KR0155385B1 - 코팅물질 분배 시스템 - Google Patents

Abstract

정전 고전위가 유지되는 출력 단자를 갖는 정전 고전위 공급원과, 코팅 물질 공급원 및, 코팅 물질 분배용 분배 장치로 이루어지는 코팅 물질 분배 시스템에 관한 것이다. 상기 출력단자는 분배 장치에 의해 분배된 코팅 물질에 전위를 제공하기 위해 연결된다. 상기 분배 장치는 단자로부터 코팅물질 공급원으로의 코팅 물질을 통과하는 전기적 경로를 막는 전압 블록에 의해, 그리고 지면에 연결되고 보호를 위해 내마모성 물질 로그 주위가 둘러싸이는 전기적으로 비절연성의 수지 차폐층이 그 주위에 제공된 전기적으로 비전도성의 도관을 구비하는 긴 튜브에 의해 코팅 물질 공급원에 연결된다. 상기 긴 튜브는 전압 블록과 분배 장치 사이에 연결된다.

Description

코팅 물질 분배 시스템

제1도는 종래 기술 설비의 문제점을 나타내는 부분 상세 횡단면도.

제2도는 본 발명에 따른 시스템의 개략적인 부분 절취 및 부분 단면 측면도.

제3도는 제2도의 시스템을 개략적으로 그리고 확대 도시한 부분 측면도.

제4도는 제3도의 4-4선상에서 취한 제3도의 단면 상세도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 고전위 공급원 12,50 : 출력 단자

14,52 : 도관 22,62 : 미소구멍

28 : 시스템 34 : 로보트 아암

36 : 분배 장치 42 : 전압 블록

48 : 고전압 케이블 49 : 코팅 물질

56 : 내층 58 : 중간 차폐층

60 : 외층

본 발명은 코팅 물질 분배 시스템에 관한 것으로 이는 고전도성 코팅물질을 분배하기 위한 로보트 시스템과 같은 자동화 시스템에 관한 것이다.

전기 전도성 코팅 물질이 지면으로부터 절연될 수 있게 하는 기구를 전압 블록이라 지칭한다. 일부 전압 블록은 예를들어 미합중국 특허 제4,878,622호, 미합중국 특허출원 제07/357,851호 및 PCT/US 89/02473에 그리고 상기 문헌에 인용된 기술 문헌에 기재되어 있다. 이들 인용문헌의 내용은 본원에 참조로 합체되어 있다. 상기 전압 블록이란 용어는 본원 전체에 걸쳐 사용된다. 그러나 상기 장치는 할 수 있는 한 전류의 흐름을 최소화하도록 가능한다. 그렇지 않으면 상기 전류는 높은 정전위로 유지되는 분배 장치로부터 분배되는 전도성 물질을 통해 접지된 코팅 물질 공급원으로 유동하므로써 분배 장치상의 정전위를 낮춘다.

조립라인 방식에서 자동화 설비를 사용하여 수성 페인트와 같은 고전도성 코팅물질로 물품을 코팅시키는데 있어서, 코팅 물질 분배 장치는 예를들어 로보트 아암의 단부에 장착된다. 상기 아암은 바닥 전위로 유지되는 몇몇 전기적으로 고전도성 물질로 이루어진다. 코팅 물질이 이동되는 도관은 로보트 아암을 따라 전압 블록으로부터 분배 장치로 연장된다.

상기 시스템과 관련한 문제는 대전된 고전도성 코팅물질이 로보트 아암의 접지된 표면으로부터 이격되어 있으므로 도관의 벽이 약화된다는 것이다. 도관벽이 약화되면 도관벽에 미소 구멍이 생기고 고전도성 코팅물질이 그 부수적인 오물과 함께 로보트 아암의 내부로 누출되며 로보트 아암으로의 도관 및 미소 구멍내의 전도성 코팅 물질에 고전력 공급이 부족하게 될 수 있다. 이는 코팅되는 물품에 대한 분배 장치를 가로지르는 전위차를 떨어뜨려 물품의 코팅에 부정적인 영향을 끼친다.

미소 구멍 발생현상에 대해 몇몇 설명이 있어왔다. 그중 하나에 따르면, 상기 도관은 고전압의 전도체 주위 절연체로 분석될 수도 있다. 고전압의 전도체가 부적절하게 절연 또는 코로나 억제 설계되면, 전도체의 절연이 곧 약화되어 미소구멍이 형성될 수 있다. 상기 분석에 따르면 부적절하게 설계된다면 수성 페인트와 같은 전도성 코팅 물질을 운반하는 도관은 동일한 현상을 겪게된다. 적절히 설계된 고전압 케이블은 전도체, 불화에틸렌 프로필렌(FEP)또는 폴리에틸렌과 같은 절연체로서의 고전항성 물질의 두께, 지면에 연결되는 주위 전도성 물질로된 둘러싸는 층 및, 조립체를 기계적 마모로부터 보호하기 위한 내마모성 물질로된 층을 갖는다.

