JP2007289848A - 上塗り塗装設備及びそれを用いた塗装方法 - Google Patents

上塗り塗装設備及びそれを用いた塗装方法 Download PDF

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Abstract

【課題】クリア塗装を効率よく行い、生産効率を向上させることができる上塗り塗装設備を提供すること。
【解決手段】上塗り塗装設備10は、2列の塗装ライン11と乾燥炉12と検査部13と返車コンベア14と乗換装置15とを備える。塗装ライン11は、ベース塗装エリア21とプレヒートエリア22とクリア塗装エリア23とを有する。塗装ライン11には、自動車ボディ25を各エリア21〜23内を通過させながらライン順方向に搬送する第1搬送コンベア27及び第2搬送コンベア28が設けられている。乗換装置15は、プレヒートエリア22のホットエアゾーン31とクーリングエアゾーン32との接続部分において、返車コンベア14により搬送されてくる自動車ボディ25を第2搬送コンベア28上に乗せ換えさせる。
【選択図】 図1

Description

本発明は、上塗り塗装設備及びそれを用いた塗装方法に関するものである。
近年、環境保護の観点から、塗装工程での排出有機溶剤規制や塗料のVOC規制が高まってきている。それら規制に対応すべく、有機溶剤を使用しない水性塗料が開発されその市場規模も拡大している。
具体的には、自動車ボディの塗装は、下塗り、中塗り、上塗りが行われており、これらの塗装のうち下塗りや中塗りは、水性塗料が用いられている。また、上塗り塗装は従来水性化が困難であり有機溶剤系塗料が使用されていたが、現在ではその上塗りの塗料についても水性塗料が開発されている。
図3は、自動車ボディの上塗り塗装設備100の従来例を示している。
この塗装設備100は、2列の上塗り塗装ライン11と、乾燥炉12と、検査部13と、返車コンベア14とを備える。上塗り塗装ライン11は、大別してベース塗装エリア21とプレヒートエリア22とクリア塗装エリア23とに区分される。この塗装ライン11には搬送コンベア29が設けられており、搬送コンベア29は、自動車ボディ25を台車26に乗せた状態で各エリア21〜23内をライン順方向に搬送する。
ベース塗装エリア21は、水性のメタリック塗料を用いてボディ表面にベースコートを施すエリアである。このベース塗装エリア21では、自動車ボディ25の内板側を手作業で塗装するベース補正と、自動車ボディ25の外板側を塗装機で塗装するベース塗装とが行われる。
プレヒートエリア22は、ベースコートの塗膜に含まれる水分を除去するためにボディ表面を加熱乾燥させるエリアであり、80℃〜90℃の熱風を自動車ボディ25に吹き付けるホットエアゾーン31(HAゾーン)と、20℃〜25℃の冷風を自動車ボディに吹き付けるクーリングエアゾーン32(CAゾーン)とを含む。
クリア塗装エリア23は、透明塗料を用いてベース塗装後の自動車ボディ25にクリアコートを施すためのエリアである。このクリア塗装エリア23では、自動車ボディ25の内板側を作業者が手作業で塗装するクリア補正と、自動車ボディ25の外板側を塗装機で自動に塗装するクリア塗装とが行われる。
クリア塗装後の自動車ボディ25は乾燥炉12に搬入され、その表面の塗膜(ベースコート及びクリアコート)が所定温度で焼付け乾燥される。そして、検査部13においてボディ表面の塗装品質がチェックされる。ここで、クリアコートとの塗膜欠陥として例えばブツがある自動車ボディ25は、補修後に返車コンベア14に乗せられて塗装ライン11に戻された後、再びクリア塗装(リコート)される。
因みに、上記のような自動車ボディ25の上塗り塗装に関する技術が、例えば、特許文献1,2に開示されている。
特開2001−239201号公報 特開2003−71361号公報
ところで、上記のようにリコートを行う場合にはベース塗装を行う必要はない。ところが、従来の上塗り塗装設備では、設備構成上、塗装ライン11の上流側から自動車ボディ25を搬入し、ベース塗装エリア21やプレヒートエリア22を通過させた後にリコートを行うようになっている。このように、クリア塗装を複数回行う場合、本来必要でないベース塗装工程を通過させる分だけ搬送時間が長くかかり、生産効率が悪化するといった問題が生じていた。
