(57)【要約】【課題】塗膜における凹凸欠陥の発生を防止することが可能な塗料固化方法及びコイル製造方法の提供を目的とする。 【解決手段】本発明の塗料固化方法は、電磁コイルＷを、電磁コイルＷの銅線よりも電気抵抗の大きいチャック治具３１，３１にて把持しておき、チャック治具３１，３１を誘導加熱してそのチャック治具３１，３１からの伝熱で電磁コイルＷを発熱させる。これにより、電磁コイルＷの表面の塗料を内側から加熱して固化させることができ、電磁コイルＷに対して、凹凸欠陥のない高品質の絶縁被膜を形成することができる。また、前段加熱エリアＡＲ１で塗料を内側から加熱した後で、後段加熱エリアＡＲ２で塗料を外側から加熱するので、塗料の完全固化までに要する時間を短縮することが可能になる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製ワークの表面を塗料で覆った後、その金属製ワークを発熱させて表面の塗料を内側から加熱して乾燥又は硬化させる塗料固化方法において、
前記金属製ワークの表面の一部を前記塗料から露出させておき、その露出部分に熱源を接触させることで前記熱源からの伝熱によって前記金属製ワークを発熱させることを特徴とする塗料固化方法。
【請求項２】
前記熱源は、前記金属製ワークより電気抵抗が大きな電気抵抗体であって、前記金属製ワーク及び前記電気抵抗体を一部に含んだ電気回路を形成し、その電気回路に通電することで前記電気抵抗体を前記熱源として発熱させることを特徴とする請求項１に記載の塗料固化方法。
【請求項３】
前記熱源は、前記金属製ワークより電気抵抗が大きな電気抵抗体であって、ＩＨコイルにて前記電気抵抗体を誘導加熱することを特徴とする請求項１に記載の塗料固化方法。
【請求項４】
前記金属製ワークは、電磁コイルであり、前記塗料は、乾燥又は硬化して前記電磁コイルを被覆する絶縁皮膜になることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１の請求項に記載の塗料固化方法。
【請求項５】
前記電磁コイルの表面の塗料の皮膜を、前記電磁コイルの自己発熱によって内側から加熱した後、外側からヒーターにて加熱することを特徴とする請求項４に記載の塗料固化方法。
【請求項６】
前記電磁コイルの両端末部を巻回部分から同一方向に突出する構造に形成しておき、
前記電磁コイルの巻回部分を受容しかつ、巻回部分の巻回軸方向又は、前記巻回軸と前記両端末部分の突出方向とに共に直交した方向の何れかの方向から前記巻回部分を見たときの輪郭部分に対して隙間を空けて隣接する内側面を有した溝形発熱体を前記ヒーターとして備えておき、
前記溝形発熱体を発熱させかつ、前記電磁コイルの巻回部分を前記溝形発熱体内に遊嵌させて前記溝形発熱体の長手方向に移動し、前記塗料を加熱することを特徴とする請求項５に記載の塗料固化方法。
【請求項７】
前記溝形発熱体の外側にＩＨコイルを配置しておき、前記ＩＨコイルによって前記溝形発熱体を誘導加熱することを特徴とする請求項６に記載の塗料固化方法。
【請求項８】
ワークの表面を塗料で覆った後、請求項４乃至７の何れか１の請求項に記載の塗料固化方法にて塗料を加熱し、前記塗料にて表面が被覆された電磁コイルを製造することを特徴とするコイル製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製ワークの表面を覆った塗料を固化させるための塗料固化方法及びその塗料固化方法を利用したコイル製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来の塗料固化方法としては、塗料を外側から加熱するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２３６４３７号公報（［００３５］〜［００３６］、第３図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上述した従来の塗料固化方法では、塗料の内側の水分や溶剤が気化する前に塗料の外面が固化するため、固化後の塗膜に気泡による膨らみが残ったり、気泡がはじけることでクレーター状の凹みが残るという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、塗膜における凹凸欠陥の発生を防止することが可能な塗料固化方法及びコイル製造方法の提供を目的とする。 
