JP2009154034A - 磁性体塗料用塗装装置 - Google Patents

Abstract

【目的】磁性体塗料に対して磁力変化を与えて特殊な塗装効果を発生させるための磁石取付方法を量産性に優れたものにする。
【構成】被塗装部材１０Ａの裏面へシート状マグネット５０を治具２０にて密着させながら、磁性体塗料を塗装して、塗装の一部に対して磁力による特殊な塗装効果を発生させる。治具２０は剛性のある本体部３０及び独立気泡性のスポンジ材料からなる弾性押圧部４０で構成し、弾性押圧部４０の表面へシート状マグネット５０を貼り付けてから、被塗装部材１０Ａを治具２０に固定し、弾性押圧部４０の弾性変形によりシート状マグネット５０全体を被塗装部材１０Ａの裏面へ密接させる。治具２０は反復使用ができ、かつ洗浄液が弾性押圧部４０中へ入り込まない。
【選択図】図４

Description

この発明は、磁性体粉末を含む塗料（以下、磁性体塗料という）を用いた塗装装置に関する。

多数の微細磁性体を練り込んでシート状にして着磁させたマグネットシートをカットして所定形状にしたシート状マグネットを、被塗装部材の裏面へ貼り付けて塗布面へ近接配置させ、被塗装部材の表面へ液状の磁性体塗料を塗布することにより、磁性体塗料中の磁性体粉末を特殊に配向させて、特殊な色調効果等を達成する塗装方法が公知である。
特開平３−３０８７６号公報

従来は被塗装部材の裏面に直接シート状マグネット等の磁石を貼るため、この貼り付け作業に時間がかかった。また貼り位置のズレや貼りにくい裏面への貼り付け作業を強いられるので、作業が困難であって熟練を要した。さらに、磁石を貼った糊により、塗装や設備への影響を回避する必要があった。また、塗装ラインでの水洗や振動、熱の影響で、貼り付けた磁石の浮きや脱落が発生し、歩留まり低下や設備へのダメージも懸念された。
さらに、磁石の固定方法が適切でない場合には、乾燥工程の熱で柔らかくなった被塗装部材が変形しつぃまう事象が発生するおそれがある。そのうえ、モデルチェンジ等でのデザイン変更時には、その都度、新たな形状の磁石に対する固定方法を習熟しなければならないので、多くの手間や投資が必要となる。
一方、大量生産においては、効率よく効果的に被塗装部材の裏側に磁石を装着する必要があるので、いかに磁石を簡単かつ均一に、被塗装部材に適圧で固定でき、塗装ラインでの振動、水洗、乾燥工程での熱の影響による問題が出にくく、かつ乾燥後に簡単にはずせる構造にするかという点に課題があった。
また、モデルチェンジ等でのデザイン変更時に、工程を変えることなく安価に対応できるようにすることも求められていた。本願発明はこのような課題の解決を目的とする。

上記課題を解決するため磁性体塗料用塗装装置に係る請求項１の発明は、塗装される被塗装部材の裏面に磁石を配置した状態で表面に磁性体粉末を含む塗料を塗装するための装置において、
前記磁石は、前記塗装部品の裏面に配置される治具に貼り付けるとともに、前記治具は剛性を有する本体部と磁石を前記被塗装部材の裏面へ押し付けるための弾性押圧部材を備え、前記磁石と治具の本体部との間に前記弾性押圧部材を介在させたことを特徴とする。

請求項２の発明は上記請求項１において、前記磁石が、マグネットシートであることを特徴とする。
請求項３の発明は上記請求項１において、前記弾性押圧部材が、独立気泡性スポンジ材料からなることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、治具の弾性押圧部の表面へ磁石を貼り付け、治具を被塗装部材の裏面へ固定することにより、磁石を被塗装部材の裏面へ弾性押圧部で押しつけて密着させたので、大量生産において磁石を効率よく被塗装部材へ固定でき、しかも繰り返し使用できる。
また、磁石を簡単かつ均一に被塗装部材へ適圧で固定でき、塗装ラインでの振動や乾燥工程での熱の影響を受けにくく安定した貼り付けを維持できる。このため貼り付けた磁石の浮きや脱落が発生しにくくなり、歩留まり低下や設備へのダメージを防ぐことができる。しかも乾燥後に治具を外せば簡単に磁石を塗装部品から外せるようになる。
そのうえ、モデルチェンジ等でのデザイン変更時には、治具に対して新デザインの磁石を張り替えるだけで済むため、被塗装部材に対する磁石の貼り付け工程を変えることなく安価に対応でき、大量生産に適したものになる。

