JP3638001B2 - 電着塗装方法および装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、自動車ボティの下塗りなどに適用される電着塗装方法および電着塗装装置の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
上記したような自動車の電着塗装ラインにおいては、例えばオーバーヘッドコンベアを用いて、電着槽内の塗料液中に自動車ボディを連続的に浸漬し、例えば、電着槽内に配置した電極を陽極とし、ボディを陰極として直流電圧をかけながら槽内を所定距離(所定時間)だけ移動させたのち、塗料液から引き上げることによって連続塗装が行われており、塗料液中を移動する間に塗料の樹脂成分がボディに析出し、塗膜が形成されるようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような電着塗装ラインにおいては、自動車ボディが連続的に電着槽内に浸漬されることから、電着槽の入口側において先行する通電中のボディと槽内に浸漬されつつある後続の未通電ボティとの間に電位差が生じ、ボディ間に異常電流が発生するという問題点がある。
【0004】
すなわち、図8に示すように、先行するボティB1 は電源装置の陰極に接続される一方、電着槽T内にボティの移動経路に沿ってその両側に配設された棒状電極Pはそれぞれ陽極に接続されているので、陰極にまだ接続されていない入槽直後の後続ボディB0 の先端部が+極となることから、塗料液成分である水の電気分解に基づく酸素ガスの発生によって、後続ボディB0 に縞状の塗装不良が生ずることになる。
【0005】
表1は、先行ボティB1 と陽極Pとの間の電位差を上記のように250Vととしたときの後続ボディB0 の先端部に形成される膜の抵抗値の時間ごとの変化を調査すると共に、先行ボティB1 と後続ボディB0 との間の電位差を125V(陽極P−ボティB1 間の電位差の中間値)として、両ボディB1 −B0 間に流れる電流を試算したものである。
【0006】
【表1】
【0007】
この表に示すように、後続ボディB0 の先端部が塗料液中に浸漬され始めてからボディB0 の全体が完全に浸漬されて(全没)、ボディB0 が陰極に接続されるまでの50秒間に、膜の抵抗値Rf が0.47〜2.8Ωに変化する結果、ボディB1 −B0 間に37〜22A(平均電流値:29.5A)の電流、すなわち1,475クーロン(29.5A×50sec)の電気量が流れることが算出され、この電気量に相当する酸素ガスが発生することになる。なお、両ボディB1 −B0 間の距離dは700mmとし、この間の塗料液の抵抗Rd を2.9Ωとして計算した。
【0008】
このような異常電流による塗装不良を回避するためには、連続塗装におけるボディ間隔を拡げる必要があり、これによって電着槽の全長を長くするとともにコンベアスピードの増加が必要となって、塗装ラインの設備長が増し、設備費が増すと共に、ラインのレイアウトに制約が生じるという問題があり、このような問題点を解決することが従来の電着塗装の課題となっていた。
【0009】
なお、上記においては、耐食性に優れ、電着塗装の主流となっているカチオン電着塗装(被塗装物が陰極)を例として従来技術の課題を説明したが、被塗装物を陽極に接続するアニオン電着塗装においても異常電流に基づく同様の問題があり、(この場合には、後続ボディB0 の先端部が−極となることから、水素ガスが発生する)、上記同様の課題を有している。
【0010】
【発明の目的】
本発明は、従来の電着塗装における上記課題に着目してなされたものであって、塗料液中で被塗装物を連続的に移動させる間に被塗装物に塗膜を電着させる連続電着塗装において、先行する被塗装物と後続の被塗装物との間に異常電流がほとんど生じることがなく、連続電着塗装における被塗装物間隔を拡げることなく塗装不良を防止することができ、電着塗装設備の長さを短縮することができる電着塗装方法およびこのような電着塗装に用いる電着塗装装置を提供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に係わる電着塗装方法は、電着槽内の塗料液中に被塗装物を連続的に浸漬すると共に、電着槽内に被塗装物の移動経路に並行して配設された複数の電極に沿って槽内を移動させる間に被塗装物に塗膜を電着させる電着塗装において、前記電極への通電を被塗装物の移動に応じて、後続の被塗装物への通電が開始されるまでの間、被塗装物が通過した位置の電極から順次遮断していく構成としたことを特徴としており、本発明に係わる電着塗装方法の実施態様として請求項2に記載された塗装方法においては、前記電極のうち、被塗装物の入口側に位置する複数の電極を適当な本数のブロックに分割し、ブロックごとに通電あるいは断電する構成としたことを特徴としており、電着塗装方法におけるこのような構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。
