JPH10296136A - 回転霧化静電塗装装置および回転霧化静電塗装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 噴霧頭において霧化された塗料粒子を被塗物
方向へと偏向させるシェーピングエアを、多段に送出し
た場合、各シェーピングエア間の干渉を抑制し、高い塗
着効率を得ることのできる回転霧化静電塗装装置を提供
する。 【解決手段】 ベルカップ３０の回転軸２２と略同軸的
に環状に配置された第１空気吹出口１６より吹出し、第
２シェーピングエアＳ２を第１位置より一定距離離間さ
れたさらに外方の第２位置において、同様に噴霧頭の回
転軸２２と略同軸的に環状に配置された第２空気吹出口
４２より吹出し、かつ第２シェーピングエアＳ２の吹出
し方向をベルカップ３０の回転軸側に向かって内方に３
〜２０°程度傾斜したものとしたことを特徴とする回転
霧化静電塗装装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は回転霧化静電塗装装
置および回転霧化静電塗装方法に関し、特に、噴霧頭で
霧化された塗料粒子を被塗物方向へと偏向させる空気流
を形成する機構の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】静電塗装法は、アースした被塗物を陽
極、塗装装置を陰極とし、これに負の高電圧を与えて両
極間に静電界をつくり、噴霧した塗料粒子を負に帯電さ
せて、反対極である被塗物に効率よく塗料を吸着させる
方法である。被塗物を陽極、塗装装置を陰極にしている
のは、その逆の場合に比べて火花放電に移行しにくいと
いう安全に対する実用上の理由に基づくものである。

【０００３】静電塗装装置は大別して、２つのタイプに
区別することができ、１つは回転および静電気の力で塗
料を微粒化し、塗料粒子を静電引力で被塗物に吸着させ
る回転霧化式静電塗装装置であり、もう１つは圧縮空気
の力、あるいは高い塗料圧力などの機械的な力によって
塗料の微粒化を行ない、微粒化された塗料に電荷を与え
て、静電引力で被塗物に吸着させるガンタイプの装置で
ある。

【０００４】回転霧化式静電塗装装置は、高速回転する
金属製のカップ（「ベル」と称される場合もある。）、
ディスク等の噴霧頭の内面側に塗料を供給し、該噴霧頭
の遠心力によって塗料を霧化させ、しかもこのような金
属製の噴霧頭に塗料の帯電および静電場を形成するため
の高電圧を印加する方式とすることが一般的である。さ
らにこのような回転霧化式静電塗装装置、特にベル型塗
装装置においては、上記のように噴霧頭により霧化され
た塗料を、シェーピングエアと称する噴霧頭背面側から
吹き出す高速空気流によって霧化頭前方に位置する被塗
物方向に向けると共に、被塗物近傍へと達する運動量を
付与することがなされており、これによって、比較的均
一な微粒化能力を有し、かつ高い塗着効率を発揮するこ
とができるものである。なお、このような構造は例えば
特開平６−２１８３０１号公報に詳しい。

【０００５】図４は、従来の回転霧化静電塗装装置の一
例における先端部構造を概略示す模式図である。

【０００６】この装置において、ベルカップ１３０が回
転することにより、カップの回転軸の中心部位よりカッ
プ内面に供給された塗料は、遠心力によってカップ内面
を伝って薄く引伸ばされながらカップ外縁部へと向い、
カップ外縁部からカップの半径方向外方（図中Ｐ方向）
に向かって薄いフィルム状もしくは多数の糸状に放出さ
れることによって細かい粒状に霧化される。一方、カッ
プには高電圧が印加されているためにカップ外縁部から
被塗物に向ってコロナ放電が行われている。このため接
触帯電によって微粒化前の塗料液体が帯電され、さらに
コロナ放電によって得られるイオンによっても微粒化後
の塗料粒子が帯電される。

【０００７】帯電された塗料粒子は、カップ外縁部と被
塗物との間に電場が形成されるため、原理上は、クロー
ン力によって効率良く被塗物へと運ばれるものである
が、実際には放出された塗料粒子はカップの回転によっ
て付与された運動量を有するため、そのままでは多くの
塗料粒子が形成電場外へと逃げてしまう。

【０００８】このため、従来、回転霧化静電塗装装置に
あっては、カップの半径方向外方（図中Ｐ方向）放出さ
れた塗料粒子を被塗物方向に向けるために、前記カップ
３０の外縁部近傍に位置する空気吹出口１１６から「シ
ェーピングエア」と称される空気流を、概ねカップの回
転軸方向（図中Ａ方向）に向けてカップの全周に噴出さ
せている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の回転
霧化静電塗装装置においては、回転する噴霧頭から放出
された塗料粒子を、前記噴霧頭外周縁部にごく近い位置
に配置された空気吹出口１１６より噴出されるシェーピ
ングエアによって被塗物方向に偏向する構造としている
ために、微粒化された塗料粒子のわずかな粒径の違いに
よって偏向量が大きく異なり、比較的大きな塗料粒子が
前記シェーピングエアの流れの外側に突き抜けてしま
い、被塗物方向への運動量が十分に与えられないという
問題点が生じていた。

