专利名称：喷涂方法及喷涂装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及从旋转雾化头将液体涂料喷雾来进行静电喷涂的喷涂方法及喷涂装置。
背景技术：
作为喷涂汽车的车身等的喷涂装置公知有旋转雾化式喷涂装置。该旋转雾化式喷涂装置向旋转雾化头施加高电压而使其旋转，在该状态下，向旋转雾化头供给导电性涂料(液体涂料)。由此，使液体涂料带电而雾化，并从旋转雾化头的前端缘喷雾来进行静电喷涂O与旋转雾化式喷涂装置关联地，在日本专利JP-A-60-054754中公开了，为了消除·基于圆环形状的喷涂图形而导致的涂敷效率的降低或涂膜厚度的不均匀，而仅在上下或左右设置图形变形用喷气口，通过图形变形用空气而使喷涂图形变形为椭圆形，从而使涂膜厚度均匀化。但是，在椭圆形的喷涂图形中，上下和左右的涂敷面积不同，在沿上下方向涂敷的情况下和沿左右方向涂敷的情况下，涂膜厚度变得不同。由此，大幅限制了用于将喷涂图形均勻地涂覆的喷涂枪的动作(teaching)。另外，考虑到使环状的成型空气的向旋转轴方向的倾斜角度变得比通常大，由此来消除圆环形状。但是，该情况下，会产生基于喷涂图形的直径变小而导致的喷涂效率的恶化、和基于用于喷出成型空气的部件即空气环大型化而导致的对机器人动作的限制。另外，在日本专利JP-A-2009-072703中公开了，为了相对于具有复杂形状的工件(被喷涂物)可靠地涂敷涂料，通过控制来自喷气口的空气喷射量，而使涂敷图形直径变化。在基于旋转雾化式喷涂装置的喷涂中，通常考虑到喷涂效率，而使喷涂枪垂直面对工件的被喷涂部位，即在使构成喷涂枪的旋转雾化头的旋转轴线相对于被喷涂部位大致垂直地配置的状态下将涂料喷雾。但是，在汽车的内板喷涂等的实施中，为避免喷涂枪与工件干涉，具有使喷涂枪非垂直面对被喷涂部位，而以倾斜地配置的状态进行涂敷的情况。该情况下，由于使用涂敷量少的涂敷图形的端部进行涂敷，所以存在喷涂效率低的问题。
发明内容
本发明的实施方式涉及喷涂方法及喷涂装置，该喷涂方法能够确保涂覆喷涂图形时的喷涂枪的动作的自由度，同时不会导致用于喷出成型空气的部件大型化，且使在旋转雾化头的旋转轴线附近产生的未涂敷部位缩小，从而得到均匀膜厚的涂膜。另外，本发明的实施方式涉及喷涂方法及喷涂装置，即使在以相对于被喷涂部位倾斜地配置喷涂枪的状态实施涂敷的情况下，也能够高效地喷涂。
图I是第一实施方式的喷涂装置的概略结构图。图2是表示图I所示的喷涂装置的环形部件的背面的立体图。图3A是表示没有分隔壁的情况下的缓冲室内的空气流动的示意图，图3B是表示具有分隔壁的情况下的缓冲室内的空气流动的示意图。图4是表示使第二空气向第一空气侧拉近的示意说明图。图5A是表示成型空气中的圆周方向的各位置上的风速相同的情况下的、喷涂图形中的沿半径方向的膜厚变化的图表，图5B是表示成型空气中的在圆周方向的 一部分设有高风速区域的情况下的、喷涂图形中的沿半径方向的膜厚变化的图表。图6A是第一实施方式的第一变形例的环形部件的后视图，图6B是第一实施方式的第二变形例的环形部件的后视图。图7是第二实施方式的喷涂装置的概略结构图。图8A是沿图7中的VIIIA-VIIIA线的剖视图，图8B是表示使第二空气向第一空气侧拉近的情况的示意说明图。图9是第三实施方式的喷涂装置的概略结构图。图10是表示图9所示的喷涂装置的环形部件的背面的立体图。图IlA是表示汽车的车身和车门的立体图，图IlB是表示喷涂装置的喷涂枪的配置位置和喷涂枪相对于被喷涂部位的角度之间的关系的示意图。图12是表示从喷涂枪喷出的涂料的涂敷图形的示意图。图13A是第三实施方式的第一变形例的环形部件的后视图，图13B是第三实施方式的第二变形例的环形部件的后视图。图14是第四实施方式的喷涂装置的概略结构图。图15是沿图14中的XV-XV线的横剖视图。
具体实施例方式以下，参照附图来说明喷涂方法及喷涂装置的实施方式及变形例。实施方式及变形例是本发明的例示，并不对本发明进行限定，实施方式及变形例中记载的全部的特征或其组合并不限于一定是本发明的本质性的结构。<第一实施方式>图I是第一实施方式的喷涂装置10的概略结构图。如图I所示，喷涂装置10至少具有构成装置主体的喷涂枪12、和向喷涂枪12供给成型空气17用的空气的空气供给系统14。喷涂枪12具有壳体16 (外壳)；设置在壳体16内的空气马达18 ;通过空气马达18而高速旋转的中空构造的旋转轴20 ;穿插在旋转轴20的中空部的管部件22 ;设置在旋转轴20的前端上的钟形的旋转雾化头24 ;和朝向旋转雾化头24的前端外周来喷出成型空气17的喷气机构26。空气马达18构成为，从未图示的压缩空气源被供给压缩空气而使旋转轴20高速旋转。该旋转轴20连接在产生高电压的未图示的高电压发生装置上。因此，经由旋转轴20向旋转雾化头24施加负的高电压。另外，旋转轴20是形成为中空圆筒状的部件，在其中空部内配置有管部件22。 在管部件22内形成有供涂料流动的涂料供给路径28和供清洗液流动的清洗液供给路径30。管部件22的前端部成为双层管，喷出涂料的涂料供给喷嘴32和喷出清洗液的清洗液供给喷嘴34形成为同心状。旋转雾化头24被固定在旋转轴20的前端，旋转轴20在空气马达18的作用下旋转时，旋转雾化头24也与旋转轴20 —体旋转。在旋转雾化头24的内部形成有临时存储经由管部件22所供给的涂料的涂料存储部36。涂料存储部36是圆形的空间。涂料供给喷嘴32面向该涂料存储部36的中心部。旋转雾化头24由固定在旋转轴20上的内部件38和固定在内部件38的外周部上的钟形罩40构成，在内部件38和钟形罩40之间形成有涂料存储部36。