KR20150063497A - 정전식 스프레이 건을 위한 교류 발전기 - Google Patents

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Abstract

정전식 스프레이 건에서 사용하기 위한 것과 같은 교류 발전기는 교류 발전기 하우징, 고정자, 회전자, 샤프트, 제1 베어링 및 외피부를 포함한다. 고정자는 교류 발전기 하우징 안으로 삽입되고 내경부 및 외경부를 갖는다. 회전자는 고정자의 내경부 내에 배치된다. 샤프트는 회전자로부터 연장되며 제1 베어링에 의해 회전가능하게 지지된다. 외피부는 외경부를 둘러싸고, 교류 발전기 하우징에 대해 고정자를 지지하며, 베어링을 지지한다.

Description

정전식 스프레이 건을 위한 교류 발전기{ALTERNATOR FOR ELECTROSTATIC SPRAY GUN}
본 발명은 일반적으로 페인트, 밀봉재, 코팅, 에나멜, 접착제, 분말 등과 같은 유체를 분사하기 위해 사용되는 도포기에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 정전식 스프레이 건에 관한 것이다.
정전식 분사 시스템에 있어서, 피분사 대상물 또는 제품과 스프레이 건 사이 부근에서 정전기장이 생성된다. 분사된 입자는 이 정전기장을 통해 전파되고, 정전기장을 통과할 때 각각의 입자는 전하를 픽업한다. 이에 의해 대전된 입자는 피분사 제품에 유인된다. 이러한 처리에 의해, 분사된 입자의 훨씬 더 많은 비율을 실제 피분사 제품으로 보내는 것이 가능하고, 이에 의해 분사 효율이 종래 방법들에 비해 크게 개선된다. 정전식 스프레이 건은 도전성 액체 분사와 관련되어 사용될 수 있지만 비도전성 액체 및 분말을 도포하는데 특히 유용하다.
전형적인 정전식 분사 시스템에서, 이온화 전극이 스프레이 건 분사 오리피스 부근에 배치되고, 피도장 제품은 접지 전위에서 유지되며, 정전기장이 이온화 전극과 제품 사이에서 발생된다. 전극과 접지부 사이의 거리는 대략 0.5미터 이하일 수 있고, 따라서 스프레이 건 전극에 인가된 전압은 다수의 이온/입자 상호 작용을 생성하기에 충분한 강도의 정전기 장을 발생시켜서 페인트 입자와 대상물 사이에 충분한 인력을 발생시키도록 반드시 상당히 높아야 한다. 분사 작동에 있어서 적당한 정도의 효율을 달성하기 위해 대략 20,000 내지 100,000 볼트(20 내지 100 kV)의 정전 전압을 스프레이 건 전극에 인가하는 것이 통상적이다. 통상적으로 약 50 마이크로-암페어의 이온화 전류가 스프레이 건 전극으로부터 유동한다.
정전식 스프레이 건은 파지형 스프레이 건 또는 원격 제어 연결부에 의해 작동 가능한 자동 스프레이 건일 수 있다. 분사된 유체는 가압 공기, 유압력, 또는 원심력 등의 상이한 주 분무력을 사용하여 분무될 수 있다. 정전 전압을 위한 동력은 다양한 방식으로 생성될 수 있다. 많은 시스템에서, 외부 동력원이 정전식 스프레이 건에 연결된다. 그러나, 다른 설계들에서, 동력은 정전식 스프레이 건에 위치된 교류 발전기(alternator)에 의해 생성될 수 있다. 예를 들어, 미국특허 제4,554,622호, 제4,462,061호, 제4,290,091호, 제4,377,838호, 제4,491,276호 및 제7,226,004호는 교류 발전기를 구동시키고 교류 발전기는 차례로 전압 증배기(multiplier)를 공급하여 대전 전압을 제공하는 공기-동력식 터빈을 구비한 정전식 스프레이 건을 기재한다.
일 실시형태에서, 정전식 스프레이 건에서 사용하기 위한 것과 같은 교류 발전기는 교류 발전기 하우징, 고정자, 회전자, 샤프트, 제1 베어링 및 외피부를 포함한다. 고정자는 교류 발전기 하우징 안으로 삽입되고 내경부 및 외경부를 갖는다. 회전자는 고정자의 내경부 내에 배치된다. 샤프트는 회전자로부터 연장되고 제1 베어링에 의해 회전가능하게 지지된다. 외피부는 고정자의 외경부를 둘러싸고, 교류 발전기 하우징에 대해 고정자를 지지하며, 제1 베어링을 지지한다.
