JP2002186884A

JP2002186884A - 静電塗装装置

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Publication number: JP2002186884A
Application number: JP2000387689A
Authority: JP
Inventors: Kimiyoshi Nagai; 公好永井
Original assignee: ABB KK
Current assignee: ABB KK
Priority date: 2000-12-20
Filing date: 2000-12-20
Publication date: 2002-07-02
Anticipated expiration: 2020-12-20
Also published as: JP3673168B2

Abstract

(57)【要約】【課題】吸着物によってカバー等の焼損状態が進行
するのを事前に検出し、塗装機の損傷を未然に防止し、
信頼性、耐久性を高める。【解決手段】塗装機１のカバー２内にエアモータ３
と、該エアモータ３によって高速回転する回転霧化頭４
と、エアモータ３、回転霧化頭４を介して塗料に高電圧
を印加する高電圧発生器７とを設ける。また、高電圧発
生器７には出力電圧制御装置８、電流センサ１５を接続
する。そして、出力電圧制御装置８には制御装置１３を
接続し、制御装置１３は、電流センサ１６によって検出
した電流が通常の振動幅を超えて振動したときに、電流
の振動値を積算し、この電流積算値が所定の設定値を超
えたか否かを判定する。そして、電流積算値が電流設定
値を超えたときには、警報ブザー１７、警報ランプ１８
を駆動して作業者に塗装機の清掃を促す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、塗装機に高電圧を
印加した状態で塗料を噴霧するようにした静電塗装装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、静電塗装装置は、例えば図１１
に示すように絶縁性樹脂材料等によって筒状に形成され
たカバー１０１内にエアモータ１０２と、該エアモータ
１０２によって高速回転する回転霧化頭１０３と、エア
モータ１０２、回転霧化頭１０３を介して塗料に高電圧
を印加する高電圧発生器１０４等によって構成されたも
のが知られている。

【０００３】このような従来技術による静電塗装装置で
は、回転霧化頭１０３は高電圧を放電する電極を構成す
るから、回転霧化頭１０３とアース電位となった被塗物
との間には、静電界Ａが形成されている。そして、回転
霧化頭１０３を通じて高電圧に帯電した塗料粒子は、こ
の静電界Ａに沿って被塗物に向けて飛行して塗着する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来技術に
よる静電塗装装置では、回転霧化頭１０３と被塗物との
間の静電界Ａに加えて、高電圧発生器１０４のアース側
となる静電塗装装置の後部側と回転霧化頭１０３との間
にも静電界Ｂが形成されている。そして、静電界Ｂは、
絶縁性樹脂材料からなるカバー１０１の外表面を高電圧
に帯電する。また、カバー１０１内には、絶縁樹脂から
なるモータ取付ブラケット等の各種の絶縁性部品が設け
られており、これらの絶縁性部品の表面も高電圧に帯電
する。

【０００５】一方、静電塗装装置の周囲には回転霧化頭
１０３から噴霧され空気中に浮遊する噴霧ミスト、塵埃
等の浮遊物および空気中の水分等が存在しているから、
これらの浮遊物、水分等は、塗装中、高電圧帯電下にあ
る静電塗装装置のカバー１０１の表面等に静電誘導によ
って吸着する。このように浮遊物、水分等がカバー１０
１の表面に吸着すると、カバー１０１等の表面抵抗を低
下させて漏洩電流の増加を招くと共に、回転霧化頭１０
１の電位を低下させることになる。

【０００６】そして、吸着した浮遊物等からなる吸着物
は、その付着密度を増すことによってコンデンサとして
作用し、カバー１０１の表面で充放電を繰り返しながら
沿面放電を行い、高電圧電路を形成する。このため、こ
の状態で塗装を継続した場合には、吸着物はカバー１０
１の表面を焼損しながら沿面放電を加速させるから、カ
バー１０１表面の損傷が進行して、静電塗装装置の絶縁
性を損なうという問題があった。

【０００７】特に、カバー１０１の外表面は直接大気と
接触しているから、空気中の水分だけでなく噴霧ミス
ト、塵埃等の浮遊物が吸着し易い環境にある。このた
め、カバー１０１の外表面に吸着物が堆積したときに
は、この吸着物を取除くために塗装を中断してカバー１
０１等を清掃する必要があった。これに対し、吸着物に
よる絶縁性の低下を的確に把握することができないとい
う問題があった。

【０００８】また、従来技術による静電塗装装置では、
被塗物等のアース電位の物体が静電塗装装置に接近する
のを検知して高電圧発生器１０４と電源との間を遮断
し、高電圧の供給を停止している。この場合、被塗物等
が静電塗装装置に接近したか否かは、漏洩電流の上限値
を予め設定して漏洩電流がその上限値に達したときに検
出する絶対値検出と呼ばれる検出方法が用いられてい
る。また、他の方法として、漏洩電流の増加量を例えば
１７０ｍｓ毎に検出し、この増加量が予め設定された値
に達したときに検出するスロープ検出と呼ばれる検出方
法も知られている。

【０００９】しかし、このような検出方法は、被塗物等
が静電塗装装置に接近するのを検出するのには適してい
るが、カバー１０１の表面に付着した吸着物による絶縁
性の低下を検出することはできなかった。

