JP6459554B2 - 自動車ボディの塗装乾燥方法 - Google Patents

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Description

本発明は、自動車ボディの塗装乾燥方法に関するものである。
自動車ボディの塗装ラインでは、生産性向上や色調合わせを目的として、ボディシェル本体にドアやフードなどの蓋物部品を取り付けた状態で、電着塗装、中塗塗装及び上塗り塗装、防錆処理などの各種処理が行われる。中塗塗装や上塗り塗装では、被塗物となる自動車ボディを塗装台車に載せ、塗装ブース内を搬送しながら塗料を塗布し、塗装乾燥炉に搬入してウェット塗膜の焼き付け乾燥を行う。塗装ラインで用いられる塗装乾燥装置は、トンネル形状の乾燥炉体に熱風の給気ダクトが設けられ、乾燥炉体内を搬送される自動車ボディの全体に熱風を吹き付け、ウェット塗膜を焼き付け乾燥する(特許文献1)。
特開2004−50021号公報
自動車ボディには焼き付け硬化型塗料が使用されるが、たとえば中塗り塗料や上塗り塗料では140℃×20分保持が硬化塗膜の品質保証の基準とされる。しかしながら、従来の塗装乾燥装置では、熱風を吹き付け易い外板部に比べ、自動車ボディの構造上、ドアのヒンジ廻りなどの狭隘部には熱風が廻り込み難い。このため、狭隘部については上述した140℃×20分保持といった品質保証基準を満足し難いという問題がある。
本発明が解決しようとする課題は、自動車ボディの全体にわたってウェット塗膜の乾燥条件を満足できる自動車ボディの塗装乾燥方法を提供することである。
本発明は、外板部と狭隘部とを含む自動車ボディを搬送しながら自動車ボディに塗布したウェット塗膜を乾燥する塗装乾燥方法において、自動車ボディの狭隘部の塗布面に、直径が3mm〜5mm、深さが0.1mm〜0.3mmである複数の凹部を形成し、この狭隘部に向かって熱風を吹き付けて局所的に乾燥することで、上記課題を解決する。
本発明によれば、自動車ボディの狭隘部に向かって局所的に熱風を吹き付ける際に、狭隘部の塗布面に形成された凹部に熱風が当たることによって乱流が発生する。これにより熱風の流れが促進されるので、当該狭隘部に塗布されたウェット塗膜に対しても所定の乾燥条件を満足させることができる。
本発明に係る上塗り塗装乾燥方法の一実施の形態を適用した塗装ラインの一例を示す全体工程図である。 本発明に係る上塗り塗装乾燥方法の一実施の形態を適用した塗装ラインの他例を示す全体工程図である。 本発明の一実施の形態に係る自動車ボディを塗装台車に搭載した状態を示す側面図である。 本発明の一実施の形態に係る自動車ボディのフロントドアを室内側から見た正面図ある。 本発明の一実施の形態に係る自動車ボディのリヤドアを室内側から見た正面図ある。 図2Aの2D−2D線に沿う断面図であって、フロントピラー、フロントドア及びヒンジを含む狭隘部の一例を示す断面図である。 図2Aの2E−2E線に沿う断面図であって、センターピラー、リヤドア及びヒンジを含む狭隘部の一例を示す断面図である。 図2B,図2Cのヒンジの一例を示す分解斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る自動車ボディのフロントドアを開放した状態を、ボディシェル本体の後方から見た図である。 狭隘部の塗布面に形成した凹部を示す正面図である。 図2Hの2I−2I線に沿う断面図である。 本発明の一実施の形態に係る上塗り塗装乾燥装置の概略構成を示す側面図である。 図3Aの平面図である。 図3A,3Bの4A−4A線に沿う断面図である。 図3A,3Bの4B−4B線に沿う断面図である。 図4Aの第2熱風吹出口の他例を示す断面図であって、図3A,3Bの4A−4A線に相当する断面図である。 図3A,3Bの第2炉体における第2熱風吹出口からの熱風の吹出方向を示す側面図である。 図3A,3Bの第2炉体における第2熱風吹出口からの熱風の吹出方向を示す平面図である。 図4Aの第2熱風吹出口の一例を示す斜視図及びブロック図である。 図4Fの4G−4G線に沿う断面図である。 図4Fの4H−4H線に沿う断面図である。 本発明の一実施の形態に係る上塗り塗装乾燥装置にて用いられるドア開閉維持部材の一例を示す斜視図である。 図5Aの背面図である。 図5Aの平面図である。 図5A〜図5Cに示すドア開閉維持部材の関節部を示す分解斜視図である。 本発明の他の実施の形態に係る上塗り塗装乾燥装置の概略構成を示す平面図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係る上塗り塗装乾燥装置の概略構成を示す平面図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係る上塗り塗装乾燥装置の概略構成を示す平面図である。
以下の実施形態では、本発明の塗装乾燥方法を適用した上塗り塗装乾燥装置1を例に挙げて本発明の最良の実施形態を説明するが、本発明の塗装乾燥方法は、上塗り塗装乾燥装置以外にも、中塗塗装乾燥装置、下塗り塗装乾燥装置(電着塗装乾燥装置)、あるいは後述する中塗り・上塗り乾燥装置にも適用することができる。
本実施形態の上塗り塗装乾燥装置1は、塗装ラインPLを構成する装置の一つであり、塗装台車50に搭載されたボディシェルB(自動車ボディBともいう)を搬送しながら、当該自動車ボディBに塗布された上塗り塗膜を乾燥させるための装置である。以下の説明では、まず、自動車の製造ラインと塗装ラインPLの概略を説明したのち、自動車ボディBと上塗り塗装乾燥装置1について詳細に説明する。
自動車の製造ラインは、主として、プレス成形ラインPRLと、車体組立ライン(溶接ラインとも称される)WLと、塗装ラインPLと、車両組立ライン(艤装ラインとも称される)ASLとの4つのラインから構成されている。プレス成形ラインPRLでは、自動車ボディBを構成する種々のパネルをそれぞれプレス成形し、プレス単品の状態で車体組立ラインWLへ搬送する。車体組立ラインWLでは、フロントボディ、センタフロアボディ、リヤフロアボディ及びサイドボディといった自動車ボディのそれぞれの部位ごとにサブアッセンブリを組み立て、組み立てられたフロントボディ、センタフロアボディ及びリヤフロアボディの所定部位に溶接を施してアンダーボディを組み立て、アンダーボディに対してサイドボディとルーフパネルを溶接してボディシェル本体B1(蓋物を除くボディシェルをいう)を組み立てる。最後にボディシェル本体B1に対して、予め組み立てられたフードF、サイドドアD1,D2、トランクリッドT(又はバックドア)等の蓋物部品を、ヒンジH(図2Fを参照して後述する)を介して装着する。そして、塗装ラインPLを経たのち車両組立ラインASLへ搬送され、塗完ボディシェルに対して、エンジン、トランスミッション、懸架装置、内装部品などの各種の自動車部品が組み付けられる。
次に、塗装ラインPLの主たる構成について説明する。図1A及び図1Bはいずれも、本発明に係る塗装乾燥方法を適用した上塗り塗装乾燥装置を含む塗装ラインPLを示す全体工程図である。図1Aに示す実施形態の塗装ラインPLは、下塗り塗装、中塗り塗装及び上塗り塗装の3コート3ベーク塗装法による塗装ラインである。これに対して図1Bに示す実施形態の塗装ラインPLは、中塗り塗料と上塗り塗料とを同一塗装ブースにてウェットオンウェット(未硬化塗膜の上に塗料を塗布すること、以下同じ。)で塗装し、これら中塗り塗膜と上塗り塗膜とを同一塗装乾燥炉にて同時に焼き付ける3コート2ベーク塗装法による塗装ラインである。このように塗装法が異なる塗装ラインのいずれにも、本発明の塗装乾燥方法を適用することができる。なお、これら3コート3ベーク塗装法や3コート2ベーク塗装法を変形した、中塗り塗装を2回塗りする4コート塗装法や、上塗り塗装色が2トーンである特別色である場合も、この種の典型的な塗装ラインPLの一部を改変することで本発明に係る塗装乾燥方法を適用することができる。以下、図1A及び図1Bの塗装ラインを並行して説明するが、共通する構成については同一の符号を付し、図1Aの塗装ラインを参照しながら説明し、図1A及び図1Bの両塗装ラインの異なる構成については、図1Bを参照してその相違点を説明する。
