JP2008546522A - ガン内電源制御 - Google Patents

Abstract

コーティング材を静電支援で噴霧及び分配するための方法及び装置。この装置は動作ポテンシャルを供給するための電源１００及び電源から離れたコーティング用分配装置１０２を含む。コーティング用分配装置は入力／出力（Ｉ／Ｏ）装置を含む。Ｉ／Ｏ装置は電源１００の指令状態及び電源１００とコーティング用分配装置１０２のうち一方の障害状態を選択的に指示するための少なくとも１つのインジケータを含む。１対の導体がＩ／Ｏ装置を電源１００に結合する。コマンドはＩ／Ｏ装置から電源１００へ連結される。指令状態情報及び障害状態情報は電源１００からＩ／Ｏ装置へ連結される。

Description

本発明は手持ちで静電支援のコーティング用噴霧分配設備（以後、時には静電スプレイガンまたは単にガンと呼ぶ）に関するものである。ただし、他の用途にも有益と考えられる。

多くのスプレイガンが既知である。対象となる形態の中には下記の米国特許及び出願公示において例示され、説明される形態が含まれる：第２００３／０００６３２２号；６，７１２，２９２号；６，６９８，６７０号；６，６６９，１１２号；６，５７２，０２９号；６，４６０，７８７号；６，４０２，０５８号；ＲＥ３６，３７８号；６，２７６，６１６号；６，１８９，８０９号；６，１７９，２２３号；５，８３６，５１７号；５，８２９，６７９号；５，８０３，３１３号；ＲＥ３５，７６９号；５，６３９，０２７号；５，６１８，００１号；５，５８２，３５０号；５，５５３，７８８号；５，４００，９７１号；５，３９５，０５４号；Ｄ３４９，５５９号 ；５，３５１，８８７号；５，３３２，１５９号；５，３３２，１５６号；５，３３０，１０８号；５，３０３，８６５号；５，２９９，７４０号；５，２８９，９７４号；５，２８４，３０１号；５，２８４，２９９号；５，２３６，１２９号；５，２０９，４０５号；５，２０９，３６５号；５，１７８，３３０号；５，１１９，９９２号；５，１１８，０８０号；５，１８０，１０４号；Ｄ３２５，２４１号；５，０９０，６２３号；５，０７４，４６６号；５，０６４，１１９号；５，０５４，６８７号；Ｄ３１８，７１２号；５，０２２，５９０号；４，９９３，６４５号；４，９３４，６０７号；４，９３４，６０３号；４，９２７，０７９号；４，９１１，３６７号；Ｄ３０５，４５３号；Ｄ３０５，４５２号；Ｄ３０５，０５７号；Ｄ３０３，１３９号；４，８４４，３４２号；４，７７０，１１７号；４，７６０，９６２号；４，７５９，５０２号；４，７４７，５４６号；４，７０２，４２０号；４，６１３，０８２号；４，６０６，５０１号；Ｄ２８７，２６６号；４，５３７，３５７号；４，５２９，１３１号；４，５１３，９１３号；４，４８３，４８３号；４，４５３，６７０号；４，４３７，６１４号；４，４３３，８１２号；４，４０１，２６８号；４，３６１，２８３号；Ｄ２７０，３６８号；Ｄ２７０，３６７号；Ｄ２７０，１８０号；Ｄ２７０，１７９号；ＲＥ３０，９６８号；４，３３１，２９８号；４，２４８，３８６号；４，２１４，７０９号；４，１７４，０７１号；４，１７４，０７０号；４，１６９，５４５号；４，１６５，０２２号；Ｄ２５２，０９７号；４，１３３，４８３号；４，１１６，３６４号；４，１１４，５６４号；４，１０５，１６４号；４，０８１，９０４号；４，０３７，５６１号；４，０３０，８５７号；４，００２，７７７号；４，００１，９３５号；３，９９０，６０９号；３，９６４，６８３号及び３，９４０，０６１号。また、下記の米国特許も本明細書において参照される：第６，５６２，１３７号；６，４２３，１４２号；６，１４４，５７０号；５，９７８，２４４号；５，１５９，５４４号；４，７４５，５２０号；４，４８５，４２７号；４，４８１，５５７号；４，３２４，８１２号；４，１８７，５２７号；４，０７５，６７７号；３，８９４，２７２号；３，８７５，８９２号及び３，８５１，６１８号。これらの参考文献の開示は、参照をもって本明細書に組み込まれる。上記のものは全ての関連技術が完全に検索された、または記載される以外の関連技術が存在しない、または記載される技術が特許性にとって重要であるという表示を意図するものではない。また、上記のような表示を推測すべきではない。

本発明の１つの態様に従えば、コーティング材を静電支援で噴霧及び分配するための装置は、動作ポテンシャルを供給するための電源、及び電源から離れたコーティング用分配装置を含む。コーティング用分配装置は入力／出力（Ｉ／Ｏ）装置を含む。Ｉ／Ｏ装置は、電源の指令状態、及び電源とコーティング用分配装置のうち、少なくとも一方の障害状態を選択的に指示するための、少なくとも１つのインジケータを含む。Ｉ／Ｏ装置から電源へコマンドを連結するため、電源からＩ／Ｏ装置へ指令状態情報を連結するため、及び電源からＩ／Ｏ装置へ障害状態情報を連結するために、１対の導体が配備される。

例えば、本発明のこの態様に従えば、電源はコントローラを含む。対の導体は、Ｉ／Ｏ装置からコントローラへコマンドを連結し、且つコントローラから指令状態情報及び障害状態情報を受け取るために、Ｉ／Ｏ装置をコントローラに結合する。

