JPH0255519B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は物品の表面を電着塗装する装置に関す
る。

本発明によれば、缶体の内面及び外面を電着塗
装する装置において、固定基台と可動蓋を有する
円筒状のハウジングを備えたセルと、前記ハウジ
ング内軸方向に延出し、かつ電着塗装される缶体
の内面とほぼ等しい形状の面を有する第１の電極
を形成するマンドレルと、前記マンドレルを貫通
して軸方向に延設された第１の液体通路と、前記
円筒状ハウジングによつて担持され、かつ電着塗
装される缶体の外面とほぼ等しい形状の面を有す
る第２の電極と、前記ハウジングと同軸的に前記
第２の電極を貫通して延設された第２の液体通路
と、前記ハウジングに担持されると共に缶体をハ
ウジング内に倒立位置で確実に位置決めして、第
１の電極が缶体の内面から均等な間隙を保ち第２
の電極が缶体の外面から均等な間隙を保つように
し、かつさらにハウジング内に受容された缶体と
電気的に接触するように設けられた接触手段を形
成する案内手段と、を含み、前記案内手段は、缶
体の外径にほぼ等しい内径の円筒状内面を有し、
さらに円筒状内面の下に連続して缶体の自由端部
がはめこまれるような寸法の円錐台状内面を形成
し、はめこまれた際に円錐台状内面の楔作用によ
り缶体を確実に位置決めし、かつ缶体と電気的に
接触する環状メタルシールを備え、前記接触手段
は前記メタルシールと電気的に導通された接点を
備え、さらに缶体の各面と第１及び第２の電極の
缶体各面に対応する面との間に電着塗装液を流す
ための手段と、前記第１と第２の各電極と缶体と
の間に１個以上の電着塗装パルスを加えるための
手段と、を包含する前記電着塗装装置が提供され
る。

上記のような環状メタルシールを備えた案内手
段が缶体の自由端部を楔作用により受容する円錐
台状の内面を有しているので、円錐台状内面の調
心及び楔作用によつて、 (イ) 缶体をハウジング内に正確に位置決めして缶
体の表面とハウジング内面との間隔が均等に保
持され、 (ロ) 缶体の自由端部全周が円錐台状内面に接触し
て電気的接触が確実となり、放電のおそれなく
高電圧を印加でき、 (ハ) ハウジング底面に対する環状メタルシールが
形成されるので、電着塗装液の缶体内外面間の
漏れがなく、 塗装品質の向上と均一化が達成される。

0.25mmないし5.00mmの範囲内の電極と缶体間の
間隙を用いることによつて、例えば一端で開口し
た缶体の場合300ミリ秒と電着時間が短く保持さ
れる。さらに電着塗装液の所要量が最少になり、
電着塗装液中に細泡が生じて電着塗装工程を損な
うおそれが少なくなる。このような装置によつて
信頼性のある高速度作業が可能であり、しかも小
型で製作および動作コストが安価な電着塗装装置
を提供することができる。

以下本発明の実施例を添付図面に基づいてさら
に説明する。

物品の被塗装面がセルの電極に対して間隙を有
するように物品をその中に位置させたセルを用い
て電着によつて物品の導電性表面を塗装すること
が知られている。分散もしくは溶解された有機塗
装材料を含有する電着塗装液がセル中に入れられ
セルの電極と他方の電極として作用する物品との
間に電位が加えられる。これによつて物品の表面
に有機材料の塗膜が電着される。

一端または両端で開口する缶体のような管状体
を塗装する際には、一般に円筒状の外壁とこの外
壁中に同心的に延設される中心マンドレルとを有
するセルが使用される。次いで各缶体が中心マン
ドレルおよび外壁に対して間隙を有するように
夫々のセル中に位置される。缶体および中心マン
ドレルおよび／または外壁との電気的な接続を与
える手段が設けられる。したがつて、缶体の内面
を塗装する際には、中心マンドレルおよび缶体が
セルの電極を形成する。缶体の外面を塗装する際
には、缶体およびセルの外壁が電極を形成する。
さらに電位を缶体とマンドレルとの間および缶体
と外壁との間の双方に加えれば缶体の両面を同時
にもしくは逐次的に塗装することができる。

