KR102654205B1 - 정전기 스프레이 건 상에 외부 대전 프로브의 장착 - Google Patents

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KR102654205B1 KR1020217035740A KR20217035740A KR102654205B1 KR 102654205 B1 KR102654205 B1 KR 102654205B1 KR 1020217035740 A KR1020217035740 A KR 1020217035740A KR 20217035740 A KR20217035740 A KR 20217035740A KR 102654205 B1 KR102654205 B1 KR 102654205B1
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아밀리아 제이. 스텍
엘리사 제이. 맥클라인
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그라코 미네소타 인크.
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Abstract

정전기 스프레이 건(100)을 위한 장착 구성은 제1 전도성 요소를 둘러싸는 제1 비전도성 본체를 갖는 프로브 및 정전기 스프레이 건으로부터 연장되고 제2 전도성 요소를 둘러싸는 제2 비전도성 본체를 갖는 프로브 장착부를 포함한다. 장착 구성은 제2 비전도성 본체 주위에 배치되고 제1 비전도성 본체와 인터페이싱하도록 구성된 제1 엘라스토머 링(140)을 포함한다. 제1 엘라스토머 링(140)은 프로브가 홈 위치에 고정되도록 정전기 스프레이 건(100)으로부터 멀어지게 제1 비전도성 본체를 편향시키기 위해 제1 비전도성 본체 상에 힘을 가하도록 구성된다. 제1 비전도성 본체 및 제2 비전도성 본체 중 하나로부터 연장하는 핀(128)은 제1 비전도성 본체 및 제2 비전도성 본체 중 다른 하나에 형성된 노치(138)에 안착된다.

Description

정전기 스프레이 건 상에 외부 대전 프로브의 장착
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 A. Stech 및 E. McCline에 의해 2019년 4월 5일자로 출원된 "EXTERNAL CHARGING PROBE ON ELECTROSTATIC SPRAY GUN"라는 명칭의 미국 가출원 제62/829,996호의 이익을 주장한다.
기술 분야
본 발명은 전반적으로 정전기 스프레이 건에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 정전기 스프레이 건에 외부 대전 프로브를 장착하는 것에 관한 것이다.
정전기 스프레이 건은 일반적으로 접지된 물체에 페인트 또는 분말과 같은 코팅을 스프레이하는 데 사용된다. 정전기 스프레이 건은 통상적으로 건을 통해 전하를 전달하여 페인트 또는 분말에 전하를 부여하고, 페인트 또는 분말은 기계적 또는 압축 공기 스프레이에 의해 접지된 물체를 향해 스프레이된다. 페인트 또는 분말은 강한 정전하로 인해 접지된 물체를 향해 가속된다.
일반적으로, 정전기 스프레이 건은 고전압을 사용하여 전하를 생성하고, 전하는 스프레이 건을 통해 이동하고 외부 프로브를 통해 이동할 수 있다. 정전기 스프레이 건 및 프로브를 통해 이동하는 고전압으로부터 사용자를 절연하고 프로브의 쉽고 견고한 장착을 용이하게 하는 정전기 스프레이 건을 구성하는 것이 바람직하다.
정전기 스프레이 건을 위한 장착 구성은 제1 전도성 요소를 둘러싸는 제1 비전도성 본체를 갖는 프로브 및 정전기 스프레이 건으로부터 연장되고 제2 전도성 요소를 둘러싸는 제2 비전도성 본체를 갖는 프로브 장착부를 포함한다. 장착 구성은 제2 비전도성 본체 주위에 배치되고 제1 비전도성 본체와 인터페이싱하도록 구성된 제1 엘라스토머 링을 포함한다. 제1 엘라스토머 링은 프로브가 홈 위치에 고정되도록 정전기 스프레이 건으로부터 멀어지게 제1 비전도성 본체를 편향시키기 위해 제1 비전도성 본체 상에 힘을 가하도록 구성된다. 제1 비전도성 본체 및 제2 비전도성 본체 중 하나로부터 연장하는 핀은 제1 비전도성 본체 및 제2 비전도성 본체 중 다른 하나에 형성된 노치에 안착된다.
정전기 스프레이 건에 프로브를 장착하는 방법은 프로브 장착부에 대한 시작 위치에서 정전기 스프레이 건 상에 프로브를 위치 설정하는 단계 및 프로브의 핀이 프로브 장착부의 플랜지의 간극을 통과하도록 프로브를 프로브 장착부 상으로 그리고 시작 위치로 시프트시키는 단계를 포함한다. 방법은 정전기 스프레이 건에 대해 프로브를 회전시키는 단계를 포함하고 핀은 핀이 정전기 스프레이 건과 플랜지 사이에 배치되도록 프로브 장착부 상에 형성된 플랜지 옆으로 이동한다. 방법은, 프로브 장착부 상에 장착되고 프로브와 인터페이싱하는 엘라스토머 링에 의해, 프로브를 정전기 스프레이 건으로부터 멀어지게 편향시키고, 프로브가 홈 위치에 안착되도록 엘라스토머 링에 의해 핀이 플랜지의 노치에 진입하여 노치에 위치되게 하는 단계를 포함한다.
도 1a는 정전기 스프레이 건의 사시도이다.
도 1b는 도 1a에 도시된 것과 반대쪽을 도시하는, 긴 프로브를 갖는 정전기 스프레이 건의 다른 사시도이다.
도 1c는 짧은 프로브를 갖는 도 1b에 도시된 정전기 스프레이 건의 사시도이다.
도 1d는 프로브 장착부를 도시하기 위해 프로브가 제거된 정전기 스프레이 건의 일부의 사시도이다.
도 1e는 프로브 장착부를 도시하기 위해 프로브가 제거된 정전기 스프레이 건의 일부의 평면도이다.
도 1f는 프로브 장착부를 도시하기 위해 프로브가 제거된 정전기 스프레이 건의 일부의 측면도이다.
도 2a는 정전기 스프레이 건에 장착된 긴 프로브를 갖는 정전기 스프레이 건의 상단 단면도이다.
도 2b는 정전기 스프레이 건에 장착된 짧은 프로브를 갖는 정전기 스프레이 건의 상단 단면도이다.