例えば、本発明のこの態様に従えば、コントローラは、Ｉ／Ｏ装置からコマンドを受け取るために、対の導体のうち一方に結合されるための入力ポート、及び電源からＩ／Ｏ装置へ指令状態情報を連結するため、及び電源からＩ／Ｏ装置へ障害状態情報を連結するために、対の導体のうち、前記の一方に結合されるための出力ポートを含む。

例えば、本発明のこの態様に従えば、入力ポートはコントローラに配備されるアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器への入力ポートを含む。

さらに例えば、本発明のこの態様に従えば、装置はデジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変換器を含む。出力ポートは、Ｄ／Ａ変換器を通じて対の導体のうち、前記の一方に結合される。

さらに例えば、本発明のこの態様に従えば、装置は電流源を含む。出力ポートは、電流源を通じて対の導体のうち、前記の一方に結合される。

さらに例えば、本発明のこの態様に従えば、電源はコントローラを含む。対の導体は、Ｉ／Ｏ装置からコントローラへコマンドを連結し、且つ指令状態情報及び障害状態情報をコントローラから受け取るためにＩ／Ｏ装置をコントローラに結合する。

例えば、本発明のこの態様に従えば、電源は、電源が調整出力電圧を提供する点である第一の端子を含み、コーティング用分配装置は第一の端子に結合される第二の端子を含む。調整出力電圧は、Ｉ／Ｏ装置からのコマンドに応答して変動する。

例えば、本発明のこの態様に従えば、調整出力電圧は、選択的に可変で、相対的に低い規模の直流（ＤＣ）電圧を含む。コーティング用分配装置は、インバータ及びコーティング用分配装置の出力電極において、調整出力電圧を相対的に高いＤＣ電圧に増幅するための増幅器を含む。

例えば、本発明のこの態様に従えば、Ｉ／Ｏ装置は、Ｉ／Ｏ装置から電源へ連結されるコマンド、電源からＩ／Ｏ装置へ連結される指令状態情報、及び電源からＩ／Ｏ装置へ連結される障害状態情報のうち、少なくとも１つの視覚的表示を与えるための少なくとも１つのインジケータを含む。

例えば、本発明のこの態様に従えば、Ｉ／Ｏ装置は、さらにある状態をとるよう電源に指令するための第一のスイッチを含む。

例えば、本発明のこの態様に従えば、前記の少なくとも１つのインジケータは、電源がとることができる各状態用の少なくとも１つのインジケータ、及び電源がとることができる各状態用の第二のスイッチを含む。

例えば、本発明のこの態様に従えば、電源がとることができる各状態用の前記の少なくとも１つのインジケータは、電源がとることができる各状態用の少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）を含み、電源がとることができる各状態用の第二のスイッチは、電源がとることができる各状態に対応するツェナー電圧を有する別個のツェナーダイオードを含む。

例えば、本発明のこの態様に従えば、各インジケータは、直列回路においてそれぞれの第二のスイッチと結合され、インジケータ／第二のスイッチの直列回路を構成する。インジケータ／第二のスイッチの直列回路は相互に並列である。第一のスイッチは、並列結合されるインジケータ／第二のスイッチの直列回路と並列に結合される。

本発明の別の態様に従えば、コーティング材を静電支援で噴霧及び分配するための装置を制御するための方法が提供される。この装置は動作ポテンシャルを供給するための電源、及び電源から離れたコーティング用分配装置を含む。コーティング用分配装置は、入出力（Ｉ／Ｏ）装置を含む。Ｉ／Ｏ装置は、電源の指令状態及び電源とコーティング用分配装置のうち、少なくとも一方の障害状態を選択的に指示するための少なくとも１つのインジケータを含む。この方法は、Ｉ／Ｏ装置を電源に結合する対の導体を配備するステップ、Ｉ／Ｏ装置から電源へコマンドを連結するステップ、電源からＩ／Ｏ電源へ指令状態情報を連結するステップ、及び電源からＩ／Ｏ装置へ障害状態情報を連結するステップを含む。

例えば、本発明のこの態様に従えば、対の導体を通じてＩ／Ｏ装置からコントローラへコマンドを連結するステップは、対の導体を通じてＩ／Ｏ装置から電源の中のコントローラへコマンドを連結するステップを含む。電源からＩ／Ｏ装置へ指令状態情報を連結するステップ、及び電源からＩ／Ｏ装置へ障害状態情報を連結するステップは、対の導体を通じてコントローラをＩ／Ｏ装置に結合するステップを含む。

さらに例えば、本発明のこの態様に従えば、この方法はコントローラに入力ポート及び出力ポートを配備するステップを含む。Ｉ／Ｏ装置からコントローラへコマンドを連結するステップは、入力ポートを対の導体のうち一方に結合するステップを含む。電源からＩ／Ｏ装置へ指令状態情報を連結するステップ、及び電源からＩ／Ｏ装置へ障害状態情報を連結するステップは、出力ポートを対の導体のうち、前記の一方に結合するステップを含む。

さらに例えば、本発明のこの態様に従えば、この方法は、電源に第一の端子を配備するステップ、第一の端子において調整出力電圧を与えるステップ、コーティング用分配装置に第二の端子を配備するステップ、第二の端子を第一の端子に結合するステップ、及びＩ／Ｏ装置からのコマンドに応答して調整出力電圧を変動させるステップを含む。

