(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗装対象に電圧を印加する電圧印加手段と、
電圧が印加された前記塗装対象の電位を検出する検出手段と、
前記検出した電位に基づいて、前記塗装対象の電気的状態を判定する判定手段と、を備え、
前記判定手段が、前記検出した電位と所定の第１の基準値と前記第１の基準値より高い所定の第２の基準値との比較に基づいて、前記塗装対象の除電状態を判定することを特徴とする塗装対象検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の塗装対象検査装置であって、
前記検出手段が、前記電圧供給手段によって電圧を印加された後の過渡状態における前記塗装対象の電位を検出することを特徴とする塗装対象検査装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の塗装対象検査装置であって、
前記判定手段は、前記電圧印加手段による前記塗装対象への電圧の印加が停止してから予め定めた時間後の前記塗装対象の電位が前記第１の基準値よりも低いときに前記塗装対象に対する静電塗装を許可する判定を行うことを特徴とする塗装対象検査装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一つに記載の塗装対象検査装置であって、
前記判定手段が、前記検出した電位と前記第１の基準値および第２の基準値との比較に基づいて前記塗装対象の接地状態および前記塗装対象の導電性を判定することを特徴とする塗装対象検査装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一つに記載の塗装対象検査装置であって、
前記検出手段が、前記塗装対象と非接触の状態で前記塗装対象の電位を検出することを特徴とする塗装対象検査装置。
【請求項６】
塗装対象に電圧を印加し、電圧が印加された前記塗装対象の電位を検出し、前記検出した電位と所定の第１の基準値と前記第１の基準値より高い所定の第２の基準値との比較に基づいて、前記塗装対象の除電状態を判定することを特徴とする塗装対象の検査方法。
【請求項７】
請求項６に記載の塗装対象の検査方法であって、
前記検出は、電圧が印加された後の過渡状態における前記塗装対象の電位を検出することを特徴とする塗装対象の検査方法。
【請求項８】
請求項７に記載の塗装対象の検査方法であって、
前記判定は、電圧の印加が停止してから予め定めた時間後の前記塗装対象の電位が前記第１の基準値よりも低いときに前記塗装対象に対する静電塗装を許可する判定を行うことを特徴とする塗装対象の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の車体部品などの塗装対象を塗装する場合に用いる塗装対象検査装置及び塗装対象の検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリプロピレンなどの樹脂からなる部品を、静電塗装により塗装する場合、部品に導電プライマーを塗布後、その上に静電塗装により上塗り塗装を行っている。導電プライマーは、これを上塗り塗装前に乾燥させる場合のほか、乾燥工程を経ずにウェット状態のまま上塗りする場合もある。
【０００３】
ところで静電塗装は、高電圧を印加した塗装ガンを使って、塗料粒子を荷電状態で塗装対象に吹き付けることにより、塗料粒子を塗装対象に静電吸着させるものである。このため、塗装対象が電気的に接地されていない場合には、塗装が正しく実行できないことになる。
【０００４】
