静電塗料噴霧器の出力電極の相対電圧を表示する回路

专利摘要:
塗装機は、塗料を分配するために塗装機を作動させるトリガアッセンブリ（２６）と、塗料を分配するノズル（３０）と、を有する。塗装機は、電源と、電圧を倍増する電圧倍増器（５８）と、を更に有する。電圧倍増器（５８）は電源に結合される。電圧倍増器の出力端子は、高い静電ポテンシャルが印加され、塗料を塗装機から分配する際に塗料を帯電するように適合される。塗装機は、出力端子の電圧の可視表示を行うための回路を更に有し、出力端子の電圧の可視表示を行うための回路は、出力端子の電圧の一部が出現する第１のインピーダンスと、増幅器（１５０，１５４）とを備える。増幅器の出力端子は、電圧倍増器の出力端子の電圧の可視表示を行うための光源に結合される。
公开号:JP2011513064A
申请号:JP2010550737
申请日:2009-02-26
公开日:2011-04-28
发明作者:ピー． オルテンバーガー，ジーン
申请人:イリノイ トゥール ワークス インコーポレイティド；
IPC主号:B05B5-025

专利说明:

[0001] 関連出願の相互参照
この出願は、この出願と同日に出願された空気式静電噴霧装置及び塗装機用密閉型電源(Sealed Electrical Source For Air-Powered Electrostatic Atomizing And Dispensing Device)の表題の米国特許出願第12/045,155号、空気式静電塗料噴霧器用回路基板形態(Circuit Board Configuration For Air-Powered Electrostatically Aided Coating Material Atomizer)の表題の米国特許出願第12/045,175号、空気式静電塗料噴霧器における温度制御(Controlling Temperature In Air-Powered Electrostatically Aided Coating Material Atomizer)の表題の米国特許出願第12/045,173号、空気式静電塗装機用発電機(Generator For Air-Powered Electrostatically Aided Coating Dispensing Device)の表題の米国特許出願第12/045,178号及び成形樹脂又はポリマーハウジングにおいて高いトルクを有する接続金具を保持する方法及び装置(Method And Apparatus For Retaining Highly Torqued Fittings In Molded Resin Or Polymer Housing)の表題の米国特許出願第12/045,354号に関し、これらの全ての開示は、参照することにより本願に組み込まれる。]
[0002] 本発明は、以後時々スプレーガン又はガンと称する静電塗料噴霧器及び塗装機に関する。本発明の範囲を制限することなく、圧縮ガス、典型的には圧縮空気によって作動するスプレーガンとの関連で開示を行う。以後、そのようなガンを、しばしばコードレススプレーガン又はコードレスガンと称する。]
背景技術

[0003] 各種の手動スプレーガン及び自動スプレーガンが知られている。米国特許第4,219,865号、米国特許4,290,091号、米国特許第4,377,838号及び米国特許第4,491,276号に示され及び記載されたコードレス静電ハンドガンがある。例えば、以下に挙げる米国特許及び公開された出願に示され及び記載された自動スプレーガン及び手動スプレーガンがある：米国特許公開第2006/0283386号、米国特許公開第2006/0219824号、米国特許公開第2006/0081729号、米国特許公開第2004/0195405号、米国特許公開第2003/0006322号、米国特許第7,296,760号、米国特許第7,296,759号、米国特許第7,292,322号、米国特許第7,247,205号、米国特許第7,217,442号、米国特許第7,166,164号、米国特許第7,143,963号、米国特許第7,128,277号、米国特許第6,955,724号、米国特許第6,951,309号、米国特許第6,929,698号、米国特許第6,916,023号、米国特許第6,877,681号、米国特許第6,854,672号、米国特許第6,817,553号、米国特許第6,796,519号、米国特許第6,790,285号、米国特許第6,776,362号、米国特許第6,758,425号、米国再公表特許第38,526号、米国特許第6,712,292号、米国特許第6,698,670号、米国特許第6,679,193号、米国特許第6,669,112号、米国特許第6,572,029号、米国特許第6,488,264号、米国特許第6,460,787号、米国特許第6,402,058号、米国再公表特許第36,378号、米国特許第6,276,616号、米国特許第6,189,809号、米国特許第6,179,223号、米国特許第5,836,517号、米国特許第5,829,679号、米国特許第5,803,313号、米国再公表特許第35,769号、米国特許第5,647,543号、米国特許第5,639,027号、米国特許第5,618,001号、米国特許第5,582,350号、米国特許第5,553,788号、米国特許第5,400,971号、米国特許第5,395,054号、米国意匠第350,387号、米国意匠第349,559号、米国特許第5,351,887号、米国特許第5,332,159号、米国特許第5,332,156号、米国特許第5,330,108号、米国特許第5,303,865号、米国特許第5,299,740号、米国特許第5,289,977号、米国特許第5,289,974号、米国特許第5,284,301号、米国特許第5,284,299号、米国特許第5,236,425号、米国特許第5,236,129号、米国特許第5,218,305号、米国特許第5,209,405号、米国特許第5,209,365号、米国特許第5,178,330号、米国特許第5,119,992号、米国特許第5,118,080号、米国特許第5,180,104号、米国意匠第325.241号、米国特許第5;093;625号、米国特許第5,090,623号、米国特許第5,080,289号、米国特許第5,074,466号、米国特許第5,073,709号、米国特許第5,064,119号、米国特許第5,063,350号、米国特許第5,054,687号、米国特許第5,039,019号、米国意匠第318,712号、米国特許第5,022,590号、米国特許第4,993,645号、米国特許第4,978,075号、米国特許第4,934,607号、米国特許第4,934,603号、米国意匠第313,064号、米国特許第4,927,079号、米国特許第4,921,172号、米国特許第4,911,367号、米国意匠第305,453号、米国意匠第305,452号、米国意匠第305,057号、米国意匠第303,139号米国特許第4,890,190号、米国特許第4,844,342号、米国特許第4,828,218号、米国特許第4,819,879号、米国特許第4,770,117号、米国特許第4,760,962号、米国特許第4,759,502号、米国特許第4,747,546号、米国特許第4,702,420号、米国特許第4,613,082号、米国特許第4,606,501号、米国特許第4,572,438号、米国特許第4,567,911号、米国意匠第287,266号、