特許 7021042 塗装装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-02-07

(45)【発行日】2022-02-16

(54)【発明の名称】塗装装置

(51)【国際特許分類】

   B05B 5/04 20060101AFI20220208BHJP

   B05B 5/08 20060101ALI20220208BHJP

   B05B 3/10 20060101ALI20220208BHJP

【ＦＩ】

B05B5/04 A

B05B5/08 E

B05B3/10 B

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2018180709

(22)【出願日】2018-09-26

(65)【公開番号】P2020049422

(43)【公開日】2020-04-02

【審査請求日】2021-02-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000110343

【氏名又は名称】トリニティ工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】591274059

【氏名又は名称】ＣＦＴランズバーグ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000947

【氏名又は名称】特許業務法人あーく特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】谷 真二

(72)【発明者】

【氏名】沼里 亮

(72)【発明者】

【氏名】田中 一基

(72)【発明者】

【氏名】近藤 貴仁

(72)【発明者】

【氏名】村井 裕樹

(72)【発明者】

【氏名】平井 勇気

(72)【発明者】

【氏名】富田 篤

(72)【発明者】

【氏名】岡元 健二

(72)【発明者】

【氏名】増田 直大

【審査官】市村 脩平

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０４２７４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００５／００９６２１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００７－０２９９２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０５Ｂ１／００－１７／０８

Ｂ０５Ｄ１／００－７／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転ヘッドと、
前記回転ヘッドを回転させる駆動部と、
前記回転ヘッドに塗料を供給する塗料供給管と、
前記回転ヘッドに電圧を印加する電源部と、
前記電源部を制御する制御部とを備える塗装装置であって、
前記回転ヘッドおよびワークを相対的に移動させる移動部を備え、
前記回転ヘッドは、塗料が遠心力によって外縁部に向けて拡散される拡散面と、前記外縁部に形成された複数の溝部とを含み、
前記回転ヘッドの溝部から糸状の塗料が放出され、その糸状の塗料が静電微粒化されるように構成され、
前記制御部は、前記電源部から前記回転ヘッドに流れる全電流と、前記回転ヘッドから前記塗料供給管を介してリークするリーク電流とに基づいて、前記回転ヘッドから接地されたワークに向けて放電される放電電流を算出し、前記放電電流に基づいて前記電源部を制御するように構成され、
前記移動部は、前記電源部の出力電圧の絶対値が所定値を下回った場合に、前記回転ヘッドおよび前記ワークの接近を禁止するように構成されていることを特徴とする塗装装置。

【請求項2】

請求項１に記載の塗装装置において、
前記制御部は、前記放電電流が所定の目標値になるように前記電源部の出力電圧を制御するように構成されていることを特徴とする塗装装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、塗装装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、回転ヘッドを備える塗装装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１の塗装装置は、回転ヘッドから糸状の塗料を放出し、その糸状の塗料を静電微粒化することにより、塗料粒子を形成してワークに塗着させるように構成されている。この塗装装置は、電圧発生器によって回転ヘッドに高電圧が印加されるとともに、ワークが接地されることにより、回転ヘッドとワークとの間に電界が形成されている。そして、塗装装置では、回転ヘッドとワークとの距離に応じて電圧発生器の出力電圧が調整されることにより、電界強度の変動が抑制されるとともに、回転ヘッドからワークに向けて放電される放電電流の変動が抑制されるので、静電微粒化を安定させることが可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－４２７４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ここで、回転ヘッドから放出される糸状の塗料は、帯電電荷による反発力を利用して分裂されることから、静電微粒化を安定させるためには、放電電流を安定させることが望まれる。すなわち、塗料の微粒化を適切に制御するためには、放電電流を適切に制御することが望まれる。

【0006】

しかしながら、上記した従来の塗装装置では、塗装時に放電電流を変動させる要因として、回転ヘッドとワークとの距離しか考慮されておらず、改善の余地がある。たとえば、塗装によるワークの状態の変化や、塗装装置におけるリーク電流の変化などにより、放電電流が変動することが考えられる。

