(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前方端（１４）と後方端（１６）とを有し、該前方端（１４）と該後方端（１６）との間に内部室（２０）が形成されている非導電性ハウジング（１２）と、
低キャパシタンスである一の絶縁材料と該一の絶縁材料より導電性の高い他の材料とから構成され、前記ハウジング（１２）の前記前方端（１４）の外側に配置されたカップ状の霧化ヘッド（５２）と、
該内部室（２０）内に配置され、該霧化ヘッド（５２）に連結し、前記ハウジング（１２）を長手方向に貫通する回転中心軸（４６）のまわりに前記カップ状霧化ヘッド（５２）を回転させる回転駆動手段（２２）と、
前記回転駆動手段（２２）から前記霧化ヘッド（５２）まで至る流路を経て液体コーティング材料を前記カップ状霧化ヘッド（５２）に供給するための手段（５９）と、
前記液体コーティング材料を帯電させるために前記ハウジングを介すること無く前記回転駆動手段（２２）を介して高電圧静電エネルギーを伝える手段（７８）と、を備えて前記回転駆動手段（２２）からの前記高電圧静電エネルギーが前記コーティング材料を帯電させる回転霧化機（１０）であって、
前記一の絶縁材料より導電性の高い他の材料は該流路のうち前記霧化ヘッド（５２）内の該一の絶縁材料で形成された流路部に配置されていることを特徴とする該回転霧化機。
【請求項２】
請求項１の回転霧化機において、前記霧化ヘッド（５２）は前方空洞（１００）を形成するコーティング材料流れ表面を備え、それにより帯電したコーティング材料が前記流れ表面上を外側に流出し、半径方向外側に向かって放出され、帯電コーティング材料の霧化粒子を生成してワーク・ピースに塗布することを特徴とする該回転霧化機。
【請求項３】
請求項１の回転霧化機において、前記駆動手段（２２）は駆動軸（４０）によって前記霧化ヘッド（５２）に連結された空気タービンモータ（２３）を有し、該駆動軸（４０）は前記回転軸（４６）と揃って延在する孔を備えることを特徴とする該回転霧化機。
【請求項４】
請求項３の回転霧化機において、液体コーティング材料を前記霧化ヘッド（５２）に供給するための前記手段（５９）は供給管（６０）を具備し、該供給管（６０）は前記駆動軸（４０）を貫通しかつ前記霧化ヘッド（５２）に連通するように、前記孔（５３）内に取外可能に受容され、これにより前記霧化ヘッド（５２）が前記回転中心軸（４６）のまわりに回転する際に、液体コーティング材料を前記霧化ヘッド（５２）の前記流れ表面（１０２）に供給することを特徴とする該回転霧化機。
【請求項５】
請求項４の回転霧化機において、前記高電圧静電エネルギーを前記回転駆動手段（２２）を介して伝える前記手段（７８）は、高電圧静電エネルギーを前記駆動軸（４０）に供給する手段（７９）を具備することを特徴とする該回転霧化機。
【請求項６】
請求項５の回転霧化機において、前記高電圧静電エネルギを前記駆動軸（４０）を介して伝達する前記手段（７８）は、高電圧静電エネルギーを前記駆動軸（４０）に供給して、直接前記駆動軸（４０）を介して前記霧化ヘッド（５２）に伝える手段（７９）を具備することを特徴とする該回転霧化機。
【請求項７】
請求項６の回転霧化機において、前記供給管（６０）は第一端（６６）を有し、前記第一端（６６）は片持梁状に支持されて前記孔（５３）の壁に電気的に接触しないように、前記モータ（２３）に係合され、前記供給管（６０）は前記霧化ヘッド（５２）に接近した第二端（６２）を有することを特徴とする該回転霧化機。
【請求項８】
請求項５の回転霧化機において、前記高電圧静電エネルギーを前記駆動軸（４０）を介して供給する前記手段（７９）は、高電圧静電エネルギーを前記空気タービン・モータ（２３）のタービン羽根（４４）に送る手段（８１）を具備し、前記タービン羽根（４４）は前記高電圧静電エネルギーを前記駆動軸（４０）に伝えることを特徴とする該回転霧化機。
【請求項９】
