JP2008155177A - 塗装ブースの整流装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 塗装ブース内で塗料ミストが舞って塗装品質が低下したり、ブースの清掃にかかる経費のロスなどを削減する。
【解決手段】 片面塗り用塗装ブースの整流装置として、整流用空気を供給する動圧室２の下方に静圧室３を設け、静圧室３の下方に天井板４を設けるとともに、この天井板４として、排気通路８とは反対側の方向の天井の高さが低くなるよう、それぞれ１０度の傾斜を有する天井板４ａ、４ｂを連接する。また、静圧室３を塗料の噴霧方向に沿って３つの領域に仕切るとともに、これと直角方向にも３つの領域に仕切り、合計９個の区画室３ａ−１〜３ｃ−３に区画し、各区画室ごと下方に吹き出される空気の風速を制御できるようにする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば塗装ミストによる塗装不良を招くことのない塗装ブースの整流技術に関する。

従来の塗装ブースとして、ブースの天井から下方に向けて空気を流すことにより、塗装作業域の空気を整流しながら塗装を行うようなブースが一般的である。この際、塗料ミスト噴霧パターンが崩れることにより塗膜の均一化が困難になったり、塗料の塗着効率が低下したりするのを防止するため、被塗物が存在する位置に対応する天井部分と、被塗物が存在しない位置に対応する天井部分からの換気用エアの吹き出し風速を変化させるような技術（例えば、特許文献１参照。）や、天井部分に２次フィルターを配置し、この２次フィルターの上側の導風路を一方側が徐々に狭くなる傾斜板にて構成し、２次フィルターと傾斜板との間にバッグフィルターを設けるような技術（例えば、特許文献２参照。）などが知られている。
特開平６−１５４６７７号公報 特開昭６１−１２２４３６号公報

ところで、例えば自動二輪車の部品等に塗装を行うブースとして、被塗物の一方側の方向から噴霧塗装を行い、これに対向する方向の下方の排気通路から排気するような片面塗り用塗装ブースが知られているが、このようなブースでは、被塗物の位置や作業者の位置に対して風量と風向のバランスが悪く、ブース内に空気の淀みが発生して塗料ミストが舞い、それが被塗物に付着して塗装品質が不良となる原因となっていた。またこのような塗料ミストが、ブースに付着してブース内壁等が汚れると、天井部分に付着した塗料ミストが落下し、被塗物に付着して塗料品質不良が発生するとともに、清掃委託等を頻繁に行う必要が生じ、経費がかかるという問題もあった。

そこで本発明は、塗装ブース内で塗料ミストが舞って塗装品質が低下したり、ブースの清掃にかかる経費のロスなどを削減することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明は、被塗物に対して一方側の方向から塗料を噴霧し、これに対向する方向の下方の排気通路から排気するような塗装ブースの整流装置において、前記ブースの上部に空気供給用の動圧室を設置し、この動圧室の下方に、空気の流れを整流化するための静圧室を設置するとともに、この静圧室の下方に、空気の流通を許容する天井板を設け、この天井板には、前記排気通路とは反対側の方向の高さを所定の角度で低くなるような傾斜を複数ヶ所に設けた。

すなわち、本発明者等が、被塗物に対して一方側の方向から塗料を噴霧し、これに対向する方向の下方の排気通路から排気するとともに、天井から下方に向けてエアが一定速度で給気されるようないわゆる片面塗り用塗装ブース内のエアの風向、風速を測定したところ、塗料の噴霧方向に沿って風速のバラツキがあり、また、例えば人塗り塗装や、ロボット塗装などの塗装の態様の違いによっても風速のバラツキが大きいことが判明した。そして、塗料ミストのミスト舞は、噴霧塗料の失速距離や、給気エアの風速の関係で左右されることも判った。
この際、塗料の噴霧方向の前方下方に排気通路があるブースの場合、ブース内の空気の流れを一定にするためには、空気の流れの方向がすべて排気通路に向けて流れるのが理想的である。このためには、天井の形状を、排気通路を中心とした円弧状に形成し、空気の吹き出し方向がすべて排気通路に向かうようにするのが一番好ましいことになるが、実際には円弧状に湾曲した天井を構成するのは構造上あるいは強度保持上の点から難しい。
そこで、天井板を複数ヶ所において傾斜させ、排気通路と反対側の天井の高さを徐々に低くすることにより、理想の形状に近づけるようにする。
なお、傾斜のある箇所を一ヶ所だけにすると、その傾斜角を大きくする必要が生じ、この場合には、傾斜角のある部分の境目で給気エアが衝突して乱流が起きやすくなる。このため、比較的小さな角度の傾斜角を複数ヶ所に設けるようにする。

