JP2012523492A - 車体用キャリアの電気的絶縁構造 - Google Patents

Abstract

電着コーティングプロセス中に車体用キャリアを車体から電気的に絶縁するための技術、および、そのように電気的に絶縁された車体用キャリアである。車体用キャリアへの想定し得る電荷移動点は絶縁されるのが好ましい。電流は、好ましくは少なくとも１つの車両キャリア支持部材の中空内部を通じて導電車体支持要素へと延びる導体ケーブルによってキャリア上の車体へ流れて、車体は帯電する。保持要素、および、車体と車体用キャリアとの間の他の導電接点は、電荷移動を防止するために絶縁される。このようにすると、車体用キャリアは、電着プロセス中にｅ−コートを引き付けず、したがって、ｅ−コート材料の蓄積を受けない。

Description

本発明は、帯電した車体から車体用キャリアを絶縁するための技術、および、そのような電気的絶縁技術を使用する車体用キャリアに関し、詳しくは、電着コーティング材料が車体用キャリアに引き付けられ付着されることがないように、車体用キャリアを帯電した車体から絶縁するための技術に関する。

電着コーティングは、自動車産業および他の車両製造産業において良く知られており、したがって、本明細書では詳しく説明する必要がない。しかしながら、基本的には、帯電材料（ｅ−コート材料）に与えられるＤＣ電荷と反対のＤＣ電荷を車体に与えることにより、ｅ−コート材料が車体にコーティングされる。その結果、車両およびｅ−コート材料が接触状態（あるいは、場合によってはほぼ接触状態）におかれると、ｅ−コート材料は、反対の電荷に帯電した車体に引き付けられて該車体上に電着する。そのようなｅ−コート材料は、一般に、改善された耐食性を車体に与えるために、（使用される場合には）プライマおよび塗料（しばしば、「ホワイトボディ」ステージと称される）の前に車体に塗布される。

本発明で考慮されるように、電着コーティングは、一般に、ｅ−コート材料を含む槽（タンク）内に未完成の車体を浸漬することによりなされる。ｅ−コート材料のタンク内に車体が浸漬された状態で、前述したように電流が車体およびｅ−コート材料の両方に通される。車両と接触するｅ−コート材料は、車両表面に付着し、車体の全領域にわたって電気絶縁ｅ−コート材料層を蓄積する。車体の電着コーティングの後、一般に、車体は例えば濯ぎ工程および炉に通される。

車両製造環境において、電着コーティングプロセスは、一般に、車体が組み立てラインコンベアキャリアに取り付けられた状態で行なわれる。したがって、電着コーティングプロセス中に車体およびキャリアの両方がｅ−コートタンク内に浸漬される。

しかしながら、キャリアをｅ−コート槽に晒すことは一般に問題がある。すなわち、前述したように、車体に対してｅ−コート材料をうまくコーティングするには、車体が帯電されることが必要である。電着コーティングプロセス中に車体を支持するキャリアは通常はオーバーヘッドコンベアシステム上で移動しているため、一般に、必要とされる電荷は、オーバーヘッドコンベアシステムと関連付けられるバス等から車体に対して与えられる。車体およびキャリアは一般に導電接触しているため、キャリアも帯電されて車体と同じ極性を有する。このことは、勿論、キャリアがｅ−コート槽中に浸漬される間において車体と同じ仕方でｅ−コート材料を引き付けることを意味する。

これは、電着コーティングプロセスの望ましくない副作用である。なぜなら、キャリア上での長期にわたるｅ−コート材料の蓄積が様々な問題を引き起こす場合があるからである。例えば、そのようなキャリアは、通常、車体と相互に作用し且つ車体をキャリアに固定する様々な構造および構成要素を備えている。これらの構造および構成要素上でのｅ−コート材料の過剰な蓄積は、キャリアと車体との間の適切な係合を妨げる可能性がある。キャリア上での長期にわたるｅ−コート材料の蓄積は、キャリアにかなりの重量が付加される可能性もあり、それにより、関連するキャリア支持構造、駆動システム等に対して大きなストレスが加わる。また、明らかに、キャリア上でのｅ−コート材料の蓄積は不経済である。なぜなら、そのような材料が関連する車体のみに電着するように意図されているからであり、また、ひとたび電着されるとたとえ除去したとしても、ｅ−コート材料は再使用できないからである。

