JP3579030B2

JP3579030B2 - 除塵装置

Info

Publication number: JP3579030B2
Application number: JP2002012195A
Authority: JP
Inventors: 秀輝池田; 秀昭塚原; 伸二宮島; 誠一本田; 英治猪俣
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2002-01-21
Filing date: 2002-01-21
Publication date: 2004-10-20
Anticipated expiration: 2022-01-21
Also published as: US20030145418A1; KR20030063223A; DE10302127A1; CN1433914A; CN1265990C; US7017226B2; JP2003211099A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワーク表面に塗装を良好に施すために塗装工程前にワーク表面から塵埃を除去する除塵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の車体塗装工程において、車体表面に塗装を施す前に、車体表面から塵埃を除去しておかないと、塗装の際に塗装不良が発生する。これを防ぐために、車体表面に塗装を施す前に、車体表面に付着した塵埃を除塵装置で除去する必要がある。
この除塵装置として、例えば、実開昭６２−１３２７７６号公報「除塵装置」が知られている。以下、この公報に示す第３図の要部を次図に再掲（但し、符号は振り直す）して除塵装置を詳しく説明する。
【０００３】
図１３は従来の除塵装置を示す断面図である。除塵装置１００は、除塵ブラシ１０１の上半部をフード１０２で覆い、フード１０２の前端部に排気ダクト１０３を取付け、排気ダクト１０３の下端に回転ブラシ１０４を取付け、フード１０２の後端部にエアブロースリット（エアノズル）１０５を備える。
【０００４】
この除塵装置１００で車体表面１０６から塵埃１０７・・・（・・・は複数個を示す。）を除去する際には、除塵装置１００を矢印ａの如く移動させながら、除塵ブラシ１０１を矢印ｂの如く回転させ、さらに回転ブラシ１０４を矢印ｃの如く回転させるとともにエアノズル１０５からエアを噴射する。
これにより、車体表面１０６に付着した塵埃１０７・・・を回転ブラシ１０４で予め浮き上がらせ、予め浮き上がらせた塵埃１０７・・・を除塵ブラシ１０１で排気ダクト１０３まで案内する。
【０００５】
さらに、除塵ブラシ１０１で車体表面１０６を拭き取ることにより、回転ブラシ１０４で取り残した塵埃１０７・・・を車体表面１０６から浮き上がらせ、新たに浮き上がらせた塵埃１０７・・・をも排気ダクト１０３まで案内する。
これにより、車体表面１０６に付着した塵埃１０７・・・を除去することができる。
【０００６】
加えて、エアノズル１０５からエアを噴射することで、車体表面１０６から浮き上がらせた塵埃１０７・・・が除塵ブラシ１０１の外側に逃げることを防ぐ。これにより、車体表面１０６から塵埃１０７・・・を除去することができるので、塗装工程において塗装不良の発生を防ぐことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の除塵装置１００は除塵ブラシ１０１に加えて回転ブラシ１０４を備えているので、除塵ブラシ１０１の駆動手段と回転ブラシ１０４の駆動手段との２系統の駆動手段が必要になる。
このように、除塵ブラシ１０１の他に回転ブラシ１０４が必要になり、さらに回転ブラシ１０４の駆動手段をも備えることで除塵装置１００の構成が複雑になり設備費が嵩む。
【０００８】
また、除塵処理をおこなう自動車の車体表面１０６は凸状角部や凹状角部があり、例えば、除塵装置１００を車体表面１０６の凹状角部に向って移動する際に、回転ブラシ１０４が凹状角部に到達すると、除塵装置１００はその位置から前方に移動することができない。よって、車体表面１０６の凹状角部を除塵ブラシ１０１で拭うことはできない。
【０００９】
このように、従来の除塵装置では、除塵ブラシ１０１と回転ブラシ１０４との２個のブラシを車体表面１０６に確実に接触させることが難しく、車体表面１０６から塵埃１０７・・・を効率よく除去することはできない。
ところで、図１３に示す除塵装置１００は塵埃１０７・・・を排出するために、フード１０２に複数本の排気ダクト１０３・・・を備える。この排気ダクト１０３・・・の通常の取付け例を次図で説明する。
なお、次図に示す除塵装置は、例えば特開平５−１６９０３８号公報「ワイプ装置」の図５にも示されている。
【００１０】
図１４は従来の除塵装置の断面図を示す。通常の除塵装置１００は、フード１０２に一定間隔をおいて複数の排気ダクト１０３・・・を備える。複数の排気ダクト１０３・・・に矢印ｄの如く吸引力を作用させることにより、フード１０２内の塵埃１０７・・・を矢印の如く排気ダクト１０３・・・に吸込む。
【００１１】
この際に、排気ダクト１０３と排気ダクト１０３との間の空間１０８・・・からエアを吸込むことが難しく、これらの空間１０８・・・に溜まった塵埃１０７・・・を排気ダクト１０３・・・から排出することができない。
