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WO2016195044A1 - 塗装装置 - Google Patents
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paint
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outer peripheral
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伊藤裕一
小笠原慎
庄司正明
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Honda Motor Co Ltd
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    • B05B15/55Arrangements for cleaning; Arrangements for preventing deposits, drying-out or blockage; Arrangements for detecting improper discharge caused by the presence of foreign matter using cleaning fluids

Definitions

  • the present invention relates to a coating apparatus that blows coating air and sprays paint on a workpiece.
  • a coating device rotating atomizing coating device
  • This coating apparatus rotates a bell-shaped cup to discharge paint, and sprays shaping air toward the outer peripheral edge on the tip side of the cup, thereby atomizing the discharged paint and applying it to the workpiece.
  • the jetting direction of the shaping air of this coating apparatus is set so as to be along the tangent line of the outer peripheral edge of the cup in a front view (see FIG. 2 of Japanese Patent No. 2600390).
  • the paint discharged from the cup is likely to be scattered radially outside the coating apparatus due to the spread of the shaped air that has been ejected, and the coating area of the coating tends to increase. For this reason, for example, for a work having a narrow application range, the paint does not concentrate within the target range, and there is a disadvantage that the paint efficiency is reduced and the paint is wasted.
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problems, and with a simple configuration, coating that can satisfactorily suppress spreading of the paint due to shaping air and improve the efficiency of applying the paint to a workpiece.
  • An object is to provide an apparatus.
  • the present invention provides a bell-shaped cup for discharging paint, a casing for rotatably holding the cup, and an outer peripheral edge of the cup provided on the casing.
  • a spraying device that is positioned radially outward and proximally, and that jets shaping air in the distal direction to discharge the discharged paint to a workpiece, the spraying port of the coating device
  • the shaping air is ejected by tilting radially inward of the cup from the circumscribed tangent.
  • the coating apparatus can suppress the spread of the paint due to the shaping air with a simple configuration that has a spout for injecting the shaping air inclined to the inner side in the radial direction of the cup with respect to the circumscribed tangent.
  • the jet outlet causes the paint that pops out due to the centrifugal force accompanying the rotation of the cup to fly toward a narrow range in the tip direction of the coating apparatus by shaping air by inclining the jetting direction of the shaping air inward from the circumscribed tangent. be able to.
  • the coating apparatus can improve the coating efficiency of the paint on the work. For example, the paint can be applied in a concentrated manner on the work having a narrow application range, and the waste of the paint can be greatly suppressed.
  • the jet outlet has an inclination angle in the jet direction of the shaping air with respect to an intersection tangent passing through the intersection of the jet direction of the shaping air and the outer peripheral edge of the cup is 30 ° or less. It is good to set within the range.
  • the actual jet flight direction can be satisfactorily narrowed by setting the inclination angle of the jet direction of the shaping air within the range of 30 ° or less.
  • the ejection port is configured to set the ejection direction of the shaping air to the outside of the front end side outer peripheral edge in the front view in a range from the jet outlet to the front end outer peripheral edge in a side view of the coating apparatus. It is preferable to do.
  • the jet outlet sets the shaping air in the range from the jet outlet to the outer peripheral edge of the tip side so that the shaping air is ejected outside the outer peripheral edge of the tip side, thereby allowing the shaping air to flow more than the outer peripheral edge of the cup. It can flow sufficiently to the tip side. Therefore, the coating apparatus can narrow down the flying direction of the coating material better.
  • the housing has an adjustment outlet for discharging adjustment air for adjusting the flight state of the paint on the radially inner side and the base end side of the outer peripheral edge on the front end side in the front view.
  • the coating apparatus can eject the adjustment air from the adjustment outlet, so that the paint can be blown so as to spread outward in the radial direction of the cup, and the degree of freedom of the application range of the paint can be increased. .
  • the coating apparatus can satisfactorily suppress the spread of the paint due to shaping air and improve the efficiency of applying the paint to the workpiece.
  • FIG. 5A is an enlarged front view showing the flight direction of the paint in the coating apparatus of FIG. 1
  • FIG. 5B is an enlarged front view showing the flight direction of the paint in the conventional coating apparatus.
  • a coating apparatus 10 is a rotary atomization type having a bell-shaped cup 12 that discharges paint and a casing 14 that rotatably holds the cup 12.
  • the device is configured.
  • the coating apparatus 10 ejects paint outward in the radial direction by centrifugal force when the cup 12 rotates, and also blows the paint in the tip direction by shaping air ejected from the housing 14 (work to be coated) (Fig. (Not shown).
  • the coating apparatus 10 includes the casing 14, the air motor 16 provided in the casing 14, a shaft 18 rotated by the air motor 16, and the cup 12 provided at the tip of the shaft 18. And an air ejection part 20 that ejects shaping air.
  • the housing 14 constitutes the main appearance of the coating apparatus 10 and is formed so as to exhibit a cylindrical shape as a whole.
  • the casing 14 is formed to be tapered toward the distal end in a side sectional view, and an application portion for applying a paint is provided on the distal end side.
  • the application part constitutes the air ejection part 20 by assembling a plurality of members, and further accommodates the air motor 16 and the shaft 18 inside thereof.
  • the air motor 16 is provided so as to surround the outer side of the shaft 18 in the radial direction, and rotates the shaft 18 rotatably attached to the housing 14 by supplying compressed air from a compressed air source (not shown).
  • the shaft 18 is formed in a hollow cylindrical shape and extends in the housing 14 in the axial direction, and a high voltage generator (not shown) is connected to the base end side thereof.
  • the shaft 18 applies a negative high voltage supplied from a high voltage generator to the cup 12 on the tip side, charges the paint, and performs electrostatic coating.