在内部件38上形 成有供旋转轴20的前端部嵌合的凹部38a，在内部件38的前表面中央部形成有供管部件22的前端部穿插的开口部。钟形罩40形成为趋向前方而向半径方向外侧扩开的圆形的杯形。在钟形罩40的前表面形成有使被供给到该前表面的涂料薄膜化的涂料喷出沿面42。涂料喷出沿面42趋向半径方向外侧而向前方倾斜，在正视下为圆环形的面，通过由钟形罩40的旋转而产生的离心力，而使来自涂料存储部36的涂料薄膜化。在钟形罩40上，在以旋转雾化头24的旋转轴线a为中心的圆周方向上，等间隔地设置有向涂料喷出沿面42供给涂料的多个涂料供给孔44。各涂料供给孔44以趋向旋转雾化头24的前方而从旋转雾化头24的轴线a远离的方式倾斜，一端(内侧端)在涂料存储部36开口，另一端(外侧端)在钟形罩40的前表面开口。钟形罩40的背面侧中央部朝向涂料存储部36的内侧(管部件22侧)突出，将被供给的涂料或清洗液分配到半径方向外侧。在钟形罩40的前表面外周缘部(即，涂料喷出沿面42的外周缘部)沿圆周方向等间隔地形成有使涂料成为液丝的多个槽46。各槽46在涂料喷出沿面42的外周缘部的全周范围内沿圆周方向等间隔地设置，并且沿旋转雾化头24的半径方向延伸，并对沿涂料喷出沿面42向半径方向外侧流来的薄膜状的涂料进行细分。由此，从钟形罩40的外周端喷出成为细线状的涂料(液丝)。在壳体16和空气马达18之间配置有多个(图示例中是3个)环状的流路形成部件50、52、54。以下，分别将流路形成部件50、52、54称为“第一流路形成部件50”、“第二流路形成部件52”和“第三流路形成部件54”。第一流路形成部件50配置在空气马达18的外侧，在其外周部形成有环状凹部50a。第二流路形成部件52配置在第一流路形成部件50和壳体16之间，沿圆周方向隔开间隔地形成多个沿轴线方向贯穿的流路52a。由第一流路形成部件50、第二流路形成部件52和壳体16形成环状空间51。第三流路形成部件54配置在壳体16和第一流路形成部件50之间、且在第一流路形成部件50及第二流路形成部件52的前方。在第三流路形成部件54上，沿圆周方向隔开间隔形成多个与第二流路形成部件52的流路52a连通的流路54a。在第三流路形成部件54的前端，以与钟形罩40成为同心状且在钟形罩40的背面侧包围钟形罩40的方式固定有构成喷气机构26的环形部件27，从钟形罩40的外周缘部的后方朝向该外周缘部喷出成型空气17。图2是从背面侧观察环形部件27的立体图。如图I及图2所示，在环形部件27的背面形成有第一圆弧状凹部60和第二圆弧状凹部62。第一圆弧状凹部60和第二圆弧状凹部62被分隔壁64a、64b分隔，具有相互大致相同的容积。由第一圆弧状凹部60和第三流路形成部件54的前表面形成圆弧状的第一缓冲室64。由第二圆弧状凹部62和第三流路形成部件54的前表面形成圆弧状的第二缓冲室66。如图I所示，在环形部件27上，还形成有将第一缓冲室64和环形部件27的前表面连通的多个空气供给孔68、和将第二缓冲室66和环形部件27的前表面连通的多个空气供给孔70。空气供给孔68的一端(后端)在第一缓冲室64开口，另一端(前端)在前表面作为喷气口 68a开口。空气供给孔70的一端(后端)在第二缓冲室66开口，另一端(前端)在前表面作为喷气口 70a而开口。空气供给孔68及空气供给孔70分别沿以轴线a为中心的圆周方向等间隔地设置，以趋向前方而接近旋转雾化头24的轴线a的方式倾斜，并朝向钟形罩40的外周缘部开·口。另外，空气供给孔68、70在以旋转雾化头24的轴线a为中心的圆周方向上相对于轴线a方向以规定角度(例如30度 50度)倾斜。在空气供给孔68、70中，将配置在分隔壁附近的孔称为“第一空气供给孔71a”(参照图2、图3B)，将设置在比第一空气供给孔71a从分隔壁向圆周方向远离的位置(在第一缓冲室64、第二缓冲室66中，两端附近的第一空气供给孔之间的位置)上的孔称为“第二空气供给孔71b”(参照图2、图3B)。另外，在多个喷气口 68a、70a中，将与第一空气供给孔71a对应的孔称为“第一喷气口 73a” (参照图3B)，将与第二空气供给孔71b对应的孔称为“第二喷气口 73b”(参照图I、图3B)。在图I所示的喷涂枪12中，由上述环状空间51、第二流路形成部件52的多个流路52a、第三流路形成部件54的多个流路54a而构成用于从空气供给系统14向环形部件27供给压缩空气的空气供给路径72。如图I所示，空气供给系统14具有空气源80和从空气源80向喷涂枪12引导压缩空气的空气管线82。空气源80例如是气泵，送出压缩空气。空气管线82向环状空间51供给压缩空气。在空气管线82上，配置有流量计88及电空变换机86。空气控制单元90将由流量计88检测到的流量值作为反馈值来控制电空变换机86，以使向空气供给路径72供给的空气的流量成为规定流量。通过空气供给系统14的空气管线82向喷涂枪12供给的压缩空气在环状空间51中沿圆周方向扩散后，依次从流路52a、流路54a通过，并被导入第一缓冲室64及第二缓冲室66。压缩空气进一步在第一缓冲室64及第二缓冲室66中分别从空气供给孔68、70通过，而从喷气口 68a、70a喷出。该情况下，从配置在分隔壁64a、64b附近的第一空气供给孔71a的流出口、即从第一喷气口 73a喷出的第一空气17a，是成型空气17中的构成圆周方向的规定部位的相对高风速的空气。另一方面，从配置在比第一空气供给孔71a从分隔壁64a、64b向圆周方向远离的位置上的第二空气供给孔71b的流出口、即从第二喷气口 73b喷出的第二空气17b是，成型空气17中的构成圆周方向的其他部位的相对低风速的空气。