本実施形態においては、塗装機本体１０内に個別のエア供給源１７Ａ，１７Ｂに接続される２系統のエア流路１６Ａ，１６Ｂを形成し、噴出口２４Ａ，２４Ｂを、２系統のエア流路１６Ａ，１６Ｂと対応するように２系統に分け、噴出口２４Ａ，２４Ｂの噴出方向を、２つの系統の噴出口２４Ａ，２４Ｂから噴出した２系統のシェーピングエアが合流するような向きとしている。これにより、好適なシェーピングエアの流速が異なる複数種類の塗料を用いた場合において、塗料の吐出量が変動しても、所定のパターン径を保ちながらシェーピングエアの流速を各塗料に好適な速度に調整することができる。
【００３８】
また、２系統の噴出口２４Ａ，２４Ｂをほぼ同一径の円周上において周方向に交互に並ぶように配し、互いに異なる系統であって周方向に隣り合うように並ぶ２つの噴出口２４Ａ，２４Ｂからのシェーピングエアの噴出方向をほぼ同じ方向としているので、２つの系統の噴出口２４Ａ，２４Ｂから噴出されるシェーピングエアを、極端に交差させずに整流状に合流させることができる。
【００３９】
また、本実施形態では、１つの系統を構成する複数の噴出口２４Ａ，２４Ｂに対してそれらの噴出口２４Ａ，２４Ｂの並び方向に沿うように対応する１つの環状流路を設け、この環状流路から各噴出口２４Ａ，２４Ｂに連通する複数の噴出孔２５Ａ，２５Ｂを形成することにより、１つの系統を構成する複数の噴出口２４Ａ，２４Ｂからのシェーピングエアの流量と流速を均一にするようにしている。また、噴出口２４Ａ，２４Ｂは２系統に分かれて設けられているので、２つの環状流路２１Ａ，２１Ｂを径が異なる同心の円状に設けている。さらに、２つの系統の噴出口２４Ａ，２４Ｂをほぼ同一径の円周上において周方向に交互に並ぶように配置し、その上で、異なる系統であって周方向に隣り合うように並ぶ２つの噴出口２４Ａ，２４Ｂからのシェーピングエアの噴出方向をほぼ同じ方向にしている。
【００４０】
このような構造の場合、噴出口２４Ａ，２４Ｂから環状流路２１Ａ，２１Ｂに至る噴出孔の形態としては、噴出口２４Ａ，２４Ｂから後方に延ばし、途中で径方向に屈曲させることにより、噴出孔の後端を対応する環状流路２１Ａ，２１Ｂに開口させる形態が考えられる。しかし、屈曲した噴出孔を形成するためには、噴出孔の形成母体を、複数の部品を組み合わせた形態にする必要があるため、部品点数が増え、コストが高くつく等のデメリットがある。
【００４１】
そこで本実施形態では、図６及び図７に示すように、噴出孔２５Ａ，２５Ｂを、回転霧化頭２６の回転中心軸２６ａを含み且つ噴出口２４Ａ，２４Ｂを横切る仮想面Ｓａ，Ｓｂに対して斜め方向に直線状に貫通する形態とした。このような形態にすれば、図９に拡大して示すように、周方向に隣り合う２つの異系統の噴出口２４Ａ，２４Ｂから環状流路２１Ａ，２１Ｂへ斜め後方に延びた２つの噴出孔２５Ａ，２５Ｂの後端の流入口２７Ａ，２７Ｂは、環状流路２１Ａ，２１Ｂにおいて、径方向に位置ずれした位置関係で開口させることが可能となる。これにより、周方向に並ぶ異系統の噴出口２４Ａ，２４Ｂと、径方向に区画した環状流路２１Ａ，２１Ｂとを、直線状の噴出孔２５Ａ，２５Ｂによって連通させることが可能となり、噴出孔２５Ａ，２５Ｂの形成母体であるリング状部材２０を１つの部品とすることが実現できた。
【００４２】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施態様も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では２系統の噴出口を設けたが、これに限らず、噴出口の系統の数は３以上であってもよい。
（２）上記実施形態では２系統の噴出口をほぼ同一径の円周上に配したが、これに限らず、２系統の噴出口は、互いに径が異なる円周上に別々に配されていてもよい。
（３）上記実施形態では２系統の噴出口の数を互いに同数としたが、これに限らず、２系統の噴出口の数は互いに異なっていてもよい。この場合、一方の系統の噴出口の数は、他方の系統の噴出口の数の整数倍であっても、整数倍でなくてもよい。
（４）上記実施形態では２系統の噴出口の開口面積をほぼ同一としたが、これに限らず、２系統の噴出口の開口面積は互いに異なっていてもよい。
（５）上記実施形態では互いに異なる系統であって周方向に隣り合うように並ぶ２つの噴出口からのシェーピングエアの噴出方向が、回転霧化頭の回転中心軸を含んで噴出口を横切る仮想面（図１〜３を参照）上において互いに異なる方向となるようにしたが、これに限らず、周方向に隣り合うように配された系統の異なる２つの噴出口からのシェーピングエアの噴出方向が、上記仮想面上において同じ方向となるようにしてもよい。
（６）上記実施形態では互いに異なる系統であって周方向に隣り合うように並ぶ２つの噴出口からのシェーピングエアの噴出方向が、回転霧化頭の回転中心軸を含んで噴出口を横切る仮想面（図１〜３を参照）上において、いずれも回転霧化頭の回転中心軸に接近するように斜め内向きとなるようにしたが、これに限らず、周方向に隣り合うように配された系統の異なる２つの噴出口からのシェーピングエアの噴出方向は、上記仮想面上において、２系統がいずれも回転霧化頭の回転中心軸から離間するように斜め外向きとなる形態でもよく、一方の系統の噴出口からの噴出方向が斜め内向きで他方の噴出口からの噴出方向が斜め外向きとなる形態であってもよい。
