CN110624708A - 旋转雾化头及涂装装置 - Google Patents

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村井裕树
上野隆夫
奥田高稔
前田健
原田幸太
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Abstract

提供能够抑制排出的丝状的涂料接触而一体化的情况的旋转雾化头及涂装装置。旋转头(1)具备使涂料通过离心力朝向外缘部(123)扩散的扩散面(122)和形成于外缘部(123)的多个槽部(124)。多个槽部(124)以沿径向延伸的方式形成，相邻的槽部(124)的深度不同，各槽部(124)的宽度设定为相同。

Description

旋转雾化头及涂装装置
技术领域
本发明涉及旋转雾化头及涂装装置。
背景技术
以往，已知有具备旋转头(旋转雾化头)的涂装装置(例如，参照专利文献1)。这样的涂装装置构成为，将涂料从旋转头排出并进行微粒化(雾化)，将该微粒化了的涂料向被涂装物涂着。
专利文献1的旋转头具备使涂料通过离心力而朝向外缘部扩散的扩散面和形成于外缘部的多个槽部。因此，由于涂料在槽部通过，从旋转头排出的涂料形成为丝状。并且，该丝状的涂料被微粒化而涂着于被涂装物。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-42749号公报
发明内容
发明要解决的课题
在此，在从旋转头排出的丝状的涂料中，如果沿周向相邻的丝状的涂料接触而一体化(结合)，则微粒化性能可能会下降。
本发明为了解决上述的课题而作出，本发明的目的在于提供能够抑制排出的丝状的涂料接触而一体化的情况的旋转雾化头及涂装装置。
用于解决课题的方案
本发明的旋转雾化头构成为能够安装于涂装装置的旋转轴，在安装于涂装装置的旋转轴的情况下被供给涂料，具备：扩散面，使涂料通过离心力朝向外缘部扩散；及多个槽部，形成于外缘部。多个槽部以沿径向延伸的方式形成，相邻的槽部的深度不同，各槽部的宽度设定为相同。需要说明的是，宽度相同不仅包括宽度严格相同的情况，另外也包括宽度实质上相同的情况。
通过这样构成，由于相邻的槽部的深度不同，在从槽部排出的丝状的涂料中，相邻的涂料彼此的位置不同(相邻的丝状的涂料的排出位置在轴向上错开)，因此能够抑制排出的丝状的涂料的接触。另外，通过使各槽部的宽度相同，能够实现从各槽部排出的丝状的涂料的直径的均等化。
在上述旋转雾化头中，可以是，多个槽部包括在周向上交替配置的第一槽部及第二槽部，第一槽部的深度比第二槽部的深度大，第一槽部的宽度设定为与第二槽部的宽度相同。
如果这样构成，则能够容易使相邻的槽部的深度不同。
在上述包括第一槽部及第二槽部的旋转雾化头中，可以是，第一槽部的深度及宽度以在第一槽部延伸的方向上从径向内侧朝向排出端逐渐增大的方式形成，第二槽部的深度及宽度以在第二槽部延伸的方向上从径向内侧朝向排出端逐渐增大的方式形成，第一槽部的排出端的深度比第二槽部的排出端的深度大，第一槽部的排出端的宽度设定为与第二槽部的排出端的宽度相同。
如果这样构成，则能够形成排出端的深度不同的第一槽部及第二槽部。
在上述包括第一槽部及第二槽部的旋转雾化头中，可以是，第一槽部的深度及宽度在第一槽部延伸的方向上形成为恒定，第二槽部的深度及宽度在第二槽部延伸的方向上形成为恒定。
如果这样构成，则能够形成深度不同的第一槽部及第二槽部。
本发明的涂装装置具备上述旋转雾化头和使旋转雾化头旋转的驱动部。
通过这样构成，由于相邻的槽部的深度不同，在从槽部排出的丝状的涂料中，相邻的涂料彼此的位置不同(相邻的丝状的涂料的排出位置在轴向上偏离)，因此能够抑制排出的丝状的涂料的接触。另外，通过使各槽部的宽度相同，能够实现从各槽部排出的丝状的涂料的直径的均等化。