도 1은 유체 공급부에 연결되고 대상물에 방출하는 정전식 스프레이 건을 도시하는 정전식 스프레이 시스템의 개략도이다.
도 2는 손잡이 본체 및 분사 팁부 조립체에 연결된 총신을 도시하는 도 1의 정전식 스프레이 건의 사시도이다.
도 3은 총신 내에 위치되도록 구성된 동력 공급부 및 교류 발전기를 도시하는 도 2의 정전식 스프레이 건의 분해도이다.
도 4a는 고정자 조립체 내에 장착하기 위한 회전자 및 임펠러를 도시하는 도 3의 교류 발전기의 분해도이다.
도 4b는 회전자를 고정자 조립체에 연결하는 베어링을 도시하는 도 3의 교류 발전기의 단면도이다.
도 5a는 고정자 안으로 우묵하게 들어가게 배치된 베어링을 도시하는 보유 클립이 제거된 상태의 도 3의 교류 발전기의 단부 사시도이다.
도 5b는 베어링이 제거되는 것을 방지하기 위해 보유 클립이 삽입되어 있는 상태의 도 5a의 교류 발전기의 단부 사시도이다.
본 발명의 실시형태에 있어서, 정전식 스프레이 건은 외측 하우징과 전자기 교류 발전기 사이에 위치된 지지 외피부를 갖는 교류 발전기 조립체를 포함한다. 정전식 스프레이 건은 전자기 교류 발전기의 고정자 내의 회전자를 구동시키는 공기-구동형 터빈을 사용하여 내부 동력을 발생시킨다. 고정자는 지지 외피부에 의해 둘러싸이며 외측 하우징 내에서 제자리에 유지된다. 외피부는 또한 회전자의 샤프트를 지지하는 베어링을 지지한다. 본 개시물의 도 1 내지 도 3은 지지 외피부가 사용될 수 있는 정전식 스프레이 건을 설명한다. 도 4a 내지 도 5b는 지지 외피부의 다양한 양태, 실시형태 및 이점을 설명한다.
도 1은 유체 공급부(14)에 연결되고 대상물(16)에 방출하는 정전식 스프레이 건(12)을 도시하는 정전식 분사 시스템(10)의 개략도이다. 펌프(18)가 유체 공급부(14)에 연결되고 호스(20)를 통해 가압된 유체를 스프레이 건(12)에 제공한다. 스프레이 건(12)은 또한 호스(22)를 통해 가압 공기 공급원(미도시)에 연결된다. 대상물(16)은 예를 들어 선반(24)에 현수됨으로써 접지부에 연결된다. 정전식 분사 시스템(10)은 유체 분사 시스템을 참조하여 설명되지만, 분말 등과 같은 다른 코팅 재료가 본 발명과 함께 사용될 수 있다. 도 1 내지 도 3은 공기-보조 시스템을 구체적으로 참조하여 설명되었으나, 본 발명은 또한 공기-분사 시스템과 함께 사용될 수 있다.
조작자(26)는 스프레이 건(12)을 대상물(16)에 근접하게, 대략 0.5 미터 이하로 위치시킨다. 스프레이 건(12)의 방아쇠 작동시, 스프레이 건(12) 내의 터빈에 가압 공기가 공급되고, 터빈은 교류 발전기에 동력을 공급하여 전력을 발생시킨다. 전력은 스프레이 건(12)의 분사 팁부 근처의 전극에 공급된다. 따라서, 전기장(EF)이 전극과 대상물(16) 사이에 생성된다. 정전식 분사 시스템(10)은 다양한 지점에서 접지된다. 예컨대, 접지 와이어(28) 및/또는 도전성 공기 호스(22)가 스프레이 건(12)을 접지할 수 있다. 다른 접지 와이어 및 도전성 재료가 접지를 제공하도록 정전식 분사 시스템(10)을 통해 사용될 수 있다. 동시에, 방아쇠의 작동은 펌프(18)로부터의 가압된 유체가 분사 팁부를 통과하는 것을 허용하고 이에 의해 유체의 분무 입자가 전기장(EF)에서 대전된다. 따라서, 대전된 입자는 접지된 대상물(16)로 당겨진다. 대상물(16)은 선반(24)을 통해 현수되고, 전기적으로 대전된 유체 입자는 대상물(16) 주위를 감싸며, 이에 의해 과분무가 크게 저하된다.
