JP2004050021A

JP2004050021A - 自動車ボディの加熱冷却装置及び方法

Info

Publication number: JP2004050021A
Application number: JP2002209974A
Authority: JP
Inventors: Joji Ito; 伊　藤　錠　二; Tamon Shiyouji; 庄　司　太　聞; Koji Sakuraba; 櫻　庭　浩　二
Original assignee: Trinity Industrial Corp
Current assignee: Trinity Industrial Corp
Priority date: 2002-07-18
Filing date: 2002-07-18
Publication date: 2004-02-19

Abstract

【課題】自動車ボディの塗膜を乾燥する場合などに，その内表面と外表面で温度変化に時間差を生じることなくまた、コンベアや搬送台車などが持ち込んだ埃などを舞い上げることもなく、均一に加熱／冷却できるようにする。
【解決手段】トンネル通路内をコンベアで搬送される自動車ボディに所定温度の調温空気を吹き付けて該ボディを加熱又は冷却する場合に、トンネル通路の天井面から調温空気を略均一に流下させて、コンベアで搬送されてきた自動車ボディの左右両側に沿って流れる外側ダウンフローと、自動車ボディの窓用開口部からボディ内部を通り自動車ボディ床下側に抜ける内側ダウンフローを形成すると共に、外側ダウンフローを自動車ボディ側面部とこれに近接して配されたトンネル通路の左右側壁との間の狭小部を通して加速させるようにした。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル通路内をコンベアで搬送される自動車ボディに所定温度の調温空気を吹き付けて該ボディを加熱又は冷却する自動車ボディの加熱冷却装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近は、有機溶剤の排出規制が厳しくなるにつれ、広い用途分野にわたって水性塗料の使用が増加しつつある。特に、自動車塗装の分野においては、有機溶剤の排出規制をクリアするために、これまでの有機溶剤系塗料による塗装から水性塗料を使用した塗装への転換が図られつつある。
【０００３】例えば、自動車ボディの水性塗料の上塗り塗装を行う場合、自動車塗装ラインは、コンベアで搬送される自動車ボディの表面に水性メタリック塗料によって美観付与のためのベースコートを施した後、そのベースコートの上に透明塗料によって外的要因からの保護機能を有するクリアコートを施すこととしている。
【０００４】この場合に、ベースコートの塗膜中の水分が適度に蒸発されないまま、その塗膜の上にクリアコート用塗料が重ね塗りされると、ベースコートの塗膜が平滑化されず、また、焼付け乾燥の際にその水分が急激に蒸発して、たれ、たるみ、わき等の塗装欠陥を生ずるおそれがある。
【０００５】このため、ベースコート用塗料として水性塗料を用いる塗装ラインでは、ベースコートを施す前段の塗装ゾーンと、クリアコートを施す後段の塗装ゾーンとの間に、所定温度の加熱エアを吹き付けて塗膜中の水分を蒸発させるプレヒートゾーンと、所定温度の冷却エアを吹き付けて後段の塗装ゾーンに搬入されるまでに自動車ボディの表面温度を室温まで低下させるクーリングゾーンを設けるのが一般的である。
【０００６】図５はこのようなプレヒートゾーンやクーリングゾーンに用いられる自動車ボディの加熱冷却装置を示す正面図である。
この加熱冷却装置５１は、トンネル通路５２内をコンベア５３で搬送台車Ｄに載せられて搬送される自動車ボディＷに所定温度の調温空気を吹き付けて該ボディＷを加熱／冷却するもので、トンネル通路５２の内壁５４と外壁５５の間に調温空気を供給する供給ダクト５６が形成され、コンベア５３を敷設した床面５７の下にトンネル通路５２内の空気を吸い込む吸込ダクト５８が形成されている。
【０００７】供給ダクト５６には、その上方、左右斜め上方、左右両側、左右斜め下方から、自動車ボディＷを囲むように調温空気を吹き出す多数の吹出ノズル５９…が形成されており、吸込ダクト５８にはトンネル通路５２内の空気を排出する吸込口６０が形成されている。
