(57)【要約】【課題】被塗物の形状や大きさに関わらず電着膜厚を均一にし、電着塗装工程において品質不良を生じさせない。【解決手段】電着槽１０３は、電着塗料１０２を貯留する。自動車ボデー１０５は、コンベア装置１０４の駆動によって搬送され、電着塗料１０２に浸漬し、電着塗料１０２内で水平に進行する。電着槽１０３の内壁面には、複数の電極板２０３が配置されている。電極板２０３は、箱型電極ケース２０１や棒状電極ケース２０２に収納された状態で、自動車ボデー１０５の進行方向及び上下方向の両方に並べて配置される。制御装置１５１は、第１給電盤１１１、第２電源部１１２等を制御して、個々の電極板２０３を別個独立に通電する制御を行う。【選択図】図１
2011080111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電着塗料を貯留する電着槽と、
前記電着塗料に浸漬した前記被塗物を搬送して当該電着塗料内で進行させる搬送部と、
前記電着槽の内壁面で、前記被塗物の進行方向及び上下方向の両方に並べて配置される複数の電極板と、
個々の前記電極板に対し別個独立に通電する制御を行う制御部と、
を備える電着塗装装置。
【請求項２】
少なくとも一部の前記電極板は、一方の面が隔膜で形成される扁平の箱型のケース体に収納され、
前記箱型のケース体は、前記隔膜とは反対側の面を前記電着槽の内側面に向けて、当該電着槽に配置される、
請求項１記載の電着塗装装置。
【請求項３】
少なくとも一部の前記電極板は、外周面が隔膜で形成される棒状のケース体に収納され、
前記棒状のケース体は、その長さ方向を前記被塗物の進行方向に一致させて、前記電着槽の底面に配置される、
請求項１又は２記載の電着塗装装置。
【請求項４】
前記制御部は、個々の前記電極板に対して、前記被塗物に対する電着塗装を行うのに充分な高電圧と、前記被塗物に対する電着塗装は行わないものの前記隔膜に電着塗膜を析出させないための低電圧とを択一的に印加する制御を行う、
請求項２又は３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、電着塗料に自動車ボデー等の被塗物を浸漬し、この電着塗料に通電して電着塗装を施すための電着塗装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工場に電着塗装装置を設けて、この電着塗装装置を用いて多くの種類の被塗物（例えば、自動車ボデー等）に電着塗装を施すことが行われている。電着塗装装置では、塗装面積の大きい被塗物（例えば、大型車の自動車ボデー）にあわせて電極の印加電圧を設定すると、それよりも塗装面積の小さい被塗物（例えば、小型車の自動車ボデー）に対する電着塗装では厚く塗装が施されてしまう。これでは、被塗物の種類によっては、過剰品質になるものが生じてしまう。また、電着塗料が無駄に消費されてしまう。
【０００３】
これに対し、被塗物に対する電極の有効面積を制御して、被塗物に対する塗装膜厚の不均一をなくす発明が開示されている。例えば、特許文献１には、板状の絶縁性のマスキング体７と隔膜電極２とを平行に向けて隔膜ケース５に収納させ、マスキング体７を隔膜電極２と被塗物との間に位置づけ、このマスキング体７をスライドすることで隔膜電極２の有効面積を制御することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１５２５９９号公報（段落００３５〜００３６、００４８〜００５０、図２及び図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の電着塗装装置では、マスキング体７を収納するだけでなくマスキング体７の移動軌跡に干渉しないよう隔膜ケース５を大きくする必要があり、ひいては電着槽１が大きくなって、より多くの電着塗料が必要となってしまう。また、特許文献１に記載のように絶縁性のマスキング体７を配置すると、隔膜電極２と被塗物との間の距離が離れ、被塗物に対する電着効率が低下してしまう。
【０００６】
