(57)【要約】      （修正有）【課題】主としてワークに付着した鉄粉を効率的に捕捉することで、塗膜形成に際しての悪影響を効果的に抑止することのできる電着塗装装置を提供する。【解決手段】電着塗装装置１０の電着槽１１は、槽本体内に電着塗料が貯留されることで構成される。電着槽の上部においては入槽部１７から出槽部に向かい、下部においては出槽部から入槽部に向かう循環流が形成される。入槽部の自動車ボディＷが搬入される位置よりも上流側にフィルタユニット３１が設けられる。フィルタユニットは取付フレーム３２と複数のフィルタ取付ブラケット３３と複数の網袋状のフィルタ３４とを備える。フィルタは開口部を含めて電着塗料中に浸漬される。フィルタ内にて、そのほぼ先端位置に磁石３５が設けられ、フィルタ外の磁石３６とくっつき合って相互に位置決め固定されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に電着塗料が貯留され、一端側にはワークが搬入される入槽部を有し、他端側にはワークが搬出される出槽部を有する電着槽を備え、
前記電着槽内の電着塗料が、前記電着槽の上部においては入槽部から出槽部に向かい、前記電着槽の下部においては出槽部から入槽部に向かう循環流を形成するよう構成された電着塗装装置であって、
前記入槽部の前記ワークが搬入される位置よりも上流側に、前記入槽部から出槽部に向かう前記電着塗料の流れに沿うようにして主として前記ワークに付着した鉄粉を捕捉するための袋状のフィルタを設け、当該フィルタの開口部を含む全部を前記電着塗料中に浸漬状態で設置したことを特徴とする電着塗装装置。
【請求項２】
前記循環流を形成するべく、前記電着槽内の複数箇所にはノズルを配設するとともに、前記フィルタの上流側に、前記フィルタの開口部に向けての流速を高めるための流速増大ノズルを設けたことを特徴とする請求項１に記載の電着塗装装置。
【請求項３】
前記流速増大ノズルによる流速を調整可能に構成したことを特徴とする請求項２に記載の電着塗装装置。
【請求項４】
前記フィルタは、前記電着槽の幅方向に沿って所定間隔を隔てて複数設けられており、前記流速増大ノズルは、前記各フィルタの開口部に対向して複数設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の電着塗装装置。
【請求項５】
前記フィルタ内には、磁石が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電着塗装装置。
【請求項６】
前記フィルタ外にも磁石が設けられており、当該フィルタ外の磁石と、前記フィルタ内の磁石とがくっつき合って位置決め固定されていることを特徴とする請求項５に記載の電着塗装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電着槽を備えた電着塗装装置に係り、例えば、自動車ボディ等のワークの塗装に当たり、該ワークを、循環流の形成された電着塗料中に浸漬させて電着塗装を施すための電着塗装装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車ボディ等のワークが塗装されるに際しては、まず、種々の前処理工程に供される。例えば、車体組立工程を経た自動車ボディは、脱脂工程、表面調整工程、皮膜化成工程、水洗工程、乾燥工程、電着塗装工程（下塗り工程）等を経る。上記電着塗装工程においては、自動車ボディが、所定の電着塗料の溶解又は分散された電着塗料の貯留された槽（電着槽）に、所定時間だけ浸漬され、その間、自動車ボディと槽内電極との間に所定の直流電圧が印加される。この電圧の印加により、塗料中にイオンとして存在する塗料成分が、その反対極性の自動車ボディの表面に電気的に析出し、塗膜が形成される。
【０００３】
