CN107614118B - 涂装装置 - Google Patents

Abstract

涂装装置(10)具有：铃状的杯部件(12)，其排出涂料；壳体(14)，其将杯部件(12)自如旋转地进行保持；第一顶端开口(42a)，其位于杯部件(12)的顶端侧外周缘(38)的径向外侧且位于基端侧，向顶端方向喷出成型空气，来将涂料吹向工件。在涂装装置(10)的主视时，从第一顶端开口(42a)引出外切于杯部件(12)的顶端侧外周缘(38)的外切切线(T)的情况下，第一顶端开口(42a)比外切切线(T)向杯部件(12)的径向内侧倾斜地喷出成型空气。

Description

涂装装置

技术领域

本发明涉及一种通过喷出成型空气(shaping air)来吹涂料而使之涂布于工件的涂装装置。

背景技术

在对汽车的车身等工件进行涂装时，例如使用如日本发明专利授权公报特许第2600390号公开所示那样的涂装装置(旋转雾化涂装装置)。该涂装装置通过旋转铃状的杯部件而排出涂料并且向杯部件的顶端侧外周缘喷出成型空气，来使所排出的涂料雾化而涂布于工件。另外，该涂装装置的成型空气的喷出方向以在主视时沿着杯部件的外周缘的切线的方式被设定(参照日本发明专利授权公报特许第2600390号的图2)。

发明内容

但是，这种涂装装置由于所喷出的成型空气的扩散而由杯部件排出的涂料容易向涂装装置的径向外侧飞散，存在涂料对工件的涂覆面积变大的倾向。因此，例如在涂布范围狭窄的工件上会产生如下问题：涂料无法集中于目的范围内，涂覆效率下降而浪费涂料。

本发明是为了解决上述问题而作出的，其目的在于，提供一种涂装装置，其通过简单的结构能够良好地抑制由成型空气引起的涂料扩散，提高涂料对工件的涂覆效率。

为了达成上述目的，本发明的涂装装置，具有：铃状的杯部件，其排出涂料；壳体，其将所述杯部件自如旋转地进行保持；喷出口，其设置于所述壳体，位于所述杯部件的顶端侧外周缘的径向外侧且位于基端侧，向顶端方向喷出成型空气，来将被排出的所述涂料吹向工件，其特征在于，在所述涂装装置的主视时，从所述喷出口引出外切于所述杯部件的顶端侧外周缘的外切切线的情况下，所述喷出口向与所述外切切线相比的所述杯部件的径向内侧倾斜地喷出所述成型空气。

根据上述结构，涂装装置通过具有比外切切线向杯部件的径向内侧倾斜地喷出成型空气的喷出口的简单的结构，能够良好地抑制由成型空气引起的涂料扩散。即，喷出口通过使成型空气的喷出方向比外切切线向内侧倾斜，能够使通过伴随着杯部件的旋转的离心力而飞出的涂料通过成型空气向涂装装置的顶端方向的狭窄范围飞行。据此，涂装装置能够提高对工件的涂料涂覆效率，例如，能够将涂料集中地涂布于涂布范围狭窄的工件，从而大幅度地抑制涂料的浪费。

这种情况下，优选所述喷出口被设定为，在所述主视时所述成型空气的喷出方向相对于交点切线的倾斜角度被设定在30°以下的范围内，其中，所述交点切线为经过所述成型空气的喷出方向与所述杯部件的顶端侧外周缘的交点的切线。

这样，由于成型空气的喷出方向的倾斜角度被设定在30°以下的范围内，因此，喷出口能够使实际的涂料飞行方向良好地收缩。

另外，优选所述喷出口被设定为，在所述涂装装置侧视时的从该喷出口到所述顶端侧外周缘的范围内，在所述主视时所述成型空气的喷出方向比该顶端侧外周缘靠外侧。

这样，喷出口在从喷出口到顶端侧外周缘的范围内，通过将成型空气的喷出方向设定在比顶端侧外周缘靠外侧的位置，而能够充分地使成型空气向与杯部件的顶端侧外周缘相比的顶端侧流动。因此，涂装装置能够进一步良好地使涂料飞行方向收缩。

