JP3722895B2 - 回転霧化静電塗装装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転霧化静電塗装装置に関し、とくに回転軸が空気軸受によって支持されるタイプの回転霧化静電塗装装置の、回転軸と空気軸受との間の軸受隙間への塗料、シンナー、異物などの侵入防止構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近主流になっている回転霧化静電塗装装置は、主に、エアモータ、ベルヘッド、シェーピングエアキャップ、高電圧発生器、塗料フィードチューブで構成されている。回転霧化静電塗装装置のエアモータの軸受には、静圧空気軸受が用いられることが主流になっている。静圧空気軸受は、外部から加圧した空気を軸受と回転軸との隙間に供給し回転軸を浮上させているため、非接触、完全無給油で耐久性に優れている。また、回転軸と回転軸前端に締結されたベルヘッドは、回転軸をエアモータで回転させることにより、一体に回転される。
図３に、従来のエアモータ前端部の構造を示す。図３に示したように、回転軸１と空気軸受２との間の隙間（軸受隙間）３は、前方に露出されてベルヘッ４に向かって開放されている。また、ベルヘッド４の背面に対向させてベルヘッド背面部洗浄ノズル５が設けられることもある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来装置では、空気軸受２の軸受隙間が前方に露出されていたため、上向き塗装する際塗料や異物が軸受隙間に侵入しやすく、また、洗浄時にもベルヘッド背面部洗浄ノズルから噴出されたシンナーがベルヘッド背面にあたって飛び散り塗料カスとともに軸受隙間に侵入するおそれもある。空気軸受は、他の軸受に比べ、軸受隙間が一段と小さく数ミクロンからせいぜい百ミクロンまでで、負荷能力が低く、繊細であるため、軸受隙間内に微量の塗料、塗料カス、異物などが侵入しただけでたちまち軸受に不具合が生じてしまう。
本発明の目的は、空気軸受の軸受隙間に前方から塗料、塗料カス、異物などが侵入することを防止できる回転霧化静電塗装装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
先端にベルヘッドを取りつけた回転軸をベルヘッド取付け部の後方で空気軸受により回転可能に支持した回転霧化静電塗装装置であって、
前方からの前記空気軸受への塗料、洗浄材、異物の侵入防止対策として、塗料付着防止蓋とエアシール機構の２つを設け、
前記塗料付着防止蓋は前記空気軸受と前記回転軸との間の隙間を前方から覆い前記回転軸との間に微小隙間を有しており、
前記エアシール機構は前記回転軸と前記空気軸受との間の軸受隙間よりも前記ベルヘッド側で前記塗料付着防止蓋と前記回転軸との間の微小隙間に、前記回転軸の周り全周にわたってエアシールを形成する回転霧化静電塗装装置。
【０００５】
上記本発明の装置では、軸受隙間よりも前記ベルヘッド側にエアシール機構を設けたので、エアシール機構によって形成されるエアシール（エアカーテン）が塗料、シンナー、異物などの、軸受隙間への侵入を防止する。その結果、空気軸受の損傷が防止される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の望ましい実施例の回転霧化静電塗装装置を、図１、図２を参照して説明する。
図１、図２に示すように、本発明実施例の回転霧化静電塗装装置１０は、ハウジング１９と、ハウジング１９にラジアル静圧空気軸受（空気軸受）１７によって回転自在に支持された中空の回転軸１８と、回転軸１８にかかる軸方向荷重を回転自在に支持するスラスト静圧空気軸受２１と、回転軸１８の前端に固定されて回転軸１８と一体に回転するベルヘッド（回転霧化頭）１２と、回転軸１８を回転駆動するエアモータ１１と、回転軸１８の中空部を挿通して延びベルヘッド１２に塗料を供給する塗料フィードチューブ１５およびベルヘッド１２に洗浄剤（シンナ）を供給する洗浄剤フィードチューブ２０と、ベルヘッド１２から飛散される塗料に向けて噴射され塗料の飛行パターンを整えるシェーピングエアキャップ１３と、ベルヘッド１２から飛散される塗料に電荷を付加するために高電圧を発生する、ハウジング１９に支持された高電圧発生器１４と、からなる。
