JP6290901B2 - 静電式スプレーガン用発電機表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、塗料、シール材、コーティング材、エナメル、接着剤、粉末等の流体のスプレーを行う塗布装置に関するものであり、より具体的には、静電式スプレーガンに関するものである。

静電式スプレー装置では、スプレーガンと、目標物、即ちスプレー対象物との間の周辺に静電場を生成する。噴霧された粒子は、この静電場を介して伝播し、静電場を通過する際に帯電する。このため、帯電した粒子は、スプレー対象物に引き寄せられる。このような方法により、噴出された粒子を高い割合でスプレー対象物に向かわせることが可能となり、従来の方法に比べ、スプレーの効率が大幅に改善される。静電式スプレーガンは、導電性の液体のスプレーに用いることも可能であるが、非導電性の液体や粉末の塗布に特に有用である。

典型的な静電式スプレー装置では、スプレーガンのスプレー開口部の近傍にイオン化用の電極を配置し、塗布対象物を接地電位に保持して、イオン化用の電極と塗布対象物との間に静電場を生成する。電極と接地された塗布対象物との距離は、概ね０．５ｍ程度もしくはそれ以下であり、塗料粒子と塗布対象物との間に十分な吸引力が生じるような、イオン化された多くの塗料粒子の相互作用を生成する上で十分な強度の静電場を発生させるためには、スプレーガンの電極に印加する電圧を極めて高くせざるを得ない。スプレー作業において適度の効率を得るために、スプレーガンの電極に２万〜１０万Ｖ(２０〜１００ｋＶ）といった静電電圧を印加することは、特殊なことではない。一般的に、スプレーガンの電極には、５０μＡ程度のイオン化電流が流れる。

静電式スプレーガンは、手持ち式スプレーガン、または遠隔制御により作動可能な自動スプレーガンとすることができる。噴出された流体は、加圧エア、液圧、或いは遠心力といった、様々な直接的霧化力を用いて霧化することができる。静電電圧のための電力は、様々な方法で生成することができる。多くの装置では、外部電源が静電式スプレーガンに接続される。但し、別の構成として、静電式スプレーガンの中に配設された発電機を用いて電力を生成するようにしてもよい。例えば、特許文献１〜特許文献６には、印加電圧を得るための昇圧器に電圧を供給するための発電機を駆動するエア駆動タービンを有した静電式スプレーガンが記載されている。

米国特許第４５５４６２２号明細書 米国特許第４４６２０６１号明細書 米国特許第４２９００９１号明細書 米国特許第４３７７８３８号明細書 米国特許第４４９１２７６号明細書 米国特許第７２２６００４号明細書

本発明は、改善された静電式スプレーガン用発電機表示装置の提供を目的とするものである。

一態様において、静電式スプレーガンは、スプレーノズル組立体、及び発電機を備えている。発電機は、外周面と内周面とを有したステータ、及び当該ステータの内周面の内側に配置されたロータを備え、ロータがステータ内で回転することにより、交流電流を発生する。静電式スプレーガンは、発電機から電気エネルギを受け取るように組み付けられた電極を更に備える。電極は、スプレーノズル組立体に近接して配置される。静電式スプレーガンは、発電機と組み合わされる少なくとも１つのコントローラを備え、このコントローラは、ロータの回転速度に関する表示を行うように構成されている。ロータの回転速度に関する表示は、発電機によって生成される交流電流の周波数に関する表示からなり、この交流電流の周波数に関する表示は、交流電流の周波数が、静電式スプレーを行う上で不十分な電気エネルギに対応した第１の周波数範囲内にあることを示す第１の表示と、交流電流の周波数が、静電式スプレーを行う上で十分な電気エネルギに対応した第２の周波数範囲内にあることを示す第２の表示と、交流電流の周波数が、前記ロータの過剰な回転速度に対応した第３の周波数範囲内にあることを示す第３の表示とを含む。

もう１つの態様において、静電式スプレーガンは、ハウジングと、ハウジング内に配設されたエア駆動式の発電機とを備えている。発電機は、外周面と内周面とを有したステータ、及び当該ステータの内周面の内側に配置されたロータを備え、ロータがステータ内で回転することにより、交流電流を発生する。静電式スプレーガンは、スプレーノズル組立体と、発電機から電気エネルギを受け取るように組み付けられた電極とを更に備える。電極は、スプレーノズル組立体に近接して配置される。静電式スプレーガンは、ロータの回転速度に関する表示を行うように構成されたインジケータを備えている。ロータの回転速度に関する表示は、発電機によって生成される交流電流の周波数に関する表示からなり、この交流電流の周波数に関する表示は、交流電流の周波数が、静電式スプレーを行う上で不十分な電気エネルギに対応した第１の周波数範囲内にあることを示す第１の表示と、交流電流の周波数が、静電式スプレーを行う上で十分な電気エネルギに対応した第２の周波数範囲内にあることを示す第２の表示と、交流電流の周波数が、前記ロータの過剰な回転速度に対応した第３の周波数範囲内にあることを示す第３の表示とを含む。

