(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板を積層して形成されたほぼ円筒状をなす金属円筒体への静電塗装方法において、
前記金属円筒体の内周に支持棒を挿入して軸方向に沿って当接させることにより前記金属円筒体を支持して、前記金属円筒体を樹脂粉体の流動槽の上方に配置し、この状態で前記金属円筒体を回転させながら、樹脂粉体を前記金属円筒体表面に静電的に付着させた後、付着した樹脂粉体を加熱融着させて塗膜を形成する第１塗装工程と、
前記金属円筒体の内周の前記支持棒が当接して未塗装となっている部分に常温硬化型の液状樹脂組成物を塗布し、前記金属円筒体の内周にガスを吹き付けることにより、前記金属円筒体の内周に付着した前記液状樹脂組成物を均一に延ばし、次いで前記液状樹脂組成物を硬化させて塗膜を形成する第２塗装工程とを含むことを特徴とする金属円筒体の静電塗装方法。
【請求項２】
前記第２塗装工程において、前記金属円筒体の内周に適合する開口部を有する一対の治具で、前記金属円筒体の両端面を挟んで前記金属円筒体を支持し、この治具と共に前記金属円筒体を回転させながら、前記金属円筒体の内周への液状樹脂組成物の塗布及び前記金属円筒体の内周へのガス吹き付けを行う請求項１記載の金属円筒体の静電塗装方法。
【請求項３】
前記第２塗装工程において、前記液状樹脂組成物として紫外線硬化型の樹脂組成物を用い、この紫外線硬化型の樹脂組成物を前記金属円筒体の内周の未塗装部分に塗布して前記ガス吹き付けを行った後、前記金属円筒体の内周に紫外線を照射させることにより、前記紫外線硬化型の樹脂組成物を硬化させる請求項１又は２記載の金属円筒体の静電塗装方法。
【請求項４】
前記金属円筒体が、回転電気機器に用いられる固定子鉄心又は回転子鉄心である請求項１〜３のいずれか１つに記載の金属円筒体の静電塗装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属板を積層して形成されたほぼ円筒状をなす金属円筒体への静電塗装方法に関し、特にモータ、発電機等の回転電気機器に用いられる回転子鉄心又は固定子鉄心の絶縁塗装に適した静電塗装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
モータ、発電機等の回転電気機器に用いられる回転子鉄心又は固定子鉄心は、ケイ素鋼板等からなる複数枚の磁性金属片を積層して形成されており、回転子鉄心の場合は、外側にコイル挿入用のスロットが形成され、固定子鉄心の場合は、内側にコイル挿入用のスロットが形成されている。
【０００３】
図５には、回転子鉄心の一例が示されている。この回転子鉄心１０は、複数枚の磁性金属片１５を積層して構成され、中心部には軸孔１３を有し、外周には軸方向に沿ったスロット１１が周方向に所定間隔で形成され、スロット１１の間はコイルを巻付ける外歯１２をなしている。なお、図中１４は、端面の内周の角部を指している。
【０００４】
このような回転子鉄心のような、金属板を積層して形成された金属円筒体に塗装を行う方法としては、電着塗装や静電塗装が知られている。しかしながら、電着塗装は設備が大がかりで機械のメンテナンスも大変であり、総じて生産コストが高くなるという問題があった。
【０００５】
一方、静電塗装は、上面が開口され下面に多孔板が配置された流動槽と多孔板に取付けられた電極と流動槽の下方空間を囲む均圧室とを備えた静電塗装装置を用い、流動槽に樹脂粉体を供給し、均圧室に圧力空気を導入して多孔板を通して噴出させ、流動槽内の樹脂粉体を流動化させると共に前記電極に正又は負の静電気を付与して樹脂粉体を帯電させ、前記電極とは反対の静電気を付与した被塗装物を流動槽の上方に支持して樹脂粉体を被塗装物の表面に付着させた後、被塗装物を加熱することにより前記付着した樹脂粉体を融着させて塗膜を形成する方法である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、回転子鉄心等の金属板を積層して形成された金属円筒体へ静電塗装により全面塗装を行った場合、樹脂粉体を融着させて塗装膜を形成する際に加熱するため、積層金属板の間の空気が膨脹し、塗装膜表面上に膨脹した空気の逃げ跡（ホール）が発生し、このようなホールが存在すると、絶縁耐圧及び防錆が確保できないという問題点があった。
【０００７】
