JPS5820268A - 静電塗装方法 - 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】 本発明は静電塗装方法、特に塗装作業を安全かつ能率的
に行わしめるための保護機能をそなえた静電塗装方法に
関する。

一般に霧化した塗料を高圧荷電してなる塗装機でもって
塗装機から離間せる被塗装物品に塗着せしめる静電塗装
装置にあっては、被塗装物品又は他の導電性物体が高圧
荷電された塗装機に異常に接近することがある。この場
合、火花放電を誘発して溶剤に引火する危険性があるの
で、火花放電の発生の前兆を検知して火花放電に至る前
に速やかに保、護機能を作動させる必要がある。断力・
る従来の代表的な保護方法としては、負荷電流の大きさ
を検出し、この検出値が予め定めた固定の基準値を越え
た場合にインバータを含む低電圧側電源の動作停止、或
いは遮断、又は高圧側給電路の遮断などを行うものがあ
る。この従来方法における予め定めた固定の基準値は、
塗装機から塗料−噴出しているか否かに拘らず、また荷
電々圧にあまシ関係することなく、塗装ラインの稼動デ
ータなどに基づいてほぼ一定の値に設定されている。

しかし塗装機の構造及び塗料の特性などによっても異な
るが、一般に塗装機が塗料を噴出している状態と、噴出
を停止している状態では出力電流が大幅に異なることが
分った。第１図はこのことを示す図であシ、塗装機と被
塗装物品間の距離及び出力電圧を一定に保持した状態で
、時刻ｔ工において塗料噴出開始信号を発して塗装機か
ら塗料を噴出すると出力電流は急激に低下し、時刻ｔ２
において塗料の噴出を停止させるための塗料噴出停止信
号によシ塗装機からの塗料の噴出を停止させると出力電
流Ｉｏ　は急激に上昇することが分る。

また第２図の曲線Ａ及びＢは夫々、塗装機と被塗装物品
間の距離を一定に保持した状態における塗料を噴出しな
い場合（曲線Ａ）と塗料を噴出した場合（曲線Ｂ）の出
力電流Ｉｏ−出力電圧Ｖｏ特性を示し、これら曲線Ａ、
Ｂからも塗料を噴出している状態と噴出していない状態
では出力電流Ｉ。

が大幅に異なることが分る。この様に塗料が塗装機から
噴出されているか否かによって大幅に出力電流Ｉｏ　が
変化するという実態があシながら、従来方法の場合には
前記基準値を予め定めた一定の値に設定しているので、
塗料を噴出している状態では基準値が数百チ程度以上も
裕度を有し、充分な保護機能を達し得ないという弊害が
生じている。

この点について更に詳述すると、従来の場合には第１図
における直線Ｘで示される様に、基準値は塗装機から塗
料を噴出していない状態での通常の出力電流Ｉｏの数十
ｓｏし、例えば６０％大きいレベルに応じた値に固定さ
れている。この３０チの数値はノイズマージンなどを考
慮して各種塗装条件によシ変動的に決定される値である
が、塗料の噴出時には基準値が８００チ程度の裕度をも
有する大きな値になってしまう。このことは、塗装機か
ら塗料を噴出している状態で、出力電流工０が基準値に
対応するレベルＸ近傍まで増大するには塗装機に対し被
塗装物品が正常な塗装距離に比べて極めて接近しなけれ
ばならないことを示し、換言すれば出力電流Ｉｏ　　が
レベルＸ近傍まで増大する。ときは被塗装物品が塗装機
に極めて接近した状態にあることを示している。実験に
よると塗装機から塗料が噴出されている区間において、
出力電流Ｉｏ　がレベルＸよシ若干小さい程度増大して
いる状態では、被塗装物品が塗装機に極めて接近してお
シ、かつ被塗装物品の塗装機に対する接近に対し出力電
流工０　が２次関数以上の高次の関数で増大する領域に
あるので、被塗装物品の更に僅かな接近によっても出力
電流Ｉｏ　　が大幅に増加し、保護機能が働く前に火花
放電が誘発されてしまった。この欠点を防ぐには１００
マイクロ秒程度以下の極めて高速度で高圧荷電々極を接
地し得る短絡用スイッチを用いて保護機能を働かせれば
良いが、現在では通常の静電塗装で使用されている直流
出力電圧の範囲である６０ＫＶ〜１２０ＫＶの耐圧を有
する高電圧用スイッチで１００マイクロ秒程度以下の動
作速度を有するものを入手するのは極めて困難であシ、
従って従来の保護機能は非常に信頼性に乏しく、このこ
とは静電塗装作業を非能率的にするばかりでなく危険な
ものにしていた。