また本発明では、前記静圧室を複数の区画室に仕切り、静圧室から吹き出される風速は、仕切られた区画室ごとに制御可能にした。
このように、静圧室を複数の区画室に仕切り、静圧室から吹き出される風速を、区画室ごとに設定できるようにすることで、塗装の態様が異なる場合でも、それに合わせてブース内の風速のバラツキを解消することができる。
ここで、仕切られる区画室の仕切り方向や数等は任意であるが、例えば塗料の噴霧方向に沿ったブースの長さが５〜６ｍ程度のサイズである場合、噴霧方向に沿って３領域、これと直角方向に３領域程度に仕切り、合計９区画程度に仕切れば風速のバラツキ解消の効果を得ることができ、好適である。
そして、各区画室の風速の制御は、例えばロボットで塗装するときや、人が塗装するときなどの塗装態様に合わせて、それぞれ適切に制御できるようにする。

ブース内に空気を吹き出す天井板に複数ヶ所で傾斜を設けるようにすれば、ブース内での塗料ミストの浮遊防止に効果的であり、塗装品質の向上や、塗着効率の向上などが図られる。
また、静圧室を複数の区画室に仕切り、各区画室ごと風速を設定できるようにすることで、ブース内の風向、風速を一層安定させて一定にすることができる。

本発明の実施の形態について添付した図面に基づき説明する。
ここで図１は本発明に係る整流装置を採用した塗装ブース全体の斜視図、図２は同ブースの正面図、図３は天井角の検証結果を説明する説明図、図４は空気の風速例を示す説明図、図５は従来のブースの整流装置の説明図である。

本発明に係る塗装ブースの整流装置は、いわゆる片面塗り用の塗装ブースにおいて、塗装ブース内の風向、風速を塗装態様等に応じて常に一定にし、塗装品質の向上や、塗着効率の向上などを図ることができるようにされており、空気が吹き出される天井の角度を変化させ、また動圧室から吹き出される整流用のエアを静圧室の複数の区画室によって整流することを特徴としている。

まず、本発明に係る塗装ブースを説明する前に従来の塗装ブースの問題点について図５に基づき説明する。
従来の片面塗り用塗装ブースの整流装置は、図５に示すように、動圧室５２、静圧室５３を経由したエアがブース５１の塗装室内に向けてほぼ全域で均一な風速で下方に吹き出され、これに対して、風が一度床にぶつかる影響や、塗料の噴出による気流の変化の影響や、吸気箇所である排気通路５８が一箇所であることの影響等からブース内の空気に乱流や淀みが発生しやすく、塗料ミストが滞留しやすくなって、天井や作業衣に付着したり、塗装品質の低下を招いたりするような不具合があった。

そこで、本発明は、ブース内の空気の乱流や淀みを抑制して、塗装室内の殆どの箇所で風速を一定にできるよう配慮されている。すなわち、図１、図２に示すように、本整流装置が適用される塗装ブース１は、天井からブース内に整流用空気を吹き出すための動圧室２と、動圧室２の下方に設置される静圧室３と、静圧室２の下方に配設される天井板４を備えており、静圧室３は後述するように、塗料噴霧方向に沿って３つの領域に仕切られるとともに、塗料噴霧方向の直角方向にも、３つの領域に仕切られ、合計として、区画室３ａ−１、３ａ−２、３ａ−３、３ｂ−１、３ｂ−２、３ｂ−３、３ｃ−１、３ｃ−２、３ｃ−３の９個に仕切られている。また、天井板４は、塗料の噴霧方向に沿って複数段階に亘って傾斜が設けられている。

そして、ブース内の下方には、被塗物Ｗを位置決め保持するワーク位置決め部５が設けられるとともに、このワーク位置決め部５の近傍には、塗料を噴き付けることのできる塗料噴き付け部６が設けられており、塗料が噴き出される前方下方のブースには、捕捉された塗料ミストを溜めることのできる洗浄水貯留槽７や、塗料ミストを含むブース内の空気を排気する排気通路８が設けられ、この排気通路８を通過した排気ガスは、排気室１０を通ってブース１の外部に排気されるようになっている。

前記静圧室３の塗料噴霧方向に沿った３つの領域は、実施形態の場合、概ね、ブース１の噴霧方向反対側の端部から塗料噴き付け部６までの領域に対応する部分と、塗料噴き付け部６からワーク位置決め部５までの領域に対応する部分と、ワーク位置決め部５から噴き付け方向側の端部までの領域に対応する部分との３領域に区画され、また、塗料噴霧方向と直角方向に仕切られる領域は、概ね幅の長さを３等分する領域とされている。そして、それぞれの区画室３ａ−１、３ａ−２、３ａ−３、３ｂ−１、３ｂ−２、３ｂ−３、３ｃ−１、３ｃ−２、３ｃ−３の上部には、図２に示すようなダンパー構造１１ａ−１、１１ａ−２、１１ａ−３、１１ｂ−１、１１ｂ−２、１１ｂ−３、１１ｃ−１、１１ｃ−２、１１ｃ−３が各区画室ごと配設され（図２では一部のみを示す）、それぞれ独自に給気量や風速を制御できるようにされている。

