JP2005334768A - 塗装用ブース及び塗装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な塗着効率を維持しつつ、塗料ミストに飛散に伴う塗装不良を防ぐ。
【解決手段】被塗装部材を含む塗装用エリアに対して被塗装部材を含まない非塗装用エリアとは異なる流速で空気を供給するステップＳ１２と、その後、被塗装部材を塗装するステップＳ１４と、塗装終了後に被塗装部材を含む塗装用エリアに第１の流速とは異なる第２の流速で空気を供給するステップＳ１８とを備える塗装方法によって上記課題を解決することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、被塗装部材に塗料を噴霧して塗装を行うための塗装用ブース及び塗装方法に関する。

車両等の構成部材を塗装する際には、被塗装部材に対して塗料の噴霧する塗装機を備えた塗装用ブースが用いられている。この塗装用ブースでは、ブース内に舞い上がった塗料の粒子（塗料ミスト）が被塗装部材に付着することによる塗装不良や、塗料に含まれる有機溶剤への引火などの事故を防ぐために、ブースの上方から清浄空気をダウンフローさせるエア供給部が備えられている。

特開平１−２４５８７４号公報 特開平１−１１５４７１号公報

しかしながら、従来の塗装用ブースでは、被塗装物への塗装中及び塗装終了後に関わらず常時一定の流速のエアをブースの全領域に吹き付けていた。

ここで、塗料ミストが被塗装部材や塗装機に付着することを防ぎ、塗料への引火事故を防ぐためには、ダウンフローさせる空気の流速を大きくする必要がある。しかしながら、流速を大きくすると、被塗装部材に吹き付けられる空気に乱れが生じ、被塗装部材に塗料を付着させる塗着効率が大きく低下する問題を生じる。一方、ダウンフローの流速を小さくすると、塗着効率は改善されるが、塗装終了後にも塗料ミストがブース内に浮遊して次の被塗装部材に付着して塗装不良を生じさせる問題がある。また、塗装機に塗料ミストが付着して塗装機の汚染を招いたり、故障の原因となったりする問題もある。

そこで、塗料ミストの除去と塗着効率の維持とのバランスをとって、一般的には０．３〜０．５ｍ／ｓｅｃの流速で空気を供給するように調整している。しかしながら、塗装用ブースのエア供給部に備えられたフィルタの劣化等による環境の変化があるため、流速を一定に調整することは非常に困難である。さらに、塗装用ブース内において、塗料ミストが良好に除去されると共に良好な塗着効率を得ることができる領域が非常に狭くなってしまう。

本発明は、上記問題を解決するため、塗装不良がなく、良好な塗着効率を得ると共に、塗装機等の周辺装置への塗料の付着を防ぐことができる塗装用ブース及び塗装方法を提供することを目的とする。

本発明は、天井、壁及び床によって外部と仕切られた空間を有する塗装用ブースであって、前記空間内に被塗装部材を搬入出する搬送部と、前記空間内に設置され、この空間内部に搬入された前記被塗装部材に塗料を噴霧して塗装を行う塗装機とを備えており、さらに、前記空間内へ空気を送り込むエア供給部と、前記空間内において、前記被塗装部材が配置された塗装用エリアと、前記被塗装部材が配置されていない非塗装用エリアとに、空気をそれぞれ供給するための複数の供給口と、前記エア供給部から前記供給口までの間をつなぐ送風ダクトと、前記エア供給部から空気を前記複数の供給口まで送る空気流量を調整するための流量調整部と、前記被塗装部材に対する塗装作業の工程に応じて、前記流量調整部を制御して、前記複数の供給口に供給される空気の流量を制御し、前記複数の供給口から互いに異なる流速の空気を供給するように前記流量調整部を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。

このとき、前記塗装機は、前記非塗装用エリアに設置されていることが好適である。また、前記流量調整部は、各供給口につながれた送風ダクト中に設けられたダンパであることが好適である。

