JP6454792B2 - 回転霧化式塗装装置及び噴霧ヘッド - Google Patents

Description

本発明は、回転霧化式塗装装置及びこれに用いられる噴霧ヘッドに関する。
背景技術

従来、噴霧ヘッドを回転させながら噴霧ヘッドから霧化状態の塗料を被塗装体に向けて噴出する回転霧化式塗装装置が知られている（例：特許文献１，２）。

特許文献１，２の回転霧化式塗装装置では、噴霧ヘッドは、大径側と小径側の両端が開口した円錐台形状の筒体からなる外側部材と、該外側部材の内側に配設される内側部材とを有し、外側部材の小径開口端から内側部材に供給された塗料を、内側部材の周辺部に形成された複数の導出孔を介して外側部材の大径開口端の側に導出し、外側部材の大径開口端から噴霧するように構成されている。そして、噴霧ヘッドに塗料を供給する塗料供給機が外側部材の小径開口端に係合して、噴霧ヘッドを筒体の軸線の周りに回転させながら内側部材に塗料を供給するようになっている。

このような塗装装置は、例えば自動車の車体を塗装する工程で用いられているが、その塗装のグレードを高めるために、塗料にメタルや天然石等の硬質のフレークを混ぜることがある。このような硬質のフレークを混ぜた塗料を、高速で回転する噴霧ヘッドの内側に供給して外側部材の内面に沿って大径側に移動させる際、内側部材の導出孔から導出された塗料に混合されているフレークが噴霧ヘッドの内側面に激しく衝突する。そのため、フレークのない塗料による塗装の場合よりも早く噴霧ヘッドの内側面が摩耗する結果、噴霧ヘッドの寿命が低下することになる。

これに対処するため、特許文献１の回転霧化式塗装装置では、耐摩耗性の被膜で外側部材の内側面を被覆することで、噴霧ヘッドの内側面の摩耗を低減するようにしている。

特開２００３−８０１２３号公報 特許第５５９４７３５号公報

しかしながら、特許文献１の対処法では、噴霧ヘッドの内側面に被膜を形成する工程が付加される分、製造の手間とコストが増大することとなる。

本発明の目的は、上記のような回転霧化式塗装装置において、噴霧ヘッドの内側に被膜を形成することとは別の手段で、噴霧ヘッドの摩耗を低減することによって噴霧ヘッドの長寿命化を可能にすることである。

本発明の回転霧化式塗装装置は、
大径側と小径側の両端が開口した円錐台形状の筒体からなる外側部材、該外側部材の内側に配設される内側部材、及び該内側部材の周辺部に形成された複数の導出孔を有し、前記外側部材の小径開口端から前記内側部材に供給された塗料を、前記導出孔を介して前記外側部材の大径開口端の側に導出し、前記大径開口端から噴霧するように構成された噴霧ヘッドと、
前記小径開口端に係合して前記噴霧ヘッドを前記筒体の軸線の周りに回転させながら前記内側部材に塗料を供給する塗料供給機とを備え、
前記内側部材は、前記大径開口端に向かって次第に薄くなるように張り出す環状張り出し部を有し、その外側面が前記外側部材の内側面に密着するように形成され、
前記導出孔と前記環状張り出し部は、前記筒体の軸線に対する前記導出孔の導出方向の角度と前記環状張り出し部の内側面の角度が、前記筒体の軸線方向における前記導出孔の前記大径開口端側の端の位置で等しくなるように形成されていることを特徴とする。

本発明の回転霧化式塗装装置によれば、回転している噴霧ヘッドの内側部材に供給された塗料は、導出孔から導出された後、環状張り出し部において周方向に広がりながら、外側部材の内側面に移動する。ここで、環状張り出し部は外側部材の大径開口端に向かって次第に薄くなるように形成されているので、導出孔から導出された塗料は、環状張り出し部から外側部材の内側面に円滑に移動することができる。これにより、外側部材の内側面に対する塗料の衝突力が緩和される。

また、筒体の軸線に対する導出孔の導出方向の角度と環状張り出し部の内側面の角度が、筒体の軸線方向における導出孔の大径開口端側の端の位置で等しく設定されているので、塗料は、導出孔から環状張り出し部の内側面に沿って略直線状に移動することになり、環状張り出し部の内側面との衝撃力を緩和されつつ、該内側面から離れることなく外側部材の内側面に移動できる。

こうして、回転霧化式塗装装置において、噴霧ヘッドの外側部材の内側面への塗料の衝突に因る摩耗を抑制して、長寿命化を可能にすることができる。

本発明の回転霧化式塗装装置において、前記筒体の軸線方向の前記環状張り出し部の前記大径開口端側の端の位置において、前記筒体の軸線に対する前記環状張り出し部の内側面の傾斜角は前記外側部材の内側面の傾斜角以上に設定されていることが好ましい。

