JP4388070B2 - 静電塗装装置 - Google Patents

Description

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。

一般に、静電塗装装置として、回転霧化頭を用いて被塗物に向けて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て該高電圧を塗装機の回転霧化頭に出力する高電圧発生器と、該高電圧発生器に供給する電源電圧を制御する電源電圧制御装置と、該電源電圧制御装置に対して電源電圧を設定するための設定信号を出力し、前記高電圧発生器から出力する高電圧を制御する高電圧制御装置とによって構成したものが知られている（例えば、特開２００２−１８６８８４号公報参照）。
このような従来技術による静電塗装装置では、例えば回転霧化頭は、被塗物に向けて高電圧を放電する電極を構成している。このため、回転霧化頭とアース電位となった被塗物との間には、静電界が形成されている。そして、回転霧化頭を通じて高電圧に帯電した塗料粒子は、この静電界に沿って被塗物に向けて飛行して塗着する。
また、静電塗装装置では、高電圧発生器の低圧側はアース電位となっている。このため、静電塗装装置では、前述した回転霧化頭と被塗物との間の静電界に加えて、高電圧発生器のアース側となる静電塗装装置の後部側と回転霧化頭との間にも静電界が形成される。このとき、塗装機のカバーの表面に噴霧ミスト、塵埃等の浮遊物および空気中の水分等が吸着して、カバー等の表面抵抗を低下させ、静電塗装装置の絶縁性を損なうという問題があった。このため、従来技術による静電塗装装置では、電源、高電圧発生器、回転霧化頭、被塗物等の経路からなる高電圧印加経路のうち高電圧発生器を流れる電流（以下、全帰路電流という）を検出し、該電流の振幅に基づいてカバー等の絶縁性の低下を検出していた。
ところで、従来技術による静電塗装装置では、高電圧印加経路のうち高電圧発生器を流れる全帰路電流に基づいてカバー等の絶縁性の低下を検出していた。しかし、高電圧発生器には、例えば高電圧印加経路を通って回転霧化頭と被塗物との間に流れる電流（以下、被塗物電流という）が流れるのに加えて、高電圧印加経路以外の漏洩経路を通る電流（以下、漏洩電流という）が流れる。このため、全帰路電流には、例えば回転霧化頭と被塗物との間に流れる被塗物電流と塗装機の表面等を流れる漏洩電流とを含んでしまう。ここで、塗装機の漏洩電流が生じる箇所は、塗装機のカバーの表面に加えて、例えば、塗装機内の塗料通路の内面、噴霧パターン成形用等のエア通路の内面等に存在する。
例えば、塗料通路の内面では、適切な洗浄を行っていても使用の経過と共に塗料中の顔料等が少しずつ残留付着する傾向があるから、残留付着した顔料等によって絶縁抵抗値が低下して高電圧が沿面放電し易い状態にある。特にアルミニウム粉等の金属顔料を含む所謂メタリック塗料を使用したときには、塗料通路内壁に導電体である顔料が残留するから、絶縁抵抗値の低下が顕著になる。
また、エア通路の内面では、例えば、噴霧パターン成形用のシェーピングエア、塗料の供給、停止を制御するエアバルブ用のパイロットエア、回転霧化頭を駆動するエアモータ用の駆動エア等が流通するときに、これらのエアに含まれる微細な塵埃や水分等が付着し、高電圧が沿面放電し易い状態にある。
このように塗装機は、複数箇所で漏洩電流が発生し得る状態にある。これに対し、全帰路電流に基づいて絶縁性の低下を検出したときには、被塗物電流と漏洩電流のいずれが増加したのか判別し難いのに加え、いずれの箇所で漏洩電流が生じているかが分からない。
このため、例えば塗装機のカバーの表面を清掃しただけでは漏洩電流を十分に抑止することができず、異常電流値の増加による高電圧の遮断が頻発して塗装機の稼動停止回数が増加する傾向があり、塗装生産性が低くなるという問題があった。また、漏洩電流が生じている箇所を特定することができないから、例えばカバーの表面、塗料通路の内面、エア通路の内面等の絶縁破壊の進行状況が不明で、未然に塗装機の破損（電気的焼損）を防ぐことができなかった。

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、漏洩電流が生じている箇所を特定することができ、塗装機の損傷を未然に防止して信頼性、耐久性、塗装生産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。
（１）．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、該高電圧発生器に供給する電源電圧を制御する電源電圧制御装置と、該電源電圧制御装置に対して電源電圧を設定するための設定信号を出力し、前記高電圧発生器から出力する高電圧を制御する高電圧制御装置とを備えてなる静電塗装装置に適用される。
そして、本発明が採用する構成の特徴は、前記高電圧発生器を流れる全帰路電流を検出する全帰路電流検出手段と、前記被塗物を通らずに流れる漏洩電流を検出する漏洩電流検出手段とを備え、前記高電圧制御装置は、前記全帰路電流検出手段による全帰路電流検出値と該漏洩電流検出手段による漏洩電流検出値とを用いて前記塗装機の絶縁性が損なわれたと判別したときには、前記電源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電源遮断手段と、前記漏洩電流検出手段による漏洩電流検出値を用いて初期段階の絶縁低下が生じたと判別したときには、前記塗装機に生じている絶縁低下を報知する報知手段とを含む構成としたことにある。
このように構成したことにより、電源遮断手段は、例えば全帰路電流検出手段による全帰路電流検出値が所定の遮断しきい電流値を超えたか否か、または漏洩電流検出手段による漏洩電流検出値が所定の遮断しきい電流値を超えたか否かを判別することによって、絶縁破壊が生じ得る程度に塗装機の絶縁性が損なわれたか否かを判別することができる。これにより、電源遮断手段は、例えば全帰路電流検出値を用いて塗装機が被塗物に異常接近して塗装機の絶縁性が損なわれたことを判別することができる。また、漏洩電流検出値を用いて漏洩電流が流れる箇所（例えば、塗装機のカバーの表面、塗料通路の内面、エア通路の内面等）の絶縁性が損なわれたことを判別することができる。
また、被塗物を通らずに流れる漏洩電流を検出する漏洩電流検出手段を設けたから、報知手段は、例えば漏洩電流検出値が遮断しきい電流値よりも小さい所定の警報しきい電流値を超えたか否かを判別することによって、塗装機の絶縁性が損なわれる前に初期段階の絶縁低下が生じたか否かを判別することができる。これにより、報知手段は、漏洩電流検出値を用いて被塗物と塗装機との間以外の箇所（例えば塗装機のカバーの表面、塗料通路の内面、エア通路の内面等）における絶縁破壊の進行状況を把握することができる。この結果、これら各箇所での沿面放電による損傷が進行する前に、例えば警報の発生等によって絶縁低下を報知し、作業者に対して塗装機の保守（点検、清掃等）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。
特に、漏洩電流検出手段を用いて例えば塗装機のカバーの表面、塗料通路の内面、エア通路の内面等の漏洩電流を個別に検出したときには、報知手段は、漏洩電流が生じている箇所のうち、漏洩電流が増大している箇所を判別することができる。このため、報知手段を用いて当該漏洩電流の増大箇所を通知することによって、作業者は、塗装機のうち報知手段によって判別した箇所に対してだけ保守作業を行えばよく、塗装機の保守に必要な時間を短縮して、塗装生産性を向上することができる。
（２）．本発明では、前記漏洩電流検出手段は、前記塗装機の外面を流れる電流を検出する外面電流検出器を含む構成としている。
この構成により、外面電流検出器を用いて塗装機の外面を流れる漏洩電流を検出することができる。これにより、電源遮断手段および報知手段は、塗装機の外面における絶縁破壊の進行状況を把握することができるから、塗装機の外面に吸着物が堆積して絶縁性が低下、損失したことを判別することができる。従って、電源遮断手段は、塗装機の外面で絶縁破壊が生じる前に高電圧の供給を遮断することができるから、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。また、報知手段は、塗装機の外面で沿面放電による損傷が進行する前に警報の発生等によって絶縁低下を報知し、作業者に対して塗装機の外面に対する清掃を促すことができる。
（３）．本発明では、前記漏洩電流検出手段は、前記塗装機内の塗料通路を流れる電流を検出する塗料通路電流検出器を含む構成としている。