第１図に一端が閉じられた缶体の内面および外
部底面の双方を塗装するのに用いることのできる
セルの一例を示す。第１図示のセルは、たとえば
ポリプロピレンのような電気絶縁材料からなる円
筒状の外壁２とこの外壁の中心に位置された導電
性材料からなるマンドレル４とを備えている。ス
テンレス鋼等からなるこのマンドレル４はほぼ円
筒形状で外壁２の内部にこれと同心的に設けられ
ている。

外壁２とマンドレル４との間には電着塗装され
る缶体（図示せず）を受容するための空隙６が形
成されている。図示の具体例では、缶体を倒立状
態でマンドレル４上におかれる。この缶体は円筒
状（すなわちくびれや突起のない）側壁を備えた
形式のものである。

マンドレル４の外面は塗装される缶体の内面の
形状にほぼ合致されている。しかし、マンドレル
４の外面は缶体をセル中でマンドレル４からはな
して位置させることができるように缶体の内面よ
りも僅かに小さくされている。マンドレル４と缶
体との間隙は0.25ないし5.00mmの範囲であること
が好ましく、一般には1.00ないし1.75mmの範囲で
ある。図示の具体例では公称間隙は１mmである。
この間隙は缶体の大部分にわたつて一定してこの
値になつている。しかし、塗装厚みをできるだけ
均一にするために局部的には間隙をこの値から変
化させてもよい。すなわち、マンドレル４の形状
を缶体の底部に設けられた環状リムに合わせる場
合には、マンドレル４上に形成される対応するリ
ム８はその突出縁部上に丸みが形成される。

マンドレル４はアーム１４の延長部１２上にネ
ジ付のスタツド２０（図中にはその一つだけを示
す）によつて取り外し可能に設けられている。マ
ンドレル４はポリプロピレンのような電気絶縁材
料からなるスペーサ部材１０によつてアーム１４
から電気的に絶縁されて間隙をおいて設けられて
いる。さらに、スタツド２０も絶縁性のスリーブ
２２によつてアーム１４から絶縁されている。ス
リーブ２２とスペーサ部材１０との間にはゴムワ
ツシヤ２４が設けられ電着塗装液がスタツド２０
に沿つてセルから漏出するのを防止する液密なシ
ールが形成されている。スタツド２０の中の一つ
は以下説明するように電着パルスをマンドレル４
に対し加えるための電気端子として用いられてい
る。

マンドレル４の基部は２６で面取りされてお
り、その基部の周囲はスペーサ部材１０中に設け
られた環状溝２８の内壁に対して整合されてい
る。この溝２８は延長部１２を通してスペーサ部
材１０中に延出するスリーブ３２中の軸孔３０と
連通されている。軸孔３４がスペーサ部材１０を
貫通しかつマンドレル４の長手方向に延びる軸孔
３６と整合されている。したがつて、一方の端部
が閉じられた倒立した缶体をマンドレル４上の位
置に置くと、これらの整合された軸孔３４および
３６、マンドレル４の外面と缶体との間の空隙、
面取り部２６、溝２８および軸孔３０によつて液
通路が形成されることになる。

セルの外壁２にはこの外壁２の周囲に沿つて設
けられた外側の環状溝１８に係合する間隙をおい
て設けられた数個のクランプ１６によつてアーム
１４の延長部１２に対して取り外し可能に取り付
けられている。

外壁２の底端部には環状の切欠３８を形成する
段付き内面が設けられている。この切欠３８は缶
体を確実に位置させてそれに対する電気的な接続
を形成するための手段を収容している。切欠３８
中には環状のメタルシール４０が設けられてい
る。このシール４０の底端部は電着塗装される缶
体の自由縁部が切欠中にはめ込まれるようになつ
ている。シール４０の底端部の上方は缶体とは係
合していないが、底端部に対して連続する円錐台
状の表面を有しそれが缶体に入る際の案内面を形
成している。

シール４０はこのシールよりも内径が小さく、
したがつて缶体のセル下方への移動を確実に拘束
する環状面４４を形成する環状リング４２上に支
持されている。

缶体はその円筒壁が空隙６中に受容されるよう
にして倒立状態で図示のセル中に挿入される。缶
体はまず外壁２の頂部リムに固着された環状のメ
タルインサート４８に形成された傾斜案内面４６
によつてセル中に案内される。このインサート４
８によつて外壁２の摩耗が保護される。

