静電塗装装置
【課題】塗布パターンを所望の形状に設定でき、塗装効率を向上できる静電塗装装置を提供すること。
【解決手段】高電圧が印加された状態で回転することで、塗料を帯電させて霧化する回転霧化頭２２と、回転霧化頭２２を囲繞して形成された第１エア噴出口４１１および第２エア噴出口４２１と、を備える静電塗装装置１であって、第１エア噴出口４１１と第２エア噴出口４２１は、回転霧化頭２２の回転軸Ｘを中心とする同一円周上に配置されるとともに、円周方向に第１区域４１０と第２区域４２０とに区分けされて複数配設され、第１エア噴出口４１１の開口面積と第２エア噴出口４２１の開口面積とが異なるように構成された静電塗装装置１である。
【解決手段】高電圧が印加された状態で回転することで、塗料を帯電させて霧化する回転霧化頭２２と、回転霧化頭２２を囲繞して形成された第１エア噴出口４１１および第２エア噴出口４２１と、を備える静電塗装装置１であって、第１エア噴出口４１１と第２エア噴出口４２１は、回転霧化頭２２の回転軸Ｘを中心とする同一円周上に配置されるとともに、円周方向に第１区域４１０と第２区域４２０とに区分けされて複数配設され、第１エア噴出口４１１の開口面積と第２エア噴出口４２１の開口面積とが異なるように構成された静電塗装装置１である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電塗装装置に関する。詳しくは、回転霧化頭の先端から塗料を噴霧して静電塗装を行う静電塗装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車のボディなどを塗装する塗装装置として、回転霧化式の静電塗装装置が知られている。この静電塗装装置は、回転霧化頭に高電圧を印加しつつ回転させ、この状態で、回転霧化頭に導電性の液体塗料を供給する。これにより、液体塗料を帯電させて霧化し、回転霧化頭の先端縁から噴霧して、静電塗装を行う。
【０００３】
上記の静電塗装装置では、回転霧化頭から噴霧される塗料の塗布パターンの径は、ほとんど変化しない。このため、被塗装物の形状が複雑化すると、この被塗装物に対して塗料を確実に塗布することができない場合があった。
【０００４】
そこで、円弧状に形成した複数のエア穴やエアスリットを回転霧化頭の回転軸に対して対称に設け、これらのエア穴またはエアスリットからエアを噴出する手法が提案されている（特許文献１参照）。この手法によれば、エア穴またはエアスリットから噴出されたエアにより、回転霧化頭から噴霧された塗料の塗布パターン形状を変形できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６０−５４７５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の手法では、回転霧化頭の回転軸に対して対称に配置された各エア穴または各エアスリットの形状は同一であるうえ、エア供給源から各エア穴または各エアスリットに供給されるエアの流量も同一であるため、塗布パターンの形状を正対称に変形させることしかできなかった。このため、例えば被塗装物の端部を塗装する際には、オーバースプレーが生じ、塗装効率の低下を招いていた。
【０００７】
本発明の目的は、塗布パターンを所望の形状に設定でき、塗装効率を向上できる静電塗装装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、高電圧が印加された状態で回転することで、塗料を帯電させて霧化する回転霧化頭（例えば、後述の回転霧化頭２２）と、当該回転霧化頭を囲繞して形成されたエア噴出口（例えば、後述の第１エア噴出口４１１，第２エア噴出口４２１）と、を備える静電塗装装置（例えば、後述の静電塗装装置１）であって、前記エア噴出口は、前記回転霧化頭の回転軸（例えば、後述の回転軸Ｘ）を中心とする同一円周上に配置されるとともに、当該円周方向に区域（例えば、後述の第１区域４１０，第２区域４２０）ごとに区分けされて複数配設され、前記エア噴出口の開口面積は、前記区域ごとに異なることを特徴とする。
【０００９】
この発明では、エア噴出口を、回転霧化頭の回転軸を中心とする同一円周上に設けた。また、このエア噴出口を円周方向に区域ごとに区分けし、かかる区域ごとに開口面積が異なるようにエア噴出口を設けた。
ここで、エア噴出口に供給されるエアの流量が一定のときに、エア噴出口の開口面積を大きくすると、噴出されるエアの流速が低下して、回転霧化頭で霧化された塗料の噴出角度を規制する規制力が弱くなる。一方、エア噴出口の開口面積を小さくすると、噴出されるエアの流速が上昇して、かかる規制力が強くなる。
従って、この発明によれば、区域ごとに異なる流速でエアを噴出できるので、区域ごとに異なる規制力で塗料の噴出角度を規制できる。即ち、区域ごとに異なる噴出角度で塗料を噴出でき、塗布パターンの形状を非対称に変形させることができる。このため、例えば被塗装物の端部を塗装する際に、塗布パターン幅の狭い領域が被塗装物の外側に向くようにして塗装することにより、オーバースプレーを抑制でき、塗装効率を向上できる。
【００１０】
この場合、前記エア噴出口は、前記区域ごとに個別のエア供給手段（例えば、後述の第１エア供給部５１，第２エア供給部５２）に接続されていることが好ましい。
【００１１】
この発明では、エア噴出口を、円周方向の区域ごとに個別のエア供給手段に接続させ、区域ごとにエアを供給するようにした。
ここで、エア噴出口から噴出されるエアの流量を大きくすると、回転霧化頭で霧化された塗料の噴出角度を規制する規制力が強くなる。一方、エア噴出口から噴出されるエアの流量を小さくすると、かかる規制力が弱くなる。
従って、この発明によれば、区域ごとに異なる流量でエアを噴出できるので、区域ごとに異なる規制力で塗料の噴出角度を規制できる。即ち、区域ごとに異なる噴出角度で塗料を噴出でき、塗布パターンの形状を非対称に変形させることができる。特に、開口面積が大きいエア噴出口に対してエアの供給量を小さくし、開口面積の小さいエア噴出口に対してエアの供給量を大きくすることにより、塗布パターンの形状をさらに非対称に変形させることができる。このため、例えば被塗装物の端部を塗装する際に、塗布パターン幅の狭い領域が被塗装物の外側に向くようにして塗装することにより、オーバースプレーをさらに抑制でき、塗装効率をさらに向上できる。
また、被塗装物の端部以外の一般部分を塗装する際には、開口面積が大きいエア噴出口に対してエアの供給量を大きくし、開口面積の小さいエア噴出口に対してエアの供給量を小さくすることにより、塗布パターンの形状を対称の円形状に変形させることができ、効率良く塗装できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、塗布パターンを所望の形状に設定でき、塗装効率を向上できる静電塗装装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る静電塗装装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】前記実施形態に係る静電塗装装置の側面図である。
【図３】前記実施形態に係る静電塗装装置の先端部分の断面図およびエア供給部の概略構成図である。
【図４】エアキャップを先端側から見たときの平面図である。
