(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塗装装置であって、
前記噴霧頭は、該噴霧頭の内面における塗料拡散面上に塗料を供給するための複数の塗料供給孔が形成されたハブ部と、該ハブ部の前記塗料拡散面と反対側に形成され、送られた塗料を前記塗料供給孔に導く塗料分配室とを備え、
前記塗料分配室の前記塗料拡散面と反対側の壁面は、前記噴霧頭の回転軸を含む平面による断面に現れる断面線が回転軸に対して被塗物方向に向けて開く傾きを有する線で構成されるように形成されており、前記壁面の少なくとも一部に凸状面が形成され、該凸状面は、前記噴霧頭の回転軸を含む平面による断面に現れる断面線の回転軸に対して被塗物方向に向けて開く傾きが回転軸から離れるほど大きくなるように形成されていることを特徴とする回転霧化塗装装置。
【請求項２】
回転するカップ状の噴霧頭を有する回転霧化塗装装置であって、
前記噴霧頭は、該噴霧頭の内面における塗料拡散面上に塗料を供給するための複数の塗料供給孔が形成されたハブ部と、該ハブ部の前記塗料拡散面と反対側に形成され、送られた塗料を前記塗料供給孔に導く塗料分配室とを備え、
前記塗料分配室の前記塗料拡散面側の壁面の中央に凹部が設けられると共に、該凹部の周囲に凸状面が形成され、該凸状面は、前記噴霧頭の回転軸を含む平面による断面に現れる断面線が回転軸に対して被塗物方向と反対方向に向けて開く傾きを有する線で構成されると共に、該線上において回転軸から離れるほど前記傾きが大きくなるように形成されていることを特徴とする回転霧化塗装装置。
【請求項３】
回転するカップ状の噴霧頭を有する回転霧化塗装装置であって、
前記噴霧頭は、該噴霧頭の内面における塗料拡散面上に塗料を供給するための複数の塗料供給孔が形成されたハブ部と、該ハブ部の前記塗料拡散面と反対側に形成され、送られた塗料を前記塗料供給孔に導く塗料分配室とを備え、
前記塗料分配室の前記塗料拡散面側の壁面の中央部に貫通孔が設けられると共に、該貫通孔の周囲に凸状面が形成され、該凸状面は、前記噴霧頭の回転軸を含む平面による断面に現れる断面線が被塗物方向と反対方向に向けて開く傾きを有する線で構成されると共に、該線上において回転軸から離れるほど前記傾きが大きくなるように形成されていることを特徴とする回転霧化塗装装置。
【請求項４】
前記塗料分配室の壁面に、略半径方向に沿って一定長の溝が円周方向全体にわたり相互に離間されて複数本配されてなる溝列を、少なくとも１列以上形成した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塗装装置。
【請求項５】
前記溝列のうちの最も回転軸から離間している溝列は、その回転軸側が、回転軸から離れるほど傾きが大きくなるように形成されている前記断面線における曲線部分に位置し、かつ他方側が、前記断面線における前記曲線部の外方に存在する直線部分に位置するような変曲部に形成されていることを特徴とする請求項４記載の回転霧化塗装装置。
【請求項６】
前記塗料供給孔の数をｎ、該塗料供給孔に最も近い溝列に含まれる溝数をｍとした場合に、ｎ：ｍを最も簡単な整数比ｎ１：ｍ１で表したとき、ｎ１およびｍ１はそれぞれ１０以下の自然数となるように設定されていることを特徴とする請求項４又は５記載の回転霧化塗装装置。
【請求項７】
前記最も簡単な整数比は、ｎ１：ｍ１＝１：１と表されることを特徴とする請求項６記載の回転霧化塗装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転霧化塗装装置に関し、特に、塗料の均一な微粒化を促進することができる回転霧化塗装装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転霧化塗装装置は、図１２に示すように、回転する金属製等のカップ５０を有している。このカップ５０は、塗料拡散面５２が形成されたベル本体５１を備える。ベル本体５１の塗料拡散面５２の形状は、図示のように、コップ状ないしは皿状の形をなしている。
【０００３】
また、カップ５０における塗料拡散面５２の底部には、円環状に配置された多数の塗料供給孔６２が開設されており、該塗料供給孔６２を通って塗料が塗料拡散面５２に供給される。これら塗料供給孔６２は、カップ５０の後面側（図１２中右側）に配設される塗料分配室７８に開口している。塗料分配室７８はハブ部６１とコマ部材７１との間に形成されており、この塗料分配室７８には、中空シャフト９１の内部に配置された塗料供給管９２によって塗料が供給される構成とされている。
【０００４】
