静電塗装装置
【課題】作業効率を下げることなく且つ塗装むらなく塗装でき、さらに、スプレーガンが被塗装物と離間した状態における作業者やスプレーガンに対する塗料粒子付着を防止する。
【解決手段】静電塗装装置１は、スプレーガン２と、このスプレーガン内に設けられ直流の高電圧を発生するカスケード３と、このカスケード３流れる電流を検出する電流検出回路１４と、出力電圧変更装置２１とを備え、この出力電圧変更装置２１は、カスケード３が高電圧を出力している状態で検出電流が前記第１の基準値以下となったときにカスケード３の出力電圧を低電圧に変更し、カスケード３が当該低電圧を出力している状態で検出電流が第２の基準値以上となったときにカスケード３の出力電圧を前記高電圧に変更する。
【解決手段】静電塗装装置１は、スプレーガン２と、このスプレーガン内に設けられ直流の高電圧を発生するカスケード３と、このカスケード３流れる電流を検出する電流検出回路１４と、出力電圧変更装置２１とを備え、この出力電圧変更装置２１は、カスケード３が高電圧を出力している状態で検出電流が前記第１の基準値以下となったときにカスケード３の出力電圧を低電圧に変更し、カスケード３が当該低電圧を出力している状態で検出電流が第２の基準値以上となったときにカスケード３の出力電圧を前記高電圧に変更する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗料の微粒子を負又は正の高電圧に帯電させて噴霧する構成の静電塗装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電塗装装置では、スプレーガンに供給された塗料（溶剤塗料、水性塗料などの液体塗料や粉体塗料）は、作業者がトリガを引くことで、圧縮空気により霧化され、微粒子として塗装対象である被塗装物に噴霧される。このとき、霧化された塗料の微粒子（以下、塗料粒子と称する）は、スプレーガン内に設けられた直流高電圧発生部（カスケード）により負又は正の高電圧に帯電され、大地に接地（アース）された被塗装物との間に作用する静電気力によって被塗装物の表面に塗着する（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−８２０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した静電塗装装置では、作業者が前記スプレーガンのトリガを引くことで、高電圧を発生させると共に塗料を霧化し噴射し、そして作業者がスプレーガンを被塗装物に向けることで当該被塗装物に対して静電塗装を行う。
【０００５】
ところで、被塗装物をむらなくに塗装するには、スプレーガンから帯電させた塗料粒子を噴射させた状態（トリガを引いた状態）で、当該スプレーガンを、被塗装物から離れた一方の位置から被塗装物に近づけて適正距離を保ちつつ、該被塗装物に塗料粒子を噴射しながらほぼ一定速度で移動させ、そして被塗装物の他方側の離れた位置まで移動させることを順次まんべんなく行うようにしている。
【０００６】
しかし、スプレーガンが被塗装物から離れてしまうと、噴霧された帯電塗料粒子の付着先である被塗装物が遠く、浮遊した帯電塗料粒子が僅かに作業者やスプレーガン自体に戻って付着することがあり、その付着塗料粒子が蓄積されると作業者やスプレーガンから当該塗料が液状となって垂れ、被塗装物に液塊塗料が付着するおそれがあった。
【０００７】
ここで、その対策として、作業者がスプレーガンのトリガを、被塗装物の一方側の間際まで近づいた位置で引き操作し、そして被塗装物の他方側から離れる間際で当該引き操作を解除することが考えられるが、少しでもトリガの引き操作（吹き始め）のタイミングが遅かったり、又、トリガの解除操作（吹き終わり）が早かったりすると、塗装むらが発生しやすく、塗装がきれいにできない。又、作業者にそのような熟練度を要するトリガ操作を強いるのは、作業効率の低下を招く。従って、被塗装物から余裕をもって離れた一方部位からトリガを引き、スプレーガンを被塗装物対応部位を通過させ、被塗装物から余裕をもって離れた他方部位まで至ったところでトリガを離すといった操作形態は作業効率及び塗装むら防止の点から変更できないものである。
【０００８】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、作業効率を下げることなく且つ塗装むらなく塗装でき、さらに、作業者やスプレーガンに対する塗料粒子の付着を防止できる静電塗装装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は次の点に着目してなされている。静電塗装装置においては、高電圧に帯電した微粒子状の塗料は、上述したようにスプレーガンが被塗装物から遠ざかると、作業者やスプレーガン自身への塗料粒子の付着現象がみられるものであるが、スプレーガンの離間時に直流高電圧発生部の出力電圧を通常の高電圧より低い電圧にすれば、作業者やスプレーガンへの塗料粒子の付着を少なくできることが判った。この場合、塗料粒子の噴霧は停止しないで済むから、噴霧開始時での塗装むらもないことが判った。ここで、前記直流高電圧発生部は前記被塗装物に対するスプレーガンの離間距離が遠くなると当該直流高電圧発生部自体の電流が減少することが判っており、この現象を利用してスプレーガンと被塗装物との離間距離を検出することが可能である。
【００１０】
上述のことを考慮した請求項１の発明は、塗料を微粒子化してノズルから噴霧するスプレーガンと、このスプレーガン内に設けられ直流の高電圧を発生する直流電圧発生部とを備え、前記スプレーガンにより噴霧される塗料粒子を、前記直流高電圧発生部により負又は正の高電圧に帯電させ、被塗装物に対して吸着させて静電塗装を行う静電塗装装置において、前記直流高電圧発生部に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記スプレーガンと前記被塗装物との間の離間距離が所定距離以上離れたことを前記高電圧下で判定するための第１の基準値と、前記離間距離が前記所定距離より近づいたことを前記高電圧よりも低い低電圧下で判定するための基準値であって前記第１の基準値よりも低く設定された第２の基準値とを有し、前記直流電圧発生部が前記高電圧を出力している状態で前記電流検出手段による検出電流が前記第１の基準値以下となったときに前記直流高電圧発生部の出力電圧を前記低電圧に変更し、前記直流電圧発生部が当該低電圧を出力している状態で前記検出電流が前記第２の基準値以上となったときに前記直流高電圧発生部の出力電圧を前記高電圧に変更する出力電圧変更手段と、を備えたところに特徴を有する。
【００１１】
上述の請求項１の発明においては、前記直流電圧発生部が前記高電圧を出力している状態で前記電流検出手段による検出電流が前記第１の基準値以下となったときに、これをもって被塗装物に対するスプレーガンの離間距離が遠くなったことを検出でき、そして、この検出に基づいて、前記直流高電圧発生部の出力電圧を前記低電圧に変更するから、スプレーガンが被塗装物に対して遠くなった場合に、塗料粒子に対する帯電電圧を小さくすることで塗料粒子の噴霧を停止することなく作業者やスプレーガンへの塗料粒子の付着を防止できる。
【００１２】
