(57)【要約】【課題】塗装パターンを容易に設定でき、かつ、ノズル部分の汚れを防止できる塗装装置を提供すること。【解決手段】塗装装置１は、回転霧化頭２２に高電圧を印加しつつ回転させ、この状態で回転霧化頭２２に液体塗料を供給することで、液体塗料を帯電させて霧化し、静電塗装を行う。この塗装装置１は、回転霧化頭２２を囲繞して形成された複数のエア噴出孔４４と、これらエア噴出孔４４を囲繞して形成されかつ塗料の噴霧方向に対してエア噴出孔４４よりも後方側に位置する環状のエア噴出スリット４５と、このエア噴出スリット４５からエア噴出孔４４に至る傾斜面４６と、を備える。【選択図】図３
2010227874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転霧化頭に高電圧を印加しつつ回転させ、この状態で当該回転霧化頭に液体塗料を供給することで、液体塗料を帯電させて霧化し、静電塗装を行う塗装装置であって、
前記回転霧化頭を囲繞して形成されたエア噴出孔と、
当該エア噴出孔を囲繞して形成されかつ塗料の噴霧方向に対して前記エア噴出孔よりも後方側に位置する環状のエア噴出スリットと、
当該エア噴出スリットから前記エア噴出孔に至る傾斜面と、を備えることを特徴とする塗装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗装装置に関する。詳しくは、回転霧化頭の先端から液体塗料を噴霧して静電塗装を行う回転霧化式塗装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車のボディなどを塗装する塗装装置として、例えば回転霧化式塗装装置が知られている。この回転霧化式塗装装置は、回転霧化頭に高電圧を印加しつつ回転させ、この状態で、回転霧化頭に導電性塗料（液体塗料）を供給する。これにより、液体塗料を帯電させて霧化し、回転霧化頭の先端縁から噴霧して、静電塗装を行う。
【０００３】
以上の回転霧化式塗装装置では、回転霧化頭から噴霧される塗料の塗布パターンの径はほとんど変化しない。このため、被塗装物の形状が複雑化すると、この被塗装物に対して塗料を確実に塗布することができない場合があった。
【０００４】
そこで、回転霧化頭の回転軸に対して同心状に２つの環状のエア噴出口を設け、これらエア噴出口のそれぞれから互いに異なる方向にエアを噴射する手法が提案されている（特許文献１、２参照）。それぞれのエア噴出口からのエア噴射量を制御することにより、塗装パターン径を変化させて、被塗装物に対して塗料を確実に塗布することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−７１３４５号公報
【特許文献２】特開昭５８−１９３７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の構成では、塗装装置の先端面が略平らになっており、２つのエア噴出口は、この平らな先端面に形成されている。このように略平らな先端面に２つのエア噴出口が形成されるため、外側のエア噴出口から噴出するエアの噴出方向が安定せず、塗装パターンの設定が困難である、という問題があった。
【０００７】
また、特許文献２の構成では、外側のエア噴出口は、塗料の噴霧方向に対して内側のエア噴出口よりも後方側に位置し、これら２つのエア噴出口の間には、段差が形成されている。そのため、これら２つのエア噴出口の間の段差により、外側のエア噴出口から噴出するエアの流れに渦が生じ、塗料の帰り渦が発生して、ノズル部分が汚れるおそれがあった。
【０００８】
本発明は、塗装パターンを容易に設定でき、かつ、ノズル部分の汚れを防止できる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】
【０００９】
本発明の塗装装置（例えば、後述の塗装装置１）は、回転霧化頭（例えば、後述の回転霧化頭２２）に高電圧を印加しつつ回転させ、この状態で当該回転霧化頭に液体塗料を供給することで、液体塗料を帯電させて霧化し、静電塗装を行う塗装装置であって、前記回転霧化頭を囲繞して形成された複数のエア噴出孔（例えば、後述のエア噴出孔４４）と、当該エア噴出孔を囲繞して形成されかつ塗料の噴霧方向に対して前記エア噴出孔よりも後方側に位置する環状のエア噴出スリット（例えば、後述のエア噴出スリット４５）と、当該エア噴出スリットから前記エア噴出孔に至る傾斜面（例えば、後述の傾斜面４６）と、を備える。