図1Aに示す実施形態の塗装ラインPLは、下塗り工程P1と、シーリング工程P2と、中塗り工程P3と、水研工程P4と、上塗り工程P5と、塗完検査工程P6と、を備える。これに対して、図1Bに示す実施形態の塗装ラインPLは、下塗り工程P1と、シーリング工程P2と、中塗り・上塗り工程P7と、塗完検査工程P6と、を備える。すなわち、図1Bの塗装ラインPLにおいては、図1Aに示す中塗り塗装工程P31と上塗り塗装工程P51という2つの工程が、図1Bの中塗り・上塗り塗装工程P71という一つの工程で行われ、同様に、図1Aに示す中塗り乾燥工程P32と上塗り乾燥工程P52という2つの工程が、図1Bの中塗り・上塗り乾燥工程P72という一つの工程で行われる。図1Bの中塗り・上塗り工程P7については後述する。
図1A及び図1Bに示すように、下塗り工程P1は、電着前処理工程P11と、電着塗装工程P12と、電着乾燥工程P13とを備える。電着前処理工程P11では、ドロップリフタD/Lにより車体組立ラインWLの台車から塗装ハンガ(図示を省略する)に移載された自動車ボディB(ホワイトボディ)が、オーバーヘッドコンベアにより所定のピッチ、所定の搬送速度で連続的に搬送される。なお、自動車ボディBの構成については後述する。
電着前処理工程P11は、図示を省略するが、脱脂工程、水洗工程、表面調整工程、化成被膜形成工程、水洗工程及び水切り工程を備える。塗装ラインPLに搬入される自動車ボディBには、プレス成形ラインPRLや車体組立ラインWLにおいてプレス油や溶接による鉄粉その他の塵埃が付着しているので、脱脂工程及び水洗工程では、これを洗浄し除去する。表面調整工程では、自動車ボディBの表面に表面調整剤成分を吸着させ、次工程の化成被膜形成工程における反応起点数を増加させる。吸着した上面調整剤成分が被膜結晶の核となり、被膜形成反応を加速させる。化成被膜形成工程では、自動車ボディBをリン酸亜鉛などの化成処理液に浸漬させることで、自動車ボディBの表面に化成被膜を形成する。水洗工程及び水切り工程では、自動車ボディBを水洗し、乾燥が行われる。
電着塗装工程P12では、電着前処理工程P11による前処理が施された自動車ボディBが、オーバーヘッドコンベアにより所定のピッチ、所定の搬送速度で連続的に搬送される。そして、自動車ボディBを、電着塗料が満たされた船型の電着槽に浸漬し、電着槽内に設けられた複数の電極板と自動車ボディB(具体的には、電気伝導性を有する塗装ハンガ)との間に高電圧を印加する。これにより、電着塗料の電気泳動作用により自動車ボディBの表面に電着塗膜が形成される。電着塗料としては、ポリアミン樹脂等のエポキシ系樹脂を基体樹脂とする熱硬化型塗料を例示することができる。なお、この電着塗料としては電着塗料側に正極高電圧を印加するカチオン型電着塗料を用いることが防錆上好ましいが、自動車ボディB側に正極高電圧を印加するアニオン型電着塗料を用いてもよい。
電着塗装工程P12の電着槽を出漕した自動車ボディBは水洗工程に搬送され、工水や純水を用いて自動車ボディBに付着した電着塗料が洗い流される。この際、出漕時に電着槽から持ち出された電着塗料もこの水洗工程で回収される。水洗処理が終了した段階において、自動車ボディBの表面及び袋構造部内には、膜厚10μm〜35μm程度の未乾燥の電着塗膜が形成されることになる。電着塗装工程P12を終えると、塗装ハンガに搭載された自動車ボディBは、ドロップリフタD/Lにより塗装台車50(図2Aを参照して後述する。)に移載される。なお、図1A及び図1Bに示す電着塗装工程P12と電着乾燥工程P13との間に設置されたドロップリフタD/Lを、電着乾燥工程P13とシーリング工程P2との間に設置し、電着乾燥工程P13内は、自動車ボディを塗装ハンガに搭載した状態で搬送してもよい。
電着乾燥工程P13では、塗装台車に搭載された自動車ボディBが、フロアコンベアにより所定のピッチ、所定の搬送速度で連続的に搬送される。そして、たとえば160℃〜180℃の温度を15分〜30分間保持することで焼き付け乾燥され、これにより自動車ボディBの内外板および袋構造部内に、膜厚10μm〜35μmの乾燥した電着塗膜が形成される。なお、電着乾燥工程P13から塗完検査工程P6までは、フロアコンベアにより自動車ボディBを搭載した塗装台車50を連続的に搬送するが、各工程における塗装台車50の搬送ピッチと搬送速度は、その工程に応じたものとされている。そのため、フロアコンベアは複数のコンベアにより構成され、各工程における搬送ピッチと搬送速度が所定の値に設定される。
本明細書及び特許請求の範囲において、電着塗料、中塗り塗料及び上塗り塗料などの「塗料」という場合は、被塗物に塗装する前の液体状態をいい、電着塗膜、中塗り塗膜及び上塗り塗膜などの「塗膜」という場合は、被塗物に塗装されて膜状となった未乾燥(ウェット)又は乾燥状態をいい、両者を区別するものとする。また本明細書及び特許請求の範囲ににおいて、上流側及び下流側とは、被塗物である自動車ボディBの搬送方向を基準とした上流及び下流を意味するものとする。さらに、本明細書において、自動車ボディBを前向きに搬送するというのは、自動車ボディBの車体前部を搬送方向の前側に、車体後部を後ろ側にした状態で車体の前後方向軸に沿って搬送することを意味するものとし、自動車ボディBを前向きに搬送するというのは、その逆、すなわち自動車ボディBの車体後部を搬送方向の前側に、車体前部を後ろ側にした状態で車体の前後方向軸に沿って搬送することを意味するものとする。本実施形態の下塗り工程P1〜塗完検査工程P6においては、自動車ボディBを前向きに搬送してもよいし、後ろ向きに搬送してもよい。
シーリング工程P2(アンダーコート工程及びストーンガードコート工程を含む)では、電着塗膜が形成された自動車ボディBが搬送され、鋼板合わせ目や鋼板エッジ部に、防錆又は目留めを目的とした塩化ビニル系樹脂製シーリング材が塗布される。アンダーコート工程では、自動車ボディBのタイヤハウスや床裏に、塩化ビニル樹脂系の耐チッピング材が塗布される。ストーンガードコート工程では、サイドシル、フェンダ又はドア等のボディ外板下部に、ポリエステル系又はポリウレタン系樹脂製耐チッピング材が塗布される。なお、これらシーリング材や耐チッピング材は専用の乾燥工程または次に述べる中塗り乾燥工程P32にて硬化することになる。
図1Aの塗装ラインPLの中塗り工程P3は、中塗り塗装工程P31と、中塗り乾燥工程P32とを備える。中塗り塗装工程P31では、電着塗膜が形成された自動車ボディBが中塗ブースに搬送され、中塗りブース内で、エンジンルーム・フードインナ・トランクリッドインナなどの自動車ボディの内板部に、その車両の外板色に対応した着色顔料が添加された内板塗装用塗料が塗布される。そして、内板塗装用塗膜にウェットオンウェットで、フードアウタ・ルーフ・ドアアウタ・トランクリッドアウタ(又はバックドアアウタ)などの外板部に、中塗り塗料が塗布される。なお、外板部とは、艤装工程を終了した完成車の外側から視認可能な部分であり、内板部とは、完成車の外側から視認できない部分である。
図1Aの塗装ラインPLの中塗り乾燥工程P32では、自動車ボディBが中塗り乾燥装置に搬送される。そして、未乾燥の中塗塗膜が、たとえば130℃〜150℃の温度を15分〜30分間保持することで焼き付け乾燥され、自動車ボディBの外板部に膜厚15μm〜35μmの中塗り塗膜が形成される。また、自動車ボディBの内板部に膜厚15μm〜30μmの内板塗装用塗膜が形成される。なお、内板塗装用塗料および中塗り塗料は、アクリル樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂などを基体樹脂とする熱硬化型塗料であり、水系塗料又は有機溶剤系塗料のいずれであってもよい。
図1Aの塗装ラインPLの水研工程P4では、中塗り工程P3まで終えた自動車ボディBが搬送され、清浄な水と研磨材を用いて自動車ボディBに形成された中塗り塗膜の表面を研磨する。これにより、中塗り塗膜と上塗り塗膜との塗膜密着性が向上すると共に、外板部の上塗り塗膜の平滑性(塗り肌及び鮮映性)が向上する。この水研工程P4は、水研乾燥工程P41を備え、この水研乾燥工程P41では、自動車ボディBが水切り乾燥炉を通過することで、自動車ボディBに付着した水分を乾燥させる。
