JP2010036091A - 回転霧化塗装機及び回転霧化塗装機を用いた塗装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】塗着効率の向上を図る。
【解決手段】前面２３Ｆが凹んだ形態の回転霧化頭２３を前端部に設け、回転霧化頭２３の外周縁から放射状に噴出した霧化塗料を、パターンエアＰで包み込むことにより所定のパターンに成形して前方へ送出するようになっている。パターンエアＰにより回転霧化頭２３の前面２３Ｆに沿って外周側へ引き寄せられた随伴気流を、中央側に集めて回転霧化頭２３の前面２３Ｆ側へ戻す経路で循環させることにより渦流Ｓを生成し、回転霧化頭２３の外周縁から噴出した霧化塗料の少なくとも一部を、渦流Ｓに巻き込むことにより回転霧化頭２３の前方で渦状に循環させる。
【選択図】図６

Description

本発明は、回転霧化塗装機及び回転霧化塗装機を用いた塗装方法に関するものである。

特許文献１には、加圧エアにより回転力を発生するエアモータを用い、このエアモータを駆動源として回転霧化頭を回転駆動させることで、回転霧化頭に供給した液体塗料を霧化状態にして噴出させる回転霧化塗装機が開示されている。

上記のように回転霧化頭を回転駆動するための駆動源として加圧エアを用いるタイプの塗装機では、次のような問題が懸念される。塗装機が、被塗物の形状に合わせて移動させる可動タイプのものである場合、加圧エアの供給源を塗装機から離れた位置に配置し、供給源と塗装機との間に加圧エアを圧送するためのホースが配索される。このような構造では、加圧エアが供給源から塗装機へ圧送される間にエア漏れが生じることや、加圧エアが圧縮性流体であること等が原因となって、加圧エアの圧力が変動する虞があるため、エアモータの回転数が不安定になり易いという事情がある。エアモータの回転数が不安定になると、回転霧化頭の回転数が一定せず、塗料の霧化状態も均一にならないため、塗装不良を来すことになる。このような問題は、エアモータを用いた場合に限らず、エアモータと同じく加圧エアを用いるエアタービンによって回転霧化頭を回転駆動する場合も同様である。

その対策としては、電力の供給により回転力を発生する電動モータを用いて回転霧化頭を回転駆動することが考えられる。電力供給に際しては、電圧値や電流値の制御が容易であるため、電動モータの回転数を安定させ、回転霧化頭を安定した回転数で回転駆動することができる。
特開平７−２６５７４９号公報

しかしながら、電動モータで回転霧化頭を回転駆動する構造は、静電塗装機に適用することが困難であるため、電動モータを用いた塗装機では、静電気によって塗着効率を向上させる効果が期待できない。そのため、電動モータを用いる場合には、静電効果に替わる塗着効率向上の手段が望まれる。このような塗着効率を向上させる手段は、電動モータを用いない非静電塗装機に適用した場合でも、十分な効果を得ることができる。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、塗着効率の向上を図ることを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、塗装機本体の前端部に、前面が凹んだ形態の回転霧化頭を設け、前記回転霧化頭の外周縁から放射状に噴出した霧化塗料を、前記塗装機本体の前端から前方へ筒状に吐出させたパターンエアで包み込むことにより、所定のパターンに成形して前方へ送出するようにした回転霧化塗装機において、前記パターンエアにより前記回転霧化頭の前面に沿って外周側へ引き寄せられた随伴気流を、中央側に集めて前記回転霧化頭の前面側へ戻す経路で循環させることにより渦流を生成し、前記回転霧化頭の外周縁から噴出した霧化塗料の少なくとも一部を、前記渦流に巻き込むことにより前記回転霧化頭の前方で渦状に循環させるようにしたところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記回転霧化頭が被塗物に対して接近した状態で対向することで、前記回転霧化頭の前方において渦状に循環する前記霧化塗料を前記被塗物に塗着させるようになっているところに特徴を有する。