例えば、本発明のこの態様に従えば、調整出力電圧を与えるステップは、選択的に可変の相対的に低い規模の直流（ＤＣ）電圧を与えるステップ、コーティング用分配装置にインバータ及び増幅器を配備するステップ、及びコーティング用分配装置の出力電極において調整出力電圧を相対的に高い規模のＤＣ電圧に増幅するステップを含む。

さらに例えば、本発明のこの態様に従えば、この方法は、Ｉ／Ｏ装置から電源へ連結されるコマンド、電源からＩ／Ｏ装置へ連結される指令状態情報、及び電源からＩ／Ｏ装置へ連結される障害状態情報のうち、少なくとも１つの視覚的指示を与えるための少なくとも１つのインジケータをＩ／Ｏ装置に配備するステップを含む。

さらに例えば、本発明のこの態様に従えば、この方法は、ある状態をとるよう電源に指令するための第一のスイッチをＩ／Ｏ装置に配備するステップを含む。

例えば、本発明のこの態様に従えば、Ｉ／Ｏ装置に少なくとも１つのインジケータを配備するステップは、電源がとることができる各状態用の少なくとも１つのインジケータ、及び電源がとることができる各状態用の第二のスイッチを、Ｉ／Ｏ装置に配備するステップを含む。

例えば、発明のこの態様に従えば、電源がとることができる各状態用の少なくとも１つのインジケータをＩ／Ｏ装置に配備するステップは、電源がとることができる各状態用の少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）をＩ／Ｏ装置に配備するステップを含む。電源がとることができる各状態用の第二のスイッチをＩ／Ｏ装置に配備するステップは、電源がとることができる各状態に対応するツェナー電圧を有する別個のツェナーダイオードをＩ／Ｏ装置に配備するステップを含む。

以下の詳細な説明及び本発明を例示する添付図面を参照することによって本発明をよく理解することができる。

以下の詳細な説明において、いくつかの集積回路（以後、時にはＩＣと呼ぶ）及び他のコンポーネントは、特定のコンポーネント値、回路タイプ、及びソースによって識別される。多くの場合、固有に識別される回路タイプ及びソースの端子名及びピン番号が記される。これは、識別されるコンポーネント値及び回路が、ここで説明された機能を果たす同じまたは任意のソースから入手可能な唯一のコンポーネント値及び回路であることを意味するものと解釈されるべきではない。一般に、他のコンポーネント及び回路が、ここで説明された機能を果たす同じ及び他のソースから入手可能である。この種の他の回路の端子名及びピン番号は、本出願において特定される特定の回路について指示されるものと同じでも同じでなくてもよい。

次に特に図１及び図３ａ−図３ｃを参照すると、静電スプレイガン１０２用の電源１００は、オシレータ回路１０４、ドライバ回路１０６、１対のスイッチ１０８−１、１０８−２，一次側１１０−１及び二次側１１０−２を含む変圧器１１０、電圧増幅器１１２を含む。電源１００は、また、調整電圧電源１１４、フィードバック回路１１６及び電源用印刷導体（ＰＣ）制御盤１１８を含む。コンポーネント１０４、１０６、１０８−１、１０８−２、１１４及び１１６はＰＣ基板１１９に取り付けられる。電源制御盤１１８は、ガンの操作者が簡単に目視及び入力を行えるようにガン１０２の後部に取り付けられる。ＰＣ基板１１９はガン１０２のバレル１２１に取り付けられる。ＰＣ基板１１９及びコンポーネント１１０及び１１２は、高絶縁耐力の埋込用樹脂を用いてバレル１２１の所定の場所に埋め込まれる。

例えば、オシレータ回路１０４は、例えば、ピン１−１４を有するＦａｉｒｃｈｉｌｄ ＣＤ４０４７ＢＣＭ ＩＣなど低電力単安定／無安定マルチバイブレータＩＣを含む。これらのピンの端子名はそれぞれＣ、Ｒ、ＲＣＣｏｍｍｏｎ、ｎｏｔＡＳＴａｂｌｅ、ＡＳＴａｂｌｅ、−（負）ＴＲｉＧｇｅｒ、ＶＳＳ、＋（正）ＴＲｉＧｇｅｒ、ｅＸｔｅｒｎａｌＲＥｓｅｔ、Ｑ、ｎｏｔＱ、ＲｅＴｒｉＧｇｅｒ、ＯＳＣｉｌｌａｔｏｒ出力及びＶＤＤである。１００ｐＦコンデンサはＣ端子とＲＣＣ端子の間に結合される。直列の１３ＫΩ抵抗器及び１００ＫΩポテンシオメータはＲ端子とＲＣＣ端子の間に結合される。ｎｏｔＡＳＴ端子、ＡＳＴ端子及び−ＴＲＩＧ端子は５ＶのＤＣ電源に結合される。ＶＳＳ端子、＋ＴＲＩＧ端子、ＸＲＥ端子及びＲＴＧ端子は接地される。ＯＳＣ端子は１００ＫΩ抵抗器を通じて５ＶのＤＣ電源に結合される。ＶＤＤ端子は５ＶのＤＣ電源に接合され、また１００ｎＦコンデンサを通じて接地される。６．７ＶツェナーダイオードのカソードはＶＤＤ端子に結合され、アノードは接地される。

