JPS5811056A - 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】 本発明は接地した被塗装物品が高圧荷電々極に極めて接
近、或いは接触する場合などにも火花放電の発生を確実
に防止し得る機能を備えた静電塗装装置に関する。

火花回避機能を備えた斯かる種の従来の静電塗装装置と
しては特公昭５５−３５９８９号及び特開昭５６−２１
２４０号公報々どに記載されたものがあるが、これら公
報に記載された静電塗装装置においてはいずれも高電圧
出力の短絡用スイッチとして機械的スイッチを用いてい
るために、その動作応答の遅れ時間が種々な問題点を生
じている。例えば機械的・スイッチが数十８１７秒の動
作遅れ時間を有する場合には、負荷電流の増加量がかな
シ小さい領域においてその増加量が火花放電の発生を招
来するものであるか否かを判定せねばな少させるだめに
は非常に多くの設定レベル全用意しておき、被塗装物品
の形状などに応じて適正な設定レベルを選択せねば々ら
々いが、この作業は充分に静電塗装についての経験を有
する作業者でなければ適正な設定レベルを選定できない
という大きな欠点がある。また被塗装物品が、短絡用ス
イッチの動作応答時間に対応する速度以上の速度で高電
圧電極に接近する場合には、如何なる検出を行っても火
花放電の発生を回避し得ない。

従って斯かる従来の欠点を除去するためには、極めて動
作速度の速い、例えばシリコン制御整流器を多数個直列
接続してなる短絡用スイッチ素子、或いは電極間に放電
ギャップを有するギャップ型スイッチから々る短絡用ス
イッチ素子、又はこれら両者を適当に直列接続してなる
短絡用スイッチ素子などを用いることが好ましいが、高
圧荷電々極の残留電圧が現出、即ち導通状態における短
絡用スイッチ素子の両端に生ずる電圧が残留電圧として
現出し、この電圧を無視し得ないことが分った。この残
留電圧はスイッチ素子の形態及び構造によっては数百７
以上になることもあり、短絡用スイッチ素子が導通した
後においても高圧荷電々極に被塗装物品が接触若しくは
それに近い状態まで接近した場合には、残留電圧によっ
て火花放電が発生する危険性が充分にある。

本発明は斯かる知見に基づき、高圧荷電々極と被塗装物
品間の電圧が残留電圧程度の値に降下すると自動的に主
回路を実質的に遮断する様な残留電圧遮断用素子を主電
流が流れる主回路に直列に設けたことを特徴としている
。

先ず第１図によυ本発明の一実施例を説明する。

この図において、１は高周波発振器（図示せず）などが
接続される低電圧巻線Ｎエ　と高電圧巻線Ｎ２　　とを
有する昇圧用トランス、２は高電圧巻線Ｎ２　に正の出
力端子が接続された直流高圧電源、６は直流高圧電源２
の負の出力端子から塗装用ガンとして示されている高電
圧電極４に至る高電圧線路５の途中に接続された電流制
御用高圧抵抗器、６は接地された被塗装物品、７は直流
高圧電源２の正の出力端子と接地端子間に接続された電
流検出回路、８は火花放電発生予知回路、９はサイリス
タを多数個直列接続してなる短絡用スイッチ素子とその
点弧回路などからなる短絡用装置、１０は主電流ＩＬが
通流する主回路に、主電流■５の通流する方向とは逆の
極性になる様に直列に接続されたアバランシェ特性を有
する通常のダイオード、又はツェナーダイオードの様な
残留電圧遮断用素子である。

次に斯かる構成の回路の動作を説明すると、直流高圧電
源２の正の出力端子から電流検出回路７、接地された低
電圧端子、被塗装物品６、高電圧電極４、電流制限用抵
抗６及び残留電圧遮断用素子１０を介して負の出力端子
に至る主回路を流れる主電流■１　が正常である場合に
は、火花放電発生予知回路８が動作しないので、短絡用
装置９は開いた状態にある。この状態では、直流高圧電
源２の出力電圧は残留電圧遮断用素子１０のブレークダ
ウンψ◆慟電圧よシはるかに大きいので、残留電圧遮断
用素子１０は逆方向に導通している状態にあり、逆方向
に主電流■Ｌヲ流している。この主電流■１は通常、数
十μＡ乃至数百μＡと非常に小さいので、残留電圧遮断
用素子１０の使用上全く問題が無い。