図示例では、回転軸１８は、回転軸１８の軸方向に隔てられた２つのラジアル軸受１７と１つのスラスト軸受２１にて回転自在に支持され、スラスト軸受２１は２つのラジアル軸受１７間に配置されている。
【０００７】
回転霧化静電塗装装置１０は、さらに、ラジアル静圧空気軸受１７およびスラスト静圧空気軸受２１に軸受用エアを供給する軸受用エア通路２２と、エアモータ１１のタービン１６にタービンエアを供給するタービンエア通路２３およびタービンを回転させた後のエアを排気するタービン排気通路２４と、シェーピング用エアをシェーピングエアキャップ１３に供給するシェーピングエア通路２５と、を有し、各通路はハウジング１９内にその一部が形成されている。
【０００８】
塗料、洗浄剤、異物がラジアル空気軸受１７の前端および後端からラジアル空気軸受１７に侵入することを防止するために、空気軸受の前端と後端に対してそれぞれ侵入防止対策が施されている。
前方からの侵入防止対策は、塗料付着防止蓋３５と、エアシール機構３６と、の２つが設けられている。
塗料付着防止蓋３５は、エアモータ１１のボデーの前端部の内周に取りつけられ、回転軸１８と空気軸受１７との間の隙間を前方から覆っている。ただし、塗料付着防止蓋３５は、エアモータとシェーピングエアキャップとの間にあるハウジングなど、エアモータ以外の構成部品を利用して形成されてもよい。塗料付着防止蓋３５は、静止部材で、回転軸１８と接触しないように、塗料付着防止蓋３５の内周と回転部材外周面との間には、微小な隙間が設けられている。
【０００９】
エアシール機構３６は、図２に拡大して示すように、塗料付着防止蓋３５の内周と回転部材外周面との間の微小な隙間を通して塗料、シンナー、異物などが空気軸受１７に侵入しないように、回転軸１８の周り全周にわたってエアを吹き出してエアシール（エアカーテン）を形成する機構からなり、回転軸１８と空気軸受１７との間の軸受隙間よりもベルヘッド側に設けられている。エアシール機構３６は、軸受用エア通路２２に連通する１本のシールエア供給通路３４と、塗料付着防止蓋３５に形成されシールエア供給通路３４に連通し周方向全周にわたって延びる切欠３１と、切欠３１に連通する複数のオリフィス３２と、塗料付着防止蓋３５に形成されオリフィス３２に連通し周方向全周にわたって延びる切欠３３と、からなる。切欠３３は、塗料付着防止蓋３５の内周面に開放している。周方向に全周にわたって延びる切欠３１、３３はエアを全周均一に送り、オリフィス３２は噴出エア量を調整する。
【００１０】
後方からの侵入防止対策については、空気軸受への給気通路の途中に塗料逆流防止用エアを分流させる分岐部２６が設けられている。
分岐部２６は、ハウジング１９のうち、２つのラジアル軸受１７のうち後方のラジアル軸受１７ａの後方にある第１のハウジング部分１９ａに配置されている。第１のハウジング部分１９ａと回転軸１８との間には半径方向隙間２７が形成されており、回転軸１８の後端とそれに回転軸軸方向に対向する第２のハウジング部分１９ｂとの間に前記半径方向隙間２７に連通する軸方向隙間２８が形成されている。そして、第１のハウジング部分１９ａに、分岐部２６から分流した塗料逆流防止用エアを半径方向隙間２７に流出させるエアノズル２９が形成されている。半径方向隙間２７は、望ましくは、軸方向隙間２８よりも厚さが大である。
【００１１】
つぎに、本発明実施例の塗料、シンナー、異物などの空気軸受１７への侵入防止作用を説明する。
前方からの侵入に対しては、塗料付着防止蓋３５が設けられているので、塗料、シンナー、異物などが塗料付着防止蓋３５に当り、直接軸受隙間に入ることはない。
【００１２】
塗料、シンナー、異物などが軸受隙間に入るには塗料付着防止蓋３５の内周面と回転軸１８の外周面との間の隙間を通らなければならないが、塗料付着防止蓋３５の内周面からエアが噴出してエアシール（エアカーテン）を形成しているので、塗料、シンナー、異物などは塗料付着防止蓋３５の内周面と回転軸１８の外周面との間の隙間を通りぬけることができない。そのため、塗料、シンナー、異物などの空気軸受１７への侵入が防止される。
