JPS6243747B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は静電吹付銃に関し、更に詳細には燃え
易い雰囲気中で使用するように設計された静電吹
付銃の安全性に関する。

静電吹付被覆は確立された技術である。一般に
被覆材料は分配装置から被覆されるべき物体へ向
けて霧化したまたは微粒子状の形態で発射され
る。被覆されるべき物体は電気的に、地電位に保
持され銃から分配される直前か、その最中か、ま
たはその直後に被覆材料は被覆されるべき物体へ
向つて静電的に惹きつけられるように電荷を与え
られる。

高電圧の故に、静電被覆装置の構成および作動
においてはある幾つかの安全のための注意が払わ
れねばならない。たとえば、粉末を含めて現在使
用されている種々の被覆材料を吹き付ける場合、
被覆動作の域内に燃えやすい雰囲気が生じる。も
し、吹付銃に関連した静電充電回路がなんらかの
接地された物体にあまりにも近づけられ過ぎる
と、銃内の高電圧回路と接地された物体との間に
火花が飛ぶ恐れが生じる。このようにして発生す
るアーク内に充分なエネルギがあれば、被覆領域
内の燃えやすい雰囲気に点火する恐れがある。点
火に要するエネルギは被覆材料の組成および被覆
材料と被覆領域における空気との比に応じて可変
である。銃の静電充電系からの電位アークにおけ
るエネルギ量を減少せしめるために、高値抵抗器
が銃の筒内において採用されている。静電吹付銃
に用いられる該抵抗器は、電流を制限し、従つて
アークにとつて利用しうる電気的エネルギを低下
せしめる働きをなす。しかし該抵抗器が有効であ
るためには、電流がそれを通過せねばならない。
従つて、該抵抗器の「下流」に容量的に貯えられ
たエネルギから生じる電流は該抵抗器により制限
されない。

一般に、従来の静電銃の設計は銃の筒部内に抵
抗器を組入れていた。故に、ノズル内に荷電機構
を有する静電吹付銃にあつては、エネルギはノズ
ル内の抵抗器の下流に容量的に貯えられ、このエ
ネルギがアークを給送するために利用された。こ
の容量的に貯えられるエネルギの量は電圧の二乗
として増大する。故に、従来の設計による銃はよ
り低い電圧で作動される結果抵抗器の下流におい
て安全なエネルギ蓄積レベルとならねばならなか
つた。作動電圧が低いと望ましくない被覆特性及
びより低い沈着効率に資することになる。

本発明により構成された静電吹付銃は好ましい
静電充電構成の使用を許し乍ら効率上なんら目立
つた低下もなくより安全な作動を生じる改良され
た高電圧荷電回路を有する。本設計においては抵
抗器の「下流」に導電性材料を殆ど残さないよう
に銃のノズル部に第２の抵抗器が含まれる。

銃は内部に高電圧電気通路をそなえた筒部から
成り該筒内の電気通路の一部を抵抗器が構成す
る。筒には実質的に非導電性の材料で作られたノ
ズル部が取付けられ、これは排出オリフイスとな
つて終端する流体通路と、その内部の高電圧電気
通路と、そこから延びる細い針金状の電極とを有
する。電極はノズル内の電気通路と接触した導電
性の針金であつて小さな電気的キヤパシタンスを
有するように作られている。電極はノズルから排
出される流体の流れに接近してかあるいはその流
れの中に位置せしめられうる。ノズル部の内側の
電気通路は筒内の電気通路に電極を接続しこれも
抵抗器を含んで成る。ノズル内のこの小さな抵抗
器と筒内の抵抗器は結合して、電極自体による小
さな量を除いて筒内の大きな落下抵抗器の下流に
おける電気回路から生じる貯えられたエネルギを
効果的に減衰または散逸せしめる。従つて、銃の
筒部内の高メグオーム抵抗器と共に小さな値の抵
抗器を銃のノズル部において使用して任意の与え
られた作動電圧においてもより安全な銃および任
意の与えられた安全マージンに対してもより高い
電圧で使用しうる銃を与えることが可能である。

この銃の特定的な構成は銃の製造および組立て
の容易さ、良好な摩耗特性および高電圧電気的特
性の不変を容易ならしめるものである。

本発明は図面を参照することにより更に詳細に
理解されうる。

第１図は非導電性の筒部２が取付けられた金属
製の電気的に接地されたハンドル部１を有する空
気霧化用静電吹付銃を示す。筒２の前端にはノズ
ル部３が連結されている。被覆材料は加圧被覆材
料源（不図示）に連結されるようになされた流体
圧ホース４により銃に供給される。

ホース４はハンドル１の床尾端に取付けられホ
ース４内の流体通路を出張り５と筒２の側部にお
ける入口通路７との間に連結されたホース６内の
流体通路に連結するように貫通流体通路を有する
導電性の出張り５に連結されている。筒２の側部
を貫通する入口通路７は筒２内の第１の流体通路
８と連通している。銃の前部寄りの針および座弁
組立体９は第１の流体通路８から第２の流体通路
１０内への流体の流れを制御するに有効である。
第２の流体通路１０はノズル３内の流体通路２８
（第２図）に連結されるようになされている。ト
リガ組立体１１は針および座弁組立体９を作動せ
しめるに有効である。

