CN102486318B - 面状采暖器及其制造方法、制造装置 - Google Patents

面状采暖器及其制造方法、制造装置 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于,提供如下的面状采暖器及其制造方法、制造装置:能够防止因对表面材料(200)的表面进行加热而导致的不良影响,并且不使用模具,即使形状或尺寸不同也能够进行制造。面状采暖器具有:表面材料(200),其构成面状采暖器的表面;加热单元(400),其具有加热线(420)和对加热线(420)发出的热进行扩散而传递到表面材料(200)的均热板(410);以及隔热板(500),其抑制从加热单元(400)放出的热传递到所述面状采暖器的背面侧。这里,均热板(410)具有:金属板(411);以及配置在金属板(411)的两面各自上的含有热塑性树脂的第1粘接层(412a)和第2粘接层(412b)。

Description

面状采暖器及其制造方法、制造装置
技术领域
本发明涉及将电加热器作为发热源的面状采暖器及其制造方法、制造装置。
背景技术
以往,这种面状采暖器具有由底层材料、在基材上配设有加热线的加热单元以及表层材料这三层层叠而成的构造。底层材料与加热单元之间以及加热单元与表层材料之间通过粘接剂粘贴在一起。在这种面状采暖器的制造方法中,在底层材料或加热单元的一个主面上涂布粘接剂,并且在加热单元的另一个主面或表层材料上涂布粘接剂,然后,使底层材料、加热单元和表层材料重合而形成层叠体。然后,从层叠体的外部进行加热,使各层间的粘接剂熔融,然后使用模具进行按压成型。
但是,在该方法中,是从层叠体的外部进行加热,所以,存在如下问题:为了使各层间的粘接剂充分熔融,必须对位于其外侧的表层材料或底层材料进行过度加热。当对表层材料或底层材料进行过度加热而超过面状采暖器的使用状况下的表层材料或底层材料的耐用温度时,有时会导致表层材料或底层材料的品质劣化。特别是,有时出于表面外观性或触摸时的触感等原因而对表层材料实施了压花加工,还有时为了达到柔和的触感而采用了耐热性不是很强的原料,所以,当进行过度加热时,可能造成如下不良影响等:表层材料发生变形、变质,损害对表层材料实施的设计,或者触摸时的触感变差。
对此,作为不使用粘接剂来制造面状采暖器的方法,还存在如下方法:在底层材料上涂布聚氨酯(urethane)发泡材料,并在其上层叠将加热线配设在基材上而构成的加热单元和表层材料,在模具内对它们进行按压成型。众所周知,此时,使聚氨酯发泡材料发泡,通过发泡压力使聚氨酯发泡材料从加热单元的基材渗出到表层材料侧,并附着于表层材料上,由此,将底层材料、加热单元和表层材料贴合成一体(例如参照专利文献1)。
图21(a)~(c)示出了专利文献1所记载的现有的面状采暖器,图21(a)示出了表示面状采暖器的制作顺序的立体图,图21(b)示出了制作顺序的侧视图,图21(c)示出了成型后的面状采暖器的剖视图。如图21(a)所示,准备表层材料901、在加热基材903a上配设有加热线903b的加热单元903、以及在表面涂布有聚氨酯发泡材料904的底层材料905,如图21(b)所示,将它们层叠起来并配置到未图示的模具内,在模具内进行按压成型,由此,成型出图21(c)所示的面状采暖器。
【专利文献1】日本特开2001-041480号公报
但是,在专利文献1所记载的制造方法中,仍然存在以下问题。即,在专利文献1所记载的制造方法中,为了进行按压成型加工,必须准备模具,而且,需要针对面状采暖器的各种形状和尺寸准备该模具。特别是,设置在地面上使用的面状采暖器一般要生产出多种尺寸,所以,制作模具所需的费用增多,而且,在生产不同形状或尺寸的面状采暖器时需要更换模具,难以提高生产效率。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有的课题,提供如下的面状采暖器及其制造方法、制造装置:能够防止因对表面材料的表面进行加热引起的不良影响,并且能够在不使用模具的情况下进行生产,也能够容易地应对形状或尺寸不同的情况。
本发明的面状采暖器具有:表面材料,其构成所述面状采暖器的表面;加热单元,其具有加热线和均热板,该均热板使所述加热线发出的热扩散而传递到所述表面材料;以及隔热板,其抑制从所述加热单元放出的热传递到所述面状采暖器的背面侧。这里,所述均热板具有:金属板;以及配置在所述金属板的两面各自上的含有热塑性树脂的第1粘接层和第2粘接层。
参照附图并根据以下的优选实施方式的详细说明能够明确本发明的上述目的、其他目的、特征以及优点。
本发明的面状采暖器及其制造方法、制造装置能够防止因对表面材料的表面进行加热而导致的不良影响,并且不使用模具就能够进行生产,而且也能够容易地应对形状或尺寸不同的情况。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1的面状采暖器的结构的一例的框图。
图2是示出本发明的实施方式2的面状采暖器的外形的一例的立体图。
图3是示出组装图2所示的面状采暖器的主体之前的状态的一例的立体图。
图4是示出图3所示的主体的完成状态的一例的剖视图。
图5是示出图4所示的主体的结构部件的具体一例的剖视图。
图6是示出图5所示的主体所具有的加热线的具体结构的一例的立体图。
图7是示出制造图4所示的主体时的准备工序的一例的示意图。
图8(a)和(c)是示出制造图4所示的主体时的加热工序和按压工序的一例的示意图,(b)是示出在(a)所示的加热工序中使用的2个励磁线圈的配置的示意图。
图9是示出在加热工序中使用的电磁感应装置的结构的框图。
图10(a)和(b)是示出制造图4所示的主体时的热冲压工序的一例的示意图。
图11是示出制造图4所示的主体时的超声波焊接工序的一例的示意图。
图12是示出制造图4所示的主体时的修整(trimming)工序的一例的示意图。
图13是示出图4所示的主体的结构部件的另一个具体例的剖视图。
图14是示出图12所示的主体的完成状态的一例的剖视图。
图15(a)是示出在本发明的实施方式3的面状采暖器的制造方法中制造主体时的加热工序和按压工序的一例的示意图,(b)是示出在(a)所示的加热工序中使用的2个励磁线圈的配置的示意图。
图16(a)是示出在图8(a)所示的励磁线圈为1个时的加热工序中的金属板和粘接板的温度变化的曲线图,(b)是示出在图15(a)所示的励磁线圈为3个时的加热工序中的金属板和粘接板的温度变化的曲线图。
图17是示出在按压工序中使用的辊单元的另一具体例的示意图。
图18是示出在本发明的实施方式4的面状采暖器的制造方法中、在加热工序中使用的多个励磁线圈的配置的一例的示意图。
图19是用于说明在本发明的实施方式5的加热工序中使用的励磁线圈、金属板和加热线的配置的示意图。