도 2는 분사 팁부 조립체(34) 및 손잡이 본체(32)에 연결된 총신(30)을 도시하는 도 1의 정전식 스프레이 건(12)의 사시도이다. 손잡이 본체(32)의 손잡이(36)는 공기 입구(38), 공기 출구(40) 및 유체 입구(42)에 연결된다. 손잡이 본체(32)의 하우징(44)은 총신(30)에 연결된다. 공기 제어부(46)는 하우징(44) 내의 온/오프 밸브[도 3의 공기 바늘(66) 참조]에 연결되고 공기 입구(38)로부터 스프레이 건(12)의 구성 요소로의 압축 공기의 유동을 제어한다. 공기 조절부(47A 및 47B)는 상술한 온/오프 밸브로부터 분사 팁부 조립체(34)로의 공기 유동을 제어한다. 방아쇠(48)는 총신(30) 내의 유체 밸브[도 3의 유체 바늘(74) 참조]에 연결되고 유체 입구(42)로부터 유체관(50)을 통해 분사 팁부 조립체(34)까지의 가압된 유체의 유동을 제어하도록 구성된다. 공기 제어부(46)는 교류 발전기로의 공기 유동을 제어한다. 이후 공기는 출구(40)에서 스프레이 건(12)로부터 배출된다.
방아쇠(48)의 작동은 동시에 압축 공기 및 가압 유체가 분사 팁부 조립체(34)로 이동하는 것을 허용한다. 압축 공기의 일부가 분사 팁부 조립체(34)로부터의 유체 유동에 영향을 미치도록 사용되고, 이에 의해 포트(52A 및 52B) 또는 이러한 다른 포트에서 스프레이 건(12)으로부터 배출된다. 공기-분사 시스템에서, 압축 공기의 일부는 또한 분사 오리피스로부터 배출될 때 유체를 직접적으로 분무화하도록 사용된다. 공기-분사 및 공기-보조 시스템의 양자 모두에서, 압축 공기의 일부는 또한 전극(54)에 동력을 공급하는 교류 발전기를 회전시키도록 사용되고 출구(40)에서 스프레이 건(12)으로부터 배출된다. 전극(54)을 위한 관련 동력 공급부 및 교류 발전기가 도 3에 도시된다.
도 3은 손잡이 본체(32) 및 총신(30) 내에 위치되도록 구성된 동력 공급부(58) 및 교류 발전기(56)를 도시하는, 도 2의 정전식 스프레이 건(12)의 분해도이다. 교류 발전기(56)는 리본 케이블(60)을 통해 동력 공급부(58)에 연결된다. 교류 발전기(56)는 동력 공급부(58)에 결합되고, 조립될 때, 교류 발전기(56)는 하우징(44) 내로 끼워지고 동력 공급부(58)는 총신(30) 내로 끼워진다. 교류 발전기(56)에 의해 발생된 전기는 동력 공급부(58)에 전달된다. 공기-보조 시스템에서, 스프링(62) 및 도전성 링(64)을 포함한 전기 회로는 동력 공급부(58)로부터 분사 팁부 조립체(34) 내측의 전극(54)으로 전하를 운송한다. 공기-분사 시스템은 교류 발전기를 전극에 연결하는 다른 전기 회로를 구비할 수 있다.
공기 바늘(66) 및 밀봉부(68)는 스프레이 건(12)을 통과하는 압축 공기의 제어를 위한 온/오프 밸브를 포함한다. 공기 제어 밸브(46)는 하우징(44)을 통해 방아쇠(48)까지 연장되는 공기 바늘(66)을 포함하고, 방아쇠는 밀봉부(68)를 이동시키도록 작동하여 손잡이 본체(32) 내의 통로를 통해 공기 입구(38)로부터의 압축 공기의 유동을 제어할 수 있다. 스프링(70)은 밀봉부(68) 및 방아쇠(48)를 폐쇄 위치로 편향시키고, 노브(72, knob)는 밸브(46)를 조작하도록 조정될 수 있다. 밀봉부(68)가 개방되면, 입구(38)로부터의 공기는 손잡이 본체(32) 내의 통로를 통해 교류 발전기(56) 또는 분사 팁부 조립체(34)까지 유동한다.
