(57)【要約】【課題】高度な塗装品質を実現する。【解決手段】エア噴出口12から吐出されるシェーピングエアSAは、径方向外方へ差し向けられる。その仰角は１０°〜２０°であるのがよい。また、シェーピングエアSAは、ベルカップ10の回転方向Rとは逆方向に捻られた状態の流れである。ベルカップ10の軸線Ｏを中心とした捻り角度は３８°〜６０°であるのがよい。ベルカップ10の外周縁10bから塗料の液糸20が径方向外方に延出し、その先端から分離した塗料が粒子22になる。好ましくは、塗料粒子22の運動量が低下する地点PでシェーピングエアSAが塗料粒子と衝突する。【選択図】図12
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に回転し、塗料を径方向外方に飛散させて該塗料を微粒化する回転霧化頭と、
該回転霧化頭の外周縁の後方に位置し、前方に向けてシェーピングエアを吐出するエア噴出口とを備えた静電塗装機において、
前記エア噴出口から吐出されるシェーピングエアが径方向外方に差し向けられ、
該シェーピングエアが、前記回転霧化頭から径方向外方に延出する塗料の液糸から分離した塗料粒子と衝突するように指向され、
前記エア噴出口から吐出されるシェーピングエアが、前記回転霧化頭の回転方向とは逆方向に捻った状態の気流であることを特徴とする静電塗装機。
【請求項２】
前記シェーピングエアが前記塗料粒子に衝突する地点が、前記液糸の先端から径方向外方に離れた地点に設定されている、請求項１に記載の静電塗装機。
【請求項３】
前記シェーピングエアが前記塗料粒子に衝突する地点は、前記液糸の先端から分離した前記塗料粒子の運動量が空気との摩擦で低下する地点に設定されている、請求項２に記載の静電塗装機。
【請求項４】
前記シェーピングエアが、径方向外方に差し向けられる仰角が１０〜２０°である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の静電塗装機。
【請求項５】
前記回転霧化頭の軸線を中心とした前記シェーピングエアの捻り角度が３８°〜６０°である、請求項４に記載の静電塗装機。
【請求項６】
前記静電塗装機がメタリック塗装に適用される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の静電塗装機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電塗装技術に関し、より詳しくは回転霧化頭を備えた静電塗装機に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電塗装機が広く普及しているのは周知の通りである。静電塗装機は自動車業界で多用されている。この自動車業界は、塗装品質が自動車の商品性を左右するため、塗装品質に厳しい基準を各社毎に設定している。このことから、静電塗装機は、自動車業界の厳しい要求のなかで進化し続けている。
【０００３】
自動車の塗装に用いられる塗料には、ソリッド、クリア、メタリックがある。メタリック塗料には、金属片を含む塗料の他にマイカなどの非金属の光沢片を含む、いわゆるパール塗料が含まれる。
【０００４】
メタリック塗料を使った静電塗装は、高度な塗装品質を実現するのが難しい。具体的には、メタリック塗料は、被塗装物である自動車ボディ（以下、「ワーク」という）に塗料が衝突する速度が小さいとワークの仕上がり外観が暗くなることが知られている。また、塗料粒子の直径が大きい程、ワークの仕上がり外観が暗くなることが知られている。高度な塗装品質のメタリック塗装を実現するために数多くの提案が行われている。
【０００５】
特許文献１に開示の回転霧化式静電塗装機は、回転霧化頭の軸線と同心に配置された２系統のエア噴出口を有している。第１の系統のエア噴出口は、相対的に内周側に位置している。第２の系統のエア噴出口は相対的に外周側に位置している。内周側の第１のエア噴出口の指向方向は回転霧化頭の軸線と平行である。そして、この第１のエア噴出口から吐出される内側シェーピングエアは回転霧化頭の外周縁の近傍を通過する。この内側シェーピングエアは、第２の系統のエア噴出口から吐出される外側シェーピングエアよりも高圧且つ小流量である。この内側シェーピングエアによって塗料の微粒化が促進される。そして、この微粒化した塗料は、第２のエア噴出口から吐出される相対的に低圧且つ大流量の外側シェーピングエアによってワークに向けて加速される。
【０００６】
