JP2013039509A - 塗装方法及び塗装装置 - Google Patents

Abstract

【課題】塗装ガンを被塗装部位に対して斜めに配置した状態で塗布を実施した場合でも、効率よく塗装することができる塗装方法及び塗装装置を提供する。
【解決手段】塗装装置１０は、前記シェーピングエア１７のうち周方向の所定エリアを構成する部分を第１エア１７ａとして、相対的に高風速で噴出させ、第１エア１７ａの噴出と並行して、シェーピングエア１７のうち周方向の他のエリアを構成する部分を第２エア１７ｂとして、第１エア１７ａよりも相対的に低風速で噴出させ、第１エア１７ａ側に第２エア１７ｂを引き寄せる。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転霧化頭から液体塗料を噴霧して静電塗装を行う塗装方法及び塗装装置に関する。

自動車のボディなどを塗装する塗装装置として、回転霧化式塗装装置が知られている。この回転霧化式塗装装置は、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塗料（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。

また、一従来例に係る回転霧化式塗装装置では、複雑な形状を有するワーク（被塗装物）に対して確実に塗料を塗布するために、回転霧化頭の外側後方に、回転霧化頭の回転軸に対して同心状に環状のエア噴出口を設け、当該エア噴出口からのエア噴射量を制御することにより、塗布パターン径を変化させている（例えば、下記特許文献１参照）。

特開２００９−７２７０３号公報

ところで、回転霧化式塗装装置による塗装の実施においては、一般に、塗装効率を考慮して、ワークの被塗装部位に対して塗装ガンを面直に、つまり塗装ガンを構成する回転霧化頭の回転軸線を被塗装部位に対して略垂直に配置した状態で塗料を噴霧する。

しかしながら、自動車の内板塗装等の実施においては、塗装ガンがワークに干渉することを避けるために、塗装ガンを被塗装部位に対して面直ではなく、斜めに配置した状態で塗布する場合がある。この場合、塗布量が少ない塗布パターンの端部を使用して重ね塗りをするため、塗装効率が低下するという問題がある。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、塗装ガンを被塗装部位に対して斜めに配置した状態で塗布を実施した場合でも、効率よく塗装することができる塗装方法及び塗装装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、回転する回転霧化頭から吐出される塗料を環状のシェーピングエアによりワーク側へ指向させることで前記ワークを塗装する塗装方法であって、前記シェーピングエアのうち周方向の所定エリアを構成する部分を第１エアとして、相対的に高風速で噴出させ、前記第１エアの噴出と並行して、前記シェーピングエアのうち周方向の他のエリアを構成する部分を第２エアとして、前記第１エアよりも相対的に低風速で噴出させ、前記第１エア側に前記第２エアを引き寄せることを特徴とする。

上記の塗布方法によれば、環状に噴出するシェーピングエアの一部の流速を他の部分の流速よりも速くすることで、早い部分の第１エア側に塗布パターンを変位させることができる。結果として、回転霧化頭の回転軸線からずれた位置を中心とする塗布パターンを形成できる。よって、回転霧化頭の回転軸線が被塗装部位に対して垂直ではなく傾斜した状態で塗布する場合でも、塗布パターンのうち塗布量が多い部分を使用して塗布することができるため、効率よく塗装することができる。

上記の塗装方法において、前記第１エアの風速が、前記第２エアの風速に対して１４０％以下であるとよい。このように風速設定することで、塗布パターンが割れることなく均一に塗装することができる。

上記の塗装方法において、前記第１エア及び前記第２エアの内方で、前記回転霧化頭の外周縁部に向けて内側シェーピングエアを噴出させるとよい。こうすると、塗布パターンの中心位置を制御するための第１エア及び第２エアの噴出に加えて、当該第１エア及び第２エアの内方で、ベルカップの外周縁部に向けて内側シェーピングエアを噴出させるので、塗布パターンの中心位置の制御と、塗料の微粒化をそれぞれ確実且つ効果的に実施することができる。

また、本発明は、塗料をワークに対して吐出する回転霧化頭と、前記回転霧化頭の外周縁部に向けて環状のシェーピングエアを噴出するエア噴出機構とを備えた塗装装置であって、前記エア噴出機構は、前記シェーピングエアのうち周方向の所定エリアを構成する部分であって相対的に高風速の第１エアを噴出させる第１エア噴出口と、前記シェーピングエアのうち周方向の他のエリアを構成する部分であって相対的に高風速の第２エアを噴出させる第２エア噴出口とを有することを特徴とする。

上記の塗装装置によれば、回転霧化頭の回転軸線からずれた位置を中心とする塗布パターンを形成できるので、回転霧化頭の軸線が被塗装部位に対して垂直ではなく傾斜した状態で塗布する場合でも、効率よく塗装することができる。

