JP2018200847A - Inductive heating welding device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表面に熱溶着層を有する導電性の固定部材を覆っているシートを表側から加熱することで、前記シートのうち、前記熱溶着層と重ねられている特定部分を前記熱溶着層に溶着する誘導加熱溶着装置に関する。 The present invention heats a sheet covering a conductive fixing member having a heat-welded layer on the surface from the front side, so that a specific portion of the sheet overlapped with the heat-welded layer is the heat-welded layer. The present invention relates to an induction heating welding apparatus that welds to an iron.
特許文献1には、導電性基体と熱可塑性樹脂層とからなる固定部材にシートを溶着するための装置が開示されている。この装置は、シートを介して導電性基体を電磁誘導により加熱する加熱手段と、シートの温度を測定する温度測定手段と、シートの温度に応じて前記加熱手段による加熱時間を設定する加熱時間設定手段と、を備えている。そして、加熱時間設定手段によって設定された加熱時間だけ導電性基体を誘導加熱することにより、熱可塑性樹脂層が熱溶解し、屋上床面の所定位置に設置された固定部材にシートが溶着される。
具体的には、加熱手段である加熱コイルが固定部材の導電性基体上に正確に位置決めされると非接触型温度計がシートの表面温度を測定し、その温度を装置のコンピュータに伝達する。コンピュータのメモリには、事前の実験によって、加熱前のシート温度値と当該シート温度値における最適な加熱時間との複数の組合せがデータベースとして記録されている。コンピュータは、このように予め関連づけられて記録されている複数の温度値と加熱時間との組合せから、測定されたシートの温度に対応する加熱時間を選択し、加熱コイルによる加熱時間を自動的に設定する。加熱時間が設定されると、設定された加熱時間の間、加熱コイルに電流が供給され導電性基体の誘導加熱がおこなわれる。これにより、固定部材の熱可塑性樹脂層が溶融して固定部材がシートに溶着される。設定された加熱時間が経過すると、加熱コイルへの電流供給が停止され、誘導加熱は終了し、熱可塑性樹脂層は固化して固定部材にシートが固定される。 Specifically, when the heating coil as the heating means is accurately positioned on the conductive base of the fixing member, the non-contact type thermometer measures the surface temperature of the sheet and transmits the temperature to the computer of the apparatus. In a computer memory, a plurality of combinations of the sheet temperature value before heating and the optimum heating time at the sheet temperature value are recorded as a database by a prior experiment. The computer selects the heating time corresponding to the measured temperature of the sheet from the combination of the plurality of temperature values and the heating time recorded in advance, and automatically sets the heating time by the heating coil. Set. When the heating time is set, current is supplied to the heating coil for the set heating time, and induction heating of the conductive substrate is performed. Thereby, the thermoplastic resin layer of the fixing member is melted and the fixing member is welded to the sheet. When the set heating time has elapsed, the current supply to the heating coil is stopped, the induction heating is finished, the thermoplastic resin layer is solidified, and the sheet is fixed to the fixing member.
特許文献1による誘導加熱溶着装置では、溶着作業前(加熱前)に測定されたシート表面の温度値を入力値として加熱時間が導出される。しかしながら、加熱時間だけに頼る誘導加熱制御では、作業状況によって、加熱不足や過剰加熱が生じ易い。適正な溶着品質を得るためには、熱可塑性樹脂層が適正温度に上昇することが重要である。熱可塑性樹脂層の温度上昇は、加熱前のシートの温度と加熱時間だけで決まるわけではなく、押付圧やシート仕様、加熱コイルと固定部材との間隔、周囲温度にも影響される。しかしながら、そのような影響因子の全てを入力値として加熱時間を導出することが、装置構成や制御回路が複雑となり、コスト負担が大きい。また、特許文献1に記載の装置では、シート表面のうちの固定部材の周囲に位置する部分の温度を計測するように見受けられるが、このような構成であると、その計測部分の温度上昇が、実際に温められる固定部材の温度上昇に追従していない可能性が高く、加熱不足や過剰加熱の虞がある。
In the induction heating welding apparatus according to
このような実情から、加熱前のシートの温度から加熱時間を導出するような技術に代えて、装置構成を複雑化せずに、より適正な溶着品質が得られる誘導加熱溶着装置が要望されている。 From such a situation, instead of a technique for deriving the heating time from the temperature of the sheet before heating, there is a demand for an induction heating welding apparatus that can obtain more appropriate welding quality without complicating the apparatus configuration. Yes.