そして、この静圧室３の区画室３ａ−１、３ａ−２、３ａ−３、３ｂ−１、３ｂ−２、３ｂ−３、３ｃ−１、３ｃ−２、３ｃ−３から吹き出された空気は天井板４を通してブースの塗装室内に吹き出されるが、この天井板４からの空気の吹き出し方向は、理想的には、すべてが排気通路８に向かうような方向、すなわち、天井板４を、図１の想像線に示すように、排気通路８を中心とする円弧状にすることが好ましい。しかしながら、ブースの構造上、またはブースの強度上、天井板を円弧状にすることはできないため、本実施形態では、塗料の噴霧方向に沿って、排気通路８とは反対側の方向の天井の高さが低くなるように傾斜した２枚の天井板４ａ、４ｂを、傾斜角のない天井板４ｃに連接しており、２枚の天井板４ａ、４ｂの傾斜角をそれぞれ１０度としている。

上記の天井板４ａ、４ｂの傾斜を決定する際、本発明者等は図３（ａ）に示すように、傾斜角２０度の天井板４ｘを傾斜角のない天井板４ｙに連接して検証してみた。
この結果、天井板４ｘ、４ｙの境目付近の気流がぶつかって乱気流が発生し、空気や塗料ミストが滞留することが判明した。
一方、図３（ｂ）に示すように、１０度づつ傾斜する２枚の天井板４ａ、４ｂを連接した場合には、気流の乱れは生じなかった。そこで、この天井構造を採用したものである。

因みに、本実施形態の塗装ブース１のサイズは、塗料噴霧方向の塗装室の長さが５ｍ程度、天井までの高さが一番低いところで３ｍ程度、一番高いところで３．５ｍ程度である。

以上のような塗装ブース１において、例えばロボットで塗装を行う場合、人体による風の遮りの影響がないため、図４に示すように、排気通路８から一番遠い領域３ａ−１〜３ａ−３から吹き出される空気を高速に、中央の領域３ｂ−１〜３ｂ−３から吹き出される空気を低速に、排気通路８に一番近い領域３ｃ−１〜３ｃ−３から吹き出される空気を中速に設定し塗装すれば、塗料の塗着効率が向上するとともに、浮遊する塗料ミストが予期しない箇所に付着することによる塗装品質の不良が抑制される。

一方、ロボットによる塗装の代わりに人塗り塗装を行う場合には、人体による風の遮りの影響があるため、図４に示すように、排気通路８から一番遠い区画室３ａ−１〜３ａ−３から吹き出される空気を高速に、中央の区画室３ｂ−１〜３ｂ−３から吹き出される空気を中速に、排気通路８に一番近い区画室３ｃ−１〜３ｃ−３から吹き出される空気を低速に設定して塗装を行う。このことにより塗着効率の向上や塗装品質不良の抑制が図られる。
そして、天井板４の角度と、風速を交えた条件で制御することで、ブース内の人、ロボットに応じた均一な風向、風速にすることができる。

そして具体的にその効果を検証したところ、従来の整流装置のブースでは、塗料ミストが付着することによる塗装不良の頻度が、ある期間内に５個程度生じていたものが、本整流装置を導入したブースでは同じ期間に０．５個程度に減少した。
また、外部委託によるブース内の清掃に要する費用の削減も図られた。これは、ブース内を浮遊して壁面等に付着する塗料ミストが減少したことによる効果である。

空気が吹き出される天井板に複数ヶ所で傾斜を設けることにより、塗装の態様に応じてブースの整流を一定にできるようになり、また、静圧室を複数の区画室に仕切り、区画室ごと風速を制御できるようにすることで、例えば自動二輪車の部品塗装などに採用される片面塗り用の塗装ブースの整流装置として好適である。

本発明に係る整流装置を採用した塗装ブースの斜視図 同ブースの正面図 天井角の検証結果を説明する説明図 空気の風速例を示す説明図 従来のブースの整流装置の説明図

符号の説明

１…塗装ブース、２…動圧室、３…静圧室、３ａ−１、３ａ−２、３ａ−３、３ｂ−１、３ｂ−２、３ｂ−３、３ｃ−１、３ｃ−２、３ｃ−３…区画室、４ａ、４ｂ、４ｃ…天井板、８…排気通路。

Claims (2)

1. 被塗物に対して一方側の方向から塗料を噴霧し、これに対向する方向の下方の排気通路から排気するような塗装ブースの整流装置であって、前記ブースの上部に空気供給用の動圧室が設置され、この動圧室の下方に、空気の流れを整流化するための静圧室が設置されるとともに、この静圧室の下方には、空気の流通を許容する天井板が設けられ、この天井板は、前記排気通路とは反対側の方向の高さが所定の角度で低くなるような傾斜が、複数ヶ所に設けられていることを特徴とする塗装ブースの整流装置
2. 前記静圧室は、複数の区画室に仕切られ、静圧室から吹き出される風速は、仕切られた区画室ごとに制御可能にされることを特徴とする請求項１に記載の塗装ブースの整流装置。