JP6996949B2 - 粉体塗装装置 - Google Patents

Description

本発明は、流動浸漬法の粉体塗装装置に関する。

粉体塗料を流動させた流動容器内に予熱したワークを浸漬させて塗装する流動浸漬法が、例えば自動車用モータのロータやステータの塗装等に用いられている。
流動浸漬法に用いられる粉体塗装装置は、一般に、粉体塗料を収容可能な流動容器と、流動容器の下部に設けられた流動発生手段とを備えている。流動発生手段は、例えば多孔質板と、当該多孔質板により仕切られて形成された圧縮気体の気体室である。流動発生手段の多孔質板から気体を流動容器に送り、流動容器内に収容された粉体塗料を流動させることで粉体塗料の流動層を形成させる。流動容器内に形成された粉体塗料の流動層に、予熱したワークを浸漬させワーク表面に粉体塗料を融着させることで塗装する。

ワークの一部のみを塗装したい場合は、従来はワークの塗装しない部分を予めマスキングしてから流動容器内に浸漬させるか、又はワークの一部のみを流動容器内に浸漬させるようにしていた。しかしながら、個々のワークに予めマスキングをする塗装方法は、手間がかかり、塗装能率を低下させる。また、ワークの一部のみを流動容器内に浸漬させる塗装方法は、粉末塗料の流動により、流動層の表面高さは変動していることから、ワークの浸漬位置を浸漬用の装置により機械的に決めても、ワークの塗装範囲にばらつきが生じるおそれがあった。

被塗装物の塗装領域の寸法精度を高めることのできる粉体塗装装置に関し、粉体流動容器を水平方向に加振する水平加振手段を具備し、この水平加振手段により粉体流動容器を水平方向に加振することにより、多孔板を通して粉体流動容器内に噴出された空気による気泡が減少するとともにそのサイズが縮小して流動表面の凹凸が小さくなるとされている（特許文献１）。
また、塗料タンクに収容された粉体塗料の粉体浴の浴面近傍に、ワークよりも大きな内径を有する筒体を浸漬させることにより、少なくとも浴面近傍での粉体塗料の流動を筒体壁面で抑制することができるとされている（特許文献２）。

特開２０１１－２３５２４０号公報、請求項１ 特開２０１３－４８９９７号公報、請求項１

特許文献１に記載の粉体塗装装置は、気泡による流動層の表面高さの変動を抑制することができるが、流動層の表面高さの変動そのものを抑制するものではなかった。また、特許文献２に記載の粉体塗装装置とは、内筒の壁面により粉体浴の浴面に沿う方向の流動を抑制することができるが、流動層の表面高さの変動を十分に抑制するものではなかった。

本発明は、上記の問題を有利に解決するものであり、流動層の表面高さの変動を抑制することのできる粉体塗装装置を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、粉体塗装装置の流動容器に内筒を設け、この内筒から粉体塗料を溢れさせることにより、流動層の表面高さの変動を抑制できることを見出し、そこから本発明の粉体塗装装置を得た。

本発明の粉体塗装装置は、粉体塗料を流動させた流動層にワークを浸漬させて塗装する流動浸漬法の粉体塗装装置であって、粉体塗料を収容可能な流動容器と、上端及び下端に開口を有する中空な筒からなり、該流動容器内に設けられ、前記上端の開口がワークの塗装する部分を挿入可能である内筒と、該内筒の下部から上部に向かう気流を生じさせて上記内筒の内側で上記粉体塗料の流動層を形成させる流動発生手段と、を備え、前記内筒が、前記流動容器から間を空けて設けられ、上記内筒の上端から上記粉体塗料を溢れさせることを特徴とする。

本発明の粉体塗装装置においては、上記内筒の上端から溢れた上記粉体塗料が上記流動容器内に回収されることが好ましく、また、上記内筒の上端の開口が下端の開口より小さいことが好ましい。

また、本発明の粉体塗装装置は、粉体塗料を流動させた流動層にワークを浸漬させて塗装する流動浸漬法の粉体塗装装置であって、粉体塗料を収容可能な流動容器と、該流動容器が兼ねる、ワークの塗装する部分を挿入可能な開口を上部に有する内筒と、該内筒の下部から上部に向かう気流を生じさせて上記内筒の内側で上記粉体塗料の流動層を形成させる流動発生手段と、を備え、上記内筒の上端から上記粉体塗料を溢れさせることを特徴とする。

