JPH08281180A - 塗装用乾燥炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被塗物全体にわたって均一な昇温が可能で、
しかも製造コストの増加を抑制できる塗装用乾燥炉を提
供する。 【構成】 乾燥炉本体の内壁（１）に対し熱的に絶縁支
持されると共に、接触式温度センサーが取り付けられた
赤外線吸収板（３）と、前記内壁（１）の長手方向にわ
たって設置された赤外線ヒータ（２）と、検出された前
記赤外線吸収板（３）の温度に基づき前記赤外線ヒータ
（２）の出力を制御する制御装置とを有し、前工程から
搬送されてくる自動車車体（Ｗ）の塗布面を加熱する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車車体などの塗装
工程で使用される塗装用乾燥炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車車体のように複雑な形状の被塗物
を乾燥させる場合には、部位によっては十分に昇温しな
かったり、逆に昇温し過ぎる場合もあり、塗料の塗布面
全体にわたって均一に昇温させ乾燥させることは難し
い。

【０００３】そして、乾燥条件が不十分であると、いわ
ゆる「焼き甘」となって、塗膜性能の低下や、塗膜剥が
れの原因となる。逆に、塗面が昇温し過ぎた場合には、
塗料樹脂の硬化速度が溶剤の蒸発速度より早くなって両
者の均衡が図れず、塗膜表面が初期に硬化して内部から
溶剤蒸気が蒸発するときに表面を突き破って外部へ逃げ
るという、いわゆる「ピンホール」の原因となる。

【０００４】ところで、一般に用いられる塗装用乾燥炉
は、例えば、熱源により輻射式乾燥炉と対流式乾燥炉と
に分類することができる。

【０００５】対流式乾燥炉は、炉内の空気を強制循環さ
せるために、自動車車体のように複雑な形状の被塗物を
乾燥させる場合、均一な乾燥温度を維持することが比較
的容易であるが、炉内の塵埃が未硬化状態の塗面に付着
し、これが塗膜欠陥となる欠点を有している。

【０００６】一方、輻射式乾燥炉は、炉内の空気を強制
循環させないために、塗膜欠陥を防止するという面では
非常に優れているが、部位によっては十分に昇温しなか
ったり、逆に昇温し過ぎる場合もあり、塗布面全体にわ
たって塗料を均一に乾燥させることは難しい。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで、かかる被塗物
の乾燥に関する問題点を解消するために、例えば、特開
昭６３−１０４６８１号公報には、上下方向に面状に配
列された複数の遠赤外線パネル式ヒータの表面温度を、
取り付けた熱電対により測定し、上部および下部のヒー
ターを夫々出力制御する遠赤外線パネル式ヒータを備え
た塗装乾燥装置が開示されている。

【０００８】しかし、遠赤外線パネル式ヒータの表面温
度を測定して一定に制御したとしても、自動車車体のよ
うに複雑な形状の被塗物に適用する場合、被塗物とヒー
ターとの距離が場所により異なり一定でないため、均一
な加熱が困難である。

【０００９】また、通常の温度センサ、例えば、熱電対
で炉内の雰囲気温度を測定して、検出した温度に基づい
てヒータの出力を制御し、雰囲気温度を一定の値にコン
トロールすることは容易である。しかし、被塗物温度は
雰囲気温度に対する追従性が低いため、予め被塗物の
量、搬送速度等の条件を考慮して雰囲気温度を設定した
としても、雰囲気温度と赤外線で加熱されている被塗物
温度とは必ずとも一致せず、極端な条件下では１００℃
以上の温度差を生ずる場合もある。したがって、雰囲気
温度に基づくヒータの出力制御は、被塗物温度の管理精
度の面に問題が発生する可能性を有している。

【００１０】一方、特開平３−１３５４７４号公報に
は、ヒーターで加熱された車体部分の表面温度を検出す
る非接触型の赤外線温度測定器を設け、赤外線温度測定
器からの検出信号により、遠赤外線ヒータの遠赤外線照
射量を制御する水性塗料のフラッシュオフ装置が開示さ
れている。この装置の場合、被塗物温度の管理精度に優
れているが、非接触型の温度センサーは高価であるた
め、製造コストの上昇をもたらす。

