(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電圧が印加された状態で回転することで、塗料を帯電させて霧化する回転霧化頭と、
前記回転霧化頭を囲繞して形成され、前記霧化された塗料を被塗物方向に指向させるシェーピングエアを噴出するシェーピングエア噴出孔と、を備える静電塗装装置であって、
前記回転霧化頭の中心部内に設けられ、エアを噴出することで塗装パターン形成用エアを生成する複数のエア噴出孔及びエアを吸引することで塗装パターン形成用エアを生成する複数のエア吸引孔のうち、少なくとも一方を有するエアノズルを備え、
前記シェーピングエア噴出孔は、シェーピングエアの噴出方向が前記回転霧化頭の回転軸に対してひねり方向となるように形成され、
前記エアノズルは、前記複数のエア噴出孔を有し、
前記エア噴出孔は、エアの噴出方向が前記シェーピングエアのひねり方向に対して逆方向のひねり方向となるように形成されていることを特徴とする静電塗装装置。
【請求項２】
請求項１記載の静電塗装装置において、
前記エア噴出孔は、前記回転霧化頭の前方において前記回転軸上との圧力差が最も大きい領域にエアを噴出するように形成されていることを特徴とする静電塗装装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の静電塗装装置において、
前記シェーピングエア噴出孔は、シェーピングエアの噴出方向が前記回転霧化頭の回転軸に対してひねり方向となるように形成され、
前記エアノズルは、前記複数のエア吸引孔を有し、
前記エア吸引孔は、エアの吸引方向が前記シェーピングエアのひねり方向に対して同じ方向のひねり方向となるように形成されていることを特徴とする静電塗装装置。
【請求項４】
請求項３記載の静電塗装装置において、
前記エア吸引孔は、前記回転霧化頭の前方において前記回転軸上との圧力差が最も大きい領域からエアを吸引するように形成されていることを特徴とする静電塗装装置。
【請求項５】
請求項１から４いずれか記載の静電塗装装置において、
前記エアノズルは、前記複数のエア噴出孔及び前記複数のエア吸引孔のいずれも有し、
前記エア噴出孔からのエアの噴出と前記エア吸引孔からのエアの吸引を制御して組み合わせることで、塗装パターンを変形させるエア制御手段をさらに備えることを特徴とする静電塗装装置。
【請求項６】
回転霧化頭と、前記回転霧化頭を囲繞して形成されたシェーピングエア噴出孔と、を備える静電塗装装置を用いた静電塗装方法であって、
前記回転霧化頭の中心部内に設けられたエアノズルにより、エアを噴出又は吸引して塗装パターン形成用エアを生成することで、塗装パターンを変形させ、
前記シェーピングエア噴出孔により、前記回転霧化頭の回転軸に対してひねり方向にシェーピングエアを噴出し、
前記エアノズルにより、シェーピングエアのひねり方向に対して逆方向のひねり方向にエアを噴出することを特徴とする静電塗装方法。
【請求項７】
請求項６記載の静電塗装方法において、
前記エアノズルにより、前記回転霧化頭の前方において前記回転軸上との圧力差が最も大きい領域にエアを噴出することを特徴とする静電塗装方法。
【請求項８】
請求項６又は７記載の静電塗装方法において、
前記エアノズルにより、シェーピングエアのひねり方向に対して同じ方向のひねり方向からエアを吸引することを特徴とする静電塗装方法。
【請求項９】
請求項８記載の静電塗装方法において、
前記エアノズルにより、前記回転霧化頭の前方において回転軸上との圧力差が最も大きい領域からエアを吸引することを特徴とする静電塗装方法。
【請求項１０】
請求項６から９いずれか記載の静電塗装方法において、
前記エアノズルによるエアの噴出とエアの吸引を制御して組み合わせることで、塗装パターンを変形させることを特徴とする静電塗装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電塗装装置及び静電塗装方法に関する。詳しくは、回転霧化式の静電塗装装置及び静電塗装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車のボディ等を塗装する塗装装置として、回転霧化式の静電塗装装置が知られている。この静電塗装装置は、回転霧化頭に対して高電圧を印加しつつ高速回転させ、この状態で、回転霧化頭に導電性の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】
