JP5291947B2 - 塗装ブース構造 - Google Patents

Description

本発明は、単一のエアー供給源を使用して風速の異なる複数のエアー領域を形成することを可能とした塗装ブース構造に関する。

従来から塵や埃、あるいは暖気や冷気の遮断を目的としてエアーカーテンを形成している。例えば、デパートの出入口やクリーンルームの出入口に設置されたものが良く知られている。しかし、このようなエアーカーテンは単に一種類の風速のエアーを流すだけであるため、たとえば、店頭において、通路へは比較的強めの風を送り、野菜や花のような華奢な商品へは弱い風を送り、さらに、強めの風と弱めの風の境をエアーカーテンで仕切りたい場合には、複数のエアー形成装置（ダンパーなど）を組み合わせなければならない。

また、自動車の車体や部品を塗装するための塗装ブースでは、塗装時に発生する未塗着塗料（被塗物に付着せず大気中に浮遊してしまった塗料微粉末）の排除のために、ブース内のエアーを下方向に一定速度で押し流すエアーシャワーが使われている。このような未塗着塗料の排除は塗装ブースにおいて重要であり、もし、これが塗装ブース内に浮遊したままの状態で塗装作業を行うと、塗装ブース側面、自動塗装機、塗装ロボット、塗装ガン等に未塗着塗料が付着堆積し、それが次第に剥がれ落ちて自動車の車体や部品に付着して塗装不良となる不具合が発生する。また、ラインの塗装色を切替えた場合には、前色の未塗着塗料が自動車の車体や部品に付着して混色を起こすという不具合がある。

従来のエアーシャワーでは、塗装ガン周辺の未塗着塗料高濃度領域と、低濃度の他領域とのエアー風速が同じであったため、かえって低濃度領域に未塗着塗料が拡散するという問題点があった。そこで、特許文献１に記載の塗装ブースでは、天井部のほぼ全面から換気用空気を下向きに吹出し供給し、床部から排気するように構成し、天井部の換気用空気の吹出し構造を被塗物の存在位置に対応する部分と、これに隣接する被塗物不存在位置に対応する部分とに区分けし、被塗物存在位置に対応する天井部分からの換気用空気の吹出し風速を被塗物不存在位置に対応する天井部分からの換気用空気の吹出し風速より小さくする構成としている。

特開平０６−１５４６７７号公報

特許文献１に開示される塗装ブースにあっては、被塗物不存在位置であって被塗物より上方に飛散、浮遊した未塗着塗料の粒子は、比較的吹出し風速の大きな換気用空気に乗って流下するため、下方に位置する自動塗装機、塗装ロボット、塗装ガン、塗装ブースの壁面等に付着堆積してしまうという問題がある。

上記課題を解決するため、本発明に係るブース構造は、送風装置からエアーが供給される動圧室と、この動圧室につながる静圧室を備え、この静圧室下面からブース内にエアーが流下するようにしたブース構造であって、前記静圧室下面には格子が設けられ、この格子の上にフィルタが設けられ、また前記静圧室下面の一部はエアーカーテンを形成するエアー加速部とされ、このエアー加速部におけるフィルタの形状は静圧室内方に凹出した形状とした。

フィルタの形状を静圧室内方に凹出した形状とすることで、ブース内圧よりも高圧となっている静圧室とブースとの境界面の面積（凹出したフィルタの面積）がエアーの流下する部分の面積（エアー加速部の投影面積）よりも大きいため、エアー加速部内に静圧室から多量にエアーが供給され、加速して流下してエアーカーテンが形成される。

したがって、静圧室内方に凹出するフィルタの形状としては、ベルジャー（釣鐘）状またはトンネル状が典型と言えるがこれに限定されるものではない。

また前記フィルタは線材からなる骨組みに支持される。この骨組みは例えば長さ方向に沿って配置される直線状線材と長さ方向に離間して配置されるアーチ状線材と直線状線材の両端に配置される端板とからなる。

本発明に係るブース構造を塗装ブースに適用する場合には、ブース内に塗装ガンを配置した構造になる。

本発明に係るブース構造によれば、送風源が一つであっても、高速エアーのほしい領域には高速のエアーを、その他の領域には低速のエアーを流すことが可能となる。

特に塗装ブースとした場合には、未塗着塗料が大量発生する塗装ガン作動領域には高速のエアーカーテンを、その他の領域には低速のエアーを流すことで効率的に未塗着塗料を排除することできる。

以下に本発明の最良の形態を添付図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係るブース構造を適用した塗装ブースの一例を示す正面図である。
図１において、被塗物Ｗである自動車車体は、図面後方から前方に移動されながら塗装が行われる。塗装ブース１の最上部は動圧室２、その下はパンチングメタル３を介して静圧室４としてある。静圧室４下面は格子５によって仕切られ、格子５の上にはフィルタ６が敷設されている。そして格子５およびフィルタ６を介して静圧室４の下方を塗装室７としている。

