JP3683529B2 - 静電粉体塗装方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えばモータの回転子のような被塗装物に、静電粉体塗装槽によって粉体を付着させ、加熱溶着させて塗膜を形成する静電粉体塗装方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
静電粉体塗装方法は、静電粉体塗装槽内において、樹脂粉体を電極によって帯電させると共に流動用エアーによって流動化させ、それによって生じる浮遊粉体中に被塗装物を浸漬させて樹脂粉体を静電気的に付着させ、被塗装物の塗装を必要とされない部分に付着した不要粉体を除去した後、加熱溶着させて硬化させることにより、被塗装物表面に塗膜を形成する方法である。
【０００３】
このような静電粉体塗装方法は、例えばモータの回転子のスロット内周及び両端面に絶縁塗装を施す用途などにも利用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、モータの回転子のスロット内周及び両端面などに絶縁塗装を施す場合、信頼性を高めるためには、所定箇所における絶縁塗膜を厚く形成する必要がある。特に導線を巻き付けてコイルを形成する際に、導線が強く当たる回転子の両端面は、導線の絶縁被膜が損傷しないようにするため、絶縁塗膜を厚く形成する必要がある。
【０００５】
しかしながら、静電粉体塗装によって塗膜を形成する場合、塗膜の厚さに限界があり、それ以上厚くなるように樹脂粉体を付着させても、樹脂粉体どうしが静電反発して剥離してしまうため、塗膜を形成できないという問題点があった。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、従来方法よりも厚く塗膜を形成できるようにした静電粉体塗装方法及び装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の静電粉体塗装方法は、被塗装物を静電粉体塗装槽に導入し、帯電された樹脂粉体を付着させる第１粉体付着工程と、被塗装物の塗装が必要ない部分に付着した樹脂粉体を除去する不要粉体除去工程と、被塗装物を加熱して、付着した樹脂粉体を溶着させる第１加熱溶着工程と、この溶着した樹脂が硬化する前に、該溶着部分に再度樹脂粉体を付着させる第２粉体付着工程と、被塗装物を再び加熱して付着した樹脂粉体を完全に溶着させる第２加熱溶着工程とを含み、前記第２粉体付着工程は、前記不要粉体除去工程において除去できなかった不要粉体を、前記溶着部分に向けてガスノズル（例えばエアーノズル）で吹き飛ばすことにより、該粉体を前記溶着部分に付着させる工程からなることを特徴とする。
【０００８】
本発明の静電粉体塗装方法においては、前記被塗装物に、塗膜が不要な部分を露出しないようにさせる治具を被せ、前記第２粉体付着工程は、前記治具に付着した不要粉体を、前記溶着部分に向けてガスノズルで吹き飛ばす工程からなることが好ましい。
【０００９】
また、被塗装物に直接又は間接的に取付けられた支軸の両端部を、所定間隔で平行に配設された一対のガイドレールで受け、このガイドレールの外側に同じく平行に一対のスクリュー軸を配設し、前記支軸の両端を前記スクリュー軸の螺旋溝に嵌入させ、前記スクリュー軸を同期して回転させることにより、前記被塗装物を回転させながら搬送し、前記各工程に移動させることが好ましい。
【００１０】
一方、本発明の静電粉体塗装装置は、被塗装物に樹脂粉体を帯電させて付着させるための静電粉体塗装槽と、被塗装物の塗装が必要ない部分に付着した樹脂粉体を除去する不要粉体除去装置と、被塗装物を加熱して、付着した樹脂粉体を溶着させる第１加熱装置と、溶着した樹脂が硬化する前に、該溶着部分に再度樹脂粉体を付着させる第２粉体付着装置と、被塗装物を再び加熱して付着した樹脂粉体を完全に溶着させる第２加熱装置と、前記各装置に被塗装物を順次移動させる搬送手段とを備え、前記第２粉体付着装置は、前記不要粉体除去装置によって除去できなかった不要粉体を、前記溶着部分に向けて吹き飛ばすガスノズル（例えばエアーノズル）を有していることを特徴とする。
【００１１】
本発明の静電粉体塗装装置においては、前記被塗装物に、塗膜が不要な部分を露出しないようにさせる治具が被せられ、前記第２粉体付着装置は、前記治具に付着した不要粉体を、前記溶着部分に向けて吹き飛ばすガスノズルを有していることが好ましい。
【００１２】
また、前記搬送手段は、被塗装物に直接又は間接的に取付けられた支軸の両端部を受ける、所定間隔で平行に配設された一対のガイドレールと、このガイドレールの外側に同じく平行に配設された一対のスクリュー軸とを有し、前記支軸の両端を前記スクリュー軸の螺旋溝に嵌入させ、前記スクリュー軸を同期して回転させることにより、前記被塗装物を回転させながら搬送するものであることが好ましい。
【００１３】
本発明によれば、静電粉体塗装槽によって被塗装物に樹脂粉体を付着させ、塗装が必要ない部分に付着した不要粉体を除去し、加熱して樹脂粉体を被塗装物に溶着させる。そして、溶着した樹脂が硬化する前に、該溶着部分に再度樹脂粉体を付着させると、溶着してまだ未硬化の樹脂膜に樹脂粉体が効果的に付着し、その状態で再度加熱することによって、樹脂粉体の剥離を生じることなく、塗膜を厚く形成することができる。したがって、高い絶縁性が要求される回転子の絶縁塗装などにも好適に使用することができる。
【００１４】
また、樹脂粉体を先に溶着された樹脂に付着させるとき、樹脂粉体のうち塗装が必要ない部分に付着して、除去されずに残っている樹脂粉体を、ガスノズルで前記溶着部分に向けて吹き付けることにより、溶着部への樹脂粉体の付着と、塗装が必要ない部分における樹脂粉体の除去とを同時に行うことができる。
【００１５】
