WO2016157239A1 - 塗膜除去用加熱装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、表面に塗膜（５１）が形成された金属材（５０）を加熱する塗膜除去用加熱装置であって、高周波電源（１１）及びトランス（１２）を備えた本体部（１０）と、本体部（１０）に接続されており、高周波電源（１１）から出力されトランス（１２）で変圧された高周波電流を伝送するケーブル（２０）と、ケーブル（２０）の先端に接続され、高周波電流により当接あるいは近接する金属材を加熱する加熱コイル（３３）を備えた加熱ヘッド（３０）と、を備える。

Description

塗膜除去用加熱装置

　本発明は、塗膜除去用加熱装置にかかり、特に、誘導加熱により塗膜除去を行う塗膜除去用加熱装置に関する。

　鋼橋や船舶、タンクなどの金属材の表面には塗装が施されているが、補修や改修などの工事の際には、塗装を剥離する必要が生じる。一方で、塗膜は、接着剤などにより金属材の表面に接着されているため、剥ぎ取ることは困難である。例えば、機械的な力で剥ぎ取る方法では、騒音と重労働が伴う。また、塗膜を燃焼する方法では、高温のため金属材が劣化し、さらには、有毒ガスが発生する、という問題が生じる。

　このような状況から、金属材に対する塗装剥離には、特許文献１，２に記載されるような電磁誘導加熱を用いることが行われている。この方法では、図１に示すように、表面に塗膜１５１が形成された鋼板といった金属材１５０に対して、加熱ヘッド１３０を当設させて、矢印に記載のように移動させる。そして、高周波誘導加熱により、塗膜下の金属板１５０を例えば１５０～２００℃に加熱することで、金属材１５０に対する塗膜１５１の接着力を低下させることができる。この状態で、スクレーパ１４０などの工具を用いて塗膜１５１を金属材１５０から剥離させることで、容易に塗膜１５１を除去することができる。

特許第３３５９３８２号公報 特開２０１４－１６２１１０号公報

　ここで、特許文献１に開示の装置は、装置本体（１０）から伸びる連結アーム（４０）に、加熱部となる電磁誘導部（２０）が設けられている。このため、かかる装置では、塗膜を剥離したい箇所に加熱部を移動させる際に、装置本体（１０）ごと移動しなければならない。すると、装置本体（１０）には電源やトランスが搭載されているため、重量が大きく、移動させることが困難となり、円滑な剥離作業ができない、という問題が生じる。

　また、特許文献２に開示の装置は、発電機（５８）及びメイン誘導ユニット（５１）と、加熱部となる誘導ヘッドユニット（５６）とが、ケーブル（５２）にて接続されて構成されている。ところが、この装置では、ケーブル（５２）の途中、特に、誘導ヘッドユニット（５６）の近くに、増幅トランスが内蔵されたコネクタボックス（５５）が設けられている。すると、誘導ヘッドユニット（５６）の近くに重量が大きい増幅トランスが設けられているため、誘導ヘッドユニット（５６）を移動させることが困難となり、円滑な剥離作業ができない、という問題が生じる。

　このため、本発明の目的は、上述した課題である、円滑な剥離作業ができない、ことを解決することができる塗膜除去用加熱装置を提供することにある。

　本発明の一形態である塗膜除去用加熱装置は、
　表面に塗膜が形成された金属材を加熱する塗膜除去用加熱装置であって、
　高周波電源及びトランスを備えた本体側構成部と、
　前記本体側構成部に接続されており、前記高周波電源から出力され前記トランスで変圧された高周波電流を伝送するケーブルと、
　前記ケーブルの先端に接続され、高周波電流により当接あるいは近接する前記金属材を加熱する加熱コイルを備えた加熱ヘッドと、を備えた、
という構成を取る。

　また、本発明の塗膜除去用加熱装置では、
　前記本体側構成部は、前記加熱ヘッドによる前記金属材の加熱時に、移動しないよう所定の場所に載置されて構成されている、
という構成を取る。