【００１０】
この発明によれば、回転霧化頭を囲んで複数のエア噴出孔を設け、さらに、これらエア噴出孔を囲んでエア噴出スリットを設けた。また、エア噴出スリットからエア噴出孔に至る傾斜面を設けた。
これにより、エア噴出スリットからエアを噴出すると、このエアは傾斜面に沿って前方に噴出されてエアカーテンとなるので、エアの噴出方向を安定させることができるから、塗装パターンを容易に設定できる。また、エアの流れに渦が生じるのを防止でき、塗料の帰り渦が発生せず、ノズル部分の汚れを防止できる。
【００１１】
また、内側のエアの噴出口を孔としたので、噴出口をスリットとした場合に比べて、噴出口の面積を同等あるいは小さくできるから、エアの噴出圧力を高くして、パターン径を狭くできる。
また、エア噴出孔からのエア流量を変化させることで、塗料パターン径を精度良く制御できる。
【００１２】
以上の塗装装置では、エア噴出スリットの面積は、エア噴出孔の面積と同一、あるいは、エア噴出孔の面積よりも大きいことが好ましい。
【００１３】
また、環状のエア噴出スリットの直径は、３０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であり、エア噴出スリットの幅は、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることが好ましい。エア噴出スリットの直径および幅をこの好ましい範囲に設定すると、エア噴出スリットの面積は、９．５ｍｍ２程度から１５７．９ｍｍ２程度となる。
また、エア噴出孔の直径は、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であり、エア噴出孔の個数は、１０個以上１００個以下であることが好ましい。エア噴出孔の直径および個数をこの好ましい範囲に設定すると、エア噴出孔の面積は、２．０ｍｍ２程度から７８．５ｍｍ２程度となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、エア噴出スリットからエアを噴出すると、このエアは傾斜面に沿って前方に噴出されてエアカーテンとなるので、エアの噴出方向を安定させることができるから、塗装パターンを容易に設定できる。また、エアの流れに渦が生じるのを防止でき、塗料の帰り渦が発生せず、ノズル部分の汚れを防止できる。また、内側のエアの噴出口を孔としたので、噴出口をスリットとした場合に比べて、噴出口の面積を同等あるいは小さくできるから、エアの噴出圧力を高くして、パターン径を狭くできる。また、エア噴出孔からのエア流量を変化させることで、塗料パターン径を精度良く制御できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る塗装装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】前記実施形態に係る塗装装置の側面図である。
【図３】前記実施形態に係る塗装装置の先端部分の断面図である。
【図４】前記実施形態に係る塗装装置でアシストエアを噴射した状態を示す図である。
【図５】前記実施形態に係る塗装装置でシェーピングエアを噴射した状態を示す図である。
【図６】本発明の比較例における、シェーピングエアの噴射量と、アシストエアの噴射量と、塗料のパターン径と、の関係を示す図である。
【図７】本発明の実施例における、シェーピングエアの噴射量と、アシストエアの噴射量と、塗料のパターン径と、の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る塗装装置１の概略構成を示す斜視図である。図２は、塗装装置１の側面図である。
塗装装置１は、自動車のボディ２を静電塗装するものであり、ロボットアーム３の先端に取り付けられた円柱状のボディ部１０と、先端部分が屈曲した略くの字形状でかつこのボディ部１０の先端に着脱可能に設けられたヘッド部２０と、を備える。
【００１７】
図３は、ヘッド部２０の先端部分の断面図である。
