JPWO2016079847A1 - 塗装乾燥装置及び塗装乾燥方法 - Google Patents

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Abstract

上塗り塗装乾燥装置（１）は、連続して搬送される被塗物（Ｂ）の塗布面に塗布されたウェット塗膜を乾燥する装置であって、被塗物（Ｂ）は、自動車ボディ（Ｂ１）と、自動車ボディ（Ｂ１）の熱容量より大きい熱容量のバンパ（ＢＰ）と、を含み、上塗り塗装乾燥装置（１）は、主としてバンパ（ＢＰ）の塗布面に熱エネルギを与える熱源（Ｈ）と、熱源（Ｈ）をバンパ（ＢＰ）に移動させる多軸ロボット（ＲＡ〜ＲＤ）と、を備え、多軸ロボット（ＲＡ〜ＲＤ）は、バンパ（ＢＰ）と熱源（Ｈ）との間の間隔を所定範囲に維持するように熱源（Ｈ）を移動させる。

Description

本発明は、塗装乾燥装置及び塗装乾燥方法に関するものである。
焼付温度の異なる異種のワークが混在するラインに設けられる塗装乾燥炉において、異種のワークのそれぞれをある程度纏まって（ロット化して）送り込み、焼付温度の最も低いワークに対しては熱風循環機構により当該ワークを加熱し、それより高い焼付温度のワークに対しては、熱風循環機構と遠赤外線機構との併用により当該ワークを加熱するものが知られている（特許文献１参照）。
特開２０００−８４４６４号公報
金属製自動車ボディや樹脂製バンパ等のワークには、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、上記従来の塗装乾燥炉に対し、色合わせや生産順序の維持を目的として、金属製自動車ボディと樹脂製バンパとが近接した状態で同じ塗装台車に搭載した場合、材質（熱容量）の違いによって昇温時間が異なるので、相対的に昇温時間の長いワーク（樹脂製バンパ）に対して上述の品質保証基準を満足させるよう加熱すると、相対的に昇温時間の短いワーク（金属製自動車）に対して過熱となるおそれがあるという問題がある。
本発明が解決しようとする課題は、熱容量が異なる複数の部位を含む被塗物に塗布された塗膜の乾燥条件を満足できる塗装乾燥装置及び塗装乾燥方法を提供することである。
本発明は、主として第１の部位よりも大きい熱容量の第２の部位の塗布面に熱エネルギを与える熱源を当該第２の部位に移動させ、第２の部位と熱源との間の間隔を所定範囲に維持することで、上記課題を解決する。
本発明によれば、主として大きい熱容量の第２の部位を予備加熱することで、第１の部位の昇温時間と、当該第２の部位の昇温時間と、の差が抑制される。これにより、熱容量が異なる複数の部位のそれぞれに塗布された塗膜の所定の乾燥条件を満足することができる。
本発明に係る上塗り塗装乾燥装置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装置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被塗物を前方から見た場合の斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る被塗物を後方から見た場合の斜視図である。 本発明の一実施の形態に係るフロントバンパを示す図であり、図２ＡのIIc−IIc線に沿う断面図である。 本発明の一実施の形態に係るリヤバンパを示す図であり、図２ＢのIId−IId線に沿う断面図である。 本発明の一実施の形態に係る搬送台車に被塗物を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バンパ用フロントアタッチメントにフロントバンパを搭載した状態を示す側面透視図である。 本発明の一実施の形態に係るバンパ用フロントアタッチメントにフロントバンパを搭載した状態を示す正面透視図である。 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４Ａの平面図である。 図３Ａ，図３ＢのIV-IV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予備加熱部の概略構成を示す側面図である。 本発明の一実施の形態に係る予備加熱機構の概略構成を示す透視斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る上塗り乾燥工程Ｐ６２を示す工程図である。 本発明の一実施の形態に係る上塗り塗装乾燥装置の予備加熱部における予備加熱機構の動作（その１）を示す平面図である。 本発明の一実施の形態に係る上塗り塗装乾燥装置の予備加熱部における予備加熱機構の動作（その２）を示す平面図である。 本発明の一実施の形態に係る上塗り塗装乾燥装置の予備加熱部における予備加熱機構の動作（その３）を示す平面図である。 本発明の一実施の形態に係る上塗り塗装乾燥装置の予備加熱部における予備加熱機構の動作（その４）を示す平面図である。 本発明の一実施の形態に係る上塗り塗装乾燥装置の予備加熱部における予備加熱機構の動作（その５）を示す平面図である。 本発明の一実施の形態に係る上塗り塗装乾燥装置の予備加熱部における予備加熱機構の動作（その６）を示す平面図である。 本発明の一実施の形態に係る上塗り塗装乾燥装置の予備加熱部における予備加熱機構の動作（その７）を示す平面図である。 本発明の一実施の形態に係る上塗り塗装乾燥装置の予備加熱部における予備加熱機構の動作（その８）を示す平面図である。
以下の実施形態では、本発明の塗装乾燥装置及び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、本発明の塗装乾燥装置及び塗装乾燥方法は、上塗り塗装乾燥装置以外にも、中塗塗装乾燥装置、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に搭載された被塗物Ｂを搬送しながら、当該被塗物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、被塗物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Ｂ１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Ｂ２（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Ｂ２に対して、予め組み立てられたフードＦ、サイドドアＤ１，Ｄ２、バックドアＢＤ（又はトランクリッド）等の蓋物部品を、ヒンジを介して装着する。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。
また、上記自動車の製造ラインは、上述の４つのラインの他に、樹脂部材成形ラインを備える。樹脂部材成形ラインでは、バンパ、エアスポイラ、ドアミラーカバー、フロントグリル、各種フィニッシャ及びドアの留め具等の樹脂部材を射出成形やプレス成形等によって成形し、仕上がった樹脂部材を水洗、乾燥した後に、導電性プライマ等を樹脂部材に塗布する下地処理が行われる。