このように、塗装用ブース内部の単一の空間を、ブース内部における被塗装部材が配置された塗装用エリアと、ブース内部における被塗装部材が配置されていない非塗装用エリアと、に分けて、それぞれの領域に供給する空気の流速を異ならせることができる構成とすることによって、塗装用エリア及び非塗装用エリアに供給する空気の流速を、塗装する工程に応じて変化させることができる。従って、被塗装部材に対して塗着不良がなく、高い塗着効率を得ると共に、塗装機等の周辺装置への塗料の付着を防止することが可能となる。また、塗装作業全体の作業時間を短縮することが可能となる。

具体的には、被塗装部材に塗料が噴霧されている期間（塗装工程中）において、前記非塗装用エリアに第１の流速の空気を供給し、前記塗装用エリアには第１の流速よりも小さい流速の空気を供給するようにエア供給部からの空気の流速を制御することで、塗装機等の周辺装置に飛散した塗料ミストを迅速に排出することが可能となる。また、塗装が終了した直後に、前記塗装用エリアに第２の流速の空気を供給し、前記非塗装用エリアには第３の流速よりも小さい流速の空気を供給することで、浮遊する塗料のミストが被塗装部材へ迅速に付着するため、被塗装部材への高い塗着効率を維持することが可能になる。さらに、塗装終了後に浮遊する塗料ミストが供給される空気のダウンフローによって迅速に落下するため、塗装作業全体の作業時間が短縮されると共に、次に塗装される被塗装部材が塗装用ブース内に搬送された際に不要な塗料が被塗装部材に付着することがなく、塗装不良の発生を抑制することができる。

なお、前述のように、塗装用エリアと、非塗装用エリアとに供給する空気の流速を異ならせる場合、一方のエリアに供給する空気を停止してもよい。すなわち、塗装工程中において非塗装用エリアにのみ空気を供給し、塗装終了直後においては、塗装エリアにのみ空気を供給するようにしても良い。このような場合、エア供給部から塗装用ブース内部に供給する空気の流速の制御を、送風ダクトに設けられた切替弁によって行うようにすれば好適である。このような場合、エア供給部から塗装用エリア及び非塗装用エリアに空気を供給する各供給口に通ずるように送風ダクトを分岐させ、その分岐した部分に切替弁を設けて、この切替弁の切替を制御部によって行うようにすると、前述のような空気の流速制御を容易に行うことができる。

また、本発明の別の態様は、ブース内部に対して被塗装部材を搬入出する搬送部と、ブース内部に設置され、ブース内部に搬入された前記被塗装部材、に塗料を噴霧して塗装を行う塗装機と、ブース内部における前記被塗装部材が配置された領域と、ブース内部における前記被塗装部材が配置されていない領域と、に空気をそれぞれ供給する複数の供給口と、前記供給口からブース内部へ空気を送り込むエア供給部と、前記エア供給部から各供給口までの間を繋ぐ送風ダクトと、前記送風ダクトに少なくとも１つずつ設置された複数のダンパと、を備え、天井、壁及び床によって外部と仕切られた単一の空間を有する塗装用ブース、において被塗装部材に対して塗装を行う塗装方法であって、前記供給口の少なくとも１つと他の供給口とから供給される空気の流速、を互いに異なる流速に調整する第１の工程と、前記第１の工程において調整された空気の供給下において前記被塗装部材を塗装する第２の工程と、を備えることを特徴とする。

また、前記第２の工程の後、前記供給口の少なくとも１つ、例えば、前記被塗装部材が設置された空間に空気を供給する供給口、から供給される空気の流速を変更する第３の工程を行うことが好ましい。

本発明によれば、塗装時には被塗装部材への高い塗着率を維持できると共に、周辺装置への不要な塗料の付着を低減することができる。また、塗装後には、作業空間に浮遊する塗料ミストを迅速に排気し、被塗装部材の塗装不良を防ぐと共に、高い作業効率を得ることができる。

