JP4678858B2

JP4678858B2 - 静電塗装装置

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Publication number: JP4678858B2
Application number: JP2005512086A
Authority: JP
Inventors: 公好永井
Original assignee: Ransburg Industrial Finishing KK
Current assignee: Carlisle Fluid Technologies Ransburg Japan KK
Priority date: 2003-07-24
Filing date: 2004-07-23
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2024-07-23
Also published as: EP1655076B1; CN1816395A; KR101106696B1; WO2005009621A1; EP1655076A1; DE602004020352D1; EP1655076A4; US7617997B2; JPWO2005009621A1; CN1816395B; KR20060054340A; US20050040262A1

Description

本発明は静電塗装装置に関する。

静電塗装装置は、外部又は内蔵の高電圧発生回路（カスケード）で生成した高電圧により塗料粒子を帯電させ、この帯電した塗料粒子をアース電位の被塗物に塗着させるものであり、塗装機の常用電圧値が所定の値（例えば−９０kＶ）に維持するように、使用する塗料の種類に応じて印加する高電圧値を切り替えるようになっている。

また、従来の静電塗装装置は、被塗物を接近して短絡事故が発生する前に高電圧発生器の動作を遮断して、高電圧の印加を停止する安全機構が組み込まれている。具体的には、塗装機内の高電圧ケーブルに過電流が流れたことを検知する過電流検知手段を設け、常用最大電流（例えば２００μＡ）を越える電流が流れたときにカスケードの電源を遮断して塗装作業を停止するようになっている。

しかし、安全機構は、作業の安全を確保するために電源供給を遮断するものであるが、このことは塗装作業の中断を強要することを意味し、例えば自動車ボディのような高価な被塗物にあっては大きな損害を与えてしまう。

安全機構を組み込んだ静電塗装装置の従来例の一例が日本国の特開平９(1997)−２６２５０７号公報に開示されている。この従来例では、塗装雰囲気の湿度によってリーク電流の値が異なり、塗装雰囲気の湿度が高い程、リーク電流の値が大きくなることから、塗装雰囲気の湿度を検出して、この湿度が高いときには、安全機構の感度を低下させることを提案している。すなわち、特開平９(1997)−２６２５０７号公報は、塗装雰囲気の湿度が高いときには、常用最大電流を越えた電流が流れたとしてもカスケードの電源を遮断しないで塗装を継続することを提案している。

日本国の特開平２−２９８３７４号公報は、高電圧の供給を遮断する安全機構の一部を構成する付加的な機能として、高電圧印加経路内に流れる電流を常時監視し、常用最大電流値以上の電流が流れたときには、高電圧発生器の出力電圧を自動的に降圧させて、電流値を常用電流値の範囲内に抑えることを提案している。

日本国の特開２００２−１８６８８４号公報は、塗装機回りに塗料などの汚染物が付着することによりリーク電流が増大すると、塗装機に印加される高電圧が実質的に低下してしまう等の問題が発生することを鑑みて、高電圧印加経路内の電流又は電圧の振幅値を積算し、この積算値が所定の設定値を越えたときに警報を発して作業者に注意を促すことを提案している。

上記特開平２−２９８３７４号公報のように、高電圧印加系の電流を常時監視して、常用最大電流値以上の電流が流れたときに、静電塗装機に印可する高電圧の値を自動的に降圧させることにより、例えば、塗料に含まれるメタル成分がブリッジを造ってリーク電流が発生しても、火災などの危険性が無いときには、塗装機に印加する高電圧の値を低下させることでリーク電流の値を下げた状態で塗装を継続できるという利点がある。

ところで、静電塗装装置は、例えば回転霧化頭を備えた形式のものにあっては回転霧化頭を駆動するのにエアモータを使うのが一般的であり、また、スプレー式のものにあっては塗料を噴霧させるのにエアを使うのが一般的あるが、塗装装置のエア通路にゴミなどが付着してリーク電流が発生することがある。また、静電塗装装置は、例えば高電圧発生器を内蔵した形式のものにあっては、内部の高電圧発生器で高い電圧を生成し、また、高電圧発生器と回転霧化頭とが僅かな距離しか離れていないため（絶縁距離が小さい）、少しのゴミや付着物が塗料通路などに付着すると、これがリーク電流の発生源になる可能性が極めて大きい。したがって、上記特開２００２−１８６８８４号公報のように、リーク電流を検出して、過大なリーク電流が発生したときに警報を発したとしても、その原因となる高電圧リーク発生箇所を探し当てるのが難しいという問題がある。