【００１０】このため、図４に示すように、カップの半
径方向においてさらに外方に、空気吹出ノズル１４０を
全周にわたって設け、このノズルより、前記空気吹出口
１１６より噴出されるシェーピングエアと同様に、概ね
カップの回転軸方向（図中Ｂ方向）に向けてカップの全
周に、第２のシェーピングエアを噴出させることも検討
されている。このような構成を取れば、外方側に形成さ
れる前記第２のシェーピングエアが一種のエアカーテン
として機能し、塗料粒子をこの内部に封じ込めること
で、塗着効率が向上するものと期待された。

【００１１】しかしながら、実際には、前記カップの外
縁部近傍からＡ方向に流される第１のシェーピングエア
と、これより外方の位置からＢ方向に流される第２のシ
ェーピンングエアとの間で、乱流が発生し、塗料粒子が
この乱流に乗ってベルカップ方向へと戻ってしまう現象
があり、塗着効率は期待されるほどには向上せず、例え
ば７５〜８０％程度にとどまっていた。

【００１２】従って本発明は、改良された回転霧化静電
塗装装置および回転霧化静電塗装方法を提供することを
目的とする。本発明はまた、噴霧頭において霧化された
塗料粒子の大小にかかわらずすべての粒子にほぼ均等に
被塗物方向へと向う慣性力を付与でき、塗料の塗着効率
の向上を図ることのできる回転霧化静電塗装装置および
回転霧化静電塗装方法を提供することを目的とする。本
発明はさらに、噴霧頭において霧化された塗料粒子を被
塗物方向へと偏向させる空気流を、多段に送出した場合
において、各空気流間の干渉を抑制し、塗料粒子を効率
よく被塗物へと向かわせることのできる回転霧化静電塗
装装置および回転霧化静電塗装方法を提供することを目
的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記した
ような従来装置における問題点を解決するために鋭意研
究を行なった結果、回転霧化静電塗装装置における噴霧
頭外縁部近傍の第１位置と、この位置より外方の第２位
置より、それぞれ第１および第２のシェーピングエアを
送出させる場合において、第２のシェーピングエア、す
なわち外方側のシェーピングエアを、前記噴霧頭の回転
軸方向に向かって内方に傾いたものとして吹き出させる
と、第１および第２のシェーピングエア間の乱流が低減
し、塗料粒子の防止効果の高い流れが実現でき、その結
果塗着効率の向上が可能となることを見出し、本発明に
至ったものである。

【００１４】すなわち、上記課題を解決する本発明は、
塗料を回転する噴霧頭により霧化し、該噴霧頭において
霧化される塗料粒子を帯電させ、この塗料粒子を空気流
によって被塗物方向に偏向し、搬送して塗装を行なう静
電塗装装置であって、前記空気流の形成手段として、前
記噴霧頭の回転軸と略同軸的に環状に配置された吹出口
を有する空気吹出部を、前記噴霧頭の外周縁部近傍の第
１位置と当該第１位置より一定距離離間されたさらに外
方の第２位置とに２段に設けてなり、前記第２位置に設
けられた空気吹出部の吹出し方向が前記噴霧頭の回転軸
側に向かって内方に傾斜していることを特徴とする回転
霧化静電塗装装置である。

【００１５】本発明の回転霧化静電塗装装置において、
前記第２位置の空気吹出部の吹き出し方向の内方への傾
斜角度は、３〜２０°であることが好ましい。

【００１６】また、本発明の回転霧化静電塗装装置にお
いて、前記第１位置の空気吹出部と前記第２位置の空気
吹出部との離間間隔が、３０〜７０ｍｍの範囲内のもの
であることが望ましい。

【００１７】さらに上記課題は、塗料を回転する噴霧頭
により霧化し、該噴霧頭において霧化される塗料粒子を
帯電させ、この塗料粒子を空気流によって被塗物方向に
偏向し、搬送して塗装を行なう静電塗装方法において、
前記空気流を、前記噴霧頭の外周縁部近傍の第１位置と
当該第１位置より一定距離離間されたさらに外方の第２
位置とから吹き出し、かつ前記第２位置よりの空気流の
吹出し角度を前記第１位置よりの空気流の吹出し角度よ
りも、前記噴霧頭の回転軸方向に向かって内方に傾いた
ものとして吹き出すことを特徴とする本発明の回転霧化
静電塗装方法によっても解決される。