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装置及び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、本発明の塗装乾燥装置及び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装置及び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、搭載工程Ｐ５と、上塗り工程Ｐ６と、塗完検査工程Ｐ７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、搭載工程Ｐ５と、中塗り・上塗り工程Ｐ８と、塗完検査工程Ｐ７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Ｐ６１という２つの工程が、図１Ｂの中塗り・上塗り塗装工程Ｐ８１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Ｐ６２という２つの工程が、図１Ｂの中塗り・上塗り乾燥工程Ｐ８２という一つの工程で行われる。図１Ｂの中塗り・上塗り工程Ｐ８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Ｂ１（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Ｂ１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Ｂ１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Ｂ１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。吸着した表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Ｂ１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Ｂ１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Ｂ１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Ｂ１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Ｂ１（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Ｂ１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Ｂ１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Ｂ１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Ｂ１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Ｂ１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Ｂ１は、ドロップリフタＤ／Ｌにより塗装台車５０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。本実施形態の塗装台車５０については、後に詳細に説明する。
電着乾燥工程Ｐ１３では、塗装台車５０に搭載された自動車ボディＢ１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Ｂ１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Ｂ１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おいて、上流側及び下流側とは、自動車ボディＢ１（被塗物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Ｂ１（被塗物Ｂ）を前向きに搬送するというのは、自動車ボディＢ１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Ｂ１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Ｂ１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Ｐ７においては、自動車ボディＢ１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Ｂ１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Ｂ１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Ｂ１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・バックドア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・バックドアアウタ（又はトランクリッドアウタ）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Ｂ１が中塗り乾燥装置に搬送される。そして、未乾燥の中塗り塗膜が、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Ｂ１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Ｂ１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Ｂ１が搬送され、清浄な水と研磨材を用いて自動車ボディＢ１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Ｂ１に付着した水分を乾燥させる。
図１Ａの塗装ラインＰＬの搭載工程Ｐ５では、上述の樹脂部材成形ラインにおいて成形された樹脂部材（本実施形態では、バンパＢＰ）が自動車ボディＢ１を搬送する塗装台車５０に搭載される。下地処理まで完了したバンパＢＰは、後の上塗り工程Ｐ６において、自動車ボディＢ１と合わせて仕上げ塗装（上塗り塗装）が行われる。なお、バンパＢＰについては、後に詳細に説明する。
図１Ａの塗装ラインＰＬの上塗り工程Ｐ６は、上塗り塗装工程Ｐ６１と、上塗り乾燥工程Ｐ６２とを備える。上塗り塗装工程Ｐ６１では、水研工程Ｐ４及び水研乾燥工程Ｐ４１を通過した自動車ボディＢ１とバンパＢＰとを含む被塗物Ｂが搬送される。そして、上塗りブース内で、被塗物Ｂの被塗面（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、被塗物Ｂの被塗面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。
