(57)【要約】【課題】電着塗膜上の突起除去を行うことなく、塗装品質を向上させることができる車体の生産方法を提供することを課題とする。【解決手段】ＳＴ０８において、車体の外表面の表面粗さを向上させるために研磨を行う。具体的には、前処理前に車体の外表面に研磨を施し、研磨後の車体の外表面に電着塗装を行って得られた電着塗膜の表面粗さがＲａ＝０．１μｍ〜０．１５μｍになるようにする。【効果】上記表面粗さを有する電着塗膜の上に中塗り塗装、上塗りベース塗装、上塗りクリア塗装を施し、焼付け作業を行った場合、平滑な上塗りクリア塗膜を得ることができる。よって、電着塗膜上の突起除去を行うことなく、塗装品質を向上させることができる車体の生産方法を提供することができる。【選択図】図６
2009226266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗装の前処理を行った後の車体に中塗り塗装と上塗り塗装を行う車体の生産方法において、
前記車体の脱脂や洗浄等を行う前処理工程の前に、車体の外表面の表面粗さを向上させる研磨工程を設けたことを特徴とする車体の生産方法。
【請求項２】
前記中塗り塗装で用いられる中塗り塗料は、イソシアネート化合物を架橋剤とする２液型の塗料であることを特徴とする請求項１記載の車体の生産方法。
【請求項３】
車体のホワイトボディを塗装する車体の生産方法において、
車体の外表面の表面粗さを向上させる研磨工程と、
車体を液体で洗浄する前処理工程と、
車体を電着槽に沈め、前記車体の表面に電着塗装を施す電着塗装工程と、
電着塗装面を加熱して電着塗膜を得る中間焼付け工程と、
前記電着塗膜の上に中塗り塗装を施す中塗り塗装工程と、
中塗り塗装面の上に上塗りベース塗装を施す上塗りベース塗装工程と、
上塗りベース塗装面の上に上塗りクリア塗装を施す上塗りクリア塗装工程と、
前記中塗り塗装面と前記上塗りベース塗装面と上塗りクリア塗装面とを一括して加熱する最終焼付け工程と、からなることを特徴とする車体の生産方法。
【請求項４】
前記研磨工程は、前記車体の外表面に接触させる研磨工具を備えた研磨装置で実施されることを特徴とする請求項３記載の車体の生産方法。
【請求項５】
前記研磨工程は、前記車体の外表面に接触させる研磨工具を備えた研磨ロボットで実施されることを特徴とする請求項３記載の車体の生産方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体の生産方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車体の塗装工程では、一般に電着塗装後、中塗り塗装後、上塗りベース塗装後、上塗りクリア塗装後の各々の時点で、塗装面を加熱する焼付け作業が実施される。このように焼付け作業の回数が多いと乾燥炉の数量も多くなるので、塗装工程で消費される熱量は膨大になる。省エネルギーの観点から、熱量の低減化が必要とされる。
【０００３】
本発明者等は、塗装面の加熱に必要な熱量を低減することができる車体の生産方法を先に提案した（特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００７−２２９６７１公報（図１）
【０００４】
特許文献１を次図に基づいて説明する。
図１０は従来の車体の生産方法を説明するフロー図であり、ステップ（以下ＳＴと記す。）０１において、車体の表面に電着塗装を施し、電着塗装面を１７０℃で２０分加熱する。ＳＴ０２において、電着塗膜に中塗り塗装を施す。ＳＴ０３において、中塗り塗装面を７０℃で５分加熱する。ＳＴ０４において、中塗り塗装面の上に上塗りベース塗装を施す。ＳＴ０５において、上塗りベース塗装面を８０℃で１０分加熱する。ＳＴ０６において、上塗りベース塗装面の上に上塗りクリア塗装を施す。ＳＴ０７において、上塗りクリア塗装面を１４０℃で３０分加熱する。
【０００５】
ＳＴ０３の第１予備加熱とＳＴ０５の第２予備加熱では、ＳＴ０７の加熱に比べて低い温度、短い時間で加熱しているので、加熱に必要な熱量を低減することができる。このような塗装方式は、３回塗装した後に１回加熱を行うことから３コート１ベークと呼ばれている。
【０００６】
さて、下塗りの電着塗膜の表面に突起が生成されることがある。この突起は塗装外観を悪化させるため、突起を除去して塗膜表面を平滑にすることが要求される。従来、電着塗膜を形成した後に、電着塗膜表面を平滑にする作業としての研磨作業を含んだ車体の生産方法が各種提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献２】特開平８−１８７６５２号公報（図８）
【０００７】
特許文献２を次図に基づいて説明する。