上記の塗装装置において、前記エア噴出機構は、周方向に分割された複数のバッファ室と、前記バッファ室の少なくとも１つと前記第１エア噴出口とを連通する第１エア供給孔と、残りの前記バッファ室と前記第２エア噴出口とを連通する第２エア供給孔とを有するとよい。

上記の構成により、第１エア噴出口に対応したバッファ室に相対的に大流量のエアを供給するとともに、第２エア噴出口に対応した他のバッファ室に相対的に小流量のエアを供給することで、風速の異なるシェーピングエアを確実に噴出させることができる。

上記の塗装装置において、前記第１エアの風速が、前記第２エアの風速に対して１４０％以下であるとよい。このように風速設定することで、塗布パターンが割れることなく均一に塗装することができる。

上記の塗装装置において、前記エア噴出機構は、前記第１エア噴出口及び前記第２エア噴出口の内方に、前記回転霧化頭の外周縁部に向けて内側シェーピングエアを噴出する内側エア噴出口をさらに備えるとよい。

上記の構成によれば、塗布パターンの中心位置を制御するための第１エア及び第２エアの噴出に加えて、当該第１エア及び第２エアの内方で、ベルカップの外周縁部に向けて内側シェーピングエアを噴出させるので、塗布パターンの中心位置の制御と、塗料の微粒化をそれぞれ確実且つ効果的に実施することができる。

本発明の塗装方法及び塗装装置によれば、塗装ガンを被塗装部位に対して斜めに配置した状態で塗布を実施した場合でも、効率よく塗装することができる。

本発明の第１実施形態に係る塗装装置の概略構成図である。 図１に示した塗装装置のリング部材の背面を示す斜視図である。 図３Ａは、自動車のボディとドアを示す斜視図であり、図３Ｂは、塗装装置の塗装ガンの配置位置と、塗装ガンの被塗装部位に対する角度との関係を示す模式図である。 塗装ガンから吐出された塗料の塗布パターンを示す模式図である。 図５Ａは、第１変形例に係るリング部材の背面図であり、図５Ｂは、第２変形例に係るリング部材の背面図である。 本発明の第２実施形態に係る塗装装置の概略構成図である。 図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った横断面図である。

以下、本発明に係る塗装方法及び塗装装置について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る塗装装置１０の概略構成図である。図１に示すように、塗装装置１０は、少なくとも、装置本体を構成する塗装ガン１２と、塗装ガン１２にシェーピングエア１７用のエアを供給するエア供給系１４とを備える。

塗装ガン１２は、ケーシング（ハウジング）１６と、ケーシング１６内に設けられたエアモータ１８と、エアモータ１８によって高速回転する中空構造の回転軸２０と、回転軸２０の中空部に挿通された管部材２２と、回転軸２０の先端に設けられたベル型の回転霧化頭２４と、回転霧化頭２４の先端外周に向けてシェーピングエア１７を噴出するエア噴出機構２６とを有する。

エアモータ１８は、図示しない圧縮空気源から圧縮エアが供給され、回転軸２０を高速回転するように構成されている。この回転軸２０は、高電圧を発生する図示しない高電圧発生装置に接続されている。従って、回転霧化頭２４には回転軸２０を介して負の高電圧が印加される。また、回転軸２０は、中空円筒状に形成された部材であり、その中空部内には、管部材２２が配置されている。

管部材２２内には、塗料を流すための塗料供給路２８と、洗浄液を流すための洗浄液供給路３０とが形成されている。管部材２２の先端部は、二重管となっており、塗料を吐出する塗料供給ノズル３２と、洗浄液を吐出する洗浄液供給ノズル３４とが同心状に形成されている。

回転霧化頭２４は、回転軸２０の先端に固定されており、回転軸２０がエアモータ１８の作用下に回転すると、回転霧化頭２４も回転軸２０とともに一体的に回転する。回転霧化頭２４の内部には、管部材２２を介して供給された塗料を一旦貯留するための塗料溜り部３６が形成されている。塗料溜り部３６は、円形の空間である。この塗料溜り部３６の中心部に、塗料供給ノズル３２が臨んでいる。

回転霧化頭２４は、回転軸２０に固定されたインナー部材３８と、インナー部材３８の外周部に固定されたベルカップ４０とから構成されており、インナー部材３８とベルカップ４０との間に、塗料溜り部３６が形成されている。インナー部材３８には、回転軸２０の先端部が嵌合する凹部３８ａが形成され、インナー部材３８の前面中央部には、管部材２２の先端部が挿通される開口部が形成されている。

ベルカップ４０は、前方に向かって半径方向外方に広がる円形のカップ状に形成されている。ベルカップ４０の前面には、当該前面に供給された塗料を薄膜化する塗料吐出沿面４２が形成されている。塗料吐出沿面４２は、半径方向外方に向かって前方に傾斜し、正面視でドーナツ型の面であり、ベルカップ４０の回転による遠心力で、塗料溜り部３６からの塗料を薄膜化する。