更に、本発明の好ましい態様において、被塗装物に直接又は間接的に取付けられた支軸の両端部を、所定間隔で平行に配設された一対のガイドレールで受け、このガイドレールの外側に同じく平行に一対のスクリュー軸を配設し、前記支軸の両端を前記スクリュー軸の螺旋溝に嵌入させ、前記スクリュー軸を同期して回転させることにより、前記被塗装物を回転させながら搬送するようにすれば、スクリュー軸に大きな荷重がかからず、スクリュー軸の磨耗を防ぐことができる。
【００１６】
【実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施の形態を説明する。図１〜８には本発明による静電粉体塗装装置の一実施形態が示されている。図１は同装置の全体を示す概略正面図、図２は同装置の全体を示す概略平面図、図３は同装置に適用される被塗装物の一例である回転子を示す斜視図、図４は同回転子の支軸に治具を装着した状態を示す側面図、図５は同装置の静電粉体塗装槽による第１粉体付着工程を示す説明図、図６は同装置における不要粉体除去装置を示す概略構成図、図７は同装置の第１加熱装置を示す概略構成図、図８は同装置による第２粉体付着工程を示す説明図である。
【００１７】
この静電粉体塗装装置に適用される被塗装物としては、例えば図３に示されるようなモータの回転子が挙げられる。すなわち、この回転子１０は、コア１１と、その軸孔に挿入された回転軸１２とを有している。コア１１は、その外周に放射状に突出する複数の歯１３と、これらの歯１３の間に形成されたスロット１４とを有している。
【００１８】
この回転子１０には、スロット１４の内周及び両端面１５に絶縁塗装が施される。この絶縁塗膜は、導線が巻き付けられたときに導線に被覆された絶縁膜を損傷することなく、導線とコアとの接触によるショートが発生しないようにするため、比較的厚い塗膜とする必要がある。一方、回転子１０の歯１３の外周は、磁力線が通りやすくするため、塗膜が形成されないようにしなければならない。
【００１９】
図４、５に示すように、回転子１０の回転軸１２の両端部には、治具２０が被せられる。治具２０は、回転軸１２を受け入れる孔２１と、後端に伸びる支軸２２とを有している。また、治具２０の上記孔２１の周縁部は、先細のテーパ面２３をなしている。
【００２０】
この静電粉体塗装装置の搬送手段についてまず説明すると、搬送手段は、上記治具２０の支軸２２を受ける一対の平行なガイドレール３１、３１を有している。また、ガイドレール３１、３１の外側には、ガイドレール３１、３１と平行な一対のスクリュー軸３２、３２が配設されている。
【００２１】
図１、２に示すように、スクリュー軸３２、３２は、その外周に螺旋溝３３を有し、前記治具２０の支軸２２の端部が、この螺旋溝３３に嵌入している。一方のスクリュー軸３２の一端には、スプロケット３４が装着されている。また、他方のスクリュー軸３２の一端には、ギヤ３５が装着されており、このギヤ３５は、隣接して配置されたアイドル軸３６のギヤ３７に歯合している。更に、アイドル軸３６には、スプロケット３８が装着されている。また、装置本体４０には、モータ４１が装着され、このモータ４１の駆動軸４２には、スプロケット４３が装着されている。そして、スプロケット３４、３８、４３にチェーン３９が張設されている。
【００２２】
したがって、モータ４１が回転すると、スプロケット４３からチェーン３９を介してスプロケット３４、３８が回転し、スプロケット３４と一体の一方のスクリュー軸３２が回転する。また、スプロケット３８と一緒にアイドル軸３６を介してギヤ３７が回転し、このギヤ３７に歯合するギヤ３５が回転して、ギヤ３５と一体の他方のスクリュー軸３２が前記一方のスクリュー軸３２とは反対方向に回転する。
【００２３】
そして、２つのスクリュー軸３２は、その螺旋溝３３の巻き方向が逆になっており、上記のようにそれぞれ反対方向に回転することによって、治具２０の支軸２２がガイドレール３１に接して回転しながら、スクリュー軸３２の螺旋溝３３によって前方に送られ、図１、２の矢印方向に移動するようになっている。この場合、図４に示すように、被塗装物である回転子１０と治具２０の重量は、ガイドレール３１で受け、スクリュー軸３２は、前方に送る作用をなすだけなので、スクリュー軸３２の螺旋溝３３の磨耗を防いで耐久性を高めることができる。また、回転子１０及び治具２０は、スクリュー軸３２のどの位置でも挿入、取り外しができる。
【００２４】
上記搬送手段の始端部には、治具２０を装着された回転子１０を搬送手段に移動させるためのシュート４４が配設されている。なお、図２における４５は、この静電粉体塗装装置を操作するための制御盤である。
【００２５】
シュート４４から上記搬送手段上に移動した回転子１０の搬送経路の最初の位置には、静電粉体塗装槽５０が設置されている。静電粉体塗装槽５０は、外槽５１を有し、この外槽５１の内側下方にには多孔板５２が設置され、外槽５１の底壁には多孔板５２の下方空間５３に加圧エアーを導入する第１エアー導入管５４が取付けられている。
【００２６】
また、外槽５１内の上記多孔板５２の上方には内槽５５が設置されている。この内槽５５の内側下方には多孔板５６が設置され、内槽５５の底壁には多孔板５６の下方空間に加圧エアーを導入する第２エアー導入管５７が取付けられている。多孔板５６には、複数の電極５８が取付けられ、この電極５８に、静電発生器５９がリード線６０を介して接続され、更に静電発生器５９は、静電コントローラ６１にリード線６２を介して接続されている。
【００２７】
すなわち、第１エアー導入管５４から導入された加圧エアーが外槽５１内の樹脂粉体を流動させ、第２エアー導入管５７から導入された加圧エアーが内槽５５内の樹脂粉体を流動させる。また、内槽５５内の樹脂粉体は、電極５８によって帯電され、内槽５５の上縁部から溢れた樹脂粉体は、外槽５１内に回収される。上記外槽５１及び内槽５５が、静電粉体塗装槽５０の粉体流動槽を構成している。
