JP2015505715A - エラストマー材料を噴霧するためのアプリケーター - Google Patents

エラストマー材料を噴霧するためのアプリケーター Download PDF

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Abstract

エラストマー材料を噴霧するアプリケーターが、内部ボアと、エラストマー材料の供給を受け取る流体入口とを有するアプリケーター本体を備える。ノズルが、アプリケーター本体に連結されるとともに、流体通路を介して流体入口と流体連通するスプレー出口を有する放出端を有する。ニードル弁が、内部ボア内に摺動可能に設置され、流体通路を閉鎖する閉鎖位置と、エラストマー材料を噴霧するように流体通路を開放する開放位置との間で移動する。エアキャップが、ノズルに隣接してアプリケーター本体に連結され、霧化用空気流とファン制御空気流とをもたらす。ニードル弁は、このニードル弁が閉鎖位置にあるとき、ノズルの放出端と略同一平面にあるように、ノズルを通って延びる形状になっている先端部分を有する。【選択図】図７

Description

本発明は、工業部品にエラストマーコーティングを塗布することに関し、特に、高電圧線絶縁体にシリコーンエラストマーコーティングを塗布する、可搬式コーティングシステム及びスプレーアプリケーターに関する。
或る特定の産業部品は多くの場合、苛酷な環境に晒される。これらの工業部品の幾つかは、これらの苛酷な環境から保護されるように、また、部品の耐用年数、リライアビリティー又は効率を高めるようにコーティングされる。
一例として、高圧送電線において用いられる電気絶縁体は、戸外での動作時に最小限の電流放電を維持するように設計されている。しかしながら、絶縁体の性能は、天候、湿気、腐食、汚損等の要因に起因して経時にわたって劣化する。これらの要因により、絶縁体の表面が汚れ、絶縁体の有効性を低下させる漏洩電流の発生がもたらされる可能性がある。これらの漏洩電流はまた、アークを引き起こす可能性があり、このアークが絶縁体表面を更に劣化させる可能性がある。最終的に、絶縁体の表面の端から端にわたって導電路が形成され、事実上、絶縁体を短絡させ、それによって絶縁体の目的が阻害される可能性がある。
電気絶縁体の劣化を阻止する１つの方法は、絶縁体を一液型室温加硫（ＲＴＶ）シリコーンゴム等のエラストマー材料でコーティングすることである。そのようなエラストマーコーティングは、絶縁体の外面の質を高める傾向があり、絶縁体性能を改善させることもできる。例えば、コーティングによっては、絶縁性、耐アーク性、疎水性、及び、電気絶縁体にかかる他の応力に対する耐性の改善をもたらす。そのようなコーティングの例が、本出願人の以前の米国特許、特に、２００４年１２月２１日に発行された米国特許第６，８３３，４０７号、２００２年８月２０日に発行された米国特許第６，４３７，０３９号及び１９９４年７月５日に発行された米国特許第５，３２６，８０４号に示されている。
１つの問題は、エラストマーコーティングは、塗布することがかなり困難である可能性があることである。例えば、従来の高圧噴霧技法は、塗着（transfer）効率が５０％以下と低い傾向があり、これにより、コーティング生成物の大量の無駄が生じる。
絶縁体は、コーティングされると、設置準備完了状態となる。しかしながら、コーティング設備は多くの場合、最終的な設置現場から遠く離れて位置しており、場合によっては、他の国又は他の大陸に位置する。したがって、コーティングされた絶縁体を製造するとともに流通させる際、輸送コストは相当の出費となる可能性がある。さらに、絶縁体に塗布されるコーティングが輸送中に損なわれる可能性がある。
別の問題は、絶縁体の使用中に経時にわたってコーティング自体が劣化する可能性があることであり、或る時点で、コーティングを再塗布することが望ましい場合がある。しかしながら、上述したように、絶縁体は、コーティング設備から遠く離れた遠隔エリアにおいて配設されるかもしれないし、また、絶縁体をコーティング設備に輸送することは非現実的であろう。
コーティングを再塗布する１つの方法は、絶縁体により近い場所にある作業場において、絶縁体を手動で再コーティングすることである。残念ながら、手動コーティングは、コーティングの品質にムラをもたらしやすく、また、非効率となりやすい。さらに、種々の作業場所における環境及び気候は、とかく変わりやすい。したがって、様々な気候下にある種々の作業現場において、一定の品質でコーティングを塗布することは、困難である可能性がある。さらに、場合によっては、特定の作業場所の気候が絶縁体を再コーティングするには、おそらく不適切又は不都合であるかもしれない。例えば、特定の作業場所の温度又は湿度が、特定のコーティングを塗布するのに最適な範囲から外れるかもしれない。
上記を鑑み、電気絶縁体等の工業部品にエラストマーコーティングを塗布する、新規の改善された装置、システム及び方法が必要とされている。
本願は、電気絶縁体をコーティングする可搬式コーティングシステムに関する。本システムは、作業現場に輸送可能な細長い輸送コンテナーを備える。この輸送コンテナーは、第１の端と、該第１の端に長手方向に対向する第２の端とを有する。本システムはまた、輸送コンテナー内に配置されている複数のステーションを備える。複数のステーションは、コーティングされる絶縁体をローディングするローディングステーションと、絶縁体にエラストマーコーティングを塗布するロボット制御式アプリケーターを有する、少なくとも１つのコーティングステーションと、エラストマーコーティングを硬化させる、少なくとも１つのコーティングステーションの後に配置される硬化ステーションと、コーティングされた絶縁体をアンローディングするアンローディングステーションと、から構成される。本システムはまた、絶縁体を移送して輸送コンテナー内の複数のステーションに通すエンドレスループコンベヤーを備える。エンドレスループコンベヤーは、細長い循環の経路を有する。
ローディングステーション及びアンローディングステーションは、互いに隣接して配置される。幾つかの実施形態では、ローディングステーション及びアンローディングステーションは、境界線を共にすることができる。幾つかの実施の形態では、ローディングステーション及びアンローディングステーションは、輸送コンテナーの第１の端に配置することができる。
システムは、選択された空気流路に沿って空気流を供給する空気供給部を更に備えることができる。硬化ステーションの第１の硬化領域は、エラストマーコーティングの硬化を高めるように選択された空気流路内に配置することができる。幾つかの実施形態では、コーティングステーションは、空気流がエラストマーコーティングのオーバースプレー（ｏｖｅｒｓｐｒａｙ、飛沫）を制御するように、第１の硬化領域を横断し、次に、コーティングステーションを横断するように選択された空気流路内に配置することができる。
幾つかの実施形態では、コンベヤーは、絶縁体を往路に沿って第２の端に向けて移送し、次に、復路に沿って第１の端に向けて移送するように構成することができる。さらに、コーティングステーションは、往路に沿って配置することができ、第１の硬化領域は、復路に沿ってコーティングステーションに隣接して配置することができる。また、さらに、選択された空気流路は、第１の硬化領域及びコーティングステーションを横断するように方向付けることができる。
幾つかの実施形態では、硬化ステーションは、復路に沿って第１の硬化領域の下流に配置されている第２の硬化領域を有することができる。第２の硬化領域は、コーティングステーションから少なくとも部分的に遮蔽することができる。
少なくとも１つのコーティングステーションは、複数のコーティングステーションを含むことができる。さらに、各コーティングステーションは、絶縁体にエラストマーコーティングの少なくとも１つの層を塗布するロボット制御式アプリケーターを有することができる。幾つかの実施形態では、コーティングステーションのうちの少なくとも１つのコーティングステーションのロボット制御式アプリケーターは、絶縁体にエラストマーコーティングの複数の層を塗布するように構成することができる。
エンドレスループコンベヤーは、絶縁体を移動させてインデックス時間間隔で複数のステーションのそれぞれに通すように構成することができる。幾つかの実施形態では、エンドレスループコンベヤーは、一組の電気絶縁体を移動させてインデックス時間間隔で複数のステーションのそれぞれに通すように構成することができる。さらに、幾つかの実施形態では、インデックス時間間隔は約１０分未満とすることができる。幾つかの実施形態では、各コーティングステーションのロボット制御式アプリケーターは、インデックス時間間隔中に、一組の電気絶縁体の各電気絶縁体にエラストマーコーティングの複数の層を塗布するように構成することができる。
エンドレスループコンベヤーは、複数の回転可能な連結器を備えることができる。さらに、各回転可能な連結器は、それぞれの電気絶縁体を支持するとともに特定の回転速度で回転軸の周りに回転させるように構成することができる。
幾つかの実施形態では、本システムは、各回転可能な連結器の回転速度を調整する、回転可能な連結器に動作可能に接続されるコントローラーを更に備えることができる。
幾つかの実施形態では、ロボット制御式アプリケーターは、スプレーアプリケーターを有することができ、コントローラーは、噴霧される絶縁体の対象エリアに適用される特定のコーティング率を維持するように構成することができる。さらに、コントローラーは、以下の：連結器の回転速度、スプレーアプリケーターからのエラストマーコーティングの流量、及び噴霧される対象エリアの接線速度に基づいた、対象エリアに噴霧する際の滞留時間のうちの少なくとも１つを調整することによって、特定のコーティング率を維持することができる。
幾つかの実施形態では、ロボット制御式アプリケーターは、調整可能なスプレーパターンを有するスプレーアプリケーターを備えることができ、コントローラーは、調整可能なスプレーパターンを制御するように構成することができる。幾つかの実施形態では、コントローラーは、以下の：（ａ）噴霧される対象エリアの接線速度、及び（ｂ）噴霧される対象エリアの特定の幾何学形状のうちの少なくとも一方に基づいて、スプレーパターンを調整する。
複数のステーションは、絶縁体を予熱する予熱ステーションを有することができる。さらに、該予熱ステーションは、コーティングステーションの前に配置することができる。幾つかの実施形態では、予熱ステーションは、絶縁体を少なくとも約２５℃に予熱するように構成することができる。幾つかの実施形態では、予熱ステーションは赤外線ヒーターを備える。
複数のステーションはまた、予熱ステーションとコーティングステーションとの間に配置されている均一化ステーションを有することができる。さらに、該均一化ステーションは、絶縁体の表面温度を均一化することを可能にするように構成することができる。
本願はまた、電気絶縁体をコーティングする方法に関する。本方法は、可搬式コーティングシステムを準備することを含む。可搬式コーティングシステムは、第１の端と、該第１の端に対向する第２の端とを有する輸送コンテナーと、該輸送コンテナー内に配置されている複数のステーションとを備える。この複数のステーションは、絶縁体にエラストマーコーティングを塗布する少なくとも１つのコーティングステーションと、エラストマーコーティングを硬化させる、少なくとも１つのコーティングステーションの後に配置されている硬化ステーションとを有する。本方法は、絶縁体を可搬式コーティングシステムにローディングすることと、絶縁体を移送することであって、可搬式コーティングシステム内の循環の経路に沿って複数のステーションに通すことと、コーティングステーションにおいて、絶縁体にエラストマーコーティングの少なくとも１つの層を塗布することと、硬化ステーションにおいて、コーティングされた絶縁体上のエラストマーコーティングを硬化させることと、コーティングされた絶縁体を可搬式コーティングシステムからアンローディングすることと、を更に含む。
