(57)【要約】【課題】回転霧化式塗装装置において塗料の微粒化能力を向上する。【解決手段】回転霧化式塗装装置１０の回転霧化頭１１は、塗料の塗布時にワークに対向する第１塗料案内面４０と、第１塗料案内面４０と外周縁部４８を共有し該第１塗料案内面４０の反対側を臨む第２塗料案内面４２と、第１塗料案内面４０に塗料を供給可能な複数の第１供給孔４４と、第２塗料案内面４２に塗料を供給可能な複数の第２供給孔４６と、を有する。第１塗料案内面４０及び第２塗料案内面４２の外周縁部４８の近傍部には、複数の第１溝６２及び第２溝６８が周方向に形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転にともなう遠心力によって塗料を吐出する回転霧化頭を備え、吐出した前記塗料をワークに塗布する回転霧化式塗装装置であって、
前記回転霧化頭は、前記塗料の塗布時に前記ワークに対向する第１塗料案内面と、前記第１塗料案内面と外周縁部を共有し該第１塗料案内面の反対側を臨む第２塗料案内面と、前記第１塗料案内面に前記塗料を供給可能な複数の第１供給孔と、前記第２塗料案内面に前記塗料を供給可能な複数の第２供給孔と、を有する
ことを特徴とする回転霧化式塗装装置。
【請求項２】
請求項１記載の回転霧化式塗装装置において、
前記第１供給孔は、前記回転霧化頭の中心部に設けられた前記塗料の供給部と前記第１塗料案内面とを連通し、
前記第２供給孔は、前記第１塗料案内面と前記第２塗料案内面とを連通するとともに前記第１塗料案内面側に設けられる開口部が前記第１供給孔の開口部よりも外径側に位置し、
前記第１塗料案内面は、前記第１供給孔の開口部が形成された第１平坦部と、前記第１供給孔と前記第２供給孔の間に形成され且つ前記第１平坦部に連なり先端側に向かって外径方向に傾斜する中間段差部と、を有する
ことを特徴とする回転霧化式塗装装置。
【請求項３】
請求項２記載の回転霧化式塗装装置において、
前記第１塗料案内面及び前記第２塗料案内面は、前記第２供給孔の開口部が形成された第２平坦部と、前記第２供給孔よりも外径側に形成され且つ第２平坦部に連なり先端側に向かって外径方向に傾斜する外側段差部を有する
ことを特徴とする回転霧化式塗装装置。
【請求項４】
請求項２又は３記載の回転霧化式塗装装置において、
前記複数の第２供給孔は、前記回転霧化頭の中心から互いに同一距離に設けられ、
前記複数の第２供給孔の開口面積の合計は、該複数の第２供給孔からなる孔群の外接円を外周とし、該孔群の内接円を内周とする輪の面積に対して略半分となる
ことを特徴とする回転霧化式塗装装置。
【請求項５】
請求項１記載の回転霧化式塗装装置において、
前記第１供給孔は、前記回転霧化頭の中心部に設けられた前記塗料の供給部と前記第１塗料案内面とを連通し、
前記第２供給孔は、前記供給部と前記第２塗料案内面とを連通し、
前記第１供給孔と前記第２供給孔の数及び開口面積が同一である
ことを特徴とする回転霧化式塗装装置。
【請求項６】
請求項５記載の回転霧化式塗装装置において、
前記第１供給孔と前記第２供給孔は、互い違いに等間隔に配置され、且つそれらの流入口が同一円周上に位置する
ことを特徴とする回転霧化式塗装装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の回転霧化式塗装装置において、
前記第１塗料案内面及び前記第２塗料案内面の外周縁部には、複数の溝が周方向に形成されており、
前記第１塗料案内面に形成されている複数の溝と前記第２塗料案内面に形成される複数の溝は、周方向に沿って互いに位相が異なっている
ことを特徴とする回転霧化式塗装装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の回転霧化式塗装装置において、
前記第１塗料案内面及び前記第２塗料案内面は、親水処理が施されている
ことを特徴とする回転霧化式塗装装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の回転霧化式塗装装置において、
前記第１塗料案内面及び前記第２塗料案内面の外周縁の頂部によって構成される仮想平面を想定した場合に、前記仮想平面は前記回転霧化頭の回転中心軸に対して直交し、
前記第１塗料案内面と前記第２塗料案内面の外周縁部寄りの断面形状は、前記仮想平面を対称軸として略線対称である
ことを特徴とする回転霧化式塗装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転にともなう遠心力によって塗料を吐出する回転霧化頭を備え、吐出した塗料をワークに塗布する回転霧化式塗装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のボディ等のワーク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、高電圧を印加した状態で回転霧化頭を回転させ、該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、回転霧化頭の先端部から噴霧して、静電塗装を行う。
【０００３】
また、一従来例に係る回転霧化式塗装装置では、軸孔を介して回転霧化頭に供給された塗料を回転霧化頭の内表面（塗料吐出沿面）に沿って液膜として放出端縁に導き、放出端縁に形成された溝によって多数の液糸に細分化して放出する（例えば、下記特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２１３９９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、回転霧化式塗装装置は、塗装ロボットの削減に伴い、ワークに対する単位時間あたりの塗料の吐出量の増大が求められている。このようなニーズに対応して回転霧化頭へ供給する塗料の量を増大させた場合、回転霧化頭の表面での液膜厚が厚くなり、遠心力が十分に与えられないまま回転霧化頭の表面を流れることとなる。この場合、液膜の厚い部分はコリオリの力を受けて回転霧化頭に対して円周方向に流れることにより、液膜厚がさらに厚くなる。よって、微粒化能力が悪化し、塗膜品質の不具合が生じる。このような問題を解決するために、回転霧化頭を大きくすることが考えられるが、車体の内板部品等との干渉や、回転霧化頭の重量増大に伴う回転数低下等の観点から好ましい対策とはいえない。
