JPS642430B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、加工品への塗装材料の付着を静電気
力の応用によつて行う静電吹付け塗装装置に関
し、特に完全自給式電力源を内蔵した静電吹付け
塗装装置用スプレーガンに関する。

〔従来の技術〕

ペンキの吹付けや塗装材料を付着させるため
に、空気噴霧型や無空気型の静電吹付け塗装装置
用スプレーガンが広く利用されている。従来用い
られている一般的なスプレーガンは、接地された
ハンドルあるいは取付台が一端に配置された絶縁
胴部材と、噴霧位置に隣接して配置されてこの胴
部材の他端から延出された選択的な寸法および形
状を有する高電圧電極とによつて構成されてい
る。このような電極は、通常は30乃至85キロボル
ト程度、また、一部の装置では150キロボルト程
度の電位まで帯電されて、コロナ放電状態とそれ
にともなう非常に強い電場とを形成する。このよ
うな状態で、高電圧電極から流れるコロナ放電電
流は、ペンキあるいは他の塗装材料の噴霧滴片に
付着してそれを帯電させる単極性イオンを多く含
有する領域を、噴霧位置につくる。また、伝導性
塗装材料においては噴霧滴片の接触帯電が噴霧位
置周辺の高電場領域内で起こる。帯電した滴片
は、それ自身の慣性力と噴霧領域内に存在する静
電場とが連合した影響下で、接地された加工品に
向つて移動する。。従来の実施例によれば、スプ
レーガンと加工品との間に少なくとも1970ボル
ト／cm（5.000ボルト／インチ）、好ましくは3940
ボルト／cm（10.000ボルト／インチ）の平均付着
電場強度を発生するような大きさのできるだけ高
い帯電電圧を保持すると、ペンキを最も節約する
ことができる。またそれと共に、加工品の近くで
の吹付け速度は、十分な噴霧およびペンキ流れの
要求を害することなしに、最も小さくならなけれ
ばならない。

必要な帯電電圧は、通常は、外部に置かれた標
準的電子高電圧電力源の利用、あるいはスプレー
ガン本体内部に電気気体動力学的高電圧発生器を
合体させるかのいずれかによつてなされる。標準
的な電子高電圧電力源は比較的大型で重くかつ高
価であり、また本質的には「定電圧」型特性をも
つて機能するように構成されている。さらにまた
関連する電位の大きさのために、このような電力
源をスプレーガンに接続する高電圧ケーブルは重
くて、かさばり、かつ比較的たわみにくいのでス
プレーガンに望ましくない重量を加え、さらに、
スプレーガンは、それにともなう高電圧を絶縁す
るために無用に大きくなり、また、構造が複雑と
なつてしまつて、多くの場合に、現場での使用が
困難となる。

このような標準的高電圧電力源に比べて、電気
気体動力学的動力によるスプレーガンは、いくつ
かの有利な特徴を有するが、このスプレーガンは
通常は内蔵の電気気体動力学的発電機用のために
比較的に低いといつてもなお数キロボルトの励起
電位を必要とし、このため、確実な作動のために
予め特殊な条件を与えられた空気の利用を必要と
するだけでなく、吹付けヘツドに接続された外部
動力源の利用をも必要とする。

予め特殊な条件を与えられた空気供給源に依存
するのを避けることと、すべての外部電力源およ
び静電吹付け装置への関連の電気接続の排除でな
いにしても最小にすることはこの分野における長
い間の目的であつた。しかし、電流制限特性ある
いは一定電流特性をともなう高作動電位、従来入
手可能な圧縮空気源の利用、および有害な放電電
位の回避といつた相反する要件、しかも軽量、小
寸法および長期間にわたる無事故作動といつた条
件内でこれらの相反する要件を満たすことは、各
種の解決が示唆されたにもかかわらず、前記の目
的の実現を強く妨げてきた。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の基本的目的は、完全な自給式電力源を
有する静電吹付け塗装装置用スプレーガンを提供
することである。

