JP5600099B2 - 回転ベルカップ組立体 - Google Patents

Description

本発明は、概して塗料噴霧装置の分野に関し、特に回転ベルカップ内にスプラッシュプレートすなわちデフレクターを保持するための新規な装置に関する。

関連出願の相互参照
本願は、２００８年４月９日に出願された米国仮特許出願第61/043570号「スプラッシュプレート保持方法および保持装置」の米国特許本出願であり、上記米国仮特許出願は参照により本明細書に援用される。

多くの塗装およびコーティング装置が公知となっており、様々な用途のために開発が進められてきた。そうした中には、ベースユニットを介して塗料その他の流体コーティング材料を霧化ベルカップに供給する装置もある。ベルカップは、ベースの前部で回転する中空軸に取付けられる組立体である。ベースは一般に噴霧器と称され、多くの場合、約30000〜70000RPM以上の高速回転が可能な空気圧タービンを含む。動作中、噴霧器内をコーティング材料が流通してベルカップ組立体に供給される。コーティング材料は、回転するベルカップの内面に沿って流体を分散させるスプラッシュプレートまたはデフレクターに接触する。多くの場合、異なる種類の塗料、コーティング材料等に適合するようにした様々な形状のベルカップが知られており現在利用されている。流体は、スプラッシュプレートとベルカップ内面との間の環状領域を抜け、ベルカップ沿いに周縁部へ向けて流動し、該周縁部から放出される。ベルカップ組立体を帯電させことによって、或いは、噴霧器に設けた電極によって塗料またはコーティング材料を帯電させ、静電荷の影響下で同塗料またはコーティング材料を反対極に帯電させた塗装対象物へ向けて流動させるようにしてもよい。

上記のような装置に使用されるベルカップの個々の形状は様々であるが、通常、スプラッシュプレート組立体がベルカップの底部に形成された孔に嵌入、配設される。この組立体は多くの場合、該孔に挿入され、保持リング装置によって同孔に保持される。この種の典型的な従来の構成を図４に示す。同図に示すように、ベルカップＣはインサートＩを受承し、該インサートにスプラッシュプレートＳＰが固定される。スプラッシュプレートＳＰは、ピンＰによってインサートＩに固定することができる。該ピンは、インサートからスプラッシュプレートを離間させる役目も果たす。インサートＩは、その外周に形成される環状溝Ｇを有する。保持リングＲは、この溝内にスナップ嵌合され、そして組付け時にはベルカップ内側の肩部に係合するように押入され、スプラッシュプレートおよびインサートが受承孔に配置される。

この構成において、ピンＰを挿入するためにスプラッシュプレートおよびインサートに設けられた開口部内にピンＰが圧入されるとき、開口部は溝Ｇの半径方向内側面すなわち床面を変形させる傾向を有する。この変形が生じると、変形を除去するために溝の再加工が必要な場合がある。その上、この溝に嵌め込まれる保持リングＲは半径方向に延出しており、上記の変形があった場合、該変形領域において溝から半径方向に延出し過ぎる可能性がある。保持リングは、スプラッシュプレート組立体をベルカップ内に押入するむ際に損傷したり、脱離してしまうことがある。上記のことから、該スプラッシュプレート組立体は、使用時にベルカップが受ける力に耐え得るほど十分に頑丈にベルカップに組付けられているとはいえない。

従って、回転ベルカップおよびスプラッシュプレート組立体の構成を改良する必要がある。特に、上述したタイプの構成では従来使用される保持リングに伴う問題を回避することができる構成が必要とされる。

本発明は、上記の必要性に応えるスプラッシュプレートおよびベルカップの新規の構成を提供する。特に、本発明は、ベルカップとスプラッシュプレート組立体とを備える、塗料または流動性コーティング材料を霧化するための回転ベルカップ組立体を提供する。ベルカップは、塗料を出口へ輸送する内部通路を有する。スプラッシュプレート組立体は、出口の前方に配置されるスプラッシュプレートと、スプラッシュプレートが固定されるインサートとを含み、該インサートは、ベルカップの内面にスナップ係合してスプラッシュプレート組立体をベルカップ内に固定するように形成された返し部を含む。

