KR20140011407A - 정전 도장 장치 - Google Patents

Abstract

고전압 발생기(14)의 출력단(出力端)과 에어 모터(3)의 사이에는, 전류 검출용 저항(15)을 접속한다. 전류 검출용 저항(15)의 양단(兩端)에 생기는 전위차(ΔV)에 기초하여, 도장기(塗裝機)(1)에 공급되는 도장기 전류(IB)를 검출하는 도장기 전류 검출기(24)를 설치한다. 고전압 제어 장치(22)는, 도장기 전류 검출기(24)에 의해 검출된 도장기 전류(IB)에 기초하여, 도장기(1)가 피도물(被塗物)(A)에 접근했는지의 여부를 판별한다. 고전압 제어 장치(22)는, 도장기(1)가 피도물(A)에 접근한 것으로 판별했을 때는, 전원 전압 제어 장치(17)에 대하여 전원 전압의 공급을 차단하는 차단 신호를 출력한다.

Description

정전 도장 장치{ELECTROSTATIC SPRAY COATER}

본 발명은, 고전압을 인가한 상태에서 도료를 분무하는 정전(靜電) 도장 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 정전 도장 장치로서, 회전 무화두(霧化頭)를 사용하여 피도물(被塗物)을 향해 도료를 분무하는 도장기(塗裝機)와, 전원 전압을 승압(昇壓)하여 고전압을 발생시키고, 상기 고전압을 도장기의 회전 무화두에 출력하는 고전압 발생기와, 상기 고전압 발생기에 공급하는 전원 전압을 제어하는 전원 전압 제어 장치와, 상기 전원 전압 제어 장치에 대하여 전원 전압을 설정하기 위한 설정 신호를 출력하고, 상기 고전압 발생기로부터 출력하는 고전압을 제어하는 고전압 제어 장치에 의해 구성된 것이 알려져 있다(특허 문헌 1).

이와 같은 종래 기술에 의한 정전 도장 장치에서는, 예를 들면 회전 무화두가 고전압을 방전하는 전극을 구성하므로, 회전 무화두와 어스 전위가 된 피도물의 사이에는, 정전계(靜電界)가 형성되어 있다. 회전 무화두를 통해 고전압으로 대전(帶電)된 도료 입자는, 이 정전계의 전기력선을 따라 피도물을 향해 비행하여 도착(塗着)된다.

국제 공개 제2006/016472호

그런데, 특허 문헌 1에 기재된 정전 도장 장치에서는, 고전압 발생기를 포함하는 고전압 인가 경로 내에 흐르는 전류(전체 귀로 전류)를 검출할 뿐만 아니라, 도장기의 커버의 표면이나 도장기 내의 도료 통로나 에어 통로에 생기는 누설(漏洩) 전류를 검출한다. 이에 따라, 전체 귀로 전류로부터 누설 전류를 감산함으로써, 도장기와 피도물의 사이에 흐르는 피도물 전류를 산출하고, 피도물 전류가 과대한지의 여부를 감시하고 있었다.

여기서, 고전압 발생기의 출력 단자는, 한쪽이 어스되고, 나머지 한쪽이 전압의 발생 단자로서 사용되고 있다. 전압은 예를 들면 수십 kV 이상으로 높아지므로, 일반적으로 직접적인 전류의 검출은 절연 상 곤란하다. 그러므로, 전체 귀로 전류는, 어스되어 있는 출력 단자 측에서 검출된다.

그러나, 고전압 발생기를 구성하는 다단 배전압(倍電壓) 정류 회로의 내부에서도 누설 전류가 생긴다. 또한, 고전압 발생기의 출력측에는, 전압 센서가 접속되어 있고, 이 전압 센서를 통한 누설 전류도 생긴다. 이들 누설 전류는 수십 μA정도의 미약 전류이다. 한편, 피도물 전류도 수십 μA∼수백 μA 정도이며, 또한 절연 이상(異常)을 판단하기 위한 전류 증가분은 수십 μA 정도의 미약 전류이다. 그러므로, 고전압 발생기 내 등에서의 누설 전류를 무시하면, 피도물 전류의 크기를 정확하게 파악할 수 없는 경향이 있다.

또한, 도장기와 피도물이 서로 접근하면, 피도물 전류는 증가한다. 여기서, 피도물 전류의 크기에 기초하여, 도장기와 피도물이 과잉으로 접근했는지의 여부를 감시할 수 있다. 한편, 최근에는, 예를 들면 자동차의 차내 도장과 같이, 좁은 장소에서의 정전 도장이 증가하고 있다. 이 경우에, 도장기와 피도물의 사이의 거리는, 여유를 가지고 충분히 확보할 수 없다. 이 때문에, 도장기와 피도물의 거리 치수가 작은 범위에서 도장을 행할 필요가 있으며, 피도물 전류의 증가를 정확하게 파악하고자 하는 요청이 있다.

이에 대해, 특허 문헌 1에 기재된 정전 도장 장치에서는, 정확한 피도물 전류를 파악할 수 없다. 그러므로, 실제로는 스파크가 발생하지 않는 범위에서 도장기와 피도물의 거리가 짧아질 때에도, 잘못되어 고전압의 공급이 정지되는 경향이 있다. 그 결과, 도장기의 가동 범위가 좁게 되어 도장의 작업성이 저하되는 문제가 있다.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 본 발명의 목적은, 피도물 전류의 증가를 적절히 검출할 수 있는 정전 도장 장치를 제공하는 것에 있다.

(1) 본 발명은, 피도물에 도료를 분무하는 도장기와, 전원 전압을 승압하여 고전압을 발생시키고, 상기 고전압을 상기 도장기에 출력하는 고전압 발생기와, 상기 고전압 발생기에 전원 전압을 공급하는 전원 전압 제어 장치와, 상기 전원 전압 제어 장치에 대하여 전원 전압을 설정하기 위한 설정 신호를 출력하고, 상기 고전압 발생기로부터 출력하는 고전압을 제어하는 고전압 제어 장치를 구비하여 이루어지는 정전 도장 장치에 적용된다.

전술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명이 채용하는 구성의 특징은, 상기 고전압 발생기와 상기 도장기의 사이에는 전류 검출용 저항을 접속하고, 상기 전류 검출용 저항의 양단(兩端)에 생기는 전위차에 기초하여, 상기 도장기에 공급되는 도장기 전류를 검출하는 도장기 전류 검출기를 설치하고, 상기 고전압 제어 장치는, 상기 도장기 전류 검출기에 의해 검출된 도장기 전류를 사용하여 상기 도장기가 피도물에 접근한 것으로 판별한 때는, 상기 전원 전압 제어 장치에 대하여 전원 전압의 공급을 차단하는 차단 신호를 출력하는 구성으로 한 점에 있다.

본 발명에 의하면, 도장기에 공급되는 도장기 전류는, 고전압 발생기의 내부에서 생기는 누설 전류를 포함하지 않는다. 그러므로, 도장기 전류는, 이와 같은 누설 전류를 포함하는 전체 귀로 전류에 비해, 피도물 전류가 반영되기 쉽다. 따라서, 도장기 전류에 기초하여 피도물 전류의 증가를 적절히 검출할 수 있으므로, 고전압 제어 장치는, 도장기 전류 검출기에 의해 검출된 도장기 전류를 사용하여 도장기가 피도물에 과잉으로 접근했는지의 여부를 적절하게 판별할 수 있다. 이로써, 도장기와 피도물의 거리가 작아지더라도, 정상적인 도장이 가능한 범위로 하여, 예를 들면 스파크가 발생하지 않는 범위에서는, 고전압을 계속 공급할 수 있다. 이 결과, 좁은 장소에서 도장을 행하는 경우라도, 도장기의 가동 범위를 넓힐 수 있어, 도장의 작업성을 높일 수 있다.

(2) 본 발명에서는, 상기 도장기 전류 검출기는, 상기 전류 검출용 저항의 입력단에 작용하는 전압을 분압하는 입력측 분압 회로와, 상기 전류 검출용 저항의 출력단(出力端)에 작용하는 전압을 분압하는 출력측 분압 회로와, 상기 입력측 분압 회로에 의해 검출된 입력측 전압 검출값과 상기 출력측 분압 회로에 의해 검출된 출력측 전압 검출값에 기초하여, 상기 전류 검출용 저항에 흐르는 전류로부터 상기 출력측 분압 회로에 흐르는 전류를 감산하여, 상기 도장기 전류를 연산하는 도장기 전류 연산기를 구비하는 구성으로 하고 있다.

본 발명에 의하면, 입력측 분압 회로와 출력측 분압 회로에 의해 전류 검출용 저항의 양단에 작용하는 전압을 검출할 수 있다. 이 때, 입력측 분압 회로에 의해 검출된 입력측 전압 검출값과 출력측 분압 회로에 의해 검출된 출력측 전압 검출값은, 전류 검출용 저항의 양단에 작용하는 전압에 대응한 값이 된다. 그러므로, 입력측 전압 검출값 및 출력측 전압 검출값에 의해 전류 검출용 저항의 양단에 생기는 전위차를 연산하여, 전류 검출용 저항에 흐르는 전류를 산출할 수 있다. 또한, 출력측 분압 회로에 흐르는 전류는 출력측 전압 검출값에 대응한 값이 되기 때문에, 출력측 전압 검출값에 기초하여, 출력측 분압 회로에 흐르는 전류를 산출할 수 있다. 그러므로, 도장기 전류 연산기는, 전류 검출용 저항에 흐르는 전류로부터 출력측 분압 회로에 흐르는 전류를 감산함으로써, 도장기 전류를 연산할 수 있다.

(3) 본 발명에서는, 상기 고전압 발생기를 포함하는 고전압 인가 경로 내에 흐르는 전체 귀로 전류를 검출하는 전체 귀로 전류 검출기를 구비하고, 상기 고전압 제어 장치는, 상기 전체 귀로 전류 검출기에 의해 검출된 전체 귀로 전류의 절대값이 소정의 차단 임계 전류값을 초과할 때, 또는 전체 귀로 전류의 변화량이 소정의 차단 임계 변화량을 초과할 때, 상기 전원 전압 제어 장치에 대하여 전원 전압의 공급을 차단하는 차단 신호를 출력하는 전체 귀로 전류 이상 처리기를 구비하는 구성으로 하고 있다.

본 발명에 의하면, 고전압 제어 장치는, 전체 귀로 전류 검출기에 의해 검출된 전체 귀로 전류의 절대값이 소정의 차단 임계 전류값을 초과했는지의 여부, 또는 전체 귀로 전류의 변화량이 소정의 차단 임계 변화량을 초과했는지의 여부를 판별함으로써, 도장기의 절연성이 손상되었는지의 여부를 판별할 수 있다. 이뿐만 아니라, 전체 귀로 전류는 고전압 발생기의 내부에서 생기는 누설 전류를 포함하므로, 전체 귀로 전류에 기초하여, 고전압 발생기 내의 누설 전류가 증가했는지의 여부를 판별할 수 있다. 이로써, 고전압 제어 장치는, 전체 귀로 전류를 사용하여 도장기가 피도물에 이상 접근하여 도장기의 절연성이 손상된 것을 판별할 수 있을 뿐만 아니라, 고전압 발생기의 절연 열화도 판별할 수 있다.

(4) 본 발명에서는, 상기 고전압 제어 장치는, 상기 도장기 전류 검출기에 의해 검출된 도장기 전류의 절대값이 소정의 차단 임계 전류값을 초과할 때, 또는 도장기 전류의 변화량이 소정의 차단 임계 변화량을 초과할 때, 상기 전원 전압 제어 장치에 대하여 전원 전압의 공급을 차단하는 차단 신호를 출력하는 도장기 전류 이상 처리기를 구비하는 구성으로 하고 있다.