また塗装室７の床面は格子状支持床８とし、床面下には未塗着塗料のための捕集室１２が形成されている。この捕集室１２の下部には、動圧室２、静圧室４および塗装室７の順に流下してきた未塗着塗料捕集用エアーを排気するための排気口９、及び排気口９に向けて両側壁から内向きに傾斜する捕集水を流すための流下面１０が形成されている。

また、塗装室７の格子状支持床８の幅方向中央部には塗装ブース１の長手方向に、被塗物Ｗの搬送装置５０が設けられ、搬送装置５０を挟んだ両側には複数の塗装ロボット２０が配設されている。なお、各塗装ロボット２０は、搬送装置５０を間にした向かい側の塗装ロボット２０と、直に対面することがないよう、互い違いに配置されている。

塗装室７は、搬送装置５０と塗装ロボット２０が設置されている塗装領域３０と、それ以外の非塗装領域３１に区分けされ、非塗装領域３１は、塗装機器等のメンテナンス用空間であり、塗装領域３０と非塗装領域３１との間に壁は設けられていない。一方、動圧室２と静圧室４では、塗装室７の塗装領域３０と非塗装領域３１との境界に対応する位置に仕切板１１を設けている。

被塗物Ｗは、搬送装置５０の搬送台車５１に載置され、塗装ロボット２０のアーム２２に取付けられた塗装ガン２１から噴射される塗料によって、両側面Ｗ１、Ｗ１が塗装される。このとき、塗装ガン２１の作動領域３０ａには大量の未塗着塗料が発生する。したがって塗装ガン作動領域３０ａには、高濃度の未塗着塗料を迅速に排気するため他の領域よりも速い風の流れが必要となる。

前記静圧室４を加圧することにより、エアーは塗装室７に流下するが、エアー加速部４０を設けることで、塗装ガン作動領域３０ａには高速のエアーを、その他の領域である被塗物載置領域３０ｂおよび塗装ロボット設置領域３０ｃには低速のエアーを流すことが可能となる。

エアー加速部４０は、塗装ガン作動領域３０ａの上部に塗装ブース１の長手方向に沿って形成されている。エアー加速部４０の構造は静圧室内方にトンネル状に凹出した骨組み４１をフィルタ４２で覆うことで形成されている。

前記骨組み４１は図２（ａ）および（ｂ）に示すように、長さ方向に沿って配置される直線状線材４１ａと長さ方向に離間して配置されるアーチ状線材４１ｂと直線状線材の両端に配置される端板４１ｃからなる構成される。前記線材は鋼板、鋼製線材を用いる。

尚、エアー加速部４０の形状としてベルジャー（釣鐘）型を採用する場合には骨組みはアーチ状線材のみで構成する。エアー加速部４０の形状としてベルジャー（釣鐘）型にした場合には、高速エアーはカーテン状ではなくスポット状に流下する。

また前記フィルタ６は、非塗装領域３１の格子面５にも塗装領域３０と同じく敷設され、塗装領域３０の動圧室２には吸気口１３、非塗装領域３１の動圧室には吸気口１４が開口されそれぞれ吸気ダクト１３ａ、１４ａが接続されている。また、捕集室１２の排気口にも図示しない排気ダクトが接続されている。

上記の構成の塗装ブース１を使用して塗装を行うには、まず、吸気口１３、１４から図示しないポンプにより加圧されたエアーを吸気ダクト１３ａ、１４ａを介して動圧室２に供給する。供給された加圧エアーはパンチングメタル３を通じて均一な圧力および均一な供給量で静圧室４に供給される。そして静圧室４に供給されたエアーはフィルタ６によって流速が調整され、たとえば塗装領域３０では風速０．２ｍ／ｓｅｃ、非塗装領域３１では風速０．２５〜０．５ｍ／ｓｅｃの範囲のエアーとなって流下される。

非塗装領域３１の風速については、図１に示す塗装ロボット２０あるいは、その他の自動塗装機による塗装を行う場合、自動車車体のような大きな被塗物Ｗへの塗装効率は比較的高いため０．２５ｍ／ｓｅｃ程度の弱風で充分である。しかし、手吹き塗装を行う場合、あるいは被塗物Ｗがバンパーのような形状の複雑な小物の場合は塗着効率が悪くなるため０．２５〜０．５ｍ／ｓｅｃの範囲で適宜設定する必要がある。

なお、非塗装領域３１の風速を０．５ｍ／ｓｅｃ以上とすることも構わないが、未塗着塗料の壁面への付着状況は、風速を０．５ｍ／ｓｅｃまでとしたときと差異はなく、エネルギーロスとなる。

一方、エアー加速部４０ではフィルタ４２を介して供給されるエアーが集まるため風量が増加し、たとえば０．７〜０．８ｍ／ｓｅｃの速い風となってエアー加速部４０内側に流入し、ここで整流された後、矢印Ａで示すように１５０〜３５０ｍｍ幅で直下に向けて放出される。

エアー加速部４０からの吹出し幅に制限はないが、塗装ブースの場合、通常は１５０ｍｍ以下の幅であると未塗着塗料粒子が塗装領域３０ａを超えて塗装ロボット設置領域３０ｃや非塗装領域３１に飛散する恐れがある。また、３５０ｍｍ以上の幅であると塗装ガン２１の噴霧パターンを乱す恐れがある。