この構成により、塗料通路電流検出器を用いて塗料通路内を流れる漏洩電流を検出することができる。これにより、電源遮断手段および報知手段は、塗料通路内における絶縁破壊の進行状況を把握することができるから、塗料通路の内面に顔料等が付着、堆積して絶縁性が低下、損失したことを判別することができる。従って、電源遮断手段は、塗料通路の内面で絶縁破壊が生じる前に高電圧の供給を遮断することができるから、塗料通路の損傷を防ぎ、信頼性、耐久性を高めることができる。また、報知手段は、塗料通路の内面で沿面放電による損傷が進行する前に警報の発生等によって絶縁低下を報知し、作業者に対して塗料通路の清掃、洗浄を促すことができる。
（４）．本発明では、前記漏洩電流検出手段は、前記塗装機の外面を流れる電流を検出する外面電流検出器と、前記塗装機内の塗料通路を流れる電流を検出する塗料通路電流検出器とを含む構成としている。
この構成により、外面電流検出器を用いて塗装機の外面を流れる漏洩電流を検出することができると共に、塗料通路電流検出器を用いて塗料通路内を流れる漏洩電流を検出することができる。これにより、電源遮断手段および報知手段は、塗装機の外面における絶縁破壊の進行状況を把握することができると共に、塗料通路内における絶縁破壊の進行状況を把握することができる。
（５）．本発明では、前記塗装機は、駆動エアによって回転駆動するエアモータと、該エアモータによって回転する回転軸と、該回転軸の先端に設けられ該回転軸によって回転する間に塗料供給弁を介して供給された塗料を噴霧する回転霧化頭と、該回転霧化頭の外周側に設けられ塗料の噴霧パターンを成形するシェーピングエアを吐出するためのエア吐出孔を有するシェーピングエアリングとによって構成し、前記漏洩電流検出手段は、前記駆動エアを供給するための駆動エア通路を流れる電流を検出する駆動エア通路電流検出器と、前記シェーピングを供給するためのシェーピングエア通路を流れる電流を検出するシェーピングエア通路電流検出器と、前記塗料供給弁を開閉駆動するための供給弁駆動エア通路を流れる電流を検出する供給弁駆動エア通路電流検出器とを含む構成としている。
この場合、漏洩電流検出手段は、駆動エア通路電流検出器、シェーピングエア通路電流検出器および供給弁駆動エア通路電流検出器を含む構成としたから、３個の電流検出器を用いてそれぞれのエア通路内を流れる漏洩電流を検出することができる。これにより、電源遮断手段および報知手段は、エア通路内における絶縁破壊の進行状況を把握することができるから、エア通路の内面に塵埃、水分等が付着、堆積して絶縁性が低下、損失したことを判別することができる。従って、電源遮断手段は、各エア通路の内面で絶縁破壊が生じる前に高電圧の供給を遮断することができるから、エア通路の損傷を防ぎ、信頼性、耐久性を高めることができる。また、報知手段は、各エア通路の内面で沿面放電による損傷が進行する前に警報の発生等によって絶縁低下を報知し、作業者にエア通路やエア源の保守を要請することができ、エア通路およびエア源のフィルタ、ドライヤに対する清掃を促すことができる。
（６）．本発明では、前記塗装機は、駆動エアによって回転駆動するエアモータと、該エアモータによって回転する回転軸と、該回転軸の先端に設けられ該回転軸によって回転する間に塗料供給弁を介して供給された塗料を噴霧する回転霧化頭と、該回転霧化頭の外周側に設けられ塗料の噴霧パターンを成形するシェーピングエアを吐出するためのエア吐出孔を有するシェーピングエアリングとによって構成し、前記漏洩電流検出手段は全エア通路電流検出器を含む構成とし、該全エア通路電流検出器は、前記駆動エアを供給するための駆動エア通路を流れる電流と、前記シェーピングを供給するためのシェーピングエア通路を流れる電流と、前記塗料供給弁を開閉駆動するための供給弁駆動エア通路を流れる電流とを一緒に検出する構成としている。
この場合、漏洩電流検出手段に含まれる全エア通路電流検出器は、駆動エア通路を流れる電流と、シェーピングエア通路を流れる電流と、供給弁駆動エア通路を流れる電流とを一緒に検出する構成としたから、単一の全エア通路電流検出器を用いて全てのエア通路内を流れる漏洩電流を一緒に検出することができる。これにより、電源遮断手段および報知手段は、エア通路内における絶縁破壊の進行状況を把握することができるから、エア通路の内面に塵埃、水分等が付着、堆積して絶縁性が低下、損失したことを判別することができる。
また、駆動エア通路、シェーピングエア通路、供給弁駆動エア通路には一般に共通のエア源に接続され、同じエアが供給されるから、各エア通路内の絶縁性を低下させる要因は、エア中の水分、塵埃（微細ミスト）がエア通路の内面に付着することで共通している。このため、これらのエア通路は一緒に絶縁性が低下する傾向があるのに対し、全エア通路電流検出器は全てのエア通路内を流れる漏洩電流を一緒に（合計して）検出するから、いずれのエア通路の絶縁性が低下した場合でも早期かつ確実に検出することができる。また、複数のエア通路に対して単一の全エア通路電流検出器を用いるから、複数のエア通路に電流検出器をそれぞれ設けた場合に比べて、電流検出器の数を少なくすることができる。これにより、電源遮断手段および報知手段の制御機能を簡略化することができると共に、装置全体の製造コストを低減することができる。
（７）．本発明では、前記電源遮断手段は、前記全帰路電流検出手段による全帰路電流検出値から前記漏洩電流検出手段による漏洩電流検出値を除き、被塗物との間に流れる被塗物電流を演算する被塗物電流演算手段と、該被塗物電流演算手段による被塗物電流が所定の遮断しきい電流値を超えたときに前記電源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被塗物電流異常処理手段とを備える構成としている。
これにより、被塗物電流異常処理手段は、被塗物との間に流れる被塗物電流を用いて塗装機が被塗物に異常接近したか否かを判別することができ、異常接近したときには電源電圧の供給を遮断することができる。また、全帰路電流検出値を用いて被塗物に異常接近したか否かを判別する場合には、被塗物の接近状況が漏洩電流に基づいて緩和され、精度が低下し易い。これに対し、被塗物電流異常処理手段は、全帰路電流検出値から漏洩電流検出値を減算した被塗物電流を用いて塗装機が被塗物に異常接近したか否かを判別するから、被塗物の接近状況を高い精度で把握することができる。
さらに、被塗物電流異常処理手段は漏洩電流検出値を減算した被塗物電流を常時監視するから、塗装機の内外で異常な漏洩電流（塗装機の外面等のように通常の漏洩電流が生じる箇所以下での漏洩電流）が生じたか否かを間接的に監視することができる。このため、このような異常な漏洩電流が生じた場合でも、被塗物電流異常処理手段によって早期に発見、判別することができる。
（８）．本発明では、前記電源遮断手段は、前記全帰路電流検出手段による全帰路電流検出値から前記漏洩電流検出手段による漏洩電流検出値を減算し、被塗物との間に流れる被塗物電流を演算する被塗物電流演算手段と、該被塗物電流演算手段による被塗物電流の変化量が所定の遮断しきい変化量を超えたときに前記電源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スロープ異常処理手段とを備える構成としている。
これにより、スロープ異常処理手段は、被塗物との間に流れる被塗物電流の変化量を用いて塗装機が被塗物に異常接近したか否かを判別することができ、異常接近したときには電源電圧の供給を遮断することができる。また、全帰路電流検出値の変化量を用いて被塗物に異常接近したか否かを判別する場合には、被塗物の接近状況が漏洩電流に基づいて緩和され、精度が低下し易い。これに対し、スロープ異常処理手段は、全帰路電流検出値から漏洩電流検出値を減算した被塗物電流の変化量を用いて塗装機が被塗物に異常接近したか否かを判別するから、被塗物の接近状況を高い精度で把握することができる。

図１は、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一部破断の正面図である。
図２は、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は、図１中の高電圧制御装置に格納された遮断しきい電流値、警報しきい電流値を示す説明図である。
図４は、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５は、図４に続く流れ図である。
図６は、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７は、図６に続く流れ図である。
