JPH03146151A - ベル型回転塗装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は例えば静電塗装装置として用いられるベル型回
転塗装装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、ベル型の静電塗装装置は、ベル型の回転霧化頭
を高速回転すると共に被塗物との間に高電圧を印加し、
該回転霧化頭の塗料平滑北面に塗料を供給して回転霧化
し、霧化された帯電塗料粒子を軸方向前方にある被塗物
との間に形成された静電界に沿って該被塗物に飛行塗着
せしめるようになっている。

このようなベル型回転霧化頭を用いた静電塗装装置とし
て従来第６図および第７図に示すものが知られている。

まず、第６図において、１は塗装装置の本体をなすケー
シングで、該ケーシング１内にはエア軸受２．エアモー
タ３．塗料弁（図示せず）等が内蔵されると共に、該ケ
ーシング１には高電圧ケーブル（図示せず）を介して高
電圧が印加されるようになっている。

４はエア軸受２に回転自在に軸支された回転軸で、該回
転軸４の先端はケーシング１外に突出し、その基端側は
エアモータ３に取付けられ、該エアモータ３によって高
速回転駆動せしめられるようになっている。

５は前記回転軸４の先端に設けられたベル型の回転霧化
頭で、該回転霧化頭５の外周面は筒状ないしカップ状を
なし、内周面側は塗料平滑北面となっている。６は回転
軸を挿通して設けられたセンタフィード式の塗料供給管
で、該塗料供給管６の先端は回転霧化頭５内に延在し、
その基端側には塗料弁が設けられ、該塗料パイプを介し
て塗料タンクに連なるようになっている。

７はケーシング１の外周から回転霧化頭５を囲むように
該ケーシング１に設けられ、内部がエア通路となった絶
縁性樹脂からなるシェーピングエアカバーで、該カバー
７はケーシング１の外周に位置するカバー本体７Ａと、
該カバー本体７Ａの先端側に回転霧化頭５を囲むように
二重に設けられた第１．第２のシェーピングエアノズル
部７Ｂ、７Ｃとからなり、該各シェーピングエアノズル
部７Ｂ、７Ｃ間の先端部がシェーピングエア噴出ロアＤ
となって、点線矢示ａ方向にシェーピングエアな噴出す
るようになっている。図中、８は回転霧化頭５の先方に
位置する被塗物を示す。

このように構成される静電塗装装置において、ケーシン
グ１に高電圧を印加することによって回転軸４、回転霧
化頭５を高電圧に帯電させ、被塗物８との間に静電界を
形成する。これと共に、ケーシング１内のエアモータ３
によって回転軸４、回転霧化頭５を高速回転させる。

この状態で、塗料弁を開弁させることにより、塗料供給
管６を介して回転霧化頭５に塗料を供給し、塗料平滑北
面に沿って展延させた後、その放出端縁から帯電塗料粒
子として噴霧させる。この際、回転霧化頭５は高速回転
しているから、遠心力によって塗料粒子は放出端縁から
半径方向に飛ばされようとする。しかし、シェーピング
エアカバー７のエア噴出ロアＤからシェーピングエアを
矢示ａ方向に噴出しているから、帯電塗料粒子はシェー
ピングエアによって前方に向けて噴霧するようにパター
ン成形され、第６図中に実線矢示す方向の塗料噴霧パタ
ーンとなって、静電界に沿って飛行し、被塗物８に塗着
する。なお、塗料噴霧パターンｂはシェーピングエアに
よってパターン成形されているから、被塗物８に対する
塗着パターンは円形なパターンとなる。

〔発明が解決しようとする課題Ｊ 然るに、上記従来技術による静電塗装装置にあっては、
シェーピングエアカバー７のエア噴出ロアＤから矢示ａ
方向に噴出するシェーピングエアによって円形な塗装パ
ターンとなるように決定していた。

このように、塗装パターンはシェーピングエアのエア圧
で決定されるものであるが、しかしながら、回転霧化頭
５の放出端縁から塗料粒子が噴霧されるとき、当該塗料
粒子の粒径は不均一である。この結果、大径な塗料粒子
、即ち荒い塗料粒子には大きな遠心力が作用して遠くに
飛ばされようとし、小径な塗料粒子、即ち細かい塗料粒
子には小さな遠心力が作用して遠くに飛ばされることは
ない。