本発明は、また、塗料または流動性コーティングを霧化するための回転ベルカップ組立体を提供する。該回転ベルカップ組立体は、流体を出口へ輸送する内部通路を有するベルカップと、スプラッシュプレート組立体とを備える。該スプラッシュプレート組立体は、出口の前方に配置されるスプラッシュプレートと、スプラッシュプレートが固定されるインサートとを含む。該インサートは、ベルカップの内面に係合してスプラッシュプレート組立体をベルカップ内に固定する手段が一体的に形成された単一の部材から成る。

本発明は、また、塗料または流動性コーティングを霧化するための回転ベルカップ組立体に用いられるスプラッシュプレート組立体を提供する。該スプラッシュプレート組立体は、ベルカップの出口の前方に配置されるように形成されたスプラッシュプレートと、スプラッシュプレートを固定するインサートとを含む。該インサートは、ベルカップの内面にスナップ係合してスプラッシュプレート組立体をベルカップ内に固定するように形成された返し部を含む。

本技術の側面に基づく例示的なベルカップの断面図であり、スプラッシュプレート組立体のベルカップ内における配置および保持方法の一例を示す。 図１に示す構成の詳細図であり、スプラッシュプレート組立体およびベルカップを保持するための特定の構成を示す。 ベルカップから取外された同スプラッシュプレート組立体の背面斜視図である。 従来の構成に基づく例示的なベルカップおよびスプラッシュプレート組立体の断面図である。

本発明の上記および他の特徴、側面および利点は、添付図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことで更に理解されるであろう。全ての図面において、同一の符号は同一の部品を表す。

図１は、本発明の特徴を備えたベルカップ組立体１０を例示する図である。同組立体は、ベルカップ１２と、以下に説明するようにベルカップ内に組付けられるスプラッシュプレート組立体１４とを具備する。一般に、ベルカップは、単一の金属部品または複数部品の組立体から構成することができる本体１６を有し、該本体は、噴霧器（図示せず）の中空軸に螺着されるネジを形成した開口部１８を有する。通路２０が、ネジを形成した開口部からスプラッシュプレート組立体を通ってベル形状の表面２２まで形成されている。動作時には、噴霧器の軸がベルカップを中心線２４を中心として高速回転させ、塗料その他の適したコーティング材料を開口部および通路を通して放出する。塗料またはコーティング材料は、スプラッシュプレート組立体１４を通過して該組立体の周囲に流動し、ベル表面２２の内壁に沿って薄膜を形成する。塗料またはコーティング材料に作用する遠心力によって、該コーティング材料は、強制的にベルの周縁部へと流れ、該周縁部からより糸状または微細な液体粒子となって飛散し塗装対象物（図示せず）に塗布される。

図１に示すベルカップおよびベルカップ本体のかかる構成は、説明の目的のみを意図するものである。このようなベルカップは多様な形状することができるが、ベルカップ内にスプラッシュプレート組立体を取付けるための構成は、これらの多様な構成の全てに容易に適合させることができる。例えば、図１には本体の中実の壁が示されているが、場合によっては、ベルカップの下部を切取ったり、ベルカップを周縁に向かって開口し中空領域を含む金属部品の成形組立体として形成して軽量化してもよい。更に、ベルの内面には様々な形状を用いることができ、例えば、湾曲面、アーチ面、放物面形状や階段状の放物面形状、円錐形状や階段状の円錐形状などとしてもよい。同様に、図１の実施形態には、カップのリップ部の周囲に複数の溝すなわちセレーションが形成された領域が図示されているが、他のベルカップはそのような特徴を含まないものもある。本技術はこのように、例示されたタイプのベルカップまたは特定のベルカップ、或いは、ベルカップ組立体に限定されない。

図示する実施形態では、ベルカップの本体は、スプラッシュプレート組立体を受容し所定位置に保持する特徴を有したスプラッシュプレート連結部２６を含む。該特徴は詳細に後述する。更に、スプラッシュプレート連結部２６の上流には、スプラッシュプレート組立体を受容する環状開口部２８が形成されており、ベルカップによって塗布される塗料またはコーティング材料は該開口部を流通する。詳細に後述するように、スプラッシュプレート連結部２６は内面３０を有しており、該内面は、スプラッシュプレート組立体の保持を助けると共に、スプラッシュプレート組立体を補修や交換のためにベルカップから容易に抜去可能とする特徴を備える。