シールエアの噴出量に周方向にアンバランスがあると、周辺にくらべて負圧となった部分が塗料を巻き込むおそれがあるが、本発明実施例では切欠３１、３３を設けてあるので、エアの噴出量が全周にわたって均一になり、確実にエアシールできる。
【００１３】
また、軸受エアはかなりの高圧（４Ｋｇｆ／ｃｍ2 ）である。一方、塗料侵入防止エアは微量でよいことから、流量を絞る必要があるが、本発明実施例では、オリフィス３２を設けたので、エア流量の絞りが容易である。
また、エアシール機構３６が、塗料付着防止蓋３５内に形成されているので、特別に設置スペースを設ける必要がない。また、塗料侵入防止エアに、軸受エアの給気を分配利用しているので、エアモータ内に独立した給気経路を設ける必要がない。これらの結果、装置がコンパクトになるともに、常に一定流量のエアを供給できる。
【００１４】
後方からの侵入に対しては、塗料逆流防止用エアは、分岐部２６で分流した後エアノズル２９から半径方向隙間２７に噴出され、ついで軸方向隙間２８に流れ、軸方向隙間２８を通過した後、回転軸１８の後方端部をまわって中空部内に流れ、回転軸中空部内を回転軸１８の前端へと流れて回転軸前端から流出する。そして、回転軸前端から流出するときに、塗料やシンナが回転軸１８内に逆流することを防止する。
【００１５】
単に回転軸の後端から塗料逆流防止用エアを回転軸中空部内に供給するものでは、一旦塗料が回転軸中空部内に侵入すると、回転軸の回転によって塗料などに付与される遠心力によって、またたく間に塗料等は後方軸受に侵入し、回転不能にしてしまうが、本発明実施例では、後方軸受１７ａが、回転軸受１８の内部空間と、軸方向隙間２８および半径方向隙間２７を介して２段に隔てられているので、たとえ回転軸１８内に塗料やシンナーが侵入しても、後方軸受１７ａに達することはなく、回転不能になることが防止される。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、軸受隙間よりも前記ベルヘッド側にエアシール機構を設けたので、エアシール機構によって形成されるエアシール（エアカーテン）により、塗料、シンナー、異物などの、軸受隙間への侵入を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の回転霧化静電塗装装置の断面図である。
【図２】図１の回転霧化静電塗装装置の空気軸受前端部近傍部分の拡大断面図である。
【図３】従来の回転霧化静電塗装装置の部分断面図である。
【符号の説明】
１０ 回転霧化静電塗装装置
１１ エアモータ
１２ ベルヘッド
１３ シェーピングエアキャップ
１４ 高電圧発生器
１５ 塗料フィードチューブ
１６ タービン
１７ 空気軸受（静圧ラジアル空気軸受）
１８ 回転軸
１９ ハウジング
２１ スラスト静圧空気軸受
２２ 軸受用エア通路
２３ タービンエア通路
２４ タービン排気通路
２５ シェーピングエア通路
２６ 分岐部
２７ 半径方向隙間
２８ 軸方向隙間
２９ エアノズル
３１、３３ 切欠
３２ オリフィス
３４ シールエア供給通路
３５ 塗料付着防止蓋
３６ エアシール機構
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転霧化静電塗装装置に関し、とくに回転軸が空気軸受によって支持されるタイプの回転霧化静電塗装装置の、回転軸と空気軸受との間の軸受隙間への塗料、シンナー、異物などの侵入防止構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近主流になっている回転霧化静電塗装装置は、主に、エアモータ、ベルヘッド、シェーピングエアキャップ、高電圧発生器、塗料フィードチューブで構成されている。回転霧化静電塗装装置のエアモータの軸受には、静圧空気軸受が用いられることが主流になっている。静圧空気軸受は、外部から加圧した空気を軸受と回転軸との隙間に供給し回転軸を浮上させているため、非接触、完全無給油で耐久性に優れている。また、回転軸と回転軸前端に締結されたベルヘッドは、回転軸をエアモータで回転させることにより、一体に回転される。