在上述涂装装置中，可以是，具备电源部，该电源部向旋转雾化头施加电压，以在旋转雾化头与接地的被涂装物之间形成电场，并且涂装装置构成对从旋转雾化头排出的丝状的涂料进行静电微粒化。
如果这样构成，则能够不被成形空气影响地使涂料良好地微粒化。
发明效果
根据本发明的旋转雾化头及涂装装置，能够抑制排出的丝状的涂料接触而一体化的情况。
附图说明
图1是用于说明第一实施方式的涂装装置的概略构成图。
图2是表示图1的涂装装置的旋转头的剖视图。
图3是表示图2的旋转头的前端的立体图。
图4是从径向的外侧观察图3的旋转头的前端的放大图。
图5是从轴向观察图3的旋转头的前端的放大图。
图6是将图3的旋转头的前端放大表示的剖切端面图。
图7是表示涂料流入图6的旋转头的槽部的状态的图，是沿着图6的A-A线剖切的剖视图。
图8是表示第二实施方式的旋转头的前端的立体图。
图9是从径向的外侧观察图8的旋转头的前端的放大图。
图10是从轴向观察图8的旋转头的前端的放大图。
图11是将图8的旋转头的前端放大表示的剖切端面图。
图12是表示第三实施方式的旋转头的前端的立体图。
图13是从径向的外侧观察图12的旋转头的前端的放大图。
图14是从轴向观察图12的旋转头的前端的放大图。
图15是将图12的旋转头的前端放大表示的剖切端面图。
标号说明
1、1a、1b 旋转头(旋转雾化头)
2 气动马达(驱动部)
5 电压产生器(电源部)
21 旋转轴
100 涂装装置
122 扩散面
123、123a 外缘部
124、125、126 槽部
200 被涂装物
1241、1251、1261 槽部(第一槽部)
1241a、1242a、1251a、1252a、1261a、1262a 排出端
1242、1252、1262 槽部(第二槽部)
具体实施方式
以下，基于附图，说明本发明的实施方式。
(第一实施方式)
首先，参照图1及图2，说明本发明的第一实施方式的涂装装置100。
如图1所示，涂装装置100构成为从旋转头1排出丝状的涂料P1并将该丝状的涂料P1微粒化(雾化)，由此形成涂料颗粒(微粒化了的涂料)P2而涂着于被涂装物200。需要说明的是，被涂装物200例如是车辆的车身。该涂装装置100具备旋转头1、气动马达2、帽盖3、涂料供给部4、电压产生器5。
旋转头1构成为被供给液体的涂料，并通过离心力将该涂料排出。该旋转头1如图2的例子那样形成为圆筒状，包括配置于基端侧(X2方向侧)的安装部11和配置于前端侧(X1方向侧)的头部12。安装部11构成为能够安装于气动马达2的旋转轴21，头部12构成为被供给液体的涂料。需要说明的是，旋转头1的直径例如为20～80mm。另外，旋转头1是本发明的“旋转雾化头”的一例。
在安装部11的内周面安装有旋转轴21。旋转轴21形成为中空状，在内部配置有涂料供给管6。涂料供给管6为了将收纳于涂料供给部4(参照图1)的涂料向头部12供给而设置，在前端61形成有喷嘴(图示省略)。
头部12具有内表面12a及外表面12b，内表面12a朝向前端侧扩径地形成。在内表面12a的中央形成有从轴向观察为圆形的凹部121，并且以堵塞该凹部121的方式设置有毂(hub)13。因此，通过凹部121及毂13划分出涂料空间S，涂料供给管6的前端61面向涂料空间S地配置。在毂13的外缘部形成有用于使涂料从涂料空间S流出的流出孔13a。多个流出孔13a沿周向(旋转头1的旋转方向)空出规定的间隔地配置。
并且，相对于流出孔13a位于径向(与旋转头1的轴向正交的方向)的外侧的内表面12a作为通过离心力使涂料扩散的扩散面122发挥功能。该扩散面122朝向前端侧扩径地形成，构成为使从流出孔13a流出的涂料成为膜状。另外，在扩散面122的外缘部123形成有用于使膜状的涂料呈丝状地排出的多个槽部124(参照图3)。需要说明的是，在图2中，考虑到便于观察而省略槽部124的图示。槽部124的数量受旋转头1的直径的影响，例如为300～1800个。另外，关于槽部124的详情在后文叙述。