この構成によれば、塗料は、環状張り出し部から外側部材の内側面に移動する際に、外側部材の内側面から乖離することなく、大径開口端の方へ拡散していく。これにより、噴霧ヘッドの内側における塗料の拡散性が改善される。

本発明の回転霧化式塗装装置において、前記内側部材は、前記外側部材に着脱自在に構成されていることが好ましい。

この構成によれば、塗料による摩耗が環状張り出し部の内側面及び導出孔において生じたときは、内側部材の交換で対処することができる。これにより、噴霧ヘッド全体を交換するよりも簡単かつ経済的に対処することができる。

本発明の回転霧化式塗装装置において、
前記外側部材は、前記環状張り出し部より前記大径開口端側の内側面において、前記筒体の軸線に向かって凸状の曲面で構成される第１塗料拡散部と、該第１塗料拡散部から前記大径開口端の外縁に延在し、前記筒体の軸線に向かって凹状の曲面で構成される第２塗料拡散部とを有し、
前記第２塗料拡散部は、前記外縁に設けられた複数の溝を有することが好ましい。

この構成によれば、環状張り出し部の内側面から外側部材の内側面に進入した塗料は、第１塗料拡散部を移動する。第１塗料拡散部は、筒体の軸線に向かって凸状の曲面で構成されているので、塗料の進行方向が遠心力の方向に近付く。これにより、塗料は、第１塗料拡散部において、薄膜化による進行速度の低減を抑制されつつ、良好に拡散する。そし
て、第２塗料拡散部は、筒体の軸線に向かって凹状の曲面で構成されているので、第２塗料拡散部の溝は、テーパ面に形成されるときよりも、筒体の軸線方向の長さが確保され、塗料は、溝で適切に液糸化されて、噴霧ヘッドより放出される。

本発明の噴霧ヘッドは、
大径側と小径側の両端が開口した円錐台形状の筒体からなる外側部材、該外側部材の内側に配設される内側部材、及び該内側部材の周辺部に形成された複数の導出孔を有し、前記外側部材の小径開口端から前記内側部材に供給された塗料を、前記導出孔を介して前記外側部材の大径開口端の側に導出し、前記大径開口端から噴霧するように構成された噴霧ヘッドであって、
前記内側部材は、前記大径開口端に向かって次第に薄くなるように張り出す環状張り出し部を有し、その外側面が前記外側部材の内側面に密着するように形成され、
前記導出孔と前記環状張り出し部は、前記筒体の軸線に対する前記導出孔の導出方向の角度と前記環状張り出し部の内側面の角度が、前記筒体の軸線方向における前記導出孔の前記大径開口端側の端の位置で等しくなるように形成されていることを特徴とする。

本発明の噴霧ヘッドによれば、回転している噴霧ヘッドの内側部材に供給された塗料は、導出孔から導出され環状張り出し部において周方向に広がりながら、外側部材の内側面に移動する。ここで、環状張り出し部は外側部材の大径開口端に向かって次第に薄くなるように形成されているので、導出孔から導出された塗料は、環状張り出し部の端から外側部材の内側面に円滑に移動することができる。これにより、外側部材の内側面に対する塗料の衝突力が緩和される。

また、筒体の軸線に対する導出孔の導出方向の角度と環状張り出し部の内側面の角度が、筒体の軸線方向における導出孔の大径開口端側の端の位置で等しく設定されているので、塗料は、導出孔から環状張り出し部の内側面に沿って略直線状に移動することになり、環状張り出し部の内側面との衝撃力を緩和されつつ、該内側面から離れることなく外側部材の内側面に移動できる。

こうして、噴霧ヘッドの外側部材の内側面への塗料の衝突に因る摩耗を抑制して、長寿命化を可能にすることができる。

図１Ａ、図１Ｂ及び図１Ｃは、それぞれ本発明の回転霧化式塗装装置の第１実施形態の断面図、導出孔の拡大斜視図及び第１実施形態のＬ字状溝と突起とによる結合に代わる螺合結合を示す図。 第１実施形態の所定部位における傾斜角についての説明図。 本発明の回転霧化式塗装装置の第２実施形態の断面図。 第２実施形態の所定部位における傾斜角についての説明図。 第１実施形態の回転霧化式塗装装置の変形例における噴霧ヘッドの主要部の断面図。

図１Ａは、回転霧化式塗装装置１の縦断面図である。この回転霧化式塗装装置１及び後述の回転霧化式塗装装置７１（図３），１０１（図５）は、例えば、自動車の車体の塗装工程で使用される。車体の塗装では、塗料にメタルや天然石等の硬質のフレークを混ぜて塗装する場合がある。なお、図１Ａ及び図５の回転霧化式塗装装置１，１０１は、高速回転で塗料を霧化するときに使用され、図３の回転霧化式塗装装置７１は、低速回転で塗料を霧化するときに使用される。

第１実施形態の回転霧化式塗装装置１は、液糸状に霧化された塗料を大径側から噴射する噴霧ヘッド２と、噴霧ヘッド２の小径側に係合され、噴霧ヘッド２を軸線Ｃｏの周りに回転させながら噴霧ヘッド２に塗料を供給する塗料供給機３とを備える。