본 발명에 의하면, 고전압 제어 장치는, 도장기 전류 검출기에 의해 검출된 도장기 전류의 절대값이 소정의 차단 임계 전류값을 초과했는지의 여부, 또는 도장기 전류의 변화량이 소정의 차단 임계 변화량을 초과했는지의 여부를 판별함으로써, 도장기가 피도물에 이상 접근했는지의 여부를 판별할 수 있다. 이로써, 고전압 제어 장치는, 도장기가 피도물에 이상 접근했을 때는 전원 전압의 공급을 차단 할 수 있다. 한편, 종래 기술과 같이, 전체 귀로 전류의 절대값이나 전체 귀로 전류의 변화량을 사용하여 피도물에 이상 접근했는지의 여부를 판별하는 경우에는, 피도물 전류의 변화가 고전압 발생기 내 등에서 생기는 누설 전류에 기초하여 완화되어, 정밀도가 저하되기 쉽다. 이에 비해, 본 발명에서는, 도장기 전류의 절대값이나 도장기 전류의 변화량을 사용하여 도장기가 피도물에 이상 접근했는지의 여부를 판별하기 때문에, 피도물의 접근 상황을 높은 정밀도로 파악할 수 있다.

(5) 본 발명에서는, 상기 피도물을 통과하지 않고 흐르는 누설 전류를 검출하는 누설 전류 검출기를 더 포함하고, 상기 고전압 제어 장치는, 상기 도장기 전류 검출기에 의해 검출된 도장기 전류로부터 상기 누설 전류 검출기에 의해 검출된 누설 전류를 감산하고, 상기 도장기와 상기 피도물의 사이에 흐르는 피도물 전류를 연산하는 피도물 전류 연산기와, 상기 피도물 전류 연산기에 의한 피도물 전류의 절대값이 소정의 차단 임계 전류값을 초과할 때, 상기 전원 전압 제어 장치에 대하여 전원 전압의 공급을 차단하는 차단 신호를 출력하는 피도물 전류 이상 처리기를 구비하는 구성으로 하고 있다.

본 발명에 의하면, 피도물 전류 이상 처리기는, 피도물 전류의 절대값이 소정의 차단 임계 전류값을 초과했는지의 여부를 판별함으로써, 도장기가 피도물에 접근했는지의 여부를 판별할 수 있다. 그 결과, 고전압 제어 장치는, 피도물을 통과하지 않는 누설 전류가 증가했을 때에서도, 도장기와 피도물의 사이에 흐르는 피도물 전류를 정확하게 파악할 수 있고, 피도물 전류를 사용하여 도장기가 피도물에 이상 접근하여 도장기의 절연성이 손상된 것을, 보다 정확하게 판별할 수 있다.

(6) 본 발명에서는, 상기 고전압 제어 장치는, 상기 누설 전류 검출기에 의해 검출된 누설 전류를 사용하여 초기 단계의 절연 저하가 생긴 것으로 판별한 때는, 상기 도장기에 발생하고 있는 절연 저하를 통지하는 절연 저하 경보 처리기를 더 구비하는 구성으로 하고 있다.

본 발명에 의하면, 고전압 제어 장치는, 예를 들면 누설 전류 검출기에 의해 검출된 누설 전류의 절대값이 소정의 차단 임계 전류값보다 작은 소정의 경보 임계 전류값을 초과했는지의 여부를 판별함으로써, 절연 파괴가 일어날 수 있는 정도로 도장기의 절연성이 손상되었는지의 여부를 판별할 수 있다. 이로써, 고전압 제어 장치는, 누설 전류를 사용하여 피도물과 도장기의 사이 이외의 개소(箇所)(예를 들면 도장기의 커버의 표면, 도료 통로의 내면, 에어 통로의 내면 등)에 있어서의 절연 파괴의 진행 상황을 파악할 수 있다. 그러므로, 이들 각각의 개소에서의 연면(沿面) 방전에 의한 손상이 진행되기 전에, 예를 들면 경보의 발생 등에 의해 절연 저하를 통지하고, 작업자에 대하여 도장기의 보수(점검, 청소 등)를 촉구할 수 있어, 도장기의 손상을 막아, 신뢰성, 내구성(耐久性)을 높일 수 있다.

도 1은 제1 실시예에 따른 회전 무화두형 도장 장치를 나타내며, 일부 파단 정면도이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 회전 무화두형 도장 장치의 전체 구성을 나타낸 구성도이다.
도 3은 제1 실시예에 따른 회전 무화두형 도장 장치의 전기 회로도이다.
도 4는 제1 실시예에 따른 고전압 발생 제어 처리를 나타낸 흐름도이다.
도 5는 제2 실시예에 따른 고전압 발생 제어 처리를 나타낸 흐름도이다.
도 6은 도 5 중의 슬로프 검출 처리를 나타낸 흐름도이다.
도 7은 제3 실시예에 따른 회전 무화두형 도장 장치의 전체 구성을 나타낸 구성도이다.
도 8은 제3 실시예에 따른 고전압 발생 제어 처리를 나타낸 흐름도이다.
도 9는 도 8에 계속되는 흐름도이다.
도 10은 제4 실시예에 따른 고전압 발생 제어 처리를 나타낸 흐름도이다.
도 11은 도 10 중의 슬로프 검출 처리를 나타낸 흐름도이다.

이하에서, 본 발명의 실시예에 따른 정전 도장 장치로서 회전 무화두형 도장 장치를 예로 들어 첨부 도면에 따라 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 4는 제1 실시예에 따른 회전 무화두형 도장 장치를 나타내고 있다. 도면에서, 도장기(1)는, 후술하는 커버(2), 에어 모터(3), 회전 무화두(5)를 포함하여 구성되어 있다. 이 도장기(1)는, 어스 전위에 있는 피도물 A를 향해 도료를 분무한다.

커버(2)는, 절연성 수지 재료에 의해 원통형으로 형성되어 있다. 이 커버(2)는, 에어 모터(3), 고전압 발생기(14) 등을 덮고 있다.

에어 모터(3)는, 커버(2)의 내주측에 수용되고, 도전성 금속 재료에 의해 형성되어 있다. 이 에어 모터(3)는, 모터 하우징(3A)과, 모터 하우징(3A) 내에 정압(靜壓) 에어 베어링(3B)을 통하여 회전 가능하게 지지된 중공(中空)의 회전축(3C)과, 회전축(3C)의 기단측(基端側)에 고정된 에어 터빈(3D)을 구비하고 있다. 에어 모터(3)에는, 도장기(1) 내에 설치된 구동 에어 통로(4)가 접속되어 있다. 에어 모터(3)는, 에어 터빈(3D)에 대하여 구동 에어 통로(4)를 통해 구동 에어를 공급함으로써, 회전축(3C)과 회전 무화두(5)를, 예를 들면 3000∼150000 rpm으로 고속 회전시킨다.

회전 무화두(5)는, 에어 모터(3)의 회전축(3C)의 선단측에 장착되어 있다. 이 회전 무화두(5)는, 예를 들면 금속 재료 또는 도전성의 수지 재료에 의해 형성된다. 회전 무화두(5)는, 에어 모터(3)에 의해 고속 회전된 상태에서 후술하는 피드 튜브(8)를 통해 도료를 공급함으로써, 그 도료를 원심력에 의해 둘레로부터 분무한다. 한편, 회전 무화두(5)에는 에어 모터(3) 등을 통하여 후술하는 고전압 발생기(14)가 접속되어 있다. 이로써, 정전 도장을 행하는 경우에, 회전 무화두(5)전체에 고전압을 인가할 수 있고, 이들의 표면을 흐르는 도료를 직접적으로 고전압으로 대전시킬 수 있다.

쉐이핑 에어링(shaping air ring)(6)은, 회전 무화두(5)의 외주측 주위를 둘러싸도록 커버(2)의 선단측에 설치되어 있다. 이 쉐이핑 에어링(6)에는 복수의 에어 토출공(6A)이 천설(穿設)되고, 에어 토출공(6A)은 도장기(1) 내에 설치된 쉐이핑 에어 통로(7)가 연통되어 있다. 에어 토출공(6A)에는 쉐이핑 에어 통로(7)를 통해 쉐이핑 에어가 공급되고, 에어 토출공(6A)은, 쉐이핑 에어를 회전 무화두(5)로부터 분무되는 도료를 향해 분출한다. 이로써, 쉐이핑 에어는, 회전 무화두(5)로부터 분무된 도료 입자의 분무 패턴을 성형한다.

피드 튜브(8)는, 회전축(3C) 내에 삽통(揷通)하여 설치되어 있다. 이 피드 튜브(8)의 선단측은, 회전축(3C)의 선단으로부터 돌출되어 회전 무화두(5) 내로 연장되어 있다. 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 피드 튜브(8) 내에는 도료 통로(9)가 설치되며, 또한 도료 통로(9)는, 예를 들면 색상 변경 밸브 장치(도시하지 않음)를 통하여 도료 공급원(10) 및 세정 유체 공급원(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 이로써, 피드 튜브(8)는, 도장 시에는 도료 통로(9)를 통하여 회전 무화두(5)를 향해 도료 공급원(10)으로부터의 도료를 공급하며, 또한 세정 시, 색상 변경 시에는 세정 유체 공급원으로부터의 세정 유체(예를 들면 시너(thinner), 물 등의 용제, 공기 등)를 공급한다.

그리고, 피드 튜브(8)는, 제1 실시예로 한정되지 않으며, 예를 들면 내통(內筒)에 도료 통로가 형성되고, 외통에 세정 유체 통로가 배치된 이중 통형으로 형성할 수도 있다. 또한, 도료 통로(9)는, 제1 실시예와 같이 피드 튜브(8) 내를 통과하는 것으로 한정되지 않고, 도장기(1)의 종류에 따라 각종 통로 형태를 채용할 수 있다.

또한, 도료 공급원(10)으로서 도장기(1)와 교환 가능한 카트리지를 사용할 경우에는, 카트리지를 교환함으로써, 색상 변경을 행할 수 있다. 이 경우에, 색상 변경 밸브 장치는 불필요하다.

도료 공급 밸브(11)는, 도료 통로(9)의 도중에 설치되고, 예를 들면 상시 폐쇄형의 개폐 밸브에 의해 구성되어 있다. 이 도료 공급 밸브(11)는, 도료 통로(9) 내를 연장하는 밸브체(11A)와, 밸브체(11A)의 기단측에 위치하며 실린더(11B) 내에 설치된 피스톤(11C)과, 실린더(11B) 내에 설치되며 밸브체(11A)를 밸브 폐쇄 방향으로 가압하는 밸브 스프링(11D)과, 실린더(11B) 내에서 밸브 스프링(11D)과 반대측에 설치된 수압실(受壓室)(11E)로 구성되어 있다. 수압실(11E)에는, 커버(2) 내를 연장하는 공급 밸브 구동 에어 통로(12)가 접속되어 있다. 도료 공급 밸브(11)는, 공급 밸브 구동 에어 통로(12)를 통하여 수압실(11E)에 공급 밸브 구동 에어(파일럿 에어)가 공급됨으로써, 밸브 스프링(11D)에 저항하여 밸브체(11A)가 밸브를 개방하고, 도료 통로(9) 내의 도료의 유통을 허가한다.

