JP7059315B2

JP7059315B2 - 粉体塗装装置及び方法

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Publication number: JP7059315B2
Application number: JP2020060498A
Authority: JP
Inventors: 洋臣清水; 健二宮永
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Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2020-03-30
Filing date: 2020-03-30
Publication date: 2022-04-25
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Description

本発明は、粉体塗装装置及び方法に関する。

回転電気に用いられるステータのコイルセグメントなどのワークに粉体塗装を行う粉体塗装装置が知られている。この粉体塗装装置は、粉体流動槽に充填された粉体樹脂を流動させ、この粉体樹脂の中にワークを挿入することにより粉体塗装を行う。ステータのコイルセグメントに粉体塗装を行う場合、コイルセグメントの下端部の絶縁被膜を剥離し、この剥落部に対して粉体塗装を行う。

粉体流動槽に充填された粉体樹脂の表面高さに偏りがあると、ワークの粉体塗装の品質が低下するおそれがある。そこで、特許文献１には、粉体樹脂の表面高さを複数の位置で測定し、測定結果のばらつきが所定の指標値を超えた場合に報知する粉体塗装装置が開示されている。また、特許文献２には、粉体樹脂の表面の傾きを測定し、測定した傾き具合に応じてワークの粉体流動槽への挿入角度を調整する粉体塗装装置が開示されている。

特開２０１９－１７４１４９号公報特開２０１３－１６６０９９号公報

しかしながら、特許文献１又は２などに記載された従来の技術では、粉体樹脂の表面高さの測定を行っているが、確実に絶縁性を確保するためにワークの剥離部以外の部分にも粉体樹脂が塗布されるため、粉体樹脂の多量に消費され、また、粉体塗装の品質が不安定であった。

本発明は、以上の点に鑑み、粉体樹脂の消費の抑制、及び安定した粉体塗装を図ることが可能な粉体塗装装置及び方法を提供することを目的とする。

本発明の粉体塗装装置は、側面が閉じられ粉体樹脂が充填された粉体流動槽内に挿入して、ワークの下端部の絶縁被膜が剥離された複数の部分を粉体塗装する粉体塗装装置であって、前記粉体流動槽に充填された前記粉体樹脂の表面高さの測定箇所を前記粉体流動槽の中心軸線方向を中心にして回転移動させることにより複数の位置で測定する表面高さ測定部と、前記ワークの前記絶縁被膜が剥離された複数の部分の上端の高さの測定箇所を前記粉体流動槽の中心軸線方向を中心にして回転移動させることにより複数の位置で測定する剥離高さ測定部と、前記粉体流動槽を振動させて、前記粉体流動槽内に充填された前記粉体樹脂を揺動する揺動部と、前記粉体流動槽の底面が開口された下方に設けられた多孔質体を介して前記粉体流動槽に向けてエアを供給し、前記粉体流動槽内に充填された前記粉体樹脂を流動させるエア供給部と、前記表面高さ測定部と前記剥離高さ測定部とが測定した結果に応じて、前記エアの流量、前記粉体流動槽の揺動量、前記粉体流動槽に対する前記ワークの進入姿勢、前記粉体流動槽に対する前記ワークの進入量のうち少なくとも何れか１つを調整する調整部とを備えることを特徴とする。

本発明の粉体塗装装置によれば、粉体流動槽に充填された粉体樹脂の表面高さを複数の位置で測定した結果と、ワークの絶縁被膜が剥離された複数の部分の上端の高さを複数の位置で測定した結果とに応じて、エアの流量、粉体流動槽の揺動量、粉体流動槽に対するワークの進入姿勢、粉体流動槽に対するワークの進入量のうち少なくとも何れか１つを調整している。そのため、粉体樹脂の表面高さのばらつき及びワークの剥離部の上端の高さのばらつきの組み合わせを把握したうえで、適切な調整を自動的に行うことが可能となる。これにより、ワークの剥離部の全体に亘って確実に粉体塗装を行うことが可能であると共に、粉体樹脂の使用量を抑制することが可能であるので、作業者による粉体樹脂を追加する作業などの削減を図ることが可能となる。

本発明の粉体塗装装置において、前記調整部は、前記ワークの進入姿勢及び前記ワークの進入量による調整を判断する第１の判断部と、前記エアの流量及び前記粉体流動槽の揺動量による調整を判断する第２の判断部とを有し、前記第１の判断部による調整を判断した後、前記第２の判断部による調整を判断することが好ましい。

第１の判断部が調整を判断するワークの進入姿勢及び進入量を調整すると、ワークの進入姿勢及び進入量は一意的に変化するが、第２の判断部が調整を判断するエアの流量及び揺動量を調整しても、粉体樹脂の表面高さの状態は一意的に変化しない。そこで、可能な場合には確実且つ素早く不具合を解消することができる第１の判断部の判断による調整を先に行うことにより、全体としてのサイクルタイムの短縮化を図ることが可能となる。