塗料供給機３は、中空の回転軸１１と、回転軸１１に対して相対回転自在に回転軸１１内に支持されている塗料供給管（図示せず）と、該塗料供給管の先端に配備されたノズル部１４とを有している。塗料は、所定のポンプ（図示せず）から塗料供給管内を圧送され、ノズル部１４から噴射される。

噴霧ヘッド２は、大径側と小径側の両端がそれぞれ大径側開口７及び小径側開口８により開口した円錐台形状の筒体からなる外側部材４と、該外側部材４の内側に着脱自在に配設される内側部材５とを備えている。

噴霧ヘッド２は、塗料を大径側開口７から噴霧する。外側部材４は例えばアルミニウム製であり、内側部材５は例えば樹脂製である。回転軸１１は、外側部材４の小径側の端部に螺合等により結合される。

図１Ａにおいて、軸線Ｃｏは、噴霧ヘッド２の中心線であり、噴霧ヘッド２は、塗装作業中、軸線Ｃｏの周り（軸線周り）に回転軸１１と一体に回転する。軸線Ｃｏは、また、外側部材４及び内側部材５の中心線にもなっている。以下、単に「大径側」及び「小径側」というときは、噴霧ヘッド２において軸線Ｃｏの方向（以下、適宜「軸線方向」という）に大径開口端の側及び小径開口端の側を意味するものとする。

外側部材４の内側面は、大径側開口７から内側部材５の小径側の端までの軸線方向範囲において大径側開口７から順番に凹面部２６、凸面部２７、テーパ面部２８、及び円筒面部３１，３２が形成されている。円筒面部３２は円筒面部３１より小径であり、円筒面部３２には後述のＬ字状溝３０が形成されている。

凹面部２６及び凸面部２７は、その凹状及び凸状の曲面を軸線Ｃｏに向けている。テーパ面部２８は、内径が外側部材４の小径側ほど漸減するように、形成されている。

複数の縦溝２９は、外側部材４の大径開口端の外縁としての凹面部２６に周方向に等角度間隔で延在するように、形成されている。縦溝２９は、外側部材４の大径側ほど深さが増大するように、軸線方向の各位置の深さが規定されている。

外側部材４の内側面の円筒部３２には、複数のＬ字状溝３０が周方向に等角度に形成されている。Ｌ字状溝３０は、軸線方向に平行な縦部分と、該縦部分の小径側の端において該端に連通して軸線Ｃｏ周りの方向（以下、「周方向」という）に延在する周部分とを有する。

内側部材５は、内部に塗料溜り部３３を有する。塗料溜り部３３は、塗料が遠心力で大径側へ円滑に移動するように、大径側に向かって径が増大する形状になっている。

内側部材５は、塗料溜り部３３を軸線方向に大径側及び小径側から画成する大径側端壁３４及び小径側端壁４１と、大径側に向かって次第に薄くなるように大径側端壁３４の外面の周辺部から大径側へ張り出す環状張り出し部３８とを有している。

内側部材５の外側面は、外側部材４のテーパ面部２８と接触する部分が軸線Ｃｏに対するテーパ面部２８の傾斜角と同一の傾斜角のテーパ面となっている。内側部材５の外側面は、また、外側部材４の円筒面部３１，３２と接触するそれぞれの部分が円筒面部３１，
３２と同一径の円筒面となっている。

環状張り出し部３８の大径側端５３は、鋭角に尖らせてもよいが、通常は、損傷防止のために、テーパ面部２８との実質的な径方向の段差無しの状態に維持される範囲でアールが付けられている。大径側端５３は、大径側開口７から見て円周線となる。

開口３５は、小径側端壁４１の中心部に形成され、塗料溜り部３３を小径側開口８の方へ連通させている。

円形凹所４５は、大径側端壁３４の外面の中心部に形成される。大径側端壁３４の内面は、中心部において小径側の方に円錐状に隆起する隆起部となっている。複数の通孔４６は、それらの中心線が円形凹所４５より大径側の一点に集まるように、軸線Ｃｏに対して所定の傾斜角で隆起部に形成され、大径側端壁３４の中心部において塗料溜り部３３と円形凹所４５とを連通させている。

スリット状の複数の導出孔４９は、内側部材５の周方向に長い長方形（厳密には２つの長辺は円弧である）状のスリット断面形状で、大径側端壁３４の周辺部に周方向に等角度間隔で穿設される。導出孔４９は、塗料溜り部３３の周辺部の塗料を環状張り出し部３８の内側面の根元に導出する。

図１Ｂは導出孔４９の拡大斜視図である。図１Ａ及び図１Ｂにおいて、導出孔４９は、大径側の端４９ａと、小径側の端４９ｂと、端４９ａ，４９ｂを連通する連通部４９ｃとを有する。塗料は、導出孔４９において端４９ｂから端４９ａの方向（図２の矢印Ｄ１の方向）に流れる。