この問題点を解決するため、本発明者は、特願平１０−１５２７２０号（本願の出願時において未公開の出願）において、静電塗装の際に、積層鉄心からなる金属円筒体の内周又は外周に電極シャフトを軸方向に沿って当接させることにより、電極シャフトが当接した部分を未塗装部分として残し、加熱した際の積層板間の膨脹した空気の逃げ道とすることにより、塗装膜表面上のホールの発生を防ぎ、その後、前記未塗装部分に常温硬化型の樹脂塗料を塗布するという塗装方法を提案している。
【０００８】
しかしながら、上記塗装方法においても、なおかつ以下のような問題点があることがわかった。すなわち、前記軸孔内周の未塗装部分を塗装する際、通常のエアスプレーガンを用いて塗装すると、塗装膜厚が極めて薄くなるため完全防錆は困難であった。
【０００９】
一方、防錆を完全にするために塗装膜厚を厚くしようとすると、使用する塗料の粘度がかなり低いため、図６に示すように塗料３３がタレてしまい、均一に塗装することが困難であった。特に、鉄心１０の上端面の内周角部１４に位置する部分に塗料３３が十分に付着されず、その部分に錆が発生するという問題点があった。なお、図中３４は、静電塗装によって形成された塗膜である。
【００１０】
また逆に、塗料の粘度を高くすると塗装膜厚を厚くしたり、塗料のタレを防ぐことはできるが、塗りムラが生じやすくなるという問題があった。特に、図７に示すように、積層金属板からなる円筒体５１の内周５４に溝５２等を持つ複雑な形状の被塗装物の場合、溝５２内が塗料５３で埋められてしまい、均一な厚さの塗膜を形成することが困難であった。
【００１１】
したがって、本発明の目的は、回転子鉄心や固定子鉄心のような、金属板を積層して形成されたほぼ円筒状をなす金属円筒体への静電塗装方法であって、塗装膜にピンホール等を生ずることがなく、その内周も均一に塗装できる方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の静電塗装方法は、金属板を積層して形成されたほぼ円筒状をなす金属円筒体への静電塗装方法において、金属円筒体の内周に支持棒を挿入して軸方向に沿って当接させることにより前記金属円筒体を支持して、前記金属円筒体を樹脂粉体の流動槽の上方に配置し、この状態で前記金属円筒体を回転させながら、樹脂粉体を前記金属円筒体表面に静電的に付着させた後、付着した樹脂粉体を加熱融着させて塗膜を形成する第１塗装工程と、前記金属円筒体の内周の支持棒が当接して未塗装となっている部分に常温硬化型の液状樹脂組成物を塗布し、前記金属円筒体の内周にガスを吹き付けることにより、前記金属円筒体の内周に塗布した前記液状樹脂組成物を均一に延ばし、次いで前記液状樹脂組成物を硬化させて塗膜を形成する第２塗装工程とを含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、第１塗装工程で前記金属円筒体を静電塗装する際に、金属円筒体の内周の支持棒が当接する部分には樹脂粉体が付着しない。このため、付着した樹脂粉体を加熱融着させて塗膜を形成する際、前記未塗装部分が、加熱によって膨脹した積層板間の空気の逃げ道となり、塗装膜表面のホールの発生を防ぐことができる。
【００１４】
次に、第２塗装工程として、前記金属円筒体の内周の未塗装部分に常温硬化型の液状樹脂組成物を塗布し、ガスを吹き付けて前記液状樹脂組成物を均一に延ばした後、硬化させて塗膜を形成することにより、塗料のタレや塗りムラもなく、所定の厚さの塗膜を得ることができる。
【００１５】
本発明においては、前記第２塗装工程において、前記金属円筒体の内周に適合する開口部を有する一対の治具で、前記金属円筒体の両端面を挟んで前記金属円筒体を支持し、この治具と共に前記金属円筒体を回転させながら、前記金属円筒体の内周への液状樹脂組成物の塗布及び前記金属円筒体の内周へのガス吹き付けを行うことが好ましい。
【００１６】
これにより、金属円筒体の端面への余分な塗料の付着を防ぎ、上方の治具については金属円筒体の上端面の内周角部の膜厚を確保し、下方の治具については金属円筒体の内周下部の液溜りを解消する効果がもたらされる。
【００１７】
また、前記第２塗装工程において、前記液状樹脂組成物として紫外線硬化型の樹脂組成物を用い、この紫外線硬化型の樹脂組成物を前記金属円筒体の内周の未塗装部分に塗布して前記ガス吹き付けを行った後、前記金属円筒体の内周に紫外線を照射させることにより、前記紫外線硬化型の樹脂組成物を硬化させることが望ましい。
【００１８】