本発明による誘導加熱溶着装置は、表面に熱溶着層を有する導電性の固定部材を覆っているシートを表側から加熱することで、前記シートのうち、前記熱溶着層と重ねられている特定部分を前記熱溶着層に溶着する誘導加熱溶着装置であり、前記特定部分越しに前記固定部材を誘導加熱する電磁加熱ユニットと、前記特定部分の温度を検出する温度センサと、前記特定部分と前記熱溶着層との溶着に必要な特定温度値に対する前記特定部分の温度値の到達度合によって、前記電磁加熱ユニットの加熱を停止する加熱制御部とを備えている。 An induction heating welding apparatus according to the present invention heats a sheet covering a conductive fixing member having a thermal welding layer on its surface from the front side, and thus a specific portion of the sheet that is overlapped with the thermal welding layer. An induction heating welding apparatus that welds the fixing member to the heat welding layer, an electromagnetic heating unit that induction-heats the fixing member over the specific portion, a temperature sensor that detects a temperature of the specific portion, the specific portion, and the heat And a heating control unit that stops heating of the electromagnetic heating unit according to the degree of the temperature value of the specific portion with respect to the specific temperature value necessary for welding with the weld layer.
この構成によれば、電磁加熱ユニットによる加熱の開始後に、溶着対象部分であるシートの特定部分の温度値を取得し、当該温度値が、特定部分と熱溶着層との溶着に必要な特定温度値に対応するものであると判定されると、つまり、特定部分の温度値が特定部分と熱溶着層との溶着に必要な特定温度値に到達しているか、あるいはその後に到達すると見なされる程度の温度値であると判定されると、誘導加熱が停止される。ここでの、特定温度値に対応する温度値とは、その温度値が生じた時点で、誘導加熱が停止されても、特定部分の温度が実質的に特定温度値となって、適正な固定部材とシートとの溶着が実現する温度値である。これにより、前もって設定された一定加熱時間による加熱制御ではなく、誘導加熱が開始された後に、特定部分で実際に生じている温度上昇に基づいた加熱制御が実現する。 According to this configuration, after the heating by the electromagnetic heating unit is started, the temperature value of the specific portion of the sheet that is the welding target portion is acquired, and the temperature value is the specific temperature necessary for welding the specific portion and the heat-welded layer. If it is determined that the value corresponds to the value, that is, the temperature value of the specific part reaches the specific temperature value required for welding the specific part and the heat-welded layer, or is considered to reach after that If it is determined that the temperature value is, induction heating is stopped. Here, the temperature value corresponding to the specific temperature value means that even if induction heating is stopped when the temperature value is generated, the temperature of the specific portion is substantially the specific temperature value and is appropriately fixed. This is a temperature value at which the welding between the member and the sheet is realized. Thereby, the heating control based on the temperature rise actually generated in the specific portion after the induction heating is started is realized instead of the heating control based on the predetermined heating time set in advance.
また、このような装置は、導電性を有する固定部材を温めることで熱溶着層を溶かす構成であるため、本来は、固定部材の温度を計測するのが妥当であるが、装置と固定部材の間にシートが介在しているため、現実的にはシート温度を計測することになっている。本発明であれば、こういった実情において、固定部材(熱溶着層)の直上に位置する特定部分の温度を計測するため、つまり、固定部材の温度上昇にしっかりと追従したシート表面の温度を計測するため、過剰加熱や加熱不足といった不具合が生じる可能性を低くすることができる。 In addition, since such a device is configured to melt the heat-welded layer by heating the fixing member having conductivity, originally, it is appropriate to measure the temperature of the fixing member. Since a sheet is interposed between the sheets, the sheet temperature is actually measured. In the case of the present invention, in such a situation, in order to measure the temperature of a specific portion located immediately above the fixing member (thermal welding layer), that is, the temperature of the sheet surface that closely follows the temperature increase of the fixing member. Since it measures, possibility that the malfunctions, such as an overheating and an underheating, will arise can be made low.