もう１つの態様において、静電式スプレーガンは、スプレーノズル組立体、及び発電機を備えている。発電機は、外周面と内周面とを有したステータ、及び当該ステータの内周面の内側に配置されたロータを備え、ロータがステータ内で回転することにより、交流電流を発生する。静電式スプレーガンは、発電機から電気エネルギを受け取るように組み付けられた電極を更に備える。電極は、スプレーノズル組立体に近接して配置される。静電式スプレーガンは、発電機の作動状態が、静電式スプレーを行う上で不適切な作動状態に相当することを示す表示を行うように構成されたインジケータを更に備えている。発電機の作動状態が、不適切な作動状態に相当することを示す表示は、発電機によって生成される交流電流の周波数が、静電式スプレーを行う上で不十分な電気エネルギに対応した第１の周波数範囲内にあることを示す第１の表示と、発電機によって生成される交流電流の周波数が、ロータの過剰な回転速度に対応した第２の周波数範囲内にあることを示す第２の表示とを含む。

流体供給源に接続されて、目標物へのスプレーを行う静電式スプレーガンを示す、静電式スプレー装置の概要図である。 ガンハンドル部及びスプレーノズル組立体が結合されたガン胴体部を示す、図１の静電式スプレーガンの斜視図である。 ガン胴体部内に配置されるように構成された発電機及び電源部を示す、図２の静電式スプレーガンの分解図である。 発電機表示装置及び表示画面を示す、図３の静電式スプレーガンの一実施形態の背面図である。 発電機及び発電機表示装置の構成部材を示す、図３の静電式スプレーガンの一実施形態の概略構成図である。 発電機及び発電機表示装置の構成部材を示す、図３の静電式スプレーガンのもう１つの実施形態の概略構成図である。

ここに開示する技術によれば、静電式スプレーガンは、電気エネルギを生成する発電機を備え、電極が、この電気エネルギを受け取って、静電式スプレーを行うためのイオン化電流を発生させる。静電式スプレーガンの外方から視認可能な表示装置は、効率的な静電式スプレーを行うには不十分な電気エネルギ、効率的な静電式スプレーを行う上で十分な電気エネルギ、及び発電機の構成部品に余分な摩耗を引き起こす可能性のある発電機のロータの過剰な回転速度の１つに相当する発電機の作動状態を表示するように構成される。例えば、静電式スプレーガンは、発電機の発電周波数が適切な周波数範囲を下回ると、表示灯を黄色に発光させ、発電機の発電周波数が適切な周波数範囲内にあると、表示灯を緑色に発光させ、発電機の発電周波数が適切な周波数範囲を上回ると、表示灯を赤色に発光させることができる。このようにすることで、ここに開示する技術により、作業者は、（例えば、発電機に動力を与える加圧エアの供給源を介して）発電機の発電周波数を調整することで、効率的な静電式スプレーを実現すると共に、静電式スプレーガンの構成部品における不都合な摩耗を最小限に抑制することが可能となる。図１〜図３には、発電機表示装置を適用可能な静電式スプレーガンを示し、図４〜図６には、発電機表示装置の様々な特徴、形態、及び利点を示している。

図１は、流体供給源１４に接続されて目標物１６へのスプレーを行う静電式スプレーガン１２を示す、静電式スプレー装置１０の概要図である。流体供給源１４には、ポンプ１８が組み付けられており、ポンプ１８により、ホース２０を介して加圧流体が静電式スプレーガン１２に供給される。また、静電式スプレーガン１２は、ホース２２を介し、加圧エアの供給源（図示せず）にも接続されている。目標物１６は、吊り下げ棚２４から吊り下げるなどして接地されている。流体スプレー装置に基づき静電式スプレー装置１０を説明しているが、粉末などのような、これとは異なるコーティング材を本発明と共に用いることも可能である。図１〜図３は、特にエアアシスト式の装置に関して図示するものであるが、本発明はエア噴霧式の装置にも適用することが可能である。

作業者２６は、目標物１６から約０．５ｍ以下の距離となるように、静電式スプレーガン１２を目標物１６に近接させて位置させる。静電式スプレーガン１２のトリガを操作すると、静電式スプレーガン１２内部のタービンに加圧エアが供給され、電力を生成する発電機に動力が供給される。発生した電力は、静電式スプレーガン１２のスプレーノズル近傍にある電極に供給される。これにより、電極と目標物１６との間に静電場ＥＦが生成される。静電式スプレー装置１０は様々な箇所で接地されている。例えば、接地線２８及び導電性のホース２２の少なくとも一方により、静電式スプレーガン１２を接地するようにしてもよい。静電式スプレー装置１０の様々な箇所で、別の接地線や導電材料を用いて接地を行うようにしてもよい。また、静電式スプレーガン１２のトリガの操作により、ポンプ１８から供給される加圧流体がスプレーノズルを通過し、それによって霧化した流体の粒子が静電場ＥＦ内で帯電する。こうして帯電した粒子は、接地されている目標物１６に引き寄せられる。目標物１６は吊り下げ棚２４を介して吊り下げられており、帯電した流体の粒子が目標物１６を包み込むことにより、余分なスプレーが大幅に低減される。

図２は、ガンハンドル部３２及びスプレーノズル組立体３４が結合されたガン胴体部３０を示す、図１の静電式スプレーガン１２の斜視図である。ガンハンドル部３２のハンドル３６には、エア供給口３８、エア排出口４０、及び流体供給口４２が組み付けられている。ガン胴体部３０には、ガンハンドル部３２のハウジング４４が結合されている。エア制御弁４６が、ハウジング４４内の開閉弁（図３中のエア用ニードル６６を参照）に接続されており、エア供給口３８から静電式スプレーガン１２の各部材への加圧エアの流動を制御する。エア調節器４７Ａ及びエア調節器４７Ｂにより、上述した開閉弁からスプレーノズル組立体３４へのエアの流動を調整する。トリガ４８が、ガン胴体部３０内の流体弁（図３中の流体用ニードル７４を参照）に連結され、流体供給口４２から流体管５０を経てスプレーノズル組立体３４へと至る加圧流体の流動を調整するように構成されている。エア制御弁４６は、発電機へのエアの流動を制御する。その後、このエアは、エア排出口４０を介して静電式スプレーガン１２から排出される。

