JPS5936282Y2 - 静電スプレ−塗布装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は静電スプレー塗布装置に関し、さらに詳しく
言えば外部電源からスプレー・ガンへの人力である低電
圧をガンの電極に加える高電圧に変圧するための、ガン
内部にすっぽり収容される小型化電源装置に関する。

この考案に関する一般型の静電スプレー塗布装置はその
上要槽底部品として典型的に静電スプレー・ガンを含む
。

このガンは操作者が使用時子で握るように設計されたハ
ンドルと先端がノズルになっている胴体とを有する。

引き金のような作動子を操作者が操作すると、ペンキ、
ラッカー等のような塗布材料の細かく分散、もしくは蒸
気化した粒子のスプレーがノズルから塗布される目的物
の方に飛ぶ。

ガンのハンドル、引き金、及び胴体から電気的に絶縁さ
れた電極がノズル内に取付けられ、塗料粒子がノズルを
離れる時にそれを静電的に帯電するため、例えば７２ｋ
Ｖのような高い直流電圧に保持されている。

粒子の静電的帯電はよく知られているようにアース電位
に保持された塗布すべき品物上への塗料の付着を強める
ためである。

塗布材料の源はフレキシブル・ホースを介してガンの胴
体ｌ討妾続されている。

引き金を作動させるとガン内部のフロー・バルブが開き
、塗布材料はガンに流れ込み、そこで蒸気化されスプレ
ーとなって放出される。

静電スプレー装置は又、塗料粒子を静電的に帯電するた
め商用の低電圧電力を高圧の直流に変えこれをガンの電
極に加えるための電源装置もしくはブースタ電源を含ん
でいる。

これまで提案された電源装置、特に５０〜１００ｋＶ以
上の電極電圧源を有するように作られたものは物理的見
地から典型的に箱もしくは缶の形をとりその大きさから
して例えば２８リットル（１立方フイート）以上、重量
１６〜２０キログラム（３４〜４５ポンド）１以上とな
るので、通常操作者の近くの床−Ｌに置かれる。

この電源装置は通常の１２０ Ｖ、６０Ｈｚ交流の電源
に差込み、塗料粒子の静電的充電に必要な、例えば７２
キロボルトの高い直流電圧をその出力端子に出す。

高圧ケーブルで電極に高圧を加えるために電源装置の出
力をガンに接続する。

電気的見地からこれまで提案された電源装置は変圧器と
コンデンサ／ダイオード倍電圧型の電圧倍率器回路とを
含んでいた。

変圧器も倍率器回路も共に電源装置の缶内に置かれ、お
・そらく油に浸され、そして操作者の近くの床上に置か
れ高圧ケーブルでガンに接続されていた。

電源装置の変圧器は交流１２０Ｖ （ピーク・ツー・ピ
ークは３４０Ｖ）の在米型人力の電圧を約１４．０ＯＯ
Ｖ・ピーク・ツー・ピークの交流電圧に逓昇する。

この逓昇された交流電圧はその後５段電圧倍率器に供給
され、そこで塗布粒子を静電的に充電するに必要な約７
２ｋＶの直流電圧に変圧される。

電源装置の出力端子に７２キロボルトの電圧が作られ、
そして高圧ケーブルを経由してガンの電極へ送られる。

従来の電源装置は、静電スプレーに必要な高い直流電圧
を作ることができる一方、多くの望ましくない特性も有
する。

例えば、電源装置とガンとを相互接続するために特別に
設計された７２キロボルトのような電極電圧を流すこと
ができるケーブルが必要である。

これらのケーブルは非常に高い電圧を安全に通さなけれ
ばならないという要求のために、非常に固く太いと同時
に、実際に非常に高価である。

しばしば何百ドルにもなるケーブルの高値は在米型の電
源装置が望ましくないものであるという１つの理由にな
る。

それに加えて、これらのケーブルの太さと固さとはスプ
レー・ガンを物理的に一層扱いに＜＜シ、操作困難とな
るため操作者の疲労を増す。

ガンと電源装置とを相互接続する先行技術の高圧ケーブ
ルは、高圧を電送しそして典型的に爆発環境中で使用さ
れるから、万一それらが破損、短絡、及びアースへ火花
を出すなどの状態になると潜在的危険を呈し、しばしば
スプレーの使用に現われる可燃性塗料溶剤の引火を起こ
すお・それがある。

先行技術のガン・ケーブルはさらに万一ケーブルが破損
すれば、たまたまそれに触れた操作者が感電する危険が
あるというようにそれはケーブルの高圧特性による危険
がある。

ガンの内部にすっぽり収容され、それにより電源とガン
とを相互接続する高圧ケーブルの必要性を除き、付随す
るケーブルの欠点、すなわち高い価格、操作者の疲労を
増す大きさと固さ、万一ケーブルが破損したら感電及び
爆発の危険を増す高い電圧などを除く静電スプレー・ガ
ン用電源装置を提供することがこの考案の目的であった
。

前述の目的は静電スプレー・ガン電源装置の設計に対し
根本的に異なるアプローチを使用することにより本考案
のいくつかの原理により達成された。

そらに詳しく言えば、この目的は交流の非常に高い周波
数で動作する電源装置を提供することにより達成された
。

電源装置の高周波動作は電源装置倍率器回路の必要容量
値をかなり減らし、従って倍率器の大きさもかなり小さ
くなる。

倍率器の大きさがそのように小さくなると、その主要部
分の大きさ及び重量が倍率器である電源装置はガンの内
部に収容できるほど小さくなる。

ガン内部に電源装置が収容されると、ガンと電源装置と
を相互接続する高圧ケーブルの必要性はなくなり、万一
ケーブルが破損した時操作者を感電させたり爆発する危
険や高い価格や、操作者の疲労を招くケーブルの太さや
固さのような高圧ケーブルの使用に伴う欠点を省く。

この考案の追加原理によれば、電源装置の容積及び重量
はフェライトで作り、カップの形に形成された鉄心を有
する変圧器の使用によりさらに減少される。

このような型の変圧器は非常に小型軽量である。

その上、鉄心の幾何学的なカップ形状のために、浮遊磁
束は最小限に保持され、その結果高い動作周波数で通常
予想される高周波干渉が最小限に保持される。

ある特定の使用状態のもとでは高周波干渉の最小限化は
望ましいものでそして（または）肝要なものである。

本考案の好適な実施例によると、スプレー・ガン内にす
っぽり収容された電源装置は、例えば１１■といった直
流低電圧が外部電源から供給される。

この直流低電圧入力はガンに収容された電源装置の中で
発振器と変圧器の組合わせにより４５ｋＨｚ、６．０Ｏ
ＯＶ・ピーク・ツー・ピーク電圧レベルに変えられる。

やはりガンに収容された電源装置内にあるコンデンサ／
ダイオード倍電圧型の１２段電圧倍率器により６，００
０ポルＩ・の高周波電力は順次に直流７２ｋＶに変えら
れる。

倍率器回路は４５ｋＨｚで動作するため、必要な倍率器
容量は５００分の１級の少量のものでよく、使用する在
来型電源装置周波数は典型的に６０Ｈｚである。

倍率器容量のこの減少は電源装置の小型化を可能とし、
ガン内に完全に収容される限度まで、すなわち、容積が
４９〜６６立方センチメートル（３〜４立方インチ）、
重量が２３０〜３４０グラム（８〜１２オンス）にまで
減少する。