図1Aの塗装ラインPLの上塗り工程P5は、上塗り塗装工程P51と、上塗り乾燥工程P52とを備える。上塗り塗装工程P51では、水研工程P4及び水研乾燥工程P41を終えた自動車ボディBが搬送される。そして、上塗りブース内で、自動車ボディBの外板部に上塗りベース塗料が塗布され、この上塗りベース塗膜にウェットオンウェットで、自動車ボディBの外板部に上塗りクリヤ塗料が塗装される。
上塗りベース塗料及び上塗りクリヤ塗料は、アクリル樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂などを基体樹脂とする塗料であり、水系塗料又は有機溶剤系塗料のいずれであってもよい。上塗りベース塗料は、光輝性顔料の配向などの仕上がり性を考慮して重量比でおよそ80%程度に希釈されて塗装され(固形分がおよそ20%〜40%)、これに対して上塗りクリヤ塗料は重量比でおよそ30%程度に希釈されて塗装される(固形分がおよそ70%〜80%)。ただし、上塗りベース塗料は、塗布後のフラッシュオフ工程(ブース内において溶剤が自然蒸発する静置工程)において塗着固形分が70%以上に上昇するのが一般的である。
本実施形態の自動車ボディBの外板色は、アルミニウム・雲母などの各種光輝性顔料を含むメタリック系外板色であり、上塗りベース塗料と上塗りクリヤ塗料とを自動車ボディBに塗布するが、特にこれに限定されない。例えば、自動車ボディBの外板色は、ソリッド系外板色でもよい。ソリッド系外板色は、光輝性顔料を含まない塗装色であり、この場合は、上塗りベース塗料は塗布せず、上塗りクリヤ塗料に代えて上塗りソリッド塗料を塗布する。このような上塗りソリッド塗料としては、上塗りベース塗料や上塗りクリヤ塗料と同様の基体樹脂の塗料を例示することができる。
本実施形態の上塗り乾燥工程P52では、上塗りブースにおいて上塗り塗料が塗布された自動車ボディBが、上塗り塗装乾燥装置1に搬送される。この上塗り乾燥工程P52では、自動車ボディBが所定の条件で上塗り塗装乾燥装置1を通過し、これにより乾燥した上塗り塗膜が形成される。なお、本実施形態の上塗り塗装乾燥装置1及び上塗り乾燥工程P52の具体的的構成については、後述する。
上塗りベース塗膜の膜厚は、たとえば10μm〜20μm、上塗りクリヤ塗膜の膜厚は、たとえば15μm〜30μmである。自動車ボディBの外板色がソリッド系外板色の場合、上塗りソリッド塗膜の膜厚は、たとえば15μm〜35μmである。最後に、塗装を完了した自動車車体(塗完ボディ)は、塗完検査工程P6へ搬送されて、塗膜外観性や鮮映性等を評価する各種検査が行われる。
一方、図1Bに示す塗装ラインPLでは、図1Aに示す塗装ラインPLの中塗り工程P3、水研工程P4(水研乾燥工程P41を含む)及び上塗り工程P5に代えて、中塗り・上塗り工程P7が設けられている。この実施形態の中塗り・上塗り工程P7は、中塗り・上塗り塗装工程P71と中塗り・上塗り乾燥工程P72とを備える。
図1Bに示す塗装ラインPLの中塗り・上塗り塗装工程P71では、電着塗膜が形成された自動車ボディBが中塗り・上塗りブースに搬送され、中塗り・上塗りブースの前半ゾーンで、エンジンルーム・フードインナ・トランクリッドインナなどの自動車ボディの内板部に、その車両の外板色に対応した着色顔料が添加された内板塗装用塗料が塗布される。そして、内板塗装用塗膜にウェットオンウェットで、フードアウタ・ルーフ・ドアアウタ・トランクリッドアウタ(又はバックドアアウタ)などの外板部に、中塗り塗料が塗布される。次いで、同じく中塗り・上塗りブースの後半ゾーンで、自動車ボディBの外板部に上塗りベース塗料が塗布され、この上塗りベース塗膜にウェットオンウェットで、自動車ボディBの外板部に上塗りクリヤ塗料が塗装される。すなわち、内板用塗料、中塗り塗料、上塗りベース塗料及びクリヤ塗料が全てウェットオンウェットで塗装され、一つの上塗り塗装乾燥炉にて同時に焼付乾燥される。なお、ウェット塗膜を塗り重ねることによって生じるワキ不具合や鮮映性の低下を抑制するために、中塗り塗料を塗装した後や上塗りベース塗料を塗装した後に、自動車ボディBに塗布されたウェット塗膜の塗着NVを上昇させるフラッシュオフ工程を設けてもよい。この実施形態で用いられる内板塗装用塗料、中塗り塗料、上塗りベース塗料及びクリヤ塗料は、図1Aに示す塗装ラインPLで用いられるものと同様に、アクリル樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂などを基体樹脂とする熱硬化型塗料であり、水系塗料又は有機溶剤系塗料のいずれであってもよい。
次に、本実施形態の塗装ラインPLに適用される自動車ボディBの一例について、図2A〜図2Iを参照して説明する。図2Aは、本発明の一実施の形態に係る自動車ボディBを塗装台車50に搭載した状態を示す側面図、図2Bは、本発明の一実施の形態に係る自動車ボディBのフロントドアD1を室内側から見た正面図、図2Cは、本発明の一実施の形態に係る自動車ボディBのリヤドアD2を室内側から見た正面図、図2Dは、図2Aの2D−2D線に沿う断面図であって、フロントピラーB4、フロントドアD1及びヒンジH1を含む狭隘部N1の一例を示す断面図、図2Eは、図2Aの2E−2E線に沿う断面図であって、センターピラーB5、リヤドアD2及びヒンジH2を含む狭隘部N2の一例を示す断面図、図2Fは、図2B,図2CのヒンジH1,H2の一例を示す分解斜視図、図2Gは、本発明の一実施の形態に係る自動車ボディBのフロントドアD1を開放した状態を、ボディシェル本体の後方から見た図である。また図2Hは、狭隘部N1,N2の塗布面に形成した凹部B14の一例を示す正面図、図2Iは、図2Hの2I−2I線に沿う断面図である。
本実施形態の自動車ボディBは、図2Aに示すように、ボディシェル本体B1と、蓋物部品であるフードF,フロントドアD1,リヤドアD2及びトランクリッドTとを備える。ボディシェル本体B1の両側面には、フロントドア開口部B2と、リヤドア開口部B3とが形成されている。フロントドア開口部B2は、ボディシェル本体B1のフロントピラーB4と、センターピラーB5と、ルーフサイドレールB8と、サイドシルB9とにより画定された開口である。リヤドア開口部B3は、ボディシェル本体B1のセンターピラーB5と、リヤピラーB10と、ルーフサイドレールB8と、サイドシルB9とにより画定された開口である。以下、フロントドア開口部B2とリヤドア開口部B3とを総称してドア開口部B2,3ともいう。図示する蓋物部品としてのトランクリッドTは、自動車ボディBの車型によってはバックドアであることもある。
本実施形態の自動車ボディBは、図示するように4ドアセダンの車型であるから、サイドドアDは、フロントドアD1と、リヤドアD2とを有する。なお、2ドアセダンや2ドアクーペの場合は、フロントドアD1及びフロントドア開口部B2のみであり、リヤドアD2及びリヤドア開口部B3は設けられない。本実施形態のフロントドアD1は、フロントドア開口部B2に対応するように配置され、リヤドアD2は、リヤドア開口部B3に対応するように配置されている。本実施形態におけるフロントドアD1及びリヤドアD2を含むサイドドアDが、本発明に係るサイドドアの一例に相当し、上述した2ドアセダンや2ドアクーペの場合はフロントドアD1が、本発明に係るサイドドアの一例に相当する。
フロントドアD1は、図2B及び図2Dに示すように、その前端部(自動車ボディBの前側)の上下2箇所にヒンジH1が設けられている。またリヤドアD2は、図2C及び図2Eに示すように、その前端部(自動車ボディBの前側)の上下2箇所にヒンジH2が設けられている。これらフロントドアD1及びリヤドアD2をボディシェルB1に開閉自在に装着するためのヒンジH1,H2は、多少の形状の相違はあるが、基本的な構造は同じであるため、図2Fに一方の両方のヒンジH1を示し、他方のヒンジH2については括弧内に対応する符号を付すことで図示を省略する。
図2Fに示すように、ヒンジH1は、2つのヒンジブラケットH11,H12と、ヒンジピンH13とを有する。ヒンジブラケットH11は、フロントドアD1のインナパネルにボルト(不図示)を介して取り付けられ、ヒンジブラケットH12は、ボディシェル本体B1のフロントピラーB4にボルト(不図示)を介して取り付けられている。ヒンジピンH13は、2つのヒンジブラケットH11,12の4つの孔に挿通され、カシメや圧入によって固定されている。これにより、ヒンジブラケットH11,H12は、ヒンジピンH13を中心に回転可能に連結されることになる。
