(57)【要約】【課題】電極塗装を施すに際して被塗物にも電極にもバイポーラ現象を生じさせずに塗装品質を向上させる。【解決手段】自動車ボディ１０５は、搬送されて電着槽１０３内の電着塗料１０２に入槽し、この電着塗料１０２内を進行する。電着槽内には、第１の電極部Ｅ１と第２の電極部Ｅ２とが配置される。第２の電極部Ｅ２は、第１の電極部よりも出槽側に位置し、自動車ボディ１０５に対する電着塗装を行うのに充分な高電圧を印加する。第１の電極部Ｅ１は、制御装置１５１の制御によって、自動車ボディ１０５に対する電着塗装がなされず電着塗膜も析出されない低電圧と、電着塗装を行うのに充分な高電圧とを繰り返し印加する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電着塗料を貯留する電着槽と、
被塗物を搬送して前記電着塗料に入槽させ前記電着塗料内で進行させる搬送部と、
前記電着槽内に配置される第１の電極部と、
前記電着槽内で前記第１の電極部よりも出槽側に配置され、前記被塗物に対する電着塗装を行うのに充分な高電圧を印加する第２の電極部と、
前記第１の電極部に通電し前記被塗物に対する電着塗装がなされず電着塗膜も析出されない低電圧と前記高電圧とを繰り返し印加する制御部と、
を備える電着塗装装置。
【請求項２】
前記第１の電極部に至る配線の途中には、逆電流防止のためのダイオードが配置される、
請求項１記載の電着塗装装置。
【請求項３】
前記電着槽内で前記第１の電極部と前記第２の電極部との間には、遮蔽材が配置される、
請求項１又は２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、自動車ボディ等の被塗物を浸漬させる電着塗料を貯留し、この電着塗料に通電して電着塗装を施す電着塗装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車ボディ等の被塗物に塗装を施すに際し、下塗り塗装、中塗り塗装、上塗り塗装という三つの塗装工程を順に行うことが広く行われている。特に、自動車ボディに関しては、下塗り塗装の工程として、脱脂処理と表面調整処理と化成処理とを経て、電着槽に貯留された電着塗料に自動車ボディを全没させ、この電着塗料に通電をして自動車ボディに電着塗装を施すことが行われている。
【０００３】
特許文献１にも記載があるように、被塗物（自動車ボディ）が入槽するときには、以下のような問題がある。
［問題１．］電着槽内に設けられた電極板に常時同じ電圧を印加しておくと、入槽時の被塗物（自動車ボディ）に大電流が流れる。これにより、被塗物（自動車ボディ）の表面に電解ガスが急激に発生し、電着塗膜のピンホール現象が生じるおそれがある。
[問題２．］被塗物（自動車ボディ）が入槽するとき、特にバーチカルの終点付近で被塗物（自動車ボディ）の先端が前車両の後端に接近し、バイポーラ（２極化）現象が生じるおそれがある。なお、バイポーラ現象とは、未通電状態にある被塗物が通電状態にある被塗物に接近すると、未通電の被塗物に電流が流れ、酸素ガスが発生し、この酸素ガスの気泡が付着したままで電着塗装が施されてしまってピンホール現象等の不具合が生じることをいう。バイポーラ現象は、被塗物を通電しながら入槽させる場合には生じず、入槽段階で通電を抑制し全没してから通電し始める場合で被塗物同士の距離（ピッチ）が短い場合に生じやすいことが一般に知られている。
【０００４】
特許文献１には、電着入槽部における大電流の発生およびバイポーラ現象の発生のいずれをも防止する発明として、電着入槽領域に設けられた電極体を被塗物の進行方向に移動（伴走）させること、及び、電着入槽領域の電極体の印加電圧をスロースタート制御することが記載されている。そして、特許文献１によれば、印加電圧のスロースタート制御により被塗物に大電流が流れることがなくなり、さらに、先行する被塗物に電極体が伴走することで後続の被塗物と電極体との距離が大きくなりバイポーラ現象を防止できる、とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１５２３９５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の電極塗装装置では、電極板３ａを入槽側に復帰させる際に電極板３ａの印加電圧を０ボルトにする。これにより、電極板３ａと電極板３ｂとの間の電位差が大きくなり、電極板３ｂに対面する電極板３ａの側面でバイポーラ現象が生じて、電着塗料が析出する。析出した塗膜は、次回に通電がなされると電極板３ａから剥がれ落ち、自動車ボディＢに付着して、ブツを生じさせることになる。
