(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗料を霧化するための回転霧化頭と、
前記回転霧化頭の先端部よりも後方に配置して該回転霧化頭を囲繞するとともに、先端側に半径外方に傾斜する平坦形状面を有し、かつ後端側に円弧形状面を有するディフューザ形状部を設けた外側シェーピングエアリングと、
前記外側シェーピングエアリングに覆われ、該外側シェーピングエアリングとの間に噴出口を形成する内側シェーピングエアリングと、
を備え、
前記回転霧化頭の直径Ｄ（ｍｍ）と、前記回転霧化頭の回転数Ｎ（ｒｐｍ）との積Ｄ×Ｎが、１，５００，０００〜２，５００，０００の範囲内に設定され、かつ、
前記噴出口から噴出されるシェーピングエアの流量が、４５０〜７００（Ｎｌ／ｍｉｎ）の範囲内に設定されるとともに、
前記噴出口は、前記外側シェーピングエアリングのエア噴出側傾斜面に沿って前記回転霧化頭の先端側外周面にシェーピングエアを噴出する傾斜円筒空間部を有し、さらに、
前記外側シェーピングエアリングの前記平坦形状面の面方向に沿って延長される第１仮想線と、前記エア噴出側傾斜面に沿って延長される第２仮想線との仮想交点を設け、前記仮想交点および前記傾斜円筒空間部の先端位置からそれぞれ前記回転霧化頭の先端面に平行な仮想基準線および仮想先端線を設ける際に、前記回転霧化頭の前記先端面から前記仮想基準線までの最短距離Ｓ１と、前記仮想先端線から前記仮想基準線までの最短距離Ｓ２とが、最短距離Ｓ１：最短距離Ｓ２＝１：１．１〜１．６の範囲内に設定され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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転霧化頭から被塗装物に塗料を霧化吐出する回転霧化式塗装装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車用車体等の被塗装物を塗装する際に、回転霧化式塗装装置が広く使用されている。この回転霧化式塗装装置は、一般的にエアタービン（またはエアモータ）を介して回転される回転霧化頭と、前記回転霧化頭を囲繞して取り付けられるシェーピングエアリングとを備えている。そして、シェーピングエアリングに形成された噴出口から回転霧化頭の先端外周側に向かってシェーピングエアを噴出することにより、前記回転霧化頭から噴霧された塗料を所定の塗布パターンに成形して被塗装物に塗布するように構成されている。
【０００３】
ところで、この種の回転霧化式塗装装置では、シェーピングエアリングに塗料ミストが付着して汚れるという問題や、塗料の塗着効率が低く塗料の無駄が多いという問題等があり、これらを解決するために種々の提案がなされている。
【０００４】
例えば、特開平８−３３２４１８号公報（以下、従来技術１という）に開示されている「回転霧化頭型塗装装置」では、外周側が樹脂カバーで覆われた塗装機本体と、該塗装機本体内に設けられ、アース電位に保持されたエアモータと、前記塗装機本体の先端側に位置して該エアモータによって回転可能に設けられ、先端が塗料放出端縁となった回転霧化頭と、該回転霧化頭の塗料放出端縁よりも後側に位置して該回転霧化頭の外周側を覆うように前記塗装機本体の先端側に設けられ、エア噴出口からシェーピングエアを噴出するシェーピングエアリングと、前記塗装機本体の径方向外側に位置して設けられ、前記回転霧化頭の塗料放出端縁から噴霧される塗料粒子を帯電すべく外部から高電圧が印加される外部電極とからなる回転霧化頭型塗装装置において、前記シェーピングエアリングの少なくとも一部を、前記エアモータと電気的に接続した導電性材料で形成し、該導電性材料からなる部位の少なくとも一部を環状反発電極として構成している。
【０００５】