ヘッド部２０は、図示しないエアモータと、このエアモータにより回転駆動される回転霧化頭２２と、回転霧化頭２２に塗料を供給する図示しない塗料供給部と、回転霧化頭２２を囲繞するエアキャップ４０と、これらを収容するハウジング２５と、を備える。
【００１８】
回転霧化頭２２は、先端側に向かうに従って内径が大きくなる略円錐形状であり、ヘッド部２０の先端に設けられる。
【００１９】
エアキャップ４０は、ハウジング２５に取り付けられる。このエアキャップ４０は、回転霧化頭２２を囲繞する内部エアキャップ４１と、内部エアキャップ４１を囲繞するシェーピングエアキャップ４２と、シェーピングエアキャップ４２を囲繞するアシストエアキャップ４３と、を備える。
【００２０】
内部エアキャップ４１は、略円筒形状であり、この内部エアキャップ４１の先端面４１１は、回転霧化頭２２の途中に位置している。
内部エアキャップ４１の先端面４１１の回転霧化頭２２の近傍には、回転霧化頭２２を囲繞するエア噴出孔４４が形成されている。
【００２１】
シェーピングエアキャップ４２は、先端側に向かうに従って外径が小さくなる略円筒形状であり、このシェーピングエアキャップ４２の先端面４２１は、内部エアキャップ４１の先端面４１１と面一となっている。
【００２２】
内部エアキャップ４１の内部には、エア噴出孔４４に連通する複数の第１エア通路４４１が形成される。これら第１エア通路４４１には、図示しないエア供給源からエアが供給される。
【００２３】
エア供給源から第１エア通路４４１にエアを供給すると、この供給されたエアは、エア噴出孔４４から回転霧化頭２２の先端縁に向かって噴射され、シェーピングエアとなる。
【００２４】
アシストエアキャップ４３は、シェーピングエアキャップ４２の基端側を囲繞している。
アシストエアキャップ４３とシェーピングエアキャップ４２との間の間隙は、エア噴出孔４４を囲繞する環状のエア噴出スリット４５となっている。これにより、エア噴出スリット４５は、塗料の噴霧方向に対してエア噴出孔４４よりも後方側に位置し、シェーピングエアキャップ４２の外周面は、エア噴出スリット４５からエア噴出孔４４に至る傾斜面４６となる。この傾斜面４６は、回転霧化頭２２の先端縁が傾斜面４６の延長線上に位置するように、形成される。
【００２５】
シェーピングエアキャップ４２の内部には、エア噴出スリット４５に連通する複数の第２エア通路４５１が形成される。これら第２エア通路４５１には、図示しないエア供給源からエアが供給される。
【００２６】
エア供給源から第２エア通路４５１にエアを供給すると、この供給されたエアは、エア噴出スリット４５から傾斜面４６に沿って噴射され、アシストエアとなる。
【００２７】
次に、以上の塗装装置１の動作について説明する。
まず、エア供給源からエアモータ２１にエアを供給して、回転霧化頭２２を高速で回転させる。さらに、図示しない電源からの電流を昇圧して、回転霧化頭２２に高電圧の電流を印加する。
【００２８】
そして、塗料供給部から回転霧化頭２２に塗料を供給する。すると、回転霧化頭２２の内周面に塗料が吐出され、この塗料は、高電圧が印加されて帯電し、回転霧化頭２２の遠心力によって霧化状態となり、回転霧化頭２２からワークに向かって噴霧される。これにより、静電塗装が行われる。
【００２９】
ここで、エア噴出孔４４からシェーピングエアを噴射するとともに、エア噴出スリット４５からアシストエアを噴射する。これらシェーピングエアの噴射量およびアシストエアの噴射量を適宜調整することで、塗料パターンのパターン径を調整する。
【００３０】
例えば、エア噴出スリット４５からアシストエアを噴射すると、図４に示すように、アシストエアは、噴霧される塗料のパターン径を絞り込む。これにより、塗料のパターン径は、Ｄ１となる。
【００３１】
一方、エア噴出孔４４からシェーピングエアを噴射すると、図５に示すように、シェーピングエアは、噴霧される塗料のパターン径をさらに絞り込む。これにより、塗料のパターン径は、Ｄ１よりも小さいＤ２となる。
【００３２】
［実施例および比較例］
次に、以上の塗装装置の比較例および実施例について説明する。
比較例として、内側にエア噴出スリット、外側にエア噴出スリットを配置した塗装装置を用いて、塗料を噴霧した。
実施例として、内側にエア噴出孔、外側にエア噴出スリットを配置した塗装装置を用いて、塗料を噴霧した。
