特開 2022-188926 粉体塗装装置および粉体塗装方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022188926

(43)【公開日】2022-12-22

(54)【発明の名称】粉体塗装装置および粉体塗装方法

(51)【国際特許分類】

   B05C 3/09 20060101AFI20221215BHJP

   H02K 15/12 20060101ALI20221215BHJP

   B05D 1/18 20060101ALI20221215BHJP

   B05D 7/24 20060101ALI20221215BHJP

   B05C 19/02 20060101ALI20221215BHJP

【ＦＩ】

B05C3/09

H02K15/12 G

B05D1/18

B05D7/24 301A

B05C19/02

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021097220

(22)【出願日】2021-06-10

(71)【出願人】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106002

【弁理士】

【氏名又は名称】正林 真之

(74)【代理人】

【識別番号】100120891

【弁理士】

【氏名又は名称】林 一好

(74)【代理人】

【識別番号】100160794

【弁理士】

【氏名又は名称】星野 寛明

(72)【発明者】

【氏名】政井 健司

(72)【発明者】

【氏名】山田 宗幹

(72)【発明者】

【氏名】松本 拡暁

【テーマコード（参考）】

4D075

4F040

4F042

5H615

【Ｆターム（参考）】

4D075AB01

4D075AB12

4D075AB51

4D075AB56

4D075BB21Z

4D075BB23X

4D075CA23

4D075CA47

4D075CA48

4D075DA23

4D075DC13

4D075EA02

4D075EB33

4F040AA13

4F040AB15

4F040BA42

4F040CC02

4F040CC03

4F042AA09

4F042AB03

4F042BA19

4F042BA25

4F042DH09

4F042EC02

4F042EC05

5H615AA01

5H615BB01

5H615BB05

5H615PP01

5H615PP06

5H615PP12

5H615SS10

5H615SS34

(57)【要約】

【課題】粉面に放射状流れが発生するのを抑制することが可能な粉体塗装装置を提供する。
【解決手段】粉体塗装装置１は、底板２２を備える粉体流動槽２と、粉体流動槽２が固定されている固定板３３と、底板２２に固定板３３を連結支持している連結支持部材３６と、底板２２に連結されている振動機構５と、を備える。連結支持部材３６は、ゴムプレート３６１ａと、ステンレス鋼プレート３６１ｂと、が積層されている積層ゴム３６１を備え、底板２２および固定板３３で押圧されている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

底部材を備える粉体流動槽と、
前記粉体流動槽が固定されている固定部材と、
前記底部材を前記固定部材に連結支持している連結支持部材と、
前記底部材に連結されている振動機構と、を備え、
前記連結支持部材は、弾性部材と、剛性部材と、が積層されている積層ゴムを備え、前記底部材および前記固定部材で押圧されている、粉体塗装装置。

【請求項2】

前記弾性部材は、ゴム部材である、請求項１に記載の粉体塗装装置。

【請求項3】

前記剛性部材は、金属部材である、請求項１または２に記載の粉体塗装装置。

【請求項4】

前記振動機構は、振動体と、前記振動体と前記底部材とを連結している連結機構と、を備え、
前記振動体は、偏心した回転軸を有する振動モータを備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の粉体塗装装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか一項に記載の粉体塗装装置を用いて、ワークに樹脂粉体を塗装する工程を含む、粉体塗装方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、粉体塗装装置および粉体塗装方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両に搭載されるモータの一部品であるステータのコイルエンドに絶縁粉体を塗装する際に、流動浸漬法が用いられている。

【0003】

特許文献１には、多孔質板としての、第１仕切板および第２仕切板を有する粉体流動槽と、粉体流動槽の底面に連結されている振動機構と、粉体流動槽と固定面とを連結する支持部材と、を備え、支持部材は、粉体流動槽を固定面に対して弾性支持する粉体塗装装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第６５９６４７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、図１に示すように、粉体塗装装置の軸線からのＹ軸方向（水平方向）の距離が大きくなるのに伴い、Ｚ軸方向（軸線方向）の振幅および加速度が大きくなる。その結果、第１仕切板および第２仕切板の気孔の閉塞率の差が大きくなり、粉面に放射状流れが発生するため、塗装域と未塗装域との境界が不安定となる可能性がある。なお、振幅および加速度は、センサを用いて、所定の振動数および所定の加振力で、測定することができる。

【0006】

本発明は、粉面に放射状流れが発生するのを抑制することが可能な粉体塗装装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様は、粉体塗装装置において、底部材を備える粉体流動槽と、前記粉体流動槽が固定されている固定部材と、前記底部材を前記固定部材に連結支持している連結支持部材と、前記底部材に連結されている振動機構と、を備え、前記連結支持部材は、弾性部材と、剛性部材と、が積層されている積層ゴムを備え、前記底部材および前記固定部材で押圧されている。

