JP3371777B2 - 化成処理装置および化成処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車体表面にリン酸
亜鉛皮膜などの化成皮膜を形成するための化成処理装置
に関し、特に金属粉などのゴミが化成皮膜内に噛み込む
のを防止できる化成処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】溶接工程を終了したホワイトボディを洗
浄したのち、下塗り塗装としての電着塗装を施す前に、
ボディ表面にリン酸亜鉛皮膜からなる化成皮膜が形成さ
れる。図５は、従来の化成処理装置を示す断面図であ
り、化成処理液Ｌが満たされた化成槽１に、ハンガＨに
搭載されたボディＢをコンベアＣで搬送しながら浸漬
し、これによりボディＢの表面および袋断面に化成皮膜
を形成する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、塗装工程の
前工程である溶接工程では、車体パネルをスポット溶接
やアーク溶接などにより接合して組み立てるので、スポ
ット溶接時のスパッタ等の鉄粉が自動車ボディに付着し
たまま塗装工程に持ち込まれる。化成処理工程の前工程
では、このような異物を洗浄するために多段の洗浄工程
が設けられているが、微細な鉄粉や室内に付着した異物
を完全に洗い落とすことはできない。

【０００４】こうした鉄粉が付着したボディＢを化成槽
１にそのまま浸漬すると、図６に示されるように、鋼板
４１上の鉄粉５０が化成皮膜４２に埋没していしまい、
この上に電着塗膜４３が形成されると、ゴミブツなどの
塗膜欠陥を引き起こすことになる。特に、この種の鉄粉
５０の付着は、ボディＢのフードパネル、ルーフパネル
あるいはトランクリッドパネルなどの水平部で顕著であ
った。

【０００５】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、金属粉などのゴミが化成皮
膜に噛み込むのを防止できる化成処理装置および化成処
理法法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者らは化成槽に持ち込まれる金属粉などのゴ
ミの沈降速度の分布とその割合を検証し、図４に示され
る結果を得た。同図のグラフにおいて横軸はゴミの沈降
速度（ｍ／分）を示し、縦軸は各沈降速度に該当するゴ
ミの割合（重量％）を示しているが、この結果から、化
成槽に持ち込まれるゴミの９４．８重量％が沈降速度が
８ｍ／分以下のものであり、したがって、この速度以上
の流速でボディ表面を攪拌すれば、ゴミの再付着は防止
できることを知得した。また、かかるボディ表面の攪拌
速度は、１６．２ｍ／分以上になるとそれ以上の効果も
期待できないことも知得した。

【０００７】すなわち、請求項１記載の化成処理装置
は、化成処理液が満たされた化成槽に自動車ボディを浸
漬し、前記自動車ボディの表面に化成皮膜を形成する化
成処理装置において、前記化成槽の入槽域に、前記自動
車ボディの周囲の化成処理液と前記自動車ボディとの相
対的な液流速度が８ｍ／分〜１７ｍ／分となるように前
記自動車ボディに向かって前記化成処理液を吐出するノ
ズルを設け、前記ノズルの吐出角度が前記自動車ボディ
の水平部パネルの表面と略平行となる角度とされている
ことを特徴とする。

【０００８】また、請求項３記載の化成処理方法は、化
成処理液に自動車ボディを浸漬して前記自動車ボディの
表面に化成皮膜を形成する化成処理方法において、前記
自動車ボディを前記化成処理液に浸漬したときに、前記
自動車ボディの周囲の化成処理液と前記自動車ボディと
の相対的な液流速度が８ｍ／分〜１７ｍ／分となるとと
もに、前記化成処理液の吐出角度が前記自動車ボディの
水平部パネルの表面と略平行となる角度となるように、
前記化成処理液を前記自動車ボディに向かって吐出する
ことを特徴とする。

【０００９】本発明の化成処理装置および化成処理方法
では、被処理物の周囲の化成処理液と被処理物との相対
的な液流速度が８ｍ／分以上となるように化成処理液を
被処理物に向かって吐出するので、化成槽に持ち込まれ
るゴミの沈降速度よりも大きな速度の液流が被処理物の
表面に生じる。したがって、ゴミは沈降することなく化
成処理液中に浮遊することになって、被処理物に形成さ
れる化成皮膜に噛み込むことがなくなる。図４の検証結
果によれば、液流速度を少なくとも８ｍ／分とすること
で約９５重量％のゴミの噛み込みを防止することができ
る。