本方法は、遠隔の作業現場に前記可搬式スプレーシステムを輸送することを更に含むことができる。
本願はまた、エラストマー材料を噴霧するアプリケーターに関する。アプリケーターは、前端と、後端と、内部ボアと、エラストマー材料の供給を受け取る流体入口とを有するアプリケーター本体を備える。アプリケーターはまた、アプリケーター本体の前端に連結されているノズルを備える。ノズルは、流体通路を介して流体入口と流体連通するスプレー出口を有する放出端を有する。スプレー出口は、スプレー軸に沿ってエラストマー材料を噴霧するように形成されている。アプリケーターはまた、流体通路を閉鎖する閉鎖位置と、エラストマー材料を噴霧するよう、流体通路を開放する開放位置との間で長手方向軸に沿って移動するように内部ボア内に摺動可能に取り付けられているニードル弁を備える。アプリケーターはまた、ノズルに隣接してアプリケーター本体の前端に連結されているエアキャップを備える。エアキャップは、少なくとも１つの空気流入口から空気の供給を受け取るように構成されており、噴霧されるエラストマー材料を霧化するように霧化用空気流を供給するとともに、噴霧されるエラストマー材料が選択されたスプレーパターンとなるようにファン制御空気流を供給する複数の空気流出口を有する。ニードル弁は、閉鎖位置にあるとき、ノズルの放出端と実質的に面一になるよう、ノズルを通って延びるように形成されている先端部分を有する。
ニードル弁の先端部分は、ニードル弁が閉鎖位置にあるとき、ノズルの放出端と実質的に面一になるように構成されている円錐台形端を有することができる。
アプリケーターは、内部ボア内でのニードル弁の位置合わせを維持する少なくとも１つの支持部材を更に備えることができる。幾つかの実施形態では、少なくとも１つの支持部材は、内部ボア内でのニードル弁の位置合わせを維持する複数の支持部材を有することができる。
幾つかの実施形態では、ニードル弁は、先端部分に比べて拡径した中間部分を有することができ、内部ボアは、ニードル弁の中間部分を摺動可能にかつ支持可能に収納するようにサイズが決めされている直径を備えた中間セクションを有することができる。幾つかの実施形態では、少なくとも１つの支持部材は、内部ボアの中間セクションの後方に位置決めされるスロートシール部材を有することができる。さらに、スロートシール部材は、中にニードル弁を摺動可能に収納及び支持するように構成することができる。
幾つかの実施形態では、少なくとも１つの支持部材は、内部ボアの中間セクションの前方に位置決めされるインサートを有することができる。インサートは、中にニードル弁を摺動可能に収納及び支持するように構成することができる。
幾つかの実施形態では、流体通路は、ニードル弁の周囲の内部ボアの中を延びる環状セクションをロッドシールの前方に有することができる。さらに、ニードル弁は、環状セクションと位置合わせされる前部分を有することができる。ニードル弁の前部分は、ニードル弁の先端部分及び中間部分に比べて中位の径を有することができる。幾つかの実施形態では、ノズルは、ニードル弁の先端部分を収納するノズルボアを有することができる。ノズルボアは、流体通路の環状セクションの一部を形成することができ、内部ボアの中間セクションに比べて縮径を有するものとすることができる。
エアキャップの複数の空気流出口は、ノズルのスプレー出口に隣接して配置されている、霧化用空気流を供給する霧化用空気流出口を含むことができる。幾つかの実施形態では、エアキャップは、ノズルの放出端と実質的に面一の前面を有するベース部分を有することができ、霧化用空気出口はベース部分に配置することができる。
幾つかの実施形態では、霧化用空気流出口は、ノズルとベース部分との間の環状ギャップによって画定することができる。幾つかの実施形態では、環状ギャップは、約１ミリメートル乃至約３ミリメートルの間の環状幅を有することができる。
エアキャップの複数の空気流出口は、スプレー軸に沿って第１の集束点において合流するように第１の方向に沿ってファン制御空気流の第１の部分を方向付ける第１の組のファン制御空気流出口と、スプレー軸に沿って第２の集束点において合流するように第２の方向に沿ってファン制御空気流の第２の部分を方向付ける第２の組のファン制御空気流出口とを有することができる。幾つかの実施形態では、第１の集束点及び第２の集束点は双方とも、エアキャップの前方に配置することができる。幾つかの実施形態では、第１の集束点及び第２の集束点は、隣接する（conterminous）場合がある。
幾つかの実施形態では、エアキャップは、アプリケーター本体の前端に連結されるベース部分と、ベース部分から前方に突出する一組のホーンとを有することができる。さらに、第１の組のファン制御空気流出口及び第２の組のファン制御空流出口は、一組のホーンに配置することができる。幾つかの実施形態では、第２の組のファン制御空気流出口は、第１の組のファン制御空気流出口に対して前方に、一組のホーンに配置することができる。
少なくとも１つの空気流入口は、霧化用空気流を供給する霧化用空気流入口と、ファン制御空気流を供給するファン制御空気流入口とを有することができる。
アプリケーターは、アプリケーター本体をロボットに取り外し可能に締結する取付けプレートを更に備えることができる。取付けプレートは、アプリケーター本体と当接するように構成されている内部取付け面と、複数の供給管路を収める複数のポートとを有することができる。供給管路は、噴霧されるエラストマー材料を供給する流体供給管路と、霧化用空気流及びファン制御空気流用の空気を供給する少なくとも１つの空気供給管路とを含むことができる。各ポートは、対応する供給導管の返し部を収める突出部を内部取付け面に隣接して有することができる。
幾つかの実施形態では、アプリケーター本体、ノズル、流体通路、ニードル弁及びエアキャップのうちの少なくとも１つは、エラストマー材料を低圧で噴霧するように構成することができる。例えば、低圧は、約２５０ｐｓｉ未満とすることができるか、又はより詳細には、約６０ｐｓｉ未満とすることができる。
本出願はまた、シリコーンエラストマーコーティングを塗布する方法に関する。本方法は、アプリケーターを用いてエラストマー材料を噴霧することを含み、アプリケーターは、前端と、後端と、内部ボアと、エラストマー材料の供給を受け取る流体入口とを有するアプリケーター本体と、アプリケーター本体の前端に連結されているノズルであって、ノズルは、流体通路を介して流体入口と流体連通するスプレー出口を有する放出端を有しており、スプレー出口は、スプレー軸に沿ってエラストマー材料を噴霧するように形成されている、ノズルと、流体通路を閉鎖する閉鎖位置とエラストマー材料を噴霧するよう、流体通路を開放する開放位置との間で長手方向軸に沿って移動するように内部ボア内に摺動可能に取り付けられているニードル弁と、ノズルに隣接してアプリケーター本体の前端に連結されているエアキャップとを備える。エアキャップは、空気の供給を受け取る少なくとも１つの空気流入口と、噴霧されるエラストマー材料を霧化するように霧化用空気流と、噴霧されるエラストマー材料が選択されたスプレーパターンとなるようにファン制御空気流とを供給する複数の空気流出口とを有する。
本方法は、エラストマー材料を約２５０ｐｓｉ未満の低圧で供給することを更に含むことができる。
本出願はまた、シリコーンエラストマーコーティングを塗布する方法に関する。本方法は、エラストマー材料をスプレーアプリケーターに約２５０ｐｓｉ未満の低圧で供給することと、アプリケーターを用いてエラストマー材料を低圧で噴霧することとを含む。
本発明の他の態様及び特徴は、幾つかの例示的な実施形態の以下の記載を検討すれば、当業者には明らかとなるであろう。
ここで、本発明を添付の図面を参照しながら単なる例として記載する。
本発明の一実施形態に従って作製された可搬式コーティングシステムの概略上面図である。 図１の可搬式コーティングシステムの側面図である。 図１の可搬式コーティングシステムの上面図である。 コーティングステーションを示す、図３の４−４の線に沿った可搬式コーティングシステムの断面図である。 図１の可搬式コーティングシステムとともに用いるコンベヤー及び一組の回転可能な連結器の斜視図である。 図５に示されている回転可能な連結器によって保持することができる絶縁体の部分断面立面図である。 本発明の別の実施形態による、電気絶縁体をコーティングする方法を示すフローチャートである。 本発明の別の実施形態による、エラストマー材料を噴霧するアプリケーターの斜視図である。 図７のアプリケーターの分解斜視図である。 図７の９−９の線に沿ったアプリケーターの断面図である。 ノズル及びエアキャップを示す、図９のアプリケーターの拡大断面図である。 図７のアプリケーターの後方斜視図である。
図１を参照すると、図１には、工業部品をエラストマーコーティングでコーティングする可搬式コーティングシステム１０が示されている。より詳細には、可搬式コーティングシステム１０は、電気絶縁体を一液型室温加硫（ＲＴＶ）シリコーンゴムでコーティングするのに用いることができる。
可搬式コーティングシステム１０は、細長い輸送コンテナー１２と、輸送コンテナー１２内に配置されている複数のステーション２０、２２、２４、２６、２８、３０と、１つ又は複数の絶縁体を移送して輸送コンテナー１２内のステーションに通すエンドレスループコンベヤー１６とを備える。より詳細には、図１に示されているように、コンベヤー１６は、絶縁体をローディングステーション２０から、次に、予熱ステーション２２、均一化ステーション２４、２つのコーティングステーション２６、硬化ステーション２８及び最終的にアンローディングステーション３０に通して運ぶように構成されている。
輸送コンテナー１２は、作業現場に輸送可能であるように構成されている。例えば、輸送コンテナー１２は、トラック、鉄道、船舶等のような多数の輸送形態を用いて輸送することができる協同一貫輸送の輸送コンテナーとすることができる。幾つかの実施形態では、輸送コンテナー１２は、約８フィートの幅及び約９．５フィートの高さを有する標準型の４０フィート長のハイキューブ輸送コンテナーとすることができる。幾つかの実施形態では、輸送コンテナー１２は、４５フィート長コンテナー又は高さが約８フィートのコンテナー等のような他のサイズを有することができる。
輸送コンテナー１２を輸送した後、可搬式コーティングシステム１０は、コーティングされる絶縁体近くに位置する作業現場においてセットアップされ、次に、１つ又は複数の電気絶縁体をコーティングするのに用いることができる。これは、コーティングされる絶縁体が、他の状況では従来の自動コーティング設備から遠く離れているような遠隔エリアに位置する場合に、特に有益である。一例として、可搬式コーティングシステム１０は、（例えば、オーバーヘッド式高圧送電線において）既に施行されている既存の絶縁体を改修するのに用いることができ、その場合、絶縁体を取り外し、コーティングし、次に再設置することができる。別の例として、可搬式コーティングシステム１０は、例えば、他の状況では工場が既存のコーティング設備から遠く離れて位置しているような場合に、工場において新たな絶縁体をコーティングするのに用いることができる。双方のシナリオにおいて、可搬式コーティングシステム１０により、製品輸送が低減し、これにより、絶縁体を輸送することに関連するコスト及び破損を低減させることができる。
図１に示されているように、輸送コンテナー１２は、前端４０と、前端４０に長手方向に対向する後端４２との間を延びる。輸送コンテナー１２の各端４０及び４２は、一組の扉４４及び４６を有し、この一組の扉により、ユーザーが、例えば絶縁体をコンベヤー１６に対して、ローディング（搭載する）及びアンローディングする（取出す）のに輸送コンテナー１２の内部にアクセスすることが可能になる。