本発明の粉体塗装装置においては、上記流動発生手段が、上記流動容器内の下側に設けられた多孔質板と、該多孔質板を通して気体を送る圧縮気体の気体室とを備えることが好ましい。
更に、上記流動発生装置が、上記流動容器内の下側に設けられた多孔質板と、該多孔質板を通して気体を送る圧縮気体の気体室とを備えることが好ましい。

本発明の粉体塗装装置によれば、流動層の表面高さの変動を抑制して安定して塗装することができる。

本発明の粉体塗装装置の実施形態１の模式図である。 本発明の粉体塗装装置の実施形態２の模式図である。 本発明の粉体塗装装置の実施形態３の模式図である。 本発明の粉体塗装装置の実施形態４の模式図である。

以下、本発明の粉体塗装装置の実施形態を、図面を用いつつ、より具体的に説明する。
（実施形態１）
図１に示す本発明の実施形態１の粉体塗装装置１は、流動浸漬法による塗装装置であり、粉体塗料を収容可能な流動容器２を備えている。流動容器２の底部には、流動容器２を仕切る多孔質板３が設けられている。多孔質板３より仕切られた流動容器２の下方は空間の気体室４が形成されている。多孔質板２及び気体室４は、流動発生手段５の構成要素である。

気体室４は、気体供給装置７に接続されている。気体供給装置７から気体、例えば空気や不活性ガスが気体室４に供給され、圧力が高められた気体室４内の気体を、多孔質板３を通して流動容器２の上方に送る。流動容器２内で多孔質板３より上方に収容された粉体塗料は、圧送された気体により浮揚し、流動層を形成する。

本実施形態の粉体塗装装置１は、流動容器２内に内筒６を備えている。内筒６は、上端６ａ及び下端６ｂに開口を有している中空な筒である。上端６ａの開口は、ワークＷの塗装する部分を挿入可能な大きさを有している。内筒６は、一例では円筒形状であるが、円筒形状に限られず、角筒形状等であってもよい。内筒６の上端６ａから下端６ｂまでの長さ、すなわち内筒６の長さは、流動容器２の上端から多孔質板３までの長さよりも短い。内筒６が流動容器２内に取り付けられたときに、内筒６の下端６ｂと多孔質板３との間に、適切な間隔を有するようにしている。内筒６の取り付けは、特に限定されず、例えば、内筒６の下端部、胴部及び上端部のうちの少なくとも一箇所を流動容器２内で固定し得る任意の構造とすることができる。

内筒６より下方に位置する多孔質板３から送られた気体は、内筒６の内側において、下部から上部に向かう気流を生じさせ、それによりその気流と同じ方向に粉体塗料を流動させるような流動層を生じさせる。内筒６の上端の高さを調整するとともに、内筒６の内側の流動層の高さを、内筒６の外側の流動層の高さよりも高くすることにより、内筒６の内側の粉体塗料を上端で外側に溢れさせるようにしている。

内筒６の上端から外側に溢れ出た粉体塗料は、流動容器２内の粉体塗料に戻される。このようにして、流動容器２において、内筒６より下方の粉体塗料が、内筒６の内側で下部から上部に向かう流動の流動層を形成し、上端から溢れ出て流動容器２内の粉体塗料中に戻る循環経路を形成する。なお、粉体塗料の補充手段としては、例えば、粉体ポンプ（図示せず）により、新しい粉体塗料を流動容器２内に供給する等、従来公知の方法で補充することができる。

本実施形態の粉体塗装装置１による粉体塗装は、ワークＷを内筒６の上方から降下させて、塗装したい部分を内筒６の内側の流動層に浸漬させることにより行われる。本実施形態の粉体塗装装置１は、内筒６を備え、この内筒６の内側で、下部から上部に向かう粉体塗料の流動層を形成し、内筒６の上端６ａから粉体塗料を溢れさせることから、内筒６の内側の粉体塗料の流動層の高さは、流動層が溢れ出るときの高さに一定に保たれる。したがって、流動層の表面高さの変動が抑制されるため、ワークＷを内筒６の内側の流動層に部分的に浸漬させて塗装するときの塗装領域の寸法精度を高めることができる。

