JP2004024989A

JP2004024989A - 粉体塗布装置

Info

Publication number: JP2004024989A
Application number: JP2002183315A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Ito; 伊藤　智弘; Yukihisa Nagami; 永見　幸久; Naoyoshi Adachi; 足立　直義
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-06-24
Filing date: 2002-06-24
Publication date: 2004-01-29

Abstract

【課題】粉体塗布装置において、粉体供給源から噴射ノズルまで延びる接続導管内の非導電性粉体の流れを妨げることなく、接続導管内の非導電性粉体の流動状態を監視する。
【解決手段】粉体塗布装置の一例であるフラックス塗布装置１０は、フラックスを収容しているフラックス供給源１２と噴射ノズル１６とを接続導管１８により接続し、フラックス供給源１２から供給されるフラックスを搬送ガスの流れに随伴させて噴射ノズル１６から対象物に噴射、塗布する。この接続導管１８に非接触式検出手段を設け、非接触式検出手段により接続導管１８内を流動するフラックスの流動状態を検出する。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、噴射により対象物にフラックスなどの非導電性粉体を塗布する噴射式粉体塗布装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
非導電性粉体を噴射、塗布する粉体塗布装置として、例えば、ろう付けの前にワークにフラックスを噴射、塗布する塗布装置が挙げられる。具体的には、自動車用ラジエータなどの熱交換器や凝縮器などの製造工程では、フィンやサイドプレートなどの部品を組み立てた中間製品であるコアを有機溶剤の蒸気や加熱により脱脂処理した後に、フラックス塗布装置を用いてコア面にフラックス粉体を塗布するフラックス塗布工程が行われる。そして、コアにフラックスを塗布した後に、ろう付け炉内でコアを加熱することにより、各部品の表面に塗布又はクラッドされたロー材を溶融させ、コアの各部品の当接部を接合させるようにしている。
【０００３】
このときにコアにフラックスを塗布するために使用されるフラックス塗布装置は、フラックス粉体を収容しているフラックス供給源と、フラックスを噴射する噴射ノズルとを備えており、フラックス供給源と噴射ノズルとを接続する接続導管を通して、フラックス供給源から噴射ノズルにフラックスを供給している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、接続導管内や噴射ノズルでは、湿気若しくは油の進入又はフラックス粉体の塊の進入などにより、詰まりが発生しやすい。そして、接続導管内や噴射ノズルで詰まりが発生すると、噴射ノズルから噴射されるフラックスの量が減少し、最悪の場合にはフラックスの噴射が行われなくなるなどして、コア面へのフラックスの付着量が減少する。この結果、フィンの接着不良やコア面の変色等が引き起こされ、不良コアの製造に結びつく。
【０００５】
このような詰まりによるフラックス塗布量不足に起因する不良コアの製造を回避する方法として、特開昭５７−１４９９２０号公報に記載されているように、接続導管内の粉体の流れの中に質量流量計（詳細には、その測定子）を配置することにより、接続導管内の粉体の質量流量を算出し、接続導管内の粉体の流れを監視することが考えられる。
【０００６】
しかしながら、特開昭５７−１４９９２０号公報に記載の質量流量計は、その構造上、ある程度直径の大きい管に設置するためのものであり、一般に径の小さい接続導管内に質量流量計を設置すると、却って接続導管内におけるフラックスの流れを妨げ、詰まりを誘発させる恐れがある。
【０００７】
また、従来、フラックスなどの非導電性粉体の流体を測定する流量センサがなく、非導電性粉体の流量を測定することは困難だった。
【０００８】