（７）上記実施形態では互いに異なる系統であって周方向に隣り合うように並ぶ２つの噴出口からのシェーピングエアの噴出方向が、回転霧化頭の回転中心軸と直交する仮想面（図９を参照）上において概ね同じ方向となるようにしたが、これに限らず、周方向に隣り合うように配された系統の異なる２つの噴出口からのシェーピングエアの噴出方向を、上記仮想面上において互いに異なる方向としてもよい。
（８）上記実施形態では互いに異なる系統であって周方向に隣り合うように並ぶ２つの噴出口からのシェーピングエアの噴出方向が、回転霧化頭の回転中心軸を含んで噴出口を通る断面と直交し且つ回転中心軸を含まずに噴出口を横切る仮想面（図６及び図７を参照）上において概ね同じ方向となるようにしたが、これに限らず、周方向に隣り合うように配された系統の異なる２つの噴出口からのシェーピングエアの噴出方向が、上記仮想面上において互いに異なる方向となるようにしてもよい。
（９）上記実施形態ではシェーピングエアの噴出方向を、回転霧化頭の回転中心軸を含んで噴出口を横切る仮想面（図１〜図３にあらわれた面）に対して斜め方向としたが、これに限らず、シェーピングエアの噴出方向を、回転霧化頭の回転中心軸を含んで噴出口を横切る仮想面に沿った方向（つまり、回転中心軸に対して平行な方向又は回転中心軸と交差する方向）としてもよい。
（１０）上記実施形態では噴出口の開口形状を楕円形としたが、噴出口の開口形状は、これに限らず、例えば、周方向に沿って細長く延びる円弧形に開口していてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施形態１の回転霧化塗装機の前端部をあらわす縦断面図
【図２】第１噴出孔をあらわす部分拡大縦断面図
【図３】第２噴出孔をあらわす部分拡大縦断面図
【図４】回転霧化塗装機の前端部をあらわす斜視図
【図５】リング状部材の正面図
【図６】図５のＸ−Ｘ線断面図
【図７】図５のＹ−Ｙ線断面図
【図８】リング状部材の側面図
【図９】図８のＺ−Ｚ線断面図
【図１０】シェーピングエアを噴出している状態をあらわす側面図
【符号の説明】
【００４４】
１０…塗装機本体
１６Ａ…第１エア流路
１６Ｂ…第２エア流路
１７Ａ…第１エア供給源
１７Ｂ…第２エア供給源
２０…リング状部材
２１Ａ…第１環状流路
２１Ｂ…第２環状流路
２４Ａ…第１噴出口
２４Ｂ…第２噴出口
２６…回転霧化頭
２６ａ…回転霧化頭の回転中心軸
Ｐａ，Ｐｂ…回転霧化頭の回転中心軸を含み噴出口を横切る仮想面
Ｓ…シェーピングエア
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転霧化塗装機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、回転霧化頭の外周縁から放射状に放出させた塗料を、シェーピングエアで包囲することにより所定のパターン径に成形して被塗物に塗着させるようにした回転霧化塗装機が開示されている。シェーピングエアは、回転霧化頭と同心で径の異なる２つの円に沿うように配した２系統の噴出口から噴出され、２系統の噴出口のうち内側に配された噴出口から噴出される第１のシェーピングエアは、外側に配された噴出口から噴出される第２のシェーピングエアに比べると、高圧で小流量に設定されている。
【０００３】
シェーピングエアが高圧で噴出されることは、流速が速く、塗料を加速する力が強いことを意味する。また、シェーピングエアの流量が大きいことは、塗料の飛散量を抑えて所定のパターン径に成形する力が強いことを意味する。したがって、上記の回転霧化塗装機において、第１のシェーピングエアは主として塗料を加速する役割を担い、第２のシェーピングエアは主として塗料を所定のパターン径に成形する役割を担う。
【特許文献１】特開平０７−２６５７４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
塗料の種類としてはメタリック塗料とソリッド塗料がある。メタリック塗料では、塗装品質がシェーピングエアの流速に大きく影響されるため、塗装品質を優先してシェーピングエアの流速を高速にすることが好ましい。これに対し、ソリッド塗料では、塗装品質がシェーピングエアの流速に左右されないので、塗装効率を優先してシェーピングエアの流速を低速にすることが好ましい。また、塗料のパターン成形の点においては、塗料の種類を問わず、塗料の吐出量が多くなるほど、シェーピングエアの流量を増大させることが必要となる。
【０００５】
これらの点に鑑みた場合、上記のように第１のシェーピングエアと第２のシェーピングエアとの間で流速と流量の大小関係が定められている回転霧化塗装機において、メタリックとソリッドの２種類の塗料を用いて塗装を行おうとすると、次のような不具合が生じる。
【０００６】
例えば、塗料の吐出量を少なく抑えてメタリック塗装を行う場合には、所定のパターン径を保つために第２のシェーピングエアの流量を減少させる必要があるが、これに伴い、第１のシェーピングエアについても、供給するエア圧を抑えることにより流量を第２のシェーピングエアよりも小さくすることになる。ところが、第１のシェーピングエアの供給エア圧を抑えることは、第１のシェーピングエアの流速が低下することを意味するため、高速のシェーピングエアが必要とされるメタリック塗装においては、塗装品質の低下を来すことになる。
【０００７】