請求項２の回転霧化機において、前記回転駆動手段（２２）から前記霧化ヘッド（５２）まで至る流路はさらに前記霧化ヘッド（５２）のコーティング材料流れ表面まで延在していることを特徴とする該回転霧化機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、回転形の霧化液体スプレ・コーティング装置に係わり、特に高圧静電電荷をタービン駆動軸を介して、その軸の一端に固設の高速霧化機ヘッドに移送する回転霧化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転霧化機は、一種の液体スプレ・コーティング装置であり、高速（典型的には１０，０００〜４０，０００回転／分）で回転可能な霧化機ヘッドを具備し、液体コーティング材料を霧化してワーク・ピースの表面に塗布する。このヘッドは通常ディスク又はカップ形状であり、その内壁が空洞を形成すると共に、内壁先端が霧化用エッジとして構成されている。カップの内部に送られた液体コーティング材料は、遠心力によって壁に沿って外方に移動し、最終的にカップのエッジから放出されて霧化される。このコーティングの移送効率を高める為に、静電電荷がコーティング材料に付与され、これによって、霧化コーティング材料は電気的に接地されたワーク・ピースに引き寄せられる。静電帯電形の回転霧化機の一例が本願と同様に譲渡された発明者ワッカー等の米国特許第４，８８７，７７０号（以下、′７７０）に開示されている。尚、この米国特許はこの引用により、本明細書の一部を構成するものである。′７７０特許の図１２に示された実施例では、カップ（２０）は絶縁性材料から作られ、半導体リング（５４６）を有し、この半導体リング（５４６）は３個の外部電極プローブ（４６２）によって支柱（５０４）を介して帯電される。このシステムは、カップが突出するハウジングの前端が大きいのでカップの高速回転により発生する空気流によってハウジングの前端の周囲に真空が発生し、これによって塗料がハウジングの方へまわり込んでしまうといった問題が存在する。この問題は、補助空気をハウジングの前端の周囲に送って真空を破ることによって対処しているが、後方まわり込みを生ぜずかつ危険のない霧化機が望まれている。
【０００３】
この′７７０特許の以前は、導電性カップの使用に関する危険の一つとして、高電圧がカップに印加される為に、作業者が感電したり、可燃性コーティングが着火するといった恐れがあった。例えば米国特許第４，３６９，９２４号に開示されているように、電荷は、電源からタービン軸を介して回転霧化機カップに移送される。しかしながら、カップと全回転霧化ハウジングとの両方とも金属であり、高電圧に帯電される。この種の構造の場合には、霧化機の帯電電荷は作業者を感電させるのに充分であるため、重大な危険が存在し、保護フェンス及び連動装置を霧化機の周囲に設置する必要がある。
【０００４】
上述の′７７０特許に教示された低キャパシタンスの回転霧化機は、回転霧化機カップの所で塗料を静電帯電するが、感電の危険を生ずる程の電荷を蓄えないので、保護用のフェンス及び安全上の連動装置を必要としない。しかしながら、カップ（２０）は外部の電極プローブ（４６２）を介して帯電されるので、上述した問題に加えて、ハウジングの前方端の外形が大きくなるといった問題も生ずる。
【０００５】
米国特許第３，８２６，４２５号に開示されたような別のタイプの回転霧化機にあっては、ディスク（１１）は、絶縁性部品と導電性部品との両方から構成され、電源（２１）によってケーブル（２２）と、抵抗（２３）と、導電性フォーム（６３）と、半導体ロッド（６２）と、半導体リング（６１）と、空気間隙（３９）と、第１の半導体プラスチック・ロッド（２４）と、半導体プラグ（６０）と、第２の半導体プラスチック・ロッド（２４）と、導電性インク（３８）とを介して帯電される。このシステムは、電気路が多数の部品から構成されているため、システムの故障の可能性が増大するといった問題がある。また、上記電気路は回転軸から外方に離間しているので、ハウジングの前方端の外周囲の外形が大きくなり、この為に塗料がハウジングの方にまわり込んでしまう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、電荷をタービン駆動軸を介して低キャパシタンス形の回転霧化機のカップに移送して、公知システムの種々の問題や制限を解決した装置を提供することである。
【０００７】
本発明の別の目的は、電荷をタービン駆動軸を介して低キャパシタンス形の回転霧化機のカップに移送して、ハウジンクの外形を小型化し、ハウジングへの塗料の後方まわり込みを実質的に除去する装置を提供することである。
【０００８】