そしてこの請求項１の発明においては、前記直流電圧発生部が当該低電圧を出力している状態では前記検出電流が前記第２の基準値以上となったときに、これをもって、被塗装物に対してスプレーガンが近づいたことを支障なく検出することができ、そして、同時に、前記直流高電圧発生部の出力電圧を前記高電圧に変更するから、前記直流高電圧発生部の出力電圧を静電塗装に適した高電圧に戻すことができる。
【００１３】
ここで、前記直流高電圧発生部の出力電圧を、作業者やスプレーガンへの塗料粒子の付着防止のために低電圧に落としてしまうと、前記高電圧下用の前記第１の基準値では、当該低電圧状況下でのスプレーガンの被塗装物への接近に対応する直流高電圧発生部の電流を検出できなくなるが、この請求項１の発明では、低電圧下での前記スプレーガンの被塗装物への接近を検出するための電流判定値として第２の基準値を設定し、前記直流電圧発生部が当該低電圧を出力している状態で前記検出電流が当該第２の基準値以上となったときに前記直流高電圧発生部の出力電圧を前記高電圧に変更するから、直流高電圧発生部の出力電圧を低電圧としたにもかかわらずスプレーガンの被塗装物に対する接近を正確に検出でき、よって低電圧状態から支障なく通常の高電圧での静電塗装に移行できる。しかも、自動的に直流高電圧発生部の出力電圧の切替を行なうので、作業者がスプレーガンと被塗装物との距離が離れたときに逐一電圧切替操作を行う必要がなく、作業効率が低下することがない。
【００１４】
請求項２の発明は、前記前記出力電圧変更手段が、前記検出電流をＡ/Ｄ変換する機能を有し、且つ当該Ａ/Ｄ変換する場合の分解能を変更可能であり、前記高電圧下での分解能よりも前記低電圧下での分解能を高くしたところに特徴を有する。
【００１５】
直流高電圧発生部の出力電圧が高電圧である場合、スプレーガンと被塗装物との離間距離に応じて当該直流高電圧発生部に流れる電流は、変化率が比較的大きく、検出電流と第１の基準値との一致点の判定も行いやすい。しかし、直流高電圧発生部の出力電圧が低電圧である場合には、当該直流高電圧発生部に流れる電流は電流自体小さく且つその変化率も小さくなり、検出電流と第２の基準値との一致点の判定も不安定となる。この点、上述した請求項２の発明では、低電圧下での検出電流に対するＡ/Ｄ変換の分解能を高くすることで、検出電流に対する第２の基準値の判定精度を高めることができる。
【００１６】
請求項３の発明は、前記出力電圧変更手段が、交流電源装置を備え、
この交流電源装置は、直流電圧をスイッチング素子によりスイッチングすることにより交流電圧を発生し、当該直流電圧の変更又は当該スイッチング素子のデューティー比の変更により出力交流電圧を変更することが可能であり、前記直流高電圧発生部はこの交流電源装置の出力交流電圧を入力しこの交流電圧の大きさに応じた直流電圧を出力するところに特徴を有する。
【００１７】
これによれば、当該交流電源装置の出力交流電圧を変更することで直流高電圧発生部の出力電圧を変更することができる。この場合交流電源装置の出力交流電圧の変更が容易であり、ひいては直流高電圧発生部の出力電圧の変更が容易となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、作業効率を下げることなく且つ塗装むらなく塗装でき、さらに、作業者やスプレーガンに対する塗料粒子の付着を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態による静電塗装装置の機能的ブロック図
【図２】制御部の制御内容を示すフローチャート
【図３】スプレーガンと被塗装物の離間距離とカスケードに流れる電流との関係を示す図
【図４】本発明の第２の実施形態を示す図２相当図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の第１の実施形態について、図１から図３を参照しながら説明する。
図１は、第１の実施形態に係る静電塗装装置１の電気的構成を概略的に示すブロック図である。静電塗装装置１は、スプレーガン２、このスプレーガン２に内蔵されたカスケード（本発明でいう、直流高電圧発生部に相当）３、このカスケード３に接続ケーブル４を介して接続された交流電源装置５を有する制御装置６を備えて構成されている。接続ケーブル４は、交流電圧Ｖａｃを供給するための電源ケーブル４ａ、４ｂと、後述する電流検出回路（本発明でいう、電流検出手段に相当）１４のための電流検出ケーブル４ｃを備えて構成されている。
【００２１】
スプレーガン２は、例えば電気的絶縁性を有するポリアセタール樹脂やフッ素樹脂などの合成樹脂により本体が形成されている。このスプレーガン２は、一般的な静電塗装に用いられる構成を備えており、ノズル２ａ、及びこのズル２ａの近傍に設けられた霧化エア孔及びパターン形成エア孔など（いずれも図示せず）を備えている。
【００２２】
さらにスプレーガン２は、内部に塗料バルブ１５及びエアバルブ１６を備えており、これら塗料バルブ１５及びエアバルブ１６は、このスプレーガン２が備えたトリガ２ｂ（図１に概略的に示す）が引き操作されることにより開放される。前記塗料バルブ１５は前記塗料ポンプ１７を介して塗料タンク１８に接続されている。又前記エアバルブ１６は、コンプレッサ１９に接続されており、該コンプレッサ１９とエアバルブ１６との間のエア配管経路にはエアフロースイッチ２０が介在されている。
【００２３】
このエアフロースイッチ２０は、制御装置６に設けられており、前記エア配管経路にエアが流れることで動作し、エア流通検出信号つまりトリガ操作検出信号を後述の制御部１３へ与えるようになっている。
【００２４】
そして前記コンプレッサ１９から供給された圧縮空気を霧化エア孔及びパターン形成エア孔から吐出することにより、塗料タンク１８から供給された塗料を霧化するとともに、霧化した塗料粒子を塗装に適した形状（塗装パターン）に形成して噴霧する。
【００２５】
前記カスケード３は、昇圧トランス３ａ、倍電圧整流回路３ｂ、出力抵抗３ｃを備えており、前記交流電源装置５から供給される交流電圧Ｖａｃに比例した大きさの直流電圧Ｖｄｃを発生させる。すなわち、昇圧トランス３ａに入力された交流電圧Ｖａｃは、昇圧された後に例えばコッククロフト−ウォルトン型の倍電圧整流回路３ｂにより昇圧及び整流され、６０ｋＶ〜１００ｋＶ程度の高電圧に変換される。この倍電圧整流回路３ｂは、回路内のダイオード（図示せず）の向きを変えることにより、出力電圧の極性を接地電位に対して正（プラス）、又は負（マイナス）のいずれかにすることができる。本実施形態の場合、倍電圧整流回路３ｂの出力電圧の極性は接地電位に対して負になるように構成されており、スプレーガン２のズル２ａの近傍に設けられているピン状の電極７には、出力抵抗３ｃを介して負極性の直流電圧Ｖｄｃ（通常の静電塗装に適した高電圧）が供給される。
【００２６】
交流電源装置５は、発振回路８、直流電源９、２個のスイッチング素子１０、１１、出力トランス１２を備えており、この交流電源装置５と制御部１３とで出力電圧変更手段たる出力電圧変更装置２１を構成している。
【００２７】
前記直流電源９の出力は、出力トランス１２の１次側において、スイッチング素子１０、１１を介して電源グランドに接続されている。具体的には、直流電源９の出力端子は、出力トランス１２とスイッチング素子１０とにより接地電位に対して正側に、出力トランス１２とスイッチング素子１１とにより接地電位に対して負側になるように接続されている。