誘導加熱を停止させるトリガーとなる温度値は、特定温度値であってもよいが、誘導加熱の停止後も余熱により、比較的大きな温度上昇が生じ、特定部分の表面品質が劣化する可能性がある。したがって、このような場合には、特定部分の温度値が特定温度値に達する前に誘導加熱を停止させた方が、固定部材とシートとの溶着が適正なものとなる。このため、本発明の好適な実施形態の1つでは、前記加熱制御部は、前記特定部分の温度値が前記特定温度値に達する前に、前記電磁加熱ユニットの加熱を停止する。 The temperature value that serves as a trigger for stopping induction heating may be a specific temperature value, but even after induction heating stops, there is a possibility that a relatively large temperature rise will occur due to residual heat, and the surface quality of the specific part may deteriorate. is there. Therefore, in such a case, the welding of the fixing member and the sheet becomes more appropriate when the induction heating is stopped before the temperature value of the specific portion reaches the specific temperature value. For this reason, in one preferred embodiment of the present invention, the heating control unit stops heating the electromagnetic heating unit before the temperature value of the specific portion reaches the specific temperature value.
本発明の好適な実施形態の1つでは、前記温度センサから継時的に取得される温度値に基づいて、前記特定部分の温度上昇傾向を推定する上昇温度傾向算出部が備えられ、前記加熱制御部は、前記上昇温度傾向算出部によって推定された温度上昇傾向及び現時点の温度値に基づいて、前記電磁加熱ユニットの加熱を停止する。この構成では、電磁加熱ユニットによる加熱の開始後も、特定部分の温度値を継時的に取得し、当該温度値に基づいて、特定部分の温度上昇傾向が推定される。温度上昇傾向が推定されると、この温度上昇傾向を用いることで、現時点の温度値から、以後の温度値を予測することができる。つまり、電磁加熱ユニットによる加熱の停止後に、特定部分の温度値が特定温度値になると推定された時点で、電磁加熱ユニットによる加熱を停止させることができる。これにより、固定部材とシートと溶着が適正なものとなる信頼性が向上する。 In one preferred embodiment of the present invention, the temperature sensor is provided with a rising temperature tendency calculating unit that estimates a rising tendency of temperature of the specific part based on a temperature value obtained from the temperature sensor continuously. The control unit stops heating of the electromagnetic heating unit based on the temperature rising tendency estimated by the rising temperature tendency calculating unit and the current temperature value. In this configuration, even after the heating by the electromagnetic heating unit is started, the temperature value of the specific portion is acquired over time, and the temperature increase tendency of the specific portion is estimated based on the temperature value. When the temperature increase tendency is estimated, the subsequent temperature value can be predicted from the current temperature value by using this temperature increase tendency. That is, after the heating by the electromagnetic heating unit is stopped, the heating by the electromagnetic heating unit can be stopped when it is estimated that the temperature value of the specific portion becomes the specific temperature value. Thereby, the reliability with which a fixing member, a sheet | seat, and welding become appropriate improves.
さらに別な本発明による好適な実施形態の1つでは、前記電磁加熱ユニットの加熱停止後における前記特定部分の温度下降傾向が前もって算出されており、前記加熱制御部は、前記温度上昇傾向と前記温度下降傾向とに基づいて、前記電磁加熱ユニットの加熱停止を決定する。この構成では、算出されている温度上昇傾向及び温度下降傾向に基づいて、どのような温度値が検出された時に加熱を停止すると、その後、特定部分の温度が特定温度値に達し、その後、加熱過剰を生じずに温度が低下していくかを推定することができる。そして、そのような停止タイミングで誘導加熱を停止する制御を行うことにより、加熱不足や加熱過剰が極力回避される誘導加熱制御が実現する。 In another preferred embodiment of the present invention, the temperature decreasing tendency of the specific part after the heating of the electromagnetic heating unit is stopped is calculated in advance, and the heating control unit The heating stop of the electromagnetic heating unit is determined based on the temperature decreasing tendency. In this configuration, when the heating is stopped when any temperature value is detected based on the calculated temperature increasing tendency and temperature decreasing tendency, the temperature of the specific part reaches the specific temperature value, and then the heating is performed. It can be estimated whether the temperature decreases without causing excess. And by performing control which stops induction heating at such a stop timing, induction heating control which avoids underheating and overheating as much as possible is realized.