車体組立ラインWLにおいては、ヒンジピンH13を2つのヒンジブラケットH11,12の4つの孔に挿通し、カシメや圧入によって固定したヒンジH1のサブアッセンブリ部品を予め組み立てておき、これを最終工程に搬入する。そして、フロントドアD1をボディシェル本体B1に装着する前に、このヒンジH1のサブアッセンブリ部品の一方のヒンジブラケットH11をフロントドアD1にボルト締めしたのち、フロントドアD1をボディシェル本体B1のフロントドア開口部B2に治具などを用いてセットし、他方のヒンジブラケットH12をフロントピラーB4にボルト締めする。これにより、フロントドアD1は、このヒンジピンH13を中心に回転することで、開閉可能となる。
ヒンジH2も同様に、図2Fの括弧内の符号に示すように、2つのヒンジブラケットH21,H22と、ヒンジピンH23とを有する。ヒンジブラケットH21は、リヤドアD2にボルト(不図示)を介して取り付けられ、ヒンジブラケットH22は、ボディシェル本体B1のセンターピラーB14にボルト(不図示)を介して取り付けられる。ヒンジピンH23は、2つのヒンジブラケットH21,22の孔に挿通され、カシメや圧入によって固定されている。これにより、ヒンジブラケットH21,H22は、ヒンジピンH23を中心に回転可能に連結されることになる。すなわち、リヤドアD2は、ヒンジピンH23を中心に回転することで、開閉可能となる。以下、ヒンジH1とヒンジH2とをヒンジHと総称する。
本実施形態の自動車ボディBでは、図2D及び図2E並びに図2Gに示すように、ボディシェル本体B1とサイドドアDとの間には、間隔の狭い狭隘部N1,N2が形成される。具体的には、図2D及び図2Gに示すように、ボディシェル本体B1のフロントピラーB4と、フロントドアD1とのヒンジH1の近傍には、間隔の狭い狭隘部N1が形成され、図2Eに示すように、ボディシェル本体B1のセンターピラーB5と、リヤドアD2とのヒンジH2の近傍には、間隔の狭い狭隘部N2が形成される。特に、ヒンジH1,H2の近傍は、フロントドアD1やリヤドアD2の開閉状態に拘わらず、ヒンジH1,H2が邪魔になって塗装乾燥装置1からの熱風が入り込み難く、構造上、自動車ボディBの外板部に比べて加熱され難い。したがって、塗膜の品質保証基準とされる所定温度を所定時間以上に保持するのが困難な部位である。なお、図2D及び図2Eに示す「×」印は、上塗り塗装の範囲(狭隘部の塗布面)であり、同じく符号WSは、サイドドアD1,D2とドア開口部B2,B3との間をシールするためにサイドドアD1,D2に装着されるウェザーストリップである。特に、ウェザーストリップWSから室外側の塗装範囲は、錆環境に対して厳しく、見栄えの品質以外にも、塗膜の密着性等の塗装品質が要求される部位である。
本実施形態の自動車ボディBにおいては、図2D及び図2Eに示すように、狭隘部N1,N2の塗布面となるフロントピラーB4のアウタパネル、センターピラーB5のアウタパネル、フロントドアD1のインナパネル、リヤドアD2のインナパネルの、各ヒンジHの周囲に、図2Hの正面図及び図2Iの断面図に示す複数の凹部B14が形成されている。この凹部B14は、直径が3mm〜5mm、深さが0.1mm〜0.3mmの凹部を縦横に近接してプレス成形などにより形成することが望ましい。これらの凹部B14は、後述する第2熱風吹出口26から狭隘部N1,N2の塗布面に向かって局所的に熱風を吹き付ける際に、熱風が当たることによって乱流が発生させる機能を備え、これにより熱風の流れを促進するものである。
図2Aに戻り、上述した自動車ボディBは、塗装台車50に搭載された状態で、図1A及び図1Bの電着乾燥工程P13から塗完検査工程P6まで搬送される。本実施形態の塗装台車50は、平面視において矩形の枠体とされ、自動車ボディBを支持することができる程度の剛体からなる基台51と、当該基台51の下面に設けられた4つの車輪54と、当該基台51の上面に設けられた2つのフロントアタッチメント52及び2つのリヤアタッチメント53とを有する。左右のフロントアタッチメント52は、自動車ボディBの左右のフロントアンダボディB6(フロントサイドメンバなど)をそれぞれ支持し、左右のリヤアタッチメント53は、自動車ボディBの左右のリヤアンダボディB7(リヤサイドメンバなど)をそれぞれ支持する。これら4つのアタッチメント52,53によって自動車ボディBを水平に支持する。4つの車輪54は、搬送コンベア40の左右に敷設されたレール41に沿って自転する。なお上述したとおり、本実施形態においては、塗装ラインPLの一部または全部の工程につき、自動車ボディBを前向きに搬送してもよいし、後ろ向きに搬送してもよい。
次に、本実施形態の上塗り塗装乾燥装置1について説明する。図3Aは、本発明の一実施の形態に係る上塗り塗装乾燥装置の概略構成を示す側面図、図3Bは同じく平面図、図4Aは、図3A及び図3Bの4A−4A線に沿う断面図、図4Bは、図3A及び図3Bの4B−4B線に沿う断面図である。
本実施形態の上塗り塗装乾燥装置1は、図3A及び図3B,図4A及び図4Bに示すように、乾燥炉本体10と、熱風給気装置20と、排気装置30とを備える。本実施形態の乾燥炉本体10は、図3Aの側面図に示すように、入口側の上り傾斜部11と、出口側の下り傾斜部13と、これら上り傾斜部11と下り傾斜部13との間の高床部12とを含む山型状とされた乾燥炉である。また、図4A及び図4Bの断面図に示すように、天井面14と左右一対の側面15,15と床面16とを有する矩形とされた乾燥炉である。ただし、本実施形態の乾燥炉本体10を平形炉により構成してもよい。図3Aの側面図及び図3Bの平面図において、左側が上塗りブース終端の上塗りセッティングゾーン及び乾燥炉本体10の入口側であり、右側が乾燥炉本体10の出口側であり、塗装台車50に搭載された自動車ボディBは、図3A及び図3Bの左から右に向かって前向きに搬送される。すなわち、本実施形態の上塗り塗装乾燥装置1内を搬送する自動車ボディBは、図2Aに示す左方向に向かって搬送される。
乾燥炉本体10の高床部12の床面16の高さは、乾燥炉本体10の入口の開口上端縁の高さや、乾燥炉本体10の出口の開口上端縁の高さとほぼ同じ高さとされている。これにより、高床部12に供給された熱風が、入口又は出口から乾燥炉本体10外へ逃げるのを抑制することができる。また、乾燥炉本体10の床面16には、乾燥炉本体10の延在方向に沿って、自動車ボディBが搭載された塗装台車50を搬送する搬送コンベア40が敷設されている。
熱風給気装置20は、乾燥炉本体10の高床部12内に、生成した熱風を供給する設備であり、図4A及び図4Bに示すように、給気ファン21と、給気フィルタ22と、バーナ23と、給気ダクト24と、第1熱風吹出口25と、第2熱風吹出口26とを備える。給気ファン21は、外部から吸入する空気を乾燥炉本体10の高床部12の内部に供給する設備である。給気フィルタ22は、給気ファン21の吸入側に接続され、外部から吸入する空気を濾過し、ごみ等を分離する。これにより、清浄な空気が給気ファン21に吸入される。バーナ23は、給気ファン21の吐出側に接続され、給気ファン21から吐出された空気を所定温度に加熱する。これにより、吸入された空気が熱風として乾燥炉本体10の高床部12内に供給される。
給気ダクト24は、図4A及び図4Bに示すように、自動車ボディBの搬送方向に沿って乾燥炉本体10の高床部12の天井面14及び左右の側面15,15にそれぞれ配置されている。本実施形態において高床部12が実質的な加熱領域となる。この上塗り塗装乾燥装置1の実質的な加熱領域となる高床部12は、図3A及び図3Bに示すように、下流側に設けられた第1炉体121と、上流側に設けられた第2炉体122とで構成されている。第1炉体121は、フロントドアD1及びリヤドアD2を閉じた状態(厳密にはドアインナ及びドアサッシュがドア開口部B2,B3に接触しない程度に僅かな開度を有する状態)の自動車ボディBの車幅W1に対応する側面幅W3とされている。また、第2炉体122は、フロントドアD1及びリヤドアD2を開いた状態(全開又はそれに近い開度を有する状態)の自動車ボディBの車幅W2に対応し、第1炉体121の側面幅より広い側面幅W4(>W3)とされている。ここで、第1炉体121及び第2炉体122の側面幅とは、対向する側面15,15の内部間の距離を意味し、自動車ボディBが干渉しない程度の隙間を有する幅寸法を意味する。