ハンドル１の床尾端には適当な継手により空気
ホース１２が連結され銃のハンドル１内の空気通
路１３と連通している。空気通路１３は図に示し
たもの以外の平面内に連続しその結果銃のノズル
部３内の空気室１４と連通する。

高電圧ケーブル１６もハンドル１の床尾内へと
連結しハンドル１を介し且つ筒２内へと延びる通
路１７を介して連続している。高電圧ケーブル１
６の端と抵抗器１９との間には導電性ばね１８が
圧縮されている。ばね１８はケーブル１６の端と
抵抗器１９との間に電気的接続を与える役目をし
ている。抵抗器１９は一般に75メグオームの程度
であるが、ケーブル１６を介して銃に供給される
電圧によつては多くなつたり少なくなつたりして
よい。第２図を簡単に参照すると、抵抗器１９の
前端２０は小さな電気的導体２１によりノズル３
内の抵抗器３０と接するばね２２に連結されてい
る。

銃の全体的な構成はノズル３を除けばヘイスチ
ングズらの米国特許第３，747，850号またはタム
ニーらの米国特許第3749243号に記載されている
ものと同様でよく、これら両特許とも出願人によ
り所有されているものである。この程度までこれ
らの特許は参照により本明細書中に組込まれてい
る。

次に第２図に移ると、ノズル３の詳細が観察さ
れうる。銃のノズル部３は流体ノズル２３と、空
気ホルン２４と、保持ナツト２５とから成る。こ
れらの部品２３，２４，２５はデユポン社の商標
「デルリン」のもとに市販されている材料のごと
き非導電性材料で作られている。これらの構成素
子の表面形状は以下に詳述するノズル３内の流体
および空気通路を形成すべく結合している。保持
ナツト２５は流体ノズル２３および空気キヤツプ
２４を筒２の前部上に保持するに有効である。保
持ナツト２５は筒２の前端に螺着されて空気キヤ
ツプ２４のフランジに係合する。空気キヤツプ２
４は流体ノズル２３を筒２上にしつかりと保持す
るように且つ筒２内の第２の流体通路１０を流体
ノズル２３内の流体通路２８との流体連通状態に
密封するように保持ナツト２５により流体ノズル
２３に対して押しつけられている。

上述したごとく、ハンドル１内の空気導管１３
はノズル３内の空気室１４と連通する。空気室１
４は空気キヤツプ２４内の空気通路２６と連通し
ている。空気通路２６は空気キヤツプ２３内の出
口オリフイス１５となつて終端している。オリフ
イス１５から発する空気は流体ノズル２３から排
出される被覆材料を霧化し且つ霧化された材料を
与えられた噴霧パターンに形作るに有効である。
空気キヤツプ２４の中心には流体ノズル２３の流
体排出前端が貫通する開口２７が位置している。

流体ノズル２３はその前端寄りで流体室３４と
連通する貫通通路２８を有する。この室３４はそ
の前端において排出オリフイスへと開口してい
る。流体ノズル２３内の流体通路２８は断面が円
形でもよい。部材２９内に収められた高いメグオ
ームの抵抗器３０が流体ノズル２３の流体通路２
８内に位置している。部材２９は抵抗器の化学的
および摩耗保護のためのものであつてデユポン社
の商標「テフロン」の下に市販されている材料で
作つてよい。部材２９は通路２８の円形形状と結
合して筒２内の通路１０からその前端における流
体ノズル２３の排出ノズルへの被覆材料の流れを
与えるように断面が（図面の平面に垂直な平面に
おける）方形でよい。抵抗器３０の後端３１はば
ね２２の連続部に連結されている。

抵抗器３０の前端３２は流体室３４を介し且つ
流体ノズル２３の排出オリフイスを介して外に延
びる細いステンレス鋼針金電極３３に電気的に接
続されている。例えば、好ましい一実施例におい
ては、電極３３は直径0.025インチ（0.0635cm）
および長さ0.69インチ（1.7526cm）を有する丸形
である。電極３３は流体ノズル２３の端を0.27イ
ンチ（0.68583cm）だけ越えて突出している。

ノズル３内の抵抗器３０はエキポシによりテフ
ロン部材２９内へと密封されてよい。

「デルリン」および「テフロン」は実質的に非
導電性材料であるからノズルは電極３３自体を除
いて実質的に非導電性であることがわかる。従つ
て、ノズル３内の阻止用抵抗器３０の「下流」に
おける銃の前部内での導電性材料の量は電極３３
自体のみである。従つて、導体２１およびばね２
２は阻止用抵抗器３０から「上流」にある。更
に、電極３３とばね２２との間に必要とされる導
電性材料は不要となりその代りに抵抗器３０が用
いられている。従つて、銃の前端における導電性
素子は抵抗器により減衰されない容量的に貯えら
れたエネルギの利用度を減少せしめるようにきわ
めて減少せしめられている。

