(57)【要約】【課題】単一の装置及び工程によって、ワークの必要な箇所に粉体塗料を精度よく塗布し、余剰分の粉体塗料の回収を容易且つ安価に実施することができると共に、小型化が可能な静電付着手段を備えた粉体塗装装置を提供することである。【解決手段】ワーク１の支持手段と粉体塗料のマスキング手段とを有する搬送冶具６によって支持されるワーク１に対して、帯電させた粉体塗料の吹き付けを行う静電付着ユニット２２を備えた粉体塗装装置１０において、前記静電付着ユニット２２は、密閉構造のチャンバ４０と、このチャンバ４０内で前記粉体塗料をワーク１に吹き付ける粉体塗布ガン４２と、前記ワーク１の外周面に静電付着した粉体塗料の一部を除去するスクレバー４８と、前記搬送冶具６に付着した粉体塗料を除去するエアブロー４６と、前記粉体塗装ガン４２によって吹き付けられた余剰分の粉体塗料を回収する回収手段とを備えた。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの支持手段と粉体塗料のマスキング手段とを有する搬送冶具によって支持されるワークに対して、帯電させた粉体塗料を吹き付けながら付着させる静電付着手段を備えた粉体塗装装置において、
前記静電付着手段は、密閉される構造を有するチャンバと、
このチャンバ内で帯電させた粉体塗料をワークに吹き付ける吹付手段と、
前記ワークの外周面に静電付着した粉体塗料の一部を除去する第１除去手段と、
前記搬送冶具に付着した粉体塗料を除去する第２除去手段と、
前記吹付手段によって吹き付けられ、チャンバ内に溜まった余剰分の粉体塗料を回収する回収手段とを備えたことを特徴とする粉体塗装装置。
【請求項２】
前記チャンバは、搬送冶具に支持されたワークを挿入する挿入口と、この挿入口と対向する側に設けられ、チャンバ内に挿入されたワークを回転可能に支持する回転支持手段と、前記吹付手段による粉体塗料の吹付口と、余剰分の粉体塗料を回収する回収口とが設けられる請求項１記載の粉体塗装装置。
【請求項３】
前記吹付口がチャンバの上部に、前記回収口がチャンバの下部にそれぞれ設けられる請求項２記載の粉体塗装装置。
【請求項４】
前記ワークがつば部の設けられた搬送冶具によって支持され、このワークを前記チャンバの挿入口に挿入したときに、前記つば部によって挿入口を封止してチャンバ内を密閉する請求項１記載の粉体塗装装置。
【請求項５】
前記第１除去手段は、前記回転支持手段によって回転するワークの外周面に押圧してワークの外周面に付着している粉体塗料を掻き落す押圧部材を備え、この押圧部材は、ワークの外周面に対して略水平方向から押圧される請求項１記載の粉体塗装装置。
【請求項６】
前記吹付手段に備えられた吹付口からの粉体塗料の吹き付けに同期して、前記回収口からエアー吸引を行う請求項１又は２記載の粉体塗装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータの電機子などのワークに対して、部分的に絶縁塗装を施すための粉体塗料を付着させる静電付着手段を備えた粉体塗装装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、モータの電機子は、磁性体金属板を積層したコアに励磁コイルを巻回するためのスロットが円周方向に等間隔に形成されており、このスロット内には巻回される励磁コイルと電気的に絶縁するための絶縁塗装が施される。この絶縁塗装は、特許文献１に開示されているような粉体塗装装置によって行われる。この装置は、塗装膜の密着性を確保するために、成形されたコアに付着した油脂分を加熱により揮発させて除去する加熱脱脂手段と、プラスチック材料からなる粉体塗料を帯電させてコア表面に静電付着させる静電付着手段と、この静電付着させた粉体塗料を加熱により溶融させる加熱溶融手段とで構成されている。
【０００３】
前記加熱脱脂手段及び加熱溶融手段においては、ワークを加熱した際に、このワークの成形時に付着した油脂分の気化やプラスチックを成分としている粉体塗料の溶融によってガスが発生する場合がある。また、静電付着手段においては、微粒状の粉体塗料を噴霧するため、この粉体塗料が周囲に飛散する。このような有害なガスの発生や粉体塗料の飛散は人体に有害であるため、ワークの塗装作業をエアー吸引しながら行うか、各処理工程全体を防塵カバーで覆うようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−３８５２９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特許文献１における粉体塗装装置の静電付着工程にあっては、特許文献１の図１１に示されるような静電付着部によって、ワーク及びこのワークを支持する搬送冶具全体に粉体塗料を吹き付けて静電付着させた後、図１３に示されるような、ワークの外周面に付着した粉体塗料を除去するワーク外周クリーナに通される。また、前記搬送冶具に付着した粉体塗料は図１４に示される冶具クリーナによって除去される。このように、ワークの必要な箇所にのみ粉体塗料を塗布させるためには、上記３つの独立した装置及び工程を通さなければならないため、装置構成が複雑になると共に、小型化が図られなかった。
