(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コーティングディスペンサ（221−226）を載置する装置であって、一対の垂直方向のサポートユニット（290、291）と、前記一対のサポートユニット（290、291）の間において軸に沿って載置されたコーティングディスペンササポート（263）と、前記コーティングディスペンサ（221−226）と前記コーティングディスペンササポートとに対して移動する物体上にコーティング材料を分配するために前記コーティングディスペンササポート（263）上に載置された複数のコーティングディスペンサ（221−226）とを有し、
前記コーティングディスペンササポート（263）は、コーティング動作中に前記軸回りに自在に回転し、これにより当該コーティング動作中に前記物体と前記コーティングディスペンサあるいはコーティングディスペンササポートとが衝突した場合に、前記コーティングディスペンサが前記軸まわりに回転することを可能とする。
【請求項２】
前記コーティングディスペンササポート（263）に対して機能的に接続されるスイッチ（303）をさらに有し、前記スイッチ（303）は前記コーティングディスペンササポート（263）の回転動作後に動作することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記スイッチ（303）の動作に応じて、前記コーティング材料が塗布される物体から、前記コーティングディスペンササポート（263）及びコーティングディスペンサ（221−226）を遠ざける引き込み動作を行わさせるための制御システムをさらに有することを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記コーティングディスペンササポートは、長手軸に沿って配置されるサポートロッド（263）を有し、前記サポートロッド（263）は、その両端部においてベアリングユニット（265、266）内に載置され、これによって前記サポートロッド（263）の長手軸回りの回動を可能とすることを特徴とする請求項２または３記載の装置。
【請求項５】
前記スイッチ（303）は、これを作動させるレバーアーム（304）を有するリミットスイッチであり、前記サポートロッド（263）は、前記サポートロッド（263）の回転動作時に前記レバーアーム（304）と係合するカム面（307）を有することを特徴とする請求項４記載の装置。
【請求項６】
スプレーブースの内部を通過移動する物体上にコーティング材料を供給するための装置であって、前記コーティングディスペンササポートは、外側面が形成されるハウジングを有し、前記外側面は、前記ハウジングが前記スプレーブースの内部に配置された際に、前記ハウジングの近傍及びその下方に実質的な空気の層流を形成し、少なくとも一つのコーティングディスペンサは、前記ハウジングが前記スプレーブース内に配置された際に、当該コーティングディスペンサが前記スプレーブース内部を通過する物体上に前記コーティング材料を分配するのに適した位置に取り付けられることを特徴とする請求項１乃至５何れかに記載の装置。
【請求項７】
前記ハウジングの外側面は、弧状に成形された前端部、後端部および前記先端部及び後端部の間に延在する向かい合う側面を有することを特徴とする請求項６記載の装置。
【請求項８】
前記ハウジングにおける向かい合う側面は、各々その長さ方向における少なくとも一部に沿って、略凸状の湾曲形状に形成されることを特徴とする請求項７記載の装置。
【請求項９】
前記向かい合う側面は、前記後端部近傍において、内側に向かうテーパ形状を有することを特徴とする請求項７または８記載の装置。
【発明の詳細な説明】
本件出願は、1992年10月13日出願の米国特許出願番号第07/959,993号の一部継続出願であり、上記米国特許出願は、現在は放棄されている1990年10月９日出願の米国特許出願番号第07/594,320号の継続出願であり、現在米国特許第5,275,659号となっている。
発明の分野
本発明は、コーティング材料を計量分配するための装置すなわちコーティング材料分配装置に関し、より詳細には、コーティングディスペンサをスプレーブースの中に取り付けてその中で動かすための装置に関する。
発明の背景
物体に対するコーティング材料の塗布は、通常、トンネル状の細長い構造を有するスプレーブースの中で行われてきた。上記スプレーブースには、物体を入れるための入口と、コーティング塗布領域と、何等かの構造の硬化領域すなわち乾燥領域と、物体を出すための出口とが形成されている。幾つかの装置においては、「調整された」空気（すなわち、調節され且つ濾過された空気）が、ブロア又は供給ファンによって、スプレーブースの頂部にあるプレナムチャンバ（充気室）の中に導入され、ブースのフロアに向けて下方へ導かれる。別の装置においては、ブース内部に負圧を形成し、この負圧によって、ブースの頂部からフロアに向かって周囲空気を下方へ吸引する。いずれの構造においても、過剰に噴霧されたコーティング材料は、ブース内部で下方に流れる上記空気流の中に捕捉されて、ブースのベース又は側部に設けられた粉体収集／回収装置に排出され、該粉体収集／回収装置においては、フィルタが過剰に噴霧されたコーティング材料を捕捉し、濾過された空気すなわち清浄な空気を大気に排出するか、あるいは、装置に戻して再使用する。
乗用車ボディの如き大きな物体をコーティングする際には、物体がブース内部を通過する際に、垂直方向に配列された表面（垂直表面）、及び、水平方向に配列された表面（水平表面）を共にコーティングしなければならない。例えば、乗用車ボディのフェンダー及びドアは、垂直方向に配列されてスプレーブースを通過し、一方、乗用車ボディのフード、ルーフ及びトランクの領域は、ブースを通って移動される間に、水平方向に配列される。上述の総ての表面に均一なコーティングを行うために、実際の作業においては、スプレーブースの側壁に１又はそれ以上のコーティングディスペンサを設けて、乗用車ボディの垂直表面をコーティングし、また、１又はそれ以上のコーティングディスペンサをブースの頂部付近の上方に設け、乗用車ボディのルーフ、フード及びトランクの領域に向けてコーティング材料を下方に分配していた。乗用車ボディの寸法、使用するコーティングディスペンサの数及び位置、並びに、他の種々のファクタに応じて、側方及び上方のコーティングディスペンサを乗用車ボディに対して相対的に動かして総ての表面に所望の膜を形成するための、取り付け構造が必要とされる。多くの場合において、コーティング材料がディスペンサから排出される際に、そのようなコーティング材料を静電的に帯電させ、また、コーティングすべき乗用車ボディ又は他の物体を異なる電位又は接地電位に維持し、これにより、帯電したコーティング材料が物体に対して静電的に吸着されるようにすることにより、物体上へのコーティング材料の塗布は更に促進される。
スプレーブースの内部でコーティングディスペンサを動かすために通常採用される構造に関連して生ずる１つの問題は、コーティング材料がブースの中の乗用車ボディ又は他の物体に塗布される際の、コーティング材料の汚染の可能性である。過去においては、側方に設けられたコーティングディスペンサ（側方のコーティングディスペンサ）、及び、上方に設けられたコーティングディスペンサ（上方のコーティングディスペンサ）は、スプレーブースの内部で露出されていた。そのような構造は、コーティング材料の汚染を生じさせる。その理由は、コーティング材料は、ディスペンサ移動装置に関連して設けられる潤滑された接続部及び駆動構造に接触するからである。また、ディスペンサにコーティング材料を供給するライン、並びに、幾つかの設計においては、高電圧静電ケーブルを搬送するラインも、通常、ブース内部で露出される。粉体塗装においては、上述のユーティリティラインは、微粒化すなわち霧化されていない粉体の磨耗及び基材上への落下によって、コーティング材料の別の汚染を生じさせる。コーティング装置すなわち塗装系の要素は、ブースの中のコーティング材料に常に接触しているので、そのような要素に対する別の問題及び有害な効果が生じる。
コーティングディスペンサを動かすために現在使用されている装置に関する別の問題は、ブース内部に空気の乱流が生ずることである。そのような乱流は、固形物濃度の高い液体塗料材料の代わりに、粉体のコーティング材料すなわち粉体塗装材料を使用する場合に、特に問題となる。樹脂粉末のコーティング材料は、種々の物理的性質を示し、霧化された液体塗料の粒子の重量よりもかなり軽く、ディスペンサから雲状のパターンでコーティングすべき物体上に排出される。低密度の軽い粉体材料を自動車に塗布する際（特に、フード、ルーフ及びトランクの如き水平表面に塗布する際）には、コーティングディスペンサを、上述の表面に対して相対的に、上下方向、横方向（左右方向）及び／又は枢動方向に動かすための装置が、ブース内部に乱流を発生させる。すなわち、過剰に噴霧されたコーティング材料を含むブース内部の下向きの空気流は、上方のコーティングディスペンサを支持する構造がコーティングすべき物体に対して相対的に移動するので、乱流になる。この乱流は、物体上に形成される膜を不均一にする。その理由は、そのような乱流は、コーティングディスペンサとコーティングすべき物体との間の粉体材料の流れを乱すからである。
