(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗装を施したワークを炉内へ導き、このワークへ炉壁に配置した熱風ダクトの吐出ノズルから熱風を吹き付けることで塗料の乾燥を促す塗装乾燥炉において、  前記吐出ノズルは、入口に第１流量絞り板を取付け、出口に第２流量絞り板を開閉可能に取付けるとともに、第２流量絞り板の開口率を第１流量絞り板の開口率より大きく設定し、前記第１・第２流量絞り板は、ワーク表面位置における流速が０．５〜０．８ｍ／ｓｅｃの範囲になるように絞り率若しくは開口率を設定したことを特徴とする塗装乾燥炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はワークに塗布した塗料を熱風により乾燥させる塗装乾燥炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
塗装を施したワークを炉内へ導き、このワークへ熱風を吹き付けることで塗料の乾燥を促す塗装乾燥炉には、例えば、▲１▼特開平１１−２９０７５１号公報「熱風式乾燥炉」や▲２▼特開平１１−３０４３５９号公報「帯状材用浮揚式乾燥炉」に示されたものがある。
【０００３】
上記▲１▼の乾燥炉は、同公報の図１によれば、送気ダクト４の上部に設けた低速送出口６と、下部に設けた高速送出口７と、吸気ダクト５に設けた吸込口８とを備え、低速送出口６からの低速の熱風で被乾燥物（自動車ボディ）Ｂの上部側を加熱し、高速送出口７からの高速の熱風で被乾燥物Ｂの下部側を加熱することで、上下の温度差を解消し、自動車ボディＢ全体を速やかに乾燥させることができるというものである。
【０００４】
上記▲２▼の乾燥炉は、同公報の図１によれば、帯状材Ｓの走行方向の上流側に配置した前段乾燥部１と、下流側に前段乾燥部１に隣接させて配置した後段乾燥部２とからなり、前段乾燥部１が帯状材Ｓの下面に熱風を吹き付ける多孔板ノズル１１を備え、後段乾燥部２が帯状材Ｓの上下面に熱風を吹き付ける多数の噴流ノズル３１を備えた構成であり、前段乾燥部１で上面に塗布した帯状材Ｓの下面に熱風を吹き付けることで、塗料をある程度固化させて塗布面を安定化させることができ、後段乾燥部２で乾燥速度を上げるようにしても乾燥むらおよび風紋を生じることなく高品質の塗布面に仕上げることができるというものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記▲１▼の乾燥炉では、塵埃は炉内に内在していたり、自動車ボディＢを搬送する搬送装置や送気ダクト４によって炉内に入り込み、炉内を浮遊する。塵埃対策として塵埃そのものを削減する、塵埃を浮遊させないようにするなど対策が考えられる。
【０００６】
塵埃そのものを削減する対策として、送気ダクト４については除塵フィルターにより簡単に対策可能であり、一般的には実施済みである。
炉内に内在していたり、自動車ボディＢを搬送する搬送装置に起因する塵埃については、定期的に清掃を実施するが、十分な対策となり難い。清掃回数を増やせば、対策としての効果は上がるが、生産コストの増加や製造ラインの流れの障害となる場合がある。また、自動清掃設備を導入することも考えられるが、製造ラインのレイアウト変更や設備投資が必要となる。
【０００７】
一方、堆積する塵埃を浮遊させないようにする対策として、単純に熱風の流速を下げれば、浮遊塵埃を削減できるが、自動車ボディＢの温度が十分に上昇せず乾燥作業そのものに支障を来す虞れがある。自動車ボディＢの温度を十分に上昇させるために、乾燥炉を延長し、熱風の流速を下げる方法も考えられるが、製造ラインを延長しなければならず、レイアウト変更や設備投資が必要となる。従って、発明者は、トータル風量を確保し、且つ乾燥炉での塵埃の付着を低減する乾燥炉を考えた。
【０００８】