ドライバ回路１０６は、例えば、ＩＮｐｕｔＡ端子、ＧｒｏｕＮＤ端子、ＩＮｐｕｔＢ端子、ｎｏｔＯＵＴｐｕｔＢ端子、ＶＤＤ端子及びｎｏｔＯＵＴｐｕｔＡ端子、すなわちそれぞれピン２−７を有するＭｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃ．のＴＣ４４２６ＣＯＡ二重高速パワーＭＯＳＦＥＴドライバＩＣなどＦＥＴドライバＩＣを含む。オシレータ回路１０４のＱ出力端子は、ドライバ回路１０６のＩＮＡ端子に結合される。ドライバ回路１０６のＧＮＤ端子は接地される。オシレータ回路１０４のｎｏｔＱ出力端子は、ドライバ回路１０６のＩＮＢ端子に結合される。ドライバ回路１０６のＶＤＤ端子は、５ＶのＤＣ電源に結合され、そして１００ｎＦコンデンサを通じて接地される。６．７ＶツェナーダイオードのカソードはＶＤＤ端子に結合され、そのアノードは接地される。

ドライバ回路１０６のｎｏｔＯＵＴＡ端子及びｎｏｔＯＵＴＢ端子は、ＭＯＳＦＥＴスイッチ１０８−１及び１０８−２のゲート電極にそれぞれ結合される。スイッチ１０８−１及び１０８−２は、例えばＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ ＩＲＬＵ３４１０パワーＭＯＳＦＥＴである。スイッチ１０８−１、１０８−２のゲートは、７．５Ｖツェナーダイオード、例えば、そのアノードが接地されたＯＮ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ＩＳＭＡ５９２２ＢＴ３ツェナーダイオードのカソードにそれぞれ結合される。両方のスイッチ１０８−１、１０８−２のソース端子は接地され、そのドレイン端子は一次側１１０−１の相対する端の端子１１０−１−１−１及び１１０−１−１−２に結合される。スイッチ１０８−１、１０８−２のドレインはまた、６８Ｖツェナーダイオード、例えば、そのアノードが接地されたＯＮ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ＩＳＭＡ５９４５ツェナーダイオードのカソードにそれぞれ結合される。直列接続された３３Ωで０．５Ｗの抵抗器と４．７ｎＦコンデンサは、一次側１１０−１の端子１１０−１−１−１と１１０−１−１−２の間に結合される。一次側１１０−１の中央タップ１１０−１−ＣＴに電圧が与えられる。

次に特に図３Ｃ及び図４ａ−図４ｃを参照すると、各々２０ＫＶの動作逆電圧及び５ｍＡの順電流を有する２０のダイオード１２２、及び各々１０ＫＶの定格で１２０ｐＦ、−１０％、＋３０％の公称キャパシタンスを有する２０のコンデンサ１２４が、二次側１１０−２の出力端子１１０−２−１、１１０−２−２の間に従来のコッククロフト・ウォルトン増幅器１２６の形態で結合される。直列接続された２つの２５ＭΩ抵抗器１２８は、ダイオード１２２−２０のアノードである増幅器１２０の出力端子１２７と静電スプレイガン１０２の充電電極１３０との間で結合される。第一段コンデンサ１２４−１の一方の端子は端子１１０−２−２に結合される。第一段ダイオード１２２−１のカソードは端子１１０−２−２に結合される。静電スプレイガン１０２から吐出されるコーティング材でコーティングされる物体１３２から増幅器１２６へ戻る電流は、例えばＬｉｔｔｌｅｆｕｓｅ ＳＭＢＪ１５ＣＡなど双方向１５Ｖツェナーダイオード及び０．４７μＦコンデンサと並列に結合される５０ＫΩ電流感知抵抗器１３４を通じて流れ、端子ＩＦＢにおいて電源出力電流フィードバック信号を与える。

調整電圧源１１４は、例えば、それぞれがＯＵＴｐｕｔ端子、ＳｅＮＳＥ端子、ＳｈｕｔＤｏｗｎ端子、ＧｒｏｕＮＤ端子、ｎｏｔＥＲＲｏｒｏｕｔｐｕｔ端子、Ｖｏ ＴＡＰ端子、ＦｅｅｄＢａｃｋ端子及びＩＮｐｕｔ端子であるピン１−８を有するＯＮ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ＬＰ２９５１ＡＣＤＭ低パワー低ドロップアウト電圧調整器ＩＣを含む。ＯＵＴ端子及びＳＮＳＥ端子は一緒に結合されて、５ＶのＤＣ電源を形成する。１０ｎＦコンデンサは、その一方が結合されたＯＵＴ端子及びＳＮＳＥ端子に、他方がＦＢ端子及びＴＡＰ端子に結合される。例えば、ＡＶＸ ＶＣ１２０６２６Ｄ５８０ＤＰなどバリスタと１μＦ、２５Ｖコンデンサの並列結合はＩＮ端子とグランドとの間に結合され、５ＶｉｎはＩＮ端子に結合される。

例えば、２４ＶＤＣの最大規模を持つＶＣＴ電圧源１２３は、一次側１１０−１の中央タップ１１０−１−ＣＴに結合される。ＶＣＴ電源１２３は、例えば、上述の米国特許第５，９７８，２４４号、６，１４４，５７０号、６，４２３，１４２号、または６，５６２，１３７号のうちの１つにおいて例示され、説明されるタイプの電源である。２つの並列の２２μＦ、３５Ｖコンデンサは一次側１１０−１の中央タップ１１０−１−ＣＴとグランドとの間に結合される。ガン１０２には適切な任意の供給源１２５からコーティング材が供給され、さらに適切な供給源１２９から噴霧を助けるために圧縮ガスまたはガス混合物（例えば、圧縮空気）を供給することができる。