　また、本発明の塗膜除去用加熱装置では、
　前記ケーブルは、前記トランスと前記加熱コイルとを接続するよう構成されており、
　前記ケーブルの長さは、前記高周波電源と前記トランスとの接続距離よりも長く形成されている、
という構成を取る。

　上記構成の塗膜除去用加熱装置によると、まず、高周波電源にて出力されトランスで変圧された高周波電流が、本体側構成部からケーブルを介して加熱ヘッドに伝送される。そして、加熱コイルに高周波電流が流れることによる誘導加熱により、加熱ヘッドに当接あるいは近接する、塗膜が形成された金属材の表面付近が加熱される。これにより、金属材の加熱された箇所の表面に形成された塗膜の接着力を低下させることができ、容易に塗膜を除去することができる。

　このとき、高周波誘導加熱に必要な構成である高周波電源やトランスは、本体側構成部に装備されているため、これらの構成は加熱ヘッドには装備されない。そして、本体側構成部と加熱ヘッドとは、ケーブルで接続されているため、本体側構成部と加熱ヘッドとの間の構成が簡略化される。このため、加熱ヘッドを軽量に形成することができるため、当該加熱ヘッドを塗膜が施された金属材上を容易に移動させることができ、円滑な塗膜の剥離作業を行うことができる。特に、電源装置及びトランスを含む本体側構成部が、移動しないよう所定場所に載置されていたり、また、トランスと加熱コイルとを接続するケーブルを長く形成することで、より加熱ヘッドの移動操作が容易となる。

　また、本発明の塗膜除去用加熱装置では、
　前記ケーブルは、１本のケーブル部材で構成されており、
　前記本体側構成部と前記加熱ヘッドとの間に、前記ケーブル部材のみが介在している、
という構成を取る。

　また、本発明の塗膜除去用加熱装置では、
　前記ケーブル部材は、水冷式同軸ケーブルで構成されている、
という構成を取る。

　また、本発明の塗膜除去用加熱装置では、
　前記水冷式同軸ケーブルは、当該ケーブルの中心に第一の導体を備えると共にその周囲に第一の水路を備え、さらに、当該第一の水路の周囲に第二の導体を備えると共にその周囲に第二の水路を備える、
という構成を取る。

　このように、ケーブルを１本のケーブル部材で形成して、当該ケーブル部材に他の構成を設けないことで、加熱ヘッドの操作性が向上する。さらに、ケーブル部材を水冷式同軸ケーブルとすることで、加熱ヘッドを水冷することができ、また、ケーブル上でのインダクタンスを低下させることができる。このため、誘導加熱の効率が向上し、塗膜剥離の作業効率の向上を図ることができる。

　本発明は、以上のように構成されることにより、加熱ヘッドを軽量に形成することができるため、当該加熱ヘッドを塗膜が施された金属材上を容易に移動させることができ、円滑な塗膜の剥離作業を行うことができる。

塗膜を除去する作業の様子を説明する図である。 本発明である塗膜除去用加熱装置の構成の概略を示す図である。 図２に開示した本体部と加熱ヘッドとを接続するケーブルの構成を示す図である。 図３に開示したケーブルの構成を示す図であり、当該ケーブルの一部の断面図を示す。 図２に開示した加熱ヘッドの構成を示す図である。 図２に開示した加熱ヘッドの構成を示す図である。 本発明である塗膜除去用加熱装置の他の構成の概略を示す図である。

　＜実施形態１＞
　本発明の第１の実施形態を、図２乃至図６を参照して説明する。図２乃至図６は、本発明である塗膜除去用加熱装置の構成を示す図である。

　図２に示すように、本実施形態における塗膜除去用加熱装置は、本体部１０と、ケーブル２０と、加熱ヘッド３０と、を備えて構成されている。そして、この加熱装置は、塗膜５１が形成された金属材５０上で加熱ヘッド３０を移動させることで、符号Ｈに示すように金属材５０を誘導加熱し、当該金属材５０から塗膜５１を剥離させる作業に利用される。以下、各構成について詳細に説明する。

