JP6896866B2

JP6896866B2 - 赤外線加熱装置

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Publication number: JP6896866B2
Application number: JP2019537493A
Authority: JP
Inventors: 敏勝野原; 高渋谷; 堀江　茂斉; 茂斉堀江; 真登田村
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2017-08-24
Filing date: 2017-08-24
Publication date: 2021-06-30
Anticipated expiration: 2037-08-24
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Description

本発明は、赤外線照射による加熱により乾燥や硬化を促進する赤外線加熱装置に関する。

加熱対象物の温度を非接触型温度センサ（放射温度計）で計測して、赤外線照射式ヒ−タを制御する赤外線加熱装置が知られている（特許文献１）。

特開平６−１７８９６４号公報

航空機の製造及び運用では、機体各所の部分的な補修塗装やアンテナ部品の交換等によるシーラント施工が必要となる。施工では、流動状態の塗料及びシーラントを適用後、固体化するために乾燥及び硬化が必要であり、自然乾燥では長時間を要す。塗装及びシーラントの硬化及び乾燥時間の短縮手法として、熱風や赤外線を用いた方法が知られている。乾燥時間は加熱温度が高いほど短縮するが、航空機では加熱対象物の性能を保証するために加熱温度の上限が決められている。従って、乾燥時間を最小にするためには、加熱上限温度を超えない範囲で可能な限り高温に保持する高精度な温度制御が必要となる。

高精度な温度制御を行う手法として、加熱対象物を接触式温度計で直接計測することが一般的であるが、塗装面やシーラント硬化物には外観要求があり、接触痕が残る上記手法は適用不可である。そこで、非接触で温度計測する手法として、放射温度計の適用が考えられる。しかしながら、赤外線加熱では、赤外線ランプの波長と放射温度計の計測波長が近く、赤外線ランプの出力が高いほど誤差が大きくなる傾向がある等の問題がある。このような問題点を図１０及び図１１Ａ〜図１１Ｃを参照して説明する。

放射温度計を用いた従来の赤外線加熱装置は、例えば、図１０に示すように、赤外線ランプ３１が各々内側に配置された２組のリフレクタ３２と、２組の赤外線ランプ３１及びリフレクタ３２同士の間に設けられた放射温度計３３とを有している。この放射温度計３３は、加熱対象物Ｔの最高到達温度を計測するため、２組の赤外線ランプ３１及びリフレクタ３２からの赤外線ＩＲが重なる領域Ｒ１を望む位置に配置されている。

図１０に示す構成において、赤外線ランプ３１と加熱対象物Ｔとの距離ＤＩが遠いと、加熱対象物Ｔが温まり難く、赤外線ランプ３１の出力が高くなるため、放射温度計３３の誤差が大きくなり、また、定常偏差も発生する（図１１Ａ参照）。一方、距離ＤＩが近すぎると、加熱対象物Ｔが温まり易く、温度制御が過敏に反応するハンチングが生じる（図１１Ｂ参照）。

従って、放射温度計を用いた赤外線加熱装置において、図１１Ｃに示すように、高精度かつ安定した温度制御を行うためには、加熱対象物に対する赤外線ランプ及び放射温度計の相対的な位置を適切に設定する必要がある。

