JP5844229B2 - 回転霧化式塗装装置及び回転霧化式塗装方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車のボディの塗装などに用いる回転霧化式塗装装置及び回転霧化式塗装方法に関する。

特許文献１には高速で回転する塗料供給用の回転軸の先端に、カップ状霧化ヘッドを取付けた回転霧化式塗装装置が開示されている。
この塗装装置では回転軸の先端からカップ状霧化ヘッドに供給された塗料は回転に伴う遠心力によってカップ状霧化ヘッドの内側面に沿って径方向外側に広がり、周縁部から微細な塗料粒子として飛び出し、シェービングエアによって車体表面などに付着せしめられる。

図６は上述した回転霧化式塗装装置のカップ状霧化ヘッドの塗布後の写真であり、この写真に見られるように、カップ状霧化ヘッドの内側面に供給された塗料は遠心力によって径方向外側には移動するが、周方向にはそれほど拡散せず、均一な膜にならず吐出口からそのまま筋状に周縁部まで到達している。

このように、カップ状霧化ヘッドに形成した吐出口から供給された塗料が均一に広がらずに筋状になると、カップ状霧化ヘッドから放出される塗料粒子の粒径にばらつきが生じ塗装品質が低下する。
特に塗料に含まれる顔料の硬度が高い場合には、筋状に塗料が移動する部分の摩耗が他の部分よりも速く進行し、カップ状霧化ヘッドの寿命が短くなる問題も生じる。更に、摩耗粉が塗料に混入して塗装不良を招く原因にもなる。

上記の問題を解消すべく特許文献２が提案されている。この特許文献２には、カップ状霧化ヘッド（回転霧化頭）に形成した塗料供給孔と周縁部との中間部に段差部を形成し、前記塗料供給孔からカップ状霧化ヘッドの内面に供給された塗料が遠心力によって径方向外側に移動する際に、一旦塗料は前記段差部に入り、この段差部内で均一に周方向に拡げられた後に段差部を乗り越えてカップ状霧化ヘッドの周縁部まで移動するようにしている。

特開２００５−１１８７１０号公報 特開２００６−１３０４２３号公報

特許文献２では、塗料が段差部を乗り越える際に塗料の膜厚は均一化されると述べているが、膜厚が均一化されるには塗料が段差部の全周から同時に漏出する必要があり、実際に加工する場合には若干の製作誤差は必ず生じ、またカップ状霧化ヘッドは高速で回転しているため、仮に理想的な加工が出来たとしても塗料に作用する力は均一にはならず、同時に段差部を乗り越えることはできない。
また、塗料の成分による質量の偏りの影響、特に中塗り、ベースコートなどは顔料が多く含まれているため不均一になりやすい。
したがって、特許文献２においても従来と同様の課題が残っている。

上記課題を解決するため、本発明に係る回転霧化装置は、塗料供給用の回転軸の先端にカップ状霧化ヘッドを取付けた回転霧化式塗装装置において、前記カップ状霧化ヘッドの内側面には回転中心を中心とした円に沿って等間隔で塗料吐出通路の開口が形成され、この開口の外側には開口から吐出した塗料が接触しないで飛び越える塗料離間部が形成され、更に前記塗料吐出通路は前記カップ状霧化ヘッドの内側面に設けた凸部内に形成された構成である。

前記塗料離間部を形成する具体的な構成としては、前記カップ状霧化ヘッドの内側面に凸部を設け、この凸部内に前記塗料吐出通路を形成することが考えられる。このようにすることで塗料吐出通路の開口（吐出口）はカップ状霧化ヘッドの底面より高くなり、凸部よりも径方向外側に、塗料が接触しないで飛び越える塗料離間部が形成される。

また、前記塗料離間部よりも径方向内方に寄った位置に洗浄液吐出口を形成することが好ましい。その理由は、カップ状霧化ヘッドの停止直前などは回転速度が遅くなるため、一部の塗料が塗料離間部に入り込み、そのままにしておくと固化し、次の塗装時に剥がれて塗装不良の原因となるため、塗料離間部内の塗料を除去する必要があるからである。

また、本発明に係る回転霧化式塗装方法は、塗料供給用の回転軸の先端にカップ状霧化ヘッドを取付け、回転軸から供給された塗料を遠心力によってカップ状霧化ヘッド内側沿面に沿って径方向外側に広げ、カップ状霧化ヘッドの外周から塗料を霧化した状態で飛散させる際に、前記カップ状霧化ヘッド内側沿面には遠心力によって径方向外方に移動する塗料が飛び越える塗料離間部を設け、この塗料離間部を飛び越えた塗料を前記カップ状霧化ヘッドの内側沿面に衝突させることで塗料を拡散させるようにした。

