再表 2015-29763 回転霧化頭型塗装機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

【公報種別】再公表特許(A1)

(11)【国際公開番号】WO/0

(43)【国際公開日】2015年3月5日

【発行日】2017年3月2日

(54)【発明の名称】回転霧化頭型塗装機

(51)【国際特許分類】

   B05B 3/10 20060101AFI20170210BHJP

   B05B 5/04 20060101ALI20170210BHJP

【ＦＩ】

   B05B3/10 B

   B05B5/04 A

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

【全頁数】27

【出願番号】特願2015-534128(P2015-534128)

(21)【国際出願番号】PCT/0/0

(22)【国際出願日】2014年8月11日

(11)【特許番号】特許第5973078号(P5973078)

(45)【特許公報発行日】2016年8月23日

(31)【優先権主張番号】特願2013-174423(P2013-174423)

(32)【優先日】2013年8月26日

(33)【優先権主張国】JP

(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JP,KE,KG,KN,KP,KR,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG,US

(71)【出願人】

【識別番号】399055432

【氏名又は名称】ＡＢＢ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100079441

【弁理士】

【氏名又は名称】広瀬 和彦

(72)【発明者】

【氏名】山内 邦治

【テーマコード（参考）】

4F033

4F034

【Ｆターム（参考）】

4F033PA11

4F033PB16

4F033PC02

4F033PD01

4F034AA04

4F034BA23

4F034BA26

4F034BB07

(57)【要約】

シェーピングエアリング（１０）を、ボディ（１１）とカバー（１３）とノズル（１５）とにより構成する。ノズル（１５）の先端には、カバー（１３）と隙間なく接触した状態で当接する先細りの円錐状突起（１７）を設ける。この円錐状突起（１７）の先細りテーパ面（１７Ｃ）には、多数の傾斜凹溝（２０）を全周に亘って設ける。さらに、各傾斜凹溝（２０）とカバー（１３）の内周面（１３Ｂ２）との間には、回転霧化頭（９）の放出端縁（９Ｅ）に向けてシェーピングエアを噴出する第１のシェーピングエア噴出孔（２３）を形成する。ノズル（１５）の内周面（１６Ａ）には、回転霧化頭（９）の外周面（９Ｃ）に沿ってシェーピングエアを噴出する第２のシェーピングエア噴出孔（２４）を設ける。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧縮エアを動力源とするエアモータ（３）と、
該エアモータ（３）に回転自在に支持され先端が該エアモータ（３）から前側に突出した中空な回転軸（７）と、
塗料を供給するために該回転軸（７）内を通って該回転軸（７）の先端まで延びたフィードチューブ（８）と、
前記回転軸（７）の先端に取付けられ、前側に向けカップ状に拡開する外周面（９Ｃ）と前記フィードチューブ（８）から供給された塗料を拡散する内周面（９Ｄ）と先端に位置して塗料を放出する放出端縁（９Ｅ）とを有する回転霧化頭（９）と、
先端が該回転霧化頭（９）の放出端縁（９Ｅ）よりも後方に位置するように該回転霧化頭（９）の外周に配置され、前記放出端縁（９Ｅ）に向けてシェーピングエアを噴出する第１のシェーピングエア噴出孔（２３）と前記回転霧化頭（９）の外周面（９Ｃ）に沿ってシェーピングエアを噴出する第２のシェーピングエア噴出孔（２４）とを有するシェーピングエアリング（１０）とを備えてなる回転霧化頭型塗装機において、
前記シェーピングエアリング（１０）は、
筒状体をなして前記エアモータ（３）の前側位置に取付けられたボディ（１１）と、
該ボディ（１１）の外周側に設けられ先端に向け縮径する円錐状のカバー（１３）と、
前記ボディ（１１）の内周側に設けられ先端が該カバー（１３）の先端と同一位置まで延びたノズル（１５）とを備え、
前記ノズル（１５）の先端には、前記カバー（１３）の内周面（１３Ｂ２）と隙間なく接触した状態で当接する先細りの円錐状突起（１７）を設け、
前記円錐状突起（１７）の先細りテーパ面（１７Ｃ）には、前記回転霧化頭（９）の回転方向（Ｒ）と逆方向に傾斜した多数の傾斜凹溝（２０）を全周に亘って設け、
前記各傾斜凹溝（２０）と前記カバー（１３）の内周面（１３Ｂ２）との間には、前記第１のシェーピングエア噴出孔（２３）を形成し、
前記ノズル（１５）の内周面（１６Ａ）には、前記第２のシェーピングエア噴出孔（２４）を設ける構成としたことを特徴とする回転霧化頭型塗装機。

【請求項2】

前記各傾斜凹溝（２０）は、前記回転霧化頭（９）の回転方向（Ｒ）と逆方向に傾斜して前記円錐状突起（１７）の全周に間隔をもって突設された多数の突壁（１８）と、該各突壁（１８）の対向する一対の側壁面（１８Ｂ，１８Ｃ）間に形成された多数の溝底面（１９）とにより形成し、
前記各突壁（１８）を形成している前記各側壁面（１８Ｂ，１８Ｃ）には、前記円錐状突起（１７）の先端（１７Ｂ）に位置して前記各側壁面（１８Ｂ，１８Ｃ）の傾斜角度（α）をさらに大きくするための面取り部（１８Ｄ）を設ける構成としてなる請求項１に記載の回転霧化頭型塗装機。

【請求項3】

前記シェーピングエアリング（１０）の前記第２のシェーピングエア噴出孔（２４）は、前記円錐状突起（１７）の先端（１７Ｂ）に向けて径方向の内側に傾斜して形成し、
前記第２のシェーピングエア噴出孔（２４）は、前記ノズル（１５）の内周面（１６Ａ）に対して、前記回転軸（７）の軸線（Ｏ−Ｏ）方向に大きな長さ寸法（Ｄ）をもった長孔（２４Ａ）として開口させる構成としてなる請求項１に記載の回転霧化頭型塗装機。

【請求項4】

前記シェーピングエアリング（１０）の先端に対して、前記第１のシェーピングエア噴出孔（２３）と第２のシェーピングエア噴出孔（２４）とを、径方向に接近させて配置する構成とし、
前記カバー（１３）の先端（１３Ｂ１）と前記円錐状突起（１７）の先端（１７Ｂ）とからなる前記シェーピングエアリング（１０）の先端面（１０Ａ）は、可及的に小さな面積となるエッヂ状先端面として形成してなる請求項１に記載の回転霧化頭型塗装機。

【請求項5】

前記各傾斜凹溝（２０）は、前記回転霧化頭（９）の回転方向（Ｒ）と逆方向に傾斜して前記円錐状突起（１７）の全周に間隔をもって突設された多数の突壁（１８）と、該各突壁（１８）の対向する一対の側壁面（１８Ｂ，１８Ｃ）間に形成された多数の溝底面（１９）とにより形成し、
前記各傾斜凹溝（２０）は、前記各溝底面（１９）と前記各突壁（１８）の側壁面（１８Ｂ，１８Ｃ）との間の角隅部（２０Ａ）を、円弧状に形成してなる請求項１に記載の回転霧化頭型塗装機。

【請求項6】

前記各傾斜凹溝（２０）の傾斜角度（α）は、前記回転軸（７）の軸線（Ｏ−Ｏ）に対して５０〜８０度に設定してなる請求項１に記載の回転霧化頭型塗装機。

【請求項7】

前記第２のシェーピングエア噴出孔（２４）の傾斜角度（β）は、前記回転軸（７）の軸線（Ｏ−Ｏ）に対して１〜１２度に設定してなる請求項１に記載の回転霧化頭型塗装機。

【請求項8】

前記各突壁（１８）の面取り部（１８Ｄ）の長さ寸法（Ｌ）は、０．３〜０．８ｍｍに設定してなる請求項２に記載の回転霧化頭型塗装機。

【請求項9】

前記シェーピングエアリング（１０）の前記エッヂ状先端面（１０Ａ）の径方向寸法（Ａ）は、１〜６ｍｍに設定してなる請求項４に記載の回転霧化頭型塗装機。

【請求項10】

前記各突壁（１８）の先端での各側壁面（１８Ｂ，１８Ｃ）の高さ寸法（Ｈ）は、０．４〜０．６ｍｍに設定し、前記各溝底面（１９）の幅寸法（Ｗ）は、０．６〜１．２ｍｍに設定してなる請求項５に記載の回転霧化頭型塗装機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば回転霧化頭から噴霧された塗料粒子の噴霧パターンを整えるためのシェーピングエアを噴出するシェーピングエアリングを備えた回転霧化頭型塗装機に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、自動車の車体、家具、電化製品等を塗装する場合には、塗料の塗着効率、塗装仕上りが良好な回転霧化頭型塗装機が用いられている。回転霧化頭型塗装機には、回転霧化頭に供給される塗料に高電圧を印加する静電塗装機がある。この場合、高電圧に帯電した塗料粒子は、被塗物との間に形成される電気力線に沿って飛行することができ、被塗物に効率よく塗着することができる。

