JPH0739793A - 高電圧発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高圧発生器の出力電圧を一定として負荷に印加
する電圧値を間欠切替えできるようにする。 【構成】高電圧発生器１１と印加電圧切替手段２０とか
ら形成され、高電圧発生器１１の出力電圧（高圧側高電
圧）Ｖ１と電圧制御抵抗２１の抵抗値で決定される低圧
側高電圧Ｖ２とを機械的に間欠切替えして負荷（１）に
印加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高電圧発生装置に関す
る。特に、静電塗装機、オイラー等の電源装置として利
用される。

【０００２】

【従来の技術】高電圧発生装置から発生された高電圧を
利用しその静電作用により油，防錆材，ワックス，塗料
等々を霧化させて、ワーク面に塗布する静電霧化型塗布
装置が広く普及している。

【０００３】図４，図５において、塗布材が例えば油と
された静電霧化型塗油装置は、スリット（噴霧口）２を
有する噴霧ヘッド１をＸ方向へ連続給送されるストリッ
プ（ワーク）Ｓの面に臨ませて接近配設し、噴霧ヘッド
１に高電圧発生装置１０から発生された高電圧Ｖ１を印
加するとともに油を供給し、その静電作用を利用して油
を霧化しつつストリップ（ワーク）面に一様に塗油する
ものと形成されている。ｄは極間距離である。

【０００４】ここに、高電圧発生装置１０は、図５に示
す限流抵抗１５と高電圧発生器１１と安全器（例えばＳ
ＣＲ型）１３とを直列接続した構成とされている。１４
は電流計である。また、抵抗１６を介して電圧計１７が
設けられている。発生される高電圧Ｖ１は例えば８０ｋ
Ｖ〜１５０ｋＶである。

【０００５】そして、かかる上記静電霧化型塗油装置の
場合、静電作用を利用して油を霧化する方式であるか
ら、一般的に高電圧Ｖ１の絶対値を高くすればする程に
塗油効率が向上する。しかし、一定限度を越えた高電圧
Ｖ１を連続印加すると、スパークにによる短絡が生じ
る。かくして、従来はスパーク防止の観点から、高電圧
発生器１１の出力電圧（高電圧Ｖ１）をやや低めに押さ
えている。つまり、塗油効率を最高的効率に近づけつつ
スパークを防止とするために、高電圧発生器１１の最高
出力電圧値（Ｖ１）を慎重に選択している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、高電圧発生
器１１が発生する最高出力電圧値をいかに慎重に選択し
ても、常に所定の塗油効率で運転できなくなる場合が生
ずる。例えば極間距離ｄが、噴霧ヘッド１の加工・組立
精度が悪かったりあるいは運転中の振動等により大きい
方向に変化すると、塗油効率は低下してしまう。一方に
おいて、極間距離ｄが小さい方向に変化すると、円滑運
転が妨げられさらにはスパークが発生してしまう。油の
性状や噴霧ヘッド等の形態によっても塗布効率が低下あ
るいはスパーク発生等が生じる。

【０００７】以上の問題は、塗布材が防錆材，ワック
ス，塗料等の場合でも、また、噴霧ヘッド１が図４，図
５に示す形態でなくとも、同様に起る。

【０００８】だからといって、実際運転に入った後によ
り最適な最高出力電圧（Ｖ１）を発生可能な高電圧発生
器１１に交換するということは、コスト的，設備的に
も、困難である。

【０００９】一方において、発生される高電圧Ｖ１の値
を増減調整できるなら塗布運転中に生じ得る霧化不足現
象等を防止できかつ当該塗布装置の塗布効率をより最高
的効率に近づけた運転が可能となる筈である。しかし、
電気的手法による出力電圧可変切替型の高電圧発生器１
１を採用することは、使用環境が激しくかつコスト高と
なるので、実際上は採用し難い。

【００１０】本発明の目的は、高電圧発生器の出力高電
圧を一定としたまま負荷への印加電圧を間欠的に切替え
られる取扱簡単で低コストの高電圧発生装置を提供する
ことにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】各種静電霧化型塗布装置
の実機を通じた研究によると、塗布効率を一段と高める
ために電圧値をより高電圧に設定しかつこの設定高電圧
を連続印加すると短絡現象が生じることがあるが間欠的
に印加すれば短絡現象が発生しない場合が多いこと、ま
た、特に長寸の噴霧ヘッドではその長手方向に霧化バラ
ツキが生じるが一時的により高電圧をパルス状に印加す
ることにより解消できること、塗布効率の向上と短絡現
象防止という相反技術事項から装置仕様（最高出力電圧
値）の決定に多大な労力を要していること、汎用性を拡
大するには高圧発生器の出力電圧を高めに構築しておく
ことが望ましいこと等が判明した。