よって、これらの空間１０８・・・に溜まった塵埃１０７・・・は除塵ブラシ１０１で車体表面１０６に戻されることになり、そのことが車体表面１０６から塵埃１０７・・・を効率よく除去する妨げになる。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、簡単な構成でワーク表面から除塵を効率よく除去することができる除塵装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、ワーク表面に略平行に回転ブラシを配置し、この回転ブラシの上半部を一対の側面が円弧部で前端部、後端部が直線部である半割り円筒形のフードで覆い、このフードに排気ダクトを取付け、前記ワーク表面に沿ってフードとともに回転ブラシを移動することによりワーク表面から塵埃を除去する除塵装置において、前記フードの前端部の直線部に沿って、前記回転ブラシ近傍のワーク表面に向けてエアを噴射する前側エアノズルを配置し、前記フードの後端部の直線部に沿って、前記回転ブラシ近傍のワーク表面に向けてエアを噴射する後側エアノズルを配置したことを特徴とする。
【００１４】
フードの後端部に後側エアノズルを備え、加えてフードの前端部にも前側エアノズルを備えた。この前側エアノズルからエアを噴射することにより、回転ブラシの前側にエアカーテンを形成することができる。
このエアカーテンで回転ブラシの前側から塵埃が拡散することを防ぐことができるので、従来技術のように回転ブラシの前方にもう一つの回転ブラシを備える必要はない。
【００１５】
加えて、前側エアノズルで回転ブラシ近傍のワーク表面にエアを噴射することで、回転ブラシでワーク表面を拭き取る前に、ワーク表面に付着した塵埃をワーク表面から浮き上がらせることができる。これにより、ワーク表面の塵埃を回転ブラシで効率よく拭き取ることができる。
【００１６】
また、請求項１は、回転ブラシを回転することにより発生する風速Ｖ１と、後側エアノズルからエアを噴射することにより発生する風速Ｖ２とを合せた風速Ｖ３が下向きになるように構成したことを特徴とする。
【００１７】
風速Ｖ３が回転ブラシに対して外側を向く場合や、内側を向く場合には、ワーク表面から塵埃を効率よく除去することは難しい。
そこで、風速Ｖ３を下向きにすることで、ワーク表面から塵埃を効率よく除去する。
【００１８】
請求項２は、風速Ｖ１を１．７ｍ／ｓにするとともに、前記後側エアノズルの前方に向けた傾斜角を２０〜２５゜とし、後側エアノズルの傾斜角が２０゜のとき、前記風速Ｖ２を５．０ｍ／ｓとし、後側エアノズルの傾斜角が２５゜のとき、前記風速Ｖ２を４．２ｍ／ｓとすることにより、前記風速Ｖ３を下向きにしたことを特徴とする。
【００１９】
風速Ｖ２が５．０ｍ／ｓを越えると、風速Ｖ２が高過ぎて塵埃が拡散してしまう虞れがある。そこで、風速Ｖ２が５．０ｍ／ｓを越えないようにすることにより、塵埃の拡散を防止するようにした。
【００２０】
一方、風速Ｖ２が４．２ｍ／ｓ未満になると、風速Ｖ２が低過ぎてワーク表面から塵埃を良好に吹き飛ばすことができない。そこで、風速Ｖ２を４．２ｍ／ｓ以上にすることにより、ワーク表面から塵埃を良好に吹き飛ばすようにした。
【００２２】
後側エアノズルの前傾角が２０゜未満になると、エアノズルの前傾角が小さすぎて、エアノズルからエアを噴射しても、回転ブラシの回転により発生した風速を、エアノズルから噴射したエアで遮ることはできない。このため、ワーク表面から浮き上がった塵埃が、エアノズルから噴射したエアを通過して拡散してしまい、塵埃を効率よく排出することはできない。
そこで、後側エアノズルの前傾角を２０゜以上に設定して、回転ブラシの回転により発生した風速を遮るようにし、塵埃の拡散を防いで塵埃を効率よく排出するようにした。
【００２３】
また、後側エアノズルの前傾角が２５゜を越えると、エアノズルの前傾角が大きすぎて、エアノズルから噴射したエアが回転ブラシ側に入り込んで、ワーク表面から浮き上がった塵埃を排気ダクトに導く妨げになる。このため、ワーク表面から浮き上がった塵埃を効率よく排気ダクトに導入することができない。
そこで、後側エアノズルの前傾角を２５゜以下に設定して、後側エアノズルからの噴射エアが回転ブラシ側に入り込むことを防ぎ、塵埃を効率よく排気ダクトに導くようにした。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る除塵装置の斜視図であり、図２は本発明に係る除塵装置の側面図である。
除塵装置１０は、ワーク表面１１に略平行に回転ブラシ１２を配置し、この回転ブラシ１２の上半部１２ａを一対の側面が円弧部で前端部１５ａ、後端部１５ｂが直線部である半割り円筒形のフード１５で覆い、このフード１５に排気ダクト２０・・・を取付け、ワーク表面１１に沿ってフード１５及び回転ブラシ１２を移動することによりワーク表面１１から塵埃を除去するものである。
【００２５】
この除塵装置１０は、フード１５の前端部１５ａの直線部に沿って、回転ブラシ１２近傍のワーク表面１１に向けてエアを噴射する前側エアノズル２５を配置し、フード１５の後端部１５ｂの直線部に沿って、回転ブラシ１２近傍のワーク表面１１に向けてエアを噴射する後側エアノズル３０を配置した。
【００２６】
ワーク表面１１は、一例として自動車のボディ表面が該当する。
回転ブラシ１２は、フード１５に回転軸１３を回転自在に取付け、この回転軸１３の周囲に複数のブラシ１４・・・を植設したものである。なお、フード１５に回転軸１３を取付ける方法については図３で詳しく説明する。
