JP4153332B2 - 回転霧化塗装装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗料を微粒化又は粗粒化させて被塗物に塗着させる回転式の霧化塗装装置の技術に関する。よりくわしくは、回転するセンターコーンに塗料を吐出し、霧化した塗料を噴射する回転霧化塗装装置において、回転霧化塗装装置の洗浄性を向上させるための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転霧化塗装装置として、塗装ガン先端部に、高速回転される霧化頭を有し、霧化頭により塗料の霧化を行い、シェービングエアーなどにより塗料飛散の形状を整え、塗装を行うものが知られている。霧化頭は、インナーに構成されたセンターコーンに塗料を吐出させて、遠心力により塗料を飛散させ、塗料を霧化するものである。
回転霧化塗装装置において、色替えを行う時には、回転霧化塗装装置の洗浄を行うものである。回転霧化塗装装置の洗浄は、霧化頭のインナーに吐出口から洗浄剤としてシンナーなどを供給して行うものである。そして、回転霧化塗装装置の洗浄性を向上すべく、霧化頭インナーの中央部に霧化頭インナー背面から霧化頭インナー前面に通じる霧化頭インナー前面洗浄シンナーの通路を設けた回転霧化塗装装置において、シンナーの通路のうち、霧化頭インナー前面側への出口側の通路形状を、霧化頭インナー前面に向かって末広がり形状としたものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−２１５６１１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、霧化頭インナー前面に向かって末広がり形状としたものにおいては、塗料の吐出にともなう塗料の跳ね返りにより、塗料が吐出側に逆流する場合がある。塗料が霧化頭インナー内部において、霧化頭インナー前部背面に吐出されると、霧化頭インナー前部背面により塗料がはじかれ、塗料が霧化頭インナーの後部前面に付着する。はねにより塗料の付着する部位は、洗浄液を効率的に供給し難い部位である。これにより、霧化頭の内部が洗浄し難い状態となり、短時間の洗浄では、次色の塗装時に塗装の品質を維持できない状態が発生する可能性がある。すなわち、従来の霧化頭インナーの形状において、霧化頭インナーの背面部（内面）における洗浄性が課題となるものである。
図１１は従来の回転霧化塗装装置の組立て構成を示す斜視断面図である。回転霧化塗装装置は、図１１に示すごとく、塗料噴出孔４ａとセルフクリーニング用経路４ｂとを有する霧化頭インナー１、霧化頭アウタ２、および霧化頭アウタ２に挿入されたマルチフィードチューブ３１とにより構成されている。従来の回転霧化塗装装置のベルヘッドにおいては、図１１において、Ｘ印を付した部分Ａ、部分ＢおよびＣに、逆流により塗料が付着して、洗浄性が低下していたものである。すなわち、霧化頭インナー１の後開口部付近である部分Ａ、霧化頭アウタ２の霧化頭インナー１接続面であってマルチフィードチューブ３１の挿入部付近である部分Ｂ、マルチフィードチューブ３１の吐出口付近である部分Ｃに、マルチフィードチューブ３１より吐出した塗料が、霧化頭インナー１の内面に当たり、はじけて付着していたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、上記の課題を解決すべく、以下のような手段をとるものである。
請求項１に記載のごとく、塗料が供給される内部空間が構成され、塗料を霧化もしくは帯電霧化させる回転霧化塗装装置において、前記内部空間の塗料供給口に対向し、略円錐形状に構成された第１の塗料案内面の途中部に、流体経路のガイド部を設け、前記ガイド部は環状の起伏形状に形成され、前記第１の塗料案内面とガイド部との間の谷部は断面視円弧形状に形成され、前記第１の塗料案内面に対向する第２の塗料案内面における塗料供給口の周囲に、環状の凹部に形成されるとともに、前記第１の塗料案内面に吐出され前記ガイド部により跳ね返された塗料を受ける塗料溜り部が設けられる。
【０００８】
請求項２に記載のごとく、前記ガイド部の起伏形状の頂部を、断面視円弧形状とする。
【０００９】
請求項３に記載のごとく、前記ガイド部の起伏形状部における、ベルヘッドの中心側に位置する斜辺の延長線と、該起伏形状部の回転軸線対称に位置する起伏形状部における、ベルヘッドの中心側に位置する斜辺の延長線とが交わることにより形成される角度θを、３０°≦θ＜１８０°とする。
【００１０】
請求項４に記載のごとく、前記ガイド部の起伏形状部における、ベルヘッドの中心側に位置する斜辺の延長線と、該起伏形状部の回転軸線対称に位置する起伏形状部における、ベルヘッドの中心側に位置する斜辺の延長線とが交わることにより形成される角度θを、１００°≦θ＜１４０°とする。
【００１１】
請求項５に記載のごとく、前記ガイド部の起伏形状部における、ベルヘッドの中心側に位置する斜辺の延長線が、ベルヘッド内部の外周壁と交わることにより形成される角度ｘを、３０°≦ｘ＜１５０°とする。
【００１２】
請求項６に記載のごとく、前記ガイド部の起伏形状部における、ベルヘッドの中心側に位置する斜辺の延長線が、ベルヘッド内部の外周壁と交わることにより形成される角度ｘを、７０°≦ｘ＜１１０°とする。
【００１３】
請求項７に記載のごとく、ベルヘッド内部の塗料案内面において、ベルヘッドの中心部に起伏を設ける。
【００１４】
請求項８に記載のごとく、塗料案内面における、ベルヘッドの中心起伏形状の頂部を、円錐形状とする。
【００１５】
請求項９に記載のごとく、塗料案内面において構成されている、起伏形状を有するガイド部と、ベルヘッドの中心起伏形状部との間の谷部を、Ｒ形状とする。
【００１６】
請求項１０に記載のごとく、塗料吐出ノズルが１つもしくは複数個とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例について、図を用いて説明する。
図１は回転霧化塗装装置の利用例を示す図である。図１（ａ）は塗装ロボットのマニピュレータに装着された状態を示す図、図１（ｂ）は垂直用の専用自動機のマニピュレータに装着された状態を示す図、図１（ｃ）は水平用の専用自動機のマニピュレータに装着された状態を示す図である。
図１に示すように、回転霧化塗装装置である回転霧化塗装機３は、塗装ロボット２１のマニピュレータや、垂直用専用自動機２２のマニピュレータ、あるいは、水平用専用自動機のマニピュレータに装着されて使用されるものである。このため、回転霧化機３を自動で洗浄する必要があり、回転霧化機３において一定量の塗装を行った場合や、塗装色の変更を行う場合には、洗浄剤を回転霧化機３に洗浄剤を供給して、回転霧化機３の洗浄を行うものである。回転霧化機３においては、洗浄剤にシンナーなどの揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を用いるので、洗浄効率を向上することにより、ＶＯＣの低減を図ることが出来ると共に、短時間の洗浄で製造効率を向上できるものである。さらに、回転霧化機３の内部汚れを防止することにより、塗装品質を向上できるものである。
【００１８】