請求項２の発明によれば、磁石としてシート状マグネットを用いたので、被塗装部材との密着性を向上させることができ、塗装の各工程における貼り付け状態を安定させて維持できる。
請求項３の発明によれば、独立気泡スポンジを使用することにより、塗装部品を洗浄するときに洗浄液がスポンジに吸収されることがなくなるので、塗装工程全体を同じ治具で連続使用できることになり、塗装ラインでの水洗工程を容易にするとともに、量産効率を向上できる。

以下、図面に基づいて実施例を説明する。図１は、塗装品１０の表面側を示す図であり、表面には磁性体塗料にて塗装された塗装膜６０が形成されている状態を示す。塗装膜６０の一部は、磁石を用いた磁力変化による特殊な塗装効果をなす特殊効果部６４が形成されている。

塗装品１０は自動２輪車用カウル等の板状をなす外装部品であり、ポリカーボネート等の適宜樹脂材料からなり、塗装面が３次元形状の曲面を有する成形品であり、塗装前の表面は予め平滑に仕上げられている。
塗装品１０の材料は非磁性体である。マグネットを用いて特殊効果を生じさせる本磁性体塗装においては、マグネットの磁力線が意図しないような変化を受けることがないないようにするため非磁性体が好ましい。
なお、塗装品１０の塗装前状態のものを塗装されるべき部材である被塗装部材１０Ａ（図４）として区別するものとする。

符号１１は取付用突部であり、ボルト通し穴１１ａが設けられ、ここで車体側へ取付けられ、その上を別の車体カバー等からなる他の部品１２で覆われて外観されない部分である。１４は通気用等の開口部である。

図２は、本磁性体塗装に使用する治具２０の表面側を示す図である。治具２０は本体部３０と弾性押圧部４０を備える。本体部３０は剛性部であって、被塗装部材１０Ａ（図４）の裏面（塗装面と反対側の面）へ重ね合わせられるよう、被塗装部材１０Ａに近似した形状に形成され、ＦＲＰ等の適宜非磁性体材料から構成される。本体部３０の構成材料は成形の容易さ等を考慮して樹脂製とすることが好ましい。但し、石膏や木製等種々の材料が可能である。また金属を用いることもできる。

弾性押圧部４０は独立気泡性のスポンジ材料からなり、治具２０を被塗装部材１０Ａの裏面へ重ねたとき、弾性押圧部４０の表面を被塗装部材１０Ａの裏面へ密接させるように弾力を有するものであり、軟質もしくは半硬質程度のポリウレタンフォームやポリエチレンフォーム等公知の種々な樹脂発泡材料が利用可能である。これらは弾力に富む材料であることも知られている。また、比較的硬質になるが、成形容易性より発泡スチロールも使用できる。
治具２０に独立気泡性のスポンジ材料を用いると、塗装後に塗装部品１０を洗浄するとき洗浄液が弾性押圧部４０内へ吸収されないようになる。

弾性押圧部４０の表面は、被塗装部材１０Ａの裏面に重なる面であって、治具２０の表面２１として塗装面との距離が略一定になるように被塗装部材１０Ａと同様の３次元曲面をなし、その一部に磁石であるシート状マグネット５０が取付けられている。シート状マグネット５０は公知のマグネットシートから構成され、このマグネットシートを所望形状に切り取ったものである。

図中の符号３１は、本体部３０の一部に形成された略三角形状の突部であり、塗装品１０に形成されている取付用突部１１（図１）の一部と重なる部分である。３２は開口部であり、塗装品１０の開口部１４（図１）に対応して設けられている。

