WO2008111626A1 - 車両の浸漬処理方法及び同装置 - Google Patents

Abstract

液体中に水平に浸漬されている車体を傾斜して取り出す浸漬処理方法が開示されている。車体を液体中から取り出す際、該車体を傾斜して高速で取り出す。異物は、車体から分離され、液体とともに除去される。

Description

明 細 書 車両の浸漬処理方法及び同装置 技術分野

本発明は、 塗装ラインに供する浸漬処理技術に関する。 背景技術

一般に、溶接工程を経た車体に塗装が施される。この塗装に当たっては、先ず、 洗浄と下地塗装として電着塗装が施される。 このうち、 電着塗装は、 例えば、 特 開 2 0 0 2— 9 7 5 9 6公報に示されている。 特開 2 0 0 2— 9 7 5 9 6公報の 技術を図 8で説明する。

図 8に示されるように、 浸漬処理装置 1 0 0は、 電着塗装のための電着液 1 0 1が溜められている液体貯留槽 1 0 2と、 この液体貯留槽 1 0 2に車体 1 0 3を 斜めに入れ、 槽内で水平に搬送し、 斜めに出す車体搬送機構 1 0 5とからなる。 そして、 車体搬送機構 1 0 5は、 下がり傾斜ガイドレール 1 0 6と、 この下が リ傾斜ガイドレーリレ 1 0 6に続いている水平ガイドレーリレ 1 0 7と、 この水平ガ ィドレ一ノレ 1 0 7に続いている上がり傾斜ガイドレール 1 0 8と、 これらのガイ ドレール 1 0 6 ~ 1 0 8に走行自在に吊りさげられ、 車体 1 0 3を載せるハンガ — 1 0 9と、 このハンガー 1 0 9を矢印のように、 図右から左へ移動させるパヮ —レール 1 1 1とからなる。

ハンガー 1 0 9で支持された車体 1 0 3は、 下がり傾斜ガイドレール 1 0 6で 案内されて電着液 1 0 1に入る。 車体 1 0 3は、 水平ガイドレール 1 0 7で案内 され電着液 1 0 1中を移動し、所定の電着塗装が施される。次に、車体 1 0 3は、 上がり傾斜ガイドレール 1 0 8で案内されて電着液 1 0 1から出る。

電着液を洗浄液に代えると、車体 1 0 3を洗浄することができる。したがって、 浸漬処理装置 1 0 0は、 電着槽だけでなく、 この電着槽の前方 （又は後方） に配 置される洗浄槽の形態で、 塗装ラインに配置される。

このように、 液体中に浸した形態で洗浄や塗装を施すことを浸漬処理と呼ぶ。 液体貯留槽 1 0 2で、 複数の車体 1 0 3を連続して処理するためには、 前後の 車体 1 0 3の衝突は避けなければならない。 衝突を回避するには、 パワーレール 1 1 1の移動速度を一定にすることが推奨される。

ところで、 この移動速度は、 車体を液体中へ入れるときの速度が速すぎると、 車体 1 0 3が浮いてしまうことが知られている。

そこで、 移動速度を低めに設定する。 移動速度を低くすると、 車体が低速で液 体中から出ることになる。 車体が液体中から出る際に、 車体 1 0 3内に残留する 異物（溶接に伴うごみや鉄粉）が液体と共に排出されることが望まれる。 しかし、 移動速度を低くすると、 異物除去は少なくなる。

鋼板の表面に異物が付着した状態で、 化成処理ゃ電着塗装処理を施すと、 化成 皮膜や電着塗膜に異物が取リ込まれ、 化成皮膜や電着塗膜の品質が大幅に低下す る。

このような不具合を解消することができる技術が求められている。 発明の開示

本発明の第 1の形態によれば、 車体の浸漬処理方法であって、 液体貯留槽に溜 められた電着塗装のための電着液及び塗装前洗浄のための洗浄液のいずれか一方 の液体中へ斜めに車体を入れるステップと、 前記液体中で実質的に水平に前記車 体を搬送するステップと、前記液体中から斜めに前記車体を取リ出すステツプと、 を含み、 前記液体中から斜めに前記車体を取り出すときの搬送速度は、 前記液体 中で水平に前記車体を搬送する搬送速度よリも高速に設定されている車体の浸漬 処理方法が提供される。

