WO2004085080A1 - 塗装方法及び塗装機 - Google Patents

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WO2004085080A1
WO2004085080A1 PCT/JP2004/004122 JP2004004122W WO2004085080A1 WO 2004085080 A1 WO2004085080 A1 WO 2004085080A1 JP 2004004122 W JP2004004122 W JP 2004004122W WO 2004085080 A1 WO2004085080 A1 WO 2004085080A1
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WO
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paint
coating machine
rotary head
ultrasonic vibration
spray nozzle
Prior art date
Application number
PCT/JP2004/004122
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English (en)
French (fr)
Inventor
Shinji Tani
Masahito Sakakibara
Michio Mitsui
Hiroshi Kobayashi
Kimiyoshi Nagai
Original Assignee
Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Ransburg Industrial Finishing K.K.
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a coating method and a coating machine (atomizer), and more particularly to a coating technique using ultrasonic vibration.
  • the sprayer is (1) a rotary sprayer that atomizes paint using a high-speed rotating bell-shaped rotary head, and (2) a sprayer that atomizes by discharging paint with air from the nozzles, (3) There is known a hydraulic coater that atomizes by discharging pressurized paint from a fine discharge port.
  • the rotary coating machine is, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. Hei 03-01858 (Japanese Patent No. 260930), the rotating shaft of the main body of the device. And the paint supplied from the paint supply pipe to the bell-shaped power tip is formed into a thin film state radially outward along the inner surface of the bell-shaped cup by centrifugal force. Then, it is atomized while scattering outward from the outer peripheral edge of the bell-shaped forceps, and the atomized paint is directed to the front side of the object by the shaving air.
  • An object of the present invention is to provide a coating machine which can make the particle size of the finely divided paint uniform.
  • Another object of the present invention is to provide a coating machine which can spray paint without air. It is to offer.
  • a further object of the present invention is to provide a coating machine which can be painted in the state of being close to a substrate.
  • a further object of the present invention is to provide a rotary coater which can atomize paint even at relatively low rotational speeds.
  • a further object of the present invention is to provide a coating machine capable of reducing the amount of air discharge in a spray type coating machine which sprays paint together with air from a nozzle.
  • a further object of the present invention is to provide a coater capable of atomizing paint without air by diverting a spray type nozzle.
  • a further object of the present invention is to provide a hydraulic atomization type coating machine capable of atomizing paint even with a relatively low hydraulic pressure.
  • a further object of the present invention is to provide a coating machine capable of easily adjusting the size and / or shape of a coating pattern.
  • the present invention is characterized in that ultrasonic vibration is applied to the paint to immediately atomize the paint immediately after the paint is released from the paint releasing means to the outside in a state of easy atomization.
  • a paint discharge means typically, a rotary head that discharges paint radially outward, a spray nozzle conventionally used for a spray type sprayer, and a conventional hydraulic atomization type sprayer are used. It is possible to cite a paint outlet for liquid pressure atomization which is carried out.
  • the present invention When the present invention is applied to a coating machine equipped with a rotary head, ultrasonic vibration is output forward in the peripheral region adjacent to the outer periphery of the rotary head, so that this vibrational energy can be used. , It is good to make the atomized paint fly forward.
  • the spray nozzle and the fog nozzle and Z from the periphery of the paint discharge port for hydraulic atomization are Alternatively, the ultrasonic vibration is output toward the area near the paint discharge port for liquid pressure atomization, and vibration energy is concentrated on the paint immediately after being released from the spray nozzle and the paint discharge port for liquid pressure atomization. It is preferable to
  • FIG. 1 is a view showing an example in which the present invention is applied to a rotary type sprayer (atomizer).
  • FIG. 2 is a view showing an example in which the present invention is applied to a spray type or a hydraulic type sprayer (atomizer).
  • Fig. 3 is a diagram for explaining the phenomenon of atomizing the paint without air by diverting the nozzle of a conventional spray type sprayer (atomizer), and Fig. 3A shows ultrasonic vibration.
  • FIG. 3B is a view for explaining a setting position of the point P, and FIG. 3B is a view showing a phenomenon when the ultrasonic vibration energy is concentrated on the point P.
  • FIG. 4 is a view for explaining the structure of the main part of the rotary electrostatic sprayer of the first embodiment.
  • FIG. 5 is a view for explaining the structure of the ultrasonic horn included in the first embodiment.
  • FIG. 6 is a view for explaining the relationship between a vibrating surface and a coating pattern which are disposed around the rotary head (bell-shaped cup) of the rotary electrostatic sprayer of the first embodiment.
  • FIG. 7 is a view for explaining the structure of the rotary electrostatic sprayer of the second embodiment.
  • FIG. 8 is a view for explaining the structure of the vibration means included in the second embodiment.
  • FIG. 9 is a view for explaining the overall configuration of a coating system including the electrostatic coating machine of the embodiment incorporated into the coating line of a car body.
  • FIG. 10 is a view for explaining another example of the coating system including the electrostatic coating machine of the embodiment, which is suitably applicable to the coating line of the automobile body.
  • FIG. 11 is a view for explaining a varnish in which a plurality of electrostatic sprayers are arranged in two rows, which is adopted in the painting system shown in FIG. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • the present invention can be applied to rotary, spray, and hydraulic type coating machines, and is suitably applied to electrostatic coating machines that charge paint and apply the paint to a substrate to which an earth potential is applied.
  • the present invention can also be applied to a coating machine in which the paint adheres to the substrate without charging the paint.
  • Ming's coating machine does not depend on the type of paint, and can be equally applied to water-based paints, oil-based paints and metallic paints.
  • FIG. 1 is a view for explaining an example in which the present invention is applied to a rotary coater (atomizer).
  • FIG. 2 is a view for explaining an example in which the present invention is applied to a spray type or hydraulic type sprayer (atomizer).
  • the rotary coating machine 1 has an air motor 2 as in the prior art, and the air motor 2 is rotated by supplying compressed air to the air motor 2 through the internal air passage 3 to rotate it. Head 4 is driven to rotate.
  • the rotary head 4 is typically a bell cup, but may be a disc. Also, an electric motor may be employed instead of the air motor 2.
  • the rotation speed of the bell cup in the conventional rotary coating machine is usually 50,000 rpn! In the rotary type coating machine 1 of the present invention, the rotational speed of the rotary head 4 may be reduced, for example, 4,000 to 5,000 rpm.
  • the coating machine 1 further has an internal paint passage or paint supply pipe 5 through which the paint is supplied to the central portion of the rotary head 4.
  • the paint supplied to the central portion of the rotary head 4 spreads radially outward along the surface of the rotary head 4 by centrifugal force, and radially outward from the outer peripheral edge 4 a of the rotary head 4. Released into At the outer periphery 4 a of the rotary head 4, the paint is in a state of being easily atomized, and the paint released from the rotary head 4 depends on the rotational speed of the rotary head 4, but the rotary head 4
  • the outer peripheral edge 4a of the bead 4 is micronized through a thread-like, thin film form.
  • the rotary coater 1 further comprises a cylindrical ultrasonic horn 6, the vibrating surface 6 a of the ultrasonic horn 6 being arranged adjacent to the outer periphery of the rotary head 4.