特許文献２は、メタリック塗料の塗装品質及び塗着効率を高める静電塗装方法を提案している。この静電塗装方法に使用する回転霧化式静電塗装機は、１系統のエア噴出口を備えている。このエア噴出口の指向方向は回転霧化頭の軸線と平行である。そして、このエア噴出口から吐出されるシェーピングエアは回転霧化頭の外周縁の近傍を通過する。特許文献２は、この塗装機の回転霧化頭の周速度を制御することを提案している。
【０００７】
特許文献３は、メタリック塗装の塗装品質を高めることのできる回転霧化式静電塗装機を提案している。この静電塗装機は、回転霧化頭の後方に、回転霧化頭の軸線と同心円上に配置された複数のエア噴出口を有し、この複数のエア噴出口からシェーピングエアが吐出される。このエア噴出口は、塗装機を横から見たときに、その指向方向は回転霧化頭の軸線と平行である。そして、エア噴出口は、塗装機を前方から見たときに、回転霧化頭の外周縁から２〜３mm外方に位置決めされている。そして、このエア噴出口はその先端側にガイド溝を有している。エア噴出口から出たシェーピングエアは、ガイド溝によって、回転霧化頭の回転方向又は逆方向に捻られた状態の噴出流になる。すなわち、シェーピングエアは旋回流とまでは言えないが、それに近い状態の流れになる。シェーピングエアの捻り方向を回転霧化頭の回転方向とは逆方向に設定することで、シェーピングエアを、回転霧化頭の外周縁から飛散する帯電した塗料粒子に強く衝突させることができる。これにより、塗料粒子を微細化することができる。
【０００８】
特許文献４は、１台でメタリック塗装及び一般塗装を行うことのできる回転霧化式静電塗装機を提案している。すなわち、特許文献４は、メタリック塗装の塗装品質と、メタリック塗料以外のソリッド塗料やクリア塗料による一般塗装の塗装品質とを共に低下させない塗装機を提案している。この特許文献４に開示の塗装機は、回転霧化頭の後方に、回転霧化頭の軸線と同軸の第１、第２の円周上にエア噴出口を有している。内周側の第１の円周上に配置された複数の第１のエア噴出口は、回転霧化頭の後面に向けて第１のシェーピングエアを吐出する。外周側の第２の円周上に配置された第２のエア噴出口は回転霧化頭の外周縁に向けて第２のシェーピングエアを吐出する。
【０００９】
第１、第２のエア噴出口の指向方向は、塗装機を側方から見たときに、共に、回転霧化頭の軸線と平行である。回転霧化頭の後面に差し向けられる第１のシェーピングエアは直線流である。他方、回転霧化頭の外周縁に差し向けられた第２のシェーピングエアは、回転霧化頭の軸線回りに捻られた状態の噴出流である。なお、この特許文献４には、この第２のシェーピングエアが回転霧化頭の回転方向に捻られているのか、回転霧化頭の回転方向とは逆方向に捻られているのかは明記されていない。
【００１０】
回転霧化頭の後面に差し向けられる第１のシェーピングエアは、一般塗装つまり例えばソリッド塗料を使用した塗装のときに使用される。他方、回転霧化頭の外周縁に差し向けられる第２のシェーピングエアはメタリック塗装のときに使用される。すなわち、この特許文献４の塗装機は、一般塗装を行うときと、メタリック塗装を行うときとで、第１、第２のシェーピングエアの使い分けが行われる。
【００１１】
特許文献５は、塗料の微粒化及び塗着効率を高めると共にメタリック塗装の塗装品質を高めることのできる回転霧化式静電塗装機を提案している。特許文献５に開示の塗装機は、回転霧化頭の外周縁から飛散し、粒子の状態になった塗料に向けて第１、第２、第３のシェーピングエアを差し向ける構成が採用されている。特許文献５は様々な具体例を開示している。その一例を次に説明する。実施例の塗装機は、回転霧化頭の軸線から半径方向に順に配置された第１、第２、第３のエア噴出口を有している。これら第１〜第３のエア噴出口は回転霧化頭の後方に位置している。
【００１２】
第１〜第３のエア噴出口は、回転霧化頭の回転方向とは逆方向に指向され、各エア噴出口から吐出されたシェーピングエアは、回転霧化頭の回転方向とは逆方向に捻られた状態の噴出流である。最内周及び最外周に位置する第１、第３のエア噴出口は回転霧化頭の周方向に３０°傾斜している。中間に位置する第２のエア噴出口は回転霧化頭の周方向に１５°傾斜している。そして、最内周に位置する第１のエア噴出口から高速且つ小流量の第１シェーピングエアが吐出される。中間に位置する第２のエア噴出口から高速且つ小流量の第２シェーピングエアが吐出される。最外周に位置する第３のエア噴出口から高速且つ小流量の第３シェーピングエアが吐出される。そして、これら第１〜第３のシェーピングエアを調整することにより塗料粒子の粒径、塗着ノンブラ値（ＮＶ）、エア衝撃力などを最適化する。
【００１３】
