JP5103036B2 - 塗装ラインの浸漬処理装置及び浸漬式車体生産方法 - Google Patents

Description

本発明は、塗装ラインに供する浸漬処理及び浸漬式車体生産方法に関する。

車体の製造ラインのうち、塗装ラインでは浸漬処理が盛んに行われている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−９７５９６公報（図２）

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図６は従来の塗装ラインの浸漬処理装置を説明する図であり、この浸漬処理装置１００は、電着塗装のための電着塗装液（以下、電着液という）１０１が溜められている液体貯留槽１０２と、この液体貯留槽１０２に車体１０３を斜めに入槽させ、槽内で水平に搬送し、斜めに出槽させる車体搬送機構１０５とからなる。

そして、車体搬送機構１０５は、下がり傾斜ガイドレール１０６と、水平ガイドレール１０７と、上がり傾斜ガイドレール１０８と、これらのガイドレール１０６〜１０８に走行自在に吊りさげられ、車体１０３を積載するハンガー１０９と、このハンガー１０９を白抜き矢印のように、図右から左へ移動させるパワーレール１１１とからなる。

ハンガー１０９で支持された車体１０３は、下がり傾斜ガイドレール１０６で案内されて電着液１０１に進入し（これを入槽という）、浸漬される。車体１０３は、水平ガイドレール１０７で案内され電着液１０１中を移動し、所定の電着塗装が施される。次に、車体１０３は、上がり傾斜ガイドレール１０８で案内されて電着液１０１から離脱する（これを出槽という）。

電着液を洗浄液に代えると、車体１０３を洗浄することができる。したがって、浸漬処理装置１００は、電着槽だけでなく、この電着槽の前方（又は後方）に配置される洗浄槽の形態で、塗装ラインに配置される。

ところで、液体貯留槽１０２で車体１０３を次々に処理するためには、パワーレール１１１の移動速度は一定であることが望ましい。
そして、この移動速度は、入槽速度が速すぎると車体１０３が入槽時に浮いてしまう。浸漬を円滑にするには入槽速度を抑える必要がある。

入槽速度を考慮してパワーレール１１１の移動速度を決定したところ、入槽及び槽中移動は問題ないが、出槽時に車体１０３から排出する電着液（又は洗浄液）の排出速度が低下することが判明した。特に洗浄液の排出速度が低下すると、車体１０３内に残留する異物（溶接に伴う鉄粉やゴミ）の排出が不十分になる。

特に、洗浄液の排出速度が低い場合には、それに伴って車体１０３内に残留する異物の排出が低下する。その結果、連続的に構成される塗装前洗浄のための、いわゆる塗装前処理工程では、異物を後工程に持ち込むことになる。
この場合、連続的に車体１０３を搬送し、塗装処理するところの車体生産ラインにおいては、貯留槽に滞留する異物が、車体の出槽後にも鋼板の表面に付着したままになる可能性が高まる。
鋼板の表面に異物が付着した状態で、化成処理や電着塗装処理を施すと、化成皮膜や電着塗膜に異物が取り込まれ、化成皮膜や電着塗膜の品質が大幅に低下する。