本実施形態の被塗物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被塗物Ｂに塗布するが、特にこれに限定されない。例えば、被塗物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Ｐ６２では、上塗りブースにおいて上塗り塗料が塗布された被塗物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Ｐ６２では、被塗物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Ｐ６２の具体的構成については、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。被塗物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Ｐ７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Ｐ６に代えて、中塗り・上塗り工程Ｐ８が設けられている。この実施形態の中塗り・上塗り工程Ｐ８は、中塗り・上塗り塗装工程Ｐ８１と中塗り・上塗り乾燥工程Ｐ８２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Ｐ８１では、電着塗膜が形成された自動車ボディＢ１とバンパＢＰとを含む被塗物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・バックドア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・バックドアアウタ（又はトランクリッドアウタ）などの外板部に、中塗り塗料が塗布される。なお、バンパＢＰに対する中塗り塗料の塗装は行われない。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Ｂ１とバンパＢＰとを含む被塗物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、被塗物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、被塗物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、本実施形態における被塗物Ｂについて、図２Ａ〜図２Ｄを参照しながら詳細に説明する。
図２Ａは本発明の一実施の形態に係る被塗物を前方から見た場合の斜視図、図２Ｂは本発明の一実施の形態に係る被塗物を後方から見た場合の斜視図、図２Ｃは本発明の一実施の形態に係るフロントバンパを示す図であり、図２ＡのIIc−IIc線に沿う断面図、図２Ｄは本発明の一実施の形態に係るリヤバンパを示す図であり、図２ＢのIId−IId線に沿う断面図である。
被塗物Ｂは、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、自動車ボディＢ１と、バンパＢＰと、を含んで構成されている。本実施形態の自動車ボディＢ１は、ボディシェル本体Ｂ２と、蓋物部品であるフードＦ，フロントドアＤ１，リヤドアＤ２及びバックドアＢＤとを備える。ボディシェル本体Ｂ２の両側面には、フロントドア開口部Ｂ３と、リヤドア開口部Ｂ４とが形成されている。フロントドア開口部Ｂ３は、ボディシェル本体Ｂ２のフロントピラーＢ５と、センターピラーＢ６と、ルーフサイドレールＢ９と、サイドシルＢ１０とにより画定された開口である。リヤドア開口部Ｂ４は、ボディシェル本体Ｂ２のセンターピラーＢ６と、リヤピラーＢ１１と、ルーフサイドレールＢ９と、サイドシルＢ１０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Ｂ３とリヤドア開口部Ｂ４とを総称してドア開口部Ｂ３，４ともいう。図示する蓋物部品としてのバックドアＢＤは、自動車ボディＢ１の車型によってはトランクリッドであることもある。
本実施形態の自動車ボディＢ１は、図示するように４ドアの車型であるから、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Ｂ３のみであり、リヤドアＤ２及びリヤドア開口部Ｂ４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Ｂ３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Ｂ４に対応するように配置されている。このように、自動車ボディＢ１は、シェルボディ本体Ｂ２に各種蓋物部品が取り付けられた状態となっており、これにより、自動車ボディＢ１を組み付けてなる自動車の生産性の効率化が図られる。本実施形態における「自動車ボディＢ１」が本発明における「第１の部位」の一例に相当する。
バンパＢＰは、フロントバンパＢＰ１と、リヤバンパＢＰ２と、を含んで構成されている。フロントバンパＢＰ１は、バンパＢＰを用いて組み付けてなる自動車の車両前部に設けられるバンパである。フロントバンパＢＰ１は、図２Ａに示すように、自動車ボディＢ１の幅方向に沿って延在し、鋼板部品であるフロントバンパリーンフォースメントを介して当該自動車ボディＢ１のフロントフェンダＢ１２間に架け渡されている。また、フロントバンパＢＰ１は、その両端がフロントフェンダＢ１２の側面形状に沿うように湾曲している。フロントバンパＢＰ１の湾曲した部分の一部は、フロントホイルハウスＢ１３に沿うように形成されている。このフロントバンパＢＰ１は、図２Ｃに示すように、断面視において、外側に向けて曲折するように形成されている。
リヤバンパＢＰ２は、バンパＢＰを用いて組み付けてなる自動車の車両後部に設けられるバンパである。リヤバンパＢＰ２は、図２Ｂに示すように、自動車ボディＢ１の幅方向に沿って延在し、鋼板部品であるリヤバンパリーンフォースメントを介して当該自動車ボディＢ１のリヤフェンダＢ１４間に架け渡されている。また、リヤバンパＢＰ２は、その両端がリヤフェンダＢ１４の側面形状に沿うように湾曲している。リヤバンパＢＰ２の湾曲した部分の一部は、リヤホイルハウスＢ１５に沿うように形成されている。このリヤバンパＢＰ２は、図２Ｄに示すように、断面視において、外側に向けて曲折するように形成されている。なお、本実施形態では、バンパＢＰは、フロントバンパＢＰ１と、リヤバンパＢＰ２と、の総称である。本実施形態における「バンパＢＰ」が本発明における「第２の部位」の一例に相当する。
本実施形態における自動車ボディＢ１を構成する材料としては、特に限定しないが、例えば、鉄鋼等の金属材料やアルミニウム等の非鉄金属材料を例示することができる。これに対して、バンパＢＰを構成する材料としては、特に限定しないが、例えばウレタン樹脂やポリプロピレン樹脂等を例示することができる。
