(57)【要約】【課題】内周面に供給された塗料を該内周面に均一に広げることにより、塗装品質の向上と長寿命化を可能とした回転霧化頭を提供する。【解決手段】中心から周縁部６１ｂに向かって拡径した内周面６７が形成され、該内周面に供給された塗料に回転による遠心力を付与し、該塗料を霧状にして放出する回転霧化頭６において、該内周面に塗料を供給する塗料供給孔６５ｄ・６５ｄ・・・と、該内周面の周縁部６１ｂと、で挟まれる該内周面の中途部に段差部６８を形成した。【選択図】図２
2006130423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心から周縁部に向かって拡径した内周面が形成され、該内周面に供給された塗料に回転による遠心力を付与し、該塗料を霧状にして放出する回転霧化頭であって、
該内周面に塗料を供給する塗料供給孔と、該内周面の周縁部と、で挟まれる該内周面の中途部に段差部を形成したことを特徴とする回転霧化頭。
【請求項２】
前記段差部は、内周面に供給された塗料に作用する遠心力の方向に略直交する段差面を有することを特徴とする請求項１に記載の回転霧化頭。
【請求項３】
中心から周縁部に向かって拡径した内周面が形成され、該内周面に供給された塗料に回転による遠心力を付与し、該塗料を霧状にして放出する回転霧化頭を具備する回転霧化塗装装置であって、
該内周面に塗料を供給する塗料供給孔と、該内周面の周縁部と、で挟まれる該内周面の中途部に段差部を形成したことを特徴とする回転霧化塗装装置。
【請求項４】
前記段差部は、内周面に供給された塗料に作用する遠心力の方向に略直交する段差面を有することを特徴とする請求項３に記載の回転霧化塗装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転霧化頭および回転霧化頭を具備する回転霧化塗装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転霧化頭、および回転霧化頭を具備する回転霧化塗装装置は公知となっている。
回転霧化頭はベルカップとも呼ばれるカップ状またはラッパ状の部材であり、その内周面に塗料を供給する塗料供給孔が設けられる。塗料供給孔は、通常は丸孔または長孔であり、回転霧化頭の内周面の中心から略等距離となる円周上に複数並んでいる。
そして、回転霧化頭は、自身が回転することにより内周面に供給された塗料に遠心力を付与し、塗料を霧状にして放出する。
例えば、特許文献１、特許文献２および特許文献３に記載の如くである。
【特許文献１】特開平９−２２０４９８号公報
【特許文献２】特開平８−８４９４１号公報
【特許文献３】特開平３−１０１８５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、回転霧化頭の回転数を上昇させた場合や、使用される塗料の粘度が高い場合には、回転霧化頭の内周面に供給された塗料が塗料供給孔と内周面の周縁部の一点とを結ぶ線上の極狭い特定の部分を移動し、回転霧化頭の内周面の広い領域に均一に広がらないという問題が発生する。
【０００４】
その結果、回転霧化頭により放出される霧状の塗料の粒径にばらつきが生じて、塗装品質を低下させる原因となる。
また、塗料に含まれる顔料の硬度が高い場合には、回転霧化頭の内周面において塗料が移動する部分の摩耗が他の部分よりも早く進行し、回転霧化頭の長寿命化を図る上での障害となる。
さらに、回転霧化頭の摩耗により発生する摩耗粉が塗料に混入して被塗装物の塗装面に塗布されると、被塗装物の塗装不良の原因となる。
【０００５】
本発明は以上の如き状況に鑑み、内周面に供給された塗料を該内周面に均一に広げることにより、塗装品質の向上と長寿命化を可能とした回転霧化頭、および該回転霧化頭を具備する回転霧化塗装装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００７】
即ち、請求項１においては、
中心から周縁部に向かって拡径した内周面が形成され、該内周面に供給された塗料に回転による遠心力を付与し、該塗料を霧状にして放出する回転霧化頭であって、
該内周面に塗料を供給する塗料供給孔と、該内周面の周縁部と、で挟まれる該内周面の中途部に段差部を形成したものである。
【０００８】
請求項２においては、
前記段差部は、内周面に供給された塗料に作用する遠心力の方向に略直交する段差面を有するものである。
【０００９】
請求項３においては、
中心から周縁部に向かって拡径した内周面が形成され、該内周面に供給された塗料に回転による遠心力を付与し、該塗料を霧状にして放出する回転霧化頭を具備する回転霧化塗装装置であって、