气动马达2(参照图1)为了使旋转头1旋转而设置。该气动马达2具有能够旋转的旋转轴21，该旋转轴21连结于旋转头1。需要说明的是，气动马达2是本发明的“驱动部”的一例。
帽盖3以覆盖旋转头1的外周面的方式构成，以朝向前端侧缩径的方式形成为锥状。该帽盖3在从旋转头1的轴向观察下形成为圆环状，在内部配置有旋转头1。即，帽盖3以包围旋转头1的周围的方式设置。
如图1所示，涂料供给部4设置成能够拆装，在内部收纳有涂料。涂料供给部4收纳的涂料能够经由涂料供给管6(参照图2)向旋转头1供给。
电压产生器5构成为产生负的高电压，并将该负的高电压向旋转头1施加。该电压产生器5为了在接地的被涂装物200与旋转头1之间形成电场而设置。通过被涂装物200与旋转头1之间的电场，将丝状的涂料P1静电微粒化，并将带电的涂料颗粒P2向被涂装物200涂着。另外，在电压产生器5连接有电压控制部7，通过电压控制部7而能够控制电压产生器5的输出电压。电压控制部7为了通过控制向旋转头1施加的电压来抑制旋转头1与被涂装物200之间的电场强度的变动而设置。需要说明的是，电压产生器5是本发明的“电源部”的一例。
在这样的涂装装置100中，从旋转头1的槽部124排出丝状的涂料P1，并通过静电力使该丝状的涂料P1微粒化(雾化)。即，在涂装装置100中，由于未设置喷出成形空气(shaping air)的空气喷出部，因此未借助成形空气而形成涂料颗粒P2。
-旋转头的槽部-
接下来，参照图3～图7，说明第一实施方式的旋转头1的槽部124的详情。
如图3所示，多个槽部124形成于扩散面122的外缘部123，为了将膜状的涂料呈丝状地排出而设置。该多个槽部124以沿径向延伸的方式形成，相邻的槽部124的深度不同，各槽部124的宽度设定为相同。需要说明的是，宽度相同不仅包括宽度严格地相同的情况，另外也包括宽度实质上相同的情况。
具体而言，如图4～图6所示，多个槽部124包括在周向上交替配置的槽部1241及1242。槽部1241及1242的截面形成为例如V字状(三角形形状)，长度设定为相同。因此，如图5所示，槽部1241及1242的径向上的内侧端部在从轴向观察下沿周向空出规定的间隔地配置。另外，槽部1241及1242的径向上的外侧端部是涂料的排出端1241a及1242a，以到达头部12的外表面12b的方式形成。因此，如图4所示，槽部1241及1242的截面出现于外表面12b，旋转头1的前端在从外表面12b侧观察下成为凹凸状。需要说明的是，槽部1241及1242分别是本发明的“第一槽部”及“第二槽部”的一例。
如图5及图6所示，槽部1241的深度及宽度在槽部1241延伸的方向上从径向内侧朝向排出端1241a逐渐增大地形成。同样，槽部1242的深度及宽度在槽部1242延伸的方向上从径向内侧朝向排出端1242a逐渐增大地形成。即，槽部1241及1242以越靠近径向上的外侧则V字状的截面积越大的方式形成。并且，槽部1241的排出端1241a的深度比槽部1242的排出端1242a的深度大。另外，槽部1241的排出端1241a的宽度Wa(参照图4)设定得与槽部1242的排出端1242a的宽度Wb(参照图4)相同。因此，如图6所示，槽部1241的底部相对于轴向的倾斜程度比槽部1242的底部相对于轴向的倾斜程度大。需要说明的是，槽部1242的底部相对于轴向的倾斜程度比扩散面122相对于轴向的倾斜程度大。
在此，槽部1241的排出端1241a的宽度Wa与槽部1242的排出端1242a的宽度Wb设定得相同，旋转头1的内表面12a的槽部1241形成用的占有面积的周向上的长度与旋转头1的内表面12a的槽部1242形成用的占有面积的周向上的长度相同。由此，如图7所示，向槽部1241流入的涂料Pa的量与向槽部1242流入的涂料Pb的量相同。即，槽部1241内的涂料Pa的截面积与槽部1242内的涂料Pb的截面积相同。因此，从槽部1241排出的丝状的涂料P1的直径与从槽部1242排出的丝状的涂料P1的直径相同。
