JP4584728B2 - 塗装機洗浄用ホッパ - Google Patents

Description

本発明は、回転霧化式塗装機にシンナーを供給して洗浄する際にホッパハウジングの上面に形成された開口部から回転霧化頭を入れてその内側で残存塗料やシンナーを噴霧させる塗装機洗浄用ホッパに関する。

回転霧化式静電塗装機は、塗料を均一に微粒化することができ、均一で高品質の塗装をすることができることから、厳しい塗装品質が要求される自動車塗装においても多く使用されている。
このような自動車の塗装ラインでは、塗装色に関係なくワークとなる自動車ボディが順次搬送されてくるので、夫々のワークごとに指示された塗装色で塗装できるように、一台の塗装機で多数色の塗料を色替塗装できるようになっている。

ところで、前色塗料から次色塗料に色替塗装する場合には、塗装機内に残存する前色塗料を洗浄しなければ、次色塗料で塗装したときに色混じりを起し塗装不良を生ずるため、そのたびごとに色替洗浄をするようにしている。
色替洗浄を行うと、塗装機にシンナーとエアが交互に供給され、塗装機内に残存する塗料及び回転霧化頭に付着している前色塗料が残らず除去されるので、色混じりを起こすことがない。

この場合に、回転霧化頭から残存塗料やシンナーが噴霧され、塗料ミストとして飛散してワークに付着するのを防止するために、塗装機洗浄用ホッパを設置し、この内部で塗装機を洗浄するようにしている。
図７はこのような従来の洗浄用ホッパ３１を示し、ホッパハウジング３２の上面に塗装機Ｔの回転霧化頭Ｂを入れる開口部３３が形成され、塗装機Ｔにシンナーを供給して洗浄する際にホッパハウジング３２内で残存塗料やシンナーを噴霧させるようにしている。
特開２０００−１８９８４９

ここで、回転霧化式塗装機で微粒化された残存塗料の粒子は非常に細かく極めて軽いため、周囲の気流の影響を受けやすい。
とくに、回転霧化頭Ｂを高速回転させると、その周囲の気流が乱れて、塗装機Ｔと開口部３３の隙間Ｇから塗料が舞い上がることがよく知られている。
このため従来は、洗浄時は、噴霧された塗料粒子の舞い上がりを防止するために塗装機ＴからシェーピングエアＳＡを噴射させるようにしている。

しかしながら、シェーピングエアＳＡを使用すれば、それだけエネルギーのロスになるだけでなく、場合によってはシェーピングエアＳＡが別の気流を発生させ、その影響を受けて塗料粒子が舞い上がってしまうこともある。

そこで、本発明者らは、シェーピングエアを用いなかった場合の塗装機周辺に形成される空気の流れを解析した。
図８はその空気の流れのモデルであって、回転霧化頭Ｂの回転により回転霧化頭Ｂの周囲の空気が回転して回転流Ｑ_３１となり、その遠心力により回転霧化頭Ｂの下に負圧部３４が形成され、この負圧部３４に向って下方から上方に向かう一次上昇気流Ｑ_３２が形成されると、その周囲の空気が一次気流Ｑ_３２の影響を受けて二次上昇気流Ｑ_３３を形成し、これが回転流Ｑ_３１の影響を受けて塗装機Ｔに沿って回転しながら上方へ向かう渦流Ｑ_３４となり、この渦流Ｑ_３４が塗料粒子を舞い上げていることが判明した。
したがって、渦流Ｑ_３４を消失させることができれば、塗装機Ｔと開口部３３の隙間Ｇを通りホッパハウジング３２の内部から外部に流出する空気がなくなるので、塗料粒子の舞い上がりもなくなる筈である。

そこで本発明は、このような発明者の知見に基づき、洗浄用ホッパ内で塗装機にシンナーを供給すると共に回転霧化頭を高速回転させて塗装機を洗浄する際に、シェーピングエアを用いなくても、塗装機と開口部の隙間から塗料が舞い上がることなく洗浄することができるようにすることを技術的課題としている。

この課題を解決するために本発明は、回転霧化式塗装機にシンナーを供給して洗浄する際にホッパハウジングの上面に形成された開口部から回転霧化頭を入れてその内側で残存塗料やシンナーを噴霧させる塗装機洗浄用ホッパにおいて、回転霧化頭の回転によりハウジング内から塗装機と開口部の隙間を通ってハウジング外に向って上昇する流れを遮る気流調整部材が、塗装機と開口部の隙間に対応して回転霧化頭の下方に位置するように配され、該調整部材には回転霧化頭直下に生ずる負圧部に空気を供給する通気孔が形成されたことを特徴としている。

