JP2559761B2

JP2559761B2 - 塗装方法

Info

Publication number: JP2559761B2
Application number: JP62218021A
Authority: JP
Inventors: 武士小西; 武山本; 英之加藤; 寿昭香月
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1987-09-02
Filing date: 1987-09-02
Publication date: 1996-12-04
Anticipated expiration: 2011-12-04
Also published as: JPS6463077A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、粉体塗料を用いた塗装方法に関するもので
ある。

（従来技術およびその問題点）被塗物例えば自動車ボディの外表面を塗装する場合、
被塗物に付着しているゴミを除去する準備工程と、被塗
物に塗料を塗布する工程と、塗布された塗料を乾燥（硬
化）させる乾燥工程とを有する。この乾燥工程は、塗料
が粉体塗料の場合、焼付工程のみの１段階で行なわれ
る。そして、被塗物は、通常、台車等の搬送手段により
搬送されつつ上記準備工程、塗装工程および乾燥工程を
経ることになるが、被塗物の姿勢は、各工程において所
定の姿勢を保持したまま行われている。

ところで、塗装面の品質を評価する１つの基準とし
て、平滑度（平坦度）があり、この平滑度が大きい程塗
装面の凹凸の度合が小さくて、良好な塗装面となる。こ
の塗装面の平滑度を向上させるには、塗膜の厚さ、すな
わち塗布された塗料の膜厚を大きくすればよいことが既
に知られている。

一方、塗装面の品質を阻害するものとして、塗料の
“ダレ”がある。このダレは、重力を受けることによて
塗布された塗料が下方に流動することにより生じ、１回
に塗布する塗料の膜厚が大きい程“ダレ”を生じ易くな
る。この“ダレ”の原因は、つまるところ重力の影響で
あるため、被塗物のうち上下方向に伸びる面すなわちい
わゆる縦面において生じ易いものとなる。

したがって、塗料の“ダレ”がさ程問題とならない被
塗物の水平方向に伸びる面すなわちいわゆる横面は、塗
布する塗料の厚さを縦面よりも大きくすることが可能で
ある。また、横面に対する塗膜の厚さと縦面に対する塗
膜の厚さをたとえ同じにしても、横面ではダレには至ら
ない程度の塗料の若干の流動によって凹凸が小さくな
り、縦面における平滑度よりも良好な平滑度が得られる
ことになる。

上述のような観点から、従来は、塗料の“ダレ”を防
止しつつ極力平滑度の大きい塗装面を得るため、極力流
動性の小さい塗料を用いて塗装を行なうようにしてい
た。換言すれば、絶対的により一層平滑度の大きい塗装
面を得ようとすれば、従来の塗装方法では、例えば２回
塗り等、塗装工程から焼付工程に至るまでの一連の工程
を複数回繰り返して行なう必要があった。

一方、最近では、塗料として、粉体塗料を用いること
が多くなっている。この粉体塗料においては、前述した
ダレ発生は、焼付工程で生じるものである。すなわち、
粉体塗料は、焼付工程時の熱を受けると、いわゆる熱フ
ローと呼ばれるように流動性をもつようになり、これが
ダレ発生の原因となる。したがって、この粉体塗料にお
いては、焼付工程でダレが発生しないように、塗装工程
で塗布する塗料の厚さに制約を受けることになってい
た。