【０００６】
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、塗料の微粒化能力を向上できる回転霧化式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】
【０００７】
前記の目的を達成するために、本発明は、回転にともなう遠心力によって塗料を吐出する回転霧化頭を備え、吐出した前記塗料をワークに塗布する回転霧化式塗装装置であって、前記回転霧化頭は、前記塗料の塗布時に前記ワークに対向する第１塗料案内面と、前記第１塗料案内面と外周縁部を共有し該第１塗料案内面の反対側を臨む第２塗料案内面と、前記第１塗料案内面に前記塗料を供給可能な複数の第１供給孔と、前記第２塗料案内面に前記塗料を供給可能な複数の第２供給孔と、を有することを特徴とする。
【０００８】
上記によれば、回転霧化頭は、第１供給孔から第１塗料案内面に塗料を供給し、第２供給孔から第２塗料案内面に塗料を供給することで、第１塗料案内面及び第２塗料案内面から塗料を吐出することができる。すなわち、回転霧化頭に供給する塗料を増加しても、第１塗料案内面及び第２塗料案内面の両面を薄い液膜の状態で案内することが可能であり、該塗料を第１塗料案内面及び第２塗料案内面の外周縁部から放出することができる。その結果、回転霧化式塗装装置は、単位時間あたりに微粒化する塗料を大幅に増加することが可能となる。そして、塗料の供給量を増大させた場合でも、塗料を確実に微粒化することができ、良好な塗膜品質を得ることができる。
【０００９】
この場合、回転霧化式塗装装置において、前記第１供給孔は、前記回転霧化頭の中心部に設けられた前記塗料の供給部と前記第１塗料案内面とを連通し、前記第２供給孔は、前記第１塗料案内面と前記第２塗料案内面とを連通するとともに前記第１塗料案内面側に設けられる開口部が前記第１供給孔の開口部よりも外径側に位置し、前記第１塗料案内面は、前記第１供給孔の開口部が形成された第１平坦部と、前記第１供給孔と前記第２供給孔の間に形成され且つ前記第１平坦部に連なり先端側に向かって外径方向に傾斜する中間段差部と、を有する構成とすることができる。
【００１０】
このように、第１供給孔が供給部と第１塗料案内面とを連通することで、回転霧化頭の回転により塗料を第１塗料案内面に容易に導き、さらに第２供給孔が第１塗料案内面と第２塗料案内面とを連通することで、第１塗料案内面に導かれた塗料を第２塗料案内面に容易に導くことができる。しかも、第１供給孔の開口部と第２供給孔の開口部との間に中間段差部を有することで、第１供給孔から第１塗料案内面に供給された塗料を中間段差部において一旦合流させ、中間段差部から外径方向に案内される塗料の液膜厚を均一化することができる。これにより第２供給孔を介して第２塗料案内面に均等に塗料を供給することができ、回転霧化頭の外周縁部から均等に塗料を吐出することができる。
【００１１】
また、前記第１塗料案内面及び前記第２塗料案内面は、前記第２供給孔の開口部が形成された第２平坦部と、前記第２供給孔よりも外径側に形成され且つ第２平坦部に連なり先端側に向かって外径方向に傾斜する外側段差部を有するとよい。
【００１２】
このように、第２供給孔の開口部よりも外径側に外側段差部を有することで、第１塗料案内面では、第２供給孔に塗料を供給したことにより液膜厚が薄くなっている箇所が存在しても、外側段差部において合流させ、外側段差部から外径方向に案内される塗料の液膜厚を均一化することができる。同様に、第２塗料案内面では、第２供給孔から供給された塗料を外側段差部において合流させ、外側段差部から外径方向に案内される塗料の液膜厚を均一化することができる。
【００１３】
さらに、前記複数の第２供給孔は、前記回転霧化頭の中心から互いに同一距離に設けられ、前記複数の第２供給孔の開口面積の合計は、該複数の第２供給孔からなる孔群の外接円を外周とし、該孔群の内接円を内周とする輪の面積に対して略半分となるとよい。
【００１４】
このように、複数の第２供給孔の開口面積の合計が輪の面積に対して略半分となることで、第１塗料案内面に供給された塗料は、外径方向に移動して輪を通る際に、その半分が第２供給孔を介して第２塗料案内面に供給される。したがって、第１塗料案内面及び第２塗料案内面は、外周縁部の近傍部において略同量の塗料を案内することができるので、回転霧化頭は微粒化される塗料を略同じ大きさにして吐出することができる。
【００１５】
ここで、上記回転霧化式塗装装置において、前記第１供給孔は、前記回転霧化頭の中心部に設けられた前記塗料の供給部と前記第１塗料案内面とを連通し、前記第２供給孔は、前記供給部と前記第２塗料案内面とを連通し、前記第１供給孔と前記第２供給孔の数及び開口面積が同一であるように構成してもよい。
【００１６】
このように、第１供給孔と第２供給孔が共に供給部に連通することで、供給部から第１塗料案内面及び第２塗料案内面に容易に塗料を供給することができる。また、第１供給孔と第２供給孔の数及び開口面積が同一であることで、第１塗料案内面及び第２塗料案内面に略同量の塗料を供給することができるので、回転霧化頭は微粒化される塗料を略同じ大きさにして吐出することができる。
