JP6135547B2 - 電着塗装装置及び電着塗装方法 - Google Patents

Description

本発明は、電着塗装装置及び電着塗装方法の技術に関する。

電着塗装は、塗料と被塗装物とに異極性の静電気を帯電させ、水性塗料中に被塗装物を浸漬させて塗装する方法として公知である。例えば、自動車工場では、自動車の車体の塗装に電着塗装が用いられている。

従来、車体の電着塗装では、車体の下部におけるロッカー部（特に、袋構造部の内板面）の膜厚不足が課題となっていた。そこで、車体の電着塗装では、電着槽の底部に電極を配置する等の試みがなされている（例えば、特許文献１）。

また、車体のロッカー部の膜厚不足を解決すべく、車体の電着塗装では、印加電圧を電着塗装装置全体で上昇させることが試みられている。しかし、電着塗装装置全体で印加電圧を上昇させた場合、ロッカー部の膜厚を上昇させることができるが、ドア、フェンダー等の外板部分も膜厚が厚くなり、車体全体としては膜厚差が生じることになる。

さらに、車体のロッカー部の膜厚不足を解決すべく、車体の部位毎に印加電圧を個別制御することが試みられている。しかし、車体の部位毎に印加電圧を個別制御した場合、電極間に電圧差が生じることによって、本来車体にかかるべき電圧が低電圧設定の電極に印加されてしまう不具合が生じる。また、電極間に生じる電圧差による塗膜欠陥等の表面品質の不具合も多く発生することになる。

また、従来、車体の電着塗装では、車体の表面品質向上のため、第一段階で車体に低電圧を印加し、第二段階で車体に高電圧を印加するといったように、電圧を二段階に分けて印加する方法で塗装することも行われている。このとき、第一段階と第二段階の間では、それぞれの印加電圧が干渉しないように、それぞれの段階の電極間で距離を設けている。

このような二段階で車体に電圧を印加する電着塗装では、第一段階と第二段階との間の電圧を切り替えるタイミングにて車体がそれぞれの電極から遠ざかるため、車体に印加される電圧が一時的に低下する状態が発生する。

特開２００９−１８５３０９号公報

本発明の解決しようとする課題は、車体に印加される電圧の一時的な低下を解消し、車体のロッカー部の膜厚を確保することができる電着塗装装置及び電着塗装方法を提供することである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、塗料成分が貯溜され、搬送される車体を前記塗料成分に浸漬させた状態で、前記車体に対する電着塗装が行われる電着槽と、前記電着層に配置され、前記車体に対して電圧を印加する複数の電極と、前記電極への印加電圧を制御する制御手段を備え、前記電着層は、前記電極からの印加電圧を第一電圧に設定して、前記車体に対する電着塗装を行う第一電着領域、及び前記第一電着領域よりも下流側に位置し、前記電極からの印加電圧を前記第一電圧よりも高い第二電圧に設定して、前記車体に対する電着塗装を行う第二電着領域を有する電着塗装装置であって、前記電着層における前記第一電着領域と前記第二電着領域との間に、前記電着層の底部に電極が配置される中間電着領域を有し、前記制御手段は、前記車体が前記中間電着領域に進入した後、前記第二電着領域に進入するまでの間は、前記第一電着領域及び中間電着領域に配置される電極の印加電圧を前記第一電圧に制御し、前記車体が前記第二電着領域に進入した後、前記中間電着領域から抜け出るまでの間は、前記中間電着領域及び第二電着領域に配置される電極の印加電圧を前記第二電圧に制御するものである。

請求項２においては、塗料成分が貯溜され、搬送される車体を前記塗料成分に浸漬させた状態で、前記車体に対する電着塗装が行われる電着槽と、前記電着層に配置され、前記車体に対して電圧を印加する複数の電極と、前記電極への印加電圧を制御する制御手段を備え、前記電着層は、前記電極からの印加電圧を第一電圧に設定して、前記車体に対する電着塗装を行う第一電着領域、及び前記第一電着領域よりも下流側に位置し、前記電極からの印加電圧を前記第一電圧よりも高い第二電圧に設定して、前記車体に対する電着塗装を行う第二電着領域を有する電着塗装装置を用いた電着塗装方法であって、前記電着層における前記第一電着領域と前記第二電着領域との間に、前記電着層の底部に電極を配置した中間電着領域を設け、前記制御手段により、前記車体が前記中間電着領域に進入した後、前記第二電着領域に進入するまでの間は、前記第一電着領域及び中間電着領域に配置される電極の印加電圧を前記第一電圧に制御し、前記車体が前記第二電着領域に進入した後、前記中間電着領域から抜け出るまでの間は、前記中間電着領域及び第二電着領域に配置される電極の印加電圧を前記第二電圧に制御するものである。

