JPH0757330B2 - 静電塗装装置におけるスパーク発生防止装置 - Google Patents

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
をコンベヤによつて順次に搬送し、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
つているが、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
還電流の監視を行つてその電流値が基準値を越えたとき
にスパーク発生を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めには、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
生器の電源リツプル、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め、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
ズに起因して誤つ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つた。

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つて、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て
低域フイルタと、その低域フイ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、低域フイルタの通過電流
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
域フイルタと、その第１の高域フイ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の高域フイルタと、そ
の第２の高域フイ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、帰還電流が低域フイル
タにかけられ、その通過電流は、電源リツプルや昇圧周
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起われるから、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、被塗物が横を向いた
り傾いた姿勢でゆつ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番目の予兆判定の態様として、上記の低域
フイ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
イルタにかけられ、これにより、上記の低域フイルタの
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
速に立ち上がつた場合に、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番目の予兆判定の態様では、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の高域フイルタで拾われな
かつたり、判定用電流値が基準値に達しない場合があつ
て、不適当となる。すなわち、被塗物の異常接近がゆつ
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。従つて、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イ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番目の予兆判定の態様として、帰還電流を
直接に第２の高域フイ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
してゆつ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
ことによつて、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つて、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つ
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１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
て来るようになつており、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１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
るようになつている。

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
過させる低域フイルタ７が接続されており、その低域フ
イルタ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
イルタ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つてお
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
なつている。

上記した低域フイルタ７の出力側には、もう一方で、低
域フイルタ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の高域フイルタ11が接続され、
その第１の高域フイルタ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の高域フイルタ11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
号を出すようになつており、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10に入
力されるようになつている。

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、1M Hz以上の周波数の電流のみ
を通過させる第２の高域フイルタ14が接続され、その第
２の高域フイルタ14の出力側と、予め設定された基準電
流値ｚ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の高域フイルタ14の通過電流の電流値が基準値ｚ
と比較されて、基準値ｚを超えた場合に異常信号を出す
ようになつており、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10に入力さ
れるようになつている。

再び第１図において、上記の判定回路５の論理和回路10
の出力側には、論理割回路10から異常信号が送出された
ときに、スイツチ駆動回路19に駆動信号を出す駆動信号
送出回路18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
常開式のスイツチ回路20が接続され、上記のスイツチ駆
動回路19が駆動信号に受けるとスイツチ回路20が閉じる
ようになつている。

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１へ電圧を印加すると、そ
れに伴つて抵抗４に帰還電流が流れるのであつて、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の電源リツプルと、20K Hz
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が増大す
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
域フイルタ７にかけられ、その通過電流、すなわち、第
２図のＢ部の出力波形は、第３図（ｃ）に示すように、
30Hzを超える電源リツ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と比較器９に入力される。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。そして、この異常信
号が論理和回路10を介して駆動信号送出回路18に送出さ
れて、スイツチ駆動回路19に駆動信号が出され、スイツ
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
ことによつて、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１の前面に搬送さ
れて来て塗装ガン１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、低域フイルタ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の高域フイルタ11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Ｃ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13に入
力される。そして、その電流値が第２の設定器12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つた場合
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番目の予兆判定の態様では、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の高域フイルタ11で拾われ
なかつたり、判定用電流値が基準値に達しない場合があ
つて、不適当となる。すなわち、被塗物Ｘの異常接近が
ゆつ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７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番目の予兆判定の態様として、帰還電流が
直接に第２の高域フイルタ14にかけられ、ここでは、昇
圧周波数の10倍以上の1M Hz以上の周波数のみが通過さ
せられることによつて、第２図のＤ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ｚ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に対してゆつ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
監視することによつて、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ツク図、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:低域フイルタ、8:第
１の設定器、9:第１の比較器、10:論理和回路、11:第１
の高域フイルタ、12:第２の設定器、13:第２の比較器、
14:第２の高域フイルタ、15:第３の設定器、16:第３の
比較器、18:駆動信号送出回路、19:スイツチ駆動回路、
20:スイツチ回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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イルタと、 該低域フイ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、 前記低域フイ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の高域フイルタと、 該第１の高域フイ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の高域フイルタと、 該第２の高域フイ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