【００１０】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明の目的は、カバー等の焼損状態が
進行するのを事前に検出し、塗装機の損傷を未然に防止
し、信頼性、耐久性を高めることができる静電塗装装置
を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明は、被塗物に塗料を噴霧する塗装機と、
電源電圧を昇圧して高電圧を発生し、該高電圧を前記塗
装機に出力する高電圧発生器と、該高電圧発生器から出
力される出力電圧を制御するために該高電圧発生器に供
給する電源電圧を制御する出力電圧制御装置と、該出力
電圧制御装置に対して電源電圧を制御するために設定電
圧に応じた信号を出力する制御装置とを備えてなる静電
塗装装置に適用される。

【００１２】そして、請求項１の発明が採用する構成の
特徴は、制御装置には、前記高電圧発生器を含む高電圧
印加経路内に電流が入力され、当該電流が所定の振動幅
を超えて振動したときに一定時間に亘って電流の振動値
を積算する電流振動値積算手段と、該電流振動値積算手
段によって積算した電流積算値が所定の電流積算設定値
を超えたときに警報手段に対して警報を発生する警報信
号を出力する信号出力手段とを設けたことにある。

【００１３】このように構成したことにより、電流振動
値積算手段は、カバー表面等で充放電を繰り返しながら
沿面放電を行うときの電流の振動値を積算することがで
きる。このため、信号出力手段は、電流積算値が所定の
電流積算設定値を超えたか否かを判断することによっ
て、カバー等の表面の損傷が進行する前に警報の発生
し、作業者に塗装機の清掃を促すことができる。

【００１４】請求項２の発明は、制御装置には、前記高
電圧発生器から出力電圧が出力され、当該出力電圧が所
定の振動幅を超えて振動したときに一定時間に亘って出
力電圧の振動値を積算する電圧振動値積算手段と、該電
圧振動値積算手段によって積算した電圧積算値が所定の
電圧積算設定値を超えたときに警報手段に対して警報を
発生する警報信号を出力する信号出力手段とを設けたこ
とを特徴としている。

【００１５】これにより、電圧振動値積算手段は、カバ
ー表面等で充放電を繰り返しながら沿面放電を行うとき
の電圧の振動値を積算することができる。このため、信
号出力手段は、電圧積算値が所定の電圧積算設定値を超
えたか否かを判断することによって、カバー等の表面の
損傷が進行する前に警報の発生し、作業者に塗装機に清
掃を促すことができる。

【００１６】請求項３の発明では、信号出力手段は、警
報信号と別個に出力電圧制御装置に対して電源電圧の供
給を遮断する遮断信号を出力する構成としている。

【００１７】これにより、信号出力手段は、電流積算値
または電圧積算値を用いて吸着物による沿面放電を検出
したときには、出力電圧制御装置に対して電源電圧の供
給を遮断し、出力電圧（高電圧）の出力を停止すること
ができる。

【００１８】請求項４の発明は、制御装置には、高電圧
発生器を含む高電圧印加経路内に電流が入力され、当該
電流が所定の電流設定値を超えたときに出力電圧制御装
置に対して電源電圧の供給を遮断する遮断信号を出力す
る絶対値検出手段を設ける構成としたことにある。

【００１９】これにより、高電圧印加経路内を流れる電
流が電流設定値を超えるか否かを判断することによっ
て、吸着物によって塗装機の絶縁性が損なわれたか否か
を判断することができる。このため、絶対値検出手段
は、塗装機の絶縁性が損なわれたときには、出力電圧
（高電圧）の出力を停止することができる。

【００２０】請求項５の発明は、制御装置には、高電圧
発生器を含む高電圧印加経路内に電流が入力され、当該
電流の変化量が所定の設定変化量を超えたときに警報信
号を出力するスロープ検出手段を設ける構成としたこと
にある。

【００２１】これにより、高電圧印加経路内を流れる電
流の変化量が設定変化量を超えるか否かを判断すること
によって、電流が電流設定値に達する前に塗装機の絶縁
性が損なわれたか否かを判断することができる。このた
め、スロープ検出手段は、塗装機の絶縁性が損なわれた
ときには、警報の発生を行い、必要に応じて高電圧の出
力停止を行うことができる。

【００２２】また、スロープ検出手段は塗装が継続可能
な警報信号を出力するから、被塗物が瞬間的に高電圧放
電電極に接近して高電圧印加経路内を流れる電流が急速
に増加した場合であっても、電流が絶縁破壊が生じない
程度に小さいときであれば塗装をそのまま継続すること
ができ、不必要な塗装の中断を回避することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
静電塗装装置として回転霧化頭型塗装装置を例に挙げて
添付図面に従って詳細に説明する。

【００２４】まず、図１ないし図６は第１の実施の形態
を示し、図において、１はアース電位にある被塗物（図
示せず）に向けて塗料を噴霧する塗装機で、該塗装機
は、後述するカバー２、エアモータ３、回転霧化頭４等
によって構成されている。

【００２５】２は絶縁性樹脂材料によって形成された円
筒状のカバーで、該カバー２は、エアモータ３、高電圧
発生器７等を覆っている。

【００２６】３はカバー２の内周側に収容された導電性
金属材料からなるエアモータで、該エアモータ３は、モ
ータハウジング３Ａと、該モータハウジング３Ａ内に静
圧エア軸受３Ｂを介して回転可能に支持された中空の回
転軸３Ｃと、該回転軸３Ｃの基端側に固定されたエアタ
ービン３Ｄとによって構成されている。そして、エアモ
ータ３は、エアタービン３Ｄにエアを供給することによ
り、回転軸３Ｃと回転霧化頭４を、例えば３０００〜１
０００００ｒｐｍで高速回転させる。