  • the vibration surface 6 a of the ultrasonic horn 6 is preferably disposed at a position where ultrasonic vibration can be applied to a string-like paint, a thin film-like paint, or a paint before and after being micronized.
  • the vibration surface 6 a of the ultrasonic horn 6 is vibrated by the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic generator 7.
  • Reference numeral 8 in FIG. 1 denotes the outer case of the ultrasonic generator 7.
  • the vibrating surface 6 a of the ultrasonic horn 6 is formed of an annular inclined surface which gradually expands in diameter from the rear end adjacent to the outer peripheral edge 4 a of the rotary head 4 toward the front, Immediately after that, the paint separated from the outer peripheral edge 4a of the head 4 is subjected to ultrasonic vibration from the vibration surface 6a, whereby the paint is uniformly atomized, and The flight direction is directed forward, ie to the substrate (not shown).
  • the relative anteroposterior position of the rotary head 4 and the annular vibrating surface 6 a surrounding it may preferably be adjustable.
  • the paint that has jumped out of the outer peripheral edge 4a of the rotary head 4 is subjected to ultrasonic vibration from the vibration surface 6a without being in contact with the vibration surface 6a. You may set the front and back position of the head 4 and the vibrating surface 6 a.
  • the paint that has jumped out from the outer peripheral edge 4a of the rotary head 4 forms a thin film on the vibrating surface 6a, and this thin film can be atomized by ultrasonic vibration and be able to fly forward.
  • the front and back positions of the rotation head 4 and the vibrating surface 6 a may be set.
  • the front and back positions of the rotary head 4 and the vibrating surface 6 a may be set so that the phenomena described in the first and second examples described above are mixed. .
  • the phenomena of the first to third examples described above are also influenced by the setting of the inclination angle ⁇ of the vibration surface 6 a of the ultrasonic horn 6.
  • the inclination angle ⁇ of the vibrating surface 6 a can be adjusted arbitrarily.
  • the vibration surface 6 a of the ultrasonic horn 6 may be formed of an annular surface continuous in the circumferential direction, but may be formed of a plurality of segments arranged in the circumferential direction if necessary. .
  • the plurality of segments of the vibrating surface 6 a may be adjusted individually for the inclination angle 0, and / or the relative longitudinal position of the plurality of divided segments 1 with respect to the rotation head 4 is individually adjusted. It may be possible. Thereby, the size and / or shape of the coating pattern of the paint can be easily adjusted.
  • the coating machine 10 shown in FIG. 2 is a spray type coating machine.
  • the spray coater 10 has an air assist spray nozzle 11 extending to a substrate (not shown) as in the prior art.
  • the paint is in an atomizable state, and the paint is discharged together with air from the spray nozzle 11, and is directed to the substrate in an atomized state.
  • the vibrating surface 6 a of the ultrasonic horn 6 is located behind the spray nozzle 1 1, and the direction of the vibrating surface 6 a is directed to the point P on the front side of the axis adjacent to the front end of the spray nozzle 1 1. ing. This makes the spray
  • the ultrasonic vibrational energy of the vibrating surface 6 a surrounding the nozzle 11 is concentrated on the point P.
  • the paint coming out of the spray nozzle 1 is atomized in response to the ultrasonic vibration outputted from the vibrating surface 6 a surrounding the nozzle 1 1 diagonally forward, and the particle diameter of the paint becomes uniform. Become.
  • Spray nozzle 1 1 used in the spray type sprayer known in the prior art is diverted, paint is discharged from this spray nozzle 1 1 without atomization air, and immediately after coming out from nozzle 1 1 without air assist It may be possible to atomize by applying ultrasonic vibration to the paint.
  • Fig. 3 schematically illustrates this phenomenon.
  • Fig. 3A is a diagram for explaining the setting position of the point P
  • Fig. 3B is a front view of the ultrasonic vibration energy from the annular vibration surface 6a surrounding the nozzle 1 1 and the nozzle 1 1 This shows the phenomenon when focusing on the boyt P adjacent to.
  • Fig. 2 shows a spray-type coating machine 10.
  • the hydraulic coater atomizes the pressurized paint by passing it through the minute hydraulic atomizing discharge port, but in the case of the hydraulic coater according to the present invention, The ultrasonic vibration is directed to a point P in front of and adjacent to the axis of the discharge port for hydraulic atomization.
  • the hydraulic pressure is set to a lower value than conventional (for example, a few tenths of a degree).
  • the paint discharged from the liquid pressure atomization discharge port is subjected to ultrasonic vibration immediately after leaving the liquid pressure atomization discharge port to atomize, and the particle size of the paint becomes uniform.
  • the mechanism of atomization of paint in the hydraulic coating machine to which the present invention is applied is substantially the same as B in FIG.
  • the paint is ejected from the spray nozzle 11 with or without atomizing air and then micronized.
  • the paint is discharged from the discharge port for hydraulic atomization in the form of a thin film, that is, in an easily atomizable state and then pulverized.
  • Ru The point P described above is preferably set in a range from the front end of the spray nozzle 11 or the hydraulic atomizing discharge port to the area where the paint starts to atomize.
  • the same elements as those of the above-described rotary coater 1 are given the same reference numerals.
  • the rotary paint shown in Figure 1 is also used for the spray paint 10 and hydraulic paint machines.
  • the variants described for the clothing device 1 can be applied analogously.
  • the vibrating surface 6 a of the ultrasonic horn 6 may be continuous in the circumferential direction, but a plurality of segments divided in the circumferential direction It may be configured.
  • the plurality of segments obtained by dividing the vibration surface 6 a may be adjusted individually for the inclination angle e, and / or the relative longitudinal position of the plurality of divided segments relative to the rotation head 4 Let's make it possible to adjust it individually.
  • FIG. 1 the same elements as those of the above-described rotary coater 1 are given the same reference numerals.
  • the rotary paint shown in Figure 1 is also used for the spray paint 10 and hydraulic paint machines.
  • the variants described for the clothing device 1 can be applied analogously.
  • Reference numeral 1 0 1 is a sprayer main body.
  • the coating machine main body 101 has a rotating shaft 102 which is rotated by a motor (not shown) driven by electric or air, and this rotating shaft 102 is defined by the axis of the coating machine main body 101. It is arranged.
  • a bell-shaped force pin 103 is fixed to the end of the rotary shaft 102.
  • the bell-shaped force chip 103 is disposed with its opening side facing forward (left in the figure), that is, toward the object to be coated (not shown).
  • the rotary electrostatic sprayer 100 is attached to a robot arm, and the robot arm moves by moving the robot arm, and the bell-like force prop 103 moves in the front-rear direction (the direction shown by the arrow X in FIG. 4)
  • the direction can be changed to adjust the distance and direction between the object (surface to be painted).
  • the bell cup 103 is supplied with paint from the paint supply pipe 104 at the time of rotation, and the paint is supplied to the inner surface of the cup through a plurality of holes provided in the central portion of the bell cup 103. It is discharged to 3 a. This paint spreads radially outward along the inner surface 103 a of the bell-shaped force chip 103 by centrifugal force, and is discharged outward from the outer peripheral edge of the bell-shaped force chip 103.