  • a tube member 22 is provided inside the shaft 18.
  • the pipe member 22 is a hollow pipe extending in the axial direction about the central axis of the shaft 18 and has a paint supply path 24 and a cleaning liquid supply path 26 inside.
  • the paint supply path 24 has a base end connected to a paint supply source (not shown), and causes the paint supplied from the paint supply source to flow in the distal direction.
  • the base end side of the cleaning liquid supply path 26 is connected to a cleaning liquid supply source (not shown), and allows the cleaning liquid supplied from the cleaning liquid supply source to flow in the distal direction.
  • the coating material supply path 24 and the cleaning liquid supply path 26 extend in parallel to a midway position in the distal direction of the tube member 22, and have a coaxial double structure on the distal end side of the tube member 22.
  • a paint supply nozzle 25 that discharges the paint is provided at the distal end side of the tube member 22, and a cleaning liquid supply nozzle 27 that discharges the cleaning liquid is provided so as to surround the periphery of the paint supply nozzle 25.
  • the cup 12 constituting the coating unit of the coating apparatus 10 is fixed to the tip of the shaft 18, and rotates together with the shaft 18 when the shaft 18 rotates under the drive of the air motor 16.
  • the cup 12 has an inner member 28 that surrounds the periphery of the paint supply nozzle 25 and the cleaning liquid supply nozzle 27 of the shaft 18 in a side sectional view, and an inner member 28 that is accommodated therein and has a bell shape that expands toward the distal end.
  • the outer member 30 is provided.
  • the inner member 28 is formed in a substantially disk shape, and is disposed on the proximal end side with respect to the distal end surface 46a of the housing 14 in a side sectional view. Inside the inner member 28 is provided a reservoir 32 for temporarily storing the paint or cleaning liquid supplied from the paint supply path 24 or the cleaning liquid supply path 26.
  • the reservoir 32 is formed in a circular space in front sectional view, and a plurality of discharge holes 34 for discharging paint are provided in the wall portion of the inner member 28 constituting the reservoir 32. These discharge holes 34 are formed through the reservoir portion 32 on the front surface and the side peripheral surface of the inner member 28, respectively, and allow the paint supplied to the reservoir portion 32 to flow out.
  • the outer member 30 is formed so as to spread from the inner member 28 in the distal direction and radially outward, and has a hollow portion 36 through which paint can flow.
  • an opening 36 a that communicates with the cavity 36 and can discharge paint is formed.
  • the outer peripheral edge 38 on the front end side of the outer member 30 surrounding the opening 36 a is located in the front end direction with respect to the front end surface 46 a of the housing 14.
  • the inner surface of the outer member 30 constituting the hollow portion 36 is formed into a smooth surface that can flow the paint radially outward in a side sectional view. Further, the inner surface in the vicinity of the opening 36 a is a curved surface that curves at a steep angle toward the radially outer side of the outer member 30. Therefore, the coating material discharged from the discharge hole 34 of the inner member 28 flows on the inner surface by the centrifugal force accompanying the rotation of the cup 12, and the rotation direction of the cup 12 and the protruding direction radially outward from the opening 36 a of the cup 12 ( Jump to FIG. 5A).
  • the air ejection part 20 of the coating apparatus 10 is provided in a housing 14 surrounding the cup 12.
  • the air ejection portion 20 includes a plurality of ejection holes 40 through which the shaping air is ejected on the distal end surface 46 a of the housing 14.
  • the plurality of ejection holes 40 form two ring-shaped groups (a group of ejection holes) at different locations in the radial direction of the housing 14. Specifically, in the front view shown in FIG. 2, the plurality of first ejection holes 42 positioned radially outward from the distal outer peripheral edge 38 of the outer member 30 and the radial direction from the distal outer peripheral edge 38 of the cup 12. And a second ejection hole 44 located inside.
  • the plurality of first ejection holes 42 are provided at equal intervals along the circumferential direction of the housing 14 to constitute the first ejection hole group 43, and the plurality of second ejection holes 44 are the first ejection hole group 43. Are provided at equal intervals along the circumferential direction of the housing 14 to constitute the second ejection hole group 45.
  • the first ejection hole 42 penetrates through the end wall 46 of the housing 14, the first distal end opening 42 a (jet outlet) of the distal end surface 46 a of the end wall 46, and the proximal end surface of the end wall 46.
  • the first base end opening 42b of 46b is communicated.
  • the second ejection hole 44 also passes through the end wall 46 of the housing 14, and the second distal end opening 44 a (adjusting ejection port) of the distal end surface 46 a of the end wall 46 and the second base of the proximal end surface 46 b of the end wall 46.
  • the end opening 44b communicates with the end opening 44b.
  • the air ejection part 20 has a first air chamber 48 and a first air supply path 50 communicating with the first ejection hole 42 in the housing 14 and a second air chamber 52 communicating with the second ejection hole 44. And a second air supply path 54 in the housing 14.
  • the first air chamber 48 is formed in a ring-shaped space along the circumferential direction on the base end face side of the end wall 46 of the housing 14.
  • the first air chamber 48 temporarily accumulates air supplied from the first air supply path 50 and allows the air to flow into the plurality of first ejection holes 42.
  • the second air chamber 52 is formed in a ring-shaped space along the circumferential direction of the housing 14 on the proximal end surface side of the end wall 46 of the housing 14 and inside the first air chamber 48.
  • the second air chamber 52 temporarily accumulates air supplied from the second air supply path 54 and allows the air to flow into the plurality of second ejection holes 44.
  • the first and second air supply paths 50 and 54 are respectively connected to an air supply source (not shown), and flow the air whose supply amount is controlled by each air supply source to the first and second air chambers 48 and 52.