【００２７】４はエアモータ３の回転軸３Ｃ先端側に取
付けられた回転霧化頭で、該回転霧化頭４は、例えば金
属材料または導電性の樹脂材料によって形成され、エア
モータ３によって高速回転された状態で後述のフィード
チューブ６を通じて塗料を供給することにより、その塗
料を遠心力によって周縁から噴霧する。また、回転霧化
頭４にはエアモータ３等を介して後述の高電圧発生器７
が接続されている。これにより、静電塗装を行う場合
に、回転霧化頭４全体に高電圧を印加することができ、
これらの表面を流れる塗料を直接的に高電圧に帯電させ
ることができる。

【００２８】５は回転霧化頭４を囲繞するようにカバー
２の先端側に設けられたシェーピングエアリングで、該
シェーピングエアリング５には、シェーピングエアを回
転霧化頭４から噴霧される塗料に向けて噴出する複数個
のエア吐出孔５Ａが穿設されている。

【００２９】６は回転軸３Ｃ内に挿通して設けられたフ
ィードチューブで、該フィードチューブ６の先端側は、
回転軸３Ｃの先端から突出して回転霧化頭４内に延在し
ている。そして、フィードチューブ６内には、塗料通路
６Ａとシンナ通路６Ｂが設けられている。これにより、
フィードチューブ６は、回転霧化頭４に塗料、洗浄流体
としてのシンナ等を供給する。

【００３０】７はカバー２の基端側に内臓された高電圧
発生器で、該高電圧発生器７は、複数のコンデンサ、ダ
イオード（いずれも図示せず）からなる多段式整流回路
（所謂、コッククロフト回路）によって構成され、例え
ば−３０〜−１２０ｋＶの高電圧を発生する。そして、
高電圧発生器７は、エアモータ３、回転霧化頭４を通じ
て塗料を直接的に高電圧に帯電させている。

【００３１】８は高電圧発生器７から出力される出力電
圧を制御するために高電圧発生器７に供給する直流の電
源電圧を制御する出力電圧制御装置で、該出力電圧制御
装置８は、その入力側が電源変換回路９を介して商用電
源１０に接続され、出力側が高電圧発生器７に接続され
ている。

【００３２】ここで、電源変換回路９は例えば高圧用ト
ランスとＡ／Ｄ変換器とから構成され、商用電源１０か
ら給電されるＡＣ１００Ｖを例えばＤＣ２４Ｖに電源変
換し、このＤＣ２４Ｖを電源電圧として出力電圧制御装
置８に出力している。

【００３３】また、出力電圧制御装置８は出力電圧制御
回路１１、ＮＰＮ型のパワートランジスタ１２によって
構成されている。そして、パワートランジスタ１２のコ
レクタは電源変換回路９に接続され、エミッタは高電圧
発生器７の入力側に接続されると共に、ベースは出力電
圧制御回路１１に接続されている。

【００３４】そして、出力電圧制御回路１１は、後述す
る制御装置１３から出力される信号に応じてパワートラ
ンジスタ１２のベース電圧を変化させ、エミッタから高
電圧発生器７の入力側に印加される電源電圧を可変に制
御している。

【００３５】１３は出力電圧制御装置８に対して電源電
圧を制御するために電圧設定器１４から出力される設定
電圧に応じた信号を出力する制御装置で、該制御装置１
３は、処理装置（ＣＰＵ）等を含んで構成されている。
また、制御装置１３は、その入力側に電圧設定器１４、
電圧センサ１５、電流センサ１６が接続されると共に、
出力側に警報手段としての警報ブザー１７、警報ランプ
１８が接続されている。

【００３６】そして、制御装置１３は、電圧設定器１４
から出力される設定電圧と電圧センサ１５による検出電
圧とを比較して高電圧発生器７から出力される出力電圧
をフィードバック制御すると共に、後述の図３に示す高
電圧発生制御処理のプログラムに従って作動する。これ
により、制御装置１３は、出力電圧制御回路１１を通じ
てパワートランジスタ１２の駆動を制御すると共に、警
報ブザー１７、警報ランプ１８に駆動用の警報信号を出
力する。

【００３７】なお、電圧設定器１４から出力される設定
電圧は、塗料の性質、塗装条件等に応じて例えば−６０
〜−１２０ｋＶの範囲内で適宜設定されるものである。

【００３８】１５は高電圧発生器７の出力側に接続され
た電圧センサで、該電圧センサ１５は、エアモータ３、
回転霧化頭４の電圧として高電圧発生器７から出力され
る出力電圧を検出し、この電圧検出値を制御装置１３に
向けて出力している。

【００３９】１６は高電圧発生器７の入力側に接続され
た電流センサで、該電流センサ１６は、高電圧発生器７
を含む高電圧発生経路内を流れる電流を検出し、この電
流検出値を制御装置１３に向けて出力している。

【００４０】１７は警報ブザー、１８は警報ランプをそ
れぞれ示し、これらは警報手段を構成すると共に、制御
装置１３の出力側に接続されている。そして、警報ブザ
ー１７、警報ランプ１８は、制御装置１３から出力され
る警報信号に基づいて駆動し、作業者に対してカバー２
等の絶縁性が低下していることを報知するものである。