したがって、以上の議論に基づき、電着コーティングプロセス中にキャリアに対するｅ−コート材料の付着を防止しあるいはキャリアに付着するｅ−コート材料の量を少なくとも大きく減少させることが望ましい。本発明の技術および結果として生じる車体用キャリアはそのような要望を可能にする。

本発明は、電着コーティングプロセス中に車体用キャリアを車体から電気的に絶縁するための技術、および、そのように電気的に絶縁された車体用キャリアに関する。本発明にしたがって電気的に絶縁された車体用キャリアには、既知の絶縁されていないキャリアが一般に被るｅ−コート材料の蓄積がない。

本発明の車体用キャリアは、一般に、オーバーヘッドコンベアシステムから移動可能に吊り下げられるものとして考えられているが、勿論、他の搬送技術も可能である。また、本発明の車体用キャリアは、一般に、何らかの形状を伴ってコンベアシステムに対する接続部の近傍の地点からコンベアシステムによって運ばれるべき車両の真下の支持点へと延びる少なくとも１つの略中空の支持部材（しかしながら、そのような支持部材は決定的に重要ではない）を含むものとして考えられている。一般に、必ずしもそうではないが、そのような車体用キャリアは１つよりも多いそのような支持部材を含む。

電流を電源（バスバーなど）から移動する車体用キャリアへと伝導する方法は、当業者であれば理解できる。したがって、電流移動機構の詳しい説明を本明細書では行なわない。

しかしながら、電源移動点から車体用キャリア上にある車体への電流の絶縁性伝導は、本発明の懸案事項である。この件に関して、導電ケーブルが、車体用キャリア上に適切にあるバスストラップまたは同様の電源導体から、１つ以上の前述した中空支持部材の中を通って、車両と接触してこれを支持するために車体用キャリアの車両支持部から延びる１つ以上の支持要素へと経路付けられる。導電ケーブルが略中空の支持部材と接触するあるいは接触する可能性があるそれぞれのポイントで、ケーブルが、それらのポイントへ電流を伝導することがないように防止される。

導電ケーブルは、略中空の支持部材の中を通って、車体と導電接触する終端点へと経路付けられる。例えば、ケーブルは、電流を車体へ伝導するために使用される１つ以上の車両支持要素に接続されてもよい。この場合、導電ケーブルを車体用キャリアの全ての車両支持要素または他の支持構造に対して接続することは一般に必要ではなくあるいは望ましいが、そのようにしてもよい。電流を車体へ伝導するために使用される車両支持要素に加えて、存在する場合には車体と接触する車体用キャリアの全ての他の導電車両支持要素および／または他の構造も、車体用キャリアの残りの部分に対する取り付け点で電気的に絶縁される。この電気的な絶縁は、電流が車体から車両支持要素または導電材料で構成される他の車両接触構造を介して元の車体用キャリアへと伝えられることを防止する。

そのような電気的絶縁は、車両支持要素および他の車両接触構造が絶縁されることを必要とするだけでなく、電荷を車体から元のキャリアへと別の仕方で移動させる全ての締結具および他の導電要素が絶縁されることも必要とする。そのような電気的絶縁は、様々な方法で様々な材料により達成されてもよく、以下、そのそれぞれについて更に詳しく説明する。

前述した特徴に加えて、本発明の他の態様は、図面および典型的な実施形態の以下の説明から容易に明らかとなる。幾つかの図にわたる同様の参照符号は、同一または同等な特徴を示す。

