JPH05505648A - エンジンを塗装する方法 - 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】 エンジンを塗装する方法 技術分野 本発明は、一般的には電気塗装プロセスによるエンジンを塗装する方法に関し、 より具体的には、エンジンの予め選定された部品を組立て及び塗装に先行して非 電導性のセラミンク材料で被覆するプロセスに関する。

技術的費景 電気塗装は、帯電させた粒子を、その粒子の電荷とは反対の極の電荷を持つ塗料 の浴に浸漬することにより、塗装するための良く知られたプロセスである。この 塗装プロセスでは、９０％あるいはそれ以上の塗料が工作物に接着する。また、 電気塗装プロセスにより塗布された塗料被覆は非常に均一な膜特性を存し、その 厚さを正確に制御できる。さらに、この塗装膜には、実際上、流れ（ｒｕｎｓ） 、だれ（ｓａｇｓ）または裂は傷（ｔｅａｒｓ）がない。

しかし、数多の理由から、電気塗装プロセスは、そのプロセスが鋭い端部、先端 、そして、隠れる部分またはそうではなくとも届がない外表面を有する工作物を 完全に被覆するためにとりわけ効果的であるにも拘らず、これまでは組み立てた エンジンを塗装するためには用いられていなかった。第一に、組み立てられたエ ンジンには、排気マニホールド及びターボチャージャー容器のような、エンジン の作動時に非常に高温になる表面部分がある。もしこれらの表面部分が塗料で被 覆されると、その塗料は作動時に、煙及び好ましくない電気を出しながら、焼は 散ってしまうであろう。塗装の焼は散りを回避するためには、引き続いて高い作 動温度にさらされるような表面部分を、注意深くマスキングするか、または、重 装後にその表面部分を剥く必要がある。これらの作業はいずれも労働集約的で、 かつ、制御が困難である。

流体塗料の浴の中に工作物を沈めること：、ｔ、電気被覆プロセスには不可欠の ステップであるが、この沈めることにより、効果的なマスキングあるいは後続す る剥ぎ取りのような必要な作業がより困難なものとなる。さらに、電気被覆プロ セスにより塗布された塗料は優れて浸透性があり、ガスケント、シール、ベアリ ングそしてエンジンの開口部を覆う一時的なカバーに容易に流れ込んでしまうこ ともある。これは勿論非常に不都合なことであり、エンジンを甚だしく損傷しか ねない。

本発明は、上記のような問題を解消することを目的とする。即ち、組み立てられ たエンジンを塗装する、効率的で経済的なプロセスを得ることが望まれる。また 、上記組み立てられたエンジンの予め選定された部品が、塗装プロセス実施中に 塗料で被覆されないような、そしてさらに、エンジンに内部空間及び通路に塗料 が入り込まないようなプロセスを得ることが望まれる。

発明の開示 本発明の特色によれば、内部空間及び通路を持つエンジンを塗装する方法であっ て、その方法は、エンジンの予め選定された部品の外表面を組立てに先立って非 電導性のセラミック材料で被覆することを含む。それから、エンジンが組み立て られ、組立て後にはエンジンは電導性及び非電導性の双方の外表面部分を有する こととなる。

そのエンジンの内部空間及び通路にガスが流れ込み、これら内部空間及び通路に おけるガス圧は、予め選定された値に保たれる。そのエンジンを清浄にし、帯電 した塗料の浴に浸漬する。そのエンジンを、次いで、塗料と反対の極を有する電 荷源に結合する。帯電したエンジンを、そのエンジンの電導性の外表面部分に、 少なくとも０．０１３ｍｍ（０，０００５インチ）の厚さの塗膜を形成するのに 十分な長さの時間にわたって、反対に帯電した塗料の浴の中に保持する０次いで 、そのエンジンを上記塗料の浴から取り出し、エンジンへの電荷源を切離し、エ ンジンを濯ぐ。濯ぎ作業において、実質的に全塗料がエンジンの非電導性外表面 部分から除去される。エンジンの内部空間及び通路にかかっていた圧力を解除し 、エンジンの電導性外表面部分上に形成された塗膜を硬化する。

エンジンを塗装するこの方法のその他の構成には、表面酸化物の除去、及び予め 選定された部品の予め定められた表面に、磁器材料エナメル被覆を施すことに先 立って、その予め選定された部品を清浄にすることとが含まれる。乾燥後、その 予め選定された部品を磁器材料エナメル被覆を溶融するのに十分な温度で十分な 時間にわたり加熱する。