【０００６】
また、上記従来の静電付着部は、図１１に示されるように、余剰分の粉体塗料を吸引する吸引口がワークを搬送する搬送コンベアの上方に設けられているため、ワークや搬送コンベアの移動によって空気流が乱され、余剰分の粉体塗料を確実に吸引して回収することが困難であった。
【０００７】
本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、単一の装置及び工程によって、ワークの必要な箇所に粉体塗料を精度よく塗布し、余剰分の粉体塗料の回収を容易且つ安価に実施することができると共に、小型化が可能な静電付着手段を備えた粉体塗装装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る粉体塗装装置は、ワークの支持手段と粉体塗料のマスキング手段とを有する搬送冶具によって支持されるワークに対して、帯電させた粉体塗料を吹き付けながら付着させる静電付着手段を備えた粉体塗装装置において、前記静電付着手段は、密閉される構造を有するチャンバと、このチャンバ内で帯電させた粉体塗料をワークに吹き付ける吹付手段と、前記ワークの外周面に静電付着した粉体塗料の一部を除去する第１除去手段と、前記搬送冶具に付着した粉体塗料を除去する第２除去手段と、前記吹付手段によって吹き付けられ、チャンバ内に溜まった余剰分の粉体塗料を回収する回収手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、密閉される構造を有したチャンバ内において、吹付手段によって粉体塗料をワークに吹き付けた際に、吹き付けが不要な箇所にかかった粉体塗料を取り除く除去手段や、この除去された粉体塗料及び余剰分の粉体塗料を回収する回収手段を設けているので、粉体塗料の吹き付けから回収までの一連の処理サイクルを一つの工程内で効率よく行うことができる。また、前記チャンバが密閉構造であるため、粉体塗料が外部に漏れず、回収効率を高めることができる。
【００１０】
また、前記チャンバは、搬送冶具に支持されたワークを挿入する挿入口と、この挿入口と対向する側に設けられ、チャンバ内に挿入されたワークを回転可能に支持する回転支持手段を備えているため、ワークを装着した搬送冶具をチャンバ内に挿入すると同時にワークを回転可能にセットすることができる。このため、ワークを回転させながら均等に粉体塗料を塗布することができると共に、回転する過程で不要あるいは余剰分の粉体塗料を自然に落とすことができる。
【００１１】
また、前記チャンバ内の上側に粉体塗料の吹付口が設けられ、下側に回収口が設けられた構造となっているので、自然落下によって効率よく粉体塗料を回収して再利用することができる。
【００１２】
また、前記ワークがつば部の設けられた搬送冶具によって支持されるため、この搬送冶具を備えたワークを前記チャンバの挿入口から搬入し、前記つば部で蓋をすることができる。このように、ワークの搬入と同時に前記チャンバ内を密閉することができるので、静電付着処理を迅速に行うことができる。
【００１３】
また、前記粉体塗料の吹き付け作業中にあっては、チャンバ内に搬入したワークやこのワークを支持する搬送冶具全体に粉体塗料がかかるが、搬送冶具及び絶縁塗装が不要なワークの外表面に付着した粉体塗料を除去する前記押圧部材による第１除去手段やエアノズルによる第２除去手段を備えているため、粉体塗料を必要な箇所に限定して精度よく付着させることができる。
【００１４】
また、前記吹付手段に備えられた吹付口からの粉体塗料の吹き付けに同期して、前記回収口からエアー吸引を行うようにした場合は、このエアー吸引による下向きの空気の流れがチャンバ内に発生するため、粉体塗料を素早くワークに付着させることができると同時に、余剰分の粉体塗料の回収もスムーズに行うことができる。このため、静電付着工程のサイクルタイムの短縮化が図られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明に係る粉体塗装装置の実施形態を詳細に説明する。
【００１６】
図１及び図２は、本発明に係る粉体塗装装置１０を示したものである。この粉体塗装装置１０は、図３に示すようなモータの電機子（ワーク１）を部分的に絶縁塗装するためのもので、図２に示したように、加熱脱脂工程Ａ、静電付着工程Ｂ、加熱溶融工程Ｃ、自然冷却工程Ｄからなる一連の処理工程を一台の装置フレーム１０ａに実現したものである。
【００１７】