에어원(13)은, 구동 에어 통로(4), 쉐이핑 에어 통로(7) 및 공급 밸브 구동 에어 통로(12)에 접속되어 있다. 이 에어원(13)은, 필터를 통해 외기를 흡인하고, 압축한 후에, 드라이어(모두 도시하지 않음)를 사용하여 압축 공기를 건조시켜 토출한다. 에어원(13)으로부터 토출되는 압축 공기는, 예를 들면 구동 에어 통로(4)의 도중에 설치된 공전(空電) 변환기(도시하지 않음)를 통하여 에어 모터(3)에 공급되고, 이 공전 변환기를 사용하여 에어 모터(3)의 회전수가 제어되고 있다. 한편, 에어원(13)으로부터 토출되는 압축 공기는, 쉐이핑 에어 통로(7)에 공급되어 도료 입자의 분무 패턴을 성형할 뿐만 아니라, 공급 밸브 구동 에어 통로(12)에 공급되어 도료 공급 밸브(11)의 개폐 구동에 사용된다.

고전압 발생기(14)는, 커버(2)의 기단측에 내장되어 있다. 이 고전압 발생기(14)는, DC/AC 변환기(14A), 승압 트랜스포머(14B), 및 다단 배전압 정류 회로(14C)에 의해 구성되어 있다. 도 3에 나타낸 바와 같이, DC/AC 변환기(14A)는, 후술하는 전원 전압 제어 장치(17)로부터 출력된 직류의 전원 전압 Vdc를, 예를 들면 수십 kHz 정도의 주파수를 가지는 교류의 1차 전압 Vac로 변환한다. 1차 전압 Vac는, 승압 트랜스포머(14B)에 의해 승압된다. 즉, 1차 전압 Vac가 승압 트랜스포머(14B)의 1차측 코일에 입력됨으로써, 2차측 코일에는, 1차 전압 Vac가 상승된 2차 전압이 여기(勵起)된다.

다단 배전압 정류 회로(14C)는, 복수의 컨덴서, 다이오드(모두 도시하지 않음)로 이루어지는, 이른바 콕크로프트(Cockcroft) 회로에 의해 구성되어 있다. 다단 배전압 정류 회로(14C)는, 승압 트랜스포머(14B)로부터 공급되는 2차 전압을 더욱 승압하여, 예를 들면 -30∼-150 kV의 고전압을 발생시킨다. 그리고, 고전압 발생기(14)는, 에어 모터(3), 회전 무화두(5)를 통해 도료를 직접적으로 고전압에 대전시키고 있다.

여기서, 고전압 발생기(14)의 출력측은, 전류 검출용 저항(15) 및 스파크 방지용 저항(16)을 통하여 에어 모터(3)에 접속되어 있다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 전류 검출용 저항(15) 및 스파크 방지용 저항(16)은, 고전압 발생기(14)와 에어 모터(3)의 사이에 직렬로 접속되어 있다. 전류 검출용 저항(15)은, 스파크 방지용 저항(16)보다 고전압 발생기(14) 측에 더 가까이 접속되어 있다. 그러므로, 전류 검출용 저항(15)의 입력단은, 고전압 발생기(14)의 출력단에 접속되고, 전류 검출용 저항(15)의 출력단은, 스파크 방지용 저항(16)에 접속되어 있다.

전류 검출용 저항(15)의 저항값 Rf는, 예를 들면 수십∼수백 μA 정도의 도장기 전류 IB가 흘렀을 때에, 양단 사이에서 충분한 전위차가 생기는 값으로 설정되어 있다. 구체적으로는, 전류 검출용 저항(15)의 저항값은, 수십 MΩ∼수백 MΩ(예를 들면, 30 MΩ∼500 MΩ) 정도의 값으로 설정되어 있다.

스파크 방지용 저항(16)은, 회전 무화두(5)와 피도물 A의 사이에서 스파크가 발생하는 것을 방지하는 것이다. 그러므로, 스파크 방지용 저항(16)의 저항값은, 회전 무화두(5)과 피도물 A가 지나치게 접근하여, 도장기 전류 IB가 증가했을 때, 도장기 전류 IB에 의해 충분한 전압 하강이 생기는 값(예를 들면 30 MΩ∼500 MΩ 정도의 값)으로 설정되어 있다.

그리고, 제1 실시예에서는, 스파크 방지용 저항(16)은, 전류 검출용 저항(15)과는 별개로 설치되어 있다. 그러나, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 예를 들면 전류 검출용 저항(15)의 저항값 Rf를 적절하게 설정함으로써, 전류 검출용 저항(15)이 스파크 방지용 저항(16)을 겸용할 수도 있다. 이 경우에, 스파크 방지용 저항(16)을 생략할 수 있다.

전원 전압 제어 장치(17)는, 고전압 발생기(14)로부터 출력되는 출력 전압(고전압)을 제어하기 위해 고전압 발생기(14)에 공급하는 직류의 전원 전압 Vdc를 제어한다. 이 전원 전압 제어 장치(17)는, 그 입력측이 AC/DC 변환기(18)를 통하여 상용 전원(19)에 접속되고, 출력측이 고전압 발생기(14)에 접속되어 있다.

여기서, AC/DC 변환기(18)는, 예를 들면 상용 전원(19)으로부터 급전(給電)되는 AC 100V를, 예를 들면 DC 24V의 직류의 전원 전압 Vdc로 변환하고, 전원 전압 Vdc를 전원 전압 제어 장치(17)에 출력하고 있다.

전원 전압 제어 장치(17)는, 고전압 발생기(14)에 전원 전압 Vdc를 공급한다. 이 전원 전압 제어 장치(17)는, 예를 들면 NPN형 파워 트랜지스터(20)와, 파워 트랜지스터(20)를 제어하는 트랜지스터 제어 회로(21)에 의해 구성되어 있다. 파워 트랜지스터(20)의 콜렉터는 AC/DC 변환기(18)에 접속되고, 파워 트랜지스터(20)의 이미터는 고전압 발생기(14)의 입력측에 접속되고, 또한 파워 트랜지스터(20)의 베이스는 트랜지스터 제어 회로(21)에 접속되어 있다.

트랜지스터 제어 회로(21)는, 후술하는 고전압 제어 장치(22)로부터 출력되는 신호에 따라 파워 트랜지스터(20)의 베이스 전압을 변화시켜, 이미터로부터 고전압 발생기(14)의 입력측에 인가되는 전원 전압 Vdc를 가변으로 제어하고 있다.

고전압 제어 장치(22)는, 처리 장치(CPU)를 포함하여 구성되어 있다. 이 고전압 제어 장치(22)는, 전원 전압 제어 장치(17)에 대하여 전원 전압 Vdc를 설정하기 위해 전압 설정기(23)로부터 출력되는 설정 전압에 따른 신호(설정 신호)를 출력한다. 고전압 제어 장치(22)의 입력측에는, 전압 설정기(23), 도장기 전류 검출기(24), 전류 센서(27)가 접속된다. 고전압 제어 장치(22)의 출력측에는, 전원 전압 제어 장치(17)가 접속되며, 후술하는 경보 버저(28), 경보 램프(29)가 접속되어 있다.

고전압 제어 장치(22)는, 예를 들면 도장기 전류 검출기(24)의 입력측 분압 회로(25)에 의한 전압 검출값 VMi에 기초하여, 고전압 발생기(14)로부터 출력되는 출력 전압을 연산한다. 그리고, 고전압 제어 장치(22)는, 전압 설정기(23)로부터 출력되는 설정 전압과, 예를 들면 전압 검출값 VMi로부터 산출한 출력 전압을 비교하여 고전압 발생기(14)로부터 출력되는 출력 전압을 피드백 제어한다. 이로써, 고전압 제어 장치(22)는, 트랜지스터 제어 회로(21)로 설정 신호를 출력하고, 파워 트랜지스터(20)의 구동을 제어하여 고전압 발생기(14)로부터 출력하는 고전압을 제어한다.

그리고, 고전압 제어 장치(22)는, 입력측 분압 회로(25)에 의한 전압 검출값 VMi에 기초하여 고전압 발생기(14)의 출력 전압을 연산하는 것으로 했다. 그러나, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 출력측 분압 회로(26)에 의한 전압 검출값 VMo를 사용하여 고전압 발생기(14)의 출력 전압을 연산할 수도 있다.

또한, 고전압 제어 장치(22)는, 후술하는 도 4에 나타낸 고전압 발생 제어 처리의 프로그램에 따라 작동한다. 즉, 고전압 제어 장치(22)는, 입력측 분압 회로(25)와 출력측 분압 회로(26)의 전압 검출값 VMi, VMo를 사용하여, 에어 모터(3)에 공급되는 도장기 전류 IB를 연산하는 기능과, 도장기 전류 IB와 전체 귀로 전류 IT를 사용하여, 도장기(1)의 절연 상태를 판별하는 기능을 가진다. 고전압 제어 장치(22)는, 절연성이 손상된 상태로 판별한 때에는, 전원 전압 제어 장치(17)에 대하여 차단 신호를 출력하여, 고전압 발생기(14)에 대한 전원 전압 Vdc의 공급을 차단한다.

이로써, 고전압 제어 장치(22)는, 도장기 전류 IB를 사용하여 도장기(1)가 피도물 A에 이상 접근한 것으로 판별한 때, 전원 전압 제어 장치(17)에 대하여 전원 전압 Vdc의 공급을 차단하는 차단 신호를 출력하는 전원 차단 장치를 구비한다.

그리고, 전압 설정기(23)로부터 출력되는 설정 전압은, 도료의 성질, 도장 조건 등에 따라, 예를 들면 -30∼-150 kV의 범위 내에서 적절하게 설정된다.

도장기 전류 검출기(24)는, 전류 검출용 저항(15)의 양단에 생기는 전위차 ΔV에 기초하여, 도장기(1)에 공급되는 도장기 전류 IB를 검출한다. 이 도장기 전류 검출기(24)는, 입력측 분압 회로(25) 및 출력측 분압 회로(26)를 구비한다. 이뿐만 아니라, 도장기 전류 검출기(24)는, 후술하는 바와 같이, 도 4 중의 스텝 4에 나타낸 고전압 제어 장치(22)에 의한 연산 처리에 의해 도장기 전류 IB를 검출한다. 이 때, 스텝 4의 연산 처리는, 도장기 전류 연산기에 상당한다.

입력측 분압 회로(25)는, 전류 검출용 저항(15)의 입력단에 접속되어 있다. 즉, 입력측 분압 회로(25)는, 전류 검출용 저항(15)의 양단 중 고전압 발생기(14)측에 접속되어 있다. 입력측 분압 회로(25)는 분압 저항(25A, 25B)을 구비하고, 분압 저항(25A, 25B)은 전류 검출용 저항(15)의 입력단과 어스의 사이에 직렬로 접속되어 있다. 이로써, 입력측 분압 회로(25)는, 전류 검출용 저항(15)의 입력단에 인가되는 고전압을, 분압 저항(25A, 25B)의 저항값 Rhi, Rdi에 따른 비율로 분압하고, 전압 검출값 VMi를 검출한다.

여기서, 전압 검출값 VMi를 저하시키기 위해, 어스 측의 분압 저항(25B)의 저항값 Rdi는, 전류 검출용 저항(15) 측의 분압 저항(25A)의 저항값 Rhi에 비해, 충분히 작은 값(예를 들면 수천분의 1∼만분의 1)으로 설정되어 있다. 또한, 분압 저항(25A, 25B)의 저항값 Rhi, Rdi의 합계값은, 이들에 흐르는 전류를 가능한 작게 하기 위해, 충분히 큰 값(예를 들면 수백 MΩ∼수GΩ)으로 설정되어 있다.

