JP2020199466A - 塗装用ベルカップ及びこれを備えた回転霧化塗装装置 - Google Patents

Abstract

【課題】噴霧した塗料の飛散拡大を抑制して塗料ロスを低減し、所望の領域へ均一な塗料膜厚を形成することのできる塗装用ベルカップ及びこれを備えた回転霧化塗装装置を提供すること。【解決手段】ベル状に形成された拡径部１ｂを備え、前記拡径部の中心軸が回転軸に一致して配置されるとともに、軸周りに回転する際の遠心力により前記拡径部の内側面において塗料を引き伸ばしつつ微粒化して噴霧する塗装用ベルカップ１であって、前記拡径部は、その内面側の周縁端部に、それぞれ径方向に延設されるとともに周方向に沿って形成された複数の溝部１０を有し、前記溝部は、前記拡径部の拡径方向に段差を形成する段差面１０ａと、前記段差面の下端から拡径部先端まで延びる溝底面１０ｂとが形成されている。【選択図】図４

Description

本発明は、塗装用ベルカップ及びこれを備えた回転霧化塗装装置に関し、例えば２トーンの塗装において、噴霧した塗料が境界線を越えた他色側に付着することがなく、且つ塗料ロスを低減することのできる塗装用ベルカップ及びこれを備えた回転霧化塗装装置に関する。

自動車の製造工程において、例えば車体の表面に２色の塗装（２トーン塗装と称する）を施す場合、スプレーガンによる塗装では霧状に塗料が噴霧されるため、自動車の車体にマスキング処理を施し、その上からスプレーガンによる塗装を行い、境界線を出していた。

しかしながら、車体にマスキング処理を施し、塗装後にそれを除去する作業が煩わしく、作業効率が低下するという課題があった。
このような課題に対し、特許文献１（特許第３７５４６３２号）には、マスキング処理を行わずに２トーン塗装を可能とする塗布方法が開示されている。

特許文献１に開示された塗装方法に用いる塗装ステージは、図８に示すように搬送コンベア５１上を搬送される支持台５２を備え、この支持台５２上に被塗物である自動車ボディＷが載置される。即ち自動車ボディＷは、前記搬送コンベア５１によって塗装ステージに搬入出される。
また、搬送コンベア５１の左右両側には、該搬送コンベア５１と平行に設けられたトラッキング装置５３、５４を備える。トラッキング装置５３、５４は、それぞれトラッキングレール５３ａ、５４ａと、トラッキングレール５３ａ、５４ａ上を移動可能な移動台５３ｂ、５４ｂと、を有し、前記移動台５３ｂ、５４ｂには、それぞれ塗装用ロボット５５、５６が設けられている。このトラッキング装置５３、５４は、搬送コンベア５１によって搬送される自動車ボディＷに対し、塗装用ロボット５５、５６を順方向または逆方向に移動するものである。

各塗装用ロボット５５、５６は、トラッキング装置５３、５４の移動台５３ｂ、５４ｂ上に旋回自在に配置された旋回台５７と、旋回台５７上に揺動可能に設けられた垂直アーム５８と、垂直アーム５８の上端に回動可能に設けられた水平アーム５９と、水平アーム５９の先端側に設けられた塗装機６０とを備える。
塗装機６０は、図９に示すように、く字状に屈曲した円筒状のケーシング６１と、該ケーシング６１の先端側に回転可能に配設されたベルカップ（回転霧化頭）６２とを備えている。

前記ベルカップ６２は、ケーシング６１内に内蔵されたエアモータ（図示せず）の回転軸に取付けられ、該エアモータによって高速回転される。また、ケーシング６１内には、基端側が塗料供給源に接続され、先端側が前記エアモータの回転軸内を延びてベルカップ６２に向け開口したフィードチューブ（図示せず）が設けられている。このフィードチューブによって、ベルカップ６２内に塗料が供給されるようになっている。

