JP3673168B2

JP3673168B2 - 静電塗装装置

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Publication number: JP3673168B2
Application number: JP2000387689A
Authority: JP
Inventors: 公好永井
Original assignee: ABB KK
Current assignee: ABB KK
Priority date: 2000-12-20
Filing date: 2000-12-20
Publication date: 2005-07-20
Anticipated expiration: 2020-12-20
Also published as: JP2002186884A

Description

【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１０１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１０１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１０１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１０１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３０００〜１０００００ｒｐｍ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１３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＝７０μＡ）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１２０μＡ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Ｉa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５ｍｓ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（ΔＩ＝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＋ΔＩ）、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１７、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Ｉa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「ＹＥＳ」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ΔＶを加算して電圧積算値Ｖsを演算し（Ｖs＝Ｖs-1＋ΔＶ）、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ΔＩp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６〜１１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２３〜２５は絶対値検出手段の具体例、ステップ２６〜３１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Ｖ1、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

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。
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。
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。
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。
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。