前述のとおり、本考案の電源装置では在来型の軽量フレ
キシブル電気ケーブルが使用でき、ガンに収容した電源
装置に外部から低電圧を供給できる。

このようなことはケーブル価格、操作者の疲労、感電及
び火花による爆発の危険を減らす。

これは低周波動作のため重く大きく必然的にガンから物
理的に別個に離して設置され、そしてガンと電源装置と
を相互接続する高圧ケーブルを使用しなくてはならない
これまでに提案された電源装置と対照的である。

このようなケーブルは前記のように固く太く、操作者を
疲労させ、高価で、しかも高圧のため感電の危険と火花
による爆発のおそれが多い。

本考案のさらにその」―のそして重要な点はスプレー・
ガン装置の容量的に蓄積された電気エネルギが大幅に減
少することである。

ガン電極とアースされた物体との間の火花による可燃性
環境内での引火はスプレー・ガン装置内に容量的に蓄積
された電気エネルギに関係するものであるから、点火な
ど及び（または）容量的に蓄積された装置エネルギの点
火効果を反作用、消滅、または軽減するに必要な電気回
路は装置内に容量的に蓄積された電気エネルギの大幅な
減少によりこの考案の装置内で実質的に減少する。

初めに記載した在来型スプレー・ガン装置において、容
量電気エネルギ蓄積の主要源は３個あるすなわち、ガン
の容量、倍率器回路、及び倍率器回路とガンを相互接続
する高圧ケーブルである。

電極とノズル構造の幾何学的特別関係に因るガンの容量
は在来型の装置においては３００ｐｆ級で、あり一方先
行技術の倍率器回路の容量は実際しばしば８００ｐｆの
範囲内にある。

コンデンサの容量をＣ、コンデンサの電圧を■とすると
容量性電気エネルギの蓄積はＶ２Ｃに等しいから、高圧
回路に結合して使用されるそれぞれ３００ｐｆ及び８０
０ｐｆのガン及び倍率器の容量は重要な容量性電気エネ
ルギ蓄積源である。

倍率器回路と先行技術装置のガンとを相互接続する高圧
ケーブルの容量はケーブルの構造により変化する。

この考案の出願人に譲渡された「高抵抗ケーブル」と題
するノール（Ｎｏｒｄ）の発明になる米国特許第３，３
４８，１８６号中に記載された従来のケーブルのひとつ
の形では標準長高圧ケーブルの容量は約３００ｐｆであ
る。

このケーブルの容量は、さらに高圧でも使用されるので
、典型的先行技術スプレー装置中の重要な容量性電気エ
ネルギの追加蓄積源である。

アースされた物体に対するガン電極の不注意な接触によ
る先行技術スプレー装置の引火の可能性を許容限界内に
まで減少させるためには、これらの大きい容量性先行技
術装置に蓄積された容量性電気エネルギの引火効果を中
性化、軽減、さもなくば反作用させることが必要であっ
た。

過去において、この引火の可能性を許容レベルに減少さ
せることは、倍率器回路と高圧ケーブルの両方に抵抗を
追加することによってのみ可能であった。

実Ｆ♀」二、上述のノールの特許３，３４８，１８６号
はちょうどこのような中性化抵抗装置を組込んだ改良高
圧ケーブルに指向されている。

従って、先行技術スプレー装置にお・いで、倍率器回路
及び高圧ケーブル内に適切な抵抗を選択し設置すること
により、ケーブル及び倍率器回路の容量性電気蓄積の引
火効果は安全限界内に引火の可能性を減少するに十分な
程度まで中性化された。

然しながら、許容レベルへの引火可能性のこの減少は倍
率器回路とケーブルの両方へ抵抗を加えるという手間を
伴う。

この考案の静電スプレー装置においで、低圧電源をガン
に接続する電気ケーブルの電圧同様、倍率器の容量は非
常にいちじるしく減少する。

その結果、倍率器回路及びケーブル中に蓄積する容量性
エネルギの引火効果を中性化するのに必要な抵抗は皆無
でないとしても無視できる程度である。

例えば、好適な実施例にも・いて、直流の低圧電源とガ
ンとを相互接続するケーブルに因る装置内に蓄積された
容量性蓄積電気エネルギの取分は、例えば１１■のよう
な非常に低い電圧のため無視できる程度であり、この電
圧でケーブルは動作し、そしてケーブル容量の効果を中
性化するためあらゆる抵抗装置をケーブル内に組込む必
要を全くなくしている。

対照すると、従来のガン・ケーブルは典型的に動作する
例えば７２ｋＶの主として高い電圧のために、ケーブル
内に非常に大きい容量性蓄積エネルギを持っていた。

容量性蓄積エネルギのケーブル収骨を減少することに加
えて、本考案は倍率器回路の容量を従来の倍率器の約８
００ｐｆからこの考案の倍率器の約３３ｐｆに減少する
。

好適な実施例の倍率器回路のこの容量は従来の倍率器回
路のそれの２５分の１位であ４る。

その結果、この考案において倍率器回路の容量性エネル
ギ蓄積、そこですなわちその効果を中性化するため必要
な抵抗は、もし必要とするならば、２５の係数で減少す
る。

従って、ケーブル及び倍率器の容量性エネルギ蓄積が零
か非常に少量の本考案の静電スプレー装置にお・いては
、容量性電気エネルギ蓄積の引火効果を安全限度内に中
性化するため、倍率器及びケーブル中に抵抗を組込む要
求は事実上存在しない。

本考案のこれらのそしてその外の利点及び目的は付図と
関連して記載した本考案の詳細な説明がら容易に明らか
になろう。

この考案の原理を具体化した静電スプレー・ガン装置の
好適な形は第１図に示されている。

便宜上、図解した装置は、例えば、ビードの発明であ・
る米国特許第２．７５４．２２８号及びノード外の発明
である米国特許第２，９３６，９５９号中に記載された
「エアレス」（“ａｉｒｌｅｓｓ“）型のものである。

当業者は理解されるように、「エアレス」スプレーは、
例えば２１−７０ｋｇ／ｃｒｒｆ （３００−１０００
ｐｓｉ）の高い圧力でガンの小孔を通して塗料の流れを
押出すことにより塗布材料の蒸気化を行なう。

これは補助の高速気流が比較的低圧の塗布材料の流れに
向けられガン・ノズルに加圧しないで塗料の蒸気化を生
じさせる「エア・スプレー」装置と対照的である。

もちろん、本考案は「エアレス」装置について記載され
ているが、本考案は「エアレス」装置のみに使用するも
のと限定されることなく、在来型の「エア・スプレー」
装置、静電的に蒸気化を行なう装置、もしくはこのよう
な技術の組合せにより蒸気化が行なわれる装置のような
その外の型の装置にもさらに使用できることが理解され
るだろう。

第１図を参照すると、好適な装置は操作者が使用時に手
で握れるように設計されたハンドル２２と、その前端が
ノズル２６になっている胴体２４とを有する静電スプレ
ー・ガン２０を包含していることが判る。

操作者によりガンの引き金３０が駆動されると、ペンキ
、ラッカー等のような塗布材料の細かく分散、もしくは
蒸気化された粒子のスプレーがノズル２６から塗布すべ
き物体３４の方に流れる。

ガン・ハンドル２２、引き金３０、及び胴体２４がら電
気的に絶縁された電極３２はノズル２６内に取付けられ
てお・す、スプレー２８中の塗料粒子がノズル２６を離
れる時にそれらを充電するために正もしくは負のいずれ
かの高い直流電圧に維持されている。

