JP2574721B2 - コーティングを施すパウダースプレー装置 - Google Patents

コーティングを施すパウダースプレー装置

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JP2574721B2 JP6222605A JP22260594A JP2574721B2 JP 2574721 B2 JP2574721 B2 JP 2574721B2 JP 6222605 A JP6222605 A JP 6222605A JP 22260594 A JP22260594 A JP 22260594A JP 2574721 B2 JP2574721 B2 JP 2574721B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガスによって運ばれるパ
ウダー流を生成させる装置に関し、特に、パウダーをワ
ークピースに付ける装置に関する。本発明は、溶融熱可
塑性樹脂のコーティングを有するねじ付き（ねじが切ら
れた）装置の製作における特別な方法を見出すものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】ねじ付きファスナ製造業において所定の
特性を備えるためにファスナのねじ部に種々のコーティ
ングを施すことが一般に行われている。コーティングす
ることにより摩擦係合を向上させたり、セルフロック機
能を持たせたりすることができる。コーティングにより
ファスナとこれに係合するねじ装置との間の付着を得る
ことができる。別のコーティングにあっては、潤滑、マ
スキング、電気的絶縁を得る目的のものもある。しばし
ば、そういったコーティングは、空気で運ばれる熱可塑
性樹脂粒子の流れを予め樹脂の溶融点以上の温度に加熱
されたファスナに衝突させることにより形成される。衝
突により、樹脂粒子は溶融してコーティングとしてファ
スナに付着し、樹脂は冷却されて個化する。そういった
コーティングされたねじ装置を製造する従来技術の装置
は、例えば、US特許第4,120,993号、第4,775,555号、第
4,815,414号、第4,842,890号、第5,090,355号、第5,14
1,375号及び第5,221,170号に開示されている。
【０００３】
【発明の概要】本願発明は、パウダー流を発生させてそ
れをねじファスナのようなワークピースに衝突させる装
置の改善に関する。本発明装置は公知の従来技術の装置
と比べて多才かつ改善された能力を有する。本装置は
又、正確な形状の、均一な、かつ被覆性の優れたコーテ
ィングを施すことができる。更に、本発明装置は、粒径
が約１５０ミクロン以下のパウダーを含め、広範囲の樹
脂パウダーを使用することが可能である。
【０００４】本発明装置は、パウダー容器、混合チャン
バ、パウダー定量バルブ、搬送コンジット及びノズルと
を含んでなる。定量バルブは、パウダー容器から混合チ
ャンバヘのパウダーの流入を制御する。混合チャンバに
流入したパウダーはエア流として拡散してエア吸入口に
入る。エアパウダー混合物は次に混合チャンバから搬送
コンジットを経由してノズルへ運ばれる。ノズルは、制
御可能なガス流入口と、搬送コンジットと協働して該コ
ンジット内及び混合チャンバ内において減圧を生じさせ
るように構成されたパウダー流発生流路とを有する。そ
の結果、エアパウダー混合物はチャンバからノズルへ導
かれる。このように、ノズルへのガス流入は、エア及び
パウダーを混合チャンバからコンジット、さらにノズル
の排出ポート外へ搬送してガスによって運ばれるパウダ
ー流を発生させるための主要なエネルギー源となる。
【０００５】本発明装置は、また、ワークピースを移動
させてパウダー流の中を通過させるコンベヤと、ワーク
ピースをパウダーの融解点以上の温度に加熱するヒータ
と、ノズルから吹き出されワークピースに付着してない
余分のパウダーを捕獲する真空収集装置とを備えること
もできる。
【０００６】本発明によれば、１又はそれ以上の個々の
構成要素は、コーティングの大きさ、形状、厚み等を制
