(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転霧化頭と、この回転霧化頭を回転可能に支持する装置本体とを備えて成る回転霧化頭型塗装装置において、
前記回転霧化頭の外周に向かってシェーピングエアーを噴射するシェーピングエアー噴射口が設けられたシェーピングエアーキャップと、
このシェーピングエアーキャップの内方に設けられ、内部に１本の細径通路を有し溶剤とエアーが交互に供給されることにより前記回転霧化頭の背面に向かって溶剤を微粒化状態で噴射する溶剤噴射ノズルと、
この溶剤噴射ノズルの先端部の内部に設けられ、前記１本の細径通路の一部分を構成する第１の細径通路と、
前記溶剤噴射ノズルの内部に前記第１の細径通路に連通するように設けられ、前記１本の細径通路の一部分を構成するものであって前記第１の細径通路よりも内径が太い第２の細径通路と、
前記第１の細径通路に挿入嵌合され、前記第２の細径通路の内部まで延びる長さを有する筒状部材とを備えたことを特徴とする回転霧化頭型塗装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転霧化頭と、この回転霧化頭を回転可能に支持する装置本体とを備えて成る回転霧化頭型塗装装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
塗料（液体塗料）に高電圧を印加して例えば自動車の車体等の被塗装物に静電塗装する塗装装置が一般的に知られており、このような塗装装置の一例として回転霧化頭型塗装装置がある。この回転霧化頭型塗装装置においては、回転霧化頭が高速回転されると、塗料は遠心力の作用により回転霧化頭の前面から端部に向かって流れて端部で微粒化されて放出され、被塗装物に塗着される。この場合、回転霧化頭の外周にシェーピングエアーキャップを設け、このシェーピングエアーキャップに設けられたシェーピングエアー噴射口からシェーピングエアーを回転霧化頭の外周に向かって噴射している。これにより、回転霧化頭の外周端部から放出された塗料が、シェーピングエアーに衝突して回転霧化頭の回転軸の軸方向へ向かって飛ぶようにしている。
【０００３】
上記構成の場合、回転霧化頭の外周端部と、シェーピングエアー噴射口との間でエアーの乱流が発生することがあり、この乱流により塗料の微粒子が回転霧化頭の背面側へ逆流して該背面に付着することがある。そして、付着した塗料の積層が進むと、この積層した塗料が脱落し、被塗装物の塗膜に付着するという不具合が発生した。
【０００４】
上記不具合を解消するために、シェーピングエアーキャップの内方に溶剤噴射ノズルを設けた構成があり、この構成の一例を図４に示す。この図４に示すように、シェーピングエアーキャップ１の内方には、溶剤噴射ノズル２が設けられており、この溶剤噴射ノズル２から溶剤が矢印で示すように回転霧化頭３の背面４に向かって噴射されるように構成されている。そして、上記噴射された溶剤により、回転霧化頭３の背面４が洗浄されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記溶剤噴射ノズル２を設けた構成の場合、溶剤の噴射方向と回転霧化頭３の回転方向のなす角度が９０度であることから、回転霧化頭３が高速回転されたときに、回転霧化頭３の背面４に噴射された溶剤は周囲に飛散するようになる。このとき、飛散した溶剤の一部がシェーピングエアーキャップ１の内周面部５に付着する。そして、この付着した溶剤は、塗装の実行時にエアーの流れや重力等によってシェーピングエアーキャップ１から脱落して、被塗装物の塗膜に付着するという問題点が発生した。
【０００６】
