JPH02298374A - 静電塗装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野］ 本発明は、塗装機に高電圧を印加した状態で塗料を噴霧
するようにした静電塗装装置に関し、特に電気抵抗値の
異なる塗料を同一の塗装機から噴霧するようにした静電
塗装装置に関する。

【従来の技術〕

一般に、静電塗装装置は、塗装機に−４０〜−１２０ｋ
Ｖの高電圧を印加し、噴霧された塗料粒子を帯電させ、
アース電位にある被塗物との間に形成された静電界に沿
って当該帯電塗料粒子を飛行させ、被塗物に塗着させる
ようになっている。この際、高電圧を発生する高電圧発
生器からは、塗装機の形式、塗料の種類等に応じて−４
０〜−１２０ｋＶの高電圧を印加するようになっており
、常用電流値はほぼ２００μＡに設定されている。 ところで、塗料はその種類、例えば溶剤系塗料、水系塗
料、メタリック系塗料等に応じて抵抗値が太き（異なる
。そこで、従来からこの種の静電塗装装置は、高抵抗塗
料、中抵抗塗料、低抵抗塗料等からなる塗料の種類に応
じて、塗装機に印加する高電圧を、例えば−９０ｋＶ、
−６０ｋＶ、−４０ｋＶに切換え、常用電流値を例えば
２００μＡに維持するようにしている。 そこで、従来技術による高電圧発生器には、印加すべき
電圧設定スイッチと、該スイッチの切換えに応じて発生
する高電圧を切換える高電圧切換装置とを設け、使用す
る塗料に応じて最適な高電圧を印加するようになってい
る。このため、従来技術による高電圧切換装置としては
、外部電源と高電圧発生器との間に多数の抵抗器を並列
に設け、該各抵抗器のうちの１個を電圧設定スイッチに
よって選択し、高電圧発生器への入力電圧を調整し、そ
の出力高電圧を制御するようにしたもの、または本出願
人が特開昭５４−１６１６５３号として提案したように
、外部電源と高電圧発生器との間に中間タップトランス
を設け、スイッチ切換によって出力高電圧を切換えるよ
うにしたもの等が知られている。 〔発明が解決しようとする課題〕 然るに、従来技術によるものは、使用すべき塗料の種類
に応じて高電圧発生器の入力電圧を設定するために、高
抵抗から低抵抗まで抵抗値の異なる多数個の抵抗器を設
け、電圧設置スイッチ、リレー、リレー接点等からなる
高電圧切換装置として構成しなくてはならず、構成が複
雑となるという問題点がある。しかも、塗料の種類によ
って精密に制御しようとした場合、さらに回路構成が複
雑となるという問題点がある。 一方、従来技術によるものは、高電圧発生器の入力電圧
を可変設定することにより、出力高電圧の切換設定を行
っているにしか過ぎないから、塗装機に印加している高
電圧は設定できても、実際に高電圧ケーブルを流れてい
る電流値を制御しているものでない。 この結果、電圧設定スイッチによる電圧設定を誤まった
とき、塗料の特性が変化したとき等には、高電圧ケーブ
ルに過電流が流れることがある。また、種々の事故、例
えば塗装作業中に塗装機の電極が被塗物と接触する電極
短絡事故が起きたとき、金属粒子を含むメタリック塗料
を使用しているためにブリッジ現象を起こしたとき等は
、極めて高い過電流が流れる。 このため、従来技術では、高電圧ケーブルに過電流が流
れたことを検知する過電流検知器を設け、常用最大電流
（例えば、２５０μＡ）以上の過電流が流れたときには
、高電圧遮断器を作動し、高電圧発生器の電源を遮断し
、安全性を図るように構成されている。 しかし、塗装作業の途中で高電圧発生器による高電圧発
生を遮断してしまうということは、塗装中の被塗物が不
良品となりてしまうことを意味しており、自動車ボディ
のような高価な被塗物にあっては大きな損害を与えると
いう問題点がある。 本発明はこのような従来技術の問題点に鑑みなされたも
ので、高電圧印加系路内を流れる電流を常時監視し、常
用最大電流値以上の電流が流れたときには、高電圧発生
器の出力電圧を自動的に降圧させ、もって電流値を常用
電流値の範囲を越えないようにした静電塗装装置を提供
することを目的とする。 【発明が解決しようとする課題】 上記目的を達成するために、本発明は、被塗物に塗料を
