塗装装置
【課題】塗料噴霧部材及び塗料供給手段を容易に洗浄する。
【解決手段】塗装装置１０は、エアモータ１２によって高速回転する中空の回転軸１４と、回転軸１４の先端に設けられた回転霧化頭１６と、回転軸１４の内部に挿通された管部材１８とを有する。管部材１８の小径部２４には、外管形成部材２８が外嵌される。この外管形成部材２８の先端部は、回転霧化頭１６に形成された収容孔４６に挿入される。外管形成部材２８の先端部の外周壁と、収容孔４６の内壁との間は所定間隔で離間しており、従って、環状のクリアランス（塗料流通用間隙５２）が形成される。外管形成部材２８の外周壁に形成された複数個の塗料吐出孔３８の開口（塗料供給口）は、収容孔４６の内壁に対向する。
【解決手段】塗装装置１０は、エアモータ１２によって高速回転する中空の回転軸１４と、回転軸１４の先端に設けられた回転霧化頭１６と、回転軸１４の内部に挿通された管部材１８とを有する。管部材１８の小径部２４には、外管形成部材２８が外嵌される。この外管形成部材２８の先端部は、回転霧化頭１６に形成された収容孔４６に挿入される。外管形成部材２８の先端部の外周壁と、収容孔４６の内壁との間は所定間隔で離間しており、従って、環状のクリアランス（塗料流通用間隙５２）が形成される。外管形成部材２８の外周壁に形成された複数個の塗料吐出孔３８の開口（塗料供給口）は、収容孔４６の内壁に対向する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被塗装物に対して塗料を噴霧することで塗装を行う塗装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のボディをはじめとする被塗装物を塗装するための塗装装置として、回転霧化式のものが広汎に用いられるに至っている。
【０００３】
回転霧化式の塗装装置は、ハウジングと、該ハウジングから露呈した塗料噴霧部材としての回転霧化頭とを有する（例えば、特許文献１参照）。ハウジングの内部には、前記回転霧化頭を回転させるための回転軸が収容されるとともに、該回転軸に、前記回転霧化頭に塗料を供給するための塗料供給通路が形成される。塗料供給通路は、回転霧化頭の沿面の前端面略中心で開口している。
【０００４】
塗装を行う際には、エアモータ等の回転付勢手段の作用下に回転軸が回転動作を開始し、これに伴って回転霧化頭が回転動作を行う。そして、次に、塗料供給源から供給された塗料が、前記塗料供給通路を介して前記回転霧化頭の沿面に送られる。
【０００５】
回転霧化頭の沿面では、略中心から導出された塗料が、遠心力によって外方に向かう。すなわち、縁部に移動する。その後、塗料は、いわゆる液糸状態となって縁部から飛び出し、前記ハウジングから被塗装物に向かう方向に吐出されたエアによって微粒化されてミスト状（霧状）となるとともに、この状態で、前記エアに同伴されて被塗装物に向かって飛行する。すなわち、塗料が噴霧される。なお、塗料は電気的に負に帯電し、一方、被塗装物はアースされている。従って、塗料は、被塗装物に向かって飛行することが容易である。
【０００６】
最終的に、塗料は被塗装物に付着する。これにより、塗装がなされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１１８７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
任意の色の塗料から別色の塗料に切り替えて塗装を行う、いわゆる色替えを行うときには、色が混じり合うのを回避するべく、塗料が流動した経路を洗浄する必要がある。上記したような従来技術に係る塗装装置では、粘度が高い塗料や、洗浄することが容易ではない塗料の色替えに際し、場合によっては、回転霧化頭をハウジングから取り外して洗浄し、再取り付けを行うこともあるが、このような作業を行うことは煩雑である。
【０００９】
しかしながら、回転霧化頭に形成される塗料溜め空間に面した内壁や、塗料吐出孔を、回転霧化頭をハウジングから取り外すことなく洗浄することは困難である。このような理由から、回転霧化頭を取り外し、予め清掃済の新たな回転霧化頭に交換することを余儀なくされている。
【００１０】
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、洗浄を行う際に塗料噴霧部材を取り外さなくとも清掃を容易に行うことが可能な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】
【００１１】
前記の目的を達成するために、本発明は、被塗装物に塗料を噴霧して塗装を行うための塗装装置であって、
回転付勢手段によって回転動作するとともに、被塗装物に臨む沿面に供給された塗料を縁部から噴霧するための塗料噴霧部材と、
前記塗料噴霧部材に塗料を供給するための塗料供給手段と、
を有し、
前記塗料噴霧部材には、前記塗料供給手段を挿入して収容するための収容孔が形成され、
且つ前記収容孔の内壁と前記塗料供給手段との間に、前記塗料噴霧部材の沿面で開口したクリアランスが形成されていることを特徴とする。
【００１２】
洗浄剤を流通したのみでは塗料を十分に除去し得なかったときには、前記クリアランスに清浄用ブラシ等の清掃用具を挿入して清掃を行えばよい。このため、塗料噴霧部材を取り外さずとも、塗料噴霧部材及び塗料供給手段を容易に清掃することができる。
【００１３】
また、煩雑な取り外し・再取り付け作業を行う必要が特にないので、清掃作業の効率も向上する。
【００１４】
なお、この構成において、塗料供給口は、塗料供給手段における前記収容孔の内壁に臨む部位に複数個形成するようにすればよい。この場合、塗装を行う際、塗料は、回転する塗料噴霧部材の収容孔の内壁に対して供給され、該内壁に対して衝突する。塗料は、このときに剪断力を受け、その結果、粘性が低下する。
【００１５】
このように粘性が低下した塗料は、塗料噴霧部材の沿面を容易に流動するようになるので、該沿面を流動する塗料の膜の厚みが小さくなる。従って、沿面を流動した塗料が搬送用の気体（例えば、圧縮エア）によって塗粒となり拡散するとき、著しく微細化する。このため、塗着ムラが生じることや、塗膜の厚みにバラツキが生じることを回避することができる。これにより、高品質の塗膜を得ることが可能となる。
【００１６】
塗料供給口は、周方向に等角度で離間して配置するとともに、互いの開口面積を全て同一に設定することが好ましい。この場合、洗浄剤が各塗料供給口に均等に分配されるので、洗浄が均等に進行する。従って、塗料供給口に対する洗浄剤の分配量が不十分となることや、このために塗料が残留することを回避することができる。
【００１７】
また、塗料供給手段は、塗料供給管の他、ハブを含むようにして構成するようにしてもよい。
【００１８】
ところで、塗料噴霧部材の被塗装物に臨む沿面の縁部から塗料を噴霧する際、場合によっては、該沿面の中央近傍の大気が塗粒に巻き込まれることがある。この場合、負圧領域が発生して塗粒が引き寄せられ、対流が起こる懸念がある。仮にこのような事態が生じると、噴霧パターンが乱れたり、塗料供給管の先端部等に塗料が付着して汚損が発生したりする原因となる。
【００１９】
そこで、前記塗料噴霧部材の沿面に気体吐出口を開口させ、塗料を噴霧する際には、塗料噴霧部材の沿面の略中央から気体（例えば、圧縮エア）を排出することが好ましい。これにより、排出箇所の近傍に多量の気体が存在するようになる。このため、負圧領域が発生することが防止されるので、上記したような不具合が惹起されることを回避することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、塗料噴霧部材に形成された収容孔の内壁と、該収容孔に挿入・収容される塗料供給手段との間を所定間隔で離間させ、クリアランスを形成するようにしているので、該クリアランスに清掃用具を容易に挿入することが可能である。このため、塗料噴霧部材を取り外さずとも、前記収容孔の内壁や、塗料供給手段を容易に洗浄することができる。
【００２１】
従って、清掃効率が向上するので、例えば、任意の色の塗料による塗装を終えてから別色の塗料による塗装を開始するまでの時間を短縮することができる。すなわち、色替えを迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る塗装装置の要部概略断面図である。
