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、当該回転霧化頭２２を囲繞して形成されたエア噴出口４１１，４２１を開口部とするエア噴出孔４１，４２と、を備える静電塗装装置１であって、前記エア噴出口４１１，４２１は、前記回転霧化頭２２の回転軸Ｘを中心とする同一円周上に複数配設され、前記エア噴出孔４１，４２は、前記円周方向に区域４１０，４２０ごとに区分けされて複数配設されるとともに、当該区域４１０，４２０ごとに異なる傾斜角度で前記円周方向に傾斜して形成されていることを特徴とする静電塗装装置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、当該回転霧化頭２２を囲繞して形成されたエア噴出口４１１，４２１を開口部とするエア噴出孔４１，４２と、を備える静電塗装装置１であって、前記エア噴出口４１１，４２１は、前記回転霧化頭２２の回転軸Ｘを中心とする同一円周上に複数配設され、前記エア噴出孔４１，４２は、前記円周方向に区域４１０，４２０ごとに区分けされて複数配設されるとともに、当該区域４１０，４２０ごとに異なる傾斜角度で前記円周方向に傾斜して形成されていることを特徴とする静電塗装装置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）を開口部とするエア噴出孔（例えば、後述の第１エア噴出孔４１，第２エア噴出孔４２）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複数配設され、前記エア噴出孔は、前記円周方向に区域（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るとともに、当該区域ごとに異なる傾斜角度で前記円周方向に傾斜して形成されてい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、このエア噴出口を開口部とするエア噴出孔を、円周方向に区分けされた区域ごとに異なる傾斜角度で、円周方向に傾斜させて設けた。
これにより、円周方向に傾斜して設けられたエア噴出孔のエア噴出口から噴出されるエアは、回転霧化頭の回転軸に対してねじれた方向に噴出される。また、エア噴出孔の円周方向の傾斜角度が円周方向の区域ごとに異なるため、エアの回転軸に対するねじれ角度が、区域ごとに異なったものとなる。
【００１０】
ここで、後述するように、エアのねじれ角度と、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とは相関関係にあり、エアのねじれ角度を調整することによって塗布パターン幅を調整できることが、本発明者らの今回の研究により見出されている。
従って、この発明によれば、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を区域ごとに異なるものとすることができるため、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。
【００１１】
この場合、前記エア噴出孔は、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。
【００１２】
この発明では、エア噴出孔を、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って塗布パターン幅が狭くなり、エアの流量を小さくすると、かかる規制力が弱くなって塗布パターン幅が広くなる。
従って、この発明によれば、エア噴出口から噴出されるエアの流量を区域ごとに異なるものとすることによって、塗料の噴出方向を規制する規制力を区域ごとに異なるものとすることができ、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、傾斜角度が大きいエア噴出孔に対してエアの供給量を小さくし、傾斜角度の小さいエア噴出孔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、円周方向の傾斜角度が大きいエア噴出孔に対してエアの供給量を大きくし、円周方向の傾斜角度が小さいエア噴出孔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、塗装効率をさらに向上できる。
【発明の効果】
【００１３】
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】
【００１４】
【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】第２エア噴出孔の側断面模式図である。
【図６】第２エア噴出孔の平面模式図である。
【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】ねじれ角度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】
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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の回転方向とは反対の反回転方向にエアが噴出される。
【００２０】
第１エア噴出孔４１および第２エア噴出孔４２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エア噴出孔４１および第２エア噴出孔４２が穿設されている。
【００２１】
複数の第１エア噴出孔４１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エア噴出孔４１は、第１区域４１０を形成する。
複数の第２エア噴出孔４２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エア噴出孔４２は、第２区域４２０を形成する。
【００２２】
第１エア噴出孔４１の開口部である第１エア噴出口４１１の口径と、第２エア噴出孔４２の開口部である第２エア噴出口４２１の口径は、同一に設定されている。
【００２３】
図４に示すように、第１区域４１０の第１エア噴出孔４１および第２区域４２０の第２エア噴出孔４２は、いずれも、円周方向に傾斜して設けられている。
また、第１エア噴出孔４１の円周方向の傾斜角度は、第２エア噴出孔４２の円周方向の傾斜角度と異なったものとなっている。
【００２４】