【００２８】
スイッチング素子１０、１１は、例えばＭＯＳＦＥＴなどの半導体スイッチにより構成されており、通電により導通状態が制御可能である。スイッチング素子１０、１１は、通電されると導通状態（オン）になり、通電が停止されると非導通状態（オフ）になり、発振回路８及び制御部１３によりオン／オフが制御されている。制御部１３は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭなどを備えたマイクロコンピュータにより構成されており、スイッチング素子１０、１１の通電時間（オン時間）を制御するための指令信号を発振回路８に対して出力する。発振回路８は、この指令信号に基づいてパルス状の駆動信号を生成し、それぞれのスイッチング素子１０、１１へ出力する。
【００２９】
スイッチング素子１０、１１は、発振回路８から出力される駆動信号に連動してその通電状態が変化し、直流電源９の出力を正側或いは負側に切替える。駆動信号は、スイッチング素子１０、１１のオン状態が互いに重なることがないタイミングで出力され、この駆動信号のパルス幅に応じてスイッチング素子１０、１１が交互にオン／オフを繰り返すことにより、出力トランス１２の２次側に、直流電源９の出力電圧に応じた低電圧の交流電圧Ｖａｃが発生する。
【００３０】
ここで、前記制御部１３は前記スイッチング素子１０、１１の通電時間（オン時間）を変更する指令信号を発振回路８に対して出力することで、前記交流電圧Ｖａｃの電圧値を変更可能である。つまり前記スイッチング素子１０、１１の通電時間（オン時間）を予め定められた第１の所定時間（第１のデューテュー比）とする指令信号を出力することにより前記交流電圧Ｖａｃを、第１の交流電圧Ｖａｃ１にでき、この第１の所定時間より短い第２の所定時間とする（デューテュー比を第２のデューテュー比とする）指令信号を出力することにより前記第１の交流電圧Ｖａｃ１より低い第２の交流電圧Ｖａｃ２とすることができる。
【００３１】
この交流電圧Ｖａｃ（Ｖａｃ１、Ｖａｃ２）は、接続ケーブル４を介してカスケード３に供給される。
カスケード３は、交流電圧Ｖａｃの大きさに応じた直流電圧Ｖｄｃを発生させる。交流電圧Ｖａｃが第１の交流電圧Ｖａｃ１であるときには、直流電圧Ｖｄｃとして高電圧Ｖｄｃ１（例えば６０ｋＶ、第１の電圧）を出力し、交流電圧Ｖａｃが第２の交流電圧Ｖａｃ２であるときには、直流電圧Ｖｄｃとして低電圧Ｖｄｃ２（例えば２０ｋＶ、第２の電圧）を出力する。この直流電圧Ｖｄｃは、出力抵抗を介して、電極７に供給される。
【００３２】
電流検出回路１４は、接続ケーブル４（電流検出ケーブル４ｃ）を介してカスケード３に流れる電流の大きさを検出して前記制御部１３に与えており、この制御部１３は、検出電流が、予め設定した過剰電流判定基準値を超えたときに、異常有りと判断し、例えば発振回路８の動作を停止させて交流電源装置５の出力を停止するなどの処理を実行する。
【００３３】
さらに、この制御部１３は、前記過剰電流判定基準値の他に、第１の基準値Ｉｋ１と第２の基準値Ｉｋ２と（図３参照）を設定している。前記第１の基準値Ｉｋ１は、前記スプレーガン２と前記被塗装物２２との間の離間距離が所定距離（例えば３００ｍｍ）以上離れたことを前記高電圧Ｖｄｃ１下で判定するための電流判定用基準値であり、又、前記第２の基準値Ｉｋ２は、前記離間距離が前記所定距離より近づいたことを前記低電圧Ｖｄｃ２下で判定するための電流判定用基準値である。
【００３４】
又、この制御部１３は、前記低電圧下での検出電流の検出分解能を高くしている。すなわち、カスケード３の出力電圧が図３の特性線Ａで示す高電圧Ｖｄｃ１である場合、スプレーガン２と被塗装物２２との離間距離と、カスケード３に流れる電流との関係は、上記特性線Ａのようになるが、この電流特性は変化率が比較的大きく、検出電流と第１の基準値Ｉｋ１との一致点の判定も行いやすい。しかし、カスケード３の出力電圧が図３の特性線Ｂで示す低電圧Ｖｄｃ２である場合には、この電流は小さく、しかも第２の基準値Ｉｋ２付近での変化率が小さい。このため検出電流に対するＡ/Ｄ変換の分解能を高くすることで、検出電流に対する第２の基準値Ｉｋ２判定精度を高めるようにしている。
【００３５】
この制御部１３における検出分解能は、次のようにして変更する。すなわち、この制御部１３は、電流検出回路１４から与えられる検出電流をＡ/Ｄ（アナログ／デジタル）変換するＡ/Ｄ変換器（図示せず）を備えており、カスケード３の高電圧Ｖｄｃ１下では、アナログ電流値におけるある設定上限電流値から設定下限電流値までの電流範囲を、所定ビット数で区分してデジタル値に変換する。そしてカスケード３の低電圧Ｖｄｃ２下では、前記所定ビット数を増加することで分解能を高くしている。この場合、ビット数を変更せずに検出範囲を第２の基準値Ｉｋ２を中心とした狭い検出電流領域とし、前記高電圧Ｖｄｃ１下と同じ所定ビット数でデジタル値化するようにしても良く、この場合も相対的に高分解能とすることが可能である。
【００３６】
さて、上記した構成の静電塗装装置１において、制御部１３は、静電塗装のための制御プログラムを保有しており、その制御プログラムに従う制御内容について図２を参照して説明する。塗料ポンプ１７及びコンプレッサ１９をオンした上で、作業者がトリガ２ｂを引き操作すると、エアフロースイッチ２０がオンする。
【００３７】
制御部１３は、ステップＳ１でエアフロースイッチ２０のオンを判断すると、ステップＳ２で交流電源装置５の出力電圧を低電圧である第２の交流電圧Ｖａｃ２とするための指令を初期指令として交流電源装置５の発振回路８に出力する。これにより、交流電源装置５は前記低電圧である第２の交流電圧Ｖａｃ２を出力し、カスケード３は低電圧Ｖｄｃ２を出力する。
【００３８】
ここで、トリガ２ｂの引き操作で、カスケード３の初期電圧を、低電圧Ｖｄｃ２とする理由は、作業者は最初はスプレーガン２を被塗装物２２から離れた部位に位置させてトリガ２ｂを引く（塗料粒子の噴霧を開始するが、未だ被塗装物２２への噴霧には至らない）から、カスケード３は高電圧Ｖｄｃ１でなくても良い、というところにある。
【００３９】
この場合、カスケード３の電圧は低電圧Ｖｄｃ２であるから、塗料粒子に対する帯電電気量が小さく、当該塗料粒子が作業者やスプレーガン２に付着することはない。
そして、ステップＳ３では、電流検出の分解能を高分解能に設定し、電流検出回路１４からの検出電流（Ａ/Ｄ変換値（デジタル値））が前記第２の基準値Ｉｋ２以上となったか（作業者がスプレーガン２を被塗装物２２に対して離間距離が３００ｍｍ以下に近づけたか）否かを判断し、第２の基準値Ｉｋ２以上となったと判断されれば、ステップＳ５に移行して、交流電源装置５の出力電圧を高電圧である第１の交流電圧Ｖａｃ１とするための指令を交流電源装置５の発振回路８に出力する。これにより、カスケード３は静電塗装に適した高電圧Ｖｄｃ１を出力する。
【００４０】
この高電圧Ｖｄｃ１が電極７に供給されると、電極７においてコロナ放電が発生し、スプレーガン２から噴霧された塗料粒子が帯電される。被塗装物２２は、接地（アース）されて陽極となり、交流電源装置５などと同電位（アース電位）になっている。静電塗装装置１は、通常は、このような塗料粒子を帯電させることによりアースされた被塗装物２２に電気的な吸着力により塗着させる静電塗装を実行する。