ｅ−コート槽内に浸漬される車両を支持するとともにオーバーヘッドコンベアから吊り下げられた本発明の１つの典型的な車体用キャリアの側面図。 図１の車体用キャリアの正面図。 図１の車体用キャリアの車両支持部の前方斜視図。 図２に示される車体用キャリアの上部の拡大詳細図。 図２に示される車体用キャリアの下側支持部の拡大詳細図。 図５に示される拡大詳細部の側面図。

典型的な車体搬送システム５の一部が図１に示されている。図示のように、搬送システム５は、多数の車体用キャリア２０（そのうちの１つだけが図１に示されている）が結合されているオーバーヘッドコンベア１０を含む。車体１５が車体用キャリア２０によって運ばれる。搬送システム５は、所定の経路に沿って車体１５を輸送するように動作する。本発明に関して、搬送システム５は、少なくとも１つの電着コーティング槽（図示せず）を経由して車体を移動させるように動作する。

図１乃至図３に見られるように、典型的な車体用キャリア２０は、相互に接続されたフレーム部材で構成されるフレームを備える。図示されたフレーム部材は、オーバーヘッドコンベアシステム１０との接続点から車体１５の真下の支持点まで実質的に延びる一対の中空で略Ｃ形状の主支持部材２５を含むように示されている。図３で最も良く見られるように、略長方形状の車両支持フレーム３０が、運ばれる車両１５の下側にある車体用キャリア２０の領域に沿って主支持部材２５に装着されて主支持部材２５同士を接続する。

更に図３を参照すると分かるように、車両支持フレーム３０は幾つかの車体支持／保持要素を含む。例えば、一対の車体保持クランプ３５が車両支持フレーム３０の後部近傍に取り付けられる。同様に、上方へ延びる一対の車両支持・保持ピン４０が車両支持フレーム３０の前部近傍に固定される。これらの車体支持・保持要素３５、４０は、車体用キャリア２０がオーバーヘッドコンベア１０に沿って移動して電着コーティング槽を通過するときに、キャリア２０上の車体１５を支持して保持する役目を果たす。

図４を参照すると、車体用キャリア２０の上部の拡大図を見ることができる。オーバーヘッドコンベア１０に対する車体用キャリア２０の接続部が参照番号４５で示されている。前述したように、車体１５を帯電させるための電流は、車体用キャリア２０およびバスバー５５と関連付けられるバスストラップ５０によってあるいはオーバーヘッドコンベア１０と関連付けられる同様の給電機構によって供給される。

図４から分かるように、バスストラップ５０は、一般にバスストラップ５０を車体用キャリア２０に電気的に接続するバスストラップブラケット６０と関連付けられる。バスストラップブラケット６０は、幾つかのネジ締結具６５と関連するナット７０とによって車体用キャリア２０に取り付けられているように示されている。その結果、車体用キャリア２０は、一般に、該車体用キャリアが帯電されるようにバスバー５５と電気的に導通する状態で配置される。

しかしながら、本発明では、図示のように、バスストラップブラケット６０は、アイソレータブロック７５によって車体用キャリア２０から電気的に絶縁される。各ネジ締結具６５の本体を取り囲む絶縁スリーブ８０と、各ナット７０および各ネジ締結具の頭部の下側に位置する絶縁ワッシャ８５とによって、更なる電気的絶縁も行なわれる。このようにして、バスストラップブラケット６０ならびに締結具６５およびそれらの関連するナット７０は、車体用キャリア２０およびそれに取り付けられるバスストラップブラケット取付プレート９０から電気的に絶縁される。したがって、車体用キャリア２０は、バスバー５５からバスストラップブラケット６０を通じて流れる電流によって帯電されない。

前述したように、車体用キャリア２０によって運ばれる車体１５は、電着コーティング槽内に浸漬されるときにｅ−コート材料を引き付けるために帯電されなければならない。そのため、電流は、バスバー５５から車体１５に流れなければならない。