本発明によれば、カップ状霧化ヘッドの内側面に塗料が飛び越える塗料離間部を設けたため、この塗料離間部を飛び越えた塗料粒子が再度カップ状霧化ヘッドの内側面に衝突する際に、衝撃によって塗料粒子が拡散し、カップ状霧化ヘッドの内側面に沿って移動する塗料の膜厚が均一化される。

その結果、カップ状霧化ヘッドの周縁部から飛散する塗料粒子の粒径も一定になり、塗装の品質が向上する。

また、塗料離間部とカップ状霧化ヘッドの底面とを面一で連続させることによって、底面に供給された洗浄剤が満遍なく塗料離間部を洗浄することができるので、塗装色を変更した場合の洗浄を効率よく行うことができる。

本発明に係る回転霧化式塗装装置の軸方向に沿って切断した断面図 カップ状霧化ヘッドを正面から見た図 図２の要部拡大図 図３のＡ−Ａ線に沿った拡大断面図 図３のＢ−Ｂ線に沿った拡大断面図 従来のカップ状霧化ヘッドの写真

以下に本発明の好適実施例を添付図面に基づいて説明する。
回転霧化式塗装装置はエアモータ１の外側にカバー２が設けられ、またエアモータ１に形成した貫通孔内に軸受け３を介して回転軸１ａを設け、この回転軸１ａの内側にフィードチューブ４を配置している。

フィードチューブ４の先端にはノズル５が取り付けられている。これらフィードチューブ４内及びノズル５内には軸方向に塗料流路６及びシンナーなどの洗浄剤流路７が形成され、塗料流路６はノズル５の先端部において中心部に開口し、洗浄剤流路７はノズル先端部において塗料流路６の外側に開口している。

図示例にあっては、塗料流路６及び洗浄剤流路７を形成した例を示したが、塗料流路として複数本設け、夫々に異なる色の塗料を供給してもよい。また塗料流路及び洗浄剤流路の他に、硬化剤の流路を形成してもよい。

前記エアモータ１によって回転せしめられる回転軸１ａ内側には前記ノズル５が配置され、回転軸１ａの外側にはカップ状霧化ヘッド８が取り付けられている。このカップ状霧化ヘッド８は霧化ヘッドインナ８ａと霧化ヘッドアウタ８ｂとからなり、霧化ヘッドインナ８ａが前記回転軸１ａの外側に螺着され、霧化ヘッドインナ８ａの外側に霧化ヘッドアウタ８ｂが螺着され、霧化ヘッドインナ８ａと霧化ヘッドアウタ８ｂとの間には霧化空間９が形成されている。

霧化ヘッドアウタ８ｂの内側面は中央部が略平坦な底面１０とされ、この底面１０の中心部に凹部１１が形成され、この凹部１１に洗浄剤の吐出口１２が４箇所開口している。

また霧化ヘッドアウタ８ｂの底面１０と連続する外側部はカップ状の凹面１３とされ、前記底面１０と凹面１３との境界部には周方向に等間隔で複数の紡錘状突部１４を形成し、この突部１４内に塗料通路１５を形成している。

塗料通路１５は一端が前記霧化空間９に開口し、他端が突部１４の凹面１３と対向する傾斜面に吐出口として開口している。この吐出口として開口は底面１０よりも高い位置にあるため、突部１４の外側には吐出口から放出された塗料粒子が接触しないで飛び越える塗料離間部１６が形成される。

塗料離間部１６と凹面１３とは緩やかな段差部１７を介して連続している。この段差部１７は塗料通路１５の吐出口に対向しており、吐出口から放出された塗料粒子は段差部１７に衝突し、その衝撃で拡散し塗料の厚みの均一化が行われる。

また、霧化ヘッドアウタ８ｂの内側面の周縁には細かな突条１８が多数形成され、この突条１８間の微細な溝を介して塗料は一定の微細粒子となって外部に飛散する。

一方、前記カバー２と霧化ヘッドアウタ８ｂの周縁部との間にはシェーピングエアの噴出口１９が形成されており、霧化ヘッドアウタ８ｂの周縁部から飛び出した塗料粒子は、噴出口１９からのエアによって特定の方向に向けて飛散し車体表面などに付着せしめられる。

次に、塗料と洗浄剤のそれぞれの流路を図４及び図５に基づいて説明する。
先ず、塗料については、図４に示すように、ノズル５の先端の中央に開口する塗料流路６からポンプ圧によって霧化空間９に噴出する。