ここに、塗着ノンブラ（ＮＶ）値は塗装の外観品質を評価する指標の一つとして認識されている。塗着ノンブラ値は次の式で定義される。
【００１４】
塗着ＮＶ値（％）＝（乾燥後の塗膜重量／塗着時の塗膜重量）×100
【００１５】
この塗着ＮＶ値は特許文献６に詳しく説明されていることから、この特許文献６を本明細書に援用することにより、その説明を省略する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】JP特開平７−２６５７４６号公報（JP特許第３２４８３４０号）
【特許文献２】JP特開２００７−２６０４９０号公報
【特許文献３】JP特開平８−１３１９０２号公報
【特許文献４】JP特開２０００−７０７６９号公報
【特許文献５】JP特開平９−９４４８８号公報
【特許文献６】JP特開２００８−９３５３３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
回転霧化式静電塗装機は、回転する霧化頭を使って塗料の微粒化を行う。霧化頭から径方向外方に飛び出した塗料はシェーピングエアによって前方に偏向され、これによって噴霧パターンが形作られる。噴霧パターンは、塗料粒子がワークに付着する効率の良否を左右する。
【００１８】
歴史的に、１９８０年〜１９９５年頃、回転霧化頭の後面にシェーピングエアを当てて噴霧パターンを形作る試みが行われてきたが、噴霧パターンのコントロール性に劣る。噴霧パターンのコントロール性を改善するためにシェーピングエアを吐出するエア噴出口を霧化頭の後面に近づける試みが行われた。
【００１９】
しかし、その改善効果にめざましいものが無かったため、特許文献５に開示の発明は、第１のシェーピングエアを回転霧化頭の後面に当て、第２のシェーピングエアを回転霧化頭の外周縁に差し向けることを提案している。この特許文献５が提案する回転霧化式静電塗装機は噴霧パターンのコントロール性及び微粒化に優れた効果がある。特許文献５に開示の発明に基づく塗装機が、今現在の主流の塗装機の地位を確立している。
【００２０】
塗装品質は、前述したように、自動車の商品性を左右する重要なファクタである。当然のように、塗装品質を向上したいという要請は止まることはない。本件発明者は、より一層高度な塗装品質に応じることのできる回転霧化式静電塗装機を目指して、その開発に着手している中で本発明を案出したものである。
【００２１】
本発明の目的は、高度な塗装品質を実現できる静電塗装機を提供することにある。
【００２２】
本発明の更なる目的は、メタリック塗装の塗装品質を高めることのできる静電塗装機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本件発明者は、回転霧化頭の外周縁から飛び出した塗料の状態を再度検討してみた。
（１）塗料は、回転する霧化頭の外周縁から径方向外方に向けて糸状に延び出る。この糸状の塗料は「液糸」と呼ばれている。霧化頭から延出した液糸は、その先端で切れて粒子となる。
（２）液糸は、霧化頭の回転数が比較的低速（10,000〜15,000rpm）の場合には液糸が長く伸びる。他方、霧化頭の回転数が高速になるほど液糸は短くなる。
（３）液糸は、塗料の流量が多い場合には液糸が長く伸びる。他方、塗料の流量が少なくなるほど液糸は短くなる。
（４）霧化頭から飛び出した塗料は、霧化頭の外周縁近傍では、回転する霧化頭の遠心力によって運動量が大きい。液糸の塗料が微粒化した後は空気との摩擦によって減速するため、塗料の運動量は低下する。
【００２４】
本発明は、シェーピングエアを当てる位置を回転霧化頭の外周縁から従来よりも離れた位置に設定した点に特徴がある。具体的には、液糸の先端から離れて粒子化した塗料に向けてシェーピングエアを衝突させる。更に好ましくは、塗料が、液糸から分離して粒子化した後、空気の抵抗によって塗料粒子の運動量が低下する地点でシェーピングエアを塗料粒子に衝突させる。
【００２５】
本発明は、回転霧化頭の外周縁よりも後方において、霧化頭の回転軸線と同心円上に複数のエア噴出口を配置し、このエア噴出口から径方向外方にシェーピングエアを吐出させる。シェーピングエアはエア噴出口から出た後二次分散するが、この二次分散したシェーピングエアの一部が液糸に随伴したエアの流れとなる。これにより液糸を引き延ばす効果を期待できる。勿論、シェーピングエアによって液糸を引き延ばすことで、この液糸の先端部が細くなる。液糸の先端部が細くなれば細くなるほど、液糸の先端から分離することで生成される塗料粒子は微細化する。
【００２６】