并且，如图6所示，槽部1242的排出端1242a的底部配置在比槽部1241的排出端1241a的底部靠前端侧处。由此，从槽部1241排出的丝状的涂料P1的排出位置L1与从槽部1242排出的丝状的涂料P1的排出位置L2在轴向上偏离。即，在旋转头1中，来自槽部1242的丝状的涂料P1与来自槽部1241的丝状的涂料P1相比在前端侧排出。
-涂装时的动作例-
接下来，参照图1～图7，说明涂装装置100的动作例。
首先，在涂装时，如图1所示，通过电压产生器5向旋转头1施加负的高电压，将被涂装物200接地。由此，在旋转头1与被涂装物200之间形成电场。需要说明的是，负的高电压例如为-30000～-70000V。并且，通过气动马达2而旋转头1高速旋转。需要说明的是，旋转头1的转速(每1分钟的旋转数)虽然受旋转头1的直径的影响，但是例如为10000～50000rpm。
接下来，如图2所示，从涂料供给管6的喷嘴喷出液体的涂料，向涂料空间S供给涂料。需要说明的是，从喷嘴喷出的涂料的流量虽然受旋转头1的直径的影响，但是例如为10～300cc/min。向涂料空间S供给的涂料通过离心力从流出孔13a流出。
然后，从流出孔13a流出的涂料通过离心力沿着扩散面122向径向的外侧流动。沿着该扩散面122流动的涂料成为膜状，到达外缘部123而向多个槽部124(参照图3)供给。由于膜状的涂料向槽部124流入，因此在到达旋转头1的径向上的外侧端部之前涂料在周向上被分割。即，至少在旋转头1的径向上的外侧端部，如图7所示，涂料未从槽部124溢出，各槽部124内的涂料与相邻的槽部124内的涂料分离。在槽部124中通过的涂料成为丝状，从旋转头1的径向上的外侧端部(出现于外表面12b的槽部124)排出丝状的涂料P1(参照图1)。
在此，如图4～图7所示，多个槽部124由深度不同的槽部1241及1242构成，槽部1241及1242在周向上交替配置。因此，从槽部1241排出的丝状的涂料P1的排出位置L1(参照图6)与从槽部1242排出的丝状的涂料P1的排出位置L2(参照图6)在轴向上偏离，并且来自排出位置L1的丝状的涂料P1与来自排出位置L2的丝状的涂料P1在周向上直径相同且交替配置。由此，在周向上相邻的丝状的涂料P1的间隔变长，相邻的丝状的涂料P1难以接触。
另外，槽部1241及1242的宽度设定为相同，通过离心力而膜厚被均匀化的膜状的涂料向各槽部1241及1242大致均等地供给。因此，向槽部1241流入的涂料Pa(参照图7)的量与向槽部1242流入的涂料Pb(参照图7)的量大致相同。即，向沿周向排列的槽部124流入的涂料的量与槽部124的宽度存在相关，因此通过使槽部124的宽度相同，无论槽部124的深度的差异如何，都能实现向各槽部124流入的涂料的均等化。由此，从槽部1241排出的丝状的涂料P1的直径与从槽部1242排出的丝状的涂料P1的直径大致相同。即，通过向各槽部124流入的涂料的均等化，能实现从各槽部124排出的丝状的涂料P1的直径的均等化。
从旋转头1排出的丝状的涂料P1通过静电力而微粒化。丝状的涂料P1虽然受旋转头1的直径、涂料的种类的影响，但例如直径为0.03～0.1mm，长度为2～46mm。丝状的涂料P1的尺寸基于涂料的流量及旋转头1的转速等来调整。静电微粒化而形成的涂料颗粒P2(参照图1)的粒径以例如索特平均粒径计为10～50μm。并且，涂料颗粒P2带负电，被向接地的被涂装物200吸引。因此，涂料颗粒P2涂着于被涂装物200，在被涂装物200的表面形成涂装膜(图示省略)。