【0007】

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、放電電流を適切に制御することが可能な塗装装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明による塗装装置は、回転ヘッドと、回転ヘッドを回転させる駆動部と、回転ヘッドに塗料を供給する塗料供給管と、回転ヘッドに電圧を印加する電源部と、電源部を制御する制御部と、回転ヘッドおよびワークを相対的に移動させる移動部とを備える。回転ヘッドは、塗料が遠心力によって外縁部に向けて拡散される拡散面と、外縁部に形成された複数の溝部とを含む。塗装装置は、回転ヘッドの溝部から糸状の塗料が放出され、その糸状の塗料が静電微粒化されるように構成されている。制御部は、電源部から回転ヘッドに流れる全電流と、回転ヘッドから塗料供給管を介してリークするリーク電流とに基づいて、回転ヘッドから接地されたワークに向けて放電される放電電流を算出し、放電電流に基づいて電源部を制御するように構成されている。移動部は、電源部の出力電圧の絶対値が所定値を下回った場合に、回転ヘッドおよびワークの接近を禁止するように構成されている。

【0009】

このように、全電流とリーク電流とに基づいて放電電流を算出することにより、直接測定することが困難な放電電流を推定することができる。そして、その算出された放電電流に基づいて電源部を制御することにより、放電電流を適切に制御することができる。また、電源部の出力電圧の絶対値が所定値を下回った場合に、回転ヘッドおよびワークの接近が禁止されることにより、回転ヘッドおよびワークが接触するのを抑制することができる。

【0010】

上記塗装装置において、制御部は、放電電流が所定の目標値になるように電源部の出力電圧を制御するように構成されていてもよい。

【0011】

このように構成すれば、電源部の出力電圧を制御することにより、放電電流を所定の目標値に調整することができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明の塗装装置によれば、放電電流を適切に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本実施形態による塗装装置を説明するための概略構成図である。

【図2】図１の塗装装置の回転ヘッドを示した断面図である。

【図3】図２の回転ヘッドの先端を示した斜視図である。

【図4】図１の塗装装置による静電微粒化を説明するための模式図である。

【図5】図１の塗装装置における塗装時の電流の流れを説明するためのブロック図である。

【図6】図１の塗装装置による塗装時の出力電圧の制御例を説明するためのフローチャートである。

【図7】図６のステップＳ５における定電流制御を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

【0017】

まず、図１～図５を参照して、本発明の一実施形態による塗装装置１００について説明する。

【0018】

塗装装置１００は、図１に示すように、回転ヘッド１から糸状の塗料Ｐ１を放出し、その糸状の塗料Ｐ１を静電微粒化することにより、塗料粒子（微粒化された塗料）Ｐ２を形成してワーク２００に塗着させるように構成されている。なお、ワーク２００は、被塗装物であり、たとえば車両のボディである。

【0019】

この塗装装置１００は、塗料を噴霧するスプレーガン１０と、スプレーガン１０を移動させるロボットアーム２０とを備えている。ロボットアーム２０は、スプレーガン１０をワーク２００に対して移動させるために設けられている。このため、塗装装置１００では、スプレーガン１０による塗装を行いながら、ワーク２００に対してスプレーガン１０を移動させることが可能である。なお、ロボットアーム２０は、本発明の「移動部」の一例である。

【0020】

スプレーガン１０は、回転ヘッド１と、エアモータ２と、キャップ３と、塗料供給部４と、電圧発生器５とを含んでいる。なお、エアモータ２は、本発明の「駆動部」の一例であり、電圧発生器５は、本発明の「電源部」の一例である。

【0021】

回転ヘッド１は、液体の塗料が供給され、その塗料を遠心力によって放出するように構成されている。この回転ヘッド１は、図２の例のように、円筒状に形成されており、基端側（Ｘ２方向側）に配置される取付部１１と、先端側（Ｘ１方向側）に配置されるヘッド部１２とを含んでいる。取付部１１は、エアモータ２の回転軸２１に取付可能に構成され、ヘッド部１２は、液体の塗料が供給されるように構成されている。なお、回転ヘッド１の直径は、たとえば２０～８０ｍｍである。

【0022】

取付部１１の内周面には、回転軸２１が取り付けられている。回転軸２１は、中空状に形成され、内部に塗料供給管６が配置されている。塗料供給管６は、塗料供給部４（図１参照）に格納された塗料をヘッド部１２に供給するために設けられており、先端６１にノズル（図示省略）が形成されている。