　まず、本体部１０の構成を、図２を参照して説明する。本体部１０（本体側構成部）は、高周波電流を出力する電源装置１１（高周波電源）と、高周波電流を変圧するトランス１２と、を備えている。そして、電源装置１１から出力され、トランス１２で変圧された高周波電流を、ケーブル２０を介して加熱ヘッド３０に伝送する。

　また、本体部１０は、後述するように水冷式同軸ケーブルであるケーブル２０内に流す冷却水を循環させるための冷却装置１３を備えている。なお、冷却装置１３は、電源装置１１やトランス１２と一体的に構成されていることに限定されず、ケーブル２０の一端側に配置されて当該ケーブル２０に接続するよう構成されていればよい。

　ここで、本体部１０は、電源装置１１、トランス１２、冷却装置１３を備えているため、所定の重量がある。このため、本体部１０は、加熱ヘッド３０が移動される時であっても、所定の場所から移動せず留まり、当該所定の場所に載置された状態である。

　次に、ケーブル２０の構成を、図３及び図４を参照して説明する。ケーブル２０は、一端が上記本体部１０に接続され、他端に接続された加熱ヘッド３０に、高周波電流と冷却水を伝送する役割を有する。

　本実施形態では、ケーブル２０は、１本の水冷式同軸ケーブルで形成されている。具体的に、ケーブル２０は、まず、図３に示すように、所定の長さを有し柔軟性のあるチューブ状のケーブル本体２０Ａと、その両端にそれぞれ設けられたケーブル接続端子２０Ｂ，２０Ｃと、を備えている。その内部構成を、図４を参照して説明する。

　図４（Ｂ）は、ケーブル２０の一端側付近におけるケーブル接続端子２０Ｂ及びケーブル本体２０Ａの、長手方向に沿った断面図である。図４（Ａ）は、ケーブル本体２０Ａの長手方向に対して垂直方向の断面図である。なお、図４の断面図では、ケーブル本体２０Ａの絶縁体で形成されたチューブのみをハッチングで示している。

　まず、ケーブル本体２０Ａは、二重のチューブで形成されている。つまり、ケーブル本体２０Ａは、外側に位置する円筒形上のアウターチューブ２４と、その内部に挿通された状態で配置されたインナーチューブ２２と、を備えている。例えば、アウターチューブ２４はシリコンブレードホース、インナーチューブ２２はポリウレタンチューブ、というように、それぞれが絶縁体で形成されている。

　そして、図４（Ａ）に示すように、インナーチューブ２２の内部つまりチューブ本体２０Ａの中心には、第一の導体である内部導体２６が配置されている。この内部導体２６は、例えば、２本のリッツ線で形成されており、後述する一方の端子２１ａに設けられた内部導体接続端子２３に接続され、高周波電流が流れる。そして、インナーチューブ２２と内部導体２６との間の空間、つまり、内部導体２６の周囲の空間は、第一の水路２２ａとして形成されている。かかる第一の水路２２ａには、後述する一方の端子２１ａに対して流出入される水が導通される。

　また、図４（Ａ）に示すように、インナーチューブ２２の外側つまり当該インナーチューブ２２の周囲には、第二の導体である外部導体２７が配置されている。この外部導体２７は、例えば、リッツ線で形成されており、後述する他方の端子２１ｂに設けられた外部導体接続端子２５に接続され、高周波電流が流れる。このとき、外部導体２７は、上述した内部導体２６とは逆方向に電流が流れるよう形成されている。そして、インナーチューブ２２及び外部導体２７のさらに外側には、アウターチューブ２４が配置されており、インナーチューブ２２とアウターチューブ２４との間の空間、つまり、外部導体２７の周囲の空間は、第二の水路２４ａとして形成されている。かかる第二の水路２４ａには、後述する他方の端子２１ｂに対して流出入される水が導通される。