請求項３の発明は、前面が凹んだ形態の回転霧化頭が前端部に設けられた構造の回転霧化塗装機を用い、前記回転霧化頭の外周縁から放射状に噴出した霧化塗料を、前記回転霧化塗装機の前端から前方へ筒状に吐出させたパターンエアで包み込むことにより、所定のパターンに成形して前方へ送出する塗装方法において、前記パターンエアにより前記回転霧化頭の前面に沿って外周側へ引き寄せられた随伴気流を、中央側に集めて前記回転霧化頭の前面側へ戻す経路で循環させることにより渦流を生成するとともに、前記回転霧化頭の外周縁から噴出した霧化塗料の少なくとも一部を、前記渦流に巻き込むことにより前記回転霧化頭の前方で渦状に循環させるところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項３に記載のものにおいて、前記回転霧化頭を被塗物に対して接近した状態で対向させることにより、前記回転霧化頭の前方において渦状に循環する前記霧化塗料を前記被塗物に塗着させるところに特徴を有する。

＜請求項１及び請求項３の発明＞
回転霧化頭の外周縁から放射状に噴出した霧化塗料は、回転霧化頭の前方において渦流に巻き込まれることにより循環する状態に保持されるので、霧化塗料がパターンエアの外側へ飛散して被塗物に塗着されずに浮遊したままになる、ということが起き難い。

＜請求項２及び請求項４の発明＞
被塗物の表面のうちパターンエアよりも内側の領域に対して、霧化塗料を確実に塗着させることができる。

＜実施形態１＞
以下、本発明を具体化した実施形態１を図１乃至図７を参照して説明する。本実施形態１の回転霧化塗装機Ａは、下方へグリップ１１を突出させた塗装機本体１０の前端部に、軸線を前後方向に向けた回転霧化頭２３を設け、この回転霧化頭２３を回転駆動することにより、回転霧化頭２３に供給した液体の塗料を霧化状態で噴出するとともに、噴出した霧化塗料（図示せず）をパターンエアＰにより所定のパターンに成形して被塗物Ｗに塗着させるようにしたものである。

塗装機本体１０内には、断面形状が回転霧化頭２３の回転中心と同心の円形をなして塗装機本体１０を前後方向に貫通する収容空間１２が形成され、収容空間１２内には、回転霧化頭２３と同心の円筒形をなす保持部材１３が固定して設けられている。収容空間１２の内周と保持部材１３の外周との間の円筒状の空間は、塗装機本体１０の後端から前端へ連通するエア流路１４となっている。保持部材１３を固定する手段としては、図５に示すように、保持部材１３の外周に周方向に間隔を空けた複数位置（例えば、３箇所）から突部１５を突出させ、これらの突部１５を収容空間１２の内周に固定する構造がとられている。保持部材１３には、その前端面に開口する前部収容凹部１６と後端面に開口する後部収容凹部１７とが形成されており、前部収容凹部１６と後部収容凹部１７との間は隔壁部１８となっている。

前部収容凹部１６内には、回転霧化頭２３と同心状の円筒形をなす塗料供給管１９が、隔壁部１８の前面に固定されて前方へ延びた形態で設けられている。隔壁部１８内には連通孔２０が形成されており、グリップ１１内に設けた塗料流入路（図示せず）の上端が、連通孔２０の下端に連通し、連通孔２０の前端が塗料供給管１９に後端部に連通されている。

前部収容凹部１６内には、前後方向に貫通する円筒状の電動モータ２１が固定して収容されている。電動モータ２１の中心孔には、回転霧化頭２３と同心の円筒形をなし塗料供給管１９を包囲する形態の出力軸２２が設けられており、電動モータ２１に電力が供給されると、出力軸２２が所定の速度で回転駆動されるようになっている。この出力軸２２の前端部には、回転霧化頭２３が一体に回転し得るように固着されている。

回転霧化頭２３は、その前面２３Ｆが例えば皿状に凹んだ形態となっている円盤状をなしており、その後面中央部には、後方へ突出する円筒状の筒部２４が形成されている。回転霧化頭２３の内部には、筒部２４に連通する貯留室２５が形成されているとともに、この貯留室２５から回転霧化頭２３の前面２３Ｆに連通する複数の流出孔２６が形成されている。塗料流入路に供給された液体の塗料は、連通孔２０、塗料供給管１９、筒部２４を順に通って貯留室２５内に流入し、貯留室２５から流出孔２６を通って回転霧化頭２３の前面２３Ｆに供給されるようになっている。電動モータ２１に電力が供給されて回転霧化頭２３が回転駆動されると、回転霧化頭２３の前面２３Ｆに供給された塗料が、遠心力により回転霧化頭２３の外周縁に向かって拡散しながら流れ、回転霧化頭２３の外周縁から霧化塗料となって放射状に噴出（放出）されるようになっている。