また、２トーン塗装における境界を形成可能な塗装ステージにおいては、図８に示すようにケーシング６１から延びるステー６３の先端側にエアノズル６４が設けられ、ケーシング６１の先端側の自動車ボディＷに近接する位置には、前記エアノズル６４から噴射されたエアを受ける整流板６５が設けられている。

また、図９に示すように自動車ボディＷの塗装面に対し塗装機６０を下向きに７０°程度傾け（α＝７０°）、ベルカップ６２の周縁端６２Ａを塗装面側に例えば１０ｍｍ程度まで接近させた状態となされる。
ベルカップ６２は前記エアモータによって高速回転され、供給される塗料は、回転による遠心力によって、ベルカップ６２の前方に径方向外側に広がって噴霧されることになる。また、エアノズル６４から供給されるミスト抑制エアが整流板６５によってベルカップ６２の前方に導かれ、境界線の位置を狙った効果的なミスト抑制エアの流れが形成される。

これにより、ベルカップ６２の周縁端６２Ａのうち、自動車ボディＷに近い部位から噴霧された塗料粒子は、その多くが自動車ボディＷに付着する。また、それにより境界塗膜面の境界線の位置が厚膜に形成され、明瞭な境界線が形成される。したがって、この塗布方法によれば、速い速度で境界線のある塗布作業を行うことが可能となる。

特許第３７５４６３２号公報

ところで、前述したように特許文献１に開示された塗装機６０にあっては、前記エアノズル６４及び整流板６５は自動車ボディＷ側に近接して配置されている。
しかしながら、前記ベルカップ６２は先端に向けて広く拡径しているため、ベルカップ６２の周縁端６２Ａのうち、自動車ボディＷから離れた部位から噴霧された塗料粒子は空中の広い範囲に飛散することになる。そのため、空中に飛散する塗料が他色の塗装領域に付着する虞があった。
また、実際に自動車ボディＷに塗着する塗料はベルカップ６２から噴霧された噴霧量の一部であり、大部分は霧状に飛散するため、塗料のロスが多いという課題があった。

また、上記のように塗料の飛散範囲が広すぎる場合には、拡径度の小さいベルカップを用いることによって、塗料の飛散範囲をある程度狭くすることができる。
しかしながら、図１０にベルカップ周縁端６２Ａの一部拡大した斜視図を示すように、周縁端６２Ａの内面側には塗料霧化のための溝部６２Ｂが周方向に複数形成され、それら溝部６２Ｂはカップ先端に向かって拡径方向に斜面状に形成されているため、塗料の飛散領域が広がりやすく、飛散抑制効果が不十分であるという課題があった。

また、塗料の飛散領域を狭くするには、ベルカップ６２の回転数をより低速にすればよいが（例えば、高速の２５０００ｒｐｍを低速の１５０００ｒｐｍに変更）、遠心力不足により十分に微粒化されず、均一な塗料の膜厚が形成されないという課題があった。

本発明は、前記した点に着目してなされたものであり、噴霧した塗料の飛散拡大を抑制して塗料ロスを低減し、所望の領域へ均一な塗料膜厚を形成することのできる塗装用ベルカップ及びこれを備えた回転霧化塗装装置を提供することを目的とする。

前記した課題を解決するために、本発明に係る塗装用ベルカップは、ベル状に形成された拡径部を備え、前記拡径部の中心軸が回転軸に一致して配置されるとともに、軸周りに回転する際の遠心力により前記拡径部の内側面において塗料を引き伸ばしつつ微粒化して噴霧する塗装用ベルカップであって、前記拡径部は、その内面側の周縁端部に、それぞれ径方向に延設されるとともに周方向に沿って形成された複数の溝部を有し、前記溝部は、前記拡径部の拡径方向に段差を形成する段差面と、前記段差面の下端から拡径部先端まで延びる溝底面とが形成されていることに特徴を有する。
尚、前記溝部に形成された溝底面の径方向長さが１．５〜４．５ｍｍであり、塗布面に対する前記段差面の傾斜角度θが少なくとも０°〜５°の範囲であることが望ましい。

