JPH02197597A - 多段通電電着塗装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、多段通電電着塗装装置の改良に関するもので
あり、特に電着用電極板の電着防止を図る多段通電電着
塗装装置に係る。

（従来の技術） 従来、カチオン電着塗料を用いて行う電着塗装、特に自
動車用ボディの電着塗装においては、防錆性の向上を図
るため電着塗装印加電圧の高電圧化によって高膜厚の確
保を図ってきた。

しかし、高電圧印加の電着塗装では、電着塗膜のクレー
タリング現象（！４！面に凸状塗膜、ブッ、ピンホール
あるいは段付き等が発生する）が問題となった。このク
レータリング現象は、多成分系組成により構成される鋼
板に発生しやすく、特に、防錆性確保を目的として用い
られる表面処理鋼板に発生しやすい。

このクレータリング現象の発生を防止するため、塗膜形
成の初期段階では低電圧を印加し、その後、高電圧を印
加する多段通電方式が採用されており、例えば特開昭５
８−９３８９４号公報では二段通電電着塗装装置が開示
されている。

この電着装置は第４図に示すように、電着槽１０１内に
、その入槽側から出槽側に亘って一段目電極１０２およ
び二段目電極１０３ａ、　１０３ｂを配設し、−段目電
極１０２の印加電圧ｖ１を二段目電極１０３ａ、　１０
３ｂの印加電圧ｖ２より低く設定するものである。

印加電圧Ｖｌ、Ｖ２は、三相交流電源１０４をサイリス
タ等で構成した整流回路１０５ａ、　１０５ｂで整流し
て得ており、サイリスタ等の導通位相を制御することで
異なる印加電圧Ｖｌ、Ｖ２を発生させている。

各整流回路１ｏｔａ、　１０５ｂのマイナス側端子は、
それぞれパスパー１０８ａ、　１０６ｂに接続され、自
動車ボディ等の被塗物１０７は集電器１０８を介してバ
スパー１０６ａ、　１０６ｂと摺接している。また、各
バスパー１０６ａ、　１０６ｂはコンダクタ１０９を介
して電気的に接続できるよう構成されている。

電着槽１０１内には塗料１１０が満たされており、電着
槽１０１自体は接地されている。また、高電圧印加段の
バスパー１０６ｂは接地されている。なお、図中の矢印
Ａは被塗物１０７の搬送方向を示す。

第４図に示す二段通電電着装置では、−段目電極１０２
の印加電圧Ｖ１と二段目電極１０３ａ、　１０３ｂの印
加電圧ｖ２との間に第５図および第６図に示すように電
位差（Ｖ　１　＜Ｖ　２）があることから、二段目電極
１０３ａ、　１０３ｂから一段目電極１０２への電流の
流れが発生し、−段目電極１０２が徐々に電Ｒ塗装され
る。

電着塗装が行なわれると、塗装面は絶縁体となることか
ら、−段目電極１０２は電極としての機能を果たさなく
なる。このため、二段目覚１１０３ａ。

１０３ｂのみでしか電着できなくなり、通電量が不足し
て塗装膜厚が薄くなフたり、前述のクレータリング現象
が発生するという問題があった。

第５図は、コンダクタ１０９がオフ状態の場合の各電極
の電位を示したもので、−段目電極１０２と二段目電極
１０３ａ、　１０３ｂとの電位差△■１は二段目電極の
印加電圧ｖ２と一段目電極の印加電圧の差の半分（△Ｖ
１＝　（Ｖ２−Ｖｌ）／２）であり、この電圧に基づく
電流が電極板１０２に流れ込み、電極板１０２が電着塗
装される。

被塗物１０７がバスパー１０６ａからバスパー１０８ｂ
へ乗り穆る際には、コンダクタ１０６をオン状態にして
、各バスパー１０６ａ、　１０６ｂ間の電位を同一とし
ている。これはバスパー１０［１ａ、　１０６ｂ間に電
位差があると集電器１０８を介してバスパー１０８ｂと
バスパー１０６ａが短絡される時に、火花放電が発生し
て集電器１０８やバスパー１０６ａ、　１０６ｂが損傷
されるのを防止するためである。コンダクタ１０９がオ
ン状態の場合は、第６図に示すように、−段目電極１０
２と二段目電極１０３ａ、　１０３ｂとの電位差△ｖ２
は各電極への印加電圧の差（Ｖ２−Ｖｌ）となり、電極
１０２の電着塗装が促進される。

