JPWO2017141964A1 - 回転霧化頭型塗装機 - Google Patents

Abstract

回転霧化頭（４）の外周側には、前端に回転霧化頭（４）から噴霧された塗料粒子に向けてシェーピングエアを噴出する多数個のエア噴出孔（１０，１２）が周方向の全周に亘って設けられたシェーピングエア噴出部材（９）が設けられている。この上で、シェーピングエア噴出部材（９）の前側部位（９Ｄ）には、前側部位（９Ｄ）の外周面（９Ｂ）から径方向の外向きに延びた環状の鍔部材（１４）がシェーピングエア噴出部材（９）と一体に設けられている。

Description

本発明は、高速で回転する回転霧化頭から被塗物に向けて塗料を噴霧する回転霧化頭型塗装機に関する。

一般に、回転霧化頭型塗装機は、圧縮エアが供給されることにより回転軸を回転するエアモータと、前記回転軸の前側に設けられた筒状体からなり、前記エアモータによって回転する間に供給された塗料を前端の放出端縁から噴霧する回転霧化頭と、前記回転霧化頭の外周側に配置され、前端に前記回転霧化頭から噴霧された塗料粒子に向けてシェーピングエアを噴出する多数個のエア噴出孔が周方向の全周に亘って設けられたシェーピングエア噴出部材とを含んで構成されている（特許文献１）。

このように構成された回転霧化頭型塗装機を用いて塗装を行う場合には、エアモータによって回転霧化頭を高速回転させ、この状態で回転霧化頭に塗料を供給する。これにより、回転霧化頭に供給された塗料は、回転霧化頭が回転するときの遠心力によって微粒化され、放出端縁から塗料粒子として噴霧される。このときに、シェーピングエア噴出部材は、各エア噴出孔から噴出されるシェーピングエアを塗料粒子に噴き付ける。これによって、シェーピングエアは、塗料粒子の被塗物方向の運動ベクトル成分を制御し、塗料粒子の噴霧パターンを所望の形状に整える。

特開平８−３３２４１８号公報

ここで、特許文献１による回転霧化頭型塗装機では、回転霧化頭から噴霧された塗料粒子のうち、一部の塗料が回転霧化頭の後側に回り込み、シェーピングエア噴出部材、カバー部材に付着することがある。この場合、シェーピングエア噴出部材やカバー部材に付着した塗料は、塗装機から脱落して被塗物に付着することで塗装不良の原因になる。このため、塗装ラインでは、高い頻度で塗装機の洗浄作業を行わなくてはならず、塗装作業の生産性が低下するという問題がある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、シェーピングエア噴出部材に塗料が付着するのを抑制できるようにした回転霧化頭型塗装機を提供することにある。

本発明は、圧縮エアが供給されることにより回転軸を回転するエアモータと、前記回転軸の前側に設けられた筒状体からなり、前記エアモータによって回転する間に供給された塗料を前端の放出端縁から噴霧する回転霧化頭と、前記回転霧化頭の外周側に配置され、前端に前記回転霧化頭から噴霧された塗料粒子に向けてシェーピングエアを噴出する多数個のエア噴出孔が周方向の全周に亘って設けられたシェーピングエア噴出部材とを含んで構成された回転霧化頭型塗装機において、前記シェーピングエア噴出部材の前側部位には、当該前側部位の外周面から径方向の外向きに延びた環状の鍔部材が前記シェーピングエア噴出部材と一体または別体に設けられたことにある。

本発明によれば、噴霧した塗料が回転霧化頭の後側に回り込むのを防止でき、シェーピングエア噴出部材への塗料の付着を抑制することができる。

本発明の第１の実施の形態による回転霧化頭型塗装機を示す断面図である。 回転霧化頭型塗装機を示す斜視図である。 回転霧化頭型塗装機の前側部分を塗装作業時の空気の流れと共に示す断面図である。 第２の実施の形態による回転霧化頭型塗装機を示す断面図である。 第３の実施の形態による回転霧化頭型塗装機の前側部分を示す断面図である。 第４の実施の形態による回転霧化頭型塗装機の前側部分を示す断面図である。 第５の実施の形態による回転霧化頭型塗装機の前側部分を示す断面図である。 比較例による回転霧化頭型塗装機の前側部分を塗装作業時の空気の流れと共に示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態による回転霧化頭型塗装機の代表例として、間接帯電方式の回転霧化頭型静電塗装機の構成について、添付図面に従って詳細に説明する。

図１ないし図３は、本発明の第１の実施の形態を示している。この第１の実施の形態では、シェーピングエア噴出部材の前側部位の外周面に環状の鍔部材を一体的に設けた場合を例に挙げて説明する。なお、本実施の形態では、後述する回転霧化頭型塗装機１について、被塗物に近い方向（或いは、シェーピングエアの噴出方向）を前側とし、この前側と反対側で被塗物と離れた方向を後側として配置関係を述べるものとする。

図１において、第１の実施の形態による回転霧化頭型塗装機１（以下、単に塗装機１という）は、後述の外部電極部材６により回転霧化頭４から噴霧された塗料を間接的に負極性に帯電させる間接帯電方式の回転霧化頭型静電塗装機として構成されている。塗装機１は、例えば塗装用ロボットのアーム（図示せず）の先端に取付けられている。