この塗料分配室７８は、塗料供給管９２から直接被塗物に向かって吹き出さないように一旦塗料を受け止める機能と、塗料が安定して塗料拡散面５２に供給されるようにする機能とを有している。また、塗料の色替えを行う場合にはシンナー等の洗浄液により塗料分配室７８を洗浄する必要があるが、少ない量で塗料分配室７８を確実に洗浄できるようにするため、塗料分配室７８の壁面は通常滑らかに仕上げられている。この塗料分配室７８は、塗料供給管９２から受けた塗料を塗料分配室７８の最外周部近傍に位置して開口している多数の塗料供給孔６２に滑らかに導くため、および壁面の半径方向の経路長を長くするために、一般には、図示のように、その壁面が凹状の曲面を有し、ほぼドーナツ状の空間を形成している（特開昭５７−４５３５８号公報参照）。
【０００５】
このような回転霧化塗装装置を使用する場合にあっては、カップ５０の内面における塗料拡散面５２に供給された塗料は、中空シャフト９１の回転による遠心力によって、カップ５０先端まで運ばれると共に、カップ５０先端から薄いフィルム状若しくは多数の糸状に放出される。これにより、塗料は細かい粒状に霧化される。
【０００６】
さらに、微粒化された塗料は、カップ５０の背後から概ね回転軸方向に沿って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、図示しない被塗物の方向にその進路が誘導される。
【０００７】
また、一般に静電塗装法が採用されており、この静電塗装法は、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、噴霧される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ようにしたものである。なお、塗料粒子の帯電は、カップ５０が金属などの導電性材料で構成されている場合には、高電圧をカップ５０に直接印加し、接触帯電によって微粒化前に行われる。一方、カップ５０が樹脂等の非導電性材料で構成されている場合には、塗料粒子の帯電は、カップ５０の外面若しくはさらにその外側に設けた図示しない電極によりコロナ放電させ、該放電により得られるイオンによって微粒化後に行われる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の回転霧化塗装装置にあっては、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。
【０００９】
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、吹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。
【００１０】
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。
【００１１】
従って本発明は、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、塗料の塗着効率が向上すると共に、塗膜品質の向上を図ることができる回転霧化塗装装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記する手段により達成される。
【００１３】
（１）  回転するカップ状の噴霧頭を有する回転霧化塗装装置であって、前記噴霧頭は、該噴霧頭の内面における塗料拡散面上に塗料を供給するための複数の塗料供給孔が形成されたハブ部と、該ハブ部の前記塗料拡散面と反対側に形成され、送られた塗料を前記塗料供給孔に導く塗料分配室とを備え、前記塗料分配室の前記塗料拡散面と反対側の壁面は、前記噴霧頭の回転軸を含む平面による断面に現れる断面線が回転軸に対して被塗物方向に向けて開く傾きを有する線で構成されるように形成されており、前記壁面の少なくとも一部に凸状面が形成され、該凸状面は、前記噴霧頭の回転軸を含む平面による断面に現れる断面線の回転軸に対して被塗物方向に向けて開く傾きが回転軸から離れるほど大きくなるように形成されていることを特徴とする回転霧化塗装装置。
【００１４】
（２）  回転するカップ状の噴霧頭を有する回転霧化塗装装置であって、前記噴霧頭は、該噴霧頭の内面における塗料拡散面上に塗料を供給するための複数の塗料供給孔が形成されたハブ部と、該ハブ部の前記塗料拡散面と反対側に形成され、送られた塗料を前記塗料供給孔に導く塗料分配室とを備え、前記塗料分配室の前記塗料拡散面側の壁面の中央に凹部が設けられると共に、該凹部の周囲に凸状面が形成され、該凸状面は、前記噴霧頭の回転軸を含む平面による断面に現れる断面線が回転軸に対して被塗物方向と反対方向に向けて開く傾きを有する線で構成されると共に、該線上において回転軸から離れるほど前記傾きが大きくなるように形成されていることを特徴とする回転霧化塗装装置。