再者，优选所述壳体具有调整用喷出口，该调整用喷出口在所述主视时在所述顶端侧外周缘的径向内侧且在基端侧喷出调整所述涂料的飞行状态的调整用空气。

这样，涂装装置通过从调整用喷出口喷出调整用空气，也能够以向杯部件的径向外侧扩散的方式吹散涂料，并且能够提高涂料的涂布范围的自由度。

根据本发明，涂装装置通过简单的结构能够良好地抑制由成型空气引起的涂料扩散，从而提高对工件的涂料涂覆效率。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式所涉及的涂装装置的顶端部的侧面剖视图。

图2是表示图1的涂装装置的顶端部的主视图。

图3是图1的涂装装置的顶端部的放大主视图。

图4是表示由图1的涂装装置排出成型空气的状态的侧视图。

图5A是表示图1的涂装装置中的涂料飞行方向的放大主视图，图5B是表示现有的涂装装置中的涂料飞行方向的放大主视图。

具体实施方式

下面，以适当的实施方式为例，参照附图对本发明所涉及的涂装装置进行详细地说明。

如图1所示，本发明的一实施方式所涉及的涂装装置10构成为具有铃状的杯部件12和壳体14的旋转雾化式的装置，其中，杯部件12排出涂料；壳体14将杯部件12自如旋转地进行保持。该涂装装置10通过杯部件12旋转时的离心力使涂料向径向外侧飞出，且通过由壳体14喷出的成型空气将涂料吹向顶端方向，而使之涂布于为被涂装物的工件(未图示)。

具体而言，涂装装置10具有：上述的壳体14；气动马达16，其设置于壳体14内；轴18，由气动马达16使该轴18旋转；上述的杯部件12，其设置于轴18的顶端；和空气喷出部20，其喷出成型空气。

壳体14构成涂装装置10的主要外形，形成为整体上呈圆筒状。该壳体14形成为在侧面剖视时向顶端方向越来越细，在该壳体14的顶端侧设置有涂布涂料的涂布部。涂布部通过组装多个部件而构成空气喷出部20，并且在其内侧收装气动马达16和轴18。

气动马达16以包围轴18的径向外侧的方式设置，通过来自未图示的压缩空气源的压缩空气的供给来使以相对于壳体14自如旋转的方式安装于壳体14的轴18高速旋转。轴18形成为中空圆筒状，在壳体14内沿轴向延伸，在该轴18的基端侧连接有未图示的高电压发生装置。轴18将由高电压发生装置所供给的负的高电压施加于顶端侧的杯部件12，使涂料带电，来实施静电涂装。在该轴18的内部设置有管部件22。

管部件22是使轴18的中心轴(中心轴线)沿轴向延伸的中空管，在该管部件20的内部具有涂料供给通路24和清洗液供给通路26。涂料供给通路24的基端侧连接于未图示的涂料供给源，使由涂料供给源所供给的涂料向顶端方向流动。清洗液供给通路26的基端侧连接于未图示的清洗液供给源，使由清洗液供给源所供给的清洗液向顶端方向流动。涂料供给通路24和清洗液供给通路26平行地延伸到管部件22的朝向顶端方向的中途位置，在管部件22的顶端侧成同轴双层结构。在管部件22的顶端侧设置有排出涂料的涂料供给喷嘴25，并且以包围涂料供给喷嘴25的侧周围的方式设置有排出清洗液的清洗液供给喷嘴27。

