JP6243252B2 - Induction heating method - Google Patents

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Description

この発明は、導電性金属板により形成された箱体や車両の車体の平面状または湾曲状の板面を加熱して表面の塗装を乾燥したり、金型を予熱したりするための誘導加熱方法に関する。   The present invention relates to induction heating for heating a flat or curved plate surface of a box or a vehicle body formed of a conductive metal plate to dry the surface coating or preheating a mold. Regarding the method.

導電性金属板で形成された箱体や車両の車体の表面に産業用ロボットを使ってスプレーガンで塗料を塗布した塗装の乾燥は、塗装された箱体や車体を、ガスや重油を燃焼して加熱された山形炉に入れて加熱することにより行うのが一般的である。   Drying of a box made of a conductive metal plate or the surface of a vehicle body with a spray gun applied to the surface of the vehicle body with an industrial robot burns the painted box body or body with gas or heavy oil. In general, it is carried out by heating in a heated Yamagata furnace.

山形炉により箱体や車体を加熱する方法では、加熱効率が低いだけでなく、炉内の温度分布が不均一となることにより、箱体や車体に加熱むらが生じ、そのため低温で長時間かけて乾燥しなければならないという問題があった。   In the method of heating a box or car body with a Yamagata furnace, not only the heating efficiency is low, but also the temperature distribution in the furnace becomes non-uniform, resulting in uneven heating of the box and car body. There was a problem that it had to be dried.

これに対して、金属板で構成された箱体や車体に誘導加熱コイルにより非接触で誘導電流を流して誘導加熱する方法であれば、広い範囲を高効率で加熱することが可能となる。金属板で形成された箱体や車両の車体のように広い面積の被加熱体を誘導加熱するためには、コイル導体を平面上で渦巻き状に巻回して平板状に構成した誘導加熱コイルが用いられる。このような平板状の誘導加熱コイルは、コイル導体を渦巻き状に巻回して構成されるため、中心部に磁束の通らない部分が生じることにより、この平板状の誘導加熱コイルにより誘導加熱される領域(誘導電流の流れる領域)がドーナツ状となって誘導加熱コイルの平面領域の全体を均一に加熱することができない。   On the other hand, a wide range can be heated with high efficiency by using a method in which an induction current is supplied to a box or a vehicle body made of a metal plate in a non-contact manner by an induction heating coil. In order to induction-heat an object to be heated, such as a box formed of a metal plate or a vehicle body, an induction heating coil configured in a flat plate shape by winding a coil conductor in a spiral shape on a plane is used. Used. Since such a flat induction heating coil is formed by winding a coil conductor in a spiral shape, a portion that does not allow magnetic flux to pass through is generated at the center, so that the flat induction heating coil is induction heated by the flat induction heating coil. The region (region where the induction current flows) becomes a donut shape, and the entire planar region of the induction heating coil cannot be heated uniformly.

このため、このような平板状の誘導加熱コイルを用いて広い面積の金属板を加熱する場合は、特許文献1や特許文献2に示すように、誘導加熱コイルを産業用ロボット等の駆動装置に装着し、この駆動装置により誘導加熱コイルを車体や金型の表面に沿って移動させ、車体や金型の表面の全域を走査することにより全体を均一に加熱することが行われている。   For this reason, when heating a metal plate of a wide area using such a flat induction heating coil, as shown in Patent Document 1 and Patent Document 2, the induction heating coil is used as a drive device for an industrial robot or the like. It is mounted, and the induction heating coil is moved along the surface of the vehicle body or the mold by this driving device, and the entire surface of the vehicle body or the mold is scanned to uniformly heat the whole.

しかし、このような誘導加熱コイルを移動しながら金属板を誘導加熱する方法において、誘導加熱コイルを闇雲に移動すると、金属板の場所により加熱量の多い場所と少ない場所で温度差が生じ塗装の乾燥むらが生じ、そのために、塗装の乾燥時間が長くなったり、部分的に高温になりすぎて塗料が炭化変色(オーバーベイク)したりする問題がある。   However, in such a method of inductively heating the metal plate while moving the induction heating coil, when the induction heating coil is moved to the dark clouds, a temperature difference occurs between a place where the heating amount is large and a place where the heating amount is small depending on the place of the metal plate. There is a problem that drying unevenness occurs, and therefore, the drying time of the coating becomes long, or the coating becomes too high in temperature and the paint is carbonized (overbaked).

特開2011‐069500号公報JP 2011-069500 A 特開2010‐284714号公報JP 2010-284714 A

この発明は、前記のような問題点を解決するために、面積の広い金属板、特に塗装を施した金属板の表面に平板状の誘導加熱コイルを沿って移動しながら金属板を誘導加熱する際に、金属板全体をより均一に加熱することができ、これにより塗装を均一に乾燥することのできる金属板の誘導加熱方法を提供することを課題とするものである。   In order to solve the above-described problems, the present invention induction-heats a metal plate while moving along a flat induction heating coil on the surface of a metal plate having a large area, particularly a coated metal plate. In this case, it is an object of the present invention to provide an induction heating method for a metal plate that can heat the entire metal plate more uniformly and thereby can dry the coating uniformly.