本発明の別の目的は、作業者を電荷による感電から保護する保護用フェンス及び連動装置を霧化機の周囲に設置することなく、電荷をタービン駆動軸を介して低キャパシタンス形の回転霧化機のヘッドに移送する装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、回転霧化機は非導電性ハウジングを具備し、この非導電性ハウジングは前方端と後方端とを有し、これらの両端の間には内部室が形成されている。この内部室内には回転駆動手段が配置され、この回転駆動手段は、ハウジングの前方端の外側に配置されたカップ状の霧化ヘッドに連結され、ハウジング内を長手方向に延びた回転中心軸のまわりにカップ状霧化ヘッドを回転させる。液体コーティング材料をカップ状霧化ヘッドに供給する手段が設けられる。高電圧静電エネルギーを、ハウジングを介することなく、回転駆動手段を介してカップ状霧化ヘッドに直接伝達する手段が設けられる。このカップ状霧化ヘッドは複合材料から構成され、この複合材料は低キャパシタンスの絶縁性材料と導電性材料とを含み、これによって、高電圧静電エネルギーは回転駆動手段からカップ状霧化ヘッドを介して伝達され、コーティング材料を霧化ヘッドの導電性材料の少なくとも一部との接触によって帯電させる。
【００１０】
更に本発明によると、駆動手段は駆動軸によってカップ状霧化ヘッドに連結された空気タービン・モータを具備する。駆動軸は孔を有し、この孔は回転中心軸と位置的に整合し、そこに延在している。この孔には供給管が取外可能に収容され、この供給管は霧化ヘッドに連通し、霧化ヘッドが回転中心軸のまわりに回転している時に液体コーティング材料を霧化ヘッドの流れ表面に供給する。モータはモータ・ハウジングの内部室に取付けられ、このモータ・ハウジングは前方端と後方端とを有し、これらの両端の間には上記内部室が形成されている。
【００１１】
本発明によると、高電圧静電エネルギーを回転駆動手段を介して伝達する手段は、高電圧静電エネルギーを駆動軸に送り、直接この駆動軸を介してカップ状霧化ヘッドに伝達する手段を具備する。一実施例によると、高電圧静電エネルギーを移送する手段は、孔内に取外可能に収容された供給管を具備し、この供給管は霧化ヘッドに連通し、液体コーティング材料を霧化ヘッドの流れ表面に供給する。供給管は高電圧静電エネルギーを駆動軸にそれから霧化ヘッドに伝達する。供給管は第１端と第２端とを有し、この第１端は片持梁状に支持され孔の壁に電気的接触がないようにモータに係合し、第２端は霧化ヘッドの近傍に位置している。別の実施例では、高電圧静電エネルギーを供給する手段は、高電圧静電エネルギーを空気タービン・モータのタービン羽根に送る手段を具備し、このタービン羽根は高電圧静電エネルギーを駆動軸に伝達する。静電エネルギーをタービン羽根に移送する手段は帯電用の電極手段を具備し、この帯電用の電極手段はタービン羽根の極く近傍に取付けられ、高電圧静電エネルギーを間隙を通ってタービン羽根に、そして駆動軸を介して霧化ヘッドに伝達する。第３の実施例では、高電圧静電エネルギーを回転駆動手段を介して伝達する手段は、駆動軸を取り囲む手段を具備し、この手段は高電圧静電エネルギーを駆動軸に伝え、直接その駆動軸を介して霧化ヘッドに伝達する。上述の駆動軸を取り囲む手段は、駆動軸に極く近接して離間配置され、これによって、静電エネルギーが間隙を通って駆動軸に伝達される。上述の取り囲み手段は、モータ・ハウジングに配置された非接触のベアリング装置であり、駆動軸を非接触状態で軸方向に支持する。
【００１２】
本発明によると、カップ状の霧化ヘッドの一実施例は、導電性材料と補強材料とを含む複合材料から構成され、この補強材料は非導電性のバインダー材料を含み、これによって、コーティング材料が複合材料との接触時に高電圧静電エネルギーによって帯電される。導電性材料は、複合材の総重量の約３〜８重量パーセントであり、好ましくは複合材の総重量の約５〜６重量パーセントである。補強材料は複合材の総重量の約２０〜４０重量パーセントであり、好ましくは複合材の総重量の約２５〜３５重量パーセントである。この補強材料は、重量が複合材の総重量の約６５重量パーセントである非導電性のバインダー材料を含む。
【００１３】
