(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する回転霧化頭から吐出される塗料を環状のシェーピングエアによりワーク側へ指向させることで前記ワークを塗装する塗装方法であって、
前記シェーピングエアにおける所定部位を第１エアとして、相対的に高風速で噴出させ、
前記第１エアの噴出と並行して、前記シェーピングエアにおける他の部位を第２エアとして、前記第１エアよりも相対的に低風速で噴出させ、
前記第１エア側に前記第２エアを引き寄せることにより前記第２エアの一部を前記回転霧化頭の回転軸線側に変位させるとともに、前記回転霧化頭の回転軸線を中心とする略円形の塗布パターンを形成し、
前記第２エアは、環状に形成され、
前記第１エアは、前記第２エアの内方で、前記第２エアに対して周方向の一部の範囲についてのみ形成される、
ことを特徴とする塗装方法。
【請求項２】
請求項１記載の塗装方法において、
前記回転霧化頭の回転軸線を中心とする円周方向に互いに等間隔の複数エリアにて前記第１エアを形成する、
ことを特徴とする塗装方法。
【請求項３】
塗料をワークに対して吐出する回転霧化頭と、
前記回転霧化頭の外周縁部に向けて環状のシェーピングエアを噴出するエア噴出機構とを備えた塗装装置であって、
前記エア噴出機構は、
前記シェーピングエアを噴出させる第１エア噴出口及び第２エア噴出口と、
前記第１エア噴出口及び前記第２エア噴出口の上流側に設けられ、隔壁によって区画された複数のバッファ室とを有し、
前記第１エア噴出口から相対的に高風速の第１エアを噴出させ、
前記第２エア噴出口から前記第１エアよりも相対的に低風速の第２エアを噴出させ、
前記第１エア側に前記第２エアを引き寄せることにより前記第２エアの一部を前記回転霧化頭の回転軸線側に変位させるとともに、前記回転霧化頭の回転軸線を中心とする略円形の塗布パターンを形成し、
前記第２エア噴出口は、前記第２エアを環状に形成するように設けられ、
前記第１エア噴出口は、前記第２エアの内方で、前記第２エアに対して周方向の一部の範囲についてのみ前記第１エアを形成するように設けられる、
ことを特徴とする塗装装置。
【請求項４】
請求項３記載の塗装装置において、
前記第１エア噴出口は、前記回転霧化頭の回転軸線を中心とする周方向に互いに等間隔の複数エリアにて前記第１エアを形成するように設けられる、
ことを特徴とする塗装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転霧化頭から液体塗料を噴霧して静電塗装を行う塗装方法及び塗装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のボディなどを塗装する塗装装置として、回転霧化式塗装装置が知られている。この回転霧化式塗装装置は、回転霧化頭に高電圧を印加しつつ回転させ、この状態で、回転霧化頭に導電性塗料（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】
回転霧化式塗装装置に関連し、下記特許文献１には、ドーナッツ状の塗装パターンによる塗着効率の低下や塗膜厚さの偏りを無くすために、パターン変形用エア噴出口を上下又は左右のみに設けることで、パターン変形用エアによって塗装パターンを楕円形に変形させ、塗膜厚さを均一化することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６０−５４７５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、楕円形の塗装パターンでは、上下と左右の塗布面積が異なり、上下方向に塗布した場合と、左右方向に塗布した場合とでは、塗膜厚さが同じにはならない。このため、塗装パターンを均一に塗り重ねるための塗装ガンの動き（ティーチング）に対する制約が大きい。
【０００６】
また、特許文献１とは別の方法として、環状のシェーピングエアを回転軸方向への傾斜角度を通常よりも大きくして噴出させることで、ドーナッツ形状を無くすことが考えられるが、その場合は、塗装パターンの径が小さくなることによる塗装効率の悪化や、シェーピングエアを噴出させるための部材であるエアリングが大型化することによるロボット動作への制約が生じる。
【０００７】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、塗装パターンを塗り重ねる際の塗装ガンの動きの自由度を確保しつつ、シェーピングエアを噴出させるための部材を大型化することなく、回転霧化頭の回転軸線近傍に生じる無塗着部位を縮小させ、均一な膜厚の塗膜を得ることができる塗装方法及び塗装装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明は、回転する回転霧化頭から吐出される塗料を環状のシェーピングエアによりワーク側へ指向させることで前記ワークを塗装する塗装方法であって、前記シェーピングエアにおける所定部位を第１エアとして、相対的に高風速で噴出させ、前記第１エアの噴出と並行して、前記シェーピングエアにおける他の部位を第２エアとして、前記第１エアよりも相対的に低風速で噴出させ、前記第１エア側に前記第２エアを引き寄せることにより前記第２エアの一部を前記回転霧化頭の回転軸線側に変位させるとともに、前記回転霧化頭の回転軸線を中心とする略円形の塗布パターンを形成し、前記第２エアは、環状に形成され、前記第１エアは、前記第２エアの内方で、前記第２エアに対して周方向の一部の範囲についてのみ形成されることを特徴とする。
