(57)【要約】【課題】特定部位の洗浄性を高めて下塗り塗料の２次タレを防止できる塗装方法及び塗装装置を提供する。【解決手段】電着塗料を洗浄するための洗浄液が満たされて自動車ボディＢが浸漬される洗浄槽４４と、洗浄槽の洗浄液に浸漬され自動車ボディの狭隘部に対して向かい合う位置に設けられた超音波発振子４４５．４４６とを備える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被塗物を下塗り塗料に浸漬させて下塗り塗膜を形成したのちこれを焼き付け硬化させる前に、前記被塗物を洗浄液に浸漬させ、この浸漬中に前記被塗物の狭隘部に超音波を印加することを特徴とする塗装方法。
【請求項２】
前記狭隘部が、自動車ボディのドアパネルヘミング部又はウェザーストリップレインフォース部であることを特徴とする請求項１記載の塗装方法。
【請求項３】
前記超音波の印加時間が１０秒〜３０秒であることを特徴とする請求項１又は２記載の塗装方法。
【請求項４】
前記超音波の周波数が２８ｋＨｚ±５ｋＨｚであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の塗装方法。
【請求項５】
下塗り塗料を洗浄するための洗浄液が満たされて被塗物が浸漬される洗浄槽と、前記洗浄槽の洗浄液に浸漬され前記被塗物の狭隘部に対して向かい合う位置に設けられた超音波発振子と、を備えたことを特徴とする塗装装置。
【請求項６】
前記狭隘部が、自動車ボディのドアパネルヘミング部又はウェザーストリップレインフォース部であることを特徴とする請求項５記載の塗装装置。
【請求項７】
前記超音波発振子は、前記被塗物の狭隘部から５０ｃｍ以下の距離に向かい合って設けられていることを特徴とする請求項５又は６記載の塗装装置。
【請求項８】
前記超音波発振子を前記被塗物の狭隘部に対して接近離反移動させる第１の移動手段を有することを特徴とする請求項５〜７の何れかに記載の塗装装置。
【請求項９】
前記超音波発振子を前記被塗物の搬送方向に追従させる第２の移動手段を有することを特徴とする請求項５〜８の何れかに記載の塗装装置。
【請求項１０】
前記被塗物の種類を検出する検出手段と、前記検出手段で検出された被塗物の種類に応じて前記第１の移動手段及び／又は第２の移動手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする請求項８又は９記載の塗装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、自動車ボディ等に適用して好ましい塗装方法及び塗装装置に関し、特に下塗り塗料の２次タレが防止できる塗装方法及び塗装装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
自動車ボディの塗装系は、エポキシ系樹脂を主剤とする電着塗料などが適用される下塗り塗装と、アクリルメラミン系樹脂を主剤とする中塗り塗料と、同じくアクリルメラミン系樹脂を主剤とする上塗り塗料の３種の塗料を用い、下塗り塗装を施したのちこれを焼き付け、硬化した下塗り塗膜の上に中塗り塗装を施したのちこれを焼き付け、硬化した中塗り塗膜の上に上塗り塗装を施したのちこれを焼き付けることで完成する、いわゆる３コート３ベーク系の塗装方法が採用されている。
【０００３】
この種の塗装系において電着塗料の２次タレが従来より問題視されている。すなわち、電着塗装は自動車ボディを電着塗料に浸漬させることで行われ、これによりボディを構成する各種パネルの合わせ面など、狭隘部にも電着塗料が浸入して塗膜が形成される。
【０００４】
ところが、パネルの合わせ面などの狭隘部に浸入した電着塗料は、電着水洗工程だけでは充分に除去されず、これが電着乾燥炉内で外板部に流れ出して硬化する。こうして生じる２次タレは、周囲の電着塗膜に比べて異常な塗膜であることから、塗装不良として中塗り塗装前に修正作業等が必要となる。
【０００５】
特にドアパネルのヘミング部のような液溜まりが生じやすい構造で、かつ洗浄水がスプレーし難い狭隘部からの２次タレが問題となっていた。
【０００６】
【発明の開示】
本発明は、特定部位の洗浄性を高めて下塗り塗料の２次タレを防止できる塗装方法及び塗装装置を提供することを目的とする。
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明によれば、被塗物を下塗り塗料に浸漬させて下塗り塗膜を形成したのちこれを焼き付け硬化させる前に、前記被塗物を洗浄液に浸漬させ、この浸漬中に前記被塗物の狭隘部に超音波を印加することを特徴とする塗装方法が提供される。