図４に示されるように、バスストラップブラケット６０には、バスバー５５から車体１５に電流を送るための導体ケーブル１００を接続できるバス接続突起９５が設けられる。導体ケーブル１００は、任意の適当なコネクタによってバス接続突起９５に接続される。導体ケーブル１００は、バス接続突起９５から主支持部材２５のうちの１つの入口開口１０５を貫通するように延びている。導体ケーブルをキャリア支持部材の内側へ経路付けることができない他の実施形態では、必要に応じて後述するような適切な電気絶縁技術を使用して、導体ケーブルをキャリアフレームの外側に沿って延ばしてもよい。

バス接続突起９５と主支持部材２５との間にある導体ケーブル１００の露出部は、絶縁シース１１０または同様の非導電カバー内に収容されるのが好ましい。また、主支持部材２５の開口１０５には、導体ケーブルが開口を通過するときに導体ケーブル１００を主支持部材２５の壁から絶縁するとともにケーブル遮蔽（ケーシング）材料の摩耗を防ぐために絶縁圧縮取付具１１５または同様の要素が設けられるのが好ましい。このようにすると、電流を車体用キャリア２０に伝導することなく、導体ケーブル１００がバスコネクタラグ９５から主支持部材２５の中空の内部に確実に延びるようにすることができる。

ここで、図２および図４乃至図６を参照すると分かるように、導体ケーブル１００は、主支持部材２５の中空内部を通り、そこから車両支持フレームワーク３０の真下の出口開口を介して抜け出る。導体ケーブル１００が主支持部材２５内に入る入口開口１０５と同様に、出口開口１２０には、導体ケーブルが出口開口を通過するときに導体ケーブル１００を主支持部材２５の壁から絶縁して保護するために絶縁圧縮取付具１２５または他の要素が設けられるのが好ましい。車体コンベア２０の下部はｅ−コートプロセス中に電着コーティング槽中に沈められるため、そのような圧縮取付具１２５は、主支持部材２５の内部へのｅ−コート材料の侵入を防止するように機能してもよい。

導体ケーブル１００は、主支持部材２５から抜け出る際、この特定の実施形態では車両支持・保持ピン４０のうちの１つと関連付けられる突起状の端子１３０へ向けて延びてここで終端する。本発明の車体用キャリアの他の実施形態において、導体ケーブルは、１つ以上の他の車両接触支持／保持要素に接続されてもよく、あるいは、別の仕様で（例えば、クランプまたは締結具を介して）車両に接続されてもよい。いずれにしても、出口開口１２０と端子ラグとの間に位置される導体ケーブル１００の露出部も先と同様に絶縁シース１３５または同様の非導電カバー内に収容されていてもよい。

車両支持・保持ピン４０は導体ケーブル１００に接続されることによって帯電される。したがって、車両支持・保持ピン４０から車体用キャリア２０への電荷の移動を防止するため、車両支持・保持ピンをバスバーブラケット６０と同様の仕方で車体用キャリアから絶縁しなければならない。そのために、車両支持・保持ピン４０は、アイソレータブロック１４５（図６参照）によって、車体用キャリア２０と関連付けられる保持ピン装着プレート１４０から分離される。バスバーブラケット６０に関して前述したように、車両支持・保持ピン４０をその装着プレート１４０に対して固定するために使用されるネジ締結具１５０の本体および関連するナット１５５は、各ネジ締結具１５０の本体を取り囲む絶縁スリーブ１６０と、各ナット１５５および各締結具の頭部の下側に位置する絶縁ワッシャ１６５とによって電気的に絶縁される。その結果、車体用キャリア２０は、電流が車両支持・保持ピン４０を通じて流れても、依然として帯電されないままである。

当業者であれば分かるように、車両支持・保持ピン４０は、車体が車体用キャリア２０上にあるときに車体１５の対応する開口内に導電するように係合される。したがって、車両支持・保持ピン４０を通じて流れる電流が車体１５へ伝えられることにより、車体は、電着コーティングタンク中に浸漬されるときにｅ−コート材料を引き付けるために必要とされる電荷を帯びるようになる。