【０００９】
上記のように構成された本発明に係る塗装方法によれば、相対的に高風速の第１エア側に、相対的に低風速の第２エアを引き寄せることにより、第２エアを回転霧化頭の回転軸線側に変位させることができる。これにより、塗装パターンの形状を略円形に維持したまま、回転霧化頭の回転軸線近傍に生じる無塗着部位を縮小させることができる。よって、塗装パターンを塗り重ねる際の塗装ガンの動きの自由度を確保しつつ、シェーピングエアを噴出させるための部材を大型化することなく、均一な膜厚の塗膜を得ることができる。
【００１１】
また、第１エアを第２エアの内方に形成することで、回転霧化頭の回転軸線側に一層効果的に第２エアを変位させ、塗装膜厚の均一化を図ることができる。
【００１２】
上記の塗装方法において、前記回転霧化頭の回転軸線を中心とする円周方向に互いに等間隔の複数エリアにて前記第１エアを形成するとよい。周方向に等間隔に離間した箇所で第１エアを形成することにより、第２エアを第１エア側にバランスよく変位させることができるため、塗装パターンの無塗着部位を効果的に縮小させ、塗装膜厚の一層の均一化を図ることができる。
【００１３】
また、本発明の塗装装置は、塗料をワークに対して吐出する回転霧化頭と、前記回転霧化頭の外周縁部に向けて環状のシェーピングエアを噴出するエア噴出機構とを備えた塗装装置であって、前記エア噴出機構は、前記シェーピングエアを噴出させる第１エア噴出口及び第２エア噴出口と、前記第１エア噴出口及び前記第２エア噴出口の上流側に設けられ、隔壁によって区画された複数のバッファ室とを有し、前記第１エア噴出口から相対的に高風速の第１エアを噴出させ、前記第２エア噴出口から前記第１エアよりも相対的に低風速の第２エアを噴出させ、前記第１エア側に前記第２エアを引き寄せることにより前記第２エアの一部を前記回転霧化頭の回転軸線側に変位させるとともに、前記回転霧化頭の回転軸線を中心とする略円形の塗布パターンを形成し、前記第２エア噴出口は、前記第２エアを環状に形成するように設けられ、前記第１エア噴出口は、前記第２エアの内方で、前記第２エアに対して周方向の一部の範囲についてのみ前記第１エアを形成するように設けられることを特徴とする。
【００１４】
上記のように構成された本発明に係る塗装装置によれば、相対的に高風速の第１エア側に、相対的に低風速の第２エアを引き寄せることにより、第２エアを回転霧化頭の回転軸線側に変位させることができる。これにより、塗装パターンの形状を略円形に維持したまま、回転霧化頭の回転軸線近傍に生じる無塗着部位を縮小させ、均一な膜厚の塗膜を得ることができる。
【００１７】
また、第１エアを第２エアの内方から噴出させることで、回転霧化頭の回転軸線側に一層効果的に第２エアを変位させ、塗装膜厚の均一化を図ることができる。
【００１８】
上記の塗装装置において、前記第１エア噴出口は、前記回転霧化頭の回転軸線を中心とする周方向に互いに等間隔の複数エリアにて前記第１エアを形成するように設けられるとよい。周方向に等間隔に離間した箇所から第１エアを噴出させることにより、第２エアを第１エア側にバランスよく変位させることができるため、塗装パターンの無塗着部位を効果的に縮小させ、塗装膜厚の一層の均一化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の塗装方法及び塗装装置によれば、塗装パターンを塗り重ねる際の塗装ガンの動きの自由度を確保しつつ、シェーピングエアを噴出させるための部材を大型化することなく、回転霧化頭の回転軸線近傍に生じる無塗着部位を縮小させ、均一な膜厚の塗膜を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】参考例に係る塗装装置の概略構成図である。
【図２】図１に示した塗装装置のリング部材の背面を示す斜視図である。
【図３】図３Ａは、隔壁が無い場合のバッファ室内でのエアの流れを示す模式図であり、図３Ｂは、隔壁が有る場合のバッファ室内でのエアの流れを示す模式図である。
【図４】第１エア側に第２エアが引き寄せられることを示す模式的説明図である。
【図５】図５Ａは、シェーピングエアにおける周方向の各位置における風速が同じである場合の、塗装パターンでの半径方向に沿った膜厚変化を示すグラフであり、図５Ｂは、シェーピングエアにおける周方向の一部に高風速エリアを設けた場合（本発明）の、塗装パターンでの半径方向に沿った膜厚変化を示すグラフである。
【図６】図６Ａは、第１変形例に係るリング部材の背面図であり、図６Ｂは、第２変形例に係るリング部材の背面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る塗装装置の概略構成図である。