图20是示出图19所示的金属板的各位置处的励磁线圈的输出变化的曲线图。
图21(a)是示出现有的面状采暖器的制造顺序的一例的立体图,(b)是示出现有的面状采暖器的制造顺序的其他例子的剖视图,(c)是示出现有的面状采暖器的完成状态的剖视图。
标号说明
1:面状采暖器;200:表面材料;420:加热线;410:均热板;400:加热单元;500:隔热板;411:金属板;412a:第1粘接层;412b:第2粘接层;201:表面板;202b:第1表面层;203:第2表面层、第3粘接层;502a:第1无纺布;502b:第2无纺布;501:发泡板;110:层叠体;411a:部分金属板;411b:部分金属板;411c:重合部;730:按压辊(按压部);721:电磁感应装置(感应加热单元);721a:第1电磁感应装置(感应加热单元);721b:第2电磁感应装置(感应加热单元);721c:第3电磁感应装置(感应加热单元);722:励磁线圈;722a:第1励磁线圈(励磁线圈);722b:第2励磁线圈(励磁线圈);722c:第3励磁线圈(励磁线圈);722d:长形励磁线圈(励磁线圈、第2励磁线圈);722e:圆形励磁线圈(励磁线圈、第1励磁线圈);722f:长形励磁线圈(励磁线圈、第2励磁线圈);722g:长形励磁线圈(励磁线圈、第2励磁线圈);722h:圆形励磁线圈(励磁线圈、第1励磁线圈);722i:长形励磁线圈(励磁线圈、第2励磁线圈);722l:长形励磁线圈(励磁线圈、第2励磁线圈);722j:长形励磁线圈(励磁线圈、第2励磁线圈);722k:圆形励磁线圈(励磁线圈、第1励磁线圈);723:控制部;720b:位置检测部。
具体实施方式
下面,参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。另外,在以下说明中,在全部附图中均对相同或相应的要素标注相同参照标号并省略其重复说明。
本发明的第1方式的面状采暖器的特征在于,该面状采暖器具有:表面材料,其构成所述面状采暖器的表面;加热单元,其具有加热线和均热板,该均热板使所述加热线发出的热扩散而传递到所述表面材料;以及隔热板,其抑制从所述加热单元放出的热传递到所述面状采暖器的背面侧。这里,所述均热板具有:金属板;以及配置在所述金属板的两面各自上的含有热塑性树脂的第1粘接层和第2粘接层。
根据第1方式的面状采暖器,从加热单元放出的热被均热板扩散开,均匀地传递到表面材料,所以,表面材料的整个面被均匀地加热。并且,通过隔热板抑制来自加热单元的热散到面状采暖器的背面侧,所以,能够防止来自加热单元的热的浪费,实现能耗的削减。
并且,例如,在制造面状采暖器时对金属板施加磁场时,均热板内的金属板因电磁感应而发热。配置在该金属板的两面上的第1粘接层和第2粘接层受到加热,使得这些粘接层中含有的热塑性树脂熔融。由此,借助第1粘接层和第2粘接层将表面材料、加热单元和隔热板贴合,形成面状采暖器。这样,金属板除具有原本的热扩散的功能以外,还具有通过感应加热使第1粘接层和第2粘接层熔融的功能。由此,通过兼用金属板,部件数量不会增加,所以削减了产品成本。
而且,通过位于面状采暖器内部的金属板的发热而得到用于使热熔融型粘接剂熔融的热量,所以,不需要在板状部件的粘接加工中使用模具从层叠体外部进行加热。由此,能够防止表面材料因来自外部的热而劣化,并且,能够抑制模具等的初期投资费用,提高设计自由度。
并且,金属板与第1粘接层和第2粘接层之间的距离短,所以,金属板中产生的热直接传递到第1粘接层和第2粘接层,能够在短时间内使这些粘接层熔融。由此,能够缩短粘接作业的时间,而且抑制了面状采暖器向外部散热,能够实现制造工序的节能化。
在本发明中,可以构成为,所述表面材料具有:表面板;以及配置在所述表面板与所述加热单元之间的硬度不同的至少2个第1表面层和第2表面层。这里,所述加热单元侧的所述第1表面层比所述表面板侧的所述第2表面层软。
根据本发明,柔软的第1表面层吸收加热单元的加热线的体积。并且,坚硬的第2表面层将所施加的力分散,并形成为平滑的面。因此,由加热线造成的凹凸不容易传递到表面材料。由此,即使人落座于面状采暖器的表面材料上,表面材料也基本保持平坦,不会给落座于表面材料上的人带来因加热线造成的不快感。
在本发明中,可以构成为,在所述表面板与所述加热单元之间配置有2个无纺布以及夹在所述2个无纺布之间的第3粘接层。这里,所述第1表面层由所述2个无纺布中所述加热单元侧的所述无纺布形成,所述第2表面层由所述第3粘接层形成。
根据本发明,加热单元侧的无纺布(第1表面层)和表面板侧的无纺布具有弹性。并且,第3粘接层(第2表面层)被配置成比加热单元侧的无纺布(第1表面层)更靠表面板侧,且比该无纺布(第1表面层)硬。由此,例如,即使人落座于表面板上而对表面板施加了力,该力的一部分也会由表面板侧的无纺布所吸收。并且,配置在表面板侧的无纺布下方的第3粘接层(第2表面层)保持平坦的面,并且对力进行分散后传递到无纺布(第1表面层)。而且,柔软的无纺布(第1表面层)因所施加的力而变形,吸收加热线的体积。由此,不会给落座于面状采暖器的表面材料上的人带来因加热线造成的不快感。
在本发明中,可以构成为,所述隔热板具有:发泡板;以及配置在所述发泡板的两面中与所述加热单元相面对的一个面上的第1无纺布。
根据本发明,第1无纺布的纤维的一部分嵌入到发泡板中,与发泡板强力粘接。因此,即使面状采暖器被折叠,无纺布也不容易从发泡板上脱离。而且,利用第1无纺布对发泡板的撕裂强度进行强化,由此,即使面状采暖器被折叠,也能够防止隔热板断裂的不良情况。由此,面状采暖器的耐久性提高。
而且,第1无纺布通过其弹性来吸收所面对的加热单元的加热线的体积,所以,能够进一步抑制加热线的凹凸传递到表面材料。
在本发明中,可以构成为,所述隔热板还具有配置在所述发泡板的两面中的另一个面上的第2无纺布。这里,所述第1无纺布比所述第2无纺布厚。
根据本发明,加热单元侧的第1无纺布比表面材料侧的第2无纺布厚,由此,吸收加热线体积的能力强。由此,由加热线引起的凹凸被第1无纺布所抑制,表面材料基本是平的。因此,不会给落座于面状采暖器的表面材料上的人带来因加热线的凹凸造成的不舒适感。
并且,通过使第2无纺布比第1无纺布薄,能够抑制隔热板自身变厚。
在本发明中,可以构成为,所述第1无纺布和第2无纺布由含有聚酯树脂和聚丙烯树脂的合成树脂形成。这里,与所述第2无纺布相比,所述第1无纺布的所述合成树脂中的聚酯树脂的含有率和单位面积重量更大。
根据本发明,无纺布具有通用性,成本低,且能够对面状采暖器添加面状采暖器所需的拉伸强度和弹性。
在本发明中,以所述加热线配置在所述隔热板侧、所述均热板配置在所述表面材料侧的方式,形成由所述表面材料、所述加热单元和所述隔热板层叠而成的层叠体,通过来自所述层叠体的两面中的至少一方的磁场对所述金属板进行感应加热,使得形成在所述金属板的两面各自之上的所述第1粘接层和第2粘接层熔融,并且,熔融的所述第1粘接层和第2粘接层将所述表面材料、所述加热单元和所述隔热板粘接起来。