このように本発明に係る塗装用ベルカップによれば、周縁端に形成した複数の溝部において、塗料を着地させて、更に微粒化させるための段差部（段差面、溝底面）を設けた構成としている。これにより、ベルカップの回転力（遠心力）を低くして噴霧した塗料の飛散拡大を抑制しつつ、十分に微粒化し、膜厚を均一にすることができる。

また、前記した課題を解決するために、本発明に係る回転霧化塗装装置は、前記塗装用ベルカップを備える回転霧化塗装装置であって、前記塗装用ベルカップと、前記塗装用ベルカップを回転軸周りに回転可能に支持するとともに、シェーピングエアを噴出し、前記塗装用ベルカップの周縁端部から飛散した塗料を、前記シェーピングエアの流れに沿って導くシェーピングエアリングと、前記塗装用ベルカップを回転軸周りに回転させる回転駆動手段と、前記塗装用ベルカップに塗料を供給する塗料供給手段と、前記シェーピングエアリングに所定の圧力のエアを供給する圧力エア供給手段と、を備えることに特徴を有する。

このように本発明に係る回転霧化塗装装置によれば、ベルカップの周縁端に形成した複数の溝部において、塗料を着地させて、更に微粒化させるための段差部（段差面および溝底面）を設けた構成としている。これにより、ベルカップの回転力（遠心力）を低くして噴霧した塗料の飛散拡大を抑制しつつ、十分に微粒化し、膜厚を均一にすることができる。

本発明によれば、噴霧した塗料の飛散拡大を抑制して塗料ロスを低減し、所望の領域へ均一な塗料膜厚を形成することのできる塗装用ベルカップ及びこれを備えた回転霧化塗装装置を提供することができる。

図１は、本実施の形態に係る回転霧化塗装装置としての塗装機の概略構成を示す断面図である。 図２は、図１の塗装機の先端部を拡大して示す断面図である。 図３は、本実施の形態に係る塗装用ベルカップの斜視図である。 図４は、図３の塗装用ベルカップの断面図である。 図５は、図３のベルカップの周縁端部の断面図である。 図６（ａ）〜（ｃ）は、溝部の段差面、溝底面の好ましい範囲について説明するための断面図である。 図７は、本発明の実施例の結果を示す表である。 図８は、従来の塗装方法に用いる塗装ラインを説明するための斜視図である。 図９は、図８の塗装ラインで用いられる塗装機の側面図である。 図１０は、図９に示すような塗装機に用いられるベルカップの周縁端を一部拡大して示す斜視図である。

以下、本発明にかかる塗装用ベルカップ及びこれを備えた回転霧化塗装装置の実施の形態につき、図面に基づいて説明する。本実施の形態に係る回転霧化塗装装置は、例えば自動車製造ラインにおける塗布工程に用いられ、（他色の塗装との境界線を有する）２トーン塗装のために塗料を噴霧するものである。

図１は、本実施の形態に係る回転霧化塗装装置としての塗装機１００の概略構成を示す断面図であり、図２は、図１の塗装機１００の先端部を拡大して示す断面図である。この塗装機１００は、例えば図８に示したような塗装ラインにおいて、塗装用ロボットのアーム先端に取付けられて使用されるものである。

図１、図２に示す塗装機１００は、被塗物に対して塗料を噴霧するための装置である。この塗装機１００は、塗装機本体３と、前記塗装機本体３に連結されるシェーピングエアリング２と、前記シェーピングエアリング２に回転可能に装着されるベルカップ１（塗装用ベルカップ）とを備えている。

塗装機本体３は、塗装機１００を所望の位置及び姿勢で変位させるためのロボットアームによって支持されるとともに、前述のようにベルカップ１やシェーピングエアリング２が付設される部位であり、エアモータ３ａ（回転駆動手段）が内蔵されている。このエアモータ３ａの前面からは、回転を出力する回転軸３ｂが前方に向けて突設されている。

