特許 6973356 ベル型塗装装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6973356

(24)【登録日】2021年11月8日

(45)【発行日】2021年11月24日

(54)【発明の名称】ベル型塗装装置

(51)【国際特許分類】

   B05B 5/04 20060101AFI20211111BHJP

   B05B 3/10 20060101ALI20211111BHJP

【ＦＩ】

   B05B5/04 A

   B05B3/10 B

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2018-215793(P2018-215793)

(22)【出願日】2018年11月16日

(65)【公開番号】特開2020-81921(P2020-81921A)

(43)【公開日】2020年6月4日

【審査請求日】2021年1月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】000110321

【氏名又は名称】トヨタ車体株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000648

【氏名又は名称】特許業務法人あいち国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】桑山 利毅

(72)【発明者】

【氏名】有地 彰彦

【審査官】 河内 浩志

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５８−０８１４５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３０１４０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０８０７６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１５２７００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１４３７２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０７９７１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０５Ｂ１／００−３／１８

５／００−５／１６

７／００−９／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークの塗装を行うベル型塗装装置であって、
回転軸線を中心に回転するベルヘッド部と、
塗料を吐出するための吐出経路部と、
を備え、
上記ベルヘッド部は、第１ベルカップと、上記第１ベルカップに間隙を隔てて配置された第２ベルカップと、を備え、上記第２ベルカップの開口縁部における吐出口径が上記第１ベルカップの開口縁部における吐出口径を上回るように構成されており、
上記吐出経路部は、上記回転軸線に沿って延びる塗料供給管と、上記塗料供給管から上記第１ベルカップの上記開口縁部まで塗料が流れる第１流路と、上記塗料供給管から上記間隙を通じて上記第２ベルカップの上記開口縁部まで塗料が流れる第２流路と、を備える、ベル型塗装装置。

【請求項2】

上記ベルヘッド部は、上記第１ベルカップの径方向の内側に設けられたベルハブを備え、上記塗料供給管は、上記間隙の流入口よりも軸方向の前側に位置し且つ上記ベルハブの裏面に対向するように配置された噴射口を備え、上記第１流路は、上記塗料供給管の上記噴射口から噴射された塗料の一部が上記ベルハブの上記裏面に沿って径方向の外方に流れる流路であり、上記第２流路は、上記塗料供給管の上記噴射口から噴射された塗料の残部が上記第１流路から分岐して上記流入口に向けて軸方向の後方に流れる流路である、請求項１に記載のベル型塗装装置。

【請求項3】

上記ベルヘッド部は、上記第１ベルカップの径方向の内側に設けられたベルハブを備え、上記塗料供給管は、上記間隙の流入口よりも軸方向の前側に位置し且つ上記ベルハブの裏面に対向するように配置された噴射口と、上記噴射口よりも軸方向の後側に上記流入口に対向するように配置された流出口と、を備え、上記第１流路は、上記塗料供給管の上記噴射口から噴射された塗料が上記ベルハブの上記裏面に沿って径方向の外方に流れる流路であり、上記第２流路は、上記塗料供給管の上記流出口から流出した塗料が上記流入口に向けて径方向の外方に流れる流路である、請求項１に記載のベル型塗装装置。

【請求項4】

上記ベルヘッド部は、上記第１ベルカップの上記開口縁部に対して上記第２ベルカップの上記開口縁部が軸方向の後側にオフセットされるように構成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のベル型塗装装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ベル型塗装装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車体を塗装する中塗り、上塗りラインにおいては、高速で回転するベルを備えたベル型塗装装置（以下、単に「塗装装置」ともいう。）が使用されている。この塗装装置は、一般的に、カップ形状を有するベルカップの回転によって塗料を粒化して車体の塗装面に塗着させるように構成されている。

【0003】

このような塗装装置の一例が下記の特許文献１に開示されている。この特許文献１に開示の塗装装置は、回転霧化頭を構成するベルカップの回転によって塗料を霧化させるとともに、印加電圧によって帯電した塗料を、接地された被塗装物との間の静電的な力を利用してこの被塗装物に塗着させるように構成されている。また、ベルカップの外周から被塗装物に向けてエアを噴射することによって塗料が遠心方向に広がりすぎるのを抑えて、被塗装物に塗料を均一に塗着させようとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００８−０８０２４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、この種の塗装装置では、塗料の吐出能力及び塗着効率はいずれも、一般的にベルカップの吐出口径に左右されることが知られている。