根据本发明,金属板除具有原本的热扩散的功能以外,还具有通过感应加热使第1粘接层和第2粘接层熔融的功能,所以,通过这样地兼用金属板,削减了产品成本。
而且,通过位于面状采暖器内部的金属板的发热而得到用于使热熔融型粘接剂熔融的热量,所以,能够防止表面材料因来自外部的热而劣化,并且,能够抑制模具等的初期投资费用,提高设计自由度。
并且,金属板与第1粘接层和第2粘接层之间的距离短,所以,能够缩短粘接作业的时间,而且,能够实现制造工序的节能化。
在本发明的第2方式的制造第1方式的面状采暖器的制造方法中,该制造方法可以包括以下工序:准备工序,形成由多个部分金属板的一部分重合后的重合部相连而成的所述金属板,并且,以将所述加热线配置在所述隔热板侧、将所述均热板配置在所述表面材料侧的方式,形成由所述表面材料、所述加热单元和所述隔热板层叠而成的层叠体;加热工序,通过来自所述层叠体的两面中的至少一方的磁场对所述金属板进行感应加热,使所述第1粘接层和第2粘接层熔融;以及按压工序,通过按压部按压所述层叠体,将所述表面材料、所述加热单元和所述隔热板粘接起来。这里,在所述加热工序中,使得与所述金属板的所述重合部和所述重合部附近对应的因感应加热产生的发热量比与所述金属板的其他平面区域对应的发热量大。
根据第2方式的面状采暖器的制造方法,通过位于面状采暖器内部的均热板的发热来得到用于使热熔融型粘接剂熔融的热量,所以,能够防止表面材料因来自外部的热而劣化,并且,能够抑制模具等的初期投资费用,提高设计自由度。并且,通过金属板中产生的热量,使得粘接层短时间熔融,能够实现粘接作业时间的缩短化、制造工序的节能化。
并且,通过增大与金属板的重合部和重合部附近对应的发热量,能够让重合部的温度达到粘接层的熔融温度。由此,能够使金属板整体均匀地发热,能够防止重合部附近的粘接不良等不良情况。
本发明的第3方式涉及面状采暖器的制造方法,该面状采暖器具有表面材料、加热单元和隔热板,该加热单元具有:由多个部分金属板的一部分重合后的重合部相连而成的金属板、具有配置在所述金属板的两面各自上的含有热塑性树脂的第1粘接层和第2粘接层的均热板、以及铺设在所述均热板上的加热线。面状采暖器的制造方法包括以下工序:准备工序,以将所述加热线配置在所述隔热板侧、将所述均热板配置在所述表面材料侧的方式,形成由所述表面材料、所述加热单元和所述隔热板层叠而成的层叠体;加热工序,通过来自所述层叠体的两面中的至少一方的磁场对所述金属板进行感应加热,使所述第1粘接层和第2粘接层熔融;以及按压工序,通过按压部按压所述层叠体,将所述表面材料、所述加热单元和所述隔热板粘接起来。这里,在所述加热工序中,使得与所述金属板的所述重合部和所述重合部附近对应的因感应加热产生的发热量比与所述金属板的除所述重合部和所述重合部附近以外的平面区域对应的发热量大。
根据第3方式的面状采暖器的制造方法,在由表面材料、加热单元和隔热板层叠而成的层叠体中,在金属板的两面上分别配置含有热塑性树脂的第1粘接层和第2粘接层。当对该金属板施加磁场时,金属板因电磁感应而发热,使得第1粘接层和第2粘接层熔融。借助该第1粘接层和第2粘接层将表面材料、加热单元和隔热板贴合,形成面状采暖器。
并且,与第1方式同样,通过位于面状采暖器内部的均热板的发热而使粘接层熔融,所以,能够防止表面材料因来自外部的热而劣化,并且,能够抑制模具等的初期投资费用,提高设计自由度。而且,通过将第1粘接层和第2粘接层直接层叠在金属板上,能够实现粘接时间的缩短化、制造工序的节能化。
在本发明中,所述加热工序可以包括以下工序:对所述金属板因感应加热产生的发热量进行控制、以及检测所述重合部的位置。这里,在检测到所述重合部和所述重合部附近的情况下,对发热量进行控制,使得与所述重合部和所述重合部附近对应的因感应加热产生的发热量比与所述平面区域对应的发热量大。
根据本发明,通过增大与金属板的重合部和重合部附近对应的发热量,能够让重合部的温度达到粘接层的熔融温度。由此,能够使金属板整体均匀地发热,能够防止重合部附近的粘接不良等不良情况。
在本发明中,在所述加热工序中,可以通过各自的感应加热单元进行对所述重合部和所述重合部附近的感应加热以及对所述平面区域的感应加热。
根据本发明,重合部及其附近比其他平面区域难发热,所以,对重合部及其附近的感应加热用的输出与对其他平面区域的感应加热用的输出不同。由此,通过在这些感应加热中使用各自的感应加热单元,能够简单地调整这些感应加热用的输出。
在本发明中,在所述加热工序中,可以使与所述平面区域的端部和所述端部附近对应的因感应加热产生的发热量比与所述平面区域的除端部和所述端部附近以外的区域对应的发热量小。
根据本发明,通过减小平面区域的端部及其附近的发热量,防止了在制造、搬运工序中产生从无意产生的裂缝的末端部起呈带状延伸的过度高温部,防止了过度高温部对加热线过度加热而发生损坏的不良情况。
本发明的第4方式涉及面状采暖器的制造装置,该面状采暖器具有表面材料、加热单元和隔热板,该加热单元具有:由多个部分金属板的一部分重合后的重合部相连而成的金属板、具有配置在所述金属板的两面各自上的含有热塑性树脂的第1粘接层和第2粘接层的均热板、以及铺设在所述均热板上的加热线。面状采暖器的制造装置具有:产生磁场的励磁线圈;对针对所述励磁线圈的输出进行控制的控制部;以及对所述重合部的位置进行检测的位置检测部。这里,当所述位置检测部检测到所述重合部和所述重合部附近时,所述控制部控制对所述励磁线圈的输出,所述励磁线圈向由所述表面材料、所述加热单元和所述隔热板层叠而成的层叠体的两面中的至少一方发出磁场,对所述金属板进行感应加热,使所述第1粘接层和第2粘接层熔融。并且,当所述位置检测部检测到所述金属板的所述重合部和所述重合部附近时,所述控制部执行如下控制:使得与所述金属板的所述重合部和所述重合部附近对应的因感应加热产生的发热量比与所述金属板的除所述重合部和所述重合部附近以外的平面区域对应的发热量大。
根据第4方式的面状采暖器的制造装置,在由表面材料、加热单元和隔热板层叠而成的层叠体的附近配置励磁线圈,通过电磁感应使金属板发热,能够使第1粘接层和第2粘接层熔融。由此,借助第1粘接层和第2粘接层将表面材料、加热单元和隔热板贴合,形成面状采暖器。
并且,该制造装置可通过励磁线圈依次对金属板施加磁场,使金属板发热,使粘接层熔融。由此,能够抑制模具等的初期投资费用,提高设计自由度。
而且,该制造装置在粘接层的熔融时不从外部提供热量,所以,能够防止表面材料因来自外部的热而劣化。
在本发明中,可以构成为,所述励磁线圈具有与所述重合部和所述重合部附近对应的第1励磁线圈、以及与所述平面区域对应的第2励磁线圈。
