JPH04161262A - 静電塗装装置におけるスパーク発生防止装置 - 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、静電塗装装置において、塗装ガンと被塗物の
異常接近等によりスパークが発生するのを防止するため
の装置に関する。

従来の技術 自動静電塗装装置は、塗装ガンを高電圧発生器に接続す
ることにより塗料噴出口付近に設けた電極に負の高電圧
を印加する一方、塗装ガンの前方にアースされた被塗物
をコンベヤによって順次に搬送し、ガンと被塗物との間
に形成された高電位の静電界の作用により、ガンの噴出
口から噴出された霧化塗料を被塗物に塗着するようにな
っているが、例えば、被塗物が傾いた姿勢で搬送されて
来て塗装ガンに必要以上に接近した場合等、スパークが
発生するおそれがある。

従来、このスパーク発生の防止対策としては、電圧印加
時に高電圧発生器に流れる帰還電流を監視することによ
るものが知られている。すなわち、スパークが発生する
際には上記の帰還電流の電流値が増大するのに鑑み、帰
還電流の監視を行ってその電流値が基準値を越えたとき
にスパーク発生の予兆であると判定して、これにより高
電圧発生器の出力電圧を遮断する方法が採られていた。

発明が解決しようとする課題 ところで、上記した高電圧発生器の出力電圧を遮断する
際には、一定の遮断動作時間を要することは止むを得な
いところであり、これに対して正常状態からスパークが
発生するまでの時間はごく限られたものであるから、ス
パーク発生を確実に防止するたぬには、予兆の判定のた
めの基準値を極力下げて早期に判定を下すのが望ましい
。しかしながらその一方で、帰還電流には、高電圧発生
器の電源リップル、並びに、昇圧周波数とそれらの高調
波からなるノイズが重畳されているたぬ、上記のように
スパークの予兆の判定感度を上げると、それらのノイズ
にＥ因して誤った判定をする場合があり、信頼性に乏し
くて必ずしも万全の対策とは言い難かった。

課題を解決するための手段 本発明の静電塗装装置におけるスパーク発生防止装置は
、叙上の点に鑑み完成されたものであって、高電圧発生
器の帰還電流の一定値以下の周波数のみを通過させる低
域フィルタと、その低域フィルタの通過電流の電流値を
基準値と比較してその基準値よりも大きい場合に異常信
号を出す第１の比較手段と、低域フィルタの通過電流の
うちの一定値以上の周波数のみを通過させる第１の高域
フィルタと、その第１の高域フィルタの通過電流の電流
値を基準値と比較してその基準値よりも大きい場合に異
常信号を出す第２の比較手段と、帰還電流の一定値以上
の周波数のみを通過させる第２の高域フィルタと、その
第２の高域フィルタの通過電流の電流値を基準値と比較
してその基準値よりも大きい場合に異常信号を出す第３
の比較手段と、高電圧発生器の電圧印加を遮断する遮断
手段と、第１、第２及び第３の比較手段の少なくとも１
つから異常信号が出た場合に遮断手段を作動させる駆動
手段とを設けた構成とした。

発明の作用及び効果 高電圧発生器から塗装ガンへの電圧印加に伴い帰還電流
が流れると、まず１番目として、帰還電流が低域フィル
タにかけられ、その通過電流は、電源リップルや昇圧周
波数による高周波数のノイズが減衰された状態で第１の
比較手段に入力される。そして、スパーク発生の兆しが
現れると、その通過電流の電流値が上昇し、基準値を超
えると、第１の比較手段からスパーク発生の兆しがある
として異常信号が出される。このように、ノイズを除去
した通過電流により予兆判定が行われるから、正確な判
定を期すことができる。

上記の１番目の子兆判定の態様は、被塗物が横を向いた
り傾いた姿勢でゆっくりと塗装ガンの前面に搬送されて
来て塗装ガンと異常接近する場合、言い換えると、帰還
電流の電流値がゆるやかに上昇してスパーク発生までに
比較的時間の余裕が有る場合については有効であるが、
例えば、被塗物が塗装ガンの前面に来てから急に振れた
場合のように、被塗物の異常接近が急速度で生じた場合
には、スパーク発生までの時間がきわめて短くなるため
に、上記の予兆判定では間に合わない。

そのため、２番目の子兆判定の態様として、上記の低域
フィルタによりノイズの除去された通過電流が、そのう
ちの一定値以上の周波数のみを通過させる第１の高域フ
ィルタにかけられ、これにより、上記の低域フィルタの
通過電流の電流値の変化率を現す通過電流が取り出され
て、第２の比較手段に入力される。そして、その電流値
が基準値を超えると、スパーク発生の兆しがあるとして
異常信号が出される。すなわち、２番目の判定態様は、
帰還電流の変化率を見て予兆の判定を下すのであるから
、被塗物が急速に異常接近して帰還電流の電流値が急速
に立ち上がった場合に、そのきわめて早い時期に電流値
の上昇、すなわち、スパークの予兆が発見されて、スパ
ーク発生までの時間がきわめて短い場合にも対応するこ
とができる。

