JP5474504B2 - 静電塗装装置および静電塗装装置の塗料汚れ防止方法 - 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、静電塗装装置の塗料汚れを防止するための技術に関する。

従来、静電塗装装置が備える塗装ガンやロボットアームに、塗料ミストが付着して汚れること（即ち、塗料汚れ）を防止するための技術が知られており、例えば、以下に示す特許文献１にその技術が開示され公知となっている。

特許文献１に開示された従来技術では、被塗装物に対して塗料を噴霧する塗装ガンと、塗装ガンを被塗装物に対して移動させるロボットアームを具備する静電塗装装置において、塗装ガンによって塗料に電圧を印加する構成であって、ロボットアームに対しても、塗料に印加する電圧と同極性の電圧を印加し、ロボットアームの周囲に塗料ミストと反発し合う電界バリアを形成することによって、空中を拡散してロボットアームに接近してくる塗料ミストがロボットアームに付着することを防止して、ロボットアームの塗料汚れを防止する構成としている。

空中を拡散してロボットアームに接近してくる塗料ミストは、塗装ガンから被塗装物に向けて噴霧される塗料の噴流の流れに沿って、一旦被塗装物に接近した後に被塗装物に塗着されずにオーバースプレーされ、被塗装物の周囲に間接的に拡散する塗料ミストが大半であり、この塗料ミストによるロボットアーム等の塗料汚れを防止することが、従来技術の主たる目的となっている。尚、このような一旦被塗装物に接近した後に被塗装物に塗着されずにオーバースプレーされ被塗装物の周囲に間接的に拡散する塗料ミストを、以後、間接塗料ミストと呼ぶ。

特開２００７−６９１３６号公報

例えば、自動車の車体を塗装するための塗装ラインにおいて、従来は、車体の上面部を塗装する工程と、車体の側面部を塗装する工程が、塗装ラインの上流・下流に分かれて配置されることが多く、車体の上面部を塗装するための静電塗装装置と、車体の側面部を塗装するための静電塗装装置は、塗装工程ごとに離間して配置される場合が多かった。
このため、ある静電塗装装置の塗装ガンから噴霧された塗料ミストが、他の静電塗装装置に直接的に到達して、複数の静電塗装装置が互いに塗料を掛け合うような状況が生じることは少なかった。尚、このようなある静電塗装装置の塗装ガンから噴霧され他の静電塗装装置に直接的に到達する塗料ミストを、以後、直接塗料ミストと呼ぶ。

一方、昨今では、塗装ラインのコンパクト化を図るニーズが高まっており、各部（上面部や側面部）を塗装するための各静電塗装装置を、より接近させて配置する場合が多くなってきた。
このため、複数の各静電塗装装置で互いに塗料を掛け合う状況が発生するようになり、静電塗装装置（特にロボットアーム）の直接塗料ミストによる塗料汚れが以前にも増して懸念される状況となっていた。

しかしながら、従来技術に係る塗料汚れの防止方法では、直接塗料ミストと間接塗料ミストが混在している状況では、静電塗装装置の塗料汚れを十分に防止することができないという問題があった。

本発明は、係る現状の課題を鑑みてなされたものであり、ロボットアームの周囲に直接塗料ミストと間接塗料ミストが混在している状況において、静電塗装装置の塗料汚れを確実に防止することができる静電塗装装置および静電塗装装置の塗料汚れ防止方法を提供することを目的としている。

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、被塗装物に対して塗料を噴霧する塗装ガンと、前記塗装ガンを前記被塗装物に対して移動させるロボットアームと、前記塗装ガンに電圧を印加する第一の電圧印加手段と、前記ロボットアームに、前記第一の電圧印加手段によって前記塗装ガンに印加する電圧と同じ極性の電圧を印加する第二の電圧印加手段と、を備え、前記第二の電圧印加手段が、前記ロボットアームに印加するための電圧を発生する電圧発生手段と、該電圧発生手段によって発生する電圧の電位を変更する電圧変更手段と、を備える静電塗装装置であって、前記電圧変更手段は、前記ロボットアームの周囲に異なる特性を有する複数種類の塗料ミストが混在している場合において、前記電圧発生手段により発生する電圧を、前記複数種類の塗料ミストのそれぞれの特性に応じた複数の電位に、前記ロボットアームの周囲に存在する塗料ミストの性状に応じた所定の周期でパルス状に変更するものである。

請求項２においては、前記所定の周期のうち、前記複数種類の塗料ミストのうち存在比率が高い塗料ミストに適した電位の電圧を前記ロボットアームに印加する時間は、前記複数種類の塗料ミストのうち存在比率が低い塗料ミストに適した電位の電圧を前記ロボットアームに印加する時間に比して、長くするものである。

請求項３においては、前記電圧変更手段は、前記複数の電位を、塗装工程の進行状況および前記塗装ガンによる塗装部位に応じて変更するものである。

請求項４においては、前記電圧変更手段は、前記所定の周期を、塗装工程の進行状況および前記塗装ガンによる塗装部位に応じて変更するものである。

請求項５においては、前記電圧変更手段は、前記複数の電位と前記所定の周期を、塗装工程の進行状況および前記塗装ガンによる塗装部位に応じて変更するものである。

請求項６においては、被塗装物に対して塗料を噴霧する塗装ガンと、前記塗装ガンを前記被塗装物に対して移動させるロボットアームと、前記塗装ガンに電圧を印加する第一の電圧印加手段と、前記ロボットアームに、前記第一の電圧印加手段によって前記塗装ガンに印加する電圧と同じ極性の電圧を印加する第二の電圧印加手段と、を備え、前記第二の電圧印加手段が、前記ロボットアームに印加するための電圧を発生する電圧発生手段と、該電圧発生手段によって発生する電圧の電位を変更する電圧変更手段と、を備える静電塗装装置の塗料汚れ防止方法であって、前記ロボットアームの周囲に異なる特性を有する複数種類の塗料ミストが混在している場合において、前記電圧発生手段により発生する電圧を、前記電圧変更手段によって、前記複数種類の塗料ミストのそれぞれの特性に応じた複数の電位に、前記ロボットアームの周囲に存在する塗料ミストの性状に応じた所定の周期でパルス状に変更するものである。