また、本実施形態の高床部12は、図3Bの平面図に示すように、第1炉体121の側面15の端部と第2炉体122の側面15の端部とを接続する側面は、第2炉体から第1炉体に向かって縮径する傾斜面123とされている。これにより、第1炉体121と第2炉体122との接続部分の熱風が円滑に流れ、その滞留を抑制することができる。なお、図3Bに示すように、第2炉体122の側面15の端部と入口側の上り傾斜部11の側面の端部とを接続する側面も、第2炉体122から上り傾斜部11に向かって縮径する傾斜面123とされているが、これは必要に応じて省略してもよい。
本実施形態の高床部12は実質的な加熱領域を構成するが、図3A及び図3Bに示すように、第2炉体122が主として自動車ボディBの狭隘部N1,N2の塗布面の温度を昇温させる実質的な昇温領域を構成し、これに続く第1炉体121が自動車ボディBの外板部の温度を昇温させるとともに自動車ボディBの全体の温度を保持する外板昇温及び温度保持領域構成する。このため、第2炉体122には、図4Aに示すように第2熱風吹出口26が設けられ、第1炉体121には、図4Bに示すように第1熱風吹出口25が設けられている。なお、図4Aに示すように第2熱風吹出口26が設けられた第2炉体122の給気ダクト24と、図4Bに示すように第1熱風吹出口25が設けられた第1炉体121の給気ダクト24とを絶縁し、それぞれに給気ファン21と給気フィルタ22とバーナ23とを設け、絶縁された各領域へ給気する熱風の温度や流量を制御してもよい。
図4Bに示す第1熱風吹出口25は、乾燥炉本体10の高床部12内に配置された給気ダクト24の延在方向に沿って所定間隔で複数形成された矩形状スリット(開口)と、必要に応じて当該スリットに設けられた風向板により構成されている。第1熱風吹出口25は、それぞれのスリットの開口又は風向板が乾燥炉本体10の中央部、すなわち自動車ボディBに向かうように設けられている。これにより、自動車ボディBが当該第1熱風吹出口25の前を通過する際に、自動車ボディBのフロントフェンダB11、サイドドアD、サイドシルB9及びリヤフェンダB12等の外板部に向かって開口又は風向板が指向するように設けられている。また、天井面14に設けられた第1熱風吹出口25は、自動車ボディBが当該第1熱風吹出口25の前を通過する際に、自動車ボディBのフードF,ルーフB13及びトランクリッドTの外板部に向かって開口又は風向板が指向するように設けられている。こうした第1熱風吹出口25によって自動車ボディBの全体に熱風が吹き付けられ、外板部を含む自動車ボディB全体の温度を昇温及び保持する。
これに対して、第2炉体122に設けられた第2熱風吹出口26は、図4Aに示すように、第2炉体122の左右の側面15,15の給気ダクト24,24の上方及び下方にそれぞれ設けられている。第2熱風吹出口26は、その先端に風向板の一種であるガイド部を含んで構成され、上方側に設けられた第2熱風吹出口26は、上流側で且つ斜め下方に向かって開口し、下方側に設けられた第2熱風吹出口26は、上流側で且つ斜め上方に向かって開口している。結果として、この第2熱風吹出口26は、自動車ボディBが当該第2熱風吹出口26の前を通過する際に、ボディシェル本体B1にサイドドアDを装着するヒンジH近傍の狭隘部N1,N2の塗布面に向かって開口が指向するように設けられている。
第2熱風吹出口26が上流側に向かって開口することで、第2炉体122においては、サイドドアDを開放した状態で搬送される自動車ボディBのヒンジH近傍に向かって熱風を吹き付け易くなる。また、第2熱風吹出口26が側面15,15の上方及び下方に設けられていることで、上方に設けられた第2熱風吹出口26からの熱風は主としてヒンジH近傍の上側に吹き付けられ、下方に設けられた第2熱風吹出口26からの熱風は主としてヒンジH近傍の下側に吹き付けられるので、ヒンジH近傍の狭隘部N1,N2の塗布面を均一に乾燥させることができる。
本実施形態の高床部12のうち第2炉体122においては、天井面14及び側面15の給気ダクト24,24には、自動車ボディBのヒンジH近傍に向かって熱風を吹き付ける第2熱風吹出口26のみを設けることが望ましい。これにより、ヒンジH近傍の狭隘部N1,N2の局所的な昇温に加えて、自動車ボディBの外板部に狭隘部N1,N2の近傍の塵埃が付着するのを抑制することができる。ただしこれに限定される趣旨ではない。
なお、本実施形態の第2熱風吹出口26は、図4Aに示すように第2炉体122の左右の側面15,15の給気ダクト24,24の上方及び下方にそれぞれ設ける以外にも、図4Cに示すように、第2炉体122の天井面14及び床面16に給気ダクト24,24を設け、ここに第2熱風吹出口26を配置してもよい。第2熱風吹出口26の熱風の吹出方向を可変とする構造及びその制御については後述する。
特に限定されないが、第1炉体121及び第2炉体122において、第2熱風吹出口26から吹き出される熱風の熱量は、第1熱風吹出口25から吹き出される熱風の熱量よりも大きく設定することが望ましい。本実施形態では、第2熱風吹出口26から吹き出される熱風の風速を第1熱風吹出口25から吹き出される熱風の風速よりも大きくすることで、第2熱風吹出口26から吹き出される熱風の熱量を大きく設定している。具体的には、図4Bに示す第1熱風吹出口25から吹き出される熱風の風速が、自動車ボディBの外板部の塗装面近傍において3m/s前後であるのに対し、図4A及び図4Cに示す第2熱風吹出口26から吹き出される熱風の風速は、10m/s前後に設定することが望ましい。
排気装置30は、図4A又は図4C及び図4Bに示すように、乾燥炉本体10内で蒸発した溶剤を系外に排出するための設備であり、排気ファン31と、排気フィルタ32と、排気ダクト33と、排気吸込み口34とを備える。排気ファン31は、乾燥炉本体10内の熱風を吸引して、当該乾燥炉本体10の系外に排出又は熱風給気装置20の一次側に循環させる装置であり、乾燥炉本体10内の塵埃等の除去と熱風圧を調整する機能を司る。排気フィルタ32は、排気ファン31の吐出側に設けられている。熱風が排気ファン31により吸引され、排気フィルタ32を通過して系外に排出、又は熱風給気装置20に戻される。排気ダクト33は、自動車ボディBの搬送方向に沿って乾燥炉本体10の左右の側面15,15にそれぞれ設けられている。排気吸込み口34は、乾燥炉本体10内に配置された排気ダクト33に所定間隔で形成されたスリットからなる。
次に、本実施形態の第2熱風吹出口26の熱風の吹出方向を可変とする構造及びその制御について説明する。図4Fは、図4A又は図4Cの第2熱風吹出口26の一例を示す斜視図及びブロック図、図4Gは図4Fの4G−4G線に沿う断面図、図4Hは図4Fの4H−4H線に沿う断面図である。また、図4Dは、図3A,3Bの第2炉体122における第2熱風吹出口26からの熱風の吹出方向を示す側面図、図4Eは、図3A,3Bの第2炉体122における第2熱風吹出口26からの熱風の吹出方向を示す平面図である。
本実施形態の第2熱風吹出口26は、図4Fに示すように、給気ダクト24からの熱風を吹き出す吹出口261と、当該吹出口261を十字状の軸体262を介して支持する支持体263と、これら吹出口261及び支持体263を支持する基部264と、を備える。吹出口261は、図4Gに示すように半球状部材の中央に筒状部材が設けられた形状とされている。吹出口261と支持体263には、図4G及び図4Hに示すように十字状の軸体262が設けられているが、十字状の軸体262の一方の軸体262aは、図4Gに示すように、その両端が吹出口261の半球状部分に固定されるとともに、軸体262aの中央は、図4Hに示すように他方の軸体262bに固定されている。そして、他方の軸体262bが、支持体263に回転可能に支持されている。基部264は、給気ダクト24に対して固定され、当該基部264に支持体263が回転可能に直立して設けられている。