特に、航空機の場合、機体上部の塗装補修やシーラント施工は高所作業となるため、赤外線加熱装置は、機体に直接設置でき、位置合わせが容易に実施できることが望ましい。

本発明は上記課題に鑑みなされたもので、加熱対象物に対する赤外線ランプ及び放射温度計の相対的な位置を適切に設定すると共に、位置合わせが容易な赤外線加熱装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する第１の発明に係る赤外線加熱装置は、
加熱対象物に赤外線を照射して加熱する赤外線照射手段と、
前記赤外線照射手段を保持する保持部材と、
前記保持部材に取り付けられ、前記加熱対象物の表面の温度を計測する非接触温度計測手段と、
前記保持部材に取り付けられ、各々異なる位置から前記加熱対象物の表面へレーザ光を照射する少なくとも１対のレーザ光照射手段と、
各々の前記レーザ光照射手段を支持する支持板と、
を有し、
少なくとも１対の前記レーザ光照射手段が、前記非接触温度計測手段を中心にして、前記支持板を介して、前記保持部材の両端に取り付けられ、
少なくとも１対の前記レーザ光照射手段は、前記加熱対象物の表面と前記赤外線照射手段との距離が所定距離のとき、前記加熱対象物の表面の一点で互いの前記レーザ光が一致するように配置されている
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第２の発明に係る赤外線加熱装置は、
上記第１の発明に記載の赤外線加熱装置において、
前記支持板の支持角度が変更されることで、前記加熱対象物の表面と前記赤外線照射手段との前記所定距離が変更される
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第３の発明に係る赤外線加熱装置は、
上記第１又は第２の発明に記載の赤外線加熱装置において、
前記非接触温度計測手段は、当該非接触温度計測手段の計測方向が前記赤外線の主照射方向と平行になるように前記保持部材に取り付けられ、
前記レーザ光照射手段は、前記距離が前記所定距離のとき、前記加熱対象物の表面と前記計測方向が交わる一点で全ての前記レーザ光が一致するように配置されている
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第４の発明に係る赤外線加熱装置は、
上記第１又は第２の発明に記載の赤外線加熱装置において、
複数対の前記レーザ光照射手段を有し、
複数対の前記レーザ光照射手段は、前記距離が前記所定距離のとき、対毎に異なる前記加熱対象物の表面の一点で、該当する対の前記レーザ光が一致するように配置されている
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第５の発明に係る赤外線加熱装置は、
上記第１〜第４のいずれか１つの発明に記載の赤外線加熱装置において、
前記赤外線照射手段は、赤外線を放出する赤外線ランプと、前記赤外線ランプからの前記赤外線を反射するリフレクタからなり、
少なくとも１対の前記レーザ光照射手段を前記リフレクタに取り付ける
ことを特徴とする。

本発明によれば、対となるレーザ光照射手段を用いて、加熱対象物に対する赤外線照射手段及び非接触温度計測手段の相対的な位置を適切に設定できると共に、位置合わせが容易となる。このため、高精度かつ安定した温度制御を行うことができ、その結果、赤外線加熱による乾燥や硬化の作業時間の低減が可能となり、作業効率の向上を図ることができる。

本発明に係る赤外線加熱装置の実施形態の一例（実施例１）を示す斜視図である。図１に示した赤外線加熱装置の上面図である。図２Ａに示した赤外線加熱装置のＡ−Ａ線矢視図である。図２Ａに示した赤外線加熱装置の側面図である。適切な位置の場合のレーザポインタからのレーザ光を示す図である。不適切な位置の場合のレーザポインタからのレーザ光を示す図である。本発明に係る赤外線加熱装置の実施形態の他の一例（実施例２）を示す上面図である。図４Ａに示した赤外線加熱装置のＢ−Ｂ線矢視図である。図４Ａに示した赤外線加熱装置の側面図である。適切な位置の場合のレーザポインタからのレーザ光を示す図である。不適切な位置の場合のレーザポインタからのレーザ光を示す図である。本発明に係る赤外線加熱装置の実施形態の他の一例（実施例３）を示す上面図である。図６Ａに示した赤外線加熱装置のＣ−Ｃ線矢視図である。図６Ａに示した赤外線加熱装置の側面図である。適切な位置の場合のレーザポインタからのレーザ光を示す図である。不適切な位置の場合のレーザポインタからのレーザ光を示す図である。本発明に係る赤外線加熱装置の実施形態の他の一例（実施例４）を示す上面図である。図８Ａに示した赤外線加熱装置のＤ−Ｄ線矢視図である。図８Ａに示した赤外線加熱装置の側面図である。適切な位置の場合のレーザポインタからのレーザ光を示す図である。不適切な位置の場合のレーザポインタからのレーザ光を示す図である。放射温度計を用いた従来の赤外線加熱装置を説明する概略図である。赤外線ランプと加熱対象物との距離が遠い場合の温度制御特性を説明するグラフである。赤外線ランプと加熱対象物との距離が近すぎる場合の温度制御特性を説明するグラフである。赤外線ランプと加熱対象物との距離が適切な場合の温度制御特性を説明するグラフである。

以下、図面を参照して、本発明に係る赤外線加熱装置の実施形態を説明する。なお、ここでは、赤外線加熱装置の赤外線ランプとして、平行に配置した２本の直管のランプを例示するが、本発明において、赤外線ランプの配置、数、形状は、これに限ることはなく、どのような配置、数、形状でも適用可能である。また、赤外線ランプの配置、数、形状に応じて、リフレクタも適宜変更可能である。