【0006】

即ち、ベルカップを大径化して吐出口径を大きくするほどに塗料を微粒化できる遠心力が上がるため、塗料の吐出能力を上げることができる。ところが、ベルカップの大径化によって塗料に作用する遠心力が上がると、ベルカップの径方向の外方へ飛散する塗料の量が増えるため、塗料の塗着効率、即ち使用した塗料の量に対する塗着した塗料の量の比率が低下する。

【0007】

一方で、ベルカップを小径化して吐出口径を小さくすると、塗料に作用する遠心力が下がってベルカップの径方向の外方へ飛散する塗料の量が減るため、塗料の塗着効率は高くなる。その反面、塗料に作用する遠心力の低下によって、塗料が所望の高微粒化状態になるまで吐出能力を抑える必要がある。

【0008】

上述のように、塗料の吐出能力を上げるためにはベルカップを大径化して吐出口径を大きくするのが有利であるが、塗料の塗着効率を高めるためにはベルカップを小径化して吐出口径を小さくするのが有利である。

【0009】

そこで、例えば、塗料の塗着効率の高い小径のベルカップを用いて吐出口径を小さくしたうえで、この小径のベルカップを複数備えた塗装装置を使用したり、小径のベルカップを備えた塗装装置の数を増やしたりするという対策も考えられるが、このような対策は、装置の大型化やコストアップの要因に成り得るため好ましくない。

【0010】

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、塗料の吐出能力向上と塗着効率向上を両立できるベル型塗装装置を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の一態様は、
ワークの塗装を行うベル型塗装装置であって、
回転軸線を中心に回転するベルヘッド部と、
塗料を吐出するための吐出経路部と、
を備え、
上記ベルヘッド部は、第１ベルカップと、上記第１ベルカップに間隙を隔てて配置された第２ベルカップと、を備え、上記第２ベルカップの開口縁部における吐出口径が上記第１ベルカップの開口縁部における吐出口径を上回るように構成されており、
上記吐出経路部は、上記回転軸線に沿って延びる塗料供給管と、上記塗料供給管から上記第１ベルカップの上記開口縁部まで塗料が流れる第１流路と、上記塗料供給管から上記間隙を通じて上記第２ベルカップの上記開口縁部まで塗料が流れる第２流路と、を備える、ベル型塗装装置、
にある。

【発明の効果】

【0012】

上記のベル型塗装装置によれば、ベルヘッド部が回転軸線を中心に回転した状態で吐出経路部を通じてワークに向けて塗料を供給することができる。このベルヘッド部は、吐出口径が第１ベルカップの吐出口径を上回る第２ベルカップが、第１ベルカップに間隙を隔てて配置された構造であるハイブリッド型の構造を有する。

【0013】

吐出経路部において、第１流路は、塗料供給管から第１ベルカップの開口縁部まで連通している。このため、第１流路を第１ベルカップの開口縁部まで流れた塗料は、この開口縁部から微粒化された状態で吐出される。

【0014】

一方で、第２流路は、第１流路と共用の塗料供給管から第１ベルカップと第２ベルカップとの間の間隙を通じて第２ベルカップの開口縁部まで連通している。このため、第２流路を第２ベルカップの開口縁部まで流れた塗料は、第２ベルカップの開口縁部から微粒化された状態で吐出される。

【0015】

ここで、第２ベルカップの開口縁部における吐出口径は、第１ベルカップの開口縁部における吐出口径よりも大きい。即ち、このベルヘッド部は、同軸であり且つ吐出口径が異なる少なくとも２つのベルカップを介して塗料を吐出するように構成されている。

【0016】

これにより、第１ベルカップ側では、吐出口径を相対的に小さくして塗料に作用する遠心力を下げることによって、第１ベルカップの径方向の外方へ飛散する塗料の量を減らすことができる。このため、第１ベルカップは、使用した塗料の量に対する塗着した塗料の量の比率として表される塗着効率を高めることができるという利点を有する。

【0017】

また、第２ベルカップ側では、吐出口径を相対的に大きくして塗料に作用する遠心力を上げることによって、塗料を微粒化できる能力を高めることができる。このため、第２ベルカップは、塗料の吐出能力を上げることができるという利点を有する。

【0018】

従って、上記のベルヘッド部は、第１ベルカップ及び第２ベルカップのそれぞれの利点を併せ持つ。例えば、第１ベルカップに相当するベルカップのみを有する既存の塗装装置と比べた場合には、第２ベルカップを追加したことによって塗料の吐出量を増やすことが可能になる。また、第２ベルカップに相当するベルカップのみを有する既存の塗装装置と比べた場合には、第１ベルカップを追加したことによって塗料の塗着効率を高くすることが可能になる。そして、いずれの既存の塗装装置に対しても、吐出量が同じときには塗料の高微粒子化が可能になるため塗装品質を高めることができる点で有利である。