この結果、シェーピングエアカバー７からシェーピング
エアを噴出しているにも拘わらず、このシェーピングエ
アのエア圧は荒い塗料粒子に対する前方へのパターン成
形作用は小さいものであり、回転霧化頭５が高速回転す
るときに、塗料粒子の粒径に応じて当該塗料粒子に作用
する遠心力に差が生じる。このため、第６図、第７図に
示すように、被塗物８の塗着パターンは回転霧化頭５の
軸中心部分では細かい塗料粒子９が塗着し、周辺部分で
は荒い塗料粒子１０が塗着することになる。

かくして、細かい塗料粒子９が塗着した中心部分は被塗
物８の下地を隠す膜厚（隠蔽膜厚）が均一となると共に
、グロスとよばれている表面の仕上り性が良好となる。

これに対し、荒い塗料粒子１ｏが塗着した周辺部分は隠
蔽膜厚が不均一となるばかりでな（、表面の仕上りが悪
く、良好な塗膜を得ることができないという問題点があ
る。

本発明はこのような従来技術の問題点に鑑みなされたも
ので、シェーピングエアを用いることなく塗装パターン
の変更を簡単に行ないつるようにすると共に、均一な塗
膜を得ることができるようにしたベル型回転塗装装置を
提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、エアモタを内蔵
したケーシングと、先端側が該ケーシング外に突出し、
基端側が該ケーシング内に位置して前記エアモータによ
って回転駆動せしめられる回転軸と、該回転軸の先端側
に設けられ、外周面側が筒状ないしカップ状をなすと共
に内周面側に塗料平滑北面が形成されたベル型の回転霧
化頭と、該回転霧化頭に塗料を供給する塗料供給管とか
らなるベル型回転塗装装置において、前記回転霧化頭の
外周面側には被塗物に向けて軸方向に流れるエア流を発
生させる羽根を列設し、前記ケーシングには前記回転霧
化頭の外周を囲むように、かつ前記回転霧化頭の前後方
向に移動可能に流出エア量調整用の遮蔽筒を設けたこと
を特徴とする。

〔作用〕

このように構成することにより、回転霧化頭が高速回転
′したときに羽根によって被塗物に向かう軸方向のエア
流が発生し、このエア流がシェーピングエアとなって塗
装パターンの成形を行なうと共に、荒い塗料粒子と細か
い塗料粒子を混合させ、均一な塗膜とすることができる
。この際、遮蔽筒を回転霧化頭の前後方向に移動させる
ことによって、羽根による流出エア量を調節することが
でき、シェーピングエア圧を制御して塗装パターンを可
変とすることができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を第１図ないし第５図を参照しつ
つ詳細に述べる。

まず、第１図および第２図において、１１は本実施例に
用いるベル型の回転霧化頭、１２は該回転霧化頭１１の
本体をなす霧化頭本体で、該霧化頭本体１２の外周面１
２Ａは筒状ないしカップ状をなしている。一方、前記霧
化頭本体１２の内周面側は、軸方向中間に設けたリム１
２Ｂを挾んで軸方向−側が雌ねじを有する後述の回転軸
２０の取付部１２Ｃとなり、軸方向他側が朝顔状に拡開
する塗料平滑北面１２’Ｄとなり、該平滑北面１２Ｄの
先端は放出端縁１２Ｅとなり、かつ該平滑北面１２Ｄの
途中にはハブ部材取付溝１２Ｆが形成されている。そし
て、前記霧化頭本体１２は取付部１２ｃの雌ねじを介し
て回転軸２０の先端側に取付けられ、この取付状態にお
いては、後述する塗料供給管２１の先端はリム１２Ｂよ
りもわずかに突出した位置に延在するようになっている
。なお、放出端縁１２Ｅ内周側には全周にわたって７字
状溝を形成してもよい。

１３はほぼ円板状に形成され、霧化頭本体１２のハブ部
材取付溝１２Ｆに嵌着されたハブ部材を示し、該ハブ部
材１３の一側面は塗料供給管４からの塗料が供給される
凸円錐状の塗料供給面となり、他側面は平坦面１３Ｂと
なっている。１４゜１４、・・・はハブ部材１３の周辺
部に全周にわたって多数個穿設された塗料流出穴で、該
各塗料流出穴１４は平滑北面１２Ｄに接して該平滑北面
１２Ｄの前後を連通ずるようになっている。