次に特に図２及び図３ａを参照すると、電源制御盤１１８は、ガン１０２がＯＮに切り替えられ（スイッチ１４７が閉じられ）高静電ポテンシャルが生成されるとき、実際のガン電流（マイクロアンペア）を指示するＬＥＤ１１８−１から６までの表示を含む。ＬＥＤ１１８−１から６までは、ガン１０２がＯＦＦ（スイッチ１４７が開）に切り替えられるとき高静電ポテンシャル設定（特にＶＣＴ電源から中央タップ１１０−１−ＣＴへ供給される電圧）を表示する。中央タップ１１０−１−ＣＴへ供給される電圧は、７５０Ω抵抗器を通じてそれぞれＬＥＤ１１８−１及び１１８−２のアノードに、４９９Ω抵抗器を通じてそれぞれＬＥＤ１１８−３及び１１８−４のアノードに、及び２４９Ω抵抗器を通じてそれぞれＬＥＤ１１８−５及び１１８−６のアノードに結合されるＬＥＤ端子における電圧によって指示される。例えば、ＬＥＤ１１８−１及び１１８−２は緑、ＬＥＤ１１８−３及び１１８−４は黄色、ＬＥＤ１１８−５及び１１８−６は赤である。ＬＥＤ１１８−１及び１１８−２のカソードは一緒に２．７Ｖツェナーダイオード１１８−８のカソードに結合され、ダイオードのアノードは接地される。ＬＥＤ１１８−３及び１１８−４のカソードは一緒に５．１Ｖツェナーダイオード１１８−９のカソードに結合され、ダイオードのアノードは接地される。ＬＥＤ１１８−５及び１１８−６のカソードは一緒に７．５Ｖツェナーダイオード１１８−１０のカソードに結合され、ダイオードのアノードは接地される。この回路１１８は、下で説明する通り増幅器１２６の出力状態を視覚的に指示し、且つ電極１３０からグランドまでを横切る出力電圧を可能にする。

次に図３ｂ−図３ｃ、図５、図６及び図７を参照すると、二次側１１０−２はボビン１４０に巻かれた例えば４４ＡＷＧ重構成絶縁Ｆ種丸マグネットワイヤ（44 AWG heavy build insulated class F round magnet wire）の多数の巻き１３８を含む。例えば、−３５ＫＶの出力電圧を持つ電源のために４８００巻きが与えられ、−６５ＫＶの出力電圧を持つ電源のために７２００巻きが与えられ、−８５ＫＶの出力電圧を持つ電源のために９６００巻きが与えられる。ボビン１４０は、例えば、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）など樹脂から構成される。ボビン１４０は、例えば、Ｆａｉｒ−Ｒｉｔｅ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＦａｉｒ−Ｒｉｔｅ ７７材などフェライトから構成されるコア１４４に巻き付けられる２８ＡＷＧ Ｆ種重絶縁丸銅マグネットワイヤ（28 AWG class F heavy insulated round copper magnet wire）の多くの巻き、例えば、２０巻きずつ２組１１０−１−１及び１１０−１−２、合わせて４０巻きを含む一次側１１０−１を受けるための中央開口１４２を含む。

ＰＣ基板１１９に取り付けられる回路への低電圧接続は、ＰＣ基板１１９に取り付けられる低電圧接触プラグ１４６を通じて行われる。プラグ１４６は５つのＶｉｎ端子、ＶＣＴ端子、ＩＦＢ端子、ＬＥＤ端子及びＧＮＤ端子を備える５つの端子１４６−１から１４６−５までを含む。

電源障害状態は、例えば電源１２３がその内部回路の機能不良、電源１２３をＶＣＴ端子１４６−２に結合する導体１５０の機能不良またはガン１０２の回路構成の機能不良を検出したために、電極１３０へ高電圧を送ることができないことを示す。機能不良は、例えば、操作者または用途によって生じる一時的状況である。電源障害状態は、また、例えば、ガン１０２の回路構成（図３ａ−図３ｃ）の最大電力能力を超えたと電源１２３が判定したために、電極１３０へ高電圧を送ることができないことを示す。この障害状態は一般に過負荷状態と呼ばれる。この場合も、この状態は操作者によって引き起こされる一時的状況の場合もあるし、保守を必要とする状況を示す場合もある。システムは注意を要する状況が生じたことを操作者に指示する。システムは、操作者がガン１０２を降ろして電源１２３をリセットする必要なく、ガン１０２で障害状態からリセットできるようにする。

システムは、故障が生じたこと、及び高電圧を供給できないことをガン１０２の操作者に指示するために、統合ＬＥＤインジケータ１１８−１から１１８−６まで、及びメンブランスイッチ１１８−７を使用する。システムは、また、障害が取り除かれたら、ガン１０２から電源１２３をリセットする能力をガン１０２の操作者に与える。