【０００８】そして、吸込ダクト５８及び供給ダクト５６は、トンネル通路５２の外側に設けられた循環ダクト６１を介して連通されており、当該循環ダクト６１には空気を加熱／冷却する調温装置６２と、その調温空気を循環供給する送風ファン６３が介装されている。
【０００９】これによれば、各吹出ノズル５９…からトンネル通路５２内に吹き出された調温空気は、周囲から自動車ボディＷに直角に吹き付けられて自動車ボディ表面が均一に加熱／冷却された後、調温空気が吸込ダクト５８に吸い込まれて、再び所定温度に加熱／冷却されてトンネル通路５２内に循環供給される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、発明者の実験によれば、この加熱冷却装置５１を用いて自動車ボディＷを加熱／冷却した場合、周囲から吹付けられる調温空気により外表面は略均一に加熱／冷却されるが、図６に示すように内表面は外表面に比して加熱／冷却され難く、温度変化に遅れを生じることが判明した。
特に、ドアの戸当りともなるボディ内部の床面左右両端のロッカー部は最も加熱／冷却され難く、乾燥及び冷却とも不十分のまま後段の塗装工程へ送られてしまうと、その部分が塗装不良となるおそれがある。
【００１１】即ち、この種の加熱冷却装置５１は自動車ボディＷの周囲からかなり速い風速（１０〜１５ｍ／ｓ）で調温空気が吹き付けられるため、外表面はその調温空気の対流により外表面が素早く加熱／冷却される。
これに対し、ボディ内部に吹き込まれた調温空気は逃げ場を失ってボディ内に滞るので、内表面は調温空気の対流による加熱／冷却効率が低く、外表面からの熱伝導により加熱冷却され、このため温度変化が遅れるものと考えられる。
【００１２】また、自動車ボディＷに向ってその周囲から速い風速で調温空気が吹き付けられると、その調温空気の流れが乱れるため、コンベア５３や搬送台車Ｄなどに付着して持ち込まれた埃などが舞い上がり、これが自動車ボディに付着して次工程に搬送されて塗装不良を起こすおそれもある。
【００１３】一方、このような速い風速で調温空気を吹き出す場合は、各ノズル５９…と自動車ボディＷの距離が近すぎると、調温空気が直接当る部分のみ局部的に加熱／冷却されてしまうため、ある程度離して設けなければならない。
しかも、トンネル通路５２の外側に、調温装置６２と送風ファン６３を介装した循環ダクト６１を設けなければならず、また、風速が速い分、送風ファン６３の動力が大きくなるだけでなく、調温装置６２も熱容量の大きなものが必要となるので加熱冷却装置５１が大型化するという問題があった。
【００１４】また、ノズル５９…と自動車ボディＷの距離を近付けて、遅い風速で調温空気を吹き出すと、ボディＷ内部がいままで以上に加熱／冷却され難くなり塗装不良を起こし易い。
【００１５】そこで本発明は、自動車ボディの内表面と外表面で温度変化に時間差を生じることなく均一に加熱／冷却することができ、また、コンベアや搬送台車などが持ち込んだ埃などを舞い上げることもなく、さらに、装置全体を小型化することを技術的課題としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明は、トンネル通路内をコンベアで搬送される自動車ボディに所定温度の調温空気を吹き付けて該ボディを加熱又は冷却する自動車ボディの加熱冷却装置において、前記トンネル通路内に調温空気を略均一に流下させる吹出口がその天井面に形成されると共に、左右側壁には自動車ボディの下端部近傍に対向する位置に吸込口が形成され、トンネル通路の左右側壁と自動車ボディの左右両側の間を流下する調温空気を加速する狭小部が形成されるようにトンネル通路の左右側壁が自動車ボディの左右両側に近接した位置に配されたことを特徴とする自動車ボディの加熱冷却装置。
【００１７】本発明によれば、天井の吹出口から調温空気を均一に流下させて自動車ボディを搬送させると、自動車ボディのボンネット、トランクリッド、ルーフなどのトップ面は、トンネル通路内を均一に流下する調温空気が直接当って加熱／冷却され、フェンダーやドアなどのサイド面は自動車ボディの左右両側に沿って流下する外側ダウンフローにより加熱／冷却され、ボディ内部は、窓用開口部から流入してアンダーボディの開口部から床下に通り抜ける内側ダウンフローにより加熱／冷却される。