【0023】

ヘッド部１２は、内面１２ａおよび外面１２ｂを有し、内面１２ａが先端側に向けて拡径するように形成されている。内面１２ａの中央には軸方向から見て円形の凹部１２１が形成され、その凹部１２１を塞ぐようにハブ１３が設けられている。このため、凹部１２１およびハブ１３により塗料空間Ｓ２が区画され、塗料空間Ｓ２には塗料供給管６の先端６１が臨むように配置されている。ハブ１３の外縁部には、塗料空間Ｓ２から塗料を流出させるための複数の流出孔１３ａが形成されている。複数の流出孔１３ａは、周方向（回転ヘッド１の回転方向）に所定の間隔を隔てて配置されている。

【0024】

そして、流出孔１３ａに対して径方向（回転ヘッド１の軸方向と直交する方向）の外側の内面１２ａが、塗料が遠心力により拡散される拡散面１２２として機能する。この拡散面１２２は、先端側に向けて拡径するように形成され、流出孔１３ａから流出した塗料を膜状にするように構成されている。また、拡散面１２２の外縁部１２２ａには、図３に示すように、膜状の塗料を糸状にして放出するための溝部１２３が形成されている。なお、図２では見やすさを考慮して溝部１２３の図示を省略している。

【0025】

溝部１２３は、軸方向から見た場合に、径方向に延びるように形成されるとともに、周方向に複数設けられている。すなわち、溝部１２３は、拡散面１２２の外縁部１２２ａに、その拡散面１２２の傾斜方向に延びるように形成されている。この溝部１２３は、断面がたとえばＶ字状（三角形状）に形成され、回転ヘッド１の端部まで達するように形成されている。このため、溝部１２３の断面が外面１２ｂに現れており、回転ヘッド１の先端が外面１２ｂ側から見て凹凸状になっている。なお、溝部１２３の数は、回転ヘッド１の直径によるが、たとえば３００～１８００個である。

【0026】

図１に示すように、エアモータ２は、回転ヘッド１を回転させるために設けられている。このエアモータ２は、回転可能な回転軸２１を有し、その回転軸２１が回転ヘッド１に連結されている。

【0027】

キャップ３（図２参照）は、回転ヘッド１の外周面を覆うように構成され、先端側に向けて縮径するようにテーパ状に形成されている。このキャップ３は、回転ヘッド１の軸方向から見て円環状に形成され、内部に回転ヘッド１が配置されている。すなわち、キャップ３は、回転ヘッド１の周囲を取り囲むように設けられている。

【0028】

塗料供給部４は、着脱可能に設けられ、内部に塗料が格納されている。塗料供給部４に格納された塗料は、塗料供給管６（図２参照）を介して回転ヘッド１に供給可能になっている。なお、塗料供給管６は、図５に示すように、接地されており、回転ヘッド１からリークするリーク電流Ｉ３が流れるリーク経路の一部を構成している。

【0029】

電圧発生器５は、たとえばコッククロフト・ウォルトン回路であり、負の高電圧を発生させるように構成されている。この電圧発生器５の出力電圧が回転ヘッド１に印加されることにより、接地されたワーク２００と回転ヘッド１との間の電極間空間Ｓ１に電界が形成されるようになっている。電圧発生器５には電圧コントローラ５１が接続され、その電圧コントローラ５１が電圧発生器５の出力電圧を制御するように構成されている。なお、電圧コントローラ５１は、本発明の「制御部」の一例である。

【0030】

この塗装装置１００では、糸状の塗料Ｐ１を放出して静電微粒化することにより、塗料粒子Ｐ２を形成してワーク２００に塗着させるように構成されている。つまり、塗装装置１００では、シェーピングエアを吐出するエア吐出部が設けられていないため、シェーピングエアによらず塗料粒子Ｐ２が形成されるようになっている。

【0031】

ここで、図４に示すように、回転ヘッド１から放出される糸状の塗料Ｐ１は、帯電電荷による反発力を利用して分裂されることから、静電微粒化を安定させるためには、糸状の塗料Ｐ１に電荷を安定的に供給して、回転ヘッド１からワーク２００に向けて放電される放電電流Ｉ２（図５参照）を安定させることが望まれる。すなわち、塗料の微粒化を適切に制御するために、放電電流Ｉ２を適切に制御することが望まれる。

