JP6080127B2

JP6080127B2 - 静電塗装用回転霧化ヘッド

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Publication number: JP6080127B2
Application number: JP2013220492A
Authority: JP
Inventors: 敬二真鍋; 鈴木　浩之; 浩之鈴木; 峻秋元
Original assignee: Taikisha Ltd
Current assignee: Taikisha Ltd
Priority date: 2013-10-23
Filing date: 2013-10-23
Publication date: 2017-02-15
Anticipated expiration: 2033-10-23
Also published as: JP2015080766A

Description

本発明は、静電塗装において帯電状態の塗料を霧状に飛散させる静電塗装用回転霧化ヘッドに関し、詳しくは、塗料路を通じヘッド本体の回転中心部に供給される塗料を電圧印加状態にある前記ヘッド本体の回転に伴う遠心力により前記ヘッド本体の表面上に拡がらせて前記ヘッド本体の外周側端縁部の全周から外側に向けて帯電状態で霧状に飛散させる静電塗装用回転霧化ヘッドに関する。

近年、塗装ラインにおける塗装機の必要設置数を低減するなどのために塗装機一機あたりの塗装能力を高めることが望まれているが、回転霧化式静電塗装機の塗装能力を高めるためには、回転霧化ヘッドの回転中心部に対する単位時間当たりの塗料供給量（即ち、塗料吐出能力）を大きくしながらも、噴霧塗料の粒径を適正な粒径に保つとともに噴霧塗料の帯電度を十分にして、所要の高い塗装品質を確保するとともに被塗物に対する塗料塗着効率を良好にする必要がある。

このことから従来、回転霧化式静電塗装機の塗装能力を高める方法としては、塗料吐出能力の増大に合わせて回転霧化ヘッドの回転速度を大きくする、あるいは、塗料吐出能力の増大に合わせて回転霧化ヘッドを大径化することが考えられていた。

しかし、塗料吐出能力の増大に合わせて回転霧化ヘッドの回転速度を大きくする前者の方法では、塗料吐出能力の増大に対し、回転霧化ヘッドの回転速度増大による遠心力の増大により噴霧塗料の粒径は適正な粒径に保ち得るものの、噴霧塗料の帯電度（換言すれば、単位量の塗料に対する電荷供給量）が低下してしまい、この点で、塗着効率を良好に保った状態での塗装能力の向上を十分には実現し得ない問題があった。

一方、塗料吐出能力の増大に合わせて回転霧化ヘッドを大径化する方法では、塗料吐出能力の増大に対し、噴霧塗料の粒径を適正な粒径に保つことができ、また、噴霧塗料の帯電度も十分にすることができて、塗装品質及び塗着効率を良好に保った状態での塗装能力の向上を実現し得るものの、回転霧化ヘッドの大径化に伴い、回転霧化ヘッドを回転駆動するモータの負荷トルクが大きくなってモータが大型化するとともに、回転霧化ヘッドやモータを備える塗装機全体の大型化を招く問題が生じ、また、回転霧化ヘッドを移動させながらの塗装作業において回転霧化ヘッドと他物との干渉が生じ易くなり、そのことで塗装機の大型化とも相俟って塗装作業性が低下する問題も派生した。

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、塗装品質及び塗着効率を良好に保ちながら、また、モータや塗装機の大型化等の問題を回避しながら、回転霧化式静電塗装機の塗装能力を効果的に向上させる点にある。

上記静電塗装用回転霧化ヘッドの参考例としては、
塗料路を通じヘッド本体の回転中心部に供給される塗料を電圧印加状態にある前記ヘッド本体の回転に伴う遠心力により前記ヘッド本体の表面上に拡がらせて前記ヘッド本体の外周側端縁部の全周から外側に向けて帯電状態で霧状に飛散させる静電塗装用回転霧化ヘッドであって、
一体的に回転させる複数の前記ヘッド本体を回転軸芯方向に並べて配置し、
前記塗料路は、複数の前記ヘッド本体夫々の回転中心部においてそれらヘッド本体夫々の表面に塗料を分配供給する構成にし、
複数の前記ヘッド本体夫々の表面のうち少なくとも塗料を外側に向けて霧状に飛散させる前記外周側端縁部の表面は、前記外周側端縁部の全周にわたって前記外周側端縁部の先端まで平滑面にすることが考えられる。

つまり、回転霧化ヘッドに対する研究の結果、回転霧化ヘッドに対する単位時間当たりの塗料供給量で表される塗料吐出能力の増大に対し、回転霧化ヘッドの外周側端縁部から飛散させる噴霧塗料の粒径を適正な粒径に保つには、回転霧化ヘッドの表面上を拡がって回転霧化ヘッドの外周側端縁部に至る塗料の膜厚を単に前述の如き回転霧化ヘッドの回転速度増大や大径化などにより適正な厚さに保つことだけで実現することができる。

しかし、噴霧塗料の帯電は電圧印加した回転霧化ヘッドにおける外周側端縁部（即ち、塗料の飛散部）において集中的に生じることから、塗料吐出能力の増大に対し噴霧塗料の帯電度（単位量の塗料に対する電荷供給量）を十分にするには、塗料膜厚を適正な厚さに保つだけでは不十分であり、回転霧化ヘッドにおける外周側端縁部の周長を大きくして、回転霧化ヘッドの外周上の１点における単位時間当たりの塗料通過量を小さくすることが重要であることを知見するに至った。

