JP4327428B2 - コーティング粉末用粉末スプレイガン - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１の上位概念に記載のコーティング粉末用粉末スプレイガンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
米国特許第５７５９２７１号（＝欧州特許公開第０７７９１０５号）は、コーティング粉末用のこの種の粉末スプレイガンを示している。粉末スプレイガンは、シャフトハウジングを有しており、そのシャフトハウジングは粉末供給管通路、高圧チャンバおよび付加チャンバを有しており、それらはすべてシャフトハウジングの後方の端面内で開放するように連通している。同公報は、チャンバがシャフトハウジングの前方の端面内では開放されているか、あるいは閉鎖されているかについては、述べていない。実際から知られているこの種のシャフトハウジングは、前方と後方が開放している。高圧発生器の高圧側と電気的接点との間の接続内に、実際的な実現においては、高圧電極の短絡電流を制限するために少なくとも一つの電流制限抵抗が配置されている。既知の粉末スプレイガンは、ロボットアームまたは往復移動スタンドあるいは他の可動の装置または移動しない装置に固定することができる。
【０００３】
コーティング粉末用の同様な種類のスプレイガンは、米国特許４９９３６４５から知られており、かつ、手動で取り扱うためのハンドグリップを有している。
【０００４】
手動のガンとして、あるいは機械的に支持されるガンとして使用可能な、コーティング粉末用の粉末スプレイガンは、米国特許第４１９６４６５号から知られている。この公報は、ガン内に収容されている高圧発生器の詳細についても、開示している。この種の高圧発生器は、ガンの外部に配置することもできる。それは、通常、低い入力電圧を低い交流電圧に変換するための発振器、交流電圧側に接続されている、交流電圧を高変圧するための変圧器および整流器とコンデンサまたは同様に作用する素子を有する、コーティング粉末を静電的に帯電させるための１つまたは複数の高圧電極用に、電圧をさらに高変圧して、たとえば２０００Ｖと１７００００Ｖの領域の、高い直流電圧に変換するためのカスケード回路を有している。
【０００５】
コーティング粉末は、比較的大きい粉末粒子だけでなく、ミクロの小ささの粉末粒子も有している。これらは、シャフトハウジングの前方の端面のチャンバ内へ進入する傾向がある。これは、漏れ電流、短絡および、特にコーティング粉末が導電性の材料からなり、あるいはそれを含む場合に、高電圧路からより低い電位、たとえばアース電位を有する他の部分への電流フラッシュオーバーをもたらす可能性がある。
【０００６】
【特許文献１】
米国特許第５７５９２７１号
【特許文献２】
米国特許第４９９３６４５号
【特許文献３】
米国特許第４１９６４６５号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明によって、コーティング粉末の粉末粒子が、シャフトハウジングによって形成されるチャンバの前方の端部へ進入することと、それによって生じる欠点を阻止し、あるいは少なくとも大幅に減少させる、という課題を解決しようとしている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この課題は、本発明によれば、請求項１に記載された特徴によって解決される。
【０００９】