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る塗料固化方法は、金属製ワークの表面を塗料で覆った後、その金属製ワークを発熱させて表面の塗料を内側から加熱して乾燥又は硬化させる塗料固化方法において、金属製ワークの表面の一部を塗料から露出させておき、その露出部分に熱源を接触させることで熱源からの伝熱によって金属製ワークを発熱させるところに特徴を有する。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の塗料固化方法において、熱源は、金属製ワークより電気抵抗が大きな電気抵抗体であって、金属製ワーク及び電気抵抗体を一部に含んだ電気回路を形成し、その電気回路に通電することで電気抵抗体を熱源として発熱させるところに特徴を有する。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１に記載の塗料固化方法において、熱源は、金属製ワークより電気抵抗が大きな電気抵抗体であって、ＩＨコイルにて電気抵抗体を誘導加熱するところに特徴を有する。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れか１の請求項に記載の塗料固化方法において、金属製ワークは、電磁コイルであり、塗料は、乾燥又は硬化して電磁コイルを被覆する絶縁皮膜になるところに特徴を有する。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項４に記載の塗料固化方法において、電磁コイルの表面の塗料の皮膜を、電磁コイルの自己発熱によって内側から加熱した後、外側からヒーターにて加熱するところに特徴を有する。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項５に記載の塗料固化方法において、電磁コイルの両端末部を巻回部分から同一方向に突出する構造に形成しておき、電磁コイルの巻回部分を受容しかつ、巻回部分の巻回軸方向又は、巻回軸と両端末部分の突出方向とに共に直交した方向の何れかの方向から巻回部分を見たときの輪郭部分に対して隙間を空けて隣接する内側面を有した溝形発熱体をヒーターとして備えておき、溝形発熱体を発熱させかつ、電磁コイルの巻回部分を溝形発熱体内に遊嵌させて溝形発熱体の長手方向に移動し、塗料を加熱するところに特徴を有する。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項６に記載の塗料固化方法において、溝形発熱体の外側にＩＨコイルを配置しておき、ＩＨコイルによって溝形発熱体を誘導加熱するところに特徴を有する。
【００１３】
請求項８の発明に係るコイル製造方法は、電磁コイルの表面を塗料で覆った後、請求項４乃至７の何れか１の請求項に記載の塗料固化方法にて塗料を加熱し、塗料にて表面が被覆された電磁コイルを製造するところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１４】
［請求項１の発明］
請求項１の発明によれば、熱源からの伝熱によって金属製ワークを発熱させて、塗料を内側から加熱して固化させるので、塗料の外面が固化する前に水分や溶剤を揮散させることができ、塗膜の外面における凹凸欠陥の発生を防止することができる。
【００１５】
［請求項２の発明］
請求項２の発明によれば、金属製ワークと電気抵抗体とを含んだ電気回路に通電することで電気抵抗体が自己発熱し、その伝熱によって金属製ワークを発熱させることができる。
【００１６】
［請求項３の発明］
請求項３の発明によれば、電気抵抗体が誘導加熱され、その伝熱によって金属製ワークを発熱させることができる。
【００１７】
［請求項４及び８の発明］
請求項４及び８の発明によれば、電磁コイルに対して凹凸欠陥の無い高品質の絶縁被膜を形成することができる。
【００１８】
［請求項５及び７の発明］
請求項５の発明によれば、塗料を内側から加熱した後で外側から加熱することで、塗料の完全固化までに要する時間を短縮することができる。ここで、ヒーターは、例えば、赤外線ヒーターでもよいし、熱風ヒーターでもよいし、請求項７の発明のように、ＩＨコイルにより誘導加熱されるヒーターでもよい。