該内周面に塗料を供給する塗料供給孔と、該内周面の周縁部と、で挟まれる該内周面の中途部に段差部を形成したものである。
【００１０】
請求項４においては、
前記段差部は、内周面に供給された塗料に作用する遠心力の方向に略直交する段差面を有するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１２】
請求項１においては、塗装品質を向上させることが可能であるとともに、回転霧化頭の長寿命化を図ることが可能である。
【００１３】
請求項２においては、段差部において塗料を一時的に堰き止めることを確実にして、塗料を内周面に均一に広げることが可能である。
【００１４】
請求項３においては、塗装品質を向上させることが可能であるとともに、回転霧化頭の長寿命化を図ることが可能である。
【００１５】
請求項４においては、段差部において塗料を一時的に堰き止めることを確実にして、塗料を内周面に均一に広げることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下では、図１を用いて、本発明の回転霧化頭の実施の一形態である回転霧化頭６を具備する回転霧化塗装装置１の全体構成について説明する。
なお、以下の説明では、図１中の矢印Ａの方向を「前方」と定義する。ここで、矢印Ａの方向は、後述する回転軸４の軸線方向と略平行である。
【００１７】
回転霧化塗装装置１は霧状にした塗料を被塗装物（例えば、自動車の車体や家電製品の筐体等）の表面に塗布することにより塗装するものであり、例えば図４の（Ａ）、図４の（Ｂ）および図４の（Ｃ）に示す如く、多関節式のロボット１０１の先端部や、門型の支柱１０２の上部や、あるいは支柱１０３の中途部等に固設した状態で使用する。
ここで、本出願における「塗料」は、油性塗料や水性塗料、あるいはその他の塗料を広く含むものとする。
【００１８】
図１に示す如く、回転霧化塗装装置１は主に本体２、モータ３、回転軸４、塗料供給管５、回転霧化頭６等を具備する。
【００１９】
本体２は回転霧化塗装装置１の構造体を成す部材であり、モータ３を収容する。また本体２は回転霧化塗装装置１を多関節のロボットや支柱等に固定・支持するための支持部材としての機能を兼ねる。本体２の外周面は略円筒形状の部材であるカバー１０により覆われている。また、本体２には回転霧化頭６により放出される霧状の塗料を帯電させるための高電圧発生装置（図示せず）も収容される。
【００２０】
モータ３は回転軸４を回転駆動するものである。本実施例の場合、モータ３は空圧式のモータであり、胴体部３０、エア軸受３１等を具備する。
胴体部３０はモータ３の構造体を成す部材であり、エア軸受３１を介して回転軸４を回転可能に軸支する。エア軸受３１にはエア供給経路３１ａからエアが供給される。
【００２１】
回転軸４はモータ３の回転駆動力を回転霧化頭６に伝達する中空の部材である。回転軸４の外周面の前端部（先端部）には雄ネジが形成され、回転霧化頭６が回転軸４の先端部に螺設される。
タービン４０は回転軸４の後端部（基部）に形成された羽根であり、コンプレッサ（図示せず）から圧送されてきた空気により回転軸４を回転させる。また、回転軸４には塗料供給管５が相対回転可能に貫装される。
なお、本実施例においてはタービン４０を回転軸４の後端部に形成したが、別部材として回転軸４に外嵌固定しても良い。また、本実施例では回転軸４を空圧式のモータ３で回転させる構成としたが、これに限定されず、油圧式または電気式のモータで回転させても良い。
【００２２】
図１および図２に示す如く、塗料供給管５は、回転霧化頭６に塗料を供給するものである。
本実施例においては、塗料供給管５は一重管で構成され、回転霧化頭６に付着した塗料を洗浄するための溶剤を供給する機能を兼ねる。
塗料供給管５は管状の部材であり、塗料または溶剤が通過する供給経路５０が形成されるとともに、先端部（前端部）にはノズル部５１が形成される。該ノズル部５１の形状は前方に向かって拡径したラッパ状である。
塗料供給管５の後端部には弁座５２が形成され、管状の部材である連結管１１の先端部（前端部）に内嵌固定される。連結管１１の後端部は本体２に固設される。
【００２３】
ニードル弁１２は棒状の部材であり、連結管１１の内壁と所定の隙間を保持しつつ連結管１１に貫装される。ニードル弁１２の先端部（前端部）はニードル状に形成され、前記弁座５２に着座可能である。また、ニードル弁１２の基部（後端部）にはピストン１２ａが形成され、バネ１３によりニードル弁１２の先端部が弁座５２に着座する方向に付勢されている。