それによれば、本発明は、プラスチックからなる一体的なシャフトハウジングを有するコーティング粉末用の粉末スプレイガンに関するものであって、そのシャフトハウジングは後方の開放された端面を有し、かつ、それぞれ、そこから始ってシャフト長手方向に延びる、シャフトハウジングの前方の端面に連通する粉末供給管通路と、高圧チャンバを形成し、その高圧チャンバ内へ後方の開放した端面を通してシャフト長手方向に、コーティング粉末を静電的に帯電させる、少なくとも一つの、高圧電極のための高圧を発生させる高圧発生器が挿入可能であって、この粉末スプレイガンは、高圧チャンバがシャフトハウジングの前方の端部においてシャフトハウジングによって閉鎖されており、かつ、少なくとも一つの、接続導体がシャフトハウジングのこの前方の端部を通して圧力ガス密に延びており、接続導体はシャフトハウジングの内部においては、高圧発生器の高圧側と電気的に導通するように接続され、あるいは接続可能であって、シャフトハウジングの外側においては、高圧電極に高圧を供給するために、電気的に導通可能な電極接続導体と接続され、あるいは接続可能であることを、特徴としている。
【００１０】
従って高圧チャンバの前方の端部は、シャフトハウジング自体の材料によって完全に閉鎖されている。高圧発生器の高圧側の、少なくとも一つの、電極接続導体は、シャフトハウジングを通して圧力ガス密に案内されている。その電極接続導体は、シャフトハウジングの材料に直接圧縮空気密に添接すること、あるいは圧縮空気密のシール材料によってシャフトハウジングに接してシールされることができる。本発明によれば、高圧チャンバとシャフトハウジングの前方の終端部分の領域内の他の部材との間のインターフェイス個所は、シャフトハウジングの前方の端部まで前方へ移動される。それによって漏れ電流または電気的な電圧フラッシュオーバーが生じる危険は、従来技術よりもずっとよく防止される。
【００１１】
本発明の他の特徴と他の実施形態は、従属請求項に記載されている。
【００１２】
ここで特に強調されるのは、高圧発生器と、少なくとも一つの、高圧−電流制限抵抗が、電気的に絶縁性の材料、好ましくは、プラスチック、からなる船体形状のハーフシェル内に鋳込まれる実施形態であって、鋳造材料も、電気的に絶縁性の材料、好ましくは、プラスチックである。ハーフシェルと鋳込まれた諸部分からなるユニット全体は、シャフトハウジングの後方の端面からその高圧チャンバ内へ挿入可能であって、かつ交換可能である。シャフトハウジングは、滑り嵌めを形成し、このユニットのためにシャフト長手方向の長手ガイドを形成する。高圧発生器と、少なくとも一つの、電流制限抵抗との間の絶縁材料の分割個所は、シャフトハウジングの前方の端部まで完全に回避される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、例としての好ましい実施例を用いて、本発明を説明する。
【００１４】
図面に示す、コーティング粉末のための本発明に基づく粉末スプレイガンは、好ましくは、射出成形方法で形成された、電気的に絶縁性の材料からなる一体的なシャフトハウジング２を有している。シャフトハウジング２は、中断されない材料片内に、シャフト長手方向に延びて、シャフトハウジング２の前方の端面６内に連通する、粉末供給管通路４と、高圧チャンバ８を形成しており、その高圧チャンバはシャフト長手方向にシャフトハウジングを通して延びており、高圧発生器１０を挿入するために後方の端面１４に入口開口部１２を有している。
【００１５】
高圧チャンバ８は、その全周面とシャフトハウジング２の前方の端面６において、シャフトハウジング２自体によって圧力ガス密に閉鎖されている。電気的な接続導体１６は、シャフトハウジング２を通って延びており、高圧チャンバ８の内部では高圧発生器１０の高圧側と電気的に導通するように接続されており、あるいは接続可能であって、シャフトハウジング２の外部では電気的に導通可能な電極接続導体２０と接続され、あるいは接続可能であって、それによって、少なくとも一つの、高圧電極２２にコーティング粉末を静電的に帯電させるための高圧を供給することができる。
【００１６】
電気的な接続導体１６と電極接続導体２０は、互いに半田付けし、あるいは差し込み接続し、あるいは他の方法で接続することができる。しかし、好ましいのは、互いに接触可能な２つの接点である。電極接続導体２０は、たとえば接触リングを有しているので、その電極接続導体はその回動位置に関係なく接続導体１６と接触することができる。電気的接続導体２０と、少なくとも一つの、高圧電極２２は、種々の方法で粉末スプレイガンの部分内に収容することができる。