また、塗装機本体３には、図示しない塗料供給手段より塗料が供給され、ベルカップ１に塗料を供給するために軸中心に沿って設けられたフィードチューブ（図示せず）と、シェーピングエアリング２に空気を供給するためのエア供給配管３ｄと、塗装機本体３に高電圧を印加するための高電圧発生装置３ｅ等が内蔵されている。

シェーピングエアリング２は、ベルカップ１からの塗料の噴霧方向を規制するためのシェーピングエアを吹き出す部材である。即ち、ベルカップ１の周端縁から飛散した塗料を、シェーピングエアの流れに沿って導くことによって、所望する塗布パターンとなるように噴霧方向を形成させるものである。

より具体的に説明すると、シェーピングエアリング２は、略リング状に形成されており、塗料の噴霧方向に対してベルカップ１よりも更に後部において、その軸心を軸心Ｐに一致させた状態で塗装機本体３に付設されている。
図１に示すようにシェーピングエアリング２のエア供給配管３ｄには、圧力エア源から所定圧のエアがバルブ４（圧力エア供給手段）を介して供給される。図１、図２に示すように、シェーピングエアリング２には、複数の吹出口２ａ、２ｂが形成され、前記エア供給配管３ｄに供給されたエアが、吹出口２ａ，２ｂから吹き出すことによりシェーピングエアが形成される。そして、このシェーピングエアによりベルカップ１から噴霧される塗料の噴霧方向が制御されるようになっている。

続いて、本発明に係る塗装用ベルカップ（ベルカップ１）の構造について更に図３乃至図５を用いて説明する。図３は、ベルカップ１の斜視図であり、図４は、図３のベルカップ１の断面図である。また、図５は、ベルカップ１の周縁端部の断面図である。

図３に示すベルカップ１は、その回転により、塗料に対して遠心力を作用させて塗料を拡散させるための部材である。
図３に示すようにベルカップ１は、外径が一定に形成された直胴部１ａと、前記直胴部１ａからベル状に拡径する拡径部１ｂとを有する。前記直胴部１ａは、図２、図４に示すように筒状に形成され、その内面１ａ１側にエアモータ３ａから突設された回転軸３ｂが挿入され、この回転軸３ｂの先端部が、直胴部１ａと拡径部１ｂとを仕切る仕切り板１ｃの中央に形成された貫通孔１ｃ１に嵌合するようになっている。

また、図３、図４に示すように、前記拡径部１ｂはベル状に形成されている。内側面１ｂ１は、先端側に向かってテーパ状に拡径しており、中心軸（回転軸Ｐの軸心）に対して所定角度（例えば２９°）傾斜している。

図２に示すようにベルカップ１は、その軸心を回転軸Ｐの軸心と一致させた状態で、回転軸Ｐ上に軸支され、塗料の噴霧方向における最前部に配置される。
前記拡径部１ｂの内側面１ｂ１の後端側（仕切り板１ｃ側）には、塗装機本体３の軸中心に沿って設けられたフィードチューブ（図示せず）からの塗料をカップ内部に供給するための塗料供給孔（図示せず）が形成されている。また、前記内側面１ｂ１の後端側には、樹脂により形成された円盤状のハブ（図示せず）が着脱自在に取り付けられるようになっており、そのハブの周囲に形成された多数の塗料流出孔より流出した塗料がベルカップ１の内側面１ｂ１に供給されるようになっている。
また、前記したように内側面１ｂ１はテーパ状に拡径しており、ベルカップ１が中心軸Ｐ周りに回転することにより、カップ内に供給された塗料がカップ周縁端に向けて薄く引き伸ばされるようになっている。