前記の課題を解決するため、請求項1の発明は、コイル導体を平面上で渦巻き状に巻回して平板状に構成した誘導加熱コイルを、これを移動するための駆動装置に装着し、この駆動装置により、前記前記誘導加熱コイルを、このコイルよりも面積の大きい加熱対象の金属板の表面に沿って移動させて、この金属板の加熱領域全体を走査して前記金属板を誘導加熱するようにした誘導加熱方法において、前記誘導加熱コイルを前記加熱対象の金属板から離間して移動しながら前記金属板を誘導加熱する際に、前記誘導加熱コイルの移動ラインを変更するとき、前記誘導加熱コイルへ供給する加熱電流を停止することを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 is characterized in that an induction heating coil configured by winding a coil conductor in a spiral shape on a flat surface and mounting it on a flat plate is attached to a driving device for moving the coil. The induction heating coil is moved along the surface of the metal plate to be heated having a larger area than the coil by a driving device, and the entire heating area of the metal plate is scanned to inductively heat the metal plate. In the induction heating method described above, when the induction heating coil is moved while being moved away from the metal plate to be heated while the metal plate is induction heated, the induction heating coil is changed when the induction heating coil is moved. The heating current supplied to the heating coil is stopped.

請求項2の発明は、コイル導体を平面上で渦巻き状に巻回して平板状に構成した誘導加熱コイルを、これを移動するための駆動装置に装着し、この駆動装置により、前記前記誘導加熱コイルを、このコイルよりも面積の大きい加熱すべき金属板の表面に沿って移動させて、この金属板の加熱領域全体を走査して前記金属板を誘導加熱するようにした誘導加熱方法において、前記誘導加熱コイルを加熱対象の金属板から離間して移動しながら前記金属板を誘導加熱する際に、前記誘導加熱コイルによる加熱領域が前記加熱される金属板の端から外へはみ出さないように誘導加熱することを特徴とする。   According to the second aspect of the present invention, an induction heating coil configured by winding a coil conductor in a spiral shape on a flat surface is mounted on a driving device for moving the coil heating coil, and the induction heating coil is mounted by the driving device. In the induction heating method in which the coil is moved along the surface of the metal plate to be heated having a larger area than the coil, and the entire heating region of the metal plate is scanned to inductively heat the metal plate. When induction heating the metal plate while moving the induction heating coil away from the metal plate to be heated, the heating area by the induction heating coil does not protrude from the end of the heated metal plate. It is characterized by induction heating.

請求項3の発明は、コイル導体を平面上で渦巻き状に巻回して平板状に構成した誘導加熱コイルを、これを移動するための駆動装置に装着し、この駆動装置により、前記前記誘導加熱コイルを、このコイルよりも面積の大きい加熱すべき金属板の表面に沿って移動させて、この金属板の加熱領域全体を走査して前記金属板を誘導加熱するようにした誘導加熱方法において、前記誘導加熱コイルを加熱対象の金属板から離間して移動しながら前記金属板を誘導加熱する際に、前記誘導加熱コイルを加熱すべき前記金属板の表面に対して所定の角度傾斜させた状態で平行に移動することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, an induction heating coil comprising a coil conductor wound in a spiral shape on a plane and mounted in a flat plate shape is mounted on a driving device for moving the coil heating coil, and the induction heating coil is used to move the induction heating coil. In the induction heating method in which the coil is moved along the surface of the metal plate to be heated having a larger area than the coil, and the entire heating region of the metal plate is scanned to inductively heat the metal plate. When induction heating the metal plate while moving the induction heating coil away from the metal plate to be heated, the induction heating coil is inclined at a predetermined angle with respect to the surface of the metal plate to be heated. It is characterized by moving in parallel.

請求項1の発明によれば、誘導加熱コイルの移動ラインを加熱済みの移動ラインから別の新たに加熱する移動ラインへ変更する間は、誘導加熱コイルへの加熱電流の供給を停止するので、この間は、金属板の誘導加熱が停止されることになる。したがって、移動ラインの切り替え時の誘導加熱コイルによる金属板における加熱領域の重なりをなくすことができるため、金属板の加熱温度を全域にわたって均一化することができる。このため、金属板に施された塗装の乾燥を行う場合であれば、塗装の乾燥を均一に行うことができ、塗装の仕上がりむらが低減され、塗装の品質を向上することができる。   According to the first aspect of the present invention, the supply of the heating current to the induction heating coil is stopped while the movement line of the induction heating coil is changed from the heated movement line to another newly heated movement line. During this time, induction heating of the metal plate is stopped. Therefore, since the overlapping of the heating area | region in the metal plate by the induction heating coil at the time of switching of a movement line can be eliminated, the heating temperature of a metal plate can be equalized over the whole region. For this reason, if the coating applied to the metal plate is to be dried, the coating can be dried uniformly, unevenness in the finish of the coating can be reduced, and the quality of the coating can be improved.