逆に、この２番目の子兆判定の態様では、前記のように
帰還電流の電流値の上昇がゆるやかで変化率が小さい場
合には、その変化部分が第１の高域フィルタで拾われな
かったり、判定用電流値が基準値に達しない場合があっ
て、不適当となる。

すなわち、被塗物の異常接近がゆっくりである場合には
１番目の判定態様が、急速接近の場合は２番目の判定態
様が夫々有効となる。

また、スパーク発生の前段階として、桃色と紫色に一部
白色が断片的に混入した光と、撥音を発する払子コロナ
が生じ、このとき、帰還電流は瞬間的にその電流値を増
大させることが知られている。従って、スパーク発生の
予兆を判定するために、帰還電流から払子コロナの発生
を確認すれば良いのであるが、上記の２つの判定態様で
は、帰還電流が一旦低域フィルタに通されるために、払
子コロナの発生に伴う電流値の変化は検出できない。

そのため、３番目の子兆判定の態様として、帰還電流を
直接に第２の高域フィルタにかけることにより、微小時
間における電流の変化を直接に取り出した通過電流が得
られて第３の比較手段に入力され、その電流値が基準値
を超えると異常信号が出される。すなわち、ここでは、
払子コロナの発生の確認に基づいて、スパーク発生の予
兆があると判定される。

そして、上記の３つの比較手段の少なくとも１つから異
常信号が出されると、駆動手段を介して遮断手段が作動
して、高電圧発生器の塗装ガンに対する電圧印加が遮断
され、スパークの発生が未然に阻止される。

すなわち、本発明によれば、ノイズを除去した帰還電流
の電流値を監視することにより、被塗物が塗装ガンに対
してゆっくりと異常接近する場合のスパーク発生の予兆
を正確に判定し、また、その電流値の変化率を監視する
ことによって、急速に異常接近する場合の予兆も正確か
つ早期に判定し、それに加え、ノイズを除去する前の帰
還電流から直接に払子コロナの発生を確認することによ
り予兆を判定して、少なくとも１つが判定された時点で
、高電圧発生器の電圧印加を遮断するようにしたから、
多様なスパークの発生状況に対応して、スパーク発生を
誤動作なく確実に防止することができる効果がある。

実施例 以下、本発明の一実施例を第１図乃至第３図に基づいて
説明する。

第１図において、１は静電塗装ガンであって、その先端
の塗料噴出口付近に設けられた電極２に、コツククロフ
ト型多段整流器からなる直流高電圧発生器３の負極が接
続されて、電極２に負の高電圧が印加されるようになっ
ているとともに、その高電圧発生器３の正極が、詳しく
は後記する帰還電流検出用の抵抗４を介してアースされ
ている。

一方、塗装ガンＩの前方位置には、アースされた被塗物
Ｘが図示しないコンベヤにより順次に搬送されて来るよ
うになっており、ガン１の先端と被塗物Ｘとの間に形成
される高電位の静電界の作用により、ガンｌの塗料噴出
口から噴出された霧化塗料を被塗物Ｘに塗着するように
なっている。

上記した帰還電流検出用の抵抗４の両端には、スパーク
発生の予兆を判定する判定回路５が接続されている。こ
の判定回路５には、第２図に示すように、上記の抵抗４
を流れる帰還電流を取り出すための電流検出器６が設け
られ、その出力側に、３０Ｈｚ以下の周波数の電流のみ
を通過させる低域フィルタ７が接続されており、その低
域フィルタ７の出力側と、予め設定された基準電流値Ｘ
を出力する第１の設定器８とが、第１の比較器９の入力
側に接続され、その第１の比較器９において、上記の低
域フィルタ７の通過電流の電流値が基準値Ｘと比較され
て、基準値Ｘを超えた場合に異常信号を出すようになっ
ており、これにより、第１の判定部が構成されている。

そして、上記の異常信号は論理和回路１０に入力される
ようになっている。

上記した低域フィルタ７の出力側には、もう−方で、低
域フィルタ７の通過電流のうちの２Ｈｚ以上の周波数の
電流のみを通過させる第１の高域フィルタ■！が接続さ
れ、その第１の高域フィルタ１１の出力側と、予め設定
された基準電流値ｙを出力する第２の設定器１２とが第
２の比較器１３の入力側に接続され、その第２の比較器
１３において、上記の第１の高域フィルタ１■の通過電
流の電流値が基準値ｙと比較されて、基準値ｙを超えた
場合に異常信号を出すようになっており、これにより第
２の判定部が構成されて、上記の異常信号は同じく論理
和回路ＩＯに入力されるようになっている。