また、本発明の粉体塗装装置において、前記表面高さ測定部と前記剥離高さ測定部とは、前記粉体流動槽の円周方向に対して、同じ位相にある前記ワークの前記高さと前記紛体樹脂の表面の高さとを同時に測定することが好ましい。

この場合、表面高さ測定部と剥離高さ測定部とを同じ部材に設置し、これらの測定部による測定箇所を移動させることにより実現させることで可能となる。これにより、円環状のワークに対して粉体塗装を行う場合に、装置の簡素化を図ることが可能となる。また、紛面高さの測定結果とワーク高さの測定結果との位相のずれ誤差をなくすることが可能となる。

本発明の粉体塗装方法は、側面が閉じられた粉体流動槽内に粉体樹脂を充填する工程と、前記粉体流動槽に充填された前記粉体樹脂の表面高さの測定箇所を前記粉体流動槽の中心軸線方向を中心にして回転移動させることにより複数の位置で測定する工程と、ワークの下端部の絶縁被膜が剥離された複数の部分の上端の高さの測定箇所を前記粉体流動槽の中心軸線方向を中心にして回転移動させることにより複数の位置で測定する工程と、前記粉体流動槽を振動させて、前記粉体流動槽内に充填された前記粉体樹脂を揺動させる工程と、前記粉体流動槽の底面が開口された下方に設けられた多孔質体を介して前記粉体流動槽に向けてエアを供給し、前記粉体流動槽内に充填された前記粉体樹脂を流動させる工程と、前記ワークを所定の進入姿勢にて前記下端部の絶縁被膜が剥離された複数の部分を含む部分を、前記粉体流動槽内を流動する前記粉体樹脂内に前記粉体流動槽に対して所定の進入量だけ挿入する工程と、を備え、さらに、前記測定した前記粉体樹脂の表面高さと前記測定した前記ワークの絶縁被膜が剥離された部分の上端の高さとに応じて、前記エアの流量、前記粉体流動槽の揺動量、前記粉体流動槽に対する前記ワークの進入姿勢、前記粉体流動槽に対する前記ワークの進入量のうち少なくとも何れか１つを調整する工程を備えることを特徴とする。

本発明の粉体塗装方法によれば、本発明の粉体塗装装置と同様の作用効果を得ることが可能となる。

本発明の実施形態に係る粉体塗装装置にて粉体塗装を行うワークの一例であるステータを示す斜視図。ステータのステータコアとコイルセグメントを示す斜視図。コイルセグメントを示す斜視図。コイルセグメントの突出部を示す斜視図。コイルセグメントの突出部を示す斜視図。本発明の実施形態に係る粉体塗装装置を模式的に示す概略図。粉体塗装装置のブロック図。表面高さ測定部を模式的に示す概略図。本発明の実施形態に係る粉体塗装方法を示すフローチャート。粉体樹脂の表面高さと剥離部の上端の高さとのそれぞれのパターンの組み合わせにおけて調整する制御量を示す表。「全体的に傾斜する」を選定する場合の粉体樹脂の表面高さＨＡの測定結果の一例を示すグラフ。「全体的に傾斜する」を選定する場合の粉体流動槽に収容されている粉体樹脂の状態の一例を模式的に示す概略図。「局所的に低い」を選定する場合の粉体樹脂の表面高さＨＡの測定結果の一例を示すグラフ。「局所的に低い」を選定する場合の粉体流動槽に収容されている粉体樹脂の状態の一例を模式的に示す概略図。「局所的に凹凸」を選定する場合の粉体樹脂の表面高さＨＡの測定結果の一例を示すグラフ。「局所的に凹凸」を選定する場合の粉体流動槽に収容されている粉体樹脂の状態の一例を模式的に示す概略図。

以下、本発明の実施形態に係る粉体塗装装置１００について説明する。まず、粉体塗装装置１００を用いて粉体塗装を行うワークの一例である回転電気のステータ１について図１から図４を参照して説明する。

この回転電気は、電動機や発電機などであり、円筒状に形成されたステータ１と、ステータ１の内側に回転自在に配置されたロータ（図示せず）とから構成されている。

ステータ１は、ステータコア２とコイル３とを備えている。ステータコア２は、円筒形状であり、回転軸方向に貫通する複数のスロット２ａが周方向に間隔を存して複数設けられている。各スロット２ａは、ステータコア２の径方向断面形状がステータコア２の中心側から径方向に向かって放射状に延びるように形成されており、ステータコア２に形成されたスリット２ｂを介してステータコア２の内周面に連通している。なお、スリット２ｂは設けなくてもよい。

コイル３は、図３に示すコイルセグメント４をスロット２ａに一方から挿入し、スロット２ａの他方から突出した突出部分４ｄを周方向に曲げて溶接することにより構成される。

コイルセグメント４は、複数本、実施形態では４本の断面長方形状の導体（平角線の導線）を幅の広い方の面が対向するように１列に整列させて１つの束にしてＵ字状に形成したものであり、一対の脚部４ａ，４ａと、両脚部４ａ，４ａの一方端（図では上端）を連結する頭部４ｂとからなる。

