(57)【要約】【課題】自動車の外板パネルの板金補修において補修部のみを局部的に加熱し、周辺部の熱的影響を最小限に留めた鋼板の形状を復元する方法を提供する。【解決手段】自動車の外板パネルの板金補修において電磁誘導加熱装置を用いて局部的に鋼板を加熱し鋼板の形状を復元する方法であって、特に前記電磁誘導加熱の照射強度は照射周波数４０ｋＨｚの電磁波において４００〜８００Ｗ、照射時間は１．０〜５．０秒である鋼板の形状を復元する方法を提供する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の外板パネルの板金補修において、電磁誘導加熱装置を用いて局部的に鋼板を加熱し、鋼板の形状を復元する方法。
【請求項２】
前記電磁誘導加熱の照射強度は、照射周波数４０ｋＨｚの電磁波において４００〜８００Ｗであることを特徴とする請求項１に記載の鋼板の形状を復元する方法。
【請求項３】
前記電磁誘導加熱の照射時間は、１．０〜５．０秒であることを特徴とする請求項２に記載の鋼板の形状を復元する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の外板パネルの板金補修において、電磁誘導加熱装置を用いて局部的に鋼板を加熱し、鋼板の形状を復元する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車体補修に関係する分野においては、凹みを生じた自動車の外板パネルに用いられている鋼板の形状を元の形状に復元させるためにしばしば板金補修が行なわれる。しかしながら、凹みを生じた部分の中には塑性変形を起こしている部分もあればそうでない部分もあり、したがって、板金補修を施すのみでは不規則なスプリングバックを起こしてしまい鋼板を元の形状に容易に戻すことはできない。そこで通常は、凹みを生じた部分をバーナーを用いて加熱し、見掛け上、鋼板の張力が回復したように張りを持たせてから板金作業を施すことが行なわれている。
【０００３】
しかしながら、バーナーによる加熱は凹み部周辺にも多大な熱影響を及ぼし、また、加熱される鋼板の温度管理も職人の感覚によりなされているものであるため、バーナーで凹み部を加熱をした後に、凹みを生じていない周辺部分がさらに熱変形してしまうといった問題があった。
【０００４】
また、自動車の外板パネルには、金属素材以外の塗装被膜やプラスチックなど耐熱性の低いものが部品などの形で混在又は取り付けられているため、バーナーにより鋼板を加熱した場合は、これらの塗装被膜や部品を損傷してしまうといった問題点もあった。
【０００５】
さらに、上述のようなバーナー加熱による悪影響の発生を回避するためには、板金作業に熟練した者であっても、バーナーによる鋼板の加熱は適性な加温度よりも低い温度域での作業を余儀なくされ、結果として、十分な鋼板の張りを復元させてから板金作業を施すことができなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記問題点を解決するために、自動車の外板パネルの板金補修において局部的に鋼板を加熱し、鋼板の形状を復元する方法を提供することにより、鋼板の張りを十分に復元すると共に補修対象となっていない部分への熱的影響を最小限に留め、さらには、板金補修においてバーナー加熱といった熟練者による作業を排除することにより板金補修の作業性の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、これらの課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、バーナーを用いた加熱方法に代えて電磁波を利用した加熱方法が自動車鋼板の形状を容易に復元させる方法に適切であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、バーナーを用いた場合の鋼板への熱の伝達は、輻射などによる広がりを持った熱伝達が主体となるため、熱影響を受ける部分の範囲制御や加熱対象となる部分の温度制御が困難となる。これに対して、電磁波を利用して鋼板を照射し加熱する場合は、鋼板内部の金属原子を直接励起し振動させることによって熱を発生させるため、加熱部周辺領域の温度上昇を極めて小さく抑えながら、補修箇所には十分な熱を与えることが可能となり、この結果、局部的に加熱された鋼板組織の再結晶化などにより、凹みが生じた自動車用鋼板にあたかも張力が回復したような張りを持たせることができるようになる。
【０００９】