［実施例１］
図１は、本実施例の赤外線加熱装置を示す斜視図であり、図２Ａは、図１に示した赤外線加熱装置の上面図であり、図２Ｂは、図２Ａに示した赤外線加熱装置のＡ−Ａ線矢視図であり、図２Ｃは、図２Ａに示した赤外線加熱装置の側面図である。また、図３Ａは、適切な位置の場合のレーザポインタからのレーザ光を示す図であり、図３Ｂは、不適切な位置の場合のレーザポインタからのレーザ光を示す図である。

本実施例の赤外線加熱装置は、図１及び図２Ａ〜図２Ｃに示すように、平行に配置した２本の直管形の赤外線ランプ１１（赤外線照射手段）と、赤外線ランプ１１が各々内側に配置された２つのリフレクタ１２（赤外線照射手段）と、２つのリフレクタ１２同士の間において、赤外線ランプ１１及びリフレクタ１２の長手方向ＬＤの中央に設けられ、２つのリフレクタ１２を保持する保持部材１３と、保持部材１３の中央に設けられた放射温度計１４（非接触温度計測手段）とを有している。

赤外線ランプ１１は、赤外線を放出して、加熱対象物Ｔに赤外線を照射し、リフレクタ１２は、赤外線ランプ１１からの赤外線を反射して、加熱対象物Ｔに赤外線を照射しており、これらの赤外線により加熱対象物Ｔを加熱している。本実施例では、リフレクタ１２が赤外線ランプ１１を保持し、保持部材１３は赤外線ランプを間接的に保持する構成であるが、リフレクタ１２が無い場合には、保持部材１３が赤外線ランプ１１を直接保持しても良い。

赤外線の照射方向は、光源が単独の点光源や線光源であれば、一意には定まらないが、リフレクタなどを有する場合には、主となる照射方向、例えば、照射範囲の中心となる方向が定まるので、以降、その方向を主照射方向と呼ぶ。

放射温度計１４は、加熱対象物Ｔの表面の最高到達温度を計測するため、２組の赤外線ランプ１１及びリフレクタ１２からの赤外線により、加熱対象物Ｔの表面上で最も温度が高くなる位置となる点Ｐ０を望む位置に配置されている。例えば、本実施例では、２組の赤外線ランプ１１及びリフレクタ１２からの赤外線が重なる領域の点Ｐ０を望む位置に配置されている。放射温度計１４が計測する方向を計測方向２０とすると、計測方向２０上に点Ｐ０があり、この計測方向２０は、放射温度計１４から加熱対象物Ｔの表面への垂線でもあり、また、上記の主照射方向と平行になっている。

なお、図示は省略しているが、保持部材１３は、例えば、加熱対象物Ｔの表面に設置されたアームやリンク機構等に移動可能に支持されており、本実施例の赤外線加熱装置は、加熱対象物Ｔ上の任意の位置へ移動可能となっている。

このように、ここまでの構成は、図１０に示した従来の赤外線加熱装置と略同じである。しかしながら、本実施例の赤外線加熱装置は、加熱対象物Ｔに対する赤外線ランプ１１及び放射温度計１４の相対的な位置を適切に設定するため、１対のレーザポインタ１５ａ、１５ｂ（レーザ光照射手段）を有している。

レーザポインタ１５ａ、１５ｂは、放射温度計１４を中心にして、保持部材１３における、赤外線ランプ１１及びリフレクタ１２の長手方向ＬＤに平行な方向の両端に、各々、支持板１６ａ、１６ｂを介して取り付けられ、上記の計測方向２０に対して線対称となるように配置されている。また、支持板１６ａ、１６ｂは、各々、レーザポインタ１５ａ、１５ｂの支持角度を調整可能に支持している。このような構成により、レーザポインタ１５ａ、１５ｂは、各々異なる位置から加熱対象物Ｔの表面へレーザ光２１ａ、２１ｂを照射している。