塗料粒子の帯電は、当業界で周知の理由によりアース電
圧のような電極３２とは異なる電圧に保持された被塗物
３４上の被膜粒子の付着を強める。

供給タンク３６の形の塗布材料源は適当な液体導管３８
を経由してガン２０の胴体２４に接続されでいる。

タンク３６とガン胴体２４の間のライン３８中に接続さ
れたポンプ４０は塗布材料を加圧し、上記引用のビード
及びノード外の特許明細書中に記載された「エアレス」
スプレー技術中に述べられているように、圧縮空気の補
助源を必要とせずにノズル２６により塗布材料の蒸気化
を容易にしている。

電圧倍率器４２Ａ及び逓昇変圧器兼直流交流変換器４２
Ｂを含む電源装置すなわちブースタ電源４２はガン内に
収容されて、例えば７２ｋＶの高い直流電圧を、例えば
ＩＩＶの直流電源のような低い直流電源４４から電極３
２へ供給し、そして電源は低電圧ライン４６を経由して
ガン・ハンドル２２に接続されている。

便宜上直流低圧電源４４はライン４８を経由して在米型
の１２０ Ｖ、６０Ｈｚの交流電源に接続される。

もちろん、もし所望なら低電圧電源４４は、１２０Ｖ、
６０Ｈｚの交流電源を供給する携帯用の在来型電池装置
でもよい。

静電スプレー・ガン２０は、特にその構造の機械的特徴
は、第２図に一層詳細に示しである。

この図面を参照すると、ガン２０は、組立で及び整備の
便宜上分解できるように接続されたハンドル２２及び胴
体２４を含んでいることが判る。

ハンドル２２はできればアルミニウムのような導電物質
の鋳物で、内部空洞５０が設けられており、逓昇変圧器
兼直流交流変換器４２Ｂを含む静電スフルー・ガン装置
の動作構成部品のいくつかを収容している。

空洞５０は下端５０Ａで開いでお・り低電圧線４６がガ
ンの内部に導入できるようになっている。

空洞５０の下端５０Ａに嵌込まれた縁当組立体５２はガ
ン・ハンドル２２への低電圧ライン４６が空洞５０へは
いる所のガン・ハンドル２２に摩擦係合されている。

低電圧ライン４６は縁当組立体５２の代りにコネクタを
使用してガン内で変圧器兼変換器４２Ｂに着脱可能なよ
うに接続することもできる。

空洞５０は以下に明らかになる理由により、前端部５０
Ｂも開いている。

保守及び組立てを容易にするためガン２０のハンドル部
２２に着脱可能に取付けられている胴体２４は丈夫な電
気的絶縁材料で造るのが好ましい。

胴体２４には電圧倍率器４２Ａを収容するように作られ
た第１空洞５４が設けられでいる。

空洞５４はできればその前端が閉じでいるすなわち密封
されているのが望ましい。

これは塗布材料が固まってノズルを破損するのを防止す
るために、使用中定期的にガン・ノズル２６を溶剤槽中
に入れるので、塗料溶剤が空洞５４に漏えいするのを防
止する。

第２空洞５６もまた胴体２４中に設けられてお・す、導
管３８と蒸気化ノズル２６とを相互接続する塗料流路を
構成している。

空洞５６はシー１−６１Ａ及びボール６１Ｂを有するフ
ロー・バルブ６１を開閉するため引き金３０に応答して
縦方向に往復運動する作動ロッド５８を収容している。

バルブ６１は空洞５６から蒸気化ノズル２６への塗布材
料の流れを調整している。

蒸気化ノズル２６はオリフィス６０Ｃが実際に形成され
るカーバイド・インサート６０Ｂを有するほぼ円錐形の
導電金属部材６０Ａで構成されたオリフィス組立体６０
を含んでいる。

部材６０Ａは絶縁材料でできた全体として輪状の取付構
造物６２に固定されている。

オリフィス取付輪６２は胴体２４の前部にねじ込まれた
絶縁保持環６８により被膜流路５６に対して動作位置に
維持されている。

電極３２は針の形に造られており、その内端は絶縁軸６
２中に納まり、そして導電体のオリフィス支持部材６０
Ａと電気的接触を保っている。

導電タブ７０が空洞５４の前端に形成されており、倍率
器が空洞５４内に正しく置かれた時電圧倍率器４２Ａの
出力端子を戊する平面導電タブ７３と電気的に接触して
いる。

導線７２は一端をタブ７０に接続し、そして他端を導電
輪７４に接続している。

輪７４の反対側はオリフィス支持部材６０Ａと電気的に
接触している。

それ放電極３２と倍率器４２Ａの出力端子７３との間の
電流路は導電要素６０Ａ、 ７４．７２、及び７０を含
んでいる。

引き金３０は、第２図に実線で示した外方の非動作位置
と３０’ の所に点線で示した内方の動作位置の間を運
動できるように３１の所にその上端でガン・ハンドル２
２に適当に枢動的に接続されている。

引き金３０に固定されているものは角のあるアーム３０
Ａである。

引き金３０が作動位置３０′ に移動すると、角のある
アーム３０Ａは電極３２を付勢するように矢印８４の方
向にマイクロスイッチ８２の駆動アーム８０を枢動する
。

ハンドル２２の穴９０内に取付けられたスリーブ・ベア
リング８８で滑動できる水平に往復運動可能なプランジ
ャ８６はその前端に接続された引き金アーム３０Ａとそ
の後端に接しているマイクロスイッチ・アーム８０との
間に運動を伝達する。

引き金３０が作動位置３０’ に動かされると、スイ
ッチ８２を駆動する外に、引き金の動きはさらにフロー
・バルブ６１を開き、加圧された塗布材料をライン３８
から流路５６を経由して蒸気化が行なわれるオリフィス
６０に流す。

特に、引き金３０の作動位置３０′への運動はその内方
端をアーム３０Ａに接続しているロッド９２を後方に動
かす。

シール部材９４内に形成された軸方向の穴の中を滑動す
るロッド９２はそれが内方端で接続しているロッド５８
を後方へ動がし、順次にシー１−６１Ａからロッド５８
の前端に固定されたボール６１Ｂを持ち上げ、フロー・
バルブ６１を開く。

シール部材９４とその内方端でロッド５８上に形成され
た円形肩９８との間に接続された圧縮コイル・スプリン
グ９６はロッド５８にスプリングのパイアスカを常時加
えてお・す、そこでボール６１Ｂはシート６１Ａに抗し
てバルブ６１を閉じた位置に保持しでいる。

逓昇変圧器兼直流交流変換器４２Ｂはアース・ライン４
６Ａと正の低電圧ライン４６Ｂに接続されている。

ライン４６Ａ及び４６Ｂは第１図に示したガン・ハンド
ル２２から低電圧電源４４に延びる低電圧線４６を含ん
でいる。

アースされた低電圧線４６Ａはさらにねじ端子４７を経
由して導電ガン・ハンドル２２にも接続され、操作者を
アースしている。

逓昇変圧器兼直流交流変換器４２Ｂの出力端子と電圧倍
率器４２Ａの入力端子との間を電気的に相互接続してい
るのは１対の中間電圧交流ライン４９Ａ及び４９Ｂであ
る。

電圧倍率器４２Ａと逓昇変圧器兼直流交流変換器４２Ｂ
を含み、そして完全にガン２０内部に収容されている電
圧ブースタすなわち電源装置４２は第５［凹中の電気回
路図に示されている。