上記▲２▼の乾燥炉では、前段乾燥部１および後段乾燥部２の熱風の吹き付けによって炉内の塵埃は舞上がり、舞上がった塵埃は帯状材Ｓに塗布した塗料に付着する場合がある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、新規の製造ラインや既存の製造ラインに有効で、特に既存の工場においては大幅な製造ラインの変更が必要なく、さらに追加投資も少額であり、塗布した塗料に付着する塵埃の数を減少させる塗装乾燥炉を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、塗装を施したワークを炉内へ導き、このワークへ炉壁に配置した熱風ダクトの吐出ノズルから熱風を吹き付けることで塗料の乾燥を促す塗装乾燥炉において、吐出ノズルは、入口に第１流量絞り板を取付け、出口に第２流量絞り板を開閉可能に取付けるとともに、第２流量絞り板の開口率を第１流量絞り板の開口率より大きく設定し、第１・第２流量絞り板は、ワーク表面位置における流速が０．５〜０．８ｍ／ｓｅｃの範囲になるように絞り率若しくは開口率を設定したことを特徴とする。
【００１１】
熱風ダクトに吐出ノズルの第１流量絞り板を取付ける。この第１流量絞り板の開口率により熱風ダクトから出る熱風の流量を規制し、熱風ダクトの末端の吐出ノズルまで熱風を送り込み、各吐出ノズルにほぼ均一な流量を供給する。従って、各吐出ノズル間での流量のばらつき及び流速のばらつきは小さくなる。
【００１２】
第１流量絞り板は開口率が小さいため、そこから高速で流出した熱風は、第１流量絞り板から離れる程低速になるものの、流れが不均一になる。そこで、開口率の大きな第２流量絞り板で整流することで流れの均一化を図る。なお、開口率が大きければ、圧力損失が小さく熱風の流速に与える影響は小さいため、第２流量絞り板が存在しても、必要十分な熱風を吐出させることができる。
【００１３】
吐出ノズルでは、第２流量絞り板を開閉可能に設けたので、第２流量絞り板を開けて角管本体内の塵埃を取除くことができ、炉内に吹込まれる塵埃の数を少なくすることができる。
【００１４】
請求項１では、第１・第２流量絞り板は、ワーク表面位置における流速が０．５〜０．８ｍ／ｓｅｃの範囲になるように絞り率若しくは開口率を設定したことを特徴とする。
【００１５】
流速が０．５ｍ／ｓｅｃ未満になると、ワーク表面位置における熱風の温度が下がり、ワークに塗布した塗料を所望の昇温速度で昇温することができず、予熱温度は低くなる。
流速が０．８ｍ／ｓｅｃを超えると、熱風の流速は速く、この高速の熱風によりワーク下方の塵埃は舞い上がりやすくなるとともに、吐出ノズルから吹出た塵埃はワークに到達しやすくなるので、塗装部に付着する可能性が高くなる。
つまり、温度管理の点から下限を０．５ｍ／ｓｅｃとし、塵埃の付着防止の点から上限を０．８ｍ／ｓｅｃとした。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る塗装乾燥炉を備えた塗装乾燥装置の斜視図であり、塗装乾燥装置１０は、ワークであるところの自動車ボディ１１を塗装乾燥装置の上流部１２から下流部１３へ搬送しつつ、自動車ボディ１１に塗布した塗料を乾燥させるもので、上流部１２側から順に配設した塗装乾燥炉１４と、第１乾燥手段１５と、第２乾燥手段１６と、第３乾燥手段１７とを備える。１８は自動車ボディ１１を載せて塗装乾燥装置１０の中央を搬送する台車、１９は台車１８が走行するレールを示す。
【００１７】
塗装乾燥炉１４は、乾燥工程の最初に行う予熱工程に用いるもので、第１炉壁２１の下部に配設した第１熱風ダクト２２と、上部に配設した第１排気ダクト２３と、第１炉壁２１に対向する第２炉壁２４の下部に配設した第２熱風ダクト２５と、上部に配設した第２排気ダクト２６と、これら第１・第２熱風ダクト２２，２５に熱風を供給するとともに、第１・第２排気ダクト２３，２６から排気した空気を循環させる空気調整装置２７と、を備える。
【００１８】
図２は図１の２部詳細図であり、塗装乾燥炉１４の透視図で、第１・第２熱風ダクト２２，２５ならびに第１・第２排気ダクト２３，２６を示す。
第１熱風ダクト２２は、レール１９に沿って下側板３１を設け、この下側板３１に所定ピッチＰで吐出ノズル３４・・・（・・・は複数を示す。以下同様。）を配設し、下部に供給ダクト３５，３５の一方３５ａ，３５ａを接続し、他方３５ｂ，３５ｂを空気調整装置２７（図１参照）に接続したものである。