【０００７】
また、特許文献１に記載の電極塗装装置では、電着槽１の上方に駆動レール５やチェーン６が配置される。このため、駆動レール５やチェーン６から落下した金属摩耗粉や油脂分が電着槽１に落下するおそれがある。この落下物は、自動車ボディＢに付着してブツを生じさせたり、電着槽１内のバー８とガイドバー９との隙間に入り込み故障の原因となったりするおそれがある。
【０００８】
本発明は、上記の点を鑑みてなされたものであり、電極塗装を施すに際して被塗物にも電極にもバイポーラ現象を生じさせずに塗装品質を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の電着塗装装置は、電着塗料を貯留する電着槽と、被塗物を搬送して前記電着塗料に入槽させ前記電着塗料内で進行させる搬送部と、前記電着槽内に配置される第１の電極部と、前記電着槽内で前記第１の電極部よりも出槽側に配置され、前記被塗物に対する電着塗装を行うのに充分な高電圧を印加する第２の電極部と、前記第１の電極部に通電し前記被塗物に対する電着塗装がなされず電着塗膜も析出されない低電圧と前記高電圧とを繰り返し印加する制御部と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、第１の電極部に低電圧を印加した状態で未塗装の被塗物を電着塗料に入槽させることで未塗装の被塗物にバイポーラ現象が生じない。また、第１の電極部の印加電圧を大きくし電着塗装を行った後、新たな未塗装の被塗物を入槽させるために第１の電極部の印加電圧を前記の低電圧まで戻すことで、第２の電極部と第１の電極部との間の電位差による第１の電極部でのバイポーラ現象を生じない。したがって、電極塗装を施すに際して被塗物にも電極にもバイポーラ現象を生じさせずに塗装品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】電着塗装装置の全体を示す模式図である。
【図２】（ａ）は、第１の電極部への印加電圧変動パターンの一例を示すグラフである。（ｂ）は、第２の電極部への印加電圧変動パターンの一例を示すグラフである。
【図３】電着塗装装置を模式的に示した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の一形態を、図１及び図２に基づいて説明する。本実施の形態は、自動車ボディ（被塗物）に電着塗装を行う電着塗装工程ラインが設けられた工場への適用例である。
【００１３】
図１は、電着塗装装置１０１の全体を示す模式図である。電着塗装装置１０１は、電着槽１０３と、搬送部としてのコンベア装置１０４と、第１の電極部Ｅ１と、第２の電極部Ｅ２と、制御部としての制御装置１５１とを備える。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。この電着槽１０３には、液体状の電着塗料１０２が貯留されている。コンベア装置１０４は、工場内の電着塗装工程ラインに沿って配置される。コンベア装置１０４は、自動車ボディ１０５を搭載するハンガー１０６を搬送する。ハンガー１０６からは、第１の集電バー１０７や第２の集電バー１０８（いずれも後述）と自動車ボディ１０５とを電気的に接続する集電子１０９が延びている。
【００１４】
コンベア装置１０４は、自動車ボディ１０５を電着塗装工程ラインに沿った所定の搬送経路に沿って搬送し、電着槽１０３の内部を通過させる。これにより、自動車ボディ１０５は、電着槽１０３内の電着塗料１０２に入槽し、電着塗料１０２内を水平に進行する。自動車ボディ１０５は、電着塗料１０２内を通過する際に、第１の電極部Ｅ１及び第２の電極部Ｅ２での印加によって電着塗装を施され、電着塗料１０２から出槽する。なお、図１において、自動車ボディ１０５の搬送方向は、左側から右側に向かう方向である。以下、図１における左側を電着槽１０３の入槽側と呼ぶことがある。また、図１における右側を電着槽１０３の出槽側と呼ぶことがある。