なお、粉体塗料は溶剤を含有していないため、焼付工
程の前に低温雰囲気で溶剤を揮発させるセッティング工
程を有しないものである。

（発明の目的）本発明は、以上のような事情を勘案してなされたもの
で、粉体塗料を用いるものにおいて、同じ塗膜の厚さで
あればより一層平滑度の大きい塗装面が得られるように
した塗装方法を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段、作用）本発明は、基本的には、被塗物に塗布された塗料に対
して作用する重力の方向を適宜変更することにより、塗
料の流動性というものを積極的に活かして、同じ塗膜の
厚さであればより平滑度の大きい塗装面を得るようにし
てある。具体的には、次のような構成としてある。すな
わち、第１搬送手段により搬送される被塗物に粉体塗料を焼
付乾燥時に通常の上下方向に伸びる面では塗料ダレが生
じる以上の厚さに塗布する塗装工程と、前記塗装工程後、に被塗物を、前記第１搬送手段から
回転装置を備えた第２搬送手段に移載する移載工程と、前記第２搬送手段に移載された被塗物を前記回転装置
により水平軸線回りに回転させつつ、該被塗物に塗布さ
れた塗料を焼付乾燥させる焼付工程と、から成り、被塗
物表面に塗布した塗料の塗料ダレが重力により生じる前
に回転作動させ始め、かっこの場合の回転は、少なくと
も塗布した塗料の塗料ダレが重力により生じる以前に被
塗物表面が略垂直状態から略水平状態に移行するような
速度で、かつ回転による遠心力により塗料ダレが生じる
速度より遅い速度で回転させることを備えた構成として
ある。

このように本発明では、被塗物に塗布された塗料に対
して作用する重力の方向が、被塗物を水平方向に回転さ
せることによって変更されるため、塗料は、焼付工程で
“ダレ”を生じることなく乾燥、硬化されることにな
る。

本発明によれば、１回当りに塗布する塗料の膜厚を従
来よりもはるかに厚くして、平滑度が従来限界とされて
いたレベルをはるかに越えた極めて良好な塗装面を得る
ことができる。

また、従来と同じような塗膜の厚さとした場合でも、
塗料の流動性を利用して凹凸のより小さいものすなわち
平滑度のより大きい優れた塗装面とすることができる。

さらに、同じ平滑度例えば従来の塗装方法で得られる
平滑度と同等の平滑度を有する塗装面を得ようとすれ
ば、従来のものよりも塗布すべき塗料の膜厚を薄くする
ことができ、この薄くし得る分だけ使用する塗料の量を
低減することができる。

以上に加えて、本発明では、塗装工程と焼付工程との
間で被塗物の搬送手段を変更するようにしてあるので、
この焼付工程において塗料を原因とするゴミの発生が防
止されて、汚れのないきれいな塗装面を得ることができ
る。この点を詳述すると、塗装固定においては、被塗物
のみならずその搬送手段に対しても少なからず粉体塗料
が塗布されてしまうことになる。一方この塗料が付着し
た搬送手段をそのまま焼付工程で使用すると、搬送手段
はどうしても摺動部分を有するので、搬送手段の摺動部
分に付着した塗料が硬化されるのに伴って当該搬送手段
より剥離されて浮遊ゴミとなり、被塗物の表面に付着し
てしまうことになる。しかしながら、本発明では、塗装
工程で使用した第１搬送手段を用いることなく、別途第
２搬送手段を用いて焼付工程を行うので、上述した塗料
を原因とする被塗物表面へのゴミ付着というような事態
が防止される。

なお、粉体塗料は、焼付工程における高温を受けるま
ではダレを生じないので、被塗物を第１搬送手段から第
２搬送手段へと移載する余裕時間を十分に確保し得るも
のである。

（実施例）以下、本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明
する。

全体の概要第１図は、被塗物としての自動車用ボディＷを塗装す
る場合の全体工程を示してあり、各工程をP1〜P1で示し
てある。

先ず、電着塗装によって既知のように下塗りが完了さ
れたボディＷが、第１搬送手段としての台車Ｄ′に保持
されつつ準備工程P1に送り込まれる。この台車Ｄ′は実
施例では、従来から用いられていたものがそのまま利用
されている。準備工程P1では、ボディＷ内外のゴミが例
えばエアブローあるいは真空吸引によって除去される。
次いで、工程P2において、例えば静電塗装方法によって
ボディＷに対して粉体塗料が吹き付けられ、この後、移
載工程P3において、ボディＷが、台車Ｄ′から第２搬送
手段としての回転装置を備えた台車Ｄに移載される。そ
して、塗料の乾燥すなわち硬化が、ボディＷを水平軸線
回りに回転させつつ、焼付工程P4においてなされる。