エンドレスループコンベヤー１６は、細長い循環の経路を有する。例えば、図１では、コンベヤー１６は、絶縁体を、ローディングステーション２０から前端４０に向けて往路（矢印Ｆによって示されている）に沿って移送するとともに、次に、アンローディングステーション３０へと後端４２に向けて復路（矢印Ｒによって示されている）に沿って移送するように構成されている。図示のように、絶縁体は、往路Ｆに沿って予熱ステーション２２、均一化ステーション２４及びコーティングステーション２６を通る。次に、絶縁体は、復路Ｒに沿って硬化ステーション２８を通る。
コンベヤー１６の細長い循環の経路はまた、ローディングステーション２０及びアンローディングステーション３０が互いに隣接して、より詳細には互いに境界線を共にして配置されるように構成されている。これにより、絶縁体を概ね同じ場所においてローディング及びアンローディングすることが可能になる。図１に示されているように、ローディングステーション２０及びアンローディングステーション３０は、輸送コンテナー１２の後端４２に配置されており、これにより、後扉４６からローディングステーション２０及びアンローディングステーション３０へのアクセスが提供される。他の実施形態では、ローディングステーション２０及びアンローディングステーション３０は、別個であって区別することができ、また、前端４０において、又は、輸送コンテナー１２の細長い面に沿って等、他の位置に配置することができる。
細長い循環の経路をコンベヤー１６に設けることにより、ステーション２０、２２、２４、２６、２８及び３０の全てを標準型の４０フィート長のハイキューブ輸送コンテナー内に備え付けることが可能になる。直線経路を用いるのであれば、より長い輸送コンテナー又は複数の輸送コンテナーが必要とされる可能性があり、これにより、可搬式コーティングシステム１０の可搬性が悪影響を受ける可能性がある。例えば、より長い輸送コンテナーであれば、絶縁体が配置されている幾つかの遠隔の場所に移動させることが困難になるか又は不可能になる可能性がある。さらに、隣接するローディングステーション及びアンローディングステーションを循環の経路に設けることにより、作業者一人で部品をローディング及びアンローディングすることが可能になる。対照的に、直線経路を用いるのであれば、絶縁体をローディング及びアンローディングするのに、輸送コンテナーの両端において更なる作業者が必要とされる可能性がある。
ここで、図２〜図５を参照しながら、可搬式コーティングシステム１０のステーションをより詳細に記載する。
使用の際、１つ又は複数の絶縁体１８が、ローディングステーション２０においてコンベヤー１６上にローディングされる。例えば、図２及び図５を参照すると、コンベヤー１６は、絶縁体１８を移送してステーションに通す間に絶縁体１８を保持及び支持する複数の連結器５０を備える。図５及び図５ａに示されているように、各連結器５０は、絶縁体１８のキャップ１８ａ（ステムとも呼ばれる）を摺接可能に収納するソケット５２を有する。ソケット５２は、絶縁体１８を適所に保持するのに役立つパッドが裏に付いているものとすることができる。例えば、パッドは、フェルトパッド、発泡体等を含むことができる。
図５ａに示されているように、絶縁体１８は、キャップ１８ａと、キャップ１８ａに取り付けられているシェル１８ｂと、キャップ１８ａに対向してシェル１８ｂに取り付けられているピン１８ｃとを備える。シェル１８ｂは一般的に、キャップ１８ａをピン１８ｃから電気的に絶縁させるように、ガラス、施釉磁器又は別の誘電材料から作製される。キャップ１８ａは、別の絶縁体のピン１８ｃを収納するように概ね形成されており、それによって、絶縁体をともに接続することができる。
図５ａに示されている絶縁体１８のシェル１８ｃは、山部及び谷部を有しているが、他の実施形態では、シェル１８ｃは、山部及び谷部を有することなく平坦な又は凹状のディスク等の他の形状を有することができる。
幾つかの実施形態では、例えば、種々のキャップサイズを有する絶縁体に対処するように、アダプター（図示せず）を絶縁体１８のキャップ１８ａ上に配置してからソケット５２に挿入することができる。より詳細には、アダプターは、連結器５０のソケット５２内にフィットするようにサイズ決め及び形状決めされた規格外径を有することができる。さらに、各アダプターは、コーティングされる特定の絶縁体のキャップ１８ａを収納するようにサイズ決め及び形状決めされた内部ソケットを有することができる。したがって、内部ソケットのサイズ及び形状は、種々の絶縁体ごとに異なるものとすることができる。幾つかの実施形態では、アダプターは、真空成形することができるか、又は、射出成形等の他の製造技法を用いて成形することができる。
幾つかの実施形態では、連結器５０は、クランプ、ブラケット等を用いて絶縁体１８を保持及び支持することができる。さらに、図５に示されている絶縁体１８は、キャップが下方に保持されることができ、他の実施形態では、絶縁体１８は、キャップが上方、側方等のように、他の向きに保持されることができる。
幾つかの実施形態では、各連結器５０は、それぞれの電気絶縁体１８を支持するとともに特定の回転速度で回転軸Ａの回りに回転させるように構成することができる。例えば、図示の実施形態では、各連結器５０は、連結器５０を垂直に延びる回転軸Ａの回りに回転させるようにモーター（図示せず）によって駆動することができるスプロケット５３を有する。絶縁体１８を回転させることは、以下で後述するように、エラストマーコーティングを塗布する際に有用となりうる。
絶縁体１８がローディングされると、エンドレスループコンベヤー１６は、絶縁体１８を移動させてステーションのそれぞれに通す。絶縁体１８は、特定のステーションにくると、そのステーションに幾らかの特定の時間間隔にわたって滞留してから、次のステーションに進む。各ステーション間の持続時間を「インデックス時間間隔」と呼ぶ。
インデックス時間間隔の持続時間は、コーティングを塗布するのにかかる時間に依存する。例えば、コーティング工程は、より大きな絶縁体又は複雑な幾何学形状を有する絶縁体の場合はより長くなる可能性がある。幾つかの実施形態では、インデックス時間間隔は、絶縁体の特定の幾何学形状に基づいて自動的に設定することができる。例えば、幾つかの実施形態では、インデックス時間間隔は、約１０分未満とすることができ、より詳細には、約５分未満とすることができる。
幾つかの実施形態では、コンベヤー１６は、絶縁体１８を移動させて幾つかの組又は群の複数のステーションのそれぞれに通すことができる。例えば、図３において示されているように、コンベヤー１６は、一組の３つの絶縁体１８を移動させて一群としての各ステーションに通すように構成されている。したがって、各組の絶縁体１８は、インデックス時間間隔で次のステーションに進む。
コンベヤー１６は、特定のインデックス時間間隔及び各群の絶縁体の数に応じた速度で動作する。例えば、幾つかの実施形態では、コンベヤー１６は、約２０フィート／分の速度で動作することができる。そのような実施形態では、絶縁体を或るステーションから次のステーションに進ませるのに約２０秒かかるであろう。
図３に示されているように、絶縁体１８は、コンベヤー１６上にローディングされた後、予熱ステーション２２に移動する。予熱ステーション２２は、特定の温度、例えば約２５℃以上に絶縁体１８を予熱するように構成することができる。絶縁体１８を予熱することは、絶縁体の表面へのエラストマーコーティングの付着及び硬化に役立つ。例えば、予熱は、絶縁体の表面上の湿気を蒸発させるのに役立つが、この湿気は、蒸発させなければコーティング工程の妨げとなる可能性がある。
予熱ステーション２２は、１つ又は複数の熱源を用いて絶縁体を加熱することができる。例えば、図示のように、予熱ステーション２２は、赤外線ヒーター５４のようなヒーターを備えることができる。さらに、予熱ステーション２２は、通気システム等の別個の源から被加熱空気を受け取ることができる。そのような実施形態では、温風送風機が、約２５℃〜約１５０℃の間の温度で空気を供給することができる。
幾つかの実施形態では、予熱ステーション２２は、予熱チャンバーを画定するような囲い５６（ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ）内に収容されることができる。囲い５６は、ボックス状の形状を有することができ、また、板金、セラミック等の耐火材料から作製することができる。図１に示されているように、赤外線ヒーター５４は、絶縁体１８に向けて下方に熱を放射するように囲い５６の上側部分に固定することができる。
予熱ステーション２２の後、予熱された絶縁体１８は、絶縁体１８の表面温度を均一化させる均一化ステーション２４に移動する。特に、予熱ステーション２２が絶縁体１８を不均一に加熱した場合、表面温度を均一化させることは有益である。例えば、オーバーヘッド式赤外線ヒーター５４は、絶縁体１８の上面を下面よりも多く加熱することができる。絶縁体１８を均一化ステーション２４に入れたままにすることにより、下面を温め、その一方、上面を冷ますことができる。
図示のように、均一化ステーション２４は、均一化チャンバーを画定するような囲い５８に包囲されることができる。囲い５８は、予熱ステーション２２の囲い５６と同様とすることができる。
幾つかの実施形態では、システム１０は、絶縁体１８の上に空気流を供給することができ、その一方、均一化ステーション２４において均一化工程を早めることができる。均一化ステーション２４を通る空気流は、周囲温度とするか、又は、例えば、約３０℃〜約５０℃の間の温度に加熱されたものとすることができる。
均一化ステーション２４の後、絶縁体１８は、コーティングステーション２６に移動する。図示の実施形態では、２つのコーティングステーション２６が互いに前後に配置されている。各コーティングステーション２６は、絶縁体１８にエラストマーコーティングを塗布するロボット制御式アプリケーターを備える。
エラストマーコーティングは、２００４年１２月２１日に発行された米国特許第６，８３３，４０７号、２００２年８月２０日に発行された米国特許第６，４３７，０３９号及び１９９４年７月５日に発行された米国特許第５，３２６，８０４号に教示されているようなシリコーンエラストマーコーティング、特に、１９９４年７月５日に発行された米国特許第５，３２６，８０４号に教示されている一液型ＲＴＶシリコーン組成物とすることができる。
コーティングは、ロボットスプレーコーティング等の多数のコーティング技法を用いて塗布することができる。より詳細には、図４に示されているように、各コーティングステーション２６は、スプレーアプリケーター６０と、スプレーアプリケーター６０を制御するロボット６２とを備える。ロボット６２は、６軸ロボット等の多軸ロボットとすることができる。アプリケーター６０は、標準スプレーアプリケーターとすることができるか、又は、以下で更に記載するアプリケーター２００等の、具体的にはエラストマー材料を噴霧するようになっている専用スプレーアプリケーターとすることができる。
各コーティングステーション２６のロボット制御式アプリケーターは、絶縁体１８にコーティングの少なくとも１つの層を塗布するように構成されている。幾つかの実施形態では、ロボット制御式アプリケーターのうちの１つ又は複数は、各絶縁体１８にコーティングの複数の層を塗布するように構成することができる。層の数は、特定の公称厚さとなるコーティングがもたらされるように選択することが可能であり、その特定の公称厚さは、少なくとも約１５０ミクロン、又はより詳細には、少なくとも約３００ミクロンとすることができる。
幾つかの実施形態では、コーティングの各層は、絶縁体の特定のエリアに塗布することができる。例えば、ロボット制御式アプリケーターは、特に到達するのが困難であるエリアにコーティングの複数の層を塗布するように構成することができる。一例として、第１のコーティングステーション２６のロボット制御式アプリケーターが、特定の群の各絶縁体の全体にコーティングの第１の層を塗布し、次に、各絶縁体１８の、到達することが概ね困難な山部及び谷部に２つの更なるコーティングの層を塗布することができるか、又はそれとは逆の順で塗布することができる。次に、第２のコーティングステーション２６のロボット制御アプリケーターが、特定の群の各絶縁体１８の全体に２つのコーティングの層を塗布することができる。幾つかの実施形態では、これらの層は、他の順でロボット６２によって塗布することができる。
