JP4516133B2 - 塗装機の洗浄機構 - Google Patents

Description

本発明は自動車の車体などを塗装するための塗装機に係り、特にエアモータにより回転する回転体内やベルヘッド内を洗浄する塗装機の洗浄機構に関する。

従来から、自動車の車体などを塗装するために、図３（Ａ）に示すような塗装機１００が使用されている。この塗装機１００は、塗装ロボットに使用されるもので、塗料が塗料供給管３００を介して塗料充填装置２００から供給され、洗浄用のエア及びシンナーが洗浄用供給管４００を介して塗料充填装置２００から供給されるようになっている。なお、塗料供給管３００及び洗浄用供給管４００は、塗装機１００を車体形状に沿って所望の位置に移動させる移動用アームに配置されている。

このような塗装機１００は、内筒１１１及び外筒１１２から構成されている二重管式のフィードチューブ１１０と、フィードチューブ１１０の先端部領域１１０Ａを覆うように嵌め込まれ、エアモータ（図示せず。）によって先端部領域１１０Ａを回転中心にして回転する中空の回転体１２０と、回転体１２０の先端部１２０ａに固定され、当該回転体１２０の回転による遠心力により内筒１１１の先端１１１ａから吐出された塗料を噴霧する中空のベルヘッド１３０と、フィードチューブ１１０の後端部１１０ａに固定され、内筒１１１が貫通すると共に、フィードチューブ１１０内の空間１１３にエア及びシンナーを供給するための空洞１４１が形成されているハウジング１４０とを備えている（例えば、特許文献１参照。）。

フィードチューブ１１０は、内筒１１１は長手方向において直径が同一に形成されているが、外筒１１２は先端部領域１１０Ａにおいて直径が小さく形成され、さらに、外筒１１２の内径は先端部領域１１０Ａの手前までは外径に沿って大きく形成されている。また、ベルヘッド１３０は、先端から僅かに内側に塗料を拡散するためのハブ１３１が形成されている。また、ハウジング１４０は、後端面１４０ａに内筒１１１に連通すると共に塗料供給管３００に接続するための塗料供給口１５０と、空洞１４１に連通すると共に洗浄用供給管４００に接続するためのエア・シンナー供給口１６０とが設けられている。

このように構成された塗装機１００は図３（Ｂ）に示すように、塗装の際には、塗料充填装置２００から塗料供給管３００を介してフィードチューブ１１０の内筒１１１内に塗料が所定の圧力で供給され、この内筒１１１の先端から塗料がベルヘッド１３０の内側空間１３２内に所定の圧力で吐出される。塗料が内側空間１３２内に所定の圧力で吐出されたベルヘッド１３０は、回転体１２０を介してエアモータにより高速回転されていることから、塗料がハブ１３１から遠心力により飛ばされることで微粒化された状態で前方に噴射される。

また、洗浄の際には図３（Ｃ）に示すように、塗料充填装置２００から洗浄用供給管４００を介してフィードチューブ１１０の内筒１１１及び外筒１１２間に形成される空間１１３内にエア及びシンナーが所定の圧力で供給され、外筒１１２の先端からエア及びシンナーがベルヘッド１３０の内側空間１３２内に所定の圧力で吐出される。エア及びシンナーが内側空間１３２内に所定の圧力で吐出されたベルヘッド１３０は、回転体１２０を介してエアモータにより高速回転されていることから、遠心力によりエア及びシンナーが内側空間１３２及びハブ１３１に飛ばされるので、ベルヘッド１３０の内側空間１３２及びハブ１３１に付着した塗料を除去することができる。

特開２００７−７５３３号公報

しかしながら、上述した塗装機１００では、生産ラインを流れている車体の塗装色を変更するために、ベルヘッド１３０内に残っている塗料を洗浄により除去しなければならないが、１本の洗浄用供給管４００にチェンジバルブ５００でエア及びシンナーを交互に供給しなければならないので、シンナーを供給した場合にシンナーと共にベルヘッド１３０内に付着した塗料が、シンナーの吐出圧力によって当該シンナーがベルヘッド１３０のハブ１３１で反射することで回転体１２０とフィードチューブ１１０の外筒１１２との間に逆流して、そこにシンナーや塗料が付着して残ってしまうことがあった。また、回転体１２０と外筒１１２との間に塗料が逆流すると、エアモータ取付部に設置されている回転検出用のファイバー型センサ（図示せず。）を汚して検出能力を低下させることになる。

