(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転するカップ状の噴霧頭を有する回転霧化静電塗装装置において、前記カップ状噴霧頭の内面における塗料拡散面の少なくとも一部が、該噴霧頭の回転軸に向って凸状の曲面で構成され、前記回転軸を含む一平面による断面において、凸状曲面の曲率半径が、当該凸状曲面におけるピークから外縁側末端に向って大きくなるように、連続的に変化していることを特徴とする回転霧化静電塗装装置。
【請求項２】
前記回転軸を含む一平面による断面において、前記凸状曲面の曲率半径が、１０〜７０ｍｍの範囲で、かつ、当該凸状曲面におけるピークから外縁側末端に向って大きくなるように、連続的に変化していることを特徴とする請求項１に記載の回転霧化静電塗装装置。
【請求項３】
前記凸状曲面は、前記回転軸を含む一平面による断面において、前記凸状曲面の半径方向の長さが３ｍｍ以上を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の回転霧化静電塗装装置。
【請求項４】
前記凸状曲面の前記回転軸側末端が、前記回転軸に対して５°以下の角度から始まっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の回転霧化静電塗装装置。
【請求項５】
前記凸状曲面の外縁側末端直近、ないしは前記塗料拡散面外縁部そのものに、前記回転軸方向に概略沿って切られた多数の溝構造を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の回転霧化静電塗装装置。
【請求項６】
前記カップ状噴霧頭が電気絶縁体で構成されていると共に、該噴霧頭の外面もしくはこの外面よりもさらに外側に放電電極を備えてなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の回転霧化静電塗装装置。
【請求項７】
前記放電電極が、前記噴霧頭の外面に密着した導電性材料で構成されていると共に、該放電電極が該カップ状噴霧頭の外縁部まで配設されていることを特徴とする請求項６に記載の回転霧化静電塗装装置。
【請求項８】
前記放電電極が、複数の電極で構成されると共に、互いに独立した１０ＫΩ〜５００ＭΩの抵抗を介して共通の高電圧発生装置に接続されていることを特徴とする請求項６または７に記載の回転霧化静電塗装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回転霧化静電塗装装置に関し、特に、塗料の微粒化を促進し、塗着効率を高めることができる回転霧化静電塗装装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
静電塗装法は、アースした被塗物を陽極、塗装装置を陰極とし、これに負の高電圧を与えて両極間に静電界をつくり、噴霧した塗料粒子を負に帯電させて、反対極である被塗物に効率よく塗料を吸着させる方法である。被塗物を陽極、塗装装置を陰極にしているのは、その逆の場合に比べて火花放電に移行しにくいという安全に対する実用上の理由に基づくものである。
【０００３】
静電塗装装置は大別して、２つのタイプに区別することができ、１つは回転および静電気の力で塗料を微粒化し、塗料粒子を静電引力で被塗物に吸着させる回転霧化静電塗装装置であり、もう１つは圧縮空気の力、あるいは高い塗料圧力などの機械的な力によって塗料の微粒化を行ない、微粒化された塗料に電荷を与えて、静電引力で被塗物に吸着させるガンタイプの装置である。
【０００４】
回転霧化静電塗装装置は、回転する金属製のカップ（「ベル」と称される場合もある。）、ディスク等の噴霧頭の遠心力によって塗料を霧化させ、しかもこのような金属製の噴霧頭に塗料の帯電および静電場を形成するための高電圧を印加する方式とすることが一般的である。従って、この金属製の噴霧頭は塗料を霧化する機能と同時に、被塗物との間に静電界を維持する機能等を同時に満たすという非常に優れたものであり、高い塗着効率を発揮する塗装装置として知られている。
【０００５】
図６は、従来の回転霧化静電塗装装置の一例における先端部構造を概略示す断面図である。
【０００６】