この問題点を解消するために、本発明者は、溶剤噴射ノズル２から噴射される溶剤を微粒子化すれば、溶剤がシェーピングエアーキャップ１の内周面部に付着することがなくなるのではないかと考えた。そして、溶剤噴射ノズル２から噴射される溶剤を微粒子化するために、溶剤噴射ノズル２の噴射口の内径寸法を小さくする構成を考えたが、このように構成すると、溶剤噴射ノズル２の製造コストがかなり高くなってしまう。また、溶剤噴射ノズル２の噴射口がすぐに目詰まるを起こすという問題点も発生した。このため、溶剤噴射ノズル２から噴射される溶剤を微粒子化することは、実用レベルでは困難であった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、溶剤噴射ノズルから噴射される溶剤がシェーピングエアーキャップの内周面部に付着することを防止することができる回転霧化頭型塗装装置を提供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の回転霧化頭型塗装装置は、回転霧化頭と、この回転霧化頭を回転可能に支持する装置本体とを備えて成る装置において、前記回転霧化頭の外周に向かってシェーピングエアーを噴射するシェーピングエアー噴射口が設けられたシェーピングエアーキャップと、このシェーピングエアーキャップの内方に設けられ、内部に１本の細径通路を有し溶剤とエアーが交互に供給されることにより前記回転霧化頭の背面に向かって溶剤を微粒化状態で噴射する溶剤噴射ノズルと、この溶剤噴射ノズルの先端部の内部に設けられ、前記１本の細径通路の一部分を構成する第１の細径通路と、前記溶剤噴射ノズルの内部に前記第１の通路に連通するように設けられ、前記１本の細径通路の一部分を構成するものであって前記第１の細径通路よりも内径が太い第２の細径通路と、前記第１の細径通路に挿入嵌合され、前記第２の細径通路の内部まで延びる長さを有する筒状部材とを備えたところに特徴を有するものである。
【０００９】
上記構成の溶剤噴射ノズルによれば、筒状部材の内径寸法をそれほど小さくしなくても、溶剤噴射ノズルの筒状部材から噴射される溶剤を微粒子化できることを、本発明者は試作や実験等により確認した。これにより、溶剤がシェーピングエアーキャップの内周面部に付着することがなくなる。そして、溶剤噴射ノズルの製造コストもそれほど高くならないし、また、溶剤噴射ノズルの筒状部材が目詰まりすることもほとんどない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例について、図１ないし図３を参照しながら説明する。まず、図２は本実施例の回転霧化頭型塗装装置の概略構成を示す縦断面図である。尚、本実施例の回転霧化頭型塗装装置の構成のうちの、後述する溶剤噴射ノズル以外の構成は、周知の回転霧化頭型塗装装置の構成と同じである。
【００１１】
本実施例の回転霧化頭型塗装装置の装置本体１１は、図２に示すように、ハウジング１２と、このハウジング１２にエアベアリング１３を介して回転可能に支承された回転霧化頭１４と、この回転霧化頭１４の外周に向かってシェーピングエアーを噴射する機能を有するシェーピングエアーキャップ１５と、装置本体１１の外装を構成するほぼ円筒状のカバー１６とを備えて構成されている。
【００１２】
上記ハウジング１２の図２中の左面部の中央部には、収容凹部１７が形成されており、この収容凹部１７の内部にエアモータ１８を構成するエアタービン１９が回転可能に収容されている。エアタービン１９は、円筒状の回転軸２０の右端部に一体に回転するように取り付けられている。この回転軸２０は、ハウジング１２の左面部に取り付けられたエアベアリング１３に回転可能に支承されている。上記回転軸２０の左端部には、回転霧化頭１４が一体に回転するように取り付けられている。尚、ハウジング１２には、収容凹部１７内にエアを供給するエア供給通路（図示しない）と、収容凹部１７内のエアを排気するエア排気通路（図示しない）とが設けられている。
【００１３】
そして、ハウジング１２には、中空状の固定軸部２１が上記回転軸２０の内部に挿通すると共に回転霧化頭１４まで達するように突設されている。この固定軸部２１及びハウジング１２には、回転霧化頭１４に塗料等を供給する塗料供給通路２２が設けられている。上記回転霧化頭１４に供給された塗料は、回転霧化頭１４が高速回転されることにより、回転霧化頭１４の外周端部から霧化状態で放出されるように構成されている。尚、装置本体１１内には、回転霧化頭１４から放出される塗料に静電気（高電圧）を帯電させるための高電圧印加手段（図示しない）が配設されている。
【００１４】