前記ワーク１は、図３に示したように、回転軸３と、この回転軸３の回りに複数のスロット部２ａを有するコア２とで構成されている。前記コア２は、薄い珪素銅板を回転軸３が貫通する部分と、コイルを巻回する溝部２ｂに打ち抜いた薄板片を多数積層して形成される。また、前記溝部２ｂは励振用のコイルが巻回されるため、表面に絶縁膜が形成される。ただし、前記コア２の外周面は、周囲に形成される磁気回路とのエアギャップを極力小さくして回転性能を高めるため、絶縁膜は形成されない。
【００１８】
前記ワーク１は図５に示すような静電付着手段に備えるチャンバ４０にセットするために、図４に示す搬送冶具６が取り付けられる。この搬送冶具６は、前記ワーク１の回転軸３の両先端部を挟持する支持手段と、この挟持した部分に粉体塗料がかからないようにマスクするマスキング手段とを兼ね備えた第１支持具４と第２支持具５とで構成されている。前記第１支持具４は、オペレータが手で持つことのできる取手部４ａと、後述する静電付着用のチャンバ４０内に挿入した際に蓋をするつば部４ｂと、ワーク１の回転軸３の一端を回転可能に支持する軸受部４ｃとで構成されている。また、第２支持具５は、前記回転軸３の他端を回転可能に支持する軸受部５ａと、チャンバ内に備えるモータの動力伝達部に回転支持されるワンウェイクラッチ部５ｂとで構成されている。なお、前記搬送冶具６は、つば部４ｂを境に取手部４ａ側は金属部材で形成され、第２支持具５側に掛けては内部が回転軸３と導通する金属部材で外表面はプラスチック部材で形成されている。
【００１９】
図１及び図２に示されるように、装置フレーム１０ａ上にはその長手方向に沿って、加熱脱脂工程Ａ，静電付着工程Ｂ，加熱溶融工程Ｃ，自然冷却工程Ｄからなる作業ステージが設けられ、それぞれの作業ステージ上に加熱脱脂ユニット２０，空冷ユニット２１，静電付着ユニット２２，加熱溶融ユニット２３が配設される。また、前記作業ステージ上には三列構成のレール３１を備えるワークセット手段５１が設けられ、前記レール３１上には、搬送冶具６が各ユニットに向けてセットされるＶ字溝３２が設けられている。前記Ｖ字溝３２は、搬送冶具６の先端、後端、つば部４ｂ近辺の３点を支持するように形成されると共に、各ユニットに投入可能な待機位置に設定される。前記搬送冶具６の各処理工程の待機位置への移動は、前記レール３１の下に設けられた第１移動手段（スライド搬送部７）によって行われ、各処理ユニットへの搬入及び搬出は、第２移動手段（搬送アーム８）によって行われる。なお、スライド搬送部７及び搬送アーム８の駆動タイミングは装置制御部３０によって制御及び管理される。
【００２０】
前記ワーク１は、最初に加熱脱脂工程Ａに搬送される。この加熱脱脂工程Ａは、加熱脱脂ユニット２０、空冷ユニット２１、高周波電源ユニット２８、電源制御ユニット２７から構成されている。前記加熱脱脂ユニット２０は、前記ワーク１を挿入する側が開口された箱型の加熱チャンバ３５内に図示しない誘導加熱コイルが設置され、前記開口側の反対方向に排気手段を備えた構造となっている。また、前記誘導加熱コイルが水冷対応のパイプ部材で形成された場合に、このパイプ部材の中に冷却水を循環させるための冷却機２６が備えられる。さらに、前記排気手段の排気側には図示しないエアダクトが備えられており、ドラフトチャンバに似た構成になっている。
【００２１】
この加熱脱脂手段では、加熱脱脂ユニット２０内でワーク１を誘導加熱させて、表面に付着している油脂分を気化させて除去し、空冷ユニット２１で加熱処理が終わったワーク１を空冷する。
【００２２】
前記加熱脱脂手段による加熱処理が終了したワーク１は、静電付着手段に搬送されて粉体塗料の付着処理が行われる。この静電付着手段は、図５に示すように、搬送冶具６を搬入する挿入口４１が設けられた密閉型のチャンバ４０をベースに構成されている。このチャンバ４０は、前記挿入口４１にワーク１が装着された搬送冶具６を差し込み、つば部４ｂを密着することによって内部を密閉構造にすることができる。また、前記チャンバ４０には、上部に粉体塗料を吹き付ける粉体塗布ガン４２が設けられ、下部には前記粉体塗料を外部に排出して回収する回収口４２ｂが設けられる。微粒子状のプラスチック材でできた粉体塗料は、前記粉体塗布ガン４２の流入口４２ａから供給されて搬送ワーク６の表面に吹き付けられた後、余剰分の粉体塗料は前記回収口４２ｂから後述する回収手段によって回収される。なお、前記チャンバ４０の側面には内部の状態を監視するための透明な覗窓部４９及び清掃やメンテナンスを行うための開閉窓部５０が設けられている。
【００２３】