この装置において、装置内部に組込まれたモーターの中空シャフト２１の先端部には、金属製カップ２２が固定されており、一方中空シャフト２１の内部には図示しない塗料ポンプに連通する塗料ノズル２３が配してあり、その先端開口部は金属製カップ２２内部に位置し、カップ２２の内面側中央部位に開口する塗料出口孔２４（多数の細孔が環状に配されている。）に連通している。また前記カップ２２の外面側には、前記中空シャフト２１の外周を定間隔をもって囲繞するエアーリング２５が取付けられており、このエアリング２５内部には、カップ２２の外面に対向する先端面に開口する数多くのエア出口孔２６と、側面側に開口するエア導入口２７とを結ぶリング状マニホールドが形成されており、このエア導入口２７は図示しないエア供給ポンプに連通している。また、前記中空シャフト２１は、図示しない高電圧発生装置がケーブル等により電気的に接続され、中空シャフト２１と導通するカップ２に所定の印加電圧を負荷できるようになっている。
【０００７】
この装置において、塗料は、カップの回転軸の中心に位置する塗料ノズル２３を通って、塗料出口孔２４からカップ２３内面に供給される。このカップ２３はモーターによって高速回転しているために、カップ内面に供給された塗料は、遠心力によってカップ内面を伝って薄く引伸ばされ、カップ外縁部へと向う。外縁部には前記回転軸方向に概略沿って切られた多数の溝（図示せず）がカップ内面に形成されており、塗料はカップ外縁部から糸状に放出されることによって細かい粒状に霧化される。さらに微粒化された塗料は、エアーリング２５のエア出口孔２６より概ねカップの回転軸方向に噴出されるシェーピングエアと称される空気流によって被塗物方向に進路を曲げられる。一方、金属製カップには高電圧が印加されているためにカップ先端から被塗物に向ってコロナ放電が行われている。このため接触帯電によって微粒化前の塗料液体が帯電され、さらにコロナ放電によって得られるイオンによっても微粒化後の塗料粒子が帯電され、このように帯電された塗料粒子はクローン力によって効率良く被塗物へと運ばれ塗着効率が向上する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の回転霧化静電塗装装置において、上記したようなカップ（噴霧頭）の内面の形状は、図示したようにコップ状ないしは皿状の形状をなしており、被塗物方向に向って広がる円錐状の直線面、ないしは凹状の曲面であった。このような形状を用いるのはカップ内面への塗料溜まりをなくすることと、塗料液膜をカップの外縁部まで速やかに供給するためと考えられる。
【０００９】
しかしながら、このような内面形状を有するカップを用いた従来の回転霧化静電塗装方法にあっては、塗料の微粒化能力が高い反面、霧化された塗料粒子の粒径に比較的バラツキがあり、このうち比較的大きな粒子の飛行方向がシェーピングエアによっても十分には被塗物方向に曲げられず、いわゆる「傘」と呼ばれるパターンを形成するという問題があった。このパターンを形成する粒子は粒径が比較的大きいために塗着効率を低下させる原因となるばかりか、たまたま被塗物に付着した場合には塗膜面に微細な突部を形成し、硬化塗膜の鮮映性を低下させる原因となる。
【００１０】
したがって、このような傘を作らないようにするためには、カップの回転数を高くして塗料の微粒化を促進させるか、シェーピングエアの流量、拭き出し速度を高めてすべての粒子を被塗物方向に向けるなどの対策が必要となる。しかしながら、カップの回転数を高めた場合には、傘を構成する塗料粒子の微粒化は促進されるものの全体的に細かくなるために、シェーピングエアの作る空気の渦によって被塗物以外に吹き飛ばされる粒子が増え、結果的に塗着効率が低下するという不具合がある。またシェーピングエアの圧力、流量を増した場合にも空気流が作る渦が強くなり、また被塗物上面での横流れの空気流が強くなることによってやはり塗着効率が低下する。このように塗着効率と塗膜品質とは相反する傾向にあり、従来はその自由度が少ないためにどちらかを優先して選択しなければならない場合が多かった。
【００１１】
この原因が塗料粒子の粒度分布のバラツキ、ないしは粒度分布に幅があるためであることは知られていたが、なぜこのようなバラツキが発生するかについては知られていないものであった。
【００１２】