コーティングディスペンサを動かすために現在使用されている装置に関する別の問題は、コーティング装置とスプレーブース内部を移動する物体との間の衝突により、損傷及び休止時間が生ずることである。そのような衝突は一般に、初期設定の間の人間の過失、あるいは、噴霧作業の前に導入されたプロセス変動に起因するものである。例えば、そのような衝突を生ずる１つの共通の理由は、スプレーブースの中のコーティングすべき物体のタイプ及び／又は寸法に関して、不適当なすなわち誤った情報が入力されることである。コーティング装置の制御装置に不適当な情報が入力されると、スプレーブースの中におけるコーティング装置の運動は、ブース内部を移動する物体の寸法及び形状に適正に対応しない。これは、コーティングディスペンサ又はコーティング装置の他の部品とブース内部を移動する物体との間に衝突を生じさせることが極めて多い。そのような衝突は、明らかに、コーティング装置、並びに、スプレーブース内部を移動する物体の両方に対して、コスト的なダメージを与える。また、そのような衝突は、衝突した物体及びコーティングディスペンサを修理するために必要とされる、かなりの休止時間を生じさせる。液体塗装の用途においては、光学写真的（photo−optic）な衝突検知装置を用いて成功しているが、光学写真に基づく装置は一般に、粉体塗装の用途には適さず、その理由は、粉体塗装材料は、逆反射を生ずる性質を有しているからである。
また、過去のスプレー塗装装置は、凹面形状又は凸面形状を有する物体、及び／又は、幅が変化する物体に対して、極めて効率的且つ効果的にコーティング材料を塗布するように、上方のコーティングディスペンサを動かすことができない。過去の取り付け構造は、複数のコーティングディスペンサを一体的に垂直方向及び横方向に動かすことができたが、そのような構造は、１又はそれ以上のコーティングディスペンサを、垂直方向に運動可能な取り付け構造に堅固に取り付けられた他のコーティングディスペンサに対して相対的に、並びに、それ自身の取り付け構造に対して相対的に、垂直方向に動かすことができず、また、取り付け構造の一端部を他端部に対して相対的に垂直方向に動かすこともできない。幅が変化する物体に関しては、過去の取り付け構造は、コーティングディスペンサが「稼働している」時に、すなわち、往復運動している間に、そのようなコーティングディスペンサの横方向の振動すなわち往復運動のストロークを変更して、物体がブース内部を移動する間にそのような物体を迅速且つ効率的にコーティングするすなわち塗装することができず、また、過剰の噴霧により生ずるコーティング材料の大きな無駄を防止することもできない。
発明の概要
従って、本発明の１つの目的は、スプレーブース内部で塗装に供されているコーティング材料の中に汚染物が混入するのを防止することである。
本発明の別の目的は、コーティング材料がコーティング装置の要素に接触してそのような要素に悪影響を与えることを防止することである。
本発明の更に別の目的は、コーティング装置がブース内部を移動する物体に対して相対的に動く際に、ブース内部の空気の乱れを極力少なくすることである。
本発明の更に別の目的は、コーティングディスペンサ装置とブース内部を移動している物体との間に衝突が生じた場合に、そのようなコーティングディスペンサ装置及びコーティングすべき物体の両方の損傷を防止するかあるいは極力少なくすることである。
本発明の更に別の目的は、液体塗装及び粉体塗装の両方の環境において良好に作動する、衝突検知装置を提供することである。
本発明の更に別の目的は、ピックアップ型トラックのボディの如き、ブース内部を移動する凹面形状を有する物体に、コーティング材料をより効果的に塗布することである。
本発明の更に別の目的は、ブース内部を移動する凸面形状を有する物体に、コーティング材料をより効果的に塗布することである。
本発明の更に別の目的は、スプレーブース内部を移動する幅が変化する物体に、コーティング材料をより効率的に塗布することである。
本発明の更に別の目的は、そのほぼ全体が非導電性材料から形成されるディスペンサハウジングを提供することである。
上記及び他の目的は、コーティングディスペンサ、特に、スプレーブースを通って移動する物体の上方に位置するコーティングディスペンサをスプレーブースの中で動かすための装置において達成される。そのような装置は、第１の好ましい実施例においては、空気力学的な形状の外側面を有するディスペンサハウジングを備えており、上記外側面には、先縁部と、後縁部と、全体的に湾曲した対向する側部とが形成されている。ブース内部から隔離された一対のサポートアセンブリが、上記ディスペンサハウジングを装着しており、このディスペンサハウジングは、その前縁部がスプレーブースの頂部すなわち天井（シーリング）の方を向き、また、その後縁部が、ブースを通って移動する物体の方を向くように位置決めされる。
１又はそれ以上のコーティングディスペンサが、ディスペンサハウジングの後縁部の適所に設けられ、乗用車ボディのフード、ルーフ及びトランクの如き物体に向けて粉体塗装材料を下方に放出する。各々のサポートアセンブリは、ディスペンサハウジングの一側部を担持し、また、ブースを通って移動する物体に対して相対的にディスペンサハウジングを垂直方向、横方向及び枢動方向に動かすための構造が、少なくとも１つのサポートアセンブリに設けられる。
本発明の各々の実施例の重要な特徴は、ハウジングの付近及びその下方、並びに、塗装される基材の周囲の乱れを減少させる空気力学的な形状の外側面を有するディスペンサハウジングを提供するという概念であると断言できる。第１の実施例においては、ディスペンサハウジングの外側面は、概ね空気翼の形状に形成され、前縁部は、滑らかな凸面形状を有しており、後縁部は、概ね三角形状となるように内側に向かうテーパ形状を有しており、側部は、上記前縁部から上記後縁部に向かって全体的に湾曲している。第２の実施例においては、ディスペンサハウジングの外側面は、凸面状に湾曲した（半円筒形であるのが好ましい）前縁部と、平坦でブースの中の空気流に対してほぼ直交する後縁部と、ブースの中の空気流に対して概ね平行な平坦な側壁とを有している。そのような設計すなわち構造は、上記第１の実施例のディスペンサハウジングよりも、「空気力学的」には劣るが、弧状の前縁部は、特に粉体スプレー塗装の場合には、ブースの中の空気の乱れを大幅に減少させるためには、空気力学的に十分であることが分かった。上記構造は、その結果生じた空気流により、コーティング材料のスプレーパターンが「阻害」されるすなわち制限されないようにする。上記空気力学的な形状は、層流の程度が十分な通過空気流を形成する。ディスペンサハウジングの領域におけるそのような層流条件は、ディスペンサハウジングの後縁部のコーティングディスペンサと該ディスペンサの下方でブースを通って移動する物体との間の乱れを極めて少なくする。粉体塗装材料は、低密度であり軽いので、ブース内部の空気の乱れを極めて少なくすることは、塗装すべき物体の水平表面に一定した膜を形成するために重要である。
後により十分に説明するが、第１の実施例及び第２の実施例の別の重要な特徴は、コーティングディスペンサに関連して設けられるユーティリティラインが、ディスペンサハウジングの中に完全に収容されることである。現時点において好ましい実施例においては、粉体塗装材料をコーティングディスペンサに供給する供給ライン、及び、帯電電極までの高電圧の静電ケーブル、あるいは、各々のコーティングディスペンサに関連して設けられる倍率アセンブリまでの低電圧ケーブルを担持するラインは総て、ディスペンサハウジングの内側に位置していて、ブース内部から隔離される。また、そのようなユーティリティラインは、各々のサポートアセンブリとディスペンサハウジングの端部との間に接続された中空サポートチューブを通って、ディスペンサハウジングに供給され、これにより、ユーティリティラインはブース内部から更に隔離される。これにより、例えば、露出されたすなわち外部ユーティリティから非霧化状態の過剰に噴霧されたものが落下することにより、コーティングディスペンサから放出されるコーティング材料の汚染が防止される。ディスペンサハウジングを動かすための構造による、ブース内部のコーティング材料の汚染も、本発明によって防止される。各々のサポートアセンブリは、スプレーブースの内側壁と外側壁との間に形成されたスペースの中に位置する。塗装すべき物体は、コーティングを行うためのブースの内側壁の間の領域を通って移動し、コラムサポートは、スプレーチャンバからディスペンサハウジングの一側部まで伸長するサポートチューブを除いて、上記コーティング領域すなわちスプレーチャンバから隔離される。上記サポートチューブとブースの内側壁との間に可動シールを形成して、サポートアセンブリをスプレーチャンバから封止しながら、ブース内部でのディスペンサハウジングの垂直方向の運動を許容するのが好ましい。
現時点において好ましい実施例においては、スプレーブースの両側のサポートアセンブリは各々、少なくとも１つ垂直柱すなわち垂直コラムを有しており、該垂直柱には、直線路を有するキャリッジが取り付けられており、上記垂直柱は、キャリッジがその垂直柱に沿って垂直方向に運動するのを許容する。各々のキャリッジには、ディスペンサハウジングの一端部に接続されたサポートチューブの１つが取り付けられている。各々の垂直柱のキャリッジは、ディスペンサハウジングをブース内部の物体に対して相対的に垂直方向に動かすことができ、また、垂直柱の少なくとも一方に設けられるキャリッジには、ディスペンサハウジングを横方向に、すなわち、ブース内部の物体の移動方向に対して直交するのが好ましい軸線に沿って動かすための追加の構造が設けられ、少なくとも第１の実施例においては、上記直交する軸線の周囲でディスペンサハウジングを枢動させる。そのような垂直方向、横方向及び枢動方向のディスペンサハウジングの動きは、ブースを通って移動する物体に対して所望の位置に、コーティングディスペンサを位置させることができ、これにより、総ての水平表面に所望の膜を形成することができる。各々のサポートアセンブリは、２つの垂直柱を備え、これにより、２つのディスペンサハウジングが、ブースのスプレーチャンバの中に設けられるようにするのが好ましく、また、特定の用途の要件に応じて、実質的に任意の数のサポートアセンブリを任意の寸法のブースの中に設けることができる。