【0003】

回転霧化頭型塗装機は、圧縮エアを動力源とするエアモータと、該エアモータに回転自在に支持され先端が該エアモータから前側に突出した中空な回転軸と、塗料を供給するために該回転軸内を通って該回転軸の先端まで延びたフィードチューブと、回転軸の先端に取付けられ前側に向けカップ状に拡開する外周面と前記フィードチューブから供給された塗料を拡散する内周面と先端に位置して塗料を放出する放出端縁とを有する回転霧化頭と、先端が該回転霧化頭の放出端縁よりも後方に位置するように該回転霧化頭の外周に配置されたシェーピングエアリングとを含んで構成されている。

【0004】

このシェーピングエアリングは、回転霧化頭の放出端縁に向けてシェーピングエアを噴出する第１のシェーピングエア噴出孔と、前記回転霧化頭の外周面に沿ってシェーピングエアを噴出する第２のシェーピングエア噴出孔とを有している。

【0005】

シェーピングエアリングは、第１、第２のシェーピングエア噴出孔からそれぞれシェーピングエアを噴出することにより、回転霧化頭の放出端縁から噴霧される塗料を微粒化しつつ、この塗料粒子の噴霧パターンを所望の大きさ、形状に整えるものである。この上で、シェーピングエア噴出孔は、回転霧化頭の回転方向と逆方向に傾斜させている。これにより、シェーピングエア噴出孔から噴出したシェーピングエアは、回転霧化頭から接線方向に飛行してくる塗料の液糸に正面から衝突し、塗料を効率よく微粒化させることができる。これ以外にも、シェーピングエアの流速を速めることにより、塗料の微粒化を促進している（特許文献１）。

【0006】

ここで、シェーピングエアの流速を速める方法としては、シェーピングエア噴出孔を小径化し、噴出孔の数量を増大させる方法がある。これにより、塗料の微粒化を促進でき、噴霧パターンを微細に制御することができる。しかし、微細な穴加工は、高度な加工技術が必要になるから、シェーピングエア噴出孔を小径化し、噴出孔の数量を増大した場合には、シェーピングエアリングの製造コストが嵩んでしまう。さらに、シェーピングエア噴出孔の数量を増大した場合には、圧縮エアの消費量が増えるから、圧縮エアの供給源となるエアコンプレッサを大型化しなくてはならず、設備コストが嵩んでしまうという問題がある。

【0007】

しかも、シェーピングエアリングのシェーピングエア噴出孔の周辺には、流速の速いシェーピングエアを噴出したことの影響により、負圧領域が発生してしまう。これにより、シェーピングエアリングの先端には、噴霧した塗料粒子の一部が負圧領域に引っ張られて徐々に付着することになるから、塗装品質を保持するために定期的な清掃作業が必要になる。この清掃作業では、シェーピングエアリングの先端部に加え、微細孔として形成されたシェーピングエア噴出孔を１つ１つ清掃しなくてはならず、清掃作業に手間を要し、ランニングコストが上昇することになる。

【0008】

なお、一般的にシェーピングエアリングは、重量が軽く、加工性の良い材料、例えばアルミニウム合金を用いて形成され、その表面に耐腐食メッキ処理を施している。従って、メッキの剥離を避けるためには、精密部品の洗浄に有効な超音波洗浄機を用いることができないのが現状である。

【0009】

一方、他の従来技術として、回転霧化頭型塗装機には、シェーピングエアリングを、環状のエアノズルと該エアノズルの外周側に設けた環状のキャップとにより構成したものがある。このシェーピングエアリングによると、エアノズルの外周面には、先端よりも奥まった位置に多数の螺旋溝を設け、これらの螺旋溝の外周側をキャップの内周面で覆う構成としている。これにより、各螺旋溝とキャップの内周面との間にシェーピングエアを噴出する多数のシェーピングエア噴出孔を形成する構成としている。この場合、各シェーピングエア噴出孔を形成するのに、加工が困難な穴加工ではなく、加工が容易な溝加工を用いることができる（特許文献２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開平８−８４９４１号公報

【特許文献2】特開昭５８−９２４７５号公報

【発明の概要】

【0011】

ところで、特許文献２による回転霧化頭型塗装機では、各シェーピングエア噴出孔よりも前側に位置してエアノズルとキャップとの間に環状の噴射室を設ける構成としている。このために、シェーピングエア噴出孔から噴出されたシェーピングエアは、一旦、噴射室に流入してから回転霧化頭の周囲に向けて噴出されることになる。

【0012】

従って、シェーピングエア噴出孔からシェーピングエアを旋回流として噴出しても、このシェーピングエアは、噴射室を通る間に、旋回流が緩和されて指向性が弱まる。このため、特許文献２の構成では、塗料を微粒化できず、噴霧パターンの制御性も低下するという問題がある。

【0013】

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、各シェーピングエア噴出孔を洗浄が容易な微細孔として形成した場合でも、このシェーピングエア噴出孔から噴出されるシェーピングエアによって塗料を微粒化でき、かつ塗料粒子の噴霧パターンの制御性を向上できるようにした回転霧化頭型塗装機を提供することにある。

【0014】

（１）．本発明による回転霧化頭型塗装機は、圧縮エアを動力源とするエアモータと、該エアモータに回転自在に支持され先端が該エアモータから前側に突出した中空な回転軸と、塗料を供給するために該回転軸内を通って該回転軸の先端まで延びたフィードチューブと、前記回転軸の先端に取付けられ、前側に向けカップ状に拡開する外周面と前記フィードチューブから供給された塗料を拡散する内周面と先端に位置して塗料を放出する放出端縁とを有する回転霧化頭と、先端が該回転霧化頭の放出端縁よりも後方に位置するように該回転霧化頭の外周に配置され、前記放出端縁に向けてシェーピングエアを噴出する第１のシェーピングエア噴出孔と前記回転霧化頭の外周面に沿ってシェーピングエアを噴出する第２のシェーピングエア噴出孔とを有するシェーピングエアリングとを備えている。

【0015】

上述した課題を解決するために、本発明が採用する構成の特徴は、前記シェーピングエアリングは、筒状体をなして前記エアモータの前側位置に取付けられたボディと、該ボディの外周側に設けられ先端に向け縮径する円錐状のカバーと、前記ボディの内周側に設けられ先端が該カバーの先端と同一位置まで延びたノズルとを備え、前記ノズルの先端には、前記カバーの内周面と隙間なく接触した状態で当接する先細りの円錐状突起を設け、前記円錐状突起の先細りテーパ面には、前記回転霧化頭の回転方向と逆方向に傾斜した多数の傾斜凹溝を全周に亘って設け、前記各傾斜凹溝と前記カバーの内周面との間には、前記第１のシェーピングエア噴出孔を形成し、前記ノズルの内周面には、前記第２のシェーピングエア噴出孔を設ける構成としたことにある。

【0016】

この構成によれば、第１のシェーピングエア噴出孔は、円錐状突起に設けた各傾斜凹溝とカバーの内周面との間に形成することができる。この場合、第１のシェーピングエア噴出孔は、加工が困難な微細な穴加工ではなく、加工が容易な溝加工を用いて形成することができる。これにより、流路面積が小さな第１のシェーピングエア噴出孔を簡単な作業で形成することができる。従って、流路面積を小さくしたことによる圧縮エアの使用量の削減、溝形状としたことによる清掃作業の簡略化を図ることができる。