构成涂装装置10的涂布部的杯部件12被固定于轴18的顶端，当轴18在气动马达16的驱动下旋转时，杯部件12与轴18一体旋转。杯部件12具有内部件28和外部件30，在侧面剖视时，内部件28包围轴18的涂料供给喷嘴25和清洗液供给喷嘴27的周围，外部件30在内部收装内部件28，并且形成为向顶端方向逐渐扩展(铃状)。

内部件28形成为大致圆盘状，在侧面剖视时其配置于比壳体14的顶端面46a靠基端侧的位置。在内部件28的内部设置有存储部32，该存储部32临时存储由涂料供给通路24或清洗液供给通路26供给的涂料或清洗液。存储部32形成为在正面剖视时为圆形的空间，在构成存储部32的内部件28的壁部设置有排出涂料的多个排出孔34。这些排出孔34分别从存储部32贯通内部件28的正面和侧周面而形成，使被供给到存储部32的涂料流出。

外部件30以从内部件28向顶端方向且向径向外侧扩展的方式形成，在其内侧具有涂料能够流动的空洞部36。在外部件30的顶端形成有与空洞部36相连通而能够排出涂料的开口部36a。包围该开口部36a的外部件30的顶端侧外周缘38位于比壳体14的顶端面46a靠顶端方向的位置。

构成空洞部36的外部件30的内表面在侧面剖视时形成为能够使涂料向径向外侧流动的光滑的表面。另外，开口部36a附近的内表面成为以陡峭的角度向外部件30的径向外侧弯曲的弯曲面。因此，由内部件28的排出孔34所排出的涂料通过伴随着杯部件12的旋转的离心力在内表面流动，从杯部件12的开口部36a向杯部件12的旋转方向且向径向外侧的飞出方向(参照图5A)飞出。

涂装装置10的空气喷出部20设置于包围杯部件12的壳体14内。如图1和图2所示，空气喷出部20在壳体14的顶端面46a具有喷出成型空气的多个喷出孔40。多个喷出孔40在壳体14的径向上不同的部位形成2个环状的组群(喷出孔群)。详细而言，具有多个第一喷出孔42和第二喷出孔44，在图2所示的主视时，多个第一喷出孔42位于比外部件30的顶端侧外周缘38靠径向外侧的位置；第二喷出孔44位于比杯部件12的顶端侧外周缘38靠径向内侧的位置。多个第一喷出孔42沿壳体14的周向等间隔设置，据此而构成第一喷出孔群43，多个第二喷出孔44在第一喷出孔群43的内侧沿壳体14的周向等间隔设置，据此而构成第二喷出孔群45。

如图1所示，第一喷出孔42贯通壳体14的端壁46，而连通端壁46的顶端面46a的第一顶端开口42a(喷出口)和端壁46的基端面46b的第一基端开口42b。第二喷出孔44也贯通壳体14的端壁46，而连通端壁46的顶端面46a的第二顶端开口44a(调整用喷出口)和端壁46的基端面46b的第二基端开口44b。另外，空气喷出部20在壳体14内具有与第一喷出孔42相连通的第一空气室48和第一空气供给通路50，并且，在壳体14内具有与第二喷出孔44相连通的第二空气室52和第二空气供给通路54。

第一空气室48在壳体14的端壁46的基端面侧形成为沿着周向的环状空间。该第一空气室48临时存储由第一空气供给通路50所供给的空气，使之流入到多个第一喷出孔42。第二空气室52在壳体14的端壁46的基端面侧且在第一空气室48的内侧形成为沿着壳体14的周向的环状空间。该第二空气室52临时存储由第二空气供给通路54所供给的空气，使之流入到多个第二喷出孔44。

第一空气供给通路50和第二空气供给通路54分别连接于未图示的空气供给源，使供给量由各空气供给源控制的空气向第一空气室48和第二空气室52流动。在此，空气喷出部20具有如下功能：通过第一喷出孔群43的成型空气将涂料吹到工件上，通过第二喷出孔群45的成型空气来调整涂料的涂布状态。下面，为了容易区别成型空气，将第二喷出孔群45的成型空气称为调整用空气。

