JP2022157798A - Rotary bell cup coater - Google Patents
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Abstract
Description
ここに開示する技術は、回転ベルカップ塗装機に関する。 TECHNICAL FIELD The technology disclosed herein relates to a rotary bell cup coating machine.
特許文献1には、回転ベルカップ塗装機の一例として、フィードチューブが挿入された回転軸と、回転軸の先端部に装着されたベルカップ(回転霧化頭)と、ベルカップの基端中央に装着されたベルハブ(ハブ部材)と、を備えた回転霧化頭型塗装装置が開示されている。同文献に係るベルハブは、その中央部に円錐状の突起を設けた円板状に形成されており、フィードチューブ側に突起を向けた姿勢とされている。 Patent Document 1 discloses, as an example of a rotary bell cup coating machine, a rotating shaft into which a feed tube is inserted, a bell cup (rotary atomizing head) attached to the tip of the rotating shaft, and a center of the proximal end of the bell cup. A rotary atomizing head coating apparatus is disclosed that includes a bell hub (hub member) mounted on a . The bell hub according to this document is formed in a disc shape with a conical protrusion at the center thereof, and is oriented with the protrusion facing the feed tube side.
前記特許文献1に開示されているベルハブは、その外周部に、複数の脚部と、複数の切欠溝と、を有している。各切欠溝は、各脚部と交互に形成されており、ベルカップに設けられた凹溝(ハブ嵌合凹溝)に嵌合したときに、該凹溝との間に複数個の孔状塗料通路を形成する。ベルハブの内底面に吐出された塗料は、それら孔状塗料通路を介してベルカップの内周面に導かれるようになっており、ベルカップの内周面において粒子化された塗料粒が放出されるように構成されている。 The bell hub disclosed in Patent Document 1 has a plurality of legs and a plurality of notch grooves on its outer peripheral portion. Each notch groove is formed alternately with each leg portion, and when fitted into a groove (hub fitting groove) provided on the bell cup, a plurality of hole-like grooves are formed between the groove and the groove. Form a paint passage. The paint discharged to the inner bottom surface of the bell hub is guided to the inner peripheral surface of the bell cup through the perforated paint passages, and the granulated paint particles are discharged from the inner peripheral surface of the bell cup. is configured as follows.
前記特許文献1に開示されているようなベルハブを用いた場合、フィードチューブから吐出された塗料がベルハブの内面を流動していく過程において、その内面への塗料の衝突、そうして衝突した塗料の回転軸に対する偏芯、前記特許文献1に開示されている脚部等の障害物による流動の阻害、ベルハブからベルカップへ乗り移る際の衝突等の事情に起因して、塗料の液膜が波立つ可能性がある。塗料の波立ちは、塗料粒子径の微細化および均一化を図る上で望ましくない。 When a bell hub such as that disclosed in Patent Document 1 is used, in the process in which the paint discharged from the feed tube flows on the inner surface of the bell hub, the paint collides with the inner surface of the bell hub, and the paint that collides with the inner surface of the bell hub. eccentricity with respect to the rotating shaft, obstruction of flow due to obstacles such as legs disclosed in the above-mentioned Patent Document 1, and collisions when transferring from the bell hub to the bell cup. may stand. The rippling of the paint is not desirable in terms of miniaturization and uniformity of the paint particle size.
ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、回転ベルカップ塗装機において、塗料粒子径の微細化および均一化を実現することにある。 The technology disclosed herein has been made in view of the above points, and its purpose is to realize finer and more uniform paint particle diameters in a rotary bell cup coating machine.
ここに開示する技術は、遠心霧化した塗料粒を放出する回転ベルカップ塗装機に係る。この回転ベルカップ塗装機は、先端から塗料を吐出する塗料供給管と、前記塗料供給管の先端を取り囲むように設けられ、該塗料供給管の中心軸まわりに回転するベルカップと、前記塗料供給管の先端に対向し、該先端から吐出された塗料を受ける塗料受け部材と、を備え、前記ベルカップは、前記中心軸方向に沿って延びかつ前記塗料受け部材を取り囲む第1内周面と、前記第1内周面に比して先端側に設けられ、該先端側に向かって拡径してなる第2内周面と、を有し、前記塗料受け部材は、該塗料受け部材が前記ベルカップとともに前記中心軸まわりに回転したときに、前記塗料供給管から吐出された塗料を前記ベルカップに向けて放出する端面を有する。 The technology disclosed herein relates to a rotary bell cup coating machine that ejects centrifugally atomized coating particles. This rotary bell cup coating machine includes a paint supply pipe for discharging paint from a tip, a bell cup provided so as to surround the tip of the paint supply pipe and rotating around the central axis of the paint supply pipe, and the paint supply. a paint receiving member that faces the tip of the pipe and receives the paint discharged from the tip, wherein the bell cup extends along the central axis direction and surrounds the paint receiving member; and a second inner peripheral surface provided on the tip end side of the first inner peripheral surface and having a diameter increasing toward the tip end side, and the paint receiving member has a It has an end face that discharges the paint discharged from the paint supply pipe toward the bell cup when it rotates around the central axis together with the bell cup.
そして、前記端面から外方に向かって延ばした延長線は、前記中心軸方向に沿って前記第1内周面を基端側部分と先端側部分とに2分したときの該基端側部分と交差する。 The extension line extending outward from the end surface is the proximal side portion when the first inner peripheral surface is divided into a proximal side portion and a distal side portion along the central axis direction. intersect with
ここで、「中心軸方向に沿って延びる」の語は、中心軸方向に対して若干傾斜して延びる構成も含む。 Here, the term "extending along the central axis direction" also includes a structure extending slightly inclined with respect to the central axis direction.