  • the air ejection part 20 has a function of flying the paint onto the workpiece by the shaping air of the first ejection hole group 43 and adjusting the application state of the paint by the shaping air of the second ejection hole group 45.
  • the shaping air of the second ejection hole group 45 is referred to as adjustment air.
  • the air ejection unit 20 supplies a large amount of air from the first air supply path 50 during application of the paint, and receives shaping air from the first tip opening 42a via the first air chamber 48 and the first ejection hole 42. Large amount and high speed.
  • the air ejection unit 20 supplies air set to an appropriate supply amount to the second air supply path 54 according to the necessity of spreading and applying the paint, and the second air chamber 52 and the second ejection. Adjustment air is appropriately ejected from the second tip opening 44a through the hole 44.
  • the coating apparatus 10 sets the ejection direction of the shaping air ejected from the first tip opening 42a by the first ejection hole 42. That is, in the side cross-sectional view shown in FIG. 1, the first ejection hole 42 extending in the end wall 46 is inclined from the radially outer side to the radially inner side toward the distal direction, so that the first distal end opening 42a is formed in the first base. It arrange
  • the extension line L1 of the axial center of the first ejection hole 42 which is the ejection direction of the shaping air, is set so as to pass slightly outside in the radial direction with respect to the outer peripheral edge 38 on the front end side of the cup 12 (outer member 30).
  • the second ejection holes 44 are slightly inclined from the radially inner side to the radially outer side in the end wall 46 toward the distal end direction. Therefore, the extension line L2 (shaping air ejection direction) of the axis of the second ejection hole 44 passes slightly outside in the radial direction with respect to the outer peripheral edge 38 on the tip end side of the cup 12.
  • the first ejection hole 42 is shifted from the first distal end opening 42a and the first proximal end opening 42b by several degrees along the circumferential direction in the front view shown in FIGS. It is inclined diagonally in the end wall 46 so that it does not become.
  • a circumferential direction in which the first distal end opening 42a is displaced from the first proximal end opening 42b is a clockwise direction opposite to the counterclockwise direction that is the rotation direction of the cup 12.
  • the 1st ejection hole 42 ejects shaping air from the 1st front-end
  • the ejection direction of the shaping air set by the first ejection hole 42 is based on a circumscribed tangent line T that is virtually drawn so as to circumscribe the distal end side outer peripheral edge 38 of the cup 12 from the first distal end opening 42a. Is also tilted inward. Further, the inclination angle ⁇ of the shaping air ejection direction with respect to the intersection tangent line C passing through the intersection of the shaping air ejection direction (extension line L1) and the distal end side outer peripheral edge 38 is set in a range of 0 ° ⁇ ⁇ 30 °. Good.
  • the first ejection hole group 43 has the same inclination angle ⁇ in the ejection direction of each first ejection hole 42, and each first tip opening 42a ejects the shaping air evenly.
  • the first ejection hole 42 has an ejection direction inclined obliquely toward the circumferential direction of the housing 14. That is, by inclining at an inclination angle ⁇ with respect to the axial direction of the housing 14, the shaping air is ejected obliquely from the first tip opening 42a. In other words, the first ejection holes 42 eject the shaping air in the tip direction and the twist direction.
  • the inclination angle ⁇ in the ejection direction with respect to the axial direction of the housing 14 may be set in a range of 30 ° ⁇ ⁇ ⁇ 70 °, for example.
  • the first ejection hole 42 overlaps with the outer peripheral edge 38 on the front end side of the cup 12 in a side view even when the first ejection hole 42 is ejected inwardly from the circumscribing tangent line T in a front view.
  • the ejection direction of the shaping air can be set on the outer side in the radial direction from the outer peripheral edge 38 on the tip side.
  • the first ejection hole 42 can eject the shaping air so as to be closer to the inner side than the front end side outer peripheral edge 38 of the cup 12 after passing the front end side outer peripheral edge 38 of the cup 12.
  • the 1st front end opening 42a may eject shaping air in the ejection direction which approaches the inner side rather than the front end side outer periphery 38 by front view. In this case, although the flow force of the shaping air on the tip end side of the cup 12 is weakened, a part of the shaping air flows without interfering with the cup 12, so that the paint is narrowed inward as described above to fly. Can do.
  • the coating apparatus 10 according to the present embodiment is basically configured as described above, and the effects thereof will be described below.
  • the coating apparatus 10 applies a high voltage to the shaft 18 when coating the workpiece, and supplies the compressed air to the air motor 16 to rotate the shaft 18 at a high speed. Rotate counterclockwise.
  • the coating apparatus 10 supplies the paint from the paint supply nozzle 25 toward the reservoir 32 of the cup 12.
  • the coating material supplied to the reservoir portion 32 is discharged from the discharge hole 34 of the inner member 28 to the cavity portion 36 and the inner surface of the outer member 30 by the supply pressure and the rotation of the cup 12.
  • the paint When the paint is discharged from the discharge hole 34, the paint flies in the front end direction due to the negative pressure of the shaping air sprayed around, and also flows radially outward (centrifugal direction) on the inner surface of the outer member 30. Then, the paint that has flowed on the inner surface of the outer member 30 jumps out in the counterclockwise rotational direction of the cup 12 and the radially outward popping direction from the outer peripheral edge 38 of the cup 12 as indicated by the one-dot chain line vector in FIG. 5A. .
  • the air ejection unit 20 of the coating apparatus 10 supplies air from an air supply source, and shapes from the first tip opening 42 a of the first ejection hole 42 via the first air supply path 50 and the first air chamber 48. Air is spouted out.