【００２８】
図５に示すように、内槽５５内には、上方に向けて幅が狭められたフード６３が設置されている。このフード６３は、回転子１０に向けて効果的に樹脂粉体が付着するように、粉体流動槽の開口部を狭めて、噴出する樹脂粉体の流出方向を特定する作用をなしている。なお、図示を省略したが、この静電粉体塗装槽５０には、本出願人による特開平１０−２４９２４７号に示される振動装置が取付けられており、流動する樹脂粉体のレベル面が一定化されるようになっている。
【００２９】
なお、外槽５１及び内槽５５からなる粉体流動槽の上方には、被塗装物である回転子１０の搬送経路を挟んで、吸入ホッパー６４が配設されており、回転子１０に付着せずに浮遊する樹脂粉体を吸引して回収し、前記内槽５５に戻すようになっている。吸入ホッパー６４から吸引された樹脂粉体は、図示しないサイクロン装置に導入され、再利用できない不要粉体と、再利用可能な粉体とに選別されて、再利用可能な粉体は、静電粉体塗装槽５０に戻されるようになっている。静電粉体塗装槽５０に戻す導入管の先端には、本出願人による特開平１１−３３３３３１号に示されるエゼクターノズルが使用されている。
【００３０】
搬送経路に沿って、静電塗槽５０の更に前方には、被塗装物の塗装が必要ない部分に付着した樹脂粉体を除去する不要粉体除去装置７０が配置されている。図６を併せて参照すると、この不要粉体除去装置７０は、回転子１０の移動経路の下方に配置された回転ベルト７１と、この回転ベルト７１のベルト面から上方に突出し、回転子１０の外周面（歯１３の外周面）に摺接するスクレーパ７２とを有している。この実施形態では、スクレーパ７２は、可撓性を有する弾性板からなり、回転子１０の進行方向に湾曲して、回転子１０の上記外周面に弾性的に当接するようになっている。
【００３１】
なお、回転ベルト７１のベルトは、図示を省略したが、搬送経路に沿って両側に２列で配置されており、回転子１０を支持する治具２０の外周に摺接して、治具２０及び回転子１０を強制的に回転させる役割をなす。また、上記スクレーパ７２は、２列のベルトの間隙から上方に突出している。回転ベルト７１は、装置本体４０に取付けられたモータ７３の駆動プーリ７４と、回転ベルト７１の一方のプーリ７５に同軸的に取付けられた従動プーリ７６とに張設されたベルト７７を介して回転するようになっている。
【００３２】
搬送経路に沿って、不要粉体除去装置７０の更に前方には、第１加熱装置８０が設置されている。図７を併せて参照すると、第１加熱装置８０は、高周波発振器８１と、この高周波発振器８１に接続された加熱コイル８２とを有する高周波誘導加熱装置からなっている。加熱コイル８２は、被塗装物である回転子１０の特に絶縁塗装を施すべき箇所を効果的に加熱すると共に、治具２０等に付着した不要な樹脂粉体は熱溶着させないように、回転子１０の被塗装面に特に近接するように配置されている。
【００３３】
搬送経路に沿って、第１加熱装置８０の更に前方には、第２粉体付着装置９０が設置されている。この第２粉体付着装置９０は、不要部に付着した樹脂粉体を吹き飛ばして除去する役割もなす。すなわち、第２粉体付着装置９０は、治具２０に向けて加圧エアーを吹き付ける複数のエアーブローノズル９１、９２を有している。各エアーブローノズル９１、９２は、回転子１０の回転軸１２を被覆する左右1対の治具２０、２０のそれぞれに対して設けられ、一方のノズル９１は治具２０に対して斜めの方向から回転子１０方向に向けて加圧エアーを噴出し、他方のノズル９２は治具２０の軸心に対してほぼ直角に、かつ、治具２０のテーパ面２３に加圧エアーを噴出できるように配置されている。また、搬送される回転子１０の下方には、吹き飛ばされた樹脂粉体を回収するための吸入ホッパー９４が配設されている。
【００３４】
搬送経路に沿って、第２粉体付着装置９０の更に前方には、第２加熱装置１００が設置されている。第２加熱装置１００は、第１加熱装置８０と同様な構造の高周波誘導加熱装置からなり、この実施形態の場合は、第１加熱装置８０と同じ高周波発振器８１に接続された加熱コイルを有している。
【００３５】
次に、この静電粉体塗装装置を用いた、本発明による静電粉体塗装方法の一実施形態を説明する。
【００３６】
被塗装物の一例である回転子１０は、前記のようにその回転軸１２に治具２０が被せられ、塗膜が不要な部分はできるだけ露出しないようにされる。こうして治具２０を装着された回転子１０は、シュート４４から連続して、搬送手段であるガイドレール３１及びスクリュー軸３２上に供給される。すると、回転子１０は、治具２０の支軸２２を介してガイドレール３１上に支持され、支軸２２の端部をスクリュー軸３２の螺旋溝３３に嵌入される。そして、モータ４１の作動によって、前述した機構でスクリュー軸３２が回転すると、治具２０の支軸２２がスクリュー軸３２の螺旋溝３３に押されて、回転子１０は、治具２０を介してガイドレール３１上を転動しながら搬送経路に沿って移動する。
【００３７】
そして、回転子１０が静電粉体塗装槽５０に移動すると、外槽５１及び内槽５５からなる粉体流動槽中で浮遊する帯電した樹脂粉体が、静電気的に回転子１０に付着する。このとき、図５に示すように、内槽５５の内部にフード６３が配置されて、樹脂粉体が回転子１０の部分に効果的に付着するようにされているので、治具２０等への不要箇所への樹脂粉体の付着量を低減することができる。樹脂粉体は、回転子１０のコア１１の端面１５、スロット１４の内周、歯１３の外周などに付着し、治具２０の回転子１０に近接した部分にも付着する。以上が第１粉体付着工程である。
【００３８】
こうして樹脂粉体を付着された回転子１０は、次に不要粉体除去装置７０に至り、ここでコア１１の外周にスクレーパ７２を押し付けられ、スクレーパ７２によってコア１１の外周（歯１３の外周）に付着した樹脂粉体が掻き落とされる。以上が不要粉体除去工程である。
