(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
実ラインで電着塗装される被塗物の電着膜厚を測定する方法において、前記被塗物の測定対象部位における電着付き廻り性よりも低い電着付き廻り性を有するサーチャーを前記被塗物にセットし、前記実ラインにより前記被塗物とともに前記サーチャーに電着塗膜を形成し、当該サーチャーに形成された電着塗膜の膜厚を測定し、この膜厚に基づいて前記被塗物の測定対象部位の電着膜厚を決定することを特徴とする電着膜厚の測定方法。
【請求項２】
前記サーチャーに少なくとも電着の未着部が形成されるように、当該サーチャーの前記電着付き廻り性を決定することを特徴とする請求項１記載の電着膜厚の測定方法。
【請求項３】
前記サーチャーに形成された電着の未着部の長さに基づいて、前記被塗物の測定対象部位の電着膜厚を決定することを特徴とする請求項２記載の電着膜厚の測定方法。
【請求項４】
前記サーチャーは、前記被塗物とほぼ同一の電位とされる帯状鋼板と、当該帯状鋼板が挿入される不導体製パイプとを含むことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の電着膜厚の測定方法。
【請求項５】
前記被塗物の測定対象部位が、ボディシル内面であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の電着膜厚の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車ボディの電着塗装ラインにおける電着膜厚を測定する方法に関し、特に実ラインにおいて実車を解体することなく袋構造部内面の電着膜厚を高精度で測定および管理できる電着膜厚の測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車ボディの塗装には、下塗り塗装、中塗り塗装および上塗り塗装からなる３コート塗装系が採用され、このうちの下塗り塗装工程は、水洗処理、脱脂処理、表面調整、化成処理および電着塗装などの諸工程から構成されている。
【０００３】
電着塗装は、電着塗料液が満たされた電着槽内に自動車ボディを連続的に浸漬させるいわゆるフルディップ法が採用され、その後の水洗工程および乾燥工程を経て、自動車ボディの内外板の表面に電着塗膜が形成される。
【０００４】
自動車ボディに形成された電着塗膜のうち、外板面その他の目視可能な部位については膜厚計を用いて電着膜厚が測定できるが、図７に示す自動車ボディＢのうちボディシルＢ１、各種メンバなど、袋構造部の内面Ｂ２については、膜厚計のプローブが挿入できないため、ボディＢを解体しない限り電着膜厚の測定はできない。
【０００５】
このため、こうした袋構造部の内面Ｂ２の電着膜厚は、図８に示すような帯状鋼板１１（以下、サーチャーともいう。）を実車のシルＢ１の内部に挿入した状態で実ラインでの電着塗装を行い、電着塗装後にサーチャー１１を抜き取り、このサーチャー１１に形成された電着膜厚を膜厚計で測定することで、間接的に電着塗装工程の品質管理を実施していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、サーチャー１１を実際の袋構造部内に挿入する方法では、挿入された状態が目視で確認できない。特にこうしたサーチャー１１は、最も電着の付き廻りが悪いとされる複雑な形状をなす袋構造部に挿入されるため、所定の位置にセットされているかどうかが不確かになり、したがって計測された膜厚値も不安定でばらつきが大きく、測定精度が低いといった問題があった。
【０００７】
また、電着付き廻りが悪い袋構造部に挿入しても、サーチャー１１の方が実車の膜厚よりも厚くなる傾向がある。このため、実車の膜厚変化とサーチャーの膜厚との対応精度に問題があり、結局、大まかな電着膜厚の傾向管理としての利用にならざるを得なかった。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、実車を解体することなく袋構造部内面の電着膜厚を高精度で測定および管理できる電着膜厚の測定方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【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記載の電着膜厚の測定方法は、実ラインで電着塗装される被塗物の電着膜厚を測定する方法において、前記被塗物の測定対象部位における電着付き廻り性よりも低い電着付き廻り性を有するサーチャーを前記被塗物にセットし、前記実ラインにより前記被塗物とともに前記サーチャーに電着塗膜を形成し、当該サーチャーに形成された電着塗膜の膜厚を測定し、この膜厚に基づいて前記被塗物の測定対象部位の電着膜厚を決定することを特徴とする。