【００１５】
（３）  回転するカップ状の噴霧頭を有する回転霧化塗装装置であって、前記噴霧頭は、該噴霧頭の内面における塗料拡散面上に塗料を供給するための複数の塗料供給孔が形成されたハブ部と、該ハブ部の前記塗料拡散面と反対側に形成され、送られた塗料を前記塗料供給孔に導く塗料分配室とを備え、前記塗料分配室の前記塗料拡散面側の壁面の中央部に貫通孔が設けられると共に、該貫通孔の周囲に凸状面が形成され、該凸状面は、前記噴霧頭の回転軸を含む平面による断面に現れる断面線が被塗物方向と反対方向に向けて開く傾きを有する線で構成されると共に、該線上において回転軸から離れるほど前記傾きが大きくなるように形成されていることを特徴とする回転霧化塗装装置。
【００１７】
（４）  前記塗料分配室の壁面に、略半径方向に沿って一定長の溝が円周方向全体にわたり相互に離間されて複数本配されてなる溝列を、少なくとも１列以上形成した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塗装装置。
【００１８】
（５）  前記溝列のうちの最も回転軸から離間している溝列は、その回転軸側が、回転軸から離れるほど傾きが大きくなるように形成されている前記断面線における曲線部分に位置し、かつ他方側が、前記断面線における前記曲線部の外方に存在する直線部分に位置するような変曲部に形成されていることを特徴とする上記（４）記載の回転霧化塗装装置。
【００１９】
（６）  前記塗料供給孔の数をｎ、該塗料供給孔に最も近い溝列に含まれる溝数をｍとした場合に、ｎ：ｍを最も簡単な整数比ｎ１：ｍ１で表したとき、ｎ１およびｍ１はそれぞれ１０以下の自然数となるように設定されていることを特徴とする上記（４）又は（５）記載の回転霧化塗装装置。
【００２０】
（７）  前記最も簡単な整数比は、ｎ１：ｍ１＝１：１と表されることを特徴とする上記（６）記載の回転霧化塗装装置。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、請求項毎に次のような効果を奏する。
【００２２】
請求項１〜３のいずれかに記載の発明によれば、塗料分配室の壁面が、塗料の液面を周方向に広げることにより該塗料の微粒化を促進する形状に形成されているので、塗料の分配がより均一化され、各塗料供給孔を通過する塗料の量が均一化されることとなる。
【００２３】
したがって、塗料供給孔から塗料拡散面に供給される塗料の量の均一化を図ることができ、塗料粒子の粒度分布がバラツキの少ないシャープなものとなる。これにより、従来のものに比べて塗着効率が向上すると共に、塗膜品質の向上を図ることができる。
【００２４】
請求項１に記載の発明によれば、さらに、塗料を遠心力により前方に送りつつ、コマ部材の表面に沿ってスムーズに移動させることができる。また、これにより塗料溜まりをなくすることができる。
【００２５】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明の効果に加え、塗料分配室の壁面に沿う液膜は、溝により多数の液糸に分裂し、個々の液糸に供給される塗料の量が少なくなるため、塗料の分裂微粒化を促進することができる。
【００２６】
請求項５に記載の発明によれば、請求項４に記載の発明の効果に加え、溝本数に分裂した塗料の液糸を直ちに塗料供給孔に運ぶことができるので、吐出量の少ない領域において、塗料液の分裂微粒化が一層顕著になる。
【００２７】
請求項６に記載の発明によれば、請求項４又は５に記載の発明の効果に加え、溝により分裂された液糸と塗料供給孔とがそれぞれ密接に対応づけられて塗料のさらなる均一化が実現される。
【００２８】
請求項７に記載の発明によれば、請求項６に記載の発明の効果に加え、溝により分裂された液糸と塗料供給孔とが１：１に対応づけられるので、塗料の量の安定した均一化が可能となる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３０】
図１は、本発明の一実施形態に係る回転霧化塗装装置の概略構成を示す断面図、図２は、図１の左側からみた図、図３は、図１に示されるカップを分解して示す断面図である。
【００３１】
