(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾燥炉内を被乾燥物が通過する間に、当該被乾燥物の表面に形成された塗料皮膜を焼付け乾燥させる連続乾燥処理において、
乾燥炉に対する給排気風量を乾燥炉内を通過している被乾燥物の数に応じて調節することを特徴とする塗装用連続乾燥炉の給排気制御方法。
【請求項２】
乾燥炉の入口および出口の少なくとも一方に配設された通過検知手段からの信号に基づいて算出される被乾燥物の炉内在席数に応じて給排気風量を加減することを特徴とする請求項１記載の塗装用連続乾燥炉の給排気制御方法。
【請求項３】
被乾燥物に取付けられた移動通信装置から乾燥炉の入口および出口の少なくとも一方において無線送信されるデータ信号により把握される被乾燥物の炉内在席データに応じて給排気風量を加減することを特徴とする請求項１記載の塗装用連続乾燥炉の給排気制御方法。
【請求項４】
移動通信装置から送信されるデータ信号には、被乾燥物の個々の仕様に基づく塗料皮膜からの蒸発成分情報が含まれていることを特徴とする請求項３記載の塗装用連続乾燥炉の給排気制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車の塗装ラインにおいて、自動車ボディの表面に形成された塗料皮膜を焼付け乾燥処理するための塗装用連続乾燥炉の操業技術に係わり、さらに詳しくは、塗装用乾燥炉に対する給排気風量の制御方法に関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、上記のような自動車の塗装ラインにおいては、塗装工程に続いて連続式の乾燥炉が配置され、この乾燥炉の中に塗装後の自動車ボディが連続的に搬入されるようになっており、ボディが炉内を通過する間にボディ表面に形成された塗膜の焼付け乾燥処理が行われるようになっている。
【０００３】
このとき、塗膜から蒸発した溶剤や樹脂の分解ガスが凝縮固化して「やに」となって乾燥炉の内壁に付着し、ボディの塗装品質に悪影響を与えるため、炉内のやに濃度が一定レベル以下となるように、給気装置および排気装置によって炉内の給排気を行うと共に、炉内からの排気ガスを酸化触媒や燃焼装置などを用いて処理することにより、排気ガスに含まれるこれらの成分を除去するようにしている。
【０００４】
しかしながら、従来の乾燥炉においては、生産台数、すなわち炉内を通過しているボディ数量に係わらず一定の風量での給排気が行われるようになっており、生産台数が少ない場合には、乾燥炉内のボディがまばらになって、塗膜からの溶剤や樹脂成分の蒸発が少なくなっているにも拘らずフル生産時と変わらない給排気風量で操業がなされることから、やに濃度のコントロールに必要な風量以上の給排気を行うことになって電力や燃料が無駄となり、生産台数あたりの製造コストが増加するという問題点があり、このような問題点の解消が塗装用連続乾燥炉における課題となっていた。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、塗装用連続乾燥炉における従来の操業方法における上記課題に着目してなされたものであって、生産量が少ないときでもエネルギーを無駄に消費することがなく、塗装品質を損なうことなく生産量に対する乾燥炉のランニングコストの上昇を抑えることができる塗装用連続乾燥炉の給排気制御方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係わる塗装用連続乾燥炉の給排気制御方法は、乾燥炉内を被乾燥物が通過する間に、当該被乾燥物の表面に形成された塗料皮膜を焼付け乾燥させる連続乾燥処理において、乾燥炉に対する給排気風量を乾燥炉内を通過している被乾燥物の数に応じて調節する構成としたことを特徴としており、このような塗装用連続乾燥炉の給排気制御方法の構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。
【０００７】