本願発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、従来のベルハブを用いた場合、塗料受け部材の内面に衝突した塗料の前記回転軸に対する偏心に起因してベルハブ内面での液膜流動が不均一となり、それがベルカップ内面における液膜の波立ちを引き起こしていること、および、脚部等によるベルハブの連結構造に起因して液膜の波立ちが引き起こされることを突き止めた。 As a result of extensive studies, the inventors of the present application have found that when a conventional bell hub is used, the liquid film flow on the inner surface of the bell hub is uneven due to the eccentricity of the paint that collides with the inner surface of the paint receiving member with respect to the rotating shaft. As a result, it was found that this caused the ripples of the liquid film on the inner surface of the bell cup, and that the ripples of the liquid film were caused by the connecting structure of the bell hub with legs and the like.
それに対し、前記の構成によれば、塗料受け部材の端面から飛翔した塗料は、第1内周面と、第2内周面と、を順番に流れることになる。本願発明者らにより得られた知見によれば、中心軸方向に延びる第1内周面に沿って塗料を流動させることで、前述したような偏芯の影響を低減するとともに、塗料の液膜を均厚化することができる。これにより、塗料の液膜の波立ちを抑制することができる。 On the other hand, according to the above configuration, the paint flying from the end face of the paint receiving member flows through the first inner peripheral surface and the second inner peripheral surface in order. According to the knowledge obtained by the inventors of the present application, by causing the paint to flow along the first inner peripheral surface extending in the direction of the central axis, the influence of the eccentricity as described above can be reduced, and the liquid film of the paint can be reduced. can be made uniform. As a result, ripples in the liquid film of the paint can be suppressed.
さらに、前記の構成によれば、塗料受け部材の端面から飛翔した塗料は、第1内周面における基端側部分に到達することになる。こうすることで、第1内周面に到達した塗料は、先端側部分ばかりでなく、基端側部分も流れるようになる。これにより、第1内周面を流れる際の流動距離をより長くすることができ、塗料液膜の波立ちをより確実に抑制することができる。 Furthermore, according to the above configuration, the paint flying from the end surface of the paint receiving member reaches the base end side portion of the first inner peripheral surface. By doing so, the paint that has reached the first inner peripheral surface flows not only to the tip side portion but also to the base end side portion. As a result, the flow distance when flowing on the first inner peripheral surface can be made longer, and ripples in the coating liquid film can be more reliably suppressed.
このように、前記の構成によれば、塗料液膜の波立ちを抑制し、ひいては、塗料粒子径の微細化および均一化を実現することが可能になる。 Thus, according to the above configuration, it is possible to suppress the ripples of the coating liquid film, and eventually to achieve finer and more uniform coating particle diameters.
また、前記中心軸方向に対して前記第1内周面がなす傾斜角をθcとすると、
0°≦θc≦20°
の関係が満足される、としてもよい。
Further, when the inclination angle of the first inner peripheral surface with respect to the central axis direction is θc,
0°≦θc≦20°
It may be assumed that the relationship of is satisfied.
この構成によれば、前記関係が満足されるように第1内周面を構成することで、塗料液膜の波立ちをより確実に抑制することができるようになる。 According to this configuration, by configuring the first inner peripheral surface so as to satisfy the above relationship, it is possible to more reliably suppress ripples in the coating liquid film.
また、前記塗料受け部材は、前記塗料供給管に凹みを向けた断面凹状に構成され、前記塗料受け部材は、前記塗料供給管に対向させた内底面と、前記内底面から前記端面に向かって延びる内周面と、を有し、前記塗料受け部材は、前記ベルカップとともに前記中心軸まわりに回転することにより、前記塗料供給管から前記内底面に向かって吐出された塗料が、前記内周面および前記端面を介して前記ベルカップの内周面へ至るように構成されている、としてもよい。 In addition, the paint receiving member has a concave cross-sectional shape facing the paint supply pipe, and the paint receiving member includes an inner bottom surface facing the paint supply pipe, and an inner bottom surface facing the end surface from the inner bottom surface. the paint receiving member rotates about the central axis together with the bell cup, so that the paint discharged from the paint supply pipe toward the inner bottom surface moves to the inner circumference. It may be configured to reach the inner peripheral surface of the bell cup through the surface and the end surface.
この構成によれば、塗料受け部材に吐出された塗料は、ベルカップへ至る前に、その内底面および内周面に沿って流れることになる。本願発明者らにより得られた知見によれば、断面凹状に形成された部材の内底面で塗料を受けるのに加え、その内周面に沿って塗料を流動させることで、前述したような偏芯の影響を低減するとともに、塗料液膜を均厚化することができる。これにより、塗料液膜の波立ちを抑制することができる。 According to this configuration, the paint discharged to the paint receiving member flows along the inner bottom surface and the inner peripheral surface before reaching the bell cup. According to the knowledge obtained by the inventors of the present application, in addition to receiving the paint on the inner bottom surface of the member formed with a concave cross section, by allowing the paint to flow along the inner peripheral surface, the unevenness described above can be achieved. The effect of the core can be reduced and the thickness of the coating liquid film can be made uniform. As a result, ripples in the coating liquid film can be suppressed.
また、塗料受け部材からベルカップへと塗料が乗り移る前に、その塗料の波立ちを予め抑制しておくことで、塗料受け部材からベルカップへ乗り移る際の衝突の影響を考慮しても、塗料液膜の厚みを可能な限り均一に保つことができる。そのことで、塗料粒子径の微細化および均一化を実現する上で有利になる。 In addition, by suppressing the waving of the paint in advance before the paint is transferred from the paint receiving member to the bell cup, even if the impact of the collision when transferring from the paint receiving member to the bell cup is taken into consideration, the paint liquid can be reduced. The thickness of the membrane can be kept as uniform as possible. This is advantageous in achieving finer and more uniform paint particle sizes.
また、前記回転ベルカップ塗装機は、前記内周面に設けられ、前記ベルカップと前記塗料受け部材を連結する連結具を備え、前記連結具は、前記中心軸まわりの周方向における前記内周面の一部に設けられる、としてもよい。 Further, the rotary bell cup coating machine includes a connector that is provided on the inner peripheral surface and that connects the bell cup and the paint receiving member, and the connector is configured to extend from the inner peripheral surface in the circumferential direction around the central axis. It may be provided on a part of the surface.