また、上記した電流検出器６の出力側には、もう一方で
、検出電流のうちの、ＩＭＨｚ以上の周波数の電流のみ
を通過させる第２の高域フィルタ１４が接続され、その
第２の高域フィルタ１４の出力側と、予め設定された基
準電流値２を出力する第３の設定器１５とが第３の比較
器１６の入力側に接続され、その第３の比較器１６にお
いて、上記の第２の高域フィルタ＋４の通過電流の電流
値が基準値２と比較されて、基準値２を超えた場合に異
常信号を出すようになっており、これにより第３の判定
部が構成されて、異常信号は前記２つと同様に論理和回
路ｌＯに入力されるようになっている。

再び第１図において、上記の判定回路５の論理和回路Ｉ
Ｏの出力側には、論理和回路１０から異常信号が送出さ
れたときに、スイッチ駆動回路１９に駆動信号を出す駆
動信号送出回路Ｉ８が接続されており、一方、上記した
高電圧発生器３と並列に、塗装ガン１の電極２を短絡す
るための常開式のスイッチ回路２０が接続され、上記の
スイッチ駆動回路１９が駆動信号を受けるとスイッチ回
路２０が閉じるようになっている。

次に、本・実施例の作動を説明する。

高電圧発生器３から塗装ガンｌへ電圧を印加すると、そ
れに伴って抵抗４に帰還電流が流れるのであって、正常
状態において電流検出器６で検出される帰還電流の出力
波形、すなわち、第２図のＡ部における波形は、帰還電
流本来の直流分に、５０〜６０Ｈｚの電源リップルと、
２０ＫＨｚ程度の昇圧周波数並びにその高調波からなる
ノイズが重畳されて、第３図（ａ）に示すような波形と
なる。

そして、スパークが発生する場合は、同図（ｂ）に示す
ように、スパーク発生の少し前から電流値が次第に増大
する。また、スパーク発生の前段階として、桃色と紫色
に一部白色が断片的に混入した光と、撥音を発する払子
コロナが発生して、そのとき、帰還電流は、同波形のＷ
に示すように電流値を瞬間的に増大させる。

そして、静電塗装中、スパーク発生の予兆の１番目の判
定態様として、電流検出器６で検出された帰還電流が低
域フィルタ７にかけられ、その通過電流、すなわち、第
２図の８部の出力波形は、第３図（ｃ）に示すように、
３０Ｈ２を超える電源リップルや昇圧周波数による高周
波数帯域のノイズが除去された、帰還電流本来の直流分
の電流信号として第１の比較器９に人力される。そして
、既述のようにスパーク発生の兆しが現れると、その電
流値が増大し、それが第１の設定器８から出力された基
準値Ｘを超えると、第１の比較器９かラスパーク発生の
兆しがあるとして異常信号が出される。そして、この異
常信号が論理和回路ＩＯを介して駆動信号送出回路■８
に送出されて、スイッチ駆動回路Ｉ９に駆動信号が出さ
れ、スイッチ回路２０が閉じられて塗装ガン１の電極２
が短絡されることによって、電圧印加が遮断される。

すなわち、ノイズを除去した帰還電流によりスパーク発
生の予兆判定が行われるから、正確な判定を期すことが
できる。

上記の１番目の予兆判定の態様は、被塗物Ｘが横を向い
たり傾いた姿勢でゆっくりと塗装ガンｌの前面に搬送さ
れて来て塗装ガンｌと異常接近する場合、言い換えると
、帰還電流の電流値がゆるやかに上昇してスパーク発生
までに比較的時間の余裕が有る場合については有効であ
るが、例えば、被塗物Ｘが塗装ガン１の前面に来てから
急に振れた場合のように、被塗物Ｘの異常接近が急速度
で生じた場合には、電流値が増加し始めてからスパーク
発生までの時間がきわめて短くなるために、上記の予兆
判定では間に合わない場合がある。

そのため、第２の判定態様として、上記の第３図（ｃ）
に示した、低域フィルタ７によりノイズの除去された通
過電流が引き続いて第１の高域フィルタＩＩにかけられ
、ここでは、上記の通過電流のうちの２Ｈｚ以上の周波
数のみが通過させられることから、第２図の０部からは
、第３図（ｄ）に示すような、上記の通過電流の電流値
の変化率を示す電流信号が取り出されて第２の比較器１
３に入力される。そして、その電流値が第２の設定器Ｉ
２からの基準値ｙを超えると、スパーク発生の兆しがあ
るとして異常信号が出され、前記と同様に印加電圧が遮
断される。この第２の判定態様では、帰還電流の変化率
を見て予兆の判定を下すのであるから、被塗物Ｘが急速
に異常接近して帰還電流の電流値が急速に立ち上がった
場合に、そのきわめて早い時期に電流値の上昇、すなわ
ち、スパークの予兆が発見されて、スパーク発生までの
時間がきわめて短い場合にも対応することができる。