【０００８】
また、上記目的を達成するために、本発明によれば、下塗り塗料を洗浄するための洗浄液が満たされて被塗物が浸漬される洗浄槽と、前記洗浄槽の洗浄液に浸漬され前記被塗物の狭隘部に対して向かい合う位置に設けられた超音波発振子と、を備えたことを特徴とする塗装装置が提供される。
【０００９】
本発明では、下塗り塗料を終えた被塗物を洗浄液に浸漬して余剰となった下塗り塗料を洗浄する際に、下塗り塗料が溜まり易い被塗物の狭隘部に超音波を印加するので、狭隘部に溜まった下塗り塗料が超音波の振動によって洗浄液内に流出する。これにより、スプレーでは洗浄できないような狭隘部でも充分に洗浄性を高めることができ、その結果２次タレを防止することができる。
【００１０】
【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は本発明の実施形態に係る塗装方法及び塗装装置が適用される前処理・電着塗装工程を示す工程図、図２は本発明の実施形態に係る塗装装置を示す側面図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図、図４は本発明の実施形態に係る狭隘部の一例を説明するためのボディ全体図及び断面図である。
【００１１】
図１の上図に本実施形態に係る前処理・電着工程の工程図を示す。被塗物である自動車ボディは車体組み立て工程から脱脂洗浄工程１に搬送され、ボディに付着した鉄粉などの各種塵埃やプレス油などの各種油類が除去される。清浄となったボディは化成処理工程２に搬送され、化成処理液に浸漬されることによりボディの表面に化成被膜が形成される。
【００１２】
化成被膜が形成された自動車ボディは、電着塗装工程３に搬送され、電着塗料が満たされた電着槽に浸漬され、所定の電圧が印加されることにより電着塗膜が形成される。電着槽を出槽した自動車ボディには余剰となった電着塗料が付着しているので、次の電着水洗工程４にてこれを洗い流したのち、電着乾燥炉５に搬送して電着塗膜を焼き付ける。
【００１３】
ここで本実施形態の電着水洗工程の構成を同図の下図に示す。
電着槽３１に続いて第１水洗用スプレー装置４１が設けられ、スプレーによる水洗が行われる。この第１水洗用スプレー装置４１に続いて第１水洗槽４２が設けられ自動車ボディを浸漬することによりボディの袋構造部に溜まった電着塗料もここで洗浄される。さらに第１水洗槽４２に続いて第２水洗用スプレー装置４３が設けられ、さらにスプレーによる水洗が行われる。さらにこの第２水洗用スプレー装置４３に続いて第２水洗槽４４が設けられ、自動車ボディを浸漬させることにより袋構造部を含めた最終水洗が行われる。なお、第１水洗槽４２及び第２水洗槽４４へ自動車ボディを浸漬させる場合には、自動車ボディを全没させるフルディップ以外にも、自動車ボディのベルトラインまで半没させるハーフディップも含まれる。
【００１４】
第２水洗槽４４（本発明に係る洗浄槽に相当する。）を図２に示す。本例の第２水洗槽４４には純水などの洗浄液が満たされており、ハンガＨに搭載された自動車ボディＢはオーバーヘッドコンベアＣにより前工程から搬送され、この第２水洗槽の洗浄液に浸漬される。本例の第２水洗槽４４はフルディップ槽であるが、ボディ上部（ベルトラインより上部）に電着塗料の溜まり易い狭隘部がない場合にはハーフディップであってもよい。
【００１５】
本例の第２水洗槽４４の長手方向（コンベアＣによる搬送方向）のほぼ中央の両サイドのそれぞれに、長手方向に沿って第１レール４４１が架設され、この第１レール４４１に沿って第１枠体４４２が長手方向に対して移動自在に設けられている。第１枠体４４２は図外の駆動装置（本発明に係る第２の移動手段に相当する。）によりボディＢの搬送方向に沿って前進及び後退する。
【００１６】
第１枠体４４２には、第２水洗槽の長手方向に直角方向（幅方向）に延在する第２レール４４３が固定され、この第２レール４４３に沿って第２枠体４４４が幅方向に対して移動自在に設けられている。第２枠体４４４は図外の駆動装置（本発明に係る第１の移動手段に相当する。）によりボディＢに対して接近及び離反する方向に移動する。
【００１７】
第２枠体４４４には、第１超音波発振子４４５及び第２超音波発振子４４６が固定されている。
【００１８】