【0012】
本発明の請求項3に係わる電着塗装装置は、被塗装物の移動方向に沿って配設された複数の電極を電着槽内に備え、これら電極のうちの被塗装物入口側に位置する複数の電極がそれぞれ独立したスイッチ手段を介して電源に接続してある構成とし、本発明の請求項4に係わる電着塗装装置は、被塗装物の移動方向に沿って配設された複数の電極を電着槽内に備え、これら電極のうちの被塗装物入口側に位置する複数の電極が適当な本数のブロックに分割してあり、ブロックごとにそれぞれ独立したスイッチ手段を介して電源に接続してある構成としたことを特徴としており、このような電着塗装装置の構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。
【0013】
【発明の作用】
本発明の請求項1に係わる電着塗装方法においては、電着槽内に被塗装物の移動方向に沿って配設した複数の電極への通電を被塗装物の進行に応じて断続(オン−オフ)するようにしている。すなわち、電着槽の被塗装物入口側に配設された電極への通電を被塗装物が通過した位置の電極から順次遮断して行き、後続する被塗装物への通電が開始されるまでの間、遮断状態に保持するようにしているので、後続する未通電状態の被塗装物が通電状態の電極の近傍位置を通過するようなことがなくなるので、先行する被塗装物との間の電位差が極めて小さなものとなり、被塗装物間の異常電流がほとんど発生しないようになって、被塗装物間の距離を拡げることなく塗装不良の発生が解消されることになる。
【0014】
すなわち、図1に示すように、先行する被塗装物、すなわち自動車ボディB1 が塗料液中に全没した時点で閉じたスイッチSをボディB1 の通過に同期して開くことにより、後続の被塗装物であるボディB0 の両側の電極Pの電位が低くなるので、ボディB1 −B0 間の電位差が非常に小さくなって異常電流はほとんど発生しないようになる。なお、このときの電位差については、従来方式の約5分の1と試算され、この電位差によってボディB1 −B0 間に流れる電気量も5分の1の295クーロンとなる。この電気量は電着塗装に要する電気量の0.4%以下に過ぎない。
【0015】
ボディB1 の通過に応じて開かれたスイッチSは、後続のボディB0 が塗料液中に全没して陰極に接続された時点で再び閉じられるが、ボディB0 の陰極への接続によってボディB1 と同電位となっているのでボディB1 −B0 間に異常電流は発生せず、ボディB0 への電着塗装が開始される。
【0016】
本発明に係わる電着塗装方法の実施態様として請求項2に記載された塗装方法においては、電着槽内に配設した電極のうち、被塗装物の入口側に位置する複数の電極を適当にブロック分けし、これら電極への通電をブロックごとにまとめて断続するようにしているので、個々の電極を独立的にオン−オフ制御する場合に較べて、電源装置と電極との間の配線が簡単なものになると共に、通電の断続手段としてのスイッチ類や、被塗装物の位置検出手段としてのリミットスイッチやフォトカップラーなどの点数が減ることになって、設備コストが安価なものとなる。
【0017】
本発明の請求項3に係わる電着塗装装置は、電着槽内に被塗装物の移動方向に沿って配設された複数の電極を備え、これらのうちの被塗装物入口側に位置する複数の電極がそれぞれ独立したスイッチ手段を介して電源に接続してあるので、本発明に係わる電着塗装方法の実施に好適な構造を備えたものである。
【0018】
本発明の請求項4に係わる電着塗装装置は、電着槽内に被塗装物の移動方向に沿って配設された複数の電極を備え、これらのうちの被塗装物入口側に位置する複数の電極が適当な本数のブロックに分割してあり、ブロックごとにそれぞれ独立したスイッチ手段を介して電源に接続してあることから、個々の電極ごとに接続された装置に較べて、配線が簡単なものになると共に、スイッチ手段や、位置検出手段の点数が減り、装置のコストが低減されることになる。
【0019】
【発明の効果】
本発明の請求項1に係わる電着塗装方法においては、後続する被塗装物への通電が開始されるまでの間、被塗装物の移動に応じて被塗装物が通過した位置の電極への通電を順次遮断していくようにしているので、前後の被塗装物間の電位差が極めて小さなものとなって、被塗装物間の異常電流をほとんど防止することができ、被塗装物間の距離を拡げることなく塗装不良の発生が解消されることから、コンベアスピードを遅くして、電着塗装設備の長さの短縮化が可能になるという極めて優れた効果がもたらされる。