【００２７】
排気ダクト２０・・・は、フード１５の後端部１５ｂにテーパ部材２１・・・を介して接続し、連通管２２を介してポンプ２３に連通したものである。このテーパ部材２１は、フード１５側の部位（大開口部）２１ａが大面積で排気ダクト２０側の部位（小開口部）２１ｂが小面積となるように形成した部材である。
【００２８】
また、テーパ部材２１をフード１５の後端部１５ｂに取付けることにより、テーパ部材２１の大開口部２１ａをワーク表面１１に近づけることができる。これにより、ワーク表面１１から除去した塵埃３５・・・を回転ブラシ１２で大開口部２１ａまで効率よく導くことができる。
よって、テーパ部材２１の大開口部２１ａから塵埃３５・・・を良好に排出することができるので、塵埃３５・・・の除去率を高めることができる。
【００２９】
前側エアノズル２５は、フード１５の前端部１５ａに支持ロッド２６，２６（奥側は図示しない）を介してエア供給管２７ａをフード１５に平行に取付け、このエア供給管２７に複数の前ノズル２８・・・（左側の１個のみを図示する）を取付け、このエア供給管２７ａにエア供給ホース２７ｂを介してエア供給源２９を連結したものである。
【００３０】
後側エアノズル３０は、フード１５の後端部１５ｂに支持ロッド３１，３１を介してエア供給管３２ａをフード１５に平行に取付け、このエア供給管３２ａに複数の後ノズル３３・・・を取付け、このエア供給管３２ａにエア供給ホース３２ｂを介してエア供給源２９を連結したものである。
【００３１】
除塵装置１０によれば、図２に示すように回転ブラシ１２を駆動手段（図示しない）で矢印▲１▼の如く回転することができ、さらに図示しない移動手段でワーク表面１１に沿って矢印▲２▼の如く移動することができる。
同時に、エア供給源２９を駆動することにより、前後側のエアノズル２５，３０からエアを噴射することができる。
これにより、回転ブラシ１２でワーク表面１１を拭き取りながら前後側のエアノズル２５，３０からエアをワーク表面１１に噴射することができ、ワーク表面１１から塵埃を除去することができる。
【００３２】
特に、除塵装置１０によれば、フード１５の前端部１５ａに前側エアノズル２５を備えて、前側エアノズル２５からエアを噴射することで回転ブラシ１２の前側にエアカーテンを形成することができる。
よって、回転ブラシ１２の前側から塵埃３５・・・が拡散することをエアカーテンで防ぐことができるので、従来技術のようにフードの前方に回転ブラシを設ける必要がない。このため、除塵装置１０の簡素化を図ることができる。
【００３３】
加えて、前側エアノズル２５で回転ブラシ１２近傍のワーク表面１１にエアを噴射することで、回転ブラシ１２でワーク表面１１を拭き取る前に、ワーク表面１１に付着した塵埃３５・・・をワーク表面１１から浮き上がらせることができる。これにより、ワーク表面１１の塵埃３５・・・を回転ブラシ１２で効率よく拭き取ることができる。
【００３４】
図３は図２の３−３線断面図であり、フード１５の左右の側壁１５ｃ，１５ｄにそれぞれ軸受１６，１６を取付け、各々の軸受１６，１６に回転ブラシ１２の回転軸１３の両端部を回転自在に取付け、この回転軸１３の周囲に複数のブラシ１４・・・を植設し、フード１５の後端部１５ｂに排気ダクト２０・・・をテーパ部材２１・・・を介して接続した状態を示す。
この回転軸１３は、図示しない回転手段で矢印の如く回転する用に構成したものである。
【００３５】
フード１５の後端部１５ｂには３個の開口１８・・・を隣接させて形成し、これらの開口１８・・・をテーパ部材２１・・・の大開口部２１ａ・・・より一回り小さく形成し、これらの開口１８・・・をそれぞれテーパ部材２１・・・の大開口部２１ａ・・・で覆い、テーパ部材２１・・・の小開口部２１ｂ・・・にそれぞれ排気ダクト２０・・・を連結する。
テーパ部材２１は、フード１５側の大開口部２１ａの開口を小開口部２１ｂと比較して大きく形成することにより、大開口部２１ａから小開口部２１ｂに向けて流路が漸次小さくなるようにテーパ状に形成されている。
【００３６】
次に、図４及び表１に基づいて回転ブラシの回転数と風速との関係や、回転ブラシの回転数と除塵除去率との関係について説明する。
図４は本発明に係る除塵装置でワーク表面の塵埃を除去する例を示す説明図である。
回転ブラシ１２を矢印▲１▼の如く回転することにより、ワーク表面１１側に矢印の如く風速Ｖ１が発生する。ここで、回転ブラシ１２の回転により発生する風速Ｖ１が高くなると、発生した風速Ｖ１で塵埃３５・・・が拡散されてしまうことが考えられ、風速Ｖ１は低く抑えることが好ましい。
【００３７】
このため、回転ブラシ１２の回転数と風速Ｖ１との関係や、回転ブラシ１２の回転数と除塵除去率との関係を求め、これらの関係から好適な回転ブラシ１２の回転数を決めることは塵埃３５・・・を良好に除去する上で重要である。
以下、回転ブラシ１２の回転により発生する風速Ｖ１と塵埃除去率との関係を比較例１〜比較例２及び実施例１〜実施例５のテスト結果に基づいて説明する。なお、それぞれのテストは前後のエアノズル２５，３０からのエアの噴射を停止した状態で、回転ブラシ１２を回転させ、回転ブラシ１２のみの塵埃除去率を確認した。
【００３８】
【表１】

【００３９】
表１に示すように、比較例１は、回転ブラシ１２を１１０ｒｐｍ（１分間の回転数）で回転したものである。比較例１によれば、ワーク表面１１から塵埃３５・・・を除去する際の塵埃除去率は３０％であり、そのとき発生する風速Ｖ１は０．４ｍ／ｓである。