請求項７においては、前記所定の周期のうち、前記複数種類の塗料ミストのうち存在比率が高い塗料ミストに適した電位の電圧を前記ロボットアームに印加する時間は、前記複数種類の塗料ミストのうち存在比率が低い塗料ミストに適した電位の電圧を前記ロボットアームに印加する時間に比して、長くするものである。

請求項８においては、前記複数の電位を、前記電圧変更手段によって、塗装工程の進行状況および前記塗装ガンによる塗装部位に応じて変更するものである。

請求項９においては、前記所定の周期を、前記電圧変更手段によって、塗装工程の進行状況および前記塗装ガンによる塗装部位に応じて変更するものである。

請求項１０においては、前記複数の電位と前記所定の周期を、前記電圧変更手段によって、塗装工程の進行状況および前記塗装ガンによる塗装部位に応じて変更するものである。

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、ロボットアームの周囲に特性が異なる複数種類の塗料ミストが混在している場合に、各塗料ミストによるロボットアームの塗料汚れを確実に防止することができる。

請求項２においては、ロボットアームの周囲に特性が異なる複数種類の塗料ミストが混在している場合に、各塗料ミストによるロボットアームの塗料汚れをより確実に防止することができる。

請求項３においては、ロボットアームに対する印加電圧を、ロボットアームの周囲に存在する塗料ミストの性状に応じて、最適化することができる。

請求項４においては、ロボットアームに対する印加電圧を変更する周期を、ロボットアームの周囲に存在する塗料ミストの性状に応じて、最適化することができる。

請求項５においては、ロボットアームに対する印加電圧と、該印加電圧を変更する周期を、ロボットアームの周囲に存在する塗料ミストの性状に応じて、最適化することができる。

請求項６においては、ロボットアームの周囲に特性が異なる複数種類の塗料ミストが混在している場合に、各塗料ミストによるロボットアームの塗料汚れを確実に防止することができる。

請求項７においては、ロボットアームの周囲に特性が異なる複数種類の塗料ミストが混在している場合に、各塗料ミストによるロボットアームの塗料汚れをより確実に防止することができる。

請求項８においては、ロボットアームに対する印加電圧を、ロボットアームの周囲に存在する塗料ミストの性状に応じて、最適化することができる。

請求項９においては、ロボットアームに対する印加電圧を変更する周期を、ロボットアームの周囲に存在する塗料ミストの性状に応じて、最適化することができる。

請求項１０においては、ロボットアームに対する印加電圧と、該印加電圧を変更する周期を、ロボットアームの周囲に存在する塗料ミストの性状に応じて、最適化することができる。

本発明の一実施態様に係る静電塗装装置の全体構成を示す模式図。 本発明の一実施態様に係る塗装ガンおよびロボットアームの構成を示す部分模式図、（ａ）塗装ガンおよびロボットアームの構成を示す部分模式図、（ｂ）高電圧発生装置の構成を示す模式図。 静電塗装装置による電界バリアの生成状況を示す模式図。 本発明の一実施態様に係る静電塗装装置の配置状況を示す模式図。 ロボットアームの周囲における塗料ミストの発生状況を示す模式図。 直接塗料ミストと間接塗料ミストに対する印加電圧と汚れ面積比の関係を調査した実験結果を示すグラフ。 本発明に係る静電塗装装置の塗料汚れ防止方法における電圧の印加状況を説明する模式図。 同一塗装ライン上に離間して静電塗装装置が配置される場合における印加電圧の設定変更状況を示す模式図。 同一塗装ライン上に接近して静電塗装装置が配置される場合における印加電圧の設定変更状況を示す模式図。

次に、発明の実施の形態を説明する。
まず始めに、本発明に係る静電塗装装置の全体構成について、図１〜図４を用いて説明をする。

図１および図４に示す如く、本発明に係る静電塗装装置の一実施態様である静電塗装装置１は、塗装を施す対象物である被塗装物（車体２）に対して、静電塗装を行うための装置であり、塗装ガン３、ロボットアーム４等を備えている。
尚、本実施例では、自動車の車体２を塗装する用途に用いられる静電塗装装置１を例示して説明を行うが、本発明に係る静電塗装装置の用途をこれに限定するものではない。

図１および図２（ａ）に示す如く、塗装ガン３は、被塗装物（車体２）に対して塗料を噴霧するための装置であり、ベルカップ３ａ、高電圧発生装置３ｂ、リング電極３ｃ等を備えている。

塗装ガン３は、ベルカップ３ａを図示しないエアモータ等の駆動手段により回転させて、ベルカップ３ａの内面に展延させた流体塗料を遠心力で微粒化させるとともに、高電圧発生装置３ｂによって、該塗装ガン３に負の静電高電圧を印加して、微粒化した塗料の粒子を負側に帯電させることができる回転霧化型の塗装装置である。
そして、負側に帯電した塗料と接地された（即ち、電位が０Ｖである）被塗装物（車体２）との間で形成される静電電界を利用して、車体２に対する静電塗装を行うことができる。

図３に示す如く、塗装ガン３は、高電圧発生装置３ｂにより発生させる負の静電高電圧によって、負側に帯電されるため、塗装ガン３の表面から離れる方向に勾配を有する静電界ｍ１・ｍ１・・・が形成される。そして、この静電界ｍ１・ｍ１・・・によって、塗装ガン３の周囲に、負側に帯電した塗料ミストと反発し合う電界バリアを形成し、この電界バリアの作用により、塗装ガン３の塗料汚れを防止している。

さらに、高電圧発生装置３ｂにより発生させる負の静電高電圧は、リング電極３ｃに対しても印加される。リング電極３ｃには、複数の針状電極３ｄ・３ｄ・・・が、該リング電極３ｃの半径方向外側に向けて突設されている。そして、各針状電極３ｄ・３ｄ・・・によって形成される静電界ｍ２・ｍ２・・・によって、リング電極３ｃの周囲に負側に帯電した塗料ミストと反発しあうより強力な電界バリアを形成し、この電界バリアの作用により、塗装ガン３の塗料汚れをより確実に防止する構成としている。

図１に示す如く、ロボットアーム４は、その下部において基台部７に回動可能に連結される上下アーム５と、該上下アーム５の上部にその後端部が回動可能に連結される水平アーム６とから構成され、前記上下アーム５、水平アーム６を各回動支点で回動させることで、前記水平アーム６の先端部に設けた塗装ガン３が、被塗装物（車体２）に対して移動されるように構成されている。