塗装機支持体２は、後述するエアモータ３の外周側で該エアモータ３を取囲み、かつエアモータ３よりも後方に延びて設けられている。塗装機支持体２は、基端側の取付筒部２Ａを介して前述したアームの先端に取付けられている。ここで、塗装機支持体２は、例えば剛性を有する絶縁性樹脂材料によって構成されている。

塗装機支持体２の先端側には、前方に開口するように、モータ収容部２Ｂが設けられている。このモータ収容部２Ｂの開口側には、めねじ部２Ｃが設けられている。さらに、塗装機支持体２には、モータ収容部２Ｂの底部の中央位置（後述する回転軸３Ｃと同軸）に、後述するフィードチューブ５の基端側が挿嵌される挿嵌孔２Ｄが設けられている。

エアモータ３は、塗装機支持体２のモータ収容部２Ｂ内に設けられている。このエアモータ３は、圧縮エアを動力源として後述の回転軸３Ｃおよび回転霧化頭４を、例えば３０００〜１５００００ｒｐｍの高速で回転させるものである。エアモータ３は、例えばアルミニウム合金を含む導電性金属材料によって構成され、接地電位に保持されている。

エアモータ３は、塗装機支持体２の前側に取付けられた段付円筒状のモータケース３Ａと、該モータケース３Ａの後側寄りに位置して回転可能に収容された例えば羽根車式のタービン３Ｂと、前記モータケース３Ａの軸中心位置に回転自在に設けられ、前，後方向に延びた後端側が前記タービン３Ｂに取付けられた回転軸３Ｃとを含んで構成されている。

エアモータ３のモータケース３Ａは、回転軸３Ｃと同軸に配置された円筒体として形成されている。モータケース３Ａは、塗装機支持体２のモータ収容部２Ｂ内に挿嵌される大径な大径筒３Ａ１と、該大径筒３Ａ１から前方に突出した小径な小径筒３Ａ２とにより段付筒状に形成されている。

モータケース３Ａは、塗装機支持体２のモータ収容部２Ｂ内に挿嵌されている。この状態で、モータケース３Ａは、塗装機支持体２のめねじ部２Ｃに螺着された円環状のねじ部材３Ｄによってモータ収容部２Ｂ内に固定されている。

回転軸３Ｃは、モータケース３Ａ内にエア軸受（図示せず）を介して回転自在に支持された中空な筒状体として形成されている。この回転軸３Ｃは、後端側がタービン３Ｂの中央に取付けられ、前端側がモータケース３Ａから前側に突出している。回転軸３Ｃの前端部には、例えば螺合手段を用いて回転霧化頭４が取付けられている。

回転霧化頭４は、エアモータ３の回転軸３Ｃの前側に設けられている。回転霧化頭４は、例えばアルミニウム合金を含む導電性金属材料によって筒状体として形成され、エアモータ３を通じて接地電位に保持されている。図３に示すように、回転霧化頭４は、例えば長尺な円筒体として形成され、後側が軸方向に直線状に延びた取付部位４Ａとなっている。取付部位４Ａは、例えば螺合手段を用いて回転軸３Ｃの前端部に取付けられている。

回転霧化頭４の前側は、前方に向けて漸次拡開した拡開部位４Ｂとなり、該拡開部位４Ｂの内周面は、供給された塗料を薄膜化する塗料薄膜化面４Ｃとなっている。また、塗料薄膜化面４Ｃの先端（前端）は、薄膜化した塗料を塗料粒子として放出する放出端縁４Ｄとなっている。

そして、回転霧化頭４は、エアモータ３によって高速回転される。この状態で、回転霧化頭４に後述のフィードチューブ５を通じて塗料が供給されると、その塗料は、塗料薄膜化面４Ｃで薄膜化しつつ、遠心力によって放出端縁４Ｄから噴霧される。このときに、放出端縁４Ｄから噴霧された塗料粒子は、後側から後述のシェーピングエア噴出部材９によるシェーピングエアが噴き付けられることにより、前方に配置された被塗物に向かうように加速される。また、放出端縁４Ｄから噴霧された塗料粒子は、後述の外部電極部材６によって負極性に帯電させられることにより、接地電位に保持されている被塗物との間に形成された静電界に沿って飛行することができる。

フィードチューブ５は、回転軸３Ｃ内に挿通して設けられ、その後端側は、塗装機支持体２の挿嵌孔２Ｄに挿嵌されている。一方、フィードチューブ５の前端側は、回転軸３Ｃから突出して回転霧化頭４内に延在している。フィードチューブ５内には塗料通路が設けられ、該塗料通路は、色替弁装置を介して塗料供給源および洗浄流体供給源（いずれも図示せず）に接続されている。これにより、塗装時には、塗料供給源から塗料通路を介して供給される塗料は、フィードチューブ５から回転霧化頭４に吐出される。一方、回転霧化頭４の洗浄時、色替時等には、洗浄流体供給源から供給される洗浄流体（シンナ、空気等）は、フィードチューブ５から吐出される。

