CN101939113A - 喷涂装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够将多种主剂和固化剂均匀地混合并能够喷雾的喷涂装置。喷涂装置具有：喷出主剂以及固化剂的供给管(12)；以穿过该供给管(12)的前端面的直线为旋转轴进行旋转且对从供给管(12)喷出的主剂以及固化剂进行雾化并喷射的旋转雾化头。旋转雾化头具有：包围供给管(12)的前端面且朝向喷射方向扩开的扩开部；与供给管(12)的前端面相对且堵塞扩开部的内壁面的大致圆盘状的闭塞部。在闭塞部上形成有贯穿表里面的周缘部贯通孔，在供给管(12)的前端面形成有：分别喷出两种主剂的两个主剂喷出口(121A、122A)；以环状地包围这两个喷出口的方式配置且喷出固化剂的多个固化剂喷出口(123A)。

Description

喷涂装置
技术领域
本发明涉及喷涂装置。尤其涉及对工件进行静电喷涂的喷涂装置。
背景技术
以往，作为对汽车车身进行喷涂的方法，公知三涂三烤方式。所谓三涂三烤方式，是按照电泳喷涂、干燥、二道漆喷涂、干燥、底漆喷涂、透明喷涂、干燥的顺序进行处理的方式。
这里，二道漆喷涂的喷涂颜色，与车辆的颜色(亮度)相应地，有黑色、灰色、白色三种颜色。具体地，在二道漆喷涂中，从喷涂装置的喷嘴分别喷出各种颜色的涂料，并由旋转雾化头雾化，从而进行喷雾。
然而，近年，作为喷涂方法，提出了三涂两烤方式。这是在进行了二道漆喷涂之后，就不进行在干燥炉内的处理的方式。即，利用向作为涂料的主剂中混合固化剂(异氰酸酯)而成的两种液体进行二道漆喷涂，预加热之后，进行底漆喷涂。
该情况下，例如，从喷涂装置的喷嘴使作为涂料的主剂和固化剂同时喷出，并由旋转雾化头使主剂和固化剂混合并雾化(参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2000-126654号公报
但是，这些涂料和固化剂是从各自颜色的涂料箱经由配管(环流)被供给到喷涂装置。如上所述，三涂两烤方式与三涂三烤方式相比，存在如下问题：由于除了涂料还使用固化剂，因此，配管数量增多，需要更大的配管空间。
另外，还存在当对喷涂颜色进行变更时，发生涂料损失，导致涂料的使用量增多的问题。
为解决该问题，可以考虑通过使黑色和白色混合而生成灰色，来削减作为原料的涂料的种类，但这样生成灰色时，必须从喷嘴同时喷出黑色、白色、固化剂，就需要开发均匀地混合这些黑色涂料、白色涂料以及固化剂并进行喷雾的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够均匀地混合多种主剂、固化剂并进行喷雾的喷涂装置。
本发明的喷涂装置(例如，后述的喷涂装置1)具有：喷出主剂以及固化剂的供给管(例如，后述的供给管12)；以穿过该供给管的前端面的直线(例如，后述的直线R)为旋转轴旋转且对从所述供给管喷出的主剂以及固化剂进行雾化并喷射的旋转雾化头(例如，后述的旋转雾化头20)，其特征在于，该旋转雾化头具有：包围所述供给管的前端面且朝向喷射方向扩开的扩开部(例如，后述的扩开部21)；与所述供给管的前端面相对并堵塞所述扩开部的内壁面的大致圆盘状的闭塞部(例如，后述的闭塞部22)，在所述闭塞部上形成有贯穿表里面的贯通孔(例如，后述的周缘部贯通孔222)，在所述供给管的前端面形成有：分别喷出多种主剂的多个主剂喷出口(例如，后述的主剂喷出口121A、122A)；以环状地包围该多个主剂喷出口的方式配置且喷出固化剂的多个固化剂喷出口(例如，后述的固化剂喷出口123A)。