　そして、ケーブル２０の一端であるケーブル接続端子２０Ｂは、筒状の一方の端子２１ａと他方の端子２１ｂとの二股に分かれて形成されており、本体部１０のトランス１２に接続される。一方の端子２１ａは、上記インナーチューブ２２と連結して、当該インナーチューブ２２内の第一の水路２２ａに水を導通させる。また、一方の端子２１ａは、インナーチューブ２２内の内部導体２６に接続され、高周波電流を伝送するための内部導体接続端子２３を備えている。他方の端子２１ｂは、上記アウターチューブ２４と連結して、当該アウターチューブ２４内の第二の水路２４ａに水を導通させる。また、他方の端子２１ｂは、アウターチューブ２２内の外部導体２６に接続され、高周波電流を伝送するための外部導体接続端子２５を備えている。

　なお、ケーブル２０の他端側のケーブル接続端子２０Ｃも上記一端側の端子と同一の構成であり、加熱ヘッド３０に連結される。

　このように、上述した電源装置１１やトランス１２、水冷装置１３を備えた本体部１０と、後述する加熱ヘッド３０との間には、ケーブル２０のみが介在しており、他の構成は介在していない。

　次に、加熱ヘッド３０の構成を、図５及び図６を参照して説明する。加熱ヘッド３０は、ケーブル２０の他端側に接続されるものであり、当該ケーブル２０を介して、本体部１０から高周波電流や冷却水が伝送される。

　具体的に、加熱ヘッド３０は、まず、ヘッド本体３１の側方に車輪３４が設けられており、塗膜５１が形成された金属材５０上を走行可能である。また、ヘッド本体３１の側面には、前後方向に回転可能なよう軸支されたハンドル支持部材３５が設けられており、このハンドル支持部材３５に棒状のハンドル３６が装備されている。塗膜の剥離作業を行う作業者は、このハンドル３６を把持して加熱ヘッド３０を移動させることができる。なお、ハンドル３６には、加熱ヘッド３０による加熱の開始／停止指令を入力するスイッチ３６ａが設けられている。

　また、ヘッド本体３１内部には、ケーブル２０の他端が接続されるヘッド側接続端子３２が設けられている。また、ヘッド本体３１内部の底面付近、つまり、塗膜５１が形成された金属材５０上に位置する箇所には、加熱コイル３３が設けられている。そして、ヘッド側接続端子３２は、接続されたケーブル２０から伝送される高周波電流を加熱コイル３３に供給するよう構成されている。これにより、加熱コイル３３は、高周波電流によって生じた磁界により、金属材５０を誘導加熱で加熱することができる。かかる金属材５０の加熱によって、塗膜５１の接着力を低下させて、塗膜を剥離させることができる。

　ここで、本実施形態における加熱コイル３３は、銅などの電気抵抗の少ない金属製であり、中空の筒状体つまりパイプで形成されている。そして、ヘッド本体３１内部のヘッド側接続端子３２は、ケーブル２０から供給された水を、パイプ状である加熱コイル３３内に循環させるよう構成されている。

　以上のように、本発明によると、まず、加熱ヘッド３０を金属材５０上で移動させ、誘導加熱により金属材５０を加熱する。これにより、加熱された金属材５０の表面に形成された塗膜の接着力を低下させることができ、容易に塗膜を除去することができる。このとき、高周波誘導加熱に必要な電源装置１１やトランス１２などの構成は、本体部１０に装備されているため、これらの構成は当然ながら加熱ヘッド３０には装備されない。このため、本体部１０と加熱ヘッド３０との間の構成が簡略化され、加熱ヘッドを軽量に形成することができる。その結果、加熱ヘッド３０を金属材５０上で容易に移動させることができ、円滑に塗膜の剥離作業を行うことができる。

　また、本発明では、本体部１０と加熱ヘッド３０との間を接続するケーブル２０を、１本の水冷式同軸ケーブルで形成している。このため、加熱コイル３３を冷却することができると共に、ケーブル２０のインダクタンスを低下させることができる。このため、誘導加熱の効率が向上し、塗膜剥離の作業効率の向上を図ることができる。