【0020】
本発明に係わる電着塗装方法の実施態様として請求項2に係わる塗装方法においては、被塗装物の入口側に位置する複数の電極をブロックに分割し、これら電極への通電をブロックごとに断続するようにしているので、配線が簡略化できると共に、スイッチ類やフォトカップラーなどの部品点数を大幅に減らすことができ、設備コストの大幅な削減が可能になるというさらに優れた効果がもたらされる。
【0021】
本発明の請求項3に係わる電着塗装装置は、上記構成、すなわち電着槽内の被塗装物入口側に位置する複数の電極がそれぞれ独立したスイッチ手段を介して電源に接続してある構成としたものであるから、被塗装物の移動に応じて、電極への通電を順次遮断することができ、本発明に係わる電着塗装方法を円滑に実施することができ、本発明の請求項4に係わる電着塗装装置は、上記電極が適当な本数にブロック分けされ、それぞれ独立したスイッチ手段を介してブロックごとに電源に接続してある構成としたものであるから、電極ごとにスイッチ手段および電源に接続された上記装置に較べて、配線が簡単なものになり、スイッチ手段や、位置検出手段の部品点数が減ることから、装置のコストを大幅に削減することができるというさらに優れた効果をもたらすものである。
【0022】
【実施例】
以下、本発明を図面に基づいて具体的に説明する。
【0023】
図2ないし図7は、本発明に係わる電着塗装方法の実施例として、当該電着塗装方法を自動車ボディの下塗りに適用した場合の工程を順次示す電着塗装装置の断面説明図である。
【0024】
図に示す電着塗装装置1は、塗料液Lを満たした電着槽Tと、電着槽Tの上に配置されて被塗装物である自動車ボディを連続的に搬送するオバーヘッドコンベアCと、電着槽T内の両側に自動車ボディの移動経路に沿って配設された複数の棒状電極Pから主に構成されている。
【0025】
前記電極Pは、自動車ボディ(被塗装物)の入口側である図中右側の12本が4本ごとに3つのブロックに分割されており、ブロックごとにそれぞれスイッチS1 ,S2 ,S3 を介して電源装置の陽極Aに接続されていると共に、残りの電極Pについては、スイッチを経ることなく、すべて陽極Aに直接接続されている。
【0026】
一方、被塗装物としての自動車ボディは、オバーヘッドコンベアCに図示しないハンガーにより吊り下げられた状態で当該電着塗装装置1に連続的に搬入されるようになっており、所定位置で降下して電着槽T内の塗料液Lに浸漬し始め、塗料液L中に全没した時点で、オバーヘッドコンベアCに沿って配設されたブスバーを介して図示しない電源装置の陰極に接続されるようになっている。
【0027】
図2は、先行する被塗装物であるボディB1 が塗料液L中に全没し、陰極に接続された直後の状態を示し、この時点においてスイッチS1 ,S2 ,S3 は閉じられ、すべての電極Pがプラス電位となって、ボディB1 の電着塗装が開始される。
【0028】
図3は、図2に示した状態から約10秒経過した時点を示し、ボディB1 が図中左方向に進行すると共に、後続するボディB0 の先端部が塗料液L中に浸漬されているが、先行ボディB1 の車体後部が図中右端の電極Pの前面に位置し、後続するボディB0 の先端部が電極Pから離れた位置にあるので、全電極Pへの通電が継続されている。
【0029】
図4は、図3に示した状態からさらに約10秒経過した時点における状態を示し、後続ボディB0 の車体先端部が図中右端の電極Pに接近すると共に、先行ボディB1 の車体後部が第1スイッチS1 に接続された第1のブロックに属する電極Pをほぼ通過した状態にあるので、第1スイッチS1 が開かれ、第1のブロックに属する4本の電極P(両側で8本)への通電が遮断される。なお、これらスイッチS1 ,S2 ,S3 の開閉は、ボディB1 ,B0 の位置検出手段として用いられるリミットスイッチや近接スイッチ,フォトカップラーなどの出力信号によって自動的に行われる。
【0030】
図5は、図4に示した状態からさらに約10秒経過した時点(全没後30秒経過)におけるボディB1 ,B0 の位置関係を示し、この時点ではボディB1 の車体後部が第2スイッチS2 に接続された第2のブロックに属する電極Pを通過しつつあり、後続ボディB0 が第2ブロックの電極Pに接近しているので、第2スイッチS2 が開かれ、新たに第2のブロックに属する4本の電極P(両側で8本)への通電が遮断される。
【0031】