ベルカップ４０には、塗料吐出沿面４２へ塗料を供給するための複数の塗料供給孔４４が、回転霧化頭２４の回転軸線ａを中心とする周方向に等間隔で設けられている。各塗料供給孔４４は、回転霧化頭２４の前方に向かって回転霧化頭２４の軸線ａから遠ざかるように傾斜し、一端（内方端）が塗料溜り部３６で開口し、他端（外方端）がベルカップ４０の前面で開口している。

ベルカップ４０の背面側中央部は、塗料溜り部３６の内方（管部材２２側）に向かって突出し、供給された塗料や洗浄液を半径方向外側に分配するようになっている。

ベルカップ４０の前面外周縁部（すなわち、塗料吐出沿面４２の外周縁部）には、塗料を液糸にするための複数の溝４６が周方向に等間隔に形成されている。各溝４６は、塗料吐出沿面４２の外周縁部の全周にわたり周方向に等間隔に設けられるとともに、回転霧化頭２４の半径方向に沿って延在しており、塗料吐出沿面４２に沿って半径方向外方に流れてきた薄膜状の塗料を細分化する。これにより、ベルカップ４０の外周端からは、細糸状となった塗料（液糸）が放出される。

ケーシング１６とエアモータ１８との間には、複数（図示例では３つ）のリング状の流路形成部材５０、５２、５４が配置されている。以下、流路形成部材５０、５２、５４を、それぞれ、「第１流路形成部材５０」、「第２流路形成部材５２」、「第３流路形成部材５４」とよぶ。第１流路形成部材５０は、エアモータ１８の外側に配置されており、その外周部には環状凹部５０ａが形成されるとともに、軸線方向に貫通する複数の流路５０ｂが周方向に間隔をおいて形成されている。

第２流路形成部材５２は、第１流路形成部材５０とケーシング１６との間に配置されており、軸線方向に貫通する流路５２ａが形成されている。第１流路形成部材５０と第２流路形成部材５２とケーシング１６とにより、環状空間５１が形成されている。第３流路形成部材５４は、ケーシング１６と第１流路形成部材５０との間で、且つ、第１流路形成部材５０及び第２流路形成部材５２の前方に配置されている。第３流路形成部材５４には、第２流路形成部材５２の流路５２ａと連通する流路５４ａと、第１流路形成部材５０の流路５０ｂと連通する流路５４ｂとが形成されている。

第３流路形成部材５４の先端には、エア噴出機構２６を構成するリング部材２７が、ベルカップ４０と同心状に、ベルカップ４０の背面側でベルカップ４０を囲むように固定されており、ベルカップ４０の外周縁部の後方から、当該外周縁部に向けてシェーピングエア１７を噴出するものである。

図２は、リング部材２７を背面側から見た斜視図である。図１及び図２に示すように、リング部材２７の背面には、第１円弧状凹部６０と第２円弧状凹部６２とが形成されている。第１円弧状凹部６０と第２円弧状凹部６２とは、隔壁６４ａ、６４ｂによって仕切られ、互いに略同じ容積を有する。第１円弧状凹部６０と第３流路形成部材５４の前面によって、円弧状の第１バッファ室６４が形成されている。第２円弧状凹部６２と第３流路形成部材５４の前面によって、円弧状の第２バッファ室６６が形成されている。

リング部材２７には、さらに、第１バッファ室６４とリング部材２７の前面を連通する複数の第１エア供給孔６８と、第２バッファ室６６とリング部材２７の前面を連通する複数の第２エア供給孔７０とが形成されている。第１エア供給孔６８は、一端（後端）が第１バッファ室６４で開口し、他端（先端）が前面で第１エア噴出口６８ａとして開口している。第２エア供給孔７０は、一端（後端）が第２バッファ室６６で開口し、他端（先端）が前面で第２エア噴出口７０ａとして開口している。

第１エア供給孔６８及び第２エア供給孔７０は、それぞれ、軸線ａを中心とした円周方向に等間隔に設けられ、前方に向かって回転霧化頭２４の軸線ａに近づくように傾斜し、ベルカップ４０の外周縁部に向けて開口している。また、第１エア供給孔６８及び第２エア供給孔７０は、回転霧化頭２４の軸線ａを中心とする円周方向に、軸線ａ方向に対して所定角度（例えば、３０度〜５０度）傾斜している。

図１に示す塗装ガン１２では、上述した環状空間５１、第２流路形成部材５２の流路５２ａ、第３流路形成部材５４の流路５４ａ、第１バッファ室６４及び第１エア供給孔６８により、第１エア供給路７２が構成されている。また、上述した第１流路形成部材５０の流路５０ｂ、第３流路形成部材５４の流路５４ｂ、第２バッファ室６６及び第２エア供給孔７０により、第２エア供給路７４が構成されている。