図８は、図６中のスロープ検出処理を示す流れ図である。
図９は、第３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。

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。
まず、図１ないし図５は第１の実施の形態による回転霧化頭型塗装装置を示している。図において、１はアース電位にある被塗物Ａに向けて塗料を噴霧する塗装機で、該塗装機１は、後述するカバー２、エアモータ３、回転霧化頭５等によって構成されている。
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を示している。このカバー２は、エアモータ３、高電圧発生器１４等を覆っている。
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を示している。このエアモータ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。また、エアモータ３には、塗装機１内に設けられた駆動エア通路４が接続されている。そして、エアモータ３は、エアタービン３Ｄに対して駆動エア通路４を通じて駆動エアを供給することにより、回転軸３Ｃと回転霧化頭５を、例えば３０００〜１５００００ｒｐｍで高速回転させるものである。
５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５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ている。この回転霧化頭５は、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８を通じて塗料が供給されることにより、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５には、エアモータ３の回転軸３Ｃ等を介して後述の高電圧発生器１４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５全体に高電圧を印加することができ、これらの前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。
６は例えば絶縁性樹脂材料を用いて形成さ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６は、回転霧化頭５の外周側を囲繞するようにカバー２の先端側に設けられている。このシェーピングエアリング６には複数個のエア吐出孔６Ａが穿設され、該エア吐出孔６Ａは塗装機１内に設けられたシェーピングエア通路７が連通している。そして、エア吐出孔６Ａにはシェーピングエア通路７を通じてシェーピングエアが供給され、エア吐出孔６Ａは、該シェーピングエアを回転霧化頭５から噴霧される塗料に向けて噴出する。これにより、シェーピングエアは、回転霧化頭５から噴霧された塗料粒子の噴霧パターンを成形する。
８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８の先端側は、回転軸３Ｃの先端から突出して回転霧化頭５内に延在している。また、フィードチューブ８内には塗料通路９が設けられると共に、該塗料通路９は色替弁装置（図示せず）を介して塗料供給源１０および洗浄シンナ供給源（図示せず）に接続されている。これにより、フィードチューブ８は、塗装時には塗料通路９を通じて回転霧化頭５に向けて塗料供給源１０からの塗料を供給すると共に、洗浄時、色替時等には洗浄シンナ供給源からの洗浄流体（シンナ、空気等）を供給する。
なお、フィードチューブ８は、本実施の形態に限らず、例えば内筒に塗料通路が形成され、外筒に洗浄シンナ通路が配置された二重筒状に形成してもよい。また、塗料通路９は、本実施の形態のようにフィードチューブ８内を通るものに限らず、塗装機１の種類に応じて種々の通路形態が採用可能である。
１１は塗料通路９の途中に設けられた例えば常閉型の塗料供給弁を示している。この塗料供給弁１１は、塗料通路９内を延びる弁体１１Ａと、該弁体１１Ａの基端側に位置してシリンダ１１Ｂ内に設けられたピストン１１Ｃと、シリンダ１１Ｂ内に設けられ弁体１１Ａを閉弁方向に付勢する弁ばね１１Ｄと、シリンダ１１Ｂ内で弁ばね１１Ｄと反対側に設けられた受圧室１１Ｅとから構成されている。また、受圧室１１Ｅには、カバー２内を延びる供給弁駆動エア通路１２が接続されている。そして、塗料供給弁１１は、供給弁駆動エア通路１２を通じて受圧室１１Ｅに供給弁駆動エア（パイロットエア）が供給されることによって、弁ばね１１Ｄに抗して弁体１１Ａが開弁し（図１中の左方に移動し）、塗料通路９内の塗料の流通を許可する。
１３はエア源を示し、該エア源１３は、駆動エア通路４、シェーピングエア通路７および供給弁駆動エア通路１２に接続されている。ここで、エア源１３は、フィルタを通じて外気を吸引、圧縮した後に、ドライヤ（いずれも図示せず）を用いて圧縮空気を乾燥させて吐出する。そして、エア源１３から吐出される圧縮空気は、例えば駆動エア通路４の途中に設けられた空電変換器（図示せず）を介してエアモータ３に供給され、空電変換器を用いてエアモータ３の回転数が制御されている。また、エア源１３から吐出される圧縮空気は、シェーピングエア通路７に供給されて塗料粒子の噴霧パターンを成形すると共に、供給弁駆動エア通路１２に供給されて塗料供給弁１１の開閉駆動に使用される。
１４はカバー２の基端側に内蔵された高電圧発生器で、該高電圧発生器１４は、例えば複数のコンデンサ、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）によって構成されている。また、高電圧発生器１４は、後述の電源電圧制御装置１５から供給される電源電圧を昇圧して、例えば−３０〜−１５０ｋＶの高電圧を発生する。そして、高電圧発生器１４は、エアモータ３、回転霧化頭５を通じて、該回転霧化頭５に供給された塗料に直接的に高電圧に帯電させている。
次に、１５は電源電圧制御装置を示し、この電源電圧制御装置１５は、高電圧発生器１４から出力される出力電圧（高電圧）を制御するために高電圧発生器１４に供給する直流の電源電圧を制御するものである。そして、この電源電圧制御装置１５は、その入力側が電源変換回路１６を介して商用電源１７に接続され、出力側が高電圧発生器１４に接続されている。
ここで、電源変換回路１６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１７から給電されるＡＣ１００Ｖを例えばＤＣ２４Ｖに電源変換し、このＤＣ２４Ｖを電源電圧として電源電圧制御装置１５に出力している。
また、前記電源電圧制御装置１５は、ＮＰＮ型のパワートランジスタ１８と該パワートランジスタ１８を制御するトランジスタ制御回路１９とによって構成されている。そして、パワートランジスタ１８のコレクタは電源変換回路１６に接続され、エミッタは高電圧発生器１４の入力側に接続されると共に、ベースはトランジスタ制御回路１９に接続されている。
そして、トランジスタ制御回路１９は、後述する高電圧制御装置２０から出力される設定信号に応じてパワートランジスタ１８のベース電圧を変化させ、エミッタから高電圧発生器１４の入力側に印加される電源電圧を可変に制御している。
２０は電源電圧制御装置１５に対して電源電圧を設定するために電圧設定器２１から出力される設定電圧に応じた信号（設定信号）を出力する高電圧制御装置で、該高電圧制御装置２０は、処理装置（ＣＰＵ）等を含んで構成されている。また、高電圧制御装置２０は、その入力側に電圧設定器２１、電圧センサ２２、電流センサ２３および漏洩電流検出器２４が接続されると共に、出力側に後述の警報ブザー３０、警報ランプ３１が接続されている。
そして、高電圧制御装置２０は、電圧設定器２１から出力される設定電圧と電圧センサ２２による検出電圧とを比較して高電圧発生器１４から出力される出力電圧をフィードバック制御する。これにより、高電圧制御装置２０は、トランジスタ制御回路１９に設定信号を出力し、パワートランジスタ１８の駆動を制御して高電圧発生器１４から出力する高電圧を制御している。
また、高電圧制御装置２０は、後述の図４および図５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、高電圧制御装置２０は、後述の電流センサ２３，２５〜２９の電流検出値Ｉｔ，Ｉａ〜Ｉｅを用いて、塗装機１の絶縁状態を判別し、絶縁性が低下した初期段階と判別したときには、警報ブザー３０、警報ランプ３１に警報信号を出力する。一方、絶縁性が損なわれた状態と判別したときには、電源電圧制御装置１５に対して遮断信号を出力し、高電圧発生器１４に対する電源電圧の供給を遮断する。