【0017】

しかも、ノズルは、その先端の円錐状突起をカバーの先端と同一位置に配置しているから、多数設けられた第１のシェーピングエア噴出孔は、シェーピングエアリングの先端面にそれぞれ独立して開口させることができる。これにより、各第１のシェーピングエア噴出孔から旋回流として噴出されたシェーピングエアは、回転霧化頭の放出端縁から噴霧された塗料粒子に対し、旋回流（旋回方向の指向性）を十分に保持した状態で噴き付けることができる。

【0018】

この結果、第１のシェーピングエア噴出孔は、傾斜凹溝を利用することにより、洗浄が容易な微細孔として形成することができる。これに加えて、シェーピングエアは、旋回方向に指向性をもっているので、塗料粒子の微粒化の促進、噴霧パターンの制御性の向上を図ることができる。一方、ノズルの内周面には、第２のシェーピングエア噴出孔を設けているから、第１のシェーピングエア噴出孔と協働し、複合シェーピングエアを形成することができる。これにより、より一層塗料を微粒化でき、噴霧パターンの制御性を向上することができる。

【0019】

（２）．本発明によると、前記各傾斜凹溝は、前記回転霧化頭の回転方向と逆方向に傾斜して前記円錐状突起の全周に間隔をもって突設された多数の突壁と、該各突壁の対向する一対の側壁面間に形成された多数の溝底面とにより形成し、前記各突壁を形成している前記各側壁面には、前記円錐状突起の先端に位置して前記各側壁面の傾斜角度をさらに大きくするための面取り部を設ける構成としたことにある。

【0020】

この構成によれば、各側壁面には、円錐状突起の先端に位置して面取り部を設けているから、各側壁面の傾斜角度をさらに大きくすることができる。これにより、回転霧化頭の放出端縁から接線方向に放出された塗料粒子に対し、第１のシェーピングエアを的確に当てることができ、塗料の噴霧パターンを大きく広げることができる。

【0021】

（３）．本発明によると、前記シェーピングエアリングの前記第２のシェーピングエア噴出孔は、前記円錐状突起の先端に向けて径方向の内側に傾斜して形成し、前記第２のシェーピングエア噴出孔は、前記ノズルの内周面に対して、前記回転軸の軸線方向に大きな長さ寸法をもった長孔として開口させる構成としたことにある。

【0022】

この構成によれば、円錐状突起の先端に向けて径方向の内側に傾斜した第２のシェーピングエア噴出孔は、回転霧化頭の放出端縁近くの外周面に向けて第２のシェーピングエアを噴き付けることができる。さらに、第２のシェーピングエア噴出孔は、ノズルの内周面に回転軸の軸線方向に大きな長さ寸法をもった長孔として開口しているから、シェーピングエアリングの先端面を、径方向の幅寸法が小さくなるように形成することができる。しかも、長孔として開口した第２のシェーピングエア噴出孔は、洗浄流体を注入し易く、簡単に洗浄することができる。

【0023】

（４）．本発明によると、前記シェーピングエアリングの先端に対して、前記第１のシェーピングエア噴出孔と第２のシェーピングエア噴出孔とを、径方向に接近させて配置する構成とし、前記カバーの先端と前記円錐状突起の先端とからなる前記シェーピングエアリングの先端面は、可及的に小さな面積となるエッヂ状先端面として形成したことにある。

【0024】

この構成によれば、噴霧塗料に最も接近しているシェーピングエアリングの先端では、塗料が付着しうる平坦面を極力小さくすることができる。この結果、シェーピングエアリング先端での塗料の付着を防止して洗浄頻度、洗浄時間を削減することができる。

【0025】

（５）．本発明によると、前記各傾斜凹溝は、前記回転霧化頭の回転方向と逆方向に傾斜して前記円錐状突起の全周に間隔をもって突設された多数の突壁と、該各突壁の対向する一対の側壁面間に形成された多数の溝底面とにより形成し、前記各傾斜凹溝は、前記各溝底面と前記各突壁の側壁面との間の角隅部を、円弧状に形成したことにある。

【0026】

この構成によれば、傾斜凹溝の溝底面での応力集中を避けて機械的な強度を高めることができ、製造コストを低減することもできる。しかも、ノズルの傾斜凹溝に塗料が浸入し、円弧状角隅部に塗料に含まれる顔料、金属粉等が付着しても、これらを簡単に洗浄することができ、洗浄作業を短時間で行うことができる。

【0027】

（６）．本発明によると、前記各傾斜凹溝の傾斜角度は、前記回転軸の軸線に対して５０〜８０度に設定したことにある。これにより、第１のシェーピングエア噴出孔は、５０〜８０度の傾斜角度でシェーピングエアを噴出することができる。この場合、第１のシェーピングエア噴出孔は、回転霧化頭の回転方向と逆方向に傾斜して開口することにより、回転霧化頭から接線方向に飛行してくる塗料の液糸に正面からシェーピングエアを衝突させることができ、この塗料を微粒化することができる。

【0028】

（７）．本発明によると、前記第２のシェーピングエア噴出孔の傾斜角度は、前記回転軸の軸線に対して１〜１２度に設定したことにある。これにより、第２のシェーピングエア噴出孔からは、１〜１２度の傾斜角度でシェーピングエアを噴出することができる。従って、この傾斜角度で噴出されたシェーピングエアは、回転霧化頭の外周面に沿って放出端縁に向け供給することができ、放出端縁から放出された塗料を拡散させることができる。

【0029】

（８）．本発明によると、前記各突壁の面取り部の長さ寸法は、０．３〜０．８ｍｍに設定したことにある。これにより、第１のシェーピングエア噴出孔の傾斜角度をさらに大きくすることができる。

【0030】

（９）．本発明によると、前記シェーピングエアリングに設けたエッヂ状先端面の径方向寸法は、１〜６ｍｍに設定したことにある。これにより、シェーピングエアリングの先端面に形成される環状面積を可及的に小さくできる。従って、負圧領域に位置する先端面が極端に小さくなるので、先端面に塗料が付着し難く、塗料が付着したとしても容易に洗浄することができる。

【0031】

（１０）．本発明によると、前記各突壁の先端での各側壁面の高さ寸法は、０．４〜０．６ｍｍに設定し、前記各溝底面の幅寸法は、０．６〜１．２ｍｍに設定したことにある。これにより、第１のシェーピングエア噴出孔は、加工、洗浄が容易で、エアの消費量が少ない微細孔として形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】本発明の実施の形態による回転霧化頭型塗装機を示す縦断面図である。

【図2】図１中の（II）部を示す要部拡大の断面図である。

【図3】シェーピングエアリングをボディとカバーとノズルに分解した状態で示す分解斜視図である。

【図4】シェーピングエアリングをボディとカバーとノズルに分解した状態で示す分解断面図である。

【図5】ノズルを単体で拡大して示す斜視図である。

【図6】図５中の（VI）部を示す要部拡大の斜視図である。

【図7】ノズルを単体で拡大して示す側面図である。

【図8】図７中の（VIII）部を示す要部拡大の側面図である。

【図9】図８中の矢示IX−IX方向から見たノズルとカバーの拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

以下、本発明の実施の形態による回転霧化頭型塗装機を、図１ないし図９に従って詳細に説明する。ここで、回転霧化頭型塗装機には、噴霧する塗料に高電圧を印加して塗装を行う静電塗装機と、塗料に高電圧を印加することなく塗装を行う非静電塗装機とが存在している。これから述べる実施の形態では、塗料に高電圧を直接的に印加する直接帯電式の静電塗装機として構成された回転霧化頭型塗装機を例に挙げて説明する。