【0008】

前記弾性部材は、ゴム部材であってもよい。

【0009】

前記剛性部材は、金属部材であってもよい。

【0010】

前記振動機構は、振動体と、前記振動体と前記底部材とを連結している連結機構と、を備え、前記振動体は、偏心した回転軸を有する振動モータを備えていてもよい。

【0011】

本発明の他の一態様は、粉体塗装方法において、請求項１から４のいずれか一項に記載の粉体塗装装置を用いて、ワークに樹脂粉体を塗装する工程を含む。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、粉面に放射状流れが発生するのを抑制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】

【0013】

【図1】従来の粉体塗装装置の粉体流動槽内の振幅および加速度の分布の測定結果を示す図である。

【図2】本実施形態の粉体塗装装置の一例を示す図である。

【図3】図２の粉体塗装装置の粉体流動槽および台座部を示す図である。

【図4】図２の連結支持部材の一例を示す図である。

【図5】図２の粉体塗装装置の粉体流動槽内の振幅および加速度の分布の測定結果を示す図である。

【図6】図２の粉体塗装装置の粉体流動槽内の粉面の状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

【0015】

［粉体塗装装置］
図２に、本実施形態の粉体塗装装置の一例を示す。

【0016】

粉体塗装装置１は、流動浸漬法により、ワークに樹脂粉体を塗装する装置である。粉体塗装装置１は、粉体流動槽２と、粉体流動槽２を設置面上で支持している台座部３と、粉体流動槽２の底板２２に連結されている振動機構５と、粉体流動槽２の粉面の高さを検出するレベルメータ７と、振動機構５を制御する制御装置８と、を備える。

【0017】

以下、ワークとして、車両に搭載されるモータの一部品であるステータＷを用い、樹脂粉体として、絶縁粉体を用いる場合について説明するが、ワークおよび樹脂粉体は、特に限定されない。絶縁粉体を構成する樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂等が挙げられる。

【0018】

ステータＷは、円筒状のステータコアＷ１と、ステータコアＷ１の内部に形成されている複数のスロットに巻回されているステータコイルＷ２と、を備える。ここで、ステータコイルＷ２の下端部が、絶縁粉体を塗装するコイルエンドＷ３である。

【0019】

図３に、粉体塗装装置１の粉体流動槽２および台座部３を示す。

【0020】

粉体流動槽２は、上面視すると、略円形状である。粉体流動槽２は、円筒状の胴体２１と、略円盤状の底板２２と、胴体２１の内部に設けられている略円盤状の第１仕切板２３および第２仕切板２４と、絶縁粉体が貯留される粉体貯留部２５と、を備える。ここで、底板２２には、ボルト２２ａが設けられており、ナット２２ｂの締結により、底板２２および固定板３３で連結支持部材３６が押圧されるように構成されている。また、第１仕切板２３および第２仕切板２４は、それぞれ絶縁粉体の粒径よりも孔径が小さい貫通孔が形成されている多孔質板である。

【0021】

粉体貯留部２５は、胴体２１の縁部２１ａと第２仕切板２４とで区画される。また、第１エアチャンバ２６は、底板２２と第１仕切板２３とで区画され、第２エアチャンバ２７は、第１仕切板２３と第２仕切板２４とで区画される。また、第１エアチャンバ２６には、エア供給装置から、所定の速度でエアが供給される。第１エアチャンバ２６に供給されたエアは、第１仕切板２３を介して、第２エアチャンバ２７に流入した後、第２仕切板２４を介して、粉体貯留部２５に流入する。その結果、粉体貯留部２５に貯留されている絶縁粉体が流動する。

【0022】

台座部３は、固定フレーム３１および３２と、固定板３３と、底板２２を固定板３３に連結支持している連結支持部材３６と、を備える。ここで、連結支持部材３６は、胴体２１に対して、軸線Ｏの側に４個設けられており、４個の連結支持部材３６は、等間隔で配置されている。

【0023】

固定フレーム３１および３２の下方側の端部は、それぞれ設置面に固定されている。

【0024】

固定板３３は、上面視すると、略円盤状であり、軸線Ｏと略同軸に設けられている。ここで、固定板３３には、ボルト３３ａが設けられており、ナット３３ｂの締結により、底板２２および固定板３３で連結支持部材３６が押圧されるように構成されている。また、固定板３３は、粉体流動槽２と直径が略同一である環状の小径板３３１と、小径板３３１よりも直径が大きい大径板３３５と、小径板３３１と大径板３３５とを連結する連結板３３６と、を備える。小径板３３１には、振動機構５を挿通するための貫通孔３３２が形成されている。また、大径板３３５には、ボルトおよびナットで固定フレーム３１および３２に固定するための貫通孔３３７が形成されている。

