JP2622615B2 - ベル型回転霧化頭 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は静電塗装装置に用いて好適なベル型回転霧化
頭に関する。

〔従来の技術〕

一般に、静電塗装に用いる塗料には、大きく分けて電
気抵抗の比較的大きな溶剤系塗料（油性塗料）と、電気
抵抗値の比較的小さな水系塗料（水性塗料）とがあり、
さらにこれら溶剤系塗料，水系塗料に金属粉末を分散さ
せたメタリック系塗料があり、このメタリック系塗料は
水系塗料と同様に電気抵抗値は比較的小さいものとなっ
ている。このように、塗料はその種類に応じて抵抗値が
異なるものであるから、高電圧の印加方法も塗料の種類
に応じて異なっている。

即ち、危険防止の観点から塗料供給管路、塗料タン
ク、色替弁装置等はアースに接続して使用するが、溶剤
系塗料は比較的大きな抵抗を有しているから、回転霧化
頭に高電圧を直接印加しても、該回転霧化頭が塗料供給
管路を介してアース電位となってしまう恐れがない。従
って、溶剤系塗料に使用する静電塗装装置は、回転霧化
頭に直接高電圧を印加し、塗料粒子に直接帯電するよう
になっている。

一方、水系塗料および溶剤系，水系のメタリック塗料
（以下、メタリック系塗料という）は電気抵抗値が小さ
いので、回転霧化頭に高電圧を直接印加した場合には、
塗料供給管路内の塗料を介して回転霧化頭がアース電位
に短絡してしまい、塗料粒子を帯電させることができな
い。そこで、水系塗料およびメタリック塗料の場合に
は、回転霧化頭よりも径方向外側位置に複数個の外部電
極を設け、該外部電極に高電圧を印加し、該外部電極の
前方側にコロナ放電領域を形成することにより、回転霧
化頭から噴霧された塗料粒子を間接帯電させるようにな
っている。

そして、このような方法で帯電された塗料粒子は、直
接帯電方式では回転霧化頭とアースに接続された被塗物
との間の電気力線に沿って、または間接帯電方式では外
部電極と被塗物との間の電気力線に沿って飛行して該被
塗物に塗着せしめるようになっている。

一方、回転噴霧装置の回転霧化頭は、エアモータ等に
よって高速回転せしめられることによって、放出端縁か
ら噴霧される塗料粒子を微粒化させるもので、微粒化を
促進するために従来から種々の提案がなされているが、
本出願人は先に特公昭55−41825公報等により、放出端
縁の内周面側に全周にわたって多数個のＶ字状凹溝を形
成してなる回転霧化頭を提案している。

そこで、以下本出願人は先に提案したものと同様に、
放出端縁の内周面側の凹溝を有する形式のベル型回転霧
化頭について、第７図ないし第10図に基づいて説明す
る。

図中、１は塗装装置の本体をなすケーシングを示し、
該ケーシング１内には回転軸２を高速回転せしめるエア
モータ、エア軸受、塗料弁等（いずれも図示せず）を内
蔵するようになっている。そして、前記回転軸２の先端
側には後述のベル型回転霧化頭４が取付けられていると
共に、前記回転軸２には該回転霧化頭４に塗料を供給す
る塗料供給管３が挿通されている。

４はベル型回転霧化頭を示し、５は該回転霧化頭４の
本体をなす霧化頭本体で、該霧化頭本体５の外周面5Aは
筒状ないしカップ状を形成している。一方、前記霧化頭
５の内周面側は、軸方向中間に設けたリム5Bを挟んで軸
方向一側が雌ねじを有する回転軸２への取付部5Cとな
り、軸方向他側が朝顔状に拡開する塗料平滑化面5Dとな
り、該平滑化面5Dの先端は円弧状に形成された放出端縁
5Eとなり、かつ前記平滑化面5Dの途中にはハブ部材取付
溝5Fが形成されている。そして、前記霧化頭本体５は取
付部5Cの雌ねじを介して回転軸２の先端側に取付けら
れ、この取付け状態においては、塗料供給管３の先端は
リム5Bよりもわずかに突出した位置に延在するようにな
っている。さらに、６は放出端縁5E内周側には全周に亘
って刻設されたＶ字状凹溝を示し、該各Ｖ字状凹溝６は
塗料の微粒化を容易ならしめるように作用する。

７はほぼ円板状に形成され、霧化頭本体５のハブ部材
取付溝5Fに嵌着されたハブ部材を示し、該ハブ部材７の
一側面は塗料供給管３からの塗料が吐出，供給される凸
円錐状の塗料供給面7Aとなり、該塗料供給面7Aの軸中心
部には塗料供給管３の先端と対面した円錐状凸部7Bが突
設され、塗料供給管３から供給された塗料が該円錐状凸
部7Bに沿って拡流しやすいように形成されている。一
方、前記ハブ部材７の他側は平坦な前面7Cとなってい
る。