図6は、図5に示した状態からさらに約10秒経過した時点を示し、この状態ではボディB1 の車体後部が第3スイッチS3 に接続された第3のブロックに属する電極Pを通過し、後続ボディB0 の車体先端部が第3ブロックの電極Pに接近しつつあるので、第3スイッチS3 が開かれ、第3のブロックに属する4本の電極P(両側で8本)への通電がさらに遮断され、入口側の12本(両側で24本)の電極Pの電位が0となる。この間先行ボディB1 には残りの電極Pによって電着塗装が続行されている。
【0032】
図7は、図6に示した状態からさらに約10秒経過、すなわちボディB1 が塗料液L中に全没したのち約50秒経過した時点であって、後続ボディB0 が全没する直前の状態を示すものであるが、この後ボディB0 が全没して陰極に接続されると、スイッチS1 ,S2 ,S3 がすべて閉じられ、後続ボディB0 に対する電着塗装が開始される。
【0033】
このように、本発明に係わる電着塗装方法においては、ボディB0 が塗料液L中に浸漬され始めてから塗料液L中に全没して陰極に接続されるまでの間、ボディB0 に近い位置の電極Pへの通電が遮断されることから、先行するボディB1 との間の電位差が小さく抑えられ、両者の間に異常電流がほとんど発生することがないので、ボディB1 −B0 間の距離を拡げることなく塗装不良を防止することができ、電着槽Tの長さを短縮することができ、設備コストおよびレイアウト上の制約を回避することができる。
【0034】
なお、上記実施例においては、棒状の電極を用い、4本ごとのブロックに区分した例を示したが、本発明は電極形状やその数において限定されることはなく、ブロック数を多くすることによって、より緻密な制御が可能になる。また、数本からなる棒状電極のブロックを同じ幅を有する板状一体電極に代えることによって、電極同士の接続を簡略化することもできる。
【0035】
また、上記実施例においては、被塗装物を陰極に接続し電極を陽極に接続するカチオン電着について説明したが、被塗装物を陽極に接続するアニオン電着についても、同様に異常電流を防止することができ、同様の効果が得られることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる電着塗装方法の作用を説明する電着槽の概略平面図である。
【図2】本発明の一実施例に係わる電着塗装方法の手順を示す工程図であって被塗装物の全没直後の状態を示す電着塗装装置の縦断面図である。
【図3】被塗装物の全没から約10秒経過後の状態を示す電着塗装装置の縦断面図である。
【図4】被塗装物の全没から約20秒経過後の状態を示す電着塗装装置の縦断面図である。
【図5】被塗装物の全没から約30秒経過後の状態を示す電着塗装装置の縦断面図である。
【図6】被塗装物の全没から約40秒経過後の状態を示す電着塗装装置の縦断面図である。
【図7】被塗装物の全没から約50秒経過後の状態を示す電着塗装装置の縦断面図である。
【図8】従来の電着塗装方法を説明する電着槽の概略平面図である。
【符号の説明】
1 電着塗装装置
T 電着槽
L 塗料液
B1 ボディ(被塗装物)
B0 ボディ(後続の被塗装物)
P 電極
S,S1 ,S2 ,S3 スイッチ(スイッチ手段)
A 陽極(電源)
Claims (4)
- 電着槽内の塗料液中に被塗装物を連続的に浸漬すると共に、電着槽内に被塗装物の移動経路に並行して配設された複数の電極に沿って槽内を移動させる間に被塗装物に塗膜を電着させる電着塗装において、
前記電極への通電を被塗装物の移動に応じて、後続の被塗装物への通電が開始されるまでの間、被塗装物が通過した位置の電極から順次遮断していくことを特徴とする電着塗装方法。 - 前記電極のうち、被塗装物の入口側に位置する複数の電極を適当な本数のブロックに分割し、ブロックごとに通電あるいは断電することを特徴とする請求項1記載の電着塗装方法。
- 被塗装物の移動方向に沿って配設された複数の電極を電着槽内に備え、これら電極のうちの被塗装物入口側に位置する複数の電極がそれぞれ独立したスイッチ手段を介して電源に接続してあることを特徴とする電着塗装装置。
- 被塗装物の移動方向に沿って配設された複数の電極を電着槽内に備え、これら電極のうちの被塗装物入口側に位置する複数の電極が適当な本数のブロックに分割してあり、ブロックごとにそれぞれ独立したスイッチ手段を介して電源に接続してあることを特徴とする電着塗装装置。
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JPH11293496A JPH11293496A (ja) | 1999-10-26 |
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