想定し得る電荷移動点から車体用キャリア２０を絶縁するという先の説明に基づき、また、車体用キャリアを帯電されていない状態で維持したいという一般的な要求に基づき、車体１５と車体用キャリアとの間の任意の他の導電接点を一般に同様の仕方で電気的に絶縁しなければならないことも当業者であれば分かる。例えば、車体保持クランプ３５は、必要に応じて、アイソレータブロック、スリーブ、および、他の電気絶縁要素を使用して、車体用キャリア２０から電気的に絶縁されてもよい。同じことが、車体１５を車体用キャリア２０に接続する任意の他の導電支持構造にも当てはまる。そのような更なる構造を電気的に絶縁するための技術は前述した技術と本質的に同じあるいは非常に類似する場合があるため、その電気的絶縁について本明細書では更に説明しない。

本発明と共に使用されるアイソレータブロック、アイソレータスリーブ、アイソレータワッシャ、および／または、他のアイソレータ要素を構成するために様々な非導電材料が使用されてもよい。使用され得るアイソレータ要素材料を限定するものではないが、超高分子量（ＵＨＭＷ）プラスチックがこの目的のために特にうまく機能することが分かっている。

本明細書中に示されて説明される典型的な車体用キャリアは単なる例示的な目的で与えられており、本明細書中のいかなる内容も、本発明のこの特定の車体用キャリアまたは構造、構成、あるいは、外観と共に使用することへと本発明を限定するものとして解釈されるべきではない、ということが理解されるべきである。それどころか、当業者には明らかなように、本発明の技術は、異なる構造、構成、あるいは、外観の様々な既存のあるいは未だ設計されていない車体用キャリアに組み込まれてもよい。したがって、本発明の１つの典型的な実施形態が先に詳しく説明されるが、本発明の範囲は、そのような開示によって限定されると見なされるべきではなく、以下の特許請求の範囲により明示される本発明の精神から逸脱することなく変更が可能である。

Claims (24)