噴霧する塗装機と、高電圧ケーブルを介して該塗装機に
印加するための高電圧を発生する高電圧発生器とを備え
てなる静電塗装装置において、前記高電圧発生器による
出力電圧を設定する電圧設定器と、前記高電圧発生器、
高電圧ケーブルを含む高電圧印加系路内を流れる電流値
と比較し、該電流値が所定の設定電流値を越えたとき電
圧降下指令信号を出力する電流電圧制御回路と、外部電
源と前記高電圧発生器との間に設けられ、前記電圧設定
器による設定信号を受けて前記高電圧発生器の入力電圧
を制御し、その出力電圧が設定電圧値となるように制御
すると共に、前記電流電圧制御回路からの電圧降下信号
を受け、前記電圧発生器への入力電圧を降下せしめて前
記高電圧発生器の出力電圧が設定電流値より低くなるよ
うに制御する高電圧発生制御回路とを備えたことを特徴
とする。

【作用】

このように構成することにより、電圧設定器によって塗
料の種類に応じた高電圧を設定すると、高電圧発生制御
回路は高電圧発生器の入力電圧を制御し、入力電圧に対
応した高電圧を出力する。 一方、電流電圧制御回路は高電圧印加系路内の電流値を
監視し、該電流値が設定電流値を越えたときには高電圧
発生制御回路に電圧降下信号を出力する。これにより、
該高電圧発生制御回路は高電圧発生器への入力電圧を降
下制御し、出力高電圧が設定電流値より低くなるように
制御し、安全性を図る。 〔実施例〕 以下、本発明の実施例を、添付図面を参照しつつ詳細に
説明する。 第１図において、ｌは回転噴霧型の塗装機を示し、該塗
装機ｌは内部にエアモータ（図示せず）を有するケーシ
ング２と、該ケーシング２に回転自在に設けられた回転
霧化頭３と、該回転霧化頭３に塗料を供給すべくケーシ
ング２内の回転軸（図示せず）に挿通して設けられたフ
ィードチューブ４と、前記ケーシング２に外部電極リン
グ５を介して回転霧化頭３側に突出するように設けられ
た電極６，６と、前記ケーシング２をレシプロケータ等
に取付けるインシュレートサポート７とから大略構成さ
れ、回転霧化頭３によって回転霧化された塗料粒子はコ
ンベア８から吊下された被塗物９に噴霧するようになっ
ている。なお、前記コンベア８．被塗物９はアースｌＯ
を介して接地されている。 １１は塗料供給装置で、該塗料供給装置１１はモータ１
２と、該モータ１２によって回転駆動されるギヤポンプ
等の塗料ポンプ１３とから構成されている。１４は複数
色の塗料とエア、シンナ等を選択的に供給する色替弁装
置で、該色替弁装置１４は塗料ホース１５を介して塗料
ポンプ１３の吸込側と接続され、該塗料ポンプ１３の吐
出側は塗料ホース１６を介して塗装機１のフィードチュ
ーブ４と接続されている。そして、モータ１２によって
塗料ポンプ１３を駆動すると、色替弁装置１４から吸込
まれた塗料は、該塗料ポンプ１３によって定量吐出され
るようになっている。なお、前記塗料供給装置１１２色
替弁装置１４は共にアース１０に接地されている。 １７は後述の高電圧発生器１９で発生させるべき高電圧
の出力電圧値を設定する電圧設定器で、該電圧設定器１
７は色替弁装置１４で選択される塗料の種類に応じた最
適な高電圧値を設定するものである。なお、前記電圧設
定器１７は手動操作等による設定スイッチとしてもよく
、またマイクロコンピュータ等によって色替制御する場
合には色替弁装置工４に出力する色替信号と連動して自
動的に作動させるようにしてもよい。 １８は本実施例の要部をなす高電圧発生装置で、該高電
圧発生装置１８は高電圧発生器１９と制御回路部２０と
から構成されている。そして、前記制御回路部２０は例
えばＡＣ゛１００Ｖの商用電源２１から電源電圧が供給
されるようになっており、一方高電圧発生器１９は高電
圧ケーブル２２を介して塗装機ｌの電極６と接続されて
い・る。ここで、前記高電圧発生器１９は内部に昇圧ト
ランス、他倍圧回路（コツククロフト回路）等が設けら
れ、制御回路部２０を構成する後述の高電圧発生制御回
路２７からの入力電圧に対応した高圧出力電圧を発生す
るようになっており、またアース１０を介して接地され