図１に示す回転霧化塗装装置は、回転するカップ状の噴霧頭としてのカップ１０を有している。そして、このカップ１０は、内側に塗料拡散面１２が形成されるベル本体１１と、このベル本体１１の塗料拡散面１２の底部に配置され、塗料拡散面１２上に塗料を供給するための複数の塗料供給孔２２が形成されたハブ部２１と、ハブ部２１の後方、つまり塗料拡散面１２と反対側に配置されるコマ部材３１とを備えている。なお、説明の便宜上、カップ１０の塗料拡散面１２側を「先」ないし「前」、その反対側を「後」と呼ぶことにする。
【００３２】
また、ハブ部２１とコマ部材３１との間には空間が形成されており、この空間は、ハブ部２１の後面に衝突した塗料を集めて複数の塗料供給孔２２に安定的に導くための塗料分配室３８を構成している。
【００３３】
カップ１０の後方には、図示しないモータなどの駆動手段により回転される中空シャフト４１が取り付けられる。中空シャフト４１の先端側にはテーパ軸部４４が形成されており、このテーパ軸部４４はベル本体１１のテーパ孔１５に挿入されて嵌着される。また、テーパ軸部４４のさらに先端側には雄ねじ部４５が形成されており、この雄ねじ部４５をベル本体１１の雌ねじ部１６に螺合させることによって、テーパ軸部４４外面をテーパ孔１５内面に押圧して調芯しつつ、カップ１０を中空シャフト４１の先端側に固定できるようになっている。
【００３４】
この中空シャフト４１の内部中央には、塗料分配室３８に塗料を送るための塗料供給管４２が配置されている。また、この塗料供給管４２が挿通されるようにして同軸上に洗浄液供給管４３が配置されており、この洗浄液供給管４３を通ってシンナー等の洗浄液を流すことができる。
【００３５】
本実施形態では、通常の金属製のカップ１０を使用している。この場合、一般的には、ベル本体１１とハブ部２１とはアルミニウムないしアルミニウム合金により形成される。一方、コマ部材３１は、例えばＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰなどのふっ素樹脂により形成される。なお、コマ部材３１とカップ１１とを、一体的に形成することも可能であり、この場合には、両者は同じ材質により形成される。
【００３６】
ベル本体１１は、その先端内側に、塗料拡散面１２が形成されている。この塗料拡散面１２の形状は、カップ状ないしは皿状の形をなしており、被塗物方向に向かって広がる略円錘状の面であって、回転軸を含む平面による断面に現れる断面線が直線ないしは凹状の曲線となるような面とするが一般的である。このような形状のものを用いるのは、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先端まで速やかに供給するためと考えられる。ベル本体１１の塗料拡散面１２の外縁部には、回転軸方向に概略沿って切られた多数の図示しない溝が形成されており、塗料を外縁部から糸条に放出させるようになっている。
【００３７】
一方、ベル本体１１の後端側内面には、前述したように、駆動手段としての図示しないモータにより回転される中空シャフト４１を取り付けるためのテーパ孔１５、および雌ねじ部１６が形成されている。
【００３８】
また、ベル本体１１の中央底部には、コマ部材取付用凹部１３が形成されており、コマ部材３１を嵌着して収容する構成とされている。また、ベル本体１１の塗料拡散面１２の底部の内面には、雌ねじ部１４が形成されている。
【００３９】
ハブ部２１は略円盤状を呈しており、その外周部近傍には、ベル本体１１の塗料拡散面１２上に塗料を供給するための多数の塗料供給孔２２が円環状に位置して開設されている。また、ハブ部２１の中心軸近傍には、小径の貫通孔２４が形成されている。これらの貫通孔２４は、洗浄時に塗料分配室３８をオーバーフローしたシンナー等の洗浄液が、該貫通孔２４を通って塗料拡散面１２側に流れ出て、塗料拡散面１２の底部（中心軸付近）を洗浄するためのものである。なお、通常の塗装時に塗料が貫通孔２４を通過することがないように、貫通孔２４は、外周部近傍の塗料供給孔６２とは逆方向に中心軸に対して傾斜した角度に、すなわちカップ１０の前方に向けて縮径するように形成されている。
【００４０】
ハブ部２１の外面には、雄ねじ２３が形成される。そして、コマ部材３１をベル本体１１のコマ部材取付用凹部１３に保持した後に、ベル本体１１の雌ねじ部１４にハブ部２１の雄ねじ２３が螺着され、ハブ部２１をベル本体１１の塗料拡散面１２の底部に固定することができるようになっている。
【００４１】