【0032】

しかしながら、塗装装置１００による塗装時に放電電流Ｉ２が変動する場合がある。図５に示すように、放電電流Ｉ２は、回転ヘッド１から電極間空間Ｓ１およびワーク２００を介して接地に流れる。なお、塗料粒子Ｐ２がワーク２００以外に塗着した場合にはそちらに電流が流れるので、放電電流Ｉ２の一部がワーク２００以外を介して流れ得る。また、スプレーガン１０では、リーク電流Ｉ３が回転ヘッド１から塗料供給管６を含むリーク経路を介して接地に流れ、放電電流Ｉ２とリーク電流Ｉ３とに分流される全電流Ｉ１が電圧発生器５から回転ヘッド１に流れる。

【0033】

このため、塗装時に放電電流Ｉ２を変動させる要因としては、たとえば、電極間空間Ｓ１の抵抗、ワーク２００の抵抗および塗料供給管６を含むリーク経路の抵抗が挙げられる。電極間空間Ｓ１の抵抗は、ワーク２００と回転ヘッド１との距離、塗料の流量（吐出量）、および、塗料の抵抗値などに応じて変化する。ワーク２００の抵抗は、ワーク２００に形成される塗装膜（図示省略）などによって変化する。塗料供給管６を含むリーク経路の抵抗は、塗料の抵抗値および経路長などに応じて変化する。

【0034】

なお、電圧発生器５が負の高電圧を発生させることから、全電流Ｉ１、放電電流Ｉ２およびリーク電流Ｉ３は、負の電流であり、実際の電流（正の電流とした場合）の向きはそれぞれ逆向きである。また、電圧発生器５の出力電圧の高低は、出力電圧の絶対値の高低を意味する。

【0035】

そこで、電圧コントローラ５１は、全電流Ｉ１およびリーク電流Ｉ３に基づいて放電電流Ｉ２を算出し、その放電電流Ｉ２に基づいて電圧発生器５を制御するように構成されている。具体的には、電圧コントローラ５１は、フィードバック制御を行うことにより、算出された放電電流Ｉ２の現在値が所定の目標値になるように電圧発生器５の出力電圧を制御するように構成されている。この所定の目標値は、予め設定された値であり、回転ヘッド１から放出される糸状の塗料Ｐ１を適切に静電微粒化することが可能な値である。たとえば、所定の目標値は、ワーク２００と回転ヘッド１との距離および塗料の流量などに応じて設定されている。このため、上記した放電電流Ｉ２の変動要因が変化することに起因して放電電流Ｉ２が変動しても、電圧発生器５の出力電圧が制御されることにより、放電電流Ｉ２の変動が解消されるので、放電電流Ｉ２の安定化を図ることが可能である。

【0036】

たとえば、全電流Ｉ１は、電圧発生器５の所定の端子間の電圧に基づいて電圧コントローラ５１によって算出され、リーク電流Ｉ３は、リーク経路の所定位置の電圧に基づいて電圧コントローラ５１によって算出される。放電電流Ｉ２は、ワーク２００以外に流れ得ることから、全電流Ｉ１からリーク電流Ｉ３を差し引いて算出される。

【0037】

また、ロボットアーム２０（図１参照）は、電圧発生器５の出力電圧が所定値を下回った場合に、ワーク２００に対する回転ヘッド１の接近を禁止するように構成されている。この所定値は、予め設定された値であり、ワーク２００に対して回転ヘッド１が近づきすぎであるか否かを判定するための閾値である。

【0038】

－塗装時の動作例－
次に、図１～図４を参照して、本実施形態による塗装装置１００の塗装時の動作例について説明する。

【0039】

まず、塗装時には、図１に示すように、電圧発生器５により回転ヘッド１に負の高電圧が印加され、ワーク２００が接地されている。これにより、回転ヘッド１とワーク２００との間の電極間空間Ｓ１に電界が形成されている。なお、負の高電圧は、たとえば－３００００～－７００００Ｖである。また、回転ヘッド１とワーク２００との距離は、たとえば５０～１００ｍｍ程度の短い距離である。ここで、電圧発生器５の出力電圧は電圧コントローラ５１によって制御される。この電圧コントローラ５１による電圧発生器５の出力電圧の制御については後述する。

【0040】

そして、エアモータ２により回転ヘッド１が回転される。なお、回転ヘッド１の回転速度（１分あたりの回転数）は、回転ヘッド１の直径によるが、たとえば１００００～５００００ｒｐｍである。