よって、本発明の目的は、上記従来技術に存する問題を解決して、粉体供給源から噴射ノズルまで延びる接続導管内の非導電性粉体の流れを妨げることなく、接続導管内の非導電性粉体の流動状態を監視することができる粉体塗布装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、粉体供給源と噴射ノズルとを接続する接続導管に非接触式検出手段を設け、この非接触式検出手段により、接続導管内の非導電性粉体の流動状態を検出するようにしている。したがって、検出手段は、接続導管内を流れる非導電性粉体と直接に接触することなく、接続導管内の非導電性粉体の流動状態を検出でき、接続導管又は噴射ノズルにおける詰まりを検知することが可能となる。一方、非接触式検出手段は、接続導管内の非導電性粉体の流れの中に配置される必要はないので、接続導管内における非導電性粉体の流れを妨げ、詰まりを誘発させることもない。
【００１０】
検出手段を、例えば、導管壁を透過可能な電磁波を接続導管の外部から接続導管の内部へ向けて発し、接続導管の内部を横断する電磁波の膜を形成させるように構成するとよい。接続導管内を流れる非導電性粉体は、この電磁波の膜を通過する際に電磁波の乱れを生じさせ、この電磁波の乱れを例えば電磁波の強さの変化として検出することが可能となる。したがって、これにより、接続導管内を流れる非導電性粉体の流動状態が検出できるようになる。また、一般に、電磁波の膜を通過する非導電性粉体の流量と、これによって生じる電磁波の強さの変化とは相関関係を有していることから、上記のように電磁波を用いれば、非導電性粉体と直接的に接触することなく接続導管内を流れる非導電性粉体の流量を測定することができるようになる。
【００１１】
さらに、検出手段により、非導電性粉体の流量を検出することが可能となれば、接続導管又は噴射ノズルの詰まりを判断できるだけでなく、対象物への非導電性粉体塗布量をも検知できるようになる。
【００１２】
検出手段としてマイクロ波センサを使用し、上記電磁波としてマイクロ波すなわち極超短波を利用すれば、接続導管の導管壁を透過することができ、導管内の非導電性粉体の流量を検出することが可能となる。
【００１３】
また、接続導管又は噴射ノズルにおいて非導電性粉体の詰まりが発生すると、接続導管内で非導電性粉体を搬送する搬送ガスの流れが滞り、接続導管内の圧力が上昇する。したがって、検出手段として圧力センサを使用し、接続導管内の搬送ガスの圧力を検出すれば、接続導管内における非導電性粉体の詰まり、すなわち接続導管内の非導電性粉体の流動状態を検出することが可能となる。一方、圧力センサは、接続導管内と連通している空間内に配置されていればよく、非導電性粉体の流れ中に配置する必要はないので、接続導管内の非導電性粉体と接触しその流れを妨げることを回避することができる。
【００１４】
接続導管又は噴射ノズルの詰まりにより、接続導管内を流れる非導電性粉体の流量は減少する又は概略ゼロになるので、制御装置は、検出手段により検出された非導電性粉体の流量が予め定められた値以下となったときに、接続導管又は噴射ノズルで詰まりが発生したと判断することができる。また、接続導管又は噴射ノズルの詰まりにより、接続導管内を流れる搬送ガスの圧力も上昇することから、制御装置は、検出手段により検出された接続導管内の搬送ガスの圧力が予め定められた値以上となったときに、接続導管又は噴射ノズルに詰まりが生じたと判断することもできる。
【００１５】
非導電性粉体としては、例えばフラックスが挙げられる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１７】
図１を参照すると、本発明によるフラックス塗布装置１０は、フラックス供給源１２と、フラックス供給源１２から供給されたフラックスを霧化して送り出すフラックス霧化送出装置１４と、フラックス霧化送出装置１４から送給されたフラックスを噴射する噴射ノズル１６と、フラックス霧化送出装置１４と噴射ノズル１６との間を接続する接続導管１８とを備えている。
【００１８】
フラックス供給源１２は、貯留されたフラックスをその自重又はタンク内圧力によりフラックス霧化送出装置１４に供給するタンクタイプのものでもよく、別にポンプ等の送出装置を用いて強制的に供給するタイプのものでもよい。図１に示されているフラックス供給源１２はタンクタイプのものであり、フラックス供給源１２からフラックス霧化送出装置１４への供給路２０上には、フラックスの供給を制御可能とさせるための制御弁２２が配設されている。制御弁２２としては例えば電磁弁等が使用され得る。一方、ポンプを使用するタイプのフラックス供給源１２では、ポンプの動作を制御することにより、フラックスの供給を制御すればよく、制御弁２２を必ずしも設ける必要はない。
【００１９】