そこで従来、塗装対象が接地されていることを塗装前に調べるために、図７に示すように、導電性の治具で部品を裏面側から保持すると共に、部品の表面に電極を接触させ、電極と治具との間に数ｋＶの直流電圧を印加することにより導通をチェックしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、近年では導電プライマーの塗布に代えて、樹脂に炭素などの導電体を添加して導電性を付与した材料（導電性樹脂）を用いる静電塗装方法が提案されている（例えば、特開平８−５００５２０号公報）。この導電性樹脂は、低電圧印加時には体積抵抗率が高く、高電圧印加時には炭素分子間における電子の移動により体積抵抗率が低くなるという性質を有しており、−９０ｋＶ程度のコロナ放電により静電塗装が行われる。このため、上記従来の方法を導電性樹脂の部品に適用するには、導電性樹脂が導電性をとりうるような高電圧で樹脂の体積抵抗率および接地のチェックを同時に行う必要があるが、部品を保持する治具が正しく接地されていなかったり、あるいは部品自体の体積抵抗率ないし時定数が所定値以上である場合には、塗装時に塗装機が塗装対象の表面に近づくとスパークを生じるおそれがあり、塗装できなくなる。また、例えば導電性ノリル樹脂における体積抵抗率の変化は図８のとおりであるが、上記従来の測定方法では、部品の表面の汚れなどの影響により測定結果が２桁以上異なる場合もあり、精度の良い測定が困難である。このため、この種の導電性樹脂を用いる場合について体積抵抗率と接地を同時にチェックできる手段が要請されている。
【０００６】
そこで本発明の目的は、塗装対象の電気的状態が静電塗装に適しているかを検出できる新規な手段を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の本発明は、塗装対象に電圧を印加する電圧印加手段と、電圧が印加された前記塗装対象の電位を検出する検出手段と、前記検出した電位に基づいて、前記塗装対象の電気的状態を判定する判定手段と、を備え、前記判定手段が、前記検出した電位と所定の第１の基準値と前記第１の基準値より高い所定の第２の基準値との比較に基づいて、前記塗装対象の除電状態を判定することを特徴とする塗装対象検査装置である。第１の本発明では、２種類の異なる基準値を用いて除電状態を判定するので、除電状態の判定を詳細に実行できる。
【０００８】
第２の本発明は、第１の本発明の塗料対象検査装置であって、前記検出手段が、電圧供給手段によって電圧を印加された後の過渡状態における前記塗装対象の電位を検出することを特徴とする塗料対象検査装置である。
第２の本発明では、電圧を印加された塗装対象の過渡状態における電位を検出し、検出した電位に基いて、塗装対象の電気的状態を判定する。
【０００９】
過渡状態における塗装対象の電位は、部品を保持する治具が正しく接地されているか否か、あるいは部品自体の体積抵抗率・表面抵抗率が所定値以上であるか否かに応じて異なる値を取る。したがって第２の本発明では、過渡状態における電位に基づいて、塗装対象の電気的状態を正しく検出できる。
【００１２】
第３の本発明は、前記判定手段は、前記電圧印加手段による前記塗装対象への電圧の印加が停止してから予め定めた時間後の前記塗装対象の電位が前記第１の基準値よりも低いときに前記塗装対象に対する静電塗装を許可する判定を行うことを特徴とする塗装対象検査装置である。
また、第４の本発明は、前記判定手段が、前記検出した電位と前記第１の基準値および第２の基準値との比較に基づいて前記塗装対象の接地状態および前記塗装対象の導電性を判定することを特徴とする塗装対象検査装置である。
【００１３】
第４の本発明では、検出した電位と第１の基準値および第２の基準値との比較に基づいて、塗装対象の接地状態または導電性を判定するので、簡易な構成によって、塗装対象の接地状態または導電性が不十分である場合を特定できる。
【００１６】
第５の本発明は、前記検出手段が、前記塗装対象と非接触の状態で前記塗装対象の電位を検出することを特徴とする塗装対象検査装置である。
【００１７】
第５の本発明では、第１から第４の本発明による効果に加え、検出手段が塗装対象と非接触の状態で塗装対象の電位を検出することとしたので、これにより電位の検出の際のスパークの発生を防止できる。
【００１８】