第２熱風ダクト２５は、第１熱風ダクト２２と同様であり、説明を省略する。
【００１９】
第１排気ダクト２３は、上側板３６に排気口３７・・・を形成し、第１炉壁２１の上部に循環ダクト３８，３８の一方３８ａ，３８ａを接続し、他方３８ｂ，３８ｂを空気調整装置２７（図１参照）に接続したものである。
第２排気ダクト２６は、第１排気ダクト２３と同様であり、説明を省略する。
【００２０】
図３は図１の３−３線断面図であり、第１・第２熱風ダクト２２，２５ならびに第１・第２排気ダクト２３，２６を介して熱風を空気調整装置２７で循環させ、自動車ボディ１１の塗料を予備乾燥させる塗装乾燥炉１４を示す。３９，３９はワーク表面位置であるところの自動車ボディ表面位置を示す。
【００２１】
空気調整装置２７は、外気中の塵埃を除去する第１吸込フィルタ４１と、この第１吸込フィルタ４１で除去した空気に熱を伝える熱交換器４２と、この熱交換器４２へ加熱した媒体を供給する熱源４３と、循環ダクト３８の他方を接続する継手部４４と、空気中の塵埃の最終除去を行う第２吸込フィルタ４５と、第１・第２・第３送風機４６，４７，４８と、を備える。
【００２２】
第１吸込フィルタ４１は、所定寸法δｆ以上大きい塵埃を取除く。
第２吸込フィルタ４５は、第１吸込フィルタ４１を通過した塵埃ならびに循環ダクト３８で導かれた空気中の塵埃を取除くもので、所定寸法δｓ（δｓ＜δｆ）以上大きい塵埃を取除く。その結果、熱風内に含まれる塵埃を微小、且つ微量にすることができるとともに、塗装乾燥炉１４内の清浄度を高めることができる。
【００２３】
第３送風機４８は、自身の出口近傍で流速Ｖｂ（例えば、１０ｍ／ｓｅｃ前後）を発生し、第１・第２熱風ダクト２２，２５内に熱風を流速Ｖｄ（例えば、流速１０ｍ／ｓｅｃ前後）で送風する。
【００２４】
図３に示すように、空気調整装置２７によって発生した熱風は、供給ダクト３５で矢印▲１▼の如く第１・第２熱風ダクト２２，２５に導かれ、吐出ノズル３４・・・から矢印▲２▼，▲２▼の如く吹出す。そして、自動車ボディ１１上の塗料を所定の状態に予備乾燥させた後、排気口３７・・・から矢印▲３▼，▲３▼の如く吸込まれ、循環ダクト３８を介して空気調整装置２７に戻る。
【００２５】
図４は吐出ノズルの斜視図であり、吐出ノズル３４は、既に説明したように第１・第２熱風ダクト２２，２５（図３参照）に取付けたもので、吐出ノズル３４を取付けるために第１熱風ダクト２２の下側板３１には、開口部４９を寸法Ｈ，Ｈで形成した。
【００２６】
吐出ノズル３４はまた、角管本体５１の入口に第１流量絞り板５２を取付け、出口に第２流量絞り板５３をヒンジ５４，５４を介して開閉可能に取付けたもので、言い換えると、熱風の流れ（矢印▲２▼の方向）に沿って第１流量絞り板５２及び第２流量絞り板５３をこの順に設け、第２流量絞り板５３の開口率Ｋｓを第１流量絞り板５２の開口率Ｋｆより大きく設定したものである。
【００２７】
第１・第２流量絞り板５２，５３はまた、自動車ボディ表面位置３９，３９（図３参照）における流速Ｖｗが０．５〜０．８ｍ／ｓｅｃの範囲になるようにそれぞれの開口率をＫｆ，Ｋｓに設定したものである。
【００２８】
次に、第１・第２流量絞り板５２，５３をより詳細に説明する。
第１流量絞り板５２は、多孔板であり、板５５に径ｄの孔５６・・・を所定ピッチでｎｆ個形成するとともに、孔５６・・・の開口率をＫｆに設定したものである。開口率Ｋｆは、Ｋｆ＝〔（π×ｄ2×ｎｆ／４）／２×Ｈ〕×１００で、例えば、７％〜１２％に設定した。第１流量絞り板５２を通過する際の熱風の流速Ｖｆは、例えば、１０ｍ／ｓｅｃ〜１２ｍ／ｓｅｃである。
【００２９】
第２流量絞り板５３は、多孔板であり、板５７に径Ｄの孔５８・・・を所定ピッチでｎｓ個形成するとともに、孔５８・・・の開口率をＫｓに設定したものである。開口率Ｋｓは、Ｋｓ＝〔（π×Ｄ2×ｎｓ／４）／２×Ｈ〕×１００で、例えば、４０％〜６０％に設定した。第２流量絞り板５３を通過する際の熱風の流速Ｖｓは、例えば、１．５ｍ／ｓｅｃ〜２．５ｍ／ｓｅｃである。