突起４３は、内側部材５の外側面の小径側端に、外側部材４の前述のＬ字状溝３０と同数、周方向に等角度間隔で形成される。突起４３の突出量は、前述のＬ字状溝３０の深さに等しく設定される。

図１Ｃは、図１ＡのＬ字状溝３０と突起４３とによる結合構造の変形例の断面図である。図１Ａでは、Ｌ字状溝３０と突起４３とにより内側部材５を外側部材４の内周に着脱自在に結合しているが、変形例として螺合構造を採用することもできる。該変形例では、外側部材４の雌ねじ３２ｂと、内側部材５の雄ねじ４３ｂとが螺合して、外側部材４と内側部材５とが結合する。雌ねじ３２ｂは、軸線方向に図１Ａの円筒面部３２の部位に形成されている。

図２は、第１実施形態の噴霧ヘッド２の所定部位における傾斜角についての説明図である。

図２において、Ｐ１は、導出孔４９の端４９ａの中心の位置を示す。Ｐ２は、環状張り出し部３８の内側面の根元位置を示す。Ｐ３は、環状張り出し部３８の先端位置（大径側の端位置）を示す。位置Ｐ１と位置Ｐ２とは、軸線方向に同一位置になる。位置Ｐ３は、軸線方向に位置Ｐ２より環状張り出し部３８の長さ相当分だけ大径側にある。

図２において、矢印Ｄ１は、位置Ｐ１における塗料の導出方向を示す。この実施形態では、導出孔４９は、長方形断面で直線状に延在しているので、矢印Ｄ１は導出孔４９の中心線に一致する。直線Ｄ２は、軸線Ｃｏと位置Ｐ２とを含む平面で内側部材５を切断したときの切断面上の環状張り出し部３８の内側面の輪郭線についての位置Ｐ２における接線である。

直線Ｄ３は、軸線Ｃｏと位置Ｐ３とを含む平面で内側部材５を切断したときの切断面上の環状張り出し部３８の内側面の輪郭線についての位置Ｐ３における接線である。この実施形態では、環状張り出し部３８の内側面はテーパ面で形成されているので、直線Ｄ２，Ｄ３は重なる。直線Ｄ４は、軸線Ｃｏと位置Ｐ３とを含む平面で外側部材４を切断したときの切断面上の外側部材４の内側面の輪郭線についての位置Ｐ３における接線である。

図２において、補助軸線Ｃ１〜Ｃ４は、傾斜角θ１〜θ４を説明する便宜上、記載したものであり、軸線Ｃｏに対して平行な直線となっている。θ１は、軸線Ｃｏに対する矢印Ｄ１の傾斜角であり、位置Ｐ１における導出孔４９の導出方向の傾斜角を意味する。θ２は、軸線Ｃｏに対する直線Ｄ２の傾斜角であり、位置Ｐ２における環状張り出し部３８の内側面の傾斜角を意味する。θ３は、軸線Ｃｏに対する直線Ｄ３の傾斜角であり、位置Ｐ３における環状張り出し部３８の内側面の傾斜角を意味する。θ４は、軸線Ｃｏに対する直線Ｄ４の傾斜角であり、軸線Ｃｏに対する位置Ｐ３におけるテーパ面部２８の傾斜角を意味する。

θ１＝θ２、θ３＞θ４と設定されるように、テーパ面部２８、導出孔４９、環状張り出し部３８の内側面、及び内側部材５の外側面が形成される。なお、θ３＜θ４でなければ、θ３＝θ４であってもよい。また、導出孔４９は、位置Ｐ２において噴霧ヘッド２の径方向の段差無しの状態で、環状張り出し部３８の内側面に軸線方向に連なっている。

この噴霧ヘッド２では、θ１，θ２、θ３は５０°、θ４は２８°に設定されている。

次に、上記回転霧化式塗装装置１の作用を説明する。

塗料供給機３の回転軸１１は、噴霧ヘッド２とは反対側の端部にタービン翼（図示せず）を有し、該タービン翼への加圧空気の吹き付けにより、回転軸１１は所定の回転速度で回転する。これにより、噴霧ヘッド２は回転軸１１と同一の回転速度で軸線Ｃｏの周りに回転する。

塗料供給機３は、噴霧ヘッド２を回転させるとともに、ノズル部１４から噴霧ヘッド２の塗料溜り部３３内へ塗料を供給する。塗料溜り部３３内の塗料は、噴霧ヘッド２の回転により発生する遠心力を受けて、塗料溜り部３３内を周辺側に移動し、導出孔４９を介して環状張り出し部３８の内側面に押し出されて導出される。

導出孔４９からの塗料の導出方向と環状張り出し部３８の内側面とは、図２で説明したように、θ１＝θ２の関係で形成されている。したがって、導出孔４９が導出された塗料は、導出孔４９における進行方向を維持しつつ、かつ環状張り出し部３８の内側面から外側部材４の径方向に乖離することなく、環状張り出し部３８の内側面との接触を維持されて、環状張り出し部３８の大径側端５３の方へ進むことになる。