また、塗料の吐出量を多めにしてソリッド塗装を行う場合には、所定のパターン径を保つために第２のシェーピングエアの供給エア圧を高めて流量を増大させる必要があるが、これに伴い、第１のシェーピングエアについては、供給エア圧を高めて第２のシェーピングエアよりも高圧の状態を維持することになる。しかし、第１のシェーピングエアを高圧にしてその流速を高めると、塗装効率が低下してしまうことになる。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、好適なシェーピングエアの流速が異なる複数種類の塗料を用いた場合において、塗料の吐出量が変動しても、所定のパターン径を保ちながらシェーピングエアの流速を各塗料に好適な速度に調整できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、塗装機本体と、前記塗装機本体の前端部に回転可能に設けられた回転霧化頭と、前記塗装機本体の前端部に前記回転霧化頭と同心の円に沿うように設けた噴出口とを備え、前記回転霧化頭の外周縁から放射状に放出させた塗料を、前記噴出口から噴出させたシェーピングエアで包囲することにより所定のパターン径に成形するとともに、前記シェーピングエアの流れに乗じて被塗物に塗着させるようにした回転霧化塗装機において、前記塗装機本体内には、個別のエア供給源に接続される複数系統のエア流路が形成され、前記噴出口は、前記複数系統のエア流路と対応するように複数系統に分けられているとともに、前記噴出口の噴出方向は、異なる系統の前記噴出口から噴出された複数系統のシェーピングエアを合流させる向きとなっているところに特徴を有する。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記複数系統の噴出口が、ほぼ同一径の円周上において周方向に交互に並ぶように配され、互いに異なる系統であって周方向に隣り合うように並ぶ２つの前記噴出口からのシェーピングエアの噴出方向が、ほぼ同じ方向とされているところに特徴を有する。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項２に記載のものにおいて、前記塗装機本体は、前面に前記複数系統の噴出口が開口されたリング状部材を有しており、前記リング状部材における前記噴出口よりも後方の領域には、円形の隔壁により径方向に区画されて同心円状に配された複数の環状流路が、前記複数系統の前記噴出口に対して系統別に対応するように形成されており、前記リング状部材内には、前記噴出口から前記環状流路に至る噴出孔が形成されており、前記噴出孔は、前記回転霧化頭の回転中心軸を含み且つ前記噴出口を横切る仮想面に対して斜め方向に直線状に貫通する形態とされているところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１１】
＜請求項１の発明＞
高速のシェーピングエアが必要な塗料を用い、その塗料の吐出量を抑えて塗装を行う場合には、複数の系統のうち１系統又は一部の系統の噴出口のみからシェーピングエアを高圧で噴出させる。このようにすれば、塗料の吐出量に合わせてシェーピングエアの流量が抑えられるので、所定のパターン径に成形できるとともに、高速のシェーピングエアが噴出されるので、塗装品質に優れている。
【００１２】
また、塗装効率を考慮してシェーピングエアが低速であることが好ましいとされる塗料を大量に用いて塗装を行う場合には、複数の系統のうち全ての系統又は多数の系統の噴出口からシェーピングエアを低圧で噴出させる。このようにすれば、塗料の吐出量に合わせて大量のシェーピングエアが噴出されるので、所定のパターン径に成形できるとともに、低速のシェーピングエアが噴出されるので、塗装効率に優れている。
【００１３】
＜請求項２の発明＞
複数の系統の噴出口をほぼ同一径の円周上において周方向に交互に並ぶように配し、互いに異なる系統であって周方向に隣り合うように並ぶ２つの噴出口からのシェーピングエアの噴出方向をほぼ同じ方向としているので、複数系統の噴出口から噴出されるシェーピングエアを、極端に交差させずに整流状に合流させることができる。
【００１４】
＜請求項３の発明＞
１つの系統を構成する複数の噴出口からのシェーピングエアの流量と流速を均一にするためには、１つの系統を構成する複数の噴出口に対してその噴出口の並び方向に沿った１つの環状流路を設け、この環状流路から各噴出口に連通する複数の噴出孔を形成する構造が望ましい。したがって、噴出口が複数系統設けられている場合には、複数の環状流路を同心円状に設けることになる。
【００１５】
このような構造において、複数系統の噴出口をほぼ同一径の円周上において周方向に交互に並ぶように配置した上で、更に異なる系統であって周方向に隣り合うように並ぶ２つの噴出口からのシェーピングエアの噴出方向をほぼ同じ方向にしようとする場合、噴出孔の形態としては、噴出口から後方に延ばし、途中で径方向に屈曲させることにより、噴出孔の後端を対応する環状流路に開口させる形態が考えられる。しかし、屈曲した噴出孔を形成するためには、複数の部品を組み合わせる必要があるため、部品点数が増え、コストが高くつく等のデメリットがある。
【００１６】