請求項2の発明によれば、誘導加熱コイルの平面領域が加熱対象の金属板の端から外れないように誘導加熱コイルを移動して加熱を行うので、誘導加熱コイルの投影平面領域が、加熱対象の金属板の端の外まで外れたときに、金属板に流れる誘導電流の端部への集中によって生じる金属板の端部の局部加熱を防止することができるため、金属板全体の加熱温度をより均一にすることができる。   According to the invention of claim 2, since the heating is performed by moving the induction heating coil so that the planar area of the induction heating coil does not deviate from the end of the metal plate to be heated, the projected planar area of the induction heating coil is heated. Since it is possible to prevent local heating of the end of the metal plate caused by concentration of the induced current flowing in the metal plate at the end when it goes out of the end of the target metal plate, the heating temperature of the entire metal plate Can be made more uniform.

さらに、請求項3の発明によれば、誘導加熱コイルを移動しながら金属板を加熱するとき、平板状の誘導加熱コイルを加熱する金属板の平面に対して所定の角度傾斜はさせて移動することにより誘導加熱コイルによる金属板上の加熱領域の面積を狭めることができる。このため、例えば、一度加熱された対象の金属板の温度分布をサーモグラフィ装置等により測定して、温度の低い部分を再加熱する際などに、温度の低い領域に限定して加熱を行うことができるので、金属板全体の温度を均一化に効果がある。   According to the invention of claim 3, when the metal plate is heated while moving the induction heating coil, the metal plate moves while being inclined at a predetermined angle with respect to the plane of the metal plate that heats the plate-like induction heating coil. Thereby, the area of the heating area | region on the metal plate by an induction heating coil can be narrowed. For this reason, for example, when the temperature distribution of the target metal plate heated once is measured by a thermography device and the low temperature portion is reheated, the heating is limited to the low temperature region. This is effective in making the temperature of the entire metal plate uniform.

この発明の方法を自動車の車体の塗装の乾燥に適用した実施例の誘導加熱装置の構成図である。It is a block diagram of the induction heating apparatus of the Example which applied the method of this invention to the drying of the coating of the vehicle body of a motor vehicle. この発明に使用する誘導加熱コイルの構成を示すもので、(a)は平面図、(b)は正面図である。The structure of the induction heating coil used for this invention is shown, (a) is a top view, (b) is a front view. この発明における誘導加熱コイルによる加熱領域の形状を示す図である。It is a figure which shows the shape of the heating area | region by the induction heating coil in this invention. この発明の誘導加熱コイルの往復移動の説明図である。It is explanatory drawing of the reciprocation of the induction heating coil of this invention. この発明の加熱方法の説明図であり、(a)は誘導加熱コイルが加熱対象の金属板の端から外へずれた状態を示す図、(b)はこの時の金属板の加熱領域を示す図である。It is explanatory drawing of the heating method of this invention, (a) is a figure which shows the state which the induction heating coil shifted | deviated outside from the edge of the metal plate to be heated, (b) shows the heating area | region of the metal plate at this time FIG. この発明の誘導加熱コイルを傾斜させて加熱する方法の説明図である。It is explanatory drawing of the method of inclining and heating the induction heating coil of this invention. この発明の誘導加熱コイルを傾斜させて加熱する際の加熱領域の形状を示す図である。It is a figure which shows the shape of the heating area | region at the time of inclining and heating the induction heating coil of this invention. 金属板の塗装の乾燥焼き付けを行う場合の乾燥(焼き付け)温度と乾燥(焼き付け)時間の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between drying (baking) temperature and drying (baking) time in the case of performing dry baking of the coating of a metal plate.

この発明の実施の形態を図に示す実施例について説明する。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the embodiments shown in the drawings.

図1にこの発明の方法を適用する、金属板で形成された自動車の車体の塗装の乾燥のための誘導加熱装置を示す。   FIG. 1 shows an induction heating apparatus for drying a paint of an automobile body formed of a metal plate, to which the method of the present invention is applied.

図1に示す誘導加熱装置において、1は誘導加熱コイルであり、移動するために産業用ロボット等で構成された駆動措置2に装着される。5は、誘導加熱コイル1により誘導加熱される自動車の車体である。   In the induction heating apparatus shown in FIG. 1, reference numeral 1 denotes an induction heating coil, which is attached to a driving measure 2 constituted by an industrial robot or the like for movement. Reference numeral 5 denotes a vehicle body that is induction-heated by the induction heating coil 1.

この車体5鋼板等の導電性金属板により形成されており、すでに、前工程で表面に電着塗装され、その上に塗装膜が形成されている。この塗装膜を乾燥するため、誘導加熱コイル1を用いて車体5を誘導加熱するのである。   The vehicle body 5 is formed of a conductive metal plate such as a steel plate, and is already electrodeposited on the surface in the previous step, and a coating film is formed thereon. In order to dry this coating film, the vehicle body 5 is induction-heated using the induction heating coil 1.