ここで、連結具は、ベルカップと塗料受け部材とを他の部材を介して間接的に連結してもよいし、他の部材を介さずに直接的に連結してもよい。 Here, the connector may indirectly connect the bell cup and the paint receiving member via another member, or may directly connect the bell cup and the paint receiving member without another member.
この構成によれば、内底面に沿って流れる塗料は、塗料受け部材の回転に起因した遠心力によって拡散流となる。一方、内周面に沿って流れる塗料は、前記中心軸と略平行に流れることから、いわゆる並行流となる。本願発明者らにより得られた知見によれば、並行流は、拡散流と比較して、障害物から受ける影響が小さい。よって、内底面ではなく内周面に連結具を設けることで、障害物としての連結具による流動への影響を抑制し、ひいては、塗料粒子径の微細化および均一化を実現する上で有利になる。 According to this configuration, the paint flowing along the inner bottom surface becomes a diffusion flow due to the centrifugal force caused by the rotation of the paint receiving member. On the other hand, the paint that flows along the inner peripheral surface flows substantially parallel to the central axis, which is a so-called parallel flow. According to the knowledge obtained by the inventors of the present application, the parallel flow is less affected by obstacles than the diffusive flow. Therefore, by providing the connector on the inner peripheral surface instead of the inner bottom surface, the influence of the connector as an obstacle on the flow is suppressed, and in turn, it is advantageous in realizing finer and uniform paint particle diameters. Become.
また、前記塗料受け部材における前記端面側の外周部は、径方向外側に向かって先細となるように形成されている、としてもよい。 Further, the outer peripheral portion of the paint receiving member on the side of the end face may be formed so as to taper outward in the radial direction.
ここでの「径方向」とは、前記中心軸から垂直かつ放射状に延びる方向を指す。 The term “radial direction” as used herein refers to a direction extending perpendicularly and radially from the central axis.
この構成によれば、塗料受け部材からベルカップへと乗り移ろうとする塗料は、塗料受け部材における端面側の外周部からベルカップに飛翔するところ、その外周部を先細とすることで、先細とされた部分の先端から塗料が飛翔するようになる。これにより、外周部における特定の部位から塗料が飛翔するようになる。そのことで、塗料の流動距離を略一定に保ち、ひいては、塗料粒子径の微細化および均一化を実現する上で有利になる。また、前記端面側の外周部を先細に形成することで、表面張力に因る塗料受け部材への塗料の回り込みを抑制することもできる。このことも、塗料粒子径の微細化および均一化を実現する上で有効に作用する。 According to this configuration, the paint that is about to transfer from the paint receiving member to the bell cup flies from the outer circumference of the end face side of the paint receiving member to the bell cup. The paint will fly from the tip of the affected part. This causes the paint to fly from a specific portion of the outer periphery. As a result, the flow distance of the paint is kept substantially constant, which is advantageous in achieving finer and uniform paint particle diameters. Further, by forming the outer peripheral portion on the end face side to be tapered, it is possible to suppress the wraparound of the coating material to the coating material receiving member due to the surface tension. This also works effectively to achieve finer and more uniform paint particle sizes.
また、前記内周面は、前記内底面側から前記端面へ向うにつれて、前記中心軸から離れるように延びている、としてもよい。 Further, the inner peripheral surface may extend away from the central axis from the inner bottom surface toward the end surface.
この構成によれば、内周面上の塗料を、塗料受け部材の回転に起因した遠心力によって内底面側から端面側へ流動させることができる。そのことで、例えば、内底面と内周面とが交わる角部付近に塗料が残留しないようにすることができ、ひいては、回転ベルカップ塗装機の使い勝手を向上させることができる。このことは、特に、複数種の塗料を交換しながら塗装をするときに有効である。 According to this configuration, the paint on the inner peripheral surface can be caused to flow from the inner bottom surface side to the end surface side by the centrifugal force caused by the rotation of the paint receiving member. As a result, for example, it is possible to prevent the paint from remaining in the vicinity of the corners where the inner bottom surface and the inner peripheral surface intersect, thereby improving the usability of the rotary bell cup coating machine. This is particularly effective when painting while changing a plurality of types of paint.
また、前記回転ベルカップ塗装機は、前記塗料供給管が挿入され、前記ベルカップと一体的に回転する回転軸と、前記塗料供給管の先端側に配置され、かつ前記ベルカップの内周側に挿入される支持具と、をさらに備え、前記塗料受け部材は、前記塗料供給管の先端に開口を向けてなる有底円筒状に形成され、前記塗料受け部材は、前記支持具に連結されているとともに、該支持具を介して前記ベルカップと一体的に回転する、としてもよい。 The rotary bell cup coating machine includes a rotating shaft into which the paint supply pipe is inserted and which rotates integrally with the bell cup; The paint receiving member is formed in a bottomed cylindrical shape with an opening facing the tip of the paint supply pipe, and the paint receiving member is connected to the support. It may also rotate integrally with the bell cup via the support.
この構成によれば、本開示にした回転ベルカップ塗装機を提供することができる。 According to this configuration, it is possible to provide a rotary bell cup coating machine according to the present disclosure.
以上説明したように、前記の回転ベルカップ塗装機によれば、塗料粒子径の微細化および均一化を実現することができる。 As described above, according to the rotary bell cup coating machine, it is possible to achieve finer and more uniform coating particle diameters.
以下、本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明は例示である。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described based on the drawings. Note that the following description is an example.