本発明の塗装用連続乾燥炉の給排気制御方法の実施態様として請求項２に係わる給排気制御方法においては、乾燥炉の入口および出口の少なくとも一方に配設された通過検知手段からの信号に基づいて算出される被乾燥物の炉内在席数に応じて給排気風量を加減する構成とし、同じく実施態様として請求項３に係わる塗装用連続乾燥炉の給排気制御方法においては、被乾燥物に取付けられた移動通信装置から乾燥炉の入口および出口の少なくとも一方において無線送信されるデータ信号により把握される被乾燥物の炉内在席データに応じて給排気風量を加減する構成とし、さらに、請求項３に係わる給排気制御方法の実施態様として請求項４に記載の塗装用連続乾燥炉の給排気制御方法においては、移動通信装置から送信されるデータ信号には、被乾燥物の個々の仕様に基づく塗料皮膜からの蒸発成分情報が含まれている構成としたことをそれぞれ特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明に係わる塗装用連続乾燥炉の給排気制御方法は、加熱した乾燥炉内に被乾燥物を連続的に通過させながら、被乾燥物の表面に形成された塗料皮膜を焼付け乾燥処理するに際して、乾燥炉に対する給排気風量を炉内を通過中の被乾燥物の量に応じて調節する、すなわち炉内を実際に通過している被乾燥物が多いときには給排気風量を増し、炉内を被乾燥物が少ししか通過していないときには給排気風量を減じるものであり、例えば炉内の被乾燥物数量に応じた給排気ファンのインバータ制御によって乾燥炉に対する給排気風量を自動的に調整するようになすことができる。
【０００９】
炉内を通過している被乾燥物の数量については、例えば請求項２に記載しているように、乾燥炉の出入口の少なくとも一方にリミットスイッチや光電スイッチのような被乾燥物の通過検知手段をそれぞれ配設したり、請求項３に記載しているように、各被乾燥物に後述するような移動通信装置を取付けたりすることによって把握することができる。
【００１０】
すなわち、被乾燥物の形状やサイズが同一、あるいはその差を無視しても全体的な風量制御に実質的に影響を及ぼさない程度の形状差の場合には、乾燥炉の出入口にリミットスイッチなどの通過検知手段を配設し、入口側の通過検知手段からの被乾燥物の検知信号に応じてカウンタメモリをインクリメントし、出口側の通過検知手段からの検知信号に応じてカウンタメモリをデクリメントすることによって被乾燥物の炉内在席数を常時把握することができ、この在席数に応じて給排気風量を自動調整することができる。
【００１１】
一方、自動車の製造ライン、すなわち、車種，型式，車体形状（２ドア，４ドア，セダン，ワゴンなど），塗装色，塗料の種類，塗膜厚さ，艤装品などにおいて仕様がそれぞれ異なる多品種の自動車を同一ライン上で製造する混流ライン製造システムにおいては、車体組立ライン，塗装ライン，艤装ラインなどの各工程において、ライン上を流れる各ワークに対してその仕様どおりの正しい作業を施すために、各ワークに固有の仕様情報をあらかじめ記憶させた通信装置をそれぞれのワークに取付け、この通信装置からデータ信号として送信される情報を各作業ステーションで受信し、このデータに基づいて各ワークに所定の加工がそれぞれ施されるようになっている（例えば、特開昭５７−２０９６６７号公報、特開昭５７−２１１４３７号公報参照）。
【００１２】
例えば、自動車ボディ（ワーク）が塗装ラインに移動してくると、ボディに取付けられた移動通信装置から車種，塗装色，塗装部位など、塗装に関する当該ボディの仕様情報が無線で送信される。塗装ラインにおいては、作業ステーションに備えた工程管理用の制御装置の受信機がこれを受信すると、受信した情報の内容に基づいて制御装置が塗装ロボットに車種および塗装部位に応じた作業指令を行うと共に、塗装ロボットに供給される塗料を切換えるカラーチェンジ装置に指令を送ることによって塗装色情報に応じた塗料への切換えが行われ、前記通信装置に記憶された情報どおりの塗装がボディに施されるようになっている。
【００１３】
したがって、このような移動通信装置を被乾燥物に取付け、被乾燥物が乾燥炉の入口および出口に到達した時点で、入炉信号および出炉信号を無線送信するようになすと共に、例えば乾燥炉の制御装置に設けた受信機によって受信した入炉信号および出炉信号に応じてカウンタメモリをインクリメントおよびデクリメントすることによって被乾燥物の炉内在席数を常時把握することができ、この在席数に応じて給排気風量を自動調整することができる。
【００１４】