自動車ボディをこのような電着塗装工程に供するにあたり、自動車ボディ表面等に付着していた異物が電着槽内にて離脱し沈降することがある。このような異物が存在すると、再度自動車ボディ表面に付着してしまい、塗膜形成に際し、「ブツ」と称される突起が形成されて外観品質の著しい低下を招くこととなる。従来、このような異物は、別途電着槽外に設けられたフィルタにて捕捉されるように構成されているのが一般的であるが、それだけでは上記不具合を解消することは困難である。
【０００４】
例えば、図４に示すように、電着槽７１内において同図矢印に示すような循環流が形成された状況下、電着槽７１底部の所定部分に導出部７２を設け、電着塗料を導出部７２からポンプ７３及びフィルタ７４を有する循環路７５を経て再度電着槽７１に戻すことが考えられる。このような構成下、自動車ボディ７６は入槽部７７から搬入されるのであるが、自動車ボディ７６によって持ち込まれた鉄粉等は、比重が大きいため比較的速やかに沈降してしまう。すると、鉄粉は前記導出部７２に到達することなく入槽部７７近傍を前記循環流とともに循環し、再度自動車ボディ７６の表面に付着してしまうのである。
【０００５】
これに対し、袋状のフィルタを、電着槽の上部に設けるとともに、フィルタの開口部の一部を電着液（電着塗料）の上面から突出させるという技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３０８７５０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記技術では、フィルタの開口部の一部を電着塗料の上面から突出させる構成としているため、電着塗料の液面付近を流れる浮遊物を捕捉することはできても、鉄粉等の比重の大きな異物を捕捉するには効率的とはいえない。また、フィルタ開口部が突出する分だけフィルタリング面積が低下し、捕捉効率の低下を招いてしまう。
【０００７】
そればかりか、フィルタのうち、電着塗料の液面から突出した部分については付着した塗料が乾燥固化しやすい。そのため、今度は当該乾燥固化した塗料固形分が異物となって電着塗料内に混入してしまい、それが自動車ボディに付着して、塗膜形成に際し突起等の形成を招来してしまうおそれがある。
【０００８】
そこで、本発明では、主としてワークに付着した鉄粉を効率的に捕捉することで、塗膜形成に際しての悪影響を効果的に抑止することのできる電着塗装装置を提供することを技術的課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、上記課題等を解決するのに適した各手段につき項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する手段に特有の作用効果等を付記する。
【００１０】
手段１．内部に電着塗料が貯留され、一端側にはワークが搬入される入槽部を有し、他端側にはワークが搬出される出槽部を有する電着槽を備え、前記電着槽内の電着塗料が、前記電着槽の上部においては入槽部から出槽部に向かい、前記電着槽の下部においては出槽部から入槽部に向かう循環流を形成するよう構成された電着塗装装置であって、
前記入槽部の前記ワークが搬入される位置よりも上流側に、前記入槽部から出槽部に向かう前記電着塗料の流れに沿うようにして主として前記ワークに付着した鉄粉を捕捉するための袋状のフィルタを設け、当該フィルタの開口部を含む全部を前記電着塗料中に浸漬状態で設置したことを特徴とする電着塗装装置。
【００１１】
手段１によれば、内部に電着塗料が貯留された電着槽のうち一端側の入槽部から、ワークが搬入される。そして、電着槽内の電着塗料が、電着槽の上部においては入槽部から出槽部に向かい、電着槽の下部においては出槽部から入槽部に向かう循環流を形成する中、ワークの表面に電着塗装が施されてゆく。その後、電着槽のうち他端側の出槽部から、ワークが搬出される。かかる構成下、入槽前段階においてワークに付着していた鉄粉等の異物が、浸漬に伴いワークから離脱し、電着塗料中に混入することが起こりうる。この点、手段１では、入槽部のワークが搬入される位置よりも上流側に、入槽部から出槽部に向かう電着塗料の流れに沿うようにして袋状のフィルタが設けられており、これにより主として離脱した鉄粉が効率的に捕捉される。