JP4121912B2 - 電着塗装装置および電着塗装方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車部品等の被塗装物を電着塗装する電着塗装装置および電着塗装方法に関するものである。

近年、自動車用アクスル装置等では、部品点数の削減や製品コストの低減等を図るべく、軸受の構成要素をアクスル装置の構成要素と一体化したいわゆる第３世代や第３．５世代のハブユニット軸受が提案されている（例えば、下記の特許文献１参照。）。

一般に、このような自動車部品（ハブ）等においては、油性あるいは水性の塗料を用いた塗装により防錆されるが、ホイールが当接するフランジ面やアクスルナット（ワッシャ）等が当接する内端面等に塗料が付着した場合、ホイールナットやアクスルナットの緩みが生じるおそれがある。そのため、パイロット筒部の塗装は、マスキングテープ等を用いて塗装部位以外を遮蔽した状態で、ディッピングや吹き付け等による塗装が行なわれている。

すなわち、自動車部品（ハブ）等の被塗装物には塗装しない部位があり、その被塗装物を塗装する際には、塗装しない部位をマスキングして塗装している。しかし、吹き付け等により塗装ムラや液ダレが生じたり、マスキングテープを剥がす際に、マスキングテープと塗装部位との境目で塗装（塗膜）が一緒に剥がれたりしやすいという問題がある。このような塗装ムラや剥がれが生じると、外観品質を低下させるだけでなく、耐食性を大幅に低下させることになってしまう。

そこで、自動車車体の水平部における塗膜の均一性、平滑性および鮮映性等の塗膜品質の良好な塗膜を形成し得る自動車車体の電着塗装装置が提案されている（例えば、下記の特許文献２参照。）。

一般に、電着塗装は、塗装工程の自動化が容易であり、塗料の被塗物への付き回り性が良く、均一な膜厚の塗膜が得られ、さらには水系塗料であるために環境に対する負荷が少なく、安全性が高い等の利点を有するので、従来から工業用塗装ライン等で広く用いられている。かかる電着塗装としては、電着塗料としてアニオン電着塗料を用いた上で導電材料からなる被塗物を陽極として電着を行う陽極電着塗装と、電着塗料としてカチオン電着塗料を用いた上で導電材料からなる被塗物を陰極として電着を行う陰極電着塗装とが行われている。
特開２０００−１４２００９号公報 特開２００２−１９４５９４号公報

しかしながら、上記のような電着塗装装置は、自動車車体を、電着槽の長手方向の一端から入槽させ、電着槽内で長手方向に進行させ、電着槽の長手方向の他端から出槽させ、これを連続的に順次行う。そして、電着槽に入槽されて電着塗料中に浸漬された自動車車体が一方の電極となり、かつ、電着槽内で自動車車体とは離間して配置された複数の電極部材が他方の電極となるように、自動車車体および電極部材間に直流電圧を印加して、電着塗料を自動車車体の表面に電着させるようになっている。

すなわち、上記のような電着塗装装置は、被塗装物である自動車車体を電着槽に入槽させて、その表面に電着塗料を電着させるようになっているため、被塗装物に塗装を必要としない部位があっても、被塗装物の全面が電着塗装されてしまう。このため、上述のように、ホイールが当接するフランジ面やアクスルナット（ワッシャ）が当接する自動車部品等の被塗装物の内端面等に塗料が付着した場合、これらの摩擦により塗装が剥がれ、ホイールナットやアクスルナットの緩みが生じるおそれがある。

これらのような事情から、上記装置で塗装しない部位を有する被塗装物には、電着塗装を施すことができず、依然としてマスキングを施しての吹き付けやディッピングが行われていたのが実情である。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、被塗装物の任意の部分に電着塗装を施すことができる電着塗装装置および電着塗装方法の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の電着塗装装置は、被塗装物を電着塗装する電着塗装装置であって、電着塗装液を収容する電着槽と、上記電着槽に上記電着塗装液を所定流量で導入して上記電着塗装液を上記電着槽の上部開口縁から盛り上がらせる導入手段と、上記電着槽の上部開口縁から盛り上がった電着塗装液に上記被塗装物の表面が接触するように上記被塗装物を支持する支持手段と、上記被塗装物の表面を上記電着塗装液に接触させた状態で、当該接触位置が変わるように上記被塗装物を動かす駆動手段と、上記電着塗装液に接触させた被塗装物と上記電着槽の電着塗装液との間に電圧を印加することにより、該被塗装物の表面に上記電着塗装液中の塗料を電着させる通電手段とを備え、上記電着槽の上部開口縁は、その内側の高さより外側の高さが低いことを要旨とする。

また、本発明の電着塗装方法は、被塗装物を電着塗装する電着塗装方法であって、電着塗装液を収容する電着槽に上記電着塗装液を所定流量で導入して上記電着塗装液を上記電着槽の上部開口縁から盛り上がらせ、上記電着槽の上部開口縁から盛り上がった電着塗装液に上記被塗装物の表面が接触するように上記被塗装物を支持し、上記被塗装物の表面を上記電着塗装液に接触させた状態で、当該接触位置が変わるように上記被塗装物を動かし、上記電着塗装液に接触させた被塗装物と上記電着槽の電着塗装液との間に電圧を印加することにより、該被塗装物の表面に上記電着塗装液中の塗料を電着させ、上記電着槽の上部開口縁をその内側の高さより外側の高さを低く設定することを要旨とする。

