JPH0225664B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は霧化装置と被塗装物との電位差を利用
して被塗装物に静電塗装をする静電塗装機に関す
る。

従来より、この種の静電塗装機においては霧化
装置を高電圧発生器により負の直流高電圧に保
ち、一方被塗装物を接地して霧化装置と被塗装物
との間に大きな電位差を形成し、以て霧化装置で
霧化されて放出された塗料を前記電位差により被
塗装物に吸引付着させる構成である。

ところで、霧化装置は導電性材料で比較的大形
に形成されているため、静電容量が大きく、従つ
て高電圧発生器により負の直流高電圧が加えられ
る静電塗装時には霧化装置の帯電量が大きくな
る。このため、静電塗装時に事故等により被塗装
物が霧化装置に異常接近して両者間の距離が狭め
られると、両者間の空間が絶縁破壊され火花放電
が発生し、しかも霧化装置の帯電量が大きいこと
から火花放電のエネルギーも大きくなる。ところ
が、静電塗装は引火性の高い溶剤等の雰囲気内で
行なわれるため、上述のように大きなエネルギー
を有する火花放電が発生すると火災が発生するこ
とがあり、また作業者等が感電すると、そのエネ
ルギーの大きさ故に該作業者等を死に至らしめる
虞れがある。

そこで、上記した問題の解決を図つたものに特
公昭55−35988号、特公昭55−35989号がある。こ
のものでは、被塗装物等の接地物が塗装装置に接
近するに従つて霧化装置に流れる電流が増加する
ことに着目し、そしてこの電流を接地物から接地
線を介して高電圧発生器に帰還してくる電流とし
て検出し、この検出電流量が所定量に達した時に
高電圧発生器を断電し、同時に霧化装置を接地し
て該塗装装置に蓄えられていた電気エネルギーを
放出し、以て安全レベルにまで低下させるように
している。

しかしながら、上記構成では雑音等の外乱を含
んだ電流値から極めて微小な電流増加量を検出す
ることになるため、接地物の異常接近を判断でき
る距離は電流増加量が大きく取れる距離即ち霧化
装置に極めて接近した距離に限られる。このた
め、接地物の異常接近を検出したとしても、接地
物の接近速度が大きければ、電流値検出から塗装
装置の電圧低下に至る各電気回路間で発生する時
間的遅れにより、霧化装置の電圧低下が間に合わ
ず危険な火花放電が発生する可能性が高かつた。
更に、接地物の表面積が小さい場合には電流増加
量も小さくなるため、表面積の小さな接地物の検
出は困難であつた。しかも、雑音等の外乱を多く
含んだ電流値から極めて微小な電流増加量を取り
出すには、検出電流を処理する電気回路の精度を
高めなければならず、従つて電気回路構成が複雑
になつて製造コストが高くなるという問題があつ
た。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであ
り、従つてその目的は、被塗装物等の接地物が霧
化装置に異常接近したときにその接地物の接近速
度の大小及び表面積の大小にかかわらず霧化装置
からの火花放電による火災発生及び電撃による感
電事故が発生することを確実に防止でき、しかも
電気回路構成を簡単にして製造コストを低減化し
得る静電塗装機を提供するにある。