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、クリア塗装を効率よく行い、生産効率を向上させることができる上塗り塗装設備、及び塗装方法を提供することにある。
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、中塗り塗装後の被塗装物にベース塗装を施すためのベース塗装エリア、ベース塗装後の前記被塗装物にクリア塗装を施すためのクリア塗装エリア、前記ベース塗装エリアと前記クリア塗装エリアとの間に設置され、ベース塗装後の前記被塗装物をクリア塗装前にあらかじめ乾燥する乾燥エリア、及び、前記被塗装物を前記各エリア内を通過させながらライン順方向に搬送する順方向搬送手段を有する上塗り塗装ラインと、前記順方向搬送手段の終端に到った前記被塗装物を、前記各エリア内を通過させずにライン逆方向に搬送する逆方向搬送手段と、前記逆方向搬送手段によって搬送されてくる前記被塗装物を、前記ベース塗装エリアよりも下流側の位置かつ前記クリア塗装エリアよりも上流側の位置にて、前記順方向搬送手段上に乗り換えさせる乗換手段とを備えたことを特徴とする上塗り塗装設備をその要旨とする。
従って、請求項1に記載の発明によると、乗換手段を備えているため、被塗装物をベース塗装エリアよりも下流側の位置かつクリア塗装エリアよりも上流側の位置にて、順方向搬送手段上に乗り換えさせることができる。それゆえ、例えば2回目以降の塗装を行う場合、ベース塗装エリアを通過させることなくクリア塗装エリアに被塗装物を搬入してクリア塗装のみを行うことができる。この場合、被塗装物の搬送経路を短縮でき、ひいては搬送時間も短縮することができるため、生産効率を向上させることができる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の上塗り塗装設備において、前記乾燥エリアは、加熱乾燥部の下流側に冷却部を接続した構成を有し、前記乗換手段は、前記加熱乾燥部と前記冷却部との接続部分にて前記被塗装物を前記順方向搬送手段上に乗り換えさせることをその要旨とする。
請求項2に記載の発明によれば、乗換手段により、乾燥エリアにおける加熱乾燥部と冷却部との接続部分にて被塗装物が順方向搬送手段上に乗せられる。この場合、2回目以降の塗装において、被塗装物が加熱乾燥部にて加熱されることがなく、冷却部にて被塗装物表面をクリア塗装の適温に維持することができる。そして、その状態で被塗装物のクリア塗装を行うことにより、クリアコートの肌あれ等を回避することができる。従って、外気温に応じて塗装品質がばらつくといった問題が回避され、塗装品質を良好に維持することができる。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の上塗り塗装設備において、前記順方向搬送手段は、前記乗換手段よりも上流側にて前記被塗装物を搬送する第1搬送部と、前記乗換手段よりも下流側にて前記被塗装物を搬送する第2搬送部とに分割されるとともに、前記第2搬送部の搬送速度は、前記第1搬送部の搬送速度よりも速くなるように設定されていることをその要旨とする。
本発明では、乗換手段により被塗装物を順方向搬送手段上に乗り換えさせる構成であるため、乗換手段よりも下流側にて搬送する被塗装物の数は上流側よりも多くなる。そのため、上流側の第1搬送部と下流側の第2搬送部の搬送速度を同じ速度にすると、下流側のクリア塗装において処理待ちの状態が発生してしまう。これに対して、請求項3に記載の発明によれば、第2搬送部によって被塗装物が速く搬送され、クリア塗装を迅速に行うことができるため、ライン全体の処理効率を高めることができる。
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の上塗り塗装設備を用いた塗装方法であって、1回目の塗装を経た前記被塗装物を前記乗換手段によって前記順方向搬送手段上に乗り換えさせることにより、2回目以降の塗装についてはベース塗装を省略してクリア塗装のみを施すことを特徴とする塗装方法をその要旨とする。
