(57)【要約】【課題】粉体流動槽内での粉体の攪拌を上手く実施することが可能な粉体塗装装置を提供する。【解決手段】本発明に係る粉体塗装装置１は、粉体貯留部１１と粉体流動槽１３とを備え、粉体流動槽１３及び粉体流動槽１３内の粉体Ｐの固有振動数が一定になるように、粉体Ｐを粉体貯留部１１から粉体流動槽１３に供給する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体貯留部と粉体流動槽とを備え、
前記粉体流動槽及び前記粉体流動槽内の粉体の固有振動数が一定になるように、粉体を前記粉体貯留部から前記粉体流動槽に供給する、
粉体塗装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体塗装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、被塗装物の塗装領域の寸法精度を高める粉体塗装装置が記載されている。特許文献１に記載の粉体塗装装置では、粉体貯留部に空気が供給され、且つ粉体流動槽が加振手段により撹拌加振されている間に、被塗装物の塗装領域だけが塗装されるように被塗装物が粉体中に部分的に浸漬される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２３５２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の粉体塗装装置では、塗料である粉体の劣化、空気を吐出させる開口部の詰まり、粉体の量、粉体の粒度変化などによって、粉体流動槽の振動及び空気による粉体流動槽内での粉体の攪拌が上手く実施できない場合がある。そして、このような場合、塗装精度が悪化する恐れがある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、粉体流動槽内での粉体の攪拌を上手く実施することが可能な粉体塗装装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、粉体貯留部と粉体流動槽とを備え、前記粉体流動槽及び前記粉体流動槽内の粉体の固有振動数が一定になるように、粉体を前記粉体貯留部から前記粉体流動槽に供給する、粉体塗装装置である。
【０００７】
この一態様に係る粉体塗装装置では、粉体流動槽及び粉体流動槽内の粉体の固有振動数が一定になるように、粉体を粉体貯留部から粉体流動槽に供給している。よって、この粉体塗装装置によれば、粉体流動槽内での粉体の攪拌を上手く実施することが可能になる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、粉体流動槽内での粉体の攪拌を上手く実施することが可能な粉体塗装装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る粉体塗装装置の一構成例を示す概略図である。
【図２】図１の粉体塗装装置によるワーク塗装工程の様子を示す概念図である。
【図３】設備の固有振動特性を示すグラフの一例を示す図である。
【図４】加速度ピックアップでの実際の測定結果の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態に係る粉体塗装装置について、図面を参照しながら説明する。
図１は本実施形態に係る粉体塗装装置の一構成例を示す概略図である。
【００１１】
図１に示すように、本実施形態に係る粉体塗装装置１は、粉体Ｐを収容（貯留）する粉体貯留部１１と、粉体Ｐを流動させる粉体流動槽１３とを備え、粉体貯留部１１から粉体流動槽１３へ粉体Ｐを供給可能に構成されている。なお、粉体Ｐは、例えばエポキシ樹脂の粉体とすることができるが、その種類は流動浸漬法に利用できるものであればよい。
【００１２】
粉体流動槽１３は、塗装対象のワーク（被塗装物）を浸すための粉体Ｐを収容する槽であり、そのワークを出し入れするための開口部を上側に有するとともに、図示しない振動供給手段（加振手段）を有することができる。この振動供給手段は、粉体流動槽１３の全体を振動子等により振動させることで、内部の粉体Ｐを攪拌させる。この振動供給手段は、振動フィーダと称することもでき、例えば水平方向に粉体流動槽１３を振動させる水平振動供給手段とすることができる。また、この振動供給手段は、例えば垂直方向に粉体流動槽１３を振動させる垂直振動供給手段とすること、或いは水平・垂直方向に粉体流動槽１３を振動させる振動供給手段とすることもできる。
【００１３】
また、粉体流動槽１３は、その本体（粉体が収容される部分）の下側にプレナム室１４を設けておくことができ、粉体流動槽１３の本体とプレナム室１４との間にはそれらの間を連通可能に区画する多孔板１５を設けておくことができる。多孔板１５には、例えば約０．０１ｍｍ径の微細な孔を多数設けておくことができる。
【００１４】
また、プレナム室１４は、空気（エア）を供給するための供給口１６を有することができる。供給口１６にエアを供給するために、粉体塗装装置１は、図示しないエア供給機構を備えることができる。粉体塗装装置１では、このエア供給機構により供給口１６からエアを供給し、それにより多孔板１５を介して粉体流動槽１３内の粉体Ｐにほぼ均一な圧力のエアを噴出させ、粉体Ｐを浮上させる。