次に、回転霧化機３の構成について、図２を用いて説明する。図２は回転霧化機の側面断面図である。図２に示すように、回転霧化機３は、塗料を霧化するベルヘッド（回転霧化頭）４と、ベルヘッド４を先端に取付けベルヘッド４と一体に回転する中空の回転軸１０と、回転軸１０を回転駆動するエアモーター６（回転軸１０を回転自在に支持する空気軸受を含む）と、回転軸１０の中空部を通ってベルヘッド４の内側まで延びベルヘッド４に塗料を供給する塗料シャフト５と、ベルヘッド４の外周エッジから半径方向外側に飛散する塗料に向けて前方にシェーピングエアを噴出するエアノズルを有するエアキャップ１１と、ベルヘッド４に付与する高電圧を発生する高電圧発生器７と、ケーシング１２と、を有する。ベルヘッド４は、塗料シャフト５の先端に対向する壁部分の外周部に形成された塗装時に塗料を通す塗料噴出孔４ａと、壁部分の中央部に形成された洗浄時に洗浄剤を通すセルフクリーニング用経路４ｂと、を有する。
高電圧発生器７により、エアモーター６、塗料シャフト５などを通してベルヘッド４に高電圧が印加され、ベルヘッド４の回転などにより霧化された塗料粒子を帯電させることにより、塗着効率のよい塗装を可能にしている。
【００１９】
次に、ベルヘッド４について、図３から図６を用いて説明する。
図３はベルヘッドの斜視図、図４はベルヘッドの組立て構成を示す斜視断面図、図５はベルヘッドの霧化頭インナーの構成を示す斜視図、図５（ａ）は霧化頭インナー内部前面の構成を示す斜視図、図５（ｂ）は霧化頭インナー内部後面の構成を示す斜視図、図６は霧化頭インナーおよび吐出ノズルの構成を示す側面断面図である。
ベルヘッド４は霧化頭インナー１および霧化頭アウタ２により構成されている。霧化頭アウタ２に霧化頭インナー１を挿入して固定することにより、ベルヘッド４が構成されている。霧化頭アウタ２は前部に霧化頭インナー１を挿入する開口部を有するとともに、後部に塗料シャフトであるマルチフィードチューブ３１を挿入する開口部を有する。本実施例においては、塗料吐出ノズルとして、複数個の吐出口を有するマルチフィードチューブ３１を例にとり説明するが、塗料吐出ノズルとしては１この吐出口を有する塗料吐出ノズルを利用することも可能である。
霧化頭アウタ２はラッパもしくはベル型に構成されており、開口部が広い側を前部としている。
霧化頭インナー１は後部が開口したドラム形状に構成されており、前部の背面側においてセンターコーン３３を有する。霧化頭インナー１の前部には、塗料噴出孔４ａおよびセルフクリーニング用経路４ｂが設けられ、霧化頭インナー１の内部に連通している。
ベルヘッド４には、霧化頭アウタ２の後開口部よりマルチフィードチューブ３１が挿入され、霧化頭インナー１の内側に塗料を供給可能にしている。マルチフィードチューブ３１は複数のチューブ３２・３２・・を束ねたものであり、各々のチューブ３２より塗料を供給可能である。そして、ベルヘッド４が高速で回転することにより、霧化頭インナー１内に吐出された塗料が、霧化頭インナー１の塗料噴出孔４ａより塗料が飛散する。マルチフィードチューブ３１は霧化頭インナー１前部の内側に向けて配設されており、霧化頭インナー１前部の内側には後方に突出したセンターコーン３３が設けられている。センターコーン３３は最も後方に突出した先端部位置をベルヘッドの回動中心軸上に位置させており、底部を広げた円錐形状に構成されている。
【００２０】
図５および図６（ａ）に示すごとく、霧化頭インナー１は、前部１ａおよび後部１ｂにより構成されている。図６（ａ）において、霧化頭インナー１の前部１ａは断面視三つ山構造に構成されており、後部１ｂの底部が断面視Ｒ形状となっている。そして、霧化頭インナー１は前部１ａと後部１ｂとの間により回転式霧化塗装装置の内部空間が構成され、この内部空間に塗料が供給される。霧化インナーの前部１ａは波打った円錐形状に構成されており、図５（ａ）に示すごとく、霧化頭インナー１の前部背面には、円錐状のセンターコーン３３および環状の頂部３５が構成されている。
そして、図５（ｂ）に示すごとく、霧化インナー１の後部１ｂの内側はすり鉢状に構成されており、中央部にマルチフィードチューブ３１を挿入する開口部が設けられている。そして、霧化頭インナー１の後部前面には、開口部の周囲において、マルチフィードチューブ３１側に窪んだ塗料溜り部３６が構成されている。すなわち、塗料溜り部３６は後方に凸のＲ形状となっている。そして、塗料溜り部３６は、マルチフィードチューブ３１の周りに構成される環状の凹部である。なお、ここにおいて、前方は塗料吐出方向であり、後方は塗料供給経路の上流側である。
【００２１】
図６（ｂ）はマルチフィードチューブ３１の構成を示す正面図である。マルチフィードチューブ３１は、図６（ｂ）に示すごとく、複数のチューブ３２を束ねて構成されている。このため、一部のチューブ３２において、塗料をベルヘッド４の回転中心より離れた位置に、すなわちベルヘッド４の回転軸に対して偏心位置に塗料を吐出する構成となる。ここにおいて、従来のごとく霧化頭インナー１が前面に向かって末広がり形状と成っている場合には、偏心位置においてセンターコーンの側面が吐出口に対向する方向に向いており、偏心位置において吐出された塗料がはじけて逆流し易くなり、ベルヘッド４内に塗料が付着しやすくなっていたものである。このことは、吐出口が１つの塗料吐出ノズルにおいてもいえることであり、吐出口の位置が中心位置よりズレて、ベルヘッド４の回転軸に対して偏心位置に塗料を吐出する場合と同じこととなる。
【００２２】
本発明においては、霧化頭インナー１の内部形状により塗料および洗浄液の流出経路を制御することにより、塗料の付着を抑制して洗浄効率を向上させる。霧化頭インナー１の内面は塗料案内面となっており、塗料案内面に流体経路のガイド部を設けて塗料および洗浄液の流出経路を制御する。特に、霧化頭インナー１の前部背面の塗料案内面は、マルチフィードチューブ３１の塗料吐出口に対向する部位であり、この塗料案内面にガイド部を設けることにより、流速の速い液体を供給可能である。そして、このガイド部により、霧化頭インナー１の前部背面に吐出された塗料を、霧化頭インナー１の後部前面に跳ね返すことができる。これにより、塗装時においては塗料の霧化もしくは帯電霧化を促進するとともに、洗浄時においては、従来では洗浄液を供給し難い洗浄液吐出口の周辺部に洗浄液を供給することができる。また、従来では塗料の付着しやすい塗料吐出口周辺部において塗料の流速が速くなるので塗料が付着しにくく、洗浄効率が向上する。
霧化頭インナー１の後部前面においても、霧化頭インナー１の前部背面により跳ね返された流体を円滑に導く形状に構成している。そして、流体を塗料噴出孔４ａや再び霧化頭インナー１の前部背面に供給可能に構成している。また、霧化頭インナー１の前部背面は、霧化頭インナー１の後部前面により跳ね返された流体を円滑に塗料噴出孔４ａに導く形状に構成されている。
【００２３】
次に、霧化頭インナー１の前部１ａについて説明する。図７は従来および本実施例の霧化頭インナーの構成を示す側面断面図、図７（ａ）は従来のセンターコーンの形状を示す側面断面図、図７（ｂ）は霧化頭インナーの前部の形状を示す側面断面図、図７（ｃ）は霧化頭インナーの後部の形状を示す側面断面図である。
図７（ａ）に示すごとく、従来のセンターコーン３４の形状においては、先端部の頂点角度が側面視９０°、図中においては垂直方向に対して頂点部の側面がそれぞれ４５°の角度を成す構成となっており、側面と垂直方向との成す角が底面側に向かうにつれて大きくなるように構成されている。すなわち、従来のセンターコーン３４は頂点部よりなだらかに、側面が水平方向にねてゆく形状となっている。