また、水平アーム６は、その先端部に塗装ガン３の連結筒３ｅが連結される第一アーム部６ａと、その先端部に前記第一アーム部６ａが連結される第二アーム部６ｂと、その先端部に前記第二アーム部６ｂが連結され、その後端部に前記上下アーム５が回動可能に連結される第三アーム部６ｃと、を有する構成としている。
また、第三アーム部６ｃは、前記上下アーム５を介して接地（アース接続）される構成としている。

また、図１および図２（ａ）に示す如く、第一アーム部６ａには、二つの屈折部６ｄ・６ｅが設けられ、各屈折部６ｄ・６ｅにおいて第一アーム部６ａが屈折動作される構成となっており、これにより、塗装ガン３が、図中における時計方向、又は、反時計方向に角度を変更することができる。

また、塗装ガン３を先端に取り付ける連結筒３ｅは、第一アーム部６ａに対し、軸方向に回転駆動される構成となっており、これにより、塗装ガン３が、連結筒３ｅの軸を中心として角度を変更することができる。これにより、塗装ガン３の被塗装物（車体２）に対する角度が自由に設定できるように構成されている。

また、第一アーム部６ａには、高電圧発生装置９が内蔵され、第一アーム部６ａの外周表面全体に、塗装ガン３と同極性の電圧が印加される。

図１および図２（ａ）（ｂ）に示す如く、高電圧発生装置９は、高電圧発生部９ａと、コントローラ９ｂと、を備えている。
高電圧発生部９ａは、所謂カスケードと呼ばれる昇圧回路を備えた部位であり、電源部によって生じさせる負極性の電圧を昇圧して、例えば、数十ｋＶ程度の負極性の高電圧を発生させることができる。

コントローラ９ｂは、高電圧発生部９ａにおいて発生させる高電圧の電圧値をコントロールするための部位であり、コントローラ９ｂに設定しておくプログラムに従って、高電圧発生部９ａによって発生する高電圧の電圧値や、印加する電圧を変更する周期をパルス状に変更することができる。

尚、本実施例では、高電圧発生部９ａが１系統であって、高電圧発生部９ａで発生させる電圧自体をコントローラ９ｂによって周期的に変化させることができる態様の高電圧発生装置９を例示しているが、例えば、２系統の高電圧発生部を備え、電圧切り替え部によって、いずれの高電圧発生部によって発生させた印加電圧を採用するかを切り替える態様の高電圧発生装置等であってもよく、本発明に係る静電塗装装置が備える高電圧発生装置の態様をこれに限定するものではない。

そして、図３に示す如く、第一アーム部６ａの表面から離れる方向に勾配を有する静電界ｍ３・ｍ３・・・が形成される。そして、この静電界ｍ３・ｍ３・・・によって、第一アーム部６ａの周囲に、負側に帯電した塗料ミストと反発し合う電界バリアを形成し、この電界バリアの作用により、第一アーム部６ａ（即ち、ロボットアーム４）の塗料汚れを防止している。

また、図１および図２（ａ）（ｂ）に示す如く、第一アーム部６ａの外周には、塗料に印加される電圧と同極性の電圧が印加されるリング電極８（リング状の静電電極）が設けられる。さらにリング電極８には、円錐形状の複数の針状電極８ａ・８ａ・・・が、リング電極８から半径方向外側へ向けて放射状に突設されている。

そして、図３に示す如く、この針状電極８ａ・８ａ・・・からは、リング電極８から離れる方向に勾配を有する静電界ｍ４・ｍ４・・・が形成される。
また、この静電界ｍ４・ｍ４・・・によって、第一アーム部６ａ（リング電極８）の周囲に、負側の帯電した塗料ミストと反発し合うより強力な電界バリアを形成し、この電界バリアの作用により、第一アーム部６ａ（即ち、ロボットアーム４）の塗料汚れをより確実に防止する構成としている。

尚、本実施形態では、ロボットアーム４にリング電極８を備える態様を例示しているが、本発明に係る静電塗装装置が備えるロボットアームは、必ずしもリング電極を備えていなくてもよい。
また、本実施形態では、高電圧発生装置９を、ロボットアーム４内に内蔵している態様を例示しているが、これに限定するものではなく、例えば、高電圧発生装置をロボットアームの外部に備える構成とし、電線等を介してロボットアームと接続する態様とすることも可能である。

次に、塗装ラインにおける静電塗装装置の配置状況について、図４および図５を用いて説明をする。ここでは、図４に示すように、車体２・２・・・に対する塗装工程を実施するための塗装ライン１０において、車体２の主に上面部を塗装するための静電塗装装置１Ａと、車体２の主に側面部やハッチの裏面部を塗装するための静電塗装装置１Ｂと、が配置される場合を例示して説明をする。

図４に示す如く、各静電塗装装置１Ａ・１Ｂは、車体２の上面部や側面部等を同時に塗装することができるように、接近して配置されており、静電塗装装置１Ａから噴霧された塗料が、直接的に静電塗装装置１Ｂまで到達する可能性があるとともに、静電塗装装置１Ｂから噴霧された塗料が、直接的に静電塗装装置１Ａまで到達する可能性がある。

このため、複数の静電塗装装置１Ａ・１Ｂが接近して配置される場合には、各ロボットアーム４・４・・・の周囲には、静電塗装装置１Ａ（あるいは、静電塗装装置１Ｂ）から噴霧され、直接的に静電塗装装置１Ｂ（あるいは、静電塗装装置１Ａ）に到達する塗料ミスト（以後、直接塗料ミストＸと呼ぶ）と、静電塗装装置１Ａ（あるいは、静電塗装装置１Ｂ）から車体２に向けて噴霧され、車体２に一旦接近してから間接的に拡散する塗料ミスト（以後、間接塗料ミストＹと呼ぶ）が混在している。

ここで、各静電塗装装置１Ａ・１Ｂの離間距離が小さいほど、各ロボットアーム４Ａ・４Ｂの周囲に存在する直接塗料ミストＸが増加する傾向にあり、各静電塗装装置１Ａ・１Ｂの離間距離が大きいほど、各ロボットアーム４Ａ・４Ｂの周囲に存在する直接塗料ミストＸが減少する傾向にある。また、各静電塗装装置１Ａ・１Ｂの離間距離が一定距離以上になれば、各ロボットアーム４Ａ・４Ｂの周囲に存在する直接塗料ミストＸは存在しなくなる（あるいは考慮する必要がない程度に少なくなる）。

