JP2002069390A

JP2002069390A - 接着剤の熱硬化方法及び装置

Info

Publication number: JP2002069390A
Application number: JP2000263908A
Authority: JP
Inventors: Naohito Masuda; 尚人増田; Tomoshi Tsuchiya; 智志土谷; Kosaku Morishita; 耕作森下
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd; Thermo Electron KK
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd; Thermo Electron KK
Priority date: 2000-08-31
Filing date: 2000-08-31
Publication date: 2002-03-08

Abstract

(57)【要約】【課題】接着剤の熱硬化処理を短時間で行うことがで
きる生産性のよい小規模の熱硬化方法及び装置を提供す
る。【解決手段】ハウジングにレンズを組み付けたワーク
１２は、ベルトコンベア１４によってまず予備加熱炉２
０の予備加熱室２２に送られ、熱風による予備加熱が行
われる。次に、予備加熱後のワーク１２は、ベルトコン
ベア１４によって過熱蒸気加熱炉４０に送られ、過熱蒸
気による過熱が行われる。過熱蒸気は多量の熱を蓄積し
ており、この熱が対流のみならず放射によってもワーク
１２に伝達され、極めて短時間のうちに効果的に加熱さ
れる。過熱蒸気による加熱後のワーク１２は、結露防止
炉６０に送られる。熱風によって、過熱蒸気と外気との
接触が遮断されているため、過熱蒸気の結露が防止され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、接着剤の熱硬化方
法及び装置に関し、例えば車両用照明機器の組み立てに
おける接着処理に好適な接着剤（シール剤）の熱硬化方
法及び装置に関するものである。

【０００２】

【背景技術】車両用の照明機器は、例えば図５に示すよ
うに、ハウジング（本体）９００，リフレクタ（光反射
板）９０２，レンズ９０４を組み合わせた構成となって
おり、背後よりランプ９０６が取り付けられる。また、
必要に応じて、装飾用のブレード（図示せず）が取り付
けられる。これらのうち、ハウジング９００，リフレク
タ９０２，レンズ９０４は、所定の形状に樹脂成型され
たものである。例えば、ハウジング９００としてはポリ
プロピレン（ＰＰ）などが使用され、リフレクタ９０２
としてはＢＭＣ（ガラス繊維入り不飽和ポリエステル樹
脂）が使用される。また、レンズ９０４としてはＰＣ
（ポリカーボネート樹脂）が使用される。ランプ９０６
としては、ハロゲンランプやキセノンランプが使用され
る。

【０００３】これらの各部材は、接着剤を使用して組み
付けられる。図６にはその様子が示されている。同図
（Ａ）に示すように、ハウジング９００の周縁には断面
略Ｕ字状の溝９１０が設けられている。一方、レンズ９
０４の周縁には、端部９１２に沿って外側に鍔部９１４
が設けられており、断面が略Ｔ字状となっている。組み
立ての手順を説明すると、まず、同図（Ａ）に示すよう
に、リフレクタ９０２などが組み付けられたハウジング
９００の溝９１０に、熱硬化性の接着剤９１６を充填塗
布する。次に、同図（Ｂ）に示すように、レンズ９０４
の端部９１２を溝９１０に押し込むようにして、ハウジ
ング９００にレンズ９０４を組み付ける。その後、組み
付け後のセットを熱風炉に通し、加熱して接着剤９１６
を硬化する。また、照明機器だけでなく、標識灯のレン
ズとボディ（ハウジング）や、灯具に内蔵されている電
子部品ケースなども、同様の方式で接着硬化されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来の熱風硬化方式では、接着剤が硬化するまで
に相当の時間を必要とする。例えば、接着剤として１液エポキシ系を使用した場合………１２０℃×６０分以上，接着剤として１液シリコーン系を使用した場合……１２０℃×６０分以上，接着剤として２液ウレタン系を使用した場合…………９０℃×４０分以上，の熱処理が必要である。もちろん、熱風の温度を上げる
ことで硬化時間の短縮を図ることができるが、高温にす
ると各ワークが劣化する恐れがある。更に、長時間加熱
を行うため、相当規模の熱風炉を必要とするという不都
合もある。