外部電極部材６は、回転霧化頭４よりも後側に位置して塗装機支持体２の外周側に設けられている。外部電極部材６は、塗装機支持体２の外周側に設けられ絶縁性樹脂材料からなる環状の外部電極支持筒体６Ａと、該外部電極支持筒体６Ａに周方向に等間隔で複数個（例えば８個〜２０個）配列された電極取付穴６Ｂ（２個のみ図示）と、該各電極取付穴６Ｂにそれぞれ取付けられた電極６Ｃとを含んで構成されている。外部電極支持筒体６Ａの前側には、各電極６Ｃの針状部６Ｃ１に対応する個数の孔６Ａ１が設けられている。

ここで、第１の実施の形態による外部電極部材６は、塗装機１を車体の内側のように狭い空間で使用するために、塗装機支持体２の後側寄りで該塗装機支持体２の外周側の近傍位置に設けられている。そして、外部電極部材６には、各電極６Ｃに高電圧発生器（図示せず）から負の高電圧が印加される。これにより、外部電極部材６は、各電極６Ｃによってコロナ放電を生じ、回転霧化頭４の放出端縁４Ｄから噴霧された塗料粒子を負極性に帯電させる。

内側カバー部材７は、後述の外側カバー部材８と一緒にカバー部材を構成している。内側カバー部材７は、例えば絶縁性の樹脂材料を用い、前側に向け円弧状に縮径した筒状体として形成されている。内側カバー部材７は、エアモータ３を取囲むように、外部電極部材６と後述のシェーピングエア噴出部材９との間に設けられている。内側カバー部材７は、後側が塗装機支持体２の外周側に取付けられ、前側がシェーピングエア噴出部材９の外周面９Ｂの後側部位に取付けられている。

外側カバー部材８は、内側カバー部材７と一緒にカバー部材を構成するもので、内側カバー部材７と同様に、絶縁性の樹脂材料によって前側に向け円弧状に縮径した筒状体として形成されている。外側カバー部材８は、内側カバー部材７のさらに外側からエアモータ３を取囲むように、外部電極部材６とシェーピングエア噴出部材９との間に設けられている。

外側カバー部材８は、後側が内側カバー部材７と外部電極部材６の内周側との間に取付けられ、前側がシェーピングエア噴出部材９の外周面９Ｂの前側部位に取付けられている。この外側カバー部材８は、回転霧化頭４、シェーピングエア噴出部材９の組立作業または分解作業を行うときに、取外すことができる。

シェーピングエア噴出部材９は、前端（後述の前側部位９Ｄ）が回転霧化頭４の長さ方向の中間部位（拡開部位４Ｂの後側）に位置する状態で、回転霧化頭４の外周側に配置されている。シェーピングエア噴出部材９は、例えばアルミニウム合金を含む導電性金属材料によって構成され、エアモータ３を介して接地電位に保持されている。

シェーピングエア噴出部材９は、回転霧化頭４を取囲む段付状の円筒体として形成されている。シェーピングエア噴出部材９の内周面９Ａは、回転霧化頭４の外周面と僅かな隙間をもって対面している。一方、シェーピングエア噴出部材９の外周面９Ｂは、後側が内側カバー取付部位９Ｂ１となり、前側が前方に向けて漸次縮径するテーパ部位９Ｂ２となっている。

内側カバー取付部位９Ｂ１には、内側カバー部材７の前側部位が外嵌状態で取付けられる。テーパ部位９Ｂ２は、前，後方向の中間部の前側寄り位置まで外側カバー部材８に覆われ、それよりも前側は外部に露出している。

一方、シェーピングエア噴出部材９の後端部位は、円筒状の取付ねじ部９Ｃとなり、該取付ねじ部９Ｃは、塗装機支持体２のめねじ部２Ｃに螺着されるものである。これにより、シェーピングエア噴出部材９は、取付ねじ部９Ｃを用いて塗装機支持体２の前側部位に取付けられている。

ここで、シェーピングエア噴出部材９の前側部位９Ｄの基本的な形状について詳しく述べる。この場合、シェーピングエア噴出部材９の前側部位９Ｄは、テーパ部位９Ｂ２の前部から前方に向けて円筒状に延びた範囲、即ち、図２、図３中に二点鎖線で示す円筒状をなした仮想の境界面９Ｆを有している。このシェーピングエア噴出部材９の円筒状の仮想境界面９Ｆは、同様の形状が比較例としての図８に記載されている。即ち、シェーピングエア噴出部材９の仮想境界面９Ｆは、図８において、シェーピングエア噴出部材９のテーパ部位９Ｂ２の前側の円筒面９Ｆ′に相当する。これにより、シェーピングエア噴出部材９の前側部位９Ｄに後述の鍔部材１４を設けた場合、円筒状の仮想境界面９Ｆがシェーピングエア噴出部材９と鍔部材１４との境界部となり、仮想境界面９Ｆよりも外径側が鍔部材１４となる。

さらに、シェーピングエア噴出部材９の前側部位９Ｄは、仮想境界面９Ｆに繋がるようにほぼ一定な外径寸法をもった円筒体として形成されている。図２、図３に示すように、前側部位９Ｄの前端は、平坦な円環状の前端面部９Ｅとなっている。この前端面部９Ｅには、第１のエア噴出孔１０と第２のエア噴出孔１２が開口して設けられている。前端面部９Ｅは、回転霧化頭４の拡開部位４Ｂの後部位置の周囲に配置されている。ここで、シェーピングエア噴出部材９の前側部位９Ｄは、その直径（仮想境界面９Ｆの外径）が寸法Ｄ（ｍｍ）に設定されている。また、前側部位９Ｄ（仮想境界面９Ｆ）の外径側には、前端面部９Ｅと同一面をなすように後述の鍔部材１４が設けられている。