【００４１】本実施の形態による回転霧化頭型塗装装置
は上述のような構成を有するもので、次に、塗装装置と
しての作動について説明する。

【００４２】塗装機１は、エアモータ３によって回転霧
化頭４を高速回転させ、この状態でフィードチューブ６
を通じて回転霧化頭４に塗料を供給する。これにより、
塗装機１は、回転霧化頭４が回転するときの遠心力によ
って塗料を微粒化して噴霧すると共に、シェーピングエ
アリング５を通じてシェーピングエアを供給することに
よって噴霧パターンを制御しつつ塗料粒子を被塗物に塗
着させる。

【００４３】また、回転霧化頭４にはエアモータ３を介
して高電圧発生器７による高電圧が印加されている。こ
れにより、塗料粒子は、回転霧化頭４を通じて直接的に
高電圧に帯電すると共に、回転霧化頭４と被塗物との間
に形成された静電界に沿って飛行し、被塗物に塗着す
る。

【００４４】次に、制御装置１３による高電圧発生制御
処理について図３を参照しつつ説明する。なお、高電圧
発生制御処理のプログラムは、微小振動する電流の半周
期程度の時間として例えば５ｍｓ毎に割込み処理され、
５ｍｓ前の電流の検出値は、Ｉa-1として制御装置１３
のメモリ（図示せず）に格納されているものとする。

【００４５】また、電流設定値Ｉ0（設定値Ｉ0）は、回
転霧化頭４が被塗物に異常接近した状態またはカバー２
等の絶縁性が失われた状態で高電圧発生器７を含む高電
圧発生経路内を流れる電流値として例えば１２０μＡ程
度に設定されている。

【００４６】一方、電流積算設定値Ｉ1（設定値Ｉ1）
は、カバー２等に付着した吸着物によって沿面放電が生
じ、高電圧発生経路内を流れる電流が振動した状態を判
別する値として例えば通常の電流の振動幅（２μＡ）の
３０倍〜５０倍程度の値として７０μＡ程度（Ｉ1＝７
０μＡ）に設定されている。

【００４７】まず、ステップ１では、予めメモリに格納
しておいた絶対値検出用の設定値Ｉ0と電流積算値判定
用の設定値Ｉ1を読込み、ステップ２では、電流センサ
１６によって検出した電流の検出値Ｉaを読込む。

【００４８】次に、ステップ３では、電流センサ１６に
よる検出値Ｉaが予め決められた設定値Ｉ0である１２０
μＡよりも大きいか否かを判定する。そして、ステップ
３で「ＹＥＳ」と判定したときには、回転霧化頭４が被
塗物に異常接近した状態またはカバー２等の絶縁性が失
われた状態となって、高電圧発生器７を含む高電圧発生
経路内を流れる電流が絶縁破壊を生じ得る程度に増大し
ている。このため、ステップ４に移って出力電圧制御回
路１１を駆動し、高電圧発生器７と電源変換回路９との
間を遮断して高電圧の供給を停止する。その後、ステッ
プ５に移って塗装機１の駆動を停止させる処理を行い、
処理を終了する。

【００４９】一方、ステップ３で「ＮＯ」と判定したと
きには、高電圧発生経路内を流れる電流は小さく、塗装
が可能な状態であるから、ステップ６に移行する。

【００５０】そして、ステップ６では、今回の検出値Ｉ
aと前回（５ｍｓ前）の検出値Ｉa-1との差を演算し、こ
の差の絶対値を電流の振動による差分値ΔＩ（振動値）
として算出する。

【００５１】なお、本実施の形態では、振動値として５
ｍｓ毎の電流の差分値ΔＩを用いるが、電流が１周期に
亘って変化するときの最大値と最小値との差を振動値と
してもよい。

【００５２】次に、ステップ７では、差分値ΔＩが通常
の電流の振動幅（振動値）内として例えば２μＡ以下か
否かを判定する。そして、ステップ７で「ＹＥＳ」と判
定したときには、通常の振動幅内で電流が変化している
から、ステップ８に移って差分値ΔＩを零に設定し（Δ
Ｉ＝０）、ステップ９に移行する。

【００５３】一方、ステップ７で「ＮＯ」と判定したと
きには、通常の振動幅を超えて電流が変化しているか
ら、ステップ９に移行し、積算時間Ｔ0が経過したか否
かを判定する。

【００５４】ここで、積算時間Ｔ0は、差分値ΔＩを積
算するのに必要な時間として予め設定されており、例え
ば差分値ΔＩを算出するための電流のサンプリング時間
を５ｍｓとしたときには、このサンプリング時間の１０
倍の値として５０ｍｓに設定されている。

【００５５】そして、ステップ９で「ＹＥＳ」と判定し
たときには、ステップ１０に移って前回（５ｍｓ前）ま
での電流積算値Ｉs-1を零にリセットし（Ｉs-1＝０）、
ステップ１１に移行する。

【００５６】一方、ステップ９で「ＮＯ」と判定したと
きには、積算時間Ｔ0が経過していないから、ステップ
１１に移って前回までの電流積算値Ｉs-1に差分値ΔＩ
を加算して電流積算値Ｉsを演算し（Ｉs＝Ｉs-1＋Δ
Ｉ）、ステップ１２に移行する。