也就是说，第一空气17a的风速(流速)比第二空气17b的风速(流速)高。后述说明从第一喷气口 73a喷出的第一空气17a比从第二喷气口 73b喷出的第二空气17b的风速高的理由。第一实施方式的喷涂装置10基本上如上所述地构成，以下，对其作用及效果进行说明。进行喷涂时，通过空气马达18使旋转轴20高速旋转。而且，从涂料供给喷嘴32向旋转雾化头24的涂料存储部36喷出涂料。由此，流入了涂料存储部36的涂料向涂料供给孔44流入。该情况下，从涂料供给孔44通过的涂料向涂料喷出沿面42流出，在该处被薄膜化之后，由槽46细分并从钟形罩40的外周端成为液丝而飞出。从钟形罩40的外周端被喷出的液丝作为涂料粒子而被微粒化。此时，由于在旋转雾化头24和工件(被喷涂物)之间施加有高电压，所以被旋转雾化头24微粒化的带电涂料粒子朝向工件飞行，而涂敷在工件上。此时的涂料的喷雾图形通过从喷气口喷出的成型空气17 (第一空气17a及第二空气17b)而被整形。然而，与第一实施方式的结构不同，如图3A所示，在没有分隔壁的结构(现有技 术)的情况下，被导入缓冲室I的压缩空气大致均等地流入空气供给孔3，并从喷气口 5被喷出。由此，从喷气口 5喷出的空气7的风速成为大致均等。另一方面，在第一缓冲室64和第二缓冲室66被分隔壁64a、64b划分的第一实施方式的情况下,如图3B所不，被导入第一缓冲室64和第二缓冲室66的压缩空气的一部分基于康达效应(Coanda Effect)而沿分隔壁64a、64b流动，该压缩空气向配置在分隔壁64a、64b附近的第一空气供给孔71a流入。由此，从第一喷气口 73a喷出的第一空气17a的风速变得比从第二喷气口 73b喷出的第二空气17b的风速快。其结果，如图4所示，在成型空气17中的圆周方向的一部分，形成相对高风速的区域(第一空气17a)。由于仅从配置在分隔壁64a、64b附近的第一空气供给孔71a的流出口、即仅从第一喷气口 73a喷出的空气成为相对高风速的第一空气17a，所以形成有第一空气17a的圆周方向范围(角度范围)与形成有第二空气17b的圆周方向范围相比相当小。另外，在分隔壁64a、64b以180度间隔设置有两个的第一实施方式中，第一空气17a所形成的位置是以轴线a为基准相互相反侧的位置(以180度相位偏移的位置)。这样，当以环状喷出的成型空气17的一部分(第一空气17a)的流速比另一部分(第二空气17b)的流速快时，第一空气17a的压力变得比第二空气17b的压力低，从而使第二空气17b的一部分向第一空气17a侧拉近，并使第二空气17b的一部分向轴线a侧位移。即，如图4中的箭头所示，在构成第二空气17b的圆周方向的各部位上，取第二空气17b的本来的圆弧形状的内侧为捷径，而产生向压力相对低的第一空气17a侧位移的作用。其结果，第二空气17b的内周部拉近到比第二空气17b的本来的形成区域更靠近轴线a侧的位置上。而且，第二空气17b的内周部向轴线a侧拉近的结果为，在轴线a附近也能够涂敷涂料。因此，能够在将喷涂图形的形状维持为大致圆形的状态下，使在旋转雾化头24的轴线附近产生的未涂敷部位缩小，从而得到均匀膜厚的涂膜，且能够高效地进行喷涂O图5A及图5B是表示在以下的喷涂条件下实施了喷涂的情况下的喷涂图形的半径方向的膜厚变化的图表，图5A是成型空气中的风速不受圆周方向的位置影响而都相同的情况，图5B是在成型空气中的圆周方向的一部分设置了高风速区域的情况(第一实施方式)。在图5A及图5B中，横轴是以轴线a(“0”的位置)为中心的半径方向位置，纵轴是涂膜厚度。此外，图5A、图5B中任意一个示例都示出了在使喷涂枪的位置固定(静止)的状态下涂敷了 O. 6秒时的膜厚数据。(喷涂条件)转速(rpm):35000涂料喷出量(cc/min):290涂料喷出时间 (sec) :0. 6喷涂距离(mm):250施加电压(kV)-60空气风量(NL/min):350如图5A所示，在成型空气中的风速不受圆周方向的位置影响而都相同的情况下，在距位置O (轴线a)规定距离的位置上产生了膜厚相当大的位置。另外，该情况下，将最高膜厚的二分之一以上的部分定义为喷涂图形时，在图5A的示例中，包含位置O的中心部分的膜厚比其周围的喷涂图形的膜厚小，在轴线a的附近产生所谓的“未涂敷部位”。此外，“未涂敷部位”不仅意味着涂料完全未涂敷的部位，还意味着与最高膜厚相比膜厚相当小的部位。另一方面，在成型空气中的圆周方向的一部分设置有高风速区域的第一实施方式的情况下，在距位置O规定距离的位置上产生的膜厚较大的位置的膜厚，变得比图5A的相同位置的膜厚小。另外，该情况下，当将最高膜厚的二分之一以上的部分定义为喷涂图形时，在图5B的例子中，包含位置O的中心部分包含于喷涂图形中，从而没有产生在上述意味中所谓的“未涂敷部位”。如以上说明地那样，根据第一实施方式的喷涂装置10及喷涂方法，通过使相对低风速的第二空气17b向相对高风速的第一空气17a侧拉近，而能够使第二空气17b向旋转雾化头24的轴线a侧位移。由此，能够在将喷涂图形的形状维持成大致圆形的状态下，使在旋转雾化头24的轴线a附近产生的未涂敷部位缩小。因此，能够确保涂覆喷涂图形时的喷涂枪12的动作的自由度，同时不会使喷出成型空气17的部件(环形部件27)大型化，且能够得到均匀膜厚的涂膜。另外，在第一实施方式的情况下，成型空气17中的圆周方向的一部分构成第一空气17a，圆周方向的其他部分构成第二空气17b，第一空气17a在比第二空气17b的圆周方向范围小的范围内被喷出，因此在使第二空气17b向第一空气17a侧拉近时，能够有效地使第二空气17b向旋转雾化头24的轴线a侧位移。而且，在第一实施方式的情况下，在以旋转雾化头24的轴线a为中心的圆周方向上相互等间隔的多个区域中形成有第一空气17a，从而能够均匀地使第二空气17b向第一空气17a侧位移。由此，能够有效地使喷涂图形的未涂敷部位缩小，从而能够实现喷涂膜厚的进一步均匀化。在第一实施方式的情况下，通过康达效应而使空气沿分隔壁64a、64b流动，并使该空气向配置在分隔壁64a、64b附近的第一空气供给孔71a流入，由此，使从第一喷气口73a喷出的第一空气17a的风速变快。另外，由于使向第一缓冲室64和第二缓冲室66流动的空气流量相同即可，所以只要设置一个流量控制系统(电空变换机86、流量计88、空气控制单元90)和一个空气源80就足够了，从而能够简化设备结构。