本発明の目的は、高電圧のリークが発生しても塗装作業を継続することのできる静電塗装装置を提供することにある。

本発明の更なる目的は、作業者が塗装機内部におけるリークの発生源を直ちに知ることのできる静電塗装装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、作業者の安全を確保するために危険な状況になったときには高電圧の供給を遮断する安全機構を備えた静電塗装装置を前提として、この安全機構による電源遮断の制御を最適化することのできる静電塗装装置を提供することにある。

静電塗装装置の内部で発生する高電圧リークは、塗料通路とエア通路で発生する頻度が高い。そこで、本発明は上述した技術的課題を達成すべく、
塗装ロボットのアームの先端に装着される静電塗装装置であって、高電圧により塗料を帯電させて被塗物を塗装する静電塗装装置において、
該静電塗装装置の端部の端部プレートに設けられた複数の互いに絶縁された導電性継ぎ手からなるポートと、
各ポートを構成する前記導電性継ぎ手を通じて前記静電塗装装置の内外に延びる塗料系、エア系の通路と、
該エア系及び塗料系の通路の前記静電塗装装置の内部に位置する内部通路に発生した高電圧リークを個々独立して検出するために前記エア系及び前記塗料系の通路の各々のポートに設けられたセンサからなり、各センサが、接地した抵抗によって構成された第１のリーク検出手段と、
該第１のリーク検出手段からの信号を受け、前記エア系の内部通路又は前記塗料系の内部通路の少なくともいずれか一方に高電圧リークが発生したときに、塗料を帯電させるための高電圧の値を低下させる高電圧降下制御手段とを有することを特徴とする。

本発明は、内部通路に発生した高電圧リークが、各通路毎に独立して検出される。各内部通路に発生した高電圧リークに関し、静電塗装装置の安全性を確保する上で、危険度の低いエア系の内部通路の高電圧リークを無視又は１よりも小さい重み付けをして、前述した安全機構による高電圧供給遮断制御を行うことで、当該安全機構による電源遮断の制御を最適化することができる。

本発明は、回転霧化頭を備えた形式の静電塗装装置及びスプレー式の静電塗装装置に好適に適用可能であり、また、導電性塗料（典型的には、水性塗料）に適用される外部帯電電極を備えた静電塗装装置にも適用可能である。

図１は、第１実施例の静電塗装システムの全体概要を示す図である。
図２は、第１実施例の静電塗装機の内部構造の概略図である。
図３は、第１実施例の静電塗装機の後端に配設された後端金属プレートの示す図である。
図４は、第１実施例の静電塗装機の液体系（塗料及び洗浄用シンナー）の通路構成を示す図である。
図５は、第１実施例の静電塗装システムの電気的な全体系統図である。
図６は、第１実施例の静電塗装機の高電圧系、液体系、エア系で検出したリーク電流に基づいて出力高電圧の値を最適化する制御の一例を示すフローチャートである。
図７は、第１実施例の静電塗装機の液体系、エア系で検出したリーク電流に基づいて出力高電圧の値を最適化する制御の一例を示すフローチャートである。
図８は、外部の高電圧発生器から高電圧の供給を受ける参考例の静電塗装機の概要を示す図である。

以下に、図面に基づいて本発明の実施例を詳しく説明する。

第１実施例（図１〜図７）
図１は、第１実施例の高電圧発生回路内蔵形式の静電塗装システムの全体概要を示す図である。図示の静電塗装システム１は、典型的には自動車ボディの塗装ライン（図示せず）に設置される。静電塗装システム１は、ロボットアームの先端に装着される回転霧化式静電塗装機２を有し、この静電塗装機２に対する塗料供給系はカラーチェンジバルブ３及びペイントポンプ４を含む。

また、静電塗装機２は、既知のように、回転霧化頭５を駆動するエアモータ６及び高電圧発生器７を含む。エアモータ６を駆動するエアやシェーピングエアなどのエアの制御はエア操作盤８によって行われる。また、静電塗装機２の電圧及び回転霧化頭５の回転数制御は、ファイバーアンプ９、光ファイバーケーブル１０を介して静電塗装機２と接続されたコントローラ１１によって行われる。