【図８】図８Ａは、図７におけるＶＩＩＩＡ−ＶＩＩＩＡ線に沿った断面図であり、図８Ｂは、第２エアが第１エア側に引き寄せられることを示す模式的説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る塗装方法及び塗装装置について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１は、参考例に係る塗装装置１０の概略構成図である。図１に示すように、塗装装置１０は、少なくとも、装置本体を構成する塗装ガン１２と、塗装ガン１２にシェーピングエア１７用のエアを供給するエア供給系１４とを備える。
【００２３】
塗装ガン１２は、ケーシング１６（ハウジング）と、ケーシング１６内に設けられたエアモータ１８と、エアモータ１８によって高速回転する中空構造の回転軸２０と、回転軸２０の中空部に挿通された管部材２２と、回転軸２０の先端に設けられたベル型の回転霧化頭２４と、回転霧化頭２４の先端外周に向けてシェーピングエア１７を噴出するエア噴出機構２６とを有する。
【００２４】
エアモータ１８は、図示しない圧縮空気源から圧縮エアが供給され、回転軸２０を高速回転するように構成されている。この回転軸２０は、高電圧を発生する図示しない高電圧発生装置に接続されている。従って、回転霧化頭２４には回転軸２０を介して負の高電圧が印加される。また、回転軸２０は、中空円筒状に形成された部材であり、その中空部内には、管部材２２が配置されている。
【００２５】
管部材２２内には、塗料を流すための塗料供給路２８と、洗浄液を流すための洗浄液供給路３０とが形成されている。管部材２２の先端部は、二重管となっており、塗料を吐出する塗料供給ノズル３２と、洗浄液を吐出する洗浄液供給ノズル３４とが同心状に形成されている。
【００２６】
回転霧化頭２４は、回転軸２０の先端に固定されており、回転軸２０がエアモータ１８の作用下に回転すると、回転霧化頭２４も回転軸２０とともに一体的に回転する。回転霧化頭２４の内部には、管部材２２を介して供給された塗料を一旦貯留するための塗料溜り部３６が形成されている。塗料溜り部３６は、円形の空間である。この塗料溜り部３６の中心部に、塗料供給ノズル３２が臨んでいる。
【００２７】
回転霧化頭２４は、回転軸２０に固定されたインナー部材３８と、インナー部材３８の外周部に固定されたベルカップ４０とから構成されており、インナー部材３８とベルカップ４０との間に、塗料溜り部３６が形成されている。インナー部材３８には、回転軸２０の先端部が嵌合する凹部３８ａが形成され、インナー部材３８の前面中央部には、管部材２２の先端部が挿通される開口部が形成されている。
【００２８】
ベルカップ４０は、前方に向かって半径方向外方に広がる円形のカップ状に形成されている。ベルカップ４０の前面には、当該前面に供給された塗料を薄膜化する塗料吐出沿面４２が形成されている。塗料吐出沿面４２は、半径方向外方に向かって前方に傾斜し、正面視でドーナッツ型の面であり、ベルカップ４０の回転による遠心力で、塗料溜り部３６からの塗料を薄膜化する。
【００２９】
ベルカップ４０には、塗料吐出沿面４２へ塗料を供給するための複数の塗料供給孔４４が、回転霧化頭２４の回転軸線ａを中心とする周方向に等間隔で設けられている。各塗料供給孔４４は、回転霧化頭２４の前方に向かって回転霧化頭２４の軸線ａから遠ざかるように傾斜し、一端（内方端）が塗料溜り部３６で開口し、他端（外方端）がベルカップ４０の前面で開口している。
【００３０】
ベルカップ４０の背面側中央部は、塗料溜り部３６の内方（管部材２２側）に向かって突出し、供給された塗料や洗浄液を半径方向外側に分配するようになっている。
【００３１】
ベルカップ４０の前面外周縁部（すなわち、塗料吐出沿面４２の外周縁部）には、塗料を液糸にするための複数の溝４６が周方向に等間隔に形成されている。各溝４６は、塗料吐出沿面４２の外周縁部の全周にわたり周方向に等間隔に設けられるとともに、回転霧化頭２４の半径方向に沿って延在しており、塗料吐出沿面４２に沿って半径方向外方に流れてきた薄膜状の塗料を細分化する。これにより、ベルカップ４０の外周端からは、細糸状となった塗料（液糸）が放出される。
【００３２】
ケーシング１６とエアモータ１８との間には、複数（図示例では３つ）のリング状の流路形成部材５０、５２、５４が配置されている。以下、流路形成部材５０、５２、５４を、それぞれ、「第１流路形成部材５０」、「第２流路形成部材５２」、「第３流路形成部材５４」とよぶ。第１流路形成部材５０は、エアモータ１８の外側に配置されており、その外周部には環状凹部５０ａが形成されている。
【００３３】
第２流路形成部材５２は、第１流路形成部材５０とケーシング１６との間に配置されており、軸線方向に貫通する流路５２ａが周方向に間隔をおいて複数形成されている。第１流路形成部材５０と第２流路形成部材５２とケーシング１６とにより、環状空間５１が形成されている。第３流路形成部材５４は、ケーシング１６と第１流路形成部材５０との間で、且つ、第１流路形成部材５０及び第２流路形成部材５２の前方に配置されている。第３流路形成部材５４には、第２流路形成部材５２の流路５２ａと連通する流路５４ａが周方向に間隔をおいて複数形成されている。
