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WO2024252611A1 - 回転霧化式塗装装置及び回転霧化式塗装方法 - Google Patents

回転霧化式塗装装置及び回転霧化式塗装方法 Download PDF

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WO2024252611A1
WO2024252611A1 PCT/JP2023/021324 JP2023021324W WO2024252611A1 WO 2024252611 A1 WO2024252611 A1 WO 2024252611A1 JP 2023021324 W JP2023021324 W JP 2023021324W WO 2024252611 A1 WO2024252611 A1 WO 2024252611A1
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WO
WIPO (PCT)
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air
bell cup
ring
tip
shaping air
Prior art date
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Pending
Application number
PCT/JP2023/021324
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English (en)
French (fr)
Inventor
重徳 風間
智之 昆
誠 山田
丈志 後藤
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Priority to PCT/JP2023/021324 priority Critical patent/WO2024252611A1/ja
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Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B3/00—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements
    • B05B3/02—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements
    • B05B3/10—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements discharging over substantially the whole periphery of the rotating member
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/04—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/02—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying
    • B05D1/04—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying involving the use of an electrostatic field

Definitions

  • the present invention relates to a rotary atomizer coating device and a rotary atomizer coating method.
  • the problem that this invention aims to solve is to provide a rotary atomizer coating device and method that produces a frustum-shaped coating pattern.
  • the present invention relates to a method for spraying a coating material onto a paint-diffusing surface of a bell cup by rotating the bell cup around a rotation axis, and atomizing the paint with the bell cup, the method comprising the steps of:
  • the above problem is solved by blowing inner shaping air in an annular slit shape from the back surface of the bell cup, concentric with the rotating shaft, and simultaneously blowing outer shaping air in an annular slit shape from the back surface of the bell cup, concentric with the rotating shaft and at a position larger in diameter than the inner shaping air.
  • the paint sprayed from the bell cup has a frustum cone-shaped coating pattern.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing one embodiment of a rotary atomizer coating device according to the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing another embodiment of the rotary atomizer coating device according to the present invention.
  • FIG. 1 shows the state of airflow occurring in front of the bell cup (without shaping air).
  • FIG. 1 shows the state of the airflow generated in front of the bell cup (inner shaping air only).
  • This is a diagram showing the airflow generated in front of the bell cup (inner shaping air only, increased flow rate).
  • FIG. 13 is a diagram showing the film thickness distribution when only inner shaping air is supplied.
  • FIG. 1 shows the airflow generated in front of the bell cup (outer shaping air only).
  • FIG. 13 is a diagram showing the film thickness distribution when only outer shaping air is supplied.
  • FIG. 1 shows the airflow conditions occurring in front of the bell cup (both inner and outer shaping air).
  • FIG. 13 is a diagram showing the film thickness distribution when both inner and outer shaping air are supplied.
  • FIG. 13 is a diagram showing the film thickness distribution of Comparative Example 1 in which the first air outlet from which the inner shaping air is blown out is configured with a plurality of holes instead of a slit shape.
  • FIG. 13 is a diagram showing the film thickness distribution of Comparative Example 2 in which the second air outlet from which the outer shaping air is blown out is configured with a plurality of holes instead of a slit shape.
  • Fig. 1 is a cross-sectional view showing the tip of a rotary atomizer coating device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the rotary atomizer coating device 1 of this embodiment shown in the figure has a housing 12 made of an electrically insulating material, and a hollow shaft 14 is provided inside the housing 12 so as to be rotatable about a rotation axis CL.
  • the hollow shaft 14 is driven to rotate by an air motor 13, and a bell cup 11 that sprays paint is fixed to the tip of the hollow shaft 14 by screw fastening or the like.
  • the bell cup 11 is also called an atomizing head or a spray head, but is referred to as a bell cup in this specification.
  • the bell cup 11 is driven to rotate about the rotation axis CL together with the hollow shaft 14.
  • a non-rotating feed tube 16 that supplies paint and cleaning thinner supplied from a paint supply device 15 to the bell cup 11 is arranged in the central hole of the hollow shaft 14.
  • the rotary atomizer coating device 1 causes paint particles charged by application of a high voltage power supply 17 to fly along the electrostatic field formed between the paint particles and the workpiece, and coats the paint particles on the workpiece.
  • the workpiece is located on the left side of FIG. 1 at a predetermined gun distance, and is grounded via a conductive member that holds the workpiece, such as a coating cart or coating hanger.
  • the high voltage application method can be an internal application type, in which the high voltage power supply 17 is provided inside the housing 12 as shown in FIG. 1, and the high voltage is applied to the bell cup 11, also made of a conductive material, via a hollow shaft 14 made of a conductive material.
  • a discharge electrode connected to a high voltage power supply can be provided around the bell cup 11, and the high voltage can be applied to the paint particles that fly out of the bell cup 11, making it an external application type electrostatic coating device.
  • the tip of the feed tube 16 is exposed from the tip of the hollow shaft 14 and extends toward the inside of the bell cup 11. Paint or cleaning thinner is supplied from the paint supply device 15 to this feed tube 16, and is supplied from its tip to the paint diffusion surface 111 of the bell cup 11.
  • the cleaning thinner is a cleaning liquid (organic solvent in the case of organic solvent-based paint, water in the case of water-based paint) for cleaning the paint diffusion surface 111 of the bell cup 11 and the hub 18 described later, and is supplied as a cleaning liquid when changing the color of the paint when the rotary atomization type coating device 1 of this embodiment is applied to a topcoat painting process or an undercoat painting process that requires a color change operation.
  • a color change operation such as a undercoat painting process in which only a single type of undercoat paint is applied
  • only the paint may be supplied to the feed tube 16.
  • the color change operation is performed by a color change valve unit such as a color change valve (not shown) included in the paint supply device 15.
  • Bell cup 11 is generally cup-shaped and in this example is made of a conductive material such as metal. It has a paint-diffusing surface 111 on the cup-shaped inner surface, a cup-shaped outer surface 112, and a tip edge 113 located at the tip of the inner surface from which paint is released.
  • a hub 18 is attached to the center of the base end side of bell cup 11 and to the tip of feed tube 16.
  • This hub 18 can be made of a conductive material such as metal or an electrically insulating material such as plastic. Hub 18 may be attached to the tip of hollow shaft 14 or the base end of bell cup 11 so as to rotate with hollow shaft 14 or bell cup 11, or it may be attached to the tip of feed tube 16 so as to be non-rotating.
  • Bell cup 11 can also be made of an electrically insulating material.
  • the hub 18 is also circular when viewed from the front.
  • a plurality of paint discharge holes 19 are formed at a predetermined interval on the outer periphery of the hub 18, and the paint or cleaning thinner supplied from the tip of the feed tube 16 passes through the paint discharge holes 19 of the hub 18 and is guided to the paint diffusion surface 111 of the bell cup 11, where it is dispersed from the entire circumference of the tip edge 113 by centrifugal force.