(回転ベルカップ塗装機の構成)
図1は、回転ベルカップ塗装機1の先端部を例示する縦断面図であり、図2は、ベルカップ3の構成を例示する縦断面図である。さらに、図3は、回転ベルカップ塗装機1の先端部を例示する横断面図である。さらに、図4は、ベルハブ5の構成を例示する斜視図である。なお、図1は、回転ベルカップ塗装機1の中心軸Cに沿った断面であり、図3は、図1におけるA-A断面に相当する。
(Configuration of rotary bell cup coating machine)
FIG. 1 is a longitudinal sectional view illustrating the tip of a rotary bell cup coating machine 1, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view illustrating the configuration of the
なお、以下の記載において、「基端側」とは、中心軸C方向におけるフィードチューブ22側(被塗装物の反対側)を指し、「先端側」とは、同方向におけるフィードチューブ22の反対側(被塗装物側)を指す。また、以下の記載において、「径方向」とは、中心軸Cに直交し、かつ中心軸Cから放射状に延びる方向を指し、「周方向」とは、径方向に直交し、かつ中心軸Cの周囲を循環する方向を指す。
In the following description, the term “base end” refers to the side of the feed tube 22 (opposite side of the object to be coated) in the direction of the central axis C, and the term “distal side” refers to the side opposite to the
図1等に示される回転ベルカップ塗装機1は、静電塗装用の回転霧化式塗装置であって、遠心霧化した塗料粒を放出するように構成されている。すなわち、回転ベルカップ塗装機1は、高速回転する回転軸21に取り付けられたベルカップ3から塗料を遠心力で飛ばして霧化させるとともに、マイナス電荷を帯びた塗料粒子と、プラスに帯電させた自動車のボディ等の被塗装物との間に作用する引力を利用して塗装を行うものである。
A rotary bell cup coating machine 1 shown in FIG. 1 and the like is a rotary atomizing coating device for electrostatic coating, and is configured to discharge centrifugally atomized coating particles. That is, the rotary bell cup coating machine 1 sprays and atomizes paint by centrifugal force from a
具体的に、回転ベルカップ塗装機1は、筒状のハウジング10と、ハウジング10に挿入されていて先端から塗料を吐出する管状部材2と、管状部材2におけるフィードチューブ22の先端22aを取り囲むように設けられ、該フィードチューブ22の中心軸Cまわりに回転するベルカップ3と、フィードチューブ22の先端22aに対向し、該先端22aから吐出された塗料を受けるベルハブ5と、ベルカップ3にベルハブ5を取り付けるための支持具4と、を備えている。
Specifically, the rotary bell cup coating machine 1 includes a
このうち、ハウジング10は、筒状に形成されている。ハウジング10は、管状部材2と、塗料を帯電させるための高圧電源(不図示)と、を収容している。また、ハウジング10の先端部に設けた開口10aには、ベルカップ3の基端部が挿入されている。図示は省略したが、ハウジング10の先端部からは、塗料粒子を偏向させるためのエアを吐出することができる。
Among them, the
また、管状部材2は、ベルカップ3と一体的に回転する回転軸21と、回転軸21に挿入され、先端から塗料を吐出するフィードチューブ22と、を有している。フィードチューブ22は、本実施形態における「塗料供給管」の例示である。
Further, the
このうち、回転軸21は、中空のシャフト部材として構成されており、ベルカップ3における基端側の筒状部31に挿入されている。この回転軸21は、外部から動力を受けて中心軸Cまわりに回転するように構成されており、筒状部31を介してベルカップ3と一体的に回転するようになっている。
Among them, the rotating
フィードチューブ22は、塗料を流通させるチューブ状の部材として構成されており、回転軸21に挿入されている。フィードチューブ22の先端22aは、塗料を吐出可能な開口端として構成されており、回転軸21から露出している。本実施形態に係るフィードチューブ22は、中心軸C方向の一側(被塗装物の反対側)から他側(被塗装物S側)に向かって塗料を流通させ、先端22aから塗料を吐出するようになっている。この先端22aから吐出された塗料は、ベルハブ5の内底面51に衝突することになる。
The
ベルカップ3は、図2に示すように略カップ形状をなす。ベルカップ3は、基端側の筒状部31と、先端側のテーパ部32と、を有している。
The
このうち、筒状部31は、中心軸C方向に沿って延びる短筒状に形成されており、基端側から回転軸21が挿入されると同時に、先端側から支持具4が挿入されている。筒状部31の内周面には、径方向の内側に向かって突出した被当接部31aが設けられている。この被当接部31aは、筒状部31に挿入された支持具4と当接することで、この支持具4を位置決めするように構成されている。
Among them, the
筒状部31の内周面のうち、被当接部31aよりも先端側の第1内周面33aは、遠心力によってベルハブ5から飛散した塗料が流れるように構成されている。この第1内周面33aは、後述の第2内周面33bとともに、塗料を拡散するための塗料拡散面33を構成する。
Among the inner peripheral surfaces of the
具体的に、ベルカップ3の第1内周面33aは、中心軸C方向に沿って延びかつ少なくともベルハブ5を取り囲むように構成されている。詳しくは、第1内周面33aは、中心軸C方向に対して若干傾斜しており、先端側に向かって徐々に拡径している。第1内周面33aは、管状部材2の先端(具体的には、フィードチューブ22の先端22a)と、支持具4と、ベルハブ5(具体的には、後述の内周面52および端面53)と、を取り囲む。すなわち、この第1内周面33aは、中心軸Cに対して直交する方向(径方向)に沿って見たときに、フィードチューブ22、支持具4およびベルハブ5の内周面52及び端面53とオーバーラップする。
Specifically, the first inner
さらに詳しくは、中心軸C方向に対して第1内周面33aがなす傾斜角をθcとすると、好ましくは0°≦θc≦20°、さらに好ましくは0°≦θc≦5°の関係が満足される。
More specifically, when the inclination angle of the first inner
テーパ部32は、先端側に向かってテーパ状に拡径している。テーパ部32の内周面は、第1内周面33aを通過した塗料が流れる第2内周面33bをなす。この第2内周面33bは、第1内周面33aとともに塗料拡散面33を構成する。
The tapered
具体的に、ベルカップ3の第2内周面33bは、第1内周面33aに比して先端側に設けられ、該先端側に向かって拡径してなる。この第2内周面33bは、前記径方向に沿って見たときに、フィードチューブ22、支持具4およびベルハブ5の内周面52及び端面53とオーバーラップしない。
Specifically, the second inner