本発明の実施の形態における塗装用ブース１００は、図１に示すように、他の空間と天井、壁及び床によって実質的に外部と仕切られた空間を形成する。その内部には、エア霧化ガンやベルなどの塗装装置を備えた塗装機３００が備えられる。また、ベルトコンベア等の搬送部２０が並設され、壁に設けられた開閉可能なシャッタ等を介して塗装用ブース１００内に被塗装部材２００が搬入される。塗装用ブース１００内に配置された被塗装部材２００には塗装機３００により塗料が噴霧されて塗装が行われる。

塗装用ブース１００は、ブース内部の空間へ清浄空気を供給する給気ファンを備えたエア供給部１２を有する。また、実質的に１つの空間として仕切られた塗装用ブース１００の天井部を少なくとも２つに分割するように供給口１０が設けられている。例えば、図１の塗装用ブース１００の例では、天井部に３つの独立した供給口１０ａ，１０ｂ，１０ｃが設けられている。エア供給部１２から各供給口１０ａ，１０ｂ，１０ｃまではそれぞれ独立の送風ダクト１１ａ，１１ｂ，１１ｃで接続され、ブース内部へそれぞれ独立に空気を供給することができる構成となっている。

供給口１０ａ〜１０ｃは、塗装用ブース１００の塗装用エリア１０２及び非塗装用エリア１０４に対応するように設けることが好適である。ここで、塗装用エリア１０２とは、塗装時において被塗装部材２００が配置される空間を含む床から天井に亘る領域である。また、非塗装用エリア１０４とは、塗装用ブース１００内における塗装用エリア１０２以外の領域である。塗装用エリア１０２は、図２の塗装用ブース１００の平面図で示すように、空気の供給方向（本実施の形態では塗装用ブース１００の天井から床面に向かう方向）から見て、被塗装部材２００の外面から非塗装エリア１０４に向かって１０ｃｍ以上のマージン（余裕）ｘを持たせた領域とすることが好適である。また、塗料ミストの拡散を防ぐためには、被塗装部材２００の周囲に設けるマージンｘは５０ｃｍ以下とすることが好適である。塗装用ブース１００内に設置される塗装機３００等の周辺装置は非塗装用エリア１０４に設置することが好ましい。

エア供給部１２から各供給口１０ａ〜１０ｃを繋ぐ送風ダクト１１ａ〜１１ｃにはダンパ１６ａ〜１６ｃがそれぞれ設けられる。ダンパ１６ａ〜１６ｃは、例えば図３（ａ）の正面図及び図３（ｂ）の断面図に示すように、モータ３２によって回旋可能な弁３０が設けられたものである。モータ３２には、エア調整部１８から制御信号が送信され、この制御信号によりモータ３２の回転角度が制御される。弁３０は、モータ３２の回転角度に応じた開口率に調整される。これによって、各供給口１０ａ，１０ｂ，１０ｃから塗装用ブース１００内に供給される空気の流速をそれぞれ独立に制御することが可能となる。各供給口１０ａ，１０ｂ，１０ｃにはそれぞれ流速センサ２２ａ，２２ｂ，２２ｃが設けられており、塗装用ブース１００へ供給される空気の流速が測定され、エア調整部１８へ測定結果を示す信号が送信される。

また、塗装用ブース１００の床面には空気の排気口１４が設けられ、ブース内に供給された清浄空気が排気される。このとき、排気口１４から強制的に清浄空気を排気するための排気ファンを有するエア排気部をさらに備えることも好適である。

