JP6790575B2 - Powder immersion processing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、粉体浸漬処理装置に関する。 The present invention relates to a powder dipping treatment device.
塗装方法として、流動化した粉体に対象物を浸漬処理する方法が知られている。この処理方法では、粉体を収容する流動槽において粉体を流動化させ、そこに予め粉体の溶融温度以上に加熱した対象物を浸漬することにより、対象物の表面に粉体を溶着させ、塗膜を形成し、必要に応じて後加熱及び後硬化等の後処理を行う。 As a coating method, a method of immersing an object in a fluidized powder is known. In this treatment method, the powder is fluidized in a flow tank containing the powder, and the object heated to a temperature higher than the melting temperature of the powder in advance is immersed therein to weld the powder to the surface of the object. , A coating film is formed, and if necessary, post-treatment such as post-heating and post-curing is performed.
特許文献１には、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、を備える粉体樹脂浸漬処理装置が記載されている。 Patent Document 1 describes a fluidized tank containing a powder resin, a vibrating device for moving the powder resin contained in the fluidized tank in one direction by applying vibration to the fluidized tank, and a vibrating device. Described is a powder resin dipping treatment device including an object moving device that moves the object so that a part of the object to be immersed is immersed in the surface layer portion of the powder resin in a state where vibration is applied. ..
粉体浸漬処理において加熱した対象物を流動槽に収容された粉体に浸漬させる際、対象物からの熱によって溶融した粉体同士が融合して、対象物に付着されずに流動槽内に残ることがあり、これは加熱した対象物を浸漬する限り避けることはできない。粉体浸漬処理の繰り返しにより、粒径が増大した粉体の量が増加すると、対象物への付着量が増えて、予定した厚さよりも厚い塗膜を形成し、また、後処理の際に再度溶融した塗膜が対象物の非塗膜対象部位にタレ落ちる等の不具合が発生するおそれがある。また、粉体浸漬処理を行う間に流動槽に異物が混入することも考えられるが、形成された塗膜に異物が含まれれば加工不良となってしまう。 When the object heated in the powder immersion treatment is immersed in the powder contained in the fluidized tank, the powders melted by the heat from the object are fused and are not adhered to the object and are placed in the fluidized tank. It may remain, which is unavoidable as long as the heated object is immersed. When the amount of powder whose particle size has increased due to repeated powder dipping treatment increases, the amount of adhesion to the object increases, forming a coating film thicker than the planned thickness, and during post-treatment. Problems such as the re-melted coating film dripping onto the non-coating film target portion of the target object may occur. Further, it is conceivable that foreign matter may be mixed into the flow tank during the powder dipping treatment, but if the formed coating film contains foreign matter, processing failure will occur.
流動槽から粒径の大きい粉体及び異物等を除去する方法として、例えば、流動槽に収容された粉体を全て取り出してふるいにかけ、これらを除去した後、流動槽に戻すことが考えられるが、その場合、設備費用及び作業工数が増加する。また、粉体を全て交換することも考えられるが、材料費が増大する。流動槽の粉体の一部の回収、粒径が増大した粉体及び異物等の除去、並びに、流動槽への返送に至るまでの工程を自動で行う機構を取り付けることも考えられるが、アクチュエータ数及び設備費用が増加するほか、当該機構のための空間を確保しなければならない。 As a method of removing powder having a large particle size, foreign matter, etc. from the flow tank, for example, it is conceivable to take out all the powder contained in the flow tank, sift it, remove them, and then return it to the flow tank. In that case, equipment cost and work man-hours will increase. It is also possible to replace all the powder, but the material cost will increase. It is conceivable to install a mechanism that automatically performs the steps of collecting a part of the powder in the flow tank, removing the powder and foreign matter with increased particle size, and returning it to the flow tank. In addition to increasing numbers and equipment costs, space must be secured for the mechanism.
本発明の目的は、追加のアクチュエータを使用することなく、粒径が増大した粉体及び異物等を流動槽から自動で除去する粉体浸漬処理装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a powder dipping treatment apparatus for automatically removing powder, foreign matter, etc. having an increased particle size from a flow tank without using an additional actuator.
本発明に係る粉体浸漬処理装置は、平面視が円形又は正多角形である筒型の形状を有し、粉体を収容する流動槽と、前記流動槽に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を周方向に移動させる加振装置と、浸漬処理の対象物の少なくとも一部が前記粉体に浸漬するように前記対象物を移動させる対象物移動装置と、前記流動槽に設けられるフィルタと、を備える粉体浸漬処理装置であって、前記フィルタは、前記粉体の体積平均粒径よりも大きい目開きを有し、前記粉体の移動方向の下流側に向かうに従って上方に傾斜し、且つ、前記フィルタを通過しない粒子を上方に搬送する搬送面を含み、前記搬送面の下端部は、前記流動槽の底面に接し、前記搬送面の上端部には、前記流動槽の側壁を越えて前記流動槽の外側に延出する延出部が設けられ、前記加振装置によって前記搬送面に加えられる振動の方向と水平面とのなす角度は、前記搬送面と水平面とのなす角度よりも大きく、前記流動槽の底部には多数の噴出孔を有する多孔板が設けられており、前記多孔板の前記噴出孔から前記流動槽内の前記粉体が存在する領域である粉体層に気体が噴出されることを特徴とする。 The powder dipping treatment apparatus according to the present invention has a tubular shape having a circular or regular polygonal view in plan view, and the flow of the powder by applying vibration to the flow tank for accommodating the powder and the flow tank. A vibration exciter that moves the powder contained in the tank in the circumferential direction, and an object moving device that moves the object so that at least a part of the object to be immersed is immersed in the powder. A powder dipping treatment device including a filter provided in the flow tank, wherein the filter has a mesh size larger than the volume average particle size of the powder, and is downstream of the moving direction of the powder. The lower end of the transport surface is in contact with the bottom surface of the flow tank, and the upper end of the transport surface includes a transport surface that inclines upward toward the top and transports particles that do not pass through the filter upward. An extension portion is provided that extends beyond the side wall of the flow tank to the outside of the flow tank, and the angle between the direction of vibration applied to the transport surface by the vibration exciter and the horizontal plane is determined by the transport surface. and much larger than the angle between the horizontal plane, the the bottom of the fluidization vessel is perforated plate is provided with a plurality of ejection holes, the powder of the flow tank from the ejection holes of the perforated plate exists It is characterized in that gas is ejected into the powder layer, which is a region to be formed .