本実施形態では、バンパＢＰを構成する材料の熱容量は、自動車ボディＢ１を構成する材料の熱容量に対して相対的に大きい。物体の熱容量は、当該物体を構成する材料の比熱と重量の積で求められるが、例えば、バンパＢＰを構成する材料がポリプロピレンである場合、当該ポリプロピレンの比熱が１９３０Ｊ／（ｇ・℃）であるのに対して、自動車ボディＢ１を構成する材料が炭素鋼である場合、当該炭素鋼の比熱は４６１Ｊ／（ｇ・℃）である。このように、バンパＢＰを構成するポリプロピレンの比熱は、自動車ボディＢ１を構成する炭素鋼の比熱に対して、およそ４倍の値となっており、これら材料同士の比熱の関係において、バンパＢＰを構成する材料の熱容量が、自動車ボディＢ１を構成する材料の熱容量より大きい値となっている。
熱容量の大きいバンパＢＰは、熱容量の小さい自動車ボディＢ１に対して、当該バンパＢＰを所定の温度まで昇温するのに要する時間が長くなる。このように、熱容量の異なる部位（自動車ボディＢ１及びバンパＢＰ）を同時に加熱する場合、昇温時間の長いバンパＢＰに対する品質保証基準を満足させるように被塗物Ｂを昇温加熱すると、自動車ボディＢ１の昇温時間が冗長となるおそれがある。
なお、本実施形態において、「熱容量」は、ある物質の温度を１℃昇温するために要する熱量である。また、「比熱」は、ある物質１ｇの温度を１℃昇温するために要する熱量である。ここで、「熱量」とは、熱エネルギを量として表したものを示す。また、本実施形態では、被塗物Ｂは、自動車ボディＢ１と、バンパＢＰと、の総称である。
次に、本実施形態における塗装台車５０について、図３Ａ〜図３Ｃを参照しながら、詳細に説明する。
図３Ａは本発明の一実施の形態に係る搬送台車に被塗物を搭載した状態を示す側面図、図３Ｂは本発明の一実施の形態に係るバンパ用フロントアタッチメントにフロントバンパを搭載した状態を示す側面透視図、図３Ｃは本発明の一実施の形態に係るバンパ用フロントアタッチメントにフロントバンパを搭載した状態を示す正面透視図である。
上述した被塗物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Ｐ７まで搬送される。本実施形態の塗装台車５０は、図３Ａに示すように、平面視において矩形の枠体とされ、自動車ボディＢ１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５６と、当該基台５１の上面に設けられた２つのボディ用フロントアタッチメント５２及び２つのボディ用リヤアタッチメント５３と、当該基台５１の上面に設けられたバンパ用フロントアタッチメント５４及びバンパ用リヤアタッチメント５５とを有する。
左右のボディ用フロントアタッチメント５２は、自動車ボディＢ１の左右のフロントアンダボディ（フロントサイドメンバなど）をそれぞれ支持し、左右のボディ用リヤアタッチメント５３は、自動車ボディＢ１の左右のリヤアンダボディ（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Ｂ１を水平に支持する。
バンパ用フロントアタッチメント５４は、基台５１の前側に設けられ、フロントバンパＰＢ１が搭載可能となっている。具体的には、図３Ｂ及び図３Ｃに示すように、バンパ用フロントアタッチメント５４には、フロントバンパＰＢ１の内板側の形状に対応した複数のサポート５４ａ〜５４ｃが設けられている。バンパ用フロントアタッチメント５４に被せる要領でフロントバンパＰＢ１を取り付けると、サポート５４ａ〜５４ｃによって当該フロントバンパＰＢ１が支持される。
バンパ用リヤアタッチメント５５は、基台５１の後ろ側に設けられており、リヤバンパＰＢ２が搭載可能となっている。このバンパ用リヤアタッチメント５５についても、リヤバンパＰＢ２の内板側の形状に対応した複数のサポートが設けられているが、上述のバンパ用フロントアタッチメント５４のサポート５４ａ〜５４ｃと同様の構成を有しているため、説明を省略する。４つの車輪５６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。
上述のように、塗装台車５０は、自動車ボディＢ１と、バンパＢＰと、を一体として搭載可能となっている。この際、ボディ用アッタッチメント５２，５３に取り付けられた自動車ボディＢ１の位置と、バンパ用フロントアタッチメント５４に取り付けられたフロントバンパＢＰ１の位置と、バンパ用リヤアタッチメント５５に取り付けられたリヤバンパＢＰ２の位置と、の位置関係は、艤装工程を終了した完成車における自動車ボディＢ１の位置と、フロントバンパＢＰ１の位置と、リヤバンパＢＰ２の位置と、の位置関係と実質的に一致することが望ましい。このように、被塗物Ｂの自動車ボディＢ１とバンパＢＰとの位置関係を、艤装工程を終了した完成車と実質的に一致させ、自動車ボディＢ１とバンパＢＰとを同時に上塗り塗装することで、自動車ボディＢ１とバンパＢＰとの間に上塗り塗膜の色相のずれが発生するのを抑制することができる。これにより、外観の優れた自動車を得ることができる。
次に、本実施形態における上塗り塗装乾燥装置１について、図４Ａ〜図４Ｃを参照しながら詳細に説明する。
図４Ａ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４Ｂは図４Ａの平面図、図４Ｃは図３Ａ，図３ＢのIV-IV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４〜図４Ｃ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４Ａ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、上塗り塗装ブース終端の上塗りセッティングゾーンと上り傾斜部１１との間に予備乾燥部１７を備えた乾燥炉である。なお、予備乾燥部１７については、後に詳細に説明する。本実施形態における「予備乾燥部１７」が本発明における「予備乾燥部」の一例に相当する。
また、乾燥炉本体１０は、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。図４Ａの側面図において、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に搭載された被塗物Ｂは、図４Ａ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内を搬送する被塗物Ｂは、図３Ａに示す右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、被塗物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。
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４Ａ及び図４Ｂに示すように、昇温部１８と、温度保持部１９と、を含んで構成されている。昇温部１８は、高床部１２の上流側に位置しており、被塗物Ｂを加熱温度閾値Ｔｃまで昇温加熱する。温度保持部１９は、昇温部１８の下流側に位置しており、昇温後の被塗物Ｂを加熱温度閾値Ｔｃ以上の温度状態で所定時間に亘り、保持加熱する。ここで、加熱温度閾値Ｔｃは、使用される上塗りベース塗料や上塗りクリヤ塗料の硬化温度を基に設定されている。本実施形態では、加熱温度閾値Ｔｃは、上塗りベース塗料や上塗りクリヤ塗料の硬化温度よりも所定温度だけ高温側の値とされ、具体的には、１３０℃〜１５０℃とされている。本実施形態における「昇温部１８」が本発明における「昇温部」の一例に相当し、本実施液体における「温度保持部１９」が本発明における「温度保持部」の一例に相当する。