実施例１は、回転ブラシ１２を１３０ｒｐｍで回転したものである。実施例１によれば、ワーク表面１１から塵埃３５・・・を除去する際の塵埃除去率は４０％であり、そのとき発生する風速Ｖ１は０．６ｍ／ｓである。
【００４０】
実施例２は、回転ブラシ１２を１４０ｒｐｍで回転したものである。実施例２によれば、ワーク表面１１から塵埃３５・・・を除去する際の塵埃除去率は４０％であり、そのとき発生する風速Ｖ１は０．８ｍ／ｓである。
実施例３は、回転ブラシ１２を１５０ｒｐｍで回転したものである。実施例３によれば、ワーク表面１１から塵埃３５・・・を除去する際の塵埃除去率は４０％であり、そのとき発生する風速Ｖ１は１．５ｍ／ｓである。
【００４１】
実施例４は、回転ブラシ１２を１６０ｒｐｍで回転したものである。実施例４によれば、ワーク表面１１から塵埃３５・・・を除去する際の塵埃除去率は４５％であり、そのとき発生する風速Ｖ１は１．６ｍ／ｓである。
実施例５は、回転ブラシ１２を１７０ｒｐｍで回転したものである。実施例５によれば、ワーク表面１１から塵埃３５・・・を除去する際の塵埃除去率は５０％であり、そのとき発生する風速Ｖ１は１．７ｍ／ｓである。
【００４２】
比較例２は、回転ブラシ１２を１８０ｒｐｍで回転したものである。比較例２によれば、ワーク表面１１から塵埃３５・・・を除去する際の塵埃除去率は５０％であり、そのとき発生する風速Ｖ１は１．９ｍ／ｓである。
【００４３】
比較例１及び実施例１〜実施例５のテスト結果による評価は、塵埃除去率のしきい値を４０％とし、塵埃除去率が４０％以上のものを○とし、４０％未満のものを×とした。
このため、比較例１の評価は×であり、実施例１〜実施例５の評価は○である。
【００４４】
ここで、比較例２は塵埃除去率が４０％以上なので、評価は○になるはずであるが、実施例５と比較例２とを比較すると、塵埃除去率は５０％と同じである。しかし、比較例２は実施例５と比較すると回転ブラシ１２の回転数が増しており、消費エネルギは増大する。
すなわち、回転ブラシ１２の回転数が毎分１７０回転を越えると、回転ブラシ１２の回転数が増すために消費エネルギが増大するが、塵埃除去率は１７０回転の場合と比較して向上しない。そこで、比較例２の評価を×とした。
【００４５】
表１から、回転ブラシ１２の回転数を１３０ｒｐｍ以上に設定することで、塵埃３５・・・を良好に除去することができることが判る。
この理由は、回転ブラシ１２の回転数が毎分１３０回転未満になると、回転ブラシ１２の回転が低すぎてワーク表面１１から塵埃３５・・・を効率よく除去することができないからである。
【００４６】
ここで、上述したように、実施例５及び比較例２の塵埃除去率は共に５０％であり、回転ブラシ１２の回転数を１７０ｒｐｍより高くしても、塵埃除去率は５０％より向上しないことが判る。
そこで、回転ブラシ１２を回転するための消費エネルギの増加を抑えるために回転ブラシ１２の回転数を１７０ｒｐｍ以下に抑えることにした。
以上述べた理由から、回転ブラシ１２の回転数を１３０〜１７０ｒｐｍに設定した。
【００４７】
次に、図４及び図５に基づいて前・後側のエアノズル２５，３０からエアを噴射した際に発生する風速Ｖ２と、エアの噴射でワーク表面１１から塵埃３５・・・を吹き飛ばすことができる塵埃除去率との関係について説明する。
図４に戻って、前側エアノズル２５からエアを噴射し、噴射したエアを回転ブラシ１２近傍のワーク表面１１に吹き付けることで矢印の如く風速Ｖ２が発生する。また、後側エアノズル３０からエアを噴射し、噴射したエアを回転ブラシ１２近傍のワーク表面１１に吹き付けることで、前側エアノズル２５と同様に矢印の如く風速Ｖ２が発生する。
なお、この際に、回転ブラシ１２は１７０ｒｐｍで回転されている。
【００４８】
図５は本発明に係る除塵装置の前・後のエアノズルからエアを噴射した際に発生する風速と塵埃除去率との関係を示すグラフである。なお、このグラフは縦軸に塵埃除去率（％）を示し、横軸に風速Ｖ２（ｍ／ｓ）を示す。
実線で示すグラフｇ１は、ナイロンや綿の繊維をワーク表面１１から除去する例を示したグラフである。グラフｇ１によれば、前・後側のエアノズル２５，３０から噴射したエアにより発生する風速Ｖ２が３ｍ／ｓのとき、ワーク表面１１からの塵埃除去率は９８％であり、風速Ｖ２が５ｍ／ｓのとき、ワーク表面１１からの塵埃除去率は１００％である。
【００４９】
二点鎖線で示すグラフｇ２は、シーラ粉や研ぎ粉の粉体をワーク表面１１から除去する例を示したグラフである。グラフｇ２によれば、前・後側のエアノズル２５，３０から噴射したエアにより発生する風速Ｖ２が３ｍ／ｓのとき、ワーク表面１１からの塵埃除去率は９０％であり、風速Ｖ２が５ｍ／ｓのとき、ワーク表面からの塵埃除去率は１００％である。
【００５０】
グラフｇ１、ｇ２より、風速Ｖ２が５ｍ／ｓになるように、前・後側のエアノズル２５，３０からエアを噴射させることにより、ナイロンや綿の繊維あるいはシーラ粉や研ぎ粉の粉体（塵埃）をワーク表面１１から良好に吹き飛ばして除去することができることが判る。よって、前・後側のエアノズル２５，３０から、風速Ｖ２が５ｍ／ｓになるようエアを噴射させるように設定した。
【００５１】
ここで、ワーク表面１１から塵埃３５・・・を良好に吹き飛ばすことを考慮した場合には、風速Ｖ２が５ｍ／ｓを越えても差し支えないように思えるが、風速Ｖ２が高過ぎると風速Ｖ２で塵埃３５・・・が拡散してしまう虞れがある、そこで、風速Ｖ２の上限を５ｍ／ｓに設定した。