【００１８】また、本発明の回転霧化静電塗装方法にお
いて、前記第１位置より吹き出される空気流の流速と前
記第２位置より吹き出される空気流の流速とを実質的に
同一なものとすることが好ましい。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施態様に基づき
より詳細に説明する。

【００２０】本発明に係る回転霧化静電塗装装置は、基
本的には、噴霧頭の外周縁部より放出される塗料粒子を
被塗物方向へと偏向させるシェーピングエアと称される
空気流の形成に関して、従来の回転霧化静電塗装装置に
おけるもの相違するものであって、これ以外の点につい
ては、本質的に従来ものと変わる点はない。従って、本
発明は、従来知られる各種の態様の回転霧化静電塗装装
置のいずれに関しても、以下に述べるごとき改良を加え
るのみで適用可能である。

【００２１】本発明に係る回転霧化静電塗装装置におい
ては、噴霧頭において霧化された塗料粒子を被塗物方向
へと変向する空気流の吹出部が、前記噴霧頭の回転軸回
りに２段に設けられる。すなわち、前記噴霧頭の外周縁
部近傍の第１位置と当該第１位置より一定距離離間され
たさらに外方の第２位置である。

【００２２】なお、前記第１位置に設けられる第１空気
吹出部および前記第２位置に設けられる第２空気吹き出
し部のそれぞれの吹出口は、前記噴霧頭の回転軸方向に
おいて、いずれも、前記噴霧頭の外周縁部の存在位置よ
りも前方に位置することは適当ではなく、望ましくは後
方、例えば、２〜２５ｍｍ程度後方に位置することが望
まれる。すなわち、これら吹出口より送出される空気流
は、噴霧頭の外周縁部より大気中に放出される塗料粒子
を被塗物方向に偏向させるためのものであるから、噴霧
頭の外周縁部より前方に位置していては、所望の機能を
発揮しないためである。なお、第１空気吹出部の吹出口
と第２空気吹出部の吹出口は、必ずしも同一面上に配置
される必要はなく、噴霧頭の回転軸方向においてある程
度前後して配置されていても構わないが、極端に離れ
る、例えば３０ｍｍ以上離れると所望する空気流が形成
できなくなる虞れがあるために適当ではない。

【００２３】また、前記第１位置に設けられる第１空気
吹出部の吹出口の回転噴霧頭の半径方向における存在位
置としては、前記したように、回転噴霧頭の外周縁部近
傍であれば、噴霧頭の外周縁部より外周側、例えば５ｍ
ｍ以内で外方の位置、外周縁部とほぼ同じ位置、あるい
は外周縁部より内周側、例えば５ｍｍ以内での位置のい
ずれであってもよいが、噴霧頭の外周縁部に接した空気
流を形成することが塗料粒子の偏向に効果的であること
から、外周縁部とほぼ同じ位置、あるいは外周縁部より
内周側に設けることが望ましい。外周縁部より内周側で
かつ後方側に空気吹出口が存在すると、これより送出さ
れた空気流（以下、第１シェーピングエアと称する。）
は、噴霧頭の背面に沿って、すなわち、噴霧頭の背面を
ガイド面として流れ噴霧頭外周縁部へと達することか
ら、完全に外周縁部に接した空気流を形成できる。

【００２４】一方、前記第２位置に設けられる第２空気
吹出部の吹出口の回転噴霧頭の半径方向における存在位
置は、前記したように前記第１位置よりも所定距離離間
されたより外方の位置とされるが、このように所定距離
離間するのは、噴霧頭の回転軸方向における噴霧頭の外
周縁部の存在位置においては、少なくとも、前記第１シ
ェーピングエアと、この第２空気吹出部より送出される
空気流（以下、第２シェーピングエアと称する。）と
が、一体化されることなく相互に独立した流れとして存
在させ、非常に厚い幅の空気流を噴霧頭の回りに形成し
た場合と同等の偏向作用を塗料粒子に対し発揮できる
（なお、このような非常に厚い空気流れを形成すること
は、送風機等の必要機構の大型化、消費エネルギーの増
大につながるとともに、装置設計上での空気吹出部の配
置が困難となるものである。）と共に、一種のエアカー
テンとしての機能を第２シェーピングエアに付与するた
めである。