本発明は、塗装ラインに配置される浸漬処理装置において、出槽時に電着液や洗浄液の排出速度を高めることができる技術を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、電着塗装のための電着液又は塗装前洗浄のための洗浄液が溜められている液体貯留槽と、この液体貯留槽に車体を斜めに入槽させ、槽内で水平に搬送し、斜めに出槽させる車体搬送機構とからなる浸漬処理装置において、
前記車体搬送機構は、車体が電着液又は洗浄液から脱出するときの出槽速度が、車体が浸漬中の搬送速度よりも高速になるように設定されていることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、車体搬送機構は、車体が電着液又は洗浄液から脱出するときの出槽角度が脱出するにしたがって大きくなるように設定されていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、電着塗装のための電着液又は塗装前洗浄のための洗浄液が溜められている液体貯留槽に、車体を斜めに入槽させ、槽内で水平に搬送し、斜めに出槽させて車体へ電着塗装を施す又は車体を洗浄する浸漬式車体生産方法において、
車体が電着液又は洗浄液から脱出するときの出槽速度が、車体が浸漬中の搬送速度よりも高速になるようにして、車体に付着した電着液又は洗浄液を迅速に落下させることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、電着塗装のための電着液又は塗装前洗浄のための洗浄液が溜められている液体貯留槽に、車体を斜めに入槽させ、槽内で水平に搬送し、斜めに出槽させて車体へ電着塗装を施す又は車体を洗浄する浸漬式車体生産方法において、
車体が電着液又は洗浄液から脱出するときの出槽速度が、車体が浸漬中の搬送速度よりも高速になるようにすると共に、車体が電着液又は洗浄液から脱出するときの出槽角度が脱出するにしたがって大きくなるようにして、車体に付着した電着液又は洗浄液を迅速に落下させることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、車体が電着液又は洗浄液から脱出するときの出槽速度が、車体が浸漬中の搬送速度よりも高速になるようにした。車体の移動速度が低速から高速に切り替わったことによる加速作用により、車体に残っている電着液又は洗浄液を迅速に排出することができる。

電着液又は洗浄液を迅速に排出することができれば、液切れを確保するための区間を短縮することができ、塗装ラインのライン長さを短縮化することができる。
また、溶接後に車体に鉄粉が残るが、洗浄液の排出速度を高めることにより、鉄粉を良好に排出することができ、洗浄性を高めることができる。

請求項２に係る発明では、車体が電着液又は洗浄液から脱出するときの出槽角度が脱出するにしたがって大きくなるようにした。請求項１の効果に以下の効果が加わる。

車体の出槽角度が大きいことと、出槽角度が低角から高角に切り替わったことによる角加速作用により、車体に残っている電着液又は洗浄液を更に迅速に排出することができる。

請求項３に係る発明では、車体が電着液又は洗浄液から脱出するときの出槽速度が、車体が浸漬中の搬送速度よりも高速になるようにした。車体の移動速度が低速から高速に切り替わったことによる加速作用により、車体に残っている電着液又は洗浄液を迅速に排出することができる。

電着液又は洗浄液を迅速に排出することができれば、液切れを確保するための区間を短縮することができ、塗装ラインのライン長さを短縮化することができる。
また、溶接後に車体に鉄粉が残るが、洗浄液の排出速度を高めることにより、鉄粉を良好に排出することができ、洗浄性を高めることができる。

請求項４に係る発明では、車体が電着液又は洗浄液から脱出するときの出槽角度が脱出するにしたがって大きくなるようにした。請求項３の効果に以下の効果が加わる。

車体の出槽角度が大きいことと、出槽角度が低角から高角に切り替わったことによる角加速作用により、車体に残っている電着液又は洗浄液を更に迅速に排出することができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る塗装ラインの浸漬処理装置の基本構成図であり、浸漬処理装置１０は、電着液１１が溜められている液体貯留槽１２と、この液体貯留槽１２に車体１３を斜めに入槽させ、槽内で水平に搬送し、斜めに出槽させる車体搬送機構１５とからなる。

そして、車体搬送機構１５は、下がり傾斜ガイドレール１６と、水平ガイドレール１７と、上がり傾斜ガイドレール１８と、これらのガイドレール１６〜１８に走行自在に吊りさげられ、車体１３を積載するハンガー１９と、このハンガー１９を図右から左へ移動させる低速用パワーレール２１と、上がり傾斜ガイドレール１８の近傍に設けられている高速用パワーレール２２とからなる。

下がり傾斜ガイドレール１６の傾斜角度、すなわち入槽角度θ１と、上がり傾斜ガイドレール１８の傾斜角度、すなわち出槽角度θ２とは、同一又は、ほぼ同一に設定されている。

ハンガー１９で支持された車体１３は、下がり傾斜ガイドレール１６で案内されて電着液１１に入槽し、浸漬される。車体１３は、水平ガイドレール１７で案内され電着液１１中を移動し、所定の電着塗装が施される。次に、車体１３は、上がり傾斜ガイドレール１８で案内されて上昇し、出槽を開始する。出槽の詳細を次図で説明する。

