JP4456147B2 - 静電塗装装置 - Google Patents

Description

本発明は、静電塗装装置の技術に関し、より詳しくは、静電塗装装置の汚れを防止する汚れ防止機能を有する静電塗装装置に関する。

従来、回転霧化型の静電塗装装置においては、塗料噴霧ノズル周辺（例えば、ベルカップやシェーピングエアノズル等）に塗料が付着すると、付着した塗料がベルカップの高速回転による遠心力やシェーピングエアノズルから噴出するエアー等により付勢されてスピットとなって飛散することがあり、このスピットが塗装面に付着して塗装品質に悪影響を及ぼす場合があった。このため、回転霧化型の静電塗装装置においては、塗装品質を確保するために塗料噴霧ノズル周辺にいかに塗料（汚れ）を付着させないようにするかということが重要な課題となっている。

そこで、静電塗装装置の塗料噴霧ノズル近傍に針状電極を設けて、該針状電極の周囲に静電界を形成することにより、針状電極の周囲に浮遊する塗料ミストを静電反発の作用により塗料噴霧ノズル近傍へ寄せ付けないようして、塗料噴霧ノズルの汚れ（塗料の付着）を防止する技術が公知となっている。
また針状電極を、円環状に形成したリング状電極の周囲に半径方向外側に向けて等間隔の放射状に突設する構成とし、塗料噴霧ノズルの周囲に均一な静電界を形成する回転霧化型の静電塗装装置に関する技術が公知となっており、例えば、特許文献１にその技術が開示されている。
特開２００６−８２０６４号公報

このように複数の針状電極を円環状に構成した汚れ防止装置を備える従来の静電塗装装置は、例えば、自動車のボディーの外板に静電塗装を行う場合には、アース体たる被塗装物（ボディー）と静電塗装装置（針状電極）を適正な距離に保持しながら静電塗装を行うことができるため、塗料噴霧ノズル周辺の汚れを確実に防止することができ、塗装品質の確保に効果を上げている。

しかしながら、従来の静電塗装装置を用いてボディーの内板に静電塗装を行う場合には、ボディーの内板側は複雑に入り組んだ形状をしているため、入り組んだ部位を静電塗装しようとすると、針状電極とアース体たる被塗装物（ボディー）が適正な距離以下にまで近接してしまう場合がある。針状電極とアース体が適正な距離を保持している場合には、針状電極からアース体に向けてコロナ放電による電流が流れているが、針状電極とアース体の距離が近接し過ぎた場合には過大な放電電流が流れるようになる。このとき、放電エネルギーが大きくなり、放電状態がコロナ放電からスパーク放電に遷移する可能性がある。そして、放電状態がスパーク放電に遷移した場合にはスパーク（火花）が生じるため、針状電極の周辺部に溶剤性の塗料等が存在していると、スパークにより塗料に引火する危険性が生じる。
このため、従来放電状態がコロナ放電からスパーク放電に遷移することが無いように、放電電流の値を検知して、スパーク放電に遷移する可能性が生じた場合には、静電界を形成するために供給している電源を遮断したりあるいは供給電圧を降下させたりする対策が講じられてきた。このため、針状電極がアース体に近接する度に塗装作業が中断してしまうという問題点があった。

また、針状電極がアース体に近接しすぎた場合には、その近接した針状電極には過大な電流が集中して流れるという状況が発生していた。そして、そのアース体に近接した針状電極に集中して電流が流れると、その影響により、リング状電極を介して連接されているその他の（アース体に近接していない）針状電極に電圧降下が起こり、その他の各針状電極においては、適正な強度の静電界を形成することができなくなってしまっていた。そしてこの場合、汚れ防止装置の機能（即ち、汚れ防止効果）が著しく低下してしまうという問題が生じていた。

このような問題があるために、従来技術においては、複数の針状電極を円環状に構成した汚れ防止装置を有した静電塗装装置を内板塗装に用いることが困難であった。そのため、内板塗装の自動化推進が妨げられて、今日においても、内板塗装は作業者による手作業によって行われる場合が多い。
本発明は、係る現状を鑑みて成されたものであり、複数の針状電極を円環状に構成した汚れ防止装置を有した静電塗装装置において、任意の針状電極がアース体に近接した場合にスパーク放電の発生を確実に防止するとともに、かつ、その他の針状電極においては、形成した静電界の強度を適正に維持することができる静電塗装装置を提供することを課題としている。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、高電圧発生部と、該高電圧発生部に接続され、絶縁体を円環状に形成したベース部材から半径方向外側に向けて放射状に複数の針状電極が突設されるリング状電極と、からなる汚れ防止装置を備え、前記高電圧発生部に電気的に直接接続され、該高電圧発生部により発生される高電圧が印加されるベルカップを有する静電塗装装置において、前記複数の針状電極は、該各針状電極よりも前記高電圧発生部側で、それぞれが抵抗器を介して前記高電圧発生部に並列的に接続される、ことを特徴としたものである。