本発明の第１の実施例が、多くの目的を達成することの外に、第２の実施例は、本発明の別の目的を達成し、第２の実施例は、コーティング材料をピックアップ型トラックの荷台すなわちベッドに塗布するように特殊に設計された装置を含む。この目的のために、各々のディスペンサハウジングには、複数のコーティングディスペンサが設けられ、これらコーティングディスペンサは、互いに関して、且つ、コーティングディスペンサを担持するディスペンサハウジングに関して、垂直方向に運動可能である。従って、キャリッジが、ピックアップ型トラックの荷台の上縁部に関して、最初の開始位置までディスペンサハウジングを垂直方向に動かすと、選択されたコーティングディスペンサが、荷台の中に下方へ移動して該荷台のフロアを塗装し、一方、残りのコーティングディスペンサは、上記開始位置に残っていて、荷台の水平方向の上縁部に接触しない。従って、少なくとも幾つかのコーティングディスペンサ自体が独立して垂直方向に動くので、ディスペンサハウジングの垂直方向の所要ストローク長が減少される。
第２の実施例の別の特徴は、ブースの中の物体の移動方向に対して直交する軸線に沿って、ディスペンサハウジングを横方向に動かすための機構を含む。この点に関して、一方のキャリッジは、サーボモータによって回転されるボールネジを含み、上記ボールネジは、ディスペンサハウジングのサポートチューブの中に伸長するプッシュロッドに堅固に固定されたボールナットを受け入れる。ディスペンサハウジングは、サポートチューブの軸線に沿って直線運動するように取り付けられると共に、プッシュロッドに堅固に接続され、これにより、上記プッシュロッドは、サーボモータが作動されて連続的に逆転すると、ディスペンサハウジングを横方向に動かす。この構造によって、ディスペンサハウジングの横方向の運動のストローク長は、サーボモータが逆転する往復ストロークの点を変更するだけで、「稼働中」に、すなわち、ディスペンサハウジングが横方向に往復運動する間に、変更することができる。サーボモータの連続的な逆転は、装置の制御装置にプログラムし、ブースを通って移動する物体の幅の変動に一致させることができる。一定の幅を有する物体のためには、サーボモータが、ハウジングの一定のストローク長に相当する所定の回転数だけ回転した後に、サーボモータを逆転させるように、制御装置をプログラムする。
制御装置のソフトウエアの不良の如き、制御装置の何等かの故障の場合に、過剰に移動するのを阻止するための安全バックアップとして、前進ストローク及び後退ストロークの両方の外側の限界の直ぐ外側に、リミットスイッチが設けられる。一方のリミットスイッチが作動されると、サーボモータを停止させ、例えば、アラーム及び／又は非常灯の如きアナンシエータ（表示器）によって、オペレータに警告する。
ディスペンサハウジングのサポートチューブの両端部は、ピローブロックの中に設けられ、これらピローブロックは、サポートチューブの端部が互いに関して垂直方向に動いて、ディスペンサハウジングの一端部が他端部よりも下がるようにする。各々のサポートチューブの上述の独立した垂直方向の運動を行わせるために、サポートチューブの両端部のキャリッジは、垂直柱上で互いに関して上下に移動し、これにより、一方のキャリッジは他方のキャリッジの下方に位置する。このように、上記ピローブロックは、サポートチューブの運動、従って、ディスペンサハウジングの運動を許容し、また、各々のキャリッジの垂直方向の運動が、別個のサーボモータによって独立して制御されるので、キャリッジを独立して垂直方向に運動させるようにプログラムすることができ、これにより、ブースを通って移動する物体の経路に対して直交する方向において凹状の形状をした経路に沿って、コーティングディスペンサがコーティング材料を吐出するようにする。本発明の上記特徴を用いて、その幅方向においてかなり凸面状に突出しているルーフ又はフードを有する乗用車ボディの如き、凸面形状の表面に対するコーティングすなわち塗装の品質を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
本発明の現時点において好ましい実施例の構造、作用及び利点は、添付の図面を参照して以下の記載を読むことにより、更に明らかとなろうが、図面において、
図１は、本発明の第１の実施例のディスペンサ移動装置を含むスプレーブースの一端部の部分的な立面図であり、
図２は、図１の線２−２にほぼ沿って取った、スプレーブースの内側壁の側面図であり、
図３は、本発明のディスペンサハウジングの１つを一部破断して示す立面図であり、
図４は、図３の線４−４にほぼ沿って取った、ディスペンサハウジングの断面図であり、
図５は、図１の線５−５にほぼ沿って取った図であり、
図６は、図５の線６−６にほぼ沿って取り一部を破断して示す概略図であり、
図７は、図６の線７−７にほぼ沿って取った断面図であり、
図８は、図６の線８−８にほぼ沿って取った断面図であり、
図９は、本発明の第２の実施例のコーティングディスペンサ移動装置の図解的な立面図であって、２つのコーティングディスペンサハウジングのコーティングディスペンサが、ビックアップ型トラックの荷台まで下げられていて、一方のハウジングのコーティングディスペンサが、他方のハウジングのディスペンサと互い違いに配列されている状態を示しており、
図10は、図９の線10−10にほぼ沿って見た場合の、上記第２の実施例のディスペンサ移動装置の平面図であり、
図11は、図10の線11−11にほぼ沿って取った、上記第２の実施例の第２のディスペンサハウジングの断面図であり、
図12は、図９の線12−12にほぼ沿って取った、第１及び第２のディスペンサハウジングの断面図であり、
図13は、図９の線13−13にほぼ沿って取った断面図である。
第１の実施例の全体的な構成
図１を参照すると、本発明の第１の実施例は、粉体スプレーブース10を備えており、該粉体スプレーブースは、シーリングすなわち天井12と、フロアすなわち床14と、対向する内側の側壁16、18と、対向する外側の側壁20、22とを備えている。スプレーチャンバ24が、内側の側壁16、18と、フロア14と、シーリング12との間に形成されており、上記スプレーチャンバは、後に説明するように、その中で粉体塗装材料（粉体のコーティング材料）が物体に塗布される、調節可能なスプレー付与領域を形成している。図１に示す実施例においては、コンペア26の上に位置するキャリッジ28が、乗用車ボディ30を支持し、ブース10のスプレーチャンバ24を通して移動させるようにしている。
後により詳細に説明するように、本発明のこの第１の実施例の主題は、特に、ルーフ32、トランク34及びフード（図示せず）を含む乗用車ボディ30の概ね水平方向に配列された表面（水平表面）に粉体塗装材料を塗布することである。粉体材料は、ディスペンサハウジング38、38Aに担持された多数のディスペンサ36（後に詳細に説明する）から吐出すなわち計量分配される。各々のディスペンサハウジング38、38Aは、スプレーチャンバ24の中で、乗用車ボディ30の水平表面の頭上すなわち上方に設けられている。一対のサポートアセンブリ（その構造及び作用は後に詳細に説明する）40、42が、各々のディスペンサハウジング38、38Aをスプレーチャンバ24の中で位置決めする。図１に示すスプレーブース10の実施例においては、「調節された」空気、すなわち、濾過され湿度調節された空気の流れが、シーリング12に設けられたプレナム44からブース10のベースに向けて、下方に導かれる。調節された空気は、図１に概略的に示すエアハウス46からプレナム44に供給される。調節された空気は、プレナム44からブースのフロア14に向かって移動する間に、過剰に噴霧された粉体材料を拾い上げるすなわち捕捉する。過剰に噴霧された粉体材料とは、ディスペンサ36から放出されたが、乗用車ボディ30に付着していない粉体材料を意味する。粉体材料を捕捉したすなわち粉体材料を含む空気は、ブース10のフロア14の格子すなわちスクリーン48を通って、フロア14の下に位置する粉体収集／回収装置50の中に吸引される。
粉体収集／回収装置50、並びに、ブース10を含めて、ブース10の詳細な構造それ自体は、本発明のいかなる部分も構成するものではなく、従って、ここでは説明しない。この点に関しては、「粉体塗装装置（"Powder Coating System"）」と題して、1990年４月16日に出願された、米国特許出願番号第07/510,295号を参照されたい。上記米国特許出願の開示は、参考として、本明細書にその全体が組み込まれる。
第１の実施例のディスペンサハウジング
次に、図３及び図４を参照すると、ディスペンサハウジング38の構造が詳細に示されている。この点に関して、ディスペンサハウジング38Aの構造及び作用は、ディスペンサハウジング38の構造及び作用と同じであることを理解する必要がある。ディスペンサハウジング38は、内側フレーム構造を備えており、該内側フレーム構造は、長手方向に隔置され垂直方向に伸長する一連のポストすなわちリブ52を有しており、これらリブは、長手方向に伸長する上方の翼桁54とこれに平行な下方の翼桁56との間に接続されている。翼桁54、56は、これら翼桁に固定されたブラケット57によって、長手方向に隔置された位置で互いに接続されており、上記のブラケット57のそれぞれには、ボルト55又は他の適宜なファスナ（固定具）によって、リブ52の１つが取り付けられている。プレート59が、ボルト61によって、下方の翼桁54に取り付けられている。フレーム構造は、空気力学的な形状の外側面すなわちスキン（非導電性材料から形成されるのが好ましい）58を支持しており、前縁部60と、後縁部62と、これら両縁部60、62の間に延在する対向する側部64、66と、対向する端部67、68とを形成している。外側スキン58は、ネジ69又は他の適宜なファスナによって、ポスト52に取り付けられている。