ている。なお、前記高電圧発生器１９自体は従来から公
知である。 また、制御回路部２０は電流電圧制御回路２３、過電流
安全回路２４．最小電圧保護回路２５、電源変換回路２
６．高電圧発生制御回路２６等から構成され、前記電流
電圧制御回路２３、過電流安全回路２４の入力側は過電
流検出用信号線２８を介して、また最小電圧保護回路２
５の入力側は高電圧検出用信号線２９を介して高電圧発
生器１９とそれぞれ接続されている。一方、電流電圧制
御回路２３の出力側は電圧降下指令用信号線３０を介し
て、また過電流安全回路２４、最小電圧保護回路２５の
出力側は異常指令用信号線３１を介して高電圧発生制御
回路２７の入力側をそれぞれ接続されている。さらに、
高電圧発生制御回路２７は電源線３２．電源変換回路２
６を介して商用電源２１と接続されると共に、その出力
側は高電圧発生制御用電源線３３を介して高電圧発生器
１９の入力側と接続され、かつ高電圧設定用信号線３４
を介して電圧設定器１７と接続されている。なお、３５
．３６は異常指令用外部信号線で、これら各信号線３５
．３６は過電流安全回路２４、最小電圧保護回路２５か
らの異常指令信号を外部のブザー、ランプ等に出力する
ものである。 ここで、前記電流電圧制御回路２３は、高電圧発生器１
９によって発生する常用の最大電流値である、例えば２
５０μＡを設定電流値１０として格納すると共に、第３
図に示す処理動作に従ったプログラムまたは処理回路を
格納しており、過電流検出用信号線２８を介して高電圧
発生器１９に設けた電流検出器（図示せず）から入力さ
れる検出電流値ｉとを比較し、この検出電流値ｉが設定
電流値ｔｏを越えたときには、常用電流値２００μＡに
なるように高電圧発生制御和回路２７に電圧降下指令信
号を出力するものである。 また、過電流安全回路２４は、異常過電流値として５例
えば２８０ｕＡを格納し、過電流検出用信号線２８を介
して入力される検出電流値ｉが当該異常過電流値を越え
るように急激に増加した場合、高電圧発生制御回路２７
に異常停止指令信号を出力するようになっている。最小
電圧保護回路２５は、内部に正常動作時の最小電圧値と
して、例えば−３０ｋＶを格納し、高電圧検出用信号線
２９を介して入力される高電圧値が当該最小電圧値以下
となった場合、高電圧発生制御回路２７に異常停止指令
信号を出力する。 一方、電源変換回路２６は高圧用トランスとＡ／Ｄ変換
器とから構成され、電源線３２を介して商用電源２１か
ら給電されるＡＣｌｏｏＶをＤＣ２４Ｖに電源変換する
。 さらに、高電圧発生制御回路２７はレギュレータ２７Ａ
と、ＮＰＮ型のパワートランジスタ２７Ｂとを含んで構
成され、該パワートランジスタ２７Ｂのコレクタは電圧
変換回路２６と接続され、エミッタは高電圧制御用電源
線３３を介して高電圧発生器１９の入力側と接続され、
ベースはレギュレータ２７Ａと接続され、該レギュレー
タ２７Ａから出力されるベース電圧を変化させることに
より、エミッタから高電圧発生器１９０入力側に印加さ
れる入力電圧を制御し、もって該高電圧発生器１９によ
る発生高電圧値を可変とするようになっている。このた
め、前記レギュレータ２７Ａの入力側は電圧設定器１７
、電流電圧制御回路２３、過電流安全回路２４、最小電
圧保護回路２５と接続され、該レギュレータ２７Ａは前
記電圧設定器１７によって設定された高電圧を発生する
ようにパワートランジスタ２７Ｂのベース電圧を制御す
る機能と、前記電流電圧制御回路２３から電圧降下指令
信号が入力されたときには、プログラムサイクル毎に段
階にベース電圧を低下させ、もって電圧設定器１７によ
って設定電圧値に拘わらず、高電圧発生器１９への入力
電圧を降圧させ、その出力高電圧を降下させる機能と、
過電流安全回路２４、最小電圧保護回路２５から異常停
止指令信号が入力されたときには、ベース電圧を零とし
て高電圧の発生を停止させる機能とを有している。 本実施例はこのように構成されるが、次にその作用につ
いて述べる。 まず、電圧設定器１７によって塗料の種類に応じた所望
の高電圧、例えば−９０ｋＶを設定すると、この設定信