  • the first tip opening 42a ejects shaping air inwardly from the circumscribing line T circumscribing the tip side outer peripheral edge 38 of the cup 12 from the first tip opening 42a (see FIG. 3). . That is, the ejection direction of the shaping air is inclined inward by an inclination angle ⁇ (> 0 °) with respect to the intersection tangent C, as indicated by a two-dot chain line vector in FIG. 5A.
  • the shaping air is ejected from the first tip opening 42a toward the tip direction so as to be twisted in the circumferential direction while moving toward the cup 12 side (see also FIGS. 3 and 4). At this time, since the shaping air passes outside the distal end side outer peripheral edge 38 of the cup 12 up to the position P shown in FIG.
  • the conventional coating apparatus 100 matches the direction in which the shaping air is ejected with a circumscribed tangent line T circumscribing the outer peripheral edge 106 of the cup 104 from the ejection port 102 as indicated by a two-dot chain line vector shown in FIG. 5B.
  • the paint that has received centrifugal force with the rotation of the cup 12 causes the distal outer peripheral edge to be ejected by the jumping force indicated by the one-dot chain line vector. Jump out of 106.
  • the shaping air acts on the paint and blows away the paint, as indicated by a two-dot chain line vector.
  • the actual flight direction of the paint is a direction that largely deviates to the outside of the coating apparatus 100 (see the bold line vector). That is, in the conventional coating apparatus 100, the paint that jumps out from the outer peripheral edge 106 at the front end side is spread outward by the shaping air, and if the paint is applied in a narrow range, the paint is wasted.
  • the coating apparatus 10 can draw the paint that jumps out in the centrifugal direction from the outer peripheral edge 38 of the outer member 30 by ejecting the shaping air as described above. That is, as shown in FIG. 5A, when the intersection of the shaping air vector and the outer peripheral edge 38 of the tip end of the cup 12 is used as a base point, the shaping air protrudes as shown in FIG. It acts on the paint of the force and imparts a counter force so as to bring it inward in the radial direction. As a result, the coating apparatus 10 can set the actual flight direction of the paint to a direction narrowed inward in the radial direction of the housing 14 (refer to a bold line vector), and efficiently apply the paint in a narrow range. Can do.
  • the coating air is ejected from the second tip opening 44a of the second ejection hole 44 to the tip direction and radially outward.
  • a vector spreading radially outward is added to the vector of the shaping air from the first tip opening 42a, and the paint can be spread on the radially outer side of the cup 12 and applied to the workpiece.
  • the coating apparatus 10 has the first tip opening 42a that inclines radially inward from the circumscribing tangent line T and ejects the shaping air, so that the paint can be easily scattered by the shaping air. Can be suppressed. That is, with a simple configuration in which the ejection direction of the shaping air is inclined inward from the circumscribing tangent line T, the shaping air ejected from the first tip opening 42a is a paint discharged by the centrifugal force accompanying the rotation of the cup 12. It is possible to fly in the tip direction while suppressing the spread. As a result, the coating apparatus 10 can improve the coating efficiency of the paint, and, for example, can concentrate and apply the paint to a work having a narrow application range.
  • the coating apparatus 10 can further narrow the actual flight direction of the paint by setting the inclination angle ⁇ in the ejection direction of the shaping air within a range of 30 ° or less.
  • the first tip opening 42a is configured such that the shaping air is set to the outside of the tip side outer peripheral edge 38 in the range up to the tip side outer peripheral edge 38 in a side view, so that the shaping air is set to the tip side of the cup 12. It can be made to flow sufficiently to the tip side from the outer peripheral edge 38. Therefore, the coating apparatus 10 can narrow the flight direction of the paint more favorably.
  • the coating apparatus 10 can also blow the paint so as to spread outward in the radial direction of the cup 12 by ejecting the adjustment air from the second tip opening 44a, thereby increasing the degree of freedom of the paint application range. it can.
  • the coating apparatus 10 sets the ejection direction of the shaping air based on the shape of the first ejection hole 42, but is not limited thereto, and the ejection direction of the shaping air from the ejection port is set by various methods. It's okay.
  • a ring-shaped spout is formed along the circumferential direction of the casing 14, and shaping air is spirally flowed in the casing 14 and rectified so as to incline toward the distal end and radially inward of the cup 12. A configuration in which the shaped air is ejected from the ejection port can be given.