なお、電圧設定器２１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−３０〜−１５０ｋＶの範囲内で適宜設定されるものである。
２２は高電圧発生器１４の出力側に接続された電圧センサで、該電圧センサ２２は、エアモータ３、回転霧化頭５の電圧として高電圧発生器１４から出力される出力電圧を検出し、この電圧検出値Ｖを高電圧制御装置２０に向けて出力している。
２３は高電圧発生器１４に接続された全帰路電流検出手段としての電流センサを示している。この電流センサ２３は、商用電源１７、電源変換回路１６、高電圧発生器１４、回転霧化頭５、被塗物Ａ等の経路からなる高電圧印加経路のうち、高電圧発生器１４を流れる全帰路電流を検出している。このとき、高電圧発生器１４には、高電圧印加経路を通る被塗物電流に加えて、後述する各種の漏洩経路を通る漏洩電流が流れる。即ち、高電圧印加経路と漏洩経路とはアースを介して接続されているから、高電圧発生器１４には、被塗物電流と漏洩電流との両方が戻ってくる。このため、電流センサ２３は、被塗物電流と漏洩電流とを加えた全帰路電流を検出し、この電流検出値Ｉｔを高電圧制御装置２０に向けて出力している。
２４は被塗物Ａを通らずに流れる漏洩電流を検出する漏洩電流検出手段としての漏洩電流検出器を示している。この漏洩電流検出器２４は、後述する電流センサ２５〜２９によって構成され、その出力側が高電圧制御装置２０に接続されている。
２５は外面電流検出器としての電流センサを示している。この電流センサ２５は、例えばカバー２の表面に設けられた導電性金属材料等からなる環状の導体端子２５Ａに接続されている。この場合、導体端子２５Ａは、カバー２の表面と略同一面をなし、カバー２を取囲む環状の導体によって形成されている。そして、電流センサ２５は、導体端子２５Ａを通じて塗装機１の外面（カバー２の表面）を流れる電流を検出し、この電流検出値Ｉａを高電圧制御装置２０に向けて出力している。
２６は駆動エア通路電流検出器としての電流センサを示している。この電流センサ２６は、例えば駆動エア通路４の途中に設けられた導電性金属材料等からなる環状の導体端子２６Ａに接続されている。この場合、導体端子２６Ａは、その内周面が駆動エア通路４の内壁面と略同一面をなす環状の導体によって形成されている。そして、電流センサ２６は、導体端子２６Ａを通じて塗装機１内の駆動エア通路４を流れる電流を検出し、この電流検出値Ｉｂを高電圧制御装置２０に向けて出力している。
２７はシェーピングエア通路電流検出器としての電流センサを示している。この電流センサ２７は、例えばシェーピングエア通路７の途中に設けられた導電性金属材料等からなる環状の導体端子２７Ａに接続されている。この場合、導体端子２７Ａは、その内周面がシェーピングエア通路７の内壁面と略同一面をなす環状の導体によって形成されている。そして、電流センサ２７は、導体端子２７Ａを通じて塗装機１内のシェーピングエア通路７を流れる電流を検出し、この電流検出値Ｉｃを高電圧制御装置２０に向けて出力している。
２８は供給弁駆動エア通路電流検出器としての電流センサを示している。この電流センサ２８は、例えば供給弁駆動エア通路１２の途中に設けられた導電性金属材料等からなる環状の導体端子２８Ａに接続されている。この場合、導体端子２８Ａは、その内周面が供給弁駆動エア通路１２の内壁面と略同一面をなす環状の導体によって形成されている。そして、電流センサ２８は、導体端子２８Ａを通じて塗装機１内の供給弁駆動エア通路１２を流れる電流を検出し、この電流検出値Ｉｄを高電圧制御装置２０に向けて出力している。
２９は塗料通路電流検出器としての電流センサを示している。この電流センサ２９は、例えば塗料供給弁１１よりも上流側（塗料供給源１０側）に位置して塗料通路９の途中に設けられた導電性金属材料等からなる環状の導体端子２９Ａに接続されている。この場合、導体端子２９Ａは、その内周面が塗料通路９の内壁面と略同一面をなす環状の導体によって形成されている。そして、電流センサ２９は、導体端子２９Ａを通じて塗装機１内の塗料通路９を流れる電流を検出し、この電流検出値Ｉｅを高電圧制御装置２０に向けて出力している。
３０は警報ブザー、３１は警報ランプをそれぞれ示している。これらの警報ブザー３０、警報ランプ３１は、警報手段を構成すると共に、高電圧制御装置２０の出力側に接続されている。そして、警報ブザー３０、警報ランプ３１は、高電圧制御装置２０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。
第１の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。
塗装機１は、エアモータ３によって回転霧化頭５を高速回転させ、この状態でフィードチューブ８を通じて回転霧化頭５に塗料を供給する。これにより、塗装機１は、回転霧化頭５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。また、シェーピングエアリング６を通じてシェーピングエアを供給することによって、塗料粒子は、噴霧パターンが制御されつつ被塗物に塗着するものである。
また、回転霧化頭５にはエアモータ３を介して高電圧発生器１４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５を通じて直接的に高電圧に帯電すると共に、回転霧化頭５と被塗物Ａ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。
次に、高電圧制御装置２０による高電圧発生制御処理について図４および図５を参照しつつ説明する。
なお、遮断しきい電流値Ｉｔ０は、回転霧化頭５が被塗物Ａに異常接近した状態またはカバー２等の絶縁性が損なわれた状態で、高電圧発生器１４を流れる全帰路電流値を示している。この遮断しきい電流値Ｉｔ０は、例えば２００μＡ程度に設定されている。
また、遮断しきい電流値Ｉｘ０は、回転霧化頭５が被塗物Ａに異常接近して絶縁性が損なわれた状態で塗装機１と被塗物Ａとの間に流れる被塗物電流値を示している。この遮断しきい電流値Ｉｘ０は、例えば８０μＡ程度に設定されている。遮断しきい電流値Ｉａ０は、カバー２の絶縁性が損なわれた状態でカバー２の外面を流れる電流値を示している。この遮断しきい電流値Ｉａ０は、例えば６０μＡ程度に設定されている。さらに、遮断しきい電流値Ｉｂ０〜Ｉｄ０は、各エア通路４，７，１２の絶縁性が損なわれた状態で各エア通路４，７，１２内に流れる電流値を示している。この遮断しきい電流値Ｉｂ０〜Ｉｄ０は、例えば１０μＡ程度に設定されている。遮断しきい電流値Ｉｅ０は、塗料通路９の絶縁性が損なわれた状態で塗料通路９内に流れる電流値を示している。この遮断しきい電流値Ｉｅ０は、例えば１５μＡ程度に設定されている。
一方、警報しきい電流値Ｉａ１〜Ｉｅ１は、遮断しきい電流値Ｉａ０〜Ｉｅ０よりも小さい値（例えば、遮断しきい電流値Ｉｔ０の６０％〜８０％程度の値）にそれぞれ設定されている。
ここで、警報しきい電流値Ｉａ１は、カバー２の絶縁性が低下した初期段階の状態（カバー２の絶縁性が失われる傾向がある状態）でカバー２の外面を流れる電流値を示している。この警報しきい電流値Ｉａ１は、遮断しきい電流値Ｉａ０よりも小さい値として例えば４０μＡ程度に設定されている。同様に、警報しきい電流値Ｉｂ１〜Ｉｄ１は、各エア通路４，７，１２の絶縁性が低下した初期段階の状態で各エア通路４，７，１２内に流れる電流値を示している。この警報しきい電流値Ｉｂ１〜Ｉｄ１は、遮断しきい電流値Ｉｂ０〜Ｉｄ０よりも小さい値として例えば６μＡ程度にそれぞれ設定されている。警報しきい電流値Ｉｅ１は、塗料通路９の絶縁性が低下した初期段階の状態で塗料通路９内に流れる電流値を示している。この警報しきい電流値Ｉｅ１は、遮断しきい電流値Ｉｅ０よりも小さい値として例えば１０μＡ程度に設定されている。
前述した遮断しきい電流値Ｉｔ０，Ｉｘ０，Ｉａ０〜Ｉｅ０、警報しきい電流値Ｉａ１〜Ｉｅ１をまとめると、図３に示すデータマップのようになる。
まず、ステップ１では、予め高電圧制御装置２０のメモリ等（図示せず）に格納しておいた図３に示すデータから絶対値検出用の遮断しきい電流値Ｉｔ０，Ｉｘ０，Ｉａ０〜Ｉｅ０を読込む。ステップ２では、予めメモリに格納しておいた図３に示すデータから絶対値検出用の警報しきい電流値Ｉａ１〜Ｉｅ１を読込み、ステップ３では、電流センサ２３，２５〜２９によって検出した電流の検出値Ｉｔ，Ｉａ〜Ｉｅを読込む。