【0019】

以上のごとく、上記の態様によれば、塗料の吐出能力向上と塗着効率向上を両立できるベル型塗装装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】実施形態１のベル型塗装装置の全体構成を示す断面図。

【図2】図１中のベルヘッド部を矢印Ａ方向から視た図。

【図3】図１のＢ領域の拡大図。

【図4】図１のＣ領域の拡大図。

【図5】実施形態２のベル型塗装装置の全体構成を示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0021】

上述の態様の好ましい実施形態について説明する。

【0022】

上記のベル型塗装装置において、上記ベルヘッド部は、上記第１ベルカップの径方向の内側に設けられたベルハブを備え、上記塗料供給管は、上記間隙の流入口よりも軸方向の前側に位置し且つ上記ベルハブの裏面に対向するように配置された噴射口を備え、上記第１流路は、上記塗料供給管の上記噴射口から噴射された塗料の一部が上記ベルハブの上記裏面に沿って径方向の外方に流れる流路であり、上記第２流路は、上記塗料供給管の上記噴射口から噴射された塗料の残部が上記第１流路から分岐して上記流入口に向けて軸方向の後方に流れる流路であるのが好ましい。

【0023】

このベル型塗装装置によれば、吐出経路部の第１流路では、塗料供給管の噴射口から噴射された塗料の一部がベルハブの裏面に沿って径方向の外方に流れる。一方で、吐出経路部の第２流路では、塗料供給管の噴射口から噴射された塗料の残部が第１流路から分岐して軸方向の後方に流れて間隙の流入口に流入する。この場合、塗料供給管の噴射口と間隙の流入口との間の相対的な配置関係を利用した簡単な構造によって、共用の塗料供給管から第１流路及び第２流路のそれぞれに塗料を分流させることができる。

【0024】

上記のベル型塗装装置において、上記ベルヘッド部は、上記第１ベルカップの径方向の内側に設けられたベルハブを備え、上記塗料供給管は、上記間隙の流入口よりも軸方向の前側に位置し且つ上記ベルハブの裏面に対向するように配置された噴射口と、上記噴射口よりも軸方向の後側に上記流入口に対向するように配置された流出口と、を備え、上記第１流路は、上記塗料供給管の上記噴射口から噴射された塗料が上記ベルハブの上記裏面に沿って径方向の外方に流れる流路であり、上記第２流路は、上記塗料供給管の上記流出口から流出した塗料が上記流入口に向けて径方向の外方に流れる流路であるのが好ましい。

【0025】

このベル型塗装装置によれば、吐出経路部の第１流路では、塗料供給管の噴射口から噴射された塗料がベルハブの裏面に沿って径方向の外方に流れる。一方で、吐出経路部の第２流路では、塗料供給管の流出口から流出した塗料が径方向の外方に流れて流入口に流入する。この場合、塗料供給管に設けた噴射口及び流出口を利用することによって、共用の塗料供給管から第１流路及び第２流路のそれぞれに塗料を分流させることができる。

【0026】

上記のベル型塗装装置において、上記ベルヘッド部は、上記第１ベルカップの上記開口縁部に対して上記第２ベルカップの上記開口縁部が軸方向の後側にオフセットされるように構成されているのが好ましい。

【0027】

このベル型塗装装置によれば、第１ベルカップと第２ベルカップとの間のオフセット寸法が０（ゼロ）である場合や所定の閾値を下回る場合に比べて、第１ベルカップの開口縁部で一旦微粒化した塗料と、第２ベルカップの開口縁部で一旦微粒化した塗料が互いに衝突しにくくなる。これにより、少なくとも２箇所の吐出口から吐出された塗料が再結合して粒径が大きくなったり、これらの塗料に気泡が混入したりするような不具合が発生するのを防ぐことができる。

【0028】

以下、ベル型塗装装置の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

【0029】

なお、このベル型塗装装置の説明のための図面において、ベルヘッド部の軸方向を矢印Ｘで示し、ベルヘッド部の径方向を矢印Ｙで示している。また、ベルヘッド部が軸方向についてワークに向かう方向を「前方」とし、その逆方向を「後方」とする。