次に主電流ＩＬ　の増大により火花放電発生予知回路８
から火花放電子知信号が発生せられると、この火花放電
子知信号によシ短絡用装置９が付勢されてその短絡用ス
イッチ部が導通する。これに伴い負の高電圧線路５の電
位は急激に接地電位に向かって上昇するが、短絡用装置
９の残留電圧ｖ５　にほぼ相当する電圧だけ接地電位よ
り低くなる。つまり短絡用装置９が導通した後も塗装用
ガンの高圧荷電々極４と接地された被塗装物品６との間
には残留電圧ｖ５　　にほぼ等しい電圧が印加されたま
まになる。しかし残留電圧遮断用素子１０の導通開始電
圧は残留電圧Ｖ５　　より若干大きい程度の電圧に選定
されているので、短絡用装置９が導通して高圧配電路５
の電位が残留電圧■５　程度になると、残留電圧遮断用
素子が自動的に非導通に至る。しかる後更に被塗装物品
６が高圧荷電々極４に近づいて接触したとしても、残留
電圧遮断用素子１００両端には残留電圧ｖ６　程度の電
圧が印加されるだけであるので、残留電圧遮断用素子１
０は非導通のままであり、この素子１０を介して短絡電
流が流れることはない。ここで通常のダイオードはアバ
ランシェ電圧の８割程度の電圧で１μＡ　より小さいリ
ーク電流が流れるだけである。

従って被塗装物品６が塗装用ガンの高圧荷電々極４に接
触してもこれらの間に火花放電を生ずることは皆無であ
る。尚、残留電圧遮断用素子１０は浮遊容量の悪影響を
出来る限り小さくするために塗装用ガン内に設けられる
ことが好ましい。

次に第２図により他の一実施例を説明する。

この実施例では短絡用装置９として内部に特定の絶縁性
ガスを封入してなる管球９Ａ内に所定の間隔で配設され
たトリガ用電極９Ｂと９０及び主放電々極９Ｄと全備え
たギャップ型放電スイッチ９′を用いており、そして残
留電圧遮断用素子１０として酸化亜鉛などを焼結してな
る非線形素子を用いており、これはギャップ型放電スイ
ッチ９′の残留電圧に等しい電圧程度、或いはそれより
大きい電圧でその通流する電流が急激に増大するような
電圧−電流特性を有する。捷た１１は高インピーダンス
素子であシ、高電圧用抵抗、又は高電圧用抵抗とインダ
クタとの直列接続体などからなる。

次に斯かる回路の動作を説明する。

高インピーダンス素子１１を流れる負荷電流ＩＬ　の変
化に伴い高インピーダンス素子１１の両□ 端の電圧がスイッチ９′のトリガ電圧以上に上昇すると
、スイッチ９′のトリガ用電極９Ｂと９Ｃ間に放電が生
じ、この放電によｆｉ　）　ＩＪガされてこれらトリガ
用電極と主放電々極９Ｄ間に主放電が生起する。この結
果、高電圧線路５はスイッチ９′を介して接地端子に接
続されるが、ギャップ型放電スイッチ９′はその両端の
電圧が成る電圧以下に降下すると消弧されてしまう。こ
の電圧がスイッチ９′の残留電圧■５　　と々す、スイ
ッチ９′の導通後も高電圧線路５に残留電圧Ｖ　にほぼ
等しい電圧を与えることになる。しかしこの実施例によ
れば、スイッチ９′の残留電圧ｖ５　　以上の動作電圧
が印加されなければ主たる導通を行わない残留電圧遮断
素子１０を主電流路に直列に備えているので、短絡用装
置９が高電圧線路５と接地端子間を電気的に接続した後
には残留電圧遮断用素子１０が実質的に非導通に至って
主電流路を実質的に遮断する。

従って被塗装物品６が塗装用ガンの高圧荷電々極４に接
触しても火花放電々流が流れることが無い、つまシ火花
放電が発生することもない。

次に第３図によｐ本発明の別の一実施例を説明すると、
この実施例においては短絡用装置９としてサイリスクス
イッチ９１とこれに直列接続されたギャップ型放電スイ
ッチ９２とを用い、残留電圧遮断用素子１０としては短
絡用装置９の残留電圧Ｖ　以上の電圧で放電を開始、又
は点灯を開始する放電管を用いている。この放電管１０
の作用としては前記実施例の残留電圧遮断用素子の作用
とほぼ同じであって、得られる効果も同じであるので説
明全省略し、短絡用装置９について簡単に説明する。