ところで、回転霧化頭により霧化した塗料を被塗物方向に指向させるために、回転霧化頭の後方からその外周縁に向けて、シェーピングエアを噴出する技術が知られている。ところが、この技術では、シェーピングエアを噴出することで回転霧化頭の前方中央に負圧が発生し、この負圧によりシェーピングエアが中央に吸引されて塗装パターンが狭くなるという問題があった。
【０００４】
そこで、回転霧化頭の回転軸に対してねじれ（ひねり）方向にシェーピングエアを噴出する技術が開示されている（特許文献１参照）。この技術によれば、シェーピングエアがらせん状に流れることで遠心力が発生し、この遠心力により、シェーピングエアが中央へ吸引されて塗装パターンが狭くなるのを抑制できるとされている。
【０００５】
また、回転霧化頭の中心部内に設けた中央エア噴出ノズルから、前方へ向けてエアを噴出することで、回転霧化頭の前方中央に発生する負圧を解消する技術が開示されている（特許文献２参照）。この技術によれば、負圧を解消できるとともに、被塗物の表面付近でのエアの流速を均一化できるとされている。また、塗料粒子の乾燥度合や衝突速度が均等化されるため、明度のばらつきが少なくなり、良好な塗膜が得られるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平３−１０１８５８号公報
【特許文献２】特開２０００−５６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の技術では、回転霧化頭の前方中央に発生する負圧を十分に抑制できていないのが現状である。そのため、シェーピングエアが負圧領域に吸引されて塗料が被塗物方向に十分に指向しないため、所望の塗装パターンを形成できず、塗着効率が低下するという問題があった。
【０００８】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、所望の塗装パターンを形成でき、塗着効率を向上できる静電塗装装置及び静電塗装方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため本発明は、高電圧が印加された状態で回転することで、塗料を帯電させて霧化する回転霧化頭（例えば、後述の回転霧化頭２２）と、前記回転霧化頭を囲繞して形成され、前記霧化された塗料を被塗物方向に指向させるシェーピングエアを噴出するシェーピングエア噴出孔（例えば、後述のシェーピングエア噴出孔４１）と、を備える静電塗装装置（例えば、後述の静電塗装装置１）を提供する。本発明に係る静電塗装装置は、前記回転霧化頭の中心部内に設けられ、エアを噴出することで塗装パターン形成用エアを生成する複数のエア噴出孔（例えば、後述のエア噴出孔２１２）及びエアを吸引することで塗装パターン形成用エアを生成する複数のエア吸引孔（例えば、後述のエア吸引孔２１４）のうち、少なくとも一方を有するエアノズル（例えば、後述のエアノズル２１，２１ａ）を備え、前記シェーピングエア噴出孔は、シェーピングエアの噴出方向が前記回転霧化頭の回転軸（例えば、後述の回転軸Ｘ）に対してひねり方向となるように形成され、前記エアノズルは、前記複数のエア噴出孔を有し、前記エア噴出孔は、エアの噴出方向が前記シェーピングエアのひねり方向に対して逆方向のひねり方向となるように形成されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明では、回転霧化頭の中心部内にエアノズルを設け、このエアノズルに、エアを噴出することで塗装パターン形成用エアを生成する複数のエア噴出孔と、エアを吸引することで塗装パターン形成用エアを生成する複数のエア吸引孔のうち、少なくとも一方を形成する。
これにより、複数のエア噴出孔からエアを噴出することで、シェーピングエアの噴出により回転霧化頭の前方中央に発生する負圧を十分抑制でき、塗装パターンの大きさを所望の大きさに広げることができる。また、複数のエア吸引孔からエアを吸引することで、負圧を大きくでき、塗装パターンの大きさを所望の大きさに狭めることができる。このように、本発明によれば、エアノズルからエアを噴出又は吸引することで、塗装パターン形成用エアを生成でき、その流量をコントロールすることで、所望の塗装パターンを形成できるため、塗着効率を向上できる。
なお、本明細書における「塗装パターン形成用エア」とは、エアノズルからエアを噴出又は吸引することで前方中央部に生成する、所望の塗装パターン形成に適したエアの流れを意味する。
【００１２】