本発明は、かかる電磁波照射による加熱特性を利用したものであり、本発明の要旨とするところは、（１）自動車の外板パネルの板金補修において電磁誘導加熱装置を用いて局部的に鋼板を加熱し、鋼板の形状を復元する方法にあり、また（２）前記電磁誘導加熱の照射強度は、照射周波数４０ｋＨｚの電磁波において４００〜８００Ｗであることを特徴とする（１）の鋼板の形状を復元する方法にあり、さらに（３）前記電磁誘導加熱の照射時間は、１．０〜５．０秒であることを特徴とする（２）の鋼板の形状を復元する方法にある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、自動車の外板パネルの板金補修において電磁誘導加熱装置を用いて局部的に鋼板を加熱し、鋼板の形状を復元する方法を提供することによって鋼板の張りを十分に復元することができ、この結果、その後の板金補修におけるスプリングバックなどを軽減し、作業の容易化を図ることができる。
【００１１】
本発明によれば、補修対象となっていない部分への熱的影響を最小限に留めることができるため、自動車用鋼板の塗装被膜や取付けられているプラスチックなどの耐熱性の低い部品を殆ど損傷することがない。
【００１２】
また、本発明によれば、鋼板の補修箇所を直接加熱することができるため、その加熱箇所の温度管理は電磁波の照射条件を調節することにより間接的に管理することができるようになる。この結果、従来は熟練作業者の感に頼らざるを得なかった板金前の加熱作業の精度及び作業性の向上を図ることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、自動車の外板パネルの板金補修に適用され、特に凹みを生じた自動車の外板パネルに用いられる鋼板の形状を元の形状に復元させるために使用される。
【００１４】
本発明に用いられる電磁波発生装置は、電磁波発生装置本体、照射用プローブ、その他必要とされる機械工具などによって構成される。
【００１５】
本発明においては、凹みを生じた鋼板を板金補修する前に、かかる凹みを生じた部分の表裏面に電磁波発生装置の照射プローブ先端を接近させて電磁波を短時間照射する。
【００１６】
また、凹みを生じた部分など、加熱対象となる箇所が比較的広範囲に及ぶ場合は、照射時においてプローブ先端を円弧を描くように移動させながら、かつその円弧の位置を連続的にずらすことにより、所望の比較的広範囲の加熱を行うことができるようになる（図１参照）。
【００１７】
加熱に使用される電磁波の照射強度は鋼板の厚みなどによっても多少影響されることはあるが、自動車の外板パネルに用いられる一般的な鋼板の場合は、照射周波数４０ｋＨｚの電磁波において４００〜８００Ｗで十分に対処することができることが判った。たとえば、照射強度が４００Ｗ未満と弱過ぎる場合は明らかに鋼板の張りが復元せず、また、照射強度が８００Ｗを越えると加熱部周辺領域にも新たな熱変形が生じたり塗装被膜が損傷するといった熱による悪影響を受けることになる。
【００１８】
また、電磁波による加熱は金属原子を励起・振動させて鋼板を直接加熱する効率の良い加熱方法であるため、その照射時間はバーナーを用いた加熱に比べて極めて短時間で完了させることが可能であり、本発明の場合、上記照射強度における電磁波の照射時間は１．０〜５．０秒が鋼板の張りを復元させるために適切な照射時間であることを見出した。
【００１９】
このように、上述されたプローブの操作方法、照射周波数、照射強度および照射時間により電磁波を用いて鋼板を加熱すると、凹みが生じた箇所があたかも鋼板の張力が回復したかのように張りを戻し復元する。そして、そのあと続いて板金補修を施した場合は、鋼板に戻された適度な張りと延性が相まってスプリングバックを殆ど起こすことなく鋼板を元の形に容易に成形することができる。
【００２０】
また、加熱による熱影響を受ける部分はプローブを移動させた部分およびその近傍に限られるため、バーナーを使用した場合に比べて塗装被膜など熱的損傷を受ける部分を大幅に低減することができる。
【００２１】
なお、本発明で用いられる電磁波を用いた加熱方法は、板金による鋼板の成形を施した後に適用してもよい。この場合は、成形によりさらに塑性変形等が生じた鋼板の補修箇所が再結晶化することにより、本来、鋼板が有していた張りや延性といった物理的特性を回復するのに役立つ。
【００２２】
以下に、本発明の一実施形態にかかる実施例について説明する。本発明は以下に示される実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。
【実施例１】
【００２３】
鋼板の張り復元状態評価試験
〔試験方法〕
図２に示されるような０．６ｍｍ厚の鋼板の周辺をアングルにて溶接固定し、直径３０ｍｍの硬球を垂直方向に押し付けることにより、深度２０ｍｍの凹みを鋼板に形成させた。その後、表１に示される条件にて電磁波およびバーナーによる加熱を行なった。
【００２４】
なお、本実施例においては、電磁波発生装置には有限会社雷神製のマジックボックスを使用し、そのプローブ素材間は２０ｍｍに設定してその間に鋼板の凹み部が位置するようにして電磁波を照射した。また、比較例においては、通常の鋼板の溶接などに使用されるトーチ型バーナーを用いて鋼板の凹み部からの距離を略４０〜５０ｍｍの範囲に保って加熱した。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