このことに対し、上記参考例の構成によれば、並置した複数のヘッド本体夫々の表面で分配塗料を拡がらせて、それら複数のヘッド本体夫々の外周側端縁部から分配塗料を帯電状態で霧状に飛散させるから、塗料吐出能力の増大に対し、回転霧化ヘッドの大径化を伴うことなく、回転霧化ヘッドの表面面積及び外周側端縁部の周長を、複数のヘッド本体夫々の表面面積の和及び外周側端縁部の周長の和をもって大きく確保することができる。

即ち、このことから、上記参考例の構成によれば、塗料吐出能力の増大に対して、回転霧化ヘッドの大径化によるモータや塗装機の大型化並びに塗装作業性の低下を回避しながら、また、噴霧塗料の粒径を適正な粒径に保つとともに噴霧塗料の帯電度も効果的かつ十分に高めて塗装品質及び塗着効率を良好に保ちながら、回転霧化式静電塗装機の塗装能力を効果的に向上させることができる。

さらに、上記参考例の構成では、複数のヘッド本体夫々について外周側端縁部の表面を全周にわたって平滑面にするため、複数のヘッド本体夫々の外周側端縁部の全周において分配塗料を均一に拡がらせてその全周を噴霧塗料の帯電に有効に利用することができ、これにより噴霧塗料の帯電度を一層効果的かつ十分に高めることができるから、上記のような回転霧化式静電塗装機の塗装能力の向上を一層効果的なものにすることができる。

そして、以上のように、上記参考例の構成では、モータ等を小型に保ち、作業性、塗装品質、及び、塗着効率を良好に保ちながらも、回転霧化式静電塗装機一機あたりの塗装能力を向上させることができるから、塗装ラインにおける塗装機の必要設置数も効果的に低減することが可能になる。

ここで、本発明の第１特徴構成の特徴は、
塗料路を通じヘッド本体の回転中心部に供給される塗料を電圧印加状態にある前記ヘッド本体の回転に伴う遠心力により前記ヘッド本体の表面上に拡がらせて前記ヘッド本体の外周側端縁部の全周から外側に向けて帯電状態で霧状に飛散させる静電塗装用回転霧化ヘッドであって、
前記塗料路は、前記ヘッド本体の回転中央部において前記ヘッド本体の表側表面と裏側表面とに塗料を分配供給する構成にし、
前記ヘッド本体の外周側端縁部は、その全周にわたらせて、前記表側表面上を拡がる塗料を外側に向けて帯電状態で霧状に飛散させる表側外周側端縁部と、前記裏側表面上を拡がる塗料を外側に向けて帯電状態で霧状に飛散させる裏側外周側端縁部とに二股状に分岐してある点にある。

つまり、この第１特徴構成によれば、ヘッド本体の表側と裏側とに塗料を分配して供給しヘッド本体の表側表面と裏側表面とで分配塗料を拡がらせて、二股状に分岐させたヘッド本体の表側外周側端縁部と裏側外周側端縁部から分配塗料を帯電状態で霧状に飛散させるから、塗料吐出能力の増大に対し、回転霧化ヘッドの大径化を伴うことなく、回転霧化ヘッドの表面面積及び外周側端縁部の周長を、ヘッド本体の表側と裏側夫々の表面面積の和及び表側外周側端縁部と裏側外周側端縁部の周長の和をもって大きく確保することができる。

即ち、このことから、上記第１特徴構成によれば、前記した参考例と同様に、塗料吐出能力の増大に対して、回転霧化ヘッドの大径化によるモータや塗装機の大型化並びに塗装作業性の低下を回避しながら、また、噴霧塗料の粒径を適正な粒径に保つとともに噴霧塗料の帯電度も効果的かつ十分に高めて塗装品質及び塗着効率を良好に保ちながら、回転霧化式静電塗装機の塗装能力を効果的に向上させることができる。

そして、第１特徴構成では、前記参考例と同様に、モータ等を小型に保ち、作業性、塗装品質、及び、塗着効率を良好に保ちながらも、回転霧化式静電塗装機一機あたりの塗装能力を向上させることができるから、塗装ラインにおける塗装機の必要設置数も効果的に低減することが可能になる。

本発明の第２特徴構成は、上記した第１特徴構成において、
前記ヘッド本体をその回転軸芯が螺旋中心軸芯となる螺旋形状に形成して、そのヘッド本体の表側及び裏側の表面の夫々を螺旋面状にし、
前記塗料路は、前記ヘッド本体の回転中心部において塗料を前記螺旋中心軸芯方向に分散させた状態で前記ヘッド本体の表側及び裏側の螺旋表面に分配供給する構成にしてある点にある。

つまり、この第２特徴構成によれば、第１特徴構成による効果に加えて、ヘッド本体の表側及び裏側の表面を螺旋面状にするとともに、塗料をそれら表側及び裏側の螺旋表面に分散させた状態で供給して表側及び裏側の螺旋表面の全体に分配塗料を拡がらせて、ヘッド本体の外周側端縁部から分配塗料を帯電状態で霧状に飛散させるから、塗料吐出能力の増大に対し、回転霧化ヘッドの大径化を伴うことなく、回転霧化ヘッドの表面面積及び外周側端縁部の周長を、ヘッド本体の表面を螺旋面状とすることによる表面面積及び外周側端縁部の周長の増大をもって更に大きく確保することができる。

即ち、このことから、上記第２特徴構成によれば、塗料吐出能力の増大に対して、回転霧化ヘッドの大径化によるモータや塗装機の大型化並びに塗装作業性の低下を回避しながら、また、噴霧塗料の粒径を適正な粒径に保つとともに噴霧塗料の帯電度も効果的かつ十分に高めて塗装品質及び塗着効率を良好に保ちながら、回転霧化式静電塗装機の塗装能力を更に効果的に向上させることができる。