本発明による誘導加熱溶着装置は、加熱時間による加熱制御ではなく、誘導加熱後の温度上昇に基づいた加熱制御を採用している。しかしながら、信号トラブルや外乱などによって、誘導加熱開始から短時間で誘導加熱の停止指令が出ると、溶着不良が生じてしまう。この問題を避けるため、本発明による好適な実施形態の1つでは、付加的に、最低加熱時間を設定可能な時間設定部が備えられ、前記最低加熱時間内での、前記加熱制御部による前記電磁加熱ユニットの加熱停止は無効化される。この構成では、開始された誘導加熱は、時間設定部で設定された最低加熱時間が経過するまで自動停止しない。これにより、最低加熱時間が保証され、信号トラブルや外乱などによる溶着不良の発生が抑制される。 The induction heating welding apparatus according to the present invention employs heating control based on a temperature increase after induction heating, not heating control based on heating time. However, if an induction heating stop command is issued in a short time from the start of induction heating due to signal trouble or disturbance, welding failure occurs. In order to avoid this problem, in a preferred embodiment according to the present invention, a time setting unit capable of setting a minimum heating time is additionally provided, and the heating control unit within the minimum heating time includes the time setting unit. The heating stop of the electromagnetic heating unit is invalidated. In this configuration, the started induction heating does not automatically stop until the minimum heating time set by the time setting unit has elapsed. As a result, the minimum heating time is ensured, and the occurrence of poor welding due to signal trouble or disturbance is suppressed.
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1に、電磁加熱ユニット1と装置本体10とからなる誘導加熱溶着装置が示されている。装置本体10と電磁加熱ユニット1とは、動力線と制御線とを含む接続ケーブル3によって接続されている。装置本体10は、直方体状のケーシング40を有する給電制御装置4である。給電制御装置4には、異なるタイプの電磁加熱ユニット1が接続可能である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an induction heating welding apparatus including an
この実施形態では、図2で示すように、シートは、建物の屋上スラブを覆うように敷設される防水シート8である。防水シート8を導電性の固定部材80に溶着する作業状態における、電磁加熱ユニット1と防水シート8と固定部材80とが、図2に断面で示されている。この実施形態では、固定部材80は、例えば、円形状の鋼板からなり、屋上スラブにアンカー等によって固定されている。固定部材80の上面には、防水シート8に対する熱溶着層としてポリエステル樹脂等の熱可塑性合成樹脂からなる面状のホットメルト接着層が形成されている。固定部材80は、スラブ本体上に、縦横に所定の間隔を開けた多数の固定箇所に配置されている。
In this embodiment, as shown in FIG. 2, the sheet is a
給電制御装置4のケーシング40の表面には、各種操作ボタンやセグメントLEDを含む操作表示デバイス群41が配置されている。操作表示デバイス群41には、防水シート8の厚さを設定するシート厚設定ダイアル41a、最低加熱時間を設定する時間設定ダイアル41bなどが含まれている。
An operation
電磁加熱ユニット1は、円形断面を有する筒体の上端を天板12で閉鎖させたハウジング11を備えている。底面はパッド13によって形成されている。パッド13はクッション性を有する材料で構成されており、誘導加熱後の防水シート8の加圧を効果的に行う機能を有する。パッド13の上面に加熱コイル20が配置されている。加熱コイル20は、固定部材80を誘導加熱し、固定部材80のホットメルト接着層を溶融させるために、固定部材80の円形の上面形状に対応させるため、外形が円形となるように巻かれたコイルである。天板12には、アーチ状のグリップ14が設けられている。グリップ14の上面に、加熱コイル20による誘導加熱の開始指令を与える加熱SW16が設けられている。
The
さらに、電磁加熱ユニット1には、温度センサ15と位置検出センサ17とが設けられている。温度センサ15は、図2に示されているように、加熱コイル20の隙間を通過し、さらにパッド13に設けられた貫通孔を通って、パッド13の底面から外部に臨んでいる温度検出子を有する。防水シート8を挟んで固定部材80の真上に位置する防水シート8の部分(以後、特定部分と称する)に電磁加熱ユニット1を載置した際に、温度センサ15の温度検出子が特定部分に接するか、または、対向するので、防水シート8の特定部分の温度を適切に検出することができる。
Further, the