なお、コイルセグメント４は、複数の平角線を幅方向に整列させた束であればよく、例えば、複数の平角線を幅の狭い方の面が対向するように１列に整列させたものであってもよい。

頭部４ｂの中央には、平角線の整列方向にＳ字状に湾曲するＳ字状部４ｃが形成されている。また、頭部４ｂは、その中央（Ｓ字状部４ｃの中央）から両脚部４ａ，４ａに向かって下方に傾斜している。コイルセグメント４の脚部４ａは、対応するスロット２ａに一方から挿入されている。スロット２ａの他方からは、コイルセグメント４の脚部４ａが突出している。

コイルセグメント４は、絶縁被膜（不図示）によって絶縁されており、溶接などにより接合される脚部４ａの先端には、絶縁被膜が剥離された剥離部４ｅが形成されている。スロット２ａの他方から突出した脚部４ａの突出部分４ｄは、図４Ａに示すように、曲げ装置（図示せず）によりステータ１の周方向に曲げられ、対応する突出部分４ｄの先端の剥離部４ｅ同士が溶接される。このようにして、径方向に８層（８本）のコイルセグメント４が積層配置されたステータ１が完成する。ここでは、径方向外側から内側に向かって、１層、２層、・・・、８層の順に並んでいる。

完成したステータ１において、コイルセグメント４の剥離部４ｅは下端に位置している。全てのコイルセグメント４において、絶縁被膜を剥離する長さ、すなわち剥離部４ｅの長さは同じであるように設定される。しかし、絶縁被膜を剥離する工程、コイルセグメント４を曲げ加工する工程、コイルセグメント４を溶接する工程、コイルセグメント４を積層する工程などに起因する要因によって、各コイルセグメント４の剥離部４ｅの上端の高さＨＢ（図５参照）にばらつきが生じ得る。

なお、ここでは、コイル３は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相からなる３相コイルであり、各スロット２ａに挿入されるコイルセグメント４の脚部４ａは、周方向に、Ｕ相、Ｕ相、Ｖ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｗ相の順に並ぶ。図４Ｂでは、３つの相のうちの１相のコイル（例えば、Ｕ相コイル）のみを示している。

本発明の実施形態に係る粉体塗装装置１００は、図５及び図６を参照して、ステータ１のコイルセグメント４の脚部４ａの下端の剥離部４ｅに流動浸漬法により粉体塗装を行うものである。

粉体塗装装置１００は、絶縁性を有する樹脂（例えば、エポキシ樹脂）から構成され、粒子径が例えば５５μｍ（０．０５５ｍｍ）の粉体樹脂Ａが充填された粉体流動槽１１と、粉体流動槽１１を揺動させるための揺動部１２とを備える。粉体流動槽１１は、側面が閉じられて底面が開口されている。揺動部１２は、偏心した振動モータ等を有し、粉体流動槽１１の中心軸線部分を揺動し、粉体流動槽１１を横方向及び軸方向に揺動させる。

粉体塗装装置１００は、粉体流動槽１１の下方に配置された第１多孔質板１３及び第２多孔質板１４と、第１多孔質板１３及び第２多孔質板１４を保持する多孔質板保持部１５と、エア供給部１６とを備えている。第１多孔質板１３及び第２多孔質板１４が本発明の多孔質体に相当する。

第１多孔質板１３は、例えば直径０．０１ｍｍの孔が複数形成され、第２多孔質板１４は、第１多孔質板１３の孔径に比べて大きい、例えば直径２ｍｍの孔が複数形成されている。なお、少なくとも第１多孔質板１３を備えればよく、第２多孔質板１４を設けないようにしてもよい。さらに、３つ以上の多孔質板を設けるようにしてもよい。

多孔質板保持部１５は、第１保持板１５ａと、第２保持板１５ｂと、第３保持板１５ｃとを備えている。第１保持板１５ａは、第２保持板１５ｂに取り外し可能に取り付けられており、第１保持板１５ａと第２保持板１５ｂとの間に第１多孔質板１３が保持されている。

第３保持板１５ｃは、第２保持板１５ｂに取り外し可能に取り付けられており、第３保持板１５ｃと第２保持板１５ｂとの間に第２多孔質板１４が保持されている。各多孔質板１３，１４及び各保持板１５ａ～１５ｃは、リング状のゴムにより封止されている。

エア供給部１６は、第１多孔質板１３の下方に配置され、第１多孔質板１３に向けて上方にエアを供給する。なお、エア供給部１６は、第１多孔質板１３に向けて局所的にエアを供給することが可能に構成されている。エア供給部１６は、特に、粉体流動槽１１に充填された粉体樹脂Ａにステータ１の下端部が挿入された際に当該ステータ１の多数のコイルセグメント４の下端の剥離部４ｅが位置する円環状をなす部分の下方において、第１多孔質板１３に向けて、例えば、前記円環状をなす部分の下方において周方向に複数に分割した領域のそれぞれに対して独立した流量でエアを供給することが可能に構成されている。