誘導加熱コイル1は、図2に示すように、コイル導体11を平面上で渦巻き状に所要回数巻回して平板状に形成したコイル12を絶縁性耐熱材で形成された支持基板13により支持して構成さる。   As shown in FIG. 2, the induction heating coil 1 supports a coil 12 in which a coil conductor 11 is spirally wound on a plane and is formed into a flat plate shape by a support substrate 13 formed of an insulating heat-resistant material. Configured.

このコイル12は、図2(a)に示すように平面形状が円形をなし、正方形状の支持基板13によって支持される。このため、誘導加熱コイル1の外形は、平面形状がほぼ正方形をなし、厚さがほぼコイル導体11の厚さと、支持基板13の厚さを加えた厚さとなるような平板状を示す。誘導加熱コイル1に、ここには図示しない高周波電源から高周波の加熱電流を供給すると、誘導加熱コイル1により発生された高周波磁束を導電性金属板51に当てることによって金属板に誘導される渦電流により金属板が発熱し加熱される。そしてその時の金属板が加熱される領域(加熱電流の流れる領域)の形状は、渦巻き状に巻回された誘導加熱コイル1の平面形状に相似し、図3にHで示すようにドーナツ形状となり、中心部分に加熱されない領域Nが生じる。そして、加熱対象の車体5の表面面積は、誘導加熱コイル1の加熱面積となる平面面積より大きい。   As shown in FIG. 2A, the coil 12 has a circular planar shape and is supported by a square support substrate 13. For this reason, the outer shape of the induction heating coil 1 has a flat plate shape in which the planar shape is substantially square and the thickness is approximately the sum of the thickness of the coil conductor 11 and the thickness of the support substrate 13. When a high-frequency heating current is supplied to the induction heating coil 1 from a high-frequency power source (not shown), an eddy current induced in the metal plate by applying a high-frequency magnetic flux generated by the induction heating coil 1 to the conductive metal plate 51. As a result, the metal plate generates heat and is heated. The shape of the region where the metal plate is heated (the region where the heating current flows) is similar to the planar shape of the induction heating coil 1 wound in a spiral shape, and becomes a donut shape as indicated by H in FIG. A region N that is not heated is generated in the central portion. The surface area of the vehicle body 5 to be heated is larger than the planar area that is the heating area of the induction heating coil 1.

このため、このような誘導加熱コイル1により車体5の全体を加熱する場合は、駆動装置2により、図4に示すように誘導加熱コイル1を車体5の表面から離間して車体5の表面に沿って移動することにより、誘導加熱コイル1により車体5の全体を走査する必要がある。   Therefore, when the entire vehicle body 5 is heated by the induction heating coil 1 as described above, the induction heating coil 1 is separated from the surface of the vehicle body 5 by the drive device 2 as shown in FIG. By moving along, it is necessary to scan the entire vehicle body 5 by the induction heating coil 1.

このように誘導加熱コイル1を車体5の表面に沿って往復移動しながら車体5の加熱を行う過程で、サ−モグラフィ装置3により車体5の表面の温度および温度分布を測定する。このサーモグラフィ装置3による車体5の表面温度分布の測定結果に従って図示しない制御装置により誘導加熱コイル1へ供給する高周波電流の大きさおよび駆動装置2による誘導加熱コイル1の移動速度や位置,車体5の表面からの距離,往復移動回数等を制御することにより車体5の表面の温度を所望の温度に制御することができる。   Thus, in the process of heating the vehicle body 5 while reciprocatingly moving the induction heating coil 1 along the surface of the vehicle body 5, the temperature and temperature distribution of the surface of the vehicle body 5 are measured by the thermography device 3. According to the measurement result of the surface temperature distribution of the vehicle body 5 by the thermography device 3, the magnitude of the high-frequency current supplied to the induction heating coil 1 by a control device (not shown), the moving speed and position of the induction heating coil 1 by the drive device 2, The surface temperature of the vehicle body 5 can be controlled to a desired temperature by controlling the distance from the surface, the number of reciprocating movements, and the like.

誘導加熱装コイル1による加熱対象の車体5等の走査の具体例を図4に示す。   A specific example of scanning of the vehicle body 5 to be heated by the induction heating coil 1 is shown in FIG.