上述喷气口 68a、70a由在环形部件27上沿圆周方向隔开间隔地配置的多个孔构成，但也可以由沿圆周方向延伸的圆弧状的孔(缝隙)构成，来代替这样的结构。上述环形部件27是设置了两个圆弧状凹部(第一圆弧状凹部60及第二圆弧状凹部62)的结构，但也可以采用设置了三个以上的圆弧状凹部的结构。例如，在上述喷涂装置10中，也可以采用具有三个圆弧状凹部112a 112c的环形部件110 (参照图6A)或具有四个圆弧状凹部122a 122d的环形部件120 (参照图6B)，来代替具有第一圆弧状凹部60和第二圆弧状凹部62的环形部件27。在图6A及图6B的结构中，分隔壁114、124也可以沿圆周方向等间隔地配置。如图6A及图6B所示，即使在设置了三个以上的圆弧状凹部的结构的情况下，也能够使从配置在分隔壁114、124附近的第一空气供给孔71a通过而向外部喷出的空气的风速变得，比从第二空气供给孔71b通过而向外部喷出的空气的风速快，该第二 空气供给孔71b与第一空气供给孔71a相比向圆周方向远离分隔壁114、124，并且在上述情况下，使相对低风速的空气向相对高风速的空气侧拉近，因此使相对低风速的空气的一部分向轴线a侧位移。由此，即使在采用了环形部件110、120的情况下，也能够在将喷涂图形的形状维持成大致圆形的状态下，使旋转雾化头24的轴线a附近产生的未涂敷部位缩小，并得到均匀膜厚的涂膜。<第二实施方式>图7是第二实施方式的喷涂装置IOa的概略结构图。图8A是沿图7中的VIIIA-VIIIA线的横剖视图(但是，省略了关于旋转雾化头24的图示)。此外，在第二实施方式的喷涂装置IOa中，在发挥与第一实施方式的喷涂装置10相同或同样的功能及效果的要素上标注有相同的附图标记，并省略详细的说明。在构成喷涂装置IOa的主体的喷涂枪130中，在壳体16和空气马达18之间，配置有多个(图示例中是三个)环状的流路形成部件132、134、136。以下，分别将流路形成部件132、134、136称为“第一流路形成部件132”、“第二流路形成部件134”和“第三流路形成部件 136”。第一流路形成部件132配置在空气马达18的外侧，在其外周部形成有环状凹部132a，且沿圆周方向隔开间隔地形成有沿轴线方向贯穿的多个流路132b，且在背面侧形成有与流路132b连通的环状凹部132c。第二流路形成部件134配置在第一流路形成部件132和壳体16之间，形成有沿轴线a方向贯穿的多个流路134a。由第一流路形成部件132、第二流路形成部件134和壳体
16构成环状的空间131。第三流路形成部件136配置在壳体16和第一流路形成部件132之间、且在第一流路形成部件132及第二流路形成部件134的前方。在第三流路形成部件136上，形成有与第二流路形成部件134的流路134a连通且沿圆周方向隔开间隔地配置的多个流路136a、和与第一流路形成部件132的流路132b连通且沿圆周方向隔开间隔地配置的多个流路136b、136c0在第三流路形成部件136的前端，以与旋转雾化头24成同心状且在钟形罩40的背面侧包围钟形罩40的方式，固定有构成喷气机构138的环形部件140，该环形部件140从钟形罩40的外周缘部的后方朝向该外周缘部喷出环状的成型空气17。
如图8A所示，在环形部件140的背面形成有第一圆弧状凹部142、第二圆弧状凹部144和环状凹部146。第一圆弧状凹部142和第二圆弧状凹部144形成在环状凹部146的半径方向内侧，是沿以轴线a为中心的圆的圆周方向延伸的槽，具有相互大致相同的容积。由第一圆弧状凹部142和第三流路形成部件136的前表面形成圆弧状的第一缓冲室150。由第二圆弧状凹部144和第三流路形成部件136的前表面形成圆弧状的第二缓冲室152。由环状凹部146和第三流路形成部件136的前表面形成环状的第三缓冲室154。在环形部件140上，还形成有分别将第一缓冲室150及第二缓冲室152与环形部件140的前表面连通的多个第一空气供给孔158、160、和将第三缓冲室154与环形部件140的前表面连通的多个第二空气供给孔156。第一空气供给孔158沿以轴线a为中心的圆周方向等间隔地设置，一端(后端)在第一缓冲室150开口，另一端(前端)在前表面作为一个第一喷气口 158a而开口。第二空气供给孔160沿以轴线a为中心的圆周方向等间隔地设置，一端(后端)在第二缓冲室 152开口，另一端(前端)在前表面作为另一个第一喷气口 160a而开口。第二空气供给孔156沿以轴线a为中心的圆周方向等间隔地设置，一端(后端)在第三缓冲室154开口，另一端(前端)在前表面作为第二喷气口 156a而开口。第一空气供给孔158、160在第二空气供给孔156的内侧设置在相互同一圆周上，并且分别沿圆周方向等间隔地设置，并以趋向前方而接近旋转雾化头24的轴线a的方式稍微倾斜，并朝向钟形罩40的外周缘部开口。第二空气供给孔156沿圆周方向等间隔地设置，以趋向前方而接近旋转雾化头24的轴线a的方式稍微倾斜。