【０００５】本発明は、以上の点に着目したもので、接
着剤の熱硬化処理を短時間で行うことができる生産性の
よい小規模の熱硬化方法及び装置を提供することを、そ
の目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、熱硬化性の接着剤を使用して組み付けら
れたワークを加熱して、前記接着剤を硬化する際に、前
記ワークを過熱蒸気で加熱するとともに、前記ワークに
対する過熱蒸気による結露を防止することを特徴とす
る。本発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下の
詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。

【０００７】

【発明の実施の形態】＜実施形態１＞……以下、本発明
の実施の形態について詳細に説明する。図１には、本発
明の実施形態１の熱硬化装置が示されている。同図にお
いて、熱硬化装置１０は、予備加熱炉２０，過熱蒸気加
熱炉４０，結露防止炉６０が、その順に連続した構成と
なっている。上述した組み付け後のワーク１２は、ベル
トコンベア１４上に置かれており、予備加熱炉２０側か
ら熱硬化装置１０に送り込まれ、結露防止炉６０側にお
いて熱硬化装置１０から送り出される。

【０００８】まず、予備加熱炉２０から説明すると、予
備加熱室２２には、コンベア上方，側方又は下方に熱風
ノズル２４が設けられており、これから熱風がワーク１
２に吐出されるようになっている。この熱風ノズル２４
は、ファン２６を介して空気加熱装置２８に接続されて
いる。空気加熱装置２８で加熱された空気は、ファン２
６により圧力が高められて熱風ノズル２４に供給され、
ここから熱風として予備加熱室２２内に吐出される。こ
の予備加熱室２２のコンベア下方，側方又は上方（熱風
ノズル２４の対面）には排気ダクト３０が設けられてお
り、この排気ダクト３０は前記空気加熱装置２８に接続
されている。すなわち、予備加熱室２２でワーク１２を
加熱した空気は、排気ダクト３０から空気加熱装置２８
に送られ、ここで再度加熱されて予備加熱室２２に供給
される。

【０００９】次に、過熱蒸気加熱炉４０について説明す
ると、主加熱室４２には、コンベア上方，側方又は下方
に蒸気ノズル４４が設けられており、これから過熱蒸気
がワーク１２に吐出されるようになっている。この蒸気
ノズル４４は、過熱蒸気発生装置４６に接続されてお
り、この過熱蒸気発生装置４６にはボイラ４８が接続さ
れている。ボイラ４８で生成された蒸気は、過熱蒸気発
生装置４６に供給されて過熱蒸気となる。生成された過
熱蒸気は、蒸気ノズル４４に供給され、ここから主加熱
室４２内に吐出される。この主加熱室４２のコンベア下
方，側方又は上方（蒸気ノズル４４の対面）には回収ダ
クト５０が設けられており、この回収ダクト５０はポン
プ５１を介して前記過熱蒸気発生装置４６に接続されて
いる。すなわち、主加熱室４２でワーク１２を加熱した
過熱蒸気は、ポンプ５１により回収ダクト５０で回収さ
れて過熱蒸気発生装置４６に送られ、ここで再度加熱さ
れて循環利用される。

【００１０】次に、結露防止炉６０は、上述した予備加
熱炉２０とほぼ同様の構成となっている。すなわち、補
助加熱室６２には、コンベア上方，側方又は下方に熱風
ノズル６４が設けられており、これから熱風がワーク１
２に吐出されるようになっている。この熱風ノズル６４
は、ファン６６を介して空気加熱装置６８に接続されて
いる。空気加熱装置６８で加熱された空気は、ファン６
６により圧力が高められて熱風ノズル６４に供給され、
ここから熱風として補助加熱室６２内に吐出される。こ
の補助加熱室６２のコンベア下方，側方又は上方（熱風
ノズル６４の対面）には排気ダクト７０が設けられてお
り、この排気ダクト７０は前記空気加熱装置６８に接続
されている。すなわち、補助加熱室６２でワーク１２を
加熱した空気は、排気ダクト７０から空気加熱装置６８
に送られ、ここで再度加熱されて補助加熱室６２に供給
される。