【図５】塗布パターン幅と塗膜厚との関係を示す図である。
【図６】エア噴出口の開口面積と塗布パターン幅との関係を示す図である。
【図７】塗布パターン幅と塗膜厚との関係を示す図である。
【図８】エア噴出口の開口面積と塗布パターン幅との関係を示す図である。
【図９】実施例および比較例の塗布パターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る静電塗装装置１の概略構成を示す斜視図である。図２は、静電塗装装置１の側面図である。
静電塗装装置１は、自動車のボディ２を静電塗装するものであり、ロボットアーム３の先端に取り付けられた円柱状のボディ部１０と、先端部分が屈曲した略くの字形状でかつこのボディ部１０の先端に着脱可能に設けられたヘッド部２０と、を備える。
【００１５】
図３は、ヘッド部２０の先端部分の断面図およびエア供給部５０の概略構成図である。
ヘッド部２０は、図示しないエアモータと、このエアモータにより回転駆動される回転霧化頭２２と、回転霧化頭２２に塗料を供給する図示しない塗料供給部と、回転霧化頭２２を囲繞するエアキャップ４０と、これらを収容するハウジング２５と、を備える。
【００１６】
回転霧化頭２２は、先端側に向かうに従って内径が大きくなる略円錐形状であり、ヘッド部２０の先端に設けられる。回転霧化頭２２は、回転軸Ｘを回転軸として回転可能に設けられている。
【００１７】
エアキャップ４０は、先端側に向かうに従って内径が大きくなる略円錐形状であり、ハウジング２５に取り付けられる。エアキャップ４０は、回転霧化頭２２を囲繞して形成されており、このエアキャップ４０の先端面４００は、塗料の噴霧方向に対して回転霧化頭２２の先端縁よりも後方側で、回転霧化頭２２の途中に位置している。
【００１８】
エアキャップ４０の先端面４００には、回転霧化頭２２を囲繞して形成された第１エア噴出孔４１および第２エア噴出孔４２が、それぞれ複数設けられている。第１エア噴出孔４１は、第１エア噴出口４１１を開口部として形成され、第２エア噴出孔４２は、第２エア噴出口４２１を開口部として形成されている。これら第１エア噴出口４１１および第２エア噴出口４２１から、回転霧化頭２２の反回転方向にエアが噴出される。
【００１９】
第１エア噴出口４１１および第２エア噴出口４２１について、図４を参照して詳しく説明する。
図４は、エアキャップ４０を先端側から見たときの平面図である。図４に示すように、エアキャップ４０の先端面４００は環状であり、この環状の先端面４００上には、回転霧化頭２２の回転軸Ｘを中心とする同一円周上に配置された複数の第１エア噴出口４１１および第２エア噴出口４２１が設けられている。
【００２０】
複数の第１エア噴出口４１１は、環状の先端面４００を、回転軸Ｘを通る仮想線Ｙで均等に区分けしたときの一方の半環状部分（図４の上側部分）に、円周方向に等間隔に配置されている。これら複数の第１エア噴出口４１１は、第１区域４１０を形成する。
複数の第２エア噴出口４２１は、他方の半環状部分（図４の下側部分）に、円周方向に等間隔に配置されている。これら複数の第２エア噴出口４２１は、第２区域４２０を形成する。
【００２１】
第１区域４１０の第１エア噴出口４１１の口径と、第２区域４２０の第２エア噴出口４２１の口径は、互いに異なる大きさに設定されている。具体的には、第２エア噴出口４２１の口径は、第１エア噴出口４１１の口径Ｃの１．５０倍の１．５０Ｃに設定されている。従って、第２区域４２０の第２エア噴出口４２１は、第１区域４１０の第１エア噴出口４１１に比して、その開口面積が大きく設定されている。
【００２２】
第１エア噴出孔４１および第２エア噴出孔４２は、いずれも、円周方向、具体的には回転霧化頭２２の回転方向（図４の矢印Ｒ方向）とは反対の反回転方向に傾斜して設けられている。即ち、これら第１エア噴出孔４１および第２エア噴出孔４２は、ヘッド部２０の基端側から先端側に向かうに従い、回転霧化頭２２の反回転方向に傾斜して設けられている。
また、第１エア噴出孔４１の反回転方向の傾斜角度と、第２エア噴出孔４２の反回転方向の傾斜角度は、同一の大きさに設定されている。この反回転方向の傾斜角度は、エア噴出口から噴出されるエアの回転軸Ｘに対するねじれ角度を表しており、所望の角度に適宜設定される。
【００２３】
第１エア噴出孔４１および第２エア噴出孔４２は、いずれも、径方向、具体的には径方向内方にも傾斜して設けられている。即ち、これら第１エア噴出孔４１および第２エア噴出孔４２は、ヘッド部２０の基端側から先端側に向かうに従い、径方向内方に傾斜して設けられている。
また、第１エア噴出孔４１の径方向の傾斜角度と、第２エア噴出孔４２の径方向の傾斜角度は、同一の大きさに設定されている。この径方向の傾斜角度は、エア噴出口の位置やエア噴出孔の円周方向の傾斜角度に応じて、回転霧化頭２２の先端縁近傍に向かってエアが噴出されるように、適宜設定される。
【００２４】
図３に戻って、エアキャップ４０の内部には、第１エア噴出孔４１に連通する複数の第１エア通路４１２と、第２エア噴出孔４２に連通する複数の第２エア通路４２２が設けられている。
第１エア通路４１２は、後述する第１エア供給部５１と接続され、この第１エア供給部５１からエアが供給される。
第２エア通路４２２は、後述する第２エア供給部５２と接続され、この第２エア供給部５２からエアが供給される。
【００２５】
エア供給部５０は、第１エア供給部５１と、第２エア供給部５２と、エア供給源としてのエアコンプレッサ５３と、を含んで構成される。
第１エア供給部５１は、エアコンプレッサ５３で圧縮された所定流量のエアを、エア噴出孔４１に連通する第１エア通路４１２に供給する。
第２エア供給部５２は、エアコンプレッサ５３で圧縮された所定流量のエアを、エア噴出孔４２に連通する第２エア通路４２２に供給する。
【００２６】
第１エア供給部５１は、第１エアバルブ５１１と、第１エア流量計５１２と、第１エアコントロールユニット（ＣＵ）５１３と、を備える。
第１エアバルブ５１１は、空気圧により駆動するエアバルブであり、図示しない電空変換機を介して第１エアコントロールユニット５１３に電気的に接続されている。
第１エア流量計５１２は、第１エアコントロールユニット５１３に電気的に接続されている。この第１エア流量計５１２は、第１エア通路４１２に供給するエアの流量を検出し、その検出信号を第１エアコントロールユニット５１３に出力する。
第１エアコントロールユニット５１３は、第１エア流量計５１２により検出されたエアの流量に基づいて、第１エアバルブ５１１の開度を制御する。
【００２７】
第１エアコントロールユニット５１３は、図示しない電空変換機に電気信号を出力する。この電気信号は、電空変換機で空気圧信号に変換されて第１エアバルブ５１１に出力される。これにより、第１エアバルブ５１１の開度が正確に制御され、第１エア通路４１２に供給するエアの流量が正確に制御される。
【００２８】
第２エア供給部５２は、第２エアバルブ５２１と、第２エア流量計５２２と、第２エアコントロールユニット（ＣＵ）５２３と、を備える。
第２エアバルブ５２１は、空気圧により駆動するエアバルブであり、図示しない電空変換機を介して第２エアコントロールユニット５２３に電気的に接続されている。
第２エア流量計５２２は、第２エアコントロールユニット５２３に電気的に接続されている。この第２エア流量計５２２は、第２エア通路４２２に供給するエアの流量を検出し、その検出信号を第２エアコントロールユニット５２３に出力する。