図３に、従来のエアモータ前端部の構造を示す。図３に示したように、回転軸１と空気軸受２との間の隙間（軸受隙間）３は、前方に露出されてベルヘッ４に向かって開放されている。また、ベルヘッド４の背面に対向させてベルヘッド背面部洗浄ノズル５が設けられることもある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来装置では、空気軸受２の軸受隙間が前方に露出されていたため、上向き塗装する際塗料や異物が軸受隙間に侵入しやすく、また、洗浄時にもベルヘッド背面部洗浄ノズルから噴出されたシンナーがベルヘッド背面にあたって飛び散り塗料カスとともに軸受隙間に侵入するおそれもある。空気軸受は、他の軸受に比べ、軸受隙間が一段と小さく数ミクロンからせいぜい百ミクロンまでで、負荷能力が低く、繊細であるため、軸受隙間内に微量の塗料、塗料カス、異物などが侵入しただけでたちまち軸受に不具合が生じてしまう。
本発明の目的は、空気軸受の軸受隙間に前方から塗料、塗料カス、異物などが侵入することを防止できる回転霧化静電塗装装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
先端にベルヘッドを取りつけた回転軸をベルヘッド取付け部の後方で空気軸受により回転可能に支持した回転霧化静電塗装装置であって、
前方からの前記空気軸受への塗料、洗浄材、異物の侵入防止対策として、塗料付着防止蓋とエアシール機構の２つを設け、
前記塗料付着防止蓋は前記空気軸受と前記回転軸との間の隙間を前方から覆い前記回転軸との間に微小隙間を有しており、
前記エアシール機構は前記回転軸と前記空気軸受との間の軸受隙間よりも前記ベルヘッド側で前記塗料付着防止蓋と前記回転軸との間の微小隙間に、前記回転軸の周り全周にわたってエアシールを形成する回転霧化静電塗装装置。
【０００５】
上記本発明の装置では、軸受隙間よりも前記ベルヘッド側にエアシール機構を設けたので、エアシール機構によって形成されるエアシール（エアカーテン）が塗料、シンナー、異物などの、軸受隙間への侵入を防止する。その結果、空気軸受の損傷が防止される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の望ましい実施例の回転霧化静電塗装装置を、図１、図２を参照して説明する。
図１、図２に示すように、本発明実施例の回転霧化静電塗装装置１０は、ハウジング１９と、ハウジング１９にラジアル静圧空気軸受（空気軸受）１７によって回転自在に支持された中空の回転軸１８と、回転軸１８にかかる軸方向荷重を回転自在に支持するスラスト静圧空気軸受２１と、回転軸１８の前端に固定されて回転軸１８と一体に回転するベルヘッド（回転霧化頭）１２と、回転軸１８を回転駆動するエアモータ１１と、回転軸１８の中空部を挿通して延びベルヘッド１２に塗料を供給する塗料フィードチューブ１５およびベルヘッド１２に洗浄剤（シンナ）を供給する洗浄剤フィードチューブ２０と、ベルヘッド１２から飛散される塗料に向けて噴射され塗料の飛行パターンを整えるシェーピングエアキャップ１３と、ベルヘッド１２から飛散される塗料に電荷を付加するために高電圧を発生する、ハウジング１９に支持された高電圧発生器１４と、からなる。
図示例では、回転軸１８は、回転軸１８の軸方向に隔てられた２つのラジアル軸受１７と１つのスラスト軸受２１にて回転自在に支持され、スラスト軸受２１は２つのラジアル軸受１７間に配置されている。
【０００７】
回転霧化静電塗装装置１０は、さらに、ラジアル静圧空気軸受１７およびスラスト静圧空気軸受２１に軸受用エアを供給する軸受用エア通路２２と、エアモータ１１のタービン１６にタービンエアを供給するタービンエア通路２３およびタービンを回転させた後のエアを排気するタービン排気通路２４と、シェーピング用エアをシェーピングエアキャップ１３に供給するシェーピングエア通路２５と、を有し、各通路はハウジング１９内にその一部が形成されている。