従って本発明は、改良された回転霧化静電塗装装置を提供することを目的とする。本発明はまた、霧化により微粒化された塗料の粒度分布をシャープなものとすることができ、塗料の塗着効率の向上を図ることのできる回転霧化静電塗装装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記したような従来装置における問題点を解決するために鋭意研究を行なった結果、塗料を微粒化するための噴霧頭の内面形状に着目し、被塗物方向に向って凸状の曲面を有するカップにおいては、微粒化が良好に行なわれ、また微粒化された塗料の粒度分布がシャープなものとなることを見い出し、本発明に至ったものである。本発明においては、カップ状噴霧頭の塗料拡散面を回転軸に向って凸状の曲面で構成することにより微粒化を促進させるものである。ここでいう凸状とはカップの回転軸を通る断面において回転軸前方をＺ、半径方向をＲとしたとき、ＺのＲによる２回微分が負であることを示している。
【００１４】
すなわち、上記課題を解決する本発明は、（１）回転するカップ状の噴霧頭を有する回転霧化静電塗装装置において、前記カップ状噴霧頭の内面における塗料拡散面の少なくとも一部が、該噴霧頭の回転軸に向って凸状の曲面で構成され、前記回転軸を含む一平面による断面において、凸状曲面の曲率半径が、当該凸状曲面におけるピークから外縁側末端に向って大きくなるように、連続的に変化していることを特徴とする回転霧化静電塗装装置である。
【００１５】
本発明はまた、（２）前記回転軸を含む一平面による断面において、前記凸状曲面の曲率半径が、１０〜７０ｍｍの範囲で、かつ、当該凸状曲面におけるピークから外縁側末端に向って大きくなるように、連続的に変化していることを特徴とする上記（１）に記載の回転霧化静電塗装装置である。
【００１６】
さらに本発明は、（３）前記凸状曲面は、前記回転軸を含む一平面による断面において、前記凸状曲面の半径方向の長さが３ｍｍ以上を有していることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の回転霧化静電塗装装置である。
【００１７】
さらに本発明は、（４）前記凸状曲面の前記回転軸側末端が、前記回転軸に対して５°以下の角度から始まっていることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の回転霧化静電塗装装置である。
【００１８】
さらに本発明は、（５）前記凸状曲面の外縁側末端直近、ないしは前記塗料拡散面外縁部そのものに、前記回転軸方向に概略沿って切られた多数の溝構造を有することを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載の回転霧化静電塗装装置である。
【００２０】
さらに本発明は、（６）前記カップ状噴霧頭が電気絶縁体で構成されていると共に、該噴霧頭の外面もしくはこの外面よりもさらに外側に放電電極を備えてなることを特徴とする上記（１）〜（５）のいずれかに記載の回転霧化静電塗装装置である。
【００２１】
さらに本発明は、（７）前記放電電極が、前記噴霧頭の外面に密着した導電性材料で構成されていると共に、該放電電極が該カップ状噴霧頭の外縁部まで配設されていることを特徴とする上記（６）に記載の回転霧化静電塗装装置である。
【００２２】
さらに本発明は、（８）前記放電電極が、複数の電極で構成されると共に、互いに独立した１０ＫΩ〜５００ＭΩの抵抗を介して共通の高電圧発生装置に接続されていることを特徴とする上記（６）または（７）に記載の回転霧化静電塗装装置である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施態様に基づきより詳細に説明する。
【００２５】
本発明に係る回転霧化静電塗装装置は、基本的には、噴霧頭の内面形状に関して従来の回転霧化静電塗装装置におけるもの相違するものであって、これ以外の点については、本質的に従来ものと変わる点はない。従って、本発明は、従来知られる各種の態様の回転霧化静電塗装装置のいずれに関しても、以下に述べるごとき改良を加えるのみで適用可能である。
【００２６】