また、粉体塗装装置１００は、ステータ１を保持して移動させるステータ移動機構１７を備えている。ステータ移動機構１７は、例えば、多関節ロボットであり、その先端の把持部でステータ１を所定の進入姿勢に保持し、この進入姿勢を保持した状態でステータ１を粉体流動槽１１に対して所定の進入量だけ進入させることが可能に構成されている。

さらに、粉体塗装装置１００は、粉体樹脂Ａの表面高さＨＡを測定する表面高さ測定部２１と、ステータ１のコイルセグメント４の剥離部４ｅの上端の高さ（以下、剥離高さという）ＨＢを測定する剥離高さ測定部２２とを備えている。なお、本実施形態においては、表面高さ測定部２１と剥離高さ測定部２２とは同様の構成であるので、共通する構成についての剥離高さ測定部２２の説明は省略する。

表面高さ測定部２１は、レーザ測定器２３を有している。レーザ測定器２３は、所定の基準面、ここでは、粉体流動槽１１の上端面から粉体樹脂Ａの上面までの高さＨＡを測定する。レーザ測定器２３は、具体的には、図７を参照して、８箇所の粉体樹脂Ａの表面高さを測定するように内周側から順に設けられたレーザ反射型の第１～第８レーザ測定部２３ａ～２３ｈからなっている。

詳しくは後述するように、粉体流動槽１１には、コイルセグメント４の剥離部４ｅを含む突出部４ｄが挿入されるが、表面高さ測定部２１は、この突出部４ｄが挿入される範囲における粉体樹脂Ａの表面高さＨＡを測定する。そこで、第１～第８レーザ測定部２３ａ～２３ｈは、８本のコイルセグメント４の突出部分４ｄが挿入される８箇所のそれぞれにおいて、粉体樹脂Ａの表面高さＨＡを測定するように配置されている。詳しくは、第１～第８レーザ測定部３０ａ～３０ｈは、それぞれレーザ光を粉体樹脂Ａの表面に向けて照射し、その反射光を受光して、受光した反射光に基いて粉体樹脂Ａの表面高さＨＡを測定する。

剥離高さ測定部２２は、８本のコイルセグメント４の剥離部４ｅの剥離高さＨＢを、ステータ１に設定された水平面、例えば、ステータコア２の上端の水平面からの高さ（深さ）ＨＢを測定する。剥離高さ測定部２２は、例えば、レーザ反射型、３次元カメラ型の測距器である。

また、表面高さ測定部２１と剥離面高さ測定部２２は、後述する粉体流動槽１１の中心軸線方向を中心にして回転する回転機構２４によって、レーザ測定器２３の第１～第８レーザ測定部２３ａ～２３ｈをステータコア２の周方向に回転される。これにより、粉体樹脂Ａの表面高さＨＡとイルセグメント４の剥離部４ｅの剥離高さＨＢとを全周に亘って測定することができる。

回転機構２４は、駆動源であるモータ２４ａと、モータ２４ａとギア（不図示）を介して係合し、粉体流動槽１１の中心軸線方向を中心とした円周上に配置されたギアプレート２４ｂと、ギアプレート２４ｂを固定台２４ｃに対して摺動可能に載置する摺動機構２４ｄと、ギアプレート２４ｂの上面に配置され、表面高さ測定部２１と剥離高さ測定部２２を測定位置と退避位置に移動させる移動機構２４ｅと、移動機構２４ｅの先端部に配置され、表面高さ測定部２１と剥離面高さ測定部２２を取り付ける取付部２４ｆによって構成されている。

表面高さ測定部２１は取付部２４ｆの下面側（粉体流動槽１１側）に、剥離面高さ測定場２２は取付部２４ｆの上面側（ステータ１側）にそれぞれ取付られている。これにより、表面高さ測定部２１と剥離面高さ測定部２２は、円周方向の同じ位置（位相）における測定箇所を同時に測定することが可能となっている。

さらに、粉体塗装装置１００は、その各部を統括的に制御する制御部３１を備えている。制御部３１は、揺動部１２の作動を制御する揺動制御部３１ａ、エア供給部１６の作動を制御するエア供給制御部３１ｂ、ステータ移動機構１７の作動を制御する移動制御部３１ｃ、表面高さ測定部２１の作動を制御する表面高さ測定制御部３１ｄ、剥離高さ測定部２２の作動を制御する剥離高さ測定制御部３１ｅ、及び回転機構２５の作動を制御する回転制御部３１ｆを備えている。

制御部３１は、表面高さ測定部２１が測定した粉体樹脂Ａの表面高さＨＡと剥離高さ測定部２４が測定した剥離部４ｅの上端の高さＨＢとに応じて、揺動部１２、エア供給部１６、ステータ移動機構１７の少なくとも何れの制御量を調整する調整部３１ｇも備えている。

