(57)【要約】【課題】塗料粒子径をより小さく、かつ均一化し、粒子分布もより均一化して塗着効率や塗膜品質を向上し、また、塗装領域や形状を容易に調整可能として塗装の自由度も向上できる回転霧化塗装装置を提供する。【解決手段】回転時に内側に供給された塗料を遠心力により飛散させるベル状カップ３を備える回転霧化塗装装置において、ベル状カップ３により飛散された塗料に超音波を投射し、塗料を微粒子化すると共に所望方向に送出する加振装置５（超音波投射部６）を設ける。塗料を遠心力により飛散させた後、その塗料に所望方向から超音波を投射して方向性をもった運動エネルギを与え、塗料粒子の所望方向への送出と微粒子化を行う。【選択図】        図１
2004290877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転時に内側に供給された塗料を遠心力により飛散させるベル状カップを備える回転霧化塗装装置において、前記ベル状カップにより飛散された塗料に超音波を投射し、該塗料を微粒子化すると共に所望方向に送出する加振手段を具備することを特徴とする回転霧化塗装装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回転霧化塗装装置において、加振手段の超音波投射部がベル状カップの周端部に隣接して環状に設けられることを特徴とする回転霧化塗装装置。
【請求項３】
請求項２に記載の回転霧化塗装装置において、超音波投射部が軸回り方向及び／又は半径方向に複数分割され、分割された各部が独立して駆動制御可能に構成されることを特徴とする回転霧化塗装装置。
【請求項４】
請求項３に記載の回転霧化塗装装置において、超音波投射部全体が１ユニットとして軸回り方向に回転自在に構成されることを特徴とする回転霧化塗装装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の回転霧化塗装装置において、超音波投射部全体が１ユニットとして振動可能に構成されることを特徴とする回転霧化塗装装置。
【請求項６】
請求項３、４又は５に記載の回転霧化塗装装置において、加振手段における加振作用は超音波振動子によって与えられることを特徴とする回転霧化塗装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両ボデー等の塗装に用いる回転霧化塗装装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の装置は、通常、装置本体の回転軸先端にベル状カップが取り付けられ、塗料供給管から供給される塗料が、孔を通して上記カップ内側に供給され、遠心力とシェーピングエア吹出口からのエア流により霧化されて被塗物の表面に吹き付られるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特許第２６００３９０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来技術では、被塗物の表面に吹き付けられる塗料の粒子径にばらつきが生じ、このため塗着効率が低下すると共に塗膜品質が不安定になるという問題点があった。また、塗料の霧化にエアーを使うために随伴流が生じ、被塗物の不必要な部分に塗料が塗着したり、装置自体を汚すという問題点や、更に、塗着形状もドーナツ状が主体となり、塗装の自由度が低いという問題点もあった。
【０００５】
本発明は、上記従来技術の問題点を解消するためになされたもので、霧化後の塗料の粒子径をより小さく、かつより均一化し、また粒子分布もより均一化して、塗着効率や塗膜品質を向上すると共に、塗装が行われる領域や形状を容易に調整でき、自由度の高い塗装が行える回転霧化塗装装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、回転時に内側に供給された塗料を遠心力により飛散させるベル状カップを備える回転霧化塗装装置において、前記ベル状カップにより飛散された塗料に超音波を投射し、該塗料を微粒子化すると共に所望方向に送出する加振手段を具備することを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、加振手段の超音波投射部がベル状カップの周端部に隣接して環状に設けられることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、超音波投射部が軸回り方向及び／又は半径方向に複数分割され、分割された各部が独立して駆動制御可能に構成されることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、超音波投射部全体が１ユニットとして軸回り方向に回転自在に構成されることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の発明において、超音波投射部全体が１ユニットとして振動可能に構成されることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項３、４又は５に記載の発明において、加振手段における加振作用は超音波振動子によって与えられることを特徴とする。