そこで本発明では、噴出孔を、回転霧化頭の回転中心軸を含み且つ噴出口を横切る仮想面に対して斜め方向に直線状に貫通する形態とした。このような形態にすれば、周方向に隣り合う２つの異系統の噴出口から環状流路へ斜め後方に延びた２つの噴出孔の後端は、環状流路において、径方向に位置ずれした位置関係で開口させることが可能となる。これにより、周方向に並ぶ異系統の噴出口と、径方向に区画した環状流路とを、直線状の噴出孔によって連通させることが可能となり、噴出孔の形成母体であるリング状部材を１つの部品とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
＜実施形態１＞
以下、本発明を具体化した実施形態１を図１乃至図１０を参照して説明する。本実施形態の回転霧化塗装機Ｐは、塗装機本体１０と、塗装機本体１０の前端部に設けられた周知形態の円形をなす回転霧化頭２６とを備えて構成されている。塗装機本体１０内には、軸線を前後方向に向けた円筒状の回転軸１１が、図示しない周知形態のタービン機構により高速で回転駆動されるように設けられ、回転軸１１の前端部には、回転霧化頭２６が同心状に且つ一体となって回転駆動されるように取り付けられている。回転軸１１の内部に設けた塗料供給管１２を通して回転霧化頭２６の中心部に供給された塗料は、回転駆動されている回転霧化頭２６の前面を、遠心力により外周側へ流れ、回転霧化頭２６の外周縁から放射状に放出されるようになっている。放出された塗料は、後述するシェーピングエアで包囲されることにより、所定のパターン径に成形されるとともに、シェーピングエアの流れに乗じて被塗物（図示せず）に塗着されるようになっている。
【００１８】
塗装機本体１０の前端部は、図１〜図３に示すように、第１環状部材１３と第２環状部材１４と第３環状部材１５とリング状部材２０とを備えて構成され、これらの部品１３，１４，１５，２０は、いずれも、回転軸１１と同心の円形をなしている。塗装機本体１０内には、第１エア流路１６Ａと第２エア流路１６Ｂとが互いに連通しない独立した系統の流路として形成されている。第１エア流路１６Ａには、第１エア供給源１７Ａから圧送されたエアが供給されるようになっており、第２エア流路１６Ｂには、第２エア供給源１７Ｂから圧送されたエアが供給されるようになっている。第１エア供給源１７Ａから圧送されるエアと、第２エア供給源１７Ｂから圧送されるエアは、互いに独立して圧力制御できるようになっている。
【００１９】
第１環状部材１３には、その後端面から前端面に貫通する第１貫通孔１８Ａと、同じく後端面から前端面に貫通する第２貫通孔１８Ｂとが、互いに連通しない形態で形成されている。第１環状部材１３の前面には第２環状部材１４が組み付けられ、第１環状部材１３と第２環状部材１４との間には、第２貫通孔１８Ｂに連通する環状連通路１９が形成されている。第２環状部材１４の外周にはリング状部材２０が組み付けられており、第２環状部材１４とリング状部材２０との間には、全周に亘って連続し、回転軸１１と同心の円形をなす第２環状流路２１Ｂが形成されている。この第２環状流路２１Ｂは、第２環状部材１４に形成した連通孔２２を介して環状連通路１９に連通している。
【００２０】
第１環状部材１３の外周とリング状部材２０の外周には、第３環状部材１５が組み付けられている。第３環状部材１５の内側には、第１環状部材１３の前面と第２環状部材１４の外周とリング状部材２０の外周とによって区画された第１環状流路２１Ａが、全周に亘って連続して回転軸１１と同心の円形に形成されている。この第１環状流路２１Ａは第２環状流路２１Ｂよりも外周側に配され、第１環状流路２１Ａと第２環状流路２１Ｂとは、リング状部材２０に形成されている円形の隔壁２３により径方向に区画されている。
【００２１】
リング状部材２０の前面には、シェーピングエアを前方へ噴出するための複数の第１噴出口２４Ａと、第１噴出口２４Ａと同数の第２噴出口２４Ｂとが開口されている。この第１噴出口２４Ａと第２噴出口２４Ｂは、回転霧化頭２６と同心であって回転霧化頭２６の外周縁よりも大径である１つ（共通）の仮想円周上において周方向に交互に並ぶように配置されている。リング状部材２０を前方（正面側）から視た図５において、第１噴出口２４Ａと、その時計回り方向前方に隣り合って位置する第２噴出口２４Ｂとの距離は、反時計回り方向前方に隣り合って位置する第２噴出口２４Ｂとの距離に比べて小さい。
【００２２】
各第１噴出口２４Ａは、夫々、リング状部材２０を貫通してその後面に第１流入口２７Ａとして開口する第１噴出孔２５Ａを介して第１環状流路２１Ａに連通されている。各第１噴出孔２５Ａは、図６に示すように、回転霧化頭２６の回転中心軸２６ａを含み、且つその第１噴出孔２５Ａの第１噴出口２４Ａを横切る仮想面Ｓａ（図１〜図３にあらわれる面）に対して斜め方向に直線状にリング状部材２０を貫通している。この第１噴出孔２５Ａの傾斜の向きは、第１環状流路２１Ａから第１噴出口２４Ａに向かって反時計回り方向に傾いた向きとなっている。
【００２３】