図１に示すように、エア供給系１４は、エア源８０と、エア源８０から塗装ガン１２に圧縮エアを導く第１エアライン８２及び第２エアライン８４とを有する。エア源８０は、例えばエアポンプであり、圧縮エアを送出する。第１エアライン８２は、環状空間５１に圧縮エアを供給する。

第１エアライン８２上には、第１流量計８８及び第１電空変換機８６が配設されている。第１エア制御ユニット９０は、第１流量計８８で検出した流量値をフィードバック値として、第１エア供給路７２に供給されるエアの流量が所定流量（以下、「第１流量」という）となるように第１電空変換機８６を制御する。

第２エアライン８４上には、第２流量計９４及び第２電空変換機９２が配設されている。第２エア制御ユニット９６は、第２流量計９４で検出した流量値をフィードバック値として、第２エア供給路７４に供給されるエアの流量が所定流量（以下、「第２流量」という）となるように第２電空変換機９２を制御する。

エア供給系１４の第１エアライン８２により塗装ガン１２に供給された圧縮エアは、環状空間５１、流路５２ａ、流路５４ａ、第１バッファ室６４及び第１エア供給孔６８を順に通って、第１エア噴出口６８ａから第１エア１７ａとして噴出される。また、エア供給系１４の第２エアライン８４により塗装ガン１２に供給された圧縮エアは、流路５０ｂ、流路５４ｂ、第２バッファ室６６及び第２エア供給孔７０を順に通って、第２エア噴出口７０ａから第２エア１７ｂとして噴出される。

塗装装置１０において、第１エア噴出口６８ａから噴出される第１エア１７ａは、シェーピングエア１７のうち周方向の所定エリアを構成する部分であって、相対的に高風速である。第２エア噴出口７０ａから噴出される第２エア１７ｂは、シェーピングエア１７のうち周方向の他のエリアを構成する部分であって、相対的に低風速である。すなわち、第１エア１７ａの風速（流速）は、第２エア１７ｂの風速（流速）よりも高い。このため、第１電空変換機８６により制御される第１流量は、第２電空変換機９２により制御される第２流量よりも大きく設定されている。

本実施形態に係る塗装装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、以下、その作用及び効果について説明する。

塗装を行うときは、エアモータ１８により回転軸２０を高速に回転させる。そして、塗料供給ノズル３２から回転霧化頭２４の塗料溜り部３６に向けて塗料を吐出する。これにより、塗料溜り部３６に流入した塗料は、塗料供給孔４４に流入する。この場合、塗料供給孔４４を通過した塗料は、塗料吐出沿面４２に流出し、そこで薄膜化された後、溝４６で細分化されてベルカップ４０の外周端から液糸となって飛び出す。ベルカップ４０の外周端から放出された液糸は、塗料粒子として微粒化される。

このとき、回転霧化頭２４とワーク（被塗装物）との間には高電圧が印加されているため、回転霧化頭２４によって微粒化された帯電塗料粒子は、ワークに向かって飛行し、ワークに塗着する。このときの塗料の噴霧パターンは、第１エア噴出口６８ａ及び第２エア噴出口７０ａから噴出されるシェーピングエア１７（第１エア１７ａ及び第２エア１７ｂ）により整形される。

ところで、例えば、図３Ａに示すように、自動車のボディ１００とドア１０２との連結部の近傍にあるドア内板１０４に対して塗装を実施する場合を想定する。この場合に、図３Ｂに示すように、効率よく塗装するために、塗装ガン１２を被塗装部位（ドア内板１０４）に対して面直に配置しようとしても、塗装ガン１２がドア１０２に干渉するため、塗装ガン１２をそのように配置することができない。このため、図３Ｂで実線で示す塗装ガン１２のように、塗装ガン１２を斜めに配置した状態で塗布しなければならない場合がある。

この場合、本発明に係る塗装装置１０では、第１エア噴出口６８ａから相対的に高風速の第１エア１７ａを噴出させるとともに、第２エア噴出口７０ａから相対的に低風速の第２エア１７ｂを噴出させる。このように、環状に噴出するシェーピングエア１７の一部（第１エア１７ａ）の流速を他の部分（第２エア１７ｂ）の流速よりも速くすると、第１エア１７ａの圧力が第２エア１７ｂの圧力よりも低くなるため、図４に示すように、第１エア１７ａ側に第２エア１７ｂが引き寄せられる。この結果、回転霧化頭２４の軸線ａからずれた位置を中心ｃとする塗布パターンを形成できる。よって、回転霧化頭２４の軸線ａが被塗装部位に対して面直ではなく傾斜した状態で塗布する場合でも、塗布パターンのうち塗布量が多い部分を使用して塗布することができるため、効率よく塗装することができる。