本発明は、霧化頭の回転軸線を中心として霧化頭の回転方向とは逆方向に捻った状態のシェーピングエアにする。すなわち、回転霧化頭の外周縁の後方に位置するエア噴出口から吐出されるシェーピングエアは、霧化頭の回転方向とは逆方向に捻られた状態の気流で構成される。霧化頭の回転方向とは逆方向に捻った状態のシェーピングエアによってエアカーテンができる。すなわち、シェーピングエアが塗料粒子と衝突するエリアは、霧化頭の外周縁から離れた位置であり且つこの位置はエア噴出口から従来よりも離れた位置である。したがって、シェーピングエアが塗料粒子と衝突するエリアでは、シェーピングエアは二次分散によって隙間のないカーテンのような状態になる。このエアカーテンによって、液糸から離れた塗料粒子は前方に差し向けられる。このエアカーテンと衝突する塗料粒子は、その運動量が比較的小さいため、霧化頭によって生成された塗料粒子のほぼ全量をシェーピングエアによって前方に差し向けることができる。これにより噴霧パターンが二重パターン（外周部が粒径の比較的大きな塗料で構成される）となるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施例の静電塗装機の先端部分の断面図である。
【図２】実施例の静電塗装機の先端部分を構成するシェーピングエアリングと回転霧化頭とを斜め後方から見た斜視図である。
【図３】実施例の静電塗装機のエア噴出口から吐出されるシェーピングエアの仰角を説明するための図である。
【図４】ベルカップの軸線を中心として捻った状態のシェーピングエアを生成するためのエア噴出口の傾斜角度を説明するための図である。
【図５】ベルカップの外周縁から塗料が液糸の状態で径方向外方に延出し、液糸の先端から分離して塗料粒子となる状態を説明するための図である。
【図６】ベルカップの外周縁から塗料が液糸の状態で径方向外方に延出し、液糸の先端から分離して塗料粒子となる状態を説明すると共に塗料粒子が空気との摩擦で減速する領域を説明するための図である。
【図７】図６と同様に、ベルカップの外周縁から塗料が液糸の状態で径方向外方に延出し、液糸の先端から分離して塗料粒子となる状態を説明すると共に塗料粒子が空気との摩擦で減速する領域を説明するための図である。
【図８】実施例の静電塗装機に含まれる各部の距離を説明するための図である。
【図９】従来の静電塗装機を使ってメタリック塗料をワークに付着させたときの塗料の状態を示す写真である。
【図１０】実施例の静電塗装機を使ってメタリック塗料をワークに付着させたときの塗料の状態を示す写真である。
【図１１】従来の静電塗装機での問題点である２重パターンを説明するための図である。
【図１２】実施例の静電塗装機においてエア噴出口から径方向外方に吐出されるシェーピングエアが、塗料粒子との衝突地点の近傍では、比較的大きな二次分散領域を有することを説明するための図である。
【図１３】実施例の静電塗装機において、ベルカップの回転方向とは逆方向に捻られた状態のシェーピングエアが、塗料粒子との衝突地点では、周方向に連続したエアカーテンを生成することを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００２８】
以下に、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施例を説明する。図１は、実施例の回転霧化式静電塗装機の先端部の断面図である。図２は、シェーピングエアリング側からベルカップを見た斜視図である。参照符号１０は回転霧化頭を示す。この回転霧化頭１０は「ベルカップ」と呼ばれている。ベルカップ１０は、その軸線Ｏを中心に一方向に回転する。ベルカップ１０は前方に向けて凹状の前面１０ａを有している。塗装を行うときには、回転するベルカップ１０の前面１０ａの中央部分に塗料が供給される。塗料は、遠心力によって凹状の前面１０ａに沿って径方向外方に広がり、そして、ベルカップ１０の外周縁１０ｂから径方向外方に飛散する。シェーピングエアＳＡを吐出するエア噴出口１２は、ベルカップ１０の外周縁１０ｂの後方に位置決めされている。より具体的には、このエア噴出口１２はシェーピングエアリング１４の前端面に形成されている。
【００２９】
図３を参照して、複数のエア噴出口１２がベルカップ１０の軸線Ｏと同軸の円周上に等間隔に配置されている。ベルカップ１０の軸線Ｏと同軸の円周上に複数のエア噴出口１２を形成する構成は、特許文献１〜５からも分かるように従来から周知であるので、その詳しい説明は省略する。エア噴出口１２から吐出されるシェーピングエアＳＡは径方向外方に指向されている。径方向外方に指向されるシェーピングエアＳＡの径方向外方への仰角θつまりベルカップ１０の軸線Ｏに対する傾斜角度が１０°〜２０°であるのが良い。