【００２４】
本発明の実施例においては、図７（ｂ）に示すごとく、センターコーン３３の頂点部より一定の範囲において側面の角度が一定に保たれている。そして、その範囲より外側においては、側面の角度がしだいに寝た後に、起伏形状の頂部３５が構成されている。霧化頭インナー１の前部１ａは、センターコーン３３より一定角度を維持しながら窪んだ後に隆起し、頂部３５を構成した後に、再び前方外周部に向けて拡がる構成となっている。
本発明においては、回転式霧化塗装装置であるベルヘッドにおいて、少なくとも一つの起伏形状を設けるものである。図７（ｂ）に示す構成においては、センターコーン３３および頂部３５が起伏形状をなすものである。この起伏形状により流体のガイドを行うので、洗浄効率の高いベルヘッドを容易に構成できる。
【００２５】
霧化頭インナー１の後部１ｂは、図７（ｃ）に示すごとく、断面視台形状の内部空間を有し、断面視Ｒ形状の凹部が内側後部（図中内側上部）に構成されている。断面視Ｒ形状の凹部は塗料溜り部３６であり、霧化頭インナー１の後部１ｂの塗料噴出孔４ａに接続する側面と塗料溜り部３６とは、円滑に接続されている。これにより、霧化頭インナー１の前部１ａで跳ね返った液体を、塗料溜り部３６で受けて効率的に塗料噴出孔４ａへと送り出すことができ、回転式霧化塗装装置の洗浄効率が向上する。
【００２６】
図８はベルヘッドの内部空間構成を示す模式図である。
図８を用いて、霧化頭インナー１の前部１ａの形状について説明する。霧化頭インナー１の前部１ａにおいて、頂部３５の回転中心側の斜面同士の成す角度をθとすると、角度θを３０°≦θ＜１８０°とするものである。すなわち、塗料および洗浄液の案内面である霧化頭インナー１の前部１ａの背面において、ガイド部の起伏形状部である頂部３５における、ベルヘッドの中心側に位置する斜辺の延長線と、該起伏形状部の回転軸線対称に位置する起伏形状部における、ベルヘッドの中心側に位置する斜辺の延長線とが交わることにより形成される角度θが、３０°≦θ＜１８０°となる。これにより、霧化頭インナー１の前部１ａに吐出された塗料もしくは洗浄液を効率的に霧化頭インナー１の後部１ｂに排出でき、回転式霧化塗装装置の洗浄効率が向上する。また、角度θを、１００°≦θ＜１４０°とすることにより、幅広い種類の塗料や洗浄液に対応することが可能となる。
そして、霧化頭インナー１の前部１ａのセンターコーン３３と頂部３５との間の谷部の凹形状は断面視円弧状に構成されており、Ｒ形状を取るものである。さらに、頂部３５の凸形状も、断面視円弧状に構成されており、Ｒ形状を取るものである。
【００２７】
そして、頂部３５の回転中心側の斜面と霧化頭インナー１の後部１ｂの内側面の円錐側面部分との成す角度をｘが、７０°≦ｘ＜１５０°となる。すなわち、ガイド部の起伏形状部である頂部３５における、ベルヘッドの中心側に位置する斜辺の延長線が、ベルヘッド内部の外周壁と交わることにより形成される角度ｘを、３０°≦ｘ＜１５０°とする。これにより、霧化頭インナー１の前部１ａにおいて跳ね返った洗浄液を回転中心側に供給することができる。また、角度ｘを、７０°≦ｘ＜１１０°とすることにより、幅広い種類の塗料や洗浄液に対応して洗浄効率を向上できる。
【００２８】
次に、ベルヘッドの中心部の起伏により構成されるセンターコーン３３について説明する。
センターコーン３３の頂点はベルヘッドの回転軸線上にあり、センターコーン３３において、ベルヘッドの回転軸線より一定範囲内、半径ｄの範囲内において、センターコーン３３の側面同士のなす角度が側面視９０°より小さく構成されている。これにより、センターコーン３３の頂点部分はＲ無しの尖った形状となっている。センターコーン３３の頂点部とベルヘッドの回転軸とが成す角度は、４５°から１５°に設定することにより、すなわち、頂点角θにおいて、９０°＞θ＞３０°条件を満たすことにより、頂点部に塗料が吐出された際に塗料の吐出口側へのはねを抑制することができる。塗料の物理的性質により、頂点部の最適な角度はことなるが、頂点角θを８０°＞θ＞６０°とすることにより、塗料のはねを抑制するとともに、洗浄性を両立させることができるものである。すなわち、センターコーン３３の斜面部において、該センターコーン先端部から、塗料吐出ノズルの最外端部の延長線と交わる部位までを直線形状にすることにより、多種の塗料において逆流を防止するものである。
【００２９】
図９は霧化頭インナーの内部空間における流体経路を示す模式図である。
次に、図９を用いて、霧化頭インナー１の内部空間における流体経路について説明する。
塗料や洗浄液などの液体が、塗料吐出ノズルであるマルチフィードチューブ３１から吐出されると、前部１ａのセンターコーン３３により、霧化頭インナー１の外側に案内される。そして、外側に案内された液体は、頂部３５により後部１ｂの塗料溜り部３６へと返される。液体が塗料溜り部３６へと返されると、一部が塗料噴出孔４ａへと排出され、一部は霧化頭インナー１の中央側前方へと送られる。これにより、霧化頭インナーの内部空間において液体が円滑に流れ、塗料の付着を低減するとともに、洗浄効率を向上させるものである。上記のことは、吐出口が１つの塗料吐出ノズルにおいても成り立ち、１つの吐出口を有する塗料吐出ノズルを用いることにより簡便な構成でかつ、安定した塗装性能を有する回転式霧化塗装装置を構成できる。
【００３０】
次に、図１０を用いて、洗浄効果について説明する。
図１０は、従来のベルヘッドと本実施例のベルヘッドの洗浄比較結果を示す図、図１０（ａ）は従来のベルヘッドの洗浄比較結果を示す図、図１０（ｂ）は本実施例のベルヘッドの洗浄比較結果を示す図である。
同じ条件の塗装に用いた、従来のベルヘッドと本実施例のベルヘッドとを、マルチフィードチューブ３１より吐出するエアーもしくは洗浄液により洗浄した。洗浄結果の比較は、図左側に示される斜線部に相当する部材の状態により判断した。斜線部の部材は、霧化頭インナーの後部を構成する部材である。
【００３１】
Ａはエアーを０．５秒間噴射した後に、洗浄液であるシンナーを０．５秒間噴射する洗浄を繰り返して９秒間行うものである。
Ｂはエアーを０．５秒間噴射した後に、洗浄液であるシンナーを０．５秒間噴射する洗浄を繰り返して１８秒間行うものである。
Ｃはシンナーを毎分８００ｃｃの噴射量で９秒間洗浄するものである。
Ｄはシンナーを毎分１４００ｃｃの噴射量で１８秒間洗浄するものである。
４つの異なる洗浄方法Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄについて洗浄を行った結果、従来のベルヘッドにおいては、Ｂの洗浄により若干の塗料の除去が見られたが、Ａ、ＣおよびＤにおいてはほぼ塗料が残った。
そして、本実施例のベルヘッドにおいては、Ｃにおいて塗料の残りが見られたが、Ａ、Ｂ、Ｄにおいてほぼ完全に塗料を除去した。
このように、ベルヘッドの内部形状を本発明のごとく構成することにより、ベルヘッドの洗浄効率を格段に向上させることが可能のであり、洗浄に用いるシンナーなどの有機溶剤の使用量を減らすことができる。また、エアーの噴射においても洗浄効率を向上できたことから、液体のみならず、気体を含む流体を用いた洗浄において洗浄効率を向上できるものである。
【００３２】