【００４１】
前記ステップＳ５に続くステップＳ６では、検出電流に対する分解能を通常に戻す。
そしてステップＳ７では、電流検出回路１４による検出電流が第１の基準値Ｉｋ１以下か（作業者がスプレーガン２を被塗装物２２に対して３００ｍｍ超離したか）否かを判断する。検出電流が第１の基準値Ｉｋ１以下であれば、ステップＳ８に移行して交流電源装置５の出力電圧を低電圧である第２の交流電圧Ｖａｃ２とするための指令を初期指令として交流電源装置５の発振回路８に出力する。これにより、交流電源装置５は前記低電圧である第２の交流電圧Ｖａｃ２を出力し、カスケード３は低電圧Ｖｄｃ２を出力する。この場合、カスケード３の電圧は低電圧Ｖｄｃ２であるから、塗料粒子に対する帯電電気量が小さく、当該塗料粒子が作業者やスプレーガン２に付着することはない。
【００４２】
なお、トリガ２ｂの引き操作を解除すると、上述の制御動作は中止され、エアフロースイッチ２０オン待機状態となる。
上述した実施形態においては、カスケード３が高電圧ｄｃ１を出力している状態で電流検出回路１４による検出電流が第１の基準値Ｉｋ１以下となったときにカスケード３の出力電圧を低電圧Ｖｄｃ２に変更することで、被塗装物２２に対するスプレーガン２の離間距離が遠くなったことを前記検出電流に基づいて検出し、そして、これに基づいてカスケード３の出力電圧を低電圧Ｖｄｃ２に変更するから、スプレーガン２が被塗装物２２に対して遠くなった場合に、塗装粒子の噴霧を停止することなく作業者やスプレーガン２への塗料粒子の付着を防止できる。このように、塗料粒子の噴霧は停止しないで済むから、噴霧開始時での塗装むらもない
さらに本実施形態においては、カスケード３が低電圧Ｖｄｃ２を出力している状態では検出電流が第２の基準値Ｉｋ２以上となったときにカスケード３の出力電圧を高電圧Ｖｄｃ１に変更するから、被塗装物２２に対してスプレーガン２が近づいたことを支障なく検出することができ、そして、カスケード３の出力電圧を静電塗装に適した高電圧Ｖｄｃ１に戻すことができる。
【００４３】
前記カスケード３の出力電圧を、作業者やスプレーガン２への塗料粒子の付着防止のために低電圧Ｖｄｃ２に落としてしまうと、前記高電圧Ｖｄｃ１下用の前記第１の基準値Ｉｋ１では、当該低電圧Ｖｄｃ２状況下でのスプレーガン２の被塗装物２２への接近に対応するカスケード３の電流を検出できなくなるが、この実施形態では、低電圧Ｖｄｃ２下での前記スプレーガン２の被塗装物２２への接近を検出するための電流判定値として第２の基準値Ｉｋ２を設定し、カスケード３が当該低電圧Ｖｄｃ２を出力している状態で前記検出電流が当該第２の基準値Ｉｋ２以上となったときにカスケード３の出力電圧を高電圧Ｖｄｃ１に変更するから、カスケード３の出力電圧を低電圧Ｖｄｃ２としたにもかかわらずスプレーガン２の被塗装物２２に対する接近を正確に検出でき、よって低電圧Ｖｄｃ２状態から支障なく通常の高電圧Ｖｄｃ１での静電塗装に移行できる。しかも、自動的にカスケード３の出力電圧の切替えを行なうので、作業者がスプレーガン２と被塗装物２２との距離が離れたときに逐一電圧切替操作を行う必要がなく、作業効率が低下することがない。
【００４４】
このように本実施形態によれば、作業効率を下げることなく且つ塗装むらなく塗装でき、しかも、スプレーガン２が被塗装物と離間した状態における作業者やスプレーガン２に対する塗料粒子の付着を防止できる。
【００４５】
又、上述の実施形態では、出力電圧変更装置２１の制御部１３が検出電流をＡ/Ｄ変換する機能を有し、当該Ａ/Ｄ変換する場合の分解能を変更可能であり、高電圧Ｖｄｃ１下での分解能よりも低電圧Ｖｄｃ２下での分解能を高くすることで、低電圧Ｖｄｃ２状態での第２の基準値Ｉｋ２と検出電流との一致点判定を精度よく行い得る。
【００４６】
又、上述の実施形態においては、出力電圧変更装置２１が、交流電源装置５を備え、この交流電源装置５が、直流電源９の直流電圧をスイッチング素子１０、１１によりスイッチングすることにより交流電圧Ｖａｃを発生し、当該スイッチング素子１０、１１のデューティー比の変更により出力交流電圧Ｖａｃを変更することが可能であり、カスケード３はこの交流電源装置５の出力交流電圧Ｖａｃを入力しこの交流電圧Ｖａｃの大きさに応じた直流電圧Ｖｄｃを出力するから、当該交流電源装置５の出力交流電圧Ｖａｃを変更することでカスケード３の出力電圧Ｖｄｃを高電圧Ｖｄｃ１と低電圧Ｖｄｃ２とに変更することができる。この場合交流電源装置５の出力交流電圧Ｖａｃの変更が容易であり、ひいてはカスケード３の出力電圧の変更が容易となる。なお、交流電源装置５の出力交流電圧Ｖａｃを変更するについては直流電源９を出力電圧可変に構成し、当該直流電源９の直流電圧を変更するようにしても良い。又、塗料粒子は正に帯電させても良く、この場合被塗装物２２は陰極とすると良い。
【００４７】
図４は本発明の第２の実施形態を示しており、この第２の実施形態では、カスケード３の初期の出力電圧を高電圧Ｖｄｃ１とした点が第１の実施形態と異なる。この第２の実施形態では、塗装開始前に帯電立ち上がりを試すことができ、その後第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００４８】
図面中、１は静電塗装装置、２はスプレーガン、２ｂはトリガ、３はカスケード（直流高電圧発生部）、５は交流電源装置、９は直流電源、１０、１１はスイッチング素子、１４は電流検出回路（電流検出手段）、２１は出力電圧変更装置（出力電圧変更手段）を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗料の微粒子を負又は正の高電圧に帯電させて噴霧する構成の静電塗装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電塗装装置では、スプレーガンに供給された塗料（溶剤塗料、水性塗料などの液体塗料や粉体塗料）は、作業者がトリガを引くことで、圧縮空気により霧化され、微粒子として塗装対象である被塗装物に噴霧される。このとき、霧化された塗料の微粒子（以下、塗料粒子と称する）は、スプレーガン内に設けられた直流高電圧発生部（カスケード）により負又は正の高電圧に帯電され、大地に接地（アース）された被塗装物との間に作用する静電気力によって被塗装物の表面に塗着する（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−８２０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した静電塗装装置では、作業者が前記スプレーガンのトリガを引くことで、高電圧を発生させると共に塗料を霧化し噴射し、そして作業者がスプレーガンを被塗装物に向けることで当該被塗装物に対して静電塗装を行う。
【０００５】
ところで、被塗装物をむらなくに塗装するには、スプレーガンから帯電させた塗料粒子を噴射させた状態（トリガを引いた状態）で、当該スプレーガンを、被塗装物から離れた一方の位置から被塗装物に近づけて適正距離を保ちつつ、該被塗装物に塗料粒子を噴射しながらほぼ一定速度で移動させ、そして被塗装物の他方側の離れた位置まで移動させることを順次まんべんなく行うようにしている。
【０００６】