さらに、塗装機１００を洗浄するには、塗装機１００はベルヘッド１３０を下方に向けて行っているが、この場合、ハウジング１４０の空洞１４１が円柱状なので、シンナーが空洞１４１の下面となる角部に残ることがあり、塗装時にそのシンナーが塗装面に落下することがあった。

本発明は、このような従来の難点を解消するためになされたもので、エアモータにより回転する回転体内やベルヘッド内に付着している塗料を確実に除去することができる塗装機の洗浄機構を提供することを目的とする。さらに、本発明は、フィードチューブに塗料やエア及びシンナーを供給するハウジング内にシンナーが残ることを防ぐことができる塗装機の洗浄機構を提供することを目的とする。さらに、本発明は、シンナーの使用量及び洗浄時間を短縮できる塗装機の洗浄機構を提供することを目的とする。

上述の目的を達成する本発明の塗装機の洗浄機構は、塗料が供給される内筒、及び内筒が空間を有するように挿入される外筒から構成されている二重管式のフィードチューブと、フィードチューブの先端部領域を覆うように嵌め込まれ、エアモータによって先端部領域を回転中心にして回転する中空の回転体と、回転体の先端部に固定され、当該回転体の回転による遠心力により内筒の先端部から吐出された塗料を噴霧するベルヘッドと、外筒の後端部に固定され、内筒が貫通すると共に、フィードチューブ内の空間にエア及びシンナーを供給するための円柱状の空洞が形成され、当該空洞は内筒の軸方向に平面部が位置するハウジングとを備えた洗浄機の回転体内及びベルヘッド内をエア及びシンナーで洗浄するための洗浄機構であって、ハウジングは後端面に、エアのみを空洞内に供給するエア供給口と、エア及びシンナーを空洞内に交互に供給するエア・シンナー供給口とが空洞の円中心からオフセットされた位置に配置され、空洞のフィードチューブの固定側には空間に向かって先細りするような円錐状に形成されている漏斗部が設けられ、外筒は、先端開口部に、内周面から先端に向かって外周方向に斜めに切り欠かれた傾斜溝が放射状に少なくとも１つ設けられ、先端は傾斜溝に沿って吐出されるエア及びシンナーが回転体の内周面を沿ってベルヘッドの内周面に導かれる位置に配置されているものである。

このような第１の態様である塗装機の洗浄機構によれば、ハウジングは、後端面にエア供給口とエア・シンナー供給口とが空洞の円中心からオフセットされた位置に配置されていることから、洗浄時にエア供給口から常時エアを供給することができるので、エア・シンナー供給口からシンナーを供給している時にもエアも同時に供給することができ、さらに、ハウジングは、空洞のフィードチューブの固定側がフィードチューブの内筒及び外筒間に形成される空間に向かって先細りするような漏斗部を有していることから、エア及びシンナーが空洞内に供給されることで漏斗部の傾斜面に沿って渦巻きが発生するので、同時に供給されたエア及びシンナーは攪拌された状態でフィードチューブの空間内で螺旋状に旋回する。このように、同時に供給されたエア及びシンナーが攪拌された状態でフィードチューブの空間内で螺旋状に旋回することで、外筒の傾斜溝から回転体の内周面と共にベルヘッドの内周面をエア及びシンナーによるバブリング洗浄することができる。また、エアが常時、外筒の傾斜溝から回転体の内周面と共にベルヘッドの内周面に吐出するので、そこにエアカーテンを築くことができるようになる。

本発明の第２の態様は第１の態様である塗装機の洗浄機構において、フィードチューブの内筒及び外筒間に形成される空間は、エア供給口から空洞を介して供給されたエアと、エア・シンナー供給口から空洞を介して交互に供給されたエア及びシンナーとの流速を上昇させるような間隙で形成されているものである。

このような第２の態様である塗装機の洗浄機構によれば、バブリング洗浄によるエア及びシンナーの吐出圧力を高めることができるので、洗浄性能を高めることができる。

本発明の第３の態様は第１の態様である塗装機の洗浄機構において、フィードチューブの軸心は、空洞の漏斗部を形成する円錐の頂点を中心にしてエア供給口及びエア・シンナー供給口のオフセット位置とは相反する位置にフィードチューブの直径分だけオフセットされて配置されているものである。