根据本发明,重合部及其附近比平面区域难发热,所以,对各个部位的感应加热的程度不同。由此,通过对各个部位使用不同的励磁线圈,能够简单地对各个部位进行恰当的感应加热。
在本发明中,所述位置检测部可以对所述平面区域的端部进行检测。这里,当所述位置检测部检测到所述平面区域的端部和所述端部附近时,所述控制部执行如下控制:使得与所述平面区域的端部和所述端部附近对应的因感应加热产生的发热量比与所述平面区域的除端部和所述端部附近以外的区域对应的发热量小。
根据本发明,通过减小平面区域的端部及其附近的发热量,防止了在制造、搬运工序中产生从无意产生的裂缝的末端部起呈带状延伸的过度高温部,防止了过度高温部对加热线过度加热而发生损坏的不良情况。
(实施方式1)
[面状采暖器的结构]
参照图1对本发明的面状采暖器1的代表性结构的一例进行具体说明。图1是示出本发明的实施方式1的面状采暖器1的结构的一例的框图。
面状采暖器1具有表面材料200、加热单元400和隔热板500,且是由它们层叠而形成的。
表面材料200是构成面状采暖器1的表面的板状部件,被配置在面状采暖器1的最上方。
加热单元400是具有均热板410和加热线420的板状部件,被配置在表面材料200的下方。
加热线420是经由电源线(未图示)等从外部得到供电而发热的电导线。加热线420被配置在均热板410的主面上。
均热板410被配置在表面材料200与加热线420之间,是对加热线420发出的热进行扩散而传递到表面材料200的板状部件。均热板410具有金属板411、以及配置在金属板411的两面各自上的第1粘接层412a和第2粘接层412b。金属板411主要由含有铝等金属的热传导体构成。第1粘接层412a和第2粘接层412b以热熔融型粘接树脂为主要成分。第1粘接层412a被配置在表面材料200侧,第2粘接层412b隔着加热线420而配置在隔热板500侧。
隔热板500被配置在加热单元400的下方,是抑制从加热单元400放出的热传递到面状采暖器1的背面侧的板状部件。
该面状采暖器1是通过使金属板411发热而制造的。具体而言,以加热线420位于下侧、均热板410位于上侧的方式,在隔热板500的上方叠置加热单元400。进而,在加热单元400的上方叠置表面材料200,形成表面材料200、加热单元400和隔热板500的层叠体。在层叠体的两面中的至少任意一方附近配置有励磁线圈(未图示)。从该励磁线圈产生磁场,当磁场相对于层叠体内的金属板411发生变化时,在金属板411中因电磁感应而产生涡电流。当有涡电流流过金属板411时,由于金属板411的阻抗的作用,金属板411发热。在金属板411中发出的热量被施加给第1粘接层412a和第2粘接层412b,从而第1粘接层412a和第2粘接层412b熔融。通过这样地熔融后的第1粘接层412a将金属板411和表面材料200粘接起来,通过熔融后的第2粘接层412b,隔着加热线420将金属板411和隔热板500粘接起来。由此,表面材料200、加热单元400和隔热板500彼此贴合,形成面状采暖器1。
(实施方式2)
[面状采暖器的结构]
首先,参照图2~图6对本发明的面状采暖器1的代表性结构的一例进行具体说明。图2是示出本发明的实施方式2的面状采暖器1的完成状态的一例的立体图。图3是示出面状采暖器1的主体的组装前的状态的一例的立体图。图4是示出图3所示的主体的完成状态的剖视图。图5是示出构成图4所示的主体的部件的详细结构的剖视图。图6是示出图5所示的主体所具有的加热线的具体结构的一例的立体图。
如图2所示,面状采暖器1具有由多个板状部件构成的主体100、以及配设在主体100的一端的控制部101。从与控制部101连接的电源线102供给电力,对主体100进行加热,由此,面状采暖器1作为设置在住宅地面上的采暖器发挥功能。
控制部101是用于对面状采暖器1的主体100的发热动作进行控制的公知的控制单元。控制部101具有未图示的开关、温度调节旋钮、以及由发光二极管等构成的显示灯等。
如图3所示,主体100以表面材料200、粘接板300、加热单元400、隔热板500和背面材料600为主要结构部件。在依次层叠这些结构部件后进行粘接加工,对周边部进行压缩密封,由此形成主体100。这样形成的主体100具有图4所示的剖面形状。
如图5所示,表面材料200是构成面状采暖器1的主体100的表面的板状部件。表面材料200具有机械强度、外观性、耐污染性、触感等、作为地毯所需的性能。表面材料200的具体结构没有特别限定,而作为代表性的一例,表面材料200包括表面板201、以及粘接在表面板201的背面上的至少2个、在本实施例中为3个的第1~第3表面层202b、203、202a。表面板201以聚氯乙烯树脂(polyvinyl chloride,以下记为PVC)为主要成分,且进行了着色和印花。第1表面层202b和第3表面层202a由以聚酯(polyester)树脂为主要成分的无纺布构成,具有弹性。第3表面层202a被配置在表面板201侧,第1表面层202b被配置在加热单元400侧。第2表面层(第3粘接层)203是介于第1表面层202b与第3表面层202a之间的粘接剂层,将第1表面层202b和第3表面层202a粘贴在一起。第2表面层(第3粘接层)203比第1表面层202b和第3表面层202a硬。
粘接板300是用于将表面材料200和加热单元400粘贴起来的板状部件。粘接板300含有受热熔融的树脂,例如以聚乙烯(polyethylene)树脂等热塑性树脂为主要成分。这种粘接板300在常温下呈柔软的板状,在大约97℃以上时发生熔融,发挥粘接剂的功能。
加热单元400是作为面状采暖器1的发热源发挥功能的板状部件。加热单元400的尺寸比其他的板状部件200、300、500、600的尺寸小。加热单元400包括均热板410和铺设在均热板410上的加热线420。
均热板410是将加热线420产生的热均匀地扩散到表面材料200的整个面的板状部件。均热板410以金属板411为基材,在其两面上分别涂布有第1粘接层412a和第2粘接层412b。金属板411以作为热传导率高的金属的铝为主要成分,其厚度大约为0.01mm。第1粘接层412a和第2粘接层412b以聚乙烯树脂等热塑性树脂为主要成分,例如在被加热到大约97℃以上时发生熔融,发挥粘接剂的功能。另外,金属板411主要使用铝,但不限于此,也可以由能够通过后述的电磁感应装置而发热的材料、铜、不锈钢等其他金属材料形成。
如图3所示,加热线420的始端(一端)被配置在均热板410的一个角部,终端(另一端)被配置在始端附近。加热线420以遍及均热板410的整个区域的方式蜿蜒地配设在始端与终端之间。另外,加热线420被配置在均热板410的下侧主面上,而在图3中,为了便于说明,用虚线示出了该加热线420。