請求項２においては、前記抵抗器は、１ＭΩ以上の抵抗値を有する、ことを特徴としたものである。

請求項３においては、前記抵抗器は、個別の前記針状電極ごとに接続される個別抵抗器を備えるものであって、前記複数の針状電極は、個別の針状電極ごとに前記個別抵抗器を介して前記高電圧発生部に並列的に接続される、ことを特徴としたものである。

請求項４においては、前記個別抵抗器は、１ＭΩ以上の抵抗値を有する、ことを特徴としたものである。

請求項５においては、前記抵抗器は、さらに、前記複数の針状電極が複数のブロックに分割された各ブロックごとに接続されるブロック別抵抗器を備えるものであって、前記複数の針状電極は、前記ブロックごとに前記ブロック別抵抗器を介して前記高電圧発生部に並列的に接続される、ことを特徴としたものである。

請求項６においては、前記ブロック別抵抗器は、１ＭΩ以上の抵抗値を有する、ことを特徴としたものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、ある針状電極に集中して電流が流れた場合に、当該針状電極における電圧降下を大きくすることができ、スパーク放電の発生が防止できる。また、その他の針状電極においては、電圧降下を小さく抑えることができ、形成する静電界の強度が低下することを防止できる。これにより、その他の針状電極における汚れ防止機能を適切に維持することができる。

請求項２においては、ある針状電極におけるスパーク放電の防止に必要な電圧降下量を確保することができる。また、その他の針状電極における汚れ防止機能の維持に必要な電圧降下量に抑制することができる。

請求項３においては、ある針状電極に集中して電流が流れた場合に、当該針状電極における電圧降下をより大きくすることができ、スパーク放電の発生が確実に防止できる。また、その他の針状電極においては、電圧降下をより小さく抑えることができ、形成する静電界の強度が低下することを確実に防止できる。これにより、その他の針状電極における汚れ防止機能をより適切に維持することができる。

請求項４においては、ある針状電極におけるスパーク放電の防止に必要な電圧降下量を確保することができる。また、その他の針状電極における汚れ防止機能の維持に必要な電圧降下量に抑制することができる。

請求項５においては、ある針状電極に集中して電流が流れた場合に、当該針状電極における電圧降下をより大きくすることができ、スパーク放電の発生が確実に防止できる。また、その他の針状電極においては、電圧降下をより小さく抑えることができ、形成する静電界の強度が低下することを確実に防止できる。これにより、その他の針状電極における汚れ防止機能をより適切に維持することができる。

請求項６においては、ある針状電極において、当該針状電極への印加電圧をスパーク放電が発生しない電圧にまで確実に電圧降下をさせることができる。また、その他の針状電極における汚れ防止機能の維持に必要な電圧降下量に抑制することができる。

次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の第一実施例に係る汚れ防止装置の全体的な構成を示す模式図、図２は本発明に係る汚れ防止リングを示す平面および側面図、図３は本発明の第一実施例に係る汚れ防止装置を備える静電塗装装置を示す側面断面図、図４は本発明の第一実施例に係る針状電極とアース体の近接状況を示す模式図、図５は本発明に係る汚れ防止装置の電圧降下の状況を示す説明図、図６は本発明の第二実施例に係る汚れ防止装置の全体的な構成を示す模式図、図７は従来構成に係る汚れ防止装置の全体的な構成を示す模式図、図８は従来の汚れ防止装置を備える静電塗装装置を示す側面断面図、図９は汚れ防止装置による静電界の形成状況を説明する模式図、図１０は従来構成に係る針状電極とアース体の近接状況を示す模式図、図１１は従来構成に係る汚れ防止装置の電圧降下の状況を示す説明図である。

先ず始めに、従来の汚れ防止装置５１の構成について説明をする。
図７に示す如く、従来の汚れ防止装置５１は、円環状のベース部材たるリング電極５２と、当該リング電極５２から半径方向外側に向けて略等間隔の放射状に突設される複数の針状電極５３（即ち、針状電極５３ａ・５３ｂ・５３ｃ・５３ｄ・５３ｅ・５３ｆ・５３ｇ・５３ｈ・５３ｉ・５３ｊ、以下針状電極５３ａ乃至５３ｊと記載する）によりリング状に構成される電極部５４を備えており、該電極部５４は高電圧発生器５６と接続されている。

実際の使用状態においては、図８に示す如く、電極部５４は静電塗装装置たる塗装ガン５５に固設されており、より詳しくはベルカップ５５ａの後方に位置するシェーピングエアリング５５ｂの外周部に配置されている。尚、本実施例では電極部５４をシェーピングエアリング５５ｂに固設する例を示したが、本発明の適用に係る電極部５４の配置場所を限定するものではない。