図示の実施形態は、２つのコーティングステーション２６を備えるが、幾つかの実施形態では、可搬式コーティングシステム１０は、１つ又は複数のコーティングステーションを備えることができる。
上述したように、絶縁体１８は、コーティング中に回転させることができる。したがって、可搬式コーティングシステム１０は、絶縁体がコーティングステーション２６にある間に回転可能な連結器５０を回転させる駆動機構７０を備えることができる。図４に示されているように、駆動機構７０は、駆動チェーン７６を作動させるための駆動スプロケット７４を回転させるモーター７２を備える。それぞれの絶縁体１８を対応する垂直回転軸Ａの周りに回転させるように、駆動チェーン７６は、コーティングステーション２６において、各対応する回転可能な連結器５０のスプロケット５３を順番に回転させる。他の実施形態では、駆動機構７０は、プーリーシステム、各連結器５０の個別のモーター等のような他の形態を有することができる。そのような実施形態では、連結器のスプロケット５３は省くことができるか、又は、スプロケット５３の代わりにプーリー等の別の装置を用いることができる。
図示の実施形態は、双方のコーティングステーション２６に配置されている連結器全てを回転させる１つの駆動機構７０を備えるが、他の実施形態では、システムは、複数の駆動機構を備えることができる。例えば、連結器を回転させる第１の駆動機構が第１のコーティングステーション２６にあるものとすることができ、連結器を回転させる第２の駆動機構が第２のコーティングシステム２６にあるものとすることができる。別の例として、各個別の連結器を回転させる個別の駆動機構があるものとすることができる。
図示の実施形態では、駆動機構７０は、各コーティングステーション２６のロボットスプレーアプリケーターがコーティングを塗布している間、回転可能な連結器５０を回転させるように構成されている。これにより、ロボットスプレーアプリケーターが、絶縁体１８の背後にまわることなく絶縁体１８全体にコーティングを塗布することが可能になる。このことは、厚さが均一なコーティングをもたらしつつもロボットの複雑な動きを減らすのに役立つことができる。
図２及び図３に示されているように、可搬式コーティングシステム１０は、絶縁体１８がコーティングされている間、連結器５０の回転速度を制御するようになっているコントローラー８０を備えることができる。例えば、コントローラー８０は、駆動機構７０を介して回転可能な連結器５０に動作可能に接続することができる。より詳細には、コントローラー８０は、約１０ＲＰＭ〜約１２０ＲＰＭの間の速度で連結器５０を回転させるようにモーター７２の速度を調整することができる。幾つかの実施形態では、コントローラー８０は、約３０ＲＰＭ〜約６０ＲＰＭの間の速度で連結器５０を回転させるように構成することができる。
幾つかの実施形態では、コントローラー８０は、噴霧される絶縁体の対象エリアに適用される特定のコーティング率を維持するように構成することができる。例えば、コントローラー８０は、噴霧される対象エリアの特定の接線速度をもたらすよう、各連結器５０の回転速度を調整するように構成することができる。スプレーアプリケーター６０と噴霧される対象エリアとの一定の相対速度を維持することによって、連結器５０の回転速度を調整することは、均一な厚さのコーティングをもたらすのに役立つであろう。例えば、連結器５０が一定速度で回転するのであれば、絶縁体１８の径方向外面は、回転軸Ａにより近い表面に比べて高い速度で動くであろう。アプリケーターが同じ率でエラストマー材料を噴霧するのであれば、より低速で動いている内面に比べて速く動いている径方向外面に塗布されるコーティングはより少ないであろう。この結果、コーティングの厚さが不均一なものとなり得る。このような速度の違いを考慮に入れ、コントローラー８０は、スプレーアプリケーター６０が回転軸Ａにより近い対象エリアに噴霧している場合、連結器５０の回転速度を増加させることができる。回転速度を増加させることにより、対象エリア（例えば、絶縁体の径方向内面）の接線速度が増大し、それによって、対象エリアに塗布されるコーティングがより少なくなる。同様に、コントローラー８０は、スプレーアプリケーター６０が回転軸Ａから径方向外側の対象エリアに噴霧している場合、その対象エリア（例えば、径方向外面）の接線速度を低減させ、それによってより多くのコーティングを対象エリアに塗布するように、連結器５０の回転速度を低減させることができる。
幾つかの実施形態では、コントローラー８０は、ロボット制御式スプレーアプリケーター（例えば、スプレーアプリケーター６０及びロボット６２）に動作可能に接続することができる。そのような実施形態では、コントローラー８０は、ロボット６２の動き、スプレーアプリケーター６０からのエラストマー材料の流量、又は、スプレーアプリケーター６０に関連するスプレーパターン等の、ロボット制御式スプレーアプリケーターのパラメーターを調整するように構成することができる。コントローラー８０は、例えば、噴霧される対象エリアに適用される特定のコーティング率を維持するのに役立つように、噴霧される対象エリアの接線速度に基づいて、これらのパラメーターのうちの１つ又は複数を調整することができる。例えば、ロボットの動きを制御することにより、噴霧される対象エリアに対する滞留時間を調整することができる。より詳細には、より長い滞留時間の間、対象エリアを噴霧することにより、塗布されるコーティングの量を増加させることができる。別の例として、流量を増大させることにより、塗布されるコーティングの量を増加させることができる。
更に別の例では、コントローラー８０は、噴霧される絶縁体のエリアに応じてスプレーパターンを調整するように構成することができる。特に、絶縁体１８の径方向外面等の大きなエリア上に、流量が高い幅広のスプレーパターンを用いることが望ましい場合がある。逆に、絶縁体１８の山部及び谷部等の、到達することが困難なより小さなエリア上に、流量が低い幅狭のスプレーパターンを用いることが望ましい場合もある。
スプレーアプリケーター６０のスプレーパターンを調整することはまた、絶縁体の異なる表面速度（例えば、より高速に動く径方向外面及びより低速に動く径方向内面）を考慮するのに役立つことができる。例えば、より高速に動く外面に噴霧する場合、流量がより高いスプレーパターンを用いることが望ましい場合があり、より低速に動く内面に噴霧する場合、流量がより低いスプレーパターンを用いることが望ましい場合がある。
幾つかの実施形態では、コントローラー８０は、数多くのスプレーパターン、例えば、少なくとも１００通りの異なるスプレーパターン、場合によっては更にそれより多いスプレーパターンを記憶するように構成することができる。コントローラー８０はまた、スプレーアプリケーター６０を位置決めするとともに方向付けるための複数のロボット位置を記憶するように構成することができる。これらのスプレーパターン及び位置は、ハードドライブ、プログラマブルメモリ、フラッシュメモリ等のようなメモリ記憶装置に格納することができる。
種々のスプレーパターン及びロボット位置は、コーティングされる特定の絶縁体に基づいて選択することができる。例えば、作業者は、コーティングされる絶縁体の特定のモデル数に合わせた種々のスプレーパターン及びロボット位置によって予め構成されたプログラムを選択することができる。さらに、作業者は、予め構成されたプログラムをまだ有していない個別の絶縁体に合わせたカスタムプログラムを選択することが可能であり得る。カスタムプログラムは、コーティングされる絶縁体のサイズ、形状及び複雑性に基づいて選択することができる。
図示の実施形態のコーティングステーション２６は、ロボット制御式スプレーアプリケーターを備えるが、他の実施形態では、コーティングステーション２６は、スピンコーティング又は浸漬コーティング等の他のコーティング技法を用いることができる。例えば、コーティングステーション２６は、絶縁体の表面を覆うとともにその表面に付着するエラストマー材料の浴中に絶縁体が浸漬される浸漬コーティングを用いることができる。さらに、特定の厚さの均一なコーティングをもたらすように浸漬中又は浸漬後に、特定の速度で絶縁体を回転させることができる。浸漬コーティングを用いる場合、コーティングステーション２６は、絶縁体の表面上にコーティングを塗布又は分布させる際に、エラストマー組成物の表面が剥離することを回避するように、窒素富化雰囲気下に維持することができる。
コーティングステーション２６の後、コーティングされた絶縁体１８は、エラストマーコーティングを硬化させる硬化ステーション２８に移動する。硬化ステーション２８は、硬化工程を高める特定の温度及び湿度に維持することができる。例えば、温度は、約２５℃〜約６０℃の間、又はより詳細には、約３０℃〜約４５度の間に維持することができ、湿度は、約１５％〜約８０％の間の相対湿度、又はより詳細には、約５０％〜約７５％の間の相対湿度に維持することができる。
図示の実施形態では、硬化ステーション２８は、コーティングステーション２６の向かいの、復路Ｒ上に配置されている第１の硬化領域２８ａと、予熱ステーション２２及び均一化ステーション２４の向かいの、復路Ｒ上に配置されている第２の硬化領域２８ｂとを含む。
図３及び図４を参照すると、可搬式コーティングシステム１０は、選択された空気流路（この空気流路は破線及び実線９０によって図４に示されている）に沿って空気流を供給する空気供給部を備える。図３に示されているように、空気流は通気システムによって供給することができ、通気システムは、入口ダクト９２と、入口ダクト９２内に配置される空気供給ファン９４とを備えることができる。図４に示されているように、空気供給ファン９４は、空気が入口ダクト９２を通って入口ダクト９２から選択された空気流路９０に沿って外側へ向くようにする。
図４をなおも参照すると、エラストマーコーティングの硬化を高めるように、第１の硬化領域２８ａが、選択された空気流路９０内に配置されている。幾つかの実施形態では、空気流は、例えば、上述したように、硬化工程を高めるよう、特定の温度又は特定の湿度で供給することができる。また、入口ダクト９２は、除去されなければ空気供給部に入り込んで硬化中のコーティングを汚損する可能性がある汚れ等の粒子を除去する入口空気フィルター９５を備えることができる。
可搬式コーティングシステム１０はまた、空気流を排出する排気口を備える。排気口は、排気ダクト９６を介して輸送コンテナー１２の外に空気流を引き出すことができる。図３に示されているように、幾つかの実施形態では、排気口は、選択された空気流路９２に沿って空気流を引き出して排気ダクト９６から出す、排気ファン９８又は別の吸引装置を備えることができる。幾つかの実施形態では、排気口は、外部環境に空気流を排出する前に粒子、揮発性化学物質、引火性蒸気、オーバースプレーの液滴等を除去する排気フィルター９９を備えることもできる。
幾つかの実施形態では、排気口は、空気流を排出する前に煙霧を除去するスクラバーを備えることができる。例えば、排気口は、ＶＯＣ規制を満たすようにＶＯＣスクラバーを備えることができる。