【0034】

図１において、１は本実施の形態による回転霧化頭型塗装機を示している。この回転霧化頭型塗装機１は、高電圧発生器（図示せず）により塗料に高電圧を直接的に印加する直接帯電式の静電塗装機として構成されている。回転霧化頭型塗装機１は、例えば塗装用ロボット、レシプロケータのアーム（図示せず）等の先端に取付けられている。回転霧化頭型塗装機１は、後述のハウジング２、エアモータ３、回転軸７、フィードチューブ８、回転霧化頭９、シェーピングエアリング１０を含んで構成されている。

【0035】

２は回転霧化頭型塗装機１のハウジングを示している。このハウジング２は、後側に位置して円板状に形成されたハウジング本体２Ａと、該ハウジング本体２Ａの外周側から前側に向けて延びたカバー筒２Ｂとを含んで構成されている。ハウジング本体２Ａは、その後面側が前述したアームの先端に取付けられている。一方、ハウジング本体２Ａの前面側には、後述のエアモータ３が取付けられている。さらに、ハウジング本体２Ａの軸中心位置（後述する回転軸７の軸線Ｏ−Ｏ）には、後述するフィードチューブ８の基端が挿嵌される挿嵌孔２Ｃが設けられている。

【0036】

エアモータ３は、ハウジング２内に該ハウジング２と同軸（軸線Ｏ−Ｏ）に設けられている。このエアモータ３は、圧縮エアを動力源として後述の回転軸７および回転霧化頭９を、例えば３０００〜１５００００ｒｐｍの高速で回転させるものである。エアモータ３は、ハウジング本体２Ａの前側に取付けられた段付円筒状のモータケース４と、該モータケース４の後側寄りに位置して後述のタービン収容室４Ｄ内に前，後のスラストエア軸受５Ｂ，５Ｃを介して回転可能に収容されたタービン５と、前記モータケース４に設けられ回転軸７を回転可能に支持するラジアルエア軸受６とを含んで構成されている。

【0037】

エアモータ３のモータケース４は、回転軸７の軸線Ｏ−Ｏを中心線とする円筒体として形成されている。モータケース４は、ハウジング２のハウジング本体２Ａの前側に取付けられる大径な大径筒４Ａと、該大径筒４Ａの先端（前端）から前側に突出した小径な小径筒４Ｂとにより段付筒状に形成されている。大径筒４Ａと小径筒４Ｂの軸中心位置には、回転軸７を挿通するための軸挿通孔４Ｃが設けられ、この軸挿通孔４Ｃの奥部（後側）には、タービン５を収容するためのタービン収容室４Ｄが形成されている。一方、小径筒４Ｂの外周側には、先端に位置しておねじ４Ｅが形成され、このおねじ４Ｅには、後述するシェーピングエアリング１０のボディ１１のめねじ１１Ｄが螺着される。さらに、大径筒４Ａには、後述のモータケース内流路３０が設けられている。

【0038】

タービン５は、回転軸７の基端からフランジ状に拡開した円板体として形成され、該回転軸７に対して溶接、圧接によって接合され、または一体形成されている。タービン５の外周側には、複数枚の翼を周方向に連ねてなる羽根車５Ａが設けられている。タービン５は、この羽根車５Ａに向けてタービンエア（圧縮エア）を噴き付けることにより、回転軸７を高速で回転駆動させるものである。このときに、タービン５は、スラストエア軸受５Ｂ，５Ｃによってスラスト方向に支持されている。

【0039】

ラジアルエア軸受６は、モータケース４の大径筒４Ａの内周側に軸挿通孔４Ｃと同一内周面をなすように取付けられている。ラジアルエア軸受６は、供給された軸受エア（圧縮エア）を回転軸７の外周面に向けて噴き付けることにより、この回転軸７の外周面との間に空気層を形成し、該回転軸７を回転可能に支持するものである。

【0040】

回転軸７は、エアモータ３にラジアルエア軸受６を介して回転自在に支持された中空な筒体として形成されている。この回転軸７は、モータケース４の軸挿通孔４Ｃ内に軸線Ｏ−Ｏを中心とし軸方向に延びて配置されている。回転軸７は、基端（後端）がタービン５の中央に一体的に取付けられ、先端がモータケース４から前側に突出している。回転軸７の縮径された先端には、後述する回転霧化頭９を取付けるためのおねじ７Ａが形成されている。

【0041】

フィードチューブ８は、回転軸７内を通って該回転軸７の先端まで延びて設けられ、該フィードチューブ８の先端は、回転軸７の先端から突出して回転霧化頭９内に延在している。フィードチューブ８の基端は、ハウジング２の挿嵌孔２Ｃに挿入して嵌合されている。フィードチューブ８は、例えば二重構造の管体として形成され、中央の流路が塗料流路となり、外側の環状流路が洗浄流体流路（いずれも図示せず）となっている。前記塗料流路は、色替弁装置等の塗料供給源に接続され、洗浄流体流路は、洗浄流体供給源（いずれも図示せず）に接続されている。

【0042】

フィードチューブ８は、塗装作業を行うときに、塗料流路から回転霧化頭９に向けて塗料を供給するものである。一方、洗浄作業を行うときには、洗浄流体流路から回転霧化頭９に向け、例えばシンナ、エア等の洗浄流体を供給することができる。

【0043】

回転霧化頭９は、回転軸７の先端に取付けられている。この回転霧化頭９は、後側から前側に向けて拡径するカップ状に形成され、エアモータ３によって回転軸７と一緒に矢示Ｒ方向（図１、図５ないし図８参照）に高速回転されることにより、フィードチューブ８から供給される塗料を噴霧するものである。回転霧化頭９の基端は、円筒状の取付部位９Ａとなり、この取付部位９Ａの奥部には、回転軸７のおねじ７Ａに螺合するめねじ９Ｂが形成されている。ここで、回転霧化頭９は、一例として、その放出端縁９Ｅでの直径寸法が３０ｍｍのものが用いられている。

【0044】

回転霧化頭９の取付部位９Ａの前側には、前側に向けカップ状に拡開する外周面９Ｃと、前側に向けラッパ状に大きく拡開することによりフィードチューブ８から供給された塗料を薄膜化しつつ拡散する塗料薄膜化面をなす内周面９Ｄとが設けられている。この内周面９Ｄの先端位置は、回転時に塗料を接線方向に放出する放出端縁９Ｅとなっている。

【0045】

一方、回転霧化頭９の内側には、内周面９Ｄの奥部に位置して円板状のハブ部材９Ｆが設けられ、該ハブ部材９Ｆは、フィードチューブ８から供給された塗料を内周面９Ｄに円滑に導くものである。さらに、回転霧化頭９には、ハブ部材９Ｆの後方でめねじ９Ｂの前側位置に環状隔壁９Ｇが設けられている。この環状隔壁９Ｇは、フィードチューブ８の先端部を僅かな隙間をもって取囲むことにより、塗料溜り９Ｈを形成している。

【0046】

このように形成された回転霧化頭９は、エアモータ３によって高速回転された状態でフィードチューブ８から塗料が供給されることにより、その塗料を、塗料溜り９Ｈ、ハブ部材９Ｆ、内周面９Ｄ（塗料薄膜化面）を介して放出端縁９Ｅから遠心力によって微粒化した無数の塗料粒子として噴霧するものである。

【0047】

次に、本発明の特徴部分であるシェーピングエアリング１０の構成について述べる。

【0048】

即ち、シェーピングエアリング１０は、回転霧化頭型塗装機１の前側に設けられ、このシェーピングエアリング１０は、先端が回転霧化頭９の放出端縁９Ｅよりも後方に位置するようにして、該回転霧化頭９の外周に配置されている。シェーピングエアリング１０は、後述の各シェーピングエア噴出孔２３，２４からシェーピングエアを噴出することにより、回転霧化頭９の放出端縁９Ｅから噴霧される塗料を微粒化しつつ、塗料の噴霧パターンを所望の大きさ、形状に整えるものである。図３、図４に示すように、シェーピングエアリング１０は、後述するボディ１１、カバー１３、ノズル１５、第１のシェーピングエア噴出孔２３、第２のシェーピングエア噴出孔２４を含んで構成されている。