本発明の粉体浸漬処理装置によれば、平面視が円形又は正多角形である筒型の形状を有する流動槽に特定の搬送面を有するフィルタを設け、加振装置によって流動槽に加えられる振動の方向と水平面とのなす角度を当該搬送面と水平面とのなす角度よりも大きくすることにより、当該振動によって粒径が増大した粉体及び異物等が搬送面に沿って上方に搬送され、流動槽の外部に排出される。そのため、追加のアクチュエータを使用することなく、粒径が増大した粉体及び異物等を流動槽から自動で除去することが可能となる。これにより、材料及び追加設備のコスト、作業工数等が低減された粉体浸漬処理を行うことが可能な粉体浸漬処理装置を提供することができる。 According to the powder dipping treatment apparatus of the present invention, a filter having a specific transport surface is provided in a fluid tank having a tubular shape having a circular or regular polygonal plan view , and the filter is added to the fluid tank by a vibration exciter. By making the angle between the direction of vibration and the horizontal plane larger than the angle between the transport surface and the horizontal plane, powders and foreign substances whose particle size has increased due to the vibration are transported upward along the transport surface. It is discharged to the outside of the flow tank. Therefore, it is possible to automatically remove powder, foreign matter, etc. having an increased particle size from the flow tank without using an additional actuator. This makes it possible to provide a powder dipping treatment apparatus capable of performing a powder dipping treatment with reduced costs of materials and additional equipment, work man-hours, and the like.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態の粉体浸漬処理装置について、以下に述べる各部材の個数、形状、材質等は、説明のための例示であって、実施する粉体浸漬処理の仕様に応じて、適宜変更可能である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Regarding the powder dipping treatment apparatus of this embodiment, the number, shape, material, etc. of each member described below are examples for explanation and can be appropriately changed according to the specifications of the powder dipping treatment to be carried out. is there.
図１に、本実施形態に係る粉体浸漬処理装置１０の一例を示す。本実施形態の粉体浸漬処理装置１０は、粉体を収容する流動槽２０と、流動槽２０に振動を加える加振装置３０と、浸漬処理の対象物１２の少なくとも一部が粉体に浸漬するように対象物１２を移動させる対象物移動装置４０と、流動槽２０に設けられるフィルタ５０とを少なくとも備えている。 FIG. 1 shows an example of the powder dipping treatment apparatus 10 according to the present embodiment. In the powder dipping treatment device 10 of the present embodiment, at least a part of the fluidizing tank 20 for accommodating the powder, the vibrating apparatus 30 for applying vibration to the fluidizing tank 20, and the object 12 for the dipping treatment are immersed in the powder. At least an object moving device 40 for moving the object 12 and a filter 50 provided in the flow tank 20 are provided.
流動槽２０は粉体を収容する容器である。流動槽２０として、例えば、上方が開口し、平面視が円形である円筒型の容器を用いることができる。また、流動槽２０は、上方が開口し、平面視が正多角形、より好ましくは頂点が６個以上である正多角形である容器であってもよい。流動槽２０が円筒型の容器であると、粉体が周方向に移動する際、側壁２８沿いに角部のような粉体の流れが滞る領域が存在しなくなり、流動槽２０に収容される粉体の全体が周方向に安定して移動するため、好ましい。 The flow tank 20 is a container for containing powder. As the flow tank 20, for example, a cylindrical container having an opening at the top and a circular plan view can be used. Further, the flow tank 20 may be a container having an opening at the upper side and a regular polygon in a plan view, more preferably a regular polygon having 6 or more vertices. When the flow tank 20 is a cylindrical container, when the powder moves in the circumferential direction, there is no region such as a corner where the powder flow is stagnant along the side wall 28, and the flow tank 20 is accommodated in the flow tank 20. This is preferable because the entire powder moves stably in the circumferential direction.
なお、本明細書では、「上下方向」とは、重力Ｇに沿った方向を意味し、「周方向」とは、上下方向に直交する平面において流動槽２０の内周に沿った方向を意味し、「径方向」とは、流動槽２０の中心軸Ｃから放射する方向を意味する。 In the present specification, the "vertical direction" means a direction along the gravity G, and the "circumferential direction" means a direction along the inner circumference of the flow tank 20 in a plane orthogonal to the vertical direction. However, the "radial direction" means the direction of radiation from the central axis C of the flow tank 20.
流動槽２０の底部には、多数の噴出孔を有する多孔板２４が設けられている。流動槽２０内の粉体が存在する領域である粉体層２２に、多孔板２４にある多数の噴出孔から圧縮気体（空気又は不活性ガス等）が噴出される。これにより、粉体層２２に含まれる粉体粒子間を気体の噴流が通過し、粉体が流動化する。 At the bottom of the flow tank 20, a perforated plate 24 having a large number of ejection holes is provided. Compressed gas (air, inert gas, etc.) is ejected from a large number of ejection holes in the perforated plate 24 into the powder layer 22 which is a region where powder exists in the flow tank 20. As a result, the jet of gas passes between the powder particles contained in the powder layer 22, and the powder flows.
多孔板２４の下部には、多孔板２４の各噴出孔に圧縮気体を供給するエアチャンバ２６が設けられている。外部から供給された圧縮気体がエアチャンバ２６に一旦貯められることで、多孔板２４の各噴出孔に一定圧力の圧縮気体を噴出することが可能になる。 An air chamber 26 for supplying compressed gas to each ejection hole of the perforated plate 24 is provided below the perforated plate 24. Once the compressed gas supplied from the outside is temporarily stored in the air chamber 26, it becomes possible to eject the compressed gas at a constant pressure into each ejection hole of the perforated plate 24.