下記表１は、以下の塗装条件において、第１エア１７ａと第２エア１７ｂとの風速比を変化させた場合に、塗布パターンがどのように形成されるかについての試験結果を示すものである。表１中、「第１エア風速」と、「第２エア風速」は、いずれも、ベルカップ４０の外周縁部における第１エア１７ａ及び第２エア１７ｂの風速である。「風速比」は、第２エア１７ｂの風速に対する第１エア１７ａの風速の割合を百分率で示したものである。「中心からのズレ量」は、塗布パターンの中心ｃの、回転霧化頭２４の軸線ａからのズレ量である。

（塗装条件）
回転数（ｒｐｍ） ：３５０００
吐出量（ｃｃ／ｍｉｎ） ：２９０
吐出時間（ｓｅｃ） ：０．６
塗装距離（ｍｍ） ：２５０
印加電圧（ｋＶ） ：−６０

表１より、第２エア１７ｂに対する第１エア１７ａの風速を高くするほど、塗布パターンの中心のズレ量が大きくなることが分かる。一方、風速比を大きくし過ぎると、塗布パターンの一部に分割ライン（塗料が塗布されない部分）が生じることが分かった。表１に示す結果では、風速比が１３７％の場合では分割ラインが生じず、風速比が１７９％の場合では分割ラインが生じた。そこで、第１エア１７ａの風速は、第２エア１７ｂの風速に対して１４０％以下にするとよく、このように風速設定することで、塗布パターンが割れることなく均一に塗装することができる。

上述した第１エア噴出口６８ａは、リング部材２７において周方向に間隔をおいて配設された多数の孔により構成されたが、このような構成に代えて、周方向に延在する円弧状の孔（スリット）により構成されてもよい。同様に、第２エア噴出口７０ａは、リング部材２７において周方向に間隔をおいて配設された多数の孔により構成されたが、このような構成に代えて、周方向に延在する円弧状の孔（スリット）により構成されてもよい。

上述したリング部材２７は、２つの円弧状凹部（第１円弧状凹部６０及び第２円弧状凹部６２）を設けた構成であるが、３つ以上の円弧状凹部を設けた構成を採用してもよい。例えば、上述した塗装装置１０において、第１円弧状凹部６０と第２円弧状凹部６２とを有するリング部材２７に代えて、４つの円弧状凹部１１２ａ〜１１２ｄを有するリング部材１１０（図５Ａ参照）や８つの円弧状凹部１２２ａ〜１２２ｈを有するリング部材１２０（図５Ｂ参照）を採用してもよい。

図５Ａに示すリング部材１１０を用いる場合、円弧状凹部１１２ａに設けられた複数のエア供給孔１１３ａから、相対的に高風速の第１エア１７ａ（図１参照）を噴出させ、その他の円弧状凹部１１２ｂ〜１１２ｄに設けられた複数のエア供給孔１１３ｂ〜１１３ｄから、相対的に低風速の第２エア１７ｂ（図１参照）を噴出させる。これにより、塗布パターンの中心ｃのズレ方向をより正確に制御することができる。

なお、４つの円弧状凹部１１２ａ〜１１２ｄのうち任意の２つ、例えば円弧状凹部１１２ａ、１１２ｂに設けられたエア供給孔１１３ａ、１１３ｂから第１エア１７ａを噴出させ、その他の円弧状凹部１１２ｃ、１１２ｄに設けられたエア供給孔１１３ｃ、１１３ｄから第２エア１７ｂを噴出させてもよい。この場合、図１及び図２に示したリング部材２７を採用した場合と同様の塗布パターンが形成される。

図５Ｂに示すリング部材１２０を用いる場合、円弧状凹部１２２ａに設けられたエア供給孔１２３ａから、相対的に高風速の第１エア１７ａを噴出させ、その他の円弧状凹部１２２ｂ〜１２２ｈに設けられたエア供給孔１２３ｂ〜１２３ｈから、相対的に低風速の第２エア１７ｂを噴出させる。これにより、塗布パターンの中心ｃのズレ方向をより正確に制御することができる。

なお、８つの円弧状凹部１２２ａ〜１２２ｈのうち任意の２つ乃至４つ、例えば円弧状凹部１２２ａ〜１２２ｃに設けられたエア供給孔１２３ａ〜１２３ｃから第１エア１７ａを噴出させ、その他の円弧状凹部１２２ｄ〜１２２ｈに設けられたエア供給孔１２３ｄ〜１２３ｈから第２エア１７ｂを噴出させてもよい。円弧状凹部１２２ａ〜１２２ｄのエア供給孔１２３ａ〜１２３ｄから第１エア１７ａを噴出させた場合、図１及び図２に示したリング部材２７を採用した場合と同様の塗布パターンが形成される。