【００１０】
電着塗料の付き廻り性については、被塗物に流れる電流のクーロン量をＱ（ｃ）、被塗物の外板および内板の総表面積をＳ（ｍ２  ）、形成される電着塗膜の膜厚をＭ（μｍ）、電着塗膜の比重をρ、電着塗料のクーロン効率をＣ（ｍｇ／ｃ）とすると、
【数１】
Ｑ／Ｓ＝ｋＭρ／Ｃ  （ｋは定数）  …（１）
の関係式が成立することが知られている。この（１）式において、電着塗膜比重ρと電着塗料のクーロン効率Ｃは、電着塗料種によって一定であることから、被塗物表面に析出する電着塗膜の膜厚Ｍは、Ｑ／Ｓに比例することになる。つまり、自動車ボディの表面積Ｓは一定であるため、結局、電着膜厚Ｍは、ボディに流れる電流のクーロン量Ｑに比例する。
【００１１】
ところが、自動車ボディを実ラインで電着塗装したときの電着付き廻り性については、通電時間、すなわち自動車ボディが電着槽内に浸漬している時間は有限であり、しかも自動車ボディは複雑な構造であるために電流が流れ易い部位（たとえばドアアウタパネル）と流れ難い部位（たとえばサイドシル袋構造の内面）とが相対的に生じる。
【００１２】
このため、実車における電着付き廻り性は、図５に示されるように、まず入槽初期においては、電流が流れ易いドアアウタなどの部位に電気エネルギーが集中し、ここに電着塗膜が形成される。電着槽内に設けられた電極板から供給される電気エネルギーの総量は一定であることから、この間はボディシル袋構造の内面のように電流が流れ難い部位には電気エネルギーは殆ど供給されず、したがってこうした部位に電着塗膜は殆ど形成されない。
【００１３】
入槽後ある程度の時間が経過し、ドアアウタなどの電流が流れ易い部位に電着塗膜が形成されて行くと、その形成された塗膜によってその部位の電気抵抗値が徐々に上昇するので、こうした部位に供給される電気エネルギーも徐々に減少して行く。そうすると、次に電流が流れ易い部位にこの電気エネルギーが供給されて行き、最後に最も電流が流れ難い部位に電気エネルギーが供給され、ここに電着塗膜が形成されることになるが、その成膜過程の途中で出槽を迎えることになる。
【００１４】
つまり、実ラインで実車を電着塗装すると、電着付き廻り性が良い部位は、充分な通電量が得られており、形成される膜厚も飽和状態に漸近した状態にあるため、ここで電着条件が多少相違しても、形成される膜厚変化量はきわめて小さい。換言すれば、電着付き廻り性に優れた部位の電着膜厚は、電着条件の変化に対して鈍感である。
【００１５】
これに対して、電着付き廻り性が悪い部位は、充分な通電量が得られる前に出槽するので、ここに形成される膜厚は飽和状態からほど遠い状態にある。したがって、ここで電着条件が相違すると、形成される膜厚が鋭敏に反応する。つまり、電着付き廻り性に劣る部位の電着膜厚の変化量を測定すれば、電着条件の変化が適切に管理できることになる。
【００１６】
本発明者は、こうした観点から、被塗物の測定対象部位における電着付き廻り性よりも低い電着付き廻り性を有するサーチャーを被塗物にセットし、実ラインにより被塗物とともにサーチャーに電着塗膜を形成し、当該サーチャーに形成された電着塗膜の膜厚を測定し、この膜厚に基づいて被塗物の測定対象部位の電着膜厚を決定することとした。
【００１７】
本発明の電着膜厚の測定方法では、サーチャーに形成された電着膜厚を膜厚計により測定するだけで、測定対象部位の膜厚変化を正確に認識することができる。つまり、電着条件の変化に対して最も感度の高いサーチャーの膜厚を用いることで、測定対象部位の膜厚管理をより正確に行うことができる。
【００１８】
請求項１記載の発明において、サーチャーの電着付き廻り性を測定対象部位の電着付き廻り性よりも低くする手段は、特に限定されないが、請求項２記載の電着膜厚の測定方法では、前記サーチャーに少なくとも電着の未着部が形成されるように、当該サーチャーの前記電着付き廻り性を決定することを特徴とする。
【００１９】
電着条件の変化に対して、電着の付着部と未着部との境界部分が最も感度が高いので、こうした未着部が形成されるようにサーチャーを構成すれば、より精度の高い測定を行うことができる。
【００２０】
請求項２記載の発明において、電着の未着部が形成されたサーチャーを用いて電着塗膜の形成状態をどのように判断するかについては特に限定されないが、請求項３記載の電着膜厚の測定方法では、前記サーチャーに形成された電着の未着部の長さで判断することを特徴とする。
【００２１】
電着塗料には通常顔料が含まれており、電着付着部と未着部とは目視により明確に識別することができるので、かかる電着未着部の長さを測定するだけで、電着条件の変化を高精度で測定することができる。