도 3a는 제1 장착 상태의 프로브를 도시하는 확대 단면도이다.
도 3b는 제2 장착 상태의 프로브를 도시하는 확대 단면도이다.
도 4a는 프로브 장착부의 사시도이다.
도 4b는 노치를 갖는 플랜지를 도시하는 프로브 장착부의 배면도이다.
도 4c는 간극을 갖는 플랜지를 도시하는 프로브 장착부의 정면도이다.
도 5a는 시작 위치에 인접한 프로브의 단면도이다.
도 5b는 시작 위치와 홈 위치 중간에 있는 프로브의 단면도이다.
도 5c는 홈 위치에 있는 프로브의 단면도이다.
도 6a는 정전기 스프레이 건에 대한 시작 위치에 있는 프로브를 도시하는 부분 등각 투영도이다.
도 6b는 시작 위치와 홈 위치 중간에 있는 프로브를 도시하는 부분 등각 투영도이다.
도 6c는 홈 위치에 있는 프로브를 도시하는 부분 등각 투영도이다.
도 7은 프로브가 홈 위치에 있을 때 핀 및 노치의 일 실시예를 도시한다.
정전기 스프레이 건은 특히 조립 조인트에서 전류 누설을 경험할 수 있다. 이러한 누설은 사용자에게 감전 위험이 될 수 있다. 그러나, 대전 프로브의 제거와 같이 정전기 스프레이 건의 수명 동안 세정 또는 교체를 위해 하위 부품을 제거할 수 있는 것이 유리하다. 본 명세서에는 정전기 스프레이 건에 대한 외부 대전 프로브의 장착 구성이 개시되어 있다. 개시된 장착 구성은 종래의 정전기 스프레이 건과 비교하여 부착 부위를 통한 전류 누설을 감소시킨다. 개시된 장착 구성은 정전기 스프레이 건의 동작 동안 프로브를 홈 위치에 추가로 유지한다.
도 1a는 정전기 스프레이 건(100)의 사시도이다. 도 1b는 도 1a에 도시된 정전기 스프레이 건(100)의 반대쪽을 도시하는, 프로브(108A)를 갖는 정전기 스프레이 건(100)의 다른 사시도이다. 도 1c는 정전기 스프레이 건(100)에 장착된 짧은 프로브(108B)를 갖는 도 1b에 도시된 정전기 스프레이 건(100)의 사시도이다. 도 1d는 프로브 장착부(120)를 도시하기 위해 프로브(108)가 제거된 정전기 스프레이 건(100)의 사시도이다. 도 1e는 프로브 장착부(120)를 도시하기 위해 프로브(108)가 제거된 정전기 스프레이 건(100)의 평면도이다. 도 1f는 프로브 장착부(120)를 도시하기 위해 프로브(108)가 제거된 정전기 스프레이 건(100)의 측면도이다. 도 1a 내지 도 1f는 함께 설명된다. 프로브(108A 및 108B)는 함께 설명될 것이며 집합적으로 프로브(108)로 지칭될 것이다.
도 1a 내지 도 1f는 배럴(102), 핸들(104), 트리거(106), 프로브(108), 프로브 전극(110), 바늘 전극(112), 액체 라인(114), 에어 캡(116), 공기 연결부(118), 바늘 축(N), 장착부 축(M), 및 프로브 축(P)(도 2a 및 도 2b)을 포함하는 정전기 스프레이 건(100)을 도시한다. 정전기 스프레이 건(100)은 핸들(104) 및 트리거(106)에 부착된 배럴(102)을 갖는다. 핸들(104)은 사용자의 손에 편안하게 놓이도록 윤곽 설정된다. 배럴(102)은 동작 동안 사용자의 손 위에 배열되고 트리거(106)는 핸들(104)에 인접하여, 트리거(106)가 사용자의 손가락에 의해 구동될 수 있다.
프로브(108)는 정전기 스프레이 건(100)의 동작 동안 배럴(102)에 연결되고 사용자에 의해 쉽게 제거될 수 있다. 도 1a 및 도 1b는 긴 프로브(108A)를 도시하고 도 1c는 짧은 프로브(108B)를 도시하고 있다. 프로브(108)는 프로브 장착부(120)에 대향하는 프로브(108)의 단부에 위치 설정된 프로브 전극(110)을 포함한다. 프로브 축(P)은 장착부 축(M)을 가로지른다. 몇몇 예에서, 프로브 축(P)은 장착부 축(M)에 직교한다. 몇몇 실시예에서, 프로브(108)는 2개의 위치, 즉 시작 위치와 홈 위치를 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 프로브(108)는 2개보다 많은 위치를 가질 수 있다.
도 1a 내지 도 1c는 홈 위치에 있는 프로브(108)를 도시하고 있다. 배럴(102)은 핸들(104) 반대쪽에 있는 배럴(102)의 단부에 부착된 바늘 전극(112)을 포함한다. 바늘 전극(112)은 정전기 스프레이 건(100)의 바늘 축(N)(도 1e에 도시됨)을 따라 연장된다. 도 1a 및 도 1b는 프로브(108A)가 장착부 축(M)(도 1e에 도시됨)으로부터 멀어지게 바늘 축(N)을 따라 축방향으로 바늘 전극(112)보다 더 연장된다는 것을 도시하고 있다. 프로브(108A)는 프로브(108A)의 프로브 전극(110)이 바늘 전극(112)의 원위 단부를 넘어 축방향으로 연장된다는 점에서 긴 프로브이다. 도 1c는 프로브(108B)가 장착부 축(M)으로부터 멀어지게 바늘 축(N)을 따라 축방향으로 바늘 전극(112)보다 적게 연장된다는 것을 도시하고 있다. 프로브(108B)는 프로브(108B)의 프로브 전극(110)이 바늘 전극(112)의 원위 단부를 넘어 연장되지 않는다는 점에서 짧은 프로브이다. 도시된 예에서, 프로브(108B)는 에어 캡(116)을 포함하는 스프레이 건(100)의 부분과 축방향으로 중첩된다. 프로브(108)는 전기장을 생성하도록 도 1a 내지 도 1c에 도시된 프로브(108A 및 108B)와 다른 길이일 수 있음이 이해된다. 프로브(108)는 바늘 전극(112) 주위의 유체 출구에 근접하여 그리고 프로브 전극(110)과 바늘 전극(112) 사이에 전기장을 생성한다. 생성된 전기장은 전기장을 통과하는 분자를 이온화한다. 프로브 길이는, 예를 들어 전기장을 통과하는 분자의 이온화 효율 및 전극 상의 분자 용착 속도의 감소와 같은 요인에 기초하여 최적화될 수 있다. 예를 들어, 스프레이된 재료가 에어 캡을 빠져나갈 때, 더 긴 프로브는 스프레이 영역으로 연장될 수 있고, 이는 사용자가 프로브 전극을 더 자주 중지하고 세정해야 한다.