複数の、好ましくは4つの位置検出センサ17が、検出面を下方に向けて、ハウジング11の側壁下端に取り付けられている。この位置検出センサ17は、固定部材80の外周縁を検出するできるものであり、好ましくは、磁界センサが適している。複数の位置検出センサ17からの検出信号に基づいて、電磁加熱ユニット1が固定部材80の真上に載置されているかどうかの判定が可能となる。
A plurality of, preferably four,
図3は、電磁加熱ユニット1と給電制御装置4とにおける制御機能を示す機能ブロックを示している。図4は、誘導加熱時における、制御機能部間のデータの流れを示している。電磁加熱ユニット1から給電制御装置4へは、加熱コイル20への給電の開始を指示する加熱SW16による加熱SW信号、温度センサ15による特定部分の温度値、位置検出センサ17による位置検出信号が、制御線を通って送られる。給電制御装置4から電磁加熱ユニット1の加熱コイル20へのコイル励起用の電力は動力線を通って送られる。
FIG. 3 shows functional blocks showing control functions in the
給電制御装置4には、電源部43と、給電部44と、制御ユニット5とが内装されている。電源部43には、商用電源または自家発電からの交流電力を送ってくる電力ケーブルが接続されている。給電部44は、インバータユニットを備えており、電源部43からの電力を用いて電磁加熱ユニット1のための誘導加熱電流を生成し、加熱コイル20に供給する。給電部44における電力制御は、制御ユニット5からの制御信号に基づいて行われる。
The power
制御ユニット5は、実質的にはコンピュータシステムによって構成されており、その機能は、ハードウエア及びプログラムによって実現される。制御ユニット5は、外部との間での信号交換を行う入出力処理部50を備えている。電磁加熱ユニット1の制御線は、ユニット接続部30を介して入出力処理部50に接続されている。入出力処理部50には、GPSで構成される衛星測位モジュール45が接続されている。また、シート厚設定ダイアル41a及び時間設定ダイアル41bからの信号も、入出力処理部50を介して、制御ユニット5に送られる。
The
制御ユニット5における、主にプログラムによってその機能が実現する機能部として、位置判定部51、時間設定部52、加熱制御部54、給電制御部55、作業記録部56が備えられている。
In the
位置判定部51は、位置検出センサ17からの位置信号に基づいて、固定部材80に対する電磁加熱ユニット1のずれを算出し、そのずれを設定されている基準範囲と比較し、基準範囲から外れている場合は、加熱コイル20への給電を禁止するとともに、ブザーやランプを駆動して、位置ずれの報知を行う。時間設定部52は、時間設定ダイアル41bによって入力された最低加熱時間を設定する。最低加熱時間を設定は、時間設定ダイアル41bによる設定ではなく、制御ユニット5の内部処理によって設定する構成を採用してもよい。時間設定部52はタイマ機能も有し、加熱SW信号の加熱開始指令の入力をトリガーとして計時を開始する。設定されている最低加熱時間を経過すると、タイムアップを出力する。加熱SW信号の加熱開始指令によって開始された誘導加熱は、時間設定部52からタイムアップが出力されるまでは、自動停止しない。つまり、タイムアップが出力されるまでは、加熱制御部54による電磁加熱ユニット1の加熱停止が無効化される。これにより、最低加熱時間が保証され、溶着不良個所の発生が抑制される。
The
加熱制御部54は、電磁加熱ユニット1による誘導加熱のタイミングを制御する。加熱制御部54は、誘導加熱の開始を指令する加熱開始制御部541と、誘導加熱の停止を指令する加熱停止制御部542とを備えている。さらに、加熱制御部54は、温度センサ15から継時的に取得される温度値が加熱コイル20による誘導加熱を停止させる加熱停止温度に達した時に、温度達成フラグを出力する加熱停止温度判定部53を備えている。
The
加熱開始制御部541は、位置判定部51から位置判定結果を受け取り、加熱SW16から加熱SW16のON操作(加熱指令)による加熱SW信号を受け取る。加熱開始制御部541は、位置判定部51から、電磁加熱ユニット1が固定部材80の上方に正しく載置されていることを示す判定結果を受け取っているとともに、加熱SW16がON操作されたことを示す加熱SW信号を受け取ると、加熱開始指令を給電制御部55に出力する。加熱停止制御部542は、時間設定部52がタイアップを出力している状態で、加熱停止温度判定部53から出力された温度達成フラグを受け取ると、加熱停止指令を給電制御部55に出力する。
The heating
給電制御部55は、給電部44に与える制御信号を調整することで、加熱コイル20に供給する電力を制御する。給電制御部55は、作業対象となるシート厚さなどの防水シート8の仕様や固定部材80の仕様などによって、給電仕様を変更することができる。
The power
作業記録部56には、衛星測位モジュール45から測位データが入力され、給電制御部55から給電データ(電力値や給電時間)が入力される。作業記録部56は、加熱開始を示す加熱SW信号を受けて、給電データ、測位データ、シート厚さなどを含む加熱作業ログを生成して、メモリに記録する。なお、衛星測位モジュール45のアンテナを電磁加熱ユニット1に設けると、各加熱溶着ポイントの位置が正確な誘導加熱情報を記録することができる。
Positioning data is input to the
本発明による誘導加熱溶着装置は、複数の加熱停止制御モードで加熱停止を行うことができる。複数の加熱停止制御モードが選択可能なように構成してもよい。もちろん、特定の1つの制御モードだけが実行可能なように構成してもよい。 The induction heating welding apparatus according to the present invention can stop heating in a plurality of heating stop control modes. A plurality of heating stop control modes may be selected. Of course, only one specific control mode may be executed.