上記のごとく、本発明の回転霧化塗装装置を用いることにより、回転霧化塗装装置内における塗料の付着を低減できるとともに、回転霧化塗装装置の洗浄性を向上できるものである。これにより、塗装時における色の切換にかかる時間を短縮し、塗装工程にかかる時間を短縮することができる。さらに、洗浄性が向上するので、洗浄に用いるＶＯＣの量を低減できる。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１に記載のごとく、塗料が供給される内部空間が構成され、塗料を霧化もしくは帯電霧化させる回転霧化塗装装置において、前記内部空間の塗料供給口に対向し、略円錐形状に構成された第１の塗料案内面の途中部に、流体経路のガイド部を設け、前記ガイド部は環状の起伏形状に形成され、前記第１の塗料案内面とガイド部との間の谷部は断面視円弧形状に形成され、前記第１の塗料案内面に対向する第２の塗料案内面における塗料供給口の周囲に、環状の凹部に形成されるとともに、前記第１の塗料案内面に吐出され前記ガイド部により跳ね返された塗料を受ける塗料溜り部が設けられるので、ガイド部により案内面に供給された流体の流出経路が制御されて、流体がガイド部により塗料溜り部へと返された後に塗料噴出孔へと排出されることとなる。
これにより、回転霧化塗装装置の内部空間において液体が円滑に流れ、塗料の付着を低減するとともに、回転霧化塗装装置の洗浄効率を向上できる。
【００３６】
請求項２に記載のごとく、前記ガイド部の起伏形状の頂部が、断面視円弧形状であるので、頂部における流体の剥離を抑制して円滑な流体経路を維持できる。特に、塗料噴出孔への流体の排出を円滑に行うことが出来る。また、流体の剥離を抑制するので、洗浄液などによる洗浄効率を向上できる。
【００３７】
請求項３に記載のごとく、前記ガイド部の起伏形状部における、ベルヘッドの中心側に位置する斜辺の延長線と、該起伏形状部の回転軸線対称に位置する起伏形状部における、ベルヘッドの中心側に位置する斜辺の延長線とが交わることにより形成される角度θが、３０°≦θ＜１８０°であるので、流体を効率的にベルヘッド内部空間の後部壁面に跳ね返すことができ、洗浄効率を向上できる。
【００３８】
請求項４に記載のごとく、前記ガイド部の起伏形状部における、ベルヘッドの中心側に位置する斜辺の延長線と、該起伏形状部の回転軸線対称に位置する起伏形状部における、ベルヘッドの中心側に位置する斜辺の延長線とが交わることにより形成される角度θが、１００°≦θ＜１４０°であるので、効率的にベルヘッド内部空間の後部壁面に跳ね返すことができる流体の物理的性質の範囲を拡大できるとともに、洗浄効率を向上できる。
【００３９】
請求項５に記載のごとく、前記ガイド部の起伏形状部における、ベルヘッドの中心側に位置する斜辺の延長線が、ベルヘッド内部の外周壁と交わることにより形成される角度ｘが、３０°≦ｘ＜１５０°であるので、流体を効率的にベルヘッド内部空間の後部壁面および塗料噴出口に跳ね返すことができ、洗浄効率を向上できる。
【００４０】
請求項６に記載のごとく、前記ガイド部の起伏形状部における、ベルヘッドの中心側に位置する斜辺の延長線が、ベルヘッド内部の外周壁と交わることにより形成される角度ｘが、７０°≦ｘ＜１１０°であるので、効率的にベルヘッド内部空間の後部壁面および塗料噴出口に跳ね返すことができる流体の物理的性質の範囲を拡大できるとともに、洗浄効率を向上できる。
【００４１】
請求項７に記載のごとく、ベルヘッド内部の塗料案内面において、ベルヘッドの中心部が起伏を有するので、吐出口より排出される流体を効率的にベルヘッド外側に導くことができる。
【００４２】
請求項８に記載のごとく、塗料案内面における、ベルヘッドの中心起伏形状の頂部が、円錐形状であるので、吐出口より排出される流体を効率的にベルヘッド外側に導くことができ、吐出位置がベルヘッドに対して偏心している場合においても十分な効果を得ることが出来る。
【００４３】
請求項９に記載のごとく、塗料案内面において構成されている、起伏形状を有するガイド部と、ベルヘッドの中心起伏形状部との間の谷部が、Ｒ形状であるので、吐出口より排出される流体を効率的にベルヘッド外側に導くことができる。
【００４４】
請求項１０に記載のごとく、塗料吐出ノズルを１つもしくは複数個とするので、各種の回転霧化塗装装置に対応可能であり、ノズル位置の配置範囲を拡大して、安定した塗装性能を維持することができる。塗料吐出ノズルを１つとして簡便な構成により回転霧化塗装装置を構成することも可能であり、ノズルを複数個として各種の色に対応可能な回転霧化塗装装置を構成することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 回転霧化塗装装置の利用例を示す図。
【図２】 回転霧化機の側面断面図。
【図３】 ベルヘッドの斜視図。
【図４】 ベルヘッドの組立て構成を示す断面図。
【図５】 ベルヘッドの霧化頭インナーの構成を示す斜視図。
【図６】 霧化頭インナーおよび吐出ノズルの構成を示す側面断面図。
【図７】 従来および本実施例の霧化頭インナーの構成を示す側面断面図。
【図８】 ベルヘッドの内部空間構成を示す模式図。
【図９】 霧化頭インナーの内部空間における流体経路を示す模式図。
【図１０】従来のベルヘッドと本実施例のベルヘッドの洗浄比較結果を示す図
【図１１】 従来の回転霧化塗装装置の組立て構成を示す斜視断面図。
【符号の説明】
１ 霧化頭インナー
２ 霧化頭アウタ
３ 回転霧化塗装機
４ ベルヘッド
４ａ 塗料噴出口
４ｂ セルフクリーニング用経路
５ 塗料シャフト
６ エアモーター
７ 高電圧発生器
１０ 回転軸
１１ エアキャップ
１２ ケーシング
２１ 塗装ロボット
２２ マニピュレータ
３１ マルチフィードチューブ
３２ チューブ
３３ センターコーン
３４ 従来のセンターコーン
３５ 頂部
３６ 燃料溜り部
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗料を微粒化又は粗粒化させて被塗物に塗着させる回転式の霧化塗装装置の技術に関する。よりくわしくは、回転するセンターコーンに塗料を吐出し、霧化した塗料を噴射する回転霧化塗装装置において、回転霧化塗装装置の洗浄性を向上させるための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転霧化塗装装置として、塗装ガン先端部に、高速回転される霧化頭を有し、霧化頭により塗料の霧化を行い、シェービングエアーなどにより塗料飛散の形状を整え、塗装を行うものが知られている。霧化頭は、インナーに構成されたセンターコーンに塗料を吐出させて、遠心力により塗料を飛散させ、塗料を霧化するものである。
回転霧化塗装装置において、色替えを行う時には、回転霧化塗装装置の洗浄を行うものである。回転霧化塗装装置の洗浄は、霧化頭のインナーに吐出口から洗浄剤としてシンナーなどを供給して行うものである。そして、回転霧化塗装装置の洗浄性を向上すべく、霧化頭インナーの中央部に霧化頭インナー背面から霧化頭インナー前面に通じる霧化頭インナー前面洗浄シンナーの通路を設けた回転霧化塗装装置において、シンナーの通路のうち、霧化頭インナー前面側への出口側の通路形状を、霧化頭インナー前面に向かって末広がり形状としたものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−２１５６１１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、霧化頭インナー前面に向かって末広がり形状としたものにおいては、塗料の吐出にともなう塗料の跳ね返りにより、塗料が吐出側に逆流する場合がある。塗料が霧化頭インナー内部において、霧化頭インナー前部背面に吐出されると、霧化頭インナー前部背面により塗料がはじかれ、塗料が霧化頭インナーの後部前面に付着する。はねにより塗料の付着する部位は、洗浄液を効率的に供給し難い部位である。これにより、霧化頭の内部が洗浄し難い状態となり、短時間の洗浄では、次色の塗装時に塗装の品質を維持できない状態が発生する可能性がある。すなわち、従来の霧化頭インナーの形状において、霧化頭インナーの背面部（内面）における洗浄性が課題となるものである。