また、シェーピングエアーキャップ１５は、リング状に形成されており、その円環状の先端面部には多数のシェーピングエアー噴射口２３が設けられている。そして、シェーピングエアーキャップ１５の内部には、上記各シェーピングエアー噴射口２３に連通するシェーピングエアー供給通路２４が設けられている。このシェーピングエアー供給通路２４は、図示しないシェーピングエアー供給源に接続されている。この構成の場合、シェーピングエアー噴射口２３から噴射されたシェーピングエアーは、回転霧化頭１４の外周に向かって噴射されるようになっている。
【００１５】
さて、エアベアリング１３の図２中における左端部上部には、溶剤噴射ノズル２５が左方へ突出するように設けられている。これにより、溶剤噴射ノズル２５は上記シェーピングエアーキャップ１５の内方に位置するように設けられている。そして、エアベアリング１３及びハウジング１２の内部には、溶剤噴射ノズル２５に溶剤（例えばシンナー）とエアとを供給する溶剤供給通路２６が設けられている。この溶剤供給通路２６には、溶剤供給ホース２７が接続されており、この溶剤供給ホース２７には図示しない切換バルブ（ＣＣＶ）を介して溶剤供給源（図示しない）及びエア供給源（図示しない）が接続されている。
【００１６】
この構成の場合、上記切換バルブを溶剤供給源側に切り換えると、溶剤供給源から溶剤が溶剤供給ホース２７及び溶剤供給通路２６を通って溶剤噴射ノズル２５へ供給されるように構成されている。また、上記切換バルブをエア供給源側に切り換えると、エア供給源からエアが溶剤供給ホース２７及び溶剤供給通路２６を通って溶剤噴射ノズル２５へ供給されるように構成されている。これにより、溶剤噴射ノズル２５の先端から溶剤が回転霧化頭１４の背面２８に向かって噴射される。このとき、溶剤は、詳しくは後述するようにして、微粒化状態で噴射されるように構成されている。
【００１７】
ここで、溶剤噴射ノズル２５の具体的構成について、図１を参照して説明する。この溶剤噴射ノズル２５の先端部の内部には、第１の細径通路２９が設けられている。そして、溶剤噴射ノズル２５の内部には、第１の細径通路２９よりも内径が太い第２の細径通路３０が第１の細径通路２９に連通するように設けられている。
【００１８】
更に、溶剤噴射ノズル２５の第１の細径通路２９の内部には、筒状部材３１が挿入嵌合されている。この筒状部材３１は、その右端部が第２の細径通路３０の内部まで延びている。即ち、筒状部材３１は、第２の細径通路３０の内部まで延びる長さを有している。尚、筒状部材３１の内径寸法は、例えば０．７ｍｍに設定されている。そして、筒状部材３１の外径寸法と、第１の細径通路２９の内径寸法とがほぼ等しくなるように設定されている。また、第２の細径通路３０の内径寸法は、例えば３．０ｍｍに設定されている。
【００１９】
そして、このような構成の溶剤噴射ノズル２５から溶剤を噴射すると、溶剤は微粒化されて噴射される。この場合、切換バルブを切換動作させることにより、溶剤供給源から溶剤を例えば０．５秒吐出させて溶剤噴射ノズル２５内に供給した後、エア供給源からエアを例えば５．０秒吐出させて溶剤噴射ノズル２５内に供給するサイクルの溶剤・エア切換供給動作を、必要な時間だけ繰り返し実行するように構成されている。尚、溶剤供給源からの溶剤の吐出量は、例えば３００ｃｃ／ｍｉｎ以下に設定されている。また、エア供給源からのエアの吐出圧力は、例えば０．２ＭＰａ以上に設定されている。
【００２０】
ここで、溶剤噴射ノズル２５から噴射される溶剤が微粒化される動作（理由）について考察してみる。切換バルブを上述したサイクル（タイミング）で切り換えることにより、溶剤とエアを交互に溶剤噴射ノズル２５内に供給すると、溶剤噴射ノズル２５の第２の細径通路３０内には、２つの流体（溶剤とエア）が混入した状態となる。このとき、エアの粘度は溶剤の粘度よりも低いことから、乱流が生じ、その結果、溶剤噴射ノズル２５の筒状部材３１から塗料が微粒化状態で噴射されるようになる。
【００２１】
この場合、溶剤噴射ノズル２５の第２の細径通路３０内に筒状部材３１の右端部が延びて突出しているので、第２の細径通路３０内の流体が筒状部材３１内に入ろうとするときの流入損失が大きくなる。このとき、エアの粘度が溶剤の粘度よりも低いため、エアの方が筒状部材３１内に積極的に流入するようになる。従って、筒状部材３１（溶剤噴射ノズル２５）の先端から、エアが微量の溶剤を含んだ状態で噴出されるようになり、溶剤が微粒化状態で噴射されるのである。