また、支持具4は、フィードチューブ22の先端22a側に配置され、かつベルカップ3の内周側に挿入されるようになっている。具体的に、本実施形態に係る支持具4は、中心軸C方向に延びる筒状に形成されており、フィードチューブ22の先端22aが挿し通された状態で、ベルカップ3における筒状部31に挿入されている。すなわち、支持具4の内径は、フィードチューブ22の先端22aよりも大径であり、支持具4の外径は、筒状部31よりも小径である。
Further, the
さらに、支持具4の外面には、フランジ状に突出した鍔部4aが設けられている。支持具4を筒状部31に挿入して押し込むと、支持具4における鍔部4aが、筒状部31における被当接部31aに当接する。これにより、ベルカップ3、特に筒状部31に対して支持具4が位置決めされる。
Furthermore, the outer surface of the
ベルハブ5は、ベルカップ3の内周側に設けられており、フィードチューブ22に凹みを向けた姿勢で配置されている。ベルハブ5は、断面凹状である。詳しくは、ベルハブ5は、フィードチューブ22に対向させた内底面51と、フィードチューブ22側に面する端面53と、内底面51から端面53に向かって延びる内周面52と、を有している。ベルハブ5は、本実施形態における「塗料受け部材」の例示である。
The
具体的に、本実施形態に係るベルハブ5は、フィードチューブ22の先端22aに開口および内底面51を向けてなる有底円筒状に形成されており、円形の内底面51と、略円筒状の内周面52と、ベルハブ5の開口縁に相当する端面53と、を有している。ベルハブ5は、後述の連結具6を介して支持具4に連結されているとともに、この支持具4を介してベルカップ3と一体的に回転する。
Specifically, the
このうち、内底面51は、円形の平面として形成されており、中心軸Cに対して面直に、かつ内底面51の中央部(内底面51を円とみなしたときの中心に相当する部位)をフィードチューブ22の先端22aに向い合せるように配置されている。このように配置することで、フィードチューブ22から吐出される塗料が、内底面51の中央部に衝突するようになる。
Among them, the
続いて、内周面52は、略円筒状の曲面として形成されており、内底面51の周縁部から基端側に向かって略垂直に延びている。ここで、内底面51に対して内周面52がなす傾斜角θhは、90度よりも若干、鈍角とされている。すなわち、本実施形態に係る内周面52は、内底面51側から端面53へ向うにつれて、中心軸Cから離れていくように(すなわち径方向の外側に向かって)延びている。また、図1に拡大して示すように、内底面51と内周面52とが交わる角部にはアールが設けられており、内底面51と内周面52とがスムースに接続されている。
Subsequently, the inner
ここで、内周面52には、フィードチューブ22と、塗料受け部材としてのベルハブ5を連結するための連結具6が設けられている。図3に示すように、連結具6は、周方向における内周面52の一部の部位に設けられている。具体的に、本実施形態に係る連結具6は、ボルト状の締結部材からなり、中心軸Cまわりの周方向に沿って、複数箇所に等間隔で(図3に示す例では、120度おきの3箇所に)設けられている。各連結具6は、それぞれ、内周面52に対して実質的に直交する方向に延びている。
Here, the inner
内周面52は、連結具6によって支持具4に連結された状態にあっては、図1に例示するように、支持具4の外周面(特に、鍔部4aよりも先端側の外周面)に対して、間隔を空けて向い合うようになっている。こうすることで、ベルハブ5の内周面52と、支持具4の外周面との隙間に塗料を流通させることができるようになる。
In the state where the inner
また、端面53は、塗料受け部材としてのベルハブ5がベルカップ3とともに中心軸Cまわりに回転したときに、フィードチューブ22から吐出された塗料をベルカップ3に向けて放出する。
Further, the
ここで、本実施形態に係る端面53は、ベルカップ3の第2内周面33bではなく、その第1内周面33aに向けて塗料を放出するべく、該端面53から外方(径方向の外方)に向かって延ばした延長線Leと、第1内周面33aと、が交差するように構成されている。具体的に、ベルハブ5の端面53から外方に向かって延ばした延長線Leは、図2に示すように、中心軸C方向に沿って第1内周面33aを基端側部分33Rと先端側部分33Tとに2分したときの基端側部分33Rと交差する。
Here, the
詳細には、ベルハブ5の端面53は、略環状の平面として形成されている。この端面53は、ベルハブ5の内周面52における基端側の端部から、中心軸Cに面直な平面に沿って延びる。この端面53は、連結具6によって支持具4に連結された状態にあっては、図1に例示するように、支持具4の鍔部4aに対し、間隔を空けて向かい合うようになっている。こうすることで、ベルハブ5の端面53と、支持具4の鍔部4aと、の間に塗料を流通させることができる。
Specifically, the
本実施形態に係るベルハブ5は、径方向においてはベルカップ3の内周側に配置されているとともに、中心軸C方向においてはテーパ部32よりも基端側の筒状部31まで挿入されている。すなわち、ベルハブ5の内周面52および端面53は、中心軸C方向に対して直交する方向に沿って見たときに、第1内周面33aとオーバーラップするようになっている。
The
また、ベルハブ5における端面53側の外周部54は、径方向の外側に向うにつれて先細となるように形成されている。具体的に、本実施形態における端面53側の外周部54とは、ベルハブ5における、基端側かつ開口部周辺の外周部を指す。この外周部54は、図4に示すように、周方向の全周にわたって先細となっている。外周部54の先端は、90°未満の鋭角となる。
Further, the outer
(回転ベルカップ塗装機の動作)
図5は、回転ベルカップ塗装機1における塗料の流れを例示する図である。図6は、連結具6による流れへの影響を比較して示す説明図である。
(Operation of rotary bell cup coating machine)
FIG. 5 is a diagram illustrating the flow of paint in the rotary bell cup coating machine 1. As shown in FIG. 6A and 6B are explanatory diagrams showing a comparison of the effects of the
塗料受け部材としてのベルハブ5は、ベルカップ3とともに中心軸Cまわりに回転することにより、フィードチューブ22からベルハブ5の内底面51に向かって吐出された塗料が、ベルハブ5の内周面52および端面53を介してベルカップ3の内周面(塗料拡散面33)へ至るように構成されている。
The
以下、前述の如き構成について、具体的に説明する。まず、回転軸21が中心軸Cまわりに回転すると、該回転軸21と一体的にベルカップ3が回転する。ベルカップ3の回転に伴って、支持具4、ひいてはベルハブ5も一体的に回転することになる。
The configuration as described above will be specifically described below. First, when the
回転しているベルハブ5に向けて塗料を吐出すると、吐出された塗料は、図5の矢印A1に示すように、ベルハブ5における内底面51の中央部に到達する。内底面51の中央部に到達した塗料は、ベルハブ5の回転に起因した遠心力に従って拡散流をなし、矢印A2に示すように、内底面51に沿って径方向外側に流動する。
When paint is discharged toward the
内底面51に沿って流動する塗料は、この内底面51を通過して内周面52に到達する。内周面52に到達した塗料は、略中心軸C方向に沿って流れる並行流をなし、矢印A3に示すように、内周面52に沿って基端側に流動する。
The paint flowing along the
内周面52に沿って流動する塗料は、連結具6によって流動を妨げられつつ、内周面52を通過して端面53に到達する。端面53に到達した塗料は、再び拡散流をなし、矢印A4に示すように、端面53に沿って径方向外側に流動する。
The paint flowing along the inner