高速で車体を液体中から斜めに取り出すことで、 排液を促し、 液体と共に異物 を除去することができる。 特に、 低速から高速に切り替えると加速度が発生し、 異物に加速力が加わり、 車体から分離することができる。

本発朋の第 2の形態によれば、 車体の浸漬処理方法であって、 液体貯留槽に溜 められた電着塗装のための電着液及び塗装前洗浄のための洗浄液のいずれか一方 の液体中へ斜めに車体を入れるステップと、 前記液体中で実質的に水平に前記車 体を搬送するステップと、前記液体中から斜めに前記車体を取リ出すステツプと、 を含み、 前記液体中から車体を取り出すステップにおける車体の傾斜角度が、 増 加するように設定されている車体の浸漬処理方法が提供される。

特に、 角度を切り変えると角加速度が発生し、 異物に大きな加速力が加わり、 車体から分離することができる。

本発明の第 3の形態によれば、 電着塗装のための電着液と塗装前洗浄のための 洗浄液との一方の液体に、 車体を浸潰して処理する浸漬処理装置であって、 前記 液体を溜める液体貯留槽と、 前記液体中へ斜めに車体を入れ、 前記液体中で水平 に前記車体を搬送し、 前記液体中から斜めに前記車体を取リ出すように車体を一 定の速度で搬送する車体搬送機構と、 この車体搬送機構に付設され、 前記液体中 から斜めに前記車体を取リ出すときに、 前記一定の速度よリ高速の搬送速度で前 記車体を運搬する高速搬送機構と、 を備えている車体の浸漬処理装置が提供され る。

高速で車体を液体中から斜めに取り出すことで、 排液を促し、 液体と共に異物 を除去することができる。 特に、 低速から高速に切り替えると加速度が発生し、 異物に加速力が加わリ、 車体から分離することができる。

前記浸漬処理装置は、 好ましくは、 車体搬送機構に付設され、 前記液体中から 前記車体が出る前の車体の傾斜角度よりも、 前記車体が出た後の車体の傾斜角度 が、 大きくなるように前記車体を傾けるガイド機構を、 さらに備えている。 車体を大きく傾けることとで、 排液をより促し、 液体と共に異物を良好に除去 することができる。

ガイド機構は、 好ましくは、 車体が出た後の車体の傾斜角度を、 連続的に増加 させる機構である。 連続的に角度を切り変えると角加速度が発生し、 異物に大き な加速力が加わり、 車体から異物を除去することができる。 図面の簡単な説明

図 1は 本発明に係る車体の浸漬処理装置の基本構成図、

図 2 A 図 2 Eは、 浸漬処理装置の作用を説明する図、

図 3は 出槽速度と鉄粉除去率との関係を示すグラフ、

図 4は 図 1の別実施例を説明する図、 図 5は、 出槽角度と鉄粉除去率との関係を示すグラフ、

図 6は、 ガイド機構の変更例を説明する図、

図 7は、 ガイド機構のさらなる変更例を説明する図、

図 8は、 従来の車体の浸漬処理装置を説明する図である。 発明を実施するための最良の形態

図 1に示されるように、 浸漬処理装置 1 0は、 電着液 1 1が溜められている液 体貯留槽 1 2と、 この液体貯留槽 1 2に車体 1 3を斜めに入れ、 槽内で実質的に 水平に搬送し、 斜めに出す車体搬送機構 1 5とからなる。