トリガ４８の操作により、加圧エア及び加圧流体が同時にスプレーノズル組立体３４に供給される。加圧エアの一部は、スプレーノズル組立体３４からの流体の流動に対する作用に用いられ、ポート５２Ａ及びポート５２Ｂ、またはこれらポートと同様の別のポートを介して静電式スプレーガン１２から排出される。エア噴霧式の装置の場合、加圧エアの一部は、噴出口から吐出される際の流体の霧化にも用いられる。エア噴霧式及びエアアシスト式のいずれの装置においても、加圧エアの一部は、電極５４に電力を供給する発電機の回転駆動にも用いられ、エア排出口４０を介して静電式スプレーガン１２から排出される。発電機、及び発電機に付随して電極５４用に設けられる電源部は、図３に示されている。

図３は、ガンハンドル部３２及びガン胴体部３０の内部に配置されるように構成された発電機５６及び電源部５８を示す、図２の静電式スプレーガン１２の分解図である。発電機５６は、リボンケーブル６０を介して電源部５８に接続されている。発電機５６は電源部５８に組み付けられ、組み立てた状態において、発電機５６がハウジング４４内にはめ込まれると共に、電源部５８がガン胴体部３０内にはめ込まれるようになっている。発電機５６が発電した電力は、電源部５８に伝送される。エアアシスト式の装置の場合、スプリング６２及び導電リング６４を含む電気回路が、電源部５８からスプレーノズル組立体３４の内側にある電極５４に電荷を供給する。エア噴霧式の装置では、発電機と電極とを接続する回路として別の電気回路を有するようにしてもよい。

エア用ニードル６６及びシール６８により、静電式スプレーガン１２を流動する加圧エアを制御するための開閉弁が構成される。エア制御弁４６は、ハウジング４４を通ってトリガ４８まで延設されたエア用ニードル６６を備え、このエア用ニードル６６が駆動されることによりシール６８を移動させ、エア供給口３８からガンハンドル部３２内の流路を通過する加圧エアの流動を制御することができるようになっている。スプリング７０によってシール６８及びトリガ４８が閉位置に付勢されており、ノブ７２を調整することにより、エア制御弁４６を操作することができるようになっている。シール６８が開状態にあると、エア供給口３８から供給された加圧エアが、ガンハンドル部３２内の流路を通って発電機５６やスプレーノズル組立体３４に流動する。

流体用ニードル７４は、静電式スプレーガン１２を流動する加圧流体を制御するための流体弁の一部を構成する。トリガ４８の操作により、キャップ７６を介してトリガ４８に連結された流体用ニードル７４が直ちに移動する。キャップ７６とトリガ４８との間にはスプリング７８が配設され、流体用ニードル７４を閉位置に付勢している。流体用ニードル７４は、ガン胴体部３０を通ってスプレーノズル組立体３４まで延設されている。

スプレーノズル組立体３４は、シートハウジング８０、ガスケット８１、ノズル８２、エアキャップ８４、及び保持リング８６を備えている。エアアシスト式の装置の場合、流体用ニードル７４はシートハウジング８０に係止し、流体管５０からスプレーノズル組立体３４への加圧流体の流動を制御する。ガスケット８１は、シートハウジング８０とノズル８２との間をシールする。ノズル８２は、シートハウジング８０から加圧流体を吐出させる噴出口８７を備えている。電極５４は、エアキャップ８４から延設されている。エアアシスト式の装置の場合、噴出口８７を介して高圧の加圧流体が吐出され、電極５４は噴出口８７からずれた位置にある。高圧の加圧流体が小さな噴出口を通過することによって霧化が生じる。エア噴霧式の装置では、電極と噴出口とが同軸状に位置するように、電極が噴出口から延設される。低圧の加圧流体が大きな噴出口を通過し、エアキャップ８４から供給されるエアの作用によって霧化が行われる。いずれの装置においても、エアキャップ８４は、エア調整器４７Ａ及びエア調整器４７Ｂの設定に基づき、ノズル８２からの流体の霧化及び成形を行うための加圧エアを受け取るための、ポート５２Ａ及びポート５２Ｂ（図２）のようなポートを備えている。別の実施形態として、ポート５２Ａ及びポート５２Ｂのいずれも有さずに、静電式スプレーガン１２を作動させるようにしてもよいし、ポート５２Ａ及びポート５２Ｂの一方のみを有して、静電式スプレーガン１２を作動させるようにしてもよい。

加圧エアの力で発電機５６が作動することにより、電源部５８に電気エネルギが供給され、電源部５８は、これを受けて電極５４に電圧を印加する。電極５４は、ノズル８２から発せられた霧化流体を帯電させるための静電場ＥＦ（図１）を生成する。静電場ＥＦによって生じるコロナ作用により、流体で被覆しようとする目標物に向け、帯電した流体粒子が移動する。保持リング８６は、エアキャップ８４及びノズル８２を、ガン胴体部３０に組み付けた状態で保持し、シートハウジング８０は、ガン胴体部３０内に螺合する。