また、図３に示すように前記拡径部１ｂの内側面１ｂ１の先端には、内側面１ｂ１で薄く引き伸ばされた塗料を微粒化するための所定幅の溝部１０が周方向に沿って等間隔に複数（例えば２４０個）形成されている。
この溝部１０は、図５に一部拡大して示すように、拡径部１ｂの拡径方向に段差を形成する段差面１０ａと、前記段差面１０ａの下端から拡径部１ｂの先端まで延びる溝底面１０ｂとを有する。望ましくは、前記段差面１０ａの塗布面８０に対する傾斜角θが０°〜５°であり、溝底面１０ｂの径方向の長さｄが、１．５ｍｍ〜４．５ｍｍに形成されている。

これにより、塗料の飛散拡大を抑えるためにベルカップ１を低速（例えば１５０００ｒｐｍ）で回転させても、内側面１ｂ１で引き伸ばされた塗料が図５に破線で示すように溝底面１０ｂに一度着地し、その衝撃によって塗料が更に微粒化される。そして、溝底面１０ｂに沿ってベルカップ１の前方に噴霧される。

尚、図６（ａ）に示すように、溝底面１０ｂの径方向長さｄが４．５ｍｍより長過ぎると、ベルカップ１の回転が低速（例えば１５０００ｒｐｍ）の場合、塗料が溝底面１０ｂに複数回バウンドして着地し、微粒化された塗料が溝底面１０ｂ上で再統合され、粒径が大きくなる虞がある。

また、図６（ｂ）に示すように、溝底面１０ｂの径方向長さｄが１．５ｍｍより短すぎると、ベルカップ１の回転が低速であっても、内側面１ｂ１からカップ周縁端に向けて引き伸ばされた塗料が溝底面１０ｂに着地せず、そのままベルカップ１から前方に吐出される虞がある。

また、図６（ｃ）に示すように、段差面１０ａの塗布面８０に対する傾斜角度が０°より小さく、ベルカップ１の回転が低速（例えば１５０００ｒｐｍ）の場合、段差面１０ａとの濡れにより、塗液が段差面１０ａに沿って進み、溝底面１０ｂでの衝突が生じない虞がある。

このように構成された塗装機１００にあっては、塗装機本体３において高電圧発生装置３ｅにより高電圧が印加され、エアモータ３ａが駆動され、回転軸３ｂの回転によってベルカップ１が所定方向に低速の回転数（例えば１５０００ｒｐｍ）で回転される。
また、塗装機１００のエア供給配管３ｄに高圧のエアが供給され、シェーピングリング２の吹出口２ａ、２ｂからベルカップ１の周囲に対しシェーピングエアが所定の流量で吹き出された状態になされる。

一方、ロボットアームによって支持された塗装機１００が塗布物（塗布面８０）に近接するよう移動され、塗布面８０に対してベルカップ１が所定の姿勢で配置される。

また、塗装機本体３の塗料供給配管から供給された塗料は、ベルカップ１の内側面１ｂ１においてカップ先端（周縁端）に向けて引き伸ばされ、複数の溝部１０によって微粒化され、前方へ噴霧される。このとき、内側面１ｂ１から溝部１０に進む塗料は、先ず、ベルカップ１周縁端に周方向に形成された複数の溝部１０によって微粒化され、次いで、各溝部１０の溝底面１０ｂに着地することによって、更に微粒化されて噴霧される。尚、ベルカップ１は回転軸Ｐ周りに例えば１５０００ｒｐｍと低速で回転しているため、噴霧した塗料の飛散拡大が抑制される。

以上のように本発明に係る実施の形態によれば、ベルカップ１の周縁端に形成した複数の溝部１０において、塗料を着地させて、更に微粒化させるための段差部（段差面１０ａ及び溝底面１０ｂ）を設けた。これにより、ベルカップ１の回転力（遠心力）を低くして噴霧した塗料の飛散拡大を抑制しつつ、十分に微粒化し、塗料の膜厚を均一にすることができる。