本発明は斯かる従来方法の欠点を除去するために、塗料
の噴出の開始を示すための塗料噴出開始信号によシ出力
電流の検出値と比較される基準値を予定された値まで低
下させ、また塗料の噴出の停止を示すための塗料噴出停
止信号によシ前記基準値を予定された値まで上昇させる
ことによって、塗装機の状態の如何に拘らず火花放電に
至る前に保護機能を速やかにかつ確実に動作させて塗装
作業の能率を向上させると共に危険性を払拭することが
出来ることを特徴としている。

以下図面によシ本発明の一実施例を説明する。

第６図において、１は図示していない昇圧用トランスと
その１次巻線に接続された発振器などからなる交流電源
装置、２は前記昇圧用トランスの２次巻線（図示せず）
に接続されたコツククロフトウオルトン回路の様な直流
高電圧発生装置、３は直流高電圧発生装置２によって高
圧荷電される高圧荷電々極として示されている塗装機、
４は接地された被塗装物品、５は交流電源装置１の制御
回路、６は直流高電圧発生回路２の正の出力端子と接地
端子との間に接続された電流検出回路、７は塗装機６の
高圧荷電々極と接地端子の様な低電圧端子間に接続され
た短絡用スイッチ素子を含む短絡用装置、８は制御回路
５の出力電圧設定変更部５ａにおける出力電圧設定用の
ポリウムＶＬＩと連動せる基準値設定用のボリウムＶＬ
２を有する可変基準電圧回路、９はパルプ制御画枠１ｏ
からのパルプ開閉用の信号によって異なる電圧ＶＨとｖ
Ｉ。

との間を切換える電圧切換え回路であシ、高い電圧ＶＵ
　から低い電圧ＶＬ　に切換える場合には所定の遅延時
間を有している。尚、これら電圧ＶＨ１ＶＬは塗装条件
などによって可変できる様になっていることが好ましい
。更に１１は電流検出回路６からの検出信号ＶＤ　　と
可変基準電圧回路８がらの基準信号Ｖｓ　　とを比較す
る比較回路、１２は塗料供給装置、１６は塗料供給−置
１１から塗装機６に供給される塗料に対し開閉を行うパ
ルプである。

次に斯かる構成の装置の動作を説明しながら本発明に係
る方法を説明する。

先ず出力電圧設定変更部５ａのボリウムＶＬ１に連動し
て回転する可変基準電圧回路８のボリウムＶＬ２の抵抗
値は、ボリウムＶＬＩの設定変更によって決まる塗装機
３からの塗料の噴出の無し、有シ夫々の出力電流−出力
電圧特性を示す第２図の曲線Ａ、Ｂに対して曲線Ｃ，Ｄ
で示される値に比例する基準値を与える様に選定されて
いる。従って出力電圧設定変更部５ａのボリウムＶＬ１
を調整して所望の出力電圧ＶＯを設定することによシ、
基準値Ｖｓ　　も自動的に曲線Ｃ，Ｄに基づいて設定さ
れる。ここで基準値ｖ８　　の比例値を示す曲線Ｃ１Ｄ
は被塗装物品の形状など各種塗装条件によって異なるが
、例えば裕度を考慮して出力電流よシ数十−程度大きい
値になる様に設定されている。