図４は、発電機表示装置９９を示す、図３の静電式スプレーガン１２の一実施形態の背面図である。図に示すとおり、静電式スプレーガン１２は、図１〜図３に基づき上述したように、エア制御弁４６、エア調整器４７Ａ、エア調整器４７Ｂ、及びハウジング４４を備える。本実施形態において、発電機表示装置９９は、ハウジング４４に設けられて静電式スプレーガン１２の外方から視認可能な、光学式インジケータ１００及び表示画面１０２を備えている。全般に、発電機表示装置９９は、後に詳述するように、静電スプレーに適切な作動状態及び不適切な作動状態の少なくとも一方といった、発電機５６の作動状態を表示可能な、どのような表示機構を備えていてもよい。例えば、光学式インジケータ１００は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、白熱灯、または、それ以外の形式の光学的出力を備えることが可能であり、これらのいずれかで、色、強度、点滅パターン及び点滅速度の少なくとも１つを変化させて、発電機５６（図３）の作動状態を表示することができるようにしてもよい。

表示画面１０２は、静電式スプレーガン１２に関する設定構成及び作動状態情報の少なくとも一方を表示するように構成することができる。表示画面１０２の例には、液晶ディスプレー（ＬＣＤ）、ＬＥＤディスプレー、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレー、セグメントディスプレー、ピクセルグリッドディスプレー、またはその他の形式の電子表示装置が含まれる。表示画面１０２は、発電機５６によって生成された発電電流の周波数、発電機５６のロータの回転速度、または静電式スプレーガン１２の作動及び維持管理の少なくとも一方に関する情報を表示することが可能である。一例として、静電式スプレーガン１２が光学式インジケータ１００を備えずに、発電機５６の作動状態の表示を表示画面１０２で行うようにしてもよい。図４には、光学式インジケータ１００及び表示画面１０２を両方とも備えるものとして例示しているが、別の例として、発電機表示装置９９が、１以上の光学式インジケータ１００及び表示画面１０２を備えるようにすることもできる。例えば、一例として、発電機表示装置９９が、光学式インジケータ１００を備える一方、表示画面１０２を備えていないようにしてもよい。別の例として、図４に示す例のように、発電機表示装置９９が、光学式インジケータ１００及び表示画面１０２を両方とも備えていてもよい。

図５は、発電機５６及び発電機表示装置９９の構成部材を示す、図３の静電式スプレーガン１２の一実施形態の概略構成図である。図示のとおり、静電式スプレーガン１２は、発電機５６、電源部５８、リボンケーブル６０、発電機表示装置９９、コントローラ１０４Ａ、及びコントローラ１０４Ｂを備えている。発電機表示装置９９は、光学式インジケータ１００を備え、本実施形態では、光学式インジケータ１００が、表示灯１０６、及び表示画面１０２を備えている。発電機５６は、インペラ１１０、シャフト１１２、ロータ１１４、及びステータ１１６を備える。

インペラ１１０、シャフト１１２、ロータ１１４、及びステータ１１６は、発電機ハウジング（図示せず）の内部に設けることができる。ロータ１１４は、シャフト１１２に取り付けられ、ステータ１１６の内周面の内側に挿入されている。シャフト１１２に取り付けられたローラ１１４が、ステータ１１６内で回転することができるように、シャフト１１２は回転自在となっている。作動時には、加圧エアが発電機ハウジング内に導入され、インペラ１１０に回転を発生させることで、シャフト１１２及び１１４を回転させる。ロータ１１４がステータ１１６内で回転すると交流電流が発生し、この交流電流は、リボンケーブル６０を介して電源部５８に供給される。交流電流の周波数は、ステータ１１６内におけるロータ１１４の回転速度に関連したものとなる。ロータ１１４の回転速度が上昇すると、その結果として得られる交流電流の周波数が上昇する。同様に、ロータ１１４の回転速度が低下すると、その結果として得られる交流電流の周波数が低下する。従って、発電機５６によって生成される交流電流の周波数は、ステータ１１６内におけるロータ１１４の回転速度を表すものとすることが可能である。更に、電極５４（図３）に発生する電圧は、発電機５６によって電源部５８に供給される交流電流の周波数に関連したものとなる。ロータ１１４の回転速度が低いと、静電式スプレーガン１２に十分な電力を供給することができず、ロータ１１４の回転速度が上昇するのに従い、電極５４における電圧も上昇して、最大出力で最大電圧に達する。この点から更に回転速度を上昇させても、更なる電力を得ることはできない。最大効率は、ロータ１１４を最大出力に（これを超えることなく）駆動することで、静電式スプレーを行う際に、電極５４に最大電圧を生じさせて粒子のイオン化を行うことにより得られる。一例として、電源部５８は、発電機５６から受け取った交流電流を直流電流に変換する交直変換器を備えていてもよく、変換された直流電流は、静電式スプレーを行うための電圧（例えば、２０〜１００ｋＶの電圧）を誘起するべく、電極５４に供給される。一例として、電源部５８は、電極５４に供給する電圧を上昇させる昇圧回路を備えていてもよい。

