(57)【要約】【課題】  ヒュームの排煙とブース内の温熱対策との双方が効果的に行われるヒューム排煙方法及びヒューム排煙システムを提供する。【解決手段】  空調装置９により温度調節された空気の送風量が、空調装置９とプッシュユニット１との間に設けられたダンパー１１の開度を変化させることで調節される。したがって、溶接時には、ヒュームを排煙させる方向に向けて好適な送風量の空気をプッシュユニット１から溶接ブース２内へ送風させて、また、段取り時には、ドラフト効果により溶接ブース２内が効果的に通気されるような送風量の空気をプッシュユニット１から溶接ブース２内へ送風させることができ、ヒュームの排煙とブース内の温熱対策との双方を効果的に行うことが可能になる。【選択図】  図１
2005131651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プッシュユニットによりブース内のヒューム発生源に向けて送風しつつ、プルユニットにより前記ブース内の空気を吸引して前記ブース内に気流を形成し、該ブース内に形成された気流にヒュームを誘引させて前記ブース外へ排煙させるヒューム排煙方法であって、温度が調節された空気が、送風量が調節されてブース内へ送風されることを特徴とするヒューム排煙方法。
【請求項２】
前記ブース内へ送風される空気の送風方向が、前記ブース内へ送風される空気の温度に応じて調節されることを特徴とする請求項１に記載のヒューム排煙方法。
【請求項３】
上記請求項１及び２に記載のヒューム排煙方法に用いられるヒューム排煙システムであって、プッシュユニットからブース内へ送風される空気の温度が調節される空調装置と、前記プッシュユニットから前記ブース内へ送風される空気の送風量が調節される送風量調節手段とを具備することを特徴とするヒューム排煙システム。
【請求項４】
前記送風量調節手段は、前記空調装置と前記プッシュユニットとの間に設けられたダンパーの開度を変化させて前記プッシュユニットから前記ブース内へ送風される空気の送風量が調節されることを特徴とする請求項３に記載のヒューム排煙システム。
【請求項５】
前記プッシュユニットから前記ブース内へ送風される空気の送風量が検出される送風量検出手段と、該送風量検出手段の検出結果に基づいて前記送風量調節手段が制御される制御手段とを具備することを特徴とする請求項３又は４に記載のヒューム排煙システム。
【請求項６】
前記プッシュユニットに、前記ブース内へ送風される空気の送風方向が調節される送風方向調節手段が設けられることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載のヒューム排煙システム。
【請求項７】
前記制御手段は、前記プッシュユニットから前記ブース内へ送風される空気の温度に応じて前記送風方向調節手段が制御されることを特徴とする請求項５又は６に記載のヒューム排煙システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接装置が設置されたブース内のヒュームをブース外へ排煙させるヒューム排煙方法及びヒューム排煙システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
アーク溶接においては、溶接時に大量のヒューム（微細な金属粉を含有する煙）を生じるため、作業者が有害なヒュームを吸引してしまわないように十分に対策する必要がある。例えば、特許文献１には、湾曲壁の前面に位置する作業者の頭部付近に向けて送風しつつ湾曲壁側に吸引して渦流を形成すると共に、この渦流に合流するように送風して汚染空気を吸引することにより排気を行う局所排気装置が記載されている。しかしながら、該局所排気装置は、作業者の頭部付近に形成された渦流にヒュームを誘引させるため、ヒューム発生源付近、即ち作業者の口元付近に漂浮するヒュームを効率よく捕捉することができない。したがって、上記局所排気装置は、大風量を送風させてヒューム発生源付近に漂浮するヒュームの誘引効果を高めることが必要になる。この場合、ヒューム発生源を囲繞する周壁内側からのヒュームの漏れを防ぐため送風量相応の吸引力（排気風量）が必要となる。これにより、送風量と排気風量との双方が大きくなり、ダクトが大型化することで設備全体が大型化すると共に設備コストが増大する。また、送風量と排気風量との双方の風量が大きくなるため騒音が大きくなり、作業環境が悪化する。さらに、上記局所排気装置は、大風量が作業者の頭部付近に向けて送風されるので、作業者は頭部に大風量の送風を受けて作業者の体への負担が大きくなる。
【０００３】