【００３４】
第３流路形成部材５４の先端には、エア噴出機構２６を構成するリング部材２７が、ベルカップ４０と同心状に、ベルカップ４０の背面側でベルカップ４０を囲むように固定されており、ベルカップ４０の外周縁部の後方から、当該外周縁部に向けてシェーピングエア１７を噴出するものである。
【００３５】
図２は、リング部材２７を背面側から見た斜視図である。図１及び図２に示すように、リング部材２７の背面には、第１円弧状凹部６０と第２円弧状凹部６２とが形成されている。第１円弧状凹部６０と第２円弧状凹部６２とは、隔壁６４ａ、６４ｂによって仕切られ、互いに略同じ容積を有する。第１円弧状凹部６０と第３流路形成部材５４の前面によって、円弧状の第１バッファ室６４が形成されている。第２円弧状凹部６２と第３流路形成部材５４の前面によって、円弧状の第２バッファ室６６が形成されている。
【００３６】
図１に示すように、リング部材２７には、さらに、第１バッファ室６４とリング部材２７の前面を連通する複数のエア供給孔６８と、第２バッファ室６６とリング部材２７の前面を連通する複数のエア供給孔７０とが形成されている。エア供給孔６８は、一端（後端）が第１バッファ室６４で開口し、他端（先端）が前面でエア噴出口６８ａとして開口している。エア供給孔７０は、一端（後端）が第２バッファ室６６で開口し、他端（先端）がエア噴出口７０ａとして前面で開口している。
【００３７】
エア供給孔６８及びエア供給孔７０は、それぞれ、軸線ａを中心とした円周方向に等間隔に設けられ、前方に向かって回転霧化頭２４の軸線ａに近づくように傾斜し、ベルカップ４０の外周縁部に向けて開口している。また、エア供給孔６８、７０は、回転霧化頭２４の軸線ａを中心とする円周方向に、軸線ａ方向に対して所定角度（例えば、３０度〜５０度）傾斜している。
【００３８】
エア供給孔６８、７０のうち、隔壁の近傍に配置されたものを「第１エア供給孔７１ａ」（図２、図３Ｂ参照）と呼び、第１エア供給孔７１ａよりも隔壁から周方向に離れた箇所（第１バッファ室６４、第２バッファ室６６の各々において両端近傍の第１エア供給孔間の箇所）に設けられたものを「第２エア供給孔７１ｂ」（図２、図３Ｂ参照）と呼ぶ。また、複数のエア噴出口６８ａ、７０ａのうち、第１エア供給孔７１ａに対応するものを「第１エア噴出口７３ａ」（図３Ｂ参照）と呼び、第２エア供給孔７１ｂに対応するものを「第２エア噴出口７３ｂ」（図１、図３Ｂ参照）と呼ぶ。
【００３９】
図１に示す塗装ガン１２では、上述した環状空間５１、第２流路形成部材５２の複数の流路５２ａ、第３流路形成部材５４の複数の流路５４ａにより、エア供給系１４からリング部材２７へと圧縮エアを供給するためのエア供給路７２が構成されている。
【００４０】
図１に示すように、エア供給系１４は、エア源８０と、エア源８０から塗装ガン１２に圧縮エアを導くエアライン８２とを有する。エア源８０は、例えばエアポンプであり、圧縮エアを送出する。エアライン８２は、環状空間５１に圧縮エアを供給する。エアライン８２上には、流量計８８及び電空変換機８６が配設されている。エア制御ユニット９０は、流量計８８で検出した流量値をフィードバック値として、エア供給路７２に供給されるエアの流量が所定流量となるように電空変換機８６を制御する。
【００４１】
エア供給系１４のエアライン８２により塗装ガン１２に供給された圧縮エアは、環状空間５１で周方向に拡散した後、流路５２ａ、流路５４ａを順に通って、第１バッファ室６４及び第２バッファ室６６に導入される。圧縮エアは、さらに、第１バッファ室６４及び第２バッファ室６６の各々において、エア供給孔６８、７０を通って、エア噴出口６８ａ、７０ａから噴出される。
【００４２】
この場合、隔壁６４ａ、６４ｂの近傍に配置された第１エア供給孔７１ａの流出口である第１エア噴出口７３ａから噴出される第１エア１７ａは、シェーピングエア１７のうち周方向の所定部位を構成する相対的に高風速のエアである。一方、第１エア供給孔７１ａよりも隔壁６４ａ、６４ｂから周方向に離れた位置に配置された第２エア供給孔７１ｂの流出口である第２エア噴出口７３ｂから噴出される第２エア１７ｂは、シェーピングエア１７のうち周方向の他の部位を構成する相対的に低風速のエアである。すなわち、第１エア１７ａの風速（流速）は、第２エア１７ｂの風速（流速）よりも高い。第１エア噴出口７３ａから噴出される第１エア１７ａが、第２エア噴出口７３ｂから噴出される第２エア１７ｂよりも高風速となる理由については、後述する。
【００４３】
参考例に係る塗装装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、以下、その作用及び効果について説明する。
【００４４】
塗装を行うときは、エアモータ１８により回転軸２０を高速に回転させる。そして、塗料供給ノズル３２から回転霧化頭２４の塗料溜り部３６に向けて塗料を吐出する。これにより、塗料溜り部３６に流入した塗料は、塗料供給孔４４に流入する。この場合、塗料供給孔４４を通過した塗料は、塗料吐出沿面４２に流出し、そこで薄膜化された後、溝４６で細分化されてベルカップ４０の外周端から液糸となって飛び出す。ベルカップ４０の外周端から放出された液糸は、塗料粒子として微粒化される。