액체 라인(114)은 핸들(104) 및 배럴(102)에 부착되고 액체 저장조(도 1a 내지 도 1c에 도시되지 않음)로부터 바늘 전극(112)이 관통 연장되는 에어 캡(116)으로 액체를 전달하도록 구성된다. 액체는, 예를 들어 수성 페인트와 같이 전기장에서 이온화할 수 있는 임의의 액체일 수 있다. 공기 연결부(118)는 핸들(104)에 부착되고, 예를 들어 공기 압축기 또는 압축 공기 탱크와 같은 공기 저장조(도 1a 내지 도 1c에 도시되지 않음)로부터 핸들(104) 및 배럴(102)을 통해 에어 캡(116)으로 공기를 전달한다.
사용 중에, 정전기 스프레이 건(100)은 프로브(108)가 홈 위치에 있을 때 프로브 전극(110)과 바늘 전극(112) 사이에 전기장을 생성할 수 있다. 정전기 스프레이 건은 프로브가 홈 위치에서 우발적으로 노킹된 경우에도 여전히 전기장을 생성할 수 있지만, 개시된 장착 구성은 유리하게는 정전기 스프레이 건의 동작 동안 프로브를 홈 위치에 유지하는 데 도움이 된다. 생성된 전기장은 페인트 분자를 포함하여 전기장을 통해 이동할 때 분자를 이온화한다. 액체 라인(114)으로부터의 액체는 2개의 유체가 에어 캡(116)으로부터 방출될 때 공기 연결부(118)로부터의 공기와 결합된다. 생성된 전기장을 통해 액체가 가속됨에 따라 공기는 액체를 형성하고, 이는 전기장을 통해 이동하는 분자를 이온화하여 대전된 유체 스프레이를 생성한다. 이온화된 분자는 접지된 기판을 향해 흡착된다.
배럴(102) 및 프로브(108)는, 예를 들어 비전도성 폴리머와 같은 임의의 비전도성 재료로 형성될 수 있다. 배럴(102) 및 프로브(108)는 동일한 재료 또는 상이한 재료로 형성될 수 있다. 비전도성 재료는 사용 동안 정전기 스프레이 건을 통해 이동하는 전류로부터 사용자를 보호하는 데 도움이 된다. 예를 들어, 내구성, 비전도성, 중량, 비용 및 사용자의 쾌적함과 같은 고려 사항을 사용하여 배럴(102) 및 프로브(108)에 대한 각각의 재료의 조성을 최적화할 수 있다.
도 2a는 정전기 스프레이 건에 장착된 프로브(108A)를 갖는 정전기 스프레이 건(100)의 상단 단면도이다. 도 2b는 정전기 스프레이 건에 장착된 프로브(108B)를 갖는 정전기 스프레이 건(100)의 상단 단면도이다. 도 2a 및 도 2b는 함께 설명될 것이다. 도 2a 및 도 2b는 정전기 스프레이 건(100), 배럴(102), 프로브(108), 프로브 전극(110), 바늘 전극(112), 에어 캡(116), 프로브 장착부(120), 리세스(122), 돌출부(123), 스프링(124), 공동(125), 와이어(126), 핀(128), 전도성 볼(130), 크라운(131), 저항 와이어(132), 전원(134), 플랜지(136), 바늘 축(N), 장착부 축(M), 및 프로브 축(P)을 도시한다.
프로브(108)는 정전기 스프레이 건(100)의 동작 동안 배럴(102)에 연결되고 사용자에 의해 쉽게 제거될 수 있다. 도 2a는 프로브(108A)를 도시하고 도 2b는 프로브(108B)를 도시하고 있다. 프로브(108)는 장착부 축(M)에 대향하는 프로브(108)의 단부에 위치 설정된 프로브 전극(110)을 포함한다. 프로브(108)는 2개의 위치, 즉 설치 시작시 시작 위치와, 동작 중의 홈 위치를 갖는다. 도 2a 및 도 2b는 홈 위치에 있는 프로브(108)를 도시하고 있다. 배럴(102)은 바늘 축(N)을 따라 핸들(104) 반대쪽에 있는 단부에 부착된 바늘 전극(112)을 포함한다(도 1a 내지 도 1f). 에어 캡(116)은 배럴(102)의 단부에 배치되고 바늘 전극(112)은 바늘 축(N)을 따라 그리고 에어 캡(116)의 중앙 개구를 통해 연장된다. 에어 캡(116)은 액체 및 공기를 지향시켜 혼합하고 액체 및 공기가 에어 캡(116)을 빠져나갈 때 액체를 세분화하는 액체 및 공기 출구를 모두 갖는다. 프로브(108)는 전기장을 생성하고 전기장을 통과하는 분자를 이온화하기 위해 도 2a 및 도 2b에 도시된 것과 다른 길이를 가질 수 있음이 이해된다. 프로브 길이는, 예를 들어 전기장을 통과하는 분자의 이온화 효율 및 전극 상의 분자 용착 속도와 같은 요인에 기초하여 최적화될 수 있다.