フラックス霧化送出装置１４は、フラックス供給源１２から供給されたフラックスを搬送ガスの流れ中に随伴させることにより、フラックスを霧化（すなわち、分散した状態にさせること）する公知のタイプのものである。詳細には、搬送ガスノズル２４を介してフラックス霧化送出装置１４に供給される搬送ガスによりフラックス霧化送出装置１４からフラックスを送り出し、後段で、霧化ガスノズル２６を介してフラックス霧化送出装置１４に供給される霧化ガスを搬送ガスにより送り出されたフラックスに衝突させ、霧化させるようにしている。搬送ガスや霧化ガスには圧縮空気が使用されることが一般的である。
【００２０】
なお、図１に示されているフラックス霧化送出装置１４は一例に過ぎず、フラックスを霧化、送出する機能を有していれば任意のタイプの装置を使用することが可能である。また、フラックス霧化送出装置１４に代えてフラックスを送出する機能のみを備えた装置を使用し、噴射ノズル１６にフラックスの霧化分散機能を持たせてもよい。この場合、一般に噴射ノズルに霧化ガスが供給されることになる。このようにフラックスを霧化又は分散させる機能を有した噴射ノズル１６は、公知であり、本発明の本質とは無関係であるので、ここではこれ以上詳しく説明しない。
【００２１】
フラックス霧化送出装置１４の出口には接続導管１８が取り付けられており、この接続導管１８を通して、フラックス霧化送出装置１４によって霧化されたフラックスを搬送ガスに随伴させて噴射ノズル１６へ送給する。
【００２２】
噴射ノズル１６はノズル固定具２８に固定されており、コンベア（不図示）などに搬送されて噴射ノズル１６の前を通過するコア３０へ向けて、霧化されたフラックスを噴射するようになっている。フラックスの噴射方向は、ノズル固定具８により調整することが可能である。
【００２３】
ところで、フラックスは粉末状であるため、空気中の水分による凝集やフラックスの塊の結集などにより接続導管１８内や噴射ノズル１６において詰まりが発生することがある。このように噴射ノズル１６又は接続導管１８に詰まりが発生した場合、コア３０に塗布されるフラックスの量が少なくとも減少するので、コア３０の構成部品同士の接着不良などを引き起こす。さらに、噴射ノズル１６又は接続導管１８で詰まりを起こした状態でフラックス及び搬送ガスの供給を継続すると、フラックス霧化送出装置１４、接続配管１８及び噴射ノズル１６の内部圧力が上昇してそれらに重大な損傷を与える可能性もある。
【００２４】
そこで、本実施形態では、接続配管１８内のフラックスの流動状態を非接触式で検出するマイクロ波センサ３２を接続配管１８上に設けている。マイクロ波センサ３２は接続導管１８の長さ方向に沿って任意の位置に設けることが可能である。
【００２５】
マイクロ波センサ３２は、発信部と、受信部とを備えており、発信部から発せられたマイクロ波を受信部で受け取り、マイクロ波の強さを測定できるようになっている。マイクロ波センサ３２で利用されているマイクロ波は、物体を透過可能であり、接続導管１８の導管壁を透過することもできる。この性質を使用すれば、マイクロ波センサ３２は、接続導管１８内のフラックスの流れを妨げないように、接続導管１８の外部（例えば、導管壁の外側表面）に取り付けられ得る一方で、マイクロ波センサ３２の発信部から発せられたマイクロ波は接続導管１８内に到達することができる。
【００２６】
このようなマイクロ波センサ３２には、接続導管１８内を流れるフラックスによって遮られることなく接続導管１８の内部を断面に沿って横断するマイクロ波の強さに基づいて、接続導管１８の内部を流れるフラックスの流量を検出するタイプと、接続導管１８内を流れるフラックスによって反射されるマイクロ波の強さに基づいて、接続導管１８内を流れるフラックスの流量を検出するタイプとがある。
【００２７】
例えば、前者のタイプのマイクロ波センサ３２の場合、マイクロ波センサ３２の発信部と受信部とを接続導管１８を挟んで対向して配置し、発信部から接続導管１８の内部へ向けてマイクロ波を発して、接続導管１８の内部を断面に沿って横断するマイクロ波の膜を形成させるようにする。すると、接続導管１８内を流れるフラックスが接続導管１８内に形成されたマイクロ波の膜を通過するとき、このマイクロ波の膜に乱れが生じ、受信部において受信されるマイクロ波の強さが変化する。このとき受信部において受信されるマイクロ波の強さは一般に接続導管１８内を流れるフラックスの流量と相関関係を有し、フラックスの流量の増加に伴って減少するので、受信部において受信されるマイクロ波の強さに基づいて、接続導管１８内のフラックスの流量を検出することが可能となる。
【００２８】