【００１９】
［請求項６の発明］
請求項６の発明によれば、電磁コイルの巻回部分を覆った塗料を、その巻回部分の輪郭に沿った溝形発熱体からの放射熱で効果的に加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る塗料固化装置の側断面図
【図２】前段加熱エリアの正面図
【図３】後段加熱エリアの正面図
【図４】電磁コイルの斜視図
【図５】第２実施形態に係る塗料固化装置の前段加熱エリアの正面図
【図６】第３実施形態に係る塗料固化装置の後段加熱エリアの正面図
【図７】変形例に係る塗料固化装置の後段加熱エリアの正面図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［第１実施形態］
以下、本発明を適用した塗料固化装置１０の第１実施形態を、図１〜図４に基づいて説明する。本実施形態で例示する金属製ワークは、例えば、モータ用の電磁コイルＷであって図４に示されている。同図に示すように、電磁コイルＷは、偏平断面の銅線を巻回軸方向から見て四角形になるように巻回すると共に、１対の端末部Ｗｂ，Ｗｂを巻回部Ｗａの四角形の一辺から同じ方向に直線状に突出させた構造になっている。巻回部Ｗａの表面は、例えば電着塗装によって塗料で被覆されている。これに対し、１対の端末部Ｗｂ，Ｗｂは塗料で被覆されておらず銅線が露出している。塗料は、例えば、ポリイミド樹脂及びその他絶縁材料を溶剤に溶かした熱硬化性塗料であり、熱により硬化して絶縁被膜を形成する。
【００２２】
巻回部Ｗａが未固化状態の塗料で覆われた電磁コイルＷは、コンベア３０によって本発明の塗料固化装置１０に向けて搬送される。コンベア３０は、巻回部Ｗａを上にした状態で電磁コイルＷを保持するチャック治具３１，３１を一体に備えている。また、コンベア３０は絶縁部材で構成されており、例えば、前進と停止とを繰り返すタクト搬送（間欠搬送）を行う。
【００２３】
チャック治具３１，３１は、電磁コイルＷを構成する銅線よりも電気抵抗の大きい金属（例えば、鉄、ステンレス）で構成され、電磁コイルＷのうち、銅線が露出した１対の端末部Ｗｂ，Ｗｂを把持している。また、チャック治具３１，３１は、巻回部Ｗａの巻回軸が、コンベア３０による搬送方向と平行になるように電磁コイルＷを保持している。
【００２４】
塗料固化装置１０は、電磁コイルＷの搬送方向に沿って直線状に延びている。詳細には、塗料固化装置１０は、角筒状のトンネル構造をなした加熱炉１１を備え、その加熱炉１１のうち搬入口１１Ａに近い側に前段加熱エリアＡＲ１が設けられ、搬出口１１Ｂに近い側に後段加熱エリアＡＲ２が設けられている。
【００２５】
加熱炉１１のうち、後段加熱エリアＡＲ２の内面には、電磁コイルＷの搬送方向に沿って複数の赤外線ヒーター２０，２０が並べて設けられている。図３に示すように、赤外線ヒーター２０，２０は、加熱炉１１のうち、搬送方向と直交した幅方向の両側面と天井面とに設けられている。また、赤外線ヒーター２０，２０は、タクト搬送における１回の前進距離分の間隔を空けて設けられており（図１参照）、コンベア３０は、電磁コイルＷが赤外線ヒーター２０，２０と隣接した位置で、一時停止するようになっている。
【００２６】
図１に示すように、後段加熱エリアＡＲ２の所定位置には温度センサ２２が設けられている。その計測結果に基づいて、加熱炉制御部１２が、後段加熱エリアＡＲ２内の温度を自動調節する。例えば、後段加熱エリアＡＲ２を進むに従って温度が高くなるように各赤外線ヒーター２０，２０の温度を調節する。
【００２７】
加熱炉１１のうち、前段加熱エリアＡＲ１の内面には、電磁コイルＷの搬送方向に沿って複数のＩＨ（誘導加熱）コイル１３，１３が設けられている。図２に示すように、ＩＨコイル１３，１３は、加熱炉１１の幅方向の両側面に設けられている。また、これらＩＨコイル１３，１３は、電磁コイルＷの搬送方向において、タクト搬送における１回の前進距離分の間隔を空けて設けられており、コンベア３０は、チャック治具３１，３１がＩＨコイル１３，１３と隣接した位置で一時停止するようになっている（図１参照）。
【００２８】