図示の実施形態では、コーティングステーション２６は、第１の硬化領域２８ａの下流の選択された空気流路９０内に配置されている。より詳細には、図示の実施形態では、コーティングステーション２６は、コンベヤー１６の往路Ｆに沿って配置されており、第１の硬化領域２８ａは、コーティングステーション２６に近接して復路Ｒに沿って配置されており、そのため、選択された空気流路９０は、第１の硬化領域２８ａを横断し、次にコーティングステーション２６を横断するように方向付けられている。この構成は、ロボット制御式スプレーアプリケーターからのオーバースプレーを抑制するのに役立つことができる。例えば、ロボット制御式スプレーアプリケーターがオーバースプレーを生成する場合、空気流は、オーバースプレーを排気口の方へ押しやる傾向があるため、オーバースプレーが第１の硬化領域２８ａ内の絶縁体に到達する可能性を減らすことができる。空気流がなければ、オーバースプレーは、例えば、第１の硬化領域２８ａ内で硬化中の絶縁体に付着することによって、硬化工程を妨げる可能性があり、その結果、コーティングが不均一となるか、又はコーティングの厚さが不均一になり得る。
排気ファン９８もまた、負の空気圧を供給することによってオーバースプレーを制御するのに役立つことができ、負の空気圧は、いかなるオーバースプレーも排気ダクト９６の外へ引き出すのに役立ち得る。さらに、排気フィルター９９が、空気を外部環境に排出する前にオーバースプレー及び他の化学物質を捕捉するのに役立ち得る。
図示の実施形態では、第２の硬化領域２８ｂは、復路Ｒに沿って第１の硬化領域２８ａの下流に配置されている。さらに、第２の硬化領域２８ｂは、例えば、囲い内に収容されることによって、コーティングステーション２６から少なくとも部分的に遮蔽される。囲いは、予熱ステーション２２及び均一化ステーション２４に関して前述した囲い５６及び５８と同様とすることができる。第２のコーティング領域２８ｂをコーティングステーション２６から遮蔽することにより、第２の硬化領域２８ｂ内で硬化中の絶縁体にオーバースプレーが付着する可能性を減らすことができる。
幾つかの実施形態では、通気システムが第２の硬化領域２８ｂに被加熱空気の供給を行うことができる。この空気供給により、硬化工程を向上させることができる。さらに、空気を第２の硬化領域２８ｂに供給することにより、正の空気圧を供給することができ、この正の空気圧は、輸送コンテナー１２の後端４２の方へオーバースプレーが移動する可能性を減らす。
図３を参照すると、可搬式コーティングシステム１０は、輸送コンテナー１２に沿って長手方向に延びるアクセス通路１００を備える。アクセス通路１００は、例えば、作業者が各ステーションを通る絶縁体を監視するか又はメンテナンスを行うことを可能にするように、コンベヤー１６及びステーションのそれぞれへのアクセスを提供する。アクセス通路１００は、オーバースプレーを抑制するようにコーティングステーションの両側に扉を有することができる。
また、輸送コンテナー１２の前端４０は、機械的なセクション１０４を有する。機械的なセクション１０４は、電気機器、通気システム、ヒーター、給湿機等を含むことができる。
上記で示したように、輸送コンテナー１２のサイズにより、コンベヤー１６及び種々のステーション等の、可搬式コーティングシステム１０の種々の態様に対するスペースの量が制限される。輸送コンテナー１２内に全てを収容する（enclose）ために、ステーションは、細長い循環の経路のコンベヤーに沿って設けられる。この構成に従い、往路Ｆ上の幾つかのステーションは、復路Ｒに沿った他のステーションに近接して配置される。例えば、複数のコーティングステーション２６は、硬化ステーション２８の第１の硬化領域２８ａに隣接し、横方向に配置される。この配置は、コーティングステーション２６のロボット６２が垂直方向及び水平方向の双方に操作されるのに、或る空間を必要とするので問題となる可能性がある。図２及び図４に示されているように、操作性の問題は、第１の硬化領域２８ａの範囲における、コンベヤー１６の高さを低減することによって解消することができる。特に、コンベヤー１６は、第１の硬化領域２８ａの範囲において低減した高さ「Ｈ１」を有し、この高さ「Ｈ１」は、高さ「Ｈ２」を有するコンベヤーの他の部分に比べて、より低くなっている。
他の実施形態では、ロボットの操作性は、より高さのある輸送コンテナーを提供すること又は、低プロファイルのロボットを用いることによって対処させることができる。しかしながら、より高さのある輸送コンテナーは可搬性が低くなり、そして、低プロファイルのロボットはより高価となるであろう。
可搬式システム１０の使用により、従来のコーティング設備から離れて位置する絶縁体をコーティングする能力を提供することができる。これには、再製計画の一環として既存の絶縁体を再コーティングすること、及び新しい絶縁体をコーティングすることが含まれる。
さらに、可搬式システム１０は、一定、均一かつ信頼できる様式でコーティングを塗布することができる。例えば、可搬式システム１０は、輸送コンテナー１２内に収容される１つ又は複数の制御下環境を提供し、このことは、絶縁体をコーティングするのに適した条件を提供するのに役立ち得る。より詳細には、輸送コンテナー１２の１つ又は複数のエリア内の温度及び湿度は、絶縁体の事前調整、コーティング又は硬化を高めるように制御することができる。そして、コーティングされる絶縁体が様々な気候を有する多様な場所に配置される場合があり、それらの気候は他の状況では新しい絶縁体又は再製される絶縁体をコーティングするには不適切であるか又は不都合である可能性があるため、この制御形態は、特に有益である。
別の利益は、ロボット制御アプリケーターの使用が、一定の繰返し可能な工程を提供するのに役立つことができることであり、このことは、均一な厚さのコーティングをもたらすのに役立ち得る。
図示の実施形態は、複数の特定のステーションを備えるが、幾つかの実施形態では、ステーションのうちの１つ又は複数のステーションを省くことができるし、他のステーションを追加することもできる。例えば、幾つかの実施形態では、予熱ステーション及び均一化ステーションを省くことができる。さらに、幾つかの実施形態では、絶縁体がコーティングされる前に絶縁体を清掃する清掃ステーションを追加することができる。
ここで図６を参照すると、図６には、ステップ１３０、１４０、１５０、１６０、１７０及び１８０を含む、電気絶縁体をコーティングする方法１２０が示されている。
ステップ１３０は、可搬式コーティングシステム１０のような可搬式コーティングシステムを準備することを含む。可搬式コーティングシステムは、第１の端及び第１の端に対向する第２の端を有する輸送コンテナーと、並びに、輸送コンテナー内に配置されている複数のステーションを有する輸送コンテナーとを備えることができる。輸送コンテナーは、輸送コンテナー１２と同じ又は同様とすることができる。複数のステーションは、絶縁体にエラストマーコーティングを塗布するコーティングステーションと、コーティングステーションの後に配置されている、エラストマーコーティングを硬化させる硬化ステーションとを備えることができる。
ステップ１４０は、例えば輸送コンテナーの第１の端において、絶縁体を可搬式コーティングシステムにローディングすることを含む。より詳細には、絶縁体は、回転可能な連結器５０に、輸送コンテナー１２の後端４２においてローディングすることができる。
ステップ１５０は、絶縁体を移送して輸送コンテナー内の細長い循環の経路に沿って複数のステーションに通すことを含む。例えば、絶縁体は、エンドレスループコンベヤー１６を用いて移送することができる。
ステップ１６０は、コーティングステーション２６と同じ又は同様とする、コーティングステーションにおいて、絶縁体にエラストマーコーティングの少なくとも１つの層を塗布することを含む。一例として、コーティングは、スプレーアプリケーター６０及びロボット６２のようなロボット制御アプリケーターを用いて塗布することができる。
ステップ１７０は、硬化ステーション２８と同じ又は同様とする硬化ステーションにおいて、コーティングされた絶縁体上のエラストマーコーティングを硬化させることを含む。
ステップ１８０は、例えば輸送コンテナーの第１の端において、コーティングされた絶縁体を可搬式コーティングシステムからアンローディングすることを含む。
幾つかの実施形態では、方法１２０はまた、遠隔の作業現場に可搬式スプレーシステムを輸送するステップ１９０のような更なるステップを含むことができ、このステップは、ステップ１３０の後でステップ１４０の前に行うことができる。
ここで図７〜図１１を参照すると、図７〜図１１には、本発明の一実施形態による、エラストマー材料を噴霧するアプリケーター２００が示されている。アプリケーター２００は、アプリケーター本体２１０と、エラストマー材料を噴霧するノズル２１２と、エラストマー材料のスプレーをノズル２１２から選択的に出すことを可能にするニードル弁２１４と、エラストマー材料を霧化するように、また、選択されたスプレーパターンをもたらすように空気流を供給するエアキャップ２１６とを備える。上記で示したように、アプリケーター２００は、可搬式コーティングシステム１０と組み合わせて用いることができる。
図７〜図９を参照すると、アプリケーター本体２１０は、前端２２０及び後端２２２を有する概ねブロック状の形状を有する。図９に示されているように、内部ボア２２６が、前端２２０から後端２２２にかけてアプリケーター本体２１０の中を延びている。内部ボア２２６は、ノズル２１２及びニードル弁２１４を収納するように構成されている。
ノズル２１２及びエアキャップ２１６は双方とも、アプリケーター本体２１０の前端２２２に連結される。例えば、図８及び図９に示されているように、ノズル２１２は、雄ねじ２１２ａを有する後端を有しており、雄ねじ２１２ａは、円筒形の流体分配インサート２１８の対応する雌ねじ２１８ｂに螺入する。流体分配インサート２１８は、別の雄ねじ２１８ｂを有する中間部分を有し、雄ねじ２１８ｂは、アプリケーター本体２１０の内部ボア２２６の対応する雌ねじ（図示せず）に螺入する。
エアキャップ２１６は、ノズル２１２を部分的に覆い、保持リング２２８によって適所に固定される。保持リング２２８は内部雌ねじ２２８ａを有しており、内部雌ねじ２２８ａは、アプリケーター本体２１０の前端２２０の対応する外部雄ねじ２１０ａに螺合する。図１０に示されているように、保持リング２２８は内周リム２２８ｂを有しており、内周リム２２８ｂは、エアキャップ２１６をアプリケーター本体２１０に固定するように、エアキャップ２１６の対応する外周フランジ２１６ｂと係合する。
ノズル２１２と流体分配インサート２１８と保持リング２２８とにおけるねじ接続により、ノズル２１２とエアキャップ２１６との容易な組付け及び分解が可能になり、この構成は、アプリケーター２００を清掃するためには望ましい構成であろう。
他の実施形態では、ノズル２１２及びエアキャップ２１６は、流体分配インサート２１８又は保持リング２２８を用いることなくアプリケーター本体２１０に直接連結することができる。そのような実施形態では、流体分配インサート２１８は、例えば３Ｄ印刷等の製造技法を用いて、アプリケーター本体２１０と一体成形することができる。
上記で示したように、アプリケーター２００は、エラストマー材料、特に、一液型ＲＴＶシリコーンゴム等のシリコーンエラストマー材料を噴霧するように構成されている。したがって、アプリケーター本体２１０は、例えば収容容器又は別のエラストマー材料源から、エラストマー材料の供給を受け取る流体入口２３０を有する。図９及び図１１に示されているように、流体入口２３０は、アプリケーター本体２１０の後端２２２に配置されており、返し部２３２のような管継手を介して供給管路に接続することができる。返し部２３２は、ボルト等の締結具を用いてアプリケーター本体の後端２２２に固定される取付けプレート２３４によって適所に保持される。幾つかの実施形態では、流体入口２３０を、アプリケーター本体２１０の頂面、底面又は側面上等のような他の場所に有することができる。
ノズル２１２は、エラストマー材料を噴霧するように構成されている。特に、ノズル２１２は、スプレー軸Ｓに沿ってエラストマー材料を噴霧する形状になっているスプレー出口２４４を有する放出端２４２を有する。