  • shaping air is supplied from the back side of the bell cup 11.
  • inner shaping air Sin concentric with the rotation axis CL is blown out in an annular slit shape from the back side of the bell cup 11, and at the same time, outer shaping air Sout , which has a larger diameter than the inner shaping air Sin and is concentric with the rotation axis CL, is blown out in an annular slit shape.
  • an air ring 20 is provided at the tip of the housing 12 so as to be concentric with the rotation axis CL and surround the bell cup 11.
  • the air ring 20 is formed by assembling an outer ring 21 and an inner ring 22 made of a conductive material or an electrically insulating material, and the tip of the outer ring 21 and the inner ring 22 is an annular slit-shaped second air outlet 24.
  • an annular second semi-closed space 26 is formed, and a plurality of through holes 27 are formed at a predetermined interval on the base end side.
  • a ring-shaped slit-shaped gap is formed between the tip of the inner ring 22 and the tip edge 113 of the bell cup 11.
  • this ring-shaped slit-shaped gap is used as the first air outlet 23 for blowing out the inner shaping air S in .
  • a first semi-closed space 25 is formed between the inner peripheral surface of the inner ring 22, the outer surface 112 of the bell cup 11, and the housing 12, and a plurality of through holes 28 are formed at a predetermined interval on the base end side.
  • Figure 3 shows the airflow generated in front of the bell cup 11, in the case where no shaping air is supplied at all.
  • the bell cup 11 rotates at high speed, the air on the surface of the bell cup 11 is dragged, generating an airflow F1 that flows radially outward.
  • airflow F1 is generated, air in front of the bell cup 11 is drawn in the direction of the bell cup 11, generating an airflow F2.
  • Fig. 4A shows the state of the air flow generated on the front surface of the bell cup 11, in the case where only the inner shaping air Sin is supplied.
  • Fig. 4B shows the case where the air flow rate is increased when only the inner shaping air Sin is supplied.
  • the air flow (F1 in Fig. 3) directed radially outward from the bell cup 11 and the inner shaping air Sin join together, generating a circulating air flow F3 between the bell cup 11 and the surface of the workpiece P.
  • the cross section of the coating film C has a two-humped camel shape with a concave center.
  • Figure 4C is a diagram showing the film thickness distribution when only the inner shaping air S in is supplied as shown in Figures 4A and 4B, with the horizontal axis indicating the position on the surface of the object P and the vertical axis indicating the film thickness of the coating C.
  • the film thickness distribution becomes a two-humped camel shape with a concave center as shown in Figure 4C, and although increasing the air flow rate causes the paint particles to gather in the center, the two-humped camel shape with a concave center remains unchanged.
  • the width of the coating pattern is about 550 to 600 mm, and no significant fluctuation in the width of the coating pattern due to fluctuations in the air flow rate is observed.
  • Fig. 5A shows the state of the air flow generated on the front surface of the bell cup 11, in the case where only the outer shaping air S out is supplied.
  • Fig. 5B shows the case where the air flow rate is increased when only the outer shaping air S out is supplied.
  • this outer shaping air S out is blown out from the outside of the first air outlet 23 of the inner shaping air S in at an angle that targets the bell edge of the bell cup 11, so a velocity component toward the central axis of the bell cup 11 is generated.
  • This outer shaping air S out and the air flow (F1 in Fig.
  • the cross section of the coating film C has a two-humped camel shape with a concave center, but compared to the cross section of FIG. 4A, the spacing between the raised portions is slightly smaller.
  • Figure 5C is a diagram showing the film thickness distribution when only the outer shaping air S out is supplied as shown in Figures 5A and 5B, with the horizontal axis indicating the position on the surface of the object P and the vertical axis indicating the film thickness of the coating film C.
  • the film thickness distribution becomes a two-humped camel shape with a concave center as shown in Figure 5C, and although increasing the air flow rate causes the paint particles to gather in the center, the two-humped camel shape with a concave center remains.
  • the width of the coating pattern is about 550 to 600 mm, and it can be seen that while the film thickness at the center varies greatly with the variation in the air flow rate, the width of the coating pattern is not significantly affected.
  • Fig. 6A shows the state of the airflow generated at the front of the bell cup 11, and shows the case where both the inner shaping air Sin and the outer shaping air Sout are supplied.
  • the airflow (F1 in Fig. 3) directed radially outward from the bell cup 11 joins with the inner shaping air Sin and the outer shaping air Sout , and a circulating airflow F6 is generated between the bell cup 11 and the surface of the workpiece P.
  • This circulating airflow F6 allows the circulating airflow F3 by the inner shaping air Sin shown in Fig.
  • the paint particles gather appropriately in the center while maintaining the pattern width.
  • the outer shaping air S out becomes an excess air flow F4 and diffuses to the surroundings after colliding with the surface of the workpiece P.
  • the cross section of the coating film C becomes a trapezoid with the central depression eliminated.
  • Fig. 6B is a diagram showing the film thickness distribution when both the inner shaping air S in and the outer shaping air S out are supplied as shown in Fig. 6A (the flow rate of the inner shaping air S in is 145 NL/min, and the flow rate of the outer shaping air S out is 175 NL/min), where the horizontal axis indicates the surface position of the workpiece P, and the vertical axis indicates the film thickness of the coating film C.
  • the film thickness distribution when both the inner shaping air S in and the outer shaping air S out are supplied is such that the width of the coating pattern is about 400 mm, and the film thickness distribution of the coating pattern rises sharply toward the center, forming the side of a truncated cone. Also, the film thickness in the central part of the coating pattern becomes almost flat, and the width of the flat part expands to about 250 mm.
  • the inner shaping air S in is blown out in an annular slit shape from the back surface of the bell cup 11, and at the same time, the outer shaping air S out is blown out in an annular slit shape, thereby producing a coating pattern in the shape of a truncated cone, in which the film thickness distribution in the direction perpendicular to the direction of movement is trapezoidal.
  • the flow rate of the outer shaping air S out is equal to or greater than the flow rate of the inner shaping air S in .
  • the outer shaping air S out can shield the mixed gas of the inner shaping air S in and the atomized coating particles so that the front of the bell cup 11 is filled with the outer shaping air S out , resulting in a coating pattern with a film thickness distribution that is steep around the periphery of a truncated cone shape and flat in the center.
  • the flow velocity of the outer shaping air S out is equal to or greater than the flow velocity of the inner shaping air S in .
  • the ratio of the opening cross-sectional area of the first air outlet 23, which is annular slit-shaped, to the opening cross-sectional area of the second air outlet 24, which is also annular slit-shaped is 3:1 to 4:1.
