JPH0729075B2 - 吹付室の気流測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、塗装ブースの吹付室内の斜流を検知して給、
排気室を制御し、垂直流の許容値確保に使用する気流測
定装置に関する。

（従来の技術） 自動車の車体に吹付塗装を施すときには、トンネル形の
吹付室からなる塗装ブースの中にコンベアを敷設し、こ
のコンベアで移動する車体に吹付室内で塗装ロボット等
によって塗料を吹付ける様にしている。そのため上記の
様な連続塗装において、塗料ミストや溶剤等が他の車体
に吹きかかり、塗装不良が生じない様に吹付室内に垂直
気流を発生させている。これにより、不要な塗料ミス
ト，溶剤等が垂直流に乗って吹付室から外部に排気され
る。

吹付室内に垂直気流を発生させるには、吹付室の上部に
給気室または排気室を、また下部に排気室または給気室
をそれぞれ備えた構造のものが一般に広く知られている
（実願昭58-110804号，特願昭58-138594号，特願昭58-1
38595号，特願昭60-293216号，特願昭60-293217号，特
願昭60-293218号，特願昭60-293219号各公報参照）。

上記吹付室で、良好な塗装品質の製品を得るには、吹付
室内を一定の雰囲気に維持して安定した垂直流を常時供
給しなければならない。そのためには、給気室及び排気
室の給排気量のバランスを常に一定に保つ必要がある
が、この給排気量のバランスは塗装作業に起因する排気
室のフィルターの塗料の目詰まりに伴って微妙に崩れ、
その状態は刻々と変化してゆく。また、排気室のフィル
ター変換及び清掃が給気室及び排気室の給排気量のバラ
ンスを崩すことは勿論のことである。これにより、吹付
室内に水平流が発生して垂直流と共に合成されて斜流に
なり、エアガン等から吹出された塗料、溶剤他の被塗装
物に飛散付着（色かぶり）するので製品の塗料不良発生
を招く。従って、吹付室の垂直流調整、即ち給気室の給
気量及び排気室の排気量の両バランス制御は良好な塗装
製品を得るための重要な要素のひとつである。

従来、吹付室の垂直流の調整は、先ず塗装ブースの出入
口上方に軽量な糸または帯等を取付け、この糸または帯
等の状態の変化によって斜流の方向を定め、ついで、超
音波風速計（特願昭57-175558号公報参照）、熱線式風
速計等によって平均風速を測定（特願昭54-42251号，特
願昭56-46316号各公報参照）した後、この測定データに
基づいて給排気室の給排気量を調整する様にしていた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、塗装作業の実施に伴って、給排気系統、
特に排気室のフィルターが排気された塗料によって目詰
まりを起こすため、エア流量が刻々と微妙に変化する。
そのため、給排気室の給排気量のバランスをエア流量の
変化に追従させて一定に保ち、常時吹付室に安定した垂
直流を供給することは困難である。そのため、斜流は頻
繁に発生し、またこの斜流の風向及び風速は極めて不安
定である。

これにより、斜流の調査、調整には多くの工数を要して
おり、良好な塗装品質を水準以上に保つには、多大な労
力と時間とを要するので、作業能率、生産性が悪いとい
う問題が生しでいた（２〜３人で１日〜５日要してい
た）。

また、斜流の発生パターンは無限にあり、斜流発生現象
の再現性はない。そのため、斜流の調整及び調査データ
の信頼度は極めて低い。そのため、塗装不良の原因のひ
とつである斜流の発生を系統だてて把握できないので塗
装ブースの各吹付室同志の距離を離す等で色かぶりを防
ぐ等をしており、作業能率及び生産性低下を招く他に、
経済的問題点を有していた。

そのため、本発明は斜流の発生状態を追従して給排気室
の給排気量を制御する気流測定装置を提供するものであ
る。

（問題点を解決するための手段） 吹付室内の垂直方向及び水平方向の風速を測定するため
のセンサを設けた検知部と、該検知部の検知信号に基づ
いて前記吹付室内の斜流を検知すると共に、該斜流を検
知信号と予め設定された設定値とにより演算して、前記
給気室の給気量と前記排気室の排気量との割合を表示す
る様にした処理部とを有することを特徴とするものであ
る。