この結果、塗料が、導出孔４９から環状張り出し部３８に出た直後の環状張り出し部３８の内側面に対する衝撃、すなわち衝突力が緩和される。また、塗料は、減速を抑制されつつ、環状張り出し部３８の内側面を周方向に広がって、薄膜化される。

その後、塗料は、環状張り出し部３８からテーパ面部２８へ移動する。すなわち、塗料は、導出孔４９から出た後、環状張り出し部３８の内側面において適当に薄膜化されてから、テーパ面部２８に進入する。さらに、環状張り出し部３８は、大径側端５３に向かうにつれて、次第に薄くされて、大径側端５３（位置Ｐ３）において径方向の段差無し（ただし、大径側端５３のアールの分の段差が僅かに存在する）の状態でテーパ面部２８に軸線方向に連なる。このことは、塗料が、環状張り出し部３８からテーパ面部２８へ移動し
た直後のテーパ面部２８に対する塗料の衝撃が緩和されて、テーパ面部２８の摩耗が抑制されることを意味する。

一方、図２で説明したように、θ３≧θ４（図２ではθ３＞θ４となっているが、θ３＝θ４でもよい）の関係がある。これは、塗料が、環状張り出し部３８からテーパ面部２８に移動した直後、テーパ面部２８から乖離せずに、テーパ面部２８との接触状態を維持することを意味する。この結果、塗料は、テーパ面部２８において適切に拡散する。

その後、塗料は、凸面部２７（本発明の「第１塗料拡散部」に相当）に進入する。凸面部２７は、軸線Ｃｏに向かって凸状の曲面で構成されているので、塗料の進行方向が遠心力の方向に近付く。これにより、塗料は、凸面部２７において、一部の箇所における滞留を抑制されつつ、進行速度が増加して、一層の薄膜化が促進される。

その後、塗料は凹面部２６（本発明の「第２塗料拡散部」に相当）に進入する。凹面部２６は、軸線Ｃｏに向かって凹状の曲面で構成されているので、凹面部２６がテーパ面であるときよりも軸線Ｃｏ方向の縦溝２９の長さが確保される。こうして、塗料は、縦溝２９で適切に液糸化されて、噴霧ヘッド２より放出される。

次に、内側部材５の交換作業について説明する。内側部材５の環状張り出し部３８の内側面の摩耗に伴い、内側部材５を交換する必要が生じる。なお、内側部材５の交換は、塗装の塗料の色を変更するときや、内側部材５の洗浄作業に代えて、新規交換するときにも、実施することもできる。

作業者は、所定の係止工具（図示せず）を小径側開口８から外側部材４内に挿入し、該係止工具を用いて、内側部材５を外側部材４に対して所定量回転させてから、内側部材５を外側部材４の内側において軸線方向へ大径側開口７の方へ押す。

これにより、内側部材５の突起４３は、Ｌ字状溝３０の周部分を移動した後、Ｌ字状溝３０の縦部分を大径側開口７の方へ押し出され、Ｌ字状溝３０から抜け出る。この後、内側部材５は、大径側開口７を介して外側部材４の外へ排出される。

次に、新規の内側部材５が、大径側開口７を介して外側部材４の内へ挿入され、小径側開口８の方へ押し込まれ、内側部材５の突起４３は、Ｌ字状溝３０の縦部分を軸線方向へ移動した後、Ｌ字状溝３０の周部分を周方向へ回転して、外側部材４に係止状態（装着状態）にされる。

内側部材５は、樹脂製であって、弾力性を有しているので、外側部材４の内側面への内側部材５の装着に伴い、内側部材５は径方向に適切に圧縮される。こうして、内側部材５の外側面は、内側部材５の装着後は外側部材４の内側面に密着した状態に保持される。

次に、図３は、第２実施形態の回転霧化式塗装装置７１の縦断面図である。回転霧化式塗装装置７１は、前述した第１実施形態の回転霧化式塗装装置１に対して、低速回転で塗料を霧化できる構造になっている。

回転霧化式塗装装置７１は、噴霧ヘッド７２と塗料供給機３とを備える。塗料供給機３は、回転霧化式塗装装置１と回転霧化式塗装装置７１とで同一であり、説明は省略する。噴霧ヘッド７２は、噴霧ヘッド２とは一部の構造のみが相異し、他は同一である。噴霧ヘッド７２において、噴霧ヘッド２の構造部位と同一の構造部位は、噴霧ヘッド２の構造部位に付けた符号と同一の符号を付けて、説明は省略する。

噴霧ヘッド７２は、外側部材７４と、外側部材７４内に配設される内側部材７５とを有する。外側部材７４は、肉厚が回転霧化式塗装装置１の噴霧ヘッド２の外側部材４と相違するのみであり、基本的な構成は外側部材４と同一である。外側部材７４は、アルミニウム製であり、軸線方向両端に大径側開口７７と小径側開口７８とをもつ。