【００１７】
この場合、前記第１供給孔と前記第２供給孔は、互い違いに等間隔に配置され、且つそれらの流入口が同一円周上に位置するとよい。
【００１８】
このように、第１供給孔と第２供給孔が互い違いに等間隔に配置され、且つそれらの流入口が同一円周上に位置することで、供給部から第１供給孔及び第２供給孔に流入する塗料に同じ遠心力を付与することができるので、第１塗料案内面及び第２塗料案内面に供給する塗料の供給量を一層均等化することができる。
【００１９】
また、前記第１塗料案内面及び前記第２塗料案内面の外周縁部には、複数の溝が周方向に形成されており、前記第１塗料案内面に形成されている複数の溝と前記第２塗料案内面に形成される複数の溝は、周方向に沿って互いに位相が異なっていることが好ましい。
【００２０】
これにより、各案内面の外周縁部から放出された瞬間の液糸は、互い違いに飛び出してシェーピングエアを均等に受けることができ、第１塗料案内面と第２塗料案内面とで確実に微粒化（液滴化）することができ、塗膜品質を一層向上できる。
【００２１】
さらに、前記第１塗料案内面及び前記第２塗料案内面は、親水処理が施されていてもよい。
【００２２】
このように、第１塗料案内面及び第２塗料案内面に親水処理を施すことで、第１塗料案内面及び第２塗料案内面に供給された塗料を面状に広げ表面張力を働かせ易くすることができる。このため、塗料が外周縁部に達する前（微粒化する前）に塗料が各案内面から離れることを抑制できる。
【００２３】
またさらに、前記第１塗料案内面及び前記第２塗料案内面の外周縁の頂部によって構成される仮想平面を想定した場合に、前記仮想平面は前記回転霧化頭の回転中心軸に対して直交し、前記第１塗料案内面と前記第２塗料案内面の外周縁部寄りの断面形状は、前記仮想平面を対称軸として略線対称であることが好ましい。
【００２４】
第１塗料案内面と第２塗料案内面の外周縁部寄りの断面形状が仮想平面を対称軸として略線対称であれば、回転霧化頭の回転ともなう遠心力により、各案内面に供給された塗料の移動状態（量や速度等）を略同じ状態として外周縁部に案内することができ、回転霧化頭から塗料をより均一に吐出することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の回転霧化式塗装装置によれば、単位時間あたりに微粒化する塗料を大幅に増加することが可能となる。そして、塗料の供給量を増大させた場合でも、塗料を確実に微粒化することができ、良好な塗膜品質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る回転霧化式塗装装置の先端部を示す側面断面図である。
【図２】図１の回転霧化式塗装装置の回転霧化頭を示す正面図である。
【図３】図３Ａは、図１の回転霧化頭の外周縁部を説明する部分拡大側面断面図であり、図３Ｂは、図１の回転霧化頭の供給孔を説明する部分拡大正面図である。
【図４】図１の回転霧化式塗装装置における塗料の流れを説明するための図であり、図４Ａは、部分拡大側面断面図であり、図４Ｂは、部分拡大正面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る回転霧化式塗装装置の先端部を示す側面断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る回転霧化式塗装装置の先端部を示す側面断面図である。
【図７】図７Ａ及び図７Ｂは、本発明の変形例に係る回転霧化頭の外周縁部を説明する部分拡大側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係る回転霧化式塗装装置について好適な実施の形態（第１から第３実施形態）を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。
【００２８】
図１は、本発明の第１実施形態に係る回転霧化式塗装装置１０の縦断面図である。回転霧化式塗装装置１０は、回転にともなう遠心力によって塗料を吐出する回転霧化頭１１を備え、該回転霧化頭１１から吐出した塗料を被塗装物であるワーク（図示せず）に塗布する。図１に示すように、回転霧化式塗装装置１０は、装置本体のケーシング１２と、ケーシング１２内に設けられたエアモータ１４と、エアモータ１４によって高速回転する回転軸１６と、回転軸１６の中空部に挿通された管部材１８と、回転軸１６の先端に設けられた袴形の回転霧化頭１１と、回転霧化頭１１の先端外周に向けてシェーピングエアを噴出するシェーピングエアリング２０とを有する。
【００２９】
エアモータ１４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１６を高速回転するように構成されている。この回転軸１６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。したがって、回転霧化頭１１には回転軸１６を介して負の高電圧が印加される。また、回転軸１６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１８が配置されている。
【００３０】
管部材１８内には、塗料を流すための塗料供給路２２と、洗浄液を流すための洗浄液供給路２４とが形成されている。管部材１８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２６と、洗浄液を吐出する洗浄液供給ノズル２８とが同心状に形成されている。
【００３１】