【００１０】本発明において、相対的な液流速度は８ｍ
／分以上であることが好ましく、液流速度が大きければ
大きいほどゴミの噛み込みの抑制率が向上する。ただ
し、液流速度を大きくすればするほど、化成処理液の吐
出に要する循環ポンプの能力や耐久性も高める必要が生
じ、これにともないランニングコストも増加するので、
液流速度を大きくするに際してもこれらと得られる効果
とのバランスを考慮することが望ましい。

【００１１】その意味から、本発明の化成処理装置は、
前記ノズルによる前記相対的な液流速度が１７ｍ／分以
下であることを特徴とする。また、本発明の化成処理方
法は、前記相対的な液流速度が１７ｍ／分以下であるこ
とを特徴とする。図４に示す検証結果によれば、相対的
な液流速度を１７ｍ／分より大きくしても、ゴミの噛み
込みの抑制率は、０．１重量％の増加しか期待できない
からである。

【００１２】本発明において、被処理物の表面における
化成処理液の相対的な液流速度が８〜１７ｍ／分となる
ように化成処理液を吐出すれば足り、当該化成処理液の
吐出方向は特に限定されないが、吐出効率を高めるため
に被処理物に向かって吐出することが好ましい。

【００１３】このとき、被処理物が複数種類混在する場
合には被処理物の表面の傾斜角も異なることが少なくな
いので、請求項２記載の化成処理装置のように、前記ノ
ズルが、前記被処理物に対する化成処理液の吐出角度が
異なる複数のノズル群からなり、前記被処理物の仕様に
応じて前記ノズル群を切り替え制御する手段を有するこ
とが好ましい。また、請求項４記載の化成処理方法のよ
うに、前記被処理物の表面の傾斜角度に応じて前記化成
処理液の吐出角度を制御することが好ましい。

【００１４】これら請求項２および４記載の発明では、
被処理物の表面の傾斜角度に応じて化成処理液の吐出角
度を変えることができるので、上述した相対的な液流速
度を８ｍ／分以上に維持することが容易となってゴミの
噛み込み防止がより確実になる。

【００１５】被処理物は特に限定されないが、被処理物
が自動車ボディであって複数車種の混合ラインである場
合には、前記各ノズル群の吐出角度が前記各自動車ボデ
ィの水平部パネルの表面と略平行となる角度とすること
が好ましい。

【００１６】自動車ボディのうち、フードパネル、ルー
フパネルまたはトランクリッドパネルなどの水平部に
は、自然沈降によってゴミが付着しやすく、主としてこ
うした水平部に対する液流速度を高めることでゴミの噛
み込みが効率よく防止される。なかでも、フードパネル
は車種によって傾斜角度が相違するので、各車種のフー
ドパネルの傾斜角度に合致させた吐出角度を有するノズ
ル群を設けておき、入槽する車種に応じて、それらのノ
ズル群を選択することが好ましい。

【００１７】

【発明の効果】請求項１および３記載の発明によれば、
化成槽に持ち込まれるゴミの沈降速度よりも大きな速度
の液流が被処理物の表面に生じるので、ゴミは沈降する
ことなく化成処理液中に浮遊することになって、被処理
物に形成される化成皮膜に噛み込むことがなくなる。一
検証結果によれば、液流速度を少なくとも８ｍ／分とす
ることで約９５重量％のゴミの噛み込みを防止すること
ができた。

【００１８】請求項１および３記載の発明によれば、品
質向上効果と、設備コストやランニングコストなどの各
種コストとのバランスが良くなり、低コストで高品質の
化成処理が実現できる。

【００１９】請求項２および４記載の発明によれば、複
数種混合ラインにおいて被処理物の形状等が相違する場
合であっても、被処理物の表面と化成処理液との相対的
な液流速度を８ｍ／分以上に維持することが容易となっ
て、ゴミの噛み込み防止がより確実になる。

【００２０】請求項１および３記載の発明によれば、自
動車ボディのうち自然沈降によってゴミが付着しやすい
水平部パネルに対する液流速度を高めるので、ゴミの噛
み込みが効率よく防止される。