即，空气喷出部20在涂布涂料时从第一空气供给通路50供给大量的空气，经由第一空气室48和第一喷出孔42从第一顶端开口42a大量且高速地喷出成型空气。另一方面，空气喷出部20根据扩散涂料来涂布等的必要性，将被设定为适当的供给量的空气供给到第二空气供给通路54，并经由第二空气室52和第二喷出孔44从第二顶端开口44a适度地喷出调整用空气。

另外，本实施方式所涉及的涂装装置10通过第一喷出孔42来设定从第一顶端开口42a喷出的成型空气的喷出方向。即，在图1所示的侧面剖视时，在端壁46内延伸的第一喷出孔42向顶端方向从径向外侧朝径向内侧倾斜，从而将第一顶端开口42a配置于比第一基端开口42b靠径向内侧的位置。因此，作为成型空气的喷出方向的、第一喷出孔42的轴心的延长线L1以经过比杯部件12(外部件30)的顶端侧外周缘38稍微靠径向外侧的位置的方式被设定。

此外，与第一喷出孔42相反，第二喷出孔44在端壁46内向顶端方向从径向内侧朝径向外侧稍微倾斜。因此，第二喷出孔44的轴心的延长线L2(成型空气的喷出方向)也经过比杯部件12的顶端侧外周缘38稍微靠径向外侧的位置。

另外，在图2和图3所示的主视时，第一喷出孔42以第一顶端开口42a和第一基端开口42b沿周向彼此错开几度相位(在径向上不重叠)的方式在端壁46内斜着倾斜。该第一顶端开口42a错开第一基端开口42b的周向为与作为杯部件12的旋转方向的逆时针方向相反的顺时针方向。因此，第一喷出孔42将成型空气从第一顶端开口42a喷出，以对抗通过杯部件12的离心力而飞出的涂料。

如图3所示，第一喷出孔42所设定的成型空气的喷出方向比从第一顶端开口42a以外切于杯部件12的顶端侧外周缘38的方式假想地引出的外切切线T向内侧倾斜。另外，优选成型空气的喷出方向(延长线L1)相对于经过成型空气的喷出方向与顶端侧外周缘38的交点的交点切线C的倾斜角度α被设定在0°＜α≤30°的范围内。当倾斜角度α为0°以下时，如上所述，在杯部件12的顶端侧，成型空气大幅度扩散，使得对工件的涂覆效率下降。另一方面，当倾斜角度α大于30°时，对沿着离心方向的涂料的飞出力的阻力(矢量)变弱，涂料的实际飞行方向依然扩散。第一喷出孔群43中，将由各第一喷出孔42设定的喷出方向的倾斜角度α设定为相同的角度，各第一顶端开口42a均等地倾斜着喷出成型空气。

再者，在图4所示的侧视时，第一喷出孔42具有向壳体14的周向倾斜的喷出方向。即，通过相对于壳体14的轴向以倾斜角度β倾斜，而从第一顶端开口42a斜着喷出成型空气。换言之，第一喷出孔42向顶端方向且向扭转方向喷出成型空气。

优选喷出方向相对于壳体14的轴向的倾斜角度β例如被设定在30°≤β≤70°的范围内。当这样设定倾斜角度β时，第一喷出孔42即使在主视时比外切切线T向内侧倾斜着喷出，也能够在侧视时与杯部件12的顶端侧外周缘38重叠的位置P，将成型空气的喷出方向设定在比该顶端侧外周缘38靠径向外侧的位置。因此，第一喷出孔42能够从越过杯部件12的顶端侧外周缘38之后的附近开始以比杯部件12的顶端侧外周缘38靠向内侧的方式喷出成型空气。此外，第一顶端开口42a可以在越过顶端侧外周缘38之前，沿在主视时比顶端侧外周缘38靠向内侧的喷出方向喷出成型空气。这种情况下，虽然在杯部件12的顶端侧的成型空气的流动力变弱，但是，由于一部分成型空气与杯部件12不相干涉地流动，因此，与上述同样地能够使涂料向内侧收缩地飞行。