【００２２】
そして、溶剤噴射ノズル２５から噴射された溶剤は、微粒化状態であると共に、軸方向（図１及び図２中の左方）への流速が与えられているので、高速回転する回転霧化頭１４の背面２８の表面に衝突しても跳ね返ることがなくなり、更に、溶剤は軸方向前方へ飛散するようになる。この結果、溶剤はシェーピングエアーキャップ１５の内周面部に付着することがなくなる。
【００２３】
また、本実施例においては、溶剤噴射ノズル２５の筒状部材３１の内径寸法を０．７ｍｍと比較的大きく設定することが可能であったので、筒状部材３１が目詰まりすることをほとんど防止できる。
【００２４】
一方、本実施例のような構成の回転霧化頭型塗装装置においては、回転霧化頭１４の背面２８の洗浄作業を終了した後、溶剤噴射ノズルへの溶剤とエアの供給を停止したときに、溶剤供給経路内に排出されずに残っている溶剤がある。この残留溶剤は、装置本体１１が移動されたとき、特に、装置本体１１が下向きに向けられたときに、溶剤噴射ノズル内から外へ流出しようとし、この流出した溶剤が被塗装物の塗装面に滴下してしまうことがある。
【００２５】
これに対して、上記実施例では、図３に示すように、溶剤噴射ノズル２５内において、筒状部材３１の上端部が第２の細径通路３０内にＬ寸法分だけ突出している。このため、装置本体１１が下向きに向けられたときなどに、上記残留溶剤が、図３に示すように、Ｌ寸法の高さまで貯溜されるようになる。従って、残留溶剤が溶剤噴射ノズル２５内から外へ流出すること（ひいては、被塗装物の塗装面に滴下してしまうこと）を防止できる。尚、本実施例では、上記Ｌ寸法を例えば５ｍｍに設定し、第１の細径通路２９の長さ寸法も例えば５ｍｍに設定している。
【００２６】
ちなみに、従来周知の構成においては、溶剤噴射ノズルの先端部にバルブを設け、このバルブを閉めることにより、残留溶剤の滴下を防止する対策が考えられているが、上記実施例によれば、このような精密小形のバルブを設ける必要がなくなる。即ち、装置本体１１の構成を簡単化並びに小形化することができる。
【００２７】
尚、上記実施例では、第１の細径通路２９の長さ寸法、筒状部材３１の内径寸法及び突出部分の長さ寸法Ｌを前述したように設定したが、これは一例であり、必要に応じて適宜変更すれば良い。また、溶剤／エアーの切換バルブの切換タイミング（サイクル）等のデ−タや、溶剤の吐出量や、エアの供給圧力等の各データも前述した各値に限られるものではなく、適宜変更することが可能である。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は以上の説明から明らかなように、溶剤噴射ノズルの先端部の内部に設けられ１本の細径通路の一部分を構成するた第１の細径通路を備えると共に、溶剤噴射ノズルの内部に第１の通路に連通するように設けられ１本の細径通路の一部分を構成するものであって第１の細径通路よりも内径が太い第２の細径通路を備え、そして、第１の細径通路に挿入嵌合され第２の細径通路の内部まで延びる長さを有する筒状部材を備えるように構成したので、溶剤噴射ノズルから噴射される溶剤を微粒化できて、溶剤がシェーピングエアーキャップの内周面部に付着することを防止できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す溶剤噴射ノズル周辺の拡大縦断面図
【図２】回転霧化頭型塗装装置の縦断面図
【図３】溶剤噴射ノズルの拡大部分縦断面図
【図４】従来構成を示す図１相当図
【符号の説明】
１１は装置本体、１２はハウジング、１３はエアベアリング、１４は回転霧化頭、１５はシェーピングエアーキャップ、１９はエアタービン、２０は回転軸、２３はシェーピングエアー噴射口、２５は溶剤噴射ノズル、２８は背面、２９は第１の細径通路、３０は第２の細径通路、３１は筒状部材を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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