コントローラ１０４Ａは、電源部５８及びリボンケーブル６０の少なくとも一方を介して、発電機５６に接続されている。即ち、図５の例では、コントローラ１０４Ａが、電源部５８を介して発電機５６に接続されているが、別の例として、リボンケーブル６０などを介し、発電機５６に直接的にコントローラ１０４Ａを接続するようにしてもよい。一例として、コントローラ１０４Ａを電源部５８の一部とすることも可能である。例えば、一例において、コントローラ１０４Ａは、電源部５８の１以上の作動の切り換えを調整するというような、電源部５８の１以上の作動を制御するように構成することができる。

表示画面１０２及び表示灯１０６は、それぞれコントローラ１０４Ｂと組み合わされている（例えば、電気的に接続されている）。コントローラ１０４Ｂは、カップリング１０５を介し、コントローラ１０４Ａと接続されている（例えば、電気的接続、または１以上のネットワーク接続を介した通信による接続など）。コントローラ１０４Ａ及びコントローラ１０４Ｂ（以下、総称してコントローラ１０４とする場合がある）は、発電機表示装置９９の作動を制御し、ロータ１１４の回転速度に関する表示出力を行うことにより、発電機５６の作動状態が、静電式スプレーを行う上で適切な作動状態に相当するとの表示、及び発電機５６の作動状態が、静電式スプレーを行う上で不適切な作動状態に相当するとの表示の少なくとも一方を行うように構成することができる。

コントローラ１０４は、静電式スプレーガン１２内において実行する機能上の指令及び処理指令の少なくとも一方を行うように構成することができる。例えば、コントローラ１０４が、静電式スプレーガン１２の１以上の記憶媒体（図示せず）に記憶させた指令を処理し、ロータ１１４の回転速度に関する表示出力を行うことができるようにしてもよい。コントローラ１０４の例には、プロセッサ、マイクロプロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、書き換え可能ゲートアレイ（ＦＧＰＡ）、及びそれ以外の同等なディスクリートの、もしくは集積した論理回路のうちのいずれか１つまたは複数を含めることができる。記憶媒体の例には、揮発性メモリ及び不揮発性メモリの少なくとも一方を含めることができる。例えば、このような記憶媒体には、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、及びそれ以外の形式の揮発性メモリを含めることができる。同様に、記憶媒体として、磁気ハードディスク、光ディスク、フロッピーディスク、フラッシュメモリ、電気的プログラマブルメモリ（ＥＰＲＯＭ）、または電気的消去可能プログラマブルメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）といった、不揮発性の記憶媒体を含めることも可能である。一例において、後述する図６の例のように、静電式スプレーガン１２は、単一のコントローラ１０４を備えていてもよい。即ち、一例として、複数のコントローラ１０４によって得られ、複数のコントローラ１０４に割り振られていた機能を、単一のコントローラ１０４で実現するようにしてもよい。また、図５には、２つのコントローラ１０４を備えた例を示したが、別の例として、静電式スプレーガン１２が３以上のコントローラ１０４を備えるようにしてもよい。このような例では、複数のコントローラ１０４によって得られる機能を、これら複数のコントローラ１０４に割り振ることができる。

図示するように、発電機表示装置９９は、表示灯１０６を備えていてもよい。図５の例では、表示灯１０６がコントローラ１０４Ｂに組み合わされている（例えば、電気的に接続されている）。この例では、表示灯１０６がハウジング４４に設けられ、ハウジング４４の外から表示灯１０６を視認できるようになっている。表示灯１０６は、ＬＥＤ、白熱灯、またはそれ以外の形式の光学的なインジケータとすることが可能であり、これらのいずれかで、色、強度、点滅パターン及び点滅速度の少なくとも１つを変化させて、発電機５６の作動状態を表示することができるようにしてもよい。

ここに開示する技術により、コントローラ１０４は、発電機表示装置９９を介し、発電機５６の作動状態の表示を行うように構成することができる。例えば、コントローラ１０４は、発電機表示装置９９を介し、発電機５６の作動状態が、静電式スプレーを行うには不適切な作動状態に相当することを表示するようにしてもよい。同様に、コントローラ１０４は、発電機５６の作動状態が、静電式スプレーを行う上で適切な作動状態に相当すること、及び適切な作動状態の範囲内にあることの少なくとも一方を表示するようにしてもよい。

一例として、不適切な作動状態は、発電機５６が生成する交流電流の周波数が、静電式スプレーを行うには不十分な電気エネルギに対応する周波数（例えば、有効な静電式スプレーが可能な高さの電圧を電極５４に生成するには不十分な電気エネルギしか得られない周波数）の範囲内にある状態とすることができる。もう１つの例として、不適切な作動状態は、発電機５６が生成する交流電流の周波数が、発電機５６の構成部品に過度の摩耗を生じうるような、ロータ１１４の過剰な回転速度に相当する周波数の範囲内にある状態とすることができる。適切な作動状態は、交流電流の周波数が、静電式スプレーを行う上で十分な電気エネルギに対応する周波数（例えば、有効な静電式スプレーが可能な高さの電圧を電極５４に生成する上で十分な電気エネルギが生成される周波数）の範囲内にある状態とすることができる。幾つかの例においては、これらの周波数の範囲が相互に重複するものとはなっておらず、不十分な電気エネルギに対応する周波数の範囲の上限周波数が、十分な電気エネルギに対応する周波数の範囲の下限値より低く、十分な電気エネルギに対応する周波数の範囲の上限値が、ロータ１１４の過剰な回転速度に相当する周波数の範囲の下限値より低くなっている。