特に、本手段では、当該フィルタは、開口部を含む全部が電着塗料中に浸漬状態で設置されていることから、電着塗料より突出させる場合に比べて、比重の大きな鉄粉を効率的に捕捉することができる。また、フィルタ開口部の全面積についてフィルタリングすることができることから、捕捉効率の低下を防止できる。その上、電着塗料の液面から突出しないため、フィルタに付着した塗料が乾燥固化することがない。結果として、乾燥固化した塗料固形分が異物となって電着塗料内に混入するといった事態を回避でき、塗膜形成に際し突起等の形成を招くおそれを払拭することができる。
【００１２】
手段２．前記循環流を形成するべく、前記電着槽内の複数箇所にはノズルを配設するとともに、前記フィルタの上流側に、前記フィルタの開口部に向けての流速を高めるための流速増大ノズルを設けたことを特徴とする手段１に記載の電着塗装装置。
【００１３】
手段２によれば、電着槽内の複数箇所に配設されたノズルにより、前記循環流が形成される。これに加えて、手段２では、フィルタの上流側に、フィルタの開口部に向けての流速を高めるための流速増大ノズルが設けられている。微細な鉄粉等を捕捉するべくフィルタの粗さを細かくした場合、流動抵抗が増大し、フィルタを通過する電着塗料の流速がフィルタを通過しない電着塗料の流速よりも著しく遅くなってしまうことが懸念され、この場合には折角フィルタを設ける意義が没却されてしまう。この点、手段２では、流速増大ノズルから電着塗料が導出されるため、フィルタ開口部に向けての流速が積極的に高められる。このため、より効率的に捕捉することができるとともに、フィルタの粗さをより細かく設定することができる。
【００１４】
手段３．前記流速増大ノズルによる流速を調整可能に構成したことを特徴とする手段２に記載の電着塗装装置。
【００１５】
手段３によれば、流速増大ノズルによる流速が調整可能となっているため、そのときどきのニーズに応じた捕捉を行うことができる。より詳しくは、捕捉しようとする鉄粉の大きさ、或いは、フィルタの粗さに応じて、適宜流量設定を行うことでより効果的に捕捉を行うことができる。
【００１６】
手段４．前記フィルタは、前記電着槽の幅方向に沿って所定間隔を隔てて複数設けられており、前記流速増大ノズルは、前記各フィルタの開口部に対向して複数設けられていることを特徴とする手段２又は３に記載の電着塗装装置。
【００１７】
手段４によれば、電着槽の幅方向に沿って複数設けられることで、より効率的な捕捉を行うことができる。またその一方で、所定間隔を隔てて設けられていることから、幅方向全域に設けられている場合に比べて流動抵抗の増大を抑制できる。結果として、より効果的な捕捉を行うことができる。しかも、前記流速増大ノズルが各フィルタの開口部に対向して複数設けられているため、より一層効果的な捕捉を確保することができる。
【００１８】
手段５．前記フィルタ内には、磁石が設けられていることを特徴とする手段１乃至４のいずれかに記載の電着塗装装置。
【００１９】
手段５によれば、フィルタ内には磁石が設けられていることから、フィルタ内に捕捉された鉄粉等の磁性異物が磁石にくっつき、外部に飛散してしまうといった事態を抑制できる。また、経時的に、フィルタ内にエアーが入り込んでしまうことが懸念されるが、手段５では、磁石が錘としての機能も果たすため、万が一フィルタ内にエアーが入り込んでしまったとしてもフィルタの先端が浮上してしまうといった事態を防止することができる。結果として、長期にわたり、安定して鉄粉等の捕捉を継続することができる。
【００２０】
手段６．前記フィルタ外にも磁石が設けられており、当該フィルタ外の磁石と、前記フィルタ内の磁石とがくっつき合って位置決め固定されていることを特徴とする手段５に記載の電着塗装装置。
【００２１】