図５におけるＸ−Ｘ線断面は、回転霧化頭２６の回転中心軸２６ａを含んで第１噴出口２４Ａを通る断面と直交し且つ回転中心軸２６ａを含まずに第１噴出口２４Ａを横切る断面であり、図６にあらわれている。このＸ−Ｘ線断面上において、回転中心軸２６ａ（仮想面Ｓａ）と第１噴出孔２５Ａの貫通方向線（即ち、第１噴出口２４Ａからのシェーピングエアの噴出方向）とのなす角度αは、５５°である。また、図２に示すように、回転霧化頭２６の回転中心軸２６ａを含んで第１噴出口２４Ａを横切る仮想面Ｓａ（即ち、図２の紙面と平行な面）上において、回転中心軸２６ａと第１噴出孔２５Ａの貫通方向（即ち、シェーピングエアの噴出方向）とのなす角度θａは、１５°である。さらに、図９にあらわした回転中心軸２６ａと直交する断面（即ち、図８のＣ−Ｃ線断面）上において、第１噴出孔２５Ａは、径方向とほぼ直角な概ね接線方向に延びた形態となっている。この第１噴出孔２５Ａの断面形状（第１噴出孔２５Ａの貫通方向と直角な横断面の形状）は真円である。したがって、リング状部材２０の前面における第１噴出口２４Ａの開口形状は、周方向に長い楕円形となる。
【００２４】
各第２噴出口２４Ｂは、夫々、リング状部材２０を貫通してその後面に第２流入口２７Ｂとして開口する第２噴出孔２５Ｂを介して第２環状流路２１Ｂに連通されている。各第２噴出孔２５Ｂは、図７に示すように、回転霧化頭２６の回転中心軸２６ａを含み、且つその第２噴出孔２５Ｂの第２噴出口２４Ｂを横切る仮想面Ｓｂ（図１〜図３にあらわれる面）に対して斜め方向に直線状にリング状部材２０を貫通している。この第２噴出孔２５Ｂの傾斜の向きは、第２環状流路２１Ｂから第２噴出口２４Ｂに向かって反時計回り方向に傾いた向き（即ち、第１噴出孔２５Ａとほぼ同じ向き）となっている。
【００２５】
図５におけるＹ−Ｙ線断面は、回転霧化頭２６の回転中心軸２６ａを含んで第２噴出口２４Ｂを通る断面と直交し且つ回転中心軸２６ａを含まずに第２噴出口２４Ｂを横切る断面であり、図７にあらわれている。このＹ−Ｙ線断面上において、回転中心軸２６ａ（仮想面Ｓｂ）と第２噴出孔２５Ｂの貫通方向とのなす角度βは、５５．６１°であり、第１噴出孔２５Ａとほぼ同じ角度（正確には、第１噴出孔２５Ａよりも僅かに大きい角度）となっている。また、図３に示すように、回転霧化頭２６の回転中心軸２６ａを含んで第２噴出口２４Ｂを横切る仮想面Ｓｂ（即ち、図３の紙面と平行な面）上において、回転中心軸２６ａと第２噴出孔２５Ｂの貫通方向線（即ち、シェーピングエアの噴出方向）とのなす角度θｂは、５°であり、第１噴出孔２５Ａよりも小さい。さらに、図９にあらわした回転中心軸２６ａと直交する断面（即ち、図８のＣ−Ｃ線断面）上において、第２噴出孔２５Ｂは、径方向とほぼ直角な概ね接線方向（即ち、第１噴出孔２５Ａとほぼ平行）に延びた形態となっている。
【００２６】
この第２噴出孔２５Ｂの断面形状（第２噴出孔２５Ｂの貫通方向と直角な横断面の形状）は真円である。したがって、リング状部材２０の前面における第２噴出口２４Ｂの開口形状は、周方向に長い楕円形となる。また、第２噴出孔２５Ｂの断面積は第１噴出孔２５Ａの断面積と同じであり、したがって、全ての第２噴出口２４Ｂの開口総面積は、全ての第１噴出口２４Ａの開口総面積と同じである。
【００２７】
上記の第１貫通孔１８Ａ、第１環状流路２１Ａ及び第１噴出孔２５Ａは、第１エア流路１６Ａを構成する。第１エア流路１６Ａに供給されたエアは、複数の第１噴出口２４Ａからシェーピングエアとして筒状に噴出される。第１噴出口２４Ａから前方へ噴出されるシェーピングエアの噴出方向は、第１噴出孔２５Ａの貫通方向と平行であり、回転霧化頭２６の回転中心軸２６ａを含んで第１噴出口２５Ａを横切る仮想面Ｓａ（図２を参照）上において、回転霧化頭２６の回転中心軸２６ａに接近するように斜め内向きとなっている。但し、図６に示すように、シェーピングエアの噴出方向は、仮想面Ｓａに対して斜め方向となっているので、このシェーピングエアの噴出方向線は回転中心軸２６ａと交差しない。
【００２８】
また、第２貫通孔１８Ｂ、環状連通路１９、連通孔２２、第２環状流路２１Ｂ及び第２噴出孔２５Ｂは、第２エア流路１６Ｂを構成する。第２エア流路１６Ｂに供給されたエアは、複数の第２噴出口２４Ｂからシェーピングエアとして筒状に噴出される。第２噴出口２４Ｂから前方へ噴出されるシェーピングエアの噴出方向は、第２噴出孔２５Ｂの貫通方向と平行であり、回転霧化頭２６の回転中心軸２６ａを含んで第２噴出口２４Ｂを横切る仮想面Ｓｂ（図３を参照）上において、回転霧化頭２６の回転中心軸２６ａに接近するように斜め内向きとなっている。但し、図７に示すように、シェーピングエアの噴出方向は、仮想面Ｓｂに対して斜め方向となっているので、このシェーピングエアの噴出方向線は回転中心軸２６ａと交差しない。
【００２９】
次に、本実施形態の作用を説明する。本実施形態の回転霧化塗装機Ｐでは、メタリック塗料、ソリッド塗料、クリア塗料等の各種の塗料を用いて塗装を行うことができる。一般に、塗料のパターン成形の点においては、塗料の種類を問わず、塗料の吐出量が多くなるほど、シェーピングエアの流量を増大させることが必要となる。また、塗装効率の点においては、塗料の種類を問わず、シェーピングエアの流速が速くなり過ぎると、周囲に飛散して被塗物に塗着しない塗料の量が増えることから、適正な流速には上限がある。
【００３０】
メタリック塗料では、塗装品質がシェーピングエアの流速に大きく影響されるため、塗装効率よりも塗装品質を優先することが求められる。品質の高い塗装を行うためには、シェーピングエアを、例えば１８ｍ／ｓｅｃ程度の比較的速い速度で噴出させることが必要となる。
【００３１】