図１から理解できるように、静電塗装機２、カラーチェンジバルブ３、ペイントポンプ４は、塗装ラインの塗装ブース内に配設される。他方、エア操作盤８、コントローラ１１、ファイバーアンプ９は塗装ブースの外に配設される。エア操作盤９及びコントローラ１１は、塗装ラインの全体を制御する塗装ライン制御装置１２に接続されている。なお、図１、図５に参照符号１４で示すように、コントローラ１１は表示器１４を有し、この表示器１４を使ってオペレータに必要な情報が表示される。

図２は、静電塗装機２の内部構造の概略図である。静電塗装機２は、その後部に高電圧発生器（カスケード）７に隣接して配置された螺旋チューブ２０を含む塗料供給管２１を有する。塗料供給管２１は、静電塗装機２の前部の軸線上に延設されて回転霧化頭５に塗料を供給する。

静電塗装機２は、前述したように、従来から知られているエアモータ６が配設されている。エアモータ６の出力軸６ａは回転霧化頭５に連結されており、これにより回転霧化頭５はエアモータ６によって回転駆動される。エアモータ６は、その回りに配置されたエアモータハウジング２２を有する。エアモータハウジング２２には、タービンエア供給路２３と、タービンエア排気路２４と、エアモータ６の出力軸６ａをフローティング支持するベアリングエア供給路２５とが形成されている。

静電塗装機２は、回転霧化頭５に隣接してシェーピングエア吐出口２７とパージエア吐出口２８とを有する。静電塗装機２の内には、これら吐出口２７、２８にエアを供給するエア通路つまりシェーピングエア通路２９とパージエア通路３０が形成されている。

回転霧化頭５の回転数は、エアモータ６の回転数を検出するセンサ３２によって検出される。回転数センサ３２の出力は、静電塗装機２の内部に設けられた光ファイバーケーブル３３を通じて外部のコントローラ１１に入力され、回転霧化頭５の回転数制御に用いられる。

静電塗装機２は、回転霧化頭５の洗浄のために、回転霧化頭５に隣接した位置にＲＩＭシンナー吐出口を有し、また、回転霧化頭５の中心部分に開口するノーズフラッシュ吐出口を有している。これらＲＩＭシンナー吐出口及びノーズフラッシュ吐出口は、共に従来から良く知られていることから、その図示及び説明を省くが、静電塗装機２の内部には、ＲＩＭシンナー吐出口及びノーズフラッシュ吐出口に洗浄用シンナーを供給する通路が形成されている。

図３は第１実施例の静電塗装機２の背面図である。静電塗装機２の後端面は導電性材料つまり金属製プレート４０で構成されている。この金属製後端プレート４０には、電源系、塗料系、エア系、信号系のための接続ポート４１〜５８が設けられている。

ポート４１は、直流２０Ｖの低圧電源を静電塗装機２（カスケード７）に供給し、また、後に説明する各種検出信号を取り出すための低電圧ケーブル（ＬＶケーブル）１３（図１）を接続するためのものである。ポート４２、４３は塗料系であり、一方のポート４２を通じて塗料が供給され、他方のポート４３を通じて塗料が塗料源に還流される。ポート４４〜５０はエア系であり、第１グループのポート４４〜４６はエアモータ６に関するエア供給ポートである。第２グループのポート４７、４８は塗料の噴霧パターンに関連したエア供給ポートである。第３グループのポート４９、５０は排気に関連したポートである。

エア系の第１グループのポート４４〜４６について説明すると、ポート４４はタービンエアにエアを供給するためのポートであり、前述したタービンエア供給路２３に通じている。ポート４５はモータ出力軸６ａをフローティング支持するためのベアリングエアを供給するためのポートであり、前述したベアリングエア供給路２５に通じている。ポート４６はエアモータ６を制動するためのブレーキエアを供給するためのポートである。

第２グループのポート４７、４８について説明すると、ポート４７はシェーピングエアを供給するためのポートであり、シェーピングエア通路２９に通じている。他方、ポート４８はパージエアを供給するためのポートであり、パージエア通路３０に通じている。

ポート５１、５２は洗浄液（油性塗料であればシンナー）に関連したポートである。一方のポート５１はＲＩＭ用シンナーを供給するためのポートである。他方のポート５２はノーズフラッシュ用シンナーを供給するためのポートである。