しかし、スプレーガンが被塗装物から離れてしまうと、噴霧された帯電塗料粒子の付着先である被塗装物が遠く、浮遊した帯電塗料粒子が僅かに作業者やスプレーガン自体に戻って付着することがあり、その付着塗料粒子が蓄積されると作業者やスプレーガンから当該塗料が液状となって垂れ、被塗装物に液塊塗料が付着するおそれがあった。
【０００７】
ここで、その対策として、作業者がスプレーガンのトリガを、被塗装物の一方側の間際まで近づいた位置で引き操作し、そして被塗装物の他方側から離れる間際で当該引き操作を解除することが考えられるが、少しでもトリガの引き操作（吹き始め）のタイミングが遅かったり、又、トリガの解除操作（吹き終わり）が早かったりすると、塗装むらが発生しやすく、塗装がきれいにできない。又、作業者にそのような熟練度を要するトリガ操作を強いるのは、作業効率の低下を招く。従って、被塗装物から余裕をもって離れた一方部位からトリガを引き、スプレーガンを被塗装物対応部位を通過させ、被塗装物から余裕をもって離れた他方部位まで至ったところでトリガを離すといった操作形態は作業効率及び塗装むら防止の点から変更できないものである。
【０００８】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、作業効率を下げることなく且つ塗装むらなく塗装でき、さらに、作業者やスプレーガンに対する塗料粒子の付着を防止できる静電塗装装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は次の点に着目してなされている。静電塗装装置においては、高電圧に帯電した微粒子状の塗料は、上述したようにスプレーガンが被塗装物から遠ざかると、作業者やスプレーガン自身への塗料粒子の付着現象がみられるものであるが、スプレーガンの離間時に直流高電圧発生部の出力電圧を通常の高電圧より低い電圧にすれば、作業者やスプレーガンへの塗料粒子の付着を少なくできることが判った。この場合、塗料粒子の噴霧は停止しないで済むから、噴霧開始時での塗装むらもないことが判った。ここで、前記直流高電圧発生部は前記被塗装物に対するスプレーガンの離間距離が遠くなると当該直流高電圧発生部自体の電流が減少することが判っており、この現象を利用してスプレーガンと被塗装物との離間距離を検出することが可能である。
【００１０】
上述のことを考慮した請求項１の発明は、塗料を微粒子化してノズルから噴霧するスプレーガンと、このスプレーガン内に設けられ直流の高電圧を発生する直流電圧発生部とを備え、前記スプレーガンにより噴霧される塗料粒子を、前記直流高電圧発生部により負又は正の高電圧に帯電させ、被塗装物に対して吸着させて静電塗装を行う静電塗装装置において、前記直流高電圧発生部に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記スプレーガンと前記被塗装物との間の離間距離が所定距離以上離れたことを前記高電圧下で判定するための第１の基準値と、前記離間距離が前記所定距離より近づいたことを前記高電圧よりも低い低電圧下で判定するための基準値であって前記第１の基準値よりも低く設定された第２の基準値とを有し、前記直流電圧発生部が前記高電圧を出力している状態で前記電流検出手段による検出電流が前記第１の基準値以下となったときに前記直流高電圧発生部の出力電圧を前記低電圧に変更し、前記直流電圧発生部が当該低電圧を出力している状態で前記検出電流が前記第２の基準値以上となったときに前記直流高電圧発生部の出力電圧を前記高電圧に変更する出力電圧変更手段と、を備えたところに特徴を有する。
【００１１】
上述の請求項１の発明においては、前記直流電圧発生部が前記高電圧を出力している状態で前記電流検出手段による検出電流が前記第１の基準値以下となったときに、これをもって被塗装物に対するスプレーガンの離間距離が遠くなったことを検出でき、そして、この検出に基づいて、前記直流高電圧発生部の出力電圧を前記低電圧に変更するから、スプレーガンが被塗装物に対して遠くなった場合に、塗料粒子に対する帯電電圧を小さくすることで塗料粒子の噴霧を停止することなく作業者やスプレーガンへの塗料粒子の付着を防止できる。
【００１２】
そしてこの請求項１の発明においては、前記直流電圧発生部が当該低電圧を出力している状態では前記検出電流が前記第２の基準値以上となったときに、これをもって、被塗装物に対してスプレーガンが近づいたことを支障なく検出することができ、そして、同時に、前記直流高電圧発生部の出力電圧を前記高電圧に変更するから、前記直流高電圧発生部の出力電圧を静電塗装に適した高電圧に戻すことができる。
【００１３】
ここで、前記直流高電圧発生部の出力電圧を、作業者やスプレーガンへの塗料粒子の付着防止のために低電圧に落としてしまうと、前記高電圧下用の前記第１の基準値では、当該低電圧状況下でのスプレーガンの被塗装物への接近に対応する直流高電圧発生部の電流を検出できなくなるが、この請求項１の発明では、低電圧下での前記スプレーガンの被塗装物への接近を検出するための電流判定値として第２の基準値を設定し、前記直流電圧発生部が当該低電圧を出力している状態で前記検出電流が当該第２の基準値以上となったときに前記直流高電圧発生部の出力電圧を前記高電圧に変更するから、直流高電圧発生部の出力電圧を低電圧としたにもかかわらずスプレーガンの被塗装物に対する接近を正確に検出でき、よって低電圧状態から支障なく通常の高電圧での静電塗装に移行できる。しかも、自動的に直流高電圧発生部の出力電圧の切替を行なうので、作業者がスプレーガンと被塗装物との距離が離れたときに逐一電圧切替操作を行う必要がなく、作業効率が低下することがない。
【００１４】
請求項２の発明は、前記前記出力電圧変更手段が、前記検出電流をＡ/Ｄ変換する機能を有し、且つ当該Ａ/Ｄ変換する場合の分解能を変更可能であり、前記高電圧下での分解能よりも前記低電圧下での分解能を高くしたところに特徴を有する。
【００１５】
直流高電圧発生部の出力電圧が高電圧である場合、スプレーガンと被塗装物との離間距離に応じて当該直流高電圧発生部に流れる電流は、変化率が比較的大きく、検出電流と第１の基準値との一致点の判定も行いやすい。しかし、直流高電圧発生部の出力電圧が低電圧である場合には、当該直流高電圧発生部に流れる電流は電流自体小さく且つその変化率も小さくなり、検出電流と第２の基準値との一致点の判定も不安定となる。この点、上述した請求項２の発明では、低電圧下での検出電流に対するＡ/Ｄ変換の分解能を高くすることで、検出電流に対する第２の基準値の判定精度を高めることができる。
【００１６】
請求項３の発明は、前記出力電圧変更手段が、交流電源装置を備え、
この交流電源装置は、直流電圧をスイッチング素子によりスイッチングすることにより交流電圧を発生し、当該直流電圧の変更又は当該スイッチング素子のデューティー比の変更により出力交流電圧を変更することが可能であり、前記直流高電圧発生部はこの交流電源装置の出力交流電圧を入力しこの交流電圧の大きさに応じた直流電圧を出力するところに特徴を有する。
【００１７】