抵抗器１９および３０は市販されている。抵抗
器１９，３０の値は種々の要因に依存する。65〜
76kvまたはそれ以上（開回路）で作動するよう
に設計された実際の装置において、筒２内の抵抗
器１９は75メグオームであり、ノズル３内の抵抗
器３０は12メグオームである。一般に、組合わさ
れた抵抗は高電圧ケーブル１６、ばね等のごとき
銃内における電気的素子等の累積した効果を「減
衰」せしめるに充分に大きい。ノズル３内の抵抗
器３０の値は筒内の抵抗器１９とノズル３内の抵
抗器３０との間における電気的素子の効果を「減
衰」せしめるに充分に大きくなければならない。
所望の値は静電噴霧被覆技術の当業者には周知の
点火テストにより選択されることができる。

従つて、本発明の設計は銃の物理的寸法を不当
に拡大することなく付加的な安全さを与えるもの
である。大きな抵抗器１９は小さな抵抗器３０と
結合してケーブル等の効果を減衰させる。次いで
ノズル３内の小さな抵抗器３０は２個の抵抗器１
９と３０の間の導電性素子の効果を減衰せしめて
最小量の導電性材料（電極３３）のみを抵抗器３
０を越えて残す。

この設計の故に銃を作動する場合により高い電
圧を安全に利用しうる。逆に銃は任意の与えられ
た電圧において向上した安全マージンを有する。
例えば２つの銃が比較された。第１の銃は筒内に
75メグオームの抵抗器を、そしてノズル内に12メ
グオームの抵抗器をそなえたここに述べた銃と同
一であつた。第２の銃はノズル内に抵抗器がなく
電極長はノズルの後部においてばね２２に連結す
るように増大せしめられていることを除いて第１
の銃に同一であつた。第２の銃は30〜35kvにお
いて1/10ミリジヨール（millijoule）のアークを
生成しうる。第１の銃は55〜60kvまでは1/10ミ
リジヨールのアークを生成しなかつた。従つて筒
抵抗の僅か16％だけノズル内に付加された抵抗は
作動電圧が同じ安全要因に対して殆ど２倍になる
ことを許すものである。同じテストに基いて、ノ
ズル内に付加された全銃抵抗の16％の増大は筒内
に抵抗をそなえたのみの同様な銃に比しアークに
利用しうるエネルギの約67％を除去することが決
定された。以上空気霧化装置について述べたが、
本発明は他の型式の静電吹付装置、例えば空気無
し霧化型、ひいては静電粉末適用装置にも等しく
適用可能であることは当業者には言うまでもない
ことであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を組入れた静電吹付銃の部分的
断面図、第２図は第１図銃のノズル部の詳細図で
ある。 主要部分の符号の説明、ノズル部……３、被覆
材料通路……８，１０，２８、高電圧ケーブル…
…１６、第１の直列抵抗器……１９、第２の直列
抵抗器……３０、電極……３３。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加圧流体源からの被覆材料を通すための流体
   導管８，１０と、高電圧電源からの高電圧電気を
   通すための高電圧電気通路１６，１８，１９，２
   ０，２１，２２とを内包する筒部２と； 筒部の流体導管と連通する流体通路２８と、該
   流体通路を通つた被覆材料を霧状に分散して噴霧
   する手段２７，３４，１５，１４と一端で筒部の
   高電圧電気通路に接続される電気通路３０と、該
   電気通路３０の他端に接続される針状電極３３と
   を内包し、該針状電極を噴霧された被覆材料内に
   突出して有する非導電性ノズル２３と；より成る
   静電被覆装置であつて、 前記ノズルの電気通路は第１直列抵抗器３０を
   含み、かつ前記筒部の高電圧電気通路は該第１直
   列抵抗器より抵抗の大きい第２抵抗器１９を含ん
   で成る静電被覆装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記電極は
   長さ0.69インチ（1.7526cm）であり、前記第１直
   列抵抗器は12メグオームの値を有し、前記第２抵
   抗器は75メグオームの値を有することを特徴とす
   る静電被覆装置。 ３ 特許請求の範囲第２項において、前記電極は
   直径0.025インチ（0.0635cm）であることを特徴
   とする静電被覆装置。 ４ 特許請求の範囲第３項において、前記電極の
   一端は前記ノズルの端を0.27インチ（0.6858cm）
   だけ越えて突出していることを特徴とする静電被
   覆装置。 ５ 特許請求の範囲第１項において、前記第２抵
   抗器は前記ノズル内の孔内に軸方向に位置せしめ
   られ、ばね型電気的コネクタによりその中に固定
   されていることを特徴とする静電被覆装置。 ６ 特許請求の範囲第１項において、第１直列抵
   抗器はノズルの流体通路内に位置していることを
   特徴とする静電被覆装置。 ７ 特許請求の範囲第６項において、第１直列抵
   抗器は、該銃から吹付けられるべき被覆材料に対
   して化学的耐性および耐摩耗性を有する容器内に
   密封されるとともにその端部に第２抵抗器のため
   の電気的接続手段を与えられており、流体通路内
   の被覆材料は該容器の回りを流れることを特徴と
   する静電被覆装置。