缶体は軸孔３４および３６に対して挿入を助け
るための真空を加えながらセル中に挿入される。
缶体はその自由縁部が拘束面４４の周囲に接触す
るまで空隙６中を降下される。この位置におい
て、その自由縁部に隣接する外壁の一部が電気的
な導通状態でシール４０によつて把持されそして
缶体はマンドレル４のまわりに間隙をおいて確実
に位置される。缶体はセルの外壁２からもはなさ
れている。

同時に、シール４０およびこのシールにねじ込
まれた接触ネジ５０によつて缶体との電気的な接
触が形成される。

セルの頂部にはアーム１４に対して伸縮自在か
つ回動可能に取り付けられたアーム５４に保持さ
れる取り外し可能な蓋５２が設けられている。図
示の具体例では、この蓋５２は缶体の外底面を電
着塗装するための電極５６を担持している。しか
し、別の例では缶体の底面の塗装は必要ではな
く、この場合にはより簡単な蓋が設けらる。

蓋５２は蓋が閉じられた時に外壁２上のインサ
ート４８と接触するようになされた環状の可撓性
のシール６０を有している。

電極５６は多数のネジ（図示せず）によつて蓋
５２に対して取り外し可能に取り付けられてお
り、これらの中の一つは蓋に対して電気的な接触
を形成するようになされている。電極５６の上面
は電極と蓋との間に環状の傾斜した溝６２を形成
するような形状になされており、この溝は蓋５２
中の孔６４に連通しここからさらにスリーブ６８
中の孔６６に連通されている。さらに、蓋および
電極には軸方向に整合された孔７０および７２が
設けられている。したがつて、缶体がセル中の適
所に位置すると、電着塗装液のための流路が孔７
０および７２、電極５６と缶体との間の空隙、溝
６２および最後に孔６４および６６によつて形成
される。孔７０は前記の孔３０に対してパイプ１
１９によつて直列に接続されており、図中にはパ
イプの両端が示されている。

前記のセルは多数の動作ステーシヨンに対して
順次移動可能なこのような多数のセルを備える装
置に使用するように構成されている。このような
装置を第２図および第３図に示す。

第３図に示すような、多数のセル１００が回動
可能なターンテーブル１０２上に周方向に沿つて
等間隔で設けられている。各セルのアーム１４は
ターンテーブル１０２に対して固定されている。
ターンテーブル１０２は中心コラム１０４のまわ
りに回動可能であり、このコラム１０４はコラム
中に設けられた二つの供給管１０７および一つの
共通な戻り管１２１のために別々の回動可能な接
続を形成するための二つの回動可能なジヨイント
１０６ならびにさらに別の回動可能なジヨイント
１２０を備えている。供給管１０７の一つは電着
塗装液の供給源に接続され、他のものは洗滌液の
供給源に接続されている。これら二つの液体の性
質については後に説明する。

各ジヨイント１０６はパイプ１０８によつて多
数のカム作動停止弁機構１１０に対して接続され
ており、これらの機構はターンテーブル１０２に
対してこれと共に回動するようにそろまわりに一
定の間隔で取り付けられている。各機構１１０は
それぞれ三つのセル１００からなる群に対して供
給するための分岐された出口パイプ１１２によつ
て接続されそして二つのパイプ１０８のそれぞれ
に対するパイプ１０９を有している。別のパイプ
１２１によつてセルは回動可能なジヨイント１２
０に接続されている。パイプ１０９は偏心的に取
り付けられたカム１１６に係合可能なそれぞれの
カムホロワ１１４を有している。したがつて、タ
ーンテーブル１０２が回動するとパイプ１０７か
らの液体が予め定められた順序にしたがつて各セ
ル１００に供給され、次いでパイプ１２１を介し
て戻される。一つもしくはそれ以上のパイプ１０
７からのセルに対する液体の供給を停止すること
が必要とされる場合には、カム１１６がアクチユ
エイタ１１１に取り付けられこのアクチユエイタ
が空気的に作動されてカムを後退した不作動位置
に引き込ませる。

一連の動作が制御される態様は当業者にとつて
は容易になし得る程度のものであるから装置につ
いてはこれ以上説明しない。

第２図および第３図の装置にはまた缶体を装荷
ステーシヨンで各セルに挿入しかつ缶体を取り外
しステーシヨンで各セルから取り除くための装置
が設けられている。このような装置は公知のもの
であつてここでは示されていない。