また、本発明によると、カップ状の霧化ヘッドは駆動軸に螺合固着される取付室と、流れ表面を有する前方空洞と、取付室と前方空洞との間に設けられた後方空洞とを有する。この後方空洞は分割器によって前方空洞から分離されている。複数個の孔が後方空洞を前方空洞に接続し、これによって後方空洞に流入したコーティング材料は後方空洞から上記孔を介して前方空洞に流入し、それから流れ表面を通って、直ちに霧化用エッジから帯電状態で放出される。
【００１４】
別の実施例では、カップ状霧化ヘッドは複合材料に埋設された帯電用電極手段を有し、この電極手段は取付室から、流れ表面に埋設された平坦な円形リング形状の帯電用電極まで延在している。帯電用電極手段は、非導電性バインダーと導電性材料とを含む導電性複合材料から構成される。この導電性材料は複合材の総重量の約３〜８重量パーセントであり、好ましくは複合材の総重量の約５〜６重量パーセントである。
本発明の現時点の好適実施例の構造や作用や種々の利点は、添付の図面を参照した以下の説明から更に明らかになるであろう。
【００１５】
【実施例】
図１は本発明による回転形霧化機１０を示したもので、この霧化機１０はモータ・ハウジング１２を具備し、このモータ・ハウジング１２は、好ましくは非導電性材料から構成され、前方端１４と、後方端１６と、中間部分１８とを有する。この中間部分１８は内部室２０を有し、この内部室２０内には回転駆動手段２０が取付けられている。内部室２０は、第１の円柱孔２４と、この第１の円柱孔２４よりも大径の第２の円柱孔２６と、これらの第１及び第２孔２４，２６を互いに接続する円錐台状（切頭円錐状）の孔２８とから構成されている。前方端１４は貫通孔３０を有し、この貫通孔３０は室２０の第１円柱孔２４内に開口している。後方端１６は室２０の第２円柱孔２６内に開口している。モータ・ハウジング１２は任意の公知の手段（不図示）によって、固定支持体又はロボットのような可動支持体に取付けることができる。
【００１６】
回転駆動手段２２は空気タービン・モータ２３を具備し、この空気タービン・モータ２３は、円柱孔２６に配置された円柱状後方部分３２と、円錐台状孔２８内の円錐台状の中間部分３４と、第１円柱状孔２４内の円柱状前方部分３６とを有する。モータ２３は、一本以上のクランプ（不図示）のような公知の手段がモータのべース３８をハウジング１２の後方端１６に接続することによって、内部室２０内の所定位置に固定される。
【００１７】
モータ駆動軸４０は、その第１端４２がモータ２３の後方部分３２内のタービン羽根４４に接続されている。このモータ駆動軸４０は回転の中心軸４６のまわりを前方にモータ２３の全長にわたって延在して、駆動軸４０の第２端４８がハウジング１２の貫通孔３０から外方に突出している。この第２端４８は、ネジ付部分５０と、カップ状の回転形霧化機ヘッド５２を固着可能に構成された円錐台状端とを有する。モータ駆動軸４０は貫通孔５３を有し、この貫通孔５３は軸４６に位置的に整合されており、駆動軸４０の全長に延在している。駆動軸４０の外表面と内表面とは、例えばポリマー材料のような非導電性材料５５で被覆することができる。尚、この駆動軸４０の外表面のうち、高電圧エネルギーが印加される隣接部材に接触する領域には、コーティング材料を被覆しない。モータ２３は好ましくは空気駆動式のタービンから構成され、この空気駆動式のタービンは、内部空気ベアリング５４と、駆動用空気入口５６と、ヘッド５２の高速回転を制御するブレーキ用空気入口５８とを有する。尚、これらの部材はいずれも周知のものである。
【００１８】
コーティング材料供給手段５９は、取外可能なコーティング材料供給管６０を具備し、この供給管６０は貫通孔５３内を延在している。供給管６０は第１端６２と反対側の第２端６６とを有し、この第１端６２は霧化機ヘッド５２の内部とを連通すると共に、取外可能なノズル６４を好ましくは保持している。第２端６６はメス型の流体継手６８を有する。この継手６８はベース７０を有し、このベース７０はモータ２３のベース３８内に摩擦的にかつ取外可能に収容されている（不図示）。供給管６０は、モータ２３のベース３８内に係合している時には、本願と同一人に譲受された発明者ワッカー等の米国特許第５，１００，０５７号（′０５７）に開示されているように、孔５３の壁に接触しないように片持梁状に支持される。尚、上記特許は本明細書の一部を構成するものである。本願と同一人に譲受された発明者ワッカー等の米国特許第５，０７８，３２１号（′３２１）に更に開示されているように、供給管６０は好ましくは、堅い導電性材料製の第１部７２と、非導電性材料製の第２部７４と、熱収縮性の非導電性材料のカバー層７６とを有する。尚、上述の′３２１特許も本明細書の一部を構成するものである。供給管６０は、上述の構成とは別に、ステンレス鋼のような導電性材料製にすることもできる。また、駆動軸４０の場合と同様に、供給管６０の外表面も必要に応じて、例えばポリマー材料のような非導電性材料で被覆することができる。
