(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体樹脂を収容する流動槽と、
前記流動槽の下部に設置されており、圧縮空気を噴出する多数の噴出孔を有する多孔板と、
前記多孔板の下部に設置されており、前記多数の噴出孔から噴出される圧縮空気の圧力をほぼ一定にするエアチャンバと、
前記流動槽に円周方向に沿った振動を加えることにより、前記流動槽内に収容された前記粉体樹脂を円周方向に移動させる加振装置と、
前記加振装置によって振動が加わった状態で前記粉体樹脂の表層部に浸漬処理の対象物の一部が浸漬するように前記対象物を移動する対象物移動装置と、
を備えることを特徴とする粉体樹脂浸漬処理装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記流動槽は、円形形状の横断面を有することを特徴とする粉体樹脂浸漬処理装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記粉体樹脂は、前記流動槽内を水平方向に沿って周回することにより、全体が移動することを特徴とする粉体樹脂浸漬処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転電機の巻線を構成するセグメント同士の接合部等を部分的に粉体樹脂に浸漬する粉体樹脂浸漬処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、安全制御機器等の電気負荷の増加に伴って、車両用交流発電機にはますます発電能力の向上が求められている。このような発電能力向上の要請に応えるものとして、Ｕ字状の電気導体を規則正しく並べて固定子のスロットに挿入し、その端部を溶接等によって接合して固定子巻線を形成することにより高出力化を図る手法が知られている。このような固定子巻線では、固定子鉄心の一方の端面側に円環状に接合部が配置されており、各接合部間あるいは各接合部とフレーム等との間の電気絶縁を確保するために、粉体樹脂を用いた流動浸漬等による絶縁処理が行われている。
【０００３】
一般に、粉体樹脂を用いた流動浸漬では、処理範囲を限定したい場合には処理対象物であるワークをマスキングする方法が採られている。ワーク全体の形状や処理範囲が比較的単純な場合であっても、容器に充填された粉体樹脂の表層部には突沸や予期せぬ流れが存在するため、通常はマスキングが必要になる。しかし、この方法は確実に所望の場所に粉体樹脂を付着させることができる反面、マスキング治具の設計や実際の使用に際しての調整に多くの知見が必要であり、設備費も高騰するデメリットがある。
【０００４】
例えば、マスキングを行わずにワークの一部に対して流動浸漬を行う従来技術として、特開２００１−５４２４７号公報に開示された粉体樹脂浸漬処理方法が知られている。この浸漬処理方法では、粉体樹脂が充填された容器を水平に振動させながら、この粉体樹脂に浸漬するように固定子を降下させている。この粉体樹脂には底部の多孔板から圧縮空気が噴出しているため、この空気の噴流に伴って粉体樹脂が容易に流動可能になっており、この空気の流れや容器から伝わる振動によって、固定子下部に配置されたセグメント導体の先端部の必要範囲に粉体樹脂が良好に付着するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した特開２００１−５４２４７号公報に開示された粉体樹脂浸漬処理方法を実際に試してみると、中央部のごく限られた領域以外では突沸が発生したり、粉体樹脂の流れの影響を除去することができないことが確認されており、容器の大きさに対して表層部の安定化領域が狭いという問題があった。これは、粉体樹脂の表層状態の安定化のために容器を水平に振動させる振動体が用いられており、粉体樹脂がランダムな方向に振動するためと考えられる。このため、ワークの大型化や多数個取りを考えると、表層部の安定化領域の拡大は必須であるが、表層部の一部の安定化領域を拡大しようとすると、粉体樹脂が充填された容器自体を極端に大きなものにする必要があり、実用的ではない。
【０００６】
また、粉体樹脂にワークを浸漬処理するその他の従来技術としては、特開昭６０−１０１９２１号公報や特開昭５２−３６１３８号公報に開示された浸漬処理方法が知られている。