次に、ステップ４では、全帰路電流の検出値Ｉｔから漏洩電流の検出値Ｉａ〜Ｉｅを減算して、塗装機１と被塗物Ａとの間に流れている被塗物電流値Ｉｘを以下の（１）式に基づいて演算する。
Ｉｘ＝Ｉｔ−（Ｉａ＋Ｉｂ＋Ｉｃ＋Ｉｄ＋Ｉｅ） ・・・・（１）
次に、ステップ５では、ステップ４で算出した被塗物電流値Ｉｘが予め決められた遮断しきい電流値Ｉｘ０よりも大きい（Ｉｘ＞Ｉｘ０）か否かを判定する。そして、ステップ５で「ＹＥＳ」と判定したときには、例えば回転霧化頭５が被塗物Ａに異常接近して絶縁性が損なわれた状態となり、塗装機１と被塗物Ａとの間に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６に移って被塗物電流値Ｉｘが過大であることを示す異常停止表示を例えば高電圧制御装置２０のモニタ等（図示せず）に出力する。
その後、ステップ７では、高電圧制御装置２０は電源電圧制御装置１５に対して遮断信号を出力し、トランジスタ制御回路１９を駆動して高電圧発生器１４と電源変換回路１６との間を遮断し、高電圧の供給を停止する。最後に、ステップ８では、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。
一方、ステップ５で「ＮＯ」と判定したときには、ステップ９に移行する。そして、ステップ９では、カバー２等の表面を流れる電流検出値Ｉａが予め決められた遮断しきい電流値Ｉａ０よりも大きい（Ｉａ＞Ｉａ０）か否かを判定する。そして、ステップ９で「ＹＥＳ」と判定したときには、例えばカバー２等に付着した吸着物によって沿面放電が生じて絶縁性が損なわれた状態となり、カバー２の表面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１０に移ってカバー２の表面で検出した電流検出値Ｉａが過大であることを示す異常停止表示を例えば高電圧制御装置２０のモニタ等（図示せず）に出力する。その後、ステップ７に移って高電圧発生器１４と電源変換回路１６との間を遮断して高電圧の供給を停止し、ステップ８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。
一方、ステップ９で「ＮＯ」と判定したときには、ステップ１１に移行する。そして、ステップ１１では、エア通路４，７，１２内を流れる電流検出値Ｉｂ〜Ｉｄと塗料通路９内を流れる電流検出値Ｉｅがそれぞれ予め決められた遮断しきい電流値Ｉｂ０〜Ｉｅ０よりも大きい（Ｉｂ＞Ｉｂ０，Ｉｃ＞Ｉｃ０，Ｉｄ＞Ｉｄ０，Ｉｅ＞Ｉｅ０）か否かを判定する。そして、ステップ１１で「ＹＥＳ」と判定したときには、例えばエア通路４，７，１２内に付着した水分、塵埃等によって沿面放電が生じて絶縁性が失われた状態となり、エア通路４，７，１２内のいずれか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。または、塗料通路９内に付着した顔料等によって沿面放電が生じて絶縁性が損なわれた状態となり、塗料通路９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１２に移って電流検出値Ｉｂ〜Ｉｅのうち過大となった電流検出値Ｉｂ〜Ｉｅの通路を特定する異常停止表示を例えば高電圧制御装置２０のモニタ等（図示せず）に出力する。その後、ステップ７に移って高電圧発生器１４と電源変換回路１６との間を遮断して高電圧の供給を停止し、ステップ８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。
一方、ステップ１１で「ＮＯ」と判定したときには、ステップ１３に移行する。そして、ステップ１３では、高電圧発生器１４を流れる全帰路電流の電流検出値Ｉｔが予め決められた遮断しきい電流値Ｉｔ０よりも大きい（Ｉｔ＞Ｉｔ０）か否かを判定する。そして、ステップ１３で「ＹＥＳ」と判定したときには、電流検出値Ｉｔが絶縁破壊を生じ得る程度に増大しているから、ステップ１４に移って全帰路電流の電流検出値Ｉｔが過大であることを示す異常停止表示を例えば高電圧制御装置２０のモニタ等（図示せず）に出力する。その後、ステップ７に移って高電圧発生器１４と電源変換回路１６との間を遮断して高電圧の供給を停止し、ステップ８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。
一方、ステップ１３で「ＮＯ」と判定したときには、ステップ５，９，１１，１３のいずれでも「ＮＯ」と判定されたから、電流検出値Ｉａ〜Ｉｅ，Ｉｔ、被塗物電流値Ｉｘはいずれも遮断しきい電流値Ｉａ０〜Ｉｅ０，Ｉｔ０，Ｉｘ０以下となる。このため、電流検出値Ｉａ〜Ｉｅ，Ｉｔ、被塗物電流値Ｉｘは塗装が継続可能な程度に小さいものと考えられるから、ステップ１５に移行する。
次に、ステップ１５では、カバー２等の表面を流れる電流検出値Ｉａが予め決められた警報しきい電流値Ｉａ１よりも大きい（Ｉａ＞Ｉａ１）か否かを判定する。そして、ステップ１５で「ＹＥＳ」と判定したときには、塗装の継続は可能であるものの、例えばカバー２に付着した吸着物によって沿面放電が生じ、絶縁性が低下している。このため、ステップ１６に移って警報ブザー３０、警報ランプ３１に警報信号を出力すると共に、例えば高電圧制御装置２０のモニタ等（図示せず）に電流検出値Ｉａが増大してカバー２の絶縁性が低下していることを表示し、これらを用いて作業者に対してカバー２の表面の保守（点検、清掃等）を促す。その後、ステップ３以降の処理を繰返す。
一方、ステップ１５で「ＮＯ」と判定したときには、ステップ１７に移行する。そして、ステップ１７では、エア通路４，７，１２内を流れる電流検出値Ｉｂ〜Ｉｄと塗料通路９内を流れる電流検出値ｅがそれぞれ予め決められた警報しきい電流値Ｉｂ１〜Ｉｅ１よりも大きい（Ｉｂ＞Ｉｂ１，Ｉｃ＞Ｉｃ１，Ｉｄ＞Ｉｄ１，Ｉｅ＞Ｉｅ１）か否かを判定する。そして、ステップ１７で「ＹＥＳ」と判定したときには、塗装の継続は可能であるものの、例えばエア通路４，７，１２内に付着した水分、塵埃等によって沿面放電が生じて絶縁性が低下した状態、または塗料通路９内に付着した顔料等によって沿面放電が生じて絶縁性が低下した状態となっている。このため、ステップ１８に移って警報ブザー３０、警報ランプ３１に警報信号を出力すると共に、例えば高電圧制御装置２０のモニタ等（図示せず）にエア通路４，７，１２と塗料通路９のうち絶縁性が低下した通路を表示する。これにより、作業者に対してエア通路４，７，１２と塗料通路９のうち絶縁性が低下した通路を知らせると共に、当該通路等の保守を促す。その後、ステップ３以降の処理を繰返す。
一方、ステップ１７で「ＮＯ」と判定したときには、いずれの電流検出値Ｉａ〜Ｉｅも警報しきい電流値Ｉａ１〜Ｉｅ１よりも小さく、通常の塗装状態に保たれていると考えられる。このため、そのままの状態を保持して、ステップ３に移行し、ステップ３以降の処理を繰返す。
第１の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。
然るに、本実施の形態では、高電圧発生器１４を流れる全帰路電流を検出する電流センサ２３と、被塗物Ａを通らずに流れる漏洩電流を検出する漏洩電流検出器２４とを設けている。このため、高電圧制御装置２０は、電流センサ２３による電流検出値Ｉｔが所定の遮断しきい電流値Ｉｔ０を超えたか否か、または漏洩電流検出器２４による電流検出値Ｉａ〜Ｉｅが所定の遮断しきい電流値Ｉａ０〜Ｉｅ０を超えたか否かを判別することによって、絶縁破壊が生じ得る程度に塗装機１の絶縁性が損なわれたか否かを判別することができる。
これにより、高電圧制御装置２０は、例えば電流検出値Ｉｔを用いて塗装機１が被塗物Ａに異常接近して塗装機１の絶縁性が損なわれたことを判別できる。また、高電圧制御装置２０は、電流検出値Ｉａ〜Ｉｅを用いて塗装機１のカバー２の表面、エア通路４，７，１２の内面、塗料通路９の内面等のように被塗物Ａを通らずに漏洩電流が流れる箇所の絶縁性が損なわれたことを判別することができる。
また、高電圧制御装置２０は、漏洩電流検出器２４による電流検出値Ｉａ〜Ｉｅを用いて塗装機１の絶縁低下を報知する構成としている。このため、高電圧制御装置２０は、電流検出値Ｉａ〜Ｉｅが遮断しきい電流値Ｉａ０〜Ｉｅ０よりも小さい所定の警報しきい電流値Ｉａ１〜Ｉｅ１を超えたか否かを判別することによって、塗装機１の絶縁性が損なわれる前に初期段階の絶縁低下が生じたか否かを判別することができる。