図４を参照すると、ディスペンサハウジング38の外側スキン58の「空気力学的形状」は、飛行機の羽根のような翼に似ている。前縁部60は、概ね弧状の形状を有しており、後縁部62は、内側に向かうテーパ形状を有しており、また、各々の側部64、66は、それぞれの長さの少なくとも一部に沿って、概ね凸状に湾曲した形状を有している。この第１の実施例においては、各々の側部64、66は、外側スキン58の前縁部60からほぼ上方の翼桁54まで半径方向外方に湾曲した形状と、上方の翼桁54から下方の翼桁56付近の位置70まで、半径方向内方に湾曲した形状とを有している。各々の側部64、66は、位置70から後縁部62の最下方の位置まで延在して、ディスペンサハウジング38の下方部分に概ね三角形状の領域を形成する直線部分72を有するのが好ましい。長手方向に隔置された多数のディスペンサボディ74が、ボルト61、63によって、ディスペンサハウジング38の下方の三角形状の部分にあるプレート59に取り付けられている。図４参照。各々のディスペンサボディ74には、粉体供給チューブ80を収容する孔78が形成されている。粉体供給チューブ80の最下方の端部は、孔78の基部にねじ込まれた非導電性のノズルアダプタ82によって、孔78の中に取り付けられている。ノズルアダプタ82は、外方に延在する端部を有しており、該端部には、Ｏリング85によって該端部に固定された粉体スプレーノズル84が取り付けられている。粉体供給チューブ80の下方端は、粉体の静電的な帯電に影響を与えないように、十分な距離だけノズル84aから離れている。粉体供給チューブ80の上方端部は、１又はそれ以上のボルト88によって上方の翼桁54に固定された取り付けロック86に形成された孔の中に担持されている。後により詳細に説明するように、各々のディスペンサ36のための粉体供給チューブ80は、サービスキャビィティ90の中に担持されており、上記ディスペンサハウジング38の長さに沿って延在し、サポートアセンブリ40、42に関連して設けられる取り付け構造（後に説明する）を通って、スプレーブース10の外側の位置まで延在している。このようにすると、粉体供給チューブ80は、ブース10のスプレーチャンバ24から完全に絶縁される。
粉体材料は、乗用車ボディ30に塗布される前に、静電帯電され、この帯電は、乗用車ボディに対する粉体材料の付着を促進する。ノズル84から分配される粉体材料に静電荷を与えるために、電極アセンブリ92が、ノズル84の放出口89付近の位置において、ディスペンサボディ74のベースに設けられている。高電圧の静電荷が、絶縁チューブ95の中に担持された静電ケーブル94によって、電極アセンブリ92まで搬送される。上記静電ケーブルは、ディスペンサハウジング38のサービスキャビィティ90を通って取り付けブロック86まで延在し、該取り付けブロックにおいて、リテーナ96によって取り付けられている。絶縁チューブ95は、取り付けブロック86において別れ、リテーナ96に担持された上方端部と、取り付けブロック86の中に摺動可能に収容されたスリーブ97に当接する下方端部とを形成している。スリーブ97は、絶縁チューブ95の中の静電ケーブル94に固定された内ネジ98を有している。絶縁チューブ95は、図４に示すように、スリーブ97から下方へ延在し、ディスペンサボディ74に形成された孔99の中に入り、該孔において、これも孔99の中に担持されている絶縁ブロック100にネジ接続されている。
コイルバネ93が、固定されたリテーナ96と可動スリーブ97との間に延在し、図４に示すように、静電ケーブル94をディスペンサボディ74に向けて下方へ押圧している。従って、静電ケーブル94の最下方の端部に設けられたバネ101が押圧され、絶縁チューブ95の最下方部分の中に担持された抵抗器102と電気的に接触している。抵抗器102は、他の抵抗器103にも接触する。そのような他の抵抗器103は、端部同士が担持され、絶縁ブロック100の中でポット接合されていて、電極アセンブリ92に対する完成された電気経路を形成している。グリースの如き絶縁材料を絶縁チューブの中に入れて抵抗器102及び／又は抵抗器103を包囲し、これにより、ディスペンサボディ74の中でのコロナ放電の危険性を減少させるのが好ましい。
各々のディスペンサ36は、あるパターンの静電的に帯電された粉体材料を、ディスペンサハウジング38の後縁部62から乗用車ボディ30の水平方向に延在する表面に向けて、下方へ放出することができる。図５に最も良く示すように、２つのディスペンサハウジング38、38Aは、ブース10を通る乗用車ボディ30の移動方向において、互いに隔置されており、多数のディスペンサ36を各々担持している。第１のディスペンサハウジング38に取り付けられたディスペンサ36は、第２のディスペンサハウジング38Aに担持されたディスペンサ36から長手方向に離され、これにより、両方のハウジング38、38Aのディスペンサ36から全体的に得られるスプレーパターンが、乗用車ボディ30の総ての水平表面を完全にカバーするようにするのが好ましい。
ディスペンサハウジング38、38Aの構造の１つの重要な利点は、粉体供給チューブ80及び絶縁チューブ95が、ディスペンサハウジング38、38Aの中に完全に閉じ込められ、これにより、ブース10のスプレーチャンバの中の環境のいかなる汚染も防止することである。上述のように、各々のディスペンサ36のための別の粉体供給チューブ80及び絶縁チューブ95が、後に説明するように、サポートアセンブリ40、42に関連して設けられる取り付け構造を通って、ディスペンサハウジング38のサービスキャビィティ90の中に入っている。粉体供給チューブ80あるいは絶縁チューブ95のいかなる部分も、スプレーチャンバ24の中で露出されない。
第１の実施例のディスペンサハウジングの移動
次に図１、図２、並びに、図５乃至図７を参照すると、ディスペンサハウジング38、38Aを動かし、従って、ディスペンサ36を動かすための構造が、詳細に示されている。乗用車ボディ30の水平表面は、自動車における垂直方向の高さが異なっており、また、湾曲したあるいは他の非直線的な表面を有することがあるので、ディスペンサハウジング38、38Aを操縦可能とし、これにより、その上に担持されているディスペンサ36が、コーティングすべき水平表面に対して所望の高さ及び角度方向の位置を維持することができるようにすることが望ましい。従って、乗用車ボディ30に対して相対的に垂直方向にすなわち上下方向に、また、側方へ、すなわち、ブース10を通る乗用車ボディ30の移動方向に対して直交する横断軸線135に沿う方向に、更に、ディスペンサハウジング38が上記横断軸線のまわりに枢動するように、乗用車ボディ30に対して相対的に枢動する方向に、ディスペンサハウジング38、38Aを動かすための構造が設けられる。図６参照。
上述のように、各々のサポートアセンブリ40、42には、２つの別個のディスペンサハウジング38、38Aの一方の端部が取り付けられている。各々のサポートアセンブリ40、42は、背中合わせになった垂直方向の柱すなわち垂直柱105、107を備えており、これらの柱は、共通のベース109にボルト止めされ、ブース10のフロア14から延在するアングルブレース111によって、直立した状態に保持されている。図１及び図５参照。サポートアセンブリ40の垂直柱105には、ディスペンサハウジング38の一端部が取り付けられ、また、ディスペンサハウジング38の他端部は、サポートアセンブリ42の垂直柱107によって担持されるのが好ましい。同様に、サポートアセンブリ40の垂直柱107には、ディスペンサハウジング38Aの一端部が取り付けられ、サポートアセンブリ42の垂直柱105には、ディスペンサハウジング38Aの他端部が取り付けられる。各々の垂直柱105は、ディスペンサハウジング38、38Aの一端部を枢動させるための構造を備えており、また、垂直柱107は各々、ディスペンサハウジング38、38Aの一方を側方へ動かすための構造を備えている。総ての垂直柱105、107は、ディスペンサハウジング38、38Aの垂直方向の運動を生じさせるための同じ構造を有している。説明の便宜上、及び、図示を容易にするために、図５乃至図８は、ディスペンサハウジング38を動かすために採用されている、サポートアセンブリ40に関連して設けられる垂直柱105、及び、サポートアセンブリ42に関連して設けられる垂直柱107の詳細を示している。ディスペンサハウジング38Aを動かすための他の垂直柱105、107の構造及び機能も同様であることを理解する必要がある。
ディスペンサハウジング38の垂直方向の運動に関しては、各々の垂直柱105、107にはキャリッジ108が取り付けられており、該キャリッジは、例えば、Nookによって製造され、垂直柱105、107に取り付けられた直線路110、112に沿って垂直方向に運動可能である。ネジ付きのボールネジ114が、各々の垂直柱105、107の長さに沿って延在しており、上記ネジ付きのボールネジの両端部は、ベアリング116（下方のものだけ図示してある）によって回転可能に担持されている。各々のキャリッジ108は、一対のブラケット119、121を備えており、これらブラケットは、直線路110、112に係合すると共に、ネジ付きのボールネジ114に嵌合するボールナット118を有しており、これにより、ボールネジ114が回転すると、ナット118が回転し、従って、キャリッジ108が回転して、サポートコラム40又は42の直線路110、112に沿って垂直方向に移動する。