このような第３の態様である塗装機の洗浄機構によれば、螺旋状に旋回しているエア及びシンナーを効率よく漏斗部の傾斜に沿ってスムーズにフィードチューブの空間内に導くことができる。

本発明の塗装機の洗浄機構によれば、エアモータにより回転する回転体内やベルヘッド内に付着している塗料を確実に除去することができる。さらに、フィードチューブに塗料やエア及びシンナーを供給するハウジング内にシンナーが残ることを防ぐことができる。さらに、シンナーの使用量及び洗浄時間を短縮できる。

以下、本発明の塗装機の洗浄機構を実施するための最良の形態例について、図面を参照して説明する。

本発明の洗浄機構が適用される洗浄機は図１（Ａ）に示すように、塗料が供給される内筒２１、及び内筒２１が空間２２を有するように挿入される外筒２３から構成されているフィードチューブ２と、フィードチューブ２の先端部領域２Ａを覆うように嵌め込まれ、エアモータ（図示せず。）によって先端部領域２Ａを回転中心にして回転する中空の回転体３と、回転体３の先端部３ａに固定され、当該回転体３の回転による遠心力により内筒２１の先端２１ａから吐出された塗料を噴霧するベルヘッド４と、フィードチューブ２の外筒２３の後端部２３ｃに固定され、内筒２１が貫通すると共に、フィードチューブ２内の空間２２にエア及びシンナーを供給するための円柱状の空洞５１が形成され、当該空洞５１は内筒２１の軸方向に平面部が位置するハウジング５とを備えている。

フィードチューブ２は、軸心が同心上に位置する内筒２１及び外筒２３から構成されている二重管式構造で、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、空間２２は横断面形状がリング状に形成されている。外筒２３は先端開口部２３ａに、内周面２３ｂから先端２３ｄに向かって外周２３ｅ方向に斜めに切り欠かれた傾斜溝２４が放射状に等角度間隔で４箇所に設けられている。なお、傾斜溝２４の数はこれに限らず、洗浄効果に基づき決定される。また、外筒２３の先端２３ｄは傾斜溝２４に沿って吐出されるエア及びシンナーが回転体３の内周面３１を沿ってベルヘッド４の内周面４１に導かれる位置に配置されている。なお、内筒２１の先端２１ａは外筒２３の先端２３ｄよりベルヘッド４内に入り込んでいる。

回転体３を駆動するエアモータは、塗装機１を車体形状に沿って所望の位置に移動させる移動用アーム（図示せず。）に配置されたエア配管（図示せず。）に接続され、このエア配管から供給される高圧空気によって回転体３を高速で回転駆動することができる。

ベルヘッド４は図１（Ａ）に示すように、先端方向に向かって外側に広がるように形成され、先端４２から僅かに入り込んだ箇所に塗料を拡散するためのハブ４３が形成されている。このハブ４３は、その周囲に塗料を霧状に吐出するための微小な孔４３ａが複数穿孔されている。また、ベルヘッド４は、回転体３の先端部３ａを固定する筒固定部４４とハブ４３との間に、内側空間４５が形成され、この内側空間４５は筒固定部４４の内周面からハブ４３に向かって広がるように傾斜した円錐台状に形成されている。この内側空間４５の周面がベルヘッド４の内周面４１となる。

ハウジング５は図１（Ａ）、（Ｃ）に示すように、後端面５ａに、エアのみを空洞５１内に供給するエア供給口７と、エア及びシンナーを空洞５１内に交互に供給するエア・シンナー供給口８とが空洞５１の円中心からオフセットされた位置に配置されている。ここで、「オフセットされた位置」とは、ずれている位置を意味する。また、ハウジング５は、空洞５１のフィードチューブ２の固定側がフィードチューブ２の空間２２に向かって先細りするような円錐状に形成されている漏斗部５２を有している。さらに、後端面５ａには内筒２１に接続され当該内筒２１内に塗料を供給する塗料供給口９が配置されている。