そこで、本出願人は、第７図に示すように、段目電極１
０２　（１０２ａ、　１０２ｂ）　と−段目の電極１０
５＾のプラス端子との間に、ダイオード１１１を順方向
に接続して、二段目の電源１０５Ｂから二段目電極１０
３ａ、　１０３ｂ　−塗料１１Ｏ−一段目電極１０２ａ
。

１０２ｂを経て一段目の電源ｖ１に至る電流ループをな
くすことを提案した（特開昭８２−１５８３００公報参
照）。

ダイオード１１１を挿入することで前述した高電圧側電
源ｖ２から低電圧側電源ｖ１へまわり込む電流はなくな
り、−段目電極１０２ａ、　１０２ｂが電着塗装される
量は大幅に軽減された。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、第７図に示したように、−段目電極が複
数枚の電極１０２ａ、　１０２ｂから構成されている場
合、二段目電極１０３ａ、　１０３ｂから、例えば−段
目電極１０２ｂ−一段目電極１０２ａ−バスパー１０６
ａまたはバスパー１ｏａｂというルートで電流が流れ、
−段目電極板ＩＱ２ｂまたは１０２ａが電着塗装されて
絶縁体になるという問題が残されている。

これを第８図に示す等価回路に基づいて説明する。

電源１０５＾による一段目電極１０２ａ、　１０２ｂへ
の印加電圧をＶｔ、電源１０５Ｂによる二段目電極１０
３ａ。

１０３ｂへの印加電圧をｖ２、各電極１０２ａ、　１０
２ｂ。

１０３ａ、　１０３ｂの抵抗をそれぞれＲ１，Ｒ２，Ｒ
３゜Ｒ４、被塗物１０７の抵抗をＲｂ、−段目電極１０
２ａと被塗物１０７との間の液抵抗をｒｌ、同様にもう
一方の一段目電極１０２ｂ、二段目電極１０３ａ、　１
０３ｂと被塗物１０７どの間の液抵抗をそれぞれｒ２゜
ｒ３．ｒ４とする。また、電位差のある一段目電極１０
２ａ、　１０２ｂと二段目電極１０３ａ、　１０３ｂと
の間にも電流は流れるため、例えば、−段目電極１０３
ａ。

１０３ｂに近い二段目電極１０３ａと一段目の各電極１
０３ａ、　１０３ｂとの間の液抵抗をそれぞれｒ１３゜
ｒ２３とする。

さらに、第７図に示したコンダクタ１０９がオン状態で
各電源１０５Ａ、　１０５Ｂのマイナス側端子が接続さ
れた状態、あるいは、被塗物１０７が二段目のバスパー
１０６ｂと電気的に接続された状態にある場合は、例え
ば電源１０５Ｂのプラス側からＲ３−ｒ　１３−　Ｒ１
−Ｒ２−ｒ　２−　Ｒｂを介して電源１０５Ｂのマイナ
ス側へ、あるいは電源１０５Ｂのプラス側からＲ３−ｒ
　２３−　Ｒ２−Ｒ１−ｒ　１−　Ｒｂを介して電源１
０５Ｂのマイナス側への電流ループが形成される。

このため、−段目電極１０２ａまたは１０２ｂが電着塗
装されてしまう。

そこで、本発明はこのような一段目電極を通過する不必
要な電流を阻止して、−段目電極の電着塗装を防止する
ことのできる多段通電電着塗装装置を提供するものであ
る。

（課題を解決するための手段） 前述の問題点を解決するため本発明は、複数段の電極を
備え、入槽側の電極より出槽側の電極に高電位の電圧を
印加する装置において、初段から最終段の前段までの電
極の各々に、電極電着防止用のダイオードを順方向に接
続して、このダイオードを介して電圧を印加することを
特徴とする。

（作用） 初段から最終段の前段までの各電極にそれぞれ電極電着
防止用のダイオードを設けたので、例えば、高電位側の
電極から隣接する低電位側の電極を通り、さらに電源接
続線等を介して他の低電位側の電極を経て被塗物へ至る
電流はダイオードの逆方向特性で阻止される。よって、
電極が電着塗装されることはない。

（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る二段通電電着塗装装置の構成図で
ある。

図において１は電着槽であって、電着槽１の上方には搬
送コンベア２を配設している。この搬送コンベア２はハ
ンガー３を移動自在に吊設しており、このハンガー３は
自動車ボディ等の被塗物４を支持している。