本実施形態の粉体浸漬処理装置１０は、流動槽２０に振動を加える加振装置３０を備える。加振装置３０によって流動槽２０に加えられる振動は、流動槽２０の周方向の成分と、流動槽２０の上下方向の成分とを有する。流動槽２０内に収容された粉体は、加振装置３０によって流動槽２０に加えられる振動の周方向成分に沿うように、全体的に移動する。このように、流動槽２０内の粉体が全体的に移動することで、粉体層２２内に噴出された空気が部分的に集まることによって発生する突沸を抑制して、粉体層２２の表面を安定化することができる。粉体層２２の表面の安定化は、対象物１２の一部のみを粉体層２２に浸漬することで対象物１２の被塗膜領域６６を一定の深さ範囲にとどめたいときに、特に有効である。 The powder dipping treatment device 10 of the present embodiment includes a vibration exciting device 30 that applies vibration to the flow tank 20. The vibration applied to the flow tank 20 by the vibration exciter 30 has a component in the circumferential direction of the flow tank 20 and a component in the vertical direction of the flow tank 20. The powder contained in the flow tank 20 moves as a whole along the circumferential component of the vibration applied to the flow tank 20 by the vibration exciter 30. In this way, the powder in the fluidizing tank 20 moves as a whole to suppress the bumping caused by the partial gathering of the air ejected into the powder layer 22, and the powder layer 22 The surface can be stabilized. Stabilization of the surface of the powder layer 22 is particularly effective when it is desired to keep the coating area 66 of the object 12 within a certain depth range by immersing only a part of the object 12 in the powder layer 22. It is valid.
加振装置３０としては、流動槽２０に周振動及び上下振動の合成振動に相当する振動を加えることができる公知の装置であれば、いずれも使用でき、例えば、ボウルフィーダ、が挙げられる。 As the vibrating device 30, any known device capable of applying vibration corresponding to the combined vibration of the circumferential vibration and the vertical vibration to the flow tank 20 can be used, and examples thereof include a bowl feeder.
粉体浸漬処理装置１０における加振装置３０の配置は、流動槽２０の全体に振動を加えることができる位置である限り、特に限定されない。加振装置３０は、例えば、図２及び図３に示すように、多孔板２４及びエアチャンバ２６の下側に配置することができる。 The arrangement of the vibration device 30 in the powder immersion treatment device 10 is not particularly limited as long as it is a position where vibration can be applied to the entire flow tank 20. The vibration exciter 30 can be arranged below the perforated plate 24 and the air chamber 26, for example, as shown in FIGS. 2 and 3.
対象物移動装置４０は、浸漬処理の対象物１２の少なくとも一部を粉体層２２に浸漬する。例えば、対象物移動装置４０は、例えばロボットによって構成されており、アームの先端に対象物１２を把持するチャック４２が取り付けられている。なお、図１では、対象物移動装置４０のチャック４２のみを図示し、アーム等の他の機構については省略している。本実施形態の粉体浸漬処理装置１０に用いられる対象物移動装置４０としては、対象物１２の一部のみを粉体層２２に浸漬するように構成されていてもよいし、対象物１２の全部を粉体層２２に浸漬するように構成されていてもよい。 The object moving device 40 immerses at least a part of the object 12 to be immersed in the powder layer 22. For example, the object moving device 40 is composed of, for example, a robot, and a chuck 42 for gripping the object 12 is attached to the tip of the arm. Note that, in FIG. 1, only the chuck 42 of the object moving device 40 is shown, and other mechanisms such as the arm are omitted. The object moving device 40 used in the powder dipping treatment device 10 of the present embodiment may be configured to immerse only a part of the object 12 in the powder layer 22, or the object 12 may be configured. It may be configured to immerse the whole in the powder layer 22.
フィルタ５０は、流動槽２０に設けられ、粉体層２２に浸漬している。フィルタ５０は、粉体の移動方向Ｍ（図１の矢印）の下流側に向かうに従って上方に傾斜している。即ち、図１〜図３に示す通り、フィルタ５０の下端側が粉体の移動方向Ｍの上流側に位置し、フィルタ５０の上端側が粉体の移動方向Ｍの下流側に位置するように、フィルタ５０は配置される。ここで、粉体の移動方向Ｍは、上記の通り、加振装置３０によって流動槽２０に加えられる振動の方向Ｖの周方向成分に沿った方向である。 The filter 50 is provided in the flow tank 20 and is immersed in the powder layer 22. The filter 50 is inclined upward toward the downstream side in the powder moving direction M (arrow in FIG. 1). That is, as shown in FIGS. 1 to 3, the filter is located so that the lower end side of the filter 50 is located on the upstream side of the powder moving direction M and the upper end side of the filter 50 is located on the downstream side of the powder moving direction M. 50 is arranged. Here, the moving direction M of the powder is a direction along the circumferential component of the direction V of the vibration applied to the flow tank 20 by the vibration exciter 30 as described above.
フィルタ５０は、流動槽２０に収容される粉体の体積平均粒径よりも大きい目開きを有する。これにより、当初の粒径を維持している粉体は、周方向に移動してフィルタ５０に到達してもフィルタ５０を通過することができる一方、加熱により融合して粒径が増大した粉体や混入した異物等の、フィルタ５０が有する目開きよりも大きい粒子Ｐは、フィルタ５０を通過することができず、フィルタ５０上に留まることになる。 The filter 50 has an opening larger than the volume average particle diameter of the powder contained in the fluidizing tank 20. As a result, the powder maintaining the initial particle size can pass through the filter 50 even if it moves in the circumferential direction and reaches the filter 50, while the powder is fused by heating and the particle size is increased. Particles P larger than the opening of the filter 50, such as a body or a mixed foreign matter, cannot pass through the filter 50 and stay on the filter 50.