請求項4に記載の発明によれば、2回目以降の塗装においてベース塗装を省略してクリア塗装のみを施すことができる。従って、被塗装物の搬送時間を短縮することができ、生産効率を高めることができる。
以上詳述したように、請求項1〜4に記載の発明によると、クリア塗装を効率よく行い、上塗り塗装設備の生産効率を向上させることができる。
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図1に示されるように、本実施形態の上塗り塗装設備10は、2列の上塗り塗装ライン11と、乾燥炉12と、検査部13と、返車コンベア14と(逆方向搬送手段)、乗換装置15(乗換手段)とを備えている。すなわち、本実施形態の塗装設備10は、乗換装置15を追加した点が従来の塗装設備100と異なる。
詳述すると、本実施形態の上塗り塗装ライン11も従来と同様に、ベース塗装エリア21とプレヒートエリア22(乾燥エリア)とクリア塗装エリア23とを有する。ベース塗装エリア21は、中塗り塗装後の自動車ボディ25(被塗装物)にベース塗装を施すためのエリアであり、クリア塗装エリア23は、ベース塗装後の自動車ボディ25にクリア塗装を施すためのエリアである。また、プレヒートエリア22は、ベース塗装エリア21とクリア塗装エリア23との間に設置され、ベース塗装後の自動車ボディ25をクリア塗装前にあらかじめ加熱乾燥するエリアである。本実施形態の塗装ライン11は全体で約100mの長さであり、各エリア21,22,23はそれぞれライン全体の1/3程度の長さを有している。
図1及び図2に示されるように、プレヒートエリア22は、加熱乾燥部としてのホットエアゾーン(HAゾーン)31の下流側に冷却部としてのクーリングエアゾーン(CAゾーン)32を接続した構造を有する。本実施形態では、そのホットエアゾーン31とクーリングエアゾーン32との接続部分に乗換装置15が設けられている。
また、塗装ライン11には、乗換装置15よりも上流側にて自動車ボディ25を搬送する第1搬送コンベア27(第1搬送部)と、乗換装置15よりも下流側にて自動車ボディ25を搬送する第2搬送コンベア28(第2搬送部)とが設けられている。第1搬送コンベア27と第2搬送コンベア28により順方向搬送手段が構成される。各搬送コンベア27,28は、自動車ボディ25を台車26に乗せた状態で各エリア21〜23内を通過させながらライン順方向(図1,2では左方向)に搬送する。
本実施形態において、第2搬送コンベア28の搬送速度は、第1搬送コンベア27の搬送速度よりも速くなるよう設定されている。具体的には、第1搬送コンベア27の搬送速度は分速4mであり、第2搬送コンベア28の搬送速度は分速8mである。乗換装置15は、第1搬送コンベア27から搬送されてくる自動車ボディ25(台車26)を一旦蓄えた後に第2搬送コンベア28側に押し込むプッシャ(図示略)などを備え、第1搬送コンベア27と第2搬送コンベア28との間で自動車ボディ25(台車26)を受け渡す中継装置として機能する。
ホットエアゾーン31の天井や側面には、熱風加熱装置33の吹付ノズル34が複数設けられている。その熱風加熱装置33の各吹付ノズル34は、第1搬送コンベア27により搬送される自動車ボディ25に向けて80℃〜90℃の熱風を吹き付ける。クーリングエアゾーン32の天井や側面には、冷風冷却装置35の吹付ノズル36が複数設けられている。その冷風冷却装置35の各吹付ノズル36は、第2搬送コンベア28により搬送される自動車ボディ25に向けて20℃〜25℃の冷風を吹き付ける。また、ホットエアゾーン31及びクーリングエアゾーン32の床面には、熱風及び冷風を排出するための排気口(図示略)が形成されている。
クリア塗装エリア23の終端は乾燥炉12と接続されており、クリア塗装後の自動車ボディ25が乾燥炉12に搬入される。乾燥炉12は、自動車ボディ25表面の塗膜(ベースコート及びクリアコート)を所定温度に加熱することで焼付け乾燥する。検査部13では、焼付け乾燥後の自動車ボディ25表面の塗装品質をチェックする。