本実施形態の第2熱風吹出口26は、図4Gに示すように、ウォームホイール及びウォームギヤなどの伝達機構とアクチュエータで構成することができる、基部264に対して支持体263を水平面内において回転させる第1駆動部265を備える。また、支持体263に固定されたアクチュエータなどで構成することができる、支持体263に対して吹出口261を垂直面内において回転させる第2駆動部266を備える。これら第1駆動部265と第2駆動部266は、図4Fの右に示すように、制御部267からの制御信号により操作される。
そして、制御部267は、自動車ボディBが所定位置に到着したことの信号と、その自動車ボディBの車種を受信したら、その自動車ボディBの車種に応じた吹出口261の吹出方向になるように第1駆動部265及び第2駆動部266を制御する。たとえば、本実施形態の塗装ラインPLには、車幅、車高、塗装台車50に対するサイドドアのヒンジ位置などが相違する複数種類の自動車ボディBが流される。一方において、各自動車ボディBには、そのボディに対する各種生産仕様が書き込まれた生産管理発信器が搭載されているので、上塗り塗装乾燥装置1の入口などで各自動車ボディBの車種を検出し、狭隘部N1,N2となるヒンジ位置に熱風が吹き付けられるように吹出口261の位置を第1駆動部265と第2駆動部266とを制御部267によって制御する。なお、図4Fの右のブロック図に示すコンベア信号は、自動車ボディBを搬送するフロアコンベアのエンコーダ信号であり、このコンベア信号に同期させることで自動車ボディBと第2熱風吹出口26との相対位置の精度を高めることができる。また、図4F〜図4Hに示す第2熱風吹出口26の実施形態は、本発明に係る局所吹出口の単なる一例であって、車種に応じて熱風の吹出方向が変更できる構造であればよい。
次に、入口側の上り傾斜部11においてはサイドドアD1,D2を閉じた状態に維持するとともに、第2炉体122においてサイドドアD1,D2を開いた状態に維持し、さらに第1炉体121においてサイドドアD1,D2を再び閉じた状態に維持するためのドア開閉維持部材60と、この開閉維持部材を用いてサイドドアD1,D2を開閉するドア開閉機構70の一例を説明する。図5Aは、本発明の一実施の形態に係る上塗り塗装乾燥装置1にて用いられるドア開閉維持部材60の一例を示す斜視図、図5Bは図5Aの背面図、図5Cは図5Aの平面図、図5Dは、図5A〜図5Cに示すドア開閉維持部材60の関節部64を示す分解斜視図である。なお、本発明に係る塗装乾燥方法の本質は、サイドドアDを開いた状態と閉じた状態とに維持できれば足りるものであるから、これを実現する手段は以下に示すドア開閉維持部材60の構成に何ら限定されるものではない。
本実施形態のドア開閉維持部材60は、図5A〜図5Cに示すように、ドア側固定フレーム61と、車体側固定フレーム62と、ドア側固定フレーム61に固定された操作棒63と、ドア側固定フレーム61と車体側固定フレーム62とを開閉可能に連結する関節部64と、を備える。
ドア側固定フレーム61は、金属製丸棒又はパイプ等からなり、基端が後述する関節部64に溶接又はかしめ等により固定され、先端がサイドドアD1のインナパネルの作業孔D11に引っ掛けることができるように所定の形状に折り曲げられている。このドア側固定フレーム61には、後述するドア開閉機構70を用いて当該ドア開閉維持部材60を操作するための操作棒63が溶接等により固定され、サイドドアDのウィンド開口部まで延在する。
車体側固定フレーム62は、基端が後述する関節部64に溶接又はかしめ等により固定され、先端が回転体622に装着される、金属製丸棒又はパイプ等からなるフレーム621と、フレーム621を支持するとともに下端がサイドシルB9のインナパネルに形成された孔に挿通される回転体622と、この回転体622を回転可能に支持し、ドア開口部B2のサイドシルB9に載置される回転規制体623とを含んで構成されている。すなわち、回転規制体623は、図5A〜図5Cに示すように、断面L字状のアングル材からなり、サイドシルB9の上面に載置されることにより、自身の回転は規制されている。これに対して回転体622は、回転規制体623に回転可能に支持され、その下端がサイドシルB9のインナパネルに形成された孔に挿通され、サイドドアDの開閉にともなってフレーム621が移動し、これにより回転体622は回転する。
関節部64は、図5Dに示すように、固定部641、回転部642、カム板643、逆回転規制爪644、回転軸645、揺動軸646及びねじりコイルばね647を備える。固定部641の一端は、ドア側固定フレーム61の基端部611に溶接又はかしめ等により取り付けられている。回転部642は、車体側固定フレーム62のフレーム621の端部に溶接又はかしめ等により取り付けられている。回転部642は、固定部641に回転軸645を介して軸支され、すなわち回転軸645を中心に固定部641に対して相対的に回転可能に固定部641に支持されている。
以下、図5Cに示す回転部642の固定部641に対する相対的な開き角度θが減少する方向Rへの回転部642の回転方向、すなわちサイドドアDが閉じる方向を、回転部642の「正回転方向R」という。一方、その逆方向である回転部642の開き角度θが増加する方向Lへの回転部642の回転方向、すなわちサイドドアDが開く方向を、回転部642の「逆回転方向L」という。
固定部641には、互いに離間して対向する一対の略円形状の軸受け板641a,641aが設けられる一方で、回転部642には、互いに離間して対向する一対のラチェット板642a,642aが設けられている。ラチェット板642a,642aの外周縁部には、複数(本例では2対)のラチェット歯642bが所定のピッチで周方向に並んで形成されている。これらのラチェット歯642bは、回転部642の固定部641に対する開き角度θが、サイドドアDを閉塞した状態の角度と、サイドドアDを開いた状態の角度とにおいて、複数の開き角度位置で逆回転規制爪644と係合され得るピッチで形成されている。なお本実施形態において、ラチェット歯642bの個数、すなわち回転部642の開き角度θ(サイドドアDの開き角度)を調節可能な段数は、特に限定されるものではなく、例えばその中間に一又は複数個(段)設けてもよい。
回転部642のラチェット板642a,642a間の上下両端部には、それぞれカム板643の第1凸部643a及び第2凸部643bに当接する第1当接部642c及び第2当接部642dが一体に設けられている。そして、図5Dに示すように、回転部642のラチェット板642a,642aが固定部641の軸受け板641a,641aの間に配置され、この状態で、軸受け板641a,641aの中心部及びラチェット板642a,642aの中心部にそれぞれ設けられた軸孔に、リベットからなる回転軸645が挿通され、抜けないように固定される。これにより、回転部642は、回転軸645を介して固定部641に対して相対的に回転可能に軸支されることになる。さらにこのとき、回転部642のラチェット板642a,642aの間には、カム板643が配置され、この状態で、カム板643の中央部に設けられた軸孔内に回転軸645が挿通される。これにより、カム板643が回転部642と同様に回転軸645を介して固定部641に対して相対的に回転可能に軸支されることになる。
固定部641の軸受け板641a,641aの間には、回転部642の逆回転(サイドドアDが開く方向)を規制する逆回転規制爪644が配置され、この状態で、軸受け板641a,641aに設けられた軸孔と、逆回転規制爪644の軸孔とに、リベットからなる揺動軸646が挿通され、抜けないように固定される。これにより、逆回転規制爪644が揺動軸646を介して固定部641に揺動可能に軸支されることになる。逆回転規制爪644の先端には、ラチェット板642a,642aのラチェット歯642bに係合する2個の爪片644a,644aが形成されている。また逆回転規制爪644は、揺動軸646に取り付けられたねじりコイルばね647により、時計回り、つまりラチェット歯642b,642bに係合する方向に回転付勢されている。