本発明の塗装機洗浄用ホッパによれば、ホッパハウジングの開口部から塗装機の回転霧化頭を入れて高速回転させると、回転霧化頭の周囲の空気が回転して、その遠心力により回転霧化頭の下に負圧部が形成され、この負圧部に向って気流調整部材の通気孔を通って下方から上方に向かう上昇気流が形成される。
ここで、その周囲の空気が上昇気流の影響を受けて上昇する流れが気流調整部材により遮られてしまうため、塗装機のボディに沿って回転しながら上方へ向かう渦流が形成されることがない。

すなわち、回転霧化頭の回転により、回転霧化頭の周囲の空気がホッパハウジングと気流調整部材の空間で回転し、これが遠心力で外方に拡がりながら中心部が負圧となり、その負圧部に空気が連続供給されるので、この供給された空気がホッパハウジングと気流調整部材の空間で回転して、遠心力で外方に拡がっていくという流れが形成される。
このとき、気流調整部材は、塗装機と開口部の隙間を塞ぐように配されているので、塗装機に沿って上方へ向かう流れが遮られ、塗装機のボディに沿って回転しながら上方へ向かう渦流が形成されず、ホッパハウジングと気流調整部材の間の空気は外方に広がるように回転するので、塗装機と開口部の隙間を通りホッパハウジング外から空気が僅かに流れ込み、塗料粒子が隙間から舞い上がって外部に飛散することがない。
このように、ホッパ内に気流調整部材を設ける極めて簡単な構成で、シェーピングエアを噴き出させなくても、塗料粒子の舞い上がりを確実に防止することができるという大変優れた効果を奏する。

本例では、シェーピングエアを噴き出させなくても塗料粒子の舞い上がりを確実に防止するという課題を、ホッパ内に気流調整部材を設けるだけの極めて簡単な構成で達成することができた。

図１は本発明に係る塗装機洗浄用ホッパを示す説明図、図２はその空気の流れを示す説明図、図３は他の実施形態を示す説明図、図４はその空気の流れを示す説明図、図５はさらに他の実施形態を示す分解組立図、図６はその側面図である。

図１に示す塗装機洗浄用ホッパ１は、回転霧化式塗装機Ｔにシンナーを供給して洗浄する際に用いるもので、ホッパハウジング２の上面に形成された開口部３から回転霧化頭Ｂを入れてその内側で残存塗料やシンナーを噴霧させるようになっている。

ホッパハウジング２内には、回転霧化頭Ｂをホッパ１に入れたときに形成される塗装機Ｔと開口部３の隙間Ｇに対応して気流調整板（気流調整部材）４が回転霧化頭Ｂの下に位置するように配されており、その調整板４は中心に通気孔５が設けられて円環状に形成され、この通気孔５を通って、回転霧化頭Ｂの回転によりその真下に生ずる負圧部６に、その下方から空気が供給されることとなる。
本例では、塗装機Ｔと開口部３の隙間Ｇが気流調整板４により塞がれるように、調整板４はその外径が開口部３の内径より大きく、通気孔５の内径が回転霧化頭Ｂの外径よりも小さく形成されている。
なお、隙間Ｇに対応して設けられる気流調整板４は、必ずしも隙間Ｇを塞ぐように形成される場合に限らず、隙間Ｇを完全に塞がなくても結果として隙間Ｇを通って外部に流出される気流が形成されなければその形状・形体は問わない。

図２は、気流調整板４を設けた場合の空気の流れを示す説明図である。
回転霧化頭Ｂをホッパ１に入れて高速回転させると、回転霧化頭Ｂの周囲の空気が回転する回転流Ｑ_１が形成され、その遠心力により回転霧化頭Ｂの真下に負圧部６が形成されるので、気流調整板４の通気孔５を通って負圧部６に向う一次上昇気流Ｑ_２が形成され、この一次上昇気流Ｑ_２により負圧部６に空気が連続供給されるので回転流Ｑ_１が消失することはない。

次いで、その周囲の空気が一次上昇気流Ｑ_２の影響を受けて二次上昇気流Ｑ_３となる。
このとき、気流調整板４を設けていない場合は、図６に示すように、二次上昇気流Ｑ_３３が回転流Ｑ_３１の影響を受けて回転しながら塗装機Ｔに沿って上昇する渦流Ｑ_３４となるが、気流調整板４を設けた場合は、図２に示すように、二次上昇気流Ｑ_３が回転流Ｑ_１の影響を受けて渦流となる前に気流調整板４に邪魔されてホッパハウジング２内で遮られてしまうので、回転しながら塗装機Ｔに沿って上昇する渦流が形成されることがない。