なお、洗浄機１は、ベルヘッド４の先端部以外はカバー（図示せず）で覆われている。

このように構成された洗浄機１は、ハウジング５が、後端面５ａにエア供給口７とエア・シンナー供給口８とが空洞５１の円中心からオフセットされた位置に配置されていることから、洗浄時にエア供給口７から常時エアを供給することができるので、エア・シンナー供給口８からシンナーを供給している時にもエアも同時に供給することができ、さらに、ハウジング５が、空洞５１のフィードチューブ２の固定側がフィードチューブ２の内筒２１及び外筒２３間に形成される空間２２に向かって先細りするような漏斗部５２を有していることから、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、エアＡＩ及びシンナーＴＨが空洞５１内に供給されることで漏斗部５２の傾斜面に沿って渦巻きが発生するので、同時に供給されたエアＡＩ及びシンナーＴＨは攪拌された状態でフィードチューブ２の空間２２内で螺旋状に旋回する。なお、図２（Ａ）、（Ｂ）においては、エアＡＩは太線の破線、シンナーＴＨは細線の破線で示してある。

このように、同時に供給されたエア６及びシンナー７が攪拌された状態でフィードチューブ２の空間２２内で螺旋状に旋回することで、外筒２３の傾斜溝２４から回転体３の内周面３１と共にベルヘッド４の内側空間４５の斜面（内周面）をエアＡＩ及びシンナーＴＨによるバブリング洗浄することができる。具体的には、フィードチューブ２の空間２２内から攪拌されたエアＡＩ及びシンナーＴＨが外筒２３の傾斜溝２４に沿って、高速で回転している回転体３及びベルヘッド４の各内周面３１及び内側空間４５の斜面に吐出されるので、攪拌されたエアＡＩ及びシンナーＴＨは各面を満遍なくバブリング洗浄することができる。また、エアＡＩが常時、外筒２３の傾斜溝２４から回転体３の内周面３１と共にベルヘッド４の内側空間４５の斜面に吐出されるので、そこにエアカーテンを築くことができるようになる。したがって、シンナーＴＨの吐出圧力によって当該シンナーＴＨがベルヘッド４のハブ４３で反射することで回転体１２０とフィードチューブ１１０の外筒１１２との間に逆流してしまうことを防ぐことができる。

なお、従来の塗装機１００（図３（Ａ）参照。）において、エア及びシンナーをエア・シンナー供給口１６０から同時に供給することも考えられるが、１本の洗浄用供給管４００にチェンジバルブ５００でエア及びシンナーを供給しているので、この１本の洗浄用供給管４００にエア及びシンナーを同時に供給すると、エアの圧力の方が高いので、低圧側となるシンナー側にエアが逆流してしまうことになる。

このような塗装機１は塗装の際には、フィードチューブ２の内筒２１内に塗料が所定の圧力で供給され、この内筒２１の先端から塗料がベルヘッド４の内側空間４５内に所定の圧力で吐出される。塗料が内側空間４５内に所定の圧力で吐出されたベルヘッド４は、回転体３を介してエアモータにより高速回転されていることから、塗料がハブ４の複数の孔４３ａから遠心力により飛ばされることで微粒化された状態で前方に噴射される。

また、洗浄の際には、塗装機１はベルヘッド４を下方に向けた状態で、ハウジング５の空洞５１内にエア及びシンナーが所定の圧力で供給されるので、エア及びシンナーは空洞５１内において螺旋渦流になって旋回しながら攪拌されフィードチューブ２の空間２２内に導かれる。フィードチューブ２の空間２２ではその螺旋渦流を維持した状態で外筒２３の先端２３ｄへと導かれて、傾斜溝２４から回転体３の内周面３１と共にベルヘッド４の内側空間４５内に所定の圧力で吐出される。エア及びシンナーが内側空間４５内に所定の圧力で吐出されたベルヘッド４は、回転体３を介してエアモータにより高速回転されていることから、遠心力によりエア及びシンナーが内側空間４５及びハブ４３に飛ばされるので、回転体３の内周面３１、ベルヘッド４の内側空間４５及びハブ４と共に、回転体３とフィードチューブ２の外筒２３との間に付着した塗料を除去することができる。

さらに、塗装機１はベルヘッド４を下方に向けた状態で洗浄を行っているので、ハウジング５の空洞５１内ではシンナーが漏斗部５２の傾斜面に沿ってフィードチューブ２の空間２２へと流れ出るので、従来の塗装機１００（図３（Ｃ）参照。）のように、ハウジング１４０の空洞１４１内にシンナーが残ってしまうようなことがなくなる。