図９に示されているように、流体入口２３０は、（例えば、流体流路２３６のラインによって示されているような）流体通路を介してノズル２１２と流体連通しており、これにより、エラストマー材料をノズル２１２に流すことが可能になる。例えば、図示の実施形態では、流体通路２３６は、流体入口２３０からアプリケーター本体２１０を通って内部ボア２２６にかけて、その後、ニードル弁２１４及びノズル２１２の双方に沿ってスプレー出口２４４の方へ延びている。流体通路２３６の、ニードル弁２１４及びノズル２１２に沿って延びている部分は、環状セクションとして形成される。例えば、ノズル２１２はノズルボア２４６を有しており、ノズルボア２４６は、ニードル弁２１４と協働して流体通路２３６の環状セクションの一部を画定する。
ニードル弁２１４は、図示の実施形態に示されているようにスプレー軸Ｓと同一直線とすることができる長手方向軸Ｌに沿って移動するよう、アプリケーター本体２１０の内部ボア２２６内に摺動可能に取り付けられる。他の実施形態では、長手方向軸Ｌ及びスプレー軸Ｓは、例えば、ノズル２１２を傾けて長手方向軸Ｌから離すことによって、互いに傾斜する及び／又は互いからずれるものとすることができる。
ニードル弁２１４は、スプレー出口２４４からエラストマー材料を噴霧するよう、流体通路２３６を閉鎖する閉鎖位置と流体通路２３６を開放する開放位置との間で長手方向軸Ｌに沿って移動するように構成されている。
図８及び図９に示されているように、ニードル弁２１４は、後部分２５０と、中間部分２５２と、前部分２５４と、先端部分２５６とを有する細長い円筒形状を有する。これらの種々の部分は、ニードル弁２１４のスムーズな動作を可能にするように、特に、長手方向軸Ｌに沿ったニードル弁２１４の位置合わせを維持するようにサイズ決め及び形状決めされている。ニードル弁２１４の種々の部分はまた、エラストマー材料が流体通路２３６内で詰まることを防止するようにサイズ決め及び形状決めされている。
中間部分２５２は包括的には、先端部分２５６及び前部分２５４に比べてより大きい直径を有する。中間部分２５２は、アプリケーター本体２１０の内部ボア２２６に嵌まるようにサイズ決めされている。特に、内部ボア２２６は、ニードル弁２１４の中間部分２５２を摺動可能かつ支持可能に収納するようにサイズ決めされている直径を有する中間セクション２２６ａを有しており、このことは、長手方向軸Ｌに沿ったニードル弁２１４の位置合わせを維持するのに役立つことができる。
前部分２５４は、中間部分２５２及び先端部分２５６に比べて中位の直径を有する。さらに、中間部分２５２は、アプリケーター本体２１０の内部ボア２２６よりも小さい直径を有しており、流体分配インサート２１８を通して対応する内部ボア内に収納されるようにサイズ決めされている。より詳細には、前部分２５４は、流体通路２３６の第１の環状セクション２３６ａを画定するように、流体分配インサート２１８を通る内部ボアよりも小さい直径を有しており、これにより、エラストマー材料がニードル弁２１４の周囲で２１２に流れることが可能になる。幾つかの実施形態では、中間部分２５２は、約４．０ミリメートルの外径を有することができ、流体分配インサート２１８をわたる内部ボアは、約５．５ミリメートルの内径を有することができる。したがって、第１の環状セクション２３６ａは、約１１．２ｍｍ２の断面積を有することができる。他の実施形態では、第１の環状セクション２３６ａの断面積は、約５ｍｍ２〜約２０ｍｍ２の間とすることができる他の形状及びサイズを有することができる。
先端部分２５６は、前部分２５４よりも小さい直径を有する。先端部分２５６は、ノズルボア２４６内に収納されるようにサイズ決めされている。より詳細には、先端部分２５６は、流体通路２３６の第２の環状セクション２３６ｂを画定するようにノズルボア２４６よりも小さい直径を有しており、これにより、エラストマー材料が第１の環状セクション２３６ａから流れてスプレー出口２４４を通って出ることが可能になる。幾つかの実施形態では、先端部分２５６は、約２．５ミリメートルの外径を有することができ、ノズルボア２４６は、約３．６ミリメートルの内径を有することができる。したがって、第１の環状セクション２３６ａは、約５．１ｍｍ２の断面積を有することができる。他の実施形態では、第１の環状セクション２３６ａの断面積は、約２ｍｍ２〜約１０ｍｍ２の間とすることができる他の形状及びサイズを有することができる。
図示のように、先端部分２５６及びノズルボア２４６は、スプレー出口２４４の方へ径方向内側にテーパー状になっているものとすることができる。例えば、ノズルボア２４６は、約２．０ミリメートルの内径まで縮径することができる。したがって、スプレー出口２４４における、流体通路２３６の断面積は、約３．１ｍｍ２とすることができる。他の実施形態では、スプレー出口２４４における、流体通路２３６の断面積は、少なくとも約１．８ｍｍ２（例えば、ノズル直径が少なくとも１．５ミリメートル）とすることができる他の形状及びサイズを有することができる。このサイズよりも下であれば、アプリケーター２００が詰まる可能性があるか、又は、エラストマー材料の流量が低くなりすぎる可能性がある。
先端部分２５６は、ノズル２１２の全体にわたって延びるように、概ね形状決めされており、そして、ニードル弁２１４が閉鎖位置にあるとき、放出端２４２と実質的に面一になるようになっている。より詳細には、図１０を参照すると、先端部分２５６は、ニードル弁２１４が閉鎖位置にあるとき、放出端２４２と実質的に面一になるように構成されている円錐台形端２５８を有する。このようにして、円錐台形端２５８はまた、ニードル弁２１４が閉鎖する際に、過剰なエラストマー材料をノズルから押し出すのに役立ち、これにより、ノズル２１２の目詰まりを低減させることができる。
より確実にするために、円錐台形端２５８は、依然として放出端２４２と「実質的に面一」でありつつも、放出端２４２から僅かに引っ込んでいているか又は僅かに出っ張っているものとすることができる。例えば、円錐台形端２５８は、放出端２４２から最大約１ミリメートルだけ引っ込んでいるか又は最大約３ミリメートルだけ出っ張っているものとすることができる。
図１０に示されているように、円錐台形端２５８は、ニードル弁２１４が閉鎖位置にあるとき、ノズル２１２の内部環状隆起部２５９（ｒｉｄｇｅ）に当接するように形状決めされている。円錐台形端２５８と内部隆起部２５９との当接は、流体通路２３６を閉鎖するとともにシールするのに役立ち、これにより、スプレー出口２４４からのエラストマー材料の放出が阻止される。
幾つかの実施形態では、流体通路２３６内のシールは、アプリケーター２００の他の場所において他の部分とともに形成することができる。例えば、シールは、ニードル弁２１４の前部分２５４と流体分配インサート２１８にわたる内部ボアとの間に形成することができる。スプレー出口２４４の更に上流にシールを設けることにより、霧化用空気の供給とエラストマー材料の放出との間での物理的なトリガー遅延をもたらすことができる。物理的なトリガー遅延は、エラストマー材料を放出する前に霧化用空気が存在することを確実にするのに役立つことができ、このことは、手動のスプレートリガーを用いるアプリケーターの場合に特に有益とすることができる。
図８及び図９を再び参照すると、開放位置及び閉鎖位置の間でのニードル弁２１４の動きは、エアトリガー２６０のようなトリガーによって制御される。図示のように、エアトリガー２６０は、アプリケーター本体２１０の後端２２２に（例えば円筒形ボアとして）形成されているピストンチャンバー２６４内に摺動可能に収納されるピストン２６２を有する。ピストン２６２は、ピストンチャンバー２６４内で前後に往復運動するように構成されている。Ｏリング等のシール部材が、ピストン２６２とピストンチャンバー２６４との間にシールを提供する。
ピストン２６２は、ピストンチャンバー２６４内でのピストン２６２の往復運動によりニードル弁２１４が開放位置及び閉鎖位置間で移動するようにニードル弁２１４の後部分２５０に連結されている。ピストン２６２は、ナット２６６のような締結具を用いてニードル弁２１４に連結することができ、ナット２６６は、ニードル弁２１４の後部分２５０の対応するねじ山セクションに螺合する。
エアトリガー２６０は、トリガー空気流によって作動する。例えば、図１１に示されているように、アプリケーター２００は、トリガー空気流通路２６９（その一部が図９に示されている）を介してピストンチャンバー２６４にトリガー空気流を供給するトリガー空気流入口２６８を有する。トリガー空気流入口２６８は、アプリケーター本体２１０の後端２２２に配置することができ、流体入口２３０と同様とすることができる。
エアトリガー２６０はまた、閉鎖位置に向けてニードル弁２１４を付勢する付勢部材を有する。図９に示されているように、付勢部材は、ピストン２６２の後側面とエンドキャップ２７２との間に着座するばね２７０を有する。エンドキャップ２７２は、アプリケーター本体２１０の後端２２２に螺入する。エンドキャップ２７２は、長手方向軸Ｌに沿ってばね２７０を収納及び支持するようにサイズ決め及び形状決めされている円筒形キャビティを有し、これは、ばね２７０をニードル弁２１４と位置合わせした状態に保持するのに役立つ。
使用の際、トリガー空気流は、ピストン２６２の前面側でピストンチャンバー２６４に入る。したがって、トリガー空気流によりピストン２６２が後方に押され、これにより、スプレー出口２４４からエラストマー材料を噴霧するように開放位置に向けてニードル弁２１４が後方に押される。トリガー空気流が停止すると、ばね２７０がニードル弁２１４を付勢して閉鎖位置へ戻し、これにより、エラストマー材料の噴霧が停止する。
図８及び図９に示されているように、アプリケーター２００は、ニードル弁２１４の開放位置及び閉鎖位置の調整を可能にするように調整可能なトリガーを備えることができる。例えば、図示の実施形態では、エアトリガー２６０は、エンドキャップ２７２内の長手方向ボア２７６の全体にわたるニードルストップ２７４を有する。ニードルストップ２７４は、開放位置及び閉鎖位置間でのニードル弁２１４の移動長さを設定するようにニードル弁２１４と長手方向に位置合わせされる。ニードルストップ２７４及びボア２７６の双方は対応するねじを有しており、これにより移動長さの調整が可能になる。ニードルストップ２７４の位置は、エンドキャップ２７２の後方でニードルストップ２７４に螺合するロックナット２７８のような締結具によって固定することができる。後カバー２８０が、ニードルストップ２７４及びロックナット２７８を覆うようにエンドキャップ２７２の後端に螺合する。
図示の実施形態は調整可能なトリガーを備えるが、他の実施形態では、トリガーは、他の形態を有することができ、特に調整可能でないものとすることができる。例えば、エンドキャップ２７２は、調整可能なニードルストップ２７４の代わりに固定位置を有する一体型バックストップを組み込むことができる。固定位置を有するバックストップの使用は、ニードル弁２１４の移動長さを変更するか又は不当に変えることを防止するのに役立つことができる。
ここで図７及び図１０を参照しながら、エアキャップ２１６を更に詳細に記載する。エアキャップ２１６は、ベース部分３００と、ベース部分３００から前方に突出する直径方向に対向する２つのホーン３０２とを有する。ベース部分３００は、例えば、上述したような保持リング２２８を用いて、アプリケーター本体２１０の前端２２０に連結される。ベース部分３００は、ノズル２１２の放出端２４２と実質的に面一である前面３０１を有する。
上記に示したように、エアキャップ２１６は、霧化用空気流ＡＴ及びファン制御空気流ＦＣを供給するように構成されている。霧化用空気流ＡＴにより、ノズル２１２から噴霧されるエラストマー材料が霧化され、その一方、ファン制御空気流ＦＣにより、噴霧されるエラストマー材料の選択されたスプレーパターンがもたらされる。
図１０に示されているように、エアキャップ２１６は、霧化用空気流ＡＴ及びファン制御空気流ＦＣを供給する複数の空気流出口を有する。特に、エアキャップ２１６は、霧化用空気流ＡＴを供給する霧化用空気流出口３１０をベース部分３００に有し、また、ファン制御空気流ＦＣを供給する２つの組のファン制御空気流出口３２０、３２２をホーン３０２に有する。