（作用） 本発明は上記の様に構成したので、先ず検知部のセンサ
が吹付室内に発生した斜流を水平流と垂直流とに分解し
て検知後、処理部は予め設定された給気室の給気量と排
気室の排気量との割合を表わす数値と、検知部の検知信
号によって算出された同割合を表わす数値とを比較演算
して、その演算結果と吹付室内の測定箇所における上記
給排気量の割合を表わす数値とを表示する。

これにより、作業員は処理部の表示内容に基づいて吹付
室内の斜流発生が許容範囲であるか否かを知り、許容範
囲から外れているときには、処理部の表示内容を見なが
ら給気室及び排気室の制御装置を操作し、水平流の発生
を抑制する。従って、斜流の発生抑制が容易かつ確実に
できる。

（実施例） 以下に本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図において、１は塗装ブースの吹付室内に設けられ
た気流測定装置であり、この気流測定装置１は主に検知
部２と処理部３とで構成されている。検知部２は吹付室
（図示省略）内の斜流を検知するためのもので、一方処
理部３は検知部２の検知信号に基づいて、吹付室内の斜
流を垂直流と水平流とに分解して両者の相関関係を表示
するものである。

検知部２はセンサ５、風速計７及びデータ記憶ユニット
８で構成されている。この検知部２は図示を省略した塗
装ブースに敷設されたコンベア９とドッグ10とによって
移動可能に設けられた台車４に載置されている。センサ
５は特に気流に影響を与えない様に基端11が台車４に固
設された支持台６先端12に固設され、高所に位置する。
これにより、センサ５は台車４によって塗装ブース内を
移動する。センサ５は吹付室内の斜流を検知するための
もので、このセンサ５は例えば超音波２次風速計からな
る指向性を有するものである。このセンサ５は対向して
配置された一対のヘッドを有し、これら一対のヘッドの
うち、一方は発信側、他方は受信側として機能する。こ
れら一対のヘッドを垂直方向と水平方向とにそれぞれ配
することにより、各組のヘッドは一対のヘッド間の風速
を検知する。これにより、吹付室内の斜流はセンサ５に
より、吹付室内の水平流及び垂直流の合成流として検知
される。

支持台６はセンサ５をボデー台車４から突出させて支持
するもので、支持台６の基端部11はボデー台車４に固定
され、先端部12は二組のセンサ5,5をそれぞれ垂直流及
び水平流の風速を検知できる様に固定してある。

風速計７はセンサ５のデータを一定時間サンプリングし
てその平均値を算出するものであり、センサ５と風速計
７との間には図示を省略した信号線が接続されている。
この風速計７のサンプリング時間は、外部よりキーボー
ド等からなる、図示を省略した入力装置によって任意に
設定することができる。

データ記憶ユニット８は風速計７のデータを記憶するも
ので、両者は信号線（図示省略）で接続されている。

なお、検知部２の電源は図示を省略したバッテリーによ
って起動するものである。

処理部３は周知のマイクロコンピュータであり、データ
読取部13、演算判断部14及び表示部15で構成されてい
る。

データ読取部13はデータ記憶ユニット８の記憶内容を演
算判断部14に読込むためのものである。なお、データ記
憶ユニット８とデータ読取部13とは図中破線で示した信
号線によって互いに交信可能に接続されている。

演算判断部14は図示を省略した入力装置を備え、データ
記憶ユニット８の記憶内容を、第２図に示すフローチャ
ートに基づいて、演算処理して給気室の給気量と排気室
の排気量との割合を分析するものである。

表示部15は例えばCRTディスプレイ、プリンタ等からな
るもので、演算判断部14の演算処理内容を表示する。

上記構成の本気流測定装置１の作用を、第２図のフロー
チャートを参考にして、以下に説明する。

先ず、風速計７にサンプリング時間を入力した後、ボデ
ーコンベア９を起動させると、ボデー台車４は指定され
た測定区間を移動する。これにより、（イ）で検知部２
が吹付室内の斜流検知を開始する。

即ち、風速センサ５が吹付室内の垂直流及び水平流を検
知して風速計７に垂直流風速Hiと水平流風速Viとを伝送
する。これにより、風速計７はサンプリング時間毎の各
風速の平均値▲▼，▲▼をボデーコンベア９に
よって測定区間内を移動しながら算出する。