【００１５】
電着槽１０３の内側面には、サイド隔膜電極２０１が配置される。サイド隔膜電極２０１は、自動車ボディ１０５の進行方向に１６個並んでいる。これらのサイド隔膜電極２０１は、電着塗料１０２に浸漬される自動車ボディ１０５の側面に対面する。
【００１６】
電着槽１０３の底面には、底部隔膜電極２０２が配置される。底部隔膜電極２０２は、自動車ボディ１０５の進行方向に４個並んでいる。各底部隔膜電極２０２は、入槽側から数えて４個毎のサイド隔膜電極２０１の組の下方に一つずつ配置される。これらの底部隔膜電極２０２は、電着塗料１０２に浸漬される自動車ボディ１０５の底面に対面する。
【００１７】
第１の電極部Ｅ１は、電着槽１０３の入槽側の端部に寄せて配置される。第１の電極部Ｅ１は、電着槽１０３に入槽する自動車ボディ１０５に対し電着塗装を施す。この第１の電極部Ｅ１は、最も入槽側にある底部隔膜電極２０２と、この底部隔膜電極２０２に対応する４個のサイド隔膜電極２０１とを含む。
【００１８】
第２の電極部Ｅ２は、電着槽１０３内で第１の電極部Ｅ１よりも出槽側に配置される。第１の電極部Ｅ１は、第１の電極部Ｅ１により電着塗装を施された自動車ボディ１０５に対し更なる電着塗装を施す。この第２の電極部Ｅ２は、残りの３個の底部隔膜電極２０２と、これらの底部隔膜電極２０２に対応する１２個のサイド隔膜電極２０１とを含む。
【００１９】
電着槽１０３内で第１の電極部Ｅ１と第２の電極部Ｅ２との間には、遮蔽材２０３が配置される。遮蔽材２０３は、絶縁性の素材で形成されるもので、第１の電極部Ｅ１と第２の電極部Ｅ２との間に発生しうる電流の経路を迂回させる。この点は、図３に基づいて後述する。遮蔽材２０３の一例は、塩化ビニル樹脂素材で形成された板材である。
【００２０】
電着塗装装置１０１では、第１の集電バー１０７及び第２の集電バー１０８が、コンベア装置１０４と平行に延びている。第１の集電バー１０７及び第２の集電バー１０８は、いずれも、予めアースされている。第１の集電バー１０７は、第２の集電バー１０８よりも搬送経路の上流側（電着槽１０３の入槽側）に位置する。ここで、自動車ボディ１０５が搭載されたハンガー１０６が搬送されると、搬送途中で集電子１０９が第１の集電バー１０７や第２の集電バー１０８に接触し、自動車ボディ１０５を陰極にする。
【００２１】
第１の集電バー１０７は、第１の電源部１１０に接続する。第１の電源部１１０は、スイッチ部Ｓ１を介して第１の電極部Ｅ１に接続している。スイッチ部Ｓ１と第１の電極部Ｅ１との間の配線の途中には、ダイオード１１１が配置される。第１の電源部１１０により、スイッチ部Ｓ１がオンであるときにこの第１の電極部Ｅ１を陽極にする。ダイオード１１１は、第１の電極部Ｅ１の印加電圧が降下したときに第１の電極部Ｅ１からスイッチ部Ｓ１に向けて流れうる逆電流を防止する。
【００２２】
第２の集電バー１０８は、第２の電源部１１２に接続する。第２の電源部１１２は、第２の電極部Ｅ２に接続し、この第２の電極部Ｅ２を陽極にする。
【００２３】
ところで、自動車ボディ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ィ１０５を照らし、自動車ボディ１０５の大きさに応じた電気信号を出力する。
【００２４】
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の駆動により搬送される自動車ボディ１０５の移動距離に応じた電気信号を出力する。
【００２５】
制御装置１５１は、コンピュータ（図示せず）を含む。この制御装置１５１には、光電管センサ１１５やエンコーダ１１６からの電気信号が入力される。また、制御装置１５１は、第１の電源部１１０、第２の電源部１１２及びスイッチ部Ｓ１のそれぞれに対して電気信号を出力し、これらを制御する。
【００２６】
制御装置１５１を構成するコンピュータには、予め、自動車ボディデータベース１５２及び印加プログラム１５３が格納されている。自動車ボディデータベース１５２には、自動車ボディ１０５の車種に対応させて、自動車ボディ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、コンピュータに、自動車ボディデータベース１５２を参照し、車種に応じた第１の電極部Ｅ１や第２の電極部Ｅ２の印加電圧の電圧値を算出する機能を実現させる。