このように、ハブ部２１をベル本体１１にねじ込んで接合する場合には、ハブ部２１およびベル本体１１のねじ部は、ベル本体１１および中空シャフト４１のねじ部とは逆方向にねじを切ることが望ましい。これは、カップ１０が回転しているときハブ部２１の後面には塗料が間歇的に供給される結果、カップ１０の回転方向とは逆方向の回転モーメントが加わるからであり、この方向に回転した場合にハブ部２１が締まるようにするためである。これにより、ハブ部２１のベル本体１１からの脱落を防止することができる。なお、ハブ部２１のベル本体１１への接合方法は、ねじ込み方式に限られるものではなく、例えば圧着や接着などによってもよい。
【００４２】
本実施形態では特に、塗料分配室３８の塗料拡散面１２と反対側、すなわち後方の壁面は、カップ１０の回転軸を含む平面による断面に現れる断面線の少なくとも一部が、該回転軸に対して非連続的ないし連続的に傾きの異なる線で構成されると共に、該線上において回転軸から離れるほど被塗物方向に向けて開く傾きが大きくなるように形成されている。つまり、塗料分配室３８の後方の壁面に相当するコマ部材３１の前面の少なくとも一部に、カップの回転軸に向かう凸状面３２が形成される。なお、図示のような１つの凸状面ではなく、複数の凸状面を形成してもよく、また、コマ部材３１の前面の一部にではなく、全体に凸状面を形成してもよい。
【００４３】
そして、コマ部材３１は、その前面の回転軸を含む平面による断面に現れる断面線がカップ１０の回転軸に対して０°以上９０°未満の被塗物方向に向けて開く傾きを有する線で構成されるように形成されている。ここで、断面線の傾きを０°以上としたのは、塗料を遠心力により前方に送る作用が必要となるからである。一方、断面線の傾きを９０°未満とすることにより、コマ部材３１の前面は、コマ部材３１の前面の表面上の点を該表面に沿って内側から外側に移動させた場合に、当該点の回転軸方向の位置が被塗物方向に向かって常に前進するように形成され、当該点が後退するような凹み部分がないように形成される。これにより、塗料をコマ部材３１の表面に沿ってスムーズに移動させることができる。このようにして、塗料溜まりをなくすることができる。
【００４４】
一方、カップ１０の外面側には、中空シャフト４１の外周を定間隔をもって囲繞するエアーリングが取り付けられており、このエアーリングの先端側には、多数のエア出口孔が形成され、エアーリングの後端側に形成されるエア導入口は、エア供給ポンプに連通している（いずれも図示せず）。
【００４５】
また、本装置では静電塗装法を採用しており、中空シャフト４１には、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４１と導通するカップ１０に所定の電圧を印加することができるようになっている。
【００４６】
次に、上記のように構成された本実施形態の作用を説明する。
【００４７】
本実施形態の回転霧化塗装装置にあっては、塗料は、カップ１０の回転軸の中心に位置する塗料供給管４２を通って送られ、一旦塗料分配室３８に集められる。この後、塗料は、塗料分配室３８から複数の塗料供給孔２２に安定的に導かれ、これらの塗料供給孔２２からカップ１０のベル本体１１の塗料拡散面１２に供給される。カップ１０はモータによって高速回転しているために、塗料拡散面１２に供給された塗料は、遠心力によって塗料拡散面１２の内面を伝って薄く引き伸ばされ、カップ１０の外縁部へと向かう。そして、塗料は、塗料拡散面１２の外縁部に形成された溝に沿って糸状に放出されることにより、細かい粒状に霧化される。微粒化された塗料は、さらに、図示しないエア出口孔から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、カップ１０には、所定の高電圧が印加されており、カップ先端から被塗物に向かってコロナ放電が行われている。このため塗料は、接触帯電によって微粒化前に帯電され、さらにコロナ放電によって得られるイオンによって微粒化後にも帯電され、このように帯電された塗料粒子は、クーロン力によって効率良く被塗物へと運ばれて付着する。
【００４８】
ここで、本実施形態にあっては、塗料分配室３８から塗料供給孔２２に導かれる塗料の挙動が従来とは異なっている。すなわち、塗料供給管４２から送られた塗料は、カップ１０が高速回転されることによって生じる遠心力により、薄い液膜となって半径方向に広げられるが、塗料分配室３８の後方の壁面に相当するコマ部材３１に形成された凸状面３２においては、その液膜は半径方向のみならず、回転方向にも広がる傾向を持たせられることになると考えられる。これによれば、塗料の分配がより均一化される。したがって、塗料供給孔２２へ導かれる塗料供給がほぼ一定になり、結果的に、各塗料供給孔２２を通過する塗料の量が均一化されることとなる。この効果は、吐出量の多い領域において、特に顕著となる。
【００４９】