したがって、比較的少量のメタリック塗料を用いて塗装を行う場合には、第１エア供給源１７Ａから比較的高圧でエアを供給するが、第２エア供給源１７Ｂからのエアの供給は行わず、第１噴出口２４Ａのみからシェーピングエアを噴出させる。このときのシェーピングエアの流量は、第１噴出口２４Ａ及び第２噴出口２４Ｂの両方から噴出させる場合に比べると少ないので、少量のメタリック塗料を所定のパターン径に成形することができる。また、第１エア供給源１７Ａから供給されるエアの圧力を高圧としているので、シェーピングエアの流速は速く、塗装品質は高い。尚、少量のメタリック塗料を用いて塗装を行う場合には、第１噴出口２４Ａのみからシェーピングエアを噴出させる方法に替えて、第２噴出口２４Ｂのみからシェーピングエアのみを噴出させても、所定のパターン径に成形しながら、高い塗装品質を得ることができる。
【００３２】
また、比較的大量のメタリック塗料を用いて塗装を行う場合には、第１エア供給源１７Ａと第２エア供給源１７Ｂの双方から比較的高圧のエアを供給を行い、第１噴出口２４Ａと第２噴出口２４Ｂの両方からシェーピングエアを噴出させる。噴出した２系統のシェーピングエアは合流して１つの筒状のシェーピングエアとなり、メタリック塗料を所定のパターンに成形する。このときのシェーピングエアの流量は、第１噴出口２４Ａと第２噴出口２４Ｂのうち一方のみから噴出させる場合に比べて多いので、大量のメタリック塗料を所定のパターン径に成形することができる。また、第１エア供給源１７Ａ及び第２エア供給源１７Ｂから供給されるエアの圧力を高圧としているので、シェーピングエアの流速は速く、塗装品質は高い。
【００３３】
上述のメタリック塗料に対し、ソリッド塗料（クリア塗料や濃色メタリック塗装も同様である）の場合には、塗装品質がシェーピングエアの流速に左右されないので、塗装効率を優先してシェーピングエアが制御される。塗装効率を向上させるためには、流速を低く抑えることが必要である。具体的には、ソリッド塗料では７〜８ｍ／ｓｅｃ程度の流速が好ましく、クリア塗料では５ｍ／ｓｅｃ以下の流速が好ましく、濃色メタリック塗料では１０ｍ／ｓｅｃ程度の流速が好ましい。いずれも、メタリック塗料に比べて好適な流速は遅い。
【００３４】
さて、比較的少量のソリッド塗料を用いて塗装を行う場合には、第１エア供給源１７Ａから比較的低圧でエアを供給するが、第２エア供給源１７Ｂからのエアの供給は行わず、第１噴出口２４Ａのみからシェーピングエアを噴出させる。このときのシェーピングエアの流量は、第１噴出口２４Ａ及び第２噴出口２４Ｂの両方から噴出させる場合に比べると少ないので、少量のソリッド塗料を所定のパターン径に成形することができる。
【００３５】
また、第１エア供給源１７Ａから供給されるエアの圧力を低圧としているので、シェーピングエアの流速は遅く、塗装効率は高い。尚、少量のソリッド塗料を用いて塗装を行う場合には、第１噴出口２４Ａのみからシェーピングエアを噴出させる方法に替えて、第２噴出口２４Ｂのみからシェーピングエアのみを噴出させても、所定のパターン径に成形しながら高い塗装品質を得ることが可能である。
【００３６】
また、比較的大量のソリッド塗料を用いて塗装を行う場合には、第１エア供給源１７Ａと第２エア供給源１７Ｂの双方から比較的低圧のエアを供給を行い、第１噴出口２４Ａと第２噴出口２４Ｂの両方からシェーピングエアを噴出させる。噴出した２系統のシェーピングエアは合流して１つのシェーピングエアとなり、ソリッド塗料を所定のパターンに成形する。このときのシェーピングエアの流量は、第１噴出口２４Ａと第２噴出口２４Ｂのうち一方のみから噴出させる場合に比べて多いので、大量のソリッド塗料を所定のパターン径に成形することができる。また、第１エア供給源１７Ａ及び第２エア供給源１７Ｂから供給されるエアの圧力を低圧としているので、シェーピングエアの流速は遅く、塗装効率は高い。
【００３７】
上述のように、本実施形態においては、塗装機本体１０内に個別のエア供給源１７Ａ，１７Ｂに接続される２系統のエア流路１６Ａ，１６Ｂを形成し、噴出口２４Ａ，２４Ｂを、２系統のエア流路１６Ａ，１６Ｂと対応するように２系統に分け、噴出口２４Ａ，２４Ｂの噴出方向を、２つの系統の噴出口２４Ａ，２４Ｂから噴出した２系統のシェーピングエアが合流するような向きとしている。これにより、好適なシェーピングエアの流速が異なる複数種類の塗料を用いた場合において、塗料の吐出量が変動しても、所定のパターン径を保ちながらシェーピングエアの流速を各塗料に好適な速度に調整することができる。
【００３８】
また、２系統の噴出口２４Ａ，２４Ｂをほぼ同一径の円周上において周方向に交互に並ぶように配し、互いに異なる系統であって周方向に隣り合うように並ぶ２つの噴出口２４Ａ，２４Ｂからのシェーピングエアの噴出方向をほぼ同じ方向としているので、２つの系統の噴出口２４Ａ，２４Ｂから噴出されるシェーピングエアを、極端に交差させずに整流状に合流させることができる。
【００３９】
また、本実施形態では、１つの系統を構成する複数の噴出口２４Ａ，２４Ｂに対してそれらの噴出口２４Ａ，２４Ｂの並び方向に沿うように対応する１つの環状流路を設け、この環状流路から各噴出口２４Ａ，２４Ｂに連通する複数の噴出孔２５Ａ，２５Ｂを形成することにより、１つの系統を構成する複数の噴出口２４Ａ，２４Ｂからのシェーピングエアの流量と流速を均一にするようにしている。また、噴出口２４Ａ，２４Ｂは２系統に分かれて設けられているので、２つの環状流路２１Ａ，２１Ｂを径が異なる同心の円状に設けている。さらに、２つの系統の噴出口２４Ａ，２４Ｂをほぼ同一径の円周上において周方向に交互に並ぶように配置し、その上で、異なる系統であって周方向に隣り合うように並ぶ２つの噴出口２４Ａ，２４Ｂからのシェーピングエアの噴出方向をほぼ同じ方向にしている。