프로브(108)는 프로브 장착부(120)를 수용하도록 구성된 리세스(122)를 갖는다. 리세스(122)는 실질적으로 리세스(122)의 중심으로부터 배럴(102)을 향해 장착부 축(M)을 따라 축방향 내향으로 연장하는 원형 돌출부(123)를 포함한다. 스프링(124)은 실질적으로 원형 돌출부(123)의 중앙에 위치 설정되는 공동(125)에 위치 설정된다. 스프링(124)은 프로브 전극(110)으로 연장되고 이에 연결되는 와이어(126)에 부착된다. 핀(128)은 정전기 스프레이 건(100)의 동작 동안 홈 위치에서 프로브(108)를 고정하기 위해 노치(138)(도 4b에서 가장 잘 보임)와 인터페이싱하도록 구성된다. 스프링(124)은 정전기 스프레이 건(100)의 동작 동안 노치(138)에 핀(128)을 고정하기 위해 프로브 장착부(120)로부터 프로브(108)를 푸시하는 힘을 가할 수 있다. 일 실시예에서, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 핀(128)은 프로브(108)에 부착되고 리세스(122) 내로 연장된다. 핀(128)은 프로브 축(P)을 따라 프로브 전극(110)의 반대쪽 프로브 상에 위치 설정된다. 일 실시예에서, 핀(128)은 프로브 장착부(120)에 부착된다. 핀(128)은 리세스(122) 내로 연장되고 정전기 스프레이 건(100)의 동작 동안 프로브 장착부(120) 상에 프로브(108)를 유지하는 것을 돕는다. 일 실시예에서, 핀(128)은 프로브(108) 또는 프로브 장착부(120)로부터 제거가능하고 새로운 핀으로 교체될 수 있다. 예를 들어, 핀(128)은 다른 옵션 중에서 나사형 인터페이스에 의해 프로브(108) 및 프로브 장착부(120) 중 하나에 연결될 수 있다. 핀(128)은 시간이 지남에 따라 마모될 수 있으며 프로브(108) 또는 프로브 장착부(120)와 같은 더 큰 부품이 아닌 핀(128)만 교체하는 능력은 사용자에게 상당한 비용 절감을 제공한다.
프로브 장착부(120)는 배럴(102)에 연결되고 배럴(102)의 에지를 넘어 장착부 축(M)을 따라 축방향으로 연장된다. 프로브 장착부(120)는 다른 옵션 중에서, 예를 들어 인터페이싱 나사 체결, 압입, 또는 접착제와 같은 임의의 원하는 방식으로 배럴(102)에 연결될 수 있다. 몇몇 예에서, 프로브 장착부(120)는, 예를 들어 인터페이싱 나사 체결에 의해 배럴(102)에 제거 가능하게 연결된다. 전도성 볼(130)은 프로브 장착부(120)의 크라운(131) 내에 그리고 장착부 축(M)을 따라 축방향으로 배럴(102)에 대향하여 위치 설정된 프로브 장착부(120)의 단부에 위치 설정된다. 전도성 볼(130)은 저항 와이어(132)의 제1 단부에 부착되고; 전원(134)은 저항 와이어(132)의 제2 단부에 전기적으로 연결된다. 사용 중에, 정전기 스프레이 건(100)은 프로브(108)가 홈 위치에 있을 때 프로브 전극(110)과 바늘 전극(112) 사이에 전기장을 생성할 수 있다. 전원(134)은 저항 와이어(132), 전도성 볼(130), 스프링(124), 및 와이어(126)를 통해 프로브 전극(110)에 전류를 공급한다. 프로브 장착부(120)가 배럴(102)로부터 연장되고 프로브(108)에 의해 수용되는 것으로 설명되지만, 몇몇 예에서, 프로브 장착부(120)는 프로브(108)로부터 연장되고 배럴(102)에 의해 수용될 수 있다는 것이 이해된다. 스프링(124) 및 제1 엘라스토머 링(140)을 비롯하여 프로브 장착부(120)와 프로브(108) 사이의 전기적 및 기계적 인터페이스는 배럴(102) 및/또는 배럴(102) 내의 구성요소와 배럴(102)로 연장되고 배럴에 의해 수용되는 프로브(108) 및/또는 프로브 장착부(120)의 부분 사이에서 배럴(102) 내에 형성될 수 있다. 예를 들어, 프로브 장착부(120)는 프로브(108)에 고정되거나 배럴(102) 내에 수용될 프로브(108)와 일체형 부품으로서 형성될 수 있다.
생성된 전기장은, 예를 들어 페인트 분자를 포함할 수 있는 분자를 전기장을 통해 이동할 때 이온화한다. 액체 및 공기는 에어 캡(116)으로부터 방출된다. 결합된 액체와 공기는 생성된 전기장을 통해 가속되어, 전기장을 통해 이동하는 분자를 이온화한다. 이온화된 분자는 접지된 기판을 향해 흡착된다.
도 3a는 제1 장착 상태의 프로브(108)를 도시하는 확대 단면도이다. 도 3b는 제2 장착 상태의 프로브(108)를 도시하는 확대 단면도이다. 도 3a 및 도 3b는 함께 설명될 것이다. 도 3a 및 도 3b는 프로브(108), 프로브 본체(109), 배럴(102), 프로브 장착부(120), 프로브 장착부 본체(121), 리세스(122), 원형 돌출부(123), 스프링(124), 공동(125), 와이어(126), 핀(128), 핀 슬롯(129), 전도성 볼(130), 크라운(131), 저항 와이어(132), 플랜지(136), 플랜지(137), 노치(138), 제1 엘라스토머 링(140), 동적 홈(142), 제2 엘라스토머 링(144), 정적 홈(146), 숄더(148, 150, 152), 동적 홈 제1 단부(154), 및 동적 홈 제2 단부(156)를 도시한다.