【0049】

ボディ１１は、シェーピングエアリング１０の本体を形成し、このボディ１１は、エアモータ３の前側に取付けられる筒状体として形成されている。ここで、ボディ１１は、モータケース４の小径筒４Ｂに外嵌する内筒１１Ａと、該内筒１１Ａの周囲に間隔をもって同軸に配置された外筒１１Ｂと、前記内筒１１Ａと外筒１１Ｂの前側に設けられた円錐状環状体１１Ｃとにより構成されている。内筒１１Ａの内周面にはめねじ１１Ｄが形成され、該めねじ１１Ｄには、モータケース４のおねじ４Ｅとノズル１５を構成する筒体１６のおねじ１６Ｃとが螺合する。

【0050】

外筒１１Ｂには、軸方向の中間部から径方向の外向きに突出するフランジ１１Ｅが設けられている。図３に示すように、フランジ１１Ｅには、周方向に間隔をもって複数のエア流路１１Ｅ１と複数のボルト挿通孔１１Ｅ２とが設けられている。一方、円錐状環状体１１Ｃには、内筒１１Ａと外筒１１Ｂとの隙間の奥に位置する奥面部１１Ｃ１から内周面１１Ｃ２に亘って斜め内向きに延びる複数の連通路１１Ｃ３が設けられている。これらの連通路１１Ｃ３は、後述するボディ側環状空間１２とノズル側環状空間２１とを連通するものである。

【0051】

ボディ１１は、内筒１１Ａのめねじ１１Ｄをモータケース４のおねじ４Ｅに螺着することにより、該内筒１１Ａの外周側に取付けることができる。このときに、ボディ１１は、外筒１１Ｂをモータケース４の大径筒４Ａの前面に気密に接触させることにより、内筒１１Ａ、外筒１１Ｂ、円錐状環状体１１Ｃとモータケース４の大径筒４Ａ、小径筒４Ｂとの間に円環状をしたボディ側環状空間１２を画成することができる。このボディ側環状空間１２は、後述する第２のエア流路２８の一部を形成している。

【0052】

カバー１３は、ボディ１１の外周側に設けられ、このカバー１３は、先端に向け縮径する円錐状の筒体として形成されている。カバー１３は、ボディ１１の外筒１１Ｂの外周側に位置してフランジ１１Ｅに対面する環状板１３Ａと、該環状板１３Ａから先端に向け円錐状に縮径した円錐状筒１３Ｂとにより構成されている。環状板１３Ａには、ボディ１１のフランジ１１Ｅに設けたエア流路１１Ｅ１に対応する複数のエア流路１３Ａ１と、ボルト挿通孔１１Ｅ２に対応する複数のめねじ孔１３Ａ２とが設けられている。

【0053】

ここで、図２に示すように、カバー１３を構成する円錐状筒１３Ｂは、その先端１３Ｂ１の内周面１３Ｂ２が後述する第１のシェーピングエア噴出孔２３の一部を構成している。即ち、円錐状筒１３Ｂの内周面１３Ｂ２は、ノズル１５の円錐状突起１７の先細りテーパ面１７Ｃに隙間なく接触した状態で当接する。これにより、内周面１３Ｂ２は、傾斜凹溝２０と協働して第１のシェーピングエア噴出孔２３を形成するものである。

【0054】

このように形成されたカバー１３は、その環状板１３Ａをボディ１１のフランジ１１Ｅに前側から当接させる。この状態でフランジ１１Ｅのボルト挿通孔１１Ｅ２に挿通したボルト１４を、環状板１３Ａのめねじ孔１３Ａ２に螺着する。これにより、カバー１３は、ボディ１１に一体的に取付けられる。この状態では、フランジ１１Ｅのエア流路１１Ｅ１と環状板１３Ａのエア流路１３Ａ１とが連通し、後述するハウジング側環状空間２７からカバー側環状空間２２に圧縮エアを流通させる。

【0055】

ノズル１５は、ボディ１１の内周側に設けられ、このノズル１５は、その先端がカバー１３の円錐状筒１３Ｂの先端１３Ｂ１と同一位置まで延びている。ここで、ノズル１５は、後述の筒体１６、円錐状突起１７、突壁１８、溝底面１９、傾斜凹溝２０を含んで構成されている。

【0056】

筒体１６は、ノズル１５のベースとなるもので、該筒体１６は、軸方向に延びる円筒体として形成されている。筒体１６は、回転霧化頭９の外径寸法よりも大きな内径寸法をもった内周面１６Ａと、ボディ１１の円錐状環状体１１Ｃの内周面１１Ｃ２と対面する外周面１６Ｂとを有している。この上で、筒体１６には、その外周面１６Ｂの基端に位置してボディ１１のめねじ１１Ｄに螺合するおねじ１６Ｃが設けられている。筒体１６の軸方向の中間部には、径方向外向きに開口する円環溝１６Ｄが設けられている。

【0057】

一方、筒体１６の内周側には、円環溝１６Ｄの溝底から内周面１６Ａに開口して複数の負圧防止流路１６Ｅが設けられている。各負圧防止流路１６Ｅは、回転霧化頭９の回転により、該回転霧化頭９とシェーピングエアリング１０との間の空間が負圧にならないようにエアを供給するものである。この場合、各負圧防止流路１６Ｅの流路面積、個数は、後述する第２のシェーピングエア噴出孔２４から噴出するシェーピングエアに影響しない程度のエア供給量となるように設定されている。さらに、筒体１６の先端には、テーパ状に縮径することにより縮径部１６Ｆが形成され、この縮径部１６Ｆから前側が後述の円錐状突起１７となっている。

【0058】

即ち、円錐状突起１７は、筒体１６の先端部の外周（縮径部１６Ｆの前側）に設けられ、該円錐状突起１７は、径方向の外向きに突出し、かつ先細りに形成されている。具体的には、円錐状突起１７は、基端１７Ａから先端１７Ｂに向けて直径寸法が小さくなる先細りの先細りテーパ面１７Ｃを有している。この先細りテーパ面１７Ｃは、カバー１３の内周面１３Ｂ２と隙間なく接触した状態で当接するもので、その一部は、後述する各突壁１８の外壁面１８Ａとなっている。

【0059】

突壁１８は、円錐状突起１７の全周に間隔をもって多数突設されている。この多数の突壁１８は、回転霧化頭９の回転方向Ｒと逆方向に傾斜し、この傾斜角度は、後述する傾斜凹溝２０の傾斜角度αと同一となっている。図９に示すように、各突壁１８は、径方向の外側に位置してカバー１３の円錐状筒１３Ｂの内周面１３Ｂ２と当接する外壁面１８Ａと、該外壁面１８Ａの幅方向の両端から立ち下がった一対の側壁面１８Ｂ，１８Ｃとにより断面四角形状の突条として形成されている。各突壁１８は、各側壁面１８Ｂ，１８Ｃの先端と溝底面１９との間での高さ寸法Ｈが、下記数１のように設定されている。各側壁面１８Ｂ，１８Ｃ間の先端部での幅寸法（間隔寸法）Ｗは、下記数２のように設定されている。

【0060】

【数1】

【0061】

【数2】

【0062】

一方、各突壁１８を構成する一対の側壁面１８Ｂ，１８Ｃのうち、回転霧化頭９の外周面９Ｃと対向するように前側を向いた側壁面１８Ｂには、先端に位置して面取り部１８Ｄが形成されている。この面取り部１８Ｄは、側壁面１８Ｂの先端の角部を切除することにより、後述する側壁面１８Ｂの傾斜角度αを開口側（先端側）でさらに傾斜角度Δαだけ大きくすることができる（図８参照）。面取り部１８Ｄは、その長さ寸法Ｌ（図６、図８参照）が、下記数３のように設定されている。

【0063】

【数3】

【0064】

これにより、エア流路２５から供給される第１のシェーピングエアは、傾斜角度αよりもさらに大きな傾斜角度（α＋Δα）をもって傾けた方向に噴出させることができる。従って、このシェーピングエアを回転霧化頭９から放出された塗料粒子に対し、的確に当てることができ、噴霧パターンを大きく広げることができる。