ピストン１２ａの前方側の空間はエア供給経路１４と連通しており、該空間に圧縮空気を供給することによりバネ１３の付勢力に抗してニードル弁１２を後方に移動させ、ニードル弁１２の先端部と弁座５２とを離間させることが可能である。
【００２４】
本体２に穿設された流体供給経路１５は、複数種類の塗料を塗料毎に貯留する図示せぬ容器および回転霧化頭６に供給する塗料または溶剤を切り替える図示せぬ塗料切替装置と、塗料供給管５、より厳密には連結管１１の後端部と、を連通する経路である。
【００２５】
ニードル弁１２を作動、すなわち、前後方向に移動させることにより、流体供給経路１５と塗料供給管５とを連通または遮断し、回転霧化頭６への塗料または溶剤の供給、または供給の停止を行うことが可能である。
なお、上記塗料切替装置の操作、モータ３の回転および停止、モータ３の回転数の調整、ニードル弁１２の作動等は図示せぬ制御装置により行われる。
【００２６】
以下では、図１および図２を用いて回転霧化頭６の詳細構成について説明する。
本実施例の回転霧化頭６は、主に基部６０、拡径部６１、隔壁６２、閉塞部材６５等を具備する。
【００２７】
基部６０は回転霧化頭６の後半部を成す部材であり、略円筒形状に形成される。基部６０の内周面には回転軸４の先端部に螺設するための雌ネジが形成される。回転軸４の回転により、回転霧化頭６も回転する。
【００２８】
拡径部６１は回転霧化頭６の前半部を成す部材である。拡径部６１はラッパ状の部材であり、その内壁面６１ａはその中心から周縁部６１ｂに向かって拡径している。
拡径部６１と基部６０との境界部には隔壁６２が設けられ、隔壁６２の略中央部には貫通孔６３が形成される。また、貫通孔６３の周縁部、すなわち塗料供給管５のノズル部５１の周辺となる部位には後方に向かって窪んだ塗料溜まり部６４が形成される。
【００２９】
閉塞部材６５は拡径部６１の内壁面６１ａの中央部を覆う略円盤形状の部材である。霧化室６６は内壁面６１ａの中心部と閉塞部材６５により囲まれる空間である。霧化室６６には塗料供給管５により塗料または溶剤が供給される。
【００３０】
略円錐形状の突起６５ａは閉塞部材６５において霧化室６６に対向する面である後面の中央部に形成される。凹部６５ｂは該突起６５ａの周縁部に形成され、前方に向かって凹んだ窪みである。中央部連通孔６５ｃは突起６５ａの中途部と閉塞部材６５の前面６５ｅの中央部とを連通する孔である。塗料供給孔６５ｄ・６５ｄ・・・は内壁面６１ａと閉塞部材６５の周縁部との境界に設けられる孔であり、内壁面６１ａに沿って霧化室６６の内部と外部とを連通する。塗料供給孔６５ｄ・６５ｄ・・・は後述する内周面６７に塗料または溶剤を供給する孔である。
【００３１】
内周面６７は回転霧化頭６の前面を成す面であり、その中心から周縁部６１ｂに向かって拡径している。本実施例の場合、内周面６７は、閉塞部材６５の前面６５ｅと、内壁面６１ａにおいて霧化室６６と対向していない部分とを合わせたものである。
【００３２】
塗料供給管５により霧化室６６に供給された塗料または溶剤は、さらに、塗料供給孔６５ｄ・６５ｄ・・・を通じて内周面６７に供給される。
そして、回転霧化頭６が回転することにより、内周面６７に供給された塗料には遠心力が付与され、該塗料は内周面６７に沿って周縁部６１ｂに向かって移動し、周縁部６１ｂから霧状に放出される。
【００３３】
段差部６８は塗料供給孔６５ｄ・６５ｄ・・・と、周縁部６１ｂと、で挟まれる内周面６７の中途部に形成される。段差部６８は内周面６７に供給された塗料に作用する遠心力の方向（矢印Ａに略直交する方向）に略直交する段差面を有する。
【００３４】
以上の如く、本発明の回転霧化頭の実施の一形態である回転霧化頭６は、
中心から周縁部６１ｂに向かって拡径した内周面６７が形成され、該内周面６７に供給された塗料に回転による遠心力を付与し、該塗料を霧状にして放出する回転霧化頭であって、
該内周面６７に塗料を供給する塗料供給孔６５ｄ・６５ｄ・・・と、該内周面６７の周縁部６１ｂと、で挟まれる該内周面６７の中途部に段差部６８を形成したものである。
【００３５】
また、本発明の回転霧化塗装装置の実施の一形態である回転霧化塗装装置１は、
中心から周縁部６１ｂに向かって拡径した内周面６７が形成され、該内周面６７に供給された塗料に回転による遠心力を付与し、該塗料を霧状にして放出する回転霧化頭６を具備する回転霧化塗装装置であって、
該内周面６７に塗料を供給する塗料供給孔６５ｄ・６５ｄ・・・と、該内周面６７の周縁部６１ｂと、で挟まれる該内周面６７の中途部に段差部６８を形成したものである。
【００３６】
このように構成することは以下の如き効果を奏する。