一方、後者のタイプのマイクロ波センサ３２の場合、マイクロ波センサ３２の送信部と受信部とを接続導管１８の導管壁の外側表面の同じ側に取り付け、送信部が発したマイクロ波のうち接続導管１８内を流れるフラックスによって反射されたマイクロ波を受信部で受信する。この場合には、受信部によって受信されるマイクロ波の強さは、フラックスの流量の増加に伴って増加するので、同様に、受信部において受信されるマイクロ波の強さに基づいて、接続導管１８内のフラックスの流量を検出することが可能となる。
【００２９】
このマイクロ波センサ３２は、さらに、フラックス塗布装置１０に設けられた制御装置３４に接続されている。制御装置３４は、マイクロ波センサ３２から信号増幅器などを介してセンサ信号を受け取り、マイクロ波センサ３２によって検出される接続導管１８内のフラックスの流量が予め定められた値以下となったときに、噴射ノズル１６又は接続導管１８に詰まりが発生したと判断する。
【００３０】
制御装置３４は、さらに、フラックス供給源１２とフラックス霧化送出装置１４とを接続する供給路２０上に設けられた制御弁２２と、搬送ガスノズル２４と、霧化ガスノズル２６とに接続されており、それぞれの開閉動作を制御できるようになっている。これにより、制御装置３４が噴射ノズル１６又は接続導管１８に詰まりが生じたと判断したときに、制御弁２２、搬送ガスノズル２４、霧化ガスノズル２６を閉じ、それぞれ、フラックス、搬送ガス、霧化ガスの供給を停止させることが可能となる。したがって、発生した詰まりによって、フラックス霧化送出装置１４、接続導管１８、噴射ノズル１６に過度の圧力が作用し損傷を与えることを回避させることができる。
【００３１】
次に、図１に示されている実施形態のフラックス塗布装置１０の動作を説明する。
【００３２】
フラックスを塗布するとき、制御装置３４によって、制御弁２２、搬送ガスノズル２４、霧化ガスノズル２６が開かれ、フラックス供給源１２から、フラックス霧化送出装置１４及び接続導管１８を通って噴射ノズル１６へ霧化されたフラックスが供給される。そして、供給されたフラックスが噴射ノズル１６からコア３０へ向けて噴射され、コア３０に塗布される。
【００３３】
噴射ノズル１６又は接続導管１８に詰まりが発生していないとき、マイクロ波センサ３２により検出される接続導管１８内のフラックスの流量は予め定められた値以上となり、噴射ノズル１６からフラックスが継続して噴射される。
【００３４】
一方、噴射ノズル１６又は接続導管１８に詰まりが発生すると、搬送ガス及びそれに随伴するフラックスの流量が減少又は停止する。このため、マイクロ波センサ３２により検出される接続導管１８内のフラックスの流量は予め定められた値以下となり、制御装置３４は詰まりが発生したと判断、検知する。
【００３５】
制御装置３４は、詰まりを検知すると、制御弁２２、搬送ガスノズル２４、霧化ガスノズル２６を閉じ、フラックス霧化送出装置１４、接続導管１８及び噴射ノズル１６の内部圧力の上昇によりこれらに損傷を与えることを回避する。このとき、制御装置３４は、操作者に警報を発し、詰まりに対応することを要求することも可能である。
【００３６】
次に、図２を参照して、本発明の第２の実施形態を説明する。
【００３７】
図２に示されている実施形態は、マイクロ波センサ３２に代えて、圧力センサ３６を用いる点を除いて、図１に示されている実施形態と同様の構成を有しているので、図１と同様の構成部分については、ここでは特に説明しない。
【００３８】
圧力センサ３６は、接続導管１８と連通している測定用分岐管３８に取り付けられており、接続導管１８内の搬送ガスの圧力を測定することができるようになっている。測定用分岐管３８の末端は圧力センサ３６により閉鎖されており、測定用分岐管３８を通って搬送ガスが流れることはできないので、接続導管１８内を流れるフラックスが測定用分岐管３８に進入しにくい構造となっている。また、測定用分岐管３８は、接続導管１８と比較して小さい直径を有しており、このことも測定用分岐管３８へのフラックスの進入を妨げる助けとなる。このような構成により、測定用分岐管３８にフラックスが堆積し、接続導管１８内の搬送ガスの圧力を正確に測定できなくなることを予防している。
【００３９】
なお、圧力センサ３６もマイクロ波センサ３２と同様に接続導管１８の長さ方向に沿った任意の位置に取り付けることが可能である。
【００４０】
次に、圧力センサ３６の動作を説明する。
【００４１】
噴射ノズル１６又は接続導管１８に詰まりが発生すると、搬送ガス及びそれに随伴するフラックスの流量が減少又は概略ゼロになる一方で、フラックス、搬送ガス及び霧化ガスの供給は継続されるので、接続導管１８内の搬送ガスの圧力は上昇することになる。したがって、制御装置３４は、圧力センサ３６によって測定された圧力と予め定められた圧力の値とを比較することにより、詰まりが発生したことを検知することができる。詳細には、制御装置３４は、圧力センサ３６によって測定された圧力の値が予め定められた値以上となったときに、詰まりが発生したと判断する。