そして、第２特徴構成では、前記参考例と同様に、モータ等を小型に保ち、作業性、塗装品質、及び、塗着効率を良好に保ちながらも、回転霧化式静電塗装機一機あたりの塗装能力を向上させることができるから、塗装ラインにおける塗装機の必要設置数も効果的に低減することが可能になる。

本発明の第３特徴構成は、第１又は第２特徴構成において、
前記ヘッド本体の表面のうち少なくとも塗料を外側に向けて霧状に飛散させる前記外周側端縁部の表面は、前記外周側端縁部の全周にわたって前記外周側端縁部の先端まで平滑面にしてある点にある。

つまり、この第３特徴構成によれば、ヘッド本体の外周側端縁部の表面を全周にわたって平滑面にするため、ヘッド本体の外周側端縁部の全周において分配塗料を均一に拡がらせてその全周を噴霧塗料の帯電に有効に利用することができ、これにより噴霧塗料の帯電度を一層効果的かつ十分に高めることができるから、上記のような回転霧化式静電塗装機の塗装能力の向上を一層効果的なものにすることができる。

本発明の第４特徴構成は、前記した第１特徴構成において、
一体的に回転させる複数の前記ヘッド本体を回転軸芯方向に並べて配置し、
前記塗料路は、複数の前記ヘッド本体夫々の回転中心部においてそれらヘッド本体夫々の表側及び裏側の表面に塗料を分配供給する構成にし、
複数の前記ヘッド本体夫々の表面のうち少なくとも塗料を外側に向けて霧状に飛散させる前記外周側端縁部の表面は、前記外周側端縁部の全周にわたって前記外周側端縁部の先端まで平滑面にしてある点にある。
つまり、この第４特徴構成によれば、第１特徴構成による効果に加えて、並置した複数のヘッド本体夫々の表面で分配塗料を拡がらせて、それら複数のヘッド本体夫々の外周側端縁部から分配塗料を帯電状態で霧状に飛散させるから、塗料吐出能力の増大に対し、回転霧化ヘッドの大径化を伴うことなく、回転霧化ヘッドの表面面積及び外周側端縁部の周長を、複数のヘッド本体夫々の表面面積の和及び外周側端縁部の周長の和をもって更に大きく確保することができる。
即ち、このことから、上記第４特徴構成によれば、塗料吐出能力の増大に対して、回転霧化ヘッドの大径化によるモータや塗装機の大型化並びに塗装作業性の低下を回避しながら、また、噴霧塗料の粒径を適正な粒径に保つとともに噴霧塗料の帯電度も効果的かつ十分に高めて塗装品質及び塗着効率を良好に保ちながら、回転霧化式静電塗装機の塗装能力を更に効果的に向上させることができる。
さらに、上記第４特徴構成では、複数のヘッド本体夫々について外周側端縁部の表面を全周にわたって平滑面にするため、複数のヘッド本体夫々の外周側端縁部の全周において分配塗料を均一に拡がらせてその全周を噴霧塗料の帯電に有効に利用することができ、これにより噴霧塗料の帯電度を一層効果的かつ十分に高めることができるから、上記のような回転霧化式静電塗装機の塗装能力の向上を一層効果的なものにすることができる。
そして、第４特徴構成では、前記参考例と同様に、モータ等を小型に保ち、作業性、塗装品質、及び、塗着効率を良好に保ちながらも、回転霧化式静電塗装機一機あたりの塗装能力を向上させることができるから、塗装ラインにおける塗装機の必要設置数も効果的に低減することが可能になる。

本発明の第５特徴構成は、上記第４特徴構成において、
複数の前記ヘッド本体は、互いに隣り合うヘッド本体同士を連結することで回転軸芯方向に連設する構成にし、
複数の前記ヘッド本体の夫々には、互いに隣り合う前記ヘッド同士の連結に伴い前記塗料路を延長する状態で互いに連通する塗料路形成孔、及び、その塗料路形成孔からヘッド本体の表面に塗料を供給する塗料路分岐孔を形成してある点にある。
つまり、この第５特徴構成によれば、回転霧化ヘッドに対して新たにヘッド本体を連結するのに伴い、各ヘッド本体の塗料路形成孔が連通することで新たに連結するヘッド本体まで塗料路が延長されて、各ヘッド本体の塗料路分岐孔から各ヘッド本体の表面に塗料が供給されるから、即ち、ヘッド本体の単なる連結作業のみで塗料が拡がるヘッド表面の面積を大きくすることができるから、塗装能力に合った数のヘッド本体を一体に備える専用の回転霧化ヘッドを個々に製造するのに比べ、ヘッド本体の単なる連結作業のみで所望の数のヘッド本体を備えた回転霧化ヘッドを容易に得ることができる。

第１参考形態を示す静電塗装機の縦断面図第１参考形態を示す静電塗装機の先端部の縦断面模式図本発明の実施形態を示す静電塗装機の先端部の縦断面模式図本発明の実施形態を示す回転霧化ヘッドの斜視模式図第２参考形態を示す静電塗装機の先端部の縦断面模式図第２参考形態を示す回転霧化ヘッドの斜視模式図

〔第１参考形態〕
図１は、塗装ロボットのアームの先端部などに装備された状態で静電塗装を行う回転霧化式静電塗装機１を示す。塗装機１の先端には噴霧部としての回転霧化ヘッド１０を装備し、さらに、塗装機１の内部には、回転霧化ヘッド１０を回転させるタービン型エアモータ２、回転霧化ヘッド１０まで塗料Ｔを供給する塗料路３、塗料帯電用の高電圧を発生する高電圧発生器４を設けてある。