本発明の電着塗装装置及び電着塗装方法によれば、車体に印加される電圧の一時的な低下を解消し、車体のロッカー部の膜厚を確保することができる。

電着塗装装置の構成を示した模式図。 電着塗装制御の流れを示した模式図。 同じく模式図。

図１を用いて、電着塗装装置１００の構成について説明する。
なお、図１では、電着塗装装置１００の構成を模式的に表している。また、図１の破線は、電気信号線を表している。なお、以下では、図１に示す搬送方向に従って説明するものとする。

電着塗装装置１００は、本発明の電着塗装装置に係る実施形態である。本実施形態の電着塗装装置１００は、電着塗装によって被塗装体である車体Ｗに電着塗装を施す装置である。電着塗装装置１００は、水性塗料と車体Ｗとに異極性の静電気を帯電させ、水性塗料中に車体Ｗを浸漬させることにより塗装を行う。

電着塗装装置１００は、電着槽１０と、搬送装置２０と、側面電極３１と、底部電極３２と、電圧印加装置４０と、制御手段としてのコントローラ５０と、を備えている。

電着槽１０は、搬送される車体Ｗに対して電着塗装を行うための槽であり、内部に水性塗料が貯溜されている。電着槽１０においては、車体Ｗを水性塗料中に浸漬させた状態で、車体Ｗに対する電着塗装が行われる。電着槽１０は、車体Ｗの搬送方向に沿って長く形成されている。

電着層１０は、車体Ｗに対する電着塗装を行う領域として、第一電着領域Ｒ１、第一電着領域Ｒ１よりも車体Ｗの搬送方向における下流側に位置する第二電着領域Ｒ２、及び第一電着領域Ｒ１と第二電着領域Ｒ２との間に位置する中間電着領域Ｒｍを有している。

搬送装置２０は、アース接続された車体Ｗを、電着槽１０の水性塗料中に浸漬させて搬送方向に搬送するものである。搬送装置２０は、コンベア２１と、ハンガー２２と、を備えている。

コンベア２１は、電着槽１０の上方にて搬送方向に沿って架設されている。コンベア２１には、車体Ｗをアース接続するためのアース用給電バー（図示略）が配置されている。

ハンガー２２は、車体Ｗを支持し、コンベア２１によって搬送されるものである。ハンガー２２では、車体Ｗを支持した際には、車体Ｗとコンベア２１のアース用給電バーとが電気的に接続されるように構成されている。

側面電極３１は、電着槽１０内の水性塗料中に浸漬された状態で、電着槽１０の側部に沿って設置されており、電着槽１０内を搬送される車体Ｗが設置箇所を通過する際に、車体Ｗの側面に対向する電極である。それぞれの側面電極３１は、電圧印加装置４０に接続されている。

底部電極３２は、電着槽１０内の水性塗料中に浸漬された状態で、電着槽１０の底部に沿って設置されており、電着槽１０内を搬送される車体Ｗが設置箇所を通過する際に、車体Ｗの底部に対向する電極である。それぞれの側面電極３１は、電圧印加装置４０に接続されている。

第一電着領域Ｒ１は、車体Ｗが搬送装置２０によって電着槽１０内を搬送される際に、最初に通過する電着領域である。第一電着領域Ｒ１には、複数の側面電極３１と、底部電極３２と、が配置されている。第一電着領域Ｒ１に配置される複数の側面電極３１及び底部電極３２には、電圧印加装置４０によって第一電圧Ｖ１が印加されるように構成されている。