【００４２】
なお、接続導管１８において圧力センサ３６が取り付けられている位置より上流側で詰まりが発生した場合、接続導管１８内の圧力が搬送ガスにより上昇することはない。しかしながら、接続導管１８を搬送ガスが流れているとき、搬送ガスの動圧は大気圧よりも低くなっているので、圧力センサ３６により検出される圧力が大気圧と概略等しくなったときには詰まりが発生していると判断することができる。すなわち、大気圧と概略等しい値を予め定められた値とすればよく、制御装置３４は、予め定められた値以上になったときに詰まりが発生したと判断すればよいことに変わりはない。
【００４３】
また、接続導管１８内の搬送ガスの流量と動圧との相関関係を利用すれば、圧力センサ３６を使用して、接続導管１８内の搬送ガスの流量、すなわちフラックスの流量を検出することも可能である。この場合には、マイクロ波センサ３２を使用する場合と同様に、噴射ノズル１６又は接続導管１８の詰まりの有無だけでなく、噴射ノズル１６から噴射されるフラックスの量を監視することが可能となる。
【００４４】
以上、図面に示されている実施形態を参照して、本発明を説明したが、本発明は、非接触式検出手段により接続導管内を流動するフラックスの流動状態を検出できればよく、上記実施形態に限定されるものではない。
【００４５】
例えば、図１に示されている実施形態では、マイクロ波を利用して接続導管１８内のフラックスの流量を検出する方法を採用しているが、接続導管１８の導管壁を透過することができれば、電波などマイクロ波と異なる周波数帯の電磁波を利用して、接続導管１８内に電磁波の膜を形成し、同様に接続導管１８内のフラックスの流量を検出してもよい。
【００４６】
さらに、接続導管の周囲に超音波センサを取り付けることにより、フラックスの流動状態を検出することも可能である。超音波は接続導管の導管壁と導管内部との間を伝達することが可能であり、伝達する超音波の強さは接続導管内を流れるフラックスの流量に依存するからである。
【００４７】
また、導管壁に孔を設けて、レーザ式センサなど光学センサを用いて接続導管内を流れるフラックスの流量を測定することも可能である。
【００４８】
なお、上述した実施形態では、非導電性粉体としてフラックスを塗布するフラックス塗布装置について述べたが、塗料、焼結用セラミックパウダー、小麦粉などの食用粉体、陽極酸化処理用着色料などの非導電性粉体を塗布する粉体塗布装置に対しても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるフラックス塗布装置の第１の実施形態の全体構成図である。
【図２】本発明によるフラックス塗布装置の第２の実施形態を示している部分拡大図である。
【符号の説明】
１０…フラックス塗布装置
１２…フラックス供給源
１６…噴射ノズル
１８…接続導管
３０…コア
３２…マイクロ波センサ
３６…圧力センサ

Claims

非導電性粉体を収容している粉体供給源と噴射ノズルとを接続導管により接続し、前記粉体供給源から供給される前記非導電性粉体を搬送ガスの流れに随伴させて噴射ノズルから対象物に噴射して塗布する粉体塗布装置において、
前記接続導管に非接触式検出手段を設け、前記非接触式検出手段により前記接続導管内を流動する非導電性粉体の流動状態を検出することを特徴とする粉体塗布装置。
前記検出手段は、前記接続導管を取り囲む導管壁を透過可能な電磁波を前記接続導管の外部から前記接続導管の内部へ向けて発して、前記接続導管の内部を横断する電磁波の膜を形成させ、前記接続導管内を流れる前記非導電性粉体が該電磁波の膜を通過したときに生じる前記電磁波の乱れを検出することにより前記接続導管内の非導電性粉体の流量を測定する、請求項１に記載の粉体塗布装置。
前記検出手段はマイクロ波センサである、請求項２に記載の粉体塗布装置。
前記検出手段が前記接続導管内の前記搬送ガスの圧力を検出する圧力センサである、請求項１に記載の粉体塗布装置。
前記検出手段により検出された非導電性粉体の流量が予め定められた値以下となったとき又は前記検出手段により検出された搬送ガスの圧力が予め定められた値以上となったときに、前記接続導管路又は前記噴射ノズルに詰まりが発生したと判断する制御装置をさらに備える、請求項１から請求項４の何れか一項に記載の粉体塗布装置。
前記非導電性粉体はフラックスである、請求項１から請求項５の何れか一項に記載の粉体塗布装置。