この回転霧化ヘッド１０は、図１、２に示すように、２つのベル型のヘッド本体１１Ａ，１１Ｂを回転軸芯Ｘの方向に並べて配置するとともに、これらヘッド本体１１Ａ，１１Ｂが一体的に回転するようにしてあり、各ヘッド本体１１Ａ，１１Ｂには塗料路３として各ヘッド本体１１Ａ，１１Ｂの回転中心部１２Ａ，１２Ｂに塗料Ｔを供給する塗料路形成孔１３Ａ，１３Ｂと、各ヘッド本体１１Ａ，１１Ｂの回転中心部１２Ａ，１２Ｂに供給された塗料Ｔを各ヘッド本体１１Ａ，１１Ｂの表面１５Ａ，１５Ｂへと導く塗料路分岐孔１４Ａ，１４Ｂとを設けてある。

即ち、この回転霧化ヘッド１０は、塗料路３としての塗料路形成孔１３Ａ，１３Ｂを通じて各ヘッド本体１１Ａ，１１Ｂの回転中心部１２Ａ，１２Ｂに供給された塗料Ｔを、塗料路分岐孔１４Ａ，１４Ｂを通じて各ヘッド本体表面１５Ａ，１５Ｂに分配して供給し、この供給塗料Ｔを回転霧化ヘッド１０の回転による遠心力により各ヘッド本体表面１５Ａ，１５Ｂ上に拡がらせて各ヘッド本体１１Ａ，１１Ｂの外周側端縁部１６Ａ，１６Ｂの全周から外側に向けて霧状に飛散させる。

先端側のヘッド本体１１Ｂは基端側のヘッド本体１１Ａに対して着脱可能な構成にしてあり、適当な連結手段により（図示しない）、先端側のヘッド本体１１Ｂを基端側のヘッド本体１１Ａに連結して回転軸芯方向に各ヘッド本体１１Ａ，１１Ｂを連設してある。なお、適当な連結手段の一例を挙げれば、基端側ヘッド本体１１Ａに被ネジ部を設けるとともに先端側のヘッド本体１１Ｂにボルト挿通孔を設け、先端側のヘッド本体１１Ｂに設けたボルト挿通孔に挿通したボルトを基端側ヘッド本体１１Ａの被ネジ部に対しネジ込み操作して、ボルト頭による締め付けにより先端側のヘッド本体１１Ｂを基端側ヘッド本体１１Ａに対し狭着固定するなどすればよい。

塗料路形成孔１３Ａ，１３Ｂは回転軸芯Ｘの方向に開口し、先端側ヘッド本体１１Ｂの基端側ヘッド本体１１Ａへの連結に伴い各塗料路形成孔１３Ａ，１３Ｂは互いに連通するようにしてある。なお、最先端側のヘッド本体１１Ｂについては、塗料路形成孔１３Ｂの表側開口はプラグ１７等により常に閉じておく。

塗料路分岐孔１４Ａ，１４Ｂは各塗料路形成孔１３Ａ，１３Ｂの内周面から各ヘッド本体１１Ａ，１１Ｂの表面まで貫通するものであり、各ヘッド本体１１Ａ，１１Ｂには、その周方向に分散させて複数の塗料路分岐孔１４Ａ，１４Ｂを設けてある。

また、各ヘッド本体１１Ａ，１１Ｂにおいて、塗料路分岐孔１４Ａ，１４Ｂの数や流入口径、流出口径を適示調整することで、各ヘッド本体１１Ａ，１１Ｂに塗料Ｔが均等に分配されるようにするとともに、塗料路分岐孔１４Ａ，１４Ｂの流入口１８Ａ，１８Ｂを塗料路形成孔１３Ａ，１３Ｂの内周面の周方向に等間隔に配置し、塗料路分岐孔１４Ａ，１４Ｂの流出口１９Ａ，１９Ｂをヘッド本体表面１５Ａ，１５Ｂに同一円周上で等間隔に配置することにより、各ヘッド本体１１Ａ，１１Ｂに分配された塗料Ｔが各ヘッド本体１１Ａ，１１Ｂの表面１５Ａ，１５Ｂの全周に均等に供給されるようにしてある。

また、各ヘッド本体１１Ａ，１１Ｂの外周側端縁部１６Ａ，１６Ｂの表面を全周にわたってその先端まで溝や突起などの凹凸のない平滑面としてある。

タービン型エアモータ２はタービン部２ａと回転出力軸２ｂとからなり、回転霧化ヘッド１０は回転出力軸２ｂに連結してある。そして、タービン部２ａを塗装機１の外部からホースを通じて供給する圧縮空気により回転させることで、回転霧化ヘッド１０に連結したエアモータ２の回転出力軸２ｂを駆動回転させて回転霧化ヘッド１０を回転させる。

塗料路３は、塗装機１の外部から塗装機１の内部を通り、中空軸であるエアモータ２の回転出力軸２ｂの中央孔を経由して各ヘッド本体１１Ａ，１１Ｂの塗料路形成孔１３Ａ，１３Ｂにわたり、これにより塗装機外部から各ヘッド本体１１Ａ，１１Ｂの回転中心部１２Ａ，１２Ｂまで塗料Ｔを供給する。

高電圧発生器４の電圧出力端４ａはエアモータ２のタービン部２ａに対して電気的に接続してあり、高電圧発生器４によるタービン部４ａへの高電圧印加により、そのタービン部２ａと機械的に連結されたエアモータ２の回転出力軸２ｂ、及び、その回転出力軸２ｂに連結する回転霧化ヘッド１０（つまりは各ヘッド本体１１Ａ，１１Ｂ）にも高電圧が印加され、これにより、高電圧印加状態にある各ヘッド本体１１Ａ，１１Ｂとその表面１５Ａ，１５Ｂを拡がる塗料Ｔとの接触により噴霧前の塗料Ｔを帯電させるようにしてある。