マグネットシートは、ゴム等の成形材料中に多数の微細な磁性体粒子を練り込んでから、カレンダー加工等によりシート状に押し出し、さらに磁性体粒子を着磁させて得られるものであり、磁性体粒子の磁化容易軸の配向により等方性と異方性がある。このうち、異方性マグネットシートは、磁性体粒子の磁化容易軸を一定方向へ揃えて配向したものであり、その後の着磁により強い磁力が得られる。等方性マグネットシートは磁性体粒子の磁化容易軸をランダムに配向させたものであり、着磁後の磁力は異方性マグネットシートに比べて相対的に弱くなる。本願発明ではいずれも使用可能である。

図３はボルト通し穴１１ａと重なるの裏面に治具２０を重ねた状態のものを、治具２０の裏側、すなわち本体部３０側から示す図である。被塗装部材１０Ａの裏面１２（図４Ａ参照）及び治具２０の裏面（本体部３０の裏面）２２はそれぞれ上方へ凸に湾曲する凹曲面をなしている（図４参照）。図中の符号１３は被塗装部材１０Ａの周囲に形成された折り返し縁部であり、治具２０の周縁部２３の上へ折り返して重なるようになっている。折り返し縁部１３は本体部３０の周囲に適宜間隔及び大きさで設けられている。

略三角形状の突部３１は丸囲み部に示すように、一部を取付用突部１１の一方のボルト通し穴１１ａと重なるように延出させて延出突部３３とし、この延出突部３３にボルト通し穴１１ａと重なるボルト通し穴３４を設け、被塗装部材１０Ａと治具２０との固定（後述）に用いることもできる。

図４は被塗装部材１０Ａと治具２０をセットする際の模式断面であり、Ａのように、まず治具２０の上にゴム等の軟質弾性体材料からなる弾性押圧部４０を乗せ、さらにその表面に両面接着テープ４１等の取付手段を用いてシート状マグネット５０を固定する。

図のＢに示すように、被塗装部材１０Ａ側に内側へ屈曲した折り返し縁部１３が存在するときは、この折り返し縁部１３へ治具２０の本体部周囲に形成された係合縁部３５を係合させることにより、弾性押圧部４０を圧縮変形させながら、その反発力でシート状マグネット５０を被塗装部材１０Ａの裏面１２側へ押しつける。

係合縁部３５は本体部３０の周囲へ段差をなすよう若干薄肉に形成され、折り返し縁部１３の上へ重なるようになっている。治具２０の取付前の厚さＴ０（図４のＡ参照）に対して、取付後の厚さＴ１（図４のＢ参照）は薄くなるように設定され、この差Ｔ０−Ｔ１は弾性押圧部４０の圧縮変形でまかなわれ、この弾性押圧部４０の圧縮変形を生じさせるように、係合縁部３５と折り返し縁部１３との位置関係が設定される。この係合に供される折り返し縁部１３は塗装品１０の外観に影響を与えない位置になっている。

また、上記係合縁部３５と折り返し縁部１３の係合に対して、係合縁部３５と折り返し縁部１３に一致する穴（図示省略）が存在するときは仮想線で示すように、ピン形状をなすダボ等の結合部材４２を用いて結合することができる。この結合構造は、必ずしも、係合縁部３５と折り返し縁部１３の結合に用いるものではなく、例えば、図３において丸囲み部に示すように、突部３１に延出突部３３を設け、そのボルト通し穴３４を取付用突部１１の一方のボルト通し穴１１ａと重なるようにしたときは、この両ボルト通し穴１１ａ及び３４に結合部材４２を差し込んで結合することができる。

この被塗装部材１０Ａと治具２０との結合は、塗装品１０の外観に影響を与えない位置で行われる。すなわち、結合によって塗装品１０の外観に影響を受けやすい部分は、図４のＡに範囲Ｘで示す部分であり、被塗装部材１０Ａの周囲に形成された屈曲部Ｐより内側の部分である。したがって、この部分に仮想線で示すような結合リブ４３などを設けると、結合リブ４３と塗装面とのそれぞれ部に応力が集中して変形を招きやすくなり、塗装面に深刻な影響が生じかねないところ、このような範囲Ｘ外にて被塗装部材１０Ａを治具２０へ結合固定することにより、外観に対する悪影響を回避できる。そのうえ、外観されない折り返し縁部１３や他の部材１２で隠される取付用突部１１（図１）等において固定することにより、さらに外観に対する悪影響を回避しやすくなる。