後部収容凹部１７内には、軸流圧縮機２９を回転駆動することによってパターンエアＰを精製するためのパターンエア生成用モータ２７が固定状態で収容されている。パターンエア生成用モータ２７は、回転霧化頭２３と同心であって後方へ突出する駆動軸２８を有しており、この駆動軸２８の後端部には、軸流圧縮機２９が取り付けられている。軸流圧縮機２９は、保持部材１３の後端よりも後方へ突出した形態であって駆動軸２８に対して一体に回転し得るように固着された回転子３０と、この回転子３０の外周に周方向に間隔を空けて形成した複数の羽根３１とを備えて構成されている。複数の羽根３１は、エア流路１４の後端部に位置するように設けられている。これらの羽根３１は、いずれも、駆動軸２８の軸線と平行な仮想面（図示せず）に対して斜めをなし、且つ駆動軸２８の軸線と直角な仮想面（図示せず）に対しても斜め方向を向いている。換言すると、羽根３１は、回転子３０の回転方向に対して斜めを向いている。

パターンエア生成用モータ２７に電力が供給されて軸流圧縮機２９が回転駆動されると、塗装機本体１０の後方の空気が、羽根３１によりエア流路１４内に取り込まれ、取り込まれたエアは、エア流路１４内を加圧されながら前方へ流れる。加圧されたエアは、エア流路１４の前端の開口縁と回転霧化頭２３の外周縁との隙間の円環形のエア噴出口３２から、円筒状のパターンエアＰとして前方へ噴出される。パターンエアＰは、回転霧化頭２３の外周縁から放射状に噴出する霧化塗料を包み込むことにより、所定の径の大きさ（パターン）の塗料噴流に成形して被塗物Ｗに塗着させるようになっている。

また、パターンエアＰは、図６（塗装機本体１０と回転霧化頭２３の形状は簡略化している）に示すように、回転霧化頭２３の前方において渦流Ｓを生成し、回転霧化頭２３の外周から放射された霧化塗料を、渦流Ｓに巻き込んで渦状に循環させる機能を有している。円筒状のパターンエアＰが回転霧化頭２３の外周縁から前方へ吐出されると、回転霧化頭２３の前方近傍の空気が、パターンエアＰに引き寄せられることにより、回転霧化頭２３の前面２３Ｆに沿って外周側へ移動しながら前方へ向かう随伴気流となるが、随伴気流の生成に伴って回転霧化頭２３の前面２３Ｆの近傍における中央部分が負圧となるため、随伴気流は、回転霧化頭２３の中央側に集まって回転霧化頭２３の前面２３Ｆ側へ引き戻され、再び、パターンエアＰに引き寄せられる。以上のようにして、回転霧化頭２３の前方では、渦流Ｓ（渦巻き状の流れ）が生成される。

一方、回転霧化頭２３の外周縁から放出された霧化塗料は、パターンエアＰにより前方へ送出されるのであるが、霧化塗料の一部は、上記渦流Ｓに巻き込まれる。そして、この渦流Ｓに巻き込まれた霧化塗料は、渦流Ｓに乗じて回転霧化頭２３の前方で渦状に循環する状態となる。渦状に循環する霧化塗料の一部は、パターンエアＰに乗じて前方へ送出される。このように、回転霧化頭２３から放出された霧化塗料は、直ちにパターンエアＰの流れに乗じて被塗物Ｗに塗着するものと、一旦渦流Ｓに乗じて循環した後にパターンエアＰに乗じて被塗物Ｗに塗着されるものと、渦流Ｓに乗じて循環したままで被塗物Ｗに塗着されないものとに分かれる。

上述のように、回転霧化頭２３の外周縁から放射状に噴出した霧化塗料が、回転霧化頭２３の前方において渦流Ｓに巻き込まれることにより循環する状態に保持されるので、霧化塗料がパターンエアＰの外側へ飛散して被塗物Ｗに塗着されずに浮遊したままになる、ということが起き難い。このように、被塗物Ｗに塗着されずに無駄に浮遊したままになる霧化塗料の量が少なく抑えられるので、塗着効率に優れている。