これによれば、当該交流電源装置の出力交流電圧を変更することで直流高電圧発生部の出力電圧を変更することができる。この場合交流電源装置の出力交流電圧の変更が容易であり、ひいては直流高電圧発生部の出力電圧の変更が容易となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、作業効率を下げることなく且つ塗装むらなく塗装でき、さらに、作業者やスプレーガンに対する塗料粒子の付着を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態による静電塗装装置の機能的ブロック図
【図２】制御部の制御内容を示すフローチャート
【図３】スプレーガンと被塗装物の離間距離とカスケードに流れる電流との関係を示す図
【図４】本発明の第２の実施形態を示す図２相当図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の第１の実施形態について、図１から図３を参照しながら説明する。
図１は、第１の実施形態に係る静電塗装装置１の電気的構成を概略的に示すブロック図である。静電塗装装置１は、スプレーガン２、このスプレーガン２に内蔵されたカスケード（本発明でいう、直流高電圧発生部に相当）３、このカスケード３に接続ケーブル４を介して接続された交流電源装置５を有する制御装置６を備えて構成されている。接続ケーブル４は、交流電圧Ｖａｃを供給するための電源ケーブル４ａ、４ｂと、後述する電流検出回路（本発明でいう、電流検出手段に相当）１４のための電流検出ケーブル４ｃを備えて構成されている。
【００２１】
スプレーガン２は、例えば電気的絶縁性を有するポリアセタール樹脂やフッ素樹脂などの合成樹脂により本体が形成されている。このスプレーガン２は、一般的な静電塗装に用いられる構成を備えており、ノズル２ａ、及びこのズル２ａの近傍に設けられた霧化エア孔及びパターン形成エア孔など（いずれも図示せず）を備えている。
【００２２】
さらにスプレーガン２は、内部に塗料バルブ１５及びエアバルブ１６を備えており、これら塗料バルブ１５及びエアバルブ１６は、このスプレーガン２が備えたトリガ２ｂ（図１に概略的に示す）が引き操作されることにより開放される。前記塗料バルブ１５は前記塗料ポンプ１７を介して塗料タンク１８に接続されている。又前記エアバルブ１６は、コンプレッサ１９に接続されており、該コンプレッサ１９とエアバルブ１６との間のエア配管経路にはエアフロースイッチ２０が介在されている。
【００２３】
このエアフロースイッチ２０は、制御装置６に設けられており、前記エア配管経路にエアが流れることで動作し、エア流通検出信号つまりトリガ操作検出信号を後述の制御部１３へ与えるようになっている。
【００２４】
そして前記コンプレッサ１９から供給された圧縮空気を霧化エア孔及びパターン形成エア孔から吐出することにより、塗料タンク１８から供給された塗料を霧化するとともに、霧化した塗料粒子を塗装に適した形状（塗装パターン）に形成して噴霧する。
【００２５】
前記カスケード３は、昇圧トランス３ａ、倍電圧整流回路３ｂ、出力抵抗３ｃを備えており、前記交流電源装置５から供給される交流電圧Ｖａｃに比例した大きさの直流電圧Ｖｄｃを発生させる。すなわち、昇圧トランス３ａに入力された交流電圧Ｖａｃは、昇圧された後に例えばコッククロフト−ウォルトン型の倍電圧整流回路３ｂにより昇圧及び整流され、６０ｋＶ〜１００ｋＶ程度の高電圧に変換される。この倍電圧整流回路３ｂは、回路内のダイオード（図示せず）の向きを変えることにより、出力電圧の極性を接地電位に対して正（プラス）、又は負（マイナス）のいずれかにすることができる。本実施形態の場合、倍電圧整流回路３ｂの出力電圧の極性は接地電位に対して負になるように構成されており、スプレーガン２のズル２ａの近傍に設けられているピン状の電極７には、出力抵抗３ｃを介して負極性の直流電圧Ｖｄｃ（通常の静電塗装に適した高電圧）が供給される。
【００２６】
交流電源装置５は、発振回路８、直流電源９、２個のスイッチング素子１０、１１、出力トランス１２を備えており、この交流電源装置５と制御部１３とで出力電圧変更手段たる出力電圧変更装置２１を構成している。
【００２７】
前記直流電源９の出力は、出力トランス１２の１次側において、スイッチング素子１０、１１を介して電源グランドに接続されている。具体的には、直流電源９の出力端子は、出力トランス１２とスイッチング素子１０とにより接地電位に対して正側に、出力トランス１２とスイッチング素子１１とにより接地電位に対して負側になるように接続されている。
【００２８】
スイッチング素子１０、１１は、例えばＭＯＳＦＥＴなどの半導体スイッチにより構成されており、通電により導通状態が制御可能である。スイッチング素子１０、１１は、通電されると導通状態（オン）になり、通電が停止されると非導通状態（オフ）になり、発振回路８及び制御部１３によりオン／オフが制御されている。制御部１３は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭなどを備えたマイクロコンピュータにより構成されており、スイッチング素子１０、１１の通電時間（オン時間）を制御するための指令信号を発振回路８に対して出力する。発振回路８は、この指令信号に基づいてパルス状の駆動信号を生成し、それぞれのスイッチング素子１０、１１へ出力する。
【００２９】
スイッチング素子１０、１１は、発振回路８から出力される駆動信号に連動してその通電状態が変化し、直流電源９の出力を正側或いは負側に切替える。駆動信号は、スイッチング素子１０、１１のオン状態が互いに重なることがないタイミングで出力され、この駆動信号のパルス幅に応じてスイッチング素子１０、１１が交互にオン／オフを繰り返すことにより、出力トランス１２の２次側に、直流電源９の出力電圧に応じた低電圧の交流電圧Ｖａｃが発生する。
【００３０】
ここで、前記制御部１３は前記スイッチング素子１０、１１の通電時間（オン時間）を変更する指令信号を発振回路８に対して出力することで、前記交流電圧Ｖａｃの電圧値を変更可能である。つまり前記スイッチング素子１０、１１の通電時間（オン時間）を予め定められた第１の所定時間（第１のデューテュー比）とする指令信号を出力することにより前記交流電圧Ｖａｃを、第１の交流電圧Ｖａｃ１にでき、この第１の所定時間より短い第２の所定時間とする（デューテュー比を第２のデューテュー比とする）指令信号を出力することにより前記第１の交流電圧Ｖａｃ１より低い第２の交流電圧Ｖａｃ２とすることができる。
【００３１】
この交流電圧Ｖａｃ（Ｖａｃ１、Ｖａｃ２）は、接続ケーブル４を介してカスケード３に供給される。
カスケード３は、交流電圧Ｖａｃの大きさに応じた直流電圧Ｖｄｃを発生させる。交流電圧Ｖａｃが第１の交流電圧Ｖａｃ１であるときには、直流電圧Ｖｄｃとして高電圧Ｖｄｃ１（例えば６０ｋＶ、第１の電圧）を出力し、交流電圧Ｖａｃが第２の交流電圧Ｖａｃ２であるときには、直流電圧Ｖｄｃとして低電圧Ｖｄｃ２（例えば２０ｋＶ、第２の電圧）を出力する。この直流電圧Ｖｄｃは、出力抵抗を介して、電極７に供給される。
【００３２】
電流検出回路１４は、接続ケーブル４（電流検出ケーブル４ｃ）を介してカスケード３に流れる電流の大きさを検出して前記制御部１３に与えており、この制御部１３は、検出電流が、予め設定した過剰電流判定基準値を超えたときに、異常有りと判断し、例えば発振回路８の動作を停止させて交流電源装置５の出力を停止するなどの処理を実行する。
【００３３】
