(57)【要約】      （修正有）【課題】インバータが故障しても良好な環境で生産作業の継続が可能な自動車製造ラインの塗装ブース換気装置を提供する。【解決手段】塗装ブースは空調機で調整された空気を塗装ブース内に供給する給気装置と、塗装ブース内に漂う余剰塗料を塗装ブース外に導く排気装置とからなる換気装置が備えられ、給気装置は、給気ダクトと、電動モータ２８によって駆動される給気ファンとを備え、排気装置は、排気ダクトと、各排気ダクトにそれぞれ設けられる、排気ファンとを備え、給気ファンおよび排気ファンを駆動する電動モータ２８に供給する電力の周波数をインバータ装置２５で制御して回転数を調整し、インバータ装置２５は電源２７と電動モータ２８との間に複数のインバータ３２，３３を並列に設け、複数のインバータ３２，３３を交互に運転を行い、不具合が生じた場合は他方のインバータ３３による運転に切り換えて電動モータ２８を継続運転させる。【選択図】  図２
2007253102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体を溶接して組み立てる溶接工程と、組み立てられた車体を塗装する塗装工程と、塗装された車体に各種の部品を取付けて完成車にする組立工程とから構成される自動車製造ラインにおいて、上記塗装工程には車体に吹き付け塗装作業を行うための塗装ブースが設けられ、この塗装ブースは空調機で温度および湿度が一定に調整された空気を上記塗装ブース内に供給する給気装置と、上記塗装ブース内に漂うミスト状の余剰塗料を捕集して上記塗装ブース外に導く排気装置とからなる換気装置が備えられると共に、上記給気装置は、上記塗装ブースの全長に亘って延びる基管と、この基管から分岐して上記塗装ブースの一壁面に開口する複数の吹き出し口に繋がる複数の枝管と、各枝管に設けられた風量調整ダンパーとから構成される給気ダクトと、上記基管の空気取り入れ口近傍に電動モータによって駆動される給気ファンとを備えて構成される一方、上記排気装置は、上記塗装ブースの、上記吹き出し口が開口された壁面と対向する面の、上記吹き出し口に対応する位置に開口される吸い込み口と、これらの各吸い込み口に繋がる排気ダクトと、各排気ダクトにそれぞれ設けられる、電動モータによって駆動される排気ファンとを備えて構成され、上記給気ファンおよび排気ファンを駆動する電動モータに供給する電力の周波数をインバータ装置で制御して上記給気ファンおよび排気ファンの回転数を調整する一方、上記インバータ装置は電源と上記電動モータとの間に複数のインバータを並列に設け、通常時はこれら複数のインバータを切り換えて交互に用いた運転を行うと共に、運転中のインバータに不具合が生じた場合は他方のインバータによる運転に切り換えて上記電動モータを継続運転させる一方、上記複数の排気ファンはそれぞれが独立して制御可能に上記インバータ装置を備えたことを特徴とする自動車製造ラインの塗装ブース換気装置。
【請求項２】
上記インバータ装置は、上記電動モータの起動操作毎に一方のインバータと他方のインバータとを交互に使用するよう、自動的に切り換え制御するように構成した請求項１記載の自動車製造ラインの塗装ブース換気装置。
【請求項３】
上記運転中のインバータに不具合が生じた場合は他方のインバータによる運転に自動的に切り換えて上記電動モータを継続運転させると共に、上記運転中のインバータに不具合が生じた場合に、使用者に不具合の発生およびその発生源を知らせる表示部を備えた請求項１または２記載の自動車製造ラインの塗装ブース換気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車製造ラインの塗装ブース換気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の製造工場のように、組み立てられた車体を塗装する塗装ブース内は、塗装条件を一定に保つために温度および湿度を所定値（例えば、温度２０℃、湿度７０％）に調節されている（例えば特許文献１および２参照）。
【０００３】