【0065】

ここで、前述した面取り部１８Ｄの長さ寸法Ｌは、回転霧化頭９として直径寸法が３０ｍｍ程度のものを使用した場合に適する寸法である。即ち、回転霧化頭９の大きさに応じて適宜に設定されるものであり、上述した数値に限定されるものではない。以下に示す数値も同様であり、記載した数値に限定されるものではない。

【0066】

溝底面１９は、各突壁１８の対向する一対の側壁面１８Ｂ，１８Ｃ間に多数形成されている。この溝底面１９は、カバー１３の円錐状筒１３Ｂの内周面１３Ｂ２と高さ寸法Ｈだけ離間して対面している。各溝底面１９の先端での幅寸法Ｗは、前述した各側壁面１８Ｂ，１８Ｃ間の先端での幅寸法（間隔寸法）Ｗと同じ寸法となっている。

【0067】

傾斜凹溝２０は、円錐状突起１７の先細りテーパ面１７Ｃに全周に亘って多数設けられている。図６ないし図９に示すように、この多数の傾斜凹溝２０は、回転霧化頭９の回転方向と逆方向に傾斜して形成されている。図９に示すように、この傾斜凹溝２０は、隣合う突壁１８で互いに対面する一対の側壁面１８Ｂ，１８Ｃと溝底面１９とからなり、高さ寸法（径方向寸法）Ｈ、幅寸法（周方向寸法）Ｗをもった角溝として形成されている。傾斜凹溝２０は、カバー１３の円錐状筒１３Ｂの内周面１３Ｂ２との間で後述する第１のシェーピングエア噴出孔２３を形成するものである。この場合、第１のシェーピングエア噴出孔２３から噴出される第１のシェーピングエアの噴出量を少なくするためには、流路面積を小さくして第１のシェーピングエアの噴出速度を速める必要がある。

【0068】

そこで、傾斜凹溝２０は、円錐状突起１７の先細りテーパ面１７Ｃに、先端部で高さ寸法Ｈ、幅寸法Ｗをもった微細な凹溝として形成されている。この場合、傾斜凹溝２０を形成するために用いられる加工方法は、溝加工であるから、微細な穴加工のような高度な加工作業とはならず、簡単に、かつ正確に加工を施すことができる。さらに、傾斜凹溝２０は、全長に亘って外部に露出しているから、例えばブラシ等の洗浄具を用いて擦るだけで、付着した塗料を容易に、かつ完全に洗浄することができる。

【0069】

しかも、傾斜凹溝２０は、各側壁面１８Ｂ，１８Ｃと溝底面１９との間の角隅部を、円弧状をした円弧状角隅部２０Ａとして形成している。この円弧状角隅部２０Ａの半径寸法Ｃは、各側壁面１８Ｂ，１８Ｃの高さ寸法Ｈ、溝底面１９の幅寸法Ｗに応じ、下記数４のように設定されている。

【0070】

【数4】

【0071】

これにより、円弧状角隅部２０Ａは、応力集中を避けてノズル１５の機械的な強度を高めることができ、製造コストを低減することができる。しかも、傾斜凹溝２０に塗料が付着したとしても、円弧状角隅部２０Ａは、塗料に含まれる顔料、メタル粉等が堆積し難い上に、付着した塗料を簡単に洗浄することができる。

【0072】

一方、図８に示すように、傾斜凹溝２０は、回転軸７の軸線Ｏ−Ｏに対し、回転霧化頭９の回転方向Ｒと逆方向に角度αをもって傾斜している。この傾斜角度αは、下記数５のように設定されている。

【0073】

【数5】

【0074】

これにより、傾斜凹溝２０、即ち、後述の第１のシェーピングエア噴出孔２３から噴出したシェーピングエアは、回転霧化頭９から接線方向に飛行してくる塗料の液糸に正面から衝突することができ、塗料を積極的に微粒化させることができる。

【0075】

このように構成されたノズル１５は、ボディ１１の内筒１１Ａ内に挿入し、筒体１６のおねじ１６Ｃを内筒１１Ａ内のめねじ１１Ｄに螺着する。これにより、ボディ１１内にノズル１５を取付けることができる。ボディ１１内にノズル１５を取付けた状態では、筒体１６の円環溝１６Ｄとボディ１１の円錐状環状部１１Ｃの内周面１１Ｃ２との間にノズル側環状空間２１を画成することができる。このノズル側環状空間２１は、筒体１６の負圧防止流路１６Ｅと第２のシェーピングエア噴出孔２４に圧縮エアを満遍なく供給するための共通流路を構成している。一方、ボディ１１とカバー１３とノズル１５との間には、先細り形状のカバー側環状空間２２が画成されている。このカバー側環状空間２２は、第１のシェーピングエア噴出孔２３に圧縮エアを供給するための共通流路を構成している。

【0076】

さらに、ノズル１５は、ボディ１１内に後側から取付けることにより、各傾斜凹溝２０とカバー１３の円錐状筒１３Ｂとの間に後述する第１のシェーピングエア噴出孔２３を多数形成することができる。

【0077】

ここで、図２に示すように、シェーピングエアリング１０の先端に対して、第１のシェーピングエア噴出孔２３と第２のシェーピングエア噴出孔２４とを、径方向に接近させて配置する構成としている。これにより、カバー１３を形成する円錐状筒１３Ｂの先端１３Ｂ１とノズル１５を形成する円錐状突起１７の先端１７Ｂとからなるシェーピングエアリング１０の先端面は、可及的に小さな面積となるエッヂ状先端面１０Ａとして形成することができる。このエッヂ状先端面１０Ａの径方向寸法Ａは、下記数６のように設定されている。

【0078】

【数6】

【0079】

さらに、シェーピングエアリング１０のエッヂ状先端面１０Ａは、回転霧化頭９の放出端縁９Ｅに対して長さ寸法Ｂだけ後退した位置に配置されている。この放出端縁９Ｅに対してエッヂ状先端面１０Ａが軸方向に後退した長さ寸法Ｂは、下記数７のように設定されている。

【0080】

【数7】

【0081】

このように、エッヂ状先端面１０Ａは、塗料が付着し得る平坦面の表面積を極力小さくすることができる。ここで、各シェーピングエア噴出孔２３，２４からシェーピングエアを噴出することによって、エッヂ状先端面１０Ａに負圧領域が形成され、噴霧した塗料がこのエッヂ状先端面１０Ａに引き付けられる。しかし、塗料が付着し得るエッヂ状先端面１０Ａの周囲には、各シェーピングエア噴出孔２３，２４があるので、噴出されるエアによって塗料を飛散させることができる。これにより、エッヂ状先端面１０Ａに塗料が付着するのを抑制し、洗浄頻度、洗浄時間を削減することができる。

【0082】

次に、第１のシェーピングエア噴出孔２３と第２のシェーピングエア噴出孔２４について具体的に述べる。

【0083】

第１のシェーピングエア噴出孔２３は、シェーピングエアリング１０に多数設けられている。この第１のシェーピングエア噴出孔２３は、カバー側環状空間２２とシェーピングエアリング１０のエッヂ状先端面１０Ａとの間でエアを流通させる流路として形成されている。第１のシェーピングエア噴出孔２３は、回転霧化頭９の放出端縁９Ｅに向けて第１のシェーピングエアを噴出するものである。

【0084】

図９に示すように、第１のシェーピングエア噴出孔２３は、円錐状突起１７の先細りテーパ面１７Ｃに角溝として形成された傾斜凹溝２０を、カバー１３の円錐状筒１３Ｂの内周面１３Ｂ２で閉塞することにより形成されている。即ち、第１のシェーピングエア噴出孔２３は、四角形状の孔（流路）として形成されている。具体的に述べると、第１のシェーピングエア噴出孔２３は、傾斜凹溝２０の先端の寸法によって定められた高さ寸法Ｈ、幅寸法Ｗをもった微細な流路として形成されている。しかも、図８に示すように、第１のシェーピングエア噴出孔２３は、回転軸７の軸線Ｏ−Ｏに対し、回転霧化頭９の回転方向Ｒと逆方向に傾斜角度αをもって傾斜し、さらに面取り部１８Ｄで傾斜角度Δα分大きく傾斜している。これにより、微細孔からなる第１のシェーピングエア噴出孔２３は、供給される圧縮エアの流量が少ない状態でも、回転霧化頭９から接線方向に飛行してくる塗料の液糸に対し、高速のシェーピングエアを正面から衝突させることができ、少ない流量の圧縮エアで塗料を微粒化することができる。