加热线420的具体结构没有特别限定,而作为代表性的一例,举出了图6所示的结构。该加热线420以玻璃纤维421为中心,在玻璃纤维421的周围呈螺旋状地卷绕有用于检测温度的检测线422。并且,在检测线422的外周形成有尼龙(nylon)树脂的绝缘层423,在绝缘层423的外周呈螺旋状地卷绕有发热线424。进而,在发热线424的外周形成有PVC的绝缘层425,在绝缘层425的外周形成有由聚乙烯树脂构成的粘接层426。
在如图3所示地将加热线420配置于均热板410上的状态下进行加热,由此,粘接层426熔融,加热线420被粘接固定到均热板410上。
隔热板500是抑制加热单元400中发出的热量无谓地传递到地面的板状部件。隔热板500具有发泡板501、以及配置在发泡板501的两面各自上的第1无纺布502a和第2无纺布502b。发泡板501由隔热性高的发泡聚氨酯树脂形成。第1无纺布502a和第2无纺布502b具有弹性、强度和耐久性,由含有聚酯树脂和聚丙烯树脂的合成树脂形成。并且,与第2无纺布502b相比,第1无纺布502a的合成树脂中的聚酯树脂的含有率和单位面积重量更大。具体而言,第1无纺布502a被配置在发泡板501的靠加热单元400的一侧,由96%的聚酯树脂和4%的聚丙烯树脂的合成树脂形成。第1无纺布502a的单位面积重量为180g/m2。第2无纺布502b被配置在发泡板501的靠背面材料600的一侧,由95%的聚酯树脂和5%的聚丙烯树脂的合成树脂形成。第2无纺布502b的单位面积重量为100g/m2
背面材料600构成面状采暖器1的主体100的背面,是直接与地面接触的板状部件。背面材料600包括背面板601、以及涂布在背面板601上的第4粘接层602。背面板601以烯烃系弹性体为主要成分。作为烯烃系弹性体,举出热塑性烯烃弹性体(thermoplastic olefin,以下简记为TPO)作为优选的一例。不用说,TPO除具有机械强度以外,还具有缓冲性、不易打滑性等性能,还具有弹性。第4粘接层602是以聚乙烯树脂等树脂为主要成分的粘接剂层。
以上,根据本实施方式,隔热板500在发泡板501的上下两面粘接着第1无纺布502a和第2无纺布502b。由此,第1无纺布502a和第2无纺布502b的纤维的一部分嵌入发泡板501,使得第1无纺布502a和第2无纺布502b与发泡板501牢固地粘接在一起。并且,通过第1无纺布502a和第2无纺布502b对发泡板501的两面侧的撕裂强度都进行强化。由此,即使折叠了面状采暖器1,也能够防止一部分发生脱落或断裂的不良情况。因此,能够得到发泡板501的弹性和耐久强度双方均很优异的面状采暖器1。
并且,根据本实施方式,在表面板201与加热单元400之间设有硬度不同的至少2层、在本实施例中为3层的第1~第3表面层202b、203、202a。因此,即使加热单元400的上表面因加热线420而凹凸,柔软的第1表面层202b也能将凹凸吸收,坚硬的第2表面层(第3粘接层)203把力分散,并形成平坦的面。由此,抑制了加热单元400的凹凸传递到表面板201,从而在以人落座于面状采暖器1的主体100上的方式等进行使用时,能够得到无不舒适感、平滑且愉快的使用感。
而且,根据本实施方式,在隔热板500中,第1无纺布502a形成为比第2无纺布502b厚。由此,即便使用了直径为3mm左右的线状的加热线420,也是使加热线420嵌入到第1无纺布502a中。由此,由加热线420引起的凹凸不会影响到表面材料200,所以,表面材料200平坦,不会给落座于表面材料200上的人带来因加热线420的凹凸造成的不快感。
并且,根据本实施方式,第2无纺布502b和第1无纺布502a采用了具有通用性的无纺布,由此,能够抑制它们的成本。并且,这些无纺布能够给面状采暖器1带来所需的弹性、强度和耐久性。
另外,在本实施方式中,面状采暖器1是由主体100、控制部101和电源线102构成的,但也可以具有除此之外的结构。
并且,在本实施方式中,主体100也可以是省略了上述板状部件200、300、400、500、600中的一部分板状部件后的结构。例如,在本实施方式中,表面材料200与加热单元400通过粘接板300而粘接在一起。与此相对,在第1粘接层412a能够充分确保表面材料200与加热单元400之间的粘接力的情况下,可省略粘接板300。该情况下,能够实现粘接板300的材料成本和制造工序数的合理化。
而且,在本实施方式中,主体100是由上述板状部件200、300、400、500、600构成的,但也可以具有除此之外的结构。
并且,在本实施方式中,例示了板状部件200、400、500、600分别层叠有多个层的例子,但也可以分离这各个层中的一层或多层。例如,在表面材料200中,也可以构成为:使形成地毯部分的表面板201与其他部分可分离。由此,能够将表面板201与其他部分分离来进行洗涤等。
并且,在本实施方式中,第1~第4粘接层412a、412b、203、602以及粘接板300由以热硬化性树脂为主要成分的热熔融型(热熔、hot-melt)粘接剂形成,但也可以是除此之外的粘接剂,其具体种类没有特别限定。此外,热熔融型粘接剂是至少由聚乙烯树脂、聚丙烯(polypropylene)树脂等烯烃系热塑性树脂构成的层,但也可以使用其他公知的热塑性树脂,还可以使用树脂以外的热塑性材料。并且,在热熔融型粘接剂以热塑性树脂为主要成分的情况下,可以是混合了多种热塑性树脂后的聚合物混合体,也可以是含有树脂以外的公知的添加剂等的热塑性树脂组成物。
而且,隔热板500的发泡板501只要是耐热性、缓冲性、强度、粘接性等合适的材料即可,不限于聚氨酯泡沫的发泡板。例如,也可以是架桥发泡聚乙烯板等。并且,第1无纺布502a和第2无纺布502b不限于聚酯树脂的纤维。例如,也可以是尼龙纤维、聚丙烯纤维等。
并且,也可将第3表面层202a形成为层叠TPO树脂后的坚硬的层,使第1表面层202b成为柔软的层。该情况下,即使在均热板410的下表面配设有加热线420的面状的加热单元400上存在凹凸,各表面层202b、203、202a也能够使因加热线420造成的凹凸不容易传递到表面板201。
[面状采暖器的制造方法]
参照图7~图12对面状采暖器1的制造方法的代表性的一例进行具体说明。图7是以概略剖视图示出主体的制造过程中的准备工序的一例的示意图。图8(a)~(c)是以概略剖视图示出主体的加热工序和按压工序的一例的示意图。图9是示出在主体的加热工序中使用的电磁感应装置的结构的框图。图10(a)和(b)是以概略剖视图示出进行背面材料的粘接和主体周边部的成型的热冲压工序的一例的示意图。图11是以概略剖视图示出进行主体周边部的焊接的超声波焊接工序的一例的示意图。图12是以概略剖视图示出切断主体周边部的无用部分的修整工序的一例的示意图。