根据本发明，在使旋转雾化头旋转的状态下，从供给管的前端面喷出固化剂以及多种主剂时，这些主剂以及固化剂到达与供给管的前端面相对的闭塞部的表面。这些主剂以及固化剂通过闭塞部的旋转被混合，并流向该闭塞部的外周侧，通过贯通孔，到达扩开部。之后，通过扩开部的旋转，被雾化并被喷射。
这里，由于将固化剂喷出口配置在主剂喷出口的外侧，因此，与将固化剂喷出口配置在主剂喷出口的内侧的情况相比，能够使固化剂和主剂的接触面积增大，能够将固化剂均匀地混合到主剂中。因此，能够将多种主剂和固化剂均匀地混合并进行喷雾。
发明的效果
根据本发明，在使旋转雾化头旋转的状态下，从供给管的前端面喷出固化剂以及多种主剂时，这些主剂以及固化剂到达与供给管的前端面相对的闭塞部的表面。这些主剂以及固化剂通过闭塞部的旋转被混合，并流向该闭塞部的外周侧，通过贯通孔，到达扩开部。之后，通过扩开部的旋转，被雾化并被喷射。这里，由于将固化剂喷出口配置在主剂喷出口的外侧，因此，与将固化剂喷出口配置在主剂喷出口的内侧的情况相比，能够使固化剂和主剂的接触面积增大，能够将固化剂均匀地混合到主剂中。因此，能够将多种主剂和固化剂均匀地混合并喷雾。
附图说明
图1是表示本发明一个实施方式的喷涂装置的大致结构的图。
图2是所述实施方式的喷涂装置的前端部分的剖视图。
图3是所述实施方式的喷涂装置的供给管的主视图。
图4是沿图3的A-A线的剖视图。
图5是沿图3的B-B线的剖视图。
图6是表示混合了白色涂料以及黑色涂料的混合涂料的混合度和该混合涂料的V值之间的关系的图。
图7是实施例的供给管的主视图以及侧剖视图。
图8是表示混合涂料的V值的偏差和钟罩边缘(bell edge)的速度之间的关系的图。
附图标记的说明
1喷涂装置
12供给管
20旋转雾化头
21扩开部
22闭塞部
121A主剂喷出口
122A主剂喷出口
123A固化剂喷出口
222周缘部贯通孔
R直线
具体实施方式
以下，根据附图说明本发明的一个实施方式。
图1是表示本发明的喷涂装置1的大致结构的图。
喷涂装置1是将雾状的涂料静电喷涂在作为被喷涂物的汽车的车身2上的装置，其具有主体10和以能够旋转的方式设置在该主体10上的旋转雾化头20。
图2是喷涂装置1的前端部分的剖视图。
主体10为圆筒形状，具有：向旋转雾化头20供给涂料和溶剂的供给管12；通过从压缩机压送的空气使旋转雾化头20旋转的未图示的马达；使涂料带电的未图示的高电压发生装置。
图3是供给管12的主视图。图4是沿图3的A-A线的剖视图，图5是沿图3的B-B线的剖视图。
供给管12喷出两种作为主剂的涂料、固化剂以及溶剂。该供给管12由如下部件形成：供两种涂料流通的涂料流通路121、122；供固化剂流通的固化剂流通路123；供用于对附着在旋转雾化头20上的涂料进行清洗的溶剂流通的溶剂流通路124。
在供给管12的前端面上形成有：分别喷出两种涂料的两个主剂喷出口121A、122A；以环状包围这两个喷出口121A、122A地配置的、用于喷出固化剂的多个固化剂喷出口123A；以环状包围该固化剂喷出口123A地配置的、用于喷出溶剂的多个溶剂喷出口124A。
该供给管12通过未图示的针型阀的进退而被开闭，由此，向旋转雾化头20供给涂料、固化剂以及溶剂，或停止供给。
回到图2，旋转雾化头20以穿过供给管12的前端面的直线R为旋转轴进行旋转，并对从供给管12喷出的主剂、固化剂以及溶剂进行雾化并喷射。