第１のエア噴出孔１０は、前端面部９Ｅの外径側寄りに位置して周方向の全周に亘って等間隔で多数個設けられている。この第１のエア噴出孔１０は、第１のシェーピングエア通路１１を通じて第１のシェーピングエア供給源（図示せず）に接続されている。第１のエア噴出孔１０は、第１のシェーピングエアを回転霧化頭４の放出端縁４Ｄの近傍に向けて噴出するものである。

第２のエア噴出孔１２は、第１のエア噴出孔１０よりも径方向の内側に位置して前端面部９Ｅに周方向の全周に亘って等間隔で多数個設けられている。この第２のエア噴出孔１２は、第２のシェーピングエア通路１３を通じて第２のシェーピングエア供給源（図示せず）に接続されている。第２のエア噴出孔１２は、第２のシェーピングエアを回転霧化頭４の背面に向けて噴出するものである。

これにより、第１のエア噴出孔１０から噴出される第１のシェーピングエアと第２のエア噴出孔１２から噴出される第２のシェーピングエアは、回転霧化頭４の放出端縁４Ｄから放出される塗料の液糸を剪断して塗料粒子の形成を促進すると共に、回転霧化頭４から噴霧された塗料粒子の噴霧パターンを整形する。このとき、第１のシェーピングエアの圧力と第２のシェーピングエアの圧力を適宜調整することによって、噴霧パターンを所望の大きさや形状に変更することができる。さらに、第１，第２のシェーピングエアは、遠心力によって回転霧化頭４の放出端縁４Ｄから径方向の外側に飛行する塗料粒子に噴き付けられることにより、塗料粒子の向きを徐々に被塗物に向けつつ塗料粒子を加速させる。

次に、第１の実施の形態の特徴部分となる鍔部材１４の構成について詳細に説明する。

鍔部材１４は、シェーピングエア噴出部材９の前側部位９Ｄに設けられている。この鍔部材１４は、前側部位９Ｄの外周側に位置して、径方向に延びる円環状の板状体として形成されている。鍔部材１４は、前側部位９Ｄの外径側、即ち、外周面９Ｂのテーパ部位９Ｂ２の前側に位置する仮想境界面９Ｆを境として、その径方向の外向きに延びている。鍔部材１４は、回転霧化頭４から噴霧された塗料粒子の一部が、シェーピングエアによって発生した気流によって回転霧化頭４の後側に回り込むのを防止するものである。

鍔部材１４は、シェーピングエア噴出部材９と一体に形成されている。また、鍔部材１４は、シェーピングエア噴出部材９の前端面部９Ｅと同一平面をなす平面となった前面部１４Ａと、該前面部１４Ａと前，後方向の反対側に位置する後面部１４Ｂと、前記前面部１４Ａと後面部１４Ｂの最外周部となる周縁部１４Ｃとを有している。これにより、鍔部材１４は、シェーピングエアにより発生した気流に乗って塗料粒子が回転霧化頭４の後側に回り込もうとするのを抑制している。また、後面部１４Ｂのうち、外周面９Ｂのテーパ部位９Ｂ２との接続部位は、滑らかな円弧状面１４Ｂ１となっている。この円弧状面１４Ｂ１は、角張った隅を無くすことで付着した塗料の洗浄性を高めることができる。

ここで、鍔部材１４の大きさについて説明する。鍔部材１４の直径寸法Ｅ（ｍｍ）は、シェーピングエア噴出部材９の前側部位９Ｄの直径寸法Ｄ（ｍｍ）に対し、下記数１のように設定されている。

これにより、鍔部材１４は、径方向の外側に延びていることにより、シェーピングエアによってシェーピングエア噴出部材９の前側部位９Ｄや外側カバー部材８の周囲の空気が前方に引っ張られるのを抑制することができる。また、鍔部材１４は、その前面部１４Ａがシェーピングエア噴出部材９の前端面部９Ｅと同一平面となる位置に配置しているから、付着した塗料の洗浄性を高めることができる。

次に、回転霧化頭型塗装機１によって被塗物に塗装を施す場合の動作について説明する。

まず、比較例として従来技術の回転霧化頭型塗装機１０１による塗装作業について、図８を参照しつつ述べる。塗装機１０１は、鍔部材１４が設けられていない点を除いて、第１の実施の形態による塗装機１と同様の構成となっている。

エアモータ３のタービン３Ｂにタービンエアを供給して回転軸３Ｃを回転させる。これにより、回転軸３Ｃと一緒に回転霧化頭４が高速で回転する。この状態で、色替弁装置（図示せず）で選択された塗料をフィードチューブ５の塗料通路から回転霧化頭４に供給する。これにより、供給された塗料は、回転霧化頭４の塗料薄膜化面４Ｃで薄膜化されつつ、遠心力によって放出端縁４Ｄから塗料粒子として噴霧される。

