JP2009079808A - 塗料乾燥装置及びそれを用いた塗料乾燥方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークの塗装において乾燥工程に要する時間を大幅に短縮可能であるとともに作業者の安全を確保可能とすること。
【解決手段】支柱４と、該支柱４に対して絶縁状態で支持された、内部に冷却水を入れることを可能とした中空の加熱コイル７と、該加熱コイル７の上方に開口部を配置した排気ダクト９と、加熱コイル７の上方に配設した上カバー１０と、加熱コイル７の下方に配設した下カバー１２と、加熱コイル７に電流を供給するための電源手段２とで乾燥装置を構成し、前記加熱コイル７の近傍にワーク１４を配置し、加熱コイル７に電流を加えるとともに前記ワーク１４を回転し、高周波誘導加熱により前記ワーク１４を加熱して乾燥するとともに、乾燥によって発生したガスを前記排気ダクト９より吸煙することを特徴とし、これにより乾燥時間を短縮可能にするとともに、作業者の安全を確保可能とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワークの塗装における乾燥工程で用いられる塗料乾燥装置及びそれを用いた塗料乾燥方法に係り、より詳しくは、乾燥時間を大幅に短縮可能とした塗料乾燥装置及びそれを用いた塗料乾燥方法に関する。

周知の通り、被塗装物（以下「ワーク」という。）の塗装に際しては、スプレーガン等によってワークに塗料を塗布した後に、この塗布した塗料を乾燥させてワークに定着させる必要がある。そして、従来からこの乾燥は、乾燥炉を用いて、塗料を塗布したワークを前記乾燥炉に入れた後に、ワークに熱風を吹き付けることにより行なわれていた。

しかし、一般的に乾燥炉内を１６０度程度にするためには約４０分程度が必要なために、熱風乾燥では乾燥時間が長時間に及んでしまい、これにより塗装時間全体が長くなってしまうという問題点が指摘できる。

また、乾燥炉内での乾燥においては、有毒ガス等が発生するために、この有毒ガスを排気する必要上、乾燥炉内は換気されており、これにより熱ロスが生じてしまい、このことが乾燥炉内を所定温度にするまでの時間を長引かせている。

そのため、このような熱風による乾燥の問題点を解決する手法として、高周波誘導加熱を利用した乾燥方法が提案されている。
特開２００６−１３０３８４号公報 特開２００４−２９６５号公報 特開２００３−１０７３７号公報 特開２００２−１２６５８４号公報 特開平８−９００５５号公報 特開平７−１３２２６８号公報 特開平７−８０４０１号公報 特開平７−２４４０１号公報 特開平６−１２１９６３号公報 特開平６−４３２号公報 特開平５−１０４０５９号公報

ところで、誘導加熱によりワークを乾燥する場合には、ワークを均一に短時間で加熱乾燥することができるが、このとき、ワークの表面にあった油脂などがワーク自体の加熱によって気化して乾燥室内に拡散され、また、塗料が乾燥する過程で溶剤、ホルムアルデヒド等の有毒ガスが生じるため、これらのガスを何らかの方法で処理する必要がある。しかしながら、従来はこのガス等による汚染の問題を有効に解決する手段は提案されていなかった。

そこで、本発明は、ワークの塗装において、乾燥工程に要する時間を大幅に短縮可能であるとともに、作業者の安全を確保可能とした乾燥装置を提供することを課題としている。

本発明の塗料乾燥装置は、ワークの塗装における乾燥工程においてワークに塗布された塗料を乾燥するための乾燥装置であって、支柱と、該支柱に対して絶縁状態で連結された加熱コイルと、該加熱コイルの上方に開口部を配置した排気ダクトと、前記加熱コイルに電流を供給するための電源手段と、を有し、前記加熱コイルの近傍に配置したワークを誘導加熱により高温にして乾燥可能としたことを特徴としており、この乾燥装置を用いた本発明の塗料乾燥方法は、前記加熱コイルの近傍にワークを配置し、前記加熱コイルに電流を加えるとともに前記ワークを回転し、誘導加熱により前記ワークを高温にして乾燥するとともに、乾燥によって発生したガスを前記排気ダクトより吸煙することを特徴としている。