【００３０】
図４を参照して、エア噴出口１２から吐出されるシェーピングエアＳＡは、ベルカップ１０の軸線Ｏを中心に捻られた状態の流れであり、この捻り方向はベルカップ１０の回転方向Ｒとは逆方向である。この捻り角度βは３８°〜６０°であるのが良い。ここに、ベルカップ１０の軸線Ｏを中心に捻られた状態のシェーピングエアＳＡは特許文献３〜５に詳しく説明されていることから、この特許文献３〜５の全文をこの明細書に援用することにより、その説明を省略する。
【００３１】
シェーピングエアＳＡを捻り状態にするための手段は、エア噴出口１２に通じるシェーピングエア通路１６をベルカップ１０の軸線Ｏを中心にベルカップ１０の回転方向Ｒとは逆方向に傾斜させる構成（図４）を採用してもよいし、特許文献３に開示のように、エア噴出口１２に隣接して配置したエアガイドを採用してもよい。
【００３２】
図５〜図８を参照して、塗料は、回転するベルカップ１０の外周縁１０ｂから液糸２０となって延出し、そして、塗料粒子２２となる。実施例の静電塗装機では、径方向外方に指向されたシェーピングエアＳＡが液糸２０ではなくて、塗料粒子２２に当たるように、エア噴出口１２の径方向外方への仰角θが設定される（図３）。前述したように、外方への仰角θは１０〜２０°であるのが良い。仰角θの最も好ましい角度は次のようにして設定される。
【００３３】
塗料は、回転するベルカップ１０の外周縁１０ｂから液糸２０となって延出する。そして、この液糸２０の先端から塗料粒子２２が分離する。液糸２０から分離した塗料粒子２２は遠心力によって径方向外方に飛行するが、空気との摩擦によって減速し始める。すなわち、塗料粒子２２の運動量が小さくなる。図６、図７の参照符号Ａは、回転するベルカップ１０によって塗料の運動量が比較的大きい領域を示す。また、図６、図７の参照符号Ｂは、塗料粒子２２が空気との摩擦で運動量が低下する領域を示す。
【００３４】
実施例の静電塗装機では、領域Ｂ（図６、図７）の始点で、塗料粒子２２の運動量が小さくなり始め、そして領域Ｂの始点近傍で有る程度運動量が小さくなる。好ましくは、領域Ｂの始点又はその近傍で、シェーピングエアＳＡが塗料粒子２２と衝突するように衝突地点Ｐが設定される。もちろん、エア噴出口１２から吐出されるシェーピングエアＳＡは衝突地点Ｐに差し向けられる。
【００３５】
本発明の効果を確認するために下記の条件で実験を行った。
（１）ベルカップ１０の直径：７７mm
（２）衝突地点Ｐとエア噴出口１２との間の水平離間距離Ｌ(b,a)：１９．４２mm（図８）
（３）シェーピングエアＳＡが塗料粒子２２と衝突する地点Ｐとエア噴出口１２との垂直離間距離Ｈsa：１４．１６mm（図８）
（４）ベルカップ１０の外周縁１０ｂと衝突地点Ｐとの水平離間距離Ｌｈ：９．４２mm（図８）
【００３６】
（５）ベルカップ１０の外周縁１０ｂと衝突地点Ｐとの垂直離間距離Ｌｖ：１７mm（図８）
（６）シェーピングエアＳＡの外方への仰角θ(図３)：１５°
（７）シェーピングエアＳＡの捻り角度β（図４）：５５°
（８）隣接するエア噴出口１２、１２間のピッチ：直線距離に換算したときに８．５mm
ここに、エア噴出口１２の直径は0.8mmであり、エア噴出口１２の数は３０個である。
【００３７】
なお、図８の仮想線は、シェーピングエアＳＡが無いときに、ベルカップ１０の外周縁１０ｂから径方向外方に飛散する塗料の広がりを示す。
【００３８】
比較例として、従来の回転霧化式静電塗装機を使用して実験結果を収集した。従来の静電塗装機を使った塗装条件は次の通りであった。
（１）ベルカップの直径：７７mm
（２）ベルカップの外周縁とエア噴出口との水平離間距離Ｌ(b,a)：１１mm
（３）横方向から見たときにシェーピングエアはベルカップの軸線と平行の流れである：
（４）シェーピングエアはベルカップの外周縁から径方向外方に２mmの地点に差し向けられている：
（５）シェーピングエアは、ベルカップの軸線を中心にベルカップの回転方向とは逆方向に捻られた状態の流れ：
（６）シェーピングエアの捻り角度β：４０°
【００３９】
従来の静電塗装機と実施例の静電塗装機とを使ってメタリック塗装を行った。その実験結果は次のとおりであった。
【００４０】
【表１】
2015091567.tif 000003
【００４１】
上記の実験結果から、実施例の塗着効率が向上していることが分かる。また、塗着ＮＶ値（％）は、従来の静電塗装機を使った場合には25.8％であったのに対して、実施例の静電塗装機を使った場合には33.5％と良好な結果が得られた。この塗着ＮＶ値（％）の評価については特許文献６を参照されたい。