【００２７】
制御装置１５１は、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ィ１０５の大きさ及び形状を認識し、印加プログラム１５３の記載に基づいてこの自動車ボディ１０５の車種のデータを自動車ボディデータベース１５２から取得し、第１の電極部Ｅ１及び第２の電極部Ｅ２に加えるべき印加電圧の電圧値を得る。また、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内での自動車ボディ１０５の位置を特定する。そして、制御装置１５１は、自動車ボディ１０５の位置に応じて、算出した電圧値分の印加電圧が第１の電極部Ｅ１及び第２の電極部Ｅ２に加わるよう、第１の電源部１１０及び第２の電源部１１２を制御する。また、制御装置１５１は、スイッチ部Ｓ１のオン／オフの制御も行う。
【００２８】
図２（ａ）は、第１の電極部Ｅ１への印加電圧変動パターンの一例を示すグラフである。図２（ｂ）は、第２の電極部Ｅ２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、自動車ボディ１０５、第１の電極部Ｅ１及び第２の電極部Ｅ２のいずれにもバイポーラ現象を生じさせずに、自動車ボディ１０５への電着塗装を行うことができる。この点について、図１、図２（ａ）及び図２（ｂ）を参照して説明する。
【００２９】
コンベア装置１０４は、自動車ボディ１０５を搬送経路の下流側に向けて、一定の速度で搬送している。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内での自動車ボディ１０５の位置を特定する。そして、制御装置１５１は、スイッチ部Ｓ１をオンにし、第１の電極部Ｅ１に通電がなされるようにする。
【００３０】
制御装置１５１は、自動車ボディ１０５が電着槽１０３に接近したことを判定した場合、第１の電源部１１０を制御して第１の電極部Ｅ１を５０ボルトに印加する（図２（ａ）の点Ｐ０）。制御装置１５１は、自動車ボディ１０５の全体が電着塗料１０２に浸かった時点（図２（ａ）の点Ｐ１）から第１の電極部Ｅ１の印加電圧をスロースタート制御して２５０ボルトにする（図２（ａ）の点Ｐ２）。この２５０ボルトという印加電圧は、自動車ボディ１０５に対する電着塗装を行うのに充分な高電圧の電圧値の一例である。
【００３１】
制御装置１５１は、第１の電極部Ｅ１による印加電圧が２５０ボルトに達したら、自動車ボディ１０５の最後尾が第１の電極部Ｅ１における出槽側の近傍に到達するまで印加電圧を維持する（図２（ａ）の点Ｐ３）。その後、制御装置１５１は、自動車ボディ１０５の最後尾が第１の電極部Ｅ１の近傍を通りすぎたと判定した場合、第１の電源部１１０を制御して第１の電極部Ｅ１の印加電圧を５０ボルトにする（図２（ａ）の点Ｐ４）。この５０ボルトという印加電圧は、自動車ボディ１０５に対する電着塗装がなされず、自動車ボディ１０５や第１の電極部Ｅ１に電着塗膜が析出しない低電圧の一例である。制御装置１５１は、別の自動車ボディ１０５が電着塗料１０２に入り始めたことを判定するまで電圧を５０ボルトに維持し続ける（図２（ａ）の点Ｐ５）。そして、制御装置１５１は、新たに入槽した別の自動車ボディ１０５が出槽側に搬送されるにつれて、第１の電源部１１０を制御して第１の電極部Ｅ１の印加電圧が２５０ボルトになるまで再び徐々に印加し（図２（ａ）の点Ｐ６）、その印加電圧を維持する。制御装置１５１は、このようにして、自動車ボディ１０５に対する電着塗装がなされず電着塗膜も析出されない低電圧と、自動車ボディ１０５に対する電着塗装を行うのに充分な高電圧とを繰り返し印加する。
【００３２】
また、制御装置１５１は、自動車ボディ１０５の先端が第２の電極部Ｅ２における入槽側の近傍に達したことを判定した場合、第２の電源部１１２を制御し、第２の電極部Ｅ２を印加し始め（図２（ｂ）の点Ｑ１）、第２の電極部Ｅ２の印加電圧が２５０ボルトになるまで第２の電極部Ｅ２の印加電圧を徐々に大きくする（図２（ｂ）の点Ｑ２）。その後、制御装置１５１は、印加電圧を維持し続けるよう第２の電源部１１２を制御する。