第５図を参照すると、電圧線４６Ａ及び４６Ｂにより直
流電源４４から１１■が給電されたｌ・ランジスタ化し
た単一端のリンギング・チョーク、変換器、もしくは発
振器１００と変圧器１０２とを含む逓昇変圧器兼直流交
流変換器４２Ｂが示されている。

比較的低電圧の直流電源４４の出力のために、火花の可
能性はライン４６Ｂが万一不注意で破損し、アースに短
絡したとしても、最小限に抑えられる。

発振器１００はそのエミッタが発振器への人力を槽底す
るアース線４６Ａに接続され、そのコレクタが変圧器の
１次巻線１０４の片側に接続されているＮＰＮｈランジ
スタＱ２を含んでいる。

変圧器１次巻線１０４の他側は切換トランジスタＱ１の
エミッタ・コレクタ通路を経由して発振器１００への入
力端子を槽底する正の直流ライン４６Ｂ′ に接続され
ている。

矢印８４の方向にスイッチ・アム８０を動かすと閉じる
ように作られているマイクロスイッチ８２の常開可動電
気接点１０３は正の直流ライン４６ＢとトランジスタＱ
１のベースとの間に接続されており、引き金３０がその
作動位置３０′（第２図）に移動するとトランジスタＱ
１をそのオフ、すなわち低導通状態からそのオン、すな
わち高導通状態に切換え、直流電源４４からの発振器１
００を付勢する。

発振器１００はさらに発振器人力ライン４６Ｂ′及び４
６Ａ間に接続された平滑コンデンサ９９も含んでいる。

バイアス抵抗１０１はトランジスタＱ２のベーースを正
の発振器人力ライン４６Ｂ′ に接続し、Ｉ・ランジス
タＱ２をオンにバイアスしている。

点線１０７で図示したように、１次巻線１０４と逆方向
に巻かれた変圧器の２次巻線１０６は、トランジスタＱ
２のベース回路中に接続されている。

巻線１０６の一側は接地線４６Ａに接続され、一方巻線
の他側は交流結合コンデンサ９７及び所望の動作周波数
より高い周波数での寄生発振を予防する働きをする抵抗
９５を経由してトランジスタＱ２のベースに接続されて
いる。

動作の際は、引き金３０が作動位置３０′（第２図）ニ
移動スルト、発振器１００は付勢される。

これは引き全動作マイクロスイッチ８２と関連する可動
接点１０３を閉じ、トランジスタＱ１をそのオフ状態か
らオン状態に切換える。

トランジスタＱ１が導通すると、１１Ｖの直流電圧が低
電圧直流電源４４から発振器入力ライン４６Ｂ′ に加
えられる。

この直流電圧は、コンデンサ９９で平滑された後、変圧
器１次巻線１０４及び通常導通しない発振器トランジス
タＱ２の直列の組合わせの両端に加えられる。

１次巻線１０４を通して起きる最初の電流サージは逆方
向に巻かれた変圧器２次巻線１０６にある極性の電圧を
誘起し、そこでトランジスタＱ２１計ｌ目状態になる。

変圧器１次巻線１０４を通る電流は増加し続けるが、そ
の増加率は次第に小さくなり、ついには最大値レベルに
到達する。

１次巻線１０４中の電流がその最大値に達すると、逆方
向に巻かれた変圧器の２次巻線１０６の両端に誘起する
電圧は零に近付き、トランジスタＱ２をその高インピー
ダンス状態にし、そしてそれは順次変圧器１次巻線１０
４を通る電流をその最大値から減少させる。

変圧器１次巻線１０４中の減少した電流は逆方向に巻か
れた変圧器２次巻線１０６の両端にトランジスタＱ２を
さらに高いインピーダンス状態にするような極性の電圧
を誘起する。

これは変圧器１次巻線１０４を通る電流を最小値に降下
させ、そしてそれは順次２次巻線１０６の両端に誘起し
た電圧を零に減少し、トランジスタＱ２から負のベース
・エミッタのバイアスを取除く。

これはトランジスタＱ２を導通させ、そして変圧器１次
巻線１０４を通る電流を増加させる。

変圧器１次巻線１０４中の増加した電流は、トランジス
タＱ２をさらに飽和状態にするような電圧を巻線１０６
の両端に誘起し、そしてこの発振動作は上記の方法で続
けられる。

電流が周期的に増減する変圧器１次巻線１０４は、２次
巻線１１０に結合された変圧器である。

これから述べる巻線１１０と１０４との間の巻線比のた
めに、２２■・ピーク・ツー・ピークの巻線１０４両端
の交流電圧は、約６，０ＯＯＶ・ピーク・ツー・ピーク
の交流電圧に逓昇される。

変圧器２次巻線１１０からこの電圧出力はライン４９Ａ
及び４９Ｂを経由して電圧倍率器４２Ａに接続されてい
る。

発振器回路１００の好適な形において、コンデンサ９７
及び９９は５０Ｖの規格電圧でそれぞれ０．２μｆ及び
４μｆの容量を有し、そして抵抗９５及び１０１はそれ
ぞれ１０Ω及び３９０Ωの抵抗値を有する。

前述の大きさの変数とこれから述べる型の変圧器１０２
で、発振器１００は４５ｋＨｚの周波数で動作し、６Ｗ
の電力出力と前述のとおり６，０ＯＯＶのピーク・ツー
・ピーク電圧を出すことがわかった。

好適な形の変圧器１０２は第９図及び第１０図中に最も
良く兄受けられるように、同一の半分部１１３Ａ及び１
１３Ａ’ から代るカップ形のコア１１３を含んでいる
。

コア部１１３Ａ及び１１３Ａ’ は一端を閉じ、そして
それぞれ内部の軸方向に延びた中空円筒１１３Ｂ及び１
１３Ｂ’ を有する円筒の形になっている。

縦方向の切込み１１３Ｃ及び１１３Ｃ’ が、これから
述べる理由で、それぞれカップ１１３Ａ及び１１３Ａ’
の円筒状の壁部の反対側に設けられている。

変圧器１０２はさらに細長い円筒形部１１５Ａを有する
ボビンもしくはスプール１１５を含み、そのまわりに巻
線１０４．１０６、及び１１０が巻かれている。

ボビン１１５はさらに末端フランジ１１５Ｂを含んでい
る。

ボビン円筒形部１１５Ａの内径はカップコア円筒１１３
Ｂ及び１１３Ｂ’の直径より少し大きく、円筒が容易に
ボビンに滑り込めるようにしである。

好適な形の巻線１０４は絶縁された４２番の銅線の６３
本撚り線から戊る６＋回巻きを含んでいる。

巻線１０６は巻線１０４の内側に巻かれ、４４番絶縁銅
線の２２本撚り線から成る２回巻きを含んでいる。

内側及び外側の巻線１０６及び１０４からスプール１１
５上に軸方向に置き換えられたのは巻線１１０である。

好適な形の巻線１１０は４２番絶縁銅線の１８００回巻
きを含んでいる。

巻線１１０を巻く除１巻きごとの交点比率が約１．０で
あることが望ましい。

ボビン１１５上に巻線１０４．１０６、及び１１０が適
切に巻かれた後に、ボビンはカップ鉄心半分部１１３Ａ
及び１１３Ａ’の円筒１１３Ｂ及び１１３Ｂ’上に置か
れ、そしてカップ鉄心部は第１０図に最も良く示したよ
うに互に反対の関係に置かれる。

