使带电的涂料粒子带静电地吸附在工件(workpiece)上是静电涂装的原理。涂料为液体涂料和粉末涂料。静电涂装机可大致分为两类，一种是喷枪型静电涂装机，另外一种是旋转雾化型静电涂装机。
旋转雾化型静电涂装机具有旋转雾化头，通过使涂料从旋转的雾化头的外周缘飞散，从而制成微细的涂料粒子。
静电涂装机为了使涂料粒子带电而使用高电压。众所周知，使涂料粒子带电的方式有对外部电极施加高电压的间接带电方式和对旋转雾化头施加高电压的直接带电方式等。
涂装机喷出的涂料不被浪费而被附着在工件上对缩小涂装机与工件之间的距离有效，但如果使涂装机接近工件，则存在涂装机与工件之间出现过剩电流流失的风险。
周知一种组装有用于防止伴随过电流发生异常状态的安全电路的静电涂装装置(专利文献1-3)。安全电路介由泄放电阻接地。这种安全电路通过监视在静电涂装机与工件之间流过的电流，如果检测出过电流则阻断施加到静电涂装机的高电压，同时，介由泄放电阻将静电涂装机的残留电荷释放到地球，从而能够将静电涂装机的电位降低至安全级别。
但是，泄放电阻导致的残留电荷的释放的速度有界限。即，在静电涂装机与工件之间的距离短的状态下进行涂装的情况下，安全电路检测高电压电流的增加，并通过安全电路的运作阻断高电压的供给，同时在将残留电荷释放至地球之前，储存在静电涂装机中的电荷向工件瞬间释放。专利文件3对这样的一个问题提出了改善方案。专利文献3提出在塑形空气环的前端设置环电极，并通过所述环电极使涂料粒子带电。
专利文献4提出了一种在工件与静电涂装机之间不发生火花放电的旋转雾化型静电涂装机。本发明说明书添附的图9对应专利文献4的图2。参考本发明说明书添附的图9，参考符号200表示旋转雾化型静电涂装机，图9图示了静电涂装机200的前端部分。参考符号202表示旋转雾化头。旋转雾化头202固定在中空旋转轴204的前端部。中空旋转轴204由气动马达206驱动。此外，图9仅图示了气动马达206的前端套筒部。
围绕气动马达206的马达支撑外壳208及安装在其前端的塑形空气环210由绝缘树脂材料制作而成。气动马达206由导电性金属材料制作而成。中空旋转轴204由绝缘材料制作而成，具体由绝缘陶瓷材料制作而成。旋转雾化头202由绝缘树脂材料制作而成。
图示的静电涂装机200采用了中心供给的方式对旋转雾化头202提供涂料。即，在中空旋转轴204中间插入进料管212，通过所述进料管212向旋转雾化头202的中心部分提供涂料。进料管212由绝缘树脂材料制作而成。
静电涂装机200内置有高电压发生器。所述内置的高电压发生器称为级联。级联将生成的负60kV至负120kV的高电压提供给气动马达206。从气动马达206向旋转雾化头202提供高电压的路径结构如下。
在中空旋转轴204的外周面形成有第1半导电性膜204a。在旋转雾化头202的外周面形成有第2半导电性膜202a。所述第2半导电性膜202a延伸至旋转雾化头202的外周缘202b。
在气动马达206的前端与旋转雾化头202的后端之间形成有间隙214。并且，在所述间隙214的轴线方向两端配置有形成在第1、第2限制环216、218外周面的第1、第2圆弧状膜216a、218a。第1、第2圆弧状膜216a、218a由半导电性材料制作而成。
从气动马达206到旋转雾化头202的高电压施加路径由第1圆弧状膜216a、中空旋转轴204的第1半导电性膜204a、第2圆弧状膜218a、旋转雾化头202的第2半导电性膜202a构成。经过所述高电压施加路径的高电压提供给旋转雾化头202的第2半导电性膜202a的端，也就是旋转雾化头202的外周缘202b。所述外周缘202b作为放电电极起作用。
根据专利文献4公开的旋转雾化型静电涂装机200，旋转雾化头202在异常接近工件时，由导电性金属制作而成的气动马达206的残留电荷被半导电性膜构成的各部216a、204a、218a、202a的电阻分散。由此，能够大大减少并抑制放电能量。此外，即使旋转雾化头202与工件短路，也可以阻止火花放电的发生。
此外，即使旋转雾化头202与工件急速异常接近，通过配置在气动马达206前端侧的第1限制环216，也可以缓和气动马达206前端的电场集中。同样，通过配置在旋转雾化头202的后端侧的第2限制环218，可以缓和旋转雾化头202后端的电场集中。