また、特公平４−１０３８３号公報（以下、従来技術２という）に開示されている「回転電極式静電塗装ガン」では、ガン本体の先端に内周面が先端縁に向かって次第に拡径した筒型の回転電極を装着して被塗装物との間に高電位の静電界を形成し、前記回転電極の回転により該回転電極の内周面に供給した液体塗料を先端縁から遠心力と静電界の作用により微粒化して放出し、静電吸引力により被塗装物に塗着するようにした回転電極式静電塗装ガンにおいて、前記ガン本体に、回転電極の外周を取り囲む筒体を、該回転電極との間に隙間を設けて固設することにより、該筒体と前記回転電極との間に環形の空気通路を形成し、該空気通路の途中に加圧空気供給口を臨ませるとともに、該空気通路の後端側に大気に連通する連通孔を設け、前記加圧空気供給口から加圧空気を吐出することにより、前記連通孔から空気を前記空気通路内に吸い込んで、加圧空気とともに前記空気通路の先端から環形の空気流として噴出するよう構成している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、メタリック塗装を行う際に、上記の従来技術１では、塗料中のメタリックフレークが被塗装物に対して一定方向に配列されない状態で塗布されるおそれがある。このため、特に、淡彩色の色調が悪くなり易く、塗装前に塗料調整（調色）が必要となる。これにより、多色使用の場合には、その色数分の塗料調整を行うとともに、該色数分の回転霧化式塗装装置が必要となり、経済的ではないという問題が指摘されている。
【０００７】
また、上記の従来技術２では、多数個の加圧空気供給口が、回転電極の外周面に対してどのような方向からシェーピングエアを吹き付けるのか規定されておらず、また、前記回転電極に対する取り付け位置に関する規定がない。従って、メタリック塗料の淡彩色の色調の色明度を得ることが困難になるとともに、安定した塗布パターンを形成することができないという問題が指摘されている。
【０００８】
そこで、塗料をエア圧を介して被塗装物に強制的に塗布する構成が考えられるが、エア圧が高く設定されるために、前記塗料が前記被塗装物に衝突して飛散し易くなり、大量の塗料が無駄になるという不具合がある。
【０００９】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、簡単な構成で、淡彩色の色明度を安定させることができ、塗料調色を不要にして所望の塗布パターンを確実に得ることが可能な回転霧化式塗装装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る回転霧化式塗装装置では、塗料を霧化するための回転霧化頭と、前記回転霧化頭の先端部よりも後方に配置して該回転霧化頭を囲繞するとともに、先端側に半径外方に傾斜する平坦形状面を有し、かつ後端側に円弧形状面を有するディフューザ形状部を設けた外側シェーピングエアリングと、前記外側シェーピングエアリングに覆われ、該外側シェーピングエアリングとの間に噴出口を形成する内側シェーピングエアリングとを備えている。
【００１１】
そして、回転霧化頭の直径Ｄ（ｍｍ）と、前記回転霧化頭の回転数Ｎ（ｒｐｍ）との積Ｄ×Ｎが、１，５００，０００〜２，５００，０００の範囲内に設定され、かつ、噴出口から噴出されるシェーピングエアの流量が、４５０〜７００（Ｎｌ／ｍｉｎ）（空気  ０℃  １ａｔｍ）の範囲内に設定される。
【００１２】
噴出口は、外側シェーピングエアリングのエア噴出側傾斜面に沿って回転霧化頭の先端側外周面にシェーピングエアを噴出する傾斜円筒空間部を有する。さらに、外側シェーピングエアリングの平坦形状面の面方向に沿って延長される第１仮想線と、エア噴出側傾斜面に沿って延長される第２仮想線との仮想交点を設け、前記仮想交点および傾斜円筒空間部の先端位置からそれぞれ回転霧化頭の先端面に平行な仮想基準線および仮想先端線を設ける際に、前記回転霧化頭の前記先端面から前記仮想基準線までの最短距離Ｓ１と、前記仮想先端線から前記仮想基準線までの最短距離Ｓ２とが、最短距離Ｓ１：最短距離Ｓ２＝１：１．１〜１．６の範囲内に設定されている。
【００１３】