フィルタ５０の目開きは、使用する粉体の体積平均粒径及び粒度分布等に基づいて適宜選択すればよい。フィルタ５０の目開きは、例えば、２０μｍ以上５００μｍ以下であればよく、３０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。また、フィルタ５０の目開きは、使用する粉体の体積平均粒径の１．５倍以上３倍以下程度であることが好ましい。また、フィルタ５０を形成する材料は、特に限定されないが、例えば、金属及び耐熱性樹脂等が挙げられる。フィルタ５０は、加工の容易性等の観点から金属製であることが好ましい。 The opening of the filter 50 may be appropriately selected based on the volume average particle size and particle size distribution of the powder to be used. The opening of the filter 50 may be, for example, 20 μm or more and 500 μm or less, and preferably 30 μm or more and 300 μm or less. Further, the opening of the filter 50 is preferably about 1.5 times or more and 3 times or less the volume average particle diameter of the powder to be used. The material forming the filter 50 is not particularly limited, and examples thereof include metals and heat-resistant resins. The filter 50 is preferably made of metal from the viewpoint of ease of processing and the like.
フィルタ５０は、フィルタ５０を通過しない粒子Ｐを上方に搬送する搬送面５２を含む。搬送面５２はフィルタ５０の少なくとも一部であり、搬送面５２の下端部は流動槽２０の底面、即ち、多孔板２４に接している。また、搬送面５２の上端部には、流動槽２０の側壁２８を越えて流動槽２０の外側に延出する延出部５４が設けられている。さらに、搬送面５２は、加振装置３０によって搬送面５２に加えられる振動の方向Ｖと水平面Ｈとのなす角度βが、搬送面５２と水平面Ｈとのなす角度αよりも大きくなるように、構成されている。搬送面５２が上記のように構成されていることにより、フィルタ５０を通過しない粒子Ｐを搬送面５２に沿って上方に搬送し、延出部５４から流動槽２０の外側に排出することができる。 The filter 50 includes a transport surface 52 that transports particles P that do not pass through the filter 50 upward. The transport surface 52 is at least a part of the filter 50, and the lower end portion of the transport surface 52 is in contact with the bottom surface of the flow tank 20, that is, the perforated plate 24. Further, at the upper end portion of the transport surface 52, an extension portion 54 extending beyond the side wall 28 of the flow tank 20 to the outside of the flow tank 20 is provided. Further, in the transport surface 52, the angle β formed by the direction V of vibration applied to the transport surface 52 by the vibration exciter 30 and the horizontal plane H is larger than the angle α formed by the transport surface 52 and the horizontal plane H. It is configured. Since the transport surface 52 is configured as described above, the particles P that do not pass through the filter 50 can be transported upward along the transport surface 52 and discharged from the extending portion 54 to the outside of the flow tank 20. ..
図４に、粒子Ｐが上方に搬送される原理を説明する模式図を示す。フィルタ５０は流動槽２０に設けられ、また、搬送面５２の下端部は流動槽２０の底面に接していることから、加振装置３０によって流動槽２０に加えられている振動は、搬送面５２にも加えられている。このとき、搬送面５２上の粒子Ｐは、加振装置３０によって搬送面５２に加えられる振動の方向Ｖに沿って、当該振動に基づく力Ｆを受ける。当該振動は、流動槽２０に収容されている粉体を移動させるものであるから、図４に示すように、当該振動の方向Ｖ及び力Ｆは、搬送面５２と同じ向きに傾斜している。 FIG. 4 shows a schematic diagram illustrating the principle of transporting the particles P upward. Since the filter 50 is provided in the flow tank 20 and the lower end of the transport surface 52 is in contact with the bottom surface of the flow tank 20, the vibration applied to the flow tank 20 by the vibration exciter 30 is the transport surface 52. Has also been added. At this time, the particles P on the transport surface 52 receive a force F based on the vibration along the direction V of the vibration applied to the transport surface 52 by the vibration exciter 30. Since the vibration moves the powder contained in the fluidizing tank 20, as shown in FIG. 4, the direction V and the force F of the vibration are inclined in the same direction as the transport surface 52. ..
搬送面５２は、その振動の方向Ｖと水平面Ｈとのなす角度βが搬送面５２と水平面Ｈとのなす角度αよりも大きくなるように構成されている。ここで、力Ｆの搬送面５２に垂直な成分（Ｆｓｉｎ（β−α））が、粒子Ｐに働く重力Ｇの搬送面５２に垂直な成分（Ｇｃｏｓα）を超えるとき、粒子Ｐは搬送面５２から離れる。このとき、角度αは角度βより大きく、且つ、９０度未満であるため、力Ｆの搬送面５２に平行な成分（Ｆｃｏｓ（β−α））は、重力Ｇの搬送面５２に平行な成分（Ｇｓｉｎα）を常に上回る。従って、力Ｆにより搬送面５２から離れた粒子Ｐは、搬送面５２に沿って上方に移動させる力を受けて、上方に搬送される。このような原理で、搬送面５２に沿って粒子Ｐを上方に搬送することができる。このようにして、追加のアクチュエータを使用することなく、粒径が増大した粉体及び異物等を流動槽２０から自動で除去することが可能となる。 The transport surface 52 is configured such that the angle β formed by the vibration direction V and the horizontal plane H is larger than the angle α formed by the transport surface 52 and the horizontal plane H. Here, when the component (Fsin (β-α)) perpendicular to the transport surface 52 of the force F exceeds the component (Gcosα) perpendicular to the transport surface 52 of the gravity G acting on the particle P, the particle P is transferred to the transport surface 52. Stay away from. At this time, since the angle α is larger than the angle β and less than 90 degrees, the component parallel to the transport surface 52 of the force F (Fcos (β−α)) is a component parallel to the transport surface 52 of the gravity G. Always exceeds (Gsinα). Therefore, the particles P separated from the transport surface 52 by the force F receive a force to move upward along the transport surface 52 and are transported upward. Based on such a principle, the particles P can be conveyed upward along the conveying surface 52. In this way, it is possible to automatically remove powder, foreign matter, and the like having an increased particle size from the flow tank 20 without using an additional actuator.