この調整部３１ｇは、ステータ移動機構１７の制御量の調整を行う第１の判断部３１ｈと、揺動部１２及びエア供給部１６の制御量の調整を行う第２の判断部３１ｉを含んでいる。具体的には、ステータ移動機構１７の制御量はステータ１の粉体流動槽１１への進入姿勢及び進入量であり、揺動部１２の制御量は揺動部１２の揺動量であり、エア供給部１６の制御量はエア流量である。調整部３１ｇによる詳細な制御量の調整に関しては後述する。

以下、上述して粉体塗装装置１００を用いた、本発明の実施形態に係る粉体塗装方法について図８も参照して説明する。

まず、ステータ移動機構１７によりステータ１を粉体塗装装置１００の上方の測定位置まで移動させるステータ移動工程（Ｓ１）を行う。この工程は、制御部３１の移動制御部３１ｃによって行われる。より具体的に測定位置に関して説明すると、粉体流動槽１１の中心軸線と、ステータコア２の中心軸線が一致している状態である。

そして、表面高さ測定部２１を用いて粉体樹脂Ａの表面高さＨＡを測定する粉体表面高さ測定工程（Ｓ２）と、剥離高さ測定部２２を用いてステータ１のコイルセグメント４の剥離部４ｅの剥離高さＨＢを測定する剥離高さ測定工程（Ｓ３）とを同時に行う。これらの工程は、制御部３１の表面高さ測定制御部３１ｄ及び剥離面高さ測定制御部３１ｅによって行われ、測定結果は、制御部３１の調整部３１ｆに入力される。

なお、粉体表面高さ測定工程工程（Ｓ２）と剥離高さ測定工程（Ｓ３）とは、同時でなくてもよく、この場合、何れが先であってもよい。

次に、粉体樹脂Ａの表面高さＨＡ及び剥離高さＨＢの測定結果に基づき、粉体塗装装置１００の各部における制御量を調整する調整工程（Ｓ４）を行う。

具体的には、ここでは、粉体樹脂Ａの表面高さ及び剥離高さＨＢをパターン分けして、これらのパターンの組み合わせに基づいて調整の態様を選択する。

詳細に述べると、図９の表を参照して、粉体樹脂Ａの表面高さＨＡを、「全体的に高い」、「全体的に低い」、「全体的に傾斜する」、「局所的に低い」、「局所的に凹凸」の５つにパターン分けを行う。また、剥離高さＨＢを、「全体的に浅い」、「全体的に深い」、「全体的に傾斜する」、「局所的に深い」、「局所的に凹凸」の５つにパターン分けを行う。そして、これらのパターンの組み合わせに基づいて調整の態様を選択する。なお、浅い、深いは、所定の基準高さを基準とした相対的なものである。

より具体的なパターン分けに関して、図７及び図１０～図１２を参照して表面高さＨＡの「全体的に傾斜する」、「局所的に低い」、「局所的に凹凸」の違いについて説明する。例えば代表の測定箇所として図７に２点鎖線で記載したＡ１～Ａ４を設定した場合、測定箇所Ａ１～Ａ４における粉体樹脂の表面高さＨＡの測定結果の値をそれぞれａ１～ａ４としたとき、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すようにａ１＞ａ２≒ａ４＞ａ３の場合、又はａ１＜ａ２≒ａ４＜ａ３の場合には、「全体的に傾斜する」を選定する。

そして、図１１Ａ及び図１１Ｂに示すようにａ１≒ａ３＞ａ２≒ａ４の場合、又はａ１≒ａ３＜ａ２≒ａ４の場合には、「局所的に低い」を選定する。さらに、図１２Ａ及び図１２Ｂに示すようにａ１～ａ４のうち１か所の値のみが高い又は低く、その他の値が略同等の場合、「局所的に凹凸」を選定する。なお、剥離高さＨＢも粉体樹脂Ａの表面高さＨＡと同様の方法で、パターン分けを行う。

そして、粉体樹脂Ａの表面高さＨＡが「全体的に高い」場合、剥離高さＨＢのパターンに基づく不具合を解消するような調整の態様を選択する。剥離高さＨＢが「全体的に深い」場合は、ステータ１の粉体流動槽１１への進入量が所定の基準量よりも増大するように、後述する粉体塗装工程（Ｓ７）においてステータ移動機構１７を制御部３１の移動制御部３１ｃによって制御する。進入量の基準量からの増大分は、全てのコイルセグメント４の剥離部４ｅが全体にわたって流動する粉体樹脂Ａ内に挿入されるように、測定結果に基づいて算出する。

なお、ステータ移動機構１７を制御しただけでは剥離部４ｅ全体に粉体塗装を行うことができない場合は、粉体樹脂Ａの表面高さＨＡを全体的に高くするように、供給するエアの量が所定の基準量から増大するように、後述する粉体樹脂流動工程（Ｓ６）においてエア供給部１６を制御部３１のエア供給制御部３１ｂによって制御してよい。