また、塗装機１の先端部には、その塗装機先端部の外郭を形成するとともに先端開口部５ａを通じて回転霧化ヘッド１０を塗装機１から前方に向けて露出させるエアノズル形成カバー５を装着してあり、このエアノズル形成カバー５の装着によりエアノズル形成カバー５における先端開口縁と回転霧化ヘッド１０の背面との間の隙間部分に先端開口部５ａの全周にわたるシェーピングエア噴出部６を形成してある。

さらに具体的には、外周面に多数の凹溝を形成したノズル形成筒７をエアノズル形成カバー５に内嵌して、ノズル形成筒７の各凹溝をエアノズル形成カバー５により蓋する状態にすることで、それら凹溝の夫々をエア通路にして各凹溝の先端側の開口をエアノズル形成カバー５における先端開口部５ａの全周にわたって並ぶエア噴出口にし、これらのエア噴出口の環状群により上記シェーピングエア噴出部６を形成してある。

そして、シェーピングエア噴出部６から塗装機１の前方に向けてシェーピングエアＡを噴出させ、このシェーピングエアＡにより各ヘッド本体１１Ａ，１１Ｂの外周側端縁部１６Ａ，１６Ｂから飛散する塗料Ｔを変向させて、噴霧塗料Ｔの噴霧パターンＰを塗装機１の前方に向く円筒状ないし逆円錐状にする。

塗装機１は以上のように構成され、静電塗装においては、回転霧化ヘッド１０をエアモータ２の運転により高速回転させるとともに、高電圧発生器４の運転により各ヘッド本体１１Ａ，１１Ｂを高電圧印加状態にし、塗料路３を通じて各ヘッド本体１１Ａ，１１Ｂの回転中心部１２Ａ，１２Ｂに供給された塗料Ｔを回転による遠心力により各ヘッド本体表面１５Ａ，１５Ｂに均等に分配供給して各表面１５Ａ，１５Ｂに拡がらせ、また、塗料Ｔを各表面１５Ａ，１５Ｂに拡がらせる間に高電圧印加状態にある各ヘッド本体１１Ａ，１１Ｂとの接触により塗料Ｔを帯電させる。そして、この帯電塗料Ｔを外周側端縁部１６Ａ，１６Ｂの全周から外側に向けて霧状に飛散させ、この飛散する塗料ＴをシェーピングエアＡにより噴霧パターンＰに変向させることで塗装機１前方の自動車ボディなどの被塗物（図示せず）に対し塗料Ｔを噴霧し、塗料Ｔの帯電極性とは逆極性の電圧を印加した被塗物に対して塗料Ｔを電気的引力により塗着させて塗装する。

塗装機１は上記のようにして静電塗装を行うが、塗装機１の回転霧化ヘッド１０は、２つ連設したヘッド本体１１Ａ，１１Ｂ夫々の表面１５Ａ，１５Ｂで分配塗料Ｔを拡がらせて、各ヘッド本体１１Ａ，１１Ｂ夫々の外周側端縁部１６Ａ，１６Ｂから分配塗料Ｔを帯電状態で霧状に飛散させることにより、回転霧化ヘッド１０の大径化を伴うことなく、回転霧化ヘッド１０の表面面積及び外周側端縁部の周長を、各ヘッド本体１１Ａ，１１Ｂ夫々の表面面積の和及び外周側端縁部１６Ａ，１６Ｂの周長の和をもって大きく確保してある。

即ち、この第１参考形態では、塗装機１の塗料吐出能力の増大に対し、回転霧化ヘッド１０の表面面積を大きく確保することによって回転霧化ヘッド１０の表面１５Ａ，１５Ｂを拡がり回転霧化ヘッド１０の外周側端縁部１６Ａ，１６Ｂに至る塗料Ｔの膜厚を適正な厚さに保ち、これにより噴霧塗料Ｔの粒径を適正な粒径に保つことができ、かつ、噴霧塗料Ｔの帯電が集中的に生じる外周側端縁部の周長を大きく確保することによって噴霧塗料Ｔの帯電度も効果的かつ十分に高めることができるから、塗装機１の塗料吐出能力を増大させても、塗装品質及び塗着効率を良好に保ちながら、回転霧化式静電塗装機１の塗装能力を効果的に向上させることができる。

さらに、各ヘッド本体１１Ａ，１１Ｂの外周側端縁部１６Ａ，１６Ｂの表面を全周にわたってその先端まで溝や突起などの凹凸のない平滑面とすることにより、塗料Ｔを外周側端縁部１６Ａ，１６Ｂの全周において均一に薄膜化して拡がらせて外周側端縁部１６Ａ，１６Ｂの全周を塗料Ｔの帯電に有効に利用してあり、これにより噴霧塗料の帯電度を一層効果的かつ十分に高めるから、上記のような回転霧化式静電塗装機の塗装能力の向上を一層効果的なものにしてある。

〔本発明の実施形態〕
図３は、塗装ロボットのアームの先端部などに装備した状態で静電塗装を行う回転霧化式の静電塗装機１の先端部の拡大図を示し、上記した第１参考形態とは塗装機１の先端に装備した回転霧化ヘッド２０の構造が異なる。