搬送面５２と水平面Ｈとのなす角度αは、流動槽２０の形状、粉体層２２の深さ等によって異なるが、例えば、１０度以上４５度以下の範囲とすることができ、２０度以上３５度以下であることが好ましい。加振装置３０により搬送面５２に加えられる振動の方向Ｖと水平面Ｈとのなす角度βは、角度αより大きいという前提の下、例えば、３０度以上７５度以下の範囲とすることができ、４０度以上６０度以下であることが好ましい。 The angle α formed by the transport surface 52 and the horizontal plane H varies depending on the shape of the flow tank 20, the depth of the powder layer 22, and the like, but can be, for example, in the range of 10 degrees or more and 45 degrees or less, and is 20 degrees or more. It is preferably 35 degrees or less. Under the premise that the angle β formed by the direction V of vibration applied to the transport surface 52 by the vibration exciter 30 and the horizontal plane H is larger than the angle α, for example, it can be in the range of 30 degrees or more and 75 degrees or less. It is preferably 40 degrees or more and 60 degrees or less.
搬送面５２においては、粒子Ｐの上方への搬送を促進する観点から、角度βが角度αよりも１０度以上大きく、１５度以上大きいことが好ましい。また、角度αが２０度以上３５度以下であり、且つ、角度βが４０度以上６０度以下である組合せは、フィルタ５０が占有する空間と粒子Ｐの上方への搬送の促進とのバランスの観点から、好ましい。 On the transport surface 52, the angle β is preferably 10 degrees or more larger than the angle α and 15 degrees or more larger than the angle α from the viewpoint of promoting the upward transport of the particles P. Further, the combination in which the angle α is 20 degrees or more and 35 degrees or less and the angle β is 40 degrees or more and 60 degrees or less balances the space occupied by the filter 50 with the promotion of upward transportation of the particles P. From the point of view, it is preferable.
搬送面５２及びフィルタ５０は、平面状であっても曲面状であってもよい。搬送面５２が曲面状である場合は、各位置において、搬送面５２の接平面と水平面Ｈとのなす角度α’が、振動の方向Ｖと水平面Ｈとのなす角度βよりも小さくなるように、搬送面５２及びフィルタ５０が形成される。 The transport surface 52 and the filter 50 may be flat or curved. When the transport surface 52 has a curved surface, the angle α'between the tangent plane and the horizontal plane H of the transport surface 52 is smaller than the angle β formed by the vibration direction V and the horizontal plane H at each position. , The transport surface 52 and the filter 50 are formed.
なお、加振装置３０によって搬送面５２に加えられる振動は、流動槽２０の周方向の成分と上下方向の成分とで位相差が生じれば楕円振動となり、位相差が無ければ直線振動となる。当該振動が楕円振動である場合、振動の楕円軌道の長軸を、角度βを求めるための振動の方向Ｖとする。加振装置３０によって流動槽２０、ひいては搬送面５２に加えられる振動については、粒子Ｐの上方への搬送を促進する観点から、周方向成分と上下方向成分との位相差が２０度以内であることが好ましく、位相差の無い直線振動であることがより好ましい。 The vibration applied to the transport surface 52 by the vibration exciter 30 becomes elliptical vibration if there is a phase difference between the circumferential component and the vertical component of the flow tank 20, and linear vibration if there is no phase difference. .. When the vibration is an elliptical vibration, the long axis of the elliptical orbit of the vibration is defined as the vibration direction V for obtaining the angle β. Regarding the vibration applied to the flow tank 20 and the transport surface 52 by the vibration exciter 30, the phase difference between the circumferential component and the vertical component is within 20 degrees from the viewpoint of promoting the upward transport of the particles P. It is preferable, and it is more preferable that the linear vibration has no phase difference.
搬送面５２の下端部は流動槽２０の底面に接していることから、流動槽２０の底面近傍でフィルタ５０の搬送面５２に捕らえられた粒子Ｐも、搬送面５２に沿って上方へと搬送される。上方に搬送された粒子Ｐは、やがて搬送面５２の上端部に設けられた延出部５４に到達し、流動槽２０の外側へと排出される。 Since the lower end of the transport surface 52 is in contact with the bottom surface of the flow tank 20, the particles P captured by the transport surface 52 of the filter 50 near the bottom surface of the flow tank 20 are also transported upward along the transport surface 52. Will be done. The particles P transported upward eventually reach the extending portion 54 provided at the upper end of the transport surface 52, and are discharged to the outside of the flow tank 20.
延出部５４の形状及び材料等については、搬送面５２に沿って搬送されてきた粒子Ｐが流動槽２０の外側へと引き続き搬送されるように、適宜選択すればよい。延出部５４を形成する材料は、例えば、樹脂及び金属等が使用できる。また、フィルタ５０が拡張して延出部５４を構成していてもよい。 The shape, material, and the like of the extending portion 54 may be appropriately selected so that the particles P transported along the transport surface 52 are continuously transported to the outside of the flow tank 20. As the material forming the extending portion 54, for example, resin, metal, or the like can be used. Further, the filter 50 may be expanded to form the extension portion 54.
延出部５４の搬送面５２とは反対側の端部には、例えば、集塵機５６又は回収容器が設けられて、粒子Ｐが回収される。集塵機５６により、延出部５４に到達した粒子Ｐを加振装置３０の振動によらず吸引して回収できること、並びに、圧縮空気の噴出により流動化した粉体及び振動が加わった粉体の飛散を抑制できることから、本実施形態の粉体浸漬処理装置１０は集塵機５６を備えていることが好ましい。 For example, a dust collector 56 or a collection container is provided at the end of the extension portion 54 on the side opposite to the transport surface 52, and the particles P are collected. The dust collector 56 can suck and collect the particles P that have reached the extension portion 54 without the vibration of the vibration exciter 30, and the powder fluidized by the ejection of the compressed air and the powder to which the vibration is applied are scattered. It is preferable that the powder dipping treatment apparatus 10 of the present embodiment is provided with a dust collector 56, because
フィルタ５０の形状は、上記の搬送面５２を含むようにフィルタ５０が構成される限り、特に限定されない。フィルタ５０及び搬送面５２の占める領域は、粒子Ｐの回収効率、及び、流動槽２０内を移動する粉体がフィルタ５０を通過する際の抵抗等を考慮して適宜選択すればよい。 The shape of the filter 50 is not particularly limited as long as the filter 50 is configured to include the transport surface 52 described above. The region occupied by the filter 50 and the transport surface 52 may be appropriately selected in consideration of the recovery efficiency of the particles P, the resistance of the powder moving in the flow tank 20 to pass through the filter 50, and the like.