  • the ultrasonic vibration device 105 applies the ultrasonic vibration to the paint immediately after scattering from the outer peripheral edge of the bell cup 103 rotating at a relatively low speed (for example, 4,000 to 5,000 rpm).
  • a relatively low speed for example, 4,000 to 5,000 rpm.
  • the particle size of the paint can be equalized, and kinetic energy that directs the paint forward can be given to the paint.
  • the ultrasonic vibration device 105 is composed of an ultrasonic horn, and has a ring-like vibrating surface 106 facing forward as shown in FIGS. 4 and 5.
  • the vibrating surface 106 is composed of a group of a plurality of segments 106 a divided in the circumferential direction.
  • the ultrasonic horn 1 0 5 has an ultrasonic generator 1 0 7 and this ultrasonic generator 1 0 7 It is connected to a bottomed cylindrical vibration transmitting member 108.
  • the ultrasonic wave generator 1 0 7 vibrates at the center of the bottom surface 1 0 8 a of the vibration transfer member 1 0 8, and this vibration is vibrated through the body of the vibration transfer member 1 0 8 Given to surface 106
  • the ultrasonic generator 1 0 7 can be disposed at a position away from the vibrating surface 1 0 6.
  • the vibrating surface 106 surrounds the bell-shaped force chip 103 adjacent to the outer peripheral edge of the bell-shaped force chip 103.
  • the vibrating surface 106 moves back and forth together with the bell force p 103 and / or changes its orientation without changing the relative position with the bell force p 103.
  • the vibrating surface 106 can apply ultrasonic vibration to the paint immediately after being scattered outward from the outer peripheral edge of the bell-shaped force chip 103.
  • the amplitude and frequency of the vibrating surface 106 it is possible to adjust the degree of kinetic energy to be applied to the paint and the degree of fineness of the paint, whereby the paint adheres to the object to be coated.
  • the coating efficiency and the coating film quality can be improved.
  • the vibrating surface 106 is preferably adjustable in the inclination angle e described with reference to FIG. As mentioned above, the vibrating surface 106 can move or turn along with the bell force 103. In other words, the vibrating surface 1 0 6 moves in the back and forth direction (arrow X direction) together with the bell power tip 1 0 3 so that the relative longitudinal position with the bell power tip 1 0 3 does not change. And / or change orientation.
  • the vibrating surface 106 be adjustable in its relative angle with respect to its inclination angle ⁇ and the bell cup 103. From this, as shown in FIG. 4, the size and shape of the application pattern 1 0 9 can be adjusted. That is, adjust the diameter D of the coating pattern 1 0 9 and the outer contour of the coating pattern 1 0 0 relative to the tilt angle ⁇ of the vibrating surface 1 6 and / or the bell-like force 1 0 3 It can control by doing.
  • Fig. 6 shows the outline of the coating pattern 1 0 9 by adjusting the inclination angle ⁇ (see Fig. 1) of the annular vibrating surface 1 0 6 disposed adjacent to the outer peripheral edge of the bell-shaped force tip 1 0 3 It is a figure for demonstrating that the diameter of an outline changes. As shown by the arrows in Fig. 6, if the inclination angle 0 of the diverging vibrating surface 1 0 6 is increased and the opening degree of the vibrating surface 1 0 6 is narrowed, the outline of the application pattern 1 ⁇ ⁇ ⁇ 9 becomes small. It becomes cold. Similarly, the outer contour of the application pattern 100 can be adjusted by adjusting the relative front-rear position of the vibrating surface 106 and the bell-shaped force 103.
  • the divided segments 1 0 6a of the vibrating surface 1 0 6 can independently control the adjustment of the relative longitudinal position with the tilt angle 0 and the bell-like force tip 1 0 3. This makes it possible to freely control the shape and size of the application pattern 109.
  • the rotary coater 100 has a high voltage generator 110 and applies the high voltage generated by the high voltage generator 110 to the paint to charge the paint.
  • the high voltage is applied directly to the bell force 103, but the invention is not limited to this method, and the paint may be charged by various methods known in the art. For example, it is possible to charge paint after it has been atomized by ultrasonic vibration by vibration surface 106.
  • the rotary electrostatic sprayer 100 of the first embodiment described with reference to FIGS. 4 to 6 it is emitted from the outer peripheral edge of the bell cup 103 rotating at a relatively low speed.
  • the paint is given ultrasonic vibration energy of the annular vibration surface 106.
  • the paint is uniformly atomized.
  • the particles of the paint are given directional kinetic energy by the ultrasonic vibration of the vibrating surface 106, and the paint is directed forward, ie towards the substrate.
  • the particle size of the paint becomes uniform as well as becoming finer even compared to the conventional electrostatic coating technology that relies on air.
  • the particle size of the paint is not less than 30 microns, but according to the ultrasonic atomization technology according to the present invention, the paint particle size is not more than 20 microns. It can be micronized.
  • the particle size of the paint is made uniform, and therefore the particle size distribution has one peak, so that the coating efficiency and the coating film quality are improved.
  • FIG. 7 and 8 show a rotary electrostatic sprayer 200 of the second embodiment.
  • the same elements as the elements included in the coating machine 100 of the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, I omit the light.
  • An ultrasonic excitation device 202 for applying ultrasonic vibration to the paint immediately after jumping out from the outer peripheral edge of the bell-shaped force chip 103 is adjacent to the outer peripheral edge of the bell-shaped force chip 103 It is arranged.
  • the ultrasonic oscillator 202 has a plurality of ring-shaped frames 203 of different diameters arranged concentrically, as shown enlarged in FIG.
  • a thin vibratory plate 204 is disposed between 3, 2 0 3.
  • the thin vibrating plate 24 may be continuous in the circumferential direction, but preferably consists of segments 20 4 a divided in the circumferential direction, each segment 2 0 4 a It is preferable to connect the ultrasonic generator 250. Also, by independently controlling the frequency and amplitude of the ultrasonic wave generator 205 for each segment 204a, fine adjustment of the size and shape of the application pattern 1009 can be made. It is possible to
  • the plurality of ring-shaped frames 203 described above are disposed in a plane extending perpendicularly to the axis of the bell-shaped force cup 103, and the paint discharged from the outer peripheral edge of the bell-shaped cup 103.
  • the paint particles are atomized and directed forward by ultrasonic vibration from the vibration plate 24 while being transmitted through the ring-shaped frame 203 from the inner circumference side to the outer circumference side.
  • Reference numeral 2006 in FIG. 5 denotes a passage 206 for recovering the paint splashed radially outward.
  • FIG. 7 schematically shows how the paint atomized by the ultrasonic vibration energy by the ultrasonic vibration device 202 is directed to the object W to be coated.
  • Reference numeral 2 0 7 in FIG. 7 denotes particles of paint atomized by ultrasonic vibration.
  • Reference numeral 2 0 8 in FIG. 7 is a charging electrode.
  • a high voltage supplied from a high voltage generator (not shown) is applied to the charging electrode 2 0 8 to charge the particles 2 0 7 of the paint.
  • FIG. 9 shows an example in which, for example, the rotary electrostatic sprayer 100 of the first embodiment is installed on a paint line of a car.