また、一般に、溶接ロボットがブース内に設置されている場合、排煙プッシュユニットによりブース内へ送風させつつ排煙プルユニットによりブース内の空気を吸引させてブース内に気流を形成させ、該気流にヒュームを誘引させてブース外へ排煙させている。そして、このようなヒューム排煙システムでは、ブース内の温熱対策として、例えば、作業者がブース内の溶接完了品（製品）を取り出す際に、空調装置により温度調節された空気（以下、調節空気と称す）を作業者の背後からブース内に向けて送風させている。しかしながら、従来のヒューム排煙システムは、ブース内の排煙用気流が流速０．２〜０．８ｍ／ｓ（一ブースの実測値）の層流である時にヒュームが効果的に排煙されるが、ドラフト効果を利用してブース内を通気させるための調節空気は流速１．５〜２．０ｍ／ｓの乱流であるため、該調節空気の気流と排煙用気流とが干渉して排煙用気流が乱されて、ヒュームの排煙が妨げられる。そこで、従来のヒューム排煙システムの排煙プッシュユニットに空調装置により温度調節された空気が直接取り入れることが考えられるが、ブース内に形成される気流の流速がドラフト効果を得られる速度に達するまでプッシュユニットの送風量を増加させると、溶接時にシールドガスの雰囲気が乱されてブローホール等の溶接不良を生じてしまう。さらに、調節空気の温度によりブース内に形成される気流の向きが変化されるため、ブース内に定常流を形成することができない。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１５３３６３号公報（段落番号０００８〜００２５、第１図及び第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、ヒュームの排煙とブース内の温熱対策との双方が効果的に行われるヒューム排煙方法を提供することにある。また、第２の目的は、ヒュームの排煙とブース内の温熱対策との双方が効果的に行われるヒューム排煙システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記第１の目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、プッシュユニットによりブース内のヒューム発生源に向けて送風しつつ、プルユニットによりブース内の空気を吸引してブース内に気流を形成し、該ブース内に形成された気流にヒュームを誘引させてブース外へ排煙させるヒューム排煙方法であって、温度が調節された空気が、送風量が調節されてブース内へ送風されることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、ブース内へ送風される空気の送風方向が、ブース内へ送風される空気の温度に応じて調節されることを特徴とする。
上記第２の目的を達成するために、本発明のうち請求項３に記載の発明は、上記請求項１及び２に記載のヒューム排煙方法に用いられるヒューム排煙システムであって、プッシュユニットからブース内へ送風される空気の温度が調節される空調装置と、プッシュユニットからブース内へ送風される空気の送風量が調節される送風量調節手段とを具備することを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、送風量調節手段は、空調装置とプッシュユニットとの間に設けられたダンパーの開度を変化させてプッシュユニットからブース内へ送風される空気の送風量が調節されることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の発明において、プッシュユニットからブース内へ送風される空気の送風量が検出される送風量検出手段と、該送風量検出手段の検出結果に基づいて送風量調節手段が制御される制御手段とを具備することを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項３〜５のいずれかに記載の発明において、プッシュユニットに、ブース内へ送風される空気の送風方向が調節される送風方向調節手段が設けられることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載の発明において、制御手段は、プッシュユニットからブース内へ送風される空気の温度に応じて送風方向調節手段が制御されることを特徴とする。
【０００７】
したがって、請求項１に記載の発明では、状況に応じて、ヒューム排煙に向けて好適な送風量と温熱対策に向けて好適な送風量とに使い分けることができる。
請求項２に記載の発明では、プッシュユニットからブース内へ送風される空気の温度に拘わらず、ブース内に定常な気流を形成することができる。
請求項３に記載の発明では、空調手段により温度調節された空気の送風量が、送風量調節手段により調節されてプッシュユニットからブース内へ送風される。
請求項４に記載の発明では、空調装置とプッシュユニットとの間に設けられたダンパーの開度を変化させることにより、プッシュユニットからブース内へ送風される空気の送風量が調節される。