프로브(108)는 정전기 스프레이 건(100)의 동작 동안 프로브 장착부(120)에 부착되도록 구성되고 사용자에 의해 쉽게 제거될 수 있다. 프로브 장착부(120)는 프로브(108)를 정전기 스프레이 건(100)에 기계적으로 및 전기적으로 연결한다. 프로브(108)는 프로브 장착부(120)를 수용하도록 구성된 리세스(122)를 갖는다. 리세스(122)는 실질적으로 리세스(122)의 중심으로부터 배럴(102)을 향해 장착부 축(M)을 따라 축방향 내향으로 연장하는 원형 돌출부(123)를 포함한다. 스프링(124)은 실질적으로 원형 돌출부(123)의 중앙에 위치 설정되는 공동(125)에 위치 설정된다. 스프링(124)은 프로브 전극(110)으로 연장되고 이에 연결되는 와이어(126)에 부착된다. 프로브(108)의 프로브 본체(109)는 비전도성이며 스프링(124), 와이어(126), 및 프로브 전극(110)의 일부와 같은 프로브(108)의 전도성 요소를 둘러싼다. 프로브 장착부(120)는 배럴(102)에 연결되고 배럴(102)의 에지를 넘어 장착부 축(M)을 따라 축방향으로 연장된다. 프로브 장착부(120)는, 예를 들어 인터페이싱 나사 체결과 같은 임의의 원하는 방식으로 배럴(102)에 제거 가능하게 연결될 수 있다.
핀(128)은 프로브(108)가 홈 위치에 있는 상태에서 프로브(108)를 프로브 장착부(120)에 고정하도록 구성된다. 도시된 예에서, 핀(128)은 프로브(108)의 프로브 본체(109)에 부착되고 프로브 본체(109)를 통해 리세스(122)의 내부로 연장된다. 도시된 예에서, 핀(128)은, 프로브(108)가 홈 위치에서 프로브 장착부(120) 상에 장착된 상태에서, 프로브 장착부(120)가 프로브 축(P)을 따라 핀(128)과 프로브 전극(110) 사이에 축방향으로 배치되도록 위치 설정된다. 몇몇 실시예에서, 핀(128)은 프로브 장착부(120)의 프로브 장착부 본체(121)에 부착되고 프로브 장착부 본체로부터 돌출한다. 핀(128)은 리세스(122) 내로 돌출하고 정전기 스프레이 건(100)의 동작 동안 프로브 장착부(120)의 홈 위치에서 프로브(108)를 유지한다. 몇몇 실시예에서, 핀(128)은 프로브(108) 또는 프로브 장착부(120)로부터 제거가능하고 새로운 핀(128)으로 교체될 수 있다. 예를 들어, 핀(128)은 다른 옵션 중에서 인터페이싱 나사 체결에 의해 프로브(108) 또는 프로브 장착부(120)에 연결될 수 있다. 핀(128)은 시간이 지남에 따라 마모될 수 있으며 프로브(108) 또는 프로브 장착부(120)와 같은 더 큰 부품이 아닌 핀(128)만 교체하는 능력은 사용자에게 상당한 비용 절감을 초래할 수 있다.
전도성 볼(130)은 배럴(102)에 연결된 단부에 대향하는 장착부 축(M)을 따라 축방향으로 프로브 장착부(120)의 단부에서 프로브 장착부(120)의 크라운(131) 내에 위치 설정된다. 전도성 볼(130)은 프로브 장착부(120)의 프로브 장착부 본체(121)를 통해 축방향으로 연장되는 저항 와이어(132)의 제1 단부에 부착되고; 전원은 저항 와이어(132)의 제2 단부에 전기적으로 연결된다. 달리 말하면, 비전도성인 프로브 장착부 본체(121)는 전도성 볼(130) 및 저항 와이어(132)와 같은 전도성 요소를 둘러싼다. 일 실시예에서, 프로브 장착부(120)는 프로브 장착부(120)의 프로브 장착부 본체(121)로부터 반경방향으로 돌출하는 플랜지(136)를 포함한다. 플랜지(136)는 프로브 장착부(120)의 프로브 장착부 본체(121) 둘레에서 부분적으로 연장된다. 플랜지(136)는 핀(128)을 수용하도록 구성된 노치(138)를 갖는다. 도 3a는 노치(138)에 인접한 핀(128)을 도시한다. 도 3b는 홈 위치로 지칭될 수 있는 노치(138)에 위치 설정된 핀(128)을 도시한다.
제1 엘라스토머 링(140)은 프로브 장착부(120)의 프로브 장착부 본체(121) 상에 형성된 동적 홈(142)에 위치한다. 동적 홈(142)은 프로브 장착부(120) 상의 크라운(131)에 인접하게 위치 설정되고 제1 단부(154) 및 제2 단부(156)(도 4a 내지 도 4c에 도시됨)를 갖는다. 동적 홈 제1 단부(154)는 동적 홈 제2 단부(156)에 비교하여 더 작은 직경을 갖는다. 동적 홈(142)의 직경은 제1 단부(154)와 제2 단부(156) 사이에서 매끄럽게 변화한다. 제1 엘라스토머 링(140)은 비전도성 탄성 재료로 형성된다. 몇몇 실시예에서, 제1 엘라스토머 링(140)은 O-링일 수 있다. 동적 홈(142)은 프로브(108)가 프로브 장착부(120) 상에 장착될 때 링(140)의 직경을 증가시키기 위해 제1 엘라스토머 링(140)이 신장되게 하도록 형상화된다. 제1 엘라스토머 링(140)은 프로브(108)가 홈 위치에 있는 상태에서 그리고 정전기 스프레이 건(100)의 동작 중에 노치(138)에 핀(128)을 안착시키는 탄성력을 제공한다. 스프링(124)과 제1 엘라스토머 링(140)은 정전기 스프레이 건(100)의 동작 동안 노치(136)에 핀(128)을 안착시키고 고정시키는 힘을 제공하기 위해 함께 작용할 수 있다. 제2 엘라스토머 링(144)은 배럴(102)에 인접하게 위치 설정된 정적 홈(146)에 위치한다. 제2 엘라스토머 링(144)은 비전도성 탄성 재료로 형성된다. 몇몇 실시예에서, 제2 엘라스토머 링(140)은 O-링일 수 있다.
프로브 본체(109)는 숄더(148, 150, 152)를 포함한다. 숄더(148)는 제1 엘라스토머 링(140)에 인접하게 위치 설정된다. 숄더(148)는 제1 엘라스토머 링(140)과 인터페이싱하고 제1 엘라스토머 링(140)을 장착 프로세스 동안 동적 홈(142)을 따라 하향으로 그리고 배럴(102)을 향해 누르도록 구성된다. 숄더(150)는 숄더(148)에 인접하게 위치 설정되고 제1 엘라스토머 링(140)이 장착 프로세스 동안 동적 홈(142) 밖으로 푸시되는 것을 방지한다. 숄더(152)는 제2 엘라스토머 링(144)과 인터페이싱하고 프로브(108)가 프로브 장착부(120) 상으로 더 쉽게 더 푸시되지 않도록 정지부를 제공할 수 있다.