外側部材７４の内側面は、大径側開口７７から内側部材７５の小径側の端までの軸線方向範囲において、大径側から順番に凹面部８６、凸面部８７、テーパ面部８８、及び円筒面部８９、９０を有している。円筒面部９０は円筒面部８９より小径であり、Ｌ字状溝３０は円筒面部９０に形成されている。外側部材７４と内側部材７５とを着脱自在にする結合構造においても、Ｌ字状溝３０と突起４３とによる結合構造に代えて、図１Ｃで示した螺合構造を採用することもできる。

凹面部８６及び凸面部８７は、その凹面及び凸面を軸線Ｃｏの側から大径側までの範囲に向けている。テーパ面部８８は、内径が軸線方向に噴霧ヘッド７２の小径側の位置ほど小さくなるように、形成されている。

凸面部８７は、回転霧化式塗装装置１の凸面部２７に比して、軸線方向長さが増大している。したがって、その分、テーパ面部８８は、回転霧化式塗装装置１のテーパ面部２８より軸線方向長さが減少し、外側部材７４の肉厚も外側部材４（図１Ａ）の肉厚とは異なるものになる。縦溝９１は、回転霧化式塗装装置１の縦溝２９と同一の形状及び寸法で凹面部８６に形成される。

内側部材７５は、樹脂製であり、導出孔１００を除いて、構成は回転霧化式塗装装置１の噴霧ヘッド２の内側部材５と同一である。

複数の導出孔１００は、円形断面の通孔からなり、大径側端壁３４の周辺部に周方向に等角度間隔で穿設される。導出孔１００は、直線で延在し、塗料溜り部３３の周辺部の塗料をテーパ面部８８の小径側端に導出する。

図４は、第２実施形態の噴霧ヘッド７２の所定部位における傾斜角についての説明図である。

図４において、位置Ｑ１〜Ｑ３、矢印Ｅ１、及び直線Ｅ２〜Ｅ４は、図２の位置Ｐ１〜Ｐ３、矢印Ｄ１、及び直線Ｄ２〜Ｄ４に対応するものである。Ｑ１は、導出孔１００の大径側端の中心の位置を示す。Ｑ２は、環状張り出し部３８の根元位置（小径側の端位置）を示す。Ｑ３は、環状張り出し部３８の先端位置（大径側端５３の位置）を示す。位置Ｑ１と位置Ｑ２とは、軸線方向に同一位置になる。位置Ｑ３は軸線方向に位置Ｑ２より環状張り出し部３８の張り出し長さ相当分、大径側にある。

図４において、矢印Ｅ１は、位置Ｑ１における塗料の導出方向を示す。この実施形態では、導出孔１００は、円形断面で直線状に延在しているので、矢印Ｅ１は導出孔１００の中心線に一致する。直線Ｅ２は、軸線Ｃｏと位置Ｑ２とを含む平面で内側部材７５を切断したときの切断面上の環状張り出し部３８の内側面の輪郭線についての位置Ｑ２における接線である。

直線Ｅ３は、軸線Ｃｏと位置Ｑ３とを含む平面で内側部材７５を切断したときの切断面上の環状張り出し部３８の内側面の輪郭線についての位置Ｑ３における接線である。この実施形態では、環状張り出し部３８の内側面はテーパに形成されているので、直線Ｅ２，Ｅ３は重なる。直線Ｅ４は、軸線Ｃｏと位置Ｑ３とを含む平面で外側部材７４を切断したときの切断面上の外側部材７４の内側面の輪郭線についての位置Ｑ３における接線である
。

図４において、補助軸線Ｃ１〜Ｃ４は図２のものと同一に定義される。γ１は、軸線Ｃｏに対する矢印Ｅ１の傾斜角であり、位置Ｑ１における導出孔１００の導出方向の傾斜角を意味する。γ２は、軸線Ｃｏに対する直線Ｅ２の傾斜角であり、位置Ｑ２における環状張り出し部３８の内側面の傾斜角を意味する。γ３は、軸線Ｃｏに対する直線Ｅ３の傾斜角であり、位置Ｑ３における環状張り出し部３８の内側面の傾斜角を意味する。γ４は、軸線Ｃｏに対する直線Ｅ４の傾斜角であり、位置Ｑ３における軸線Ｃｏに対するテーパ面部８８の傾斜角を意味する。

γ１＝γ２、γ３＞γ４と設定されるように、テーパ面部８８、導出孔１００及び環状張り出し部３８が形成される。なお、γ３＜γ４でなければ、γ３＝γ４であってもよい。また、導出孔１００は、位置Ｑ２において径方向の段差無しの状態で、環状張り出し部３８の内側面に軸線方向に連なっている。

この噴霧ヘッド７２では、γ１，γ２、γ３は５０°、γ４は３５°に設定されている。

回転霧化式塗装装置７１の作用を説明する。なお、回転霧化式塗装装置１の作用と重複する部分は、説明を省略し、回転霧化式塗装装置１の作用との相違点及び主要点についてのみ説明する。