【００５２】
次に、図６及び図７に基づいて前・後のエアノズルの噴射角の設定方法を説明する。
図６は本発明に係る除塵装置の側面図を示す。
回転ブラシ１２を矢印▲１▼の如く回転することにより風速Ｖ１が発生し、後側エアノズル３０からエアを噴射することにより風速Ｖ２が発生する。風速Ｖ１及び風速Ｖ２を合せた風速はＶ３となる。風速Ｖ３は、図示のように鉛直線上に沿って下向きに働くことが好ましい。この理由を次図で説明する。
【００５３】
図７は（ａ），（ｂ）は本発明に係る除塵装置の回転ブラシの回転により発生した風速と後側エアノズルからのエアの噴射により発生した風速との関係を示す説明図である。
（ａ）に示すように、後側エアノズル３０からのエアの噴射により発生した風速Ｖ２の傾斜角θ１を小さくし過ぎると、風速Ｖ３は回転ブラシ１２に対して外側を向く。このことから、風速Ｖ２の傾斜角θ１を小さくし過ぎると、回転ブラシの回転により発生した風速Ｖ１を風速Ｖ２で遮ることができないことが判る。このように、風速Ｖ１を風速Ｖ２で遮ることができない場合には、ワーク表面１１から除去した塵埃３５・・・が回転ブラシ１２の外側に拡散してしまうことが考えられ、塵埃３５・・・を効率よく除去することは難しい。
【００５４】
（ｂ）に示すように、後側エアノズル３０からのエアの噴射により発生した風速Ｖ２の傾斜角θ１を大きくし過ぎると、風速Ｖ３は回転ブラシ１２に対して内側を向く。このことから、風速Ｖ２の傾斜角θ１を大きくし過ぎると、後側エアノズル３０からのエアの噴射により発生した風速Ｖ２が回転ブラシ１２側に侵入することができないことが判る。
このように、風速Ｖ２が回転ブラシ１２側に侵入する場合には、ワーク表面１１から除去した塵埃３５・・・が風速Ｖ２で拡散することが考えられるので、塵埃３５・・・を効率よく除去することは難しい。
【００５５】
これにより、風速Ｖ１及び風速Ｖ２を合せた風速Ｖ３を鉛直に下向きになるように、すなわち風速Ｖ３が水平面に対する角度фが９０゜になるようにすることで、ワーク表面１１から除去した塵埃３５・・・を効率よく除去することができることが判る。
【００５６】
ここで、風速Ｖ２が水平面に対する角度をθとすると、
角度фと角度θとの間には次の関係が成立する。
ф＝ｔａｎ^−１｛Ｖ２×ｓｉｎθ／（Ｖ１−Ｖ２ｃｏｓθ）｝＞９０゜…（１）
式（１）において、角度θを７０゜、風速Ｖ１を１．７ｍ／ｓ（表１参照）と仮定し、風速Ｖ２の値を０．２〜６．２ｍ／ｓの範囲で変化させると、角度фは図８のグラフに示すように変化する。
次図に式（１）から求めた、風速Ｖ２と角度фとの関係を示す。
【００５７】
図８は本発明に係る除塵装置の後側エアノズルからエアを噴射した際に発生する風速Ｖ２と風速Ｖ３の角度фとの関係を示すグラフである。なお、縦軸は風速Ｖ３の角度фを示し、横軸は風速Ｖ２を示す。
グラフｇ３に示すように、風速Ｖ２が４．８ｍ／ｓのとき角度фは８９．３゜になり、風速Ｖ２が５．０ｍ／ｓのとき角度фは−８９．９゜になる。
角度фが８９．３゜の状態は、図７（ａ）のように風速Ｖ３が＋側にあり、かつ鉛直に近い状態を示す。
一方、角度фが−８９．９゜の状態は、図７（ｂ）のように風速Ｖ３が−側にあり、かつ鉛直に近い状態を示す。
【００５８】
すなわち、回転ブラシ１２の回転により発生する風速Ｖ１を、後側エアノズル３０からエアを噴射した際に発生する風速Ｖ２で遮るためには、後側エアノズル３０の角度θを７０゜にし、その時の風速Ｖ２を５ｍ／ｓに設定することで可能になることが判る。
ここで、角度θと後側エアノズル３０の傾斜角θ１との関係は、θ＝９０゜−θ１が成立するので、後側エアノズル３０の傾斜角θ１は２０゜となる。
【００５９】
図９は本発明に係る除塵装置の後側エアノズルからエアを噴射した際に発生する風速Ｖ２と風速Ｖ３の角度фとの関係を示すグラフである。なお、縦軸は風速Ｖ３の角度фを示し、横軸は風速Ｖ２を示す。
式（１）において、角度θを６５゜、風速Ｖ１を１．７ｍ／ｓ（表１参照）と仮定し、風速Ｖ２の値を０．２〜６．２ｍ／ｓの範囲で変化させると、角度фはグラフ４に示すように変化する。
【００６０】
グラフｇ４に示すように、風速Ｖ２が４．０ｍ／ｓのとき角度фは８９．８゜になり、風速Ｖ２が４．２ｍ／ｓのとき角度фは−８８．９゜になる。
角度фが８９．８゜の状態は、図７（ａ）のように風速Ｖ３が＋側にあり、かつ鉛直に近い状態を示す。
一方、角度фが−８８．９゜の状態は、図７（ｂ）のように風速Ｖ３が−側にあり、かつ鉛直に近い状態を示す。
【００６１】
すなわち、後側エアノズル３０の角度θを６５゜にすれば、すなわち後側エアノズル３０の傾斜角を、図９の状態から５゜大きくすれば、その時の風速Ｖ２を４．２ｍ／ｓに設定しても、回転ブラシ１２の回転により発生する風速Ｖ１を、後側エアノズル３０から噴射するエアで遮ることができることが判る。
ここで、角度θと後側エアノズル３０の傾斜角θ１との関係は、
θ＝９０゜−θ１
が成立するので、後側エアノズル３０の傾斜角θ１は２５゜となる。
【００６２】
図８及び図９のグラフで説明したように、後側エアノズル１２の傾斜角θ１が２０゜のときには、後側エアノズル３０からエアを噴射することにより発生する風速Ｖ２を５．０ｍ／ｓに設定すればよく、後側エアノズル３０の傾斜角θ１が２５゜のときには、後側エアノズル３０からエアを噴射することにより発生する風速Ｖ２を４．２ｍ／ｓに設定すればよい。