ポート５３〜５６は、塗料供給及び還流系に配設された開閉弁と、ＲＩＭ用及びノーズフラッシュ用のシンナー供給系に配設された開閉弁とを動作させるためのトリガエアを供給するためのポートである。これらポート５３〜５６のうち、ポート５３は塗料供給管３３を通じて回転霧化頭５に塗料を供給するための塗料開閉弁６０（図４）にトリガエアを供給するポートである。ポート５４は、塗料を塗料源に還流させるための還流管６１（図４）に配設されたDump開閉弁６２にトリガエアを供給するポートである。

また、ポート５５は、ＲＩＭ用シンナー供給路６３に配設されたＲＩＭ用シンナー開閉弁６４にトリガエアを供給するためのポートである。ポート５６は、ノーズフラッシュ用シンナー供給路６５に配設されたノーズフラッシュ用シンナー開閉弁６６にトリガエアを供給するためのポートである。

金属製後端プレート４０は、また、ポート５８を有し、このポート５８は上述した光ファイバーケーブル３３を通じて回転数センサ３２からの出力を取り出すためのポートである。
図５は静電塗装システムの全体系統図である。コントローラ１１は、商用交流電源から供給されるＡＣ電源を静電塗装機２に供給する電源電圧に降圧する電源変換器１１０を有する。電源変換器１１０から出力される低圧電源は、スイッチングドライブ１１１で必要に応じた電圧に調整された後に塗装機２内のカスケード７に供給される。このカスケード７に供給される電力はセンサ１１２（電圧値及び電流値）、高電圧制御回路（ＨＶ制御回路）１１３及びによってフィードバック制御される。

塗装ライン制御装置１２は、塗装ラインを流れる自動車ボディや色（使用する塗料）などに応じた所定の指令高電圧値Ｖ_ＴをＨＶ制御回路１１３に供給する。ＨＶ制御回路１１３は、回転霧化頭５に印加する高電圧が指令高電圧値Ｖ_Ｔになるようにスイッチングドライブ１１１を制御する。

塗装機２内の高電圧発生器（カスケード）７は、高電圧発生回路（典型的にはコッククロフトウオルトン回路）７０１で構成され、コントローラ１１のスイッチングドライブ１１１及び発振回路１１４からの出力を受けて直流高電圧を生成する。高電圧発生回路７０１が回転霧化頭５に供給する全供給電流Ｉ_１と、出力高電圧Ｖmつまり回転霧化頭５に印加される高電圧とは、ＬＶケーブル１３を経由してコントローラ１１の全電流センサ１１５及び高電圧センサ１１６によって検出され、各センサ１１５、１１６の検出値はＣＰＵ１１７に入力される。

静電塗装機２の後端金属プレート４０は、各ポート４１〜５８を構成する導電性継ぎ手と電気的に導通している。各ポート４１〜５８に通じる塗料やシンナーなどの液体通路、またタービンエアやトリガエアなどのエア通路を通じた、塗装機２の内部通路の全てのリーク電流Ｉ_２は、後端金属プレート４０に接続された接地ライン７０２に抵抗Ｒi2を設けることにより検出可能である。この総リーク電流Ｉ_２は、ＬＶケーブル１３を経由してコントローラ内の第２電流センサ１１８によって検出され、そして、この第２電流センサ１１８の出力はＣＰＵ１１７に入力される。

図５を参照して、抵抗Ｒi1を流れる電流Ｉ_１は、静電塗装機２の回路を流れる全ての電流であり、この全電流Ｉ_１は、塗装に関与しない電流Ｉ_３と、塗装に関与する電流Ｉ_４との和である。換言すれば、塗装に関与する高電圧の電流値Ｉ_４は、全電流値Ｉ_１から塗装に関与しないブリード電流Ｉ_３を差し引いた値に等しい。すなわち、下記の式（１）で表すことができる。

Ｉ_４＝Ｉ_１−Ｉ_３・・・（１）

そして、接地された被塗物Ｗを流れる電流Ｉ_５は、塗装に関与する高電圧の電流値Ｉ_４から塗装機２内部で発生した総リーク電流Ｉ_２を差し引いた値に等しい。すなわち、下記の式（２）で表すことができる。