  • the electrostatic coating machine 100 is provided in a traveling device 20 consisting of a linear motor, robot, etc., and the bell power pin 103 and the vibrating surface 106 can be oscillated in all directions. .
  • the rotational electrostatic sprayer 100 is controlled by the control signals S 1 and S 2 from the main control panel 21 so that the number of rotations of the air motor and the direction of the bell-shaped force pick-up 1 0 3 can be controlled.
  • the mixing device 22 mixes the paint from the pumps 23 to 27 for the five primary colors (cyan, magenta, yellow, black and white). Then supply the paint supply pipe 104 (see Fig. 1). As a result, the target color can be generated by mixing immediately before the rotary electrostatic sprayer 100.
  • the ultrasonic controller 28 controls the orientation of each segment 106 a of the vibrating surface 106 of the rotary electrostatic sprayer 100. Also, high voltage controller 29 controls the high voltage generated by high voltage generator 1 10 (see Figure 4).
  • any vibration generator such as a magnetostrictive conversion element conventionally known can be employed.
  • FIGS. 10 and 11 Another example of coating a relatively large object W such as an automobile body will be described with reference to FIGS. 10 and 11.
  • the rotary electrostatic sprayer 1 of FIG. 1 is illustrated as a sprayer in FIGS. 10 and 11, the sprayers 10, 1 and 10 of FIGS. 2, 4 and 7 may be substituted instead. Apply 0 0, 2 0 0.
  • a plurality of paint units U 1 to U 10 in which a plurality of paint machines 1 adjacent to each other are arranged in two rows and a first row L 1 and a second row L 2 are arranged parallel to each other are prepared. Paint of the car body W may be performed while reciprocating U (arrow Y) with respect to the coated surface of the article W to be coated. According to this, the film thickness of the paint adhering to the article W can be made uniform.
  • the painting machines 1 included in the first row L 1 of each unit U and the painting machines 1 included in the second row L 2 are alternately arranged in a staggered manner.
  • any of the coating machines to which the present invention is applied (for example, the sprayer described with reference to the rotary type coating machine 1 in FIG. 1 and FIG. 2) It is possible to adopt a complete coater or a hydraulic coater.
  • rotary coaters 1, 100 and 200 do not require air to direct the paint to the substrate.
  • the rotational speed of the rotary head 4 such as a bell cup may be relatively slow.
  • the sprayer described with reference to FIG. 2 has little or no air or air. From such a thing, in the coating machine of this invention, it can coat in the state which made the coating machine approach with respect to the to-be-coated-article W.
  • FIG. For example, in the conventional rotary type coating machine, although it arrange
  • the distance from the object to be coated W is reduced, not only the coating efficiency can be improved, but also the value of high voltage for charging the coating material can be set low.
  • the distance from the object to be coated W is about 6 0 k V to 90 0 k V in the present electrostatic coating machine, 1 10 k V to 3 0 k V if the distance from the object W to be coated is about 100 mm. It is good.

Landscapes

  • Nozzles (AREA)
  • Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Special Spraying Apparatus (AREA)