霧化用空気流出口３１０は、ノズル２１２のスプレー出口２４４に隣接してベース部分３００に配置されている。より詳細には、霧化用空気流出口３１０は、ベース部分３００における、ノズル２１２とエアキャップ２１６のベース部分３００との間に環状ギャップを形成する孔によって画定される。幾つかの実施形態では、環状ギャップは、約１ミリメートル乃至約３ミリメートルの間の環状の厚さを有することができる。このサイズの環状ギャップを設けることにより、エラストマー材料が環状出口３１０を詰まらせる可能性を減らすことができる。
幾つかの実施形態では、霧化用空気流出口３１０は他の形態を有することができる。例えば、エアキャップ２１６は、霧化用空気流出口３１０を画定するようにスプレー出口２４４の周囲に周方向に分布する一組の孔を有することができる。さらに、幾つかの実施形態では、エアキャップ２１６は、スプレー出口２４４の周囲に環状ギャップ及び一組の孔の双方を有することができる。
上記に示したように、エアキャップ２１６は、ホーン３０２に配置されている２つの組のファン制御空気流出口３２０、３２２を有する。特に、第１の組の空気流出口３２０は、ベース部分３００により近くのホーンに配置され、第２の組の空気流出口３２２は、第１の組のファン制御空気流出口３２０に対して前方に、ホーン３０２に配置されている。
第１の組のファン制御空気流出口３２０は、ファン制御空気流ＦＣの第１の部分を第１の方向Ｆ１に沿って方向付ける。同様に、第２の組のファン制御空気流出口３２２は、ファン制御空気流ＦＣの第２の部分を第２の方向Ｆ２に沿って方向付ける。図示の実施形態では、第１の方向Ｆ１はスプレー軸Ｓから約５３度であり、第２の方向Ｆ２は、スプレー軸Ｓから約７２度である。
幾つかの実施形態では、出口３２０及び３２２は、他の方向に沿って方向付けることができる。例えば、第１の方向Ｆ１は、スプレー軸Ｓから約４０度〜６５度の間とすることができ、第２の方向Ｆ２は、スプレー軸Ｓから約６０度〜８５度の間とすることができる。
ファン制御出口３２０及び３２２からの空気流は、スプレー軸Ｓに沿って合流するように方向付けられる。特に、第１の組のファン制御空気流出口３２０からの空気流は、スプレー軸Ｓに沿って第１の集束点において合流し、第２の組のファン制御空気流出口３２２からの空気流は、スプレー軸Ｓに沿って第２の集束点において合流する。図示のように、第１の集束点及び第２の集束点は双方とも、エアキャップ２１６の前方に位置している。より詳細には、第１の集束点及び第２の集束点は、スプレー軸Ｓに沿って概ね同じ位置に位置していることから、隣接している。他の実施形態では、第１の集束点及び第２の集束点は、別個であって互いと区別することができる。
エアキャップ２１６の前方に、特に、ホーン３０２の前先端の前方に第１の集束点及び第２の集束点を設けることにより、エラストマー材料がエアキャップ２１６上に噴霧される可能性を減らすことができ、そのようにしなければ、エアキャップ２１６を詰まらせる可能性がある。幾つかの実施形態では、それらの集束点は、ホーン３０２の正面において少なくとも約２ミリメートルとすることができる。この構成は、例えば、塗着効率を高めるように、選択されたスプレーパターンを依然としてもたらしつつも目詰まりを最小限に抑えるのに役立つことがわかっている。
図示のように、第１の集束点及び第２の集束点はまた、霧化用空気流ＡＴの集束地点の前方に位置する。ファン制御出口３２０及び３２２をこのように構成することは、エアキャップ２１６の目詰まりを減らすのにも役立つことができ、また、高い塗着効率を提供するのに役立つことができる。塗着効率の増大は、発明者が理解するように以下の理論に基づくであろう。
一液型室温加硫（ＲＴＶ）シリコーンゴム等の何らかのエラストマー材料は、ともに絡み合った長鎖ポリマーを含むものと理解される。長鎖ポリマーは、選択されたスプレーパターンに整形される前に微細滴を形成するためにほぐす必要があると更に理解される。ファン制御空気流ＦＣの集束地点（複数の場合もある）の後方に霧化用空気流を集束することは、選択されたスプレーパターンに整形される前に、特に、以下で更に記載するように、エラストマー材料を低圧で噴霧する場合に、長鎖ポリマーをほぐすのに役立つものと考えられる。
ファン制御空気流出口の１つの形態を記載してきたが、他の実施形態では、ファン制御空気流出口は、他の形態を有することができる。例えば、エアキャップ２１６は、ノズル２１２の周囲に周方向に分布する４つのホーンを有することができ、各ホーンは、１つの空気流出口を有することができる。さらに、対向するホーンの空気流出口は、第１の方向Ｆ１及び第２の方向Ｆ２等の種々の方向に沿って位置合わせすることができる。
霧化用空気流ＡＴ及びファン制御空気流ＦＣを供給するために、アプリケーター２００は、１つ又は複数の空気流入口を有する。例えば、図１１に示されているように、アプリケーター２００は、霧化用空気流通路３３２（図１０に示されている）を介して霧化用空気流ＡＴを供給する、アプリケーター本体２１０の後端２２２に配置された霧化用空気流入口３３０を有する。霧化用空気流通路３３２は、アプリケーター本体２１０の中を、流体分配インサート２１８内の複数の分配ポートを通ってエアキャップ２１６まで延びる。
同様に、アプリケーター２００はまた、ファン制御空気流通路３３６（図１０に示されている）を介してファン制御空気流ＦＣを供給する、アプリケーター本体２１０の後端２２２に配置されたファン制御入口３３４を有する。ファン制御空気流通路３３６は、アプリケーター本体２１０の中をエアキャップ２１６まで延びる。
霧化用空気流入口３３０及びファン制御入口３３４は双方とも、流体入口２３０と同様とすることができる。例えば、空気流入口３３０及び３３４は双方とも、取付けプレート２３４を貫通する返し部付き管２３２を介して供給管路に接続することができる。
霧化用空気流ＡＴの入口及びファン制御空気流ＦＣの入口を別個に設けることにより、各空気流の空気圧の独立した制御が可能になる。例えば、霧化用空気流ＡＴは、約１０ｐｓｉ〜約９０ｐｓｉの間の空気圧で供給することができ、ファン制御空気流ＦＣは、約５ｐｓｉ〜約８５ｐｓｉの間の空気圧で供給することができる。
他の実施形態では、アプリケーター２００は、霧化用空気流ＡＴ及びファン制御空気流ＦＣを双方とも同じ空気圧で供給する単一の空気流入口を有することができる。さらに、他の実施形態では、空気流入口（複数の場合もある）は、エアキャップ２１６に直接配置されている等、他の場所とすることができる。
幾つかの実施形態では、エアキャップ２１６は、エアキャップ２１６をアプリケーター本体２１０に位置決めするポカヨケ用のピン（poka yoke pin）３３８のような位置決め機構を有することができる。より詳細には、アプリケーター本体２１０は、エアキャップ２１６を特定の向きに位置決めするようにポカヨケ用のピン３３８を収納する孔（図示せず）を有することができる。幾つかの実施形態では、アプリケーター本体２１０は、ポカヨケ用のピン３３８を収納する複数の孔を有することができ、そのため、エアキャップ２１６は、複数の向き、例えば、第１の位置、及び、第１の位置に対して直交する第２の位置に位置決めすることができる。
上記で示したように、流体分配インサート２１８は、霧化用空気流ＡＴをエアキャップ２１６に分配し、また、流体通路の、エラストマー材料をスプレー出口２４４に分配する部分を画定する。流体分配インサート２１８はまた、空気流及びエラストマー材料を分配することに加え、流体通路２３６をトリガー空気流通路２６９及び霧化用空気流通路３３２の双方から隔離する。特に、図８及び図９に示されているように、流体分配インサート２１８は、３つのシール部材、すなわち、２つのＯリング３４０及び３４２並びにロッドシール３４４を有する。前方Ｏリング３４０は、流体通路２３６と霧化用空気流通路３３２との間にシールを提供し、その一方、後方Ｏリング３４２及びロッドシール３４４は、流体通路２３６とトリガー空気流通路２６９との間にシールを提供する。
ロッドシール３４４に関して、アプリケーター本体２１０は、ロッドシール３４４と係合するように形状決めされている前方内部フランジ３５３を内部ボア２２６の中間セクション２２６ａの前方に有する。アプリケーター本体２１０とニードル弁２１４との間にシールを提供するために、流体分配インサート２１８を内部ボア２２６にねじ込むことにより、ロッドシール３４４が前方内部フランジ３５３に押し当たる。
アプリケーター２００はまた、流体通路２３６とトリガー空気流通路２７２との間に更なるシールを提供するスロートシール部材３５０を内部ボア２２６の中間セクション２２６ａの後方に有する。スロートシール部材３５０は、中にニードル弁２１４を摺動可能に収納するボアを有する円筒形部材である。さらに、スロートシール部材３５０は、ニードル弁２１４とアプリケーター本体２１０との間のＯリング３５２のようなシール部材を圧縮するように内部ボア２２６の後側に螺入する雄ねじを有する。より詳細には、アプリケーター本体２１０は、Ｏリング３５２を収納する後方内部フランジ３５４を内部ボア２２６の中間セクション２２６ａの後方に有する。Ｏリング３５２をフランジ３５４に押し付けることにより、ニードル弁２１４とアプリケーター本体２１０との間にシールが提供される。
幾つかの実施形態では、Ｏリング３４０、３４２及び３５２並びにロッドシール３４４は、Ｖｉｔｏｎ（登録商標）、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）等のような耐薬品性材料から作製することができる。Ｖｉｔｏｎ（登録商標）等の材料はまた、シールの膨張を最小限に抑えるのに役立ち、これにより、摩耗を減らし耐用年数を延ばすことができる。
流体分配インサート２１８及びスロートシール部材３５０は双方とも、シールを提供することに加え、内部ボア２２６内で、ニードル弁を支持するとともに位置合わせする支持部材として働く。ニードル弁２１４の位置合わせを維持することは、特にエラストマー材料を噴霧する場合に、アプリケーター２００のスムーズな動作をもたらすのに役立つことができる。
上述したように、アプリケーター２００もまた、取付けプレート２３４を備える。取付けプレート２３４は、上述したロボット６２のようなロボットにアプリケーター本体２１０を取り外し可能に締結するのに用いることができる。
取付けプレート２３４により、１つ又は複数の供給管路をアプリケーター２００に接続することも可能になる。特に、図９を参照すると、取付けプレート２３４は、アプリケーター本体２１０の後端２２２に当接するように構成されている内部取付け面３６０を有し、周辺に流体入口２３０、トリガー空気流入口２７０、霧化用空気流入口３３０及びファン制御空気流入口３３４を有する。取付けプレート２３４はまた、４つのポート３６２（図８に示す）を有する。各ポート３６２は、エラストマー材料、トリガー空気流、霧化用空気流ＡＴ及びファン制御空気流ＦＣ用の対応する供給管路を受け入れる。図９に示されているように、各ポート３６２はまた、内部取付け面３６０に隣接する突出部３６４を有する。突出部３６４は、対応する供給管路のうちの１つの供給管路の返し部２３２を受ける段付き縁を形成する。したがって、返し部は、取付けプレート２３４とアプリケーター本体２１０との間に保持される。これは、供給管路とのよりしっかりとした接続を提供するのに役立つ。
取付けプレート２３４の使用により、ユーザーが、取付けプレート２３４をアプリケーター本体２１０から外すことによって供給管路を迅速に取り外すことも可能になる。このことは、アプリケーター２００が目詰まりした場合に、最初のアプリケーターを清掃又は修繕している間でも、エラストマー材料を噴霧し続けられるように、予備交換用アプリケーターを取り付けることが望ましい場合に有益である。