電着槽１内には、その入槽側から出槽側（第１図におい
て左から右）に亘って、−段目電極５ａ、５ｂおよび二
段目電極６ａ、６ｂ、６ｃ。

６ｄが配設されている。−段目電極５ａ、５ｂにはダイ
オードＤｌａ、Ｄｌｂのカソードがそれぞれ接続され、
ダイオードＤｌａ、Ｄｌｂのアノードは一段目用の直流
電源７のプラス端子７ａに接続されている。同様に、二
段目電極６ａ〜６ｄにはダイオードＤ２ａＮＤ２ｄがそ
れぞれ接続され、ダイオードＤ２ａ　ＮＤ２ｄのアノー
ドは二段目用の直流電源８のプラス端子８ａに接続され
ている。

一段目用の直流電源７のマイナス端子７ｂは、搬送コン
ベア２に並設された集電レール９ａへ接続されている。

同様に、二段目用の直流電源８のマイナス端子８ｂは、
集電レール９ｂへ接続されている。

ハンガー３の一部は、集電レール９ａ、９ｂに摺接され
ながら、第１図の矢印Ａで示す方向に搬送される。した
がって、被塗物４は、ハンガー３を介して集電レール９
ａ、９ｂに電気的に接続された状態となり、被塗物４が
負極として作用する構成としている。

一段目ならびに二段目用の集電レール９ａ。

９ｂ間には、コンダクタ１０が設けられ、このコンダク
タ１０をオン状態にすることで、二つの集電レール９ａ
、９ｂを電気的に接続することができる。

直流電源７の出力電圧ｖ１に対して、直流電源８の出力
電圧ｖ２は高く設定されている（Ｖ　１　＜Ｖ　２）。

また、電着４ｉＩｉ内にはカチオン電着塗料１１が満た
されている。

なお、二段目電極６８〜６ｄの各々に対して、順方向に
接続したダイオードＤ２ａ〜Ｄ２ｄは、例えば直流電源
８の出力電圧ｖ２が何らかの原因で低下した時等に、二
段目電極６ａ〜６ｄが電着塗装されるのを防止するため
のものであり、ダイオード０２ａ〜Ｄ２ｄは設けなくて
もよい。

次に、第１図の装置の作用を第２図の等価回路を参照し
ながら説明する。

第２図において、直流電源７による一段目電極５ａ、５
ｂへの印加電圧をｖｌ、直流電源８による二段目電極６
８〜６ｄへの印加電圧をｖｌ、段目ならびに二段目電極
５ａ、５ｂ、６ａ〜６ｄの抵抗をそれぞれＲ１〜Ｒ６、
被塗物４の抵抗をＲｂ、−段目電極５ａと被塗物４との
間の液抵抗をｒｌ、同様に残りの一段目電極５ｂと被塗
物との間の液抵抗をｒ２、二段目電極６ａ〜６ｄの各々
と被塗物４の間の液抵抗をそれぞれｒ３〜ｒ６とする。

第１図に示すように、ハンガー３に支持された被塗物４
は、搬送コンベア２により矢印へ方向へ搬送され、電着
槽１に入槽する。

ハンガー３は、集電レール９ａと電気的に接続されて、
−段目の電流電源７のプラス端子７ａからダイオードＤ
　１　ａ　−Ｒ１−ｒ　１−　Ｒｂ−集電レール９ａを
介して電流電源７のマイナス端子７ｂの経路あるいは、
ダイオードＤｌｂ−Ｒ２−ｒ　２−　Ｒｂ−集電レール
９ａの経路で電流が流れ、被塗物４の電着塗装が行なわ
れる。

被塗物４は搬送コンベア２により一段目電極５ａ、５ｂ
を進行する。被塗物４が集電レール９ｂに近づくと、被
塗物４の位置が図示しないリミットスイッチや光電検出
手段等により検知され、コンダクタ１０がオン状態にさ
れる。ハンガー３に支持された被塗物４が、集電レール
９ｂに完全に乗り穆ったことを図示しないリミットスイ
ッチや光電検出手段等が検知すると、コンダクタ１０は
オフ状態となる。