逆に、この２番目の子兆判定の態様では、前記のように
帰還電流の電流値の上昇がゆるやかで変化率が小さい場
合には、その変化部分が第１の高域フィルタ１１で拾わ
れなかったり、判定用電流値が基準値に達しない場合が
あって、不適当となる。すなわち、被塗物Ｘの異常接近
がゆっくりである場合には１番目の判定態様が、急速接
近の場合は２番目の判定態様が夫々有効となる。

また、既述のとおりに、スパーク発生の予兆の有効な判
定手段として、帰還電流から払子コロナの発生を確認す
れば良いことが知られている。しかしながら、上記の２
つの判定態様では、帰還電流が一旦低域フイルタフに通
されるために、既述した払子コロナの発生に伴う電流値
の変化は検出できない。

そのため、３番目の子兆判定の態様として、帰還電流が
直接に第２の高域フィルタ１４にかけられ、ここでは、
昇圧周波数の１０倍以上のＩＭＨｚ以上の周波数のみが
ｌｉ！ｉ過させられることによって、第２図の０部から
は、第３図（ｅ）に示すように、払子コロナの発生に伴
う微少時間での急激な電流値の変化を直接に取り出した
電流信号が得られて、第３の比較器１６に入力され、そ
の電流値が第３の設定器１５からの基準値２を超えると
異常信号が出されて、前記と同様に印加電圧が遮断され
る。

すなわち、ここでは、払子コロナの発生の確認に基づい
て、スパーク発生の予兆があると判定される。

このように、本実施例によれば、ノイズを除去した帰還
電流の電流値を監視することにより、被塗物Ｘが塗装ガ
ン１に対してゆっくりと異常接近する場合のスパーク発
生の予兆を正確に判定し、また、その電流値の変化率を
監視することによって、急速に異常接近する場合の予兆
も正確かつ早期に判定し、それに加え、ノイズを除去す
る前の帰還電流から直接に払子コロナの発生を確認する
ことにより予兆を判定して、少なくとも１つが判定され
た時点で、高電圧発生器３からの電圧印加を遮断するよ
うにしたから、多様なスパークの発生状況に対応して、
スパーク発生を誤動作なく確実に防止することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体構成図、第２図はその
判定回路の詳細を示すブロック図、第３図はその各種出
力波形図である。 Ｘ：被塗物　１：塗装ガン　２：電極　３：高電圧発生
器　４：抵抗　５：判定回路　６：電流検出器　７：低
域フィルタ　８：第１の設定器　９：第１の比較器　Ｉ
Ｏ＝論理和回路　１１、第１の高域フィルタ　Ｉ２：第
２の設定器１３：第２の比較器　１４：第２の高域フィ
ルタ　１５：第３の設定器　１６：第３の比較器１８：
駆動信号送出回路　１９：スイッチ駆動回路　２０：ス
イッチ回路 （ａ） （ｃ） （ｂ） 宵３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 高電圧発生器により塗装ガンの電極に高電圧を印加して
   、被塗物との間に形成される高電位の静電界の作用によ
   り霧化塗料を被塗物に塗着させるようにした静電塗装装
   置において、 前記高電圧発生器の帰還電流の一定値以下の周波数のみ
   を通過させる低域フィルタと、 該低域フィルタの通過電流の電流値を基準値と比較して
   該基準値よりも大きい場合に異常信号を出す第１の比較
   手段と、 前記低域フィルタの前記通過電流のうちの一定値以上の
   周波数のみを通過させる第１の高域フィルタと、 該第１の高域フィルタの通過電流の電流値を基準値と比
   較して該基準値よりも大きい場合に異常信号を出す第２
   の比較手段と、 前記帰還電流の一定値以上の周波数のみを通過させる第
   ２の高域フィルタと、 該第２の高域フィルタの通過電流の電流値を基準値と比
   較して該基準値よりも大きい場合に異常信号を出す第３
   の比較手段と、 前記高電圧発生器の電圧印加を遮断する遮断手段と、 前記第１、第２及び第３の比較手段の少なくとも１つか
   ら異常信号が出た場合に前記遮断手段を作動させる駆動
   手段とを設けたことを特徴とする静電塗装装置における
   スパーク発生防止装置