【０００８】
塗料、洗浄剤、異物がラジアル空気軸受１７の前端および後端からラジアル空気軸受１７に侵入することを防止するために、空気軸受の前端と後端に対してそれぞれ侵入防止対策が施されている。
前方からの侵入防止対策は、塗料付着防止蓋３５と、エアシール機構３６と、の２つが設けられている。
塗料付着防止蓋３５は、エアモータ１１のボデーの前端部の内周に取りつけられ、回転軸１８と空気軸受１７との間の隙間を前方から覆っている。ただし、塗料付着防止蓋３５は、エアモータとシェーピングエアキャップとの間にあるハウジングなど、エアモータ以外の構成部品を利用して形成されてもよい。塗料付着防止蓋３５は、静止部材で、回転軸１８と接触しないように、塗料付着防止蓋３５の内周と回転部材外周面との間には、微小な隙間が設けられている。
【０００９】
エアシール機構３６は、図２に拡大して示すように、塗料付着防止蓋３５の内周と回転部材外周面との間の微小な隙間を通して塗料、シンナー、異物などが空気軸受１７に侵入しないように、回転軸１８の周り全周にわたってエアを吹き出してエアシール（エアカーテン）を形成する機構からなり、回転軸１８と空気軸受１７との間の軸受隙間よりもベルヘッド側に設けられている。エアシール機構３６は、軸受用エア通路２２に連通する１本のシールエア供給通路３４と、塗料付着防止蓋３５に形成されシールエア供給通路３４に連通し周方向全周にわたって延びる切欠３１と、切欠３１に連通する複数のオリフィス３２と、塗料付着防止蓋３５に形成されオリフィス３２に連通し周方向全周にわたって延びる切欠３３と、からなる。切欠３３は、塗料付着防止蓋３５の内周面に開放している。周方向に全周にわたって延びる切欠３１、３３はエアを全周均一に送り、オリフィス３２は噴出エア量を調整する。
【００１０】
後方からの侵入防止対策については、空気軸受への給気通路の途中に塗料逆流防止用エアを分流させる分岐部２６が設けられている。
分岐部２６は、ハウジング１９のうち、２つのラジアル軸受１７のうち後方のラジアル軸受１７ａの後方にある第１のハウジング部分１９ａに配置されている。第１のハウジング部分１９ａと回転軸１８との間には半径方向隙間２７が形成されており、回転軸１８の後端とそれに回転軸軸方向に対向する第２のハウジング部分１９ｂとの間に前記半径方向隙間２７に連通する軸方向隙間２８が形成されている。そして、第１のハウジング部分１９ａに、分岐部２６から分流した塗料逆流防止用エアを半径方向隙間２７に流出させるエアノズル２９が形成されている。半径方向隙間２７は、望ましくは、軸方向隙間２８よりも厚さが大である。
【００１１】
つぎに、本発明実施例の塗料、シンナー、異物などの空気軸受１７への侵入防止作用を説明する。
前方からの侵入に対しては、塗料付着防止蓋３５が設けられているので、塗料、シンナー、異物などが塗料付着防止蓋３５に当り、直接軸受隙間に入ることはない。
【００１２】
塗料、シンナー、異物などが軸受隙間に入るには塗料付着防止蓋３５の内周面と回転軸１８の外周面との間の隙間を通らなければならないが、塗料付着防止蓋３５の内周面からエアが噴出してエアシール（エアカーテン）を形成しているので、塗料、シンナー、異物などは塗料付着防止蓋３５の内周面と回転軸１８の外周面との間の隙間を通りぬけることができない。そのため、塗料、シンナー、異物などの空気軸受１７への侵入が防止される。
シールエアの噴出量に周方向にアンバランスがあると、周辺にくらべて負圧となった部分が塗料を巻き込むおそれがあるが、本発明実施例では切欠３１、３３を設けてあるので、エアの噴出量が全周にわたって均一になり、確実にエアシールできる。
【００１３】
また、軸受エアはかなりの高圧（４Ｋｇｆ／ｃｍ2 ）である。一方、塗料侵入防止エアは微量でよいことから、流量を絞る必要があるが、本発明実施例では、オリフィス３２を設けたので、エア流量の絞りが容易である。