【００３９】
そして、回転子１０は、次に第１加熱装置８０に至り、ここで加熱コイル８２から高周波誘導を受けて加熱され、回転子１０の、特にスロット１４の内周や端面１５に付着した樹脂粉体が溶着される。なお、加熱コイル８２は、回転子１０に近接した位置に配置されるため、治具２０に付着した樹脂粉体は溶着しない。以上が第１加熱溶着工程である。
【００４０】
こうして、樹脂粉体が溶着された回転子１０は、溶着した樹脂が硬化しないうちに、一般的には加熱溶着されてから２５〜３０秒以内に、第２粉体付着装置９０に移動する。そして、第２粉体付着装置９０のエアーブローノズル９１、９２から特に治具２０に向けて加圧エアーが吹き付けられる。この場合、一方のノズル９１は、治具２０に対して斜めの方向から回転子１０方向に向けて加圧エアーを噴出し、他方のノズル９２は、治具２０の軸心に対してほぼ直角に、かつ、治具２０のテーパ面２３に加圧エアーを噴出するため、治具２０の表面に付着して溶着していない樹脂粉体が吹き飛ばされ、回転子１０のまだ硬化していない溶着した樹脂に付着する。以上が第２粉体付着工程である。
【００４１】
その結果、回転子１０のスロット１４の内周や端面１５に樹脂粉体が効果的に再付着し、静電粉体塗装槽において付着し得る樹脂粉体量よりも多く樹脂粉体を付着させ、最終的に得られる塗膜を厚く形成することが可能となる。また、治具２０に付着した不要な樹脂粉体を除去して、塗装の必要のない治具２０に塗膜が形成されることを防止できる。
【００４２】
樹脂粉体を再付着された回転子１０は、最後に第２加熱装置１００に運ばれ、ここで再加熱されて、付着した樹脂粉体を完全に溶着され、回転子１０のスロット１４の内周や端面１５に均一な厚さの塗膜が形成される。以上が第２加熱溶着工程である。その後、回転子１０を搬送手段の終端から取出し、放冷又は空冷して塗装済みの製品とされる。
【００４３】
こうして得られた回転子１０は、スロット１４の内周や端面１５に比較的厚い絶縁塗膜が形成され、導線を巻き付けてコイルを形成する際に、導線に被覆された絶縁膜が損傷するのを防ぎ、導線の芯線とコア１１とが直接接触するのを防いで、モータ等の回転電気機械の信頼性を高めることができる。
【００４４】
なお、上記実施形態では、不要粉体除去工程において、治具２０に付着した樹脂粉体は除去されないようにしているが、治具２０に付着した樹脂粉体等も完全に除去してしまい、第２粉体付着工程においては、治具２０に付着した樹脂粉体を吹き付けるのではなく、別に貯留された樹脂粉体を吹き付け、必要に応じて再度、不要粉体を除去してから第２加熱工程を行ってもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、静電粉体塗装槽によって被塗装物に樹脂粉体を付着させ、塗装が必要ない部分に付着した不要粉体を除去し、加熱して樹脂粉体を被塗装物に溶着させた後、溶着した樹脂が硬化する前に、該溶着部分に再度樹脂粉体を付着させることにより、樹脂粉体の剥離を生じることなく、塗膜を厚く形成することができる。したがって、例えば高い絶縁性が要求される回転子等の絶縁塗装などに好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による静電粉体塗装装置の一実施形態を示す概略正面図である。
【図２】同装置の全体を示す概略平面図である。
【図３】同装置に適用される被塗装物の一例である回転子を示す斜視図である。
【図４】同回転子の支軸に治具を装着した状態を示す側面図である。
【図５】同装置の静電粉体塗装槽による第１粉体付着工程を示す説明図である。
【図６】同装置における不要粉体除去装置を示す概略構成図である。
【図７】同装置の第１加熱装置を示す概略構成図である。
【図８】同装置による第２粉体付着工程を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ 回転子
１１ コア
１２ 回転軸
１３ 歯
１４ スロット
１５ 端面
２０ 治具
２１ 孔
２２ 支軸
３１ ガイドレール
３２ スクリュー軸
３３ 螺旋溝
５０ 静電粉体塗装槽
５１ 外槽
５２ 多孔板
５５ 内槽
５６ 多孔板
５８ 電極
６４ 吸入ホッパー
７０ 不要粉体除去装置
７２ スクレーパ
８０ 第１加熱装置
８１ 高周波発振器
８２ 加熱コイル
９０ 第２粉体付着装置
９１、９２ エアーブローノズル
１００ 第２加熱装置
【産業上の利用分野】
本発明は、例えばモータの回転子のような被塗装物に、静電粉体塗装槽によって粉体を付着させ、加熱溶着させて塗膜を形成する静電粉体塗装方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
静電粉体塗装方法は、静電粉体塗装槽内において、樹脂粉体を電極によって帯電させると共に流動用エアーによって流動化させ、それによって生じる浮遊粉体中に被塗装物を浸漬させて樹脂粉体を静電気的に付着させ、被塗装物の塗装を必要とされない部分に付着した不要粉体を除去した後、加熱溶着させて硬化させることにより、被塗装物表面に塗膜を形成する方法である。
【０００３】
このような静電粉体塗装方法は、例えばモータの回転子のスロット内周及び両端面に絶縁塗装を施す用途などにも利用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、モータの回転子のスロット内周及び両端面などに絶縁塗装を施す場合、信頼性を高めるためには、所定箇所における絶縁塗膜を厚く形成する必要がある。特に導線を巻き付けてコイルを形成する際に、導線が強く当たる回転子の両端面は、導線の絶縁被膜が損傷しないようにするため、絶縁塗膜を厚く形成する必要がある。
【０００５】