御してねじ装置に究極のコーティングを施すことができ
るように調整可能である。
【０００７】
【実施例】本発明の新規な特徴は特許請求の範囲に記載
される通りであるが、発明の好ましい実施例、その他の
目的及び作用効果は、添付の図面を参照して以下の説明
によって十分理解される。
【０００８】添付の図面に、本発明の１実施例であっ
て、ねじ付きファスナに対してエアで運ばれる熱可塑性
樹脂パウダーを吹き付ける装置を示す。本実施例におい
てはファスナとしてねじ付きボルトについて言及する
が、本発明は、例えば、スクリュ、ボルト、スタッド、
ナット、カラー及びこれらの類似品といった、多様なフ
ァスナ及びねじ付き装置のコーティングに利用できる。
更に、本発明は、ガスで運ばれるパウダー流の形式によ
り多様なコーティングを施すことができる。そういった
パウダーは、ナイロン、アクリル、エポキシ、及びテト
ラフルオロエチレンのような熱可塑性及び熱硬化性樹脂
を含むこともできる。
【０００９】図１において、ファスナの機械的ハンドリ
ングシステム２６と共に複数のパウダー流発生装置を示
す。各パウダー流発生装置１０は、パウダー容器である
ホッパー１２、混合チャンバ１４（図３参照）、搬送コ
ンジット１６及びノズル１８を備える。ノズル１８はパ
ウダー流を発生し、この発生されたパウダー流の中をコ
ンベヤ２６によって搬送されるファスナ２２が横切るよ
うに構成されている。
【００１０】図２及び図３に更に詳細に示すように、本
実施例の装置は、パウダー分割ブロック１３を備える。
パウダー分割ブロック１３は、パウダーを複数のパウダ
ー供給流として分割してパウダー計量（定量）・混合ハ
ウジング１５（これは混合チャンバ１４を含む）内に送
る。各混合チャンバ１４はエア吸入口３０、パウダー流
入口３２及びエア／パウダー混合物排出口３４を備え
る。バルブ座３６とねじ付きバルブステム３８とを備え
るパウダー定量バルブは、ホッパー１２から混合チャン
バ１４へのパウダーの配送を制御する。搬送コンジット
１６は、混合チャンバ１４の排出口（エアパウダー排出
口）３４と連通する一端と、ノズル１８のエアパウダー
流入ポート４０と連通する他端とを有する。ノズルは、
また、ジェットオリフィス４１、パウダー流発生流路４
２、及び制御可能ガス流入口４３を有する。ジェットオ
リフィス４１、パウダー流発生流路４２、及び制御可能
ガス流入口４３はすべてエアパウダー流入ポート４０と
協働して搬送コンジット１６及び混合チャンバ１４内に
負圧を生じさせる。目詰まりを生じさせるような逆圧を
最小限にするため、好ましくは、ノズル流路４２は、エ
アパウダー流入ポート４０の下流においてほぼ均一な断
面を有する。内径が1/4、5/16、又は3/8インチの一定断
面円形流路が特に適していることが判明している。本発
明の装置が加熱されたファスナをコーティングするため
に用いられる場合、装置は、放出されたパウダー流の余
剰スプレイを受け取るバキューム収集装置４４と、エア
によって運ばれるパウダー流を含む粒子状材料の融点以
上の温度にファスナを予め加熱するために適宜位置に設
けられるヒータ４６（図１参照）とを備える。
【００１１】図４に示すように、コーティングサイズの
変更に対応できるようにするため、ノズル１８は独立し
て垂直方向及び水平方向の両方向に可動自在に設けられ
ている。この目的のため、搬送コンジット１６及び高圧
ガス供給コンジット１９には可撓性のプラスチックチュ
ーブが用いられる。
【００１２】本発明によれば、装置を構成する１または
２以上の個々の要素は個々に制御可能に設けられてい
る。従って、ホッパ１２は、パウダーの量（高さ、重量
又は容積）を検知し、ホッパ内のパウダー量を実質的に
一定に維持する手段を設けることとしてもよい。例え
ば、ダイナトロル・バルク量レベル（Dynatrol bulk so
lids level）検出装置１７を設けることとしてもよい。
この装置は、ホッパ１２内のパウダーの一定レベルを維
持するため補助パウダー供給装置１９の作動を開始及び
停止させる適宜信号を発生させる。更に、パウダー定量