図５は、第２エア噴出孔４２の側断面模式図である。説明の便宜上、図５では、第２エア噴出孔４２を実線で示す。
図５に示すように、第２エア噴出孔４２は、円周方向、具体的には回転霧化頭２２の回転方向（図５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、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の回転方向とは反対の反回転方向に傾斜して設けられている。
【００２５】
図５において、第２エア噴出孔４２の中心軸Ｃと、回転霧化頭２２の回転軸Ｘと平行でかつエアキャップ４０の先端面４００に垂直な垂線Ｖとのなす角θｃ２は、第２エア噴出孔４２の円周方向の傾斜角度を表している。本実施形態では、第２エア噴出孔４２の円周方向の傾斜角度θｃ２は４０°に設定されている。
また、図示はしないが、第１エア噴出孔４１も第２エア噴出孔４２と同様に、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の回転方向とは反対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の円周方向の傾斜角度θｃ１は、第２エア噴出孔４２の傾斜角度θｃ２とは異なっており、本実施形態では１５°に設定されている。
【００２６】
図４に戻って、第１区域４１０の第１エア噴出孔４１および第２区域４２０の第２エア噴出孔４２は、いずれも、径方向にも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は、第２エア噴出孔４２の径方向の傾斜角度と異なったものとなっている。
【００２７】
図６は、第２エア噴出孔４２の平面模式図である。
図６に示すように、第２エア噴出孔４２は、径方向、具体的には径方向内方に傾斜して設けられている。即ち、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。
【００２８】
図６において、第２エア噴出孔４２の中心軸Ｃと、第２エア噴出口４２１が設けられている円周の接線Ｔとのなす角θｄ２は、第２エア噴出孔４２の径方向の傾斜角度を表している。
また、図示はしないが、第１エア噴出孔４１も第２エア噴出孔４２と同様に、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θｄ１は、第２エア噴出孔４２の傾斜角度θｄ２とは異なったものとなっている。
【００２９】
なお、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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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に対して異なる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、塗料の微粒子化が促進される。また、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。
【００４１】
また、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に供給するエアの流量と、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に供給するエアの流量を、個別に適宜調整する。特に、円周方向の傾斜角度の小さい第１エア噴出孔４１に供給するエアの流量を大きくし、傾斜角度の大きい第２エア噴出孔４２に供給するエアの流量を小さくすると、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。
【００４２】
次に、エア噴出孔の円周方向の傾斜角度（以下、ねじれ角度ともいう）と、塗布パターン幅との関係について、図７および図８を参照して説明する。
図７は、ねじれ角度を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７のデータは、エア噴出口の口径を全て同一とし、エアの供給量を６００ＮＬ／分としたときの実験データである。図７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。
【００４３】
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、全てのエア噴出孔を特定のねじれ角度に設定したため、塗布パターンは正対称であり、図７はほぼ正規分布に従っている。
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。
【００４４】
図８は、上記のように定義した塗布パターン幅とねじれ角度との関係を示す図である。
図８において、プラスのねじれ角度は、回転霧化頭の回転方向とは反対の反回転方向へのねじれ角度を意味し、マイナスのねじれ角度は、回転方向へのねじれ角度を意味する（以下、同様とする）。
【００４５】
図８に示すように、ねじれ角度が１３°のときに塗布パターン幅が最も狭く、ねじれ角度が１３°以上の範囲では、ねじれ角度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。また、ねじれ角度が１３°未満から０°の範囲では、ねじれ角度が小さくなるに従って塗布パターン幅が広くなり、０°から−２０°の範囲では、回転方向へのねじれ角度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ねじれ角度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。また、ねじれ角度を、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。
【００４６】
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、第１エア噴出口４１１を開口部とする第１エア噴出孔４１と、第２エア噴出口４２１を開口部とする第２エア噴出孔４２とを、円周方向に区分けされた区域ごとに設けるとともに、異なる傾斜角度で円周方向に傾斜させて設けた。
これにより、円周方向に傾斜して設けられたエア噴出孔のエア噴出口から噴出されるエアは、回転霧化頭２２の回転軸Ｘに対してねじれた方向に噴出される。また、エア噴出孔の円周方向の傾斜角度を円周方向の区域ごとに異なるため、エアの回転軸Ｘに対するねじれ角度が区域ごとに異なったものとなる。