フィルタ５０の流動槽２０への設置方法は、加振装置３０が流動槽２０に振動を加えることによってフィルタ５０の搬送面５２も振動するように構成されている限り、特に限定されない。例えば、流動槽２０の側壁２８の内周側に切り欠き部を形成し、その切り欠き部にフィルタ５０を嵌め込むことにより、フィルタ５０を流動槽２０に設置することができる。また、フィルタ５０は、粉体浸漬処理装置１０に常時設置されていてもよいし、着脱可能であってもよい。 The method of installing the filter 50 in the flow tank 20 is not particularly limited as long as the vibration exciter 30 is configured to vibrate the transport surface 52 of the filter 50 by applying vibration to the flow tank 20. For example, the filter 50 can be installed in the flow tank 20 by forming a notch on the inner peripheral side of the side wall 28 of the flow tank 20 and fitting the filter 50 into the notch. Further, the filter 50 may be always installed in the powder dipping treatment device 10 or may be detachable.
本実施形態の粉体浸漬処理装置１０に用いられる粉体の材料としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂、及び、ポリエチレン、ポリアミド等の熱可塑性樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂、特にエポキシ樹脂からなる粉体を用いることにより、加熱された対象物１２を粉体層２２に浸漬して塗膜を形成した後、更に加熱して硬化させることにより、機械的特性及び耐熱性等に優れた硬化膜を形成することができる。また、エポキシ樹脂又はフェノール樹脂からなる粉体を用いることにより、対象物１２の被塗膜領域６６を電気的に絶縁する塗膜を形成することができる。 Examples of the powder material used in the powder dipping treatment apparatus 10 of the present embodiment include thermosetting resins such as epoxy resin and phenol resin, and thermoplastic resins such as polyethylene and polyamide. By using a powder made of a thermosetting resin, particularly an epoxy resin, the heated object 12 is immersed in the powder layer 22 to form a coating film, and then further heated and cured, thereby mechanically. A cured film having excellent properties and heat resistance can be formed. Further, by using a powder made of an epoxy resin or a phenol resin, a coating film that electrically insulates the coating film region 66 of the object 12 can be formed.
粉体の体積平均粒径は、使用する粉体の材料、形成する塗膜の厚さ等によって異なるが、例えば、１０μｍ以上１５０μｍ以下であればよく、２０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。粉体の体積平均粒径は、例えば、公知のレーザー回折・散乱法による分析装置を用いて測定することができる。 The volume average particle size of the powder varies depending on the material of the powder used, the thickness of the coating film to be formed, and the like, but may be, for example, 10 μm or more and 150 μm or less, and preferably 20 μm or more and 100 μm or less. The volume average particle size of the powder can be measured, for example, by using a known laser diffraction / scattering analyzer.
本実施形態の粉体浸漬処理装置１０を用いる粉体浸漬処理方法について、対象物１２として、図５に示す車両用交流発電機に用いられるステータ６０に対して粉体浸漬処理を行う場合を例に、具体的に説明する。なお、下記の粉体浸漬処理方法の具体例は、説明のための例示に過ぎず、本実施形態の粉体浸漬処理装置１０は、他の対象物１２及び粉体等を用いる粉体浸漬処理方法においても、適宜使用可能である。 Regarding the powder dipping treatment method using the powder dipping treatment apparatus 10 of the present embodiment, there is an example in which the powder dipping treatment is performed on the stator 60 used in the vehicle alternator shown in FIG. 5 as the object 12. Will be described in detail. The following specific example of the powder dipping treatment method is merely an example for explanation, and the powder dipping treatment apparatus 10 of the present embodiment is a powder dipping treatment using another object 12 and powder or the like. As for the method, it can be used as appropriate.
ステータ６０は、Ｕ字状のセグメントコイルをステータコア６２の各スロットに挿入した後、セグメントコイルの端部同士を溶接等の方法で接合して構成された巻線６４を有している。セグメントコイルの端部は、接合部を形成するために絶縁皮膜が剥離されている。そこで、ステータ６０において、セグメントコイル端部の接合部同士、或いは、セグメントコイル端部の接合部とフレーム等の他の部材との間の電気絶縁を確保するために、粉体浸漬処理により、セグメントコイル端部の接合部及びその近傍を含む被塗膜領域６６に対して絶縁膜が形成される。この絶縁膜の形成を、本実施形態の粉体浸漬処理装置１０を用いる粉体浸漬処理によって行う。 The stator 60 has a winding 64 formed by inserting a U-shaped segment coil into each slot of the stator core 62 and then joining the ends of the segment coils to each other by a method such as welding. The end of the segment coil is stripped of an insulating film to form a joint. Therefore, in the stator 60, in order to secure electrical insulation between the joints at the ends of the segment coils or between the joints at the ends of the segment coils and other members such as the frame, the segments are subjected to powder immersion treatment. An insulating film is formed on the area to be coated 66 including the joint portion at the end of the coil and its vicinity. The insulating film is formed by the powder dipping treatment using the powder dipping treatment apparatus 10 of the present embodiment.
粉体浸漬処理装置１０の流動槽２０には、エポキシ樹脂からなる粉体を投入する。当該粉体の体積平均粒径は約５０μｍである。加振装置３０は、加振装置３０によって流動槽２０及び搬送面５２に加えられる振動の方向Ｖと水平面Ｈとのなす角度βが４５度となるように設定する。図１〜図３に示す形状を有するフィルタ５０を流動槽２０に設けた。フィルタ５０の目開きは１００μｍであり、フィルタ５０に含まれる搬送面５２と水平面Ｈとのなす角度αは３０度である。 A powder made of an epoxy resin is charged into the flow tank 20 of the powder immersion treatment apparatus 10. The volume average particle size of the powder is about 50 μm. The vibration device 30 is set so that the angle β formed by the direction V of vibration applied to the flow tank 20 and the transport surface 52 by the vibration device 30 and the horizontal plane H is 45 degrees. A filter 50 having the shape shown in FIGS. 1 to 3 was provided in the flow tank 20. The opening of the filter 50 is 100 μm, and the angle α formed by the transport surface 52 and the horizontal plane H included in the filter 50 is 30 degrees.