1. 車体が電流源によって帯電される際に帯電されないように前記車体を運搬する車体用キャリアであって、
   前記車体を支持するとともにコンベアに接続されるキャリアフレームと、
   前記キャリアフレームと関連付けられており、前記コンベアの一部と関連付けられる前記電流源と電気的に導通する導体部材と、
   前記車体が前記キャリアフレーム上で支持されるときに前記車体との導電接点に前記導体部材を接続する導体ケーブルと、
   前記キャリアフレームを前記車体との電気的な接触から隔離しているアイソレータ要素と、
   を備えることを特徴とする車体用キャリア。
2. 前記コンベアはオーバーヘッドコンベアである請求項１に記載の車体用キャリア。
3. 前記キャリアフレームは、前記オーバーヘッドコンベアとの接続点から前記車体の下の支持点まで実質的に延びる実質的に中空の主支持部材を備える請求項２に記載の車体用キャリア。
4. 前記導体ケーブルは、前記実質的に中空の主支持部材の中を通っている請求項３に記載の車体用キャリア。
5. 前記車体用キャリアは、更に、前記キャリアフレームに関連付けられている複数の車両支持／保持要素を備えており、前記複数の車両支持／保持要素は、前記キャリアフレーム上の前記車体を前記車体の下から支持して保持する請求項１に記載の車体用キャリア。
6. 前記導体ケーブルは、前記車体と導電接触する支持／保持要素に接続されている請求項５に記載の車体用キャリア。
7. 前記導体ケーブルが接続されている前記支持／保持要素は、前記車体の開口に入るピンである請求項６の車体用キャリア。
8. 前記支持／保持要素は、ネジ切りされた締結具によって前記キャリアフレームに取り付けられている請求項５に記載の車体用キャリア。
9. 前記ネジ切りされた締結具は、前記キャリアフレームから電気的に絶縁されている請求項８に記載の車体用キャリア。
10. 前記導体ケーブルの露出部は、電気絶縁カバー内に収容されている請求項１に記載の車体用キャリア。
11. 前記アイソレータ要素は、超高分子量プラスチックで構成されている請求項１に記載の車体用キャリア。
12. 車体が電流源によって帯電される際に帯電されないように前記車体を電着コーティング槽に通して運搬する車体用キャリアであって、
    前記車体を支持するとともにコンベアに接続されるキャリアフレームと、
    前記キャリアフレームと関連付けられており、前記コンベアの一部と関連付けられている前記電流源と電気的に導通する導体部材と、
    前記キャリアフレームに沿って延びており、前記車体が前記キャリアフレーム上に支持されるときに前記車体との導電接点に前記導体部材を接続する導体ケーブルと、
    前記キャリアフレームを前記車体との電気的な接触から隔離しているアイソレータ要素と、
    を備えることを特徴とする車体用キャリア。
13. 前記コンベアは、オーバーヘッドコンベアである請求項１２に記載の車体用キャリア。
14. 前記キャリアフレームは、前記オーバーヘッドコンベアとの接続点から前記車体の下の支持点まで実質的に延びている実質的に中空の主支持部材を備える請求項１３に記載の車体用キャリア。
15. 前記導体ケーブルは、前記実質的に中空の主支持部材の中を通っている請求項１３に記載の車体用キャリア。
16. 前記車体用キャリアは、更に、前記キャリアフレームと関連付けられている複数の車両支持／保持要素を備えており、前記複数の車両支持／保持要素は、前記キャリアフレーム上の前記車体を前記車体の下から支持して保持する請求項１２に記載の車体用キャリア。
17. 前記導体ケーブルは、前記車体と導電接触する支持／保持要素に接続されている請求項１６に記載の車体用キャリア。
18. 前記導体ケーブルが接続されている前記支持／保持要素は、前記車体の開口に入るピンである請求項１７に記載の車体用キャリア。
19. 前記導体ケーブルの露出部は、電気絶縁カバー内に収容されている請求項１２に記載の車体用キャリア。
20. 前記アイソレータ要素は、超高分子量プラスチックで構成されている請求項１２に記載の車体用キャリア。
21. 車体が電流源によって帯電される際に帯電されないように前記車体を電着コーティング槽を通して運搬する車体用キャリアであって、
    前記車体を支持するとともに、コンベアに接続されるキャリアフレームと、
    前記キャリアフレームと関連付けられており、前記キャリアフレーム上の前記車体を前記車体の下から支持及び保持する複数の車両支持／保持要素と、
    前記キャリアフレームの上部と関連付けられており、前記オーバーヘッドコンベアの一部と関連付けられる前記電流源と一時的に電気導通する導体部材と、
    導体ケーブルと、
    アイソレータ要素と、
    を備えており、
    前記キャリアフレームは、前記オーバーヘッドコンベアとの接続点から前記車体の下の支持点まで実質的に延びる実質的に中空の主支持部材を有しており、
    前記導体ケーブルは、前記実質的に中空の主支持部材の中を通っているとともに、前記車体が前記キャリアフレーム上で支持されるときに、前記車体と導電接触する支持／保持要素に前記導体部材を接続し、
    前記アイソレータ要素は、前記キャリアフレームを前記車体との電気的な接触から完全に隔離していることを特徴とする車体用キャリア。
22. 前記導体ケーブルが接続されている前記支持／保持要素は、前記車体の開口に入るピンである請求項２１に記載の車体用キャリア。
23. 前記導体ケーブルの露出部は、電気絶縁カバー内に収容されている請求項２１に記載の車体用キャリア。
24. 前記アイソレータ要素は、超高分子量プラスチックで構成されている請求項２１に記載の車体用キャリア。

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