【００６３】
図５に戻って、グラフｇ１、ｇ２によれば、ワーク表面１１から塵埃３５・・・を１００％吹き飛ばすためには風速Ｖ２を５．０ｍ／ｓに設定する必要があるが、風速Ｖ２を４．２ｍ／ｓに抑えてもワーク表面１１から塵埃３５・・・を略１００％吹き飛ばすことができる。
以上の理由から、後側エアノズル３０の傾斜角を前方に向けて２０〜２５゜傾斜させるように構成した。
【００６４】
すなわち、後側エアノズル３０の傾斜角θ１が２０゜未満になると、回転ブラシ１２の回転により発生した風速Ｖ１を遮るために、風速Ｖ２を５．０ｍ／ｓを越えた値に設定する必要がある。風速Ｖ２が５．０ｍ／ｓを越えると、風速Ｖ２が高過ぎて塵埃が拡散してしまう虞れがある。
そこで、後側エアノズル３０の傾斜角を２０゜以上に設定して、風速Ｖ２が５．０ｍ／ｓを越えないようにすることにより、塵埃３５・・・の拡散を防止するようにした。
【００６５】
一方、後側エアノズル３０の傾斜角θ１が２５゜を越えると、風速Ｖ２を４．２ｍ／ｓ未満に低く抑える必要がある。風速Ｖ２が４．２ｍ／ｓ未満になると、図５にグラフに示すように風速Ｖ２が低過ぎてワーク表面１１から塵埃３５・・・を良好に吹き飛ばすことができない。
【００６６】
さらに、後側エアノズル３０の傾斜角θ１が２５゜を越えた状態で、風速Ｖ２を５ｍ／ｓに設定すると後側エアノズル３０から噴射したエアが回転ブラシ１２側に入り込んで、ワーク表面１１から浮き上がった塵埃３５・・・が拡散する。このため、ワーク表面１１から浮き上がった塵埃３５・・・を効率よく排気ダクト２０に導入することができない。
【００６７】
そこで、後側エアノズル３０の傾斜角を２５゜を越えないように設定して、風速Ｖ２を４．２ｍ／ｓ以上にすることにより、ワーク表面１１から塵埃３５・・・を良好に吹き飛ばすことができるようにした。
【００６８】
次に、フード１５内の塵埃３５・・・を排気ダクト２０に吸込む例を図１０〜図１１、及び表２に基づいて説明する。
図１０は本発明に係る除塵装置の作用を説明する断面図である。
回転ブラシ１２を矢印▲１▼の如く回転することにより回転ブラシ１２でワーク表面１１から塵埃３５・・・を拭き取る。拭き取られた塵埃３５・・・は回転ブラシ１２で排気ダクト２０・・・側に搬送される。
【００６９】
回転ブラシ１２を回転するとともに、ポンプ２３を駆動してフード１５内の塵埃３５・・・を矢印▲３▼の如くテーパ部材２１・・・を介して排気ダクト２０・・・に吸込み、吸込んだ塵埃３５・・・を排気ダクト２０・・・に沿って矢印▲４▼の如く連通管２２に導いて連通管２２から排出する。
テーパ部材２１の大開口部２１ａを大面積となるように形成したので、フード１５内の塵埃３５・・・を効率よくテーパ部材２１を介して排気ダクト２０に吸込むことができる。
【００７０】
図１１（ａ），（ｂ）はフード内の塵埃を排気ダクトに吸込む状態を説明するグラフであり、（ａ）は従来技術を比較例３として示し、（ｂ）は実施の形態を実施例６として示したものである。なお、（ａ）及び（ｂ）において縦軸は圧力を示し、横軸は位置を示す。
【００７１】
（ａ）において、排気ダクト１０３・・・に矢印の如く吸込力を作用させることによりフード１０２内の塵埃を排気ダクト１０３・・・に吸込む。しかしながら、排気ダクト１０３・・・の開口断面Ｓ１が小さいので、排気ダクト１０３・・・に矢印の如く吸込力を作用させても、排気ダクト１０３から離れた排気ダクト１０３と排気ダクト１０３との間の位置（Ｐ１、Ｐ３、Ｐ５、Ｐ７）に澱みが発生してしまう。
【００７２】
【表２】

【００７３】
すなわち、排気ダクト１０３・・・に吸込み力を作用させた場合、位置Ｐ１〜Ｐ７の風速は、表２に示すように、位置Ｐ１において１．１ｍ／ｓ、位置Ｐ２において２．５ｍ／ｓ、位置Ｐ３において１．３ｍ／ｓ、位置Ｐ４において２．７ｍ／ｓ、位置Ｐ５において１．０ｍ／ｓ、位置Ｐ６において２．３ｍ／ｓ、位置Ｐ７において１．０ｍ／ｓである。
【００７４】
比較例３によれば、排気ダクト１０３・・・の下方の位置（Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６）の風速を比較的高くすることができるが、排気ダクト１０３・・・から離れた位置（Ｐ１、Ｐ３、Ｐ５、Ｐ７）の風速は低い。
このため、位置（Ｐ１、Ｐ３、Ｐ５、Ｐ７）に澱みが発生してしまい、位置（Ｐ１、Ｐ３、Ｐ５、Ｐ７）に塵埃を吸込むことができない。従って、比較例３の評価は×である。
【００７５】
以上説明した内容を図１１（ａ）のグラフｇ５で再説すると、位置（Ｐ１、Ｐ３、Ｐ５、Ｐ７）の風速が低いので、位置（Ｐ１、Ｐ３、Ｐ５、Ｐ７）において吸込み圧力を高くすることはできない。よって、位置（Ｐ１、Ｐ３、Ｐ５、Ｐ７）に浮遊している塵埃を排気ダクト内に吸込むことはできない。
【００７６】
このため、位置（Ｐ１、Ｐ３、Ｐ５、Ｐ７）に塵埃が残ってしまい、位置（Ｐ１、Ｐ３、Ｐ５、Ｐ７）に残った塵埃は除塵ブラシでワーク表面に戻される。これにより、ワーク表面に塵埃が再付着することになり、ワーク表面から塵埃を効率よく除去することはできない。
【００７７】
（ｂ）において、排気ダクト２０・・・に矢印の如く吸込力を作用させることによりフード内の塵埃を排気ダクト２０・・・に吸込む。テーパ部材２１の大開口部２１ａを大面積Ｓ２となるように形成したので、フード１５内に浮遊している塵埃３５・・・をテーパ部材２１・・・を介して排気ダクト２０・・・に効率よく吸込むことができる。