図１１は従来の回転霧化塗装装置の組立て構成を示す斜視断面図である。回転霧化塗装装置は、図１１に示すごとく、塗料噴出孔４ａとセルフクリーニング用経路４ｂとを有する霧化頭インナー１、霧化頭アウタ２、および霧化頭アウタ２に挿入されたマルチフィードチューブ３１とにより構成されている。従来の回転霧化塗装装置のベルヘッドにおいては、図１１において、Ｘ印を付した部分Ａ、部分ＢおよびＣに、逆流により塗料が付着して、洗浄性が低下していたものである。すなわち、霧化頭インナー１の後開口部付近である部分Ａ、霧化頭アウタ２の霧化頭インナー１接続面であってマルチフィードチューブ３１の挿入部付近である部分Ｂ、マルチフィードチューブ３１の吐出口付近である部分Ｃに、マルチフィードチューブ３１より吐出した塗料が、霧化頭インナー１の内面に当たり、はじけて付着していたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、上記の課題を解決すべく、以下のような手段をとるものである。
請求項１に記載のごとく、塗料が供給される内部空間が構成され、塗料を霧化もしくは帯電霧化させる回転霧化塗装装置において、前記内部空間の塗料供給口に対向し、略円錐形状に構成された第１の塗料案内面の途中部に、流体経路のガイド部を設け、前記ガイド部は環状の起伏形状に形成され、前記第１の塗料案内面とガイド部との間の谷部は断面視円弧形状に形成され、前記第１の塗料案内面に対向する第２の塗料案内面における塗料供給口の周囲に、環状の凹部に形成されるとともに、前記第１の塗料案内面に吐出され前記ガイド部により跳ね返された塗料を受ける塗料溜り部が設けられる。
【０００８】
請求項２に記載のごとく、前記ガイド部の起伏形状の頂部を、断面視円弧形状とする。
【０００９】
請求項３に記載のごとく、前記ガイド部の起伏形状部における、ベルヘッドの中心側に位置する斜辺の延長線と、該起伏形状部の回転軸線対称に位置する起伏形状部における、ベルヘッドの中心側に位置する斜辺の延長線とが交わることにより形成される角度θを、３０°≦θ＜１８０°とする。
【００１０】
請求項４に記載のごとく、前記ガイド部の起伏形状部における、ベルヘッドの中心側に位置する斜辺の延長線と、該起伏形状部の回転軸線対称に位置する起伏形状部における、ベルヘッドの中心側に位置する斜辺の延長線とが交わることにより形成される角度θを、１００°≦θ＜１４０°とする。
【００１１】
請求項５に記載のごとく、前記ガイド部の起伏形状部における、ベルヘッドの中心側に位置する斜辺の延長線が、ベルヘッド内部の外周壁と交わることにより形成される角度ｘを、３０°≦ｘ＜１５０°とする。
【００１２】
請求項６に記載のごとく、前記ガイド部の起伏形状部における、ベルヘッドの中心側に位置する斜辺の延長線が、ベルヘッド内部の外周壁と交わることにより形成される角度ｘを、７０°≦ｘ＜１１０°とする。
【００１３】
請求項７に記載のごとく、ベルヘッド内部の塗料案内面において、ベルヘッドの中心部に起伏を設ける。
【００１４】
請求項８に記載のごとく、塗料案内面における、ベルヘッドの中心起伏形状の頂部を、円錐形状とする。
【００１５】
請求項９に記載のごとく、塗料案内面において構成されている、起伏形状を有するガイド部と、ベルヘッドの中心起伏形状部との間の谷部を、Ｒ形状とする。
【００１６】
請求項１０に記載のごとく、塗料吐出ノズルが１つもしくは複数個とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例について、図を用いて説明する。
図１は回転霧化塗装装置の利用例を示す図である。図１（ａ）は塗装ロボットのマニピュレータに装着された状態を示す図、図１（ｂ）は垂直用の専用自動機のマニピュレータに装着された状態を示す図、図１（ｃ）は水平用の専用自動機のマニピュレータに装着された状態を示す図である。
図１に示すように、回転霧化塗装装置である回転霧化塗装機３は、塗装ロボット２１のマニピュレータや、垂直用専用自動機２２のマニピュレータ、あるいは、水平用専用自動機のマニピュレータに装着されて使用されるものである。このため、回転霧化機３を自動で洗浄する必要があり、回転霧化機３において一定量の塗装を行った場合や、塗装色の変更を行う場合には、洗浄剤を回転霧化機３に洗浄剤を供給して、回転霧化機３の洗浄を行うものである。回転霧化機３においては、洗浄剤にシンナーなどの揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を用いるので、洗浄効率を向上することにより、ＶＯＣの低減を図ることが出来ると共に、短時間の洗浄で製造効率を向上できるものである。さらに、回転霧化機３の内部汚れを防止することにより、塗装品質を向上できるものである。
【００１８】
次に、回転霧化機３の構成について、図２を用いて説明する。図２は回転霧化機の側面断面図である。図２に示すように、回転霧化機３は、塗料を霧化するベルヘッド（回転霧化頭）４と、ベルヘッド４を先端に取付けベルヘッド４と一体に回転する中空の回転軸１０と、回転軸１０を回転駆動するエアモーター６（回転軸１０を回転自在に支持する空気軸受を含む）と、回転軸１０の中空部を通ってベルヘッド４の内側まで延びベルヘッド４に塗料を供給する塗料シャフト５と、ベルヘッド４の外周エッジから半径方向外側に飛散する塗料に向けて前方にシェーピングエアを噴出するエアノズルを有するエアキャップ１１と、ベルヘッド４に付与する高電圧を発生する高電圧発生器７と、ケーシング１２と、を有する。ベルヘッド４は、塗料シャフト５の先端に対向する壁部分の外周部に形成された塗装時に塗料を通す塗料噴出孔４ａと、壁部分の中央部に形成された洗浄時に洗浄剤を通すセルフクリーニング用経路４ｂと、を有する。
高電圧発生器７により、エアモーター６、塗料シャフト５などを通してベルヘッド４に高電圧が印加され、ベルヘッド４の回転などにより霧化された塗料粒子を帯電させることにより、塗着効率のよい塗装を可能にしている。
【００１９】
次に、ベルヘッド４について、図３から図６を用いて説明する。
図３はベルヘッドの斜視図、図４はベルヘッドの組立て構成を示す斜視断面図、図５はベルヘッドの霧化頭インナーの構成を示す斜視図、図５（ａ）は霧化頭インナー内部前面の構成を示す斜視図、図５（ｂ）は霧化頭インナー内部後面の構成を示す斜視図、図６は霧化頭インナーおよび吐出ノズルの構成を示す側面断面図である。
ベルヘッド４は霧化頭インナー１および霧化頭アウタ２により構成されている。霧化頭アウタ２に霧化頭インナー１を挿入して固定することにより、ベルヘッド４が構成されている。霧化頭アウタ２は前部に霧化頭インナー１を挿入する開口部を有するとともに、後部に塗料シャフトであるマルチフィードチューブ３１を挿入する開口部を有する。本実施例においては、塗料吐出ノズルとして、複数個の吐出口を有するマルチフィードチューブ３１を例にとり説明するが、塗料吐出ノズルとしては１この吐出口を有する塗料吐出ノズルを利用することも可能である。