コンダクタ１０がオン状態で一段目と二段目の直流電源
７．８のマイナス端子７ｂ、８ｂ間が接続された状態で
あっても、−段目電極５ａ、５ｂはそれぞれ順方向に接
続されたダイオードＤｌａ、Ｄｌｂを介して低電位側の
直流電源７に接続されているので、例えば−段目電極５
ｂと隣接する二段目電極６ａから、これらの電極５ｂ。

６ａ間の液抵抗ｒ２３を介して各直流電源７．８の電位
差（Ｖ２−Ｖｌ）に基づく電流が流れることはない。同
様に、液抵抗ｒ２３を介して、直流電源８のプラス端子
８ａからダイオードＤ２ａ−Ｒ３−ｒ　２３−　Ｒ２・
・・Ｒ１−ｒ　１−　Ｒｂ−集電レール９ｂ−マイナス
端子８ｂへの廻り込み電流径路は形成されないので、−
段目電極５ａ、５ｂが電着塗装されることはない。

二段目電極６ａ〜６ｄ側へ進行した被塗物４は、直流電
源８により高電位の電圧ｖ２が印加され、ダイオードＤ
　２　ａ　ＮＤ　２　ｄ　−Ｒ３〜Ｒ６−ｒ３〜ｒ６−
Ｒｂ−集電レール９ｂの経路で電流が流れ、電圧ｖ２に
基づく電着塗装が行なわれる。

次に本発明の他の実施例を第３図に基づいて説明する。

第３図は本発明に係る三段通電電着塗装装置の構成図で
ある。

電着槽１内には、その入槽側から出槽側（第３図におい
て左から右）に亘って、−段目電極５０ａ、５０ｂ、二
段目電極６ｏａ、Ｓｏｂおよび三段目電極６５ａ、８５
ｂが配設されている。

−段目電極５０ａ、５０ｂにはダイオードＤＩＡ、Ｄ２
Ａのカソードがそれぞれ接続され、ダイオードＤＩＡ、
Ｄ２Ａのアノードは一段目用の直流電源７０のプラス端
子７０ａに接続されている。同様に、二段目電極６０ａ
、６０ｂにはダイオードＤ２Ａ、Ｄ２Ｂのカソードがそ
れぞれ接続され、ダイオードＤ２Ａ、Ｄ２Ｂのアノード
は二段目用の直流電源８０のプラス端子８０ａに接続さ
れている。三段目電極６５ａ、６５ｂはダイオード等を
介すことなく三段目用の直流電源８５のプラス端子８５
ａへ直接接続されている。なお、三段目電極６５ａ、６
５ｂとプラス端子８５ａとの間にダイオードをそれぞれ
順方向に設ける構成であってもよい。

搬送コンベア２に並設された一本の集電レール９０は、
集電レール９０の出槽側９０ａで接続線９０ｂの一端に
接続され、接続線９０ｂの他端は各直流電源７０，８０
．８５のマイナス端子７０ｂ、８０ｂ、８５ｂへ接続さ
れており、このｉｔレール９０に摺接しながら９勤する
ハンガー３を介して、ハンガー３に支持された被塗物４
が負極として作用する構成としている。

各直流電源７０，８０．８５のマイナス端子７０ｂ、８
０ｂ、８５ｂおよび電着４′！１は接地されている。電
着槽１にはカチオン電着塗料が満たされている。また、
各直流電源７０，８０．８５はそれぞれ異なる電圧ＶＬ
、ＶＭ、ＶＨを出力するもので、ＶＬ＜ＶＭ＜ＶＨとな
るよう設定されている。

以上の構成であるから、ハンガー３に支持された被塗物
４は、搬送コンベア２により矢印へ方向へ搬送され、電
着槽１に入槽するとともに、ハンガー３の一部が集電レ
ール９０と電気的に接続される。よって、被塗物４は矢
印へ方向に搬送されるにしたがい、−段目電極５０ａ、
５０ｂでは直流電源７０の印加電圧ＶＬにより、二段目
電極６０ａ、６０ｂでは直流電源８０の印加電圧ＶＭ、
そして三段目電極６５ａ、６５ｂでは直流電源８５の印
加電圧ＶＨと順次高い電圧が印加されて電着塗装が行な
われる。