유체 바늘(74)은 스프레이 건(12)을 통과하는 가압 유체의 제어를 위한 유체 밸브의 일부를 포함한다. 또한 방아쇠(48)의 작동은 캡(76)을 통해 방아쇠(48)에 연결된 유체 바늘(74)을 직접적으로 이동시킨다. 스프링(78)은 바늘(74)을 폐쇄 위치로 편향시키도록 캡(76)과 방아쇠(48) 사이에 위치된다. 바늘(74)은 총신(30)을 통해 분사 팁부 조립체(34)까지 연장한다.
분사 팁부 조립체(34)는 시트 하우징(80), 가스켓(81), 팁부(82), 공기 캡(84) 및 리테이너 링(86)을 포함한다. 공기-보조 시스템에서, 유체 바늘(74)은 시트 하우징(80)과 맞물려 유체 관(50)으로부터 분사 팁부 조립체(34)까지의 가압 유체의 유동을 제어한다. 가스켓(81)은 시트 하우징(80)과 팁부(82) 사이를 밀봉한다. 팁부(82)는 가압 유체를 시트 하우징(80)으로부터 방출하는 분사 오리피스(87)를 포함한다. 전극(54)은 공기 캡(84)으로부터 연장한다. 공기-보조 시스템에서, 고압 유체는 분사 오리피스(87)를 통해 급송되고 전극(54)은 분사 오리피스로부터 오프셋된다. 고압 유체를 작은 오리피스를 통과시킴으로써 분무가 발생된다. 공기-분사 시스템에서, 전극은 전극 및 분사 오리피스가 동심이도록 분사 오리피스로부터 연장된다. 저압의 유체가 대형 분사 오리피스를 통과하고, 공기 캡(34)으로부터의 공기 유동과 충돌하여 분무된다. 양 시스템에서, 공기 캡(84)은, 조절부(47A 및 47B)의 설정에 기초하여 팁부(82)로부터의 유체의 유동을 분무화하고 형상화하기 위해 가압 유체를 수용하는 포트(52A 및 52B)(도 2)와 같은 포트를 포함한다. 다른 실시예에서, 건(12)은 모든 포트(52A 및 52B) 없이 작동할 수 있고, 또는 포트(52A 및 52B) 중 단 하나만 사용하여 작동할 수 있다.
가압 공기의 힘 하의 교류 발전기(56)의 작동으로 전기 에너지를 동력 공급부(58)에 공급하고 동력 공급부는 이어서 전압을 전극(54)에 인가한다. 전극(54)은 팁부(82)로부터 발생된 분무 유체에 전하를 인가하는 전기장(EF)(도 1)을 발생시킨다. 전기장(EF)에 의해 생성된 코로나 효과는 유체로 코팅되도록 의도되는 대상물에 대전된 유체 입자를 운반한다. 리테이너 링(86)은 총신(30)과 함께 조립된 공기 캡(84) 및 팁부(82)를 보유하고, 시트 하우징(80)은 총신(30)에 나사 결합된다.
도 4a는 전자기 교류 발전기 및 임펠러를 도시하는 도 3의 교류 발전기(56)의 분해도이다. 구체적으로, 교류 발전기(56)는 하우징(88), 임펠러(90), 베어링(92A), 베어링(92B), 회전자(94), 샤프트(96), 고정자 조립체(98), 리본 케이블(60), 엔드 캡(102), 보유 클립(104) 및 밀봉부(106)를 포함한다. 도 4b는 고정자 조립체(98)를 도시하는 도 3의 교류 발전기(56)의 단면도이다. 고정자 조립체(98)는 고정자 코어(108), 권선부(110), 커버(112) 및 외피부(114)를 포함한다. 도 4a 및 도 4b가 동시에 논의된다.