さらには、特許文献１に記載の電着塗装装置では、マスキング体７が上下方向や進行方向に動くため、被塗物の一部には重点的に電着塗装を施し別の一部にはあまり電着塗装を施さないようにするというような、被塗物の形状に応じた適切な電着塗装を行うことが難しい。そして、マスキング体７の移動によって、マスキング体７に付着した固形物（固化した電着塗料、ゴミ等）が落下したり、電着槽１の底に溜まった固形物が舞い上がったりする。この場合、固形物が被塗物に付着して被塗物の表面に凸凹（いわゆる「ブツ」）が生じてしまうおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記の点を鑑みてなされたものであり、被塗物の形状や大きさに関わらず電着膜厚を均一にし、電着塗装工程において品質不良を生じさせないことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電着塗装装置は、電着塗料を貯留する電着槽と、前記電着塗料に浸漬した前記被塗物を搬送して当該電着塗料内で進行させる搬送部と、前記電着槽の内壁面で、前記被塗物の進行方向及び上下方向の両方に並べて配置される複数の電極板と、個々の前記電極板に対し別個独立に通電する制御を行う制御部と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電極板２０３が上下方向及び進行方向に細分化されていて、電着塗装での電極の有効箇所を細分化させることができ、したがって、被塗物の形状や大きさに関わらず電着膜厚を均一にし、電着塗装工程において品質不良を生じさせないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】電着塗装装置の全体を示す模式図である。
【図２】電着槽の模式的な平面図である。
【図３】（ａ）は、箱型電極ケース、第２電源部、第２給電盤及び第３電源部１１４の電気的接続を示す模式図である。（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】棒状電極ケース、第２電源部、第２給電盤及び第３電源部の電気的接続を示す模式図である。
【図５】電着塗装装置による電極板への印加電圧変動パターンの一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の一形態を、図１ないし図５に基づいて説明する。本実施の形態は、自動車ボデーを製造する工場に設けられ、自動車ボデーに電着塗装を行うために導入される設備への適用例である。
【００１２】
図１は、電着塗装装置１０１の全体を示す模式図である。図２は、電着槽１０３の模式的な平面図である。電着塗装装置１０１は、液体状の電着塗料１０２を貯留する電着槽１０３を備える。電着槽１０３は、工場内の電着塗装工程ラインの途中に配置される。工場内では、電着塗装工程ラインに沿って、搬送部としてのコンベア装置１０４が配置される。コンベア装置１０４は、被塗物としての自動車ボデー１０５を搭載するハンガー１０６を搬送する。これにより、自動車ボデー１０５は、電着塗装工程ラインに沿った所定の搬送経路に沿って移動する。電着槽１０３は、この自動車ボデー１０５の搬送経路の途中に配置される。自動車ボデー１０５は、コンベア装置１０４の駆動によって、電着槽１０３に貯留された電着塗料１０２に入槽し、電着塗料１０２内を水平に進行し、この過程で電着塗装を施され、電着塗料１０２から出槽する。
【００１３】
電着槽１０３の内側面には、電着塗料１０２に浸漬される自動車ボデー１０５の側面に対面するように、箱型電極ケース２０１が配置される。また、電着槽１０３の底面には、電着塗料１０２に浸漬される自動車ボデー１０５の底面に対面するように、棒状電極ケース２０２が配置される。箱型電極ケース２０１及び棒状電極ケース２０２は、いずれも、細分化された複数の電極板２０３を、隔膜２０４（図３（ｂ）及び図４参照）を有するケース体２０５に収納して構成される。このようにして、電着塗装装置１０１では、電着槽１０３の内壁面で、自動車ボデー１０５の進行方向及び上下方向の両方に並べて、複数配置されている。箱型電極ケース２０１の詳細については、図３（ａ）及び図３（ｂ）に基づいて後述する。また、棒状電極ケース２０２の詳細については、図４に基づいて後述する。また、以下の説明において、箱型電極ケース２０１及び棒状電極ケース２０２のうち、搬送経路の上流側に位置するものをまとめて第１電極部Ｅ１と呼ぶことがある。また、箱型電極ケース２０１及び棒状電極ケース２０２のうち第１電極部Ｅ１に含まれないものをまとめて第２電極部Ｅ２と呼ぶことがある。