内筒６の内側の粉体塗料の流動層を、上端６ａから外側に溢れ出すようにするため、内筒６の内側の流動層の高さを、内筒６の外側の流動層の高くするようにしている。そのための、より好適な粉体塗装装置を次に説明する。

（実施形態２）
実施形態２の粉体塗装装置の模式図を図２に示す。図２に示す粉体塗装装置１１は、流動容器２、多孔質板３、気体室４、流動発生手段５、内筒１６及び気体供給装置７を備えている。これらの部材のうち、流動容器２、多孔質板３、気体室４、流動発生手段５及び気体供給装置７は、図1の粉体塗装装置１の流動容器２、多孔質板３、気体室４、流動発生手段５及び気体供給装置７と同様の構造を有していて、図２では、これらの部材について図１と同じ符号を付している。したがって、以下に述べる粉体塗装装置１１の説明では、図１と同じ部材についての重複する説明は省略する。

粉体塗装装置１１の内筒１６は、上端１６ａ及び下端１６ｂに開口を有する中空な筒である。上端１６ａの開口は、ワークの塗装する部分を挿入可能な大きさを有している。上端１６ａから下端１６ｂまでの長さ、すなわち内筒１６の長さは、流動容器２の上端から多孔質板３までの長さよりも短い。内筒１６が流動容器２内に取り付けられたときに、内筒１６の下端１６ｂと多孔質板３との間に、適切な間隔を有するようにしている。内筒１６の取り付けは、特に限定されず、例えば、内筒１６の下端部、胴部及び上端部のうちの少なくとも一箇所を流動容器２内で固定し得る任意の構造とすることができる。

内筒１６より下方に位置する多孔質板３から送られた気体は、内筒１６の内側において、下部から上部に向かう気流を生じさせ、それによりその気流と同じ方向に粉体塗料を流動させるような流動層を生じさせる。内筒６の上端の高さを調整するとともに、内筒１６の内側の流動層の高さを、内筒６の外側の流動層の高さよりも高くすることにより、内筒６の内側の粉体塗料を上端で外側に溢れさせるようにしている。

内筒１６の上端から外側に溢れ出た粉体塗料は、流動容器２内の粉体塗料に戻される。このようにして、流動容器２において、内筒１６より下方の粉体塗料が、内筒１６の内側で下部から上部に向かう流動の流動層を形成し、上端から溢れ出て流動容器２内の粉体塗料中に戻る循環経路を形成する。

本実施形態の粉体塗装装置１１による粉体塗装は、ワークを内筒１６の上方から降下させて、塗装したい部分を内筒１６の内側の流動層に浸漬させることにより行われる。本実施形態の粉体塗装装置１１は、内筒１６を備え、この内筒１６の内側で、下部から上部に向かう粉体塗料の流動層を形成し、内筒１６の上端１６ａから粉体塗料を溢れさせることから、内筒１６の内側の粉体塗料の流動層の高さは、流動層が溢れ出るときの高さに一定に保たれる。したがって、流動層の表面高さの変動が抑制されるため、ワークを内筒１６の内側の流動層に部分的に浸漬させて塗装するときの塗装領域の寸法精度を高めることができる。

本実施形態の粉体塗装装置１１は、内筒１６が、上端１６ａの開口が下端１６ｂの開口よりも小さい。具体的に内筒１６は、中空な截頭円錐台形状や中空な截頭角錐台形状とすることができる。内筒１６が、上端１６ａの開口が下端１６ｂの開口よりも小さい形状を有していることにより、内筒１６の内側において下部から上部に向かう粉体塗料の流動層の速度ヘッドは、内筒１６の外側の流動層の速度ヘッドよりも高い。このため、内筒１６の内側の流動層の高さを、内筒１６の外側の流動層よりも高くすることができるので、内筒１６の内側の粉体塗料の流動層を、上端から外側に、容易に溢れ出すようにすることができる。

本実施形態の粉体塗装装置１１は、内筒１６の内側の流動層の高さを、内筒１６の外側の流動層よりも高くするために、図１に示した粉体塗装装置１との対比で、内筒１６の形状を工夫している。内筒１６の形状ではなく、多孔質板に工夫を加えた本発明の別の実施形態の粉体塗装装置を次に説明する。