출력측 분압 회로(26)는, 전류 검출용 저항(15)의 출력단에 접속되어 있다. 즉, 출력측 분압 회로(26)는, 전류 검출용 저항(15)의 양단 중 에어 모터(3) 측에 접속되어 있다. 출력측 분압 회로(26)는, 분압 저항(26A, 26B)을 구비하고 있다. 분압 저항(26A, 26B)은, 전류 검출용 저항(15)의 출력단과 어스의 사이에 직렬로 접속되어 있다. 이로써, 출력측 분압 회로(26)는, 전류 검출용 저항(15)의 출력단에 인가되는 고전압을, 분압 저항(26A, 26B)의 저항값 Rho, Rdo에 따른 비율로 분압하고, 전압 검출값 VMo를 검출한다.

여기서, 전압 검출값 VMo를 저하시키기 위해, 어스 측의 분압 저항(26B)의 저항값 Rdo는, 전류 검출용 저항(15) 측의 분압 저항(26A)의 저항값 Rho에 비해, 충분히 작은 값(예를 들면 수천분의 1∼만분의 1)으로 설정되어 있다. 또한, 분압 저항(26A, 26B)의 저항값 Rho, Rdo의 합계값은, 이들에 흐르는 전류를 가능한 작게 하기 위해, 충분히 큰 값(예를 들면 수백 MΩ∼수GΩ)으로 설정되어 있다.

전류 센서(27)는, 고전압 발생기(14)에 접속되고, 전체 귀로 전류 검출기를 구성하고 있다. 이 전류 센서(27)는, 예를 들면 다단 배전압 정류 회로(14C)의 입력측에 위치하며, 승압 트랜스포머(14B)의 2차측 코일에 접속되어, 2차측 코일에 흐르는 전류를 검출한다. 이로써, 전류 센서(27)는, 고전압 발생기(14)를 포함하는 고전압 발생 경로 내를 흐르는 전체 귀로 전류 IT를 검출하고, 검출한 전체 귀로 전류 IT의 전류값을 고전압 제어 장치(22) 측으로 출력하고 있다.

경보 버저(28) 및 경보 램프(29)는, 경보 수단을 구성하고, 또한 고전압 제어 장치(22)의 출력측에 접속되어 있다. 경보 버저(28), 경보 램프(29)는, 고전압 제어 장치(22)로부터 출력되는 경보 신호에 기초하여 구동하고, 작업자에 대하여 도장기(1)의 절연성이 저하된 것 등을 통지한다.

제1 실시예에 따른 회전 무화두형 도장 장치는 전술한 바와 같은 구성을 가지는 것이며, 다음으로, 도장 장치로서의 작동에 대하여 설명하다.

도장기(1)는, 에어 모터(3)에 의해 회전 무화두(5)를 고속 회전시키고, 이 상태에서 피드 튜브(8)를 통해 회전 무화두(5)에 도료를 공급한다. 이로써, 도장기(1)는, 회전 무화두(5)가 회전할 때의 원심력에 의해 도료를 미립화하여 분무하고, 또한 쉐이핑 에어링(6)을 통해 쉐이핑 에어를 공급함으로써 분무 패턴을 제어하면서 도료 입자를 피도물 A에 도착시킨다.

또한, 회전 무화두(5)에는 에어 모터(3)를 통하여 고전압 발생기(14)에 의한 고전압이 인가되어 있다. 이로써, 도료 입자는, 회전 무화두(5)를 통해 직접적으로 고전압으로 대전하고, 또한 회전 무화두(5)와 피도물 A의 사이에 형성된 정전 계를 따라 비행하고, 피도물에 도착한다.

다음으로, 고전압 제어 장치(22)에 의한 고전압 발생 제어 처리에 대하여 도 4를 참조하면서 설명한다.

그리고, 차단 임계 전류값 IB0는, 회전 무화두(5)가 피도물 A에 이상 접근한 상태에서, 고전압 발생기(14)의 출력단을 흐르는 도장기 전류 IB의 전류값이다. 이 차단 임계 전류값 IB0는, 예를 들면 수μA∼수십μA 정도로 설정되어 있다.

또한, 차단 임계 전류값 IT0는, 회전 무화두(5)가 피도물 A에 이상 접근한 상태에서 고전압 발생기(14)를 포함하는 고전압 발생 경로 내를 흐르는 전체 귀로 전류 IT의 전류값이다. 이 차단 임계 전류값 IT0는, 수백μA(예를 들면 200μA) 정도로 설정되어 있다.

여기서, 차단 임계 전류값 IT0는, 분압 회로(25, 26)를 흐르는 누설 전류나 고전압 발생기(14) 내를 흐르는 누설 전류를 고려하여, 차단 임계 전류값 IB0보다 큰 값으로 설정되어 있다.

스텝 1에서는, 사전에 고전압 제어 장치(22)의 메모리(도시하지 않음)에 저장하여 둔 절대값 검출용 차단 임계 전류값 IB0, IT0를 판독한다. 계속되는 스텝 2에서는, 입력측 분압 회로(25)에 의해 검출된 전압 검출값 VMi와 출력측 분압 회로(26)에 의해 검출된 전압 검출값 VMo를 판독한다. 스텝 3에서는, 전류 센서(27)에 의해 검출된 전체 귀로 전류 IT의 전류값을 판독한다.

다음으로, 스텝 4에서는, 이하의 수식 1에서, 전압 검출값 VMi, VMo, 분압 저항(25A, 25B, 26A, 26B)의 저항값 Rhi, Rdi, Rho, Rdo 및 전류 검출용 저항(15)의 저항값 Rf를 대입하여, 도장기(1)에 공급되는 도장기 전류 IB를 연산한다.

[수식 1]

단, 수식 2에 나타낸 바와 같이, 수식 1 중에서, Ki, Ko는, 분압 회로(25, 26)의 분압비를 나타내고 있다. 분압비 Ki, Ko는, 상이한 값이라도 되고, 동일한 값이라도 된다. 그리고, 수식 3에 나타낸 바와 같이, 수식 1의 우변 제1항의 분자는, 전류 검출용 저항(15)의 양단에 생기는 전위차 ΔV에 대응한다. 수식 4에 나타낸 바와 같이, 수식 1의 우변 제1항은, 전류 검출용 저항(15)을 흐르는 전류 Irf에 대응한다. 수식 5에 나타낸 바와 같이, 수식 1의 우변 제2항은, 출력측 분압 회로(26)에 흐르는 전류 Iro에 대응한다.

[수식 2]

[수식 3]

[수식 4]

[수식 5]

다음으로, 스텝 5에서는, 스텝 4에서 산출한 도장기 전류 IB의 절대값이 사전에 결정된 차단 임계 전류값 IB0보다 큰 지의 여부(|IB|> IB0)를 판정한다. 이 스텝 5에서 「YES」로 판정했을 때는, 예를 들면 회전 무화두(5)가 피도물 A에 이상 접근하여 절연성이 손상된 상태가 되어, 도장기(1)와 피도물 A의 사이에 흐르는 전류가 절연 파괴를 생기게 할 수 있는 정도로 증대되어 있는 것으로 여겨진다. 그러므로, 스텝 6으로 이행(移行)하여 도장기 전류 IB의 절대값이 과대한 것을 나타내는 이상 정지 표시를 행한다. 이 이상 정지 표시는, 예를 들면 고전압 제어 장치(22)의 모니터(도시하지 않음)에 출력하고, 또한 경보 버저(28), 경보 램프(29)를 사용하여 그 취지를 작업자에게 통지함으로써 행해진다.

그 후, 스텝 9로 이행하여, 고전압 제어 장치(22)는 전원 전압 제어 장치(17)에 대해서 차단 신호를 출력하고, 트랜지스터 제어 회로(21)를 구동하여 고전압 발생기(14)와 AC/DC 변환기(18)의 사이를 차단하여, 고전압의 공급을 정지한다. 마지막으로, 스텝 10에서는, 도장기(1)의 구동을 정지시키는 처리를 행하고, 처리를 종료한다.

한편, 스텝 5에서 「NO」로 판정했을 때는, 스텝 7로 이행한다. 스텝 7에서는, 고전압 발생기(14)를 포함하는 고전압 인가 경로 내에 흐르는 전체 귀로 전류 IT의 절대값이 사전에 결정된 차단 임계 전류값 IT0보다 큰 지의 여부(|IT|> IT0)를 판정한다. 스텝 7에서 「YES」로 판정했을 때는, 전체 귀로 전류 IT가 절연 파괴를 생기게 할 수 있는 정도로 증대되어 있는 것으로 여겨진다. 그러므로, 스텝 8로 이행하여 전체 귀로 전류 IT의 절대값이 과대한 것을 나타내는 이상 정지 표시를 행한다. 그 후, 스텝 9로 이행한다.

한편, 스텝 7에서 「NO」로 판정했을 때는, 스텝 5, 7에서 모두 「NO」로 판정되었으므로, 도장기 전류 IB의 절대값과 전체 귀로 전류 IT의 절대값은, 모두 차단 임계 전류값 IB0, IT0 이하가 된다. 그러므로, 도장기 전류 IB의 절대값과 전체 귀로 전류 IT의 절대값은, 도장이 계속 가능할 정도로 작은 것으로 여겨지므로, 스텝 2 이후의 처리를 반복한다.

이상에 의해, 제1 실시예에서는, 고전압 제어 장치(22)는, 도장기 전류 IB의 절대값이 차단 임계 전류값 IB0를 초과할 때에 차단 신호를 출력하는 도장기 전류 이상 처리기와, 전체 귀로 전류 IT의 절대값이 차단 임계 전류값 IT0를 초과할 때에 차단 신호를 출력하는 전체 귀로 전류 이상 처리기를 구비한다. 이 때, 도장기 전류 이상 처리기 및 도장기 전류 이상 처리기는, 전원 차단 장치를 구성하고 있다.

제1 실시예에 따른 회전 무화두형 도장 장치는 전술한 바와 같은 고전압 발생 제어 처리에 기초하여 작동하는 것이다.

그런데, 제1 실시예에서는, 고전압 발생기(14)와 도장기(1)의 사이에는 전류 검출용 저항(15)을 접속하고, 전류 검출용 저항(15)의 양단에 생기는 전위차 ΔV에 기초하여, 도장기(1)에 공급되는 도장기 전류 IB를 검출하는 도장기 전류 검출기(24)를 설치한다. 이 때, 도장기 전류 IB는, 고전압 발생기(14)의 내부에서 생기는 누설 전류를 포함하지 않는다. 이와 같이, 누설 전류를 포함하는 전체 귀로 전류 IT에 비해, 도장기 전류 IB는 도장기(1)와 피도물 A의 사이에서 흐르는 피도물 전류 IX가 반영되기 쉽기 때문에, 도장기 전류 IB에 기초하여 피도물 전류 IX의 증가를 적절하게 검출할 수 있다. 그러므로, 고전압 제어 장치(22)는, 도장기 전류 검출기(24)에 의한 도장기 전류 IB를 사용하여 도장기(1)가 피도물 A에 과잉으로 접근했는지의 여부를 적절하게 판별할 수 있으므로, 도장기(1)와 피도물 A의 거리가 작아져도, 예를 들면 스파크가 발생하지 않는 범위에서는, 고전압의 공급을 계속 할 수 있다. 그 결과, 좁은 장소에서 도장을 행하는 경우라도, 도장기(1)의 가동 범위를 넓힐 수 있어 도장의 작업성을 높일 수 있다.