返車コンベア14は、塗装ライン11の外部においてその塗装ライン11と平行に設けられており、塗装ライン11の終端側から各エリア21〜23を通過させずにライン逆方向に自動車ボディ25を搬送する。なお、本実施形態における返車コンベア14は、塗装ライン11と同じ床面上に設置されているため、塗装ライン11の脇に位置している。
乗換装置15は、ホットエアゾーン31とクーリングエアゾーン32との接続部分にて返車コンベア14上の自動車ボディ25を第2搬送コンベア28上に乗り換えさせる。なお、本実施形態の乗換装置15には、塗装ライン11上を流れる自動車ボディ25の向きと一致させるよう台車26を反転させるターンテーブル17が設けられている。図1に示されるように、本実施形態ではターンテーブル17を乗換装置15における3箇所に設けているが、これを1箇所または2箇所に設けることとしてもよい。
本実施の形態の上塗り塗装設備10における自動車ボディ25の塗装方法について説明する。
先ず、中塗り塗装が終了した自動車ボディ25が台車26に乗せられた状態で第1搬送コンベア27により塗装ライン11に搬入される。そして、塗装ライン11のベース塗装エリア21において、自動車ボディ25の内板側を手作業で塗装するベース補正が行われた後、自動車ボディ25の外板側を塗装機で塗装するベース塗装が行われる。これにより、自動車ボディ25の表面にベースコートの塗膜が形成される。
次に、ホットエアゾーン31において、熱風加熱装置33の吹付ノズル34から自動車ボディ25に80℃〜90℃の熱風が吹き付けられる。これにより、ベースコートの塗膜に含まれる水分が除去される。そして、第1搬送コンベア27の終端まで搬送された自動車ボディ25は、乗換装置15により第1搬送コンベア27から第2搬送コンベア28に受け渡された後、その第2搬送コンベア28によりクーリングエアゾーン32に搬送される。
クーリングエアゾーン32において、冷風冷却装置35の吹付ノズル36から自動車ボディ25に20℃〜25℃の冷風が吹き付けられる。これにより、クリア塗装を行うための最適な温度となるよう自動車ボディ25表面が冷却される。
その後、クリア塗装エリア23では、自動車ボディ25の内板側を手作業で塗装するクリア補正が行われた後、自動車ボディ25の外板側を塗装機で塗装するクリア塗装が行われる。これにより、自動車ボディ25の表面にクリアコートの塗膜が形成される。
そして、乾燥炉12にクリア塗装後の自動車ボディ25が搬入される。乾燥炉12において、ボディ表面の塗膜(ベースコート及びクリアコート)が所定温度に加熱されることで焼付け乾燥される。その後、検査部13において、焼付け乾燥後のボディ表面の塗装品質がチェックされる。
検査部13において自動車ボディ25の塗装品質が良好であると判定された場合、その自動車ボディ25は、図示しない搬送コンベアを用いて後工程である組み立て工程に搬送される。あるいは、返車コンベア14によってライン逆方向に搬送するとともに、乗換装置15を通過させて組み立てラインに搬送してもよい。一方、自動車ボディ25の塗装品質が良好でないと判定された場合、その自動車ボディ25は、返車コンベア14によってライン逆方向に搬送される。そして、乗換装置15により、ホットエアゾーン31とクーリングエアゾーン32との接続部分にて返車コンベア14上の自動車ボディ25を第2搬送コンベア28上に乗り換えさせる。その第2搬送コンベア28により自動車ボディ25がクリア塗装エリア23に搬送され、そのクリア塗装エリア23において、自動車ボディ25のクリア塗装が再度行われ、ボディ表面に十分な膜厚のクリアコートが形成される。
従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。
(1)本実施の形態の塗装設備10において、2回目の塗装を行う場合、ベース塗装エリア21を通過させることなくクリア塗装エリア23に自動車ボディ25を搬入してクリア塗装のみを行うようにした。この場合、自動車ボディ25の搬送経路を短縮でき、ひいては搬送時間も短縮することができるため、自動車ボディ25の塗装効率を向上させることができる。