【図２】前記塗装装置を構成する外管形成部材の全体概略斜視図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る塗装装置の要部概略断面図である。
【図４】前記塗装装置を構成するハブの全体概略斜視図である。
【図５】回転霧化頭に環状凹部が形成された塗装装置の要部概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る塗装装置につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明の第１実施形態に係る塗装装置１０の要部概略断面図である。この塗装装置１０は、例えば、図示しない多関節ロボットの先端アームに設けられる。多関節ロボットは、例えば、５軸又は６軸のロボットである。
【００２５】
塗装装置１０は、図示しないケーシングを有し、このケーシング内には、エアモータ１２と、該エアモータ１２の作用下に高速回転する回転軸１４とが収容されている。すなわち、エアモータ１２は、図示しない圧縮エア供給源から圧縮エアが供給されることにより、回転軸１４を高速回転させる回転付勢手段である。
【００２６】
この回転軸１４は、高電圧を発生する図示しない高電圧発生器に電気的に接続されている。従って、該回転軸１４の先端に設けられたベルカップ形の回転霧化頭１６（塗料噴霧部材）には、回転軸１４を介して負の高電圧が印加される。
【００２７】
また、回転軸１４は、両端部が開口した中空部材であり、その内部には、管部材１８（塗料供給管）が挿入されている。
【００２８】
この管部材１８は、固定支持部材２０を介して前記ケーシングに固定されている。従って、管部材１８が回転動作することはない。
【００２９】
管部材１８は、前記固定支持部材２０に支持された大径部２２と、Ｘ１方向側に位置して前記大径部２２よりも小径な小径部２４とを有する。この中の小径部２４は、Ｘ１方向端部がエア吐出口２６として開口された中空部であり、その大部分は、回転軸１４の開口から突出している。この突出した部位の外周壁には、外管形成部材２８（塗料供給管）が外嵌される。第１実施形態では、管部材１８及び外管形成部材２８の２つの塗料供給管が含まれるようにして、塗料供給手段が構成される。管部材１８が回転動作することはないので、外管形成部材２８も回転動作することはない。すなわち、塗料供給手段は非回転体である。
【００３０】
外管形成部材２８のＸ２方向端部には、小径部２４を挿入する大径な挿入口３０が形成される。その一方で、Ｘ１方向端部には、小径部２４のＸ１方向端部に形成されたエア吐出口２６に臨む開口３２が形成される。この開口３２の径は、小径部２４の外径に略一致する。また、開口３２（及びエア吐出口２６）の周囲は、テーパー状に拡径するテーパー面３４によって囲繞される。なお、挿入口３０は、開口３２（及びエア吐出口２６）に向かうにつれて縮径している。
【００３１】
外管形成部材２８には、さらに、挿入口３０に連通して外管形成部材２８の長手方向に延在する環状の連通路３６と、該連通路３６に連通する複数個の塗料吐出孔（塗料排出用通路）３８とが形成される。塗料吐出孔３８は、連通路３６に対して略直交する方向に延在し、図２に示すように、外管形成部材２８の外周壁で開口する。従って、複数個の塗料吐出孔３８は、外管形成部材２８の直径方向略中心から外周壁に向かって放射状に形成される。
【００３２】
塗料吐出孔３８同士は、外管形成部材２８の周方向に沿って互いに等間隔で離間していることが好ましく、さらに、全ての塗料吐出孔３８の孔径及び開口径、ひいては断面積及び開口面積は、互いに同一であることが好ましい。互いに等間隔で離間させ、且つ断面積及び開口面積を等しくすることにより、挿入口３０に導入された塗料が各塗料吐出孔３８に均等に分配される。従って、塗料が各塗料吐出孔３８から均等に導出される。
【００３３】
このように形成される外管形成部材２８の挿入口３０及び連通路３６の各内壁は、小径部２４の外周壁に対して所定の距離で離間している。すなわち、小径部２４の外周壁と外管形成部材２８の内壁との間にクリアランスが環状に形成される。従って、管部材１８の小径部２４が内管として機能する一方、その内壁が小径部２４の外周壁から離間した外管形成部材２８が外管として機能する。
【００３４】
一層詳細には、固定支持部材２０から管部材１８にかけて、エア通路４０及び塗料通路４２が形成されている。この中のエア通路４０は、小径部２４のＸ１方向端部まで延在して開口する。一方、塗料通路４２は、大径部２２と小径部２４の境界近傍で開口するとともに（図示せず）、前記挿入口３０に連通している。勿論、塗料通路４２の開口は外管形成部材２８に覆われており、従って、回転軸１４の内部に塗料が漏洩することはない。
【００３５】
また、塗料通路４２には図示しない塗料供給源（塗料充填用シリンダ等）及び洗浄液供給源が接続され、一方、エア通路４０には、圧縮エア供給源（工業用エアライン等）が接続される。
【００３６】
回転霧化頭１６のＸ２方向端部には、前記回転軸１４が係合される係合孔４４が形成され、Ｘ１方向端部には、係合孔４４に連通し且つＸ１方向からＸ２方向に向かうに従ってテーパー状に縮径する収容孔４６が形成される。外管形成部材２８における係合孔４４から突出した部位は、この収容孔４６に挿入される。従って、外管形成部材２８のＸ１方向端部が回転霧化頭１６に囲繞されるとともに、前記塗料吐出孔３８の開口（塗料供給口）が収容孔４６の内壁に臨む。
【００３７】
ここで、収容孔４６の内壁における塗料吐出孔３８の開口に対向する部位には、環状凹部４８が周回するように形成される。後述するように、塗料吐出孔３８の開口から吐出された塗料は、この環状凹部４８に一旦貯留される。
【００３８】
収容孔４６は、回転霧化頭１６に向かってテーパー状に拡開しながら延在し、該回転霧化頭１６の前端面である沿面５０で開口している。塗料吐出孔３８の開口から吐出された塗料は、収容孔４６の内壁を伝いながら、沿面５０に向かって流通する。すなわち、外管形成部材２８の外周壁と収容孔４６の内壁との間のクリアランスは塗料の流動路となる。以下、このクリアランスを塗料流通用間隙と表記し、その参照符号を５２とする。
【００３９】
沿面５０は、半径方向外方となるにつれて矢印Ｘ１方向側に向かうように若干傾斜している。回転軸１４が回転動作することに追従して回転霧化頭１６が回転動作すると、沿面５０を流動する塗料が遠心力によって薄膜化し、いわゆる液糸状態となる。
【００４０】
液糸状態となった塗料は、前記ケーシングに設けられたエア噴出口（図示せず）から吐出された圧縮エアによって霧状となり、この状態で、図示しない被塗装物に噴霧される。
【００４１】
第１実施形態に係る塗装装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果につき、塗装方法との関係で説明する。
【００４２】
被塗装物は、搬送ラインに沿って緩やかに移動し、図示しない塗装ブース内に搬入される。なお、被塗装物は予めアースされている。
【００４３】
このようにして被塗装物が塗装ブース内に搬入されると、多関節ロボットが適切な動作を営むことにより、塗装装置１０を前記被塗装物に対向するように移動させる。
【００４４】
この状態で、エアモータ１２が付勢されて回転軸１４が高速回転を開始する。従って、該回転軸１４に取り付けられた回転霧化頭１６も高速回転する。また、前記高電圧発生器が付勢され、回転霧化頭１６が負の帯電状態となる。さらに、前記エア噴出口から圧縮エアが吐出される。
【００４５】
次に、塗料供給源（塗料充填用シリンダ等）から塗料が送り出され、塗料通路４２を経て、外管形成部材２８の挿入口３０の内壁と管部材１８との間に導入される。塗料は、さらに、挿入口３０及び連通路３６を通過し、該連通路３６に連通する複数個の塗料吐出孔３８を流動する。塗料は、塗料吐出孔３８の開口（塗料供給口）から吐出される。
【００４６】
塗料吐出孔３８同士が外管形成部材２８の周方向に沿って互いに等間隔で離間しており、且つ塗料吐出孔３８の断面積及び開口面積同士が全て同一であると、上記したように塗料が塗料吐出孔３８の各々に均等に分配される。従って、塗料が各塗料吐出孔３８から均等に導出される。
【００４７】
吐出された塗料は、高速で回転している回転霧化頭１６に形成された収容孔４６に向かう。そして、収容孔４６の内壁に形成された環状凹部４８に一旦貯留される。すなわち、環状凹部４８は塗料溜まり部として機能する。環状凹部４８に貯留された塗料は、その後、該環状凹部４８から溢れた後、収容孔４６の内壁を伝いながら流動する。