つまり、第一電着領域Ｒ１は、側面電極３１及び底部電極３２からの車体Ｗに対する印加電圧を第一電圧Ｖ１に設定して、電着塗装を行う領域である。

第二電着領域Ｒ２は、搬送装置２０によって電着槽１０内を搬送される車体Ｗが、第一電着領域Ｒ１を通過した後に、通過する電着領域である。第二電着領域Ｒ２には、複数の側面電極３１と、複数の底部電極３２と、が配置されている。第二電着領域Ｒ２に配置される複数の側面電極３１及び底部電極３２には、電圧印加装置４０によって第二電圧Ｖ２が印加されるように構成されている。

つまり、第二電着領域Ｒ２は、側面電極３１及び底部電極３２からの車体Ｗに対する印加電圧を第二電圧Ｖ２に設定して、電着塗装を行う領域である。

第二電圧Ｖ２は、第一電圧Ｖ１よりも高い電圧として設定されている。

中間電着領域Ｒｍは、第一電着領域Ｒ１と第二電着領域Ｒ２との間に設けられ、第一電着領域Ｒ１を通過した車体Ｗが、第二電着領域Ｒ２へ到達する前に通過する電着領域である。中間電着領域Ｒｍには、底部電極３２のみが配置されている。中間電着領域Ｒｍに配置される底部電極３２には、電圧印加装置４０によって第一電圧Ｖ１又は第二電圧Ｖ２が印加されるように構成されている。

つまり、中間電着領域Ｒｍは、底部電極３２からの車体Ｗに対する印加電圧を第一電圧Ｖ１又は第二電圧Ｖ２に設定して、電着塗装を行う領域である。

電圧印加装置４０は、上述した側面電極３１及び底部電極３２に電圧を印加する装置である。電圧印加装置４０は、第一電源４１と、第二電源４２と、スイッチ４３・４４と、を備えている。

第一電源４１は、所定の第一電圧Ｖ１を印加するための電源である。第一電源４１の正極は、第一電着領域Ｒ１の側面電極３１及び底部電極３２に接続されるとともに、スイッチ４３を介して中間電着領域Ｒｍの底部電極３２に接続されている。第一電源４１の負極は、アースに接続されている。第一電源４１は、コントローラ５０に接続されている。

第二電源４２は、所定の第二電圧Ｖ２を印加するための電源である。第二電源４２の正極は、第二電着領域Ｒ２の側面電極３１及び底部電極３２に接続されるとともに、スイッチ４４を介して中間電着領域Ｒｍの底部電極３２に接続されている。第二電源４２の負極は、アースに接続されている。第二電源４２は、コントローラ５０に接続されている。

スイッチ４３は、第一電源４１の正極と中間電着領域Ｒｍの底部電極３２との接続をＯＮ又はＯＦＦとするものである。スイッチ４４は、第二電源４２の正極と中間電着領域Ｒｍの底部電極３２との接続をＯＮ又はＯＦＦとするものである。スイッチ４３・４４は、それぞれコントローラ５０に接続されている。

コントローラ５０は、第一電源４１又は第二電源４２から側面電極３１又は底部電極３２への電圧の印加を制御するものである。

また、コントローラ５０は、車体Ｗが搬送装置２０によって電着槽１０内を搬送される際に、車体Ｗの前端部又は後端部が第一電着領域Ｒ１、中間電着領域Ｒｍ及び第二電着領域Ｒ２に進入したことを、検知センサー（図示略）を介して検知する機能を有している。

このような構成とすることによって、搬送装置２０によって電着槽１０内を車体Ｗが搬送される際に、側面電極３１又は底部電極３２に電圧が印加され、電着槽１０内の水性塗料を介して車体Ｗを通って搬送装置２０のアース側に電流が流れる。このとき、側面電極３１又は底部電極３２によって帯電された（イオン化された）塗料成分が車体Ｗの表面に付着して、車体Ｗの表面が電着塗装される。

図２及び図３を用いて、電着塗装制御Ｓ１００の流れについて説明する。
なお、図２及び図３では、電着塗装制御Ｓ１００の流れを模式的に表している。また、図２及び図３では、太線で囲まれた電着領域が有効な電着領域として表されている。

電着塗装制御Ｓ１００は、本発明の電着塗装方法に係る実施形態である。電着塗装制御Ｓ１００は、上述した電着塗装装置１００を用いて、電着塗装によって被塗装体である車体Ｗに電着塗装を施す制御である。