図面のＰｉ！車な説明 図面は、本発明を具体化したプロセスの主要なステップを示すブウロンク図であ る。

本発明の最良の実施Ｂ様 本発明の好ましい実施例によるエンジンを塗装する方法の主要なステップを、図 面にブロック形式で示した。その方法は、最初にエンジンの少なくとも一つの予 め選定された部品の外表面部分に非電導性セラミック被覆を施すことを含み、そ れば、図中１０で示すとおりである。好ましくは非電導性セラミック被覆は、磁 器材料エナメルをそのエンジンの少なくとも、排気系部品、例えばｔＪＦＺマニ ホールドまたはターボチャージャー容器のようなものの外表面部分、に施したも のである。

被覆されるべき予め選定された部品の表面は、セラミンク被覆の付着に先立って 用意し、清浄にしておかなければならない。特に、磁器材料により被覆されるべ き表面を実質的に酸化物及び脂分または油分がないようにすることが大切である １本発明の好ましい実施例においては、予め選定された部品は、コンベアで、グ リッドプラスター（ｇｒｉｔ　ｂｌａｓｔｅｒ）を通して運ばれるが、そのプラ スターでは小さな研磨粒子が磁器材料被覆を受ける物体として予め選定された部 品の表面に圧力の下でぶつけられる。より効果を高くするには、研摩グリッドは 予め選定された部品の内外両表面にぶつけてもよい。

不都合な表面酸化物は除去された後、予め選定された部品は必要であれば、手拭 きまたは圧力ニアジェットによってさらに掃除され、上記予め定められた表面部 分から実質的に全ての有害な異物を除去する。それの代わりに、もし必要であれ ば、その予め選定された部品は、蒸気脱脂、洗浄液浸漬、その他の手段により清 浄にしてもよ磁器材料エナメル被覆は、磁器材料エナメルの液状粘土が入ってい るタンクの中で、予め選定された部品における準備ができている予め定められた 表面に施されるのが好ましい、予め選定された部品であって、組立ての際に、隣 接するエンジン部品群の対になる表面部分に結合されるような部品の表面を被覆 することは意識して回避しなければならない、このような表面はセラミック被覆 の施工に先立ってマスキングされるべきである。

エナメル被覆が浸漬により施されるときは、予め選定された部品の内外両表面は 、同時に被覆される方が効果が高い。待に、エンジンのターボチャージャー容器 及び排気マニホールドのような排気系部品において、内外両表面に被覆すること が望ましい、これらの外表面部分にセラミンク被覆を施すと非電導性被覆が形成 され、その被覆により次の電気被覆プロセス中に塗膜がその上に形成されること が防止され、高度に望ましい表面仕上がりが得られ、加えて、これらの高い作動 温度部品が、後に起こる酸化から保護される。このような部品の内表面に形成さ れたセラミンク被覆は、それで、内部の排気通路の酸化と腐食を防止し、また、 効果的な遮熱被覆となって、エンジンの作動効率を高めることができる。

磁器材料エナメルの付着の後、被覆を乾燥する。それは、その部品を高温循環気 室中に通して行うことが好ましい、そして、被覆は一定の温度にまで加熱され、 その磁器材料エナメルの被覆を溶融するのに十分な時間にわたってその温度に維 持される。

本発明の実施例において、ターボチャージャー容器及び排気マニホールドは、浸 漬により、鋳鉄の、磁器材料エナメルの液状粘土中で？Ｉ！覆した。これらの部 品の内外両表面が被覆された。浸漬後ターボチャージャー容器及び排気マニホー ルドを高温空気で乾燥し、次いで約７６０℃（１４００°Ｆ）の温度に加熱した 炉中に設置し、約０．５時間にわたってその炉中に保持した。その他の方法とし て、磁器材料被覆を強化ランプ、電磁気エネルギー源、その他の加熱手段によっ て得られる加熱で溶融することもできる。

予め選定されたエンジン部品の塗装に先立って施すのに通している、その他の非 電導性セラミック被覆としては、屈折ガラス及び、酸化物または非酸化物の両種 のセラミックが含まれる。被覆は、浸漬の他に、炎またはプラズマスプレーでも 施すことができる。