  • the distance between the tip of the inner circumferential surface of the air ring 20 and the tip of the bell cup 11 does not exceed 2 mm.
  • the inner shaping air Sin is non-directional with respect to the circumferential direction of the first air outlet 23.
  • Non-directional with respect to the circumferential direction of the first air outlet 23 means that the blowing direction of the inner shaping air Sin is not inclined in the circumferential direction, but is blown out along the direction of the rotation axis CL of the bell cup 11.
  • FIG. 7A is a diagram showing the film thickness distribution of Comparative Example 1 in which the first air outlet 23 from which the inner shaping air S in is blown out is configured with a plurality of holes instead of a slit shape
  • FIG. 7B is a diagram showing the film thickness distribution of Comparative Example 2 in which the second air outlet 24 from which the outer shaping air S out is blown out is configured with a plurality of holes instead of a slit shape.
  • the film thickness distribution of the coating film is not symmetrical with respect to the center of the bell cup 11. This is because the holes in Comparative Examples 1 and 2 are formed at an inclination in the circumferential direction, and the shaping air blown out from these holes has a directional property in the circumferential direction.
  • the film thickness distribution of the coating film is symmetrical with respect to the center of the bell cup 11, as shown in FIG. 6B.
  • Second Embodiment Fig. 2 is a cross-sectional view showing another embodiment of the rotary atomizer coating apparatus according to the present invention.
  • the rotary atomizer coating apparatus 1 according to the embodiment shown in Fig. 2 is partially different from the rotary atomizer coating apparatus 1 according to the embodiment shown in Fig. 1 in the configuration of the air ring 20. Since the other configurations are the same as those of the rotary atomizer coating apparatus 1 according to the embodiment shown in Fig. 1, the same components are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be incorporated herein.
  • the air ring 20 of this embodiment is provided at the tip of the housing 12 so as to be concentric with the rotation axis CL and surround the bell cup 11, similar to the embodiment of the rotary atomizer coating device 1 shown in FIG. 1.
  • the air ring 20 of this embodiment is also formed by assembling an outer ring 21 and an inner ring 22 made of a conductive material or an electrically insulating material, and the tip where the outer ring 21 and the inner ring 22 are assembled is an annular slit-shaped second air outlet 24.
  • annular second semi-closed space 26 is formed, and a plurality of through holes 27 are formed at predetermined intervals on the base end side.
  • a partition wall 31 that divides the second semi-closed space 26 in the circumferential direction is provided integrally with the inner ring 22.
  • a plurality of through holes 32 are provided discretely in this partition wall 31 extending in the circumferential direction, and an elastic seal member 33 is interposed between the partition wall 31 and the outer ring 21.
  • the sum of the cross-sectional areas of the plurality of through holes 32 is set to be larger than the opening cross-sectional area of the tip of the second air blowing port 24.
  • the air ring 20 of this embodiment has a tip of the outer ring 21 set back from the tip of the inner ring 22 as shown in Fig. 2.
  • the flow rate of the outer shaping air Sout increases slightly, but the responsiveness of the coating pattern distribution to fluctuations in the flow rate of the outer shaping air Sout becomes insensitive, and the coating pattern becomes stable.
  • the tip of the outer ring 21 is set back from the tip of the inner ring 22, even if the second air outlet 24 is clogged with paint mist, it can be easily found by visual inspection.
  • the rotary atomizer coating device 1 of this embodiment includes the bell cup 11 having the rotation axis CL, the first air outlet 23 in the form of an annular slit that is provided concentrically with the rotation axis CL and blows out the inner shaping air S in from the back surface of the bell cup 11, and the second air outlet 24 in the form of an annular slit that is provided concentrically with the rotation axis CL and has a larger diameter than the first air outlet 23 and blows out the outer shaping air S out from the back surface of the bell cup 11.
  • This allows for a coating pattern in the form of a truncated cone with steep peripheral sides and a flat center.
  • a coating film with a uniform thickness distribution can be obtained even with a small number of recoatings.
  • the coating speed can be reduced to, for example, 600 mm/sec or less, improving the coating efficiency of the paint.
  • the inner shaping air S in is non-directional in the circumferential direction of the first air outlet 23, so that the central flat portion of the coating pattern, which has a frustum shape, can be made symmetrical.
  • the flow rate of the outer shaping air S out is equal to or greater than the flow rate of the inner shaping air S in , so that the outer shaping air S out shields the mixed gas of the inner shaping air S in and the atomized paint particles so that it fills the front of the bell cup 11.
  • the ratio of the opening cross-sectional area of the first air outlet 23 to the opening cross-sectional area of the second air outlet 24 is 3:1 to 4:1, so a coating pattern can be created that has a truncated cone shape with steep peripheral sides and a flat center.
  • the coating device further includes an air ring 20 that is concentric with the rotation axis CL and surrounds the bell cup 11, with a second air outlet 24 formed at its tip, and the annular slit-shaped gap between the tip of the inner circumferential surface of the air ring 20 and the tip of the bell cup 11 serves as the first air outlet 23, and original air that becomes the inner shaping air S in is supplied to the first semi-closed space 25 between the inner circumferential surface of the air ring 20 and the back surface of the bell cup 11, so that the first air outlet 23 can be configured with a simple structure. Also, the accumulation of paint mist that adheres to the outer surface of the bell cup 11 due to the airflow induced by the inner shaping air S in can be suppressed.
  • the distance between the tip of the inner circumferential surface of the air ring 20 and the tip of the bell cup 11 does not exceed 2 mm, so the first air outlet 23 can be constructed with a simple structure.
  • the air ring 20 has the second semi-closed space 26 to which the original air that becomes the outer shaping air S out is supplied, a partition wall 31 that divides the second semi-closed space 26 in the circumferential direction, and a plurality of through holes 32 provided in the partition wall 31. Since the sum of the cross-sectional areas of the through holes 32 is larger than the opening cross-sectional area of the tip of the second air outlet 24, when air is supplied from the second air supply device 30 to the through hole 27, the air is straightened by the plurality of through holes 32 formed in the partition wall 31.
  • the straightened air reaches the second air outlet 24 in the shape of an annular slit formed at the tip of the air ring 20, and the outer shaping air S out is blown out from the second air outlet 24. That is, by providing the partition wall 31 having the plurality of through holes 32, the uniformity of the intervals of the second air outlet 24 in the shape of an annular slit can be ensured. Furthermore, by providing a plurality of through holes 32, the flow rate of air supplied to the second air outlet 24 can be made uniform.
  • the air ring 20 is formed by assembling the outer ring 21 and the inner ring 22, the partition wall 31 is formed integrally with the inner ring 22, and an elastic seal member 33 is interposed between the partition wall 31 and the outer ring 21, so that it is possible to suppress axial misalignment when assembling the outer ring 21 and the inner ring 22. Furthermore, since the partition wall 31 extends in the circumferential direction, the rigidity of the opening of the second air outlet 24 is increased, and the deformation of the elastic seal member 33 can absorb vibrations caused by the flow velocity of the outer shaping air S out .