本発明では、更に、エアの噴出方向がシェーピングエアのひねり方向に対して、逆方向のひねり方向となるようにエア噴出孔を形成する。ここで、エア噴出孔からエアを噴出した場合でも、シェーピングエアとの風速差により多少の負圧は残存する。そこで、この発明によれば、シェーピングエアのひねり方向に対して逆方向のひねり方向にエアを噴出するため、負圧領域に引き込まれるシェーピングエアとの衝突エネルギを高めることができる。従って、シェーピングエアが中央の負圧領域に引き込まれるのをより抑制でき、塗装パターンが狭くなるのをより抑制できる。
また、エア噴出孔から噴出するエアのひねり方向は、シェーピングエアで囲繞された空間内において、シェーピングエアが被塗物に衝突して生じた跳ね返りエアに対しても逆方向のひねり方向となる。そのため、エア噴出孔から噴出するエアと、この跳ね返りエアとの衝突エネルギも高めることができる。従って、負圧の発生原因である跳ね返りエアを抑制できるため、負圧の発生自体を抑制できる。ひいては、シェーピングエアが中央の負圧領域に引き込まれるのをより抑制でき、塗装パターンが狭くなるのをより抑制できる。
【００１３】
この場合、前記エア噴出孔は、前記回転霧化頭の前方において前記回転軸上との圧力差が最も大きい領域（例えば、後述の領域Ｔ）にエアを噴出するように形成されていることが好ましい。
【００１４】
この発明では、回転霧化頭の前方において、回転霧化頭の回転軸上との圧力差が最も大きい領域に向けてエアを噴出する。特にシェーピングエア噴出孔の近傍では、シェーピングエア圧が最も高く、回転軸上の中央部との圧力差が最も大きいため、シェーピングエアを中央部へ引き込む力が最も強い。そこで、この発明によれば、この領域に向けてエアを噴出するため、圧力差を抑制できる。ひいては、シェーピングエアが中央に引き込まれるのをより抑制でき、塗装パターンが狭くなるのをより抑制できる。
【００１５】
この場合、前記シェーピングエア噴出孔は、シェーピングエアの噴出方向が前記回転霧化頭の回転軸に対してひねり方向となるように形成され、前記エアノズルは、前記エア吸引孔を有し、前記エア吸引孔は、エアの吸引方向が前記シェーピングエアのひねり方向に対して同じ方向のひねり方向となるように形成されていることが好ましい。
【００１６】
この発明では、エアの吸引方向がシェーピングエアのひねり方向に対して同じ方向のひねり方向となるようにエア吸引孔を形成する。これにより、エア吸引孔から吸引するエアのひねり方向は、シェーピングエアで囲繞された空間内において、シェーピングエアが被塗物に衝突して生じた跳ね返りエアに対して、同じ方向のひねり方向となる。そのため、跳ね返りエアをよりスムーズに吸引でき、負圧をより大きくできる。従って、シェーピングエアを中央により引き込むことができ、塗装パターンをより狭めることができる。
【００１７】
この場合、前記エア吸引孔は、前記回転霧化頭の前方において前記回転軸上との圧力差が最も大きい領域（例えば、後述の領域Ｔ）からエアを吸引するように形成されていることが好ましい。
【００１８】
この発明では、回転霧化頭の前方において、回転霧化頭の回転軸上との圧力差が最も大きい領域からエアを吸引する。特にシェーピングエア噴出孔の近傍では、シェーピングエア圧が最も高く、回転軸上の中央部との圧力差が最も大きいため、シェーピングエアを中央部へ引き込む力が最も強い。そこで、この発明によれば、この領域に向けてエアを吸引するため、圧力差をより大きくすることができる。ひいては、シェーピングエアを中央により引き込むことができ、塗装パターンをより狭めることができる。
【００１９】
この場合、前記エアノズルは、前記エア噴出孔及び前記エア吸引孔のいずれも有し、前記エア噴出孔からのエアの噴出と前記エア吸引孔からのエアの吸引を制御して組み合わせることで、塗装パターンを変形させるエア制御手段（例えば、後述の制御装置）をさらに備えることが好ましい。
【００２０】
この発明では、エア噴出孔からのエアの噴出と、エア吸引孔からのエアの吸引を制御して組み合わせることで、塗装パターンを変形させる。例えば、エアノズルの周方向の一部分からエアを噴出し、他の部分からエアを吸引することで、圧力差を偏在させることができ、非対称の塗装パターンを形成できる。従って、被塗物の端部等を塗装する際に、被塗物の形状に応じた塗装パターンを形成できるため、オーバースプレーを抑制でき、塗着効率を向上できる。
【００２１】
また、回転霧化頭と、前記回転霧化頭を囲繞して形成されたシェーピングエア噴出孔と、を備える静電塗装装置を用いた静電塗装方法を提供する。この発明に係る静電塗装方法は、前記回転霧化頭の中心部内に設けられたエアノズルにより、エアを噴出又は吸引して塗装パターン形成用エアを生成することで、塗装パターンを変形させ、前記シェーピングエア噴出孔により、前記回転霧化頭の回転軸に対してひねり方向にシェーピングエアを噴出し、前記エアノズルにより、前記シェーピングエアのひねり方向に対して逆方向のひねり方向にエアを噴出することを特徴とする。