【0030】

（実施形態１）
図１に示されるように、ベル型塗装装置（以下、単に「塗装装置」という。）１は、塗装対象であるワークＷの塗装を行うための装置である。このワークＷとして、例えば、中塗り、上塗りラインにおいて塗装ブースに搬入されて塗装される車体が挙げられる。塗装装置１は、塗装ロボットのロボットアームに取付けられ、塗装作業時にロボットアームが予め教示された移動軌跡にしたがって動くことによってワークＷの被塗装面Ｗａに向けて配置される。

【0031】

塗装装置１は、軸方向Ｘに延びる回転軸線Ｌを中心に回転するベルヘッド部１０と、このベルヘッド部１０にワークＷに向けて塗料Ｐを吐出可能に設けられた吐出経路部２０と、を備えている。

【0032】

ベルヘッド部１０は、このベルヘッド部１０を回転駆動するエアモータ５等の駆動部とともにハウジング２に収容されている。このベルヘッド部１０は、回転によって塗料Ｐを霧化（或いは、「微粒化」ともいう。）する機能を有するものであり、「回転霧化頭」とも称呼される。このベルヘッド部１０には、外部電源に接続された電気ケーブル９を通じて通電が行われる。

【0033】

ハウジング２の外表面に近い部位には、エア供給源３に連通するエア供給路４が設けられている。このエア供給路４の流入口４ａから流入したエアはエア吹出口４ｂから吹き出すエア、所謂「シェーピングエア」に使用される。このシェーピングエアは、塗料が遠心方向に広がりすぎるのを抑える機能を果たす。エア供給路４のエア吹出口４ｂは、ハウジング２の周方向に沿って等間隔で複数設けられている。

【0034】

なお、エアモータ５のスラスト方向の空気軸受、及びラジアル方向の空気軸受に使用される軸受用エアや、エアモータ５を駆動するための駆動用エアは、エア供給路４とは別の経路を通じて供給されるようになっている。

【0035】

エアモータ５は、エア駆動式のモータであり、ベルヘッド部１０を回転駆動するアクチュエータとして構成されている。このエアモータ５は、回転軸線Ｌに沿って延びる駆動軸５ａを有し、この駆動軸５ａがエアモータ５の回転中心部を構成している。このエアモータ５の起動及び停止、運転時の回転数が制御部３０によって制御される。

【0036】

エアモータ５の駆動軸５ａは、ベルヘッド部１０に固定され且つタービン６と一体化されている。このタービン６の外周面には、周方向に互いに等間隔で配置された複数の羽根６ａが設けられている。このため、タービン６の複数の羽根６ａにエアが供給されることによってエアモータ５の駆動軸５ａが回転し、これによりベルヘッド部１０が回転軸線Ｌを中心に回転する。

【0037】

なお、エアモータ５を構成するタービン６の詳細については、例えば実開昭６０−１５１５５５号公報に開示の「タービン５」が参照される。従って、本明細書では、この公報を援用することにより、タービン６の更なる詳細な説明を省略する。

【0038】

エアモータ５の駆動軸５ａには、ベルヘッド部１０の回転軸線Ｌに沿って延びる塗料供給管８が内蔵されている。この塗料供給管８は、ベルヘッド部１０を貫通して、その噴射口８ａが第１ベルカップ１１とベルハブ１３の裏面１３ａとの間の対向空間Ｓに向かうように配置されている。具体的には、塗料供給管８は、軸方向Ｘの前端部が第２ベルカップ１２の中央部の貫通穴１２ｃを貫通し、且つ第１ベルカップ１１の中央部の貫通穴１１ｃに挿入されている。このため、塗料供給源管７から供給された塗料Ｐが、塗料供給管８の管内を軸方向Ｘの前方へと流れた後に、噴射口８ａから対向空間Ｓに向けて噴射されるようになっている。

【0039】

図１及び図２に示されるように、ベルヘッド部１０は、第１ベルカップ１１と、第２ベルカップ１２と、ベルハブ１３と、を備えている。第１ベルカップ１１及び第２ベルカップ１２は、いずれもカップのようなカップ状（「凹状」或いは「椀状」ともいう。）のものである。第２ベルカップ１２が第１ベルカップ１１に被せられ、互いに一体化されている。そして、第１ベルカップ１１と第２ベルカップ１２との間に径方向Ｙの間隙Ｇが形成されている。

【0040】

ここで、間隙Ｇは、塗料Ｐが流通可能な空間であり、本実施形態では、第１ベルカップ１１と第２ベルカップ１２との間に周方向に等間隔で配置された複数の流通孔によって構成されている。