最終段である三段目電極６５ａ、６５ｂより前段の電極
５０ａ、５０ｂ、Ｂｏａ、６０ｂには、高電位側ＶＨか
ら中あるいは低電位側ＶＭ、ＶＬへの電流の廻り込みを
または、中電位側ＶＭから低電位側ＶＬへの電流の廻り
込みを防止するためのダイオードＤＩＡ、ＤＩＲ，Ｄ２
Ａ、Ｄ２Ｂがそれぞれ設けられているので、これらの各
電極５０ａ、５０ｂ、６０ａ、６０ｂが電着塗装される
ことはない。また、従来の電着塗装装置のように同一電
圧を印加している複数の電極（例えばａｏｂから６０ａ
あるいは５０ｂから５０８）を経由して廻り込み電流が
流れることがないので、各電極５０ａ、５０ｂ、Ｂｏａ
、Ｓｏｂが電着塗装されることはない。

また、本実施例では、各直流電源７０，８０゜８５のマ
イナス側を共通接続したので、集電レール９０は一本の
連続したレールでよく、第１図の実施例で示したコンダ
クタ１０等を設けなくてよい。

さらに、集電レール９０の出槽側９０ａで各電源７０，
８０．８５のマイナス端子７０ｂ。

８０ｂ、８５ｂと接続しているので、電着塗装に伴なう
電流により集電レール９０に電圧降下が発生するような
場合でも、被塗物４の進行に伴ない給電レール９０上で
電圧降下を発生する部分の長さは徐々に短かくなり、給
電レール９０での降下電圧は徐々に小さな値となること
になる。したがって、被塗物４の進行に伴ない、被塗物
４と各電極５０ａ、５０ｂ、６０ａ、６０ｂ、６５ａ。

６５ｂ間に実際に印加される電圧値が減少することがな
く、被塗物４に良好な電着塗装を行なうことができる。

なお、実施例は二段および三段の多段通電電着装置につ
いて説明したが、それ以上の多段通電形の装置にも通用
可能であるし、各電圧印加段毎に設ける電極の数が任意
であっても、各電極に塗料が電着されるのを防止できる
ことは言うまでもない。

（発明の効果） 先に本出願人の開示した技術は、−段目電源と一段目電
極の間に単一のダイオードを介設するものであるため、
−段目電極が複数ある場合、複数の電極間を廻り込む電
流を遮断できなかった。

本発明は、各電圧印加段の複数の電極のそれぞれに、ダ
イオードを順方向に接続し、このダイオードを介して電
圧を印加する構成としたので、これら複数の電極間を廻
り込む電流を遮断し、もって後段の電極から前段の電極
への電流の流入を遮断するので、電極板に塗料が電着さ
れるのを防止し、被塗物に設定された条件で安定した電
着塗装を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る二段通電電着塗装装置の構成図、
第２図は第１図の装置の等価回路図、第３図は本発明に
係る三段通電電着塗装装置の構成図、第４図は従来の二
段通電電着塗装装置の構成図、第５図は第４図の装置で
コンダクタがオフ状態の場合の各電極の電位を示す説明
図、第６図は同コンダクタがオン状態の場合の各電極の
電位を示す説明図、第７図は第４図の装置を改良した二
段通電電着塗装装置の構成図、５Ｊ８図は第７図の装置
の等価回路図である。 なお、図面中、１は電着槽、２は搬送コンベア、３はハ
ンガー、４は被塗物、５ａ、５ｂ。 ５０ａ、５０ｂは一段目（初段）電極、６ａ。 ６ｂ、６ｃ、６ｄ、６０ａ、６０ｂは二段面電極、６５
ａ、６５ｂは三段目電極、７．７０は一段目用の直流電
源、８．８０は二段目用の直流電源、８５は三段目用の
直流電源、９ａ、９ｂ。 ９０は集電レール、Ｄｌａ、Ｄｌｂ、Ｄ２ａ〜Ｄ２ｄ、
ＤＩＡ、ＤＩＢ、Ｄ２Ａ、０２Ｂはダイオードである。 特　許　出　願　人　　本田技研工業株式会社代　理　
人　弁理士　　　下　　１）容−即問　　　　弁理士　
　　　大　　橋　　邦　　度量　　　弁理士　　　小　
　山　　　　有第４図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電着槽の入槽側から出槽側に亘つて複数段の電極を配設
   し、少なくとも入槽側の電極より出槽側の電極に高電位
   の電圧を印加する構成の多段通電電着塗装装置において
   、少なくとも入槽側に位置する初段電極から最終段の前
   段までの電極の各々に、電極電着防止用のダイオードを
   順方向に接続して、このダイオードを介して電圧を印加
   することを特徴とする多段通電電着塗装装置。