JPH11267552A - 静電塗装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 帯電した塗料粒子の作業者への舞い戻り現象
の発生を効果的に防止する。 【解決手段】 作業者がガン１０の先端部分を被塗物か
ら離し、適性距離でなくなった場合には、被塗物との電
気抵抗値が非常に大きくなるので、コロナ放電による電
流の大部分がガン基部１１（グリップ部）を介してアー
スに戻る。アースの途中経路に接続されている高抵抗値
の抵抗器によりガン基部１１の電位が上昇し、このため
アースに流れる電流が制限されるようになり、加えて、
電流センサ３６はこのアースに流れる電流値を検出して
電圧決定コントローラ３０に送り、この検出される電流
の値を一定の電流（予め設定されている）まで減少させ
るように、帯電機構に印加する電圧の適性値を算出し、
その算出結果を昇圧器３２に送り、昇圧器３２では、こ
の結果に応じた電圧（適性距離での電圧よりも低い電
圧）を発生し、アースに流れる電流が制限されるように
なる。このため、コロナ放電による大きな電流がガン基
部１１や作業者に流れ込み、塗料粒子が舞い戻るような
事態の発生を防止することができるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、作業者がガン基部
を持って静電塗装をする静電塗装用ハンドガンを有する
静電塗装装置に関し、特に、帯電した塗料粒子が作業者
に舞い戻らないようにした静電塗装装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から車両の塗装に用いている静電塗
装用ハンドガンは、その先端部に塗料を微粒子化して噴
霧する噴霧機構と、この微粒子化した塗料を帯電させる
帯電機構とを有している。帯電機構には、通常、作業者
がガンのトリガーを引いて霧化用エアーまたはパターン
用エアーを吐出した場合に、予め設定された値の高電圧
が印加される。

【０００３】この高電圧は、塗装ブースの外に設けた高
電圧コントローラにより制御される。通常は、上限電流
値と上限電圧値を設けた定電圧制御、電流値が一定にな
るように印加電圧を制御する定電流制御、電力が一定に
なるように制御する定電力制御のいずれかの制御が選択
される。

【０００４】また、塗装状態に応じて、作業者が手元で
印加電圧や上限電圧の設定を選択できるようにしている
ガンもある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の静電塗装装置にあっては、塗料粒子を帯電さ
せることによって被塗物への塗着効率を高めることがで
きるという効果を有するが、被塗物とガンの相対距離が
大きくなると、塗料粒子が作業者に舞い戻るという問題
がある。

【０００６】このような問題が生じるのは、塗着効率を
高めるため、ガンの帯電機構への印加電圧を高くしてい
るからである。つまり、ガンと被塗物との距離を２００
ｍｍ程度の適性距離に維持できるならば、印加電圧を高
くすることは塗着効率を高めるために非常に有効であ
り、塗着効率を高めることができた分、作業者に舞い戻
る塗料粒子は少なくできるが、この適性距離から外れれ
ば、塗着効率が低くなり、印加電圧が高いことが災いし
て、作業者に舞い戻る塗料粒子が相対的に多くなってし
まうからである。すなわち、塗着効率を高めるために印
加電圧を大きくすると、作業者への塗料粒子の舞い戻り
量が増加し、逆に作業者への塗料粒子の舞い戻り量を少
なくしようとすれば、印加電圧を小さくせざるを得ない
ので、塗着効率が低下するというい相反する関係にあ
る。

【０００７】このように、作業者に舞い戻る塗料粒子の
量は、印加電圧の大きさに依存するので、ガンと被塗物
との距離や塗料の吐出量に応じて印加電圧を調整できる
ように、ガン本体や作業者の近くに、印加電圧調整用の
ダイヤルや高電圧印加スイッチを設けることも考えられ
る。

【０００８】しかしながら、ガン本体に取り付けた場合
には、ダイヤルやスイッチ用のケーブルが必要になるの
で、ハンドガンの操作性が犠牲になり、作業者の近くに
設けた場合には、その場所でしか操作できず作業性に支
障を来すという問題が生じる。また、これらの操作性や
作業性をある程度改善できたとしても、ダイヤル操作や
スイッチ操作という操作項目が追加されるため、作業者
の負担は増加することになる。

