回転霧化塗装装置
【課題】回転霧化塗装装置において、制御エアとシェーピングエアの衝突により生ずる乱流の低減を図り、塗装パターンを安定化させることを目的とする。
【解決手段】制御エアをベルカップ３の回転方向と逆方向の回転方向成分を有するように噴出する複数の制御エア噴出孔５と、制御エア噴出孔５の外側に配され、シェーピングエアをベルカップ３の回転方向と逆方向の回転方向成分を有するように噴出する内心側の第１シェーピングエア噴出孔６、外心側の第２シェーピングエア噴出孔７と、制御エア噴出孔５と第１、第２シェーピングエア噴出孔６、７との間に配され、エアを連続環状に噴出する環状スリット孔４２と、を設ける。シェーピングエアは、シェーピングエア噴出孔切換機構８０により第１、第２シェーピングエア噴出孔６、７の一方から噴出する。
【解決手段】制御エアをベルカップ３の回転方向と逆方向の回転方向成分を有するように噴出する複数の制御エア噴出孔５と、制御エア噴出孔５の外側に配され、シェーピングエアをベルカップ３の回転方向と逆方向の回転方向成分を有するように噴出する内心側の第１シェーピングエア噴出孔６、外心側の第２シェーピングエア噴出孔７と、制御エア噴出孔５と第１、第２シェーピングエア噴出孔６、７との間に配され、エアを連続環状に噴出する環状スリット孔４２と、を設ける。シェーピングエアは、シェーピングエア噴出孔切換機構８０により第１、第２シェーピングエア噴出孔６、７の一方から噴出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転式の霧化塗装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転塗装装置の一例として塗装機本体の先端にベルカップを回転可能に設けたものが挙げられる。ベルカップ内に供給された塗料はベルカップの高速回転による遠心力によりベルカップの内面に薄膜状に広がり、回転塗装装置内の高電圧ケーブルを介して高電圧が印加される。塗料は前記遠心力によりベルカップの先端から微粒状となって噴霧され、さらに帯電していることから粒子同士が反発し合って塗料の微粒化が一層促進される。ベルカップから噴霧される塗料には前記遠心力により径方向に飛散する力が加わるが、塗装機本体のシェーピングエア噴出口から噴出されるシェーピングエアによりベルカップの前方に飛散するように絞りこまれて塗装パターン形成がなされる。塗料はシェーピングエアとの衝突により一層微粒化される。
【０００３】
一方、シェーピングエアの量の増加に伴ってベルカップの前方には負圧が発生し、この負圧によりシェーピングエアがベルカップの回転軸心方向に引き寄せられて塗装パターンの径が必要以上に小さくなりやすいという問題がある。塗装パターンの径が小さくなると、塗料微粒子の密度が高くなるので、ワークにおいて塗着後の塗料タレが発生しやすくなる。また、塗装パターンの径が小さくなると、所定の面積を塗装するのに時間がかかるため、塗装のサイクルタイムが長くなる。
【０００４】
このような問題に対し、シェーピングエアの噴出口をベルカップの回転方向と逆方向に傾斜させてシェーピングエアを螺旋状を描くように流し、その螺旋状軌跡を描く際に作用する遠心力が前記負圧に基づく吸引力に勝るようにすることで、ベルカップの回転軸心方向へ塗料微粒子の収束を抑制し、適正な塗装パターンを得る技術が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平３−１０１８５８号公報
【特許文献２】特開２００８−９３５２１号公報
【特許文献３】特開平７−２４３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
シェーピングエアの噴出口をベルカップの回転方向と逆方向に傾斜させた前記技術を用いて、小さな凹部を有するワークの表面を塗装しようとした場合、シェーピングエアの量を増やしても塗装パターンを絞れないため、つまり塗料微粒子の密度を高く設定できないため、塗料微粒子が凹部の底まで届かず未塗装の部位が生じやすいという問題がある。このような場合、従来では作業者が後工程で別途ハンドガンにより補完作業を行うなどの措置が採られていた。これに対し、特許文献３には２つのシェーピングエア（旋回エア流）を衝突させることにより塗装パターンを変更する技術が記載されており、これによれば塗装パターンの絞り込みも可能になるものと思われる。しかし、当該技術では、２つの旋回エア流が衝突したときに乱流が生じやすくなり、塗装パターンが安定しにくいおそれがある。
【０００７】
本発明は、以上のような課題を解決するために創作されたものであり、制御エアとシェーピングエアを利用して塗装パターンを形成する回転霧化塗装装置において、制御エアとシェーピングエアの衝突により生ずる乱流の低減を図り、塗装パターンを安定化させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明は、塗装機本体の前端に回転軸が軸支され、前記回転軸の先端に、塗料を前方にかつ径方向外側に向けて霧化する略円錐状のカップが取り付けられた回転霧化塗装装置において、前記塗装機本体の前端側に、前記回転軸の軸心回りに配され、制御エアを前記カップの回転方向と逆方向の回転方向成分を有するように噴出する複数の制御エア噴出孔と、前記回転軸の軸心回りであって前記制御エア噴出孔の外側に配され、シェーピングエアを前記カップの回転方向と逆方向の回転方向成分を有するように噴出する複数のシェーピングエア噴出孔と、前記回転軸の軸心回りであって前記制御エア噴出孔と前記シェーピングエア噴出孔との間に配され、エアを連続環状に噴出する環状スリット孔と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
この回転霧化塗装装置によれば、制御エアおよびシェーピングエアは共に、カップの回転方向と逆方向の回転方向成分を有して制御エア噴出孔、シェーピングエア噴出孔から噴出し、カップの周囲に形成される螺旋状のエア流には遠心力が作用する。この遠心力がカップの前方に発生する負圧に打ち勝つことにより、微粒化された塗料がカップの回転軸心方向に収束することが防止され、適正な塗装パターンが取得される。
【００１０】
このとき、制御エアとシェーピングエアとの間には環状スリット孔から噴出する連続環状のエア流がカーテンのように介在するため、制御エアとシェーピングエアとが衝突する際、前記連続環状のエア流が制御エアとシェーピングエアの衝突の緩衝効果を発揮し、乱流の発生を低減する。これにより、塗装パターンが安定し、適正な塗装パターンが維持される。
【００１１】
また、本発明においては、前記環状スリット孔は、前記制御エア噴出孔の周面または前記シェーピングエア噴出孔の周面と連通するように形成されていることを特徴とする。
【００１２】
この回転霧化塗装装置によれば、環状スリット孔が制御エア噴出孔の周面と連通するように形成されている場合には、環状スリット孔から噴出する連続環状のエア流は制御エアの流れに連なって形成される。また、環状スリット孔がシェーピングエア噴出孔の周面と連通するように形成されている場合には、環状スリット孔から噴出する連続環状のエア流はシェーピングエアの流れに連なって形成される。つまり、前者の場合には、連続環状のエア流に対して衝突するエアはシェーピングエアのみとなり、後者の場合には、連続環状のエア流に対して衝突するエアは制御エアのみとなるので、連続環状のエア流に制御エアとシェーピングエアの両方が衝突する場合に比して乱流の発生が低減される。これにより、塗装パターンが一層安定し、適正な塗装パターンが維持される。
【００１３】
また、本発明においては、前記シェーピングエア噴出孔は、内心側の第１シェーピングエア噴出孔と外心側の第２シェーピングエア噴出孔とから構成され、前記塗装機の前端側には、シェーピングエアを供給するシェーピングエア環路が形成され、前記シェーピングエア環路を前記第１シェーピングエア噴出孔および前記第２シェーピングエア噴出孔のどちらか一方に切り換えて連通させるシェーピングエア噴出孔切換機構を備えることを特徴とする。
【００１４】