バルブは、チャンバ１４へ供給するパウダー流量を調整
する外部ハンドル３９を備える。同様に、吸入口３０
は、内径の異なる２つのインサート３１、３３の一方又
は両方を用いる公知の方法によって調整可能な断面を有
する。また、ノズル１８へのガス（一般的にはエア）流
入口にはレギュレータ５０を設ける。各ノズル１８に１
つのレギュレータが設けられる。オプションとして流量
計を用いることとしてもよい。最後に、バキューム収集
装置４４は好ましくは、生じるバキュームの量を可変制
御可能なバッコン（Vaccon）材料搬送ユニットを用いた
構成とする。
【００１３】本発明において、こういった１又は２以上
の調整可能な構成部を用いることにより、装置の「微調
整」が可能となり、この調整により得たパウダー流によ
り極めて精確なコーティングを形成することができる。
さらに、バキューム搬送技術を利用することにより、具
体的に言えば、負圧を生じさせてエアパウダー混合物を
搬送して混合チャンバ及び搬送コンジットを通過させる
ことにより、優れた均一性を有するパウダー流量を生成
することができ、しかも目詰まりを障害を減少させるこ
とに役立つことが判明した。
【００１４】図示の実施例装置の運転においては、平均
粒子サイズが１５０から４０ミクロンの範囲にあるナイ
ロンパウダーをホッパー１２内で計量し、レギュレータ
５０を開いて圧力が与えられたエア流をノズル流路４２
内を通過させる。ガス流入口は、エアパウダー流入ポー
ト４０に近接して設けられたジェットオリフィス４１で
終端しており、搬送コンジット１６内の圧力ひいてはチ
ャンバ１４内の圧力を低下させる。ジェットオリフィス
の内径を約0.03インチ（約0.76mm）にして供給圧力を約
40psi（約2.81 kg/cm2）とすれば満足されると決定され
た。定量バルブを開くと、重力により（そしてチャンバ
１４内の圧力が減圧されたことにより生じたエア流がパ
ウダー内を通過することにより）、パウダーはホッパー
１２から流入口３２を通ってチャンバ１４へと流れる。
このチャンバ１４において、パウダーは、エア吸入口３
０を介してチャンバ１４内に流入するエア（空気）と混
練されて空気を連行する。図４に図示されパウダー分割
ブロック１３に作用する公知のバイブレータ６０を用い
て、パウダーがホッパーから流れやすくすることとして
もよい。分割ブロック１３は、リンクあるいは可動スト
ラット６６を介してフレーム６４に往復動自在に設けら
れている。オプションとして、バイブレータ６０は、振
動量を変化させることによりパウダーの各混合チャンバ
１４への流量を調整する制御手段を備えることとしても
よい。
【００１５】空気によって運ばれるパウダーは、次に、
混合チャンバ１４からコンジット１６を通り、そしてノ
ズル１８から比較的凝集したパウダー流として排出され
る。加熱されたファスナがこのパウダー流を横切るの
で、個々の粒子はファスナにぶつかり、公知のとおり、
加熱されて溶融しファスナに付着する。過渡に噴霧され
た粒子はバキューム収集装置４４によって集められて再
利用される。
【００１６】より精確なパッチ形状及びパッチ境界を達
成しうることを本発明の実施において発見した。その結
果、本発明を利用して製作されたセルフロックパッチタ
イプのファスナの取付け及び取外しトルクがより均一と
なる。
【００１７】上記実施例で説明したように本発明装置を
調整可能に設けたので、コーティング性能を向上させる
柔軟性の非常に高い装置を供給することができた。例え
ば、（ａ）ガス流入口４３に供給する圧力を高くし、
（ｂ）パウダー定量バルブを開き、（ｃ）エア吸入口３
０の断面積を減少させることによって、パウダー流量は
増加し、それに伴い、ファスナのトルク値が増大するこ
とが判明した。同様に、、ホッパー１２に保持するパウ
ダー量を増やしたり、バイブレータ６０の振動動作を増
やすことにより、パウダー流量は一般的に増加する。こ
のように、１又は２以上のこれらの構成部を調整するこ
とにより、パッチ当て特性を微調整できる。さらに、運
転パラメータを一定に維持して、各コントロールノブ３
９（外部ハンドル）を操作して各定量バルブを単に調整