【００４０】
このような構造の場合、噴出口２４Ａ，２４Ｂから環状流路２１Ａ，２１Ｂに至る噴出孔の形態としては、噴出口２４Ａ，２４Ｂから後方に延ばし、途中で径方向に屈曲させることにより、噴出孔の後端を対応する環状流路２１Ａ，２１Ｂに開口させる形態が考えられる。しかし、屈曲した噴出孔を形成するためには、噴出孔の形成母体を、複数の部品を組み合わせた形態にする必要があるため、部品点数が増え、コストが高くつく等のデメリットがある。
【００４１】
そこで本実施形態では、図６及び図７に示すように、噴出孔２５Ａ，２５Ｂを、回転霧化頭２６の回転中心軸２６ａを含み且つ噴出口２４Ａ，２４Ｂを横切る仮想面Ｓａ，Ｓｂに対して斜め方向に直線状に貫通する形態とした。このような形態にすれば、図９に拡大して示すように、周方向に隣り合う２つの異系統の噴出口２４Ａ，２４Ｂから環状流路２１Ａ，２１Ｂへ斜め後方に延びた２つの噴出孔２５Ａ，２５Ｂの後端の流入口２７Ａ，２７Ｂは、環状流路２１Ａ，２１Ｂにおいて、径方向に位置ずれした位置関係で開口させることが可能となる。これにより、周方向に並ぶ異系統の噴出口２４Ａ，２４Ｂと、径方向に区画した環状流路２１Ａ，２１Ｂとを、直線状の噴出孔２５Ａ，２５Ｂによって連通させることが可能となり、噴出孔２５Ａ，２５Ｂの形成母体であるリング状部材２０を１つの部品とすることが実現できた。
【００４２】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施態様も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では２系統の噴出口を設けたが、これに限らず、噴出口の系統の数は３以上であってもよい。
（２）上記実施形態では２系統の噴出口をほぼ同一径の円周上に配したが、これに限らず、２系統の噴出口は、互いに径が異なる円周上に別々に配されていてもよい。
（３）上記実施形態では２系統の噴出口の数を互いに同数としたが、これに限らず、２系統の噴出口の数は互いに異なっていてもよい。この場合、一方の系統の噴出口の数は、他方の系統の噴出口の数の整数倍であっても、整数倍でなくてもよい。
（４）上記実施形態では２系統の噴出口の開口面積をほぼ同一としたが、これに限らず、２系統の噴出口の開口面積は互いに異なっていてもよい。
（５）上記実施形態では互いに異なる系統であって周方向に隣り合うように並ぶ２つの噴出口からのシェーピングエアの噴出方向が、回転霧化頭の回転中心軸を含んで噴出口を横切る仮想面（図１〜３を参照）上において互いに異なる方向となるようにしたが、これに限らず、周方向に隣り合うように配された系統の異なる２つの噴出口からのシェーピングエアの噴出方向が、上記仮想面上において同じ方向となるようにしてもよい。
（６）上記実施形態では互いに異なる系統であって周方向に隣り合うように並ぶ２つの噴出口からのシェーピングエアの噴出方向が、回転霧化頭の回転中心軸を含んで噴出口を横切る仮想面（図１〜３を参照）上において、いずれも回転霧化頭の回転中心軸に接近するように斜め内向きとなるようにしたが、これに限らず、周方向に隣り合うように配された系統の異なる２つの噴出口からのシェーピングエアの噴出方向は、上記仮想面上において、２系統がいずれも回転霧化頭の回転中心軸から離間するように斜め外向きとなる形態でもよく、一方の系統の噴出口からの噴出方向が斜め内向きで他方の噴出口からの噴出方向が斜め外向きとなる形態であってもよい。
（７）上記実施形態では互いに異なる系統であって周方向に隣り合うように並ぶ２つの噴出口からのシェーピングエアの噴出方向が、回転霧化頭の回転中心軸と直交する仮想面（図９を参照）上において概ね同じ方向となるようにしたが、これに限らず、周方向に隣り合うように配された系統の異なる２つの噴出口からのシェーピングエアの噴出方向を、上記仮想面上において互いに異なる方向としてもよい。
（８）上記実施形態では互いに異なる系統であって周方向に隣り合うように並ぶ２つの噴出口からのシェーピングエアの噴出方向が、回転霧化頭の回転中心軸を含んで噴出口を通る断面と直交し且つ回転中心軸を含まずに噴出口を横切る仮想面（図６及び図７を参照）上において概ね同じ方向となるようにしたが、これに限らず、周方向に隣り合うように配された系統の異なる２つの噴出口からのシェーピングエアの噴出方向が、上記仮想面上において互いに異なる方向となるようにしてもよい。
（９）上記実施形態ではシェーピングエアの噴出方向を、回転霧化頭の回転中心軸を含んで噴出口を横切る仮想面（図１〜図３にあらわれた面）に対して斜め方向としたが、これに限らず、シェーピングエアの噴出方向を、回転霧化頭の回転中心軸を含んで噴出口を横切る仮想面に沿った方向（つまり、回転中心軸に対して平行な方向又は回転中心軸と交差する方向）としてもよい。
（１０）上記実施形態では噴出口の開口形状を楕円形としたが、噴出口の開口形状は、これに限らず、例えば、周方向に沿って細長く延びる円弧形に開口していてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施形態１の回転霧化塗装機の前端部をあらわす縦断面図