そして、 車体搬送機構 1 5は、 下がり傾斜ガイドレール 1 6と、 この下がり傾 斜ガイドレーリレ 1 6に続いている水平ガイドレール 1 7と、 この水平ガイドレー ル 1 7に続いている上がり傾斜ガイドレール 1 8と、 これらのガイドレール 1 6 〜1 8に走行自在に吊りさげられ車体 1 3を載せるハンガー 1 9と、 このハンガ 一 1 9を図右から左へ移動させる低速搬送機構 2 1と、 上がり傾斜ガイドレール 1 8の近傍に設けられている高速搬送機構 2 2とからなる。

下がり傾斜ガイドレール 1 6の傾斜角度、 すなわち入槽角度 0 1と、 上がり傾 斜ガイドレール 1 8の傾斜角度、 すなわち出槽角度 0 2とは、 同一又は、 ほぼ同 —に設定されている。

ハンガー 1 9で支持された車体 1 3は、 下がり傾斜ガイドレール 1 6で案内さ れて電着液 1 1に入る。 車体 1 3は、 水平ガイドレール 1 7で案内され電着液 1 1中を移動し、 所定の電着塗装が施される。 次に、 車体 1 3は、 上がり傾斜ガイ ドレール 1 8で案内されて上昇し、 液体中から出る。

なお、 電着液 1 1を洗浄液に代えると、 車体 1 3を洗浄することができる。 し たがって、 浸漬処理装置 1 0は、 電着槽だけでなく、 この電着槽の前方 （又は後 方） に配置される洗浄槽の形態で、 塗装前処理工程に配置される。

次に、 液体中から車体が出る状況を図 2 A—図 2 Eに基づいて説明する。 図 2 Aに示されるように、 車体 1 3が電着液 1 1から出る前は、 低速の出槽速 度 （車体が液中から出るときの速度） V Iで、 車体 1 3が斜め上へ移動される。 低速の出槽速度 V Iは低速搬送機構 2 1 (図 1 ) で発生させる。 低速の出槽速度 V Iは、 一定の速度であって、 通常の出槽速度 （この種の装置 で従来から使用されている出槽速度） である。

次に、 図 2 Bに示されるように、 車体 1 3が電着液 1 1から出るときの出槽速 度は、車体 1 3が浸漬中の搬送速度 V Iよりも高速の出槽速度 V hに切り替える。 高速の出槽速度 V hは高速搬送機構 2 2 (図 1 ) で発生させる。 高速の出槽速度 V hは、 通常の出槽速度の 1 . 5倍以上、 好ましくは 2 . 5倍とする。

低速搬送機構 2 1から高速搬送機構 2 2に切り替えて、 上述の速度を変化させ るタイミングは、 車体 1 3が電着液 1 1に浸漬している間でも良く、 電着液 1 1 中で車体 1 3が水平搬送から斜め搬送に切リ換わるタイミングでも良い。

図 2 Cに示されるように、 高速の出槽速度 V hで、 車体 1 3が斜め上へ移動す るため、 車体 1 3に残っていた電着液 1 1 Bが盛んに排出される。 電着液 1 1 B の排出が終わった位置で出槽速度を低速の出槽速度 V Iに戻せばよい。

図 2 Dに示されるように、 低速の出槽速度 V Iは、 垂直速度成分 V I Vと水平 速度成分 V I hに分けて考えることができる。

図 2 Eに示されるように、 高速の出槽速度 V hは、 垂直速度成分 V h vと水平 速度成分 V h hに分けて考えることができる。

次に、 出槽速度と鉄粉除去率との関係を説明する。

なお、 鉄粉除去率とは、 車体フロア内において、 ミグ溶接やスポット溶接によ つて発生するスパッタなどの鉄粉が、 液体貯留槽に、 車体を斜めに入れ、 槽内で 水平に搬送し、 斜めに出す一連の搬送において、 どの程度鉄粉が除去できたかを 示す値である。

実験は、 2つの車種について行った。これらの車種は、 A車種と B車種と呼ぶ。

A車種はミドルクロスメンバーやタイヤパンなどの垂直面が室内側に構成され ていて、 比較的異物が除去し難いものを指す。 一方、 B車種は車体を構成するク ロスメンバーがフロア下部に取り付けられていて、 比較的異物の除去 容易であ るものを指す。