【００４７】
ここで、上述したように、エアのねじれ角度と、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とは相関関係にあり、エアのねじれ角度を調整することによって、塗布パターン幅を調整できることが本発明者らの研究により見出されている。
従って、本実施形態によれば、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を区域ごとに異なるものとすることができるため、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。
【００４８】
（２）また、本実施形態では、第１区域４１０を形成する第１エア噴出孔４１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エア噴出孔４２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って塗布パターン幅が狭くなり、エアの流量を小さくすると、かかる規制力が弱くなって塗布パターン幅が広くなる。
従って、本実施形態によれば、エア噴出口から噴出されるエアの流量を区域ごとに異なるものとすることによって、塗料の噴出方向を規制する規制力を区域ごとに異なるものとすることができ、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、傾斜角度が大きい第２エア噴出孔４２に対してエアの供給量を小さくし、傾斜角度の小さい第１エア噴出孔４１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部分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、円周方向の傾斜角度が大きい第２エア噴出孔４２に対してエアの供給量を大きくし、円周方向の傾斜角度が小さい第１エア噴出孔４１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、塗装効率をさらに向上できる。
【００４９】
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。
【００５０】
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エア噴出孔４１や第２エア噴出孔４２とは円周方向の傾斜角度が異なる第３エア噴出孔および第４エア噴出孔を設け、第３エア噴出孔から形成される第３区域および第４エア噴出孔から形成される第４区域を設けてもよい。
【００５１】
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の回転方向とは反対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。
【００５２】
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】
【００５３】
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。
【００５４】
［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エア噴出孔４１（ねじれ角度１５°）へのエア供給量および第２エア噴出孔４２（ねじれ角度４０°）へのエア供給量を、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。
【００５５】
ねじれ角度１５°のエア噴出孔のみでエア噴出孔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。
【００５６】
ねじれ角度４０°のエア噴出孔のみでエア噴出孔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。
【００５７】
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とを比較すると、比較例１の塗布パターンは直径がおよそ８０ｍｍ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３２０ｍｍ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、エア噴出孔のねじれ角度が１５°〜４０°の範囲では、ねじれ角度が大きいほど塗布パターン幅が広くなることが判った。
【００５８】
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、ねじれ角度が区域ごとに異なるエア噴出孔を備える静電塗装装置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。
【００５９】
［実施例２および比較例３］
上記実施形態に係る静電塗装装置１を用い、第１エア噴出孔４１（ねじれ角度１５°）へのエア供給量を７００ＮＬ／分に設定し、第２エア噴出孔４２（ねじれ角度４０°）へのエア供給量を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、これを実施例２とした。
【００６０】
比較例１と同様の構成の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。
【００６１】
実施例２の塗布パターンを図９（ｄ）に示し、比較例３の塗布パターンを図９（ｅ）に示した。
比較例３を上記の比較例１（図９（ｂ））と比較すると、同一の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の方が塗布パターン幅が狭いことが確認された。また、実施例２と上記の実施例１とを比較すると、同一の装置を用いたにも関わらず、ねじれ角度の小さい第１エア噴出孔４１へのエア供給量を大きくし、ねじれ角度の大きい第２エア噴出孔４２へのエア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】
【００６２】
１…静電塗装装置
２２…回転霧化頭
４１…第１エア噴出孔（エア噴出孔）