次に（ロ）で、データ記憶ユニット８は風速計７が算出
した垂直流及び水平流の各風速平均値▲▼，▲
▼を測定個所毎に読込む。また、水平流風速平均値▲
▼は方向性を持たせており、各ゾーンの中心前半方向
から後半方向にかけて（−）としてある。

そして（ハ）で、データ読取部13がデータ記憶ユニット
８の記憶内容を演算判断部14に読込んだ後、測定区間を
入力装置によって演算判断部14に入力、指定する。この
測定区間Ａ乃至Ｂの指定は、吹付室内の斜流をより綿密
に把握するためのもので、測定区間（以下“ゾーン”と
いう）Ａ乃至Ｂの範囲を指定後、ゾーンを複数に分割す
るために、分割されたゾーンの中心から長さ（以下“中
心長”という）を指定することによって行なわれる。本
実施例では、第３図に示す様にゾーンを前半と後半とに
分けた例について説明する（（ヌ）乃至（ヲ）後述）。

ついで（ニ）で、前半及び後半の各ゾーンにおける測定
箇所数を演算判断部14に読込むと、演算判断部14は各ゾ
ーンの範囲を等分割後、（ホ）で演算判断部14は各測定
箇所毎に水平流風速平均▲▼と垂直流風速平均値▲
▼とを読込む。次に演算判断部14は表示部15に両風
速平均値▲▼，▲▼とその合成流とをベクトル
表示する。第３図（ａ），（ｂ）はそのベクトル表示の
例を示したもので、16は水平流、17は垂直流、18は合成
流即ち斜流を表わしている。なお、第３図（ａ）は調整
前、第３図（ｂ）は調整後を示している。

第３図（ａ），（ｂ）の水平流16は、中心軸ｌより上側
に吹付室入口方向を、また中心軸ｌより下側に吹付室の
出口方向を示し、水平流風速は長さで表わされている。

同様に、垂直流18の欄は中心軸ｍより上側に吹付室上方
向を、下側に下方方向を示し、風速は長さで表わされて
いる。

また、合成流18の欄は斜流の方向と風速を表わすもので
あり、中心軸Ｏの右側に前半ゾーンを、左側に後半ゾー
ンを示す。これらの合成流18各々が中心軸Ｏの傾きに近
い程、水平流16の成分が少なく、中心軸ｎの傾きに近い
ほど水平流16の成分が多いことを示している。

次に（ヘ）で、演算判断部14は、（ニ）及び（ホ）の情
報に基づいて、各測定箇所毎に横流れ係数Ｃを算出す
る。この横流れ係数Ｃは値が小さい程、垂直流に近いこ
とを表わすもので、次の式で表わされる。

ｎは測定箇所を表わす。

第４図（ａ）乃至（ｆ）は斜流のベクトル表示と横流れ
係数との関係を示すものである。

次に（ト）で、演算判断部14は（ヘ）で算出した横流れ
係数Ｃを表示部15に表示した後、（チ）で予め演算判断
部14に記憶された横流れ調整設定値Ｄと比較する。

そこで、横流れ係数Ｃと横流れ調整設定値ＤとがＣ＞Ｄ
のときには（リ）で、演算判断部14は表示部15に斜流調
整要の表示をし、Ｃ＞Ｄでないときには、斜流調整不要
であり、表示はしない。そして、両場合共に（ヌ）に戻
る。

（ヌ）乃至（ヲ）は気流測定装置１の機能を選択するた
めのもので、（ヌ）において、吹付室の横流れ係数Ｃを
算出するか否かを、（ル）において、給気室の給気量と
排気室の排気量との割合を調整（以下“横流れ調整”と
いう）するための演算を実行するか否かをまた（ヲ）に
おいて、作業を停止させるか否かを選択する。この
（ヌ）乃至（ヲ）の選択は、表示部15に表示されるメニ
ュー（図示省略）で行なわれる。

上記メニューで横流れ調整の命令選択を実行すると、
（ワ）で演算判断部14は各ゾーンの中心から後半側の水
平流風速平均値▲▼の負号を反転させる。これは、
各ゾーンの中心を基点に定めたときに、前記の水平流風
速平均値▲▼の各ゾーン後半の方向性を補正するも
のである。

ついで（カ）で、演算判断部は各ゾーンの各測定箇所毎
に水平流及び垂直流風速平均値▲▼，▲▼の積
を累計してゾーン流出入係数EIと定めた後（第５図
（ａ），（ｂ）参照）、（ヨ）で各ゾーン流出入係数EI
を絶対値比較し、最大のものを最大ゾーン流出入係数Em
axと定める。なお、第５図（ａ），（ｂ）は第３図
（ａ）の場合を示すものである。