(2)本実施の形態の塗装設備10では、ホットエアゾーン31とクーリングエアゾーン32との接続部分に乗換装置15が設けられ、その接続部分にて自動車ボディ25が返車コンベア14から第2搬送コンベア28上に乗せ換えられる。このようにすれば、2回目の塗装を行う場合、ホットエアゾーン31にて自動車ボディ25が加熱されることがなく、クーリングエアゾーン32にて自動車ボディ25表面をクリア塗装の適温に維持することができる。そして、その状態で自動車ボディ25のクリア塗装を行うことにより、クリアコートの肌あれ等を回避することができる。従って、外気温に応じて自動車ボディ25の塗装品質がばらつくといった問題が回避され、その塗装品質を良好に維持することができる。
(3)本実施の形態の塗装設備10では、第2搬送コンベア28の搬送速度は、第1搬送コンベア27の搬送速度よりも速くなるように設定されている。このようにすれば、クリア塗装を迅速に行うことができ、クリア塗装における処理待ちの状態が回避されるので、ライン全体の処理効率を高めることができる。
(4)本実施の形態の塗装設備10では、2列の塗装ライン11が設けられているので、中塗り塗装ラインと比較して搬送コンベア27の搬送速度を遅くして、上塗り塗装のタクトタイムを長くすることができる。その結果、上塗りの塗装品質を十分に高めることができる。
なお、本発明の実施の形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施の形態では、自動車ボディ25に塗膜欠陥がある場合に再びクリア塗装(リコート)を行う塗装設備10に具体化するものであったが、これ以外に、高級車の塗装において複数回のクリア塗装(ダブルクリア)を行う塗装設備に具体化してもよい。なおこの塗装設備では、1回目の塗装を経た自動車ボディ25を乗換装置15によって第2搬送コンベア28上に乗り換えさせることにより、2回目以降の塗装についてはベース塗装を省略してクリア塗装のみを施すようにする。
・上記実施の形態の塗装設備10において、塗装ライン11毎に、ベース塗装の塗装色に応じて異なる塗料を用いたクリア塗装を行うように構成してもよい。またこの場合、乗換装置15において、ベース塗装の塗装色に応じて塗装ライン11を選択的に乗り換えさせるよう構成してもよい。具体的には、例えば、上側の塗装ライン11の第1搬送コンベア27から下側の塗装ライン11の第2搬送コンベア28に乗せ換えさせたり、下側の塗装ライン11の第1搬送コンベア27から上側の塗装ライン11の第2搬送コンベア28に乗せ換えさせたりする。
・上記実施の形態の塗装設備10において、2列の塗装ライン11が設けられていたが、これに限定されるものではなく、1列や3列以上の塗装ライン11を設けてもよい。
・上記実施の形態の塗装設備10では、塗装ライン11におけるホットエアゾーン31とクーリングエアゾーン32との接続部分に乗換装置15を設け、その接続部分で返車コンベア14から第2搬送コンベア28に自動車ボディ25を乗せ換えさせる構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、ベース塗装エリア21とプレヒートエリア22との接続部分(ホットエアゾーン31の上流側)やプレヒートエリア22とクリア塗装エリア23との接続部分(クーリングエアゾーン32の下流側)で自動車ボディ25を乗せ換えさせる構成としてもよい。つまり、自動車ボディ25を乗せ換えさせる位置としては、ベース塗装エリア21よりも下流側の位置かつクリア塗装エリア23より上流側の位置であればよい。
・上記実施の形態の乾燥エリアは、ボディ表面を加熱乾燥させるプレヒートエリア22であったが、ボディ表面を除湿乾燥させる除湿エリアであってもよい。このようにした場合、自動車ボディ25に熱風を吹き付ける作業が行われなくなるため、クーリングエアゾーン32は不要となる。
・上記実施の形態の塗装設備10では、水性のメタリック塗装を行うものであったが、これ以外に、例えば白色のソリッド塗装を行ってもよい。この場合、ベース塗装エリア21を迂回する搬送コンベアを別途設け、ベース塗装工程をパスした後、クリア塗装工程にて白色のソリッド塗装を行うように構成する。