各々のボールネジ114の回転は、図１の下方部に示す駆動構造によって得られる。モータ120が、歯車減速機122に駆動的に連結されており、上記歯車減速機の出力は、第１の駆動軸124及び第２の駆動軸126に接続されている。各々の駆動軸124、126の反対側の端部は、各々の垂直柱105、107のボールネジ114のネジなしの延在部130に接続された90゜かさ歯車128に接続されている。モータ120の運転に応答して、各々のサポートコラム105、107に関連して設けられるボールネジ114が、時計方向又は反時計方向に回転し、キャリッジ108を、垂直柱105、107に対して相対的に、直線路110、112に沿って垂直方向において上方又は下方へ動かす。ケーブル129の一端部をキャリッジ108の頂部に取り付け、各々の垂直柱105、107の端部に取り付けられたプーリ131の周囲に、ケーブル129を延在させるのが好ましい。ケーブル129の他端部は、垂直柱105、107に沿って運動可能なカウンターウェート133に取り付けられ、上記カウンターウェートは、上述の駆動機構がキャリッジ108を垂直柱105、107に沿って垂直方向上方へ動かすのを支援する。
図６の左側を参照すると、サポートアセンブリ40の垂直柱105に関連して設けられる構造が図示されている。この構造は、ブース10を通る乗用車ボディ30の移動方向に対して直交する横断軸線135まわりに、ディスペンサハウジング38を回転すなわち枢動させることができる。この第１の実施例においては、円筒形のチューブ132が、サポートアセンブリ40に関連して設けられるキャリッジ108のブラケット119、121に取り付けられている。ベアリング136が、チューブ132の両端部の内側に設けられており、そのようなベアリング136は、ディスペンサハウジング38に接続された内方端部140を有する中空のサポートロッド138を回転可能に担持している。図３及び図６に破線で示すように、ディスペンサハウジング38によって担持されたディスペンサ36のためのユーティリティ（例えば、粉体供給ライン及び電気供給ライン）が、サポートロッド138の中空の内部を通って延在してディスペンサハウジング38のサービスキャビィティ90の中に入り、そこから、上述の個々のディスペンサ36まで延在している。この構造は、そのようなユーティリティをブース10のスプレーチャンバ24から効果的に隔離する。
サポートロッド138の反対側の端部すなわち外方端142部には、スプラインが形成されており、従って、タイミングプーリ146とスプライン結合されており、上記タイミングプーリ146は、該タイミングプーリ146とモータ154の出力軸152によって担持された第２のタイミングプーリ150との間に延在するタイミングベルト148によって回転される。モータ154は、ブラケット156によって、キャリッジ108上に支持されている。モータ154の運転により、タイミングプーリ146、従って、サポートロッド138が回転し、これにより、その上に支持されたディスペンサハウジング38及びディスペンサ36は、横断軸線135まわりに、乗用車ボディ30の水平表面に対して相対的に、所望の角度方向の位置まで枢動される。
次に、図６の右側部分、並びに、図７及び図８を参照すると、垂直柱107に関連して設けられ、ディスペンサハウジング38を側方へ、すなわち、横断軸線135に対して平行に動かすための構造が示されている。
垂直柱107に関連して設けられるキャリッジ108には、垂直柱105のチューブ132に関連して上に説明したのと同様な態様で、ブラケット119、121によって中空のチューブ158が取り付けられている。キャリッジ108また、歯車減速機164に駆動的に連結されたモータ162を担持するブラケット160を有している。一方、歯車減速機164の出力軸166は、偏心カム168によって、クランクアーム170の一端部に駆動的に接続されている。クランクアーム170の他端部は、スタブ軸172によって、ロッド174に接続されており、該ロッドは、チューブ158の外側壁に固定されたシリンダ176の中に摺動可能に収容されており、上記シリンダ176は、上記チューブ158に対して平行に延在している。
ロッド174の一部には、チューブ158の軸線に対して直角な軸線を有するロッド182の一端部に形成された歯180とかみ合う歯178が形成されている。ロッド182の他端部は、チューブ158の壁部に固定されたブラケット186の中の符号184の位置で軸受けされている。図８参照。ロッド182には、歯を有する歯車188が取り付けられており、該歯車の歯は、チューブ158の内側のベアリング192、194によって担持された中空円筒形のサポートロッド191の外側面に形成された環状溝190とかみ合っている。ロッド191の内方端部196には、図６に示すように、ディスペンサハウジング38の他端部すなわち右側の端部が取り付けられており、これにより、ディスペンサハウジング38は、ブース10を通って移動する乗用車ボディ30の上方で、その両端部が適所に支持されている。
ディスペンサハウジング38の側方すなわち横方向の運動は、上述の構造によって以下のように行われる。モータ162、歯車減速機164、軸166及び偏心カム168の作動に応答して、クランクアーム170は、機関車の車輪を駆動するために用いられるクランクアームの運動のように、偏心路の中を移動する。図７の実線及び鎖線を参照。一方、ロッド174は、クランクアームによって、軸方向においてシリンダ176に出入りするように動かされる。これにより、ロッド182は、時計方向及び反時計方向に回転するが、その理由は、ロッド174の歯178とロッド182の歯180とが接続されているからである。一方、ロッド182の回転により、該ロッドに設けられていて環状のラック190の歯にかみ合う歯車188が回転する。歯車188の回転運動に応答して、環状のラック190は、チューブ158の中で軸方向に横方向へ動く。すなわち、環状のラックは、ブース10を通る乗用車ボディ30の移動方向に対して直交する横断軸線135に沿って移動する。環状のラック190のそのような横方向の運動により、サポートロッド191及びこれに取り付けられたディスペンサハウジング38が横方向に移動する。ディスペンサハウジング38の他端部に接続されたサポートチューブ138は、そのような運動を許容するように、ベアリング136の中で摺動可能である。また、サポートチューブ138の外方端部142におけるスプライン結合は、サポートチューブ138及びタイミングプーリ146の間の上述の回転可能な接続を阻害することなく、サポートチューブ138がタイミングプーリ146に対して相対的に摺動運動することを許容する。
ディスペンサハウジング38の上述の各々の運動は、スプレーチャンバ224とサポートアセンブリ40、42との間のシールを維持しながら、行われる。図２に示すように、ディスペンサハウジング38に取り付けられたサポートロッド191を担持するチューブ158は、側壁18に形成された可動シール200を貫通している。シール200は、上方カーテン202及び下方カーテン204を備えており、これらカーテンは、それぞれ側壁16の頂部及び底部において、窓のカーテンのように、ハウジング206、208の中で巻き上げられる。上方及び下方のカーテン202、204は、互いに当接しており、チューブ158に対して封止的に係合する。チューブ158の垂直方向の運動に応答して、カーテン202、204は、チューブ158の垂直方向の運動に応じて、それぞれのハウジング206、208の中で巻き上げられるかあるいはそのようなハウジングから延在する。また、カーテン202、204は、互いに向かって常に押圧されてチューブ158の中に封止的に係合し、これにより、チューブ158が枢動するあるいは横方向に運動する間に、該チューブにシールを維持する。サポートアセンブリ40、42の垂直柱105、107に関連して設けられる各々のチューブ132、158には、シール200が設けられている。
第２の実施例の全体的な構成
次に、本発明の第２の好ましい実施例であるコーティング装置210を示す図９なし図13を参照する。以下の説明において適宜指摘するように、第１及び第２の実施例の幾つかの特徴は同じであり、従って、そのような特徴は、本発明の第２の実施例に関しては詳細に説明しない。この第２の実施例は、スプレーブースを備えるものとしては図示されていないが、本発明の第２の実施例も同様に、図１に示すスプレーブース10の如きスプレーブースと共に使用するのが好ましい。従って、例えば、可動シール200、空気系統44、46、48、並びに、粉体収集装置50を含むスプレーブース10によって提供される完全な包囲を、第２の実施例のコーティング装置210にも使用することができる。