【図２】第１噴出孔をあらわす部分拡大縦断面図
【図３】第２噴出孔をあらわす部分拡大縦断面図
【図４】回転霧化塗装機の前端部をあらわす斜視図
【図５】リング状部材の正面図
【図６】図５のＸ−Ｘ線断面図
【図７】図５のＹ−Ｙ線断面図
【図８】リング状部材の側面図
【図９】図８のＺ−Ｚ線断面図
【図１０】シェーピングエアを噴出している状態をあらわす側面図
【符号の説明】
【００４４】
１０…塗装機本体
１６Ａ…第１エア流路
１６Ｂ…第２エア流路
１７Ａ…第１エア供給源
１７Ｂ…第２エア供給源
２０…リング状部材
２１Ａ…第１環状流路
２１Ｂ…第２環状流路
２４Ａ…第１噴出口
２４Ｂ…第２噴出口
２６…回転霧化頭
２６ａ…回転霧化頭の回転中心軸
Ｐａ，Ｐｂ…回転霧化頭の回転中心軸を含み噴出口を横切る仮想面
Ｓ…シェーピングエア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗装機本体と、
前記塗装機本体の前端部に回転可能に設けられた回転霧化頭と、
前記塗装機本体の前端部に前記回転霧化頭と同心の円に沿うように設けた噴出口とを備え、
前記回転霧化頭の外周縁から放射状に放出させた塗料を、前記噴出口から噴出させたシェーピングエアで包囲することにより所定のパターン径に成形するとともに、前記シェーピングエアの流れに乗じて被塗物に塗着させるようにした回転霧化塗装機において、
前記塗装機本体内には、個別のエア供給源に接続される複数系統のエア流路が形成され、
前記噴出口は、前記複数系統のエア流路と対応するように複数系統に分けられているとともに、
前記噴出口の噴出方向は、異なる系統の前記噴出口から噴出された複数系統のシェーピングエアを合流させる向きとなっていることを特徴とする回転霧化塗装機。
【請求項２】
前記複数系統の噴出口が、ほぼ同一径の円周上において周方向に交互に並ぶように配され、
互いに異なる系統であって周方向に隣り合うように並ぶ２つの前記噴出口からのシェーピングエアの噴出方向が、ほぼ同じ方向とされていることを特徴とする請求項１記載の回転霧化塗装機。
【請求項３】
前記塗装機本体は、前面に前記複数系統の噴出口が開口されたリング状部材を有しており、
前記リング状部材における前記噴出口よりも後方の領域には、円形の隔壁により径方向に区画されて同心円状に配された複数の環状流路が、前記複数系統の前記噴出口に対して系統別に対応するように形成されており、
前記リング状部材内には、前記噴出口から前記環状流路に至る噴出孔が形成されており、
前記噴出孔は、前記回転霧化頭の回転中心軸を含み且つ前記噴出口を横切る仮想面に対して斜め方向に直線状に貫通する形態とされていることを特徴とする請求項２記載の回転霧化塗装機。
【請求項１】
塗装機本体と、
前記塗装機本体の前端部に回転可能に設けられた回転霧化頭と、
前記塗装機本体の前端部に前記回転霧化頭と同心の円に沿うように設けた噴出口とを備え、
前記回転霧化頭の外周縁から放射状に放出させた塗料を、前記噴出口から噴出させたシェーピングエアで包囲することにより所定のパターン径に成形するとともに、前記シェーピングエアの流れに乗じて被塗物に塗着させるようにした回転霧化塗装機において、
前記塗装機本体内には、個別のエア供給源に接続される複数系統のエア流路が形成され、
前記噴出口は、前記複数系統のエア流路と対応するように複数系統に分けられているとともに、
前記噴出口の噴出方向は、異なる系統の前記噴出口から噴出された複数系統のシェーピングエアを合流させる向きとなっていることを特徴とする回転霧化塗装機。
【請求項２】
前記複数系統の噴出口が、ほぼ同一径の円周上において周方向に交互に並ぶように配され、
互いに異なる系統であって周方向に隣り合うように並ぶ２つの前記噴出口からのシェーピングエアの噴出方向が、ほぼ同じ方向とされていることを特徴とする請求項１記載の回転霧化塗装機。
【請求項３】
前記塗装機本体は、前面に前記複数系統の噴出口が開口されたリング状部材を有しており、
前記リング状部材における前記噴出口よりも後方の領域には、円形の隔壁により径方向に区画されて同心円状に配された複数の環状流路が、前記複数系統の前記噴出口に対して系統別に対応するように形成されており、
前記リング状部材内には、前記噴出口から前記環状流路に至る噴出孔が形成されており、
前記噴出孔は、前記回転霧化頭の回転中心軸を含み且つ前記噴出口を横切る仮想面に対して斜め方向に直線状に貫通する形態とされていることを特徴とする請求項２記載の回転霧化塗装機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−２８５６４２（Ｐ２００９−２８５６４２Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４４１３８（Ｐ２００８−１４４１３８）
【出願日】平成２０年６月２日（２００８．６．２）
【出願人】（０００１１７００９）旭サナック株式会社 (194)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２日（２００８．６．２）
【出願人】（０００１１７００９）旭サナック株式会社 (194)
【Ｆターム（参考）】
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