回転霧化頭１１は、回転軸１６の先端に固定されており、回転軸１６がエアモータ１４の作用下に回転すると、回転霧化頭１１も回転軸１６とともに一体的に回転する。回転霧化頭１１の内部には、管部材１８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（供給部）３０が形成されている。塗料溜り部３０は、円形の空間である。この塗料溜り部３０の中心部に、塗料供給ノズル２６が臨んでいる。
【００３２】
図１に示すように、回転霧化頭１１は、回転軸１６に固定されたインナー部材３２と、インナー部材３２の外周部に固定されたアウター部材３４とから構成されており、インナー部材３２とアウター部材３４との間に、塗料溜り部３０が形成されている。インナー部材３２は、カップ状に形成され、回転軸１６の先端部に取付固定される。インナー部材３２のカップ状の内面には、回転軸１６の先端部が螺合される被螺合部３２ａが形成され、インナー部材３２の前面中央部には、管部材１８の先端部が挿通される開口部３２ｂが形成されている。
【００３３】
アウター部材３４は、回転軸１６の軸心ａに並行して前後に延びる円筒形状の連結部３６と、この連結部３６の先端側（前部）に連なり回転軸１６の軸心ａと直交して放射状に延在する円板部３８とを有する。連結部３６は、円筒形状の内径がインナー部材３２の外径と略一致する寸法となっており、基端側（後部）内周面に雌ねじ部３６ａが形成されている。回転霧化頭１１は、インナー部材３２の基端側外周面に形成された雄ねじ部３２ｃに、アウター部材３４の雌ねじ部３６ａを螺合することで組み立てられる。
【００３４】
円板部３８は、回転軸１６の軸心ａから外径方向に所定半径延出している。この円板部３８は、塗料の塗布時にワークに対向する第１塗料案内面４０と、第１塗料案内面４０と外周縁部４８を共有し該第１塗料案内面４０の反対側を臨む第２塗料案内面４２と、第１塗料案内面４０に塗料を供給可能な複数の第１供給孔４４と、第２塗料案内面４２に塗料を供給可能な複数の第２供給孔４６と、を有する。第１塗料案内面４０は、回転霧化頭１１の回転時の遠心力により、第１供給孔４４から供給された塗料を、その表面に沿って外周縁部４８に案内する。同様に、第２塗料案内面４２は、回転霧化頭１１の回転時の遠心力により、第２供給孔４６から供給された塗料を、その表面に沿って外周縁部４８に案内する。
【００３５】
回転霧化頭１１の第１塗料案内面４０は、中心から外側に向かって第１平坦部５０、中間段差部５２、第２平坦部５４、外側段差部５６及び第１傾斜部５８を備える。第１平坦部５０は、第１塗料案内面４０の中央部において第２平坦部５４よりも基端側に位置し、その平坦面が回転軸１６の軸心ａに対し略直交方向に延在する。この第１平坦部５０の背面（反対面）側には、塗料溜り部３０が形成されている。
【００３６】
また、第１平坦部５０は、回転軸１６の軸心ａが通る中心位置Ｏに基端方向に窪んだ窪部５０ａを有する。窪部５０ａには、塗料溜り部３０に連通する複数（例えば、４つ）の中央供給孔６０が形成されている。この中央供給孔６０は、回転霧化頭１１を洗浄する際に、洗浄液供給ノズル２８から塗料溜り部３０へ供給された洗浄液を第１塗料案内面４０中央部分に供給可能としている。すなわち、回転霧化式塗装装置１０は、塗装作業中に塗装エリアを舞っているダスト（例えば、未塗着塗料等）が、負圧領域となっている第１塗料案内面４０中央部分（中央供給孔６０付近）に付着する可能性があるが、塗装終了後に、中央供給孔６０を介して、第１塗料案内面４０中央部分に洗浄液を供給することで、ダストの付着を容易に除去することができる。
【００３７】
図２は、図１の回転霧化式塗装装置１０の回転霧化頭１１を示す正面図である。図１及び図２に示すように、円板部３８は、中心位置Ｏ（軸心ａとの交点）から所定半径離れた位置に複数の第１供給孔４４を備える。第１供給孔４４は、流入口４４ａが塗料溜り部３０の側周部に開口し、この流入口４４ａから先端側に向かって軸線ａから遠ざかるように延び、第１平坦部５０の外径側の縁部寄りに流出口４４ｂが開口する。第１供給孔４４は、流入口４４ａから流出口４４ｂまでの内径が同一である。また、複数の第１供給孔４４は、互いに等間隔に配置されている。第１平坦部５０は、この第１供給孔４４よりも外径側の縁部が中間段差部５２に連なる。
【００３８】
中間段差部５２は、基端側から先端側に向かって拡径するテーパ形状に形成されている。中間段差部５２は、内径側の縁部が第１平坦部５０に連なり、外径側の縁部が第２平坦部５４に連なることで、第１平坦部５０と第２平坦部５４の平面高さを相違させる。
【００３９】
第２平坦部５４は、第１平坦部５０と平行になる平坦面であり、中間段差部５２に連なる内径側の縁部から外径方向に向かって所定幅延設されている。円板部３８は、この第２平坦部５４に対応する円周上に複数の第２供給孔４６を備える。第２供給孔４６は、流入口４６ａが第２平坦部５４（第１塗料案内面４０）に開口し、この流入口４６ａから基端側に向かって軸線ａから遠ざかるように延び、反対側の第２塗料案内面４２に流出口４６ｂが開口する。第２供給孔４６は、流入口４６ａから流出口４６ｂまでの内径が同一であり、該内径が第１供給孔４４よりも小さい。また、複数の第２供給孔４６は、互いに等間隔に配置されている。第２平坦部５４は、第２供給孔４６よりもさらに外径側の縁部が外側段差部５６に連なる。
【００４０】
外側段差部５６は、中間段差部５２と同様に、基端側から先端側に向かって拡径するテーパ形状に形成されている。外側段差部５６は、内径側の縁部が第２平坦部５４に連なり、外径側の縁部が第１傾斜部５８に連なることで、第２平坦部５４と第１傾斜部５８の平面高さを相違させる。
【００４１】
第１傾斜部５８は、外側段差部５６と連なる内径側の縁部から回転霧化頭１１（円板部３８）の外周縁部４８に向かって基端側に傾斜する。この第１傾斜部５８は、比較的緩やかに傾斜しており、液膜化される塗料を第１傾斜部５８の表面から逃すことなくスムーズに外径方向に案内可能となっている。また、第１傾斜部５８の外周縁部４８には、複数の溝（第１溝６２）が周方向に形成されている。