後に詳細に説明するように、第２の実施例のコーティング装置の最も特定の用途は、荷台211aの側壁上縁部212、車輪収納室（必要な場合）214、及び、フロア216を含むピックアップ型トラックのボディ211の荷台211aの上方を向いた表面に、粉体塗装材料を塗布することである。後に更に詳細に説明するように、第２の実施例において開示される装置210は、ブースを通って移動する物体の他の実質的に平坦な表面、凹状の表面、あるいは、凸状の表面をコーティングすなわち塗装するためにも効果的に使用することができる。壁218の間に形成された隔離されたスプレーチャンバ217を通って移動するピックアップ型トラックの荷台211aを最も効果的に塗装するためには、２つのコーティングディスペンサハウジング220、230を用いるのが好ましい。上述のように、壁部218は、ディスペンサハウジング220、230が移動する間にスプレー塗布領域すなわちスプレーチャンバ217の隔離された環境を維持するために、上記第１の実施例に関連して開示した可動シール200を備えている。図10及び図12に最も良く示すように、第１及び第２のハウジング200、230は、第１の実施例と同様の態様で、スプレーチャンバ217を通るピックアップ型トラックのボディ211の移動方向において、互いに隔置されており、ハウジング220のディスペンサ221〜226は、塗装すなわちコーティングの被覆率を完全にするために、ハウジング20のディスペンサ231〜235から長手方向に離れている。
第２の実施例のディスペンサハウジング
図９に示すように、第１のディスペンサハウジング220は、２つの外側ディスペンサ221、226と、垂直方向に調節可能な４つの内側ディスペンサ222、223、224、225とを含む、６つのコーティングディスペンサを担持している。図９に示すように、上記４つの内側コーティングディスペンサ222、223、224、225は各々、ブラケット227に取り付けられており、該ブラケットは、このブラケット227に固定された直線ベアリングユニット（図示せず）によって、レール228、228aに沿って垂直方向に摺動する。ブラケット227は、ロッドレス複動空圧シリンダ229の可動要素229aに固定されている。外側ディスペンサ221、226は、ディスペンサハウジング220と共に運動するように、該ディスペンサハウジングに堅固に固定されており、また、後に詳細に説明するように、ピックアップ型トラックの荷台211aの側壁上縁部212を塗装する位置に設けられている。
図11を参照すると、第２のディスペンサハウジング230は、独立して垂直方向に調節可能な２つの外側コーティングディスペンサ231、235と、ディスペンサ231、235とは独立して垂直方向に調節可能な３つの内側コーティングディスペンサ232、233、234とを含む、５つのコーティングディスペンサを担持している。内側コーティングディスペンサ232、233、234は、第１のディスペンサハウジング220によって担持された内側コーティングディスペンサ222、223、224、225と同じ態様で、取り付けブラケット237に対して堅固に固定されている。従って、取り付けブラケット237は、適宜な直線ベアリングユニット（図示せず）によって、一対のロッド又はレール238、238aに沿って摺動する。サポートブラケット237は、シリンダ229と同じタイプのロッドレスシリンダ239の可動要素239aに対して堅固に固定されている。従って、ロッドレスシリンダ239を空圧で作動させると、サポートブラケット237は、ディスペンサ232、233、234と共に垂直方向に動く。
上記２つの外側コーティングディスペンサ231、235は、上記中央サポートブラケット237と同じ態様で各々の垂直方向に調節可能な別個のサポートブラケット240、241に接続されている。すなわち、サポートブラケット240は、適宜な直線ベアリングユニット（図示せず）によって、一対のロッド又はレール242、242aに沿って摺動する。ブラケット240は更に、ロッドレスシリンダ244の可動要素244aにも固定されている。同様に、ブラケット241は、一対のロッド又はレール243、243aに沿って垂直方向に摺動するようになされており、ロッドレスシリンダ245の可動要素245aに堅固に接続されている。ロッドレスシリンダ239と同様に、ロッドレスシリンダ244、245は各々、複動型の空圧シリンダであるのが好ましく、そのような空圧シリンダは、例えば、後に詳細に説明する中空サポートチューブ263を通ってそれぞれのハウジング220、230に入っている空気ライン（図示せず）から加圧空気を受け取る。勿論、上述のロッドレスシリンダのいずれか１つあるいはその総ての代わりに、他の通常のタイプのアクチュエータを用いることもできる。例えば、そのようなアクチュエータは、電動型又は油圧作動型の装置とすることができる。
後に詳細に説明するように、ディスペンサハウジング230によって担持された内側コーティングディスペンサ232、233、234は、内側コーティングディスペンサ222、223、224、225と共に作動して、ピックアップ型トラックの荷台211aのフロアすなわち下方の水平表面216を完全に塗装するようになされている。ディスペンサハウジング230によって担持された外側コーティングディスペンサ231、235は、下方の水平表面216の外側側縁部を塗装するように位置決めされているが、垂直方向に調節可能であり、ピックアップ型トラックの荷台211aが外側コーティングディスペンサ231、235を通って移動する際に、車輪収納室214の上方で「上昇」すなわち上方へ動くのを制御される。
コーティングディスペンサ221〜226及び231〜235、並びに、それぞれの取付具は別として、ディスペンサハウジング220、230は、実質的に同一の構造を備えている。従って、図面においては、２つのハウジング220、230の構造の各要素は、同様な符号で示されている。従って、ハウジング220に関する下の詳細な説明は、ディスペンサハウジング230の詳細な説明でもある。
図12を参照すると、ディスペンサハウジング220は実質的に、シェル250を備えており、該シェルは、必要とされる総てのコーティングディスペンサ221〜226、並びに、ハウジング220又はディスペンサ221〜226に関連して設けられる他の要素を支持するための適宜な構造を提供する。フレーム及びスキンの構造を有していた上述の第１の実施例とは異なり、ディスペンサハウジング220のシェル250は、軽量で且つ強度のある非導電性の複合材料からその全体を形成されるのが好ましい。そのような複合材料は、E.I.DuPont De Nemours and Companyによって製造され、「ノメックス（Nomex）」の名称で販売されている。そのような材料は、円滑で且つ剛性を有する外側面を有するハニカムコア構造を有している。そのようなハニカムコアは、サポート部材又は他の要素をネジ、ボルト等によってシェル250に堅固に取り付けることが必要な場合には、樹脂材料で含侵させることができる。図12に特に示すように、ディスペンサハウジングのシェル250は、凸状に湾曲した上方の前縁部251を有している。この前縁部251は、スプレーブースの頂部からその底部に向かう方向において層流の空気流を形成するために、半円形状であるのが好ましい。層流の空気流を形成する他の弧状の形状も、前縁部251に用いることができる。
図９、図11及び図12を参照すると、各々のディスペンサハウジング220、230のディスペンサハウジングのシェル250は更に、弧状の前縁部251から平坦な底部壁255まで延在する、対向する垂直な側壁253、253aを備えている。対向する端部壁254、254aも、弧状の前縁部251から底部壁255まで延在している。この構造は、第１の実施例の空気翼の形状のハウジングとは異なるが、層流の空気流を十分に発生させ、特に粉体塗装材料を用いた場合に、コーティング材料のスプレーパターンすなわち噴霧パターンの「閉塞」すなわち制限を防止することができることが分かった。図11及び図12に特に示すように、各々の端部壁254、254aは後に更に説明するサポートチューブを収容するための穴256を有している。これらの穴256は、該穴256の縁部とサポートチューブ263の外側面との間に、約1/8インチなし1/4インチ（約3.175〜6.35mm）のギャップが形成されるように、その寸法が定められる。上記ギャップは、空気供給源（図示せず）から各々のディスペンサハウジングのシェル250の中に導かれる加圧空気の出口を提供し、上記空気供給源は、サポートチューブ263を通ってハウジングシェル250の中まで延在する１又はそれ以上の空気ラインを含むことができる。上記加圧空気は、霧化されたコーティング材料がシェル250の中に入るのを防止して、その中に収容されているエアシリンダ229、239、244、245の如き要素の損傷を防止する。各々のディスペンサハウジングのシェル250の底部壁255は、ディスペンサ223、233に関して図12に示す態様で、ディスペンサ221〜226及び231〜235が貫通することを可能とする、複数の穴257を備えている。穴257の縁部とディスペンサ221〜226及び231〜235との間に形成されたギャップは、シェル250の中の加圧空気の出口も提供する。
ディスペンサ223、233に関して図12に更に示すように、各々のディスペンサ221〜226及び231〜235は、粉体塗装の用途の場合には、ノズル258と、電極アセンブリ259とを備える。ノズル258には、供給チューブ258aを介して粉体塗装材料が供給され、電極アセンブリ259は、第１の実施例において説明したのと同じ態様で、絶縁チューブ259aによって分配されたコーティング材料に静電荷を与える。種々のコーティング材料供給チューブ258a、絶縁チューブ259a、並びに、空気供給チューブ（図示せず）は総て、それぞれのサポートチューブ263を介してディスペンサ220、230に入り、これにより、スプレーチャンバ217から完全に隔離されるのが好ましい。サポートチューブ263の部分263cは、種々の供給チューブ及びケーブルがシェル250の中に適正に入るのを許容するように、機械加工されている。水平方向のサポート部材252（後に説明する）の穴260は、例えば、粉体供給チューブ258a及び絶縁チューブ259aが種々のディスペンサ221〜226及び231〜235に割り当てられるようにする。