また図８に示す如く、高電圧発生器５６は、塗装ガン５５に内蔵されており、同じく塗装ガン５５に内蔵されるエアモータ５５ｃと配線部材５６ａにより電気的に接続されている。
本実施例に示す高電圧発生器５６は、外部からＤＣ２４Ｖの電源供給を受けて、その電圧を当該高電圧発生器５６により約９０ｋＶ（９００００Ｖ）にまで昇圧して高電圧を発生させるものである。そして、この高電圧発生器５６により発生される高電圧を、エアモータ５５ｃに印加する構成としている。

エアモータ５５ｃは導電性部材により構成されており、同じく導電性部材で構成されるシェーピングエアリング５５ｂと接触している。このため、エアモータ５５ｃとシェーピングエアリング５５ｂは電気的に接続されている。また、エアモータ５５ｃに印加された電圧はベルカップ５５ａにも印加されている。

さらに、電極部５４はシェーピングエアリング５５ｂに固設されているため、電極部５４とシェーピングエアリング５５ｂは電気的に接続されている。つまり、シェーピングエアリング５５ｂに印加されている電圧が電極部５４にまで印加される構成としている。
このようにして電極部５４は、塗装ガン５５に内蔵される高電圧発生器５６と電気的に接続されて、高電圧が印加される構成としている。

そして、図９に示す如く、高電圧発生器５６により発生する高電圧が電極部５４に印加されることにより、針状電極５３（即ち、針状電極５３ａ乃至５３ｊ）からアース体５７に対して高強度の静電界（電界バリア）が形成される。そして、塗装ガン５５のベルカップ５５ａから放出される塗料ミストの挙動を静電反発の作用によりコントロールして、塗料ミストを塗装ガン５５に寄せ付けないようにして、塗装ガン５５（特にベルカップ５５ａやシェーピングエアリング５５ｂの周辺部）に塗料（汚れ）が付着することを確実に防止するようにしている。

図９に示すように、電極部５４とアース体５７との距離が正常な範囲に保持されている場合（正常時）には、針状電極５３（即ち、針状電極５３ａ乃至５３ｊ）からアース体５７に向けて静電界が形成されるとともに、コロナ放電により針状電極５３（即ち、針状電極５３ａ乃至５３ｊ）からアース体５７へと数μＡ程度の微弱な電流が流れている。

ところが、図１０に示す如く、電極部５４とアース体５７との距離が適正な範囲を外れて近接し過ぎてしまった場合（即ち、電極部５４とアース体５７の距離が距離Ｌ１以下となる）には、放電電流量が増加して放電エネルギーが大きくなり、放電状態がコロナ放電からスパーク放電に遷移する可能性が生じてくる。この場合、スパーク放電により生じるスパーク（火花）が、溶剤性の塗料等に引火する恐れもある。

さらに詳述すると、図１０に示す如く、例えば、針状電極５３ｄとアース体５７との距離がＬ２（Ｌ２＜Ｌ１であり、適正範囲以下の距離）まで近接した場合には、針状電極５３ｄに集中して電流が流れて、針状電極５３ｄにおける放電エネルギーが増加し、針状電極５３ｄからアース体５７に対してスパークが発生する可能性が生じる。
このため、従来の針状電極５３を用いた汚れ防止装置５１においては、スパーク放電の発生を防止するための制御が行われており、例えば、放電電流の値を検知して、規定値を超える放電電流が検知された場合には、高電圧発生器５６への電源供給を遮断したり、また高電圧発生器５６の出力電圧を降下させる等の制御が行われている。

また、針状電極５３ｄがアース体５７との距離が適正範囲以下の距離にまで近接した場合には、近接した針状電極５３ｄに集中して電流が流れ、他の針状電極（即ち、針状電極５３ｄ以外の針状電極）に電圧降下が生じるという問題点もある。例えば、代表して針状電極５３ｃおよび５３ｅを例にすると、共にアース体５７との距離がＬ３であり、適正範囲に位置しているが、針状電極５３ｄが近接した影響により電圧降下が生じて、針状電極５３ｃおよび５３ｄでは、適切な強度の静電界が形成できなくなってしまう。そして、これと同様の現象がその他の針状電極においても生じてしまう。これにより、汚れ防止装置５１の機能（即ち，汚れ防止効果）が低下してしまうという問題が生じてくる。

つまり、従来の汚れ防止装置５１は、例えば、自動車のボディー外板を塗装する場合の様に、アース体たる塗装対象物と塗装ガン５５が一定以上の距離（適正距離）を容易に維持できる場合には、問題なく適用することが可能である。しかしながら、例えば、自動車のボディー内板を塗装する場合の様に、入り組んだ形状の内部を塗装する場合には、塗装ガン５５を移動させる際に、塗装ガン５５とアース体たる塗装対象物（フレーム等）が適正距離以下にまで近接する場面が頻繁に生じてしまう。そして、近接状態になると、前述したスパーク放電や電圧低下の可能性が生じるため、その度に、針状電極５３への電源供給を遮断する等の対策を講じる必要があった。このような状態では、塗装作業が度々中断してしまうとともに、汚れ防止装置５１の機能を適切に維持することが困難であった。