【００１７】
単に多数の異なる実施可能性の例として、図１はスプレイノズル２４を示しており、そのスプレイノズルは電極接続導体２０と、少なくとも一つの、高圧電極２２を支持している。スプレイノズル２４は、たとえば、シャフトハウジング２の前方のシャフト部分上に螺合可能な押えねじ２６によって、シャフトハウジング２に固定されている。
【００１８】
好ましい実施形態によれば、シャフトハウジング２は、前方の端面上の前方の終端部分に、一体的に形成された前方の端壁２８を形成しており、その端壁は高圧室８の前方の端面６側を圧力ガス密に画成し、かつ、その端壁を通して電気的な接続導体１６が圧力ガス密に延びている。
【００１９】
高圧発生器１０の高圧側１８は、順次１つの電流制限抵抗３２または多数の電流制限抵抗と、電気的な接続導体１６の内側を押圧する電気的に導通するばね３４、好ましくは、押圧ばねを有する高圧導線路３０によって、この接続導体１６と電気的に導通するように接続されている。
【００２０】
高圧発生器１０は、たとえば、低い入力直流電圧を交流電圧に変換するための発振器３６、この交流電圧を高変圧するための変圧器３８およびカスケード回路４０または変圧器３８の交流電圧から、少なくとも一つの、高圧電極２２のための直流電圧−高電圧を発生させるための他の電気回路から構成されている。カスケード回路４０は、既知のように、カスケード接続された整流器と抵抗とを有することができる。
【００２１】
電流制限抵抗３２と高圧発生器２０は、電気的に絶縁性の材料、好ましくはプラスチックからなるブロック４２内に鋳込まれており、そのブロックはばね３４の近傍ないしは前方の端壁２８の近傍まで延びている。
【００２２】
少なくとも一つの、電流制限抵抗３２は、シャフトハウジング２の前方の終端部分２−２内に配置されており、その前方の終端部分は中央のハウジング部分２−４よりもずっと小さい横断面を有しており、その中央のハウジング部分内にカスケード回路４０が収容されている。変圧器３８と発振器３６がその中に収容されている、後方のハウジング部分２−６は、必要に応じて中央のハウジング部分２−４よりも大きい横断面を有することができる。このようにしてシャフトハウジング２のとブロック４２を形成する鋳造部材のために必要なプラスチックの材料が、各部分において最小程度に減少される。従って粉末スプレイガン全体の重量も最小程度に減少される。図１は、本発明に基づく実際の粉末スプレイガンを寸法的に拡大して示している。
【００２３】
プラスチックからなるブロック４２とシャフトハウジングの前方の端壁２８との間に、できるだけ短く抑えられた、たとえば０．５ｃｍの長さの押圧ばね３４が配置されており、その押圧ばねは接続導体１６と電気的に導通する接触ヘッド４８との間にシャフト長手方向に弾装されており、その接触ヘッドに電流制限抵抗３２の下流側の接続端が電気的に接続されている。
【００２４】
本発明の好ましい実施形態によれば、電気的に絶縁性の材料、好ましくはプラスチックからなる、船体形状のハーフシェル５０が設けられており、そのハーフシェル内で、少なくとも一つの、電流制限抵抗３２と好ましくは高圧発生器１０の全体がブロック４２のプラスチック内に鋳込まれている。これは、特にカスケード回路４０であるが、好ましくは、変圧器３８と好ましくは発振器３６もそうである。プラスチックで鋳造されるブロック４２は、船体形状のハーフシェル５０内に鋳込まれている。
【００２５】
同様に好ましい実施形態によれば、ハーフシェル５０はその前方の終端部分において（少なくとも一つの、電流制限抵抗３２の前半分）、パイプ通路５２として形成されており、そのパイプ通路内に押圧ばね３４が前から部分的に挿入されており、かつそのパイプ通路内で、接触ヘッド４８と接続導体１６との間に押圧ばね３４を軸方向に挟持するために、接触ヘッド４８が前方を向いた通路段部面５４に添接している。
【００２６】