米国特許第4,537,357号、米国特許第4,529,131号、米国特許第4,513,913号、米国特許第4,483,483号、米国特許第4,453,670号、米国特許第4,437,614号、米国特許第4,433,812号、米国特許第4,401,268号、米国特許第4,361,283号、米国意匠第270,368号、米国意匠第270,367号、米国意匠第270,180号、米国意匠第270,179号、米国再公表特許第30,968号、米国特許第4,331,298号、米国特許第4,289,278号、米国特許第4,285,446号、米国特許第4,266,721号、米国特許第4,248,386号、米国特許第4,216,915号、米国特許第4,214,709号、米国特許第4,174,071号、米国特許第4,174,070号、米国特許第4,171,100号、米国特許第4,169,545号、米国特許第4,165,022号、米国意匠第252,097号、米国特許第4,133,483号、米国特許第4,122,327号、米国特許第4,116,364号、米国特許第4,114,564号、米国特許第4,105,164号、米国特許第4,081,904号、米国特許第4,066,041号、米国特許第4,037,561号、米国特許第4,030,857号、米国特許第4,020,393号、米国特許第4,002,777号、米国特許第4,001,935号、米国特許第3,990,609号、米国特許第3,964,683号、米国特許第3,949,266号、米国特許第3,940,061号、米国特許第3,932,071号、米国特許第3,557,821号、米国特許第3,169,883号及び米国特許第3,169,882号。国際公開第2005/014177号パンフレット及び国際公開第01/85353号パンフレットの開示もある。欧州特許第0 734 777号及びドイツ国特許第2 153 260の開示もある。ランズバーグモデルのREA 3,REA 4,REA 70,REA 90,REM及びM-90のガンもあり、これらの全ては郵便番号43612-1493オハイオ州トレド、フィリップアベニュー320にあるITWランズバーグから市販されている。]
[0004] これらの文献の開示は、参照することにより本願に組み込まれる。上記リストは、全ての関連技術の完全な検索が行われ、リストしたもの以外の関連技術がこれ以上存在せず、又はリストした技術が特許性に重要であると表すことを意図したものではない。そのような表示を何も推論すべきでない。]
[0005] 本発明の態様によれば、塗装機は、塗料を分配するために塗装機を作動させるトリガアッセンブリと、塗料を分配するノズルと、を有する。塗装機は、電源と、電圧を倍増する電圧倍増器と、を更に有する。電圧倍増器は電源に結合される。電圧倍増器の出力端子は、高い静電ポテンシャルが印加され、塗料を塗装機から分配する際に塗料を帯電するように適合される。塗装機は、出力端子の電圧の可視表示を行うための回路を更に有する。出力端子の電圧の可視表示を行うための回路は、出力端子の電圧の一部が出現する第１のインピーダンスと、第１のインピーダンスに結合された入力端子及び出力端子を有するアイソレーション・アンプと、を備える。アイソレーション・アンプは、第１のインピーダンスをアイソレーション・アンプの出力端子から分離する。アイソレーション・アンプの出力端子は、電圧倍増器の出力端子の電圧の可視表示を行うための光源に結合される。]
[0006] 実例としての本発明の態様によれば、塗装機は、非反転入力端子（＋）、反転入力端子（−）及び出力端子を有する差動増幅器を更に備える。差動増幅器の＋入力端子と−入力端子の一方は、電源に結合され、差動増幅器の＋入力端子と−入力端子の他方は、アイソレーション・アンプの出力端子に結合される。差動増幅器の出力端子は、電圧倍増器の出力端子の電圧の可視表示を行うための光源に結合される。]
[0007] 実例としての本発明の態様によれば、第１のインピーダンスは、抵抗及びコンデンサの並列の組合せを備える。]
[0008] 実例としての本発明の態様によれば、第１のインピーダンスは、電圧倍増器カスケードからの電圧過渡現象によるアイソレーション・アンプの損傷のおそれを減少させるために抵抗及びコンデンサに並列な過渡サプレッサを更に備える。]
[0009] 本発明の他の態様によれば、塗装機は、塗料を分配するために塗装機を作動させるトリガアッセンブリと、塗料を分配するノズルと、を有する。塗装機は、電源と、電圧を倍増する電圧倍増器と、を更に有する。電圧倍増器は電源に結合される。電圧倍増器の出力端子は、高い静電ポテンシャルが印加され、塗料を塗装機から分配する際に塗料を帯電するように適合される。塗装機は、出力端子の電圧の可視表示を行うための回路を更に有する。出力端子の電圧の可視表示を行うための回路は、出力端子の電圧の一部が出現する第１のインピーダンスと、非反転入力端子（＋）、反転入力端子（−）及び出力端子を有する差動増幅器を更に備える。差動増幅器の＋入力端子と−入力端子の一方は、電源に結合され、差動増幅器の＋入力端子と−入力端子の他方は、第１のインピーダンスに結合される。差動増幅器の出力端子は、電圧倍増器の出力端子の電圧の可視表示を行うための光源に結合される。]
[0010] 実例としての本発明の態様によれば、塗装機は、第１のインピーダンスに結合された入力端子及び差動増幅器の＋入力端子と−入力端子の他方に結合された出力端子を有するアイソレーション・アンプを更に備える。アイソレーション・アンプは、第１のインピーダンスを差動増幅器の＋入力端子と−入力端子の他方から切り離す。]
[0011] 実例としての本発明の態様によれば、第１のインピーダンスは、抵抗及びコンデンサの並列の組合せを備える。]
[0012] 実例としての本発明の態様によれば、第１のインピーダンスは、電圧倍増器カスケードからの電圧過渡現象による差動増幅器の損傷のおそれを減少させるために抵抗及びコンデンサに並列な過渡サプレッサを更に備える。]
[0013] 実例としての本発明の態様によれば、第１のインピーダンスは、電圧倍増器カスケードからの電圧過渡現象によるアイソレーション・アンプ及び差動増幅器の損傷のおそれを減少させるために抵抗及びコンデンサに並列な過渡サプレッサを更に備える。]
[0014] 実例としての本発明の態様によれば、電圧倍増器は、発振器と、発振器に結合された変圧器と、変圧器に結合された電圧倍増器カスケードと、を有する。]
[0015] 実例としての本発明の態様によれば、電圧倍増器カスケードは、実成分が第１のインピーダンスの実成分の約２×１０3倍から約４×１０3倍である第２のインピーダンスを通じて電圧倍増器の出力端子に結合される。]
[0016] 実例としての本発明の態様によれば、第１のインピーダンスは、抵抗及びコンデンサの並列の組合せを備える。]
[0017] 本発明は、以下の説明及び本発明を示す添付図面を参照することによって最もよく理解できる。]
図面の簡単な説明

[0018] ハンドヘルドコードレススプレーガンの部分的な分解斜視図を示す。
図１ａに示すハンドヘルドコードレススプレーガンの長手方向の立断面図を示す。
図１ａ及び１ｂに示すハンドヘルドコードレススプレーガンの所定の細部の斜視図を示す。
図１ａ及び１ｂに示すハンドヘルドコードレススプレーガンの所定の細部の斜視図を示す。
上記スプレーガンに有用な高電圧カスケードアッセンブリの上面図を示す。
図２ａの一般的に断面線２ｂ−２ｂに沿った、上記スプレーガンに有用な高電圧カスケードアッセンブリの部分断面図を示す。