【００１２】ここにおいて、本発明は、高圧発生器の出
力電圧は最高的高電圧としておき、運転に際してはその
最高的高電圧値とそれよりも低い高電圧値に機械的に間
欠切替えできるように構成したものである。

【００１３】すなわち、本発明は、高電圧を発生する高
電圧発生器と、この高電圧発生器の出力端子と負荷の入
力端子とを接続する電路の途中に設けられた電圧制御抵
抗と，設定回転速度で回転される絶縁回転体と，この絶
縁回転体の周面または側端面の一部に取付けられた導電
体と，該絶縁回転体の回転運動を利用して該電圧制御抵
抗の入力側と出力側とを該導電体を介して間欠的にショ
ートさせる一対の摺接スイッチとからなる印加電圧切替
手段と、を備えた高電圧発生装置である。

【００１４】

【作用】上記構成による本発明の場合、運転に入ると高
電圧発生器は常に最高的高電圧を連続発生する。印加電
圧切替手段を形成する絶縁回転体が回転すると、両摺接
スイッチがともに導電体に係合している間は電圧制御抵
抗の入力側と出力側とがショートされるつまり電圧制御
抵抗がバイパスされるので、負荷には最高的高電圧がそ
のまま印加される。一方、双方またはいずれかの摺接ス
イッチが導電体から離れると、電圧制御抵抗が働き負荷
への印加電圧を下げる。したがって、負荷への印加電圧
を高圧側高電圧と低圧側高電圧とに交互に間欠切替えで
きる。

【００１５】よって、絶縁回転体の設定回転速度、導電
体の長さ，電圧制御抵抗の抵抗値を適宜な値に予め選択
しておけば、高電圧発生器の出力電圧および電圧制御抵
抗の抵抗値により決定される高圧側高電圧と低圧側高電
圧とを所望のサイクルで間欠かつ定期的に自動切替えす
ることができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。本高電圧発生装置は、図１に示す如く、高電圧発
生器１０と印加電圧切替手段２０とから形成され、高電
圧発生器１０の出力電圧（高圧側高電圧）Ｖ１と電圧制
御抵抗２１の抵抗値で決まる低圧側高電圧Ｖ２とを間欠
切替えして負荷（噴霧ヘッド１）に印加できるように形
成されている。また、この実施例では図４に示した静電
霧化型塗油装置の電源装置に使用されるものとされてい
る。

【００１７】図１において、高電圧発生装置１０は、基
本的構造が従来例（図５）と同じとされているが、高電
圧発生器１１はＤＣ１５０ｋＶの高電圧Ｖ１を連続出力
可能で、かつ０．５ｍＡの電流容量を持つ。したがっ
て、安全器１３，限流抵抗１５，抵抗１６等は、従来例
（図５）の場合よりも耐電圧特性が高いものとされてい
る。なお、Ｔ１は高圧発生器１１の出力端子、１４は電
流計で、１７は電圧計である。

【００１８】次に、印加電圧切替手段２０は、高電圧発
生器１１から発生された高電圧（高圧側高電圧）Ｖ１を
それより低圧の高電圧（低圧側高電圧）Ｖ２に切替えて
負荷（１）の入力端子Ｔ２に間欠的かつ定期的に印加す
る手段で、機械的構造とされている。絶縁回転体は、絶
縁円板や絶縁円筒から形成されるが、この実施例では絶
縁円板２３としている。

【００１９】すなわち、回転速度が設定変更可能なモー
タ２４で回転される電気的な絶縁円板２３の周面の一部
に所定長さの導電体２２を固着するとともに、電圧制御
抵抗２１の入力側および出力側にリミットスイッチ型の
摺動スイッチ２５Ｉおよび２５Ｏを設け、両摺動スイッ
チ２５Ｉ，２５Ｏの双方が導電体２２に摺動する状態で
電圧制御抵抗２１の入力側と出力側とをショートさせて
高圧側高電圧Ｖ１と低圧側高電圧Ｖ２に切替えするもの
と形成されている。つまり、電圧制御抵抗２１をバイパ
スさせることにより、図２（Ａ）〜（Ｃ）に示すよう
に、間欠切替えすることができる。