図６は、本発明の第２実施形態に係る塗装装置１０ａの概略構成図である。図７は、図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った横断面図である（ただし、回転霧化頭２４については、図示を省略している）。なお、第２実施形態に係る塗装装置１０ａにおいて、第１実施形態に係る塗装装置１０と同一又は同様な機能及び効果を奏する要素には同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。

塗装装置１０ａの本体を構成する塗装ガン１３０において、ケーシング１６とエアモータ１８との間には、複数（図示例では３つ）のリング状の流路形成部材１３２、１３４、１３６が配置されている。以下、流路形成部材１３２、１３４、１３６を、それぞれ、「第１流路形成部材１３２」、「第２流路形成部材１３４」、「第３流路形成部材１３６」とよぶ。

第１流路形成部材１３２は、エアモータ１８の外側に配置されており、その外周部には凹部１３２ａ、１３２ｂが形成されるとともに、軸線方向に貫通する複数の流路１３２ｃが周方向に間隔をおいて形成されている。第２流路形成部材１３４は、第１流路形成部材１３２とケーシング１６との間に配置されており、軸線方向に貫通する複数の流路１３４ａ、１３４ｂが形成されている。第１流路形成部材１３２と第２流路形成部材１３４とケーシング１６とにより、互いに独立した空間１３１ａ、１３１ｂが形成されている。

第３流路形成部材１３６は、ケーシング１６と第１流路形成部材１３２との間で、且つ、第１流路形成部材１３２及び第２流路形成部材１３４の前方に配置されている。第３流路形成部材１３６には、第２流路形成部材１３４の一方の流路１３４ａと連通する流路１３６ａと、第２流路形成部材１３４の他方の流路１３４ｂと連通する流路１３６ｂと、第１流路形成部材１３２の流路１３２ｂと連通する複数の流路１３６ｃとが形成されている。第２流路形成部材１３４と第３流路形成部材１３６との間には、図示しない隔壁によって気密に仕切られた２つの空間１３３ａ、１３３ｂが形成されている。

第３流路形成部材１３６の先端には、エア噴出機構１３８を構成するリング部材１４０が、回転霧化頭２４と同心状に、ベルカップ４０の背面側でベルカップ４０を囲むように固定されており、ベルカップ４０の外周縁部の後方から、当該外周縁部に向けて環状のシェーピングエア１７を噴出するものである。

リング部材１４０の背面には、第１円弧状凹部１４２と第２円弧状凹部１４４と環状凹部１４６が形成されている。第１円弧状凹部１４２と第２円弧状凹部１４４とは、隔壁１４８ａ、１４８ｂ（図７参照）によって仕切られ、互いに略同じ容積を有する。環状凹部１４６は、第１円弧状凹部１４２と第２円弧状凹部１４４の半径方向内方に形成されている。

第１円弧状凹部１４２と第３流路形成部材１３６の前面によって、円弧状の第１バッファ室１５０が形成されている。第２円弧状凹部１４４と第３流路形成部材１３６の前面によって、円弧状の第２バッファ室１５２が形成されている。環状凹部１４６と第３流路形成部材１３６の前面によって、環状の第３バッファ室１５４が形成されている。

リング部材１４０には、さらに、第１バッファ室１５０とリング部材１４０の前面を連通する複数の第１エア供給孔１５６と、第２バッファ室１５２とリング部材１４０の前面を連通する複数の第２エア供給孔１５８と、第３バッファ室１５４とリング部材１４０の前面を連通する複数の第３エア供給孔１６０とが形成されている。

第１エア供給孔１５６は、軸線ａを中心とした円周方向に等間隔に設けられ、一端（後端）が第１バッファ室１５０で開口し、他端（先端）が前面で第１エア噴出口１５６ａとして開口している。第２エア供給孔１５８は、軸線ａを中心とした円周方向に等間隔に設けられ、一端（後端）が第２バッファ室１５２で開口し、他端（先端）が前面で第２エア噴出口１５８ａとして開口している。第３エア供給孔１６０は、軸線ａを中心とした円周方向に等間隔に設けられ、一端（後端）が第３バッファ室１５４で開口し、他端（先端）が前面で第３エア噴出口（内側エア噴出口）１６０ａとして開口している。

第１エア供給孔１５６及び第２エア供給孔１５８は、同一円周上に設けられるとともに、それぞれ、周方向に等間隔に設けられ、前方に向かって回転霧化頭２４の軸線ａに近づくようにわずかに傾斜している。第３エア供給孔１６０は、第１エア供給孔１５６及び第２エア供給孔１５８の内方で、周方向に等間隔に設けられ、前方に向かって回転霧化頭２４の軸線ａに近づくようにわずかに傾斜し、ベルカップ４０の外周縁部に向けて開口している。