【００４５】
このとき、回転霧化頭２４とワーク（被塗装物）との間には高電圧が印加されているため、回転霧化頭２４によって微粒化された帯電塗料粒子は、ワークに向かって飛行し、ワークに塗着する。このときの塗料の噴霧パターンは、エア噴出口から噴出されるシェーピングエア１７（第１エア１７ａ及び第２エア１７ｂ）により整形される。
【００４６】
ところで、参考例の構成と異なり、図３Ａに示すように、隔壁が無い構成（従来技術）の場合、バッファ室１に導入された圧縮エアは、略均等にエア供給孔３に流入し、エア噴出口５から噴出される。このため、エア噴出口５から噴出されるエア７の風速は略均等となる。一方、第１バッファ室６４と第２バッファ室６６が隔壁６４ａ、６４ｂで区画された参考例の場合、図３Ｂに示すように、第１バッファ室６４と第２バッファ室６６に導入された圧縮エアの一部が、コアンダ効果によって隔壁６４ａ、６４ｂに沿って流れ、当該圧縮エアが隔壁６４ａ、６４ｂの近傍に配置された第１エア供給孔７１ａへと流入する。これにより、第１エア噴出口７３ａから噴出される第１エア１７ａの風速が、第２エア噴出口７３ｂから噴出される第２エア１７ｂの風速よりも速くなる。
【００４７】
この結果、図４に示すように、シェーピングエア１７のうち周方向の一部に、相対的に高風速のエリア（第１エア１７ａ）が形成される。隔壁６４ａ、６４ｂの近傍に配置された第１エア供給孔７１ａの流出口である第１エア噴出口７３ａから噴出されたエアだけが、相対的に高風速の第１エア１７ａとなるので、第１エア１７ａが形成される周方向範囲（角度範囲）は、第２エア１７ｂが形成される周方向範囲よりも相当に小さい。また、隔壁６４ａ、６４ｂが１８０度間隔で２つ設けられた参考例では、第１エア１７ａが形成される箇所は、軸線ａを基準に互いに反対側の箇所（１８０度位相がずれた箇所）である。
【００４８】
このように、環状に噴出するシェーピングエア１７の一部（第１エア１７ａ）の流速を他の部分（第２エア１７ｂ）の流速よりも速くすると、第１エア１７ａの圧力が第２エア１７ｂの圧力よりも低くなるため、第１エア１７ａ側に第２エア１７ｂの一部が引き寄せられ、第２エア１７ｂの一部が軸線ａ側に変位する。すなわち、図４において矢印で示すように、第２エア１７ｂを構成する周方向の各部位において、第２エア１７ｂの本来の円弧形状の内側をショートカットして、相対的に圧力の低い第１エア１７ａ側に変位する作用が生じる。
【００４９】
この結果、第２エア１７ｂの本来の形成領域よりも軸線ａ側に寄った位置に、第２エア１７ｂの内周部が引き寄せられる。そして、第２エア１７ｂの内周部が軸線ａ側に引き寄せられる結果、軸線ａ近傍にも塗料を塗布することができる。従って、塗装パターンの形状を略円形に維持したまま、回転霧化頭２４の軸線近傍に生じる無塗着部位を縮小させ、均一な膜厚の塗膜を得ることができ、効率よく塗装することができる。
【００５０】
図５Ａ及び図５Ｂは、以下の塗装条件において塗装を実施した場合の塗装パターンの半径方向の膜厚変化を示すグラフであり、図５Ａは、シェーピングエアにおける風速が周方向の位置によらず同じである場合であり、図５Ｂは、シェーピングエアにおける周方向の一部に高風速エリアを設けた場合（本発明）である。図５Ａ及び図５Ｂにおいて、横軸は、軸線ａ（「０」の位置）を中心とした半径方向位置であり、縦軸は、塗膜厚さである。なお、図５Ａ、図５Ｂのいずれのケースも、塗装ガンの位置を固定（静止）させた状態で０．６秒間塗布した際の膜厚データを示している。
【００５１】
（塗装条件）
回転数（ｒｐｍ）            ：３５０００
塗料吐出量（ｃｃ／ｍｉｎ）  ：２９０
塗料吐出時間（ｓｅｃ）      ：０．６
塗装距離（ｍｍ）            ：２５０
印加電圧（ｋＶ）            ：−６０
エア風量（ＮＬ／ｍｉｎ）    ：３５０
【００５２】
図５Ａに示すように、シェーピングエアにおける風速が周方向の位置によらず同じである場合、位置０（軸線ａ）から所定距離の位置に相当に膜厚の大きい箇所が生じた。また、この場合、最高膜厚の２分の１以上の部分を塗装パターンと定義すると、図５Ａの例では、位置０を含む中心部分の膜厚がその周囲の塗装パターンの膜厚よりも小さく、軸線ａの近傍にいわゆる「無塗着部位」が生じた。なお、「無塗着部位」とは、塗料が全く塗布されていない部位を意味するものではなく、最高膜厚と比較して相当に膜厚が小さい部位を意味する。
【００５３】
一方、シェーピングエアにおける周方向の一部に高風速エリアを設けた本発明の場合、位置０から所定距離の位置に生じる膜厚の比較的大きい箇所の膜厚が、図５Ａの同じ位置の膜厚よりも小さくなった。また、この場合、最高膜厚の２分の１以上の部分を塗装パターンと定義すると、図５Ｂの例では、位置０を含む中心部分が塗装パターンに含まれ、上記の意味でいう「無塗着部位」が生じなかった。
【００５４】