Description

明 細 書 塗装方法及び塗装機 技術分野
本発明は塗装方法及び塗装機 （霧化器） に関し、 より詳しくは、 超音波振 動を利用した塗装技術に関する。 背景技術
塗装機は、 （ 1 )高速回転するベル状の回転ヘッ ドを使って塗料を霧化する 回転式塗装機、 ( 2 )ノズルからエアと共に塗料を吐出させることにより霧化 するスプレー式塗装機、 ( 3 )加圧した塗料を微細な吐出口から吐出させるこ とにより霧化する液圧式塗装機が知られている。
回転式塗装機は、 例えば日本出願公開公報である特開平 0 3— 1 0 1 8 5 8号公報 （特許第 2 6 0 0 3 9 0号） に見られるように、 装置本体の回転軸 先端にベル状力ップを有し、 このベル状力ップに塗料供給管から供給された 塗料は、 遠心力でベル状カ ップの内面に沿って半径方向外方に向けて薄膜状 態で広がり、 次いでベル状力ップの外周縁から外方に飛散しながら微粒化さ れ、 この微粒化した塗料はシェービングエアによって前方つま り被塗物に差 し向けられる。
回転式塗装機の一つの問題点として、 微粒化した塗料の粒径にバラツキが あり、 粒径の分布で説明すると、 比較的大きな粒径と比較的小さな粒径の 2 つのピークが見られることが知られており、 塗料の粒径のバラツキは、 塗膜 品質の不安定化や塗着効率の低下などの問題を生じる。 この問題は、 スプレ —式塗装機及び液圧式塗装機にも同様に発生することが知られている。 発明の開示
本発明の目的は、 微粒化した塗料の粒径を均一化することのできる塗装機 を提供することにある。
本発明の他の目的は、 エア無しで塗料を嘖霧することのできる塗装機を提 供することにある。
本発明の更なる目的は、 被塗物に接近させた状態で塗装することのできる 塗装機を提供することにある。
本発明の更なる目的は、 比較的低い回転速度であっても塗料を霧化するこ とのできる回転式の塗装機を提供することにある。
本発明の更なる目的は、 ノズルからエアと共に塗料を嘖霧するスプレー式 の塗装機におけるエアの吐出量を低減することのできる塗装機を提供するこ とにある。
本発明の更なる目的は、 スプレー式のノズルを流用してエア無しで塗料を 霧化させることのできる塗装機を提供することにある。
本発明の更なる目的は、 比較的低い液圧であっても塗料を霧化させること のできる液圧霧化式の塗装機を提供することにある。
本発明の更なる目的は、 塗布パターンの大きさ及び/又は形状を容易に調 整することのできる塗装機を提供することにある。 本発明は、 基本的には、 塗料放出手段から外部に向けて塗料を微粒化し易 い状態で放出した直後に超音波振動を当てて塗料を微粒化することを特徴と する。 塗料放出手段と しては、 典型的には、 塗料を径方向外方に放出する回 転ヘッ ド、 従来スプレー式塗装機に採用されている噴霧ノズル、 従来液圧霧 化式塗装機に採用されている液圧霧化用の塗料吐出口を挙げることができる。 回転へッ ドを備えた塗装機に本発明を適用したときには、 回転へッ ドの外 周縁に隣接した周囲の領域において、 前方に向けて超音波振動を出力するこ とにより、 この振動エネルギで、 微粒化した塗料を前方に向けて飛行させる のがよい。 噴霧ノズル、 液圧霧化用の塗料吐出口を備えた塗装機に本発明を 適用したときには、 これら噴霧ノズル、 液圧霧化用の塗料吐出口の周囲から 斜め前方に且つ嘖霧ノズル及び Z又は液圧霧化用の塗料吐出口の近傍領域に 向けて前記超音波振動を出力して、 噴霧ノズル、 液圧霧化用の塗料吐出口か ら放出させた直後の塗料に振動エネルギを集中させるのが好ましい。
本発明の上述した目的及ぴ効果は、 添付の図面を参照した本発明の好まし い実施例の詳細な説明から明らかになろう。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明を回転式の塗装機 （霧化器） に適用した例を示す図である。 図 2は、 本発明をスプレー式又は液圧式塗装機 （霧化器） に適用した例を 示す図である。
図 3は、 従来のスプレー式塗装機 （霧化器） のノズルを流用してエア無し で塗料を霧化する現象を説明するための図であり、 図 3 Aは超音波振動を差 し向けるポイン ト Pの設定位置を説明するための図であり、 図 3 Bは、 超音 波振動エネルギをボイン ト Pに集中させたときの現象を示す図である。
図 4は、 第 1実施例の回転式静電塗装機の要部の構造を説明するための図 である。
図 5は、 第 1実施例に含まれる超音波ホーンの構造を説明するための図で J
図 6は、 第 1実施例の回転式静電塗装機の回転ヘッ ド （ベル状カップ） の 回りに配置した振動面と塗布パターンとの関係を説明するための図である。 図 7は、第 2実施例の回転式静電塗装機の構造を説明するための図である。 図 8は、第 2実施例に含まれる加振手段の構造を説明するための図である。 図 9は、 自動車ボディの塗装ラインに組み込まれた、 実施例の静電塗装機 を含む塗装システムの全体構成を説明するための図である。
図 1 0は、 自動車ボディの塗装ラインに好適に適用可能な、 実施例の静電 塗装機を含む塗装システムの他の例を説明するための図である。
図 1 1は、 図 1 0に示す塗装システムで採用された、 複数の静電塗装機を 2列に配列したュニッ トを説明するための図である。 発明を実施するための最良の形態
以下に、図面に基づいて本発明の実施の形態及び具体例を詳しく説明する。 本発明は、 回転式、 スプレー式、 液圧式の塗装機に適用することができ、 また、 塗料を帯電させてアース電位の被塗物に塗料を付着させる静電塗装機 に対して好適に適用することができるが、 塗料を帯電させないで塗料を被塗 物に付着させる方式の塗装機に対しても適用することができる。 また、 本発 明の塗装機は塗料の種類に左右されず、 水性塗料、 油性塗料、 メタリ ック塗 料などに等しく適用することができる。
図 1は、 本発明を回転式塗装機 （霧化器） に適用した例を説明するための 図である。 図 2は、 本発明をスプレー式又は液圧式の塗装機 （霧化器） に適 用した例を説明するための図である。
図 1を参照して、 回転式塗装機 1は、 従来と同様に、 エアモータ 2を有し、 内部エア通路 3を通じて圧縮エアをエアモータ 2に供給することによりエア モータ 2が回転し、 これにより回転ヘッ ド 4が回転駆動される。 回転ヘッ ド 4は、 典型例ではベル状カップであるが、 円盤であってもよい。 また、 エア モータ 2の代わりに電動モータを採用してもよい。 従来の回転式塗装機にお けるベル状カップの回転速度は、 通常、 50,000rpn！〜 60,000rpmであるが、 本 発明の回転式の塗装機 1にあっては、 回転へッ ド 4の回転速度を低下させて よく、 例えば、 4,000〜5，000rpmであってもよい。
塗装機 1は内部塗料通路又は塗料供給管 5を更に有し、 この塗料供給管 5 を通じて回転ヘッ ド 4の中心部分に塗料が供給される。 回転ヘッ ド 4の中心 部分に供給された塗料は、 遠心力によって回転へッ ド 4の表面に沿って径方 向外方に広がり、 回転へッ ド 4の外周縁 4 aから径方向外方に放出される。 回転へッ ド 4の外周縁 4 aでは塗料は微粒化し易い状態になっており、 回転 へッ ド 4から放出される塗料は、 回転へッ ド 4の回転速度に左右されるが、 回転ヘッ ド 4の外周縁 4 aから糸状、 薄膜状の形態を経て微粒子化する。 回転式塗装機 1は、 円筒状の超音波ホーン 6を更に有し、 超音波ホーン 6 の振動面 6 aは回転へッ ド 4の外周縁に隣接して配置されている。 超音波ホ ーン 6の振動面 6 aは、 糸状の塗料、 薄膜状の塗料又は微粒子化する前後の 塗料に超音波振動を当てることができる位置に配置されるのが好ましい。 超 音波ホーン 6の振動面 6 aは、 超音波発生器 7で生成した超音波振動によつ て加震される。 図 1 の参照符号 8は、 超音波発生器 7の外側ケースを示す。 超音波ホーン 6の振動面 6 aは、 回転へッ ド 4の外周縁 4 aに隣接した後 端から前方に向かうに従って徐々に拡径する環状の傾斜面で構成されており、 これにより、 回転ヘッ ド 4の外周縁 4 aから離れた塗料は、 その直後に振動 面 6 aからの超音波振動を受け、 これにより塗料は均一に微粒化し、 また、 飛行方向が前方つまり被塗物 （図示せず） に差し向けられる。