本発明の乾燥装置では支柱に加熱コイルが連結されているために、この加熱コイルの近傍に導電性のワークを配置するとともに加熱コイルに通電することによって、加熱コイルの周囲に発生した磁力線がワークを通過することにより、ワークにジュール熱が発生し、これによりワークを加熱して乾燥することができる。

そして、本発明者の実験によると、熱風を加えた場合に１６０度に達するまで約３０分要したワークを前記方法で加熱した場合には、ワークが２００度に達するまでに要した時間はわずか３分であった。

そのために、ワークの塗装における乾燥工程で本発明の塗料乾燥装置を用いることにより、乾燥に要する時間を大幅に短縮することが可能である。

また、本発明では、コイルの上方に開口部を配置した排気ダクトを有しており、誘導加熱により発生したガスをこの排気ダクトより回収可能としているために、ワークの加熱によって発生したガスが拡散することを防止し、作業者の安全を確保することも可能である。

本発明の塗料乾燥装置では、間隔をおいて配置するとともに互いに連通した２本の支柱を有しており、この支柱の上方部分には、支持用アームを介して、加熱コイルが、前記支柱に対して絶縁状態で支持されている。

また、本発明の塗料乾燥装置では、排気ダクトを備えており、この排気ダクトは、その先端が前記コイルの中央部分近傍に開口とされている。

更に、本発明の塗料乾燥装置では電源手段を備えており、この電源手段は前記加熱コイルに供給する電源を有するとともに、加熱コイルに加える電流量等を調整するための制御基盤を有している。

ここで、少なくとも、前記コイルの上方にカバーを配置するか、又は、前記加熱コイルの下方にカバーを配設するとよい。

また、前記加熱コイルとして中空のパイプ材を用いるとともに、このパイプ材の加熱コイル内に冷却水を入れることを可能にするとよく、これにより、装置全体が高温になることを防止可能である。

次に、このように構成される塗料乾燥装置を用いた塗料乾燥方法では、前記コイルの近傍にワークを配置し、この状態において前記コイルに電流を加えるとともに、誘導加熱により前記ワークを高温にして乾燥する。そして、それとともに、前記ワークを回転し、これによりワーク全体に磁力線が及ぶようにする。また、乾燥によって発生したガスを前記排気ダクトより吸煙することにより有毒なガスが周囲に拡散してしまうことを防止する。

本発明の塗料乾燥装置の実施例について図面を参照して説明すると、図１は本実施例の塗料乾燥装置の概略斜視図であり、また、図２には本実施例の塗料乾燥装置を拡大しつつ分解して示した分解斜視図である。

そして、図において１が本実施例の塗料乾燥装置であり、本実施例の塗料乾燥装置１は、乾燥装置本体と、電源手段としての電源装置とから構成されている。

即ち、図において２が電源装置であり、本実施例において電源装置２内には、乾燥装置本体に供給するための電源と、供給する電源を制御するための制御手段が備えられているとともに、図示しない操作スイッチを有している。

次に、図において３が乾燥装置本体であり、本実施例において前記乾燥装置本体２は、間隔を置いて配置されたポール状の２本の支柱４を有しており、この支柱４は、上部において連結アーム５で連結されており、更に、それぞれの上方部分には同一方向に向けて、支持アーム６が連設されている。

そして、前記支持アーム５は、加熱コイル７を支持しており、この加熱コイル７に通電することで、加熱コイルの周囲に磁力線を発生させることを可能としている。

ここで、前記加熱コイルについて説明すると、図２において７が加熱コイルであり、また、図４は前記加熱コイル６の平面図であり、本実施例において前記加熱コイル６は、２０ｍｍ径の胴パイプ製とし、その内部に冷却水を入れることを可能としている。そして、両端を前記電源装置２に接続するとともに、前記支持アーム５の下方において略長方形の渦巻き状としている。即ち、一方の端部７ａから延びている加熱コイル７を略長方形の渦巻き状にしつつ、他方の端部７ｂは、渦巻き状の中心部近傍から上方に延長した後に、前記電源装置２に接続して構成している。

また、前記加熱コイル７は、その上面において、前記支持アーム６に対向する箇所に複数本の連結用ボルト７０１を突設しており、このボルト７０１を前記支持アーム６に連結することにより、前記支持アーム６で加熱コイル７を支持している。

更に、前記加熱コイル７は、その中央部分に略長方形状の空間７０２を形成しており、この空間７０２を介して、ワークの加熱によって発生したガス等を吸煙することとしている。