【００２０】なお、絶縁円板２３の直径および導電体２
２の長さはそれぞれに取換え変更することができる。ま
た、導電体２２は、絶縁円板２３の側端面に設けても実
施できる。さらに、摺動スイッチは、バネ板，回転ロー
ラ等から形成してもよい。

【００２１】そして、この印加電圧切替手段２０（２
１，２２，２３，２５Ｉ，２５Ｏ）は、火花発生防止の
ためにタンク２９の絶縁油（例えばシリコーン油）中に
浸漬されている。

【００２２】この両高電圧Ｖ１，Ｖ２の印加時間Ｔ１，
（Ｔ２−Ｔ１）は、絶縁円板２３の設定回転速度（ｒｐ
ｍ）と、図２に示すような各導電体２２の長さで決ま
る。導電体２２の長さを一番短くした図２（Ｃ）の場
合、絶縁円板２３の直径が３００ｍｍ，モータ２４の回
転数を２５０〜２５００ｒｐｍの速度可変型とし、高圧
側高電圧Ｖ１の印加時間Ｔ１つまりパルス幅を１／５〜
１／５０ｓｅｃの間で設定変更可能に形成してある。例
えば１／３０ｓｅｃに設定することができる。なお、１
サイクル（時間Ｔ２）は、絶縁円板２３の設定回転速度
（ｒｐｍ）で決まる。

【００２３】また、電圧制御抵抗２１は、図３に示す如
く、抵抗要素２１Ａ〜２４Ｇを直列接続させたクリップ
選択方式とされ、高圧側高電圧Ｖ１に対する低圧側高電
圧Ｖ２の値を選択変更することができる。この実施例で
は、１００ＭΩに選択設定してある。

【００２４】電圧制御抵抗２１と噴霧ヘッド（負荷）１
との間に接続された限流抵抗２５は５００ＫΩとされて
いる。また、負荷の入力端子Ｔ２に抵抗１１６を介して
接続された電圧計１７は、噴霧ヘッド１に印加されてい
る電圧（Ｖ１またはＶ２）を監視するものである。ま
た、レベル合せのために抵抗１１６Ａを着脱可能に設け
てある。

【００２５】次に、この実施例の作用を説明する。印加
電圧切替手段２０を形成する絶縁円板２３が回転中にお
いて、摺動スイッチ２５Ｉ，２５Ｏの双方または一方が
導電体２２により離れて絶縁円板２３の周面に直接摺接
している場合は、高電圧発生器１１から発生された高電
圧Ｖ１（１５０ｋＶ）は、電圧制御抵抗２１を通し低圧
側高電圧Ｖ２に降圧されて、噴霧ヘッド１に印加され
る。

【００２６】すなわち、負荷電流Ｉが０．５ｍＡの場
合、１００ＭΩの電圧制御抵抗２１で５０ｋＶの電圧降
下が生じるから、噴霧ヘッド１には低圧側高電圧Ｖ２
（１００ｋＶ）が印加される。したがって、噴霧ヘッド
１から、油が霧化されストリップＳの面に塗油すること
ができる。

【００２７】ところで、図２（Ｃ）の場合、上記１／３
０ｓｅｃごとに両摺動スイッチ２５Ｉ，２５Ｏが、絶縁
円板２３の周面上の導電体２２に同時に摺接する。

【００２８】すると、電圧制御抵抗２１がバイパスされ
るので、１５０ｋＶの高電圧Ｖ１がそのまま噴霧ヘッド
１に印加される。つまり、低圧側高電圧Ｖ２（１００ｋ
Ｖ）に代えてパルス状の高圧側高電圧Ｖ１（１５０ｋ
Ｖ）が、図２（Ｃ）に示すように間欠かつ定期的に印加
される。また、図２（Ａ），（Ｂ）の如く、高圧側高電
圧Ｖ１（１５０ｋＶ）の印加時間（ＴＩ）を長くするこ
ともできる。

【００２９】したがって、図２（Ａ）のように高圧側高
電圧Ｖ１の印加時間Ｔ１を長くすれば、塗油効率を最高
的効率に高めることができる。しかも、高圧側高電圧Ｖ
１は間欠印加されるので短絡は生じない。さらに完全な
放電が行われていないバラツキ箇所があったとしても、
その電気的衝撃によって放電開始ないし放電再開させる
ことができる。すなわち、放電開始用高圧トリガを加え
て静電霧化作用を促進できるから、霧化不足等を自動解
消できる。図２（Ｂ）、（Ｃ）のように高圧側高電圧Ｖ
１の印加時間Ｔ１をより短くすれば、短絡現象を完全一
掃できる。