本発明に係る回転霧化静電塗装装置においては、前記カップ状噴霧頭の内面形状の改良によって、塗料の良好な微粒化を達成したものであるため、噴霧頭の回転数を高めて塗料の必要以上に微細化したり、あるいは必要以上に高圧ないしは高速のシェーピングエアを用いて全ての塗料粒子を被塗物方向へ飛行させるといった方策を採択しなくとも、所定の回転数をもって粗大粒子の発生なく良好な微細化を行なえ、かつ比較的低圧ないしは低速のシェーピングエアをもって全ての塗料粒子を被塗物方向へ飛行させることができるために、塗着効率と塗膜品質の双方を向上させることができるものである。
【００２７】
本発明に係る回転霧化静電塗装装置において使用される、上記したような塗料の良好な微細化を図ることのできるカップ状噴霧頭は、好ましくは、その内面における塗料拡散面の少なくとも一部が、該噴霧頭の回転軸に向って凸状の曲面で構成されているものである。なお噴霧頭の「塗料拡散面」とは、噴霧頭の内周面側において、その中心部位に設けられた塗料出口孔より半径方向外方の外縁部に至るまでの面を言う。
【００２８】
従来のカップ状噴霧頭においては、その塗料拡散面が、噴霧頭の回転軸に向って凹状ないしはほぼ直線的に漸次拡径された面であるため、塗料拡散面に供給された塗料は遠心力により直ちにカップ外縁部に運ばれ、また直ちにカップの外縁部より放出されるため、カップの拡散面に供給される塗料の量が直接、カップ外縁部での液膜厚さに反映されると考えられる。このとき、若干でも塗料の供給量が増加すると比較的大きな粒径を作り、逆に他の供給穴よりも少ない量しか供給されない場合には比較的小さな粒子を作ると考えられる。このことは、高粘度の塗料を用いて塗装した後のカップ内面に付着した塗料の痕跡を観察することによって比較的容易に推測される。すなわち、塗料拡散面に全周にわたって設けられた２０〜８０個程度の塗料出口孔から出た塗料液体は、ほぼ半径方向に直線的な痕跡を残しており、互いに広がっている様子がないことから、液膜厚さを決定するのは、各塗料出口孔から塗料拡散面に供給された塗料の量であり、従って塗料粒子の粒度を揃えるためには各塗料出口孔の放出量を平均化する必要がある。そのためには各塗料出口孔の工作精度を高くする必要があるが、それにもコストとの兼合いがあって限界がある。
【００２９】
しかしながら、本発明におけるように、塗料拡散面の形状を噴霧頭の回転軸に向って凸状なものとすることにより、このように各塗料出口孔の工作精度を高めなくとも比較的容易に塗料の均一拡散化が可能となることを見い出したものである。
【００３０】
凸状の塗料拡散面上では、塗料が従来型の噴霧頭におけるものとは異なる挙動をなし、塗料拡散面での塗料の液膜厚さが均一に薄くなるものと考えられる。すなわち、噴霧頭の中心部に位置する塗料出口孔から供給された塗料は、噴霧頭が高速回転することによって生じる遠心力によって外方へと向い塗料拡散面へと到達するが、この塗料拡散面の少なくとも一部が回転軸に向って凸状の曲面とされてており、この凸状曲面の開始部分（すなわち回転軸側末端部分）は、噴霧頭の回転軸となす角度が小さいものであるために、前記遠心力の大部分は供給された塗料液の液面を周方向に広げるように働く。一方、わずかに半径方向への分力があるためにカップの半径方向外方（外縁部方向）へも押し出される。この時点で塗料液面が周方向にほぼ均一化され、塗料出口孔の工作精度を極端に高くしなくとも塗料供給液量を周方向全体にわたり均一化する効果が得られる。次いで塗料液面は遠心力によって噴霧頭外縁部分に運ばれるが、噴霧頭が凸状曲面を有するために急激に引き延ばされ、外縁部に近づくに従って塗料液膜厚さが薄くなる。このため同等の回転数では、本発明に係る噴霧頭の方が従来の噴霧頭に比べ微細化能力がより高いという効果が得られるものである。
【００３１】
本発明に係る当該噴霧頭において、前記凸状曲面は、前記回転軸を含む一平面による断面において、前記回転軸に直交する方向（半径方向）に３ｍｍ以上の長さを有して、連続するものであることが望ましい。すなわち、その長さが３ｍｍ未満では塗料微細化能力が十分なものとはならない恐れが高いためである。
【００３２】
また前記凸状曲面の前記回転軸側末端は、噴霧頭の回転軸に対して５°以下の角度から始まっていることが望ましい。凸部の傾きが５°以下から始まることが好ましいのは、塗料出口孔から供給された塗料を噴霧頭の内周面の周方向に拡散し均一化するという理由によるもので、この角度は小さい方が望ましい。なお、本発明において、凸部の開始部分が回転軸と平行になる場合、すなわち回転軸となす角度が０°となる場合を特に排除するものではないが、この場合、０°の部分では丁度遠心分離装置におけると同様の作用が生じ、顔料を含んだ塗料を霧化しようとすると顔料が分散媒から分離して噴霧頭内周面に沈着し、噴霧頭の洗浄性が著しく劣ることとなるという、別の観点からの欠点が生じるために望ましくない。