最も簡単な加熱停止制御モードでは、防水シート8の材質やシート厚さなどのシート仕様、固定部材80に形成されたホットメルト接着層の仕様などに基づいて、前もって加熱停止温度が設定される。温度センサ15から送られてくる温度値が加熱停止温度に達すると、加熱停止温度判定部53が温度達成フラグを加熱停止制御部542に与える。これにより、加熱停止制御部542から加熱停止指令が給電制御部55に出力され、誘導加熱が停止する。つまり、加熱停止温度判定部53は、特定部分の温度値の到達度合によって、誘導加熱を停止させるように機能する。
In the simplest heating stop control mode, the heating stop temperature is set in advance based on the sheet specifications such as the material and sheet thickness of the
より複雑な制御となる別の加熱停止制御モードでは、防水シート8の特定部分の温度上昇傾向が推定され、この温度上昇傾向に基づいて誘導加熱の停止が行われる。この加熱停止制御モードは推定加熱停止モードと呼ばれ、加熱停止温度判定部53は、温度センサ15から継時的に取得される温度値に基づいて、特定部分の温度上昇傾向及び温度下降傾向を推定する。加熱停止制御部542は、加熱停止温度判定部53によって推定された温度上昇傾向及び現時点の温度値に基づいて、誘導加熱を停止すべきタイミングを判定する。
In another heating stop control mode, which is a more complicated control, the temperature rising tendency of a specific portion of the
この誘導加熱停止タイミングの判定のため、防水シート8の特定部分と固定部材80との溶着に要求される特定部分の特定温度値が前もって設定されている。そして、加熱停止温度判定部53は、加熱コイル20による加熱が停止された後に、余熱だけで特定部分の温度値が特定温度値になる、加熱停止時温度値を、実験結果や統計演算結果に基づいて作成されたルールから推定することができる。この加熱停止時温度値が生じたときが、誘導加熱停止タイミングとなり、加熱停止温度判定部53が温度達成フラグを加熱停止制御部542に与える。これにより、加熱停止制御部542から加熱停止指令が給電制御部55に出力され、誘導加熱が停止する。
In order to determine the induction heating stop timing, a specific temperature value of a specific portion required for welding the specific portion of the
次に、図5、図6、図7のグラフを用いて、上述した特定部分の温度上昇傾向及び誘導加熱停止タイミングを説明する。図5、図6、図7のようなグラフは、防水シート8を固定部材80に誘導加熱溶着する誘導加熱実験を多数回行い、この実験で得られた実験値群を統計的に処理することによって得られるグラフのごく一部である。その横軸は加熱開始からの時間、縦軸は温度センサ15による特定部分の温度値である。特定温度値はTzで示されている。なお、図5、図6、図7で例示されたグラフ(特定部分の温度上昇傾向及び温度下降傾向)は、非常に簡略化されている。
Next, with reference to the graphs of FIGS. 5, 6, and 7, the temperature rising tendency and induction heating stop timing of the specific portion described above will be described. 5, 6, and 7, the induction heating experiment in which the
図5で示されたグラフは、ここではa曲線と名付けておく。a曲線は、実験結果としての多数の温度上昇傾向からクラス分けされた1つの温度上昇傾向を示す。a曲線では、t1時に温度値がTa1となり、t2時に温度値がTa2となり、t3時に温度値がTa3となり、t4時に温度値がTa4となり、さらに、t4時に誘導加熱が停止され、t6時に特定温度値に達して、それ以降では温度値は低下している。このa曲線から、t1時で温度値がTa1となり、t2時に温度値がTa2となり、t3時に温度値がTa3となり、t4時に温度値がTa4となった場合、その時点で、誘導加熱を停止すれば、t6時に特定温度値になることが推定できる。したがって、加熱停止温度判定部53は、継時的に取得されてくる温度値群から、現在行われている誘導加熱の温度上昇曲線がa曲線となると判定される確率がほかの曲線より十分に大きくなれば、今回の誘導加熱がa曲線に準ずるものみなし、かつt4時に取得した温度値がTa4にほぼ等しければ、この時点が誘導加熱停止タイミングと判定する。そして、加熱停止温度判定部53は、温度達成フラグを加熱停止制御部542に与え、誘導加熱の停止を要求する。
The graph shown in FIG. 5 is named a curve here. The a curve shows one temperature rising tendency classified from a number of temperature rising trends as experimental results. In the curve a, the temperature value becomes Ta1 at t1, the temperature value becomes Ta2 at t2, the temperature value becomes Ta3 at t3, the temperature value becomes Ta4 at t4, the induction heating is stopped at t4, and the specific temperature at t6. After reaching the value, the temperature value decreases. From this a curve, if the temperature value becomes Ta1 at t1, the temperature value becomes Ta2 at t2, the temperature value becomes Ta3 at t3, and the temperature value becomes Ta4 at t4, induction heating is stopped at that point. For example, it can be estimated that the specific temperature value is reached at t6. Therefore, the heating stop
