(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗装すべき導電性の対象物に塗装材料を吹付ける吹付ノズルと、
前記吹付ノズルから吹付けられた塗装材料を静電的に帯電させるための少なくとも１つの高電圧電極と、
該電極に電圧を印加するための電圧源とを有し、
該電圧が静電的に帯電された塗装材料を塗装すべき対象物に向かって移動させ、吹付電流を生じさせる、塗装装置の運転における安全性を確保する方法であって、該方法が、
吹付電流の瞬時値を測定する測定段階と、
測定された吹付電流の瞬時値に基づいて、前記電極に印加された電圧を調整することにより、吹付電流を調節して、吹付電流が所定の吹付電流制限値を超えないようにする調節段階と、
前記電圧を所定の電圧制限値以下に制御する制御段階と有し、
前記調節段階は、
前記吹付電流の測定した瞬時値を吹付電流制限値と比較する段階と、
前記吹付電流値の比較に基づいて値を調整する電圧を発生させる段階と、
電圧調整値と電圧制限値とを比較する段階と、
前記電圧値比較に基づいて制御電圧を発生させる段階と、
該制御電圧を用いて、前記電極に印加される電圧を調整する段階と、
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記吹付電流値比較を、比例積分系制御を用いて行う、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記制御電圧は、前記電圧調整値及び前記電圧制限値の小さい方に等しい値を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記電極に印加される電圧が前記電圧制限値を有し、前記電極が塗装すべき対象物と電気的に直接接触するなら吹付電流が有するであろう短絡値より低い吹付電流制限値以下に前記吹付電流を保つ、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１の前文に定義されているような吹付塗装装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の吹付塗装装置は、欧州特許公報第０，１６０，１７９Ｂ１号によって知られている。オペレータは、調節装置によって一定に保たれるべき所望の電圧と所望の電流とをキーパッドから入力する。吹付装置と塗装すべき対象物との間の距離にはしきい値が適用される。距離がしきい値を越えた場合には、塗装装置の高電圧電極の高電圧は対象物への距離の増加とは関係なく一定に保たれるが、高電圧電極の吹付電流は対象物への距離が長くなると減少し、距離が短くなると増加する。距離が前記しきい値よりも小さい場合には、電流の増加はこれに釣り合った電圧の低下によって打消されるために、吹付電流はかかる距離の変化とは関係なく一定に保たれる。対象物が塗装装置と接触する直前において、高電圧は完全に消滅する（接触保護）。電極と塗装すべき対象物との間の電流は、変圧器の１次側の電流によって間接的に定められ、変圧器の２次側は整流器と蓄電器を備えた高電圧カスケード回路へ電流を供給し、電極のための高いＤＣ電圧のＤＣを発生させる。
【０００３】
米国特許第４，０００，４４３号に開示された塗装装置では、塗装すべき対象物が前記装置に近づいたときの吹付電流の上昇は、これに釣り合った高電圧の低減によって打消される。吹付電流は、変圧器と高電圧カスケード回路との間の２次側の電流によって間接的に測定される。欧州特許公報第０，６２６，２０８Ｂ１号に記述された塗装装置でも、高電圧発生器の入力電圧を電流に逆比例的に変化させ、吹付電流については、高電圧電極の前段の抵抗器の両端の電圧降下により間接的に測定している。吹付電流の上昇を、所定の動作ウインドウ内において、釣り合った高電圧レベルの低下によって打消すことは、英国特許第２，０７７，００６号によって知られている。米国特許第４，１８７，５２７号では、短絡を示す急激な電流上昇があったときに電流を遮断すべく、間断なく測定された吹付電流の検査値の比較をする。