【0041】

次に、図２に示すように、塗料供給管６のノズルから液体の塗料が吐出され、塗料空間Ｓ２に塗料が供給される。なお、ノズルから吐出される塗料の流量は、回転ヘッド１の直径によるが、たとえば１０～３００ｃｃ／ｍｉｎである。塗料空間Ｓ２に供給された塗料は、遠心力により流出孔１３ａから流出される。

【0042】

そして、流出孔１３ａから流出した塗料は、遠心力により拡散面１２２に沿って径方向の外側に流れる。その拡散面１２２に沿って流れる塗料は膜状になり、外縁部１２２ａに到達して複数の溝部１２３（図３参照）に供給される。この外縁部１２２ａでは塗料が溝部１２３から溢れておらず、各溝部１２３内の塗料は隣接する溝部１２３内の塗料と分離されている。すなわち、膜状の塗料が溝部１２３により周方向において分断される。溝部１２３を通過する塗料は糸状になり、回転ヘッド１の端部（外面１２ｂに現れた溝部１２３）から放出される。なお、膜状の塗料は遠心力によって膜厚が均一化されており、各溝部１２３に塗料がほぼ均等に供給されることから、各溝部１２３から放出される糸状の塗料Ｐ１の寸法（長さおよび直径）がほぼ均等になる。

【0043】

回転ヘッド１から放出された糸状の塗料Ｐ１は、図４に示すように、静電微粒化されて塗料粒子Ｐ２が形成される。塗料粒子Ｐ２の粒径は、たとえばザウター平均粒径で１０～５０μｍである。そして、電極間空間Ｓ１の電界により、負に帯電された塗料粒子Ｐ２がワーク２００に引き寄せられる。このため、塗料粒子Ｐ２がワーク２００に塗着され、ワーク２００の表面上に塗装膜（図示省略）が形成される。

【0044】

［電圧発生器の出力電圧の制御例］
次に、図６および図７を参照して、電圧コントローラ５１による電圧発生器５の出力電圧の制御例について説明する。なお、図６および図７の各ステップは電圧コントローラ５１により実行される。

【0045】

まず、図６のステップＳ１において、電圧オン指示がされたか否かが判断される。たとえば、ワーク２００が塗装装置１００に搬送され、そのワーク２００に対する塗装開始の準備が整った場合に、電圧オン指示がされる。そして、電圧オン指示がされたと判断された場合には、ステップＳ２に移る。その一方、電圧オン指示がされていないと判断された場合には、ステップＳ１が繰り返し行われる。すなわち、電圧オン指示があるまで待機する。

【0046】

次に、ステップＳ２において、放電電流Ｉ２の目標値が設定される。この目標値は、上記したように、ワーク２００と回転ヘッド１との距離および塗料の流量などに応じて設定された値である。

【0047】

次に、ステップＳ３において、昇圧制御が行われる。具体的には、ＰＩＤ動作により、放電電流Ｉ２の現在値が目標値になるように電圧発生器５の出力電圧が制御される。この放電電流Ｉ２の現在値は、全電流Ｉ１からリーク電流Ｉ３を差し引いて算出される。また、塗料の吐出が開始される。なお、後述するステップＳ９において、放電電流Ｉ２の目標値が再設定された場合には、放電電流Ｉ２の現在値が目標値になるように降圧制御が行われる場合もある。

【0048】

次に、ステップＳ４において、放電電流Ｉ２の現在値が目標値に到達したか否かが判断される。そして、放電電流Ｉ２の現在値が目標値に到達したと判断された場合には、ステップＳ５に移る。その一方、放電電流Ｉ２の現在値が目標値に到達していないと判断された場合には、ステップＳ３に戻る。

【0049】

次に、ステップＳ５において、定電流制御が行われる。この定電流制御は、放電電流Ｉ２を目標値に保つためのものである。このとき、回転ヘッド１から塗料を噴霧して塗装を行いながら、ロボットアーム２０によりスプレーガン１０がワーク２００に対して移動される。