【００５７】次に、ステップ１２では、電流積算値Ｉs
が設定値Ｉ1である７０μＡよりも大きいか否かを判定
する。そして、ステップ１２で「ＹＥＳ」と判定したと
きには、カバー２等に付着した吸着物によって沿面放電
が生じ、高電圧発生経路内を流れる電流が振動状態とな
っているから、ステップ１３に移って警報ブザー１７、
警報ランプ１８に警報信号を出力し、これらを用いて作
業者に塗装機１の清掃を促す。その後、ステップ１４に
移って塗装を継続するための処理を行い、ステップ２以
降の処理を繰返す。

【００５８】一方、ステップ１２で「ＮＯ」と判定した
ときには、高電圧発生経路内を流れる電流は振動せず、
通常の塗装状態に保たれているから、そのままの状態を
保持して、ステップ２に移行し、ステップ２以降の処理
を繰返す。

【００５９】本実施の形態による回転霧化頭型塗装装置
は上述の如き高電圧発生制御処理に基づき作動するもの
である。

【００６０】然るに、塗装中の塗装機１には、高電圧発
生器７を含む高電圧発生経路に例えば６０μＡ程度の微
弱な電流（漏洩電流）が流れている。そして、この電流
は、塗装機１周辺の環境変化、電源電圧の変動等に応じ
て僅かに振動するものの、その振動幅は２μＡ程度に抑
えられる。このため、図４中のａ部に示すように通常の
塗装状態では、電流の検出値Ｉaの振動（変動）は微小
量となる。この結果、図５に示すように差分値ΔＩはほ
ぼ２μＡ以下となり、差分値ΔＩを積算時間Ｔ0（Ｔ0＝
５０ｍｓ）に亘って積算した電流積算値Ｉsが７０μＡ
程度の設定値Ｉ1を超えることはない。

【００６１】これに対し、塗装を長時間に亘って継続す
ると、高電圧発生器７のアース側となる塗装機１の後部
側と回転霧化頭４との間に形成される静電界によって、
カバー２の外表面には、空気中に浮遊する噴霧ミスト、
塵埃等の浮遊物および空気中の水分等が吸着する。そし
て、吸着した浮遊物等からなる吸着物は、その付着密度
を増すことによってコンデンサとして作用し、カバー２
の表面や絶縁材料の表面で充放電を繰り返しながら沿面
放電を行い、高電圧電路を形成する。

【００６２】このとき、図４中のｂ部に示すように高電
圧発生器７を含む高電圧発生経路内を流れる漏洩電流
は、吸着物による充放電によって微小な振動を生じると
共に、その振動幅が吸着物の堆積量に応じて大きくな
る。そして、漏洩電流の振動幅が通常の振動幅内（吸着
物が付着していない状態での振動幅内）を超えて振動す
ると、図６に示すように差分値ΔＩは２μＡよりも大き
くなり、差分値ΔＩを積算時間Ｔ0（Ｔ0＝５０ｍｓ）に
亘って積算した電流積算値Ｉsが設定値Ｉ1を超えること
になる。

【００６３】この結果、電流積算値Ｉsが設定値Ｉ1を超
えたときには、カバー２等に付着した吸着物によって沿
面放電が生じ、高電圧発生経路内を流れる電流が振動状
態となっているから、制御装置１３は、警報ブザー１
７、警報ランプ１８を用いて作業者に塗装機１の清掃を
促すことができ、沿面放電によるカバー２等の焼損を未
然に防止し、信頼性、耐久性を高めることができる。

【００６４】また、従来技術のように絶対値検出のみを
用いた場合には、吸着物の堆積によって絶縁破壊に生じ
たときには、塗装を途中で中断する必要があり、塗装途
中の被塗物に塗装不良が生じるという問題があった。こ
の場合、自動車車体のような大型の被塗物は、塗装不良
が発生しても、一旦乾燥炉を通過させ、塗膜を硬化させ
た後に硬化塗膜研磨を施す必要があり、塗装の生産性を
著しく低下させていた。

【００６５】これに対し、本実施の形態では、電流積算
値Ｉsが設定値Ｉ1を超えるか否かを判定することによっ
て、吸着物による沿面放電が開始する初期の段階を検出
することができる。このため、制御装置１３が警報信号
を出力し、作業者に警報を発したときであっても、絶縁
破壊が生じる虞がないため、塗装を継続して行うことが
できる。従って、塗装を途中で中断することがないか
ら、被塗物の塗装不良を回避することができ、生産性を
向上させることができる。

【００６６】次に、図７は第２の実施の形態による高電
圧制御処理を示し、本実施の形態の特徴は高電圧発生器
から供給する電圧の振動を積算し、沿面放電の発生を検
出することにある。なお、本実施の形態では第１の実施
の形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説
明を省略するものとする。

【００６７】また、電圧積算設定値Ｖ1（設定値Ｖ1）
は、カバー２等に付着した吸着物によって沿面放電が生
じ、高電圧発生器７から出力される電圧の振動した状態
を判別する値として例えば１０ｋＶ程度に設定されてい
る。

【００６８】まず、ステップ２１では、予めメモリに格
納しておいた絶対値検出用の設定値Ｉ0と電圧積算値判
定用の設定値Ｖ1を読込み、ステップ２２では、電流セ
ンサ１６によって検出した電流の検出値Ｉaと電圧セン
サ１５によって検出した電圧の検出値Ｖaとを読込む。