本発明の他の目的は、吹付けヘツド装置内部に
配置される程に小型で、かつ圧縮空気によつて駆
動される電力源を有するスプレーガンを提供する
ことである。

本発明の他の目的は、現場で容易に交換され得
る静電吹付け塗装装置用の自給式のカートリツジ
型電力源を有するスプレーガンを提供することで
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、もつとも広い見地でいうならば、運
動空気流の運動エネルギを連続回転の運動エネル
ギに変換する装置と、この連続回転の運動エネル
ギを吹付け装置の電極装置に与えるのに適当な電
気エネルギに変換する装置とを含むことを特徴と
する。これに従つて本発明は、一般的には、空気
駆動低電圧同期発電機と、同期電動機の出力を高
周波発振器のためのほぼ一定の直流電圧入力に変
換する整流器・電圧調整器と、高周波発振器の変
換された出力電圧の大きさをさらに増大させかつ
該出力電圧の大きさを塗装材料の静電的に増進さ
れた付着を遂行するのに通常必要とされる30乃至
100キロボルトの電位レベルまで変換する多段階
電圧増倍器とを含む。より狭い見地でいうなら
ば、本発明は、磁気電機子低電圧同期発電機を直
接に駆動する高速度衝撃型低慣性空気発動機より
構成される軽量の自給式動力源と、同期発電機の
出力を約2.5キロボルトのピークをもつ逓昇され
たあるいは変換されたほぼ方形波または正弦波の
出力を提供するようになつている高周波発振器の
ほぼ一定の直流電圧入力に変換する固体整流器・
電圧調整器と、標準の５キロボルト用部品を用い
て高周波発振器の変換された出力電圧の大きさを
塗装材料の静電的に増進された付着を遂行するの
に必要な30乃至100キロボルトのレベルまで増大
させる固体多段階電圧増倍器とを内蔵したスプレ
ーガンの提供を含む。

さらに狭い見地でいうならば、本発明は、従来
の工場製造の圧縮空気源を第１動力として用いて
ペンキ吹付けその他に通常必要とされる出力電圧
を妥当な低電流レベルで与えるようにされた軽量
の静電吹付けスプレーガンユニツトを提供するた
めの、機械的および電気的作動パラメータの枠組
内で作動可能な小型かつ軽量の構成部分の選択的
組合せを含む。

〔効果〕

本発明によると、すべての外部の電源との接続
を必要としない軽量で小型かつ操作が容易である
静電吹付け塗装装置用スプレーガンが提供され
る。つまり、運動空気流の運動エネルギを直接電
力に変換する自給式電力発生装置を有する静電吹
付け塗装装置用スプレーガンを得ることができ
る。また、本発明によると、従来から用いられて
いる圧縮空気源によつて駆動でき、また、容易に
入手可能な部品によつて構成される自給式高電圧
電力供給源、つまり、50μA程度の電流レベルか
ら、30乃至100キロボルトの出力電圧が持続的に
発生できる信頼性の高い小型高電圧電力源であつ
て、軽量で手で担持可能な吹付け塗装装置用スプ
レーガンに内蔵される信頼性の高い高電圧電力源
を有する静電吹付け塗装装置用スプレーガンを得
ることができる。さらに本発明によると、従来か
らある圧縮空気源を用いるだけで外部電力源を全
く必要としない静電吹付け塗装装置用スプレーガ
ンを得ることができる。またさらに本発明による
と、作業現場で容易に組立可能であり、かつ個別
に交換可能である一体的に組立てられた組立体か
ら構成されたカートリツジ型電力源を有する静電
吹付け塗装装置用スプレーガンを得ることができ
る。

さらに詳しくいうならば、本明細書に開示の本
発明の実施例は、外部電源接続不要な完全自給式
電力源を有する静電吹付け塗装装置用スプレーガ
ンであつて、約50マイクロアンペアで30乃至100
キロボルトの出力と、約３ワツトの電力レベル
と、約0.68乃至１，36Kg（1.5乃至３ポンド）の
全重量と、5scfm以下の流量で約1.4乃至5.6Kg／
cm²（20乃至80psig）の従来から入手可能な圧縮空
気源の利用ができる静電吹付け塗装装置用スプレ
ーガンである。

以下に、本発明の実施例を、図面を参照しなが
ら説明する。

第１図には、本発明に基づく実施例に係るペン
キ吹付け用その他の手操作型静電吹付け塗装装置
用スプレーガン１０の構成を示す。第１図に示す
ように、スプレーガン１０は、絶縁材料で形成さ
れた全体的に円筒状でかつ細長い胴部分１２と、
伝導性材料で形成されかつ上方部分が胴部分１２
の後方端を囲んでいるピストン握り型ハンドル１
４とを含む。好ましくは少なくとも約3scfmの流
量で1.4乃至5.6Kg／cm³またはそれ以上（20乃
80psigまたはそれ以上）の圧力範囲の空気を供給
し得る従来の圧縮空気源である、離隔した圧縮空
気源（図示せず）に接続可能な空気ホース１６が
適当な取付け部材１８を通じてハンドル１４の下
端に接続されている。

第１図に明示するように、本発明に基づいて構
成された静電吹付け塗装装置用スプレーガン１０
は、塗装材料を放出するための装置として、ペン
キ供給線３８及び空気ホース１６と接続されると
ともに接地されているが、外部電力源はまつたく
接続されていないという点で、従来の空気噴霧式
および無空気式の静電的吹付け塗装装置に用いら
れてきたスプレーガンとは異なる。この結果、本
発明は、従来必要とされた大型でかつ重量の床上
支持の電力源ユニツト、および外部で発生された
充電電位をスプレーガンに伝送するための重くて
比較的たわみにくい絶縁ケーブルを必要とせず、
さらに予め条件づけられた空気の供給、および電
気気体動力学的に付勢されるスプレーガンに励起
電位を伝送するのに必要とされた絶縁ケーブルを
も必要としない。