エア調整部１８は、ダンパ１６ａ〜１６ｃのモータへ制御信号を出力し、弁３０の開閉状態を変化させる。搬送部２０の制御装置は、塗装用ブース１００への被塗装部材２００の搬入、及び、塗装用ブース１００からの被塗装部材２００の搬出、が完了したことを示す制御信号をエア調整部１８へ出力する。また、塗装機３００の制御装置は、被塗装部材２００への塗料の塗布が終了したことを示す制御信号をエア調整部１８へ出力する。エア調整部１８は、これらの制御信号を受けて、搬送部２０及び塗装機３００の動作に伴う塗装作業と同期してダンパ１６ａ〜１６ｃの弁３０の開閉を制御する制御信号を出力する。また、エア調整部１８は、各供給口１０ａ〜１０ｃにそれぞれ設けられた流速センサ２２ａ〜２２ｃから流速を示す信号を受け、ダンパ１６ａ〜１６ｃの開口率のフィードバック制御に用いるとと共に、その流速に応じて搬送部２０の制御装置及び塗装機３００の制御装置へ制御信号を送信する。搬送部２０の制御装置及び塗装機３００の制御装置はエア調整部１８からの制御信号に応じて搬送や塗装の工程を実行する。これによって、塗装用ブース１００で行われる塗装作業の各工程に同期させて各供給口１０ａ〜１０ｃから供給される空気の流速をそれぞれ独立に調整することを可能とする。なお、エア調整部１８は、一般的なコンピュータを含んで構成することができる。

本実施の形態における塗装方法は、図４に示すフローチャートに沿って実行される。以下、図を参照して各工程について説明する。初期状態において、塗装用ブース１００内には、被塗装部材２００は搬入されておらず、ダンパ１６ａ〜１６ｃの弁３０は完全に閉じられて内部への空気の供給もされていないものとする。

ステップＳ１０では、塗装用ブース１００内に被塗装部材２００が搬入される。被塗装部材２００は、ベルトコンベア等の搬送部２０によって塗装用ブース１００内に搬入され、塗装用ブース１００内の塗装用エリア１０２に配置される。被塗装部材２００が塗装位置に配置されると、搬送部２０の制御部からエア調整部１８へ搬入が完了したことを示す制御信号が送信される。

ステップＳ１２では、塗装用ブース１００内への空気の供給が調整される。このとき、複数の供給口１０ａ〜１０ｃの少なくとも１つから供給される空気の流速と他の供給口から供給される空気の流速とが異なるように制御が行われる。エア調整部１８は、所定の塗装位置への被塗装部材２００の搬入が完了したことを示す制御信号を搬送部２０の制御装置から受けると、ダンパ１６ａ〜１６ｃのモータへ弁３０の開閉状態を調整する制御信号を出力する。これによって、ダンパ１６ａ〜１６ｃの開口率がそれぞれ独立に制御され、供給口１０ａ〜１０ｃから塗装用ブース１００内に供給される流速が調整される。

各供給口１０ａ〜１０ｃから供給される空気の流速は、各供給口１０ａ〜１０ｃの噴出し部に設けられた流速センサ２２ａ〜２２ｃにより測定され、エア調整部１８で測定信号が受信される。エア調整部１８は、流速センサ２２ａ〜２２ｃから測定信号を受けて、ダンパ１６ａ〜１６ｃの開口率をフィードバック制御する。エア調整部１８は、ダンパ１６ｂとダンパ１６ａ，１６ｃとの開口率を異ならせるように調整することによって、塗装用エリア１０２と非塗装用エリア１０４とに供給される空気の流速を異なるものとする。

以上により、図５に示すように、非塗装用エリア１０４に所定の流速で空気が供給される。このとき、非塗装用エリア１０４の空気の流速は０．３ｍ／ｓｅｃ以上とすることが好適である。一方、塗装用エリア１０２に空気を供給しない状態とするか、又は、塗装用エリア１０２に０．１〜０．５ｍ／ｓｅｃ程度の弱い流速で空気を供給する。このステップにおいて、塗装用エリア１０２に供給される空気の流速を第１の流速とする。

そして、各供給口１０ａ〜１０ｃからの流速が設定値に調整されると、塗装機３００の制御装置へ塗装開始の制御信号を送信する。

ステップＳ１４では、被塗装部材２００に塗装が行われる。塗装機３００の制御装置は、エア調整部１８から塗装前の空気供給の調整が完了したことを示す制御信号を受けると、塗装用エリア１０２に配置された被塗装部材２００に塗料を噴霧させて塗装を実行する。