これにより、紫外線を照射させることによって、金属円筒体の内周に塗布した樹脂組成物を硬化させることができるので、樹脂の硬化に際して加熱を必要とせず、しかも瞬時にかつ均一に硬化させることができる。
【００１９】
更に、前記金属円筒体が、回転電気機器に用いられる固定子鉄心又は回転子鉄心であることが好ましい。これらの鉄心は、金属板の積層物からなり、より完全な絶縁性及び防錆が要求されるものであるため、本発明の方法を適用するメリットが特に大きい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１〜３は、本発明の静電塗装方法の１実施形態を示し、図１は同方法に用いられる静電塗装装置の正面断面図、図２は同方法の第２塗装工程を示す概略説明図、図３は第２塗装工程において樹脂組成物を塗布した状態を示す要部拡大断面図である。
【００２１】
図１に示すように、この静電粉体塗装装置は、上面が開口された枠体２２と、その下面を覆う多孔板２４と、多孔板２４の下面に配置された筐体２５とを備えており、枠体２２と多孔板２４とによって、樹脂粉体Ｐが供給、充填される流動槽２３が形成され、多孔板２４と筐体２５とによって、均圧室２６が形成されている。均圧室２６の側部には、圧力空気ＡＲを導入するための送気孔２７が設けられている。多孔板２４には、複数本の電極２８が取り付けてあり、これにより樹脂粉体Ｐに正又は負の静電気が付与される。
【００２２】
被塗装物である回転子鉄心等の金属板を積層してなる金属円筒体１６は、その軸孔内周に電極シャフト兼支持棒２１を挿入し、流動槽２３の上方に軸方向を水平方向に向けて支持、配置される。なお、金属円筒体１６は、その一方の端面が電極シャフト兼支持棒２１の段部２１ａに係合し、他方の端面がキャップ２９で押さえられて、電極シャフト兼支持棒２１に固定されている。電極シャフト兼支持棒２１は、多孔板２４の電極２８とは反対の電圧を印加され、図示しない駆動源によって回転する。
【００２３】
そこで、上記静電塗装装置を用いた第１塗装工程について説明すると、まず、送気孔２７から均圧室２６に圧力空気ＡＲを導入し、多孔板２４を通して噴出させることにより、流動槽２３内の樹脂粉体Ｐを流動化させる。また、電極シャフト兼支持棒２１を回転させて金属円筒体１６を緩やかに回転させる。
【００２４】
この状態で電極シャフト兼支持棒２１と電極２８との間に所定の電圧を印加すると、樹脂粉体Ｐは電極２８によって正又は負に帯電して浮遊し、電極シャフト兼支持棒２１を介してそれとは反対の電圧を印加された金属円筒体１６に静電的に付着する。
【００２５】
この場合、流動槽２３から立ち上がって上方へ流動する樹脂粉体Ｐには、▲１▼金属円筒体１６の外周及びスロット内に付着するもの、▲２▼金属円筒体１６の端面に付着するものなどがあるが、金属円筒体１６の軸孔内周は、電極シャフト兼支持棒２１が当接しているため、樹脂粉体が付着しない。
【００２６】
なお、上記において、金属円筒体１６の外周に近接して、樹脂粉体の掻き取り体を設け、金属円筒体１６の外周に付着した余分な樹脂粉体Ｐを掻き落とすことにより、金属円筒体１６の外周に常に適正な厚さの樹脂粉体Ｐを付着させるようにしてもよい。また、樹脂粉体Ｐとしては、例えば、ポリエステル系、エポキシ系など公知の粉体塗装用の粉体が用いられる。
【００２７】
こうして、金属円筒体１６の軸孔内周以外の部分に樹脂粉体Ｐを付着させた後、金属円筒体１６を電極シャフト兼支持棒２１から外して、あるいは金属円筒体１６を電極シャフト兼支持棒２１で支持したまま、高周波加熱炉や熱風乾燥炉に入れて加熱し、樹脂粉体Ｐを融着させて塗装膜を形成する。
【００２８】
金属円筒体１６が金属板を積層して形成されたものであるため、上記加熱時に積層板間の空気が膨脹し、気泡となって流出しようとするが、上述したように、金属円筒体１６は、その軸孔に挿入された電極シャフト兼支持棒２１により支持されており、電極シャフト兼支持棒２１に接触している軸孔内周には、樹脂粉体Ｐは付着していないため、この膨脹空気は、上記電極シャフト兼支持棒２１が当接して樹脂粉体Ｐが付着しなかった内周部分から抜け、塗装膜にピンホール等が生じることを防止できる。
【００２９】
次に、第２塗装工程について説明すると、図２（ａ）に示すように，上記第１塗装工程で軸孔内周以外の部分に塗膜３４を形成された上記金属円筒体１６の両端面を、上記金属円筒体１６の内周に適合する開口部を有する一対の治具３２ａ及び３２ｂで挟み込んで支持し、この治具と共に上記金属円筒体１６を回転させながら、上記金属円筒体１６の軸孔に塗料供給ノズル３１を挿入して、常温硬化型の液状樹脂組成物、この実施形態では紫外線硬化型の液状樹脂組成物３３をその内周に塗布する。なお、金属円筒体１６を固定しておいて、塗料供給ノズル３１を回転させるようにしてもよい。