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Abstract

 塗装装置(10)は、塗料を吐出するベル状のカップ(12)と、カップ(12)を回転自在に保持する筐体(14)と、カップ(12)の先端側外周縁(38)の径方向外側且つ基端側に位置し、シェーピングエアを先端方向に噴出して塗料をワークに飛ばす第1先端開口(42a)とを備える。第1先端開口(42a)は、塗装装置(10)の正面視で、第1先端開口(42a)からカップ(12)の先端側外周縁(38)に外接する外接接線(T)を引いた場合に、外接接線(T)よりもカップ(12)の径方向内側に傾いてシェーピングエアを噴出する。

Description

塗装装置
 本発明は、シェーピングエアを噴出することにより、塗料を飛ばしてワークに塗布する塗装装置に関する。
 自動車のボディ等のワークを塗装する際には、例えば、特許第2600390号公報に開示されるような塗装装置(回転霧化塗装装置)が用いられる。この塗装装置は、ベル状のカップを回転して塗料を吐出するとともに、カップの先端側外周縁に向けてシェーピングエアを噴き出すことで、吐出された塗料を霧化してワークに塗布する。また、この塗装装置のシェーピングエアの噴出方向は、正面視で、カップの外周縁の接線に沿うように設定されている(特許第2600390号公報の図2参照)。
 ところで、この種の塗装装置は、噴出したシェーピングエアの広がりにより、カップから吐出した塗料が塗装装置の径方向外側に飛散し易く、ワークに対する塗料の塗着面積が大きくなる傾向がある。このため例えば、塗布範囲が狭いワークには、目的の範囲内に塗料が集中せずに、塗着効率が低下して塗料を無駄にする不都合が生じる。
 本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、簡単な構成によって、シェーピングエアによる塗料の広がりを良好に抑え、ワークへの塗料の塗着効率を向上することができる塗装装置を提供することを目的とする。
 前記の目的を達成するために、本発明は、塗料を吐出するベル状のカップと、前記カップを回転自在に保持する筐体と、前記筐体に設けられ、前記カップの先端側外周縁の径方向外側且つ基端側に位置し、シェーピングエアを先端方向に噴出して吐出された前記塗料をワークに飛ばす噴出口と、を備える塗装装置であって、前記噴出口は、前記塗装装置の正面視で、前記噴出口から前記カップの先端側外周縁に外接する外接接線を引いた場合に、前記外接接線よりも前記カップの径方向内側に傾いて前記シェーピングエアを噴出することを特徴とする。
 上記によれば、塗装装置は、外接接線よりもカップの径方向内側に傾いてシェーピングエアを噴出する噴出口を有するという簡単な構成により、シェーピングエアによる塗料の広がりを良好に抑えることができる。すなわち、噴出口は、シェーピングエアの噴出方向を外接接線よりも内側に傾けることで、カップの回転に伴う遠心力により飛び出す塗料を、シェーピングエアにより塗装装置の先端方向の狭い範囲に向けて飛行させることができる。これにより、塗装装置は、ワークへの塗料の塗着効率が向上し、例えば、塗布範囲が狭いワークに塗料を集中して塗布し、塗料の無駄を大幅に抑制することができる。
 この場合、前記噴出口は、前記正面視で、前記シェーピングエアの噴出方向と前記カップの先端側外周縁との交点を通る交点接線に対する前記シェーピングエアの噴出方向の傾斜角度を、30°以下の範囲内に設定しているとよい。
 このように、噴出口は、シェーピングエアの噴出方向の傾斜角度が30°以下の範囲内に設定されていることで、実際の塗料の飛行方向を良好に狭めることができる。
 また、前記噴出口は、前記塗装装置の側面視における該噴出口から前記先端側外周縁までの範囲において、前記正面視で、前記シェーピングエアの噴出方向を該先端側外周縁よりも外側に設定することが好ましい。
 このように、噴出口は、噴出口から先端側外周縁までの範囲において、シェーピングエアの噴出方向を先端側外周縁よりも外側に設定することで、シェーピングエアをカップの先端側外周縁よりも先端側に充分に流動させることができる。従って、塗装装置は、塗料の飛行方向を一層良好に狭めることができる。
 さらに、前記筐体は、前記正面視で、前記先端側外周縁の径方向内側且つ基端側に前記塗料の飛行状態を調整する調整用エアを噴出する調整用噴出口を有することが好ましい。
 このように、塗装装置は、調整用噴出口から調整用エアを噴出することで、カップの径方向外側に広げるように塗料を飛ばすこともでき、塗料の塗布範囲の自由度を高めることができる。
 本発明によれば、塗装装置は、簡単な構成によって、シェーピングエアによる塗料の広がりを良好に抑え、ワークへの塗料の塗着効率を向上することができる。
本発明の一実施形態に係る塗装装置の先端部を示す側面断面図である。 図1の塗装装置の先端部を示す正面図である。 図1の塗装装置の先端部の拡大正面図である。 図1の塗装装置によるシェーピングエアの吐出状態を示す側面図である。 図5Aは、図1の塗装装置における塗料の飛行方向を示す拡大正面図であり、図5Bは、従来の塗装装置における塗料の飛行方向を示す拡大正面図である。
 以下、本発明に係る塗装装置について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
 本発明の一実施形態に係る塗装装置10は、図1に示すように、塗料を吐出するベル状のカップ12と、カップ12を回転自在に保持する筐体14とを有する回転霧化式の装置に構成されている。この塗装装置10は、カップ12の回転時の遠心力により塗料を径方向外側に飛び出させ、且つ筐体14から噴出するシェーピングエアにより、塗料を先端方向に飛ばして被塗装物であるワーク(図示せず)に塗布する。
 具体的には、塗装装置10は、上記の筐体14と、筐体14内に設けられたエアモータ16と、エアモータ16により回転するシャフト18と、シャフト18の先端に設けられた上記のカップ12と、シェーピングエアを噴出するエア噴出部20とを有する。