ハンドル１４の内部には空気導管２０が配管さ
れており、空気導管２０はスプレーガンの使用者
が引金２４を引くことによつて作動する流量制御
弁２２に接続されている。流量制御弁２２の出力
側は導管２６に接続されており、、導管２６は、
胴部分１２の内部の第１空気流路３０および補助
空気流路２８と流体的に接続されている。第１空
気流路３０は（前述した型の空気噴流型スプレー
ガンにおいて）圧縮空気流を空気キヤツプ組立体
３２に送る役割を果すが、この空気は、空気流路
３４，３６によつて分割された後に、離隔した供
給源からペンキ供給線３８と取付け部材４０と、
さらに導管４２とをへて空気キヤツプ組立体３２
内に送られた塗装材料を噴霧状にする「フアン」
空気として用いられる。

塗装材料を放出する空気キヤツプ組立体３２の
構造および形状、並びに、その内部にある空気お
よび塗装材料の導管の内部の構造は従来から用い
られるものと同じであつて、例えば米国特許第
3645447号、第3693877号、第3843052号は適当な
構造例を示す。空気キヤツプ３２に設けられた電
極装置も、また、伝導性ハンドル１４の接地のた
めの空気ホース１６の周りを被覆した伝導性外装
４４、あるいは空気ホース１６と連合した適当な
接地導線も、従来のものでよい。

スプレーガン１０の胴部分１２、およびハンド
ル１４上部内には、細長い除去可能な電力源カー
トリツジ部材４５が配置されている。カートリツ
ジ部材４５は内蔵電源を構成しており、後述の電
力源の作動部分を含み、また、概略円筒状であ
り、その後方部分４６は前方部分４８よりも直径
がかなり大きい。

カートリツジ４５が胴部分１２の内部にある相
補的に形成された受容孔内に適切に挿入される
と、補助空気流路２８が小型の空気発動機組立体
５２の入口ノズル５０に直接に接続されて、回転
子５６を高速で回転駆動するようになる。空気発
動機組立体５２は空気流の運動エネルギを連続回
転の運動エネルギに変換する装置として働き、空
気発動機５２を通過する空気流は胴部分１２の後
方の排気路５４から大気中に放出される。空気発
動機５２の回転子５６は隣接の同期発電機６２の
電機子６０と共通の軸５８上に装架されていて、
高速度まで迅速に加速され、しかも長寿命の効率
的に一体化された低慣性組立体を形成する。同期
発電機６２は空気発動機５２の運動エネルギを電
気エネルギに変換する装置として働き、電機子６
０は、好ましくは少なくとも１対のコイルが周囲
に配置された高透磁率鋼の円筒状エポキシ被覆ス
リーブ型固定子６４内に配置されている。空気発
動機５２および同期発電機６２は小型かつ軽量の
本質的に一体的な小組立体をなすことが望まし
い。上述のように空気発動機５２と同期発電機６
２とが直接に結合していることによつて流路２８
内の運動空気流の利用可能な運動エネルギは毎秒
約250Hzの周波数で実効値約８乃至16ボルトを適
当とする交流電圧の電気エネルギに直接に変換さ
れる。

同期発電機６２の交流電圧出力は導線６８をへ
て整流器７０および電圧調整器７２内に導入さ
れ、そこで、好ましくは大きさ約８乃至12ボルト
の、ほぼ一定の直流電圧に変換される。。電圧調
整器７２によつて調整された出力電圧は高周波発
振器７４を駆動して、好ましくは10乃至50KHzの
範囲の周波数で、低電圧の正弦波あるいは方形波
の出力を発生させる。発振器７４の高周波ではあ
るが低電圧の出力は発振器回路と一体的部分をな
す変圧器７６によつて昇圧されて上述の周波数の
範囲で±2500ボルトの方形波あるいは正弦波の出
力となる。

空気発動機５２、同期発電機６２、整流器７
０、電圧調整器７２、発振器７４、および変圧器
７６は、装着された後で容易に変換可能な単体素
子を形成する実質的に一体的な小組立体を構成す
れば便利である。

変圧器７６の高周波数電圧出力は、好ましくは
約20段階あるいはそれ以上の直列増倍器である長
鎖増倍器８０に導入され、入力電圧は所望の30乃
至100キロボルトの整流出力電圧に昇圧され、こ
の出力電圧は導線８４および制限抵抗８２をへて
空気キヤツプ３２内の電極組立体に送られる。制
限抵抗８２の主要部分はカートリツジ４５の低電
圧端と接地ハンドル１４との間に配置されてもよ
い。