  • the tip of the outer ring 21 is set back from the tip of the inner ring 22, the flow rate of the outer shaping air Sout increases slightly, but the responsiveness of the coating pattern distribution to fluctuations in the flow rate of the outer shaping air Sout becomes insensitive, and the coating pattern becomes stable.
  • the tip of the outer ring 21 is set back from the tip of the inner ring 22, even if the second air outlet 24 is clogged with paint mist, it can be easily found by visual inspection.

Landscapes

  • Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)
  • Nozzles (AREA)

Abstract

ベルカップから噴霧した塗料の塗装パターンが円錐台形状になるように、回転軸（ＣＬ）を有するベルカップ（１１）と、前記回転軸と同心で設けられ、前記ベルカップの背面から内側シェーピングエアー（Ｓｉｎ）を吹き出す環状スリット状の第１エアー吹出口（２３）と、前記回転軸と同心で、且つ前記第１エアー吹出口より大径に設けられ、前記ベルカップの背面から外側シェーピングエアー（Ｓｏｕｔ）を吹き出す環状スリット状の第２エアー吹出口（２４）と、を備える。

Description

回転霧化式塗装装置及び回転霧化式塗装方法
　本発明は、回転霧化式塗装装置及び回転霧化式塗装方法に関するものである。
　一般的な回転霧化式塗装装置では、ベルカップの背面からシェーピングエアーを供給しながら塗料を噴霧すると、中心に円形穴を有するドーナツ状の塗装パターン（噴霧パターンともいう。）になる。このドーナツ状の塗装パターンでベルカップを含む塗装装置を被塗物に対して移動させると、移動方向と直交する方向における塗料の塗着量、すなわち塗膜の膜厚分布が不均一になるという問題がある。そのため、ベルカップから噴霧される塗装パターンを楕円状の塗装パターンに変形させることが提案されている（特許文献１）。
特開昭６０－５４７５４号公報
　しかしながら、上記従来技術のように楕円状の塗装パターンに変形させると中心の円形穴は解消されるが、塗装パターンの面積が小さくなる。そのため、塗り重ね回数を増加させるか、塗料の吐出量を増加させてガン距離を大きくする必要があり、前者は生産性が低下するという新たな問題が生じ、後者は塗料の微粒化が低下するという新たな問題が生じる。したがって、こうした新たな問題が生じないようにするためには、ドーナツ状の塗装パターンを円錐台形状の塗装パターン（移動方向と直交する方向における膜厚分布が台形状）になる塗装パターンにすることが望ましいといえる。
　本発明が解決しようとする課題は、円錐台形状の塗装パターンとなる回転霧化式塗装装置及び方法を提供することである。
　本発明は、回転軸を中心にベルカップを回転させるとともに前記ベルカップの塗料拡散面に塗料を供給し、前記塗料を前記ベルカップで霧化して塗装するにあたり、
　前記回転軸と同心であって前記ベルカップの背面から、内側シェーピングエアーを環状スリット状に吹き出すと同時に、前記回転軸と同心且つ前記内側シェーピングエアーより大径の位置であって前記ベルカップの背面から、外側シェーピングエアーを環状スリット状に吹き出すことによって上記課題を解決する。
　本発明によれば、ベルカップから噴霧した塗料の塗装パターンが円錐台形状になる。
本発明に係る回転霧化式塗装装置の一実施の形態を示す断面図である。 本発明に係る回転霧化式塗装装置の他の実施の形態を示す断面図である。 ベルカップの前面に生じる気流の状況を示す図（シェーピングエアーなし）である。 ベルカップの前面に生じる気流の状況を示す図（内側シェーピングエアーのみ）である。 ベルカップの前面に生じる気流の状況を示す図（内側シェーピングエアーのみ，流量を増量）である。 内側シェーピングエアーのみを供給した場合の膜厚分布を示す図である。 ベルカップの前面に生じる気流の状況を示す図（外側シェーピングエアーのみ）である。 ベルカップの前面に生じる気流の状況を示す図（外側シェーピングエアーのみ，流量を増量）である。 外側シェーピングエアーのみを供給した場合の膜厚分布を示す図である。 ベルカップの前面に生じる気流の状況を示す図（内側及び外側シェーピングエアーの両方）である。 内側及び外側シェーピングエアーの両方を供給した場合の膜厚分布を示す図である。 内側シェーピングエアーが吹き出される第１エアー吹出口を、スリット状に代えて複数の孔で構成した比較例１の膜厚分布を示す図である。 外側シェーピングエアーが吹き出される第２エアー吹出口を、スリット状に代えて複数の孔で構成した比較例２の膜厚分布を示す図である。
　《第１実施形態》　以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態例を説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る回転霧化式塗装装置１の先端部を示す断面図である。同図に示す本実施形態の回転霧化式塗装装置１は、電気絶縁性材料から形成されたハウジング１２を有し、このハウジング１２内に、中空シャフト１４が、回転軸ＣＬを中心に回転自在に設けられている。中空シャフト１４は、エアーモータ１３によって回転駆動し、中空シャフト１４の先端に、塗料を噴霧するベルカップ１１が、ねじ締結などにより固定されている。ベルカップ１１は、霧化頭又は噴霧頭とも称されるが、本明細書ではベルカップという。ベルカップ１１は、中空シャフト１４とともに回転軸ＣＬを中心に回転駆動する。また、中空シャフト１４の中心孔には、塗料供給装置１５から供給される塗料や洗浄シンナーをベルカップ１１に供給する非回転のフィードチューブ１６が配置されている。