端面53に沿って流動する塗料は、先細とされた外周部54から飛散して、塗料拡散面33における第1内周面33a、特に、第1内周面33aの基端側部分33Rに到達する。その基端側部分33Rに到達した塗料は、矢印A5,A6に示すように、中心軸C方向における先端側に向かって、第1内周面33a(具体的には、第1内周面33aの基端側部分33Rおよび先端側部分33T)と、第2内周面33bと、を順番に通過する。塗料拡散面33における第2内周面33bの先端で塗料が糸状になり、糸状になった塗料が微粒子化されて放出される。
The paint flowing along the
(塗料粒子径の微細化および均一化について)
本願発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、塗料受け部材としてのベルハブ5の内面に衝突した塗料の回転軸21に対する偏心に起因して、ベルハブ5の内面での液膜流動が不均一となり、それが前記内面における液膜の波立ちを引き起こしていること、および、脚部等によるベルハブ5の連結構造に起因して、液膜の波立ちが引き起こされることを突き止めた。
(Refinement and homogenization of paint particle size)
As a result of extensive studies, the inventors of the present application have found that the liquid film flow on the inner surface of the
それに対し、本実施形態によれば、ベルハブ5の端面53から飛翔した塗料は、図5の矢印A5に示すように、第1内周面33aと、第2内周面33bと、を順番に流れることになる。本願発明者らにより得られた知見によれば、中心軸C方向に延びる第1内周面33aに沿って塗料を流動させることで、回転軸21に対する偏芯の影響を低減し、塗料の液膜を均厚化することができる。これにより、塗料の液膜の波立ちを抑制することができる。
On the other hand, according to the present embodiment, the paint flying from the
さらに、本実施形態によれば、ベルハブ5の端面53から飛翔した塗料は、第1内周面33aにおける基端側部分33Rに到達することになる。こうすることで、第1内周面33aに到達した塗料は、先端側部分33Tばかりでなく、基端側部分33Rも流れるようになる。これにより、第1内周面33aを流れる際の流動距離をより長くすることができ、塗料液膜の波立ちをより確実に抑制することができる。
Furthermore, according to this embodiment, the paint flying from the
このように、前記の構成によれば、塗料液膜の波立ちを抑制し、ひいては、塗料粒子径の微細化および均一化を実現することが可能になる。 Thus, according to the above configuration, it is possible to suppress the ripples of the coating liquid film, and eventually to achieve finer and more uniform coating particle diameters.
また、図2に例示したように、中心軸C方向に対する第1内周面33aの傾斜角をθcとしたときに、0°≦θc≦20°の関係を満足するように第1内周面33aを構成することで、塗料液膜の波立ちをより確実に抑制することができるようになる。
Further, as illustrated in FIG. 2, when the inclination angle of the first inner
また、図5に例示したように、ベルハブ5の内底面51に吐出された塗料は、その端面53を介してベルカップ3へ至る前に、一旦、その内周面52に沿って流れることになる(図5の矢印A3を参照)。本願発明者らにより得られた知見によれば、断面凹状に形成された部材の内周面に沿って塗料を流動させることで、回転軸21に対する偏芯の影響を低減し、塗料の液膜を均厚化することができる。これにより、衝突した塗料の中心軸Cに対する偏芯による流動の阻害等に起因した塗料液膜の波立ちを抑制することができる。
Further, as illustrated in FIG. 5, the paint discharged onto the
また、ベルハブ5からベルカップ3へ乗り移る前に、塗料の波立ちを予め抑制しておくことで、ベルハブ5からベルカップ3へ乗り移る際の衝突の影響を考慮しても、塗料液膜の厚みを可能な限り均一に保つことができる。そのことで、塗料粒子径の微細化および均一化を実現することが可能になる。
In addition, by suppressing the waving of the paint in advance before transferring from the
また、図5を用いて説明したように、ベルハブ5の内底面51に沿って流れる塗料は、ベルハブ5の回転に起因した遠心力によって拡散流となる。一方、ベルハブ5の内周面52に沿って流れる塗料は、中心軸Cと略平行に流れることから、いわゆる並行流となる。本願発明者らにより得られた知見によれば、並行流は、拡散流と比較して、障害物から受ける影響が小さい。すなわち、図6に示すように、拡散流の場合は、障害物としての連結具6に衝突した塗料の流れは、連結具6周辺の流れが拡散していることから、相対的に合流し難くなる。一方、並行流の場合は、連結具6に衝突した塗料の流れは、連結具6周辺の流れが略平行となっていることから、拡散流の場合に比して、相対的に合流し易くなる。
Further, as described with reference to FIG. 5 , the paint flowing along the
よって、図1、図3等に例示したように、ベルハブ5の内底面51ではなく内周面52に連結具6を設けることで、障害物としての連結具6による流動への影響を抑制し、ひいては、塗料粒子径の微細化および均一化を実現する上で有利になる。
Therefore, as illustrated in FIGS. 1 and 3, by providing the
また、図5を用いて説明したように、ベルハブ5の端面53からベルカップ3へ乗り移った塗料は、ベルカップ3の内周面のうち、先端側の第2内周面33bに加えて、基端側の第1内周面33aも流れることになる。この第1内周面33aは、ベルハブ5の内周面52と同様の機能を発揮する。その結果、塗料粒子径の微細化および均一化を実現する上で一層有利になる。
5, the paint transferred from the
また、図5を用いて説明したように、ベルハブ5からベルカップ3へと乗り移ろうとする塗料は、ベルハブ5における端面53側の外周部54からベルカップ3に飛翔するところ、図4に示すように、その外周部54を先細とすることで、先細とされた部分の先端から塗料が飛翔するようになる。
As described with reference to FIG. 5, the paint that is about to transfer from the
仮に、外周部54を、丸みを帯びた形状とした場合、表面張力によって外周部54に付着した塗料が、丸みを帯びた各所から飛翔することになる。この場合、塗料の流動距離が不均一となるため、塗料粒子径の微細化および均一化を実現する上で不利になる。
If the outer
一方、本実施形態によれば、図5に示したように、外周部54における特定の部位(先細とされた部分の先端)から塗料が飛翔するようになる。そのことで、塗料の流動距離を略一定に保ち、ひいては、塗料粒子径の微細化および均一化を実現する上で有利になる。
On the other hand, according to this embodiment, as shown in FIG. 5, the paint flies from a specific portion (tip of the tapered portion) of the outer