8,8,…はハブ部材７の周辺部に全周にわたって多数個
穿設された塗料流出穴で、該各塗料流出穴８は平滑化面
5Dに接して該平滑化面5Dの前後を連通するようになって
いる。

このように構成されるベル型回転霧化頭４を前述の静
電塗装装置に用いることにより、ケーシング１内のエア
モータによって回転霧化頭４を高速回転させると共に、
溶剤系塗料のような直接帯電方式では回転霧化頭４に高
電圧を印加し、水系塗料やメタリック系塗料のような間
接帯電方式では外部電極に高電圧を印加し、塗料を塗料
供給管３を介して回転霧化頭本体５内に設けられたハブ
部材７の円錐状凸部7Bに向けて吐出される。この円錐状
凸部7Bに供給された塗料は回転霧化頭４の高速回転によ
って、塗料供給面7Aに向けて半径方向に拡流され、多数
の塗料流出穴８を通過して塗料平滑化面5Dを放出端縁5E
に向け流れ、Ｖ字状凹溝６から微粒化して噴霧される。
この噴霧された塗料粒子は各帯電方式により帯電され、
この帯電塗料粒子は電気力線に沿って飛行し、被塗物に
塗着するようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが上述した従来技術の回転霧化頭４は、溶剤系
塗料，水系塗料およびメタリック系塗料について用いて
いる。

然るに、メタリック塗料の場合には、その材料が、樹
脂，金属粉末（Al粉末），ピグメント（顔料），シンナ
（水系塗料の場合には、有機溶剤約10％，水約90％）等
から構成され、金属粉末は粒子径が大きいため回転霧化
頭４のＶ字状凹溝６の溝内に詰るように溜ってしまうこ
とがある。

このために、第10図に示すように回転霧化頭４のＶ字
状凹溝６から塗料が回転霧化頭４の遠心力とＶ字状凹溝
６によって液糸９となって噴霧され、微粒化されていく
過程で、Ｖ字状凹溝６に詰って金属粉末等の粒径の大き
い粒子が当該Ｖ字状凹溝６から剥離され、時折大きな剥
離塊10となって微粒化されずに噴き出すことがある（以
下、これをスピットという）。この場合には、剥離塊10
はそのまま被塗物に塗着され、塗装面にぶつぶつが生
じ、塗装面の肌を荒すという問題点がある。

このような問題点を解決するには、メタリック系塗料
についてはＶ字状凹溝６の存在しない通常の回転霧化頭
を用いればよいが、この場合には一つの塗装ラインに溶
剤系塗料用、水系塗料用、メタリック系塗料用の３種類
の静電塗装装置を取揃えておく必要があり、設備費が高
価になってしまうというような問題点がある。

また凹溝の存在しない回転霧化頭を使用する場合い
は、液糸９に気泡が巻込まれ、被塗物に塗着した塗膜内
に気泡が発生し、表面の仕上りが悪くなるという問題点
がある。

本発明はこのような従来技術の問題点を鑑みなされた
もので、メタリック系塗料を用いた場合でスピットを生
じさせないようにして、均一の塗料を微粒化させ、被塗
物の塗装面を奇麗に仕上げることのできるようにすると
共に、水系塗料用とメタリック系塗料用とに共用できる
ようにしたベル型回転霧化頭を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、本発明が採用する構成の
特徴は、回転霧化頭本体の放出端縁に、その外周面側に
位置して全周に亘って複数個の凹溝を設けたことにあ
る。

この場合、前記各凹溝は、放出端縁の先端を通る中心
軸線と平行な線に対して90度未満の傾斜凹溝として形成
することが望ましい。

さらに、前記放出端縁を円弧状に形成た場合でも、前
記各凹溝は当該円弧状放出端縁の先端を通る中心軸線と
平行な線に対して90度未満の傾斜凹溝として形成するこ
とが望ましい。

さらに、前記各凹溝はＶ字状凹溝またはＵ字状溝とし
て形成しうる。

〔作用〕

上記構成により、メタリック系塗料を用いた場合で
も、凹溝の開口部が霧化頭本体の外周側に臨んでいるた
め、粒子の大きな金属粉末も回転霧化頭の高速回転によ
る遠心力によって、凹溝内に溜ることなく放出されるた
め、全ての塗料粒子を微粒化することができ、被塗物の
塗装面の肌を奇麗に仕上げることができると共に、外部
電極方式として、水系塗料用と共用することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図ないし第５図に示し、
説明する。なお、前述した従来技術と同一構成要素には
同一符号を付し、その説明を省略する。