この回転霧化塗装装置によれば、選択可能な２種類のシェーピングエア噴出孔を備えることにより、塗装対象のワークの形状等に合わせて塗装パターンを容易に変更できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、制御エアとシェーピングエアとを衝突させて塗装パターンを形成するにあたり、制御エアとシェーピングエアの衝突により生ずる乱流の低減が図れ、所望の塗装パターンを維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る回転霧化塗装装置の側断面図である。
【図２】本発明に係る回転霧化塗装装置の平面図である。
【図３】第１リング部材の平面図である。
【図４】第４リング部材の側断面図である。
【図５】第３リング部材の側面図である。
【図６】第２リング部材の側面図である。
【図７】第１リング部材の側面図（一部破断）である。
【図８】第５リング部材の側断面図である。
【図９】第５リング部材の平面図（一部破断）である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以降、図１における上下方向を前後方向というものとして説明する。図１において、本実施形態に係る回転霧化塗装装置１は、内部に回転軸４が同軸上に軸支された筒形状の装置本体（塗装機本体）２を備える。回転軸４の前端周りは装置本体２の前端面から突出しており、その先端にはベルカップ３が取り付けられている。ベルカップ３は、回転軸４に対する取付側が縮径した円錐台形状を呈している。塗料は、回転軸４内に挿通された塗料供給管路（図示せず）を通じてベルカップ３に供給される。ベルカップ３に供給された塗料はベルカップ３の高速回転による遠心力によりベルカップ３の内面に薄膜状に広がり、高電圧が印加されたうえで前記遠心力によりベルカップ３の先端から微粒状となって噴霧される。噴霧された塗料はシェーピングエアによって絞り込まれ、これにより塗装パターンが形成される。
【００１８】
装置本体２の前端面には、制御エア噴出孔５および第１シェーピングエア噴出孔６、第２シェーピングエア噴出孔７を形成するリング部材群８が取り付けられている。制御エア噴出孔５および第１シェーピングエア噴出孔６、第２シェーピングエア噴出孔７はベルカップ３の先端よりも後方側に位置する。リング部材群８は５つのリング部材（第１リング部材９〜第５リング部材１３）から構成される。
【００１９】
第１リング部材９は、その外径寸法が装置本体２のそれと同一であり、底面が装置本体２の前端面に接面する態様で装置本体２と同軸に固定されている。第１リング部材９の内周面は、装置本体２の前端面から垂直に立ち上がり、かつ、第１ねじ部１４が螺設された第１垂直壁面１５として形成されている。図７も参照して、第１リング部材９には、前記第１垂直壁面１５の前端からテーパ面を介して形成される第１平面部１６と、第１平面部１６の外周縁から前方に向かうにしたがい外方に傾斜する第１傾斜面１８と、第１傾斜面１８の前端から外方に向けて形成される第２平面部１７と、第２平面部１７の外周縁から前方に向けて形成される第２垂直壁面１９と、第２垂直壁面１９の前端から外方に向けて形成される第３平面部２１と、第３平面部２１の外周縁から前方に向けて形成される第３垂直壁面２２と、第３垂直壁面２２の前端から後方に向かうにしたがい外方に傾斜する第２傾斜面２３と、第２傾斜面２３の後端から外方に向けて形成される第４平面部２４と、第４平面部２４の外周縁から後方に向かうにしたがい外方に傾斜する第３傾斜面２５と、第３傾斜面２５の後端から外方に向けて形成される第５平面部２６と、第５平面部２６の外周縁から後方に向かうにしたがい外方に傾斜する第４傾斜面２７と、第４傾斜面２７の後端から第１リング部材９の外周面である第４垂直壁面３０の前端まで形成される第６平面部２９と、が形成されている。各平面部１６、１７、２１、２４、２６、２９は、回転軸４の軸方向と直交する環状面として形成される。第２垂直壁面１９、第４傾斜面２７のそれぞれ後端側には第２ねじ部２０、第３ねじ部２８が螺設されている。
【００２０】
第１リング部材９の底面には各々矩形断面を呈した２つの環状溝が形成されている。内側の環状溝は、概ね第１平面部１６から第２平面部１７の内周寄りまでの範囲の後方に位置しており、溝の開口部が装置本体２の前端面に閉塞されることで、矩形閉断面の制御エア環路３１を構成する。制御エア環路３１は、図１に示すように、装置本体２に形成されたエア供給路３３と通じている。そして、図１および図３において、第１平面部１６には、その全周にわたり、制御エア環路３１に連通する複数の制御エア吐出孔３５が回転軸４の軸心回りに等間隔で開設されている。なお、図７は制御エア吐出孔３５の非開設部位を断面視した図であるため、制御エア吐出孔３５は図示していない。
【００２１】
一方、図１において、第１リング部材９の底面に形成された外側の環状溝には、断面コ字形を呈した第５リング部材１３が後記するラックギア５５およびピニオンギア５８のギア機構により第１リング部材９に対して回動可能となるように遊嵌されている。第５リング部材１３の開口部は装置本体２の前端面に閉塞され、これにより第５リング部材１３内の空間は矩形閉断面を呈したシェーピングエア環路３２を構成する。シェーピングエア環路３２は、装置本体２に形成されたエア供給路３４と通じている。
【００２２】
図１および図３において、第３平面部２１には、その全周にわたり、シェーピングエア環路３２に連通する複数の第１シェーピングエア吐出孔３６が回転軸４の軸心回りに等間隔で開設されている。さらに、第５平面部２６には、その全周にわたり、シェーピングエア環路３２に連通する複数の第２シェーピングエア吐出孔５２が回転軸４の軸心回りに等間隔で開設されている。具体的には、第５リング部材１３の内周壁には、第１リング部材９に形成された各第１シェーピングエア吐出孔３６とシェーピングエア環路３２とを連通可能な連通孔６１Ａが複数穿設され、第５リング部材１３の前壁には、第１リング部材９に形成された各第２シェーピングエア吐出孔５２とシェーピングエア環路３２とを連通可能な連通孔６１Ｂが複数穿設されている。ラックギア５５およびピニオンギア５８のギア機構の作動により第５リング部材１３が回転し、連通孔６１Ａが第１シェーピングエア吐出孔３６とシェーピングエア環路３２とを連通する位置にあるときには、連通孔６１Ｂは第２シェーピングエア吐出孔５２とシェーピングエア環路３２とを非連通にする位置となり、逆に連通孔６１Ｂが第２シェーピングエア吐出孔５２とシェーピングエア環路３２とを連通する位置にあるときには、連通孔６１Ａは第１シェーピングエア吐出孔３６とシェーピングエア環路３２とを非連通にする位置となる。なお、図１では便宜上、第１シェーピングエア吐出孔３６および第２シェーピングエア吐出孔５２を点線にて示してある。
【００２３】
第２シェーピングエア吐出孔５２は、図７に示す第４傾斜面２７に対し平行であって孔の外側が第４傾斜面２７上で溝状に開放されるように、かつ、図２に示すように、平面視して、シェーピングエア環路３２から第５平面部２６に向かう孔の穿設方向がベルカップ３の回転方向と逆方向の成分を含むように傾斜状に開設されている。
【００２４】
図１において、第１リング部材９には、第１垂直壁面１５の第１ねじ部１４に対しねじ部３８が螺合することにより、第２リング部材１０が取り付けられる。第２リング部材１０は、図６に示すように、外周に前記ねじ部３８が螺設された基端筒部３７と、基端筒部３７の前端から前方に向かうにしたがい外周が拡径形成される円錐筒部３９と、円錐筒部３９の前端から段差をもって形成され、前方に向かうにしたがい外周が拡径形成される大径円錐筒部４０と、から構成される。図１に示すように、第１ねじ部１４とねじ部３８との螺合により第２リング部材１０が第１リング部材９に取り付けられた際、円錐筒部３９と大径円錐筒部４０との間に形成される環状の段差面は第１平面部１６を覆うように接面する。また、大径円錐筒部４０の外周面は第１リング部材９の第１傾斜面１８と平行であり、大径円錐筒部４０の外周面と第１傾斜面１８との間には環状の隙間が形成される。当該環状の隙間は図２に示すように第１環状スリット孔４２を構成するものであり、第１環状スリット孔４２の下端は制御エア吐出孔３５に連通している。