面状采暖器1的制造方法包括准备工序、加热工序、按压工序、热冲压工序、超声波焊接工序、修整工序以及其他工序。
(1)准备工序
在准备工序中,层叠构成主体100的板状部件200、300、400、500、600,形成层叠体110。
具体而言,如图7所示,以第4粘接层602朝向上方的方式将背面材料600配置在水平的平台710上。在背面材料600上层叠隔热板500。以加热线420位于下侧的方式在隔热板500上层叠加热单元400。此时,由于加热单元400的外形尺寸比其他板状部件200、300、500、600的外形尺寸小,所以,将加热单元400配置在隔热板500的中央。
然后,在加热单元400上层叠粘接板300,以无纺布(第1表面层202b)朝向下方的方式在粘接板300上层叠表面材料200。此时,由于粘接板300和表面材料200比加热单元400大,所以,以加热单元400位于中央的方式,在加热单元400上配置粘接板300和表面材料200。
通过该准备工序,按照表面材料200、粘接板300、加热单元400、隔热板500以及背面材料600的顺序进行了层叠,形成了层叠体110。在层叠体110中,加热单元400的加热线420被配置在隔热板500侧,均热板410被配置在表面材料200侧。
并且,第1~第4粘接层412a、412b、203、602也可以像粘接板300那样是独立的板状部件。该情况下,可以在准备工序中将第1~第4粘接层412a、412b、203、602分别粘接到金属板411、第1表面层202b、第3表面层202a、背面板601上。
此外,也可以取代平台710,而在后述的加热工序的搬送装置720上形成层叠体110。
(2)加热工序
作为加热工序的设备,如图8(a)所示,使用搬送装置720和电磁感应装置721。
另外,在本实施方式中,非常优选电磁感应装置721具有多个励磁线圈,而这一点将在后面进行叙述。在图8(a)中例示了电磁感应装置721具有单独的励磁线圈722的情况,对标准的加热工序进行说明。
如块状箭头A所示,搬送装置720使载置在该搬送装置720上的层叠体110沿水平方向移动。由此,层叠体110的整体通过电磁感应装置721的励磁线圈722的附近。另外,为了便于说明,设与层叠体110的搬送方向垂直的方向为层叠体110的宽度方向、与层叠体110的搬送方向一致的方向为层叠体110的长度方向。
电磁感应装置721包括励磁线圈722。如图8(b)所示,励磁线圈722具有长方形或其两端为圆弧状的形状,其长度尺寸被设定为比其宽度尺寸长。
励磁线圈722被配置成,励磁线圈722的长度方向和与层叠体110的搬送方向(块状箭头A)垂直的方向一致,宽度方向与沿着搬送方向的方向一致。并且设定为,励磁线圈722的长度尺寸比层叠体110的宽度尺寸长,励磁线圈722的宽度尺寸比层叠体110的长度尺寸短。
并且,如图9所示,搬送装置720具有驱动电机720a和位置检测部720b。驱动电机720a旋转而使层叠体110移动。位置检测部720b检测驱动电机720a的转速,根据该转速运算层叠体110的移动距离。在位置检测部720b中预先输入了层叠体110的长度,所以,位置检测部720b检测层叠体110与励磁线圈722之间的位置关系。例如,当层叠体110的一个端部被配置于励磁线圈722附近时,移动距离为0,检测为层叠体110的一个端部位于励磁线圈722附近。并且,在移动距离为层叠体110的一半长度的情况下,检测为层叠体110的中央部位于励磁线圈722附近。此外,在移动距离为层叠体110的长度的情况下,检测为层叠体110的另一个端部位于励磁线圈722附近。而且,层叠体110相对于励磁线圈722的这些位置数据是由位置检测部720b检测的,并输出到电磁感应装置721。
另外,位置检测部720b不限于上述结构,例如也可以使用光学传感器。而且,通过在搬送路线上的适当位置配置光学传感器,能够根据层叠体110有无遮光,来检测层叠体110在搬送方向上的前端位置或后端位置。
电磁感应装置721具有控制对励磁线圈722的供电的控制部723。控制部723从搬送装置720的位置检测部720b得到层叠体110相对于励磁线圈722的位置数据。控制部723根据层叠体110的位置数据,变更流过励磁线圈722的电流的值或频率,调整励磁线圈722中产生的磁通的密度。
在使用了这种搬送装置720和电磁感应装置721的加热工序中,在层叠体110的两面中的至少一方附近配置励磁线圈722。
然后,通过从该励磁线圈722产生的磁场,使得层叠体110中包含的加热单元400的金属板411发热,使得粘接板300、第1粘接层412a和第2粘接层412b熔融。
具体而言,层叠体110在搬送装置720的作用下沿块状箭头A所示的水平方向移动。随着层叠体110的移动,对配置在上方的电磁感应装置721的励磁线圈722进行供电,当产生磁场时,该磁场也被施加给层叠体110。因此,在加热单元400的金属板411内产生涡电流,由于涡电流和金属板411的电阻,使得金属板411自身发热升温。即,金属板411被感应加热。通过从金属板411发出的热,使得涂布在金属板411的两面上的第1粘接层412a和第2粘接层412b、以及层叠在加热单元400上的粘接板300熔融。
层叠体110由搬送装置720以规定速度进行搬送,同时承受励磁线圈722产生的磁场。因此,层叠体110内的金属板411的发热范围也以规定速度依次移动。其结果,能够使金属板411的应该发热的全部区域发热。
这样,通过从电磁感应装置721的励磁线圈722产生的磁场,使得金属板411升温到足以使粘接板300熔融的温度。此时,从金属板411产生的热经由粘接板300传递到表面材料200,所以,虽然存在某种程度的温度上升,但是,表面材料200的外表面并未直接曝露于热环境中。因此,表面材料200的外表面的温度不会使表面材料200的表面劣化,且不会发生虽未劣化但由于热而损害了外观性的变形。因此,通过采用这种方法,能够有效地防止因加热对表面材料200造成的不良影响(损害外观性的变形、变质等)。
并且,当层叠体110内的金属板411到达励磁线圈722附近时,第1粘接层412a和第2粘接层412b以及粘接板300在几秒的短时间内熔融。因此,如果一边通过搬送装置720使层叠体110以规定速度移动一边使电磁感应装置721工作,则第1粘接层412a和第2粘接层412b以及粘接板300随着层叠体110的移动,在电磁感应装置721(励磁线圈722)的正下方连续地熔融。其结果,使得第1粘接层412a和第2粘接层412b以及粘接板300的整个面均能够熔融。
此时,优选控制为电磁感应装置721的励磁线圈722与金属板411之间的距离(间隔)保持恒定,也可以轻轻按压层叠了板状部件的层叠体110,保持规定厚度而使其移动。