これにより、高電圧制御装置２０は、電流検出値Ｉａ〜Ｉｅを用いて被塗物Ａと塗装機１との間以外の箇所（例えば塗装機１のカバー２の表面、エア通路４，７，１２の内面、塗料通路９の内面等）における絶縁破壊の進行状況を把握することができるから、これら各箇所での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１の保守、清掃を促すことができ、塗装機１の損傷を防ぎ、信頼性、耐久性を高めることができる。
特に、第１の実施の形態では、漏洩電流検出器２４は例えば塗装機１のカバー２の表面、エア通路４，７，１２の内面、塗料通路９の内面等の漏洩電流を個別に検出する電流センサ２５〜２９を備える構成としている。このため、高電圧制御装置２０は、漏洩電流を検出する複数箇所のうち、漏洩電流が増大している箇所（絶縁性が低下している箇所）を判別することができる。この結果、作業者は、塗装機１のうち高電圧制御装置２０によって判別した箇所やその関連装置等だけを保守、清掃すればよい。
具体的には、電流センサ２５の電流検出値Ｉａが増大して高電圧制御装置２０が警報の発生や高電圧の供給停止を行ったときには、塗装機１のカバー２の表面に吸着物が堆積しているものと考えられる。このため、作業者は塗装機１のカバー２の表面を清掃すればよい。
また、電流センサ２６〜２８の電流検出値Ｉｂ〜Ｉｄが増大して高電圧制御装置２０が警報の発生や高電圧の供給停止を行ったときには、駆動エア通路４、シェーピングエア通路７、供給弁駆動エア通路１２のうちいずれかの通路の内面に水分、塵埃等が付着しているものと考えられる。このため、高電圧制御装置２０によって判別されたいずれかの通路を清掃すると共に、各エア通路４，７，１２にエアを供給するエア源１３のフィルタ、ドライヤ等を点検、清掃、交換等すればよい。
さらに、電流センサ２９の電流検出値Ｉｅが増大して高電圧制御装置２０が警報の発生や高電圧の供給停止を行ったときには、塗料通路９の内面に塗料の顔料等が付着しているものと考えられる。このため、作業者は塗装機１内の塗料通路９をシンナ等を用いて清掃すればよい。
このように、絶縁性が低下して漏洩電流が生じた箇所のみ保守、清掃等を行えばよいから、塗装機１の清掃等による塗装中断時間を短縮することができ、塗装生産性を向上することができる。
また、高電圧制御装置２０は、被塗物Ａと塗装機１との間に流れる被塗物電流値Ｉｘを演算し、該被塗物電流値Ｉｘが所定の遮断しきい電流値Ｉｘ０を超えたときに電源電圧制御装置１５に対して遮断信号を出力する構成としている。このため、高電圧制御装置２０は、被塗物電流値Ｉｘを用いて塗装機１が被塗物Ａに異常接近したか否かを判別することができ、異常接近したと判別したときには高電圧発生器１４に対する電源電圧の供給を遮断することができる。
また、従来技術のように全帰路電流検出値Ｉｔを用いて塗装機１が被塗物Ａに異常接近したか否かを判別する場合には、被塗物Ａの接近状況が漏洩電流に基づいて緩和され、精度が低下し易い。これに対し、本実施の形態では、全帰路電流検出値Ｉｔから漏洩電流の電流検出値Ｉａ〜Ｉｅを除いた被塗物電流値Ｉｘを用いて塗装機１が被塗物Ａに異常接近したか否かを判別するから、被塗物Ａの接近状況を高い精度で把握することができる。この結果、塗装途中の不必要な塗装の中断を防止して被塗物Ａの塗装不良を回避することができ、塗装生産性を向上させることができる。
さらに、高電圧制御装置２０は漏洩電流の電流検出値Ｉａ〜Ｉｅを除いた被塗物電流値Ｉｘを常時監視することができる。従って、高電圧制御装置２０は、塗装機１の内外で異常な漏洩電流（塗装機１の外面等のように通常の漏洩電流が生じる箇所以下での漏洩電流）が生じたか否かを間接的に監視することができる。このため、このような異常な漏洩電流が生じた場合でも、早期に発見、判別することができ、塗装機１が損傷する前に点検、修理を促すことができる。
次に、図６ないし図８は第２の実施の形態による高電圧発生制御処理を示している。本実施の形態の特徴は被塗物電流の変化量が所定の遮断しきい変化量を超えたときに電源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スロープ異常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。
また、遮断しきい電流値Ｉｔ０，Ｉｘ０，Ｉａ０〜Ｉｅ０、警報しきい電流値Ｉａ１〜Ｉｅ１は、第１の実施の形態と同様に設定され、図３に示すように、高電圧制御装置２０のメモリ等（図示せず）に予め格納されているものである。
また、スロープ検出に用いる例えば１７０ｍｓ毎の被塗物電流値は、Ｉｘ′として高電圧制御装置２０のメモリ（図示せず）に格納されているものとする。また、遮断しきい変化量ΔＩｘ０は、回転霧化頭５が被塗物に異常接近するときに塗装機１と被塗物Ａとの間に流れる被塗物電流値Ｉｘの変化量として４〜４０μＡ程度の値（例えば１５μＡ程度）に設定され、高電圧制御装置２０のメモリに格納されている。
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遮断しきい電流値Ｉｔ０，Ｉｘ０，Ｉａ０〜Ｉｅ０、遮断しきい変化量ΔＩｘ０を読込む。ステップ２２では、予めメモリに格納しておいた絶対値検出用の警報しきい電流値Ｉａ１〜Ｉｅ１を読込む。ステップ２３では、電流センサ２３，２５〜２９によって検出した電流の検出値Ｉｔ，Ｉａ〜Ｉｅを読込む。
次に、ステップ２４では、全帰路電流の検出値Ｉｔから漏洩電流の検出値Ｉａ〜Ｉｅを減算し、第１の実施の形態と同様に、塗装機１と被塗物Ａとの間に流れている被塗物電流値Ｉｘを（１）式に基づいて演算する。
次に、ステップ２５では、後述するスロープ検出処理を行い、後述する（２）式に従って、１７０ｍｓ毎の被塗物電流値Ｉｘの変化量ΔＩｘを演算し、ステップ２６に移行する。
そして、ステップ２６では、被塗物電流値Ｉｘの変化量ΔＩｘが予め決められた遮断しきい変化量ΔＩｘ０よりも大きい（ΔＩｘ＞ΔＩｘ０）か否かを判定する。そして、ステップ２６で「ＹＥＳ」と判定したときには、例えば回転霧化頭５が被塗物Ａに異常接近する傾向があり、塗装機１と被塗物Ａとの間に流れる電流が短時間で大きく増大している。このため、ステップ２７に移って被塗物電流の変化量ΔＩｘが過大であることを示す異常停止表示を例えば高電圧制御装置２０のモニタ等（図示せず）に出力する。その後、ステップ２８に移ってトランジスタ制御回路１９を駆動し、高電圧発生器１４と電源変換回路１６との間を遮断して高電圧の供給を停止し、ステップ２９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。
一方、ステップ２６で「ＮＯ」と判定したときには、ステップ３０に移行し、被塗物電流値Ｉｘが予め決められた遮断しきい電流値Ｉｘ０よりも大きい（Ｉｘ＞Ｉｘ０）か否かを判定する。そして、ステップ３０で「ＹＥＳ」と判定したときには、例えば回転霧化頭５が被塗物Ａに異常接近して絶縁性が損なわれた状態となり、塗装機１と被塗物Ａとの間に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３１に移って被塗物電流値Ｉｘが過大であることを示す異常停止表示を例えば高電圧制御装置２０のモニタ等（図示せず）に表示する。その後、ステップ２８では、高電圧制御装置２０が電源電圧制御装置１５に遮断信号を出力することによって、電源電圧制御装置１５は高電圧発生器１４と電源変換回路１６との間を遮断して高電圧の供給を停止する。最後に、ステップ２９では、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。
一方、ステップ３０で「ＮＯ」と判定したときには、ステップ３２に移行する。そして、ステップ３２では、カバー２等の表面を流れる電流検出値Ｉａが予め決められた遮断しきい電流値Ｉａ０よりも大きい（Ｉａ＞Ｉａ０）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、例えばカバー２等に付着した吸着物によって沿面放電が生じて絶縁性が損なわれた状態となり、カバー２の表面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３３に移ってカバー２の表面で検出した電流検出値Ｉａが過大であることを示す異常停止表示を例えば高電圧制御装置２０のモニタ等（図示せず）に出力する。その後、ステップ２８に移って高電圧発生器１４と電源変換回路１６との間を遮断して高電圧の供給を停止し、ステップ２９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。