しかしながら、静電粉体塗装によって塗膜を形成する場合、塗膜の厚さに限界があり、それ以上厚くなるように樹脂粉体を付着させても、樹脂粉体どうしが静電反発して剥離してしまうため、塗膜を形成できないという問題点があった。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、従来方法よりも厚く塗膜を形成できるようにした静電粉体塗装方法及び装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の静電粉体塗装方法は、被塗装物を静電粉体塗装槽に導入し、帯電された樹脂粉体を付着させる第１粉体付着工程と、被塗装物の塗装が必要ない部分に付着した樹脂粉体を除去する不要粉体除去工程と、被塗装物を加熱して、付着した樹脂粉体を溶着させる第１加熱溶着工程と、この溶着した樹脂が硬化する前に、該溶着部分に再度樹脂粉体を付着させる第２粉体付着工程と、被塗装物を再び加熱して付着した樹脂粉体を完全に溶着させる第２加熱溶着工程とを含み、前記第２粉体付着工程は、前記不要粉体除去工程において除去できなかった不要粉体を、前記溶着部分に向けてガスノズル（例えばエアーノズル）で吹き飛ばすことにより、該粉体を前記溶着部分に付着させる工程からなることを特徴とする。
【０００８】
本発明の静電粉体塗装方法においては、前記被塗装物に、塗膜が不要な部分を露出しないようにさせる治具を被せ、前記第２粉体付着工程は、前記治具に付着した不要粉体を、前記溶着部分に向けてガスノズルで吹き飛ばす工程からなることが好ましい。
【０００９】
また、被塗装物に直接又は間接的に取付けられた支軸の両端部を、所定間隔で平行に配設された一対のガイドレールで受け、このガイドレールの外側に同じく平行に一対のスクリュー軸を配設し、前記支軸の両端を前記スクリュー軸の螺旋溝に嵌入させ、前記スクリュー軸を同期して回転させることにより、前記被塗装物を回転させながら搬送し、前記各工程に移動させることが好ましい。
【００１０】
一方、本発明の静電粉体塗装装置は、被塗装物に樹脂粉体を帯電させて付着させるための静電粉体塗装槽と、被塗装物の塗装が必要ない部分に付着した樹脂粉体を除去する不要粉体除去装置と、被塗装物を加熱して、付着した樹脂粉体を溶着させる第１加熱装置と、溶着した樹脂が硬化する前に、該溶着部分に再度樹脂粉体を付着させる第２粉体付着装置と、被塗装物を再び加熱して付着した樹脂粉体を完全に溶着させる第２加熱装置と、前記各装置に被塗装物を順次移動させる搬送手段とを備え、前記第２粉体付着装置は、前記不要粉体除去装置によって除去できなかった不要粉体を、前記溶着部分に向けて吹き飛ばすガスノズル（例えばエアーノズル）を有していることを特徴とする。
【００１１】
本発明の静電粉体塗装装置においては、前記被塗装物に、塗膜が不要な部分を露出しないようにさせる治具が被せられ、前記第２粉体付着装置は、前記治具に付着した不要粉体を、前記溶着部分に向けて吹き飛ばすガスノズルを有していることが好ましい。
【００１２】
また、前記搬送手段は、被塗装物に直接又は間接的に取付けられた支軸の両端部を受ける、所定間隔で平行に配設された一対のガイドレールと、このガイドレールの外側に同じく平行に配設された一対のスクリュー軸とを有し、前記支軸の両端を前記スクリュー軸の螺旋溝に嵌入させ、前記スクリュー軸を同期して回転させることにより、前記被塗装物を回転させながら搬送するものであることが好ましい。
【００１３】
本発明によれば、静電粉体塗装槽によって被塗装物に樹脂粉体を付着させ、塗装が必要ない部分に付着した不要粉体を除去し、加熱して樹脂粉体を被塗装物に溶着させる。そして、溶着した樹脂が硬化する前に、該溶着部分に再度樹脂粉体を付着させると、溶着してまだ未硬化の樹脂膜に樹脂粉体が効果的に付着し、その状態で再度加熱することによって、樹脂粉体の剥離を生じることなく、塗膜を厚く形成することができる。したがって、高い絶縁性が要求される回転子の絶縁塗装などにも好適に使用することができる。
【００１４】
また、樹脂粉体を先に溶着された樹脂に付着させるとき、樹脂粉体のうち塗装が必要ない部分に付着して、除去されずに残っている樹脂粉体を、ガスノズルで前記溶着部分に向けて吹き付けることにより、溶着部への樹脂粉体の付着と、塗装が必要ない部分における樹脂粉体の除去とを同時に行うことができる。
【００１５】
更に、本発明の好ましい態様において、被塗装物に直接又は間接的に取付けられた支軸の両端部を、所定間隔で平行に配設された一対のガイドレールで受け、このガイドレールの外側に同じく平行に一対のスクリュー軸を配設し、前記支軸の両端を前記スクリュー軸の螺旋溝に嵌入させ、前記スクリュー軸を同期して回転させることにより、前記被塗装物を回転させながら搬送するようにすれば、スクリュー軸に大きな荷重がかからず、スクリュー軸の磨耗を防ぐことができる。
【００１６】
【実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施の形態を説明する。図１〜８には本発明による静電粉体塗装装置の一実施形態が示されている。図１は同装置の全体を示す概略正面図、図２は同装置の全体を示す概略平面図、図３は同装置に適用される被塗装物の一例である回転子を示す斜視図、図４は同回転子の支軸に治具を装着した状態を示す側面図、図５は同装置の静電粉体塗装槽による第１粉体付着工程を示す説明図、図６は同装置における不要粉体除去装置を示す概略構成図、図７は同装置の第１加熱装置を示す概略構成図、図８は同装置による第２粉体付着工程を示す説明図である。
【００１７】
この静電粉体塗装装置に適用される被塗装物としては、例えば図３に示されるようなモータの回転子が挙げられる。すなわち、この回転子１０は、コア１１と、その軸孔に挿入された回転軸１２とを有している。コア１１は、その外周に放射状に突出する複数の歯１３と、これらの歯１３の間に形成されたスロット１４とを有している。
