JP5812967B2 - 塗装ガン及び塗装方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の回転霧化頭を備える塗装ガン及び塗装技術に関する。

塗料を回転霧化頭で噴射する塗装ガンが、広く実用に供されている。回転速度を制御することで、ある程度の塗装パターンの変更は可能であるが、限りがある。そこで、複数の回転霧化頭を備える塗装ガンが各種提案される（例えば、特許文献１（図１）参照。）。

特許文献１の図１に示されるように、塗装ガン（１００）（括弧付き数字は、特許文献１に記載された符号を示す。以下同様）は、小径のベルカップ１（２Ａ）と大径のベルカップ２（２Ｂ）とを備えるため、広範囲の塗装パターンが得られる。

小径のベルカップ１（２Ａ）へは、回転中心に設けられるフィードチューブ１（３１）で塗料が供給される。供給される塗料は遠心力を受けて均等にベルカップ１（２Ａ）で広げられる。
これに対して、大径のベルカップ２（２Ｂ）へは、回転中心から大きく離れているフィードチューブ２（３）で塗料が供給されるため、塗料が偏って広げられる虞がある。偏ると、塗膜が不均一になり、色むら等の不具合が発生する。

特許文献１の不具合を解消し得る技術も、各種提案される（例えば、特許文献２（図１）参照。）。
特許文献２の図１に示されるように、大径のベル部（２０）へは、回転中心近傍に配置される第１塗料供給管（２４）から塗料が供給され、小径のベル部（２１）へは、回転中心近傍に配置される第２塗料供給管（２５）から塗料が供給されるため、塗料が均等に広げられる。

広げられた後に、シェーピング空気噴出穴（エア吹出口）（３２ａ，３３ａ）からのシェーピング空気で塗料の形が整えられる。
ただし、小径のベル部（２１）の外縁がシェーピング空気噴出穴（エア吹出口）（３２ａ，３３ａ）から著しく離れている。結果、小径のベル部（２１）が放出する塗料にはシェーピング空気が作用しないことになる。

すると、大径の塗布パターンは形が良好に整えられるが、小径の塗布パターンの形は崩れることが予想され、塗布パターンの範囲が限定される。
これでは、ベル部（２０）にベル部（２１）を付設した意味合いが薄くなり、設備費用が嵩む割に得られる効果が小さいことになり、好ましくない。

複数のベル部（回転霧化頭）を備える塗装ガンにおいて、形状の良好な塗布パターンを複数得ることができることが求められる。

特開２００２−１４３７２７公報 特開２００１−３１４７８４公報

本発明は、形状の良好な塗布パターンを複数得ることができる塗布ガンを提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、塗料供給路から供給される塗料を、遠心力で霧化させると共に放出する回転霧化頭を複数備える塗装ガンにおいて、
第１回転霧化頭は、背面に供給される塗料を前面へ流出させる第１塗料流出穴と、この第１塗料流出穴から流出する塗料に遠心力を付与する第１沿面とを有し、
この第１沿面から放出される塗料の形状を整えるシェーピング空気を噴射する第１シェーピング空気噴出穴が、前記第１回転霧化頭を囲うように設けられ、
第２回転霧化頭は、外縁が前記第１塗料流出穴の前方に位置すると共に、前記第１回転霧化頭に固定され、背面に供給される塗料を前面へ流出させる第２塗料流出穴と、この第２塗料流出穴から流出する塗料に遠心力を付与する第２沿面とを有するごとくに、少なくとも外径が異なる２つの回転霧化頭を塗装ガンは備え、
前記第１塗料流出穴は、前記塗料を流出させないときに、シェーピング空気を噴出する第２シェーピング空気噴出穴として使用するように、塗料流出穴と空気噴出穴とを兼用させることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、塗料供給路は、第１管と、この第１管の内に隙間を置いて配置される第２管と、この第２管の内に隙間を置いて配置される第３管とからなる多重管であり、
第１管と第２管の間の隙間へ第１塗料が供給され、第２管と第３管の間の隙間へシェーピング空気が供給され、第３管へ第２塗料が供給されるようにしたことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１記載の塗装ガンを用いて実施する塗装方法であって、
前記第１塗料流出穴から塗料を流出させ、この塗料に前記第１沿面で遠心力を付与し、この第１沿面から放出される塗料を前記第１シェーピング空気噴出穴から噴出される空気で形状を整える第１塗布パターンと、
前記第２塗料流出穴から塗料を流出させ、この塗料に前記第２沿面で遠心力を付与し、この第２沿面から放出される塗料を前記第１塗料流出穴から噴出されるシェーピング空気で形状を整える第２塗布パターンと、
からなる少なくとも２つの塗布パターンを選択して実施することを特徴とする。