１５．１５．・・・は霧化頭本体１２の外周面１２Ａ側
・□であって、放出端縁１２Ｅから若干奥まった位置に
設けられた８個の羽根で、本実施例の場合、該各羽根１
５は４５°間隔で、かつ霧化頭本体１２の軸線に対して
４５°の角度をもって列設されている。そして、回転霧
化頭１１を高速回転させたとき、被塗物８に向かう軸方
向のエア流Ａを発生するようになっている。ここで、本
実施例の羽根１５は霧化頭本体１２の外周面１２Ａから
れずかに突出した長方形状体を斜めに等間隔で列設する
ことにより構成され、回転霧化頭１１の高速回転に対し
ては大きな抵抗とはならず、後述する遮蔽筒２２の突出
長さに応じた所要のエア圧をもったエア流Ａの発生が可
能な形状となっている。

次に、１６は本実施例による塗装装置の本体をなすケー
シングで、従来技術のものと同様に該ケーシング１６内
にはエア軸受１７．エアモータ１８、塗料弁（図示せず
）等が内蔵されると共に、該ケーシング１６には高電圧
ケーブル（図示せず）を介して高電圧が印加されるよう
になっているものの、本実施例では従来技術によるシェ
ーピングエアカバーは設けられていない。なお、１９は
ケーシング１６の前端面に直交するように４箇所開口し
たエア排気口で、該各エア排気口１９はエア軸受１７．
エアモータ１８の駆動エアを排気するもので、通常シェ
ーピングエアの一部として使用されている。２０はエア
軸受１７に回転自在に支持された回転軸で、該回転軸２
０の先端にはケーシング１６外に位置して前述した回転
霧化頭１１が取付けられ、その基端側はエアモータ１８
に取付けられている。２１は前記回転軸２０を挿通して
設けられたセンタフィード式の塗料供給管で、該塗料供
給管２１の先端は回転霧化頭１１内に延在し、その基端
側は、塗料弁と接続されている。

２２はケーシング１６の前端側に位置してその外周側に
前後方向に移動可能に設けられた筒状の遮蔽筒で、該遮
蔽筒２２の先端側２２Ａは回転霧化頭１１の外周側を囲
むようになっており、基端側２２Ｂはテフロン等のすべ
り軸受２３を介してケーシンノグ１６の外周に摺動可能
に支持され、後述するように流出エア量を調節するよう
になっている。

２４は遮蔽筒２２の後部側に位置してケーシング１６の
外周に取付けられたシリンダ装置で、該シリンダ装置２
４は内部にピストン（図示せず）が摺動可能に挿嵌され
たシリンダチューブ２４Ａと、基端がピストンに固着さ
れ、先端がシリンダチューブ２４Ａ外に突出したピスト
ンロッド２４Ｂとから構成され、該ピストンロッド２４
Ｂの先端側はブラケット２５を介して遮蔽筒２２の基端
側２２Ｂに固着されている。そして、前記シリンダ装置
２４は、エア制御弁（図示せず）からエアが給排される
ことによって、遮蔽筒２２を第３図または第４図の状態
の間で任意の位置に変位させるようになっている。

さらに、２６はケーシング１６の前端にエア排気口１９
を囲むように設けられたリング状の排気エア遮蔽板で、
該排気エア遮蔽板２６はエア排気口１９からの排気エア
がストレートに回転霧化頭１１に向けて流出するのを防
止し、回転軸２０外周の隙間２６Ａから図中矢示Ｂ方向
の流れとなって流出するように整流するものである。

本実施例はこのように構成されるが、次にその作動につ
いて述べる。

まず、第３図により、遮蔽筒２２を回転霧化頭１１の外
周を羽根１５の近傍まで囲むように前進させ、大径な円
形の塗着パターンを得るようにした場合の作動について
述べる。

即ち、シリンダ装置２４にエアを給排してピストンロッ
ド２４Ｂを伸長させると、該シリンダ装置２４によって
遮蔽筒２２は第３図の状態まで前進する。

この状態で、ケーシング１６に高電圧を印加すると共に
、エアモータ１８によって回転軸２０゜回転霧化頭１２
を高速回転させる。このように回転霧化頭１２を高速回
転すると、霧化頭本体１２の外周側に列設された羽根１
５によって矢示Ａ方向のエア流を発生する。

しかし、蔽遮筒２２が第３図の位置まで前進している場
′合には、回転霧化頭１１の羽根１５に向かって流入す
る流入エアの流れは、第３図中の点線矢示Ｃの状態とな
り、遮蔽筒２２に邪魔され羽根１５に向けて十分なエア
を流入させることはできず、当該羽根１５によって回転
霧化頭１１から発生するエア流Ａは弱く、またエア圧も
低い。