本发明的目的是提供一种能更加进一步促进所述专利文献4的无火花放电的静电涂装机的火花放电阻止效果的静电涂装装置及静电涂装机。
本发明的另一目的是提供一种可以在比现有的更接近工件的状态下进行静电涂装的静电涂装装置及静电涂装机。
图1-图3是为说明本发明原理的图。图1表示本发明的一个实施方式。图2表示本发明的其它实施方式。参考图1、图2，根据本发明的静电涂装装置1包含高电压控制器2。高电压控制器2具有与现有高电压控制器相同的安全电路4，由所述安全电路4监视在静电涂装机6与工件之间流过的电流，如果检测到过电流则使施加至静电涂装机6的高电压降低。静电涂装机6在过于接近工件时，通过安全电路运作并控制电压以阻止流过与工件之间的过电流。
静电涂装机6可以是内置高电压发生器即级联8的级联内置型，也可以是高电压发生器8位于外部的无级联型。在图1或图2中，为了识别级联内置型和无级联型，用符号(A)、(B)表示。图1表示级联内置型第1静电涂装机6A。图2表示无级联型第2静电涂装机6B。此外，在图1、图2中观察到的“LV”意思是低电压(Low Voltage)表。“HV”意思是高电压(High Voltage)表。
参考图1、图2，高电压发生器8的输出侧设置有第1高电阻10。具体地，第1高电阻10的第1电阻值R1可以示例性地举例为80MΩ。级联可以在组装第1高电阻10后的状态下获取。
静电涂装机6具有第1高电阻10和串联连接的第2高电阻12。第2高电阻12的第2电阻值R2大于第1高电阻10的第1电阻值R1。具体地，第2高电阻12的第2电阻值R2可以示例性举例为180MΩ。经由所述第2高电阻12的高电压可以被施加至例如旋转雾化头的放电电极14。第2高电阻12的第2电阻值R2比专利文献4的静电涂装机200的高电压施加路径、即参考本发明添附的图9，第1圆弧状膜216a、中空旋转轴204的第1半导电性膜204a、第2圆弧状膜218a、旋转雾化头202的第2半导电性膜202a的电阻值(约50MΩ)大的多。
第1高电阻10对静电涂装机6内的断线事故等的保护电阻起作用。第2高电阻12具有大于第1高电阻10的第1电阻值R1的第2电阻值R2。由此，即使放电电极14(典型例为旋转雾化头)与工件短路，导电性材料(通常为导电性金属)制作而成的气动马达类的静电涂装机部件16的残留电荷可以由第2高电阻12吸收。由此，可以使放电能量比现有的更小。参考图1、图2，静电涂装机6具有第1高电阻10与第2高电阻12之间的静电涂装机部件16。
由此，能更加进一步提高静电涂装机6的安全性。换句话说，根据本发明的静电涂装机6，相比现有的静电涂装机与工件之间的涂装距离，可以在使静电涂装机6接近工件的状态下进行涂装作业。由此，能够更好的降低静电涂装机6喷出的涂料粒子不附着在工件的涂料量。即，根据本发明的静电涂装机6通过接近工件进行涂装来提升涂覆效率。
具体地，如图3所示，第2高电阻12优选为由多个电阻体18构成。多个电阻体18串联连接。例如，如果1个电阻体18的电阻值r为20MΩ，则串联连接的9个电阻体18构成的第2高电阻12的第2电阻值R2变为上述的180MΩ。
本发明不限于对旋转雾化头施加高电压的直接带电方式的旋转雾化型静电涂装机，也可以适用于喷射式静电涂装机。涂料能是液体涂料，也可以是粉末涂料。
参考图1说明的级联内置型静电涂装机及静电涂装装置与现有的相同，优选为由安全电路4进行下一次安全控制。
例如静电涂装机在急速接近工件而高电压电流发生急剧变化时，监视高电压电流，并在规定的斜率灵敏度以上高电压电流的值发生明显的变化时，强制停止高电压的产生。
在静电涂装机较缓慢地接近工件时，上述斜率灵敏度控制不操作。设定高电压电流的上限值(CL值)，并在所述上限值以上的高电压电流流过时，强制停止高电压的产生。
即使流过大于上述上限值(CL值)大的高电压电流，从恒电压控制切换至恒电流控制，使高电压发生器的输出电压降低。所述恒电流控制为故障安全控制。如果流过大于规定电流值(CB值)的电流值的高电压电流，则恒电流控制运作并使高电压发生器的输出电压下降，将流过的高电压电流限制在规定的电流值(CB值)。