請求項４に係る発明では、第２塗布パターンで、シェーピング空気に加えて、回転霧化頭の回転速度を制御することでパターンを制御することを特徴とする。

請求項１に係る発明では、第１塗料流出穴は、塗料を流出させないときに、シェーピング空気を噴出する第２シェーピング空気噴出穴として使用するように、塗料流出穴と空気噴出穴とを兼用させる。
すなわち、第１回転霧化頭と第１シェーピング空気噴出穴とにより、形が良好な大径の塗布パターンが得られる。また、第２回転霧化頭と第１塗料流出穴を兼ねる第２シェーピング空気噴出穴とにより、形が良好な小径の塗布パターンが得られる。
よって、本発明によれば、形状の良好な塗布パターンを複数得ることができる塗布ガンが提供される。

請求項２に係る発明では、塗料供給路は、第１管と第２管と第３管を同心円状に配置してなる多重管である。
この多重管は回転中心に配置されるため、塗料は遠心力によって均等に広げられる。

請求項３に係る発明によれば、第１回転霧化頭と第１シェーピング空気噴出穴とにより、形が良好な大径の塗布パターンが得られる。また、第２回転霧化頭と第１塗料流出穴を兼ねる第２シェーピング空気噴出穴とにより、形が良好な小径の塗布パターンが得られる。
よって、本発明によれば、形状の良好な塗布パターンを複数得ることができる塗布方法が提供される。

請求項４に係る発明では、第２塗布パターンで、シェーピング空気に加えて、回転霧化頭の回転速度を制御することでパターンを制御する。
回転霧化頭に第１塗料流出穴を兼ねる第２シェーピング空気噴出穴が設けられているため、シェーピング空気に旋回力を付与することができる。回転速度を変更することで付与する旋回力を変更することができる。回転速度を制御すると塗布パターンを制御することができる。結果、塗布パターンの範囲を広げることができる。

本発明に係る塗装ガンの断面図である。 図１の２−２線断面図である。 塗装ガンの作用図である。 塗装ガンの更なる作用図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

図１に示すように、塗装ガン１０は、筒状のガン本体１１と、このガン本体１１に軸受１２、１２を介して回転自在に支持される中空回転軸１３と、この中空回転軸１３を回す回転手段１４と、中空回転軸１３を貫通するようにして中空回転軸１３の中心に収納される塗料供給路５０と、中空回転軸１３の先端に取付けられる第１回転霧化頭３０と、この第１回転霧化頭３０に取付けられ第１回転霧化頭３０より小径の第２回転霧化頭４０とからなる。

回転手段１４は、構成は任意であるが（特開２００１−１３７７４５段落番号［００１２］、図２など）、例えば、ガン本体１１側に設けられるサーボモータ１５と、このサーボモータ１５のモータ軸に設けられる駆動ギヤ１６と、中空回転軸１３に設けられ駆動ギヤ１６に噛み合う従動ギヤ１７とからなる。サーボモータ１５により、駆動ギヤ１６と従動ギヤ１７を介して、中空回転軸１３が高速で回され、同時に第１回転霧化頭３０及び第２回転霧化頭４０が回される。

この実施例では、ガン本体１１は中空であり、第１回転霧化頭３０を囲う先端部分に、第１シェーピング空気噴出穴１８が設けられる。ガン本体１１の中空部へは外部から第１空気供給管１９を介して加圧空気が供給される。第１空気供給管１９に第１空気弁２１が介設される。

塗料供給路５０（図２で詳しく述べる。）は多重管である。このような塗料供給路５０へ外部から第１塗料供給管２２、第２空気供給管２３及び第２塗料供給管２４が接続される。