さらに、この制御部１３は、前記過剰電流判定基準値の他に、第１の基準値Ｉｋ１と第２の基準値Ｉｋ２と（図３参照）を設定している。前記第１の基準値Ｉｋ１は、前記スプレーガン２と前記被塗装物２２との間の離間距離が所定距離（例えば３００ｍｍ）以上離れたことを前記高電圧Ｖｄｃ１下で判定するための電流判定用基準値であり、又、前記第２の基準値Ｉｋ２は、前記離間距離が前記所定距離より近づいたことを前記低電圧Ｖｄｃ２下で判定するための電流判定用基準値である。
【００３４】
又、この制御部１３は、前記低電圧下での検出電流の検出分解能を高くしている。すなわち、カスケード３の出力電圧が図３の特性線Ａで示す高電圧Ｖｄｃ１である場合、スプレーガン２と被塗装物２２との離間距離と、カスケード３に流れる電流との関係は、上記特性線Ａのようになるが、この電流特性は変化率が比較的大きく、検出電流と第１の基準値Ｉｋ１との一致点の判定も行いやすい。しかし、カスケード３の出力電圧が図３の特性線Ｂで示す低電圧Ｖｄｃ２である場合には、この電流は小さく、しかも第２の基準値Ｉｋ２付近での変化率が小さい。このため検出電流に対するＡ/Ｄ変換の分解能を高くすることで、検出電流に対する第２の基準値Ｉｋ２判定精度を高めるようにしている。
【００３５】
この制御部１３における検出分解能は、次のようにして変更する。すなわち、この制御部１３は、電流検出回路１４から与えられる検出電流をＡ/Ｄ（アナログ／デジタル）変換するＡ/Ｄ変換器（図示せず）を備えており、カスケード３の高電圧Ｖｄｃ１下では、アナログ電流値におけるある設定上限電流値から設定下限電流値までの電流範囲を、所定ビット数で区分してデジタル値に変換する。そしてカスケード３の低電圧Ｖｄｃ２下では、前記所定ビット数を増加することで分解能を高くしている。この場合、ビット数を変更せずに検出範囲を第２の基準値Ｉｋ２を中心とした狭い検出電流領域とし、前記高電圧Ｖｄｃ１下と同じ所定ビット数でデジタル値化するようにしても良く、この場合も相対的に高分解能とすることが可能である。
【００３６】
さて、上記した構成の静電塗装装置１において、制御部１３は、静電塗装のための制御プログラムを保有しており、その制御プログラムに従う制御内容について図２を参照して説明する。塗料ポンプ１７及びコンプレッサ１９をオンした上で、作業者がトリガ２ｂを引き操作すると、エアフロースイッチ２０がオンする。
【００３７】
制御部１３は、ステップＳ１でエアフロースイッチ２０のオンを判断すると、ステップＳ２で交流電源装置５の出力電圧を低電圧である第２の交流電圧Ｖａｃ２とするための指令を初期指令として交流電源装置５の発振回路８に出力する。これにより、交流電源装置５は前記低電圧である第２の交流電圧Ｖａｃ２を出力し、カスケード３は低電圧Ｖｄｃ２を出力する。
【００３８】
ここで、トリガ２ｂの引き操作で、カスケード３の初期電圧を、低電圧Ｖｄｃ２とする理由は、作業者は最初はスプレーガン２を被塗装物２２から離れた部位に位置させてトリガ２ｂを引く（塗料粒子の噴霧を開始するが、未だ被塗装物２２への噴霧には至らない）から、カスケード３は高電圧Ｖｄｃ１でなくても良い、というところにある。
【００３９】
この場合、カスケード３の電圧は低電圧Ｖｄｃ２であるから、塗料粒子に対する帯電電気量が小さく、当該塗料粒子が作業者やスプレーガン２に付着することはない。
そして、ステップＳ３では、電流検出の分解能を高分解能に設定し、電流検出回路１４からの検出電流（Ａ/Ｄ変換値（デジタル値））が前記第２の基準値Ｉｋ２以上となったか（作業者がスプレーガン２を被塗装物２２に対して離間距離が３００ｍｍ以下に近づけたか）否かを判断し、第２の基準値Ｉｋ２以上となったと判断されれば、ステップＳ５に移行して、交流電源装置５の出力電圧を高電圧である第１の交流電圧Ｖａｃ１とするための指令を交流電源装置５の発振回路８に出力する。これにより、カスケード３は静電塗装に適した高電圧Ｖｄｃ１を出力する。
【００４０】
この高電圧Ｖｄｃ１が電極７に供給されると、電極７においてコロナ放電が発生し、スプレーガン２から噴霧された塗料粒子が帯電される。被塗装物２２は、接地（アース）されて陽極となり、交流電源装置５などと同電位（アース電位）になっている。静電塗装装置１は、通常は、このような塗料粒子を帯電させることによりアースされた被塗装物２２に電気的な吸着力により塗着させる静電塗装を実行する。
【００４１】
前記ステップＳ５に続くステップＳ６では、検出電流に対する分解能を通常に戻す。
そしてステップＳ７では、電流検出回路１４による検出電流が第１の基準値Ｉｋ１以下か（作業者がスプレーガン２を被塗装物２２に対して３００ｍｍ超離したか）否かを判断する。検出電流が第１の基準値Ｉｋ１以下であれば、ステップＳ８に移行して交流電源装置５の出力電圧を低電圧である第２の交流電圧Ｖａｃ２とするための指令を初期指令として交流電源装置５の発振回路８に出力する。これにより、交流電源装置５は前記低電圧である第２の交流電圧Ｖａｃ２を出力し、カスケード３は低電圧Ｖｄｃ２を出力する。この場合、カスケード３の電圧は低電圧Ｖｄｃ２であるから、塗料粒子に対する帯電電気量が小さく、当該塗料粒子が作業者やスプレーガン２に付着することはない。
【００４２】
なお、トリガ２ｂの引き操作を解除すると、上述の制御動作は中止され、エアフロースイッチ２０オン待機状態となる。
上述した実施形態においては、カスケード３が高電圧ｄｃ１を出力している状態で電流検出回路１４による検出電流が第１の基準値Ｉｋ１以下となったときにカスケード３の出力電圧を低電圧Ｖｄｃ２に変更することで、被塗装物２２に対するスプレーガン２の離間距離が遠くなったことを前記検出電流に基づいて検出し、そして、これに基づいてカスケード３の出力電圧を低電圧Ｖｄｃ２に変更するから、スプレーガン２が被塗装物２２に対して遠くなった場合に、塗装粒子の噴霧を停止することなく作業者やスプレーガン２への塗料粒子の付着を防止できる。このように、塗料粒子の噴霧は停止しないで済むから、噴霧開始時での塗装むらもない
さらに本実施形態においては、カスケード３が低電圧Ｖｄｃ２を出力している状態では検出電流が第２の基準値Ｉｋ２以上となったときにカスケード３の出力電圧を高電圧Ｖｄｃ１に変更するから、被塗装物２２に対してスプレーガン２が近づいたことを支障なく検出することができ、そして、カスケード３の出力電圧を静電塗装に適した高電圧Ｖｄｃ１に戻すことができる。
【００４３】
前記カスケード３の出力電圧を、作業者やスプレーガン２への塗料粒子の付着防止のために低電圧Ｖｄｃ２に落としてしまうと、前記高電圧Ｖｄｃ１下用の前記第１の基準値Ｉｋ１では、当該低電圧Ｖｄｃ２状況下でのスプレーガン２の被塗装物２２への接近に対応するカスケード３の電流を検出できなくなるが、この実施形態では、低電圧Ｖｄｃ２下での前記スプレーガン２の被塗装物２２への接近を検出するための電流判定値として第２の基準値Ｉｋ２を設定し、カスケード３が当該低電圧Ｖｄｃ２を出力している状態で前記検出電流が当該第２の基準値Ｉｋ２以上となったときにカスケード３の出力電圧を高電圧Ｖｄｃ１に変更するから、カスケード３の出力電圧を低電圧Ｖｄｃ２としたにもかかわらずスプレーガン２の被塗装物２２に対する接近を正確に検出でき、よって低電圧Ｖｄｃ２状態から支障なく通常の高電圧Ｖｄｃ１での静電塗装に移行できる。しかも、自動的にカスケード３の出力電圧の切替えを行なうので、作業者がスプレーガン２と被塗装物２２との距離が離れたときに逐一電圧切替操作を行う必要がなく、作業効率が低下することがない。