このとき、請求項４に記載しているように、被塗装物の個々の仕様、例えば被塗装物が自動車ボディの場合には、車種や車体形状によって相違する塗装面積や塗料の種類，塗膜厚さなどに基づく塗料皮膜からの蒸発成分量に関する情報を移動通信装置にあらかじめ記憶させておき、被乾燥物が乾燥炉の入口および出口に到達した時点で、このような蒸発成分情報を含めた信号を入炉信号および出炉信号として送信するようになし、入炉信号に応じてそのデータをカウンタメモリに加算し、出炉信号に応じてそのデータをカウンタメモリから減算していくようにすることによって、炉内を通過中の被乾燥物の量をやに発生量により密接に関連する炉内在席データによって把握することができ、このデータに応じて給排気風量を調整することにより、形状や大きさが異なり、塗料の塗布量が相違する被乾燥物が混在する連続乾燥処理においても、より精密な給排気風量の制御が可能となる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係わる塗装用連続乾燥炉の給排気制御方法においては、塗装皮膜に連続乾燥処理を施すに際して、乾燥炉に対する給排気風量を乾燥炉内を通過中の被乾燥物の数に応じて調節するようにしているので、生産量が減少して炉内の被乾燥物が少なくなった場合にも過剰な給排気を行うようなことがなくなり、塗料皮膜からの溶剤や樹脂分の蒸発量に見合った給排気風量となることから、生産量が少ないときでもエネルギーを無駄に消費することがなく、しかも炉内のやに濃度を所定のレベル以下とすることができ、塗装品質を損なうことなく生産量に対する乾燥炉のランニングコストの上昇を抑えることができるという極めて優れた効果がもたらされる。
【００１６】
本発明に係わる塗装用連続乾燥炉の給排気制御方法の実施態様として請求項２に係わる給排気制御方法においては、乾燥炉の出入口の少なくとも一方に配設されたリミットスイッチなどの通過検知手段からの信号によって被乾燥物の炉内在席数を算出し、この在席数に応じて乾燥炉に対する給排気風量を加減するようにしているので、簡単に被乾燥物の炉内在席数を把握することができ、給排気風量の制御を低コストのもとに確実に行うことができ、同じく実施態様として請求項３に係わる塗装用連続乾燥炉の給排気制御方法においては、各被乾燥物に取付けられた移動通信装置から乾燥炉の入口および出口の少なくとも一方において無線送信されるデータ信号によって把握される被乾燥物の炉内在席データによって炉内の被乾燥物数量を把握し、このデータに応じて乾燥炉の給排気風量を加減するようにしているので、被乾燥物の炉内数量を確実に把握することができ、給排気風量の制御を確実に行うことができるという優れた効果がもたらされる。
【００１７】
さらに、請求項３に係わる塗装用連続乾燥炉の給排気制御方法の実施態様として請求項４に係わる給排気制御方法においては、移動通信装置から送信されるデータ信号に被乾燥物の個々の仕様に基づく塗料皮膜からの蒸発成分情報が含まれているので、被乾燥物の炉内在席データを炉内を通過中の被乾燥物から蒸発する溶剤や樹脂量に直接的に関連するデータとすることができ、このデータに応じて給排気風量を加減することにより、形状や大きさの相違によって塗料の塗布量が異なる被乾燥物が混在するような連続乾燥処理においても、精密な給排気風量制御を行うことができるというさらに優れた効果がもたらされる。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明を図面に基づいて具体的に説明する。
【００１９】
実施例１
図１および図２は、本発明に係わる塗装用連続乾燥炉の給排気制御方法の第１の実施例として、自動車の塗装ラインにおける連続式乾燥炉の給排気制御を説明するためのものであって、図１は当該乾燥炉の制御を示すブロック図である。
【００２０】
図１に示す連続乾燥炉１は、自動車ボディＢの下塗りに用いられる電着塗装装置の下流側に配設された電着塗装用の乾燥炉であって、当該乾燥炉１の炉内は、４つのゾーン、すなわち図中左側（入口側）から、被乾燥物としてのボディＢを約１２０℃程度まで比較的ゆるやかに昇温させることによりボディＢに付着した水分を蒸発させるプレヒートゾーン、ボディＢを目標の１７０℃まで速やかに昇温させるＮｏ．１ゾーン、ボディＢを１７０℃の目標温度に保持して表面に形成された塗料皮膜を焼付け乾燥（熱硬化）させるＮｏ．２ゾーンおよびＮｏ．３ゾーンに区分され、それぞれのゾーンごとに配設された４基のファン２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄによってあらかじめ定められた風量の熱風が炉内を循環するようになっており、電着塗装を終え、水洗されたのち、当該乾燥炉１に移動してきた自動車ボディＢが図中左側から炉内に入り、炉内を図中右方向に移動して右側の出口から出るまでの間に、ボディＢに付着した水分が除去されると共に、表面に形成された塗料皮膜が焼付け乾燥される。