すなわち、本発明では、上記導入手段は、上記電着槽に上記電着塗装液を所定流量で導入して上記電着塗装液を上記電着槽の上部開口縁から盛り上がらせる。上記支持手段は、上記電着槽の上部開口縁から盛り上がった電着塗装液に上記被塗装物の表面が接触するように上記被塗装物を支持する。上記駆動手段は、上記被塗装物の表面を上記電着塗装液に接触させた状態で、当該接触位置が変わるように上記被塗装物を動かす。この状態で、上記通電手段は、上記電着塗装液に接触させた被塗装物と上記電着槽の電着塗装液との間に電圧を印加することにより、該被塗装物の表面に上記電着塗装液中の塗料を電着させる。

したがって、本発明の電着塗装装置では、上記電着槽の上部開口縁から盛り上がった電着塗装液に被塗装物を接触させることで、被塗装物のうち電着塗装液に接触した部位のみに電着塗装を施すことができる。すなわち、使用者等は、被塗装物のうち電着塗装を施したい部位を上記電着槽の上部開口縁から盛り上がった電着塗装液に接触させることで、その部位のみを電着塗装（部分塗装）することができる。また、上記電着槽の上部開口縁から盛り上がった電着塗装液に接触させるため、上記電着槽に収容する電着塗装液の液量が少なくて済み、電着塗装液や設備費用、電力量等のコストを削減することができる。

また、上記被塗装物は、駆動手段によって上記被塗装物の表面を上記電着塗装液に接触した状態で、当該接触位置が変わるように動かすため、例えば小さい電着槽でも塗装範囲を広げることができ、同じ電着塗装装置で多様な被塗装物（例えば、電着塗装を施したい部位が異なる塗装物）に電着塗装を施すことができるため、コストメリットが大きい。また、上記電着槽の上部開口縁は、その内側の高さより外側の高さが低いため、電着塗装液が上部開口縁の内側上を通過して溢れるときには電着塗装液と接触し、電着塗装液が上部開口縁の外側を通るときには、上記電着塗装液と接触しないようにすることができ、いわゆる液切れの良い状態で部分塗装することができる。したがって、被塗装物のうち塗装部位と塗装しない部位との境界が、波打ったように施されるようなことを防止することができる。これにより、上記境界をはっきりさせることができ、被塗装物の表面に見た目のよい塗膜を形成することができる。

また、本発明の電着塗装方法では、上記電着槽の上部開口縁から盛り上がった電着塗装液に被塗装物を接触させることで、被塗装物のうち電着塗装液に接触した部位のみに電着塗装を施すことができる。すなわち、使用者等は、被塗装物のうち電着塗装を施したい部位を上記電着槽の上部開口縁から盛り上がった電着塗装液に接触させることで、その部位のみを電着塗装（部分塗装）することができる。また、上記電着槽の上部開口縁から盛り上がった電着塗装液に接触させるため、上記電着槽に収容する電着塗装液の液量が少なくて済み、電着塗装液や設備費用、電力量等のコストを削減することができる。

また、上記被塗装物は、上記被塗装物の表面を上記電着塗装液に接触した状態で、当該接触位置が変わるように動くため、例えば小さい電着槽でも塗装範囲を広げることができ、同じ電着塗装装置で多様な被塗装物（例えば、電着塗装を施したい部位が異なる塗装物）に電着塗装を施すことができるため、コストメリットが大きい。また、上記電着槽の上部開口縁をその内側の高さより外側の高さを低く設定したため、電着塗装液が上部開口縁の内側上を通過して溢れるときには電着塗装液と接触し、電着塗装液が上部開口縁の外側を通るときには、上記電着塗装液と接触しないようにすることができ、いわゆる液切れの良い状態で部分塗装することができる。したがって、被塗装物のうち塗装部位と塗装しない部位との境界が、波打ったように施されるようなことを防止することができる。これにより、上記境界をはっきりさせることができ、被塗装物の表面に見た目のよい塗膜を形成することができる。

本発明において、上記支持手段は、上記被塗装物を上記電着槽の外部で支持する場合には、上記電着槽を縮小化することができ、さらにコストメリットを大きくすることができる。また、電着槽の上部開口縁と被塗装物の端との距離が大きくなるように、電着槽を縮小化することで、さらに小さい範囲で部分塗装を施すことができるうえ、コストメリットも一層大きくなる。

本発明において、上記電着槽には、上記導入手段から上記電着塗装液が導入される導入口の近傍に、導入された電着塗装液が上記被塗装物と上記電着塗装液との接触面に向かって直接流れるのを防止する直接流防止部材が設けられている場合には、電着塗装液が上記被塗装物と上記電着塗装液との接触面に向かって直接流れることによって、その水流により接触面の液面が盛り上がり接触面の位置によって接触面の高さや液流がふぞろいになることを防止することができる。これにより、塗装ムラが生じることを防止することができる。