Ｉ_５＝Ｉ_４−Ｉ_２・・・（２）

上記式（１）と（２）から、制御対象である被塗物電流値Ｉ_５は下記の式（３）で表すことができる。

Ｉ_５＝Ｉ_１−Ｉ_２−Ｉ_３・・・（３）

式（３）においてブリード電流値Ｉ_３は、高電圧発生回路７０１の高電圧出力値Ｖmを抵抗Ｒmで割ることにより求めることができる（Ｉ_３＝Ｖm/Ｒbr）。

したがって、制御対象の被塗物電流値Ｉ_５は、下記の式（４）で表すことができる。

Ｉ_５＝Ｉ_１−Ｉ_２−Ｖm/Ｒbr・・・（４）

塗装機２内部のリークはエア系と液体系で生じる。図５を再び参照して、変形例として参照符号２０１〜２１４は後端金属プレート４０に絶縁材を介して各ポート４１〜５８の通路に臨んで配設されたセンサを示す。このセンサ２０１〜２１４は個々に独立した抵抗を接地させることにより構成することができ、各センサ２０１〜２１４が検出したリーク電流は個々に独立してＣＰＵ１１７に入力される。前述した総リーク電流Ｉ_２は、各センサ２０１〜２１４が検出したリーク電流の総和と等しい。

実施例の静電塗装システム１のコントローラ１１が実行する高電圧制御は、２つの局面から２重の制御が行われる。第１の高電圧制御は実質的に被塗物電流Ｉ_５の自動調整であり、その具体的な制御例を図６のフローチャートで示してある。第２の高電圧制御は実質的にリーク電流Ｉ_２の自動調整であり、その具体的な制御例を図７のフローチャートで示してある。

図６のフローチャートに基づいて第１の高電圧制御の一例を説明すると、先ず、ステップＳ１で第１設定値つまり第１しきい値Ｉaを読み込み、次いで、ステップＳ２で全電流センサ１１５及び第２電流センサ１１８が検出した全電流値Ｉ_１、総リーク電流値Ｉ_２を読み込み、また、高電圧センサ１１６が検出した出力高電圧Ｖmを読み込む。

次のステップＳ３で、ステップＳ２で取り込んだＩ_１、Ｉ_２、Ｖmを上述した式（４）に基づいて演算して被塗物電流値Ｉ_５を求める。次のステップＳ４で、被塗物電流値Ｉ_５と第１しきい値Ｉaとを比較し、被塗物電流値Ｉ_５が第１しきい値Ｉaよりも大きいときには、塗装機２と被塗物Ｗとの間に過大な放電が発生しているとして、ステップＳ５に進んで図外の警報ランプなどの警報を作業者に発する。そして、次のステップＳ６で、コントローラ１１に予め登録されている高電圧許容範囲（典型的には許容％）の読み込みを実行した後に、ステップＳ７で、出力高電圧Ｖmが許容範囲内にあるか否かを判定する。ステップＳ７でＮＯつまり出力高電圧Ｖmが許容範囲を下回っているときには、ステップＳ８に進んで、安全機構を動作させる。つまり例えばカスケード７への電源供給を停止することにより回転霧化頭５への高電圧の印加を停止する。他方、ステップＳ７でＹＥＳつまり出力高電圧Ｖmが許容範囲内であるときには、ステップＳ９に進んで、出力高電圧値Ｖmを所定量だけ段階的に低下（例えば５kＶ降圧）させるように高電圧制御を行い、その後ステップＳ１に戻る。

例えば、一つの自動車ボディの塗装が終わって次の自動車ボディの塗装に移行したときに、上述したステップＳ４において、ＮＯつまり被塗物電流値Ｉ_５が第１しきい値Ｉa以下になっているときには、ステップＳ１０に移行して、指令高電圧値Ｖ_Ｔを読み込んだ後に、ステップＳ１１に進んで、現在の出力高電圧値Ｖmが指令高電圧値Ｖ_Ｔとほぼ等しいか否かを判定する。このステップＳ１１で、ＮＯと判定されたときには、出力高電圧値Ｖmが指令高電圧値Ｖ_Ｔから離れた値であるとして、ステップＳ１２に進み、出力高電圧値Ｖmを所定量だけ段階的に上昇（例えば2.5kＶ昇圧）させるように高電圧制御を行う。他方、ステップＳ１１でＹＥＳと判別されたときには、現在の出力高電圧値Ｖmが指令高電圧値Ｖ_Ｔとほぼ等しいとして、ステップＳ１３に進んで警報を解除する。