【0050】

この定電流制御では、まず、図７のステップＳ１１において、放電電流Ｉ２の現在値が算出される。

【0051】

次に、ステップＳ１２において、放電電流Ｉ２が目標値から遠ざかり、かつ、放電電流Ｉ２の変化量が所定値以上であるか否かが判断される。そして、放電電流Ｉ２が目標値から遠ざかっていないと判断された場合、および、放電電流Ｉ２の変化量が所定値未満であると判断された場合には、ステップＳ１３に移る。その一方、放電電流Ｉ２が目標値から遠ざかり、かつ、放電電流Ｉ２の変化量が所定値以上であると判断された場合には、放電電流Ｉ２の変化が急激であることから、ステップＳ１４に移る。

【0052】

次に、ステップＳ１３では、放電電流Ｉ２の現在値が目標値になるようにＩ動作が行われる。すなわち、比例項および微分項がゼロにされ、積分制御のみが行われる。Ｉ動作では、放電電流Ｉ２の現在値が目標値以下である場合にプラスの補正値が算出され、放電電流Ｉ２の現在値が目標値を超過する場合にマイナスの補正値が算出される。

【0053】

また、ステップＳ１４では、放電電流Ｉ２の現在値が目標値になるようにＩＤ動作が行われる。すなわち、放電電流Ｉ２の急激な変化に機敏に反応させるために、積分制御を補助するために微分制御も行われる。

【0054】

そして、ステップＳ１５では、Ｉ動作またはＩＤ動作による電圧発生器５の出力電圧が算出される。その後、ステップＳ１６において、ステップＳ１５で算出された電圧が出力されるように電圧発生器５が制御される。

【0055】

このように、定電流制御が行われることにより、放電電流Ｉ２の変動要因が変化することに起因して放電電流Ｉ２が変動しても、その変動を解消することが可能である。

【0056】

次に、図６のステップＳ６において、段数切替があるか否かが判断される。段数切替とは、塗装条件（たとえば、ワーク２００と回転ヘッド１との距離）が変更されることである。そして、段数切替がないと判断された場合には、ステップＳ７に移る。その一方、段数切替があると判断された場合には、ステップＳ９に移る。

【0057】

次に、ステップＳ７において、電圧オフ指示がされたか否かが判断される。たとえば、ワーク２００に対する塗装が完了された場合や、異常の発生により緊急停止する必要がある場合に、電圧オフ指示がされる。そして、電圧オフ指示がされていないと判断された場合には、ステップＳ５に戻る。その一方、電圧オフ指示がされたと判断された場合には、塗料の吐出が停止され、ステップＳ８に移る。

【0058】

次に、ステップＳ８において、降圧制御が行われることにより、電圧発生器５の出力電圧がゼロにされ、エンドに移る。

【0059】

また、段数切替がある場合（ステップＳ６：Yes）には、ステップＳ９において、放電電流Ｉ２の目標値が再設定され、ステップＳ３に戻る。なお、再設定された目標値は、変更後の塗装条件に応じた目標値である。

【0060】

－効果－
本実施形態では、上記のように、全電流Ｉ１とリーク電流Ｉ３とに基づいて放電電流Ｉ２を算出することによって、直接測定することが困難な放電電流Ｉ２を推定することができる。そして、その算出された放電電流Ｉ２に基づいて電圧発生器５を制御することにより、放電電流Ｉ２を適切に制御することができる。したがって、放電電流Ｉ２の変動要因が変化することに起因して放電電流Ｉ２が変動しても、電圧発生器５が制御されることにより、放電電流Ｉ２の変動が解消されるので、放電電流Ｉ２の安定化を図ることができる。

【0061】

たとえば、ワーク２００と回転ヘッド１との距離が長くなり、放電電流Ｉ２が低下すると、放電電流Ｉ２の低下が検出され、その放電電流Ｉ２の低下を打ち消すように電圧発生器５の出力電圧が高くされる。一方、ワーク２００と回転ヘッド１との距離が短くなり、放電電流Ｉ２が上昇すると、放電電流Ｉ２の上昇が検出され、その放電電流Ｉ２の上昇を打ち消すように電圧発生器５の出力電圧が低くされる。

【0062】

また、ワーク２００に塗装膜が形成され、塗装膜の形成に伴いワーク２００の抵抗が高くなり、放電電流Ｉ２が低下すると、放電電流Ｉ２の低下が検出され、その放電電流Ｉ２の低下を打ち消すように電圧発生器５の出力電圧が高くされる。また、塗料供給管６を含むリーク経路の抵抗が低下してリーク電流Ｉ３が上昇することにより、放電電流Ｉ２が低下すると、放電電流Ｉ２の低下が検出され、その放電電流Ｉ２の低下を打ち消すように電圧発生器５の出力電圧が高くされる。一方、塗料供給管６を含むリーク経路の抵抗が上昇してリーク電流Ｉ３が低下することにより、放電電流Ｉ２が上昇すると、放電電流Ｉ２の上昇が検出され、その放電電流Ｉ２の上昇を打ち消すように電圧発生器５の出力電圧が低くされる。