そして、加熱対象物Ｔに対する赤外線ランプ１１の距離ＤＩが適切な所定距離（適切な位置関係となる距離）のときに、レーザポインタ１５ａからのレーザ光２１ａとレーザポインタ１５ｂからのレーザ光２１ｂが加熱対象物Ｔの表面の一点で一致する（交わる）ように、レーザポインタ１５ａ、１５ｂの支持角度を調整して、各々、支持板１６ａ、１６ｂで支持している。作業内容に応じて、適切な所定距離を変更する必要がある場合には、レーザポインタ１５ａ、１５ｂの支持角度を調整することで、適切な所定距離を変更すれば良い。

このように、本実施例においては、レーザ光２１ａとレーザ光２１ｂを加熱対象物Ｔの表面の一点で一致させているが、ここでは、点Ｐ０の一点で一致させており、この点Ｐ０の直上には放射温度計１４が配置されている。つまり、放射温度計１４の直下である、加熱対象物Ｔの表面の点Ｐ０の一点において、距離ＤＩが適切な所定距離となるようにしている。

従って、保持部材１３を支持するアームやリンク機構等により、赤外線ランプ１１及びリフレクタ１２の高さ位置を調整したとき、距離ＤＩが適切な所定距離のときは、図３Ａに示すように、加熱対象物Ｔの表面でレーザ光２１ａとレーザ光２１ｂが一点（点Ｐ０）で一致する。一方、距離ＤＩが適切な所定距離でないとき（距離が近い又は遠いとき）は、図３Ｂに示すように、レーザ光２１ａとレーザ光２１ｂは一致しない。

つまり、加熱対象物Ｔの表面でレーザ光２１ａとレーザ光２１ｂが一点で一致するように、赤外線ランプ１１及びリフレクタ１２の高さ位置を調整すれば、距離を計測する計測器を用いて距離ＤＩを実測しなくても、距離ＤＩを適切な所定距離に簡単に調整することができる。このようにして、距離ＤＩを適切な所定距離に設定できるので、加熱時の赤外線ランプ１１の出力を適正な出力に抑えて、放射温度計１４の誤差を少なくすると共に、高精度に温度制御することができる。

その結果、本実施例の赤外線加熱装置を航空機の塗装補修やシーラント施工に用いる場合には、塗装乾燥やシーラント硬化の待ち時間を低減することができ、作業効率の向上を図ることができる。

［実施例２］
図４Ａは、本実施例の赤外線加熱装置を示す上面図であり、図４Ｂは、図４Ａに示した赤外線加熱装置のＢ−Ｂ線矢視図であり、図４Ｃは、図４Ａに示した赤外線加熱装置の側面図である。また、図５Ａは、適切な位置の場合のレーザポインタからのレーザ光を示す図であり、図５Ｂは、不適切な位置の場合のレーザポインタからのレーザ光を示す図である。

本実施例の赤外線加熱装置は、基本的には、上記の実施例１で説明した赤外線加熱装置と同等の構成を有している。従って、本実施例において、実施例１で説明した赤外線加熱装置と同等の構成には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。

本実施例の赤外線加熱装置は、加熱対象物Ｔに対する赤外線ランプ１１及び放射温度計１４の相対的な位置を適切に設定するため、１対のレーザポインタ１５ａ、１５ｂに加えて、もう１対のレーザポインタ１５ｃ、１５ｄ（レーザ光照射手段）を有している。

１対のレーザポインタ１５ａ、１５ｂについては、実施例１と同様に取り付けられている。もう１対のレーザポインタ１５ｃ、１５ｄは、放射温度計１４を中心にして、２つのリフレクタ１２の幅方向ＷＤの両端に、各々、支持板１６ｃ、１６ｄを介して取り付けられ、上記の計測方向２０に対して線対称となるように配置されている。また、支持板１６ｃ、１６ｄは、各々、レーザポインタ１５ｃ、１５ｄの支持角度を調整可能に支持している。このような構成により、レーザポインタ１５ａ、１５ｂに加えて、レーザポインタ１５ｃ、１５ｄも、各々異なる位置から加熱対象物Ｔの表面へレーザ光２１ｃ、２１ｄを照射している。なお、レーザポインタ１５ｃ、１５ｄは、同等の位置であれば、例えば、保持部材１３の大きさや形状を変更する等して、保持部材１３の方へ取り付けるようにしても良い。