【００２３】
この場合、前記エアノズルにより、前記回転霧化頭の前方において前記回転軸上との圧力差が最も大きい領域にエアを噴出することが好ましい。
【００２４】
この場合、前記エアノズルにより、前記シェーピングエアのひねり方向に対して同じ方向のひねり方向からエアを吸引することが好ましい。
【００２５】
この場合、前記エアノズルにより、前記回転霧化頭の前方において前記回転軸上との圧力差が最も大きい領域からエアを吸引することが好ましい。
【００２６】
この場合、前記エアノズルによるエアの噴出とエアの吸引を制御して組み合わせることで、塗装パターンを変形させることが好ましい。
【００２７】
上記の静電塗装方法の発明によれば、上記の静電塗装装置の発明と同様の効果が奏される。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、所望の塗装パターンを形成でき、塗着効率を向上できる静電塗装装置及び静電塗装方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１実施形態に係る静電塗装装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る静電塗装装置の側面図である。
【図３】第１実施形態に係る静電塗装装置の先端部分の構成を示す断面図である。
【図４】第１実施形態に係る静電塗装装置の構成を説明するための図であり、（Ａ）は、エアノズルの斜視図であり、（Ｂ）は、ヘッド部を先端側から見た図である。
【図５】シェーピングエアの流れ方向及び跳ね返りエアの流れ方向を示す図である。
【図６】第２実施形態に係る静電塗装装置の構成を説明するための図であり、（Ａ）は、エアノズルの斜視図であり、（Ｂ）は、ヘッド部を先端側から見た図である。
【図７】第３実施形態に係る静電塗装装置のヘッド部を先端側から見た図である。
【図８】第３実施形態に係る静電塗装装置の塗装パターンを示す図であり、（Ａ）は、全周に亘ってエア噴出のみを行ったときの塗装パターン、（Ｂ）は、全周に亘ってエア吸引のみを行ったときの塗装パターン、（Ｃ）は、半周分ずつエア噴出とエア吸引を行ったときの塗装パターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、第１実施形態以降の説明では、第１実施形態と共通する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３１】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係る静電塗装装置１は、所望の塗装パターンを形成でき、塗着効率を向上できる静電塗装装置であり、本発明の静電塗装方法を実行可能となっている。ここで、本明細書において「塗装パターン」とは、塗装塗膜のうち最高膜厚の１／２までの膜厚を有する塗膜部分を意味する。
【００３２】
図１は、本発明の第１実施形態に係る静電塗装装置１の概略構成を示す斜視図である。図２は、静電塗装装置１の側面図である。
静電塗装装置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。
【００３３】
図３は、ヘッド部２０の先端部分の構成を示す断面図である。
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の中心部内に設けられたエアノズル２１と、回転霧化頭２２に塗料及び洗浄液を供給しかつエアノズル２１にエアを供給する供給管１１と、回転霧化頭２２を囲繞するエアキャップ４０と、回転霧化頭２２に高電圧を印加して塗料を高電圧に帯電させる図示しない高電圧発生装置と、を備える。
【００３４】
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。回転霧化頭２２は、回転軸Ｘを回転軸として回転可能に設けられている。
【００３５】
回転霧化頭２２は、供給管１１が内部に収容された円筒形状の回転部２３と、この回転部２３の先端に設けられ供給管１１の先端を囲んでかつ噴射方向に向かって拡開する拡開部２４と、供給管１１の先端側に設けられて拡開部２４の内壁面を塞ぐ略円盤状の閉塞部２５と、を備える。
【００３６】
回転部２３は、円筒形状の回転部本体２３１と、この回転部本体２３１の先端を塞ぐ略円盤状の先端部２３２と、を備える。この回転部２３には、拡開部２４が螺合されている。先端部２３２の略中央には、後述するエア供給管１１１、塗料供給管１１２及び洗浄液供給管１１３が挿通される貫通孔２３３が形成されている。