【００１１】また、被塗物の位置が乾燥炉内で固定され
ているバッチ炉では、被塗物温度を測定するために必要
なセンサーの個数も比較的少ないが、被塗物の位置が乾
燥炉内で固定されていない連続炉では、搬送されて移動
している加熱対象物である被塗物の位置を識別すること
が必要となる。例えば、被塗物の搬送方向に沿って多数
の温度センサーを設置して目的の部位の温度を測定する
方法、あるいは、画像処置技術と組み合わせて被塗物の
移動を追跡監視する方法等を用いる必要があり、製造コ
ストのさらなる上昇は免れない。

【００１２】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、被塗物全体にわたって均一
な昇温が可能で、しかも製造コストの増加を抑制できる
塗装用乾燥炉を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、乾燥炉内壁に対し熱的に絶縁支持されてい
る輻射線吸収部材と、被塗物および前記輻射線吸収部材
に対し輻射線を照射する輻射線照射手段と、前記輻射線
吸収部材の温度を検出する接触式温度検出手段と、当該
接触式温度検出手段からの温度検出信号に基づいて、前
記輻射線照射手段の出力を制御する制御手段とを有する
ことを特徴とする。

【００１４】前記輻射線吸収部材は、複数設けられてい
ることが望ましい。

【００１５】前記輻射線照射手段は、複数設けられてい
ることが望ましい。

【００１６】前記輻射線吸収部材は、前記被塗物の搬送
方向に対し上流側に延長させて設けられ、かつ、前記被
塗物の搬送方向の長さより長いことが望ましい。

【００１７】前記被塗物を搬送する搬送手段を有し、前
記輻射線吸収部材と前記輻射線吸収部材とを、前記被塗
物の通過する空間を介して配置していることが望まし
い。

【００１８】

【作用】このように構成した本発明は、各構成毎に次の
ように作用する。

【００１９】請求項１に記載されている構成にあって
は、乾燥炉本体内に熱的に絶縁支持された輻射線吸収部
材の温度を、被塗物の温度の代わりとして安価な接触式
温度検出手段を用いて検出して、輻射線照射手段の出力
を制御するため、被塗物全体にわたって均一な昇温が可
能で、しかも製造コストの増加を抑制できる。

【００２０】請求項２に記載されている構成にあって
は、輻射線吸収部材が複数設けられているため、輻射線
照射手段の出力を高精度に制御することが可能となり、
被塗物の温度管理を向上できる。

【００２１】請求項３に記載されている構成にあって
は、輻射線照射手段が複数設けられているため、輻射線
照射手段の出力をさらに高精度に制御することが可能と
なり、被塗物の温度管理を一層向上できる。

【００２２】請求項４に記載されている構成にあって
は、輻射線吸収部材が前記被塗物の搬送方向に対し上流
側に延長させて設けられ、かつ、前記被塗物の搬送方向
の長さより長いため、被塗物の接近を検出でき、ヒータ
の出力の事前制御が可能となる。

【００２３】請求項５に記載されている構成にあって
は、前記輻射線吸収部材と前記輻射線照射手段の間を被
塗物が通過するため、被塗物が比較的小さくても、輻射
線照射手段の出力を、安定して制御することができる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。

【００２５】図１は、本発明に係る塗装用乾燥炉の一実
施例を示している概念図、図２は、図１の実施例の縦断
面、図３は、本発明に係る塗装用乾燥炉の別の実施例を
示している概念図、図４は、図３の実施例の縦断面であ
る。

【００２６】本発明に係る塗装用乾燥炉は、図１および
図２に示すように、赤外線を照射する輻射線照射手段で
ある赤外線ヒータ２が、乾燥炉本体の内壁１の長手方向
にわたって設置されており、この赤外線ヒータ２の表面
から照射される赤外線より、図示しない搬送手段により
前工程より搬送されてきた被塗物である自動車車体Ｗが
昇温され、塗布面が乾燥される。

【００２７】また、赤外線ヒータ２と被塗物Ｗとの間に
は、乾燥炉本体の内壁１に対し熱的に絶縁支持されると
共に、接触式温度センサ、例えば、熱電対（図示せず）
が取り付けられた輻射線吸収部材である赤外線吸収板３
が設置されており、検出された赤外線吸収板３の温度に
基づき関連する赤外線ヒータ２の出力を制御している。

【００２８】なお、搬送手段としては、台車、コンベア
等の公知手段が挙げられる。

【００２９】赤外線吸収板３としては、アルミニウム等
の熱伝導性の高い金属から構成された薄板や、セラミッ
クコートを施したアルミニウム薄板等が挙げられる。こ
の赤外線吸収板を熱的に絶縁支持する方法としては、セ
ラミック碍子などの熱不良導体を支柱として支持するこ
とが望ましいが、ステンレス細線やボルトなどで簡易的
に支持しても、ある程度の絶縁性能を得ることは可能で
ある。