 筐体14は、塗装装置10の主な外観を構成し、全体的に円筒状を呈するように形成される。この筐体14は、側面断面視で、先端方向に向かって先細りに形成され、その先端側に塗料を塗布する塗布部が設けられている。塗布部は、複数の部材を組み付けることによりエア噴出部20を構成し、さらにその内側にエアモータ16及びシャフト18を収容している。
 エアモータ16は、シャフト18の径方向外側を囲うように設けられ、図示しない圧縮エア源からの圧縮エアの供給により、筐体14に対し回転自在に取り付けられたシャフト18を高速回転させる。シャフト18は、中空円筒状に形成されて筐体14内を軸方向に延び、その基端側に図示しない高電圧発生装置が接続される。シャフト18は、高電圧発生装置から供給される負の高電圧を先端側のカップ12に印加し、塗料を帯電させて静電塗装を実施する。このシャフト18の内部には管部材22が設けられている。
 管部材22は、シャフト18の中心軸を軸方向に延びる中空管であり、内部に塗料供給路24及び洗浄液供給路26を有する。塗料供給路24は、その基端側が図示しない塗料供給源に接続され、塗料供給源から供給された塗料を先端方向に流動させる。洗浄液供給路26は、その基端側が図示しない洗浄液供給源に接続され、洗浄液供給源から供給された洗浄液を先端方向に流動させる。塗料供給路24と洗浄液供給路26は、管部材22の先端方向に向かう途中位置まで平行に延び、管部材22の先端側において同軸二重構造となる。管部材22の先端側には、塗料を吐出する塗料供給ノズル25が設けられるとともに、洗浄液を吐出する洗浄液供給ノズル27が塗料供給ノズル25の側周囲を囲うように設けられる。
 塗装装置10の塗布部を構成するカップ12は、シャフト18の先端に固定され、シャフト18がエアモータ16の駆動下に回転すると、シャフト18とともに一体回転する。カップ12は、側面断面視で、シャフト18の塗料供給ノズル25及び洗浄液供給ノズル27の周囲を囲うインナ部材28と、インナ部材28を内部に収容し先端方向に向かって末広がり(ベル状)に形成されたアウタ部材30とを備える。
 インナ部材28は、略円盤状に形成され、側面断面視で、筐体14の先端面46aよりも基端側に配置されている。インナ部材28の内部には、塗料供給路24又は洗浄液供給路26から供給される塗料又は洗浄液を一旦溜める溜め部32が設けられている。溜め部32は、正面断面視で円形の空間に形成され、溜め部32を構成するインナ部材28の壁部には、塗料を吐出する複数の吐出孔34が設けられている。これらの吐出孔34は、溜め部32からインナ部材28の正面及び側周面に各々貫通形成され、溜め部32に供給された塗料を流出させる。
 アウタ部材30は、インナ部材28から先端方向且つ径方向外側に広がるように形成され、その内側に塗料を流動可能な空洞部36を有する。アウタ部材30の先端には、空洞部36に連通して塗料を吐出可能な開口部36aが形成されている。この開口部36aを囲うアウタ部材30の先端側外周縁38は、筐体14の先端面46aよりも先端方向に位置している。
 空洞部36を構成するアウタ部材30の内面は、側面断面視で、塗料を径方向外側に流動させ得る滑らかな面に形成される。また、開口部36a付近の内面は、アウタ部材30の径方向外側に向かって急な角度で湾曲する湾曲面となっている。そのため、インナ部材28の吐出孔34から吐出された塗料は、カップ12の回転に伴う遠心力により内面を流動し、カップ12の開口部36aからカップ12の回転方向且つ径方向外側の飛び出し方向(図5A参照)に飛び出す。
 塗装装置10のエア噴出部20は、カップ12を囲んだ筐体14内に設けられる。図1及び図2に示すように、エア噴出部20は、シェーピングエアを噴き出す複数の噴出孔40を筐体14の先端面46aに備える。複数の噴出孔40は、筐体14の径方向に異なる箇所で2つのリング状のまとまり(噴出孔群)を作っている。詳細には、図2に示す正面視で、アウタ部材30の先端側外周縁38よりも径方向外側に位置する複数の第1噴出孔42と、カップ12の先端側外周縁38よりも径方向内側に位置する第2噴出孔44とを備える。複数の第1噴出孔42は、筐体14の周方向に沿って等間隔に設けられることで第1噴出孔群43を構成し、複数の第2噴出孔44は、第1噴出孔群43の内側で筐体14の周方向に沿って等間隔に設けられることで第2噴出孔群45を構成している。
 図1に示すように、第1噴出孔42は、筐体14の端壁46を貫通し、端壁46の先端面46aの第1先端開口42a(噴出口)と、端壁46の基端面46bの第1基端開口42bとを連通している。第2噴出孔44も、筐体14の端壁46を貫通し、端壁46の先端面46aの第2先端開口44a(調整用噴出口)と、端壁46の基端面46bの第2基端開口44bとを連通している。また、エア噴出部20は、第1噴出孔42に連通する第1エア室48及び第1エア供給路50を筐体14内に有するとともに、第2噴出孔44に連通する第2エア室52及び第2エア供給路54を筐体14内に有する。
 第1エア室48は、筐体14の端壁46の基端面側で、周方向に沿うリング状の空間に形成される。この第1エア室48は、第1エア供給路50から供給されるエアを一時的に溜めて、複数の第1噴出孔42に流入させる。第2エア室52は、筐体14の端壁46の基端面側且つ第1エア室48の内側で、筐体14の周方向に沿うリング状の空間に形成される。この第2エア室52は、第2エア供給路54から供給されるエアを一時的に溜めて、複数の第2噴出孔44に流入させる。
 第1及び第2エア供給路50、54は、図示しないエア供給源にそれぞれ接続され、各エア供給源により供給量が制御されたエアを第1及び第2エア室48、52に流動させる。ここで、エア噴出部20は、第1噴出孔群43のシェーピングエアにより塗料をワークに飛ばし、第2噴出孔群45のシェーピングエアにより塗料の塗布状態を調整する機能を有している。以下、シェーピングエアの区別を容易化するため、第2噴出孔群45のシェーピングエアを調整用エアという。