このように、塗装機Ｔと開口部３の隙間Ｇを通って流出しようとする渦流がなく、回転流Ｑ_１により、ホッパハウジング２と気流調整板４の間の空気が外方に広がりながら、その隙間Ｇの真下を通って流れて、隙間Ｇ部分ではホッパ１の内側が外側より負圧になるため、ホッパハウジング２外からその隙間Ｇを通って吸い込まれる流れＱ_４が形成される。
したがって、塗料粒子は回転流Ｑ_１に流されてホッパ１内に回収され、隙間Ｇから外部に舞い上がって飛散することもない。
以上述べたように、本例では、ホッパ１内に円環状の気流調整板４を設けるだけの極めて簡単な構成で、シェーピングエアを噴き出させなくても、洗浄時に塗料粒子の舞い上がりを確実に防止することができるという大変優れた効果を奏する。

図３は本発明の他の実施形態を示す説明図であって、図１との共通部分については同一符号を付して詳細説明を省略する。
本例の塗装機洗浄用ホッパ１１は、回転霧化頭Ｂの回転によりハウジング２内から塗装機Ｔと開口部３の隙間Ｇを通ってハウジング２外に向って上昇する流れを遮る気流調整部材１２が、その隙間Ｇを塞ぐ大きさのフランジ部１３を形成した空気流案内ダクト１４で成り、通気孔となるダクト１４内部を通って回転霧化頭Ｂ直下に生ずる負圧部６に空気が連続供給されるようになっている。
そして、フランジ部１３の外径は開口部３の内径より大きく、空気流案内ダクト１３の内径は、回転霧化頭Ｂの外径より小さく選定されている。

図４はこのような塗装機洗浄用ホッパ１１内の空気の流れを示す説明図である。
本例においても、回転霧化頭Ｂをホッパ１１に入れて高速回転させると、回転霧化頭Ｂの周囲の空気が回転する回転流Ｑ_１１が形成され、その遠心力により回転霧化頭Ｂの真下に負圧部６が形成されるので、気流調整板４の通気孔５を通って負圧部６に向う上昇気流Ｑ_１２が形成され、この上昇気流Ｑ_１２により負圧部６に空気が連続供給されるので回転流Ｑ_１１が消失することはない。

このとき、回転霧化頭Ｂに向って上方へ向かう上昇気流Ｑ_１２と、その周囲の空気が、ダクト１２を介して仕切られているので、塗装機Ｔに沿って上方へ向かう二次上昇気流が形成されない。
また、回転霧化頭Ｂの周囲に形成される回転流Ｑ_１１により、フランジ部１３の上面側がその下面側より負圧になるが、フランジ部１３により仕切られているので、下面側の空気が上方へ吸い上げられることがなく、やはり二次上昇気流は生じない。
したがって、回転しながら塗装機Ｔに沿って上昇し、開口部３から外部へ流出する渦流が形成されることがない。

このように、塗装機Ｔと開口部３の隙間Ｇを通って流出しようとする渦流がなく、回転流Ｑ_１１により、ホッパハウジング２とフランジ部１３の間の空気が外方に広がりながら、その隙間Ｇの真下を通って流れて、隙間Ｇ部分ではホッパ１１の内側が外側より負圧になり、ホッパハウジング２外からその隙間Ｇを通って吸い込まれる流れＱ_１３が形成されることとなる。
したがって、塗料粒子は回転流Ｑ_１１に流されてホッパ１１内に回収され、隙間Ｇから外部に舞い上がって飛散することもない。
以上述べたように、本例でも、フランジ部１３が形成されたダクト１４からなる気流調整部材１２をホッパ１１内に設けるだけの極めて簡単な構成で、シェーピングエアを噴き出させなくても、洗浄時に塗料粒子の舞い上がりを確実に防止することができるという大変優れた効果を奏する。

図５及び図６はさらに他の実施形態を示す図である。なお、図１〜４と共通する部分は同一符号を付して詳細説明は省略する。
本例の塗装機洗浄用ホッパ２１は、ホッパ２１内の汚れが付着する部分をディスポーザブルにして、洗浄の手間を省くようにしたものである。
すなわち、開口部３を形成した上面蓋２２がホッパハウジング２の周壁を形成するハウジング本体２４に着脱可能に装着されると共に、気流調整板（気流調整部材）２５が上面蓋２２に着脱可能に形成されて、これら上面蓋２２及び気流調整板２５が交換可能に構成されている。