また、粉体樹脂Ａの表面高さＨＡが「全体的に高い」場合に、剥離高さＨＢが「全体的に傾斜する」場合は、ステータ移動機構１７を制御して、ステータ１の進入姿勢を傾斜させる。その際の進入姿勢の所定の基準値からの変化分は、測定結果に基づいて剥離高さＨＢの傾斜を求め、この傾斜を解消するように算出する。

また、粉体樹脂Ａの表面高さＨＡが「全体的に高い」場合に、剥離高さＨＢが「局所的に深い」又は「局所的に凹凸」の場合は、剥離高さＨＢが深い部分又は凸の部分に対応する粉体樹脂Ａが充填されている部分の高さが高くなるようにエアの流量が所定の基準量から局所的に増大して供給されるように、エア供給部１６を制御する。

さらに、これに加えて、揺動量が所定の基準量から増加するように、後述する粉体樹脂流動工程（Ｓ６）において揺動部１２を制御部３１の揺動制御部３１ａによって行ってもよい。揺動量は、揺動部１４が粉体流動槽１１を揺動させる揺動角度、振動数、揺動継続時間（ステータ１を粉体樹脂Ａ内に進入させるまでに揺動が継続する時間）などである。

さらに、剥離高さＨＢが「全体的に浅い」場合、粉体樹脂Ａの表面高さＨＡのパターンに基づく不具合を解消するような調整の態様を選択する。粉体樹脂Ａの表面高さＨＡが「全体的に低い」場合は、剥離部４ｅの進入量が増大するようにステータ移動機構１７を制御する。その際の進入量の基準値からの増大分は、測定結果に基づいて算出する。

なお、ステータ移動機構１７を制御しただけでは剥離部４ｅ全体に粉体塗装を行うことができない場合は、粉体樹脂Ａの表面高さＨＡを全体的に高くするように、エア供給部１６を制御する。

また、剥離高さＨＢが「全体的に浅い」場合に、粉体樹脂Ａの表面高さＨＡが「全体的に傾斜する」場合は、ステータ移動機構１７を制御して、ステータ１の進入姿勢を傾斜させる。その際の進入姿勢の所定の基準値からの変化分は、測定結果に基づいて粉体樹脂Ａの表面高さＨＡの傾斜を求め、この傾斜を解消するように算出する。

また、剥離高さＨＢが「全体的に浅い」場合に、粉体樹脂Ａの表面高さＨＡが「局所的に低い」又は「局所的に凹凸」の場合は、粉樹脂Ａの表面高さＨＡが浅い部分又は凹の部分が高くなるようにエアの流量が増大して供給されるように、エア供給部１６を制御する。なお、これに加えて、揺動部１２を揺動させる制御を行ってもよい。

そして、粉体樹脂Ａの表面高さＨＡが「全体的に高い」以外であって、剥離高さＨＢが「全体的に浅い」以外である場合、該当するパターンに基づく不具合を解消するような調整の態様を組み合わせて選択する。例えば、粉体樹脂Ａの表面高さＨＡが「全体的に低い」場合であって、剥離高さＨＢが「全体的に傾斜する」場合、剥離部４ｅの進入量が増大するようにステータ移動機構１７を制御するとともに、剥離高さＨＢの傾斜が解消するようにステータ移動機構１７を制御する。

なお、ステータ移動機構１７を制御しただけでは剥離部４ｅ全体に粉体塗装を行うことができない場合は、粉体樹脂Ａの表面高さＨＡを全体的に高くするように、エア供給部１６を制御してよい。

このように、調整工程（Ｓ４）においては、ステータ移動機構１７の調整を行う第１の調整工程（Ｓ４－１）と、ステータ移動機構１７の調整だけでは良好な粉体塗装が行えないと予想される場合（Ｓ４－２：ＮＯ）に、揺動部１４又はエア供給部１６の少なくとも何れかの調整を行う第２の調整工程（Ｓ４－３）とからなっている。なお、第１の調整工程（Ｓ４－１）における調整を判断する調整部３１ｇの部分が第１の判断部３１ｈであり、第２の調整工程（Ｓ４－２）における調整を判断する調整部３１ｇの部分が第２の判断部３１ｉである。

これは、第１の判断部３１ｈが調整を判断するステータ１の進入姿勢及び進入量を調整すると、ステータ１の進入姿勢及び進入量は一意的に変化するが、第２の判断部３１ｉが調整を判断するエアの流量及び揺動量を調整しても、粉体樹脂Ａの表面高さＨＡの状態は一意的に変化しない。そこで、可能な場合には確実且つ素早く不具合を解消することができる第１の判断部３１ｈの判断による調整を先に行うことにより、全体としてのサイクルタイムの短縮化を図ることが可能となる。

なお、エアの流量又は揺動量を調整する場合、粉体樹脂流動工程（Ｓ６）を開始後であって、粉体塗装工程（Ｓ７）においてステータ１を粉体樹脂Ａ内に挿入する前に、表面高さ測定部２１により粉体樹脂Ａの表面高さＨＡを測定し、調整により所望される表面高さＨＡになっているかを確認することが好ましい。そして、所望される表面高さＨＡになっていない場合、調整工程（Ｓ４）を再度行うか、作業者が粉体樹脂Ａを粉体流動槽１１に追加する作業などを行うことが好ましい。