【００２５】この離間距離としては、静電塗装装置の大
きさ等にも左右されるが、３０〜７０ｍｍ程度であるこ
とが好ましい。離間距離が前記範囲内にあれば、後述す
るような本発明の静電塗装装置の第１の特徴である第２
空気吹出部の吹出し方向に関する限定を満たした場合に
おいて、第１シェーピングエアと第２シェーピングエア
間における乱流の発生をより低減でき、塗着効率の向
上、例えば塗着効率８０％以上といった値が望めるため
である。

【００２６】しかして、本発明の回転霧化静電塗装装置
においては、前記第２空気吹出部、すなわち外方側の空
気吹出部の空気吹出部の吹出し方向を前記噴霧頭の回転
軸側に向かって内方に傾斜したものとする。このように
することによって、当該第２空気吹出部より送出される
第２シェーピングエアと、これより内方に形成される第
１シェーピングエアとの間の干渉を抑制し、さらに当該
第２シェーピングエアが、被塗物方向へと進行するにつ
れ漸次第１シェーピングエアと近ずき、最終的に第１シ
ェーピングエアと第２シェーピングエアが合成されるた
めに、双方の空気流間の乱流の低減が可能となり、塗着
効率を向上させることができるものである。なお、一般
にシェーピングエアは、空気吹出部より送出された後、
次第に距離が離れるにつれ流速が低減するとともに、空
気流層が厚くなるため外方へも広がる傾向にあるが、上
記したように外方に形成される第２シェーピングエアを
内方に傾斜して吹出すことにより、シェーピングエアパ
ターンの外方への広がりを抑制する効果もあるものと考
えられる。

【００２７】本発明の好ましい実施態様においては、前
記第２空気吹出部の吹出し方向の内方への傾斜角度は、
３〜２０°であるものとされる。内方への傾斜角度がこ
のような角度範囲内であると、上記したような乱流発生
に対する低減効果が顕著なものとなり、例えば塗着効率
８０％以上といった値が望めるためである。

【００２８】このような吹出し方向を所望のものとする
ためには、空気吹出部の吹出口へとつながる壁面、すな
わち、ノズルの壁面を、所望の角度に傾斜させればよ
い。

【００２９】本発明の静電塗装装置において、上記第１
および第２の空気吹出部の吹出口の形状としては、吹出
口が、前記噴霧頭の回転軸と略同軸的に環状に配置され
るもの、すなわち、前記噴霧頭の回転軸回りに断面環状
の実質的に切れ目のない空気流層を形成できるものであ
る限り、特に限定はない。例えば、リング状の連続した
１つの開口を有する外形筒状の１つのノズル、全体とし
て環状に配置された複数の小さな開口群を有する外形筒
状の１つのノズル、あるいは１つの小さな開口を有する
中空管状のノズルを複数用いてこれを環状に配する等に
よって、各空気吹出部を構成することができる。なお、
前記吹出口が複数の小さな開口群によって形成される場
合、上記したように断面環状の実質的に切れ目のない空
気流層を形成できるものである限度において、各開口は
相互に離間配置可能である。さらに、全体としての環状
形体も、円環状に限定されるものではなく、所望される
塗料噴霧パターンに応じて、例えば楕円環状等にするこ
ともできる。前記噴霧頭の回転軸の半径方向におけるこ
の吹出口の幅としては、送出されるシェーピングエアの
流量によっても左右されるが、第１空気吹出部の吹出口
に関しては０．２〜０．３ｍｍ程度、第２空気吹出部の
吹出口に関しても同様に０．２〜０．３ｍｍ程度とし、
大略開口面積が４０〜９０ｍｍ²程度に設定することが
適当である。なお、各空気吹出部に関して、吹出口を前
記噴霧頭の回転軸の半径方向に多重に配することも、こ
れら多重に配された吹出口相互が十分に近接しているも
のである限り可能であるが、この場合は、前記吹出口の
所望幅は、単独の吹出口に対してではなく、当該多重に
配された吹出口幅の総和に対して満たされるべきであ
る。

【００３０】また本発明に係る静電塗装装置において、
塗料粒子への帯電方法としては、上記したような噴霧頭
外周縁近傍に形成される第１シェーピングエア中ないし
はその境界面に放電部を設けることが放電量増加に有効
であることから、例えば、噴霧頭を樹脂等の絶縁性材料
により構成し、その後面、すなわち前記シェーピングエ
アが衝突する部分に噴霧頭と共に回転する導電性材料か
らなる放電電極を形成して、前記噴霧頭の外周縁部から
放電させることが有効である。しかしながら、本発明の
効果は、噴霧頭として全体が金属で構成てなる一般的な
タイプのものを使用しても特に損なわれてなるものでは
なく、若干帯電効率が低下する程度である。

【００３１】なお、本体が絶縁性材料により構成され、
後面に放電電極を有する噴霧頭の構造としては、特願平
７−２９１３９４号に詳細に述べられているが、以下に
簡単に説明する。