船体状のハーフシェルは、その後方の端部において横壁５５を形成しており、その横壁はシェル底およびシェル横壁と共に高圧チャンバ８の全横断面にわたって延びており、その内周面に全周面にわたって密着して添接しており、かつ、好ましくは、少なくとも一つの、シール部材５６を介してさらにシールされている。
【００２７】
船体形状のハーフシェル５０の横壁５５を通して、電気的な接続素子５８、５９、６０、たとえば外部のケーブルを発振器３６に低電圧接続するための接続ピンが、圧力ガス密に案内されている。
【００２８】
中断なしで一体的に形成されたシャフトハウジング２は、高圧チャンバ８の他に、少なくとも一つ、好ましくは、少なくとも２つ、または、図面に示すように３つの、付加チャンバ６２、６４、６６とこれらを互いに分離する仕切壁６８、６９、７０および７１を形成しており、それら仕切壁は粉末供給管通路４の回りに分配して配置されており、かつ、それぞれシャフトハウジング２の開放された後方の端面１４からシャフトハウジング２の前方の横壁まで延びており、その横壁は、好ましくは、すべてのチャンバにわたって延びて、これらを密に閉鎖する横壁２８である。
【００２９】
付加チャンバ（図示の実施形態においては粉末供給管通路４の左と右の隣りに配置されている２つの付加チャンバ６２と６４）の、少なくとも一つは、圧力ガス、たとえば圧縮空気をシャフトハウジング２の後方の端部から前方の端壁２８内の透孔７２ないし７４を通して、その端壁に圧縮空気密に接続されている圧縮空気通路７６へ供給するための圧力ガス通路であって、圧縮空気はその圧縮空気通路７６を通して、少なくとも一つの、高圧電極２２の上方へ流れ、それによってこの電極に粉末粒子がつかないようにし、かつその電荷が粉末粒子へ伝達される。
【００３０】
幾つかの使用場合においては、スプレイガンから噴霧される粉末ビームまたは粉末の雲をフラットビームあるいは他の形状に成形することも望ましい。このために、あるいは他の目的のために、他の付加通路６４を圧力ガス通路として使用することができ、その圧力ガス、たとえば圧縮空気は前壁２８の開口部７４を介して、１つまたは複数の、圧縮空気通路７８へ案内されて、そこから圧縮空気、圧力ガスは、スプレイされるコーティング粉末ビーム上へ流れる。
【００３１】
圧力ガス通路７６および／または７８は、図１に示すように、ノズル２４内に形成することができる。他の実施形態においては、それは粉末スプレイガンの他の部材内に形成することができる。さらに、少なくとも一つの、高圧電極２２はノズル２４内で軸方向ではなく半径方向に、あるいは他の部分内、たとえばシャフトハウジング２の前方の終端部分内、粉末供給管通路４内あるいはその端縁に配置することができる。
【００３２】
図面内で下方の付加通路６６は、同様に圧力ガス供給のため、あるいは他の流体を供給するために用いることができ、あるいは利用されないままとなる。すべての場合において、付加チャンバ６２、６４、６６、および、すべてのチャンバ８、６２、６４、６６間の仕切壁６８、６９、７０、７１は、シャフト長手方向に対して半径方向に、電気的な漏れ電流または電気的なフラッシュオーバーを防止するための電気的な絶縁区間を形成する。さらに、それらは、仕切壁とシャフトハウジング２の外側ジャケットもわずかな材料で極めて薄く形成することができ、それにもかかわらず高い強度、剛性および電気的な絶縁効果を有する、という利点を有している。チャンバ８、６２、６４および６６は、好ましくは、粉末供給管通路４の周面全体の回りに分配して配置されている。
【００３３】
粉末供給管通路４は、直接粉末案内通路として使用することができる。しかし好ましい実施形態によれば、その中に粉末パイプ８４が交換可能に挿入される。この粉末パイプはコーティング粉末の粉末粒子によって摩耗した場合、あるいは清掃目的のために、交換することができる。さらにその粉末パイプは、シャフトハウジング２よりも摩耗に強いプラスチックまたは摩耗に強い他の、電気的に絶縁性の材料から形成することができる。さらに、粉末パイプ８４は、それに沿って摩擦する、コーティング粉末の粉末粒子により摩擦電気を発生させるように形成することができる。このようにして、そして高圧発生器１０ないし鋳込まれたハーフシェル５０が交換可能であることによって、粉末スプレイガンを同一のシャフトハウジング２を使用して、粉末コーティング駆動の際の種々の要請に適合させることができる。