【００２１】

【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は本発明の化成処理装置の実施
形態を示す断面図、図２は図１のII−II線に沿う断面
図、図３（Ａ）（Ｂ）は本発明の化成処理装置に係るノ
ズルの実施形態を示す側面図である。

【００２２】図１に示されるように、本実施形態の化成
処理装置は、長い船状の化成槽１を有し、この化成槽１
内に化成処理液Ｌが満たされている。被処理物である自
動車ボディＢは、ハンガＨに搭載された状態でオーバー
ヘッドコンベアＣにより一定速度で連続的に搬入される
が、化成槽１内へボディＢを全没させるために、オーバ
ーヘッドコンベアＣは、化成槽１の入槽側で約２０°〜
４０°の下向き傾斜とされ、化成槽内においてはボディ
Ｂが全没する高さを保ち、出槽側で約２０°〜４０°の
上向き傾斜とされている。図１においては、図の左側が
入槽側であり右側が出槽側である。こうしてボディＢを
化成処理液Ｌに浸漬することにより、ボディＢの表面お
よび袋断面に化成皮膜が形成される。

【００２３】化成槽１の入槽側には、幅方向にわたって
堰１１が設けられており、これにより化成槽１の外部に
オーバーフロータンク１２が形成される。この堰１１
は、化成槽１における液面を決定し、化成槽１のオーバ
ーフロー液は当該オーバーフロータンク１２へ流入する
ことになる。なお、化成槽１の底面にはスラッジを除去
するためのホッパ１３が形成されている。

【００２４】オーバーフロータンク１２には、吸引ポン
プ２２を有する配管２１が接続されており、配管２１の
先端には流量調節弁２３および三方弁２４が設けられて
いる。この三方弁２４は、吸引された化成処理液Ｌを二
つのノズル群２ａ，２ｂを選択的に切り換えるための切
替弁であって、流量調節弁２３は、吸引された化成処理
液の流量を適正値に調節するための調節弁である。

【００２５】それぞれのノズル群２ａ，２ｂを構成する
複数本の配管２５の先端部分には、複数のノズル２６
ａ，２６ｂが装着されている。図２に示されるように、
各配管２５は、化成槽１の一方の側壁に配置されてお
り、ノズル２６からの吐出方向がボディＢのフードパネ
ルＦの表面に対して略平行となるように設定されてい
る。

【００２６】また、図３に示すように、多車種混合ライ
ンではボディ形状が異なってフードパネルＦの傾斜角度
も相違するので、たとえば（Ａ）（Ｂ）に示す２車種の
ボディＢに対しては、一方のノズル群２ａのノズル２６
ａを（Ａ）に示す車種のフードパネルＦの傾斜に合わせ
た角度とし、他方のノズル群２ｂのノズル２６ｂを
（Ｂ）に示す車種のフードパネルＦの傾斜に合わせた角
度としている。

【００２７】何れの場合も、ノズル２６から吐出された
化成処理液Ｌによる液流速度がボディＢのフードパネル
Ｆやルーフパネルなどの水平部パネルの表面またはその
近傍において８ｍ／分以上となるように、流量調節弁２
３により制御される。

【００２８】本実施形態において、ノズル群２ａ，２ｂ
は、化成皮膜への鉄粉の噛み込みを未然に防止する意味
で、化成槽１の入槽域に設けることが有効であるが、化
成槽１の中央にまで延在して配置しても良い。また、本
実施形態では２車種の混合ラインを想定してノズル群を
２群としているが、これは一車種ラインであれば１群の
ノズル群で足り、３車種以上の混合ラインであれば３群
以上のノズル群を設けることもできる。

【００２９】また、本実施形態では、２つのノズル群２
ａ，２ｂの切替を行うために、生産ラインの生産管理装
置３１から車種情報をコンベア制御部３２へ取り込み、
コンベア制御部３２にて化成槽１への入槽ボディの車種
を演算したのち、これを化成処理制御部３０へ出力す
る。化成処理制御部３０では、入槽するボディＢの車種
に応じたノズル群２ａ，２ｂを選択するために三方弁２
４へ切替信号を出力する。また、これと同時に適切な吐
出流量を実現するために流量調節弁２３へ信号を出力す
る。