需要说明的是，通过电压产生器5向旋转头1施加的电压可以由电压控制部7(参照图1)控制。例如，以使在旋转头1与被涂装物200之间流动的电流(放电电流)恒定的方式，通过电压控制部7调整由电压产生器5向旋转头1施加的电压。因此，在旋转头1与被涂装物200的距离减小而放电电流增大的情况下，为了消除该放电电流的变化而降低向旋转头1施加的电压。另一方面，在旋转头1与被涂装物200的距离增大而放电电流减小的情况下，为了消除该放电电流的变化而升高向旋转头1施加的电压。这样的话，能够抑制旋转头1与被涂装物200之间的电场强度的变动。
-效果-
在第一实施方式中，如上所述，通过将深度不同的槽部1241及1242在周向上交替配置，在从槽部124排出的丝状的涂料P1中，相邻的涂料彼此的位置不同(槽部1241的排出位置L1与槽部1242的排出位置L2在轴向上偏离)，因此能够抑制排出的丝状的涂料P1接触而一体化的情况。另外，通过使槽部1241及1242的宽度相同，能够实现从各槽部1241及1242排出的丝状的涂料P1的直径的均等化。因此，通过实现排出的丝状的涂料P1的微细化及均等化而能够实现微粒化性能的提高。其结果是，能够实现涂料颗粒P2的微粒化及均等化，因此能够实现涂装品质的提高。
(第二实施方式)
接下来，参照图8～图11，说明本发明的第二实施方式的旋转头1a。在第二实施方式中，与第一实施方式不同，旋转头1a的槽部125的底部的倾斜程度相同。需要说明的是，旋转头1a是本发明的“旋转雾化头”的一例。
在第二实施方式中，如图8所示，多个槽部125形成于扩散面122的外缘部123，为了将膜状的涂料呈丝状地排出而设置。这多个槽部125以沿径向延伸的方式形成，相邻的槽部125的深度不同，各槽部125的宽度设定为相同。
具体而言，如图9所示，多个槽部125包括在周向上交替配置的槽部1251及1252。如图11所示，槽部1251及1252的底部相对于轴向的倾斜程度相同。另外，如图10所示，槽部1251与槽部1252相比形成得长，槽部1251以与槽部1252相比向径向内侧延伸的方式形成。槽部1251及1252的其他的结构分别与上述的槽部1241及1242相同。需要说明的是，槽部1251及1252分别本发明的“第一槽部”及“第二槽部”的一例。
因此，槽部1251的排出端1251a的深度比槽部1252的排出端1252a的深度大。另外，槽部1251的排出端1251a的宽度设定为与槽部1252的排出端1252a的宽度相同。
第二实施方式的其他的结构及效果与第一实施方式相同。
(第三实施方式)
接下来，参照图12～图15，说明本发明的第三实施方式的旋转头1b。在第三实施方式中，与第一实施方式不同，旋转头1b的槽部126延伸的方向上的截面形状相同。需要说明的是，旋转头1b是本发明的“旋转雾化头”的一例。
在第三实施方式中，如图12所示，多个槽部126形成于扩散面122的外缘部123a，为了将膜状的涂料呈丝状地排出而设置。这多个槽部126以沿径向延伸的方式形成，相邻的槽部126的深度不同，各槽部126的宽度设定为相同。在此，外缘部123a以相对于轴向的倾斜程度比扩散面122增大的方式形成。即，外缘部123a与扩散面122相比扩径程度大。
具体而言，如图13所示，多个槽部126包括在周向上交替配置的槽部1261及1262。如图14及图15所示，槽部1261的深度及宽度在外缘部123a处在槽部1261延伸的方向上形成为恒定，槽部1262的深度及宽度在外缘部123a处在槽部1262延伸的方向上形成为恒定。
如图15所示，槽部1261及1262的底部相对于轴向的倾斜程度相同。另外，如图14所示，槽部1261形成得比槽部1262长，槽部1261形成得比槽部1262向径向内侧延伸。需要说明的是，槽部1261及1262在扩散面122处以越靠近径向上的内侧则V字状的截面积越小的方式形成。槽部1261及1262的其他的结构分别与上述的槽部1241及1242相同。需要说明的是，槽部1261及1262分别是本发明的“第一槽部”及“第二槽部”的一例。