そして、この空間７０２の上方には山型としたフード８が配置されており、このフード８の背後には、フード８の背面に形成した連結孔（図示せず）を介して、排気ダクト９が連結され、この排気ダクト９には図示しない吸引用のファン等が備えられ、これにより、前記空間９の下方の空気を、フード８及びダクト９を介して吸引して排気可能としている。

次に、図１において１０は上カバーである。即ち、本実施例の塗料乾燥装置１では、前記加熱コイル７の上方に配置される上カバー１０を有しており、この上カバー１０によって前記コイル７を保護することとしている。

ここで、図３は前記上カバー１０を背面から示した斜視図であり、本実施例において前記上カバー１０は、中空の箱蓋状としており、その背面側には、前記支持アーム６が貫通する支持アーム用貫通溝１００１と、前記ダクト９が貫通するダクト用貫通孔１００２、及び、前記加熱コイル７の基端部が貫通する加熱コイル用貫通溝１００３が形成されている。

一方、前記加熱コイル７は、その上面において複数本の第１の支持用フレーム１６に連結されており、この第１の支持用フレーム１６には第２の支持用フレーム１５が連結されるとともに、第２の支持用フレーム１５は前記支持アーム６に連結されている。そして、前記上カバー１０は、前記第２の支持用フレーム１２にボルト等により連結され、これにより、前記上カバー１０は前記加熱コイル７の上方に配設されている。なお、図２において１１は、前記上カバー１０内に配置されるフレーム材である。

次に、図において１２は下カバーである。即ち、本実施例の塗料乾燥装置１では、前記加熱コイル７の下側に配置される下カバー１２を有しており、この下カバー１２は、平板状であるとともに複数のボルト孔１２０１を有しており、前記加熱コイル７の下面に突設したボルト７０３をボルト孔１２０１に連結することで、下カバー１２は加熱コイル７に支持されている。

また、前記下カバー１２は、前記加熱コイル７の空間７０２に対向する箇所に略長方形状の吸引窓１２０２を有している。そしてこれにより、下カバー１２の下方の空気等を、吸引窓１２０２、前記空間７０２、フード８及び排気ダクト９を介して吸引することを可能としている。

なお、本実施例において前記上カバー１０及び下カバー１２は、いずれもＦＲＰ製としているが、この材質は特に限定されず、また、これらの上カバー１０、下カバー１２を備えなくても良い。

次に、このように構成される本実施例の塗料乾燥装置１を用いた塗料乾燥方法について図５を参照して説明すると、本実施例の塗料乾燥方法においては、加熱コイル７の周囲に発生した磁力線が通過可能な距離において、前記下カバー１２の下方にワークを配置し、内部に冷却水を循環させた前記加熱コイル７に通電するとともに前記ワークを回転し、これにより、高周波誘導加熱により前記ワークを高温にして乾燥することとしている。

即ち、図５において１３がワーク供給装置であり、このワーク供給装置１３は、アーム１３０１と、このアームに回動自在に上方へ向けて連結された主軸１３０２と、この主軸１３０２の上部に連結された回転テーブル１３０３を有して構成されている。また、前記アーム１３０１内には、前記主軸１３０２を回転するための図示しないベルトが内蔵されており、このベルトをモーター等により回転することで主軸１３０２、及びこの主軸に連結された回転テーブル１３０３を回転可能としている。

そして、前記回転テーブル１３０３上にワーク１４を配置した後に、図示しないモーター等を介して前記主軸１３０２を回転するとともに回転テーブル１３０３を回転させることで、ワーク１４を回転可能としている。

次に、本実施例の塗料乾燥方法の具体例を説明すると、本実施例においては、マグネシウム製の携帯電話の筐体１４に塗布した塗料を乾燥させる場合について説明する。即ち、まず、回転テーブル１３０３の周縁部上に携帯電話の筐体１４を配置する。

そして、次に、図示しないモーター及びベルトを用いて前記回転テーブル１３０３を回転させるとともに、電源装置２のスイッチを操作して前記加熱コイル７に通電し、更に加熱コイル７内に冷却水を循環させる。そうすると、加熱コイル７の周囲に磁力線が発生し、この磁力線が前記ワーク１４を通過することで渦電流が発生し、これによりワーク１４にジュール熱が発生してワーク１４自身が加熱し、これにより、短時間でワーク１４を乾燥することが可能となり、ワークの塗装における乾燥工程に要する時間を大幅に短縮することができる。