請求項５に記載の発明では、送風量検出手段によりプッシュユニットからブース内へ送風される空気の送風量が検出されて、該送風量検出手段の検出結果に基づいて制御手段により送風量調節手段が制御される。
請求項６に記載の発明では、送風方向調節手段により、ブース内へ送風される空気の送風方向が調節される。
請求項７に記載の発明では、制御手段により、プッシュユニットからブース内へ送風される空気の温度に応じて送風方向調節手段が制御されて、ブース内へ送風される空気の送風方向が調節される。
【発明の効果】
【０００８】
ヒュームの排煙とブース内の温熱対策との双方が効果的に行われるヒューム排煙方法及びヒューム排煙システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の一実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。図１に示されるように、本ヒューム排煙システムは、プッシュユニット１により溶接ブース２内のヒューム発生源３に向けて送風させつつ、プルユニット４により溶接ブース２内の空気を吸引させて当該溶接ブース２内に気流Ｆを形成させ、該溶接ブース内２に形成された気流Ｆにヒュームを誘引させてヒューム発生源３で生じたヒュームを溶接ブース２外へ排煙させる構造になっている。上記溶接ブース２には、多関節ロボットに溶接トーチを把持させた溶接ロボット５が設置され、該溶接ロボット５の正面（図１における溶接ロボット５の紙面視左側）に、ワーク（被溶接材料）がセットされるワーク台６が設置されている。また、図２に示されるように、溶接ブース２の正面（図１における紙面視左側の面）には開閉可能な作業窓７が設けられ、該作業窓７が開かれた状態で、作業者によりワーク台６にワークが着脱される構造になっている。
【００１０】
また、図１に示されるように、本ヒューム排煙システムは、プッシュユニット１が溶接ブース２の正面上部に設置されて、ヒューム発生源３の上方で且つヒューム発生源３の直上よりも作業窓７側に配置されたプッシュユニット１の吹出し口８からヒューム発生源３へ向けて、空調装置９により温度が調節された空気が送風される構造になっている。さらに、本ヒューム排煙システムは、プルユニット４が溶接ブース２の背面（図１における紙面視右側の面）上部に設置されて、溶接ブース２内には、プッシュユニット１の吹出し口８からヒューム発生源３へ向けて下降して該ヒューム発生源３付近でターンして図１における紙面視右斜め上方へ進行する流れの略Ｕ字状の気流Ｆが形成される。これにより、ヒューム発生源３で発生したヒュームは、溶接ブース２内に形成された気流Ｆに誘引されて作業窓７から遠ざかる方向へ進行してプルユニット４に吸引される。そして、本ヒューム排煙システムは、除塵装置によりプルユニット４に吸引されたヒュームに含まれる粉塵が捕捉されて、清浄化された空気が屋外へ排気される構造になっている。
【００１１】
また、図１に示されるように、本ヒューム排煙システムは、プッシュユニット１と空調装置９とを接続させる送風路１０にダンパー１１（送風量調節手段）が設けられ、該ダンパー１１の開度を変化させることによりプッシュユニット１の吹出し口８から溶接ブース２内へ送風される空気の送風量が調節される。これにより、本ヒューム排煙システムは、溶接時には、ヒュームを排煙させる方向に向けて好適な気流Ｆが溶接ブース２内に形成されるようにプッシュユニット１から溶接ブース２内へ送風される空気の送風量が調節され、また、段取り時には、ドラフト効果が得られるようにプッシュユニット１から溶接ブース２内へ送風される空気の送風量が調節される構造になっている。なお、図３に示されるように、本ヒューム排煙システムは、上記ダンパー１１（送風量調節手段）が、マイクロコンピュータで構成される制御装置１２（制御手段）の制御に基づいて作動される電動モータ１３により駆動されて開度が調節される構造になっている。
【００１２】
また、図３に示されるように、本ヒューム排煙システムは、上記制御装置１２に送風量センサ１４（送風量検出手段）が接続されており、該送風量センサ１４によりプッシュユニット１から溶接ブース２内へ送風される空気の送風量が検出される。そして、本ヒューム排煙システムは、上記制御装置１２が、送風量センサ１４の検出信号に基づいて電動モータ１３を作動させることにより、ダンパー１１の開度が変化されてプッシュユニット１から溶接ブース２内へ送風される空気の送風量が調節される構造になっている。さらに、図４に示されるように、本ヒューム排煙システムは、プッシュユニット１の吹出し口８に可動フィン１５（送風方向調節手段）が設けられ、該可動フィン１５の角度を変化させることによりプッシュユニット１から溶接ブース２内へ送風される空気の送風方向が調節される。そして、本ヒューム排煙システムは、空調装置で温度調節された空気の温度に応じて可動フィン１５の角度を変化させることにより、プッシュユニット１から溶接ブース２内へ送風される空気の送風方向が調節される構造になっている。