先ず高電圧線路５の負の直流高電圧をＶ。とすると、短
絡用装置９が非導通の状態ではサイリスクスイッチ９１
とギャップ型放電スイッチ９２との両端に直流高電圧Ｖ
。が印加される。サイリスクスイッチ９１の両端にはほ
ぼＶ。／４が印加され、ギャップ型放電スイッチ９２の
電極Ｅ１とＥ２、Ｅ２とＥ３、及びＥ６とＥ４の夫々の
間にもほぼＶ／４の電圧が印加される様になっている。

そしてギャップ型放電スイッチ９２は、各電極間にほぼ
Ｖ。／６に相当する電圧が印加される場合は確実に放電
状態、つまシ導通状態に至る様々ものが選定されている
。従って火花放電発生予知回ｒＮＳ８から予知信号が短
絡用装置９のサイリスクスイッチ９１に印加されること
によりサイリスタスイッチ９１が瞬時に閉じると、今迄
サイリスタスイッチ９１の両端に印加されていた電圧■
。／４もギャップ型放電スイッチ９２に印加されること
になシ、従ってスイッチ９２の各電極間に印加されてい
た電圧Ｖｏ／　４がＶｏ　／　３まで上昇する。この電
圧上昇の過程でスイッチ９２の電極間に放電が発生し、
スィッチ９２全体が放電状態に至り、高電圧線路５を接
地端子、つまり低電圧端子に接続する。斯かる構成の短
絡用装置９によれば、直流高電圧Ｖｏのほぼ１７４程度
の耐圧を有するだけのサイリスタスイッチを用いること
が出来、また光サイリスクスイッチを用いることも可能
である。

尚、ギャップ型放電スイッチとしては単一構造のもの全
複数個直列接続しても良いことは勿論である。

以上述べた様に本発明によれば、短絡用装置のスイッチ
部の残留電圧程度以下の電圧が印加されるときには主電
流通流方向に対し実質的に主回路を遮断する残留電圧遮
断用素子を主回路に直列に備えているので、塗装用ガン
の高圧荷電々極に被塗装物品が衝突する様なことがあっ
ても、はぼ完全に火花放電の発生を防止出来る。従って
塗装作業中における爆発事故及び電撃事故を確実に防止
でき、しかも塗装作業の能率も向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は夫々本発明の異なる実施例を示す回
路である。 １は昇圧用トランス、２は直流高圧電源、ろは限流抵抗
器、４は塗装用ガンの高圧荷電々極、５は高電圧線路、
６は被塗装物品、７は電流検出回路、８は火花放電発生
予知回路、９は短絡用装置、１０は残留電圧遮断用素子
、１１は高インピーダンス素子 特許出願人　　オリジン電気株式会社 手続補正書 昭和５７年６月ｌ１日 特許庁長官殿 １、事件の表示　　昭和５６年特許願第１０９１５３号
チョクリュウコウデンアツソワテ ２、発明の名称　直流高電圧装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　　　東京都豊島区高田１丁目１８番１号４、補
正命令の日付　　　自　発 ５、補正の対象　　明細書の「発明の名称」、「特許請
求の範囲」及び「発明の詳細な説明」の欄６、補正の内
容 ■特許請求の範囲を別紙の通り訂正する。 ６）本件明細？１−１頁の第１５行乃至第１８行「本発
明・・・・・・関する。」を次の通９訂正する。 ［本発明は短絡用装置を備えた高電圧機器、例えば接地
した被塗装物品が高圧荷電々極に極めて接近、或いは接
触する場合などにも火花放電の発生を確実に防止し得る
機能を備える静電塗装装置に用いられる直流高電圧装置
に関する。」０）同書第３頁第１８行Ｆ−被塗装物品間
・・・・・・」を「被塗装物品の様な負荷間」に補正す
る。 ６）同書牙１１頁牙７行［・・・・・・向上する。」を
次の通り補正する。 「・・・・・・向上する。尚、以上の実施例ではすべて
静電塗装について述べたが、必要に応じて他の静電応用
機器にも同様に本発明を適用できることは明らかである
。」 「特許請求の範囲

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高電圧電源と、該高電圧電源によシ荷電される高電圧電
   極と、これら高電圧電源と高電圧電極間の高電圧線路と
   低電圧端子間に接続された短絡用装置とを少くとも備え
   た静電塗装装置において、前記高電圧電源の正の端子か
   ら低電圧側端子、物品及び前記高電圧電極を介してその
   負の端子に至る主電流路に、前記短絡用装置における残
   留電圧程度、又はそれ以上の電圧で主たる導通を行う残
   留電圧遮断用素子を備えたことを特徴とする静電塗装装
   置。