【００２５】
図６に示すように、大径円錐筒部４０の外周面には前後に貫通する孔部４１が円周方向に等間隔で開設されている。孔部４１は、大径円錐筒部４０の外周面に対し平行であって孔の外側が大径円錐筒部４０の外周面上で切り欠き溝状に開放されるように（つまり、孔の外側の周面が前記第１環状スリット孔４２と連通するように）、かつ、図２に示すように、平面視して、前方に向かう孔の穿設方向がベルカップ３の回転方向と逆方向の成分を含むように傾斜状に開設されている。そして、図１に示すように、第１ねじ部１４とねじ部３８との螺合により第２リング部材１０が第１リング部材９に取り付けられた際、孔部４１の後端は第１平面部１６に開設された制御エア吐出孔３５と連通する。すなわち、孔部４１の孔数は制御エア吐出孔３５のそれと同じである。孔部４１は、回転軸４の軸心回りに配される制御エア噴出孔５を構成する。以上より、制御エアは、ベルカップ３の回転方向と逆方向の回転方向成分を有して制御エア噴出孔５から噴出する。また、制御エアは、ベルカップ３の径方向外側の方向成分を有して制御エア噴出孔５から噴出する。
【００２６】
第１リング部材９には、第２垂直壁面１９の第２ねじ部２０に対しねじ部４４が螺合することにより、第３リング部材１１が取り付けられる。第３リング部材１１は、図５に示すように、外周に前記ねじ部４４が螺設された基端筒部４３と、基端筒部４３の前端から段差をもって形成される大径筒部４５と、から構成される。第３リング部材１１の内周面は前方に向かうにしたがい拡径するテーパ面４６として形成される。図１において、第２ねじ部２０とねじ部４４との螺合により第３リング部材１１が第１リング部材９に取り付けられた際、基端筒部４３の底面は第２平面部１７を覆うように接面するとともに、基端筒部４３と大径筒部４５との間に形成される環状の段差面は第３平面部２１を覆うように接面する。また、大径筒部４５の外周面は第１リング部材９の第３垂直壁面２２（図７）と平行であり、大径筒部４５の外周面と第３垂直壁面２２との間には環状の隙間が形成される。当該環状の隙間は図２に示すように第２環状スリット孔４８を構成するものであり、第２環状スリット孔４８の後端は第１シェーピングエア吐出孔３６に連通している。さらに、図１において、テーパ面４６と第１傾斜面１８とは互いに同一の傾斜角度であり、第３リング部材１１が第１リング部材９に取り付けられた際、テーパ面４６と第１傾斜面１８は面一に連なる。
【００２７】
図５において、大径筒部４５の外周面には前後に貫通する孔部４７が円周方向に等間隔で開設されている。孔部４７は、大径筒部４５の外周面に対し平行であって孔の外側が大径筒部４５の外周面上で切り欠き溝状に開放されるように（つまり、孔の外側の周面が前記第２環状スリット孔４８と連通するように）、かつ、図２に示すように、平面視して、前方に向かう孔の穿設方向がベルカップ３の回転方向と逆方向の成分を含むように傾斜状に開設されている。そして、図１に示すように、第２ねじ部２０とねじ部４４との螺合により第３リング部材１１が第１リング部材９に取り付けられた際、孔部４７の後端は第３平面部２１に開設された第１シェーピングエア吐出孔３６と連通する。すなわち、孔部４７の孔数は第１シェーピングエア吐出孔３６のそれと同じである。孔部４７は、回転軸４の軸心回りであって制御エア噴出孔５の外側に配される第１シェーピングエア噴出孔６を構成する。以上より、シェーピングエアは、ベルカップ３の回転方向と逆方向の回転方向成分を有して第１シェーピングエア噴出孔６から噴出する。また、シェーピングエアは、図１から判るように側面視したときの噴出方向が回転軸４の軸方向に沿うように第１シェーピングエア噴出孔６から噴出する。
【００２８】
図１において、第１リング部材９には、第４傾斜面２７の第３ねじ部２８に対しねじ部６０が螺合することにより、第４リング部材１２が取り付けられる。図４に示すように、第４リング部材１２は、その外周面、内周面ともに前方に向かうにしたがい縮径するテーパ面として形成されている。特に第４リング部材１２の内周面は同一傾斜角度の２段のテーパ面４９、５０として形成されており、後段のテーパ面５０に前記ねじ部６０が螺設されている。図１において、第３ねじ部２８とねじ部６０との螺合により第４リング部材１２が第１リング部材９に取り付けられた際、第４リング部材１２の底面は第６平面部２９を覆うように接面するとともに、前段のテーパ面４９（図４）と後段のテーパ面５０(図４)との間に形成される環状の段差面は第５平面部２６を覆うように接面する。また、前段のテーパ面４９は第１リング部材９の第３傾斜面２５（図７）と平行であり、テーパ面４９と第３傾斜面２５との間には環状の隙間が形成される。当該環状の隙間は図２に示すように第３環状スリット孔５４を構成するものであり、第３環状スリット孔５４の後端は第２シェーピングエア吐出孔５２に連通している。
【００２９】
第４リング部材１２において、前段のテーパ面４９には前後に貫通する孔部５１が円周方向に等間隔で開設されている。孔部５１は、テーパ面４９に対し平行であって孔の内側がテーパ面４９上で切り欠き溝状に開放されるように（つまり、孔の内側の周面が前記第３環状スリット孔５４と連通するように）、かつ、図２に示すように、平面視して、前方に向かう孔の穿設方向がベルカップ３の回転方向と逆方向の成分を含むように傾斜状に開設されている。そして、図１に示すように、第３ねじ部２８とねじ部６０との螺合により第４リング部材１２が第１リング部材９に取り付けられた際、孔部５１の後端は第５平面部２６に開設された第２シェーピングエア吐出孔５２と連通する。すなわち、孔部５１の孔数は第２シェーピングエア吐出孔５２のそれと同じである。孔部５１は、回転軸４の軸心回りであって制御エア噴出孔５の外側かつ第１シェーピングエア噴出孔６の外側に配される第２シェーピングエア噴出孔７を構成する。以上より、シェーピングエアは、ベルカップ３の回転方向と逆方向の回転方向成分を有して第２シェーピングエア噴出孔７から噴出する。また、シェーピングエアは、ベルカップ３の径方向内側の方向成分を有して第２シェーピングエア噴出孔７から噴出する。
【００３０】
第５リング部材１３の周面の一部には図２にも示すように装置本体２の軸心回りの円周方向に沿って形成されるラックギア５５が固設されており、第１リング部材９にはこのラックギア５５を外部に突出させるための開口５６が形成されている。第１リング部材９の外周面には前記開口５６を覆うようにハウジング５７が取り付けられており、ハウジング５７内においては、前後方向に沿う回転軸５９に軸着されたピニオンギア５８がラックギア５５に噛合している。回転軸５９は不図示の駆動源の出力軸に接続されている。第５リング部材１３と、ラックギア５５およびピニオンギア５８のギア機構とは、シェーピングエア環路３２を第１シェーピングエア噴出孔６および第２シェーピングエア噴出孔７のどちらか一方に切り換えて連通させるシェーピングエア噴出孔切換機構８０を構成する。
【００３１】
「作用」
「第１シェーピングエア噴出孔６を用いる場合」
以上の回転霧化塗装装置１を用いて例えば平面部の塗装を行う場合、前記ピニオンギア５８およびラックギア５５のギア機構の作動により第５リング部材１３を図９に示す位置で回転停止させる。この位置では、連通孔６１Ａが第１シェーピングエア吐出孔３６とシェーピングエア環路３２とを連通し、連通孔６１Ｂは第２シェーピングエア吐出孔５２とシェーピングエア環路３２とを非連通状態とする。したがって、図１において、エア供給路３３、３４を介してエアが制御エア環路３１およびシェーピングエア環路３２に供給されると、制御エア環路３１に供給されたエアについては制御エア吐出孔３５を通じて制御エア噴出孔５および第１環状スリット孔４２から制御エアとして噴出し、シェーピングエア環路３２に供給されたエアについては連通孔６１Ａおよび第１シェーピングエア吐出孔３６を通じて第１シェーピングエア噴出孔６および第２環状スリット孔４８からシェーピングエアとして噴出する。
【００３２】