また、第１エア供給孔１５６、第２エア供給孔１５８及び第３エア供給孔１６０は、回転霧化頭２４の軸線ａを中心とする円周方向に、軸線ａ方向に対して所定角度（例えば、３０度〜５０度）傾斜している。

図６に示す塗装ガン１３０では、上述した空間１３１ａ、第２流路形成部材１３４の一方の流路１３４ａ、第３流路形成部材１３６の流路１３６ａ、第１バッファ室１５０及び第１エア供給孔１５６により、第１エア供給路１６２が構成されている。上述した第２流路形成部材１３４の他方の流路１３４ｂ、第３流路形成部材１３６の流路１３６ｂ、第２バッファ室１５２及び第２エア供給孔１５８により、第２エア供給路１６４が構成されている。第１流路形成部材１３２の流路１３２ｃ、第３流路形成部材１３６の流路１３６ｃ、第３バッファ室１５４及び第３エア供給孔１６０により、第３エア供給路１６６が形成されている。

エア供給系１７０は、図１に示したエア供給系１４に対して、第３エアライン１７２、第３流量計１７６、第３電空変換機１７４及び第３エア制御ユニット１７８を付加したものである。第３流量計１７６と第３電空変換機１７４は、第３エアライン１７２上に配置され、第３エア制御ユニット１７８は、第３流量計１７６で検出した流量値をフィードバック値として、第３エア供給路１６６に供給されるエアの流量が所定流量となるように第３電空変換機１７４を制御する。

第１エアライン８２により塗装ガン１３０に供給された圧縮エアは、第１エア供給路１６２を通って、第１エア噴出口１５６ａから第１エア１７ａとして噴出される。第２エアライン８４により塗装ガン１３０に供給された圧縮エアは、第２エア供給路１６４を通って、第２エア噴出口１５８ａから第２エア１７ｂとして噴出される。第３エアライン１７２により塗装ガン１３０に供給された圧縮エアは、第３エア供給路１６６を通って、第３エア噴出口１６０ａから環状の内側シェーピングエア１９として噴出される。

塗装装置１０ａにおいて、第１エア噴出口１５６ａから噴出される第１エア１７ａは、シェーピングエア１７のうち周方向の所定エリアを構成する部分であって、相対的に高風速である。第２エア噴出口１５８ａから噴出される第２エア１７ｂは、シェーピングエア１７のうち周方向の他のエリアを構成する部分であって、相対的に低風速である。すなわち、第１エア１７ａの風速（流速）は、第２エア１７ｂの風速（流速）よりも高い。このため、第１電空変換機８６により制御される第１流量は、第２電空変換機９２により制御される第２流量よりも大きく設定されている。

上記のように構成された塗装装置１０ａにより塗装を行うときは、エアモータ１８により回転軸２０を高速に回転させるとともに、塗料供給ノズル３２から回転霧化頭２４の塗料溜り部３６に向けて塗料を吐出する。すると、塗料は、塗料吐出沿面で薄膜化された後、溝４６で細分化されてベルカップ４０の外周端から液糸となって飛び出し、塗料粒子として微粒化される。このとき、第３エア噴出口１６０ａからベルカップ４０の外周縁部に向けて内側シェーピングエア１９を噴出しているので、当該内側シェーピングエア１９により塗料の微粒化が促進される。そして、微粒化された帯電塗料粒子は、ワークに向かって飛行し、ワークに塗着する。このときの塗料の噴霧パターンは、第３エア噴出口１６０ａから噴出される内側シェーピングエア１９と、第１エア噴出口１５６ａ及び第２エア噴出口１５８ａから噴出されるシェーピングエア１７（第１エア１７ａ及び第２エア１７ｂ）とにより整形される。

以上説明したように、本実施形態に係る塗装装置１０ａによれば、第１エア噴出口１５６ａから相対的に高風速の第１エア１７ａを噴出させるとともに、第２エア噴出口１５８ａから相対的に低風速の第２エア１７ｂを噴出させるので、第１実施形態に係る塗装装置１０と同様に、回転霧化頭２４の軸線ａからずれた位置を中心ｃとする塗布パターンを形成できる。よって、回転霧化頭２４の軸線ａが被塗装部位に対して面直ではなく傾斜した状態で塗布する場合でも、塗布パターンのうち塗布量が多い部分を使用して塗布することができるため、効率よく塗装することができる。

本実施形態の場合、塗布パターンの中心位置を制御するための第１エア１７ａ及び第２エア１７ｂに加えて、当該第１エア１７ａ及び第２エア１７ｂの内方で、ベルカップ４０の外周縁部に向けて内側シェーピングエア１９を噴出させるので、塗布パターンの中心位置の制御と、塗料の微粒化をそれぞれ確実且つ効果的に実施することができる。すなわち、内側シェーピングエア１９に塗料の微粒化の機能を担わせ、第１エア１７ａ及び第２エア１７ｂに塗布パターンの中心ｃを変位させる機能を担わせるので、それぞれの機能を効果的に発揮することができる。