そして、逆回転規制爪644が、揺動軸646を中心に、図5Dの時計周りに揺動した場合には、爪片644a,644aが互いに隣接する2個のラチェット歯642b,642bに同時に係合し、これにより回転部642の逆回転方向Lへの回転(即ち逆回転、サイドドアDが開く方向)が規制される。一方において、逆回転規制爪644が反時計周りに揺動した場合には、爪片644a,644aは、ラチェット歯642b,642bから同時に離脱し、これにより回転部642の逆回転方向Lへの回転(逆回転、サイドドアDが開く方向)が許容されるように構成されている。ただし、逆回転規制爪644の爪片644aがラチェット歯642bに係合した状態では、上述したように回転部642の逆回転方向L(サイドドアDが開く方向)への回転が規制されてるが、この状態から回転部642が正回転方向R(サイドドアDが閉じる方向)へ回転しようとした際には、ラチェット歯642bに爪片644aがねじりコイルばね647の付勢力に抗して離脱方向に押され、これによりラチェット歯642bとの係合が解除されることになる。
図5Dに示すように、カム板643における逆回転規制爪644に対向する側の略半周縁部には、回転部642の第1当接部642c及び第2当接部642dにそれぞれ当接する第1凸部643a及び第2凸部643bと、爪片644aのラチェット歯642bへの係合を許容するための周縁凹部643cと、爪片644aのラチェット歯642bへの係合を規制するようにラチェット板642aよりも僅かに大きな円弧状に形成された周縁凸部643dと、周縁凹部643cから周縁凸部643dにかけて傾斜状に形成された案内部643eと、が設けられている。
このように構成された関節部64において、図5Dに示すように、回転部642が固定部641に対して開いた状態では、逆回転規制爪644の爪片644aがカム板643の周縁凹部643c内に配置されることにより、逆回転規制爪644がねじりコイルばね647の付勢力により係合方向に付勢されて爪片644aがラチェット歯642bに係合する。これにより、回転部642の開き角度θが増大する方向、すなわち回転部642の逆回転方向L(サイドドアDが開く方向)への回転が規制される。この状態から、回転部642を、開き角度θが減少する方向、即ち正回転方向R(サイドドアDが閉じる方向)へ回転させると、ラチェット歯642bにより爪片644aがねじりコイルばね647の付勢力に抗して離脱方向に押されて、爪片644aがラチェット歯642bを乗り越えたのち、爪片644aがねじりコイルばね647の付勢力により次段のラチェット歯642bに係合する。これにより、回転部642の逆回転方向L(サイドドアDが開く方向)への回転が再度規制される。このようにして、逆回転規制爪644の爪片644aが2対のラチェット歯642bへと順送りされることにより、回転部642の正回転方向Rへの回転(正回転,サイドドアDが閉じる方向)が許容され、一方、爪片644aがラチェット歯642bに係合することにより、回転部642の逆回転方向Lへの回転(逆回転,サイドドアDが開く方向)が規制される。つまり、ドア開閉維持部材60の操作棒63を把持して、サイドドアDを閉じる方向に押すことにより、サイドドアDが開放した状態から閉塞した状態になる。
一方、本例の関節部64において、回転部642の逆回転方向L(サイドドアDが開く方向)への回転について規制を解除する操作、即ち回転部642の逆回転規制解除操作は、次のように行われる。まず、回転部642の開き角度θが所定の規制解除角度未満になるまで回転部642を大きく正回転(サイドドアDが閉じる方向)させる。この正回転操作の途中で、回転部642の第1当接部642cがカム板643の第1凸部643aに当接して、カム板643が回転部642と一緒に正回転する。この正回転動作に伴い、逆回転規制爪644の爪片644aがねじりコイルばね647の付勢力に抗してカム板643の案内部643eに沿って離脱方向へ押されていき、これにより周縁凸部643dに乗り上げた状態になる。こうして爪片644aのラチェット歯642bとの係合が解除された状態に保持され、すなわち回転部642の逆回転方向L(サイドドアDが開く方向)への回転の規制が解除された状態に保持される。したがって、この状態では、回転部642は逆回転方向Lへの回転が許容されている。そして、回転部642の逆回転方向Lへの回転の規制を解除した状態のままで、回転部642を逆回転させると、回転部642の第2当接部642dがカム板643の第2凸部643bに当接して、カム板643が回転部642と一緒に逆回転する。回転部642をその開き角度θが最大開き角度になるまで回転させると、この状態では、カム板643の第2凸部643bが回転部642の第2当接部642dに押されることでカム板643は逆回転されている。そのため、逆回転規制爪644の爪片644aがカム板643の周縁凸部643dから案内部643eを通って周縁凹部643cの内側に配置される。これにより、爪片644aがラチェット歯642bに係合し、回転部642の逆回転方向L(サイドドアDが開く方向)への回転が規制されることになる。
要するに、図3B及び図4A(又は図4C)に示す第2炉体122においては、サイドドアD1,D2を全開又はそれに近い角度で開いた状態とするが、この状態はドア開閉維持部材60の関節部64の角度θが大きい場合に相当する。これに対して、図3B及び図4Bに示す第1炉体121においては、サイドドアD1,D2を全閉に近い角度で僅かに開いた状態とするが、この状態はドア開閉維持部材60の関節部64の角度θが小さい場合に相当する。図3Bの左側の上り傾斜部11では、サイドドアD1,D2は全閉に近い角度で僅かに開いた状態とされているので、全開方向への回転が規制されているが、この状態からさらにサイドドアD1,D2を閉じる方向(θが減少する方向)へ移動させると、上述したとおり関節部64の逆回転方向の規制が解除される。そして、そのままサイドドアD1,D2を全開方向(θが増加する方向)へ開くと、図3Bの第2炉体122に示すようにサイドドアD1,D2が全開又はそれに近い角度で開いた状態に維持される。これに対して、図3Bの第2炉体122では、サイドドアD1,D2は全開又はこれに近い角度で開いた状態とされており、上述したとおり関節部64は正回転方向に対しては回転が許容されている。したがって、第2炉体122の終端においてサイドドアD1,D2を閉じる場合は、そのままサイドドアD1,D2を閉じる方向へ押せば、全閉に近い角度で僅かに開いた状態に維持される。
こうしたサイドドアD1,D2の開放操作及び閉塞操作を行うために、図3Bに示すように、第2炉体122の始端と終端の左右それぞれにドア開閉機構70が設置されている。本実施形態のドア開閉機構70は、第2炉体122の始端(その前の上り傾斜部11の終端でもよい)に設置されたドア開放機構71と、第2炉体の終端に設置されたドア閉塞機構72と、図示を省略するが自動車ボディBがドア開放機構71及びドア閉塞機構72に到着したことをそれぞれ検出するリミットスイッチなどを含む。
ドア開放機構71は、図5Bに示すように、ドア開閉維持部材60の操作棒63を把持するアーム711(先端に操作棒63を把持するハンド713を有する)と、このアーム711を前後に駆動する駆動部712とを含んで構成されている。上述したとおり、サイドドアD1,D2が閉じた状態から開く場合は、一旦サイドドアD1,D2を閉じる方向へ移動したのち開く方向へ移動させるので、駆動部712は、アーム711にこの動作を行わせるものであればよい。そして、リミットスイッチなどにより自動車ボディBがドア開放機構71の所定位置に到着したことを検知したら、駆動部712は、アーム711を前進→操作棒63を把持→閉じる方向へ前進→全開又はこれに近い開度まで後退→操作棒63の把持を解除→原位置まで後退という動作を行わせる。このような駆動部712は、ロボットや専用駆動装置で対応することができる。
これに対して、ドア閉塞機構72は、図5Bに符号を括弧書きで示すように、ドア開閉維持部材60の操作棒63を把持するアーム721(先端に操作棒63を把持するハンド723を有する)と、このアーム721を前後に駆動する駆動部722とを含んで構成されている。上述したとおり、サイドドアD1,D2が開いた状態から閉じる場合は、そのままサイドドアD1,D2を閉じる方向へ移動すればよいので、駆動部722は、アーム711にこの動作を行わせるものであればよい。そして、リミットスイッチなどにより自動車ボディBがドア閉塞機構72の所定位置に到着したことを検知したら、駆動部722は、アーム721を前進→操作棒63を把持→閉じる方向へ全閉に近い開度まで前進→操作棒63の把持を解除→原位置まで後退という動作を行わせる。このような駆動部722は、ロボットや専用駆動装置で対応することができる。