旋转雾化头20具有：在内部收容有供给管12的圆筒形状的旋转部23；设置在该旋转部23的前端且包围供给管12的前端面地朝向喷射方向扩开的扩开部21；与供给管12的前端面相对且堵塞扩开部21的内壁面的大致圆盘状的闭塞部22。
旋转部23具有：圆筒形状的旋转部主体231；堵塞该旋转部主体231的前端的大致圆盘状的前端部232。在该旋转部23上螺合有扩开部21。
在前端部232的大致中央形成有贯通孔233。
供给管12穿插于旋转部23，供给管12的前端从前端部232的贯通孔233露出。另外，前端部232在贯通孔233的周围为凹陷的，该凹陷的部分成为供涂料滞留的涂料滞留部234。
被扩开部21的内壁面以及闭塞部22堵塞的空间是用于向涂料施予离心力的雾化室24。在扩开部21的内壁面的比闭塞部22更靠前的前端侧形成有层差211。
在闭塞部22的内侧的表面(雾化室24侧的表面)中的与供给管12相对的位置上形成有大致圆锥形状的突起221。
另外，在闭塞部22的周缘部分，沿扩开部21的内壁面贯穿表里面地形成有连通雾化室24的内部和外部的多个周缘部贯通孔222。
另外，在闭塞部22的中央部分，形成有贯穿表里面的多个中央部贯通孔223。
以下，参照图2说明喷涂装置1的喷涂作业时的动作。
在使旋转雾化头20旋转的状态下，从涂料供给管向雾化室24喷出涂料以及固化剂。于是，该被喷出的涂料以及固化剂几乎全部如图2中实线所示地到达闭塞部22的突起221并与其发生碰撞。由于旋转雾化头20以高速旋转，所以在与突起221碰撞的涂料上作用有离心力，涂料以及固化剂通过旋转雾化头20的旋转被混合，并沿闭塞部22的内侧的表面朝向闭塞部22的周缘部移动。
到达闭塞部22的周缘部的涂料以及固化剂通过周缘部贯通孔222向雾化室24的外部移动，而且，沿扩开部21的内壁面，朝向扩开部21的前端的外缘部移动。此时，涂料以及固化剂通过层差211被进一步混合。
随着接近扩开部21的外缘部，作用在涂料以及固化剂上的离心力变大，涂料以及固化剂被分离成大量细微的液滴，成为雾状。该雾状的涂料从扩开部21的外缘部飞散，并附着在被喷涂物的表面。
下面，参照图2说明喷涂装置1的清洗作业时的动作。
该清洗作业是在将喷涂装置1使用的涂料变更成不同种类的涂料的情况下，或在结束喷涂作业的情况下进行的。
在使旋转雾化头20旋转的状态下，从涂料供给管向雾化室24喷出溶剂。这里，旋转雾化头的清洗作业时的转速设置得比喷涂作业时的转速小。
由于旋转雾化头20的转速比喷涂作业时的转速小，所以该被喷出的溶剂的一部分如图2中虚线所示地通过形成在前端部232的周围的涂料滞留部234而流向周缘部贯通孔222。
另外，该被喷出的溶剂与喷涂作业时同样地，在达到闭塞部22的突起221并与其碰撞之后，朝向闭塞部22的周缘部移动。之后，通过周缘部贯通孔222，沿扩开部21的内壁面，朝向扩开部21的前端的外缘部移动。
另外，到达闭塞部22的突起221的溶剂的一部分如图2中虚线所示地，通过中央部贯通孔223达到闭塞部22的外侧的表面，接着，通过离心力沿闭塞部22的外侧的表面，向闭塞部22的外缘部逐渐移动。
[实施例以及比较例]
向实施例以及比较例的喷涂装置供给白色涂料、黑色涂料以及固化剂并进行静电喷涂，对涂料的混合度进行了判断。
图6是表示混合了白色涂料以及黑色涂料的混合涂料的混合度和该混合涂料的V值之间的关系的图。
具体地，对于满足二道漆工序中的基准的混合度的混合涂料和预先混合了黑色涂料和白色涂料的涂料(即，预混涂料)，进行以下的处理。