【0041】

第１ベルカップ１１は、開口縁部１１ａを有し、軸方向Ｘの前方に向かうにつれて内径が漸増して開口縁部１１ａで内径が最大となるように構成されている。この第２ベルカップ１２は、第１ベルカップ１１と同様に、開口縁部１２ａを有し、軸方向Ｘの前方に向かうにつれて内径が漸増して開口縁部１２ａで内径が最大となるように構成されている。

【0042】

ベルヘッド部１０において、第２ベルカップ１２が第１ベルカップ１１よりも大径のベルカップとなるように構成されている。即ち、第２ベルカップ１２の開口縁部１２ａにおける吐出口径（図２中の吐出口径ｄ２）が第１ベルカップ１１の開口縁部１１ａにおける吐出口径（図２中の吐出口径ｄ１）を上回るようになっている。

【0043】

なお、本実施形態では、ベルカップ１１，１２の軸方向Ｘの最前端部に開口縁部１１ａ，１２ａが設けられているが、これに代えて、ベルカップ１１，１２の軸方向Ｘの最前端部以外に開口縁部１１ａ，１２ａに相当する部位を設けることもできる。即ち、ベルカップ１１，１２の開口縁部１１ａ，１２ａは、最終的に塗料Ｐを微粒化して吐出できる部位であればよく、開口縁部１１ａ，１２ａを設ける位置はベルカップ１１，１２の軸方向Ｘの最前端部のみに限定されるものではない。

【0044】

ベルヘッド部１０では、第１ベルカップ１１が第２ベルカップ１２の内側に配置され、第２ベルカップ１２が第１ベルカップ１１の外側に配置されている。このため、第１ベルカップ１１を「インナベルカップ」或いは「インナベル」といい、第２ベルカップ１２を「アウタベルカップ」或いは「アウタベル」ということもできる。

【0045】

ベルハブ１３は、円板状のものであり、第１ベルカップ１１の径方向Ｙの内側に設けられてこの第１ベルカップ１１に固定されている。このベルハブ１３の軸方向Ｘの後側の裏面１３ａは、中心部から外外周部まで凹んだ湾曲面になっている。このベルハブ１３の外周部には、ベルハブ１３を軸方向Ｘに貫通する複数の貫通孔１３ｂが環状に設けられている。これら複数の貫通孔１３ｂは、ベルハブ１３の裏面１３ａ側からワークＷ側へと塗料Ｐを誘導可能な出口開口１４を構成している。

【0046】

図２に示されるように、第１ベルカップ１１の開口縁部１１ａと第２ベルカップ１２の開口縁部１２ａとの間には、円環状の吐出開口１５が設けられている。この吐出開口１５は、第１ベルカップ１１と第２ベルカップ１２との間の間隙Ｇの出口開口になっている。

【0047】

図１に示されるように、吐出経路部２０は、塗料Ｐを吐出するためのものであり、上記の塗料供給管８と、塗料供給管８から第１ベルカップ１１の開口縁部１１ａまで塗料Ｐが流れる第１流路２１と、塗料供給管８から間隙Ｇを通じて第２ベルカップ１２の開口縁部１２ａまで塗料Ｐが流れる第２流路２２と、を備えている。

【0048】

第１流路２１は、第１ベルカップ１１とベルハブ１３の裏面１３ａとの間の対向空間Ｓを利用した流路である。第２流路２２は、第１ベルカップ１１と第２ベルカップ１２との間に形成された複数の流通孔からなる間隙Ｇによって構成されている。

【0049】

なお、第２流路２２を構成する間隙Ｇを、複数の流通孔によって形成する代わりに、第１ベルカップ１１の外周面と第２ベルカップ１２の内周面１２ｂとによって区画された円錐筒体形状の隙間空間によって形成してもよい。この場合、間隙Ｇがほぼ全周にわたって開口するようになるため、塗料Ｐが流れるときの抵抗を低く抑えることが可能になる。

【0050】

塗装装置１の運転時に電気ケーブル９を通じてベルヘッド部１０に通電がなされると、吐出経路部２０の第１流路２１及び第２流路２２を流れる塗料Ｐが印加電圧によって帯電する。帯電した塗料Ｐは、第１流路２１に連通する出口開口１４と、第２流路２２に連通する吐出開口１５と、のそれぞれから吐出される。