また、塗装ブース内の装置（たとえば、被塗装物を搬送するコンベア）に付着して装置の汚損による故障や塗料ミストになって空中を浮遊して塗装品質の低下をまねく原因となる余剰塗料を空気と共に外部へ排出する排気装置が備えられている。この換気装置は余剰塗料の除去を効率よく行うために所定の方向へ空気が流れるよう、給気ファンと排気ファンとを備えている。
【０００４】
この給気ファンおよび排気ファンは、塗装ブース内の風速（２〜３ｍ／秒）が一定になるように風量を調節するものであり、この風量を調節手段は例えばファンの回転数は一定にしてファンの回転翼の角度を変更するかダクト内に機械式ダンパーを設けて通路面積を変更する機械式風量調整装置や、給気ファンと排気ファンとを駆動する同期電動モータに供給する電力の周波数を汎用インバータで制御して給・排気ファンの回転数を調整する電気式風量調整装置などがある。
【特許文献１】特開平８−３８９６４号公報
【特許文献２】特開２０００−２７４９９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
自動車の製造工場のように、車体を溶接して組み立てる溶接工程と、組み立てられた車体を塗装する塗装工程と、塗装された車体に各種の部品を取付けて完成車にする組立工程が一連の製造ラインを形成する製造方法では、これら工程の一つに不具合が生じて可動を一時中断した場合に、製造効率を高めるために各工程問に設ける緩衝容量（部品在庫）を少なくしているので短時問でも他の工程に影響を及ぼして製造ライン全体の稼働率を低下させてしまう虞がある。
【０００６】
汎用インバータにより風量を制御するものには、汎用インバータが故障した場合でも継続して運転が可能なようにこの汎用インバータからの故障信号に基づいて自動的に切り替わるバイパス回路が設けられたものもある。
【０００７】
図５は、電磁開閉器を用いた一般的な汎用インバータのバイパス回路の回路図である。図５に示すように、電源１と電動モータ２との間に設けられた制御盤３内には二本の回路４，５が並列に設けられ、一方の回路４は電源１と電動モータ２とが直結されると共に、他方の回路５は途中に汎用インバータ６が介装されている。また、いずれの回路４，５にも電動モータ２寄りに電磁開閉器７，８が設けられている。
【０００８】
通常は、汎用インバータ６側の電磁開閉器７が閉状態に、他側の電磁開閉器８が開状態に設定され、汎用インバータ６側の回路４を経由してインバータ制御された電力が電動モータ２に送電される。ここで、汎用インバータ６が故障した場合、汎用インバータ６から出力される故障信号により汎用インバータ６側の電磁開閉器７が開状態に、他側の電磁開閉器８が閉状態に切り換えられ、電動モータ２へ商用電力が直接送られることにより暫定的に給・排気ファンの利用が継続できるようになっている。
【０００９】
しかしながら、このバイパス回路では一定周波数（５０又は６０Ｈｚ）の商用電力が給・排気ファンを駆動する同期電動モータに供給されて一定の回転数で運転されるので、インバータが故障した場合風量を上述した機械式風量調整装置で調節しなくてはならない。
【００１０】
特に自動車製造ラインを形成する塗装工程の塗装ブースのように搬送コンベアで移動しながら塗装する構造では、塗装ブースの長さが長く容積も大きいので、一旦バランスが崩れた環境を復旧するのには多くの時間を要する。また、換気装置の故障の場合は急激に塗装ブース内の環境が変化するので多数の塗装不良が発生することが予測される。
【００１１】
さらに、排気装置においては、例えば複数個設けられた排気ファンの１つが故障して商用電力で排気ファンが運転された場合、その排気ダクトの風量だけが増えるので風向きが変わり、周囲のエアーと共に他の所で噴射された塗料ミストが引き寄せられて近傍に居る車体に付着してしまうという塗装品質不良が起こることが予測され、また、給気装置においては、給気風量が変化し所定の風速条件で塗装するように設定された塗装装置の設定条件とずれが生じるので塗装に斑が生じる塗装品質不良が起こることが予測される。