ここで、直接塗料ミストＸおよび間接塗料ミストＹの各特性について、図５および図６を用いて説明をする。

図５に示す如く、直接塗料ミストＸは、例えば、静電塗装装置１Ａから噴霧され、直接的に静電塗装装置１Ｂに接近するため、塗装ガン３の高電圧発生装置３ｂによって印加された静電荷（電子）を車体２によって奪われることなく静電塗装装置１Ｂの周囲に拡散し浮遊するため、印加された静電荷（電子）をほぼそのまま保持している。

一方、間接塗料ミストＹは、図５に示すように、例えば、静電塗装装置１Ｂからハッチの裏面部に向けて噴霧され、車体２に一旦接近してから間接的にロボットアーム４に接近するため、塗装ガン３の高電圧発生装置３ｂによって印加された静電荷（電子）を車体２に奪われつつ、静電塗装装置１Ｂのロボットアーム４の周囲に拡散し浮遊するため、印加された静電荷（電子）に比して、間接塗料ミストＹが保持している静電荷（電子）は減少している。

つまり、直接塗料ミストＸと間接塗料ミストＹは、拡散経路が異なるために帯電量が相異するという特性があり、直接塗料ミストＸと間接塗料ミストＹの静電荷（電子）の帯電量を比較すると、直接塗料ミストＸの方が間接塗料ミストＹに比して、帯電量が相対的に大きくなる傾向にある。

次に、直接塗料ミストＸと間接塗料ミストＹのそれぞれについて、静電塗装装置のロボットアームに対する印加電圧と、ロボットアームの汚れ面積（汚れ具合）との関係を求めた図６に示す実験結果に基づいて、各塗料ミストＸ・Ｙの特性を説明する。

まず、直接塗料ミストＸに係る実験結果について、説明する。
図６に示す如く、本実験に用いられた直接塗料ミストＸは、ロボットアームに対する印加電圧が−４５ｋＶ付近である場合に汚れ面積比が最小となっている。また、印加電圧を−４５ｋＶよりも低く（即ち、０Ｖに近く）していくと、汚れ面積比が増大していき、印加電圧が０Ｖのときに汚れ面積比が最大となっている。この印加電圧が０Ｖである状況は、ロボットアームが接地されている状況に等しく、ロボットアームに対して積極的に静電塗装を行うのと同じ状況になるため、印加電圧が０Ｖのときに汚れ面積比が最大となるのは当然の結果と言える。

また、印加電圧を−４５ｋＶよりも高く（即ち、より負側に大きく）していくと、それに伴って汚れ面積比も微増していく傾向が認められる。尚、ここで言う汚れ面積比とは、ロボットアームの表面上に所定面積の測定範囲を設定した場合における、当該測定範囲の面積に対する当該測定範囲における塗料の付着面積の割合を意味している。

つまり、直接塗料ミストＸとロボットアームに対する印加電圧との関係は、ロボットアームに対する印加電圧が高すぎても低すぎても、直接塗料ミストＸによる塗料汚れを防止する効果（以後、防汚効果と記載する）が低下する関係にあり、直接塗料ミストＸの帯電量に応じた印加電圧の最適値が存在していることが判る。

そして、本実験に用いた直接塗料ミストＸに対しては、ロボットアームに対する印加電圧の最適値は−４５ｋＶ付近であり、印加電圧を−４５ｋＶ付近に設定すれば、直接塗料ミストＸに対して、最も高い防汚効果が得られることが判る。

次に、間接塗料ミストＹに係る実験結果について、説明する。
図６に示す如く、本実験に用いられた間接塗料ミストＹは、ロボットアームに対する印加電圧が−１５ｋＶ付近である場合に汚れ面積比が最小となっている。また、印加電圧を−１５ｋＶよりも低く（即ち、０Ｖに近く）していくと、汚れ面積比が増大している。

また、印加電圧を−１５ｋＶよりも高く（即ち、より負側に大きく）していくと、それに伴って汚れ面積比も増大していき、印加電圧が−１２０ｋＶのとき（本実験における最も負側に大きい電圧の印加時）に汚れ面積比が最大となっている。

つまり、間接塗料ミストＹとロボットアームに対する印加電圧との関係は、ロボットアームに対する印加電圧が高すぎても低すぎても、間接塗料ミストＹに対する防汚効果が低下する関係にあり、間接塗料ミストＹの帯電量に応じた印加電圧の最適値が存在していることが判る。

そして、本実験に用いた間接塗料ミストＹに対しては、ロボットアームに対する印加電圧の最適値は−１５ｋＶ付近であり、印加電圧を−１５ｋＶ付近に設定すれば、間接塗料ミストＹに対して、最も高い防汚効果が得られることが判る。

そして、このような直接塗料ミストＸおよび間接塗料ミストＹに係る各実験結果を総合すると、直接塗料ミストＸの方が間接塗料ミストＹに比して、帯電量が相対的に大きくなる傾向が認められることの裏付けができた。そして、直接塗料ミストＸおよび間接塗料ミストＹとでは、帯電量に応じて最も高い防汚効果が得られる印加電圧が決まることや、直接塗料ミストＸと間接塗料ミストＹとでは、最も高い防汚効果が得られる印加電圧が異なっていること、さらに、ロボットアームに対する印加電圧が適正でなければ、電界バリアによる防汚効果が低下すること等が判明した。

このため、例えば、間接塗料ミストＹに対する防汚効果を優先して、ロボットアームに対する印加電圧を−１５ｋＶに設定すると、直接塗料ミストＸに対する防汚効果が得にくくなり、また、直接塗料ミストＸに対する防汚効果を優先して、印加電圧を−４５ｋＶに設定すると、間接塗料ミストＹに対する防汚効果が得にくくなる。

そこで、本実験例の場合であれば、直接塗料ミストＸと間接塗料ミストＹの双方に対する防汚効果を考慮して、ロボットアームに対する印加電圧を−３０ｋＶに設定することができる。この場合、双方の塗料ミストＸ・Ｙに対して最も高い防汚効果を得ることはできないものの、双方の塗料ミストＸ・Ｙに対して実用上許容できる程度の防汚効果を得ることが可能である。このような設定は、従来から行われていたが、この場合、ロボットアームにある程度の塗料汚れが発生することは許容せざるを得ない状況となる。