ＬＥＤ端子１４６−４に結合される信号コンダクタ、及びＧｒｏｕＮＤ端子１４６−５に結合されるリターンコンダクタは、電源制御盤１１８に接続される。それぞれ漸増電圧定格２．７Ｖ、５．１Ｖ及び７．５Ｖを持つツェナーダイオード１１８−８、１１８−９、及び１１８−１０、及びそれぞれ７５０Ω、４９９Ω及び２４９オームの抵抗を持つ限流抵抗器は、それぞれＬＥＤ１１８−１及び１１８−２、１１８−３及び１１８−４、及び１１８−５及び１１８−６と直列に接続される。各ＬＥＤ１１８−１から６までは、入力信号電圧が対応するそれぞれ２．７Ｖ、５．１Ｖまたは７．５Ｖのツェナーダイオード定格を超えるとき点灯する。電源制御盤１１８によって消費される合計電流は、点灯されるＬＥＤ１１８−１から６までの数に比例する。抵抗器１１８−１１は、ＬＥＤ端子１４６−４における入力信号からスイッチ１１８−７を通って回路ＧｒｏｕＮＤまで直列で供給を受ける。スイッチ１１８−７の作動は電源１２３によって検出される合計回路電流の増大を生じる。例示される電源制御盤１１８は、ＶＣＴ端子１４６−２における３つのプリセット電圧レベルに適応する。この３つのレベルは、電極１３０における３つのプリセット出力電圧レベルに対応する。希望のレベルは、操作者が希望の出力電圧が増大するごとに１回メンブランスイッチ１１８−７を押すことによって選択される。ＬＥＤ１１８−５及び６にエネルギーが与えられた後にスイッチ１１８−７が押されると、電源１２３は一番低いプリセット電圧レベルへ戻り、ＬＥＤ１１８−１及び１１８−２だけを点灯する。電源制御盤１１８への電流は、選択されたプリセット電圧レベルの確認として電源１２３によって監視される。

電源１２３は合計電流を検出するための回路を含む。図８を参照すると、例えば上述の米国特許第５，９７８，２４４号、６，１４４，５７０号、６，４２３，１４２号または６，５６２，１３７号のいずれかにおいて説明される電源のマイクロプロセッサ（μＰ）である電源１２３のマイクロプロセッサ（μＰ）２００は、直列１０ＫΩ抵抗器２０４及び２０６を含む抵抗電圧分割回路によって、ＬＥＤ端子１４６−４に結合されるアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）入力ポート２０２を含む。μＰ２００は電流プリセットレベルについて正しい電圧が存在するか否か、及びスイッチ１１８−７が押されたか否かを判定する。μＰ２００の出力ポート２０８−１から２０８−ｎまでは、デジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変換器２１２の入力ポート２１０−１から２１０−ｎまでに結合される。Ｄ／Ａ変換器２１２のアナログ出力ポート２１４は、１ＭΩ抵抗器を通じて差動増幅器２１６の非反転（＋）入力端子に結合される。増幅器２１６の出力端子は電圧電流変換器バイポーラトランジスタ２１８のベース電極に結合される。トランジスタ２１８のコレクタは＋ＶのＤＣ電源に結合される。トランジスタ２１８のエミッタは３３Ω抵抗器２２２を通じてＬＥＤ端子１４６−４に結合される。１０ＫΩ抵抗器をＬＥＤ端子１４６−４からグランドに結合することもできる。ＬＥＤ端子１４６−４から１００ＫΩ抵抗器を通じて増幅器２１６の＋入力端子へ、またトランジスタ２１８のエミッタから１００ＫΩ抵抗器を通じてフィードバックが与えられる。１ＭΩ抵抗器は増幅器２１６の反転（−）入力端子とグランドとの間で結合される。ダイオードのアノードはトランジスタ２１８のエミッタに結合され、ダイオードのカソードはトランジスタ２１８のベースに結合される。

低い値の、例えば１００Ωの抵抗器１１８−１１は、プッシュボタンスイッチ１１８−７と直列接続である。スイッチ１１８−７が瞬間的に閉じられると、ＬＥＤ端子１４６−４は抵抗器１１８−１１を通じて回路ＧｒｏｕＮＤ端子に結合される。電流源トランジスタ２１８は指令電圧レベルと釣り合う一定の出力電流を供給する。従って、電流がスイッチ１１８−７及び抵抗器１１８−１１を通って流れるとき、ＬＥＤ端子１４６−４における電圧は減少する。電圧の減少はプッシュボタン１１８−７が押されたものとしてμＰによって解釈される。

それぞれ各ＬＥＤカラー対１１８−１と２、１１８−３と４、１１８−５と６と関連付けられるそれぞれ７５０Ω、４９９Ω及び２４９オームの抵抗器値は、緑（１１８−１と２）から黄色（１１８−３と４）を経て赤（１１８−５と６）へ値が減少し、電流を装置の最高仕様より下に制限するのに役立つ。各ＬＥＤバンク１１８−１と２、１１８−３と４、１１８−５と６は、ＬＥＤ端子１４６−４における希望のソーストランジスタ２１８出力電流及び電圧で点灯する。ＬＥＤ端子１４６−４におけるソース信号は、スイッチ１１８−７が押されることによって増大するよう指令されるので、次のツェナーダイオード１１８−９または１１８−１０が順次導通し始めるまでＬＥＤ端子１４６−４における電圧を上げる。これによって、別の対のＬＥＤ１１８−３と４またはＬＥＤ−５と６及びその関連する４９９Ωまたは２４９Ω抵抗器を、ＬＥＤ１１８−１と２及びその関連する７５０Ω抵抗器と並列にする。ソース信号が２．７Ｖツェナーダイオード１１８−１、５．１Ｖツェナーダイオード１１８−９及び７．５Ｖツェナーダイオード１１８−１０を導通状態にするのに充分な規模である場合、電流は各対のＬＥＤ１１８−１と２、１１８−３と４、１１８−５と６を通って増大する。従って、ソース信号電流が増大するにつれてＬＥＤ端子１４６−４において展開される出力電圧は増大し、それによって各ＬＥＤカラーバンク１１８−１と２、１１８−３と４、１１８−５と６を順次点灯する。