４２…第２エア噴出孔（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）を開口部とするエア噴出孔（例えば、後述の第１エア噴出孔４１，第２エア噴出孔４２）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複数配設され、前記エア噴出孔は、前記円周方向に区域（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るとともに、当該区域ごとに異なる傾斜角度で前記円周方向に傾斜して形成されてい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、このエア噴出口を開口部とするエア噴出孔を、円周方向に区分けされた区域ごとに異なる傾斜角度で、円周方向に傾斜させて設けた。
これにより、円周方向に傾斜して設けられたエア噴出孔のエア噴出口から噴出されるエアは、回転霧化頭の回転軸に対してねじれた方向に噴出される。また、エア噴出孔の円周方向の傾斜角度が円周方向の区域ごとに異なるため、エアの回転軸に対するねじれ角度が、区域ごとに異なったものとなる。
【００１０】
ここで、後述するように、エアのねじれ角度と、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とは相関関係にあり、エアのねじれ角度を調整することによって塗布パターン幅を調整できることが、本発明者らの今回の研究により見出されている。
従って、この発明によれば、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を区域ごとに異なるものとすることができるため、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。
【００１１】
この場合、前記エア噴出孔は、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。
【００１２】
この発明では、エア噴出孔を、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って塗布パターン幅が狭くなり、エアの流量を小さくすると、かかる規制力が弱くなって塗布パターン幅が広くなる。
従って、この発明によれば、エア噴出口から噴出されるエアの流量を区域ごとに異なるものとすることによって、塗料の噴出方向を規制する規制力を区域ごとに異なるものとすることができ、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、傾斜角度が大きいエア噴出孔に対してエアの供給量を小さくし、傾斜角度の小さいエア噴出孔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、円周方向の傾斜角度が大きいエア噴出孔に対してエアの供給量を大きくし、円周方向の傾斜角度が小さいエア噴出孔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、塗装効率をさらに向上できる。
【発明の効果】
【００１３】
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】
【００１４】
【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】第２エア噴出孔の側断面模式図である。
【図６】第２エア噴出孔の平面模式図である。
【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】ねじれ角度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】
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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の回転方向とは反対の反回転方向にエアが噴出される。
【００２０】
第１エア噴出孔４１および第２エア噴出孔４２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エア噴出孔４１および第２エア噴出孔４２が穿設されている。
【００２１】
複数の第１エア噴出孔４１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エア噴出孔４１は、第１区域４１０を形成する。
複数の第２エア噴出孔４２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エア噴出孔４２は、第２区域４２０を形成する。
【００２２】
第１エア噴出孔４１の開口部である第１エア噴出口４１１の口径と、第２エア噴出孔４２の開口部である第２エア噴出口４２１の口径は、同一に設定されている。
【００２３】
図４に示すように、第１区域４１０の第１エア噴出孔４１および第２区域４２０の第２エア噴出孔４２は、いずれも、円周方向に傾斜して設けられている。
また、第１エア噴出孔４１の円周方向の傾斜角度は、第２エア噴出孔４２の円周方向の傾斜角度と異なったものとなっている。
【００２４】
図５は、第２エア噴出孔４２の側断面模式図である。説明の便宜上、図５では、第２エア噴出孔４２を実線で示す。
図５に示すように、第２エア噴出孔４２は、円周方向、具体的には回転霧化頭２２の回転方向（図５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、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の回転方向とは反対の反回転方向に傾斜して設けられている。
【００２５】
図５において、第２エア噴出孔４２の中心軸Ｃと、回転霧化頭２２の回転軸Ｘと平行でかつエアキャップ４０の先端面４００に垂直な垂線Ｖとのなす角θｃ２は、第２エア噴出孔４２の円周方向の傾斜角度を表している。本実施形態では、第２エア噴出孔４２の円周方向の傾斜角度θｃ２は４０°に設定されている。
また、図示はしないが、第１エア噴出孔４１も第２エア噴出孔４２と同様に、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の回転方向とは反対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の円周方向の傾斜角度θｃ１は、第２エア噴出孔４２の傾斜角度θｃ２とは異なっており、本実施形態では１５°に設定されている。
【００２６】
図４に戻って、第１区域４１０の第１エア噴出孔４１および第２区域４２０の第２エア噴出孔４２は、いずれも、径方向にも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は、第２エア噴出孔４２の径方向の傾斜角度と異なったものとなっている。