この場合、回転霧化頭４の放出端縁４Ｄから切離された直後の塗料粒子は、前方に配置された被塗物には向かわず、回転霧化頭４による遠心力で径方向の外側に向け放射状に飛行しようとする。そこで、図８中に一点鎖線で示す矢示１５のように、シェーピングエア噴出部材９は、各エア噴出孔１０，１２から塗料粒子に向けてシェーピングエアを噴き付けることにより、エアによる推進力によって塗料粒子を徐々に前方の被塗物に向かわせつつ、加速させる。また、シェーピングエアは、塗料粒子を微粒化しつつ、塗料粒子の噴霧パターンを適宜に整形することができる。

回転霧化頭４の放出端縁４Ｄから塗料粒子を噴霧したときには、外部電極部材６の各電極６Ｃに、高電圧発生器による負の高電圧が印加される。各電極６Ｃは、接地電位に保持されている被塗物との間に電気力線を形成すると共に、放出端縁４Ｄから噴霧された塗料粒子を負極性に帯電させる。これにより、塗料粒子は、電気力線に沿わせることで被塗物に効率よく供給でき、塗着効率を向上することができる。

ここで、シェーピングエア噴出部材９の各エア噴出孔１０，１２からシェーピングエアを噴出したときには、前方に向けて噴出されたシェーピングエアに引っ張られることで、二点鎖線の矢示１６で示すように、塗装機１０１の前側の周囲で前方に向かう空気の流れと、二点鎖線の矢示１７で示すように、塗装機１０１の前側の周囲で後方に向かう空気の流れとが発生する。

この矢示１６で示す空気の流れは、外側カバー部材８とシェーピングエア噴出部材９の周囲の空気を前方へと移動させるから、外側カバー部材８、シェーピングエア噴出部材９の周囲に向けて回転霧化頭４の周囲の空気が引っ張られることになる。一方、矢示１７で示す空気の流れは、外側カバー部材８とシェーピングエア噴出部材９に衝突して外側カバー部材８の後方に向かう。これに加えて、矢示１７で示す空気の流れは、外側カバー部材８の周囲で円弧または渦を描くように流れる。この回転霧化頭４と外側カバー部材８の周囲を流れる空気には、塗料粒子が含まれているから、塗料粒子が外側カバー部材８の前側部分やシェーピングエア噴出部材９に付着してしまう。

次に、鍔部材１４が設けられた第１の実施の形態による塗装機１によって塗装を施した場合の空気の流れについて、図３を参照しつつ説明する。

シェーピングエア噴出部材９の各エア噴出孔１０，１２からシェーピングエアを噴出したときには、前述した図８の比較例とほぼ同様に、前方に向けて噴出されたシェーピングエアに引っ張られることで、二点鎖線の矢示１８で示すように、塗装機１の前方の周囲に空気の流れが発生する。

しかし、矢示１８で示す空気の流れの途中には、シェーピングエア噴出部材９の前端に位置して鍔部材１４が設けられている。この鍔部材１４は、シェーピングエア噴出部材９の前側部位９Ｄや外側カバー部材８に向かう空気の流れを遮る壁として機能する。即ち、鍔部材１４は、シェーピングエア噴出部材９の前側部位９Ｄに向かう空気の流れを遮ることができる。換言すれば、鍔部材１４は、シェーピングエア噴出部材９の周囲から前方へと向かう空気の流れを抑えることができる。

これにより、鍔部材１４の周縁部１４Ｃ等の近傍の空気は、鍔部材１４の周囲付近でシェーピングエアによって前方に引っ張られる。これにより、回転霧化頭４の周囲の空気に含まれた塗料粒子は、外側カバー部材８の前側部分やシェーピングエア噴出部材９に付着するのを抑制することができる。

また、塗料粒子がシェーピングエア噴出部材９、外側カバー部材８側に回り込むのを抑制している他の要因について述べる。シェーピングエア噴出部材９の前端面部９Ｅの前側近傍では、各エア噴出孔１０，１２から高速で噴出されるシェーピングエアによって周囲の空気が同伴されるため（ベルヌーイの定理）強い負圧領域が形成される。この負圧領域には、回転霧化頭４の周囲の空気が引張られる（引寄せられる）ことになる。このときに、鍔部材１４の前面部１４Ａ側では、回転霧化頭４の周囲から前記負圧領域に向かう内向きの空気の流れが発生する。

これにより、噴霧された塗料粒子の一部がシェーピングエア噴出部材９の前側部位９Ｄ、外側カバー部材８側に向けて飛行しようとしても、前記内向きの空気の流れに引張られることになる。さらに、内向きに流れる空気に含まれた塗料粒子は、回転霧化頭４に向けて飛行するが、各エア噴出孔１０，１２から噴出されるシェーピングエアによって前側に噴き飛ばされる。従って、鍔部材１４は、塗料粒子による回転霧化頭４の汚染を抑制することができる。

かくして、第１の実施の形態によれば、回転霧化頭４の外周側には、前端に回転霧化頭４から噴霧された塗料粒子に向けてシェーピングエアを噴出する多数個のエア噴出孔１０，１２が周方向の全周に亘って設けられたシェーピングエア噴出部材９が設けられている。この上で、シェーピングエア噴出部材９の前側部位９Ｄには、当該前側部位９Ｄの外周面９Ｂから径方向の外向きに延びた環状の鍔部材１４が設けられている。