霧化頭アウタ２はラッパもしくはベル型に構成されており、開口部が広い側を前部としている。
霧化頭インナー１は後部が開口したドラム形状に構成されており、前部の背面側においてセンターコーン３３を有する。霧化頭インナー１の前部には、塗料噴出孔４ａおよびセルフクリーニング用経路４ｂが設けられ、霧化頭インナー１の内部に連通している。
ベルヘッド４には、霧化頭アウタ２の後開口部よりマルチフィードチューブ３１が挿入され、霧化頭インナー１の内側に塗料を供給可能にしている。マルチフィードチューブ３１は複数のチューブ３２・３２・・を束ねたものであり、各々のチューブ３２より塗料を供給可能である。そして、ベルヘッド４が高速で回転することにより、霧化頭インナー１内に吐出された塗料が、霧化頭インナー１の塗料噴出孔４ａより塗料が飛散する。マルチフィードチューブ３１は霧化頭インナー１前部の内側に向けて配設されており、霧化頭インナー１前部の内側には後方に突出したセンターコーン３３が設けられている。センターコーン３３は最も後方に突出した先端部位置をベルヘッドの回動中心軸上に位置させており、底部を広げた円錐形状に構成されている。
【００２０】
図５および図６（ａ）に示すごとく、霧化頭インナー１は、前部１ａおよび後部１ｂにより構成されている。図６（ａ）において、霧化頭インナー１の前部１ａは断面視三つ山構造に構成されており、後部１ｂの底部が断面視Ｒ形状となっている。そして、霧化頭インナー１は前部１ａと後部１ｂとの間により回転式霧化塗装装置の内部空間が構成され、この内部空間に塗料が供給される。霧化インナーの前部１ａは波打った円錐形状に構成されており、図５（ａ）に示すごとく、霧化頭インナー１の前部背面には、円錐状のセンターコーン３３および環状の頂部３５が構成されている。
そして、図５（ｂ）に示すごとく、霧化インナー１の後部１ｂの内側はすり鉢状に構成されており、中央部にマルチフィードチューブ３１を挿入する開口部が設けられている。そして、霧化頭インナー１の後部前面には、開口部の周囲において、マルチフィードチューブ３１側に窪んだ塗料溜り部３６が構成されている。すなわち、塗料溜り部３６は後方に凸のＲ形状となっている。そして、塗料溜り部３６は、マルチフィードチューブ３１の周りに構成される環状の凹部である。なお、ここにおいて、前方は塗料吐出方向であり、後方は塗料供給経路の上流側である。
【００２１】
図６（ｂ）はマルチフィードチューブ３１の構成を示す正面図である。マルチフィードチューブ３１は、図６（ｂ）に示すごとく、複数のチューブ３２を束ねて構成されている。このため、一部のチューブ３２において、塗料をベルヘッド４の回転中心より離れた位置に、すなわちベルヘッド４の回転軸に対して偏心位置に塗料を吐出する構成となる。ここにおいて、従来のごとく霧化頭インナー１が前面に向かって末広がり形状と成っている場合には、偏心位置においてセンターコーンの側面が吐出口に対向する方向に向いており、偏心位置において吐出された塗料がはじけて逆流し易くなり、ベルヘッド４内に塗料が付着しやすくなっていたものである。このことは、吐出口が１つの塗料吐出ノズルにおいてもいえることであり、吐出口の位置が中心位置よりズレて、ベルヘッド４の回転軸に対して偏心位置に塗料を吐出する場合と同じこととなる。
【００２２】
本発明においては、霧化頭インナー１の内部形状により塗料および洗浄液の流出経路を制御することにより、塗料の付着を抑制して洗浄効率を向上させる。霧化頭インナー１の内面は塗料案内面となっており、塗料案内面に流体経路のガイド部を設けて塗料および洗浄液の流出経路を制御する。特に、霧化頭インナー１の前部背面の塗料案内面は、マルチフィードチューブ３１の塗料吐出口に対向する部位であり、この塗料案内面にガイド部を設けることにより、流速の速い液体を供給可能である。そして、このガイド部により、霧化頭インナー１の前部背面に吐出された塗料を、霧化頭インナー１の後部前面に跳ね返すことができる。これにより、塗装時においては塗料の霧化もしくは帯電霧化を促進するとともに、洗浄時においては、従来では洗浄液を供給し難い洗浄液吐出口の周辺部に洗浄液を供給することができる。また、従来では塗料の付着しやすい塗料吐出口周辺部において塗料の流速が速くなるので塗料が付着しにくく、洗浄効率が向上する。
霧化頭インナー１の後部前面においても、霧化頭インナー１の前部背面により跳ね返された流体を円滑に導く形状に構成している。そして、流体を塗料噴出孔４ａや再び霧化頭インナー１の前部背面に供給可能に構成している。また、霧化頭インナー１の前部背面は、霧化頭インナー１の後部前面により跳ね返された流体を円滑に塗料噴出孔４ａに導く形状に構成されている。
【００２３】
次に、霧化頭インナー１の前部１ａについて説明する。図７は従来および本実施例の霧化頭インナーの構成を示す側面断面図、図７（ａ）は従来のセンターコーンの形状を示す側面断面図、図７（ｂ）は霧化頭インナーの前部の形状を示す側面断面図、図７（ｃ）は霧化頭インナーの後部の形状を示す側面断面図である。
図７（ａ）に示すごとく、従来のセンターコーン３４の形状においては、先端部の頂点角度が側面視９０°、図中においては垂直方向に対して頂点部の側面がそれぞれ４５°の角度を成す構成となっており、側面と垂直方向との成す角が底面側に向かうにつれて大きくなるように構成されている。すなわち、従来のセンターコーン３４は頂点部よりなだらかに、側面が水平方向にねてゆく形状となっている。
【００２４】
本発明の実施例においては、図７（ｂ）に示すごとく、センターコーン３３の頂点部より一定の範囲において側面の角度が一定に保たれている。そして、その範囲より外側においては、側面の角度がしだいに寝た後に、起伏形状の頂部３５が構成されている。霧化頭インナー１の前部１ａは、センターコーン３３より一定角度を維持しながら窪んだ後に隆起し、頂部３５を構成した後に、再び前方外周部に向けて拡がる構成となっている。
本発明においては、回転式霧化塗装装置であるベルヘッドにおいて、少なくとも一つの起伏形状を設けるものである。図７（ｂ）に示す構成においては、センターコーン３３および頂部３５が起伏形状をなすものである。この起伏形状により流体のガイドを行うので、洗浄効率の高いベルヘッドを容易に構成できる。
【００２５】
霧化頭インナー１の後部１ｂは、図７（ｃ）に示すごとく、断面視台形状の内部空間を有し、断面視Ｒ形状の凹部が内側後部（図中内側上部）に構成されている。断面視Ｒ形状の凹部は塗料溜り部３６であり、霧化頭インナー１の後部１ｂの塗料噴出孔４ａに接続する側面と塗料溜り部３６とは、円滑に接続されている。これにより、霧化頭インナー１の前部１ａで跳ね返った液体を、塗料溜り部３６で受けて効率的に塗料噴出孔４ａへと送り出すことができ、回転式霧化塗装装置の洗浄効率が向上する。
【００２６】
図８はベルヘッドの内部空間構成を示す模式図である。