【０００９】本発明は、このような従来の問題点を解消
するためになされたものであり、作業者の負担を増やす
ことなく、帯電した塗料粒子の作業者への舞い戻り現象
の発生を効果的に防止することができる静電塗装装置の
提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、次のように構成される。請求項１に記載の
発明にあっては、ガン先端部に塗料の噴霧機構と該塗料
を帯電させる帯電機構とが設けられ、ガン基部を作業者
が保持しながら静電塗装する静電塗装用ハンドガンと、
前記帯電機構に高電圧を印加する高電圧印加手段と、前
記ガン基部から高抵抗の抵抗器を介してアースに流れる
電流を検出する電流検出手段と、当該電流検出手段によ
って検出された電流の大きさに応じて前記高電圧印加手
段の出力電圧を制御する制御手段とを有することを特徴
とする。

【００１１】請求項２に記載の発明にあっては、請求項
１に記載の静電塗装装置において、前記抵抗器は、１Ｋ
Ω〜１０ＭΩの抵抗値であることを特徴とする。

【００１２】請求項３に記載の発明にあっては、請求項
１又は請求項２に記載の静電塗装装置において、前記抵
抗器は、可変抵抗器であることを特徴とする。

【００１３】請求項４に記載の発明にあっては、請求項
１に記載の静電塗装装置において、前記制御手段は、前
記電流検出手段によって検出される電流の大きさが一定
になるように、前記高電圧印加手段の出力電圧を制御す
るようにしたことを特徴とする。

【００１４】請求項５に記載の発明にあっては、請求項
４に記載の静電塗装装置において、前記制御手段は、前
記高電圧印加手段の出力電圧が一定値を越えないように
前記高電圧印加手段の出力電圧の大きさを制御すること
を特徴とする。

【００１５】請求項６に記載の発明にあっては、請求項
４又は請求項５に記載の静電塗装装置において、前記制
御手段は、前記高電圧印加手段の出力電圧が一定値以下
になった場合に、前記高電圧印加手段からの高電圧の出
力を停止することを特徴とする。

【００１６】

【発明の効果】以上のように構成された本発明の静電塗
装装置は、各請求項ごとに次のような効果を奏する。請
求項１に記載の発明では、ガン基部からアースに流れる
電流の大きさに応じて高電圧印加手段の出力電圧を制御
するようにしたので、被塗物とガンとの距離により出力
電圧が自動的に変化し、被塗物とガンとの距離の如何に
かかわらずに、塗料粒子の作業者への舞い戻りを防止す
ることができるようになる。

【００１７】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明の効果に加え、アースに流れる電流は、１ＫΩ
〜１０ＭΩの抵抗を介して流れることになるので、アー
スに流れる電流の大きさに比例してガン基部の電位が上
昇し、これに伴ってアースに流れる電流の大きさを制限
することができる。

【００１８】請求項３に記載の発明では、抵抗器を可変
抵抗器としているので、請求項２に記載の発明の効果に
加え、アースに流れる電流を任意に制限することができ
るようになる。

【００１９】請求項４に記載の発明では、電流検出手段
によって検出される電流の大きさが一定になるように、
高電圧印加手段の出力電圧を制御するようにしたので、
請求項１に記載の発明の効果と同様の効果を得ることが
できる。

【００２０】請求項５に記載の発明では、高電圧印加手
段の出力電圧が一定値を越えないようにしたので、塗料
粒子の作業者への舞い戻りをより効果的に防止すること
ができるようになる。

【００２１】請求項６に記載の発明では、高電圧印加手
段の出力電圧が一定値以下になった場合に高電圧の出力
を停止するようにしたので、塗料粒子の作業者への舞い
戻りを防止することができるばかりではなく、塗料粒子
の塗着効率を一定値以上に保つことができるようにな
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の静電塗装装置では、ガン
基部からアースに流れる電流値を検出し、この電流値や
この電流値の時間変化を元に帯電機構に印加する電圧の
値を調整するようにしている。特に印加電圧は、アース
される電流値が一定になるように自動的に調整してい
る。したがって、被塗物とガンとの距離が大きくなる
と、アースされる電流が大きくなるので、印加電圧が小
さくなるように制御され、作業者への塗料粒子の舞い戻
りが自動的に防止されるようにしている。