（実施形態３）
図３に、本発明の実施形態３の粉体塗装装置２１の模式図を示す。図３に示す粉体塗装装置２１は、流動容器２、多孔質板２３、気体室４、流動発生手段２５、内筒６及び気体供給装置７を備えている。これらの部材のうち、流動容器２、気体室４、内筒６及び気体供給装置７は、図１の粉体塗装装置１の流動容器２、気体室４、内筒６及び気体供給装置７と同様の構造を有していて、図３では、これらの部材について図１と同じ符号を付している。したがって、以下に述べる粉体塗装装置２１の説明では、図１と同じ部材についての重複する説明は省略する。

粉体塗装装置２１は、流動容器２を仕切る多孔質板２３が設けられ、この多孔質板２３より仕切られた流動容器２の下方は空間の気体室４が形成されている。多孔質板２３及び気体室４は、流動発生手段２５の構成要素である。気体室４は、気体供給装置７に接続されている。気体供給装置から気体、例えば空気や不活性ガスが気体室４に供給され、圧力が高められた気体室４内の気体を、多孔質板２３を通して流動容器２の上方に送る。流動容器２内で多孔質板２３より上方に収容された粉体塗料は、圧送された気体により浮揚し、流動層を形成する。

図３に示した多孔質板２３が、図１、図２に示した多孔質板３との相違する点は、図３の多孔質板２３の孔の開口率について、内筒６の内側に対向する領域の開口率が、内筒６の外側に対向する領域の開口率よりも大きいことである。多孔質板２３について、孔の開口率を平面内で異ならせ、内筒６の内側に対向する領域、例えば多孔質板２３の中央領域２３ａの開口率を、内筒６の外側に対向する領域、例えば多孔質板２３の周辺領域２３ｂの開口率よりも大きくすることにより、内筒６の内側において下部から上部に向かう粉体塗料の流動層の速度ヘッドは、内筒６の外側の流動層の速度ヘッドよりも高い。このため、内筒６の内側の流動層の高さを、内筒６の外側の流動層よりも高くすることができるので、内筒６の内側の粉体塗料の流動層を、上端から外側に、容易に溢れ出すようにすることができる。

図３に示した粉体塗装装置２１は、多孔質板２３の孔の開口率を平面内で異ならせて内筒６の内側の流動層の高さを、内筒６の外側の流動層よりも高くした例を示したが、多孔質板２３を通して流動容器２に送る気体の速度ヘッドを、内筒６の内側と外側とで異ならせる構造は、図３に示した装置に限られない。例えば、流動容器２の水平方向断面において内筒６が流動容器２の中央部に位置している場合に、多孔質板３の主表面のうちの少なくとも一方の表面、例えば、気体室に対面している側の表面であって、その表面における中央部以外の領域、すなわち周辺領域に、遮蔽板又は気体透過率の低い板を設けて、多孔質板３の中央領域を通過する気体の速度ヘッドを、周辺領域を通過する気体の速度ヘッドよりも高くする構造とすることもできる。また、気体室４を多孔質板３の周辺領域と中央領域とで区分し、中央領域に向かう気体の送風量を、周辺領域に向かう送風量よりも多くすることにより、多孔質板３の周辺領域以外の領域である中央領域を通過する気体の速度ヘッドを、周辺領域を通過する気体の速度ヘッドよりも高くする構造とすることもできる。

（実施形態４）
図４に、本発明の実施形態４の粉体塗装装置３１の模式図を示す。図４に示す粉体塗装装置３１は、粉体塗料を収容可能な外槽３２１、外槽３２１内に収容された内槽３２２（流動容器）、内槽３２２に設けられた多孔質板３３、気体室３４、流動発生手段３５を備えている。
図４に示した本実施形態の粉体塗装装置３１は、外槽３２１及び内槽３２２に粉体塗料が収容される。内槽３２２の底部に、内槽３２２を仕切る多孔質板３３が設けられている。多孔質板３３により仕切られた内槽３２２の下方は空間である気体室３４が形成されている。多孔質板３３及び気体室３４は、流動発生手段３５の構成要素である。

気体室３４は、気体供給装置７から気体、例えば空気や不活性ガスが気体室３４に供給され、圧力が高められた気体室３４内の気体を、多孔質板３３を通して内槽３２２の上方に送る。内槽３２２内で多孔質板３３より上方に収容された粉体塗料は、圧送された気体により浮揚し、流動層を形成する。この流動層にワークを浸漬して塗装する。