図１１は従来の研磨作業を含んだ車体の生産方法を説明する図であり、車体は左から右へ搬送されるものとする。電着塗装装置３００は、車体３０１に電着塗装を施す電着槽３０２と、車体３０１に付着した余剰の電着塗料を除去する水洗部３０３と、車体載せ替え部３０４と、車体３０１の電着塗装面を加熱する乾燥炉３０５と、車体３０１の外表面の電着塗膜の研磨が作業員によって行われる研磨部３０６とで構成される。
【０００８】
特許文献２の電着塗装装置３００では、電着塗膜の表面を研磨部３０６で研磨しているので、電着塗膜表面に突起が生成されていた場合でも、突起を除去して塗膜表面を平滑にすることができる。
【０００９】
しかしながら、電着塗膜の厚さは数十μｍと非常に薄いので、研磨作業は塗膜を剥がさないように慎重に行われる。研磨作業を慎重に行うと、研磨代が不足気味となり、突起の除去量が十分でなく突起が残ってしまう虞がある。
【００１０】
突起が残っている電着塗膜の上に、図１０のＳＴ０２に示す中塗り塗装とＳＴ０４に示す上塗りベース塗装とＳＴ０６に示す上塗りクリア塗装とを施す。次にＳＴ０７に示す加熱を行うと、中塗り塗膜と上塗りベース塗膜と上塗りクリア塗膜は断面で見たときに突起に沿うように形成されるので、上塗りクリア塗膜の表面に突起が生成される。このように突起が車体の外表面にあると、塗装品質を低下させる。
【００１１】
そのため、電着塗膜上の突起除去を行うことなく、塗装品質を向上させることができる車体の生産方法の開発が求められる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、電着塗膜上の突起除去を行うことなく、塗装品質を向上させることができる車体の生産方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に係る発明は、塗装の前処理を行った後の車体に中塗り塗装と上塗り塗装を行う車体の生産方法において、前記車体の脱脂や洗浄等を行う前処理工程の前に、車体の外表面の表面粗さを向上させる研磨工程を設けたことを特徴とする。
【００１４】
請求項２に係る発明では、中塗り塗装で用いられる中塗り塗料は、イソシアネート化合物を架橋剤とする２液型の塗料であることを特徴とする。
【００１５】
請求項３に係る発明では、車体のホワイトボディを塗装する車体の生産方法において、車体の外表面の表面粗さを向上させる研磨工程と、車体を液体で洗浄する前処理工程と、車体を電着槽に沈め、前記車体の表面に電着塗装を施す電着塗装工程と、電着塗装面を加熱して電着塗膜を得る中間焼付け工程と、前記電着塗膜の上に中塗り塗装を施す中塗り塗装工程と、中塗り塗装面の上に上塗りベース塗装を施す上塗りベース塗装工程と、上塗りベース塗装面の上に上塗りクリア塗装を施す上塗りクリア塗装工程と、前記中塗り塗装面と前記上塗りベース塗装面と上塗りクリア塗装面とを一括して加熱する最終焼付け工程と、からなることを特徴とする。
【００１６】
請求項４に係る発明では、研磨工程は、車体の外表面に接触させる研磨工具を備えた研磨装置で実施されることを特徴とする。
【００１７】
請求項５に係る発明では、研磨工程は、車体の外表面に接触させる研磨工具を備えた研磨ロボットで実施されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に係る発明では、前処理工程の前に研磨工程を行うことにより、車体研磨後の洗浄工程及び乾燥工程を新たに追加する必要がないので、コンパクトな塗装ラインを用いた車体の生産方法を提供することができる。また、省エネルギーを実現することができ、且つＣＯ２の排出量を低減することができる車体の生産方法を提供することができる。
【００１９】
請求項２に係る発明では、中塗り塗料にイソシアネート化合物を架橋剤とする２液型の塗料を用いた。本発明者等は、先に出願した特許文献１（特開２００７−２２９６７１公報）の明細書段落番号［００３３］に記載しているように、３コート１ベーク方式にイソシアネート化合物を架橋剤とする２液型の中塗り塗料を適用することにより、中塗り塗膜と上塗り塗膜とが混合した状態で硬化することを防止できることを確認した。
【００２０】
また、本発明者等は、車体の外表面と電着塗膜が平坦であると、イソシアネート化合物を架橋剤とする２液型の中塗り塗料による上塗り塗料との混合防止機能が安定して発揮されて、中塗り塗膜と上塗り塗膜とが混合した状態で硬化しないことを確認した。そのため、塗装外観が向上する。
【００２１】
更に、本発明では、研磨工程を行った後に前処理工程を行う。そのため、前処理工程の後の電着塗装工程と中間焼付け工程を経て、良好な電着塗膜を得ることができる。
【００２２】
この電着塗膜に上記中塗り塗料を用いて中塗り塗装を施し、上塗り塗装を施し、上塗り塗装面に最終焼付けを行うと、中塗り塗膜と上塗り塗膜とが混合した状態で硬化することがない。よって、仕上がりが良好な塗装外観を得ることができる。
【００２３】
請求項３に係る発明では、研磨工程は、前処理工程よりも前に車体の外表面を研磨する工程である。そのため、上記研磨工程では、例えば厚さ数十μｍで形成されている電着塗膜の表面を研磨する場合に比べ、楽に研磨することができる。