ステップＳ１１０において、コントローラ５０は、第一電着領域Ｒ１の上流側から搬送されてきた車体Ｗの前端部が、第一電着領域Ｒ１に進入したことを検知すると、第一電源４１からの、第一電着領域Ｒ１の側面電極３１及び底部電極３２への給電を開始し、第一電着領域Ｒ１の側面電極３１及び底部電極３２に第一電圧Ｖ１を印加する。この場合、スイッチ４３及びスイッチ４４はＯＦＦされている。

すなわち、ステップＳ１１０は、車体Ｗが第一電着領域Ｒ１に進入した後、中間電着領域Ｒｍに進入するまでの間に、第一電着領域Ｒ１において、第一電圧Ｖ１に設定された印加電圧にて、車体Ｗに対する電着塗装を行う工程である。

ステップＳ１２０において、コントローラ５０は、搬送される車体Ｗの前端部が、中間電着領域Ｒｍに進入したことを検知すると、第一電源４１からの、第一電着領域Ｒ１の側面電極３１及び底部電極３２への給電が継続されるとともに、第一電源４１からの中間電着領域Ｒｍの底部電極３２への給電が開始され、第一電着領域Ｒ１の側面電極３１及び底部電極３２、並びに、中間電着領域Ｒｍの底部電極３２に第一電圧Ｖ１を印加する。この際、スイッチ４３はＯＮされ、スイッチ４４はＯＦＦされている。

すなわち、ステップＳ１２０は、車体Ｗが中間電着領域Ｒｍに進入した後、第二電着領域Ｒ２に進入するまでの間に、第一電着領域Ｒ１及び中間電着領域Ｒｍにおいて、第一電圧Ｖ１に設定された印加電圧にて、車体Ｗに対する電着塗装を行う工程である。

ステップＳ１３０において、コントローラ５０は、搬送される車体Ｗの前端部が、第二電着領域Ｒ２に進入したことを検知すると、第一電源４１からの、第一電着領域Ｒ１の側面電極３１及び底部電極３２への給電、並びに、中間電着領域Ｒｍの底部電極３２への給電が停止されるとともに、第二電源４２からの、中間電着領域Ｒｍの底部電極３２への給電、並びに、第二電着領域Ｒ２の側面電極３１及び底部電極３２への給電が開始され、第二電着領域Ｒ２の側面電極３１及び底部電極３２、並びに、中間電着領域Ｒｍの底部電極３２に第二電圧Ｖ２を印加する。この場合、スイッチ４３はＯＦＦされ、スイッチ４４はＯＮされている。

すなわち、ステップＳ１３０は、車体Ｗが第二電着領域Ｒ２に進入した後、中間電着領域Ｒｍから抜け出るまでの間に、第二電着領域Ｒ２及び中間電着領域Ｒｍにおいて、第二電圧Ｖ２に設定された印加電圧にて、車体Ｗに対する電着塗装を行う工程である。

ステップＳ１４０において、コントローラ５０は、搬送される車体Ｗの後端部が、第二電着領域Ｒ２に進入したことを検知すると、第二電源４２からの、第二電着領域Ｒ２の側面電極３１及び底部電極３２への給電が継続されるとともに、第二電源４２からの中間電着領域Ｒｍへの給電が停止され、第二電着領域Ｒ２の側面電極３１及び底部電極３２に第二電圧Ｖ２を印加する。この場合、スイッチ４３及びスイッチ４４はＯＦＦされている。

すなわち、ステップＳ１４０は、車体Ｗが中間電着領域Ｒｍから抜け出て、完全に第二電着領域Ｒ２に位置した後に、第二電着領域Ｒ２において、第二電圧Ｖ２に設定された印加電圧にて、車体Ｗに対する電着塗装を行う工程である。

電着塗装装置１００及び電着塗装制御Ｓ１００の効果について説明する。
電着塗装装置１００及び電着塗装制御Ｓ１００によれば、車体Ｗに印加される電圧の一時的な低下を解消し、車体Ｗのロッカー部の膜厚を確保することができる。