【００１８】
この回転子１０には、スロット１４の内周及び両端面１５に絶縁塗装が施される。この絶縁塗膜は、導線が巻き付けられたときに導線に被覆された絶縁膜を損傷することなく、導線とコアとの接触によるショートが発生しないようにするため、比較的厚い塗膜とする必要がある。一方、回転子１０の歯１３の外周は、磁力線が通りやすくするため、塗膜が形成されないようにしなければならない。
【００１９】
図４、５に示すように、回転子１０の回転軸１２の両端部には、治具２０が被せられる。治具２０は、回転軸１２を受け入れる孔２１と、後端に伸びる支軸２２とを有している。また、治具２０の上記孔２１の周縁部は、先細のテーパ面２３をなしている。
【００２０】
この静電粉体塗装装置の搬送手段についてまず説明すると、搬送手段は、上記治具２０の支軸２２を受ける一対の平行なガイドレール３１、３１を有している。また、ガイドレール３１、３１の外側には、ガイドレール３１、３１と平行な一対のスクリュー軸３２、３２が配設されている。
【００２１】
図１、２に示すように、スクリュー軸３２、３２は、その外周に螺旋溝３３を有し、前記治具２０の支軸２２の端部が、この螺旋溝３３に嵌入している。一方のスクリュー軸３２の一端には、スプロケット３４が装着されている。また、他方のスクリュー軸３２の一端には、ギヤ３５が装着されており、このギヤ３５は、隣接して配置されたアイドル軸３６のギヤ３７に歯合している。更に、アイドル軸３６には、スプロケット３８が装着されている。また、装置本体４０には、モータ４１が装着され、このモータ４１の駆動軸４２には、スプロケット４３が装着されている。そして、スプロケット３４、３８、４３にチェーン３９が張設されている。
【００２２】
したがって、モータ４１が回転すると、スプロケット４３からチェーン３９を介してスプロケット３４、３８が回転し、スプロケット３４と一体の一方のスクリュー軸３２が回転する。また、スプロケット３８と一緒にアイドル軸３６を介してギヤ３７が回転し、このギヤ３７に歯合するギヤ３５が回転して、ギヤ３５と一体の他方のスクリュー軸３２が前記一方のスクリュー軸３２とは反対方向に回転する。
【００２３】
そして、２つのスクリュー軸３２は、その螺旋溝３３の巻き方向が逆になっており、上記のようにそれぞれ反対方向に回転することによって、治具２０の支軸２２がガイドレール３１に接して回転しながら、スクリュー軸３２の螺旋溝３３によって前方に送られ、図１、２の矢印方向に移動するようになっている。この場合、図４に示すように、被塗装物である回転子１０と治具２０の重量は、ガイドレール３１で受け、スクリュー軸３２は、前方に送る作用をなすだけなので、スクリュー軸３２の螺旋溝３３の磨耗を防いで耐久性を高めることができる。また、回転子１０及び治具２０は、スクリュー軸３２のどの位置でも挿入、取り外しができる。
【００２４】
上記搬送手段の始端部には、治具２０を装着された回転子１０を搬送手段に移動させるためのシュート４４が配設されている。なお、図２における４５は、この静電粉体塗装装置を操作するための制御盤である。
【００２５】
シュート４４から上記搬送手段上に移動した回転子１０の搬送経路の最初の位置には、静電粉体塗装槽５０が設置されている。静電粉体塗装槽５０は、外槽５１を有し、この外槽５１の内側下方にには多孔板５２が設置され、外槽５１の底壁には多孔板５２の下方空間５３に加圧エアーを導入する第１エアー導入管５４が取付けられている。
【００２６】
また、外槽５１内の上記多孔板５２の上方には内槽５５が設置されている。この内槽５５の内側下方には多孔板５６が設置され、内槽５５の底壁には多孔板５６の下方空間に加圧エアーを導入する第２エアー導入管５７が取付けられている。多孔板５６には、複数の電極５８が取付けられ、この電極５８に、静電発生器５９がリード線６０を介して接続され、更に静電発生器５９は、静電コントローラ６１にリード線６２を介して接続されている。
【００２７】
すなわち、第１エアー導入管５４から導入された加圧エアーが外槽５１内の樹脂粉体を流動させ、第２エアー導入管５７から導入された加圧エアーが内槽５５内の樹脂粉体を流動させる。また、内槽５５内の樹脂粉体は、電極５８によって帯電され、内槽５５の上縁部から溢れた樹脂粉体は、外槽５１内に回収される。上記外槽５１及び内槽５５が、静電粉体塗装槽５０の粉体流動槽を構成している。
【００２８】
図５に示すように、内槽５５内には、上方に向けて幅が狭められたフード６３が設置されている。このフード６３は、回転子１０に向けて効果的に樹脂粉体が付着するように、粉体流動槽の開口部を狭めて、噴出する樹脂粉体の流出方向を特定する作用をなしている。なお、図示を省略したが、この静電粉体塗装槽５０には、本出願人による特開平１０−２４９２４７号に示される振動装置が取付けられており、流動する樹脂粉体のレベル面が一定化されるようになっている。
【００２９】
なお、外槽５１及び内槽５５からなる粉体流動槽の上方には、被塗装物である回転子１０の搬送経路を挟んで、吸入ホッパー６４が配設されており、回転子１０に付着せずに浮遊する樹脂粉体を吸引して回収し、前記内槽５５に戻すようになっている。吸入ホッパー６４から吸引された樹脂粉体は、図示しないサイクロン装置に導入され、再利用できない不要粉体と、再利用可能な粉体とに選別されて、再利用可能な粉体は、静電粉体塗装槽５０に戻されるようになっている。静電粉体塗装槽５０に戻す導入管の先端には、本出願人による特開平１１−３３３３３１号に示されるエゼクターノズルが使用されている。
【００３０】