　本実施形態の回転霧化式塗装装置１は、高圧電源１７からの印加によって帯電した塗料粒子を、被塗物との間に形成された静電界に沿って飛行させ、当該被塗物に塗着させる。被塗物は、図１の左側に所定のガン距離を隔てて存在し、塗装台車や塗装ハンガといった被塗物を保持する導電性部材を介して接地されている。高圧印加方式としては、図１に示すように高圧電源１７をハウジング１２内に設け、導電性材料で構成された中空シャフト１４を介して、同じく導電性材料で構成されたベルカップ１１に印加する内部印加型とすることができる。またこれに代えて、水系塗料を用いる場合は、高圧電源が接続された放電電極をベルカップ１１の周囲に設け、ベルカップ１１から飛び出した塗粒に印加する外部印加型の静電塗装装置とすることもできる。
　フィードチューブ１６の先端は、中空シャフト１４の先端から露出し、ベルカップ１１の内部に向けて延在している。このフィードチューブ１６には、塗料供給装置１５から塗料又は洗浄シンナーが供給され、その先端からベルカップ１１の塗料拡散面１１１へ供給される。なお、洗浄シンナーは、ベルカップ１１の塗料拡散面１１１及び後述するハブ１８を洗浄するための洗浄液（有機溶剤系塗料の場合には有機溶剤、水系塗料の場合は水）であり、本実施形態の回転霧化式塗装装置１を、色替え操作を必要とする上塗り塗装工程や中塗り塗装工程に適用した場合に、塗料の色替え時の洗浄用として供給されるものである。したがって、色替え操作が不要な塗装工程、たとえば単一種の中塗り塗料のみを塗装する中塗り塗装工程などにあっては、塗料のみがフィードチューブ１６に供給されることもある。色替え操作は、塗料供給装置１５に含まれる図示しないカラーチェンジバルブなどの色替弁ユニットにより行われる。
　ベルカップ１１は、略カップ形状をなし、本例では金属などの導電性材料から形成され、カップ状の内面の塗料拡散面１１１、カップ状の外面１１２と、内面の先端に位置する塗料が放出される先端縁１１３とを有する。またベルカップ１１の基端側の中央であって、フィードチューブ１６の先端には、ハブ１８が取り付けられている。このハブ１８は、金属などの導電性材料でも、プラスチックなどの電気絶縁性材料でも構成することができる。ハブ１８は、中空シャフト１４の先端又はベルカップ１１の基端に装着して、中空シャフト１４やベルカップ１１とともに回転するように構成してもよいし、フィードチューブ１６の先端に装着して非回転に構成してもよい。なお、ベルカップ１１を電気絶縁性材料で構成することもできる。
　また、ベルカップ１１が正面視において円形であることから、ハブ１８も正面視において円形とされている。そして、ハブ１８の外周部には所定間隔をもって複数の塗料吐出孔１９が形成され、フィードチューブ１６の先端から供給された塗料又は洗浄シンナーは、ハブ１８の塗料吐出孔１９を通過してベルカップ１１の塗料拡散面１１１へ導かれ、遠心力により先端縁１１３の全周から飛散することになる。
　さて、ベルカップ１１で微粒化された塗料粒子を、ベルカップ１１の前方に位置する被塗物に向かう方向に偏向させるために、ベルカップ１１の背面側からシェーピングエアーが供給される。本実施形態の回転霧化式塗装装置１では、ベルカップ１１の背面から、回転軸ＣＬと同心の内側シェーピングエアーＳｉｎを環状スリット状に吹き出すと同時に、当該内側シェーピングエアーＳｉｎより大径かつ回転軸ＣＬと同心の外側シェーピングエアーＳｏｕｔを環状スリット状に吹き出す。
　このため、ハウジング１２の先端部に、回転軸ＣＬと同心で且つベルカップ１１を囲繞するようにエアーリング２０が設けられている。エアーリング２０は、導電性材料又は電気絶縁性材料で構成された外側リング２１と内側リング２２とを組み付けて成り、これら外側リング２１と内側リング２２とを組付けた先端が、環状スリット状の第２エアー吹出口２４とされている。また、外側リング２１と内側リング２２とを組付けた内部に、環状の第２半閉鎖空間２６が形成され、その基端側に所定間隔で複数の通孔２７が形成されている。そして、これらの通孔２７に第２エアー供給装置３０からエアーが供給されると、エアーリング２０の先端に形成された環状スリット状の第２エアー吹出口２４から外側シェーピングエアーＳｏｕｔが吹き出される。
　一方において、本例のエアーリング２０の内側リング２２とベルカップ１１とを僅かな隙間を介するように当該エアーリング２０を設けることで、内側リング２２の先端とベルカップ１１の先端縁１１３との間に環状スリット状の隙間が形成される。本実施形態では、この環状スリット状の隙間を、内側シェーピングエアーＳｉｎを吹き出すための第１エアー吹出口２３としている。また、内側リング２２の内周面とベルカップ１１の外面１１２とハウジング１２との間には第１半閉鎖空間２５が形成され、その基端側に所定間隔で複数の通孔２８が形成されている。そして、これらの通孔２８に第１エアー供給装置２９からエアーが供給されると、エアーリング２０の内側リング２２とベルカップ１１との間に形成された環状スリット状の第１エアー吹出口２３から内側シェーピングエアーＳｉｎが吹き出される。
　これら第１エアー吹出口２３から吹き出される内側シェーピングエアーＳｉｎと、第２エアー吹出口２４から吹き出される外側シェーピングエアーＳｏｕｔとの流量を適宜に調節することにより、ベルカップ１１の先端から接線方向に飛び出した塗料粒子の飛行方向、すなわち塗装パターンを制御することができる。また、塗料粒子には上述した静電界による力以外にも、これらのシェーピングエアーによる運動量が与えられることになる。
　ここで、図３～図７Ｂを参照しながら、内側シェーピングエアーＳｉｎと外側シェーピングエアーＳｏｕｔの作用を実験データに基づいて説明する。
　図３は、ベルカップ１１の前面に生じる気流の状況を示す図であり、シェーピングエアーを全く供給しない場合を示している。この場合、ベルカップ１１が高速回転するのに伴い、ベルカップ１１の表面の空気が引き摺られ、放射方向外側に向かう気流Ｆ１が発生する。また、気流Ｆ１が発生するため、ベルカップ１１の正面の空気がベルカップ１１方向へ引き込まれる気流Ｆ２が発生する。
　図４Ａは、ベルカップ１１の前面に生じる気流の状況を示す図であり、内側シェーピングエアーＳｉｎのみを供給した場合を示している。また、図４Ｂは、同じく内側シェーピングエアーＳｉｎのみを供給した場合にエアー流量を増量した場合を示している。図４Ａに示すように、ベルカップ１１の背面から内側シェーピングエアーＳｉｎが吹き出されると、ベルカップ１１から放射方向外側に向かう気流（図３のＦ１）と内側シェーピングエアーＳｉｎとが合流し、ベルカップ１１と被塗物Ｐの表面との間に循環気流Ｆ３が発生する。また、内側シェーピングエアーＳｉｎは、被塗物Ｐの表面に衝突したのち、余剰気流Ｆ４となって周囲に拡散する。この場合の塗膜Ｃの断面は、中央が凹んだフタコブラクダ形状となる。