第６の本発明は、塗装対象に電圧を印加し、電圧が印加された前記塗装対象の電位を検出し、前記検出した電位と所定の第１の基準値と前記第１の基準値より高い所定の第２の基準値との比較に基づいて、前記塗装対象の除電状態を判定することを特徴とする塗装対象の検査方法である。
また、第７の本発明は、前記検出は、電圧が印加された後の過渡状態における前記塗装対象の電位を検出することを特徴とする塗装対象の検査方法である。第７の本発明では、第２の本発明と同様の効果を得ることができる。
【００２０】
第８の本発明は、前記判定は、電圧の印加が停止してから予め定めた時間後の前記塗装対象の電位が前記第１の基準値よりも低いときに前記塗装対象に対する静電塗装を許可する判定を行うことを特徴とする塗装対象の検査方法である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施形態について、以下に図面に基づき詳細に説明する。図１において、実施形態に係る塗装対象検査装置１は、非接触表面電位センサ３、放電プローブ５、および本体７を含んで構成されている。
【００２２】
非接触表面電位センサ３は、塗装対象の表面の電位を、遠隔位置から非接触で検出するものであり、例えば、音波を利用した振動型チョッパを内蔵し検出電極が受ける電界を周期的に変化させ交流電圧に変換する形式のものが好適である。
【００２３】
本体７は、大容量コンデンサを含んで構成された高電圧発生器９、高電圧発生器９の出力をオンオフするスイッチ１１、該スイッチ１１がオンされた時刻を検出して起動する第１タイマ１３、第１タイマ１３のタイムアウト時に起動する第２タイマ１４、非接触表面電位センサ３からの信号に基づいて表面電位を算出する表面電位測定器１５、基準値設定器１７、および、表面電位と基準値との大小関係に基づいて接地判定を行う判定器１９を含んで構成されている。判定器１９の出力は、コンピュータシステムとして構成されたラインコントローラ２０に接続されており、ラインコントローラ２０は判定器１９からの出力および他の条件や操作入力に応じて、ボデーの搬入、停止、搬出を制御する。表面電位測定器１５は接地されており、これにより絶対電位を測定することができる。
【００２４】
なお、本体７はＣＰＵを中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶したＲＯＭと、一時的にデータを記憶するＲＡＭと、入出力ポートとを備え、第１タイマ１３、第２タイマ１４、表面電位測定器１５、基準値設定器１７および判定器１９の各機能を後述のとおり実行する。
【００２５】
本実施形態により検査される塗装対象は、車体のタイヤハウジング部分に用いられる樹脂パネル３０を例として図示している。外板塗装であれば、どの部品でも適用できる。樹脂パネル３０は、樹脂に炭素を添加して導電性を付与した導電性ノリル樹脂からなり、−９０ｋＶ程度のコロナ放電により静電塗装が行われるものである。樹脂パネル３０は、導電性のボルト３６により、導電性の塗装治具３４を介して、鋼板製の車体本体３２に固定されている。なお、塗装治具３４は使用しなくてもよい。車体本体３２は、図２に示すとおり台車４０に搭載され、フロアコンベアで搬送する。車体本体３２は、台車４０およびフロアコンベアを介して常に接地されている。台車４０の搬送経路に沿って、上述の非接触表面電位センサ３および放電プローブ５が配置され、また台車４０の停止を検出するためのリミットスイッチ４２が設けられている。台車４０の運転は、上述したラインコントローラ２０により制御される。
【００２６】
基準値設定器１７において設定される基準値ｔｈ１は、樹脂パネル３０やこれを保持する塗装治具３４や車体本体３２が正しく接地されているか否かを判別するための値として設定され、本実施形態では静電塗装が許可できるか否かの判別値として用いられる。この基準値ｔｈ１はオペレータの操作により任意の値を設定でき、例えば５００Ｖとすることができる。判定器１９は、表面電位測定器１５により算出された表面電位と、基準値設定器１７により設定されている基準値ｔｈ１とを比較し、表面電位が基準値ｔｈ１を下回る場合には許可信号を、また上回る場合には不許可信号を、ラインコントローラ２０に対して出力するように構成されている。