以上説明したように、参考例に係る塗装装置１０及び塗装方法によれば、相対的に高風速の第１エア１７ａ側に、相対的に低風速の第２エア１７ｂを引き寄せることにより、第２エア１７ｂを回転霧化頭２４の軸線ａ側に変位させることができる。これにより、塗装パターンの形状を略円形に維持したまま、回転霧化頭２４の軸線ａ近傍に生じる無塗着部位を縮小させることができる。よって、塗装パターンを塗り重ねる際の塗装ガン１２の動きの自由度を確保しつつ、シェーピングエア１７を噴出させるための部材（リング部材２７）を大型化することなく、均一な膜厚の塗膜を得ることができる。
【００５５】
また、参考例の場合、シェーピングエア１７のうち、周方向の一部が第１エア１７ａを構成し、周方向の他の部分が第２エア１７ｂを構成し、第１エア１７ａは、第２エア１７ｂの周方向範囲よりも小さい範囲で噴出されるので、第２エア１７ｂを第１エア１７ａ側に引き寄せる際に、回転霧化頭２４の軸線ａ側に第２エア１７ｂを効果的に変位させることができる。
【００５６】
さらに、参考例の場合、回転霧化頭２４の軸線ａを中心とする周方向に互いに等間隔の複数エリアにて第１エア１７ａを形成するので、第２エア１７ｂを第１エア１７ａ側にバランスよく変位させることができる。よって、塗装パターンの無塗着部位を効果的に縮小させ、塗装膜厚の一層の均一化を図ることができる。
【００５７】
参考例の場合、コアンダ効果により隔壁６４ａ、６４ｂに沿ってエアが流れ、当該エアが、隔壁６４ａ、６４ｂ近傍に配置された第１エア供給孔７１ａへと流入し、これにより、第１エア噴出口７３ａから噴出される第１エア１７ａの風速が速くなる。また、第１バッファ室６４と第２バッファ室６６へ流すエア流量は同一でよいことから、１つの流量制御系（電空変換機８６、流量計８８、エア制御ユニット９０）と１つのエア源８０を設ければ足り、設備構成を簡略化することができる。
【００５８】
上述したエア噴出口６８ａ、７０ａは、リング部材２７において周方向に間隔をおいて配設された多数の孔により構成されたが、このような構成に代えて、周方向に延在する円弧状の孔（スリット）により構成されてもよい。
【００５９】
上述したリング部材２７は、２つの円弧状凹部（第１円弧状凹部６０及び第２円弧状凹部６２）を設けた構成であるが、３つ以上の円弧状凹部を設けた構成を採用してもよい。例えば、上述した塗装装置１０において、第１円弧状凹部６０と第２円弧状凹部６２とを有するリング部材２７に代えて、３つの円弧状凹部１１２ａ〜１１２ｃを有するリング部材１１０（図６Ａ参照）や４つの円弧状凹部１２２ａ〜１２２ｄを有するリング部材１２０（図６Ｂ参照）を採用してもよい。図６Ａ及び図６Ｂの構成において、隔壁１１４、１２４は、周方向に等間隔に配置されるのがよい。
【００６０】
図６Ａ及び図６Ｂのように、３つ以上の円弧状凹部を設けた構成の場合でも、隔壁１１４、１２４の近傍に配置された第１エア供給孔７１ａを通って外部に噴出されたエアの風速が、第１エア供給孔７１ａよりも隔壁１１４、１２４から周方向に離れた第２エア供給孔７１ｂを通って外部に噴出されたエアの風速よりも早くなり、相対的に高風速のエア側に、相対的に低風速のエアが引き寄せられるため、相対的に低風速のエアの一部が軸線ａ側に変位する。よって、リング部材１１０、１２０を採用した場合でも、塗装パターンの形状を略円形に維持したまま、回転霧化頭２４の軸線ａ近傍に生じる無塗着部位を縮小させ、均一な膜厚の塗膜を得ることができる。
【００６１】
図７は、本発明の実施形態に係る塗装装置１０ａの概略構成図である。図８Ａは、図７におけるＶＩＩＩＡ−ＶＩＩＩＡ線に沿った横断面図である（ただし、回転霧化頭２４については、図示を省略している）。なお、本実施形態に係る塗装装置１０ａにおいて、参考例に係る塗装装置１０と同一又は同様な機能及び効果を奏する要素には同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００６２】
塗装装置１０ａの本体を構成する塗装ガン１３０において、ケーシング１６とエアモータ１８との間には、複数（図示例では３つ）のリング状の流路形成部材１３２、１３４、１３６が配置されている。以下、流路形成部材１３２、１３４、１３６を、それぞれ、「第１流路形成部材１３２」、「第２流路形成部材１３４」、「第３流路形成部材１３６」とよぶ。
【００６３】
第１流路形成部材１３２は、エアモータ１８の外側に配置されており、その外周部には環状凹部１３２ａが形成され、軸線方向に貫通する複数の流路１３２ｂが周方向に間隔をおいて形成され、背面側には流路１３２ｂと連通した環状凹部１３２ｃが形成されている。
【００６４】
第２流路形成部材１３４は、第１流路形成部材１３２とケーシング１６との間に配置されており、軸線ａ方向に貫通する複数の流路１３４ａが形成されている。第１流路形成部材１３２と第２流路形成部材１３４とケーシング１６とにより、環状の空間１３１が形成されている。
【００６５】
第３流路形成部材１３６は、ケーシング１６と第１流路形成部材１３２との間で、且つ、第１流路形成部材１３２及び第２流路形成部材１３４の前方に配置されている。第３流路形成部材１３６には、第２流路形成部材１３４の流路１３４ａと連通し且つ周方向に間隔をおいて配設された複数の流路１３６ａと、第１流路形成部材１３２の流路１３２ｂと連通し且つ周方向に間隔をおいて配設された複数の流路１３６ｂ、１３６ｃとが形成されている。