参考图1说明的级联内置型静电涂装机及静电涂装装置与现有的相同，通过上述(1)-(3)中三个安全控制功能来确保安全性。在参考图2并说明的无级联型静电涂装机及静电涂装装置中，同样，通过上述(1)-(3)三个安全控制功能来确保安全性。
图4所示是根据本发明中静电涂装机的一个典型用法。图4所示的静电涂装机是无级联型第2静电涂装机6B。从一个外部高电压发生器8向多个第2静电涂装机6B提供高电压。即多个静电涂装机6B并列连接。第2静电涂装机6B是图4中图示的旋转雾化型的静电涂装机，也可以是喷枪型的静电涂装机。
如图4所图示，从一个高电压发生器8对多个相互并列的第2静电涂装机(无级联型涂装机)6B提供高电压时，难以确保安全机能和防止高电压发生器8的破损。例如，如果采用电容量大的高电压发生器8，则可以有效的预防高电压发生器8的破损。但是，所述处理方法中，存在以下问题：需要大型的高电压发生器8；需要将第1高电阻10的第1电阻值R1设定为大额定功率的电阻；第1高电阻10与放电电极202b(图9)之间的绝缘破坏等的不良事故发生时放电电流变大等。
图4图示了并列连接5台静电涂装机6B的例子。为了识别5台第2静电涂装机6B，用符号(1)-(5)标记。第2静电涂装机6B的数量可以是2台，也可以是3台，还可以是4台，6台以上。
根据本发明的(无级联型)第2静电涂装机6B，优选由包含安全电路4的高电压控制器2控制。安全电路4具有恒电流控制(Current Buffer)功能，所述恒电流控制(Current Buffer)流过规定以上的高电压电流时，级联(高电压发生器)8降低生成的高电压以将高电压电流保持一定。例如为避免高电压电缆HV的破损和第2静电涂装机6B(1)～6B(5)的接地导致的级联8的热击穿破损，所述恒电流控制发挥作用。
假设第2涂装机6B(1)短路，则安全电路4(图2)的恒电流控制CB工作。通过恒电流控制，为使第2涂装机6B(1)的电流i1(1)和其它第2涂装机6B(2)～6B(5)与工件之间的电流i1(2)～i1(5)的和，也就是流过高电压电缆HV的i0成为恒电流控制的值，控制级联(高电压发生器)8的输出高电压。将负60kV施加至各第2涂装机6B(1)-6B(5)时，如果将安全性放在首位，则此时的电流i1的值优选为230～273μA。
将并列连接的多个第2涂装机6B的台数与级联(高电压发生器)8的输出容量放在首位，能随意设定用于限制流过高电压电缆HV的电流的恒电流控制的CB值。优选为将恒电流控制的设定电流值即CB值一般设定为300μA～500μA。所述CB值是大于多台第2静电涂装机6B中一台接地时的接地电流的值。此时依据所述观点，例如，第1、第2相加的电阻值(R1+R2)为220MΩ～260MΩ即可。为了有效发挥对静电涂装机6内的断线事故等进行保护作用，第1高电阻10的第1电阻值R1可以为60MΩ～120MΩ，进一步可以优选为80MΩ～100MΩ。因此，第2高电阻12的第2电阻值R2为100MΩ～200MΩ，优选为120MΩ～180MΩ。
在无级联型静电涂装机及静电涂装装置中，优选直接用现有中使用的级联。此外，在使涂装机接近工件的状态下进行涂装时，利用上述恒电流控制(Current Buffer：CB)来确保安全性是良好的。由此，优选在可以有效的预防高电压发生器(级联)8破损并可以強制不停止地产生高电压下持续进行涂装。由此，在使涂装机接近工件的状态下进行涂装能大大的提升涂覆效率。
为了将第2高电阻12的第2电阻值R2设为高电阻值，多个电阻体18为板状形状，优选将电阻体18组装在静电涂装机中。本发明适用于旋转雾化型的静电涂装机时，将多个板状电阻体18设置在连接至旋转雾化头的旋转轴即可。通过旋转轴，旋转驱动旋转雾化头。旋转轴通常具有截面圆形的外周面。多个板状电阻体18在旋转轴的周向相互分离的状态下进行配置，此外，各板状电阻体18在从中空旋转轴的外周面立起的状态下组装至旋转轴。
[图6]是用于说明包含在实施例的旋转雾化型静电涂装机中的中空旋转轴的主要部分的侧面图；
[图7]与图6一样，是用于说明包含在实施例的旋转雾化型静电涂装机中的中空旋转轴的主要部分的立体图；