そして、距離ＤＩが適切な所定距離のときに、レーザ光２１ａとレーザ光２１ｂが加熱対象物Ｔの表面の一点で一致することに加えて、もう１対のレーザポインタ１５ｃ、１５ｄについても、レーザポインタ１５ｃからのレーザ光２１ｃとレーザポインタ１５ｄからのレーザ光２１ｄが上記の一点で一致する（交わる）ように、つまり、レーザ光２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄが一点で一致するように、レーザポインタ１５ｃ、１５ｄの支持角度を調整して、各々、支持板１６ｃ、１６ｄで支持している。作業内容に応じて、適切な所定距離を変更する必要がある場合には、レーザポインタ１５ａ、１５ｂと共に、レーザポインタ１５ｃ、１５ｄの支持角度を調整することで、適切な所定距離を変更すれば良い。

このように、本実施例においては、レーザ光２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄを加熱対象物Ｔの表面の一点で一致させているが、ここでは、点Ｐ０の一点で一致させており、この点Ｐ０の直上には放射温度計１４が配置されている。つまり、放射温度計１４の直下である、加熱対象物Ｔの表面の点Ｐ０の一点において、距離ＤＩが適切な所定距離となるようにしている。

従って、保持部材１３を支持するアームやリンク機構等により、赤外線ランプ１１及びリフレクタ１２の高さ位置を調整したとき、距離ＤＩが適切な所定距離であるときは、図５Ａに示すように、加熱対象物Ｔの表面でレーザ光２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄが一点（点Ｐ０）で一致する。一方、距離ＤＩが適切な所定距離でないとき（距離が近い又は遠いとき）は、図５Ｂに示すように、レーザ光２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄは一致しない。

つまり、加熱対象物Ｔの表面でレーザ光２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄが一点で一致するように、赤外線ランプ１１及びリフレクタ１２の高さ位置を調整すれば、距離を計測する計測器を用いて距離ＤＩを実測しなくても、距離ＤＩを適切な所定距離に簡単に調整することができる。このようにして、距離ＤＩを適切な所定距離に設定できるので、加熱時の赤外線ランプ１１の出力を適正な出力に抑えて、放射温度計１４の誤差を少なくすると共に、高精度に温度制御することができる。その結果、実施例１と同様に、塗装乾燥やシーラント硬化の作業効率の向上を図ることができる。

［実施例３］
図６Ａは、本実施例の赤外線加熱装置を示す上面図であり、図６Ｂは、図６Ａに示した赤外線加熱装置のＣ−Ｃ線矢視図であり、図６Ｃは、図６Ａに示した赤外線加熱装置の側面図である。また、図７Ａは、適切な位置の場合のレーザポインタからのレーザ光を示す図であり、図７Ｂは、不適切な位置の場合のレーザポインタからのレーザ光を示す図である。

本実施例の赤外線加熱装置も、基本的には、上記の実施例１、２で説明した赤外線加熱装置と同等の構成を有している。従って、本実施例において、実施例１、２で説明した赤外線加熱装置と同等の構成には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。

本実施例の赤外線加熱装置は、加熱対象物Ｔに対する赤外線ランプ１１及び放射温度計１４の相対的な位置を適切に設定するため、２対のレーザポインタ１５ｅ、１５ｆ、１５ｇ、１５ｈ（レーザ光照射手段）を有している。

１対のレーザポインタ１５ｅ、１５ｆは、保持部材１３における、赤外線ランプ１１及びリフレクタ１２の長手方向ＬＤに平行な方向の両端であって、一方のリフレクタ１２側寄りの方に、各々、支持板１６ｅ、１６ｆを介して取り付けられ、上記の計測方向２０を通る面に対して面対称となるように配置されている。もう１対のレーザポインタ１５ｇ、１５ｈは、保持部材１３における、赤外線ランプ１１及びリフレクタ１２の長手方向ＬＤに平行な方向の両端であって、他方のリフレクタ１２側寄りの方に、各々、支持板１６ｇ、１６ｈを介して取り付けられ、上記の計測方向２０を通る面に対して面対称となるように配置されている。また、支持板１６ｅ、１６ｆ、１６ｇ、１６ｈは、各々、レーザポインタ１５ｅ、１５ｆ、１５ｇ、１５ｈの支持角度を調整可能に支持している。このような構成により、レーザポインタ１５ｅ、１５ｆ、１５ｇ、１５ｈは、各々異なる位置から加熱対象物Ｔの表面へレーザ光２１ｅ、２１ｆ、２１ｇ、２１ｈを照射している。