엔드 캡(102)은 하우징(88)에 연결되어 교류 발전기(56)의 구성요소가 배치되는 용기를 형성한다. 샤프트(96)는 반대편 말단부들이 회전자(94)로부터 연장되도록 회전자(94) 내의 내측 보어를 통해 연장된다. 베어링(92A 및 92B)은 샤프트(96)에 끼워지고 외피부(114)에 연결된다. 구체적으로, 허브(116A 및 116B)가 회전자(94)의 반대측에서 샤프트(96)의 단부 위에 끼워지고, 갈래부(prong)(118A 및 118B)가 외피부(114)까지 연장된다. 도 4b에서 알 수 있는 바와 같이, 갈래부(118A 및 118B)는 외피부(114)의 포켓(120A 및 120B) 내에 고정된다. 본 발명의 일 실시형태에서, 베어링(92A 및 92B)은 오일 함유 소결 청동 베어링을 포함한다. 또 다른 실시형태에서, 베어링(92A 및 92B)은 불소중합체와 같은 내용제성 코팅으로 피복된다. 베어링을 위한 이러한 코팅이 Graco Minnesota Inc.에게 부여된 미국 특허 제7,226,004호에 기재되어 있다. 임펠러(90)는 베어링(92A) 부근에서 샤프트(96)에 끼워진다. 구체적으로, 허브(121)가 샤프트(96) 위에 삽입되고, 블레이드(122)가 하우징(88)을 향해 허브(121)로부터 대체로 반경방향 외측으로 연장된다.
임펠러(90), 회전자(94) 및 고정자 조립체(98)는 하우징(88) 안으로 삽입된다. 고정자 조립체(98)의 외피부(114)는 고정자 조립체(98)를 하우징(88) 내에 확실하게 유지시키기 위해서 하우징(88) 안으로 억지 끼워맞춤 또는 압력 끼워맞춤된다. 외피부(114)는 개구(128)에 대해 임펠러(90)를 적절하게 위치시키기 위해서 어깨부(124)(도 4b)에 대해 가압된다. 이와 같이 삽입되어, 임펠러(90)는 고정자 조립체(98)와 엔드 캡(102)과의 사이의 공간 내에 배치된다. 샤프트(96)는 베어링(92A 및 92B) 내에서 자유롭게 회전하고, 따라서 임펠러(90)가 하우징(88) 내에서 회전할 수 있다. 보유 클립(104)이 하우징(88) 안으로 삽입되고 탭(125)(도 4a)이 하우징(88)의 노치(126)(도 4a)에 결합된다. 보유 클립(104)은 베어링(92B)이 포켓(120B)으로부터 제거되는 것을 방지한다. 보유 클립(104)은 또한 어깨부(124)에 대해 고정자 조립체(98)를 가압함으로써 하우징(88) 내에 고정자 조립체(98)를 보유하는 것을 보조한다.
압축 공기는 개구(128)를 통해 하우징(88) 안으로 보내져서 임펠러(90)의 회전을 유발한다. 압축 공기는 블레이드(122)에 충돌하여 임펠러(90)의 회전을 유발하고, 임펠러(90)의 회전은 샤프트(96) 및 회전자(94)가 고정자 조립체(98)의 권선부(110) 내에서 회전하도록 한다. 회전자(94) 및 권선부(110)는 리본 케이블(60)에 제공되는 전류를 생성시키는 전자기 교류 발전기를 형성한다. 본 발명의 실시형태에서, 회전자(94)는 네오디뮴 자석을 포함하고, 권선부(110)는 구리 와이어를 포함한다. 네오디뮴 자석은 Al-Nico 자석과 같은 종래의 자석에 비해 보다 높은 에너지 밀도를 갖는다. 보다 높은 에너지 밀도는 회전자(94)의 크기 및 중량이 감소될 수 있도록 한다. 일 실시형태에서, 교류 발전기(56)는 네오디뮴 자석을 사용함으로써 종래기술의 정전식 스프레이 건 교류 발전기에 비해 크기가 40% 감소된다. 회전자(94)의 감소된 크기는 관성 모멘트를 낮추고 압축 공기의 힘 하의 회전자(94)의 가속도를 증가시키며, 이에 의해 조작자(26)(도 1)에 대해 보다 우수한 응답성이 제공되며 교류 발전기(56)를 작동시키는데 보다 적은 압축 공기 부피가 요구될 수 있다.