【００３７】
供給管１１は、回転部２３に挿通されており、供給管１１の先端は、先端部２３２の貫通孔２３３に挿通している。先端部２３２の貫通孔２３３の周囲は凹んでおり、この凹んだ部分は、塗料が溜まる塗料溜まり部２３４となっている。また、拡開部２４の内壁面及び閉塞部２５により閉塞された空間は、塗料に遠心力を与えるための霧化室２６となっている。
【００３８】
閉塞部２５の周縁部分には、拡開部２４の内壁面に沿って表裏面を貫通して、霧化室２６の内部と外部とを連通する複数の周縁部貫通孔２５２が形成されている。また、閉塞部２５の中央部分には、後述するエア供給管１１１が挿通される中央部貫通孔２５１が形成されている。
【００３９】
供給管１１は、エア供給管１１１と、塗料供給管１１２と、洗浄液供給管１１３と、を備えた３重管構造となっている。
エア供給管１１１の基端は、図示しない流量制御弁を介して、図示しないエア供給源としてのエアコンプレッサに接続されている。エア供給管１１１の先端は、後述するエアノズル２１まで延び、バッファ室２１３に臨んでいる。
塗料供給管１１２及び洗浄液供給管１１３の基端は、図示しない塗料供給源及び洗浄液供給源にそれぞれ接続されている。塗料供給管１１２及び洗浄液供給管１１３の先端は、回転霧化頭２２まで延び、霧化室２６に臨んでいる。
【００４０】
エアノズル２１は、回転霧化頭２２の中心部内に設けられている。エアノズル２１は、エア供給管１１１にねじ等の締結部材で固定されている。エアノズル２１は、略円柱形状であり、先端側に向かうに従って外径が大きくなるように形成されている。
【００４１】
エアノズル２１の内部には、バッファ室２１３が形成されている。また、エアノズル２１の先端面２１０の中心部には、基端側に凹んだ凹部２１１が形成されている。また、エアノズル２１の先端面２１０の外周部は平面となっており、この外周部にエア噴出孔２１２が周方向に沿って環状に複数形成されている。この複数のエア噴出孔２１２から、シェーピングエアのひねり方向に対して逆方向のひねり方向にエアが噴出される。
【００４２】
エアキャップ４０は、図示しないハウジングに取り付けられる。エアキャップ４０は、回転霧化頭２２を囲繞して形成されており、このエアキャップ４０の先端面４００は、塗料の噴霧方向に対して回転霧化頭２２の先端縁よりも後方側で、回転霧化頭２２の途中に位置している。
【００４３】
エアキャップ４０の先端面４００には、回転霧化頭２２を囲繞して形成されたシェーピングエア噴出孔４１が複数設けられている。このシェーピングエア噴出孔４１から、回転霧化頭２２の回転方向とは逆方向のひねり方向に、シェーピングエアが噴出される。
【００４４】
エアキャップ４０の内部には、シェーピングエア噴出孔４１に連通する複数のシェーピングエア通路４１１が設けられている。これら複数のシェーピングエア通路４１１は、図示しない流量制御弁を介して、図示しないエア供給源としてのエアコンプレッサに接続されている。
【００４５】
図４は、本実施形態に係る静電塗装装置１の構成を説明するための図である。図４（Ａ）は、エアノズル２１の斜視図である。なお、図４（Ａ）において、便宜上、凹部２１１は省略している。
図４（Ａ）に示すように、エアノズル２１に形成された複数のエア噴出孔２１２は、それぞれ、バッファ室２１３から延びてエアノズル２１の先端面２１０に至っている。また、複数のエア噴出孔２１２は、それぞれ、円周方向、具体的には回転霧化頭２２の回転方向（図４中の矢印Ｒ方向）に傾斜して形成されている。即ち、これら複数のエア噴出孔２１２は、それぞれ、先端側に向かうに従って回転霧化頭２２の回転方向に傾斜している。これにより、複数のエア噴出孔２１２から噴出されるエアは、回転軸Ｘに対して、回転霧化頭２２の回転方向と同じ方向のひねり方向に噴出される。
本実施形態では、複数のエア噴出孔２１２の回転方向の傾斜角度は、いずれも同一の大きさとなっているが、これに限定されない。なお、この傾斜角度は、回転軸Ｘに対するエアのひねり（ねじれ）角度を表す。
【００４６】
また、複数のエア噴出孔２１２は、それぞれ、径方向、具体的には径方向外方に傾斜して形成されている。即ち、これら複数のエア噴出孔２１２は、それぞれ、先端側に向かうに従って径方向外方に傾斜している。これにより、最も圧力差が大きいシェーピングエア噴出孔の近傍（後述する領域Ｔ）に向けて、エアを噴出できるようになっている。
なお、本実施形態では、複数のエア噴出孔２１２の径方向外方の傾斜角度は、いずれも同一の大きさとなっているが、これに限定されない。