【００４２】
複数の第１溝６２は、第１塗料案内面４０の外周縁部４８の全周に等間隔に設けられるとともに、回転霧化頭１１の半径方向に沿って延在している。第１溝６２は、第１塗料案内面４０に沿って外径方向に流れてきた薄膜状の塗料を細分化する。これにより、第１塗料案内面４０の外周縁部４８からは、細糸状となった塗料（液糸）が放出される。
【００４３】
図１に示すように、円板部３８の第２塗料案内面４２は、連結部３６の先端側に連なる内径側の縁部から回転霧化頭１１（円板部３８）の外周縁部４８に向かって、先端側に傾斜する第２傾斜部６４を有する。第２傾斜部６４の内径側の縁部寄りには、周方向に凹部６６が刻設されており、第２供給孔４６の流出口４６ｂは該凹部６６の底部６６ａに形成されている。また、凹部６６は、底部６６ａに連なる外径側の側面（傾斜面６６ｂ）が、第１塗料案内面４０の外側段差部５６と同じ傾斜角に形成されている。
【００４４】
図３Ａは、図１の回転霧化頭１１の外周縁部４８を説明する部分拡大側面断面図であり、図３Ｂは、図１の回転霧化頭１１の第２供給孔４６を説明する部分拡大正面図である。図３Ａに示すように、第２傾斜部６４は、第１傾斜部５８と同様の傾斜面となっている。すなわち、円板部３８（回転霧化頭１１）の外周縁部４８の頂部４９によって構成される円を含む仮想平面αを想定した場合（すなわち、断面視では図３Ａのように直線で表される）、仮想平面αは軸線ａに対して垂直であり、第１傾斜部５８と第２傾斜部６４の断面形状が仮想平面αを対称軸として略線対称となっている。このように、第１傾斜部５８と第２傾斜部６４の断面形状を略線対称とすることで、回転霧化頭１１の回転にともなう遠心力により、第１塗料案内面４０及び第２塗料案内面４２に供給された塗料の移動状態（量や速度等）を略同じ状態として、外周縁部４８に案内することができ、回転霧化頭１１から塗料をより均一に吐出することができる。
【００４５】
また、図２に示すように、第２傾斜部６４（第２塗料案内面４２）の外周縁部４８には、複数の溝（第２溝６８）が全周に等間隔に設けられるとともに、回転霧化頭１１の半径方向に沿って延在している。第２溝６８は、第２塗料案内面４２に沿って外径方向に流れてきた薄膜状の塗料を細分化する。これにより、第２塗料案内面４２の外周縁部４８からは、細糸状となった塗料（液糸）が放出される。
【００４６】
ここで、図２及び図３Ａに示すように、第１溝６２と第２溝６８とでは、溝数、溝長さ、溝形状が同一であるが、互いに周方向の位相が異なっている。このため、第１溝６２及び第２溝６８は、周方向に位相をずらして塗料（液糸）を放出する。
【００４７】
図１及び図２に示すように、回転霧化頭１１の複数の第１供給孔４４は、塗料溜り部３０と第１塗料案内面４０が連通するように形成され、第１平坦部５０において同一円周上に等間隔で配置されることで、各流出口４４ｂから略同量の塗料を第１塗料案内面４０の表面に供給する。すなわち、塗料溜り部３０に溜められた塗料は、回転霧化頭１１の回転時の遠心力によって、塗料溜り部３０の側周部に形成された複数の第１供給孔４４の各流入口４４ａに略同量で流入し、第１供給孔４４を通って反対側（第１平坦部５０）の流出口４４ｂから流出される。
【００４８】
一方、複数の第２供給孔４６は、第１塗料案内面４０と第２塗料案内面４２が連通するように形成され、第２傾斜部６４において同一円周上に等間隔で配置されることで、第１塗料案内面４０に供給された塗料の一部を、第２供給孔４６の各流入口４６ａから流入させ、反対側の各流出口４６ｂから略同量の塗料を流出させる。
【００４９】
また、図３Ｂに示すように、複数の第２供給孔４６からなる孔群の外接円７０を外周とし、該複数の第２供給孔４６からなる孔群の内接円７２を内周とする輪７４を想定した場合に、複数の第２供給孔４６の流入口４６ａの面積の合計は、輪７４の面積に対して略半分となるように形成されている。このように、複数の第２供給孔４６の開口面積の合計が、輪７４の面積に対して略半分となることで、第１塗料案内面４０に供給された塗料は、外径方向に移動して輪７４を通る際に、その半分が第２供給孔４６を介して第２塗料案内面４２に供給される。したがって、第１塗料案内面４０及び第２塗料案内面４２は、第２供給孔４６を通過した後の塗料を略同量にして外周縁部４８に案内することができる。
【００５０】
さらに、回転霧化頭１１は、第１塗料案内面４０及び第２塗料案内面４２に親水処理が施されている。この親水処理としては、例えば、第１塗料案内面４０及び第２塗料案内面４２の表面に親水性高分子材料をコーティングする等の方法を採ることができる。この場合、親水性高分子材料としては、デンプン類、マンナン類、アルギン酸ナトリウム、アラビアゴム、デキストリン、にかわ、ゼラチン、カゼイン、コラーゲン等の天然ポリマー、変成セルロースや変成デンプンのような半合成ポリマー、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸（ナトリウム）、ポリエチレンオキシド、ポリアクリルアミド、ポリエチレングリコール等の合成ポリマー、あるいはこれらのポリマーを重合したもの等があげられる。
【００５１】
シェーピングエアリング２０は、回転霧化頭１１を囲むようにケーシング１２の先端部に固定されており、円板部３８の外周縁部４８の後方から、回転霧化頭１１の先端外周に向けてシェーピングエアを噴出するものである。図１に示すように、シェーピングエアリング２０は、その内側部分を構成する内側リング部材７６と、その外側に配置される外側リング部材７８とから構成されている。
【００５２】