図２ａ及び２ｂの断面線２ｃ−２ｃに沿った、図２ａ及び２ｂに示す高電圧カスケードアッセンブリの端面図を示す。
図２ａ及び２ｂの断面線２ｄ−２ｄに沿った、図２ａ及び２ｂに示す高電圧カスケードアッセンブリの部分断面図を示す。
図２ａ及び２ｂの断面線２ｅ−２ｅに沿った、図２ａ及び２ｂに示す高電圧カスケードアッセンブリの端面図を示す。
上記スプレーガンに有用な制御回路を有するプリント回路（ＰＣ）基板アッセンブリの斜視図を示す。
上記スプレーガンに有用な制御回路を有するプリント回路（ＰＣ）基板アッセンブリの斜視図を示す。
上記スプレーガンに有用な制御回路を有するプリント回路（ＰＣ）基板アッセンブリの正面図を示す。
上記スプレーガンに有用な圧縮空気式低電圧発電機制御回路の回路図を示す。
上記スプレーガンに有用な高電圧カスケードアッセンブリの回路図を示す。
上記スプレーガンに有用な発光ダイオード（ＬＥＤ）回路の回路図である。] 図１ａ 図２ａ
実施例

[0019] ここで用いる用語「発電機」は、機械的なエネルギーを電気的なエネルギーに変換するマシンを意味し、直流電流又は交流電流を生成する装置を含む。]
[0020] 以下で説明する回路図及びブロック回路図は、特定の集積回路及び他の構成要素を特定し、多くの場合、これらの特定のソースを特定する。特定の端子及びピンの名称及び個数は、一般的には、完全を期すためにこれらに関連して付与する。これらの端子及びピンの識別子がこれらの特別に識別された構成要素に対して付与されると理解すべきである。これが表現を構成せず、そのような表現を推論すべきでなく、特定の構成要素、構成値又は構成源は必要な機能を実行することができる同一又は他の全てのソースから入手できる構成要素のみであることを理解すべきである。さらに、同一又は異なるソースから入手できる他の適切な構成要素は本明細書で与えられる端子／ピン識別子と同一の端子／ピン識別子を使用できないことを理解すべきである。]
[0021] 図１ａ〜１ｄを参照すると、ハンドヘルドコードレススプレーガン２０は、略ピストルグリップ形状を有するハンドル２４を設けるハンドルアッセンブリ２２と、帯電した霧状の塗料の液滴を分配するためにガン２０２を作動させるトリガアッセンブリ２６と、遠隔端部でノズル３０を支持する銃身部２８と、を有する。下端において、ハンドヘルドアッセンブリ２２は、圧縮ガス、典型的には、圧縮空気、及び、塗料、本実施の形態では、液体塗料をそれぞれガン２０に供給する接続金具３４，３６を有する電力モジュールアッセンブリ３２を支持する。電力モジュール３２は、例えば、郵便番号02720マサチューセッツ州フォールリバー、ワルドロンロード101にあるマクソンプレシションモータ社から市販されているMaxon EC-max部品番号348702のような３相発電機３８を収容する。３相発電機３８の使用から得られる大きな利益は、発電機３８を小さい回転速度で作動させることができることである（例えば、従来の４２Ｋｒｐｍに対して３００ｒｐｍであり、著しく小さくなる。）。一般的には、回転速度を小さくすることによって、発電機の寿命が延び、修理費用が減少し、かつ、装置の休止時間が減少する。] 図１ａ 図１ｂ 図１ｃ 図１ｄ
[0022] タービンホイール４０は、発電機３８のシャフト４２に装着される。接続金具３４に結合された接地エアホースアッセンブリ４４を通じて結合された圧縮空気は、アッセンブリ３２に誘導され、端子７５−１，７５−２，７５−３（図４）で３相電圧を生成するシャフト４２を回転するためにホイール４０のブレードに案内される。発電機３８からの出力は、電力モジュールアッセンブリ３２において整流及び調整され、電力モジュールアッセンブリ３２からの整流及び調整された出力は、ハンドルアッセンブリ２２の導体を通じて、ハンドルアッセンブリ２２の先端から銃身部２８まで延在するカスケードアッセンブリ５０に結合される。] 図４
[0023] 従来のコードレスガンは、発電機のシャフト端を案内するために焼結金属ブラシを用いる発電機を組み込む。したがって、従来のコードレスガンは、発電機のシャフトの正確な案内を行わない。この結果、発電機から操作者の身体に大きな振動が伝達しうる。本発明のガン２０の発電機３８は、ボールベアリング又はローラベアリングを用いる。正確なボールベアリング又はローラベアリングの案内がある発電機３８は、装着点したがって操作者に伝達する振動を減少し、操作者の疲労を減少する可能性がある。しかしながら、発電機３８のような市販の分数馬力モータは、溶液の浸透の影響を受けやすく、ベアリングの潤滑が低下してベアリングが故障し及び発電機３８が故障する可能性がある。発電機３８として用いられる上記モータの検査は、１分間溶媒に浸すことによってベアリングの潤滑が急激に低下してベアリングが急に止まることを示した。この潜在的な故障モードを克服するために、上側の保護カバー５１及び下側の保護カバー５３をそれぞれ発電機３８のハウジングに固定し、溶液がベアリングに浸透するおそれを減少させる。同様に１分間溶液に浸す検査を、このように保護された発電機３８で行った。これらの検査の結果、１分間溶液に浸す検査を複数回行った後でも検出可能なパフォーマンスの低下がなかった。]
[0024] 特に図２ａ〜２ｅを参照すると、カスケードアッセンブリ５０は、カスケードアッセンブリ５０が埋め込まれたポッティングシェル５２と、プリント回路（ＰＣ）基板上の発振アッセンブリ５４と、変圧アッセンブリ５６と、電圧倍増カスケード５８と、カスケード５８の出力をニードル弁５４のノズル３０の端部の帯電電極６２に結合する１６０ＭΩの抵抗を与える直列出力抵抗列６０と、を有する。] 図２ａ 図２ｂ 図２ｃ 図２ｄ 図２ｅ
[0025] 特に図３ａ〜３ｃ及び４を参照すると、発電機３８の制御回路は、回路の構成要素を冷却するとともに電力モジュールアッセンブリ３２の内側の利用できる空間を有効に利用するのに有用な略逆Ｕ形状を形成する三つの相互接続されたＰＣ基板７０，７２，７４に装着される。三つのＰＣ基板７０，７２，７４に広がる回路の回路図を、図４において、各ＰＣ基板７０，７２，７４に設けられた構成要素の周辺の破線で示す。発電機３８の３相巻線すなわち端子７５−１，７５−２，７５−３はそれぞれ、ダイオード７６のカソードとダイオード８２のアノードとの接合部、ダイオード７８のカソードとダイオード８４のアノードとの接合部及びダイオード８０のカソードとダイオード８６のアノードとの接合部に結合される。ダイオード７６，７８，８０，８２，８４，８６の実例を、オンセミコンダクター社の型番ＭＢＲ１４０ＳＦＴのショットキーダイオードとする。このように整流された導体８８，９０の間の３相電位は、４７μＦコンデンサ９２，９４及び１５ＫΩ，０．１Ｗ，１％抵抗９６を有する並列回路によってフィルタ処理される。直列の１００ＫΩ，０．１Ｗ，１％抵抗９８及び１μＦ，１０％，３５Ｖコンデンサ１００の組合せも導体８８，９９の間に結合される。導体９０は接地される。] 図３ａ 図３ｂ 図３ｃ 図４