円筒１１３Ｂ及び１１３Ｂ’の隣接する末端の間に置か
れた絶縁スペーサＳはコア部１１３Ａ及び１１３Ａ’の
間にギャップＧを設けている。

切込み１１３Ｃ及び１１３Ｃ’ はコア部１１３Ａ及び
１１３Ａ’ が組立てられる時巻線１０４．１０６、及
び１１０への接続が容易にできるようにしている。

絶縁材１１７は組立てる時破損しないように巻線と鉄心
の内面との間のスペースを埋める。

絶縁陶器材料は低い誘電定数、低い消散係数、及び良好
な電気絶縁特性を有する。

このような陶器材料は、高い動作周波数を使用する際、
低い誘電定数のために浮遊容量値が最小で、そしてその
低い消散係数のために誘電熱損失が最小である。

誘電常数が３．６で消散係数が０．０１９のＲＴＶ型８
型土１１２型付けられたゼネラルエレクトリック社で市
販している陶器材料が適切であることがわかった。

好適な実施例で使用される型のコア１１３はできればフ
ェライトのような非常に高い透磁性を有する物質で造ら
れるのが望ましく、そして２２１３−Ｐ−ＬＯＯ−３Ｂ
７型と名付けられたニューヨーク州すンガテイーズ市
のフエロツクスキューブ・コーポレーション・オブ・ア
メリカ社で市販している型のコアが良いことがわかった
。

この型のコアを使用すると、発振器動作周波数は４５ｋ
Ｈｚにも達しその出力電力はＬＯＷ、入力端子は交流１
１■、そしてピーク・ツー・ピークの出力電圧は前述し
たように６，０ＯＯＶであった。

このようなコアが使用される時、変圧器兼発振器４２Ｂ
は約２４．６ｃｒｒ’ｆ （１，５立方インチ）の容積
を有する。

電圧倍率器４２Ａは全体としてコツククロフト・ワルト
ン形のものであり、縦列構造に接続された同一の倍電圧
段４２Ａ−１から４２Ａ−ｎまでのｎ個を含んでいる。

各倍電圧段は、正の半サイクルの間コンデンサＣの一方
がダイオードＤの一方を通して充電し、そして負の半サ
イクルの間他方のコンデンサＣが他方のダイオードＤを
通して充電するように接続された２個のコンデンサＣと
２個のダイオードＤとを含んでいる。

理想的には、各コンデンサ上の電荷が倍電圧段への人力
のピーク電圧値に等しく倍電圧段の出力端子に得られる
が、これは各コンデンサの電圧が加えられ、倍電圧段へ
の入力電圧のピーク値の２倍に等しい出力電圧になるよ
うにコンデンサが接続されているからである。

倍電圧段４２Ａ−１から４２Ａ−ｎまでは縮少（に接続
されているので、最後の、すなわちｎ番目の倍電圧段の
出力は理論−）−ｎと最初の段への入力端子との積に等
しい。

７２ｋＶの直流電極電圧を得ることが望ましいこの考案
の好適な実施例においては、端子７３に所望の７２ｋＶ
のレベル出力を出すようにライン４９Ａ及び４９Ｂ上に
６，０ＯＯＶ・ピーク・ツー・ピークの発振器出力電圧
を逓倍するために１２個の倍電圧段が使用される。

倍率器回路は入力が６，０ＯＣＶ・ピーク・ツー・ピー
クの時９５ｋＶの出力を得るのに１８段もの倍電圧段で
横取されていた。

従って使用する倍率器の倍電圧段の個数はその特定の通
用により変化する。

もし段数が無限に増加すると倍率凝固の損失が非常に大
きくなり、倍率器からの与えられた所望の出力に対して
入力を増加しなければならない点に達する。

ここに記載された倍率器４２Ａとして引用された一般的
型のコツククロフト・ワルトン倍率器回路の動作理論は
、ニュージャージ州イングルウッド・クリフ市のＰｒｅ
ｎｔｉｃｅ−Ｈａｌｌ、 Ｉｎｃ発行、Ｊｏｈｎ Ｄ、
Ｒｙ−ｄｅｒ著の“Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｆｕｎｄａ
ｍｅｎｔａｌｓ ａｎｄ Ａｐｐ−１ｉｃａｔｉｏｎｓ
”、第３版５〜１２章；ニューヨーク市のＴｈｅ Ｒ
ｏｎａｌｄ Ｐｒｅｓｓ Ｃｏｍｐａｎｙ発行Ｒａ１ｐ
ｈ Ｒ，Ｗｒ−ｉｇｈｔとＨ，Ｒｉｃｈａｒｄ ５ｋｕ
ｔｔ共著の”Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ：Ｃ１ｒｃｕｉ
ｔｓ ａｎｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ”、１１−１１項；及び
ニューヨーク市のマックグロ・ヒル発行のＪａｃｏｂ
Ｍｉｌｌ−ｍａｎ著、“Ｖａｃｕｕｍ−ｔｕｂｅ ａｎ
ｄ Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃ
ｓ”の１４−５章のような標準電気技術テキストブック
の中に、Ｅｖｅｒｈａｒｔ外著”Ｔｈｅ Ｃｏ−ｃｋｃ
ｒｏｆｔ−Ｗａｌｔｏｎ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｍｕｌｔｉ
ｐｌｙｉｎｇ Ｃ１ｒｃｕｉｔ””Ｔｈｅ Ｒｅｖｉｅ
ｗ ｏｆ ５ｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎ
ｔｓ”第２４巻３号１９５３年３月２２１〜２２６ペー
ジの記事の中に記載され良く知られている。

第５図の電圧倍率器４２Ａの回路構成部品の好適な配置
は第４図にえかがれている。

第４図に示したように、電圧倍率器４２Ａは直列接続コ
ンデンサＣの第１長方形群１２０及び直列接続コンデン
サＣの第２長方形群１２２で構成されている。

それらのコンデンサＣのおのおのは円盤形の１個または
２個以」―の陶器コンデンサＣ′を含んでいる。

「円盤形」というのは円形、正方形、または別の形でも
がまわないが、とにがく薄く平らであるという意味であ
る。

集められた時に与えられた群１２０もしくは１２２のコ
ンデンサＣ′はそれらの外縁をほぼ一直線に揃えられる
。

各陶器コンデンサＣ′の反対端の面Ｆ１及びＦ２は導電
被膜Ｔ１及びＴ２が塗られている。

陶器コンデンサＣ′の反対面Ｆ１及びＦ２に取付けられ
た被膜Ｔ１及びＴ２はそのコンデンサの導電板及び電気
端子を構成している。

群１２０及び１２２中の適当な点で隣接するＣ′及びＣ
′の端子Ｔ１及びＴ２にうまく挾まれたものは導電平面
タブＪであり、それが挾まれている隣接コンデンサ素子
Ｃ′及びＣ′の端子Ｔ１及びＴ２間の電気結合をする役
をしている。

ダイオードＤは第５図にえかがれた電気回路を作るため
に必要なので、コンデンサ群１２０及び１２２中の適当
な点でタブ３間で相互接続されている。

好適な形にお・いて、各コンデンサの平面端子Ｔ１及び
Ｔ２の外面にはばんだＳまたは同類の被膜がついている
（第４Ａ図）。

そのように塗られた平面端子Ｔ１及びＴ２で、容量性群
１２０及び１２２は所望の回路（第５図）を作るのに必
要な方法で群中のコンデンサＣ′及び導電結合部Ｊをま
ず配列することにより容易に電気的及び機械的に組み立
てられる。