전도성 코팅 물질을 운반하는 도관내의 미소 구멍 형성 문제에 대한 다른 설명에 의하면 도관내의 전도성 코팅 물질이 갖는 전하가 도관 외측으로부터 밀접하게 이격된 지점과 반대의 도관벽에 집중한다는 것이다. 그 결과 도관의 절연벽을 가로지르는 계(field)가 상기 지점에 접중된다. 도관의 벽을 구성하는 물질은 상기 지점 부근의 그리고 그로인해 미소구멍 부근의 높은 계강도에 의해 화학적으로 분쇄되기 시작한다.

그러나 미소구멍은 형성되고 이는 상기 이유로인해 상기 종류의 설비에서 계속 큰 문제가 된다.

본 발명에 따르면, 코팅 물질 분배 시스템은 정전 고전위가 유지되는 출력 단자를 갖는 정전 고전위 공급원, 코팅 물질 공급원, 코팅 물질 분배용 분배 장치 및, 상기 분배 장치를 코팅 물질 공급원에 연결하기 위한 수단을 구비한다. 상기 출력 단자는 분배 장치에 의해 분배된 코팅 물질에 전위를 제공하기 위해 연결된다. 상기 분배 장치를 코팅 물질 공급원에 연결시키기 위한 수단은 단자로부터 코팅 물질 공급원으로 코팅 물질을 통과하는 전기적 경로를 막기 위해 전압 블록을 구비한다. 상기 분배 장치를 코팅 물질 공급원에 연결시키기 위한 수단은 또한 전압 블록과 분배 장치사이에 연결된 비절연성 차폐층이 그 주위에 제공되는 전기적으로 비전도성의 긴 도관을 구비한다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 전기적으로 비절연성의 차폐층은 지면에 연결된다. 예를들어 상기 전기적으로 절연성의 차폐층은 분배 장치 부근의 지면에 접속된다. 또한 내마모성 물질로된 층이 전기적으로 비전도성의 차폐물을 둘러싼다.

상기 전기적으로 비전도성의 도관은 불화에틸렌 프로필렌과 폴리에틸렌으로 이루어지는 군에서 선정된다.

또한, 상기 전압 블록은 긴 탄성 도관과, 분배 장치로의 코팅 물질유동을 여러개의 분리된 코팅 물질 슬러그로 분할하기 위해 상기 긴 탄성도관을 여러 접촉점에서 이동 가능하게 접촉시키기 위한 수단을 갖는 연동 장치를 구비한다.

본 발명은 하기 설명과 본 발명을 설명하는 첨부 도면을 참고하므로써 잘 이해될 수 있을 것이다.

제1도에 도시되어 있듯이, 전도성 코팅 물질을 분배하기 위한 종래 기술의 장치는 고전위 공급원(10) 및, 전압 블록(도시되지 않음)과 분배 장치(도시되지 않음)사이에서 도관(14)에 의해 이동되는 고전도성 코팅물질에 연결되는 고전위 출력단자(12)를 구비한다. 폴리에틸렌, FEP 또는 나일론과 같은 전기적으로 비전도성의 물질로된 단일층(16)을 갖는 것으로 도시된 도관(14)은 그 내표면(20)이 바닥 전위로 유지되는 로보트 아암의 내부로 연장된다. 상술되었듯이, 도관(14)을 관통하는 미소구멍(22)이 형성되면 고전도성 코팅물질이 그 부수적인 오물과 함께 로보트 아암의 내부로 누설된다.

제2도에 도시되어 있듯이, 본 발명의 시스템(28)은 헤드가 두 개인 정전식 수상 페인트 분무기의 랜스버그 모델 EMFD와 같은 코팅 분배 장치(36)가 그 아암(34)의 원위단부(32)에 장착되는 제너럴 모터스-화낙 모델 P-150 로보트와 같은 코팅 로보트(30)를 포함한다. 특정한 코팅작업에 사용되는 분배 장치의 적용 및 형태에 따라, 분배 장치(36)는 로보트 아암(34)으로부터 전기적으로 절연되도록 절연 장치(도시되지 않음)에 장착될 필요가 있다.