【００１４】
電着塗装装置１０１では、第１バスバー１０７及び第２バスバー１０８が、コンベア装置１０４と平行に延びて配置され、予めアースされている。第１バスバー１０７は、第２バスバー１０８よりも搬送経路の上流側に位置する。ここで、自動車ボデー１０５が搬送されると、搬送途中で自動車ボデー１０５を搭載するハンガー１０６に取り付けられる集電子（図示せず）が第１バスバー１０７や第２バスバー１０８に接触し、自動車ボデー１０５を陰極にする。
【００１５】
第１バスバー１０７は、第１電源部１１０に接続する。第１電源部１１０は、第１給電盤１１１を介して第１電極部Ｅ１に接続し、第１給電盤１１１側を陽極にする。なお、図１では、第１給電盤１１１と第１電極部Ｅ１を構成する棒状電極ケース２０２との間の配線は省略されている。
【００１６】
第２バスバー１０８は、第２電源部１１２に接続する。第２電源部１１２は、第２給電盤１１３を介して第２電極部Ｅ２に接続し、第２給電盤１１３側を陽極にする。なお、図１では、第２給電盤１１３と第２電極部Ｅ２を構成する棒状電極ケース２０２との間の配線は省略されている。
【００１７】
第１給電盤１１１及び第２給電盤１１３のいずれも、第３電源部１１４に接続されている。第３電源部１１４は、第２バスバー１０８を介してアースされているとともに、第１給電盤１１１及び第２給電盤１１３の側の陽極にする。
【００１８】
ところで、自動車ボデー１０５の搬送経路における電着槽１０３よりも上流側の箇所には、光電管センサ１１５が配置されている。光電管センサ１１５は、搬送される自動車ボデー１０５を照らし、自動車ボデー１０５の大きさに応じた電気信号を出力する。
【００１９】
また、コンベア装置１０４には、エンコーダ１１６が取り付けられている。エンコーダ１１６は、コンベア装置１０４の駆動による自動車ボデー１０５の移動距離に応じた電気信号を出力する。
【００２０】
また、電着塗装装置１０１は、制御装置１５１を備える。制御装置１５１は、光電管センサ１１５及びエンコーダ１１６のそれぞれに接続する。また、制御装置１５１は、第１電源部１１０、第１給電盤１１１、第２電源部１１２、第２給電盤１１３及び第３電源部１１４のそれぞれに接続し、これらを制御し、個々の電極板２０３に対し別個独立に通電する制御を行う。つまり、制御装置１５１は、制御部としての役割を果たす。
【００２１】
以下、第２電極部Ｅ２に含まれる箱型電極ケース２０１及び棒状電極ケース２０２、並びに、これらに接続する第２電源部１１２、第２給電盤１１３及び第３電源部１１４について説明する。第１電極部Ｅ１に含まれる箱型電極ケース２０１及び棒状電極ケース２０２、並びに、これらに接続する第１電源部１１０及び第１給電盤１１１については、構成が同じであるため、説明を省略する。
【００２２】
図３（ａ）は、箱型電極ケース２０１、第２電源部１１２、第２給電盤１１３及び第３電源部１１４の電気的接続を示す模式図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。箱型電極ケース２０１を構成するケース体２０５は、扁平な直方体形状をなしていて、一方の面は隔膜２０４で形成されている。また、箱型電極ケース２０１を構成するケース体２０５には、八枚の電極板２０３が、四行二列に並んで絶縁板２０６に保持された状態で収納されている。このような箱型電極ケース２０１は、電着槽１０３の内側面に配置され、隔膜２０４を自動車ボデー１０５に対面させる向きに向けられる。
【００２３】
第２給電盤１１３は、複数のスイッチ素子１１７と、制御ユニット（図示せず）とを備えている。制御ユニットは、制御装置１５１（図１参照）からの電気信号に応じて、第２給電盤１１３に備わる個々のスイッチ素子１１７を別個独立に開閉する。各スイッチ素子１１７は、二個一組でスイッチ素子ユニット１１８をなしている。各スイッチ素子ユニット１１８において、一方のスイッチ素子１１７（第１スイッチ素子１１７ａと呼ぶ）は第２電源部１１２に接続し、他方のスイッチ素子１１７（第２スイッチ素子１１７ｂと呼ぶ）は第３電源部１１４に接続している。そして、各電極板２０３は、それぞれ一つのスイッチ素子ユニット１１８に対応し、このスイッチ素子ユニット１１８に含まれる第１スイッチ素子１１７ａ及び第２スイッチ素子１１７ｂの両方に接続している。