【００１８】また、トンネル通路の左右側壁が自動車ボディ側面に近接されて、その間が狭小部に形成されることから、外側ダウンフローは狭小部を通過する際に加速される。
したがって、トンネル通路の左右側壁から調温空気を吹き出すノズルを設けなくても、自動車ボディ側面部に沿って調温空気を速い風速で流下させることができ、確実に加熱／冷却を行うことができる。
また、左右側壁にノズルを設けなくて良いことから、その分、トンネル通路を小型にすることができ、装置全体が小型化される。
【００１９】さらにまた、トンネル通路内には上から下へ向うダウンフローが形成されるので、コンベアや搬送台車などに付着して持ち込まれた埃もその調温空気の流れに乗って吸込口から排出され、トンネル通路内で舞い上がって自動車ボディの塗膜に付着したり塗装不良を起こしたりことが少ない。
【００２０】さらにまた、請求項２のように、トンネル通路の内壁と外壁の間を空気流路に形成して、該空気流路を少なくとも前記吹出口を形成した陽圧室と、前記吸込口を形成した吸込ダクトとに仕切り、吸込ダクト内に調温空気を加熱又は冷却する調温装置が配されると共に、その仕切り部分に吸込ダクト内の空気を陽圧室に送る送風ファンを設ければ、循環ダクトが不要となり、また、調温装置及び送風ファンはトンネル通路の壁面内に組み込まれるので、装置全体を小型化できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１は本発明に係る自動車ボディの加熱冷却装置を示す正面図、図２はその平面図、図３は調温空気の流れを示す説明図、図４は自動車ボディの内外表面温度の変化を示すグラフである。
【００２２】図１に示す自動車ボディの加熱冷却装置１は、水性塗料の上塗り工程において、ベースコートを施す前段の塗装ゾーンと、クリアコートを施す後段の塗装ゾーンとの間に設けられるプレヒートゾーン及びクーリングゾーンに使用されるもので、トンネル通路２内をコンベア３で搬送台車Ｄに載せられて搬送される自動車ボディＷに所定温度の調温空気を吹き付けて該ボディＷを加熱又は冷却するようになされている。
【００２３】トンネル通路２は、その内壁４と外壁５の隙間が空気流路に形成され、その空気流路が、仕切板８によって、少なくとも天井部に形成された陽圧室６と、左右側壁部に形成された吸込ダクト７に仕切られている。
【００２４】そして、前記陽圧室６には、フィルタＦを設けた吹出口９がトンネル通路２の天井面４Ｕに開口形成され、吸込ダクト７には、自動車ボディＷの下端部近傍に対向する位置に吸込口１０が開口形成されている。
また、吸込ダクト７の内部には調温空気を加熱又は冷却する調温装置１１が配され、陽圧室６と吸込ダクト７の仕切板８には吸込ダクト６内の空気を陽圧室７に送る送風ファン１２が設けられている。
なお、調温装置１１は、例えば媒体供給管に熱媒や冷媒を循環させて、その外部を通過する空気を加熱冷却する還流式熱交換器が用いられている。
【００２５】さらに、トンネル通路２の左右側壁４Ｒ、４Ｌは、コンベア３で搬送される自動車ボディＷに近接して設けられ、その間を流下する調温空気を加速する狭小部１３が形成されている。
なお、左右側壁４Ｒ、４Ｌは、前記狭小部１３を通過する調温空気の風速が、少なくとも、吹出口９から吹き出された調温空気の風速以上になる位置に配されている。
【００２６】以上が本発明に係る自動車ボディの加熱冷却装置の一構成例であって、次にこれを用いた加熱冷却方法について説明する。
自動車ボディＷを加熱する場合、調温装置１１に熱媒を供給して送風ファン１２を起動し、所定温度に調整された調温空気を、陽圧室６から天井面４Ｕの吹出口９を介してトンネル通路２内に１〜２ｍ／ｓの風速で下向に吹き出させる。
調温空気は、トンネル通路２内で天井から床に向って上から下へ流下し、自動車ボディＷ下端部近傍に対向するように開口された吸込口１０から吸込ダクト７内に吸い込まれ、再び調温装置１１を通りトンネル通路２内に循環される。