次に、本発明に係る汚れ防止装置１の構成について説明をする。

まず始めに、本発明の第一実施例に係る汚れ防止装置１の全体構成について説明をする。
図１に示す如く、本発明の第一実施例に係る汚れ防止装置１は、円環状のベース部材２から半径方向外側に向けて略等間隔の放射状に複数の針状電極３（即ち、針状電極３ａ・３ｂ・３ｃ・３ｄ・３ｅ・３ｆ・３ｇ・３ｈ・３ｉ・３ｊ、以下針状電極３ａ乃至３ｊと記載する）が突設されるリング状の電極部４を備えている。
また、図１および図２に示す如く、ベース部材２は、樹脂等の絶縁体を円環状に形成した部材であり、従来の汚れ防止装置５１に備えられているリング電極５２と同様に、針状電極３ａ乃至３ｊを略等間隔かつ放射状に支持している。ただし、ベース部材２はリング電極５２とは異なり、電極としての機能は有していない。

また、ベース部材２には配線や配線上に配置される複数の抵抗体（即ち、後述する個別抵抗器９・９・・・およびブロック別抵抗器１０・１０・・・）等が内包されている。
図１および図２に示す如く、ベース部材２内に配置される配線の一端は、入力端子１２と接続されており、また、配線の他端は、各針状電極３ａ乃至３ｊと接続される構成としている。尚、図２に示すように、本実施例において入力端子１２は、円環状のベース部材２に内接するようにリング状に形成された導電性の端子部材により構成され、さらに入力端子１２のリング内側にはネジ１２ａを刻設している。

図３に示す如く、本発明を適用する塗装ガン５の基本構成は、前述した従来の塗装ガン５５と同様であり、ベルカップ５ａ、シェーピングエアリング５ｂ、エアモータ５ｃ、高電圧発生器６等を備えている。そして、シェーピングエアリング５ｂの外周面に、前記ネジ１２ａに対応するネジ５ｄを形成し、ネジ１２ａおよびネジ５ｄを互いに螺合させることにより、シェーピングエアリング５ｂの外周部に電極部４を固設するとともに、電極部４をシェーピングエアリング５ｂと電気的に接続する構成としている。

さらに詳述すると、シェーピングエアリング５ｂには、高電圧発生器６により高電圧（およそ６０〜９０ｋＶ）が印加されているため、ベース部材２がシェーピングエアリング５ｂと接することにより、入力端子１２が接点となり、該入力端子１２と各抵抗器９・１０を介して接続されている針状電極３ａ乃至３ｊにも高電圧発生器６により発生する高電圧が印加される構成としている。

次に電極部４内部の構成について説明をする。
図１および図２に示す如く、本実施例に係る電極部４は、ベース部材２内の配線を５つのブロック（即ち、ブロックＢｒ１・Ｂｒ２・Ｂｒ３・Ｂｒ４・Ｂｒ５、以下Ｂｒ１乃至Ｂｒ５と記載する）に分割する構成としており、ブロックごとにそれぞれ２本の針状電極３・３を備える構成としている。そして、各ブロックＢｒ１乃至Ｂｒ５は、ブロック別抵抗器１０（即ち、ブロック別抵抗器１０ａ・１０ｂ・１０ｃ・１０ｄ・１０ｅ、以下ブロック別抵抗器１０ａ乃至１０ｅと記載する）を介して並列的に入力端子１２と接続されている。尚、このブロック別抵抗器１０ａ乃至１０ｅには、１ＭΩ以上の抵抗値（高抵抗値）を有する抵抗器を採用するようにしている。

即ち、各針状電極３ａ乃至３ｊは、同数（本実施例では２本）の針状電極３・３で構成される複数のブロックＢｒ１乃至Ｂｒ５に分割され、ブロックごとにブロック別抵抗器１０ａ乃至１０ｊを介して高電圧発生器６に並列に接続される構成としている。
このようにブロック別抵抗器１０を備える構成とすることにより、ある針状電極に集中して電流が流れた場合に、当該針状電極における電圧降下をより大きくすることができ、スパーク放電の発生が確実に防止できるのである。また、その他の針状電極においては、電圧降下をより小さく抑えることができ、形成する静電界の強度が低下することを確実に防止できるため、その他の針状電極における汚れ防止機能をより適切に維持することができるのである。
尚、本実施例では、電極部４を５つのブロックに分割する例を示したが、分割数はこれに限定するものではなく、針状電極の設置本数や、塗装ガンの大きさ等に応じて適宜変更することができる。