【００３０】しかして、この実施例によれば、高電圧発
生器１１と印加電圧切替手段２０とから形成され、高電
圧発生器１１の出力電圧（高圧側高電圧）Ｖ１と電圧制
御抵抗２１で決まる低圧側高電圧Ｖ２とを間欠切替えし
て負荷（１）に印加できるように形成されているので、
使用する静電霧化型塗油装置を最高的な塗油効率で安定
して連続塗布運転できるとともに、低コストで適用性が
広く取扱も極めて簡単である。

【００３１】また、負荷（１）への通常的印加電圧を低
圧側高電圧Ｖ２に設定しても塗油効率を高く運転できる
場合において、高圧側高電圧Ｖ１をパルス状に印加する
ように選択すれば、噴霧ヘッド１の長手方向における放
電未了や放電不良による霧化バラツキを完全防止でき
る。よって、ストリップＳの全幅に亘って膜厚均一の塗
油を安定して行える。

【００３２】また、高電圧発生器１１は予想される最高
的高電圧Ｖ１とすればよいので、その仕様を迅速に決定
できるから、この点からもコスト低減ができる。

【００３３】また、印加電圧切替手段２０が機械的構造
（２２，２３，２４，２５Ｉ，２５Ｏ）とされているの
で、低コストであり長期に亘って確実で安定した運転が
できる。

【００３４】また、絶縁円板２３の直径および導電体２
２の長さをそれぞれに取換え変更でき、かつ電圧制御抵
抗２１の抵抗値も選択変更できるので、低圧側高電圧Ｖ
２の電圧値，高圧側高電圧Ｖ１と低圧側高電圧Ｖ２との
通電時間比率を自在に設定できる。したがって、各種各
様の運転ができ適用性が広い。

【００３５】また、電圧制御抵抗２１がクリップ選択方
式とされているので、低圧側高電圧Ｖ２を所望の値に簡
単に設定変更できる。

【００３６】また、印加電圧切替手段２０は絶縁油中に
浸漬されているので、長寿命でスパークの生じない安定
運転ができる。

【００３７】なお、以上の実施例では、静電霧化型塗油
装置に使用する場合ついて説明したが、静電作用により
塗布材を霧化して塗布する装置であれば、例えば静電霧
化型塗装装置にもそのまま使用できる。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、高電圧発生器と印加電
圧切替手段とから形成され、高電圧発生器の出力電圧
（高圧側高電圧）と電圧制御抵抗の抵抗値で決定される
低圧側高電圧とを間欠切替えして負荷に印加できるよう
に形成されているので、低コストで適用性が広く取扱も
極めて簡単であるとともに、使用する静電霧化型塗油装
置等を最高的塗布効率で安定して連続運転できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す回路図である。

【図２】同じく、電圧間欠切替動作を説明するためのタ
イミングチャートである。

【図３】同じく、電圧制御抵抗を説明するための図であ
る。

【図４】静電霧化型塗油装置の電源装置として使用した
場合の従来例を示す概略図である。

【図５】従来例を説明するための回路図である。

【符号の説明】

１ 噴霧ヘッド（負荷） ２ スリット １０ 高電圧発生装置 １１ 高電圧発生器 １５ 限流抵抗 ２０ 印加電圧切替手段 ２１ 電圧制御抵抗 ２２ 導電体 ２３ 絶縁円板（絶縁回転体） ２４ モータ ２５Ｉ，２５Ｏ 摺接スイッチ Ｖ１ 高圧側高電圧 Ｖ２ 低圧側高電圧 Ｓ ストリップ（ワーク） ｄ 極間距離

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高電圧を発生する高電圧発生器と、この
   高電圧発生器の出力端子と負荷の入力端子とを接続する
   電路の途中に設けられた電圧制御抵抗と，設定回転速度
   で回転される絶縁回転体と，この絶縁回転体の周面また
   は側端面の一部に取付けられた導電体と，該絶縁回転体
   の回転運動を利用して該電圧制御抵抗の入力側と出力側
   とを該導電体を介して間欠的にショートさせる一対の摺
   接スイッチとからなる印加電圧切替手段と、を備えてな
   る高電圧発生装置。