回転へッ ド 4と、 これを包囲する環状の振動面 6 a との相対的な前後位置 は、 好ましくは、 調整可能であるのよい。 例えば、 第 1の例と して、 回転へ ッ ド 4の外周縁 4 aから飛び出した塗料が振動面 6 aに接することなく、 振 動面 6 aからの超音波振動を受けるように、 回転ヘッ ド 4と振動面 6 a との 前後位置を設定してもよい。 また、 第 2の例として、 回転ヘッ ド 4の外周縁 4 aから飛び出した塗料が振動面 6 aで薄膜を形成し、 この薄膜が超音波振 動によって微粒化して前方に飛び出すことができるように、 回転へッ ド 4と 振動面 6 a との前後位置を設定してもよい。 また、 第 3の例として、 上述し た第 1、 第 2の例で説明した現象が混在した状態となるように、 回転ヘッ ド 4と振動面 6 a との前後位置を設定してもよい。
上述した第 1〜第 3の例の現象は、 超音波ホーン 6の振動面 6 aの傾斜角 Θ の設定によっても影響を受ける。 振動面 6 a の傾斜角 Θは任意に調整でき るのが好ましい。
振動面 6 aの傾斜角 0を変化させることにより、 上述した第 1〜第 3の例 で説明した現象や塗料の塗布パターンの大きさを容易に調整することができ る。
また、 超音波ホーン 6の振動面 6 aは、 円周方向に連続した環状の面で構 成してもよいが、 必要であれば円周方向に配列した複数のセグメントで構成 してもよい。 振動面 6 aの複数のセグメントを個々に傾斜角 0を調整できる ようにしてもよく、 及び/又は、 複数の分割セグメン 1、の回転へッ ド 4との 相対的な前後位置を個々に調整できるようにしてもよい。 これにより、 塗料 の塗布パターンの大きさ及び/又は形状を容易に調整することができる。 図 2に図示の塗装機 1 0はスプレー式の塗装機を示す。 スプレー式塗装機 1 0は、 従来と同様に、 被塗物 （図示せず） に向けて延びるエアアシス ト噴 霧ノズル 1 1を有する。 噴霧ノズル 1 1の前端では塗料は霧化し易い状態に なっており、 塗料は、 噴霧ノズル 1 1からエアと一緒に放出され、 霧化した 状態で被塗物に差し向けられる。 超音波ホーン 6 の振動面 6 aは噴霧ノズル 1 1 の後方に位置しており、 振動面 6 a の向きは、 噴霧ノズル 1 1 の前端に 隣接し且つ軸線上の前方のポイント Pに向けられている。 これにより、 噴霧 ノズル 1 1を包囲する振動面 6 aの超音波振動エネルギはボイント Pに集中 される。 噴霧ノズル 1 1から出た塗料は、 その直後に、 ノズル 1 1を包囲す る振動面 6 aから斜め前方に向けて出力された超音波振動を受けて微粒化し、 塗料の粒径が均一になる。
従来から知られているスプレー式塗装機に使用されている噴霧ノズル 1 1 を流用し、 この噴霧ノズル 1 1から霧化エア無しで塗料を吐出させ、 エアァ シスト無しのノズル 1 1から出た直後の塗料に超音波振動を当てて微粒化す るようにしてもよい。 この現象を模式的に図解したのが図 3である。 図 3 A はポイント Pの設定位置を説明するための図であり、 図 3 Bは、 ノズル 1 1 を包囲する環状振動面 6 aからの超音波振動エネルギを、 軸線上の前方且つ ノズル 1 1に隣接したボイント Pに集中させたときの現象を示す。
図 2はスプレー式の塗装機 1 0を示すものであるが、 噴霧ノズル 1 1を液 圧霧化用吐出口に置換することで液圧式塗装機になる。 液圧式塗装機は、 既 知のように、 加圧した塗料を微小な液圧霧化用吐出口を通過させることで霧 化させるものであるが、 本発明に従う液圧式塗装機にあっては、 液圧霧化用 吐出口の軸線上の前方且つこれに隣接したボイント Pに超音波振動を差し向 けられる。 また、 液圧は従来よりも低い値 （例えば数十分の 1 ) に設定され る。 これにより、 液圧霧化用吐出口から吐出した塗料は、 液圧霧化用吐出口 を出た直後に超音波振動を受けて微粒化し、 塗料の粒径が均一になる。 本発 明を適用した液圧式塗装機のおける塗料の微粒化のメカニズムは、 図 3の B と実質的に同じである。
噴霧ノズル 1 1を備えた本発明に従う塗装機 1 0にあっては、 霧化エアを 随伴して又は霧化エア無しで噴霧ノズル 1 1から塗料が飛び出し、 次いで微 粒子化される。 同様に、 液圧霧化用吐出口を備えた本発明に従う塗装機にあ つては、 塗料は、 液圧霧化用吐出口から薄膜の状態つまり微粒化し易い状態 で放出され、 次いで微粒子化される。 上述したポイント Pは、 噴霧ノズル 1 1又は液圧霧化用吐出口の前端から塗料が微粒化し始める領域までの範囲に 設定されるのが好ましい。
図 2には、 上述した回転式塗装機 1 と同じ要素に同一の参照符号を付して ある。 スプレー式塗装機 1 0及び液圧式塗装機においても、 図 1の回転式塗 装機 1で説明した変形例を同様に適用することができる。 スプレー式塗装機 1 0及び液圧式塗装機にあっても、 例えば超音波ホーン 6の振動面 6 aは、 円周方向に連続していてもよいが、 円周方向に分割した複数のセグメントで 構成してもよい。 また、 振動面 6 aを分割した複数のセグメントを個々に傾 斜角 eを調整できるようにしてもよく、 及び/又は、 複数の分割セグメント の回転へッ ド 4 との相対的な前後位置を個々に調整できるようにしてもよレ、。 図 4は、 実施例の回転式静電塗装機 1 0 0を概略的に示す斜視図である。 参照符号 1 0 1は塗装機本体である。 塗装機本体 1 0 1は、 電動又はエアに よって駆動されるモータ （図示せず） により回転する回転軸 1 0 2を有し、 この回転軸 1 0 2は塗装機本体 1 0 1 の軸線によって配置されている。 回転 軸 1 0 2の先端にはベル状力ップ 1 0 3が固定されている。 ベル状力ップ 1 0 3は、 開口側を前方（図中左方）つまり被塗物 （図示せず） 'に向けて配設さ れている。
回転式静電塗装機 1 0 0は例えばロボッ トアームに装着され、 ロボッ トァ —ムが移動することによりベル状力ップ 1 0 3は、 前後方向 (図 4に矢印 X で示す方向） やその向きを変えて被塗物 （塗装すべき面） との間の距離や向 きを調整することができる。 また、 ベル状カップ 1 0 3は、 回転時に塗料供 給管 1 0 4から塗料が供給され、 塗料は、 ベル状カップ 1 0 3の中心部分に 設けられた複数個の孔を通してカップ内面 1 0 3 aに吐出される。 この塗料 は、 遠心力によりベル状力ップ 1 0 3の内面 1 0 3 aに沿って径方向外方に 広がり、 ベル状力ップ 1 0 3の外周縁から外方に放出される。
超音波加振装置 1 0 5は、 比較的低速度 （例えば 4,000〜5,000rpm) で回転 するベル状カップ 1 0 3の外周縁から飛散した直後の塗料に超音波振動を当 てることにより、 塗料を微粒子化することができ、 加えて、 塗料の粒径を均 —化することができ、 また、 塗料を前方に差し向ける運動エネルギを塗料に 与えることができる。