[图8]是用于说明包含在实施例的旋转雾化型静电涂装机中的中空旋转轴的主要部分的立体图，是从气动马达侧观察到的图；
图5表示实施例的旋转雾化型静电涂装机100。实施例的静电涂装机100是上述无级联型(图2)的涂装机。在图5中，参考符号102表示级联。一个级联(高电压发生器)102例如组合至涂装机器人。在相互接近的状态下，一个涂装机器人的臂上装载有多台静电涂装机100，所述多个静电涂装机100在相互并列的状态下连接至一个级联(高电压发生器)102。
所述旋转雾化型静电涂装机100由参考图4说明的高电压控制器2控制，参考图1、图2、图4如前所述，由安全电路4确保安全性。
参考图4如前所述，在邻接配置无级联型多个第2静电涂装机时，安全电路4将电流限制(CL)功能作为备份形成恒电流控制CB(Current Buffer)功能主体。如前所述，恒电流控制功能在流过规定以上的高电压电流i1时，级联102具有降低输出的高电压并将高电压电流i1保持一定的功能。
优选将上述第1高电阻10(图2)组合至级联102。一个级联102生成的高电压提供给上述多台静电涂装机100。第1高电阻10(图2)的第1电阻值R1是典型的80MΩ，目前可输入的级联102的第1高电阻10(图2)的第1电阻值R1为60MΩ～120MΩ，优选为80MΩ～100MΩ。
参考符号104是气动马达。气动马达104与现有马达一样由导电性金属制作而成。级联102生成的高电压经由高电压导电体106被提供给气动马达104。参考符号108表示中空旋转轴。气动马达104的输出介由中空旋转轴108传达至旋转雾化头110。
旋转雾化头110比现有旋转雾化头小。旋转雾化头110的直径例如为20mm，可以为40mm以下，优选为20～30mm。中空旋转轴108中配置有进料管112，通过所述进料管112将液体涂料提供给旋转雾化头110的中心部分。
旋转雾化头110由半导电性树脂制作而成。塑形空气环114由绝缘树脂制作而成。塑形空气环114与马达支撑外壳116介由继电器外壳118连接。马达支撑外壳116、继电器外壳118由具有电绝缘的树脂制作而成。
中空旋转轴108由PEEK树脂(聚醚醚酮树脂)制作而成。PEEK树脂具有电绝缘及成形性的优点。图6～图8是用于说明中空旋转轴108的图。
图6是表示在被组合至气动马达104的状态下的中空旋转轴108的主要部分的侧面图。图7是立体图。图8是从气动马达104侧观察到的中空旋转轴108的立体图。在图6至图8中，参考符号120表示板状电阻体。中空旋转轴108的外周面形成有9条槽122(图8)。各槽122在轴线在周向上相互等间隔配置排列。
各板状电阻体120的一部分在被嵌合至各槽122中的状态下被固定。各板状电阻体120从中空旋转轴108的外周面向外方延伸。即、各板状电阻体120在从中空旋转轴108倾斜立起的状态下配置。相邻两个板状电阻体120通过中间导线串联连接。各板状电阻体120的电阻值r例如为20MΩ。9个板状电阻体120构成上述的第2高电阻12(图1、图2)，第2高电阻12(图1、图2)的第2电阻值R2变为180MΩ。
在实施例中采用了9个板状电阻体120，而在第1高电阻10的第1电阻值R1为60MΩ～120MΩ的情况下，第2高电阻12(图1)的第2电阻值R2为100MΩ～200MΩ即可。在第1高电阻10的第1电阻值R1为80MΩ～100MΩ的情况下，第2高电阻12的第2电阻值R2为120MΩ～180MΩ即可。在第1高电阻10的第1电阻值R1为80MΩ～100MΩ的情况下，第2高电阻12的第2电阻值R2优选为140MΩ～160MΩ即可。进一步，将第1、第2高电阻10、12的电阻值相加的电阻值(R1+R2)为220MΩ～260MΩ即可。
9个板状电阻体120的输入侧的第1的板状电阻体120(No.1)介由输入侧导线(No.9)介由输出侧导线的高电压施加路径由导电性的气动马达104、输入侧导线、输出侧导线、半导电性材料组成的旋转雾化头110构成。
回到图5，在继电器外壳118中，包围板状电阻体120的部分118a由电绝缘性高的双组分环氧树脂的真空模型加工制作而成即可。
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