　図４Ａの状態から内側シェーピングエアーＳｉｎの流量を増量すると、図４Ｂに示すように、循環気流Ｆ３が大きくなり、塗粒はやや中央に集まるようになる。この場合の塗膜Ｃの断面は、中央が凹んだフタコブラクダ形状のままではあるが、二つの隆起部の間隔がやや狭くなる。内側シェーピングエアーＳｉｎは、ベルカップ１１の背面に沿って吹き出すため、必然的に外側に向かう速度成分が発生する。このため、流量を増量してもフタコブラクダ形状の分布の改善効果は少ないが、ベルカップ１１の前面の循環気流Ｆ３を増やす効果があるため、パターンの全体を中央に集める効果がある。
　図４Ｃは、図４Ａ及び図４Ｂに示すように内側シェーピングエアーＳｉｎのみを供給した場合の膜厚分布を示す図であり、横軸は被塗物Ｐの表面の位置を示し、縦軸は塗膜Ｃの膜厚を示す。内側シェーピングエアーＳｉｎのみを供給した場合の膜厚分布は、図４Ｃに示すように、中央が凹んだフタコブラクダ形状となり、エアー流量を増量すると塗粒が中央に集まるように変動はするが、中央が凹んだフタコブラクダ形状は変わらない。また、塗装パターンの幅は５５０～６００ｍｍ程度であり、エアー流量の変動にともなう塗装パターンの幅の変動はさほど観察されない。
　図５Ａは、ベルカップ１１の前面に生じる気流の状況を示す図であり、外側シェーピングエアーＳｏｕｔのみを供給した場合を示している。また、図５Ｂは、同じく外側シェーピングエアーＳｏｕｔのみを供給した場合にエアー流量を増量した場合を示している。図５Ａに示すように、ベルカップ１１の背面から外側シェーピングエアーＳｏｕｔが吹き出されると、この外側シェーピングエアーＳｏｕｔは、内側シェーピングエアーＳｉｎの第１エアー吹出口２３の外側からベルカップ１１のベルエッジを狙う角度に吹き出すため、ベルカップ１１の中心軸に向かう速度成分が発生する。この外側シェーピングエアーＳｏｕｔとベルカップ１１から放射方向外側に向かう気流（図３のＦ１）とが合流し、ベルカップ１１と被塗物Ｐの表面との間に循環気流Ｆ５が発生する。また、外側シェーピングエアーＳｏｕｔは、被塗物Ｐの表面に衝突したのち、余剰気流Ｆ４となって周囲に拡散する。この場合の塗膜Ｃの断面は、中央が凹んだフタコブラクダ形状となるが、図４Ａの断面形状に比べ、隆起部の間隔がやや小さいフタコブラクダ形状となる。
　図５Ａの状態から外側シェーピングエアーＳｏｕｔの流量を増量すると、図５Ｂに示すように、ベルカップ１１の中心軸に向かう速度成分が増加し、フタコブラクダ形状の頂点が極端に中央に集まることになる。ただし、外側シェーピングエアーＳｏｕｔは、フタコブラクダ形状の頂点を中央に集める効果を極端に発揮するため、図５Ｂに示すように塗膜Ｃの断面は、略３角形に近い尖った分布になる。
　図５Ｃは、図５Ａ及び図５Ｂに示すように外側シェーピングエアーＳｏｕｔのみを供給した場合の膜厚分布を示す図であり、横軸は被塗物Ｐの表面の位置を示し、縦軸は塗膜Ｃの膜厚を示す。外側シェーピングエアーＳｏｕｔのみを供給した場合の膜厚分布は、図５Ｃに示すように、中央が凹んだフタコブラクダ形状となり、エアー流量を増量すると塗粒が中央に集まるように変動はするが、中央が凹んだフタコブラクダ形状は変わらない。また、塗装パターンの幅は５５０～６００ｍｍ程度であり、エアー流量の変動にともなう中央の膜厚変動が大きいのに対し、塗装パターンの幅にはさほど影響がないことが理解できる。
　図６Ａは、ベルカップ１１の前面に生じる気流の状況を示す図であり、内側シェーピングエアーＳｉｎと外側シェーピングエアーＳｏｕｔの両方を供給した場合を示している。図５Ａに示すように、ベルカップ１１の背面から内側シェーピングエアーＳｉｎと外側シェーピングエアーＳｏｕｔが同時に吹き出されると、ベルカップ１１から放射方向外側に向かう気流（図３のＦ１）と内側シェーピングエアーＳｉｎ及び外側シェーピングエアーＳｏｕｔとが合流し、ベルカップ１１と被塗物Ｐの表面との間に循環気流Ｆ６が発生する。この循環気流Ｆ６によれば、図４Ａに示す内側シェーピングエアーＳｉｎによる循環気流Ｆ３でパターンの全体を中央に集めると共に、図５Ａに示す外側シェーピングエアーＳｏｕｔによる循環気流Ｆ５でフタコブラクダの頂点を中央に集めることができる。したがって、パターン幅を維持したまま塗粒が適度に中央に集まる。また、外側シェーピングエアーＳｏｕｔは、被塗物Ｐの表面に衝突したのち、余剰気流Ｆ４となって周囲に拡散する。この場合の塗膜Ｃの断面は、中央の凹みが解消された台形状となる。
　図６Ｂは、図６Ａに示すように内側シェーピングエアーＳｉｎと外側シェーピングエアーＳｏｕｔの両方を供給した場合（内側シェーピングエアーＳｉｎの流量が１４５ＮＬ／分、外側シェーピングエアーＳｏｕｔの流量が１７５ＮＬ／分）の膜厚分布を示す図であり、横軸は被塗物Ｐの表面の位置を示し、縦軸は塗膜Ｃの膜厚を示す。内側シェーピングエアーＳｉｎと外側シェーピングエアーＳｏｕｔの両方を供給した場合の膜厚分布は、図６Ｂに示すように、塗装パターンの幅が約４００ｍｍで、塗装パターンの膜厚分布が中央に向かって急激に立ち上がり、円錐台の側面を形成する。また、塗装パターンの中央部分の膜厚がほぼ平坦になり、平坦な部分の幅は約２５０ｍｍ程度にまで広がる。
　以上のように、本実施形態の回転霧化式塗装装置１では、ベルカップ１１の背面から、内側シェーピングエアーＳｉｎを環状スリット状に吹き出すと同時に、外側シェーピングエアーＳｏｕｔを環状スリット状に吹き出すことにより、円錐台形状の塗装パターンで、移動方向と直交する方向における膜厚分布が台形状となる塗装パターンにすることができる。
　本実施形態の回転霧化式塗装装置１において、特に限定はされないが、外側シェーピングエアーＳｏｕｔの流量は、内側シェーピングエアーＳｉｎの流量と等しいか又はそれ以上であることが好ましい。このような流量配分とすることで、内側シェーピングエアーＳｉｎと微粒化された塗粒の混合気体を、外側シェーピングエアーＳｏｕｔがベルカップ１１の正面に充満するようにシールドし、円錐台形状の周囲が急峻で中央が平坦な膜厚分布となる塗装パターンにすることができる。