塗料の吹き付け、乾燥先ず、P2での塗料の吹付けは、塗膜の厚さがダレ限界
以上となるようにして行なわれる。すなわち、従来一般
に用いられている粉体塗料では、“ダレ”を生じない塗
料の最大厚さすなわちダレ限界値は80μｍ程度である
が、工程P2では、このダレ限界となる80μｍよりもはる
かに厚い塗膜となるように（例えば100μｍ）となるよ
うに塗料が吹付けられる。

焼付工程P4では第２図（ａ）〜（ｉ）で示すように、
ボディＷが水平方向に回転される。すなわち、ボディＷ
が水平方向に伸びる回転軸心ｌを中心として回転され、
実施例では、この回転軸線ｌが、ボディＷの前後方向に
伸びるものとされている。この焼付工程P4での温度雰囲
気は、例えば150℃とされる。この焼付の際、粉体塗料
は熱により流動性をもつが、硬化促進によって流動性が
小さくなり、やがて完全に硬化される。そして、前記ボ
ディＷの回転は、この粉体塗料が流動性をもつ間のみ行
われる（焼付工程の全期間ボディＷを回転させることは
不用）。

上述した焼付工程P3でのボディＷの水平方向の回転に
より、P2でダレ限界以上の厚さに塗料を吹付けても、ダ
レが生じることなく塗料が乾燥される。これにより、従
来の塗装方法では得られなかった平滑度の極めて高い高
品質の塗装面が得られる。

また、第２搬送手段としての台車Ｄには塗料が付着さ
れないので、焼付乾燥中にこの台車Ｄから塗料が剥離す
るというような事態は何等生ぜず、したがって最終的に
得られるボディＷの塗装面は、汚れの無いものとなる。

塗膜厚さとダレ限界と水平回転との関係第３図は、塗膜厚さがダレ限界に与える影響について
示すものである。この第３図では、塗膜厚さとして、10
0μｍ、120μｍの２通りの場合を示してある。このいず
れの厚さの場合も、焼付開始後５分〜10分の間で熱フロ
ーを生じることが理解される。なお、ダレ限界は、通常
１分間に１〜2mmのダレを生じるときの値をいう（目視
して2mm/分以上のダレを生じると塗装面が不良とされ
る）。

なお、ボディＷの回転は、同一方向に連続回転させて
もよく、あるいは所定角度毎に反転を行なうようにして
もよい、また、回転速度は、例えば3rpm〜60rpm等、遠
心力によってダレを生じさせることなく、かつダレが生
じる前に塗料に作用する重力の方向が反転されるような
範囲で適宜に設定すればよい。

第３図に示したデータの試験条件は、次の通りであ
る。

a.塗料：アクリル粉体塗料（日本ペイント（株）製、商
品名パウダックスＡ） b.塗装機：静電粉体塗装装置（小野田セメント（株）
製、商品名GX101） c.印加電圧：−60KV d.塗料吐出量:180gr/分 e.塗料搬送空気圧:2.0kg/cm² f.吹付け距離:25cm 回転用治具次に、ボディＷを台車Ｄに対して水平方向に回転可能
に支持させるために用いる治具の具体例について説明す
る。

第４図は、ボディＷの前部に取付けられる前側の治具
1Fを示す。この治具1Fは、左右一対の取付用ブラケット
２と、この左右の各ブラケット２に溶接された左右一対
のステー３と、左右一対のステー３同士を連結する連結
バー４と、連結バー４に一体化された回転軸５と、を有
する。このような治具1Fは、そのブラケット２部分を、
ボディＷの前部強度部材、例えばフロントサイドフレー
ム11の前端部に固定される。すなわち、フロントサイド
フレーム11には、通常バンパ（図示略）取付用のブラケ
ット12が溶接されているので、このボディＷ側のブラケ
ット12に対して、上記ブラケット２をボルト（図示略）
を利用して固定する。

一方、ボディＷの後部に取付けられる後側の治具1R
を、第５図に示してある。この後側の治具1Rも前側の治
具1Fと同じような構成とされ、この前側治具1Fに対応し
た構成要素には同一符号を付してある。この後側の治具
1RのボディＷに対する取付けは、そのブラケット２をボ
ディＷ後端部にある強度部材としてのフロアフレーム13
に対してボルトによって固定することにより行なわれ
る。勿論、上記フロアフレーム13後端部には、一般にバ
ンパが取付けられる関係上該バンパ取付用のブラケット
があらじめ溶接されているので、このバンパ取付用ブラ
ケットを利用して後側治具1Rの取付を行なうこともでき
る。