 すなわち、エア噴出部20は、塗料の塗布時に、第1エア供給路50から多量のエアを供給し、第1エア室48及び第1噴出孔42を介して第1先端開口42aからシェーピングエアを多量且つ高速に噴出する。一方、エア噴出部20は、塗料を広げて塗布する等の必要性に応じて、適宜の供給量に設定したエアを第2エア供給路54に供給し、第2エア室52及び第2噴出孔44を介して第2先端開口44aから調整用エアを適度に噴出する。
 また、本実施形態に係る塗装装置10は、第1噴出孔42により、第1先端開口42aから噴出するシェーピングエアの噴出方向を設定している。すなわち、図1に示す側面断面視で、端壁46内を延びる第1噴出孔42は、先端方向に向かって径方向外側から径方向内側に傾くことで、第1先端開口42aを第1基端開口42bよりも径方向内側に配置している。そのため、シェーピングエアの噴出方向である第1噴出孔42の軸心の延長線L1は、カップ12(アウタ部材30)の先端側外周縁38よりも若干径方向外側を通るように設定される。
 なお、第1噴出孔42とは逆に、第2噴出孔44は、端壁46内で、先端方向に向かって径方向内側から径方向外側に多少傾いている。そのため、第2噴出孔44の軸心の延長線L2(シェーピングエアの噴出方向)は、やはりカップ12の先端側外周縁38よりも若干径方向外側を通っている。
 また、第1噴出孔42は、図2及び図3に示す正面視で、第1先端開口42aと第1基端開口42bが周方向に沿って相互に数°位相がずれる(径方向に重ならない)ように端壁46内で斜めに傾いている。この第1先端開口42aが第1基端開口42bからずれる周方向は、カップ12の回転方向である反時計方向と逆向きの時計回りである。このため、第1噴出孔42は、カップ12の遠心力によって飛び出す塗料に対抗するように、シェーピングエアを第1先端開口42aから噴き出す。
 図3に示すように、第1噴出孔42が設定するシェーピングエアの噴出方向は、第1先端開口42aからカップ12の先端側外周縁38を外接するように仮想的に引いた外接接線Tよりも内側に傾いている。また、シェーピングエアの噴出方向(延長線L1)と先端側外周縁38との交点を通る交点接線Cに対するシェーピングエアの噴出方向の傾斜角度αは、0°<α≦30°の範囲に設定されるとよい。傾斜角度αが0°以上であると、既述したように、カップ12の先端側でシェーピングエアが大きく広がることになり、ワークへの塗着効率が低下する。一方、傾斜角度αが30°よりも大きいと、遠心方向に向かう塗料の飛び出し力に対する抗力(ベクトル)が弱まり、塗料の実際の飛行方向がやはり広がる。第1噴出孔群43は、各第1噴出孔42による噴出方向の傾斜角度αを同一に設定しており、各第1先端開口42aはシェーピングエアを均等的に傾斜して噴出する。
 さらに、図4に示す側面視で、第1噴出孔42は、筐体14の周方向に向かって斜傾した噴出方向を有する。すなわち、筐体14の軸方向に対して傾斜角度βで傾くことにより、第1先端開口42aから斜めにシェーピングエアを噴出する。換言すれば、第1噴出孔42は、シェーピングエアを先端方向且つ捻れ方向に噴き出す。
 筐体14の軸方向に対する噴出方向の傾斜角度βは、例えば、30°≦α≦70°の範囲に設定されるとよい。このように傾斜角度βが設定されると、第1噴出孔42は、正面視で外接接線Tよりも内側に傾いて噴出されても、側面視でカップ12の先端側外周縁38に重なる位置Pで、該先端側外周縁38よりも径方向外側に、シェーピングエアの噴出方向を設定することができる。従って、第1噴出孔42は、カップ12の先端側外周縁38を通り過ぎたあたりからカップ12の先端側外周縁38よりも内側に寄せるようにシェーピングエアを噴出することが可能となる。なお、第1先端開口42aは、先端側外周縁38を通り過ぎる前に、正面視で先端側外周縁38よりも内側に寄る噴出方向にシェーピングエアを噴出してもよい。この場合、カップ12の先端側でのシェーピングエアの流動力は弱まるももの、一部のシェーピングエアがカップ12に干渉せずに流動するので、上記と同様に塗料を内側に狭めて飛行させることができる。
 本実施形態に係る塗装装置10は、基本的には、以上のように構成されるものであり、以下その作用効果について説明する。
 塗装装置10は、ワークへの塗装を行う際に、シャフト18に高電圧を印加するとともに、エアモータ16に圧縮エアを供給してシャフト18を高速回転させ、図2に示す正面視でカップ12を反時計回りに回転させる。また、塗装装置10は、塗料供給ノズル25からカップ12の溜め部32に向けて塗料を供給する。溜め部32に供給された塗料は、その供給圧及びカップ12の回転によって、インナ部材28の吐出孔34からアウタ部材30の空洞部36及び内面に吐出される。
 塗料は、吐出孔34から吐出されると、周囲で噴出しているシェーピングエアの負圧によって先端方向に飛行するとともに、アウタ部材30の内面を径方向外側(遠心方向)に流動していく。そして、アウタ部材30の内面を流動した塗料は、図5Aの1点鎖線のベクトルで示すように、先端側外周縁38からカップ12の反時計回りの回転方向且つ径方向外側の飛び出し方向で飛び出す。
 一方、塗装装置10のエア噴出部20は、エア供給源からエアを供給し、第1エア供給路50及び第1エア室48を介して、第1噴出孔42の第1先端開口42aからシェーピングエアを噴出する。上述したように、第1先端開口42aは、正面視で、第1先端開口42aからカップ12の先端側外周縁38に外接する外接接線Tよりも内側にシェーピングエアを噴出する(図3参照)。すなわち、シェーピングエアの噴出方向は、図5Aの2点鎖線のベクトルで示すように、交点接線Cに対して傾斜角度α(>0°)だけ内側に傾く。このため、シェーピングエアは、第1先端開口42aから先端方向に向かって、カップ12側に寄りつつ周方向に捻れるように噴き出される(図3、図4も参照)。この際、シェーピングエアは、図4に示す位置Pまでカップ12の先端側外周縁38の外側を通るので、カップ12に遮られることが抑制される。