【００４８】
環状凹部４８が存在しない場合、塗料吐出孔３８から吐出された塗料が収容孔４６の内壁から跳ね返り、該内壁を伝うことなくスピットとして落下する懸念がある。このような事態が生じると、塗膜不良が生じる原因となる。
【００４９】
これに対し、第１実施形態では、上記したように環状凹部４８に塗料を一時的に貯留するようにしているので、塗料は、該環状凹部４８から溢れた後に収容孔４６の内壁に沿って容易に流動する。このため、塗料がスピットとして落下することを回避することができる。
【００５０】
以上のように、塗料溜まり部である環状凹部４８に塗料を一旦貯留することにより、塗料が収容孔４６の内壁を伝わり易くなる。これにより、塗膜不良が生じることを回避することができる。
【００５１】
また、第１実施形態では、回転動作する回転霧化頭１６の収容孔４６の内壁（環状凹部４８の底壁）に対し、回転することなく静止した外管形成部材２８の塗料吐出孔３８の開口から供給された塗料が衝突する。塗料は、この衝突に際し、剪断力を受ける。その結果、塗料の粘性が低下する。
【００５２】
すなわち、塗料は、粘性が低下した状態で、収容孔４６から回転霧化頭１６の沿面５０に排出される。沿面５０に到達した塗料は、遠心力の作用によって、該沿面５０の直径方向外方（外周縁部）に向かって流動する。ここで、回転霧化頭１６が負の帯電状態となっているため、塗料は、上記のようにして収容孔４６の内壁及び沿面５０を流動する過程で、負に帯電する。
【００５３】
塗料は、沿面５０を外周縁部に向かって流動する過程で、遠心力によって薄膜化して液糸状態となる。上記したように塗料の粘性が低下しているため、該塗料が沿面５０に沿って容易に流動する。従って、液糸（塗料の薄膜）の厚みが小さくなる。
【００５４】
液糸は、前記エア噴出口から吐出された圧縮エアの作用下に塗粒となって拡散し、霧状態となる。液糸の厚みが小さいため、塗粒は、回転霧化頭１６の沿面５０で塗料供給管を開口させ、この開口から塗料を吐出する一般的な従来技術に係る塗装装置において形成される塗粒に比して著しく微細である。
【００５５】
この塗粒は、沿面５０の外周縁部から被塗装物に向かって噴霧される。上記したように被塗装物がアースされ、且つ塗料が負に帯電しているので、塗粒の大部分は被塗装物に引き寄せられながら飛行し、最終的に、被塗装物に塗着する。これにより、塗装が実施される。このときの塗粒の噴霧パターン、ひいては塗装パターンは、前記エア噴出口からの圧縮エアの吐出量を制御することにより調整される。
【００５６】
第１実施形態では、塗料が塗料吐出孔３８から吐出される際に剪断力を受けているので、塗粒が極めて微細なものとなっている。このため、塗着ムラが生じることや、塗膜の厚みにバラツキが生じることを回避することができる。これにより、塗膜の品質向上を図ることができる。
【００５７】
以上のようにして塗粒を噴霧する際、場合によっては、沿面５０の前端面略中央、すなわち、管部材１８のエア吐出口２６の近傍に、塗粒の噴霧流に大気が巻き込まれることに起因して負圧領域が発生し易くなることがある。仮に負圧領域が発生すると、該負圧領域に塗粒が引き寄せられて対流が起こるようになる。この対流は、噴霧パターンが乱れたり、塗粒が管部材１８（小径部２４）の先端部に付着することで汚損が発生したりする原因となる。
【００５８】
そこで、エア吐出口２６及び外管形成部材２８の開口３２を介してエアを吐出することが好ましい。このエアにより、エア吐出口２６の近傍に負圧領域が発生することが防止される。従って、上記したような不具合が惹起される懸念が払拭される。
【００５９】
塗粒の噴霧が終了した後、残留した塗料があればこれを排出し、洗浄を行う。すなわち、塗料供給源からの塗料の供給を停止し且つ図示しない塗料供給バルブを閉止するとともに、洗浄液供給源からの洗浄液の供給を開始し且つ図示しない洗浄液供給バルブを開く。これにより、塗料通路４２に洗浄液が流通し始める。
【００６０】
洗浄液は、塗料と同じ経路を流動する。すなわち、管部材１８から外管形成部材２８の挿入口３０及び連通路３６を経由し、塗料吐出孔３８に到達する。ここで、塗料吐出孔３８の断面積及び開口面積が全て等しいと、各塗料吐出孔３８に洗浄液が均等に分配される。従って、全ての塗料吐出孔３８を洗浄することが容易である。
【００６１】
塗料は、塗料吐出孔３８の開口から吐出された後、回転霧化頭１６の収容孔４６の内壁を伝って該回転霧化頭１６の沿面５０の前端面から導出される。
【００６２】
回転霧化頭１６は、塗装時と同様に回転させておくことが好ましい。この場合、遠心力によって洗浄剤が沿面５０の略全体に拡散するので、沿面５０の全体を効率よく洗浄することができるからである。
【００６３】
このように、外管形成部材２８の外周壁と収容孔４６の内壁との間に塗料流通用間隙５２、すなわち、クリアランスが形成されているので、外管形成部材２８の外周壁と収容孔４６の内壁を清掃することが容易である。しかも、この場合、回転霧化頭１６を取り外す必要も特にない。従って、洗浄を効率よく行うことができる。
【００６４】
次に、本発明の第２実施形態に係る塗装装置につき説明する。なお、第１実施形態に係る塗装装置１０と同一の構成要素に関しては同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。ただし、同一の構成要素であっても形状が相違するような場合等は必要に応じて別の参照符号を付し、説明することもある。
【００６５】
図３は、第２実施形態に係る塗装装置７０の要部概略断面図である。この塗装装置７０は、管部材１８の先端側にハブ７２を設けている点で第１実施形態に係る塗装装置１０と相違する。
【００６６】
塗装装置７０を構成する図示しないケーシング内には、エアモータ１２と回転軸１４が収容される。勿論、回転軸１４は、エアモータ１２の作用下に高速回転する。
【００６７】
中空の回転軸１４の内部には、固定支持部材２０を介して大径部２２が前記ケーシングに固定された管部材１８が挿入される。この場合、管部材１８の小径部２４は、その大部分が回転軸１４の開口から突出する。一方、外管形成部材７３はＸ１方向側に延在する小径先端部７４を有し、この小径先端部７４に、小径部２４における回転軸１４の開口から突出した一部が囲繞される。なお、残部は、小径先端部７４からさらに露呈する。
【００６８】
第２実施形態では、小径部２４の外周壁と、外管形成部材７３の小径先端部７４の内壁との間に形成される環状のクリアランスが連通路３６となる。すなわち、この場合、管部材１８の中空な小径部２４が内管として機能する一方、管部材１８との間に連通路３６を形成した小径先端部７４が外管として機能する。
【００６９】
小径部２４及び小径先端部７４には、前記ハブ７２が嵌着される。すなわち、ハブ７２には、その軸線方向に沿って延在する挿入孔７６が貫通形成され、この挿入孔７６に、小径部２４と外管形成部材７３の各先端部が嵌合されている。なお、ハブ７２は略円錐台形状をなし、且つＸ１方向からＸ２方向に向かうに従ってテーパー状に縮径する。
【００７０】
外管形成部材７３の小径先端部７４には、その周方向に沿って環状に隆起した係合凸部７８が形成されている。一方、ハブ７２の最も小径なＸ２方向端部には、その周方向に沿って環状に陥没した係合凹部８０が形成されており、前記係合凸部７８は、この係合凹部８０に係合する。この係合により、ハブ７２が外管形成部材７３に対して位置決め固定される。
【００７１】
ここで、ハブ７２の少なくとも係合凹部８０が形成された部位は、ゴムや樹脂等の弾性材料からなる。従って、この部位は、挿入孔７６に係合凸部７８を通す際に容易に弾性変形（拡開）し、係合凸部７８と係合凹部８０との位置が合致したときには、その弾性復元力によって元の形状に戻る。これにより、係合凸部７８と係合凹部８０が互いに係合する。
【００７２】
第１実施形態と同様に、管部材１８が回転動作することはない。従って、外管形成部材７３及びハブ７２も回転動作することはない。
【００７３】
図４に示すように、ハブ７２には、挿入孔７６の直径方向略中心から外壁に向かって延在する複数個の塗料吐出孔（塗料供給用通路）８２が放射状に形成される。外管形成部材７３の先端に設けられた開口は、この塗料吐出孔８２に臨む。換言すれば、小径部２４の外周壁と小径先端部７４の内壁との間に形成された連通路３６は、塗料吐出孔８２に連通して該塗料吐出孔８２に塗料を送る塗料通路４２として機能する。
【００７４】