μＰ２００が障害状態を検出した場合、μＰはＶＣＴ端子１４６−２における電圧を取り除く。また、トランジスタ２１８のベースに全てのＬＥＤ１１８−１から６までを点灯するのに充分なドライブ信号のパルスを送るので、ＬＥＤ１１８−１から６までは点滅して、操作者に障害状態を知らせる。点滅するＬＥＤ１１８−１から６までをオフにするためには操作者はメンブランプッシュボタンスイッチ１１８−７を少なくとも２秒間押す。その後操作者はスイッチ１１８−７を２秒間押して、ＶＣＴ端子１４６−２に対する電圧供給を最低プリセットレベルに再初期化してＬＥＤ１１８−１と２を点灯することができる。μＰ２００が障害状態を検出しない場合、ガン１０２の動作は進行する。μＰ２００が再び障害状態を検出すると、再びＶＣＴ端子１４６−２において電圧を取り除き、ＬＥＤ１１８−１から６までの全てを点灯するのに充分なドライブ信号のパルスをトランジスタ２１８のベースへ送るので、ＬＥＤ１１８−１から６までは点滅して障害状態が存続することを操作者に知らせる。操作者はＬＥＤ１１８−１から６までを使用不能にして故障の原因を調べることができる。

本発明に従って構成されるシステムの部分的に線図の側面図である。 図１の線２−２に沿って見た部分断面図である。 本発明に従って構成される静電スプレイガン用の電源の部分的ブロック図及び部分的略図である。 本発明に従って構成される静電スプレイガン用の電源の部分的ブロック図及び部分的略図である。 本発明に従って構成される静電スプレイガン用の電源の部分的ブロック図及び部分的略図である。 図３ｃに略図的に示される特定のコンポーネントのそれぞれ側面図である。 図３ｃに略図的に示される特定のコンポーネントのそれぞれ平面図である。 図３ｃに略図的に示される特定のコンポーネントのそれぞれ端面図である。 図３ｂ−図３ｃに略図的に示される特定のコンポーネントの拡大側面図である。 図５に示される細部の斜視図である。 図５に示される細部の側面図である。 図１に示されるシステムの回路の部分的ブロック図及び部分的略図である。

Claims (23)