超音波加振装置 1 0 5は超音波ホーンで構成され、 図 4、 図 5に示すよう に前方に向いたリ ング状の振動面 1 0 6を有する。 この振動面 1 0 6は、 円 周方向に分割された複数のセグメント 1 0 6 aの群で構成されている。 超音 波ホーン 1 0 5は超音波発生器 1 0 7を有し、 この超音波発生器 1 0 7は、 有底円筒状の振動伝達部材 1 0 8に連結されている。 より具体的には、 超音 波発生器 1 0 7は振動伝達部材 1 0 8の底面 1 0 8 aの中心に振動を与え、 この振動は振動伝達部材 1 0 8の胴部を介して振動面 1 0 6に与えられる。 このよ うな超音波ホーン 1 0 5を採用することにより、 超音波発生器 1 0 7 を振動面 1 0 6から離れた位置に配置させることができる。
振動面 1 0 6は、 ベル状力ップ 1 0 3の外周縁に隣接してベル状力ップ 1 0 3を包囲している。 振動面 1 0 6は、 ベル状力ップ 1 0 3 との相対位置を 変えることなく、 ベル状力ップ 1 0 3 と一緒に前後に移動し及び 又は向き が変わる。
振動面 1 0 6は、 ベル状力ップ 1 0 3の外周縁から外方に飛散した直後の 塗料に対して超音波振動を加えることができる。 振動面 1 0 6の振幅や周波 数などを制御することによ り 、 塗料に付与する運動エネルギの程度や塗料の 微粒子化の程度を調整することができ、 これにより塗料が被塗物に付着する 塗着効率や塗膜品質を向上することができる。
振動面 1 0 6は、 図 1を参照して説明した傾斜角 eが調整可能であるのが 好ましい。 上述したように、 振動面 1 0 6は、 ベル状力ップ 1 0 3 と一緒に 移動したり向きを変えることができる。 つまり、 ベル状力ップ 1 0 3 との相 対的な前後位置が変化しないように、 振動面 1 0 6はベル状力ップ 1 0 3 と 一緒に前後方向 (矢印 X方向) に移動し及び/又は向きを変える。
振動面 1 0 6は、 その傾斜角 Θ及びベル状カップ 1 0 3 との相対的な前後 位置が調整可能であるのが好ましい。 これより、 図 4に示すように塗布パタ —ン 1 0 9の大きさや形状を調整することができる。 すなわち、 塗布パター ン 1 0 9の直径 Dや塗布パターン 1 0 9の外形輪郭を振動面 1 0 6の傾斜角 Θ及び/又はベル状力ップ 1 0 3 との相対的な前後位置を調整することによ り制御することができる。
図 6は、 ベル状力ップ 1 0 3の外周縁に隣接して配置した環状の振動面 1 0 6の傾斜角 Θ (図 1参照） を調整することにより、 塗布パターン 1 0 9の 外形輪郭の直径が変化することを説明するための図である。 図 6に矢印で示 すように、 末広がりの振動面 1 0 6の傾斜角 0を大きく して振動面 1 0 6の 開き度合いを狭めるように調整すると、 塗布パターン 1 ◦ 9の外形輪郭は小 さくなる。 同様に、 振動面 1 0 6 とベル状力ップ 1 0 3 との相対的な前後位 置を調整することにより塗布パターン 1 0 9の外形輪郭を調整することがで きる。 しかし、 振動面 1 0 6 とベル状力ップ 1 0 3 との相対的な前後位置を 変えると、 塗料の粒径分布が変化する。 したがって、 実際の塗装作業にあた つては、 振動面 1 0 6の傾斜角 e の調整と、 振動面 1 0 6 とベル状力ップ 1 0 3 との相対的な前後位置の調整とを組み合わせることにより、 塗料の粒径 分布及び塗布パターンを最適化するのが好ましい。
振動面 1 0 6の分割セグメント 1 0 6 aは、 その傾斜角 0及びベル状力ッ プ 1 0 3 との相対的な前後位置の調整を独立して制御できるのが好ましい。 これにより、 塗布パターン 1 0 9の形状及び大きさを自在に制御することが 可能になる。
回転式塗装機 1 0 0は高電圧発生装置 1 1 0を有し、 この高電圧発生装置 1 1 0で生成した高電圧を塗料に印加して塗料を帯電させる。 図示例では、 高電圧をベル状力ップ 1 0 3に直接印加するようにしてあるが、 この方式に 限定されず、 従来から既知の種々のやり方で塗料を帯電させるようにしても よい。 例えば、 振動面 1 0 6による超音波振動で微粒化した後の塗料を帯電 させるようにしてもよレ、。
図 4〜図 6を参照して説明した第 1実施例の回転式静電塗装機 1 0 0によ れば、 比較的低速度で回転するベル状カップ 1 0 3の外周縁から放出された 塗料は、 その直後に、環状振動面 1 0 6の超音波振動エネルギが与えられる。 これにより、 塗料は均一に微粒化される。 加えて、 塗料の粒子には、 振動面 1 0 6の超音波振動によって方向性をもった運動エネルギが与えられ、 塗料 は前方つまり被塗物に向けて差し向けられる。
上述した超音波霧化技術によれば、 エアに依存した従来の静電塗装技術に 比べて、一層微粒子化した状態になるだけでなく、塗料の粒径が均一になる。 例えば、 従来のエアに依存した静電塗装技術では、 塗料の粒径が 3 0 ミクロ ン以上であるが、 本発明による超音波霧化技術によれば、 塗料の粒径を 2 0 ミクロン以下まで微粒子化することができる。 しかも、 塗料の粒径は均一化 され、 したがって一つのピークを備えた粒径分布になるので、 塗着効率や塗 膜品質が向上する。 また、 被塗物への塗装が行われる領域や形状も容易に調 整でき、 自由度の高い塗装を行うことができる。 図 7、 図 8は、 第 2実施例の回転式静電塗装機 2 0 0を示す。 第 2実施例 の塗装機 2 0 0に含まれる要素のうち、 上述した第 1実施例の塗装機 1 0 0 に含まれる要素と同一の要素には同一の参照符号を付すことにより、 その説 明を省略する。
ベル状力ップ 1 0 3の外周縁から飛び出した直後の塗料に超音波振動を当 てるための超音波加振装置 2 0 2が、 ベル状力ップ 1 0 3の外周縁に隣接し て配設されている。
超音波加振装置 2 0 2は、 図 8に拡大して示すように、 同心に配置された 直径の異なる複数のリング状フレーム 2 0 3を有し、 隣接したリ ング状フレ ーム 2 0 3、 2 0 3間に薄い振動プレー ト 2 0 4が配設されている。 この薄 い振動プレート 2 0 4は、 円周方向に連続していてもよいが、 好ましくは、 円周方向に分割したセグメント 2 0 4 aで構成し、各セグメント 2 0 4 aに、 夫々、 超音波発生器 2 0 5を連結するのがよい。 また、 各セグメ ン ト 2 0 4 a毎の超音波発生器 2 0 5の振動数や振幅などを独立して制御することによ り、 塗布パターン 1 0 9の大きさや形状のより細かい微調整をすることがで きる。
上述した複数のリング状フレーム 2 0 3は、 ベル状力ップ 1 0 3の軸線に 対して鉛直に延びる平面に配置されており、 ベル状カップ 1 0 3の外周縁か ら放出された塗料は、 内周側から外周側のリング状フレーム 2 0 3を伝わり ながら、 振動プレー ト 2 0 4からの超音波振動を受けて、 塗料粒子が微粒化 されると共に前方に差し向けられる。 図 5の参照符号 2 0 6は、 径方向外方 に飛散した塗料を回収するための通路 2 0 6を示す。
図 7は、 超音波加振装置 2 0 2による超音波振動エネルギにより微粒化し た塗料が被塗物 Wに差し向けられる様子を模式的に示してある。 図 7の参照 符号 2 0 7は、 超音波振動により微粒化した塗料の粒子を示す。