図６のフローチャートで例示した制御によれば、例えば、回転霧化頭５がワークＷに接近し過ぎて、過大な被塗物電流Ｉ_５が流れたときには、安全機構を動作させて、高電圧発生回路７０１の動作を遮断し、回転霧化頭５への高電圧Ｖmの印加を強制的に停止する。他方、被塗物電流値Ｉ_５が許容範囲に収まっているときには、高電圧出力値Ｖmを所定の値ずつ段階的に低下させて（ステップＳ９）、問題が発生しない程度の被塗物電流値になるまで回転霧化頭５に印加する高電圧の値が最適化され、これにより被塗物電流の値Ｉ_５を問題の無いレベルまで低下させた状態で作業を継続することができる。

図７のフローチャートに基づいて第２の高電圧制御の一例を説明すると、先ず、ステップＳ２０で第２設定値つまり第１しきい値Ｉbを読み込み、次いで、ステップＳ２１で第２電流センサ１１８が検出した総リーク電流値Ｉ_２つまり液体系及びエア系で発生したリーク電流の値を読み込む。次のステップＳ２２で、ステップＳ２１で取り込んだ総リーク電流値Ｉ_２と第２しきい値Ｉbとを比較し、総リーク電流値Ｉ_２が第１しきい値Ｉbよりも大きいときには、塗装機２の内部で過大なリーク電流が発生しているとして、ステップＳ２３に進んで図外の警報ランプなどの警報を作業者に発する。そして、次のステップＳ２４で、コントローラ１１に予め登録されている高電圧許容範囲（典型的には許容％）の読み込みを実行した後に、ステップＳ２５で、出力高電圧Ｖmが許容範囲内にあるか否かを判定する。

ステップＳ２５でＮＯつまり、塗装機２の内部のリーク電流が大きく、これにより出力高電圧Ｖmが許容範囲を下回っているときには、ステップＳ２５に移行して安全機構を動作させる。つまり、例えばカスケード７への電源供給を停止することにより回転霧化頭５への高電圧の印加を遮断する。他方、ステップＳ２５でＹＥＳつまり出力高電圧Ｖmが許容範囲内であるときには、ステップＳ２７に進んで、出力高電圧値Ｖmを所定量だけ段階的に低下（例えば５kＶ降圧）させるように高電圧制御を行い、その後ステップＳ２０に戻る。

例えば、一つの自動車ボディの塗装が終わって次の自動車ボディの塗装に移行したときに、上述したステップＳ２２において、ＮＯつまり総リーク電流値Ｉ_２が第１しきい値Ｉb以下になっているときには、ステップＳ２８に移行して、現在の出力高電圧値Ｖmが指令高電圧値ＶＴとほぼ等しいか否かを判定する。このステップＳ２８でＮＯと判定されたときには、出力高電圧値Ｖmが指令高電圧値ＶＴから離れた値であるとしてステップＳ３０に進んで、出力高電圧値Ｖmを所定量だけ上昇（例えば2.5kＶ昇圧）させるように制御を行う。他方、ステップＳ２９でＹＥＳと判別されたときには、現在の出力高電圧値Ｖmが指令高電圧値ＶＴとほぼ等しいとして、ステップＳ３１に進んで警報を解除する。

図７のフローチャートで例示した制御によれば、静電塗装機２の内部で過大な総リーク電流Ｉ_２が発生したときには、回転霧化頭５に供給される高電圧Ｖmが強制的に遮断されることになるが、この総リーク電流値Ｉ_２がそれ程の値でないときには、出力高電圧値Ｖmを所定の値ずつ低下させて（ステップＳ２７）、支障のない程度の総リーク電流値Ｉ_２となるように、回転霧化頭５に印加する高電圧の値を最適化することができ、これにより、塗装作業に支障の無い程度のリーク電流の値まで低下させた状態で作業を継続することができる。

なお、塗装機２の内部通路は、リークが発生しても火災の危険性が無い通路も存在している。具体的にはエア通路でリークが発生したとしても火災の危険性は小さい。このことから、例えば火災の危険性の無い又は火災の可能性が小さいなど、連続運転しても支障が小さい通路のリーク電流に対する感度を下げて、上述した電圧を降下又は上昇させる制御を行うようにしてもよい。具体的には、上記の総リーク電流値Ｉ_２から例えば内部エア通路のリーク電流値を差し引いた値としきい値（しきい値Ｉa、Ｉb）とを対比して上述した電圧を降下又は上昇させる制御を行うようにしてもよく、総リーク電流値Ｉ_２から、所定の重み付け（１よりも小さい）した内部エア通路のリーク電流値を差し引いた値としきい値（しきい値Ｉa、Ｉb）とを対比して上述した電圧を降下又は上昇させる制御を行うようにしてもよい。