第２エアコントロールユニット５２３は、第２エア流量計５２２により検出されたエアの流量に基づいて、第２エアバルブ５２１の開度を制御する。
【００２９】
第２エアコントロールユニット５２３は、図示しない電空変換機に電気信号を出力する。この電気信号は、電空変換機で空気圧信号に変換されて第２エアバルブ５２１に出力される。これにより、第２エアバルブ５２１の開度が正確に制御され、第２エア通路４２２に供給するエアの流量が正確に制御される。
【００３０】
第１エア供給部５１から第１エア通路４１２にエアを供給すると、供給されたエアは、第１エア噴出孔４１を通って第１エア噴出口４１１から回転霧化頭２２の先端縁近傍に向かって噴出され、いわゆるシェーピングエアとなる。このシェーピングエアは、回転霧化頭２２の先端縁から噴霧される塗料の飛行パターン、即ち塗料の塗布パターンを変形させる。
同様に、第２エア供給部５２から第２エア通路４２２にエアを供給すると、供給されたエアは、第２エア噴出孔４２を通って第２エア噴出口４２１から回転霧化頭２２の先端縁に向かって噴出され、シェーピングエアとなる。このシェーピングエアは、回転霧化頭２２の先端縁から噴霧される塗料の飛行パターン、即ち塗料の塗布パターンを変形させる。
【００３１】
次に、本実施形態に係る静電塗装装置１の動作について説明する。
まず、エアコンプレッサ５３から図示しないエアモータにエアを供給して、回転霧化頭２２を高速で回転させる。さらに、図示しない電源からの電流を昇圧して、回転霧化頭２２に高電圧の電流を印加する。
【００３２】
次いで、図示しない塗料供給部から回転霧化頭２２に塗料を供給する。すると、回転霧化頭２２の内周面に塗料が吐出され、吐出された塗料は高電圧が印加されて帯電し、回転霧化頭２２の遠心力によって霧化状態となり、回転霧化頭２２から被塗装物に向かって噴霧される。
【００３３】
また、塗料の噴霧と同時に、第１エア供給部５１から第１エア通路４１２を介して第１エア噴出孔４１にエアを供給し、第２エア供給部５２から第２エア通路４２２を介して第２エア噴出孔４２にエアを供給する。すると、第１エア噴出口４１１および第２エア噴出口４２１から、シェーピングエアが回転霧化頭２２の先端縁に向かって噴出される。
【００３４】
このとき、第１エア噴出口４１１から噴出されるエアと、第２エア噴出口４２１から噴出されるエアは、回転軸Ｘに対して同一のねじれ角度をもって、回転霧化頭２２の回転方向とは反対の反回転方向に噴出される。反回転方向に噴出されたエアは、回転霧化頭２２の先端縁から噴霧された塗料と衝突し、これにより、塗料の微粒子化が促進される。
【００３５】
また、第１エア噴出口４１１に供給するエアの流量と、第２エア噴出口４２１に供給するエアの流量とを、個別に制御する。第１エア噴出口４１１に供給されるエアの流量と第２エア噴出口４２１に供給されるエアの流量とを同一に設定すると、開口面積の小さい第１エア噴出口４１１から噴出されるエアは、開口面積の大きい第２エア噴出口４２１から噴出されるエアよりも、大きな流速をもって噴出される。これにより、回転霧化頭２２の先端縁から噴霧される塗料の飛行パターン、即ち塗料の塗布パターンが非対称に変形される。
【００３６】
特に、開口面積の小さい第１エア噴出口４１１に供給するエアの流量を大きくし、開口面積の大きい第２エア噴出口４２１に供給するエアの流量を小さく設定すると、塗布パターンがより非対称に変形される。
以上のようにして、静電塗装が行われる。
【００３７】
次に、エア噴出口の開口面積と、塗布パターン幅との関係について、図５〜図８を参照して説明する。なお、以下では、エア噴出口の開口面積の代わりに、エア噴出口の口径を用いて説明する。
図５は、エア噴出口の口径Ｃを、１．２５倍の１．２５Ｃ、１．５０倍の１．５０Ｃと段階的に変化させたときの塗布パターン幅と塗膜厚との関係を示す図である。図５のデータは、回転霧化頭の回転数を３００００ｒｐｍとし、エア噴出口に供給するエアの流量を７００ＮＬ／分としたときの実験データである。図５において、塗布パターン幅０ｍｍの領域は、回転霧化頭の回転軸の延長線上の領域を意味する。
【００３８】
図５に示すように、塗膜厚は、塗布パターン幅が狭い領域で厚く、塗布パターン幅が広い領域において薄いことが判る。また、本実験では、全てのエア噴出口の口径を同一の口径に設定したため、塗布パターンは正対称であり、図５は正規分布に近いものとなっている。
ここで、塗膜厚が、極大値から当該極大値の１／２となるまでの領域を塗布パターンとし、このときの幅寸法を塗布パターン幅と定義する。
【００３９】
図６は、図５のデータに基づいて、上記のように定義した塗布パターン幅とエア噴出口の口径との関係を示した図である。
図６に示すように、エア噴出口の口径が大きくなるに従って、塗布パターン幅が広くなることが判る。従って、この結果に基づいてエア噴出口の口径および開口面積を調整することにより、塗布パターン幅を調整できることが判る。即ち、エア噴出口の開口面積を、円周方向の区域ごとに異なるものとすることで、塗布パターン幅を非対称に変形できることが判る。
【００４０】
また、図７は、エア噴出口の口径Ｃを、１．５０倍の１．５０Ｃに設定したときの塗布パターン幅と塗膜厚との関係を示す図である。図７のデータは、回転霧化頭の回転数を５００００ｒｐｍとし、エア噴出口に供給するエアの流量を６００ＮＬ／分としたときの実験データである。図５と同様に、図７における塗布パターン幅０ｍｍの領域は、回転霧化頭の回転軸の延長線上の領域を意味する。
【００４１】
図７に示すように、塗膜厚は、塗布パターン幅が狭い領域で厚く、塗布パターン幅が広い領域において薄いことが判る。また、本実験では、全てのエア噴出口の口径を同一の口径に設定したため、塗布パターンは正対称であり、図５と同様に、図７は正規分布に近いものとなっている。
【００４２】
図８は、図７のデータに基づいて、上記のように定義した塗布パターン幅とエア噴出口の口径との関係を示した図である。
図８に示すように、エア噴出口の口径を１．５０倍に設定することにより、塗布パターン幅が広がることが判り、この結果は、図６で示した結果と一致する。従って、これらの結果から、回転霧化頭の回転数やエア供給量によらず、エア噴出口の開口面積を円周方向の区域ごとに異なるものとすることで、塗布パターン幅を非対称に変形できることが判る。
【００４３】
本実施形態に係る静電塗装装置１によれば、以下の効果が奏される。
（１）本実施形態では、第１エア噴出口４１１および第２エア噴出口４２１を、回転霧化頭２２の回転軸Ｘを中心とする同一円周上に設けた。また、これらのエア噴出口を円周方向に第１区域４１０と第２区域４２０とに区分けし、第１区域４１０を形成する第１エア噴出口４１１の開口面積と、第２区域４２０を形成する第２エア噴出口４２１の開口面積とが異なるように構成した。
ここで、エア噴出口に供給されるエアの流量が一定のときに、エア噴出口の開口面積を大きくすると、噴出されるエアの流速が低下して、回転霧化頭２２で霧化された塗料の噴出角度を規制する規制力が弱くなる。一方、エア噴出口の開口面積を小さくすると、噴出されるエアの流速が上昇して、かかる規制力が強くなる。