また、本実施形態の別の塗装形態としては、図７（塗装機本体１０と回転霧化頭２３の形状は簡略化している）に示すように、回転霧化頭２３を被塗物Ｗの表面に対して接近した状態で対向させることができる。この場合、渦流Ｓに乗じて循環する霧化塗料の循環領域内に、被塗物Ｗの表面が進入する程度まで回転霧化頭２３を被塗物Ｗに接近させる。このようにすると、渦状に循環している霧化塗料が、パターンエアＰに乗じることなく、パターンエアＰよりも内側の領域において、直接、被塗物Ｗの表面に塗着されるので、この塗装方法も塗着効率に優れている。尚、この場合、渦状に循環せずに回転霧化頭２３の外周縁から直接パターンエアＰの流れに乗じた霧化塗料も、被塗物Ｗに塗着される。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施態様も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、塗装機本体に設けた軸流圧縮機を用いてパターンエアを生成するようにしたが、これに替えて、塗装機本体外に設けたエア供給源から加圧エアを塗装機本体に圧送してパターンエアを生成してもよい。
（２）上記実施形態では、回転霧化頭を電動モータで回転させるようにしたが、回転霧化頭を回転させる手段としては、加圧エアを用いた駆動機構（例えば、エアモータやエアタービン等）を用いてもよい。
（３）上記実施形態では回転霧化頭の前面が皿状に凹んだ形態としたが、回転霧化頭の前面は椀状に凹んだ形態であってもよい。

実施形態１回転霧化塗装機の断面図 回転霧化塗装機の正面図 回転霧化塗装機の背面図 回転霧化塗装機の斜視図 図１のＸ−Ｘ線断面図 塗装形態をあらわす概略図 別の塗装形態をあらわす概略図

符号の説明

Ａ…回転霧化塗装機
２３…回転霧化頭
２３Ｆ…回転霧化頭の前面
Ｐ…パターンエア
Ｓ…渦流
Ｗ…被塗物

Claims (4)

1. 塗装機本体の前端部に、前面が凹んだ形態の回転霧化頭を設け、
   前記回転霧化頭の外周縁から放射状に噴出した霧化塗料を、前記塗装機本体の前端から前方へ筒状に吐出させたパターンエアで包み込むことにより、所定のパターンに成形して前方へ送出するようにした回転霧化塗装機において、
   前記パターンエアにより前記回転霧化頭の前面に沿って外周側へ引き寄せられた随伴気流を、中央側に集めて前記回転霧化頭の前面側へ戻す経路で循環させることにより渦流を生成し、
   前記回転霧化頭の外周縁から噴出した霧化塗料の少なくとも一部を、前記渦流に巻き込むことにより前記回転霧化頭の前方で渦状に循環させるようにしたことを特徴とする回転霧化塗装機。
2. 前記回転霧化頭が被塗物に対して接近した状態で対向することで、前記回転霧化頭の前方において渦状に循環する前記霧化塗料を前記被塗物に塗着させるようになっていることを特徴とする請求項１記載の回転霧化塗装機。
3. 前面が凹んだ形態の回転霧化頭が前端部に設けられた構造の回転霧化塗装機を用い、
   前記回転霧化頭の外周縁から放射状に噴出した霧化塗料を、前記回転霧化塗装機の前端から前方へ筒状に吐出させたパターンエアで包み込むことにより、所定のパターンに成形して前方へ送出する塗装方法において、
   前記パターンエアにより前記回転霧化頭の前面に沿って外周側へ引き寄せられた随伴気流を、中央側に集めて前記回転霧化頭の前面側へ戻す経路で循環させることにより渦流を生成するとともに、
   前記回転霧化頭の外周縁から噴出した霧化塗料の少なくとも一部を、前記渦流に巻き込むことにより前記回転霧化頭の前方で渦状に循環させることを特徴とする回転霧化塗装機を用いた塗装方法。
4. 前記回転霧化頭を被塗物に対して接近した状態で対向させることにより、前記回転霧化頭の前方において渦状に循環する前記霧化塗料を前記被塗物に塗着させることを特徴とする請求項３記載の回転霧化塗装機を用いた塗装方法。

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