搬送経路に沿って、静電塗槽５０の更に前方には、被塗装物の塗装が必要ない部分に付着した樹脂粉体を除去する不要粉体除去装置７０が配置されている。図６を併せて参照すると、この不要粉体除去装置７０は、回転子１０の移動経路の下方に配置された回転ベルト７１と、この回転ベルト７１のベルト面から上方に突出し、回転子１０の外周面（歯１３の外周面）に摺接するスクレーパ７２とを有している。この実施形態では、スクレーパ７２は、可撓性を有する弾性板からなり、回転子１０の進行方向に湾曲して、回転子１０の上記外周面に弾性的に当接するようになっている。
【００３１】
なお、回転ベルト７１のベルトは、図示を省略したが、搬送経路に沿って両側に２列で配置されており、回転子１０を支持する治具２０の外周に摺接して、治具２０及び回転子１０を強制的に回転させる役割をなす。また、上記スクレーパ７２は、２列のベルトの間隙から上方に突出している。回転ベルト７１は、装置本体４０に取付けられたモータ７３の駆動プーリ７４と、回転ベルト７１の一方のプーリ７５に同軸的に取付けられた従動プーリ７６とに張設されたベルト７７を介して回転するようになっている。
【００３２】
搬送経路に沿って、不要粉体除去装置７０の更に前方には、第１加熱装置８０が設置されている。図７を併せて参照すると、第１加熱装置８０は、高周波発振器８１と、この高周波発振器８１に接続された加熱コイル８２とを有する高周波誘導加熱装置からなっている。加熱コイル８２は、被塗装物である回転子１０の特に絶縁塗装を施すべき箇所を効果的に加熱すると共に、治具２０等に付着した不要な樹脂粉体は熱溶着させないように、回転子１０の被塗装面に特に近接するように配置されている。
【００３３】
搬送経路に沿って、第１加熱装置８０の更に前方には、第２粉体付着装置９０が設置されている。この第２粉体付着装置９０は、不要部に付着した樹脂粉体を吹き飛ばして除去する役割もなす。すなわち、第２粉体付着装置９０は、治具２０に向けて加圧エアーを吹き付ける複数のエアーブローノズル９１、９２を有している。各エアーブローノズル９１、９２は、回転子１０の回転軸１２を被覆する左右1対の治具２０、２０のそれぞれに対して設けられ、一方のノズル９１は治具２０に対して斜めの方向から回転子１０方向に向けて加圧エアーを噴出し、他方のノズル９２は治具２０の軸心に対してほぼ直角に、かつ、治具２０のテーパ面２３に加圧エアーを噴出できるように配置されている。また、搬送される回転子１０の下方には、吹き飛ばされた樹脂粉体を回収するための吸入ホッパー９４が配設されている。
【００３４】
搬送経路に沿って、第２粉体付着装置９０の更に前方には、第２加熱装置１００が設置されている。第２加熱装置１００は、第１加熱装置８０と同様な構造の高周波誘導加熱装置からなり、この実施形態の場合は、第１加熱装置８０と同じ高周波発振器８１に接続された加熱コイルを有している。
【００３５】
次に、この静電粉体塗装装置を用いた、本発明による静電粉体塗装方法の一実施形態を説明する。
【００３６】
被塗装物の一例である回転子１０は、前記のようにその回転軸１２に治具２０が被せられ、塗膜が不要な部分はできるだけ露出しないようにされる。こうして治具２０を装着された回転子１０は、シュート４４から連続して、搬送手段であるガイドレール３１及びスクリュー軸３２上に供給される。すると、回転子１０は、治具２０の支軸２２を介してガイドレール３１上に支持され、支軸２２の端部をスクリュー軸３２の螺旋溝３３に嵌入される。そして、モータ４１の作動によって、前述した機構でスクリュー軸３２が回転すると、治具２０の支軸２２がスクリュー軸３２の螺旋溝３３に押されて、回転子１０は、治具２０を介してガイドレール３１上を転動しながら搬送経路に沿って移動する。
【００３７】
そして、回転子１０が静電粉体塗装槽５０に移動すると、外槽５１及び内槽５５からなる粉体流動槽中で浮遊する帯電した樹脂粉体が、静電気的に回転子１０に付着する。このとき、図５に示すように、内槽５５の内部にフード６３が配置されて、樹脂粉体が回転子１０の部分に効果的に付着するようにされているので、治具２０等への不要箇所への樹脂粉体の付着量を低減することができる。樹脂粉体は、回転子１０のコア１１の端面１５、スロット１４の内周、歯１３の外周などに付着し、治具２０の回転子１０に近接した部分にも付着する。以上が第１粉体付着工程である。
【００３８】
こうして樹脂粉体を付着された回転子１０は、次に不要粉体除去装置７０に至り、ここでコア１１の外周にスクレーパ７２を押し付けられ、スクレーパ７２によってコア１１の外周（歯１３の外周）に付着した樹脂粉体が掻き落とされる。以上が不要粉体除去工程である。
【００３９】
そして、回転子１０は、次に第１加熱装置８０に至り、ここで加熱コイル８２から高周波誘導を受けて加熱され、回転子１０の、特にスロット１４の内周や端面１５に付着した樹脂粉体が溶着される。なお、加熱コイル８２は、回転子１０に近接した位置に配置されるため、治具２０に付着した樹脂粉体は溶着しない。以上が第１加熱溶着工程である。
【００４０】
こうして、樹脂粉体が溶着された回転子１０は、溶着した樹脂が硬化しないうちに、一般的には加熱溶着されてから２５〜３０秒以内に、第２粉体付着装置９０に移動する。そして、第２粉体付着装置９０のエアーブローノズル９１、９２から特に治具２０に向けて加圧エアーが吹き付けられる。この場合、一方のノズル９１は、治具２０に対して斜めの方向から回転子１０方向に向けて加圧エアーを噴出し、他方のノズル９２は、治具２０の軸心に対してほぼ直角に、かつ、治具２０のテーパ面２３に加圧エアーを噴出するため、治具２０の表面に付着して溶着していない樹脂粉体が吹き飛ばされ、回転子１０のまだ硬化していない溶着した樹脂に付着する。以上が第２粉体付着工程である。
【００４１】
その結果、回転子１０のスロット１４の内周や端面１５に樹脂粉体が効果的に再付着し、静電粉体塗装槽において付着し得る樹脂粉体量よりも多く樹脂粉体を付着させ、最終的に得られる塗膜を厚く形成することが可能となる。また、治具２０に付着した不要な樹脂粉体を除去して、塗装の必要のない治具２０に塗膜が形成されることを防止できる。