【００３４】
粉末パイプ８４は、任意の方法で、たとえば中空ボルト８６によって、固定することができ、その中空ボルトはシャフトハウジング２の粉末供給管パイプ４の後方の端部に設けられた内ねじ内に螺合されており、かつ、その中空ボルトを通して粉末パイプ８４が軸方向の滑り嵌めによって延びている。粉末パイプ８４は、その後方の端部に、粉末ホースを固定するための接続部材９０を設けることができる。
【００３５】
さらに、シャフトハウジング２の後方の端部に、図示されていない低電圧ケーブルを接続するために接続片９２が固定可能であって、その低電圧ケーブルによって電気的な低電圧が接続ピン５８、５９および６０を介して高圧発生器１０へ供給可能である。接続片９２は、同様に中空ボルト８６によって、あるいは他の手段によってシャフトハウジング２の後方の端面１４に固定可能であって、たとえば中空ボルト８６によって後方端面１４に対して締め付け固定される。接続片９２とシャフトハウジング２の後方の端面１４との間に、シールプレート９４と移行片９６を配置することができ、その移行片はシャフトハウジング２の外側の形状を接続片９２の外側の形状に適合させる。
【図面の簡単な説明】
【図１】コーティング粉末用の本発明に基づく粉末スプレイガンの縦断面図である。
【図２】それぞれ後方からシャフトハウジング内へ挿入された高圧発生器、粉末パイプおよび中空ボルトを備えた、図１に示す粉末スプレイガンのシャフトハウジングを、図１のII−IIの平面で見た後方の正面図である。
【図３】図１のIII−IIIの平面における横断面図である。
【図４】図１のIV−IVの平面におけるシャフトハウジングの前方の端面を示している。
【符号の説明】
２…シャフトハウジング
４…粉末供給管通路
６…前方の端面
８…高圧チャンバ
１０…高圧電極
１２…入口開口部
１４…後方の端面
１６…接続導体
１８…高圧電極の高圧側
２０…電極接続導体
２２…高圧電極
２４…スプレイノズル
２６…押えねじ
２８…前方の端壁
３０…高圧導線路
３２…電流制限抵抗
３４…押圧ばね
３６…発振器
３８…変圧器
４０…カスケード回路
４２…ブロック
４８…接触ヘッド
５０…ハーフシェル
５２…収容通路
５４…電気的接点、通路段部面
５５…横壁
５６…シール部材
５８、５９、６０…接続素子
６２、６４、６６…付加チャンバ
６８、６９、７０、７１…仕切壁
７２、７３、７４…開口部
７６、７８…圧縮空気通路
８４…粉末パイプ
８６…中空ボルト
９０…接続部材
９２…接続片
９４…シールプレート
９６…移行片

Claims (10)

1. 粉末スプレイガンにおいて、
   後方の開放された端面（１４）および前方の端面（６）を有したプラスチックからなる一体的なシャフトハウジング（２）と、
   高い交流電圧から直流電圧高圧を発生させるための少なくとも一つの素子と、低い交流電圧から高い交流電圧を発生させるための変圧器（３８）とからなる、少なくとも一つの、カスケード回路（４０）を具備した高圧発生器（１０）であって、電気的に絶縁性の材料からなるブロック内に鋳込まれている高圧発生器（１０）と、
   シャフトハウジング（２）の前方の端面（６）内に連通する粉末供給管通路（４）および高圧チャンバ（８）であって、前記シャフトハウジング（２）の後方の端面（１４）から始ってシャフト長手方向に延びる粉末供給管通路（４）、および、高圧発生器（１０）を有した電気的に絶縁性の材料からなるブロックを該高圧チャンバ内へ後方の開放された端面（１４）を通してシャフト長手方向に受容する前記高圧チャンバ（８）と、
   前記高圧発生器（１０）によって発生した高電圧を受けコーティング粉末を静電的に帯電させるための少なくとも一つの高圧電極（２２）と、
   少なくとも一つの接続導体（１６）および電極接続導体（２０）を具備し、