【００２７】この状態で、自動車ボディＷが搬入されてくると、天井側の陽圧室６から吹出口９を介してトンネル通路２内を均一に流下する調温空気は、自動車ボディＷの外面に沿って流下する外側ダウンフローＮ_１と、自動車ボディＷの窓用開口部からボディ内部を通りアンダーボディに形成された開口部からその床下に抜ける内側ダウンフローＮ_２が形成される。
【００２８】すなわち、ボンネット部分及びリアトランク部分（図２：Ａ−Ａ線及びＥ−Ｅ線）では、図３（ａ）に示すように、中央を流下する調温空気はボンネット（トランクリッド）２１に当って加熱した後に左右に分かれ、側壁４Ｒ、４Ｌに沿って流下する調温空気と共に、フェンダー２２に沿って流下する外側ダウンフローＮ_１、Ｎ_１を形成する。
【００２９】また、フロントウィンドウ部分及びリアウィンドウ部分（図２：Ｂ−Ｂ線及びＤ−Ｄ線）では、図３（ｂ）に示すように、中央を流下する調温空気はフロント又はリアのウィンドウの窓用開口部２３からボディＷ内にそのまま流入して、ロッカー部２４まで流下し、ボディＷ床面に形成された開口部２５から床下に通り抜ける内側ダウンフローＮ_２を形成する。
また、左右側壁４Ｒ、４Ｌに沿って流下する調温空気は、ドアやフェンダー２２などの自動車ボディＷの左右両側に沿って流れる外側ダウンフローＮ_１、Ｎ_１を形成する。
【００３０】さらに、ルーフ部分（図２：Ｃ−Ｃ線）では、図３（ｃ）に示すように、中央を流下する調温空気はルーフ２６に当ってそのルーフ２６を加熱した後、左右に分かれて、ドア２７の窓用開口部２８に直接流入する調温空気と共にボディＷ内に流入し、ロッカー部２４まで流下して、アンダーボディに形成された開口部２５から床下に通り抜ける内側ダウンフローＮ_２を形成する。
また、左右側壁４Ｒ、４Ｌに沿って流下する調温空気も、自動車ボディＷの側面に沿って流下する外側ダウンフローＮ_１、Ｎ_１を形成する。
【００３１】したがって、自動車ボディＷのボンネット（トランクリッド）２１やルーフ２６などのトップ面は、トンネル通路２内を均一に流下する調温空気が直接当って加熱／冷却され、フェンダー２２やドア２７などのサイド面は外側ダウンフローＮ_１により加熱／冷却され、ボディＷ内部は窓用開口部２３、２８から流入してロッカー部２４まで流下し、アンダーボディの開口部２５から床下に通り抜ける内側ダウンフローＮ_２により加熱／冷却される。
【００３２】このようにトンネル通路２内には、温調空気が天井から床に向って上から下へ流れるダウンフローが形成されるので、コンベア３や搬送台車Ｄなどに付着して埃が持ち込まれても、その埃は調温空気の流れに乗って吸込口１０から排出されて、フィルタＦを通過する際に捕捉される。
したがって、トンネル通路２内で埃が舞い上がったり、自動車ボディＷに付着することがない。
【００３３】このとき、外側ダウンフローＮ_１は、トンネル通路２の左右側壁４Ｒ、４Ｌと自動車ボディＷの間に形成される狭小部１３を通過する際に加速されるので、トンネル通路２の左右側壁から調温空気を吹き出すノズルを設けなくても、自動車ボディＷの側面部に沿って調温空気を速い風速で流下させることにより確実に加熱／冷却を行うことができる。
また、左右側壁にノズルを設けなくて良いことから、その分、トンネル通路２を小型にすることができ、装置全体を小型化できる。
【００３４】また、内側ダウン_２は、窓用開口部２３、２８からボディＷ内に流入してロッカー部２４まで流下し、床面開口部２５から床下に通り抜けるので、ボディＷ内部に調温空気が滞ることなく流れ続ける。
これにより、発明者の実験によれば、図４に示すように、加熱／冷却し難かったロッカー部などの内表面の温度変化は、フェンダー２２やドア２７の外表面の温度変化と同様であり、時間遅れを生じなかった。
【００３５】さらに、調温装置１１及び送風ファン１２はトンネル通路２の壁面内に組み込まれ、また、トンネル通路外部に循環ダクトを設ける必要もないので、装置全体を小型化することができる。
【００３６】なお、送風ファン１２…の合計風量Ｑ、吹出口９の面積Ｓ_１、吸込口１０の開口面積Ｓ_２とすれば、吹出口９から吹き出される風速Ｖ_１と吸込口１０に吸込まれる風速Ｖ_２は、夫々、次式で表わされる。
Ｖ_１＝Ｑ／Ｓ_１、
Ｖ_２＝Ｑ／Ｓ_２