本発明において、上記導入手段から導入される電着塗装液の流量を調節する流量調節手段を設けた場合には、上記電着槽の上部開口縁から盛り上がる電着塗装液の盛り上がり度合いを調節することができる。これにより、被塗装物の大きさや形状に応じて適度な電着塗装を施すことができる。例えば、表面の凹凸が多いものは盛り上がりを大きくして塗装し、表面の滑らかなものは盛り上がりを小さくして塗装することができる。また、電着塗装液の流量を調節することもできるため、接触時間を調節することができる。例えば、上記導入手段から導入される電着塗装液の流量を多くすることで、塗粒の量が多くなり接触時間を短くし、流量を少なくすることで、塗粒の量が少なくなり接触時間を長くすることができる。これにより、電着塗装を安定させ、電着塗装の仕上がり品質を一層向上させることができる。

本発明において、上記被塗装物が略円柱状の外形形状を有する被塗装物であり、上記支持手段は、該円柱状の被塗装物を円周方向に回転可能に支持するものであり、上記駆動手段は、上記被塗装物を回転駆動するものである場合には、上記円柱状の被塗装物の中央部を被覆するように電着塗装を施すことができる。したがって、上記円柱状の被塗装物（例えば、後述の自動車用シャフト）の長手方向の両端にスプラインが形成されている場合、そのスプラインに電着塗装を施さず、スプラインより内側の部分のみに電着塗装を施すことができる。これにより、スプラインと嵌め合わさる部品との間に電着塗装が施されないため、これらの摩擦により電着塗装が剥がれて緩みが生じるということを防止することができる。

本発明において、上記支持部材は、上記被塗装物の長手方向に移動可能に設けられている場合には、被塗装物の長さに応じて支持することができる。これにより、同じ電着塗装装置で多様な長さの被塗装物に電着塗装を施すことができる。

つぎに、本発明を実施するための最良の形態を説明する。以下の説明は、被塗装物としての自動車用シャフトへの効果的な電着塗装を実現した例を示す。

図１は、本発明の第１の実施例の電着塗装装置の外観を示す。

上記電着塗装装置は、被塗装物である自動車用シャフト３を電着塗装する略長方形状の電着塗装装置１である。この電着塗装装置１の筐体５には、プラスの電荷を有するカチオン塗料粒子（塗粒）を含む電着塗装液７（図２，図３，図４参照）を収容する電着槽９と、その電着槽９を収容するオーバーフロー槽１１が設けられている。

上記筐体５の長手方向の内側面の上部には、後述の支持部材１９ａを筐体５の長手方向に移動させて所望の位置で固定するためのレール１５が固着されている。筐体５の内側面には、電着槽９の上部開口縁１７から液面が盛り上がった電着塗装液７に自動車用シャフト３の表面が接触するように自動車用シャフト３を支持する支持手段である支持部材１９ａ，１９ｂが自動車用シャフト３の長手方向の両端を支持している。支持部材１９ａは、図示において、自動車用シャフト３の左側の端を支持し、支持部材１９ｂは、自動車用シャフト３の右側の端を支持している。支持部材１９ａは、後述の電源５１（図２参照）のプラス側電極と電気的に接続され、軸受２０によって回転可能に支持されている。軸受２０は、自動車用シャフト３の長手方向に移動できるようにレール１５に設けられている。支持部材１９ｂは、筐体５の外側面に位置する第１滑車２１と一体化し、回転可能に設けられている。

上記筐体５の外側面には、モータ軸２２ａを有し、該モータ軸２２ａを回転駆動する駆動手段であるモータ２２が設けられている。このモータ軸２２ａには、モータ２２の回転駆動により回転する第２滑車２３が固着されている。この第２滑車２３と第１滑車２１には、モータ２２の回転駆動により回転する第２滑車２３の回転力を第１滑車２１に伝達するためのベルト２４が巻かれている。したがって、モータ２２の回転駆動により自動車用シャフト３が軸心を中心として円周方向に回転するようになっている。なお、モータ２２の駆動力（回転速度や回転力等）は適宜に設定される。また、モータ２２の駆動を制御する駆動制御手段としてのモータ制御装置を設けてもよい。これにより、被塗装物の種類によって適切な電着塗装を施すことができる。

上記筐体５の長手方向の外側面の下部には、電着槽９に電着塗装液７を導入するための導入管２５が接続されている。導入管２５は、導入手段である電着塗装液導入装置２６（図２参照）と接続されている。電着塗装液導入装置２６は、未使用の電着塗装液７を貯留し、その電着塗装液７を必要に応じて導入管２５から電着槽９に導入する。電着槽９の下底の中央部には、導入管２５から導入される電着塗装液７を電着槽９内に導入するための導入口２７が設けられている。電着塗装液導入装置２６によって電着塗装液７を所定流量で電着槽９内に導入することにより、電着槽９の上部開口縁１７から電着塗装液７が溢れて表面張力により液面が盛り上がるようになっている。すなわち、電着塗装液導入装置２６は、電着槽９に電着塗装液７を所定流量で導入して電着塗装液７を電着槽９の上部開口縁１７から盛り上がらせる。

上記導入口２７の近傍には、電着塗装液７に通電するための電極２９が電着槽９の底部に設けられている。導入口２７の上方には、導入された電着塗装液７が自動車用シャフト３と電着塗装液７との接触面に向かって直接流れるのを防止する直接流防止部材３１が設けられている。