另外，第一空气供给孔158、160及第二空气供给孔156在以旋转雾化头24的轴线a为中心的圆周方向上,相对于轴线a方向以规定角度(例如,30度 50度)倾斜。在图7所示的喷涂枪130中，由上述第一流路形成部件132的环状凹部132c及流路132b、和第三流路形成部件136的流路136b、136c构成向第一缓冲室150及第二缓冲室152供给压缩空气的第一空气供给路径166。由上述空间131、第二流路形成部件134的流路134a和第三流路形成部件136的流路136a构成向第三缓冲室154供给压缩空气的第二空气供给路径162。空气供给系统170具有空气源80、从空气源80向第一空气供给路径166引导压缩空气的第一空气管线172和从空气源80向第二空气供给路径162引导压缩空气的第二空气管线174。空气源80与图I所示的空气源80相同。在第一空气管线172上配置有流量计176及电空变换机178。空气控制单元180将由流量计176检测到的流量值作为反馈值来控制电空变换机178，以使向第一空气供给路径166供给的空气的流量成为规定流量。在第二空气管线174上配置有流量计182及电空变换机184。空气控制单元186将由流量计182检测到的流量值作为反馈值来控制电空变换机184，以使向第二空气供给路径162供给的空气的流量成为规定流量。通过第一空气管线172向喷涂枪130供给的压缩空气，从第一空气供给路径166通过，而从第一喷气口 158a、160a作为第一空气17a喷出。通过第二空气管线174向喷涂枪130供给的压缩空气，从第二空气供给路径162通过，而从第二喷气口 156a作为第二空气17b喷出。
在喷涂装置IOa中，从第一空气喷出口 158a、160a喷出的第一空气17a，是成型空气17中的构成规定部位的部分，且具有相对高风速。从第二喷气口 156a喷出的第二空气17b，是成型空气17中的构成其他部位的部分，且具有相对低风速。即，第一空气17a的风速(流速)比第二空气17b的风速(流速)高。由于第一空气供给孔158、160的总数比第二空气供给孔156的总数少，所以第一空气供给孔158、160的流路截面积的总和比第二空气供给孔156的流路截面积的总和小。由此，在将向第一空气管线172流动的压缩空气的流量和向第二空气管线174流动的压缩空气的流量设定成相同程度的情况下，第一空气17a的风速也比第二空气17b的风速高。此夕卜，为使第一空气17a和第二空气17b的流速比成为所期望的值，也可以使向第一空气管线172流动的压缩空气的流量和向第二空气管线174流动压缩空气的流量不同。如后述那样地，在喷涂装置IOa中，使第二空气17b的一部分向第一空气17a拉近，作为其结果，在将喷涂图形的形状维持成大致圆形的状态下，使在旋转雾化头24的旋转轴线a附近产生的未涂敷部位缩小。由此，形成有第一空气17a的圆周方向范围设定为， 比形成第二空气17b的圆周方向范围相当小即可。因此，形成有第一空气17a的圆周方向范围(角度范围)设为例如5 45度左右即可。在通过如上所述地构成的喷涂装置IOa进行喷涂时，通过空气马达18使旋转轴20高速旋转，并且从涂料供给喷嘴32向旋转雾化头24的涂料存储部36喷出涂料。然后，涂料在涂料喷出沿面42被薄膜化后，由槽46细分并从钟形罩40的外周端成为液丝而飞出，作为涂料粒子被微粒化。此时，由于从第一喷气口 158a、160a及第二喷气口 156a向钟形罩40的外周缘部喷出成型空气17，所以通过该成型空气17促进涂料的微粒化。而且，被微粒化的带电涂料粒子朝向工件飞行，并涂敷在工件上。此时的涂料的喷雾图形通过成型空气
17(第一空气17a及第二空气17b)被整形。该情况下，在第二实施方式的喷涂装置IOa中，在环状的第二空气17b的内侧，相对于第二空气17b仅在圆周方向的一部分的范围内形成第一空气17a，并使该第一空气17a的风速比第二空气17b的风速高。由此，第一空气17a的压力变得比第二空气17b的压力低，而使第二空气17b的一部分向第一空气17a侧拉近，并使第二空气17b的一部分向轴线侧位移。即，如图8B中的箭头所示，在构成第二空气17b的圆周方向的各部位，取第二空气17b的本来的环状的内侧为捷径，而产生向压力相对低的第一空气17a侧位移的作用。其结果，使第二空气17b的内周部拉近到比第二空气17b的本来的形成区域更靠近轴线a侧的位置上。而且，使第二空气17b的内周部向轴线a侧拉近的结果为，在轴线a附近也能够涂敷涂料。因此，能够在将喷涂图形的形状维持成大致圆形的状态下，使旋转雾化头24的轴线a附近产生的未涂敷部位缩小，得到均匀膜厚的涂膜，能够高效地进行喷涂。图示例的第一喷气口 158a、160a由在环形部件140中沿圆周方向隔开间隔地配置的大量的孔构成，但也可以通过沿圆周方向延伸的圆弧状的孔(缝隙)构成，来代替这样的结构。图示例的第二喷气口 156a由在环形部件140中沿圆周方向隔开间隔地配置的大量的孔构成，但也可以由沿圆周方向延伸的环状的孔(缝隙)构成，来代替这样的结构。上述环形部件140是设置了两个的圆弧状凹部(第一圆弧状凹部142及第二圆弧状凹部144)的结构，但也可以沿圆周方向等间隔地设置三个以上的圆弧状凹部，也可以在第二空气17b的内侧沿圆周方向等间隔地形成第一空气17a。