因此，槽部1261的排出端1261a的深度比槽部1262的排出端1262a的深度大。另外，槽部1261的排出端1261a的宽度设定得与槽部1262的排出端1262a的宽度相同。
第三实施方式的其他的结构及效果与第一实施方式相同。
(其他的实施方式)
需要说明的是，本次公开的实施方式在全部的点上为例示，不应成为限定性的解释的根据。因此，本发明的技术范围不是仅通过上述的实施方式来解释，而基于请求保护的范围来划定。另外，本发明的技术范围包括与发明内容等同的意思及范围内的全部变更。
例如，在第一实施方式中，示出了未设置喷出成形空气的空气喷出部的例子，但是并不局限于此，也可以设置喷出成形空气的空气喷出部。需要说明的是，关于第二及第三实施方式也同样。
另外，在第一实施方式中，示出了根据放电电流来调整向旋转头1施加的电压的例子，但是并不局限于此，可以无论放电电流如何，向旋转头施加的电压都恒定。需要说明的是，关于第二及第三实施方式也同样。
另外，在第一实施方式中，示出了旋转头1形成为圆筒状的例子，但是并不局限于此，旋转头也可以形成为杯状(碗状)。需要说明的是，关于第二及第三实施方式也同样。
另外，在第一实施方式中，示出了设置深度不同的2个种类的槽部1241及1242的例子，但是并不局限于此，也可以设置深度不同的3个种类以上的槽部。需要说明的是，关于第二及第三实施方式也同样。
另外，在第一实施方式中，示出了槽部124的截面为V字状的例子，但是并不局限于此，槽部的截面也可以为U字状(圆弧状)等其他的形状。需要说明的是，关于第二及第三实施方式也同样。
另外，在第一实施方式中，示出了形成用于使涂料从涂料空间S流出的流出孔13a的例子，但是并不局限于此，也可以形成用于使涂料从涂料空间流出的狭缝状的槽。需要说明的是，关于第二及第三实施方式也同样。
另外，在第一～第三实施方式中，涂料可以为水性涂料，也可以为溶剂系涂料。
本申请主张基于在2018年6月21日向日本提出申请的日本特愿2018-118188号的优先权。通过在此提及而将其全部的内容援引于本申请。
产业上的可利用性
本发明能够利用于旋转雾化头及具备该旋转雾化头的涂装装置。

Claims (6)

1.一种旋转雾化头，构成为能够安装于涂装装置的旋转轴，在安装于所述涂装装置的旋转轴的情况下被供给涂料，其特征在于，具备：
扩散面，使涂料通过离心力朝向外缘部扩散；及
多个槽部，形成于所述外缘部，
所述多个槽部以沿径向延伸的方式形成，相邻的槽部的深度不同，各槽部的宽度设定为相同。
2.根据权利要求1所述的旋转雾化头，其特征在于，
所述多个槽部包括在周向上交替配置的第一槽部及第二槽部，
所述第一槽部的深度比所述第二槽部的深度大，
所述第一槽部的宽度设定为与所述第二槽部的宽度相同。
3.根据权利要求2所述的旋转雾化头，其特征在于，
所述第一槽部的深度及宽度以在所述第一槽部延伸的方向上从径向内侧朝向排出端逐渐增大的方式形成，
所述第二槽部的深度及宽度以在所述第二槽部延伸的方向上从径向内侧朝向排出端逐渐增大的方式形成，
所述第一槽部的排出端的深度比所述第二槽部的排出端的深度大，
所述第一槽部的排出端的宽度设定为与所述第二槽部的排出端的宽度相同。
4.根据权利要求2所述的旋转雾化头，其特征在于，
所述第一槽部的深度及宽度在所述第一槽部延伸的方向上形成为恒定，
所述第二槽部的深度及宽度在所述第二槽部延伸的方向上形成为恒定。
5.一种涂装装置，其特征在于，具备：
权利要求1～4中任一项所述的旋转雾化头；及
使所述旋转雾化头旋转的驱动部。
6.根据权利要求5所述的涂装装置，其特征在于，
具备电源部，该电源部向所述旋转雾化头施加电压，以在所述旋转雾化头与接地的被涂装物之间形成电场，
所述涂装装置构成为对从所述旋转雾化头排出的丝状的涂料进行静电微粒化。
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