【００３２】噴霧頭を構成する絶縁性材料としては、使
用される塗料組成物、特に溶剤等に対して十分な耐性を
有しかつ絶縁性のものであれば特に限定されるものでは
なく、使用される塗料組成物の種類によっても左右され
るが、例えば、ポリエーテルエーテルケトンなどの各種
の合成樹脂が好ましく用いられ得る。

【００３３】また、このような噴霧頭の後面に設けられ
る放電電極は、噴霧頭の後面に直接接触させて形成する
ことも、あるいは噴霧頭の後面より所定距離、例えば、
１〜１０ｍｍ程度の距離を離間させて別体的に形成する
ことも可能であるが、噴霧頭の後面に直接接触させて形
成する態様が望ましい。例えば、導電性塗料、金属蒸着
膜、導電性金属酸化物の蒸着膜、無電解メッキ膜、スパ
ッタ膜、ＣＶＤ膜等によって放電電極を形成することが
可能である。もちろん金属薄板を貼着するといった態様
も採用可能である。このうち、特に導電性塗料を用いる
とコスト的に安価にかつ施工性も容易に所定形状の電極
を形成することができる。導電性塗料組成物における、
導電性フィラーとしては、カーボン粒子、銀粒子、導電
性セラミックウィスカーなどの既存のもので良く、また
樹脂成分としては、例えばエポキシ系、フッ素系等の耐
溶剤性に優れたものであることが望ましいが、直接シン
ナー等の溶剤のかかる部位ではないために極度に高い耐
溶剤性は必要とされず、公知の各種のものを用いること
が可能である。

【００３４】このような放電電極は、前記噴霧頭の後面
全面的に形成されたものであってもかまわないが、望ま
しくは、噴霧頭の中心部よりある特定の複数方向、例え
ば２〜６つ程度の方向のみに局部的に延長された形態、
平易に言えば、略星型の形態であることが望ましい。

【００３５】本発明に係る静電塗装装置において、上記
に説明した以外の構成部分については、従来知られる静
電塗装装置における各種の態様のいずれをも用いること
ができ、例えば、噴霧頭および放電電極を回転させるモ
ーターとしては、電力による電動モーター、空気圧によ
るエアモーターなどのいずれを使用することができ、高
電圧発生装置としてもこのような駆動方式に応じた適当
な電圧を発生し得る任意の装置を用いることができる。
また、塗料供給系としても、水系、有機溶剤系、ハイソ
リッド型、２液性ハイソリッド型などといった対象とす
る塗料の種類に応じて、適当な容量、吐出量を有するポ
ンプ、例えばギアポンプなどを使用し、さらに適宜、ポ
ンプ回転数を遠隔制御する駆動装置、スタティックミキ
サーなどのミキシング装置等を使用することが可能であ
る。また、スパークガードシステム、装置の監視および
異常時の急停止を行なう制御装置、定電圧装置、消火設
備などといった安全装置、その他、各種絶縁部品および
防爆部品の使用としても従来公知の各種態様を採用し得
る。また設置方式としても固定式、レシプロケート式な
どのいずれの方式にも採用することが可能である。

【００３６】本発明に係る回転霧化静電塗装方法は、上
記したような構成を有する回転霧化静電塗装装置を用い
ることによって実施可能なものであり、シェーピングエ
アの形成方法以外の点、すなわち、塗料の霧化方法、帯
電方法等に関しては、特に従来におけるものと実質的に
変わりはない。

【００３７】本発明方法においては、シェーピングエア
を噴霧頭の外周縁部近傍の第１位置と当該第１位置より
一定距離離間されたさらに外方の第２位置とからそれぞ
れ第１シェーピングエアおよび第２シェーピングエアと
して吹き出すが、前記第２位置よりの第２シェーピング
エアの吹出し角度を前記第１位置よりの第１シェーピン
グエアの吹出し角度よりも、前記噴霧頭の回転軸方向に
向かって内方に傾いたもの、好ましくは、第２シェーピ
ングエアの吹出し方向を前記噴霧頭の回転軸側に向かっ
て３〜２０°程度内方に傾いたものとして吹き出すもの
である。

【００３８】ここで、前記第１シェーピングエアおよび
第２シェーピングエアの流速としては、両者が実質的に
実質的に同一なものとすることが望ましい。すなわち、
両者の流速が極端に異なるものであると、流速の遅い流
れが流速の速い流れに引き込まれる現象が生じ、所望の
シェーピングエア形状を保持できなくなるためである。