このとき、非塗装用エリア１０４には空気がダウンフローされているので、塗装用エリア１０２から非塗装用エリア１０４へと飛散してきた塗料ミストは直ちに排気口１４から塗装用ブース１００の外へ排出される。一方、塗装用エリア１０２には空気が供給されていないか、又は、０．５ｍ／ｓｅｃ以下の弱い流速で空気が供給されているだけであり、高い塗着効率を維持して塗装を行うことができる。

ステップＳ１６では、被塗装部材２００への塗装が終了した際の処理が行われる。被塗装部材２００への塗料の塗布が完了すると、塗装機３００の制御装置はエア調整部１８へ塗布完了を示す制御信号を送信する。

ステップＳ１８では、塗装用ブース１００内への空気の供給が再調整される。このとき、図６に示すように、塗装用エリア１０２に少なくとも第１の流速よりも大きい第２の流速で空気が供給される。すなわち、エア調整部１８は、塗装機３００の制御装置等から塗装が終了したことを示す信号を受信すると、塗装用エリア１０２に第２の流速で空気を供給するようにダンパ１６ｂの開閉状態を制御する。第２の流速は０．５ｍ／ｓｅｃ以上とすることが好適である。

また、エア調整部１８はダンパ１６ａ及び１６ｃを完全に閉じさせ、非塗装用エリア１０４への空気の供給を停止させても良い。ステップＳ１２及びＳ１６において、塗装用エリア１０２と非塗装用エリア１０４への空気の供給を互いに切り替えて停止させることによって、エア供給部１２に備える給気ファンを給気能力を小さいものとすることができる。さらに、塗装用ブース１００で消費される電力を低減することができる。ただし、非塗装用エリア１０４への空気の供給を必ずしも停止させる必要はなく、常時空気を供給し続けても良い。

ステップＳ２０では、ステップＳ１８における空気供給の再調整が終了してから所定の時間が経過したか否かが判断される。エア調整部１８は、ステップＳ１８において塗装用エリア１０２及び非塗装用エリア１０４への空気の流速調整が完了した時刻からの経過時間を計測し、所定の待機時間が経過したか否かを判断する。待機時間は数秒〜数十秒とすることが好ましい。エア調整部１８は、待機時間が経過した時点で被塗装部材２００を搬出させる制御信号を搬送部２０へ出力し、ステップＳ２２へ処理を移行させる。

このように、塗装が終了した後、所定時間だけ塗装時よりも大きな流速で空気を塗装用エリア１０２にダウンフローさせることによって、塗装用エリア１０２に浮遊している塗料ミストを迅速に塗装用ブース１００外へ排出することができる。従って、次に塗装用ブース１００に搬入される被塗装部材２００に残留した塗料ミストが付着することなどが少なくなり、塗装不良を低減することができる。また、塗料ミストが排出されるまでの待機時間を短縮できる。

ステップＳ２２では、塗装が終了した被塗装部材２００が塗装用ブース１００から搬出される。搬送部２０は、エア調整部１８から制御信号を受けて、被塗装部材２００を塗装位置から塗装用ブース１００の外へ搬出する。これにより、塗装作業の１サイクルが終了する。必要であれば、ステップＳ１０へ処理を戻し、次の被塗装部材２００への塗装作業を同様に行うこともできる。

以上のように、本実施の形態によれば、複数に分割された単一のブース内の各区画へそれぞれ異なる流速で空気を供給することができる。これによって、塗装中は被塗装部材への良好な塗着効率を得ると共に周辺に配置された装置等への塗料ミストの付着を低減し、塗装後は被塗装部材への不要な塗料ミストの付着による塗装不良を抑制することができる。