【００６６】
第３流路形成部材１３６の先端には、エア噴出機構１３８を構成するリング部材１４０が、回転霧化頭２４と同心状に、ベルカップ４０の背面側でベルカップ４０を囲むように固定されており、ベルカップ４０の外周縁部の後方から、当該外周縁部に向けて環状のシェーピングエア１７を噴出するものである。
【００６７】
図８Ａに示すように、リング部材１４０の背面には、第１円弧状凹部１４２と第２円弧状凹部１４４と環状凹部１４６とが形成されている。第１円弧状凹部１４２と第２円弧状凹部１４４とは、環状凹部１４６の半径方向内方に形成され、軸線ａを中心とする円の周方向に延在する溝であり、互いに略同じ容積を有する。
【００６８】
第１円弧状凹部１４２と第３流路形成部材１３６の前面によって、円弧状の第１バッファ室１５０が形成されている。第２円弧状凹部１４４と第３流路形成部材１３６の前面によって、円弧状の第２バッファ室１５２が形成されている。環状凹部１４６と第３流路形成部材１３６の前面によって、環状の第３バッファ室１５４が形成されている。
【００６９】
リング部材１４０には、さらに、第１バッファ室１５０及び第２バッファ室１５２とリング部材１４０の前面をそれぞれ連通する複数の第１エア供給孔１５８、１６０と、第３バッファ室１５４とリング部材１４０の前面を連通する複数の第２エア供給孔１５６とが形成されている。
【００７０】
第１エア供給孔１５８は、軸線ａを中心とした円周方向に等間隔に設けられ、一端（後端）が第１バッファ室１５０で開口し、他端（先端）が前面で一方の第１エア噴出口１５８ａとして開口している。第２エア供給孔１６０は、軸線ａを中心とした円周方向に等間隔に設けられ、一端（後端）が第２バッファ室１５２で開口し、他端（先端）が前面で他方の第１エア噴出口１６０ａとして開口している。
【００７１】
第２エア供給孔１５６は、軸線ａを中心とした円周方向に等間隔に設けられ、一端（後端）が第３バッファ室１５４で開口し、他端（先端）が前面で第２エア噴出口１５６ａとして開口している。
【００７２】
第１エア供給孔１５８、１６０は、第２エア供給孔１５６の内方で、互いに同一円周上に設けられるとともに、それぞれ、周方向に等間隔に設けられ、前方に向かって回転霧化頭２４の軸線ａに近づくようにわずかに傾斜し、ベルカップ４０の外周縁部に向けて開口している。第２エア供給孔１５６は、周方向に等間隔に設けられ、前方に向かって回転霧化頭２４の軸線ａに近づくようにわずかに傾斜している。
【００７３】
また、第１エア供給孔１５８、１６０及び第２エア供給孔１５６は、回転霧化頭２４の軸線ａを中心とする円周方向に、軸線ａ方向に対して所定角度（例えば、３０度〜５０度）傾斜している。
【００７４】
図７に示す塗装ガン１３０では、上述した第１流路形成部材１３２の環状凹部１３２ｃ及び流路１３２ｂと、第３流路形成部材１３６の流路１３６ｂ、１３６ｃとにより、第１バッファ室１５０及び第２バッファ室１５２に圧縮エアを供給する第１エア供給路１６６が構成されている。上述した空間１３１、第２流路形成部材１３４の流路１３４ａ、第３流路形成部材１３６の流路１３６ａにより、第３バッファ室１５４に圧縮エアを供給する第２エア供給路１６２が構成されている。
【００７５】
エア供給系１７０は、エア源８０と、エア源８０から第１エア供給路１６６に圧縮エアを導く第１エアライン１７２と、エア源８０から第２エア供給路１６２に圧縮エアを導く第２エアライン１７４とを有する。エア源８０は、図１に示したエア源８０と同じである。
【００７６】
第１エアライン１７２上には、流量計１７６及び電空変換機１７８が配設されている。エア制御ユニット１８０は、流量計１７６で検出した流量値をフィードバック値として、第１エア供給路１６６に供給されるエアの流量が所定流量となるように電空変換機１７８を制御する。
【００７７】
第２エアライン１７４上には、流量計１８２及び電空変換機１８４が配設されている。エア制御ユニット１８６は、流量計１８２で検出した流量値をフィードバック値として、第２エア供給路１６２に供給されるエアの流量が所定流量となるように電空変換機１８４を制御する。
【００７８】
第１エアライン１７２により塗装ガン１３０に供給された圧縮エアは、第１エア供給路１６６を通って、第１エア噴出口１５８ａ、１６０ａから第１エア１７ａとして噴出される。第２エアライン１７４により塗装ガン１３０に供給された圧縮エアは、第２エア供給路１６２を通って、第２エア噴出口１５６ａから第２エア１７ｂとして噴出される。
【００７９】
塗装装置１０ａにおいて、第１エア噴出口１５８ａ、１６０ａから噴出される第１エア１７ａは、シェーピングエア１７における所定部位を構成する部分であって、相対的に高風速である。第２エア噴出口１５６ａから噴出される第２エア１７ｂは、シェーピングエア１７におけるその他の部位を構成する部分であって、相対的に低風速である。すなわち、第１エア１７ａの風速（流速）は、第２エア１７ｂの風速（流速）よりも高い。
【００８０】