そして（タ）で、演算判断部14は最大ゾーン流出入係数
Emaxのゾーン流出入係数における正負号を読込み、その
正負号に基づいて最大ゾーン流出入係数Emaxが含まれて
いるゾーン（以下“Emaxゾーン”という）の給気量及び
排気量のバランス状況を表示部15に表示する。即ち、正
負号が（＋）のときには（給気量−排気量）＞０であ
り、正負号が（−）のときには（給気量−排気量）＜０
を表示する。

しかる後、（Ｌ）で演算判断部14はEmaxゾーンの中で、
水平流風速平均値▲▼の絶対値比較を行ない、修正
幅が最大になるものを最大水平流｜▲▼|maxと定め
る。

つぎに（ソ）で、演算判断部14は最大水平流｜▲▼
|maxの位置を検出後、（ツ）で例えば次の様な斜流（調
整）コメントを表示部15に表示する。「検知部２をゾー
ン搬入口からＰメートルの地点にセットし、水平流が規
定内になる様に給気量及び排気量を調整する。」その
後、演算判断部14は表示部15に水平流風速平均値▲
▼を表示させる。これにより、表示部15に表示された水
平流風速平均値▲▼を見ながら給気室の給気量と排
気室の排気量とのバランスを各制御装置を操作して調整
する（第６図（ａ），（ｂ）、第３図（ｂ）参照）。

次に（ヌ）に戻り、（ヲ）でENDを選択して作業を終了
する。

（発明の効果） 本発明は上記の様に構成したものであるから、処理部の
表示内容に基づいて、給気室及び排気室の制御装置を操
作し、水平流及び垂直流の相関関係を規定内に容易、か
つ確実に定めることができる。

これにより、誰もが容易に斜流の発生を防止または規定
値内に定められるので、不良塗装製品の発生が皆無にな
り、また斜流の調整が短時間で適時できることから、作
業性及び生産性が向上すると共に、塗装製品の品質と信
頼度とが向上した（なお、本実施例の場合には１人で１
時間以下の調整時間で斜流の調整ができる）。

また、斜流の調整が確実なので、他の吹付室に色かぶり
することが皆無になったので、各吹付室間隔を狭くでき
る。そのため、塗装ブースを縮小できるという経済的効
果を有する。

更に、給排気量が条件に応じて適切に設定されることか
ら給排気量が過剰になることが防止される。これによ
り、動力及び温調エネルギーの低減ができる等優れた効
果を備えている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す気流測定装置の構成を
示す一部ブロック図を含む側面図、 第２図は第１図の演算判断部が有するプログラムを示す
流れ図、 第３図（ａ）は本発明の装置により測定された斜流と斜
流の要素とを示した斜流調整前の図、 第３図（ｂ）は第３図（ａ）に表わされた斜流を本発明
の装置によって調整した後を示す図、 第４図は各塗装ブースにおける斜流のベクトル表示と横
流れ係数との対比を示す図、 第５図（ａ）は本発明装置により算出したゾーン流出入
係数と測定位置との関係を示した図、 第５図（ｂ）は第５図（ａ）のゾーン流出入係数を測定
ゾーン毎に積算したゾーン流出入係数積算値を示す図、 第６図（ａ）は第５図（ａ）に示されたゾーン流出入係
数を斜流調整した後の状態を示す図、 第６図（ｂ）は第６図（ａ）のゾーン流出入係数を測定
ゾーン毎に積算したゾーン流出入係数積算値を示す図で
ある。 １……塗装ブース内気流測定装置 ２……検知部、３……処理部 ５……センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上方に給気室または排気室を設けると共
   に、下方に排気室または給気室を設けて垂直流を発生さ
   せる様にした塗装ブースの吹付室において、 前記吹付室内の垂直方向及び水平方向の風速を測定する
   ためのセンサを設けた検知部と、該検知部の検知信号に
   基づいて前記吹付室内の斜流を検知すると共に、該斜流
   を検知信号と予め設定された設定値とにより演算して、
   前記給気室の給気量と前記排気室の排気量との割合を表
   示する様にした処理部とを有することを特徴とする吹付
   室の気流測定装置。