上記オーバーフロー槽１１は、電着塗装液導入装置２６による電着塗装液７の導入により電着槽９から溢れ出る電着塗装液７を受けるようになっている。また、オーバーフロー槽１１は排出管４１と接続されている。排出管４１は、筐体５の側面を貫通して後述の限外濾過装置６１（図２参照）と連通している。オーバーフロー槽１１内に溜まった電着塗装液７は、排出管４１を通って限外濾過装置６１に送られるようになっている。このように、オーバーフロー槽１１を設けることで電着塗装液７の回収を容易に行なうことができるとともに、電着塗装液（その使用量を含む）を容易に管理（把握）することができる。

詳細は後述するが、本実施例の電着塗装装置１は、上記オーバーフロー槽１１の電着塗装液７（具体的には塗粒）を電着槽９に供給するようになっている。これにより、電着塗装液７を再利用することができ、コストの削減や環境への負担を軽減することができる。

つぎに、図２を参照して、電着塗装装置１について詳しく説明する。

上記のように、本発明の電着塗装装置１は、電着塗装液７を収容する電着槽９と、電着槽９に電着塗装液７を所定流量で導入して電着塗装液７を電着槽９の上部開口縁１７から盛り上がらせる導入手段（電着塗装液導入装置２６と、導入管２５と、導入口２７）と、電着槽９の上部開口縁１７から盛り上がった電着塗装液７に自動車用シャフト３の表面が接触するように自動車用シャフト３を支持する支持部材１９ａ，１９ｂと、自動車用シャフト３の表面を電着塗装液７に接触させた状態で、当該接触位置が変わるように自動車用シャフト３を動かす駆動手段（モータ２２と、第１滑車２１と、第２滑車２３と、ベルト２４）と、電着塗装液７に接触させた自動車用シャフト３と電着槽９の電着塗装液７との間に電圧を印加することにより、その自動車用シャフト３の表面に電着塗装液７中の塗料を電着させる通電手段（自動車用シャフト３と電気的に接続された電源５１と、その電源５１と電気的に接続され、電着塗装液７に通電するための電極２９）とを備える。

すなわち、本発明の電着塗装装置１では、上記導入手段である電着塗装液導入装置２６等は、電着槽９に電着塗装液７を所定流量で導入して電着塗装液７を電着槽９の上部開口縁１７から盛り上がらせる。上記支持手段である支持部材１９ａ，１９ｂは、電着槽９の上部開口縁１７から盛り上がった電着塗装液７に自動車用シャフト３の表面が接触するように自動車用シャフト３を支持する。上記駆動手段であるモータ２２等は、自動車用シャフト３の表面を電着塗装液７に接触させた状態で、当該接触位置が変わるように自動車用シャフト３を動かせる。上記通電手段である電源５１等は、電着塗装液７に接触させた自動車用シャフト３と電着槽９の電着塗装液７との間に電圧を印加することにより、その自動車用シャフト３の表面に電着塗装液７中の塗料を電着させる。

したがって、電着槽９の上部開口縁１７から盛り上がった電着塗装液７に自動車用シャフト３を接触させることで、自動車用シャフト３のうち電着塗装液７に接触した部位のみに電着塗装を施すことができる。すなわち、使用者等は、自動車用シャフト３のうち電着塗装を施したい部位を電着槽９の上部開口縁１７から盛り上がった電着塗装液７に接触させることで、その部位のみを電着塗装（部分塗装）することができる。また、上記電着槽９の上部開口縁１７から盛り上がった電着塗装液７に接触させるため、電着槽９に収容する電着塗装液７の液量が少なくて済み、電着塗装液７や設備費用、電力量等のコストを削減することができる。

また、自動車用シャフト３は、モータ２２等によって自動車用シャフト３の表面を電着塗装液７に接触した状態で、当該接触位置が変わるように回転するため、例えば小さい電着槽でも塗装範囲を広げることができ、同じ電着塗装装置１で多様な被塗装物（例えば、電着塗装を施したい部位が異なる塗装物）に電着塗装を施すことができるため、コストメリットが大きい。

また、上記支持部材１９ａは、自動車用シャフト３の長手方向（図示の矢印の方向）に移動可能に設けられているため、自動車用シャフト３の取り付け取り外しが容易になるとともに、異なる長さの自動車用シャフト３に対応して支持することができる。これにより、同じ電着塗装装置で多様な長さの自動車用シャフト３に電着塗装を施すことができる。このとき、電着塗装をする領域の大きさ（長さ）を変更する場合には、異なる大きさの電着槽９に交換することで対応できる。すなわち、電着槽９はオーバーフロー槽１１に対して着脱可能となっており、異なる大きさのものと交換しうるようになっている。なお、図示の支持部材１９ａは、自動車用シャフト３を支持する前の位置にある。ここで、図示の支持部材１９ａは、図示の右方向に移動し、自動車用シャフト３を支持すると、図３に示すように自動車用シャフト３を支持する。