本实施方式所涉及的涂装装置10基本上如上述那样构成，下面对其作用效果进行说明。

涂装装置10在对工件进行涂装时，将高电压施加于轴18，并且对气动马达16供给压缩空气而使轴18高速旋转，在图2所示的主视时使杯部件104逆时针旋转。另外，涂装装置10从涂料供给喷嘴25向杯部件12的存储部32供给涂料。被供给到存储部32的涂料通过其供给压力和杯部件12的旋转，从内部件28的排出孔34被排出到外部件30的空洞部36和内表面。

涂料在由排出孔34排出时，通过在其周围喷出的成型空气的负压而向顶端方向飞行，并且，在外部件30的内表面向径向外侧(离心方向)流动。然后，在外部件30的内表面流动的涂料如图5A的单点划线的矢量所示那样，从顶端侧外周缘38以杯部件12的逆时针的旋转方向且径向外侧的飞出方向飞出。

另一方面，涂装装置10的空气喷出部20从空气供给源供给空气，经由第一空气供给通路50和第一空气室48从第一喷出孔42的第一顶端开口42a喷出成型空气。如上所述，第一顶端开口42a在主视时向比从第一顶端开口42a外切于杯部件12的顶端侧外周缘38的外切切线T靠内侧的位置喷出成型空气(参照图3)。即，如图5A的双点划线的矢量所示，成型空气的喷出方向相对于交点切线C以倾斜角度α(＞0°)向内侧倾斜。因此，成型空气从第一顶端开口42a向顶端方向以靠向杯部件12侧的同时向周向扭转的方式被喷出(参照图3、图4)。此时，成型空气在图4所示的位置P之前在杯部件12的顶端侧外周缘38的外侧进行通过，因此，能够抑制被杯部件12阻挡。

另一方面，如图5B所示的双点划线的矢量所示，现有的涂装装置100将成型空气的喷出方向与从喷出口102外切于杯部件104的顶端侧外周缘106的外切切线T一致的结构(倾斜角度α＝0°)已为极限。在此，在以成型空气的矢量与顶端侧外周缘106相交的交点为基点的情况下，伴随着杯部件104的旋转，受到离心力的涂料因由单点划线的矢量所示的飞出力而向顶端侧外周缘106的外侧飞出。另一方面，如由双点划线的矢量所示，成型空气作用于涂料，来将涂料吹飞。其结果，实际的涂料飞行方向为向涂装装置100的外侧较大地偏离的方向(参照粗线的矢量)。即，现有的涂装装置100将从顶端侧外周缘106飞出的涂料通过成型空气扩散到外侧，在将涂料涂布于狭窄的范围时，造成涂料的浪费。

对此，涂装装置10通过如上所述那样使成型空气喷出，能够使从外部件30的顶端侧外周缘38向离心方向飞出的涂料靠向内侧。即，如图5A所示，在以成型空气的矢量与杯部件12的顶端侧外周缘38相交的交点为基点的情况下，如由双点划线的矢量所示，成型空气作用于具有与图5B相同的飞出力的涂料，以靠向径向内侧的方式赋予对抗力。其结果，涂装装置10能够将实际的涂料飞行方向设定为向壳体14的径向内侧收缩的方向(参照粗线的矢量)，从而能够有效率地将涂料涂布于狭窄的范围。

另外，在想要将涂料扩散地进行涂布时，涂装装置10从第二喷出孔44的第二顶端开口44a向顶端方向且向径向外侧喷出调整用空气。据此，使向径向外侧扩展的矢量施加于来自第一顶端开口42a的成型空气的矢量，能够将涂料向杯部件12的径向外侧良好地扩散而涂布于工件。