【００１５】
このように、粉体塗装装置１では、振動供給手段による振動とエア供給機構等によるエアの供給により、粉体流動槽１３内の粉体Ｐを攪拌している。ここで、振動により粉体流動槽１３内の粉体Ｐを（円状に）流動させ、多孔板１５を介して粉体Ｐにエアを送ることで、粉体Ｐを液状にして粉体膜厚を安定化させる。
【００１６】
さらに、粉体塗装装置１は、粉体貯留部１１から粉体流動槽１３へ粉体Ｐを供給するために、直進フィーダ１２を備えることができる。
【００１７】
そして、本実施形態の主たる特徴として、粉体塗装装置１は、粉体流動槽１３及び粉体流動槽１３内の粉体Ｐの固有振動数（固有周波数）が一定になるように、粉体Ｐを粉体貯留部１１から粉体流動槽１３に供給する。換言すれば、粉体塗装装置１では、粉体流動槽１３と粉体Ｐとでなる物体（ユニット）の固有振動数が、常に等しい振動数になるように、粉体Ｐを粉体貯留部１１から粉体流動槽１３に供給する。物体の固有振動数は、その形状や重量に依存するため、ここでは、内部の粉体Ｐも含めた粉体流動槽１３の固有振動数を用いて制御する。
【００１８】
上記の固有振動数は、例えば、粉体流動槽１３の本体の外側面に取り付けた加速度ピックアップ１７により取得する（モニタリングする）ことができる。なお、加速度ピックアップ１７は、加速度センサ、振動ピックアップなどと称することもできる。また、加速度ピックアップ１７は、粉体流動槽１３の本体と一体化されている部材（例えばプレナム室１４の側壁など）に取り付けておくこともできる。
【００１９】
そして、粉体Ｐの供給の制御は、例えば、加速度ピックアップ１７に接続され且つ粉体貯留部１１の内部又は外部に備えられた制御装置（図示せず）により行うことができる。この制御装置は、加速度ピックアップ１７からの検出結果を受け取り、その検出結果に基づいて、一定の固有振動数になるように直進フィーダ１２に粉体Ｐの供給を行わせる。なお、直進フィーダ１２は、供給量の設定を行うことが可能に構成されており、この設定を変更することで、粉体Ｐの供給量を変更することができる。また、加速度ピックアップ１７による固有振動数の取得間隔は、固有振動数をある程度の範囲で一定に保つ制御ができる程度の短い期間としておくことができる。
【００２０】
なお、この制御装置は、粉体塗装装置１の全体を制御する装置とすることもできる。この制御装置は、例えば、集積回路（Integrated Circuit）によって実現することができる。或いは、この制御装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリ等の作業用メモリ、プログラムを記憶した不揮発性の記憶装置などを含むこともできる。
【００２１】
このような粉体塗装装置１において、ワークとして回転電機のステータＳに塗装を行う例について、図２を併せて参照しながら簡単に説明する。図２は、粉体塗装装置１によるワーク塗装工程の様子を示す概念図である。
【００２２】
粉体塗装装置１では、粉体塗装工法として流動浸漬法を適用し、ステータＳの塗装を行う。まず、溶接により熱い状態のステータＳを溶接時から上下反転させ、そのステータＳを粉体流動槽１３の開口部から粉体流動槽１３内の粉体Ｐへ浸漬する。浸漬時には、粉体Ｐを浮上させるエアを供給させながら振動供給手段により振動を加えることで粉体Ｐを流動させているものとする。また、ステータＳは、その全体を浸漬して塗装することで、確実な絶縁を確保することができる。
【００２３】
そして、粉体塗装装置１では、このようにステータＳを粉体Ｐへ浸漬して粉体Ｐの量が減った場合でも上記制御装置が上記固有振動数を一定に保つようにフィードバック制御を行う。粉体流動槽１３内の粉体Ｐの量は、粉体流動槽１３全体での固有周波数に（つまり粉体流動槽１３の振動に）強く影響を与えるが、粉体塗装装置１では、このようなフィードバック制御により粉体流動槽１３内の粉体Ｐの攪拌状態を自動的に一定に保つことができる。
【００２４】
以上に説明したように、本実施形態に係る粉体塗装装置１は、内部の粉体Ｐを含む粉体流動槽１３の固有振動数が一定になるように粉体Ｐを粉体貯留部１１から供給する。つまり、粉体塗装装置１では、上記固有振動数に応じて粉体Ｐの供給量を変える。上述のような構成により、粉体塗装装置１では、どのような状況であってもこのような上記固有振動数を一定に保つような粉体Ｐの供給を実行することができ、常に安定した攪拌を実現することができる。
【００２５】
例えば、仮に粉面の高さ（粉体Ｐの深さ）を一定に保ったとしても外乱は生じることがあり、その外乱により、振動による粉体Ｐの攪拌状態が変化（悪化）し、品質が安定しないこととなる。ここで、外乱とは、粉体Ｐの劣化（凝集）や粒度変化（ロット差）などから生じ得る粉体Ｐの新旧や密度差等の個体差、詰まりによるエア変動などが挙げられる。このような外乱のほか、粉体流動槽１３等の設備の経年劣化など、様々な影響で設備の固有振動数が変わり、振動やエア量を一定に保つ制御では攪拌状態・流動性（粉面）が変化（悪化）することになる。しかし、本実施形態では、上述のようなユニット（粉体流動槽１３及びその内部の粉体Ｐ）の固有振動数に基づく粉体Ｐの供給制御により、このような様々な状況に対応して、振動による粉体Ｐの攪拌状態（粉面の状態）を一定に保つことができる。