【００２２】
本発明において、サーチャーの具体的構造は特に限定されないが、請求項４記載の電着膜厚の測定方法では、前記サーチャーは、前記被塗物とほぼ同一の電位とされる帯状鋼板と、当該帯状鋼板が挿入される不導体製パイプとを含むことを特徴とする。
【００２３】
帯状鋼板とすることで、入手が容易で廉価である他、電着未着部の長さの測定感度が向上する。また、電着付き廻り性を低くする意味で用いられるパイプを不導体から形成すれば、成膜過程において帯状鋼板とパイプとの導通状態を一定に維持することができる。さらに、不導体製パイプには電着塗膜は形成されないので、パイプの方は半永久的に使用することができる。したがって、サーチャーの製造誤差によるバラツキを最小限に抑制することができる。
【００２４】
本発明において、被塗物の測定対象部位は特に限定されないが、膜厚計による測定が不可能な袋構造部、なかでも錆環境が厳しいとされるボディシル内面、足廻りの各種メンバ内面などを挙げることができる。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、電着条件の変化に対して最も感度の高いサーチャーの塗膜形成状態を利用するので、実車を解体することなく、袋構造部内面その他の測定対象部位の膜厚管理をより正確に行うことができる。
【００２６】
請求項２記載の発明によれば、電着条件の変化に対して、電着の付着部と未着部との境界部分が最も感度が高く、こうした未着部が形成されるようにサーチャーを構成したので、より精度の高い測定を行うことができる。
【００２７】
請求項３記載の発明によれば、サーチャーの電着付着部と未着部とは目視により明確に識別することができるので、かかる電着未着部の長さを測定するだけで、電着条件の変化を高精度で測定することができ、測定作業が簡単である。
【００２８】
請求項４記載の発明によれば、帯状鋼板を採用したので、入手が容易で廉価である他、電着未着部の長さの測定感度が向上する。また、不導体製パイプを採用したので、成膜過程において帯状鋼板とパイプとの導通状態を一定に維持することができ、さらに、不導体製パイプには電着塗膜は形成されないので、パイプの方は半永久的に使用することができる。したがって、サーチャーの製造誤差によるバラツキを最小限に抑制することができる。
【００２９】
請求項５記載の発明によれば、特に錆環境が厳しいボディシルの内面の膜厚が正確に管理でき、自動車ボディの防錆品質の信頼性が高まることになる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係るサーチャーの装着部位を示す自動車ボディの斜視図、図２は同じくサーチャーの実施形態を示す斜視図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ  線に沿う断面図、図４は塗装後のサーチャーを示す斜視図である。
【００３１】
まず、本実施形態で用いられるサーチャー１は、帯状鋼板１１と不導体製パイプ１２とからなる。帯状鋼板１１は、たとえば厚さ１．４ｍｍ、幅２０ｍｍ、長さが１０００ｍｍ程度のボディ鋼板（たとえば冷間圧延鋼板など）が用いられる。この帯状鋼板１１の両端には、それぞれボディＢの室内に固定するための孔１１１が形成されている。この固定は、帯状鋼板１１をアース（カチオン型電着の場合。）することで、シル内面Ｂ２と同電位に設定するために行われる。なお、帯状鋼板１１の室内への固定方向は本実施形態にのみ限定されず、専用治具を用いて固定（アース）する方法であっても良い。
【００３２】
これに対して、パイプ１２は、たとえば不導体である塩化ビニル樹脂で成形された両端が開口した管体であって、上述した帯状鋼板１１が挿入できる内径とされている。そして、パイプ１２内に帯状鋼板１１を挿入し、帯状鋼板１１の孔１１１を利用して、図１に示すようにボディＢの室内に当該サーチャー１を固定する。このとき、パイプ１２自体は、固定しても良いし、帯状鋼板１１に挿入したままでも良い。
【００３３】
サーチャー１の固定位置は、電着膜厚の測定対象部位（本実施形態ではボディＢのサイドシルＢ１の内面Ｂ２）にできる限り近い方が望ましい。
【００３４】
また、パイプ１２の内径は、少なくとも帯状鋼板１１が挿入できる大きさを有し、電着膜厚の測定対象部位であるシルＢ１の内面Ｂ２よりも電着付き廻り性が低い大きさとされる。
【００３５】
ここで電着付き廻り性について説明する。