   高圧チャンバ（８）が、シャフトハウジング（２）の前方の端面においてシャフトハウジングによって閉鎖されており、かつ、前記少なくとも一つの電気的な接続導体（１６）がシャフトハウジング（２）の前記前方の端面を通して圧力ガス密に延びており、
   前記接続導体（１６）が、高圧チャンバ（８）の内部では高圧発生器（１０）の高圧側（１８）と電気的に導通するように接続されており、あるいは接続可能であって、シャフトハウジング（２）の外部では、高圧電極（２２）に高圧を供給するために、電気的に導通する電極接続導体（２０）と接続されており、あるいは接続可能である、
   ことを特徴とするコーティング粉末用粉末スプレイガン。
2. シャフトハウジング（２）は、その前方の端面に、そのシャフトハウジングと一体的に形成された前方の端壁（２８）を形成しており、前記端壁は高圧チャンバ（８）を圧力ガス密に閉鎖し、かつ前記端壁を通して電気的な接続導体（１６）が延びていることを特徴とする請求項１に記載の粉末スプレイガン。
3. 高圧発生器（１０）の高圧側（１８）を電気的な接続導体（１６）と電気的に接続、あるいは接続可能ならしめる、高圧導線路（３０）内に、少なくとも一つの、電流制限抵抗（３２）が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の粉末スプレイガン。
4. 少なくとも一つの、電流制限抵抗（３２）は、前記電気的に絶縁性の材料内に鋳込まれていることを特徴とする請求項３に記載の粉末スプレイガン。
5. 高圧発生器（１０）は、低い直流電圧から低い交流電圧を発生させるための、ブロック内に一緒に鋳込まれた発振器（３６）も有していることを特徴とする請求項１に記載の粉末スプレイガン。
6. 前記電気的に絶縁性の材料からなるブロック（４２）が、電気的に絶縁性の材料からなる船体形状のハーフシェル（５０）内に鋳込まれており、その中にブロック内に鋳込まれたすべての部分が含まれ、ハーフシェル（５０）は、電流制限抵抗（３２）を越えて、電気的な接続導体（１６）の近傍まで前方へ延びており、かつ高圧チャンバ（８）内へシャフトハウジング（２）の後方の端面（１４）から挿入可能であることを特徴とする請求項１に記載の粉末スプレイガン。
7. ハーフシェル（５０）の前方の終端部分が、電気的に導通する押圧ばね（３４）の後方の終端部分を収容するための収容通路（５２）として形成されており、
   前記押圧ばねは、シャフト長手方向において接続導体（１６）と、電流制限抵抗（３２）の下流側の電気的接点（５４）との間に弾装され、あるいは弾装可能であることを特徴とする請求項６に記載の粉末スプレイガン。
8. 前記一体的なシャフトハウジング（２）は、前記粉末管通路（４）を包囲し、かつ、少なくとも一つの、付加チャンバ（６２、６４、６６）を具備し、
   前記少なくとも一つの付加チャンバは開放された後方の端面（１４）からシャフト長手方向に前方の端面（６）まで延びており、かつ、そこでシャフトハウジング（２）の前方の端壁（２８）によって密閉されていることを特徴とする請求項１に記載の粉末スプレイガン。
9. 前記一体的なシャフトハウジング（２）は、前記粉末管通路（４）を包囲し、かつ、少なくとも一つの、付加チャンバ（６２、６４、６６）を具備し、
   前記少なくとも一つの付加チャンバは開放された後方の端面（１４）からシャフト長手方向に前方の端面（６）まで延びており、かつ、そこでシャフトハウジング（２）の前方の端壁（２８）によって密閉されており、
   前記少なくとも一つの付加チャンバ（６２、６４、６６）は、前記ハウジングの前方の端壁（２８）に形成された圧力ガス伝達開口部（７２、７４）を具備していることを特徴とする請求項２に記載の粉末スプレイガン。
10. 高圧チャンバ（８）を含む４つのチャンバ（６２、６４、６６、８）が、粉末供給管通路（４）の回りに分配して配置されており、粉末管通路（４）がチャンバとその仕切壁によって完全に取り巻かれていることを特徴とする請求項８に記載の粉末スプレイガン。

Images