チャック治具３１，３１がＩＨコイル１３，１３と隣接した状態で各ＩＨコイル１３，１３に高周波電流が流されると、チャック治具３１，３１が誘導加熱される。なお、コンベア３０は絶縁部材で構成されているので誘導加熱されることはない。ここで、チャック治具３１，３１は、本発明の「熱源」及び「電気抵抗体」に相当する。
【００２９】
前段加熱エリアＡＲ１のうち、ＩＨコイル１３，１３が配置された位置には、放射温度計１４，１４が設けられている。放射温度計１４，１４は、電磁コイルＷにおける１対の端末部Ｗｂ，Ｗｂの温度を非接触で計測可能となっており、その計測結果に基づいて、加熱炉制御部１２が電磁コイルＷ（チャック治具３１，３１）の温度を自動調節するようになっている。具体的には、ＩＨコイル１３，１３に接続された高周波電源の電流値又は周波数を調節して、例えば、前段加熱エリアＡＲ１を進むに従って徐々に電磁コイルＷ（チャック治具３１，３１）が昇温するように自動調節される。
【００３０】
次に本実施形態の塗料固化装置１０の動作について説明する。電着塗装工程にて巻回部Ｗａの表面が塗料で覆われた電磁コイルＷは、その端末部Ｗｂ，Ｗｂをチャック治具３１，３１にて把持された状態で、搬入口１１Ａから加熱炉１１内へと搬入され、前段加熱エリアＡＲ１、後段加熱エリアＡＲ２の順にタクト搬送されながら加熱される。
【００３１】
前段加熱エリアＡＲ１では、ＩＨコイル１３，１３によってチャック治具３１，３１が誘導加熱され、その熱が、電磁コイルＷを構成する銅線に伝熱される。これにより、電磁コイルＷの表面を覆った塗料が、内側（電磁コイルＷ側）から加熱される。また、前段加熱エリアＡＲ１を先に進むに従って、ＩＨコイル１３の電流値又は周波数が上がって、チャック治具３１，３１の温度が上昇し、これに伴い、電磁コイルＷの温度も上昇する。そして、前段加熱エリアＡＲ１における加熱により、塗料に含まれる水分や溶剤が気化して未固化状態の塗料の外面から揮散する。
【００３２】
前段加熱エリアＡＲ１に次ぐ後段加熱エリアＡＲ２では、電磁コイルＷの表面を覆った塗料が、その外面側から赤外線ヒーター２０によって加熱される。なお、後段加熱エリアＡＲ２での加熱中も、電磁コイルＷの余熱により、塗料は内側から加熱される。そして、加熱炉１１内を所定時間かけて移動することで、電磁コイルＷの巻回部Ｗａを覆った塗料が完全に固化して絶縁被膜が形成される。
【００３３】
このように本実施形態によれば、電磁コイルＷを、電磁コイルＷの銅線よりも電気抵抗の大きいチャック治具３１，３１にて把持しておき、チャック治具３１，３１を誘導加熱してそのチャック治具３１，３１からの伝熱で電磁コイルＷを発熱させる。これにより、電磁コイルＷの表面の塗料を内側から加熱して固化させることができ、電磁コイルＷに対して、凹凸欠陥のない高品質の絶縁被膜を形成することができる。また、前段加熱エリアＡＲ１で塗料を内側から加熱した後で、後段加熱エリアＡＲ２で塗料を外側から加熱するので、塗料の完全固化までに要する時間を短縮することが可能になる。
【００３４】
［第２実施形態］
この第２実施形態は、図５に示されており、前段加熱エリアＡＲ１における塗料の加熱方法が、上記第１実施形態とは異なる。具体的には、電磁コイルＷの端末部Ｗｂ，Ｗｂを把持した１対のチャック治具３１，３１は、電磁コイルＷ（銅線）よりも電気抵抗の大きい金属、例えば、ニッケルクロム電熱合金で構成されて直流電源３３に接続されている。より詳細には、加熱炉１１の幅方向の内側面には、可撓性の１対の摺接端子３４，３４が固定されている。摺接端子３４，３４は電磁コイルＷの通過領域に向かって突出しており、それら摺接端子３４，３４が、チャック治具３１，３１の側面に摺接可能となっている。コンベア３０は、摺接端子３４，３４がチャック治具３１，３１と接触した状態で一時停止し、このとき、電磁コイルＷと１対のチャック治具３１，３１とを含む電気回路が形成される。その他の構成については上記第１実施形態と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３５】
上記電気回路に直流が通電されると、チャック治具３１，３１が電気抵抗によって自己発熱し、その熱が伝わって電磁コイルＷが発熱する。また、放射温度計１４による計測結果に基づいて、直流の電流値が自動調節され、電磁コイルＷ（チャック治具３１，３１）の温度が、例えば、前段加熱エリアＡＲ１を進むに従って徐々に昇温するようになっている。本実施形態の構成であっても、上記第１実施形態と同等の効果を奏する。なお、直流電源３３とチャック治具３１，３１との間の導通接続は、摺接端子３４，３４以外の構成で行ってもよい。