前述したように、市販の静電的ペンキ吹付けあ
るいは他の塗装作に使用可能な本明細書に関連す
る型のスプレーガンは、機械および電気的パラメ
ータの実際的かつ設定された枠組を満たすか、ま
たはその中に含まれねばならない。一般に、手づ
かみ可能な静電吹付け塗装用スプレーガンは、
1.35Kg（３ポンド）以下、約50マイクロアンペア
の電流レベルで30乃至100キロボルトの作動電位
を提供し、そして、従来から用いられている約
1.4乃至5.6Kg／cm³（20乃至80psig）の圧力の圧縮
空気の供給源で作動できることが望まれる。さら
にこのようなスプレーガンは、高電圧電極が接地
した対象物に接近するときの有害なアーク型放電
を防止するために電流を制限する装置を含まねば
ならない。

以下に、スプレーガン用の自給式電力源であつ
て、ａ）重さ約0.23Kg（約0.5ポンド）、ｂ）0.135
m³／分（5scfm）以下の流量で1.4乃至5.6Kg／cm³
（20乃至80psig）の商業的に入手可能な圧縮空気
源で作動可能、ｃ）短絡回路では約200マイクロ
アンペアの最大電流をもち50マイクロアンペアで
50キロボルトの最小出力を与え、ｄ）吹付け装置
の現場での使用を便利にするために交換可能なカ
ートリツジとして形成されている、スプレーガン
用の自給式電力源の好ましい実施例を詳細に説明
する。これらのすべての要件によつて、手づかみ
可能な吹付け装置要スプレーガンの内部に容易に
カートリツジを内蔵できるとともに、現在受入れ
られかつ認められている力学的および電気的パラ
メータの充足を可能とする。

空気発動機５２、同期発電機６２、整流器７０
および電圧調整器７２の小組立体は、例えば以下
のような作動特性を与えるように構成されること
が好ましい。ａ）大気圧で放出されている0.135
m³／分（5scfm）以下の圧縮空気を用いて1.4乃至
5.6Kg／cm³（20乃至80psig）の油非含有空気源か
ら５乃至８ワツトの電力レベルで５乃至10直流ボ
ルトの比較的一定の出力電圧、ｂ）引金作動から
最大約0.2秒以内に空気発動機回転子５６および
電機子６０が全速力の60乃至80％に達する加速
度、並びにｃ）85g（３オンス）の程度の軽量と
またそれに伴つて長期間の作動寿命を与える構造
的耐久性。

第２図および第３図にもつともよく示されてい
るように、空気発動機５２の好ましい構造は衝撃
型空気タービン装置であり、この衝撃型空気ター
ビン装置は、ノズル５０を通して約300m／ｓで
運動している進入空気流によつて、毎分約300000
回転の理論的最大速度を発生する直径約2.5cmの
軽量回転子５６を有しており、この軽量回転子５
６は、毎分10000乃至30000回転の程度の速さでの
作動、また一方では運動空気流の利用可能な運動
エネルギから所望の電力出力を得られるように同
期発電機６２を駆動するのに必要なトルクを提供
する。

2.8Kg／cm³（40psig）の圧力で約4scfmで流され
ている圧縮空気は、約200ワツトの理論的出力を
発揮させる性能を有する。整流器の所望出力は約
10ワツトまたはそれ以下であるから、空気発動機
５２およびこれに連結された同期発電機６２を駆
動する際に生じる圧力降下は十分に補える。さら
に、上述の好ましい衝撃タービン型空気発動機は
スライデイングシールを必要としないので長寿命
高速作動の歯科医用のドリル等で用いられている
型の、玉軸受、油含侵ブツシングあるいは他の適
当なベアリングを使用することができる。

同期発電機６２の電機子６０の所望の迅速な加
速度を得るために、空気発動機回転子５６および
電機子６０の慣性は可能な限り小さく保たれなけ
ればならい。この目的のために、電機子６０は長
さ約1.6cm（８分の５インチ）直径約1.3cm（２分
の１インチ）の高エネルギ永久磁石１００を含む
ことが好ましい。現在までの知識によれば、磁石
直径が1.3cm（２分の１インチ）を超えると、許
容できない慣性力が発生する。アルコニ５も用い
られ得るが、アルコニ８がこのような磁石電機子
には好ましい材料である。前述したように、電機
子６０は、実質上回転子に一体化されるように配
置され、空気発動機５２のハウジングのすぐ外側
に隣接するように設けられている。

第３図および第４図にもつともよく示すよう
に、同期発電機６２の固定子６４は鉄心内のヒス
テレシス損を最小とするために高透磁率合金鋼の
中空のエポキシ被覆円筒から成る。一般に利用さ
れるテープ巻鉄心構造が好ましく、またこの構造
は渦電流損失を最小にする。固定子６４の巻線は
２つのコイルを形成していて、交流約12ボルトの
出力電圧を提供しかつ整流器７０、電圧調整器７
２および発振器７４のインピーダンス要件に整合
するように選択されている。固定子・巻線組立体
全体は第４図中１０２として示されているように
カプセルに封入されていて単体型構造となつてい
る。上述の同期発電機６２は単純で強固な構造を
しており、約12ボルの電圧レベルで５乃至10ワツ
トの電力供給をおこなう４分の１秒の間に、毎分
約15000回転の作動速度に急速に到達することが
できる低始動トルクを特徴とする。