従って、本実施形態によれば、区域ごとに異なる流速でエアを噴出できるので、区域ごとに異なる規制力で塗料の噴出角度を規制できる。即ち、区域ごとに異なる噴出角度で塗料を噴出でき、塗布パターンの形状を非対称に変形させることができる。このため、例えば被塗装物の端部を塗装する際に、塗布パターン幅の狭い領域が被塗装物の外側に向くようにして塗装することにより、オーバースプレーを抑制でき、塗装効率を向上できる。
【００４４】
（２）また、本実施形態では、第１区域４１０を形成する第１エア噴出口４１１に第１エア供給部５１を接続し、第２区域４２０を形成する第２エア噴出口４２１に第２エア供給部５２を接続して、区域ごとにエアの供給量を制御できるようにした。
ここで、エア噴出口から噴出されるエアの流量を大きくすると、回転霧化頭２２で霧化された塗料の噴出角度を規制する規制力が強くなる。一方、エア噴出口から噴出されるエアの流量を小さくすると、かかる規制力が弱くなる。
従って、本実施形態によれば、区域ごとに異なる流量でエアを噴出できるので、区域ごとに異なる規制力で塗料の噴出角度を規制できる。即ち、区域ごとに異なる噴出角度で塗料を噴出でき、塗布パターンの形状を非対称に変形させることができる。特に、開口面積が大きい第２エア噴出口４２１に対してエアの供給量を小さくし、開口面積の小さい第１エア噴出口４１１に対してエアの供給量を大きくすることにより、塗布パターンの形状をさらに非対称に変形させることができる。このため、例えば被塗装物の端部を塗装する際に、塗布パターン幅の狭い領域が被塗装物の外側に向くようにして塗装することにより、オーバースプレーをさらに抑制でき、塗装効率をさらに向上できる。
【００４５】
また、被塗装物の端部以外の一般部分を塗装する際には、開口面積が大きい第２エア噴出口４２１に対してエアの供給量を大きくし、開口面積が小さい第１エア噴出口４１１に対してエアの供給量を小さくすることにより、塗布パターンの形状を対称の円形状に変形させることができ、効率良く塗装できる。
【００４６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良は本発明に含まれる。
【００４７】
例えば、上記実施形態では第１区域４１０および第２区域４２０の２つの区域を設けたが、これに限定されない。具体的には、第１エア噴出口４１１や第２エア噴出口４２１とは開口面積の異なる第３エア噴出口および第４エア噴出口を設け、第３エア噴出口から形成される第３区域および第４エア噴出口から形成される第４区域を設けてもよい。
【００４８】
また、上記実施形態では、第１エア噴出孔４１および第２エア噴出孔４２を、回転霧化頭２２の反回転方向に傾斜させたが、これに限定されない。これらのエア噴出孔を、回転霧化頭２２の回転方向に傾斜させてもよい。
【００４９】
また、上記実施形態では、第１エア噴出孔４１および第２エア噴出孔４２を、径方向内方に傾斜させたが、これに限定されない。例えば、これらのエア噴出孔を、径方向外方に傾斜させてもよい。
【実施例】
【００５０】
次に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、本実施例における塗布パターン幅は、上述した定義に基づくものとした。
【００５１】
［実施例１および比較例１〜２］
上記実施形態に係る静電塗装装置１を用い、第１エア噴出口４１１（口径Ｃ）へのエア供給量および第２エア噴出口４２１（口径１．５０Ｃ）へのエアの供給量を、いずれも６００ＮＬ／分に設定して、静電塗装を実施した。このときの塗布パターン幅を測定し、これを実施例１とした。
【００５２】
口径Ｃのエア噴出口のみでエア噴出口を構成した以外は静電塗装装置１と同様の構成の静電塗装装置を用い、エアの供給量を６００ＮＬ／分に設定して静電塗装を実施した。このときの塗布パターン幅を測定し、これを比較例１とした。
【００５３】
口径１．５０Ｃのエア噴出口のみでエア噴出口を構成した以外は静電塗装装置１と同様の構成の静電塗装装置を用い、エアの供給量を６００ＮＬ／分に設定して静電塗装を実施した。このときの塗布パターン幅を測定し、これを比較例２とした。
【００５４】
実施例１の塗布パターンを、図９（ａ）に示し、比較例１および比較例２の塗布パターンを、図９（ｂ）および（ｃ）に示した。
比較例１と比較例２を比較すると、比較例１の塗布パターンは直径がおよそ３００ｍｍの円であったのに対して、比較例２の塗布パターンは直径がおよそ４７０ｍｍの円であった。この結果から、エア供給量を一定とした場合、エア噴出口の口径が大きいほど、塗布パターン幅が広がることが判った。
【００５５】
また、実施例１の塗布パターンは、比較例１の塗布パターンと比較例２の塗布パターンとを組み合わせて形成された非対称な塗布パターンであった。この結果から、エア噴出口の口径が区域ごとに異なるように構成された静電塗装装置１によれば、非対称な塗布パターンを形成できることが確認された。
【００５６】
［実施例２および比較例３〜４］
上記実施形態に係る静電塗装装置１を用い、第１エア噴出口４１１（口径Ｃ）へのエアの供給量を７００ＮＬ／分に設定し、第２エア噴出口４２１（口径１．５０Ｃ）へのエアの供給量を２００ＮＬ／分に設定して、静電塗装を実施した。このときの塗布パターン幅を測定し、これを実施例２とした。
【００５７】
比較例１で用いた静電塗装装置を用い、エアの供給量を７００ＮＬ／分に設定して静電塗装を実施した。このときの塗布パターン幅を測定し、これを比較例３とした。
【００５８】
比較例１で用いた静電塗装装置を用い、エアの供給量を４００ＮＬ／分に設定して静電塗装を実施した。このときの塗布パターン幅を測定し、これを比較例４とした。
【００５９】
実施例２の塗布パターンを図９（ｄ）に示し、比較例３および比較例４の塗布パターンを、図９（ｅ）および（ｆ）に示した。
比較例３および比較例４を上記の比較例１と比較すると、同一の静電塗装装置を用いたにも関わらず、比較例１よりもエア供給量を大きくした比較例３では塗布パターン幅が狭くなったのに対して、比較例１よりもエア供給量を小さくした比較例４では塗布パターン幅が広がったのが確認された。
【００６０】
また、実施例２と上記の実施例１とを比較すると、同一の静電塗装装置を用いたにも関わらず、口径の小さい第１エア噴出口４１１へのエアの供給量を大きくし、口径の大きい第２エア噴出口４２１へのエアの供給量を小さくした実施例２では、実施例１に比して塗布パターンの形状がさらに非対称に変形することが確認された。
これらの結果から、区域ごとにエアの供給量を異なるものとすることにより、塗布パターン形状をさらに非対称に変形できることが確認された。
【符号の説明】
【００６１】
１…静電塗装装置
２２…回転霧化頭
４１…第１エア噴出孔
４２…第２エア噴出孔
５１…第１エア供給部（エア供給手段）
５２…第２エア供給部（エア供給手段）
４１０…第１区域（区域）
４２０…第２区域（区域）
４１１…第１エア噴出口（エア噴出口）
４２１…第２エア噴出口（エア噴出口）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電塗装装置に関する。詳しくは、回転霧化頭の先端から塗料を噴霧して静電塗装を行う静電塗装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車のボディなどを塗装する塗装装置として、回転霧化式の静電塗装装置が知られている。この静電塗装装置は、回転霧化頭に高電圧を印加しつつ回転させ、この状態で、回転霧化頭に導電性の液体塗料を供給する。これにより、液体塗料を帯電させて霧化し、回転霧化頭の先端縁から噴霧して、静電塗装を行う。