また、上記電着塗装液導入装置２６には、電着塗装液導入装置２６から導入される電着塗装液７の流量を調節する流量調節手段である第１流量調節装置（いわゆるマスフローコントローラ）４９が設けられている。したがって、電着槽９の上部開口縁１７から盛り上がる電着塗装液７の盛り上がり度合いを調節することができる。これにより、自動車用シャフト３等の被塗装物の大きさや形状に応じて適度な電着塗装を施すことができる。例えば、表面の凹凸が多いものは盛り上がりを大きくして塗装し、表面の滑らかなものは盛り上がりを小さくして塗装することができる。また、電着塗装液７の流量を調節することで、接触時間を調節することができる。例えば、電着塗装液導入装置２６から導入される電着塗装液７の流量を多くすることで、塗粒の量が多くなり接触時間を短くし、流量を少なくすることで、塗粒の量が少なくなり接触時間を長くすることができる。これにより、電着塗装を安定させ、電着塗装の仕上がり品質を一層向上させることができる。

上記電着槽９内には、電着槽９の電着塗装液７に含まれる塗粒の濃度を計測する濃度計測手段である濃度計測装置５３が設けられている。したがって、塗粒の濃度を管理（計測）することができる。例えば、塗粒の濃度が低い場合には塗粒の継ぎ足しを行なうことができ、自動車用シャフト３に連続して電着する場合において、それぞれの自動車用シャフト３の表面に電着した塗膜の品質、電着塗装を施す時間、電源５１の電圧等を一定に保つことができる。これにより、自動車用シャフト３に安定した電着塗装を施すことができる。濃度計測装置５３は、後述の電源制御回路５５と、後述の第２流量調節装置７１に電気的に接続されている。

上記自動車用シャフト３は電源５１のマイナス側と接続され、マイナス側電極として機能し、電着槽９に収容された電着塗装液７内の電極２９は電源５１のプラス側と接続され、プラス側電極として機能するようになっている。電源５１には、電源５１を制御する電源制御手段である電源制御回路５５が設けられている。電源制御回路５５は、濃度計測装置５３と接続され、濃度計測装置５３によって計測された塗粒の濃度に基いて電源５１を制御する。例えば、塗粒の濃度が低い場合には、電着塗装液７に接触させた自動車用シャフト３と電着槽９の電着塗装液７との間に印加する電圧を上げるように電源５１を制御し、塗粒の濃度が高い場合には、印加する電圧を下げるように電源５１を制御することができる。したがって、自動車用シャフト３に連続して電着する場合にそれぞれの電着塗装を施す時間等を一定に保つことができる。これにより、自動車用シャフト３に安定した電着塗装を施すことができる。

上記電着塗装装置１には、オーバーフロー槽１１の電着塗装液７を塗粒液と濾過液とに分離する限外濾過装置（半透膜装置）６１が設けられている。限外濾過装置６１は、分離した塗粒液を電着槽９に供給するようになっている。詳細には、限外濾過装置６１は、半透膜を有し、オーバーフロー槽１１からの電着塗装液７が半透膜を透過しない塗粒液（濃縮液）と透過する濾過液（透過液）とに分離する。限外濾過装置６１によって分離された塗粒液は、第１ポンプ６３によって吸引されて後述の第２流量調節装置７１に送られ電着槽９に供給される。このように、限外濾過装置６１によって分離された塗粒液は、電着槽９に供給されるようになっているため、塗粒液の無駄がなく、経済的である。さらに、使用済みの電着塗装液７がリサイクルされるため、環境への負担をなくすことができる。

上記第２流量調節装置７１は、濃度計測装置５３によって計測された塗粒の濃度に基いて限外濾過装置６１によって分離された塗粒液の供給量を調節して該塗粒液を電着槽９に供給するようになっている。例えば、塗粒の濃度が低い場合には、塗粒液の流量を多くし、塗粒の濃度が高い場合には、塗粒液の流量を少なくすることができる。したがって、自動車用シャフト３に連続して電着する場合にそれぞれの電着塗装を施す時間を一定に保つことができる。これにより、自動車用シャフト３に安定した電着塗装を施すことができる。

一方、上記限外濾過装置６１によって分離された濾過液は、第２ポンプ７３によって吸引され、後述の水洗槽７７の上方に設けられたシャワー７７ａから噴射されるようになっている。電着塗装装置１で電着塗装された自動車用シャフト３は、このシャワー７７ａの噴射方向に移され、シャワー７７ａから噴射される濾過液によって所定時間洗浄されるようになっている。上記水洗槽７７は、上記シャワー７７ａから噴射された濾過液とシャワー７７ａを浴びた自動車用シャフト３から滴る濾過液を収容する。

上記シャワー７７ａから噴射される濾過液で自動車用シャフト３を洗浄することにより、自動車用シャフト３の表面に塗膜として形成されなかった塗粒を洗い流すことができる。このように、限外濾過装置６１によって分離された濾過液は、洗浄に使用されるようになっているため、濾過液の無駄がなく、経済的である。また、使用済みの電着塗装液７がリサイクルされるため、環境への負担をなくすことができる。

上記水洗槽７７に溜まったシャワー７７ａから噴射された濾過液とシャワー７７ａを浴びた自動車用シャフト３から滴る濾過液は、上記水洗槽７７から溢れ出て後述の回収槽７９に貯留される。上記回収槽７９は、水洗槽７７から溢れ出た塗粒を含む濾過液を受けるようになっている。回収槽７９に貯留された塗粒を含む濾過液は、第３ポンプ８１によって吸引され、再び限外濾過装置６１に送られる。