此外，在第二实施方式中，与第一实施方式通用的各结构部分，当然能够获得与第一实施方式中的该通用的各结构部分所起到的作用及效果相同或同样的作用及效果。〈第三实施方式〉图9是第三实施方式的喷涂装置210的概略结构图。如图9所示，喷涂装置210至少具有构成装置主体的喷涂枪212、和向喷涂枪212供给成型空气217用的空气的空气供给系统214。喷涂枪212具有壳体(外壳)216 ;设置在壳体216内的空气马达218 ;通过空气马达218而高速旋转的中空构造的旋转轴220 ;穿插在旋转轴220的中空部的管部件222 ；设置在旋转轴220的前端上的钟形的旋转雾化头224 ;和向旋转雾化头224的前端外周喷出成型空气217的喷气机构226。空气马达218构成为，从未图示的压缩空气源供给压缩空气，而使旋转轴220高速旋转。该旋转轴220连接在产生高电压的未图示的高电压发生装置上。因此，在旋转雾化·头224上经由旋转轴220施加有负的高电压。另外，旋转轴220是形成为中空圆筒状的部件，在其中空部内配置有管部件222。在管部件222内形成有供涂料流动的涂料供给路径228和供清洗液流动的清洗液供给路径230。管部件222的前端部成为双层管，喷出涂料的涂料供给喷嘴232和喷出清洗液的清洗液供给喷嘴234形成为同心状。旋转雾化头224固定在旋转轴220的前端，当旋转轴220在空气马达218的作用下旋转时，旋转雾化头224也与旋转轴220 —体地旋转。在旋转雾化头224的内部，形成有临时存储经由管部件222供给的涂料的涂料存储部236。涂料存储部236是圆形的空间。涂料供给喷嘴232面向该涂料存储部236的中心部。旋转雾化头224由固定在旋转轴220上的内部件238和固定在内部件238的外周部上的钟形罩240构成，在内部件238和钟形罩240之间形成有涂料存储部236。在内部件238上形成有供旋转轴220的前端部嵌合的凹部238a，在内部件238的前表面中央部形成有供管部件222的前端部穿插的开口部。钟形罩240形成为趋向前方而向半径方向外侧扩开的圆形的杯状。在钟形罩240的前表面形成有使向该前表面供给的涂料薄膜化的涂料喷出沿面242。涂料喷出沿面242趋向半径方向外侧而向前方倾斜，是在正视下为圆环形的面，通过基于钟形罩240的旋转而产生的离心力，而使来自涂料存储部236的涂料薄膜化。在钟形罩240上，沿以旋转雾化头224的旋转轴线a为中心的圆周方向等间隔地设置有，向涂料喷出沿面242供给涂料的多个涂料供给孔244。各涂料供给孔244以趋向旋转雾化头224的前方而从旋转雾化头224的轴线a远离的方式倾斜，一端(内侧端)在涂料存储部236开口，另一端(外侧端)在钟形罩240的前表面开口。钟形罩240的背面侧中央部朝向涂料存储部236的内侧(管部件222侧)突出，将所供给的涂料或清洗液向半径方向外侧分配。在钟形罩240的前表面外周缘部(即，涂料喷出沿面242的外周缘部)，沿圆周方向等间隔地形成有使涂料成为液丝的多个槽246。各槽246在涂料喷出沿面242的外周缘部的全周范围内沿圆周方向等间隔地设置，并且沿旋转雾化头224的半径方向延伸，并对沿涂料喷出沿面242向半径方向外侧流来的薄膜状的涂料进行细分。由此，从钟形罩240的外周端喷出成为细线状的涂料(液丝)。在壳体216和空气马达218之间配置有多个(图示例中是3个)环状的流路形成部件250、252、254。以下，将流路形成部件250、252、254分别称为“第一流路形成部件250”、“第二流路形成部件252”和“第三流路形成部件254”。第一流路形成部件250配置在空气马达218的外侧，在其外周部形成有环状凹部250a，并且沿圆周方向隔开间隔地形成有沿轴线方向贯穿的多个流路250b。第二流路形成部件252配置在第一流路形成部件250和壳体216之间，并形成有沿轴线方向贯穿的流路252a。由第一流路形成部件250、第二流路形成部件252和壳体216形成环状空间251。第三流路形成部件254配置在壳体216和第一流路形成部件250之间、且在第一流路形成部件250及第二流路形成部件252的前方。在第三流路形成部件254上形成有与第二流路形成部件252的流路252a连通的流路254a和与第一流路形成部件250的流路250b连通的流路254b。
在第三流路形成部件254的前端，以与钟形罩240成同心状且在钟形罩240的背面侧包围钟形罩240的方式固定有构成喷气机构226的环形部件227，该环形部件227从钟形罩240的外周缘部的后方向该外周缘部喷出成型空气217。图10是从背面侧观察环形部件227的立体图。如图9及图10所示，在环形部件227的背面形成有第一圆弧状凹部260和第二圆弧状凹部262。第一圆弧状凹部260和第二圆弧状凹部262被分隔壁264a、264b分隔,具有相互大致相同的容积。由第一圆弧状凹部260和第三流路形成部件254的前表面形成圆弧状的第一缓冲室264。由第二圆弧状凹部262和第三流路形成部件254的前表面形成圆弧状的第二缓冲室266。在环形部件227上还形成有将第一缓冲室264和环形部件227的前表面连通的多个第一空气供给孔268、和将第二缓冲室266和环形部件227的前表面连通的多个第二空气供给孔270。第一空气供给孔268的一端(后端)在第一缓冲室264开口，另一端(前端)在前表面作为第一喷气口 268a而开口。第二空气供给孔270的一端(后端)在第二缓冲室266开口，另一端(前端)在前表面作为第二喷气口 270a而开口。第一空气供给孔268及第二空气供给孔270分别沿以轴线a为中心的圆周方向以等间隔设置，以趋向前方而接近旋转雾化头224的轴线a的方式倾斜，并朝向钟形罩240的外周缘部开口。另外，第一空气供给孔268及第二空气供给孔270在以旋转雾化头224的轴线a为中心的圆周方向上，相对于轴线a方向以规定角度(例如，30度 50度)倾斜。