取付けプレート２３４はまた、供給管路を補強するのにも役立つ。特に、プラスチック管等の供給管路が返し部２３２に取り付けられる場合、供給管路が返し部を覆う部分も、取付けプレート２３４によって囲まれる。したがって、取付けプレートは供給管路のこの部分を補強するのに役立ち、これにより供給管路の破裂強度が増す。このことは、従来の供給管路が返し部の周囲で破裂することが知られているため、特に有益である。
幾つかの実施形態では、アプリケーター本体２１０、ノズル２１２、流体通路２３６、ニードル弁２１４及びエアキャップ２１６のうちの１つ又は複数は、エラストマー材料を特に低圧で噴霧するように構成することができる。例えば、上述したような、アプリケーター本体２１０、ノズル２１２、流体通路２３６、ニードル弁２１４及びエアキャップ２１６の特定の構成は、アプリケーター２００がエラストマー材料を低圧で噴霧することを可能にすることがわかっている。特に、上述したようなアプリケーター２００は、エラストマー材料が約２５０ｐｓｉ未満の低圧、又はより詳細には約６０ｐｓｉ未満の低圧、又は更により詳細には約３０ｐｓｉ未満の低圧で流体入口２３０に供給される場合に、エラストマー材料を有効に噴霧することがわかっている。したがって、幾つかの実施形態では、流体入口２３０は、これらの低圧でエラストマー材料の供給を受け取るようになっているものとすることができる。
上述したアプリケーター２００は、エラストマー材料を噴霧する場合に特に良好に動作することがわかっている。特に、アプリケーター２００は、特にシリコーンエラストマー材料を上述の低圧で噴霧する場合に、また、上述の可搬式コーティングシステム１０を用いる場合に、最大約９５％の塗着効率でシリコーンエラストマー材料を噴霧することがわかっている。
スプレー出口からエラストマー材料を低圧で噴射すると、長鎖ポリマーをほぐすことが可能になり、その結果、塗着効率が増加させられると考えられる。対照的に、従来の噴霧技法では、例えば、エラストマー材料の粘性に基づいて、エラストマー材料をより高圧で噴霧する試みがなされてきた。
低圧で噴霧することが、エラストマー材料の粒子速度を下げるであろうと考えられ、それは、より高い塗着効率とともにより少ない廃棄生成物とを達成し、優れた付着性、優れたスプレーパターンの形成能力を結果としてもたらすと考えられる。より低圧では、垂れ下がり抵抗をもたらすようにエラストマー材料のせん断も減らすことができる。対照的に、高圧では、エラストマー材料はせん断し、コーティングが絶縁体に塗布されるとコーティングが垂れ下がるか又は垂れ落ちる可能性がある。
記載してきたことは、実施形態の原理の適用の単なる例示にすぎない。他の構成及び方法を、本明細書に記載されている実施形態の範囲から逸脱することなく、当業者によって実施することができる。

Claims (27)

  1. エラストマー材料を噴霧するアプリケーターであって、
    （ａ）前端と、後端と、内部ボアと、前記エラストマー材料の供給を受け取る流体入口とを有するアプリケーター本体と、
    （ｂ）前記アプリケーター本体の前記前端に連結されるノズルであって、該ノズルは、流体通路を介して前記流体入口と流体連通するスプレー出口を有する放出端を有し、前記スプレー出口は、スプレー軸に沿って前記エラストマー材料を噴霧する形状になっている、ノズルと、
    （ｃ）前記内部ボア内に摺動可能に設置され、前記流体通路を閉鎖する閉鎖位置と、前記エラストマー材料を噴霧するように前記流体通路を開放する開放位置との間で、長手方向軸に沿って移動するニードル弁と、
    （ｄ）前記ノズルに隣接して前記アプリケーター本体の前記前端に連結されるエアキャップであって、該エアキャップは、少なくとも１つの空気流入口から空気の供給を受け取るように構成されているとともに、
    （ｉ）噴霧される前記エラストマー材料を霧化する霧化用空気流と、
    （ｉｉ）前記エラストマー材料の噴霧が選択されたスプレーパターンとなるようなファン制御空気流と、
    を、提供するための複数の空気流出口を有する、エアキャップと、
    を備え、
    （ｅ）前記ニードル弁は、該ニードル弁が前記閉鎖位置にあるとき、前記ノズルの前記放出端と略同一平面にあるように、前記ノズルを通って延びる形状になっている先端部分を有することを特徴とする、アプリケーター。
  2. 前記ニードル弁の前記先端部分は、前記ニードル弁が前記閉鎖位置にあるとき、前記ノズルの前記放出端と略同一平面にあるように構成されている円錐台形端を有する、請求項１に記載のアプリケーター。
  3. 前記内部ボア内における前記ニードル弁の位置合わせを維持するための少なくとも１つの支持部材を更に備える、請求項１に記載のアプリケーター。
  4. 前記少なくとも１つの支持部材は、前記内部ボア内における前記ニードル弁の位置合わせを維持するための複数の支持部材を含む、請求項３に記載のアプリケーター。
  5. 前記ニードル弁は、前記先端部分と比較して増大した直径を有する中間部を有し、前記内部ボアは、直径が、前記ニードル弁の前記中間部を摺動可能かつ支持可能に収めるサイズである中間セクションを有する、請求項３に記載のアプリケーター。
  6. 前記少なくとも１つの支持部材は、前記内部ボアの前記中間セクションの後方に位置決めされるスロートシール部材を含み、該スロートシール部材は、該スロートシール部材の中を通して前記ニードル弁を摺動可能に収めるとともに支持するように構成されている、請求項５に記載のアプリケーター。
  7. 前記少なくとも１つの支持部材は、前記内部ボアの前記中間セクションの前方に位置決めされるインサートを含み、該インサートは、該インサートの中を通して前記ニードル弁を摺動可能に収めるとともに支持するように構成されている、請求項５に記載のアプリケーター。
  8. 前記流体通路は、ロッドシールの前方で前記ニードル弁の周りに前記内部ボアを通って延びる環状セクションを有し、前記ニードル弁は、前記環状セクションと位置合わせされる前部を有し、前記ニードル弁の前記前部は、前記ニードル弁の前記先端部分及び前記中間部と比較して中間の直径を有する、請求項７に記載のアプリケーター。
  9. 前記ノズルは、前記ニードル弁の前記先端部分を収めるノズルボアを有し、該ノズルボアは、前記流体通路の前記環状セクションの一部を形成するとともに、前記内部ボアの前記中間セクションと比較して減少した直径を有する、請求項８に記載のアプリケーター。
  10. 前記エアキャップの上の前記複数の空気流出口は、前記霧化用空気流をもたらす前記ノズルの前記噴霧出口に隣接して位置する霧化用空気流出口を備える、請求項１に記載のアプリケーター。
  11. 前記エアキャップは、前記ノズルの前記放出端と略同一平面にある前面を有する基部を有し、前記霧化用空気流出口は前記基部上に位置する、請求項１０に記載のアプリケーター。
  12. 前記霧化用空気流出口は、前記ノズルと前記基部との間の環状ギャップによって画定される、請求項１１に記載のアプリケーター。
  13. 前記環状ギャップは、約１ミリメートル乃至約３ミリメートルの環状幅を有する、請求項１２に記載のアプリケーター。
  14. 前記エアキャップ上の前記複数の空気流出口は、
    （ａ）前記スプレー軸に沿った第１の集束点で交わるように、第１の方向に沿って前記ファン制御空気流の第１の部分を方向付ける、第１の組のファン制御空気流出口と、
    （ｂ）前記スプレー軸に沿った第２の集束点で交わるように、第２の方向に沿って前記ファン制御空気流の第２の部分を方向付ける、第２の組のファン制御空気流出口と、
    を含む、請求項１に記載のアプリケーター。
  15. 前記第１の集束点及び前記第２の集束点の双方は、前記エアキャップの前方に位置する、請求項１４に記載のアプリケーター。
  16. 前記エアキャップは、前記アプリケーター本体の前記前端に連結される基部と、該基部から前方に突出する１組のホーンとを有し、前記第１の組のファン制御空気流出口及び前記第２の組のファン制御空気流出口は、前記１組のホーン上に位置する、請求項１５に記載のアプリケーター。
  17. 前記第２の組のファン制御空気流出口は、前記第１の組のファン制御空気流出口に対して前方で、前記１組のホーン上に位置する、請求項１６に記載のアプリケーター。
  18. 前記第１の集束点及び前記第２の集束点は、隣接している、請求項１５に記載のアプリケーター。
  19. 前記少なくとも１つの空気流入口は、前記霧化用空気流をもたらす霧化用空気流入口と、前記ファン制御空気流をもたらすファン制御空気流入口とを含む、請求項１に記載のアプリケーター。
  20. 前記アプリケーター本体をロボットに取り外し可能に固定する取付けプレートを更に備え、該取付けプレートは、
    （ａ）前記アプリケーター本体に当接するように構成されている内側取付け面と、
    （ｂ）複数の供給管路を受ける複数のポートであって、前記供給管路は、噴霧される前記シリコーンエラストマー材料を供給する流体供給管路と、前記霧化用空気流及び前記ファン制御空気流に空気を供給する少なくとも１つの空気供給管路とを含み、各ポートは、対応する供給導管の返し部付き管を受け止める、前記内側取付け面に隣接する突出部を有する、請求項１に記載のアプリケーター。
  21. 前記アプリケーター本体、前記ノズル、前記流体通路、前記ニードル弁、及び前記エアキャップのうちの少なくとも１つは、前記シリコーンエラストマー材料を低圧で噴霧するように構成されている、請求項１に記載のアプリケーター。
  22. 前記低圧は、約２５０ｐｓｉよりも低い、請求項２１に記載のアプリケーター。
  23. 前記低圧は、約６０ｐｓｉよりも低い、請求項２２に記載のアプリケーター。
  24. シリコーンエラストマーコーティングを塗布する方法であって、
    シリコーンエラストマー材料を噴霧するのに用いられるアプリケーターは、
    （ａ）前端と、後端と、内部ボアと、前記シリコーンエラストマー材料の供給を受け取る流体入口とを有するアプリケーター本体と、
    （ｂ）前記アプリケーター本体の前記前端に連結されるノズルであって、該ノズルは、流体通路を介して前記流体入口と流体連通するスプレー出口を有する放出端を有し、前記スプレー出口は、スプレー軸に沿って前記シリコーンエラストマー材料を噴霧する形状になっている、ノズルと、
    （ｃ）前記内部ボア内に摺動可能に設置され、前記流体通路を閉鎖する閉鎖位置と、前記シリコーンエラストマー材料を噴霧するように前記流体通路を開放する開放位置との間で、長手方向軸に沿って移動するニードル弁と、
    （ｄ）前記ノズルに隣接して前記アプリケーター本体の前記前端に連結されるエアキャップであって、該エアキャップは、空気の供給を受け取る少なくとも１つの空気流入口を有するとともに、
    （ｉ）噴霧される前記シリコーンエラストマー材料を霧化する霧化用空気流と、
    （ｉｉ）噴霧される前記シリコーンエラストマー材料が選択されたスプレーパターンとなるようなファン制御空気流と、
    を、提供するような複数の空気流出口を有する、エアキャップと、
    を備え、
    前記アプリケーターを用いることによって、高圧送電線に使われる電気絶縁体の上にシリコーンエラストマー材料を噴霧することを含む方法。
  25. 前記ニードル弁は、該ニードル弁が前記閉鎖位置にあるとき、前記ノズルの前記放出端と略同一平面にあるように、前記ノズルを通って延びる形状になっている先端部分を有する、請求項２４に記載の方法。
  26. 前記シリコーンエラストマー材料を、約２５０ｐｓｉよりも低い低圧で供給することを更に含む、請求項２４に記載の方法。
  27. シリコーンエラストマーコーティングを塗布する方法であって、
    （ａ）シリコーンエラストマー材料を、スプレーアプリケーターに約２５０ｐｓｉよりも低い低圧で供給することと、
    （ｂ）前記シリコーンエラストマー材料を、高圧送電線に使われる、電気絶縁体の上に前記アプリケーターを用いて前記低圧で噴霧することと、
    を含む、方法。
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