制御エアおよびシェーピングエアは共に、ベルカップ３の回転方向と逆方向の回転方向成分を有して制御エア噴出孔５、第１シェーピングエア噴出孔６から噴出するので、ベルカップ３の周囲に形成される螺旋状のエア流には遠心力が作用する。この遠心力がベルカップ３の前方に発生する負圧に打ち勝つことにより、微粒化された塗料がベルカップ３の回転軸心方向に収束することが防止され、適正な塗装パターンが取得される。
【００３３】
このとき、制御エアとシェーピングエアとの間には第１環状スリット孔４２から噴出する連続環状のエア流がカーテンのように存在するため、制御エアとシェーピングエアとが衝突する際、前記連続環状のエア流が制御エアとシェーピングエアの衝突の緩衝効果を発揮し、乱流の発生を低減する。これにより適正な塗装パターンが維持される。シェーピングエアの外側にも、第２環状スリット孔４８から噴出する連続環状のエア流が存在するため、制御エアとの衝突によるシェーピングエアの径方向外側への膨らみも第２環状スリット孔４８から噴出する連続環状のエア流により抑制される。
【００３４】
「第２シェーピングエア噴出孔７を用いる場合」
次に、回転霧化塗装装置１を用いて例えば表面に小さな凹部を有するワークの塗装を行う場合、ピニオンギア５８およびラックギア５５のギア機構の作動により、第５リング部材１３を、連通孔６１Ｂ（図８）が第２シェーピングエア吐出孔５２とシェーピングエア環路３２とを連通状態とし、連通孔６１Ａ（図８）は第１シェーピングエア吐出孔３６とシェーピングエア環路３２とを非連通状態とする位置で回転停止させる。したがって、エア供給路３３、３４を介してエアが制御エア環路３１およびシェーピングエア環路３２に供給されると、制御エア環路３１に供給されたエアについては制御エア吐出孔３５を通じて制御エア噴出孔５および第１環状スリット孔４２から制御エアとして噴出し、シェーピングエア環路３２に供給されたエアについては連通孔６１Ｂおよび第２シェーピングエア吐出孔５２を通じて第２シェーピングエア噴出孔７および第３環状スリット孔５４からシェーピングエアとして噴出する。
【００３５】
制御エアおよびシェーピングエアは共に、ベルカップ３の回転方向と逆方向の回転方向成分を有して制御エア噴出孔５、第２シェーピングエア噴出孔７から噴出するので、ベルカップ３の周囲に形成される螺旋状のエア流には遠心力が作用する。この遠心力がベルカップ３の前方に発生する負圧に打ち勝つことにより、微粒化された塗料がベルカップ３の回転軸心方向に収束することが防止され、適正な塗装パターンが取得される。
【００３６】
シェーピングエアは、ベルカップ３の径方向内側の方向成分を有して第２シェーピングエア噴出孔７から噴出するため、塗装パターンの縮径化が可能となり、塗料微粒子の密度が高くなって、塗料微粒子が塗装面の凹部の底まで容易に到達する。このとき、制御エアのエア流に対しての第２シェーピングエア噴出孔７から噴出するシェーピングエアのエア流の交差角度は、制御エアのエア流に対しての第１シェーピングエア噴出孔６から噴出するシェーピングエアのエア流の交差角度よりも大きいため、制御エアと第２シェーピングエア噴出孔７からのシェーピングエアとが衝突した際の乱流は、制御エアと第１シェーピングエア噴出孔６からのシェーピングエアとが衝突した際の乱流よりも大きなものとなる。しかし、制御エアとシェーピングエアとの間には、第１環状スリット孔４２から噴出する連続環状のエア流に加え、第３環状スリット孔５４から噴出する連続環状のエア流も存在するため、制御エアとシェーピングエアとが衝突する際、前記２つの連続環状のエア流が制御エアとシェーピングエアの衝突の緩衝効果を発揮し、乱流の発生を低減して、適正な縮径の塗装パターンの取得を可能とする。
【００３７】
以上のように、装置本体２の前端側に、回転軸４の軸心回りに配され、制御エアをベルカップ３の回転方向と逆方向の回転方向成分を有するように噴出する複数の制御エア噴出孔５と、回転軸４の軸心回りであって制御エア噴出孔５の外側に配され、シェーピングエアをベルカップ３の回転方向と逆方向の回転方向成分を有するように噴出する複数のシェーピングエア噴出孔（第１シェーピングエア噴出孔６、第２シェーピングエア噴出孔７）と、回転軸４の軸心回りであって制御エア噴出孔５と第１シェーピングエア噴出孔６、第２シェーピングエア噴出孔７との間に配され、エアを連続環状に噴出する環状スリット孔（第１シェーピングエア噴出孔６からシェーピングエアを噴出する態様においては第１環状スリット孔４２を指し、第２シェーピングエア噴出孔７からシェーピングエアを噴出する態様においては第１環状スリット孔４２、第３環状スリット孔５４の少なくとも一方を指す）と、を備える構成とすれば、制御エアとシェーピングエアとの間には少なくとも第１環状スリット孔４２から噴出する連続環状のエア流がカーテンのように介在するため、制御エアとシェーピングエアとが衝突する際、連続環状のエア流が制御エアとシェーピングエアの衝突の緩衝効果を発揮し、乱流の発生を低減する。これにより、適正な塗装パターンが維持される。
【００３８】
また、例えば第１環状スリット孔４２を制御エア噴出孔５の周面と（大径円錐筒部４０の外周面上で）連通するように形成すれば、第１環状スリット孔４２から噴出する連続環状のエア流は制御エア噴出孔５から噴出する制御エアの流れに連なって形成される。したがって、連続環状のエア流に対して衝突するエアはシェーピングエアのみとなり、連続環状のエア流に制御エアとシェーピングエアの両方が衝突する場合に比して乱流の発生を低減できる。同様に、第３環状スリット孔５４を第２シェーピングエア噴出孔７の周面と（テーパ面４９上で）連通するように形成すれば、第３環状スリット孔５４から噴出する連続環状のエア流は第２シェーピングエア噴出孔７から噴出するシェーピングエアの流れに連なって形成される。したがって、連続環状のエア流に対して衝突するエアは制御エアのみとなり、連続環状のエア流に制御エアとシェーピングエアの両方が衝突する場合に比して乱流の発生を低減できる。
【００３９】
さらに、本実施形態のようにシェーピングエア噴出孔を内心側の第１シェーピングエア噴出孔６と外心側の第２シェーピングエア噴出孔７とから構成し、装置本体２の前端側にはシェーピングエアを供給するシェーピングエア環路３２を形成し、シェーピングエア環路３２を第１シェーピングエア噴出孔６および第２シェーピングエア噴出孔７のどちらか一方に切り換えて連通させるシェーピングエア噴出孔切換機構８０を備える構成とすれば、選択可能な２種類のシェーピングエア噴出孔を備えることにより、塗装対象のワークの形状等に合わせて塗装パターンを容易に変更できる。
【符号の説明】
【００４０】
１ 回転霧化塗装装置
２ 装置本体(塗装機本体)
３ ベルカップ（カップ）
４ 回転軸
５ 制御エア噴出孔
６ 第１シェーピングエア噴出孔
７ 第２シェーピング噴出孔
３１ 制御エア環路
３２ シェーピングエア環路
４２ 第１環状スリット孔（環状スリット孔）
５４ 第３環状スリット孔（環状スリット孔）
８０ シェーピングエア噴出孔切換機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転式の霧化塗装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転塗装装置の一例として塗装機本体の先端にベルカップを回転可能に設けたものが挙げられる。ベルカップ内に供給された塗料はベルカップの高速回転による遠心力によりベルカップの内面に薄膜状に広がり、回転塗装装置内の高電圧ケーブルを介して高電圧が印加される。塗料は前記遠心力によりベルカップの先端から微粒状となって噴霧され、さらに帯電していることから粒子同士が反発し合って塗料の微粒化が一層促進される。ベルカップから噴霧される塗料には前記遠心力により径方向に飛散する力が加わるが、塗装機本体のシェーピングエア噴出口から噴出されるシェーピングエアによりベルカップの前方に飛散するように絞りこまれて塗装パターン形成がなされる。塗料はシェーピングエアとの衝突により一層微粒化される。
【０００３】