상기 분배 장치(36)는 예를들어 1991년 3월 22일자로 출원되어 본원 출원인에게 양도된 미합중국 특허출원 제673,594호에 기재된 것과 같은 형식의 전압 블록(42)을 통해 수성 코팅 물질 공급원에 선택적으로 연결된다. 로보트 아암(34)의 원위단부(32)부근에는 매니폴드(도시되지 않음)가 제공되며 이는 코팅 물질의 분배가 적시에 정지될 수 있도록 전압 블록(42)과 분배 장치(36)사이에 연결된다. 상기 매니폴드는 분배되는 코팅 물질의 색 변환 도중과 같은 적절한 때에 분배 장치(36)의 세척 및 건조를 돕기위해 비교적 고압의 압축공기, 비교적 저압의 압축공기 및 용제에 로보트 아암(34)을 통해 연결되는 밸브를 구비한다.

상기 시스템은 또한 고전압 케이블(48)에 의해 분배 장치(36)에 연결되는 여러 가지의 공지된 형식의 것중 하나인 정전 고전위 공급원(46)을 구비한다. 상기의 방식으로 높은 정전위가 코팅 물질에 가해진다. 정전 고전위 공급원(46)의 고전위 출력 단자(50)는 또한 코팅 물질이 전압 블록(42)을 빠져나갈 때 고전도성 코팅물질(49)의 흐름에 직접 연결될 수 있고 이 옵션은 제3도에 도시되어 있다.

제3도 및 제4도에서, 도관(52)은 고전도성 코팅물질(49)을 전압 블록(42)으로부터 로보트 아암(34)의 내부를 통해 매니폴드와 로보트 아암(34)의 원위단부(32)에 있는 분배 장치(36)로 이동시킨다. 상기 도관(52)은 예를들어 FEP또는 폴리에틸렌과 같은 전기적으로 비전도성의 내층(56)과, 예를들어 전도성 폴리에틸렌 또는 플래스틱으로 된 전기적으로 전도성의 중간 차폐층(58) 및, 예를들어 전기적으로 비전도성의 폴리우레탄으로된 내마모성 외층(60)을 구비한다.

상기 차폐층(58)은 로보트 아암(34)의 원위단부(32)에서 접지되는 것으로 도시되어 있다. 그러나 차폐층(58)은 그 길이를 따르는 어떤 지점에서나 접속될 수 있음에 유의해야 한다.

도시된 시스템(28)에 있어서 내층(56)에 미소구멍(62)이 형성되면, 미소구멍(62)의 존재가 즉시 명백해 질 것이다. 단자(50)에서의 출력 전압 크기는 감소할 것이고 단자(50)를 관통하는 출력 전압의 크기는 중간 차폐층(58)에 제공되는 지면으로의 전류 흐름으로 인해 증가할 것이다.

이는 시스템이 폐쇄될 수 있고 코팅 물질(49)이 로보트 아암(34)의 내부로 누설되기 이전에 결점있는 도관(52)이 교체될수 있도록 한다.

Claims (5)

1. 정전 고전위가 유지되는 출력 단자를 갖는 정전 고전위 공급원, 코팅 물질 공급원, 코팅 물질 분배용 분배 장치 및, 상기 분배 장치를 코팅 물질 공급원에 연결하기 위한 수단을 구비하며, 상기 출력단자는 분배 장치에 의해 분배된 코팅 물질에 전위를 제공하기 위해 연결되고, 상기 분배 장치를 코팅 물질 공급원에 연결시키기 위한 수단은 단자로부터 코팅물질 공급원으로 코팅 물질을 지나는 전기적 경로를 막기 위해 전압 블록을 구비하며 또한 지면에 연결된 전기적으로 비절연성의 수지차폐층이 주위에 제공되는 전기적으로 비전도성의 도관을 갖는 긴 튜브를 구비하고, 상기 수지 차폐층은 보호되도록 그 주위에 내마모성 물질로된 층을 가지며, 상기 긴 튜브는 전압 블록과 분배 장치 사이에 연결되는 것을 특징으로 하는 코팅 물질 분배 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 전기적으로 비절연성의 수지 차폐층은 분배 장치 부근의 지면에 연결되는 것을 특징으로 하는 시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 전기적으로 비절연성의 수지 차폐층은 전압 블록 부근의 지면에 연결되는 것을 특징으로 하는 시스템.
4. 제1항 내지 제3항중 어느 한항에 있어서, 전기적으로 비전도성의 도관이 불화에틸렌 프로필렌과 폴리에틸렌으로 이루어지는 군에서 선정되는 것을 특징으로 하는 시스템.
5. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 긴 탄성 도관과, 분배 장치로의 코팅 물질 유동을 여러개의 분리된 코팅 물질 슬러그로 분할하기 위해 상기 긴 탄성 도관을 여러 접촉점에서 이동가능하게 접촉시키기 위한 수단을 갖는 연동장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 시스템.