スプラッシュプレート組立体１４は、スプラッシュプレート３２と、該スプラッシュプレートが固定されるインサート３４とを含む。スプラッシュプレートは、中心線２４からベルカップの内壁へと延在する略平面構造を有しており、該平面構造は、動作中に塗料またはコーティング材料が流通する環状開口部をベルカップの内壁との間に画成する。スプラッシュプレートの表面の形状は、様々な流れ特性を提供するように選択することができる。例えば、図示する実施形態のように、スプラッシュプレートの上流側の側面に流れを方向付ける表面を設け、塗料またはコーティング材料が周縁部に向かって一層円滑に流れるようにできる。然しながら、このような特徴を含まないスプラッシュプレートまたはデフレクターであってもよい。同様に、スプラッシュプレートの外周側面の形状は、ベルカップの内面と平行としたり、或いは、該組立体に望まれる流れの計量方法や流れの分散方法に応じて、両者が収束または拡開する角度を形成するようにできる。

スプラッシュプレートは一連のピン３６によりインサート３４に固定される。適切な数のピンを設けることができ、本実施形態では、３つのピンが組立体において周方向に対称位置に配置されている。図示する実施形態の各ピンは中心部分を含んでおり、該中心部分は、スプラッシュプレートとインサートとの間の望ましい距離を規定し、この位置においてスタンドオフ(standoff)として作用する。このように該ピンによって、スプラッシュプレートの後面３８がインサートの前面に対して適切に配置される。インサートは、該インサートとスプラッシュプレートの後面３８との間の空間に連通する内部通路４０を含む。ピン３６の突出部分を受容するために、スプラッシュプレートには凹部４２が形成され、同様の凹部４４がインサートにも形成されている。

スプラッシュプレートおよびインサートは、充填または非充填アセタール樹脂等の任意の適当な材料から形成することができる。一方、ピンは、ステンレス鋼等の一層硬質の材料から形成することができる。図示する実施形態のピンには、スプラッシュプレートおよびインサートから簡単に脱離することを防止するために返し部が設けられている。

インサートは、スプラッシュプレートの反対側に環状延長部４６を有しており、該延長部は、ベルカップに形成される開口部２８内に突出して同開口部に受承される。該延長部は、スカート部４８によって少なくとも部分的に包囲されている。スカート部は、インサートおよびスプラッシュプレート組立体の全体の挿入および取外しに際して弾性変形することができる。スカート部４８は、環状空間５０を以てインサートの延長部４６から分離されており、スカート部４８が弾性変形する間、該スカート部が内側へ変形可能となっている。

図２に上記特徴を一層詳細に示す。図２は、図１に示すインサートにおけるベルカップ本体との結合部分の下側半分を示す図である。上述のように、インサート３４は、ベルカップ本体１６内に受容される。スカート部４８は、開口すなわちスカート部とインサートの延長部４６との間の空間５０を少なくとも部分的に包囲する。１または複数の返し部５２がスカート部の外周面沿いに形成される。該返し部は、ラウンド状、テーパー状その他の形状とすることができ、ベルカップの内面に形成される肩部５４に支承される突出部を形成する。更に、スカート部４８は、該スカート部の挿入側において返し部５２の前方に傾斜面を有する。傾斜面５６は、インサートをベルカップ内に係合させる際、図２の矢印によって示すように、挿入力をスカート部を内側へと弾性変形させようとする力に変換する。返し部５２が肩部５４を通過すると、スカート部は半径方向外側に復帰し、返し部が肩部５４に係合されたままの状態になることで、インサートおよびスプラッシュプレート組立体が所定位置に保持される。

図示する実施形態では、該組立体は、また、補修や交換のためのインサートおよびスプラッシュプレート組立体のベルカップからの取外しを支援する特徴を含む。特に、図２に示すように、肩部５４は、通常動作中に返し部５２が当接する傾斜形状すなわち面取り部を有する。ベルカップのネジを形成した開口部（図１参照）の内側からインサートに対して力が加えられると、返し部５２はベルカップの傾斜面５４によって押圧され、スカート部の弾性変形が促される。返し部５２が肩部５４からいったん脱出すると、その後は簡単にインサートをベルカップから取外すことができる。