また、各ブロックＢｒ１乃至Ｂｒ５の内部配線について見ると、各針状電極３ａ乃至３ｊは、前記各ブロック別抵抗器１０ａ乃至１０ｅに対して、それぞれが個別抵抗器９（即ち、個別抵抗器９ａ・９ｂ・９ｃ・９ｄ・９ｅ・９ｆ・９ｇ・９ｈ・９ｉ・９ｊ、以下個別抵抗器９ａ乃至９ｊと記載する）を介して並列的に接続される構成としている。尚、この個別抵抗器９ａ乃至９ｊには、１ＭΩ以上の抵抗値（高抵抗値）を有する抵抗器を採用するようにしている。
即ち、各針状電極３ａ乃至３ｊは、高電圧発生器６との接点（即ち、入力端子１２）に対して、それぞれ個別抵抗器９ａ乃至９ｊを介して並列に接続されるように構成している。
このように個別抵抗器９を備える構成とすることにより、ある針状電極に集中して電流が流れた場合に、当該針状電極における電圧降下をより大きくすることができ、スパーク放電の発生が確実に防止できるのである。また、その他の針状電極においては、電圧降下をより小さく抑えることができ、形成する静電界の強度が低下することを確実に防止できるため、その他の針状電極における汚れ防止機能をより適切に維持することができるのである。

さらに、各針状電極３ａ乃至３ｊの内部配線について見ると、各針状電極３ａ乃至３ｊは、それぞれの針状電極内に内蔵抵抗器１１（即ち、内蔵抵抗器１１ａ・１１ｂ・１１ｃ・１１ｄ・１１ｅ・１１ｆ・１１ｇ・１１ｈ・１１ｉ・１１ｊ、以下内蔵抵抗器１１ａ乃至１１ｊと記載する）を備えており、入力端子１２に対して各内蔵抵抗器１１ａ乃至１１ｊが並列的に接続される構成としている。尚、この内蔵抵抗器１１ａ乃至１１ｊには、１ＭΩ以上の抵抗値（高抵抗値）を有する抵抗器を採用するようにしている。

即ち、高電圧発生器６と、高電圧発生器６に接続され、円環状のベース部材２から半径方向外側に向けて等間隔の放射状に複数の針状電極３ａ乃至３ｊが突設されるリング状電極たる電極部４と、からなる汚れ防止装置１を備える静電塗装装置たる塗装ガン５において、針状電極３ａ乃至３ｊは、各針状電極の内部に備える内蔵抵抗器１１ａ乃至１１ｊを介して高電圧発生器６に並列に接続される構成としている。
このように内蔵抵抗器１１を備える構成とすることにより、ある針状電極に集中して電流が流れた場合に、当該針状電極における電圧降下を大きくすることができ、スパーク放電の発生が防止できるのである。また、その他の針状電極においては、電圧降下を小さく抑えることができ、形成する静電界の強度が低下することを防止できるため、その他の針状電極における汚れ防止機能を適切に維持することができるのである。

図４に示す如く、例えば代表して針状電極３ｄについて見てみると、針状電極３ｄは、高電圧発生器６に対して、ブロック別抵抗器１０ｂ、個別抵抗器９ｄおよび内蔵抵抗器１１ｄという３つの抵抗器を介して接続される構成としている。また、各抵抗器９ｄ・１０ｂ・１１ｄには、１ＭΩ以上の高抵抗値を有する抵抗器を用いる構成としている。

このような構成とすることにより、例えば針状電極３ｄがアース体７に近接して、該針状電極３ｄに集中して放電電流が流れると、各抵抗器９ｄ・１０ｂ・１１ｄによる電圧降下作用により、針状電極３ｄに対する印加電圧は放電電流量に応じて低減される。ここで、針状電極３ｄと同じブロックＢｒ２に属している針状電極３ｃについても、ブロック別抵抗器１０ｂにおける電圧降下の影響が及び、印加電圧が低減される構成となっている。
針状電極３ｃは、針状電極３ｄに準じてアース体７との距離が近接している部位であるから、針状電極３ｃに対する印加電圧が低減されることは好ましく、この点において、針状電極３・３・・・を複数のブロックに分割する構成とするメリットがある。

また、針状電極３・３・・・を複数のブロックに分割する構成とすることにより、あるブロック（例えば、Ｂｒ２）において生じた電圧降下が、異なるブロックに及ぼす影響をより低減することができる。つまり、アース体７に近接した針状電極３ｄが属するブロック（即ち、Ｂｒ２）以外のブロック（即ち、Ｂｒ１およびＢｒ３乃至Ｂｒ５）に属する針状電極３ａ・３ｂおよび３ｅ乃至３ｊにおいては、より適切に静電界の強度を維持することが可能となり、汚れ防止装置１の機能がより適切に維持することが可能となる。この点においても、針状電極３・３・・・を複数のブロックに分割する構成とするメリットがある。