【００１９】
図１及び図２において、本発明の重要な態様は、高電圧の静電エネルギーを回転駆動手段２２を介して、駆動軸４０の第２端４８に固着されたカップ状の霧化ヘッド５２に直接に伝える手段７８である。この高電圧エネルギー伝導手段７８は、高電圧エネルギーを駆動軸４０に供給する手段７９を具備し、この手段７９は、高電圧の静電エネルギーを直接に駆動軸４０を介して霧化ヘッド５２に伝導する。手段７９は高電圧の静電エネルギーを発生する外部の高電圧発電機８０を具備する。
【００２０】
一実施例によると、高電圧エネルギー供給手段７９は、電荷を、孔５３内に取外可能に収容された供給管６０に移送する手段８１を具備する。この手段８１はライン８２を有し、このライン８２は、外部配置の高電圧発電機８０を供給管６０の第２端６６に取付けられた端子８４に接続している。尚、端子８４としては継手６８のまわりに固着されるカラー等を使用することができる。本実施例にあっては、高電圧の静電エネルギーは、後に詳述するように、モータ駆動軸４０に直接接触している管６０の第２端６６を介してカップ状霧化ヘッド５２に伝達される。尚、高電圧発電機８０は好ましくはモータ・ハウジング１２の外部に配置されるが、発電機８０をハウジング１２の内部に配置する例も本発明の範囲内である。
【００２１】
別の実施例では、高電圧の静電エネルギーを駆動軸４０を介して供給する手段７９は、高電圧の電気エネルギーを空気タービン・モータ２３のタービン羽根４４に移送する手段８３を具備し、このタービン羽根４４はこの高電圧エネルギーを駆動軸４０に伝達する。この高電圧電気エネルギー移送手段８３は電力ライン８２Ａを有し、この電力ライン８２Ａは外部の高電圧発電機８０を電極８６に接続し、この電極８６は間隙８７を形成するようにタービン羽根４４に近接配置されている。静電エネルギーは、ライン８２Ａから間隙８７を通ってタービン羽根４４に伝達され、後に詳述するようにモータ駆動軸４０に達し、最終的に霧化ヘッド５２に伝わる。
【００２２】
別の実施例では、高電圧静電エネルギーの供給手段７９は、駆動軸４０を取囲む手段８５を具備し、この手段８５は高電圧静電エネルギーを駆動軸４０に移送し、直接それを介してカップ状の霧化ヘッド５２に伝える。手段８５は電力ライン８２Ｂを有し、この電力ライン８２Ｂは外部の高電圧発電機８０を、間隙８９を形成するようにモータ駆動軸４０に近接配置された空気ベアリング５４に接続する。この静電エネルギーは後に詳述するように、ライン８２Ｂから間隙８９を通って駆動軸４０に伝導され、最終的に霧化ヘッド５２に伝わる。尚、図１の回転形霧化機１０に使用された適宜の空気ベアリング５４の詳細は、発明者モリシタ等の米国特許第４，３６９，９２４号の第４欄、第３０行〜第６０行及び図１を参照のこと。この米国特許は本明細書の一部を構成する。
【００２３】
霧化機ヘッド５２は図１〜図３に示したように、回転形駆動軸４０の端に螺合されている。尚、回転形霧化機１０に使用される適宜の霧化機ヘッド５２の詳細は、上述の′３２１特許の第４欄第５７行〜第５欄第２９行及び図１を参照のこと。図２に示したように、ヘッド５２は低キャパシタンス（静電容量）の絶縁性材料と導電性材料とを含む複合材料から均一に構成されている。
【００２４】
この低キャパシタンス絶縁性材料は、良好な衝撃及び引張り強さや寸法安定性のような所望の機械特性を複合材に付与するように選択された非導電性の補強材料である。更に、この低キャパシタンス絶縁性材料は、熱及び電気抵抗性や、コーティング材料の成分の作用に対する化学的及び機械的抵抗性の特性を有する。好適な補強絶縁材料は、ガラス繊維であるが、しかし、その他の有機の又は合成繊維を使用することもできる。複合材の総重量に対する補強材料の全重量パーセントは、約２０〜４０重量パーセントであり、好ましくは約２５〜３５重量パーセントであり、最も好ましくは約３０重量パーセントである。この補強材料の重量パーセントは、その意図した機能を発揮できる範囲内で、変更することができる。
