JP6194843B2 - 塗装ブース装置 - Google Patents

Description

本発明は、製品に塗装を行うために用いられる塗装ブース装置に関する。

自動車ボディ等の製品に対して塗装を行う際には、塗装室を有する塗装ブース装置を用い、塗装室（塗装ブース）内に製品を配置し、噴霧状の塗料を製品に吹き付けている。この塗装を行う際には、塗装ブース装置の外部に設置された空調機から塗装室内に、温度及び湿度が調整された空気を供給している。また、塗装室において製品に塗装が行われた後に残留する噴霧状の塗料ミストを、水等に含ませて回収している。
例えば、特許文献１の塗料噴霧室においては、吹き出し手段によって塗装室に空気を流し、吹き出し手段から塗装室への空気流入速度を調整して、塗装工程中に発生する塗料の過剰噴霧を制御することが記載されている。また、特許文献２の自動車用の循環式塗装ブース装置においては、塗装ブースの前部における吸引室に、塗装ブース内に下向きに空気を吹き出させる循環ファンを設けることが記載されている。

特開平６−７９２０７号公報 特開２００２−３３６７４９号公報

しかしながら、従来の塗装ブース装置においては、塗装ブースに空気を供給するための給気ファンを、特許文献１等のように塗装ブース装置の外部に配設するか、特許文献２等のように塗装ブース装置の横方向に隣接して配設している。そのため、給気ファンを含めた塗装ブース装置全体の設備が大型化するという問題がある。また、給気ファンから塗装ブースまでの距離が長くなるという問題もある。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、給気ファンから塗装室までの距離を小さくして、装置の小型化を図ることができる塗装ブース装置を提供しようとして得られたものである。

本発明の一態様は、製品に塗装が行われる塗装室と、
該塗装室の上方に設けられ、空気を上記塗装室へ供給するための上部給気経路及び下部給気経路が上下に隣接して設けられた給気室と、
上記上部給気経路及び上記下部給気経路の少なくとも一方に設けられ、上記塗装室に供給される空気の温度及び湿度の調整を行う温度・湿度調整手段と、
上記下部吸気経路に配置され、上下方向の回転軸線の回りに回転して空気を上面から吸い込むとともに該吸い込んだ空気を側面から吐き出す給気ファンと、を備えており、
上記上部給気経路内の空気が水平方向に通過して上記給気ファンの上面へ吸い込まれるとともに、上記給気ファンの側面から吐き出される空気が上記下部給気経路内を水平方向に通過して上記下部給気経路の両側から上記塗装室へ導かれるよう構成されていることを特徴とする塗装ブース装置にある。

上記塗装ブース装置においては、塗装室の上方には給気ファンが配置された給気室が設けられており、給気室又は塗装室には、温度・湿度調整手段が設けられている。この構成により、塗装ブース装置は、給気室へ温度及び湿度が調整された空気を給気する機能を、１つの装置内に備えることができる。

また、給気室に配置された給気ファンは、上下方向の回転軸線の回りに回転して、空気を上面から吸い込むとともに吸い込んだ空気を側面から吐き出す構成を有している。これにより、塗装室の上方において、上下方向の高さが小さい給気室を形成することができる。
また、給気ファンが配置された給気室が塗装室の上方に設けられていることにより、給気ファンから塗装室までの距離を極力短くすることができる。そして、給気ファンは、塗装ブース装置の外部に配設されず、また、塗装ブース装置の横方向に隣接して配設されることもない。

それ故、上記塗装ブース装置によれば、給気ファンから塗装室までの距離を小さくして、装置の小型化を図ることができる。

実施例にかかる、塗装ブース装置を正面から見た状態で示す断面説明図。 実施例にかかる、塗装ブース装置を上面から見た状態で示す説明図。 実施例にかかる、複数に連結された塗装ブース装置を側面から見た状態で示す断面説明図。 実施例にかかる、図１の塗装ブース装置における給気室の周辺を拡大して示す断面説明図。 実施例にかかる、図１の塗装ブース装置における回収排気室の周辺を拡大して示す断面説明図。 実施例にかかる、空気の温度及び湿度の調整を行う場合の湿り空気線図上の動作を、（ａ）冬季について、（ｂ）夏季について模式化して示すグラフ。