【００６９】次に、ステップ２３では、第１の実施の形
態のステップ３と同様に電流センサ１６による検出値Ｉ
aが予め決められた設定値Ｉ0よりも大きいか否かを判定
する。そして、ステップ２３で「ＹＥＳ」と判定したと
きには、ステップ２４に移って出力電圧制御回路１１を
駆動し、高電圧発生器７と電源変換回路９との間を遮断
して高電圧の供給を停止すると共に、ステップ２５に移
って塗装機１の駆動を停止させる処理を行い、処理を終
了する。

【００７０】一方、ステップ２３で「ＮＯ」と判定した
ときには、高電圧発生経路内を流れる電流は小さく、塗
装が可能な状態であるから、ステップ２６に移行する。

【００７１】そして、ステップ２６では、今回の電圧の
検出値Ｖaと前回（５ｍｓ前）の検出値Ｖa-1との差を演
算し、この差の絶対値を電圧の振動による差分値ΔＶ
（振動値）として算出する。

【００７２】次に、ステップ２７では、差分値ΔＶが通
常の電圧の振動幅（振動値）内として例えば０．５ｋＶ
以下か否かを判定する。そして、ステップ２７で「ＹＥ
Ｓ」と判定したときには、通常の振動幅内で電圧が変化
しているから、ステップ２８に移って差分値ΔＶを零に
設定し（ΔＶ＝０）、ステップ２９に移行する。

【００７３】一方、ステップ２７で「ＮＯ」と判定した
ときには、通常の振動幅を超えて電圧が変化しているか
ら、ステップ２９に移行し、積算時間Ｔ0が経過したか
否かを判定する。

【００７４】そして、ステップ２９で「ＹＥＳ」と判定
したときには、ステップ３０に移って前回（５ｍｓ前）
までの電圧積算値Ｖs-1を零にリセットし（Ｖs-1＝
０）、ステップ３１に移行する。

【００７５】一方、ステップ２９で「ＮＯ」と判定した
ときには、積算時間Ｔ0が経過していないから、ステッ
プ３１に移って前回までの電圧積算値Ｖs-1に差分値Δ
Ｖを加算して電圧積算値Ｖsを演算し（Ｖs＝Ｖs-1＋Δ
Ｖ）、ステップ３２に移行する。

【００７６】次に、ステップ３２では、電圧積算値Ｖs
が設定値Ｖ1よりも大きいか否かを判定する。そして、
ステップ３２で「ＹＥＳ」と判定したときには、カバー
２等に付着した吸着物によって沿面放電が生じ、高電圧
発生器７から出力される電圧（高電圧）が振動状態とな
っているから、ステップ３３に移って警報ブザー１７、
警報ランプ１８に警報信号を出力し、これらを用いて作
業者に塗装機１の清掃を促す。その後、ステップ３４に
移って塗装を継続するための処理を行い、ステップ２２
以降の処理を繰返す。

【００７７】一方、ステップ３２で「ＮＯ」と判定した
ときには、高電圧発生器７から出力される電圧は振動せ
ず、通常の塗装状態に保たれているから、そのままの状
態を保持して、ステップ２２に移行し、ステップ２２以
降の処理を繰返す。

【００７８】かくして、本実施の形態でも第１の実施の
形態と同様の作用効果を得ることができる。

【００７９】次に、図８および図９は第３の実施の形態
による高電圧制御処理を示し、本実施の形態の特徴はス
ロープ検出処理を行うことにある。なお、本実施の形態
では第１の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号
を付し、その説明を省略するものとする。

【００８０】また、スロープ検出用に用いる１７０ｍｓ
前の電流の検出値は、Ｉa-2として制御装置１３のメモ
リ（図示せず）に格納されているものとする。また、設
定変化量としての設定値Ｉ2は、４〜４０μＡ程度の値
として例えば１５μＡ程度に設定され、制御装置１３の
メモリに格納されている。

【００８１】ステップ４１は、第１の実施の形態による
ステップ３とステップ６との間に行われるスロープ検出
処理で、該スロープ検出処理は、図９に示すようにステ
ップ４２〜４７からなる。

【００８２】そして、ステップ４２では、設定値Ｉ2を
読込み、ステップ４３に移って電流の時間変化を検出す
るために予め設定された時間として例えば１７０ｍｓ程
度の設定時間Ｔ1を経過したか否かを判定する。そし
て、ステップ４２で「ＮＯ」と判定したときには、ステ
ップ４８に移ってそのままリターンする。

【００８３】一方、ステップ４３で「ＹＥＳ」と判定し
たときには、ステップ４４に移って今回の検出値Ｉaと
前回（１７０ｍｓ前）の検出値Ｉa-2との差を演算し、
この差を電流の振動によるスロープ検出用の差分値ΔＩ
pとして算出する。

【００８４】次に、ステップ４５では、差分値ΔＩpが
設定値Ｉ2よりも大きいか否かを判定する。そして、ス
テップ４５で「ＮＯ」と判定したときには、電流の増加
量（差分値ΔＩp）は小さいから、ステップ４８に移っ
て、そのままの状態でリターンする。

【００８５】一方、ステップ４５で「ＹＥＳ」と判定し
たときには、高電圧発生器７を含む高電圧発生経路内を
流れる電流が大きく増大しているから、ステップ４６に
移って警報ブザー１７、警報ランプ１８に警報信号を出
力し、作業者に警報を発する。その後、ステップ４７に
移って塗装を継続する処理を行った後、ステップ４８に
移ってリターンする。