외피부(114)는 고정자 조립체(98)를 하우징(88)에 연결하는 기계적인 지지 구조물을 제공하며, 샤프트(96)를 회전가능하게 지지하는 베어링(92A 및 92B)을 지지한다. 외피부(114)는 따라서 베어링(92A 및 92B)을 위한 비회전 고정부 또는 기초부를 제공한다. 도 4b에서 알 수 있는 바와 같이, 베어링(92A 및 92B)은 외피부(114)를 통해 서로 연결된다. 개시된 실시형태에서, 외피부(114)는 고정자 조립체(98)의 외경부, 특히 권선부(110)[커버(112)를 포함]의 외경부를 원주방향으로 둘러싸며 베어링(92A)으로부터 베어링(92B)까지 축방향으로 연장된다. 커버(112)는 일 실시형태에서 권선부(110)의 에폭시 코팅을 포함한다. 종래기술 설계에서, 베어링은 외측 교류 발전기 하우징에 부착되며 따라서 상이한 배향에서 원주방향으로 회전될 수 있고 축선(A)에 대해 비스듬해질 수 있으며, 이에 의해 베어링 및 샤프트의 불균일하고 불필요한 마모가 유발될 수 있다. 외피부(114)는 양쪽 베어링(92A 및 92B)이 고정될 수 있는 공통의 기준점을 제공한다. 이와 같이 단일 제조 공정이 외피부(114)를 고정자 조립체(98)에 씌우고 동시에 포켓(120A 및 120B)을 만들기 위해 사용될 수 있으며, 이에 의해 축선(A)을 따르는 허브(116A 및 116B)의 향상된 정렬이 용이해진다.
도 5a는 고정자 조립체(98)의 외피부(114) 안으로 우묵하게 들어가게 배치된 베어링(92B)을 도시하는 보유 클립(104)(도 5b)이 제거된 상태의 도 3의 교류 발전기(56)의 단부 사시도이다. 일 실시형태에서, 외피부(114)는 권선부(110) 및 커버(112)를 둘러싸도록 고정자 조립체(98) 주위에 오버몰딩되며 단일의 동종 부품을 형성한다. 부가적으로, 동일한 제조 공정 동안, 베어링(92A)(도 3b) 및 베어링(92B)의 정렬을 용이하게 하기 위해서 외피부(114)에 포켓(120A)(도 3b) 및 포켓(120B)이 만들어진다.
갈래부(prong)(118B)가 샤프트(96)를 둘러싸는 허브(116B)로부터 외피(114)의 포켓(120B)까지 연장된다. 도시된 실시형태에서, 베어링(92B)은 4개의 갈래부(118B)를 포함한다. 일 실시형태에서, 갈래부(118B)는 X-형상으로 허브(116B)로부터 연장되어 90도 간격으로 샤프트(96)를 지지한다. 다수의 갈래부(118B)의 사용은 샤프트(96)에 대해 안정성을 제공한다. 특히, 포켓(120B)이 갈래부(118B)가 외피부(114) 안으로 우묵하게 들어가서 배치될 수 있도록 하여 베어링(92B)이 고정되게 한다. 또한, 다수의 포켓(120B)을 함께 사용함으로써 허브(116B)가 축선(A)에 대해 중심이 맞춰지는 것이 보장된다. 마찬가지로, 도 4b에 도시된 바와 같이, 포켓(120A)은 허브(116A)가 축선(A)에 대해 중심이 맞춰진 상태로 베어링(92A)을 안정화시킨다. 이와 같이, 외피부(114) 안에 포켓(120A 및 120B)을 통합시키면 허브(116A 및 116B)가 축선(A)을 따라 동축으로 배향될 가능성이 증가된다.
포켓(120B)은 부가적으로 베어링(92B)이 외피부(114) 안으로 우묵하게 들어가서 배치될 수 있게 하여 교류 발전기(56)의 전체적인 폭을 감소시킨다. 베어링 마다 4개의 갈래부를 외피부(114) 안으로 우묵하게 들어가게 배치시키는 것의 향상된 안정성은 또한 안정성의 희생 없이 갈래부(118A 및 118B)의 각각의 두께가 감소될 수 있도록 한다. 따라서, 네오디뮴에 의해 제공되는 바와 같은 보다 작은 자석 및 보다 얇은 베어링 갈래부의 사용은 축선(A)을 따른 전체적인 길이가 종래기술의 교류 발전기에 비해 감소될 수 있도록 한다.