すなわち、底部電極３２等の電極を備えた中間電着領域Ｒｍを設けない構成では、第一電着領域Ｒ１と第二電着領域Ｒ２とで印加電圧を切り替えるタイミングにて、車体Ｗがそれぞれの電着領域から遠ざかるため、車体Ｗに印加される電圧が一時的に低下する状態が発生する。
しかし、電着塗装装置１００及び電着塗装制御Ｓ１００によれば、中間電着領域Ｒｍを第一電着領域Ｒ１と第二電着領域Ｒ２との間に設置することで、中間電着領域Ｒｍが備える電極により、第一電着領域Ｒ１と第二電着領域Ｒ２との間の領域においても車体Ｗに電圧を印加することができるため、車体Ｗに印加される電圧が一時的に低下する状態を解消できる。

また、電着塗装装置１００及び電着塗装制御Ｓ１００によれば、中間電着領域Ｒｍに底部電極３２を配置することで、第一電着領域Ｒ１と第二電着領域Ｒ２との間の領域において、底部電極３２によって、従来から膜厚不足が課題とされていた車体Ｗの下部のロッカー部（特に、袋構造部の内板面）に集中して電圧を印加して電着塗装を行うことができ、ドアやフェンダー等の外板部分の膜厚を厚くすることなく、車体Ｗのロッカー部の膜厚を確保することができる。

１０ 電着槽
２０ 搬送装置
３１ 側面電極
３２ 底部電極
４０ 電圧印加装置
５０ コントローラ（制御手段）
１００ 電着塗装装置
Ｒ１ 第一電着領域
Ｒ２ 第二電着領域
Ｒｍ 中間電着領域
Ｖ１ 第一電圧
Ｖ２ 第二電圧
Ｗ 車体

Claims (2)

1. 塗料成分が貯溜され、搬送される車体を前記塗料成分に浸漬させた状態で、前記車体に対する電着塗装が行われる電着槽と、
   前記電着槽に配置され、前記車体に対して電圧を印加する複数の電極と、
   前記電極への印加電圧を制御する制御手段を備え、
   前記電着槽は、前記電極からの印加電圧を第一電圧に設定して、前記車体に対する電着塗装を行う第一電着領域、及び前記第一電着領域よりも下流側に位置し、前記電極からの印加電圧を前記第一電圧よりも高い第二電圧に設定して、前記車体に対する電着塗装を行う第二電着領域を有する電着塗装装置であって、
   前記電着槽における前記第一電着領域と前記第二電着領域との間に、前記電着槽の底部にのみ電極が配置される中間電着領域を有し、
   前記制御手段は、
   前記車体が前記中間電着領域に進入した後、前記第二電着領域に進入するまでの間は、前記第一電着領域及び中間電着領域に配置される電極の印加電圧を前記第一電圧に制御し、前記車体が前記第二電着領域に進入した後、前記中間電着領域から抜け出るまでの間は、前記中間電着領域及び第二電着領域に配置される電極の印加電圧を前記第二電圧に制御する、
   電着塗装装置。
2. 塗料成分が貯溜され、搬送される車体を前記塗料成分に浸漬させた状態で、前記車体に対する電着塗装が行われる電着槽と、
   前記電着槽に配置され、前記車体に対して電圧を印加する複数の電極と、
   前記電極への印加電圧を制御する制御手段を備え、
   前記電着槽は、前記電極からの印加電圧を第一電圧に設定して、前記車体に対する電着塗装を行う第一電着領域、及び前記第一電着領域よりも下流側に位置し、前記電極からの印加電圧を前記第一電圧よりも高い第二電圧に設定して、前記車体に対する電着塗装を行う第二電着領域を有する電着塗装装置を用いた電着塗装方法であって、
   前記電着槽における前記第一電着領域と前記第二電着領域との間に、前記電着槽の底部にのみ電極を配置した中間電着領域を設け、
   前記制御手段により、
   前記車体が前記中間電着領域に進入した後、前記第二電着領域に進入するまでの間は、前記第一電着領域及び中間電着領域に配置される電極の印加電圧を前記第一電圧に制御し、前記車体が前記第二電着領域に進入した後、前記中間電着領域から抜け出るまでの間は、前記中間電着領域及び第二電着領域に配置される電極の印加電圧を前記第二電圧に制御する、
   電着塗装方法。

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