電力供給源の他の構成部分は欠くことのできな
い電気系に関するものであつて、本質的には従来
の回路および回路素子で構成され、回路素子の値
は上述のまたは後述のパラメータの範囲内で作動
するように選択される。第５図は、同期発電機６
２の８乃至16ボルトの実効交流電圧出力を、大き
さ約８乃至12ボルトの一定な直流電圧に変換する
整流器７０および電圧調整器７２の適当な回路配
列を示す。第５図に示すように、同期発電機６２
は固体ダイオード１１２から成るブリツジ整流器
１１０に接続されている。ブリツジ出力はツエナ
ーダイオード１１４およびフイルタコンデンサ１
１６に接続されて、端子１１８の間にほぼ一定の
直流出力を提供する。

前述したように、高周波発振器７４は上述の８
乃至12ボルトの直流入力と同程度の電圧レベルで
10乃至50キロヘルツの周波数範囲で方形波型出力
を提供するように設計されるのが好ましい。発振
器の高周波交流出力は＋2500または−2500ボルト
までの方形波に変換されて増倍器８０の第１段階
に導入される。

第６図はこのような発振器７４および変圧器７
６の適当な回路図を示す。図示のように、電圧調
整器７２の出力端子１１８は抵抗器１２０および
ダイオード１２２に接続される。発振器回路は変
圧器７６の１次巻線１２８に接続された１対のト
ランジスタ１２４，１２６を含んでいる。10乃至
50キロヘルツの周波数で約±2500ボルトの逓昇電
圧出力が変圧器の２次巻線１３０によつて与えら
れる。

空気発動機５２、同期発電機６２、整流器７
０、電圧調整器７２、および変圧器７６はユニツ
トとして交換可能な単体の（カプセル化されたと
き）小組立体を構成して第１の単一のカートリツ
ジ組立体を形成するのが好ましい。

変圧器７６の上述のような好ましい±2500ボル
トの方形波出力は長鎖増倍器８０の入力端子に印
加される。第７図は60キロボルト出力を提供す
る、好ましくは約24段階の、多段階直列増倍器の
適当な回路図を示す。このようなユニツトの寸法
および重量は増倍器を形成する電気的素子、すな
わちコンデンサおよび整流器の寸法および重量に
よつて決定されるので、±2500ボルトの入力を使
用することによつて、寸法が小型かつ重量が軽量
である標準的な５キロボルト用部品の利用ができ
るようになる。図示のように、このような鎖は
各々がイオード１３４でブリツジされた直列接続
のコンデンサ１３２で形成された複数個の段階か
ら構成されることが望ましい。 ここでは直列の
増倍器が好ましいが任意の型の直列あるいは並列
の長鎖増倍器を用いることができる。増倍器は、
ユニツトとして交換可能であり、第２の単一のカ
ートリツジを形成する小組立体（カプセル化され
たとき）を構成するのが好ましい。

ただちに明らかになるように、電子系の構成要
素のすべて、すなわち、第１の組立体を構成する
空気発動機５２、整流器７０、調整器７２、発振
器７４、及び変圧器７６、並びに、第２の組立体
の増倍器は、密封して配列された複合的にカート
リツジの部分を形成しまた容易に現場で交換可能
な分離可能な単体型構造体を形成するようにカプ
セルに封入するのが好ましい。

電圧出力を制限しかつ空気発動機５２の過駆動
を防止するために、ハンドル１４内の補助空気流
路２８に空気調整器組立体１４８が含まれている
のが好ましい。第８図は簡単な空気調整器組立体
を図式的に示す。図示のように、空気が流れる量
を著しく制限する細長い中心孔１５２を確定する
スリーブ１５０が流路２８内に置かれている。中
心孔１５２には変位可能な弁部材１５４がキヤツ
プ状に装着されている。弁部材１５４の基部１５
６は、空気のもれを防止するために適当なＯリン
グ１５８が配置されているのが望ましく、Ｏリン
グは流路２８の広い部分の壁面と滑動係合するよ
うに配置されている。弁部材１５４の上方部分１
６０は横方向への広がりが小さくなつていてその
周りにチエンバ１６２が形成される。チエンバ１
６２はまた空気流を制限する中心孔１６６を有す
るプラグ１６４によつても限定されている。プラ
グ１６４は、通常、ばね１６８によつてプラグと
密着係合する弁部材１５４の上方への変位を制限
するように配置されている。弁部材１５４にはま
た複数個の傾斜をなして配置されたチヤネル１７
０が設けられていて、チヤネルの垂下端がスリー
ブ１５０の端部によつて閉鎖されていないときに
中心孔１５２からチエンバ１６２まで空気を流
す。