【００３０】次に作用を説明する。生産管理装置３１お
よびコンベア制御部３２から化成処理制御部３０へ車種
データが転送され、これにより次に入槽する車種が把握
できるので、その車種に応じたノズル群２ａ，２ｂを選
択すべく三方弁２４を切り換える。図３（Ａ）に示す車
種であればノズル群２ａ、同図（Ｂ）に示す車種であれ
ばノズル群２ｂを選択する。これにより、ノズル２６ａ
または２６ｂからボディＢの水平部パネルに向かってオ
ーバーフロータンク１２から吸引した化成処理液Ｌが吐
出され、水平部パネルの表面に液流が生じることとな
る。

【００３１】本実施形態においては、水平部パネルの表
面近傍における液流速度は、８ｍ／分以上、１７ｍ／分
以下となるように流量調節弁２３が調節される。図４に
示す結果からも明らかなように、液流速度を少なくとも
８ｍ／分とすることで約９５重量％のゴミの噛み込みを
防止することができる。また、液流速度を１７ｍ／分よ
り大きくしても、ゴミの噛み込みの抑制率は、０．１重
量％の増加しか期待できないので、ランニングコスト等
を考慮して上限を１７ｍ／分としている。なお、液流速
度はボディＢに対する相対速度であることから、コンベ
アＣによるボディＢの搬送速度を考慮した値とされてい
る。

【００３２】こうした化成処理装置を用いて自動車ボデ
ィＢを化成処理することで、化成槽１に持ち込まれた鉄
粉などのゴミが化成皮膜に噛み込むことが防止でき、ブ
ツなどの塗装不具合の発生を抑制することができる。

【００３３】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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の化成処理装置の実施形態を示す断面図
である。

【図２】図１のII−II線に沿う断面図である。

【図３】（Ａ）（Ｂ）は本発明の化成処理装置に係るノ
ズルの実施形態を示す側面図である。

【図４】化成槽に持ち込まれるゴミの沈降速度とその割
合との関係を示すグラフである。

【図５】従来の化成処理装置を示す断面図である。

【図６】化成被膜へのゴミの噛み込み不具合を示す塗膜
断面図である。

【符号の説明】

１…化成槽 ２，２ａ，２ｂ…ノズル群 ２１…配管 ２２…吸引ポンプ ２３…流量調節弁 ２４…三方弁 ２５…配管 ２６，２６ａ，２６ｂ…ノズル ４１…鋼板 ４２…化成被膜 ４３…電着塗膜 ５０…鉄粉（ゴミ） Ｌ…化成処理液 Ｂ…自動車ボディ（被処理物）

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】化成処理液が満たされた化成槽に自動車ボ
   ディを浸漬し、前記自動車ボディの表面に化成皮膜を形
   成する化成処理装置において、 前記化成槽の入槽域に、前記自動車ボディの周囲の化成
   処理液と前記自動車ボディとの相対的な液流速度が８ｍ
   ／分〜１７ｍ／分となるように前記自動車ボディに向か
   って前記化成処理液を吐出するノズルを設け、 前記ノズルの吐出角度が前記自動車ボディの水平部パネ
   ルの表面と略平行となる角度とされている ことを特徴と
   する化成処理装置。
2. 【請求項２】 前記ノズルが、前記自動車ボディに対する
   化成処理液の吐出角度が異なる複数のノズル群からな
   り、前記自動車ボディの車種に応じて前記ノズル群を切
   り替え制御する手段を有することを特徴とする請求項１
   記載の化成処理装置。
3. 【請求項３】 化成処理液に自動車ボディを浸漬して前記
   自動車ボディの表面に化成皮膜を形成する化成処理方法
   において、前記自動車ボディを前記化成処理液に浸漬し
   たときに、前記自動車ボディの周囲の化成処理液と前記
   自動車ボディとの相対的な液流速度が８ｍ／分〜１７ｍ
   ／分となるとともに、前記化成処理液の吐出角度が前記
   自動車ボディの水平部パネルの表面と略平行となる角度
   となるように、前記化成処理液を前記自動車ボディに向
   かって吐出することを特徴とする化成処理方法。
4. 【請求項４】 前記自動車ボディの水平部パネルの表面の
   傾斜角度に応じて前記化成処理液の吐出角度を制御する
   ことを特徴とする請求項３記載の化成処理方法。