ステータ６０を加熱炉に入れ、所定の温度にまで加熱（予熱）する。使用するエポキシ樹脂の種類によって異なるが、例えばビフェニルタイプのエポキシ樹脂を使用する場合は、ステータ６０を約１００℃程度に加熱する。 The stator 60 is placed in a heating furnace and heated (preheated) to a predetermined temperature. Although it depends on the type of epoxy resin used, for example, when a biphenyl type epoxy resin is used, the stator 60 is heated to about 100 ° C.
次いで、対象物移動装置４０のチャック４２により予熱したステータ６０を把持する。ステータ６０を把持した状態でアームを動かし、ステータ６０を水平状態に保ったまま、ステータ６０の被塗膜領域６６のみが粉体層２２に浸漬するよう、ステータ６０を下方に移動する。ステータ６０の熱を受け取って溶融した粉体が被塗膜領域６６に付着し、塗膜が形成される。 Next, the stator 60 preheated by the chuck 42 of the object moving device 40 is gripped. The arm is moved while gripping the stator 60, and the stator 60 is moved downward so that only the coating film region 66 of the stator 60 is immersed in the powder layer 22 while keeping the stator 60 in a horizontal state. The powder melted by receiving the heat of the stator 60 adheres to the area to be coated 66 to form a coating film.
粉体浸漬処理を行っている間、流動槽２０内に収容されている粉体は、加振装置３０によって流動槽２０に加えられた振動によって、全体的に周方向に移動する。粉体層２２に含まれる粒径の増大した粉体及び異物等（粒子Ｐ）は、フィルタ５０によって捕えられ、搬送面５２に沿って粉体層２２から上方に搬送され、延出部５４から流動槽２０の外側へと排出される。 During the powder immersion treatment, the powder contained in the flow tank 20 moves in the circumferential direction as a whole due to the vibration applied to the flow tank 20 by the vibration exciter 30. The powder, foreign matter, etc. (particles P) having an increased particle size contained in the powder layer 22 are captured by the filter 50, transported upward from the powder layer 22 along the transport surface 52, and from the extending portion 54. It is discharged to the outside of the flow tank 20.
ステータ６０を粉体層２２に一定時間浸漬した後、ステータ６０を引き上げる。粉体浸漬処理装置１０から引き上げたときの塗膜はゲル状態であり、硬化していない。 After immersing the stator 60 in the powder layer 22 for a certain period of time, the stator 60 is pulled up. The coating film when pulled up from the powder dipping treatment device 10 is in a gel state and is not cured.
次いで、ステータ６０を加熱炉に入れて後加熱処理を行い、塗膜の表面を再度溶融させて滑らかにするとともに、塗膜を硬化させる。加熱炉は、エポキシ樹脂の硬化温度以上に昇温されている。このときの加熱炉の温度は、エポキシ樹脂の種類によって異なるが、例えば、１２０℃〜１８０℃程度である。後加熱処理の結果、ステータ６０における、セグメントコイル端部に形成された接合部及びその近傍を含む被塗膜領域６６を被覆する絶縁膜が形成される。 Next, the stator 60 is placed in a heating furnace and post-heat treatment is performed to melt and smooth the surface of the coating film again and cure the coating film. The heating furnace is heated above the curing temperature of the epoxy resin. The temperature of the heating furnace at this time varies depending on the type of epoxy resin, but is, for example, about 120 ° C. to 180 ° C. As a result of the post-heat treatment, an insulating film is formed on the stator 60 to cover the area to be coated 66 including the joint formed at the end of the segment coil and its vicinity.
粉体浸漬処理方法において、粉体浸漬処理後の塗膜の厚さに影響を及ぼす要因としては、例えば、浸漬時間、粉体の粒径及び融点、対象物１２の予熱温度等が挙げられる。本実施形態の粉体浸漬処理装置１０を用いる粉体浸漬処理方法では、予熱された対象物１２の浸漬によって不可避に生じる粒径の増大した粉体、及び、稼働中に混入し得る異物等を、自動で除去することができる。そのため、粉体浸漬処理による生産を繰り返し行っても、粉体の体積平均粒径の増大が抑えられ、目的の厚さを有する塗膜（上記具体例では絶縁膜）を形成することができる。更には、流動槽２０に収容されている粉体の交換時期が格段に延びるため、材料コストを低減することが可能になる。 In the powder dipping treatment method, factors that affect the thickness of the coating film after the powder dipping treatment include, for example, the dipping time, the particle size and melting point of the powder, the preheating temperature of the object 12, and the like. In the powder dipping treatment method using the powder dipping treatment apparatus 10 of the present embodiment, powder having an increased particle size that is inevitably generated by dipping the preheated object 12 and foreign substances that may be mixed during operation are mixed. , Can be removed automatically. Therefore, even if the production by the powder dipping treatment is repeated, the increase in the volume average particle size of the powder is suppressed, and a coating film having a desired thickness (insulating film in the above specific example) can be formed. Further, since the replacement period of the powder contained in the fluidizing tank 20 is remarkably extended, the material cost can be reduced.
また、本実施形態の粉体浸漬処理装置１０は、粒径の増大した粉体及び異物等を自動的に除去するために追加のアクチュエータや大掛かりな設備を必要とせず、簡素な構造を有し、占有するスペースも少ないフィルタ５０を流動槽２０に設ければ、流動槽２０内から粒径の増大した粉体及び異物等を自動で除去することが可能となるため、追加の設備にかかるコスト及び作業工数を低減することが可能になる。 Further, the powder dipping treatment device 10 of the present embodiment has a simple structure without requiring an additional actuator or large-scale equipment for automatically removing powder and foreign matter having an increased particle size. If the filter 50 that occupies less space is provided in the flow tank 20, it is possible to automatically remove powders and foreign substances having an increased particle size from the inside of the flow tank 20, so that the cost of additional equipment is required. And it becomes possible to reduce the work man-hours.