塗料吐出孔８２は、ハブ７２の側壁で開口している。この開口が、塗料供給口として機能する。この場合も、上記した理由から、塗料吐出孔８２同士がハブ７２の周方向に沿って互いに等間隔で離間しており、且つ塗料吐出孔８２の断面積及び開口面積が全て同一であることが好ましい。
【００７５】
また、小径部２４に形成されたエア通路４０は、ハブ７２の前端面で開口している（図３参照）。換言すれば、エア通路４０の開口と挿入孔７６の開口の位置は、互いに合致している。
【００７６】
回転霧化頭１６のＸ２方向端部には、回転軸１４が係合される係合孔４４が形成され、Ｘ１方向端部には、係合孔４４に連通し且つＸ１方向からＸ２方向に向かうに従ってテーパー状に縮径する収容孔４６が形成される。ハブ７２は、この収容孔４６に収容されている。従って、ハブ７２が回転霧化頭１６に囲繞されるとともに、ハブ７２に形成された塗料供給口（塗料吐出孔８２の開口）は収容孔４６の内壁に臨む。
【００７７】
ハブ７２の外壁と、収容孔４６の内壁との間には、環状の塗料流通用間隙８４が形成される。この塗料流通用間隙８４は、回転霧化頭１６に向かって延在し、該回転霧化頭１６の前端面である沿面５０で開口している。塗料吐出孔８２の開口（塗料供給口）から吐出された塗料は、収容孔４６の内壁を伝いながら、沿面５０に向かって流通する。すなわち、塗料流通用間隙８４は、塗料が流通する塗料流動路である。
【００７８】
以上から諒解されるように、第２実施形態では、管部材１８、外管形成部材７３及びハブ７２が塗料供給手段を構成する。
【００７９】
次に、第２実施形態に係る塗装装置７０の作用効果につき、塗装方法との関係で説明する。
【００８０】
塗装に際しては、第１実施形態と同様に、搬送ラインに沿って緩やかに移動して塗装ブース内に搬入された被塗装物に塗装装置７０が対向するように、多関節ロボットが適切な動作を営む。さらに、エアモータ１２が付勢されて回転軸１４が高速回転を開始すること、及び高電圧発生器が付勢されることに伴い、回転霧化頭１６が高速回転するとともに負の帯電状態となる。また、エア噴出口から圧縮エアが吐出される。
【００８１】
次に、塗料供給源（塗料充填用シリンダ等）から塗料が送り出され、塗料通路４２を経て、外管形成部材７３の挿入口３０の内壁と管部材１８との間に導入される。塗料は、さらに、挿入口３０及び連通路３６を通過し、ハブ７２に形成された塗料吐出孔８２に流動した後、該塗料吐出孔８２の開口（塗料供給口）から吐出される。塗料吐出孔８２同士がハブ７２の周方向に沿って互いに等間隔で離間しており、且つ塗料吐出孔８２の断面積及び開口面積同士が全て同一であると、塗料が塗料吐出孔８２の各々に均等に分配され、塗料吐出孔８２の開口から均等に導出される。
【００８２】
回転することなく静止したハブ７２の塗料吐出孔８２から吐出された塗料は、高速で回転している回転霧化頭１６に形成された収容孔４６の内壁に衝突する。従って、この場合も塗料が剪断力を受け、その結果、該塗料の粘性が低下する。
【００８３】
粘性が低下した塗料は、遠心力の作用によって収容孔４６の内壁を伝いながら、ハブ７２の側壁と収容孔４６の内壁とで形成される塗料流通用間隙８４内を、沿面５０側に向かって移動する。塗料は、その後、沿面５０に形成された開口から導出される。
【００８４】
以降は第１実施形態と同様にして、被塗装物に対する塗装が施される。塗料が剪断力を受けてその粘性が低下しているので、回転霧化頭１６の沿面５０を流動する液糸の厚みが十分に小さくなり、このため、沿面５０の外周縁部から飛び出す塗粒が著しく微細なものとなる。従って、塗着ムラが生じることや、塗膜の厚みにバラツキが生じることを回避することができるので、塗装品質の向上を図ることができる。
【００８５】
勿論、第１実施形態と同様に、塗粒を噴霧する間、エア吐出口２６、及びハブ７２の前端面の開口を介してエアを吐出するようにしてもよい。このエアにより、エア吐出口２６の近傍、換言すれば、沿面５０の前面略中央に負圧領域が発生することが防止される。従って、塗粒の対流が生じることが回避され、その結果、噴霧パターンが乱れたり、塗粒が管部材１８（小径部２４）の先端部に付着したりすることが回避される。
【００８６】
洗浄についても、第１実施形態と同様に行うようにすればよい。すなわち、塗料供給源からの塗料の供給を停止し且つ図示しない塗料供給バルブを閉止するとともに、洗浄液供給源からの洗浄液の供給を開始し且つ図示しない洗浄液供給バルブを開く。これにより、塗料通路４２、外管形成部材７３の挿入口３０、連通路３６、塗料吐出孔８２に洗浄液が流通する。塗料吐出孔８２の断面積及び開口面積が全て等しい場合、各塗料吐出孔８２に洗浄液が均等に分配されるので、全ての塗料吐出孔８２を洗浄することが容易である。
【００８７】
塗料は、塗料吐出孔８２から吐出された後、塗料流通用間隙８４に沿って、回転霧化頭１６の収容孔４６の内壁を伝って該回転霧化頭１６の沿面５０の前端面から導出される。なお、回転霧化頭１６を回転させておくと、遠心力によって洗浄剤が沿面５０の略全体に拡散するので、沿面５０の全体を効率よく洗浄することができる。
【００８８】
洗浄液を流通させたのみでは、ハブ７２の外壁や収容孔４６の内壁が十分に清浄化されない場合には、塗料流通用間隙８４に清掃用ブラシ等を挿入して清掃を行うようにしてもよい。このように、第２実施形態では、ハブ７２の外壁と収容孔４６の内壁との間に塗料流通用間隙８４、すなわち、クリアランスを形成するようにしているので、ハブ７２の外壁と収容孔４６の内壁を清掃することが容易である。
【００８９】
場合によっては、ハブ７２を取り外して洗浄を行うようにしてもよい。上記したように、ハブ７２の少なくとも係合凹部８０が形成された部位がゴムや樹脂等の弾性材料からなるので、ハブ７２を取り外す際、この部位が容易に弾性変形（拡開）する。従って、ハブ７２を容易に取り外すことができる。勿論、上記したように、ハブ７２を取り付ける際に係合凸部７８と係合凹部８０を互いに係合させることも容易である。
【００９０】
このように、第２実施形態においても回転霧化頭１６を取り外す必要が特にない。従って、洗浄を効率よく行うことができる。
【００９１】
以上のように洗浄が容易である塗装装置１０、７０は、任意の色の塗料を噴霧した後、いわゆる色替えを行って別色の塗料を噴霧する際に特に有利である。
【００９２】
本発明は、上記した第１実施形態及び第２実施形態に特に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。
【００９３】
例えば、第２実施形態においても、図５に示すように、塗料吐出孔８２の開口に対向する収容孔４６の内壁に、塗料溜まり部として機能する環状凹部９０を形成するようにしてもよい。また、第１実施形態において、環状凹部４８を形成することなく回転霧化頭１６を構成するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００９４】
１０、７０…塗装装置 １２…エアモータ
１４…回転軸 １６…回転霧化頭
１８…管部材 ２６…エア吐出口
２８、７３…外管形成部材 ３０…挿入口
３６…連通路 ３８、８２…塗料吐出孔
４０…エア通路 ４２…塗料通路
４４…係合孔 ４６…収容孔
４８、９０…環状凹部 ５０…沿面
５２、８４…塗料流通用間隙 ７２…ハブ
７８…係合凸部 ８０…係合凹部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被塗装物に対して塗料を噴霧することで塗装を行う塗装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のボディをはじめとする被塗装物を塗装するための塗装装置として、回転霧化式のものが広汎に用いられるに至っている。
【０００３】
回転霧化式の塗装装置は、ハウジングと、該ハウジングから露呈した塗料噴霧部材としての回転霧化頭とを有する（例えば、特許文献１参照）。ハウジングの内部には、前記回転霧化頭を回転させるための回転軸が収容されるとともに、該回転軸に、前記回転霧化頭に塗料を供給するための塗料供給通路が形成される。塗料供給通路は、回転霧化頭の沿面の前端面略中心で開口している。
【０００４】
塗装を行う際には、エアモータ等の回転付勢手段の作用下に回転軸が回転動作を開始し、これに伴って回転霧化頭が回転動作を行う。そして、次に、塗料供給源から供給された塗料が、前記塗料供給通路を介して前記回転霧化頭の沿面に送られる。
【０００５】