またこのとき、本実施例の塗料乾燥装置１では、排気ダクト９を介して下カバー１２の空気を吸引可能としているために、ワーク１４の表面にあった油脂、ヤニなどがワーク自体の加熱によって気化した場合でも、また塗料が乾燥する過程で溶剤、ホルムアルデヒド等の有毒ガスが生じた場合でも、これらの気化した油脂、ヤニや有毒ガスを吸引して排気することができ、この気化した油脂、ヤニや有毒ガスが乾燥室内に拡散されて作業者の安全が脅かされることを有効に防止することができる。

更に、ワークを回転させながら誘導加熱しているために、多数個のワークを同時に均一に加熱することも可能である。

また、本実施例では、加熱コイル７内を中空にして冷却水を循環可能としているために、装置全体が高温になることを防止することもでき、安全を確保することが可能である。

このように、本実施例の塗料乾燥装置１及び塗料乾燥方法によれば、ワークの塗装において乾燥工程に要する時間を大幅に短縮可能であるとともに、作業者の安全を確保することが可能である。

なお、前述の実施例では、下カバー１２の下方、即ち加熱コイル７の下方にワークを配置した場合を説明したが、ワークの配置場所は加熱コイル７の下方には限定されず、加熱コイル７の周囲に発生した磁力線が通過可能な距離の範囲内であればいずれの箇所でもよい。従って、その他、加熱コイル７の横側、あるいは上方にワークを配置してもよい。

また、前述の実施例では、固定式のワーク供給装置１３を用いた場合を説明したが、この他、ワークをコンベアで移動しながら自転させても良い。

本発明は、誘導加熱により塗料を乾燥して乾燥時間を短縮するとともに加熱により発生した油脂、ヤニ等を排気可能として作業者の安全確保を可能としているため、塗料の種類に左右されず、すべての塗料の乾燥工程の全般に適用可能である。

本発明の塗料乾燥装置の実施例の斜視図である。 本発明の塗料乾燥装置の実施例の分解斜視図である。 本発明の塗料乾燥装置の実施例における上カバーを説明するための図であり、背面側斜視図を示している。 本発明の塗料乾燥装置の実施例における加熱コイルを説明するための図であり平面を示している。 本発明の塗料乾燥方法の実施例を説明するための図である。

符号の説明

１ 塗料乾燥装置
２ 電源装置
３ 乾燥装置本体
４ 支柱
５ 連結アーム
６ 支持アーム
７ 加熱コイル
７０１ ボルト
７０２ 空間
７０３ ボルト
８ フード
９ 排気ダクト
１０ 上カバー
１００１ 支持アーム貫通溝
１００２ 排気ダクト貫通孔
１００３ 加熱コイル貫通溝
１１ フレーム
１２ 下カバー
１３ ワーク供給装置
１４ ワーク
１５、１６ 支持用フレーム

Claims (5)

1. ワークの塗装における乾燥工程においてワークに塗布された塗料を乾燥するための乾燥装置であって、
   支柱（４）と、該支柱（４）に対して絶縁状態で支持された加熱コイル（７）と、該加熱コイル（７）の上方に開口部を配置した排気ダクト（９）と、前記加熱コイル（７）に電源を供給するための電源手段（２）と、を有し、前記コイル（７）の近傍に配置したワークを誘導加熱により高温にして乾燥可能としたことを特徴とする塗料乾燥装置。
2. 前記加熱コイル（７）の上方に上カバー（１０）を配設したことを特徴とする請求項１に記載の塗料乾燥装置。
3. 前記加熱コイル（７）の下方に下カバー（１２）を配設したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の塗料乾燥装置。
4. 前記加熱コイル（７）として中空のパイプ材を用いるとともに、該加熱コイル（７）内に冷却水を入れることを可能としたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の塗料乾燥装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の乾燥装置を用いた塗料乾燥方法であって、前記加熱コイル（７）の近傍にワーク（１４）を配置し、前記加熱コイル（７）に通電するとともに前記ワーク（１４）を回転し、高周波誘導加熱により前記ワークを高温にして乾燥するとともに、乾燥によって発生したガスを前記排気ダクト（９）より吸煙することを特徴とする塗料乾燥方法。

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