霧化空間９に噴出した塗料は霧化ヘッドアウタ８ｂの裏面の中央に形成された突起部２０によって均等に分岐され遠心力によって霧化ヘッドアウタ８ｂの裏面に沿って径方向外側に流れ、突部１４内に形成した塗料通路１５内に入り、塗料通路１５の吐出口から吐出する。

ここで、霧化ヘッドアウタ８ｂの裏面には洗浄剤の噴出口１２の一端が開口しているが、塗料の流れ方向はこの噴出口１２に略直交しており、且つ塗料の流速が速いため、噴出口１２には塗料は殆ど入らず、塗料通路１５内に入る。

塗料通路１５の吐出口から吐出した塗料は、その勢いによって塗料離間部１６を飛び越え、対向する段差部１７に衝突し、その衝撃で塗料粒子は拡散し、更に遠心力で径方向外側に移動し、霧化ヘッドアウタ８ｂの周縁部から微細化して飛び出す。

一方、洗浄剤に関しては図５に示すように、ノズル５の先端の塗料流路６の外側の洗浄剤流路７からポンプ圧によって霧化空間９に噴出する。霧化空間９に噴出した洗浄剤はその対向位置に洗浄剤の噴出口１２が開口しているため、噴出口１２内にその殆どが流入し、噴出口１２を介して霧化ヘッドアウタ８ｂの底面１０に供給される。

尚、霧化空間９に噴出した洗浄剤の一部は霧化空間内に付着した塗料を溶解して塗料流路１５を介して外部に排出する。

底面１０に供給された洗浄剤は遠心力によって径方向外側に移動する間に、底面１０、凹面１３、突部１４の表面及び塗料離間部１６の表面に付着した塗料を溶解し、外部に排出する。

図示例にあっては底面１０と凹面１３との境界部に突部１４を形成し、この突部１４内に塗料通路を形成し、この塗料通路の吐出口を底面より高くすることで、塗料が飛び越える塗料離間部を形成するようにしたが、底面１０全体を凹面１３の最内側部分よりも高くすることで、塗料離間部を形成することもできる。

本発明に係る回転霧化式塗装装置およびこの装置を用いた塗装方法は、自動車のボディに限らず、各種ワークの塗装に利用することができる。

１…エアモータ、１ａ…回転軸、２…カバー、３…軸受け、４…フィードチューブ、５…ノズル、６…塗料流路、７…洗浄剤流路、８…カップ状霧化ヘッド、８ａ…霧化ヘッドインナ、８ｂ…霧化ヘッドアウタ、９…霧化空間、１０…底面、１１…凹部、１２…洗浄剤の吐出口、１３…カップ状の凹面、１４…突部、１５…塗料通路、１６…塗料離間部、１７…段差部、１８…突条、１９…シェーピングエアの噴出口、２０…分岐用突起部。

Claims (3)

1. 塗料供給用の回転軸の先端にカップ状霧化ヘッドを取付けた回転霧化式塗装装置において、前記カップ状霧化ヘッドの内側面には回転中心を中心とした円に沿って等間隔で塗料吐出通路の開口が形成され、この開口の外側には開口から吐出した塗料が接触しないで飛び越える塗料離間部が形成され、更に前記塗料吐出通路は前記カップ状霧化ヘッドの内側面に設けた凸部内に形成されていることを特徴とする回転霧化式塗装装置。
2. 請求項１に記載の回転霧化式塗装装置において、前記塗料離間部よりも径方向内方に寄った位置に洗浄液吐出口が形成されていることを特徴とする回転霧化式塗装装置。
3. 塗料供給用の回転軸の先端にカップ状霧化ヘッドを取付け、回転軸から供給された塗料を遠心力によってカップ状霧化ヘッド内側面に沿って径方向外側に広げ、カップ状霧化ヘッドの外周から塗料を霧化した状態で飛散させるようにした塗布方法において、前記カップ状霧化ヘッド内側面には回転中心を中心とした円に沿って等間隔で塗料吐出通路の開口が形成され、また前記塗料吐出通路は前記カップ状霧化ヘッドの内側面に設けた凸部内に形成され、更にカップ状霧化ヘッド内側面で前記塗料吐出通路の開口よりも外側には遠心力によって径方向外方に移動する塗料が飛び越える塗料離間部が設けられ、この塗料離間部を飛び越えた塗料を前記カップ状霧化ヘッドの内側面に衝突させることで塗料を拡散させることを特徴とする回転霧化式塗装方法。