【００２４】
そこで、本発明者等は、前処理前に研磨せずに電着塗装を行って得られた電着塗膜と、前処理前に研磨して電着塗装を行って得られた電着塗膜とに関して、各々の表面粗さを測定した。その結果、研磨せずに得られた電着塗膜の表面粗さは、中心線平均粗さＲａ（以下、Ｒａのみで記す。）＝０．２５μｍ〜０．３０μｍであった。また、研磨して得られた電着塗膜の表面粗さは、Ｒａ＝０．１μｍ〜０．１５μｍであった。すなわち、本発明者等は、車体の外表面の表面粗さを向上させる研磨工程を前処理工程よりも前に行うことで、電着塗膜の表面粗さが向上することを確認した。
【００２５】
そのため、電着塗膜の上に中塗り塗装、上塗りベース塗装、上塗りクリア塗装を施し、焼付け作業を行った場合、平滑な上塗りクリア塗膜（最外塗膜）を得ることができる。請求項３によれば、電着塗膜上の突起除去を行うことなく、塗装品質を向上させることができる車体の生産方法を提供することができる。
【００２６】
従来技術では、電着塗膜の突起を除去するために塗膜の研磨をしすぎて、逆に電着塗膜の品質を悪化させるケースもあったが、本発明では、厚さ２０μｍ程度の電着塗膜の研磨という熟練技能を要する作業がないので、電着塗膜の品質を低下させることはなくなる。
【００２７】
請求項４に係る発明では、研磨工程を研磨装置で実施するので、人手で研磨する場合に比べ、省力化を実現した車体の生産方法を提供することができる。
【００２８】
請求項５に係る発明では、研磨工程を研磨ロボットで実施するので、車体の外表面が平坦でなく不規則に変化していても、外表面の不規則に変化する部位に研磨工具を容易に追従させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明の研磨装置の斜視図であり、車体は乗用車の車体（以下、車体と略記する。）を例にして説明する。また、以下の説明では、図右下方向を前、左上方向を後、右上方向を左、左下方向を右とする。
【００３０】
研磨装置１０は、後側のレール１１上に設けられ車体搬送機１２に載せた第１車体１３の上面を研磨する第１研磨機構２０を備えている第１研磨装置３０（詳細後述）と、この第１研磨装置３０の前方にあるレール３１、３１上に設けられ車体搬送機１２に載せた第２車体３２の左側面を研磨する第２左側研磨機構８０を備えている第２左側研磨装置９０（詳細後述）と、この第２左側研磨装置９０と第２車体３２を挟むように右側のレール１３６、１３６上に設けられ第２車体３２の右側面を研磨する第２右側研磨機構を備えている第２右側研磨装置１４０とからなる。
【００３１】
なお、第２左側研磨装置９０と第２右側研磨装置１４０の構造は同じであるため、以下では第２左側研磨装置９０の構造のみを説明し、第２右側研磨装置１４０の構造説明は省略する。
【００３２】
図２は図１の２−２線断面図であり、第１研磨装置３０は、レール１１、１１上に車輪３３、３３を介して載せられ上方に向けて形成されているケース３４と、このケース３４に設けられている例えばねじ式の第１昇降機構４０（詳細後述）と、この第１昇降機構４０に連結されている第１研磨機構２０（詳細後述）とで構成される。
【００３３】
第１昇降機構４０は、ケース３４の側面に支持されている昇降用モータ４１と、ケース３４に取り付けた軸受ケース４２で支持されている中間軸４３と、この中間軸４３の前端と昇降用モータ４１の出力軸とを連結している昇降用伝動機構４４と、中間軸４３の後端に取り付けられている駆動ギヤ４５と、ケース３４の底部に設けられている底部軸受４６と、ケース３４の上部に設けられている上部軸受４７と、この上部軸受４７に上端が支持され底部軸受４６に下端が支持されているねじ軸４８と、このねじ軸４８に形成されたねじで保持されている移動ブロック４９と、ねじ軸４８の下端部に取り付けられ駆動ギヤ４５と噛み合っている従動ギヤ５１とで構成される。
【００３４】
なお、第１昇降機構４０はねじ式を用いて説明したが、この他にラックとピニオン、シリンダユニットを適用することができるため、他の機構に変更することは差し支えない。
【００３５】
第１研磨機構２０は、移動ブロック４９に取り付けられているフレーム５２と、このフレーム５２の下端に回転自在に取り付けられているコンタクトホイール５３と、フレーム５２の上部に回転自在に取り付けられているアイドラ５４と、このアイドラ５４の外周面とコンタクトホイール５３の外周面とに接触するように掛ける例えば研磨工具としての研磨ベルト５５と、フレーム５２に取り付けられている研磨用モータ５６と、この研磨用モータ５６の出力軸とコンタクトホイール５３の入力軸とを連結している研磨用伝動機構５７とで構成される。
【００３６】
なお、第１研磨機構２０の研磨工具は研磨ベルト５５で説明したが、この他に研磨ディスクや研磨ブラシを採用することができるため、他の研磨工具に変更することは差し支えない。また、水を供給して行う水研に置き換えることもできる。