内槽３２２は、上端が開口している。内槽３２２は、有底の内筒ということができる。上端の開口は、ワークの塗装する部分を挿入可能な大きさを有している。内槽３２２は、一例では円筒形状であるが、円筒形状に限られず、角筒形状等であってもよい。内槽３２２の取り付けは、特に限定されず、例えば、内槽３２２の下端部、胴部及び上端部のうちの少なくとも一箇所を外槽３２１内で固定し得る任意の構造とすることができる。

内槽３２２において、内槽３２２の下方に位置する多孔質板３３から送られた気体は、内槽３２２の内側において、下部から上部に向かう気流を生じさせ、それによりその気流と同じ方向に粉体塗料を流動させるような流動層を生じさせ、少なくともワークを流動層に浸漬させている時間は内槽３２２の内側の粉体塗料を上端で外側に溢れさせるようにしている。

内槽３２２の上端から外側に溢れ出た粉体塗料は、外槽３２１内の粉体塗料に戻される。外槽３２１から内槽３２２に向けて、粉体供給手段３６、例えば粉体ポンプにより粉体塗料を供給する。なお、粉体の内槽３２２への供給は、内槽３２２内で流動層を生じさせている粉体塗装時ではなく、粉体塗装を休止している時期に行うとよい。このようにして、外槽３２１内において、内槽３２２内で多孔質板３３より上方に収容された粉体塗料が、内槽３２２の内側で下部から上部に向かう流動の流動層を形成し、上端から溢れ出て外槽３２１内の粉体塗料中に戻る循環経路を形成する。なお、粉体塗料の補充手段としては、例えば、粉体ポンプ（図示せず）により、新しい粉体塗料を外槽３２１内に供給する等、従来公知の方法で補充することができる。

本実施形態の粉体塗装装置３１は、先に説明した実施形態１～３の粉体塗装装置１、１１及び２１における内筒６、１６と、粉体塗料を収容して流動層を形成する容器としての流動容器２とを、同じ一つの内槽３２２が兼ねている。

本実施形態の粉体塗装装置３１による粉体塗装は、ワークを内槽３２２の上方から降下させて、塗装したい部分を内槽３２２の内側の流動層に浸漬させることにより行われる。内槽３２２を備える本実施形態の粉体塗装装置３１は、この内槽３２２の内側で、下部から上部に向かう粉体塗料の流動層を形成し、内槽３２２の上端から粉体塗料を溢れさせることから、内槽３２２の内側の粉体塗料の流動層の高さは、流動層が溢れ出るときの高さに一定に保たれる。したがって、流動層の表面高さの変動が抑制されるため、ワークを内槽３２２の内側の流動層に部分的に浸漬させて塗装するときの塗装領域の寸法精度を高めることができる。

以上、本発明の粉体塗装装置の各実施形態について説明したが、本発明の粉体塗装装置はこれらの実施形態に限定されるものではない。本発明の粉体塗装装置は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で幾多の変形が可能である。

１、１１、２１、３１ 粉体塗装装置
２ 流動容器
３、２３、３３ 多孔質板
４、３４ 気体室
５、２５、３５ 流動発生手段
６、１６ 内筒
７ 気体供給装置
３２１ 外槽
３２２ 内槽（流動容器）

Claims (4)

1. 粉体塗料を流動させた流動層にワークを浸漬させて塗装する流動浸漬法の粉体塗装装置であって、
   粉体塗料を収容可能な流動容器と、
   上端及び下端に開口を有する中空な筒からなり、該流動容器内に設けられ、前記上端の開口がワークの塗装する部分を挿入可能である内筒と、
   該内筒の下部から上部に向かう気流を生じさせて前記内筒の内側で前記粉体塗料の流動層を形成させる流動発生手段と、
   を備え、
   前記内筒が、前記流動容器から間を空けて設けられ、
   前記内筒の上端から前記粉体塗料を溢れさせることを特徴とする粉体塗装装置。
2. 前記内筒の上端から溢れた前記粉体塗料が前記流動容器内に回収される請求項１記載の粉体塗装装置。
3. 前記内筒の上端の開口が下端の開口より小さい請求項１又は２記載の粉体塗装装置。
4. 流動発生手段が、前記流動容器内の下側に設けられた多孔質板と、該多孔質板を通して気体を送る圧縮気体の気体室とを備える請求項１～３のいずれか一項に記載の粉体塗装装置。

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