【０００３】
上記の静電塗装装置では、回転霧化頭から噴霧される塗料の塗布パターンの径は、ほとんど変化しない。このため、被塗装物の形状が複雑化すると、この被塗装物に対して塗料を確実に塗布することができない場合があった。
【０００４】
そこで、円弧状に形成した複数のエア穴やエアスリットを回転霧化頭の回転軸に対して対称に設け、これらのエア穴またはエアスリットからエアを噴出する手法が提案されている（特許文献１参照）。この手法によれば、エア穴またはエアスリットから噴出されたエアにより、回転霧化頭から噴霧された塗料の塗布パターン形状を変形できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６０−５４７５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の手法では、回転霧化頭の回転軸に対して対称に配置された各エア穴または各エアスリットの形状は同一であるうえ、エア供給源から各エア穴または各エアスリットに供給されるエアの流量も同一であるため、塗布パターンの形状を正対称に変形させることしかできなかった。このため、例えば被塗装物の端部を塗装する際には、オーバースプレーが生じ、塗装効率の低下を招いていた。
【０００７】
本発明の目的は、塗布パターンを所望の形状に設定でき、塗装効率を向上できる静電塗装装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、高電圧が印加された状態で回転することで、塗料を帯電させて霧化する回転霧化頭（例えば、後述の回転霧化頭２２）と、当該回転霧化頭を囲繞して形成されたエア噴出口（例えば、後述の第１エア噴出口４１１，第２エア噴出口４２１）と、を備える静電塗装装置（例えば、後述の静電塗装装置１）であって、前記エア噴出口は、前記回転霧化頭の回転軸（例えば、後述の回転軸Ｘ）を中心とする同一円周上に配置されるとともに、当該円周方向に区域（例えば、後述の第１区域４１０，第２区域４２０）ごとに区分けされて複数配設され、前記エア噴出口の開口面積は、前記区域ごとに異なることを特徴とする。
【０００９】
この発明では、エア噴出口を、回転霧化頭の回転軸を中心とする同一円周上に設けた。また、このエア噴出口を円周方向に区域ごとに区分けし、かかる区域ごとに開口面積が異なるようにエア噴出口を設けた。
ここで、エア噴出口に供給されるエアの流量が一定のときに、エア噴出口の開口面積を大きくすると、噴出されるエアの流速が低下して、回転霧化頭で霧化された塗料の噴出角度を規制する規制力が弱くなる。一方、エア噴出口の開口面積を小さくすると、噴出されるエアの流速が上昇して、かかる規制力が強くなる。
従って、この発明によれば、区域ごとに異なる流速でエアを噴出できるので、区域ごとに異なる規制力で塗料の噴出角度を規制できる。即ち、区域ごとに異なる噴出角度で塗料を噴出でき、塗布パターンの形状を非対称に変形させることができる。このため、例えば被塗装物の端部を塗装する際に、塗布パターン幅の狭い領域が被塗装物の外側に向くようにして塗装することにより、オーバースプレーを抑制でき、塗装効率を向上できる。
【００１０】
この場合、前記エア噴出口は、前記区域ごとに個別のエア供給手段（例えば、後述の第１エア供給部５１，第２エア供給部５２）に接続されていることが好ましい。
【００１１】
この発明では、エア噴出口を、円周方向の区域ごとに個別のエア供給手段に接続させ、区域ごとにエアを供給するようにした。
ここで、エア噴出口から噴出されるエアの流量を大きくすると、回転霧化頭で霧化された塗料の噴出角度を規制する規制力が強くなる。一方、エア噴出口から噴出されるエアの流量を小さくすると、かかる規制力が弱くなる。
従って、この発明によれば、区域ごとに異なる流量でエアを噴出できるので、区域ごとに異なる規制力で塗料の噴出角度を規制できる。即ち、区域ごとに異なる噴出角度で塗料を噴出でき、塗布パターンの形状を非対称に変形させることができる。特に、開口面積が大きいエア噴出口に対してエアの供給量を小さくし、開口面積の小さいエア噴出口に対してエアの供給量を大きくすることにより、塗布パターンの形状をさらに非対称に変形させることができる。このため、例えば被塗装物の端部を塗装する際に、塗布パターン幅の狭い領域が被塗装物の外側に向くようにして塗装することにより、オーバースプレーをさらに抑制でき、塗装効率をさらに向上できる。
また、被塗装物の端部以外の一般部分を塗装する際には、開口面積が大きいエア噴出口に対してエアの供給量を大きくし、開口面積の小さいエア噴出口に対してエアの供給量を小さくすることにより、塗布パターンの形状を対称の円形状に変形させることができ、効率良く塗装できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、塗布パターンを所望の形状に設定でき、塗装効率を向上できる静電塗装装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る静電塗装装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】前記実施形態に係る静電塗装装置の側面図である。
【図３】前記実施形態に係る静電塗装装置の先端部分の断面図およびエア供給部の概略構成図である。
【図４】エアキャップを先端側から見たときの平面図である。
【図５】塗布パターン幅と塗膜厚との関係を示す図である。
【図６】エア噴出口の開口面積と塗布パターン幅との関係を示す図である。
【図７】塗布パターン幅と塗膜厚との関係を示す図である。
【図８】エア噴出口の開口面積と塗布パターン幅との関係を示す図である。
【図９】実施例および比較例の塗布パターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る静電塗装装置１の概略構成を示す斜視図である。図２は、静電塗装装置１の側面図である。
静電塗装装置１は、自動車のボディ２を静電塗装するものであり、ロボットアーム３の先端に取り付けられた円柱状のボディ部１０と、先端部分が屈曲した略くの字形状でかつこのボディ部１０の先端に着脱可能に設けられたヘッド部２０と、を備える。
【００１５】
図３は、ヘッド部２０の先端部分の断面図およびエア供給部５０の概略構成図である。
ヘッド部２０は、図示しないエアモータと、このエアモータにより回転駆動される回転霧化頭２２と、回転霧化頭２２に塗料を供給する図示しない塗料供給部と、回転霧化頭２２を囲繞するエアキャップ４０と、これらを収容するハウジング２５と、を備える。
【００１６】
回転霧化頭２２は、先端側に向かうに従って内径が大きくなる略円錐形状であり、ヘッド部２０の先端に設けられる。回転霧化頭２２は、回転軸Ｘを回転軸として回転可能に設けられている。
【００１７】
エアキャップ４０は、先端側に向かうに従って内径が大きくなる略円錐形状であり、ハウジング２５に取り付けられる。エアキャップ４０は、回転霧化頭２２を囲繞して形成されており、このエアキャップ４０の先端面４００は、塗料の噴霧方向に対して回転霧化頭２２の先端縁よりも後方側で、回転霧化頭２２の途中に位置している。
【００１８】