従って、鍔部材１４によって、シェーピングエア噴出部材９の前側部位９Ｄや外側カバー部材８に向かう空気の流れを遮ることができると共に、鍔部材１４の前面部１４Ａ側に負圧領域を形成することができる。このため、回転霧化頭４から噴霧された塗料粒子の一部が回転霧化頭４の後側に回り込むのを防止できる。この結果、鍔部材１４は、シェーピングエア噴出部材９、外側カバー部材８への塗料粒子の付着を抑制することができる。

前述したように、シェーピングエア噴出部材９、外側カバー部材８に塗料粒子が付着することによる塗装不良を防止できるから、塗装ラインにおける塗装機１の洗浄作業の回数（頻度）を少なくすることができる。これにより、塗装作業時の洗浄に要する時間を短くすることができるから、生産性を向上することができる。

鍔部材１４は、前面部１４Ａが平面となった板状体として形成されている。また、板状体からなる鍔部材１４の前面部１４Ａは、シェーピングエア噴出部材９の前端面部９Ｅと同一面として形成されている。従って、板体からなる鍔部材１４は容易に設けることができ、シェーピングエア噴出部材９への塗料の付着を安価に防止することができる。しかも、鍔部材１４は、シェーピングエア噴出部材９の前端面部９Ｅと同一面となっているから、シェーピングエア噴出部材９と鍔部材１４との取付け隙間に塗料が浸入するような事態を未然に防ぐことができ、洗浄時間を短縮することができる。

一方、エアモータ３とシェーピングエア噴出部材９とを取囲む位置には、これらを覆う筒状の内側カバー部材７と外側カバー部材８が設けられている。これにより、各カバー部材７，８によってエアモータ３を覆い隠すことができる。また、外表面が滑らかな円弧状に形成した外側カバー部材８は、塗料が付着したとしても、付着塗料を短時間で確実に洗浄することができる。

次に、図４は本発明の第２の実施の形態を示している。第２の実施の形態の特徴は、カバー部材の外周側には、後側から前側に向けカバー部材の外周面に沿うようにパージエアを噴出するパージエア噴出部を設けたことにある。この第２の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同様の構成要素に同一の符号を付し、その説明を簡略化するものとする。

図４において、第２の実施の形態による外側カバー部材２１は、第１の実施の形態による外側カバー部材８とほぼ同様に、絶縁性の樹脂材料によって前側に向け円弧状に縮径した筒状体として形成されている。しかし、第２の実施の形態による外側カバー部材２１は、外部電極部材６内に嵌合している部位が長尺となり、この後側部位に後述するパージエア噴出部２２の連通路２２Ａが形成されている点で、第１の実施の形態による外側カバー部材８と相違している。外側カバー部材２１の外周面２１Ａでは、後述のパージエア噴出部２２によって前側に向け空気が流通する。

パージエア噴出部２２は、外側カバー部材２１の外周側に設けられている。パージエア噴出部２２は、外側カバー部材２１の後側から前側に向け、該外側カバー部材２１の外周面２１Ａに沿うようにパージエアを噴出するものである。

パージエア噴出部２２は、外部電極部材６の前側に位置して、外側カバー部材２１の外周面２１Ａと外部電極部材６の外部電極支持筒体６Ａとの間に設けられている。パージエア噴出部２２は、第１のシェーピングエア通路１１とは別個のパージエア供給路（図示せず）に連通した複数本の連通路２２Ａと、該各連通路２２Ａに連通する円環状の空間部として形成された環状チャンバ２２Ｂと、該環状チャンバ２２Ｂから外部電極部材６の外部電極支持筒体６Ａの前面に開口した噴出口２２Ｃとにより構成されている。

環状チャンバ２２Ｂは、各連通路２２Ａから供給される圧縮エアを一時的に貯えることにより、全周に亘って均一なパージエアを噴出口２２Ｃから噴出できるようにしている。また、噴出口２２Ｃは、小さな隙間の全周溝（円環状溝）として前側に向けて開口している。さらに、噴出口２２Ｃは、パージエアの噴出方向が、外側カバー部材２１の外周面２１Ａを向くように径方向の内側に傾けて設計されている。

これにより、パージエア噴出部２２は、各連通路２２Ａを通じてパージエア供給路から環状チャンバ２２Ｂに圧縮エアが供給されると、噴出口２２Ｃから前側に向けてパージエアを噴出する。このパージエアは、外側カバー部材２１の外周面２１Ａに向けて噴出されるから、例えば表面付着効果（コアンダ効果）等により、二点鎖線の矢示２３のように、外周面２１Ａに沿って前側に向けて流れる。

このように、パージエア噴出部２２から噴出されたパージエアは、外側カバー部材２１の外周面２１Ａに沿うようにエアカーテンを形成する。このパージエアによるエアカーテンは、鍔部材１４の外周側に向けて流れる。従って、パージエアは、シェーピングエア噴出部材９の前側部位９Ｄ、外側カバー部材２１の周囲に向かう空気の流れを抑えることができる。これにより、前側部位９Ｄ、外側カバー部材２１に塗料粒子が付着するのを抑制することができる。この場合、パージエアは、各エア噴出孔１０，１２から噴出されるシェーピングエアに比較して、その流量が大幅に少なく、例えば１０分の１以下の流量に設定されている。このため、パージエアがシェーピングエアに影響を与えることはない。