【0051】

第１流路２１において出口開口１４から吐出された塗料Ｐは、第１ベルカップ１１の内周面１１ｂに沿って液膜を形成し、第１ベルカップ１１の開口縁部１１ａで所望の微粒化状態となって吐出される。一方で、第２流路２２において第２ベルカップ１２の内周面１２ｂに沿って液膜を形成した塗料Ｐは、吐出開口１５から吐出されるときに第２ベルカップ１２の開口縁部１２ａで所望の微粒化状態となる。なお、第２流路２２を構成する間隙Ｇの径方向Ｙの寸法は、第２ベルカップ１２の内周面１２ｂに沿って形成される液膜の厚みに所定の隙間を加算した値に設定されるのが好ましい。

【0052】

そして、微粒化した塗料Ｐは、接地されたワークＷとの間の静電気力とエア供給路４のエア吹出口４ｂから吹き出すシェーピングエアとによって、一定のパターンで車体Ｗの塗装面Ｗａに向けて噴射されて塗着する。

【0053】

ここで、吐出経路部２０の第１流路２１及び第２流路２２のそれぞれにおける塗料の流れについて図１及び図３を参照しつつ説明する。

【0054】

図３に示されるように、吐出経路部２０において、塗料供給管８は、間隙Ｇの流入口２２ａよりも軸方向Ｘの前側に位置し且つベルハブ１３の裏面１３ａに対向するように配置された噴射口８ａを備えている。このとき、塗料供給管８の噴射口８ａは、第１ベルカップ１１とベルハブ１３の裏面１３ａとの間の対向空間Ｓに向けて配置されている。

【0055】

ここで、吐出経路部２０の第１流路２１は、塗料供給管８の噴射口８ａから噴射された塗料Ｐの一部が、対向空間Ｓをベルハブ１３の裏面１３ａに沿って複数の貫通孔１３ｂに向けて径方向Ｙの外方に流れる流路である。このため、塗料Ｐの一部が複数の貫通孔１３ｂに向けて流れる。このとき、塗料供給管８がベルヘッド部１０を軸方向Ｘに貫通しているため、この塗料供給管８の噴射口８ａから噴射された塗料Ｐをベルハブ１３の裏面１３ａに沿って遠心方向（径方向Ｙの外方）へバランス良く流すことができる。その後、複数の貫通孔１３ｂのそれぞれを通過した塗料Ｐは、第１ベルカップ１１を内周面１１ｂに沿って開口縁部１１ａ（図１参照）まで流れる。図３では、第１流路２１における塗料Ｐの流れを「Ｆａ」で示している。

【0056】

一方で、吐出経路部２０の第２流路２２は、塗料供給管８の噴射口８ａから噴射された塗料Ｐの残部がオーバーフローによって対向空間Ｓを流入口２２ａに向けて軸方向Ｘの後方に流れる流路である。このとき、塗料Ｐの残部は、第１流路２１から分岐して塗料供給管８の外表面と第１ベルカップ１１の貫通穴１１ｃとの間の隙間を流入口２２ａに向けて軸方向Ｘの後方に流れる。このため、塗料Ｐの残部が隙間Ｇの流入口２２ａに流入する。その後、流入口２２ａから間隙Ｇに流入した塗料Ｐは、第２ベルカップ１２を内周面１２ｂに沿って開口縁部１２ａ（図１参照）まで流れる。図３では、第２流路２２における塗料Ｐの流れを「Ｆｂ」で示している。

【0057】

対向空間Ｓにおいて、複数の貫通孔１３ｂに向けて流れることができない塗料Ｐのオーバーフロー分は、ベルハブ１３の裏面１３ａにおいて噴射口８ａにおける流入方向とは逆向きに反射して流れる。このため、塗料供給管８を流れる塗料Ｐの流量が増えると、これに伴って第２流路２２に流入する塗料Ｐの流量も増える。

【0058】

この場合、塗料供給管８の噴射口８ａと間隙Ｇの流入口２２ａとの間の相対的な配置関係を利用した簡単な構造によって、共用の塗料供給管８から第１流路２１及び第２流路２２のそれぞれに塗料Ｐを分流させることができる。

【0059】

図４に示されるように、ベルヘッド部１０は、第１ベルカップ１１の開口縁部１１ａに対して第２ベルカップ１２の開口縁部１２ａが軸方向Ｘの後側にオフセットされるように構成されている。即ち、第２ベルカップ１２が第１ベルカップ１１に対して軸方向Ｘの後側のオフセット位置に配置されている。本構成を、「第２ベルカップ１２の開口縁部１２ａに対して第１ベルカップ１１の開口縁部１１ａが軸方向Ｘの前側にオフセットされる。」ということもできる。図４では、第１ベルカップ１１と第２ベルカップ１２との間のオフセット寸法を「ｄ３」で示している。