1. コーティング材を静電支援で噴霧及び分配するための装置であり、該装置が動作ポテンシャルを供給するための電源及び前記電源から離れたコーティング用分配装置を含み、前記コーティング用分配装置が入力／出力（Ｉ／Ｏ）装置を含み、前記Ｉ／Ｏ装置が、前記電源の指令状態及び前記電源及び前記コーティング用分配装置のうち、少なくとも一方の障害状態を選択的に指示するための少なくとも１つのインジケータ、及び前記Ｉ／Ｏ装置から前記電源へコマンドを連結するため、前記電源から前記Ｉ／Ｏ装置へ指令状態情報を連結するため、及び前記電源から前記Ｉ／Ｏ装置へ障害状態情報を連結するための１対の導体を含む、装置。
2. 該装置において、前記電源がコントローラを含み、前記対の導体が前記Ｉ／Ｏ装置から前記コントローラへコマンドを連結し、且つ前記コントローラから指令状態情報及び障害状態情報を受け取るために前記Ｉ／Ｏ装置を前記コントローラへ結合する請求項１に記載の装置。
3. 該装置において、前記コントローラが、前記Ｉ／Ｏ装置からコマンドを受け取るために前記対の導体のうち、一方に結合するための入力ポート、及び前記電源から前記Ｉ／Ｏ装置へ指令状態情報を連結するため及び前記電源から前記Ｉ／Ｏ装置へ障害状態情報を連結するために、前記対の導体のうち前記一方に結合するための出力ポートを含む請求項２に記載の装置。
4. 該装置において、前記入力ポートが、前記コントローラに配備されるアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器への入力ポートを含む請求項３に記載の装置。
5. さらに、デジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変換器を含み、前記出力ポートが前記Ｄ／Ａ変換器を通じて前記対の導体のうち前記一方に結合される請求項３に記載の装置。
6. さらに、電流源を含み、前記出力ポートが前記電流源を通じて前記対の導体のうち前記一方に結合される請求項３に記載の装置。
7. 該装置において、前記電源がコントローラを含み、前記Ｉ／Ｏ装置から前記コントローラへコマンドを連結するため、及び前記コントローラから指令状態情報及び障害状態情報を受け取るために、前記対の導体が前記Ｉ／Ｏ装置を前記コントローラに結合する請求項１に記載の装置。
8. 該装置において、前記電源が、前記電源が調整出力電圧を与える第一の端子を含み、且つ前記コーティング用分配装置が、前記第一の端子に結合される第二の端子を含み、前記調整出力電圧が、前記Ｉ／Ｏ装置からのコマンドに応答して変動する請求項１に記載の装置。
9. 該装置において、前記調整出力電圧が選択的に可変で相対的に低い規模の直流（ＤＣ）電圧を含み、前記コーティング用分配装置が、インバータ及び前記コーティング分配装置の出力電極において前記調整出力電圧を相対的に高い規模のＤＣ電圧に増幅するための増幅器を含む請求項８に記載の装置。
10. 該装置において、前記Ｉ／Ｏ装置が前記Ｉ／Ｏ装置から前記電源へ連結されるコマンド、前記電源から前記Ｉ／Ｏ装置へ連結される指令状態情報、及び前記電源から前記Ｉ／Ｏ装置へ連結される障害状態情報のうち、少なくとも１つの視覚的指示を与えるための少なくとも１つのインジケータを含む請求項１に記載の装置。
11. 該装置において、前記Ｉ／Ｏ装置が、さらにある状態をとるよう前記電源に指令するための第一のスイッチを含む請求項１０に記載の装置。
12. 該装置において、前記少なくとも１つのインジケータが、前記電源がとることができる各状態用の少なくとも１つのインジケータ及び前記電源がとることができる各状態用の第二のスイッチを含む請求項１１に記載の装置。
13. 該装置において、前記電源がとることができる各状態用の前記少なくとも１つのインジケータが、前記電源がとることができる各状態用の少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）を含み、且つ前記電源がとることができる各状態用の前記第二のスイッチが、前記電源がとることができる各状態に対応するツェナー電圧を有する別個のツェナーダイオードを含む請求項１２に記載の装置。
14. 該装置において、各インジケータが直列回路でそれぞれの第二のスイッチと結合されてインジケータ／第二のスイッチの直列回路を構成し、前記インジケータ／第二のスイッチの直列回路が相互に並列であり、且つ前記第一のスイッチが前記並列に結合されるインジケータ／第二のスイッチの直列回路と並列に結合される請求項１２に記載の装置。
15. コーティング材を静電支援で噴霧及び分配するための装置を制御するための方法であり、前記装置が動作ポテンシャルを供給するための電源及び前記電源から離れたコーティング用分配装置を含み、前記コーティング用分配装置が入力／出力（Ｉ／Ｏ）装置を含み、前記Ｉ／Ｏ装置が前記電源の指令状態及び前記電源及び前記コーティング用分配装置のうち、少なくとも一方の障害状態を選択的に指示するための少なくとも１つのインジケータを含み、該方法が、前記Ｉ／Ｏ装置を前記電源に結合する１対の導体を配備するステップと、前記Ｉ／Ｏ装置から前記電源へコマンドを連結するステップと、前記電源から前記Ｉ／Ｏ装置へ指令状態情報を連結するステップと、前記電源からＩ／Ｏ装置へ障害状態情報を連結するステップとを含む方法。
16. 該方法において、前記Ｉ／Ｏ装置から前記対の導体を通じて前記電源へコマンドを連結するステップが、前記Ｉ／Ｏ装置から前記対の導体を通じて前記電源の中のコントローラへコマンドを連結するステップを含み、且つ前記電源から前記Ｉ／Ｏ装置へ指令状態情報を連結するステップ及び前記電源から前記Ｉ／Ｏ装置へ障害状態情報を連結するステップが、前記対の導体を通じて前記コントローラを前記Ｉ／Ｏ装置に結合するステップを含む請求項１５に記載の方法。
17. さらに、前記コントローラに入力ポート及び出力ポートを配備するステップを含み、前記Ｉ／Ｏ装置から前記コントローラへコマンドを連結するステップが、前記入力ポートを前記対の導体のうち一方に連結するステップを含み、且つ前記電源から前記Ｉ／Ｏ装置へ指令状態情報を連結するステップ、及び前記電源から前記Ｉ／Ｏ装置へ障害状態情報を連結するステップが、前記出力ポートを前記対の導体のうち前記１つに結合するステップを含む請求項１６に記載の方法。
18. さらに、前記電源に第一の端子を配備するステップと、前記第一の端子に調整出力電圧を与えるステップと、前記コーティング用分配装置に第二の端子を配備するステップと、前記第二の端子を前記第一の端子に結合するステップと、前記Ｉ／Ｏ装置からの前記コマンドに応答して前記調整出力電圧を変動させるステップとを含む請求項１５に記載の方法。
19. 該方法において、調整出力電圧を与えるステップが、選択的に可変で相対的に低い規模の直流（ＤＣ）電圧を与えるステップと、前記コーティング用分配装置にインバータ及び増幅器を配備するステップと、前記コーティング用分配装置の出力電極において前記調整出力電圧を相対的に高い規模のＤＣ電圧に増幅するステップとを含む請求項１８に記載の方法。
20. さらに、前記Ｉ／Ｏ装置から前記電源へ連結されるコマンド、前記電源から前記Ｉ／Ｏ装置へ連結される指令状態情報、及び前記電源から前記Ｉ／Ｏ装置へ連結される障害状態情報のうち、少なくとも１つの視覚的指示を与えるための少なくとも１つのインジケータを前記Ｉ／Ｏ装置に配備するステップを含む請求項１５に記載の方法。
21. さらに、ある状態をとるよう前記電源に指令するための第一のスイッチを前記Ｉ／Ｏ装置に配備するステップを含む請求項２０に記載の方法。
22. 該方法において、少なくとも１つのインジケータを前記Ｉ／Ｏ装置に配備するステップが、前記電源がとることができる各状態用の少なくとも１つのインジケータ、及び前記電源がとることができる各状態用の第二のスイッチを前記Ｉ／Ｏ装置に配備するステップを含む請求項２１に記載の方法。
23. 該方法において、前記電源がとることができる各状態用の少なくとも１つのインジケータを前記Ｉ／Ｏ装置に配備するステップが、前記電源がとることができる各状態用の少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）を前記Ｉ／Ｏ装置に配備するステップを含み、且つ前記電源がとることができる各状態用の第二のスイッチを前記Ｉ／Ｏ装置に配備するステップが、前記電源がとることができる各状態に対応するツェナー電圧を有する別個のツェナーダイオードを前記Ｉ／Ｏ装置に配備するステップを含む請求項２２に記載の方法。

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