【００４７】
図４（Ｂ）は、ヘッド部２０を先端側から見た図である。図４（Ｂ）に示すように、本実施形態では、シェーピングエア噴出孔４１から噴出されるシェーピングエアは、回転霧化頭２２の回転方向Ｒに対して逆方向のひねり方向に噴出される。また、エア噴出孔２１２から噴出されるエアは、シェーピングエアのひねり方向に対して逆方向のひねり方向に噴出される。
なお、本実施形態では、シェーピングエア噴出孔４１から噴出されるシェーピングエアのひねり角度と、エア噴出孔２１２から噴出されるエアのひねり角度は、同一に設定されている。
【００４８】
ここで、エア噴出孔２１２からのエアの噴出方向について、さらに詳しく説明する。
図５は、シェーピングエアＡ１の流れ方向及び跳ね返りエアＡ２の流れ方向を示す図である。より詳しくは、図５は、従来の静電塗装装置のヘッド部２０ｃが備える回転霧化頭２２ｃから霧化した塗料に対して、シェーピングエア噴出孔４１ｃからシェーピングエアＡ１を噴出したときのシェーピングエアＡ１の流れ方向及び跳ね返りエアＡ２の流れ方向を示している。
跳ね返りエアＡ２とは、シェーピングエアＡ１で囲繞された空間内において、シェーピングエアＡ１が被塗物としてのワークＷに衝突することで生じ、先端側から基端側に向かって流れるエアである。
【００４９】
このように、シェーピングエアＡ１の噴出により跳ね返りエアＡ２が発生し、この跳ね返りエアＡ２が負圧を発生させ、塗装パターンを狭める原因となっている。そこで本実施形態では、この跳ね返りエアＡ２を打ち消すようなエアを、エア噴出孔２１２から噴出する。
【００５０】
また、図５に示すように、シェーピングエア噴出孔４１ｃの近傍の領域Ｔでは、シェーピングエア圧が最も高く、回転軸Ｘ上の中央部との圧力差が最も大きいため、シェーピングエアＡ１を中央部へ引き込む力が最も強い。領域Ｔでは、旋回速度成分が最も大きく、かつ回転軸Ｘ方向の流れが渦になっていることが分かっている。そこで本実施形態では、回転霧化頭２２ｃの回転軸Ｘ上との圧力差が最も大きい領域Ｔに向けて、圧力差を低減するべく、エアを噴出する。
【００５１】
本実施形態に係る静電塗装装置１は、以下のように動作する。
先ず、回転霧化頭２２を高速回転させた状態で、塗料供給管１１２から塗料を霧化室２６に吐出する。すると、回転霧化頭２２は高速で回転しているので、吐出された塗料には遠心力が作用し、閉塞部２５の内側の表面に沿って、閉塞部２５の周縁部に向かって移動する。
【００５２】
閉塞部２５の周縁部に到達した塗料は、周縁部貫通孔２５２を通過して霧化室２６の外部に移動する。そしてさらに、拡開部２４の内壁面に沿って、拡開部２４の先端の外縁部に向かって移動する。拡開部２４の外縁部に接近するに従って、塗料に作用する遠心力が大きくなり、塗料は多数の微細な液滴に分離され、霧状となる。この霧状の塗料は、拡開部２４の外縁部から飛散する。
【００５３】
このとき、シェーピングエア噴出孔４１からシェーピングエアを、回転霧化頭２２の外縁部に向かって噴出する。より詳しくは、回転軸Ｘに対して回転霧化頭２２の回転方向とは逆のひねり方向に、シェーピングエアを噴出する。これにより、霧化した塗料を被塗物方向に指向させる。
【００５４】
またこのとき、エアノズル２１からエアを、シェーピングエアのひねり方向に対して逆方向のひねり方向に噴出する。これにより、シェーピングエアが中央部に引き込まれるのが抑制され、所望の塗装パターンが確保される。
【００５５】
本実施形態に係る静電塗装装置１によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態では、回転霧化頭２２の中心部内にエアノズル２１を設け、このエアノズル２１に、エアを噴出することで塗装パターン形成用エアを生成する複数のエア噴出孔２１２を形成する。これにより、複数のエア噴出孔２１２からエアを噴出することで、シェーピングエアの噴出により回転霧化頭２２の前方中央に発生する負圧を十分抑制でき、塗装パターンの大きさを所望の大きさに広げることができる。このように、本実施形態によれば、回転霧化頭２２の中心部からエアを噴出又は吸引することで、塗装パターン形成用エアを生成でき、その流量をコントロールすることで、所望の塗装パターンを形成できるため、塗着効率を向上できる。
【００５６】
また本実施形態では、エアの噴出方向がシェーピングエアのひねり方向に対して、逆方向のひねり方向となるようにエア噴出孔２１２を形成する。ここで、エア噴出孔２１２からエアを噴出した場合でも、シェーピングエアとの風速差により多少の負圧は残存する。そこで、本実施形態によれば、シェーピングエアのひねり方向に対して逆方向のひねり方向にエアを噴出するため、負圧領域に引き込まれるシェーピングエアとの衝突エネルギを高めることができる。従って、シェーピングエアが中央の負圧領域に引き込まれるのをより抑制でき、塗装パターンが狭くなるのをより抑制できる。