同様に、図6で示されている、b曲線と名付けられているグラフでは、t1時で温度値がTb1となり、t2時に温度値がTb2となり、t3時に温度値がTb3となった場合、その時点で、誘導加熱を停止すれば、t5時に特定温度値になることが推定できる。したがって、加熱停止温度判定部53は、継時的に取得されてくる温度値群から、現在行われている誘導加熱の温度上昇曲線がb曲線となると判定される確率がほかの曲線より十分に大きくなれば、今回の誘導加熱がb曲線に準ずるものみなし、かつt3時に取得した温度値がTb3にほぼ等しければ、この時点が誘導加熱停止タイミングと判定する。そして、加熱停止温度判定部53は、温度達成フラグを加熱停止制御部542に与え、誘導加熱の停止を要求する。
Similarly, in the graph named b curve shown in FIG. 6, when the temperature value becomes Tb1 at t1, the temperature value becomes Tb2 at t2, and the temperature value becomes Tb3 at t3, If induction heating is stopped at the time, it can be estimated that the specific temperature value is reached at t5. Therefore, the heating stop
図7で示されている、c曲線と名付けられているグラフでは、t1時で温度値がTc1となり、t2時に温度値がTc2となった場合、その時点で、誘導加熱を停止すれば、t4時に特定温度値になることが推定できる。したがって、加熱停止温度判定部53は、継時的に取得されてくる温度値群から、現在行われている誘導加熱の温度上昇曲線がc曲線となると判定される確率がほかの曲線より十分に大きくなれば、今回の誘導加熱がc曲線に準ずるものみなし、かつt2時に取得した温度値がTa2にほぼ等しければ、この時点が誘導加熱停止タイミングと判定する。そして、加熱停止温度判定部53は、温度達成フラグを加熱停止制御部542に与え、誘導加熱の停止を要求する。
In the graph named c curve shown in FIG. 7, if the temperature value becomes Tc1 at t1 and the temperature value becomes Tc2 at t2, then if induction heating is stopped at that time, t4 It can be estimated that a specific temperature value is sometimes obtained. Therefore, the heating stop
上述した機能を有する加熱停止温度判定部53の構成例が、図8に示されている。この加熱停止温度判定部53は、上昇温度傾向算出部531と加熱停止タイミング決定部532を備えている。上昇温度傾向算出部531は、種々の温度上昇傾向及び温度下降傾向を示す多数の曲線をテーブルまたはデータベースの形態で格納している。所定間隔で、継時的に取得される温度値と加熱からの時間との組み合わせ群から、今回の誘導加熱での温度上昇傾向に類似する温度上昇傾向を示す曲線が、条件確率手法やパターン認識手法などを用いて導出される。加熱停止タイミング決定部532は、上昇温度傾向算出部531によって導出された温度上昇傾向を示す曲線を参照し、その時点で取得した温度値と取得時間との組み合わせが、当該曲線における誘導加熱停止タイミングを表す座標値とみなされた場合に、温度達成フラグを出力する。
A configuration example of the heating stop
〔別実施の形態〕
(1)上述した実施形態では、固定部材80に溶着されるシートは防水シート8であったが、その他のシートであってもよい。
[Another embodiment]
(1) In the above-described embodiment, the sheet welded to the fixing
(2)上述した実施形態では、温度センサ15は、加熱コイル20の内側に位置していたが、加熱コイル20の外周より少し外側に位置してもよい。つまり、シートの特定部分は、接当する加熱コイル20の外周より少し外側の領域、さらには加熱コイル20の外周より少し内側の領域も含まれることになる。
(2) In the embodiment described above, the
(3)
上述した実施形態では、誘導加熱の開始は、作業者による加熱SW16の操作によって行われ、誘導加熱の停止は自動的に行われている。しかしながら、作業者の判断で、早い時点での誘導加熱の停止、誘導加熱の延長、誘導加熱強度の増加などが要望されることがある。この要望を満たすための、オプショナルな誘導加熱停止のための操作デバイスが設けられてもよい。
(3)
In the embodiment described above, the induction heating is started by the operation of the
(4)
図3及び図4で示された制御ユニット5の各機能部は、説明目的で便宜上区分けされたものであり、任意の複数の機能部を統合してもよいし、各機能部をさらに分割してもよい。
(4)
Each functional unit of the
なお、上記実施形態(別実施形態を含む、以下同じ)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。 Note that the configurations disclosed in the above-described embodiments (including other embodiments, the same applies hereinafter) can be applied in combination with the configurations disclosed in the other embodiments as long as no contradiction arises. The embodiment disclosed in this specification is an exemplification, and the embodiment of the present invention is not limited to this. The embodiment can be appropriately modified without departing from the object of the present invention.