塗料溜り部３３内の塗料は、噴霧ヘッド７２の回転により発生する遠心力を受けて、塗料溜り部３３内を周辺側に移動し、導出孔１００を介して環状張り出し部３８の内側面に導出される。

導出孔１００からの塗料の導出方向と環状張り出し部３８の内側面とは、図４で説明したように、γ１＝γ２の関係で形成されている。したがって、導出孔１００が導出された塗料は、進行方向を維持しつつ、かつ環状張り出し部３８の内側面から外側部材７４の径方向に乖離することなく、環状張り出し部３８の内側面との接触を維持されて、環状張り出し部３８の大径側端５３の方へ進むことになる。

この結果、塗料が、導出孔１００から環状張り出し部３８に出た際に、環状張り出し部３８の内側面に対する衝撃、すなわち衝突力が緩和される。また、塗料は、減速を抑制しながら環状張り出し部３８の内側面を周方向に広がって、薄膜化される。

その後、塗料は、環状張り出し部３８からテーパ面部８８へ移動する。すなわち、塗料は、導出孔１００から出た後、環状張り出し部３８において適当に薄膜化されてから、テーパ面部８８に進入する。さらに、環状張り出し部３８は、大径側端５３に向かうにつれて、薄くされて、大径側端５３において径方向の段差無し（ただし、大径側端５３のアールの分の段差が僅かに存在する）の状態でテーパ面部８８に軸線方向に連なる。このことは、塗料が、環状張り出し部３８からテーパ面部８８へ移動した直後のテーパ面部８８に対する塗料の衝撃が緩和されて、テーパ面部８８の摩耗が抑制されることを意味する。

一方、図４で説明したように、γ３≧γ４（図４ではγ３＞γ４となっているが、γ３＝γ４でもよい）の関係がある。これは、塗料が、環状張り出し部３８からテーパ面部８８に移動する際に、テーパ面部８８から乖離せずに、テーパ面部８８との接触状態を維持することを意味する。この結果、塗料は、テーパ面部８８において適切に拡散する。

その後、塗料は、凸面部８７に進入する。凸面部８７は、軸線Ｃｏに向かって凸状の曲
面で構成されているので、塗料の進行方向が遠心力の方向に近付く。これにより、塗料は、凸面部８７において、一部の箇所における滞留を抑制されつつ、進行速度が増加して、一層の薄膜化が促進される。

その後、塗料は凹面部８６に進入する。凹面部８６は、軸線Ｃｏに向かって凹状の曲面で構成されているので、凹面部８６がテーパ面であるときよりも軸線Ｃｏ方向の縦溝９１の長さが確保される。こうして、塗料は、縦溝９１で適切に液糸化されて、噴霧ヘッド２より放出される。

内側部材７５の交換作業については、回転霧化式塗装装置１の内側部材５の交換作業と同一であり、説明は省略する。

図５は、図１Ａの回転霧化式塗装装置１の変形例としての回転霧化式塗装装置１０１における噴霧ヘッド１０２の主要部の断面図である。回転霧化式塗装装置１０１は、塗料供給機３（図１Ａ）と、噴霧ヘッド２（図１Ａ及び図２）に代替される噴霧ヘッド１０２とを備える。噴霧ヘッド１０２において、噴霧ヘッド２と同一の構造部位は、噴霧ヘッド２に用いた符号と同一の符号で指示することにして、説明は省略する。

図１Ａ及び図２の噴霧ヘッド２と図５の噴霧ヘッド１０２とは、外側部材と内側部材との装着部位の面形状が相違するのみであり、その他の構造は同一となっている。すなわち、噴霧ヘッド２では、外側部材４の内側面において、軸線方向にテーパ面部２８と小径の円筒面部３２との間に大径の円筒面部３１が存在する。これに対し、噴霧ヘッド１０２では、外側部材１０４の内側面において、大径の円筒面部３１は存在せず、テーパ面部２８と小径の円筒面部３２とは軸線方向に直接に連なっている。

内側部材１０５の外側面は、装着部位における外側部材１０４の内側面に対応する形状面になっている。具体的には、内側部材１０５の外側面には、図１Ａ及び図２の外側部材１０４の円筒面部３１に対応する円筒面部は存在しない。換言すると、内側部材１０５の外側面は、外側部材４のテーパ面部２８に対応するテーパ面部と、円筒面部３２に対応する円筒面部とを有している。

このように、回転霧化式塗装装置１，７１，１０１では、内側部材５，７５，１０５において、大径側端５３に向かうにつれて薄くなる環状張り出し部３８を大径側端５３の周辺部に形成するとともに、径方向の段差無しの状態で環状張り出し部３８の大径側端５３を外側部材４，７４，１０４のテーパ面部２８，８８に軸線方向に連ねている。さらに、軸線Ｃｏに対する導出孔４９，１００の導出方向の傾斜角θ１，γ１と環状張り出し部３８の内側面の傾斜角θ２，γ２とは、軸線方向の導出孔４９，１００の大径側の端の位置Ｐ１，Ｑ１において等しく設定されている。