【００２１】
各ゾーンの熱風循環路３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄには、フィルタ４を通して給気ファン５によって外気から取入れられた空気が熱交換器６を経て給気ダクト７を介して供給される一方、排気ダクト８を介して第１排気ファン９ａおよび第２排気ファン９ｂにより吸引された炉内の空気が排気処理装置１０および前記熱交換器６を経て炉外に排気されるようになっている。このとき排気ガスに含まれる塗料皮膜からの蒸発成分は前記排気処理装置１０に備えた触媒および焼却バーナーによって処理され、排気ガス中から除去される。
【００２２】
次に、このような塗装用連続乾燥炉１における給排気制御について、図２に示すフローチャートを参照して説明する。
【００２３】
まず、被乾燥物である自動車ボディＢが電着塗装および水洗を終えて、当該乾燥炉１に移動して来て、乾燥炉１の入口に設けたリミットスイッチ１２ａ（通過検知手段）に接触すると、当該リミットスイッチ１２ａから信号（入炉信号）が発生し、制御装置１１に入力される。また、自動車ボディＢが乾燥炉１の出口側から出て、乾燥炉１の出口に設けたリミットスイッチ１２ｂ（通過検知手段）に接触すると、当該リミットスイッチ１２ｂから信号（出炉信号）が発生し、制御装置１１に入力される。
【００２４】
すなわち、入口側リミットスイッチ１２ａから入炉信号が発生すると、図２に示したフローチャートにおけるステップ１０１において（ＹＥＳ）と判別され、ステップ１０２においてカウンタメモリのメモリ値Ｎに１が加算（インクリメント）され、さらに、ステップ１０３において出口側リミットスイッチ１２ｂからの出炉信号の発生が確認されると、ステップ１０４においてその時のメモリ値Ｎから１が減算（デクリメント）される。
【００２５】
入炉信号が発生しない場合には、ステップ１０１からステップ１０５に進み、ステップ１０５において出炉信号の発生が確認されると、ステップ１０６においてカウンタメモリのメモリ値Ｎから１が減算（デクリメント）される。ステップ１０５において出炉信号の発生がない場合、すなわち入炉信号も出炉信号も発生しない場合には、ステップ１０１に戻り、いずれかの信号が発生するまでステップ１０１および１０５の判別が繰り返される。
【００２６】
したがって、入炉信号が発生するたびにカウンタメモリのメモリ値Ｎに１が加算され、出炉信号が発生するごとにメモリ値Ｎから１が減算されることになるので、炉内を通過中のボディＢの数をカウンタメモリのメモリ値Ｎとして常時把握することができる。
【００２７】
入炉信号あるいは出炉信号が発生することによってカウンタメモリのメモリ値Ｎが書き換えられた場合には、ステップ１０７においてその時のメモリ値Ｎが読み込まれ、ステップ１０８において、制御装置１１に備えたＲＯＭにあらかじめ記憶させておいたテーブルからメモリ値Ｎ、すなわちボディＢの炉内在席台数に対する周波数が求められる。そして、ステップ１０９において、ステップ１０８で求めた周波数が出力され、給気ファン５および排気ファン９ａ，９ｂの回転数をインバータ制御することにより、例えば、ボディＢの炉内在席台数（すなわちＮ）が４１〜５０台（フル生産時）の場合の給排気風量を１００％とすると、炉内在席台数が３１〜４０台の時には８０％、２１〜３０台の時には６０％、１１〜２０台の時には４０％というように給排気風量を減じて連続乾燥炉１の操業が行われる。なお、このとき、適当な函数を用いることによりメモリ値Ｎから周波数をリニアに算出するようになすことも可能である。
【００２８】
したがって、炉内の被乾燥物が少ないにも拘らず過剰な給排気を行うようなことがなくなり、ボディ１台あたりのランニングコストを抑えることができる。また給排気風量は溶剤や樹脂の蒸発量に見合ったものとなっているので炉内のやに濃度が増すことはなく、塗装品質を確保することができる。
【００２９】
実施例２
図３および図４は、本発明に係わる塗装用連続乾燥炉の給排気制御方法の第２の実施例として、前記実施例１におけるリミットスイッチ１２ａ，１２ｂに代えて、自動車ボディＢに取付けた移動通信装置を用いることによって、炉内の被塗装物（ボディＢ）からの溶剤の蒸発量をより正確に把握して、給排気風量を制御する例を説明するためのものであって、図３はその制御システムを示すブロック図である。
【００３０】
図３に示す連続乾燥炉１は、リミットスイッチ１２ａ，１２ｂを備えていない点を除いて、図１に示したものと基本的に変わるところはないので、図１と同一参照番号を付すことによって説明を省略する。