以上、粉体浸漬処理装置１０を用いて、車両用交流発電機に用いられるステータ６０の端部にエポキシ樹脂からなる絶縁膜を形成する場合について、具体的に説明した。しかしながら、本実施形態は上記具体例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。 The case where the powder dipping treatment device 10 is used to form an insulating film made of epoxy resin at the end of the stator 60 used in the alternator for vehicles has been specifically described above. However, this embodiment is not limited to the above specific example, and various modifications can be carried out.
例えば、上記具体例では、粉体浸漬処理と並行して、フィルタ５０を用いた粒子Ｐの除去を行っているが、粉体浸漬処理とは別の期間で、粒子Ｐの除去を行ってもよい。例えば、フィルタ５０を流動槽２０に着脱可能な構成として、粉体浸漬処理を行う間はフィルタ５０を取り外し、粒子Ｐの除去を行う際にフィルタ５０を取り付けてもよい。このようにしても、流動槽２０内の粉体を全て取り出す場合、及び、追加の粉体循環設備を設ける場合に比較して、材料及び設備にかかるコストを抑制できる。また、粉体浸漬処理を行う間は、流動槽２０にフィルタ５０が設けられていないため、流動槽２０内の空間を有効に活用することができる。 For example, in the above specific example, the particles P are removed by using the filter 50 in parallel with the powder dipping treatment, but even if the particles P are removed in a period different from the powder dipping treatment. Good. For example, the filter 50 may be attached to and detached from the flow tank 20, the filter 50 may be removed during the powder immersion treatment, and the filter 50 may be attached when the particles P are removed. Even in this way, the cost of the material and the equipment can be suppressed as compared with the case where all the powder in the fluidizing tank 20 is taken out and the case where the additional powder circulation equipment is provided. Further, since the filter 50 is not provided in the flow tank 20 during the powder immersion treatment, the space in the flow tank 20 can be effectively utilized.
また、上記具体例では、車両用交流発電機に用いられるステータ６０について粉体浸漬処理を行っているが、対象物１２として、車両用交流発電機以外の、各種車両、船舶、飛行機、工作機械、家電、事務機器等の部品、電気・電子部品等に対して粉体浸漬処理を行う際にも、本実施形態の粉体浸漬処理装置１０を用いることができる。 Further, in the above specific example, the stator 60 used in the vehicle alternator is subjected to the powder immersion treatment, but as the object 12, various vehicles, ships, airplanes, and machine tools other than the vehicle alternator are used. The powder dipping treatment device 10 of the present embodiment can also be used when the powder dipping treatment is performed on parts such as home appliances and office equipment, electric / electronic parts, and the like.
１０ 粉体浸漬処理装置、１２ 対象物、２０ 流動槽、２２ 粉体層、２４ 多孔板、２６ エアチャンバ、２８ 側壁、３０ 加振装置、４０ 対象物移動装置、４２ チャック、５０ フィルタ、５２ 搬送面、５４ 延出部、５６ 集塵機、６０ ステータ、６２ ステータコア、６４ 巻線、６６ 被塗膜領域、Ｃ 中心軸、Ｆ 力、Ｇ 重力、Ｈ 水平面、Ｍ 粉体の移動方向、Ｐ 粒子、Ｖ 振動の方向、α，α’，β 角度。 10 Powder immersion processing device, 12 Object, 20 Flow tank, 22 Powder layer, 24 Perforated plate, 26 Air chamber, 28 Side wall, 30 Vibration device, 40 Object moving device, 42 Chuck, 50 Filter, 52 Transport Surface, 54 Extension, 56 Dust collector, 60 stator, 62 stator core, 64 windings, 66 coating area, C center axis, F force, G gravity, H horizontal plane, M powder movement direction, P particles, V Direction of vibration, α, α', β angle.
Claims (1)
前記流動槽に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を周方向に移動させる加振装置と、
浸漬処理の対象物の少なくとも一部が前記粉体に浸漬するように前記対象物を移動させる対象物移動装置と、
前記流動槽に設けられるフィルタと、
を備える粉体浸漬処理装置であって、
前記フィルタは、前記粉体の体積平均粒径よりも大きい目開きを有し、前記粉体の移動方向の下流側に向かうに従って上方に傾斜し、且つ、前記フィルタを通過しない粒子を上方に搬送する搬送面を含み、
前記搬送面の下端部は、前記流動槽の底面に接し、
前記搬送面の上端部には、前記流動槽の側壁を越えて前記流動槽の外側に延出する延出部が設けられ、
前記加振装置によって前記搬送面に加えられる振動の方向と水平面とのなす角度は、前記搬送面と水平面とのなす角度よりも大きく、
前記流動槽の底部には多数の噴出孔を有する多孔板が設けられており、前記多孔板の前記噴出孔から前記流動槽内の前記粉体が存在する領域である粉体層に気体が噴出されることを特徴とする粉体浸漬処理装置。 A fluid tank having a tubular shape with a circular or regular polygonal view and accommodating powder,
A vibrating device that moves the powder contained in the flow tank in the circumferential direction by applying vibration to the flow tank.
An object moving device that moves the object so that at least a part of the object to be immersed is immersed in the powder.
The filter provided in the flow tank and
It is a powder dipping treatment device equipped with
The filter has an opening larger than the volume average particle diameter of the powder, is inclined upward toward the downstream side in the moving direction of the powder, and conveys particles that do not pass through the filter upward. Including the transport surface to
The lower end of the transport surface is in contact with the bottom surface of the flow tank.
At the upper end of the transport surface, an extension portion extending beyond the side wall of the flow tank to the outside of the flow tank is provided.
The angle between the vibration direction and the horizontal plane applied to the transport surface by the vibrating unit is much larger than the angle between the conveying surface and the horizontal plane,
A perforated plate having a large number of ejection holes is provided at the bottom of the flow tank, and gas is ejected from the ejection holes of the perforated plate into a powder layer which is a region where the powder exists in the flow tank. A powder dipping processing apparatus characterized in that it is used.
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