号は高電圧発生制御回路２７のレギュレータ２７Ａに入
力され、該レギュレータ２７Ａは設定電圧値に対応した
ベース電圧を出力する。これにより、パワートランジス
タ２７Ｂが導通し、電圧変換回路２６で変換されたＤＣ
２４Ｖは前記ベース電圧に対応したエミッタ電圧となっ
て、高電圧発生制御用電源線３３を介して高電圧発生器
１９の入力側に印加される。この結果、前記高電圧発生
器１９は入力電圧によって設定される高電圧を出力電圧
として発生し、当該高電圧は高電圧ケーブル２２を介し
て電極６に印加される。このように、電極６に高電圧が
印加されると、被塗物９との間に静電界が形成されると
共に、当該電極６の近傍にコロナ放電領域が形成される
。 次に、この状態でモータ１２によって塗料ポンプ１３を
駆動し、色替弁装置１４のうち、ある色の塗料弁を開弁
すると、この塗料は塗料ホース１５、塗料ポンプ１３、
塗料ホース１６、フィードチューブ４を介して回転霧化
頭３に供給される。前記回転霧化頭３を高速回転させて
おくことにより、供給された塗料は塗料微粒子として噴
霧され、電極６のコロナ放電領域を通過する間に当該塗
料微粒子が帯電し、被塗物９との間に形成された静電界
に沿って飛行し、該被塗物９に塗着する。 さて、このようにして塗装作業を行なう間に、高電圧発
生器１９によって発生した高電圧電流は、該高電圧発生
器１９、高電圧ケーブル２２、電極６を含む高電圧印加
系路内を流れ、さらに帯電塗料微粒子として前記電極６
がら空気中な通り、被塗物９に流れてアース１０に至る
電流、および電極６から回転霧化頭３、フィードチュー
ブ１０、塗料ホース６、塗料ポンプ１３、色替弁装置１
４等を経由してアース１０に流れる電流となる。 そして、前述した高電圧印加系路内を流れる電流は、高
電圧発生器１９内に設けた電流検出器で検出され、この
検出電流は過電流検出用信号線２８を介して電流電圧制
御回路２３に出力され、該電流電圧制御回路２・３は第
３図に示す処理を実行する。 即ち、第３図において、ステップＳ１で予め設′定され
ている設定電流値ｉ。、具体的には常用最大電流値２５
０μＡを読出し、次のステップＳ２で検出電流値ｉを読
込み、ステップＳ３では設定電流値１０と検出電流値ｉ
とを、ｉ　；ｉｉ：　ｉ　ｏの関係にあるか否か比較す
る。ステップＳ３でｒＮＯＪと判定したときには、正常
状態にあるものとしてステップＳｌに戻り、監視を継続
する。 一方、前記ステップＳ３でｒＹＥＳＪと判定したときに
は、電流値ｉは２５０μＡを越えて過電流状態にあるも
のであるから、次のステップＳ４に移り、高電圧発生制
御回路２７に電圧降下指令信号を出力する。この結果、
高電圧発生制御回路２７内のレギュレータ２７Ａは、こ
の電圧降下指令信号を受けてパワートランジスタ２７Ｂ
のペースに印加するベース電圧を低下させ、そのエミッ
タから高電圧発生制御用電源線３３を介して高電圧発生
器１９に供給される入力電圧を降圧させ、もって該高電
圧発生器１９による高圧出力電圧を降下させる。 また、電流電圧制御回路２３は、前述のステップＳ４で
電圧降下指令信号を出力したら、次のステップＳ５で検
出電流値ｉを読込み、ステップＳ６ではこの検出電流値
ｉが常用電流値である２００μＡと等しくなったか否か
比較する。そして、ステップＳ６でｒＮＯＪ・と判定し
たときには、高圧出力電圧を降下させたにも拘わらず過
電流状態にあるものであるから、再びステップＳ４に戻
り、前述と同様の処理を行なう。かくして、高電圧発生
制御回路２７ではプログラムサイクル毎に電圧降下指令
信号が入力され、段階的に高電圧発生器１９による高圧
出力電圧を降下させ、もって該高電圧発生器１９による
電流値ｉを２００μＡまで低下させ、ステップＳ６でｒ
ＹＥＳＪと判定したときには、ステップＳ１に戻る。 さらに、本実施例では過電流安全回路２４と最小電圧保
護回路２５とを設け、異常な過電流が流れた場合、静電
塗装に必要な最小電圧を維持できなくなった場合等にお
いては、異常停止指令信号を出力し、高電圧発生制御回
路２７のパワートランジスタ２７Ｂを遮断し１、高電圧
発生器１９による高電圧の発生を停止させることができ