車体5等を形成する金属板51は、ここでは、説明を簡単にするため単純な長方形で示している。高周波加熱電流の供給された誘導加熱コイル1は、図4には図示されない駆動装置2により、まず、金属板51の左上隅の走査開始端部S1から往路移動ラインO1上を終端部E1へ向かって直線状に移動される。なお、誘導加熱コイル1は、車体5の表面の温度が所定温度になるように始端部S1から終端部E1までの往路移動ラインO1上を複数回往復移動することもある。終端部E1に到達した誘導加熱コイル1は、ここから復路移動ラインB1上の始端部S2に移されて往路移動ラインB1上を終端部E2へ向かって移動される。引き続き、誘導加熱コイル1は、往路移動ラインO2上の始端部S2へ移され、往路移動ラインO2上の終端部E2へ移動され、さらに終端部E2から復路移動ラインB2の始端部S3〜移して復路移動ラインB2上の終端部E3へ移動される。   Here, the metal plate 51 forming the vehicle body 5 and the like is shown as a simple rectangle for the sake of simplicity. The induction heating coil 1 supplied with the high-frequency heating current is first driven from the scanning start end S1 at the upper left corner of the metal plate 51 toward the end E1 by the driving device 2 not shown in FIG. Moved in a straight line. Note that the induction heating coil 1 may reciprocate a plurality of times on the forward movement line O1 from the start end S1 to the end end E1 so that the surface temperature of the vehicle body 5 becomes a predetermined temperature. The induction heating coil 1 that has reached the terminal end E1 is moved from here to the starting end S2 on the return movement line B1, and is moved toward the terminal end E2 on the forward movement line B1. Subsequently, the induction heating coil 1 is moved to the start end S2 on the forward movement line O2, moved to the terminal end E2 on the forward movement line O2, and further moved from the terminal end E2 to the start end S3 of the return movement line B2. It is moved to the terminal end E3 on the return path movement line B2.

このように誘導加熱コイル1を駆動装置2により、金属板51上を所定の間隔をおいて往復移動させて、金属板51の全体を走査すれば、金属板51の全体を誘導加熱することができる。   In this way, if the induction heating coil 1 is reciprocated on the metal plate 51 with a predetermined interval by the driving device 2 and the entire metal plate 51 is scanned, the entire metal plate 51 can be induction-heated. it can.

しかし、例えば、誘導加熱コイル1を終端部E1から始端部S2へ移動する場合等の往路ラインの終端の位置から復路ラインの始端の位置、または復路ラインの終端の位置から往路ラインの始端の位置へ誘導加熱コイル1を移す際に、誘導加熱コイル1に加熱電流を供給したまま移動すると、この移動過程で、誘導加熱コイル1による金属板51上の加熱領域の重なり部分が生じる。   However, for example, when the induction heating coil 1 is moved from the terminal end E1 to the start end S2, the position of the return line from the end position of the forward path line or the position of the start of the return line from the position of the return line end position. When moving the induction heating coil 1 to the induction heating coil 1, if the heating current is supplied to the induction heating coil 1, the heating area on the metal plate 51 is overlapped by the induction heating coil 1 in the moving process.

このような金属板51の加熱領域の重なり部分は、発熱量が大きくなり、重なりのない部分に比べて高温となる。このために、金属板51の両端部分に部分的に高温部(加熱部)が生じ、金属板51の加熱温度の分布が不均一となる。   Such an overlapping portion of the heating region of the metal plate 51 generates a large amount of heat, and becomes a higher temperature than a portion where there is no overlapping. For this reason, a high temperature part (heating part) arises partially in the both ends of the metal plate 51, and distribution of the heating temperature of the metal plate 51 becomes non-uniform | heterogenous.

このため、実施例1では、誘導加熱コイル1を往復移動して金属板51を誘導加熱する際に、誘導加熱コイル1を往路移動ラインの終端の位置から復路移動ラインの始端の位置、または復路移動ラインの終端の位置から往路移動ラインの始端の位置へ移す過程では、誘導加熱コイル1への加熱電流の供給を停止するようにしている。   For this reason, in Example 1, when the induction heating coil 1 is reciprocated to inductively heat the metal plate 51, the induction heating coil 1 is moved from the end position of the forward movement line to the start position of the return movement line, or the return path. In the process of moving from the terminal position of the moving line to the starting position of the forward moving line, the supply of the heating current to the induction heating coil 1 is stopped.

これにより、誘導加熱コイルが往路ライン上、および復路ライン上を移動するときは誘導加熱コイル1に加熱電流が供給されているため、金属板51がこの移動ライン上で加熱される。しかし、誘導加熱コイル1が、例えば終端位置E1から始端位置S2へ移行を開始してから、始端位置S2到達すまでの間等のように移動ラインを変更する際には、加熱電流が停止されるため、誘導加熱コイル1による誘導加熱は行われないので、この誘導加熱コイル1の移行経路には加熱領域の重なり部分な発生がなくなる。したがって、金属板51の往復移動ラインを移行する部分における過熱が防止され、全体を均一な温度分布とするように金属板51を加熱すことができる。   As a result, when the induction heating coil moves on the forward path line and on the return path line, the heating current is supplied to the induction heating coil 1, so that the metal plate 51 is heated on this movement line. However, when the induction heating coil 1 changes the movement line, for example, from the start of the transition from the end position E1 to the start position S2 until the start position S2 is reached, the heating current is stopped. For this reason, induction heating by the induction heating coil 1 is not performed, so that there is no occurrence of overlapping portions of the heating regions in the transition path of the induction heating coil 1. Therefore, overheating in the part which moves the reciprocation line of the metal plate 51 is prevented, and the metal plate 51 can be heated so that the whole has a uniform temperature distribution.