また、調整工程（Ｓ４）における調整の態様は上述したものに限定されない。例えば、揺動部１２は、粉体流動槽１１を横方向に揺動させるので、粉体流動槽１１の外周部分は中心部分に比べて大きく揺動するため、粉体流動槽１１の中心部分から外周部分に向かって粉体樹脂Ａが移動する。そこで、粉体樹脂Ａの表面高さＨＡが「中央部が凹状である」場合、揺動部１４による揺動量を所定の基準量から増大させるように調整することが可能である。

なお、ステータ１の進入姿勢及び進入量、並びにエアの流量、揺動量の何れを調整しても剥離部４ｅ全体に粉体塗装を行うことができないと想定される場合、作業者が粉体樹脂Ａを粉体流動槽１１に追加するなどの処理を行う必要がある。

次に、ステータ１コイルセグメント４剥離部４ｅを含む突出部分４ｄを、粉体樹脂Ａの溶融温度以上に加熱装置（図示せず）により加熱する加熱工程（Ｓ５）を行う。

また、揺動部１２を駆動して粉体流動槽１１に充填されている粉体流動槽１１を揺動すると共に、エア供給部１６を駆動してエア供給部１６からエアを粉体流動槽１１内に供給して、粉体流動槽１１に充填された粉体樹脂Ａが流動する粉体樹脂流動工程（Ｓ６）を行う。

第２の調整工程（Ｓ４－３）において、第２の判断部３１ｉが揺動部１２の揺動量又はエア供給部１６のエア量を基準値から変更する調整を行った場合には、揺動部１２又はエア供給部１６は調整後の値に基づいて駆動するように制御される。なお、加熱工程（Ｓ５）と粉体樹脂流動工程（Ｓ６）とは、何れが先であってもよく、また、同時であってもよい。

次に、ステータ移動機構１７を駆動してステータ１を所定の姿勢に保持して下方に移動し、ステータ１のコイルセグメント４の下端の剥離部４ｅを、粉体流動槽１１内に挿入して粉体塗装する粉体塗装工程（Ｓ７）を行う。第１の調整工程（Ｓ４－１）において、第１の判断部３１ｈがステータ移動機構１７によるステータ１の進入姿勢又は新入量を基準値から変更する調整を行った場合には、ステータ移動機構１７は調整後の値に基づいて駆動するように制御される。

これにより、粉体流動槽１１内で流動している粉体樹脂Ａは、剥離部４ｅに接触する。剥離部４ｅは、粉体樹脂Ａの溶融温度以上に加熱されているので、剥離部４ｅに接触した粉体樹脂Ａは溶融して塗膜が形成されて、剥離部４ｅに粉体塗装が行われる。

所定時間粉体塗装を行った後、揺動部１４及びエア供給部１６の駆動を停止し、さらに、ステータ移動機構１７を駆動してステータ１を移動させて粉体流動槽１１の上から退避させ、ステータ１を粉体流動槽１１から取り出す取出工程（Ｓ８）を行う。これにより、粉体流動槽１１から取り出したステータ１のコイルセグメント４の下端の剥離部４ｅは、粉体塗装されて、絶縁状態となる。

以上説明したように、本実施形態によれば、粉体流動槽１１に充填された粉体樹脂Ａの表面高さＨＡを測定した結果と、コイルセグメント４の剥離部４ｅの上端高さＨＢを測定した結果とに応じて、エアの流量、粉体流動槽１１の揺動量、ステータ１の進入姿勢、ステータ１の進入量のうち少なくとも何れか１つを調整している。そのため、粉体樹脂Ａの表面高さＨＡのばらつき及びコイルセグメント４の剥離部４ｅの上端高さＨＢのばらつきの組み合わせを把握したうえで、適切な調整を自動的に行うことが可能となる。これにより、コイルセグメント４の剥離部４ｅの全体に亘って確実に粉体塗装を行うことが可能であると共に、粉体樹脂Ａの使用量を抑制することが可能であるので、作業者による粉体樹脂を追加する作業などの削減を図ることが可能となる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、粉体塗装装置１００及び粉体塗装されるワークの構成や形態は適宜変更可能である。

また、エア供給部１６が局所的にエアを供給して粉体樹脂Ａの表面高さＨＡの局所的な凹凸や傾斜を解消するように調整する場合が存在する場合について説明した。しかし、これに限定されず、エア供給部１６が全体的に一律にエアを供給するものであってもよく、この場合、粉体樹脂Ａの表面高さＨＡの局所的な凹凸や傾斜を解消するには、エア量を局所的に増加する以外の調整を選択すればよい。

また、本実施形態においては、表面高さ測定部２１と剥離面高さ測定部２２とは、回転機構２４によって、レーザ測定器２３の第１～第８レーザ測定部２３ａ～２３ｈをステータコア２の周方向に回転させていた。しかし、これに限定されず、例えば、各測定箇所にそれぞれに測定器を設けてよい。