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、粉体樹脂の表層部において広い安定化領域を確保することができ、マスキングを行う必要がない粉体樹脂浸漬処理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】
上述した課題を解決するために、本発明の粉体樹脂浸漬処理装置は、粉体樹脂を収容する流動槽と、流動槽に振動を加えることにより、流動槽内に収容された粉体樹脂を一方向に移動させる加振装置と、加振装置によって振動が加わった状態で粉体樹脂の表層部に浸漬処理の対象物の一部が浸漬するように対象物を移動する対象物移動装置とを備えている。加振装置によって一方向に振動させることにより流動槽内の粉体樹脂を安定的に一方向に移動させることが可能になり、粉体樹脂の表層部において広い範囲で安定化領域を確保することができる。これにより、浸漬処理の対象物に対してマスキングを行うことなく所定領域に対する浸漬処理を実施することが可能になる。
【０００８】
また、上述した流動槽の下部に設置されており、圧縮空気を噴出する多数の噴出孔を有する多孔板と、多孔板の下部に設置されており、多数の噴出孔から噴出される圧縮空気の圧力をほぼ一定にするエアチャンバとをさらに備えることが望ましい。粉体樹脂内に圧縮空気を送り込むことにより、粉体樹脂が流動しやすくなるため、加振時における粉体樹脂の表層部の状態をさらに安定させることができる。しかも、粉体樹脂を一方向に移動させることにより、部分的に空気が集まって生じる突沸を防止することができる。
【０００９】
また、上述した流動槽は、円形形状の横断面を有し、加振装置は、流動槽の円周方向に沿った振動を加えるボールフィーダであることが望ましい。円形形状の断面を有する流動槽内を円周方向に沿うように粉体樹脂を移動させることにより、角部のような粉体樹脂の流れに対する特異領域が存在しなくなるため、粉体樹脂の表層部全体を安定化領域とすることができる。しかも、円周方向に移動する粉体樹脂は、一巡して元の位置に戻った後、継続的にこの周回移動動作を繰り返すことになるため、安定化領域の確保を長時間維持することが容易となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した一実施形態の粉体樹脂浸漬処理装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、一実施形態の粉体樹脂浸漬処理装置の全体構成を示す斜視図である。図１に示すように、本実施形態の粉体樹脂浸漬処理装置１００は、ワーク把持装置１０、レベルセンサ２０、流動槽３０、粉体樹脂４０、多孔板５０、エアチャンバ６０、加振装置７０を含んで構成されている。
【００１１】
ワーク把持装置１０は、浸漬処理の対象物であるワーク９０を把持して粉体樹脂４０に部分的に浸漬するためのものである。ワーク把持装置１０は、例えばロボットによって構成されており、アーム１２の先端にワーク９０を把持する把持ユニット１４が取り付けられている。図１では、２個のワーク９０を同時に把持して浸漬処理を行う２個取りの場合が示されている。
【００１２】
レベルセンサ２０は、流動槽３０の上部近傍に設けられており、粉体樹脂４０の表面位置を検出する。例えば、発光部と受光部を有する光学式のレベルセンサ２０が用いられており、発光部の出力光が粉体樹脂４０の表面で反射された受光部に達するまでの時間に基づいて、粉体樹脂４０の表面までの距離が測定される。
【００１３】
流動槽３０は、粉体樹脂４０を収容する容器である。実施形態では、流動槽３０内で粉体樹脂４０を一方向に沿って周回させるために、円形横断面形状を有する流動槽３０が用いられている。また、この流動槽３０の底部には、多孔板５０が配置されている。
【００１４】
粉体樹脂４０は、加熱されたワーク９０に付着して熱硬化することにより、この付着箇所の電気絶縁を行うためのものである。例えば、エポキシ系の粉体樹脂４０が用いられる。
多孔板５０は、空気の噴出孔が多数設けられている。上述したように、この多孔板５０は、流動槽３０の底部に配置されており、多数の噴出孔から粉体樹脂４０内に圧縮空気を噴出することにより、粉体樹脂４０の流動が容易になる。