次にこの発明の実施例2について説明する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described.

誘導加熱コイル1を往復移動して金属板51を誘導加熱する過程で、特に規制をしないと、誘導加熱コイル1の投影平面領域が、図5(a)に示すように、加熱対象の金属板51の端の外側まではみ出した位置まで移動されることがある。このような場合には、誘導加熱コイル1により金属板51に誘導される電流の一部が、金属板51の端部に集中する。このように金属板51の誘導電流の端部への集中が生じると、金属板51の端部が他の部分より加熱されことになる。   In the process of reciprocating the induction heating coil 1 and induction heating the metal plate 51, if no particular restriction is imposed, the projection plane area of the induction heating coil 1 is the metal plate to be heated as shown in FIG. In some cases, it may be moved to a position protruding to the outside of the end of 51. In such a case, a part of the current induced in the metal plate 51 by the induction heating coil 1 is concentrated on the end of the metal plate 51. Thus, when concentration of the induced current of the metal plate 51 at the end portion occurs, the end portion of the metal plate 51 is heated from the other portion.

このときの金属板51の誘導加熱コイル1による加熱領域Hの形状は、誘導加熱コイル1が渦巻き状に円形に巻回して構成されて、誘導加熱コイル1が半分金属板51からはみ出ている場合は、図5(b)に示すようにほぼ半円状となる。この加熱領域Hの金属板51の端縁と接する部分Haは、誘導電流の集中により加熱され、他の部分より高温となった部分である。   In this case, the shape of the heating region H of the metal plate 51 by the induction heating coil 1 is formed by winding the induction heating coil 1 in a spiral shape so that the induction heating coil 1 protrudes from the half metal plate 51. Is substantially semicircular as shown in FIG. A portion Ha that is in contact with the edge of the metal plate 51 in the heating region H is a portion that is heated by the concentration of the induced current and has a higher temperature than the other portions.

したがって、このように誘導加熱コイル1を加熱対象の金属板51の端より外側まではみ出した位置まで移動するようにすると、金属板51の端部が部分的に高温となり、金属板51の温度分布が不均一となる。   Therefore, when the induction heating coil 1 is moved to a position protruding beyond the end of the metal plate 51 to be heated in this way, the end portion of the metal plate 51 becomes partially hot, and the temperature distribution of the metal plate 51 is increased. Becomes non-uniform.

このような金属板51の端部の加熱を防止するため、実施例2では、誘導加熱コイル1の往復移動することにより加熱対象の金属板51の表面に沿って走査して金属板41を誘導加熱する際に、図4に示すように、誘導加熱コイル1の移動ラインの始端位置S1、S2、S3および終端位置等において、加熱領域Hの端が、金属板51の端から外にはみ出ないように駆動装置2により誘導加熱コイル1の移動を制御する。   In order to prevent the end of the metal plate 51 from being heated, in the second embodiment, the induction heating coil 1 reciprocates to scan along the surface of the metal plate 51 to be heated to guide the metal plate 41. When heating, as shown in FIG. 4, the end of the heating region H does not protrude from the end of the metal plate 51 at the start end positions S 1, S 2, S 3 and the end position of the moving line of the induction heating coil 1. Thus, the movement of the induction heating coil 1 is controlled by the drive device 2.

このように、加熱領域Hの端が加熱対象の金属板51の端から外へはみ出ないように移動するようにすることにより、金属板51の端部の加熱を防止することができるので、金属板51の全体を均一な温度に加熱することができる。   As described above, since the end of the heating area H moves so as not to protrude from the end of the metal plate 51 to be heated, the end of the metal plate 51 can be prevented from being heated. The entire plate 51 can be heated to a uniform temperature.

次に説明するこの発明による加熱方法の実施例3は、加熱対象の金属板51の全体の誘導加熱コイル1の走査による加熱が一旦終了したところで、サーモグラフィ装置により金属板51の表面の温度分布を測定し、規定以上に温度が低くなるような温度むらがある場合に、この温度の低い部分を補正加熱して、温度分布の均一化を図るための方法である。   In the third embodiment of the heating method according to the present invention to be described next, when the heating of the entire induction heating coil 1 of the metal plate 51 to be heated is once finished, the temperature distribution on the surface of the metal plate 51 is measured by the thermography device. This is a method for making the temperature distribution uniform by correcting and heating the low temperature part when there is temperature irregularity that is measured and lower than the specified temperature.

このような場合は、誘導加熱コイル1を加熱対象の金属板51の表面に平行に向けて移動するのではなく、図6に示すように、矢印で示す移動方向に向けて金属板51に対して所定の角度Θだけ傾斜して移動することにより加熱を行う。   In such a case, instead of moving the induction heating coil 1 parallel to the surface of the metal plate 51 to be heated, as shown in FIG. 6, it is directed toward the metal plate 51 in the moving direction indicated by the arrow. Then, heating is performed by moving at a predetermined angle Θ.