【0025】

固定フレーム３１および３２は、上方側の端部に、それぞれ固定部３１ａおよび３２ａが形成されており、固定部３１ａおよび３２ａの上方側の端部には、それぞれボルトおよびナットにより、固定板３３を固定するための貫通孔が形成されている。

【0026】

小径板３３１の粉体流動槽２を固定する側の固定面３３３が水平になるように、固定板３３は、ボルト３３８およびナット３３９により、固定部３１ａおよび３２ａに固定されている。

【0027】

連結支持部材３６は、図４に示すように、２枚のゴムプレート３６１ａがステンレス鋼プレート３６１ｂを挟んで４層積層されている積層ゴム３６１を備える。このため、単体ゴムに鉛直荷重が印加される場合に発生する、水平方向にはらみ、鉛直方向に大きく変形する現象が抑制される。このように、ステンレス鋼プレート３６１ｂがはらみ変形を拘束するため、粉体流動槽２のＺ軸方向（軸線方向）の変位が抑制される。さらに、水平荷重が印加される場合に、柔軟なバネ作用が生じる。

【0028】

また、連結支持部材３６は、積層ゴム３６１の側周面にゴム材３６２を巻き付けることにより、補強されている。ここで、連結支持部材３６は、ナット２２ｂおよび３３ｂの締結により、底板２２および固定板３３で押圧されている。

【0029】

ここで、胴体２１の縁部２１ａに取り付けたセンサを用いて、所定の振動数および所定の加振力で、振幅および加速度を測定すると、図５に示すように、粉体塗装装置１の軸線ＯからのＹ軸方向（水平方向）の距離が大きくてなっても、Ｚ軸方向（軸線方向）の振幅および加速度が大きくならない。その結果、第１仕切板２３および第２仕切板２４の気孔の閉塞率の差が小さくなるため、所定のエア供給速度および所定の振動モータ５３の振動数で、図６に示すように、粉面に放射状流れが発生しない。また、Ｘ軸方向およびＹ軸方向（水平方向）の振幅が大きくなるため、絶縁粉体を十分に流動させることができる。

【0030】

ゴムプレート３６１ａおよびステンレス鋼プレート３６１ｂの形状としては、特に限定されないが、例えば、円形プレート、角形プレート等が挙げられる。

【0031】

積層ゴム３６１は、例えば、ゴムプレート３６１ａとして、加熱することで表面の接着性が向上するゴムプレートを用いたり、積層する各プレートの間に、接着剤を塗布したりすることにより、成形することができる。

【0032】

なお、連結支持部材３６は、弾性部材と、剛性部材と、が積層されている積層ゴムを備えていれば、特に限定されない。剛性部材を構成する材料として、ステンレス鋼の代わりに、硬化樹脂等を用いてもよいし、ゴム材３６２を省略してもよい。また、連結支持部材３６の個数は、特に限定されないし、連結支持部材３６を構成する弾性部材および剛性部材の個数も、特に限定されない。

【0033】

振動機構５は、柱状の振動体としての、振動ユニット５１と、振動ユニット５１と底板２２とを連結する連結機構５５と、を備える。

【0034】

振動ユニット５１は、回転軸５２を有する振動モータ５３と、振動モータ５３が収容されているハウジング５４と、を備える。振動モータ５３は、制御装置８からの制御信号に応じた振動数で回転軸５２を回転させる。ハウジング５４は、粉体流動槽２の軸線Ｏと略同軸になるように、連結機構５５を介して、底板２２に連結されている。また、回転軸５２には、偏心おもりが取り付けられている。したがって、振動モータ５３によって偏心した回転軸５２を回転させると、ハウジング５４が振動する。このとき、ハウジング５４は、軸線Ｏに対して垂直な水平面内において、軸線Ｏを中心として、中心点が円運動するように、振動する。

【0035】

連結機構５５は、ハウジング５４を保持しているブラケット５６と、軸線Ｏと略同軸であり、ブラケット５６と底板２２とを連結する連結軸部材５８と、を備える。

【0036】

ブラケット５６は、互いに平行であり、軸線Ｏに対して平行な第１支持板５６１および第２支持板５６２と、第１支持板５６１および第２支持板５６２の上方側の端部を連結しており、軸線Ｏに対して垂直な第３支持板５６３と、を備える。第１支持板５６１および第２支持板５６２は、それぞれ、ハウジング５４の対向する側面にそれぞれ連結されている。また、回転軸５２から第１支持板５６１および第２支持板５６２までの距離は同一である。すなわち、ハウジング５４は、第１支持板５６１および第２支持板５６２によって、回転軸５２を中心として均等に挟持されている。また、ハウジング５４は、固定板３３よりも下方側に位置するように、ブラケット５６により、保持されている。