図 3に示されように、 横軸を出槽速度、 縦軸を鉄粉除去率とした場合、 低速の 出槽速度 V Iの垂直速度成分 V I V (図 2 D ) を （5 6 ) mmZ sとし、 高速の 出槽速度 V hの垂直速度成分 V h V (図 2 E ) ) を 7 9 mmZ sと 1 3 O mmZ sの 2種類に設定して実験をした。

( 5 6 ) mmZ sでのデータは参考値とするが、 A車種、 B車種共に鉄粉除去 率は、 ほぼ出槽速度に比例して良好になった。 後工程のことを考えると、 高速の 出槽速度 V hの垂直速度成分 V h Vは、 1 3 O mmZ sが好適である。

鉄粉除去率が高まった理由は次のように考えることができる。 鉄粉は車両外観 を損ねる粒子である。 このような鉄粉は、 液体中において、 重力、 浮力及び鋼板 表面から受ける摩擦抵抗力などが作用して、 静止している。 しかし、 重力場で液 体中にある鋼板を低い速度 V Iから高い速度 V hに切り替えると、 鋼板と共に鉄 粉に加速力が作用し、 加えて鉄粉には液体による抵抗力が加わるため、 鉄粉は鋼 板上を移動する。 さらに、 その後洗浄液、 化成液、 電着液などの移動流体中で、 鉄粉は球形粒子として、 ストークス （S t o k e s ) の抵抗法則 （粒子が流れか ら受ける力及びこの力が粒子の形状により変化することが説明される法則） に基 づいて、 運動する。

A車種と B車種ではフロア内の立体的構造と水抜き穴の位置が異なることか ら、 図 3のような異なる結果が与えられてものと考えられる。

実施した実験では、 垂直速度成分 V I v、 V h Vのみを変化させたが、 水平速 度成分 V I h、 V h hを変化させても、 加速度による鉄粉の移動が図れる。 従つ て、 出槽速度を V Iから V hへ変化させて加速度を得ることは、 車体に残ってい る電着液又は洗浄液を迅速に排出する作用並びに鉄粉を移動し、 排出する作用を 発揮する。

電着液又は洗浄液を迅速に排出することができれば、 液切れを確保するための 区間を短縮することができ、塗装ラインのライン長さを短縮化することができる。 また、 溶接後に実施する洗浄では、 車体に洗浄液と共に鉄粉が残るが、 洗浄液の 排出速度を高めることにより、 鉄粉を良好に排出することができ、 洗浄性を高め ることができる。

次に、 本発明に係る別実施例を図 4〜図 5に基づいて説明する。

なお、図 1と共通する要素は符号を流用し、詳細な説明は省略する。すなわち、 図 4に示されるように、 浸漬処理装置 1 O Bは、 ハンガー 1 9を以下に説明する 構造に直すと共に、 液体貯留槽 1 2から出た所にガイド機構 2 3を設置したこと が、 図 1と異なる。

左から 2番目のハンガー 1 9で説明すると、 ハンガー 1 9は、 車体搬送機構 1 5に吊り下げられている上部枠 2 5と、 この上部枠 2 5の前部、 後部 （図左側が 前部、 右側が後部） から降ろした前部吊りメンバー 2 6及び後部吊りメンバ一 2 7と、 これらの前部吊りメンバー 2 6及び後部吊りメンバー 2 7の下端に渡され ている下部枠 2 8を基本構成とする。 加えて、 前部吊りメンバ一 2 6は上、 中、 下が回転可能なヒンジ構造 2 9とされている。 同様に、 後部吊りメンバー 2 7の 下もヒンジ構造 2 9とされている。 また、 前部吊りメンバー 2 6の下端に回転自 在なローラ 3 1が設けられている。