在加热工序中,恰当地控制由金属板411的发热引起的温度上升是很重要的。因此,电磁感应装置721的控制部723根据来自位置检测部720b的层叠体110的位置数据,对流过励磁线圈722的交流电力(频率和电流值等)进行调整,控制励磁线圈722中产生的磁通的密度、以及被磁场感应加热后的金属板411的发热量。即,通过增减对励磁线圈722输出的交流频率或电流值,能够增减金属板411的发热量。另外,以下,为了便于说明,与金属板411的“发热量的多少”相对应,适当地对应记载为从控制部723向励磁线圈722的“输出的高低”。
这样,当对励磁线圈722的输出降低时,金属板411的发热量减少,第1粘接层412a和第2粘接层412b不再充分地熔融。特别是在金属板411的端部,磁通密度增加,该端部容易成为高温。另一方面,在金属板411的端部附近,磁通密度降低,所以,该端部附近的发热受到抑制。因此,在金属板411的端部附近,第1粘接层412a和第2粘接层412b可能无法充分地熔融。
因此,当励磁线圈722通过金属板411的端部附近时,与励磁线圈722通过金属板411的除端部和端部附近以外的区域(以下称为“平面区域”。)时相比,控制部723提高对励磁线圈722的输出。由此,能够抑制金属板411的端部附近比其他区域的温度低的情况,使得第1粘接层412a和第2粘接层412b的全部区域均能够熔融。
并且,优选将板状部件中的加热单元400配置成在层叠体110中使加热线420位于下侧。即,优选将该层叠体110设置成,层叠体110中的均热板410的未配设加热线420的一侧的面接近励磁线圈722。如果这样地设置层叠体110,则金属板411配置成与电磁感应装置721的励磁线圈722相面对,所以,能够容易地使励磁线圈722与金属板411之间的距离(间隔)保持恒定,因此,能够使金属板411的整个面均匀地发热。
并且,如果如上所述地配置加热单元400,则使金属板411介于电磁感应装置721的励磁线圈722与加热线420之间。因此,能够抑制加热线420自身的发热,所以,能够抑制温度不均。其结果,能够更加稳定且均匀地实现金属板411的加热作用。
并且,在加热工序中,如图8(a)所示,将层叠体110配置成,加热单元400的加热线420的配设方向与搬送装置720的搬送方向(块状箭头A方向、移动方向)垂直,但本发明不限于此。也可以将层叠体110配置成,使加热线420的配设方向成为与块状箭头A一致的方向。
例如,在搬送方向与加热线420的配设方向大致垂直的状态下,当加热线420自身在电磁感应装置721的作用下发热时,在因该加热线420的发热而产生较大的温度不均的情况下,也可以将层叠体110配置成,使加热线420的配设方向与搬送方向大致一致。加热线420如上所述是蜿蜒地配置的。因此,如果这样地配置层叠体110,则能够针对加热线420中同时被施加磁场的多个部位,产生方向彼此相反(例如从加热线420的始端朝向终端的方向以及从终端朝向始端的方向等)的电流。因此,有时加热线420的各部位的涡电流相互抵消,能够抑制加热线420自身的发热,能够抑制温度不均的产生。
另外,图8(a)所示的加热工序虽被用于表面材料200、加热单元400和隔热板500的粘接,但加热工序的用途不限于此,也可用于隔热板500和背面材料600的粘接。具体而言,在图8(a)中,也可以调换层叠体110的表面与背面而设置到搬送装置720上。此外,也可以如图8(c)所示,不仅在上侧(表面材料200),而且在下侧(背面材料600侧)另外设置电磁感应装置721,由此,以与层叠体110的表面和背面这两面相对的方式设置一对励磁线圈722(和电磁感应装置721)。
该情况下,如果在隔热板500与背面材料600之间夹入具有与均热板410相同的结构的板状部件430,则能够在单一的加热工序中进行表面材料200、加热单元400和隔热板500的粘接、以及隔热板500和背面材料600的粘接。因此,作为其他工序,例如仅需实施后述的阶梯按压,由此,能够实质上省略后述的热冲压工序。
(3)按压工序
如图8(a)所示,与加热工序连续地一体进行按压工序。在该按压工序中,通过按压装置对加热后的层叠体110的整体进行按压。
作为按压工序中使用的设备,使用具有一对上辊731和下辊732的按压辊730。另外,按压装置的结构不限于按压辊730,例如也可以是冲压装置等公知的其他结构。
构成按压辊730的上辊731和下辊732分别能够在箭头B的方向上进行旋转驱动,并且,层叠体110能够在它们之间移动。而且,上辊731能够如黑色块状箭头C所示地向下方按压。由此对层叠体110连续按压。
优选的是,将按压辊730配置在与金属板411的应该发热的区域的一部分重叠或邻接的位置。具体而言,在本实施方式中,如图8(a)所示,从电磁感应装置721观察,沿着层叠体110的移动方向(块状箭头A)的正下游侧(即下游侧附近)设有按压辊730。在该位置处,能够跟随金属板411在加热工序中发热的部位而通过按压辊730按压层叠体110。换言之,根据图8(a)的结构,能够跟踪移动的焊接部位,并且在焊接之后立即按压层叠体110。
按压辊730的驱动速度必须与加热工序的加热时间联动,为了能够以尽量短的时间按压因加热工序而熔融的树脂,重要的是要接近励磁线圈722进行配置。在本实施方式中,如图8(a)示意性地所示,将加热工序的设备和按压工序的设备构成为一体。
通过这样的按压工序来按压层叠体110,使得表面材料200、加热单元400和隔热板500借助第1粘接层412a和第2粘接层412b以及粘接板300而粘接在一起。
(4)热冲压工序
在热冲压工序中,同时进行背面材料600的粘接作业和层叠体110的周边部的阶梯按压成型作业。
作为热冲压工序的设备,使用图10(a)所示的热冲压装置740。在该热冲压装置740中,在下模具741上配置有下热板742,在上模具745上设置有上热板746。另外,在图10(a)和(b)中,为了便于说明,对下热板742和上热板746标注了交叉线的阴影。
下热板742具有俯视时覆盖层叠体110的整个面的尺寸,上热板746对层叠体110的周边部进行阶梯按压成型。上热板746以与层叠体110的周边部对应的方式,成为内侧开口的大致矩形的框形状。而且,如图10(a)所示,在上热板746的内侧端部(周缘)形成有凹曲面747。
在使用这种热冲压装置740的热冲压工序中,首先,通过下热板742对背面材料600进行加热,使涂布在背面材料600的背面板601的上表面上的第4粘接层602(参照图5)熔融。然后,整体地按压层叠体110,将背面材料600和隔热板500粘接在一起。
接着,通过上热板746对层叠体110的周边部进行加热和按压,以使层叠体110的周边部的厚度比中央部薄的方式进行阶梯按压成型。此时,如图10(b)所示,通过上热板746的凹曲面747,在通过阶梯按压成型而产生的阶梯按压部112的内侧(如果从中央的采暖面部111观察则为外侧),成型出凸曲面113,而不是成型出带角的台阶面。另外,层叠体110的中央部即采暖面部111的厚度比进行阶梯按压后的阶梯按压部112的厚度大。