上述した塗装ブース装置における好ましい実施の形態について説明する。
上記塗装ブース装置においては、上記給気室内には、上記給気ファンの上面へ空気を導くための上部給気経路と、上記給気ファンの側面から吐き出される空気を上記塗装室へ導くための下部給気経路とが設けられており、上記温度・湿度調整手段は、上記上部給気経路及び上記下部給気経路の少なくとも一方に配置されている。

この場合には、給気室内に上部給気経路及び下部給気経路が設けられ、かつ、これらの少なくとも一方に温度・湿度調整手段が配置されていることにより、温度・湿度調整手段及び給気ファンを小さなスペースに配置することができる。そして、塗装室に供給する空気の温度及び湿度の調整を小さなスペースで行うことができ、塗装ブース装置の一層の小型化を図ることができる。

また、上記塗装ブース装置は、上記塗装室の下方に設けられ、該塗装室において製品に塗装が行われた後に残留する噴霧状の塗料ミストの回収、及び上記塗装室内から空気の排気を行う回収排気室をさらに備えていてもよい。
この場合には、塗装ブース装置は、空気の給気及び排気、温度・湿度の調整、塗料ミストの回収の機能を、１つの装置内に備えることができる。

また、上記回収排気室には、旋回流を形成して上記塗料ミストを吸い込み、該塗料ミストを液状又は固形状の塗料残渣と空気とに分離するサイクロン容器が設けられており、該サイクロン容器の中心軸線は、略水平方向又は水平方向に対して傾斜する方向に向けられていてもよい。
この場合には、略水平方向又は傾斜方向に向けられたサイクロン容器を用いることにより、塗装室の下方において、上下方向の高さが小さい回収排気室を形成することができる。これにより、塗装ブース装置の一層の小型化を図ることができる。
なお、サイクロン容器において形成される塗料ミストの旋回流とは、塗料ミストが、サイクロン容器の中心軸線の回りに渦を形成しながら、中心軸線の方向に流れる流れのことをいう。

また、略水平方向とは、サイクロン容器の中心軸線が水平方向に向けられた状態だけでなく、サイクロン容器の中心軸線が水平方向から若干傾斜している状態も含む。また、サイクロン容器の中心軸線が水平方向に対して傾斜する方向に向けられた状態とは、サイクロン容器の中心軸線が、水平方向に対して４５度以内の角度で、塗料ミストの流れ方向に下降傾斜している状態のことをいう。

また、上記回収排気室から排気される空気は、上記給気室における上記給気ファンに再び吸い込まれるよう構成されていてもよい。
この場合には、温度及び湿度の調整が一旦行われた空気が、給気室、塗装室及び回収排気室に循環されることになる。そのため、塗装室に給気する空気の温度及び湿度の調整を効率的に行うことができる。

また、上記塗装ブース装置は、横方向に連結可能なユニット構造を有しており、複数の上記塗装ブース装置が連結されるときには、複数の上記塗装室が連通されて、製品を通過させるための連通塗装室が形成されるよう構成されていてもよい。
この場合には、ユニット構造の塗装ブース装置を複数連結することにより、必要とする長さの連通塗装室を容易に形成することができる。これにより、塗装ブース装置を用いて、被塗装物の長さに応じて、必要とする塗装ラインを形成することができる。

以下に、塗装ブース装置にかかる実施例について、図面を参照して説明する。
本例の塗装ブース装置１は、図１に示すように、塗装室２、給気室３、回収排気室６、温度・湿度調整手段５を備えている。塗装室２は、製品としての自動車ボディ７に噴霧塗装が行われる部屋として形成されている。給気室３は、塗装室２の上方に設けられ、外部から空気Ａを吸い込んで空気Ａを塗装室２へ供給するために形成されている。回収排気室６は、塗装室２の下方に設けられており、塗装室２において自動車ボディ７に塗装が行われた後に残留する噴霧状の塗料ミストＭの回収、及び塗装室２内から外部への空気Ａの排気を行うよう構成されている。温度・湿度調整手段５は、給気室３に設けられており、塗装室２に供給される空気Ａの温度及び湿度の調整を行うよう構成されている。給気室３には、図２、図４に示すように、上下方向の回転軸線Ｏの回りに回転して空気Ａを上面４１から吸い込むとともに吸い込んだ空気Ａを側面４２から吐き出す給気ファン４が配置されている。