一方、ステップ３２で「ＮＯ」と判定したときには、ステップ３４に移行する。そして、ステップ３４では、エア通路４，７，１２内を流れる電流検出値Ｉｂ〜Ｉｄと塗料通路９内を流れる電流検出値Ｉｅがそれぞれ予め決められた遮断しきい電流値Ｉｂ０〜Ｉｅ０よりも大きい（Ｉｂ＞Ｉｂ０，Ｉｃ＞Ｉｃ０，Ｉｄ＞Ｉｄ０，Ｉｅ＞Ｉｅ０）か否かを判定する。そして、ステップ３４で「ＹＥＳ」と判定したときには、例えばエア通路４，７，１２内に付着した水分、塵埃等によって沿面放電が生じて絶縁性が損なわれた状態となり、エア通路４，７，１２内のいずれか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。または、塗料通路９内に付着した顔料等によって沿面放電が生じて絶縁性が損なわれた状態となり、塗料通路９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３５に移って電流検出値Ｉｂ〜Ｉｅのうち過大となった電流検出値Ｉｂ〜Ｉｅの通路を特定する異常停止表示を例えば高電圧制御装置２０のモニタ等（図示せず）に出力する。その後、ステップ２８に移って高電圧発生器１４と電源変換回路１６との間を遮断して高電圧の供給を停止し、ステップ２９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。
一方、ステップ３４で「ＮＯ」と判定したときには、ステップ３６に移行する。そして、ステップ３６では、高電圧発生器１４を流れる全帰路電流の電流検出値Ｉｔが予め決められた遮断しきい電流値Ｉｔ０よりも大きい（Ｉｔ＞Ｉｔ０）か否かを判定する。そして、ステップ３６で「ＹＥＳ」と判定したときには、電流検出値Ｉｔが絶縁破壊を生じ得る程度に増大しているから、ステップ３７に移って全帰路電流の電流検出値Ｉｔが過大であることを示す異常停止表示を例えば高電圧制御装置２０のモニタ等（図示せず）に出力する。その後、ステップ２８に移って高電圧発生器１４と電源変換回路１６との間を遮断して高電圧の供給を停止し、ステップ２９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。
一方、ステップ３６で「ＮＯ」と判定したときには、被塗物電流の変化量ΔＩｘ、電流検出値Ｉａ〜Ｉｅ，Ｉｔ、被塗物電流値Ｉｘは塗装が継続可能な程度に小さいものと考えられるから、ステップ３８に移行する。
次に、ステップ３８では、カバー２等の表面を流れる電流検出値Ｉａが予め決められた警報しきい電流値Ｉａ１よりも大きい（Ｉａ＞Ｉａ１）か否かを判定する。そして、ステップ３８で「ＹＥＳ」と判定したときには、塗装の継続は可能であるものの、例えばカバー２に付着した吸着物によって沿面放電が生じ、絶縁性が低下している。このため、ステップ３９に移って警報ブザー３０、警報ランプ３１に警報信号を出力すると共に、例えば高電圧制御装置２０のモニタ等（図示せず）に電流検出値Ｉａが増大してカバー２の絶縁性が低下していることを表示し、これらを用いて作業者に対してカバー２の表面の保守（点検、清掃等）を促す。その後、ステップ２３以降の処理を繰返す。
一方、ステップ３８で「ＮＯ」と判定したときには、ステップ４０に移行する。そして、ステップ４０では、エア通路４，７，１２内を流れる電流検出値Ｉｂ〜Ｉｄと塗料通路９内を流れる電流検出値Ｉｅがそれぞれ予め決められた警報しきい電流値Ｉｂ１〜Ｉｅ１よりも大きい（Ｉｂ＞Ｉｂ１，Ｉｃ＞Ｉｃ１，Ｉｄ＞Ｉｄ１，Ｉｅ＞Ｉｅ１）か否かを判定する。そして、ステップ４０で「ＹＥＳ」と判定したときには、塗装の継続は可能であるものの、例えばエア通路４，７，１２内に付着した水分、塵埃等によって沿面放電が生じて絶縁性が低下した状態、または塗料通路９内に付着した顔料等によって沿面放電が生じて絶縁性が低下した状態となっている。このため、ステップ４１に移って警報ブザー３０、警報ランプ３１に警報信号を出力すると共に、例えば高電圧制御装置２０のモニタ等（図示せず）にエア通路４，７，１２と塗料通路９のうち絶縁性が低下した通路を表示する。これにより、作業者に対してエア通路４，７，１２と塗料通路９のうち絶縁性が低下した通路を知らせると共に、当該通路等の保守を促す。その後、ステップ２３以降の処理を繰返す。
一方、ステップ４０で「ＮＯ」と判定したときには、いずれの電流検出値Ｉａ〜Ｉｅも警報しきい電流値Ｉａ１〜Ｉｅ１よりも小さく、通常の塗装状態に保たれていると考えられる。このため、そのままの状態を保持して、ステップ２３に移行し、ステップ２３以降の処理を繰返す。
次に、ステップ２５のスロープ検出処理について、図８を参照しつつ説明する。ステップ５１では、電流の時間変化を検出するために予め設定された時間Ｔｌとして例えば１７０ｍｓ程度の設定時間Ｔｌを経過したか否かを判定する。そして、ステップ５１で「ＮＯ」と判定したときには、ステップ５４に移ってそのままリターンする。
一方、ステップ５１で「ＹＥＳ」と判定したときには、ステップ５２に移って今回の被塗物電流値Ｉｘと前回（１７０ｍｓ前）の被塗物電流値Ｉｘ′との差を以下の（２）式に基づいて演算する。そして、両者の差を電流の振動によるスロープ検出用の被塗物電流の変化量ΔＩｘとして算出する。その後、ステップ５３に移って、メモリ内に格納された被塗物電流値Ｉｘ′を今回の被塗物電流値Ｉｘに更新（Ｉｘ′＝Ｉｘ）し、ステップ５４に移ってリターンする。これにより、設定時間Ｔｌ毎の被塗物電流の変化量ΔＩｘを演算するものである。
ΔＩｘ＝Ｉｘ−Ｉｘ′ ・・・・（２）
かくして、第２の実施の形態でも第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。特に、本実施の形態では、被塗物電流の変化量ΔＩｘが所定の遮断しきい変化量ΔＩｘ０を超えたときに電源電圧制御装置１５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。従って、塗装機１と被塗物Ａとの間に流れる被塗物電流の変化量ΔＩｘを用いて塗装機１が被塗物Ａに異常接近したか否かを判別することができ、異常接近したときには高電圧発生器１４に対する電源電圧の供給を遮断することができる。
一方、従来技術のように全帰路電流検出値Ｉｔの変化量を用いて被塗物Ａに異常接近したか否かを判別する場合には、被塗物Ａの接近状況が漏洩電流に基づいて緩和され、精度が低下し易い。これに対し、本実施の形態では、全帰路電流検出値Ｉｔから漏洩電流検出値Ｉａ〜Ｉｅを除いた被塗物電流値Ｉｘの変化量ΔＩｘを用いて塗装機１が被塗物Ａに異常接近したか否かを判別するから、被塗物Ａの接近状況を高い精度で把握することができる。このため、不必要な塗装の中断を回避することができ、塗装の生産性を高めることができる。
次に、図９は第３の実施の形態による回転霧化頭型塗装装置を示している。本実施の形態の特徴は、駆動エア通路を流れる電流と、シェーピングエア通路を流れる電流と、供給弁駆動エア通路を流れる電流とを一緒に検出する全エア通路電流検出器を設ける構成としたことにある。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。
４１は第３の実施の形態による漏洩電流検出手段としての漏洩電流検出器で、該漏洩電流検出器４１は、被塗物Ａを通らずに流れる漏洩電流を検出すると共に、その検出値を高電圧制御装置２０に向けて出力する。また、漏洩電流検出器４１は、第１の実施の形態による漏洩電流検出器２４と同様に、外面電流検出器としての電流センサ２５と塗料通路電流検出器としての電流センサ２９とを備えている。しかし、本実施の形態では、第１の実施の形態による電流センサ２６〜２８に代えて後述する単一の電流センサ４２を備える構成としている点で第１の実施の形態とは異なる。
４２は全エア通路電流検出器としての電流センサで、該電流センサ４２は、第１の実施の形態による電流センサ２６〜２８に代えて設けられ、例えば駆動エア通路４の途中に設けられた導体端子４２Ａと、シェーピングエア通路７の途中に設けられた導体端子４２Ｂと、供給弁駆動エア通路１２の途中に設けられた導体端子４２Ｃとに接続されている。そして、電流センサ４２は、導体端子４２Ａ〜４２Ｃを通じて各エア通路４，７，１２を流れる電流を検出し、これらの電流を合計した電流検出値Ｉｆ（Ｉｆ＝Ｉｂ＋Ｉｃ＋Ｉｄ）を高電圧制御装置２０に向けて出力している。
これにより、高電圧制御装置２０は、第１の実施の形態とほぼ同様に、電流検出値Ｉｔ，Ｉａ，Ｉｆ，Ｉｅを用いて被塗物電流値Ｉｘを演算すると共に、電流検出値Ｉｆを用いて電圧供給の遮断、警報の発生を行うものである。