【0037】

連結軸部材５８は、軸線Ｏと略同軸である軸部５８１および連結部５８２を備え、固定板３３よりも下方側に設けられているブラケット５６と、固定板３３よりも上方側に設けられている底板２２とを連結する。連結部５８２は、円錐台状であり、ブラケット５６の側の円形底面５８２ａから底板２２の側の円形頂面５８２ｂに向かうに従い、拡径する。軸部５８１は、下端側がブラケット５６の第３支持板５６３に固定されており、上端側が連結部５８２に固定されている。また、連結部５８２は、上端側が底板２２に固定されている。

【0038】

連結部５８２の円形頂面５８２ｂの外径は、固定板３３の小径板３３１に形成されている貫通孔３３２の内径よりも小さいため、ハウジング５４が振動した場合であっても、連結軸部材５８は、固定板３３と接触しない。したがって、ハウジング５４で発生した振動は、固定板３３で減衰されずに、ブラケット５６および連結軸部材５８を介して、粉体流動槽２に伝達される。

【0039】

レベルメータ７は、粉体流動槽２の上方側に設けられている。レベルメータ７は、粉体流動槽２の粉面の高さを、例えば、三角測距法に基づいて検出し、検出値に応じた信号を制御装置８へ送信する。ここで、粉面の高さは、所定の基準（例えば、胴体２１の縁部２１ａ）からの距離である。このとき、光源から測定位置に向けてレーザ光を照射し、粉面で反射したレーザ光が受光素子で結像した位置に基づいて、レベルメータ７は、粉面の高さを測定する。

【0040】

制御装置８は、予め定められたプログラムに従って、エア供給装置のエア供給速度の目標および振動モータ５３の振動数の目標を決定し、これらの目標が実現されるように、エア供給装置および振動モータ５３を駆動する。

【0041】

［粉体塗装方法］
本実施形態の粉体塗装方法は、本実施形態の粉体塗装装置を用いて、ワークに樹脂粉体を塗装する工程を含む。

【0042】

以下、ステータＷのコイルエンドＷ３に絶縁層を形成する場合について説明する。

【0043】

本実施形態の粉体塗装方法は、ステータＷを加熱する加熱工程と、粉体塗装装置１を用いて、ステータＷのコイルエンドＷ３に絶縁粉体を塗装する粉体塗装工程と、コイルエンドＷ３に絶縁粉体が塗装されたステータＷを再加熱する再加熱工程と、を含む。

【0044】

加熱工程では、コイルエンドＷ３が絶縁粉体を溶着させることが可能な温度になるまで、ステータＷを加熱する。

【0045】

粉体塗装工程では、絶縁粉体が流動している粉体流動槽２に、加熱されたステータＷのコイルエンドＷ３を浸漬し、コイルエンドＷ３に絶縁粉体を溶着させる。

【0046】

再加熱工程では、粉体流動槽２から、絶縁粉体がコイルエンドＷ３に溶着したステータＷを引き上げた後、ステータＷを再加熱して、コイルエンドＷ３に絶縁層を形成する。

【0047】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨の範囲内で、上記の実施形態を適宜変更してもよい。

【符号の説明】

【0048】

１ 粉体塗装装置
２ 粉体流動槽
２２ 底板
３ 台座部
３３ 固定板
３６ 連結支持部材
３６１ 積層ゴム
３６１ａ ゴムプレート
３６１ｂ ステンレス鋼プレート
３６２ ゴム材
５ 振動機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【手続補正書】

【提出日】2021-06-17

【手続補正1】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0005】

しかしながら、図１に示すように、粉体塗装装置の軸線からのＹ軸方向（水平方向）の距離が大きくなるのに伴い、Ｚ軸方向（軸線方向）の振幅および加速度が大きくなる。その結果、第２仕切板の中心部と外周部との気孔の閉塞率の差が大きくなり、粉面に放射状流れが発生するため、塗装域と未塗装域との境界が不安定となる可能性がある。なお、振幅および加速度は、センサを用いて、所定の振動数および所定の加振力で、測定することができる。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２９

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0029】

ここで、胴体２１の縁部２１ａに取り付けたセンサを用いて、所定の振動数および所定の加振力で、振幅および加速度を測定すると、図５に示すように、粉体塗装装置１の軸線ＯからのＹ軸方向（水平方向）の距離が大きくてなっても、Ｚ軸方向（軸線方向）の振幅および加速度が大きくならない。その結果、第２仕切板２４の中心部と外周部との気孔の閉塞率の差が小さくなるため、所定のエア供給速度および所定の振動モータ５３の振動数で、図６に示すように、粉面に放射状流れが発生しない。また、Ｘ軸方向およびＹ軸方向（水平方向）の振幅が大きくなるため、絶縁粉体を十分に流動させることができる。