【００３７】
加えて、車体搬送機１２は、床５８の上に設けられ第１車体１３を位置決めしている第１台車５９と、この第１台車５９の下端に設けられているガイドローラ６１、６１と、これらのガイドローラ６１、６１を案内するために地下６２に設けられているガイドレール６３、６３と、第１台車５９の下部に設けられている動力受け部材６４と、地下６２に設けられている車体搬送用モータ６５と、この車体搬送用モータ６５に連結されている車体搬送用伝動機構６６と、この車体搬送用伝動機構６６の出力軸に取り付けられ動力受け部材６４に接触しているフリクションローラ６７とを備えている。
【００３８】
６８は車輪用モータ、６９は車輪用伝動機構、７１は車軸、７２は安全カバー、７３は軸受押さえである。
【００３９】
車輪用モータ６８を起動させると、車輪用モータ６８の動力は車輪用伝動機構６９を介して車軸７１と車輪３３、３３に伝達される。これにより、車輪３３、３３がレール１１、１１上を走行するので、第１研磨装置３０は図表裏方向に移動することができる。
【００４０】
また、車体搬送用モータ６５を起動させると、車体搬送用モータ６５の動力は車体搬送用伝動機構６６を介してフリクションローラ６７に伝達されるので、フリクションローラ６７は回転する。フリクションローラ６７の回転と同時に、動力受け部材６４にはフリクションローラ６７からの動力が伝達されるので、第１車体１３と第１台車５９は図表裏方向に移動することができる。
【００４１】
第１研磨装置３０と第１車体１３の図表裏方向の移動を停止させた状態で、研磨用モータ５６を起動させると、コンタクトホイール５３が回転する。これにより、研磨ベルト５５に送りが与えられ、研磨の準備が完了する。
【００４２】
次に、昇降用モータ４１を起動させると、昇降用モータ４１の動力は昇降用伝動機構４４、中間軸４３、駆動ギヤ４５、従動ギヤ５１、ねじ軸４８の順に伝達される。これによりねじ軸４８が回転し、移動ブロック４９は矢印（１）のように想像線の位置まで下降する。移動ブロック４９の下降と同時に、第１研磨機構２０も矢印（２）のように想像線の位置まで下降するので、送りが与えられた研磨ベルト５５を第１車体１３の上面７４に接触させることができる。移動ブロック４９を想像線の位置まで下降させた時点で昇降用モータ４１を停止させる。
【００４３】
研磨終了後、昇降用モータ４１を起動させ、ねじ軸４８に第１研磨機構２０の下降時とは逆の回転を与える。これにより、第１研磨機構２０を実線の位置まで上昇させることができる。昇降用モータ４１は、第１研磨機構２０を実線の位置まで上昇させた時点で停止させる。
【００４４】
図３は図１の３−３線断面図であり、第２左側研磨装置９０は、レール３１、３１上に車輪９１、９１を介して載せられ上方に向けて形成されているケース９２と、このケース９２に設けられている例えばねじ式の第２左側昇降機構１００（詳細後述）と、この第２左側昇降機構１００に連結されている第２左側研磨機構８０（詳細後述）とで構成される。
【００４５】
第２左側昇降機構１００は、ケース９２の側面に支持されている昇降用モータ１０１と、ケース９２に取り付けた軸受ケース１０２で支持されている中間軸１０３と、この中間軸１０３の前端と昇降用モータ１０１の出力軸とを連結している前側昇降用伝動機構１０４と、中間軸１０３の後端に取り付けられている駆動ギヤ１０５と、ケース９２の底部に設けられている底部軸受１０６と、ケース９２の上部に設けられている上部軸受１０７と、この上部軸受１０７に上端が支持され底部軸受１０６に下端が支持されている前側ねじ軸１０８と、この前側ねじ軸１０８に形成されたねじで保持されている移動ブロック１０９と、前側ねじ軸１０８の下端部に取り付けられ駆動ギヤ１０５と噛み合っている従動ギヤ１１１と、昇降用モータ１０１の出力軸に連結され後側ねじ軸（図１の符号１１２）を駆動する後側昇降用伝動機構１１３とで構成される。
【００４６】
なお、第２左側昇降機構１００はねじ式を用いて説明したが、この他にラックとピニオン、シリンダユニットを適用することができるため、他の機構に変更することは差し支えない。
【００４７】
第２左側研磨機構８０は、移動ブロック１０９の上端に設けられている上側シリンダユニット１１４と、移動ブロック１０９の下端に設けられている下側シリンダユニット１１５と、この下側シリンダユニット１１５のピストンロッドの先端と上側シリンダユニット１１４のピストンロッドの先端とに各々ピン１１６で回転可能に留められているフレーム１１７と、このフレーム１１７の前端に回転自在に取り付けられているコンタクトホイール１１８と、フレーム１１７の後部に回転自在に取り付けられているアイドラ１１９と、このアイドラ１１９の外周面とコンタクトホイール１１８の外周面とに接触するように掛ける例えば研磨工具としての研磨ベルト１２１と、フレーム１１７に取り付けられている研磨用モータ１２２と、この研磨用モータ１２２の出力軸とコンタクトホイール１１８の入力軸とを連結している研磨用伝動機構１２３とで構成される。