手段６によれば、さらに、フィルタ外にも磁石が設けられており、当該フィルタ外の磁石と、前記フィルタ内の磁石とがくっつき合って位置決め固定されている。従って、フィルタ内で磁石が暴れることによる不具合を防止することができる。また一方で、単にフィルタに対し固定具を用いて強固に磁石を固定するような場合に比べて、メンテナンス時には外部の磁石を取り外すことで容易に内部の磁石を取り出すことができる。そのため、フィルタの清掃時等における作業性の向上を図ることができる。尚、「前記両磁石は、フィルタの先端側に位置決め固定されていること」としてもよい。当該構成により、一旦フィルタ内に捕捉された鉄粉が飛散してしまうのをより確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００２３】
図１は、本実施形態における電着槽１１を備えた電着塗装装置１０の概略構成を示す模式図である。上述したように、車体組立工程を経たワークとしての自動車ボディＷは、脱脂工程、表面調整工程、皮膜化成工程、水洗工程、電着塗装工程（下塗り工程）等を経る。同図に示すように、電着塗装工程に対応して電着塗装装置１０が設けられている。電着槽１１は、電着槽本体（以下、単に「槽本体」という）１２内に所定の電着塗料（電着液）が貯留されることにより構成される。
【００２４】
この槽本体１２は、底壁部１３と、搬入側及び搬出側に設けられた傾斜壁部１４，１５と、左右両側壁部１６とを有しており、上面が開口されている。本実施形態では、図中左側の傾斜壁部１４に対応する所定位置が入槽部１７となっており、図中右側の傾斜壁部１５に対応する所定位置が出槽部１８となっている。
【００２５】
電着槽１１の上方には、コンベア１９が配設されている。そして、該コンベア１９によって、同図左から案内されたワークとしての自動車ボディＷ（図２参照）が、入槽部１７から電着槽１１内へと搬入され、電着塗料中に所定時間浸漬される。本実施形態では、当該浸漬期間中においても、自動車ボディＷはコンベア１９によって図の左から右方向へと連続的に移動させられるようになっており（スリッパーディップ方式）、所定時間経過後、出槽部１８から同図右上へと引き上げられるようになっている。
【００２６】
前記出槽部１８の下流側には、自動車ボディＷが出槽部１８から搬出される際にオーバーフローした電着塗料を収容するためのサブタンク２０が設けられている。本実施形態ではサブタンク２０内の電着塗料を電着槽１１内に戻すために、サブタンク２０及び電着槽１１間を連結する循環路２１が設けられている。当該循環路２１にはポンプ２２及びフィルタ２３が設けられている。
【００２７】
また、電着槽１１の底壁部１３と傾斜壁部１４との境界部分（図の左部）には導出部２４（図２参照）が設けられている。当該導出部２４に対応して別の循環路２５が設けられており、当該循環路２５にもポンプ２６及びフィルタ２７が設けられている。
【００２８】
そして、電着槽１１内には、複数のノズル（図示略）が配設されており、前記両循環路２１，２５を通過しフィルタ２３，２７にて濾過された電着塗料がノズルから導出され電着槽１１内へと再導入されるようになっている。より詳しくは、前記循環路２１を通った電着塗料は、電着槽１１の上部に設けられたノズルから再導入される。当該ノズルは、入槽部１７から出槽部１８（図１の右側）に向けて開口しており、これにより、電着槽１１の上部においては入槽部１７から出槽部１８に向かう流れが形成されるようになっている。一方、前記別の循環路２５を通った電着塗料は、電着槽１１の下部に設けられたノズルから再導入される。当該ノズルは、出槽部１８から入槽部１７（図の左側）に向けて開口しており、これにより、電着槽１１の下部においては出槽部１８から入槽部１７に向かう流れが形成されるようになっている。すなわち、図１において２点鎖線矢印で示すように、電着槽１１の上部においては入槽部１７から出槽部１８に向かい、電着槽１１の下部においては出槽部１８から入槽部１７に向かう時計回りの循環流が形成されるようになっている。
【００２９】