なお、電着液１１を洗浄液に代えると、車体１３を洗浄することができる。したがって、浸漬処理装置１０は、電着槽だけでなく、この電着槽の前方（又は後方）に配置される洗浄槽の形態で、塗装前処理工程に配置される。

図２は出槽の詳細を説明する図であり、（ａ）に示すように、車体１３が電着液１１から脱出する前は、低速の出槽速度Ｖｌで、車体１３が斜め上へ移動される。低速の出槽速度Ｖｌは図１の低速用パワーレール２１で発生させる。

低速の出槽速度Ｖｌは、通常の出槽速度（この種の装置で従来から使用されている出槽速度）であっても差し支えない。

次に、（ｂ）に示すように、車体１３が電着液１１から脱出するときの出槽速度は、車体１３が浸漬中の搬送速度Ｖｌよりも高速の出槽速度Ｖｈに切り換える。
高速の出槽速度Ｖｈは図１の高速用パワーレール２２で発生させる。高速の出槽速度Ｖｈは、通常の出槽速度の１．５倍以上、好ましくは２．５倍とする。
低速用パワーレール２１から高速用パワーレール２２に切り換えて、上述の速度を変化させるタイミングは、車体１３が電着液１１に浸漬している間でも良く、電着液１１中で車体１３が水平搬送から斜め搬送に切り換わるタイミングでも良い。

（ｃ）に示すように、高速の出槽速度Ｖｈで、車体１３が斜め上へ移動するため、車体１３に残っていた電着液１１Ｂが盛んに排出される。電着液１１Ｂの排出が終わった位置で出槽速度を低速の出槽速度Ｖｌに戻せばよい。

（ｄ）に示すように、低速の出槽速度Ｖｌは、垂直速度成分Ｖｌｖと水平速度成分Ｖｌｈに分けて考えることができる。
（ｅ）に示すように、高速の出槽速度Ｖｈは、垂直速度成分Ｖｈｖと水平速度成分Ｖｈｈに分けて考えることができる。

次に、出槽速度と鉄粉除去率との関係を調べたので、その結果を説明する。
鉄粉除去率とは、車体フロア内において、ミグ溶接やスポット溶接によって発生するスパッタなどの鉄粉が、液体貯留槽に、車体を斜めに入槽させ、槽内で水平に搬送し、斜めに出槽する一連の搬送において、どの程度除去できたかを示すものである。

図３は出槽速度と鉄粉除去率との関係を示すグラフであり、横軸は出槽速度、縦軸は鉄粉除去率を示し、Ａ車種はミッドクロスメンバーやタイヤパンなどの垂直面が室内側に構成されていて、比較的異物が除去し難いものを指す。一方、Ｂ車種は車体を構成するクロスメンバーがフロアー下部に取り付けられていて、比較的異物の除去が容易であるものを指す。

低速の出槽速度Ｖｌの垂直速度成分Ｖｌｖ（図２（ｄ））を（５６）ｍｍ／ｓとし、高速の出槽速度Ｖｈの垂直速度成分Ｖｈｖ（図２（ｅ））を７９ｍｍ／ｓと１３０ｍｍ／ｓの２種類に設定してテストをした。

（５６）ｍｍ／ｓでのデータは参考値とするが、Ａ車種、Ｂ車種共に鉄粉除去率は、ほぼ出槽速度に比例して良好になった。後工程のことを考えると、高速の出槽速度Ｖｈの垂直速度成分Ｖｈｖは、１３０ｍｍ／ｓが好適である。

鉄粉除去率が高まった理由は次のように考えることができる。鉄粉は車両外観を損ねる粒子である。このような鉄粉は、液体中において、重力、浮力及び鋼板表面から受ける摩擦抵抗力などが作用して、静止している。しかし、重力場で液体中にある鋼板を低い速度Ｖｌから高い速度Ｖｈに切り換えると、鋼板と共に鉄粉に加速力が作用し、加えて鉄粉には液体による抵抗力が加わるため、鉄粉は鋼板上を移動する。さらに、その後洗浄液、化成液、電着液などの移動流体中で、鉄粉は球形粒子として、ストークス（Ｓｔｏｋｅｓ）の抵抗法則（粒子が流れから受ける力及びこの力が粒子の形状により変化することが説明される法則）に基づいて、運動する。