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４Ｃ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、熱風吹出口２５と、を備える。本実施形態における「熱風給気装置２０」が本発明における「熱風生成供給手段」の一例に相当する。
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４Ｃに示すように、被塗物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。なお、熱風吹出口２５が設けられた昇温部１８の給気ダクト２４と、温度保持部１９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吸気する熱風の温度や流量を制御してもよい。
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掲載された矩形状のスリット（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。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の中央部に向かうように設けられ、これにより、給気ファン２１により供給される熱風が乾燥炉本体１０内を搬送される被塗物Ｂに吹き付けられることになる。
高床部１２の左右の側面１５，１５に設けられた熱風吹出口２５は、被塗物Ｂが当該熱風吹出口２５の前を通過する際に、被塗物ＢのバンパＢＰや、自動車ボディＢ１のフロントフェンダＢ１２、サイドドアＤ、サイドシルＢ１０及びリヤフェンダＢ１４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に設けられた熱風吹出口２５は、被塗物Ｂが当該熱風吹出口２５の前を通過する際に、被塗物ＢのバンパＢＰや、自動車ボディＢ１のフードＦ，ルーフＢ１６及びバックドアＢＤ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。こうした熱風吹出口２５によって被塗物Ｂの全体に熱風が吹き付けられ、外板部を含む被塗物Ｂ全体の温度を昇温及び保持する。
高床部１２に設けられた排気装置３０は、図４Ｃ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、被塗物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、本実施形態における乾燥炉本体１０の予備乾燥部１７について、図４Ｄ及び図４Ｅを参照しながら、詳細に説明する。
図４Ｄは本発明の一実施の形態に係る上塗り塗装乾燥装置の予備加熱部の概略構成を示す側面図、図４Ｅは本発明の一実施の形態に係る予備加熱機構の概略構成を示す透視斜視図である。
予備乾燥部１７では、図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｄに示すように、天井面１４と左右の一対の側面１５，１５と床面１６とを有する矩形とされた炉体であり、搬送コンベア４が水平に敷設され、被塗物Ｂは水平の姿勢で搬送される。本実施形態の予備乾燥部１７では、塗装台車５０に一体として搭載された自動車ボディＢ１とバンパＢＰのうち、バンパＢＰを選択的に加熱し、上述した高床部１２における加熱条件を補填する。
この予備乾燥部１７には、図４Ｄに示すように、両サイドのそれぞれに２機ずつの予備加熱機構１７１ａ〜１７１ｄ（合計して４機）が設けられている。これらの予備加熱機構１７１ａ〜１７１ｄは、搬送コンベア４０により搬送される被塗物Ｂに追従できるように、搬送方向に沿う移動レール１７２上に設置されている。
以下に、まず、予備加熱機構１７１ａについて詳細に説明する。予備加熱機構１７１ａは、図４Ｅに示すように、多軸ロボットＲＡと、熱源Ｈとを備えている。多軸ロボットＲＡは、ベース部ＲＡ１と、アーム部ＲＡ２と、を備えている。ベース部ＲＡ１は、ステージＲＡ１１と、回転基台部ＲＡ１２と、走行部ＲＡ１３と、軸受部ＲＡ１４と、を備えている。ステージＲＡ１１は、平面視において矩形の枠体とされ、多軸ロボットＲＡの重量を支持することができる程度の剛体である。このステージＲＡ１１の上面には回転基台部ＲＡ１２が設けられ、ステージＲＡ１１の底面には２つの走行部ＲＡ１３が設けられている。回転基台部ＲＡ１２は、２つの円筒部材ＲＡ１２１，ＲＡ１２１を有し、一方の円筒部材ＲＡ１２１はステージＲＡ１１に固定され、他方の円筒部材ＲＡ１２１がその上部に重ねられている。走行部ＲＡ１３は、移動レール１７２に沿う方向に延在するように設けられ、当該移動レール１７２にスライド可能に係合している。軸受部ＲＡ１４は、回転基台部ＲＡ１２上に設けられ、その厚み方向に沿って連結部ＲＡ１４１が形成されている。
アーム部ＲＡ２は、第１アーム部ＲＡ２１と、第２アーム部ＲＡ２２と、第３アーム部ＲＡ２３と、を備えている。第１アーム部ＲＡ２１は、棒状の部材とされ、その両端に連結部ＲＡ２１１，ＲＡ２１２が形成されている。第２アーム部ＲＡ２２は、第１棒状部材ＲＡ２２１と、第２棒状部材ＲＡ２２２と、を有している。第１棒状部材ＲＡ２２１は、一方の端部に連結部ＲＡ２２１ａが形成されている。第２棒状部材ＲＡ２２２は、一方の端部に連結部ＲＡ２２２ａが形成されている。第１及び第２棒状部材ＲＡ２２１，ＲＡ２２２は、その延在方向に沿って並んで配置され、第１棒状部材ＲＡ２２１の連結部ＲＡ２２１ａが形成された端部と反対側の端部と、第２棒状部材ＲＡ２２２の連結部ＲＡ２２２ａが形成された端部と反対側の端部と、が対向し配置されている。
第３アーム部ＲＡ２３は、第３棒状部材ＲＡ２３１と、第４棒状部材ＲＡ２３２と、ハンド部ＲＡ２３３と、を備えている。第３棒状部材ＲＡ２３１は、一方の端部に連結部ＲＡ２３１ａが形成されている。第４棒状部材ＲＡ２３２は、一方の端部に熱源Ｈを把持するハンド部ＲＡ２３３が設けられている。第３及び第４棒状部材ＲＡ２３１，ＲＡ２３２は、その延在方向に沿って並んで配置され、第３棒状部材ＲＡ２３１の連結部ＲＡ２３１ａが形成された端部と反対側の端部と、第４棒状部材ＲＡ２３２のハンド部ＲＡ２３３とは反対側の端部と、が相互に対向し配置されている。