한편, 입력측 분압 회로(25)와 출력측 분압 회로(26)에 의해 전류 검출용 저항(15)의 양단에 작용하는 전압을 검출할 수 있다. 이 때, 입력측 분압 회로(25)에 의해 검출된 입력측 전압 검출값 VMi와 출력측 분압 회로(26)에 의해 검출된 출력측 전압 검출값 VMo는, 전류 검출용 저항(15)의 양단에 작용하는 전압에 대응한 값이 된다. 그러므로, 전압 검출값 VMi, VMo에 의해 전류 검출용 저항(15)의 양단에 생기는 전위차 ΔV를 연산하고, 전류 검출용 저항(15)에 흐르는 전류 Irf를 연산할 수 있다.

또한, 일반적으로 고전압 발생기(14)의 출력측에는 출력 전압을 검출하는 전압 센서가 설치되지만, 전체 귀로 전류 IT는, 이 전압 센서를 흐르는 누설 전류를 포함한다. 그러므로, 도장기(1)가 피도물 A에 근접하여도, 누설 전류에 비해 피도물 전류 IX의 변화량이 적기 때문에, 전체 귀로 전류 IT에서는, 피도물 전류 IX의 증가를 검출하는 것이 어려운 경향이 있다.

이에 비해, 제1 실시예에서는, 수식 1에 나타낸 바와 같이, 전류 검출용 저항(15)에 흐르는 전류 Irf로부터 출력측 분압 회로(26)에 흐르는 전류 Iro를 감산 함으로써, 도장기 전류 IB를 연산한다. 그 결과, 도장기 전류 IB가 차단 임계 전류값 IB0를 초과했는지의 여부를 판정함으로써, 출력측 분압 회로(26)에 흐르는 전류 Iro의 영향을 받지 않고, 피도물 전류 IX의 증가를 검출할 수 있다.

또한, 고전압 발생기(14)를 포함하는 고전압 인가 경로 내에 흐르는 전체 귀로 전류 IT를 검출하는 전류 센서(27)를 구비하므로, 고전압 제어 장치(22)는, 전류 센서(27)에 의한 전체 귀로 전류 IT가 소정의 차단 임계 전류값 IT0를 초과했는지의 여부를 판별함으로써, 도장기(1)의 절연성이 손상되었는지의 여부를 판별할 수 있다. 그뿐만 아니라, 전체 귀로 전류 IT는 고전압 발생기(14)의 내부에서 생기는 누설 전류를 포함하므로, 전체 귀로 전류 IT에 기초하여, 고전압 발생기(14)의 내부에서 생기는 누설 전류가 증가했는지의 여부를 판별할 수 있다. 이로써, 고전압 제어 장치(22)는, 전체 귀로 전류 IT를 사용하여 도장기(1)가 피도물 A에 이상 접근하여 도장기의 절연성이 손상된 것을 판별할 수 있을 뿐만 아니라, 고전압 발생기(14)의 절연 열화도 판별할 수 있다.

다음으로, 도 5 및 도 6은 제2 실시예에 따른 고전압 발생 제어 처리를 나타내고 있다. 제2 실시예에서는, 고전압 제어 장치가 구비하는 도장기 전류 이상 처리기는, 도장기 전류의 절대값이 소정의 차단 임계 전류값을 초과할 때, 또는 도장기 전류의 변화량이 소정의 차단 임계 변화량을 초과할 때, 전원 전압 제어 장치에 대하여 전원 전압의 공급을 차단하는 차단 신호를 출력한다. 그리고, 제2 실시예에서는, 제1 실시예와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략하기로 한다.

여기서, 차단 임계 전류값 IB0, IT0는, 제1 실시예와 동일하게 설정되고, 고전압 제어 장치(22)의 메모리 등(도시하지 않음)에 사전에 저장되어 있다.

슬로프 검출에 사용하는 소정 시간 마다(예를 들면 170 ms 마다) 도장기 전류 IB'는 고전압 제어 장치(22)의 메모리(도시하지 않음)에 저장되어 있는 것으로 한다. 차단 임계 변화량 ΔIB0는, 회전 무화두(5)가 피도물에 이상 접근할 때의 도장기 전류의 변화량 ΔIB이다. 이 차단 임계 변화량 ΔIB0는, 4∼40 μA 정도의 값(예를 들면 15μA 정도)으로 설정되고, 고전압 제어 장치(22)의 메모리에 저장되어 있다.

스텝 11에서는, 사전에 메모리에 저장하여 둔 절대값 검출용 차단 임계 전류값 IB0, IT0, 차단 임계 변화량 ΔIB0를 판독한다. 계속되는 스텝 12에서는, 입력측 분압 회로(25)에 의해 검출된 전압 검출값 VMi와 출력측 분압 회로(26)에 의해 검출된 전압 검출값 VMo를 판독한다. 스텝 13에서는, 전류 센서(27)에 의해 검출된 전체 귀로 전류 IT의 전류값을 판독한다.

다음으로, 스텝 14에서는, 제1 실시예에 따른 스텝 4와 동일한 처리를 행한다. 즉, 스텝 14에서는, 전술한 수식 1에서, 전압 검출값 VMi, VMo, 분압 저항(25A, 25B, 26A, 26B)의 저항값 Rhi, Rdi, Rho, Rdo 및 전류 검출용 저항(15)의 저항값 Rf를 대입하여, 도장기 전류 IB를 연산한다.

다음으로, 스텝 15에서는, 후술하는 슬로프 검출 처리를 행하고, 사전에 결정된 일정 시간 T1 마다의 도장기 전류의 변화량 ΔIB를 연산하고, 스텝 16으로 이행한다.

스텝 16에서는, 도장기 전류의 변화량 ΔIB가 사전에 결정된 차단 임계 변화량 ΔIB0보다 큰 지의 여부(ΔIB>ΔIB0)를 판정한다. 스텝 16에서 「YES」로 판정했을 때는, 예를 들면 회전 무화두(5)가 피도물 A에 이상 접근하는 경향이 있어, 도장기(1)와 피도물 A의 사이에 흐르는 전류가 단시간에 크게 증대되어 있는 것으로 여겨진다. 그러므로, 스텝 17로 이행하여 도장기 전류의 변화량 ΔIB가 과대한 것을 나타내는 이상 정지 표시를 행한다. 그 후, 스텝 22로 이행한다.

스텝 22에서는, 트랜지스터 제어 회로(21)를 구동하고, 고전압 발생기(14)와 AC/DC 변환기(18)의 사이를 차단하여 고전압의 공급을 정지한다. 계속되는 스텝 23에서는, 도장기(1)의 구동을 정지시키는 처리를 행하고, 처리를 종료한다.

한편, 스텝 16에서 「NO」로 판정했을 때는, 스텝 18로 이행한다. 스텝 18에서는, 도장기 전류 IB의 절대값이 사전에 결정된 차단 임계 전류값 IB0보다 큰 지의 여부(|IB|>IB0)를 판정한다. 스텝 18에서 「YES」로 판정했을 때는, 스텝 19로 이행하여 도장기 전류 IB의 절대값이 과대한 것을 나타내는 이상 정지 표시를 행한다. 그 후, 스텝 22로 이행한다.

한편, 스텝 18으로 「NO」로 판정했을 때는, 스텝 20으로 이행한다. 스텝 20에서는, 고전압 발생기(14)를 포함하는 고전압 인가 경로 내에 흐르는 전체 귀로 전류 IT의 절대값이 사전에 결정된 차단 임계 전류값 IT0보다 큰 지의 여부(|IT|>IT0)를 판정한다. 그리고, 스텝 20에서 「YES」로 판정했을 때는, 스텝 21로 이행하여 전체 귀로 전류 IT의 절대값이 과대한 것을 나타내는 이상 정지 표시를 행한다. 그 후, 스텝 22로 이행한다.

한편, 스텝 20에서 「NO」로 판정했을 때는, 스텝 16, 18, 20에서 모두 「NO」로 판정되었으므로, 도장기 전류의 변화량 ΔIB는 차단 임계 변화량 ΔIB0 이하이며, 또한 도장기 전류 IB의 절대값과 전체 귀로 전류 IT의 절대값은 모두 차단 임계 전류값 IB0, IT0 이하이다. 그러므로, 도장기 전류의 변화량 ΔIB, 도장기 전류 IB의 절대값, 전체 귀로 전류 IT의 절대값은 모두, 도장이 계속 가능할 정도로 작은 것으로 여겨지므로, 스텝 12 이후의 처리를 반복한다.

다음으로, 스텝 15의 슬로프 검출 처리에 대하여, 도 6을 참조하면서 설명한다. 스텝 31에서는, 전류의 시간 변화를 검출하기 위해 사전에 설정된 시간 T1으로서, 예를 들면 170 ms 정도의 설정 시간 T1을 경과했는지 여부를 판정한다. 스텝 31에서 「NO」로 판정했을 때는, 스텝 34로 이행하고 그대로 리턴한다. 그리고, 설정 시간 T1은, 170 ms로 한정되지 않고, 도장 조건 등에 따라 적절하게 설정된다.

한편, 스텝 31에서 「YES」로 판정했을 때는, 스텝 32로 이행하여 이번 도장기 전류 IB와 전회(170 ms 전)의 도장기 전류 IB'의 차이를 하기 수식 6에 따라 연산하고, 이 차이를 슬로프 검출용 도장기 전류의 변화량 ΔIB로서 산출한다. 그 후, 스텝 33으로 이행하고, 메모리 내에 저장된 전회의 도장기 전류 IB'를 이번 도장기 전류 IB로 갱신하고(IB'=IB), 스텝 34로 이행하여 리턴한다. 이로써, 설정 시간 T1 마다의 도장기 전류의 변화량 ΔIB를 연산한다. 그리고, 도장기 전류 IB, IB'는 통상은 동일한 극성이 된다. 그러므로, 도장기 전류의 변화량 ΔIB로서 도장기 전류 IB의 절대값의 증가분을 연산해도 된다.

[수식 6]

ΔIB = IB + IB'

전술한 바와 같이 하여, 제2 실시예에서도 제1 실시예와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 제2 실시예에서는, 도장기 전류의 변화량 ΔIB가 소정의 차단 임계 변화량 ΔIB0를 초과할 때 전원 전압 제어 장치(17)에 대하여 전원 전압 Vdc의 공급을 차단하는 차단 신호를 출력하는 구성으로 한다. 그러므로, 도장기 전류의 변화량 ΔIB를 사용하여 도장기(1)가 피도물 A에 이상 접근했는지의 여부를 판별할 수 있고, 이상 접근했을 때는 고전압 발생기(14)에 대한 전원 전압 Vdc의 공급을 차단할 수 있다.

또한, 종래 기술과 같이 전체 귀로 전류의 변화량을 사용하여 피도물 A에 이상 접근했는지의 여부를 판별하는 경우에는, 다음과 같은 문제가 있다. 즉, 도장기(1)가 피도물 A에 접근하여 피도물 전류 IX가 변화되어도, 피도물 전류 IX의 변화가 고전압 발생기(14) 내에서 발생하는 누설 전류, 또는 고전압 발생기(14)의 출력 전압을 측정하는 회로를 흐르는 누설 전류에 기초하여 완화되어, 정밀도가 쉽게 저하되는 문제가 있다.

이에 비해, 제2 실시예에서는, 이와 같은 누설 전류를 제외한 도장기 전류의 변화량 ΔIB를 사용하여 도장기(1)가 피도물 A에 이상 접근했는지의 여부를 판별하기 때문에, 피도물 A의 접근 상황을 높은 정밀도로 파악할 수 있다. 그러므로, 불필요한 도장의 중단을 회피할 수 있어, 도장의 생산성을 높일 수 있다.