【００３０】
そして、図２（ｂ）に示すようにガス供給ノズル３５から上記金属円筒体１６の内周へ空気、窒素等のガスの吹き付けを行い、上記紫外線硬化型の液状樹脂組成物３３を均一に延ばす。
【００３１】
このとき、図３に示すように、金属円筒体１６の内周に適合する開口部を有する一対の治具３２ａ及び３２ｂで挟み込んで支持することにより、金属円筒体１６の端面に液状樹脂組成物３３が余分に付着するのを防ぐことができる。また、上方の治具３２ａによって金属円筒体１６の上端面の内周角部４４の膜厚が確保され、下方の治具３２ｂによって金属円筒体１６の内周下部の液溜りを解消する効果がもたらされる。
【００３２】
更に、ガス供給ノズル３５から金属円筒体１６の内周へガス吹き付けを行うことにより、図４に示すように、金属円筒体１６の内周４３に溝４２等が形成されている場合でも、液状樹脂組成物３３を均一な厚さで塗布することができる。更にまた、ガスの吹き付け圧力を変えることにより、軸孔内周の塗装膜厚を制御することもできる。
【００３３】
こうして、金属円筒体１６の内周に紫外線硬化型の液状樹脂組成物３３を塗布した後、図２（ｃ）に示すように、金属円筒体１６を支持具３７で支持し、支持具３７と共に金属円筒体１６を回転させながら、紫外線照射装置３６によって金属円筒体１６の内周面に紫外線ＵＶを照射する。これによって、金属円筒体１６の内周に塗布された液状樹脂組成物３３が硬化して、均一な膜厚の塗膜３３ａが形成される。
【００３４】
なお、常温硬化型の液状樹脂組成物としては、上記のような紫外線硬化型の樹脂組成物に限らず、常温で乾燥して硬化する溶剤型の樹脂組成物等を用いることもできる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の静電塗装方法によれば、第１塗装工程で静電塗装する際に、金属円筒体の内周の支持棒が当接する部分には樹脂粉体が付着しないため、付着した樹脂粉体を加熱融着させて塗膜を形成する際、前記未塗装部分が、加熱によって膨脹した積層板間の空気の逃げ道となり、塗装膜表面のホールの発生を防ぐことができる。
【００３６】
また、第２塗装工程で金属円筒体の内周の未塗装部分に常温硬化型の液状樹脂組成物を塗布した後、ガスを吹き付けて上記液状樹脂組成物を均一に延ばすようにしたので、塗料のタレや塗りムラのない、均一な厚さの塗膜を形成することができる。
【００３７】
したがって、絶縁性や防錆性に優れた塗膜を形成することができ、回転子鉄心や固定子鉄心などの巻き線後の絶縁耐圧が必要とされる部品への静電塗装が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の静電塗装方法の第１塗装工程に用いられる静電塗装装置の一例を示す正面断面図である。
【図２】本発明の静電塗装方法の第２塗装工程の一例を示す概略説明図である。
【図３】本発明の静電塗装方法の第２塗装工程において、樹脂組成物を塗布した状態を示す要部拡大断面図である。
【図４】本発明の静電塗装方法の第２塗装工程において、内周に溝を有する円筒体に塗装した場合の一例を示す平面図である。
【図５】金属板を積層して形成された金属円筒体の一例としての回転子鉄心を示す斜視図である。
【図６】金属円筒体の内周に常温硬化型の液状樹脂を常法によって塗布した状態を示す断面図である。
【図７】内周に溝を有する金属円筒体の内周に常温硬化型の液状樹脂を常法によって塗布した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１６  金属円筒体
２１  アース電極シャフト兼支持棒
２２  枠体
２３  流動槽
２４  多孔板
２５  筐体
２６  均圧室
２７  送気孔
２８  電極
３１  塗料供給ノズル
３２ａ  上方治具
３２ｂ  下方治具
３３  紫外線硬化型の液状樹脂組成物
３４  静電塗装により形成された塗膜
３５  ガス供給ノズル
３６  紫外線照射装置
Ｐ  樹脂粉体
【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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