このように本実施形態によれば、塗料供給孔２２から塗料拡散面１２に供給される塗料の量の均一化を図ることができ、塗料粒子の粒度分布がバラツキの少ないシャープなものとなる。これにより、従来のものに比べて塗着効率が向上すると共に、塗膜品質の向上が図られる。
【００５０】
図４は、コマ部材の他の例を示す断面図である。
【００５１】
図４に示すコマ部材３１ａには、塗料分配室側の表面に、略半径方向に沿って一定長の溝３３が円周方向全体にわたり相互に離間されて複数本配されてなる溝列が形成されている。ここでは、溝３３は、コマ部材３１の凸状面３２の途中のいわゆる肩の部分に放射状に多数形成されている。
【００５２】
この溝３３は、特に限定されるものではないが、長さが、例えば１〜５ｍｍ程度、より好ましくは１．５〜３ｍｍ程度とされ、幅が、例えば０．０５〜０．５ｍｍ程度、より好ましくは０．２〜０．３ｍｍ程度とされ、深さが、例えば０．０５〜３ｍｍ程度、より好ましくは０．１〜０．２ｍｍ程度とされる。
【００５３】
各溝３３は、略半径方向に沿って配置させることが好ましいが、必ずしも厳密に沿わせる必要はなく、ある程度変向したものであってもよい。また、溝列も少なくとも１列以上であればよく、適宜増やすこともできる。各溝３３の形状としても、その中心線が必ずしも直線状となるものでなくともよく、極端に小さな曲率半径を有するものでない限り円弧状のものであってもよい。但し、円弧状の溝とする場合には、中心部側よりも外縁部側が大きくなるように、しかもカップ１０の回転方向と逆方向にねじれていくように配する必要がある。
【００５４】
このようなコマ部材３１ａを使用すれば、凸状面３２により塗料の量の均一化が図られるという効果に加えて、コマ部材３１ａの表面に沿う液膜は、多数の溝３３により多数の液糸に分裂し、個々の液糸に供給される塗料の量が少なくなるため、塗料液の分裂微粒化を促進することができる。この効果は、吐出量の少ない領域において、特に顕著となる。
【００５５】
また、溝列における溝３３の本数と、ハブ部２１における塗料供給孔２２の個数とは、任意に選択することができるが、塗料供給孔２２の個数をｎ、この塗料供給孔２２に最も近い溝列（溝列が複数ある場合を考慮）に含まれる溝３３の本数をｍとした場合に、ｎ：ｍを最も簡単な整数比ｎ１：ｍ１で表したとき、ｎ１およびｍ１はそれぞれ１０以下の自然数となるように設定するのが好ましく、さらに好ましくは両者の数を等しくするとよい。このようにすれば、溝３３により分裂された液糸と塗料供給孔２２とがそれぞれ密接に対応づけられて塗料の量のさらなる均一化が実現される。
【００５６】
ここで、より均一な微粒化を促進する観点からは、溝の本数ｍを、塗料供給孔の個数ｎの自然数倍（等しい場合を含む）とするのが望ましい。なお、ｎ１：ｍ１＝１：１とすれば、溝３３により分裂された液糸と塗料供給孔２２とが１：１に対応づけられるので、塗料の量の安定した均一化が可能となる。
【００５７】
逆に、少ない吐出量でも均一な比較的大粒径の塗料を得たい場合には、塗料供給孔の個数ｎを、溝の本数ｍの２以上の自然数倍とするのが望ましい。この場合、凸状面３２の途中に溝３３が形成されていれば、溝３３を通過後も凸状面により液膜が半径方向のみならず回転方向にも広げられるので、吐出量の多い時に粗大粒子を作らないようにすることができる。このように、溝３３の前後における、曲面形状、すなわち回転軸を含む平面による断面に現れる断面線の曲率半径を適宜組み合わせることにより、仕様に応じた性能のカップ１０を作ることが可能である。
【００５８】
なお、塗料液の分裂微粒化を促進するための、コマ部材３１ａの塗料分配室側の表面に形成される微細構造は、上記したような溝列を代表的なものとして挙げることができるが、同様な作用を奏する微細構造であれば、上記溝列に限定されるものではなく、種々の構造を採用することが可能である。例えば、個々の構成要素を溝のような凹状のものでなくとも、凸状のもの、あるいはこれら双方を組み合わせたものでもよく、その平面形状自体も細長い矩形に限らず、例えば惰円形などでもよい。
【００５９】
図５は、コマ部材のさらに他の例を示す断面図である。
【００６０】
図５に示すコマ部材３１ｂでは、塗料分配室の後方の壁面に相当するコマ部材３１ｂの前面に、カップの回転軸に向かう凸状面３２と、回転軸を含む平面による断面に現れる断面線が直線となる円錐面３４とが形成される。そして、溝列は、その回転軸側が、回転軸から離れるほど傾きが大きくなるように形成されている断面線における曲線部分に位置し、かつ他方側が断面線における直線部分に位置するような変曲部に形成されている点で、図４に示すものと相違している。つまり、溝列は、凸状面３２と円錐面３４との間の変曲部に形成されており、溝３３より先端側が断面線において直線となっている。