物品を電着塗装するためには装置の所定のステ
ーシヨンでセルに対して電気パルスを加えること
が必要である。電気パルスはセルに対して前述し
たそれらの端子スタツド２０および接触ネジ５０
において加えられる。パルスは電流およびモニタ
回路からそれぞれが各セルに対して一つのセグメ
ントを有する二つの分割スリツプリング（図示せ
ず）を介して供給される。セルはそれらのそれぞ
れのスリツプリングセグメントと直列にこれらの
間に電気的に接続されターンテーブル１０２が回
転する際に順次供電されるようになされている。

以下本発明の装置によつてなされる一連の動作
を単一のセル１００がこの操作によつて定められ
た多数の個々の動作ステーシヨンを通して装置の
入力側から出力側へ順次移動される際にこのセル
について説明する。

まずアーム５４がアーム１４に対して上昇およ
び回動され蓋５２が外壁２上の位置にないように
する。このようにしてセルが開口され缶体を前記
のように孔３４に対して加えられる真空下にセル
中に装荷することができる。その後、蓋５２は外
壁２に対して閉じられる。この閉成位置では、蓋
５２は缶体をスペーサスタツド５８によつて拘束
面４４に対して弾性的に押圧する。缶体の材料は
一般に肉薄なので缶体は真空下にセル中へ引き込
まれる際に変形する可能性がある。したがつて、
この場合に用いられる電着塗装液を孔３４（およ
び７０）を介してセル中に供給し、缶体の内部を
加圧することによつて缶体と電極との間に電着塗
装のための適宜な間隙を与えるようにすることが
好ましい。セルに対して短絡が生じている場合に
は電着塗装の電圧パルスを加えないことが重要な
ので、各セルはパルスを加える前に付加的な予防
手段として短絡があるかどうかを試験される。こ
の短絡試験は缶体と電極との間がはなれているこ
とを確認できる任意の適宜な態様で行なうことが
できる。たとえば、物理的な空隙の存在を測定す
るための手段を設けてもよい。また、缶体と電極
との間の抵抗を測定してそれが所定値以上である
ことを求めてもよい。テストを行なう方法として
は種々の手段が用いられるのでここでは詳細に説
明しない。

短絡試験によつて缶体と電極との間に間隙のあ
ることが確認されれば電着塗装液をそれらの間に
流しながら電着塗装パルスが加えられる。これに
よつて缶体が電着塗装される。

物品を電着塗装するために必要な時間は特に電
極の間隙と電解液のクーロン収率によつて定めら
れる。これらの諸要素は極めて短かい電着時間を
与えるように選択することができる。たとえば、
１mmの公称電極間隙および40mg／クーロンのクー
ロン収率を有する電解液を用いると300ミリ秒の
電着時間が得られる。しかし、良好な塗膜の厚さ
を得るのに充分に長い持続時間を有する単一の電
着塗装パルスの使用を（各セルに対して）可能に
するために装置の設計速度を減少しなくてすむよ
うに二つ以上のパルスを各セルに対して加えこれ
らのセルを二つまたはそれ以上同時に作動させて
もよい。図示の具体例では、各セルに対して持続
時間がそれぞれ100ミリ秒の三つの個々のパルス
が加えられそしてそれらのセルは順次かつ逐次的
に三つのものが同時に作動されて一つのセル当り
300ミリ秒の合計電着時間が与えられる。各セル
に対して加えられる一つまたはそれ以上の電着塗
装のための電圧パルスの合計持続時間は通常10な
いし500ミリ秒の範囲内にありそしてこれらの電
圧は典型的には60ないし250Vの範囲にある。

電着塗装動作の終了時、すなわちパルスの印加
が停止された後では電着塗装液のセルに対する供
給は停止される。その後、孔３４および７０に対
してセルをパージするための空気が供給される。
この空気は中心コラム１０４上の回動可能なジヨ
イント１２２およびこのジヨイント１２２を接続
するパイプ（図示せず）によつて直接セルに供給
される。

その後、セルは孔３４および７０に洗滌液を加
えることによつて洗滌される。この洗滌液はセル
内に形成された流路に沿つて流れセル内の定着さ
れていない塗装物質を除去する。

電着塗装液は電解液とこの電解液中に溶解また
は分解された塗装材料から形成されている。塗装
材料としては陽極および陰極系ならびにアクリ
ル、エポキシ、ポリエステルおよびブタジエン系
の材料の全てを良好に用いることができた。

