(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に塗料が供給される回転可能な複数のベルカップと、前記各ベルカップの背面からシェーピングエアーを供給する複数のエアー吹出し口と、を有する回転霧化静電塗装装置であって、
前記エアー吹出し口が、前記各ベルカップの回転軸方向に対して０〜２０°の角度で前記シェーピングエアーを吹出すように設けられるとともに、前記複数のベルカップのうち、隣り合う２つのベルカップの回転方向が、互いに逆向きである回転霧化静電塗装装置。
【請求項２】
内周面に塗料が供給される回転可能な２つのベルカップと、前記各ベルカップの背面からシェーピングエアーを供給する複数のエアー吹出し口と、を有する回転霧化静電塗装装置であって、前記エアー吹出し口が、前記各ベルカップの回転軸方向に対して０〜２０°の角度で前記シェーピングエアーを吹出すように設けられるとともに、前記２つのベルカップの回転方向が、互いに逆向きである回転霧化静電塗装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車ボディ等への塗装処理に用いられる回転霧化静電塗装方法及び回転霧化静電塗装装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、回転霧化静電塗装処理において、メタリック塗料等を塗布する際には、塗装パターンを拡大するため、ベルカップ背面から、回転軸方向に対して３０〜４５°の捩れ方向にベルカップ外周方向にシェーピングエアーを吹出し、塗装を行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
＜第１の課題＞
しかしながら、このように捩れ方向にシェーピングエアーを吹出す場合には、被塗装物に対して斜め方向にシェーピングエアーが当たって横流れしてしまうため、塗装効率が悪化してしまう。また、横流れしたシェーピングエアーに導かれたメタリックフレークは、被塗装物面に対して面平行に並ばないため色味が悪いという問題があった。
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、塗装効率の向上を図り、塗装面の色味の良くする回転霧化静電塗装方法及び回転霧化静電塗装装置を提供することを、その目的とする。
【０００４】
＜第２の課題＞
さらに、上記課題を解決するため、本発明では、シェーピングエアーの吹出し方向を０°から２０°に制御するが、これに伴って塗装パターン幅が減少する傾向があることがわかった。
パターン幅が減少すると、塗装対象物が大きい場合、塗装面積が大きい場合などの大きいワークでは塗装時間の延長を招いてしまうため、一般にはベルカップの数の増加という手段がとられる。
しかしながら、ベルカップの数を増加させると、各ベルカップから噴出された塗料が互いに干渉しあい、塗装むらを生じさせてしまうおそれがある。
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、塗料の干渉を防いで塗装パターン分布を平均化することをも、その目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明の回転霧化静電塗装方法は、回転するベルカップの背面からシェーピングエアーを吹き出して、前記ベルカップの内周面先端から放出された霧化塗料を被塗物面へ導く回転霧化静電塗装方法であって、前記シェーピングエアーを、前記ベルカップの回転軸方向に対して外周方向に０〜２０°の角度をもって吹き出すことを特徴としている。
【０００６】
そして、上記目的を達成するために、本発明の回転霧化静電塗装装置は、内周面に塗料が供給される回転可能なベルカップと、前記ベルカップの背面からシェーピングエアーを供給する複数のエアー吹出し口と、を有する回転霧化静電塗装装置であって、前記エアー吹出し口が、前記ベルカップの回転軸方向に対して０〜２０°の角度で前記シェーピングエアーを吹出すように設けられた、ことを特徴とする。
【０００７】
本発明では、シェーピングエアーは、ベルカップの回転軸方向に対して０〜２０°の角度で吹出される。このシェーピングエアーが、ベルカップの遠心力により微粒化して（ベルカップの）外周方向に飛び出した微粒子の進行方向を制御して、被塗物面に向けて略垂直方向に導く。すると、塗料微粒子は、ベルカップの外周方向に向けて拡がらずに、被塗物面に垂直に衝突し、塗装面に対して面平行に塗着することとなる。
【０００８】
この発明により、シェーピングエアーによって塗料微粒子が横流れすることなく、被塗装物面に塗着するため、塗着効率が向上する。また、メタリックフレークなどの塗料微粒子が被塗物面に対して面平行に並べられることから、色味の向上を図ることができる。また、一定の色味の塗装を得るために必要なシェーピングエアーの量を少なくすることができるという観点からも、塗着効率の向上を図ることができる。