また、図５に示すように、車体２の外板を塗装する工程よりも、車体２の内板やハッチの裏面部を塗装する工程の方が、間接塗料ミストＹの発生量が増加する傾向があるため、塗装対象部位に応じて間接塗料ミストＹの発生量は変化している。
さらに、塗装対象部位の形状によって、車体２と塗料ミストが接近する距離や時間が異なってくるため、塗装対象部位に応じて、間接塗料ミストＹの帯電量も変化している。

即ち、ロボットアーム４の周囲に直接塗料ミストＸおよび間接塗料ミストＹが混在している状況において、ロボットアーム４の周囲に存在する塗料ミストの性状（即ち、各塗料ミストＸ・Ｙの浮遊量、存在比率および帯電量等）は、各静電塗装装置１Ａ・１Ｂの配置状況や、塗装工程の進行状況および塗装ガン３による塗装部位等に応じて様々に変化している。このため、状況ごとにロボットアーム４の周囲に存在する塗料ミストの性状を把握した上で、各状況に応じた防汚対策を行わなければ、十分な汚れ防止効果を確保することは困難であることが判った。

そこで、本発明に係る静電塗装装置の塗料汚れ防止方法では、異なる特性を有する複数種類の塗料ミストがロボットアームの周囲に混在している状況において、ロボットアームの周囲に存在する塗料ミストの性状に対応した最適な電圧をロボットアームに印加することにより、常に最適な防汚効果を確保できるようにして、ロボットアームに対する塗料汚れの改善を図っている。
尚、本実施例では、ロボットアーム４の周囲に存在する塗料ミストの「性状」の意味を、塗料ミストの浮遊量、存在比率および帯電量等を含む概念として規定している。

次に、本発明の一実施態様に係る静電塗装装置の塗料汚れ防止方法について、図７および図８を用いて説明をする。ここでは、直接塗料ミストＸに最適な電位をＶ１（以下、印加電圧Ｖ１とも呼ぶ）とし、間接塗料ミストＹに最適な電位をＶ２（以下、印加電圧Ｖ２とも呼ぶ）と規定している。また、各印加電圧Ｖ１・Ｖ２の印加時間をそれぞれｔ１・ｔ２と規定して、以下の説明を行う。

本発明の一実施態様に係る静電塗装装置の塗料汚れ防止方法では、図７に示すように、ロボットアーム４に対して、印加電圧Ｖ１・Ｖ２をパルス状（即ち、周期的）に周期Ｔで変更している。尚、ここで言うパルス状とは、振幅が最大値か最小値のどちらかをとるように周期的に変化する状態を言い、矩形波状や正弦波状の変化等を含む概念である。

具体的には、高電圧発生装置９のコントローラ９ｂによって周期Ｔで高電圧発生部９ａによって発生させる電圧の電位をＶ１・Ｖ２でパルス状に変更して、ロボットアーム４に対して印加電圧Ｖ１・Ｖ２を交互に印加する構成としている（図２（ｂ）参照）。

ここで、各印加電圧Ｖ１・Ｖ２を変更する周期Ｔは、直接塗料ミストＸに最適な印加電圧Ｖ１の印加時間ｔ１と、間接塗料ミストＹに最適な印加電圧Ｖ２の印加時間ｔ２によって、Ｔ＝ｔ１＋ｔ２として表すことができる。

このように、印加電圧Ｖ１・Ｖ２を所定の周期Ｔでパルス状に変更することで、ロボットアーム４に対して、直接塗料ミストＸに対する最適な防汚効果と、間接塗料ミストＹに対する最適な防汚効果を同時に得ることが可能になる。

尚、塗装工程の進行状況や塗装ガン３による塗装部位に応じて、ロボットアーム４の周囲に存在する塗料ミストの性状（即ち、各塗料ミストＸ・Ｙの浮遊量、存在比率および帯電量等）が、どのように変化するかについては、予め実験等を行うことによって把握しておく。そして、状況ごとに把握した性状に基づいて、ロボットアーム４に対する最適な印加電圧Ｖ１・Ｖ２や周期Ｔ（即ち、印加時間ｔ１・ｔ２）を塗装工程の進行状況や塗装ガン３による塗装部位に応じた設定値としてコントローラ９ｂに記憶させておく。そして、実際のロボットアームの汚れ状況を確認しながら、最適な印加電圧Ｖ１・Ｖ２や周期Ｔの設定値を適宜修正していくことが可能である。

また本実施例では、ロボットアーム４の周囲に、１種類の直接塗料ミストＸと１種類の間接塗料ミストＹが混在している場合を例示して説明しているが、本発明の一実施態様に係る静電塗装装置１において対応できるロボットアーム４の周囲に混在している塗料ミストの種類数を２種類に限定するものではない。

例えば、各塗料ミストＸ・Ｙとは性状が異なる他の塗料ミストＺがさらに混在している場合であっても、当該塗料ミストＺに最適な印加電圧Ｖ３およびその印加時間ｔ３をさらに設定し、コントローラ９ｂによって、印加電圧Ｖ１〜Ｖ３を周期Ｔ（Ｔ＝ｔ１＋ｔ２＋ｔ３）で変更することにより、ロボットアーム４に対して、各塗料ミストＸ・Ｙ・Ｚに対する最適な防汚効果を同時に得ることが可能である。

即ち、本発明の一実施態様に係る静電塗装装置１では、ロボットアーム４の周囲に３種類以上の異なる特性を有する塗料ミストが混在している場合であっても、それぞれの塗料ミストに対応した印加電圧および印加時間を設定することによって、複数種類の塗料ミストに対する最適な防汚効果を同時に得ることができる。