一方、シェーピングエアの量の増加に伴ってベルカップの前方には負圧が発生し、この負圧によりシェーピングエアがベルカップの回転軸心方向に引き寄せられて塗装パターンの径が必要以上に小さくなりやすいという問題がある。塗装パターンの径が小さくなると、塗料微粒子の密度が高くなるので、ワークにおいて塗着後の塗料タレが発生しやすくなる。また、塗装パターンの径が小さくなると、所定の面積を塗装するのに時間がかかるため、塗装のサイクルタイムが長くなる。
【０００４】
このような問題に対し、シェーピングエアの噴出口をベルカップの回転方向と逆方向に傾斜させてシェーピングエアを螺旋状を描くように流し、その螺旋状軌跡を描く際に作用する遠心力が前記負圧に基づく吸引力に勝るようにすることで、ベルカップの回転軸心方向へ塗料微粒子の収束を抑制し、適正な塗装パターンを得る技術が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平３−１０１８５８号公報
【特許文献２】特開２００８−９３５２１号公報
【特許文献３】特開平７−２４３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
シェーピングエアの噴出口をベルカップの回転方向と逆方向に傾斜させた前記技術を用いて、小さな凹部を有するワークの表面を塗装しようとした場合、シェーピングエアの量を増やしても塗装パターンを絞れないため、つまり塗料微粒子の密度を高く設定できないため、塗料微粒子が凹部の底まで届かず未塗装の部位が生じやすいという問題がある。このような場合、従来では作業者が後工程で別途ハンドガンにより補完作業を行うなどの措置が採られていた。これに対し、特許文献３には２つのシェーピングエア（旋回エア流）を衝突させることにより塗装パターンを変更する技術が記載されており、これによれば塗装パターンの絞り込みも可能になるものと思われる。しかし、当該技術では、２つの旋回エア流が衝突したときに乱流が生じやすくなり、塗装パターンが安定しにくいおそれがある。
【０００７】
本発明は、以上のような課題を解決するために創作されたものであり、制御エアとシェーピングエアを利用して塗装パターンを形成する回転霧化塗装装置において、制御エアとシェーピングエアの衝突により生ずる乱流の低減を図り、塗装パターンを安定化させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明は、塗装機本体の前端に回転軸が軸支され、前記回転軸の先端に、塗料を前方にかつ径方向外側に向けて霧化する略円錐状のカップが取り付けられた回転霧化塗装装置において、前記塗装機本体の前端側に、前記回転軸の軸心回りに配され、制御エアを前記カップの回転方向と逆方向の回転方向成分を有するように噴出する複数の制御エア噴出孔と、前記回転軸の軸心回りであって前記制御エア噴出孔の外側に配され、シェーピングエアを前記カップの回転方向と逆方向の回転方向成分を有するように噴出する複数のシェーピングエア噴出孔と、前記回転軸の軸心回りであって前記制御エア噴出孔と前記シェーピングエア噴出孔との間に配され、エアを連続環状に噴出する環状スリット孔と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
この回転霧化塗装装置によれば、制御エアおよびシェーピングエアは共に、カップの回転方向と逆方向の回転方向成分を有して制御エア噴出孔、シェーピングエア噴出孔から噴出し、カップの周囲に形成される螺旋状のエア流には遠心力が作用する。この遠心力がカップの前方に発生する負圧に打ち勝つことにより、微粒化された塗料がカップの回転軸心方向に収束することが防止され、適正な塗装パターンが取得される。
【００１０】
このとき、制御エアとシェーピングエアとの間には環状スリット孔から噴出する連続環状のエア流がカーテンのように介在するため、制御エアとシェーピングエアとが衝突する際、前記連続環状のエア流が制御エアとシェーピングエアの衝突の緩衝効果を発揮し、乱流の発生を低減する。これにより、塗装パターンが安定し、適正な塗装パターンが維持される。
【００１１】
また、本発明においては、前記環状スリット孔は、前記制御エア噴出孔の周面または前記シェーピングエア噴出孔の周面と連通するように形成されていることを特徴とする。
【００１２】
この回転霧化塗装装置によれば、環状スリット孔が制御エア噴出孔の周面と連通するように形成されている場合には、環状スリット孔から噴出する連続環状のエア流は制御エアの流れに連なって形成される。また、環状スリット孔がシェーピングエア噴出孔の周面と連通するように形成されている場合には、環状スリット孔から噴出する連続環状のエア流はシェーピングエアの流れに連なって形成される。つまり、前者の場合には、連続環状のエア流に対して衝突するエアはシェーピングエアのみとなり、後者の場合には、連続環状のエア流に対して衝突するエアは制御エアのみとなるので、連続環状のエア流に制御エアとシェーピングエアの両方が衝突する場合に比して乱流の発生が低減される。これにより、塗装パターンが一層安定し、適正な塗装パターンが維持される。
【００１３】
また、本発明においては、前記シェーピングエア噴出孔は、内心側の第１シェーピングエア噴出孔と外心側の第２シェーピングエア噴出孔とから構成され、前記塗装機の前端側には、シェーピングエアを供給するシェーピングエア環路が形成され、前記シェーピングエア環路を前記第１シェーピングエア噴出孔および前記第２シェーピングエア噴出孔のどちらか一方に切り換えて連通させるシェーピングエア噴出孔切換機構を備えることを特徴とする。
【００１４】
この回転霧化塗装装置によれば、選択可能な２種類のシェーピングエア噴出孔を備えることにより、塗装対象のワークの形状等に合わせて塗装パターンを容易に変更できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、制御エアとシェーピングエアとを衝突させて塗装パターンを形成するにあたり、制御エアとシェーピングエアの衝突により生ずる乱流の低減が図れ、所望の塗装パターンを維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る回転霧化塗装装置の側断面図である。
【図２】本発明に係る回転霧化塗装装置の平面図である。
【図３】第１リング部材の平面図である。
【図４】第４リング部材の側断面図である。
【図５】第３リング部材の側面図である。
【図６】第２リング部材の側面図である。
【図７】第１リング部材の側面図（一部破断）である。
【図８】第５リング部材の側断面図である。
【図９】第５リング部材の平面図（一部破断）である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以降、図１における上下方向を前後方向というものとして説明する。図１において、本実施形態に係る回転霧化塗装装置１は、内部に回転軸４が同軸上に軸支された筒形状の装置本体（塗装機本体）２を備える。回転軸４の前端周りは装置本体２の前端面から突出しており、その先端にはベルカップ３が取り付けられている。ベルカップ３は、回転軸４に対する取付側が縮径した円錐台形状を呈している。塗料は、回転軸４内に挿通された塗料供給管路（図示せず）を通じてベルカップ３に供給される。ベルカップ３に供給された塗料はベルカップ３の高速回転による遠心力によりベルカップ３の内面に薄膜状に広がり、高電圧が印加されたうえで前記遠心力によりベルカップ３の先端から微粒状となって噴霧される。噴霧された塗料はシェーピングエアによって絞り込まれ、これにより塗装パターンが形成される。
【００１８】
装置本体２の前端面には、制御エア噴出孔５および第１シェーピングエア噴出孔６、第２シェーピングエア噴出孔７を形成するリング部材群８が取り付けられている。制御エア噴出孔５および第１シェーピングエア噴出孔６、第２シェーピングエア噴出孔７はベルカップ３の先端よりも後方側に位置する。リング部材群８は５つのリング部材（第１リング部材９〜第５リング部材１３）から構成される。
【００１９】