いったん配列されると、群１２０及び１２２は炉に入れ
られ、例えば２６０〜３１６℃（５００〜６００°Ｆ）
の温度で加熱される。

この温度は第４図に示したように、所望の回路構成にコ
ンデンサ及び端子Ｔを機械的電気的につなぐように端子
Ｔ１及びＴ２上に塗られた導電はんだＳを溶かすのにち
ょうど良い温度である。

もちろん、群１２０及び１２２を焼成する時、熱ショッ
クを避けるために温度は除々に増加しなければならない
。

コンデンサ端子Ｔ１及びＴ２にはんだ被膜をつける代り
に、導電エポキシあるいは同様の粘着性物質を使用し、
そして焼成することができる。

ダイオードＤは必要に応じて群コンデンサ１２０及び１
２２に接続され、そして組立体全体が陶器で固められる
。

本考案の好適な形において倍率器段４２Ａ−１から４２
Ａ−１１までのコンデンサＣ′のおのおのは３ｋＶの定
格電圧で９３０ｐｆの容量を得るように・ ９ｍｍ（０
，３５９インチ）の直径と２ｍｍ （０，０８インチ）
の厚さとを有する。

好適な実施例中の倍率器段４２Ａ −ｎのコンデンサＣ
′は陶器型のものであり、そしておのおのは９ ｍｍ
（０，３５９インチ）の直径と、５ｍｍ（０，２０３イ
ンチ）の厚さとを有し、６ｋＶの定格電圧で１３０ｐｆ
の容量を出す。

２ Ｄ Ｄ ５６１Ｒ９０１及び２ＤＤＳ６１Ｕ１０１
Ｘ型と名付けられた前述の型のコンデンサは米国ライス
コンシン州ミルウオーキー市のグローブ・ユニオン社の
セントララブ部で市販されている。

カリフォルニア州ニューバリ・パーク市のセムテツク社
から人手できる３ｍｍ （０，１２インチ）と約１０ｍ
ｍ （０，４０インチ）の長さを有する適切な型のダイ
オードＤすなわちＳＦＭ７０型がうまく動作することが
わかった。

第４図中に示したような記載した寸法の構成部品で作ら
れた倍率器回路４２Ａは２５Ｘ １３Ｘ７６ｍｍ （１
ｘ４−ｘ ３インチ）の大きさになり２５ｃｒｒ？ （
１，５立方インチ）の容積を占めることがわかった。

好適な実施例において、倍率器４２Ａはスプレー・ガン
２０の胴体２４中に置かれ、その出力端子７３はガン電
極３２の近くに置かれる。

そのような配列の利点は、高圧に充電された粒子が送ら
れる物理的距離、すなわち、倍率器出力端子７３及び電
極３２間の距離が最小限に保たれ、その代り高圧絶縁要
求事項を最小限に保つということである。

使用時にコンデンサＣをその中に含むため第５図の倍率
器回路４２Ａは一定限界内ではあるが固有的に電気エネ
ルギを蓄積する。

少量ではあってもそのような蓄積された電気エネルギは
、もし電極３２がたまたまアースした物体と接触すると
点火の可能性にわずかながら貢献する。

倍率器コンデンサ中に電気的に蓄積されたエネルギを消
散し、それにより点火の危険性を絶対的最小限に減少す
るｊために、第６図、第７図、及び第７Ａ図中に示した
ように、抵抗Ｒが各電圧倍率器段４２Ａ−１’ から４
２Ａ−ｎ’のコンデンサＣ′ と直列に接続される。

できれば抵抗Ｒは直流電流に対して高インピーダンスを
呈し、同時に交流電流に対して低イン。

ピーダンスを有するようにフェライト円板の形をとる。

好適であると判明したフェライト円板抵抗Ｒはニューヨ
ーク州つツドスＩ・ツタ市のエルナ・フェライト・ラボ
ラトリ社で市販され、それは３Ｅ２フエライトで作られ
、８ｍｍ （０，３３インチ）の直径と２ｍｍ （０，
０８インチ）の厚さとを有し、１００〜１０００Ωの抵
抗値を得る。

円板形の好適なフェライト抵抗Ｒは第７図中の群１２０
′及び１２２′ により図示したようにコンデンサＣ′
に挾んだ積層状に組立てることができる。

第７図を参照すると、抵抗Ｒが平面導電端子Ｔ１′ 及
びＴ２′ を伴う反対の面Ｆ１′及びＦ２′上に設けら
れているように兄受けられる。

端子Ｔ１′及びＴ２′はコンデンサＣ″ に隣接する平
面端子Ｔ１′及びＴ２′ に挾まれた積層状に組立てら
れる前にできれば導電性のはんだＳ′ などで被膜され
る。

そのように被膜され組立てられた時、積重ねられた抵抗
及びコンデンサ群１２０′ 及び１２２′はオーブンの
中で焼成され、積重ねられたコンデンサ群ｓ及び抵抗Ｈ
の電気的及び機械的結合をする。

もし所望なら、そしてさらに点火の危険性を最小限にす
るために、倍率器回路４２Ａ及び４２Ａ′の出力端子７
３及び７３′の間に抵抗（図示してない）が接続される
。

７５ＭΩもしくはそれ以上の抵抗値を有する抵抗を使用
することができる。

この考案の静電ガン２０の他の実施例によると、積重ね
られたコンデンサ１２０及び１２２、もしくは積重ねら
れたコンデンサと抵抗の組合わせ１２０′及び１２２′
は、第８図に最も良く示したようにガン胴体２４′内に
形成された空洞５４′ 内のそれぞれ塗布材料流路５６
′ の上及び下に置かれている。

これは第３図に示したような塗布材料流路空洞５４上に
両端１２０及び１２２、もしくは１２０′及び１２２′
とも置くことと対照をなしている。

本考案はその好適な実施例を参照して記載してきたが、
多くの変更ができることは明白である。

その外の発振器、例えば対称ブツシュ・プル発振器、水
晶発振器駆動電力増幅器等も使用できる。

もし第５図に詳細に示した特定の型の発振器を使用する
と、その設計と動作上の変化がなされる。

例えば、直流１１■が望ましい発振器へのライン４６Ａ
及び４６Ｂ′上の入力電圧は直流的８■と直流２４Ｖの
間で変えることができる。

もしライン４６Ａ及び４６Ｂ′上の発振器入力電圧が約
８Ｖの好適な下限より下へ減少すると、変圧器１０２の
１次巻線１０４への入力端子はある意味で過剰になり、
好適な発振実施例１００からの与えられた出力によって
電線で槽底されている巻線１０４の直径を増大する必要
が出てきて、その結果巻線寸法の望ましくない増加が生
じる。

それに加えて、１次巻線１０４を通る増加電流はトラン
ジスタＱ２のエミッタ・コレクタ通路の安全設計限界を
越える。

もしライン４６Ａ及び４６Ｂ’ Ｊ−の好適な発振器実
施例１００への入力端子が２４ボルトの好適な」１限を
越えると、最大電力変成効率にとって望ましいように１
次巻線が変圧器１０２のＢ−Ｈ曲線に関して飽和しない
モードで動作するものとすれば、１次巻線１０４の巻数
を増加しなければならない。