即ち、本発明の一実施態様に係る静電塗装装置１は、被塗装物である車体２に対して塗料を噴霧する塗装ガン３と、塗装ガン３を車体２に対して移動させるロボットアーム４と、塗装ガン３によって噴霧する塗料に、電圧を印加する第一の電圧印加手段である高電圧発生装置３ｂと、ロボットアーム４に、塗料に印加する電圧と同じ極性の電圧を印加する第二の電圧印加手段である高電圧発生装置９と、を備え、高電圧発生装置９が、ロボットアーム４に印加するための電圧を発生する電圧発生手段である高電圧発生部９ａと、該高電圧発生部９ａによって発生する電圧の電位を変更する電圧変更手段であるコントローラ９ｂと、を備えるものであって、コントローラ９ｂは、ロボットアーム４の周囲に異なる特性を有する複数種類の塗料ミスト（本実施例では２種類の各塗料ミストＸ・Ｙ）が混在している場合において、高電圧発生部９ａにより発生する電圧を、各塗料ミストＸ・Ｙのそれぞれの特性に応じた複数の電位Ｖ１・Ｖ２に、ロボットアーム４の周囲に存在する塗料ミスト（即ち、各塗料ミストＸ・Ｙが混在する塗料ミスト）の性状に応じた所定の周期Ｔ（Ｔ＝ｔ１＋ｔ２）でパルス状に変更するものである。
これにより、ロボットアーム４の周囲に特性が異なる複数種類（本実施例では２種類）の各塗料ミストＸ・Ｙが混在している場合に、各塗料ミストＸ・Ｙによるロボットアーム４の塗料汚れを確実に防止することができる。

ここで、図８に示す如く、塗装ライン１０上にロボットアーム４Ａ・４Ｂを離間して配置する場合における、本発明の適用例を説明する。
このような配置例の塗装ライン１０において、ロボットアーム４Ａの周囲には、直接塗料ミストＸが比較的少なく、また、間接塗料ミストＹが直接塗料ミストＸに比して多く存在している。

このため、ロボットアーム４Ａが備える高電圧発生装置９（詳しくは、コントローラ９ｂ）における周期Ｔの設定は、間接塗料ミストＹに最適な印加電圧Ｖ２の印加時間ｔ２を長めに設定し、ｔ１＜ｔ２とする。また、高電圧発生部９ａにより発生させる複数の電位の設定は、ロボットアーム４Ａの周囲に存在する塗料ミストの性状（即ち、各塗料ミストＸ・Ｙの浮遊量、存在比率および帯電量等）に応じた印加電圧Ｖ１・Ｖ２とする。

一方、ロボットアーム４Ｂの周囲においても、直接塗料ミストＸが比較的少なく、また、間接塗料ミストＹが直接塗料ミストＸに比して多く存在している。このため、ロボットアーム４Ｂが備える高電圧発生装置９（詳しくは、コントローラ９ｂ）における周期Ｔの設定は、間接塗料ミストＹに最適な印加電圧Ｖ２の印加時間ｔ２を長めに設定し、ｔ１＜ｔ２とする。また、高電圧発生部９ａにより発生させる複数の電位の設定は、ロボットアーム４Ｂの周囲に存在する塗料ミストの性状（即ち、各塗料ミストＸ・Ｙの浮遊量、存在比率および帯電量等）に応じた印加電圧Ｖ１・Ｖ２とする。

つまり、各ロボットアーム４Ａ・４Ｂでは、その配置状態によって、その周囲に存在している塗料ミストの性状（即ち、各塗料ミストＸ・Ｙの浮遊量、存在比率および帯電量等）が異なっているため、各ロボットアーム４Ａ・４Ｂの高電圧発生装置９・９における印加電圧Ｖ１・Ｖ２および印加時間ｔ１・ｔ２の設定値は、各ロボットアーム４Ａ・４Ｂの配置状況に応じてそれぞれ個別に設定している。

このように、各ロボットアーム４Ａ・４Ｂの周囲に存在する塗料ミストの性状に応じて、各高電圧発生装置９・９における各パラメータ（各印加電圧Ｖ１・Ｖ２および各印加時間ｔ１・ｔ２）を最適値に設定することにより、各ロボットアーム４Ａ・４Ｂに対する防汚効果を最適化することができる。

次に、図９に示す如く、塗装ライン１０上にロボットアーム４Ａ・４Ｂを接近して配置する場合における、本発明の適用例を説明する。ここでは、塗装ライン１０上に配置されるロボットアーム４Ａによって、車体２の外板の上面部の塗装が施され、ロボットアーム４Ｂによって、外板の側面部と、ハッチの裏面部の両方を塗装するような場合を想定している。

このような配置例の塗装ライン１０では、ロボットアーム４Ｂの塗装ガン３によって、外板の側面部を塗装している場面（工程）では、ロボットアーム４Ｂの周囲に直接塗料ミストＸが多く存在しており、また間接塗料ミストＹは比較的少ない状況にある。

このため、ロボットアーム４Ｂが備える高電圧発生装置９（詳しくは、コントローラ９ｂ）における周期Ｔの設定は、直接塗料ミストＸに最適な印加電圧Ｖ１の印加時間ｔ１を長めに設定し、ｔ１＞ｔ２とする。また、高電圧発生部９ａにより発生させる複数の電位の設定は、ロボットアーム４Ｂの周囲に存在する塗料ミストの性状（即ち、各塗料ミストＸ・Ｙの浮遊量、存在比率および帯電量等）に応じた印加電圧Ｖ１・Ｖ２とする。

また、ロボットアーム４Ａが備える高電圧発生装置９（詳しくは、コントローラ９ｂ）における周期Ｔの設定も同様に、直接塗料ミストＸに最適な印加電圧Ｖ１の印加時間ｔ１を長めに設定し、ｔ１＞ｔ２とする。また、高電圧発生部９ａにより発生させる複数の電位の設定は、ロボットアーム４Ｂの周囲に存在する塗料ミストの性状（即ち、各塗料ミストＸ・Ｙの浮遊量、存在比率および帯電量等）に応じた印加電圧Ｖ１・Ｖ２とする。

ところが、同じロボットアーム４Ｂの塗装ガン３によって、ハッチの裏面部を塗装している場面（工程）に移行すると、各ロボットアーム４Ａ・４Ｂの距離が離間するため、ロボットアーム４Ｂの周囲において、直接塗料ミストＸは減少するが、間接塗料ミストＹが急激に増加する。

このため、ロボットアーム４Ｂが備える高電圧発生装置９（詳しくは、コントローラ９ｂ）における周期Ｔの設定は、間接塗料ミストＹに最適な印加電圧Ｖ２の印加時間ｔ２を長めに設定し、ｔ１＜ｔ２となるように変更する。また、高電圧発生部９ａにより発生させる複数の電位の設定は、ロボットアーム４Ｂの周囲に存在する塗料ミストの性状（即ち、各塗料ミストＸ・Ｙの浮遊量、存在比率および帯電量等）に応じた印加電圧Ｖ１・Ｖ２に変更する。