この場合、第１エア１７ａの風速を、内側シェーピングエア１９の風速よりも速く設定することにより、相対的に高風速の第１エア１７ａによって内側シェーピングエア１９を第１エア１７ａ側に効果的に引き寄せることができ、結果として、塗布パターンの中心位置の制御をより一層確実に遂行することができる。例えば、第１エア１７ａの風速は、内側シェーピングエア１９の風速に対して１５０％以上であるのがよい。

図示例の第１エア噴出口１５６ａは、リング部材１４０において周方向に間隔をおいて配設された多数の孔により構成されたが、このような構成に代えて、周方向に延在する円弧状の孔（スリット）により構成されてもよい。同様に、図示例の第２エア噴出口１５８ａは、リング部材１４０において周方向に間隔をおいて配設された多数の孔により構成されたが、このような構成に代えて、周方向に延在する円弧状の孔（スリット）により構成されてもよい。

図示例の第３エア噴出口１６０ａは、リング部材１４０において周方向に間隔をおいて配設された多数の孔により構成されたが、このような構成に代えて、周方向に延在するリング状の孔（スリット）により構成されてもよい。

上述したリング部材１４０は、２つの円弧状凹部（第１円弧状凹部１４２及び第２円弧状凹部１４４）を設けた構成であるが、図５Ａ及び図５Ｂに示したリング部材１１０、１２０に倣って、３つ以上の円弧状凹部を設けた構成を採用してもよい。

なお、第２実施形態において、第１実施形態と共通する各構成部分については、第１実施形態における当該共通の各構成部分がもたらす作用及び効果と同一又は同様の作用及び効果が得られることは勿論である。

上記において、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能なことは言うまでもない。

１０、１０ａ…塗装装置 １７…シェーピングエア
１７ａ…第１エア １７ｂ…第２エア
１９…内側シェーピングエア ２４…回転霧化頭
２６…エア噴出機構 ６４、１５０…第１バッファ室
６６、１５２…第２バッファ室 ６８、１５６…第１エア供給孔
６８ａ、１５６ａ…第１エア噴出口 ７０、１５８…第２エア供給孔
７０ａ、１５８ａ…第２エア噴出口 １６０ａ…第３エア噴出口

Claims (7)

1. 回転する回転霧化頭から吐出される塗料を環状のシェーピングエアによりワーク側へ指向させることで前記ワークを塗装する塗装方法であって、
   前記シェーピングエアのうち周方向の所定エリアを構成する部分を第１エアとして、相対的に高風速で噴出させ、
   前記第１エアの噴出と並行して、前記シェーピングエアのうち周方向の他のエリアを構成する部分を第２エアとして、前記第１エアよりも相対的に低風速で噴出させ、
   前記第１エア側に前記第２エアを引き寄せる、
   ことを特徴とする塗装方法。
2. 請求項１記載の塗装方法において、
   前記第１エアの風速が、前記第２エアの風速に対して１４０％以下である、
   ことを特徴とする塗装方法。
3. 請求項１又は２記載の塗装方法において、
   前記第１エア及び前記第２エアの内方で、前記回転霧化頭の外周縁部に向けて内側シェーピングエアを噴出させる、
   ことを特徴とする塗装方法。
4. 塗料をワークに対して吐出する回転霧化頭と、
   前記回転霧化頭の外周縁部に向けて環状のシェーピングエアを噴出するエア噴出機構とを備えた塗装装置であって、
   前記エア噴出機構は、
   前記シェーピングエアのうち周方向の所定エリアを構成する部分であって相対的に高風速の第１エアを噴出させる第１エア噴出口と、
   前記シェーピングエアのうち周方向の他のエリアを構成する部分であって相対的に高風速の第２エアを噴出させる第２エア噴出口とを有する、
   ことを特徴とする塗装装置。
5. 請求項４記載の塗装装置において、
   前記エア噴出機構は、周方向に分割された複数のバッファ室と、前記バッファ室の少なくとも１つと前記第１エア噴出口とを連通する第１エア供給孔と、残りの前記バッファ室と前記第２エア噴出口とを連通する第２エア供給孔とを有する、
   ことを特徴とする塗装装置。
6. 請求項４又は５記載の塗装装置において、
   前記第１エアの風速が、前記第２エアの風速に対して１４０％以下である、
   ことを特徴とする塗装装置。
7. 請求項４〜６のいずれか１項に記載の塗装装置において、
   前記エア噴出機構は、前記第１エア噴出口及び前記第２エア噴出口の内方に、前記回転霧化頭の外周縁部に向けて内側シェーピングエアを噴出する内側エア噴出口をさらに備える、
   ことを特徴とする塗装装置。

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