第１リング部材９は、その外径寸法が装置本体２のそれと同一であり、底面が装置本体２の前端面に接面する態様で装置本体２と同軸に固定されている。第１リング部材９の内周面は、装置本体２の前端面から垂直に立ち上がり、かつ、第１ねじ部１４が螺設された第１垂直壁面１５として形成されている。図７も参照して、第１リング部材９には、前記第１垂直壁面１５の前端からテーパ面を介して形成される第１平面部１６と、第１平面部１６の外周縁から前方に向かうにしたがい外方に傾斜する第１傾斜面１８と、第１傾斜面１８の前端から外方に向けて形成される第２平面部１７と、第２平面部１７の外周縁から前方に向けて形成される第２垂直壁面１９と、第２垂直壁面１９の前端から外方に向けて形成される第３平面部２１と、第３平面部２１の外周縁から前方に向けて形成される第３垂直壁面２２と、第３垂直壁面２２の前端から後方に向かうにしたがい外方に傾斜する第２傾斜面２３と、第２傾斜面２３の後端から外方に向けて形成される第４平面部２４と、第４平面部２４の外周縁から後方に向かうにしたがい外方に傾斜する第３傾斜面２５と、第３傾斜面２５の後端から外方に向けて形成される第５平面部２６と、第５平面部２６の外周縁から後方に向かうにしたがい外方に傾斜する第４傾斜面２７と、第４傾斜面２７の後端から第１リング部材９の外周面である第４垂直壁面３０の前端まで形成される第６平面部２９と、が形成されている。各平面部１６、１７、２１、２４、２６、２９は、回転軸４の軸方向と直交する環状面として形成される。第２垂直壁面１９、第４傾斜面２７のそれぞれ後端側には第２ねじ部２０、第３ねじ部２８が螺設されている。
【００２０】
第１リング部材９の底面には各々矩形断面を呈した２つの環状溝が形成されている。内側の環状溝は、概ね第１平面部１６から第２平面部１７の内周寄りまでの範囲の後方に位置しており、溝の開口部が装置本体２の前端面に閉塞されることで、矩形閉断面の制御エア環路３１を構成する。制御エア環路３１は、図１に示すように、装置本体２に形成されたエア供給路３３と通じている。そして、図１および図３において、第１平面部１６には、その全周にわたり、制御エア環路３１に連通する複数の制御エア吐出孔３５が回転軸４の軸心回りに等間隔で開設されている。なお、図７は制御エア吐出孔３５の非開設部位を断面視した図であるため、制御エア吐出孔３５は図示していない。
【００２１】
一方、図１において、第１リング部材９の底面に形成された外側の環状溝には、断面コ字形を呈した第５リング部材１３が後記するラックギア５５およびピニオンギア５８のギア機構により第１リング部材９に対して回動可能となるように遊嵌されている。第５リング部材１３の開口部は装置本体２の前端面に閉塞され、これにより第５リング部材１３内の空間は矩形閉断面を呈したシェーピングエア環路３２を構成する。シェーピングエア環路３２は、装置本体２に形成されたエア供給路３４と通じている。
【００２２】
図１および図３において、第３平面部２１には、その全周にわたり、シェーピングエア環路３２に連通する複数の第１シェーピングエア吐出孔３６が回転軸４の軸心回りに等間隔で開設されている。さらに、第５平面部２６には、その全周にわたり、シェーピングエア環路３２に連通する複数の第２シェーピングエア吐出孔５２が回転軸４の軸心回りに等間隔で開設されている。具体的には、第５リング部材１３の内周壁には、第１リング部材９に形成された各第１シェーピングエア吐出孔３６とシェーピングエア環路３２とを連通可能な連通孔６１Ａが複数穿設され、第５リング部材１３の前壁には、第１リング部材９に形成された各第２シェーピングエア吐出孔５２とシェーピングエア環路３２とを連通可能な連通孔６１Ｂが複数穿設されている。ラックギア５５およびピニオンギア５８のギア機構の作動により第５リング部材１３が回転し、連通孔６１Ａが第１シェーピングエア吐出孔３６とシェーピングエア環路３２とを連通する位置にあるときには、連通孔６１Ｂは第２シェーピングエア吐出孔５２とシェーピングエア環路３２とを非連通にする位置となり、逆に連通孔６１Ｂが第２シェーピングエア吐出孔５２とシェーピングエア環路３２とを連通する位置にあるときには、連通孔６１Ａは第１シェーピングエア吐出孔３６とシェーピングエア環路３２とを非連通にする位置となる。なお、図１では便宜上、第１シェーピングエア吐出孔３６および第２シェーピングエア吐出孔５２を点線にて示してある。
【００２３】
第２シェーピングエア吐出孔５２は、図７に示す第４傾斜面２７に対し平行であって孔の外側が第４傾斜面２７上で溝状に開放されるように、かつ、図２に示すように、平面視して、シェーピングエア環路３２から第５平面部２６に向かう孔の穿設方向がベルカップ３の回転方向と逆方向の成分を含むように傾斜状に開設されている。
【００２４】
図１において、第１リング部材９には、第１垂直壁面１５の第１ねじ部１４に対しねじ部３８が螺合することにより、第２リング部材１０が取り付けられる。第２リング部材１０は、図６に示すように、外周に前記ねじ部３８が螺設された基端筒部３７と、基端筒部３７の前端から前方に向かうにしたがい外周が拡径形成される円錐筒部３９と、円錐筒部３９の前端から段差をもって形成され、前方に向かうにしたがい外周が拡径形成される大径円錐筒部４０と、から構成される。図１に示すように、第１ねじ部１４とねじ部３８との螺合により第２リング部材１０が第１リング部材９に取り付けられた際、円錐筒部３９と大径円錐筒部４０との間に形成される環状の段差面は第１平面部１６を覆うように接面する。また、大径円錐筒部４０の外周面は第１リング部材９の第１傾斜面１８と平行であり、大径円錐筒部４０の外周面と第１傾斜面１８との間には環状の隙間が形成される。当該環状の隙間は図２に示すように第１環状スリット孔４２を構成するものであり、第１環状スリット孔４２の下端は制御エア吐出孔３５に連通している。
【００２５】
図６に示すように、大径円錐筒部４０の外周面には前後に貫通する孔部４１が円周方向に等間隔で開設されている。孔部４１は、大径円錐筒部４０の外周面に対し平行であって孔の外側が大径円錐筒部４０の外周面上で切り欠き溝状に開放されるように（つまり、孔の外側の周面が前記第１環状スリット孔４２と連通するように）、かつ、図２に示すように、平面視して、前方に向かう孔の穿設方向がベルカップ３の回転方向と逆方向の成分を含むように傾斜状に開設されている。そして、図１に示すように、第１ねじ部１４とねじ部３８との螺合により第２リング部材１０が第１リング部材９に取り付けられた際、孔部４１の後端は第１平面部１６に開設された制御エア吐出孔３５と連通する。すなわち、孔部４１の孔数は制御エア吐出孔３５のそれと同じである。孔部４１は、回転軸４の軸心回りに配される制御エア噴出孔５を構成する。以上より、制御エアは、ベルカップ３の回転方向と逆方向の回転方向成分を有して制御エア噴出孔５から噴出する。また、制御エアは、ベルカップ３の径方向外側の方向成分を有して制御エア噴出孔５から噴出する。
【００２６】
第１リング部材９には、第２垂直壁面１９の第２ねじ部２０に対しねじ部４４が螺合することにより、第３リング部材１１が取り付けられる。第３リング部材１１は、図５に示すように、外周に前記ねじ部４４が螺設された基端筒部４３と、基端筒部４３の前端から段差をもって形成される大径筒部４５と、から構成される。第３リング部材１１の内周面は前方に向かうにしたがい拡径するテーパ面４６として形成される。図１において、第２ねじ部２０とねじ部４４との螺合により第３リング部材１１が第１リング部材９に取り付けられた際、基端筒部４３の底面は第２平面部１７を覆うように接面するとともに、基端筒部４３と大径筒部４５との間に形成される環状の段差面は第３平面部２１を覆うように接面する。また、大径筒部４５の外周面は第１リング部材９の第３垂直壁面２２（図７）と平行であり、大径筒部４５の外周面と第３垂直壁面２２との間には環状の隙間が形成される。当該環状の隙間は図２に示すように第２環状スリット孔４８を構成するものであり、第２環状スリット孔４８の後端は第１シェーピングエア吐出孔３６に連通している。さらに、図１において、テーパ面４６と第１傾斜面１８とは互いに同一の傾斜角度であり、第３リング部材１１が第１リング部材９に取り付けられた際、テーパ面４６と第１傾斜面１８は面一に連なる。
【００２７】