다음으로, 도 7 내지 도 9는 본 발명의 제3 실시예를 나타내고 있다. 제3 실시예에서는, 도장 장치는, 도장기에서 생기는 누설 전류를 검출하는 누설 전류 검출기를 더 구비하며, 또한 고전압 제어 장치는, 피도물 전류 연산기, 피도물 전류 이상 처리기, 절연 저하 경보 처리기를 구비한다. 그리고, 제3 실시예에서는, 고전압 제어 장치는, 도장기 전류 이상 처리기 대신, 피도물 전류 이상 처리기를 구비한다. 이 피도물 전류 이상 처리기는 전원 차단 장치를 구성한다. 또한, 제3 실시예에서는, 제1 실시예와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략하기로 한다.

누설 전류 검출기(31)는, 피도물 A를 통과하지 않고 흐르는 누설 전류를 검출한다. 이 누설 전류 검출기(31)는, 후술하는 전류 센서(32∼36)에 의해 구성되며, 그 출력측이 고전압 제어 장치(22)에 접속되어 있다.

전류 센서(32)는, 외면 전류 검출기를 구성하고 있다. 이 전류 센서(32)는, 예를 들면 커버(2)의 표면에 설치된 도전성 금속 재료 등으로 이루어지는 환형의 도체 단자(32A)에 접속되어 있다. 전류 센서(32)는, 도체 단자(32A)를 통해 도장기(1)의 외면(커버(2)의 표면)을 흐르는 누설 전류 ILa를 검출하고, 검출된 누설 전류 ILa의 전류값을 고전압 제어 장치(22) 측으로 출력한다.

전류 센서(33)는, 구동 에어 통로 전류 검출기를 구성하고 있다. 이 전류 센서(33)는, 예를 들면 구동 에어 통로(4)의 도중에 설치된 도전성 금속 재료 등으로 이루어지는 환형의 도체 단자(33A)에 접속되어 있다. 전류 센서(33)는, 도체 단자(33A)를 통해 도장기(1) 내의 구동 에어 통로(4)를 흐르는 누설 전류 ILb를 검출하고, 검출된 누설 전류 ILb의 전류값을 고전압 제어 장치(22) 측으로 출력한다.

전류 센서(34)는, 쉐이핑 에어 통로 전류 검출기를 구성하고 있다. 이 전류 센서(34)는, 예를 들면 쉐이핑 에어 통로(7)의 도중에 설치된 도전성 금속 재료 등으로 이루어지는 환형의 도체 단자(34A)에 접속되어 있다. 전류 센서(34)는, 도체 단자(34A)를 통해 도장기(1) 내의 쉐이핑 에어 통로(7)를 흐르는 누설 전류 ILc를 검출하고, 검출된 누설 전류 ILc의 전류값을 고전압 제어 장치(22) 측으로 출력한다.

전류 센서(35)는, 공급 밸브 구동 에어 통로 전류 검출기를 구성하고 있다. 이 전류 센서(35)는, 예를 들면 공급 밸브 구동 에어 통로(12)의 도중에 설치된 도전성 금속 재료 등으로 이루어지는 환형의 도체 단자(35A)에 접속되어 있다. 전류 센서(35)는, 도체 단자(35A)를 통해 도장기(1) 내의 공급 밸브 구동 에어 통로(12)를 흐르는 누설 전류 ILd를 검출하고, 검출된 누설 전류 ILd의 전류값을 고전압 제어 장치(22) 측으로 출력한다.

전류 센서(36)는, 도료 통로 전류 검출기를 구성하고 있다. 이 전류 센서(36)는, 예를 들면 도료 공급 밸브(11)보다 상류측(도료 공급원(10) 측)에 위치하며 도료 통로(9)의 도중에 설치된 도전성 금속 재료 등으로 이루어지는 환형의 도체 단자(36A)에 접속되어 있다. 전류 센서(36)는, 도체 단자(36A)를 통해 도장기(1) 내의 도료 통로(9)를 흐르는 누설 전류 ILe를 검출하고, 검출된 누설 전류 ILe의 전류값을 고전압 제어 장치(22) 측으로 출력한다.

다음으로, 제3 실시예에 따른 고전압 발생 제어 처리에 대하여 도 8 및 도 9를 참조하면서 설명한다.

그리고, 차단 임계 전류값 IX0, IT0, ILa0∼ILe0, 경보 임계 전류값 ILa1∼ILe1은, 고전압 제어 장치(22)의 메모리 등(도시하지 않음)에 사전에 저장되어 있다.

여기서, 차단 임계 전류값 IX0는, 회전 무화두(5)가 피도물 A에 이상 접근하여 절연성이 손상된 상태에서 도장기(1)와 피도물 A의 사이에 흐르는 피도물 전류값이다. 이 차단 임계 전류값 IX0는, 예를 들면 80μA 정도로 설정되어 있다.

차단 임계 전류값 ILa0는, 커버(2)의 절연성이 손상된 상태에서 커버(2)의 외면을 흐르는 전류값이다. 이 차단 임계 전류값 ILa0는, 예를 들면 60μA 정도로 설정되어 있다.

차단 임계 전류값 ILb0∼ILd0는, 각 에어 통로(4, 7, 12)의 절연성이 손상된 상태에서 각 에어 통로(4, 7, 12) 내에 흐르는 전류값이다. 이들 차단 임계 전류값 ILb0∼ILd0는, 예를 들면 10μA 정도로 설정되어 있다.

차단 임계 전류값 ILe0는, 도료 통로(9)의 절연성이 손상된 상태에서 도료 통로(9) 내에 흐르는 전류값이다. 이 차단 임계 전류값 ILe0는, 예를 들면 15μA 정도로 설정되어 있다.

또한, 경보 임계 전류값 ILa1은, 커버(2)의 절연성이 저하된 초기 단계의 상태에서 커버(2)의 외면을 흐르는 전류값이다. 이 경보 임계 전류값 ILa1은, 차단 임계 전류값 ILa0보다 작은 값으로서, 예를 들면 40μA 정도로 설정되어 있다.

경보 임계 전류값 ILb1∼ILd1은, 각 에어 통로(4, 7, 12)의 절연성이 저하된 초기 단계의 상태에서 각 에어 통로(4, 7, 12) 내에 흐르는 전류값이다. 이들 경보 임계 전류값 ILb1∼ILd1은, 차단 임계 전류값 ILb0∼ILd0보다 작은 값으로서, 예를 들면 6μA 정도로 설정되어 있다.

경보 임계 전류값 ILe1은, 도료 통로(9)의 절연성이 저하된 초기 단계의 상태에서 도료 통로(9) 내에 흐르는 전류값이다. 이 경보 임계 전류값 ILe1은, 차단 임계 전류값 ILe0보다 작은 값으로서, 예를 들면 10μA 정도로 설정되어 있다. 이와 같이, 경보 임계 전류값 ILa1∼ILe1은, 예를 들면 차단 임계 전류값 ILa1∼ILe1의 60%∼80% 정도의 값으로 설정되어 있다.

도 8에 있어서, 스텝 41에서는, 사전에 메모리에 저장하여 둔 절대값 검출용 차단 임계 전류값 IX0, IT0, ILa0∼ILe0를 판독한다. 스텝 42에서는, 사전에 메모리에 저장하여 둔 절대값 검출용 경보 임계 전류값 ILa1∼ILe1을 판독한다. 계속되는 스텝 43에서는, 입력측 분압 회로(25)에 의해 검출된 전압 검출값 VMi와 출력측 분압 회로(26)에 의해 검출된 전압 검출값 VMo를 판독하고, 스텝 44에서는, 전류 센서(27, 32∼36)에 의해 검출된 전체 귀로 전류 IT와 누설 전류 ILa∼ILe를 판독한다.

다음으로, 스텝 45에서는, 제1 실시예에 따른 스텝 4와 동일한 처리를 행한다. 즉, 스텝 45에서는, 전술한 수식 1에서, 전압 검출값 VMi, VMo, 분압 저항(25A, 25B, 26A, 26B)의 저항값 Rhi, Rdi, Rho, Rdo 및 전류 검출용 저항(15)의 저항값 Rf를 대입하여, 도장기 전류 IB를 연산한다.

다음으로, 스텝 46에서는, 이하의 수식 7에 따라, 도장기(1)와 피도물 A의 사이에 흐르고 있는 피도물 전류 IX를 연산한다. 구체적으로는, 도장기 전류 IB로부터 누설 전류 ILa∼ILe를 감산하여, 피도물 전류 IX를 연산한다.

[수식 7]

IX = IB - (ILa + ILb + ILc + ILd + ILe)

다음으로, 스텝 47에서는, 스텝 46에서 산출한 피도물 전류 IX의 절대값이 사전에 결정된 차단 임계 전류값 IX0보다 큰 지의 여부(|IX|>IX0)를 판정한다. 스텝 47에서 「YES」로 판정했을 때는, 예를 들면 회전 무화두(5)가 피도물 A에 이상 접근하여 절연성이 손상된 상태가 되어, 도장기(1)와 피도물 A의 사이에 흐르는 전류가 절연 파괴를 생기게 할 수 있을 정도로 증대되어 있는 것으로 여겨진다. 그러므로, 스텝 48로 이행하여 피도물 전류 IX의 절대값이 과대한 것을 나타내는 이상 정지 표시를 행한다. 그 후, 스텝 59로 이행한다.

스텝 59에서는, 트랜지스터 제어 회로(21)를 구동하고, 고전압 발생기(14)와 AC/DC 변환기(18)의 사이를 차단하여 고전압의 공급을 정지한다. 계속되는 스텝 60에서는, 도장기(1)의 구동을 정지시키는 처리를 행하고, 처리를 종료한다.

한편, 스텝 47에서 「NO」로 판정했을 때는, 스텝 49로 이행한다. 스텝 49에서는, 커버(2) 등의 표면을 흐르는 누설 전류 ILa의 절대값이 사전에 결정된 차단 임계 전류값 ILa0보다 큰 지의 여부(|ILa|>ILa0)를 판정한다. 스텝 49에서 「YES」로 판정했을 때는, 예를 들면 커버(2) 등에 부착된 흡착물에 의해 연면 방전이 생겨 절연성이 손상된 상태가 되어, 커버(2)의 표면을 흐르는 전류가 절연 파괴를 생기게 할 수 있을 정도로 증대되어 있는 것으로 여겨진다. 그러므로, 스텝 50으로 이행하여, 커버(2)의 표면에서 검출한 누설 전류 ILa의 절대값이 과대한 것을 나타내는 이상 정지 표시를 행한다. 그 후, 스텝 59로 이행한다.

한편, 스텝 49에서 「NO」로 판정했을 때는, 스텝 51로 이행한다. 스텝 51에서는, 에어 통로(4, 7, 12) 내를 흐르는 누설 전류 ILb∼ILd의 절대값과 도료 통로(9) 내를 흐르는 누설 전류 ILe의 절대값이 각각 사전에 결정된 차단 임계 전류값 ILb0∼ILe0보다 큰 지의 여부(|ILb|>ILb0, |ILc|>ILc0, |ILd|>ILd0, |ILe|>ILe0)를 판정한다. 스텝 51에서 「YES」로 판정했을 때는, 예를 들면 에어 통로(4, 7, 12) 내에 부착된 수분, 먼지 등에 의해 연면 방전이 생겨 절연성이 없어진 상태, 또는 도료 통로(9) 내에 부착된 안료 등에 의해 연면 방전이 생겨 절연성이 손상된 상태가 되어, 어느 하나의 전류가 절연 파괴를 생기게 할 수 있을 정도로 증대되어 있는 것으로 여겨진다. 그러므로, 스텝 52로 이행하여, 누설 전류 ILb∼ILe 중 과대하게 된 누설 전류 ILb∼ILe의 통로를 특정하는 이상 정지 표시를 행한다. 그 후, 스텝 59로 이행한다.