被塗装部材１０Ａと治具２０が結合すると、弾性押圧部４０が圧縮されて弾性変形し、被塗装部材１０Ａの裏面１２における曲面形状に倣って変形し、かつ弾性押圧部４０の反発力でシート状マグネット５０全体を被塗装部材１０Ａの裏面１２へほぼ均一な力で押しつけて裏面１２へ密接させることができる。このため被塗装部材１０Ａ側の肉厚等にバラツキがあっても、常時シート状マグネット５０を裏面へ密着させることができる。

特に、シート状マグネット５０と塗装面１１との距離が変化すると磁力の変化により塗装に影響が出易くなり、しかもその影響は距離の２乗で効くから、塗装品質に影響を与えやすい。しかし本願発明ではシート状マグネット５０全体を被塗装部材１０Ａの裏面１２へ常時密着させることができるから、所定の塗装品質を維持でき、形状等にバラツキの生じやすい被塗装部材１０Ａに対する塗装として量産に適したものになる。

なお、治具２０による押しつけは、弾性部材であれば足りるから、必ずしもスポンジ状材料ではなく、金属や樹脂さらにはゴム等のスプリングを用いることもできる。但し、スポンジ等のフォーム材料を用いれば、治具２０の表面２１のほぼ全体を弾性押圧部４０で占めるように形成でき、弾性押圧部４０の面積を最大にできるから、カラーリングや模様等を変更するモデルチェンジに際しても、弾性押圧部４０をそのまま共通使用可能になり、量産性向上並びにコストダウンを可能にすることができる。

図５は塗装工程を示し、図４のＢにおける被塗装部材１０Ａと治具２０のセット状態にて被塗装部材１０Ａの予め平滑に形成された表面である塗装面１１へ液状の磁性体塗料７０を塗布する。この図における磁性体塗料７１の層は内部構造を説明するため大きさを誇張して示してある。この磁性体塗料７０中には、磁性体粉末７１が混合されており、シート状マグネット５０の磁力線密度に応じて不均一な配向密度をなす。

すなわち、被塗装部材１０Ａの表面である塗装面１１は、シート状マグネット５０が当接された部分だけ磁力線密度が高くなっているため、磁力が及ぶ場所と及ばない場所とが生じ、磁力が変化するので、この塗装面１１における磁力変化に応じて、磁性体塗料７０中における磁性体粉末７１の密度が大・小に変化する。このように磁性体粉末７１の密度が変化した状態で磁性体塗料７０が乾燥固化されて塗装面を形成すると、塗装膜６０には磁性体粉末５１の密度変化に応じて塗装色の濃淡変化が生じ、シート状マグネット５０の形状に倣った濃色の特殊効果部６４（図１）が出現することになる。

図６は治具２０を量産ラインに適したものとする使用例であり、治具２０の本体部３０をラインハンガ８０の先端に取付けてある。なお、上記実施例と共通する部分は共通符号を用いるものとする（以下、同）。
このようにすると、治具２０とラインハンガ８０の支持腕部８１の先端とが一体化し、ラインハンガ８０が治具２０の機能を備えることになるので、いちいち治具２０をラインハンガ８０へ着脱する手間が無くなり、量産性を向上させることができる。ない、ラインハンガ８０は塗装ラインの例えば天井側に設けられたレールにより案内されて、ワークである被塗装部材１０Ａを保持しながら、塗装ブース、や水洗・乾燥等の関係工程を巡る。

図７も治具２０Ａに適当な固定部が存在しないときラインハンガ８０Ａを利用するようにし別の例である。この例では、ワークである被塗装部材１０Ｂがヘルメットのような円（球）形等をなし、その周囲を押さえる略半円弧状の帯状部材からなる治具２０Ａとの間に適当な固定部が存在しない。この場合は、ラインハンガ８０Ａのベース部８２に支持腕部８１Ａ及びこれを左右に挟む一対の係合腕部８３を設け、これらの係合腕部８３の各先端に治具２０Ａの両端部を係止させることにより、被塗装部材１０Ｂと治具２０Ａの固定ができ、かつラインハンガ８０Ａと治具２０Ａを一体化できる。