【0060】

本構成によれば、オフセット寸法ｄ３が０（ゼロ）である場合や所定の閾値を下回る場合に比べて、第１ベルカップ１１の開口縁部１１ａで一旦微粒化した塗料Ｐ（図４中の塗料Ｐ１）と、第２ベルカップ１２の開口縁部１２ａで一旦微粒化した塗料Ｐ（図４中の塗料Ｐ２）が互いに衝突しにくくなる。これにより、２箇所の吐出口から吐出された塗料Ｐ１,Ｐ２が再結合して粒径が大きくなったり、これらの塗料Ｐ１，Ｐ２に気泡が混入したりするような不具合が発生するのを防ぐことができる。

【0061】

上述の実施形態１によれば、以下のような作用効果が得られる。

【0062】

上記の塗装装置１によれば、ベルヘッド部１０が回転軸線Ｌを中心に回転した状態で吐出経路部２０を通じてワークＷに向けて塗料を供給することができる。このベルヘッド部１０は、吐出口径ｄ２が第１ベルカップ１１の吐出口径ｄ１を上回る第２ベルカップ１２が、第１ベルカップ１１に間隙Ｇを隔てて配置された構造であるハイブリッド型の構造を有する。

【0063】

吐出経路部２０において、第１流路２１は、塗料供給管８から第１ベルカップ１１の開口縁部１１ａまで連通している。このため、第１流路２１を第１ベルカップ１１の開口縁部１１ａまで流れた塗料Ｐは、この開口縁部１１ａから微粒化された状態で吐出される。

【0064】

一方で、第２流路２２は、第１流路２１と共用の塗料供給管８から第１ベルカップ１１と第２ベルカップ１２との間の間隙Ｇを通じて第２ベルカップ１２の開口縁部１２ａまで連通している。このため、第２流路２２を第２ベルカップ１２の開口縁部１２ａまで流れた塗料Ｐは、第２ベルカップ１２の開口縁部１２ａから微粒化された状態で吐出される。

【0065】

ここで、第２ベルカップ１２の開口縁部１２ａにおける吐出口径ｄ２は、第１ベルカップ１１の開口縁部１１ａにおける吐出口径ｄ１よりも大きくなる。即ち、このベルヘッド部１０は、同軸であり且つ吐出口径が異なる２つのベルカップ１１，１２を介して塗料Ｐを吐出するように構成されている。

【0066】

これにより、第１ベルカップ１１側では、吐出口径を相対的に小さくして塗料Ｐに作用する遠心力を下げることによって、第１ベルカップ１１の径方向Ｙ外方へ飛散する塗料Ｐの量を減らすことができる。このため、第１ベルカップ１１は、塗着効率を高めることができるという利点を有する。

【0067】

ここでいう「塗着効率」とは、塗装に使用した塗料の量Ｅ１と、実際にワークＷの被塗装面Ｗａに塗着した塗料の量Ｅ２と、の比率（＝Ｅ２／Ｅ１）を示す。従って、塗料の量Ｅ２が相対的に小さい場合に塗着効率が低く、塗料の量Ｅ２が相対的に大きい場合に塗着効率が高い。

【0068】

また、第２ベルカップ１２側では、吐出口径を相対的に大きくして塗料Ｐに作用する遠心力を上げることによって、塗料Ｐを微粒化できる能力を高めることができる。このため、第２ベルカップ１２は、塗料Ｐの吐出能力を上げることができるという利点を有する。

【0069】

従って、上記のベルヘッド部は、第１ベルカップ１１及び第２ベルカップ１２のそれぞれの利点を併せ持つ。例えば、第１ベルカップ１１に相当するベルカップのみを有する既存の塗装装置と比べた場合には、第２ベルカップ１２を追加したことによって塗料Ｐの吐出量を増やすことが可能になる。また、第２ベルカップ１２に相当するベルカップのみを有する既存の塗装装置と比べた場合には、第１ベルカップ１１を追加したことによって塗料Ｐの塗着効率を高くすることが可能になる。そして、いずれの既存の塗装装置に対しても、吐出量が同じときには塗料Ｐの高微粒子化が可能になるため塗装品質を高めることができる点で有利である。

【0070】

上述の実施形態１によれば、塗料Ｐの吐出能力向上と塗着効率向上を両立できる塗装装置１を提供できる。

【0071】

上述の実施形態１に特に関連する変更例として、塗料供給管８の噴射口８ａから噴射された塗料の一部が第２流路２２を流れる一方で、塗料供給管８の噴射口８ａから噴射された塗料の残部が第２流路２２から分岐して第１流路２１を流れるような構造を採用することもできる。