【００２７】
本実施形態の塗装対象検査装置１による検査は、樹脂パネル３０の成形工程の直後、および、静電塗装により実行される中塗工程および上塗工程の各直前に行われる。この検査において、塗装対象検査装置１およびラインコントローラ２０において行われる処理は以下のとおりである。
【００２８】
図３において、まず、リミットスイッチ４２からの信号に基づいて、車体本体３２が検査位置に到着したかが判別され（Ｓ１０）、到着した場合には、車体停止処理として、台車４０に対する停止指示の制御信号が出力される（Ｓ２０）。次に、高電圧発生器９による電圧の印加が開始され、これと同時に、第１タイマ１３が起動される（Ｓ３０）。第１タイマ１３は、樹脂パネル３０の電位が検査に適した値まで上昇するのに十分な時間Ｔ１をカウントするように設定されている。
【００２９】
この第１タイマ１３によるカウントが終了したこと、すなわちＴ１秒が経過したことを条件に（Ｓ４０）、電圧の印加が停止され、第２タイマ１４によるカウントが開始される（Ｓ５０）。
【００３０】
また、表面電位の測定が開始される（Ｓ６０）。表面電位の測定は、非接触表面電位センサ３および表面電位測定器１５によって、第２タイマ１４により設定されるＴ２秒の間にわたって行われる（Ｓ７０）。
【００３１】
Ｔ２秒が経過すると、次に、基準値設定器１７により設定されている基準値ｔｈ１と、表面電位測定器１５により算出された表面電位とが、判定器１９において比較される（Ｓ８０）。この比較の結果、表面電位が基準値ｔｈ１を下回る場合には、静電塗装して良い場合であるとして肯定判定され、表面電位測定につき所定の終了処理が行われると共に（Ｓ９０）、車体発車処理として、台車４０に対する発進指示の制御信号が出力される（Ｓ１４０）。これにより台車４０の運転が再開され、車体本体３２が静電塗装工程に投入される。
【００３２】
他方、ステップＳ８０における比較の結果、表面電位が基準値ｔｈ１を上回る場合には、静電塗装してはならない場合であるとして否定判定され、表面電位測定につき所定の終了処理が行われると共に（Ｓ１００）、ラインコントローラ２０により、所定のコンベア停止処理が行われる（Ｓ１１０）。このコンベア停止処理の際に、ラインコントローラ２０の記憶領域における所定の異常フラグがセットされる。そして、手作業による異常処置が行われ、所定の再開入力がされると（Ｓ１２０）、異常フラグがリセットされ（Ｓ１３０）、車体発車処理として、台車４０に対する発進指示の制御信号が出力される（Ｓ１４０）。これにより台車４０の運転が再開され、車体本体３２が静電塗装工程に投入される。
【００３３】
以上のとおり、本実施形態では、検査用電圧源である高電圧発生器９の出力をスイッチ１１によりスイッチングし、このスイッチングの時点である時刻ｂ（図４参照）よりＴ２秒経過後の過渡期間である時刻ｃにおける塗装対象の電位を検出し、検出した電位と基準値ｔｈ１との比較に基づいて、静電塗装可否を判定する。
【００３４】
ここで本実施形態では、高電圧発生器９のスイッチング（スイッチ１１のオフ動作）の時点である時刻ｂより後の過渡状態における塗装対象の電位は、樹脂パネル３０が所定の電気的特性を持つように正しく成形できている否か、また、樹脂パネル３０やこれを保持する塗装治具３４や車体本体３２が正しく接地されているか否かに応じて異なる値をとる。すなわち、塗装対象の電位は、樹脂パネル３０が所定の電気的特性を持つように正しく成形されており、かつ樹脂パネル３０・塗装治具３４および車体本体３２が正しく接地されている場合には、図４におけるＶ１のように速やかに減衰するが、樹脂パネル３０が所定の電気的特性を持たない、或いは樹脂パネル３０・塗装治具３４または車体本体３２が正しく接地されていない場合には、Ｖ２のように高い値を推移する。したがって本実施形態では、樹脂パネル３０の表面の電位を基準値ｔｈ１と比較することにより、塗装対象が接地されているか樹脂パネル３０が所定の電気的特性を有しているかを正しく検出できる。