【００２５】
バインダー材料は、良好な熱及び電気抵抗性とコーティング材料の成分の作用に対する良好な化学的及び機械的抵抗性のような特性を有すべきである。アメリカのＩ．Ｃ．Ｉが販売するＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン  ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎｅ）のようなポリマー材料が適当である。複合材の総重量に対するバインダー材料の全重量パーセントは約６５重量パーセントである。バインダー材料の重量パーセントは、バインダー材料がその機能を達成できる範囲内で変えることができる。
【００２６】
導電性材料は炭素含有材料であり、特に炭素繊維であるが、カーボン・ブラックや微粒グラファイトのようなその他の導電性材料を使用することもできる。ヘッド５２内の炭素繊維の重量パーセントは所望の固有抵抗を呈するように選定される。複合材の総重量に対する炭素繊維の適当な重量パーセントは、約３〜８重量パーセントであり、好ましくは複合材の総重量の約５〜６重量パーセントである。ここで、複合材は、約８重量パーセントよりも多くの炭素繊維を含有する場合には導電性が良くなり過ぎ、他方、約３重量パーセント未満の炭素繊維しか含有しない場合には、非導電性が強くなり過ぎる。
【００２７】
作用を説明する。ヘッド５２が、駆動空気入口５６とブレーキ空気入口５８とに加えられた空気圧に応じて高速度で回転される。これと同時に、高電圧静電エネルギーが回転形駆動手段２２を介して、駆動軸４０の第２端４８に固設の霧化ヘッド５２に直接伝達される。この静電エネルギーは前述の原理に従い、高電圧発電機８０から駆動軸４０に送られ、最終的に霧化ヘッド５２に伝わる。静電エネルギーは好ましくは駆動軸４０の第２端４８からネジ付部分５０を介してヘッド５２に伝達されるが、本発明は静電エネルギーを、カップ状の回転霧化機ヘッド５２が固設される円錐台状端を介して伝達してもよい。
【００２８】
スプレの開始時に、コーティング材料、即ち流体材料が供給管６０に送られ、この流体材料はノズル６４を介してカップ状霧化ヘッド５２内に流入する。上述の′０５７特許の第１２欄６０行〜第１３欄３０行を参照のこと。この流体材料はその後にヘッド５２の後方空洞９０に流入する。この空洞９０に流入した液体はその一部が、分割器９４の開口９２を通って流れ、分割器９４の前方表面を濡れた状態に保つ。他方、コーティング材料の大部分は、遠心力によって壁９６に沿って押付けられ、この壁９６に沿って外方に移動し、孔９８を通って前方ヘッダー空洞１００に流入する。その後、コーティング材料は、流れ面１０２を流れて、直ちに霧化エッジ１０４から放出され、霧化される。コーティング材料は、ヘッダー５２の表面と接触している間に、静電電荷が印加される。こうして帯電されたコーティング材料の流塊がワークピースに向けて前方に放出される。
【００２９】
静電電荷は本発明の原理に従い、駆動軸４０を介して伝達されるので、前方端１４が中心線４６と同軸に配置されかつその端１４の直径が回転形ヘッド５２の霧化エッジ１０４の直径よりも小径となるように、モータ・ハウジング１２を構成することができる。このような関係によって、即ち回転形ヘッドに対するモータ・ハウジングの縦断面又は外形寸法によって、モータ・ハウジングへの塗料の後方まわり込みを実質的に除去する。図２及び図３に示したように、ヘッド５２及び１１０は開口３０内に一部入り込んだ基部のところに、ネジ部分を有する。駆動軸４０は典型的には非導電性材料で被覆されているので、電荷は、駆動軸４０を介して低キャパシタンス形の回転霧化機のヘッドに伝達される。この時、操作者が電荷によって感電することを防止する為の保護用フェンス及び連動装置を霧化機の周囲に設置する必要はない。本明細書に開示された、改良されたモータ・ハウジングの別の利点は、改良された回転体の軽量化であり、かつロボットによる自動制御に簡単に適用することができる点である。
【００３０】