１…ステータ（ワーク）、２…ステータコア、２ａ…スロット、２ｂ…スリット、３…コイル、４…コイルセグメント、４ａ…脚部、４ｂ…頭部、４ｃ…Ｓ字状部、４ｄ…突出部分、４ｅ…剥離部、１１…粉体流動槽、１２…揺動部、１３…第１多孔質板（多孔質体）、１４…第２多孔質板（多孔質体）、１５…多孔質板保持部、１６…エア供給部、１７…ステータ移動機構、２１…表面高さ測定部、２２…剥離高さ測定部、２３…レーザ測定器、２３ａ～２３ｈ…第１～第８レーザ測定部、２４…回転機構、２４ａ…駆動源、モータ、２４ｂ…ギアプレート、２４ｃ…固定台、２４ｄ…摺動機構、２４ｅ…移動機構、２４ｆ…取付部、３１…制御部、３１ａ…揺動制御部、３１ｂ…エア供給制御部、３１ｃ…移動制御部、３１ｄ…表面高さ測定制御部、３１ｅ…剥離高さ測定制御部、３１ｆ…回転制御部、３１ｇ…調整部、３１ｈ…第１の判断部、３１ｉ…第２の判断部、１００…粉体塗装装置、Ａ…粉体樹脂。

Claims

側面が閉じられ粉体樹脂が充填された粉体流動槽内に挿入して、ワークの下端部の絶縁被膜が剥離された複数の部分を粉体塗装する粉体塗装装置であって、
前記粉体流動槽に充填された前記粉体樹脂の表面高さの測定箇所を前記粉体流動槽の中心軸線方向を中心にして回転移動させることにより複数の位置で測定する表面高さ測定部と、
前記ワークの前記絶縁被膜が剥離された複数の部分の上端の高さの測定箇所を前記粉体流動槽の中心軸線方向を中心にして回転移動させることにより複数の位置で測定する剥離高さ測定部と、
前記粉体流動槽を振動させて、前記粉体流動槽内に充填された前記粉体樹脂を揺動する揺動部と、
前記粉体流動槽の底面が開口された下方に設けられた多孔質体を介して前記粉体流動槽に向けてエアを供給し、前記粉体流動槽内に充填された前記粉体樹脂を流動させるエア供給部と、
前記表面高さ測定部と前記剥離高さ測定部とが測定した結果に応じて、前記エアの流量、前記粉体流動槽の揺動量、前記粉体流動槽に対する前記ワークの進入姿勢、前記粉体流動槽に対する前記ワークの進入量のうち少なくとも何れか１つを調整する調整部とを備えることを特徴とする粉体塗装装置。
前記表面高さ測定部と前記剥離高さ測定部とは、前記粉体流動槽の中心軸線方向を中心にして回転する回転機構によって回転されることを特徴とする請求項１に記載の粉体塗装装置。
前記調整部は、前記ワークの進入姿勢及び前記ワークの進入量による調整を判断する第１判断部と、前記エアの流量及び前記粉体流動槽の揺動量による調整を判断する第２判断部とを有し、
前記第１判断部による調整を判断した後、前記第２判断部による調整を判断することを特徴とする請求項１又は２に記載の粉体塗装装置。
前記表面高さ測定部と前記剥離高さ測定部は、前記粉体流動槽の円周方向に対して、同じ位相にある前記ワークの前記高さと前記紛体樹脂の表面の高さとを同時に測定することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の粉体塗装装置。
側面が閉じられた粉体流動槽内に粉体樹脂を充填する工程と、
前記粉体流動槽に充填された前記粉体樹脂の表面高さの測定箇所を前記粉体流動槽の中心軸線方向を中心にして回転移動させることにより複数の位置で測定する工程と、
ワークの下端部の絶縁被膜が剥離された複数の部分の上端の高さの測定箇所を前記粉体流動槽の中心軸線方向を中心にして回転移動させることにより複数の位置で測定する工程と、
前記粉体流動槽を振動させて、前記粉体流動槽内に充填された前記粉体樹脂を揺動させる工程と、
前記粉体流動槽の底面が開口された下方に設けられた多孔質体を介して前記粉体流動槽に向けてエアを供給し、前記粉体流動槽内に充填された前記粉体樹脂を流動させる工程と、
前記ワークを所定の進入姿勢にて前記下端部の絶縁被膜が剥離された複数の部分を含む部分を、前記粉体流動槽内を流動する前記粉体樹脂内に前記粉体流動槽に対して所定の進入量だけ挿入する工程と、を備え、
さらに、前記測定した前記粉体樹脂の表面高さと前記測定した前記ワークの絶縁被膜が剥離された部分の上端の高さとに応じて、前記エアの流量、前記粉体流動槽の揺動量、前記粉体流動槽に対する前記ワークの進入姿勢、前記粉体流動槽に対する前記ワークの進入量のうち少なくとも何れか１つを調整する工程を備えることを特徴とする粉体塗装方法。