【００３５】
次に、第２実施形態について説明する。塗装対象となる部品の電気的特性、とくに体積抵抗率・表面抵抗率ないし時定数には、成形条件に応じたばらつきが存在し、とくに樹脂に炭素などの導電体を添加して導電性を付与した材料（導電性樹脂）の場合にばらつきが顕著であるが、体積抵抗率・表面抵抗率ないし時定数が所定値以上である場合には、静電塗装が良好に行えないばかりでなく、塗装における高電圧の印加の際にスパークを生じる恐れがあり、塗装することができなくなる。そこで第２実施形態では、塗装対象である樹脂パネル３０が正しく接地されているか否かの判定に加えて、塗装対象である樹脂パネル３０自体の導電性をも判定することとした。
【００３６】
第２実施形態では、基準値設定器１７において複数種類の異なる基準値を設定する。すなわち基準値設定器１７においては、図５に示すように、樹脂パネル３０が正しく接地されているか否かを判定するための基準値ｔｈ１（上記第１実施形態におけるものと同様の値である）に加えて、樹脂パネル３０自体の導電性を判定するための基準値ｔｈ２を設定する。これら基準値ｔｈ１，ｔｈ２はオペレータの操作により任意の値を設定でき、例えば基準値ｔｈ１を５００Ｖ、基準値ｔｈ２を１ｋＶとすることができる。また判定器１９は、基準値設定器１７により設定されている基準値ｔｈ２と、表面電位測定器１５により算出された表面電位とを比較し、表面電位が基準値ｔｈ１を上回っているが基準値ｔｈ２を下回る場合（表面電位が図５におけるＶ３のような場合）には材料不良信号を、また表面電位が基準値ｔｈ２を上回る場合（表面電位が図５におけるＶ２のような場合）には接地不良信号を、ラインコントローラ２０に対して出力するように構成されている。ラインコントローラ２０には、材料不良信号・接地不良信号を受信した場合にこれらの情報をオペレータに対し文字情報や音声情報として出力するための出力手段が設けられている。なお、第２実施形態の他の機械的構成は上記第１実施形態と同様であるため、その詳細の説明は省略する。
【００３７】
第２実施形態における処理について説明する。図６において、ステップＳ２１０ないしＳ３１０の処理は、上記第１実施形態におけるステップＳ１０ないしＳ７０の処理と同様である。
【００３８】
ステップＳ３１０おいてコンベア停止処理が行われると、次に、先に表面電位測定器１５によって算出（Ｓ２６０）された表面電位と、基準値ｔｈ２とが比較される（Ｓ３２０）。この比較の結果、表面電位が基準値ｔｈ２を下回る場合には、異常の原因が樹脂パネル３０における導電性の不良（体積抵抗率ないし時定数の不足による除電性の悪化）にあるとして肯定判定され、ラインコントローラ２０に対し所定の材料不良信号が出力される（Ｓ３３０）。また、表面電位が基準値ｔｈ２を上回る場合には、異常の原因が樹脂パネル３０の接地の不良にあるとして、ラインコントローラ２０に対し所定の接地不良信号が出力される（Ｓ３４０）。ラインコントローラ２０では、これらの材料不良信号または接地不良信号にそれぞれ対応する文字情報や音声情報が、出力手段によりオペレータに対し出力される。
【００３９】
そして、手作業による異常処置が行われ、所定の再開入力がされると（Ｓ３５０）、異常フラグがリセットされ（Ｓ３６０）、車体発車処理として、台車４０に対する発進指示の制御信号が出力される（Ｓ３７０）。これにより台車４０の運転が再開され、車体本体３２が静電塗装工程に投入される。
【００４０】
以上のとおり、第２実施形態では、高電圧発生器９のスイッチング（スイッチ１１のオフ動作）の時点である時刻ｂより後の時点、とくに過渡状態における塗装対象の電位と、所定の基準値ｔｈ２との比較に基づいて、樹脂パネル３０自体の導電性を判定することとしたので、樹脂パネル３０の導電性が不十分である場合を特定できる。