自動車ボディＢには電着塗料が溜まり易い部位が存在する。たとえば、図４に示すドアアウタパネルとドアインナパネルの合わせ部であるドアヘミング部（同図のＡ部）や、ルーフパネルアウタとウェザーストリップレインフォースとの合わせ部であるウェザーストリップレインフォース部（同図のＢ部）は、自動車ボディＢを電着槽３１から出槽した後も電着塗料が溜まり易い構造となっている。こうした狭隘部に対面するように超音波発振子４４５，４４６を設けることで電着塗料を狭隘部から排出する。本例では、第２枠体４４４の上部のウェザーストリップレインフォース部に対面する位置に第１超音波発振子４４５を設け、同じく第２枠体４４４の下部のドアヘミング部に対面する位置に第２超音波発振子４４６を設けている。ただし、本発明では超音波発振子の設置位置は何ら限定されず、車型仕様に応じて電着塗料が溜まり易い部位を検証し、その部位に対面する位置に超音波発振子を設けることが望ましい。したがって、本例のように上下にそれぞれ設ける以外にも、第２枠体４４４の前面に超音波発振子を配置してもよい。
【００１９】
これら第１超音波発振子４４５及び第２超音波発振子４４６は、図２に示すように発信機４４７により駆動されるが、本例ではさらに以下の制御を行うように構成されている。
【００２０】
まず、第１超音波発振子４４５及び第２超音波発振子４４６のそれぞれと、振動対象たるドアヘミング部及びウェザーストリップレインフォース部との対面距離は、５０ｃｍ以下であることが好ましい。５０ｃｍを超えると超音波振動による電着塗料の排出効果が期待できないからである。
【００２１】
また、振動対象たるドアヘミング部及びウェザーストリップレインフォース部に対する超音波振動の印加時間は、好ましくは１０秒〜３０秒、より好ましくは１５秒〜２５秒である。本発明者がパネル隙が５０〜２００μｍの試料を用いて事前確認したところ、印加距離が５０ｃｍ以上でも１０秒以上超音波振動を印加しながら洗浄することで電着塗料を狭隘部から好適に排出できることが確認されている。また、３０秒を超えた時間超音波振動を印加すると、超音波振動による洗浄効果により塗膜表面が肌荒れし、塗装品質上好ましくない。
【００２２】
さらに、発信機４４７の駆動により第１超音波発振子４４５及び第２超音波発振子４４６から発せられる超音波の周波数帯は、２８ｋＨｚ±５ｋＨｚであることが好ましい。本例における洗浄水は水であり、この水の揺動が洗浄効果の前提となることから、超音波の周波数帯域２８〜１５０ｋＨｚのうち最も波長が大きい２８ｋＨｚとすることが好ましい。印加する超音波の周波数が２８ｋＨｚ±５ｋＨｚより低いと可聴領域となってエネルギー伝達ロスが大きくなり超音波振動による洗浄効果が低下する。また、印加する超音波の周波数が２８ｋＨｚ±５ｋＨｚより高いと超音波の直進性の影響が大きくなり、洗浄水が流動することによる影響を受けやすくなってエネルギー伝達ロスが大きくなる。
【００２３】
このうち、印加する超音波の周波数は、第１超音波発振子４４５及び第２超音波発振子４４６の発振周波数が２８ｋＨｚ±５ｋＨｚとなるように発信機４４７の駆動が制御される。
【００２４】
これに対し、第１超音波発振子４４５及び第２超音波発振子４４６とドアヘミング部及びウェザーストリップレインフォース部との距離は、この距離が５０ｃｍ以下（好ましくは３０ｃｍ前後）となるように第２枠体４４４を第２レール４４３に沿って移動させる。また、第１超音波発振子４４５及び第２超音波発振子４４６によるドアヘミング部及びウェザーストリップレインフォース部への超音波の印加時間は、これが１０秒〜３０秒（より好ましくは１５秒〜２５秒）となるように第１枠体４４２及びこれに固定された第２レール４４３及び第２枠体４４４を、第１レール４４１に沿って移動させ、自動車ボディＢに追従させる。ただし、移動させなくとも上記の印加時間が確保できる場合には、第１枠体４４２及びこれに固定された第２レール４４３及び第２枠体４４４を停止させた状態で発信機４４７のＯＮ／ＯＦＦのみによって制御してもよい。
【００２５】
以上の制御は、本例の電着塗装工程に搬入される自動車ボディの車型仕様（車種）に応じて行う。このために第２水洗槽４４の入口付近に車型仕様を検出するためのセンサ４４８が設けられ、この車型仕様検出センサ４４８からの検出信号が制御部４４９に送出されるようになっている。
【００２６】
次に作用を説明する。
図１に戻り、プレス工程及び車体組立工程（溶接工程）を終了した自動車ボディＢは塗装工場の脱脂洗浄工程１に搬入される。ここでボディＢに付着した鉄粉などの各種塵埃やプレス油などの各種油類が除去されたのち、清浄となったボディＢは化成処理工程２に搬送され、化成処理液に浸漬されることによりボディの表面に化成被膜が形成される。
【００２７】
次いで、化成被膜が形成された自動車ボディＢは、電着塗装工程３に搬送され、電着塗料が満たされた電着槽に浸漬され、所定の電圧が印加されることにより電着塗膜が形成される。
【００２８】