【００３９】

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに具体的に
説明する。

【００４０】図１は、本発明に係る静電塗装装置の一実
施例における先端部構造を概略示す断面図である。

【００４１】図１に示す実施例の装置において、装置本
体のハウジング１０内部にはエアモータ２０が収納され
ており、このエアモータ２０の回転軸２２は図示しない
エア供給源より供給されるエアによって高速回転され
る。この回転軸の先端部には、ベルカップ３０がベルハ
ブ部３４においてナット２４で固定されている。

【００４２】前記ハウジング１０とベルカップ３０の間
には、断面略コの字型の環状プレート１２が、ハウジン
グ１０の先端部に固定されて配置されており、前記回転
軸はこの環状プレート中央開口部を、同軸的にかつ回転
自在に貫通している。環状プレート１２のベルカップ側
には当該プレートの実肉部をくり抜く形で環状のエア通
路１４が形成されている。このエア通路１４には、ハウ
ジング側壁面に開口されたシェーピングエア導入口１８
と、ベルカップ側壁面に開口された複数の第１空気吹出
口１６が設けられており、この第１空気吹出口から、ベ
ルカップ３０の背面３８に向けて第１シェーピングエア
Ｓ１が吹出される構造となっている。

【００４３】ベルカップ３０には、その内周拡散面３２
とベルハブ部３４との隙間に、前記回転軸を中心として
環状に配された複数の塗料孔３６が設けられている。一
方、図示しない塗料供給源に連通する塗料ノズル５０
が、前記ハウジング側から環状プレート１２の壁面を貫
通し、前記環状プレート１２とベルカップ３０との間の
空間内部における、ベルカップ３０のベルハブ部３４近
傍まで延長されているため、塗料ノズルから供給された
塗料Ｐｔは、塗料孔３６を通ってベルカップ３０の内周
拡散面３２側へ吐出される構造となっている。

【００４４】さらにこの装置においては、前記ハウジン
グ１０よりも外方に、このハウジング１０と同軸的にか
つハウジング１０を所定距離離間して囲撓するするよう
に環状に配された複数のエアノズル４０が配置されてい
る。各エアノズル４０は全長にわたりほぼ一定孔径の内
部空間を有する（先端近傍のみが若干縮径されている）
略中空管形状を有しており、各エアノズルは、その軸線
が前記回転軸２２に対して装置先端側に向かうにつれて
近づくものとなるように所定角度で傾斜配置されてい
る。従って、このエアノズル４群全体を１つとして見る
と、前記回転軸と同軸な中心軸を有する、装置先端側に
向かって漸次縮径された切頭円錐台形を呈する。このよ
うにエアノズル４０は、その軸線を前記回転軸に対して
傾斜配置されているものであるため、エアノズル４０の
先端開口である第２空気吹出口４２より吹出される第２
シェーピングエアＳ２の吹出し方向は、前記回転軸３０
側に向かって内方に傾斜しているものとなる。

【００４５】なお、この装置においては、前記第２空気
吹出口４２は、上記第１空気吹出口１６と、前記回転軸
の半径方向において概略同一断面上に位置するものとさ
れており、双方間の間隙距離は、所定のものとなされて
いる。

【００４６】また、この装置において、前記ハウジング
１０ないし前記環状プレート１２と、前記複数のエアノ
ズル４０群との間には、実質的に構成部材が存在せず、
環状空間６０となされている。ここに障害物があった場
合には、前記第１および第２シェーピングエアＳ１、Ｓ
２と、当該障害物との間で渦流が発生するが、これを空
間にすることで渦流の発生防止が可能となる。

【００４７】以上のような装置構成を有する本実施例の
装置において、塗料ノズルから塗料Ｐｔを供給すると、
塗料Ｐｔは、塗料孔３６を通ってベルカップ３０の内周
拡散面３２へと吐出される。このベルカップ３０はエア
モータ２０によって高速回転されているために、塗料Ｐ
ｔは遠心力によって内周拡散面３２を伝って薄く引伸ば
されながらカップ外周縁部へと向い、さらに内周拡散面
に沿って形成された微細な凹凸によって微粒化され、前
記回転遠心力によって与えられる運動量をもって最終的
にカップ外周縁部から霧状に放出される。

【００４８】ベルカップ３０の外周縁部近傍後方に位置
する前記第１空気吹出口１６からは、ベルカップ３０の
背面３８に向けて第１シェーピングエアＳ１が吐出さ
れ、この第１シェーピングエアＳ１は、ベルカップ３０
の背面３８に沿って前方へと移動し、ベルカップ３０の
外周縁部位置においては、前記回転軸とほぼ平行して前
方（被塗物方向）へと流れる、当該ベルカップ３０の外
周縁部に接する空気流となるために、カップ外周縁部か
ら半径方向外方へと放出された塗料粒子は、第１シェー
ピングエアＳ１によって偏向され、被塗物方向に向う慣
性力を与えられる。