【００２６】
このように、本実施形態に係る粉体塗装装置１では、粉体流動槽１３内の粉体Ｐの攪拌スピードを常に一定に保つこと、つまり粉体流動槽１３内での粉体Ｐの攪拌を上手く実施することができ、塗装精度を向上させることができる。また、現状では、上述した外乱の影響を取り除くため、定期的に作業者が振動やエアを調整して対応する必要があったが、本実施形態に係る粉体塗装装置１によれば、作業者がこのような調整を行う手間を省略することができる。
【００２７】
本実施形態では、上記ユニットの固有振動数に基づき粉体流動槽１３の内部の粉体Ｐの量を調整するため、粉体Ｐの粉面（深さ）が上下することがある。このように粉面が上下した場合であっても、例えば、特開２０１６−１３１４１６号公報に記載された技術などにより、ワークへの付着面積を安定させることは可能である。
【００２８】
（実施例）
以上のような本実施形態に係る粉体塗装装置１の上記ユニットにおける最適な固有振動数の考え方について、粉体流動槽１３を含む設備の一例を挙げて説明する。図３は、粉体流動槽１３に対応するある設備の固有振動特性を示すグラフの一例を示す図である。図３に示すグラフにおいて、横軸は与える振動の強さ（Ｈｚ）であり、縦軸は軸方向振動の大きさ（ｍ／ｓ２）である。
【００２９】
図３のグラフに示したような固有振動特性を有する設備では、領域Ａにおいては対象（粉体流動槽１３内の粉体Ｐ）との共振現象が起こり、粉面が暴れることになり、逆に領域Ｃにおいては与える振動が弱く流動しないことになる。一方で、領域Ｂにおいては対象との共振も起こらず安定して流動させることができる。よって、この例における設備では、共振域を避けるように領域Ｂの周波数で塗装して生産を行うことが望ましい。
【００３０】
図４は、この例における設備において加速度ピックアップ１７での実際の測定結果の一例を示す図である。図４において、［ａ］で示すように、粉体Ｐの劣化等により、設備の固有振動特性がシフト（悪化）することがある。しかし、本実施形態に係る粉体塗装装置１では、このような悪化が生じるような場面であっても、［ｂ］で示すように、粉体Ｐの量を自動調整することで元の固有周波数に修正することができる。これにより、振動の強さを一定にでき（上記領域Ｂ内に納めることができ）、常に安定した攪拌状態が得られる。
【００３１】
（代替例）
次に、本実施形態における代替例について説明する。
以上において粉体塗装装置について説明したが、塗装対象は、ステータに限ったものではなく、塗装可能な材質をもつものであればよい。また、粉体塗装装置に含まれる各構成部品は、いずれも図示するものに限ったものではなく、各構成部品について説明した機能が備わっていればよい。
【００３２】
例えば、固有振動数を検出するために加速度ピックアップ１７を取り付けた例を挙げたが、これに限らず、他の検出方式で固有振動数を検知する固有振動数検出部を粉体塗装装置１に取り付けておくこともできる。また、上記の制御装置の制御対象が、直進フィーダ１２である例を挙げたが、直進フィーダ１２及び粉体貯留部１１における供給機構の構成によっては、粉体貯留部１１が制御対象となる場合も、或いは双方が制御対象となる場合もある。
【００３３】
また、粉体塗装装置１に直進フィーダ１２を備えた例を挙げたが、粉体流動槽１３の上部に粉体貯留部１１を備えるなどにより、直進フィーダ１２等のフィーダを別途設けないこともできる。但し、粉体Ｐの供給の制御は上記の固有振動数に基づいて実行されるため、そのような構成の場合であっても、粉体貯留部１１は粉体流動槽１３に接触しないように配設されるものとする。
【００３４】
以上に、本実施形態について説明したが、上記実施形態は、以下の特徴を有する。
即ち、上記実施形態に係る粉体塗装装置１は、粉体貯留部１１と粉体流動槽１３とを備え、粉体流動槽１３及び粉体流動槽１３内の粉体Ｐの固有振動数が一定になるように、粉体Ｐを粉体貯留部１１から粉体流動槽１３に供給する。
【００３５】
以上の構成の粉体塗装装置１では、粉体流動槽及び粉体流動槽内の粉体の固有振動数が一定になるように、粉体を粉体貯留部から粉体流動槽に供給している。よって、粉体塗装装置１によれば、粉体流動槽内での粉体の攪拌を上手く実施することができ、塗装精度を向上させることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１  粉体塗装装置
１１  粉体貯留部
１２  直進フィーダ
１３  粉体流動槽
１４  プレナム室
１５  多孔板
１６  供給口
１７  加速度ピックアップ
Ｐ  粉体
Ｓ  ステータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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