図５において、大径筒部４５の外周面には前後に貫通する孔部４７が円周方向に等間隔で開設されている。孔部４７は、大径筒部４５の外周面に対し平行であって孔の外側が大径筒部４５の外周面上で切り欠き溝状に開放されるように（つまり、孔の外側の周面が前記第２環状スリット孔４８と連通するように）、かつ、図２に示すように、平面視して、前方に向かう孔の穿設方向がベルカップ３の回転方向と逆方向の成分を含むように傾斜状に開設されている。そして、図１に示すように、第２ねじ部２０とねじ部４４との螺合により第３リング部材１１が第１リング部材９に取り付けられた際、孔部４７の後端は第３平面部２１に開設された第１シェーピングエア吐出孔３６と連通する。すなわち、孔部４７の孔数は第１シェーピングエア吐出孔３６のそれと同じである。孔部４７は、回転軸４の軸心回りであって制御エア噴出孔５の外側に配される第１シェーピングエア噴出孔６を構成する。以上より、シェーピングエアは、ベルカップ３の回転方向と逆方向の回転方向成分を有して第１シェーピングエア噴出孔６から噴出する。また、シェーピングエアは、図１から判るように側面視したときの噴出方向が回転軸４の軸方向に沿うように第１シェーピングエア噴出孔６から噴出する。
【００２８】
図１において、第１リング部材９には、第４傾斜面２７の第３ねじ部２８に対しねじ部６０が螺合することにより、第４リング部材１２が取り付けられる。図４に示すように、第４リング部材１２は、その外周面、内周面ともに前方に向かうにしたがい縮径するテーパ面として形成されている。特に第４リング部材１２の内周面は同一傾斜角度の２段のテーパ面４９、５０として形成されており、後段のテーパ面５０に前記ねじ部６０が螺設されている。図１において、第３ねじ部２８とねじ部６０との螺合により第４リング部材１２が第１リング部材９に取り付けられた際、第４リング部材１２の底面は第６平面部２９を覆うように接面するとともに、前段のテーパ面４９（図４）と後段のテーパ面５０(図４)との間に形成される環状の段差面は第５平面部２６を覆うように接面する。また、前段のテーパ面４９は第１リング部材９の第３傾斜面２５（図７）と平行であり、テーパ面４９と第３傾斜面２５との間には環状の隙間が形成される。当該環状の隙間は図２に示すように第３環状スリット孔５４を構成するものであり、第３環状スリット孔５４の後端は第２シェーピングエア吐出孔５２に連通している。
【００２９】
第４リング部材１２において、前段のテーパ面４９には前後に貫通する孔部５１が円周方向に等間隔で開設されている。孔部５１は、テーパ面４９に対し平行であって孔の内側がテーパ面４９上で切り欠き溝状に開放されるように（つまり、孔の内側の周面が前記第３環状スリット孔５４と連通するように）、かつ、図２に示すように、平面視して、前方に向かう孔の穿設方向がベルカップ３の回転方向と逆方向の成分を含むように傾斜状に開設されている。そして、図１に示すように、第３ねじ部２８とねじ部６０との螺合により第４リング部材１２が第１リング部材９に取り付けられた際、孔部５１の後端は第５平面部２６に開設された第２シェーピングエア吐出孔５２と連通する。すなわち、孔部５１の孔数は第２シェーピングエア吐出孔５２のそれと同じである。孔部５１は、回転軸４の軸心回りであって制御エア噴出孔５の外側かつ第１シェーピングエア噴出孔６の外側に配される第２シェーピングエア噴出孔７を構成する。以上より、シェーピングエアは、ベルカップ３の回転方向と逆方向の回転方向成分を有して第２シェーピングエア噴出孔７から噴出する。また、シェーピングエアは、ベルカップ３の径方向内側の方向成分を有して第２シェーピングエア噴出孔７から噴出する。
【００３０】
第５リング部材１３の周面の一部には図２にも示すように装置本体２の軸心回りの円周方向に沿って形成されるラックギア５５が固設されており、第１リング部材９にはこのラックギア５５を外部に突出させるための開口５６が形成されている。第１リング部材９の外周面には前記開口５６を覆うようにハウジング５７が取り付けられており、ハウジング５７内においては、前後方向に沿う回転軸５９に軸着されたピニオンギア５８がラックギア５５に噛合している。回転軸５９は不図示の駆動源の出力軸に接続されている。第５リング部材１３と、ラックギア５５およびピニオンギア５８のギア機構とは、シェーピングエア環路３２を第１シェーピングエア噴出孔６および第２シェーピングエア噴出孔７のどちらか一方に切り換えて連通させるシェーピングエア噴出孔切換機構８０を構成する。
【００３１】
「作用」
「第１シェーピングエア噴出孔６を用いる場合」
以上の回転霧化塗装装置１を用いて例えば平面部の塗装を行う場合、前記ピニオンギア５８およびラックギア５５のギア機構の作動により第５リング部材１３を図９に示す位置で回転停止させる。この位置では、連通孔６１Ａが第１シェーピングエア吐出孔３６とシェーピングエア環路３２とを連通し、連通孔６１Ｂは第２シェーピングエア吐出孔５２とシェーピングエア環路３２とを非連通状態とする。したがって、図１において、エア供給路３３、３４を介してエアが制御エア環路３１およびシェーピングエア環路３２に供給されると、制御エア環路３１に供給されたエアについては制御エア吐出孔３５を通じて制御エア噴出孔５および第１環状スリット孔４２から制御エアとして噴出し、シェーピングエア環路３２に供給されたエアについては連通孔６１Ａおよび第１シェーピングエア吐出孔３６を通じて第１シェーピングエア噴出孔６および第２環状スリット孔４８からシェーピングエアとして噴出する。
【００３２】
制御エアおよびシェーピングエアは共に、ベルカップ３の回転方向と逆方向の回転方向成分を有して制御エア噴出孔５、第１シェーピングエア噴出孔６から噴出するので、ベルカップ３の周囲に形成される螺旋状のエア流には遠心力が作用する。この遠心力がベルカップ３の前方に発生する負圧に打ち勝つことにより、微粒化された塗料がベルカップ３の回転軸心方向に収束することが防止され、適正な塗装パターンが取得される。
【００３３】
このとき、制御エアとシェーピングエアとの間には第１環状スリット孔４２から噴出する連続環状のエア流がカーテンのように存在するため、制御エアとシェーピングエアとが衝突する際、前記連続環状のエア流が制御エアとシェーピングエアの衝突の緩衝効果を発揮し、乱流の発生を低減する。これにより適正な塗装パターンが維持される。シェーピングエアの外側にも、第２環状スリット孔４８から噴出する連続環状のエア流が存在するため、制御エアとの衝突によるシェーピングエアの径方向外側への膨らみも第２環状スリット孔４８から噴出する連続環状のエア流により抑制される。
【００３４】
「第２シェーピングエア噴出孔７を用いる場合」
次に、回転霧化塗装装置１を用いて例えば表面に小さな凹部を有するワークの塗装を行う場合、ピニオンギア５８およびラックギア５５のギア機構の作動により、第５リング部材１３を、連通孔６１Ｂ（図８）が第２シェーピングエア吐出孔５２とシェーピングエア環路３２とを連通状態とし、連通孔６１Ａ（図８）は第１シェーピングエア吐出孔３６とシェーピングエア環路３２とを非連通状態とする位置で回転停止させる。したがって、エア供給路３３、３４を介してエアが制御エア環路３１およびシェーピングエア環路３２に供給されると、制御エア環路３１に供給されたエアについては制御エア吐出孔３５を通じて制御エア噴出孔５および第１環状スリット孔４２から制御エアとして噴出し、シェーピングエア環路３２に供給されたエアについては連通孔６１Ｂおよび第２シェーピングエア吐出孔５２を通じて第２シェーピングエア噴出孔７および第３環状スリット孔５４からシェーピングエアとして噴出する。
【００３５】
制御エアおよびシェーピングエアは共に、ベルカップ３の回転方向と逆方向の回転方向成分を有して制御エア噴出孔５、第２シェーピングエア噴出孔７から噴出するので、ベルカップ３の周囲に形成される螺旋状のエア流には遠心力が作用する。この遠心力がベルカップ３の前方に発生する負圧に打ち勝つことにより、微粒化された塗料がベルカップ３の回転軸心方向に収束することが防止され、適正な塗装パターンが取得される。
【００３６】