尚、前記実施の形態においては、ベルカップ１の回転数を低速（例えば１５０００ｒｐｍ）とするようにしたが、本発明にあってはベルカップ１の回転数を限定するものではなく、従来のように高速（例えば２５０００ｒｐｍ）の場合であっても、噴霧した塗料の飛散拡大を従来よりも抑制することができる。

本発明に係る塗装用ベルカップ及びこれを備えた回転霧化塗装装置について、実施例に基づきさらに説明する。本実施例では、前記実施の形態に基づき以下の実験を行った。
実施例１〜３６では、図５、図６に示したように、ベルカップ１の周縁端部に設けた複数の溝部１０において、段差面１０ａと溝底面１０ｂとを有するものとした。溝底面の長さｄ（ｍｍ）、段差面１０ａの塗布面に対する傾斜角度θ（°）、ベルカップの回転数（ｒｐｍ）を条件として、塗装面への噴霧を実施した。

また、比較例１〜９では、溝部が傾斜面のみからなる従来の構造（図１０に示した形状）において、傾斜面の塗布面に対する傾斜角度（−３０°、０°、５°）を条件として、塗装面への噴霧を実施した。
評価は、噴霧塗料が十分に微粒化できたか、及び塗料の飛散範囲の拡大を抑制できたかについて行い、それぞれ○、△、×で図７の表に示した。尚、塗料の微粒化について、○は十分な微粒化されたもの、×は微粒化が不十分なものを示す。また、塗料の飛散範囲について、○は飛散範囲を十分に狭く抑制できたもの、△は飛散範囲の拡大抑制効果が少なくとも認められたもの、×は飛散範囲が過大となったものを示す。

（実施例１〜９）
図７の表に示すように、実施例１〜９では、溝底面長さｄを１ｍｍと短く形成した。この場合、段差面の傾斜角度にかかわらず、ベルカップの回転数が１００００ｒｐｍと低速であると（実施例１、４、７）、回転力（遠心力）不足により塗料がベルカップ内側面で十分に引き伸ばされず、微粒化ができなかったが、飛散拡大は抑制された。
また、ベルカップの回転数が１５０００ｒｐｍの場合（実施例２、５、８）、回転力不足であり、且つ溝底面の長さが短すぎて、塗料が溝底面に着地できず、十分な微粒化ができなかった。また、飛散範囲も広がった。
また、ベルカップの回転数が２５０００ｒｐｍの場合（実施例３、６、９）、高速回転により塗料が十分に薄く引き伸ばされ、微粒化することができたが、飛散拡大は抑制することができなかった。

（実施例１０〜１８）
実施例１０〜１８では、溝底面長さｄを１．５ｍｍに形成した。
このとき実施例１０〜１２のように段差面の傾斜角度θを−５°とした場合、ベルカップの回転数が１００００ｒｐｍ（実施例１０）或いは１５０００ｒｐｍ（実施例１１）と低速であると、回転力（遠心力）不足である上、塗料が段差面に沿って流れ、溝底面での衝撃が得られず微粒化されなかった。但し飛散拡大は抑制された。
また、ベルカップの回転数が２５０００ｒｐｍの場合（実施例１２）、高速回転により塗料は微粒化されたが、飛散範囲が拡大した。

また実施例１３〜１５のように段差面の傾斜角度θを０°とした場合、ベルカップの回転数が１００００ｒｐｍと低速であると（実施例１３）、回転力（遠心力）不足により微粒化されなかったが、飛散拡大は抑制された。
また、ベルカップの回転数が１５０００ｒｐｍの場合（実施例１４）、低速ではあるが、塗料が溝底面に着地し、その衝撃により塗料が微粒化された。また、飛散拡大も抑制された。
また、ベルカップの回転数が２５０００ｒｐｍの場合（実施例１５）、高速回転により塗料は微粒化されたが、飛散範囲が拡大した。