先ず第２図において曲線Ｂに対し曲線Ａの出力電流が大
きい範囲の出力電圧設定でもって静電塗装作業が行われ
ているものとする。第１図に示す様に時刻ｔｌ　前の区
間では、塗装機６から塗料は噴出されておらず、従って
出力電流ＩＯは高レベルにある。この状態では電圧切換
え回路９は高いレベルの電圧ＶＨ側に切換えられておシ
、よって基準値’Ｖｓ　は第１図における曲線Ｙの高レ
ベル部分Ｙ１　に対応する値になる。次に時刻ｔ１　に
至ってパルプ制御回路１゛０から塗料噴出用の塗料噴出
開始信号が発せられると、パルプ１５が開かれて塗装機
６から塗料が被塗装物品４に向かって噴出される。この
結果、第１図に示す様に出力電流Ｉ。

は比較的急激に低下、例えば数十乃至数百ミリ秒の降下
時間で低レベル迄低下し、一方、電圧切換え回路９はパ
ルプ制御回路１０からの塗料噴出開始信号によシ高レベ
ルの電圧ｖＨから低レベルの電圧ｖＬ　に切換えられる
。この切換えは、出力電流Ｉ。の降下時間と同程度以上
の時間で序々に行われるが、斯かる点について電圧切換
え回路９α一部分の具体的な回路構成を示す第４図を用
いて更に詳述する。

第４図において、Ｓｌ　　とＳ２　　は常閉接点、Ｓ３
は常開接点であシ、塗料が塗装機６から噴出されていな
い状態、即ちパルプ制御回路１０から塗料噴出停止信号
が付与された後の状態では、接点８１〜Ｓ３　は図示位
置にある。塗料が噴出されていない時刻ｔ１　ｉでの区
間で、電解コンデンサＣは抵抗Ｒ１と接点Ｓ１　　とを
介して＋Ｖの電圧まで充電される。演算増幅器ＯＡ　の
反転入力端子には接点Ｓ２　と抵抗Ｒ２とを介して＋Ｖ
の電圧が印加され、この電圧＋■は前記高レベルの電圧
ＶＨに相当する。従って演算増幅器ｏＡの出力電圧ｖｓ
′は高レベルにある。次に時刻ｔ１　　でバルブ制御回
路１０から塗料噴出開始信号が発せられ、この信号が図
示していないリレーコイルを付勢すると、その接点であ
るＳｌ　　と８２とが開くと同時に接点Ｓ３　が閉じる
。この結果、コンデンサＣの充電々圧（＋■）が接点Ｓ
３　及び抵抗Ｒ２を介して演算増幅器ｏＡ　の反転端子
に印加されるが、この光電々圧は抵抗Ｒ３を介して所定
の放電時定数で放電される。この放電時定数は第１図に
おける曲線Ｙの降下部分Ｙ２　の傾斜にほぼ相当する。

そしてコンデンサＣの放電に伴い、点ａの電圧が制御電
源゛電圧ＶからツェナーダイオードＤｚ１のツェナー電
圧Ｖｚ１ｔ−マイナスした値（ＶＶＺｌ）よシ降下する
と、ツェナーダイオード珈１がブレークダウンし、点ａ
の電圧は（ＶＶＺｌ）に保持される。この電圧（Ｖ−Ｖ
ＺＩ）が前記低レベルの電圧ｖＬ　に相当し、この場合
は前述した様に演算増幅器ＯＡ　の出力、即ち電圧切換
え回路９の出力電圧ｖｓ′は低レベルにある。この電圧
ｖｓ′は帰還用可変抵抗Ｒｖ　の値を調節することによ
シ調整される。尚、Ｒ４は演算増幅器ｏＡ　の非反転端
子に接続された入力抵抗、ＤＺ２は演算増幅器ｏＡ　の
入力を一定値以下に制限するための定電圧素子である。