【００４２】
図９、図１０は、ワークに付着した塗料の写真である。図９は従来例の静電塗装機を使った場合の塗装表面を示す。図１０は実施例の静電塗装機を使った場合の塗装表面を示す。これら図９及び図１０で白く見えるのがアルミニウム片である。図９（従来）と図１０（実施例）とを対比すると良く分かるように、塗装表面に露出しているアルミニウム片の数は実施例の方が多い。
【００４３】
その理由を考察すると、従来と実施例とを対比したときに次のことが言える。図１１は、従来の静電塗装機を使ったときの問題点を説明するための図である。この図１１を参照して、比較的粒径が大きい塗料粒子２２bは運動量が大きいためシェーピングエアを突き抜けて径方向外方に飛び出す。この現象に起因して、噴霧パターンの内周部分が比較的小さな塗料粒子２２ｓで構成され、外周部分は比較的大きな塗料粒子２２ｂで構成される。つまり噴霧パターンの二重パターン化である。
【００４４】
周知のとおり塗装は静電塗装機を移動させながら行う。この移動方向を図１１に矢印で示してある。シェーピングエアから径方向外方に突き抜けた比較的大きな塗料粒子２２ｂは、ワークに付着した小さな塗料粒子２２sの上を覆う。その結果、比較的大きな塗料粒子２２ｂが塗装表面に数多く位置することになる。
【００４５】
メタリック塗料に含まれる金属片（アルミニウムフレーク）は、樹脂成分よりも質量が大きいため、ワーク表面への衝突速度が相対的に速い。ワーク表面では、図１１を参照して説明した現象により、アルミフレークの周りの表面が比較的大きな塗料粒子２２ｂで覆われ、そのため、アルミフレークの周りが盛り上がる傾向になる。このことは、従来例を示す図９の写真からも分かる。
【００４６】
図１２、図１３は、本発明に係る静電塗装機の作用を説明するための図である。図１２を参照して、エア噴出口１２は径方向外方に向けて指向されている。そして、衝突地点Ｐは、液糸２０の先端から分離した塗料粒子２２の物理量が低下した領域に設定される。このことから、エア噴出口１２から衝突地点Ｐまでの直線距離は比較的大きい。したがって、エア噴出口１２から吐出されたシェーピングエアＳＡは、衝突地点Ｐでは、シェーピングエアＳＡの軸線から径方向に分散した状態になる。すなわち、エア噴出口１２から吐出されたシェーピングエアＳＡはその二次分散した領域が衝突地点Ｐの近傍では比較的大きい。シェーピングエアＳＡの二次分散を図１２に斜線で図示してある。
【００４７】
シェーピングエアＳＡの二次分散した気流は、ベルカップ１０の外周縁１０ｂから径方向外方に延出する液糸２０に随伴する状態になる。シェーピングエアＳＡの二次分散した気流は、径方向外方に伸びようとする液糸２０を更に径方向外方に伸張させるように作用することが期待できる。液糸２０の長さが長くなるほどその先端部分の断面積が小さくなる。この結果、液糸２０の先端から分離することで生成される塗料粒子２２は小さくなる。つまり、塗料の一層の微細化がシェーピングエアＳＡの二次分散した気流によって実現される。
【００４８】
図１３を参照して、シェーピングエアＳＡは、衝突地点Ｐでは、シェーピングエアＳＡの軸線から径方向に分散した状態になる。このことから、衝突地点Ｐでは、隣接する一方のシェーピングエアＳＡの二次分散した領域と他方のシェーピングエアＳＡの二次分散した領域とが互いに重なり合う状態となる。つまり、衝突地点Ｐでは周方向に連続したエアカーテンが作られる。そして、この衝突地点Ｐでは塗料粒子２２の運動量が比較的小さいため、塗料粒子２２がエアカーテンを突き抜ける可能性が小さい。これにより、従来問題となっていた噴霧パターンの二重パターン化を抑えることができる。
【００４９】
このことは、実施例の塗装表面を示す図１０の写真からも分かる。塗装表面は、アルミフレークが相対的に多く露出し、数多くのアルミフレークの間を比較的小さな塗料粒子２２ｓで埋める、理想的な状態にあると言うことができる。
【００５０】
他の実施例として、上記の実施例の変形例を複数試作して試験したところ、上記の実施例と実質的に同じ作用効果を得ることができた。他の実施例のスペックを説明すると次の通りである。
【００５１】
第２実施例：
（１）ベルカップ１０の直径：５０mm
（２）衝突地点Ｐとエア噴出口１２との間の水平離間距離Ｌ(b,a)：１５．１mm
（３）シェーピングエアＳＡが塗料粒子２２と衝突する地点Ｐとエア噴出口１２との垂直離間距離Ｈsa：２．７mm
（４）ベルカップ１０の外周縁１０ｂと衝突地点Ｐとの水平離間距離Ｌｈ：５．１mm
（５）ベルカップ１０の外周縁１０ｂと衝突地点Ｐとの垂直離間距離Ｌｖ：５．６mm