回転霧化頭の沿面では、略中心から導出された塗料が、遠心力によって外方に向かう。すなわち、縁部に移動する。その後、塗料は、いわゆる液糸状態となって縁部から飛び出し、前記ハウジングから被塗装物に向かう方向に吐出されたエアによって微粒化されてミスト状（霧状）となるとともに、この状態で、前記エアに同伴されて被塗装物に向かって飛行する。すなわち、塗料が噴霧される。なお、塗料は電気的に負に帯電し、一方、被塗装物はアースされている。従って、塗料は、被塗装物に向かって飛行することが容易である。
【０００６】
最終的に、塗料は被塗装物に付着する。これにより、塗装がなされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１１８７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
任意の色の塗料から別色の塗料に切り替えて塗装を行う、いわゆる色替えを行うときには、色が混じり合うのを回避するべく、塗料が流動した経路を洗浄する必要がある。上記したような従来技術に係る塗装装置では、粘度が高い塗料や、洗浄することが容易ではない塗料の色替えに際し、場合によっては、回転霧化頭をハウジングから取り外して洗浄し、再取り付けを行うこともあるが、このような作業を行うことは煩雑である。
【０００９】
しかしながら、回転霧化頭に形成される塗料溜め空間に面した内壁や、塗料吐出孔を、回転霧化頭をハウジングから取り外すことなく洗浄することは困難である。このような理由から、回転霧化頭を取り外し、予め清掃済の新たな回転霧化頭に交換することを余儀なくされている。
【００１０】
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、洗浄を行う際に塗料噴霧部材を取り外さなくとも清掃を容易に行うことが可能な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】
【００１１】
前記の目的を達成するために、本発明は、被塗装物に塗料を噴霧して塗装を行うための塗装装置であって、
回転付勢手段によって回転動作するとともに、被塗装物に臨む沿面に供給された塗料を縁部から噴霧するための塗料噴霧部材と、
前記塗料噴霧部材に塗料を供給するための塗料供給手段と、
を有し、
前記塗料噴霧部材には、前記塗料供給手段を挿入して収容するための収容孔が形成され、
且つ前記収容孔の内壁と前記塗料供給手段との間に、前記塗料噴霧部材の沿面で開口したクリアランスが形成されていることを特徴とする。
【００１２】
洗浄剤を流通したのみでは塗料を十分に除去し得なかったときには、前記クリアランスに清浄用ブラシ等の清掃用具を挿入して清掃を行えばよい。このため、塗料噴霧部材を取り外さずとも、塗料噴霧部材及び塗料供給手段を容易に清掃することができる。
【００１３】
また、煩雑な取り外し・再取り付け作業を行う必要が特にないので、清掃作業の効率も向上する。
【００１４】
なお、この構成において、塗料供給口は、塗料供給手段における前記収容孔の内壁に臨む部位に複数個形成するようにすればよい。この場合、塗装を行う際、塗料は、回転する塗料噴霧部材の収容孔の内壁に対して供給され、該内壁に対して衝突する。塗料は、このときに剪断力を受け、その結果、粘性が低下する。
【００１５】
このように粘性が低下した塗料は、塗料噴霧部材の沿面を容易に流動するようになるので、該沿面を流動する塗料の膜の厚みが小さくなる。従って、沿面を流動した塗料が搬送用の気体（例えば、圧縮エア）によって塗粒となり拡散するとき、著しく微細化する。このため、塗着ムラが生じることや、塗膜の厚みにバラツキが生じることを回避することができる。これにより、高品質の塗膜を得ることが可能となる。
【００１６】
塗料供給口は、周方向に等角度で離間して配置するとともに、互いの開口面積を全て同一に設定することが好ましい。この場合、洗浄剤が各塗料供給口に均等に分配されるので、洗浄が均等に進行する。従って、塗料供給口に対する洗浄剤の分配量が不十分となることや、このために塗料が残留することを回避することができる。
【００１７】
また、塗料供給手段は、塗料供給管の他、ハブを含むようにして構成するようにしてもよい。
【００１８】
ところで、塗料噴霧部材の被塗装物に臨む沿面の縁部から塗料を噴霧する際、場合によっては、該沿面の中央近傍の大気が塗粒に巻き込まれることがある。この場合、負圧領域が発生して塗粒が引き寄せられ、対流が起こる懸念がある。仮にこのような事態が生じると、噴霧パターンが乱れたり、塗料供給管の先端部等に塗料が付着して汚損が発生したりする原因となる。
【００１９】
そこで、前記塗料噴霧部材の沿面に気体吐出口を開口させ、塗料を噴霧する際には、塗料噴霧部材の沿面の略中央から気体（例えば、圧縮エア）を排出することが好ましい。これにより、排出箇所の近傍に多量の気体が存在するようになる。このため、負圧領域が発生することが防止されるので、上記したような不具合が惹起されることを回避することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、塗料噴霧部材に形成された収容孔の内壁と、該収容孔に挿入・収容される塗料供給手段との間を所定間隔で離間させ、クリアランスを形成するようにしているので、該クリアランスに清掃用具を容易に挿入することが可能である。このため、塗料噴霧部材を取り外さずとも、前記収容孔の内壁や、塗料供給手段を容易に洗浄することができる。
【００２１】
従って、清掃効率が向上するので、例えば、任意の色の塗料による塗装を終えてから別色の塗料による塗装を開始するまでの時間を短縮することができる。すなわち、色替えを迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る塗装装置の要部概略断面図である。
【図２】前記塗装装置を構成する外管形成部材の全体概略斜視図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る塗装装置の要部概略断面図である。
【図４】前記塗装装置を構成するハブの全体概略斜視図である。
【図５】回転霧化頭に環状凹部が形成された塗装装置の要部概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る塗装装置につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明の第１実施形態に係る塗装装置１０の要部概略断面図である。この塗装装置１０は、例えば、図示しない多関節ロボットの先端アームに設けられる。多関節ロボットは、例えば、５軸又は６軸のロボットである。
【００２５】
塗装装置１０は、図示しないケーシングを有し、このケーシング内には、エアモータ１２と、該エアモータ１２の作用下に高速回転する回転軸１４とが収容されている。すなわち、エアモータ１２は、図示しない圧縮エア供給源から圧縮エアが供給されることにより、回転軸１４を高速回転させる回転付勢手段である。
【００２６】
この回転軸１４は、高電圧を発生する図示しない高電圧発生器に電気的に接続されている。従って、該回転軸１４の先端に設けられたベルカップ形の回転霧化頭１６（塗料噴霧部材）には、回転軸１４を介して負の高電圧が印加される。
【００２７】
また、回転軸１４は、両端部が開口した中空部材であり、その内部には、管部材１８（塗料供給管）が挿入されている。
【００２８】
この管部材１８は、固定支持部材２０を介して前記ケーシングに固定されている。従って、管部材１８が回転動作することはない。
【００２９】
管部材１８は、前記固定支持部材２０に支持された大径部２２と、Ｘ１方向側に位置して前記大径部２２よりも小径な小径部２４とを有する。この中の小径部２４は、Ｘ１方向端部がエア吐出口２６として開口された中空部であり、その大部分は、回転軸１４の開口から突出している。この突出した部位の外周壁には、外管形成部材２８（塗料供給管）が外嵌される。第１実施形態では、管部材１８及び外管形成部材２８の２つの塗料供給管が含まれるようにして、塗料供給手段が構成される。管部材１８が回転動作することはないので、外管形成部材２８も回転動作することはない。すなわち、塗料供給手段は非回転体である。
【００３０】