【００４１】
なお、第２実施形態では、塗装対象である樹脂パネル３０が正しく接地されているかの判定（Ｓ２８０）と、樹脂パネル３０自体の導電性の判定（Ｓ３２０）との両者を行うこととしたが、後者の判定のみを行う構成としてもよい。
【００４２】
また、上記各実施形態では、スイッチ１１によるスイッチングの時点である時刻ｂよりＴ２秒経過後の時点である時刻ｃにおける塗装対象の電位を検出し、これを基準値ｔｈ１または基準値ｔｈ２と比較することとしたが、表面電位を連続的または離散的に検出しながら、表面電位が基準値を下回った時点で、接地不良または材料不良の判定を行いこれを出力する構成としてもよく、この場合には接地不良または材料不良の判定と出力とを迅速に行える利点がある。
【００４３】
また上記各実施形態では、塗装対象である樹脂パネル３０の絶対電位を検出することとしたが、このような構成に代えて、検出手段が保持する所定の基準電位に対する塗装対象の相対電位を所定の基準値と比較したり、検出手段が保持する基準電位に対する塗装対象の相対電位を測定し、これに基準電位の絶対電位や対地電位を加算して所定の基準値と比較する構成としてもよい。
【００４４】
また、上記各実施形態では、高電圧発生器９のスイッチングの時点をスイッチ１１のオフ動作の時点（時刻ｂ）とし、このオフ動作の時点より後の時点における塗装対象の電位を基準値ｔｈ１または基準値ｔｈ２と比較する構成としたが、塗装対象である樹脂パネル３０の放電特性だけでなく充電特性も、接地不良の有無や材料不良の有無に応じて異なるものとなる。すなわち、高電圧が印加された際の表面電位の上昇は、接地不良や材料不良（体積抵抗率・表面抵抗率ないし時定数の過大）の場合に急峻になるはずである。したがって、上記各実施形態の構成に代えて、あるいは上記各実施形態の構成に加えて、スイッチ１１のオン動作の時点（時刻ａ）から後の表面電位の変化を検出し、所定時間後の表面電位が所定の基準値より高い場合に、これを接地不良および／または材料不良と判定する構成としてもよい。
【００４５】
また上記各実施形態のように塗装対象の電位を基準値と比較する構成のほか、塗装対象の電位の過渡状態における単位時間あたりの変化量や微分値を、所定の基準値と比較する構成としてもよく、このような構成も本発明の範疇に属するものである。また、上記実施形態では導電性ノリル樹脂からなる塗装対象について本発明を適用する例について説明したが、本発明は他の種類の導電性樹脂や、非導電性樹脂に導電プライマーを塗布したものなど、他の種々の材料からなる塗装対象について適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【図２】  塗装対象検査工程の際の各部材の配置を示す斜視図である。
【図３】  第１実施形態における処理を示すフロー図である。
【図４】  第１実施形態における電圧印加、表面電位および基準値の関係を示すタイミング図である。
【図５】  第２実施形態における電圧印加、表面電位および基準値の関係を示すタイミング図である。
【図６】  従来の塗装対象の検査工程を示す説明図である。
【図７】  導電性ノリル樹脂の電気特性の一例を示すグラフである。
【図８】  導電性ノリル樹脂における体積抵抗率の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１  塗装対象検査装置、３  非接触表面電位センサ、５  放電プローブ、９  高電圧発生器、１１  スイッチ、１３  第１タイマ、１４  第２タイマ、１５  表面電位測定器、１７  基準値設定器、１９  判定器、２０  ラインコントローラ、３０  樹脂パネル、３２  車体本体、３４  塗装治具、ｔｈ１，ｔｈ２  基準値。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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