【００３３】
また前記凸状曲面の曲率半径は、連続的に変化するものであることが、塗料液膜を安定して次第に薄いものとしていくことができるゆえに望ましい。
【００３４】
さらに、噴霧頭の塗料拡散面に形成される上記したような凸状曲面は、塗料拡散面の少なくとも一部に存在すればよいが、もちろん塗料拡散面のほぼ全域にわたる凸状曲面とすることも可能である。なお、凸状曲面が塗料拡散面の外縁部に極端に近い部位のみに形成されていた場合、周方向への塗料拡散効果があまり期待できないため望ましくない。また前記回転軸を含む一平面による断面において複数のピークを有する、すなわち複数の凸状曲面を塗料拡散面に形成することも可能であるが、通常は１つの凸状曲面を形成する方が望ましい。
【００３５】
さらに本発明に係る噴霧頭においては、前記凸状曲面の外縁側末端直近、ないしは前記塗料拡散面外縁部そのものに、前記回転軸方向に概略沿って切られた多数の溝構造を有するものであることが望ましい。なお、このような溝構造は、塗料放出を糸状にする目的から従来知られる噴霧頭においても塗料拡散面の外縁部に形成されているものである。本発明に係る噴霧頭において、このような外縁部位の溝構造を形成しなかった場合の微細化能力については、溝構造を有する場合よりも若干平均粒径が大きくなる程度のものであり実際上大差はないと考えられる。しかしながら、溝構造を有しない場合、被塗物面上に多数の気泡を含んだ塗膜が形成される虞れがあり、かつ上記したような凸状曲面を設けたことによる効果が溝構造の付加により損なわれるものでもないために、併用することが望ましい。
【００３６】
また本発明に係る噴霧頭は、従来と同様に金属製のものであっても、また樹脂等の絶縁性材料により構成されたものであってもよく、いずれの材質のものであっても、上記したような塗料拡散面に凸状曲面を設けたことによる効果はほぼ同等に得られる。
【００３７】
噴霧頭として絶縁性材料により構成されたカップとした場合、別途放電電極を設ける必要がある。なお、本体が絶縁性材料により構成され、後面に放電電極を有する噴霧頭の構造としては、本発明者らが先に出願した特願平７−２９１３９４号に詳細に述べられているが、以下に簡単に説明する。。
【００３８】
噴霧頭を構成する絶縁性材料としては、使用される塗料組成物、特に溶剤等に対して十分な耐性を有しかつ絶縁性のものであれば特に限定されるものではなく、使用される塗料組成物の種類によっても左右されるが、例えば、ポリエーテルエーテルケトンなどの各種の合成樹脂が好ましく用いられ得る。
【００３９】
また、このような噴霧頭の後面設けられる放電電極は、この放電電極は、噴霧頭の後面に直接接触させて形成することも、あるいは噴霧頭の後面より所定距離、例えば、１〜１０ｍｍ程度の距離を離間させて別体的に形成することも可能であるが、噴霧頭の後面に直接接触させて形成する態様が望ましい。なお水系塗料を使用するなどの特殊な場合には外部に放電電極を設けたほうが望ましい場合もある。例えば、導電性塗料、金属蒸着膜、導電性金属酸化物の蒸着膜、無電解メッキ膜、スパッタ膜、ＣＶＤ膜等によって噴霧頭の後面に直接放電電極を形成することが可能である。もちろん金属薄板を貼着するといった態様も採用可能である。このうち、特に導電性塗料を用いるとコスト的に安価にかつ施工性も容易に所定形状の電極を形成することができる。導電性塗料組成物における、導電性フィラーとしては、カーボン粒子、銀粒子、導電性セラミックウィスカーなどの既存のもので良く、また樹脂成分としては、例えばエポキシ系、フッ素系等の耐溶剤性に優れたものであることが望ましいが、直接シンナー等の溶剤のかかる部位ではないために極度に高い耐溶剤性は必要とされず、公知の各種のものを用いることが可能である。
【００４０】
このような放電電極は、前記噴霧頭の後面に全面的に形成されたものであってもかまわないが、望ましくは、噴霧頭の中心部よりある特定の複数方向、例えば２〜１２つ程度の方向のみに局部的に外方に延長された形態、平易に言えば、略星型の形態であることがコロナ放電量の増加に有効であり、望ましい。さらに、このように複数の放電電極が形成される場合、互いに独立した１０ＫΩ〜５００ＭΩの抵抗を介して共通の高電圧発生装置に接続されていることとすることが放電の安定化に望ましい。