【００８６】かくして、本実施の形態でも第１の実施の
形態と同様の作用効果を得ることができる。しかし、本
実施の形態では、スロープ検出処理を行うから、被塗物
が瞬間的に高電圧放電電極としての回転霧化頭４に接近
して高電圧印加経路内を流れる電流が増加した場合であ
っても、電流の検出値Ｉaが設定値Ｉ0よりも小さいとき
であれば塗装をそのまま継続することができる。このた
め、不必要な塗装の中断を回避することができる。

【００８７】なお、第３の実施の形態では、第１の実施
の形態による高電圧発生制御処理中にスロープ検出処理
を行う構成としたが、図１０に示す第３の実施の形態の
変形例のように、第２の実施の形態による高電圧発生処
理中のステップ２３とステップ２６との間にスロープ検
出処理となるステップ４１を行う構成としてもよい。

【００８８】また、第１，第３の実施の形態では、ステ
ップ３〜５は絶対値検出手段の具体例、ステップ６〜１
１は電流振動値積算手段の具体例、ステップ１２〜１４
は信号出力手段の具体例をそれぞれ示している。

【００８９】また、第２の実施の形態では、ステップ２
３〜２５は絶対値検出手段の具体例、ステップ２６〜３
１は電圧振動値積算手段の具体例、ステップ３２〜３４
は信号出力手段の具体例をそれぞれ示している。

【００９０】また、前記各実施の形態では、電流の検出
値Ｉaを用いた高電圧発生制御処理と電圧の検出値Ｖaを
用いた高電圧発生制御処理とのうちいずれか一方を実施
した場合を例に挙げて記載したが、例えば第１の実施の
形態による電流の検出値Ｉaを用いた高電圧発生制御処
理に加えて第２の実施の形態による電圧の検出値Ｖaを
用いた高電圧発生制御処理を行う構成としてもよい。

【００９１】さらに、検出値Ｉa，Ｖaを検出するための
５ｍｓ程度のサンプリング周期、積算時間Ｔ0、電流積
算値判定用の設定値Ｉ1、電圧積算値判定用の設定値Ｖ
1、スロープ検出用の設定値Ｉ2は、本実施の形態に例示
した値に限らず、塗装機の種類、塗装条件等に応じて適
宜設定されるものである。

【００９２】また、前記各実施の形態では、電流積算値
Ｉsが設定値Ｉ1を超えたとき、電圧積算値Ｖsが設定値
Ｖ1を超えたとき、スロープ検出用の差分値ΔＩpが設定
値Ｉ2を超えたときには、制御装置１３から警報ブザー
１７、警報ランプ１８に向けて警報信号を出力するもの
としたが、警報信号に代えて出力電圧制御装置８に向け
て電源電圧の供給を停止するための遮断信号を出力する
構成としてもよい。

【００９３】また、前記各実施の形態では、回転霧化頭
４を金属材料または導電性の樹脂材料によって形成し、
該回転霧化頭４を介して直接的に塗料を高電圧に帯電さ
せる直接帯電式の回転霧化頭型塗装装置を例に挙げて説
明したが、本発明はこれに限らず、例えば回転霧化頭型
塗装装置のカバーの外周側に外部電極を設け、この外部
電極によって回転霧化頭から噴霧された塗料を間接的に
高電圧に帯電させる間接帯電式の回転霧化頭型塗装装置
に適用してもよい。

【００９４】さらに、本実施の形態では静電塗装装置と
して回転霧化頭４を用いて塗料を噴霧する回転霧化頭型
塗装装置に適用する場合を例に挙げて説明したが、ノズ
ルチップから塗料を噴霧するスプレーガン型塗装装置に
適用してもよい。

【００９５】

【発明の効果】以上詳述した通り、請求項１の発明によ
れば、制御装置には、電流が所定の振動幅を超えて振動
したときに一定時間に亘って電流の振動値を積算する電
流振動値積算手段と、該電流振動値積算手段による電流
積算値が所定の電流積算設定値を超えたときに警報信号
を出力する信号出力手段とを設けたから、電流振動値積
算手段は、吸着物によってカバー表面等で充放電を繰り
返しながら沿面放電を行うときの電流の振動値を積算す
ることができる。このため、信号出力手段は、電流積算
値が所定の電流積算設定値を超えたか否かを判断するこ
とによって、吸着物が堆積したことを検出することがで
きる。従って、信号出力手段は、沿面放電による損傷が
進行する前に警報を発生して塗装機の清掃を促すことが
でき、塗装機の損傷を防ぎ、信頼性、耐久性を高めるこ
とができる。

【００９６】また、請求項２の発明によれば、制御装置
には、高電圧が所定の振動幅を超えて振動したときに一
定時間に亘って高電圧の振動値を積算する電圧振動値積
算手段と、該電圧振動値積算手段による電圧積算値が所
定の電圧積算設定値を超えたときに警報信号を出力する
信号出力手段とを設けたから、電圧振動値積算手段は、
吸着物によってカバー表面等で充放電を繰り返しながら
沿面放電を行うときの電圧の振動値を積算することがで
きる。このため、信号出力手段は、沿面放電による損傷
が進行する前に警報を発生して塗装機の清掃を促すこと
ができ、塗装機の損傷を防ぎ、信頼性、耐久性を高める
ことができる。