また、各センサ２０１〜２１４によって、静電塗装機２内部のエア系及び液体系の通路で発生しているリーク電流を個別的に検出できることから、例えば、安全機構を動作させて回転霧化頭５に対する高電圧の印加を停止するための電源遮断制御（図７のステップＳ２５）において、この安全機構を動作させて静電塗装装置２の運転を停止する必要の無い通路や、この安全機構の電源遮断制御の感度を下げても支障のない通路に関するリーク電流に関しては、当該通路のリーク電流値を無視又は所定の重み付け（１よりも小さい）することにより、安全機構の電源遮断制御の感度を低下させるようにしてもよい。

各センサ２０１〜２１４によって、静電塗装機２内部のエア系及び液体系の通路で発生しているリーク電流を個別的に検出することにより、各センサ２０１〜２１４からの信号を受けて、例えば、発生しているリーク電流値と発生源とを表示器１４を使って表示するようにすれば、例えば、ステップＳ２３で警報が有ったときに、作業者は、直ちに、リーク電流の発生源つまり塗装機２の内部のどの通路でリークが発生しているのかを直ちに知ることができる。

上述した第１実施例は高電圧発生器７を内蔵した静電塗装機２を例示するものであるが、この第１実施例の本発明に関連した構成は、高電圧発生器を外部に配置した静電塗装機に対して実質的に同様に適用することができる。

参考例（図８）
図８は、ロボットアーム３００の先端に取り付けられた参考例の静電塗装機３０１の概要を示す。この静電塗装機３０１には、外部の高電圧発生器３０２から高電圧が供給される。すなわち、外部高電圧発生器３０２で生成した高電圧は、ロボットアーム３００の中を通る高電圧ケーブル３０４を介して静電塗装機３０１に供給され、この高電圧ケーブル３０４は芯線３０５が絶縁層３０６で被服され、また、絶縁層３０６は、シールド外皮３０７で覆われている。

静電塗装機３０１には、また、ロボットアーム３００の中を貫通して延びる塗料供給チューブ３０８と金属継ぎ手３０９を介して接続される塗料供給通路３１０を有し、この塗料供給通路３１０は、その一部が螺旋状の塗料チューブ３１１で構成されている。

参考例の静電塗装機３０１の後端面３０１ａには、高電圧ケーブル３０４からのリークを検出するリークセンサ３１２が設けられている。また、参考例の静電塗装機３０１にあっても、図示を省略したが、第１実施例と同様に、エア通路、洗浄液（シンナー）通路を備えており、これら各通路からのリーク電流を検出するセンサが後端面３０１ａに設けられている。静電塗装機３０１の後端面３０１ａと接するロボットアーム３００は接地部位を構成し、静電塗装機３０１の後端面３０１ａからエアモータ６の後端までが絶縁部位である。この絶縁部位の汚れなどよる高電圧リークに対して、例えば高電圧ケーブル３０４からのリークを検出するリークセンサ３１２などでリーク電流を検出したときには、上述した第１実施例と同様の制御を行う。

塗料供給チューブ３０８、塗料供給通路３１０を経由して回転霧化頭５に供給される塗料は、外部高電圧発生器３０２で生成された高電圧によって帯電されることになるが、霧化塗料を帯電させる高電圧は、塗料供給通路３１０及び塗料供給チューブ３０８を通る塗料にも印加されることになり、塗料供給チューブ３０８が接地物と接触した場合には、チューブ３０８の肉つまりチューブ材料が絶縁破壊を起こし、この絶縁破壊箇所から塗料が漏れてスパークを発生し、引火の原因になる可能性を含む。このことから、ロボットアーム３００の先端面で塗料供給チューブ３０８を接地させるのが好ましいが、塗料供給通路３１０を直線状に配置すると、塗料の電気抵抗値が低い場合には、塗料自体を通じた高電圧リークが多くなるため、噴霧塗料を帯電させるのに必要な高電圧が得られなくなる可能性がある。

図８に図示のように、塗料供給通路３１０の一部３１１を螺旋状にすることで塗装機３０１内の塗料の電気抵抗値を実質的に高めることで、塗料自体を通じた高電圧リークを小さくすることができる。