【００２３】以下に、本発明の１実施形態を図面に基づ
いて詳細に説明する。図１は、本発明にかかる静電塗装
装置の概略構成を示す図である。被塗物に塗装を施す静
電塗装用ハンドガン１０には、その先端部に、塗料の噴
霧機構と該塗料を帯電させる帯電機構とが設けられてい
る。この静電塗装用ハンドガン１０は、ガン基部（グリ
ップ部）１１を作業者が片手で持って塗装できるように
なっている。

【００２４】塗料の噴霧機構には、塗料チューブ１２を
介して塗料が供給される。この噴霧機構で霧化された塗
料は、エアーチューブ１４を介して供給されるエアーに
よって被塗物に向けて噴射される。また、帯電機構に
は、高電圧供給ケーブル１６が接続され、この高電圧供
給ケーブル１６を介して帯電機構に高電圧が印加され
る。

【００２５】ガン基部１１には、高電圧供給ケーブル１
６とは電気的に絶縁されたグリップ戻り電流値検出用ケ
ーブル１８が接続され、このグリップ戻り電流値検出用
ケーブル１８を介してガン基部１１からアースに電流を
流す。

【００２６】高電圧コントローラ２０は、エアーチュー
ブ１４を介して流れるエアーの有無を検出するエアーフ
ローセンサ２２からの信号又はグリップ戻り電流値検出
用ケーブル１８に流れる電流に基づいて、帯電機構に印
加する電圧値を制御するものである。なお、高電圧コン
トローラ２０には、アースに流れる電流値を検出するセ
ンサが内蔵され、また、高電圧コントローラ２０の内部
では、グリップ戻り電流値検出用ケーブル１８に流れる
電流を１ＫΩ〜１０ＭΩの抵抗値の可変抵抗器を介して
接地している。この可変抵抗器に変えて任意の抵抗値の
固定抵抗器を用いることも可能である。

【００２７】なお、この高電圧コントローラ２０と高電
圧ケーブルとで高電圧印加手段を構成し、高電圧コント
ローラ２０とグリップ戻り電流値検出用ケーブル１８と
で電流検出手段を構成し、高電圧コントローラ２０単独
では、制御手段として機能する。

【００２８】図２は、高電圧コントローラ２０等の内部
構成を示す図である。高電圧コントローラ２０には、図
示されているように、電圧決定コントローラ３０、昇圧
器３２、可変抵抗器３４、電流センサ３６が内蔵されて
いる。

【００２９】電圧決定コントローラ３０には、エアーフ
ローセンサ２２からのエアーが流れているかどうかの信
号と、電流センサ３６によって検出されるガン基部１１
（グリップ部）からのアース電流値の信号が入力され
る。電圧決定コントローラ３０では、アース電流値が一
定値になるように最適な電圧値を演算する。この電圧値
には上限値が設定されていて、帯電機構にそれ以上の電
圧が印加されないようになっている。また、下限値も設
定されていて、下限値を越える場合には、後述の昇圧器
３２から電圧が出力されないようにする。

【００３０】なお、実際には、これらの信号の他にも、
塗料吐出信号、上限電流決定信号、接地抵抗値等の信号
が入力されているが、これらの信号は本発明の説明には
あまり関係がないので、これらの信号の詳しい説明は省
略する。

【００３１】電圧決定コントローラ３０によって演算さ
れた電圧値（一定値を越えないように制御される）は、
昇圧器３２に送られ、ここで指定された高電圧を発生す
る。昇圧器３２とガン先端に設けられている帯電機構と
は１線が接地されている高電圧供給ケーブル１６よって
接続される。また、前述の電流センサ３６は、可変抵抗
器３４及びグリップ戻り電流値検出用ケーブル１８を介
してガン基部１１（グリップ部）に接続される。