この状態で、塗料供給管２１から回転霧化頭１１に塗料
を供紬し、その霧化頭本体１２の放出端縁１２Ｅから塗
料を噴霧するとき、塗料粒子は遠心力によって半径方向
に飛ばされようとするが、比較的弱いエア流Ａによって
図中二点鎖線りに示すような斜め前方に向かう塗料噴霧
パターンＤにパターン成形される。

このように、遮蔽筒２２を前進させているときには、エ
ア流への流出エア量とエア圧が弱く、塗料噴霧パターン
Ｄは十分に前方に向かうパターン成形されず、被塗物８
に塗着する塗着パターン２７は第３図中に斜線で示すよ
うな大径な円形パターンとなる。

次に、第４図により、遮蔽筒２２を回転霧化頭１１の外
周をケーシング１６側に向けて後退させ、小径な円形の
塗着パターンを得るようにした場合の作動について述べ
る。

即ち、シリンダ装置２４にエアを給排してピストンロッ
ド２４Ｂを縮小させると、該シリンダ装置２４によって
遮蔽筒２２は第４図の状態まで後退する。

この状態で、エアモータ１８によって回転軸２０、回転
霧化頭１２を高速回転させると、霧化頭本体１２の外周
側に列設された羽根１５によって矢示Ａ′力方向エア流
を発生する。

この際、遮蔽筒２２が第４図の位置まで後退しているか
ら、回転霧化頭１１の羽根１５に向かって流入する流入
エアの流れは第４図中の点線矢示Ｃ′の状態となり、遮
蔽筒２２に邪魔されず羽根１５には十分なエアを流入さ
せることができ、羽根１５によって回転霧化頭１１から
発生するエア流Ａ′は強く、またエア圧も高いものが得
られる。

この状態で、塗料供給管２１から回転霧化頭１１に塗・
料を供給し、その霧化頭本体１２の放出端縁１２Ｅから
塗料を噴霧するとき、塗料粒子は遠心力によって半径方
向に飛ばされようとするが、強いエア流Ａ′によって図
中二点鎖線Ｄ′に示すような前方に向かう塗料噴霧パタ
ーンＤ′にパターン成形される。

このように遮蔽筒２２を後退させているときには、エア
流Ａ′のエア圧が強いから、塗料噴霧パターンＤ′は十
分にパターン成形され、被塗物８に塗着する塗着パター
ン２７′は第４図中に斜線で示すような小径な円形パタ
ーンとなる。

かくして、本実施例によれば、回転霧化頭１１の外周に
羽根１５を列設し、該羽根１５に流入するエアの流れを
第３図中のＣまたは第４図中のＣ′の状態に変えること
により、羽根１５への流入エア量を調節する構成として
いる。この結果、羽根１５によって発生するエア流を第
３図に示す弱いエア流Ａまたは第４図に示す強いエア流
Ａ′とすることができ、当該エア流ＡまたはＡ′をシェ
ーピングエアとして使用することにより、塗着パターン
を第３図中の大径パターン２７または第４図中の小径パ
ターン２７′にパターン成形することができる。

次に、回転霧化頭１１を高速回転すると、その前面（ロ
リには、第３図または第４図中に点線に示すように、エ
アボンピング現象にょる負圧領域２８が生じる。なお、
エアボンピング現象とは、回転霧化頭１１を高速回転さ
せたとき、その前方の空気が半径方向に飛ばされること
によって生じる負圧現象と、この負圧現象を補うため前
方の空気を補給するような逆流現象をいう。

このような状態で、霧化頭本体１２の放出端縁１２Ｅか
ら塗料を噴霧すると、この噴霧パターンＤ、Ｄ′は羽根
１５によるエア流Ａ、Ａ′のエア圧とエアボンピング現
象による負圧領域２８との間の工カ差により、塗料噴震
パターンＤ、Ｄ′は負圧領域２８で巻込まれるようにな
る。この結果、塗料噴霧パターンＤ、Ｄ′はうず巻状態
となり、回転霧化頭１１から噴霧された塗料粒子は、細
かい粒子と荒い粒子とが前述の巻込み作用によって混合
され、混合塗料粒子となる。そして、この混合した塗料
粒子は静電界に沿って飛行し、被塗物８に塗着すること
になり、該被塗物８の全面にわたって隠蔽膜厚を均一と
することができると共に、表面の仕上り性を良好ならし
めることができる。

さらに、本実施例ではケーシング１６にエア排気口１９
を隠蔽するようにリング状の排気エア遮蔽板２６を設け
、排気エアを隙間２６Ａがら矢示Ｂ方向に流出させるこ
とにより、従来技術のようにストレートに流出するのを
防止してい゛る。