内側リング部材７６は、後端側の大径部８０と、この大径部８０の先端に設けられた小径部８２とを備えている。大径部８０には、図示しないエア供給源に連通したエア供給通路８４が形成されている。外側リング部材７８は、後端側の内側リング部材７６の大径部８０に外側から接する大径部８６と、この大径部８６の先端から内側リング部材７６の小径部８２の先端に向けて内向きに傾斜するテーパ部８８とを備えている。
【００５３】
内側リング部材７６と外側リング部材７８との間には、エア供給通路８４と連通した環状の隙間９０が形成されている。この隙間９０の先端は、回転霧化頭１１の外周縁部４８の後方位置で、エアの噴出口９２として回転霧化頭１１の先端外周に向けて開口している。したがって、エアを図示しないエア供給源からエア供給通路８４に供給すると、シェーピングエアが噴出口９２から回転霧化頭１１の先端外周に向けて噴出され、回転霧化頭１１から遠心方向外方に放出された霧状の塗料が所定の塗布パターンに整形される。
【００５４】
本実施形態に係る回転霧化式塗装装置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。
【００５５】
塗装を行う場合は、エアモータ１４により回転軸１６を高速に回転させる。そして、塗料供給ノズル２６から回転霧化頭１１の塗料溜り部３０に向けて塗料を吐出（供給）する。塗料溜り部３０に吐出された塗料は、その吐出力及び回転霧化頭１１の回転によって、第１供給孔４４の流入口４４ａに流入して、第１塗料案内面４０に供給される。
【００５６】
図４は、図１の回転霧化式塗装装置１０における塗料の流れを説明するための図であり、図４Ａは、部分拡大側面断面図であり、図４Ｂは、部分拡大正面図である。図４Ａ及び図４Ｂに示すように、第１供給孔４４の流出口４４ｂから流出したポイントＡの塗料は、回転霧化頭１１の回転時の遠心力により、第１平坦部５０の表面を外径方向に移動する。
【００５７】
ポイントＡから移動してきた塗料は、第１平坦部５０と中間段差部５２が連なるポイントＢから中間段差部５２と第２平坦部５４が連なるポイントＣにおいて一旦合流する。すなわち、塗料は、中間段差部５２を乗り越える（ポイントＢからポイントＣに移動する）際に、段差にともなう抵抗により中間段差部５２の周方向に広がり、他の方向から周方向に広がってきた塗料と合流する。これにより、中間段差部５２から外径方向に案内される塗料の液膜厚が均一化される。
【００５８】
中間段差部５２を乗り越えたポイントＣの塗料は、第２平坦部５４の外径方向に移動し、第２供給孔４６が設けられた円周上（ポイントＤ）に到達する。このポイントＤでは、第２供給孔４６の流入口４６ａに流入する塗料と、該流入口４６ａを通らずそのまま傍ら等を通過する塗料とに分れる。第１実施形態では、上述したように、複数の第２供給孔４６の開口部（流入口４６ａ）の合計面積が輪７４の面積の半分となっていることから、第１塗料案内面４０に供給された塗料の約半分を第２供給孔４６に流入させ、残りの半分をそのまま通過させることができる。
【００５９】
第１塗料案内面４０においてポイントＤを通過した塗料（第２供給孔４６に流入しなかった塗料）は、さらに外径方向に移動し、第２平坦部５４と外側段差部５６が連なるポイントＥから外側段差部５６と第１傾斜部５８が連なるポイントＦにおいて合流する。すなわち、第２供給孔４６への流入により移動経路が分かれた塗料は、外側段差部５６を乗り越える（ポイントＥからポイントＦに移動する）際に、段差にともなう抵抗により外側段差部５６の周方向に広がり、他の方向から周方向に広がってきた塗料と合流する。これにより、外側段差部５６から外径方向に案内される塗料の液膜厚が均一化（薄膜化）される。
【００６０】
外側段差部５６を乗り越えたポイントＦの塗料は、第１傾斜部５８の傾斜に沿って外径方向に移動し、ポイントＧにおいて第１溝６２に案内される。第１溝６２では、薄膜化された塗料が、細分化されて回転霧化頭１１の外周縁部４８から液糸となって飛び出す（ポイントＨ）。
【００６１】
一方、ポイントＤにおいて第２供給孔４６に流入した塗料は、第２供給孔４６を通って第２塗料案内面４２の流出口４６ｂ（ポイントＩ）から流出する。そして、ポイントＩから流出した塗料は、遠心力により外径側に移動し、凹部６６の外径側の傾斜面６６ｂ（ポイントＪからポイントＫ）において合流する。すなわち、傾斜面６６ｂは、外側段差部５６と同じ傾斜角に形成されていることで、該外側段差部５６と同様に機能を果たすことができ、塗料が傾斜面６６ｂを乗り越える際に、傾斜（段差）にともなう抵抗により周方向に広がり、他の方向から周方向に広がってきた塗料と合流する。これにより、傾斜面６６ｂから外径方向に案内される塗料の液膜厚が均一化（薄膜化）される。
【００６２】
凹部６６の傾斜面６６ｂを乗り越えたポイントＫの塗料は、第２傾斜部６４の傾斜に沿って外径方向に移動し、ポイントＬにおいて第２溝６８に案内される。第２溝６８では、薄膜化された塗料が、細分化されて回転霧化頭１１の外周縁から液糸となって飛び出す（ポイントＭ）。
【００６３】
上述したように、第１溝６２と第２溝６８は周方向に位相が異なっていることから、第１溝６２と第２溝６８からの液糸を別々に飛び出させることができる。
【００６４】
塗料の塗布中は、回転霧化頭１１とワーク（被塗装物）との間に高電圧が印加されているため、回転霧化頭１１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散し、ワークに塗着する。また、この場合の塗料の噴霧パターンは、シェーピングエアリング２０から噴出されるシェーピングエアによりパターン整形される。
【００６５】