将混合了白色涂料以及黑色涂料的混合涂料，通过喷涂装置喷涂在试验片上。而且，对该试验片的喷涂面进行拍摄，测绘了HSV颜色空间中的V值(亮度)。另外，算出V值的平均值，并基于该平均值求出V值的偏差。
这样，确认出混合度和V值的偏差之间的相关性，判定出随着混合度变高且混合涂料的均质化，V值的峰值变高，并且峰值的幅度变窄。因此，判断出V值的偏差越小，混合度越高。
图7是实施例的喷涂装置的供给管的主视图以及侧剖视图。
在实施例中，在供给管的前端面中央设置主剂喷出口，从该主剂喷出口喷出白色涂料以及黑色涂料。另外，以环状地包围该主剂喷出口的方式设置多个固化剂喷出口，从该固化剂喷出口喷出固化剂。
另一方面，在比较例中，在供给管的前端面中央设置固化剂喷出口，从该固化剂喷出口喷出固化剂。另外，以环状地包围该固化剂喷出口的方式设置主剂喷出口，从该主剂喷出口喷出白色涂料以及黑色涂料。
图8是表示混合涂料的V值的偏差和钟罩边缘的速度之间的关系的图。
关于实施例以及比较例的各喷涂装置，使用了直径为30mm的钟罩进行对试验片的喷涂。而且，对该试验片的喷涂面进行拍摄，算出HSV颜色空间中的V值(亮度)的平均值，并基于该平均值求出了V值的偏差并进行了测绘。
在钟罩的直径大的情况下，由于钟罩罩杯的内壁面的距离变长，所以在该内壁面上，促进了涂料和固化剂的混合，不管喷涂装置的供给管是什么形状，V值的偏差为接近预混涂料的水平。
另一方面，在钟罩的直径为30mm较小的情况下，在比较例的喷涂装置中，V值的偏差不会成为接近预混涂料的水平，但在实施例的喷涂装置中，V值的偏差成为接近预混涂料的水平。也就是说，比较例的喷涂装置的涂料的混合度变低，但实施例的喷涂装置的涂料的混合度变高。
因此，可以得知，即使在钟罩的直径小、钟罩内壁面的距离短的情况下，通过采用实施例的喷涂装置的结构，也能够均匀地混合两种主剂和固化剂。
根据本实施方式，具有以下的效果。
(1)在使旋转雾化头20旋转的状态下，从供给管12的前端面喷出固化剂以及两种主剂时，这些主剂以及固化剂到达与供给管12的前端面相对的闭塞部22的表面。这些主剂以及固化剂通过闭塞部22的旋转被混合，并流向该闭塞部22的外周侧，通过周缘部贯通孔222，到达扩开部21。之后，通过扩开部21的旋转，涂料被雾化并被喷射。这里，由于将固化剂喷出口123A设置在主剂喷出口121A、122A的外侧，因此，与将固化剂喷出口配置在主剂喷出口的内侧的情况相比，能够增大固化剂和主剂的接触面积，并能够均匀地将固化剂混合到主剂中。因此，能够使两种主剂和固化剂均匀地混合并进行喷雾。
此外，本发明不限于所述实施方式，能够实现本发明的目的的范围内的变形、改良等都包含于本发明。

Claims (1)

1.一种喷涂装置，具有：喷出主剂以及固化剂的供给管；以穿过该供给管的前端面的直线为旋转轴进行旋转并对从所述供给管喷出的主剂以及固化剂进行雾化并喷射的旋转雾化头，其特征在于，
该旋转雾化头具有：包围所述供给管的前端面且朝向喷射方向扩开的扩开部；与所述供给管的前端面相对且堵塞所述扩开部的内壁面的大致圆盘状的闭塞部，
在所述闭塞部上形成有贯穿表里面的贯通孔，
在所述供给管的前端面形成有：分别喷出多种主剂的多个主剂喷出口；以环状地包围该多个主剂喷出口的方式配置且喷出固化剂的多个固化剂喷出口。
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