ローラ 3 1がガイド機構 2 3に沿って案内されると、 前部吊りメンバ一 2 7が 図のように屈曲して、 下部枠 2 8の傾斜角度が増加側に変化する。 すなわち、 出 槽角度 0 3は、 車体 1 3が電着液 1 1から出るときの出槽角度が出るにしたがつ て大きくなるように設定されている。 すなわち、 出る前の出槽角度 0 2より、 脱 出した後の出槽角度 0 3が大きくなるように変化する。 この設定はガイド機構 2 3の形状を調整することで容易に実施できる。

次に、 出槽角度と鉄粉除去率との関係を調べたので、 その結果を説明する。 図 5に示されるように、 小さな出槽速度 0 2として （3 0 ) 。 (ただし、 出槽 速度の垂直速度成分は 5 6 m mZ s ) を調べ、 大きな出槽角度 0 3として 4 5 ° と 7 0 ° (ただし、 出槽速度の垂直速度成分は共に 1 3 O mmZ s ) を調べた。 出槽速度が大きく異なるため、 （3 0 ) ° でのデータは参考値とするが、 A車 種、 B車種共に鉄粉除去率は、 出槽角度が大きいと良好になった。

鉄粉除去率が高まった理由は次のように考えることができる。 車体の出槽角度 が小から大へ変化することによって、鉄粉を移動させる重力による効果が高まる。 また、 出槽角度が低角から高角に変化することにより、 傾斜した車体のフロアを 流れる水の流速が増加する。 重力や水から受ける加速度によって一度は鋼板を離 れた鉄粉が、 角度の変化に応じた増加した流速によって、 速やかに車体外へ排出 される。 併せて角加速作用により、 車体に残っている電着液又は洗浄液を更に迅 速に排出することができる。

図 4の実施例では、 高速搬送機構 2 2の作用で、 車体 1 3が電着液 1 1から出 るときの出槽速度が、 車体が浸漬中の搬送速度よりも高速になるようにすると共 に、 ガイド機構 2 3の作用で、 車体 1 3が電着液 1 1から出る前の出槽角度 0 2 より、 出た後の出槽角度 0 3が大きくなるように、 すなわち、 出槽角度は車体 1 3が電着液 1 1から出るにしたがって大きくなるようにして、 車体に付着した電 着液又は洗浄液を迅速に落下させることを特徴とする。

すなわち、 増速、 加速作用と角度増加、 角加速度作用との相乗効果で、 迅速に 電着液や洗浄液を車体から排出させることができる。

尚、 高速搬送機構は、 チェーン■スプロケットや、 高速シリンダーユニットで あってもよく、 機構の種類は適宜変更可能である。

出槽角度を変化させる手段も、 ガイド機構の他、 ハンガーに車体を傾動させる 機構を備えたり、 ハンガー全体を傾けるようにしてもよく、 手段は任意である。 また、 車体搬送機構は、 ハンガーを主体とするオーバーヘッドコンベアの他、 床置きコンベアであってもよく、 機構の種類や形式は問わない。

更に、 車体の出槽速度の変化タイミングゃ出槽角度の変化のタイミングは、 多 機種混合ラインの場合、 搬送する車体に応じて変化させることが好ましい。 次に、 ガイド機構 2 3の好ましい変形例を図 6—図 7に基づいて説明する。 図 6に示されるように、 ガイド機構 2 3は、 傾斜角度が 0 1 1である第 1傾 斜面 3 3と、 この第 1傾斜面 3 3に連続すると共に傾斜角度 0 1 2を傾斜角度 0 1 1より増加させた第 2傾斜面 3 4と、 この第 2傾斜面 3 4に連続すると共に傾 斜角度 0 1 3を傾斜角度 0 1 2よリ增加させた第 3傾斜面 3 5と、 この第 3傾斜 面 3 5に連続する山部 3 6と、 この山部 3 6に連続する谷部 3 7とを含む。 ローラ 3 1が、 第 1傾斜面 3 3、 第 2傾斜面 3 4、 第 3傾斜面 3 5と進む過程 で、 車体の傾斜角度は、 2回増加側に変化する。