回転霧化ヘッド２０は、１つのヘッド本体２１を備え、塗料路３からヘッド本体２１の回転中心部２２の塗料室２２ａに供給された塗料Ｔをヘッド本体２１の表側２１Ａに供給する複数の第１塗料供給孔２３と、塗料路３からヘッド本体２１の回転中心部２２の塗料室２２ａに供給された塗料Ｔをヘッド本体２１の裏側２１Ｂに供給する複数の第２塗料供給孔２４を設けてある。

第１及び第２塗料供給孔２３、２４の流入口２３ａ、２４ａは回転中心部２２において同一円周上で互い違いに、且つ、等間隔に並ぶよう設けてあり、また、流入口２３ａと流入口２４ａの数や流入口径、流出口径を適示調整することにより、ヘッド本体２１の表側２１Ａと裏側２１Ｂとに塗料Ｔが均等に分配されるようにしてある。

第１塗料供給孔２３の流出口２３ｂについてはヘッド本体表側表面２５Ａに同一円周上で等間隔設け、また、第２塗料供給孔２４の流出口２４ｂについてはヘッド本体裏側表面２５Ｂに同一円周上で等間隔設け、ヘッド本体２１の表側２１Ａと裏側２１Ｂとに分配された塗料Ｔがヘッド本体の表側表面２５Ａと裏側表面２５Ｂとの夫々の全周に均等に供給されるようにしてある。

また、ヘッド本体２１の外周側端縁部２６は、図３、４に示すように、全周にわたらせて回転軸芯方向に表側外周側端縁部２６Ａと裏側外周側端縁部２６Ｂとの二股状に分岐してあり、表側表面２５Ａを拡がる塗料は表側外周側端縁部２６Ａから、また裏側表面２５Ｂを拡がる塗料は裏側外周側端縁部２６Ｂから夫々、霧状に飛散させるようにしてある。

即ち、この回転霧化ヘッド２０は、塗料路３からヘッド本体２１の回転中心部２２の塗料室２２ａに供給された塗料Ｔを、第１塗料供給孔２３と第２塗料供給孔２４とを通じてヘッド本体２１の表側２１Ａと裏側２１Ｂとに分配して供給し、この供給塗料Ｔを回転霧化ヘッド２０の回転による遠心力によりヘッド本体２１の表側表面２５Ａと裏側表面２５Ｂ上に拡がらせてヘッド本体表側２１Ａの表側外周側端縁部２６Ａとヘッド本体裏側２１Ｂの裏側外周側端縁部２６Ｂとの全周から外側に向けて霧状に飛散させる。

また、ヘッド本体２１の各外周側端縁部２６Ａ，２６Ｂの表面を全周にわたってその先端まで溝や突起などの凹凸のない平滑面としてある。

このように、塗装機１の回転霧化ヘッド２０は、ヘッド本体２１の表側２１Ａと裏側２１Ｂとに塗料Ｔを分配して供給しヘッド本体２１の表側表面２５Ａと裏側表面２５Ｂとで分配塗料Ｔを拡がらせて、二股状に分岐したヘッド本体２１の表側外周側端縁部２６Ａと裏側外周側端縁部２６Ｂから分配塗料Ｔを帯電状態で霧状に飛散させるから、回転霧化ヘッドの大径化を伴うことなく、回転霧化ヘッド２０の表面面積及び外周側端縁部の周長を、ヘッド本体２０の表側２１Ａと裏側２１Ｂ夫々の表面面積の和及び二股状に分岐した外周側端縁部２６Ａ，２６Ｂの周長の和をもって大きく確保してある。

即ち、本実施形態では、前記した第１参考形態と同様に、回転霧化ヘッド２０の表面面積及び外周側端縁部の周長を大きく確保することにより、塗料吐出能力を増大させても、噴霧塗料Ｔの粒径を適正な粒径に保つとともに噴霧塗料Ｔの帯電度も効果的かつ十分に高めて塗装品質及び塗着効率を良好に保ちながら、回転霧化式静電塗装機１の塗装能力を効果的に向上させることができる。

さらに、ヘッド本体２１の外周側端縁部２６Ａ，２６Ｂの表面を全周にわたってその先端まで溝や突起などの凹凸のない平滑面とすることにより、塗料Ｔを外周側端縁部２６Ａ，２６Ｂの全周において均一に薄膜化して拡がらせて外周側端縁部２６Ａ，２６Ｂの全周を塗料Ｔの帯電に有効に利用してあり、これにより噴霧塗料の帯電度を一層効果的かつ十分に高めるから、上記のような回転霧化式静電塗装機の塗装能力の向上を一層効果的なものにしてある。

なお、このヘッド本体２１の裏側表面２５Ｂには親塗料処理を施してあり、第２塗料供給孔２４を通じてヘッド本体裏側２１Ｂに供給された塗料が第２塗料供給孔２４から外側に向けて飛散することなくヘッド本体裏側表面２５Ｂを拡がるようにしてある。

〔第２参考形態〕
図５は、塗装ロボットのアームの先端部などに装備した状態で静電塗装を行う回転霧化式の静電塗装機１の先端部の拡大図を示し、前記した第１参考形態とは塗装機１の先端に装備した回転霧化ヘッド３０の構造が異なる。

回転霧化ヘッド３０は、図５，６に示すように、１つのヘッド本体３１を備え、ヘッド本体３１は回転軸芯Ｘが螺旋中心軸芯となる螺旋形状に形成し、その表面３１Ａは螺旋面状にしてある。

また、ヘッド本体３１は、回転軸芯方向に開口し塗料路３としてヘッド本体３１の回転中心部３２に塗料を供給する塗料路形成孔３３と、回転中心部３２に供給された塗料Ｔをヘッド本体３１に分散して供給する複数の塗料路分岐孔３４を設けてある。