【００１２】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、インバータが故障しても良好な環境で生産作業の継続が可能な自動車製造ラインの塗装ブース換気装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る自動車製造ラインの塗装ブース換気装置は、上述した課題を解決するために、請求項１に記載したように、車体を溶接して組み立てる溶接工程と、組み立てられた車体を塗装する塗装工程と、塗装された車体に各種の部品を取付けて完成車にする組立工程とから構成される自動車製造ラインにおいて、上記塗装工程には車体に吹き付け塗装作業を行うための塗装ブースが設けられ、この塗装ブースは空調機で温度および湿度が一定に調整された空気を上記塗装ブース内に供給する給気装置と、上記塗装ブース内に漂うミスト状の余剰塗料を捕集して上記塗装ブース外に導く排気装置とからなる換気装置が備えられると共に、上記給気装置は、上記塗装ブースの全長に亘って延びる基管と、この基管から分岐して上記塗装ブースの一壁面に開口する複数の吹き出し口に繋がる複数の枝管と、各枝管に設けられた風量調整ダンパーとから構成される給気ダクトと、上記基管の空気取り入れ口近傍に電動モータによって駆動される給気ファンとを備えて構成される一方、上記排気装置は、上記塗装ブースの、上記吹き出し口が開口された壁面と対向する面の、上記吹き出し口に対応する位置に開口される吸い込み口と、これらの各吸い込み口に繋がる排気ダクトと、各排気ダクトにそれぞれ設けられる、電動モータによって駆動される排気ファンとを備えて構成され、上記給気ファンおよび排気ファンを駆動する電動モータに供給する電力の周波数をインバータ装置で制御して上記給気ファンおよび排気ファンの回転数を調整する一方、上記インバータ装置は電源と上記電動モータとの間に複数のインバータを並列に設け、通常時はこれら複数のインバータを切り換えて交互に用いた運転を行うと共に、運転中のインバータに不具合が生じた場合は他方のインバータによる運転に切り換えて上記電動モータを継続運転させる一方、上記複数の排気ファンはそれぞれが独立して制御可能に上記インバータ装置を備えたものである。
【００１４】
また、上述した課題を解決するために、請求項２に記載したように、上記インバータ装置は、上記電動モータの起動操作毎に一方のインバータと他方のインバータとを交互に使用するよう、自動的に切り換え制御するように構成したものである。
【００１５】
さらに、上述した課題を解決するために、請求項３に記載したように、上記運転中のインバータに不具合が生じた場合は他方のインバータによる運転に自動的に切り換えて上記電動モータを継続運転させると共に、上記運転中のインバータに不具合が生じた場合に、使用者に不具合の発生およびその発生源を知らせる表示部を備えたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る自動車製造ラインの塗装ブース換気装置によれば、塗装ブース内の環境バランスの崩れ度合いが少なくなり、復旧も早く行われると共に、排気ダクト内の通路抵抗が減少するので消費電力の低減ができる。また、故障箇所の特定およびそれに伴う部品交換が即座に行える。さらに、設備をシンプル且つ安価なものにできる。そして、塗装ブース全体の塗装環境をより均一に調整することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
一般に、自動車の製造ラインは車体を溶接して組み立てる車体溶接工程と、この工程で組み立てられた車体を塗装する塗装工程と、この工程で塗装された車体に各種部品を取り付けて完成車に組み立てる組立工程とを一連に接続することにより自動車を連続して製造可能に構成している。
【００１９】
上述した塗装工程には図示しない車体に吹き付け塗装作業を行うための塗装ブースが設けられ、図１は、本発明に係る自動車製造ラインの塗装ブース換気装置が適用された塗装ブースの平面図である。
【００２０】
図１に示すように、塗装ブース１１には給気装置１２および排気装置１３からなる換気装置１４が備えられる。給気装置１２は、図示しない空調機で温度および湿度が一定に調整された空気を塗装ブース１１内に供給するものである。一方、排気装置１３は、塗装ブース１１内に漂うミスト状の余剰塗料を捕集して塗装ブース１１外に導くものである。
【００２１】