することにより各ノズルから排出されるパウダー流量を
精確に独立して制御することができる。さらに、ノズル
１８から発散する１又は２以上の流れは、対応する定量
バルブを閉じ当該ノズルに対する供給エアを閉じること
により、独立して閉止される。この状況においても、他
のパウダー流は影響を受けない。
【００１８】また、本発明の実施において、バキューム
収集装置４４によって発生させる負圧を大きくすること
により精確なパッチサイズ（パッチ境界）の決定がなさ
れることを発見した。
【００１９】また、円形のノズル流路を用いることで、
より精確なパッチサイズを得ることができる。なぜなら
ば、この流路から放出されるパウダー流は丸く、このパ
ウダー流を横切るファスナ部分の上部と下部において少
なめの量のパウダーが取り付くためである。従って、厚
い中心部と、薄い上下部分の境界部を有するパッチを得
ることができ、好ましい境界が形成される。
【００２０】本発明の趣旨から逸脱することなく、図示
の実施例に対して適宜変形あるいは変更を行うことも可
能であることは、等業者にとって自明である。そういっ
た自明な変更、変形も本願発明によってカバーされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の好ましい実施例を示す斜視図であ
って、複数のねじ付きファスナに対して熱可塑性樹脂コ
ーティングを行う装置を示す図。
【図２】図１の２−２矢視断面図。
【図３】本発明の実施例における混合チャンバ及びパウ
ダー定量バルブの断面図。
【図４】図１に示す装置の部分側面図であって、構造の
詳細及びノズルのオプションを示す図。
【符号の説明】
１２ パウダー容器（ホッパー） １３ パウダー分割ブロック １４ 混合チャンバ １５ パウダー計量・混合ハウジング １６ 搬送コンジット １７ パウダーバルク量検出装置 １８ ノズル １９ 補助パウダー供給装置 ２２ ファスナ ２６ コンベヤ ３０ エア吸入口 ３２ パウダー流入口 ３４ エアパウダー排出口 ３６ バルブ座 ３８ バルブステム ３６・３８ パウダー定量バルブ ３９ コントロールノブ（外部ハンドル） ４０ エアパウダー流入ポート ４２ ノズルの（パウダー流発生）流路 ４３ 制御可能なガス流入口 ４４ バキューム収集装置 ４６ ヒータ

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 パウダー容器と、 パウダー流入口、調整可能なエア吸入口、及びエアパウ
    ダー排出口を有する閉鎖した混合チャンバと、 制御された量のパウダーを前記容器から前記混合チャン
    バに配送するパウダー定量バルブと、 パウダー流を発生させる流路を含んでなるノズルであっ
    て、前記流路は制御可能なガス流入口及びエアパウダー
    流入ポート備える、ノズルと、 前記混合チャンバの前記エアパウダー排出口と連通する
    第１端部と、前記ノズルの前記エアパウダー流入ポート
    と連通する第２端部とを備える搬送コンジットとを有し
    て、パウダーを分割しパウダー流を発生させる装置であ
    って、 前記制御可能なガス流入口が前記ノズル流路内にガス流
    を与え、かつ、前記搬送コンジット内にバキュームを発
    生させ、これにより前記ノズル流路内にパウダー流を発
    生させ該パウダー流を前記ノズルから放出する、装置。
  2. 【請求項２】 請求項１の装置であって、前記パウダー
    定量バルブは調整可能である、装置。
  3. 【請求項３】 請求項１または２の装置であって、前記
    制御可能なガス流入口は調整可能である、装置。
  4. 【請求項４】 請求項１乃至３に記載のいずれか１つの
    装置であって、２以上の前記パウダー定量バルブ、前記
    エア吸入口及び前記制御可能なガス流入口は独立して調
    整可能である、装置。
  5. 【請求項５】 請求項１乃至４に記載のいずれか１つの
    装置であって、前記パウダー定量バルブは、前記容器か
    ら前記混合チャンバへ流れるパウダー流量を調整する外