[0026] ＦＥＴ１０２、実例としてはフェアチャイルドセミコンダクター社の２Ｎ７００２ＦＥＴのゲートは、抵抗９８とコンデンサ１００との接合部に結合される。ＦＥＴ１０２のソースは、導体９０に結合される。ＦＥＴ１０２のドレインは、１０ＫΩ，０．１Ｗ，１％抵抗１０４を通じて導体８８に結合される。ＦＥＴ１０２のドレインは、ＦＥＴ１０６、実例としてはインターナショナルレクティファイアー社のＩＲＬＵ３４１０ＦＥＴのゲートにも結合される。ＦＥＴ１０６のドレイン及びソースは、導体８８，９０にそれぞれ結合される。１５ＫΩ，０．１Ｗ，１％抵抗１０８は、導体８８，９０間に結合される。直列の１００ＫΩ，０．１Ｗ，１％抵抗１１０及び１μＦ，１０％，３５Ｖコンデンサ１１２の組合せは、導体８８，９０間に結合される。ＦＥＴ１１４、実例としてはフェアチャイルドセミコンダクター社の２Ｎ７００２ＦＥＴのゲートは、抵抗１１０とコンデンサ１１２との接合部に結合される。ＦＥＴ１１４のソースは、導体９０に結合される。ＦＥＴ１１４のドレインは、１０ＫΩ，０．１Ｗ，１％抵抗１１６を通じて導体８８に結合される。ＦＥＴ１１４のドレインは、ＦＥＴ１１８、実例としてはインターナショナルレクティファイアー社のＩＲＬＵ３４１０ＦＥＴのゲートにも結合される。ＦＥＴ１１８のドレイン及びソースは、導体８８，９０にそれぞれ結合される。]
[0027] ツェナーダイオード１２０のカソードは、導体８８に結合される。ダイオード１２０を、実例として１７Ｖ，０．５Ｗツェナーダイオードとする。ダイオード１２０のアノードは、１ＫΩ，０．１Ｗ，１％抵抗１２２を通じてＳＣＲ１２４のゲートに結合され、２ＫΩ，０．１Ｗ，１％抵抗１２６を通じて導体９０に結合される。ＳＣＲ１２４のアノードは、導体８８に結合される。ＳＣＲ１２４のカソードは、導体９０に結合される。ＳＣＲ１２４を、実例としてオンセミコンダクター社の型番ＭＣＲ１００−３のＳＣＲとする。バイポーラＰＮＰトランジスタ１２８のエミッタを、導体８８に結合する。バイポーラＰＮＰトランジスタ１２８のコレクタを、導体９０に結合する。バイポーラＰＮＰトランジスタ１２８のベースを、１．１Ω，１Ｗ，１％抵抗１３０を通じて導体８８に結合する。トランジスタ１２８を、実例としてオンセミコンダクター社の型番ＭＪＤ３２Ｃのトランジスタとする。トランジスタ１２８のベースは、四つの並列なツェナーダイオード１３２，１３４，１３６，１３８のカソードにも結合され、これらのアノードは、導体９０に結合される。ダイオード１３２，１３４，１３６，１３８を、実例として１５Ｖ，５Ｗのオンセミコンダクター社の型番号１Ｎ５３５２Ｂのツェナーダイオードとする。]
[0028] トランジスタ１２８のベースは、スイッチ１４０、実例としてハムリン社の型番ＭＩＴＩ−３Ｖのリードスイッチの一方の端子にも結合される。スイッチ１４０の他方の端子は、１０個の並列な３２４Ω，１Ｗ，１％抵抗１４２−１，１４２−２，．．．１４２−１０の回路網の一方の端子に結合される。抵抗１４２−１，１４２−２，．．．１４２−１０の他方の端子は、導体９０に結合される。トランジスタ１２８のベースは、３個の１Ω，１Ｗ，１％抵抗１４４−１，１４４−２，１４４−３の並列回路網及びそれに直列な１．５Ａ，２４Ｖヒューズ１４６を通じて変圧アッセンブリ５６の電圧中心タップ端子にも結合されている。図４参照。ＶＣＴ端子と導体９０との間の最大電圧（以後、時々「ＶＣＴ」と称する。）は、実例としてはリテルヒューズ社のＳＭＢＪ１５ＣＡの１５Ｖダイオードである双方向ツェナーダイオード１４８によって調整される。] 図４
[0029] 図４の回路図を参照すると、３入力位相７５−１，７５−２，７５−３の各々からグランドまでの典型的な二乗平均電圧は、約３００Ｈｚの周波数で約７．５Ｖｒｍｓである。ダイオード７６，７８，８０，８２，８４及び８６は、発電機３８の３相交流出力を直流に変換するために３相全波ブリッジ整流器を形成する。フィルタコンデンサ９２及び９４は、整流された出力のリップルを平滑化する。導体８８．９０間の典型的な電圧は、約１５．５ＶＤＣである。] 図４
[0030] 図４の回路は、並列に接続された二つの個別の遅延回路を有する。故障により遅延回路の一方が動作不能になる場合、他方は動作可能のままである。第１の遅延回路は、抵抗９６，９８，１０４と、コンデンサ１００と、ＦＥＴ１０２，１０６と、を有する。第２の遅延回路は、抵抗１０８，１１０，１１６と、コンデンサ１１２と、ＦＥＴ１１４，１１８と、を有する。既に説明したように、発電機３８及び図４の回路は、スプレーガン２０それ自体に配置される。スプレーガン２０は可燃性液状物質を噴射しうるので、その動作環境は、ＦＭ，ＥＮ等のような多数の工業基準により危険であると考えられる。発電機３８及び図４の回路は、爆発性雰囲気で用いられる電子機器に対するそのような工業基準の要求に適合する必要がある。これらの要求に適合する方法の一つは、危険な電位に到達する前に発電機３０及び図４の回路を加圧されたエンクロージャー内に配置することである。この規格は、危険電位に到達する前に五つのエンクロージャー容積(enclosure volume)をパージすることを要求する。例示としての発電機３８（Maxon EC-max部品番号348702）は、９０ＳＬＰＭより下のエアフローに対して危険電圧を生成しない。その理由は、エアフローが発電機３８の慣性を克服するとともにそのために十分な速度で発電機３８を回転するのに不十分だからである。発電機３８及び図４の回路のエンクロージャー容積は４０ｍＬである。９０ＳＬＰＭをｍＬ／秒に換算すると、９０Ｌ／分×１分／６０秒×１０００ｍＬ／Ｌ＝１５００ｍＬ／秒となる。] 図４
[0031] したがって、９０ＳＬＰＭのエアフロー速度で２００ｍＬ（５パージ×４０ｍＬ／パージ）をパージするのに要求される時間は、２００ｍＬ／（１５００ｍＬ／秒）＝１３３ミリ秒となる。]
[0032] エアフローが大きくなるとパージ時間が短くなる。したがって、危険電圧に到達する前にエンクロージャーを完全にパージするためには、パージ時間を１３３ミリ秒以上にする必要がある。]
[0033] パージ用エアと発電機３８のタービン４０のエアが同一であるので、発電機のエアに遅延が生じる場合、パージ用エアにも遅延が生じる。したがって、エンクロージャー容積がパージされるまでの発電機３８の開始の遅延は、オプションではなかった。個別のパージ用エアの空気源及びタービン４０のエアの空気源を用いることができるが、これによって、ガン２０が更に複雑になり、ガン２０を作って操作するのに費用がかかり、ガン２０が更に重くなると考えられてきた。]
[0034] 発電機の開始を遅延することができないので、ガン２０の回路は、所望される五つのエンクロージャー容積がパージされるまで図４の電源の出力を短絡する。本質安全(Intrinsic Safety)“ｉ”によるＥＮ基準60079-11:2007爆発性雰囲気−電気的保護(Explosive Atmospheres-Electrical Protection)を用いた検査は、図４の電源の短絡された出力はＩＩＢ族のガス(group IIB gases)に対する大抵の危険な混合ガスを点火するのに不十分である。したがって、出力を少なくとも１３３ミリ秒短絡させることができる場合、五つのエンクロージャー容量がパージされるまで危険電位が存在しない。並列接続された二つの個別の遅延回路は、この目的を達成する。] 図４