図８を用いて、霧化頭インナー１の前部１ａの形状について説明する。霧化頭インナー１の前部１ａにおいて、頂部３５の回転中心側の斜面同士の成す角度をθとすると、角度θを３０°≦θ＜１８０°とするものである。すなわち、塗料および洗浄液の案内面である霧化頭インナー１の前部１ａの背面において、ガイド部の起伏形状部である頂部３５における、ベルヘッドの中心側に位置する斜辺の延長線と、該起伏形状部の回転軸線対称に位置する起伏形状部における、ベルヘッドの中心側に位置する斜辺の延長線とが交わることにより形成される角度θが、３０°≦θ＜１８０°となる。これにより、霧化頭インナー１の前部１ａに吐出された塗料もしくは洗浄液を効率的に霧化頭インナー１の後部１ｂに排出でき、回転式霧化塗装装置の洗浄効率が向上する。また、角度θを、１００°≦θ＜１４０°とすることにより、幅広い種類の塗料や洗浄液に対応することが可能となる。
そして、霧化頭インナー１の前部１ａのセンターコーン３３と頂部３５との間の谷部の凹形状は断面視円弧状に構成されており、Ｒ形状を取るものである。さらに、頂部３５の凸形状も、断面視円弧状に構成されており、Ｒ形状を取るものである。
【００２７】
そして、頂部３５の回転中心側の斜面と霧化頭インナー１の後部１ｂの内側面の円錐側面部分との成す角度をｘが、７０°≦ｘ＜１５０°となる。すなわち、ガイド部の起伏形状部である頂部３５における、ベルヘッドの中心側に位置する斜辺の延長線が、ベルヘッド内部の外周壁と交わることにより形成される角度ｘを、３０°≦ｘ＜１５０°とする。これにより、霧化頭インナー１の前部１ａにおいて跳ね返った洗浄液を回転中心側に供給することができる。また、角度ｘを、７０°≦ｘ＜１１０°とすることにより、幅広い種類の塗料や洗浄液に対応して洗浄効率を向上できる。
【００２８】
次に、ベルヘッドの中心部の起伏により構成されるセンターコーン３３について説明する。
センターコーン３３の頂点はベルヘッドの回転軸線上にあり、センターコーン３３において、ベルヘッドの回転軸線より一定範囲内、半径ｄの範囲内において、センターコーン３３の側面同士のなす角度が側面視９０°より小さく構成されている。これにより、センターコーン３３の頂点部分はＲ無しの尖った形状となっている。センターコーン３３の頂点部とベルヘッドの回転軸とが成す角度は、４５°から１５°に設定することにより、すなわち、頂点角θにおいて、９０°＞θ＞３０°条件を満たすことにより、頂点部に塗料が吐出された際に塗料の吐出口側へのはねを抑制することができる。塗料の物理的性質により、頂点部の最適な角度はことなるが、頂点角θを８０°＞θ＞６０°とすることにより、塗料のはねを抑制するとともに、洗浄性を両立させることができるものである。すなわち、センターコーン３３の斜面部において、該センターコーン先端部から、塗料吐出ノズルの最外端部の延長線と交わる部位までを直線形状にすることにより、多種の塗料において逆流を防止するものである。
【００２９】
図９は霧化頭インナーの内部空間における流体経路を示す模式図である。
次に、図９を用いて、霧化頭インナー１の内部空間における流体経路について説明する。
塗料や洗浄液などの液体が、塗料吐出ノズルであるマルチフィードチューブ３１から吐出されると、前部１ａのセンターコーン３３により、霧化頭インナー１の外側に案内される。そして、外側に案内された液体は、頂部３５により後部１ｂの塗料溜り部３６へと返される。液体が塗料溜り部３６へと返されると、一部が塗料噴出孔４ａへと排出され、一部は霧化頭インナー１の中央側前方へと送られる。これにより、霧化頭インナーの内部空間において液体が円滑に流れ、塗料の付着を低減するとともに、洗浄効率を向上させるものである。上記のことは、吐出口が１つの塗料吐出ノズルにおいても成り立ち、１つの吐出口を有する塗料吐出ノズルを用いることにより簡便な構成でかつ、安定した塗装性能を有する回転式霧化塗装装置を構成できる。
【００３０】
次に、図１０を用いて、洗浄効果について説明する。
図１０は、従来のベルヘッドと本実施例のベルヘッドの洗浄比較結果を示す図、図１０（ａ）は従来のベルヘッドの洗浄比較結果を示す図、図１０（ｂ）は本実施例のベルヘッドの洗浄比較結果を示す図である。
同じ条件の塗装に用いた、従来のベルヘッドと本実施例のベルヘッドとを、マルチフィードチューブ３１より吐出するエアーもしくは洗浄液により洗浄した。洗浄結果の比較は、図左側に示される斜線部に相当する部材の状態により判断した。斜線部の部材は、霧化頭インナーの後部を構成する部材である。
【００３１】
Ａはエアーを０．５秒間噴射した後に、洗浄液であるシンナーを０．５秒間噴射する洗浄を繰り返して９秒間行うものである。
Ｂはエアーを０．５秒間噴射した後に、洗浄液であるシンナーを０．５秒間噴射する洗浄を繰り返して１８秒間行うものである。
Ｃはシンナーを毎分８００ｃｃの噴射量で９秒間洗浄するものである。
Ｄはシンナーを毎分１４００ｃｃの噴射量で１８秒間洗浄するものである。
４つの異なる洗浄方法Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄについて洗浄を行った結果、従来のベルヘッドにおいては、Ｂの洗浄により若干の塗料の除去が見られたが、Ａ、ＣおよびＤにおいてはほぼ塗料が残った。
そして、本実施例のベルヘッドにおいては、Ｃにおいて塗料の残りが見られたが、Ａ、Ｂ、Ｄにおいてほぼ完全に塗料を除去した。
このように、ベルヘッドの内部形状を本発明のごとく構成することにより、ベルヘッドの洗浄効率を格段に向上させることが可能のであり、洗浄に用いるシンナーなどの有機溶剤の使用量を減らすことができる。また、エアーの噴射においても洗浄効率を向上できたことから、液体のみならず、気体を含む流体を用いた洗浄において洗浄効率を向上できるものである。
【００３２】
上記のごとく、本発明の回転霧化塗装装置を用いることにより、回転霧化塗装装置内における塗料の付着を低減できるとともに、回転霧化塗装装置の洗浄性を向上できるものである。これにより、塗装時における色の切換にかかる時間を短縮し、塗装工程にかかる時間を短縮することができる。さらに、洗浄性が向上するので、洗浄に用いるＶＯＣの量を低減できる。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１に記載のごとく、塗料が供給される内部空間が構成され、塗料を霧化もしくは帯電霧化させる回転霧化塗装装置において、前記内部空間の塗料供給口に対向し、略円錐形状に構成された第１の塗料案内面の途中部に、流体経路のガイド部を設け、前記ガイド部は環状の起伏形状に形成され、前記第１の塗料案内面とガイド部との間の谷部は断面視円弧形状に形成され、前記第１の塗料案内面に対向する第２の塗料案内面における塗料供給口の周囲に、環状の凹部に形成されるとともに、前記第１の塗料案内面に吐出され前記ガイド部により跳ね返された塗料を受ける塗料溜り部が設けられるので、ガイド部により案内面に供給された流体の流出経路が制御されて、流体がガイド部により塗料溜り部へと返された後に塗料噴出孔へと排出されることとなる。
これにより、回転霧化塗装装置の内部空間において液体が円滑に流れ、塗料の付着を低減するとともに、回転霧化塗装装置の洗浄効率を向上できる。
【００３６】
請求項２に記載のごとく、前記ガイド部の起伏形状の頂部が、断面視円弧形状であるので、頂部における流体の剥離を抑制して円滑な流体経路を維持できる。特に、塗料噴出孔への流体の排出を円滑に行うことが出来る。また、流体の剥離を抑制するので、洗浄液などによる洗浄効率を向上できる。
【００３７】