また、エア噴出孔２１２から噴出するエアのひねり方向は、シェーピングエアで囲繞された空間内において、シェーピングエアが被塗物に衝突して生じた跳ね返りエアに対しても逆方向のひねり方向となる。そのため、エア噴出孔２１２から噴出するエアと、この跳ね返りエアとの衝突エネルギも高めることができる。従って、負圧の発生原因である跳ね返りエアを抑制できるため、負圧の発生自体を抑制できる。ひいては、シェーピングエアが中央の負圧領域に引き込まれるのをより抑制でき、塗装パターンが狭くなるのをより抑制できる。
【００５７】
また本実施形態では、回転霧化頭２２の前方において、回転霧化頭２２の回転軸Ｘ上との圧力差が最も大きい領域Ｔに向けてエアを噴出する。特にシェーピングエア噴出孔４１の近傍では、シェーピングエア圧が最も高く、回転軸Ｘ上の中央部との圧力差が最も大きいため、シェーピングエアを中央部へ引き込む力が最も強い。そこで、本実施形態によれば、この領域Ｔに向けてエアを噴出するため、圧力差を抑制できる。ひいては、シェーピングエアが中央に引き込まれるのをより抑制でき、塗装パターンが狭くなるのをより抑制できる。
【００５８】
［第２実施形態］
本実施形態では、複数のエア噴出孔２１２の代わりに複数のエア吸引孔２１４を設け、エアコンプレッサの代わりに吸引ポンプを複数のエア吸引孔２１４に接続した点が第１実施形態と相違し、それ以外は第１実施形態と同様の構成である。
図６は、第２実施形態に係る静電塗装装置の構成を説明するための図であり、（Ａ）は、エアノズルの斜視図であり、（Ｂ）は、ヘッド部２０ａを先端側から見た図である。
【００５９】
図６（Ａ）に示すように、エアノズル２１ａに形成された複数のエア吸引孔２１４は、それぞれ、バッファ室２１３から延びてエアノズル２１ａの先端面２１０に至っている。また、複数のエア吸引孔２１４は、それぞれ、円周方向、具体的には回転霧化頭２２の回転方向（図４中の矢印Ｒ方向）に対して逆方向に傾斜して形成されている。即ち、これら複数のエア吸引孔２１４は、それぞれ、先端側に向かうに従って回転霧化頭２２の回転方向に対して逆方向に傾斜している。これにより、複数のエア吸引孔２１４から吸引されるエアは、回転軸Ｘに対して、回転霧化頭２２の回転方向に対して逆方向のひねり方向から吸引される。
なお、本実施形態では、複数のエア吸引孔２１４の回転方向の傾斜角度は、いずれも同一の大きさとなっているが、これに限定されない。
【００６０】
また、複数のエア吸引孔２１４は、それぞれ、径方向、具体的には径方向外方に傾斜して形成されている。即ち、これら複数のエア吸引孔２１４は、それぞれ、先端側に向かうに従って径方向外方に傾斜している。これにより、最も圧力差が大きいシェーピングエア噴出孔４１の近傍から、エアを吸引できるようになっている。
なお、本実施形態では、複数のエア吸引孔２１４の径方向外方の傾斜角度は、いずれも同一の大きさとなっているが、これに限定されない。
【００６１】
図６（Ｂ）は、ヘッド部２０ａを先端側から見た図である。図６（Ｂ）に示すように、本実施形態では、シェーピングエア噴出孔４１から噴出されるシェーピングエアは、回転霧化頭２２の回転方向Ｒに対して逆方向のひねり方向に噴出される。また、エア吸引孔２１４から吸引されるエアは、シェーピングエアのひねり方向に対して同じ方向のひねり方向から吸引される。
なお、本実施形態では、シェーピングエア噴出孔４１から噴出されるシェーピングエアのひねり角度と、エア吸引孔２１４から吸引されるエアのひねり角度は、同一に設定されている。
【００６２】
本実施形態に係る静電塗装装置によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態では、エアの吸引方向がシェーピングエアのひねり方向に対して同じ方向のひねり方向となるようにエア吸引孔２１４を形成する。これにより、エア吸引孔２１４から吸引するエアのひねり方向は、シェーピングエアで囲繞された空間内において、シェーピングエアが被塗物に衝突して生じた跳ね返りエアに対して、同じ方向のひねり方向となる。そのため、跳ね返りエアをよりスムーズに吸引でき、負圧をより大きくできる。従って、シェーピングエアを中央により引き込むことができ、塗装パターンをより狭めることができる。
【００６３】