シェーピングエアは、ベルカップ３の径方向内側の方向成分を有して第２シェーピングエア噴出孔７から噴出するため、塗装パターンの縮径化が可能となり、塗料微粒子の密度が高くなって、塗料微粒子が塗装面の凹部の底まで容易に到達する。このとき、制御エアのエア流に対しての第２シェーピングエア噴出孔７から噴出するシェーピングエアのエア流の交差角度は、制御エアのエア流に対しての第１シェーピングエア噴出孔６から噴出するシェーピングエアのエア流の交差角度よりも大きいため、制御エアと第２シェーピングエア噴出孔７からのシェーピングエアとが衝突した際の乱流は、制御エアと第１シェーピングエア噴出孔６からのシェーピングエアとが衝突した際の乱流よりも大きなものとなる。しかし、制御エアとシェーピングエアとの間には、第１環状スリット孔４２から噴出する連続環状のエア流に加え、第３環状スリット孔５４から噴出する連続環状のエア流も存在するため、制御エアとシェーピングエアとが衝突する際、前記２つの連続環状のエア流が制御エアとシェーピングエアの衝突の緩衝効果を発揮し、乱流の発生を低減して、適正な縮径の塗装パターンの取得を可能とする。
【００３７】
以上のように、装置本体２の前端側に、回転軸４の軸心回りに配され、制御エアをベルカップ３の回転方向と逆方向の回転方向成分を有するように噴出する複数の制御エア噴出孔５と、回転軸４の軸心回りであって制御エア噴出孔５の外側に配され、シェーピングエアをベルカップ３の回転方向と逆方向の回転方向成分を有するように噴出する複数のシェーピングエア噴出孔（第１シェーピングエア噴出孔６、第２シェーピングエア噴出孔７）と、回転軸４の軸心回りであって制御エア噴出孔５と第１シェーピングエア噴出孔６、第２シェーピングエア噴出孔７との間に配され、エアを連続環状に噴出する環状スリット孔（第１シェーピングエア噴出孔６からシェーピングエアを噴出する態様においては第１環状スリット孔４２を指し、第２シェーピングエア噴出孔７からシェーピングエアを噴出する態様においては第１環状スリット孔４２、第３環状スリット孔５４の少なくとも一方を指す）と、を備える構成とすれば、制御エアとシェーピングエアとの間には少なくとも第１環状スリット孔４２から噴出する連続環状のエア流がカーテンのように介在するため、制御エアとシェーピングエアとが衝突する際、連続環状のエア流が制御エアとシェーピングエアの衝突の緩衝効果を発揮し、乱流の発生を低減する。これにより、適正な塗装パターンが維持される。
【００３８】
また、例えば第１環状スリット孔４２を制御エア噴出孔５の周面と（大径円錐筒部４０の外周面上で）連通するように形成すれば、第１環状スリット孔４２から噴出する連続環状のエア流は制御エア噴出孔５から噴出する制御エアの流れに連なって形成される。したがって、連続環状のエア流に対して衝突するエアはシェーピングエアのみとなり、連続環状のエア流に制御エアとシェーピングエアの両方が衝突する場合に比して乱流の発生を低減できる。同様に、第３環状スリット孔５４を第２シェーピングエア噴出孔７の周面と（テーパ面４９上で）連通するように形成すれば、第３環状スリット孔５４から噴出する連続環状のエア流は第２シェーピングエア噴出孔７から噴出するシェーピングエアの流れに連なって形成される。したがって、連続環状のエア流に対して衝突するエアは制御エアのみとなり、連続環状のエア流に制御エアとシェーピングエアの両方が衝突する場合に比して乱流の発生を低減できる。
【００３９】
さらに、本実施形態のようにシェーピングエア噴出孔を内心側の第１シェーピングエア噴出孔６と外心側の第２シェーピングエア噴出孔７とから構成し、装置本体２の前端側にはシェーピングエアを供給するシェーピングエア環路３２を形成し、シェーピングエア環路３２を第１シェーピングエア噴出孔６および第２シェーピングエア噴出孔７のどちらか一方に切り換えて連通させるシェーピングエア噴出孔切換機構８０を備える構成とすれば、選択可能な２種類のシェーピングエア噴出孔を備えることにより、塗装対象のワークの形状等に合わせて塗装パターンを容易に変更できる。
【符号の説明】
【００４０】
１ 回転霧化塗装装置
２ 装置本体(塗装機本体)
３ ベルカップ（カップ）
４ 回転軸
５ 制御エア噴出孔
６ 第１シェーピングエア噴出孔
７ 第２シェーピング噴出孔
３１ 制御エア環路
３２ シェーピングエア環路
４２ 第１環状スリット孔（環状スリット孔）
５４ 第３環状スリット孔（環状スリット孔）
８０ シェーピングエア噴出孔切換機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗装機本体の前端に回転軸が軸支され、前記回転軸の先端に、塗料を前方にかつ径方向外側に向けて霧化する略円錐状のカップが取り付けられた回転霧化塗装装置において、
前記塗装機本体の前端側に、
前記回転軸の軸心回りに配され、制御エアを前記カップの回転方向と逆方向の回転方向成分を有するように噴出する複数の制御エア噴出孔と、
前記回転軸の軸心回りであって前記制御エア噴出孔の外側に配され、シェーピングエアを前記カップの回転方向と逆方向の回転方向成分を有するように噴出する複数のシェーピングエア噴出孔と、
前記回転軸の軸心回りであって前記制御エア噴出孔と前記シェーピングエア噴出孔との間に配され、エアを連続環状に噴出する環状スリット孔と、
を備えることを特徴とする回転霧化塗装装置。
【請求項２】
前記環状スリット孔は、前記制御エア噴出孔の周面または前記シェーピングエア噴出孔の周面と連通するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転霧化塗装装置。
【請求項３】
前記シェーピングエア噴出孔は、内心側の第１シェーピングエア噴出孔と外心側の第２シェーピングエア噴出孔とから構成され、
前記塗装機の前端側には、シェーピングエアを供給するシェーピングエア環路が形成され、
前記シェーピングエア環路を前記第１シェーピングエア噴出孔および前記第２シェーピングエア噴出孔のどちらか一方に切り換えて連通させるシェーピングエア噴出孔切換機構を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転霧化塗装装置。
【請求項１】
塗装機本体の前端に回転軸が軸支され、前記回転軸の先端に、塗料を前方にかつ径方向外側に向けて霧化する略円錐状のカップが取り付けられた回転霧化塗装装置において、
前記塗装機本体の前端側に、
前記回転軸の軸心回りに配され、制御エアを前記カップの回転方向と逆方向の回転方向成分を有するように噴出する複数の制御エア噴出孔と、
前記回転軸の軸心回りであって前記制御エア噴出孔の外側に配され、シェーピングエアを前記カップの回転方向と逆方向の回転方向成分を有するように噴出する複数のシェーピングエア噴出孔と、
前記回転軸の軸心回りであって前記制御エア噴出孔と前記シェーピングエア噴出孔との間に配され、エアを連続環状に噴出する環状スリット孔と、
を備えることを特徴とする回転霧化塗装装置。
【請求項２】
前記環状スリット孔は、前記制御エア噴出孔の周面または前記シェーピングエア噴出孔の周面と連通するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転霧化塗装装置。
【請求項３】
前記シェーピングエア噴出孔は、内心側の第１シェーピングエア噴出孔と外心側の第２シェーピングエア噴出孔とから構成され、
前記塗装機の前端側には、シェーピングエアを供給するシェーピングエア環路が形成され、
前記シェーピングエア環路を前記第１シェーピングエア噴出孔および前記第２シェーピングエア噴出孔のどちらか一方に切り換えて連通させるシェーピングエア噴出孔切換機構を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転霧化塗装装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−４０４９８（Ｐ２０１２−４０４９８Ａ）
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８３６５５（Ｐ２０１０−１８３６５５）
【出願日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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