【００３６】
［第３実施形態］
この第３実施形態は、後段加熱エリアＡＲ２における加熱手段が誘導加熱装置であるところが上記第１及び第２実施形態とは異なる。図６に示すように、加熱炉１１のうち、後段加熱エリアＡＲ２には、本発明の「ヒーター」としての溝形発熱体３５が配設されている。溝形発熱体３５は、加熱炉１１と平行に延びた角溝形のトンネル構造をなしており、電磁コイルＷは、その巻回部Ｗａが溝形発熱体３５の内側に遊嵌した状態で、加熱炉１１の長手方向に移動するようになっている。詳細には、溝形発熱体３５は、電磁コイルＷをその巻回軸方向から見たときに四角形をなした巻回部Ｗａの輪郭部分に対して所定の隙間を空けて隣接する３つの内側面を有している。
【００３７】
溝形発熱体３５は、例えば、電磁コイルＷよりも電気抵抗の大きい金属（例えば、鉄、ステンレス等）で構成されている。また、加熱炉１１の内面には、溝形発熱体３５の幅方向における両側壁の外面と天井壁の外面とに近接するように複数のＩＨコイル３６，３６が設けられている。さらに、加熱炉１１のうち、少なくとも後段加熱エリアＡＲ２に対応する部分は、断熱構造となっている。例えば、全体が断熱材で構成されるか或いは、内面に断熱材がライニングされている。その他の構成については上記第１実施形態と同じである。
【００３８】
ＩＨコイル３６，３６に高周波電流を流すと、溝形発熱体３５が誘導加熱され、その溝形発熱体３５からの放射熱により、電磁コイルＷを覆った塗料が外側から加熱される。また、温度センサ２２により計測された溝形発熱体３５の温度に基づいて、高周波電源の電流値又は周波数が自動調節され、溝形発熱体３５の発熱が自動調節される。
【００３９】
本実施形態によっても、上記第１及び第２実施形態と同等の効果を奏する。また、加熱炉１１を断熱構造としたので消費電力の低減を図ることができる。
【００４０】
［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００４１】
（１）上記第１〜第３実施形態では、電磁コイルＷを覆った塗料を外側から加熱するための後段加熱エリアＡＲ２を設けていたが、後段加熱エリアＡＲ２を設けずに、チャック治具３１，３１からの伝熱のみで塗料を内側から固化させてもよい。
【００４２】
（２）上記第１〜第３実施形態では、後段加熱エリアＡＲ２における加熱を、赤外線ヒーター２０又はＩＨコイル３６による溝形発熱体３５の誘導加熱により行っていたが、熱風による加熱でもよい。
【００４３】
（３）上記第１〜第３実施形態では、電磁コイルＷを加熱炉１１内でタクト搬送しながら塗料の加熱を行っていたが、加熱炉１１内を一定速度で搬送しながら加熱を行ってもよい。
【００４４】
（４）上記第１〜第３実施形態では、金属製ワークとして電磁コイルＷを例示したが、これに限定するものではない。また、塗料は、絶縁被膜を形成するためのものに限定するものではなく、防錆用や装飾用の塗料であってもよい。
【００４５】
（５）上記第１〜第３実施形態では、電磁コイルＷの巻回軸方向とコンベア３０による電磁コイルＷの搬送方向とが平行となるようにしていたが、図７に示すように、電磁コイルＷの巻回軸及び１対の端末部Ｗｂ，Ｗｂの突出方向とに直交した方向で電磁コイルＷを搬送するようにしてもよい。この場合、溝形発熱体３５の内側面を、電磁コイルＷの巻回軸及び１対の端末部Ｗｂ，Ｗｂの突出方向とに直交した方向から巻回部を見たときの輪郭部分に隙間を空けて隣接させればよい。
【符号の説明】
【００４６】
１０    塗料固化装置
１１    加熱炉
１３    ＩＨコイ ル
１４    放射温度計
２０    赤外線ヒーター
２２    温度センサ
３０    コンベア
３１    チャック治具（電気抵抗体）
３３    直流電源
３５    溝形発熱体
３６    ＩＨコイル
Ｗ    電磁コイル（金属製ワーク）
Ｗａ    巻回部
Ｗｂ    端末部
【図４】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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