【００３０】
ここで、第１流量絞り板５２を通過する流量をＱｆとし、第２流量絞り板５３を通過する流量をＱｓとしたとき、流量Ｑｓは、流量Ｑｆとほぼ同じで、例えば、１４〜１６ｍ3／ｍｉｎである。
【００３１】
以上に述べた塗装乾燥炉の作用を次に説明する。
図３に示すように、第１熱風ダクト２２に吐出ノズル３４の第１流量絞り板５２を配設し、開口率をＫｆに設定したので、第１流量絞り板５２を通過する熱風の流量は減少し、第１熱風ダクト２２内に所望の量の熱風を確報することができる。その結果、それぞれの吐出ノズル３４・・・（図２参照）間での吹出す熱風の風量（流量）のばらつき及び流速のばらつきは小さくなり、自動車ボディ１１に塗布した塗料を所望の昇温速度で昇温し、予熱することができる。
【００３２】
図４に示すように、第１流量絞り板５２の開口率Ｋｆより開口率が大きい開口率Ｋｓの第２流量絞り板５３を第１流量絞り板５２より下流に設けたので、第１流量絞り板５２の開口率Ｋｆによって生じる流量Ｑｆは、第２流量絞り板５３では殆ど減少せず、第２流量絞り板５３でも流量Ｑｆにほぼ等しい流量Ｑｓを確保することができる。その結果、第２流量絞り板５３を設けても、予熱に必要な所定の流量Ｑｆを確保することができ、自動車ボディ１１に塗布した塗料を所望の昇温速度で昇温し、予熱することができる。
【００３３】
また、第１流量絞り板５２を設けると、第１流量絞り板５２の孔５６・・・を通過する際の熱風の流速は、例えば、１０ｍ／ｓｅｃ〜１２ｍ／ｓｅｃで、高速になるとともに、自動車ボディ１１位置における流れが不均一になるが、第１流量絞り板５２の開口率Ｋｆより大きい開口率Ｋｓの第２流量絞り板５３を設けることで、瞬間的に第２流量絞り板５３の孔５８・・・の位置で流速は速くなるものの、孔５８・・・から離れた位置では整流を得ることができる。整流は、孔５８通過後の流れの中心部の流速と外周部の流速との間で流速のばらつきが小さい状態で、例えば、１．５ｍ／ｓｅｃ〜２．５ｍ／ｓｅｃにすることができる。その結果、図３の矢印▲２▼，▲２▼の如く熱風を吹出しても下方に堆積した塵埃は舞い上がり難く、塗布した塗料に付着する塵埃の数を減少させることができる。
【００３４】
図４の第１流量絞り板５２は、板５５に円形の孔５６・・・をｎｆ個形成した多孔板であり、第２流量絞り板５３は、板５７に円形の孔５８・・・をｎｓ個形成した多孔板であり、第１・第２流量絞り板５２，５３をこのような多孔板とすることで通常（市販）の多孔板を使用することができ、流量絞り板の製造に手間がかからない。従って、塗装乾燥炉１４の設備費を抑えることができる。
【００３５】
第１・第２流量絞り板５２，５３は、ワーク表面位置であるところの自動車ボディ表面位置３９，３９における流速Ｖｗが０．５〜０．８ｍ／ｓｅｃの範囲になるように開口率をＫｆ，Ｋｓに設定した。
流速Ｖｗが０．５ｍ／ｓｅｃ未満になると、自動車ボディ表面位置３９，３９における熱風の温度が下がり、自動車ボディ１１に塗布した塗料を所望の昇温速度で昇温することができず、予熱温度は低くなる。
流速Ｖｗが０．８ｍ／ｓｅｃを超えると、高速の熱風により自動車ボディ１１の下方の塵埃は舞い上がりやすくなるとともに、吐出ノズル３４から塵埃が吹出た場合、塵埃は自動車ボディ１１に達しやすくなるので、塗装部に付着する可能性が高くなる。
【００３６】
つまり、温度管理の点から下限を０．５ｍ／ｓｅｃとし、塵埃の付着防止の点から上限を０．８ｍ／ｓｅｃとした。
その結果、塗布した塗料を所望の予熱温度で所望の時間だけ保持することができるとともに、塗布した塗料に付着する塵埃の数をより減少させることができる。
【００３７】
ここで、塗料に付着する塵埃の数の一例を比較例とともに説明する。
塵埃の寸法は最長部分の寸法とし、寸法値を０．３ｍｍ以上とし、塵埃の種類は区別しないものとし、例えば、塗料カスなどの固体、衣服の繊維、砂じんである。つまり、０．３ｍｍ以上の塵埃の数ｎを調べた。
【００３８】
比較例は本発明の吐出ノズル３４を使用しない場合で、サンプル数は６０台、塵埃の平均個数２．２個（ｎ／６０）である。