以下本発明の一実施例について図面を参照しな
がら説明する。まず、電気的構成を示す第１図に
おいて、１は第１の遮断器２を介して第１の電源
１ａに接続された第１の高電圧発生器で、これは
負の直流高電圧を出力する。３は第１の高電圧発
生器１の出力側に高電圧ケーブル４を介して接続
された霧化装置で、これは第２図に示すように円
筒状をなす金属製の本体５とこの本体５内に配設
されたエアモータ（図示せず）の回転軸６により
高速回転されるベルマウス状をなす金属性の霧化
頭７から構成されており、これら本体５及び霧化
頭７は第１の高電圧発生器１により共に負の直流
高電圧に保持される。８は塗料供給装置（図示せ
ず）から供給された塗料を霧化頭７内に吐出する
ノズルである。これに対して、第１図において９
は前記第１の高電圧発生器１と別系統に設けられ
た第２の高電圧発生器で、これの入力側は第２の
遮断器１０を介して第２の電源９ａに接続され、
出力側から負の直流高電圧を出力するようにして
いる。１１は一端部が第２の高電圧発生器９の出
力側に接続された高電圧ケーブルで、これの他端
部は第２図に示すように霧化装置３近傍に導かれ
ている。１２は高電圧ケーブル１１の他端部が固
定された環状をなす絶縁材製のケーブル保持部、
１３は同一円周上に前方（第２図において右方）
に指向する複数の突起１３ａが形成された環状を
なす絶縁材製の電極保持部で、これらケーブル保
持部１２及び電極保持部１３は共に霧化装置３の
本体５に挿通支持され、更に互いに例えばプラス
チツク製の螺子１４，１５により圧着固定されて
いる。１６はケーブル保持部１２と電極保持部１
３との間に挟持された銅リングで、これは導線１
７により高電圧ケーブルの他端部に接続されてい
る。１８及び１９は銅リング１６の内外両周に
夫々配置された環状のシール部材で、これら両シ
ール部材１８，１９により銅リング１６の密封化
を図つている。２０は電極保持部１３の各突起１
３ａの内部に設けられた例えば70〜100MΩの高
抵抗で、これの一端部は銅リング１６に接触して
いる。２１は導電性及び弾性を有する線材例えば
直径0.2mm、長さ200mmのステンレス鋼線で形成さ
れた接地物検知用電極で、これの基端部は電極保
持部１３の各突起１３ａの先端部に埋込固定され
且つ前記高抵抗２０に接続され、そして突起１３
ａから露出した部分は霧化装置３から40mm以上離
間して前方（第２図において右方）に傘状に拡が
り、その先端部が霧化装置３よりも前方に位置す
るようにしている。而して、本実施例では接地物
検知用電極２１を直径0.2mm、長さ200mmのステン
レス鋼線で形成して表面積を小さくすることによ
り、接地物検知用電極２１の静電容量を極めて小
さく（約0.11pF）設定している。また、第２の高
電圧発生器９により接地物検知用電極２１と接地
物との間に生ずる電位差は第１の高電圧発生器１
により霧化装置３と接地物との間に生ずる電位差
より大きくなるように設定されている。尚、２２
は接地物検知用電極２１の基端側に設けたコイル
部で、これは接地物検知用電極２１の先端側部分
の弾性変形を容易にするためのものである。これ
に対して、第１図において２３は第２の高電圧発
生器９の接地線２４に直列に接続された電流検出
器で、これは接地物検知用電極２１から接地線２
５に接続された被塗装物２６等の接地物に向けて
流れる電流値を第２の高電圧発生器９の接地線２
４により帰還する電流により検出するものであ
り、接地物が接地物検知用電極２１に接近する方
向（第２図において矢印Ａで示す方向）に移動す
るときにその電流値は増加する。而して、電流検
出器２３により検出された電流が所定値に達した
ときに、第１の遮断器２が開放作動されて第１の
電源１ａと第１の高電圧発生器１との間が遮断さ
れ、これと同時に第１の高電圧発生器１と霧化装
置３との間に設けられた第１の高電圧リレー２７
が閉成されて霧化装置３が接地され、霧化装置３
と高電圧ケーブル４に蓄えられた電荷が放電され
る。更に、上述した第１の遮断器２等の作動と同
時に、第２の遮断器１０が開放作動されて第２の
電源９ａと第２の高電圧発生器９との間が遮断さ
れ、且つ第２の高電圧発生器９と高抵抗２０との
間に設けられた第２の高電圧リレー２８が閉成さ
れて接地物検知用電極２１も接地される。尚、２
９は第１の高電圧発生器１の接地線３０に直列に
接続された電流検出器で、これは霧化装置３から
被塗装物２６等の接地物に向けて流れる電流値を
検出するものであり、主に人体等の接地物が霧化
装置３の後方から接近する場合に電流検出器２９
による検出電流値が所定値に達したとに、前述し
た電流検出器２３と同様に第１の遮断器２等を作
動させて霧化装置３及び接地物検知用電極２１の
電圧を安全レベルにまで下げるようにしている。
３１及び３２は夫々第１及び第２の高電圧リレー
２７，２８の保護用の抵抗である。