すなわち、上記電着塗装装置１には、電着塗装した自動車用シャフト３を限外濾過装置６１によって分離された濾過液で洗浄する洗浄手段（水洗槽７７、シャワー７７ａ）が設けられている。これにより、自動車用シャフト３の表面に見た目のよい滑らかな塗膜を形成することができる。

つぎに、図３、図４を参照して、電着塗装について説明する。

図示のように、支持部材１９ａ，１９ｂは、自動車用シャフト３を電着槽９の外部（電着槽９の上部開口縁１７よりも外側の領域）で支持している。すなわち、支持部材１９ａ，１９ｂによる自動車用シャフト３の支持部は、電着槽９の開口よりも外側であり、この例では長手方向の外側であり、この支持部から駆動力が加わるようになっている。このため、電着槽９を縮小化することができ、コストメリットを大きくすることができる。また、電着槽９の上部開口縁１７と自動車用シャフト３のそれぞれの端との距離が大きくなるように、電着槽９を縮小化することで、さらに小さい範囲で部分塗装を施すことができるうえ、コストメリットも一層大きくなる。

上記電着槽９の上部開口縁１７の高さは略一定になっている。したがって、電着槽９の上部開口縁１７から溢れ出る電着塗装液７の流量がどの縁でも同じになり、電着塗装液７を表面張力により電着槽９の上部開口縁１７から大きく盛り上げることができる。これにより、被塗装物のうちの塗装したい範囲に電着塗装を容易に施すことができる。

また、上記電着槽９の上部開口縁１７は、その内側の高さより外側の高さが低くなるように形成されている。このようにすることにより、電着塗装液７が上部開口縁１７の内側上を通過して溢れるときには電着塗装液７と接触し、電着塗装液７が上部開口縁１７の外側を通るときには、電着塗装液７と接触しないようにすることができる。したがって、自動車用シャフト３のうち塗装部位と塗装しない部位との境界が、波打ったように施されるようなことを防止することができる。これにより、上記境界をはっきりさせることができ、自動車用シャフト３の表面に見た目のよい塗膜を形成することができる。

具体的には、上記電着槽９の上部開口縁１７には、電着槽９の内側面の上端から外側面の上端にかけて下り傾斜した傾斜部が形成されている。これにより、溢れ出る電着塗装液７が傾斜部に沿って滑らかにオーバーフロー槽１１に案内されるため、電着塗装液７が飛び散ることを防止することができる。なお、図示の例では、電着槽９の上部開口縁１７を傾斜面としたが、これに限定するものではなく、例えば、上部開口縁１７を内側が高く外側が低い段差を設けてもよい。このような場合も同様の作用効果を奏する。

図示のように、上記直接流防止部材３１はこの例では板状であり、電着槽９の内部に、導入口２７の上方に位置するように横向きに取り付けられている。この上記直接流防止部材３１は、導入された電着塗装液７は、直接流防止部材３１に当たって横方向に流れたのち上部開口縁１７から溢れ、自動車用シャフト３と電着塗装液７との接触面に向かって直接流れるのが防止される。このようにすることで、電着塗装液７が自動車用シャフト３と電着塗装液７との接触面に向かって直接流れたときの水流により接触面の液面が盛り上がり、接触面の位置によって接触面の高さや液流がふぞろいになることを防止することができる。これにより、塗装ムラが生じることを防止することができる。

本実施例の電着塗装装置１は、自動車用シャフト３が略円柱状の外形形状を有する被塗装物であり、支持部材１９ａ，１９ｂは、該円柱状の自動車用シャフト３を円周方向（例えば、図４の矢印で示す方向）に回転可能に支持するものであり、上記モータ２２等は、自動車用シャフト３を軸心を中心に回転駆動するものである。そして、自動車用シャフト３は、その外周面の円周方向の所定幅が電着塗装液７に接触して回転する。このため、図４の二点鎖線で示すように、上記円柱状の自動車用シャフト３の電着塗装液７と接触する部分を全周にわたって被覆するように電着塗装を施すことができる。したがって、上記円柱状の自動車用シャフト３の両端部のスプラインには電着塗装を施さず、両端部より内側の部分のみに電着塗装を施すことができる。これにより、スプラインと嵌め合わさる部品との間に電着塗装が施されないため、これらの摩擦により電着塗装が剥がれて緩みが生じるということを防止することができる。

上記の構成により、電着塗装装置１では、電着塗装液７を収容する電着槽９に電着塗装液７を所定流量で導入して電着塗装液７を電着槽９の上部開口縁１７から盛り上がらせ、電着槽９の上部開口縁１７から盛り上がった電着塗装液７に自動車用シャフト３の表面が接触するように自動車用シャフト３を支持し、自動車用シャフト３の表面を電着塗装液７に接触させた状態で、当該接触位置が変わるように自動車用シャフト３を動かし、電着塗装液７に接触させた自動車用シャフト３と電着槽９の電着塗装液７との間に電圧を印加することにより、その自動車用シャフト３の表面に電着塗装液７中の塗料を電着させるようになっている。

上記のように、電着槽９の上部開口縁１７から盛り上がった電着塗装液７に自動車用シャフト３を接触させることで、自動車用シャフト３のうち電着塗装液７に接触した部位のみに電着塗装を施すことができる。すなわち、使用者等は、自動車用シャフト３のうち電着塗装を施したい部位を電着槽９の上部開口縁１７から盛り上がった電着塗装液７に接触させることで、その部位のみを電着塗装（部分塗装）することができる。また、電着槽９の上部開口縁１７から盛り上がった電着塗装液７に接触させるため、電着槽９に収容する電着塗装液７の液量が少なくて済み、電着塗装液７や設備費用、電力量等のコストを削減することができる。