【００７８】
すなわち、排気ダクト２０・・・に吸込み力を作用させた場合、位置Ｐ１〜Ｐ７の風速は、表２に示すように、位置Ｐ１において２．３ｍ／ｓ、位置Ｐ２において２．５ｍ／ｓ、位置Ｐ３において２．４ｍ／ｓ、位置Ｐ４において２．７ｍ／ｓ、位置Ｐ５において２．３ｍ／ｓ、位置Ｐ６において２．６ｍ／ｓ、位置Ｐ７において２．３ｍ／ｓである。
【００７９】
実施例６によれば、フード１５内の全域｛位置（Ｐ１〜Ｐ７）｝において風速を略一定に高めることができる。このため、位置（Ｐ１〜Ｐ７）から略均一に塵埃を吸込むことができるので、ワーク表面１１の除塵効率を高めることができる。従って、実施例６の評価は○である。
【００８０】
以上説明した内容を図１１（ｂ）のグラフｇ６で再説すると、位置（Ｐ１〜Ｐ７）に渡って風速を高く保つことができるので、位置（Ｐ１〜Ｐ７）において吸込み圧力を均一に高くすることができる。
このため、位置（Ｐ１〜Ｐ７）の全域から排気ダクト内に塵埃を均一い吸込むことができるので、ワーク表面１１から塵埃を効率よく除去することができる。
【００８１】
次に、除塵装置の塵埃除去能力について図１２及び表３に基づいて説明する。図１２は本発明に係る除塵装置の除去能力をテストするために準備したワークを示す斜視図である。
テスト条件は以下の通りである。
ワークは、一例として自動車の車体を使用する。ワーク表面１１のテスト領域を１５の区画Ｚ１〜区画Ｚ１５に分け、除塵装置で除塵をおこなう前にワーク表面１１に塵埃を載せ、それぞれの区画Ｚ１〜区画Ｚ１５内に存在する塵埃の数をカウントする。
塵埃の数をカウントした後、除塵装置でワーク表面１１の除塵を除去する。
除塵装置の駆動条件は以下の通りである。
除塵装置と対象物（自動車ボディ）との相対速度：５．１〜５．７ｍ／ｍｉｎ
回転ブラシの回転数：１７０ｒｐｍ
回転ブラシの回転により発生する風速Ｖ１：１．７ｍ／ｓ
後・前のエアノズルのエア噴射により発生する風速Ｖ２：５．０ｍ／ｓ
除塵装置による除塵処理完了後、それぞれの区画Ｚ１〜区画Ｚ１５内に残存する塵埃の数をカウントし、カウントした値を除塵処理前のカウント値と比較して塵埃除去効率を求め、その結果を表３に示す。
【００８２】
【表３】

【００８３】
表３に示すように、除塵処理前の区画Ｚ１〜区画Ｚ１５に存在した塵埃の数は、区画Ｚ１において１６８個、区画Ｚ２において１８９個、区画Ｚ３において１７４個、区画Ｚ４において１４５個、区画Ｚ５において１２４個、区画Ｚ６において１３５個、区画Ｚ７において８９個、区画Ｚ８において８１個、区画Ｚ９において１０８個、区画Ｚ１０において１４８個、区画Ｚ１１において１８９個、区画Ｚ１２において１６８個、区画Ｚ１３において１５９個、区画Ｚ１４において１２４個、区画Ｚ１５において１７２個であり、区画Ｚ１〜Ｚ１５の塵埃の数の累計は２１７３であった。
【００８４】
これに対して、除塵処理後の区画Ｚ１〜区画Ｚ１５に存在した塵埃の数は、区画Ｚ１において４個、区画Ｚ２において１個、区画Ｚ３において５個、区画Ｚ４において４個、区画Ｚ５において１個、区画Ｚ６において１個、区画Ｚ７において２個、区画Ｚ８において２個、区画Ｚ９において３個、区画Ｚ１０において２個、区画Ｚ１１において１個、区画Ｚ１２において１個、区画Ｚ１３において１個、区画Ｚ１４において１個、区画Ｚ１５において１個であり、それぞれの区画Ｚ１〜Ｚ１５の塵埃の数の累計は３０であった。
【００８５】
テストの結果、除塵処理前の塵埃数の累計が２１７３個に対して、除塵処理後の塵埃数の累計は３０個まで減少した。よって、塵埃除去効率は
｛（２１７３−３０）／２１７３｝×１００＝９８．６％
であり、区画Ｚ１〜区画Ｚ１５において殆どの塵埃を除去することができることが判る。
ここで、経験上から除塵除去率が９０％以上であれば塗装不良が発生しないとの見通しから、塵埃除去率を９８．６％まで高めることができたので評価は○である。
【００８６】
次に、除塵装置に備えた前後側のエアノズルの効用を表４に基づいて説明する。表４において、比較例４は、回転ブラシに前・後のエアノズルを備えない除塵装置、比較例５は、回転ブラシに前側エアノズルのみを備えた除塵装置、実施例７は、回転ブラシに前・後のエアノズル２５，３０を備えた除塵装置１０である。
これら比較例４，５及び実施例７を準備し、それぞれの装置で除塵テストを実施した。
【００８７】
除塵テスト方法は、表３で説明した方法と同様に、実車ボディの表面を複数個の区画に仕切り、それぞれの区画において除去処理前の塵埃数と除去処理後の塵埃数をそれぞれ区画毎にカウントし、カウントした値を累計し、除去処理前の累計塵埃数Ａと除去処理後の累計塵埃数Ｂとから、塵埃除去率｛（Ａ−Ｂ）／Ａ｝を求めた。
【００８８】
その結果を表４に示す。なお、除塵テストの評価は、除塵除去率が９０％以上であれば塗装不良が発生しないとの見通しから、除塵除去率のしきい値を９０％とし、除塵除去率が９０％以上であれば○、除塵除去率が９０％未満であれば×とした。
【００８９】
【表４】

【００９０】
表４に示すように、比較例４は、塵埃除去率が５０．２％である。塵埃除去率が、しきい値９０％未満であるため比較例４の評価は×である。
比較例５は、塵埃除去率が８０％である。塵埃除去率が、しきい値９０％未満であるため比較例５の評価は×である。
実施例７は、塵埃除去率が９８．６％である。塵埃除去率が、しきい値９０％以上であるため実施例７の評価は○である。