장착 동안, 프로브(108)는 프로브 장착부(120) 위에 위치 설정되고 프로브 장착부(120)에 대해 그리고 배럴(112)을 향해 시프트된다. 숄더(148)는 제1 엘라스토머 링(140)과 맞물리고 제1 엘라스토머 링(140)을 동적 홈 제1 단부(154)로부터 동적 홈(142)을 따라 동적 홈(142)의 동적 홈 제2 단부(156)를 향해 이동시킨다. 따라서, 제1 엘라스토머 링(140)은 도 3b에 도시된 위치로부터 도 3a에 도시된 위치로 이동된다. 핀(128)은 플랜지(136)의 간극(158)(도 4c에 도시됨)을 통해 리세스(122) 내로 나아간다. 그 다음, 프로브(108)는 프로브 장착부(120)를 중심으로 도 3a에 도시된 위치로 회전된다. 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 핀(128)은, 프로브(108)가 회전될 때, 배럴(102)을 향하는 플랜지(136)의 측면 및 크라운(131)을 향하는 플랜지(137)의 측면과 인터페이싱한다. 배럴(102)을 향하는 플랜지(136)의 측면 및 크라운(131)을 향하는 플랜지(137)의 측면은 함께 핀 슬롯(129)을 획정한다. 프로브(108)가 도 3a에 도시된 위치에 도달할 때, 제1 엘라스토머 링(140)에 의해 프로브(108)에 가해진 힘은 배럴(102)로부터 프로브(108)를 푸시하고 제1 엘라스토머 링(140)은 동적 홈(142)을 따라 도 3b에 도시된 위치로 다시 이동한다. 배럴(102)로부터 프로브(108)를 편향시키는 제1 엘라스토머 링(140)은 핀(128)이 노치(138) 내에 진입하고 안착되게 한다. 노치(138) 내에 안착되는 핀(128) 및 배럴(102)로부터 프로브(108)를 편향시켜 핀(128)을 노치(138)에 유지하는 제1 엘라스토머 링(140)은, 프로브(108)를 홈 위치에서 프로브 장착부(120)에 고정한다.
도 4a는 프로브 장착부(120)의 사시도이다. 도 4b는 노치(138)를 갖는 플랜지(136)를 도시하는 프로브 장착부(120)의 배면도이다. 도 4c는 간극(158)을 갖는 플랜지(136)를 도시하는 프로브 장착부(120)의 정면도이다. 도 4a내지 도 4c는 함께 설명될 것이다. 도 4a 내지 도 4c는 프로브 장착부 본체(121), 핀 슬롯(129), 크라운(131), 플랜지(136), 플랜지(137), 노치(138), 동적 홈(142), 정적 홈(146), 간극(158), 장착 단부(149), 동적 홈 제1 단부(154), 동적 홈 제2 단부(156), 및 간극(158)을 포함하는 프로브 장착부(120)를 도시한다.
동적 홈(142)은 제1 단부(154) 및 제2 단부(156)를 갖는다. 동적 홈 제1 단부(154)는 동적 홈 제2 단부(156)에 비교하여 더 작은 직경을 갖는다. 동적 홈(142)의 직경은 제1 단부(154)와 제2 단부(156) 사이에서 매끄럽게 변화한다. 몇몇 실시예에서, 제1 단부(154)와 제2 단부(156) 사이의 동적 홈(142)의 형상은 선형이다. 몇몇 실시예에서, 제1 단부(154)와 제2 단부(156) 사이의 동적 홈(142)의 형상은 곡선과 같이 비선형이다.
플랜지(136)는 프로브 장착부 본체(121)로부터 대체로 반경방향으로 돌출하고 동적 홈(142)과 정적 홈(146) 사이에 위치 설정된다. 플랜지(136)는 핀(128)이 플랜지(136)를 통과하여 플랜지(136)와 하부 플랜지(137) 사이에 획정된 핀 슬롯(129)으로 나아가게 하는 간극(158)을 갖는다. 노치(138)는 플랜지(136)의 하부 표면 상에 형성되고 홈 위치에 프로브(108)(도 1a 내지 도 1c에서 가장 잘 보임)를 유지하기 위해 핀(128)(도 3a 및 도 3b에서 가장 잘 보임)을 수용하도록 구성된다. 도시된 예에서, 노치(138)는 간극(158)으로부터 프로브 장착부 본체(121)의 반대쪽에 배치된다. 간극(158)으로부터 프로브 장착부 본체(121)의 반대쪽에 배치되는 노치(138)는, 프로브(108)가 노킹되어 홈 위치로부터 맞물림 해제되더라도, 동작 중에 프로브(108)가 정전기 스프레이 건(100)으로부터 우발적으로 분리되는 것을 방지한다.
도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 프로브 장착부(120)는 장착 단부(149)로부터 프로브 장착부(120)의 대향 단부에 위치 설정된 크라운(131)을 포함할 수 있다. 프로브 장착부 본체(121)를 따라 축방향으로 이동하는 프로브 장착부(120)는 크라운(131), 동적 홈(142), 플랜지(136), 핀 슬롯(129), 하부 플랜지(137), 정적 홈(146), 및 장착 단부(149)를 포함한다.
도 5a는 시작 위치에 인접한 프로브(108)의 단면도이다. 도 5b는 시작 위치와 홈 위치 중간에 있는 프로브(108)의 단면도이다. 도 5c는 홈 위치에 있는 프로브(108)의 단면도이다. 도 6a는 정전기 스프레이 건(100)에 대한 시작 위치에 있는 프로브(108)를 도시하는 부분 등각 투영도이다. 도 6b는 시작 위치와 홈 위치의 중간에 있는 프로브(108)를 도시하는 부분 등각 투영도이다. 도 6c는 홈 위치에 있는 프로브(108)를 도시하는 부분 등각 투영도이다. 도 5a 내지 도 5c 및 도 6a 내지 도 6c는 함께 설명될 것이다. 도 5a 내지 도 5c 및 도 6a 내지 도 6c는 또한 배럴(102), 프로브(108), 프로브 장착부(120), 리세스(122), 스프링(124), 와이어(126), 핀(128), 전도성 볼(130), 플랜지(136), 노치(138), 제1 엘라스토머 링(140), 및 제2 엘라스토머 링(144)을 포함하는 정전기 스프레이 건(100)을 도시한다.