한편, 스텝 51에서 「NO」로 판정했을 때는, 스텝 53으로 이행한다. 스텝 53에서는, 고전압 발생기(14)를 포함하는 고전압 인가 경로 내에 흐르는 전체 귀로 전류 IT의 절대값이 사전에 결정된 차단 임계 전류값 IT0보다 큰 지의 여부(|IT|>IT0)를 판정한다. 스텝 53에서 「YES」로 판정했을 때는, 전체 귀로 전류 IT가 절연 파괴를 생기게 할 수 있을 정도로 증대되어 있는 것으로 여겨진다. 그러므로, 스텝 54로 이행하여, 전체 귀로 전류 IT의 절대값이 과대한 것을 나타내는 이상 정지 표시를 행한다. 그 후, 스텝 59로 이행한다.

한편, 스텝 53에서 「NO」로 판정했을 때는, 스텝 47, 49, 51, 53에서 모두 「NO」로 판정되었으므로, 전류 ILa∼ILe, IT의 절대값, 피도물 전류 IX의 절대값은 모두 차단 임계 전류값 ILa0∼ILe0, IT0, IX0 이하가 된다. 그러므로, 전류 ILa∼ILe, IT, 피도물 전류 IX는 도장이 계속 가능한 정도로 작은 것으로 여겨지므로, 스텝 55로 이행한다.

다음으로, 스텝 55에서는, 커버(2) 등의 표면을 흐르는 누설 전류 ILa의 절대값이 사전에 결정된 경보 임계 전류값 ILa1보다 큰 지의 여부(|ILa|>ILa1)를 판정한다. 스텝 55에서 「YES」로 판정했을 때는, 도장의 계속은 가능하지만, 예를 들면 커버(2)에 부착된 흡착물에 의해 연면 방전이 생기고, 절연성이 저하되어 있는 것으로 여겨진다. 그러므로, 스텝 56으로 이행하여, 경보 버저(28), 경보 램프(29)에 경보 신호를 출력한다. 이에 부가하여, 예를 들면 고전압 제어 장치(22)의 모니터 등(도시하지 않음)에 누설 전류 ILa가 증대하여 커버(2)의 절연성이 저하되어 있는 것을 표시한다. 이들 경보 처리에 의해, 작업자에게 커버(2)의 표면의 보수(점검, 청소 등)를 촉구한다. 그 후, 스텝 43 이후의 처리를 반복한다.

한편, 스텝 55에서 「NO」로 판정했을 때는, 스텝 57로 이행한다. 스텝 57에서는, 에어 통로(4, 7, 12) 내를 흐르는 누설 전류 ILb∼ILd의 절대값과 도료 통로(9) 내를 흐르는 누설 전류 ILe의 절대값이 각각 사전에 결정된 경보 임계 전류값 ILb1∼ILe1보다 큰 지의 여부(|ILb|>ILb1, |ILc|>ILc1, |ILd|>ILd1, |ILe|>ILe1)를 판정한다.

스텝 57에서 「YES」로 판정했을 때는, 도장의 계속은 가능하지만, 예를 들면 에어 통로(4, 7, 12) 내에 부착된 수분, 먼지 등에 의해 연면 방전이 생겨 절연성이 저하된 상태, 또는 도료 통로(9) 내에 부착된 안료 등에 의해 연면 방전이 생겨 절연성이 저하된 상태가 되어 있는 것으로 여겨진다. 그러므로, 스텝 58로 이행하여, 경보 버저(28), 경보 램프(29)에 경보 신호를 출력한다. 이에 부가하여, 예를 들면 고전압 제어 장치(22)의 모니터 등(도시하지 않음)에 에어 통로(4, 7, 12)와 도료 통로(9) 중에서 절연성이 저하된 통로를 표시한다. 이들 경보 처리에 의해, 작업자에게 에어 통로(4, 7, 12)와 도료 통로(9) 중에서 절연성이 저하된 통로를 알리고, 또한 그 통로 등의 보수를 촉구한다. 그 후, 스텝 43 이후의 처리를 반복한다.

한편, 스텝 57에서 「NO」로 판정했을 때는, 어느 누설 전류 ILa∼ILe도 경보 임계 전류값 ILa1∼ILe1보다 작고, 통상의 도장 상태로 유지되어 있는 것으로 여겨진다. 그러므로, 그 상태를 그대로 유지하고, 스텝 43으로 이행하고, 스텝 43 이후의 처리를 반복한다.

전술한 바와 같이 하여, 이와 같이 구성된 제3 실시예에서도, 전술한 제1 실시예와 거의 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 제3 실시예에서는, 피도물 A를 통과하지 않고 흐르는 누설 전류를 검출하는 누설 전류 검출기(31)를 구비하므로, 도장기 전류 IB로부터 누설 전류 ILa∼ILe를 감산하고, 도장기(1)와 피도물 A의 사이에 흐르는 피도물 전류 IX를 연산할 수 있다. 그러므로, 피도물 전류 IX의 절대값이 소정의 차단 임계 전류값 IX0를 초과했는지의 여부를 판별함으로써, 도장기(1)가 피도물 A에 접근했는지의 여부를 판별할 수 있다. 그 결과, 피도물 A를 통과하지 않는 누설 전류가 증가했을 때에서도, 도장기(1)와 피도물 A의 사이에 흐르는 피도물 전류 IX를 정확하게 파악할 수 있고, 피도물 전류 IX를 사용하여 도장기(1)가 피도물 A에 이상 접근하여 도장기(1)의 절연성이 손상된 것을, 보다 정확하게 판별할 수 있다.

또한, 고전압 제어 장치(22)는, 누설 전류 검출기(31)에 의한 누설 전류 ILa∼ILe의 절대값이 소정의 차단 임계 전류값 ILa0∼ILe0보다 작은 소정의 경보 임계 전류값 ILa1∼ILe1을 초과했는지의 여부를 판별함으로써, 절연 파괴가 일어날 수 있는 정도로 도장기의 절연성이 손상되었는지의 여부를 판별할 수 있다. 이로써, 고전압 제어 장치(22)는, 누설 전류 ILa∼ILe를 사용하여 도장기(1)와 피도물 A의 사이 이외의 개소(예를 들면 도장기(1)의 커버(2)의 표면, 도료 통로(9)의 내면, 에어 통로(4, 7, 12)의 내면 등)에 있어서의 절연 파괴의 진행 상황을 파악할 수 있다. 그러므로, 이들 각각의 개소에서의 연면 방전에 의한 손상이 진행되기 전에, 예를 들면 경보의 발생 등에 의해 절연 저하를 통지하고, 작업자에 대하여 도장기(1)의 보수(점검, 청소 등)를 촉구할 수 있어, 도장기(1)의 손상을 막아, 신뢰성, 내구성을 높일 수 있다.

다음으로, 도 10 및 도 11은 제4 실시예에 따른 고전압 발생 제어 처리를 나타내고 있다. 제4 실시예에서는, 고전압 제어 장치가 구비하는 전체 귀로 전류 이상 처리기는, 전체 귀로 전류의 절대값이 소정의 차단 임계 전류값을 초과할 때, 또는 전체 귀로 전류의 변화량이 소정의 차단 임계 변화량을 초과할 때, 전원 전압 제어 장치에 대하여 전원 전압의 공급을 차단하는 차단 신호를 출력한다. 그리고, 제4 실시예에서는, 제2 실시예와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략하기로 한다.

여기서, 차단 임계 전류값 IB0, IT0는, 제1 실시예와 동일하게 설정되고, 고전압 제어 장치(22)의 메모리 등(도시하지 않음)에 사전에 저장되어 있는 것이다.

슬로프 검출에 사용하는 소정 시간 마다(예를 들면 170 ms 마다)의 전체 귀로 전류 IT' 및 도장기 전류 IB'는, 고전압 제어 장치(22)의 메모리(도시하지 않음)에 저장되어 있는 것으로 한다.

차단 임계 변화량 ΔIT0는, 회전 무화두(5)가 피도물에 이상 접근할 때의 전체 귀로 전류의 변화량 ΔIT이다. 이 차단 임계 변화량 ΔIT0는, 4∼40 μA 정도의 값(예를 들면 15μA 정도)으로 설정되고, 고전압 제어 장치(22)의 메모리에 저장되어 있다. 차단 임계 변화량 ΔIB0는, 회전 무화두(5)가 피도물에 이상 접근할 때의 도장기 전류의 변화량 ΔIB이다. 이 차단 임계 변화량 ΔIB0는, 4∼40 μA 정도의 값(예를 들면 15μA 정도)으로 설정되고, 고전압 제어 장치(22)의 메모리에 저장되어 있다. 차단 임계 변화량 ΔIT0, ΔIB0는, 서로 동일한 값일 수도 있고, 상이한 값일 수도 있다.

스텝 61에서는, 사전에 메모리에 저장하여 둔 절대값 검출용 차단 임계 전류값 IB0, IT0, 차단 임계 변화량 ΔIB0, ΔIT0를 판독한다. 그 후, 스텝 12에서, 전압 검출값 VMi 및 전압 검출값 VMo를 판독하고, 스텝 13에서, 전체 귀로 전류 IT의 전류값을 판독한다. 계속되는 스텝 14에서는, 전압 검출값 VMi, VMo 등에 기초하여, 도장기 전류 IB를 연산한다.

다음으로, 스텝 62에서는, 후술하는 슬로프 검출 처리를 행하고, 사전에 결정된 일정 시간 T1 마다의 도장기 전류의 변화량 ΔIB와 전체 귀로 전류의 변화량 ΔIT를 연산하고, 스텝 16으로 이행한다.

스텝 16에서는, 도장기 전류의 변화량 ΔIB가 사전에 결정된 차단 임계 변화량 ΔIB0보다 큰 지의 여부(ΔIB>ΔIB0)를 판정한다. 스텝 16에서 「YES」로 판정했을 때는, 스텝 17로 이행하여 도장기 전류의 변화량 ΔIB가 과대한 것을 나타내는 이상 정지 표시를 행한다. 그 후, 스텝 22, 23의 처리를 행한다.

한편, 스텝 16에서 「NO」로 판정했을 때는, 스텝 63으로 이행한다. 스텝 63에서는, 전체 귀로 전류의 변화량 ΔIT가 사전에 결정된 차단 임계 변화량 ΔIT0보다 큰 지의 여부(ΔIT>ΔIT0)를 판정한다. 스텝 63에서 「YES」로 판정했을 때는, 스텝 64로 이행하여 전체 귀로 전류의 변화량 ΔIT가 과대한 것을 나타내는 이상 정지 표시를 행한다. 그 후, 스텝 22, 23의 처리를 행한다.

한편, 스텝 63에서 「NO」로 판정했을 때는, 스텝 18로 이행한다. 스텝 18∼23의 처리는, 제2 실시예와 동일하다.

다음으로, 스텝 62의 슬로프 검출 처리에 대하여, 도 11을 참조하면서 설명한다. 스텝 71에서는, 전류의 시간 변화를 검출하기 위해 사전에 설정된 시간 T1으로서, 예를 들면 170 ms 정도의 설정 시간 T1을 경과했는지 여부를 판정한다. 스텝 71에서 「NO」로 판정했을 때는, 스텝 76으로 이행하고 그대로 리턴한다. 그리고, 설정 시간 T1은, 170 ms로 한정되지 않으며, 도장 조건 등에 따라 적절하게 설정된다.

한편, 스텝 71에서 「YES」로 판정했을 때는, 스텝 72로 이행하고 이번 도장기 전류 IB와 전회(170 ms 전)의 도장기 전류 IB'의 차이를 상기 수식 6에 따라 연산하고, 이 차이를 슬로프 검출용 도장기 전류의 변화량 ΔIB로서 산출한다. 그 후, 스텝 73으로 이행하여, 메모리 내에 저장된 전회의 도장기 전류 IB'를 이번 도장기 전류 IB로 갱신한다(IB' = IB).