作動時、コントローラ１０４は、例えば、発電機５６が生成した交流電流のゼロ交差の周波数を検知することで、当該交流電流の周波数を検出することができる。上述したように、交流電流の周波数は、ロータ１１４の回転速度に関連しているので、交流電流の周波数を、ロータ１１４の回転速度を表すものと見なすことができる。一例として、コントローラ１０４Ａは、（例えば、発電機５６が生成した交流電流の周波数情報を介して）ロータ１１４の回転速度を表す信号を受け取り、ロータ１１４の回転速度（及び交流電流の周波数の少なくとも一方）が、静電式スプレーを行う上で不適切な作動状態に相当するか否かの判定、及びロータ１１４の回転速度（及び交流電流の周波数の少なくとも一方）が、静電式スプレーを行う上で適切な作動状態に相当するか否かの判定の少なくとも一方を行うことが可能である。このような例の場合、コントローラ１０４Ａは、判定した作動状態の信号を、カップリング１０５を介してコントローラ１０４Ｂに出力することが可能であり、コントローラ１０４Ｂは、これを受けて、発電機表示装置９９（即ち、表示灯１０６及び表示画面１０２の少なくとも一方）に作動状態の表示を行わせる。もう１つの例として、コントローラ１０４Ａは、ロータ１１４の回転速度を表す信号を受け取り、カップリング１０５を介して、回転速度の情報（及び交流電流の周波数の情報の少なくとも一方）をコントローラ１０４Ｂに出力することが可能である。このような例の場合、コントローラ１０４Ｂは、ロータ１１４の回転速度（及び交流電流の周波数の少なくとも一方）が、静電式スプレーを行う上で不適切な作動状態に相当するか否かの判定、及びロータ１１４の回転速度（及び交流電流の周波数の少なくとも一方）が、適切な作動状態に相当するか否かの判定の少なくとも一方を行い、発電機表示装置９９に作動状態の表示を行わせることが可能である。

コントローラ１０４は、例えば、発電機５６が生成した交流電流の周波数が、有効な静電式スプレーを行う上で不十分な電気エネルギに対応した第１の周波数範囲内にあることを示す第１の表示を行うことにより、発電機５６の運転状態が、不適切な運転状態に相当することを表示してもよい。一例として、この第１の周波数範囲は、４００Ｈｚ未満とすることができる。コントローラ１０４は、第１の表示とは異なる表示として、発電機５６の作動状態が、静電式スプレーを行う上で適切な作動状態の範囲にあることを示す第２の表示を行うようにしてもよい。例えば、コントローラ１０４は、発電機５６が生成した交流電流の周波数が、４００Ｈｚから７５０Ｈｚまでの周波数範囲といった、有効な静電式スプレーを行う上で十分な電気エネルギに対応した第２の周波数範囲内にあるとの判定に従って、第２の表示を行ってもよい。一例として、コントローラ１０４は、第１の表示及び第２の表示のいずれとも異なる表示として、例えば、発電機５６が生成した交流電流の周波数が、ロータ１１４の過剰な回転速度に相当する第３の周波数範囲内にあるとの判定に従って、第３の表示を行うことにより、発電機５６の作動状態が不適切な作動状態に相当することを示す表示を行うようにしてもよい。一例として、この第３の周波数範囲は、７５０Ｈｚより高い周波数の範囲とすることができる。

コントローラ１０４は、発電機表示装置９９を介し、第１の表示（例えば、不十分な電気エネルギに対応する周波数範囲に関連した表示）、第２の表示（例えば、十分な電気エネルギに対応する周波数範囲に関連した表示）、及び第３の表示（例えば、ロータ１１４の過剰な回転速度に相当する周波数範囲に関連した表示）のうちの１つ以上を表示できるようにしてもよい。例えば、コントローラ１０４は、表示灯１０６（例えばＬＥＤ）に、（例えば、交流電流の周波数に基づき）ロータ１１４の回転速度を表す色で発光させるようにしてもよい。例えば、コントローラ１０４は、発電機５６が生成した交流電流の周波数が、第１の周波数範囲（例えば、４００Ｈｚ未満）内にあるとの判定に従い、表示灯１０６を第１の色（例えば黄色）で発光させ、交流電流の周波数が、第２の周波数範囲（例えば、４００Ｈｚから７５０Ｈｚまでの範囲）内にあるとの判定に従い、表示灯１０６を第２の色（例えば緑色）で発光させ、交流電流の周波数が、第３の周波数範囲（例えば、７５０Ｈｚより高い範囲）内にあるとの判定に従い、表示灯１０６を第３の色（例えば赤色）で発光させるようにしてもよい。

別の例として、コントローラ１０４は、パターンを変化させながら可変速度で表示灯１０６を点滅させ、または強度を変えながら１または複数の種類の色で表示灯１０６を発光させることで、発電機表示装置９９を介してロータ１１４の回転速度に関する表示を行うことが可能である。例えば、コントローラ１０４は、発電機５６が生成した交流電流の周波数が、第１の周波数範囲内にあるとの判定に従い、第１の速度及び第１のパターンの少なくとも一方で表示灯１０６を点滅させ、発電機５６が生成した交流電流の周波数が、第２の周波数範囲内にあるとの判定に従い、第２の速度及び第２のパターンの少なくとも一方で表示灯１０６を点滅させ、発電機５６が生成した交流電流の周波数が、第３の周波数範囲内にあるとの判定に従い、第３の速度及び第３のパターンの少なくとも一方で表示灯１０６を点滅させてもよい。また、別の例として、コントローラ１０４は、発電機表示装置９９の表示画面１０２により、ロータ１１４の回転速度を表示するようにしてもよい。全般に、コントローラ１０４は、発電機表示装置９９を介し、様々な作動状態を判別可能とする様々な方法で、ロータ１１４の回転速度に関する表示（従って、発電機５６の作動状態に関する表示）を行うことが可能である。