給気装置１２は、塗装ブース１１の全長に亘って延びる基管１５と、この基管１５から分岐して塗装ブース１１の一壁面に開口する複数の吹き出し口１６に繋がる複数の枝管１７と、各枝管１７に設けられた風量調整ダンパー１８とから構成される給気ダクト１９を備え、基管１５の空気取り入れ口２０近傍には図示しない電動モータによって駆動される給気ファン２１が設けられる。
【００２２】
一方、排気装置１３は、塗装ブース１１の、上記吹き出し口１６が開口された壁面と対向する面の、吹き出し口１６に対応する位置に開口される吸い込み口２２と、これらの各吸い込み口２２に繋がる排気ダクト２３と、各排気ダクト２３にそれぞれ設けられる、図示しない電動モータによって駆動される排気ファン２４を備えて構成される。
【００２３】
これらの給気ファン２１および排気ファン２４は、塗装ブース１１内の風速（２〜３ｍ／秒）が一定になるように風量を調節するものであり、この風量を調節する手段として、給気ファン２１および排気ファン２４を駆動する電動モータに供給する電力の周波数をインバータ装置２５で制御して給・排気ファン２１，２４の回転数を調整する電気的な方法が適用される。
【００２４】
そして、インバータ装置２５が故障した場合でも給・排気ファン２１，２４の運転が継続して可能なように、故障保護回路が設けられる。
【００２５】
図２は、インバータ装置２５の故障保護回路２６の回路図である。図２に示すように、電源２７と電動モータ２８との間に設けられる制御盤２９内には複数の、本実施形態においては二本のインバータ回路３０，３１が並列に設けられ、それぞれのインバータ回路３０，３１の途中には汎用インバータ３２，３３が介装される。また、いずれのインバータ回路３０，３１にも電動モータ２８寄りに電磁開閉器３４，３５が設けられる。
【００２６】
さらに、これらのインバータ回路３０，３１には複数の汎用インバータ３２，３３を交互に運転制御可能な交互運転制御回路３６が接続されると共に、この交互運転制御回路３６には例えば電動モータ２８の起動スイッチ３７や停止スイッチ３８、また、故障の表示部としての故障表示ランプ３９，４０（各汎用インバータ３２，３３に装備）や故障警報ブザー４１等が接続される。
【００２７】
通常は、二本のインバータ回路３０，３１のうち、一方の汎用インバータ３２（以下、第１インバータとする）側の電磁開閉器３４が閉状態に、他方の汎用インバータ３３（以下、第２インバータとする）側の電磁開閉器３５が開状態に設定され、第１インバータ３２を経由してインバータ制御された電力が電動モータ２８に送電される。ここで、運転中の第１インバータ３２に不具合が生じた場合、その第１インバータ３２から出力される故障信号により交互運転制御回路３６が自動的に故障した第１インバータ３２側の電磁開閉器３４を開状態に、第２インバータ３３側の電磁開閉器３５を閉状態に切り替え、第２インバータ３３を経由してインバータ制御された電力を継続して電動モータ２８へ送る。
【００２８】
また、例えば運転中の第１インバータ３２に不具合が生じた場合、交互運転制御回路３６は自動的に故障警報ブザー４１を作動させ、使用者に不具合の発生を知らせると共に、不具合を検出した側の第１インバータ３２に対応する故障表示ランプ３９を点灯させ、使用者に不具合の発生源を知らせる。
【００２９】
さらに、上記交互運転制御回路３６は、電動モータ２８の起動操作毎に第１インバータ３２と第２インバータ３３とを交互に使用するよう、自動的に切り換え制御するように構成される。
【００３０】
そして、前記排気装置１３を構成する複数の排気ファン２４はそれぞれが独立して制御可能なようにインバータ装置２５が備えられる。
【００３１】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００３２】
図３（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は通常運転時の、インバータ装置２５の故障保護回路２６の回路図である。図３（ａ）に示すように、一回目の電動モータ２８の、起動スイッチ３７のＯＮ操作により、電源２７からの電力は一方の、例えば第１インバータ３２を経由して電動モータ２８に送電される。
【００３３】