ここで、針状電極３・３・・・と高電圧発生器６を高抵抗値を有する抵抗器１３・１３・・・を介して接続する効果を説明する。尚、本発明において高抵抗値とは、１ＭΩ以上の抵抗値を指すものとしている。
図５に示す針状電極３・３・・・が、９００００Ｖの高電圧を印加する高電圧発生器６に接続されており、針状電極３・３・・・からアース体７に１μＡの微弱な電流が流れている場合のモデル例と、図１１に示す各針状電極５３・５３・・・が、９００００Ｖの高電圧を印加する高電圧発生器５６に接続されており、針状電極５３・５３・・・からアース体５７に１μＡの微弱な電流が流れている場合のモデル例を比較して説明をする。
ここで、図５は本発明に係る電極部４の構成を模式的に示しており、針状電極３・３・・・は２５０ＭΩの高抵抗値を有する抵抗器１３・１３・・・を介して高電圧発生器６と接続される構成としている。一方、図１１は従来の電極部５４の構成を模式的に示しており、針状電極５３と高電圧発生器５６の間には抵抗器を設けていない構成を示している。

図１１（ａ）に示す如く、従来構成の電極部５４においては、高電圧発生器５６と針状電極５３・５３・・・の間には抵抗器を設けない構成としている。そして、針状電極５３・５３・・・とアース体５７が適正な距離に保持されている適正状態では、針状電極５３・５３・・・には高電圧発生器５６による印加電圧（９００００Ｖ）がそのまま印加されている。これにより、適正状態においては、針状電極５３・５３・・・からアース体５７に対して静電界が形成されるとともに、コロナ放電が成されて微弱な電流（本実施例では、１μＡと仮定している）が流れている。

ところが、図１１（ｂ）に示す如く、針状電極５３・５３・・・のうちの一つである針状電極５３ｘがアース体５７に適正な距離以下となる距離にまで近接してしまった場合には、その近接した針状電極５３ｘからアース体５７に対してコロナ放電により過大な電流（例えば、３００μＡ程度）が流れてしまう。このように放電電流の値が大きくなると、放電状態がコロナ放電からスパーク放電に遷移してしまう可能性が高まる。そのため、過大な電流を検知した場合には、電源供給を遮断する等の制御がなされ、安全対策が講じられる。

また、ある針状電極５３ｘに過大な電流が流れた場合には、抵抗器等を接続していないために、その影響が他の針状電極５３・５３・・・にも及んでしまい、他の針状電極５３・５３・・・に印加される電圧が低下し適切な静電界を形成できなくなってしまうという状況が生じていた。
つまり、従来構成の電極部５４を備える汚れ防止装置５１は、針状電極５３・５３・・・とアース体５７が適正距離に維持されている場合には問題は無いが、針状電極５３・５３・・・とアース体５７が適正距離に維持できない場合には、針状電極５３・５３・・・とアース体５７が近接する度に作業を中断させる必要が生じてしまい、使用することが困難であった。

一方、図５（ａ）に示す如く、本発明に係る電極部４においては、高電圧発生器６と針状電極３・３・・・の間に抵抗器１３・１３・・・が設けられる構成としている。そして、針状電極３とアース体７が適正距離に維持されている状態では、針状電極３からアース体７に対してコロナ放電が成されて微弱な電流（本実施例では１μＡと仮定している）が流れるとともに、針状電極３からアース体７に向かって静電界が形成されている。このとき、２５０ＭΩの抵抗値を有する抵抗器１３・１３・・・において、２５０Ｖの電圧降下が生じるため、針状電極３には高電圧発生器６による印加電圧（９００００Ｖ）から抵抗器１３・１３・・・による電圧降下（即ち、２５０Ｖ）を差し引いた分の電圧（即ち、８９７５０Ｖ）が印加されている。このように、本発明に係る電極部４は、適正な使用状態においても電圧降下があるため、針状電極３に対する印加電圧が従来に比して低下しているが、静電界を形成するためには十分な電圧値である。

また、図５（ｂ）に示す如く、針状電極３・３・・・のうちの一つである針状電極３ｘがアース体７に適正距離以下となる距離にまで近接してしまった場合には、その近接した針状電極３ｘからアース体７に対してコロナ放電により過大な電流（例えば、３００μＡ程度）が流れてしまう。すると、針状電極３ｘに接続されている抵抗器１３ｘにおいては、電流値の大きさに比例して電圧降下量が大きくなるため、この場合、抵抗器１３ｘにおける電圧降下量は、７５０００Ｖとなり、針状電極３ｘに対する印加電圧が、１５０００Ｖにまで速やかに低下される。この場合、放電電流値が上昇しても、針状電極３ｘの印加電圧を十分に低減することにより、放電エネルギーの増加を抑えることができ、コロナ放電からスパーク放電に遷移することを確実に防止することができる。

このように、放電電流の増加に伴って、抵抗器１３・１３・・・における電圧降下量が十分に大きくなる構成とし、針状電極３・３・・・に対する印加電圧をスパーク放電に遷移しない値にまで十分に低減する構成とすることにより、針状電極３・３・・・がアース体７に適正な距離以下にまで近接した場合であっても、放電状態がコロナ放電からスパーク放電に遷移することがないため、電源供給を遮断する必要がなくなるのである。