尚、槽本体１２内には、図示しない底板が設置されている。これとともに、槽本体１２内には、自動車ボディＷとの間で電界を形成する図示しない槽内電極が配されており、また、該電極に対して自動車ボディＷを反対極に維持する通電バーが、前記コンベア１９に沿って配設されている。そして、前記浸漬に際しては、自動車ボディＷと槽内電極との間に所定の直流電圧が印加されることで、電着塗料中にイオンとして存在する塗料成分が、その反対極性の自動車ボディＷの表面に電気的に析出し、塗膜が形成されるようになっている。
【００３０】
さて、図３（ａ）は、本実施形態におけるフィルタユニット３１を示す側面模式図であり、図３（ｂ）は正面模式図である。フィルタユニット３１は、前記入槽部１７の自動車ボディＷが搬入される位置よりも上流側に設けられるものであって（図２参照）、電着槽１１の幅方向に延びる取付フレーム３２と、複数のフィルタ取付ブラケット３３と、複数のポリプロピレン製の網袋状のフィルタ３４とを備えている。取付フレーム３２の両端は、前記槽本体１２の両側壁部１６上部に支持固定されている。また、フィルタ取付ブラケット３３は、電気絶縁材料（例えばポリ塩化ビニル）よりなり、正面略Ｕ字状をなす。当該フィルタ取付ブラケット３３は、前記取付フレーム３２に対し、垂下するようにして所定間隔毎に複数個（例えば６個）取付けられている。そして、各フィルタ取付ブラケット３３の下部に対し、フィルタ３４が、電着槽１１上部の流れの上流側（図１の左側）に開口するよう取付けられている。本実施形態では、前記フィルタ３４の長さはおよそ１ｍ程度に設定されているとともに、開口部を含めて電着塗料中に完全に浸漬されるよう構成されている。
【００３１】
また、フィルタ３４の粗さは、鉄粉を捕捉できる程度であれば特に限定されるものではないが、細かな鉄粉を積極的に捕捉することを考慮すると、＃２００〜＃８００とすることが好ましく、＃４００〜＃６００とするのがより好ましい。＃２００よりも粗い場合には、細かい鉄粉の捕捉が困難となり、突起形成の原因が残り、塗装品質上好ましくない。また、＃８００よりも細かくなると、流量抵抗が大きくなりすぎ、却って効率的な捕捉を阻害してしまう（フィルタ３４内の流速が極端に低下し事実上の捕捉が困難となる）おそれがある。
【００３２】
さらに、本実施形態では、フィルタ３４内には、そのほぼ先端に対応するようにして磁石３５が設けられている。これに合わせて、フィルタ３４外にも磁石３６が設けられており、当該フィルタ３４外の磁石３６と、フィルタ３４内の磁石３５とがくっつき合って相互に位置決め固定されている。かかるフィルタ３４内の磁石３５の存在により、捕捉された鉄粉が磁石にくっつき、外部へ逃げてしまうのを抑制できる。これに加えて、磁石３５，３６が錘としての機能も果たすようになっている。このため、万が一フィルタ３４内にエアーが入り込んでしまったとしてもフィルタ３４の先端が浮上してしまうといった事態を防止することができるようになっている。その上、磁石３５が外部の磁石３６により位置決めされていることから、フィルタ３４内で磁石３５が暴れることによる不具合を防止することができるようになっている。一方で、フィルタに対し固定具を用いて強固に磁石を固定するような場合に比べて、メンテナンス時には外部の磁石３６を取り外すことで容易に内部の磁石３５を取り出すことができる。この意味において、フィルタ３４の清掃時等における作業性の向上が図られるようになっている。
【００３３】
併せて、本実施形態では、前記フィルタユニット３１の上流側には、前記フィルタ３４に流速を付与するための流速増大ノズル３７が設けられている。上述したように、フィルタ３４の粗さが細かい場合には、流量抵抗が増大し、フィルタ３４の部分だけが他の部位に比べて流速が低下しやすい傾向にある。本実施形態では、かかる流速低下を抑制するために、前記各フィルタ３４の開口に対向するようにして６個の流速増大ノズル３７が設置されている。また、当該流速増大ノズル３７に対応して、図示しない流量調整手段（例えばバルブ）が設けられており、そのときどきのニーズに応じて前記流速増大ノズル３７から導入される電着塗料の流速を調整することができるようになっている。尚、本実施形態では、前記循環路２１が、流速増大ノズル３７に接続されている。