【0072】

以下、上述の実施形態１に関連する他の実施形態について図面を参照しつつ説明する。他の実施形態において、実施形態１の要素と同一の要素には同一の符号を付しており、当該同一の要素についての説明を省略する。

【0073】

（実施形態２）
図５に示されるように、実施形態２の塗装装置１０１は、ベルヘッド部１１０の構造が実施形態１の塗装装置１のベルヘッド部１０のものと相違している。このベルヘッド部１１０の塗料供給管８は、噴射口８ａに加えて、噴射口８ａよりも軸方向Ｘの後側に流入口２２ａに対向するように配置された流出口８ｂを備えている。この流出口８ｂは、塗料供給管８の周方向に複数設けられている。

【0074】

この塗装装置１０１において、吐出経路部２０の第１流路２１は、塗料供給管８の噴射口８ａから噴射された塗料Ｐがベルハブ１３の裏面１３ａに沿って径方向Ｙの外方に流れる流路である。また、吐出経路部２０の第２流路２２は、塗料供給管８の複数の流出口８ｂから流出した塗料Ｐが流入口２２ａに向けて径方向Ｙの外方に流れる流路である。

【0075】

その他の構成は、実施形態１と同様である。

【0076】

この塗装装置１０１によれば、吐出経路部２０の第１流路２１では、塗料供給管８の噴射口８ａから噴射された塗料Ｐがベルハブ１３の裏面１３ａに沿って径方向Ｙの外方に流れる。一方で、吐出経路部２０の第２流路２２では、塗料供給管８の複数の流出口８ｂから流出した塗料Ｐが径方向Ｙの外方に流れて流入口２２ａに流入する。

【0077】

これにより、塗料供給管８の管内を流れる塗料Ｐは、噴射口８ａから噴射される塗料Ｐと複数の流出口８ｂから流出する塗料Ｐと、に分かれる。このため、噴射口８ａの面積と複数の流出口８ｂを合わせた面積との面積比率を適宜に選択することによって、噴射口８ａから噴射される塗料Ｐと複数の流出口８ｂから噴射される塗料Ｐとの流量バランスを変更することが可能になる。

【0078】

この場合、塗料供給管８に設けた噴射口８ａ及び流出口８ｂを利用することによって、共用の塗料供給管８から第１流路２１及び第２流路２２のそれぞれに塗料Ｐを分流させることができる。

【0079】

その他、実施形態１と同様の作用効果を奏する。

【0080】

本発明は、上述の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の応用や変形が考えられる。例えば、上述の実施形態を応用した次の各形態を実施することもできる。

【0081】

上述の実施形態では、ベルヘッド部１０，１１０に吐出口径が異なる２つのベルカップ１１，１２を設ける場合について例示したが、これに代えて、２つのベルカップ１１，１２に１又は複数の別のベルカップが追加された構造を採用することもできる。即ち、ベルカップの数を２つ以上に設定することができる。この場合、別のベルカップは２つのベルカップ１１，１２と同軸であれば、開口縁部における吐出口径は２つのベルカップ１１，１２のものと同一であってもよいし或いは相違していてもよい。

【0082】

上述の実施形態では、ベルヘッド部１０において第１ベルカップ１１の開口縁部１１ａに対して第２ベルカップ１２の開口縁部１２ａが軸方向Ｘの後側にオフセットされる場合について例示したが、ワークＷに塗着する塗料Ｐの粒径を所望の範囲内に抑えることが可能であれば、このようなオフセット構造を省略することもできる。

【0083】

上述の実施形態では、ワークＷとしての車体を塗装するための塗装装置１，１０１について例示したが、これらの塗装装置１，１０１を必要に応じて車体以外のワークＷの塗装に使用することもできる。

【符号の説明】

【0084】

１，１０１ ベル型塗装装置（塗装装置）
８ 塗料供給管
８ａ 噴射口
８ｂ 流出口
１０,１１０ ベルヘッド部
１１ 第１ベルカップ
１１ａ 開口縁部
１２ 第２ベルカップ
１２ａ 開口縁部
１３ ベルハブ
１３ａ 裏面
２０ 吐出経路部
２１ 第１流路
２２ 第２流路
２２ａ 流入口
ｄ１，ｄ２ 吐出口径
Ｇ 間隙
Ｌ 回転軸線
Ｐ，Ｐ１，Ｐ２ 塗料
Ｗ ワーク
Ｘ 軸方向
Ｙ 径方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】