図 7の参照符号 2 0 8は帯電電極であって、 この帯電電極 2 0 8には、 図 外の高電圧発生器から供給された高電圧が印加され、 塗料の粒子 2 0 7を帯 電させる。 図 9は、 例えば第 1実施例の回転式静電塗装機 1 0 0を自動車の塗装ライ ンに設置した例を示す。 静電塗装機 1 0 0は、 リニアモータ、 ロボッ ト等か らなる走行装置 2 0に設けられ、 ベル状力ップ 1 0 3及び振動面 1 0 6は、 全方位に摇動可能である。
回転式静電塗装機 1 0 0は、 メイン制御盤 2 1からの制御信号 S 1、 S 2 によつてエアモータの回転数やベル状力ップ 1 0 3の向きなどが制御される また、 回転式静電塗装機 1 0 0に対する塗料の供給に関し、 ミキシング装 置 2 2は、 原色 5色（シアン、 マゼンタ、 黄、 黒及び白）用ポンプ 2 3〜 2 7 からの各色塗料を混合して塗料供給管 1 0 4 (図 1参照）に供給する。 これに より、 回転式静電塗装機 1 0 0の直前で混合して目的色を生成することがで きる。
超音波コン トローラ 2 8は、 回転式静電塗装機 1 0 0の振動面 1 0 6の各 セグメ ン ト 1 0 6 aの向きなどを制御するものである。 また、 高電圧コン ト ローラ 2 9は、 高電圧発生器 1 1 0 (図 4参照) が生成する高電圧を制御す る
超音波振動発生器 1 1 0 としては、 従来から知られている例えば磁歪変換 素子のような任意の振動発生器を採用することができる。
自動車ボディのよ うな比較的大きな被塗物 Wを塗装する場合の他の具体例 を図 1 0、 図 1 1を参照して説明する。 図 1 0、 図 1 1には、 塗装機として 図 1 の回転式静電塗装機 1を図示してあるが、 これに代えて、 図 2、 図 4、 図 7の塗装機 1 0、 1 0 0、 2 0 0を適用してもよレヽ。
互いに隣接した複数の塗装機 1を 2列に配置し、 第 1列 L 1 と第 2列 L 2 とを互いに平行に配置した複数のュニッ ト U 1〜U 1 0を用意し、 各ュニッ ト Uを被塗物 Wの塗装面に対して往復動 （矢印 Y ) させながら自動車ボディ Wの塗装を行うようにしてもよい。 これによれば、 被塗物 Wに付着した塗料 の膜厚を均一にすることができる。 好ましくは、 各ユニッ ト Uの第 1列 L 1 に含まれる塗装機 1 と第 2列 L 2に含まれる塗装機 1 とを千鳥状に互い違い に配置するのがよい。
ュニッ ト Uを構成する塗装機としては、 本発明を適用した塗装機のうち任 意の塗装機 （例えば図 1の回転式塗装機 1や図 2を参照して説明したスプレ 一式塗装機又は液圧式塗装機） を採用することができる。
例えば回転式塗装機 1、 1 0 0、 2 0 0では、 塗料を被塗物に差し向ける ためのエアを必要としない。 また、 ベル状カップのような回転ヘッ ド 4の回 転速度は比較的遅くてもよい。 同様に、 図 2を参照して説明した塗装機にあ つても、 エア無し又はエアを使っても僅かである。 このようなことから、 本 発明の塗装機にあっては、 被塗物 Wに対して塗装機を接近した状態で塗装を 行うことができる。 例えば、 従来の回転式塗装機では、 被塗物から 2 0 0〜 3 0 0 mm 離間させて配置されているが、 本発明の塗装機によれば、 被塗物 Wとの離間距離を 1 0 0 mm以下に設定することができる。被塗物 Wとの離 間距離が小さくなれば、 塗着効率を向上させることができるだけでなく、 塗 料を帯電させるための高電圧の値を低く設定することができる。 ちなみに、 現在の静電塗装機では約 6 0 k V〜 9 0 k Vであるが、 被塗物 Wとの離間距 離が 1 0 0 mm程度であれば 1 0 k V〜 3 0 k Vでよい。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 塗料源から塗料供給通路を通じて塗料放出手段に塗料を供給する塗料供 給工程と、
前記塗料放出手段から外部に向けて塗料を微粒化し易い状態で放出する塗 料放出工程と、
前記塗料放出手段から外部に放出された直後の塗料に超音波振動を当てて 塗料を微粒化する微粒化工程とを有する塗装方法。
2 . 前記塗料放出手段が回転駆動される回転ヘッ ドからなり、 該回転ヘッ ド は、 これに供給された塗料を遠心力により径方向外方に放出し、
前記回転へッ ドの外周縁に隣接した周囲の領域で、 該回転へッ ドから放出 された塗料に対して前方に向けて前記超音波振動が当てられる、 請求項 1に 記載の塗装方法。
3 . 前記塗料放出手段が噴霧ノズルからなり、
該噴霧ノズルの周囲から斜め前方に且つ前記噴霧ノズルの近傍領域に向け て前記超音波振動が出力される、 請求項 1に記載の塗装方法。
4 . 前記噴霧ノズルから霧化エア無しで塗料が放出される、 請求項 3に記載 の塗装方法。
5 . 前記噴霧ノズルから霧化エアと共に塗料が放出される、 請求項 3に記載 の塗装方法。
6 . 前記塗料放出手段が液圧霧化用吐出口からなり、
該液圧霧化用吐出口の周囲から斜め前方に且つ前記液圧霧化用吐出口の近 傍領域に向けて前記超音波振動が出力される、 請求項 1に記載の塗装方法。
7 . 塗料源と、
回転駆動される回転ヘッ ドと、
前記塗料源から前記回転ヘッ ドに塗料を供給する塗料供給管と、 前記回転へッ ドの外周縁の近傍に且つ該回転へッ ドの外周縁を包囲して配 設され、 超音波振動を前方に向けて出力する環状の振動面とを有し、 前記回転へッ ドから遠心力により放出された直後の塗料に超音波振動を当 てて、 該超音波振動により塗料を微粒化すると共に微粒化した塗料を前方に 差し向けることからなる塗装機。
8 . 前記環状の振動面が、 前方に向かって拡がる傾斜面で構成されている、 請求項 7に記載の塗装機。
9 . 前記振動面と前記回転へッ ドとの相対的な前後位置が調整可能である、 請求項 7又は 8に記載の塗装機。
1 0 . 前記環状の振動面が、 円周方向に配列した複数のセグメントで構成さ れている、 請求項 7〜 9のいれか一項に記載の塗装機。
1 1 . 前記塗装機が、 帯電した塗料をアース電位の被塗物に付着させる静電 塗装機である、 請求項 7〜 1 0のいずれか一項に記載の塗装機。
1 2 . 塗料源と、
塗料を霧化し易い状態で放出する塗料放出手段と、
前記塗料源から前記塗料放出手段に塗料を供給する塗料供給管と、 前記塗料放出手段を包囲して配設され、 前記塗料放出手段に隣接した領域 で集中するように超音波振動を斜め前方に向けて出力する環状の振動面とを 有し、
前記塗料放出手段から放出された直後の塗料に超音波振動を当てて、 該超 音波振動により塗料を微粒化することからなる塗装機。
1 3 . 前記環状の振動面が、 前記塗料放出手段の周囲から斜め前方に且つ前 記塗料放出手段の近傍領域に向けて前記超音波振動を出力する、 請求項 1 2 に記載の塗装機。
1 4 . 前記塗料放出手段が噴霧ノズルを含み、
該噴霧ノズルから霧化エア無しで塗料が放出される、 請求項 1 2又は 1 3 に記載の塗装機。
1 5 · 前記塗料放出手段が噴霧ノズルを含み、
該噴霧ノズルから霧化エアと共に塗料が放出される、 請求項 1 2又は 1 3 に記載の塗装機。
1 6 . 前記塗料放出手段が液圧霧化用の塗料吐出口を含む、 請求項 1 2又は 1 3に記載の塗装機。
1 7 . 前記環状の振動面が、 円周方向に分割された複数のセグメントで構成 されている、 請求項 1 2〜 1 6のいずれか一項に記載の塗装機。
1 8. 前記塗装機が、 帯電した塗料をアース電位の被塗物に付着させる静電 塗装機である、 請求項 1 2〜 1 7のいずれか一項に記載の塗装機。
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