　また、本実施形態の回転霧化式塗装装置１において、特に限定はされないが、外側シェーピングエアーＳｏｕｔの流速は、内側シェーピングエアーＳｉｎの流速と等しいか又はそれ以上であることが好ましい。このような流速配分とすることで、両裾が急峻で中央部がフラットな膜厚分布となる塗装パターンにすることができる。
　本実施形態の回転霧化式塗装装置１において、特に限定はされないが、環状スリット状の第１エアー吹出口２３の開口断面積と、同じく環状スリット状の第２エアー吹出口２４の開口断面積の比は、３：１～４：１であることが好ましい。このような開口断面積配分とすることで、両裾が急峻で中央部がフラットな膜厚分布となる塗装パターンにすることができる。
　本実施形態の回転霧化式塗装装置１において、特に限定はされないが、エアーリング２０の内周面の先端とベルカップ１１の先端との間の距離が２ｍｍを超えないことが好ましい。
　本実施形態の回転霧化式塗装装置１において、特に限定はされないが、内側シェーピングエアーＳｉｎは、第１エアー吹出口２３の円周方向に対して無方向性であることが好ましい。第１エアー吹出口２３の円周方向に対して無方向性であるというのは、内側シェーピングエアーＳｉｎの吹出方向が、円周方向に傾斜せず、ベルカップ１１の回転軸ＣＬ方向に沿って吹き出されるという意味である。
　図７Ａは、内側シェーピングエアーＳｉｎが吹き出される第１エアー吹出口２３を、スリット状に代えて複数の孔で構成した比較例１の膜厚分布を示す図、図７Ｂは、外側シェーピングエアーＳｏｕｔが吹き出される第２エアー吹出口２４を、スリット状に代えて複数の孔で構成した比較例２の膜厚分布を示す図である。いずれの比較例１，２も、塗膜の膜厚分布がベルカップ１１の中心に対して左右対称とならない。これは比較例１，２の孔が円周方向に傾斜して形成され、この孔から吹き出されるシェーピングエアーが円周方向に方向性を有するからである。これに対し、本実施形態の回転霧化式塗装装置１では、図６Ｂに示すように、塗膜の膜厚分布がベルカップ１１の中心に対して左右対称となる。
《第２実施形態》
　図２は、本発明に係る回転霧化式塗装装置の他の実施の形態を示す断面図である。図２に示す実施形態に係る回転霧化式塗装装置１は、図１に示す実施形態に係る回転霧化式塗装装置１に比べ、エアーリング２０の構成が部分的に相違する。その他の構成は図１に示す実施形態の回転霧化式塗装装置１と同じであるため、同じ構成には同一の符号を付しその説明を援用する。
　本実施形態のエアーリング２０は、図１に示す実施形態の回転霧化式塗装装置１と同様に、ハウジング１２の先端部に、回転軸ＣＬと同心で且つベルカップ１１を囲繞するように設けられている。本実施形態のエアーリング２０も、導電性材料又は電気絶縁性材料で構成された外側リング２１と内側リング２２とを組み付けて成り、これら外側リング２１と内側リング２２とを組付けた先端が、環状スリット状の第２エアー吹出口２４とされている。また、外側リング２１と内側リング２２とを組付けた内部に、環状の第２半閉鎖空間２６が形成され、その基端側に所定間隔で複数の通孔２７が形成されている。
　ただし、本実施形態のエアーリング２０では、図１に示す実施形態のエアーリング２０と異なり、第２半閉鎖空間２６を円周方向に仕切る仕切壁３１が、内側リング２２と一体的に設けられている。また、この円周方向に延在する仕切壁３１には、複数の通孔３２が離散的に設けられ、さらに仕切壁３１と外側リング２１との間に弾性シール部材３３が介装されている。なお、複数の通孔３２の断面積の総和が、第２エアー吹出口２４の先端の開口断面積より大きくなるように設定されている。そして、第２エアー供給装置３０から通孔２７にエアーが供給されると、このエアーは仕切壁３１に形成された複数の通孔３２により整流されたのち、エアーリング２０の先端に形成された環状スリット状の第２エアー吹出口２４に至り、当該第２エアー吹出口２４から外側シェーピングエアーＳｏｕｔが吹き出される。
　また、本実施形態のエアーリング２０は、図１に示す実施形態のエアーリング２０と異なり、図２に示すように、外側リング２１の先端は、内側リング２２の先端より後退位置に設けられている。このように構成すると、外側シェーピングエアーＳｏｕｔの流量が若干増加するものの、外側シェーピングエアーＳｏｕｔの流量の変動に対して塗装パターンの分布の応答性が鈍感になり、塗装パターンが安定する。また、外側リング２１の先端が内側リング２２の先端より後退しているので、第２エアー吹出口２４が塗料ミストにより閉塞されても、目視により容易に発見することができる。
　以上のとおり、本実施形態の回転霧化式塗装装置１によれば、回転軸ＣＬを有するベルカップ１１と、回転軸ＣＬと同心で設けられ、ベルカップ１１の背面から内側シェーピングエアーＳｉｎを吹き出す環状スリット状の第１エアー吹出口２３と、回転軸ＣＬと同心で、且つ第１エアー吹出口２３より大径に設けられ、ベルカップ１１の背面から外側シェーピングエアーＳｏｕｔを吹き出す環状スリット状の第２エアー吹出口２４と、を備えるので、周囲の側面が急峻で中央が平坦な円錐台形状の塗装パターンにすることができる。その結果、塗り重ね回数が少なくても膜厚分布が均一な塗膜を得ることができる。また、塗装速度を、たとえば６００ｍｍ／ｓｅｃ以下に低くできるので、塗料の塗着効率が向上する。
　また、本実施形態の回転霧化式塗装装置１によれば、内側シェーピングエアーＳｉｎは、第１エアー吹出口２３の円周方向に対して無方向性であるので、円錐台形状となる塗装パターンの中央の平坦部分を対称形状にすることができる。
　また、本実施形態の回転霧化式塗装装置１によれば、外側シェーピングエアーＳｏｕｔの流量は、内側シェーピングエアーＳｉｎの流量以上であるので、内側シェーピングエアーＳｉｎと微粒化された塗粒の混合気体を、外側シェーピングエアーＳｏｕｔがベルカップ１１の正面に充満するようにシールドする。これにより、円錐台形状の周囲の側面が急峻で中央が平坦な膜厚分布となる塗装パターンにすることができる。
　また、本実施形態の回転霧化式塗装装置１によれば、第１エアー吹出口２３の開口断面積と第２エアー吹出口２４の開口断面積の比は、３：１～４：１であるので、周囲の側面が急峻で中央が平坦な円錐台形状の塗装パターンにすることができる。