予め選定されたエンジン部品の少なくとも外表面部分に非電導性セラミンク被覆 を施した後、エンジンが組立てられる。それはプロセスフロー図中のブロック１ ２に示したとおりである。組立てられたエンジンは、いくつもの個々の部品を含 み、それらのいくつかの表面部分は被覆されていないで；導性であり、それ以外 の部品は非電導性被覆を受けるように予め選定されている。組立てエンジンは、 こうして、電導性及び非電導性の両方の外表面部分を持っている。

エンジンは、組立てたらすぐ、塗装より前にテストすることが望ましいであろう 。エンジンの予め選定された部品に施される磁器材料エナメル被覆の重要な特徴 は、エンジンをテストして、被１を劣化させずに長時間にわたって作動すること である。もし、エンジンを組立て直後にテストするなら、エンジンのオイル、ク ーラントのような流体を塗装の施工に先立ってエンジンがら抜き取る。

塗装に先立って、エンジンにおける、クランクケースオイル充填口、空気採り入 れ口、エンジン排気孔、冷却水ジャケット、そしてはずみ型開口部といったよう な開口部分にはカバーをかける。これらのカバーは一般に非電導性のプラスチッ クまたはゴム材料で作られ、通常の結合クランプにより開口部を覆って適当な位 置に保持される。

前処理及び塗装に先立って、上記のようなカバーされた開口部のような選定され たエンジン開口部に、空気経路の取り付は部品が設置される。その開口部は、開 口部に設置された取り付は部品と全てのエンジン内部空間及び通路との間に流体 が行き来するように選定される。本発明の実施例においては、５個の空気経路の 取り付は部品を、エンジンのクランクケース呼吸器、空気採り入れ口、エンジン 排気、冷却水排出、そしてはずみ車配設の開口部に各々設置している。取り付は 部品は通常、一方の端が、カバーに設けられた開口部ないし穴と一緒になるよう に取り付け、二番目のないしは他方の端には、迅速解除のエアホース部品が設け られている。ブロック１４に示すように、柔軟性のある空気経路が取り付は部品 に結合され、加圧空気の流れがその取り付は部品を通ってエンジンの内部空間及 び通路に送りこまれる。その空気のエンジンへの流れは、洗浄剤、表面処理剤、 濯ぎ水または塗料が、前処理、塗料の浴へのエンジンの浸漬、そして、仕上げの 濯ぎサイクルを通じて、エンジンの内部空間及び通路に入り込むことを回避する のに十分な圧力を与えるよに調節される。空気圧が約５　ｐｓ　ｉ　（３４ｋＰ ａ）であると、エンジンの内部への人口となるヘアリング、シール、開口部、そ の他の部分の中へ望ましくない流体が浸透するようなことを回避するのに十分で あることが分かった。

電気塗装プロセスによる塗料の付着に先立って、塗装されるべき表面部分は、汚 れ、油、その他の不都合な異物が実質的にない状態であるべきである０本発明の 好ましい実施例においては、組み立てられ、加圧されたエンジンはスプレーブー ス又はタンクの中でアルカリ洗浄される。アルカリ洗浄により洗浄した後、エン ジンを濯ぎ、次いで転換被覆をして、その次に形成される塗料被覆の耐食性と接 着性を改善する。本実施例においては、リン酸鉄被覆を施し、その後、脱イオン 水で濯いだ０通常は、前処理は、ブロック１６で示されており、約３から９ステ ージ含むが、そのステージ数は物品の始めの清浄さと最終的な塗料被覆に要求さ れる品質とに依存する。

前処理操作に続いて、塗膜をエンジンの電導性外表面部分に形成する０本発明の 好ましい実施例においては、陰極性電気塗装システムが’！ＩＩを形成するため に用いられ、そこではエンジンを電気塗装付着のために特別に処方された市販の 低温乾燥型（Ｉｏｗ　ｂａｋｅ）の陰極性電気塗装用塗料のような塗料を含むタ ンクに浸漬する。陰極性システムでは、エンジンは負に帯電され、塗料粒子は正 電荷を持つ。