【００９７】また、請求項３の発明によれば、信号出力
手段は警報信号と別個に出力電圧制御装置に対して電源
電圧の供給を遮断する遮断信号を出力する構成としたか
ら、信号出力手段によって電流積算値または電圧積算値
を用いて吸着物による沿面放電を検出したときには、出
力電圧制御装置に対して電源電圧の供給を遮断し、高電
圧の出力を停止することができる。

【００９８】また、請求項４の発明によれば、制御装置
には、電流が所定の電流設定値を超えたときに遮断信号
を出力する絶対値検出手段を設けたから、塗装機の絶縁
性が損なわれたときには、絶対値検出手段によって高電
圧の出力停止を行うことができる。

【００９９】さらに、請求項５の発明によれば、制御装
置には、電流の変化量が所定の設定変化量を超えたとき
に警報信号を出力するスロープ検出手段を設けたから、
塗装機の絶縁性が損なわれたときには、スロープ検出手
段によって警報を発生することができる。また、スロー
プ検出手段は塗装が継続可能な警報信号を出力するか
ら、被塗物が瞬間的に高電圧放電電極に接近して高電圧
印加経路内を流れる電流が急速に増加した場合であって
も、電流が絶縁破壊が生じない程度に小さいときには塗
装をそのまま継続することができ、不必要な塗装の中断
を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による回転霧化頭型
塗装装置を示す正面図である。

【図２】第１の実施の形態による回転霧化頭型塗装装置
の全体構成を示す構成図である。

【図３】第１の実施の形態による高電圧発生制御処理を
示す流れ図である。

【図４】検出値の時間変化を示す特性線図である。

【図５】図４中のａ部における検出値、電流積算値と時
間との関係を示す特性線図である。

【図６】図４中のｂ部における検出値、電流積算値と時
間との関係を示す特性線図である。

【図７】第２の実施の形態による高電圧発生制御処理を
示す流れ図である。

【図８】第３の実施の形態による高電圧発生制御処理を
示す流れ図である。

【図９】図８中のスロープ検出処理を示す流れ図であ
る。

【図１０】第３の実施の形態の変形例による高電圧発生
制御処理を示す流れ図である。

【図１１】従来技術による回転霧化頭型塗装装置の全体
構成を示す構成図である。

【符号の説明】

１塗装機２カバー３エアモータ４回転霧化頭７高電圧発生器８出力電圧制御装置１３制御装置１５電圧センサ１６電流センサ１７警報ブザー（警報手段）１８警報ランプ（警報手段）Ｉ1 電流積算設定値Ｖ1 電圧積算設定値Ｉ2 設定変化量

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被塗物に塗料を噴霧する塗装機と、電源
電圧を昇圧して高電圧を発生し、該高電圧を前記塗装機
に出力する高電圧発生器と、該高電圧発生器から出力さ
れる出力電圧を制御するために該高電圧発生器に供給す
る電源電圧を制御する出力電圧制御装置と、該出力電圧
制御装置に対して電源電圧を制御するために設定電圧に
応じた信号を出力する制御装置とを備えてなる静電塗装
装置において、前記制御装置には、前記高電圧発生器を含む高電圧印加
経路内に電流が入力され、当該電流が所定の振動幅を超
えて振動したときに一定時間に亘って電流の振動値を積
算する電流振動値積算手段と、該電流振動値積算手段に
よって積算した電流積算値が所定の電流積算設定値を超
えたときに警報手段に対して警報を発生する警報信号を
出力する信号出力手段とを設けたことを特徴とする静電
塗装装置。
【請求項２】被塗物に塗料を噴霧する塗装機と、電源
電圧を昇圧して高電圧を発生し、該高電圧を前記塗装機
に出力する高電圧発生器と、該高電圧発生器から出力さ
れる出力電圧を制御するために該高電圧発生器に供給す
る電源電圧を制御する出力電圧制御装置と、該出力電圧
制御装置に対して電源電圧を制御するために設定電圧に
応じた信号を出力する制御装置とを備えてなる静電塗装
装置において、前記制御装置には、前記高電圧発生器から出力電圧が出
力され、当該出力電圧が所定の振動幅を超えて振動した
ときに一定時間に亘って出力電圧の振動値を積算する電
圧振動値積算手段と、該電圧振動値積算手段によって積
算した電圧積算値が所定の電圧積算設定値を超えたとき
に警報手段に対して警報を発生する警報信号を出力する
信号出力手段とを設けたことを特徴とする静電塗装装
置。
【請求項３】前記信号出力手段は、前記警報信号と別
個に前記出力電圧制御装置に対して電源電圧の供給を遮
断する遮断信号を出力する構成としてなる請求項１また
は２に記載の静電塗装装置。
【請求項４】前記制御装置には、前記高電圧発生器を
含む高電圧印加経路内に電流が入力され、当該電流が所
定の電流設定値を超えたときに前記出力電圧制御装置に
対して電源電圧の供給を遮断する遮断信号を出力する絶
対値検出手段を設ける構成としてなる請求項１，２また
は３に記載の静電塗装装置。
【請求項５】前記制御装置には、前記高電圧発生器を
含む高電圧印加経路内に電流が入力され、当該電流の変
化量が所定の設定変化量を超えたときに前記警報信号を
出力するスロープ検出手段を設ける構成としてなる請求
項１，２または３に記載の静電塗装装置。