なお、フィードチューブ２の内筒２１及び外筒２３間に形成される空間２２は、エア供給口７からハウジング５の空洞５１を介して供給されたエアと、エア・シンナー供給口８から空洞５１を介して交互に供給されたエア及びシンナーとの流速を上昇させるような間隙で形成させとよい。このような間隙にすると、バブリング洗浄によるエア及びシンナーの吐出圧力を高めることができるので、洗浄性能を高めることができる。したがって、シンナーの使用量及び洗浄時間を短縮できる。

また、フィードチューブ２の軸心は、ハウジング５の空洞５１の漏斗部５２を形成する円錐の頂点を中心にしてエア供給口７及びエア・シンナー供給口８のオフセット位置とは相反する位置にフィードチューブ２の直径分だけオフセットされて配置されているとよい。このようにフィードチューブ２をハウジング５に配置することで、螺旋状に旋回しているエア及びシンナーを効率よくハウジング５の漏斗部５２の傾斜に沿ってスムーズにフィードチューブ２の空間２２内に導くことができる。

これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。

本発明の洗浄機構が適用された塗装機における好ましい実施の形態例を示す図で、（Ａ）は全体断面図、（Ｂ）はハウジングの側面図、（Ｃ）はフィードチューブの先端の平面図である。 本発明の洗浄機構が適用された塗装機におけるエア及びシンナーの流れ状態を示す図で、（Ａ）はベルヘッド側の断面図、（Ｂ）はハウジング側の断面図である。 従来の塗装機を示す図で、（Ａ）は断面による構成図、（Ｂ）は塗装状態を示す説明図、（Ｃ）は洗浄状態を示す説明図である。

符号の説明

１……塗装機
２……フィードチューブ
２Ａ……先端部領域
２１……内筒
２１ａ……先端
２２……空間
２３……外筒
２３ａ……先端開口部
２３ｂ……内周面
２３ｃ……後端部
２４……傾斜溝
３……中空の回転体
３ａ……先端部
３１……内周面
４……ベルヘッド
４１……内周面
５……ハウジング
５ａ……後端面
５１……空洞
５２……漏斗部
７……エア供給口
８……エア・シンナー供給口

Claims (3)

1. 塗料が供給される内筒、及び前記内筒が空間を有するように挿入される外筒から構成されている二重管式のフィードチューブと、
   前記フィードチューブの先端部領域を覆うように嵌め込まれ、エアモータによって前記先端部領域を回転中心にして回転する中空の回転体と、
   前記回転体の先端部に固定され、当該回転体の回転による遠心力により前記内筒の先端部から吐出された前記塗料を噴霧するベルヘッドと、
   前記外筒の後端部に固定され、前記内筒が貫通すると共に、前記フィードチューブ内の前記空間にエア及びシンナーを供給するための円柱状の空洞が形成され、当該空洞は前記内筒の軸方向に平面部が位置するハウジングとを備えた洗浄機の前記回転体内及び前記ベルヘッド内を前記エア及び前記シンナーで洗浄するための洗浄機構であって、
   前記ハウジングは後端面に、前記エアのみを前記空洞内に供給するエア供給口と、前記エア及び前記シンナーを前記空洞内に交互に供給するエア・シンナー供給口とが前記空洞の円中心からオフセットされた位置に配置され、前記空洞の前記フィードチューブの固定側には前記空間に向かって先細りするような円錐状に形成されている漏斗部が設けられ、
   前記外筒は、先端開口部に、内周面から先端に向かって外周方向に斜めに切り欠かれた傾斜溝が放射状に少なくとも１つ設けられ、前記先端は前記傾斜溝に沿って吐出される前記エア及び前記シンナーが前記回転体の内周面を沿って前記ベルヘッドの内周面に導かれる位置に配置されていることを特徴とする塗装機の洗浄機構。
2. 前記フィードチューブの前記内筒及び前記外筒間に形成される前記空間は、前記エア供給口から前記空洞を介して供給された前記エアと、前記エア・シンナー供給口から前記空洞を介して交互に供給された前記エア及び前記シンナーとの流速を上昇させるような間隙で形成されていることを特徴とする請求項１記載の塗装機の洗浄機構。
3. 前記フィードチューブの軸心は、前記空洞の前記漏斗部を形成する前記円錐の頂点を中心にして前記エア供給口及び前記エア・シンナー供給口のオフセット位置とは相反する位置に前記フィードチューブの直径分だけオフセットされて配置されていることを特徴とする請求項１記載の塗装機の洗浄機構。

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