Ａ車種とＢ車種ではフロア内の立体的構造と水抜き穴の位置が異なることから、図３のような異なる結果が与えられてものと考えられる。
実施したテストでは、垂直速度成分Ｖｌｖ、Ｖｈｖのみを変化させたが、水平速度成分Ｖｌｈ、Ｖｈｈを変化させても、加速度による鉄粉の移動が図れる。従って、出槽速度をＶｌからＶｈへ変化させて加速度を得ることは、車体に残っている電着液又は洗浄液を迅速に排出する作用並びに鉄粉を移動し、排出する作用を発揮する。

電着液又は洗浄液を迅速に排出することができれば、液切れを確保するための区間を短縮することができ、塗装ラインのライン長さを短縮化することができる。また、溶接後に実施する洗浄では、車体に洗浄液と共に鉄粉が残るが、洗浄液の排出速度を高めることにより、鉄粉を良好に排出することができ、洗浄性を高めることができる。

次に、本発明に係る別実施例を説明する。
図４は図１の別実施例図であり、図１と共通する要素は符号を流用し、詳細な説明は省略する。すなわち、この浸漬処理装置１０Ｂは、ハンガー１９を以下に説明する構造に直すと共に、液体貯留槽１２から出た所にガイド機構２３を設置したことが、図１と異なる。

左から２番目のハンガー１９で説明すると、ハンガー１９は、上部枠２５と、この上部枠２５の前部、後部（図左側が前部、右側が後部）から降ろした前部吊りメンバー２６及び後部吊りメンバー２７と、これらの前部吊りメンバー２６及び後部吊りメンバー２７の下端に渡した下部枠２８を基本構成とするが、前部吊りメンバー２６は上、中、下を回転可能なヒンジ構造２９とすると共に後部吊りメンバー２７の下をヒンジ構造２９にし、前部吊りメンバー２６の下端に回転自在なローラ３１を設けたことを特徴とする。

ローラ３１がガイド機構２３に沿って案内されると、前部吊りメンバー２７が図のように屈曲して、下部枠２８の傾斜角度が増加側に変化する。すなわち、出槽角度θ３は、車体１３が電着液１１から脱出するときの出槽角度が脱出するにしたがって大きくなるように設定されている。すなわち、脱出する前の出槽角度θ２より、脱出した後の出槽角度θ３が大きくなるように変化する。この設定はガイド機構２３の形状を調整することで容易に実施できる。

次に、出槽角度と鉄粉除去率との関係を調べたので、その結果を説明する。
図５は出槽角度と鉄粉除去率との関係を示すグラフであり、横軸は出槽角度、縦軸は鉄粉除去率を示し、Ａ車種は車高が高い車、Ｂ車種は車高が低い車を示す。

小さな出槽速度θ２として（３０）°（ただし、出槽速度の垂直速度成分は５６ｍｍ／ｓ）を調べ、大きな出槽角度θ３として４５°と７０°（ただし、出槽速度の垂直速度成分は共に１３０ｍｍ／ｓ）を調べた。

出槽速度が大きく異なるため、（３０）°でのデータは参考値とするが、Ａ車種、Ｂ車種共に鉄粉除去率は、出槽角度が大きいと良好になった。

鉄粉除去率が高まった理由は次のように考えることができる。車体の出槽角度が小から大へ変化することによって、鉄粉を移動させる重力による効果が高まる。また、出槽角度が低角から高角に変化することにより、傾斜した車体のフロアを流れる水の流速が増加するが、重力や水から受ける加速度によって一度は鋼板を離れた鉄粉が、角度の変化に応じた増加した流速によって、速やかに車体外へ排出される。併せて角加速作用により、車体に残っている電着液又は洗浄液を更に迅速に排出することができる。