在图9所示的喷涂枪212中，由上述环状空间251、第二流路形成部件252的流路252a、第三流路形成部件254的流路254a、第一缓冲室264及第一空气供给孔268构成第一空气供给路径272。另外，由上述第一流路形成部件250的流路250b、第三流路形成部件254的流路254b、第二缓冲室266及第二空气供给孔270构成第二空气供给路径274。如图9所示，空气供给系统214具有空气源280、和从空气源280向喷涂枪212引导压缩空气的第一空气管线282及第二空气管线284。空气源280例如是气泵，并送出压缩空气。第一空气管线282向环状空间251供给压缩空气。在第一空气管线282上配置有第一流量计288及第一电空变换机286。第一空气控制单元290将由第一流量计288检测的流量值作为反馈值来控制第一电空变换机286，以使向第一空气供给路径272供给的空气的流量成为规定流量(以下称为“第一流量”)。
在第二空气管线284上配置有第二流量计294及第二电空变换机292。第二空气控制单元296将由第二流量计294检测的流量值作为反馈值来控制第二电空变换机292，以使向第二空气供给路径274供给的空气的流量成为规定流量(以下称为“第二流量”)。通过空气供给系统214的第一空气管线282而向喷涂枪212供给的压缩空气依次从环状空间251、流路252a、流路254a、第一缓冲室264及第一空气供给孔268通过，并从第一空气喷出口 268a作为第一空气217a而喷出。另外，通过空气供给系统214的第二空气管线284而向喷涂枪212供给的压缩空气，依次从流路250b、流路254b、第二缓冲室266及第二空气供给孔270通过，并从第二喷气口 270a作为第二空气217b而喷出。在喷涂装置210中，从第一喷气口 268a喷出的第一空气217a，是成型空气217中的构成圆周方向的规定区域的部分，具有相对高风速。从第二喷气口 270a喷出的第二空气217b，是成型空气217中的构成圆周方向的其他区域的部分，具 有相对低风速。即，第一空气217a的风速(流速)比第二空气217b的风速(流速)高。由此，由第一电空变换机286控制的第一流量设定得比由第二电空变换机292控制的第二流量大。第三实施方式的喷涂装置210基本上如上所述地构成，以下，对其作用及效果进行说明。进行喷涂时，通过空气马达218使旋转轴220高速旋转。而且，从涂料供给喷嘴232向旋转雾化头224的涂料存储部236喷出涂料。由此，流入了涂料存储部236的涂料向涂料供给孔244流入。该情况下，从涂料供给孔244通过的涂料向涂料喷出沿面242流出，在该处被薄膜化后，由槽246细分并从钟形罩240的外周端成为液丝而飞出。从钟形罩240的外周端放出的液丝作为涂料粒子被微粒化。此时，由于在旋转雾化头224和工件(被喷涂物)之间施加有高电压，所以被旋转雾化头224微粒化了的带电涂料粒子向工件飞行，并涂敷在工件上。此时的涂料的喷雾图形通过从第一喷气口 268a及第二喷气口 270a喷出的成型空气217 (第一空气217a及第二空气217b)而被整形。然而，例如，如图IlA所示，假设对位于汽车的车身300和车门302的连结部附近的车门内板304实施喷涂的情况。该情况下，如图IlB所示，即使为了高效地进行喷涂，而欲将喷涂枪212相对于被喷涂部位(车门内板304)而垂直面对，但由于喷涂枪212会与车门302发生干涉，所以不能这样地配置喷涂枪212。由此，如图IlB的实线所示的喷涂枪212那样地，存在必须在倾斜地配置喷涂枪212的状态下进行涂敷的情况。该情况下，在第三实施方式的喷涂装置210中，从第一空气喷出口 268a喷出相对高风速的第一空气217a，并且从第二喷气口 270a喷出相对低风速的第二空气217b。这样，当以环状喷出的成型空气217的一部分(第一空气217a)的流速比其他部分(第二空气217b)的流速快时，第一空气217a的压力变得比第二空气217b的压力低，从而如图12所示，使第二空气217b向第一空气217a侧拉近。其结果，能够形成以从旋转雾化头224的轴线a偏移的位置为中心c的涂敷图形。因此，即使在旋转雾化头224的轴线a相对于被喷涂部位非垂直面对而以倾斜的状态进行涂敷的情况下，也能够使用涂敷图形中的涂敷量多的部分来进行涂敷，从而能够高效地喷涂。下述表I是表示在以下的喷涂条件下，使第一空气217a和第二空气217b的风速比变化的情况下，关于涂敷图形怎样形成的试验结果。在表I中，“第一空气风速”和“第二空气风速”都是钟形罩240的外周缘部处的第一空气217a及第二空气217b的风速。“风速比”是用百分比表示相对于第二空气217b的第一空气217a的风速的比例。“从中心的偏移量”是涂敷图形的中心c的从旋转雾化头224的轴线a的偏移量。(喷涂条件)转速(rpm):35000喷出量(cc/min):290喷出时间(sec):0. 6喷涂距离(mm):250施加电压(kV)-60〈表1>
权利要求
1.一种喷涂方法，使从旋转的旋转雾化头喷出的涂料通过环状的成型空气而指向工件侦牝由此对所述工件进行喷涂，其特征在于， 将所述成型空气中的规定部位作为第一空气而以相对高风速喷出， 与所述第一空气的喷出并行地，将所述成型空气中的其他部位作为第二空气而以比所述第一空气相对低风速喷出。
2.如权利要求I所述的喷涂方法，其特征在于， 通过使所述第二空气向所述第一空气侧拉近，而使所述第二空气的一部分向所述旋转雾化头的旋转轴线侧位移， 形成以所述旋转雾化头的旋转轴线为中心的大致圆形的涂敷图形。
3.如权利要求2所述的喷涂方法，其特征在于， 所述成型空气中的圆周方向的一部分构成所述第一空气，圆周方向的其他部分构成所述第二空气， 形成有所述第一空气的圆周方向范围比形成有所述第二空气的圆周方向范围小。