本実施形態の多軸ロボットＲＡは、図４Ｅに示すように、第１ジョイントＪ１において、２つの円筒部材ＲＡ１２１を回転可能に連結している。また、第２ジョイントＪ２において、連結部ＲＡ１４１，ＲＡ２１１を接続し、軸受部ＲＡ１４（ベース部ＲＡ１）と第１アーム部ＲＡ２１とを回転可能に連結している。また、第３ジョイントＪ３において、連結部ＲＡ２１２，ＲＡ２２１ａを接続し、第１アーム部ＲＡ２１と第２アーム部ＲＡ２２とを回転可能に連結している。また、第４ジョイントにおいて、第１及び第２棒状部材ＲＡ２２１，ＲＡ２２２を回転可能に連結している。また、第５ジョイントにおいて、連結部ＲＡ２２２ａ，ＲＡ２３１ａを接続し、第２アーム部ＲＡ２２と第３アーム部ＲＡ２３とを回転可能に連結している。また、第６ジョイントにおいて、第３及び第４棒状部材ＲＡ２３１，ＲＡ２３２を回転可能に連結している。
つまり、本実施形態の多軸ロボットＲＡでは、第１のアーム部ＲＡ２１は、ベース部ＲＡ１に対して水平（回転軸ＡＸ１廻り）又は垂直（回転軸ＡＸ２廻り）に回転可能であり、第２アーム部ＲＡ２２は、第１のアーム部ＲＡ２１に対して回転軸ＡＸ３廻りにおいて回転可能であると共に、回転軸ＡＸ４廻りにおいて捻れ回転が可能であり、第３のアーム部ＲＡ２３は、第２のアーム部ＲＡ２２に対して回転軸ＡＸ５廻りにおいて回転可能であると共に、回転軸ＡＸ６廻りにおいて捻れ回転が可能である。なお、本実施形態の多軸ロボットＲＡは、上述のように、６自由度の移動が可能な回転動作機構を有するロボットであるが、このほかにも、伸縮動作、平行リンク動作等の動作機構を有していてもよい。
熱源Ｈは、多軸ロボットＲＡのアーム部ＲＡ２の先端に設けられたハンド部ＲＡ２３３により把持されている。本実施形態の熱源Ｈは、バンパＢＰを選択的に昇温させるための熱源である。この熱源Ｈは、給電ケーブルＨ１を介して加熱回路（不図示）から電力が供給されることで発熱可能となっている。この熱源ＨのＯＮ，ＯＦＦは、たとえば、塗装台車５０と床面に設けられたリミットスイッチ等の検出器により管理する。具体的には、搬送される被塗物Ｂの現在位置を検出器により検出し、熱源Ｈが加熱対象（バンパＢＰ）に対向している間のみ加熱回路から当該熱源Ｈに電力を供給し、熱源ＨをＯＮ状態とする一方で、それ以外の場合（たとえば、車体間や熱源Ｈの前を自動車ボディＢ１が通過する間等）は、加熱回路から熱源Ｈに対する電力の供給を停止し、熱源ＨをＯＦＦ状態とする。
この熱源Ｈの具体例としては、特に限定しないが、たとえば、赤外線ヒータ、ハロゲンヒータ及び誘導加熱ヒータ等を例示することができる。また、熱源Ｈとして、ホットエアーを用いてもよい。ホットエアーを熱源Ｈとして用いる場合は、ホットエアーの生成装置から各多軸ロボットＲＡ〜ＲＤのハンド部ＲＡ２３３まで伸縮可能なホースを設け、ハンド部ＲＡ２３３で把持したホースの船体からホットエアーを吹き出せばよい。本実施形態における「熱源Ｈ」が本発明における「熱源」の一例に相当し、本実施形態における「ホットエアーの生成装置」が本発明における「熱風生成手段」の一例に相当する。
予備加熱機構１７１ｂは、多軸ロボットＲＢと、熱源Ｈと、を備え、予備加熱機構１７１ｃは、多軸ロボットＲＣと、熱源Ｈと、を備え、予備加熱機構１７１ｄは、多軸ロボットＲＤと、熱源Ｈと、を備える。なお、予備加熱機構１７１ａ〜１７１ｄは、フロントバンパＢＰ１を加熱対象とするかリヤバンパＢＰ２を加熱対象とするか、或いは、被塗物Ｂの左右の何れかに配置されるかによって、多少の形状の相違はあるが、基本的な構造は同じである。したがって、図４Ｅにおいては、予備加熱機構１７１ａを示し、他の予備加熱機構１７１ｂ〜１７１ｄについては、括弧内に対応する符号を付すことで図示及び説明を省略する。本実施形態における「多軸ロボットＲＡ〜ＲＤ」が本発明における「熱源移動手段」の一例に相当する。
本実施形態では、熱源Ｈの幅は、バンパＢＰの幅に対しておよそ半分程度の長さとなっており、予備加熱機構１７１ａ，１７１ｂの熱源Ｈ，Ｈによって、被塗物ＢのリヤバンパＢＰ２を加熱する。一方で、予備加熱機構１７１ｃ，１７１ｄの熱源Ｈ，Ｈよって、被塗物ＢのフロントバンパＢＰ１を加熱する。具体的には、予備加熱機構１７１ａ，１７１ｂの熱源Ｈ，Ｈを水平方向に並べてリヤバンパＢＰ２と対向させ、当該リヤバンパＢＰ２を選択的に加熱する（図４Ｂ参照）。また同様に、予備加熱機構１７１ｃ，１７１ｄの熱源Ｈ，Ｈを水平方向に並べてフロントバンパＢＰ１に対向させ、当該フロントバンパＢＰ１を選択的に加熱する（図４Ｂ参照）。このように、本実施形態では、２つの熱源を並べて配置しバンパＢＰの被塗面の全体を加熱する。なお、熱源Ｈの幅をバンパＢＰの幅に対応した長さとしてもよい。この場合は、フロントバンパＢＰ１及びリヤバンパＢＰ２のそれぞれに対応して、１機ずつの予備加熱機構（熱源Ｈ）を設ければよい。
次に、本実施形態の上塗り乾燥工程Ｐ６２について説明する。
図５Ａは本発明の一実施の形態に係る上塗り乾燥工程Ｐ６２を示す工程図、図５Ｂは本発明の一実施の形態に係る上塗り塗装乾燥装置の予備加熱部における予備加熱機構の動作（その１）を示す平面図、図５Ｃは本発明の一実施の形態に係る上塗り塗装乾燥装置の予備加熱部における予備加熱機構の動作（その２）を示す平面図、図５Ｄは本発明の一実施の形態に係る上塗り塗装乾燥装置の予備加熱部における予備加熱機構の動作（その３）を示す平面図、図５Ｅは本発明の一実施の形態に係る上塗り塗装乾燥装置の予備加熱部における予備加熱機構の動作（その４）を示す平面図、図５Ｆは本発明の一実施の形態に係る上塗り塗装乾燥装置の予備加熱部における予備加熱機構の動作（その５）を示す平面図、図５Ｇは本発明の一実施の形態に係る上塗り塗装乾燥装置の予備加熱部における予備加熱機構の動作（その６）を示す平面図、図５Ｈは本発明の一実施の形態に係る上塗り塗装乾燥装置の予備加熱部における予備加熱機構の動作（その７）を示す平面図、図５Ｉは本発明の一実施の形態に係る上塗り塗装乾燥装置の予備加熱部における予備加熱機構の動作（その８）を示す平面図である。
この上塗り乾燥工程Ｐ６２は、図５Ａに示すように、予備乾燥工程Ｐ６２１と、昇温工程Ｐ６２２と、温度保持工程Ｐ６２３と、を含んでいる。本実施形態における「予備乾燥工程Ｐ６２１」が本発明における「予備乾燥工程」の一例に相当し、本実施形態における「昇温工程Ｐ６２２」が本発明における「昇温工程」の一例に相当し、本実施形態における「温度保持工程Ｐ６２３」が本発明における「温度保持工程」の一例に相当する。
予備乾燥工程Ｐ６２１では、相対的に大きい熱容量のバンパＢＰを選択的に加熱（予備加熱）し、当該バンパＢＰの被塗面に塗布されたウェット塗膜を乾燥させる（予備乾燥）する。上塗りセッティングゾーンから予備乾燥部１７に被塗物Ｂが搬入されると、塗装台車５０と床面に設けられたリミットスイッチ等の検出器、及び搬送コンベア４０からのコンベア駆動信号によって、被塗物Ｂの現在位置が認識される。予備加熱機構１７１ａ〜１７１ｄのコントローラは、この認識された被塗物Ｂの現在位置にしたがって、教示された作業を実行する。なお、上塗りセッティングゾーンからよび予備乾燥部１７へ被塗物Ｂが搬入される際には、図５Ｂに示すように、各予備加熱機構１７１ａ〜１７１ｄは、搬送移動する被塗物Ｂにアーム部ＲＡ２〜ＲＤ２が干渉しないように予め折りたたんで待機させる。