また、図1に示すように、ベルハブ5の内周面52は、ベルハブ5の内底面51側から端面53へ向うにつれて、中心軸Cから離れるように延びている。これによれば、内周面52上の塗料を、ベルハブ5の回転に起因した遠心力によって内底面51側から端面53側へ流動させることができる。そのことで、例えば、内底面51と内周面52とが交わる角部付近に塗料が残存しないようにすることができ、ひいては、回転ベルカップ塗装機1の使い勝手を向上させることができる。このことは、特に、複数種の塗料を交換しながら塗装をするときに有効である。
Further, as shown in FIG. 1 , the inner
(回転ベルカップ塗装機の変形例)
図7は、回転ベルカップ塗装機の従来例を示す図1対応図であり、従来例における塗料の流れを例示する図である。また、図9は、回転ベルカップ塗装機1の変形例を示す図1対応図であり、図10は、変形例における塗料の流れを例示する図である。
(Modified example of rotary bell cup coating machine)
FIG. 7 is a diagram corresponding to FIG. 1 showing a conventional example of a rotary bell cup coating machine, and is a diagram illustrating the flow of paint in the conventional example. 9 is a diagram corresponding to FIG. 1 showing a modification of the rotary bell cup coating machine 1, and FIG. 10 is a diagram illustrating the flow of paint in the modification.
前記実施形態では、塗料粒子径の微細化および均一化を実現するために、断面凹状のベルハブ5と、中心軸C方向に延びる第1内周面33aを有してなるベルカップ3と、の相乗効果を利用した構成について説明したが、本開示は、その構成に限定されない。
In the above-described embodiment, the
例えば、変形例に係る回転ベルカップ塗装機101のように、前記実施形態と同様に構成されたベルカップ103と、従来例と同様に構成されたベルハブ305と、を組み合わせた構成としてもよい。
For example, like the rotary bell
具体的に、従来例に係る回転ベルカップ塗装機301のベルハブ305は、中央部が隆起した断面形状を有してなる。また、従来例に係るベルカップ303は、筒状の第1内周面333aの寸法(特に、中心軸方向の寸法)が、前記実施形態における第1内周面33aと比較してて短く形成されている。
Specifically, the
そのため、従来例に係るベルハブ305の端面から延ばした延長線は、筒状の第1内周面333aとは交差せず、テーパ状に拡径してなる第2内周面333bと略面一になるように延びている。
Therefore, the extension line extending from the end surface of the
したがって、従来例における塗料の流れは、図8の矢印が示すように、第1内周面333aを流れることなく、第2内周面333bのみを流れるようになっている。この場合、塗料粒子径の微細化および均一化を果たすことはできない。
Therefore, the paint in the conventional example flows only through the second inner
一方、変形例に係る回転ベルカップ塗装機101は、ベルハブ305の形状こそ従来例と略同一ではあるものの、前記実施形態と同様のベルカップ103を用いるよう構成されている。
On the other hand, the rotary bell
この場合、変形例においてベルハブ305の端面から外方に向かって延ばした延長線Le’は、前記実施形態と同様に、中心軸C方向に沿って第1内周面133aを基端側部分133Rと先端側部分133Tとに2分したときの基端側部分133Rと交差する(図10を参照)。
In this case, in the modified example, an extension line Le′ extending outward from the end surface of the
したがって、変形例における塗料の流れは、図10の矢印が示すように、第1内周面333aの基端側部分133Rと、その先端側部分133Tと、第2内周面133bと、を順番に流れるようになっている。第1内周面133aの全域にわたって塗料を流動させることで、前記実施形態と同様に、塗料粒子径の微細化および均一化を実現することができる。
Therefore, as indicated by the arrows in FIG. 10, the paint in the modified example flows through the
1 回転ベルカップ塗装機
2 管状部材
21 回転軸
22 フィードチューブ(塗料供給管)
3 ベルカップ
33 塗料拡散面
33a 第1内周面
33b 第2内周面
33R 第1内周面の基端側部分
33T 第1内周面の先端側部分
4 支持具
5 ベルハブ(塗料受け部材)
51 内底面
52 内周面
53 端面
54 外周部
6 連結具
C 中心軸
1 rotary bell
3
51
Claims (7)
先端から塗料を吐出する塗料供給管と、
前記塗料供給管の先端を取り囲むように設けられ、該塗料供給管の中心軸まわりに回転するベルカップと、
前記塗料供給管の先端に対向し、該先端から吐出された塗料を受ける塗料受け部材と、を備え、
前記ベルカップは、
前記中心軸方向に沿って延びかつ前記塗料受け部材を取り囲む第1内周面と、
前記第1内周面に比して先端側に設けられ、該先端側に向かって拡径してなる第2内周面と、を有し、
前記塗料受け部材は、該塗料受け部材が前記ベルカップとともに前記中心軸まわりに回転したときに、前記塗料供給管から吐出された塗料を前記ベルカップに向けて放出する端面を有し、
前記端面から外方に向かって延ばした延長線は、前記中心軸方向に沿って前記第1内周面を基端側部分と先端側部分とに2分したときの該基端側部分と交差する
ことを特徴とする回転ベルカップ塗装機。 A rotating bell cup coating machine for ejecting centrifugally atomized paint particles,
a paint supply pipe for discharging paint from the tip;
a bell cup that surrounds the tip of the paint supply pipe and rotates around the central axis of the paint supply pipe;
a paint receiving member facing the tip of the paint supply pipe and receiving the paint discharged from the tip;
The bell cup is
a first inner peripheral surface extending along the central axis direction and surrounding the paint receiving member;
a second inner peripheral surface provided on the tip side compared to the first inner peripheral surface and having a diameter increasing toward the tip side;
The paint receiving member has an end face that discharges the paint discharged from the paint supply pipe toward the bell cup when the paint receiving member rotates around the central axis together with the bell cup,