エアキャップ４０の先端面４００には、回転霧化頭２２を囲繞して形成された第１エア噴出孔４１および第２エア噴出孔４２が、それぞれ複数設けられている。第１エア噴出孔４１は、第１エア噴出口４１１を開口部として形成され、第２エア噴出孔４２は、第２エア噴出口４２１を開口部として形成されている。これら第１エア噴出口４１１および第２エア噴出口４２１から、回転霧化頭２２の反回転方向にエアが噴出される。
【００１９】
第１エア噴出口４１１および第２エア噴出口４２１について、図４を参照して詳しく説明する。
図４は、エアキャップ４０を先端側から見たときの平面図である。図４に示すように、エアキャップ４０の先端面４００は環状であり、この環状の先端面４００上には、回転霧化頭２２の回転軸Ｘを中心とする同一円周上に配置された複数の第１エア噴出口４１１および第２エア噴出口４２１が設けられている。
【００２０】
複数の第１エア噴出口４１１は、環状の先端面４００を、回転軸Ｘを通る仮想線Ｙで均等に区分けしたときの一方の半環状部分（図４の上側部分）に、円周方向に等間隔に配置されている。これら複数の第１エア噴出口４１１は、第１区域４１０を形成する。
複数の第２エア噴出口４２１は、他方の半環状部分（図４の下側部分）に、円周方向に等間隔に配置されている。これら複数の第２エア噴出口４２１は、第２区域４２０を形成する。
【００２１】
第１区域４１０の第１エア噴出口４１１の口径と、第２区域４２０の第２エア噴出口４２１の口径は、互いに異なる大きさに設定されている。具体的には、第２エア噴出口４２１の口径は、第１エア噴出口４１１の口径Ｃの１．５０倍の１．５０Ｃに設定されている。従って、第２区域４２０の第２エア噴出口４２１は、第１区域４１０の第１エア噴出口４１１に比して、その開口面積が大きく設定されている。
【００２２】
第１エア噴出孔４１および第２エア噴出孔４２は、いずれも、円周方向、具体的には回転霧化頭２２の回転方向（図４の矢印Ｒ方向）とは反対の反回転方向に傾斜して設けられている。即ち、これら第１エア噴出孔４１および第２エア噴出孔４２は、ヘッド部２０の基端側から先端側に向かうに従い、回転霧化頭２２の反回転方向に傾斜して設けられている。
また、第１エア噴出孔４１の反回転方向の傾斜角度と、第２エア噴出孔４２の反回転方向の傾斜角度は、同一の大きさに設定されている。この反回転方向の傾斜角度は、エア噴出口から噴出されるエアの回転軸Ｘに対するねじれ角度を表しており、所望の角度に適宜設定される。
【００２３】
第１エア噴出孔４１および第２エア噴出孔４２は、いずれも、径方向、具体的には径方向内方にも傾斜して設けられている。即ち、これら第１エア噴出孔４１および第２エア噴出孔４２は、ヘッド部２０の基端側から先端側に向かうに従い、径方向内方に傾斜して設けられている。
また、第１エア噴出孔４１の径方向の傾斜角度と、第２エア噴出孔４２の径方向の傾斜角度は、同一の大きさに設定されている。この径方向の傾斜角度は、エア噴出口の位置やエア噴出孔の円周方向の傾斜角度に応じて、回転霧化頭２２の先端縁近傍に向かってエアが噴出されるように、適宜設定される。
【００２４】
図３に戻って、エアキャップ４０の内部には、第１エア噴出孔４１に連通する複数の第１エア通路４１２と、第２エア噴出孔４２に連通する複数の第２エア通路４２２が設けられている。
第１エア通路４１２は、後述する第１エア供給部５１と接続され、この第１エア供給部５１からエアが供給される。
第２エア通路４２２は、後述する第２エア供給部５２と接続され、この第２エア供給部５２からエアが供給される。
【００２５】
エア供給部５０は、第１エア供給部５１と、第２エア供給部５２と、エア供給源としてのエアコンプレッサ５３と、を含んで構成される。
第１エア供給部５１は、エアコンプレッサ５３で圧縮された所定流量のエアを、エア噴出孔４１に連通する第１エア通路４１２に供給する。
第２エア供給部５２は、エアコンプレッサ５３で圧縮された所定流量のエアを、エア噴出孔４２に連通する第２エア通路４２２に供給する。
【００２６】
第１エア供給部５１は、第１エアバルブ５１１と、第１エア流量計５１２と、第１エアコントロールユニット（ＣＵ）５１３と、を備える。
第１エアバルブ５１１は、空気圧により駆動するエアバルブであり、図示しない電空変換機を介して第１エアコントロールユニット５１３に電気的に接続されている。
第１エア流量計５１２は、第１エアコントロールユニット５１３に電気的に接続されている。この第１エア流量計５１２は、第１エア通路４１２に供給するエアの流量を検出し、その検出信号を第１エアコントロールユニット５１３に出力する。
第１エアコントロールユニット５１３は、第１エア流量計５１２により検出されたエアの流量に基づいて、第１エアバルブ５１１の開度を制御する。
【００２７】
第１エアコントロールユニット５１３は、図示しない電空変換機に電気信号を出力する。この電気信号は、電空変換機で空気圧信号に変換されて第１エアバルブ５１１に出力される。これにより、第１エアバルブ５１１の開度が正確に制御され、第１エア通路４１２に供給するエアの流量が正確に制御される。
【００２８】
第２エア供給部５２は、第２エアバルブ５２１と、第２エア流量計５２２と、第２エアコントロールユニット（ＣＵ）５２３と、を備える。
第２エアバルブ５２１は、空気圧により駆動するエアバルブであり、図示しない電空変換機を介して第２エアコントロールユニット５２３に電気的に接続されている。
第２エア流量計５２２は、第２エアコントロールユニット５２３に電気的に接続されている。この第２エア流量計５２２は、第２エア通路４２２に供給するエアの流量を検出し、その検出信号を第２エアコントロールユニット５２３に出力する。
第２エアコントロールユニット５２３は、第２エア流量計５２２により検出されたエアの流量に基づいて、第２エアバルブ５２１の開度を制御する。
【００２９】
第２エアコントロールユニット５２３は、図示しない電空変換機に電気信号を出力する。この電気信号は、電空変換機で空気圧信号に変換されて第２エアバルブ５２１に出力される。これにより、第２エアバルブ５２１の開度が正確に制御され、第２エア通路４２２に供給するエアの流量が正確に制御される。
【００３０】
第１エア供給部５１から第１エア通路４１２にエアを供給すると、供給されたエアは、第１エア噴出孔４１を通って第１エア噴出口４１１から回転霧化頭２２の先端縁近傍に向かって噴出され、いわゆるシェーピングエアとなる。このシェーピングエアは、回転霧化頭２２の先端縁から噴霧される塗料の飛行パターン、即ち塗料の塗布パターンを変形させる。
同様に、第２エア供給部５２から第２エア通路４２２にエアを供給すると、供給されたエアは、第２エア噴出孔４２を通って第２エア噴出口４２１から回転霧化頭２２の先端縁に向かって噴出され、シェーピングエアとなる。このシェーピングエアは、回転霧化頭２２の先端縁から噴霧される塗料の飛行パターン、即ち塗料の塗布パターンを変形させる。
【００３１】
次に、本実施形態に係る静電塗装装置１の動作について説明する。
まず、エアコンプレッサ５３から図示しないエアモータにエアを供給して、回転霧化頭２２を高速で回転させる。さらに、図示しない電源からの電流を昇圧して、回転霧化頭２２に高電圧の電流を印加する。
【００３２】