次に上記構成の作用について説明する。まず、
第２図に示すように被塗装物２６を接地線２５に
接続し、霧化装置３から適宜距離離して設置す
る。然る後、第１及び第２の高電圧発生器１，９
に通電して霧化装置３及び接地物検知用電極２１
に夫々負の直流高電圧を加えて、霧化装置３と被
塗装物２６との間及び接地物検知用電極２１と被
塗装物２６との間に高電位差を形成する。そし
て、エアモータ（図示せず）により霧化頭７を高
速回転すると、塗料供給装置（図示せず）からノ
ズル８を通して霧化頭７内に供給された塗料が霧
化即ち微粒子化されて霧化頭７から前方（被塗装
物２６側）へ放出される。すると、放出された塗
料の微粒子は霧化装置３と被塗装物２６との間の
電位差により形成される電気力線に沿つて被塗装
物２６側に移動して最終的には被塗装物２６に付
着し、以て被塗装物２６の静電塗装が行なわれ
る。斯かる静電塗装時に接地物検知用電極２１と
被塗装物２６との間の電位差が霧化装置３と被塗
装物２６との間の電位差より大きくなるように設
定されているため、霧化装置３の電位は接地物検
知用電極２１に対しては正になり、従つてこの霧
化装置３から放出された塗料の微粒子が接地物検
知用電極２１方向へ吸引されることはなく該接地
物検知用電極２１に付着することは防止される。
しかも、接地物検知用電極２１は霧化装置３から
40mm以上離間して設けられているため、接地物検
知用電極２１と霧化装置３との間で火花放電が発
生することはない。

而して、事故等により接地物例えば表面積の大
きい被塗装物２６が接地物検知用電極２１に接近
する方向（第２図に矢印Ａで示す方向）に移動す
ると、これに伴つて接地物検知用電極２１に流れ
る電流が増加する。この電流は被塗装物２６→接
地線２５→接地線２４→第２の高電圧発生器９へ
と帰還する際に、電流検出器２３により検出され
る。而して、被塗装物２６が接地物検知用電極２
１から所定距離の位置まで異常接近すると、電流
検出器２３により検出された電流値が所定値に達
し、これにより第１の遮断器２が作動されて第１
の電源１ａと第１の高電圧発生器１との間が遮断
され、この結果、第１の高電圧発生器１から霧化
装置３への直流高電圧の供給が遮断され、これと
同時に高電圧リレー２７が閉成されて霧化装置３
が接地され、以て霧化装置３が急速にアース電位
に下げられる。更に、上述した第１の遮断器２等
の作動と同時に、第２の遮断器１０が作動して第
２の電源９ａと第２の高電圧発生器９との間が遮
断され、且つ第２の高電圧リレー２８が閉成され
て接地物検知用電極２１が接地され、以て霧化装
置３が急速にアース電位に下げられる。

ところで、従来構造のものは接地物検知用電極
２１がなく、霧化装置に流れる電流を検出して被
塗装物等の接地物の異常接近を検出していたた
め、接地物が霧化装置の放電開始距離に接近する
まで接地物の検出が困難であり、従つて接地物の
接近速度が速い場合には霧化装置の電圧低下が間
に合わず危険な火花放電が発生する虞れがあつ
た。