【００４２】
樹脂粉体を再付着された回転子１０は、最後に第２加熱装置１００に運ばれ、ここで再加熱されて、付着した樹脂粉体を完全に溶着され、回転子１０のスロット１４の内周や端面１５に均一な厚さの塗膜が形成される。以上が第２加熱溶着工程である。その後、回転子１０を搬送手段の終端から取出し、放冷又は空冷して塗装済みの製品とされる。
【００４３】
こうして得られた回転子１０は、スロット１４の内周や端面１５に比較的厚い絶縁塗膜が形成され、導線を巻き付けてコイルを形成する際に、導線に被覆された絶縁膜が損傷するのを防ぎ、導線の芯線とコア１１とが直接接触するのを防いで、モータ等の回転電気機械の信頼性を高めることができる。
【００４４】
なお、上記実施形態では、不要粉体除去工程において、治具２０に付着した樹脂粉体は除去されないようにしているが、治具２０に付着した樹脂粉体等も完全に除去してしまい、第２粉体付着工程においては、治具２０に付着した樹脂粉体を吹き付けるのではなく、別に貯留された樹脂粉体を吹き付け、必要に応じて再度、不要粉体を除去してから第２加熱工程を行ってもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、静電粉体塗装槽によって被塗装物に樹脂粉体を付着させ、塗装が必要ない部分に付着した不要粉体を除去し、加熱して樹脂粉体を被塗装物に溶着させた後、溶着した樹脂が硬化する前に、該溶着部分に再度樹脂粉体を付着させることにより、樹脂粉体の剥離を生じることなく、塗膜を厚く形成することができる。したがって、例えば高い絶縁性が要求される回転子等の絶縁塗装などに好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による静電粉体塗装装置の一実施形態を示す概略正面図である。
【図２】同装置の全体を示す概略平面図である。
【図３】同装置に適用される被塗装物の一例である回転子を示す斜視図である。
【図４】同回転子の支軸に治具を装着した状態を示す側面図である。
【図５】同装置の静電粉体塗装槽による第１粉体付着工程を示す説明図である。
【図６】同装置における不要粉体除去装置を示す概略構成図である。
【図７】同装置の第１加熱装置を示す概略構成図である。
【図８】同装置による第２粉体付着工程を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ 回転子
１１ コア
１２ 回転軸
１３ 歯
１４ スロット
１５ 端面
２０ 治具
２１ 孔
２２ 支軸
３１ ガイドレール
３２ スクリュー軸
３３ 螺旋溝
５０ 静電粉体塗装槽
５１ 外槽
５２ 多孔板
５５ 内槽
５６ 多孔板
５８ 電極
６４ 吸入ホッパー
７０ 不要粉体除去装置
７２ スクレーパ
８０ 第１加熱装置
８１ 高周波発振器
８２ 加熱コイル
９０ 第２粉体付着装置
９１、９２ エアーブローノズル
１００ 第２加熱装置
Claims (6)
- 被塗装物を静電粉体塗装槽に導入し、帯電された樹脂粉体を付着させる第１粉体付着工程と、被塗装物の塗装が必要ない部分に付着した樹脂粉体を除去する不要粉体除去工程と、被塗装物を加熱して、付着した樹脂粉体を溶着させる第１加熱溶着工程と、この溶着した樹脂が硬化する前に、該溶着部分に再度樹脂粉体を付着させる第２粉体付着工程と、被塗装物を再び加熱して付着した樹脂粉体を完全に溶着させる第２加熱溶着工程とを含み、
前記第２粉体付着工程は、前記不要粉体除去工程において除去できなかった不要粉体を、前記溶着部分に向けてガスノズルで吹き飛ばすことにより、該粉体を前記溶着部分に付着させる工程からなることを特徴とする静電粉体塗装方法。 - 前記被塗装物に、塗膜が不要な部分を露出しないようにさせる治具を被せ、前記第２粉体付着工程は、前記治具に付着した不要粉体を、前記溶着部分に向けてガスノズルで吹き飛ばす工程からなる請求項１記載の静電粉体塗装方法。
- 被塗装物に直接又は間接的に取付けられた支軸の両端部を、所定間隔で平行に配設された一対のガイドレールで受け、このガイドレールの外側に同じく平行に一対のスクリュー軸を配設し、前記支軸の両端を前記スクリュー軸の螺旋溝に嵌入させ、前記スクリュー軸を同期して回転させることにより、前記被塗装物を回転させながら搬送し、前記各工程に移動させる請求項１又は２記載の静電粉体塗装方法。
- 被塗装物に樹脂粉体を帯電させて付着させるための静電粉体塗装槽と、被塗装物の塗装が必要ない部分に付着した樹脂粉体を除去する不要粉体除去装置と、被塗装物を加熱して、付着した樹脂粉体を溶着させる第１加熱装置と、溶着した樹脂が硬化する前に、該溶着部分に再度樹脂粉体を付着させる第２粉体付着装置と、被塗装物を再び加熱して付着した樹脂粉体を完全に溶着させる第２加熱装置と、前記各装置に被塗装物を順次移動させる搬送手段とを備え、
前記第２粉体付着装置は、前記不要粉体除去装置によって除去できなかった不要粉体を、前記溶着部分に向けて吹き飛ばすガスノズルを有していることを特徴とする静電粉体塗装装置。 - 前記被塗装物に、塗膜が不要な部分を露出しないようにさせる治具が被せられ、前記第２粉体付着装置は、前記治具に付着した不要粉体を、前記溶着部分に向けて吹き飛ばすガスノズルを有している請求項４記載の静電粉体塗装装置。
- 前記搬送手段は、被塗装物に直接又は間接的に取付けられた支軸の両端部を受ける、所定間隔で平行に配設された一対のガイドレールと、このガイドレールの外側に同じく平行に配設された一対のスクリュー軸とを有し、前記支軸の両端を前記スクリュー軸の螺旋溝に嵌入させ、前記スクリュー軸を同期して回転させることにより、前記被塗装物を回転させながら搬送するものである請求項４又は５記載の静電粉体塗装装置。
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