如上所述，本实施方式所涉及的涂装装置10具有第一顶端开口42a，该第一顶端开口42a比外切切线T向径向内侧倾斜地喷出成型空气，因此，能够良好地抑制由成型空气引起的涂料飞散。即，通过使成型空气的喷出方向比外切切线T向内侧倾斜的简单的结构，从第一顶端开口42a喷出的成型空气能够抑制通过伴随着杯部件12的旋转的离心力而被排出的涂料的扩散，而将其吹向顶端方向。据此，涂装装置10能够实现涂料涂覆效率的提高，例如，将涂料集中地涂布于涂布范围狭窄的工件。

这种情况下，通过将成型空气的喷出方向的倾斜角度α设定在30°以下的范围内，涂装装置10能够使实际的涂料飞行方向进一步收缩。另外，第一顶端开口42a在侧视时的到顶端侧外周缘38的范围内，将成型空气的喷出方向设定在比顶端侧外周缘38靠外侧位置，从而能够充分地使成型空气向比杯部件12的顶端侧外周缘38更靠顶端侧的位置流动。因此，涂装装置10能够进一步良好地使涂料飞行方向收缩。再者，涂装装置10通过从第二顶端开口44a喷出调整用空气，也能够以向杯部件12的径向外侧扩散的方式吹散涂料，并且能够提高涂料的涂布范围的自由度。

在上述内容中，以适当的实施方式为例对本发明进行了说明，但是，本发明不局限于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内可以进行各种改变，这是不言而喻的。例如，涂装装置10根据第一喷出孔42的形状来设定成型空气的喷出方向，但是，并不局限于此，来自喷出口的成型空气的喷出方向可以通过各种方法来设定。作为一例，举出有如下结构：沿壳体14的周向形成环状的喷出口，使成型空气在壳体14内螺旋状流动，将以向顶端方向且向杯部件12的径向内侧倾斜的方式被整流的成型空气从喷出口喷出。

Claims (2)

1.一种涂装装置(10)，具有：

铃状的杯部件(12)，其排出涂料；

壳体(14)，其将所述杯部件(12)自如旋转地进行保持；

多个喷出口(42a)，其设置于所述壳体(14)，位于所述杯部件(12)的顶端侧外周缘(38)的径向外侧且位于基端侧，向顶端方向喷出成型空气，来将被排出的所述涂料吹向工件，其特征在于，

所述壳体(14)具有多个调整用喷出口(44a)，该调整用喷出口(44a)在所述涂装装置(10)的主视时在所述顶端侧外周缘(38)的径向内侧且在基端侧喷出调整所述涂料的飞行状态的调整用空气，

多个所述喷出口(42a)在所述顶端侧外周缘(38)的径向外侧沿周向彼此独立地设置，并且，多个所述调整用喷出口(44a)在所述顶端侧外周缘(38)的径向内侧沿周向彼此独立地设置，

多个所述调整用喷出口(44a)向顶端方向且向所述杯部件(12)的径向外侧倾斜喷出所述调整用空气，

在所述主视时，从所述喷出口(42a)引出外切于所述杯部件(12)的顶端侧外周缘(38)的外切切线的情况下，多个所述喷出口(42a)向与所述外切切线相比的所述杯部件(12)的径向内侧倾斜地喷出所述成型空气，并且，

所述成型空气的喷出方向相对于交点切线的锐角侧的倾斜角度(α)被设定在30°以下的范围内，其中，所述交点切线为经过所述成型空气的喷出方向与所述杯部件(12)的顶端侧外周缘(38)的交点的切线。

2.根据权利要求1所述的涂装装置(10)，其特征在于，

所述喷出口(42a)被设定为，在所述涂装装置(10)侧视时的从该喷出口(42a)到所述顶端侧外周缘(38)的范围内，在所述主视时所述成型空气的喷出方向比该顶端侧外周缘(38)靠外侧。