また実施例１６〜１８のように段差面の傾斜角度θを５°とした場合、ベルカップの回転数が１００００ｒｐｍと低速であると（実施例１６）、回転力（遠心力）不足により微粒化されなかったが、飛散拡大は抑制された。
また、ベルカップの回転数が１５０００ｒｐｍの場合（実施例１７）、低速ではあるが、塗料が溝底面に着地し、その衝撃により塗料が微粒化された。また、飛散拡大も抑制された。
また、ベルカップの回転数が２５０００ｒｐｍの場合（実施例１８）、高速回転により塗料は微粒化されたが、飛散範囲が拡大した。

（実施例１９〜２７）
実施例１９〜２７では、溝底面長さｄを４．５ｍｍに形成した。
このとき実施例１９〜２１のように段差面の傾斜角度θを−５°とした場合、ベルカップの回転数が１００００ｒｐｍ（実施例１９）或いは１５０００ｒｐｍ（実施例２０）と低速であると、回転力（遠心力）不足である上、塗料が段差面に沿って流れ、溝底面での衝撃が得られず微粒化されなかった。但し飛散拡大は抑制された。
また、ベルカップの回転数が２５０００ｒｐｍの場合（実施例２１）、高速回転により塗料は微粒化された。また、溝底面が長いために飛散拡大の抑制効果が見られた。

また実施例２２〜２４のように段差面の傾斜角度θを０°とした場合、ベルカップの回転数が１００００ｒｐｍと低速であると（実施例２２）、回転力（遠心力）不足により微粒化されなかったが、飛散拡大は抑制された。
また、ベルカップの回転数が１５０００ｒｐｍの場合（実施例２３）、低速ではあるが、塗料が溝底面に着地し、その衝撃により塗料が微粒化された。また、飛散拡大も抑制された。
また、ベルカップの回転数が２５０００ｒｐｍの場合（実施例２４）、高速回転により塗料は微粒化された。また、溝底面が長いために飛散拡大が抑制された。

また実施例２５〜２７のように段差面の傾斜角度θを５°とした場合、ベルカップの回転数が１００００ｒｐｍと低速であると（実施例２５）、回転力（遠心力）不足により微粒化されなかったが、飛散拡大は抑制された。
また、ベルカップの回転数が１５０００ｒｐｍの場合（実施例２６）、低速ではあるが、塗料が溝底面に着地し、その衝撃により塗料が微粒化された。また、飛散拡大も抑制された。
また、ベルカップの回転数が２５０００ｒｐｍの場合（実施例２７）、高速回転により塗料は微粒化された。また、溝底面が長いために飛散拡大の抑制効果が見られた。

（実施例２８〜３６）
実施例２８〜３６では、溝底面長さｄを５ｍｍに形成した。
このとき実施例２８〜３０のように段差面の傾斜角度θを−５°とした場合、ベルカップの回転数が１００００ｒｐｍ（実施例２８）或いは１５０００ｒｐｍ（実施例２９）と低速であると、回転力（遠心力）不足である上、塗料が段差面に沿って流れ、溝底面での衝撃が得られず微粒化されなかった。但し飛散拡大は抑制された。
また、ベルカップの回転数が２５０００ｒｐｍの場合（実施例３０）、高速回転により塗料は微粒化された。また、溝底面が長いために飛散拡大の抑制効果が見られた。

また実施例３１〜３３のように段差面の傾斜角度θを０°とした場合、ベルカップの回転数が１００００ｒｐｍと低速であると（実施例３１）、回転力（遠心力）不足により微粒化されなかったが、飛散拡大は抑制された。
また、ベルカップの回転数が１５０００ｒｐｍの場合（実施例３２）、塗料が溝底面に複数回着地し、一度微粒化された塗料が溝底面上で結合して噴霧塗料は微粒化されなかった。但し、飛散拡大は抑制された。
また、ベルカップの回転数が２５０００ｒｐｍの場合（実施例３３）、高速回転により塗料は微粒化された。また、溝底面が長いために飛散拡大の抑制効果が見られた。