図４の実施例では、高速用パワーレール２２の作用で、車体１３が電着液１１から脱出するときの出槽速度が、車体が浸漬中の搬送速度よりも高速になるようにすると共に、ガイド機構２３の作用で、車体１３が電着液１１から脱出する前の出槽角度θ２より、脱出した後の出槽角度θ３が大きくなるように、すなわち、脱出するときの出槽角度が脱出するにしたがって大きくなるようにして、車体に付着した電着液又は洗浄液を迅速に落下させることを特徴とする。

すなわち、増速、加速作用と角度増加、角加速度作用との相乗効果で、迅速に電着液や洗浄液を車体から排出させることができる。

尚、出槽速度を変化させるため手段は、高速用パワーレールの他、高速シリンダーユニットであってもよく、手段の種類は適宜変更可能である。
出槽角度を変化させる手段も、ガイド機構の他、ハンガーに車体を傾動させる機構を備えたり、ハンガー全体を傾けるようにしてもよく、手段は任意である。

また、車体搬送機構は、ハンガーを主体とするオーバーヘッドコンベアの他、床置きコンベアであってもよく、機構の種類や形式は問わない。
更に、車体の出槽速度の変化タイミングや出槽角度の変化のタイミングは、多機種混合ラインの場合、搬送する車体に応じて変化させることが好ましい。

本発明は、車体に電着塗装を施す電着槽に好適である。

本発明に係る塗装ラインの浸漬処理装置の基本構成図である。 出槽の詳細を説明する図である。 出槽速度と鉄粉除去率との関係を示すグラフである。 図１の別実施例図である。 出槽角度と鉄粉除去率との関係を示すグラフである。 従来の塗装ラインの浸漬処理装置を説明する図である。

符号の説明

１０、１０Ｂ…塗装ラインの浸漬処理装置、１１…電着液、１２…液体貯留槽、１３…車体、１５…車体搬送機構、２２…高速用パワーレール、２３…ガイド機構、２９…ヒンジ機構、３１…ローラ、Ｖｈ…高速の出槽速度、Ｖｌ…低速の出槽速度（通常の出槽速度）、θ２…小さい出槽角度（通常の出槽角度）、θ３…大きい出槽角度。

Claims (4)

1. 電着塗装のための電着液又は塗装前洗浄のための洗浄液が溜められている液体貯留槽と、この液体貯留槽に車体を斜めに入槽させ、槽内で水平に搬送し、斜めに出槽させる車体搬送機構とからなる浸漬処理装置において、
   前記車体搬送機構は、車体が電着液又は洗浄液から脱出するときの出槽速度が、車体が浸漬中の搬送速度よりも高速になるように設定されていることを特徴とする塗装ラインの浸漬処理装置。
2. 前記車体搬送機構は、車体が電着液又は洗浄液から脱出するときの出槽角度が脱出するにしたがって大きくなるように設定されていることを特徴とする請求項１記載の塗装ラインの浸漬処理装置。
3. 電着塗装のための電着液又は塗装前洗浄のための洗浄液が溜められている液体貯留槽に、車体を斜めに入槽させ、槽内で水平に搬送し、斜めに出槽させて車体へ電着塗装を施す又は車体を洗浄する浸漬式車体生産方法において、
   車体が電着液又は洗浄液から脱出するときの出槽速度が、車体が浸漬中の搬送速度よりも高速になるようにして、車体に付着した電着液又は洗浄液を迅速に落下させることを特徴とする浸漬式車体生産方法。
4. 電着塗装のための電着液又は塗装前洗浄のための洗浄液が溜められている液体貯留槽に、車体を斜めに入槽させ、槽内で水平に搬送し、斜めに出槽させて車体へ電着塗装を施す又は車体を洗浄する浸漬式車体生産方法において、
   車体が電着液又は洗浄液から脱出するときの出槽速度が、車体が浸漬中の搬送速度よりも高速になるようにすると共に、車体が電着液又は洗浄液から脱出するときの出槽角度が脱出するにしたがって大きくなるようにして、車体に付着した電着液又は洗浄液を迅速に落下させることを特徴とする浸漬式車体生産方法。

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