袋構造体、たとえば鋼板で形成されたボックス体に、複数の電着塗料液の導入孔を形成し、このボックス体を電着槽に浸漬して電着塗装を行うと、ボックス体の外表面には電極板からの電圧が直接的に作用し、大電流が流れるので、浸漬した直後から電気泳動による電着塗膜が形成されて行く。これに対して、ボックス体の内表面には、導入孔から導入された電着塗料液が接触するものの、電流が流れるのは当初においては導入孔付近のみである。したがって、ボックス体の内表面は、導入孔の周囲から徐々に電着塗膜が形成されて行き、膜厚増加に伴って塗膜抵抗が増加すると、その塗膜範囲が徐々に拡がって行く。
【００３６】
このように、袋構造体の内面には、電流が流れ込む開口付近から電着塗膜が形成されるので、ボディＢのシルＢ１には、所定ピッチで電着付き廻り用の孔が形成されているのが一般的である。この場合、大口径の電着付き廻り用孔であればあるほど短時間で厚膜の電着塗膜が形成される。
【００３７】
本実施形態で用いられるサーチャー１も、パイプ１２の両端の開口のみから電流が流れ込むので、帯状鋼板１１は、それぞれの両端から徐々に電着塗膜が形成されて行く。
【００３８】
したがって、本発明のように、目的とするシルＢ１の内面Ｂ２よりも電着付き廻り性が低いサーチャー１を決定する際には、パイプ１２の内径、長さ、ボディＢ室内での固定場所などを考慮すればよい。たとえば、パイプ１２の内径を小さくすればするほど、またパイプ１２の長さを長くすればするほど、帯状鋼板１１への電着付き廻り性は低くなる。また、同じボディＢの室内でも中央部やフロア近傍は電着付き廻り性が低くなる。
【００３９】
こうした点を考慮し、実際に測定を行う前に、予め実車のシルＢ１の内面Ｂ２よりも電着付き廻り性が低いサーチャー１の形状を決定しておく。この場合、サーチャー１の帯状鋼板１１には、図４に示すように、その中央付近に電着の未着部が、たとえば１００ｍｍ程度あらわれるようにサーチャー１の形状を決定する。また、同じ車型であればシル内面Ｂ２に形成される膜厚もほぼ同じとなるため、各車型毎にサーチャー１の形状を決定することが望ましい。
【００４０】
このようにして形成されたサーチャー１を用いて、実ラインにおけるシル内面Ｂ２の膜厚を測定するには、まず未塗装の帯状鋼板１１を塩ビパイプ１２に挿入して、このサーチャー１をホワイトボディＢの室内に導体（針金など）で固定し、アースする。サーチャー１の固定位置は、図１および図３に示されるように、シル内面Ｂ２の近傍とすることが望ましい。
【００４１】
この状態で、ホワイトボディＢを前処理工程、電着塗装工程および電着乾燥工程に投入して、実ラインの電着塗装を行い、ボディＢとともに帯状鋼板１１にも電着塗膜を形成する。
【００４２】
電着乾燥炉を出たボディＢからサーチャー１を取り外し、図４に示すように、帯状鋼板１１の電着未着部の長さＬを測定する。図６に示すように、電着付き廻り性が相対的に悪い部位は、電着条件（図６に示す例では電着電圧）の変化に敏感に反応するので、帯状鋼板１１の電着未着部の長さＬを管理することで、それより電着付き廻り環境が良いシル内面Ｂ２の電着膜厚を正確に管理することができる。
【００４３】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００４４】
特に、上述したサーチャー１の帯状鋼板１１や塩ビパイプ１２の具体的寸法やサーチャー１の固定位置などは、本発明を理解するための単なる例示であって、これに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るサーチャーの装着部位を示す自動車ボディの斜視図である。
【図２】本発明に係るサーチャーの実施形態を示す斜視図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ  線に沿う断面図である。
【図４】塗装後のサーチャーを示す斜視図である。
【図５】電着時間に対する通電量を示すグラフである。
【図６】印加電圧と膜厚との関係を示すグラフである。
【図７】自動車ボディの一例を示す側面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ  線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１…サーチャー
１１…帯状鋼板
１２…塩ビパイプ（不導体製パイプ）
Ｂ…自動車ボディ
Ｂ１…ボディシル
Ｂ２…ボディシル内面
【図１】
0003584724.tif 000002
【図２】
0003584724.tif 000003
【図３】
0003584724.tif 000004
【図４】
0003584724.tif 000005
【図５】
0003584724.tif 000006
【図６】
0003584724.tif 000007
【図７】
0003584724.tif 000008
【図８】
0003584724.tif 000009