但し、抵抗器１３・１３・・・における電圧降下量を十分に大きくするためには、抵抗器１３・１３・・・の抵抗値を大きく設定する必要がある。本実施例において抵抗器１３の抵抗値を２５０ＭΩに設定した例を用いて示したように、本発明に係る汚れ防止装置１においては、個別抵抗器９、ブロック別抵抗器１０、内蔵抵抗器１１として、１ＭΩ以上の抵抗値を有する抵抗器を採用し、各抵抗器９・１０・１１の合成抵抗値が十分大きい抵抗値となるように構成している。

また、ある針状電極３ｘに過大な電流が流れた場合であっても、各針状電極３・３・・・は抵抗器１３・１３・・・を介して接続される構成としているため、他の針状電極３・３・・・に及ぶ影響を低減することができ、他の針状電極３・３・・・に対する印加電圧の低下を抑制し、適正強度の静電界を形成する状態を維持することができる。
このような構成とすることにより、ある針状電極３ｘにおいて、当該針状電極への印加電圧をスパーク放電が発生しない電圧にまで確実に電圧降下をさせることができるのである。また、その他の針状電極３・３・・・における電圧降下量を、汚れ防止機能の維持に必要な電圧降下量に抑制することができるのである。

つまり、本発明に係る電極部４を採用すれば、針状電極３・３・・・とアース体７が近接する場合であってもスパーク放電に遷移することもなく、また、他の針状電極３・３・・・における汚れ防止機能を適切に維持することができるため、針状電極３・３・・・とアース体７が近接する度に作業を中断させる必要がないのである。よって、本発明に係る汚れ防止装置１によれば、従来の汚れ防止装置５１を自動車の内板塗装に用いる際に発生していた問題点を解消することができ、汚れ防止装置１を備える塗装ガン５を自動車の内板塗装等に使用することができるようになるのである。

尚、本実施例では、針状電極３が３つの抵抗器を介して接続される構成としているが、本発明に係る抵抗器の構成をこれに限定するものではなく、例えば、個別抵抗器９と内蔵抵抗器１１を統合して個別抵抗器９と内蔵抵抗器１１の抵抗値を合算した一つの抵抗器に置き換える構成としたり、あるいは、さらに多くの抵抗器を各針状電極３・３・・・に接続したりする構成とすることも可能である。

次に、本発明の第二実施例に係る汚れ防止装置２１の全体構成について説明をする。
図６に示す如く、本発明の第二実施例に係る汚れ防止装置２１は、第一実施例に示す汚れ防止装置１と同様に、円環状のベース部材２２から半径方向外側に向けて略等間隔の放射状に複数の針状電極２３・２３・・・が突設されるリング状の電極部２４を備えている。

また、第一実施例に係る汚れ防止装置１と同様に、ベース部材２２には配線が内包されているが、図６に示す如く、ベース部材２２内に配置される配線の一端が、複数のグループ別の高電圧発生器２６（即ち、高電圧発生器２６ａ・２６ｂ・２６ｃ・２６ｄ・２６ｅ、以下高電圧発生器２６ａ乃至２６ｅと記載する）と接続されている。この点が第一実施例に係る汚れ防止装置１とは相違しており、第二実施例に係る汚れ防止装置２１の特徴となっている。
また、前記配線の他端は、第一実施例に係る汚れ防止装置１と同様に、各針状電極２３（即ち、針状電極２３ａ・２３ｂ・２３ｃ・２３ｄ・２３ｅ・２３ｆ・２３ｇ・２３ｈ・２３ｉ・２３ｊ、以下針状電極２３ａ乃至２３ｊと記載する）と接続される構成としている。

さらに詳述すると、本実施例に係る電極部２４は、第一実施例に係る汚れ防止装置１と同様に、ベース部材２２内の配線が５つのブロック（即ち、図６中に示すブロックＢｒ１・Ｂｒ２・Ｂｒ３・Ｂｒ４・Ｂｒ５、以下ブロックＢｒ１乃至Ｂｒ５と記載する）に分割されており、各ブロックＢｒ１乃至Ｂｒ５ごとに、それぞれ２本の針状電極２３・２３を備える構成としている。そして、各ブロックＢｒ１乃至Ｂｒ５は、ブロック別に異なる高電圧発生器２６ａ乃至２６ｅと並列的に接続されている。
尚、本実施例では、電極部２４を５つのブロックに分割する例を示したが、分割数はこれに限定するものではなく、針状電極の設置本数や、塗装機の大きさ等に応じて適宜変更することができる。

また、各ブロックＢｒ１乃至Ｂｒ５内の配線について見ると、各針状電極２３ａ乃至２３ｊは、高電圧発生器２６ａ乃至２６ｅに対して、それぞれ個別抵抗器２９（即ち、個別抵抗器２９ａ・２９ｂ・２９ｃ・２９ｄ・２９ｅ・２９ｆ・２９ｇ・２９ｈ・２９ｉ・２９ｊ）を介して接続される構成としている。
さらに、各針状電極２３ａ乃至２３ｊの内部配線について見ると、各針状電極２３ａ乃至２３ｊは、それぞれの針状電極内に内蔵抵抗器３１（即ち、内蔵抵抗器３１ａ・３１ｂ・３１ｃ・３１ｄ・３１ｅ・３１ｆ・３１ｇ・３１ｈ・３１ｉ・３１ｊ）を備える構成としている。