次に、本実施例の作用を説明する。図２及び図４等に示すように、治具２０の弾性押圧部４０表面２１へシート状マグネット５０を貼り付け、その後、治具２０を被塗装部材１０Ａの裏面１２へ固定することにより、シート状マグネット５０を被塗装部材の裏面へ弾性押圧部で押しつけて密着させたので、大量生産においてシート状マグネット５０を効率よく被塗装部材へ固定でき、しかも繰り返し使用できる。

また、シート状マグネット５０を簡単かつ均一に被塗装部材１０Ａへ適圧で固定でき、塗装ラインでの振動や乾燥工程での熱の影響を受けにくく安定した貼り付けを維持できる。このため貼り付けたシート状マグネット５０の浮きや脱落が発生しにくくなり、歩留まり低下や設備へのダメージを防ぐことができる。

しかも、乾燥後に治具２０を外せば簡単にシート状マグネット５０を塗装部品１０から外せるようになる。
そのうえ、モデルチェンジ等でのデザイン変更時に、治具２０に対して新デザインのシート状マグネット５０を張り替えるだけで済むため、被塗装部材１０Ａに対するシート状マグネット５０の貼り付け工程を変えることなく安価に対応でき、大量生産に適したものになる。

そのうえ、磁石としてシート状マグネット５０を用いたので、被塗装部材１０Ａとの密着性を向上させることができ、塗装の各工程における貼り付け状態を安定させて維持できる。
また、弾性押圧部４０として独立気泡性のスポンジ材料を使用することにより、塗装部品１０を洗浄するときに洗浄液がスポンジに吸収されることがなくなるので、塗装工程全体を同じ治具２０で連続使用できることになり、塗装ラインでの水洗工程を容易にするとともに、量産効率を向上させることができる。

なお、本願発明は上記の各実施例に限定されるものではなく、発明の原理内において種々に変形や応用が可能である。本願発明の適用対象は車両用部品に限らず磁性体塗装を施すものであればどのようなものでもよい。
また、磁性体塗料は、液状等流動状態で塗布し、その後、焼き付けや乾燥等で硬化して塗装膜を形成するものであれば、通常の各種塗料を使用できる。
磁性体粉末は鉄粉等、磁化作用により移動したり配向でき、かつ塗料により含有できるものであればよい。塗料の顔料として用いられるものであってもよい。

また、磁石は必ずしもマグネットシートである必要はなく、公知の種々の磁石を使用できる。さらに、被塗装部材も車両部品等に限定されることなく、磁性体塗装の対象となるもので有れば対象となる。

塗装品を表面側から示す図 治具を表面側から示す図 被塗装部材に重ねた状態の治具を裏面側から示す図 被塗装部材と治具をセットする際の模式断面 塗装工程を示す図 使用例を示す図 さらに別の使用例を示す図

符号の説明

１０：塗装部品、１０Ａ：被塗装部材、１１：塗装面、１２：裏面、１３：折り返し縁部、２０：治具、２１：表面、２２：裏面、３０：本体部、３５：係合縁部、４０：弾性押圧部、５０：シート状マグネット（磁石）、６０：塗装膜、６４：特殊効果部、 ７０：磁性体塗料、７１：磁性体粉末

Claims (3)

1. 塗装される被塗装部材の裏面に磁石を配置した状態で表面に磁性体粉末を含む塗料を塗装するための装置において、
   前記磁石は、前記塗装部品の裏面に配置される治具に貼り付けるとともに、前記治具は剛性を有する本体部と磁石を前記被塗装部材の裏面へ押し付けるための弾性押圧部材を備え、前記磁石と治具の本体部との間に前記弾性押圧部材を介在させたことを特徴とする磁性体塗料用塗装装置。
2. 前記磁石は、マグネットシートであることを特徴とする請求項１に記載した磁性体塗料用塗装装置。
3. 前記弾性押圧部材は、独立気泡性スポンジ材料からなることを特徴とする請求項１に記載した磁性体塗料用塗装装置。

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