一方、ロボットアーム４Ａの周囲においても、直接塗料ミストＸは減少するため、ロボットアーム４Ａが備える高電圧発生装置９（詳しくは、コントローラ９ｂ）における周期Ｔの設定は、間接塗料ミストＹに最適な印加電圧Ｖ２の印加時間ｔ２を長めに設定し、ｔ１＜ｔ２となるように変更する。また、高電圧発生部９ａにより発生させる複数の電位の設定は、ロボットアーム４Ｂの周囲に存在する塗料ミストの性状（即ち、各塗料ミストＸ・Ｙの浮遊量、存在比率および帯電量等）に応じた印加電圧Ｖ１・Ｖ２に変更する。

即ち、本発明の一実施態様に係る静電塗装装置１におけるコントローラ９ｂは、所定の周期Ｔを、塗装工程の進行状況および塗装ガン３による塗装部位に応じて変更するものである。
また、本発明の一実施態様に係る静電塗装装置１の塗料汚れ防止方法は、所定の周期Ｔを、コントローラ９ｂによって、塗装工程の進行状況および塗装ガン３による塗装部位に応じて変更するものである。
これにより、ロボットアーム４に対する各印加電圧Ｖ１・Ｖ２を変更する周期Ｔを、ロボットアーム４の周囲に存在する塗料ミストの性状（即ち、各塗料ミストＸ・Ｙの浮遊量、存在比率および帯電量等）に応じて、最適化することができる。

さらに、本発明の一実施態様に係る静電塗装装置１は、所定の周期Ｔのうち、複数種類（本実施例では２種類）の各塗料ミストＸ・Ｙのうち存在比率が高い塗料ミスト（例えば、直接塗料ミストＸ）に適した電位Ｖ１の電圧をロボットアーム４に印加する時間ｔ１は、各塗料ミストＸ・Ｙのうち存在比率が低い塗料ミスト（例えば、間接塗料ミストＹ）に適した電位Ｖ２の電圧をロボットアーム４に印加する時間ｔ２に比して、長くする（即ち、ｔ１＞ｔ２とする）ものである。

また、本発明の一実施態様に係る静電塗装装置１の塗料汚れ防止方法は、所定の周期Ｔのうち、複数種類（本実施例では２種類）の各塗料ミストＸ・Ｙのうち存在比率が高い塗料ミスト（例えば、直接塗料ミストＸ）に適した電位Ｖ１の電圧をロボットアーム４に印加する時間ｔ１は、各塗料ミストＸ・Ｙのうち存在比率が低い塗料ミスト（例えば、間接塗料ミストＹ）に適した電位Ｖ２の電圧をロボットアーム４に印加する時間ｔ２に比して、長くする（即ち、ｔ１＞ｔ２とする）ものである。
これにより、ロボットアーム４の周囲に特性が異なる複数種類（本実施例では２種類）の各塗料ミストＸ・Ｙが混在している場合に、各塗料ミストＸ・Ｙによるロボットアーム４の塗料汚れをより確実に防止することができる。

つまり、各ロボットアーム４Ａ・４Ｂでは、その配置状態、塗装工程の進行状況、塗装ガン３による塗装部位の変化等によって、その周囲に存在している各塗料ミストＸ・Ｙの性状（即ち、各塗料ミストＸ・Ｙの浮遊量、存在比率および帯電量等）が異なっているため、各ロボットアーム４Ａ・４Ｂの高電圧発生装置９・９に対する印加電圧Ｖ１・Ｖ２および印加時間ｔ１・ｔ２の設定値は、各ロボットアーム４Ａ・４Ｂの周囲に存在している塗料ミストの性状（即ち、各塗料ミストＸ・Ｙの浮遊量、存在比率および帯電量等）に応じてそれぞれ個別に設定している。

即ち、本発明の一実施態様に係る静電塗装装置１におけるコントローラ９ｂは、複数の電位（本実施例では２種類の電位Ｖ１・Ｖ２）を、塗装工程の進行状況および塗装ガン３による塗装部位に応じて変更するものである。
また、本発明の一実施態様に係る静電塗装装置１の塗料汚れ防止方法は、複数の電位（本実施例では２種類の電位Ｖ１・Ｖ２）を、コントローラ９ｂによって、塗装工程の進行状況および塗装ガン３による塗装部位に応じて変更するものである。
これにより、ロボットアーム４に対する各印加電圧Ｖ１・Ｖ２を、ロボットアーム４の周囲に存在する塗料ミストの性状（即ち、各塗料ミストＸ・Ｙの浮遊量、存在比率および帯電量等）に応じて、最適化することができる。

また、本発明の一実施態様に係る静電塗装装置１におけるコントローラ９ｂは、複数の電位（本実施例では２種類の電位Ｖ１・Ｖ２）と所定の周期Ｔを、塗装工程の進行状況および塗装ガン３による塗装部位に応じて変更するものである。
さらに、本発明の一実施態様に係る静電塗装装置の塗料汚れ防止方法は、複数の電位（本実施例では２種類の電位Ｖ１・Ｖ２）と所定の周期Ｔを、コントローラ９ｂによって、塗装工程の進行状況および塗装ガン３による塗装部位に応じて変更するものである。
これにより、ロボットアーム４に対する各印加電圧Ｖ１・Ｖ２と、各印加電圧Ｖ１・Ｖ２を変更する周期Ｔを、ロボットアーム４の周囲に存在する塗料ミストの性状（即ち、各塗料ミストＸ・Ｙの浮遊量、存在比率および帯電量等）に応じて、最適化することができる。

つまり、本発明に係る静電塗装装置の塗料汚れ防止方法では、同一のロボットアーム４Ｂであっても、塗装工程の進行状況や塗装部位に応じて、ロボットアーム４Ｂの周囲に存在する塗料ミストの性状が変化する場合には、そのロボットアーム４の塗装工程の進行状況や塗装部位に応じて、各パラメータ（各印加電圧Ｖ１・Ｖ２および各印加時間ｔ１・ｔ２）の設定をその都度最適値に変更するようにしている。これにより、ロボットアーム４に対する防汚効果を最適化することができ、直接塗料ミストＸと間接塗料ミストＹが混在している場合であっても、確実にロボットアーム４の塗料汚れを防止することができる。