【0063】

このように、放電電流Ｉ２の種々の変動要因（たとえば、電極間空間Ｓ１の抵抗、ワーク２００の抵抗および塗料供給管６を含むリーク経路の抵抗）に対処して、放電電流Ｉ２を安定化させることができる。その結果、回転ヘッド１から放出される糸状の塗料Ｐ１の静電微粒化を安定させることができるので、塗装品質の向上を図ることができる。

【0064】

また、本実施形態では、定電流制御を行うことによって、回転ヘッド１がワーク２００に近づけば出力電圧が低下され、スパークの発生が抑制されるので、回転ヘッド１をワーク２００に近づけることが可能である。しかしながら、回転ヘッド１がワーク２００に近づきすぎると、回転ヘッド１がワーク２００に接触するおそれがある。そこで、電圧発生器５の出力電圧が所定値を下回った場合にワーク２００に対する回転ヘッド１の接近を禁止することによって、回転ヘッド１がワーク２００に接触するのを抑制することができる。

【0065】

－他の実施形態－
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

【0066】

たとえば、上記実施形態では、ワーク２００が車両のボディである例を示したが、これに限らず、ワークが車両のボディ以外であってもよい。

【0067】

また、上記実施形態では、電圧発生器５の所定の端子間の電圧に基づいて全電流Ｉ１が算出される例を示したが、これに限らず、電圧発生器と回転ヘッドとの間に電流センサ（図示省略）が設けられ、その電流センサによって検出された全電流が電圧コントローラに入力されるようにしてもよい。

【0068】

また、上記実施形態では、リーク経路の所定位置の電圧に基づいてリーク電流Ｉ３が算出される例を示したが、これに限らず、リーク経路に電流センサ（図示省略）が設けられ、その電流センサによって検出されたリーク電流が電圧コントローラに入力されるようにしてもよい。

【0069】

また、上記実施形態では、ワーク２００と回転ヘッド１との距離および塗料の流量などに応じて放電電流Ｉ２の目標値が設定される例を示したが、これに限らず、ワークと回転ヘッドとの距離、塗料の流量、塗料の種類、ワークの種類（材質）および回転ヘッドの回転速度などに応じて放電電流の目標値が設定されるようにしてもよい。

【0070】

また、上記実施形態では、放電電流Ｉ２の現在値が目標値に到達した場合に定電流制御に移行する例を示したが、これに限らず、放電電流の現在値が目標値の付近に到達した場合に定電流制御に移行するようにしてもよい。

【0071】

また、上記実施形態では、ロボットアーム２０によりスプレーガン１０が移動される例を示したが、これに限らず、スプレーガンが固定され、スプレーガンに対してワークが移動されるようにしてもよい。

【0072】

また、上記実施形態では、回転ヘッド１が円筒状に形成される例を示したが、これに限らず、回転ヘッドがカップ状（椀状）に形成されていてもよい。

【0073】

また、上記実施形態では、溝部１２３の断面がＶ字状である例を示したが、これに限らず、溝部の断面がＵ字状（円弧状）などのその他の形状であってもよい。

【0074】

また、上記実施形態では、塗料空間Ｓ２から塗料を流出させるための流出孔１３ａが形成される例を示したが、これに限らず、塗料空間から塗料を流出させるためのスリット状の溝が形成されていてもよい。

【0075】

また、上記実施形態において、塗料は、水性塗料であってもよいし、溶剤系塗料であってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0076】

本発明は、回転ヘッドを備える塗装装置に利用可能である。

【符号の説明】

【0077】

１ 回転ヘッド
２ エアモータ（駆動部）
５ 電圧発生器（電源部）
６ 塗料供給管
２０ ロボットアーム（移動部）
５１ 電圧コントローラ（制御部）
１００ 塗装装置
１２２ 拡散面
１２２ａ 外縁部
１２３ 溝部
２００ ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】