次いで、図示しない塗料供給部から回転霧化頭２２に塗料を供給する。すると、回転霧化頭２２の内周面に塗料が吐出され、吐出された塗料は高電圧が印加されて帯電し、回転霧化頭２２の遠心力によって霧化状態となり、回転霧化頭２２から被塗装物に向かって噴霧される。
【００３３】
また、塗料の噴霧と同時に、第１エア供給部５１から第１エア通路４１２を介して第１エア噴出孔４１にエアを供給し、第２エア供給部５２から第２エア通路４２２を介して第２エア噴出孔４２にエアを供給する。すると、第１エア噴出口４１１および第２エア噴出口４２１から、シェーピングエアが回転霧化頭２２の先端縁に向かって噴出される。
【００３４】
このとき、第１エア噴出口４１１から噴出されるエアと、第２エア噴出口４２１から噴出されるエアは、回転軸Ｘに対して同一のねじれ角度をもって、回転霧化頭２２の回転方向とは反対の反回転方向に噴出される。反回転方向に噴出されたエアは、回転霧化頭２２の先端縁から噴霧された塗料と衝突し、これにより、塗料の微粒子化が促進される。
【００３５】
また、第１エア噴出口４１１に供給するエアの流量と、第２エア噴出口４２１に供給するエアの流量とを、個別に制御する。第１エア噴出口４１１に供給されるエアの流量と第２エア噴出口４２１に供給されるエアの流量とを同一に設定すると、開口面積の小さい第１エア噴出口４１１から噴出されるエアは、開口面積の大きい第２エア噴出口４２１から噴出されるエアよりも、大きな流速をもって噴出される。これにより、回転霧化頭２２の先端縁から噴霧される塗料の飛行パターン、即ち塗料の塗布パターンが非対称に変形される。
【００３６】
特に、開口面積の小さい第１エア噴出口４１１に供給するエアの流量を大きくし、開口面積の大きい第２エア噴出口４２１に供給するエアの流量を小さく設定すると、塗布パターンがより非対称に変形される。
以上のようにして、静電塗装が行われる。
【００３７】
次に、エア噴出口の開口面積と、塗布パターン幅との関係について、図５〜図８を参照して説明する。なお、以下では、エア噴出口の開口面積の代わりに、エア噴出口の口径を用いて説明する。
図５は、エア噴出口の口径Ｃを、１．２５倍の１．２５Ｃ、１．５０倍の１．５０Ｃと段階的に変化させたときの塗布パターン幅と塗膜厚との関係を示す図である。図５のデータは、回転霧化頭の回転数を３００００ｒｐｍとし、エア噴出口に供給するエアの流量を７００ＮＬ／分としたときの実験データである。図５において、塗布パターン幅０ｍｍの領域は、回転霧化頭の回転軸の延長線上の領域を意味する。
【００３８】
図５に示すように、塗膜厚は、塗布パターン幅が狭い領域で厚く、塗布パターン幅が広い領域において薄いことが判る。また、本実験では、全てのエア噴出口の口径を同一の口径に設定したため、塗布パターンは正対称であり、図５は正規分布に近いものとなっている。
ここで、塗膜厚が、極大値から当該極大値の１／２となるまでの領域を塗布パターンとし、このときの幅寸法を塗布パターン幅と定義する。
【００３９】
図６は、図５のデータに基づいて、上記のように定義した塗布パターン幅とエア噴出口の口径との関係を示した図である。
図６に示すように、エア噴出口の口径が大きくなるに従って、塗布パターン幅が広くなることが判る。従って、この結果に基づいてエア噴出口の口径および開口面積を調整することにより、塗布パターン幅を調整できることが判る。即ち、エア噴出口の開口面積を、円周方向の区域ごとに異なるものとすることで、塗布パターン幅を非対称に変形できることが判る。
【００４０】
また、図７は、エア噴出口の口径Ｃを、１．５０倍の１．５０Ｃに設定したときの塗布パターン幅と塗膜厚との関係を示す図である。図７のデータは、回転霧化頭の回転数を５００００ｒｐｍとし、エア噴出口に供給するエアの流量を６００ＮＬ／分としたときの実験データである。図５と同様に、図７における塗布パターン幅０ｍｍの領域は、回転霧化頭の回転軸の延長線上の領域を意味する。
【００４１】
図７に示すように、塗膜厚は、塗布パターン幅が狭い領域で厚く、塗布パターン幅が広い領域において薄いことが判る。また、本実験では、全てのエア噴出口の口径を同一の口径に設定したため、塗布パターンは正対称であり、図５と同様に、図７は正規分布に近いものとなっている。
【００４２】
図８は、図７のデータに基づいて、上記のように定義した塗布パターン幅とエア噴出口の口径との関係を示した図である。
図８に示すように、エア噴出口の口径を１．５０倍に設定することにより、塗布パターン幅が広がることが判り、この結果は、図６で示した結果と一致する。従って、これらの結果から、回転霧化頭の回転数やエア供給量によらず、エア噴出口の開口面積を円周方向の区域ごとに異なるものとすることで、塗布パターン幅を非対称に変形できることが判る。
【００４３】
本実施形態に係る静電塗装装置１によれば、以下の効果が奏される。
（１）本実施形態では、第１エア噴出口４１１および第２エア噴出口４２１を、回転霧化頭２２の回転軸Ｘを中心とする同一円周上に設けた。また、これらのエア噴出口を円周方向に第１区域４１０と第２区域４２０とに区分けし、第１区域４１０を形成する第１エア噴出口４１１の開口面積と、第２区域４２０を形成する第２エア噴出口４２１の開口面積とが異なるように構成した。
ここで、エア噴出口に供給されるエアの流量が一定のときに、エア噴出口の開口面積を大きくすると、噴出されるエアの流速が低下して、回転霧化頭２２で霧化された塗料の噴出角度を規制する規制力が弱くなる。一方、エア噴出口の開口面積を小さくすると、噴出されるエアの流速が上昇して、かかる規制力が強くなる。
従って、本実施形態によれば、区域ごとに異なる流速でエアを噴出できるので、区域ごとに異なる規制力で塗料の噴出角度を規制できる。即ち、区域ごとに異なる噴出角度で塗料を噴出でき、塗布パターンの形状を非対称に変形させることができる。このため、例えば被塗装物の端部を塗装する際に、塗布パターン幅の狭い領域が被塗装物の外側に向くようにして塗装することにより、オーバースプレーを抑制でき、塗装効率を向上できる。
【００４４】
（２）また、本実施形態では、第１区域４１０を形成する第１エア噴出口４１１に第１エア供給部５１を接続し、第２区域４２０を形成する第２エア噴出口４２１に第２エア供給部５２を接続して、区域ごとにエアの供給量を制御できるようにした。
ここで、エア噴出口から噴出されるエアの流量を大きくすると、回転霧化頭２２で霧化された塗料の噴出角度を規制する規制力が強くなる。一方、エア噴出口から噴出されるエアの流量を小さくすると、かかる規制力が弱くなる。
従って、本実施形態によれば、区域ごとに異なる流量でエアを噴出できるので、区域ごとに異なる規制力で塗料の噴出角度を規制できる。即ち、区域ごとに異なる噴出角度で塗料を噴出でき、塗布パターンの形状を非対称に変形させることができる。特に、開口面積が大きい第２エア噴出口４２１に対してエアの供給量を小さくし、開口面積の小さい第１エア噴出口４１１に対してエアの供給量を大きくすることにより、塗布パターンの形状をさらに非対称に変形させることができる。このため、例えば被塗装物の端部を塗装する際に、塗布パターン幅の狭い領域が被塗装物の外側に向くようにして塗装することにより、オーバースプレーをさらに抑制でき、塗装効率をさらに向上できる。
【００４５】
また、被塗装物の端部以外の一般部分を塗装する際には、開口面積が大きい第２エア噴出口４２１に対してエアの供給量を大きくし、開口面積が小さい第１エア噴出口４１１に対してエアの供給量を小さくすることにより、塗布パターンの形状を対称の円形状に変形させることができ、効率良く塗装できる。