　また、本実施形態の回転霧化式塗装装置１によれば、回転軸ＣＬと同心で且つベルカップ１１を囲繞して設けられ、先端に第２エアー吹出口２４が形成されたエアーリング２０をさらに備え、エアーリング２０の内周面の先端とベルカップ１１の先端との間の環状スリット状の隙間が第１エアー吹出口２３となり、エアーリング２０の内周面とベルカップ１１の背面との間の第１半閉鎖空間２５に内側シェーピングエアーＳｉｎとなる元エアーが供給されるので、簡単な構造で第１エアー吹出口２３を構成することができる。また、内側シェーピングエアーＳｉｎに誘引される気流によりベルカップ１１の外面に付着する塗料ミストの堆積を抑制することができる。
　また、本実施形態の回転霧化式塗装装置１によれば、エアーリング２０の内周面の先端とベルカップ１１の先端との間の距離が２ｍｍを超えないので、簡単な構造で第１エアー吹出口２３を構成することができる。
　また、本実施形態の回転霧化式塗装装置１によれば、エアーリング２０は、外側シェーピングエアーＳｏｕｔとなる元エアーが供給される第２半閉鎖空間２６と、第２半閉鎖空間２６を円周方向に仕切る仕切壁３１と、仕切壁３１に設けられた複数の通孔３２と、を有し、通孔３２の断面積の総和が第２エアー吹出口２４の先端の開口断面積より大きいので、第２エアー供給装置３０から通孔２７にエアーが供給されると、このエアーは仕切壁３１に形成された複数の通孔３２により整流される。そして、この整流されたエアーは、エアーリング２０の先端に形成された環状スリット状の第２エアー吹出口２４に至り、当該第２エアー吹出口２４から外側シェーピングエアーＳｏｕｔが吹き出される。すなわち、複数の通孔３２を有する仕切壁３１を設けることで、環状スリット状の第２エアー吹出口２４の間隔の均一性を確保することができる。また、複数の通孔３２を設けることで、第２エアー吹出口２４に供給されるエアー流量を均等化することができる。
　また、本実施形態の回転霧化式塗装装置１によれば、エアーリング２０は、外側リング２１と内側リング２２とを組み付けて成り、仕切壁３１は内側リング２２に一体的に形成され、仕切壁３１と外側リング２１との間に弾性シール部材３３が介装されているので、外側リング２１と内側リング２２とを組み立てる際の軸ずれを抑制することができる。また、仕切壁３１が円周方向に延在するので、第２エアー吹出口２４の開口の剛性が高くなり、また外側シェーピングエアーＳｏｕｔの流速に伴って振動するのを、弾性シール部材３３の変形により吸収することができる。
　また、本実施形態の回転霧化式塗装装置１によれば、外側リング２１の先端は内側リング２２の先端より後退位置に設けられているので、外側シェーピングエアーＳｏｕｔの流量が若干増加するものの、外側シェーピングエアーＳｏｕｔの流量の変動に対して塗装パターンの分布の応答性が鈍感になり、塗装パターンが安定する。また、外側リング２１の先端が内側リング２２の先端より後退しているので、第２エアー吹出口２４が塗料ミストにより閉塞されても、目視により容易に発見することができる。
１…回転霧化式塗装装置
１１…ベルカップ
ＣＬ…回転軸
１１１…塗料拡散面
１１２…外面
１１３…先端縁
１２…ハウジング
１３…エアーモータ
１４…中空シャフト
１５…塗料供給装置
１６…フィードチューブ
１７…高圧電源
１８…ハブ
１９…塗料吐出孔
２０…エアーリング
２１…外側リング
２２…内側リング
２３…第１エアー吹出口
２４…第２エアー吹出口
２５…第１半閉鎖空間
２６…第２半閉鎖空間
２７，２８…通孔
２９…第１エアー供給装置
３０…第２エアー供給装置
３１…仕切壁
３２…通孔
３３…弾性シール部材

Claims (10)

  1. 　回転軸を有するベルカップと、
    　前記回転軸と同心で設けられ、前記ベルカップの背面から内側シェーピングエアーを吹き出す環状スリット状の第１エアー吹出口と、
    　前記回転軸と同心で、且つ前記第１エアー吹出口より大径に設けられ、前記ベルカップの背面から外側シェーピングエアーを吹き出す環状スリット状の第２エアー吹出口と、を備える回転霧化式塗装装置。
  2. 　前記内側シェーピングエアーは、前記第１エアー吹出口の円周方向に対して無方向性である請求項１に記載の回転霧化式塗装装置。
  3. 　前記外側シェーピングエアーの流量は、前記内側シェーピングエアーの流量以上である請求項１又は２に記載の回転霧化式塗装装置。
  4. 　前記第１エアー吹出口の開口断面積と前記第２エアー吹出口の開口断面積の比は、３：１～４：１である請求項１～３のいずれか一項に記載の回転霧化式塗装装置。
  5. 　前記回転軸と同心で且つ前記ベルカップを囲繞して設けられ、先端に前記第２エアー吹出口が形成されたエアーリングをさらに備え、
    　前記エアーリングの内周面の先端と前記ベルカップの先端との間の環状スリット状の隙間が前記第１エアー吹出口となり、
    　前記エアーリングの内周面と前記ベルカップの背面との間の半閉鎖空間に前記内側シェーピングエアーとなる元エアーが供給される請求項１～４のいずれか一項に記載の回転霧化式塗装装置。
  6. 　前記エアーリングの内周面の先端と前記ベルカップの先端との間の距離が２ｍｍを超えない請求項５に記載の回転霧化式塗装装置。
  7. 　前記エアーリングは、
    　前記外側シェーピングエアーとなる元エアーが供給される半閉鎖空間と、
    　前記半閉鎖空間を円周方向に仕切る仕切壁と、
    　前記仕切壁に設けられた複数の通孔と、を有し、
    　前記通孔の断面積の総和が、前記第２エアー吹出口の先端の開口断面積より大きい請求項５又は６に記載の回転霧化式塗装装置。
  8. 　前記エアーリングは、外側リングと内側リングとを組み付けて成り、
    　前記仕切壁は前記内側リングに一体的に形成され、
    　前記仕切壁と前記外側リングとの間に弾性シール部材が介装されている請求項７に記載の回転霧化式塗装装置。
  9. 　前記外側リングの先端は、前記内側リングの先端より後退位置に設けられている請求項８に記載の回転霧化式塗装装置。
  10. 　回転軸を中心にベルカップを回転させるとともに前記ベルカップの塗料拡散面に塗料を供給し、前記塗料を前記ベルカップで霧化して塗装する回転霧化式塗装方法において、
    　前記回転軸と同心であって前記ベルカップの背面から、内側シェーピングエアーを環状スリット状に吹き出すと同時に、
    　前記回転軸と同心且つ前記内側シェーピングエアーより大径の位置であって前記ベルカップの背面から、外側シェーピングエアーを環状スリット状に吹き出す回転霧化式塗装方法。
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