本発明は、誘導加熱を利用して、固定部材にシートを溶着させる誘導加熱溶着装置に適用可能である。 The present invention is applicable to an induction heating welding apparatus that uses induction heating to weld a sheet to a fixing member.
1 :電磁加熱ユニット
16 :加熱SW
15 :温度センサ
3 :接続ケーブル
4 :給電制御装置
5 :制御ユニット
52 :時間設定部
53 :加熱停止温度判定部
531 :上昇温度傾向算出部
532 :加熱停止タイミング決定部
54 :加熱制御部
541 :加熱開始制御部
542 :加熱停止制御部
55 :給電制御部
80 :固定部材
8 :防水シート
20 :加熱コイル
41a :シート厚設定ダイアル
41b :時間設定ダイアル
44 :給電部
1: Electromagnetic heating unit 16: Heating SW
15: Temperature sensor 3: Connection cable 4: Power supply control device 5: Control unit 52: Time setting unit 53: Heating stop temperature determination unit 531: Increased temperature tendency calculation unit 532: Heating stop timing determination unit 54: Heating control unit 541: Heating start control unit 542: heating stop control unit 55: power supply control unit 80: fixing member 8: waterproof sheet 20:
Claims (5)
前記特定部分越しに前記固定部材を誘導加熱する電磁加熱ユニットと、
前記特定部分の温度を検出する温度センサと、
前記特定部分と前記熱溶着層との溶着に必要な特定温度値に対する前記特定部分の温度値の到達度合によって、前記電磁加熱ユニットの加熱を停止する加熱制御部と、が備えられた誘導加熱溶着装置。 Induction of welding a specific portion of the sheet overlapped with the thermal welding layer to the thermal welding layer by heating the sheet covering the conductive fixing member having the thermal welding layer on the surface from the front side. A heat welding device,
An electromagnetic heating unit for inductively heating the fixing member over the specific portion;
A temperature sensor for detecting the temperature of the specific part;
A heating control unit that stops heating of the electromagnetic heating unit according to the degree of the temperature value of the specific part with respect to the specific temperature value required for welding the specific part and the heat-welded layer; apparatus.
前記加熱制御部は、前記上昇温度傾向算出部によって推定された温度上昇傾向及び現時点の温度値に基づいて、前記電磁加熱ユニットの加熱を停止する請求項1または2に記載の誘導加熱溶着装置。 Based on a temperature value acquired from the temperature sensor over time, a rising temperature tendency calculating unit for estimating a rising temperature tendency of the specific part is provided,
The induction heating welding apparatus according to claim 1, wherein the heating control unit stops heating of the electromagnetic heating unit based on a temperature rising tendency estimated by the rising temperature tendency calculating unit and a current temperature value.
前記加熱制御部は、前記温度上昇傾向と前記温度下降傾向とに基づいて、前記電磁加熱ユニットの加熱停止を決定する請求項3に記載の誘導加熱溶着装置。 The temperature decreasing tendency of the specific part after the heating stop of the electromagnetic heating unit is calculated in advance,
The induction heating welding apparatus according to claim 3, wherein the heating control unit determines heating stop of the electromagnetic heating unit based on the temperature increasing tendency and the temperature decreasing tendency.
前記最低加熱時間内での、前記加熱制御部による前記電磁加熱ユニットの加熱停止は無効化される請求項1から4のいずれか一項に記載の誘導加熱溶着装置。 A time setting unit that can set the minimum heating time is provided.
The induction heating welding apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein heating stop of the electromagnetic heating unit by the heating control unit within the minimum heating time is invalidated.
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