【0085】

ここで、第１のシェーピングエア噴出孔２３は、シェーピングエアリング１０のエッヂ状先端面１０Ａに開口している。従って、第１のシェーピングエア噴出孔２３の開口から傾斜角度（α＋Δα）をもった旋回流として噴出されたシェーピングエアは、回転霧化頭９の放出端縁９Ｅから噴霧された塗料粒子に対し、旋回流を十分に保持した状態で噴き付けることができる。即ち、１つ１つの第１のシェーピングエア噴出孔２３から指向性をもって噴出されるシェーピングエアは、塗料粒子を効率よく微粒化でき、かつ噴霧パターンの制御性を向上することができる。

【0086】

第２のシェーピングエア噴出孔２４は、第１のシェーピングエア噴出孔２３の内周側に位置してシェーピングエアリング１０に多数設けられている。この第２のシェーピングエア噴出孔２４は、ノズル側環状空間２１とシェーピングエアリング１０のエッヂ状先端面１０Ａとの間でエアを流通させる流路として形成されている。第２のシェーピングエア噴出孔２４は、回転霧化頭９の外周面９Ｃに沿って第２のシェーピングエアを噴出するものである。

【0087】

図２に示すように、第２のシェーピングエア噴出孔２４は、シェーピングエアリング１０の先端に向け、回転軸７の軸線Ｏ−Ｏと平行な直線Ｏ′−Ｏ′に対して径方向の内側に傾斜角度βをもって配置されている。この傾斜角度βは、下記数８のように設定されている。

【0088】

【数8】

【0089】

これにより、図２、図４に示すように、第２のシェーピングエア噴出孔２４の先端は、ノズル１５の筒体１６の内周面１６Ａに軸線方向に長さ寸法Ｄをもった長楕円形状の長孔２４Ａとして開口している。このように、第２のシェーピングエア噴出孔２４の先端を長孔２４Ａとして形成したことにより、第２のシェーピングエア噴出孔２４は、開口位置に平坦面が必要なくなる。このために、シェーピングエアリング１０の先端面は、径方向の幅寸法が小さなエッヂ状先端面１０Ａとして形成することができる。さらに、長孔２４Ａは、第２のシェーピングエア噴出孔２４内に効率よく洗浄流体を流入させることができ、第２のシェーピングエア噴出孔２４に付着した塗料を容易に洗浄することができる。

【0090】

第２のシェーピングエア噴出孔２４は、第１のシェーピングエア噴出孔２３と協働することにより、複合シェーピングエアを形成することができる。この複合シェーピングエアによって、より一層の塗料粒子の微粒化、噴霧パターンの制御性の向上を図ることができる。

【0091】

なお、図１に示すように、第１のエア流路２５は、第１のシェーピングエア噴出孔２３に圧縮エアを供給するために設けられたものである。この第１のエア流路２５は、ハウジング２のハウジング本体２Ａの外周側に設けられた入口流路２６と、ハウジング２とエアモータ３とシェーピングエアリング１０との間に画成されたハウジング側環状空間２７と、ボディ１１のフランジ１１Ｅに設けたエア流路１１Ｅ１と、カバー１３の環状板１３Ａに設けたエア流路１３Ａ１と、カバー側環状空間２２とにより構成されている。入口流路２６は、各種管路を介して圧気源となるエアコンプレッサ等（いずれも図示せず）に接続されている。

【0092】

第２のエア流路２８は、第２のシェーピングエア噴出孔２４に圧縮エアを供給するために設けられたものである。この第２のエア流路２８は、ハウジング２のハウジング本体２Ａの径方向の中間位置に設けられた入口流路２９と、エアモータ３のモータケース４に軸方向に延びて設けられたモータケース内流路３０と、ボディ側環状空間１２と、ボディ１１の円錐状環状体１１Ｃの連通路１１Ｃ３と、ノズル側環状空間２１とにより構成されている。入口流路２９は、前述した入口流路２６と同様に、各種管路を介してエアコンプレッサ等に接続されている。

【0093】

本実施の形態による回転霧化頭型塗装機１は上述の如き構成を有するもので、次に、この回転霧化頭型塗装機１を用いて塗装作業を行うときの動作について説明する。

【0094】

エアモータ３のスラストエア軸受５Ｂ，５Ｃ、ラジアルエア軸受６に軸受エアを供給してタービン５、回転軸７を回転可能に支持する。一方で、エアモータ３のタービン５にタービンエアを供給して回転軸７を回転駆動する。これにより、回転軸７と一緒に回転霧化頭９が高速で回転する。この状態で、色替弁装置で選択された塗料をフィードチューブ８の塗料流路から回転霧化頭９に供給することにより、この塗料を回転霧化頭９から塗料粒子として噴霧することができる。

【0095】

この場合、回転霧化頭９は、例えば、アルミニウム合金等の導電性を有する金属材料または表面に導電加工が施された樹脂材料を用いて形成されている。一方、塗装工場には、商用電源を例えば−６０〜−１５０ｋＶの高電圧に昇圧する高電圧発生器（図示せず）を備えている。そこで、塗装作業に際し、高電圧発生器から出力される高電圧を、フィードチューブ８、回転霧化頭９等に印加する。これにより、回転霧化頭９から噴霧された塗料粒子を、高電圧に帯電させることができる。

【0096】

このように、回転霧化頭９から噴霧される塗料粒子には、高電圧発生器によって高電圧を印加しているから、この高電圧に帯電した塗料粒子は、アースに接続された被塗物に向けて飛行し、効率よく塗着することができる。

【0097】

一方、回転霧化頭９から塗料を噴霧したときには、この噴霧塗料の微粒化と噴霧パターンの整形のためにシェーピングエアリング１０の第１のシェーピングエア噴出孔２３と第２のシェーピングエア噴出孔２４からそれぞれ別々にシェーピングエアを噴出している。

【0098】

まず、第１のシェーピングエアを噴出する場合には、第１のエア流路２５を通じて圧縮エアを供給し、各第１のシェーピングエア噴出孔２３からシェーピングエアを噴出する。このときに、第１のシェーピングエア噴出孔２３は、回転霧化頭９の回転方向Ｒと逆方向に傾斜して開口させているから、回転霧化頭９から接線方向に飛行してくる塗料の液糸に正面からシェーピングエアを衝突させることができ、この塗料を微粒化することができる。

【0099】

一方、第２のシェーピングエアを噴出する場合には、第２のエア流路２８を通じて圧縮エアを供給し、各第２のシェーピングエア噴出孔２４からシェーピングエアを噴出する。このときに、第２のシェーピングエア噴出孔２４は、先端に向けて径方向の内側に傾斜して開口させているから、回転霧化頭９の放出端縁９Ｅ近くの外周面９Ｃに向けてシェーピングエアを供給することができる。これにより、第２のシェーピングエア噴出孔２４は、第１のシェーピングエア噴出孔２３と協働して、塗料の微粒化の促進、噴霧パターンの効率のよい制御を行うことができる。

【0100】

かくして、本実施の形態によれば、シェーピングエアリング１０は、筒状体をなしてエアモータ３の前側位置に取付けられたボディ１１と、該ボディ１１の外周側に設けられ先端に向け縮径する円錐状のカバー１３と、前記ボディ１１の内周側に設けられ先端が該カバー１３の先端と同一位置まで延びたノズル１５との３部材により構成している。

【0101】

この上で、ノズル１５の先端には、カバー１３の円錐状筒１３Ｂの内周面１３Ｂ２と隙間なく接触した状態で当接する先細りの円錐状突起１７を設ける。この円錐状突起１７の先細りテーパ面１７Ｃには、回転霧化頭９の回転方向Ｒと逆方向に傾斜した多数の傾斜凹溝２０を全周に亘って設ける。一方、各傾斜凹溝２０とカバー１３の円錐状筒１３Ｂの内周面１３Ｂ２との間には、回転霧化頭９の放出端縁９Ｅに向けてシェーピングエアを噴出する第１のシェーピングエア噴出孔２３を形成する。さらに、ノズル１５の筒体１６には、回転霧化頭９の外周面９Ｃに沿ってシェーピングエアを噴出する第２のシェーピングエア噴出孔２４を設ける構成としている。