【０００９】
（２）上記目的を達成するために、本発明の回転霧化静電塗装装置は、内周面に塗料が供給される回転可能な複数のベルカップと、前記各ベルカップの背面からシェーピングエアーを供給する複数のエアー吹出し口と、を有する回転霧化静電塗装装置であって、シェーピングエアーの前記エアー吹出し口が、前記各ベルカップの回転軸方向に対して０〜２０°の角度で前記シェーピングエアーを吹出すように設けられた、ことを特徴とする。
【００１０】
本発明では、エアー吹出し口が、各ベルカップの回転軸方向に対して０〜２０°の角度でシェーピングエアーを吹出すように設けられているため、各ベルカップに対応する塗料の塗布幅は小さくなってしまう。本発明は、複数のベルカップと、この各ベルカップの背面からシェーピングエアーを供給する複数のエアー吹出し口と、を有するため、一度の塗布工程における塗布幅が拡大されることとなる。
【００１１】
この発明によれば、塗布効率の向上と色味の向上とを図るとともに、塗布幅を拡大して、広い面積の被塗布物にも対応することができる。
【００１２】
（３）上記目的を達成するために、本発明では、前記複数のベルカップのうち隣り合う２つのベルカップの回転方向が、互いに逆向きであることを特徴としている。
【００１３】
本発明では、隣り合う２つのベルカップの回転方向を互いに逆向きとしたことから、塗装パターンの干渉を防止することができ、塗装パターン分布を均一とすることができる。
【００１４】
この発明によれば、複数のベルカップを備えながら、塗装パターンの均一化を図ることができるため、大きい面積の塗装であっても塗装膜厚を均一とした高品質の塗装を行うことができる。
【００１５】
（４）また、上記目的を達成するために、本発明は、内周面に塗料が供給される回転可能な２つのベルカップと、前記各ベルカップの背面からシェーピングエアーを供給する複数のエアー吹出し口と、を有する回転霧化静電塗装装置であって、前記エアー吹出し口が、前記各ベルカップの回転軸方向に対して０〜２０°の角度で前記シェーピングエアーを吹出すように設けられるとともに、前記２つのベルカップの回転方向が、互いに逆向きであることを特徴とする。
【００１６】
本発明では、２つのベルカップが互いに逆向きの回転をするため、塗装パターンの干渉を防止することができ、塗装パターン分布を均一とすることができる。
【００１７】
この発明によれば、２つのベルカップを備えながら、塗装パターンの均一化を図ることができるため、大きい面積の塗装を高品質にて行うことができる。
【００１８】
【発明の効果】
（１）本発明では、シェーピングエアーによって塗料微粒子が横流れすることなく、被塗装物面に塗着するため、塗着効率が向上する。また、メタリックフレークなどの塗料微粒子が被塗物面に対して面平行に並べられることから、色味の向上を図ることができる。また、一定の色味の塗装を得るために必要なシェーピングエアーの量を少なくすることができるという観点からも、塗着効率の向上を図ることができる。
【００１９】
（２）本発明によれば、塗布効率の向上と色味の向上とを図るとともに、塗布幅を拡大して、広い面積の被塗布物にも対応することができる。
【００２０】
（３）本発明によれば、塗装パターンの干渉を防止することができ、塗装パターン分布を均一とすることができる。
【００２１】
この発明によれば、複数のベルカップを備えながら、塗装パターンの均一化を図ることができるため、大きい面積の塗装であっても塗装膜厚が均一な高品質の塗装を行うことができる。
【００２２】
（４）本発明によれば、２つのベルカップを備えながら、塗装パターンの均一化を図ることができるため、大きい面積の塗装を高品質にて行うことができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
（１）第１の実施形態
以下、本発明の第１の実施形態を図面に基づいて説明する。
＜構成＞
図１は、本発明の回転霧化静電塗装装置の第１の実施形態を示す図である。図１に示すように、本実施形態の回転霧化静電塗装装置１００は、回転するベルカップ２と、このベルカップ２の背面に複数設けられたシェーピングエアーの吹出し口１と、ベルカップの内周面先端へ塗料を供給する塗料供給経路３と、塗料が噴出する塗料ノズル３１と、を有している。
【００２４】
メタリックフレーク等の塗料は、供給経路３を介してベルカップ２へ供給される。この供給された塗料は、塗料ノズル３１から噴出されると、ベルカップ２の回転力により円周方向外側に向けて霧状に放出されて、被対象物の面上に塗着する。このとき、第１の実施形態のように設けられたエアー吹出し口１が、ベルカップ２の背面から回転軸方向に対して０〜２０°の角度でシェーピングエアーを吹出す。すると、円周方向外側に拡がる塗料は、シェーピングエアーにより進行方向を変えられて被塗物面に対し略垂直方向に衝突し、塗着する。第１の実施形態では、シェーピングエアー吹出し角度を、０°とした。