このように、誘導加熱コイル1を金属板51に対して所定角度Θ傾斜するには、これを駆動する駆動装置2への装着角度を調整することで容易に行うことができる。また、駆動装置2に産業用ロボットを使用する場合は、誘導加熱コイル1を保持する保持アームの角度を調整することにより誘導加熱コイル1の傾斜角度を容易に調整することができる。   Thus, inclining the induction heating coil 1 by the predetermined angle Θ with respect to the metal plate 51 can be easily performed by adjusting the mounting angle to the driving device 2 that drives the induction heating coil 1. Further, when an industrial robot is used for the driving device 2, the inclination angle of the induction heating coil 1 can be easily adjusted by adjusting the angle of the holding arm that holds the induction heating coil 1.

誘導加熱コイル1を移動方向(矢印方向)に向けて金属板51に対して傾斜させて金属板51を加熱すると、この誘導加熱コイル1による金属板51の加熱領域(誘導電流の流れる領域)の形状を、図7にHで示すように誘導加熱コイル1の移動方向に幅が絞られた三日月に類似した形状とすることができる。   When the induction heating coil 1 is tilted with respect to the metal plate 51 in the moving direction (arrow direction) and the metal plate 51 is heated, the heating region of the metal plate 51 by the induction heating coil 1 (region where the induction current flows) is increased. The shape can be similar to a crescent moon whose width is narrowed in the moving direction of the induction heating coil 1 as indicated by H in FIG.

この加熱領域Hの大きさは、誘導加熱コイル1の傾斜角度を大きくするほど小さくすることができ、傾斜の向きによって領域の幅の狭められる方向が決まるので、誘導加熱コイル1の傾斜角度および向きを調整することによりある程度自由に加熱領域の大きさを調整することができる。   The size of the heating region H can be reduced as the inclination angle of the induction heating coil 1 is increased, and the direction in which the width of the region is narrowed is determined by the direction of the inclination. It is possible to adjust the size of the heating region to some extent by adjusting.

金属板51の加熱温度の低い領域に合わせて、この領域を誘導加熱コイル1の傾斜角度を調整して限定的に補正加熱するようにすれば、金属板51の温度の補正の精度を高めることができる。このため、金属板51の加熱温度の低い領域の形状にあわせて、誘導加熱コイル1の傾斜方向および角度を調整してこの誘導加熱コイル1による加熱領域の形状を調整して、金属板51の温度の低い領域を誘導加熱コイル1により走査するようにすれば、この温度の低い領域の温度を周域の温度まで精度よく加熱することができ、金属板51の温度分布をより均一にすることができる。   In accordance with the region where the heating temperature of the metal plate 51 is low, if this region is adjusted and heated by limiting the inclination angle of the induction heating coil 1, the accuracy of correcting the temperature of the metal plate 51 can be improved. Can do. For this reason, according to the shape of the area | region where the heating temperature of the metal plate 51 is low, the inclination direction and angle of the induction heating coil 1 are adjusted, the shape of the heating area | region by this induction heating coil 1 is adjusted, When the low temperature region is scanned by the induction heating coil 1, the temperature of the low temperature region can be accurately heated to the temperature of the peripheral region, and the temperature distribution of the metal plate 51 can be made more uniform. Can do.

以上説明したように、この発明によれば、より広い面積の金属板51上で高周波電流の供給された誘導加熱コイル1を往復移動して金属板51の加熱すべき領域の全体を走査することにより、金属板51を効率よく、かつ均一な温度に加熱することができる。   As described above, according to the present invention, the entire area of the metal plate 51 to be heated is scanned by reciprocating the induction heating coil 1 supplied with the high-frequency current on the metal plate 51 having a larger area. Thus, the metal plate 51 can be efficiently heated to a uniform temperature.

このため、この発明を、金属板の塗装の乾燥のための加熱に使用した場合、金属板の加熱温度を145〜165℃の範囲に収めることができる。   For this reason, when this invention is used for the heating for drying of the coating of a metal plate, the heating temperature of a metal plate can be contained in the range of 145-165 degreeC.

ちなみに、山形炉を用いた従来の加熱方法によれば、炉内の天井部と底部における加熱温度差により金属板の加熱温度が135〜165℃の範囲にしか収めることしかできない。   By the way, according to the conventional heating method using the Yamagata furnace, the heating temperature of the metal plate can only be within the range of 135 to 165 ° C. due to the heating temperature difference between the ceiling and the bottom in the furnace.

図8は、一般的な水性塗料で塗装した場合の焼き付け温度(乾燥温度)‐焼き付け時間(乾燥時間)の関係を示す乾燥特性図である。この図における多角形の枠A内が乾燥温度および乾燥時間の許容範囲である。   FIG. 8 is a drying characteristic diagram showing the relationship between baking temperature (drying temperature) -baking time (drying time) in the case of painting with a general water-based paint. The polygonal frame A in this figure is the allowable range of the drying temperature and drying time.