そして、距離ＤＩが適切な所定距離のときに、レーザポインタ１５ｅからのレーザ光２１ｅとレーザポインタ１５ｆからのレーザ光２１ｆが加熱対象物Ｔの表面の点Ｐ１の一点で一致する（交わる）ように、レーザポインタ１５ｅ、１５ｆの支持角度を調整して、各々、支持板１６ｅ、１６ｆで支持している。同様に、距離ＤＩが適切な所定距離のときに、レーザポインタ１５ｇからのレーザ光２１ｇとレーザポインタ１５ｈからのレーザ光２１ｈが加熱対象物Ｔの表面の点Ｐ２の一点で一致する（交わる）ように、レーザポインタ１５ｇ、１５ｈの支持角度を調整して、各々、支持板１６ｇ、１６ｈで支持している。作業内容に応じて、適切な所定距離を変更する必要がある場合には、レーザポインタ１５ｅ、１５ｆ、１５ｇ、１５ｈの支持角度を調整することで、適切な所定距離を変更すれば良い。

このように、本実施例においては、レーザ光２１ｅとレーザ光２１ｆを加熱対象物Ｔの表面の点Ｐ１の一点で一致させており、レーザ光２１ｇとレーザ光２１ｈを加熱対象物Ｔの表面の他の点Ｐ２の一点で一致させている。つまり、対毎に異なる点Ｐ１、Ｐ２の二点において、各々、距離ＤＩが適切な所定距離となるようにしている。

従って、保持部材１３を支持するアームやリンク機構等により、赤外線ランプ１１及びリフレクタ１２の位置を調整したとき、距離ＤＩが適切な所定距離であるときは、図７Ａに示すように、加熱対象物Ｔの表面でレーザ光２１ｅとレーザ光２１ｆが点Ｐ１の一点で一致し、レーザ光２１ｇとレーザ光２１ｈが点Ｐ２の一点で一致する。一方、距離ＤＩが適切な所定距離でないとき（距離が近い又は遠いとき）は、図７Ｂに示すように、加熱対象物Ｔの表面でレーザ光２１ｅとレーザ光２１ｆが一致せず、レーザ光２１ｇとレーザ光２１ｈが一致しない。

つまり、加熱対象物Ｔの表面において、レーザ光２１ｅとレーザ光２１ｆが点Ｐ１の一点で一致すると共に、レーザ光２１ｇとレーザ光２１ｈが点Ｐ２の一点で一致するように、赤外線ランプ１１及びリフレクタ１２の位置を調整すれば、距離を計測する計測器を用いて距離ＤＩを実測しなくても、距離ＤＩを適切な所定距離に簡単に調整することができる。

加えて、加熱対象物Ｔの表面の点Ｐ１、Ｐ２の二点において、距離ＤＩを適切な所定距離としているので、加熱対象物Ｔの表面の点Ｐ１及び点Ｐ２を通る一軸に対し、赤外線ランプ１１及びリフレクタ１２が平行に配置されることになる。つまり、加熱対象物Ｔの表面に対し、赤外線ランプ１１及びリフレクタ１２の所定の軸方向（例えば、長手方向ＬＤ、幅方向ＷＤなど）を平行に配置することができる。

このようにして、距離ＤＩを適切な所定距離に設定できると共に、加熱対象物Ｔの表面に対し、赤外線ランプ１１及びリフレクタ１２の所定の軸方向を平行に配置するので、加熱時の赤外線ランプ１１の出力を適正な出力に抑えて、放射温度計１４の誤差を少なくすると共に、高精度に温度制御することができる。その結果、実施例１、２と同様に、塗装乾燥やシーラント硬化の作業効率の向上を図ることができる。

［実施例４］
図８Ａは、本実施例の赤外線加熱装置を示す上面図であり、図８Ｂは、図８Ａに示した赤外線加熱装置のＤ−Ｄ線矢視図であり、図８Ｃは、図８Ａに示した赤外線加熱装置の側面図である。また、図９Ａは、適切な位置の場合のレーザポインタからのレーザ光を示す図であり、図９Ｂは、不適切な位置の場合のレーザポインタからのレーザ光を示す図である。