車体の傾斜角度が大きくなることと、 角度変化に伴って車体の姿勢が急変する こととにより、 ミドルクロスメンバーやダイヤパンなどの湾曲構造を有する部位 に残っている電着液を迅速に排出することができる。

加えて、 車体の傾斜角度が大きい状態で、 山部 3 6と谷部 3 7との作用で車体 を上下に振動させる。 この動作で、 液切れを促し、 車体に付着した鉄粉などを効 果的に除去することができる。 また、 図 7に示されように、 ガイド機構 2 3は、 2次曲線面 3 8と、 この 2次 曲線面 3 8に連続する山部 3 6と、 この山部 3 6に連続する谷部 3 7とを含む。 ローラ 3 1が、 2次曲線面 3 8を進む過程で、 車体の傾斜角度は、 連続的に增 加する。 2次曲線は、 3次、 4次曲線のような高次関数曲線であってもよい。 車体の傾斜角度が大きくなることと、 角度変化に伴って車体の姿勢が急変する こととにより、 車体に残っている電着液を迅速に排出することができる。

傾斜角度について、 図 6は段階的に増加させ、 図 7は滑らかに増加させた。 何 れも傾斜角度を連続的に増加させたことになる。

尚、 ガイド機構は、 液体貯留槽から出た所に設置したが、 前部を液体貯留槽内 に延長して配置することは差し支えない。

このガイド機構 2 3は、車体の種類に対応して、傾斜面の形状パターンや山部、 谷部の数を異なるものとした方が良い。 そのためには、 ガイド機構を自動的に交 換すると、 本発明の効果が向上する。 産業上の利用可能性

本発明は、 車体の電着塗装設備に好適である。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 車体の浸漬処理方法であって、

液体貯留槽に溜められた電着塗装のための電着液及び塗装前洗浄のための洗 浄液のいずれか一方の液体中へ斜めに車体を入れるステップと、

前記液体中で前記車体を搬送するステップと、

前記液体中から斜めに前記車体を取リ出すステップと、

を含み、

前記液体中から斜めに前記車体を取り出すときの搬送速度は、 前記液体中で 前記車体を搬送する搬送速度よりも高速に設定されていることを特徴とする車体 の浸漬処理方法。

2 . 車体の浸漬処理方法であって、

液体貯留槽に溜められた電着塗装のための電着液及び塗装前洗浄のための洗 浄液のいずれか一方の液体中へ斜めに車体を入れるステップと、

前記液体中で前記車体を搬送するステップと、

前記液体中から斜めに前記車体を取り出すステップと、

を含み、

前記液体中から車体を取り出すステツプにおける車体の傾斜角度が、 増加す るように設定されていることを特徴とする車体の浸漬処理方法。

3 . 電着塗装のための電着液と塗装前洗浄のための洗浄液との一方の液体に、 車体を浸潰して処理する浸漬処理装置であって、

前記液体を溜める液体貯留槽と、

前記液体中へ斜めに車体を入れ、 前記液体中で前記車体を搬送し、 前記液体 中から斜めに前記車体を取リ出すように車体を一定の速度で搬送する車体搬送機 構と、

この車体搬送機構に付設され、 前記液体中から斜めに前記車体を取り出すと きに、前記一定の速度より高速の搬送速度で前記車体を運搬する高速搬送機構と、 を備えている車体の浸漬処理装置。

4 . 請求項 3に記載の車体の浸漬処理装置であって、

前記浸漬処理装置は、 前記車体搬送機構に付設され、 前記液体中から前記車 体が出る前の車体の傾斜角度よりも、 前記車体が出た後の車体の傾斜角度が、 大 きくなるように前記車体を傾けるガイド機構を、 さらに備えていることを特徴と する。

5 . 請求項 4に記載の車体の浸漬処理装置であって、

前記ガイド機構は、 前記車体が出た後の車体の傾斜角度を、 連続的に増加さ せる機構であることを特徴とする。