【００３３】
本実施の形態の電着塗装装置１０１では、第１の電極部Ｅ１に０ボルト又は５０ボルトという低電圧を印加した状態で未塗装の自動車ボディ１０５が電着塗料１０２に入槽する。このため、未塗装の自動車ボディ１０５にバイポーラ現象が生じない。また、本実施の形態の電着塗装装置１０１では、第１の電極部Ｅ１及び第２の電極部Ｅ２のいずれの印加電圧も２５０ボルトまで大きくして電着塗装を行い、その後、新たな未塗装の自動車ボディ１０５を入槽させるために第１の電極部Ｅ１の印加電圧を５０ボルトまで戻す。このとき、第２の電極部Ｅ２と第１の電極部Ｅ１との間の電位差によって、第２の電極部Ｅ２から第１の電極部Ｅ１に向かって電流が流れる。ここで、５０ボルトの印加電圧では、自動車ボディ１０５に対する電着塗装がなされず電着塗膜も析出されない。このため、５０ボルトの印加電圧を印加する第１の電極部Ｅ１では、バイポーラ現象を生じない。このように、本実施の形態の電着塗装装置１０１では、自動車ボディ１０５に電着塗装を施すに際して、自動車ボディ１０５にも第１の電極部Ｅ１にもバイポーラ現象を生じさせず、バイポーラ現象によるブツが生じないため、自動車ボディ１０５の塗装品質が向上する。
【００３４】
また、本実施の形態の電着塗装装置１０１は、第１の電極部Ｅ１や第２の電極部Ｅ２を動かすための機構を備えておらず、電着塗料１０２に金属摩耗粉や油脂分が落下することがない。
【００３５】
さらに、第１の電極部Ｅ１による印加電圧が０ボルトに戻らないので、実質的には自動車ボディ１０５への通電時間が延長され、自動車ボディ１０５内に形成される袋状構造部分にも十分に電着塗装を施すことができ、外板・内板面に対する過剰な塗装を防ぎ、自動車ボディ１０５一台当たりの塗料費を削減することができる。
【００３６】
図３は、電着塗装装置１０１を模式的に示した平面図である。なお、説明のために、図３では、コンベア装置１０４、ハンガー１０６、光電管センサ１１５、エンコーダ１１６、制御装置１５１、第２の電極部Ｅ２の一部等が省略されている。また、図３では、第１の電極部Ｅ１及び第２の電極部Ｅ２を構成する底部隔膜電極２０２は省略されている。
【００３７】
前述したように、第１の電極部Ｅ１の印加電圧を５０ボルトまで戻すと、第２の電極部Ｅ２（２５０ボルト）と第１の電極部Ｅ１との間の電位差によって、第２の電極部Ｅ２から第１の電極部Ｅ１に向かって電流Ｉが流れようとする。ここで、電着槽１０３内で第１の電極部Ｅ１と第２の電極部Ｅ２との間には、遮蔽材２０３が配置されている。電流Ｉは、遮蔽材２０３によって第１の電極部Ｅ１に到達するまでに迂回し、自動車ボディ１０５に近づくような経路を通る。電着塗料１０２自体の電気抵抗が大きいために、電流Ｉの経路が長くなると、第１の電極部Ｅ１に到達する電流Ｉが小さくなる。さらに、自動車ボディ１０５は、ハンガー１０６（図３では図示せず）、集電子１０９、第１の集電バー１０７や第２の集電バー１０８を介して、第１の電源部１１０や第２の電源部１１２に接続して陰極となっている。このため、電流Ｉは、自動車ボディ１０５に向かって流れ、第１の電極部Ｅ１に到達しにくくなる。
【００３８】
また、前述したように、第１の電極部Ｅ１に至る配線の途中には、逆電流防止のためのダイオード１１１が配置される。このため、第１の電極部Ｅ１から第１の電源部１１０に電流が流れる場合の電気抵抗が大きくなり、第２の電極部Ｅ２からの電流Ｉが一層流れにくくなる。
【００３９】
なお、上述した実施の形態では、被塗物が自動車ボディである場合について説明したが、本実施の形態の電着塗装装置は、電着塗装を施すどのような物品に対しても適応できることは、言うまでもない。
【符号の説明】
【００４０】
１０１  電着塗装装置
１０２  電着塗料
１０３  電着槽
１０４  コンベア装置（搬送部）
１０５  自動車ボディ（被塗物）
１１１  ダイオード
１５１  制御装置（制御部）
２０３  遮蔽材
Ｅ１    第１の電極部
Ｅ２    第２の電極部
【図１】
2012031437.tif 000003
【図２】
2012031437.tif 000004
【図３】
2012031437.tif 000005