【００１３】
なお、図３に示されるように、本ヒューム排煙システムは、上記制御装置１２（制御手段）と空調装置９とが接続されており、空調装置９から出力された温度データ（空調装置９で温度調節された空気の温度データ）が制御装置１２に入力されて処理される構造になっている。そして、本ヒューム排煙システムは、制御装置１２が上記温度データの処理結果に応じて電動モータ１６を作動させることにより、可動フィン１５の角度が調節される構造になっている。また、本ヒューム排煙システムは、制御装置１２により各電動モータ１３，１６が協調制御されることで、プッシュユニット１から溶接ブース２内へ送風される空気の送風量に応じて当該空気の送風方向が調節される構造になっている。
【００１４】
次に、本実施の形態の作用を説明する。図１に示されるように、本ヒューム排煙システムでは、プッシュユニット１の吹出し口８からワーク台６にセットされたヒューム発生源３へ向けて、空調装置９により温度が調節された空気が送風されると同時に、プルユニット４により溶接ブース２内の空気が吸引される。これにより、プッシュユニット１の吹出し口８からヒューム発生源３へ向けて下降し、該ヒューム発生源３付近でターンして図１における紙面視右斜め上方へ進行する流れの略Ｕ字状の気流Ｆが溶接ブース２内に形成される。そして、溶接時にヒューム発生源３で発生したヒュームは、溶接ブース２内に形成された気流Ｆに誘引されて作業窓７から遠ざかる方向へ進行されてプルユニット４に吸引され、除塵装置によりヒュームに含まれる粉塵が捕捉されて、清浄化された空気が屋外へ排気される。なお、図１に示される溶接時には、気流Ｆの流速が０．２〜０．８ｍ／ｓとなる送風量にダンパー１１（送風量調節手段）の開度が調節され、且つ、図４に示されるように、溶接ブース２内へ送風される空気の温度に応じて可動フィン１５（送風方向調節手段）の角度が調節されてプッシュユニット１の吹出し口８から吹出される空気の送風方向が調節される。
【００１５】
例えば、プッシュユニット１から溶接ブース２内へ送風される空気の温度が上昇した場合には、溶接ブース２内に形成される気流Ｆが上昇側へ移行されるため、図４に示されるように、プッシュユニット１の吹出し口８から吹出される空気の送風方向がより下向きになるように可動フィン１５の角度が調節されて気流Ｆが確保される。また、プッシュユニット１から溶接ブース２内へ送風される空気の温度が低下した場合には、溶接ブース２内に形成される気流Ｆが下降側へ移行されるため、プッシュユニット１の吹出し口８から吹出される空気の送風方向がより上向きになるように可動フィン１５の角度が調節されて気流Ｆが確保される。このようにして、本ヒューム排煙システムでは、プッシュユニット１から溶接ブース２内へ送風される空気の温度に拘わらず、溶接ブース２内に気流Ｆが形成されてヒュームが効果的に溶接ブース２外へ排出される。さらに、本ヒューム排煙システムは、溶接時に、空調装置９の送風量（空調装置９からプッシュユニット１へ向けて送風される空気の送風量）が変化した場合であっても、プッシュユニット１から溶接ブース２内へ送風される空気の送風量が一定になるようにダンパー１１の開度が調節され、溶接ブース２内に気流Ｆが形成されてヒュームが効果的に溶接ブース２外へ排出される。
【００１６】
そして、図２に示される段取り時には、気流Ｆの流速が１．５〜２．０ｍ／ｓとなる送風量にダンパー１１（送風量調節手段）の開度が調節され、且つ、溶接ブース２内へ送風される空気の送風量に応じて可動フィン１５（送風方向調節手段）の角度が補正される。これにより、図２に示されるように、作業者の直上から作業者の正面に位置されるヒューム発生源３へ向けて流れる気流Ｆが形成されて溶接ブース２内に残留するヒュームが作業者から遠ざけられる。また、空調装置９で温度調節された空気が送風されて、且つ、ドラフト効果により、溶接ブース２内の通気が効果的に行われて、溶接時に昇温された溶接ブース２内の空気の温度を低下させることができる。
【００１７】
この実施の形態では以下の効果を奏する。
本ヒューム排煙システムは、空調装置９により温度調節された空気の送風量が、空調装置９とプッシュユニット１との間に設けられたダンパー１１（送風量調節手段）の開度を変化させることで調節される。これにより、溶接時には、ヒュームを排煙させるに向けて好適な送風量の空気をプッシュユニット１から溶接ブース２内へ送風させて、また、段取り時には、ドラフト効果により溶接ブース２内が効果的に通気されるような送風量の空気をプッシュユニット１から溶接ブース２内へ送風させることができ、ヒューム排煙と溶接ブース２の温熱対策とを両立させることが可能になる。さらに、空調装置９により温度調節された空気がプッシュユニット１から溶接ブース２内へ送風されることで、夏場における溶接ブース２内の温度上昇が抑制されて段取り時の送風量が小さくて済み、段取り時にのみ空調装置９で温度調節された空気が作業者の背後から送風される従来のヒューム排煙システムと比較して、段取り時の送風量が極めて小さくて済み、作業者への負担を軽減させることができると共に光熱費を削減することが可能になる。