계속되는 스텝 74에서는, 이번 전체 귀로 전류 IT와 전회(170 ms 전)의 전체 귀로 전류 IT'의 차이를 이하의 수식 8에 따라 연산하고, 이 차이를 슬로프 검출용 전체 귀로 전류의 변화량 ΔIT로서 산출한다. 그 후, 스텝 75로 이행하고, 메모리 내에 저장된 전회의 전체 귀로 전류 IT'를 이번 전체 귀로 전류 IT로 갱신하고(IT' = IT), 스텝 76으로 이행하고 리턴한다. 이로써, 설정 시간 T1 마다의 도장기 전류의 변화량 ΔIB와 전체 귀로 전류의 변화량 ΔIT를 연산한다. 그리고, 전체 귀로 전류 IT, IT'는 통상은 동일한 극성이 된다. 그러므로, 전체 귀로 전류의 변화량 ΔIT로서 전체 귀로 전류 IT의 절대값의 증가분을 연산할 수도 있다.

[수식 8]

ΔIT = IT - IT'

따라서, 제4 실시예에서도 제1, 제2 실시예와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 제4 실시예에서는, 전체 귀로 전류 IT의 절대값이 소정의 차단 임계 전류값 IT0를 초과할 때, 또는 전체 귀로 전류의 변화량 ΔIT가 소정의 차단 임계 변화량 ΔIT0를 초과할 때에, 전원 전압 제어 장치(17)에 대하여 전원 전압 Vdc의 공급을 차단하는 차단 신호를 출력하는 구성으로 한다. 그러므로, 전체 귀로 전류 IT의 절대값에 한정되지 않고, 도장기 전류의 변화량 ΔIT를 사용하여 도장기(1)의 절연성이 손상되었는지의 여부를 판별할 수 있다.

그리고, 제4 실시예는, 제2 실시예에 적용한 경우를 예로 들어 설명하였으나, 제1 또는 제3 실시예에 적용할 수도 있다.

제1 내지 제4 실시예에서는, 스텝 5∼10, 16∼23, 47∼54, 59, 60, 63, 64는 전원 차단 장치의 구체예, 스텝 4, 14, 45는 도장기 전류 연산기의 구체예, 스텝 5, 6, 9, 10, 16∼19, 22, 23은 도장기 전류 이상 처리기의 구체예, 스텝 7∼10, 20∼23, 53, 54, 59, 60, 63, 64는 전체 귀로 전류 이상 처리기의 구체예, 스텝 46은 피도물 전류 연산기의 구체예, 스텝 47, 48, 59, 60은 피도물 전류 이상 처리기의 구체예, 스텝 55∼58은 절연 저하 경보 처리기의 구체예를 각각 나타내고 있다.

차단 임계 전류값 IB0, IT0, IX0, ILa0∼ILe0, 차단 임계 변화량 ΔIB0, ΔIT0, 경보 임계 전류값 ILa1∼ILe1 등은, 전술한 각 실시예에 예시한 값으로 한정되지 않고, 도장기의 종류, 도장 조건 등에 따라 적절하게 설정된다.

상기 제2 및 제4 실시예에서는, 도장기 전류의 변화량 ΔIB 및 전체 귀로 전류의 변화량 ΔIT는, 전압의 공급을 차단하는 차단 처리에 사용하는 것으로 한다. 그러나, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 예를 들면 도장기 전류의 변화량 또는 전체 귀로 전류의 변화량을 사용하여 경보를 발생시키는 경보 처리에 사용하는 구성으로 할 수도 있다.

제3 실시예에서는, 피도물 전류 IX가 차단 임계 전류값 IX0를 초과했는지의 여부에 의해, 도장기(1)가 피도물 A에 접근했는지의 여부를 판별하는 구성으로 한다. 그러나, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 예를 들면 제2 실시예에 따른 슬로프 검출 처리와 동일한 처리에 의해, 피도물 전류 IX의 변화량 ΔIX를 연산하고, 변화량 ΔIX가 소정의 차단 임계 변화량 ΔIX0를 초과했는지의 여부에 의해, 도장기(1)가 피도물 A에 접근했는지의 여부를 판별하는 구성으로 할 수도 있다. 또한, 제3 실시예에, 제2 실시예에 따른 도장기 전류의 변화량 ΔIB에 기초한 판정 처리를 조합하는 구성으로 할 수도 있다.

제3 실시예에서는, 전류 센서(33∼35)에 의해 에어 통로(4, 7, 12)에 흐르는 누설 전류를 각각 따로따로 검출하는 것으로 하였으나, 예를 들면 단일한 전체 에어 통로 전류에 의해 에어 통로(4, 7, 12)에 흐르는 누설 전류를 합계하여 함께 검출하는 구성으로 할 수도 있다.

제1 내지 제4 실시예에서는, 회전 무화두(5)를 금속 재료 또는 도전성 수지 재료에 의해 형성하고, 회전 무화두(5)를 통하여 직접적으로 도료를 고전압으로 대전시키는 직접 대전식 회전 무화두형 도장 장치를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 예를 들면 회전 무화두형 도장 장치의 커버의 외주측에 외부 전극을 설치하고, 이 외부 전극에 의해 회전 무화두로부터 분무된 도료를 간접적으로 고전압으로 대전시키는 간접 대전식의 회전 무화두형 도장 장치에 적용할 수도 있다.

또한, 제1 내지 제4 실시예에서는 정전 도장 장치로서 회전 무화두(5)를 사용하여 도료를 분무하는 회전 무화두형 도장 장치(회전 무화식 정전 도장 장치)에 적용하는 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 예를 들면 공기 무화식 정전 도장 장치, 액압 무화식 정전 도장 장치 등의 회전 무화 이외의 무화 방식을 사용한 정전 도장 장치에 적용할 수도 있다.

1: 도장기 3: 에어 모터
5: 회전 무화두 14: 고전압 발생기
15: 전류 검출용 저항 17: 전원 전압 제어 장치
18: AC/DC 변환기 22 고전압 제어 장치
23: 전압 설정기 24: 도장기 전류 검출기
25: 입력측 분압 회로 26: 출력측 분압 회로
27: 전류 센서(전체 귀로 전류 검출기)
31: 누설 전류 검출기 IT: 전체 귀로 전류
IB: 도장기 전류 IX: 피도물 전류
ILa∼ILe: 누설 전류 VMi: 입력측 전압 검출값
VMo: 출력측 전압 검출값

Claims (6)

1. 피도물(被塗物)에 도료를 분무하는 도장기(塗裝機)(1);
   전원 전압을 승압(昇壓)하여 고전압을 발생시키고, 상기 고전압을 상기 도장기(1)에 출력하는 고전압 발생기(14);
   상기 고전압 발생기(14)에 전원 전압을 공급하는 전원 전압 제어 장치(17); 및
   상기 전원 전압 제어 장치(17)에 대하여 전원 전압을 설정하기 위한 설정 신호를 출력하고, 상기 고전압 발생기(14)로부터 출력하는 고전압을 제어하는 고전압 제어 장치(22)
   를 구비하여 이루어지는 정전(靜電) 도장 장치에 있어서,
   상기 고전압 발생기(14)와 상기 도장기(1)의 사이에는 전류 검출용 저항(15)을 접속하고,
   상기 전류 검출용 저항(15)의 양단(兩端)에 생기는 전위차(ΔV)에 기초하여, 상기 도장기(1)에 공급되는 도장기 전류(IB)를 검출하는 도장기 전류 검출기(24)를 설치하고,
   상기 고전압 제어 장치(22)는, 상기 도장기 전류 검출기(24)에 의해 검출된 도장기 전류(IB)를 사용하여 상기 도장기(1)가 피도물에 접근한 것으로 판별했을 때는, 상기 전원 전압 제어 장치(17)에 대하여 전원 전압의 공급을 차단하는 차단 신호를 출력하는 구성으로 한,
   정전 도장 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 도장기 전류 검출기(24)는,
   상기 전류 검출용 저항(15)의 입력단(入力端)에 작용하는 전압을 분압하는 입력측 분압 회로(25);
   상기 전류 검출용 저항(15)의 출력단(出力端)에 작용하는 전압을 분압하는 출력측 분압 회로(26); 및
   상기 입력측 분압 회로(25)에 의해 검출된 입력측 전압 검출값(VMi)과 상기 출력측 분압 회로(26)에 의해 검출된 출력측 전압 검출값(VMo)에 기초하여, 상기 전류 검출용 저항(15)에 흐르는 전류로부터 상기 출력측 분압 회로(26)에 흐르는 전류를 감산하여, 상기 도장기 전류(IB)를 연산하는 도장기 전류 연산기
   를 구비하는 구성으로 이루어지는, 정전 도장 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 고전압 발생기(14)를 포함하는 고전압 인가 경로 내에 흐르는 전체 귀로 전류(IT)를 검출하는 전체 귀로 전류 검출기(27)를 구비하고,
   상기 고전압 제어 장치(22)는, 상기 전체 귀로 전류 검출기(27)에 의해 검출된 전체 귀로 전류(IT)의 절대값이 소정의 차단 임계 전류값(IT0)을 초과할 때, 또는 전체 귀로 전류의 변화량(ΔIT)이 소정의 차단 임계 변화량(ΔIT0)을 초과할 때, 상기 전원 전압 제어 장치(17)에 대하여 전원 전압의 공급을 차단하는 차단 신호를 출력하는 전체 귀로 전류 이상(異常) 처리기를 구비하는 구성으로 이루어지는, 정전 도장 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 고전압 제어 장치(22)는, 상기 도장기 전류 검출기(24)에 의해 검출된 도장기 전류(IB)의 절대값이 소정의 차단 임계 전류값(IB0)을 초과할 때, 또는 도장기 전류의 변화량(ΔIB)이 소정의 차단 임계 변화량(ΔIB0)을 초과할 때, 상기 전원 전압 제어 장치(17)에 대하여 전원 전압의 공급을 차단하는 차단 신호를 출력하는 도장기 전류 이상 처리기를 구비하는 구성으로 이루어지는, 정전 도장 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 피도물을 통과하지 않고 흐르는 누설(漏洩) 전류(ILa∼ILe)를 검출하는 누설 전류 검출기(31)를 더 포함하고,
   상기 고전압 제어 장치(22)는,
   상기 도장기 전류 검출기(24)에 의해 검출된 도장기 전류(IB)로부터 상기 누설 전류 검출기(31)에 의해 검출된 누설 전류(ILa∼ILe)를 감산하고, 상기 도장기(1)와 상기 피도물의 사이에 흐르는 피도물 전류(IX)를 연산하는 피도물 전류 연산기; 및
   상기 피도물 전류 연산기에 의한 피도물 전류(IX)의 절대값이 소정의 차단 임계 전류값(IX0)을 초과할 때, 상기 전원 전압 제어 장치(17)에 대하여 전원 전압의 공급을 차단하는 차단 신호를 출력하는 피도물 전류 이상 처리기
   를 구비하는 구성으로 이루어지는 정전 도장 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 고전압 제어 장치(22)는, 상기 누설 전류 검출기(31)에 의해 검출된 누설 전류(ILa∼ILe)를 사용하여 초기 단계의 절연 저하가 생긴 것으로 판별했을 때는, 상기 도장기(1)에 발생하고 있는 절연 저하를 통지하는 절연 저하 경보 처리기를 더 구비하는 구성으로 이루어지는, 정전 도장 장치.

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