【００３０】赤外線吸収板３に取り付けられる接触式温
度センサの数は、赤外線吸収板のサイズや必要とされる
温度精度を考慮し、適宜決めることが望ましい。

【００３１】このように構成した本実施例の塗装用乾燥
炉によれば、赤外線ヒータ２から照射された赤外線は、
乾燥炉内部を直進し、対向する位置に配置された赤外線
吸収板３に吸収され、赤外線吸収板３を加熱昇温させ、
一方、加熱された赤外線吸収板３は、空気対流と赤外線
の再照射によって放熱する。そして、赤外線吸収板３
は、吸熱および放熱のバランスによって比較的短時間に
一定温度に到達する。

【００３２】そのため、温度の低い被塗物が乾燥炉に搬
入された初期には、被塗物は乾燥炉内部の空気を冷却す
ると共に赤外線ヒータ２から照射された赤外線を吸収す
るため、赤外線吸収板３の吸熱および放熱のバランスを
崩し、その結果、赤外線吸収板３の温度が低下する。

【００３３】この温度低下を、赤外線吸収板３に取り付
けられた熱電対により検出し、関連する赤外線ヒータ２
の出力を上昇させることにより、被塗物の温度を直接測
定しなくても高精度に温度制御が可能になる。

【００３４】つまり、本発明に係る塗装用乾燥炉は、被
塗物の温度の代わりとして乾燥炉内に設置した赤外線吸
収板の温度を一定に保つように制御することにより、被
塗物全体にわたって均一な昇温が可能となり、しかも、
安価な接触式の温度センサを適用できるため、製造コス
トの増加を抑制できる。

【００３５】したがって、赤外線吸収板の設置枚数や、
赤外線ヒータの設置台数を増やすことにより、被塗物の
温度管理を向上できる。

【００３６】なお、赤外線吸収板の温度は、被塗物が乾
燥炉内にない場合でも、関連する赤外線ヒータの出力を
制御する信号として利用できる。

【００３７】また、赤外線ヒータが複数のゾーンに分か
れて調節可能に設置されている従来の連続式乾燥炉に対
し、例えば、遠赤外線ヒータ、中赤外線ヒータ等の効率
は良好だが出力の上昇速度が遅い赤外線ヒータを適用す
る場合、被塗物が接近してから出力を上昇させると、必
要な出力を得る前、つまり、適正な乾燥条件を形成する
前に被塗物がゾーンから搬出されて、乾燥不良となる可
能性を有している。

【００３８】しかし、本発明に係る赤外線吸収板を、赤
外線ヒータが設けられているブロックよりも、上流側に
長くさせて設け、かつ、前記被塗物の搬送方向の長さよ
り長くして適用する場合、かかる問題点を解消すること
ができる。

【００３９】すなわち、上流部に被塗物が接近するとそ
の部位での赤外線吸収板の温度が低下するため、検出さ
れた温度信号を、下流側にある赤外線ヒータの出力を上
昇させる信号として利用し、被塗物が接近する前に赤外
線ヒータの出力を上昇操作を行うこと、つまり、ヒータ
の出力の事前制御が可能となる。

【００４０】次に、本発明に係る塗装用乾燥炉の別の実
施例について説明する。

【００４１】被塗物が比較的小さくかつ被塗物間隔が大
きい場合には、被塗物の吸熱による熱負荷が低く、赤外
線吸収板の感度すなわち応答性が十分でない場合があ
る。

【００４２】そのため、図３および図４に示す乾燥炉で
は、被塗物Ｗの通過する空間を介して、乾燥炉本体の内
壁１の上方に赤外線ヒータ２ａを設け、下方に赤外線吸
収板３ａを設けている。

【００４３】したがって、赤外線ヒータ２ａと赤外線吸
収板３ａとで形成された空間を被塗物が通過する際、赤
外線ヒータから照射された赤外線が対向する位置に配置
されたに赤外線吸収板に吸収されることを、被塗物が直
接的に妨害する。そのため、被塗物が比較的小さく場合
であっても、容易に赤外線吸収板の温度を低下させるこ
とができるため、赤外線吸収板の被塗物に対する応答性
が改善され、関連する赤外線ヒータを比較的安定に制御
することが可能となる。