[0035] 図４を参照すると、最初にコンデンサ９２，９４間の電圧を０Ｖにする。０Ｖは、トランジスタ１０２のゲートと導体９０との間及びトランジスタ１１４と導体９０との間にも現れ、したがって、最初はトランジスタ１０２，１１４がオフ（開回路）である。発電機３８が回転し始めると、導体８８，９０間の電圧が上昇し始める。トランジスタ１０２，１１４がオフであるので、導体８８，９０間の電圧が、導体９０に対するトランジスタ１０６，１１８のゲートにも現れる。一旦この電圧がゲートしきい値電圧（トランジスタ１０６，１１８の各々に対して約２．５Ｖ）に到達すると、トランジスタ１０６，１１８は、オンになり、導体８８，９０間の電圧をこのレベル（約２．５Ｖ）にクランプする。その間、電荷が直列の組合せ９８，１００及び１１０，１１２を流れるのでコンデンサ１１０，１１２間の電圧が上昇する。コンデンサ１００，１１２間の電圧がトランジスタ１０２，１１４のゲートしきい値電圧に到達すると、トランジスタ１０２，１１４はオンになる。トランジスタ１０６，１１８のゲート電圧は、しきい値電圧より下に降下し、トランジスタ１０６，１１８をオフにする。これによって、導体８８，９０間の電圧は、通常の動作レベルである約１５．５ＶＤＣまで上昇することができる。直列の組合せ９８，１００及び１１０，１１２のＲＣ時定数値は、トランジスタ１０６，１１８が少なくとも１３３ミリ秒の間オンのままであるが通常の動作電位に達するまでの遅延が短くなるように選択される。] 図４
[0036] 抵抗９６及び１０８は、トリガ２６が解放されたときにコンデンサ１００及び１１２からの電荷を流し、その結果、遅延回路は、ガン２０が次にトリガをかけられたときに再び動作する準備ができている。抵抗９６及び９８は、キャパシタ１００及び１１２を放電するのに数（典型的には、２〜５）秒かかるように設計され、したがって、典型的なスプレーアプリケーション中に出くわす比較的短い（２〜５秒）トリガ割り込みに対する遅延は基本的にはない。長いトリガ割込みに対して、コンデンサ１００及び１１２が放電し、遅延回路９６，９８，１０４，１００，１０２，１０６；１０８，１１０，１１６，１１２，１１４，１１８は、次のトリガの前にリセットする。抵抗９６及び１０８の設計は、トリガ間の遅延の減少と、エンクロージャー容積に収集する潜在的な爆発性雰囲気に対してトリガ２６が十分長く解放されるときに次にトリガ２６を引く際に遅延回路９６，９８，１０４，１００，１０２，１０６；１０８，１１０，１１６，１１２，１１４，１１８が上記のように作用することの保証とのトレードオフである。]
[0037] 図４の回路は、ツェナーダイオード１２０、抵抗１２２及び１２６並びにＳＣＲ１２４を備えた過電圧保護回路を有する。ツェナーダイオード１２０を１７Ｖツェナーダイオードとする。導体８８，９０間の通常の最大動作電圧は、約１５．５ＶＤＣである。導体８８，９０間の電圧が上昇する場合、電極６２とグランドとの間に危険電圧が生じうる。この電圧が約１７ＶＤＣまで上昇する場合、ツェナーダイオード１２０が導通し始め、その結果、抵抗１２６に電流が流れる。抵抗１２６に電流が流れる結果、抵抗１２２、抵抗１２６及びツェナーダイオード１２０のノードに電圧が生じる。この電圧は、ＳＣＲ１２４をオンにする抵抗１２２の電流を引き起こす。ＳＣＲ１２４をオンにすることによって導体８８，９０を効率的に短絡し、導体８８，９０間の電圧を約１７ＶＤＣから約２〜３Ｖまで降下する。発電機は、短絡回路によって負荷が低下される。トリガ２６を解放することによって発電機３８を停止し、これによって、導体８８，９０間の電圧がなくなり、ＳＣＲ１２４をリセットする。この状態からリセットするためにユーザによる動作は必要でない。] 図４
[0038] 図４の回路は、パワートランジスタ１２８及び抵抗１３０を有する電流制限回路を有する。エアタービン４０で駆動される発電機３８の特性は、タービン４０に対するエアフローが増大するに従って発電機３８の電力出力が増大する特性となる。電流制限回路がない場合、電力出力がこのように増大することによってスプレーガン２０の出力電圧が非常に大きくなり得る。増大した電力出力は、発電機３８に結合された回路構成要素の電力定格を超えうる。パワートランジスタ１２８及び抵抗１３０を有する電流制限回路は、これらの懸案事項に対処する。抵抗１３０を流れる電流が増加すると、抵抗１３０間の電圧降下がオームの法則に従って増大する。この電圧降下がトランジスタ１２８のベース−エミッタターンオン電圧（通常、約０．７Ｖ）に到達すると、トランジスタ１２８は、電流をグランドに分路し始め、抵抗１３０を流れる電流をほぼ一定にする。この回路において、抵抗１３０は、抵抗１３０に流れる電流が約０．５Ａになったときにトランジスタ１２８をオンにするように設計される。したがって、ＶＣＴの最大電流は約０．５Ａである。エアフローが増大するに従ってトランジスタ１２８に流れる電流が増加する。この結果、トランジスタ１２８において著しい熱の放散が生じる。これを軽減するために、トランジスタ１２８にヒートシンクを設ける。トランジスタ１２８を有するＵ形状回路基板７０，７２，７４は、三つのねじ穴により発生器３８のハウジングの上部に取り付けることによって発電機３８に取り付けられる。したがって、回路基板７０，７２，７４は、発電機３８と同一のエンクロージャーに配置される。このエンクロージャーは、スプレーガン２０のかさばり及び重量を減少するとともに要求されるパージ容積を小さく保持するために小さい。３ピースのＵ形状回路基板７０，７２，７４によって、基板７０，７２，７４を、タービン４０で駆動される発電機３８とともにチャンバに配置する。発電機３８からの十分な排気は、トランジスタ１２８及びそのヒートシンクを有する基板７０，７２，７４の構成要素の冷却を助けるためにこれらの上に案内される。回路基板７０，７２，７４及び発電機３８は、両方とも爆発性雰囲気で使用される電気機器の要求に適合する必要がある。したがって、これらを同一のエンクロージャーに配置するのが有利であり、その結果、上記のパージ手法が両方に対する要求を満足する。] 図４
[0039] 図４の回路は、ツェナーダイオード１３２，１３４，１３６及び１３８を備えた電圧調整回路を有する。ツェナーダイオード１３２，１３４，１３６及び１３８がない場合、ＶＣＴの負荷電流が減少するに従って発電機３８の負荷が減少する。発電機３８の速度が増大し、その結果、ＶＣＴと導体９０との間の電圧が増大する。小さい負荷に対して、発電機３８が定格速度（この場合、３００Ｈｚ）を超えるときには、速度及び電圧の増大は著しくなることがあり、ＶＣＴと導体９０との間の電圧によりスプレーガン２０の動作が安全でなくなる。ツェナーダイオード１３２，１３４，１３６及び１３８を備えた電圧調整回路は、これらの懸案事項に対処する。ＶＣＴの負荷電流が減少すると、発電機３８の速度が増大し、ツェナーダイオード１３２，１３４，１３６，１３８が導通を開始するまでトランジスタ１２８のベースの電圧が増大する（この場合、約１５ＶＤＣ）。したがって、小さい負荷に対して、トランジスタ１２８のベースの電圧は、この場合には約１５Ｖに制限される。これは、スプレーガン２０の安全な動作を助ける。ツェナーダイオード１３２，１３４，１３６，１３８が発電機３８からの電流を導通すると、これらは、発電機３８に対して追加の負荷を形成する。ツェナーダイオード１３２，１３４，１３６，１３８は、ＶＣＴから抽出される電流がほとんど又は全くないときに（この場合は定格が３００Ｈｚの）発振器３８が過度の速度になるのを回避するよう設計される（この場合、１５Ｖ）。] 図４
[0040] タービン４０は、タービン４０に対するエアフローに基づいてトルクを生じる。タービン４０に対するエアフローが増減すると、発電機３８の電流出力が増減する。ツェナーダイオード１３２，１３４，１３６，１３８によって、約０．５Ａの電流が常に抵抗１３０に流れる。ＶＣＴに流れないものは全てツェナーダイオード１３２，１３４，１３６，１３８に流れる。ＶＣＴに流れる負荷電流が増大すると、ツェナーダイオード１３２，１３４，１３６，１３８に流れる電流が減少する。最終的には、ある動作条件において、ツェナーダイオード１３２，１３４，１３６，１３８に流れる電流が零まで降下し、ツェナーダイオード間の電圧が１５Ｖより下に降下し、ツェナーダイオードは導通を止める。これは、存在する入力トルクで発電機３８が供給する全ての電流が負荷に要求されるときに生じる。]