第１エア供給孔１５８、１６０の総数は、第２エア供給孔１５６の総数よりも少ないため、第１エア供給孔１５８、１６０の流路断面積の総和は、第２エア供給孔１５６の流路断面積の総和よりも小さい。このため、第１エアライン１７２に流す圧縮エアの流量と第２エアライン１７４に流す圧縮エアの流量とを同程度に設定した場合でも、第１エア１７ａの風速は、第２エア１７ｂの風速よりも高くなる。なお、第１エア１７ａと第２エア１７ｂの流速比が所望の値となるように、第１エアライン１７２に流す圧縮エアの流量と第２エアライン１７４に流す圧縮エアの流量とを異ならせてもよい。
【００８１】
後述するように、塗装装置１０ａでは、第１エア１７ａにより第２エア１７ｂの一部を引き寄せ、その結果として、塗装パターンの形状を略円形に維持したまま、回転霧化頭２４の回転軸線ａ近傍に生じる無塗着部位を縮小させる。このため、第１エア１７ａが形成される周方向範囲は、第２エア１７ｂが形成される周方向範囲よりも相当に小さく設定されるのがよい。従って、第１エア１７ａが形成される周方向範囲（角度範囲）は、例えば、５〜４５度程度とするのがよい。
【００８２】
上記のように構成された塗装装置１０ａにより塗装を行うときは、エアモータ１８により回転軸２０を高速に回転させるとともに、塗料供給ノズル３２から回転霧化頭２４の塗料溜り部３６に向けて塗料を吐出する。すると、塗料は、塗料吐出沿面４２で薄膜化された後、溝４６で細分化されてベルカップ４０の外周端から液糸となって飛び出し、塗料粒子として微粒化される。このとき、第１エア噴出口１５８ａ、１６０ａ及び第２エア噴出口１５６ａからベルカップ４０の外周縁部に向けてシェーピングエア１７を噴出しているので、当該シェーピングエア１７により塗料の微粒化が促進される。そして、微粒化された帯電塗料粒子は、ワークに向かって飛行し、ワークに塗着する。このときの塗料の噴霧パターンは、シェーピングエア１７（第１エア１７ａ及び第２エア１７ｂ）とにより整形される。
【００８３】
この場合、本実施形態に係る塗装装置１０ａでは、環状の第２エア１７ｂの内方で、第２エア１７ｂに対して周方向の一部の範囲についてのみ第１エア１７ａを形成し、この第１エア１７ａの風速を第２エア１７ｂの風速よりも高速にしている。このため、第１エア１７ａの圧力が第２エア１７ｂの圧力よりも低くなり、第１エア１７ａ側に第２エア１７ｂの一部が引き寄せられ、第２エア１７ｂの一部が軸線側に変位する。すなわち、図８Ｂにおいて矢印で示すように、第２エア１７ｂを構成する周方向の各部位において、第２エア１７ｂの本来のリング形状の内側をショートカットして、相対的に圧力の低い第１エア１７ａ側に変位する作用が生じる。
【００８４】
この結果、第２エア１７ｂの本来の形成領域よりも軸線ａ側に寄った位置に、第２エア１７ｂの内周部が引き寄せられる。そして、第２エア１７ｂの内周部が軸線ａ側に引き寄せられる結果、軸線ａ近傍にも塗料を塗布することができる。従って、塗装パターンの形状を略円形に維持したまま、回転霧化頭２４の軸線ａ近傍に生じる無塗着部位を縮小させ、均一な膜厚の塗膜を得ることができ、効率よく塗装することができる。
【００８５】
図示例の第１エア噴出口１５８ａ、１６０ａは、リング部材１４０において周方向に間隔をおいて配設された多数の孔により構成されたが、このような構成に代えて、周方向に延在する円弧状の孔（スリット）により構成されてもよい。図示例の第２エア噴出口１５６ａは、リング部材１４０において周方向に間隔をおいて配設された多数の孔により構成されたが、このような構成に代えて、周方向に延在するリング状の孔（スリット）により構成されてもよい。
【００８６】
上述したリング部材１４０は、２つの円弧状凹部（第１円弧状凹部１４２及び第２円弧状凹部１４４）を設けた構成であるが、周方向に等間隔に３つ以上の円弧状凹部を設け、第２エア１７ｂの内方に、周方向に等間隔に第１エア１７ａを形成してもよい。
【００８７】
なお、本実施形態において、参考例と共通する各構成部分については、参考例における当該共通の各構成部分がもたらす作用及び効果と同一又は同様の作用及び効果が得られることは勿論である。
【００８８】
上記において、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能なことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００８９】
１０、１０ａ…塗装装置            １７…シェーピングエア
１７ａ…第１エア                  １７ｂ…第２エア
２４…回転霧化頭                  ２６…エア噴出機構
７３ａ、１５８ａ、１６０ａ…第１エア噴出口
７３ｂ、１５６ａ…第２エア噴出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0005684672.tif 000005
【図５】
0005684672.tif 000006
【図６】
0005684672.tif 000007
【図７】
0005684672.tif 000008
【図８】
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