【００２５】
図２は、シェーピングエアーの吹出し角度を説明する図である。図２に示すように、吹出し角度とは、シェーピングエアー吹出し方向Ｓ’とベルカップの回転軸２１の方向とが、なす角度である。本願に係る発明では、このシェーピングエアー吹出し角度が０〜２０°の角度であることを特徴としている。本実施形態における吹き出し口１は、吹出し角度を０°、すなわち、シェーピングエアーが、ベルカップ２の回転軸方向２１に対して０°で吹出されるように設けられている。  図３は、本実施形態におけるシェーピングエアーの吹出し口の一例を示す図である。図３に示すように、シェーピングエアー吹出し口１は、ベルカップ２の回転軸方向２１に対して０°の角度で設けられている。これにより、ベルカップ２から噴霧される塗料は、シェーピングエアーの流れによって、ベルカップ２の回転軸方向と平行に導かれて、その延長線上にある被塗物面に対し略垂直方向に衝突することとなる。
【００２６】
＜作用＞
第１の実施形態における回転霧化静電塗装装置１００の作用を確認するために、その塗着効率、色味、パターン幅について、検討した。その結果を図４、図５、図６に示す。具体的には、図４は、第１の実施形態の回転霧化静電塗装装置の塗着効率を比較する図、図５は、第１の実施形態の回転霧化静電塗装装置の色味（ＩＶ値）を比較する図、図６は、第１の実施形態の回転霧化静電塗装装置のパターン幅を比較する図である（図中Ｓ．Ａとあるのは、シェーピングエアーの略である）。
【００２７】
これらの検討は、回転軸２１に対してシェーピングエアー吹出し角度が、−１０°から６０°回転霧化静電塗装装置を作成し、シェーピングエアー吹出し角度が０°から２０°の範囲にある回転霧化静電塗装装置１００（第１の実施形態）と、シェーピングエアー吹出し角度が３０°から４５°の従来の回転霧化静電塗装装置（比較例）とを比較して行った。
【００２８】
塗着効率  
図４は塗着効率を示し、シェーピングエアー流量が５００Ｎｌ／minの場合（太線で示す）と、シェーピングエアー流量が３００Ｎｌ／minの場合（細線で示す）のそれぞれにおいて、シェーピングエアー吹出し角度を−１０°から６０°の範囲で変化させ、シェーピングエアー吹出し角度（°）に対する塗着効率（％）をプロットした。
その結果、吹出し角度が０°から２０°においては、シェーピングエアー流量が５００Ｎｌ／minの場合には塗着効率が９５から１００％の範囲で推移し、シェーピングエアー流量が３００Ｎｌ／minの場合には塗着効率が８０から９０％の範囲で推移した。
これにより、本実施形態では、比較例（吹出し角度が３０〜５０°）よりも塗着効率が向上することがわかった。特に、０°に近いほうが塗着効率が向上することがわかった。
【００２９】
色味  
図５は色味（ＩＶ値）を示し、シェーピングエアー流量が５００Ｎｌ／minの場合（太線で示す）と、シェーピングエアー流量が３００Ｎｌ／minの場合（細線で示す）のそれぞれにおいて、シェーピングエアー吹出し角度を−１０°から６０°の範囲で変化させ、シェーピングエアー吹出し角度（°）に対する色味（ＩＶ値）をプロットした。
その結果、吹出し角度が０°から２０°においては、シェーピングエアー流量が５００Ｎｌ／minの場合には塗着効率が２３０から２５０の範囲で推移し、シェーピングエアー流量が３００Ｎｌ／minの場合には塗着効率が１８０から２００の範囲で推移した。
これにより、本実施形態では、比較例（吹出し角度が３０〜５０°）よりも色味（ＩＶ値）が向上することがわかった。特に、０°に近いほうが色味（ＩＶ値）が向上した。
【００３０】
パターン幅  
図６はパターン幅を示す。シェーピングエアー吹出し角度を−１０°から６０°の範囲で変化させ、シェーピングエアー吹出し角度（°）に対するパターン幅（mm）をプロットした。
その結果、吹出し角度が０°から２０°においては、パターン幅が１５０mmから２００mmの範囲で推移し、吹出し角度が３０°から４５°においては、パターン幅が２５０mmから３００mmの範囲で推移した。
これにより、本実施形態では、比較例（吹出し角度が３０〜５０°）よりもパターン幅が少なくなることがわかった。
【００３１】
（１）第２の実施形態
第１の実施形態は、塗着効率の向上と色味の向上を図ることができるが、これに伴ってパターン幅が減少する傾向があることがわかった。
パターン幅が減少すると、塗装対象物が大きい場合、塗装面積が大きい場合などの大きいワークでは塗装時間の延長を招いてしまうため、一般にはベルカップの数の増加という手段がとられる。
しかしながら、ベルカップの数を増加させると、各ベルカップから噴出された塗料が互いに干渉しあい、塗装むらを生じさせてしまうおそれがある。