エンジンはこうして、電気回路の陰極になる。

本発明の実施例においては、約３５０Ｖの負電荷がエンジンにかけられる。即ち 、エンジンと塗料の荷電用電極すなわち陽橋との電位差が約３５０■である。

電気塗装の塗膜形成ステップはプロセスフローチャートのブロック１８で示され る。このステ７プでは、エンジンを電気塗装タンク中に、塗料の表面の下方にお いて、エンジンの電導性表面部分に所望の厚さの塗膜が形成されるのに十分な時 間にわたって保持する。

上記のパラメータを用いれば、厚さ約１．　６ミル（０，０４ｍｍ）の膜は、負 に＃ｆＬだエンジンを塗料の浴中に約２１０秒保持することにより得られること が分かった。　Ｃａｔａｐｉｌｌａｒ　（登録商標）３４０６シリーズエンジン のような高性能６気筒デイーゼルエンジンは、約１６ＯＡの初期電流の引き込み を示し、それが、被覆が増大するにつれて低下し、被覆が約１．６ミル（０，０ ４ｍｍ）に達するときには約２０Ａになる。好ましくは、約０．５ミル（０，０ １３ｍｍ）に、そして望ましくは約３ミル（０，０７６ｍｍ）の厚さの被覆を形 成するのに十分な時間にわたって、エンジンを電気塗装タンクに保持する。もし エンジンをより長い時間塗料の浴に保持すれば、もっと厚い被覆を形成すること ができる。

その他の方法としては、エンジンを陽掻性電気被覆反応中で被覆し、その反応に おいてはエンジンは正に帯電され、塗料粒子は負に帯電される。

所望の電導性の表面部分に所望の厚さの塗膜を形成した後、電荷を除去し、エン ジンを塗料の浴から取り出す、エンジンの非電導性表面部分からの実質的に全て の塗料を含んでいる余分な塗料は、ブロック２０で示されているように何回かの 一連の濯ぎで除去される。

最終の濯ぎは、望ましくは、脱イオン水で行う。

濯ぎの後、加圧された空気系統を、エンジンに一時的に設置された取りつけ部品 から取り外すことにより、エンジンの内部空間及び通路の圧力を除去する。ブロ ック２２に示すように、エンジンは次いで炉の中に置かれ、そこで電導性エンジ ン表面部分に形成された塗膜が硬化される０本発明の実施例においては、エンジ ンは約１８０°Ｆ（８２°Ｃ）に加熱した炉の中に置き、約１時間にわたってそ の温度で炉の中に保持される。

本発明にしたがって塗装されたエンジンは、炉から取り出して先に設置した取り 付は部品とカバーとを取り外した後には、実質的に積出しまたは乗り物に搭載で きるまでになっている。塗料を剥がしたり、要所に施されたマスキング材料を注 意深く除去するための余分なステンブは必要ない、加えて、本発明の実施例で用 いられた低温乾燥型（ｌｏｗ　ｂａｋｅ）の塗料によれば、塗装に先立って、う つし絵（ｄｅｃａ　Ｉｓ）、記章（ｉｎｓｉｇｎｉａ）、そしてオイル及び／又 は燃料フィルターをエンジンに設けることができる。もし塗装前に施されれば、 うつし絵及び記章は非電導性の膜材料に具合良く刻み付けることができる。さら に、電気塗装プロセスの間に、前塗装されたオイル及び燃料フィルター缶に塗膜 が形成されることはない。

産業上の利用分野 本発明のプロセスの実施例に従って塗装されたエンジンは、優れた仕上げと外観 をもっている。さらに、エンジンの高温排気系部品は塗料が付着していないので 、初期作動中に塗料が焼は散ることない、この点は、乗り物製造施設における、 組立てられた乗り物の初期テストにおいて、高度に望ましいことであり、室内発 電装置及び海洋施設のような閉鎖された運転環境において特に有用である。

上記のとおり、エンジンの高温作動部品へ磁器材料エナメルを被覆すると、又、 優れて酸化及び腐食を防止でき、それにより、これらの部品の使用寿命を延ばす ことになる。また、磁器材料エナメルは、鋳鉄、鋼鉄あるいはアルミニウムのよ うな種々の基体材料の熱膨張特性に適合するようにされたいくつもの組成で人手 できる。熱膨張特性が正しく適合していると、Ｍ！器材料を被覆した部品は優れ た耐衝讐性を有し、外観及び断熱特性を維持することができる。