【００３２】安全のため、高電圧ケーブルは、２重シー
ルドケーブルを用いており、そのケーブルの内側が高電
圧供給ケーブル１６であり、そのケーブルの外側がグリ
ップ戻り電流値検出用ケーブル１８であり、そのケーブ
ルの周囲がアース線になっている。

【００３３】また、ガン基部１１（グリップ部）とアー
スとの間に、この様な比較的抵抗値の高い抵抗器を挿入
するのは、ガン１０が被塗物から離れた場合に、ガン基
部１１に過剰な電流が流れ込まないように、電流を制限
するためである。したがって、挿入される抵抗器の抵抗
値は、１ＫΩ以上、望ましくは１００ＫΩ以上が適当で
ある。一方、この抵抗器の上限の抵抗値としては、１０
ＭΩ以下望ましくは１ＭΩ以下が適当である。

【００３４】この様に抵抗値に上限を設定するのは、抵
抗値が高すぎれば、ガンの帯電機構の周囲に発生するコ
ロナ放電電流が作業者自身に流れ込むようになってしま
い、ガン基部１１には流れなくなってしまうからであ
る。この様な事態が発生すると、塗料粒子の作業者への
舞い戻りが発生することになる。この様な事態が起こら
ないようにするには、選定される抵抗値は、作業者の靴
底の抵抗値（作業者と床面との電気抵抗値）の１０分の
１、望ましくは１００分の１以下の抵抗値であることが
必要である。通常の作業者は、静電靴と床面との抵抗値
として１００ＫΩから１００ＭΩの抵抗値であることが
確認されており、作業者への塗料粒子の舞い戻り現象の
発生を抑制するには、上記のような抵抗値とする必要が
あるからである。

【００３５】本実施の形態で使用する可変抵抗器３４
は、１ＫΩ〜１０ＭΩの間で可変できるものであるが、
これは、作業者の履いている静電靴の抵抗値が、靴底の
汚れ具合等に応じて一定値でなく、しかも非常に幅広い
範囲の抵抗値を採るからであり、この抵抗値の変化を補
償できるようにすることが望ましいからである。

【００３６】なお、本実施の形態では、２重シールドケ
ーブルを用いているが、必ずしもこのタイプのケーブル
を用いる必要はなく、安全性の面では劣るが、３本の電
線を用いることで、高電圧の供給やアース電流の供給を
行なえるようにしても良い。

【００３７】また、昇圧器３２をフローティングして、
高電圧供給ケーブル１６のアース線をグリップ戻り電流
値検出用ケーブル１８として共用することも原理的には
可能であるが、昇圧器３２の電圧安定性が不十分な場合
には、不要なノイズを分離しきれないことから、電圧決
定コントローラ３０の応答速度の低下を招きやすくなる
ので、共用する場合には、この点を十分に考慮する必要
がある。

【００３８】昇圧器３２を静電塗装用ハンドガン１０の
内部に設けても良い。このようにすると、ノイズには強
くなるが、ガンの重量が増加するので、ノイズの防止と
ガンの操作性のどちらを重視するかによって適宜選択が
必要となる。

【００３９】以上のような構成を有する本発明の静電塗
装装置は、次のように動作することになる。まず、静電
塗装用ガン１０のトリガが引かれると、電圧決定コント
ローラ３０は、エアフローがあることを条件として、予
め設定された高電圧を発生するように昇圧器３２に信号
を出し、昇圧器３２はこの信号にしたがって高電圧を発
生する。この高電圧は、高電圧供給ケーブル１６を介し
て帯電機構に印加される。これによって噴霧機構の周囲
にコロナ放電が生じ、トリガが引かれると同時に噴霧機
構から霧状に噴霧される塗料を帯電して被塗物に塗料を
効率的に付着させる。

【００４０】ガン１０の先端部分と被塗物とが適性距離
を維持して静電塗装される場合には、コロナ放電による
電流の大部分は被塗物に流れ込むため（ガン基部１１
（グリップ部）に戻る電流はごく微小である）、従来の
ガン１０と全く同様に電着効率の高い塗装作業を行なう
ことができる。