空気調整組立体１４８の作動に際しては、弁部
材１５４は、通常、プラグ１６４の中心孔１６６
を閉鎖するようになつている。しかしチエンバ１
６２の内部にある空気圧がバネ１６８の付勢力に
抗して弁部材１５４を下方に変位させると、中心
孔１６６は開放され、かつチヤネル１７０は部分
的あるいは完全に閉鎖される。チヤネル１７０が
完全あるいは部分的に閉鎖されると、逆に、ばね
１６８が弁部材を制御して上方に移動させること
になる。上記の各部材の寸法を適当にとるなら
ば、上流側の有効圧力を下流の流路内圧力とは無
関係に、既定値に制限して、空気発動機の空気入
力を調整できることは明らかであろう。

なお、空気調整器組立体は第１空気流路３０お
よび補助空気流路２８を通過する空気流をそれぞ
れ同時に調整するように設けることもできる。即
ち、双方の流路を同組立体中に通すようにして、
それぞれの流路に弁部材を設け、弁開口の大きさ
を適宜操作するようにすればよい。

上述の原理に従つて好ましい実施例では、
4.2scfmで1.4Kg／cm²（20psig）に調整された圧縮
空気入力から直流３ワツトで55キロボルトの出力
が容易に得られる。以下の作動的ならびに物理的
パラメータが得られた。

空気発動機・同期発電機小組立体 空気入力 1.4Kg／cm²（20psig）：0.1134
m³／分（4.2scfm） 出 力 実効値12.1ボルト、250ヘル
ツで8.6ワツト 寸法（Ｄ×Ｌ） 3.49cm×3.44cm（1.375″×
1.355″） 重 量 0.068Kg（2.4オンス） 立上り時間 0.1秒以下で定格電力の90％
まで 整流器・調整器・発振器・変圧器 入 力 上述の通り 出 力 20kHzおよび5.4ワツトで
5.1KV（ピーク値） 寸 法 3.49cm×2.54cm（1.375″×
1.0″） 重 量 0.064Kg（2.25オンス）（カプ
セル封入） 電圧増倍器 入 力 上述の通り 出 力 直流３ワツトで55KV 寸法（Ｄ×Ｌ） 2.22cm×12.07cm（0.875″×
4.75″） 重 量 0.113Kg（4.0オンス）（カプ
セル封入）