【００２４】
ここで、第２電源部１１２及び第３電源部１１４について説明する。第２電源部１１２は、電着塗料１０２に浸漬された自動車ボデー１０５に対して電着塗装を行うのに充分な高電圧を電極板２０３に印加する。ここで、第１スイッチ素子１１７ａが接続から遮断に転じたとき、逆電位が発生して、箱型電極ケース２０１の隔膜２０４の近傍に位置する塗料が隔膜２０４に引き寄せられる。その結果、隔膜２０４が目詰まりを起こしてしまう。これでは、その後の電着塗装に支障を生じさせてしまう。そこで、第３電源部１１４は、自動車ボデー１０５よりも高い電圧ではあるものの、第２電源部１１２による電圧ほど高くはない低電圧を電極板２０３に印加する。一例として、第２電源部１１２が印加する電圧が２５０ボルトであるのに対し、第３電源部１１４が印加する電圧は５０ボルトである。
【００２５】
第２給電盤１１３に備わる制御ユニット（図示せず）は、各スイッチ素子ユニット１１８において、制御装置１５１の制御を受けて、第１スイッチ素子１１７ａ及び第２スイッチ素子１１７ｂのいずれか一方のみ接続しいずれか他方を遮断する。このような制御ユニットの制御によって、各電極板２０３は、個々独立に、自動車ボデー１０５への電着塗装の機能を発揮させたりその機能を停止させたりすることが可能になる。そして、第３電源部１１４を設けることで、第２電源部１１２の遮断による逆電位の発生で隔膜２０４に生じてしまう電着塗膜の析出を防ぐことができる。
【００２６】
図４は、棒状電極ケース２０２、第２電源部１１２、第２給電盤１１３及び第３電源部１１４の電気的接続を示す模式図である。棒状電極ケース２０２を構成するケース体２０５は、円柱形状をなしていて、その外周面が隔膜２０４で形成されている。棒状電極ケース２０２を構成するケース体２０５には、四枚の電極板２０３が、列状に並んで絶縁部材２０７に保持された状態で収納されている。このような棒状電極ケース２０２は、その長さ方向を自動車ボデー１０５の搬送方向に一致させて電着槽１０３の底部に配置される。
【００２７】
棒状電極ケース２０２に収納される各電極板２０３も、それぞれ、第２給電盤１１３に備わるスイッチ素子ユニット１１８の一つに対応し、このスイッチ素子ユニット１１８に含まれる第１スイッチ素子１１７ａ及び第２スイッチ素子１１７ｂの両方に接続している。そして、第２給電盤１１３に備わる制御ユニット（図示せず）は、各スイッチ素子ユニット１１８において、制御装置１５１の制御を受けて、第１スイッチ素子１１７ａ及び第２スイッチ素子１１７ｂのいずれか一方のみ接続しいずれか他方を遮断する。
【００２８】
図１を再び参照する。制御装置１５１は、コンピュータである。この制御装置１５１には、予め、自動車ボデーデータベース１５２及び印加プログラム１５３が格納されている。自動車ボデーデータベース１５２には、自動車ボデー１０５の車種に対応させて、自動車ボデー１０５の大きさや形状を定義するデータが格納されている。印加プログラム１５３は、制御装置１５１に、自動車ボデーデータベース１５２を参照させ、車種に応じて個々の電極板２０３に印加する電圧を制御し電着塗料１０２に浸漬される自動車ボデー１０５の車種に応じた電着塗装の機能を実現させる。より詳細には、制御装置１５１は、印加プログラム１５３の記載に基づいて、光電管センサ１１５からの電気信号によって光電管センサ１１５にセンシングされた自動車ボデー１０５の大きさ及び形状を認識し、これに対応する車種のデータを自動車ボデーデータベース１５２から取得する。続いて、制御装置１５１は、印加プログラム１５３の記載に基づいて、エンコーダ１１６からの電気信号によって電着槽１０３内での自動車ボデー１０５の位置を特定し、この位置に対応する電極板２０３に印加するために第１給電盤１１１及び第２給電盤１１３のそれぞれを制御する。このとき、制御装置１５１は、電極板２０３に印加される電圧が過剰にならないよう、個々のスイッチ素子１１７の開閉に応じて第１電源部１１０、第２電源部１１２及び第３電源部１１４のそれぞれも制御する。
【００２９】
本実施の形態の電着塗装装置１０１によれば、電極板２０３が上下方向及び進行方向に細分化されていて、電着塗装での電極の有効箇所を細分化させることができる。このため、被塗物（本実施の形態では、自動車ボデー１０５）の大きさ及び形状に応じた適切な電着塗装を施すことができる。このため、被塗物の形状や大きさに関わらず電着膜厚を均一にし、電着塗装工程において品質不良を生じさせないようにすることができる。