【００３７】
すなわち、図３の（Ｂ）に示す従来の回転霧化頭１０６には塗料供給孔１６５ｄ・１６５ｄ・・・と、該内周面１６７の周縁部１６１ｂと、で挟まれる該内周面の中途部に段差部は形成されていない。
そのため、回転霧化頭１０６の回転数を上昇させた場合や、使用される塗料の粘度が高い場合には、塗料供給孔１６５ｄ・１６５ｄ・・・から内周面１６７に供給された塗料は、各塗料供給孔１６５ｄ・１６５ｄ・・・とそれぞれ対応する内周面１６７の周縁部１６１ｂの一点とを結ぶ線上の極狭い部分を移動し、回転霧化頭１０６の内周面の広い領域に均一に広がらない。
従って、該塗料が周縁部１６１ｂから霧状となって放出される際には、該塗料の粒径のばらつきが大きく、塗装品質を低下させる原因となる。
【００３８】
また、塗料に含まれる顔料の硬度が高い場合には、内周面１６７において塗料が移動する特定の部分の摩耗が進行するという事態が起こる。その結果、回転霧化頭１０６の長寿命化を図ることが困難となる。また、このような特定の部分の摩耗を防止するために回転霧化頭１０６をセラミックスやチタン等の耐摩耗性に優れた材料で構成したり、内周面１６７に対応する部分に高硬度材料のメッキ層を形成するといった処理を施したりする必要が生じ、回転霧化頭１０６を安価に製造することが困難となる。
【００３９】
さらに、塗料が内周面６７の特定の部分を移動するため、使用時間当たりの回転霧化頭１０６の摩耗量自体が多くなり、摩耗粉が塗料に混入することによる被塗装物の塗装不良の原因となる。
【００４０】
これに対して、図３の（Ａ）に示す本実施例の回転霧化頭６には、塗料供給孔６５ｄ・６５ｄ・・・と、該内周面６７の周縁部６１ｂと、で挟まれる該内周面の中途部に段差部６８が形成されている。
そのため、回転霧化頭６の回転数を上昇させた場合や、使用される塗料の粘度が高い場合であっても、塗料供給孔６５ｄ・６５ｄ・・・から内周面６７に供給された塗料は、移動の途中で一度段差部６８に堰き止められて段差部６８の全体に均一に広げられた後、段差部６８を乗り越えて周縁部６１ｂまで移動する。
その結果、内周面６７において段差部６８と周縁部６１ｂとで挟まれた部分を移動する塗料は、該部分の全体に薄く広がった状態となる。従って、該塗料が周縁部６１ｂから霧状となって放出される際には、該塗料の粒径のばらつきが小さく、塗装品質を向上させることが可能である。
【００４１】
また、塗料に含まれる顔料の硬度が高い場合でも、塗料は内周面６７に均一に広がった状態で移動するため、内周面６７の特定の部分の摩耗が進行するという事態が起こることを防止し、回転霧化頭６の長寿命化を図ることが可能である。また、これに付随して、回転霧化頭６をセラミックスやチタン等の耐摩耗性に優れた材料で構成したり、内周面６７に対応する部分に高硬度材料のメッキ層を形成するといった処理を施す必要が無く、回転霧化頭６を安価に製造することが可能である。
【００４２】
さらに、塗料が内周面６７に均一に広がった状態で移動するため、使用時間当たりの回転霧化頭６の摩耗量自体を低減し、摩耗粉が塗料に混入することによる被塗装物の塗装不良を防止することが可能である。
【００４３】
なお、段差部６８が有する段差面６８ａは、内周面６７に供給された塗料に作用する遠心力の方向に略直交することが望ましい。これは、段差部６８において塗料を一時的に堰き止めることを確実にして、塗料を内周面６７に均一に広げることが可能だからである。
【００４４】
また、内周面６７の摩耗を防止するという観点から、段差部６８は、塗料供給孔６５ｄ・６５ｄ・・・と、該内周面６７の周縁部６１ｂと、で挟まれる該内周面の中途部のうち、塗料供給孔６５ｄ・６５ｄ・・・に近い位置に形成されることが望ましい。
さらに、塗料供給孔と、該内周面の周縁部と、で挟まれる該内周面の中途部の二箇所以上に段差部を設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の回転霧化塗装装置の実施の一形態を示す側面断面図。
【図２】本発明の回転霧化頭の実施の一形態を示す側面断面図。
【図３】回転霧化頭の内周面を移動する塗料の経路を示す模式図。
【図４】回転霧化塗装装置の使用状況を示す模式図。
【符号の説明】
【００４６】
１      回転霧化塗装装置
６      回転霧化頭
６１ｂ  周縁部
６５ｄ  塗料供給孔
６７    内周面
６８    段差部
【図１】
2006130423.tif 000003
【図２】
2006130423.tif 000004
【図３】
2006130423.tif 000005
【図４】
2006130423.tif 000006