【００１１】上述した予備加熱炉２０及び結露防止炉６
０としては、公知の熱風炉を適用することができる。過
熱蒸気加熱炉４０も同様であり、過熱蒸気発生装置４６
も公知の各種のものを利用してよいが、好適な例を示す
と、図２のようになる。同図において、加熱槽３００に
は、蓄熱材（例えばセラミック製蓄熱板）によって構成
された隔壁３０２が交互に所定の間隔で設けられてお
り、これによってつづら折り状の通路３０４が加熱槽３
００内に形成されている。また、前記隔壁３０２を貫通
して前記通路３０４を横切るように、ヒーター３０６が
設けられている。更に、前記通路３０４には、耐腐食性
の金属線（もしくは金属片）３０８とセラミックス片３
１０がランダムに絡まった蓄熱体３１２が充填されてい
る。金属線３０８としては、ステンレスやチタンなどの
錆びない材料が使用される。また、加熱槽３００の外側
は、断熱材３１４で覆われている。

【００１２】ヒーター３０６が通電によって発熱する
と、加熱槽３００が内部から加熱され、蓄熱材によって
形成された隔壁３０２や、通路３０４の蓄熱体３１２も
加熱される。この状態でボイラ４８から蒸気を加熱槽３
００の導入口３１６に供給すると、蒸気は、ヒーター３
０６によって加熱され、通常の蒸気から過熱蒸気とな
る。しかも、この過熱蒸気は、通路３０４の蓄熱体３１
２を通過し、あるいは隔壁３０２にあたるため、高温の
状態をそのまま維持し、加熱槽３００の吐出口３１８か
ら吐出される。

【００１３】次に、本実施形態の全体の作用を説明す
る。上述したハウジング９００にレンズ９０４を組み付
けたワーク１２は、ベルトコンベア１４によってまず予
備加熱炉２０の予備加熱室２２に送られる。そして、こ
の予備加熱室２２で熱風による予備加熱が行われる。例
えば、１００〜１２０℃の温度で５〜１５分程度の予備
加熱が行われる。

【００１４】次に、予備加熱後のワーク１２は、ベルト
コンベア１４によって過熱蒸気加熱炉４０に送られ、過
熱蒸気による過熱が行われる。ワーク１２に対しては上
述した予備加熱が行われており、相当程度高温の状態と
なっている。また、過熱蒸気は多量の熱を蓄積してお
り、この熱が対流（場合によっては放射）によってワー
ク１２に伝達される。このため、ワーク１２は、極めて
短時間のうちに効果的に加熱され、温度が上昇する。こ
れにより、ワーク１２の接着剤９１６の熱硬化が効率的
に行われるようになる。

【００１５】次に、過熱蒸気による主加熱後のワーク１
２は、結露防止炉６０に送られる。過熱蒸気は、急激に
温度が低下する性質を備えており、温度が低下すると結
露するようになる。ワーク１２に結露すると、ランプ９
０６に対する通電不良などの支障をきたす恐れがある。
そこで、過熱蒸気による加熱後のワーク１２をそのまま
直接空気中に送り出すのではなく、結露防止炉６０に送
り込む。すると、熱風によって、過熱蒸気と外気との接
触が遮断されるとともに、過熱蒸気の温度低下が防止さ
れる。このような状況は、予備加熱炉２０側においても
同様である。これにより、過熱蒸気の結露が良好に防止
される。なお、この結露防止炉６０では、１００〜１２
０℃の温度で５〜１０分の加熱が行われる。結露を防止
すればよいので、温度は予備加熱炉２０や過熱蒸気加熱
炉４０よりも低くてよく、また短時間でよい。