第２空気供給管２３に第２空気弁２６が介設され、第１塗料供給管２２に第１塗料弁２７が介設され、第２塗料供給管２４に第２塗料弁２８が介設される。第１空気弁２１、第２空気弁２６、第１塗料弁２７及び第２塗料弁２８は、制御部２９で一括して開閉制御がなされる。

第１回転霧化頭３０は、回転中心３１から所定の半径位置に設けられ背面に供給される塗料を前面へ流出させる第１塗料流出穴３２と、この第１塗料流出穴３２から流出する塗料に遠心力を付与する第１沿面３３とを有する。第１塗料流出穴３２は第２シェーピング空気噴出穴を兼ねるため、以下、第１塗料流出穴を兼ねる第２シェーピング空気噴出穴３２と呼ぶ。

第２回転霧化頭４０は、外径が所定の半径Ｒの約２倍であって第１回転霧化頭３０に固定される。そして、第２回転霧化頭４０は、背面に供給される塗料を前面へ流出させる第２塗料流出穴４１と、この第２塗料流出穴４１から流出する塗料に遠心力を付与する第２沿面４２とを有する。

図２に示すように、塗料供給路５０は、最も大径の第１管５１と、この第１管５１に隙間５２を置いて収納される第２管５３と、この第２管５３に隙間５４を置いて収納される第３管５５とからなる三重管である。隙間５２へ第１塗料供給管２２が接続され、隙間５４へ第２空気供給管２３が接続され、第３管５５に第２塗料供給管２４が接続される。

図１に示すように、第３管５５は第２回転霧化頭４０の背面近傍まで延ばされる。第２管５３及び第１管５１は第１回転霧化頭３０の背面近傍まで延ばされる。

以上の構成からなる塗装ガン１０の作用を次に述べる。
先ず、図１にて、制御部２９は、第１空気弁２１及び第１塗料弁２７を開き、第２空気弁２６及び第２塗料弁２８を閉じる。

すると、図３（ａ）に示すように、隙間５２から、第１塗料５６が供給され、この第１塗料５６が第１塗料流出穴を兼ねる第２シェーピング空気噴出穴３２から前面へ流出する。流出した塗料は第１沿面３３で遠心力を付与され、外縁から放出される。放出される塗料は第１シェーピング空気噴出穴１８からのシェーピング空気で形が整えられ被塗物（例えば車体）へ向かう。第１シェーピング空気噴出穴１８が第１沿面３３の外縁近傍に設けられているため、塗布パターンＡの形状は良好になる。

次に、図１にて、制御部２９は、第１空気弁２１及び第１塗料弁２７を閉じ、第２空気弁２６及び第２塗料弁２８を開く。
すると、図３（ｂ）に示すように、隙間５４から加圧空気が第２回転霧化頭４０の背後に供給される。この空気は第１塗料流出穴を兼ねる第２シェーピング空気噴出穴３２から前面へ噴出する。

また、第３管５５から、第２塗料５７が供給され、この第２塗料５７が第２塗料流出穴４１から前面へ流出する。流出した塗料は第２沿面４２で遠心力を付与され、外縁から放出される。
放出される塗料は第１塗料流出穴を兼ねる第２シェーピング空気噴出穴３２からのシェーピング空気で形が整えられ被塗物（例えば車体）へ向かう。第１塗料流出穴を兼ねる第２シェーピング空気噴出穴３２が第２沿面４２の外縁近傍に設けられているため、塗布パターンＢの形状は良好になる。

次に、回転速度を制御することで得られる作用を説明する。なお、図４（ａ）、（ｂ）の構成要素は、図３（ｂ）と同じであるため、符号を流用する。

図４（ａ）では、第１・第２回転霧化頭３０、４０を、速度Ｖａで回す。この回転により塗布パターンＣが得られる。

次に、図４（ｂ）に示すように、第１・第２回転霧化頭３０、４０を、速度Ｖａより高速のＶｂで回す。この回転により、塗布パターンＤが得られる。空気に付与する旋回力（若しくは遠心力）が増加したため、径外方への分力が増大し、結果、塗布パターンＤは（ａ）に示す塗布パターンＣより大径になる。
このように、回転速度を制御することでも多様の塗布パターンが得られる。