すなわち、比較例と実施例とでは、回転霧化頭の径が同一であり、シェーピングエアの噴出口の形状のみが異なる。
【００３３】
図６は、比較例における、シェーピングエアの噴射量、アシストエアの噴射量、および、塗料のパターン径の関係を示す図である。
図７は、実施例における、シェーピングエアの噴射量、アシストエアの噴射量、および、塗料のパターン径の関係を示す図である。
図６、図７では、シェーピングエアの噴射量は、Ｓ０からＳ６に向かうに従って増大し、アシストエアの噴射量は、Ａ０からＡ７に向かうに従って増大し、塗料のパターン径は、Ｐ０からＰ１０に向かうに従って増大するものとする。
【００３４】
図６および図７に示すように、シェーピングエアまたはアシストエアの噴射量が減少すると、パターン径は大きくなる。一方、シェーピングエアまたはアシストエアの噴射量が増大すると、パターン径は小さくなる。
【００３５】
また、シェーピングエアの噴射量が少ないと、アシストエアの噴射量の影響は大きく、アシストエアの噴射量に応じて、パターン径は大きく変化する。一方、シェーピングエアの噴射量が多いと、アシストエアの噴射量の影響は小さく、アシストエアの噴射量を変化させても、パターン径は、それほど変化しない。
【００３６】
図６、図７中、一点鎖線で囲まれた領域は、塗装パターンの大径領域であり、塗装装置の塗布速度を低下させたり、塗料の噴射量を増大させたりすることで、塗装パターン径を大きくできる。よって、サイクルタイムを短縮でき、塗装装置の数を削減して、イニシャルコストを低減できる。
一方、実線で囲まれた領域は、塗装パターンの小径領域であり、塗装した部分の塗膜の膜厚を確保できるうえに、オーバースプレーによる材料の無駄を削減することができる。その結果、ランニングコストを低減できる。
【００３７】
比較例では、図６に示すように、塗料パターン径がＰ３−Ｐ４の範囲の幅は、Ｐ６−Ｐ７、Ｐ５−Ｐ６、Ｐ４−Ｐ５、Ｐ２−Ｐ３の範囲の幅に比べて、広くなっている。つまり、シェーピングエアの噴出量の変化に対して、塗料パターン径が線形で変化していない。
これに対し、実施例では、図７に示すように、塗料パターン径の各範囲の幅がほぼ均等であり、シェーピングエアの噴出量の変化に対して、塗料パターン径が線形で変化していることが判る。よって、塗料パターン径を精度良く制御できているといえる。
【００３８】
また、比較例では、Ｐ２−Ｐ３の範囲の塗料パターン径までしか実現できないのに対し、実施例では、Ｐ１−Ｐ２の範囲の塗料パターン径を実現できている。よって、従来に比べて、パターン径を狭くできる、といえる。
【００３９】
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）回転霧化頭２２を囲んで複数のエア噴出孔４４を設け、さらに、エア噴出孔４４を囲んでエア噴出スリット４５を設けた。さらに、エア噴出スリット４５からエア噴出孔４４に至る傾斜面４６を設けた。これにより、エア噴出スリット４５からエアを噴出すると、このエアは傾斜面４６に沿って前方に噴出されてエアカーテンとなるので、エアの噴出方向を安定させることができるから、塗装パターンを容易に設定できる。また、エアの流れに渦が生じるのを防止でき、塗料の帰り渦が発生せず、ノズル部分の汚れを防止できる。
また、内側のエアの噴出口を孔としたので、噴出口をスリットとした場合に比べて、噴出口の面積を同等あるいは小さくできるから、エアの噴出圧力を高くして、パターン径を狭くできる。
また、エア噴出孔４４からのエア流量を変化させることで、塗料パターン径を精度良く制御できる。
【００４０】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４１】
１      塗装装置
２２    回転霧化頭
４４    エア噴出孔
４５    エア噴出スリット
４６    傾斜面
【図１】
2010227874.tif 000003
【図２】
2010227874.tif 000004
【図３】
2010227874.tif 000005
【図４】
2010227874.tif 000006
【図５】
2010227874.tif 000007
【図６】
2010227874.tif 000008
【図７】
2010227874.tif 000009