本発明の実施の形態における塗装用ブースの構成を示す図である。 本発明の実施の形態における塗装用エリア及び非塗装用エリアを示す平面図である。 流量調整用のダンパの構成を示す正面図及び断面図である。 本発明の実施の形態における塗装方法のフローチャートを示す図である。 本発明の実施の形態における塗装中の空気の供給状態を示す図である。 本発明の実施の形態における塗装後の空気の供給状態を示す図である。

符号の説明

１０（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ） 供給口、１１（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ） 送風ダクト、１２ エア供給部、１４ 排気口、１６（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ） ダンパ、１８ エア調整部、２０ 搬送部、２２（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ） 流速センサ、３０ 弁、３２ モータ、１００ 塗装用ブース、１０２ 塗装用エリア、１０４ 非塗装用エリア、２００ 被塗装部材、３００ 塗装機。

Claims (7)

1. 天井、壁及び床によって外部と仕切られた空間を有する塗装用ブースであって、
   前記空間内に被塗装部材を搬入出する搬送部と、
   前記空間内に設置され、この空間内部に搬入された前記被塗装部材に塗料を噴霧して塗装を行う塗装機とを備えており、さらに、
   前記空間内へ空気を送り込むエア供給部と、
   前記空間内において、前記被塗装部材が配置された塗装用エリアと、前記被塗装部材が配置されていない非塗装用エリアとに、空気をそれぞれ供給するための複数の供給口と、
   前記エア供給部から前記供給口までの間をつなぐ送風ダクトと、
   前記エア供給部から空気を前記複数の供給口まで送る空気流量を調整するための流量調整部と、
   前記被塗装部材に対する塗装作業の工程に応じて、前記流量調整部を制御して、前記複数の供給口に供給される空気の流量を制御し、前記複数の供給口から互いに異なる流速の空気を供給するように前記流量調整部を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする塗装用ブース。
2. 請求項１に記載の塗装用ブースにおいて、
   前記塗装機は、前記非塗装用エリアに設置されていることを特徴とする塗装用ブース。
3. 請求項１又は２に記載の塗装用ブースにおいて、
   前記流量調整部は、各供給口につながれた送風ダクト中に設けられたダンパであることを特徴とする塗装用ブース。
4. 請求項１又は２に記載の塗装用ブースにおいて、
   前記送風ダクトが、前記エア供給部から分岐するように前記複数の供給口に対してつながれており、
   前記流量調整部が、その分岐する部分に設けられた切替弁であることを特徴とする塗装用ブース。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の塗装用ブースにおいて、
   前記エア調整部は、
   前記被塗装部材に塗料が噴霧されている期間に少なくとも１つの供給口から供給される空気を第１の流速で供給し、
   前記被塗装部材に塗料が噴霧されていない期間に当該供給口から供給される空気を前記第１の流速よりも大きい第２の流速で供給するように前記流量調整部を制御することを特徴とする塗装用ブース。
6. ブース内部に対して被塗装部材を搬入出する搬送部と、
   ブース内部に設置され、ブース内部に搬入された前記被塗装部材、に塗料を噴霧して塗装を行う塗装機と、
   ブース内部における前記被塗装部材が配置された領域と、ブース内部における前記被塗装部材が配置されていない領域と、に空気をそれぞれ供給する複数の供給口と、
   前記供給口からブース内部へ空気を送り込むエア供給部と、
   前記エア供給部から各供給口までの間を繋ぐ送風ダクトと、
   前記送風ダクトに少なくとも１つずつ設置された複数のダンパと、
   を備え、天井、壁及び床によって外部と仕切られた単一の空間を有する塗装用ブース、
   において被塗装部材に対して塗装を行う塗装方法であって、
   前記供給口の少なくとも１つと他の供給口とから供給される空気の流速、を互いに異なる流速に調整する第１の工程と、
   前記第１の工程において調整された空気の供給下において前記被塗装部材を塗装する第２の工程と、
   を備えることを特徴とする塗装方法。
7. 請求項６に記載の塗装方法において、
   前記第２の工程の後、前記供給口の少なくとも１つから供給される空気の流速を変更する第３の工程を行うことを特徴とする塗装方法。
   
   

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