도 5b는 베어링(92B)이 하우징(88)으로부터 제거되는 것을 방지하기 위해 보유 클립(104)이 삽입된 상태의 도 5a의 교류 발전기(56)의 단부 사시도이다. 보유 클립(104)은 하우징(88)의 내경부에 걸쳐서 연장되는 주 축선을 갖는 테부 또는 고리부를 포함하며, 하우징(88)의 내경부보다 더 큰 길이까지 클립(104)을 연장시키는 탭(125)을 갖는다. 클립(104)의 직경부는 리본 케이블(60)이 하우징(88) 밖으로 연장될 수 있도록 하우징(88)의 내경부보다 더 작게 반대 측에서 잘려진다.
보유 클립(104)은 플라스틱 또는 금속과 같은 변형될 수 있는 얇은 재료로 만들어진다. 따라서, 클립(104)은 탭(125)이 하우징(88)의 내경부 안으로 들어가고 탭(125)이 노치(126) 안으로 삽입될 수 있도록 변형될 수 있다. 탭(125)이 노치(126) 안으로 삽입된 상태에서, 클립(104)은 갈래부(118B)를 포켓(120B)(도 5a) 내에 보유시키는 베어링(92B)에 대한 장벽을 제공한다. 부가적으로, 클립(104)은 베어링(92B)에 대해 스프링력을 제공하도록 형상화될 수 있다. 예를 들어, 클립(104)은 고리부의 내경부가 외경부 보다 하우징(88) 안으로 더 연장되어 있는 사발 형상(도 4b)을 가질 수 있어, 탭(125)이 노치(126) 안에 있을 때 테부 몸체가 변형된다. 클립(104)은 나사 드라이버와 같은 공구의 사용에 의해 하우징(88)으로부터 용이하게 제거될 수 있다.
단일 부품인 오버몰딩된 지지 외피부는 교류 발전기(56)에 향상된 지지 능력을 제공한다. 첫째로, 외피부(114)는 하우징(88) 안으로 압력 끼워맞춤될 수 있는 유연한 몸체를 제공하여, 안정적인 연결을 보장한다. 둘째로, 외피부(114)는 베어링(92A 및 92B)에 대한 공통의 고정점을 제공하여, 보다 우수한 정렬을 보장한다. 베어링(92A 및 92B) 사이의 향상된 정렬을 갖는 것과 경량 자석의 조합된 사용은 교류 발전기(56)의 마모 수명 및 성능을 향상시킨다. 구체적으로, 베어링(92A 및 92B)의 보다 우수한 정렬 및 회전자(94)의 감소된 중량은 교류 발전기(56)의 진동을 감소시킬 것이고 이에 의해 베어링(92A 및 92B)에서의 마모를 감소시킬 것이다.
본 발명은 바람직한 실시형태를 참고하여 기재되었지만, 통상의 기술자는 본 발명의 사상 및 범위 내에서 형태 및 상세사항이 변화될 수 있다는 것을 인식할 것이다.

Claims (20)

  1. 교류 발전기 하우징,
    교류 발전기 안으로 삽입되고 내경부 및 외경부를 갖는 고정자,
    고정자의 내경부 내에 배치되는 회전자,
    회전자로부터 연장되는 샤프트,
    샤프트에 연결되는 제1 베어링, 및
    고정자의 외경부를 둘러싸고, 교류 발전기 하우징에 대해 고정자를 지지하며, 베어링을 지지하는 외피부를 포함하는, 교류 발전기.
  2. 제1항에 있어서, 베어링은,
    샤프트가 위치되는 내경 보어를 갖는 허브, 및
    허브로부터 외피부 안으로 연장되는 갈래부를 포함하는, 교류 발전기.
  3. 제2항에 있어서,
    허브로부터 외피부 안으로 연장되는 복수의 갈래부를 더 포함하는, 교류 발전기.
  4. 제3항에 있어서, 갈래부는 x-형상체를 형성하도록 허브로부터 연장되는, 교류 발전기.