上記、前後の治具1Fと1Rとは、ボディＷに対する取付
状態において、その回転軸５同士がボディＷの前後方向
に伸びる同一直線上に位置するようにされる。この同一
直線がボディＷの回転軸線ｌとなるもので、好ましく
は、この回転軸線ｌがボディＷの重心Ｇ（第６図参照）
を通るようにされている。なお、回転軸線ｌが重心Ｇを
通ることにより、ボディＷの回転の際に、回転速度の大
きな変動が防止される。これにより、ボディＷには、回
転変動に伴なう衝撃が発生するのが防止され、ダレ防止
上より好ましいものとなる。

なお、前後の治具1F、1Rは、車種（ボディＷの種類）
に応じて専用のものがあらかじめ用意される。

台車ＤボディＷを回転させる機能を備えた台車である。

第６図において、台車Ｄは基台21を有し、この基台21
に取付けられた車輪22が、路面23上を走行される。この
基台21は、走行方向前側から後側（第６図右側から左
側）へ順次、それぞれ上方へ向けて伸びる１本の前支柱
24、２本の中間支柱25、26、および１本の後支柱27を有
し、中間支柱25、26と後支柱27との間が、前後方向に大
きく間隔のあいた支持空間28とされている。

ボディＷは、上記支持空間28に配設され、その前部
が、前治具1Fを利用して中間支柱26に対して回転自在に
支持される一方、その後部が、後治具1Rを利用して後支
柱27に回転自在に支持される。

前後の治具1F、1R（の回転軸５）は、上下方向から支
柱26、27に対して係脱自在とされると共に、後側の治具
1Rが回転軸線ｌ方向に不動として係合される。このた
め、中間支柱26にはその上端面に開口する切欠き26aが
形成される一方（第９図〜第11図参照）、後支柱27には
その上端面に開口する切欠き27aが形成されている（第
９図、第13図、第14図参照）。この両切欠き26a、27a
は、治具1F、1Rの回転軸５が嵌合し得る大きさとされて
いる。そして、後側治具1Rの回転軸５にはフランジ部5a
が形成される一方、後支柱27には前記切欠き27aに連通
するフランジ部5aに対応した形状の切欠き27bが形成さ
れている。これにより、後治具1Rは、後支柱27の切欠き
27a、27bに対して、上下方向から係脱されると共に、フ
ランジ部5aのストッパ作用によって後支柱27に対して前
後方向に不動とされる。なお、ボディＷに対する回転力
の付与は、前側治具1Fの回転軸５を介して行われ、この
ため前治具1Fの回転軸５先端部には、後述する接続部5b
（第４図をも参照）が形成されている。

基台21からは、下方へ向けてステー29が突設され、こ
のステー29の下端部に、牽引用ワイヤ30が連結されてい
る。このワイヤ30は、エンドレス式とされて、図示を略
すモータにより一方向に駆動され、これにより台車Ｄが
所定の搬送方向に駆動される。勿論、上記モータは、防
爆の観点上安全な箇所に設置されている。

ボディＷの回転は、台車Ｄの移動を利用して、すなわ
ち台車Ｄの走行路面23に対する変位を利用して行われ
る。この台車Ｄの変位を回転として取出すための回転取
出機構31が、次のようにして構成されている。すなわ
ち、回転取出機構31は、基台21に上下方向に伸ばして回
転自在に支持された回転軸32と、回転軸32の下端部に固
定されたスプロケット33と、スプロケット33に噛合され
たチェーン34と、から構成されている。このチェーン34
は、前記ワイヤ30と並列に、走行路面23に対して不動状
態で配設されている。これにより、台車Ｄがワイヤ30を
介して牽引されると、チェーン34が不動であるため、こ
のチェーン34に噛合うスプロケット33したがって回転軸
32が回転される。