図６及び図７は前記チャンバ４０の内部構造を示したものである。前記挿入口４１から挿入された搬送冶具６は、その先端部が挿入口４１の反対側に配設されている回転モータ４３の回転伝達部４４に嵌め込まれ、回転可能な状態となる。前述したように、前記搬送冶具６にはワンウェイクラッチ部５ｂが内蔵されているため、前記回転伝達部４４に係合して回転モータ４３からの回転力を効率よく伝達できるようになっている。また、ワーク１は搬送冶具６及び図１及び図２に示した搬送アーム８を通じてアース接地されている。
【００２４】
粉体塗料は、図１に示したような装置フレーム１０ａの外側に設けられる粉体供給回収機２５によって空気との混合状態で流入口４２ａから流入し、粉体塗布ガン４２の内部での高速摩擦によって帯電され、吹付口４５からワーク１に向かって一定時間吹き付けられる。前記粉体塗料は、ワーク１の形状やサイズに応じて、図１及び図２に示される粉体制御ユニット２９で流量や吹き付け時間の制御が行われる。前記吹付口４５から噴出された粉体塗料は帯電しているため、ワーク１のアース接地された金属部分に静電気によって付着される。一方、ワーク１以外の第１支持具４及び第２支持具５や回転伝達部４４はプラスチック部材でできているため、静電気による付着はないが、ワーク１に吹きかけられた粉体塗料が堆積する。このため、図６及び図７に示されるように、前記ワーク１以外の箇所に第２除去手段であるエアブロー４６を設け、強制的に吹き落とされるようになっている。また、ワーク１の外周面も塗装が不要な箇所であるため、前記吹付口４５からの吹き付けが終了した後、第１除去手段である押圧部材（スクレパー４８）をワーク１の外周面に押圧させ、ワーク１の回転運動と共に掻き落される。前記スクレバー４８は、平板状に形成されており、ワーク１に対して水平方向から押圧するように取り付けられている。このような方向から押圧することによって、掻き出された粉体塗料がワーク１のスロット部２ａ内に堆積されずにそのまま回収口４２ｂへ落とすことができる。
【００２５】
前記エアブロー４６やスクレパー４８によって吹き落とされ、あるいは、粉体塗布ガン４２から噴出された余剰分の粉体塗料は、回収手段によって金属粉や固形化された塗料を分離した後、再利用される。この回収手段は、チャンバ４０の下方に設けられている回収口４２ｂと、この回収口４２ｂに配設される図示しないエアー吸引器及び図１に示した粉体供給回収機２５とで構成される。
【００２６】
次に、前記搬送冶具６は、図１及び図２に示したように、スライド搬送部７及び搬送アーム８によって加熱溶融工程Ｃに搬送される。この加熱溶融工程Ｃでは、前記静電付着工程Ｂによって搬送冶具６の絶縁塗装箇所に付着した粉体塗料を加熱溶融することによって、所定厚みの絶縁膜が形成される。この作業を行う加熱溶融ユニット２３は、前記加熱脱脂工程Ａで使用した加熱脱脂ユニット２０と同じ構造となっている。また、高周波電源ユニットや電源制御ユニットは、加熱温度等の条件を個別に設定できるように、前記加熱脱脂工程Ａで使用されたものと独立して配設される。
【００２７】
最後の自然冷却工程Ｄは、前記溶融した粉体塗料が定着するように、ワーク１を徐々に冷却するために設けられる。このような自然冷却工程を設けることによって、先の加熱溶融工程で急激に熱せられて溶け出した粉体塗料をワーク１の熱伝導によってなじませながら均一な塗膜になるように定着される。この工程を数分間実行することによって、搬送冶具６が手で持てるくらいの温度に下がった後、レール３１上から取り出す。
【００２８】
以上説明したように、本発明の粉体塗装装置によれば、単一の密閉されたチャンバ内でワークに対する粉体塗料の付着から余剰分の粉体塗料の回収までを効率よく行わせることが可能となった。
【００２９】
また、前記チャンバ内でワークを回転可能としたことで、ワーク全体に均一に粉体塗料を静電塗布することができるようになる。また、余剰分の粉体塗料を容易に払い落とすことができるので、後の溶融工程によって塗布ムラのない均一な絶縁膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る粉体塗装装置の斜視図である。
【図２】上記粉体塗装装置の側面図である。
【図３】本発明の静電付着手段で使用されるワークの斜視図である。
【図４】上記ワークを搬送するための搬送冶具の斜視図である。
【図５】静電付着処理が行われるチャンバの斜視図である。
【図６】上記チャンバの内部構成を示す斜視図である。
【図７】上記チャンバ内に配設された粉体塗料の除去手段を示す要部拡大図である。
【符号の説明】
１  ワーク
２ａ  スロット部
６  搬送冶具
１０  粉体
４０  チャンバ
４２  粉体塗布ガン
４２ａ  流入口
４２ｂ  回収口
４５  吹付口
４６  エアブロー（第２除去手段）
４８  スクレパー（第１除去手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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