【００１２】
【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き説明する。なお、各図間において、同一符号は同一又は相当部分を示す。
図１は、本発明による回転霧化塗装装置の一実施形態を概略的に示す斜視図である。
この図において、１は装置本体であって、電動又はエアー駆動のモータにより高速回転される回転軸２が中心部を貫通し、その軸先端に、開口側を前方（図中左方）を向けて固定されたベル状のカップ（ベル状カップ）３を、矢印イに示すように前後方向に進退自在に支持している。
また、上記ベル状カップ３は、高速回転時に塗料供給管４から供給される塗料が、底部側にあけられた複数個の孔を通してカップ内側３ａに供給されることにより、その塗料を遠心力により飛散可能に構成されている。
【００１３】
加振装置５は、上記ベル状カップ３の高速回転時にそのベル状カップ３により飛散された塗料に超音波を投射し、その塗料を微粒子化すると共に所望方向に送出する加振手段をなす。
この加振装置５は、例えば図示するように超音波投射部６を兼ねた超音波振動子群７により構成される。図２に取り出して示すように、間隔を置いて位置する超音波投射部６及び超音波振動体８と、これら相互を結合する振動伝達部９とにより、加振装置５を構成してもよい。この場合は、超音波振動源である上記振動体８を超音波投射部６から離れた箇所に配置できる。
いずれにせよ、加振装置５の超音波投射部６は、ベル状カップ３の周端部に隣接して環状に、また、ベル状カップ３と前後方向に連動するように設けられている。図示例では、ベル状カップ３の端縁にほぼ連続して環状の超音波投射面（環状超音波投射面）６ａが形成されるように、ベル状カップ３の周端部に隣接して超音波投射部６が設けられている。
このように、加振装置５（超音波投射部６）が超音波振動子群７、超音波振動体８によって構成されることによれば、超音波の投射により塗料に与えられる運動エネルギの程度や粒子化の程度を超音波振動子等の超音波振動源の選択、振動子の出力や周波数等によって制御でき、塗着効率や塗膜品質の調整が容易かつ広範囲に可能となる。
【００１４】
上記超音波投射部６は、図１に示す例では矢印ロに示すように環状超音波投射面６ａの上記回転軸２に対する傾斜角（環状超音波投射面６ａの窄まり角）が調整可能に構成されている。上述したように、ベル状カップ３は前後方向（矢印イ方向）に進退自在であり、これと連動可能に設けられた加振装置５、換言すれば超音波投射部６も前後方向に進退自在である。したがって図示例によれば、超音波投射部６の傾斜角、前後位置の調整によって、被塗物への塗装が行われる領域や形状の調整が可能である。ここでは、直径Ｄの円形状領域Ａに塗装が行われる例を示している。
図３は、環状超音波投射面６ａの図中矢印ロに示すような回転軸２に対する傾斜角の調整によって、塗装が行われる円形状領域Ａの外周位置が調整される様子を示す。
図示するように、環状超音波投射面６ａを矢印ハ側に傾斜させて（環状超音波投射面６ａを窄ぼめて）行くと、領域Ａは、その外周位置が矢印ニに示すように中心位置Ｏ方向に移動し、徐々に小円形状に調整されて行く。同様の調整は、超音波投射部６の前後方向（矢印イ方向）の調整によっても可能であるが、この調整によると、前者の傾斜角（矢印ロ方向）の調整に比べて塗料粒子の分布変動が大きくなる。したがって、実際の塗装に当たっては、これら両調整が適宜組み合わされる。
【００１５】
説明を図１に戻すと、この図１に示す例では、超音波投射部６は軸回り方向に複数分割され、分割された各部（各超音波振動子）６ｂが独立して駆動制御可能に構成されている。したがって、被塗物への塗装が行われる領域や形状の操作はより広い範囲で可能となる。
なお、高電圧発生装置１０はベル状カップ３に高電圧を印加して塗料を帯電させる装置で、静電塗装時に用いられる。図示例では、高電圧をベル状カップ３に直接印加するようにしたが、これのみに限られない。
また、図１に示すように、ベル状カップ３に高電圧を印加し、ベル状カップ３内において塗料を帯電させるのではなく、ベル状カップ３外において、つまり超音波が投射され、微粒子化された後の塗料を帯電させるようにしてもよい。
【００１６】
上述実施形態において、塗装に当たっては、ベル状カップ３が回転軸２から駆動力を得て高速回転される。
この状態で、塗料供給管４からの塗料がカップ内側３ａに供給されると、塗料は遠心力によりベル状カップ３の外方に液糸状に、ないし粒子化されて飛散される。この時、ベル状カップ３の周囲を取り巻くように設けられた環状超音波投射部６から超音波が出力されているので、ベル状カップ３から飛散された塗料へは更に超音波投射部６からの超音波が投射される。
これによると、液糸状の、あるいは粒子化された塗料は、方向性をもった運動エネルギが与えられ、その方向に微粒子化されながら送出される。