さらに、磁器材料エナメル被覆を高温作動部品の内表面にも施すと、内面の錆が 実質的になくなり、それにより、錆があれば続いて起こる、タービンブレード、 触媒コンバータあるいは粒子トラップのような、下流系統の部品に対する損傷を 防止することができる。

この発明のその他の目的及び効果は、図面、開示、及び特許請求の範囲を研究す ることにより理解できる。

要約書 エンジンを電気塗装プロセスにより塗装する方法であって、エンジンにおける予 め選定された部品に非電導性セラミンク材料を、組立て（１２）に先立って、被 覆すること（１０）、及び、そのエンジンを、荷電した塗料の浴に浸漬する（１ ８）前に、加圧する（１４）ことを含む方法。この方法は、エンジンの高温排気 系部品の類である予め選定された部品に塗料が付着することを回避するためには 、特に有用である。これにより、予め選定された部品に断熱性、かつ、耐食性の 被覆を与え、そして、次のエンジン作動の間における不都合な塗料の焼は散りを 回避することができる。

国際調査報告

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．内部空間及び通路を持つエンジンを塗装する方法であって：組立に先立って 、上記エンジンの少なくともひとつの予め選定された部品の外表面に非電導性セ ラミック被覆を施すこと；上記エンジンを組み立てることであって、上記エンジ ンは組立て後に電導性及び非電導性の双方の外表面部分をもっていること；上記 エンジンの上記内部空間及び通路内にガス流を当てること；上記内部空間及び通 路におけるそのガスの圧力を予め選定された値に保持すること； 上記エンジンを清浄にすること； 上記エンジンを塗料の浴に浸漬すること；上記エンジンを予め定められた極を持 つ電荷源に結合すること；上記浴の中の塗料に上記エンジンの電荷とは反対の極 を持つ電荷を荷電すること； 上記荷電されたエンジンを上記の反対に荷電された塗料の浴の中に、上記エンジ ンの電導性の外表面部分に少なくとも約０．０１３ｍｍ（０．０００５インチ） の厚さを持つ塗膜を形成するのに十分な時間にわたって保持すること； 上記電荷源を上記エンジンから取り外すこと：上記エンジンを上記塗料の浴から 取り出すこと；上記エンジンを濯ぎ、上記エンジンの非電導性の外表面部分から 実質的に全ての塗料を除去すること； 上記内部空間及び通路の圧力を取り除くこと；上記エンジンの電導性外表面部分 に形成された塗膜を硬化すること、 を含む方法。
2. ２．請求項しに記載のエンジンを塗装する方法であって、上記エンジンの少なく ともひとつの予め選定された部品に上記非電導性セラミック被覆を施すステップ が；上記予め選定された部品の予め定められた表面部分から表面酸化物を除去す ること； 上記予め選定された部品を清浄にすること；上記予め選定された部品の上記予め 定められた表面部分に磁器材料エナメルの被覆を施すこと； 上記の施された磁器材料エナメル被覆を乾燥すること；及び上記の被覆された予 め選定された部品を、上記磁器材料エナメル被覆を溶融するのに十分な温度で十 分な時間にわたって加熱すること、 を含む方法。
3. ３．請求項２に記載のエンジンを塗装する方法であって、予め選定された部品を 清浄にするステップが、上記部品を清浄剤を含む室内に置くこと、及び上記部品 を、上記予め選定された部品の予め定められた表面部分から実質的に全ての有害 な異物を除去するのに十分な時間にわたって上記清浄剤を接触させておくことと を含む方法。
4. ４．請求項２に記載のエンジンを塗装する方法であって、磁器材料エナメル被覆 を予め選定された部品の予め定められた表面部分に施すステップが、上記予め選 定された部品を磁器材料エナメル液状粘土を含むタンクに漬けることを含む方法 。
5. ５．請求項２に記載のエンジンを塗装する方法であって、被覆された予め選定さ れた部品を加熱するステップが、上記部品を約７６０℃（１４００°Ｆ）に加熱 された炉の中に約０．５時間にわたって置くことを含む方法。
6. ６．請求項１に記載のエンジンを塗装する方法であって、エンジンを清浄にする ステップが、リン酸塩転換被覆を上記エンジンの電導性外表面部分に形成するこ と含む方法。
7. ７．請求項１に記載のエンジンを塗装する方法であって、予め選定された部品が エンジンの排気系部品である方法。