【００３７】したがって、吹出口９から吹き出される風速Ｖ_１＝１〜２ｍ／ｓとなるように送風ファン１２…を運転したときに、吸込口１０に吸込まれる風速Ｖ_２＝１０〜１５ｍ／ｓに設定しようとすれば、吸込口１０の面積Ｓ_２を吹出口９の面積Ｓ_１の１／５〜１／１５にすればよい。
このように、吸込口１０の面積Ｓ_２を吹出口９の面積Ｓ_１に比して狭くすれば、吹出口９から吹き出される調温空気の風速に比して吸込口１０及びその近傍の風速を速くすることができるので、吹出口９から離れた自動車ボディＷの床面近傍も確実に加熱／冷却乾燥できる。
【００３８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、自動車ボディの左右両側に沿って流下する外側ダウンフローと、自動車ボディの窓用開口部からボディ内部を通りアンダーボディに形成された開口部からその床下側に抜ける内側ダウンフローが形成されて、自動車ボディ側面の外表面及び内表面に沿って調温空気が流下されるので、外表面及び内表面とも調温空気の対流により効率良く加熱／冷却され、温度変化に時間差を生じることなく均一に加熱／冷却することができるという大変優れた効果を奏する。
【００３９】また、トンネル通路内には、天井の吹出口から自動車ボディ下端部近傍に対向して形成された吸込口に向って上から下へ流れるダウンフローが形成されるので、コンベアや搬送台車などに付着して埃が持ち込まれても、調温空気の流れに乗って吸込口から排出され、舞い上がったり、自動車ボディに付着することが防止されるという効果がある。
【００４０】さらに、トンネル通路の内壁及び外壁の間が空気流路に形成されて、その内部に調温装置や送風ファンが組み込まれており、トンネル通路外部に循環ダクトを設ける必要もないので、装置全体を小型化することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る自動車ボディの加熱冷却装置を示す正面図。
【図２】その平面図。
【図３】調温空気の流れを示す説明図。
【図４】自動車ボディの内外表面温度の変化を示すグラフ。
【図５】従来装置を示す正面図。
【図６】自動車ボディの内外表面温度の変化を示すグラフ。
【符号の説明】
１………自動車ボディの加熱冷却装置
２………トンネル通路
３………コンベア
Ｗ………自動車ボディ
４………内壁
４Ｕ………天井面
４Ｒ及び４Ｌ…左右側壁
５………外壁
６………陽圧室
７………吸込ダクト
８………仕切板
９………吹出口
１０………吸込口
１１………調温装置
１２………送風ファン
１３………狭小部

Claims

トンネル通路内をコンベアで搬送される自動車ボディに所定温度の調温空気を吹き付けて該ボディを加熱又は冷却する自動車ボディの加熱冷却装置において、
前記トンネル通路内に調温空気を略均一に流下させる吹出口がその天井面に形成されると共に、左右側壁には自動車ボディの下端部近傍に対向する位置に吸込口が形成され、トンネル通路の左右側壁と自動車ボディの左右両側の間を流下する調温空気を加速する狭小部が形成されるようにトンネル通路の左右側壁が自動車ボディの左右両側に近接した位置に配されたことを特徴とする自動車ボディの加熱冷却装置。
前記トンネル通路の内壁と外壁の間が空気流路に形成されると共に、該空気流路が少なくとも前記吹出口を形成した陽圧室と、前記吸込口を形成した吸込ダクトとに仕切られ、吸込ダクト内に調温空気を加熱又は冷却する調温装置が配されると共に、その仕切り部分に吸込ダクト内の空気を陽圧室に送る送風ファンが配されたことを特徴とする請求項１記載の自動車ボディの加熱冷却装置。
トンネル通路内をコンベアで搬送される自動車ボディに所定温度の調温空気を吹き付けて該ボディを加熱又は冷却する自動車ボディの加熱冷却方法において、
前記トンネル通路の天井面から調温空気を略均一に流下させて、コンベアで搬送されてきた自動車ボディの左右両側に沿って流れる外側ダウンフローと、自動車ボディの窓用開口部からボディ内部を通り自動車ボディ床下側に抜ける内側ダウンフローを形成すると共に、前記外側ダウンフローを自動車ボディ側面部とこれに近接して配されたトンネル通路の左右側壁との間の狭小部を通して加速させることを特徴とする自動車ボディの加熱冷却方法。