[0041] 複数（ｎ）のツェナーダイオード１３２，１３４，１３６，１３８（この場合、ｎ＝４）が、複数のデバイス１３２，１３４，１３６，１３８に亘って消失電力を広げるために用いられ、その結果、任意の一つのデバイス１３２，１３４，１３６，１３８は、それ自体が回路に存在する場合に消失する電力の約１／ｎだけ消失できるようにすればよい。また、一部の安全基準は、二重の安全回路を要求し、一方の装置が故障した場合に、他のものが、回路に含まれる装置に対する保護を継続するようにする。]
[0042] 最も小さい負荷に対して、ツェナーダイオード１３２，１３４，１３６，１３８は、著しい電力を消失しうる。したがって、これらは、回路基板７０，７２，７４にも装着され、ツェナーダイオード１３２，１３４，１３６，１３８及び他の回路構成要素に流れるエアタービン４０からの排気を用いて冷却される。]
[0043] 図４の回路は、リードスイッチ１４０及び抵抗１４２−１，．．．１４２−１０を有する低ＫＶセットポイント回路(low KV set point circuit)を有する。抵抗１４２−１，．．．１４２−１０は、その並列の組合せ（この場合、３２．４Ω）が発電機３８に負荷を与えるように設計され（この場合、それぞれ３２４Ω）、リードスイッチ１４０によってスイッチングが行われると、発電機３８の速度、したがって、導体９０に対するＶＣＴ間の電圧が降下し、スプレーガン２０の電極６２に低出力電圧を生成する。これは、操作者がファラデーケージを示す物品を塗装するときに便利であり、この場合、スプレーガン２９の低出力電圧は、そのようにシールドされた領域に更に良好な被覆を行うのを助ける。また、一部の操作者は、帯電した塗料の粒子の操作者の方向への塗料バックラップ(paint wrap-back)を減少するために又は操作者により決定される他の理由のために通常の噴霧中に低出力高電圧でそのようなガンの出力電極を操作することを所望する。典型的には、低セットポイントを、リードスイッチ１４０が開いているときに利用できる全出力の５０％と７５％との間となるように選択するが、他の値とすることもできる。] 図４
[0044] リードスイッチ１４０を制御ノブ１４１によって操作できるようにするためにリードスイッチ１４０を基板アッセンブリ７０，７２，７４のエッジ付近に配置し、制御ノブ１４１は、エンクロージャーの外側のノブ１４１のヘッド１４３に設けられた磁石を移動させる。リードスイッチ１４０付近に磁石を配置するためにノブ１４１を回転すると、リードスイッチ１４０が閉じられて抵抗１４２−１，．．．１４２−１０の並列の組合せが回路に接続し、これによってスプレーガン２０の出力部に低ＫＶセットポイントが生じる。リードスイッチ１４０から離間して磁石を配置するためにノブ１４１を回転すると、リードスイッチ１４０が開かれて抵抗１４２−１，．．．１４２−１０の並列の組合せが回路から切り離され、これによってスプレーガン２０の出力部に高ＫＶセットポイントが生じる。]
[0045] 低ＫＶセットポイントが選択されると、約数ワットの電力が抵抗１４２−１，．．．１４２−１０で消失される。既に説明したように、単一の数ワット抵抗は、典型的には大きくてかさばる。全体に亘るパッケージのサイズを小さくするために、１０個の並列の１ワット（３２４Ω）表面実装抵抗１４２−１，．．．１４２−１０が、１個の１０ワット（３２．４Ω）抵抗の代わりに用いられる。アッセンブリの全体に亘る外形は小さく保持され、その結果、パッケージ及びエンクロージャーは更に小さくなる。全ての抵抗１４２−１，．．．１４２−１０の電力消失は、その定格値の５０％に制限される。したがって、抵抗の最大電力消失が０．５ワットと予測される場合、１ワット抵抗が用いられていた。]
[0046] 抵抗１４２−１，．．．１４２−１０が合計で約数ワットの電力を消失するので、抵抗１４２−１，．．．１４２−１０は、回路基板７０，７２，７４にも装着され、抵抗１４２−１，．．．１４２−１０及び回路基板７０，７２，７４に装着された他の回路の構成要素に流れるエアタービン４０からの排気を用いて冷却される。]
[0047] 図４の回路は、抵抗１４４−１，１４４−２及び１４４−３の電圧降下抵抗の並列な組合せを有する。大部分の電圧をＶＣＴに供給する結果、被覆されるものに対する塗料の移動効率が高くなる。しかしながら、ガン２０は、ファクトリーマニュアル(Factory Manual)のような承認機関によって決定される安全要求事項及びＥＮ５００５０のような欧州規格に適合する必要もある。安全要求事項は、典型的には、スプレーガン２０の出力部６２が特定の爆発性雰囲気の大抵の爆発性混合物（この場合、空気中の５．２５％プロパン）に点火できないことを必要とする。抵抗１４４−１，．．１４４−３は、安全要求事項に適合するために、必要な場合にはスプレーガン２０の出力部を下げることができるように設けられる。] 図４
[0048] 抵抗１４４−１，．．．１４４−３が回路中にあるとき、ＶＣＴの電圧は、オームの法則に従ってＲ２０，Ｒ２１及びＲ２２の並列の組合せを流れる電流と抵抗１４４−１，．．．１４４−３の並列の組合せの抵抗との積だけ降下する。したがって、ＶＣＴの電圧は、]
[0049] ]
[0050] によって、与えられる。負荷抵抗（ＩR144-1,R144-2,R144-3）が増大するに従って並列の組合せＲ１４４−１||Ｒ１４４−２||Ｒ１４４−３の間の電圧降下も増大する。大抵のガンは、無負荷ＫＶによって分類される。無負荷の場合、スプレーガンの出力電圧の効率が最小になるが、負荷が増大するに従って電圧が減少する。したがって、スプレーガンのＫＶ定格(KV rating)をほぼ同一のままにすることができる。特定のアプリケーションにおいて抵抗１４４−１，．．．１４４−３が安全要求事項に適合する必要がない場合、抵抗１４４−１，．．．１４４−３を回路基板７０，７２，７４のアッセンブリから簡単に省略することができ、ＶＣＴの電圧がトランジスタ１２８のベースの電圧と同一となるようにジャンパーを挿入することができる。安全要求事項に適合するために追加の手段が必要となる場合にスプレーガン２０の利用できる出力電流を減少するために抵抗１３０の電流制限抵抗を約０．１Ω増加することができることに留意されたい。]
[0051] 抵抗１４４−１，．．．１４４−３は、単一の３ワット抵抗の代わりに１ワット表面実装抵抗となり、その結果、全体に亘るエンクロージャーが小さくなる。抵抗１４４−１，．．．１４４−３も、回路基板７０，７２，７４に装着され、エアタービン４０からの排気を用いて冷却される。]
[0052] 図４の回路は、ポリサーマルヒューズ(polythermal fuse)１４６を有する。このヒューズは、トリップ電流（この場合、１．５Ａ）を超えた場合に開くとともに電力がオフになるときにリセットするように設計される。ヒューズ１４６の保持電流を、ポリサーマルデバイスが小電流レベルで飛ばされやすい昇温に対しても約０．５Ａの最大予測電流が中断されないようにすることができる０．７５Ａとする。] 図４