【００３４】
次に、上記のように構成されてなる本実施の形態の作用効果について説明する。
【００３５】
本実施形態では、入槽部１７の自動車ボディＷが搬入される位置よりも上流側に、入槽部１７から出槽部１８に向かう電着塗料の流れに沿うようにして網袋状のフィルタ３４が設けられており、これにより主として離脱した鉄粉が効率的に捕捉される。特に、本実施形態のフィルタ３４は、開口部を含む全部が電着塗料中に浸漬状態で設置されていることから、電着塗料より突出させる場合に比べて、比重の大きな鉄粉を効率的に捕捉することができる。また、フィルタ３４開口部の全面積についてフィルタリングすることができることから、捕捉効率の低下を防止できる。その上、電着塗料の液面から突出しないため、フィルタ３４に付着した塗料が乾燥固化することがない。結果として、乾燥固化した塗料固形分が異物となって電着塗料内に混入するといった事態を回避でき、塗膜形成に際し突起等の形成を招くおそれを払拭することができる。
【００３６】
また、より微細な鉄粉等を捕捉するべくフィルタ３４の粗さを細かくした場合、流動抵抗が増大し、フィルタ３４を通過する電着塗料の流速がフィルタを通過しない電着塗料の流速よりも著しく遅くなってしまうことが懸念され、この場合には折角フィルタを設ける意義が没却されてしまう。この点、本実施形態では、フィルタ３４の上流側に設けられた流速増大ノズル３７から電着塗料が導出されるため、フィルタ３４開口部に向けての流速が積極的に高められる。しかも、流速増大ノズル３７が所定間隔毎に設けられた各フィルタ３４の開口部に対向して複数設けられている。これらのことが相俟って、より効率的に鉄粉等の異物を捕捉することができるとともに、フィルタ３４の粗さをより細かく設定することができる。その上、流量調整手段を調整することで流速増大ノズル３７による流速が調整可能となっている。そのため、そのときどきのニーズに応じた捕捉を行うことができる。より詳しくは、捕捉しようとする鉄粉の大きさ、或いは、フィルタ３４の粗さに応じて、適宜流量設定を行うことでより効果的に捕捉を行うことができる。
【００３７】
さらに、上記のとおり、磁石３５，３６を設けることとしているため、鉄粉が外部へ逃げてしまうのを抑制できるとともに、長期間にわたった安定した捕捉を確保でき、しかもメンテナンス性の飛躍的な向上を図ることができる。
【００３８】
尚、上記実施の形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。
【００３９】
（ａ）上記実施形態では、フィルタ３４が所定間隔毎に複数個（例えば６個）取付けられる構成となっているが、電着槽１１幅方向のほぼ全域にわたって単一のフィルタを設けることとしてもよい。
【００４０】
（ｂ）上記実施形態では、サブタンク２０が設けられているが、当該サブタンク２０を省略する構成としてもよい。
【００４１】
（ｃ）上記実施形態では、電着塗装の対象となるワークとして、自動車ボディを例示しているが、他のワークの塗装を行う場合に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】一実施形態における電着塗装装置を示す断面模式図である。
【図２】入槽部を中心とする電着槽を示す部分断面模式図である。
【図３】（ａ）はフィルタユニットを示す側面模式図であり、（ｂ）は正面模式図である。
【図４】従来技術における電着槽の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０…電着塗装装置、１１…電着槽、１２…槽本体、１７…入槽部、１８…出槽部、１９…コンベア、３１…フィルタユニット、３４…フィルタ、３５…磁石、３６…磁石、３７…流速増大ノズル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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