また、高電圧ケーブル３０４の絶縁層３０６に損傷箇所が存在すると、この損傷箇所から、これに一番近い接地物、例えば、塗料供給チューブ３０８内の塗料に向かって絶縁破壊が生じ、この結果、塗料供給チューブ３０８の破損箇所から塗料が漏れて、上述したスパークなどの問題が発生してしまう可能性がある。したがって、高電圧ケーブル３０４を更にシールド外皮３０７で被服して、外部への高電圧の影響を及ぼさないようにするのが好ましい。

以上、第１実施例及び参考例の説明において、回転霧化頭を備えた静電塗装機を例に説明したが、スプレー式の静電塗装機に対しても本発明が適用可能であることは言うまでもない。

Claims

塗装ロボットのアームの先端に装着される静電塗装装置であって、高電圧により塗料を帯電させて被塗物を塗装する静電塗装装置において、
該静電塗装装置の端部の端部プレートに設けられた複数の互いに絶縁された導電性継ぎ手からなるポートと、
各ポートを構成する前記導電性継ぎ手を通じて前記静電塗装装置の内外に延びる塗料系、エア系の通路と、
該エア系及び塗料系の通路の前記静電塗装装置の内部に位置する内部通路に発生した高電圧リークを個々独立して検出するために前記エア系及び前記塗料系の通路の各々のポートに設けられたセンサからなり、各センサが、接地した抵抗によって構成された第１のリーク検出手段と、
該第１のリーク検出手段からの信号を受け、前記エア系の内部通路又は前記塗料系の内部通路の少なくともいずれか一方に高電圧リークが発生したときに、塗料を帯電させるための高電圧の値を低下させる高電圧降下制御手段とを有することを特徴とする静電塗装装置。
前記端部プレートのポートを構成する導電性継ぎ手を通じて前記静電塗装装置の内外に延びる洗浄液通路を更に有し、
該洗浄液通路の前記静電塗装装置の内部に位置する内部洗浄液通路に発生した高電圧リークの量を検出するために当該内部洗浄液通路の前記ポートに設けられたセンサからなり、該センサが、接地した抵抗によって構成された第２のリーク検出手段を更に有し、
前記エア系の内部通路、前記塗料系の内部通路、前記内部洗浄通路に発生した高電圧リークの量の総和が所定値よりも大きいときに、前記高電圧降下制御手段により前記高電圧の値を低下させる、請求項１に記載の静電塗装装置。
前記第１のリーク検出手段からの信号を受けて、高電圧リークが発生している通路を表示する表示器を更に有する、請求項１に記載の静電塗装装置。
前記高電圧降下制御手段の制御が、前記エア系の内部通路の高電圧リークに関する感度を前記塗料系の内部通路の高電圧リークに関する感度よりも相対的に低下させた状態で行われる、請求項１又は２に記載の静電塗装装置。
前記被塗物に流れる被塗物電流値（I₅）を検出する被塗物電流検出手段と、
該被塗物電流検出手段からの信号を受け、前記被塗物電流値が所定のしきい値よりも大きいときに、塗料を帯電させるための高電圧の値を低下させる高電圧降圧制御手段とを更に有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の静電塗装装置。
前記被塗物電流値（I ₅ ）が前記所定のしきい値よりも小さいときに、塗料を帯電させるための高電圧の値を上昇させる高電圧昇圧制御手段を更に有する、請求項５に記載の静電塗装装置。
前記被塗物電流検出手段が、前記高電圧発生回路を流れる全電流値（I₁）からブリード電流値（I₃）と、前記第１、第２のリーク検出手段が検出した総リーク電流値（I₂）とを差し引くことにより前記被塗物電流値（I ₅ ）を検出する、請求項５又は６に記載の静電塗装装置。
前記第１、第２のリーク検出手段からの信号を受け、前記静電塗装装置の内部で発生した高電圧リークの総量が所定値よりも大きいときには、前記塗料を帯電させるための高電圧の供給を停止する安全機構を更に有し、
前記エア系の内部通路の高電圧リークに関する感度を前記塗料系の内部通路及び前記内部洗浄液通路の感度よりも相対的に低下させて、前記安全機構による電源供給遮断動作の制御を行う、請求項２に記載の静電塗装装置。
前記静電塗装装置の内部で発生した高電圧リークの総量から前記エア系の内部通路の高電圧リークを差し引いた値に基づいて、前記安全機構による電源供給遮断動作の制御を行う、請求項８に記載の静電塗装装置。