[0053] 図４の回路は、過渡サプレッサダイオード１４８を有する。過渡サプレッサダイオード１４８は、ＶＣＴと導体９０との間に結合され、公称１５．５Ｖより１又は２Ｖ上を超えるあらゆる電流スパイクをグランドに分路するように設計される。ダイオード１４８の主な目的は、あらゆる過渡電流が図４の回路のいずれかに悪影響を及ぼさないようにするためにそのような過渡電流をＶＣＴに結合された図５の回路からグランドに分路することである。] 図４ 図５
[0054] Ｕ形状の基板アッセンブリ７０，７２，７４は、図３ａ〜３ｃに最もよく示される。このアッセンブリは、最終的にＵ形状の基板アッセンブリを形成するために互いに結合された三つのＰＣ基板７０，７２，７４を有する。基板アッセンブリをこのように配置するとともに、小さい貫通孔及び表面実装素子を用いることによって、発電機３８／タービン４０を、Ｕ形状の基板アッセンブリ７０，７２，７４に搭載することができ、図４に示すように、基板アッセンブリ７０，７２，７４の全体に亘る外形を発電機３８／タービン４０の全体に亘る外形に近づけることができる。この結果、エンクロージャー容積が更に小さくなるとともに更に軽くなり、パージに要求される時間が短くなる。] 図３ａ 図３ｂ 図３ｃ 図４
[0055] 回路基板７０，７２，７４の構成要素を、タービン４０を駆動する入力エアから導入されうる汚染物質から保護するために、回路基板に対して、吹付け、ディッピング法、例えばパリレン(parylene)による真空蒸着のような既知の利用できる技術のいずれかを用いてコンフォーマルコーティングを施すことができる。しかしながら、コンフォーマルコーティングを用いるときには、放熱する構成要素の適切な冷却に注意を払う必要がある。]
[0056] 図示した発電機３８を、３相の反転ブラシレス直流モータとする。ブラシレスモータは、モータの寿命を短くするブラシ磨耗をなくす。２相モータを用いることもできるが、２相モータからの出力リップルが更に大きくなり、更に大きなフィルタコンデンサ９２，９４が必要となり得る。また、２相モータには、同一の出力電力を生成するために速く回転することが要求され、この結果、モータの寿命が短くなる。エアタービン４０の排気は、動作中に発電機３８を冷却するために発電機３８及びその周辺にも案内される。この結果、モータの寿命が長くなる。]
[0057] 特に図５を参照すると、発振アッセンブリ５４、変圧アッセンブリ５６、カスケード５８及び直列出力抵抗列６０を有するカスケードアッセンブリ５０を、米国特許公開第2006/0283386号に図示及び記載されたものとほぼ同一にすることができ、ここでは更に詳しく説明しない。変圧アッセンブリ５６の高電圧変圧器の２次巻線５６−２からの帰還は、ユニティゲインバッファとして構成された差動増幅器１５０の非反転（＋）入力端子に結合される。増幅器１５０の反転（−）入力端子及び出力端子の結合部は、４９．９ＫΩ抵抗１５２を通じて差動増幅器１５４の−入力端子に結合される。実例としての増幅器１５０，１５４を、オンセミコンダクター社の型番ＬＭ３５８ＤＭＲ２のデュアルＯＰアンプとする。] 図５
[0058] 増幅器１５４の＋入力端子は、４９．９Ω抵抗１５６を通じてグランドに結合され、４９．９Ω抵抗１５８を通じてＶＣＴ電源に結合される。増幅器１５４の−入力端子は、５９．９ＫΩ抵抗１６０を通じて増幅器１５４の出力端子に結合され、増幅器１５４の出力端子は、二つの２．０５ＫΩ抵抗１６１−１，１６１−２の並列な組合せを通じて赤色ＬＥＤ１６３のアノードに結合される（図６）。ＬＥＤ１６３のカソードはグランドに結合される。駆動の際には、ＬＥＤ１６３は、ハンドルアッセンブリ２２の上部のリアカバーアッセンブリ１６５（図１）のレンズを通じてガン２０の操作者に見える。増幅器１５０の＋入力端子は、バリスタ１６２、０．４７μＦコンデンサ１６４及び４９．９Ω抵抗１６６の並列な組合せを通じてグランドに結合される。実例としてのバリスタ１６２は、リトルヒューズ社のＳＭＢＪ１５Ａ １５Ｖデバイスである。] 図６
[0059] 電極６２から放電された電子は、ガンとターゲットとの間の空間を流れ、ターゲットを塗装するために向けられた塗料粒子に帯電する。このために典型的にはできるだけグランド電位に近くなるように維持されるターゲットにおいて、帯電された塗料粒子は、ターゲットに衝突し、帯電された塗料粒子からの電子は、グランド及び構成要素１６２，１６４，１６６の並列の組合せを通じて、高電位変圧器の２次巻線５６−２の「ハイ」すなわち＋（グランド電位付近）側に戻る。したがって、カスケード５８の出力電流に比例する電圧降下が抵抗１６６間に生じる。コンデンサ１６４は、この電圧をフィルタ処理し、増幅器１５０の＋入力端子を低雑音の直流レベルにする。バリスタ１６２は、カスケード５８の動作に寄与しうる過渡電流によるＯＰアンプ１５０及び他の回路の構成要素の損傷のおそれを減少する。ＯＰアンプ１５０は、＋入力端子の電圧を出力端子の電圧から切り離す電圧フォロアとして構成される。これは、高電位変圧器の２次巻線５６−２の「ハイ」すなわち＋側に戻る電流の全てが抵抗１６６に流れるよう保証することを助ける。]
[0060] 抵抗１６６間の電圧は、]
[0061] ]
[0062] によって与えられ、この場合、ＩOUTは、電極６２から流れる電流に等しく、Ｒ166を、抵抗１６６の抵抗とする。ＯＰアンプ１５０が電圧フォロアとして構成されているので、ＶR166は、ＯＰアンプ１５０の出力端子及びＯＰアンプ１５０の−入力端子に現れる。抵抗１６６は、ＯＰアンプ１５０の＋入力端子の電圧が抵抗１６６を流れる１００ｍＡの電流に対して５Ｖとなるように設計される。抵抗１５２，１６０，１５６，１５８及びＯＰアンプ１５４の組合せは、ＯＰアンプ１５４の出力端子の電圧が]
[0063] ]
[0064] となる差動増幅器を形成する。ＶＣＴを、変圧器５６の１次巻線５６−１の中心タップに供給される図４の電源回路の調整された直流電圧出力とする。発振器５４の出力トランジスタは、約数十ｋＨｚの周波数で変圧器５６の１次巻線５６−１の半分を交互にグランドに切り替える。２次巻線５６−２の出力は、カスケード５８によって調整され及び増大される。スプレーガン２０は、ファクトリーマニュアルのような種々の承認機関の安全要求事項及びＥＮ５００５０のようなＥＮ規格に適合する必要がある。安全要求事項は、スプレーガン２０の出力部６２が特定の爆発性雰囲気の大抵の爆発性混合物（この場合、空気中の５．２５％プロパン）に点火できないことを必要とする。これを達成するために、電源回路は、典型的には、スプレーガン２０の電極６２からの負荷電流が増大するに従ってＶＣＴが減少するように配置される。] 図４
[0065] ]
[0066] であるので、]
[0067] ]
[0068] である。小さい負荷に対して、電極６２の出力電圧が大きくなり、ＩOUTが小さくなり、ＶＣＴが約１５〜１５．５Ｖになる。したがって、小さい負荷に対して、ＶLEDは、約１２〜１５Ｖになる。負荷が増大するに従って、電極６２の出力電圧が減少し、ＶLEDが減少し、少なくとも負荷が増大するためにＶＣＴを供給する入力回路の負荷が低下し、その結果、ＶＣＴが減少し、負荷が増大するためにＩOUTが増大する。最終的には、電極６２の出力電圧が小さくなる大きい負荷に対して、ＩOUT×Ｒ166はＶＣＴを超える。これが生じるとＶLEDは零になる。したがって、回路は、電極６２の出力電圧が高い小さい負荷に対して、ＶLEDは約１２〜１５ＶＤＣとなり、電極の出力電圧が中間にある中間の負荷に対して、ＶLEDは約５〜１２ＶＤＣとなり、電極６２の出力電圧が低い大きい負荷に対して、ＶLEDは約０〜５Ｖとなるように設計される。]