また本実施形態では、回転霧化頭２２の前方において、回転霧化頭２２の回転軸Ｘ上との圧力差が最も大きい領域からエアを吸引する。特にシェーピングエア噴出孔４１の近傍では、シェーピングエア圧が最も高く、回転軸Ｘ上の中央部との圧力差が最も大きいため、シェーピングエアを中央部へ引き込む力が最も強い。そこで、本実施形態によれば、この領域に向けてエアを吸引するため、圧力差をより大きくすることができる。ひいては、シェーピングエアを中央により引き込むことができ、塗装パターンをより狭めることができる。従って、本実施形態に係る静電塗装装置は、例えばピラー等の細長いワークを塗装する際に特に好ましく用いられる。
【００６４】
［第３実施形態］
本実施形態では、複数のエア噴出孔２１２ｂに加えて、複数のエア吸引孔２１４ｂ及びこれに接続する吸引ポンプを設けた点と、これらエア噴出孔２１２ｂからのエアの噴出とエア吸引孔２１４ｂからのエアの吸引を制御するエア制御装置を設けた点が第１実施形態と相違し、それ以外は第１実施形態と同様の構成である。
図７は、第３実施形態に係る静電塗装装置のヘッド部２０ｂを先端側から見た図である。
【００６５】
図７に示すように、エアノズル２１ｂの周縁部には、周方向に沿って複数のエア噴出孔２１２ｂが形成されている。また、複数のエア噴出孔２１２ｂに沿ってその内側には複数のエア吸引孔２１４ｂが形成されている。複数のエア噴出孔２１２ｂの構成は、第１実施形態の複数のエア噴出孔２１２と同様であり、複数のエア吸引孔２１４ｂの構成は、第２実施形態の複数のエア吸引孔２１４と同様である。
これにより、複数のエア噴出孔２１２ｂから噴出されるエアは、シェーピングエアのひねり方向に対して逆方向のひねり方向に噴出される。また、エア吸引孔２１４ｂから吸引されるエアは、シェーピングエアのひねり方向に対して同じ方向のひねり方向から吸引される。
【００６６】
図示しないエア制御装置は、エア噴出孔２１２ｂからのエアの噴出とエア吸引孔２１４ｂからのエアの吸引を制御する。例えば、図７に示すように、周方向の半周部分では、エア噴出孔２１２ｂによるエアの噴出を実行する一方、吸引ポンプとの間に設けた制御弁を遮断することにより、エア吸引孔２１４ｂからのエアの吸引を停止する。また、残りの半周部分では、エア吸引孔２１４ｂからのエアの吸引を実行する一方、エアコンプレッサとの間に設けた制御弁を遮断することにより、エア噴出孔２１２ｂによるエアの噴出を停止する。
【００６７】
本実施形態に係る静電塗装装置によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態では、エア噴出孔２１２ｂからのエアの噴出と、エア吸引孔２１４ｂからのエアの吸引を制御して組み合わせることで、塗装パターンを変形させる。例えば、エアノズル２１ｂの周方向の一部分からエアを噴出し、他の部分からエアを吸引することで、圧力差を偏在させることができ、非対称の塗装パターンを形成できる。
【００６８】
ここで、図８は、本実施形態に係る静電塗装装置の塗装パターンを示す図であり、（Ａ）は、全周に亘ってエア噴出のみを行ったときの塗装パターン、（Ｂ）は、全周に亘ってエア吸引のみを行ったときの塗装パターン、（Ｃ）は、半周分ずつエア噴出とエア吸引を行ったときの塗装パターンを示す図である。
図８に示すように、全周に亘ってエア噴出のみを行うことで、第１実施形態のように大きな塗装パターンが得られ、全周に亘ってエア吸引のみを行うことで、第２実施形態のように小さな塗装パターンが得られる。また、半周分ずつエア噴出とエア吸引を行うことで、非対称の塗装パターンが得られる。従って、本実施形態では、特に被塗物の端部等を塗装する際に、被塗物の形状に応じた塗装パターンを形成できるため好ましく用いられる。これにより、オーバースプレーを抑制でき、塗着効率を向上できる。
【００６９】
本発明は上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。
【符号の説明】
【００７０】
１…静電塗装装置
２１…エアノズル
２２…回転霧化頭
４１…シェーピングエア噴出孔
２１２…エア噴出孔
２１４…エア吸引孔
Ｘ…回転軸
【図１】
0005829555.tif 000002
【図２】
0005829555.tif 000003
【図３】
0005829555.tif 000004
【図４】
0005829555.tif 000005
【図５】
0005829555.tif 000006
【図６】
0005829555.tif 000007
【図７】
0005829555.tif 000008
【図８】
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