（６）シェーピングエアＳＡの外方への仰角θ：５°
（７）シェーピングエアＳＡの捻り角度β：４５°
（８）隣接するエア噴出口１２、１２間のピッチ：直線距離に換算したときに３．８mm
ここに、エア噴出口１２の直径は0.8mmであり、エア噴出口１２の数は４５個である。
【００５２】
第３実施例：
（１）ベルカップ１０の直径：４０mm
（２）衝突地点Ｐとエア噴出口１２との間の水平離間距離Ｌ(b,a)：３７mm
（３）シェーピングエアＳＡが塗料粒子２２と衝突する地点Ｐとエア噴出口１２との垂直離間距離Ｈsa：４０．５mm
（４）ベルカップ１０の外周縁１０ｂと衝突地点Ｐとの水平離間距離Ｌｈ：２６mm
（５）ベルカップ１０の外周縁１０ｂと衝突地点Ｐとの垂直離間距離Ｌｖ：４２．２mm
（６）シェーピングエアＳＡの外方への仰角θ：１５°
（７）シェーピングエアＳＡの捻り角度β：５５°
（８）隣接するエア噴出口１２、１２間のピッチ：直線距離に換算したときに３．８mm
ここに、エア噴出口１２の直径は１mmであり、エア噴出口１２の数は３６個である。
【００５３】
第４実施例：
（１）ベルカップ１０の直径：４０mm
（２）衝突地点Ｐとエア噴出口１２との間の水平離間距離Ｌ(b,a)：３７．３mm
（３）シェーピングエアＳＡが塗料粒子２２と衝突する地点Ｐとエア噴出口１２との垂直離間距離Ｈsa：４０．７mm
（４）ベルカップ１０の外周縁１０ｂと衝突地点Ｐとの水平離間距離Ｌｈ：２６．３mm
（５）ベルカップ１０の外周縁１０ｂと衝突地点Ｐとの垂直離間距離Ｌｖ：４２．７mm
（６）シェーピングエアＳＡの外方への仰角θ：１５°
（７）シェーピングエアＳＡの捻り角度β：５５°
（８）隣接するエア噴出口１２、１２間のピッチ：直線距離に換算したときに３．８mm
ここに、エア噴出口１２の直径は１mmであり、エア噴出口１２の数は３６個である。
【００５４】
第５実施例：
（１）ベルカップ１０の直径：４０mm
（２）衝突地点Ｐとエア噴出口１２との間の水平離間距離Ｌ(b,a)：３７．６mm
（３）シェーピングエアＳＡが塗料粒子２２と衝突する地点Ｐとエア噴出口１２との垂直離間距離Ｈsa：４０．７mm
（４）ベルカップ１０の外周縁１０ｂと衝突地点Ｐとの水平離間距離Ｌｈ：２６．６mm
（５）ベルカップ１０の外周縁１０ｂと衝突地点Ｐとの垂直離間距離Ｌｖ：４３．２mm
（６）シェーピングエアＳＡの外方への仰角θ：１５°
（７）シェーピングエアＳＡの捻り角度β：５５°
（８）隣接するエア噴出口１２、１２間のピッチ：直線距離に換算したときに３．９mm
ここに、エア噴出口１２の直径は１mmであり、エア噴出口１２の数は３６個である。
【符号の説明】
【００５５】
１０  実施例の塗装機に含まれる回転霧化頭（ベルカップ）
Ｏ    ベルカップの軸線
１０ａ  ベルカップの凹状前面
１０ｂ  ベルカップの外周縁
１２  シェーピングエアを吐出するエア噴出口
ＳＡ  シェーピングエア
θ    シェーピングエアの径方向外方への仰角
β    シェーピングエアの捻り角度
Ｐ  シェーピングエアが塗料粒子に衝突する地点
Ｌ(b,a)    水平離間距離（衝突地点Ｐとエア噴出口との間）
Ｈsa    エア噴出口と衝突地点との垂直離間距離
Lｈ    ベルカップの外周縁と衝突地点との水平離間距離
Ｌｖ    ベルカップの外周縁と衝突地点との垂直離間距離
２０  塗料の液糸
２２  塗料粒子
【図１】
2015091567.tif 000004
【図２】
2015091567.tif 000005
【図３】
2015091567.tif 000006
【図４】
2015091567.tif 000007
【図５】
2015091567.tif 000008
【図６】
2015091567.tif 000009
【図７】
2015091567.tif 000010
【図８】
2015091567.tif 000011
【図９】
2015091567.tif 000012
【図１０】
2015091567.tif 000013
【図１１】
2015091567.tif 000014
【図１２】
2015091567.tif 000015
【図１３】
2015091567.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成26年3月28日(2014.3.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