かくして、このように構成された第２の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第２の実施の形態によれば、外側カバー部材２１の外周面２１Ａには、後側から前側に向け外側カバー部材２１の外周面２１Ａに沿うようにパージエアを噴出するパージエア噴出部２２を設ける構成としている。従って、パージエア噴出部２２から噴出されたパージエアを、外側カバー部材２１の外周面２１Ａに沿って流通させることにより、このパージエアによるエアカーテンで外周面２１Ａの汚染を抑制することができ、生産性を向上することができる。

次に、図５は本発明の第３の実施の形態を示している。第３の実施の形態の特徴は、鍔部材を、シェーピングエア噴出部材と別個に設けられた樹脂材料により形成し、シェーピングエア噴出部材の前端から後側に離間した位置に配置したことにある。この第３の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同様の構成要素に同一の符号を付し、その説明を簡略化するものとする。

図５において、第３の実施の形態による鍔部材３１は、シェーピングエア噴出部材９と別個に設けられ、シェーピングエア噴出部材９の前側部位９Ｄの外周面９Ｂから径方向の外向きに延びた環状板体からなる。また、鍔部材３１は、樹脂材料（例えば、絶縁性の樹脂材料）から形成されている。さらに、鍔部材３１は、例えばシェーピングエア噴出部材９の前端面部９Ｅから後側に離間した位置に配置されている。

ここで、鍔部材３１の軸方向（前，後方向）の設置位置は、適宜に設定することができる。即ち、シェーピングエア噴出部材９の前端面部９Ｅを基準位置とした場合、前端面部９Ｅと鍔部材３１との間の前，後方向の距離寸法Ｌ（ｍｍ）は、下記数２のように設定されている。なお、下記数２では、前端面部９Ｅを基準位置として、鍔部材３１が前端面部９Ｅよりも前側に配置された状態を−（マイナス）とし、鍔部材３１が前端面部９Ｅよりも後側に配置された状態を＋（プラス）として記載している。

この場合、距離寸法Ｌを小さくすること、即ち、Ｌ≒０ｍｍとすることにより、シェーピングエア噴出部材９の前端面部９Ｅと鍔部材３１との段差を小さくすることができる。これにより、付着した塗料の洗浄性を高めることができる。

かくして、このように構成された第３の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第３の実施の形態によれば、鍔部材３１をシェーピングエア噴出部材９と別個に設けている。従って、鍔部材３１は、既存のシェーピングエア噴出部材９に対して後付で設けることができる。樹脂材料からなる鍔部材３１は、軽量化、製造コストの低減等を図ることができる。さらに、鍔部材３１の取付位置は、軸方向で自由に設定することができる。

次に、図６は本発明の第４の実施の形態を示している。第４の実施の形態の特徴は、鍔部材は、内周面が凹円錐に凹陥した円錐体として形成され、シェーピングエア噴出部材の前端は、円錐体の内周面の奥所に位置する構成としたことにある。この第４の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同様の構成要素に同一の符号を付し、その説明を簡略化するものとする。

図６において、第４の実施の形態による鍔部材４１は、第１の実施の形態による鍔部材１４とほぼ同様に、シェーピングエア噴出部材９の前側部位９Ｄの外周側に位置して、径方向に延びる円環状体として形成されている。即ち、鍔部材４１は、シェーピングエア噴出部材９の前側部位９Ｄの外径側に設けられた仮想境界面９Ｆを、シェーピングエア噴出部材９との境とし、この仮想境界面９Ｆよりも外径側に設けられている。しかし、第４の実施の形態による鍔部材４１は、前側に向けて拡開した円錐体として形成されている点で、第１の実施の形態による鍔部材１４と相違している。

鍔部材４１は、前側の内周面４１Ａが凹円錐に凹陥した円錐体として形成されている。また、鍔部材４１は、後側の外周面４１Ｂと周縁部４１Ｃを有している。ここで、シェーピングエア噴出部材９の前端面部９Ｅは、円錐体からなる鍔部材４１の内周面４１Ａの奥所に位置している。

かくして、このように構成された第４の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第４の実施の形態によれば、鍔部材４１は、前側に向けて拡開した円錐体として形成しているから、この円錐の拡開角度（傾き角度）を所望の値に適宜に設定することができる。

次に、図７は本発明の第５の実施の形態を示している。第５の実施の形態の特徴は、カバー部材をシェーピングエア噴出部材の前側部位まで延ばし、このカバー部材の先端部を径方向の外側に延ばすことにより鍔部材を形成したことにある。この第５の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同様の構成要素に同一の符号を付し、その説明を簡略化するものとする。

図７において、第５の実施の形態による外側カバー部材５１は、第１の実施の形態による外側カバー部材８とほぼ同様に、絶縁性の樹脂材料によって前側に向け円弧状に縮径した筒状体として形成されている。しかし、第５の実施の形態による外側カバー部材５１は、シェーピングエア噴出部材９の前側部位９Ｄを取囲むように前端面部９Ｅまで前側に延びて形成されている点で、第１の実施の形態による外側カバー部材８と相違している。外側カバー部材５１には、その前端部５１Ａに位置して後述の鍔部材５２が設けられている。