도 5a 내지 도 5c 및 도 6a 내지 도 6c는 시작 위치(210)로부터 중간 위치(220)까지, 그리고 홈 위치(230)까지 프로브 장착부(120)에 프로브(108)를 장착하는 프로세스를 도시한다. 정전기 스프레이 건(100)의 배럴(102)에 대한 프로브(108)의 장착은 위치(210)에 있는 프로브로 시작하여, 도 5a 및 도 6a에 도시된 바와 같이 시작 위치에 프로브(108)를 위치시킨다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 프로브(108)는 핀(128)이 간극(158)을 통해 핀 슬롯(129) 내로 이동할 때까지 프로브 장착부(120) 상으로 푸시된다. 핀(128)이 핀 슬롯(129)에 배치된 상태에서, 프로브는 프로브 장착부(120)를 중심으로 회전된다.
프로브(108)는 시작 위치(210)로부터 중간 위치(220)를 통해 홈 위치(230)로 회전된다. 도 5b 및 도 6b는 시작 위치(210)와 홈 위치(230) 사이의 중간 위치(220)에 있는 프로브(108)를 도시하고 있다. 프로브(108)가 시작 위치(210)와 홈 위치(230) 사이에서 이동할 때, 플랜지(136)는 핀(128)과 맞물려 프로브(108)가 프로브 장착부(120)로부터 맞물림 해제되는 것을 방지한다. 프로브(108)가 중간 위치에 있는 상태에서 플랜지(136)와 인터페이싱하는 핀(128)은, 프로브(108)가 프로브 장착부(120)로부터 우발적으로 맞물림 해제되는 것을 방지한다. 이는 또한 사용자가 홈 위치(230)로부터 우발적으로 프로브(108)를 노킹할 수 있기 때문에 동작 동안 이점을 제공한다. 프로브(108)는 프로브 장착부(120)로부터 떨어지지 않고 대신에 프로브 장착부(120)에 유지되게 되고 사용자는 단순히 프로브(108)를 홈 위치로 다시 회전시켜 동작을 재개할 수 있다.
숄더(148)는 동적 홈(142)을 따라 제1 엘라스토머 링(140)을 푸시하여 제1 엘라스토머 링(140)이 동적 홈(142)을 따라 아래로 이동하게 하고, 제1 엘라스토머 링(140)의 직경을 확장시킴으로써, 제1 엘라스토머 링(140)이 프로브(108)에 힘을 가하여 프로브(108)를 정전기 스프레이 건(100)으로부터 편향시키도록 한다. 스프링(124)은 프로브(108)가 프로브(108) 상으로 푸시될 때 압축되며, 이는 또한 정전기 스프레이 건(100)으로부터 프로브(108)를 편향시키는 힘을 생성한다. 프로브(108)는 도 5c 및 도 6c에 도시된 바와 같이 홈 위치(230)로 회전된다. 프로브(108)가 홈 위치에 있는 상태에서, 제1 엘라스토머 링(140)에 의해 가해지는 편향력은 핀(128)이 노치(138)로 진입하게 한다. 프로브(108)가 홈 위치에 있는 상태에서, 제1 엘라스토머 링(140)은 계속해서 프로브(108)에 편향력을 가한다. 스프링(124)과 함께 제1 엘라스토머 링(140)에 의해 가해지는 힘 및 핀(128)과 노치(138) 사이의 인터페이스는 동작 중에 프로브(108)를 홈 위치에 고정시킨다. 프로브(108)는 홈 위치(230)로부터 시작 위치(210)로 프로브(108)를 단순히 회전시킨 다음 프로브 장착부(120)를 따라 배럴(102)로부터 프로브(108)를 당김으로써 건(100)에서 제거될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 프로브(108)는 시작 위치로부터 홈 위치까지 장착부 축(M)을 중심으로 180°회전된다. 몇몇 실시예에서, 프로브(108)는 시작 위치로부터 홈 위치까지 장착부 축(M)을 중심으로 180°미만으로 회전된다. 몇몇 실시예에서, 프로브(108)는 시작 위치로부터 홈 위치까지 장착부 축(M)을 중심으로 180°보다 많이 회전된다.
도 7은 프로브(108)가 홈 위치에 있을 때 핀(128) 및 노치(138)의 일 실시예를 도시하고 있다. 도 7은 크라운(131), 플랜지(136), 노치(138), 제1 엘라스토머 링(140), 및 동적 홈(142)을 포함하는 프로브 장착부(120)를 도시한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 핀(128)은 핀(128)이 노치(138)를 획정하는 전체 표면과 접촉하지 않도록 노치(138) 내에 부분적으로 안착될 수 있다. 도시된 예에서, 핀(128)과 노치(138)에는 2개의 접촉점이 있다. 부분적으로 노치(138) 내에 안착되고 개별 접촉점을 포함하는 핀(128)은 핀(128)과 노치(138)의 마모를 감소시켜, 핀(128)과 노치(138)의 유효 수명을 증가시킨다. 몇몇 예에서, 핀(128)은 노치(138) 내에 완전히 안착될 수 있다는 것이 이해된다.
정전기 스프레이 건은 특히 조립 조인트에서 전류 누설을 경험할 수 있다. 이러한 누설은 사용자에게 감전 위험이 될 수 있다. 그러나, 대전 프로브와 같이 정전기 스프레이 건의 수명 동안 세정 또는 교체를 위해 하위 부품을 제거할 수 있는 것이 유리하다. 설명된 장착 구성은 종래의 정전기 스프레이 건과 비교하여 부착 부위를 통한 전류 누설을 감소시킨다. 또한, 장착 구성은 정전기 스프레이 건의 동작 동안 프로브(108)를 홈 위치에 유지한다.