【００３１】
被乾燥物である自動車ボデイＢには、それぞれ移動通信装置１３が取付けてあり、この移動通信装置１３には、当該ボデイＢの個々の仕様、すなわち車種，型式，塗装色，塗料，塗装部位，艤装などの仕様情報と共に、塗装面積や塗膜厚さ、塗料の種類などに基づく塗料皮膜からの蒸発成分に関する情報が、この実施例では基準となる自動車ボデイＢの蒸発成分量に対する百分率としてあらかじめ記憶させてある。そして、自動車ボデイＢが乾燥炉１に入る時および乾燥炉１から出る時に、この蒸発成分データを入炉信号および出炉信号としてそれぞれ無線送信するようにしてある。
【００３２】
すなわち、被乾燥物である自動車ボディＢが電着塗装および水洗を終えて、乾燥炉１の入口に移動して来ると、ボデイＢに取付けた移動通信装置１３から入炉信号が送信され、制御装置１１の受信機がこれを受信すると、図４に示したフローチャートのステップ２０１において（ＹＥＳ）と判別され、ステップ２０２において入炉信号に含まれる当該ボデイＢからの蒸発成分データが入炉データＤとして読込まれ、ステップ２０３においてカウンタメモリのメモリ値Ｔに加算される。さらに、ステップ２０４において乾燥炉１の出口側に到達した自動車ボディＢの移動通信装置１３から出炉信号が送信されて、制御装置１１の受信機がこれを受信すると、ステップ２０５において出炉信号に含まれる当該ボデイＢからの蒸発成分データが出炉データＤとして読込まれ、ステップ２０６においてカウンタメモリのその時のメモリ値Ｔから減算される。
【００３３】
入炉信号が受信されない場合には、ステップ２０１からステップ２０７に進み、ステップ２０７において出炉信号が送信され、出炉信号が受信されると、ステップ２０８においてその出炉データＤが読込まれ、ステップ２０９においてカウンタメモリのメモリ値Ｔから減算される。ステップ２０７において出炉信号が受信されない場合、すなわち入炉信号も出炉信号も送信されない場合には、ステップ２０１に戻り、いずれかの信号が送信されるまでステップ２０１および２０７の判別が繰り返されることになる。
【００３４】
このように、入炉信号が受信されるたびごとにカウンタメモリのメモリ値Ｔに入炉信号に含まれる入炉データＤが加算され、出炉信号が受信されるたびごとにメモリ値Ｔからその出炉信号に含まれる出炉データＤが減算され、入炉データＤおよび出炉データＤは、各ボディの塗料皮膜からの蒸発成分量を基準値に対する百分率として表した数値となっているので、炉内を現在通過中のボディＢからの蒸発成分量の多寡をカウンタメモリのメモリ値Ｔとしてより正確に把握することができる。
【００３５】
入炉信号あるいは出炉信号が送信され、制御装置１１に入力されることによってカウンタメモリのメモリ値Ｔが書き換えられた場合には、ステップ２１０においてその時のメモリ値Ｔが読み込まれ、ステップ２１１において給気ファン５および排気ファン９ａ，９ｂをインバータ制御するための周波数が求められ、ステップ２１２において、ステップ２１１で求めた周波数が出力され、これに応じた回転数で給気ファン５および排気ファン９ａ，９ｂが回転することから、乾燥炉１に対する給排気風量を炉内を通過中のボディＢからの蒸発成分量に見合った風量とすることができる。
【００３６】
すなわち、この実施例に係わる制御方法を採用することにより、形状や大きさが相違し、塗料の種類や塗布量が異なる被乾燥物が混在する連続乾燥処理においても、正確な給排気風量制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる塗装用連続乾燥炉の給排気制御方法の第１の実施例を示すブロック図である。
【図２】図１に示した制御システムによる給排気制御を示すフローチャートである。
【図３】本発明に係わる塗装用連続乾燥炉の給排気制御方法の第２の実施例を示すブロック図である。
【図４】図３に示した制御システムによる給排気制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  連続乾燥炉
１２ａ，１２ａ  リミットスイッチ（通過検知手段）
１３  移動通信装置
Ｂ  自動車ボディ（被乾燥物）
【図１】
0003743697.tif 000002
【図２】
0003743697.tif 000003
【図３】
0003743697.tif 000004
【図４】
0003743697.tif 000005