【0102】

従って、第１のシェーピングエア噴出孔２３は、回転霧化頭９の回転方向Ｒと逆方向に傾斜して開口させているから、回転霧化頭９から接線方向に飛行してくる塗料の液糸に正面からシェーピングエアを衝突させることができ、この塗料を微粒化することができる。さらに、第１のシェーピングエア噴出孔２３は、加工が困難な微細な穴加工ではなく、加工が容易な溝加工を用いて形成することができる。これにより、流路面積が小さな第１のシェーピングエア噴出孔２３を簡単な作業で形成することができる上に、圧縮エアの使用量の削減、溝形状としたことによる清掃作業の簡略化を図ることができる。

【0103】

しかも、ノズル１５は、その先端の円錐状突起１７をカバー１３の先端と同一位置に配置しているから、多数設けられた第１のシェーピングエア噴出孔２３は、シェーピングエアリング１０のエッヂ状先端面１０Ａにそれぞれ独立して開口させることができる。これにより、各第１のシェーピングエア噴出孔２３から旋回流として噴出されたシェーピングエアは、回転霧化頭９の放出端縁９Ｅから噴霧された塗料粒子に対し、旋回流（旋回方向の指向性）を十分に保持した状態で噴き付けることができる。

【0104】

この結果、第１のシェーピングエア噴出孔２３は、傾斜凹溝２０を利用することにより、洗浄が容易な微細孔として形成できる上に、旋回方向に指向性をもったシェーピングエアによって塗料粒子の微粒化の促進、噴霧パターンの制御性の向上を図ることができる。一方、ノズル１５の筒体１６の内周面１６Ａには、第２のシェーピングエア噴出孔２４を設けているから、第１のシェーピングエア噴出孔２３と協働することにより、複合シェーピングエアを形成することができる。これにより、この複合シェーピングエアを用いることによって、より一層塗料を微粒化でき、噴霧パターンの制御性を向上することができる。

【0105】

各第１のシェーピングエア噴出孔２３は、回転霧化頭９の回転方向Ｒと逆方向に傾斜させているから、回転霧化頭９の放出端縁９Ｅから接線方向に放出された塗料粒子に対し、第１のシェーピングエアを正面から効果的に当てることができ、塗料の微粒化、噴霧パターンの拡大を図ることができる。

【0106】

突壁１８の側壁面１８Ｂ，１８Ｃのうち、回転霧化頭９の外周面９Ｃと対向する側壁面１８Ｂの先端には、面取り部１８Ｄを設けている。従って、傾斜凹溝２０の傾斜角度αに面取り部１８Ｄによる傾斜角度Δαを加え、面取り部１８Ｄによって側壁面１８Ｂの傾斜角度を（α＋Δα）として、大きくすることができる。これにより、回転霧化頭９の放出端縁９Ｅから接線方向に放出された塗料粒子に対し、第１のシェーピングエアを的確に当てることができ、噴霧パターンを大きく広げることができる。

【0107】

一方、第２のシェーピングエア噴出孔２４は、筒体１６の内周面１６Ａに軸線方向に大きな長さ寸法をもった長孔２４Ａとして開口している。従って、シェーピングエアリング１０のエッヂ状先端面１０Ａを、径方向の幅寸法が小さくなるように形成することができる。しかも、長楕円形状の長孔２４Ａとして開口した第２のシェーピングエア噴出孔２４は、洗浄流体を注入し易く、簡単に洗浄することができる。

【0108】

シェーピングエアリング１０は、第１のシェーピングエア噴出孔２３と第２のシェーピングエア噴出孔２４とを径方向に接近させて配置しているから、その先端面を、可及的に小さな面積となるエッヂ状先端面１０Ａとして形成することができる。これにより、噴霧塗料に最も接近したシェーピングエアリング１０の先端で、塗料が付着しうる平坦面の面積を極力小さくすることができ、塗料の付着を防止して洗浄頻度、洗浄時間を削減することができる。

【0109】

さらに、各傾斜凹溝２０は、各溝底面１９と各突壁１８の側壁面１８Ｂ，１８Ｃとの間の角隅部２０Ａを、円弧状に形成している。これにより、第１のシェーピングエア噴出孔２３に塗料が浸入した場合でも、円弧状角隅部２０Ａでは、付着した塗料を簡単に洗浄することができ、洗浄作業を短時間で行うことができる。

【0110】

なお、実施の形態では、回転霧化頭型塗装機１として、回転霧化頭９に供給される塗料に高電圧を直接的に印加する直接帯電式の静電塗装機を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば回転霧化頭９の外周位置に高電圧を放電する外部電極を有し、この外部電極からの放電によって回転霧化頭９から噴霧された塗料粒子に高電圧を印加する間接帯電式の静電塗装機に適用する構成としてもよい。さらに、本発明は、塗料に高電圧を印加することなく塗装を行う非静電塗装機にも適用することができる。

【0111】

実施の形態では、回転霧化頭９は、放出端縁９Ｅでの直径寸法が３０ｍｍである場合を例示している。しかし、本発明に用いられる回転霧化頭９は、直径寸法が例えば２０〜６０ｍｍの範囲内で任意の大きさのものを用いることができる。

【符号の説明】

【0112】

１ 回転霧化頭型塗装機
２ ハウジング
３ エアモータ
４ モータケース
５ タービン
７ 回転軸
８ フィードチューブ
９ 回転霧化頭
９Ｃ 外周面
９Ｄ，１３Ｂ２，１６Ａ 内周面
９Ｅ 放出端縁
１０ シェーピングエアリング
１０Ａ エッヂ状先端面
１１ ボディ
１３ カバー
１３Ｂ 円錐状筒
１３Ｂ１，１７Ｂ 先端
１５ ノズル
１６ 筒体
１７ 円錐状突起
１７Ｃ 先細りテーパ面
１８ 突壁
１８Ａ 外壁面
１８Ｂ，１８Ｃ 側壁面
１８Ｄ 面取り部
１９ 溝底面
２０ 傾斜凹溝
２０Ａ 円弧状角隅部
２３ 第１のシェーピングエア噴出孔
２４ 第２のシェーピングエア噴出孔
２４Ａ 長孔
Ｏ−Ｏ 回転軸の軸線
Ｒ 回転霧化頭の回転方向
α 傾斜凹溝の傾斜角度
Ｈ 側壁面の高さ寸法
Ｗ 溝底面の幅寸法
Ｌ 面取り部の長さ寸法
Δα 面取り部の傾斜角度
Ｃ 円弧状角隅部の半径寸法
β 第２のシェーピングエア噴出孔の傾斜角度
Ａ エッヂ状先端面の径方向寸法
Ｄ 第２のシェーピングエア噴出孔の長孔の長さ寸法

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【手続補正書】

【提出日】2015年8月20日

【手続補正1】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0075】

このように構成されたノズル１５は、ボディ１１の内筒１１Ａ内に挿入し、筒体１６のおねじ１６Ｃを内筒１１Ａ内のめねじ１１Ｄに螺着する。これにより、ボディ１１内にノズル１５を取付けることができる。ボディ１１内にノズル１５を取付けた状態では、筒体１６の円環溝１６Ｄとボディ１１の円錐状環状体１１Ｃの内周面１１Ｃ２との間にノズル側環状空間２１を画成することができる。このノズル側環状空間２１は、筒体１６の負圧防止流路１６Ｅと第２のシェーピングエア噴出孔２４に圧縮エアを満遍なく供給するための共通流路を構成している。一方、ボディ１１とカバー１３とノズル１５との間には、先細り形状のカバー側環状空間２２が画成されている。このカバー側環状空間２２は、第１のシェーピングエア噴出孔２３に圧縮エアを供給するための共通流路を構成している。

【国際調査報告】