【図面の簡単な説明】

第１図は静電吹付け塗装装置用スプレーガンの
内部に配置された電力源の各部材の配置を示すた
めに一部を断面で示す側面略図、第２図は適当な
空気発動機の構成を示す鉛直断面略図、第３図は
適当な空気発動機及び同期発電機の組立体の構造
を示す断面略図、第４図は適当な同期発電機の構
造を示す拡大鉛直断面略図、第５図は整流器及び
電圧調整器の回路略図、第６図は発振器及び変圧
器の回路略図、第７図は適当な長鎖直列電圧増倍
器の回路略図、第８図は空気圧力調整器の鉛直断
面略図である。 ３２……空気キヤツプ組立体、５２……空気発
動機組立体、６２……同期発電機、７０……整流
器、７２……電圧調整器、７４……高周波発振
器、７６……変圧器、８０……長鎖電圧増倍器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 遠隔供給源からの運動気流の助けによつて噴
   霧状塗装材料を放出する装置と、 該塗装材料の噴霧位置に隣接して配置された前
   記噴霧状塗装材料に電荷を与える電極装置と、 該電極装置に動作電圧を供給する内蔵電源であ
   つて、前記遠隔供給源からの前記運動気流の運動
   エネルギを低電圧の交流に変換する装置、 該低電圧の交流をほぼ一定の大きさの電圧の直
   流に変換する装置、 該ほぼ一定の大きさの直流電圧に応答して高周
   波高交流電圧出力を提供する発振器、及び 該発振器の高周波高出力をほぼ直流の高電位電
   流に変換して前記電極装置に印加する長鎖電圧増
   倍装置を備える内蔵電源、 とを有する外部電源との接続を必要としない静電
   吹付け塗装装置用スプレーガン。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載のスプレーガン
   において、前記運動エネルギ変換装置は、圧縮空
   気源からの空気流によつて駆動可能なタービン装
   置と該タービン装置によつて駆動される同期発電
   機とを備えるスプレーガン。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載のスプレーガン
   において、前記低交流電圧をほぼ一定の大きさの
   電圧の直流に変換する装置は、整流器と電圧調整
   器とを備えるスプレーガン。 ４ 特許請求の範囲第１項に記載のスプレーガン
   において、前記長鎖電圧増倍装置は多段直列増倍
   回路であるスプレーガン。 ５ 特許請求の範囲第１項に記載のスプレーガン
   において、前記交流電圧変換装置および発振器は
   カプセルに封入されて第１の単一カートリツジ組
   立体を形成しているスプレーガン。 ６ 特許請求の範囲第１項に記載のスプレーガン
   において、前記長鎖電圧増倍装置はカプセルに封
   入されて第２の単一カートリツジ組立体を形成し
   ているスプレーガン。 ７ 特許請求の範囲第１項に記載のスプレーガン
   において、前記長鎖電圧増倍装置は少なくとも20
   段を含む多段直列増倍回路であるスプレーガン。 ８ 特許請求の範囲第１項に記載のスプレーガン
   において、前記塗装材料放出装置、電極装置及び
   内蔵電源は共通枠組で保持されているスプレーガ
   ン。 ９ 特許請求の範囲第１項に記載のスプレーガン
   において、前記運動エネルギ変換装置は、前記運
   動気流によつて駆動されて前記同期発電機を約1/
   ４秒間で休止状態から約15000rpmの動作速度に加
   速するタービン装置を備えるスプレーガン。 １０ 特許請求の範囲第２項に記載のスプレーガ
   ンにおいて、前記タービン装置は衝撃型空気発動
   機を備えるスプレーガン。 １１ 特許請求の範囲第２項に記載のスプレーガ
   ンにおいて、前記タービン装置によつて駆動され
   る前記同期発電機は、該タービン装置に直結され
   た中実磁石電機子を備えるスプレーガン。 １２ 特許請求の範囲第８項に記載のスプレーガ
   ンにおいて、前記内蔵電源は複数の組立て可能な
   カートリツジからなるスプレーガン。 １３ 特許請求の範囲第８項に記載のスプレーガ
   ンにおいて、前記内蔵電源の全重量は約１ポンド
   であるスプレーガン。 １４ 遠隔供給源からの運動気流の助けによつて
   噴霧状塗装材料を放出する装置と、 該塗装材料の噴霧位置に隣接して配置された前
   記噴霧状塗装材料に電荷を与える電極装置と、 該電極装置に動作電圧を供給する内蔵電源であ
   つて、前記運動気流の運動エネルギを低周波低電
   圧の交流に変換する装置、 該低周波電圧の交流をほぼ一定の低電圧の直流
   に変換する装置、 該直流低電圧に応答して高周波交流電圧を提供
   する発振器、 該発振器に接続されて該発振器の出力周波数で
   高電圧の交流を出力する逓昇変圧器、及び 該変圧器の出力を一層高い電圧の直流に変換し
   て前記電極装置に供給する長鎖電圧増倍装置を備
   える内蔵電源、 とを有する外部電源との接続を必要としない静電
   吹付け塗装装置用スプレーガン。 １５ 特許請求の範囲第１４項に記載のスプレー
   ガンにおいて、前記運動エネルギ変換装置は、圧
   縮空気源からの空気流によつて駆動可能な衝撃型
   の回転タービンと、約250Hzの周波数で約12Vの
   出力電圧を出力するように該タービンによつて駆
   動される同期発電機とを備えるスプレーガン。 １６ 特許請求の範囲第１４項に記載のスプレー
   ガンにおいて、前記低周波低電圧の交流を変換す
   る装置は、整流器と約10Vの直流出力電圧を提供
   する電圧調整器とを含んでいるスプレーガン。 １７ 特許請求の範囲第１４項に記載のスプレー
   ガンにおいて、前記発振器は10乃至50KHzの範囲
   の周波数の交流出力を提供するスプレーガン。 １８ 特許請求の範囲第１４項に記載のスプレー
   ガンにおいて、前記変圧器は約＋2500Vまたは約
   −2500Vの交流出力を提供するスプレーガン。 １９ 特許請求の範囲第１４項に記載のスプレー