以上のように、第１実施形態に係る回転霧化式塗装装置１０によれば、回転霧化頭１１は、第１供給孔４４から第１塗料案内面４０に塗料を供給し、第２供給孔４６から第２塗料案内面４２に塗料を供給することで、第１塗料案内面４０の第１溝６２及び第２塗料案内面４２の第２溝６８から塗料を吐出することができる。すなわち、回転霧化頭１１に供給する塗料を増加しても、第１塗料案内面４０及び第２塗料案内面４２の両面を薄い液膜の状態で案内し、第１溝６２及び第２溝６８で該塗料を細分化し、液糸として放出することができる。その結果、回転霧化式塗装装置１０は、単位時間あたりに微粒化する塗料を大幅（例えば、２倍）に増加することが可能となる。そして、塗料の供給量を増大させた場合でも、塗料を確実に微粒化することができ、良好な塗膜品質を得ることができる。
【００６６】
また、第１供給孔４４が塗料溜り部３０と第１塗料案内面４０とを連通することで、回転霧化頭１１の回転により塗料を第１塗料案内面４０に容易に導き、さらに第２供給孔４６が第１塗料案内面４０と第２塗料案内面４２とを連通することで、第１塗料案内面４０に導かれた塗料を第２塗料案内面４２に容易に導くことができる。しかも、第１供給孔４４の流出口４４ｂと第２供給孔４６の流入口４６ａとの間に中間段差部５２を有することで、第１供給孔４４から第１塗料案内面４０に供給された塗料を中間段差部５２において一旦合流させ、中間段差部５２から外径方向に案内される塗料の液膜厚を均一化することができる。これにより第２供給孔４６を介して第２塗料案内面４２に均等に塗料を供給することができ、回転霧化頭１１の外周縁部４８から均等に塗料を吐出することができる。
【００６７】
さらに、第２供給孔４６の流入口４６ａよりも外径側に外側段差部５６を有することで、第１塗料案内面４０では、第２供給孔４６に塗料を供給（流入）したことにより液膜厚が薄くなっている箇所が存在しても、外側段差部５６において合流させ、外側段差部５６から外径方向に案内される塗料の液膜厚を均一化することができる。同様に、第２塗料案内面４２では、第２供給孔４６から供給された塗料を傾斜面６６ｂ（外側段差部）において合流させ、傾斜面６６ｂから外径方向に案内される塗料の液膜厚を均一化することができる。
【００６８】
またさらに、複数の第２供給孔４６の開口面積の合計が、外接円７０と内接円７２により構成される輪７４の面積に対して略半分となることで、第１塗料案内面４０に供給された塗料は、外径方向に移動して輪７４を通る際に、その半分が第２供給孔４６を介して第２塗料案内面４２に供給される。したがって、第１塗料案内面４０及び第２塗料案内面４２は、第１傾斜部５８及び第２傾斜部６４において略同量の塗料が案内されるので、回転霧化頭１１は微粒化される塗料を略同じ大きさにして吐出することができる。
【００６９】
さらにまた、第１溝６２と第２溝６８が周方向に沿って互いに位相が異なっていることで、第１塗料案内面４０と第２塗料案内面４２の外周縁部４８から放出された瞬間の液糸は、互い違いに飛び出してシェーピングエアを均等に受けることができ、第１塗料案内面４０と第２塗料案内面４２とで確実に微粒化（液滴化）することができ、塗膜品質を一層向上できる。
【００７０】
ここで、上述したように、回転霧化頭１１は、第１塗料案内面４０及び第２塗料案内面４２に親水処理が施されている。これにより、第１塗料案内面４０及び第２塗料案内面４２に供給された塗料を面状に広げ表面張力を働かせ易くすることができる。このため、塗料が外周縁に達する前（微粒化する前）に塗料が第１塗料案内面４０及び第２塗料案内面４２から離れることを抑制できる。
【００７１】
次に、本発明の第２実施形態に係る回転霧化式塗装装置１０Ａについて説明する。図５は、本発明の第２実施形態に係る回転霧化式塗装装置１０Ａの先端部を示す側面断面図である。なお、以降の第２及び第３実施形態の説明において、第１実施形態に係る回転霧化式塗装装置１０と同一の構成又は同一の機能を有する構成には、同一の符号を付し詳細な説明については省略する。
【００７２】
第２実施形態に係る回転霧化式塗装装置１０Ａは、第２供給孔１００が塗料溜り部３０と第２塗料案内面４２とを連通している点で、第１実施形態に係る回転霧化式塗装装置１０（第２供給孔４６が第１塗料案内面４０と第２塗料案内面４２とを連通している構成）とは異なる。すなわち、回転霧化式塗装装置１０Ａは、第１供給孔４４の流入口４４ａと第２供給孔１００の流入口１００ａが共に塗料溜り部３０の側周部に設けられ、それぞれの流入口４４ａ、１００ａから流入した塗料を第１塗料案内面４０と第２塗料案内面４２に供給する。
【００７３】
この場合、第１供給孔４４と第２供給孔４６の数及び流入口４４ａ、１００ａの開口面積が同一となるように設けられている。さらに、第１供給孔４４と第２供給孔４６は、互い違いに等間隔に配置され、流入口４４ａ、１００ａが同一円周上に位置している。なお、第１塗料案内面４０は、第２供給孔４６を設ける必要がなくなるため、図５に示すように第２平坦部５４及び中間段差部５２を省き、第１平坦部５０の外径側の縁部に外側段差部５６が連なる構成としている。一方、第２塗料案内面４２には、第２供給孔１００から供給された塗料を均一化する目的で、第１塗料案内面４０の外側段差部５６の反対位置に、同じ傾斜角からなる外側段差部１０２が設けられている。なお、第１塗料案内面４０の外側段差部５６に連なる第１傾斜部５８、第２塗料案内面４２の外側段差部１０２に連なる第２傾斜部６４は、第１実施形態と同じ構成を適用することができる。
【００７４】
このような構成により、第２実施形態に係る回転霧化式塗装装置１０Ａにおいても、第１実施形態に係る回転霧化式塗装装置１０と同様の作用及び効果を得ることができる。すなわち、第１供給孔４４から第１塗料案内面４０に塗料を供給し、第２供給孔１００から第２塗料案内面４２に塗料を供給することで、第１塗料案内面４０の第１溝６２及び第２塗料案内面４２の第２溝６８から塗料（液糸）を放出することができる。よって、回転霧化式塗装装置１０Ａは、単位時間あたりに微粒化する塗料を大幅に増加しても、塗料を確実に微粒化することができ、良好な塗膜品質を得ることができる。