　なお、上記では、本体部１０内に、電源装置１１、トランス１２、冷却装置１３を備えている場合を例示したが、図７に示すように、トランス１２が本体部１０の外部に設けられていてもよい。この場合、電源装置１１とトランス１２とは、別途ケーブルで接続され、相互に近辺に位置することで、本体側構成部１００を形成している。この本体側構成部１００は、塗膜の剥離作業に伴い加熱ヘッド３０を金属材上で移動させている時、つまり、加熱ヘッド３０で金属材を加熱している時であっても、所定の場所から移動しないよう当該所定の場所に載置されている。そして、上述同様にケーブル２０の一端側にトランス１２が連結されることで、加熱ヘッド３０にトランス１２を設ける必要がなく、当該加熱ヘッド３０で金属材を誘導加熱することができる。その結果、加熱ヘッド３０を軽量に形成することができ、円滑に塗膜の剥離作業を行うことができる。

　ここで、本体側構成部１００を形成している電源装置１１とトランス１２とを接続するケーブルよりも、当該トランス１２と加熱ヘッド３０とを接続するケーブル２０の方が遥かに長く形成されている。このように、電源装置１１とトランス１２との接続距離や配置距離よりも、トランス１２と加熱ヘッド３０とを接続するケーブル２０を長く形成することで、トランス１２を移動しないよう載置した場合であっても、加熱ヘッド３０を金属材５０上で自由に移動させることができる。なお、水冷装置１３も本体部１０の外部に設けてられてもよいが、電源装置１１及びトランス１２と共に本体側構成部１００を形成している。

　以上、上記実施形態等を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明の範囲内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。

１０　本体部
１１　電源装置
１２　トランス
１３　冷却装置
２０　ケーブル
２０Ａ　ケーブル本体
２０Ｂ，２０Ｃ　ケーブル接続端子
２１ａ　一方の端子
２１ｂ　他方の端子
２２　インナーチューブ
２２ａ　第一の水路
２３　内部導体接続端子
２４　アウターチューブ
２４ａ　第二の水路
２５　外部導体接続端子
２６　内部導体
２７　外部導体
３０　加熱ヘッド
３１　ヘッド本体
３２　ヘッド側接続端子
３３　加熱コイル
３４　車輪
３５　ハンドル支持部材
３６　ハンドル
３６ａ　スイッチ
５０　金属材
５１　塗膜
１００　本体側構成部
 

Claims (6)

1. 　表面に塗膜が形成された金属材を加熱する塗膜除去用加熱装置であって、
   　高周波電源及びトランスを備えた本体側構成部と、
   　前記本体側構成部に接続されており、前記高周波電源から出力され前記トランスで変圧された高周波電流を伝送するケーブルと、
   　前記ケーブルの先端に接続され、高周波電流により当接あるいは近接する前記金属材を加熱する加熱コイルを備えた加熱ヘッドと、を備えた、
   塗膜除去用加熱装置。
2. 　請求項１に記載の塗膜除去用加熱装置であって、
   　前記本体側構成部は、前記加熱ヘッドによる前記金属材の加熱時に、移動しないよう所定の場所に載置されて構成されている、
   塗膜除去用加熱装置。
3. 　請求項１又は２に記載の塗膜除去用加熱装置であって、
   　前記ケーブルは、前記トランスと前記加熱コイルとを接続するよう構成されており、
   　前記ケーブルの長さは、前記高周波電源と前記トランスとの接続距離よりも長く形成されている、
   塗膜除去用加熱装置。
4. 　請求項１乃至３のいずれかに記載の塗膜除去用加熱装置であって、
   　前記ケーブルは、１本のケーブル部材で構成されており、
   　前記本体側構成部と前記加熱ヘッドとの間に、前記ケーブル部材のみが介在している、
   塗膜除去用加熱装置。
5. 　請求項４に記載の塗膜除去用加熱装置であって、
   　前記ケーブル部材は、水冷式同軸ケーブルで構成されている、
   塗膜除去用加熱装置。
6. 　請求項５に記載の塗膜除去用加熱装置であって、
   　前記水冷式同軸ケーブルは、当該ケーブルの中心に第一の導体を備えると共にその周囲に第一の水路を備え、さらに、当該第一の水路の周囲に第二の導体を備えると共にその周囲に第二の水路を備える、
   塗膜除去用加熱装置。
    

Images