【００１５】
エアチャンバ６０は、多孔板５０に設けられた各噴出孔に圧縮空気を供給するためのものである。外部から供給された圧縮空気を一旦このエアチャンバ６０に貯めることにより、多孔板５０の各噴出孔から一定圧力の圧縮空気を噴出することが可能になる。
【００１６】
加振装置７０は、流動槽３０内に収容された粉体樹脂４０の表層状態および粉体樹脂４０の流れ方向を安定化させるために、流動槽３０全体に振動を加える。例えば、加振装置７０として流動槽３０内の粉体樹脂４０を一方向に安定的に移動させるように流動槽３０に振動を加えるボールフィーダが用いられている。本実施形態では、このような加振装置７０が流動槽３０の下部に設けられた多孔板５０およびエアチャンバ６０のさらに下側に設置されており、これら全体に振動が加わるようになっている。なお、図１では、加振装置７０の本体は省略されており、振動を伝える加振板より上部の構成が図示されている。
【００１７】
図２および図３は、ワーク９０の具体例を示す図である。図２に示すように、本実施形態では、車両用交流発電機に用いられている固定子９０Ａがワーク９０としてワーク把持装置１０に把持されている。図３に示すように、この固定子９０Ａは、Ｕ字状のセグメント導体９２を固定子鉄心９４の各スロットに挿入してその反ターン部側を捻った後に端部９６同士を接合することにより構成された固定子巻線９８を有している。セグメント導体９２の端部９６は、隣接する他のセグメント導体９２の端部９６と接合するために、外周部に形成された絶縁皮膜が剥離された状態になっている。したがって、接合が行われた後にこの接合部同士あるいは接合部と他の部材（フレーム等）との間の電気絶縁を確保するために、セグメント導体９２の端部９６近傍を特定領域（図２および図３においてハッチングが付された領域）に対して粉体樹脂４０を用いた絶縁処理が行われる。
【００１８】
本実施形態の粉体樹脂浸漬処理装置１００はこのような構成を有しており、次にその動作を説明する。
本実施形態の粉体樹脂浸漬処理装置１００は、レベルセンサ２０を用いて粉体樹脂４０の表面高さ（充填量）が常に一定になるように管理されている。また、エアチャンバ６０内に供給された圧縮空気を多孔板５０の各噴出孔を通して一定の圧力で、流動槽３０に充填された粉体樹脂４０に対して噴出しているため、噴出された空気が混合した粉体樹脂４０は流動しやすい状態になっている。特に、本実施形態の加振装置７０は、ボールフィーダが用いられており、流動槽３０内を水平方向に沿って周回するように、流動しやすくなった粉体樹脂４０全体が低速で移動する。通常の方向性を持たない加振方法では、樹脂全体の移動が見込めず、局所的に空気の通りやすい場所、すなわち突沸が発生しやすい。その発生場所の予測は容易ではなく、また多孔板５０の劣化、すなわち目詰まり等の進展で随時、発生場所が移動してしまうために浸漬位置の変更など、こまめな調整が必要となる。本実施形態の方法によれば、粉体樹脂４０全体が円周状に移動するため、仮に局所的に突沸が発生したとしても、下流側から供給される粉体樹脂４０により、なし崩し的に瞬時に消泡される。また、その流れは、円周状かつ低速であり、上下流の粉体レベル差が生じないという特性を併せ持っているため、粉体樹脂４０の表層部全体が安定化領域となる。
【００１９】
ワーク把持装置１０は、把持ユニット１４によって２個の固定子９０Ａを把持した後、水平状態を保ったままその下部（端部９６）のみが粉体樹脂４０の表層部に浸かるようにアーム１２を動かす。このとき、固定子９０Ａは、所定の温度になるように予め恒温槽において加熱された状態にある。処理対象物は、非帯電物を処理する通常の流動浸漬方式でも、静電流動浸漬方式でも可能である。静電流動浸漬方式とする場合は、固定子９０Ａの各セグメント導体９２が所定の電源のプラス電極に、金属製の流動槽３０がこの電源のマイナス電極にそれぞれ接続されており、固定子９０Ａの特定領域を粉体樹脂４０に浸漬したときに、プラス電位に帯電したセグメント導体９２に粉体樹脂４０が確実に付着するようにする。
【００２０】