ここで、超音波投射部６（環状超音波投射面６ａ）は、矢印ロに示す回転軸２に対する傾斜角が所望値に調整されているので、微粒子化された塗料はその調整値に応じた方向に飛行する。また、矢印イに示す前後方向の位置も被塗物に対して所望値に調整されているので、被塗物に対して所望の直径Ｄを有する円形状領域Ａに塗装が行われる。
このような超音波投射による霧化技術によれば、エアー流による従来技術に比べて、霧化後の塗料の粒子径は一層微粒子化、たとえば従来技術において３０ミクロン以上あったものを、２０ミクロン以下に微粒子化できる。しかも、塗料の粒子径はより均一化され、また粒子分布もより均一化されるので、塗着効率や塗膜品質が向上する。また、被塗物への塗装が行われる領域や形状も容易に調整でき、自由度の高い塗装が行える。
【００１７】
図４は、本発明装置の他の実施形態を概略的に示す側断面図、図５は図４中の要部を取り出して示す斜視図である。
両図に示すように、加振装置５の超音波投射部６は、軸回り方向のみならず、半径方向にも複数分割してもよい。この場合、分割された各部６ｂ（各超音波振動子７ｂ）は独立して駆動制御可能に構成される。
これによれば、被塗物４２への塗装が行われる領域や形状の調整は更に広い範囲で可能となり、また、微調整も容易に可能となる。
なお、図４中、４１は塗料帯電電極であって、静電塗装時に高電圧が印加され、塗料を帯電させる。図１の例においては、ベル状カップ３に高電圧を印加し、ベル状カップ３内において塗料を帯電させているが、ここではベル状カップ３外において、つまり超音波が投射され、微粒子化された後の塗料４３を塗料帯電電極４１を用いて帯電させている。
【００１８】
図６は、本発明装置を車両ボデーの自動塗装ラインに適用した例を概略的に示す斜視図である。
この図において、本発明に係る回転霧化塗装装置６１は、リニアモータ、自動機又はロボット等からなる走行装置６２に、ベル状カップ３及び超音波投射部６部分が例えば３６０°方向に傾動可能に取り付けられている。矢印ホ〜リは上記傾動が可能であることを示す。
モータ回転コントロール盤６３は、ベル状カップ３の回転用モータに駆動信号Ｓ１及びコントロール信号Ｓ２を与えて駆動制御する装置である。
ミキシング装置６４は、原色５色（シアン、マゼンタ、黄、黒及び白）用ポンプ６５〜６９からの各色塗料を混合して回転霧化塗装装置６１の塗料供給管４（図１参照）に送給する装置である。塗料供給管４への塗料を、このように、回転霧化塗装装置６１の直前で混合して目的色とし、塗料供給管４に送給するようにしてもよい。
超音波コントローラ７０は、回転霧化塗装装置６１の超音波投射部６を構成する超音波振動子群を駆動、制御する装置である。
また、高電圧コントローラ７１は、回転霧化塗装装置６１のベル状カップ３に適宜制御された高電圧を印加して塗料を帯電させる装置であり、静電塗装時に用いられる。
回転霧化塗装装置６１及び走行装置６２の組を複数組用意し、車両ボデーの複数箇所を同時に塗装するようにしてもよい。各組が受け持つ塗装面積は均等にしてもよく、また、組毎に変えてもよい。組毎に塗装面積を変える場合には、各組は、組毎に定められた塗装動作シーケンスに従って塗装を行う。
【００１９】
なお、上述本発明装置において、超音波投射部６全体を１ユニットとして、軸回り方向に回転自在に又は振動可能に構成してもよく、更には、軸回り方向に回転自在かつ振動可能に構成してもよい。
これによれば、霧化後の塗料の粒子径は更に均一化され、また粒子分布も更に均一化され、塗着効率や塗膜品質を一層高めることができる。
加振手段（加振装置５）における加振作用は超音波振動子以外の素子、例えば磁歪変換素子によって与えるようにしてもよい。
【００２０】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、霧化後の塗料の粒子径をより小さく、かつより均一化し、また粒子分布もより均一化でき、塗着効率や塗膜品質を高めることができる。また、塗装が行われる領域や形状を容易に調整でき、自由度の高い塗装を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の一実施形態を概略的に示す斜視図である。
【図２】同上装置における加振装置の他の例を示す斜視図である。
【図３】同上装置における環状超音波投射面の回転軸に対する傾斜角の調整により塗装領域が調整される様子を示す図である。
【図４】本発明装置の他の実施形態を概略的に示す側断面図である。
【図５】図４中の要部を取り出して示す斜視図である。
【図６】本発明装置を車両ボデーの自動塗装ラインに適用した例を概略的に示す斜視図である。
【符号の説明】
２  回転軸
３  ベル状カップ
４  塗料供給管
５  加振装置
６  超音波投射部
【図１】
2004290877.tif 000003
【図２】
2004290877.tif 000004
【図３】
2004290877.tif 000005
【図４】
2004290877.tif 000006
【図５】
2004290877.tif 000007
【図６】
2004290877.tif 000008