これにより、塗料を被塗装物に対して効率的かつ迅速に付着させることができる。特に、メタリック塗装を行う際に、塗料中のメタリックフレークが一定方向に配列するため、塗料の調色を不要にして淡彩色の色明度を安定させることが可能になるとともに、所定の塗布パターンを確実に得ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態に係る回転霧化式塗装装置１０の要部概略構成説明図である。
【００１５】
回転霧化式塗装装置１０は、ケーシング１２を備え、このケーシング１２内には、エアタービン１４等が内装されるとともに、前記エアタービン１４の回転軸１６に回転霧化頭１８が装着される。ケーシング１２の先端には、外側シェーピングエアリング２０が螺着される。外側シェーピングエアリング２０に覆われて内側シェーピングエアリング２２が取り付けられ、前記外側シェーピングエアリング２０と前記内側シェーピングエアリング２２との間には、シェーピングエアを噴出するための噴出口２４が形成される。
【００１６】
回転霧化頭１８の先端側外周面２６は、前記回転霧化頭１８の先端面Ａに向かって（矢印Ｙ方向）半径外方に傾斜する円錐形状を有している。外側シェーピングエアリング２０の先端位置は、回転霧化頭１８の先端面Ａよりも後方（矢印Ｘ方向）に配置されており、前記外側シェーピングエアリング２０の先端内面側には、ディフューザ形状部２８が設けられる。このディフューザ形状部２８は、先端側に半径外方に傾斜する平坦形状面３０を有する一方、後端側に円弧形状面３２を有するとともに、この円弧形状面３２の後方には、エア噴出側傾斜面３３が設けられている。
【００１７】
内側シェーピングエアリング２２には、略軸方向に延在してシェーピングエアを供給するための供給通路３４が形成され、前記供給通路３４が外側シェーピングエアリング２０と前記内側シェーピングエアリング２２との間に設けられたチャンバ３６を介して噴出口２４に連通する。
【００１８】
図２に示すように、噴出口２４は、外側シェーピングエアリング２０のエア噴出側傾斜面３３に沿って回転霧化頭１８の先端側外周面２６にシェーピングエアを噴出する傾斜円筒空間部３８を有する。
【００１９】
外側シェーピングエアリング２０の平坦形状面３０の面方向に沿って延長される第１仮想線４０ａと、エア噴出側傾斜面３３に沿って延長される第２仮想線４０ｂとの仮想交点４２を設け、前記仮想交点４２および傾斜円筒空間部３８の先端位置からそれぞれ回転霧化頭１８の先端面Ａに平行な仮想基準線Ｐ１および仮想先端線Ｐ２を設ける際に、前記回転霧化頭１８の前記先端面Ａから前記仮想基準線Ｐ１までの最短距離Ｓ１と、前記仮想先端線Ｐ２から前記仮想基準線Ｐ１までの最短距離Ｓ２とが、最短距離Ｓ１：最短距離Ｓ２＝１：１．１〜１．６の範囲内に設定される。
【００２０】
このように構成される回転霧化式塗装装置１０の動作について、以下に説明する。
【００２１】
まず、回転霧化式塗装装置１０の塗装条件として、回転霧化頭１８の直径Ｄ（例えば、３０ｍｍ〜５０ｍｍ）と、前記回転霧化頭１８の回転数Ｎ（ｒｐｍ）との積Ｄ×Ｎが、１，５００，０００〜２，５００，０００の範囲内に設定されるとともに、噴出口２４から噴出されるシェーピングエアの流量が、４５０〜７００（Ｎｌ／ｍｉｎ）（空気  ０℃  １ａｔｍ）の範囲に設定される。
【００２２】
そこで、図１に示すように、エアタービン１４が駆動されて、回転軸１６に取り付けられている回転霧化頭１８が回転するとともに、供給通路３４にシェーピングエアが供給される。このシェーピングエアは、供給通路３４からチャンバ３６を介して噴出口２４に送られ、この噴出口２４を構成する傾斜円筒空間部３８から回転霧化頭１８の先端側外周面２６に向かって噴出される。このため、図３に示すように、回転霧化頭１８から放出される霧状のメタリック塗料５０は、シェーピングエアを介して所定の塗布パターンに成形され、被塗装物Ｗに塗布される。
【００２３】
