JP4606065B2 - 塗装機とその回転霧化頭 - Google Patents

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Description

本発明は、回転霧化式の塗装機とそれに使用する回転霧化頭に関する。
高品質の塗装が要求される自動車塗装ラインにおいては、塗料の微粒化に優れ、塗着効率が高いところから、回転霧化式の静電塗装機が普及している。
図２はこのような従来の回転霧化式静電塗装機２１を示すもので、内蔵されたエアモータ２２の管状回転軸２３の先端に回転霧化頭２４が取り付けられている。
回転霧化頭２４には、ベル本体２５の正面側に取り付けられたインナーベル２６の背面側に、管状回転軸２３に挿通された細管状ノズル２７から塗料の供給を受ける塗料室２８が形成され、その正面側に、塗料室２８の周面に形成された塗料吐出孔２９から遠心力により流出された塗料を展延させてその先端で霧化する略截頭円錐面状のリム３０が形成されている。
特開平９−９４４８９号公報 特願２００３−３７４９０９
これによれば、回転霧化頭２４をエアモータ２２で高速回転駆動させながら、細管状ノズル２７から塗料を供給すると、塗料は、塗料室２８に流入されてインナーベル２６の背面側に当り、その回転による遠心力により塗料室２８の周面に飛ばされ、塗料吐出孔２９からリム３０に流出されてその先端で霧化される。
ところで、最近では環境上、ＶＯＣ（揮発性有機物質）及びＣＯ２の低減が叫ばれており、塗装業界においても、塗料の塗着高率を向上させて塗料の無駄を無くすことにより廃棄すべきＶＯＣを抑えると同時に、廃棄揮発性有機物質の燃焼処理等に消費されるエネルギーを削減することによりＣＯ２の発生を抑えることが要請されている。
この場合に、塗着高率を高くするためには塗料を微粒化することが必要であり、微粒化するためには塗装機２１のエアモータ２２に、より高圧の空気を供給して回転霧化頭２４の回転速度を早くすることが考えられる。
しかし、回転速度を早くすれば飛散する塗料ミストの発生量が増えるだけでなく、エネルギーの消費量も増えるため、ＶＯＣ及びＣＯ２の低減という要請に反する結果となってしまう。
ここで、回転霧化頭２４を低速回転することにより塗料の微粒化を達成することができれば、塗着効率も向上し、ＶＯＣ及びＣＯ２の低減も可能になる。
発明者の実験によれば、細管状ノズル２７から塗料室２８への塗料供給量を少なくすれば低速回転でも微粒化が可能であることが判明したが、その場合は必要な吐出量が得られず、コンベアで連続的に搬送されてくる自動車ボディなどのワークに対し、限られた塗装時間内に必要な厚さの塗膜を形成できずに生産効率が低下するという問題を生ずる。
そこで本発明は、生産効率を低下させることなく、塗料を微粒化させて塗着効率を向上させ、ＶＯＣ及びＣＯ２を低減することを技術的課題としている。
本発明は、塗料の供給を受ける塗料室が形成されると共に、塗料室から遠心力により流出された塗料を展延させてその先端で霧化する略截頭円錐面状のリムが正面側に形成された回転霧化頭を備えた塗装機において、前記回転霧化頭は、前記回転軸に取り付けられるベル本体と、その正面側に取り付けられるインナーベルとの間が前記塗料室に形成されると共に、所定のクリアランスをもって重ねられた複数枚のリムが、夫々のクリアランスを塗料室の周面部に開口させて前記ベル本体とインナーベルの間に取り付けられ、前記インナーベルは、その回転中心を通る断面図上、塗料室に供給された塗料を遠心力により各クリアランスに向って吹き飛ばすスロープが段差状に形成されたことを特徴としている。
本発明に係る塗装機によれば、回転霧化頭を回転しながら、その背面側に形成された塗料室に塗料を供給すると、塗料は遠心力により塗料室の周面部に押し広げられる。
回転霧化頭には、塗料室には、複数枚のリムが所定のクリアランスをもって重ねて取り付けられており、各リムのクリアランスが塗料室の周面部に開口形成されているので、塗料室の周面部に押し広げられた塗料は、夫々のリムのクリアランス部分に流入して展延されることとなる。
したがって、塗料室への塗料供給量が一定であれば、リム一枚あたりの塗料供給量は、リムの枚数に反比例して減少され、例えば４枚のリムを重ねていればリム一枚あたりの塗料供給量は１／４まで減少される。
このとき、リム一枚あたりの塗料供給量が少ないので、回転霧化頭の回転数を比較的低く設定しても、塗料粒子を理想的な粒径２０〜３０ミクロン程度にまで微粒化できる。
また、リム一枚あたりの塗料噴霧量が例えば１／４と少なくなるが、リムが四枚設けられているので、全体として塗料噴霧量を確保することができる。
このように、回転数を低くして微粒化を行うことができるので、塗料ミストの飛散を抑えて塗着効率を向上させることができ、塗料の無駄が少なくなって廃棄すべきＶＯＣが削減されるので、その燃焼処理等に消費されるエネルギーを削減してＣＯ２の発生を抑えることができると同時に、リムを複数枚重ねて設けているので必要な生産効率を維持するのに必要な吐出量を確保することができるという大変優れた効果を奏する。
本例では、生産効率を低下させることなく、塗料を微粒化させて塗着効率を向上させ、ＶＯＣ及びＣＯ２を低減するという課題を、塗料を回転霧化するリムを回転霧化頭に複数設けることにより達成した。
図１は本発明な係る塗装機の一例を示す説明図である。
図１に示す塗装機１は、内蔵されたエアモータ２の管状回転軸３の先端に回転霧化頭４が取り付けられてなり、管状回転軸３に挿通された細管状ノズル５から回転霧化頭４に供給された塗料を静電気力によりワークに付着させるセンターフィード型の回転霧化式静電塗装機である。
回転霧化頭４は、管状回転軸３に取り付けられるベル本体６の正面側にインナーベル７が取り付けられて、その背面側が塗料の供給を受ける塗料室８に形成され、塗料室８の周面部にはベル本体６とインナーベル７の隙間が塗料吐出用スリット９に形成されている。
そして、このスリット９に、略截頭円錐面状の複数のリムＲ１〜Ｒ４が所定のクリアランスＣ１〜Ｃ４を持って重ねられた状態で取り付けられて、各クリアランスＣ１〜Ｃ４が塗料室８の周面部に開口されている。
なお、インナーベル７は、図２に示す回転中心を通る断面図上、塗料室８に供給された塗料を遠心力により各クリアランスＣ１〜Ｃ４に向って吹き飛ばすスロープ１０、１１が段差状に形成されている。
これにより、塗料室８内に供給された塗料に遠心力が作用すると、塗料はスロープ１０、１１から各クリアランスＣ１〜Ｃ４に向って略均等に飛ばされ、その塗料は各クリアランスＣ１〜Ｃ４を通ってリムＲ１〜Ｒ４の内面側に流出して展延され、各リムＲ１〜Ｒ４の先端で霧化されるようになっている。
以上が本発明の一構成例であり、次にその作用について説明する。
塗装機１のエアモータ２により回転霧化頭４を回転させながら、塗料を細管状ノズル５から供給すると、回転しているインナーベル７を介して塗料に遠心力が作用し、塗料は塗料室８内の周面に向って飛ばされる。
インナーベル７には、塗料を各クリアランスＣ１〜Ｃ ４ に向って吹き飛ばすスロープ１０、１１が段差状に形成されているので、遠心力によりスロープ１０、１１を流れた塗料は、そのスロープ１０、１１の傾斜面に沿って各クリアランスＣ１〜Ｃ４に向って偏りなく略均等に吹き飛ばされる。
そして、塗料は各クリアランスＣ１〜Ｃ ４ を通ってリムＲ１〜Ｒ４の内面側に流出して展延され、各リムＲ１〜Ｒ ４ の先端で霧化されるようになっている。