まず、第１図ないし第４図は本発明の第１の実施例を
示す。

図中、21は本実施例に用いるベル型回転霧化頭を示
し、22は該回転霧化頭21の本体をなす回転霧化頭本体
で、該霧化頭本体22は前述した従来技術の霧化頭本体５
とほぼ同様に形成され、該霧化頭本体22の外周面22Aは
筒状ないしカップ状をなし、前記霧化頭本体22の内周面
側は、軸方向中間に設けたリム22Bを挟んで軸方向一側
が前記回転軸２の取付部22Cとなり、軸方向他側が朝顔
状に拡開する塗料平滑化面22Dとなり、該平滑化面22Dの
先端側は円弧状に形成された放出端縁22Eとなり、かつ
該平滑化面22Dの途中にはハブ部材取付溝22Fが形成され
ている。そして、前記霧化頭本体22は従来技術の霧化頭
本体５と同様に回転軸２の先端に取付部22Cの雌ねじを
介して取付けられている。

23はほぼ円板状に形成され、霧化頭本体22のハブ部材
取付溝22Fに嵌着されたハブ部材を示し、該ハブ部材23
の一側面は塗料が吐出，供給される凸円錐状の塗料供給
面23Aとなり、該塗料供給面23Aの軸中心部には円錐状凸
部23Bが突設され、供給された塗料が該円錐状凸部23Bに
沿って拡流しやすいように形成されている。一方、前記
ハブ部材23の他側は前面23Cとなっている。

24,24,…はハブ部材23の周辺部に全周にわたって多数
個穿設された塗料流出穴で、該各塗料流出穴24は平滑化
面22Dに接して該平滑化面22Dの前後を連通するようにな
っている。

なお、前述の構成は従来技術のものと格別変わるとこ
ろがない。

さらに、25は霧化頭本体22の放出端縁22Eから外周面2
2A側に位置して全周に亘って刻設された凹溝としての傾
斜Ｖ字状凹溝を示し、該各傾斜Ｖ字状凹溝25は放出端縁
22Eを通り回転霧化頭21の中心軸線に平行な線Ｘ−Ｘに
対して90度未満の傾斜角θを有し、該各傾斜Ｖ字状凹溝
25は、当該回転霧化頭21を高速回転することにより、塗
料粒子の噴霧化を促進するようになっている。

本実施例によるベル型回転霧化頭21はこのように構成
されるが、この回転霧化頭21を用いて静電塗装装置とし
て構成した場合の基本的な作用については、従来技術の
ものと殆ど変わるところがないので、その説明を省略す
るものとする。

然るに、本実施例の回転霧化頭21は、その霧化頭本体
22の放出端縁22Eの外周の傾斜Ｖ字状凹溝25を全周にわ
たって刻設することにより、第４図に示す如くの微粒化
を行うことができる。即ち、塗料平滑化面22Dに沿って
展延された塗料Ｔが各傾斜Ｖ字状凹溝25内に流れ込み、
該各傾斜Ｖ字状凹溝25において、塗料粒子の大きさ（重
さ）の違いによって生じる遠心力の相違により、塗料粒
子のうち小さい（軽い）粒子T₁は傾斜Ｖ字状凹溝25の先
端側（放出端縁22E）から噴霧され、塗料粒子の大きい
（重い）粒子T₂は傾斜Ｖ字状凹溝25（外周面22A）の外
側から噴霧されるようになり、メタリック系塗料におい
ても塗料粒子の微粒化を確実に行うことができる。

かくして、傾斜Ｖ字状凹溝25を外周面22A側に設ける
ことにより、従来問題となっていたメタリック系塗料の
金属粒子等の大きな粒子T₂がＶ字状凹溝６内の詰るのを
防止し、確実に微粒化することができ、スピットの発生
を効果的に防止できる。この結果、被塗物の塗装面の肌
荒れを確実に防ぐことができ、塗装面の肌を奇麗にする
ことができる。

さらに、前記傾斜Ｖ字状凹溝25を有する回転霧化頭21
を静電塗装装置に用いる場合において、現在使用されて
いる溶剤系塗料，水系塗料およびメタリック塗料のいず
れの塗料材料に対しても、効果的に微粒化を行うことが
でき、どの塗料に対しても被塗物の塗装面を確実に奇麗
に仕上げることができ、１種類の回転霧化頭21により適
応することができる。