   ガンにおいて、前記長鎖電圧増倍装置は、30乃至
   100KVの範囲の出力電圧を提供する多段直列増
   倍回路であるスプレーガン。 ２０ 特許請求の範囲第１４項に記載のスプレー
   ガンにおいて、前記運動エネルギ変換装置、交流
   電圧変換装置、発振器、変圧器、および長鎖電圧
   増倍装置はカプセルに封入されて、スプレーガン
   に除去可能に挿入され得る単一カートリツジ素子
   を形成するスプレーガン。 ２１ 特許請求の範囲第１４項に記載のスプレー
   ガンにおいて、前記運動エネルギ変換装置は、第
   １の単一組立体を含み、前記交流電圧変換装置、
   発振器および変圧器は第２の単一組立体を含み、
   前記長鎖電圧増倍装置は第３の単一組立体を含
   み、また該第１、第２および第３の組立体は容易
   に組立られ、かつ解体可能なカートリツジを構成
   するスプレーガン。 ２２ 特許請求の範囲第１４項に記載のスプレー
   ガンにおいて、前記長鎖電圧増倍装置は、少なく
   とも20段を含む多段直列増倍回路であるスプレー
   ガン。 ２３ 特許請求の範囲第１４項に記載のスプレー
   ガンにおいて、前記塗装材料放出装置、電極装置
   及び内蔵電源は共通枠組で保持されているスプレ
   ーガン。 ２４ 特許請求の範囲第１５項に記載のスプレー
   ガンにおいて、前記タービン装置によつて駆動さ
   れる前記同期発電機は、該タービン装置に直結さ
   れた中実磁石電機子を備えるスプレーガン。 ２５ 特許請求の範囲第２３項に記載のスプレー
   ガンにおいて、前記内蔵電源は複数の組立て可能
   なカートリツジからなるスプレーガン。 ２６ 特許請求の範囲第２３項に記載のスプレー
   ガンにおいて、前記内蔵電源の全重量は約１ポン
   ドであるスプレーガン。 ２７ 遠隔供給源からの運動気流の助けによつて
   噴霧状塗装材料を放出する装置と放出された塗装
   材料に電荷を与える電極装置とを有する、該電極
   装置に動作電圧を印加するために外部電源との接
   続を必要としない静電吹付け塗装装置用スプレー
   ガンであつて、 前記遠隔供給源からの運動気流の運動エネルギ
   を連続回転の運動エネルギに変換する装置と、 該連続回転の運動エネルギをスプレーガンの電
   源としての使用に適した電気エネルギに変換する
   装置とを備える静電吹付け塗装装置用スプレーガ
   ン。 ２８ 特許請求の範囲第２７項に記載のスプレー
   ガンにおいて、前記運動エネルギ変換装置は衝撃
   型空気駆動タービン装置を備えるスプレーガン。 ２９ 特許請求の範囲第２７項に記載のスプレー
   ガンにおいて、前記電気エネルギ変換装置は低周
   波低電圧交流出力を供給する交流発電装置であ
   り、該交流発電装置はさらに、 前記低周波低電圧交流をほぼ一定の大きさの電
   圧の直流に変換する装置と、 該直流電圧に応答して高周波高電圧交流出力を
   提供する発振器と、 該発振器の出力をさらに高電圧の直流に変換し
   て前記電極装置に供給する長鎖電圧増倍装置、 とを備えるスプレーガン。 ３０ 特許請求の範囲第２７項に記載のスプレー
   ガンにおいて、前記塗装材料放出装置、電極装置
   及び両エネルギ変換装置は共通枠組で保持される
   スプレーガン。 ３１ 特許請求の範囲第２７項に記載のスプレー
   ガンにおいて、 前記運動エネルギ変換装置は、前記運動気流に
   よつて駆動されて前記交流発電装置を約1/4秒間
   で休止状態から約15000rpmの動作速度に加速す
   るタービン装置を備えるスプレーガン。 ３２ 特許請求の範囲第２８項に記載のスプレー
   ガンにおいて、前記運動エネルギ変換装置はさら
   に、前記タービン装置によつて駆動されて交流電
   圧出力を提供する交流発電機を備えるスプレーガ
   ン。 ３３ 特許請求の範囲第２９項に記載のスプレー
   ガンにおいて、 前記長鎖電圧増倍装置は少なくとも20段を含む
   多段直列増倍回路であるスプレーガン。 ３４ 特許請求の範囲第３０項に記載のスプレー
   ガンにおいて、前記各エネルギ変換装置は複数の
   組立て可能なカートリツジからなるスプレーガ
   ン。 ３５ 特許請求の範囲第３０項に記載のスプレー
   ガンにおいて、前記エネルギ変換装置の全重量は
   約１ポンドであるスプレーガン。 ３６ 特許請求の範囲第３２項に記載のスプレー
   ガンにおいて、前記タービン装置及び交流発電機
   は共同して、1/4秒未満で休止状態から10000rpm
   の動作速度に加速し得る低慣性モーメント質量を
   構成するスプレーガン。 ３７ 噴霧状の塗装材料に電荷を与える電極装置
   を含み、加圧流体源に接続されて塗装材料を放出
   する静電吹付け塗装装置用スプレーガンであつ
   て、 内蔵電源が前記電極装置に単極の電位を供給
   し、該内蔵電源が、 加圧流体のエネルギの一部を交流電圧に変換す
   る装置と、 該交流電圧を前記電極装置に加える静電吹付け
   用として十分な高直流電位に変換する長鎖電圧増
   倍装置とを備える静電塗装用スプレーガン。 ３８ 特許請求の範囲第３７項に記載のスプレー
   ガンにおいて、 前記長鎖電圧増倍装置は少なくとも20段を含む
   多段直列増倍回路であるスプレーガン。 ３９ 噴霧状塗装材料に電荷を与える電極装置を
   含み、加圧流体源に接続されて塗装材料を放出す
   る手動操作可能な静電吹付け塗装装置用スプレー
   ガンであつて、内蔵電源が前記電極装置に単極の
   電位を供給し、該内蔵電源が、加圧流体のエネル
   ギの一一部を交流電圧に変換する第１の単一組立
   体と、 該交流電圧を、前記電極装置に加える静電吹付
   け用として十分な高直流電位に変換する第２の単
   一組立体とから成り、該第１及び第２各組立体が
   着脱可能である静電吹付け塗装装置用スプレーガ
   ン。