【００６１】
このようなコマ部材３１ｂを使用すれば、各溝３３を通過する塗料の量が均一化されると共に、その溝本数に分裂した塗料の液糸を直ちに塗料供給孔２２に運ぶことができるので、吐出量の少ない領域において、塗料液の分裂微粒化が一層顕著になる。
【００６２】
図６は、他の実施形態に係るハブ部を示す断面図である。
【００６３】
この実施形態では、塗料分配室３８の塗料拡散面１２側、すなわち前方の壁面は、回転軸を含む平面による断面に現れる断面線の少なくとも一部が、該回転軸に対して非連続的ないし連続的に傾きの異なる線で構成されると共に、該線上において回転軸から離れるほど被塗物方向と反対方向に向けて開く傾きが大きくなるように形成されている。つまり、塗料分配室３８の前方の壁面に相当するハブ部２１ａの後面の少なくとも一部に、カップの回転軸に向かう凸状面２５が形成される。具体的には、ハブ部２１ａの後面中央にドーム状の凹部２６が設けられ、その周囲に凸状面２５を設けたものである。コマ部材としては、図１〜図５に示したものを使用するのが望ましいが、図１２に示すものを使用することも可能である。
【００６４】
この実施形態によれば、塗料供給管４２から送られた塗料は、カップ１０が高速回転されることによって生じる遠心力により、ハブ部２１ａ後面の凹部２６から凸状面２５に沿って流れ、その液膜は半径方向のみならず、回転方向にも広がる傾向を持たせられることになると考えられる。これによれば、塗料の分配がより均一化される。したがって、上述した図１に示す実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
図７は、図６のハブ部の他の例を示す断面図である。
【００６６】
図７に示すハブ部２１ｂには、塗料分配室側の表面に、略半径方向に沿って一定長の溝２７が円周方向全体にわたり相互に離間されて複数本配されてなる溝列が形成されている。ここでは、溝２７は、ハブ部２１ｂの凸状面２５の終端部に放射状に多数形成されている。
【００６７】
このようなハブ部２１ｂを使用すれば、凸状面２５により塗料の量の均一化が図られるという効果に加えて、ハブ部２１ｂの表面に沿う液膜は、多数の溝２７により多数の液糸に分裂し、個々の液糸に供給される塗料の量が少なくなるため、塗料液の分裂微粒化を促進することができる。
【００６８】
図８は、図６のハブ部のさらに他の例を示す断面図である。
【００６９】
図８に示すハブ部２１ｃは、その後面中央にドーム状の凹部２６を形成するのを廃止して、カップの回転軸に向かう凸状面２５ｃのみを形成した点で、図７に示すハブ部２１ｂと相違している。そして、ハブ部２１ｃの中央部には、凸状面２５ｃからハブ部前面に貫通する貫通孔２４ｃが形成される。この貫通孔の前端部径は、例えば約１ｍｍ以下に設定される。これにより、塗料は粘度が比較的高いので、該塗料の吹き抜けを防止することができる。一方、シンナーなどの洗浄液は粘度が比較的低いので、貫通孔２４ｃから容易に吹き抜けることができ、ハブ部前面の洗浄効率は高くなるという利点がある。
【００７０】
このようなハブ部２１ｃを使用すれば、簡易な構成により、上記と同様な効果を得ることができる。また、このハブ部２１ｃは、後述するマルチフィードチューブ型の塗料供給方式のものにも適用するのが容易である。
【００７１】
図９は、図６のハブ部のさらに他の例を示す断面図である。
【００７２】
図９に示すハブ部２１ｄは、ドーム状の凹部２６内の中央に突起２８を形成した点で、図７に示すハブ部２１ｂと相違している。
【００７３】
このようなハブ部２１ｄは、マルチフィードチューブ型の塗料供給方式のものに適用して好ましいものとなる。ここで、マルチフィードチューブとは、中空シャフト４１の内部中央に、洗浄液供給管を配置し、その周囲に例えば３〜８本程度の塗料供給管を独立して配置したものをいう（特開平０９−７５７８９号公報参照）。
【００７４】
この方式の装置では、各色専用の塗料供給管を設定することにより、塗料供給管を洗浄することなく、瞬時に供給塗料を切り替えることができる利点がある。しかしながら、塗料供給管から供給された塗料は、ハブ部後面の中心位置からオフセットした位置に衝突するので、このようなオフセットのため、塗料拡散面１２に供給される際に塗料が偏って供給されてしまい、均一な微粒化が得られにくいという欠点を有していた。
【００７５】
これに対し、図９に示すハブ部２１ｄを使用した場合には、供給された塗料が一旦中央に形成された突起２８に絡み付いた後に、それからその周囲の凸状面２５で分配されて広がるので、マルチフィードチューブ型の塗料供給方式のものであっても、偏った供給を解消して均一な微粒化を実現することが可能となる。