従って、コントローラ１０４は、発電機５６の作動状態が適切であることを示すこと、及び不適切であることを示すことの少なくとも一方が可能な、ロータ１１４の回転速度（従って、発電機５６が生成する交流電流の周波数）に関する表示を行うように構成することができる。このように、ここに開示する技術により、静電式スプレーガンの作業者は、（例えば、発電機５６に動力を与える加圧エアにより）発電機の発電周波数を調整することで、有効な静電式スプレーに対応した作動状態を得ることができると共に、ロータ１１４の過剰な回転速度の結果として生じうる、シャフト１１２のベアリングなどのような発電機５６の構成部品における摩耗を最小限に抑える上での一助とすることができる。

図６は、発電機５６及び発電機表示装置９９の構成部材を示す、図３の静電式スプレーガン１２のもう１つの実施形態の概略構成図である。図示のとおり、静電式スプレーガン１２は、発電機５６、電源部５８、リボンケーブル６０、発電機表示装置９９、コントローラ１０４、及び光カップラ１０７を備えている。発電機表示装置９９は、光学式インジケータ１００を備え、本実施形態では、光学式インジケータ１００が、表示灯１０６、及び光学的出力装置１０８を備えている。この例では、表示灯１０６がハウジング４４（図３）内に設けられ、コントローラ１０４と組み合わされている（例えば、電気的に接続されている）。光学的出力装置１０８は、ハウジング４４に配設されており、静電式スプレーガン１２の外方から視認することが可能である。光学的出力装置１０８は、開口、窓、またはそれ以外の光学的出力機構とすることが可能であり、光カップリング１０７（例えば光ファイバ）を介し、表示灯１０６から受け取った光を放出することができるようになっている。

コントローラ１０４は、（例えば、発電機５６が生成する交流電流の周波数の情報を介して）ロータ１１４の回転速度を表す信号を受け取り、表示灯１０６を介し、ロータ１１４の回転速度に関する表示を行って、発電機５６の作動状態を表示する。作動時、表示灯１０６が発した光は、光カップラ１０７により光学的表示装置１０８に伝達され、この光学的表示装置１０８は、静電式スプレーガン１２の外方から視認可能となっている。従って、静電式スプレーガン１２は、発電機５６の作動状態が、静電式スプレーを行う上で不適切な作動状態に相当することを示す表示、及び発電機５６の作動状態が、静電式スプレーを行う上で適切な作動状態に相当することを示す表示の一方または両方を行うことができるように構成されている。このように、ここに示す技術により、例えば、（インペラ１１０を介して）発電機５６を駆動するエアの過剰な加圧等に起因した、ロータ１１４の過剰な回転速度の結果として生じうる、発電機５６の構成部品における不適切な摩耗を最小限に抑える上での一助としつつ、有効な静電式スプレーを行うことが可能となる。

本発明に関し、好ましい実施形態に基づいて説明したが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態を詳細にわたって変更可能であることは、当業者が理解しうるものである。

Claims (16)