尚、実施例では、塗装ガンに、第１回転霧化頭と第２回転霧化頭を備えたが、第２回転霧化頭に第３回転霧化頭を付設することや、第３回転霧化頭に更に第４回転霧化頭を付設することは、差し支えない。以上により、２種類の回転霧化頭を備える塗装ガンや、３種類の回転霧化頭を備える塗装ガンや４種類以上の回転霧化頭を備える塗装ガンが得られる。

ただし、付設する回転霧化頭の外径が小さくなり過ぎることや、塗料供給路の多重構造が複雑化するため、第１回転霧化頭と第２回転霧化頭を備える塗装ガンが最も造りやすい。よって、第１回転霧化頭と第２回転霧化頭を備える塗装ガンが推奨される。

また、請求項２及び実施例では、第１管５１、第２管５３及び第３管５５を設けたが、第３管５５のさらに内側に第４管を設けてもよい。第４管を設けると共に第１回転霧化頭３０にて塗装を行う際に、第４管へエアを供給し、第２塗料流出穴４１からエアを噴出させることで、被塗装物へ付着しなかった塗料が跳ね返って第２回転霧化頭４０へ付着することを防止することができる。

本発明は、第１回転霧化頭と第２回転霧化頭を備える塗装ガンにより適している。

１０…塗装ガン、１１…ガン本体、１３…中空回転軸、１８…第１シェーピング空気噴出穴、３０…第１回転霧化頭、３１…回転中心、３２…第１塗料流出穴を兼ねる第２シェーピング空気噴出穴、３３…第１沿面、４０…第２回転霧化頭、４１…第２塗料流出穴、４２…第２沿面、５０…塗料供給路、５１…第１管、５２…第１管と第２管との間の隙間、５３…第２管、５４…第２管と第３管との間の隙間、５５…第３管、５６…塗料（第１塗料）、５７…塗料（第２塗料）、Ａ〜Ｄ…塗布パターン、Ｒ…所定の半径。

Claims (4)

1. 塗料供給路から供給される塗料を、遠心力で霧化させると共に放出する回転霧化頭を複数備える塗装ガンにおいて、
   第１回転霧化頭は、背面に供給される塗料を前面へ流出させる第１塗料流出穴と、この第１塗料流出穴から流出する塗料に遠心力を付与する第１沿面とを有し、
   この第１沿面から放出される塗料の形状を整えるシェーピング空気を噴射する第１シェーピング空気噴出穴が、前記第１回転霧化頭を囲うように設けられ、
   第２回転霧化頭は、外縁が前記第１塗料流出穴の前方に位置すると共に、前記第１回転霧化頭に固定され、背面に供給される塗料を前面へ流出させる第２塗料流出穴と、この第２塗料流出穴から流出する塗料に遠心力を付与する第２沿面とを有するごとくに、少なくとも外径が異なる２つの回転霧化頭を塗装ガンは備え、
   前記第１塗料流出穴は、前記塗料を流出させないときに、シェーピング空気を噴出する第２シェーピング空気噴出穴として使用するように、塗料流出穴と空気噴出穴とを兼用させることを特徴とする塗装ガン。
2. 前記塗料供給路は、第１管と、この第１管の内に隙間を置いて配置される第２管と、この第２管の内に隙間を置いて配置される第３管とからなる多重管であり、
   第１管と第２管の間の隙間へ第１塗料が供給され、第２管と第３管の間の隙間へ前記シェーピング空気が供給され、第３管へ第２塗料が供給されるようにしたことを特徴とする請求項１記載の塗装ガン。
3. 請求項１記載の塗装ガンを用いて実施する塗装方法であって、
   前記第１塗料流出穴から塗料を流出させ、この塗料に前記第１沿面で遠心力を付与し、この第１沿面から放出される塗料を前記第１シェーピング空気噴出穴から噴出される空気で形状を整える第１塗布パターンと、
   前記第２塗料流出穴から塗料を流出させ、この塗料に前記第２沿面で遠心力を付与し、この第２沿面から放出される塗料を前記第１塗料流出穴から噴出されるシェーピング空気で形状を整える第２塗布パターンと、
   からなる少なくとも２つの塗布パターンを選択して実施することを特徴とする塗布方法。
4. 前記第２塗布パターンでは、前記シェーピング空気に加えて、前記回転霧化頭の回転速度を制御することでパターンを制御することを特徴とする請求項３記載の塗装方法。

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