そこで、第２の実施形態の回転霧化静電塗装装置１０１は、このような問題を解決し、塗料の干渉を防いで塗装パターン分布を平均化するものである。
【００３２】
以下、本発明の第２の実施形態を図面に基づいて説明する。図７は本発明の回転霧化静電塗装装置の第２の実施形態を示す図、図８は第２の実施形態の回転霧化静電塗装装置の塗装パターンの分布を比較する図である。
【００３３】
＜構成＞
第２の実施形態における回転霧化静電塗装装置１０１は、基本的動作においては、第１の実施形態と同様である。第１の実施形態における回転霧化静電塗装装置１００を２つ結合して第２の実施形態にかかる回転霧化静電塗装装置１０１を構成することもできる。このとき、結合される回転霧化静電塗装装置は、２つと限定されることはなく、並列に又は面状に結合してもよい。
【００３４】
図７に示すように、第２の実施形態に係る回転霧化静電塗装装置は、内周面に塗料が供給される回転可能な２つのベルカップ１、２と、前記各ベルカップの背面からシェーピングエアーを供給する複数のエアー吹出し口１と、を有している。塗料は、スパーラルホース、カスケード、フィードチューブ１、２などで構成される塗料供給経路を介して、ベルカップ１，２の内周面にあるフィードチューブ１、２から噴出される。ここでは、２つのベルカップ１、２の間隔を２００mmとした。
【００３５】
また、本実施形態におけるエアー吹出し口１は、各ベルカップ１、２の回転軸方向２１に対して０°の角度でシェーピングエアーを吹出すように設けられている。このシェーピングエアーの吹出し角は、０°から２０°の間のいずれの値であってもよい。そして、２つのベルカップ１、２は、その回転方向を互いに逆向きとなるようにした。
【００３６】
＜作用＞
第２の実施形態における回転霧化静電塗装装置１０１の作用を確認するために、その塗装パターンの分布について検討した。その結果を図８（ａ）（ｂ）に示す。  図８は、第２の実施形態の回転霧化静電塗装装置１０１の塗装パターンの分布を比較する図である。これらの検討は、膜厚測定の位置を０mm位置を起点として、−２５０mmから＋２５０mmまでの各ポイントにおける膜厚（μｍ）を測定して、プロットした。
【００３７】
図８（ａ）は、２つのベルカップを同じ方向に回転させた場合の塗装パターンの分布を示す。この図で明らかなように、−１００mm位置、＋１００mm位置において膜厚のピークが見られ、シェーピングエアーの干渉によって、塗装パターンが不均一（膜厚が不均一）となってしまう。
【００３８】
図８（ｂ）は、２つのベルカップの回転方向が互いに逆向きとした場合の塗装パターンの分布を示す。この図で明らかなように、図（ａ）に見られたようなグラフは平坦で、塗装パターンは均一（膜厚が均一）であることがわかった。
【００３９】
この実施形態の回転霧化静電塗装装置１０１によれば、シェーピングエアーにより塗料が被塗物面に対して略垂直に導かれるため色味がよく、また、シェーピングエアーが横流れしないため、塗装効率がたかく、さらに、複数のベルカップから塗料を噴出するにもかかわらず、塗装パターンが均一となり、塗装パターン幅の大きな回転霧化静電塗装装置を提供することができ、大きな塗装対象物に対して能率的に高品質の塗装を行うことができる。
【００４０】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の回転霧化静電塗装装置の第１の実施形態を示す図である。
【図２】吹出し角度を説明する図である。
【図３】本実施形態におけるシェーピングエアーの吹出し口の一例を示す図である。
【図４】第１の実施形態の回転霧化静電塗装装置の塗着効率を比較する図である。
【図５】第１の実施形態の回転霧化静電塗装装置の色味（ＩＶ値）を比較する図である。
【図６】第１の実施形態の回転霧化静電塗装装置のパターン幅を比較する図である。
【図７】本発明の回転霧化静電塗装装置の第２の実施形態を示す図である。
【図８】第２の実施形態の回転霧化静電塗装装置の塗装パターンの分布を比較する図である。
【符号の説明】
１００、１０１…回転霧化静電塗装装置
１…エアー吹出し口
２…ベルカップ
２１…（ベルカップ）回転軸
３…塗料供給経路
３１…塗料ノズル
Ｓ…シェーピングエアー
Ｓ’…シェーピングエアー吹出し方向
Ｐ…塗料
【図１】
0003767361.tif 000002
【図２】
0003767361.tif 000003
【図３】
0003767361.tif 000004
【図４】
0003767361.tif 000005
【図５】
0003767361.tif 000006
【図６】
0003767361.tif 000007
【図７】
0003767361.tif 000008
【図８】
0003767361.tif 000009