つぎに、図５を参照して、本発明の第２の実施例について説明する。

本実施例では、第１の実施例に示す被塗装物とは異なる被塗装物に電着塗装を施す場合について説明する。それ以外は、上記第１の実施例と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。また、上記第１の実施例と同様の作用効果を奏する。なお、図示において電着塗装装置１の一部を省略している。

図５に示すように、本実施例の被塗装物は、中央部にフランジ状の突部が設けられた被塗装物（以下「ワーク」と称する）１０１である。ワーク１０１の塗装範囲１０３は、図５の陰影で示す範囲である。すなわち、ワーク１０１のうち上記電着槽９の上部開口縁１７から盛り上がった電着塗装液７と接触する部分と、電着塗装液７に浸された部分に電着塗装を施すことができる。

つぎに、図６を参照して、本発明の第３の実施例について説明する。

本実施例では、第１の実施例に示す被塗装物とは異なる被塗装物に電着塗装を施す場合について説明する。本実施例では、板状の被塗装物（以下「板状体」と称する）１１１に部分塗装を施すようになっている。そして、前述の駆動手段として、上記板状体１１１を水平方向（図で矢印で示したＸ、Ｙ方向）に動かす駆動装置１１５と、その駆動装置１１５と接続され、駆動装置１１５の動力を後述の挟持部材１１９に伝える動力伝達部材１１７とが設けられている。さらに、前述の支持手段として、板状体１１１を挟持して支持する挟持部材１１９が設けられている。挟持部材１１９は、動力伝達部材１１７と接続され、駆動装置１１５の駆動により板状体１１１を挟持したまま動かされるようになっている。それ以外は、上記第１の実施例と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。また、上記第１の実施例と同様の作用効果を奏する。なお、図示において電着塗装装置１の一部を省略している。

図６に示すように、本実施例では、上記板状体１１１のうち上記電着槽９の上部開口縁１７から盛り上がった電着塗装液７と接触する部分に電着塗装を施すことができる。例えば、電着塗装を施したい部分を上記電着槽９の上部開口縁１７から盛り上がった電着塗装液７と接触するように駆動装置１１５を駆動することで、上記板状体１１１のうち電着塗装液７と接触する任意の領域（部分）に電着塗装を施すことができる。なお、駆動装置１１５の駆動力（板状体１１１の移動方向や移動速度等）は適宜に設定される。また、駆動装置１１５の駆動を制御する駆動制御手段としての駆動装置制御装置を設けてもよい。これにより、被塗装物の種類によって適切な電着塗装を施すことができる。

つぎに、図７を参照して、本発明の第４の実施例について説明する。

本実施例では、第１の実施例に示す被塗装物とは異なる被塗装物に電着塗装を施す場合について説明する。本実施例では、帯状の被塗装物（以下「長尺品」と称する）１３１に電着塗装を施すようになっている。なお、長尺品１３１としは、帯状の帯状材に限られず、ひも状の線材であってもよい。

また、本実施例では、前述の駆動手段として、モータ軸１３５ａを有し、該モータ軸１３５ａを回転駆動する巻取モータ１３５が設けられている。また、前述の支持手段として、モータ軸１３５ａに固着された巻取プーリ１３７ａと、回転軸１３９に固着された送出プーリ１３７ｂとが設けられている。

上記巻取プーリ１３７ａは、巻取モータ１３５の駆動により円周方向（図示の矢印の方向）に回転して送出プーリ１３７ｂに巻かれた長尺品１３１を巻き取る。プーリ１３７ｂには、これから電着塗装を施す未塗装の長尺品１３１が巻かれている。プーリ１３７ｂは、巻取モータ１３５の駆動により巻取プーリ１３７ａが回転し、巻かれた長尺品１３１が引っ張り出されることで、円周方向に回転してその長尺品１３１を送り出す。さらに、図示しないヒータとブロワーで構成され、電着塗装された長尺品１３１を乾燥させる乾燥装置１４１が設けられている。それ以外は、上記第１の実施例と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。また、上記第１の実施例と同様の作用効果を奏する。なお、図示において電着塗装装置１の一部を省略している。

図７に示すように、本実施例では、送出プーリ１３７ｂに巻かれた長尺品１３１は、巻取モータ１３５の駆動により巻取プーリ１３７ａに巻き取られ、その間に電着槽９の上部開口縁１７から盛り上がった電着塗装液７と接触し、電着塗装が施されるようになっている。電着塗装が施されると、このシャワー７７ａの噴射方向に位置し、シャワー７７ａから噴射される濾過液によって所定時間洗浄されるようになっている。上記水洗槽７７は、上記シャワー７７ａから噴射された濾過液とシャワー７７ａを浴びた長尺品１３１から滴る濾過液を収容する。