この結果、間接帯電方式である水系塗料とメタリック
系塗料を同一の静電塗装装置に適用することができ、塗
装ラインのコスト低減を図ることができる。

次に、第５図、第６図に本発明の第2,第３の実施例を
示す。なお、第１の実施例と同一の構成要素には同一の
符号を付し、その説明を省略する。

第５図に示す第２の実施例では傾斜Ｖ字状凹溝31の溝
底が霧化頭本体22の塗料円滑化面22Dの最外径部まで入
り込むように形成したことにある。

また、第６図に示す第３の実施例では傾斜Ｖ字状凹溝
41を放出端縁22Eよりも外周面22A側に形成したことにあ
る。

このように構成される第2,第３の実施例にあっても、
前述した第１の実施例と同様に塗料粒子の大きさ（重
さ）の相違によって生じる遠心力の違いにより、塗料粒
子のうち小さい（軽い）粒子は放出端縁22E側から噴霧
され、粒子の大きい（重い）粒子は傾斜Ｖ字状凹溝31,4
1側から噴霧されるようになる。この結果、前述の第１
の実施例と同様の効果を得ることができる。

なお、前記各実施例では、霧化頭本体22の放出端縁22
Eを円弧状に形成した場合について説明したが、放出端
縁22Eは円弧状に限らず、方形状、または鋭角状に形成
してもよいことは勿論である。

さらに、前記各実施例では、凹溝に傾斜Ｖ字状凹溝2
5,31,41を用いた場合について説明したが、Ｖ字状凹溝
に限らず、Ｕ字状凹溝に形成してもよいものである。

〔発明の効果〕

本発明によるベル型回転霧化頭は以上詳述した如く
で、回転霧化頭本体の放出端縁に、該回転霧化頭本体の
外周面側に位置して全周に亘って複数個の傾斜凹溝を設
け、さらに、該各傾斜凹溝の傾斜を放出端縁を通り回転
霧化頭本体の中心軸線に平行な線に対して90度未満に傾
斜させて形成することにより、塗料の種類による塗料粒
子の大きさに拘らず、回転霧化頭の高速回転による塗料
の微粒化を確実に行うことができ、特に、粒子の大きい
金属粉末の含まれるメタリック系塗料においても効果的
に微粒化して、塗料を噴霧することができ、被塗物の塗
装面を確実に奇麗に仕上げることができ、さらに、間接
帯電方式として水系塗料用とメタリック系塗料用の静電
塗装装置を共用でき、塗装ラインのコスト低減を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図なし第４図は本発明の第１の実施例に係り、第１
図は回転霧化頭の正面図、第２図は回転霧化頭を側面か
らみた半断面図、第３図は回転霧化頭の放出端縁を示す
第２図中のａ部拡大図、第４図は回転霧化頭の塗料の微
粒化状態を示す第３図と同様の拡大図、第５図は第２の
実施例による回転霧化頭の放出端縁を示す第３図と同様
の拡大図、第６図は同じく第３の実施例による回転霧化
頭の放出端縁を示す第４図と同様の拡大図、第７図ない
し第10図は従来技術に係り、第７図は従来技術による回
転霧化頭を用いた静電塗装装置の構成図、第８図は回転
霧化頭の縦断面図、第９図は回転霧化頭の正面図、第10
図は放出端縁からの液糸の噴霧状態を示す第８図中のｂ
部拡大図である。 21……ベル型回転霧化頭、22……回転霧化頭本体、22A
……外周面、22D……塗料平滑化面、22E……放出端縁、
25,31,41……傾斜Ｖ字状凹溝、θ……傾斜角。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外周面側が筒状ないしカップ状をなし、内
   周面側に塗料平滑化面が形成されたベル型の回転霧化頭
   本体を備え、該回転霧化頭本体を高速回転させた状態
   で、供給された塗料を前記塗料平滑化面を介して先端の
   放出端縁から前方の被塗物に噴霧するようにしてなるベ
   ル型回転霧化頭において、前記回転霧化頭本体の放出端
   縁には、その外周面側に位置して全周に亘って複数個の
   凹溝を設けたことを特徴とするベル型回転霧化頭。
2. 【請求項２】前記各凹溝は、放出端縁の先端を通る中心
   軸線と平行な線に対して90度未満の傾斜凹溝として形成
   してなる特許請求の範囲（１）項記載のベル型回転霧化
   頭。
3. 【請求項３】前記放出端縁を円弧状に形成し、前記各凹
   溝は当該円弧状放出端縁の先端を通る中心軸線と平行な
   線に対して90度未満の傾斜凹溝として形成してなる特許
   請求の範囲（１）項記載のベル型回転霧化頭。
4. 【請求項４】前記各凹溝はＶ字状溝またはＵ字状溝とし
   て形成してなる特許請求の範囲（１）項記載のベル型回
   転霧化頭。