【００４８】
なお、第２左側研磨機構８０の研磨工具は研磨ベルト１２１で説明したが、この他に研磨ディスクや研磨ブラシを採用することができるため、他の研磨工具に変更することは差し支えない。また、水を供給して行う水研に置き換えることもできる。
【００４９】
１２４は車輪用モータ、１２５は車輪用伝動機構、１２６は車軸、１２７は安全カバー、１２８は軸受押さえである。
【００５０】
車輪用モータ１２４を起動させると、車輪用モータ１２４の動力は車輪用伝動機構１２５を介して車軸１２６と車輪９１、９１に伝達される。これにより、車輪９１、９１がレール３１、３１上を走行するので、第２左側研磨機構８０は図表裏方向に移動することができる。
【００５１】
また、車体搬送用モータ（図２の符号６５）を起動させると、第２車体３２と第２台車１２９は、第１車体（図２の符号１３）、第１台車（図２の符号５９）と同時に図表裏方向に移動することができる。
【００５２】
さらに、昇降用モータ１０１を起動させると、昇降用モータ１０１の動力は前側昇降用伝動機構１０４、中間軸１０３、駆動ギヤ１０５、従動ギヤ１１１、前側ねじ軸１０８の順に伝達される。同時に、昇降用モータ１０１の動力は後側昇降用伝動機構１１３、中間軸、駆動ギヤ、従動ギヤ、後側ねじ軸（図１の符号１１２）の順に伝達される。これにより前側ねじ軸１０８と後側ねじ軸が回転するので、移動ブロック１０９と第２左側研磨機構８０を下降させることができる。
【００５３】
第２左側研磨機構８０と第２車体３２の図表裏方向の移動を停止させた状態で、研磨用モータ１２２を起動させると、コンタクトホイール１１８が回転する。これにより、研磨ベルト１２１に送りが与えられ、研磨の準備が完了する。
【００５４】
次に、上側ピストンロッド１３３を矢印（３）のように押し出し、下側ピストンロッド１３４を矢印（４）のように押し出すと同時に、昇降用モータ１０１の駆動力により移動ブロック１０９を矢印（５）のように下降させる。移動ブロック１０９を想像線の位置まで下降させた時点で昇降用モータ１０１を停止させる。この結果、想像線で示すように第２左側研磨機構８０の研磨ベルト１２１を第２車体３２の上部側面１３１に接触させることができる。
【００５５】
上記状態から上側ピストンロッド１３３を矢印（６）のように引き、下側ピストンロッド１３４を矢印（７）のように引くと同時に、昇降用モータ１０１の駆動力により移動ブロック１０９を矢印（８）のように下降させる。移動ブロック１０９を想像線の位置まで下降させた時点で昇降用モータ１０１を停止させる。この結果、第２左側研磨機構８０の研磨ベルト１２１を第２車体３２の下部側面１３２に接触させることができる。
【００５６】
研磨終了後、上側ピストンロッド１３３を矢印（９）のように引き、下側ピストンロッド１３４を矢印（１０）のように引く。ここで、昇降用モータ１０１を起動させ、前側ねじ軸１０８と後側ねじ軸（図１の符号１１２）に第２左側研磨機構８０の下降時とは逆の回転を与えることにより、第２左側研磨機構８０を実線の位置まで上昇させることができる。昇降用モータ１０１は、第２左側研磨機構８０を実線の位置まで上昇させた時点で停止させる。
以上の構成からなる第１研磨装置と第２左側研磨装置の作用を次に説明する。
【００５７】
図４は第１研磨装置の作用図であり、（ａ）は図２の４ａ−４ａ線断面図に相当する。コンタクトホイール５３が矢印（１１）のように回転することにより、矢印（１２）のように送られている研磨ベルト５５は、第１車体１３の上面７４に接触している。この状態から第１研磨機構２０を矢印（１３）のように移動させる。
【００５８】
（ｂ）は（ａ）のｂ部拡大図に相当し、上面７４の非常に小さい凹凸に研磨ベルト５５を接触させることで研磨を行っている。Ｈ１は、研磨前の凹凸の高低差を示す寸法である。
【００５９】
（ｃ）は研磨後の上面７５を示す。Ｈ２は、研磨後の凹凸の高低差を示す寸法である。（ｂ）と（ｃ）の高低差寸法を比較すると、研磨後の高低差寸法Ｈ２は、研磨前の高低差寸法Ｈ１に比べて小さくなる。
【００６０】
ところで、本発明者等は、前処理前に研磨せずに電着塗装を行って得られた電着塗膜と、前処理前に研磨して電着塗装を行って得られた電着塗膜とに関して、各々の表面粗さを測定した。その結果、研磨せずに得られた電着塗膜の表面粗さは、Ｒａ１＝０．２５μｍ〜０．３０μｍであった。また、研磨して得られた電着塗膜の表面粗さは、Ｒａ２＝０．１μｍ〜０．１５μｍであった。すなわち、本発明者等は、車体の外表面の表面粗さを向上させる研磨を前処理よりも前に行うことで、電着塗膜の表面粗さが向上することを確認した。
【００６１】
そのため、研磨前の高低差寸法Ｈ１からＲａ１＝０．２５μｍ〜０．３０μｍが得られ、研磨後の高低差寸法Ｈ２からＲａ２＝０．１μｍ〜０．１５μｍが得られるとすれば、前処理よりも前に第１研磨装置（図２の符号３０）で研磨することで電着塗膜の表面粗さを向上させることができる。