【００４１】一方、作業者がガン１０の先端部分を被塗
物から離し、適性距離でなくなった場合には、被塗物と
の電気抵抗値が非常に大きくなるので、コロナ放電によ
る電流の大部分がガン基部１１（グリップ部）を介して
アースに戻るようになる。

【００４２】このように、アースに流れる電流が大きく
なると、アースの途中経路に接続されている高抵抗値の
抵抗器によりガン基部１１の電位が上昇し、このためア
ースに流れる電流が制限されるようになり、加えて、電
流センサ３６はこのアースに流れる電流値を検出して電
圧決定コントローラ３０に送り、電圧決定コントローラ
３０では、この検出される電流の値を一定の電流（予め
設定されている）まで減少させるように、帯電機構に印
加する電圧の適性値を算出し、その算出結果を昇圧器３
２に送り、昇圧器３２では、この結果に応じた電圧（適
性距離での電圧よりも低い電圧）を発生し、アースに流
れる電流が制限されるようになる。

【００４３】このため、コロナ放電による大きな電流が
ガン基部１１や作業者に流れ込み、塗料粒子が舞い戻る
ような事態の発生を防止することができるようになる。
また、昇圧器３２から出力される電圧値が上限値を越え
ないように、また、その電圧値が下限値を越えないよう
に制御されるので、塗料粒子の作業者への舞い戻りを効
果的に防止できることに加えて、塗料粒子の塗着効率を
一定値以上に保つことができるようになる。

【００４４】このように、本発明によれば、作業者への
舞い戻り現象の発生を考慮せずに、塗着効率を高めるこ
とだけを考えて、塗着効率の最も良い電圧を選定するこ
とができ、塗着効率の向上と舞い戻り現象の防止という
相反する技術課題を共に解決することができるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかる静電塗装装置の概略構成を示
す図である。

【図２】 図１に示した高電圧コントローラ等の内部構
成を示す図である。

【符号の説明】

１０…静電塗装用ハンドガン、 １１…ガン基部（グリップ部）、 １２…塗料チューブ、 １４…エアーチューブ、 １６…高電圧ケーブル、 １８…電流値検出用ケーブル、 ２０…高電圧コントローラ、 ３０…電圧決定コントローラ、 ３２…昇圧器、 ３４…可変抵抗器、 ３６…電流センサ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガン先端部に塗料の噴霧機構と該塗料を
   帯電させる帯電機構とが設けられ、ガン基部を作業者が
   保持しながら静電塗装する静電塗装用ハンドガンと、 前記帯電機構に高電圧を印加する高電圧印加手段と、 前記ガン基部から高抵抗の抵抗器を介してアースに流れ
   る電流を検出する電流検出手段と、 当該電流検出手段によって検出された電流の大きさに応
   じて前記高電圧印加手段の出力電圧を制御する制御手段
   とを有することを特徴とする静電塗装装置。
2. 【請求項２】 前記抵抗器は、１ＫΩ〜１０ＭΩの抵抗
   値であることを特徴とする請求項１に記載の静電塗装装
   置。
3. 【請求項３】 前記抵抗器は、可変抵抗器であることを
   特徴とする請求項１又は請求項２に記載の静電塗装装
   置。
4. 【請求項４】 前記制御手段は、前記電流検出手段によ
   って検出される電流の大きさが一定になるように、前記
   高電圧印加手段の出力電圧を制御するようにしたことを
   特徴とする請求項１に記載の静電塗装装置。
5. 【請求項５】 前記制御手段は、前記高電圧印加手段の
   出力電圧が一定値を越えないように前記高電圧印加手段
   の出力電圧の大きさを制御することを特徴とする請求項
   ４に記載の静電塗装装置。
6. 【請求項６】 前記制御手段は、前記高電圧印加手段の
   出力電圧が一定値以下になった場合に、前記高電圧印加
   手段からの高電圧の出力を停止することを特徴とする請
   求項４または請求項５に記載の静電塗装装置。