このような構成とすることにより、ブロック別に印加電圧の制御を独立して行うことが可能と成るため、例えば、針状電極２３ａがアース体２７に近接し過ぎてしまい、当該針状電極２３ａに過電流が流れた場合には、係る針状電極２３ａが接続されているブロック別の高電圧発生器２６ａの出力を調節することにより、他の針状電極に影響を及ぼすことなく、スパーク放電を適切に防止することができるのである。
また、この場合、その他の各針状電極２３ｂ乃至２３ｊが接続されている各高電圧発生器２６ｂ乃至２６ｅは互いに配線系統が隔絶されている構成としており、過電流が流れた針状電極２３ａ以外の各針状電極２３ｂ乃至２３ｊの印加電圧に影響が及ぶことがないため、その他の各針状電極２３ｂ乃至２３ｊで形成される静電界が適切に維持されて、汚れ防止装置２１の汚れ防止機能が低下してしまうことがない。
また、どのブロックに属する針状電極２３・２３・・・がアース体２７に近接しているのかを識別することも可能である。

即ち、高電圧発生器２６を複数の高電圧発生器２６ａ乃至２６ｅにより構成し、かつ、各針状電極２３ａ乃至２３ｊを、同数（本実施例では２本）の針状電極２３で構成される複数のブロックＢｒ１乃至Ｂｒ５に分割し、各ブロックＢｒ１乃至Ｂｒ５には、ブロックごとに異なる高電圧発生器２６ａ乃至２６ｅが接続される構成としている。
このように複数の高電圧発生器２６ａ乃至２６ｅを備える構成とすることにより、ある針状電極において発生する電圧変動の影響が、その他の針状電極に及ぶことを確実に防止することができるのである。

本発明の第一実施例に係る汚れ防止装置の全体的な構成を示す模式図。 本発明に係る汚れ防止リングを示す平面および側面図。 本発明の第一実施例に係る汚れ防止装置を備える静電塗装装置を示す側面断面図。 本発明の第一実施例に係る針状電極とアース体の近接状況を示す模式図。 本発明に係る汚れ防止装置の電圧降下の状況を示す説明図。 本発明の第二実施例に係る汚れ防止装置の全体的な構成を示す模式図。 従来構成に係る汚れ防止装置の全体的な構成を示す模式図。 従来の汚れ防止装置を備える静電塗装装置を示す側面断面図。 汚れ防止装置による静電界の形成状況を説明する模式図。 従来構成に係る針状電極とアース体の近接状況を示す模式図。 従来構成に係る汚れ防止装置の電圧降下の状況を示す説明図。

１ 汚れ防止装置
２ ベース部材
３ 針状電極
４ 電極部
５ 塗装ガン
６ 高電圧発生器
１１ 内蔵抵抗器

Claims (6)

1. 高電圧発生部と、
   該高電圧発生部に接続され、絶縁体を円環状に形成したベース部材から半径方向外側に向けて放射状に複数の針状電極が突設されるリング状電極と、
   からなる汚れ防止装置を備え、
   前記高電圧発生部に電気的に直接接続され、該高電圧発生部により発生される高電圧が印加されるベルカップを有する静電塗装装置において、
   前記複数の針状電極は、該各針状電極よりも前記高電圧発生部側で、それぞれが抵抗器を介して前記高電圧発生部に並列的に接続される、
   ことを特徴とする静電塗装装置。
2. 前記抵抗器は、
   １ＭΩ以上の抵抗値を有する、
   ことを特徴とする請求項１記載の静電塗装装置。
3. 前記抵抗器は、
   個別の前記針状電極ごとに接続される個別抵抗器を備えるものであって、
   前記複数の針状電極は、
   個別の針状電極ごとに前記個別抵抗器を介して前記高電圧発生部に並列的に接続される、
   ことを特徴とする請求項２記載の静電塗装装置。
4. 前記個別抵抗器は、
   １ＭΩ以上の抵抗値を有する、
   ことを特徴とする請求項３記載の静電塗装装置。
5. 前記抵抗器は、
   さらに、前記複数の針状電極が複数のブロックに分割された各ブロックごとに接続されるブロック別抵抗器を備えるものであって、
   前記複数の針状電極は、
   前記ブロックごとに前記ブロック別抵抗器を介して前記高電圧発生部に並列的に接続される、
   ことを特徴とする請求項４記載の静電塗装装置。
6. 前記ブロック別抵抗器は、
   １ＭΩ以上の抵抗値を有する、
   ことを特徴とする請求項５記載の静電塗装装置。

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