4.如权利要求2所述的喷涂方法，其特征在于， 所述第二空气形成为环状， 所述第一空气在所述第二空气的内侧，相对于所述第二空气仅在圆周方向的一部分的范围内形成。
5.如权利要求2 4中任一项所述的喷涂方法，其特征在于， 在以所述旋转雾化头的旋转轴线为中心的圆周方向上，在相互等间隔的多个区域中形成所述第一空气。
6.如权利要求I所述的喷涂方法，其特征在于， 所述成型空气中的构成圆周方向的规定区域的部分构成所述第一空气， 所述成型空气中的构成圆周方向的其他区域的部分构成所述第二空气， 将所述第二空气向所述第一空气侧拉近。
7.如权利要求6所述的喷涂方法，其特征在于， 所述第一空气的风速相对于所述第二空气的风速为140%以下。
8.如权利要求6或7所述的喷涂方法，其特征在于， 在所述第一空气及所述第二空气的内侧，朝向所述旋转雾化头的外周缘部喷出内侧成型空气。
9.一种喷涂装置(10、10a、210、210a)，具有: 将涂料向工件喷出的旋转雾化头(24、224)； 朝向所述旋转雾化头(24、224)的外周缘部喷出环状的成型空气的喷气机构(26、138、226,338)， 所述喷气机构(26、138、226、338)具有第一喷气口(73a、158a、160a、268a、356a)和第二喷气口(73b、156a、270a、358a)， 所述喷气机构从所述第一喷气口喷出相对高风速的第一空气，从所述第二喷气口喷出比所述第一空气相对低风速的第二空气。
10.如权利要求9所述的喷涂装置(10、10a)，其特征在于， 所述喷气机构(26、138)还具有设置在所述第一喷气口及所述第二喷气口的上游侧且被分隔壁划分的多个缓冲室出4、66、150、152、154)， 所述喷气机构(26、138)构成为，为了形成以所述旋转雾化头(24)的旋转轴线(a)为中心的大致圆形的涂敷图形，而从所述第一喷气口(73a、158a、160a)喷出相对高风速的第一空气，从所述第二喷气口(73b、156a)喷出相对低风速的第二空气，由此，使所述第二空气向所述第一空气侧拉近，而使所述第二空气的一部分向所述旋转雾化头的旋转轴线侧位移。
11.如权利要求10所述的喷涂装置(10)，其特征在于， 所述第一喷气口(73a)以使所述成型空气中的圆周方向的一部分构成所述第一空气的方式设置， 所述第二喷气口(73b)以使所述成型空气中的圆周方向的其他部分构成所述第二空气的方式设置， 设有所述第一喷气口(73a)的圆周方向范围比设有所述第二喷气口(73b)的圆周方向范围小。
12.如权利要求10所述的喷涂装置(10)，其特征在于， 所述多个缓冲室(64、66)被所述分隔壁(64a、64b、114、124)沿圆周方向划分， 将所述第一喷气口和所述缓冲室连通的第一空气供给孔(71a)设置在所述分隔壁(64a、64b、114、124)的附近， 将所述第二喷气口和所述缓冲室连通的第二空气供给孔(71b)设置在与所述第一喷气口(71a)相比从所述分隔壁(64a、64b、114、124)在圆周方向远离的位置上。
13.如权利要求10所述的喷涂装置(10a)，其特征在于， 所述第二喷气口(156a)设置为，使所述第二空气形成为环状， 所述第一喷气口(158a、160a)设置为，在所述第二空气的内侧，相对于所述第二空气仅在圆周方向的一部分的范围内形成所述第一空气。
14.如权利要求10 13中任一项所述的喷涂装置(10、10a)，其特征在于， 所述第一喷气口(73a、158a、160a)设置为，在以所述旋转雾化头(24)的旋转轴线(a)为中心的圆周方向上在相互等间隔的多个区域中形成所述第一空气。
15.如权利要求9所述的喷涂装置(210、210a)，其特征在于， 所述第一喷气口(268a、356a)构成为,从所述成型空气中的构成圆周方向的规定区域的部分喷出所述第一空气， 所述第二喷气口(270a、358a)构成为，从所述成型空气中的构成圆周方向的其他区域的部分喷出所述第二空气。
16.如权利要求15所述的喷涂装置(210、210a)，其特征在于， 所述喷气机构(226、338)具有沿圆周方向分隔的多个缓冲室(264、266、350、352、354);将所述缓冲室的至少一个和所述第一喷气口(268a、356a)连通的第一空气供给孔(268,256);和将剩余的所述缓冲室和所述第二喷气口(270a、358a)连通的第二空气供给孔(270,358)。
17.如权利要求15或16所述的喷涂装置(210、210a)，其特征在于， 所述第一空气的风速相对于所述第二空气的风速为140%以下。
18.如权利要求15或16所述的喷涂装置(210a)，其特征在于，所述喷气机构(338)还具有内侧喷气口(360a)，该内侧喷气口在所述第一喷气口 (356a)及所述第二喷气口(358a)的内侧，朝向所述旋转雾化头(224)的外周缘部喷出内侧成型空气。
全文摘要
本发明提供一种喷涂方法以及喷涂装置。本发明的喷涂装置(10)具有将涂料向工件喷出的旋转雾化头(24)和朝向旋转雾化头(24)的外周缘部喷出环状的成型空气的喷气机构(26)。喷气机构(26)具有第一喷气口(73a)和第二喷气口(73b)。从第一喷气口喷出相对高风速的第一空气，从第二喷气口喷出比第一空气相对低风速的第二空气。
文档编号B05D1/06GK102950091SQ20121028658
公开日2013年3月6日 申请日期2012年8月10日 优先权日2011年8月12日
发明者重仓正树, 绪方浩平, 河部岳 申请人:本田技研工业株式会社