第２の実施例のディスペンサハウジングの運動
水平方向の運動及び垂直方向の運動を許容する機能及び構造は、ディスペンサハウジング220、230の間で同じである。従って、そのような運動の機能及び構造は、ハウジング220に関してだけ詳細に説明する。
図９及び図12に示すように、ディスペンサハウジングのシェル250は、該シェル250の垂直方向の側壁及び端部壁253、253a、254、254aの間で堅固に固定された水平方向の内側サポート部材252を備えている。上述のように、シェル250の全長にわたってサポートチューブ263を収容するために、シェル250の対向する端部壁254、254aには、穴256が形成されている（図９）。それぞれのキャリッジ268、269に堅固に接続されたピローブロック265、266が、サポートチューブ263の直径が減少した端部263a、263bを収容することにより、サポートチューブ263及びディスペンサハウジング220を支持して懸架している。ディスペンサハウジングのシェル250とサポートチューブ263との間には、２つの取り付け点がある。そのような２つの取り付け点は、ディスペンサハウジングのシェル250及びそれぞれの直線ベアリング272、273の両端部でサポートチューブ263に堅固に固定された直線路270、271を含み、上記直線ベアリングは、水平方向のサポート部材252に堅固に固定されてそれぞれの直線路270、271に沿って摺動する。サポートチューブ263は更に、その下面部分に沿う細長いスロット276を有しており、該スロットは、チューブ263を貫通するプッシュロッド274とディスペンサハウジングのシェル250の水平方向のサポート部材252との間の堅固な接続を許容する。この目的のために、接続ピース275が、サポートチューブ263の中のプッシュロッド274の端部と水平方向のサポート部材252の上面との間に堅固に取り付けられている。接続ピース275は、サポートチューブ263の細長いスロット276を貫通している。プッシュロッド274は、キャリッジ268上の往復駆動機構（後に説明する）によって、サポートチューブ263の長手方向の軸線に対して水平な方向において前後に運動し、直線路270、271に沿う運動によって、ディスペンサハウジング220をサポートチューブ263に沿って前後に往復動させる。
次に図10を参照すると、接続ピース275とは反対側のプッシュロッド274の端部は、キャリッジ268に回転可能に取り付けられたボールネジ278に収容されたボールナット277に固定されている。ボールネジ278は、サーボモータ279によって回転される。上記サーボモータのキャリッジ268に設けられると共に、ベルト280によってボールネジ278の一端部に作動的に接続された出力軸を有している。サーボモータ279は、逆転可能であり、通常の制御装置によって作動される。上記制御装置は、サーボモータ279の出力軸の方向を連続的に逆転させ、これにより、ボールネジ278の回転方向、並びに、その結果生ずるディスペンサハウジング220の移動方向を連続的に逆転させて、サポートチューブ263の沿うハウジング220の横方向における往復運動を生じさせる。
一定の幅を有する物体が塗装されている時には、上記制御装置は、ボールネジ278がハウジング220の所定の適正なストローク長に相当する所定の一定の回転数だけ回転した後に、サーボモータ279を連続的に逆転させるように、プログラムされる。しかしながら、サーボ作動型の往復運動機構を用いることにより、ハウジング220の往復運動を大きな柔軟性を持って瞬間的に変えることができる。この点に関して、上記第１の実施例に比較した場合の、本発明の第２の実施例の１つの利点は、ディスペンサハウジング220の往復ストローク長及び／又は速度を、「稼働中」に、すなわち、サポートチューブ263の長手方向の軸線に沿うディスペンサハウジングのシェル250の往復運動すなわち振動運動の間に、変えることができることである。すなわち、適宜な制御装置及びプログラムを用いて、粉体スプレー塗装作業の種々の部品を処理する間の異なる時間に、サーボモータ279の方向を逆転させ、従って、ディスペンサハウジング220、230の下を通過する物体の幅の変動に応じて、そのストローク長及び速度が変化する振動ストロークすなわち往復ストロークを生じさせることができる。従って、制御装置は、ディスペンサハウジング220、230の下を通過する物体の幅が大きい場合には、より長い往復ストロークすなわち振動ストロークを生じさせ、また、ディスペンサハウジング220、230の下を通過する物体の幅が小さい場合には、より短い往復ストロークすなわち振動ストロークを生じさせるように、サーボモータ279を作動させる。勿論、通常のプログラム技術を用いて、ハウジング220、230の下を通過する物体の幅の段階的な変化あるいは急激な変化に正確に追従する振動ストロークを生じさせることもできる。
図９を参照すると、装置210は更に、往復駆動装置、特にサーボモータ279を作動するために使用されるプログラム可能な制御装置に対する安全バックアップを備えている。より詳細に言えば、一対のリミットスイッチ282、283がキャリッジ268に設けられており、これらリミットスイッチは、任意の用途におけるディスペンサハウジング220、230の特定の往復ストロークすなわち振動ストロークの外側リミットの直ぐ外側の位置で作動する。トリップレバー284が、ボールナット277に接続され、一方又は両方のハウジング220、230がストロークの外側リミットを越えることになるようなソフトウエアの故障の如き制御装置の故障が生じると、該ボールナットと共に動いて、それぞれのリミットスイッチ282、283のレバーアーム282a、283aに係合する。リミットスイッチ282、283は、サーボモータ279を停止して、例えば、アラーム及び／又は表示灯（図示せず）によって、オペレータに忠告を与えるように、通常の態様で制御装置に対して作動的に接続される。
図９に更に示すように、一対の垂直方向のサポートユニット290、291が各々のディスペンサハウジング220、230に関して設けられており、ディスペンサハウジング220、230を塗装すべき物体の上方に懸架させると共に、その下を通過する物体に対して相対的なディスペンサハウジング220、230の垂直方向の運動を許容する。メンテナンス及びスペースの観点から、ボールネジ278、サーボモータ279等を含む第１のディスペンサハウジング220のための往復駆動機構は、スプレーチャンバ217の一側部にあるキャリッジ268及び垂直サポートユニット290に設けられており、一方、第２のディスペンサハウジング230用の往復駆動機構は、スプレーチャンバ217の他側部にある垂直サポートユニット291のキャリッジ268に設けられている（図10参照）。これにより、それぞれの往復駆動機構の反対側の垂直サポートユニット290、291に設けられたそれぞれのハウジング220、230をピッチ（pitch）駆動及びトーイング（toeing）駆動することが許容される。
第２の実施例の垂直サポートユニット290、291は、ベース293に取り付けられた垂直柱292を各々備え、該垂直柱が曲がったブレース部材294によって垂直に保持されている点において、上記第１の実施例の垂直サポートユニット40、42と同様な構造を有している。第１の実施例と同様に、各々の垂直柱292は、それぞれのキャリッジ268、269に接続された適宜な直線ベアリングユニット（図示せず）を収容する直線路297、298を有している。各々の垂直サポートユニット290、291は更に、ボールネジ299を有しており、該ボールネジは、第１の実施例と同様に各々の対応するキャリッジ268、269に堅固に固定されたボールナット（図示せず）を収容している。また、第１の実施例と同様な態様で、チェーン287が対応するキャリッジ268、269に取り付けられており、上記チェーンは、各々の柱すなわちコラム292のスプロケット288の周囲を延在すると共に、カウンターウェート289に取り付けられた両端部を有しており、上記カウンターウェートは、キャリッジ268、269が柱292に沿って垂直方向に動くのを支援する。
第２の実施例の垂直サポートユニット290、292と第１の実施例の垂直サポートユニット40、42との間の基本的な差異は、図１に示す第１の実施例のように、１つのモータを歯車装置を介して両方のボールネジに作動的に接続するのではなく、サーボモータ300を用いてそれぞれのボールネジ299を独立して回転させる点にある。後に更に説明するように、別個のサーボモータ300を用いてボールネジ299を独立して回転させることにより、各々の上記キャリッジ268、269の高さ調節を独立して行い、これにより、サポートチューブ263を矢印308、309で示す方向に独立して枢動させると共に、ディスペンサハウジング220、230の下を通過する凸面形状に対応する凹状のスプレーパターンを効果的に生じさせることができる。サポートチューブ263の枢動作用は、ピローブロック265、266によって許容され、これにより、約15゜の枢動運動を生じさせることができる。ピローブロック265、266の代わりに、あるいはこれらピローブロックと組み合わせて、ユニバーサルジョイント又は他のタイプのジョイント並びにサポートを用いることができる。