  5. 제2항에 있어서, 외피부는 갈래부를 수용하기 위한 포켓을 포함하는, 교류 발전기.
  6. 제1항에 있어서,
    샤프트에 연결되고 외피부에 고정되는 제2 베어링을 더 포함하고, 제1 베어링 및 제2 베어링은 회전자의 반대편 측에 위치되며,
    제1 및 제2 베어링은 외피부 안에 고정되는, 교류 발전기.
  7. 제6항에 있어서,
    제1 베어링으로부터 연장되는 제1 갈래부,
    제2 베어링으로부터 연장되는 제2 갈래부,
    제1 갈래부를 수용하기 위한 외피부 안의 제1 포켓, 및
    제2 갈래부를 수용하기 위한 외피부 안의 제2 포켓을 더 포함하는, 교류 발전기.
  8. 제7항에 있어서, 제1 포켓은 제2 포켓과 원주방향으로 정렬되는, 교류 발전기.
  9. 제1항에 있어서,
    고정자는 코일 조립체를 포함하고,
    회전자는 네오디뮴 자석을 포함하는, 교류 발전기.
  10. 제1항에 있어서, 고정자는,
    코어,
    코어 주위에 감싸진 권선부, 및
    권선부 및 코어를 둘러싸는 커버를 포함하는, 교류 발전기.
  11. 제1항에 있어서, 외피부는 플라스틱인, 교류 발전기.
  12. 제1항에 있어서,
    베어링 상의 내용제성 코팅을 더 포함하는, 교류 발전기.
  13. 제1항에 있어서,
    외피부를 둘러싸는 하우징, 및
    외피부로부터의 베어링의 제거를 방지하게 위해 베어링에 인접하여 하우징과 결합되는 보유 클립을 더 포함하는, 교류 발전기.
  14. 제1항에 있어서,
    샤프트에 장착된 임펠러를 더 포함하는, 교류 발전기.
  15. 제1항에 있어서,
    코일 조립체에 연결된 동력 공급부, 및
    동력 공급부에 전기적으로 연결된 전극을 더 포함하는, 교류 발전기.
  16. 유체 입구를 갖는 하우징,
    분사 팁부 조립체,
    유체 입구와 분사 팁부 조립체 사이에 유동에 관련하여 배치되는 밸브,
    샤프트를 갖는 전자기 교류 발전기,
    전자기 교류 발전기의 반대편 단부에서 샤프트를 회전가능하게 지지하는 제1 및 제2 베어링으로서, 각각의 베어링은,
    샤프트에 회전가능하게 연결되는 허브, 및
    허브로부터 연장되는 갈래부를 포함하는, 제1 및 제 2 베어링, 및
    전자기 교류 발전기를 둘러싸는 외피부로서, 외피부는 제1 및 제2 베어링으로부터의 갈래부를 각각 수용하기 위한 제1 및 제2 포켓을 포함하고, 제1 포켓 및 제2 포켓은 허브와 동축으로 정렬되도록 위치되는 외피부,
    전자기 교류 발전기로부터의 전기 에너지를 수취하도록 연결된 동력 공급부, 및
    분사 팁부 조립체 부근에서 동력 공급부에 전기적으로 연결되는 전극을 포함하는, 정전식 스프레이 건.
  17. 제16항에 있어서, 외피부는 전자기 교류 발전기 상에 오버몰딩되는 플라스틱 재료를 포함하는, 정전식 스프레이 건.
  18. 제16항에 있어서,
    전자기 교류 발전기 안의 네오디뮴 자석 구비 회전자, 및
    샤프트에 장착된 임펠러를 더 포함하는, 정전식 스프레이 건.
  19. 제16항에 있어서, 전자기 교류 발전기는 고정자를 포함하고, 고정자는,
    코어,
    코어 주위에 감싸진 권선부, 및
    권선부 및 코어를 둘러싸는 커버를 포함하는, 정전식 스프레이 건.
  20. 제16항에 있어서,
    외피부를 둘러싸는 하우징, 및
    포켓 중 하나로부터 베어링 중 하나가 제거되는 것을 방지하기 위해 하우징에 결합되는 보유 클립을 더 포함하는, 정전식 스프레이 건.
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