【００７５】
また、第１供給孔４４と第２供給孔１００が共に塗料溜り部３０に連通することで、塗料溜り部３０から第１塗料案内面４０及び第２塗料案内面４２に容易に塗料を供給することができる。さらに、第１供給孔４４と第２供給孔１００の数及び開口面積が同一であることで、第１塗料案内面４０及び第２塗料案内面４２に同量の塗料を供給することができる。よって、回転霧化頭１１は、微粒化される塗料を略同じ大きさにして吐出することができる。
【００７６】
またさらに、第１供給孔４４と第２供給孔１００が互い違いに等間隔に配置され、且つそれらの流入口４４ａ、１００ａが同一円周上に位置することで、塗料溜り部３０から第１供給孔４４及び第２供給孔４６に流入する塗料に同じ遠心力を付与することができるので、第１塗料案内面４０及び第２塗料案内面４２に供給する塗料の供給量を一層均等化することができる。
【００７７】
次に、本発明の第３実施形態に係る回転霧化式塗装装置１０Ｂについて説明する。図６は、本発明の第３実施形態に係る回転霧化式塗装装置１０Ｂの先端部を示す側面断面図である。第３実施形態に係る回転霧化式塗装装置１０Ｂは、第２供給孔１００が塗料溜り部３０と第２塗料案内面４２とを連通し、第１供給孔１１０が、第２供給孔１００の流出口１００ｂより外径側の第２塗料案内面４２と第１塗料案内面４０とを連通している点で、第１及び第２実施形態に係る回転霧化式塗装装置１０、１０Ａとは異なる。
【００７８】
すなわち、塗料溜り部３０に供給された塗料は、まず第２供給孔１００によって第２塗料案内面４２に供給され、この第２塗料案内面４２に供給された塗料が第１供給孔１１０によって第１塗料案内面４０に供給される。この場合、第２塗料案内面４２は、第１実施形態に係る回転霧化式塗装装置１０の第１平坦部５０、中間段差部５２、第２平坦部５４及び外側段差部５６と同様の機能を有する第１平坦部１１２、中間段差部１１４、第２平坦部１１６及び外側段差部１１８を形成することができ、外側段差部１１８に第２傾斜部６４が連なる構成とすることが好ましい。また、第１塗料案内面４０には、第１供給孔１１０の外側に外側段差部１２０を形成することが好ましい。
【００７９】
このような構成により、第３実施形態に係る回転霧化式塗装装置１０Ｂにおいても、第１及び第２実施形態に係る回転霧化式塗装装置１０、１０Ａと同様の作用及び効果を得ることができる。すなわち、第２供給孔１００から第２塗料案内面４２に塗料を供給し、その一部を第１供給孔１１０から第１塗料案内面４０に塗料を供給する。これにより、第２塗料案内面４２に沿って第２溝６８に一部（半分）の塗料を案内し、残りの塗料を第１塗料案内面４０に沿って第１溝６２に案内することで、第１塗料案内面４０の第１溝６２及び第２塗料案内面４２の第２溝６８から塗料（液糸）を放出することができる。よって、回転霧化式塗装装置１０Ｂは、単位時間あたりに微粒化する塗料を大幅に増加しても、塗料を確実に微粒化することができ、良好な塗膜品質を得ることができる。
【００８０】
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。
【００８１】
例えば、回転霧化頭１１の外周縁部４８は、図３Ａに示すように外周縁部４８の頂部４９が稜線状に形成されるだけでなく、図７Ａに示すように第１塗料案内面４０の外周縁及び第２塗料案内面４２の外周縁との間が平坦状の面部４９ａに形成されていてもよい。この場合でも、第１塗料案内面４０の外周縁及び第２塗料案内面４２の外周縁に案内された塗料を、面部４９ａで合流させることなく、第１溝６２及び第２溝６８によって微粒化し吐出することができる。
【００８２】
また、回転霧化式塗装装置１０、１０Ａ、１０Ｂの回転霧化頭１１は、外周縁部４８寄りの第１傾斜部５８、第２傾斜部６４が傾斜して形成されているが、これに限定されないことは勿論であり、例えば、図７Ｂに示すように、回転霧化頭１１の面部４９ａに連なる第１塗料案内面４０の外周縁寄りの面及び第２塗料案内面４２の外周縁寄りの面を、該面部４９ａと直交する平坦状に形成してもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１０、１０Ａ、１０Ｂ…回転霧化式塗装装置
１１…回転霧化頭                    ３０…塗料溜り部
３２…インナー部材                  ３４…アウター部材
３６…連結部                        ３８…円板部
４０…第１塗料案内面                ４２…第２塗料案内面
４４、１１０…第１供給孔            ４６、１００…第２供給孔
４８…外周縁部                      ５０、１１２…第１平坦部
５２、１１４…中間段差部            ５４、１１６…第２平坦部
５６、１０２、１１８、１２０…外側段差部
５８…第１傾斜部                    ６２…第１溝
６４…第２傾斜部                    ６８…第２溝
７０…外接円                        ７２…内接円
７４…輪                            α…仮想平面
【図１】
2013000611.tif 000003
【図２】
2013000611.tif 000004
【図３】
2013000611.tif 000005
【図４】
2013000611.tif 000006
【図５】
2013000611.tif 000007
【図６】
2013000611.tif 000008
【図７】
2013000611.tif 000009