本ヒューム排煙システムは、送風量センサ１４（送風量検出手段）により、プッシュユニット１から溶接ブース２内へ送風される空気の送風量が検出されるので、空調装置９からプッシュユニット１へ送風される空気の送風量が減少された場合であっても、ダンパー１１の開度を増大させることにより、プッシュユニット１から溶接ブース２内へ送風される空気の必要送風量を確保することが可能になる。
本ヒューム排煙システムは、プッシュユニット１の吹出し口８に可動フィン１５（送風方向調節手段）が設けられて、必要に応じて可動フィン１５の角度が調節される。これにより、プッシュユニット１から溶接ブース２内へ送風される空気の温度に応じて、プッシュユニット１から溶接ブース２内へ送風される空気の送風方向を調節することが可能になる。したがって、溶接ブース２内には常時、ヒューム発生源３を通過するような気流Ｆが形成されて、プッシュユニット１から溶接ブース２内へ送風される空気の温度に拘わらずヒュームを効果的に排煙させることができる。
本ヒューム排煙システムは、マイクロコンピュータで構成された制御装置１２により、ダンパー１１（送風量調節手段）と可動フィン１５（送風方向調節手段）とが協調制御される。これにより、例えば、段取り時には、ダンパー１１の開度を増大させてプッシュユニット１から溶接ブース２内へ送風される空気の送風量を溶接時よりも増加させて、且つ、該増加された送風量に応じて可動フィン１５の角度を調節してプッシュユニット１から溶接ブース２内へ送風される空気の送風方向を補正することができ、温熱対策に向けて効果的に溶接ブース２内を通気させることが可能になる。
本ヒューム排煙システムは、段取り時には、作業者の直上から当該作業者の正面に位置されたヒューム発生源３に向けてプッシュユニット１から溶接ブース２内へ送風される。これにより、溶接ブース２内には、残留されたヒュームを作業者から遠ざけるような気流Ｆが形成される。これにより、作業者は、防塵マスクなしでもヒュームを吸引してしまうことがなくマスクレス化が可能になり、ランニングコストを削減することが可能になる。
【００１８】
なお、実施の形態は上記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
空調装置９と制御装置１２とが接続されて、制御装置１２によりプッシュユニット１から溶接ブース２内へ送風される空気の温度が空調装置９から出力される信号に基づいて制御装置１２により認識されるが、例えば、プッシュユニット１の吹出し口８に設けられる温度センサによりプッシュユニット１から溶接ブース２内へ送風される空気の温度を検出させてもよい。この場合、プッシュユニット１から溶接ブース２内へ送風される空気が的確に把握されて、より適正な可動フィン１５の制御を行うことが可能になる。
空調装置９からプッシュユニット１へ送風される空気の送風量が一定である場合、ダンパー１１が、例えばエアシリンダ等のアクチュエータにより溶接時と段取り時との２段切換えされるようにして、ヒューム排煙システムを構成してもよい。この場合、制御装置による制御が簡素化されて、設備コストが削減されると共にシステムの信頼性を向上させることが可能になる。
空調装置９によるプッシュユニット１から溶接ブース２内へ送風される空気の温度調節が、温風、冷風、送風の３段階である場合、各段階にダンパー１１が切換えられる手動セレクタを設けて、ヒューム排煙システムを構成してもよい。この場合、制御装置による制御がより簡素化されて、設備コストが削減されると共にシステムの信頼性を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本ヒューム排煙システムの説明図であって、特に、溶接時の状態を示す。
【図２】本ヒューム排煙システムの説明図であって、特に、段取り時の状態を示す。
【図３】本ヒューム排煙システムのブロック図である。
【図４】本ヒューム排煙システムの説明図であって、特に、可動フィンの制御を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  プッシュユニット、２  溶接ブース、４  プルユニット、８  吹出し口、９  空調装置、１１  ダンパー（送風量調節手段）、１２  制御装置（制御手段）、１４  送風量センサ（送風量検出手段）、１５  可動フィン（送風方向調節手段）
【図１】
2005131651.tif 000003
【図２】
2005131651.tif 000004
【図３】
2005131651.tif 000005
【図４】
2005131651.tif 000006