これから理解できるように乾燥温度が高ければ、乾燥時間は短くて済み、乾燥温度が低ければ乾燥時間を長くする必要がある。乾燥(焼き付け)温度の低い範囲で乾燥(焼き付け)時間が許容範囲に満たない場合は、乾燥(焼き付け)が不十分で塗装の強度不足が生じる。   As can be understood from this, if the drying temperature is high, the drying time may be short, and if the drying temperature is low, the drying time needs to be long. When the drying (baking) time is less than the permissible range at a low drying (baking) temperature range, the drying (baking) is insufficient and the coating strength is insufficient.

また、乾燥(焼き付け)温度が高い方で乾燥(焼き付け)時間が許容範囲を超えると塗装がオーバベイクとなって黄変する不都合がある。   In addition, if the drying (baking) temperature is higher and the drying (baking) time exceeds an allowable range, the coating is overbaked and yellowed.

従来の山形炉により塗装乾燥のための金属板の加熱を行った場合は、加熱温度幅が大きいため、図8の特性図におけるTで示す領域での乾燥処理となり、処理時間が長くかかる不都合がある。   When heating a metal plate for coating drying with a conventional Yamagata furnace, since the heating temperature range is large, the drying process is performed in the region indicated by T in the characteristic diagram of FIG. is there.

これに対して、この発明によれば、誘導加熱により金属板を加熱するので、効率よく加熱できるだけでなく、加熱温度幅を148から165℃の狭い範囲に精度よく収めることができる。このため、この発明によれば、図8のPで示す領域で乾燥処理を行うことができるので、乾燥処理時間を従来に比べて著しく短縮することができる。   On the other hand, according to the present invention, since the metal plate is heated by induction heating, not only can the heating be performed efficiently, but also the heating temperature range can be accurately set within a narrow range of 148 to 165 ° C. For this reason, according to the present invention, the drying process can be performed in the region indicated by P in FIG. 8, so that the drying process time can be remarkably shortened as compared with the prior art.

前記おいては自動車の車体の加熱ついて説明したが、この発明は、導電性金属で作成された鋳造用の金型等の予熱を行う場合の加熱にも使用することができる。   In the above description, heating of an automobile body has been described. However, the present invention can also be used for heating in the case of preheating a casting mold made of a conductive metal.

1:誘導加熱コイル
2:駆動装置(産業用ロボット)
3:サーモグラフィ装置
5:導電性金属板(車両車体)
1: Induction heating coil 2: Drive device (industrial robot)
3: Thermography device 5: Conductive metal plate (vehicle body)

Claims (2)

コイル導体を平面上で渦巻き状に巻回して平板状に構成した誘導加熱コイルを、これを移動するための駆動装置に装着し、この駆動装置により、前記誘導加熱コイルを、前記誘導加熱コイルよりも面積の大きい加熱対象の金属板の表面に沿って移動させて、この金属板の加熱領域全体を走査して前記金属板を誘導加熱するようにした誘導加熱方法において、前記誘導加熱コイルを前記加熱対象の金属板から離間して移動しながら前記金属板を誘導加熱する際に、前記誘導加熱コイルの移動ラインを変更するとき、前記誘導加熱コイルへ供給する加熱電流を停止することを特徴とする誘導加熱方法。 The coil conductors wound spirally in a plane with the induction heating coil configured in a plate shape, it is attached to a driving device for moving it by the drive unit, the induction heating coil, from the induction heating coil In the induction heating method in which the metal plate is inductively heated by moving along the surface of the metal plate to be heated having a large area and scanning the entire heating region of the metal plate, the induction heating coil is When changing the moving line of the induction heating coil when induction heating the metal plate while moving away from the metal plate to be heated, the heating current supplied to the induction heating coil is stopped. Induction heating method. コイル導体を平面上で渦巻き状に巻回して平板状に構成した誘導加熱コイルを、これを移動するための駆動装置に装着し、この駆動装置により、前記誘導加熱コイルを、前記誘導加熱コイルよりも面積の大きい加熱すべき金属板の表面に沿って移動させて、この金属板の加熱領域全体を走査して前記金属板を誘導加熱するようにした誘導加熱方法において、前記誘導加熱コイルを加熱対象の金属板から離間して移動しながら前記金属板を誘導加熱する際に、前記誘導加熱コイルを加熱すべき前記金属板の表面に対して所定の角度傾斜させた状態で平行に移動することを特徴とする誘導加熱方法。
The coil conductors wound spirally in a plane with the induction heating coil configured in a plate shape, it is attached to a driving device for moving it by the drive unit, the induction heating coil, from the induction heating coil In the induction heating method in which the metal plate is moved by being moved along the surface of the metal plate to be heated having a large area and the entire heating region of the metal plate is scanned to heat the metal plate, the induction heating coil is heated. When the metal plate is induction heated while moving away from the target metal plate, the induction heating coil is moved in parallel at a predetermined angle with respect to the surface of the metal plate to be heated. An induction heating method characterized by the above.
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