【００６２】
図５は第２左側研磨装置の作用図であり、（ａ）は図３の５ａ−５ａ線断面図に相当する。コンタクトホイール１１８が矢印（１４）のように回転することにより、矢印（１５）のように送られている研磨ベルト１２１は、第２車体３２の上部側面１３１に接触している。この状態から第２左側研磨機構８０を矢印（１６）のように移動させる。
【００６３】
（ｂ）は（ａ）のｂ部拡大図に相当し、上部側面１３１の非常に小さい凹凸に研磨ベルト１２１を接触させることで研磨を行っている。Ｈ３は、研磨前の凹凸の高低差を示す寸法である。
【００６４】
（ｃ）は研磨後の上部側面１３５を示す。Ｈ４は、研磨後の凹凸の高低差を示す寸法である。（ｂ）と（ｃ）の高低差寸法を比較すると、研磨後の高低差寸法Ｈ４は、研磨前の高低差寸法Ｈ３に比べて小さくなる。
【００６５】
ところで、本発明者等は、前処理前に研磨せずに電着塗装を行って得られた電着塗膜と、前処理前に研磨して電着塗装を行って得られた電着塗膜とに関して、各々の表面粗さを測定した。その結果、研磨せずに得られた電着塗膜の表面粗さは、Ｒａ３＝０．２５μｍ〜０．３０μｍであった。また、研磨して得られた電着塗膜の表面粗さは、Ｒａ４＝０．１μｍ〜０．１５μｍであった。すなわち、本発明者等は、車体の外表面の表面粗さを向上させる研磨工程を前処理工程よりも前に行うことで、電着塗膜の表面粗さが向上することを確認した。
【００６６】
そのため、研磨前の高低差寸法Ｈ３からＲａ３＝０．２５μｍ〜０．３０μｍが得られ、研磨後の高低差寸法Ｈ４からＲａ４＝０．１μｍ〜０．１５μｍが得られるとすれば、前処理よりも前に第２左側研磨装置（図３の符号９０）で研磨することで電着塗膜の表面粗さを向上させることができる。
【００６７】
なお、上記効果は第２車体３２の上部側面１３１に適用することで得られることを説明したが、第２車体３２の下部側面（図３の符号１３２）に適用しても同様の効果を得ることができる。
次に、研磨装置を用いて行われる車体の生産方法を説明する。
【００６８】
図６は本発明に係る車体の生産方法を説明するフロー図であり、ＳＴ０８において、車体の外表面を研磨する。具体的には、図４に示すように第１研磨機構２０の研磨ベルト５５で第１車体１３の上面７４を研磨する。また、図５に示すように第２左側研磨機構８０の研磨ベルト１２１で第２車体３２の上部側面１３１を研磨する。
【００６９】
図６のＳＴ０９において、車体を酸性溶液とアルカリ性溶液で洗浄する。すなわち、車体の脱脂や洗浄等を行う前処理工程の前に、車体の外表面の表面粗さを向上させる研磨工程を設けたことを特徴とする。
【００７０】
前処理工程の前に研磨工程を行うことにより、車体研磨後の洗浄工程及び乾燥工程を新たに追加する必要がないので、コンパクトな塗装ラインを用いた車体の生産方法を提供することができる。また、省エネルギーを実現することができ、且つＣＯ２の排出量を低減することができる車体の生産方法を提供することができる。
【００７１】
ＳＴ１０において、車体を電着槽に沈め、車体の表面に電着塗装を施す。
ＳＴ１１において、電着塗装面を例えば１７０℃で２０分加熱して電着塗膜を得る。
【００７２】
ＳＴ１２において、電着塗膜の上に中塗り塗装を施す。
ＳＴ１３において、中塗り塗装面の上に上塗りベース塗装を施す。
ＳＴ１４において、上塗りベース塗装面の上に上塗りクリア塗装を施す。
【００７３】
ＳＴ１５において、中塗り塗装面と上塗りベース塗装面と上塗りクリア塗装面とを一括して例えば１４０℃で３０分加熱する。
【００７４】
なお、ＳＴ１１とＳＴ１５で説明した加熱温度、加熱時間は、任意であって上記温度、上記時間に限定されるものではない。
【００７５】
この車体の生産方法では、研磨工程は、前処理工程よりも前に車体の外表面を研磨する工程である。そのため、上記研磨工程では、例えば厚さ数十μｍで形成されている電着塗膜の表面を研磨する場合に比べ、楽に研磨することができる。
【００７６】
そこで、本発明者等は、図４と図５で説明したように、前処理工程前に車体の外表面の表面粗さを向上させる研磨工程を行うことで、電着塗膜の表面粗さが向上することを確認した。具体的に、車体の外表面を研磨して得られる表面粗さは、車体外表面を研磨しない場合の電着塗膜の表面粗さＲａ＝０．２５μｍ〜０．３０μｍよりも向上し、Ｒａ＝０．１μｍ〜０．１５μｍとなった。
【００７７】
そのため、電着塗膜の上に中塗り塗装、上塗りベース塗装、上塗りクリア塗装を施し、焼付け作業を行った場合、平滑な上塗りクリア塗膜（最外塗膜）を得ることができる。よって、電着塗膜上の突起除去を行うことなく、塗装品質を向上させることができる車体の生産方法を提供することができる。
【００７８】
従来技術では、電着塗膜の突起を除去するために塗膜の研磨をしすぎて、逆に電着塗膜の品質を悪化させるケースもあったが、本発明では、厚さ２０μｍ程度の電着塗膜の研磨という熟練技能を要する作業がないので、電着塗膜の品質を低下させることはなくなる。