即ち、本発明の一実施態様に係る塗料汚れ防止方法は、本発明の一実施態様に係る静電塗装装置１は、被塗装物である車体２に対して塗料を噴霧する塗装ガン３と、塗装ガン３を車体２に対して移動させるロボットアーム４と、塗装ガン３によって噴霧する塗料に、電圧を印加する第一の電圧印加手段である高電圧発生装置３ｂと、ロボットアーム４に、塗料に印加する電圧と同じ極性の電圧を印加する第二の電圧印加手段である高電圧発生装置９と、を備え、高電圧発生装置９が、ロボットアーム４に印加するための電圧を発生する電圧発生手段である高電圧発生部９ａと、該高電圧発生部９ａによって発生する電圧の電位を変更する電圧変更手段であるコントローラ９ｂと、を備える静電塗装装置１の塗料汚れ防止方法であって、ロボットアーム４の周囲に異なる特性を有する複数種類（本実施例では２種類）の各塗料ミストＸ・Ｙが混在している場合において、高電圧発生部９ａにより発生する電圧を、コントローラ９ｂによって、各塗料ミストＸ・Ｙのそれぞれの特性に応じた複数（本実施例では２種類）の電位Ｖ１・Ｖ２に、ロボットアーム４の周囲に存在する塗料ミスト（即ち、各塗料ミストＸ・Ｙが混在する塗料ミスト）の性状に応じた所定の周期Ｔでパルス状に変更するものである。
これにより、ロボットアーム４の周囲に特性が異なる複数種類（本実施例では２種類）の各塗料ミストＸ・Ｙが混在している場合に、各塗料ミストＸ・Ｙによるロボットアーム４の塗料汚れを確実に防止することができる。

１ 静電塗装装置
２ 車体
３ 塗装ガン
３ｂ 高電圧発生装置
４ ロボットアーム
９ 高電圧発生装置
９ａ 高電圧発生部
９ｂ コントローラ

Claims (10)

1. 被塗装物に対して塗料を噴霧する塗装ガンと、
   前記塗装ガンを前記被塗装物に対して移動させるロボットアームと、
   前記塗装ガンに電圧を印加する第一の電圧印加手段と、
   前記ロボットアームに、前記第一の電圧印加手段によって前記塗装ガンに印加する電圧と同じ極性の電圧を印加する第二の電圧印加手段と、
   を備え、
   前記第二の電圧印加手段が、
   前記ロボットアームに印加するための電圧を発生する電圧発生手段と、
   該電圧発生手段によって発生する電圧の電位を変更する電圧変更手段と、
   を備える静電塗装装置であって、
   前記電圧変更手段は、
   前記ロボットアームの周囲に異なる特性を有する複数種類の塗料ミストが混在している場合において、
   前記電圧発生手段により発生する電圧を、
   前記複数種類の塗料ミストのそれぞれの特性に応じた複数の電位に、
   前記ロボットアームの周囲に存在する塗料ミストの性状に応じた所定の周期でパルス状に変更する、
   ことを特徴とする静電塗装装置。
2. 前記所定の周期のうち、
   前記複数種類の塗料ミストのうち存在比率が高い塗料ミストに適した電位の電圧を前記ロボットアームに印加する時間は、
   前記複数種類の塗料ミストのうち存在比率が低い塗料ミストに適した電位の電圧を前記ロボットアームに印加する時間に比して、長くする、
   ことを特徴とする請求項１に記載の静電塗装装置。
3. 前記電圧変更手段は、
   前記複数の電位を、
   塗装工程の進行状況および前記塗装ガンによる塗装部位に応じて変更する、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の静電塗装装置。
4. 前記電圧変更手段は、
   前記所定の周期を、
   塗装工程の進行状況および前記塗装ガンによる塗装部位に応じて変更する、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の静電塗装装置。
5. 前記電圧変更手段は、
   前記複数の電位と前記所定の周期を、
   塗装工程の進行状況および前記塗装ガンによる塗装部位に応じて変更する、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の静電塗装装置。
6. 被塗装物に対して塗料を噴霧する塗装ガンと、
   前記塗装ガンを前記被塗装物に対して移動させるロボットアームと、
   前記塗装ガンに電圧を印加する第一の電圧印加手段と、
   前記ロボットアームに、前記第一の電圧印加手段によって前記塗装ガンに印加する電圧と同じ極性の電圧を印加する第二の電圧印加手段と、
   を備え、
   前記第二の電圧印加手段が、
   前記ロボットアームに印加するための電圧を発生する電圧発生手段と、
   該電圧発生手段によって発生する電圧の電位を変更する電圧変更手段と、
   を備える静電塗装装置の塗料汚れ防止方法であって、
   前記ロボットアームの周囲に異なる特性を有する複数種類の塗料ミストが混在している場合において、
   前記電圧発生手段により発生する電圧を、
   前記電圧変更手段によって、
   前記複数種類の塗料ミストのそれぞれの特性に応じた複数の電位に、
   前記ロボットアームの周囲に存在する塗料ミストの性状に応じた所定の周期でパルス状に変更する、
   ことを特徴とする静電塗装装置の塗料汚れ防止方法。
7. 前記所定の周期のうち、
   前記複数種類の塗料ミストのうち存在比率が高い塗料ミストに適した電位の電圧を前記ロボットアームに印加する時間は、
   前記複数種類の塗料ミストのうち存在比率が低い塗料ミストに適した電位の電圧を前記ロボットアームに印加する時間に比して、長くする、
   ことを特徴とする請求項６に記載の静電塗装装置の塗料汚れ防止方法。
8. 前記複数の電位を、
   前記電圧変更手段によって、塗装工程の進行状況および前記塗装ガンによる塗装部位に応じて変更する、
   ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の静電塗装装置の塗料汚れ防止方法。
9. 前記所定の周期を、
   前記電圧変更手段によって、塗装工程の進行状況および前記塗装ガンによる塗装部位に応じて変更する、
   ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の静電塗装装置の塗料汚れ防止方法。
10. 前記複数の電位と前記所定の周期を、
    前記電圧変更手段によって、塗装工程の進行状況および前記塗装ガンによる塗装部位に応じて変更する、
    ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の静電塗装装置の塗料汚れ防止方法。

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