・上記実施の形態の塗装設備10では、被塗装物としての自動車ボディ25を塗装するものであったが、これ以外にバンパーやスポイラーなどの自動車ボディ用部品を塗装するものであってもよい。勿論、塗装設備10は自動車部品以外の部品を塗装するものでもよい。
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
(1)請求項1乃至3のいずれか1項において、前記上塗り塗装ラインは複数列設置されていることを特徴とする上塗り塗装設備。
(2)請求項1乃至3のいずれか1項において、前記上塗り塗装ラインは複数列設置され、前記乗換手段は複数の上塗り塗装ラインがそれぞれ有する前記順方向搬送手段上に選択的に前記被塗装物を乗り換えさせることを特徴とする上塗り塗装設備。
(3)請求項1乃至3のいずれか1項において、前記順方向搬送手段、前記逆方向搬送手段及び前記乗換手段は、前記被塗装物を台車に乗せた状態で搬送することを特徴とする上塗り塗装設備。
(4)請求項1乃至3のいずれか1項において、前記被塗装物は自動車ボディまたは自動車ボディ用部品であることを特徴とする上塗り塗装設備。
(5)請求項2において、前記加熱乾燥部は前記被塗装物に加熱気体を吹き付け、前記冷却部は前記被塗装物に前記加熱気体よりも低温の気体を吹き付けることを特徴とする上塗り塗装設備。
一実施の形態の上塗り塗装設備を示す概略構成図。 塗装ラインにおけるプレヒートエリアを示す概略構成図。 従来の上塗り塗装設備を示す概略構成図。
符号の説明
10…上塗り塗装設備
11…塗装ライン
14…逆方向搬送手段としての返車コンベア
15…乗換手段としての乗換装置
21…ベース塗装エリア
22…乾燥エリアとしてのプレヒートエリア
23…クリア塗装エリア
25…被塗装物としての自動車ボディ
27…第1搬送部としての第1搬送コンベア
28…第2搬送部としての第2搬送コンベア
31…加熱乾燥部としてのホットエアゾーン
32…冷却部としてのクーリングエアゾーン

Claims (4)

  1. 中塗り塗装後の被塗装物にベース塗装を施すためのベース塗装エリア、ベース塗装後の前記被塗装物にクリア塗装を施すためのクリア塗装エリア、前記ベース塗装エリアと前記クリア塗装エリアとの間に設置され、ベース塗装後の前記被塗装物をクリア塗装前にあらかじめ乾燥する乾燥エリア、及び、前記被塗装物を前記各エリア内を通過させながらライン順方向に搬送する順方向搬送手段を有する上塗り塗装ラインと、
    前記順方向搬送手段の終端に到った前記被塗装物を、前記各エリア内を通過させずにライン逆方向に搬送する逆方向搬送手段と、
    前記逆方向搬送手段によって搬送されてくる前記被塗装物を、前記ベース塗装エリアよりも下流側の位置かつ前記クリア塗装エリアよりも上流側の位置にて、前記順方向搬送手段上に乗り換えさせる乗換手段と
    を備えたことを特徴とする上塗り塗装設備。
  2. 前記乾燥エリアは、加熱乾燥部の下流側に冷却部を接続した構成を有し、前記乗換手段は、前記加熱乾燥部と前記冷却部との接続部分にて前記被塗装物を前記順方向搬送手段上に乗り換えさせることを特徴とする請求項1に記載の上塗り塗装設備。
  3. 前記順方向搬送手段は、前記乗換手段よりも上流側にて前記被塗装物を搬送する第1搬送部と、前記乗換手段よりも下流側にて前記被塗装物を搬送する第2搬送部とに分割されるとともに、前記第2搬送部の搬送速度は、前記第1搬送部の搬送速度よりも速くなるように設定されていることを特徴とする請求項1または2に記載の上塗り塗装設備。
  4. 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の上塗り塗装設備を用いた塗装方法であって、1回目の塗装を経た前記被塗装物を前記乗換手段によって前記順方向搬送手段上に乗り換えさせることにより、2回目以降の塗装についてはベース塗装を省略してクリア塗装のみを施すことを特徴とする塗装方法。
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