しかし、その改善効果にめざましいものが無かったため、特許文献４に開示の発明は、第１のシェーピングエアを回転霧化頭の後面に当て、第２のシェーピングエアを回転霧化頭の外周縁に差し向けることを提案している。この特許文献４が提案する回転霧化式静電塗装機は噴霧パターンのコントロール性及び微粒化に優れた効果がある。特許文献４に開示の発明に基づく塗装機が、今現在の主流の塗装機の地位を確立している。
【手続補正書】
【提出日】平成26年6月23日(2014.6.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に回転し、塗料を径方向外方に飛散させて該塗料を微粒化する回転霧化頭と、
該回転霧化頭の外周縁の後方に位置し、前方に向けてシェーピングエアを吐出するエア噴出口とを備え、
該エア噴出口が、前記回転霧化頭の回転中心軸線と同軸の一つの円周上に等間隔に配置された静電塗装機において、
前記エア噴出口から吐出されるシェーピングエアが径方向外方に差し向けられ、
該シェーピングエアが、前記回転霧化頭から径方向外方に延出する塗料の液糸から分離した塗料粒子と衝突するように指向され、
前記シェーピングエアが前記塗料粒子に衝突する地点が、前記液糸の先端から径方向外方に離れた地点に設定され、
前記エア噴出口から吐出されるシェーピングエアが、前記回転霧化頭の回転方向とは逆方向に捻った状態の気流であることを特徴とする静電塗装機。
【請求項２】
前記シェーピングエアが前記塗料粒子に衝突する地点は、前記液糸の先端から分離した前記塗料粒子の運動量が空気との摩擦で低下する地点に設定されている、請求項１に記載の静電塗装機。
【請求項３】
前記シェーピングエアが前記塗料粒子に衝突する地点と前記回転霧化頭の外周縁との垂直離間距離(Lv)が5.6mm〜43.2mmである、請求項１又は２に記載の静電塗装機。
【請求項４】
前記エア噴出口が、前記回転霧化頭の回転中心軸線と同軸の一つの円周上に等間隔に配置された複数のエア噴出口だけで構成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の静電塗装機。
【請求項５】
前記シェーピングエアが、径方向外方に差し向けられる仰角が１０〜２０°である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の静電塗装機。
【請求項６】
前記回転霧化頭の軸線を中心とした前記シェーピングエアの捻り角度が３８°〜６０°である、請求項５に記載の静電塗装機。
【請求項７】
前記静電塗装機がメタリック塗装に適用される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の静電塗装機。
【手続補正書】
【提出日】平成26年10月22日(2014.10.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に回転し、塗料を径方向外方に飛散させて該塗料を微粒化する回転霧化頭と、
該回転霧化頭の外周縁の後方に位置し、前方に向けてシェーピングエアを吐出するエア噴出口とを備え、
該エア噴出口が、前記回転霧化頭の回転中心軸線と同軸の一つの円周上に等間隔に配置された静電塗装機において、
前記エア噴出口から吐出されるシェーピングエアが径方向外方に差し向けられ、
該シェーピングエアが、該シェーピングエアの二次分散したエアの一部が前記回転霧化頭から延出する液糸に随伴するエアとなるように且つ前記回転霧化頭から径方向外方に延出する塗料の液糸から分離した塗料粒子と衝突するように指向され、
前記シェーピングエアが前記塗料粒子に衝突する地点が、前記液糸の先端から径方向外方に離れた地点に設定され、
前記シェーピングエアが前記塗料粒子に衝突する地点と前記回転霧化頭の外周縁との垂直離間距離(Lv)が5.6mm〜43.2mmであり、
前記エア噴出口から吐出されるシェーピングエアが、前記回転霧化頭の回転方向とは逆方向に捻った状態の気流であることを特徴とする静電塗装機。
【請求項２】
前記エア噴出口が、前記回転霧化頭の回転中心軸線と同軸の一つの円周上に等間隔に配置された複数のエア噴出口だけで構成されている、請求項１に記載の静電塗装機。
【請求項３】
前記シェーピングエアが、径方向外方に差し向けられる仰角が１０〜２０°である、請求項１又は２に記載の静電塗装機。
【請求項４】
前記回転霧化頭の軸線を中心とした前記シェーピングエアの捻り角度が３８°〜６０°である、請求項３に記載の静電塗装機。
【請求項５】
前記静電塗装機がメタリック塗装に適用される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の静電塗装機。