以下に、本例の塗装ブース装置１について、図１〜図６を参照して詳説する。
図１、図３に示すように、本例の塗装ブース装置１は、自動車ボディ７に塗装を行うために用いられる。塗装ブース装置１は、横方向に連結可能なユニット構造を有している。塗装ブース装置１は、横方向に複数連結することによって、自動車ボディ７に噴霧塗装を行う塗装ラインにおける塗装設備の役割を果たす。複数の塗装ブース装置１が連結されるときには、複数の塗装室２が連通されて、自動車ボディ７を通過させるための連通塗装室２２が形成される。塗装ブース装置１を連結する数を適宜変更することによって、必要とする長さの塗装ラインを形成することができる。

図１に示すように、塗装ブース装置１は、温度及び湿度の調整が行われた空気Ａを作り出す給気室３と、自動車ボディ７に塗装を行うための塗装室２と、塗料ミストＭの回収を行う回収排気室６とが縦方向（上下方向）に並んで一体的に形成されたものである。
図２、図４に示すように、給気室３内には、給気ファン４の上面４１へ空気Ａを導くための上部給気経路３１と、給気ファン４の側面４２から吐き出される空気Ａを塗装室２へ導くための下部給気経路３２とが設けられている。給気ファン４は、上部給気経路３１と下部給気経路３２とを上下に仕切る上部仕切壁３３と、上部仕切壁３３の下方に配置された下部仕切壁３４との間に設けられている。上部給気経路３１は、上部仕切壁３３と、塗装ブース装置１の天井板１１と、塗装ブースの側板上部１２とによって囲まれて形成されている。下部給気経路３２は、上部仕切壁３３と、下部仕切壁３４と、塗装ブースの側板上部１２とによって囲まれて形成されている。

図４に示すように、給気ファン４は、上部給気経路３１と下部給気経路３２との間に配置されている。上部給気経路３１を通って給気ファン４の上面４１に吸い込まれる空気Ａは、給気ファン４の側面４２から下部給気経路３２へと吐き出される。給気ファン４は、周方向に複数の羽根が設けられた回転フィンと、回転フィンを回転させるモータとによって構成されている。

下部給気経路３２の下方であって、給気室３と塗装室２との境界部には、空気Ａを通過させる複数の貫通孔を有する整流板３５が設けられている。整流板３５における複数の貫通孔の大きさは、給気室３から塗装室２へ給気する空気Ａを、塗装室２の全体において下方に向けてできるだけ均一に流すために、場所によって異なっている。下部給気経路３２の出口３２１に近い外側部分に設けられた貫通孔の大きさは小さく、下部給気経路３２の出口３２１から遠い内側部分に設けられた貫通孔の大きさは大きくなっている。また、給気室３と塗装室２との境界部であって、整流板３５の下方には、フィルター３６が配置されている。また、塗装室２の下部には、塗料ミストＭが通過する複数の貫通孔が設けられたグレーチング板３７が配置されている。

図１、図４に示すように、本例の温度・湿度調整手段５は、上部給気経路３１と下部給気経路３２とに分散して配置されている。温度・湿度調整手段５は、四季の外気温の変化に対応して、目標とする温度及び湿度の空気Ａが作り出せるよう構成してある。温度・湿度調整手段５は、加熱用のプレヒートコイル５１、加湿用のワッシャー５２、冷却・除湿用のクーリングコイル５３及び加熱用のレヒートコイル５４によって構成されている。上部給気経路３１における給気ファン４の配置位置よりも空気Ａの流れの上流側には、プレヒートコイル５１、ワッシャー５２及びクーリングコイル５３が、上部給気経路３１の入口３１１に近い外側から内側に向けて順に並んで配置されている。下部給気経路３２における給気ファン４の配置位置よりも空気Ａの流れの下流側には、レヒートコイル５４が配置されている。

プレヒートコイル５１、ワッシャー５２、クーリングコイル５３及びレヒートコイル５４のそれぞれは、配置高さをできるだけ低く抑えるために斜めに傾斜して配置されている。上部給気経路３１における、プレヒートコイル５１よりも空気Ａの流れの上流側の位置には、給気室３へのゴミ等の浸入を防止するための入口フィルター５５が配置されている。