    部ハンドルを備える、装置。
  6. 【請求項６】 請求項１乃至５に記載のいずれか１つの
    装置であって、前記容器内のパウダー量を検知する手段
    を更に含んでなる装置。
  7. 【請求項７】 請求項１乃至６に記載のいずれか１つの
    装置であって、前記容器内のパウダー量をほぼ一定に維
    持する手段を更に含んでなる装置。
  8. 【請求項８】 請求項１乃至７に記載のいずれか１つの
    装置であって、前記パウダーをパウダーの重力とパウダ
    ーを通過するエア流によって前記容器から前記パウダー
    定量バルブを介して前記混合チャンバへ流し、前記パウ
    ダー重量によるパウダーの流れを促進するために前記容
    器に振動を与えるバイブレータを設けた装置。
  9. 【請求項９】 パウダー容器と、 パウダー流入口、調整可能なエア吸入口、及びエアパウ
    ダー排出口を有する閉鎖した混合チャンバと、 制御された量のパウダーを前記容器から前記混合チャン
    バに配送するパウダー定量バルブと、 パウダー流を発生させる流路を含んでなるノズルであっ
    て、前記流路は制御可能なガス流入口及びエアパウダー
    流入ポートを備える、ノズルと、 前記混合チャンバの前記エアパウダー排出口と連通する
    第１端部と、前記ノズルの前記エアパウダー流入ポート
    と連通する第２端部とを備える搬送コンジットとを有し
    て、パウダーを分割しパウダー流を発生させてワークピ
    ースに当てるパウダー放出装置であって、 前記制御可能なガス流入口が前記ノズル流路内にガス流
    を与え、かつ、前記搬送コンジット内にバキュームを発
    生させ、これにより前記ノズル流路内にパウダー流を発
    生させ該パウダー流を前記ノズルから放出して前記ワー
    クピースに向け、かつ、前記ワークピースに近接して配
    設され余剰放出パウダーを収集するバキューム収集装置
    を含んでなるパウダー放出装置。
  10. 【請求項１０】 請求項９のパウダー放出装置であっ
    て、前記パウダー流と交差する経路に添って、前記ワー
    クピースを搬送するコンベヤと、前記パウダーが前記ワ
    ークピースに当たる前に前記ワークピースの温度を前記
    パウダーの融点よりも高い温度に加熱するヒータとを含
    んでなる装置。
  11. 【請求項１１】 請求項９または１０のパウダー放出装
    置であって、前記パウダー定量バルブは調整可能であ
    る、装置。
  12. 【請求項１２】 請求項９乃至１１に記載のいずれか１
    つのパウダー放出装置であって、前記制御可能なガス流
    入口は調整可能である、装置。
  13. 【請求項１３】 請求項９乃至１２に記載のいずれか１
    つのパウダー放出装置であって、前記バキューム収集装
    置は、前記バキューム収集装置の流入口における減圧力
    を変化させるように調整可能である、装置。
  14. 【請求項１４】 請求項９乃至１３に記載のいずれか１
    つのパウダー放出装置であって、２以上の前記パウダー
    定量バルブ、前記エア吸入口、前記制御可能なガス流入
    口、及び前記バキューム収集装置は調整可能である、装
    置。
  15. 【請求項１５】 請求項９乃至１４に記載のいずれか１
    つのパウダー放出装置であって、複数の前記パウダー定
    量バルブ、前記混合チャンバ、前記搬送コンジット、前
    記ノズル及び前記バキューム収集装置を備えてなり、少
    なくとも前記それぞれのノズルは前記ワークピースの搬
    送経路に対して独立して位置変更が可能に設けられてい
    る、装置。
JP6222605A 1993-08-27 1994-08-24 コーティングを施すパウダースプレー装置 Expired - Fee Related JP2574721B2 (ja)

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