これにより、噴霧ヘッド２，７２，１０２の内側面に対する塗料の衝突力を弱めて、回転霧化式塗装装置１，７１及び噴霧ヘッド２，７２，１０２の長寿命化を可能にすることできる。

以上、図示した実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されない。

例えば、上記実施形態では、導出孔４９，１００はスリット状断面や円形断面となっているが、これに限らず、例えば楕円断面であってもよい。

また、上記実施形態では、外側部材４，７４，１０４にテーパ面部２８，８８が形成されているが、テーパ面部２８，８８は省略することができる。

上記実施形態では、外側部材４，７４，１０４における内側面に塗料に対する摩耗防止用の塗膜を被覆していないが、該塗膜を適宜、形成して、耐摩耗性をさらに強化することもできる。

図５の噴霧ヘッド１０２は、図１Ａの噴霧ヘッド２に対して外側部材４の円筒面部３１及び該円筒面部３１に対応する内側部材５の円筒面部が省略されている構造となっている。同様に、図３の噴霧ヘッド７２に対して外側部材７４の円筒面部８９及び該円筒面部８９に対応する内側部材７５の円筒面部が省略されている構造を噴霧ヘッド７２にも採用することができる。

１，７１，１０１・・・回転霧化式塗装装置、２，７２，１０２・・・噴霧ヘッド、３・・・塗料供給機、４，７４，１０４・・・外側部材、５，７５，１０５・・・内側部材、７，７７・・・大径側開口、８，８７・・・小径側開口、２６，８６・・・凹面部（第２塗料拡散部）、２７，８７・・・凸面部（第１塗料拡散部）、２９，９１・・・縦溝、３８・・・環状張り出し部、４９，１００・・・導出孔、５３・・・大径側端。

Claims (5)

1. 大径側と小径側の両端が開口した円錐台形状の筒体からなる外側部材、該外側部材の内側に配設される内側部材、及び該内側部材の周辺部に形成された複数の導出孔を有し、前記外側部材の小径開口端から前記内側部材に供給された塗料を、前記導出孔を介して前記外側部材の大径開口端の側に導出し、前記大径開口端から噴霧するように構成された噴霧ヘッドと、
   前記小径開口端に係合して前記噴霧ヘッドを前記筒体の軸線の周りに回転させながら前記内側部材に塗料を供給する塗料供給機とを備え、
   前記内側部材は、前記大径開口端に向かって次第に薄くなるように張り出す環状張り出し部を有し、その外側面が前記外側部材の内側面に密着するように形成され、
   前記導出孔と前記環状張り出し部は、前記筒体の軸線に対する前記導出孔の導出方向の角度と前記環状張り出し部の内側面の角度が、前記筒体の軸線方向における前記導出孔の前記大径開口端側の端の位置で等しくなるよう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記載の回転霧化式塗装装置において、
   前記筒体の軸線方向の前記環状張り出し部の前記大径開口端側の端の位置において、前記筒体の軸線に対する前記環状張り出し部の内側面の傾斜角は前記外側部材の内側面の傾斜角以上に設定されていることを特徴とする回転霧化式塗装装置。
3. 請求項１又は２記載の回転霧化式塗装装置において、
   前記内側部材は、前記外側部材に着脱自在に構成されていることを特徴とする回転霧化式塗装装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転霧化式塗装装置において、
   前記外側部材は、前記環状張り出し部より前記大径開口端側の内側面において、前記筒体の軸線に向かって凸状の曲面で構成される第１塗料拡散部と、該第１塗料拡散部から前記大径開口端の外縁に延在し、前記筒体の軸線に向かって凹状の曲面で構成される第２塗料拡散部とを有し、
   前記第２塗料拡散部は、前記外縁に設けられた複数の溝を有することを特徴とする回転霧化式塗装装置。
5. 大径側と小径側の両端が開口した円錐台形状の筒体からなる外側部材、該外側部材の内側に配設される内側部材、及び該内側部材の周辺部に形成された複数の導出孔を有し、前記外側部材の小径開口端から前記内側部材に供給された塗料を、前記導出孔を介して前記外側部材の大径開口端の側に導出し、前記大径開口端から噴霧するように構成された噴霧ヘッドであって、
   前記内側部材は、前記大径開口端に向かって次第に薄くなるように張り出す環状張り出し部を有し、その外側面が前記外側部材の内側面に密着するように形成され、
   前記導出孔と前記環状張り出し部は、前記筒体の軸線に対する前記導出孔の導出方向の角度と前記環状張り出し部の内側面の角度が、前記筒体の軸線方向における前記導出孔の前記大径開口端側の端の位置で等しくなるように形成されていることを特徴とする噴霧ヘッド。