【００４４】なお、赤外線吸収板の熱容量を小さくする
ことにより、温度変化の検出感度を高めることも可能で
ある。

【００４５】また、乾燥炉内部は、赤外線の有効利用の
ために、赤外線反射材料で構成されることが望ましい。

【００４６】本発明は、上述した実施例のみに限定され
るものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変す
ることができる。

【００４７】例えば、本実施例では、赤外線吸収板と赤
外線ヒータとの設置数は同数であるが、複数の赤外線吸
収板の検出温度に基づいて、１基の赤外線ヒータを制御
することも可能である。また、図３および図４に示す実
施例とは異なり、全ての赤外線吸収板と赤外線ヒータと
を、被塗物Ｗの通過する空間を介するよう配置すること
も可能である。さらに、従来の対流式熱風循環装置等と
組み合わせ、例えば、乾燥炉の入口側ゾーンは本発明に
係る輻射式とし、出口側ゾーンは対流式と構成すること
も可能である。

【００４８】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、それ
ぞれの請求項に記載された構成によって、次のような効
果が得られることになる。

【００４９】請求項１に記載されている構成にあって
は、乾燥炉本体内に熱的に絶縁支持された輻射線吸収部
材の温度を、被塗物の温度の代わりとして安価な接触式
温度検出手段を用いて検出して、輻射線照射手段の出力
を制御するため、被塗物全体にわたって均一な昇温が可
能で、しかも製造コストの増加を抑制できる。

【００５０】請求項２に記載されている構成にあって
は、輻射線吸収部材が複数設けられているため、輻射線
照射手段の出力を高精度に制御することが可能となり、
被塗物の温度管理を向上できる。

【００５１】請求項３に記載されている構成にあって
は、輻射線照射手段が複数設けられているため、輻射線
照射手段の出力をさらに高精度に制御することが可能と
なり、被塗物の温度管理を一層向上できる。

【００５２】請求項４に記載されている構成にあって
は、輻射線吸収部材が前記被塗物の搬送方向に対し上流
側に延長させて設けられ、かつ、前記被塗物の搬送方向
の長さより長いため、被塗物の接近を検出でき、ヒータ
の出力の事前制御が可能となる。

【００５３】請求項５に記載されている構成にあって
は、前記輻射線吸収部材と前記輻射線照射手段の間を被
塗物が通過するため、被塗物が比較的小さくても、輻射
線照射手段の出力を、安定して制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る塗装用乾燥炉の一実施例を示し
ている概念図である。

【図２】 図１の実施例の縦断面である。

【図３】 本発明に係る塗装用乾燥炉の別の実施例を示
している概念図である。

【図４】 図３の実施例の縦断面である。

【符号の説明】

１…乾燥炉本体の内壁、 ２、２ａ…赤外線ヒータ、 ３、３ａ…赤外線吸収板、 Ｗ…被塗物。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】乾燥炉内壁に対し熱的に絶縁支持されてい
   る輻射線吸収部材（３）と、 被塗物（Ｗ）および前記輻射線吸収部材（３）に対し輻
   射線を照射する輻射線照射手段（２）と、 前記輻射線吸収部材（３）の温度を検出する接触式温度
   検出手段と、 当該接触式温度検出手段からの温度検出信号に基づい
   て、前記輻射線照射手段（２）の出力を制御する制御手
   段とを有することを特徴とする塗装用乾燥炉。
2. 【請求項２】前記輻射線吸収部材（３）は、複数設けら
   れていることを特徴とする請求項１に記載の塗装用乾燥
   炉。
3. 【請求項３】前記輻射線照射手段（２）は、複数設けら
   れていることを特徴とする請求項１または請求項２に記
   載の塗装用乾燥炉。
4. 【請求項４】前記輻射線吸収部材（３）は、前記被塗物
   （Ｗ）の搬送方向に対し上流側に延長させて設けられ、
   かつ、前記被塗物（Ｗ）の搬送方向の長さより長いこと
   を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記
   載の塗装用乾燥炉。
5. 【請求項５】前記被塗物（Ｗ）を搬送する搬送手段を有
   し、 前記輻射線吸収部材（３）と前記輻射線吸収部材（３）
   とを、前記被塗物（Ｗ）の通過する空間を介して配置し
   ていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれ
   か一項に記載の塗装用乾燥炉。