図６（ａ）には、冬季において空気Ａの温度及び湿度の調整を行う場合の湿り空気線図上の動作を模式的に示す。冬季においては、外気としての空気Ａの温度及び湿度が低い。そのため、冬季において給気室３に取り込まれた空気Ａ１は、プレヒートコイル５１によって加熱された後、ワッシャー５２によって加湿されて湿度が上昇するとともに温度が低下し、その後、レヒートコイル５４によって再び加熱されて、目標とする温度・湿度を有する空気Ａ２に調整される。

図６（ｂ）には、夏季において空気Ａの温度及び湿度の調整を行う場合の湿り空気線図上の動作を模式的に示す。夏季においては、外気としての空気Ａの温度及び湿度が高い。そのため、夏季において給気室３に取り込まれた空気Ａ１は、ワッシャー５２によって加湿されて湿度が上昇するとともに温度が低下した後、クーリングコイル５３によって冷却・除湿されて湿度が低下するとともに温度が低下し、その後、レヒートコイル５４によって加熱されて、目標とする温度・湿度を有する空気Ａ２に調整される。

図１、図３に示すように、塗装室２内には、噴霧塗装を行うための塗装ノズル２１が配置されている。塗装室２は、横方向の一方である連通方向Ｌに開口されており、塗装ノズル２１は、連通方向Ｌに直交する方向に位置する側板１３に設けられている。給気室３において温度及び湿度が調整された空気Ａは、整流板３５及びフィルター３６を通過して、塗装室２内を上から下へ通過する。そして、塗装ノズル２１によって噴霧される塗料Ｃは、空気Ａの流れによって自動車ボディ７に対してできるだけ均一に塗布される。
また、塗装室２と回収排気室６との間には、回収排気室６に回収される塗料ミストＭを集めるための回収チャンバー２３が形成されている。

図５に示すように、回収排気室６には、塗装室２において塗装が行われた後に残留する塗料ミストＭ及び空気Ａが吸い込まれるサイクロン容器６１が設けられている。サイクロン容器６１は、その中心軸線が水平方向から若干傾斜した状態（水平方向から１５度以内の角度で傾斜した状態）で配置されている。サイクロン容器６１は、噴霧状の塗料ミストＭを、旋回流を形成して吸い込み、塗料ミストＭを液状又は固形状の塗料残渣Ｎと空気Ａとに分離するものである。サイクロン容器６１の下流側に位置する部分には、三角錐状に容器形状が絞られた部分が形成されている。

塗料ミストＭは、サイクロン容器６１における上流側の外周に形成された入口６１１からサイクロン容器６１内に吸い込まれる。そして、塗料ミストＭがサイクロン容器６１内を旋回して流れるときに、塗料ミストＭ中の塗料残渣Ｎがサイクロン容器６１の下流側の端部に形成された残渣出口６１２から落下し、塗料ミストＭ中の空気Ａがサイクロン容器６１の上流側の端部に形成された空気出口６１３から排気される。

図１、図５に示すように、サイクロン容器６１の残渣出口６１２の下方には、塗料残渣Ｎを溜めて回収するための回収ボックス６２が配置されている。また、サイクロン容器６１の空気出口６１３は、塗装ブース装置１の側板１３に形成された排気チャンバー６３に繋がっている。排気チャンバー６３は、塗装室２、給気室３及び回収排気室６の側方に設けられた循環経路６４によって、給気室３における上部給気経路３１の入口３１１まで繋がっている。そして、排気チャンバー６３に排気される空気Ａは、給気室３における給気ファン４に再び吸い込まれる。そして、温度及び湿度の調整が一旦行われた空気Ａが、給気室３、塗装室２及び回収排気室６に循環される。なお、サイクロン容器６１の空気出口６１３から排気される空気Ａは、塗装ブース装置１の外部に排気することもできる。

次に、塗装ブース装置１の動作について説明する。
塗装ブース装置１においては、給気ファン４の動作によって給気室３内に空気Ａが吸い込まれ、温度・湿度調整手段５によって、給気室３内に吸い込まれた空気Ａの温度及び湿度の調整が行われる。そして、温度及び湿度の調整が行われた空気Ａは、塗装室２内を下方へ流れる。このとき、塗装室２内の塗装ノズル２１から噴霧された塗料Ｃが空気Ａの流れに混ざり、この塗料Ｃが混ざった空気Ａによって自動車ボディ７に塗装が行われる。次いで、塗装が行われた後に残留する塗料ミストＭは、空気Ａとともに下方へと流れ、回収排気室６におけるサイクロン容器６１内に吸い込まれる。そして、サイクロン容器６１によって、塗料ミストＭは塗料残渣Ｎと空気Ａとに分離される。