【００４４】
このように本実施形態によれば、作業効率を下げることなく且つ塗装むらなく塗装でき、しかも、スプレーガン２が被塗装物と離間した状態における作業者やスプレーガン２に対する塗料粒子の付着を防止できる。
【００４５】
又、上述の実施形態では、出力電圧変更装置２１の制御部１３が検出電流をＡ/Ｄ変換する機能を有し、当該Ａ/Ｄ変換する場合の分解能を変更可能であり、高電圧Ｖｄｃ１下での分解能よりも低電圧Ｖｄｃ２下での分解能を高くすることで、低電圧Ｖｄｃ２状態での第２の基準値Ｉｋ２と検出電流との一致点判定を精度よく行い得る。
【００４６】
又、上述の実施形態においては、出力電圧変更装置２１が、交流電源装置５を備え、この交流電源装置５が、直流電源９の直流電圧をスイッチング素子１０、１１によりスイッチングすることにより交流電圧Ｖａｃを発生し、当該スイッチング素子１０、１１のデューティー比の変更により出力交流電圧Ｖａｃを変更することが可能であり、カスケード３はこの交流電源装置５の出力交流電圧Ｖａｃを入力しこの交流電圧Ｖａｃの大きさに応じた直流電圧Ｖｄｃを出力するから、当該交流電源装置５の出力交流電圧Ｖａｃを変更することでカスケード３の出力電圧Ｖｄｃを高電圧Ｖｄｃ１と低電圧Ｖｄｃ２とに変更することができる。この場合交流電源装置５の出力交流電圧Ｖａｃの変更が容易であり、ひいてはカスケード３の出力電圧の変更が容易となる。なお、交流電源装置５の出力交流電圧Ｖａｃを変更するについては直流電源９を出力電圧可変に構成し、当該直流電源９の直流電圧を変更するようにしても良い。又、塗料粒子は正に帯電させても良く、この場合被塗装物２２は陰極とすると良い。
【００４７】
図４は本発明の第２の実施形態を示しており、この第２の実施形態では、カスケード３の初期の出力電圧を高電圧Ｖｄｃ１とした点が第１の実施形態と異なる。この第２の実施形態では、塗装開始前に帯電立ち上がりを試すことができ、その後第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００４８】
図面中、１は静電塗装装置、２はスプレーガン、２ｂはトリガ、３はカスケード（直流高電圧発生部）、５は交流電源装置、９は直流電源、１０、１１はスイッチング素子、１４は電流検出回路（電流検出手段）、２１は出力電圧変更装置（出力電圧変更手段）を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗料を微粒子化してノズルから噴霧するスプレーガンと、このスプレーガン内に設けられ直流の高電圧を発生する直流電圧発生部とを備え、前記スプレーガンにより噴霧される塗料を、前記直流高電圧発生部により負又は正の高電圧に帯電させ、被塗装物に対して吸着させて静電塗装を行う静電塗装装置において、
前記直流高電圧発生部に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記スプレーガンと前記被塗装物との間の離間距離が所定距離以上離れたことを前記高電圧下で判定するための第１の基準値と、前記離間距離が前記所定距離より近づいたことを前記高電圧よりも低い低電圧下で判定するための基準値であって前記第１の基準値よりも低く設定された第２の基準値とを有し、前記直流電圧発生部が前記高電圧を出力している状態で前記電流検出手段による検出電流が前記第１の基準値以下となったときに前記直流高電圧発生部の出力電圧を前記低電圧に変更し、前記直流電圧発生部が当該低電圧を出力している状態で前記検出電流が前記第２の基準値以上となったときに前記直流高電圧発生部の出力電圧を前記高電圧に変更する出力電圧変更手段と、
を備えたことを特徴とする静電塗装装置。
【請求項２】
前記前記出力電圧変更手段は、前記検出電流をＡ/Ｄ変換する機能を有し、且つ当該Ａ/Ｄ変換する場合の分解能を変更可能であり、前記高電圧下での分解能よりも前記低電圧下での分解能を高くしたことを特徴とする請求項１に記載の静電塗装装置。
【請求項３】
前記出力電圧変更手段は、交流電源装置を備え、
この交流電源装置は、直流電圧をスイッチング素子によりスイッチングすることにより交流電圧を発生し、当該直流電圧の変更又は当該スイッチング素子のデューティー比の変更により出力交流電圧を変更することが可能であり、
前記直流高電圧発生部はこの交流電圧の大きさに応じた直流電圧を出力することを特徴とする請求項１又は２に記載の静電塗装装置。
【請求項１】
塗料を微粒子化してノズルから噴霧するスプレーガンと、このスプレーガン内に設けられ直流の高電圧を発生する直流電圧発生部とを備え、前記スプレーガンにより噴霧される塗料を、前記直流高電圧発生部により負又は正の高電圧に帯電させ、被塗装物に対して吸着させて静電塗装を行う静電塗装装置において、
前記直流高電圧発生部に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記スプレーガンと前記被塗装物との間の離間距離が所定距離以上離れたことを前記高電圧下で判定するための第１の基準値と、前記離間距離が前記所定距離より近づいたことを前記高電圧よりも低い低電圧下で判定するための基準値であって前記第１の基準値よりも低く設定された第２の基準値とを有し、前記直流電圧発生部が前記高電圧を出力している状態で前記電流検出手段による検出電流が前記第１の基準値以下となったときに前記直流高電圧発生部の出力電圧を前記低電圧に変更し、前記直流電圧発生部が当該低電圧を出力している状態で前記検出電流が前記第２の基準値以上となったときに前記直流高電圧発生部の出力電圧を前記高電圧に変更する出力電圧変更手段と、
を備えたことを特徴とする静電塗装装置。
【請求項２】
前記前記出力電圧変更手段は、前記検出電流をＡ/Ｄ変換する機能を有し、且つ当該Ａ/Ｄ変換する場合の分解能を変更可能であり、前記高電圧下での分解能よりも前記低電圧下での分解能を高くしたことを特徴とする請求項１に記載の静電塗装装置。
【請求項３】
前記出力電圧変更手段は、交流電源装置を備え、
この交流電源装置は、直流電圧をスイッチング素子によりスイッチングすることにより交流電圧を発生し、当該直流電圧の変更又は当該スイッチング素子のデューティー比の変更により出力交流電圧を変更することが可能であり、
前記直流高電圧発生部はこの交流電圧の大きさに応じた直流電圧を出力することを特徴とする請求項１又は２に記載の静電塗装装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１６１７５６（Ｐ２０１２−１６１７５６Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４８８８（Ｐ２０１１−２４８８８）
【出願日】平成２３年２月８日（２０１１．２．８）
【出願人】（０００１１７００９）旭サナック株式会社 (194)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月８日（２０１１．２．８）
【出願人】（０００１１７００９）旭サナック株式会社 (194)
【Ｆターム（参考）】
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