この場合に、細管状ノズル５から４００ｃｃ／ｍｉｎで塗料を供給した塗料を粒径２０〜３０μｍに微粒化する場合、リムが１枚しか設けられていない従来型の回転霧化頭では、その全量が１枚のリムに供給されるため、回転数も最低４００００ｒｐｍ程度で回転させなければならなかったかったのに対し、リムＲ１〜Ｒ４が複数枚（４枚）の本例の場合、リム１枚あたりの塗料供給量が１／４の１００ｃｃ／ｍｉｎ程度になり、回転数も１００００ｒｐｍ程度で足りる。
また、個々のリムＲ１〜Ｒ４の先端で霧化される塗料の吐出量はリムの枚数に反比例して少なくなるが、全吐出量は変わらないので生産効率が低下することもない。
このように本発明では、吐出量を低下させることなく回転数を低くして微粒化を行うことができるので、生産効率が低下しない。
また、塗料ミストの飛散を抑えて塗着効率を向上させることができるので、塗料の無駄を少なくして処理すべきＶＯＣが削減されるので、その燃焼処理等に消費されるエネルギーを削減してＣＯ２の発生を抑えることができるという大変優れた効果を奏する。
本発明は、自動車ボディなどのように、高品質塗膜が要求される塗装ラインの塗装機に用いて好適である。
本発明に係る塗装機を示す説明図 従来装置を示す説明図。
符号の説明
１ 塗装機
３ 管状回転軸
４ 回転霧化頭
４ 細管状ノズル
６ ベル本体
７ インナーベル
８ 塗料室
Ｒ１〜Ｒ４ リム
Ｃ１〜Ｃ４ クリアランス
９ 塗料吐出用スリット
１０、１１ スロープ

Claims (2)

  1. 塗料の供給を受ける塗料室が形成されると共に、塗料室から遠心力により流出された塗料を展延させてその先端で霧化する略截頭円錐面状のリムが正面側に形成された回転霧化頭を備えた塗装機において、
    前記回転霧化頭は、前記回転軸に取り付けられるベル本体と、その正面側に取り付けられるインナーベルとの間が前記塗料室に形成されると共に、所定のクリアランスをもって重ねられた複数枚のリムが、夫々のクリアランスを塗料室の周面部に開口させて前記ベル本体とインナーベルの間に取り付けられ、
    前記インナーベルは、その回転中心を通る断面図上、塗料室に供給された塗料を遠心力により各クリアランスに向って吹き飛ばすスロープが段差状に形成されたことを特徴とする塗装機。
  2. 回転霧化式塗装機の回転軸に取り付けられ、塗料の供給を受ける塗料室が形成されると共に、前記塗料室から遠心力により流出された塗料を展延させてその先端で霧化する略截頭円錐面状のリムが正面側に形成された回転霧化頭において、
    前記回転軸に取り付けられるベル本体と、その正面側に取り付けられるインナーベルとの間が前記塗料室に形成されると共に、所定のクリアランスをもって重ねられた複数枚のリムが、夫々のクリアランスを塗料室の周面部に開口させて前記ベル本体とインナーベルの間に取り付けられ、
    前記インナーベルは、その回転中心を通る断面図上、塗料室に供給された塗料を遠心力により各クリアランスに向って吹き飛ばすスロープが段差状に形成されたことを特徴とする回転霧化頭。
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