ここで、従来技術によるものは、４箇所のエア排気口か
ら排気エアがストレートに流出していたから、塗料噴霧
パターンは第５図中の点線２９で示すように花びら状に
変形されていた。しかし、本実施例では排気エア遮蔽板
２６によって整流化され、ストレートに流出することは
ないから、塗料噴露パターンは第５図中の実線３０で示
すような円形のパターンとなる。従って、本実施例では
、前述した回転霧化頭１１によるエア流Ａ。

Ａ′によるシェーピングエア作用と相まって、層良好な
塗膜を得ることができる。

なお、本発明は羽根の形状、列設個数について実施例の
ものに限ることな（、種々の形状、個数をもったものを
採用しつるものであり、要は被塗物に向けて流れる軸方
向のエア流を発生することができれば、他の形状をもっ
た軸流用羽根を用いてもよい。

また、回転霧化頭は筒状ないしカップ状をなしておれば
よく、外形が円椎状、半球状をなしたものも含むもので
ある。

一方、実施例では回転軸を霧化頭本体の取付部に固着し
、塗料供給管を該回転軸内に挿通する形式を例示したが
、回転軸をハブ部材に取付け、該回転軸とは別個に配設
した塗料供給管を該ハブ部材の塗料供給面に臨ませるよ
うに構成した形式のベル型回転霧化頭にも適用しつるも
のである。

さらに、実施例では遮蔽筒は第３図の状態と第４図の状
態について述べたが、シリンダ装置にエアを給排するエ
ア制御弁によって、遮蔽筒を任意の位置でロックしうる
ことは勿論である。

〔発明の効果〕

本発明に係るベル型回転塗装装置は以上詳細に述べた如
（であって、回転霧化頭の外周面側に被塗物に向けて軸
方向に流れるパターン成形用のエア流を発生させる羽根
を列設し、ケーシングには回転霧化頭の外周を囲むよう
に、かつ該回転霧化頭の前後方向に移動可能に流出エア
量調整用の遮蔽筒を設ける構成としたから、該遮蔽板を
進退させるだけで羽根から流出エア量とエア圧が調整で
き、この流出エア流をシェーピングエアとして使用する
ことにより、遮蔽筒の進退に応じて塗着パターンを変更
することができ、さらに羽根からのエア流を用いて被塗
物の塗着パターン内で大小の粒径をもった塗料粒子が混
在した状態の塗膜を得ることができ、均一な膜圧をもっ
た仕上り性の良好な塗膜とじつる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の実施例に係り、第１図は
本実施例に用いる回転霧化頭の半断面図、第２図は第１
図の左側面図、第３図は本実施例によるベル型回転塗装
装置の全体構成を遮蔽筒を前進させた状態で示す半断面
図、第４図はベル型回転塗装装置の全体構成を遮蔽筒を
後退させた状態で示す第４図と同様の半断面図、第５図
は排気エア？！蔽坂の有無による塗装パターンの変化を
示す平面説明図、第６図および第７図は従来技術に係り
、第６図は従来技術によるベル型回転塗装装置を示す要
部破断の全体構成図、第７図は被塗物への塗装パターン
を示す平面図である。 １１・・・回転霧化頭、１２・・・霧化頭本体、１５・
・・羽根、１６・・・ケーシング、１７・・・エア軸受
、１８・・・エアモータ、１９・・・エア排気口、２０
・・・回転軸、２１・・・塗装供給管、２２・・・遮蔽
筒、２３・・・すべり軸受、２４・・・シリンダ装置、
２６・・・排気エア遮蔽板。 第　１　図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エアモータを内蔵したケーシングと、先端側が該ケーシ
   ング外に突出し、基端側が該ケーシング内に位置して前
   記エアモータによって回転駆動せしめられる回転軸と、
   該回転軸の先端側に設けられ、外周面側が筒状ないしカ
   ップ状をなすと共に内周面側に塗料平滑北面が形成され
   たベル型の回転霧化頭と、該回転霧化頭に塗料を供給す
   る塗料供給管とからなるベル型回転塗装装置において、
   前記回転霧化頭の外周面側には被塗物に向けて軸方向に
   流れるエア流を発生させる羽根を列設し、前記ケーシン
   グには前記回転霧化頭の外周を囲むように、かつ前記回
   転霧化頭の前後方向に移動可能に流出エア量調整用の遮
   蔽筒を設けたことを特徴とするベル型回転塗装装置。