上記長尺品１３１は、所定時間洗浄されると、乾燥装置１４１により所定温度（例えば、１５０℃）の熱風が所定時間吹き付けられて、乾燥するようになっている。乾燥装置１４１により乾燥した長尺品１３１は、塗膜が硬化し、巻取プーリ１３７ａに巻き取られるようになっている。なお、巻取モータ１３５の駆動力（回転速度や回転力等）は適宜される。また、巻取モータ１３５の駆動を制御する駆動制御手段としての巻取モータ制御装置を設けてもよい。これにより、被塗装物の種類によって適切な電着塗装を施すことができる。なお、この例において、電着槽９を長尺品１３１の進行方向に２つ並べて設け、２つの電着槽９の間で長尺品１３１を反転させることにより、裏表の両面を連続して電着塗装することもできる。

電着槽に電着塗装液を所定流量で導入して電着塗装液を電着槽の上部開口縁から盛り上がらせ、電着槽の上部開口縁から盛り上がった電着塗装液に被塗装物の表面が接触するように被塗装物を支持することで、被塗装物の任意の部分に電着塗装を施す用途に適用できる。

本発明の第１の実施例の電着塗装装置を示す斜視図である。 電着塗装装置と電着塗装液の循環状態と電気回路等の概略構成を示す図である。 電着塗装装置を示す断面図である。 電着塗装装置を示す断面図である。 第２の実施例の電着塗装装置を示す断面図である。 第３の実施例の電着塗装装置を示す図である。 第４の実施例の電着塗装装置を示す図である。

符号の説明

１ 電着塗装装置
３ 自動車用シャフト
５ 筐体
７ 電着塗装液
９ 電着槽
１１ オーバーフロー槽
１５ レール
１７ 上部開口縁
１９ａ 支持部材
１９ｂ 支持部材
２０ 軸受
２１ 第１滑車
２２ モータ
２２ａ モータ軸
２３ 第２滑車
２４ ベルト
２５ 導入管
２６ 電着塗装液導入装置
２７ 導入口
２９ 電極
３１ 直接流防止部材
４１ 排出管
４９ 第１流量調節装置
５１ 電源
５３ 濃度計測装置
５５ 電源制御回路
６１ 限外濾過装置
６３ 第１ポンプ
７１ 第２流量調節装置
７３ 第２ポンプ
７７ 水洗槽
７７ａ シャワー
７９ 回収槽
８１ 第３ポンプ
１０１ ワーク
１０３ 塗装範囲
１１１ 板状体
１１５ 駆動装置
１１７ 動力伝達部材
１１９ 挟持部材
１３１ 長尺品
１３５ 巻取モータ
１３５ａ モータ軸
１３７ａ 巻取プーリ
１３７ｂ 送出プーリ
１３９ 回転軸
１４１ 乾燥装置

Claims (7)

1. 被塗装物を電着塗装する電着塗装装置であって、
   電着塗装液を収容する電着槽と、
   上記電着槽に上記電着塗装液を所定流量で導入して上記電着塗装液を上記電着槽の上部開口縁から盛り上がらせる導入手段と、
   上記電着槽の上部開口縁から盛り上がった電着塗装液に上記被塗装物の表面が接触するように上記被塗装物を支持する支持手段と、
   上記被塗装物の表面を上記電着塗装液に接触させた状態で、当該接触位置が変わるように上記被塗装物を動かす駆動手段と、
   上記電着塗装液に接触させた被塗装物と上記電着槽の電着塗装液との間に電圧を印加することにより、該被塗装物の表面に上記電着塗装液中の塗料を電着させる通電手段とを備え、
   上記電着槽の上部開口縁は、その内側の高さより外側の高さが低いことを特徴とする電着塗装装置。
2. 上記支持手段は、上記被塗装物を上記電着槽の外部で支持する請求項１記載の電着塗装装置。
3. 上記電着槽には、上記導入手段から上記電着塗装液が導入される導入口の近傍に、導入された電着塗装液が上記被塗装物と上記電着塗装液との接触面に向かって直接流れるのを防止する直接流防止部材が設けられている請求項１または２記載の電着塗装装置。
4. 上記導入手段から導入される電着塗装液の流量を調節する流量調節手段を設けた請求項１〜３のいずれか一項に記載の電着塗装装置。
5. 上記被塗装物が略円柱状の外形形状を有する被塗装物であり、上記支持手段は、該円柱状の被塗装物を円周方向に回転可能に支持するものであり、上記駆動手段は、上記被塗装物を回転駆動するものである請求項１〜４のいずれか一項に記載の電着塗装装置。
6. 上記支持部材は、上記被塗装物の長手方向に移動可能に設けられている請求項５記載の電着塗装装置。
7. 被塗装物を電着塗装する電着塗装方法であって、
   電着塗装液を収容する電着槽に上記電着塗装液を所定流量で導入して上記電着塗装液を上記電着槽の上部開口縁から盛り上がらせ、
   上記電着槽の上部開口縁から盛り上がった電着塗装液に上記被塗装物の表面が接触するように上記被塗装物を支持し、
   上記被塗装物の表面を上記電着塗装液に接触させた状態で、当該接触位置が変わるように上記被塗装物を動かし、
   上記電着塗装液に接触させた被塗装物と上記電着槽の電着塗装液との間に電圧を印加することにより、該被塗装物の表面に上記電着塗装液中の塗料を電着させ、
   上記電着槽の上部開口縁をその内側の高さより外側の高さを低く設定することを特徴とする電着塗装方法。

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