外管形成部材２８のＸ２方向端部には、小径部２４を挿入する大径な挿入口３０が形成される。その一方で、Ｘ１方向端部には、小径部２４のＸ１方向端部に形成されたエア吐出口２６に臨む開口３２が形成される。この開口３２の径は、小径部２４の外径に略一致する。また、開口３２（及びエア吐出口２６）の周囲は、テーパー状に拡径するテーパー面３４によって囲繞される。なお、挿入口３０は、開口３２（及びエア吐出口２６）に向かうにつれて縮径している。
【００３１】
外管形成部材２８には、さらに、挿入口３０に連通して外管形成部材２８の長手方向に延在する環状の連通路３６と、該連通路３６に連通する複数個の塗料吐出孔（塗料排出用通路）３８とが形成される。塗料吐出孔３８は、連通路３６に対して略直交する方向に延在し、図２に示すように、外管形成部材２８の外周壁で開口する。従って、複数個の塗料吐出孔３８は、外管形成部材２８の直径方向略中心から外周壁に向かって放射状に形成される。
【００３２】
塗料吐出孔３８同士は、外管形成部材２８の周方向に沿って互いに等間隔で離間していることが好ましく、さらに、全ての塗料吐出孔３８の孔径及び開口径、ひいては断面積及び開口面積は、互いに同一であることが好ましい。互いに等間隔で離間させ、且つ断面積及び開口面積を等しくすることにより、挿入口３０に導入された塗料が各塗料吐出孔３８に均等に分配される。従って、塗料が各塗料吐出孔３８から均等に導出される。
【００３３】
このように形成される外管形成部材２８の挿入口３０及び連通路３６の各内壁は、小径部２４の外周壁に対して所定の距離で離間している。すなわち、小径部２４の外周壁と外管形成部材２８の内壁との間にクリアランスが環状に形成される。従って、管部材１８の小径部２４が内管として機能する一方、その内壁が小径部２４の外周壁から離間した外管形成部材２８が外管として機能する。
【００３４】
一層詳細には、固定支持部材２０から管部材１８にかけて、エア通路４０及び塗料通路４２が形成されている。この中のエア通路４０は、小径部２４のＸ１方向端部まで延在して開口する。一方、塗料通路４２は、大径部２２と小径部２４の境界近傍で開口するとともに（図示せず）、前記挿入口３０に連通している。勿論、塗料通路４２の開口は外管形成部材２８に覆われており、従って、回転軸１４の内部に塗料が漏洩することはない。
【００３５】
また、塗料通路４２には図示しない塗料供給源（塗料充填用シリンダ等）及び洗浄液供給源が接続され、一方、エア通路４０には、圧縮エア供給源（工業用エアライン等）が接続される。
【００３６】
回転霧化頭１６のＸ２方向端部には、前記回転軸１４が係合される係合孔４４が形成され、Ｘ１方向端部には、係合孔４４に連通し且つＸ１方向からＸ２方向に向かうに従ってテーパー状に縮径する収容孔４６が形成される。外管形成部材２８における係合孔４４から突出した部位は、この収容孔４６に挿入される。従って、外管形成部材２８のＸ１方向端部が回転霧化頭１６に囲繞されるとともに、前記塗料吐出孔３８の開口（塗料供給口）が収容孔４６の内壁に臨む。
【００３７】
ここで、収容孔４６の内壁における塗料吐出孔３８の開口に対向する部位には、環状凹部４８が周回するように形成される。後述するように、塗料吐出孔３８の開口から吐出された塗料は、この環状凹部４８に一旦貯留される。
【００３８】
収容孔４６は、回転霧化頭１６に向かってテーパー状に拡開しながら延在し、該回転霧化頭１６の前端面である沿面５０で開口している。塗料吐出孔３８の開口から吐出された塗料は、収容孔４６の内壁を伝いながら、沿面５０に向かって流通する。すなわち、外管形成部材２８の外周壁と収容孔４６の内壁との間のクリアランスは塗料の流動路となる。以下、このクリアランスを塗料流通用間隙と表記し、その参照符号を５２とする。
【００３９】
沿面５０は、半径方向外方となるにつれて矢印Ｘ１方向側に向かうように若干傾斜している。回転軸１４が回転動作することに追従して回転霧化頭１６が回転動作すると、沿面５０を流動する塗料が遠心力によって薄膜化し、いわゆる液糸状態となる。
【００４０】
液糸状態となった塗料は、前記ケーシングに設けられたエア噴出口（図示せず）から吐出された圧縮エアによって霧状となり、この状態で、図示しない被塗装物に噴霧される。
【００４１】
第１実施形態に係る塗装装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果につき、塗装方法との関係で説明する。
【００４２】
被塗装物は、搬送ラインに沿って緩やかに移動し、図示しない塗装ブース内に搬入される。なお、被塗装物は予めアースされている。
【００４３】
このようにして被塗装物が塗装ブース内に搬入されると、多関節ロボットが適切な動作を営むことにより、塗装装置１０を前記被塗装物に対向するように移動させる。
【００４４】
この状態で、エアモータ１２が付勢されて回転軸１４が高速回転を開始する。従って、該回転軸１４に取り付けられた回転霧化頭１６も高速回転する。また、前記高電圧発生器が付勢され、回転霧化頭１６が負の帯電状態となる。さらに、前記エア噴出口から圧縮エアが吐出される。
【００４５】
次に、塗料供給源（塗料充填用シリンダ等）から塗料が送り出され、塗料通路４２を経て、外管形成部材２８の挿入口３０の内壁と管部材１８との間に導入される。塗料は、さらに、挿入口３０及び連通路３６を通過し、該連通路３６に連通する複数個の塗料吐出孔３８を流動する。塗料は、塗料吐出孔３８の開口（塗料供給口）から吐出される。
【００４６】
塗料吐出孔３８同士が外管形成部材２８の周方向に沿って互いに等間隔で離間しており、且つ塗料吐出孔３８の断面積及び開口面積同士が全て同一であると、上記したように塗料が塗料吐出孔３８の各々に均等に分配される。従って、塗料が各塗料吐出孔３８から均等に導出される。
【００４７】
吐出された塗料は、高速で回転している回転霧化頭１６に形成された収容孔４６に向かう。そして、収容孔４６の内壁に形成された環状凹部４８に一旦貯留される。すなわち、環状凹部４８は塗料溜まり部として機能する。環状凹部４８に貯留された塗料は、その後、該環状凹部４８から溢れた後、収容孔４６の内壁を伝いながら流動する。
【００４８】
環状凹部４８が存在しない場合、塗料吐出孔３８から吐出された塗料が収容孔４６の内壁から跳ね返り、該内壁を伝うことなくスピットとして落下する懸念がある。このような事態が生じると、塗膜不良が生じる原因となる。
【００４９】
これに対し、第１実施形態では、上記したように環状凹部４８に塗料を一時的に貯留するようにしているので、塗料は、該環状凹部４８から溢れた後に収容孔４６の内壁に沿って容易に流動する。このため、塗料がスピットとして落下することを回避することができる。
【００５０】
以上のように、塗料溜まり部である環状凹部４８に塗料を一旦貯留することにより、塗料が収容孔４６の内壁を伝わり易くなる。これにより、塗膜不良が生じることを回避することができる。
【００５１】
また、第１実施形態では、回転動作する回転霧化頭１６の収容孔４６の内壁（環状凹部４８の底壁）に対し、回転することなく静止した外管形成部材２８の塗料吐出孔３８の開口から供給された塗料が衝突する。塗料は、この衝突に際し、剪断力を受ける。その結果、塗料の粘性が低下する。
【００５２】
すなわち、塗料は、粘性が低下した状態で、収容孔４６から回転霧化頭１６の沿面５０に排出される。沿面５０に到達した塗料は、遠心力の作用によって、該沿面５０の直径方向外方（外周縁部）に向かって流動する。ここで、回転霧化頭１６が負の帯電状態となっているため、塗料は、上記のようにして収容孔４６の内壁及び沿面５０を流動する過程で、負に帯電する。
【００５３】
塗料は、沿面５０を外周縁部に向かって流動する過程で、遠心力によって薄膜化して液糸状態となる。上記したように塗料の粘性が低下しているため、該塗料が沿面５０に沿って容易に流動する。従って、液糸（塗料の薄膜）の厚みが小さくなる。
【００５４】
液糸は、前記エア噴出口から吐出された圧縮エアの作用下に塗粒となって拡散し、霧状態となる。液糸の厚みが小さいため、塗粒は、回転霧化頭１６の沿面５０で塗料供給管を開口させ、この開口から塗料を吐出する一般的な従来技術に係る塗装装置において形成される塗粒に比して著しく微細である。
【００５５】
この塗粒は、沿面５０の外周縁部から被塗装物に向かって噴霧される。上記したように被塗装物がアースされ、且つ塗料が負に帯電しているので、塗粒の大部分は被塗装物に引き寄せられながら飛行し、最終的に、被塗装物に塗着する。これにより、塗装が実施される。このときの塗粒の噴霧パターン、ひいては塗装パターンは、前記エア噴出口からの圧縮エアの吐出量を制御することにより調整される。
【００５６】