本実施例の赤外線加熱装置も、基本的には、上記の実施例１〜３で説明した赤外線加熱装置と同等の構成を有している。従って、本実施例において、実施例１〜３で説明した赤外線加熱装置と同等の構成には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。

本実施例の赤外線加熱装置は、加熱対象物Ｔに対する赤外線ランプ１１及び放射温度計１４の相対的な位置を適切に設定するため、２対のレーザポインタ１５ｅ、１５ｆ、１５ｇ、１５ｈに加えて、もう１対のレーザポインタ１５ｉ、１５ｊ（レーザ光照射手段）を有している。

２対のレーザポインタ１５ｅ、１５ｆ、１５ｇ、１５ｈについては、実施例３と同様に取り付けられている。もう１対のレーザポインタ１５ｉ、１５ｊは、２つのリフレクタ１２の一方の端部であって、２つのリフレクタ１２の内側に、各々、支持板１６ｉ、１６ｊを介して取り付けられ、上記の計測方向２０を通る面に対して面対称となるように配置されている。また、支持板１６ｉ、１６ｊは、各々、レーザポインタ１５ｉ、１５ｊの支持角度を調整可能に支持している。このような構成により、レーザポインタ１５ｅ、１５ｆ、１５ｇ、１５ｈに加えて、レーザポインタ１５ｉ、１５ｊも、各々異なる位置から加熱対象物Ｔの表面へレーザ光２１ｉ、２１ｊを照射している。なお、レーザポインタ１５ｉ、１５ｊは、同等の位置であれば、例えば、保持部材１３の大きさや形状を変更する等して、保持部材１３の方へ取り付けるようにしても良い。

そして、距離ＤＩが適切な所定距離のときに、レーザ光２１ｅとレーザ光２１ｆが加熱対象物Ｔの表面の点Ｐ１の一点で一致し、レーザ光２１ｇとレーザ光２１ｈが加熱対象物Ｔの表面の点Ｐ２の一点で一致することに加えて、もう１対のレーザポインタ１５ｉ、１５ｊについても、レーザポインタ１５ｉからのレーザ光２１ｉとレーザポインタ１５ｊからのレーザ光２１ｊが加熱対象物Ｔの表面の点Ｐ３の一点で一致する（交わる）ように、レーザポインタ１５ｉ、１５ｊの支持角度を調整して、各々、支持板１６ｉ、１６ｊで支持している。作業内容に応じて、適切な所定距離を変更する必要がある場合には、レーザポインタ１５ｅ、１５ｆ、１５ｇ、１５ｈ、１５ｉ、１５ｊの支持角度を調整することで、適切な所定距離を変更すれば良い。

このように、本実施例においては、レーザ光２１ｅとレーザ光２１ｆを加熱対象物Ｔの表面の点Ｐ１の一点で一致させており、レーザ光２１ｇとレーザ光２１ｈを加熱対象物Ｔの表面の他の点Ｐ２の一点で一致させており、レーザ光２１ｉとレーザ光２１ｊを加熱対象物Ｔの表面の他の点Ｐ３の一点で一致させている。つまり、対毎に異なる点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の三点において、各々、距離ＤＩが適切な所定距離となるようにしている。

従って、保持部材１３を支持するアームやリンク機構等により、赤外線ランプ１１及びリフレクタ１２の位置を調整したとき、距離ＤＩが適切な所定距離であるときは、図９Ａに示すように、加熱対象物Ｔの表面でレーザ光２１ｅとレーザ光２１ｆが点Ｐ１の一点で一致し、レーザ光２１ｇとレーザ光２１ｈが点Ｐ２の一点で一致し、レーザ光２１ｉとレーザ光２１ｊが点Ｐ３の一点で一致する。一方、距離ＤＩが適切な所定距離でないとき（距離が近い又は遠いとき）は、図９Ｂに示すように、加熱対象物Ｔの表面でレーザ光２１ｅとレーザ光２１ｆが一致せず、レーザ光２１ｇとレーザ光２１ｈが一致せず、レーザ光２１ｇとレーザ光２１ｈが一致しない。