しかしながら、本実施例では複数の接地物検知
用電極２１を設けその先端部を霧化装置３よりも
前方に位置させたので、接地物検知用電極２１の
先端部を霧化装置３よりも被塗装物２６（接地
物）に近い方に位置させることができ、それによ
つて従来のように霧化装置を通して電流検知する
場合に比し、早期に検知電流が上昇し始め、その
分、余裕をもつて被塗装物２６等の接地物の接近
を検知できて、被塗装物２６の接近を接地物検知
用電極２１により霧化装置３から充分に離れた位
置で早期に検出することができ、従つて被塗装物
２６の接近速度が大きくとも霧化装置３の電位を
確実に下げて、霧化装置３から火花放電が発生す
ることを確実に防止し得る。ところで、上述のよ
うに霧化装置３から火花放電が発生することを防
止しても、接地物検知用電極２１からエネルギー
の大きな火花放電が発生するようでは火災等の危
険性があるが、本実施例では接地物検知用電極２
１を直径0.2mm、長さ200mmのステンレス鋼線で形
成して表面積を小さくすることにより、接地物検
知用電極２１の静電容量を極めて小さく（約
0.11pF）に設定しているため、接地物検知用電極
２１から火花放電が発生したとしてもその放電エ
ネルギーは溶剤の最小発火エネルギーに比べて充
分に小さくなり、火災発生に至る危険性はない。
ちなみに、この放電エネルギーを計算により求め
てみると、放電実験により、 放電開始前電圧V1＝60KV 放電終了後電圧V2＝37KV であることから、放電エネルギーＥはV1、V2及
び前述した静電容量Ｃ＝0.11pFにより Ｅ＝Ｃ（V1−V2）²＝0.03ｍＪ となり、溶剤の最小発火エネルギーとして一般に
知られている。0.2ｍＪに比べて充分に小さくな
ることが理解される。しかも、接地物検知用電極
２１は70〜100MΩの高抵抗２０を介して高電圧
ケーブル１１に接続されているため、高電圧ケー
ブル１１に蓄積された電気エネルギーが高抵抗２
０を通して接地物検知用電極２１に流れるように
なり、従つて高抵抗２０により大きな電圧降下が
生じて、接地物検知用電極２１自体の電圧が放電
可能電圧よりも小となり、ここで放電エネルギー
に転化することは極力防止される。

ところで、従来構造のものでは被塗装物２６
（接地物）の表面積が小さい場合には霧化装置を
流れる電流増加量が小さいため、この表面積が小
さい接地物の検出は困難であつた。

しかしながら、本実施例では前述したように被
塗装物２６（接地物）が接地物検知用電極２１に
接触しても火災発生等の危険性はないことから、
表面積が小さい接地物に対しては該接地物が接地
物検知用電極２１に接触して該接地物検知用電極
２１に流れる電流が急激に増加した時に該被塗装
物２６（接地物）を検出することができ、これに
より表面積の小さい接地物に対しても霧化装置３
から充分に離れた位置で早期に検出することがで
きて、火災発生等の危険性を無くすることができ
る。また、接地物検知用電極２１は弾性を有する
ステンレス鋼線で形成され、更にコイル部２２が
形成されているため、接地物検知用電極２１に接
地物が接触しても接地物検知用電極２１が容易に
弾性変形できる。

ところで、特公昭55−35988号、特公昭55−
35989号に示されたものでは電流検出器で検出さ
れた電流を複雑、高精度な電気回路で処理せねば
ならず、製造コストが高くなるという問題があつ
た。

しかしながら、本実施例では接地物検知用電極
２１から接地物を介して第２の高電圧発生器９に
帰還してくる電流のピーク値を検出対象としてい
るため、電気回路構成を簡単化して製造コストを
低減化し得る。

尚、本実施例では第１及び第２の高電圧発生器
１，９を独立して設け、これらを第１及び第２の
電源１ａ，９ａに別々に接続したが、これに限ら
ず、例えば第１及び第２の高電圧発生器１，９の
電源のトランスの一次側迄を共通化し電源トラン
スの二次側で別系統にして第１及び第２の高電圧
発生器１，９を構成しても良い。また、本実施例
では第１及び第２の高電圧発生器１，９を独立に
設けるようにしたが、これに限らず、例えば高電
圧ケーブル４を高電圧ケーブル１１に接続して第
１の高電圧発生器１を省略してもよい。この場
合、被塗装物２６が接地物検知用電極２１に接近
しただけでは電流変化が少なく検出が困難な場合
も生ずるが、被塗装物２６が接地物検知用電極２
１に接触すれば電流検出器２３を通過する電流は
μAオーダーからｍＡ以上のオーダーに増加し容
易に検出ができ、被塗装物２６が霧化装置３に異
常接近して危険な火花放電を生ずる前に、第２の
遮断器１０を作動させて第２の高電圧発生器９を
遮断できる。この場合、接地物検知用電極２１は
静電容量が小さく、従つて被塗装物２６に接触し
て火花放電を生じたとしてもその火花の有するエ
ネルギーは0.2ｍＪ以下の小さなもので火災発生
の危険はない。