また実施例３４〜３６のように段差面の傾斜角度θを５°とした場合、ベルカップの回転数が１００００ｒｐｍと低速であると（実施例３４）、回転力（遠心力）不足により微粒化されなかったが、飛散拡大は抑制された。
また、ベルカップの回転数が１５０００ｒｐｍの場合（実施例３５）、塗料が溝底面に複数回着地し、一度微粒化された塗料が溝底面上で結合して噴霧塗料は微粒化されなかった。但し、飛散拡大は抑制された。
また、ベルカップの回転数が２５０００ｒｐｍの場合（実施例３６）、高速回転により塗料は微粒化された。また、溝底面が長いために飛散拡大の抑制効果が見られた。

（比較例１〜９）
比較例１〜９では、ベルカップ先端に向けてカップ周縁に拡径方向に複数切られた斜面状の溝の傾斜角度を溝形状の条件とした。
これら比較例の結果、溝斜面の傾斜角度にかかわらず、ベルカップの回転数が１００００ｒｐｍ（比較例１、４、７）、或いは１５０００ｒｐｍ（比較例２、５、８）と低速の場合には、回転力（遠心力）不足により微粒化されなかったが、飛散拡大は抑制された。
また、ベルカップの回転数が２５０００ｒｐｍと高速の場合（比較例３、６、９）には、塗料を微粒化できたが、飛散拡大を抑制できなかった。

以上の結果、実施例のようにベルカップ周縁端の溝部に、段差面と溝底面とを有することにより、ベルカップ内周面で引き伸ばされた塗料を溝部の溝底面に着地させ、ベルカップの回転数が低速であっても更に微粒化することができることを確認した。特に、溝底面の長さｄが１．５〜４．５ｍｍであり、塗布面に対する段差面の傾斜角度θが少なくとも０°〜５°の場合には、十分に微粒化ができ、且つ塗料の飛散範囲の拡大を十分に抑制できることを確認した。

１ ベルカップ（塗装用ベルカップ）
１ａ 直胴部
１ｂ 拡径部
２ シェーピングリング
３ 塗装機本体
３ａ エアモータ（回転駆動手段）
３ｅ 高電圧発生装置
４ バルブ（圧力エア供給手段）
１０ 溝部
１０ａ 段差面
１０ｂ 溝底面
１００ 塗装機（回転霧化塗装装置）

Claims (3)

1. ベル状に形成された拡径部を備え、前記拡径部の中心軸が回転軸に一致して配置されるとともに、軸周りに回転する際の遠心力により前記拡径部の内側面において塗料を引き伸ばしつつ微粒化して噴霧する塗装用ベルカップであって、
   前記拡径部は、その内面側の周縁端部に、それぞれ径方向に延設されるとともに周方向に沿って形成された複数の溝部を有し、
   前記溝部は、前記拡径部の拡径方向に段差を形成する段差面と、前記段差面の下端から拡径部先端まで延びる溝底面とが形成されていることを特徴とする塗装用ベルカップ。
2. 前記溝部に形成された溝底面の径方向長さが１．５〜４．５ｍｍであり、塗布面に対する前記段差面の傾斜角度θが少なくとも０°〜５°の範囲であることを特徴とする請求項１に記載された塗装用ベルカップ。
3. 請求項１または請求項２に記載の塗装用ベルカップを備える回転霧化塗装装置であって、
   前記塗装用ベルカップと、
   前記塗装用ベルカップを回転軸周りに回転可能に支持するとともに、シェーピングエアを噴出し、前記塗装用ベルカップの周縁端部から飛散した塗料を、前記シェーピングエアの流れに沿って導くシェーピングエアリングと、
   前記塗装用ベルカップを回転軸周りに回転させる回転駆動手段と、
   前記塗装用ベルカップに塗料を供給する塗料供給手段と、
   前記シェーピングエアリングに所定の圧力のエアを供給する圧力エア供給手段と、
   を備えることを特徴とする回転霧化塗装装置。

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