ハウジング本体２４は上面が開口された直径３０〜４０ｃｍ程度の金属製円筒（例えばステンレス管）で形成されると共に、上端縁には、上面蓋２２を固定するためのピン２４ａが設けられている。
上面蓋２２は、厚さ５ｍｍのポリエチレン８倍発泡ボードで円環状に形成され、その周縁部に前記ピン２４を差し込む嵌合孔２２ａが形成されると共に、開口部３の周囲には気流調整板２５を固定する切込み２２ｂが形成されている。
気流調整板２５は、厚さ３ｍｍのポリエチレン８倍発泡ボードで略円環状に形成されると共に、上面蓋２２の切込み２２ｂに挿し込む固定する折曲ブラケット２５ａが放射状に形成されており、このブラケット２５ａを垂直に立てて前記切込み２２ｂに差し込むことにより該気流調整板２５を蓋２２に取り付けるようになっている。

これによれば、メンテナンスの際に上面蓋２２と気流調整板２５が汚れていれば、新しいものに交換すれば足り、清掃の手間を省くことができる。
また、外す際は、ピン２４ａが抜けるように気流調整板２５を持ち上げるだけで、上面蓋２２及び気流調整板２５が一体となってハウジング本体２４から外れるので、最も汚れている気流調整板２５に手を触れなくて済み、装着する際は、気流調整板２５の折曲ブラケット２５ａを立てて蓋２２の切込み２２ｂに差し込んだ後に、蓋２２の嵌合孔２２ａをピン２４ａに合せて嵌め込むだけでよいので、交換作業に工具などを一切必要とせず、作業時間を著しく短縮することができる。

なお、上述の説明では、空気流調整部材として、円環状の空気流調整板４、２５や、フランジ部１３を形成した空気流案内ダクト１４を使用した場合について説明したが、円環状や円管ダクトに限らず、塗装機Ｔに沿って上昇する流れを阻止する形状であればその形体は問わない。

本発明に係る塗装機洗浄用ホッパは、塗装ブースにコンベアで搬送されてくる自動車ボディなどのワークを塗装する回転霧化式塗装機をブース内で洗浄する際に、塗装機から噴霧される塗料やシンナー回収すると同時にその舞い上がりを防ぐ用途に用いることができる。

本発明に係る塗装機洗浄用ホッパを示す説明図。 その空気の流れを示す説明図。 他の実施形態を示す説明図。 その空気の流れを示す説明図。 さらに他の実施形態を示す分解組立図。 その側面図。 従来装置を示す説明図。 空気の流れを示す説明図。

符号の説明

１ 塗装機洗浄用ホッパ
２ ホッパハウジング
３ 開口部
Ｂ 回転霧化頭
Ｔ 塗装機
４ 気流調整板（気流調整部材）
５ 通気孔
６ 負圧部
Ｇ 隙間

Claims (5)

1. 回転霧化式塗装機にシンナーを供給して洗浄する際にホッパハウジングの上面に形成された開口部から回転霧化頭を入れてその内側で残存塗料やシンナーを噴霧させる塗装機洗浄用ホッパにおいて、
   回転霧化頭の回転によりハウジング内から塗装機と開口部の隙間を通ってハウジング外に向って上昇する流れを遮る気流調整部材が、塗装機と開口部の隙間に対応して回転霧化頭の下方に位置するように配され、該調整部材には回転霧化頭直下に生ずる負圧部に空気を供給する通気孔が形成されたことを特徴とする塗装機洗浄用ホッパ。
2. 前記気流調整部材が、塗装機と開口部の隙間を塞ぐ大きさの円環状の板材で形成されてなる請求項１記載の塗装機洗浄用ホッパ。
3. 前記気流調整部材が、上端に塗装機と開口部の隙間を塞ぐ大きさのフランジ部を形成した空気流案内ダクトで成り、前記通気孔となるダクト内部を通って負圧部に空気が供給されるようになされた請求項１記載の塗装機洗浄用ホッパ。
4. 前記開口部を形成した上面蓋が前記ホッパハウジングの周壁を形成するハウジング本体に着脱可能に装着されると共に、前記気流調整部材が上面蓋に着脱可能に形成されて、上面蓋及び気流調整部材が交換可能に構成されて成る請求項１記載の塗装機洗浄用ホッパ。
5. 前記上面蓋に形成された切込みに挿し込んで前記気流調整部材を固定する折曲ブラケットが、該気流調整部材の周縁部に形成されて成る請求項４記載の塗装機洗浄用ホッパ。
   

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