る。 以上のように、本実施例では、何らかの理由によって高
電圧印加系路内に過電流が流れたときには、電流電圧制
御回路２３から高電圧発生制御回路２７に電圧降下指令
信号を出力し、高電圧発生器１９による高圧出力電圧を
降下させ、常用電流値に維持させる構成としているから
、水系塗料や極性溶剤を多量に含む低抵抗値の塗料を使
用する場合にも、過電流が流れてしまう事態を防止でき
、安全性を図ることができる。この結果、低抵抗塗料か
ら高抵抗塗料まで多種類にわたる塗料に対し、１台の高
電圧発生装置１８を用いて高電圧印加制御することがで
き、電気抵抗値の異なる塗料を同一ラインで塗装する場
合に適用して好適である。 また使用する塗料の電気抵抗特性に応じて高電圧発生器
１９による高圧出力電圧を自動的に低下させ、電流値を
常に常用電流である２００μＡに維持させることができ
るから、異常な電流増加を抑える保護装置としても機能
する。このため、本実施例では常用最大電流が流れたと
きにも直ちに高電圧の印加を遮断する必要がない。これ
に対し、従来技術では過電流が流れたときには、直ちに
安全回路が作動して、頻繁に高電圧の印加を停止させて
しまい、塗装品質を低下させてしまう恐れがあったが、
本実施例では高電圧の印加を遮断する必要がないから、
塗装品質を高め、不良率を小さくすることができる。 さらに、本実施例の制御回路部２０は従来技術のような
抵抗器、リレー、リレー接点等を必要とせず、半導体集
積回路等を用いて構成することができるから、回路構成
が簡単で、低順に製造することができる。 なお、実施例では塗装機ｌに電極６を設ける構成を例示
したが、回転霧化頭３に直接高電圧を印加してもよい。 一方、塗装機ｌとしては、回転霧化頭型塗装機に限らず
、ノズルチップから塗料を噴霧するスプレガン型塗装機
としてもよい。 〔発明の効果〕 本発明に係る静電塗装装置は以上詳細に説明した如くで
あって、高電圧印加系路内の電流値が所定の設定電流値
を越えようとしたときには、高電圧発生器による高圧出
力電圧を下げ、前記電流値を正常値に保持するように構
成したから、安全性を確保することができるばかりでな
く、１台の塗装装置で低抵抗塗料から高抵抗塗料まで各
類の塗料に適用でき、異常な電流を抑える保護装置とし
ても機能するから、頻繁に高電圧印加を遮断する必要が
なく、塗装品質を向上させ、不良率を低下させることが
できる等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す全体構成図、第２図は高
電圧発生制御回路の構成図、第３図は電流電圧制御回路
の動作を説明する流れ図である。 １・・・塗装機、３・・・回転霧化頭、６・・・電極、
９・・・被塗物、１１・・・塗料供給装置、１４・・・
色替弁装置、１５．１６・・・塗料ホース、１７・・・
電圧設定器、１８・・・高電圧発生装置、１９・・・高
電圧発生器、２０・・・制御回路部、２１・・・商用電
源、２２・・・高電圧ケーブル。 特許出願人　　ランズバーグ・ゲマ 株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被塗物に塗料を噴霧する塗装機と、高電圧ケーブルを介
   して該塗装機に印加するための高電圧を発生する高電圧
   発生器とを備えてなる静電塗装装置において、前記高電
   圧発生器による出力電圧を設定する電圧設定器と、前記
   高電圧発生器、高電圧ケーブルを含む高電圧印加系路内
   を流れる電流値と比較し、該電流値が所定の設定電流値
   を越えたとき電圧降下指令信号を出力する電流電圧制御
   回路と、外部電源と前記高電圧発生器との間に設けられ
   、前記電圧設定器による設定信号を受けて前記高電圧発
   生器の入力電圧を制御し、その出力電圧が設定電圧値と
   なるように制御すると共に、前記電流電圧制御回路から
   の電圧降下信号を受け、前記電圧発生器への入力電圧を
   降下せしめて前記高電圧発生器の出力電圧が設定電流値
   より低くなるように制御する高電圧発生制御回路とを備
   えたことを特徴とする静電塗装装置。