然しながら、もし１次巻線１０４の巻数を増力口すると
、容積を小さく保つためには巻線１０４を作るために使
用する電線の径を減少しなければならない。

しかも、これは１次巻線１０４のインダクタンスを増加
し、そしてトランジスタＱ２の切換え速度を減少させる
。

従って、もし入力端子が２４ボルトを越えしかも容積を
小さく保とうとすれば、切換え速度、従って周波数に影
響する。

好適な発振器実施例１００の出力電圧は、好適な実施例
中の変圧器１０２により逓昇された時、約６．０ＯＯＶ
・ピーク・ツー・ピークで゛ある。

この出力は電圧倍率器段の必要数を減少させるように理
論的に増加し、従って倍率器の容積を減少する。

然しながら、もし変圧器兼直流交流変換器４２Ｂの出力
電圧が好適な実施例の６，０ＯＯＶ・ピーク・ツー・ピ
ーク以上に増加すると、ある要素を考慮しなければなら
ないことがわかった。

例えば、出力電圧の増加は、好適な発振器実施例１００
への入力電圧が一定であると仮定して、変圧器の２次巻
線１１０の巻数を増加しなければならない。

然しなから、もし巻線１１０の巻数が増加すると、変圧
器は大きくなる。

もし変圧器の２次巻線１１０の巻数を増加しても変圧器
の容積を一定にしておこうとして線径を細くすれば、巻
線間容量及び巻線対鉄心の容量と同様に巻線のインダク
タンスが増加し、その結果として電線で構成された巻線
１１０の表面積が増加し、それにより周波数が減少する
ことになる。

変圧器の２次巻線１１０の出力電圧を増大する結果とし
てさらに巻線１１０の巻数が増加すると与えられた直径
のカップ鉄心１１３にとって、巻線１１０の外側の巻線
とカップ鉄心の内壁との間の電圧傾斜は外側の巻線をカ
ップ鉄心から絶縁している誘電体の陶器物質１１７が破
壊する点まで増大する。

好適な発振器回路の出力電圧の増加の前記結果の外に、
そして好適な実施例の発振器１００の特定構造により課
せられた制限とは関係なく、考慮すべきその他の要素が
ある。

詳しく言えば、発振器出力電圧が増大すると、倍率器へ
の入力端子が増大し、そして倍率器から与えられた出力
電圧を得るためには、より少ない数の倍率器段が必要で
ある。

倍率器段の数が減少すると、倍率器１段当りの電圧傾斜
は増大する。

例えば、好適な実施例にお・いて、発振器出力電圧を６
，０ＯＯＶ・ピーク・ツー・ピークから直流７，２００
０Ｖに増大するために１２の倍率器倍電圧段が使用され
る。

これらの状況下で１段当りの電圧傾斜は７２０００−６
０００■、すなわち１２ 段当り約５，５００Ｖである。

もし発振器出力電圧（すなわち倍率器入力電圧）が１２
，０ＯＯＶに増大すると、倍率器１段当りの電圧傾斜は
１００％も大きくなる。

詳しく言えば、発振器出力電圧が１２．０００ Ｖで所
望の倍率器出力電圧が７２、０ＯＯＶなら、入力端子に
係数６をかけるだけでよい。

従って倍率器は６段だけ必要である。然しなから、倍率
器が６段で゛全倍率器電圧傾斜は７２．０００１２、０
００Ｖ、すなわち６０，０ＯＯＶであるから、１段００
００ 当らの電圧傾斜は 、 、すなわち１段当り、約１０、
０ＯＯＶになる。

従って、もし倍率器の段数を減少し、従って倍率器の容
積を減少するために発振器出力電圧を増大すると、１段
当りの電圧傾斜が増大する。

これは順次に倍率器内のコンデンサが受ける電気的スト
レスを増大し、ついにはコンデンサの故障を生じること
になる。

発振器の出力電圧の増大によるもうひとつの影響はエネ
ルギの外部伝播であり、これは周囲の電気装置に干渉す
ることになる。

このような干渉する伝播は主として発振器出力の増大し
た電圧及び変圧器高圧巻線導線のしゃへい不足によるも
ので、２次的に高い動作周波数によるものである。

高圧巻線自体はカップコアでじゃへいされているため好
適な実施例にお・いてこのような伝播は過剰ではないが
、もし巻線の電圧が非常に高くなると、高圧巻線のしゃ
へいしない導線からの伝播が過剰になる。

発振器１００の出力電圧を好適な６，０ＯＯＶ・ピーク
・ツー・ピークのレベルから減少してもよい。

然しなから、与えられた倍率器出力にとって、もし発振
器出力（すなわち、倍率器人力）レベルが減少すると、
倍率器段数の増加が必要になる。

実際上、少なくとも約２，０ＯＯＶ・ピーク・ツー・ピ
クの発振器出力（倍率器人力）が好適である。

倍率器回路４２Ａの必要な容量値をさらに減少し、そし
て順次に倍率器回路の容積を減少するために発振器１０
０の周波数を増大することが望ましい。

この点について、変圧器兼発振器囲路４２の好適な実施
例の周波数は主として組立てられた変圧器のＬＣ値によ
り、そして特に等式Ｆ”ＬＣによってほぼ定義される高
圧２次巻線１１０のＬＣ定数により決定される。

もし、倍率器コンデンサの容量値をさらに減少し、従っ
て倍率器の容積を減少するために好適な発振器実施例１
００の周波数を増大することにすると、ＬＣの積を小さ
くしなければならない。

もしＬを小さくしてこれを行なえば、巻線の直径を増大
する必要があり、変圧器の容積が増大する。

もし、他方Ｃを小さくすれば、巻数を少なくするかまた
は線径を大きくして巻線間の容量値を減少する必要があ
る。

もし巻数を減少すれば、出力電圧は降下する。

もし線径を太くすれば変圧器の容積が増す。

巻線の「分は前」角度を増加し、１巻き当りの巻線「交
差点」を増すことによりＣを減らすこともできる。

もし好適である１巻き当り１．０「交差点」より多く１
巻き当りの「交差点」数を増すと、コイルは機械的に不
安定になる。

従って、好適な発振器実施例１００の周波数は倍率器回
路の容量値及び容積を減少するために高圧変圧器２次巻
線１１０のＬもしくはＣを小さくして高めることができ
るが、このような増加は動作上の影響なしにはできない
。

好適な実施例の発振器１００の周波数はさらに、カップ
鉄心１１３（第１０図）の結合部１１３Ａと１１３Ａ’
との間の公称０．３ｍｍ（０，０１２５インチ）である
ギャップＧを増し、それにより変圧器１１３のインダク
タンスＬを減らすことによっても高めることができる。

然しながら、ギャップＧが増すと、コア１１３内の磁束
密度が減り、使用できる出力電力を降下させる。

前記のことから、この発振器が好適な実施例１００とし
て示した型のものであろうと別の型のものであろうと、
倍率器中に必要な容量値、従って倍率質の容積を減らす
ために、発振器の周波数を増大することができ、そして
（または）このような発振器の出力電圧は必要な倍率器
段数を減らし、従って倍率器の容積を減らすために増す
ことができるということは明白である。

然しながら、このような改修のおのおのは望ましくない
結果を生じることなく実際的限界を越えて実施すること
はできない。

例えば、発振器出力電力の増大により段数を減らずこと
は倍率器１段当りの電圧傾斜を増し、そしてもし限りな
く電圧傾斜が増すと倍率器のコンデンサは壊れてしまう
。

それに加えて、もし発振器の出力電圧が限りなく増すと
、特定の発振器１００を使用した場合、誘電体破壊、変
圧器容積の増大など今まで議論したような影響が続いて
現われる。