このようにして固定子９０Ａの一部を流動槽３０内の粉体樹脂４０の表層部に一定時間浸漬した後引き上げると、固定子９０Ａの特定領域に、溶融してゲル化した粉体樹脂４０がほぼ均一な状態で付着する。
図４は、流動槽３０内で移動する粉体樹脂４０の状態を示す図である。図４に示すように、流動槽３０下部に設置された多孔板５０には多数の噴出孔５２が形成されており、エアチャンバ６０内の圧縮空気がこれらの噴出孔５２を通して粉体樹脂４０内に導入されるため、粉体樹脂４０が流動しやすくなっている。
【００２１】
図５は、流動槽３０を上部から見た図である。粉体樹脂４０は、圧縮空気導入により、浮遊・流動状態にあり、この状態において、加振装置７０によって一方向に振動を加えることにより、流動槽３０内の粉体樹脂４０は矢印で示すように円周状に移動する。
【００２２】
図６は、粉体樹脂４０が一部に均一に付着した後の固定子９０Ａを示す図である。図６に示すように、固定子９０Ａに含まれる固定子巻線９８を構成するセグメント導体９２の端部９６にほぼ一定高さまで粉体樹脂４０が付着する。なお、図６では、周方向に隣接する各端部９６だけを粉体樹脂４０で覆うのではなく、この各端部９６に付着した粉体樹脂４０同士が隣接間で連結するようにしたが、各端部９６毎に粉体樹脂４０が分離するようにしてもよい。
【００２３】
このように、本実施形態の粉体樹脂浸漬処理装置１００では、流動槽３０の下部に配置された多孔板５０から圧縮空気を噴出して粉体樹脂４０が流動しやすい状態を維持しながら、加振装置７０によって流動槽３０の周方向に粉体樹脂４０が移動するような所定の振動を加えている。これにより、粉体樹脂４０の表層部全体を一方向に安定的に移動させることができ、表層部全体にわたって広範囲な安定化領域を実現している。このため、ワーク把持装置１０によって複数個の固定子９０Ａを同時にこの広い安定化領域内の粉体樹脂４０に浸漬することが可能になり、多数個取りの浸漬処理を行うことによる作業効率の向上が可能になる。しかも、この安定化領域においては、粉体樹脂４０が低速で一方向に移動しているため、局所的に内部の圧縮空気が噴出する突沸状態を回避することができるため、マスキングを行うことなく固定子９０Ａの特定領域に対する浸漬処理を実施することができる。
【００２４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、ワーク９０として車両用交流発電機に用いられる固定子９０Ａの固定子巻線の端部を粉体樹脂４０で浸漬処理する場合について説明したが、車両用交流発電機の固定子以外の部品や、車両用交流発電機以外の各部品を対象に粉体樹脂４０で浸漬処理する場合について本発明を適用することができる。
【００２５】
また、上述した実施形態では、加振装置７０をボールフィーダで構成して、流動槽３０内に充填された粉体樹脂４０全体を周回するように移動させる場合を考えたが、粉体樹脂４０全体を一方向に移動させることができればよいため、ボールフィーダ以外の加振装置７０を用いるようにしてもよい。例えば、加振装置７０としてリニアフィーダを用い、長方形形状の横断面等を有する流動槽内を粉体樹脂が一方向に移動するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の粉体樹脂浸漬処理装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】ワークの具体例を示す図である。
【図３】ワークの具体例を示す図である。
【図４】流動槽内で移動する粉体樹脂の状態を示す図である。
【図５】流動槽３０を上部から見た図である。
【図６】粉体樹脂が一部に均一に付着した後の固定子を示す図である。
【符号の説明】
１０  ワーク把持装置
１２  アーム
１４  把持ユニット
２０  レベルセンサ
３０  流動槽
４０  粉体樹脂
５０  多孔板
６０  エアチャンバ
７０  加振装置
９０  ワーク
９０Ａ  固定子
９２  セグメント導体
９４  固定子鉄心
９６  端部
９８  固定子巻線
【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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