つまり、加熱対象物Ｔの表面において、レーザ光２１ｅとレーザ光２１ｆが点Ｐ１の一点で一致し、レーザ光２１ｇとレーザ光２１ｈが点Ｐ２の一点で一致すると共に、レーザ光２１ｉとレーザ光２１ｊが点Ｐ３の一点で一致するように、赤外線ランプ１１及びリフレクタ１２の位置を調整すれば、距離を計測する計測器を用いて距離ＤＩを実測しなくても、距離ＤＩを適切な所定距離に簡単に調整することができる。

加えて、加熱対象物Ｔの表面の点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の三点において、距離ＤＩを適切な所定距離としているので、加熱対象物Ｔの表面の点Ｐ１、点Ｐ２及び点Ｐ３で形成する平面に対し、赤外線ランプ１１及びリフレクタ１２が平行に配置されることになる。つまり、加熱対象物Ｔの表面に対し、赤外線ランプ１１及びリフレクタ１２を平行に（上記の主照射方向を垂直に）配置することができる。

このようにして、距離ＤＩを適切な所定距離に設定できると共に、加熱対象物Ｔの表面上の平面に対し、赤外線ランプ１１及びリフレクタ１２を平行に配置するので、加熱時の赤外線ランプ１１の出力を適正な出力に抑えて、放射温度計１４の誤差を少なくすると共に、高精度に温度制御することができる。その結果、実施例１〜３と同様に、塗装乾燥やシーラント硬化の作業効率の向上を図ることができる。

なお、本発明は、上述した実施例１、２の構成に実施例３、４の構成を組み合わせた構成としても良い。

本発明は、特に、航空機の塗装乾燥やシーラント硬化に好適である。

１１赤外線ランプ
１２リフレクタ
１３保持部材
１４放射温度計
１５ａ〜１５ｊレーザポインタ
１６ａ〜１６ｊ支持板

Claims

加熱対象物に赤外線を照射して加熱する赤外線照射手段と、
前記赤外線照射手段を保持する保持部材と、
前記保持部材に取り付けられ、前記加熱対象物の表面の温度を計測する非接触温度計測手段と、
前記保持部材に取り付けられ、各々異なる位置から前記加熱対象物の表面へレーザ光を照射する少なくとも１対のレーザ光照射手段と、
各々の前記レーザ光照射手段を支持する支持板と、
を有し、
少なくとも１対の前記レーザ光照射手段が、前記非接触温度計測手段を中心にして、前記支持板を介して、前記保持部材の両端に取り付けられ、
少なくとも１対の前記レーザ光照射手段は、前記加熱対象物の表面と前記赤外線照射手段との距離が所定距離のとき、前記加熱対象物の表面の一点で互いの前記レーザ光が一致するように配置されていることを特徴とする赤外線加熱装置。
請求項１に記載の赤外線加熱装置において、
前記支持板の支持角度が変更されることで、前記加熱対象物の表面と前記赤外線照射手段との前記所定距離が変更されることを特徴とする赤外線加熱装置。
請求項１又は請求項２に記載の赤外線加熱装置において、
前記非接触温度計測手段は、当該非接触温度計測手段の計測方向が前記赤外線の主照射方向と平行になるように前記保持部材に取り付けられ、
前記レーザ光照射手段は、前記距離が前記所定距離のとき、前記加熱対象物の表面と前記計測方向が交わる一点で全ての前記レーザ光が一致するように配置されていることを特徴とする赤外線加熱装置。
請求項１又は請求項２に記載の赤外線加熱装置において、
複数対の前記レーザ光照射手段を有し、
複数対の前記レーザ光照射手段は、前記距離が前記所定距離のとき、対毎に異なる前記加熱対象物の表面の一点で、該当する対の前記レーザ光が一致するように配置されていることを特徴とする赤外線加熱装置。
請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の赤外線加熱装置において、
前記赤外線照射手段は、赤外線を放出する赤外線ランプと、前記赤外線ランプからの前記赤外線を反射するリフレクタからなり、
少なくとも１対の前記レーザ光照射手段を前記リフレクタに取り付けることを特徴とする赤外線加熱装置。
請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の赤外線加熱装置において、
前記保持部材がアームまたはリンク機構によって移動可能に支持され、
前記赤外線照射手段の高さ位置が前記アームまたはリンク機構によって調整されることで、前記加熱対象物の表面と前記赤外線照射手段との距離が調整され、前記加熱対象物の表面の一点で互いの前記レーザ光が一致されることを特徴とする赤外線加熱装置。