この様にして基準値Ｖｓ　は第１図における曲線Ｙに従
って変化し、塗料噴出開始信号によって高レベルＹ１　
　から低レベルＹ３　へと降下する。そして時刻ｔ２　
でバルブ制御回路１０から電圧切換え回路９に塗料噴出
停止信号が付与されると、電圧切換え回路９は低レベル
の電圧ｖＬ側から高レベルの電圧ｖＨ側に急速に切換わ
シ、従って基準値を示す曲線Ｙは再びレベルＹ１　に等
しいレベルＹ４に変化する。このことを第４図によシ説
明すると、図示されていないリレーコイルが塗料噴出停
止信号によシ付勢、即ち前記リレーコイルが消勢される
結果、常閉接点Ｓ１　　とＳ２　　とが再び閉成され、
常開接点Ｓ３　が開かれる。よって演算増幅器ＯＡの反
転端子の電圧は急激に＋Ｖ電圧に上昇するので、その出
力電圧ｖｓ′も所定値まで上昇する。

以上述べた様に本実施例においては、基準信号Ｖｓ　が
塗料噴出開始、停止の信号によって低レベル、高レベル
に変化すると共に、出力電圧の設定に関連して調整され
るようになっておシ、この基準信号ＶＳ　　は直流高電
圧発生装置２の正の出力端子から電流検出回路６、接地
端子、被塗装物品４及び高圧荷電々極！１な介してその
負の出力端子に流れる出力電流工。の検出信号ＶＤ　　
と比較回路１１において比較される。この比較回路１１
は、基準信号Ｖｓ　が検出信号ＶＤ　　よシ大きい場合
には作動信号を出力しないが、検出信号ｖＤ　が基準信
号ｖ８　以上に増大すると作動信号を出力する。短絡用
装置７はこの作動信号に応動して高圧荷電々極′５を低
電圧端子に短絡接続する。一方、比較回路１１からの作
動信号は制御回路５に付与され、制御回路５はこの作動
信号に応動して交流電源装置１の遮断を行い、この結果
、給電が停止される。

尚、以上の説明にあっては塗料噴出開始、又は停止の信
号をバルブ１６の開閉制御信号として記載したが、これ
ら塗料噴出開始、又は停止信号が塗装機の引金操作によ
シ得られる信号、及び塗料タンクから塗装機に供給され
る塗料を検出した結果得られる信号を含むことも可能で
ある。但し塗料噴出開始時の基準値の降下時間は出力電
流の降下時間に対して同程度か或いはそれ以上になる様
に選定され、塗料噴出停止時の基準値の立上υは出　５
力電流の立上シよシ急峻になる様に設定されることが望
ましい。

以上述べた様に本発明によれば、出力電流の検出値と比
較される基準値を塗料の噴出開始信号、噴出停止信号に
よシ予定された値に低下、上昇さ１θせることにより火
花放電発生の予知を速やかかつ確実に検知できるので、
塗装機の状態の如何に拘らず火花放電に至る前に保護機
能を確実かつ速やかに動作させて塗装作業の能率を向上
させると共に引火及び人体への電撃などを防止すること
が出１５来る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ本発明を説明するだめの電
流一時間特性、電流−出力電圧４性を示す図、第６図は
本発明を実施するための装置のプｚ０ロック構成を示す
図、第４図は第６図に示す装置の一部分の回路の具体例
を示す図である。 １・・・交流電源　　　　２・・・直流高電圧発生装置
６・・・塗装機　　　　　４・・・被塗装物品５・・・
制御回路　　　５ａ・・・出力電圧設定変更部６・・・
電流検出回路　　７・・・短絡用装置８・・・可変基準
電圧同権 ９・・・電圧切換え回路 １０・・・バルブ制御回路 １１・・・比較回路 １２・・・塗料供給装置 １６・・・パルブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 直流高電圧発生装置の正の出力端子から物品及び高圧荷
   電電極を介してその負の出力端子に流れる電流を検出し
   、該電流の検出値が予定した基準値を越えるとき高電圧
   出力の遮断、或いは前記高圧荷電々極の低電圧端子への
   短絡、又はこれら両者を共に行う保護機能を有する静電
   塗装方式において、塗料の噴出の開始を示す塗料噴出開
   始信号によυ前記予定された基準値を降下させ、また塗
   料の噴出の停止を示す塗料噴出停止信号によシ前記予定
   された基準値を上昇させることを特徴とする静電塗装方
   法。