第１実施形態では、塗料が塗料吐出孔３８から吐出される際に剪断力を受けているので、塗粒が極めて微細なものとなっている。このため、塗着ムラが生じることや、塗膜の厚みにバラツキが生じることを回避することができる。これにより、塗膜の品質向上を図ることができる。
【００５７】
以上のようにして塗粒を噴霧する際、場合によっては、沿面５０の前端面略中央、すなわち、管部材１８のエア吐出口２６の近傍に、塗粒の噴霧流に大気が巻き込まれることに起因して負圧領域が発生し易くなることがある。仮に負圧領域が発生すると、該負圧領域に塗粒が引き寄せられて対流が起こるようになる。この対流は、噴霧パターンが乱れたり、塗粒が管部材１８（小径部２４）の先端部に付着することで汚損が発生したりする原因となる。
【００５８】
そこで、エア吐出口２６及び外管形成部材２８の開口３２を介してエアを吐出することが好ましい。このエアにより、エア吐出口２６の近傍に負圧領域が発生することが防止される。従って、上記したような不具合が惹起される懸念が払拭される。
【００５９】
塗粒の噴霧が終了した後、残留した塗料があればこれを排出し、洗浄を行う。すなわち、塗料供給源からの塗料の供給を停止し且つ図示しない塗料供給バルブを閉止するとともに、洗浄液供給源からの洗浄液の供給を開始し且つ図示しない洗浄液供給バルブを開く。これにより、塗料通路４２に洗浄液が流通し始める。
【００６０】
洗浄液は、塗料と同じ経路を流動する。すなわち、管部材１８から外管形成部材２８の挿入口３０及び連通路３６を経由し、塗料吐出孔３８に到達する。ここで、塗料吐出孔３８の断面積及び開口面積が全て等しいと、各塗料吐出孔３８に洗浄液が均等に分配される。従って、全ての塗料吐出孔３８を洗浄することが容易である。
【００６１】
塗料は、塗料吐出孔３８の開口から吐出された後、回転霧化頭１６の収容孔４６の内壁を伝って該回転霧化頭１６の沿面５０の前端面から導出される。
【００６２】
回転霧化頭１６は、塗装時と同様に回転させておくことが好ましい。この場合、遠心力によって洗浄剤が沿面５０の略全体に拡散するので、沿面５０の全体を効率よく洗浄することができるからである。
【００６３】
このように、外管形成部材２８の外周壁と収容孔４６の内壁との間に塗料流通用間隙５２、すなわち、クリアランスが形成されているので、外管形成部材２８の外周壁と収容孔４６の内壁を清掃することが容易である。しかも、この場合、回転霧化頭１６を取り外す必要も特にない。従って、洗浄を効率よく行うことができる。
【００６４】
次に、本発明の第２実施形態に係る塗装装置につき説明する。なお、第１実施形態に係る塗装装置１０と同一の構成要素に関しては同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。ただし、同一の構成要素であっても形状が相違するような場合等は必要に応じて別の参照符号を付し、説明することもある。
【００６５】
図３は、第２実施形態に係る塗装装置７０の要部概略断面図である。この塗装装置７０は、管部材１８の先端側にハブ７２を設けている点で第１実施形態に係る塗装装置１０と相違する。
【００６６】
塗装装置７０を構成する図示しないケーシング内には、エアモータ１２と回転軸１４が収容される。勿論、回転軸１４は、エアモータ１２の作用下に高速回転する。
【００６７】
中空の回転軸１４の内部には、固定支持部材２０を介して大径部２２が前記ケーシングに固定された管部材１８が挿入される。この場合、管部材１８の小径部２４は、その大部分が回転軸１４の開口から突出する。一方、外管形成部材７３はＸ１方向側に延在する小径先端部７４を有し、この小径先端部７４に、小径部２４における回転軸１４の開口から突出した一部が囲繞される。なお、残部は、小径先端部７４からさらに露呈する。
【００６８】
第２実施形態では、小径部２４の外周壁と、外管形成部材７３の小径先端部７４の内壁との間に形成される環状のクリアランスが連通路３６となる。すなわち、この場合、管部材１８の中空な小径部２４が内管として機能する一方、管部材１８との間に連通路３６を形成した小径先端部７４が外管として機能する。
【００６９】
小径部２４及び小径先端部７４には、前記ハブ７２が嵌着される。すなわち、ハブ７２には、その軸線方向に沿って延在する挿入孔７６が貫通形成され、この挿入孔７６に、小径部２４と外管形成部材７３の各先端部が嵌合されている。なお、ハブ７２は略円錐台形状をなし、且つＸ１方向からＸ２方向に向かうに従ってテーパー状に縮径する。
【００７０】
外管形成部材７３の小径先端部７４には、その周方向に沿って環状に隆起した係合凸部７８が形成されている。一方、ハブ７２の最も小径なＸ２方向端部には、その周方向に沿って環状に陥没した係合凹部８０が形成されており、前記係合凸部７８は、この係合凹部８０に係合する。この係合により、ハブ７２が外管形成部材７３に対して位置決め固定される。
【００７１】
ここで、ハブ７２の少なくとも係合凹部８０が形成された部位は、ゴムや樹脂等の弾性材料からなる。従って、この部位は、挿入孔７６に係合凸部７８を通す際に容易に弾性変形（拡開）し、係合凸部７８と係合凹部８０との位置が合致したときには、その弾性復元力によって元の形状に戻る。これにより、係合凸部７８と係合凹部８０が互いに係合する。
【００７２】
第１実施形態と同様に、管部材１８が回転動作することはない。従って、外管形成部材７３及びハブ７２も回転動作することはない。
【００７３】
図４に示すように、ハブ７２には、挿入孔７６の直径方向略中心から外壁に向かって延在する複数個の塗料吐出孔（塗料供給用通路）８２が放射状に形成される。外管形成部材７３の先端に設けられた開口は、この塗料吐出孔８２に臨む。換言すれば、小径部２４の外周壁と小径先端部７４の内壁との間に形成された連通路３６は、塗料吐出孔８２に連通して該塗料吐出孔８２に塗料を送る塗料通路４２として機能する。
【００７４】
塗料吐出孔８２は、ハブ７２の側壁で開口している。この開口が、塗料供給口として機能する。この場合も、上記した理由から、塗料吐出孔８２同士がハブ７２の周方向に沿って互いに等間隔で離間しており、且つ塗料吐出孔８２の断面積及び開口面積が全て同一であることが好ましい。
【００７５】
また、小径部２４に形成されたエア通路４０は、ハブ７２の前端面で開口している（図３参照）。換言すれば、エア通路４０の開口と挿入孔７６の開口の位置は、互いに合致している。
【００７６】
回転霧化頭１６のＸ２方向端部には、回転軸１４が係合される係合孔４４が形成され、Ｘ１方向端部には、係合孔４４に連通し且つＸ１方向からＸ２方向に向かうに従ってテーパー状に縮径する収容孔４６が形成される。ハブ７２は、この収容孔４６に収容されている。従って、ハブ７２が回転霧化頭１６に囲繞されるとともに、ハブ７２に形成された塗料供給口（塗料吐出孔８２の開口）は収容孔４６の内壁に臨む。
【００７７】
ハブ７２の外壁と、収容孔４６の内壁との間には、環状の塗料流通用間隙８４が形成される。この塗料流通用間隙８４は、回転霧化頭１６に向かって延在し、該回転霧化頭１６の前端面である沿面５０で開口している。塗料吐出孔８２の開口（塗料供給口）から吐出された塗料は、収容孔４６の内壁を伝いながら、沿面５０に向かって流通する。すなわち、塗料流通用間隙８４は、塗料が流通する塗料流動路である。
【００７８】
以上から諒解されるように、第２実施形態では、管部材１８、外管形成部材７３及びハブ７２が塗料供給手段を構成する。
【００７９】
次に、第２実施形態に係る塗装装置７０の作用効果につき、塗装方法との関係で説明する。
【００８０】
塗装に際しては、第１実施形態と同様に、搬送ラインに沿って緩やかに移動して塗装ブース内に搬入された被塗装物に塗装装置７０が対向するように、多関節ロボットが適切な動作を営む。さらに、エアモータ１２が付勢されて回転軸１４が高速回転を開始すること、及び高電圧発生器が付勢されることに伴い、回転霧化頭１６が高速回転するとともに負の帯電状態となる。また、エア噴出口から圧縮エアが吐出される。
【００８１】
次に、塗料供給源（塗料充填用シリンダ等）から塗料が送り出され、塗料通路４２を経て、外管形成部材７３の挿入口３０の内壁と管部材１８との間に導入される。塗料は、さらに、挿入口３０及び連通路３６を通過し、ハブ７２に形成された塗料吐出孔８２に流動した後、該塗料吐出孔８２の開口（塗料供給口）から吐出される。塗料吐出孔８２同士がハブ７２の周方向に沿って互いに等間隔で離間しており、且つ塗料吐出孔８２の断面積及び開口面積同士が全て同一であると、塗料が塗料吐出孔８２の各々に均等に分配され、塗料吐出孔８２の開口から均等に導出される。