請求項３に記載のごとく、前記ガイド部の起伏形状部における、ベルヘッドの中心側に位置する斜辺の延長線と、該起伏形状部の回転軸線対称に位置する起伏形状部における、ベルヘッドの中心側に位置する斜辺の延長線とが交わることにより形成される角度θが、３０°≦θ＜１８０°であるので、流体を効率的にベルヘッド内部空間の後部壁面に跳ね返すことができ、洗浄効率を向上できる。
【００３８】
請求項４に記載のごとく、前記ガイド部の起伏形状部における、ベルヘッドの中心側に位置する斜辺の延長線と、該起伏形状部の回転軸線対称に位置する起伏形状部における、ベルヘッドの中心側に位置する斜辺の延長線とが交わることにより形成される角度θが、１００°≦θ＜１４０°であるので、効率的にベルヘッド内部空間の後部壁面に跳ね返すことができる流体の物理的性質の範囲を拡大できるとともに、洗浄効率を向上できる。
【００３９】
請求項５に記載のごとく、前記ガイド部の起伏形状部における、ベルヘッドの中心側に位置する斜辺の延長線が、ベルヘッド内部の外周壁と交わることにより形成される角度ｘが、３０°≦ｘ＜１５０°であるので、流体を効率的にベルヘッド内部空間の後部壁面および塗料噴出口に跳ね返すことができ、洗浄効率を向上できる。
【００４０】
請求項６に記載のごとく、前記ガイド部の起伏形状部における、ベルヘッドの中心側に位置する斜辺の延長線が、ベルヘッド内部の外周壁と交わることにより形成される角度ｘが、７０°≦ｘ＜１１０°であるので、効率的にベルヘッド内部空間の後部壁面および塗料噴出口に跳ね返すことができる流体の物理的性質の範囲を拡大できるとともに、洗浄効率を向上できる。
【００４１】
請求項７に記載のごとく、ベルヘッド内部の塗料案内面において、ベルヘッドの中心部が起伏を有するので、吐出口より排出される流体を効率的にベルヘッド外側に導くことができる。
【００４２】
請求項８に記載のごとく、塗料案内面における、ベルヘッドの中心起伏形状の頂部が、円錐形状であるので、吐出口より排出される流体を効率的にベルヘッド外側に導くことができ、吐出位置がベルヘッドに対して偏心している場合においても十分な効果を得ることが出来る。
【００４３】
請求項９に記載のごとく、塗料案内面において構成されている、起伏形状を有するガイド部と、ベルヘッドの中心起伏形状部との間の谷部が、Ｒ形状であるので、吐出口より排出される流体を効率的にベルヘッド外側に導くことができる。
【００４４】
請求項１０に記載のごとく、塗料吐出ノズルを１つもしくは複数個とするので、各種の回転霧化塗装装置に対応可能であり、ノズル位置の配置範囲を拡大して、安定した塗装性能を維持することができる。塗料吐出ノズルを１つとして簡便な構成により回転霧化塗装装置を構成することも可能であり、ノズルを複数個として各種の色に対応可能な回転霧化塗装装置を構成することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 回転霧化塗装装置の利用例を示す図。
【図２】 回転霧化機の側面断面図。
【図３】 ベルヘッドの斜視図。
【図４】 ベルヘッドの組立て構成を示す断面図。
【図５】 ベルヘッドの霧化頭インナーの構成を示す斜視図。
【図６】 霧化頭インナーおよび吐出ノズルの構成を示す側面断面図。
【図７】 従来および本実施例の霧化頭インナーの構成を示す側面断面図。
【図８】 ベルヘッドの内部空間構成を示す模式図。
【図９】 霧化頭インナーの内部空間における流体経路を示す模式図。
【図１０】従来のベルヘッドと本実施例のベルヘッドの洗浄比較結果を示す図
【図１１】 従来の回転霧化塗装装置の組立て構成を示す斜視断面図。
【符号の説明】
１ 霧化頭インナー
２ 霧化頭アウタ
３ 回転霧化塗装機
４ ベルヘッド
４ａ 塗料噴出口
４ｂ セルフクリーニング用経路
５ 塗料シャフト
６ エアモーター
７ 高電圧発生器
１０ 回転軸
１１ エアキャップ
１２ ケーシング
２１ 塗装ロボット
２２ マニピュレータ
３１ マルチフィードチューブ
３２ チューブ
３３ センターコーン
３４ 従来のセンターコーン
３５ 頂部
３６ 燃料溜り部
Claims (10)
- 塗料が供給される内部空間が構成され、塗料を霧化もしくは帯電霧化させる回転霧化塗装装置において、
前記内部空間の塗料供給口に対向し、略円錐形状に構成された第１の塗料案内面の途中部に、流体経路のガイド部を設け、
前記ガイド部は環状の起伏形状に形成され、
前記第１の塗料案内面とガイド部との間の谷部は断面視円弧形状に形成され、
前記第１の塗料案内面に対向する第２の塗料案内面における塗料供給口の周囲に、環状の凹部に形成されるとともに、前記第１の塗料案内面に吐出され前記ガイド部により跳ね返された塗料を受ける塗料溜り部が設けられる、
ことを特徴とする回転霧化塗装装置。 - 前記ガイド部の起伏形状の頂部が、断面視円弧形状であることを特徴とする請求項１に記載の回転霧化塗装装置。
- 前記ガイド部の起伏形状部における、ベルヘッドの中心側に位置する斜辺の延長線と、該起伏形状部の回転軸線対称に位置する起伏形状部における、ベルヘッドの中心側に位置する斜辺の延長線とが交わることにより形成される角度θが、３０°≦θ＜１８０°であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転霧化塗装装置。
- 前記ガイド部の起伏形状部における、ベルヘッドの中心側に位置する斜辺の延長線と、該起伏形状部の回転軸線対称に位置する起伏形状部における、ベルヘッドの中心側に位置する斜辺の延長線とが交わることにより形成される角度θが、１００°≦θ＜１４０°であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の回転霧化塗装装置。
- 前記ガイド部の起伏形状部における、ベルヘッドの中心側に位置する斜辺の延長線が、ベルヘッド内部の外周壁と交わることにより形成される角度ｘが、３０°≦ｘ＜１５０°であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の回転霧化塗装装置。
- 前記ガイド部の起伏形状部における、ベルヘッドの中心側に位置する斜辺の延長線が、ベルヘッド内部の外周壁と交わることにより形成される角度ｘが、７０°≦ｘ＜１１０°であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の回転霧化塗装装置。
- ベルヘッド内部の塗料案内面において、ベルヘッドの中心部が起伏を有することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の回転霧化塗装装置。
- 塗料案内面における、ベルヘッドの中心起伏形状の頂部が、円錐形状であることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の回転霧化塗装装置。
- 塗料案内面において構成されている、起伏形状を有するガイド部と、ベルヘッドの中心起伏形状部との間の谷部が、Ｒ形状であることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の回転霧化塗装装置。
- 塗料吐出ノズルが１つもしくは複数個であることを特徴とする、請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の回転霧化塗装装置。
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