【００７９】
加えて、図１に示すように、研磨工程は、第１車体１３の上面に接触させる研磨ベルトを備えた第１研磨装置３０と、第２車体３２の左側面に接触させる研磨ベルトを備えた第２左側研磨装置９０と、第２車体３２の右側面に接触させる研磨ベルトを備えた第２右側研磨装置１４０とで実施されることを特徴とする。
【００８０】
そのため、人手で研磨する場合に比べ、省力化を実現した車体の生産方法を提供することができる。
【００８１】
さらに図６のＳＴ１２において、中塗り塗装で用いられる中塗り塗料は、イソシアネート化合物を架橋剤とする２液型の塗料であることを特徴とする。
本発明者等は、先に出願した特許文献１（特開２００７−２２９６７１公報）の明細書段落番号［００３３］に記載しているように、３コート１ベーク方式にイソシアネート化合物を架橋剤とする２液型の中塗り塗料を適用することにより、中塗り塗膜と上塗り塗膜とが混合した状態で硬化することを防止できることを確認した。
【００８２】
ところで、本発明では、ＳＴ０８の研磨工程を行った後にＳＴ０９の前処理工程を行う。そのため、前処理工程の後のＳＴ１０の電着塗装工程とＳＴ１１の中間焼付け工程を経て、良好な電着塗膜を得ることができる。
【００８３】
この電着塗膜にＳＴ１２において上記中塗り塗料を用いて中塗り塗装を施し、ＳＴ１３とＳＴ１４において上塗り塗装を施し、ＳＴ１５において上塗り塗装面に最終焼付けを行うと、中塗り塗膜と上塗り塗膜とが混合した状態で硬化することがない。よって、仕上がりが良好な塗装外観を得ることができる。
次に最終焼付け後の塗膜を具体的に説明する。
【００８４】
図７は最終焼付け後の塗膜の比較例と実施例の対比図である。
（ａ）は比較例であり、前処理の前に研磨を行わなかった車体３０１の上面３０７の上に、電着塗膜３０８、中塗り塗膜３０９、上塗りベース塗膜３１１、上塗りクリア塗膜３１２が順番に形成されている。
【００８５】
車体３０１の上面３０７の凹凸が大きいので、塗膜３０８、３０９、３１１、３１２は波がうねるような形状を呈する。また、本発明者等は、うねり形状の影響により、中塗り塗膜と上塗り塗膜とが混合した状態で硬化し、塗装外観が低下することを確認した。
【００８６】
（ｂ）は実施例であり、前処理工程の前に研磨工程を行った車体１３の上面７４の上に、電着塗膜１４１、中塗り塗膜１４２、上塗りベース塗膜１４３、上塗りクリア塗膜１４４が順番に形成されている。このとき、車体１３の上面７４の凹凸は小さい。すなわち、上面７４は平坦に近い形状である。そのため、塗膜１４１、１４２、１４３、１４４は平坦に近い形状を呈する。
【００８７】
また、本発明者等は、上面７４と電着塗膜１４１が平坦であると、イソシアネート化合物を架橋剤とする２液型の中塗り塗料による上塗り塗料との混合防止機能が安定して発揮されて、中塗り塗膜と上塗り塗膜とが混合した状態で硬化しないことを確認した。そのため、塗装外観が向上する。
【００８８】
（ａ）と（ｂ）を対比すると、（ｂ）のように前処理工程の前に車体１３の上面７４の表面粗さを向上させる研磨工程を行った方が、塗装外観の向上を実現できることが分かる。
【００８９】
さて、車体の外表面は、平坦でなく不規則に変化している部位がある。このような部位を研磨するには、不規則な変化に追従できる機能を持つ機械が必要となる。そこで、車体の外表面の研磨をロボットで行う例を次に説明する。
【００９０】
図８は図１の変更実施例図であり、図１と共通の構造については符号を流用して説明を省略する。主たる変更点は、研磨ベルトを備えた研磨機構をロボットに持たせたことである。
【００９１】
研磨ロボット１５０は、左側のレール１５１、１５１上に設けられ車体搬送機１２に載せた第２車体３２の外表面を研磨する左研磨機構１６０（詳細後述）を備えている左研磨ロボット１７０と、右側のレール１８１、１８１上に設けられ車体搬送機１２に載せた第２車体３２の外表面を研磨する右研磨機構１９０を備えている右研磨ロボット２００とからなる。
【００９２】
左研磨機構１６０は、ロボットのアーム１６１の先端に設けられているフレーム１６２と、このフレーム１６２の前端に回転自在に取り付けられているコンタクトホイール１６３と、フレーム１６２の後端部に回転自在に取り付けられているアイドラ１６４と、このアイドラ１６４の外周面とコンタクトホイール１６３の外周面とに接触するように掛ける例えば研磨工具としての研磨ベルト１６５と、フレーム１６２に取り付けられている研磨用モータ１６６と、この研磨用モータ１６６の出力軸とコンタクトホイール１６３の入力軸とを連結する研磨用伝動機構を覆っている安全カバー１６７とで構成される。
【００９３】
なお、左研磨機構１６０の研磨工具は研磨ベルト１６５で説明したが、この他に研磨ディスクや研磨ブラシを採用することができるため、他の研磨工具に変更することは差し支えない。また、水を供給して行う水研に置き換えることもできる。