【００４６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良は本発明に含まれる。
【００４７】
例えば、上記実施形態では第１区域４１０および第２区域４２０の２つの区域を設けたが、これに限定されない。具体的には、第１エア噴出口４１１や第２エア噴出口４２１とは開口面積の異なる第３エア噴出口および第４エア噴出口を設け、第３エア噴出口から形成される第３区域および第４エア噴出口から形成される第４区域を設けてもよい。
【００４８】
また、上記実施形態では、第１エア噴出孔４１および第２エア噴出孔４２を、回転霧化頭２２の反回転方向に傾斜させたが、これに限定されない。これらのエア噴出孔を、回転霧化頭２２の回転方向に傾斜させてもよい。
【００４９】
また、上記実施形態では、第１エア噴出孔４１および第２エア噴出孔４２を、径方向内方に傾斜させたが、これに限定されない。例えば、これらのエア噴出孔を、径方向外方に傾斜させてもよい。
【実施例】
【００５０】
次に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、本実施例における塗布パターン幅は、上述した定義に基づくものとした。
【００５１】
［実施例１および比較例１〜２］
上記実施形態に係る静電塗装装置１を用い、第１エア噴出口４１１（口径Ｃ）へのエア供給量および第２エア噴出口４２１（口径１．５０Ｃ）へのエアの供給量を、いずれも６００ＮＬ／分に設定して、静電塗装を実施した。このときの塗布パターン幅を測定し、これを実施例１とした。
【００５２】
口径Ｃのエア噴出口のみでエア噴出口を構成した以外は静電塗装装置１と同様の構成の静電塗装装置を用い、エアの供給量を６００ＮＬ／分に設定して静電塗装を実施した。このときの塗布パターン幅を測定し、これを比較例１とした。
【００５３】
口径１．５０Ｃのエア噴出口のみでエア噴出口を構成した以外は静電塗装装置１と同様の構成の静電塗装装置を用い、エアの供給量を６００ＮＬ／分に設定して静電塗装を実施した。このときの塗布パターン幅を測定し、これを比較例２とした。
【００５４】
実施例１の塗布パターンを、図９（ａ）に示し、比較例１および比較例２の塗布パターンを、図９（ｂ）および（ｃ）に示した。
比較例１と比較例２を比較すると、比較例１の塗布パターンは直径がおよそ３００ｍｍの円であったのに対して、比較例２の塗布パターンは直径がおよそ４７０ｍｍの円であった。この結果から、エア供給量を一定とした場合、エア噴出口の口径が大きいほど、塗布パターン幅が広がることが判った。
【００５５】
また、実施例１の塗布パターンは、比較例１の塗布パターンと比較例２の塗布パターンとを組み合わせて形成された非対称な塗布パターンであった。この結果から、エア噴出口の口径が区域ごとに異なるように構成された静電塗装装置１によれば、非対称な塗布パターンを形成できることが確認された。
【００５６】
［実施例２および比較例３〜４］
上記実施形態に係る静電塗装装置１を用い、第１エア噴出口４１１（口径Ｃ）へのエアの供給量を７００ＮＬ／分に設定し、第２エア噴出口４２１（口径１．５０Ｃ）へのエアの供給量を２００ＮＬ／分に設定して、静電塗装を実施した。このときの塗布パターン幅を測定し、これを実施例２とした。
【００５７】
比較例１で用いた静電塗装装置を用い、エアの供給量を７００ＮＬ／分に設定して静電塗装を実施した。このときの塗布パターン幅を測定し、これを比較例３とした。
【００５８】
比較例１で用いた静電塗装装置を用い、エアの供給量を４００ＮＬ／分に設定して静電塗装を実施した。このときの塗布パターン幅を測定し、これを比較例４とした。
【００５９】
実施例２の塗布パターンを図９（ｄ）に示し、比較例３および比較例４の塗布パターンを、図９（ｅ）および（ｆ）に示した。
比較例３および比較例４を上記の比較例１と比較すると、同一の静電塗装装置を用いたにも関わらず、比較例１よりもエア供給量を大きくした比較例３では塗布パターン幅が狭くなったのに対して、比較例１よりもエア供給量を小さくした比較例４では塗布パターン幅が広がったのが確認された。
【００６０】
また、実施例２と上記の実施例１とを比較すると、同一の静電塗装装置を用いたにも関わらず、口径の小さい第１エア噴出口４１１へのエアの供給量を大きくし、口径の大きい第２エア噴出口４２１へのエアの供給量を小さくした実施例２では、実施例１に比して塗布パターンの形状がさらに非対称に変形することが確認された。
これらの結果から、区域ごとにエアの供給量を異なるものとすることにより、塗布パターン形状をさらに非対称に変形できることが確認された。
【符号の説明】
【００６１】
１…静電塗装装置
２２…回転霧化頭
４１…第１エア噴出孔
４２…第２エア噴出孔
５１…第１エア供給部（エア供給手段）
５２…第２エア供給部（エア供給手段）
４１０…第１区域（区域）
４２０…第２区域（区域）
４１１…第１エア噴出口（エア噴出口）
４２１…第２エア噴出口（エア噴出口）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電圧が印加された状態で回転することで、塗料を帯電させて霧化する回転霧化頭と、
当該回転霧化頭を囲繞して形成されたエア噴出口と、を備える静電塗装装置であって、
前記エア噴出口は、前記回転霧化頭の回転軸を中心とする同一円周上に配置されるとともに、当該円周方向に区域ごとに区分けされて複数配設され、
前記エア噴出口の開口面積は、前記区域ごとに異なることを特徴とする静電塗装装置。
【請求項２】
請求項１記載の静電塗装装置において、
前記エア噴出口は、前記区域ごとに個別のエア供給手段に接続されていることを特徴とする静電塗装装置。
【請求項１】
高電圧が印加された状態で回転することで、塗料を帯電させて霧化する回転霧化頭と、
当該回転霧化頭を囲繞して形成されたエア噴出口と、を備える静電塗装装置であって、
前記エア噴出口は、前記回転霧化頭の回転軸を中心とする同一円周上に配置されるとともに、当該円周方向に区域ごとに区分けされて複数配設され、
前記エア噴出口の開口面積は、前記区域ごとに異なることを特徴とする静電塗装装置。
【請求項２】
請求項１記載の静電塗装装置において、
前記エア噴出口は、前記区域ごとに個別のエア供給手段に接続されていることを特徴とする静電塗装装置。
【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２０１１−２１２６３１（Ｐ２０１１−２１２６３１Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８５４１２（Ｐ２０１０−８５４１２）
【出願日】平成２２年４月１日（２０１０．４．１）
【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２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１日（２０１０．４．１）
【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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