1. スプレーノズル組立体と、
   外周面と内周面とを有したステータ、及び前記ステータの前記内周面の内側に配置されたロータを備え、前記ロータが前記ステータ内で回転することにより、交流電流を発生する発電機と、
   前記スプレーノズル組立体に近接して配置され、前記発電機から電気エネルギを受け取る電極と、
   前記発電機と組み合わされ、前記ロータの回転速度に関する表示を行うように構成された少なくとも１つのコントローラとを備え、
   前記ロータの回転速度に関する表示は、前記発電機によって生成される交流電流の周波数に関する表示からなり、
   前記交流電流の周波数に関する表示は、
   前記交流電流の周波数が、静電式スプレーを行う上で不十分な電気エネルギに対応した第１の周波数範囲内にあることを示す第１の表示と、
   前記交流電流の周波数が、静電式スプレーを行う上で十分な電気エネルギに対応した第２の周波数範囲内にあることを示す第２の表示と、
   前記交流電流の周波数が、前記ロータの過剰な回転速度に対応した第３の周波数範囲内にあることを示す第３の表示とを含む
   ことを特徴とする静電式スプレーガン。
2. 前記コントローラに接続された光学式インジケータ発光体を更に備え、
   前記コントローラは、前記光学式インジケータ発光体を介し、前記ロータの回転速度に関する表示を行うように構成される
   ことを特徴とする請求項１に記載の静電式スプレーガン。
3. 前記光学式インジケータ発光体は、発光ダイオード（ＬＥＤ）を備えることを特徴とする請求項２に記載の静電式スプレーガン。
4. 少なくとも前記発電機、前記コントローラ、及び前記光学式インジケータ発光体を取り囲むスプレーガンハウジングと、
   前記スプレーガンハウジングに設けられ、前記光学式インジケータ発光体と光学的に接続された光学的出力装置と
   を更に備えることを特徴とする請求項３に記載の静電式スプレーガン。
5. 前記光学的出力装置は、光ファイバを介して前記光学式インジケータ発光体と光学的に接続されることを特徴とする請求項４に記載の静電式スプレーガン。
6. 前記コントローラは、少なくとも、第１コントローラと、前記第１コントローラに接続された第２コントローラとを備え、
   前記第１コントローラは、前記発電機に接続されて、前記ロータの回転速度を表す信号を受け取り、
   前記第２コントローラは、前記第１コントローラから前記ロータの回転速度を表す信号を受け取って、前記光学式インジケータ発光体を介し、前記回転速度に関する表示を行うように構成される
   ことを特徴とする請求項２に記載の静電式スプレーガン。
7. 前記コントローラは、少なくとも、
   前記交流電流の周波数が、静電式スプレーを行う上で不十分な電気エネルギに対応した前記第１の周波数範囲内にあるとの判定に従い、前記光学式インジケータ発光体を第１の色で発光させ、
   前記交流電流の周波数が、静電式スプレーを行う上で十分な電気エネルギに対応した前記第２の周波数範囲内にあるとの判定に従い、前記光学式インジケータ発光体を第２の色で発光させ、
   前記交流電流の周波数が、前記ロータの過剰な回転速度に対応した前記第３の周波数範囲内にあるとの判定に従い、前記光学式インジケータ発光体を第３の色で発光させる
   ことにより、前記光学式インジケータ発光体を介して前記ロータの回転速度に関する表示を行うように構成される
   ことを特徴とする請求項２に記載の静電式スプレーガン。
8. 前記第１の周波数範囲の上限周波数は、前記第２の周波数範囲の下限周波数より低く、
   前記第２の周波数範囲の上限周波数は、前記第３の周波数範囲の下限周波数より低い
   ことを特徴とする請求項７に記載の静電式スプレーガン。
9. 前記第１の色は黄色からなり、
   前記第２の色は緑色からなり、
   前記第１の色は赤色からなる
   ことを特徴とする請求項７に記載の静電式スプレーガン。
10. 少なくとも前記発電機及び前記コントローラを取り囲むスプレーガンハウジングと、
    前記スプレーガンハウジングに設けられ、前記コントローラに接続された表示画面とを更に備え、
    前記コントローラは、前記表示画面を介して前記ロータの回転速度に関する表示を行うように構成される
    ことを特徴とする請求項１に記載の静電式スプレーガン。
11. ハウジングと、
    前記ハウジング内に配設されたエア駆動式の発電機であって、外周面と内周面とを有したステータ、及び前記ステータの前記内周面の内側に配置されたロータを備え、前記ロータが前記ステータ内で回転することにより、交流電流を発生する発電機と、
    スプレーノズル組立体と、
    前記スプレーノズル組立体に近接して配置され、前記発電機から電気エネルギを受け取る電極と、
    前記ロータの回転速度に関する表示を行うように構成されたインジケータとを備え、
    前記ロータの回転速度に関する表示は、前記発電機によって生成される交流電流の周波数に関する表示からなり、
    前記交流電流の周波数に関する表示は、
    前記交流電流の周波数が、静電式スプレーを行う上で不十分な電気エネルギに対応した第１の周波数範囲内にあることを示す第１の表示と、
    前記交流電流の周波数が、静電式スプレーを行う上で十分な電気エネルギに対応した第２の周波数範囲内にあることを示す第２の表示と、
    前記交流電流の周波数が、前記ロータの過剰な回転速度に対応した第３の周波数範囲内にあることを示す第３の表示とを含む
    ことを特徴とする静電式スプレーガン。
12. 前記インジケータは、前記ハウジングに設けられて前記ロータの回転速度に関する色の発光が可能な光学的出力装置を備えることを特徴とする請求項１１に記載の静電式スプレーガン。
13. 前記インジケータは、前記ハウジングに設けられて前記ロータの回転速度に関する色の発光が可能な発光ダイオード（ＬＥＤ）を備えることを特徴とする請求項１１に記載の静電式スプレーガン。
14. 前記インジケータは、前記ハウジングの外側に設けられた表示画面を備えることを特徴とする請求項１１に記載の静電式スプレーガン。
15. スプレーノズル組立体と、
    外周面と内周面とを有したステータ、及び前記ステータの前記内周面の内側に配置されたロータを備え、前記ロータが前記ステータ内で回転することにより、交流電流を発生する発電機と、
    前記スプレーノズル組立体に近接して配置され、前記発電機から電気エネルギを受け取る電極と、
    前記発電機の作動状態が、静電式スプレーを行う上で不適切な作動状態に相当することを示す表示を行うように構成されたインジケータとを備え、
    前記発電機の作動状態が、前記不適切な作動状態に相当することを示す表示は、
    前記発電機によって生成される前記交流電流の周波数が、静電式スプレーを行う上で不十分な電気エネルギに対応した第１の周波数範囲内にあることを示す第１の表示と、
    前記発電機によって生成される前記交流電流の周波数が、前記ロータの過剰な回転速度に対応した第２の周波数範囲内にあることを示す第２の表示とを含む
    ことを特徴とする静電式スプレーガン。
16. 前記インジケータは、更に、前記発電機の作動状態が、静電式スプレーを行う上で適切な作動状態に相当することを示す表示を行うように構成されることを特徴とする請求項１５に記載の静電式スプレーガン。

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