図13を参照すると、ディスペンサハウジング220、230用の各々のキャリッジ268は、レバーアーム304を有する別個のリミットスイッチ303を備えており、上記レバーアームは、それぞれのサポートチューブ263の縮径部263aに堅固に固定されたカム306に係合している。カム306は、カム面307を有しており、該カム面は、例えば、ディスペンサハウジング220及びこれに取り付けられたサポートチューブ263が該サポートチューブ263の長手方向の軸線まわりに枢動した時に、リミットスイッチ303のレバーアーム304を傾ける。サポートチューブ263のそのような枢動運動は、例えば、ディスペンサ221〜226を含むディスペンサハウジング220のいずれかの部分と図13に示すようにブースを通って左側へ移動するピックアップ型トラックのボディ211の如き物体との間に衝突が生じた時に、生ずる。ハウジング220又はハウジング230に関連して設けられるリミットスイッチのレバーアーム304が、そのような衝突により傾いた後に、リミットスイッチ303は、制御装置に信号を送って、高速の緊急後退プログラムを開始させ、ハウジング220、230及びこれに関連して設けられるディスペンサ221〜226及び231〜235が、次に来るピックアップ型トラックのボディ211の上方に位置するようにし、これにより、ディスペンサハウジング220、230及びそれぞれのコーティングディスペンサ221〜226及び231〜235に対する重大な損傷、並びに、コーティングディスペンサ220、230の下を通過するピックアップ型トラックのボディ211に対する重大な損傷を回避する。
第２の実施例のコーティング作用
コーティングディスペンサ220、230の作用及び動きを、ピックアップ型トラックの荷台211aの上方を向いた表面をコーティングすなわち塗装する場合に関して以下に説明するが、コーティングディスペンサハウジング220、230、並びに、コーティングディスペンサ221〜226及び231〜235の種々の操作性が、第２の実施例の装置を用いて種々の形状及び寸法を有する幅の広い物体を塗装することを可能とする。
最初に図９を参照すると、第１のディスペンサハウジング220のコーティングディスペンサ221〜226、並びに、第２のコーティングディスペンサハウジング230のコーティングディスペンサ231〜235が、ピックアップ型トラックの荷台211aの中に下がっている状態で示されている。また、ピックアップ型トラックのボディ211は、スプレーチャンバ217の中に入って、その車輪収納室214が第２のコーティングディスペンサハウジング230の直ぐ下に位置している。この位置においては、第１のディスペンサハウジング220の外側コーティングディスペンサ221、226は、トラックの荷台211aの水平な上方の側縁部212から約６インチ（約15.2cm）だけ上方にあり、一方、第１のコーティングディスペンサハウジング220の内側コーティングディスペンサ222、223、224、225及び第２のコーティングディスペンサハウジング230の内側コーティングディスペンサ232、233、234は、ピックアップ型トラックの荷台211aのフロア216から約６インチ（約15.2cm）だけ上方にある。この点に関して、ディスペンサハウジング220、230は各々、最初に、各々の垂直サポートユニット290、291のキャリッジ268、269を下げることにより、移動している荷台すなわちベッド211aの前方端に対して相対的に下げられ、固定された外側コーティングディスペンサ221、226が、移動するトラックの荷台211aの側縁部212の上方の作動位置に位置するようにする。次に、垂直方向に調節可能なすべてのコーティングディスペンサ222〜225及び231〜235が、それぞれのロッドレスシリンダ229、239、244、245によって、移動するピックアップ型トラックの荷台211aのフロア216から約６インチ（約15.2cm）上方のそれぞれの作動位置まで下げられる。
コーティングディスペンサ221〜226及び231〜235が、ピックアップ型トラックの荷台211aの前方端の下がった作動位置に位置し、乗用車ボディ211が前方へ、すなわち、図12及び図13で見て左側へ移動している時に、コーティングディスペンサハウジング220、230は、上述の態様と同様な態様で、それぞれのサポートチューブ263の軸線に沿って前後に往復動する。この往復運動により、粉体塗装材料は、ピックアップ型トラックの荷台211aの少なくとも表面212、216に均一に且つ確実に分配され、また、車輪収納室214が、例えばロボット塗装アームを用いてそれ以前に塗装されていない場合には、車輪収納室214をコーティングディスペンサ231、235で塗装することができる。
特に図11を参照すると、車輪収納室214が第２のコーティングディスペンサ230の外側コーティングディスペンサ231、235に接近するに従って、それぞれのロッドレスシリンダ244、245が作動されて、コーティングディスペンサ231、235を図11に示す位置まで車輪収納室214の上方へ持ち上げる。車輪収納室214が、例えばロボットアーム又は他の手段によって、それ以前に塗装されている場合、あるいは、車輪収納室が、そのような手段によって塗装プロセスの間に後に塗装される場合には、コーティングディスペンサ231、235は、持ち上げられて車輪収納室214が通過するまで、同時に停止し、ディスペンサ231、235は、フロア216から６インチ（約15.2cm）上方のそれぞれの作動位置まで下げられる。ディスペンサ231、235を用いて車輪収納室214を塗装する場合には、コーティングディスペンサ231、235が、ピックアップ型トラックの荷台211aのフロア216から約６インチ（約15.2cm）上方の作動位置に再度位置するまで、コーティングディスペンサ231、235をそれぞれの車輪収納室214の弧状の上面から上方の一定の距離（約６インチ（約15.2cm）であるのが好ましい）に維持する。
上に簡単に述べたように、塗装プロセスすなわちコーティングプロセスのいずれかの時点において、コーティングディスペンサハウジング220、230の一方又は両方、あるいは、コーティングディスペンサ221〜226又は231〜235が、乗用車ボディ211のいずれかの部分と衝突した場合には、ハウジング220、230の一方又は両方のサポートチューブ263が、ピローブロック265、266の中でその長手方向の軸線まわりに枢動し、リミットスイッチのレバーアーム304を傾けることにより、カム306のカム面307によってリミットスイッチ303作動させる。次に、リミットスイッチ303の作動により、制御装置が、高速の緊急後退プログラムを開始させ、このプログラムによって、ハウジング220、230を直ちに持ち上げ、装置210又はピックアップ型トラックのボディ211に対する重大な損傷を防止する。
本発明の第２の実施例の装置210は、ピローブロック265、266によって許容される枢軸運動によって、物体の凸状の上面を均一に塗装するために使用することもできる。この点に関して、プログラム可能な通常の制御装置を用いてサーボモータ300を作動させて、それぞれのキャリッジ268、269を独立して上げ下げすると共に、コーティングディスペンサハウジング220、230の下を通過する単数又は複数の物体の運動経路に対して直交する平面において、コーティングディスペンサハウジング220、230を図９の矢印308、309の方向に枢動させる。例えば、コーティングディスペンサ221〜226及び231〜235の各々の下方端部が、互いに同じ高さに位置している場合でも、キャリッジ268、269の独立して制御される運動によって生ずる枢動作用が、塗装されている物体の幅を横断する凹面形状の上に効果的なスプレーパターンを与え、そのようなスプレーパターンは、スプレーブースを通って移動する物体の経路を横断する方向において凸型の物体の外側面に対応する。
上述の２つの実施例において、当業者は多くの変更例又は代替例を考えることができる。すなわち、第１の実施例の多くの設計上の特徴を第２の実施例に組み込むことができ、また、第２の実施例の多くの設計上の特徴を第１の実施例に組み込むことができる。また、第２の実施例に関して、コーティング装置210の特定の用途に応じて、任意の数のコーティングディスペンサを、他のコーティングディスペンサに対して相対的に、垂直方向において調節可能とすることもできる。
また、本発明の実質的な範囲から逸脱することなく、多くの変更例を用いて、本発明の開示に特定の状況又は要素を取り入れることができる。
更に、図示の各々の実施例においては、２つのディスペンサハウジングを用いて、乗用車ボディ30及びピックアップ型トラックの荷台211aの水平表面に粉体塗装材料を塗布しているが、所望の数のコーティングディスペンサを有する実質的に任意の数のディスペンサハウジングを用いることができ、また、そのようなディスペンサハウジングの位置は、必ずしもスプレーブースの上方の領域に限定することはないことを理解する必要がある。また、第１及び第２の実施例のディスペンサハウジングに関する図示の形状は、スプレーブースの中の他の位置でも使用可能である。
従って、本発明は、本発明を実施する最善の態様として開示した上述の特定の実施例に限定されるべきものではなく、本発明は、添付の請求の範囲の記載の範囲に入る総ての実施例を含むものである。
【図１】
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【図２】
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【図７】
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【図８】
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【図１３】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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