実施例は本発明の吐出ノズル３４を使用した場合で、サンプル数は６０台、塵埃の平均個数０．４個である。
このように、実施例の付着する塵埃の数は比較例の付着する塵埃の数より少なく、本発明によれば塗布した塗料に付着する塵埃の数を減少させることができる。
【００３９】
図４に示すように、吐出ノズル３４では、第２流量絞り板５３を開閉可能に設けたので、第２流量絞り板５３を開けて角管本体５１内の塵埃を取除くことができ、炉内に吹込まれる塵埃の数を少なくすることができる。
【００４０】
尚、本発明の実施の形態に示した図４の第１・第２流量絞り板５２，５３の絞り率をそれぞれＳｆ，Ｓｓとしたとき、第１流量絞り板５２の絞り率Ｓｆは、Ｓｆ＝Ｋｆであり、第２流量絞り板５３の絞り率Ｓｓは、Ｓｓ＝Ｋｓである。
図４の第２流量絞り板５３をほぼ垂直に設けたが、第２流量絞り板５３を上向きに傾斜させて設けてもよい。
【００４１】
第１・第２流量絞り板５２，５３はともに、円形の孔を開けた多孔板であるが、孔の形状は任意であり、例えば、格子でも可能である。
また、第１・第２流量絞り板５２，５３にそれぞれ開口率を調整するための開口調整手段を設けてもよい。
ワークは自動車ボディ１１のみに限定しない。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１では、塗装を施したワークに熱風を吹き付ける熱風ダクトの吐出ノズルは、入口に第１流量絞り板を取付け、出口に第２流量絞り板を開閉可能に取付けるとともに、第２流量絞り板の開口率を第１流量絞り板の開口率より大きく設定したので、第１流量絞り板の開口率により熱風ダクトの末端の吐出ノズルまでほぼ均一に流量を分岐させることができ、一方、第２流量絞り板の大きい開口率により第１流量絞り板で高速、且つ不均一となった熱風を整流することで流れの均一化を図ることができる。その結果、熱風による塵埃の舞い上がりを極めて少なくすることができ、塗布した塗料に付着する塵埃の数を減少させることができる。
【００４３】
吐出ノズルでは、第２流量絞り板を開閉可能に設けたので、第２流量絞り板を開けて角管本体内の塵埃を取除くことができ、炉内に吹込まれる塵埃の数を少なくすることができる。
【００４４】
請求項１では、第１・第２流量絞り板は、ワーク表面位置における流速が０．５〜０．８ｍ／ｓｅｃの範囲になるように絞り率若しくは開口率を設定した。
流速が０．５ｍ／ｓｅｃ未満になると、ワーク表面位置における熱風の温度が下がり、ワークに塗布した塗料を所望の昇温速度で昇温することができず、予熱温度は低くなる。
流速が０．８ｍ／ｓｅｃを超えると、熱風の流速は速く、この高速の熱風によりワーク下方の塵埃は舞い上がりやすくなるとともに、吐出ノズルから吹出た塵埃はワークに到達しやすくなるので、塗装部に付着する可能性が高くなる。
【００４５】
つまり、温度管理の点から下限を０．５ｍ／ｓｅｃとし、塵埃の付着防止の点から上限を０．８ｍ／ｓｅｃとした。
その結果、塗布した塗料を所望の予熱温度で所望の時間だけ保持することができるとともに、塗料に付着する塵埃の数をより減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る塗装乾燥炉を備えた塗装乾燥装置の斜視図
【図２】図１の２部詳細図
【図３】図１の３−３線断面図
【図４】吐出ノズルの斜視図
【符号の説明】
１１…ワーク（自動車ボディ）、１４…塗装乾燥炉、２１…第１炉壁、２２…第１熱風ダクト、２４…第２炉壁、２５…第２熱風ダクト、３４…吐出ノズル、３９…ワーク表面位置（自動車ボディ表面位置）、５２…第１流量絞り板、５３…第２流量絞り板、Ｋｆ…第１流量絞り板の開口率、Ｋｓ…第２流量絞り板の開口率、Ｓｆ…第１流量絞り板の絞り率、Ｓｓ…第２流量絞り板の絞り率、Ｖｗ…ワーク表面位置における流速。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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