上記回転軸32の回転を、前側治具1F（の回転軸５）に
伝達するための伝動機構35が、次のようにして構成され
ている。すなわち、伝動機構35は、前記前支柱24の後面
に固定されたケーシング36と、ケーシング36に横方向
（前後方向）に伸ばして回転自在に支持された回転軸37
と、この回転軸37と前記上回転軸32とを連動させる一対
のベベルギア38、39と、前記中間支柱25に対して回転自
在かつ前後方向に摺動自在に保持された連結軸40と、を
有する。この連結軸40は、回転軸37に対してスプライン
結合され（この係合部を第６図中符号41で示す）、これ
により回転軸32が回転されると、連結軸40も回転される
ことになる。勿論、回転軸37と連結軸40とは、回転軸線
ｌ上に位置するように設置されている。

前記連結軸40は、前側治具1Fの回転軸５に対して、係
脱される。すなわち、第９図〜第11図に示すように、前
治具1F用回転軸５の先端部には、十字形の接続部5bが形
成される一方、連結軸40の端部には、第９図、第12図に
示すようにこの接続部5bががたつきなく嵌合される係合
凹所40cを有するボックス部40aが形成されている。した
がって、例えば空気圧式のシリンダ42によってロッド43
を介して連結軸40を摺動させることによって、上記ボッ
クス部40a（係合凹所40c）と接続部5bとが係脱され、そ
の係合時に連結軸40と回転軸５とが一体回転可能とされ
る。なお、上記ロッド43は、第９図に示すように、連結
軸40の回転を阻害しないように、ボックス部40aの外周
に形成された環状溝40b内に嵌入されている。

以上のような構成によって、連結軸40を第６図右側へ
変位させた状態で、ボディＷを台車Ｄに対して下降させ
ることにより、前後の治具1F、1Rの各回転軸５が、中間
支柱26、27によって回転自在かつ前後方向に不動状態で
支持される。この後、連結軸40（係止凹所40c）が、前
治具1Fにおける回転軸５（の接続部5b）に係合される。
これにより、台車Ｄをワイヤ30を介して牽引すれば、ボ
ディＷが所定の水平軸線ｌを中心にして回転されること
になる。なお、ボディＷの台車Ｄからの取外しは、上記
した手順とは逆の手順で行えばよい。

台車変更装置（移載装置） P3で台車の変更を行うための装置であり、その一例
を、第15図〜第17図に示してある。この台車変更装置
は、第17図に示すように、前工程での台車移動軌跡R1と
後工程での台車移動軌跡R2とが近接する移載ステーショ
ンS1に設置される。この移載ステーションS1に設置され
る台車変更装置は、第15図、第16図に示すように、実質
的にリフタ51によって構成される。このリフタ51は、左
右一対のガイドポスト52と、各ガイドポスト52に上下移
動されるように取付けられた基台53と、この各基台53よ
り、それぞれ伸縮し得るように駆動される支持脚54と、
を有する。この各支持脚54は、それぞれ、台車Ｄの移動
方向に隔置された前後一対の支持部54aを有する。

以上のような構成において、前工程からのボディＷを
支持した台車（第15図、第16図では第２搬送手段として
の台車Ｄを示してある）が、移載ステーションS1で停止
される。台車が停止されると、最下方にある基台53より
支持脚54が伸ばされた後、基台53が上昇動される。これ
により、第15図、第16図に示すように、台車上のボディ
Ｗは、支持脚54の支持部54aによってボディＷのサイド
シルあるいはフロアフレーム部分を支承されつつ、台車
から持ち上げられて高い位置へと上昇される。この後、
前工程の台車が移載ステーションS1から離れ、後工程用
の台車が新たに移載ステーションS1に位置される。この
後は、基台53を下降させて、ボディＷを台車Ｄに移載す
る。そして、次の移載に備えて、支持脚54が縮長される
（第16図一点鎖線参照）。このようにして、前工程用の
台車Ｄ′から後工程用の台車ＤへとボディＷが移載され
る。