本実施形態では、図３に示すように、スカート部の弾性変形を促進するためにスカート部にスロットが設けられている。図３から理解されるように、インサートは上述のようにスプラッシュプレートに結合され、環状延長部４６はスカート部４８の後方に延在する。ピン３６もまた、インサート内に延びている。返し部５２を含むスカート部４８は、一連のスロット６０を含み、該スロットは、スカート部を複数の部分に区分して、スプラッシュプレート組立体の挿入および取外しの際にスカート部を一層変形し易くする。図示する実施形態では、これらのスロットは、ピン３６の配置に対応した位置に設けられる。そうすることで、たとえインサート部材がピンの挿入により変形したとしても、返し部を設けたスカート部４８に形成される保持機構の性能は、いかなる変形の影響も受けることはない。実施に際しては、材料の剛性、スカート部の長さ、望ましい挿入力および取外し力等の要因に応じて、任意の数のスロットを設けることができる。更に、スカート部を一連の返し部を設けた延長部に変更した実施形態も可能である。全てのこれらの変形例は、添付の特許請求の範囲に定義される本発明の範囲内に含まれる。

このようにして得られる構造は、従来の製造技術（例えば成形および／または機械加工）で製造可能であり、かつ、スプラッシュプレート組立体を使用中に所定位置にしっかりと保持する頑丈な構造を提供する。上述のように、本構成は、様々なベルカップおよびスプラッシュプレートの構成、形状に適合させることが可能であり、そして更に、従来の構成、特に保持リングや同様の保持用構造による構成に伴う諸問題を回避可能である。更に、本構成は、多くの既存のベルカップ、特に、肩部または同様の内側形状を有するベルカップに変更を加えることなく組込むことができ、該肩部に、スプラッシュプレート組立体の一体化された返し部が係合することで保持力を発揮する。

本発明の複数の特徴を本明細書に例示し説明したが、当業者には多くの修正および変更が想到されよう。従って、添付の特許請求の範囲は、そのような修正および変更のすべてを本発明の真の精神に含まれるものとして保護することが意図されると解すべきである。

Claims (6)

1. 塗料または流動性コーティングを霧化するための回転ベルカップ組立体において、
   流体を出口へと輸送するための内部通路を有するベルカップと、
   前記出口の前方に配置されるスプラッシュプレートと、前記スプラッシュプレートが固定されるインサートとを含むスプラッシュプレート組立体とを具備し、
   前記インサートが、前記ベルカップの内面にスナップ係合して前記スプラッシュプレート組立体を前記ベルカップ内に固定する半径方向外側に突出する少なくとも１つの返し部を有するスカート部を含み、
   前記スカート部は、前記返し部が前記ベルカップの内面に係合したときに、前記ベルカップに当接する先端部を有しており、該先端部の半径は前記返し部の半径よりも小さく、前記返し部よりも先端の挿入される部分の表面がテーパ状になっている回転ベルカップ組立体。
2. 前記スプラッシュプレートは、複数のピンによって前記インサートに固定される請求項１に記載の組立体。
3. 前記スカート部は、少なくとも１つの軸方向スロットを含み、該スロットは、前記インサートが前記ベルカップ内に係合される際に部分的に閉じて前記スカート部の変形を許容する請求項１に記載の組立体。
4. 前記インサートは、少なくとも部分的に前記返し部に包囲され、かつ、前記返し部より更に後方に延在する中央流体通路本体を含む請求項１に記載の組立体。
5. 前記ベルカップの内面には、前記インサートの前記返し部と係合して前記スプラッシュプレート組立体を前記ベルカップ内に固定する肩部が形成されている請求項１に記載の組立体。
6. 前記肩部は、前記ベルカップの前方へ傾斜する傾斜部を含み、前記返し部は、前記傾斜部との係合により圧縮可能であり、前記スプラッシュプレート組立体の前記ベルカップからの取外しを許容する請求項５に記載の組立体。

Images