【００４１】
本発明に係る静電塗装装置において、上記に説明したような噴霧頭以外の構成部分については、従来知られる静電塗装装置における各種の態様のいずれをも用いることができ、例えば、噴霧頭および放電電極を回転させるモーターとしては、電力による電動モーター、空気圧によるエアモーターなどのいずれを使用することができ、高電圧発生装置としてもこのような駆動方式に応じた適当な電圧を発生し得る任意の装置を用いることができる。また、塗料供給系としても、水系、有機溶剤系、ハイソリッド型、２液性ハイソリッド型などといった対象とする塗料の種類に応じて、適当な容量、吐出量を有するポンプ、例えばギアポンプなどを使用し、さらに適宜、ポンプ回転数を遠隔制御する駆動装置、スタティックミキサーなどのミキシング装置等を使用することが可能である。また、スパークガードシステム、装置の監視および異常時の急停止を行なう制御装置、定電圧装置、消火設備などといった安全装置、その他、各種絶縁部品および防爆部品の使用としても従来公知の各種態様を採用し得る。また設置方式としても固定式、レシプロケート式などのいずれの方式にも採用することが可能である。
【００４２】
また本第２発明に係る回転噴霧頭は、回転霧化静電塗装装置の先端部に設けられるカップ状の回転噴霧頭であって、前記カップ状噴霧頭の内面における塗料拡散面の少なくとも一部が、該噴霧頭の回転軸に向って凸状の曲面で構成されていることを特徴とするものであり、上記第１発明に係る回転霧化静電塗装装置において述べた、噴霧頭と本質的に同一のものである。従って、その詳細については説明を省略するが、このような本第２発明に係る回転噴霧頭は、従来の回転霧化静電塗装装置において取付けられた、塗料拡散面が回転軸に向って凹状またはほぼ直線的に漸次拡径された面である噴霧頭と取替えるのみで、使用することが可能であり、実質的に他の部位に変更を加えることなく、既存の装置にて、容易に、塗料の高度の微粒化、さらには塗料粒子の粒径分布をシャープなものとすることができ、塗着効率の改善が図れるものである。
【００４３】
【実施例】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。
【００４４】
図１は、本発明に係る回転霧化静電塗装装置の一実施例における噴霧頭としてのカップの断面図である。
【００４５】
この実施例において、カップ２内面の塗料拡散面の断面形状を回転軸に向って凸状としている点が、従来の装置と異なる点であり、その他は図６に示したような従来の回転霧化静電塗装装置と本質的に異なる点はない。
【００４６】
この実施例において、モーターの中空シャフト１の先端部には、カップ２が固定されており、中空シャフト１の内部に配された塗料ノズル３の先端開口部は金属製カップ２内部に位置し、カップ２の内面側中央部位に開口する環状に配された約６０個の塗料出口孔４に連通している。しかしてカップ２の内面の前記塗料出口孔４の存在位置より外縁部８に至るまでの塗料拡散面９は、全体が回転軸に向って凸状とされており、その曲率半径が１０〜７０ｍｍ（連続的に変化）、曲面の半径方向長さが１８ｍｍ（直線では１４．８ｍｍ）とされたものである。また当該塗料拡散面の開始部分の回転軸となす角度は約４°とされている。またこのカップ２の内面側の外縁部には、回転軸方向に概略沿って切られた多数の溝１０が形成されている。
【００４７】
このカップ２の回転軸の中心に位置する塗料ノズル３を通って、塗料出口孔２４からカップ内面に塗料が供給されると、カップ２はモーターによって高速回転しているために、遠心力によって外方へと向い塗料拡散面へと到達するが、この塗料拡散面の開始部分が４°であり５°以下と小さいために、前記遠心力の大部分は供給された塗料液の液面を周方向に広げるように働く。一方、わずかに半径方向への分力があるためにカップの半径方向外方（外縁部方向）へも押し出される。この時点で塗料液面が周方向にほぼ均一化される。次いで塗料液面は遠心力によって外縁部８へと運ばれるが、塗料拡散面９が凸状曲面であるため急激に引き延ばされ、外縁部に近づくに従って塗料液膜厚さが薄くなる。
【００４８】