エアー加速部４０によって加速されたエアー流により、塗装領域３０は塗装ガン作動領域３０ａを境にして内側の被塗物載置領域３０ｂと両外側の塗装ロボット設置領域３０ｃとに分離された状態となる。そして、未塗着塗料の塗料粒子のほとんどは被塗物載置領域３０ｂ内に浮遊しているため、この領域に送られる前記風速０．２ｍ／ｓｅｃのエアー流によって捕集室１２へ押し流される。したがって、未塗着塗料が塗装ロボット設置領域３０ｃおよび非塗装領域３１に拡散することはない。

流下した各エアーは捕集室１２の排気口９に集められ、ただちに塗装ブース１の外に排気されるため、未塗着塗料が塗装ロボット２０や塗装ガン２１の表面に付着することはない。また、静圧室４から塗装室７へ送るエアーの総量は、エアー加速部４０を設けなかった場合とほとんど変わらないため、捕集室１２に流下したエアー流が乱流となって塗料粒子を再び塗装室７に吹き上げるというような不具合は生じない。

また、非塗装領域３１に極微量の未塗着塗料が飛散したとしても、ここには前記風速０．２５〜０．５ｍ／ｓｅｃの範囲のエアーが流下しているため未塗着塗料は直ちに捕集室１２に押し流され、さらに排気口９を経由して塗装ブース１の外に排気されるため、塗装ブース１の壁面等に付着堆積することがない。

以上、説明した他に、本発明のエアーカーテン形成装置を使用した塗装ブースの変形例としては次のようなものが考えられる。
例えば、図３は、本発明の塗装ブースの他の実施例を示す正面図である。本例に示すように、塗装領域３０と非塗装領域３１との境に仕切板１１を設けず、一つの吸気口１３から供給されるエアー流量を、フィルタ６の厚みや密度を制御することにより、それぞれ塗装領域３０と非塗装領域３１へ所望の風速のエアーを送ることができる。

また、本図のような塗装ロボット２０でなく、自動塗装機を設置した塗装ブースにも本発明を適用することができる。自動塗装機を設置した塗装ブースでは、被塗物を乗せた搬送装置を跨いで左右対称な位置に支柱が配設され、これらの支柱に塗装ガンが昇降自在に配設されている。したがって搬送装置を跨いだ支柱から支柱の間が塗装領域となり、それ以外が非塗装領域となる。

本発明に係るブース構造は、塗装ブースに限らず、デパートやクリーンルームに設置して出入口近辺に強風を、建物内に弱風を流すことができる。また、コンビニエンスストア等の売り場に設置し、通路には比較的強めの風を送り、野菜や花のような華奢な商品には弱い風を送る、というような使い方も可能である。

本発明に係るブース構造を適用した塗装ブースの一例を示す正面図 本発明のエアーカーテン形成装置に係るエアー加速部の一例を示す(ａ)正面図および（ｂ）側面図。 本発明のエアーカーテン形成装置を組み込んだ塗装ブースの他の例を示す正面図。

符号の説明

１…塗装ブース、２…動圧室、３…パンチングメタル、４…静圧室、５…格子、６…フィルタ、７…塗装室、８…格子状支持床、９…排気口、１０…流下面、１１…仕切板、１２…捕集室、１３、１４…吸気口、１３ａ、１４ａ…吸気ダクト、２０…塗装ロボット、２１…塗装ガン、２２…ロボットアーム、３０…塗装領域、３０ａ…塗装ガン作動領域、３０ｂ…被塗物載置領域、３０ｃ…塗装ロボット設置領域、３１…非塗装領域、４０…エアー加速部、４１…骨組み、４１ａ…直線状線材、４１ｂ…アーチ状線材、４１ｃ…端板、４２…フィルタ、５０…搬送装置、５１…搬送台車。

Claims (1)

1. 送風装置からエアーが供給される動圧室と、この動圧室につながる静圧室を備え、この静圧室下面からブース内にエアーが塗装領域及び非塗装領域に区分けして流下するようにした塗装ブース構造であって、
   前記静圧室下面には格子が設けられ、この格子の上にフィルタが設けられ、
   また前記塗装領域にエアーを供給する静圧室下面の一部は塗装ガンの作動領域にエアーカーテンを形成するエアー加速部とされ、
   前記塗装ガンの作動領域の内側は被塗装物載置領域とされ、
   前記塗装ガンの作動領域の外側は塗装ロボット設置領域とされ、
   前記塗装ロボット設置領域よりも前記非塗装領域のエアーの流下速度が速くなるように設定され、
   前記エアー加速部は線材からなる骨組みにフィルタが支持され、
   前記骨組みは長さ方向に沿って配置される直線状線材と長さ方向に離間して配置されるアーチ状線材と直線状線材の両端に配置される端板とから構成され、
   前記エアー加速部におけるフィルタの形状はベルジャー（釣鐘）状またはトンネル状をなして静圧室内方に凹出している
   ことを特徴とする塗装ブース構造。