【００３０】
そして、本実施の形態の電着塗装装置１０１は、電極の有効面積を変更するための可動のマスキング体７（特許文献１参照）を備えていない。このため、マスキング体７の動きによって固形物（固化した電着塗料、ゴミ等）が被塗物に付着することがなく、被塗物の表面に凸凹（いわゆる「ブツ」）が生じることもない。
【００３１】
図５は、電着塗装装置１０１による電極板２０３への印加電圧変動パターンの一例を示すグラフである。電着塗装装置１０１では、制御装置１５１に格納される自動車ボデーデータベース１５２及び印加プログラム１５３によって、個々の電極板２０３に対する印加を細かく制御できる。その一例を、以下に説明する。なお、以下の説明では、コンベア装置１０４は自動車ボデー１０５を搬送経路の下流側に向けて、一定の速度で搬送することを前提とする。また、以下の説明においては、箱型電極ケース２０１に収納された電極板２０３に対する印加についてのみ説明することとする。
【００３２】
図２、図３及び図５に基づいて説明する。制御装置１５１は、エンコーダ１１６からの電気信号によって電着槽１０３内での自動車ボデー１０５の位置を特定する。
【００３３】
ここで、制御装置１５１は、自動車ボデー１０５が範囲Ｘ１内に位置すると判定した場合、範囲Ｘ１内にある箱型電極ケース２０１内の全ての電極板２０３の印加電圧を０ボルトから２５０ボルトまで徐々に増加させ、２５０ボルトに達したらその電圧を維持するよう第１電源部１１０、第１給電盤１１１、第２電源部１１２、第２給電盤１１３及び第３電源部１１４を制御する。
【００３４】
続いて、制御装置１５１は、自動車ボデー１０５が範囲Ｘ２内に位置すると判定した場合、範囲Ｘ２内にある箱型電極ケース２０１内の全ての電極板２０３の印加電圧を２５０ボルトにするよう制御を行う。
【００３５】
続いて、制御装置１５１は、自動車ボデー１０５が範囲Ｘ３内に位置すると判定した場合、範囲Ｘ３内にある箱型電極ケース２０１内の電極板２０３のうち上半分にある四個（これらを上部電極板群ＰＵと呼ぶ）にのみ印加電圧を５０Ｖにし、範囲Ｘ３内にある箱型電極ケース２０１内の残りの電極板２０３の印加電圧を２５０ボルトにするよう制御を行う。
【００３６】
続いて、制御装置１５１は、自動車ボデー１０５が範囲Ｘ４内及び範囲Ｘ５内に位置すると判定した場合、範囲Ｘ４内にある箱型電極ケース２０１内の電極板２０３のうち上部電極板群ＰＵの下方に隣り合う二つの電極板２０３（これらを中間部電極板群ＰＭと呼ぶ）と上部電極板群ＰＵとについて印加電圧を５０Ｖにし、範囲Ｘ４内にある箱型電極ケース２０１内の残りの電極板２０３（これらを下部電極板群ＰＬと呼ぶ）の印加電圧を２５０ボルトにするよう制御を行う。
【００３７】
続いて、制御装置１５１は、自動車ボデー１０５が範囲Ｘ５から外れた箇所に位置すると判定した場合、電着槽１０３に配置された箱型電極ケース２０１内の全ての電極板２０３の印加電圧を５０ボルトにするよう制御を行う。
【００３８】
なお、制御装置１５１は、棒状電極ケース２０２に収納された電極板２０３については、自動車ボデー１０５の下方にある電極板２０３のみ印加電圧を２５０ボルトにするよう、制御を行う。
【００３９】
この例によれば、自動車ボデー１０５の上方部分よりも下方部分のほうが多く電着塗装されることになる。このような電着塗装方法は、例えば、セダンタイプの自動車ボデーに有効である。
【符号の説明】
【００４０】
１０１      電着塗装装置
１０２      電着塗料
１０５      自動車ボデー（被塗物）
１０４      コンベア装置（搬送部）
１５１      制御装置（制御部）
２０１      箱型電極ケース
２０２      棒状電極ケース
２０３      電極板
２０４      隔膜
２０５      ケース体
【図１】
2011080111.tif 000003
【図２】
2011080111.tif 000004
【図３】
2011080111.tif 000005
【図４】
2011080111.tif 000006
【図５】
2011080111.tif 000007