【０００４】
欧州特許公報第０，５５９，６０８号は、塗装すべき対象物とグラウンドとの間の電気経路にメータを取付ける、高電圧電極と塗装すべき対象物との間の電流の測定について開示している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、導電体の対象物から大きな距離がある場合における高電圧電極の過度に高い電圧に関連した、また、塗装すべき物又はオペレータ又は他の何かの物体に対象物が近づきすぎた場合における過大電流ないし短絡に関連した、危険防止の課題を解決することにあり、これと共に、最小のエネルギー消費にて最良の塗装を達成することができるような吹付塗装装置を考案することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の課題は本発明により、請求項１に記載した特徴の組合わせによって解決される。
【０００７】
請求項１に記載した特徴によれば、吹付電流を直接的に測定し、真の検査結果が得られて、基準値からの瞬時値の偏差に対して調節装置の迅速な応答が達成される。
【０００８】
従属請求項には本発明の更なる特徴を含んでいる。
【０００９】
本発明の特に有利な形態では、吹付塗装装置は補助電極を備え、その電位は高電圧電極の電位とは実質的に異なる例えばグラウンドレベルであって、自由電気粒子とりわけ高電圧電極によって生じた自由に遊走するイオン及び電子をバイパスして、これらが吹付塗装材料に伴なって塗装装置から塗装すべき対象物へ向かうことのないようにする。補助電極については、例えば欧州特許公報第０，７５６，８９９号によって知られている。
【００１０】
以下、本発明について、添付図面に示した例示的な実施形態によって説明する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１のブロック線図に示した吹付塗装装置は、吹付ノズル２を備え、流体又は好ましくは粉体の材料４を塗装すべき対象物６に吹付ける。塗装すべき対象物は導電体であると想定され、グラウンド８に接地されている。オートメーション化施設にあっては、対象物６は、吹付ノズル２を通過する不図示のコンベアによって搬送されて、塗装材料４の矢印に示された吹付ジェットに入る。
【００１２】
ノズル２には、塗装材料４を静電的に帯電させるための少なくとも１の高電圧電極１０が取付けられていると共に、前記電極に印加するための好ましくは１〜１５０ｋＶの範囲の高電圧ＤＣを発生する高電圧ＤＣ源１２が備えられている。
高電圧源は、在来型の、低電圧ＡＣを高電圧ＡＣに昇圧する変圧器と、それ自体公知の複数の整流器と蓄電器とを含んだカスケード回路でよく、ＡＣを高電圧ＤＣへと変換する。
【００１３】
低電圧ＡＣは発振器１４によって発生し、制御電圧Ｕ−ＳＴの作用にて、高電圧電極１０に印加する高電圧を制御する。発振器１４は、高電圧源１２の一部としてそれ自体ノズル２に統合してもよいが、図１に示す如く、全体として調節装置１６として動作する制御ユニットに統合してもよい。
【００１４】
調節装置１６は動作パラメータメモリ１８を内蔵している。少なくとも１の可変調節自在な高電圧制限値ＨＶ−ＢＧと、高電圧電極における最大許容値としての少なくとも１の吹付電流制限値Ｉ−ＢＧとが、データ転送経路１９を介して前記メモリ１８へ送られて、同メモリ内に記憶される。異なる動作状態、特に異なる塗装すべき対象物や異なる塗装材料に関する前述の値の幾つかを前記メモリに記憶できるようにしておくことが好ましい。本発明の他の実施形態では、前記記憶された値は不変の固定値としてもよい。
【００１５】
動作パラメータメモリ１８は高電圧制限値ＨＶ−ＢＧを高電圧制限回路２０へ送出する。吹付電流のための制限値Ｉ−ＢＧは動作パラメータメモリ１８から吹付電流調節器２２へ送られる。
【００１６】
高電圧電極１０から塗装すべき対象物６そしてグラウンド８へと流れる吹付電流は、対象物６のグラウンドに接続された側で吹付電流回路２４によって測定されて、吹付電流瞬時値Ｉ−Ｓとして吹付電流調節器２２へと送られる。