【００７６】
図１０は、図６のハブ部のさらに他の例を示す断面図である。
【００７７】
図１０に示すハブ部２１ｅでは、塗料分配室の前方の壁面に相当するハブ部２１ｅの後面に、被塗物方向と反対側に向かう凸状面２５と、回転軸を含む平面による断面に現れる断面線が直線となる円錐面２９とが形成される。そして、溝列は、凸状面２５と円錐面２９との間の変曲部に形成されており、溝２７より外側が断面線において直線となっている。
【００７８】
このようなハブ部２１ｅを使用すれば、各溝２７を通過する塗料の量が均一化されると共に、その溝本数に分裂した塗料の液糸を直ちに塗料供給孔２２に運ぶことができるので、吐出量の少ない領域において、塗料液の分裂微粒化が一層顕著になる。
【００７９】
また、ハブ部２１ｅの溝２７よりも外側部分のシンナー等の洗浄液による洗浄効率が優れたものとなる利点がある。但し、ハブ部２１ｅ後面の中央付近の空間に余裕がなく凹部２６が小さくなるので、洗浄時には、オーバーフローした洗浄液が中空シャフト４１側に逆流しやすくなる傾向があり、洗浄液の吐出量、吐出時間などの調整が必要である。
【００８０】
図１１は、他の実施形態に係る回転霧化塗装装置の概略構成を示す断面図断面図である。
【００８１】
この実施形態では、ベル本体１１の塗料拡散面１２ａにも図示のような凸状面１７を形成するようにした点で、図１の回転霧化塗装装置と相違している。このようにすれば、塗料は塗料供給孔２２から塗料拡散面１２に供給された後、凸状面１７においても、その液膜が半径方向のみならず回転方向にも広がる傾向を持つ。したがって、カップ１０の外縁部から放出される塗料がより均一微粒化されるため、塗着効率および塗膜品質の一層の向上が図られる。なお、凸状面１７の途中ないし終端側に、図４等で説明したものと同様な溝列を形成するようにしてもよい。一方、敢えて特別に大粒径で比較的狭い粒度分布を得たい場合には、むしろ塗料拡散面に凸状面が形成されていない図１の装置を用いる方が好ましいと言える。
【００８２】
なお、以上説明した実施形態は、本発明を限定するために記載されたものではなく、本発明の技術的思想内において当業者により種々変更が可能である。例えば図１の装置に図６のハブ部２１ａを組み込む等、本明細書に記載したハブ部、コマ部材、ベル本体を適宜組み合わせて使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る回転霧化塗装装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１の左側からみた図である。
【図３】図１に示されるカップを分解して示す断面図である。
【図４】コマ部材の他の例を示す断面図である。
【図５】コマ部材のさらに他の例を示す断面図である。
【図６】他の実施形態に係るハブ部を示す断面図である。
【図７】図６のハブ部の他の例を示す断面図である。
【図８】図６のハブ部のさらに他の例を示す断面図である。
【図９】図６のハブ部のさらに他の例を示す断面図である。
【図１０】図６のハブ部のさらに他の例を示す断面図である。
【図１１】他の実施形態に係る回転霧化塗装装置の概略構成を示す断面図である。
【図１２】従来の回転霧化塗装装置の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１０…カップ（噴霧頭）、
１１…ベル本体、
１２…塗料拡散面、
２１，２１ａ〜２１ｆ…ハブ部、
２２…塗料供給孔、
２４，２４ｃ…貫通孔、
２５，２５ｃ…凸状面、
２６…凹部、
２７…溝、
２８…突起、
２９…円錐面、
３１，３１ａ，３１ｂ…コマ部材、
３２…凸状面、
３３…溝、
３４…円錐面、
４１…中空シャフト、
４２…塗料供給管、
４３…洗浄液供給管。
【図１】
0003562361.tif 000002
【図２】
0003562361.tif 000003
【図３】
0003562361.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003562361.tif 000008
【図８】
0003562361.tif 000009
【図９】
0003562361.tif 000010
【図１０】
0003562361.tif 000011
【図１１】
0003562361.tif 000012
【図１２】
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