かくして、第３の実施の形態でも第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、漏洩電流検出器４１は、駆動エア通路４を流れる電流と、シェーピングエア通路７を流れる電流と、供給弁駆動エア通路１２を流れる電流とを一緒に検出する電流センサ４２を含む構成としたから、単一の電流センサ４２を用いて全てのエア通路４，７，１２内を流れる漏洩電流を一緒に検出することができる。
これにより、高電圧制御装置２０は、エア通路４，７，１２内における絶縁破壊の進行状況を把握することができるから、エア通路４，７，１２の内面に塵埃、水分等が付着、堆積したことを検出することができる。従って、高電圧制御装置２０は、エア通路４，７，１２の内面で絶縁破壊が生じる前に高電圧の供給を遮断することができるから、エア通路４，７，１２の損傷を防ぎ、信頼性、耐久性を高めることができる。また、高電圧制御装置２０は、エア通路４，７，１２の内面で沿面放電による損傷が進行する前に警報を発生することができ、エア通路４，７，１２の清掃やエア源１３のフィルタ、ドライヤに対する清掃を促すことができる。
また、駆動エア通路４、シェーピングエア通路７、供給弁駆動エア通路１２には共通のエア源１３に接続され、同じエアが供給されるから、各エア通路４，７，１２内の絶縁性を低下させる要因は、エア中の水分、塵埃（微細ミスト）がエア通路４，７，１２の内面に付着することで共通している。このため、これらのエア通路４，７，１２は一緒に絶縁性が低下する傾向があるのに対し、電流センサ４２は全てのエア通路４，７，１２内を流れる漏洩電流を一緒に（合計して）検出するから、いずれのエア通路４，７，１２に対して絶縁性の低下が生じた場合でも早期かつ確実に検出することができる。
また、複数のエア通路４，７，１２に対して単一の電流センサ４２を用いるから、第１の実施の形態のように複数のエア通路４，７，１２に電流センサをそれぞれ設けた場合に比べて、電流センサの数を少なくすることができる。このため、電圧の遮断処理および警報処理の制御機能を簡略化することができると共に、装置全体の製造コストを低減することができる。
なお、第１，第２の実施の形態では、ステップ５〜１４，２６〜３７は電源遮断手段の具体例、ステップ１５〜１８，３８〜４１は報知手段の具体例、ステップ４，２４は被塗物電流演算手段の具体例、ステップ５〜８，２８〜３１は被塗物電流異常処理手段の具体例、ステップ２５〜２９はスロープ異常処理手段の具体例をそれぞれ示している。
また、遮断しきい電流値Ｉｔ０，Ｉｘ０，Ｉａ０〜Ｉｅ０、遮断しきい変化量ΔＩｘ０、警報しきい電流値Ｉａ１〜Ｉｅ１等は、図３および前記各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。
また、前記第２の実施の形態では、被塗物電流の変化量ΔＩｘは、電圧の供給を遮断する遮断処理に用いるものとした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば被塗物電流の変化量を用いて警報手段に対して警報を発生させる警報処理に用いる構成としてもよい。
また、前記各実施の形態では、回転霧化頭５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５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。しかし、本発明は直接帯電式に限らず、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。
さらに、前記各実施の形態では静電塗装装置として回転霧化頭５を用いて塗料を噴霧する回転霧化頭型塗装装置（回転霧化式静電塗装装置）に適用する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば空気霧化式静電塗装装置、液圧霧化式静電塗装装置等の回転霧化以外の霧化方式を用いた静電塗装装置に適用してもよい。この場合、塗装機の絶縁性カバーの表面、塗料通路、供給弁駆動エア通路、霧化エア、シェーピングエア（パターン形成エア）等の各種の通路に導体端子を設け、該導体端子に電流センサを接続する。これにより、電流センサを用いて、各通路等に流れる電流を検出ものである。

Claims (8)

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、該高電圧発生器に供給する電源電圧を制御する電源電圧制御装置と、該電源電圧制御装置に対して電源電圧を設定するための設定信号を出力し、前記高電圧発生器から出力する高電圧を制御する高電圧制御装置とを備えてなる静電塗装装置において、
   前記高電圧発生器を流れる全帰路電流を検出する全帰路電流検出手段と、前記被塗物を通らずに流れる漏洩電流を検出する漏洩電流検出手段とを備え、
   前記高電圧制御装置は、前記全帰路電流検出手段による全帰路電流検出値と該漏洩電流検出手段による漏洩電流検出値とを用いて前記塗装機の絶縁性が損なわれたと判別したときには、前記電源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電源遮断手段と、
   前記漏洩電流検出手段による漏洩電流検出値を用いて初期段階の絶縁低下が生じたと判別したときには、前記塗装機に生じている絶縁低下を報知する報知手段とを含む構成としたことを特徴とする静電塗装装置。
2. 前記漏洩電流検出手段は、前記塗装機の外面を流れる電流を検出する外面電流検出器を含む構成としてなる請求項１に記載の静電塗装装置。
3. 前記漏洩電流検出手段は、前記塗装機内の塗料通路を流れる電流を検出する塗料通路電流検出器を含む構成としてなる請求項１に記載の静電塗装装置。
4. 前記漏洩電流検出手段は、前記塗装機の外面を流れる電流を検出する外面電流検出器と、前記塗装機内の塗料通路を流れる電流を検出する塗料通路電流検出器とを含む構成としてなる請求項１に記載の静電塗装装置。
5. 前記塗装機は、駆動エアによって回転駆動するエアモータと、該エアモータによって回転する回転軸と、該回転軸の先端に設けられ該回転軸によって回転する間に塗料供給弁を介して供給された塗料を噴霧する回転霧化頭と、該回転霧化頭の外周側に設けられ塗料の噴霧パターンを成形するシェーピングエアを吐出するためのエア吐出孔を有するシェーピングエアリングとによって構成し、
   前記漏洩電流検出手段は、前記駆動エアを供給するための駆動エア通路を流れる電流を検出する駆動エア通路電流検出器と、前記シェーピングを供給するためのシェーピングエア通路を流れる電流を検出するシェーピングエア通路電流検出器と、前記塗料供給弁を開閉駆動するための供給弁駆動エア通路を流れる電流を検出する供給弁駆動エア通路電流検出器とを含む構成としてなる請求項１，２，３または４に記載の静電塗装装置。
6. 前記塗装機は、駆動エアによって回転駆動するエアモータと、該エアモータによって回転する回転軸と、該回転軸の先端に設けられ該回転軸によって回転する間に塗料供給弁を介して供給された塗料を噴霧する回転霧化頭と、該回転霧化頭の外周側に設けられ塗料の噴霧パターンを成形するシェーピングエアを吐出するためのエア吐出孔を有するシェーピングエアリングとによって構成し、
   前記漏洩電流検出手段は全エア通路電流検出器を含む構成とし、該全エア通路電流検出器は、前記駆動エアを供給するための駆動エア通路を流れる電流と、前記シェーピングを供給するためのシェーピングエア通路を流れる電流と、前記塗料供給弁を開閉駆動するための供給弁駆動エア通路を流れる電流とを一緒に検出する構成としてなる請求項１，２，３または４に記載の静電塗装装置。
7. 前記電源遮断手段は、前記全帰路電流検出手段による全帰路電流検出値から前記漏洩電流検出手段による漏洩電流検出値を減算し、前記塗装機と被塗物との間に流れる被塗物電流を演算する被塗物電流演算手段と、該被塗物電流演算手段による被塗物電流が所定の遮断しきい電流値を超えたときに前記電源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被塗物電流異常処理手段とを備える構成としてなる請求項１に記載の静電塗装装置。
8. 前記電源遮断手段は、前記全帰路電流検出手段による全帰路電流検出値から前記漏洩電流検出手段による漏洩電流検出値を減算し、前記塗装機と被塗物との間に流れる被塗物電流を演算する被塗物電流演算手段と、該被塗物電流演算手段による被塗物電流の変化量が所定の遮断しきい変化量を超えたときに前記電源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スロープ異常処理手段とを備える構成としてなる請求項１に記載の静電塗装装置。

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