次に、塗装ブース装置１の作用効果について説明する。
塗装ブース装置１においては、塗装室２の上方には給気ファン４及び温度・湿度調整手段５が配置された給気室３が設けられており、塗装室２の下方には、塗料ミストＭの回収、及び空気Ａの排気を行う回収排気室６が設けられている。この構成により、塗装ブース装置１は、温度・湿度の調整がされた空気Ａの給気及び排気、並びに塗料ミストの回収の機能を、１つの装置内に備えることができる。

また、給気室３に配置された給気ファン４は、上下方向の回転軸線Ｏの回りに回転して、空気Ａを上面４１から吸い込むとともに吸い込んだ空気Ａを側面４２から吐き出す構成を有している。また、温度・湿度調整手段５は、上下方向の寸法をできるだけ小さくして給気室３内に配置されている。これにより、塗装室２の上方において、上下方向の高さが小さい給気室３を形成することができる。
また、給気ファン４が配置された給気室３が塗装室２の上方に設けられていることにより、給気ファン４から塗装室２までの距離を極力短くすることができる。そして、給気ファン４は、塗装ブース装置１の外部に配設されず、また、塗装ブース装置１の横方向に隣接して配設されることもない。

それ故、本例の塗装ブース装置１によれば、給気ファン４から塗装室２までの距離を小さくして、装置の小型化を図ることができる。

１ 塗装ブース装置
２ 塗装室
３ 給気室
３１ 上部給気経路
３２ 下部給気経路
４ 給気ファン
４１ 上面
４２ 側面
５ 温度・湿度調整手段
６ 回収排気室
６１ サイクロン容器
７ 自動車ボディ（製品）
Ａ 空気
Ｍ 塗料ミスト

Claims (6)

1. 製品に塗装が行われる塗装室と、
   該塗装室の上方に設けられ、空気を上記塗装室へ供給するための上部給気経路及び下部給気経路が上下に隣接して設けられた給気室と、
   上記上部給気経路及び上記下部給気経路の少なくとも一方に設けられ、上記塗装室に供給される空気の温度及び湿度の調整を行う温度・湿度調整手段と、
   上記下部吸気経路に配置され、上下方向の回転軸線の回りに回転して空気を上面から吸い込むとともに該吸い込んだ空気を側面から吐き出す給気ファンと、を備えており、
   上記上部給気経路内の空気が水平方向に通過して上記給気ファンの上面へ吸い込まれるとともに、上記給気ファンの側面から吐き出される空気が上記下部給気経路内を水平方向に通過して上記下部給気経路の両側から上記塗装室へ導かれるよう構成されていることを特徴とする塗装ブース装置。
2. 上記下部給気経路の下方であって、上記給気室と上記塗装室との境界部には、空気を通過させる複数の貫通孔を有する整流板が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の塗装ブース装置。
3. 上記下部給気経路における、上記給気ファンの側方であって該給気ファンの配置位置よりも空気の流れの下流側には、上記温度・湿度調整手段の１つとして、空気を加熱するためのコイルが配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の塗装ブース装置。
4. 上記塗装室の下方に設けられ、該塗装室において製品に塗装が行われた後に残留する噴霧状の塗料ミストの回収、及び上記塗装室内から空気の排気を行う回収排気室をさらに備えており、
   上記回収排気室から排気される空気は、上記給気ファンに再び吸い込まれるよう構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の塗装ブース装置。
5. 上記回収排気室には、旋回流を形成して上記塗料ミストを吸い込み、該塗料ミストを液状又は固形状の塗料残渣と空気とに分離するサイクロン容器が設けられており、
   該サイクロン容器の中心軸線は、略水平方向又は水平方向に対して傾斜する方向に向けられていることを特徴とする請求項４に記載の塗装ブース装置。
6. 上記塗装ブース装置は、横方向に連結可能なユニット構造を有しており、
   複数の上記塗装ブース装置が連結されるときには、複数の上記塗装室が連通されて、製品を通過させるための連通塗装室が形成されるよう構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の塗装ブース装置。

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