【００９４】
また、右研磨機構１９０の構造は、左研磨機構１６０と同様であるため、説明を省略する。
次に、研磨ロボットの作用を説明する。
【００９５】
図９は左研磨ロボットの作用図であり、（ａ）は図８の９ａ−９ａ線断面図に相当する。なお、左研磨機構１６０は、第２車体３２の上方に位置しているものとする。また、研磨ベルト１６５は、研磨用モータ１６６の駆動力により既に送りが与えられているものとして説明する。
【００９６】
左研磨ロボット１７０は、左研磨機構１６０の研磨ベルト１６５を第２車体３２の上面７４に接触させることで、上面７４を研磨している。上面７４の研磨が終了したら、左研磨ロボット１７０の動作により矢印（１７）のように左研磨機構１６０を移動させ、想像線で示すように研磨ベルト１６５で上部側面１３１を研磨する。
【００９７】
上部側面１３１の研磨が終了したら、左研磨ロボット１７０の動作により矢印（１８）のように左研磨機構１６０を移動させ、想像線で示すように研磨ベルト１６５で下部側面１３２を研磨する。
【００９８】
なお、第２車体３２の右側の上部側面２０１と下部側面２０２（図左側）の研磨は、右研磨ロボット（図８の符号２００）で行うものとする。
【００９９】
上記のように左研磨ロボット１７０は、第２車体３２の上面７４と上部側面１３１と下部側面１３２の研磨を一台で行うことができる。そのため、研磨作業の効率を向上させることができる。
【０１００】
（ｂ）は図８の９ｂ矢視図に相当し、左研磨機構１６０は、第２車体３２のフロントピラー２０３の外表面を研磨している。フロントピラー２０３の研磨が終了したら、左研磨ロボット１７０の動作により、矢印（１９）、（２０）、（２１）の順番でボンネット２０４の外表面を想像線で示す研磨ベルト１６５で研磨することができる。
【０１０１】
研磨を左研磨ロボット１７０で実施するので、第２車体３２の外表面が平坦でなく不規則に変化していても、外表面の不規則に変化する部位に研磨ベルト１６５を容易に追従させることができる。
【０１０２】
ここで、図６に戻ってＳＴ０８において、研磨工程は、車体の外表面に接触させる研磨ベルトを備えた研磨ロボットで実施されることを特徴とする。
そのため、車体の外表面が平坦でなく不規則に変化していても、外表面の不規則に変化する部位に研磨ベルトを容易に追従させることができる。
【０１０３】
尚、本発明に係る車体は、実施の形態では乗用車に適用したが、バス、トラックにも適用可能であり、一般の車両に適用することは差し支えない。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明の車体の生産方法は、乗用車の塗装工程に好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明に係る研磨装置の斜視図である。
【図２】図１の２−２線断面図である。
【図３】図１の３−３線断面図である。
【図４】第１研磨装置の作用図である。
【図５】第２左側研磨装置の作用図である。
【図６】本発明に係る車体の生産方法を説明するフロー図である。
【図７】最終焼付け後の塗膜の比較例と実施例の対比図である。
【図８】図１の変更実施例図である。
【図９】左研磨ロボットの作用図である。
【図１０】従来の車体の生産方法を説明するフロー図である。
【図１１】従来の研磨作業を含んだ車体の生産方法を説明する図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１０…研磨装置、１３…第１車体（車体）、２０…第１研磨機構、３０…第１研磨装置、３２…第２車体（車体）、４０…第１昇降機構、５３、１１８、１６３…コンタクトホイール、５４、１１９、１６４…アイドラ、５５、１２１、１６５…研磨ベルト（研磨工具）、７４…上面（外表面）、７５…研磨後の上面、８０…第２左側研磨機構、９０…第２左側研磨装置、１００…第２左側昇降機構、１３１…上部側面（外表面）、１３２…下部側面（外表面）、１３５…研磨後の上部側面、１４０…第２右側研磨装置、１５０…研磨ロボット、１６０…左研磨機構、１７０…左研磨ロボット、１９０…右研磨機構、２００…右研磨ロボット。
【図１】
2009226266.tif 000003
【図２】
2009226266.tif 000004
【図３】
2009226266.tif 000005
【図４】
2009226266.tif 000006
【図５】
2009226266.tif 000007
【図６】
2009226266.tif 000008
【図７】
2009226266.tif 000009
【図８】
2009226266.tif 000010
【図９】
2009226266.tif 000011
【図１０】
2009226266.tif 000012
【図１１】
2009226266.tif 000013