外縁部８には多数の溝１０が形成されているが、塗料液膜厚さを決定するのはこの溝１０に達する前の塗料拡散面９の形状であるため、この溝１０の存在により塗料放出を糸状にすることについては従来のものと同様の効果が得られる。
【００４９】
このようにして塗料は、カップ外縁部から糸状に放出されることによって細かい粒状に霧化されるが、上記したように噴霧頭より放出された塗料は、高度の微粒化がなされ、かつ塗料粒子の粒径分布がシャープなものとなる。
【００５０】
従って、カップ２より放出された塗料粒子はいずれも、カップ２の後面側より吹き出されているシェーピングエアを比較的低圧ないしは低速のものとしても、当該シェーピングエアによって容易に被塗物方向に飛跡が変えられ、結果的に高い塗着効率が得られる。なお、金属製カップ２には高電圧が印加されているためにカップ先端から被塗物に向ってコロナ放電が行われている。このため接触帯電によって微粒化前の塗料液体が帯電され、さらにコロナ放電によって得られるイオンによっても微粒化後の塗料粒子が帯電され、このように帯電された塗料粒子はクローン力によって効率良く被塗物へと運ばれる。
【００５１】
図２は、図１に示すような本発明実施例に係るカップを用いた場合、および前記した図６に示すような従来例に係るカップを用いた場合における実際の塗料微粒化の結果を相対値で示すグラフであるが、この結果は上記したような検討が正しいものであることを裏付けるものである。
【００５２】
図３は、カップ２の内面の塗料拡散面９の一部（塗料出口孔４寄りの部位）に曲率半径３ｍｍ、従って曲面の半径方向長さを約１．５ｍｍとした凸状曲面を設けたカップの例を、また図４は、同じくカップ２の内面の塗料拡散面９の一部（塗料出口孔４寄りの部位）に曲率半径６ｍｍ、従って曲面の半径方向長さを約３ｍｍとした凸状曲面を設けたカップの例をそれぞれ示すものである。これらのカップをそれぞれ回転霧化静電塗装装置に取付けて、図１に示す実施例の場合と同様に塗料霧化試験を行なったところ、図４に示したカップの場合には、図１に示した実施例とあまり差のない極めて良好な微粒化を示したが、図３に示したカップの場合には、従来例のものと比較して顕著に微粒化効果が高まったとは言えない結果となった。従って本発明に係る顕著に優れた微粒化効果を得るには凸状部分の長さが、半径方向に少なくとも３ｍｍ以上の長さあることが適当と考えられた。
【００５３】
さらに、図５はカップ２の内面の溝１０が形成され外縁部８に曲率半径３ｍｍの凸状曲面を設けたカップの例を示すものである。このカップを回転霧化静電塗装装置に取付けて、図１に示す実施例の場合と同様に塗料霧化試験を行なったところ、図５に示したカップの場合、従来例のものと比較してほとんど微細化効果に差はなく、外縁部に設けた凸部では本発明に係る優れた微粒化効果が期待できないと考えられた。
【００５４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、カップ状噴霧頭の内面形状の改良によって、塗料の良好な微粒化を達成したものであるため、噴霧頭の回転数を高めて塗料の必要以上に微細化したり、あるいは必要以上に高圧ないしは高速のシェーピングエアを用いて全ての塗料粒子を被塗物方向へ飛行させるといった方策を採択しなくとも、所定の回転数をもって粗大粒子の発生なく良好な微細化を行なえ、かつ比較的低圧ないしは低速のシェーピングエアをもって全ての塗料粒子を被塗物方向へ飛行させることができるために、塗着効率と塗膜品質の双方を向上させることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る回転霧化静電塗装装置の一実施例におけるカップの構造を概略示す断面図、
【図２】同実施例におけるカップの断面図、
【図３】別の実施例に係るカップの断面図、
【図４】さらに別の実施例に係るカップの断面図、
【図５】さらに別のカップの断面図、
【図６】従来の回転霧化静電塗装装置の一例における先端部構造を概略示す断面図。
【符号の説明】
１…モーターの中空シャフト、
２…カップ、
３…塗料ノズル、
４…塗料出口孔、
８…外縁部、
９…塗料拡散面（凸状面）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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