第５の実施の形態による鍔部材５２は、シェーピングエア噴出部材９の前側部位９Ｄ、即ち、外側カバー部材５１の前端部５１Ａの外周側に設けられている。この鍔部材５２は、樹脂材料（例えば、絶縁性の樹脂材料）からなる外側カバー部材５１と一体成形されている。鍔部材５２の形状は、第１の実施の形態による鍔部材１４と変るところがないために省略するものとする。

かくして、このように構成された第５の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第５の実施の形態によれば、鍔部材５２は、外側カバー部材５１の一部として設けているから、外側カバー部材５１を既存のカバー部材と交換するだけで、鍔部材５２を簡単に設けることができる。

なお、第４の実施の形態では、鍔部材４１は、前側に向けて拡開した円錐体として形成した場合を例に挙げて説明している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、鍔部材は、後方に向けて拡開した円錐体として形成してもよい。

第２の実施の形態では、外側カバー部材２１の外周面２１Ａと外部電極部材６の外部電極支持筒体６Ａとの間にパージエア噴出部２２を設け、このパージエア噴出部２２から外側カバー部材２１の外周面２１Ａに向けてパージエアを噴出する構成としている。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、外部電極部材６を構成する外部電極支持筒体６Ａの孔６Ａ１からパージエアを噴出する構成としてもよい。これにより、孔６Ａ１から噴出されるパージエアは、電極６Ｃの針状部６Ｃ１に塗料が付着するのを防止することができる。この場合、外部電極支持筒体６Ａの孔６Ａ１から噴出されるパージエアとパージエア噴出部２２から噴出されるパージエアとは、互いに連通させる構成としたり、圧気源を共通化する構成としてもよい。これらの構成は、他の実施の形態にも同様に適用できるものである。

また、第１の実施の形態では、回転霧化頭型塗装機１を、外部電極部材６を備えた間接帯電方式の回転霧化頭型静電塗装機として構成した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、フィードチューブから回転霧化頭に供給される塗料に高電圧を直接的に印加する直接帯電式の回転霧化頭型静電塗装機に適用することもできる。さらに、本発明は、高電圧を印加することなく塗装を行う非静電塗装機にも適用することができる。これらの構成は、他の実施の形態にも同様に適用できるものである。

１ 回転霧化頭型塗装機
３ エアモータ
３Ｃ 回転軸
４ 回転霧化頭
４Ｄ 放出端縁（前端）
７ 内側カバー部材（カバー部材）
８，２１，５１ 外側カバー部材（カバー部材）
９ シェーピングエア噴出部材
９Ｂ 外周面
９Ｄ 前側部位
９Ｅ 前端面部
１０ 第１のエア噴出孔（エア噴出孔）
１２ 第２のエア噴出孔（エア噴出孔）
１４，３１，４１，５２ 鍔部材
１４Ａ 前面部
１４Ｂ 後面部
２１Ａ 外周面
２２ パージエア噴出部
４１Ａ 内周面
Ｄ シェーピングエア噴出部材の前端面部の直径寸法
Ｅ 鍔部材の直径寸法

Claims (6)

1. 圧縮エアが供給されることにより回転軸を回転するエアモータと、
   前記回転軸の前側に設けられた筒状体からなり、前記エアモータによって回転する間に供給された塗料を前端の放出端縁から噴霧する回転霧化頭と、
   前記回転霧化頭の外周側に配置され、前端に前記回転霧化頭から噴霧された塗料粒子に向けてシェーピングエアを噴出する多数個のエア噴出孔が周方向の全周に亘って設けられたシェーピングエア噴出部材とを含んで構成された回転霧化頭型塗装機において、
   前記シェーピングエア噴出部材の前側部位には、当該前側部位の外周面から径方向の外向きに延びた環状の鍔部材が前記シェーピングエア噴出部材と一体または別体に設けられたことを特徴とする回転霧化頭型塗装機。
2. 前記鍔部材は、前面が平面となった板状体として形成され、
   前記板状体の前面は、前記シェーピングエア噴出部材の前記前端と同一面として形成されてなる請求項１に記載の回転霧化頭型塗装機。
3. 前記鍔部材は、内周面が凹円錐に凹陥した円錐体として形成され、
   前記シェーピングエア噴出部材の前記前端は、前記円錐体の内周面の奥所に位置してなる請求項１に記載の回転霧化頭型塗装機。
4. 前記鍔部材の直径寸法Ｅ（ｍｍ）は、前記シェーピングエア噴出部材の前記前端の直径寸法Ｄ（ｍｍ）に対し、Ｄ＋２ｍｍ≦Ｅ≦Ｄ＋３０ｍｍである請求項１に記載の回転霧化頭型塗装機。
5. 前記エアモータと前記シェーピングエア噴出部材とを取囲む位置には、これらを覆う筒状のカバー部材が設けられてなる請求項１に記載の回転霧化頭型塗装機。
6. 前記カバー部材の外周側には、後側から前側に向け前記カバー部材の外周面に沿うようにパージエアを噴出するパージエア噴出部が設けられてなる請求項５に記載の回転霧化頭型塗装機。

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