電解液は塗装材料に対する導電的なキヤリヤ液
であつて溶剤および可溶化剤等のような添加物を
含んでいてもよい。

洗滌液は電解液のみとすることが（すなわち塗
装材料を加えられていないこと）好ましく、これ
によつて洗滌液は塗装材料に対して互換性を有し
洗滌動作が効率的になる。

セルが洗滌された後ではさらに空気によるパー
ジが行なわれる。その後、缶体はセルから取り出
される。まず蓋を上昇させながら真空を孔３４に
加えて缶体をセル中に保持させる。セルが開口さ
れると缶体は孔３４に空気を加えることによつて
セルの外に吹き出される。

前記の具体例においては、缶体の内面およびそ
の外底面の双方が同時に塗装される。しかし、場
合によつては缶体の表面の二つの部分のこのよう
な塗装は逐次的に行なうこともできる。

以上本発明の装置を一方の端部が閉じられた体
の場合について特に説明したが、本発明が双方の
端部で開口している缶体またはその他の物品の電
着塗装にも適用できることは明らかである。さら
に、本発明は物品の表面の任意の所望の部分につ
いても適用することができる。二つまたはそれ以
上の部分についてはこれらの部分は連接していて
もよく（たとえば、物品の自由縁部に沿つて）あ
るいはそれらがはなれていてもよい。本発明が適
用される缶体は円筒状の側壁を有するものでもよ
く（前記具体例の場合）あるいはそれらの周面に
沿つて内方にくびれもしくは突出された側壁を有
するものであつてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は缶体を電着塗装するためのセルの縦断
面図、第２図は第１図示のセルを多数備えた電着
塗装装置の一部断面側面図、第３図は第２図示の
装置の要部の平面図である。 ２……セルの外壁、４……マンドレル、６……
空隙、１０……スペーサ部材、２０……スタツ
ド、３４……孔、３８……切欠、４０……シー
ル、４２……環状リング、４４……環状の拘束
面、５０……接触ネジ、５２……蓋、７０……
孔、１００……セル、１０２……ターンテーブ
ル、１０７……供給管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 缶体の内面及び外面を電着塗装する装置にお
   いて、固定基台と可動蓋５２を有する円筒状ハウ
   ジング２を備えたセルと；前記ハウジング内で軸
   方向に延出し、電着塗装される缶体の内面とほぼ
   等しい形状の面を有し、第１の電極を形成するマ
   ンドレル４と；前記マンドレルを貫通して軸方向
   に延設された第１の液体通路３６と；前記ハウジ
   ング２に担持され、前記缶体の外面とほぼ等しい
   形状の面を有する第２の電極５６と；前記ハウジ
   ングと同軸的に前記第２の電極を貫通して延設さ
   れた第２の液体通路７２と；前記ハウジング２に
   担持され、缶体をハウジング内に倒立位置で確実
   に位置決めして第１の電極が缶体の内面から均等
   な間隙を保ち第２の電極が缶体の外面から均等な
   間隙を保つようにし、さらにハウジング内に受容
   された缶体と電気的に接触するように設けられた
   接触手段４０，５０を形成する案内手段と；を含
   み、前記案内手段は、前記缶体の外径にほぼ等し
   い内径の円筒状内面を有し、さらに円筒状内面の
   下に連続して缶体の自由端部がはめこまれるよう
   な寸法の円錐台状内面４４を形成し、はめこまれ
   た際に前記円錐台状内面の楔作用により缶体を確
   実に位置決めし、かつ缶体と電気的に接触する環
   状のメタルシール４０を備え、前記接触手段は前
   記環状メタルシール４０と電気的に導通された接
   点５０を備え；さらに缶体の各面と第１及び第２
   の電極の缶体各面に対応する面との間に電着塗装
   液を流すための手段と；前記第１と第２の各電極
   と缶体との間に少くとも１個の電着塗装パルスを
   加えるための手段と；を包含することを特徴とす
   る電着塗装装置。 ２ 前記案内手段が、その中に前記缶体を確実に
   位置決めして、缶体の各表面から第１及び第２の
   電極の缶体に対応する表面まで0.25mmから5.00mm
   の範囲の間隙を保つようにする特許請求の範囲第
   １項記載の電着塗装装置。 ３ 電着塗装パルスの合計持続時間が10ミリ秒か
   ら500ミリ秒の範囲内にある特許請求の範囲第１
   項又は第２項記載の電着塗装装置。