〔評価方法〕
表１に示される条件にて鋼板の加熱を完了した直後の加熱箇所の鋼板の温度を測定した。また、鋼板の張りの復元状態の評価については、加熱した鋼板を水冷により常温まで冷却した後、凹み部の最大深度を測定し、その凹み部の深度が５ｍｍ以内に復元し、かつその他の範囲に新たな凹みやうねりを生じていないものを「○」、凹み部の深度が５ｍｍ以内に復元したが、その他の範囲に新たな凹みやうねりを生じたものを「△」、それ以外のものについては「×」として評価した。
【００２７】
〔試験結果〕
これらの試験結果について、表２に示す。
【表２】
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【００２８】
上記表２から、照射強度が８００Ｗと強い場合であってもその照射時間が短過ぎる場合は、鋼板の温度は十分に上がらず鋼板の張りは十分に復元しないことが判った。また、これとは逆に照射時間が５秒と長い場合であってもその照射強度が２００Ｗと弱過ぎる場合は、やはり鋼板の温度は十分に上がらずに鋼板の張りも十分に復元しないことが判った。
【００２９】
この結果、自動車の外板パネルに使用される鋼板の加熱条件は、照射波長４０ｋＨｚの電磁波において照射強度４００〜８００Ｗであることが好ましく、また、さらに照射時間が１．０〜５秒であることがより好ましい条件であることが判った。
【００３０】
また、比較条件であるバーナーによる加熱方法を電磁波による加熱方法の場合と比較すると、略同程度の鋼板の張りを復元させるために要する時間は電磁波による加熱方法の約２倍の１０秒を要するが、同時に鋼板上の凹みを生じた加熱部周辺には新たな凹凸が形成された。これは、バーナーによる加熱方法を用いた場合は与えた熱量が凹み部周辺にも広がってしまうため、凹み部自体の温度は電磁波による加熱方法よりも上げなければ鋼板の張りを復元させることができず、また、凹み部周辺にはバーナーから直接又は間接的に伝わった熱の影響が生じたものと考えられる。
【実施例２】
【００３１】
熱影響部評価試験
〔試験方法〕
塗装が施された一般的な自動車鋼板を用いて、先の実施例１における試験条件４（電磁波加熱）および比較条件３（バーナー加熱）と同じ加熱条件で、鋼板の塗装面に熱損傷が生じるまで電磁波による加熱およびバーナーによる加熱を行なった。なお、本試験においては鋼板への凹み部は形成させず、また、加熱範囲は鋼板塗装面の直径６０ｍｍの範囲とした。
【００３２】
〔評価方法〕
電磁波により加熱した後の鋼板およびバーナーにより加熱した後の鋼板のうち、鋼板上の塗装が剥がれている部分を熱損傷があるものし、鋼板上の塗装は剥がれていないが変色がある部分を変色したものと判定して、それぞれの面積を測定した。
【００３３】
〔試験結果〕
図３には電磁波により加熱した後の鋼板の熱損傷および変色領域を写した写真が示され、図４にはバーナーにより加熱した後の鋼板の熱損傷および変色領域を写した写真が示されている。また、加熱した後のそれぞれの鋼板の熱損傷および変色面積を測定した結果を表３に示す。
【表３】
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【００３４】
図３及び図４、上記表３より、鋼板上の特定の範囲が略同じ温度になるまで加熱し、かつ、鋼板の張りの復元も略同じであると予測される（表２参照）ような加熱条件で鋼板を電磁波により加熱またはバーナーにより加熱した場合、鋼板上の塗装面が熱損傷を受ける面積は略同等である。しかしながら、バーナーにより加熱した場合は電磁波により加熱した場合に比べて、その周辺部の変色面積が約３倍近く大きくなり、また、熱損傷面積に対する変色面積の比率も約２．５倍ほど大きくなることが判った。
【００３５】
この結果、自動車の外板パネルに使用される鋼板に電磁波を適用して加熱した場合は、従来のバーナーを用いて加熱する場合に比べて周辺部への熱影響を極めて小さな範囲に留めながら局部箇所への加熱が可能となり、塗装面の剥離や変色といった加熱による損傷範囲を最小限に留めることができることが判った。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】鋼板を比較的広範囲に加熱するために必要な、プローブ先端の軌跡を示した概念図である。
【図２】鋼板の張り復元状態評価試験用の０．６ｍｍ厚の鋼板試験片を示した概要図である。
【図３】電磁波により加熱した後の鋼板の熱損傷および変色領域を写した写真である。
【図４】バーナーにより加熱した後の鋼板の熱損傷および変色領域を写した写真である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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