【００２７】
図６は、第２エア噴出孔４２の平面模式図である。
図６に示すように、第２エア噴出孔４２は、径方向、具体的には径方向内方に傾斜して設けられている。即ち、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。
【００２８】
図６において、第２エア噴出孔４２の中心軸Ｃと、第２エア噴出口４２１が設けられている円周の接線Ｔとのなす角θｄ２は、第２エア噴出孔４２の径方向の傾斜角度を表している。
また、図示はしないが、第１エア噴出孔４１も第２エア噴出孔４２と同様に、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θｄ１は、第２エア噴出孔４２の傾斜角度θｄ２とは異なったものとなっている。
【００２９】
なお、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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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に対して異なる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、塗料の微粒子化が促進される。また、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。
【００４１】
また、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に供給するエアの流量と、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に供給するエアの流量を、個別に適宜調整する。特に、円周方向の傾斜角度の小さい第１エア噴出孔４１に供給するエアの流量を大きくし、傾斜角度の大きい第２エア噴出孔４２に供給するエアの流量を小さくすると、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。
【００４２】
次に、エア噴出孔の円周方向の傾斜角度（以下、ねじれ角度ともいう）と、塗布パターン幅との関係について、図７および図８を参照して説明する。
図７は、ねじれ角度を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７のデータは、エア噴出口の口径を全て同一とし、エアの供給量を６００ＮＬ／分としたときの実験データである。図７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。
【００４３】
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、全てのエア噴出孔を特定のねじれ角度に設定したため、塗布パターンは正対称であり、図７はほぼ正規分布に従っている。
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。
【００４４】
図８は、上記のように定義した塗布パターン幅とねじれ角度との関係を示す図である。
図８において、プラスのねじれ角度は、回転霧化頭の回転方向とは反対の反回転方向へのねじれ角度を意味し、マイナスのねじれ角度は、回転方向へのねじれ角度を意味する（以下、同様とする）。
【００４５】
図８に示すように、ねじれ角度が１３°のときに塗布パターン幅が最も狭く、ねじれ角度が１３°以上の範囲では、ねじれ角度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。また、ねじれ角度が１３°未満から０°の範囲では、ねじれ角度が小さくなるに従って塗布パターン幅が広くなり、０°から−２０°の範囲では、回転方向へのねじれ角度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ねじれ角度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。また、ねじれ角度を、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。
【００４６】
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、第１エア噴出口４１１を開口部とする第１エア噴出孔４１と、第２エア噴出口４２１を開口部とする第２エア噴出孔４２とを、円周方向に区分けされた区域ごとに設けるとともに、異なる傾斜角度で円周方向に傾斜させて設けた。
これにより、円周方向に傾斜して設けられたエア噴出孔のエア噴出口から噴出されるエアは、回転霧化頭２２の回転軸Ｘに対してねじれた方向に噴出される。また、エア噴出孔の円周方向の傾斜角度を円周方向の区域ごとに異なるため、エアの回転軸Ｘに対するねじれ角度が区域ごとに異なったものとなる。
【００４７】
ここで、上述したように、エアのねじれ角度と、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とは相関関係にあり、エアのねじれ角度を調整することによって、塗布パターン幅を調整できることが本発明者らの研究により見出されている。
従って、本実施形態によれば、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を区域ごとに異なるものとすることができるため、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。
【００４８】
（２）また、本実施形態では、第１区域４１０を形成する第１エア噴出孔４１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エア噴出孔４２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って塗布パターン幅が狭くなり、エアの流量を小さくすると、かかる規制力が弱くなって塗布パターン幅が広くなる。