[0069] ＶLEDすなわちＯＰアンプ１５４の出力端子は、図６に示す回路のピンＨ１−１に結合される。図６に示す回路のピンＨ１−２は、グランドに結合される。したがって、小さい負荷に対して、ＬＥＤ１６３は明るく光る。ＬＥＤ１６３は、中間の負荷に対して幾分暗くなり、大きい負荷に対して著しく暗くなり又は完全にオフになる。したがって、ＬＥＤ１６３の照明の強度は、スプレーガン２０の端子６２の実電圧を反映する。また、カスケード５８からの出力電流が過度となる故障モードに対して、ＬＥＤ１６３は、著しく暗くなり又は完全にオフになり、これによって、そのような是正措置を取りうる状況をユーザに注意を喚起する。これは、スプレーガン２０の出力を短絡して端子６２に出力電圧をほとんど又はまったく生じないようにすることができる導電性塗料を噴射するときのガン２０の操作者に特に重要である。カスケードの入力回路から操作する表示装置を有するガン設計は、明るさの変動をほとんど又はまったく示さない。] 図６
[0070] エアは、清浄であるとともに乾燥したエアのソース１７２から接地エアホースアッセンブリ４４を通じてスプレーガン２０に供給される。エアは、ハンドル２４を上昇してからトリガ弁１７４に供給される。トリガ２６を引くとトリガ弁１７４が開き、噴射する塗料を噴霧するためにエアをガン２０の前に流し出すことができる。トリガ弁１７４を開くことによって、エアを、エア導管１７５を通じてハンドル２４を下降してから発電機３８に戻すこともできる。発電機３８に対する入力エアは、エア・インレットを通じてキャップ１７６に供給される。キャップ１７６は、発電機３８のシャフト４２に装着されたタービンホイール４０を包囲し、エアフローの方向を９０°離間したキャップ１７６の四つの開口を通じた方向のみにしてエアをホイール４０に案内するようにＯリングによって封止される。エアフローによって、ホイール４０及びそれが装着された発電機のシャフトが回転する。ホイール４０にエアが流れた後、エアは、相互接続されたＰＣ基板７０，７２，７４の周辺に流れ、エアによって発電機３８、基板７０，７２，７４及びそれに装着された構成要素を冷却する。その後、接続金具を通じて排気される。]
[0071] 発電機３８のシャフト４２を回転することによって、３相発電機３８は、ＶＣＴを通じてカスケードアッセンブリ５０に供給される前にＰＣ基板７０，７２，７４の回路によって全波整流される電気を生成する。ツェナーダイオード１４８の間の最大電圧は、四つのツェナーダイオード１３２，１３４，１３６，１３８の制限動作のために１６ＶＤＣとなる。スプレーガンのトリガ２６が解放されると、トリガ弁１７４が閉じられ、発電機３８及びノズル３０へのエアの流れを中断する。]

权利要求:

請求項1
塗装機であって、前記塗装機は、塗料を分配するために前記塗装機を作動させるトリガアッセンブリと、塗料を分配するノズルと、電源と、電圧を倍増する電圧倍増器であって、前記電圧倍増器は前記電源に結合され、前記電圧倍増器の出力端子は、高い静電ポテンシャルが印加され、塗料を前記塗装機から分配する際に塗料を帯電するように適合された前記電圧倍増器と、前記出力端子の電圧の可視表示を行うための回路と、を有し、前記回路は、前記出力端子の電圧の一部が出現する第１のインピーダンスと、前記第１のインピーダンスに結合された入力端子及び出力端子を有するアイソレーション・アンプと、を備え、前記アイソレーション・アンプは、前記第１のインピーダンスを前記アイソレーション・アンプの出力端子から分離し、前記アイソレーション・アンプの出力端子は、前記電圧倍増器の出力端子の電圧の可視表示を行うための光源に結合されたことを特徴とする塗装機。
請求項2
非反転入力端子（＋）、反転入力端子（−）及び出力端子を有する差動増幅器を更に備え、前記差動増幅器の＋入力端子と−入力端子の一方は、前記電源に結合され、前記差動増幅器の＋入力端子と−入力端子の他方は、前記アイソレーション・アンプの出力端子に結合され、前記差動増幅器の出力端子は、前記電圧倍増器の出力端子の電圧の可視表示を行うための光源に結合された請求項１に記載の塗装機。
請求項3
前記第１のインピーダンスは、抵抗及びコンデンサの並列の組合せを備える請求項２に記載の塗装機。
請求項4
前記第１のインピーダンスは、電圧倍増器カスケードからの電圧過渡現象による前記アイソレーション・アンプ及び前記差動増幅器の損傷のおそれを減少させるために前記抵抗及び前記コンデンサに並列な過渡サプレッサを更に備える請求項２に記載の塗装機。
請求項5
前記電圧倍増器は、発振器と、前記発振器に結合された変圧器と、前記変圧器に結合された電圧倍増器カスケードと、を有する請求項１に記載の塗装機。
請求項6
前記電圧倍増器カスケードは、実成分が第１のインピーダンスの実成分の約２×１０3倍から約４×１０3倍である第２のインピーダンスを通じて前記電圧倍増器の出力端子に結合された請求項５に記載の塗装機。
請求項7
前記第１のインピーダンスは、抵抗及びコンデンサの並列の組合せを備える請求項５に記載の塗装機。
請求項8
前記第１のインピーダンスは、電圧倍増器カスケードからの電圧過渡現象による前記アイソレーション・アンプの損傷のおそれを減少させるために前記抵抗及び前記コンデンサに並列な過渡サプレッサを更に備える請求項７に記載の塗装機。
請求項9
塗装機であって、前記塗装機は、塗料を分配するために前記塗装機を作動させるトリガアッセンブリと、塗料を分配するノズルと、電源と、電圧を倍増する電圧倍増器であって、前記電圧倍増器は前記電源に結合され、前記電圧倍増器の出力端子は、高い静電ポテンシャルが印加され、塗料を前記塗装機から分配する際に塗料を帯電するように適合された前記電圧倍増器と、前記出力端子の電圧の可視表示を行うための回路と、を有し、前記回路は、前記出力端子の電圧の一部が出現する第１のインピーダンスと、非反転入力端子（＋）、反転入力端子（−）及び出力端子を有する差動増幅器と、を備え、前記差動増幅器の＋入力端子と−入力端子の一方は、前記電源に結合され、前記差動増幅器の＋入力端子と−入力端子の他方は、前記第１のインピーダンスに結合され、前記差動増幅器の出力端子は、前記電圧倍増器の出力端子の電圧の可視表示を行うための光源に結合されたことを特徴とする塗装機。
請求項10
前記第１のインピーダンスに結合された入力端子及び前記差動増幅器の＋入力端子と−入力端子の他方に結合された出力端子を有するアイソレーション・アンプを更に備え、前記アイソレーション・アンプは、前記第１のインピーダンスを前記差動増幅器の＋入力端子と−入力端子の他方から切り離す請求項９に記載の塗装機。
請求項11
前記第１のインピーダンスは、抵抗及びコンデンサの並列の組合せを備える請求項１０に記載の塗装機。
請求項12
前記第１のインピーダンスは、電圧倍増器カスケードからの電圧過渡現象による前記アイソレーション・アンプ及び前記差動増幅器の損傷のおそれを減少させるために前記抵抗及び前記コンデンサに並列な過渡サプレッサを更に備える請求項１１に記載の塗装機。
請求項13
前記電圧倍増器は、発振器と、前記発振器に結合された変圧器と、前記変圧器に結合された電圧倍増器カスケードと、を有する請求項９に記載の塗装機。
請求項14
前記電圧倍増器カスケードは、実成分が第１のインピーダンスの実成分の約２×１０3倍から約４×１０3倍である第２のインピーダンスを通じて前記電圧倍増器の出力端子に結合された請求項１３に記載の塗装機。
請求項15
前記第１のインピーダンスは、抵抗及びコンデンサの並列の組合せを備える請求項１３に記載の塗装機。