この電着槽を出槽した自動車ボディＢは、その表面や狭隘部などに余剰となった電着塗料が付着しているので、これをまず第１水洗用スプレー装置４１を用いて自動車ボディＢに洗浄水を吹き付けて洗い流す。なお、洗い流された電着塗料は洗浄液と分離されて回収されることになる。
【００２９】
この第１水洗用スプレー装置４１では、自動車ボディＢの袋構造部などのようにスプレーによっては洗浄できない部位を洗浄するために、次に自動車ボディＢを第１水洗槽４２に浸漬させる。さらに、第１水洗槽４２を出槽した自動車ボディＢに第２水洗用スプレー装置４３を用いて洗浄水を吹き付ける。
【００３０】
この第２水洗用スプレー装置４３による洗浄を終了した自動車ボディＢは、特定の狭隘部を除き、ほぼ余剰な電着塗料は洗浄された状態となっている。この状態で自動車ボディＢを第２水洗槽４４に浸漬させて最終段の洗浄を行う。
【００３１】
ここで、自動車ボディＢが第２水洗槽４４に入槽する際に、車型仕様検出センサ４４８によってそのボディＢの車型が制御部４４９に送出され、この制御部４４９では検出された車型仕様に基づいて、予め記憶されている車型仕様と超音波印加距離及び印加時間との関係マップを検索し、対応する印加距離と印加時間を抽出して、これを発信機４４７と、第１枠体４４２及び第２枠体４４４それぞれの駆動部（図示省略）に送出する。
【００３２】
たとえば、車型仕様検出センサ４４８により検出された自動車ボディＢが、車幅が狭い小型のボディＢであるときは、第１及び第２超音波発振子４４５，４４６とドアヘミング部及びウェザーストリップレインフォース部との距離が５０ｃｍ以下になるように、第２レール４４３を介して第２枠体４４４を、車幅が広い大型のボディＢに比べてボディＢに接近させる。
【００３３】
また、車型仕様検出センサ４４８により検出された自動車ボディＢが、車長が長いボディＢであって第１及び第２超音波発振子４４５，４４６を停止した状態では超音波の印加時間が１０秒に満たない場合には、発信機４４７によるＯＮ／ＯＦＦ制御に加えて、第１枠体４４２及びこれに固定された第２レール４４３及び第２枠体４４４を第１レール４４１に沿って移動させる。このとき、これら第１枠体４４２及びこれに固定された第２レール４４３及び第２枠体４４４を自動車ボディＢに追従させるために、第１枠体の駆動部の制御部にコンベアパルス信号を取り込み、相対速度がゼロとなるように制御する。
【００３４】
以上の第２水洗槽４４における超音波振動を印加した浸漬洗浄により、ドアヘミング部やウェザーストリップレインフォース部などの狭隘部に残留した電着塗料は第２水洗槽４４に流れ出すことになる。
【００３５】
第２水洗槽４４を出槽した自動車ボディＢは所定のセッティングを経たのち電着乾燥炉に搬入され、ここで焼き付け硬化されるが、ドアヘミング部やウェザーストリップレインフォース部などの狭隘部に残留した電着塗料は第２水洗槽４４にて排出されているので、電着乾燥炉にて流れ出して２次タレ不具合を生じることはない。
【００３６】
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。
【００３７】
たとえば、上述した実施形態では超音波発振子４４５，４４６を第２水洗槽４４に設けたが、本発明の超音波発振子は電着水洗工程の第２段に設けなければならないという趣旨ではなく、また最終段に設けなければならないという趣旨でもない。要するに、狭隘部に溜まった電着塗料を好適に排出できるディッピング槽であれば何段目の水洗槽に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る塗装方法及び塗装装置が適用される前処理・電着塗装工程を示す工程図である。
【図２】本発明の実施形態に係る塗装装置を示す側面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る狭隘部の一例を説明するためのボディ全体図及び断面図である。
【符号の説明】
１…脱脂洗浄工程
２…化成処理工程
３…電着塗装工程
３１…電着槽
４…電着水洗工程
４１…第１スプレー装置
４２…第１水洗槽
４３…第２スプレー装置
４４…第２水洗槽
４４１…第１レール
４４２…第１枠体
４４３…第２レール
４４４…第２枠体
４４５…第１超音波発振子
４４６…第２超音波発振子
４４７…発信機
４４８…車型仕様検出センサ
４４９…制御部
５…電着焼き付け工程
Ｂ…自動車ボディ
Ｃ…コンベア
Ｈ…塗装ハンガ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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