【００１６】以上のように、本実施形態によれば、過熱
蒸気が使用されるため、接着剤は短時間で熱硬化する。
例えば、接着剤として１液エポキシ系を使用した場合………１２０℃×１０分程度，接着剤として１液シリコーン系を使用した場合……１２０℃×１０分程度，接着剤として２液ウレタン系を使用した場合…………９０℃×１０分程度，でそれぞれ硬化処理を行うことができた。上述した背景
技術と比較すれば明らかなように、本実施形態によれば
大幅に処理時間が短縮されており、生産性が向上する。
また、過熱蒸気によって効率的にワークが加熱されるの
で、全体として設備の規模が縮小される。

【００１７】＜実施形態２＞……次に、図３を参照しな
がら実施形態２について説明する。上述した実施形態１
では、熱風炉と過熱蒸気炉を別個に構成したが、本形態
では、熱風炉中に過熱蒸気を導入する構成となってい
る。なお、上述した実施形態１と対応する構成要素には
同一の符号を用いることとする。

【００１８】図３において、熱硬化装置５００の加熱室
５０２には、空気加熱装置５０４からファン５０６によ
って熱風が供給されている。この熱風は、加熱室５０２
のワーク入口側及びワーク出口側にそれぞれ設けられた
熱風ノズル５０８によって加熱室５０２内に吐出され
る。一方、過熱蒸気発生装置５１０では、ボイラ５１２
から供給された蒸気が加熱されて過熱蒸気が生成されて
いる。この過熱蒸気は、加熱室５０２の中央付近に設け
られた蒸気ノズル５１４から加熱室５０２内に吐出され
る。加熱室５０２内の空気は、排気ダクト５２０から排
気され、乾燥機５２２に送られて乾燥される。本実施形
態の場合、熱風に過熱蒸気が混ざるため、加熱室５０２
内の空気が湿気を帯びるようになる。そこで、乾燥機５
２２で空気を乾燥した後に、空気加熱装置５０４に供給
している。

【００１９】本実施形態の作用も、上述した実施形態１
と同様であり、ワーク１２の熱硬化時間は大幅に短縮さ
れる。また、過熱蒸気の結露も、熱風によって過熱蒸気
を挟んだ構成となっているので、良好に防止される。本
実施形態では、熱風と過熱蒸気が加熱室５０２内で混合
するが、混合気は乾燥機５２２で乾燥した後に加熱され
るので、特に不都合は生じない。

【００２０】本発明には数多くの実施形態があり、以上
の開示に基づいて多様に改変することが可能である。例
えば、次のようなものも含まれる。（１）本発明が適用される接着剤としては、上述したエ
ポキシ系，シリコーン系，ウレタン系が代表的なもので
あるが、熱硬化性のものであれば各種のものに適用可能
である。また、車両用の照明器具に限らず、各種のもの
の接着剤による接合に適用可能である。（２）前記実施形態では、図４（Ａ）に示すように、予
備加熱炉２０→過熱蒸気加熱炉４０→結路防止炉６０の
構成となっているが、上述したように予備加熱炉２０
は、図４（Ｂ）に示すように予備加熱炉２０Ａと結露防
止炉２０Ｂを兼用した構成となっている。従って、同図
に示すように、予備加熱炉２０Ａと結露防止炉２０Ｂを
別個に設けるようにしてもよい。また、予備加熱炉２０
Ａによる予備加熱を行うことなく、過熱蒸気のみで熱硬
化を行う場合は、図４（Ｃ）に示すように、過熱蒸気加
熱炉４０の前後に結露防止炉２０Ｂ，６０をそれぞれ設
ける構成となる。