【００４９】さらに、塗装操作時においては、前記エア
ノズル４０の第２空気吹出口４２より第２シェーピング
エアＳ２が吹出され、前記第１シェーピングエアＳ１よ
りさらに外方に断面環状の被塗物方向へと向かう空気流
が形成される。このシェーピングエアＳ２は、塗料粒子
の外方への飛散防止のためのエアカーテンとして機能す
る。シェーピングエアＳ２は、前記回転軸３０側に向か
って内方に傾斜して吹出されるため、ベルカップ前方空
間において、第１シェーピングエアＳ１と第２シェーピ
ングエアＳ２とが合成され、双方の空気流間における乱
流の発生が抑制されるため、この発生乱流によるベルカ
ップ方向への塗料粒子のもどり現象が実質的に生じず、
すべての塗料粒子がほぼ均等に被塗物方向に向う慣性力
を与えられる。

【００５０】一方、ベルカップ３０には高電圧が印加さ
れ、放電電極としても作用するため、カップの外周縁部
先端からは、ほぼ定常的に、被塗物に向ってコロナ放電
が行われおり、カップ外周縁部で霧化され、さらにシェ
ーピングエアによって被塗物方向へと運ばれる塗料粒子
は、このコロナ放電によって帯電され、このように帯電
された塗料粒子はクローン力によって効率良く被塗物に
付着する。

【００５１】図２は、図１に示すような構成を有する回
転霧化静電塗装装置において、第２シェーピングエアの
空気吹出部であるエアノズル４０のノズル角度を種々変
更して実際に静電塗装を行った結果得られた塗着効率の
値を、ノズル角度との関係で示すグラフであり、また図
３は、図１に示すような構成を有する回転霧化静電塗装
装置において、第１シェーピングエアの空気吹出口であ
る第１空気吹出口１６と第２シェーピングエアの空気吹
出口である第２空気吹出口４２との離間距離（半径方向
距離）を種々変えて配置して実際に静電塗装を行った結
果得られた塗着効率の値を、この離間距離との関係で示
すグラフである。なお、前者の実験においては第１空気
吹出口１６と第２空気吹出口４２との離間距離は、５０
ｍｍで一定とし、後者の実験においては、エアノズル４
０のノズル角度は、−５°（回転軸３０側に向かって内
方に５°傾斜）で一定とした。

【００５２】図２および図３に示す結果から明らかなよ
うに、本発明に係る装置構成を用いた場合、非常に高い
塗着効率が達成されるが、特に第２シェーピングエアの
空気吹出角度、および第１シェーピングエアの空気吹出
口と第２シェーピングエアの空気吹出口との離間距離
を、適正な値とすることで、塗着効率８０％以上という
非常に高い値を達成することができた。

【００５３】

【発明の効果】以上述べたように本発明においては、回
転霧化静電塗装装置において、噴霧頭において霧化され
る塗料粒子を被塗物方向に偏向するシェーピングエアの
形成手段として、前記噴霧頭の回転軸と略同軸的に環状
に配置された吹出口を有する空気吹出部を、前記噴霧頭
の外周縁部近傍の第１位置と当該第１位置より一定距離
離間されたさらに外方の第２位置とに２段に設けてな
り、前記第２位置に設けられた空気吹出部の吹出し方向
が前記噴霧頭の回転軸側に向かって内方に傾斜している
ことを特徴とするものであるから、双方の空気吹出部よ
り吹出されるシェーピングエア間における乱流を低減
し、塗料粒子の飛散防止効果の高い流れが実現できき、
その結果として塗着効率の向上が可能となるものであ
る。

【００５４】さらに、本発明の回転霧化静電塗装装置に
おいて、前記第２位置の空気吹出部の吹き出し方向の内
方への傾斜角度が３〜２０°であると、双方のシェーピ
ングエア間の干渉をさらに良好に抑制し、流れを合成す
ることで乱流の顕著な低減が可能となるため、塗着効率
を８０％以上という高い値を得ることができるものであ
る。

【００５５】加えて、前記第１位置の空気吹出部と前記
第２位置の空気吹出部との離間間隔が、３０〜７０ｍｍ
の範囲内のものとされていると、乱流のより良好な低減
が可能となり、塗着効率のさらなる向上が期待できるも
のとなる。