본 발명이 예시적인 실시예(들)를 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경이 이루어질 수 있으며 균등물이 그 요소를 대체할 수 있다는 것이 본 기술 분야의 기술자에 의해 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 본질적인 범위를 벗어나지 않고 본 발명의 교시에 특정 상황 또는 재료를 적용하기 위해 많은 수정이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 개시된 특정 실시예(들)로 제한되지 않고, 본 발명은 첨부된 청구범위의 범위 내에 속하는 모든 실시예를 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (20)

  1. 정전기 스프레이 건을 위한 장착 구성으로서,
    제1 전도성 요소를 둘러싸는 제1 비전도성 본체를 갖는 프로브;
    정전기 스프레이 건으로부터 연장되고 제2 전도성 요소를 둘러싸는 제2 비전도성 본체를 포함하는 프로브 장착부;
    제2 비전도성 본체 주위에 배치되고 제1 비전도성 본체와 인터페이싱하도록 구성된 제1 엘라스토머 링을 포함하고;
    제1 엘라스토머 링은 프로브가 홈 위치에 고정되도록 정전기 스프레이 건으로부터 멀어지게 제1 비전도성 본체를 편향시키기 위해 제1 비전도성 본체 상에 힘을 가하도록 구성되며, 제1 비전도성 본체 및 제2 비전도성 본체 중 하나로부터 연장되는 핀이 제1 비전도성 본체 및 제2 비전도성 본체 중 다른 하나에 형성된 노치에 안착되는, 장착 구성.
  2. 제1항에 있어서,
    제2 비전도성 본체 주위에 배치된 제2 엘라스토머 링을 더 포함하고, 제2 엘라스토머 링은 제1 엘라스토머 링과 정전기 스프레이 건 사이에 위치 설정되는, 장착 구성.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 엘라스토머 링은 프로브 장착부의 동적 홈에 위치 설정되고, 동적 홈은 동적 홈의 제1 단부에 제1 직경을 가지며 동적 홈의 제2 단부에 제2 직경을 갖고, 제2 직경은 제1 직경보다 큰, 장착 구성.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 동적 홈은 제1 단부와 제2 단부 사이에서 연장되는 곡선형 형상을 갖는, 장착 구성.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 동적 홈은 제1 단부와 제2 단부 사이에서 연장되는 선형 형상을 갖는, 장착 구성.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 프로브 및 프로브 장착부는 서로에 대해 적어도 2개의 위치, 즉 시작 위치 및 홈 위치를 갖는, 장착 구성.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 홈 위치는 핀이 노치에 위치 설정될 때인, 장착 구성.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 핀은 부분적으로 노치에 진입하고 노치의 적어도 2개의 접선 지점에 놓이는, 장착 구성.
  9. 정전기 스프레이 건에 프로브를 장착하는 방법으로서,
    프로브 장착부에 대한 시작 위치에서 정전기 스프레이 건에 프로브를 위치 설정하는 단계;
    프로브의 핀이 프로브 장착부의 플랜지의 간극을 통과하도록 프로브를 프로브 장착부 상으로 그리고 시작 위치로 시프트시키는 단계;
    정전기 스프레이 건에 대해 프로브를 회전시키는 단계로서, 핀은 핀이 정전기 스프레이 건과 플랜지 사이에 배치되도록 프로브 장착부 상에 형성된 플랜지 옆으로 이동하는, 단계;
    프로브 장착부 상에 장착되고 프로브와 인터페이싱하는 엘라스토머 링에 의해 프로브를 정전기 스프레이 건으로부터 멀어지게 편향시키고, 프로브가 홈 위치에 안착되도록 엘라스토머 링에 의해 핀이 플랜지의 노치에 진입하여 노치에 위치되게 하는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 제9항에 있어서, 정전기 스프레이 건에 대해 프로브를 회전시키는 것은 프로브를 실질적으로 180°회전시키는, 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 핀이 노치에 진입하고 노치에 위치되게 하는 단계는 노치의 적어도 2개의 접선 지점에 핀을 안착시키는 단계를 포함하는, 방법.
  12. 제9항 또는 제10항에 있어서, 프로브를 프로브 장착부 상으로 시프트시키는 단계는 동적 홈 내의 엘라스토머 링을 더 작은 직경을 갖는 위치로부터 더 큰 직경을 갖는 위치로 이동시키는 단계를 포함하는, 방법.
  13. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    엘라스토머 링이 동적 홈을 떠나는 것을 방지하기 위해 프로브 상의 숄더에 의해 물리적 장벽을 제공하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  14. 정전기 스프레이 건으로서,
    배럴;
    배럴에 부착된 핸들;
    배럴로부터 연장되는 프로브 장착부;
    프로브 장착부를 둘러싸고 동적 홈의 제1 단부에 제1 직경을 가지며 동적 홈의 제2 단부에 제2 직경을 갖는 동적 홈을 포함하고, 제2 직경은 제1 직경보다 큰, 정전기 스프레이 건.
  15. 제14항에 있어서,
    프로브 장착부 주위에 배치되고 동적 홈에 위치 설정된 제1 엘라스토머 링을 더 포함하는, 정전기 스프레이 건.
  16. 제15항에 있어서,
    프로브 장착부 주위에 배치되고 제1 엘라스토머 링과 정전기 스프레이 건 사이에 위치 설정된 제2 엘라스토머 링을 더 포함하는, 정전기 스프레이 건.
  17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    프로브 장착부 주위에 배치되고 제1 엘라스토머 링과 제2 엘라스토머 링 사이에 위치 설정된 플랜지를 더 포함하는, 정전기 스프레이 건.
  18. 제17항에 있어서, 플랜지는 핀을 수용하도록 구성된 노치를 포함하는, 정전기 스프레이 건.
  19. 제17항에 있어서, 플랜지는 간극을 통한 핀의 통과를 허용하도록 구성된 간극을 포함하는, 정전기 스프레이 건.
  20. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 동적 홈의 형상은 제1 단부와 제2 단부 사이에서 선형 또는 곡선형인, 정전기 스프레이 건.
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