塗料路分岐孔３４の流入口３４ａは塗料路形成孔３３の内周面にヘッド本体螺旋表面３１Ａに対応する配置で螺旋状且つ等間隔で並べてあり、塗料路分岐孔３４の流出口３４ｂはヘッド本体螺旋表面３１Ａ上に螺旋中心軸芯方向に分散させて周方向に等間隔で並べてあり、これにより、塗料Ｔが螺旋中心軸芯方向に分散した状態でヘッド本体３１に均等に供給されるようにしてヘッド本体３１の螺旋表面３１Ａの全面にわたって塗料Ｔが均一に拡がるようにしてある。

即ち、この回転霧化ヘッド３０は、塗料路３としての塗料路形成孔３３を通じてヘッド本体３１の回転中心部３２に供給された塗料Ｔを、塗料路分岐孔３３を通じて螺旋中心軸芯方向に分散させた状態でヘッド本体３１に供給し、この供給塗料Ｔを回転霧化ヘッド３０の回転による遠心力によりヘッド本体３１の螺旋表面３１Ａ上に拡がらせてヘッド本体３１の外周側端縁部３５の全周から外側に向けて霧状に飛散させる。

また、ヘッド本体３１の外周側端縁部３５の表面は全周にわたってその先端まで溝や突起などの凹凸のない平滑面にしてある。

このように、回転霧化ヘッド３０は、ヘッド本体３１の表面３１Ａを螺旋面状にするとともに塗料Ｔをヘッド本体３１に分散させた状態で供給してその螺旋表面３１Ａの全面に分配塗料Ｔを拡がらせて、ヘッド本体３１の外周側端縁部３５から分配塗料Ｔを帯電状態で霧状に飛散させるから、回転霧化ヘッド３０の大径化を伴うことなく、回転霧化ヘッド３０の表面面積及び外周側端縁部の周長を、ヘッド本体３１の表面３１Ａを螺旋面状とすることによる表面面積及び外周側端縁部３５の周長の増大をもって大きく確保してある。

即ち、この第２参考形態では、前記した第１参考形態と同様に、回転霧化ヘッド３０の表面面積及び外周側端縁部の周長を大きく確保することにより、塗料吐出能力を増大させても、噴霧塗料Ｔの粒径を適正な粒径に保つとともに噴霧塗料Ｔの帯電度も効果的かつ十分に高めて塗装品質及び塗着効率を良好に保ちながら、回転霧化式静電塗装機１の塗装能力を効果的に向上させることができる。

さらに、ヘッド本体３１の外周側端縁部３５の表面を全周にわたってその先端まで溝や突起などの凹凸のない平滑面とすることにより、塗料Ｔを外周側端縁部３５の全周において均一に薄膜化して拡がらせて外周側端縁部３５の全周を塗料Ｔの帯電に有効に利用してあり、これにより噴霧塗料Ｔの帯電度を一層効果的かつ十分に高めるから、上記のような回転霧化式静電塗装機１の塗装能力の向上を一層効果的なものにしてある。
〔別実施形態〕

第１参考形態において、回転霧化ヘッド１０に２つのヘッド本体１１Ａ，１１Ｂを回転軸芯方向に並べて配置する例を示したが、ヘッド本体の並置数は２つに限定されるものではなく、３つ以上のヘッド本体を並べて配置してもよい。

第１参考形態において、先端側のヘッド本体１１Ｂは基端側のヘッド本体１１Ａに対し着脱可能な構成とする例を示したが、ヘッド本体１１Ａ，１１Ｂが一体となり着脱できないものであってもよい。

第１参考形態では、塗料Ｔは各ヘッド本体１１Ａ，１１Ｂの表側の表面１５Ａ，１５Ｂに拡がらせる例を示したが、これに代え、本発明の別実施形態として、各ヘッド本体１１Ａ，１１Ｂの裏側の表面にも塗料が供給されるように塗料路分岐孔を設けるなどして、表側の表面１５Ａ，１５Ｂに加え、各ヘッド本体１１Ａ，１１Ｂの裏側の表面にも拡がらせてもよい。

なお、このように各ヘッド本体１１Ａ，１１Ｂの裏側の表面にも塗料を拡がらせる場合、前記した実施形態と同様に、各ヘッド本体１１Ａ，１１Ｂの外周側端縁部１６Ａ，１６Ｂを夫々、全周にわたらせて回転軸芯方向に二股状に分岐させる。

第１参考形態において、塗料路３としての塗料路形成孔１３Ａ，１３Ｂを通じて各ヘッド本体１１Ａ，１１Ｂの回転中心部１２Ａ，１２Ｂに供給された塗料Ｔを、塗料路分岐孔１４Ａ，１４Ｂを通じて各ヘッド本体１１Ａ，１１Ｂに分配して供給する例を示したが、塗料Ｔを各ヘッド本体１１Ａ，１１Ｂに分配供給する構造はこれに限定されるものでなく、どのような構造であってもよい。

前記した実施形態において、塗料路３からヘッド本体２１の回転中心部２２の塗料室２２ａに供給された塗料Ｔを、第１塗料供給孔２３によりヘッド本体表側２１Ａに供給し、第２塗料供給孔２４によりヘッド本体裏側２１Ｂに供給する例を示したが、塗料Ｔをヘッド本体両側２１Ａ，２１Ｂに分配供給する構造はこれに限定されるものでなく、第１塗料供給孔２３又は第２塗料供給孔２４のいずれか一方に代えてヘッド本体表側表面２５Ａと裏側表面２５Ｂとを連通する塗料分岐孔を設け、ヘッド本体２１の表側２１Ａ又は裏側２１Ｂのいずれか一方側に供給されその表面を拡がる塗料Ｔの一部が塗料分岐孔を通じてヘッド本体の他方側に供給されるようにするなど適宜選択してもよい。