【００５６】また、本発明は、回転霧化静電塗装方法に
おいて、該噴霧頭において霧化される塗料粒子を帯電さ
せ、この塗料粒子を空気流によって被塗物方向に偏向
し、搬送して塗装を行なう静電塗装方法において、噴霧
頭において霧化される塗料粒子を被塗物方向に偏向する
シェーピングエアを、前記噴霧頭の外周縁部近傍の第１
位置から吹き出される第１シェーピングエアと、当該第
１位置より一定距離離間されたさらに外方の第２位置と
から吹き出される第２シェーピングエアとで構成し、か
つ前記第２シェーピングエアの吹出し角度を前記第１シ
ェーピングエアの吹出し角度よりも、前記噴霧頭の回転
軸方向に向かって内方に傾いたものとして吹き出すこと
を特徴とするものであるから、前記したように双方のシ
ェーピングエア間における乱流を低減し、塗料粒子の飛
散防止効果の高い流れが実現でき、高い塗着効率をもっ
て塗装を行うことができ、塗装経済的に有利である。

【００５７】さらに本発明の回転霧化静電塗装方法にお
いて、前記第１位置より吹き出される第１シェーピング
エアの流速と前記第２位置より吹き出される第２シェー
ピングエアの流速とを実質的に同一なものすれば、流速
の差によって、流速の遅い流れが流速の速い流れに引き
込まれるといった現象が生じることもなく、安定して所
望の空気流を形成できるため、より良好な静電塗装を行
い得ることとなるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る回転霧化静電塗装装置の一実施
例における先端部構造を概略示す断面図、

【図２】 本発明に係る回転霧化静電塗装装置における
第２シェーピングエアの吹出部のノズル角度が塗着効率
に与える影響を示すグラフ、

【図３】 本発明に係る回転霧化静電塗装装置における
第１シェーピングエアの空気吹出口と第２シェーピング
エアの空気吹出口との離間距離が塗着効率に与える影響
を示すグラフ、

【図４】 従来の静電塗装装置の一例における先端部構
造を塗装時における流体の流れとともに示す模式図。

【符号の説明】

１０…ハウジング、 １２…環状プレート、 １４…エア通路、 １６…第１空気吹出口、 １８…シェーピングエア導入口、 ２０…エアモータ、 ２２…回転軸、 ２４…ナット、 ３０…ベルカップ、 ３２…ベルカップ内周拡散面、 ３４…ベルハブ部、 ３６…塗料孔、 ３８…ベルカップ背面、 ４０…エアノズル、 ４２…第２空気吹出口、 ５０…塗料ノズル、 ６０…環状空間、 １１６…空気吹出口、 １３０…ベルカップ、 １４０…空気吹出ノズル、 Ｓ１…第１シェーピングエア、 Ｓ２…第２シェーピングエア、 Ｐｔ…塗料。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塗料を回転する噴霧頭により霧化し、該
   噴霧頭において霧化される塗料粒子を帯電させ、この塗
   料粒子を空気流によって被塗物方向に偏向し、搬送して
   塗装を行なう静電塗装装置であって、 前記空気流の形成手段として、前記噴霧頭の回転軸と略
   同軸的に環状に配置された吹出口を有する空気吹出部
   を、前記噴霧頭の外周縁部近傍の第１位置と当該第１位
   置より一定距離離間されたさらに外方の第２位置とに２
   段に設けてなり、前記第２位置に設けられた空気吹出部
   の吹出し方向が前記噴霧頭の回転軸側に向かって内方に
   傾斜していることを特徴とする回転霧化静電塗装装置。
2. 【請求項２】 前記第２位置の空気吹出部の吹き出し方
   向の内方への傾斜角度が３〜２０°であることを特徴と
   する回転霧化静電塗装装置。
3. 【請求項３】 前記第１位置の空気吹出部と前記第２位
   置の空気吹出部との離間間隔が、３０〜７０ｍｍの範囲
   内のものである請求項１または２に記載の回転霧化静電
   塗装装置。
4. 【請求項４】 塗料を回転する噴霧頭により霧化し、該
   噴霧頭において霧化される塗料粒子を帯電させ、この塗
   料粒子を空気流によって被塗物方向に偏向し、搬送して
   塗装を行なう静電塗装方法において、 前記空気流を、前記噴霧頭の外周縁部近傍の第１位置と
   当該第１位置より一定距離離間されたさらに外方の第２
   位置とから吹き出し、かつ前記第２位置よりの空気流の
   吹出し角度を前記第１位置よりの空気流の吹出し角度よ
   りも、前記噴霧頭の回転軸方向に向かって内方に傾いた
   ものとして吹き出すことを特徴とする回転霧化静電塗装
   方法。
5. 【請求項５】 前記第１位置より吹き出される空気流の
   流速と前記第２位置より吹き出される空気流の流速とを
   実質的に同一なものとしたことを特徴とする請求項４に
   記載の回転霧化静電塗装方法。