【００８２】
回転することなく静止したハブ７２の塗料吐出孔８２から吐出された塗料は、高速で回転している回転霧化頭１６に形成された収容孔４６の内壁に衝突する。従って、この場合も塗料が剪断力を受け、その結果、該塗料の粘性が低下する。
【００８３】
粘性が低下した塗料は、遠心力の作用によって収容孔４６の内壁を伝いながら、ハブ７２の側壁と収容孔４６の内壁とで形成される塗料流通用間隙８４内を、沿面５０側に向かって移動する。塗料は、その後、沿面５０に形成された開口から導出される。
【００８４】
以降は第１実施形態と同様にして、被塗装物に対する塗装が施される。塗料が剪断力を受けてその粘性が低下しているので、回転霧化頭１６の沿面５０を流動する液糸の厚みが十分に小さくなり、このため、沿面５０の外周縁部から飛び出す塗粒が著しく微細なものとなる。従って、塗着ムラが生じることや、塗膜の厚みにバラツキが生じることを回避することができるので、塗装品質の向上を図ることができる。
【００８５】
勿論、第１実施形態と同様に、塗粒を噴霧する間、エア吐出口２６、及びハブ７２の前端面の開口を介してエアを吐出するようにしてもよい。このエアにより、エア吐出口２６の近傍、換言すれば、沿面５０の前面略中央に負圧領域が発生することが防止される。従って、塗粒の対流が生じることが回避され、その結果、噴霧パターンが乱れたり、塗粒が管部材１８（小径部２４）の先端部に付着したりすることが回避される。
【００８６】
洗浄についても、第１実施形態と同様に行うようにすればよい。すなわち、塗料供給源からの塗料の供給を停止し且つ図示しない塗料供給バルブを閉止するとともに、洗浄液供給源からの洗浄液の供給を開始し且つ図示しない洗浄液供給バルブを開く。これにより、塗料通路４２、外管形成部材７３の挿入口３０、連通路３６、塗料吐出孔８２に洗浄液が流通する。塗料吐出孔８２の断面積及び開口面積が全て等しい場合、各塗料吐出孔８２に洗浄液が均等に分配されるので、全ての塗料吐出孔８２を洗浄することが容易である。
【００８７】
塗料は、塗料吐出孔８２から吐出された後、塗料流通用間隙８４に沿って、回転霧化頭１６の収容孔４６の内壁を伝って該回転霧化頭１６の沿面５０の前端面から導出される。なお、回転霧化頭１６を回転させておくと、遠心力によって洗浄剤が沿面５０の略全体に拡散するので、沿面５０の全体を効率よく洗浄することができる。
【００８８】
洗浄液を流通させたのみでは、ハブ７２の外壁や収容孔４６の内壁が十分に清浄化されない場合には、塗料流通用間隙８４に清掃用ブラシ等を挿入して清掃を行うようにしてもよい。このように、第２実施形態では、ハブ７２の外壁と収容孔４６の内壁との間に塗料流通用間隙８４、すなわち、クリアランスを形成するようにしているので、ハブ７２の外壁と収容孔４６の内壁を清掃することが容易である。
【００８９】
場合によっては、ハブ７２を取り外して洗浄を行うようにしてもよい。上記したように、ハブ７２の少なくとも係合凹部８０が形成された部位がゴムや樹脂等の弾性材料からなるので、ハブ７２を取り外す際、この部位が容易に弾性変形（拡開）する。従って、ハブ７２を容易に取り外すことができる。勿論、上記したように、ハブ７２を取り付ける際に係合凸部７８と係合凹部８０を互いに係合させることも容易である。
【００９０】
このように、第２実施形態においても回転霧化頭１６を取り外す必要が特にない。従って、洗浄を効率よく行うことができる。
【００９１】
以上のように洗浄が容易である塗装装置１０、７０は、任意の色の塗料を噴霧した後、いわゆる色替えを行って別色の塗料を噴霧する際に特に有利である。
【００９２】
本発明は、上記した第１実施形態及び第２実施形態に特に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。
【００９３】
例えば、第２実施形態においても、図５に示すように、塗料吐出孔８２の開口に対向する収容孔４６の内壁に、塗料溜まり部として機能する環状凹部９０を形成するようにしてもよい。また、第１実施形態において、環状凹部４８を形成することなく回転霧化頭１６を構成するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００９４】
１０、７０…塗装装置 １２…エアモータ
１４…回転軸 １６…回転霧化頭
１８…管部材 ２６…エア吐出口
２８、７３…外管形成部材 ３０…挿入口
３６…連通路 ３８、８２…塗料吐出孔
４０…エア通路 ４２…塗料通路
４４…係合孔 ４６…収容孔
４８、９０…環状凹部 ５０…沿面
５２、８４…塗料流通用間隙 ７２…ハブ
７８…係合凸部 ８０…係合凹部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被塗装物に塗料を噴霧して塗装を行うための塗装装置であって、
回転付勢手段によって回転動作するとともに、被塗装物に臨む沿面に供給された塗料を縁部から噴霧するための塗料噴霧部材と、
前記塗料噴霧部材に塗料を供給するための塗料供給手段と、
を有し、
前記塗料噴霧部材には、前記塗料供給手段を挿入して収容するための収容孔が形成され、
且つ前記収容孔の内壁と前記塗料供給手段との間に、前記塗料噴霧部材の沿面で開口したクリアランスが形成されていることを特徴とする塗装装置。
【請求項２】
請求項１記載の塗装装置において、前記塗料供給手段の、前記収容孔の内壁に臨む部位に、複数個の塗料供給口が形成されていることを特徴とする塗装装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の塗装装置において、前記複数個の塗料供給口が周方向に等角度で離間して配置され、且つ全開口面積が互いに等しいことを特徴とする塗装装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の塗装装置において、前記塗料供給手段がハブを含むことを特徴とする塗装装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の塗装装置において、前記塗料噴霧部材の沿面に開口した気体吐出口が形成されていることを特徴とする塗装装置。
【請求項１】
被塗装物に塗料を噴霧して塗装を行うための塗装装置であって、
回転付勢手段によって回転動作するとともに、被塗装物に臨む沿面に供給された塗料を縁部から噴霧するための塗料噴霧部材と、
前記塗料噴霧部材に塗料を供給するための塗料供給手段と、
を有し、
前記塗料噴霧部材には、前記塗料供給手段を挿入して収容するための収容孔が形成され、
且つ前記収容孔の内壁と前記塗料供給手段との間に、前記塗料噴霧部材の沿面で開口したクリアランスが形成されていることを特徴とする塗装装置。
【請求項２】
請求項１記載の塗装装置において、前記塗料供給手段の、前記収容孔の内壁に臨む部位に、複数個の塗料供給口が形成されていることを特徴とする塗装装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の塗装装置において、前記複数個の塗料供給口が周方向に等角度で離間して配置され、且つ全開口面積が互いに等しいことを特徴とする塗装装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の塗装装置において、前記塗料供給手段がハブを含むことを特徴とする塗装装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の塗装装置において、前記塗料噴霧部材の沿面に開口した気体吐出口が形成されていることを特徴とする塗装装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−７１０５０（Ｐ２０１３−７１０５０Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１１７３９（Ｐ２０１１−２１１７３９）
【出願日】平成２３年９月２８日（２０１１．９．２８）
【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２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２８日（２０１１．９．２８）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]