次に、図５Ｃに示すように、フロントバンパＢＰ１が予備加熱機構１７１ｃ，１７１ｄに接近したところで、多軸ロボットＲＣ，ＲＤの駆動によって熱源Ｈ，ＨをフロントバンパＢＰ１に対向させる。そして、発熱する熱源Ｈ，ＨをフロントバンパＢＰ１に接近させ、当該フロントバンパＢＰ１の被塗面に熱エネルギを与え加熱する。この際に、予備加熱機構１７１ｃ，１７１ｄは、搬送コンベア４０により連続して搬送移動される被塗物Ｂに追従して、移動レール１７２に沿った移動を開始する。
次に、図５Ｄに示すように、リヤバンパＢＰ２が予備加熱機構１７１ａ，１７１ｂの前を通過したところで、多軸ロボットＲＡ，ＲＢの駆動によって熱源Ｈ，ＨをリヤバンパＢＰ２も対向させる。そして、発熱する熱源Ｈ，ＨをリヤバンパＢＰ２に接近させ、当該リヤバンパＢＰ２の被塗面に熱エネルギを与え加熱する。この際、予備加熱機構１７１ａ，１７１ｂは、搬送コンベア４０により連続して搬送移動する被塗物Ｂに追従して、移動レール１７２に沿った移動を開始する。そして、図５Ｅに示すように、各予備加熱機構１７１ａ〜１７１ｄを移動レール１７２に沿って搬送コンベア４０の移動と同期するように移動させ、各熱源Ｈ〜ＨとバンパＢＰとの間の間隔を所定範囲に維持する。各熱源Ｈ〜ＨとバンパＢＰとの間の間隔を所定範囲に維持する方法としては、たとえば、予備加熱機構１７１ａ〜１７１ｄである多軸ロボットＲＡ，ＲＢのコントローラに、各熱源Ｈ〜Ｈの位置とバンパＢＰの位置との位置関係を教示すればよい。
ここで、熱源と加熱対象との間の間隔の大小によって、加熱対象を所定温度まで昇温する時間の短長が定まる。たとえば、本実施形態では、熱源ＨとバンパＢＰとの間の間隔を小さくすることで、バンパＢＰの加熱温度閾値Ｔｃまでの昇温時間が短くなり、熱源ＨとバンパＢＰとの間の間隔を大きくすることで、バンパＢＰの加熱温度閾値Ｔｃまでの昇温時間が長くなる。
本実施形態では、多軸ロボットＲＡ〜ＲＤの駆動によって、各熱源Ｈ〜ＨをバンパＢＰに接近させ、当該バンパＢＰの加熱温度閾値Ｔｃまでの昇温時間を短縮し、また、多軸ロボットＲＡ〜ＲＤの駆動によって、各熱源Ｈ〜ＨとバンパＢＰとの間の間隔を所定範囲に維持することで、バンパＢＰを加熱する適正な距離を保っている。
次に、図５Ｆに示すように、予備加熱機構１７１ｃ，１７１ｄは、移動レール１７２の下流側の末端に到着すると、搬送コンベア４０の移動との同期を終了させ、移動レール１７２に沿った移動を停止する。なお、予備加熱機構１７１ａ，１７１ｂは、引き続き搬送コンベア４０の移動と同期させ、移動レール１７２に沿った移動を継続する。そして、図５Ｇに示すように、予備加熱機構１７１ｃ，１７１ｄは、搬送移動する被塗物Ｂが当該予備加熱機構１７１ｃ，１７１ｄの前を通過するのにあわせて、アーム部ＲＣ２，ＲＤ２を折りたたむ。
次に、図５Ｈに示すように、予備加熱機構１７１ａ，１７１ｂは、予備加熱機構１７１ｃ，１７１ｄに接近すると、搬送コンベア４０の移動との同期を終了させ、移動レール１７２に沿った移動を停止する。そして、図５Ｉに示すように、被塗物Ｂが予備乾燥部１７から上り傾斜部１１へ搬送移動されると、予備加熱機構１７１ａ，１７１ｂは、アーム部ＲＡ２，ＲＢ２を折りたたむ。そして、予備加熱機構１７１ａ〜１７１ｄは、移動レール１７２の上流側に移動し、次の被塗物Ｂが搬送されるまで、図５Ｂに示す原位置にて待機する。
昇温工程Ｐ６２２では、上り傾斜部１１から昇温部１８に被塗物Ｂが搬入される。この昇温部１８において、被塗物Ｂの全体を加熱温度閾値Ｔｃ以上まで昇温加熱する。予備乾燥部１７では、大きい熱容量のバンパＢＰに対して選択的に熱エネルギを与え、当該バンパＢＰを予備加熱したことで、バンパＢＰと小さい熱容量の自動車ボディＢ１との昇温時間の差が抑制されている。温度保持部１９では、被塗物Ｂを上述の温度雰囲気下（加熱温度閾値Ｔｃ以上）で１５分〜３０分保持する。これにより、被塗物Ｂに塗布された塗膜が焼き付け乾燥される。以上により、本実施形態の上塗り乾燥工程Ｐ６２が完了する。
本実施形態における上塗り塗装乾燥装置１及び上塗り塗装乾燥方法は、以下の効果を奏する。
（１）本実施形態の上塗り塗装乾燥装置１は、自動車ボディＢ１よりも大きい熱容量のバンパＢＰの塗布面に熱エネルギを与える熱源Ｈと、当該熱源ＨとバンパＢＰとの間の間隔を所定範囲に維持するように、熱源ＨをバンパＢＰに接近離反させる多軸ロボットＲＡ〜ＲＤと、を備えており、バンパＢＰを熱源Ｈにより予備加熱することで、小さい熱容量の自動車ボディＢ１の昇温時間と、大きい熱容量のバンパＢＰの昇温時間と、の差が抑制される。つまり、バンパＢＰについては、当該バンパＢＰの塗布面に塗布された塗膜の乾燥条件が品質保証条件を満たさず、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のを抑制する一方で、自動車ボディＢ１については、当該自動車ボディＢ１の塗布面に塗布された塗膜のオーバーベークが生じ、塗膜品質が低下するのを抑制している。また、多軸ロボットＲＡ〜ＲＤの駆動によって、各熱源Ｈ〜ＨとバンパＢＰとの間の間隔を所定範囲に維持することで、バンパＢＰを加熱する適正な距離が保たれ、当該バンパＢＰの塗布面に塗布されたウェット塗膜の乾燥を促進している。このように、本実施形態では、被塗物Ｂの塗膜全域に亘る乾燥条件の均一化が図られ、熱容量の異なる自動車ボディＢ１及びバンパＢＰのそれぞれに塗布された塗膜の品質保証条件を満足することができる。さらに加えて、自動車ボディＢ１については、当該自動車ボディＢ１の塗布面に塗布された塗膜が品質保証基準を大幅に超えた無駄なエネルギ消費の抑制が図られる。
（２）また、本実施形態では、大きい熱容量のバンパＢＰを予備加熱することで、昇温部１８における当該バンパＢＰの昇温時間が短縮される。これにより、乾燥炉本体１０の高床部１２の全長が短縮され、設備投資の抑制が図られる。
（３）また、本実施形態では、熱源Ｈとして、赤外線ヒータ、ハロゲンヒータ、誘導加熱ヒータ又はホットエアーを用いることで、目的とするバンパＢＰの塗布面に対して集中的に熱エネルギを与えることができ、熱風を吹き付けることに比べて塵埃等の巻き上げなどを抑制することができる。
（４）また、本実施形態では、多軸ロボットＲＡ〜ＲＤの駆動によって、被塗物Ｂの搬送移動に追従して熱源Ｈを移動することで、連続して搬送される被塗物ＢのバンパＢＰに対して比較的長期間に亘り予備加熱することができる。これにより、昇温部１８におけるバンパＢＰの昇温時間の短縮化がさらに図られる。
（５）また、本実施形態では、当該被塗物Ｂの自動車ボディＢ１とバンパＢＰとの位置関係を、艤装工程を終了した完成車と実質的に一致させるように塗装台車５０に搭載し、自動車ボディＢ１とバンパＢＰとを同時に上塗り塗装する。これにより、自動車ボディＢ１とバンパＢＰとの間に色相のずれが発生するのを抑制することができ、外観の優れた自動車を得ることができる。
（６）また、本実施形態では、自動車ボディＢ１とバンパＢＰとを同時に上塗り塗装することで、バンパＢＰのみに対して行う仕上げ塗装を省略し、塗装ラインＰＬの上塗り工程Ｐ６に統合することができる。これにより、設備投資の抑制をさらに図ることができる。また、自動車ボディＢ１とバンパＢＰとを、上述した従来技術のようにロット化することなく、同一の塗装台車５０に搭載して塗装ラインＰＬを流すので、生産順序が前後することを抑制することができる。
なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
例えば、本実施形態では、自動車車体の塗装ラインＰＬに搬送される被塗物Ｂは、すべて同一の車種であるが、特にこれに限定されず、異なる車種が搬送される多車種混流ラインであってもよい。
また、本実施形態では、塗装台車５０には、樹脂部材としてバンパＢＰを搭載しているが、特にこれに限定されず、エアスポイラ、ドアミラーカバー、フロントグリル、各種フィニッシャ及びドアの留め具等から選択される１又は２以上の樹脂部材であってもよい。
また、本実施形態では、自動車ボディＢ１を構成する材料として、鉄鋼等の金属材料を用いており、バンパＢＰを構成する材料として、樹脂材料を用いているが、特にこれに限定されない。例えば、熱容量が異なる材料であれば、自動車ボディＢ１を構成する材料とバンパＢＰを構成する材料のいずれの材料にも樹脂材料を用いてもよい。
また、本実施形態では、自動車ボディＢ１を第１の部位とし、バンパＢＰを第２の部位としているが、特にこれに限定されない。例えば、自動車ボディＢ１が熱容量の異なる材料を含んで構成されている場合、当該自動車ボディＢ１を構成する材料のうち熱容量の小さい材料を第１の部位とし、自動車ボディＢ１を構成する材料のうち熱容量の大きい材料を第２の部位としてもよい。具体的には、特に限定しないが、たとえば、第１の部位を鉄鋼とし、第２の部位をアルミニウムとしてもよい。
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・・・搭載工程
Ｐ６・・・上塗り工程
Ｐ６１・・・上塗り塗装工程
Ｐ６２・・・上塗り乾燥工程
Ｐ６２１・・・予備乾燥工程
Ｐ６２２・・・昇温工程
Ｐ６２３・・・温度保持工程
Ｐ７・・・塗完検査工程
Ｐ８・・・中塗り・上塗り工程
Ｐ８１・・・中塗り・上塗り塗装工程
Ｐ８２・・・中塗り・上塗り乾燥工程
Ｂ・・・被塗物
Ｂ１・・・自動車ボディ
Ｂ２・・・ボディシェル
Ｂ３・・・フロントドア開口部
Ｂ４・・・リヤドア開口部
Ｂ５・・・フロントピラー
Ｂ６・・・センターピラー
Ｂ７・・・フロントアンダボディ
Ｂ８・・・リヤアンダボディ
Ｂ９・・・ルーフサイドレール
Ｂ１０・・・サイドシル
Ｂ１１・・・リヤピラー
Ｂ１２・・・フロントフェンダ
Ｂ１３・・・フロントタイヤハウス
Ｂ１４・・・リヤフェンダ
Ｂ１５・・・リヤタイヤハウス
Ｂ１６・・・ルーフ
Ｆ・・・フード
Ｄ・・・サイドドア
Ｄ１・・・フロントドア
Ｄ２・・・リヤドア
ＢＤ・・・バックドア
ＢＰ・・・バンパ
ＢＰ１・・・フロントバンパ
ＢＰ２・・・リヤバンパ
Ｄ／Ｌ・・・ドロップリフタ
１・・・上塗り塗装乾燥装置
１０・・・乾燥炉本体
１１・・・上り傾斜部
１２・・・高床部
１８・・・昇温部
１９・・・温度保持部
１３・・・下り傾斜部
１４・・・天井面
１５・・・側面
１６・・・底面
１７・・・予備加熱部
１７１ａ〜１７１ｄ・・・予備加熱機構
ＲＡ〜ＲＤ・・・ロボット
ＲＡ１・・・ベース部
ＲＡ１１・・・ステージ
ＲＡ１２・・・回転基台部
ＲＡ１２１・・・円筒部材
ＲＡ１３・・・走行部
ＲＡ１４・・・軸受部
ＲＡ１４１・・・連結部
ＲＡ２・・・アーム部
ＲＡ２１・・・第１アーム部
ＲＡ２１１，ＲＡ２１２・・・連結部
ＲＡ２２・・・第２アーム部
ＲＡ２２１・・・第１棒状部材
ＲＡ２２１ａ・・・連結部
ＲＡ２２２・・・第２棒状部材
ＲＡ２２２ａ・・・連結部
ＲＡ２３・・・第３アーム部
ＲＡ２３１・・・第３棒状部材
ＲＡ２３１ａ・・・連結部
ＲＡ２３２・・・第４棒状部材
ＲＡ２３３・・・ハンド部
Ｊ１〜Ｊ６・・・第１〜第６ジョイント
ＡＸ１〜ＡＸ６・・・第１〜第６回転軸
Ｈ・・・熱源
Ｈ１・・・給電ケーブル
１７２・・・移動レール
２０・・・熱風供給装置
２１・・・給気ファン
２２・・・給気フィルタ
２３・・・バーナ
２４・・・給気ダクト
２５・・・熱風吹出口
３０・・・排気設備
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
５０・・・塗装台車
５１・・・基台
５２・・・ボディシェル用フロントアタッチメント
５３・・・ボディシェル用リヤアタッチメント
５４・・・バンパ用フロントアタッチメント
５４ａ〜５４ｃ・・・サポート
５５・・・バンパ用リヤアタッチメント
５６・・・車輪

Claims (8)

  1. 連続して搬送される被塗物の塗布面に塗布されたウェット塗膜を乾燥する塗装乾燥装置であって、
    前記被塗物は、第１の部位と、前記第１の部位の熱容量より大きい熱容量の第２の部位と、を含み、
    前記塗装乾燥装置は、
    主として前記第２の部位の塗布面に熱エネルギを与える熱源と、
    前記熱源を前記第２の部位に移動させる熱源移動手段と、を備え、
    前記熱源移動手段は、前記第２の部位と前記熱源との間の間隔を所定範囲に維持するように、前記熱源を移動させる塗装乾燥装置。
  2. 請求項１に記載の塗装乾燥装置であって、
    前記熱源は、赤外線ヒータ、ハロゲンヒータ、誘導加熱ヒータ又は熱風生成手段を含む塗装乾燥装置。
  3. 請求項１又は２に記載の塗装乾燥装置であって、
    前記熱源移動手段は、前記被塗物の搬送移動に追従して前記熱源を移動させる塗装乾燥装置。
  4. 請求項１〜３の何れか１項に記載の塗装乾燥装置であって、
    乾燥炉本体をさらに備え、
    前記乾燥炉本体は、
    前記熱源及び前記熱源移動手段により前記第２の部位の塗布面のウェット塗膜を乾燥する予備乾燥部と、
    熱風生成供給手段により前記被塗物の全体に熱風を吹き付け、前記被塗物に塗布された塗膜を乾燥する昇温部及び温度保持部と、を含み、
    前記予備乾燥部は、前記温度保持部よりも上流側に位置する塗装乾燥装置。
  5. 連続して搬送される被塗物の被塗面に塗布されたウェット塗膜を乾燥する塗装乾燥方法であって、
    第１の部位と、前記第１の部位の熱容量より大きい熱容量の第２の部位と、を含む前記被塗物の、主として前記第２の部位の塗布面に熱エネルギを与える熱源を前記第２の部位に移動させ、前記第２の部位と前記熱源との間の間隔を所定範囲に維持して前記第２の部位の塗布面のウェット塗膜を乾燥する予備乾燥工程を有する塗装乾燥方法。
  6. 請求項５に記載の塗装乾燥方法であって、
    前記熱源は、赤外線ヒータ、ハロゲンヒータ、誘導加熱ヒータ又は熱風生成手段を含む塗装乾燥方法。
  7. 請求項５又は６に記載の塗装乾燥方法であって、
    前記予備乾燥工程において、前記被塗物の搬送移動に追従して前記熱源を移動させる塗装乾燥方法。
  8. 請求項５〜７の何れか１項に記載の塗装乾燥方法であって、
    前記被塗物の全体に熱風を吹き付け、前記被塗物に塗布された塗膜を乾燥する昇温工程及び温度保持工程と、をさらに有し、
    前記予備乾燥工程は、前記温度保持工程よりも前に実施される塗装乾燥方法。
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