従って、本実施形態によれば、エア噴出口から噴出されるエアの流量を区域ごとに異なるものとすることによって、塗料の噴出方向を規制する規制力を区域ごとに異なるものとすることができ、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、傾斜角度が大きい第２エア噴出孔４２に対してエアの供給量を小さくし、傾斜角度の小さい第１エア噴出孔４１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部分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、円周方向の傾斜角度が大きい第２エア噴出孔４２に対してエアの供給量を大きくし、円周方向の傾斜角度が小さい第１エア噴出孔４１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、塗装効率をさらに向上できる。
【００４９】
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。
【００５０】
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エア噴出孔４１や第２エア噴出孔４２とは円周方向の傾斜角度が異なる第３エア噴出孔および第４エア噴出孔を設け、第３エア噴出孔から形成される第３区域および第４エア噴出孔から形成される第４区域を設けてもよい。
【００５１】
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の回転方向とは反対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。
【００５２】
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】
【００５３】
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。
【００５４】
［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エア噴出孔４１（ねじれ角度１５°）へのエア供給量および第２エア噴出孔４２（ねじれ角度４０°）へのエア供給量を、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。
【００５５】
ねじれ角度１５°のエア噴出孔のみでエア噴出孔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。
【００５６】
ねじれ角度４０°のエア噴出孔のみでエア噴出孔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。
【００５７】
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とを比較すると、比較例１の塗布パターンは直径がおよそ８０ｍｍ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３２０ｍｍ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、エア噴出孔のねじれ角度が１５°〜４０°の範囲では、ねじれ角度が大きいほど塗布パターン幅が広くなることが判った。
【００５８】
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、ねじれ角度が区域ごとに異なるエア噴出孔を備える静電塗装装置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。
【００５９】
［実施例２および比較例３］
上記実施形態に係る静電塗装装置１を用い、第１エア噴出孔４１（ねじれ角度１５°）へのエア供給量を７００ＮＬ／分に設定し、第２エア噴出孔４２（ねじれ角度４０°）へのエア供給量を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、これを実施例２とした。
【００６０】
比較例１と同様の構成の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。
【００６１】
実施例２の塗布パターンを図９（ｄ）に示し、比較例３の塗布パターンを図９（ｅ）に示した。
比較例３を上記の比較例１（図９（ｂ））と比較すると、同一の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の方が塗布パターン幅が狭いことが確認された。また、実施例２と上記の実施例１とを比較すると、同一の装置を用いたにも関わらず、ねじれ角度の小さい第１エア噴出孔４１へのエア供給量を大きくし、ねじれ角度の大きい第２エア噴出孔４２へのエア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】
【００６２】
１…静電塗装装置
２２…回転霧化頭
４１…第１エア噴出孔（エア噴出孔）
４２…第２エア噴出孔（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を開口部とするエア噴出孔と、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複数配設され、
前記エア噴出孔は、前記円周方向に区域ごとに区分けされて複数配設されるとともに、当該区域ごとに異なる傾斜角度で前記円周方向に傾斜して形成されてい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、
前記エア噴出孔は、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を開口部とするエア噴出孔と、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複数配設され、
前記エア噴出孔は、前記円周方向に区域ごとに区分けされて複数配設されるとともに、当該区域ごとに異なる傾斜角度で前記円周方向に傾斜して形成されてい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、
前記エア噴出孔は、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２０１１−２１２６３３（Ｐ２０１１−２１２６３３Ａ）
【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２０１０−８５４１４（Ｐ２０１０−８５４１４）
【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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