JP2003211099A - 除塵装置 - Google Patents

除塵装置

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JP2003211099A JP2002012195A JP2002012195A JP2003211099A JP 2003211099 A JP2003211099 A JP 2003211099A JP 2002012195 A JP2002012195 A JP 2002012195A JP 2002012195 A JP2002012195 A JP 2002012195A JP 2003211099 A JP2003211099 A JP 2003211099A
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伸二 宮島
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    • A46B13/001Cylindrical or annular brush bodies

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【解決手段】 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、回転ブラシ12の上半部
12aを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。除
塵装置10は、フード15の前端部15aに、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を備え、フード15の後端部15b
に、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を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【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1
06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10
6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1
03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1
07・・・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1
01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1
07・・・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10
7・・・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】請求項2において、排気ダクトは、フード
側が大面積で排気ダクト側が小面積となるテーパ部材を
介してフードに接続することを特徴とする。
【0017】排気ダクトとフードとの間にテーパ部材を
介在させ、このテーパ部材のフード側の面積をダクト側
の面積より大きくした。テーパ部材の大きな開口をフー
ド内に臨ませることができるので、フード内に浮遊して
いる塵埃を排気ダクトに効率よく導入することができ
る。
【0018】請求項3において、回転ブラシの回転数
は、毎分130〜170回転に設定したことを特徴とす
る。
【0019】回転ブラシの回転数が毎分130回転未満
になると、回転ブラシの回転が低すぎてワーク表面から
塵埃を効率よく除去することができない。そこで、回転
ブラシの回転数を毎分130回転以上に設定すること
で、ワーク表面から塵埃を効率よく除去するようにし
た。
【0020】また、回転ブラシの回転数が毎分170回
転を越えると、回転ブラシ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、塵埃除去率を確保しなが
ら消費エネルギを抑えるようにするために、回転ブラシ
の回転数を毎分170回転以下に設定した。
【0021】請求項4は、後側エアノズルを前方に向け
て20〜25゜傾斜させたことを特徴とする。
【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)21
aが大面積で排気ダクト20側の部位(小開口部)21
b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2
7a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3
2aをフード15に平行に取付け、このエア供給管32
a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1
6,16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1
3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2
1・・・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2
1a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1
2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140rp
m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4
0%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1
1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160rp
m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4
5%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1
1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180rp
m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5
0%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13
0rpm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3
5・・・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1
2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1
1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2
5,30から噴射したエアにより発生する風速V2が3
m/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V
2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
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1.7
m/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V
3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5
m/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V
3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V
3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V
2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2
5゜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θ
1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5.0
m/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2
5゜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
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P
7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、P
7)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2
1・・・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Z1
5に分け、除塵装置で除塵をおこなう前にワーク表面1
1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V2:5.0
m/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Z1
1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〜Z
15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Z
1〜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3
0個まで減少した。よって、塵埃除去効率は{(217
3−30)/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9
0%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】請求項2は、排気ダクトとフードとの間に
テーパ部材を介在させ、このテーパ部材のフード側の面
積をダクト側の面積より大きくした。テーパ部材の大き
な開口をフード内に臨ませることができるので、フード
内に浮遊している塵埃を排気ダクトに効率よく導入して
排出することができる。これにより、フード内に浮遊し
ている塵埃を効率よく排出することで、ワーク表面から
塵埃を効率よく除去することができる。
【0095】請求項3は、回転ブラシの回転数を130
〜170(回転/分)に設定した。回転ブラシの回転数
を130(回転/分)以上に確保することで、ワーク表
面から塵埃を効率よく除去することができる。また、回
転ブラシの回転数を毎分170回転以下に抑えること
で、塵埃除去率を確保しながら回転ブラシの回転に必要
な消費エネルギを抑えることができる。
【0096】請求項4は、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、15
a…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…、21
b…。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮島 伸二 埼玉県狭山市新狭山1丁目10番地の1 本 田技研工業株式会社埼玉製作所内 (72)発明者 本田 誠一 埼玉県狭山市新狭山1丁目10番地の1 本 田技研工業株式会社埼玉製作所内 (72)発明者 猪俣 英治 埼玉県狭山市新狭山1丁目10番地の1 本 田技研工業株式会社埼玉製作所内 Fターム(参考) 3B116 AA46 AB54 BA02 BA12 BB22 BB72 BB90 CD11 CD35 4F033 AA04 BA02 CA01 DA01 EA06

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 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除塵装置。
  2. 【請求項2】 前記排気ダクトは、フード側が大面積で
    排気ダクト側が小面積となるテーパ部材を介してフード
    に接続することを特徴とする請求項1記載の除塵装置。
  3. 【請求項3】 前記回転ブラシの回転数は、毎分130
    〜170回転に設定したことを特徴とする請求項1記載
    の除塵装置。
  4. 【請求項4】 前記後側エアノズルを前方に向けて20
    〜25゜傾斜させたことを特徴とする請求項1記載の除
    塵装置。
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