勿論、ボディＷの移載時には、台車を前後、左右方向
からクランプする位置決め装置等によって、当該台車を
所定位置に不動状態でしっかりと固定しておくのが好ま
しい。

なお、台車の移載装置としては、高所を間欠送りされ
るハンガを有するものとして、リフタ51により一旦ハン
ガへ移し替えた後、このハンガによりボディＷを後工程
用の台車の上方へ移動させ、この位置で再びリフタを利
用してハンガから後工程用の台車へとボディを移載する
ようにしてもよい。

以上実施例について説明したが、本発明はこれに限ら
ず例えば次のような場合をも含むものである。

ボディＷを回転させるには、台車Ｄに別途設けたエア
モータなどを利用するようにしてもよい。

第１搬送手段としての台車Ｄ′を、第２搬送手段とし
ての台車Ｄと同じ形式のものとしてもよい。この場合
は、例えば、準備工程P1においてボディＷを回転させる
ことにより、ゴミ除去をより効果的に行うことができ
る。また、塗装工程P2において、ボディＷの塗装ガンに
対して臨む面をその回転姿勢位置を変更させることによ
って付設する塗装ガンの数を少なくすることができる。
もっとも、第１搬送手段としての台車Ｄ′として回転装
置を有しない既存のものを利用すれば、新たに設ける台
車Ｄの数が少なくて済みという利点を有する。

（発明の効果）本発明は以上述べたことから明らかなように、粉体塗
料を用いて塗装する場合に、ダレ限界以上の厚さとなる
塗料の塗布と被塗物の回転とを利用して、同じ塗料の厚
さであれば従来よりも平滑度の高い高品質の塗装面を得
ることができる。

また、塗装工程と焼付工程との間で搬送手段を変更す
るようにしたので、焼付工程において塗料を原因とする
ゴミの発生を無くすことができ、最終的に得られる塗装
面が汚れのないきれいなものとすることができる。勿
論、焼付工程の前段階では粉体塗料がダレを生じないの
で、上記搬送手段の変更を十分な余裕をもって行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体工程図。第２図は被塗物としての自動車用ボディが回転すること
に伴う姿勢変化の状態を示す図。第３図は塗料の厚さとダレとの関係を示すグラフ。第４図、第５図はボディを回転させるために、用いる治
具の例を示す斜視図。第６図はボディを回転させるようにしたボディ搬送用の
台車の一例を示す側面図。第７図は台車の走行路下方の状態を示す一部切欠き平面
図。第８図は第７図のX9−X9線断面図。第９図は回転用治具と台車との結合部分を示す側面断面
図。第10図は第９図のX11−X11線断面図。第11図は第10図の平面図。第12図は第９図のX13−X13線断面図。第13図は第９図のX14−X14線断面図。第14図は第13図の平面図。第15図は移載装置の一例を示す側面図。第16図は第15図の右側面図。第17図は第１搬送手段と第２搬送手段との移動軌跡を示
す簡略平面図。 P1〜P4:工程 W:ボディ（被塗物） l:回転軸線Ｄ′：台車（第１搬送手段） D:台車（第２搬送手段） 1F、1R:回転用治具 33:スプロケット（回転駆動用） 34:チェーン（回転駆動用） 32、37、40:軸（回転駆動用） 38、39:ギヤ（回転駆動用） 51:リフタ（移載装置）

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】第１搬送手段により搬送される被塗物に粉
体塗料を焼付乾燥時に通常の上下方向に伸びる面では塗
装ダレが生じる以上の厚さに塗布する塗装工程と、前記塗装工程後に、被塗物を、前記第１搬送手段から回
転装置を備えた第２搬送手段に移載する移載工程と、前記第２搬送手段に移載された被塗物を前記回転装置に
より水平軸線回りに回転させつつ、該被塗物に塗布され
た塗料を焼付乾燥させる焼付工程と、から成り、被塗物表面に塗布した塗料の塗料ダレが重力
により生じる前に回転作動させ始め、かつこの場合の回
転は、少なくとも塗布した塗料の塗料ダレが重力により
生じる以前に被塗物表面が略垂直状態から略水平状態に
移行するような速度で、かつ回転による遠心力により塗
料ダレが生じる速度より遅い速度で回転させることを特
徴とする塗装方法。