図３（ｂ）に示すように、一旦電動モータ２８の停止スイッチ３８がＯＮ操作されて通電が止まった後、図３（ｃ）に示すように、電動モータ２８の起動スイッチ３７が二回目にＯＮ操作されると、交互運転制御回路３６は自動的に第１インバータ３２を第２インバータ３３に切り換えて電源２７からの電力を第２インバータ３３経由で電動モータ２８に送電する。
【００３４】
このように、複数の汎用インバータ３２，３３を起動操作毎に自動的に切り換えて交互に使用するように構成すれば、各汎用インバータ３２，３３の運転時間の偏りが少なくなり、故障の発生頻度が減少して各汎用インバータ３２，３３の寿命が延びると共に、メンテナンスの間隔を長くすることができる。
【００３５】
一方、図４（ａ）および（ｂ）は故障発生時の、インバータ装置２５の故障保護回路２６の回路図である。図４（ａ）に示すように、故障発生前は上述した例に示すように通常通り運転される。ここで、図４（ｂ）に示すように、運転中の第１インバータ３２に故障が生じると、交互運転制御回路３６は自動的に、第２インバータ３３に切り替え、電源２７からの電力を第２インバータ３３経由で継続して電動モータ２８へ送電する。
【００３６】
このように、インバータ装置２５の一方の汎用インバータ３２が故障しても他方の汎用インバータ３３で継続して電動モータ２８の運転が可能なため、緊急措置のための機械式風量調整装置を排気ダクト２３内に設ける必要がない。その結果、排気ダクト２３内の通路抵抗が減少するので消費電力の低減ができる。
【００３７】
また、複数の汎用インバータ３２，３３の切り換え操作を自動的に行うようにしたので、手動で切り換える構造に比べ切り換えの対応が瞬時に行われる。その結果、塗装ブース１１内の環境バランスの崩れ度合いが少なくなり、復旧も早く行われる。
【００３８】
さらに、故障発生時に使用者に不具合の発生を知らせる故障警報ブザー４１および、使用者に不具合の発生源を知らせる故障表示ランプ３９，４０等の表示部を備えたことにより、故障箇所の特定が即座に行われ、それに伴って部品交換も即座に行える。
【００３９】
一方、給気装置１２を、塗装ブース１１の全長に亘って延びる基管１５と、この基管１５から分岐して塗装ブース１１の一壁面に開口する複数の吹き出し口１６に繋がる複数の枝管１７とから構成したことにより、吹き出し口１６毎に空調機を設ける必要がなく、設備をシンプル且つ安価なものにできる。
【００４０】
そして、排気装置１３の複数の排気ファン２４をそれぞれ独立して制御可能としたことにより、塗装ブース１１全体の塗装環境をより均一に調整することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る自動車製造ラインの塗装ブース換気装置の一実施形態を示す塗装ブースの平面図。
【図２】インバータ装置の故障保護回路の回路図。
【図３】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は通常運転時の、インバータ装置の故障保護回路の回路図。
【図４】（ａ）および（ｂ）は故障発生時の、インバータ装置の故障保護回路の回路図。
【図５】電磁開閉器を用いた一般的な汎用インバータのバイパス回路の回路図。
【符号の説明】
【００４２】
１１  塗装ブース
１２  給気装置
１３  排気装置
１４  換気装置
１５  基管
１６  吹き出し口
１７  枝管
１８  風量調整ダンパー
１９  給気ダクト
２１  給気ファン
２２  吸い込み口
２３  排気ダクト
２４  排気ファン
２５  インバータ装置
２６  故障保護回路
２７  電源
２８  電動モータ
３２，３３  汎用インバータ
３４，３５  電磁開閉器
３６  交互運転制御回路
３７  電動モータの起動スイッチ
３８  電動モータの停止スイッチ
３９，４０  故障表示ランプ（表示部）
４１  故障警報ブザー（表示部）
【図１】
2007253102.tif 000003
【図２】
2007253102.tif 000004
【図３】
2007253102.tif 000005
【図４】
2007253102.tif 000006
【図５】
2007253102.tif 000007