このように、実施例７は、前・後側のエアノズル２５，３０を備えることで、塵埃除去率を十分に高めることができる。
【００９１】
なお、前記実施形態では、ワーク表面１１として自動車のボディ表面を例に説明したが、これに限らないで、その他のワーク表面に適用することも可能である。
また、前記実施形態では、除塵装置１０をフード１５の前端部１５ａを前向きに移動する例について説明したが、これに限らないで、フード１５の後端部１５ｂを前向きにした状態で除塵装置１０を移動することも可能である。
【００９２】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、フードの後端部に後側エアノズルを備え、加えてフードの前端部にも前側エアノズルを備えた。この前側エアノズルからエアを噴射することにより、回転ブラシの前側にエアカーテンを形成することができる。
このエアカーテンで回転ブラシの前側から塵埃が拡散することを防ぐことができるので、従来技術のように回転ブラシの前方にもう一つの回転ブラシを備える必要がなく、除塵装置の簡素化を図ることができる。
【００９３】
加えて、前側エアノズルで回転ブラシ近傍のワーク表面にエアを噴射することで、回転ブラシでワーク表面を拭き取る前に、ワーク表面に付着した塵埃をワーク表面から浮き上がらせることができる。これにより、ワーク表面の塵埃を回転ブラシで効率よく拭き取ることができるので、ワーク表面から塵埃を効率よく除去することができる。
【００９４】
さらに、風速Ｖ３が回転ブラシに対して外側を向く場合や、内側を向く場合には、ワーク表面から塵埃を効率よく除去することは難しい。
そこで、風速Ｖ３を下向きにすることで、ワーク表面から塵埃を効率よく除去する。
【００９５】
請求項２は、風速Ｖ２が５．０ｍ／ｓを越えると、風速Ｖ２が高過ぎて塵埃が拡散してしまう虞れがある。そこで、風速Ｖ２が５．０ｍ／ｓを越えないようにすることにより、塵埃の拡散を防止するようにした。
一方、風速Ｖ２が４．２ｍ／ｓ未満になると、風速Ｖ２が低過ぎてワーク表面から塵埃を良好に吹き飛ばすことができない。そこで、風速Ｖ２を４．２ｍ／ｓ以上にすることにより、ワーク表面から塵埃を良好に吹き飛ばすようにした。
【００９６】
さらに、後側エアノズルを前方に向けて２０〜２５゜傾斜させた。
後側エアノズルの前傾角を２０゜以上に設定することにより、回転ブラシの回転により発生した風速を遮るようにし、塵埃の拡散を防いで塵埃を効率よく排出することができる。
また、後側エアノズルの前傾角を２５゜以下に設定することにより、後側エアノズルからの噴射エアが回転ブラシ側に入り込むことを防ぎ、塵埃を効率よく排気ダクトに導くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る除塵装置の斜視図
【図２】本発明に係る除塵装置の側面図
【図３】図２の３−３線断面図
【図４】本発明に係る除塵装置でワーク表面の塵埃を除去する例を示す説明図
【図５】本発明に係る除塵装置の前・後のエアノズルからエアを噴射した際に発生する風速と塵埃除去率との関係を示すグラフ
【図６】本発明に係る除塵装置の側面図
【図７】本発明に係る除塵装置の回転ブラシの回転により発生した風速と後側エアノズルからのエアの噴射により発生した風速との関係を示す説明図
【図８】本発明に係る除塵装置の後側エアノズルからエアを噴射した際に発生する風速Ｖ２と風速Ｖ３の角度фとの関係を示すグラフ
【図９】本発明に係る除塵装置の後側エアノズルからエアを噴射した際に発生する風速Ｖ２と風速Ｖ３の角度фとの関係を示すグラフ
【図１０】本発明に係る除塵装置の作用を説明する断面図
【図１１】フード内の塵埃を排気ダクトに吸込む状態を説明するグラフ
【図１２】本発明に係る除塵装置の除去能力をテストするために準備したワークを示す斜視図
【図１３】従来の除塵装置を示す断面図
【図１４】従来の除塵装置の断面図
【符号の説明】
１０…除塵装置、１１…ワーク表面、１２…回転ブラシ、１２ａ…回転ブラシの上半部、１５…フード、１５ａ…フードの前端部、１５ｂ…フードの後端部、２０…排気ダクト、３５…塵埃、２５…前側エアノズル、３０…後側エアノズル、２１…テーパ部材、２１ａ…、２１ｂ…。

Claims

ワーク表面に略平行に回転ブラシを配置し、この回転ブラシの上半部を一対の側面が円弧部で前端部、後端部が直線部である半割り円筒形のフードで覆い、このフードに排気ダクトを取付け、前記ワーク表面に沿ってフードとともに回転ブラシを移動することによりワーク表面から塵埃を除去する除塵装置において、
前記フードの前端部の直線部に沿って、前記回転ブラシ近傍のワーク表面に向けてエアを噴射する前側エアノズルを配置し、
前記フードの後端部の直線部に沿って、前記回転ブラシ近傍のワーク表面に向けてエアを噴射する後側エアノズルを配置し、
前記回転ブラシを回転することにより発生する風速Ｖ１と、前記後側エアノズルからエアを噴射することにより発生する風速Ｖ２とを合せた風速Ｖ３が下向きになるように構成したことを特徴とする除塵装置。
前記風速Ｖ１を１．７ｍ／ｓにするとともに、前記後側エアノズルの前方に向けた傾斜角を２０〜２５゜とし、
後側エアノズルの傾斜角が２０゜のとき、前記風速Ｖ２を５．０ｍ／ｓとし、
後側エアノズルの傾斜角が２５゜のとき、前記風速Ｖ２を４．２ｍ／ｓとすることにより、前記風速Ｖ３を下向きにしたことを特徴とする請求項１記載の除塵装置。