【００１７】
吹付電流調節器２２は吹付電流瞬時値Ｉ−Ｓを吹付電流制限値Ｉ−ＢＧと比較して、この比較の作用により、吹付電流調節器２２から高電圧制限回路２０へ加えられる高電圧調節値Ｕ−ＲＧを生成する。吹付電流調節器２２はＰＩ（比例積分）制御とするのが好ましい。
【００１８】
高電圧制限値ＨＶ−ＢＧと高電圧調節値Ｕ−ＲＧとの作用により、高電圧制限回路２０は制御電圧Ｕ−ＳＴを発生するが、これはＤＣ入力電圧として発振器１４へ送られ、高電圧電極１０の高電圧の目標値に相当する。
【００１９】
高電圧調節値Ｕ−ＲＧが高電圧制限値ＨＶ−ＢＧに比べて大きいか等しい場合には、高電圧制限回路２０は制御電圧Ｕ−ＳＴのＤＣ値が高電圧制限値ＨＶ−ＢＧと等しくなるように保つ。さらに高電圧制限回路２０は、高電圧調節値Ｕ−ＲＧが高電圧制限値ＨＶ−ＢＧよりも小さいときにはどんな場合でも、制御電圧Ｕ−ＳＴが高電圧調節値Ｕ−ＲＧと等しくなるようにする。これらの制約は以下のように示される。
【００２０】
Ｕ−ＲＧ ≧ ＨＶ−ＢＧ  ならば、
Ｕ−ＳＴ ＝ ＨＶ−ＢＧ  とし、それ以外のときには、
Ｕ−ＳＴ ＝ Ｕ−ＲＧ    とする。
【００２１】
図２は、横座標に吹付電流をμＡにて示し、縦座標には対応する高電圧をｋＶにて示している。最上位にある関数２６［黒い四角］は標準的な特性の線である。これは、公知の装置において、前記電極１０と塗装すべき対象物６との間の距離が短くなると、高電圧電極の吹付電流が上昇し、同時に高電圧がどのように低下するかを示している。高電圧電極１０から塗装すべき対象物６、即ち他の導電体が可能な限り最も離れた、すなわち無限遠のところで、高電圧は最大値となる。
【００２２】
中央の曲線［白い四角］は、高電圧電極１０の最大ＤＣ高電圧の最大値を８０ｋＶの最大値ＨＶ−ＢＧに制限した実施形態のもので、電流制限Ｉ−ＢＧは生じていない。
【００２３】
最も下に示した曲線２８［黒い三角］は本発明の上述の回路を具体化したもので、高電圧と吹付電流とが共にそれぞれの最大値に制限されている。図２においては、高電圧制限値ＨＶ−ＢＧは５０ｋＶに、吹付電流制限値Ｉ−ＢＧは２０μＡ（２０×１０-6Ａ）に想定している。
【００２４】
図３にはノズル２をいくらか拡大して示している。図示のように、塗装材料ダクト３０の外側又は内側に１又は複数の高電圧電極を取付けることができる。このダクト３０には、例えば塗装粉体のような塗装材料が、例えばホースからなるライン３１を通して装填される。
【００２５】
図３に示すように、吹付ノズル２には、はめ込み電極（分流電極）３２を取付けることができ、この電極は電極１０から放電された自由電荷（電子、イオン）を集めてグラウンドへとバイパスさせる。本発明では、発生する自由電気粒子とりわけ自由イオンの数が実質的にほとんどないことが観察され、それゆえ、漏れ電流も小さい。
【００２６】
図３では、発振器１４は電気ケーブル３６を介してノズル２内に統合された高電圧源１２へ接続されているが、これは前記ノズルから離して例えば調節装置１６内に配置することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による吹付塗装装置を示すブロック線図である。
【図２】図２は、図１の吹付塗装装置における高電圧と吹付電流との関係を示すプロットグラフである。
【図３】図３は、図１の吹付塗装装置の吹付ノズルを示す模式図である。
【符号の説明】
２    吹付ノズル
４    材料
６    対象物
８    グラウンド
１０    高電圧電極
１２    高電圧ＤＣ源
１４    発振器
１６    調節装置
１８    メモリ
２０    高電圧制限回路
２２    吹付電流調節器
２４    吹付電流回路
３０    塗装材料ダクト
３２    はめ込み電極
３６    電気ケーブル
【図１】
0004638976.tif 000002
【図２】
0004638976.tif 000003
【図３】
0004638976.tif 000004