【００２１】（３）前記実施形態では、予備加熱や結露
防止に熱風炉を使用したが、加熱炉であれば、公知のも
のを用いてよい。例えば、予備加熱にＩＲ炉などを用い
てよい。（４）本発明の適用対象としては、車両用照明器具の部
品組み付けに使用される接着剤が好適な例であるが、各
種の接着剤の熱硬化処理に適用してよい。また、接着剤
には、シール剤も含まれる。例えば、図６に示した接着
剤９１６は、ハウジング９００とレンズ９０４を接着す
るのみならず、照明器具内にホコリや湿気が入り込まな
いようにシールするシール剤としても作用する。（５）前記実施形態では、照明器具の各部が接着剤によ
って組み立てられる例であるが、例えば標識灯などでハ
ウジングとレンズを振動溶着もしくは熱板溶着によって
組み立てる場合がある。このような場合、いずれの方法
においても、溶着によって生じた歪を除去するため、溶
着後にアニール処理を行っている。本発明は、このよう
なアニール処理にも適用可能である。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
過熱蒸気を使用して接着剤の熱硬化処理を行うこととし
たので、処理時間を短縮して生産性の向上を図ることができ
る。処理時間が短縮されるため、熱処理装置の規模を縮小
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１の構成を示す図である。

【図２】過熱蒸気発生装置の一例を示す図である。

【図３】本発明の実施形態２の構成を示す図である。

【図４】本発明の構成形態の例を示す図である。

【図５】車両用照明器具の一例を示す図である。

【図６】車両用照明器具の部品組み付けの一例を示す図
である。

【符号の説明】

１０…熱硬化装置１２…ワーク１４…ベルトコンベア２０…予備加熱炉２２…予備加熱室２４…熱風ノズル２６…ファン２８…空気加熱装置３０…排気ダクト４０…過熱蒸気加熱炉４２…主加熱室４４…蒸気ノズル４６…過熱蒸気発生装置４８…ボイラ５０…回収ダクト５１…ポンプ６０…結露防止炉６２…補助加熱室６４…熱風ノズル６６…ファン６８…空気加熱装置７０…排気ダクト３００…加熱槽３０２…隔壁３０４…通路３０６…ヒーター３０８…金属線３１０…セラミックス片３１２…蓄熱体３１４…断熱材３１６…導入口３１８…吐出口５００…熱硬化装置５０２…加熱室５０４…空気加熱装置５０６…ファン５０８…熱風ノズル５１０…過熱蒸気発生装置５１２…ボイラ５１４…蒸気ノズル５２０…排気ダクト５２２…乾燥機９００…ハウジング９０２…リフレクタ９０４…レンズ９０６…ランプ９１０…溝９１２…端部９１４…鍔部９１６…接着剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者土谷智志静岡県清水市北脇500番地株式会社小糸製作所静岡工場内 (72)発明者森下耕作静岡県清水市北脇500番地株式会社小糸製作所静岡工場内Ｆターム(参考） 4J040 EC001 EF031 EK031 MA10 MB04 NA15 NA17 PA30 PB05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱硬化性の接着剤を使用して組み付けら
れたワークを加熱して、前記接着剤を硬化する方法であ
って、前記ワークを過熱蒸気で加熱する工程；前記ワークに対
する過熱蒸気による結露を防止する工程；を含むことを
特徴とする接着剤の熱硬化方法。
【請求項２】熱硬化性の接着剤を使用して組み付けら
れたワークを加熱して、前記接着剤を硬化する装置であ
って、前記ワークを過熱蒸気で加熱する過熱蒸気加熱手段；該
過熱蒸気加熱手段の過熱蒸気による前記ワークに対する
結露を防止する結露防止手段；を備えたことを特徴とす
る接着剤の熱硬化装置。
【請求項３】前記ワークを過熱蒸気で加熱する前に予
備的に加熱する予備加熱手段を備えたことを特徴とする
請求項２記載の接着剤の熱硬化装置。
【請求項４】前記予備加熱手段が前記結露防止手段を
兼用したことを特徴とする請求項３記載の接着剤の熱硬
化装置。
【請求項５】前記ワークが車両用照明器具であること
を特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の接着剤の
熱硬化装置。