発振器１００の周波数を高めて倍率器の容積を小さくし
ようとすると、好適な発振器１００を使用する時にその
他の望ましくない結果が続いて起こりもし周波数を限り
無く高めると、使用できる発振器出力電力の降下、変圧
器容積の増大、及び（または）変圧器巻線の機械的不安
定のようなことが続いて起こる。

前記のとおり、記述した特定の回路以外の、そして全体
として番号４２Ｂで引用した発振器兼変圧器回路も倍率
器４２Ａへの入力を提供するために使用できるというこ
とが考えられる。

倍率器１段当りの電圧傾斜の増大といったような、倍率
器への入力端子の増大に関してこれまで記載したことを
頭に入れて置けば、外の発振器兼変圧器回路の出力電圧
レベルは、もしそのような外のものが使用された場合、
第５図に示した特定の発振器兼変圧器４２Ｂで６，０Ｏ
ＯＶ・ピーク・ツー・ピークの好適なレベル以上に増大
することがわかる。

そのような外のものが使用された場合、外の発振器兼変
圧器回路の周波数は、第５図にえかかれた好適な実施例
の発振器１００の特性である４５ｋＨｚを越すことがで
きる。

然しながら、どんな型の発振器が使用されても、発振器
周波数（倍率器人力周波数）は、その周期が倍率器回路
中に使用される整流器ダイオードＤの切換え時間を越す
ほど高くなってはならない。

ダイオード切換え時間というのはダイオードがそれに必
要な順方向バイアスをかけられていたのを停止された後
にその高抵抗状態に達するまでの持続時間を意味する。

もし倍率器人力波形の周期が倍率器整流器ダイオードの
切換え時間より小さいように倍率器への中間電源人力の
周波数、すなわち、発振器出力波数がなっていれば、倍
率器入力の逆の電圧がダイオードに加えられた時にダイ
オードは低抵抗状態のままになっており、その結果、ダ
イオードは負の半サイクルのその部分だけ導通し、その
間ダイオードは順方向バイアスが取除かれた後に、全順
方向バイアスの半サイクルの間と同様に、その高導通状
態に切換えられるための時間がかかる。

このような状況下で、ダイオードは倍率器人力波形の１
８０°以上の間導通しており、その結果抵抗加熱はただ
１８０°の電気周期の間だけダイオード導通に断定され
た設計限度を越える。

ダイオードの周波数仕様を越えた時に起きる抵抗加熱の
増力口は、その電圧及び周波数仕様以下の点で動作した
時には通常環れないダイオードを壊す。

市販品のソリッド・ステー１・のダイオードの場合、過
剰熱消散により破壊が起きる周波数は２５０ｋＨｚの近
所である。

もし倍率益容量値従って容積を減らすために発振器の周
波数を過度に高めるとその外にも問題が起きる。

例えば、もし周波数が約４００ｋＨｚを越すと、コンデ
ンサの消散係数が増大し、倍率器コンデンサの誘電体物
質の誘電加熱は過剰になり、コンデンサの寿命には悪影
響を及ぼず。

与えられた倍率器回路への人力の周波数を減少するとい
う見地から、増加倍率器容量値、従って必要な容積の上
にいくつかの要素を考慮しなければならない。

このような要素の中には１ｊ−えられた電力出力を得る
のに必要な増加電力人力、及び倍率器１段当りの増加電
圧傾斜がある。

詳しく言えば与えられた倍率器への入力の周波数が減少
すると、コンデンサ１個当りの容量性リアクタンスは増
大する。

増大した容量性リアクタンスは倍率器出力電力を降下さ
せる。

出力電力を所望のレベルまで回復するために、倍率器へ
の電力入力を増大することが必要であるが、これは生米
望ましくないことである。

低周波動作もこれは人力電力、従って入力端子の増大に
よってのみ遠戚することができるものであるから、別の
欠点を有する。

言い換えれば、それは１段当りの電圧傾斜を増大し、そ
こで今や増大した入力端子のために必要段数は少なくな
る。

実際的見地から、倍率器入力の周波数を約１０ｋＨｚ以
下に減少することは実際的でないということがわかった
。

本考案の好適な実施例のこれまでの記述から、本出願人
は高圧ガン・ケーブルの全く必要ない静電スプレー・ガ
ン装置を提供したことは明らかである。

これによって、莫大なケーブル価格；操作者を疲労させ
るケーブルの固さと太さ；高いケーブル電圧により起き
る感電と点火の危険は大幅に減少されるかあるいは全く
除去される。

それに加えて、低電圧ケーブルの使用及び倍率器回路容
量値の減少によって、ケーブル及び倍率器の容量性エネ
ルギの蓄積はその以前の値より格段に減少し、その結果
そのような容量性エネルギ蓄積の点火誘起効果を中性化
するためのケーブル及び倍率器抵抗の必要性と付随する
価格とは今や全く無くならなくでも無視できる程度にな
った。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の原理を組みんだ静電スプレー装置の
主要構成部品を回路的に図解する側面図、第２図はこの
考案のブースタ電源がその中に収容されているように図
示した静電スプレー・ガンの縦断面、第２Ａ図は第２図
のガン・ノズルの囲いをした部分の拡大した断面図、第
３図は第２図の線３−３で切取った１ｒｉ：面図、第４
図は好適な形の電圧倍率器の物理的回路組立体の平面図
、第４Ａ図は第４図の組立体の一部を構成する構成部品
の回路的分解見取図、第５図はこの考案の原理の中のい
くつかを組込んだ好適なブースタ電源の一実施例の、波
形を含む、回路図、第６図は他の形の電圧倍率器回路の
電気回路図、第７図は第６図の電圧倍率器回路の外の実
施例を示す回路組立体の平面図、第７Ａ図は第７図の組
立体の一部を構成する構成部品の回路的分解見取図、第
８図は電圧倍率器回路の塗布材料蒸気化ノズルに対する
相関関係を図示するスプレー・ガン胴体の断面図、第９
図は好適な形の変圧器を図示する、一部を分解した断面
図、そして第１０図は組立てられた第９図の変圧器を図
示する断面図である。 ２０・・・・・・スプレー・ガン、２６・・・・・・ノ
ズル、３２・・・・・・電極、４２・・・・・・ブース
タ電極、４２Ａ・・・・・・電圧倍率器、１００・・・
・・・発振器回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 塗布材料を対象物に放射するスプレーガンと、前記スプ
   レーガンの先端部分に設けられた電極であって該電極が
   直流高電圧で付勢されたとき前記放射された塗布材料を
   静電的に帯電させる前記電極と、 前記スプレーガンの外部に設けられた低電圧直流電源と
   、 前記直流電源に接続され低電圧にも・いてのみ安全動作
   する電気的に絶縁された低電圧ケーブルと前記スプレー
   ガンに設けられ前記低電圧ケーブルを経て供給された低
   電圧を１０ｋＨｚ以上の高周波においで中高圧交流電圧
   に変換する変換回路と、前記スプレーガンに設けられ、
   前記変換回路の出力に応答して１０ｋＨｚ以上の前記高
   周波で動作し前記中高圧交流電圧を所定の高圧直流電圧
   に変換し前記電極を付勢する多段電圧倍率器と、を有し
   て収ることを特徴とする静電スプレー塗布装置。