この場合、本実施形態では、図２に示すように、回転霧化頭１８の先端面Ａよりも後方に配置される外側シェーピングエアリング２０に、平坦形状面３０と円弧形状面３２とを有するディフューザ形状部２８が設けられている。さらに、傾斜円筒空間部３８は、外側シェーピングエアリング２０のエア噴出側傾斜面３３に沿って回転霧化頭１８の先端側外周面２６にシェーピングエアを噴出するとともに、前記回転霧化頭１８の先端面Ａから仮想基準線Ｐ１までの最短距離Ｓ１と、前記傾斜円筒空間部３８の仮想先端線Ｐ２から前記仮想基準線Ｐ１までの最短距離Ｓ２とが、最短距離Ｓ１：最短距離Ｓ２＝１：１．１〜１．６の範囲内に設定されている（図２参照）。
【００２４】
そして、回転霧化頭１８の直径Ｄ（ｍｍ）と前記回転霧化頭１８の回転数Ｎ（ｒｐｍ）との積Ｄ×Ｎが、１，５００，０００〜２，５００，０００の範囲内に設定され、かつ噴出口２４から噴出されるシェーピングエアの流量が４５０〜７００（Ｎｌ／ｍｉｎ）の範囲内に設定されている。
【００２５】
これにより、図３に示すように、回転霧化頭１８から塗出される、例えば、メタリック塗料５０は、所定の塗布パターンに成形されるとともに、被塗装物Ｗに対して効率的かつ迅速に付着される。その際、メタリック塗料５０中のメタリックフレーク５２は、被塗装物Ｗに対して一定方向に配列されるため、淡彩色の色明度を安定させることが可能になる。従って、メタリック塗料５０の調色を不要にするとともに、所望の塗布パターンを確実に得ることができるという効果が得られる。
【００２６】
ところで、回転霧化頭１８の先端面Ａから仮想基準線Ｐ１までの最短距離Ｓ１と、傾斜円筒空間部３８の仮想先端線Ｐ２から前記仮想基準線Ｐ１までの最短距離Ｓ２との比を種々変更し、明度指数Ｌ*値が目標値以上になる範囲を検出する実験を行った。その結果が、図４に示されている。この目標値は、安定した淡彩色の色明度が得られる閾値に対応している。
【００２７】
これにより、最短距離Ｓ１と最短距離Ｓ２との比が、１：１．０以下の場合、および１：１．７以上の場合には、明度指数Ｌ*値が目標値以下を含んでしまい、所望の塗布パターンを安定して得ることができなかった。従って、最短距離Ｓ１と最短距離Ｓ２の比が、１：１．１〜１．６の範囲内に設定されることにより、淡彩色の色明度を安定させることが可能になる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明に係る回転霧化式塗装装置では、簡単な構成で、塗料を被塗装物に対して効率的かつ迅速に付着させることができる。特に、メタリック塗装を行う際に、メタリックフレークを一定方向に配列させて淡彩色の色明度を安定させることが可能になり、塗料の調色を不要にするとともに、安定した塗布パターンを確実に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る回転霧化式塗装装置の要部概略構成説明図である。
【図２】前記回転霧化式塗装装置の一部拡大説明図である。
【図３】前記回転霧化式塗装装置による塗装状態を示す説明図である。
【図４】最短距離Ｓ１と最短距離Ｓ２との比を変更させる際の明度指数Ｌ*値の説明図である。
【符号の説明】
１０…回転霧化式塗装装置          １４…エアタービン
１８…回転霧化頭                  ２０…外側シェーピングエアリング
２２…内側シェーピングエアリング  ２４…噴出口
２６…先端側外周面                ２８…ディフューザ形状部
３０…平坦形状面                  ３２…円弧形状面
３３…エア噴出側傾斜面            ３８…傾斜円筒空間部
４０ａ、４０ｂ…仮想線            Ａ…先端面
Ｐ１…仮想基準線                  Ｐ２…仮想先端線
【図１】
0003753646.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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