An extension line extending outward from the end surface intersects the proximal side portion and the distal side portion when the first inner peripheral surface is divided into a proximal side portion and a distal side portion along the central axis direction. A rotary bell cup coating machine characterized by:
前記中心軸方向に対して前記第1内周面がなす傾斜角をθcとすると、
0°≦θc≦20°
の関係が満足される
ことを特徴とする回転ベルカップ塗装機。 In the rotary bell cup coating machine according to claim 1,
Assuming that the inclination angle of the first inner peripheral surface with respect to the central axis direction is θc,
0°≦θc≦20°
A rotary bell cup coating machine characterized by satisfying the relationship of
前記塗料受け部材は、前記塗料供給管に凹みを向けた断面凹状に構成され、
前記塗料受け部材は、前記塗料供給管に対向させた内底面と、前記内底面から前記端面に向かって延びる内周面と、を有し、
前記塗料受け部材は、前記ベルカップとともに前記中心軸まわりに回転することにより、前記塗料供給管から前記内底面に向かって吐出された塗料が、前記内周面および前記端面を介して前記ベルカップの内周面へ至るように構成されている
ことを特徴とする回転ベルカップ塗装機。 In the rotary bell cup coating machine according to claim 1 or 2,
The paint receiving member is configured to have a concave cross section facing the paint supply pipe,
The paint receiving member has an inner bottom surface facing the paint supply pipe and an inner peripheral surface extending from the inner bottom surface toward the end surface,
The paint receiving member rotates about the central axis together with the bell cup, so that the paint discharged from the paint supply pipe toward the inner bottom surface flows through the inner peripheral surface and the end surface into the bell cup. A rotary bell cup coating machine characterized in that it is configured to reach the inner peripheral surface of the.
前記内周面に設けられ、前記ベルカップと前記塗料受け部材を連結する連結具を備え、
前記連結具は、前記中心軸まわりの周方向における前記内周面の一部に設けられる
ことを特徴とする回転ベルカップ塗装機。 In the rotary bell cup coating machine according to claim 3,
A connector provided on the inner peripheral surface and connecting the bell cup and the paint receiving member,
A rotary bell cup coating machine, wherein the connecting member is provided on a part of the inner peripheral surface in a circumferential direction around the central axis.
前記塗料受け部材における前記端面側の外周部は、径方向外側に向かって先細となるように形成されている
ことを特徴とする回転ベルカップ塗装機。 In the rotary bell cup coating machine according to claim 3 or 4,
A rotary bell cup coating machine, wherein an outer peripheral portion of the paint receiving member on the side of the end surface is formed so as to taper outward in a radial direction.
前記内周面は、前記内底面側から前記端面へ向うにつれて、前記中心軸から離れるように延びている
ことを特徴とする回転ベルカップ塗装機。 In the rotary bell cup coating machine according to any one of claims 3 to 5,
A rotary bell cup coating machine, wherein the inner peripheral surface extends away from the central axis from the inner bottom surface toward the end surface.
前記塗料供給管が挿入され、前記ベルカップと一体的に回転する回転軸と、
前記塗料供給管の先端側に配置され、かつ前記ベルカップの内周側に挿入される支持具と、をさらに備え、
前記塗料受け部材は、前記塗料供給管の先端に開口を向けてなる有底円筒状に形成され、
前記塗料受け部材は、前記支持具に連結されているとともに、該支持具を介して前記ベルカップと一体的に回転する
ことを特徴とする回転ベルカップ塗装機。 In the rotary bell cup coating machine according to any one of claims 1 to 6,
a rotating shaft into which the paint supply pipe is inserted and which rotates integrally with the bell cup;
a support arranged on the tip side of the paint supply pipe and inserted into the inner peripheral side of the bell cup,
The paint receiving member is formed in a bottomed cylindrical shape with an opening facing the tip of the paint supply pipe,
A rotary bell cup coating machine, wherein the paint receiving member is connected to the support and rotates integrally with the bell cup via the support.
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