その他、本発明は上記し且つ図面に示す実施例
のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しな
い範囲内で種々変形して実施できることは勿論で
ある。

本発明は以上の説明から明らかなように、霧化
装置に直流高電圧を供給する高電圧発生器を設
け、この高電圧発生器に抵抗を介して前記霧化装
置よりも前方もしくは側方に位置する接地物検知
用電極を接続したので、接地物検知用電極の先端
部を霧化装置よりも接地物に近い方に位置させる
ことができ、それによつて、従来のように霧化装
置を通して電流検知する場合に比し、早期に検知
電流が上昇し始め、その分、余裕をもつて接地物
の異常接近を検知できると共に、たとえ接地物の
接近速度が大きかつたりその表面積が小さかつた
りしても、接地物検知用電極が接地物に接触する
ことにより接地物の異常接近を確実に検知でき
る。このため、被塗装物等の接地物が霧化装置に
異常接近したときにその接地物の接近速度の大小
及び表面積の大小にかかわらず霧化装置から火花
放電による火災発生及び電撃による感電事故が発
生することを確実に防止でき、しかも電気回路構
成を簡単にして製造コストを低減化することがで
きるという優れた効果を奏する静電塗装機を提供
できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示したもので、第１
図は全体の電気回路構成図、第２図は要部の拡大
側面図である。 図中、１は第１の高電圧発生器、２は第１の遮
断器、３は霧化装置、９は第２の高電圧発生器、
１０は第２の遮断器、１６は銅リング、２０は高
抵抗、２４は接地物検知用電極、２３は電流検出
器、２４及び２５は接地線、２６は被塗装物（接
地物）、２７及び２８は夫々第１及び第２の高電
圧リレーである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 直流高電圧を発生する高電圧発生器と、塗料
   を霧化して放出するとともに前記高電圧発生器か
   らの直流高電圧が供給されて接地線に接続された
   被塗装物に静電塗装をする霧化装置と、前記高電
   圧発生器に抵抗を介して接続され前記霧化装置よ
   りも前方もしくは側方に位置する接地物検知用電
   極と、前記被塗装物等の接地物が前記接地物検知
   用電極に接近する方向に移動するとき又は接触し
   たときに前記接地物検知用電極に流れる電流の増
   加を検出する電流検出器と、この電流検出器によ
   り検出された前記電流の増加が所定値に達したと
   きに前記高電圧発生器から前記霧化装置への直流
   高電圧の供給を遮断する遮断器とを具備して成る
   静電塗装機。 ２ 直流高電圧を発生する第１の高電圧発生器
   と、塗料を霧化して放出するとともに前記第１の
   高電圧発生器からの直流高電圧が供給されて接地
   線に接続された被塗装物に静電塗装をする霧化装
   置と、前記第１の高電圧発生器と別系統に設けら
   れ直流高電圧を発生する第２の高電圧発生器と、
   この第２の高電圧発生器に抵抗を介して接続され
   前記霧化装置よりも前方もしくは側方に位置する
   接地物検知用電極と、前記被塗装物等の接地物が
   前記接地物検知用電極に接近する方向に移動する
   とき又は接触したときに前記接地物検知用電極に
   流れる電流の増加を検出する電流検出器と、この
   電流検出器により検出された前記電流の増加が所
   定値に達したときに前記第１の高電圧発生器から
   前記霧化装置への直流高電圧の供給を遮断する遮
   断器とを具備して成る静電塗装機。