また、エアシール機構３６が、塗料付着防止蓋３５内に形成されているので、特別に設置スペースを設ける必要がない。また、塗料侵入防止エアに、軸受エアの給気を分配利用しているので、エアモータ内に独立した給気経路を設ける必要がない。これらの結果、装置がコンパクトになるともに、常に一定流量のエアを供給できる。
【００１４】
後方からの侵入に対しては、塗料逆流防止用エアは、分岐部２６で分流した後エアノズル２９から半径方向隙間２７に噴出され、ついで軸方向隙間２８に流れ、軸方向隙間２８を通過した後、回転軸１８の後方端部をまわって中空部内に流れ、回転軸中空部内を回転軸１８の前端へと流れて回転軸前端から流出する。そして、回転軸前端から流出するときに、塗料やシンナが回転軸１８内に逆流することを防止する。
【００１５】
単に回転軸の後端から塗料逆流防止用エアを回転軸中空部内に供給するものでは、一旦塗料が回転軸中空部内に侵入すると、回転軸の回転によって塗料などに付与される遠心力によって、またたく間に塗料等は後方軸受に侵入し、回転不能にしてしまうが、本発明実施例では、後方軸受１７ａが、回転軸受１８の内部空間と、軸方向隙間２８および半径方向隙間２７を介して２段に隔てられているので、たとえ回転軸１８内に塗料やシンナーが侵入しても、後方軸受１７ａに達することはなく、回転不能になることが防止される。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、軸受隙間よりも前記ベルヘッド側にエアシール機構を設けたので、エアシール機構によって形成されるエアシール（エアカーテン）により、塗料、シンナー、異物などの、軸受隙間への侵入を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の回転霧化静電塗装装置の断面図である。
【図２】図１の回転霧化静電塗装装置の空気軸受前端部近傍部分の拡大断面図である。
【図３】従来の回転霧化静電塗装装置の部分断面図である。
【符号の説明】
１０ 回転霧化静電塗装装置
１１ エアモータ
１２ ベルヘッド
１３ シェーピングエアキャップ
１４ 高電圧発生器
１５ 塗料フィードチューブ
１６ タービン
１７ 空気軸受（静圧ラジアル空気軸受）
１８ 回転軸
１９ ハウジング
２１ スラスト静圧空気軸受
２２ 軸受用エア通路
２３ タービンエア通路
２４ タービン排気通路
２５ シェーピングエア通路
２６ 分岐部
２７ 半径方向隙間
２８ 軸方向隙間
２９ エアノズル
３１、３３ 切欠
３２ オリフィス
３４ シールエア供給通路
３５ 塗料付着防止蓋
３６ エアシール機構
Claims (1)
- 先端にベルヘッドを取りつけた回転軸をベルヘッド取付け部の後方で空気軸受により回転可能に支持した回転霧化静電塗装装置であって、
前方からの前記空気軸受への塗料、洗浄材、異物の侵入防止対策として、塗料付着防止蓋とエアシール機構の２つを設け、
前記塗料付着防止蓋は前記空気軸受と前記回転軸との間の隙間を前方から覆い前記回転軸との間に微小隙間を有しており、
前記エアシール機構は前記回転軸と前記空気軸受との間の軸受隙間よりも前記ベルヘッド側で前記塗料付着防止蓋と前記回転軸との間の微小隙間に、前記回転軸の周り全周にわたってエアシールを形成する回転霧化静電塗装装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02527496A JP3722895B2 (ja) | 1996-02-13 | 1996-02-13 | 回転霧化静電塗装装置 |
| US08/768,584 US5788164A (en) | 1995-12-19 | 1996-12-18 | Rotary atomizing electrostatic coating apparatus |
| EP96120381A EP0780159B1 (en) | 1995-12-19 | 1996-12-18 | Rotary atomizing electrostatic coating apparatus |
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