 一方、従来の塗装装置100は、図5Bに示す2点鎖線のベクトルのように、シェーピングエアの噴出方向を、噴出口102からカップ104の先端側外周縁106に外接する外接接線Tに一致する構成(傾斜角度α=0°)を限界としていた。ここで、シェーピングエアのベクトルと先端側外周縁106が交わる交点を基点にした場合、カップ12の回転に伴い遠心力を受けた塗料は、1点鎖線のベクトルで示す飛び出し力で先端側外周縁106の外側に飛び出す。一方、シェーピングエアは、2点鎖線のベクトルで示すように、塗料に作用して塗料を吹き飛ばす。その結果、実際の塗料の飛行方向は、塗装装置100の外側に大きく外れる方向(太線のベクトル参照)としてしまう。すなわち、従来の塗装装置100は、先端側外周縁106から飛び出す塗料を、シェーピングエアにより外側に広げてしまい、狭い範囲に塗料を塗布すると塗料の無駄が生じていた。
 これに対し、塗装装置10は、上記のようにシェーピングエアを噴出させることで、アウタ部材30の先端側外周縁38から遠心方向に飛び出す塗料を内側に寄せることができる。つまり、図5Aに示すように、シェーピングエアのベクトルとカップ12の先端側外周縁38が交わる交点を基点にした場合、シェーピングエアは、2点鎖線のベクトルで示すように、図5Bと同じ飛び出し力の塗料に作用して、径方向内側に寄せるように対抗力を付与する。その結果、塗装装置10は、実際の塗料の飛行方向を、筐体14の径方向内側に狭めた方向(太線のベクトル参照)とすることができ、狭い範囲に塗料を効率的に塗布することができる。
 また、塗装装置10は、塗料を広げて塗布したい場合に、第2噴出孔44の第2先端開口44aから調整用エアを先端方向且つ径方向外側に噴出する。これにより、第1先端開口42aからのシェーピングエアのベクトルに径方向外側に広がるベクトルを付加することになり、塗料をカップ12の径方向外側に良好に広げてワークに塗布することができる。
 以上のように、本実施形態に係る塗装装置10は、外接接線Tよりも径方向内側に傾いてシェーピングエアを噴出する第1先端開口42aを有することで、シェーピングエアによる塗料の飛散を良好に抑えることができる。すなわち、シェーピングエアの噴出方向を外接接線Tよりも内側に傾けるという簡単な構成により、第1先端開口42aから噴出されるシェーピングエアは、カップ12の回転に伴う遠心力により吐出される塗料を、広がりを抑えて先端方向に飛ばすことができる。これにより、塗装装置10は、塗料の塗着効率の向上を図り、例えば、塗布範囲が狭いワークに対して塗料を集中して塗布することができる。
 この場合、シェーピングエアの噴出方向の傾斜角度αが30°以下の範囲内に設定されていることで、塗装装置10は、実際の塗料の飛行方向をより狭めることができる。また、第1先端開口42aは、側面視における先端側外周縁38までの範囲において、シェーピングエアの噴出方向を先端側外周縁38よりも外側に設定することで、シェーピングエアをカップ12の先端側外周縁38よりも先端側に充分に流動させることができる。従って、塗装装置10は、塗料の飛行方向を一層良好に狭めることができる。さらに、塗装装置10は、第2先端開口44aから調整用エアを噴出することで、カップ12の径方向外側に広げるように塗料を飛ばすこともでき、塗料の塗布範囲の自由度を高めることができる。
 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。例えば、塗装装置10は、第1噴出孔42の形状に基づきシェーピングエアの噴出方向を設定していたが、これに限定されず、噴出口からのシェーピングエアの噴出方向は種々の方法で設定してよい。一例としては、筐体14の周方向に沿ってリング状の噴出口を形成し、シェーピングエアを筐体14内で螺旋状に流動させ、先端方向且つカップ12の径方向内側に傾くように整流されたシェーピングエアを噴出口から噴出する構成があげられる。

Claims (4)

  1.  塗料を吐出するベル状のカップ(12)と、
     前記カップ(12)を回転自在に保持する筐体(14)と、
     前記筐体(14)に設けられ、前記カップ(12)の先端側外周縁(38)の径方向外側且つ基端側に位置し、シェーピングエアを先端方向に噴出して吐出された前記塗料をワークに飛ばす噴出口(42a)と、を備える塗装装置(10)であって、
     前記噴出口(42a)は、前記塗装装置(10)の正面視で、前記噴出口(42a)から前記カップ(12)の先端側外周縁(38)に外接する外接接線を引いた場合に、前記外接接線よりも前記カップ(12)の径方向内側に傾いて前記シェーピングエアを噴出する
     ことを特徴とする塗装装置(10)。
  2.  請求項1記載の塗装装置(10)において、
     前記噴出口(42a)は、前記正面視で、前記シェーピングエアの噴出方向と前記カップ(12)の先端側外周縁(38)との交点を通る交点接線に対する前記シェーピングエアの噴出方向の傾斜角度(α)が、30°以下の範囲内に設定されている
     ことを特徴とする塗装装置(10)。
  3.  請求項1又は2記載の塗装装置(10)において、
     前記噴出口(42a)は、前記塗装装置(10)の側面視における該噴出口(42a)から前記先端側外周縁(38)までの範囲において、前記正面視で、前記シェーピングエアの噴出方向を該先端側外周縁(38)よりも外側に設定する
     ことを特徴とする塗装装置(10)。
  4.  請求項1~3のいずれか1項に記載の塗装装置(10)において、
     前記筐体(14)は、前記正面視で、前記先端側外周縁(38)の径方向内側且つ基端側に前記塗料の飛行状態を調整する調整用エアを噴出する調整用噴出口(44a)を有する
     ことを特徴とする塗装装置(10)。
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