本発明の上述の実施例は、電荷をタービン駆動軸４０を介して回転ヘッド及びその後にコーティング材料に移送する非常に有効な手段を提供するが、本発明の別の実施例では、回転霧化機ヘッド５２の代りに図３に示した回転霧化機ヘッド１１０を使用する。このヘッド１１０は一般に、図２に示した実施例で説明したタイプの非導電性バインダー材料と低キャパシタンスの絶縁性材料とを含む複合材料から構成されている。ヘッド１１０は、等間隔に配置されたロッド状の帯電用電極１１２を複数本有し、これらの電極１１２は、壁１１４内に埋設され、取付室１１８のネジ表面１１６から平坦な円形のリング状帯電用電極１２０の所まで延在している。この電極１２０は壁１１４に埋設され、流れ表面１０２′の一部を形成している。尚、本明細書において、ダッシュ付の数字は、ダッシュの付かない同一数字によって表される部材と実質的に同一である部材を表している。ロッド形状の電極１１２とリング形状の電極１２０との両方は導電性複合材料から成り、この導電性複合材料は上述のように、回転ヘッド５２に使用したタイプの非導電性の絶縁性バインダー材料と導電性材料とを含んでいる。好適実施例では、この絶縁性材料はＰＥＥＫを使用でき、導電性材料は種々の炭素繊維を使用することができる。複合材の総重量に対する炭素繊維の適当な重量パーセントは、約３〜８重量パーセントであり、好ましくは複合材の総重量の約５〜６重量パーセントである。ここで、複合材は、約８重量パーセントよりも多い炭素繊維を含有する場合には、導電性が高すぎ、他方、約３重量パーセントよりも少ない炭素繊維を含有する場合には非導電性が大き過ぎる。帯電用電極１１２はロッド形状でかつ複数本設けることが好ましいが、本発明はこの代りに、円錐台形状の帯電用電極を使用することもでき、この円錐台形状の帯電用電極は壁１１４に埋設され、かつ取付室１１８のネジ付の表面１１６から平坦な円形のリング状帯電用電極１２０の所まで延在する。
【００３１】
図３に示した実施例の作用は、以下の差異点を除いて、図２の実施例の作用と本質的に同一である。即ち、差異点は静電エネルギーが高電圧発電機８０から駆動軸４０に移送され、最終的にネジ部分５０とネジ表面１１６とを介して霧化ヘッド５２に伝達される。その後に、静電エネルギーは、ロッド状の電極１１２とリング状の電極１２０に伝わり、上述の′７７０特許に示された方法によって表面１０２′上を流れるコーティング材料に付与される。この実施例は、ヘッドを構成する非導電性複合材の物理的特性と導体ロッド及びリングを構成する導電性複合材料の物理的特性とが類似しており、かつ公知のヘッドの場合には往々にして生じていた、或る運転条件での両複合材料の分離傾向が存在しないので、特に有効である。
【００３２】
以上のように、本発明による装置は、高圧静電電荷をモータ駆動軸を介して、その一端に固設された高速ヘッドに伝達して、前述の諸目的や手段や利点を充足するものである。本装置は高電圧静電エネルギーをモータ駆動軸に供給して、そのエネルギーを回転ヘッドに伝えるいくつかの手段を含み、これによってハウジングの外形を小径化し、ハウジングへの塗料の後方まわり込みを実質的に除去する。回転ヘッド構造の別のいくつかの実施例では、電荷をコーティング材料に伝達する手段の耐久性が非常に向上する。
【００３３】
本発明はいくつかの実施例に関連して説明されたが、当業者には上述の説明から種々の代替例や変更例や変形例が明らかであろう。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲内のすべての代替例や変更例や変形例を包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って電荷をタービン駆動軸を介してカップに供給するいくつかの代替手段を示した回転霧化機の部分縦断面図。
【図２】図１の回転霧化機の第１実施例の前方端を更に詳細に示した部分縦断面図。
【図３】図１の回転霧化機の第２実施例の前方端を更に詳細に示した部分縦断面図。
【符号の説明】
１０  回転霧化機
１２  モータ・ハウジング
１４  前方端
１６  後方端
２０  内部室
２２  回転駆動手段
４６  回転軸
５２  カップ状の霧化ヘッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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