図6は、本発明の他の実施の形態に係る上塗り塗装乾燥装置の概略構成を示す側面図である。なお、図6における4A−4A線に沿う断面は、図4Aに示す構造と同一の構造とされ、4B−4B線に沿う断面は、図4Bに示す構造と同一の構造とされている。上述した図3A及び図3Bに示す実施形態の上塗り塗装乾燥装置1では、高床部12の上流の始端に第2炉体122を設けたが、本発明の塗装乾燥方法は、少なくとも高床部12の何れかに第2炉体122を設ければよい。たとえば、図6に示す他の実施形態の上塗り塗装乾燥装置1は、高床部12の上流の始端には第1炉体121を設け、これに続けて第2炉体122を設けた例である。このような他の実施形態の上塗り塗装乾燥装置1によっても、図3A及び図3Bに示す上塗り塗装乾燥装置1と同様に、サイドドアDを開いた状態での乾燥と、閉じた状態での乾燥を実現することができる。またこれに代えて、図7に示すさらに他の実施形態の上塗り塗装乾燥装置1は、高床部12の上流側には第1炉体121を設け、下流側に第2炉体122を設けた例である。このようなさらに他の実施形態の上塗り塗装乾燥装置1によっても、図3A及び図3Bに示す上塗り塗装乾燥装置1と同様に、サイドドアDを開いた状態での乾燥と、閉じた状態での乾燥を実現することができる。またこれに代えて、図8に示すさらに他の実施形態の上塗り塗装乾燥装置1は、全ての高床部12を幅広の第2炉体122とし、その上流側の昇温領域には図4A又は図4Cに示す第2熱風吹出口26を設け、下流側の外板昇温及び温度保持領域には図4Bに示す第1熱風吹出口25を設けた例である。このようなさらに他の実施形態の上塗り塗装乾燥装置1によっても、図3A及び図3Bに示す上塗り塗装乾燥装置1と同様に、サイドドアDを開いた状態での乾燥を実現することができる。
本実施形態の上塗り塗装乾燥装置1及び上塗り乾燥方法によれば、以下の作用効果を奏する。
(1)自動車ボディBは、その構造上、熱風が当たり易い部位と当たり難い部位を含んで構成されることが殆どである。たとえば、サイドドアDのヒンジH1,H2の近傍の狭隘部N1、N2は、サイドドアDを閉じた状態で上塗り塗装乾燥装置1へ流しても、熱風が廻り込み難く、昇温し難い。これに対して、サイドドアDのアウタパネルなどの外板部は、熱風が直接吹き付けられ易く、昇温し易い。このため、上塗り塗装乾燥装置1の熱風温度や通過時間などの設定条件を、昇温し難い狭隘部N1,N2の塗布面に合わせると、昇温し易い外板部が品質保証基準を大幅に超えて無駄なエネルギが消費されるだけでなく、場合によってはオーバーベークが生じ、却って塗膜品質を低下させるおそれもある。かと言って、上塗り塗装乾燥装置1の熱風温度や通過時間などの設定条件を、昇温し易い外板部に合わせると、狭隘部N1,N2の塗膜の乾燥条件が品質保証基準を満たさず、いわゆる焼き甘が生じて、塗膜性能の低下や塗膜剥がれが生じるおそれがある。本実施形態では、サイドドアDが開いた状態で搬送される第2炉体122において、相対的に昇温し難い狭隘部N1,N2の塗布面に向かって熱風を局所的に吹き付けることで、自動車ボディBの塗膜全域に亘る乾燥条件の均一化を図ることができ、塗膜品質だけでなく省エネルギも実現することができる。
(2)特にこの局所的に熱風を吹き付ける際に、狭隘部N1,N2の塗布面に形成された凹部B14に熱風が当たることによって乱流が発生し、これにより熱風の流れがより一層促進されることになる。また、直径が3mm〜5mm、深さが0.1mm〜0.3mmの凹部とすることで、乱流の発生機能のみならず、塗料が充分に塗布され、スケなどの塗装不具合を抑制することができる。
上記熱風給気装置20が本発明の熱風生成供給手段に相当する。
PRL…プレス成形ライン
WL…車体組立(溶接)ライン
ASL…車両組立(艤装)ライン
PL…塗装ライン
P1…下塗り工程(電着工程)
P11…電着前処理工程
P12…電着塗装工程
P13…電着乾燥工程
P2…シーリング工程
P3…中塗り工程
P31…中塗り塗装工程
P32…中塗り乾燥工程
P4…水研工程
P41…水研乾燥工程
P5…上塗り工程
P51…上塗り塗装工程
P52…上塗り乾燥工程
P6…塗完検査工程
P7…中塗り・上塗り工程
P71…中塗り・上塗り塗装工程
P72…中塗り・上塗り乾燥工程
D/L…ドロップリフタ
B…ボディシェル(被塗物)
B1…ボディシェル本体
B2…フロントドア開口部
B3…リヤドア開口部
B4…フロントピラー
B5…センターピラー
B6…フロントアンダボディ
B7…リヤアンダボディ
B8…ルーフサイドレール
B9…サイドシル
B10…リヤピラー
B11…フロントフェンダ
B12…リヤフェンダ
B13…ルーフ
B14…凹部
F…フード
T…トランクリッド
D…サイドドア
D1…フロントドア
H1(H)…ヒンジ
H11,H12…ヒンジブラケット
H13…ヒンジピン
D2…リヤドア
H2(H)…ヒンジ
H21,H22…ヒンジブラケット
H23…ヒンジピン
N1,N2…狭隘部
W1…サイドドアを閉じた状態の車幅
W2…サイドドアを開いた状態の車幅
1…上塗り塗装乾燥装置
10…乾燥炉本体
11…入口側の上り傾斜部
12…高床部
121…第1炉体
122…第2炉体
123…傾斜面
13…出口側の下り傾斜部
14…天井面
15…側面
16…床面
20…熱風給気装置
21…給気ファン
22…給気フィルタ
23…バーナ
24…給気ダクト
25…第1熱風吹出口
26…第2熱風吹出口
261…吹出口
262,262a,262b…軸体
263…支持体
264…基部
265…第1駆動部
266…第2駆動部
267…制御部
30…排気装置
31…排気ファン
32…排気フィルタ
33…排気ダクト
34…排気吸込み口
40…搬送コンベア
41…レール
42…下り傾斜
43…上り傾斜
50…塗装台車
51…基台
52…フロントアタッチメント
53…リヤアタッチメント
54…車輪
60…ドア開閉維持部材
61…ドア側固定フレーム
611…基端部
612…先端部
62…車体側固定フレーム
621…フレーム
622…回転体
623…回転規制体
63…操作棒
64…関節部
641…固定部
641a…軸受け板
642…回転部
642a…ラチェット板
642b…ラチェット歯
642c…第1当接部
642d…第2当接部
643…カム板
643a…第1凸部
643b…第2凸部
643c…周縁凹部
643d…周縁凸部
643e…案内部
644…逆回転規制爪
644a…爪片
645…回転軸
646…揺動軸
647…ねじりコイルばね
70…ドア開閉機構
71…ドア開放機構
711…アーム
712…駆動部
713…ハンド
72…ドア閉塞機構
721…アーム
722…駆動部
723…ハンド

Claims (2)

  1. 乾燥炉本体と、前記乾燥炉本体内に熱風を供給する熱風生成供給手段とを備える塗装乾燥装置を用いて、
    外板部と狭隘部とを含む自動車ボディを搬送しながら、前記自動車ボディに塗布したウェット塗膜を乾燥する塗装乾燥方法であって、
    前記狭隘部の塗布面に複数の凹部を形成した自動車ボディを準備する工程と、
    すくなくとも前記狭隘部に向かって熱風を吹き付け、前記狭隘部に塗布された塗膜を局所的に乾燥する局所乾燥工程と、を含み、
    前記凹部は、直径が3mm〜5mm、深さが0.1mm〜0.3mmである塗装乾燥方法。
  2. 前記自動車ボディは、ボディシェル本体にヒンジを介して蓋物部品が装着され、
    前記狭隘部は、前記ヒンジの近傍の前記ボディシェル本体と前記蓋物部品との塗布面を含むとともに、当該塗布面に前記凹部が形成され、
    少なくとも前記局所乾燥工程において、前記自動車ボディは、前記蓋物部品を開いた状態で搬送されるとともに、前記蓋物部品が開いた状態の前記ヒンジの近傍の前記塗布面に塗布されたウェット塗膜に向かって熱風を吹き付ける請求項1に記載の塗装乾燥方法。
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