第２参考形態では、塗料Ｔはヘッド本体３１の表側の螺旋表面３１Ａに拡がらせる例を示したが、これに代え、本発明の別実施形態として、ヘッド本体３１の裏側の表面にも塗料が供給されるよう塗料路分岐孔を設けるなどして、表側の螺旋表面３１Ａに加え、ヘッド本体３１の裏側の表面にも塗料を拡がらせてもよい。

なお、このようにヘッド本体３１の裏側の表面にも塗料を拡がらせる場合、前記した実施形態と同様に、ヘッド本体３１の外周側端縁部３５を全周にわたらせて回転軸芯方向に二股状に分岐させる。

第２参考形態において、塗料路３としての塗料路形成孔３３を通じてヘッド本体３１の回転中心部３２に供給された塗料Ｔを、塗料路分岐孔３３を通じて螺旋中心軸芯方向に分散させた状態でヘッド本体３１に供給する例を示したが、塗料Ｔを螺旋中心軸芯方向に分散させた状態でヘッド本体３１に供給する構造はこれに限定されるものでなく、どのような構造であってもよい。

前記した実施形態においてはヘッド本体２１の各外周側端縁部２６Ａ，２６Ｂの表面を全周にわたってその先端まで溝や突起などの凹凸のない平滑面とする例を示し、前記した第２参考形態においてはヘッド本体３１の外周側端縁部３５の表面を全周にわたってその先端まで溝や突起などの凹凸のない平滑面にする例を示したが、これに限定されず、ヘッド本体２１の各外周側端縁部２６Ａ，２６Ｂやヘッド本体３１の外周側端縁部３５の表面に溝を設け、溝によって塗料Ｔを液糸に細分化するようにしてもよい。

本発明の静電塗装用回転霧化ヘッドは、各種分野において種々の用途に用いる静電塗装において利用できる。

３塗料路
１１Ａ，１１Ｂ，２１，３１ヘッド本体
１２Ａ，１２Ｂ，２２，３２回転中心部
Ｔ塗料
１５Ａ，１５Ｂヘッド本体の表面
１６Ａ，１６Ｂ、２６、３５外周側端縁部
１０，２０，３０静電塗装用回転霧化ヘッド
Ｘ回転軸芯
１３Ａ，１３Ｂ塗料路形成孔
１４Ａ，１４Ｂ塗料路分岐孔
２５Ａヘッド本体の表側表面
２５Ｂヘッド本体の裏側表面
２６Ａ表側外周側端縁部
２６Ｂ裏側外周側端縁部
３１Ａヘッド本体の螺旋表面

Claims

塗料路を通じヘッド本体の回転中心部に供給される塗料を電圧印加状態にある前記ヘッド本体の回転に伴う遠心力により前記ヘッド本体の表面上に拡がらせて前記ヘッド本体の外周側端縁部の全周から外側に向けて帯電状態で霧状に飛散させる静電塗装用回転霧化ヘッドであって、
前記塗料路は、前記ヘッド本体の回転中央部において前記ヘッド本体の表側表面と裏側表面とに塗料を分配供給する構成にし、
前記ヘッド本体の外周側端縁部は、その全周にわたらせて、前記表側表面上を拡がる塗料を外側に向けて帯電状態で霧状に飛散させる表側外周側端縁部と、前記裏側表面上を拡がる塗料を外側に向けて帯電状態で霧状に飛散させる裏側外周側端縁部とに二股状に分岐してある静電塗装用回転霧化ヘッド。
前記ヘッド本体をその回転軸芯が螺旋中心軸芯となる螺旋形状に形成して、そのヘッド本体の表側及び裏側の表面の夫々を螺旋面状にし、
前記塗料路は、前記ヘッド本体の回転中心部において塗料を前記螺旋中心軸芯方向に分散させた状態で前記ヘッド本体の表側及び裏側の螺旋表面に分配供給する構成にしてある請求項１記載の静電塗装用回転霧化ヘッド。
前記ヘッド本体の表面のうち少なくとも塗料を外側に向けて霧状に飛散させる前記外周側端縁部の表面は、前記外周側端縁部の全周にわたって前記外周側端縁部の先端まで平滑面にしてある請求項１又は２記載の静電塗装用回転霧化ヘッド。
一体的に回転させる複数の前記ヘッド本体を回転軸芯方向に並べて配置し、
前記塗料路は、複数の前記ヘッド本体夫々の回転中心部においてそれらヘッド本体夫々の表側及び裏側の表面に塗料を分配供給する構成にし、
複数の前記ヘッド本体夫々の表面のうち少なくとも塗料を外側に向けて霧状に飛散させる前記外周側端縁部の表面は、前記外周側端縁部の全周にわたって前記外周側端縁部の先端まで平滑面にしてある請求項１記載の静電塗装用回転霧化ヘッド。
複数の前記ヘッド本体は、互いに隣り合うヘッド本体同士を連結することで回転軸芯方向に連設する構成にし、
複数の前記ヘッド本体の夫々には、互いに隣り合う前記ヘッド本体同士の連結に伴い前記塗料路を延長する状態で互いに連通する塗料路形成孔、及び、その塗料路形成孔からヘッド本体の表側及び裏側の表面に塗料を分配供給する塗料路分岐孔を形成してある請求項４記載の静電塗装用回転霧化ヘッド。