(5)超声波焊接工序
在超声波焊接工序中,对热冲压工序中进行阶梯按压成型后的层叠体110的周边部、即阶梯按压部112进行焊接。
作为超声波焊接工序的设备,使用图11所示的超声波焊接机750。超声波焊接机750包括焊头751,焊头751沿着层叠体110的周边部(阶梯按压部112)移动。
如上所述,加热单元400的外形尺寸形成为比其他板状部件的外形尺寸小。因此,加热单元400位于层叠体110的中央部即采暖面部111上,但是,加热单元400基本不存在于层叠体110的周边部即阶梯按压部112中。因此,阶梯按压部112由表面材料200、粘接板300、隔热板500和背面材料600构成,所以,其结果,阶梯按压部112完全由热塑性树脂材料形成。
即,阶梯按压部112除了作为通过前一工序的热冲压工序的阶梯按压成型而成型为比中央部的采暖面部111薄的部位以外,还是主体100周围由热塑性材料构成的厚度较小的部位。因此,通过用焊头751对该阶梯按压部112施加超声波,由此,各板状部件的重合部分发热熔融而被焊接在一起,所以,能够对层叠体110的周围进行充分的焊接固定。
另外,施加超声波的焊头751可以构成为,一边在层叠体110的周边部(阶梯按压部112)上移动一边依次进行焊接。
并且,为了进行超声波焊接工序,只要将层叠体110载置在作业台711上即可。超声波焊接机750可以与作业台711设置为一体,也可以独立于作业台711。该作业台711可以利用准备工序中所使用的平台710或热冲压工序中所使用的下模具741等。
此外,在能够确切地对阶梯按压部112进行焊接固定的情况下,也可使用超声波焊接机750以外的焊接装置。
(6)修整工序
修整工序是在本实施方式中作为最后的工序进行的,是在超声波焊接工序之后进行的主体100的精加工工序。在修整工序中,利用修整装置切掉载置在作业台711上的层叠体110的周边部(阶梯按压部112)的无用部分而进行整形。
作为修整工序的设备,使用图12所示的刀具装置760。刀具装置760具有一个或多个圆板状的旋转刀具761。与层叠体110的宽度方向端部的阶梯按压部112对应地配置的旋转刀具761一边沿层叠体110的长度方向移动,一边切断宽度方向端部的阶梯按压部112。并且,与层叠体110的长度方向端部的阶梯按压部112对应地配置的旋转刀具761一边沿层叠体110的宽度方向移动,一边切断长度方向端部的阶梯按压部112。
通过这种旋转刀具761来切掉层叠体110的阶梯按压部112的无用部分,使得层叠体110的尺寸成为预先设定的规定范围。由此,主体100完成。
另外,旋转刀具761可以与作业台711设置为一体,也可以独立于作业台711。该作业台711可以利用准备工序中所使用的平台710或热冲压工序中所使用的下模具741等。
此外,在能够切断阶梯按压部112的恰当位置的情况下,也可使用圆形状的旋转刀具761以外的刀具。
(7)其他工序等
在主体100上安装控制部101和电源线102,进一步根据需要,对主体100实施附加的装饰加工等,并进行必要的其他工序,由此完成面状采暖器1。
以上,根据上述实施方式,从与树脂直接接触的金属板411发出使树脂熔融所需的热量。以作为发热源的金属板411为中央,用表面材料200与隔热板500和背面材料600夹持该金属板411,由此,能够抑制向外部无谓地散热。由此,与从外部加热的加热方法相比,能够以极少的热量使树脂熔融,加热所需要的电力减少,能够得到较高的节能效果。
而且,通过从主体100的内部发热,能够抑制主体100的表面部的温度上升,所以,即使表面部所使用的材料例如表面材料200采用了耐热温度低的材料,也能够有效地防止因加热所产生的不良影响(变形、变质等)。
并且,金属板411原本是以在使用面状采暖器1时将加热线420发出的热均匀地扩散到主体100的整个面为目的而设置在主体100上的,是主体100中必需的板状部件。因此,通过在原本的功能的基础上在制造工序中加以灵活使用,从而在制造上的成本、工序数方面能够得到非常显著的效果。
而且,作为发热源的金属板411与熔融的树脂直接接触,所以,金属板411能够在以秒为单位(约10秒以下,优选约2~3秒左右)的短时间内对树脂进行加热。因此,不需要同时对主体100的整个面进行加热,可在使主体100移动的同时,以流水作业的方式局部实施加热、熔融、粘接工序。而且,由于是局部进行加热,所以,加热中使用的电磁感应装置721可小容量化和小型化,能够降低设备费用,并且能够降低加工时的最大电气容量。
并且,在使用了电磁感应加热的本发明的制造方法中,不需要以往必须使用的与主体100的尺寸对应地准备的加热工序用的模具,作为电磁感应装置721,只要准备与主体100的最大尺寸对应的励磁线圈722即可。由此,能够使位于励磁线圈722下方的作为发热源的金属板411的宽度方向的整个区域发热,所以,只要是宽度比励磁线圈722的宽度小的主体100,就能够利用同一设备进行加热。因此,不需要根据主体100的尺寸准备加热工序的多种设备,从这一点来说也能够降低设备费用。
而且,根据上述实施方式,能够一边使层叠体110移动,一边利用电磁感应装置721和按压辊730依次对层叠体110进行加热和按压。因此,电磁感应装置721和按压辊730能够实现小型化,能够削减生产设备所消耗的费用,并且,能够利用同一设备实施不同形状和尺寸的面状采暖器的制造。而且,分别设置了电磁感应装置721和按压辊730。由此,这些装置的制作和维护变得容易,并且,能够以流水作业的方式构筑制造工序,能够提高生产效率。
另外,本实施方式中的准备工序、加热工序、按压工序、热冲压工序、超声波焊接工序以及修整工序不限于上述手法。例如,虽然是一边使主体100向块状箭头A的移动方向移动一边进行加热工序和按压工序,但不限于此,也可以将主体100固定于固定位置,使电磁感应装置721和按压辊730移动。
并且,可以与加热工序同时地实施按压工序。在该方法的情况下,按压工序优选通过冲压来进行按压。在采用了该加工方法的情况下,能够使电磁感应装置进一步小容量化,能够抑制设备投资。
而且,在本实施方式中,如图5所示,仅加热单元400的外形尺寸比其他板状部件200、300、500、600的外形尺寸小。不过,如图13所示,也可以与加热单元400同样,较小地形成粘接板300和隔热板500的外形尺寸。该情况下,表面材料200和背面材料600的外形尺寸比其他板状部件300、400、500的外形尺寸大。由此,如图14所示,其他板状部件300、400、500被表面材料200和背面材料600覆盖,层叠体110的周边部仅由表面材料200和背面材料600构成。该周边部的厚度比图11所示的阶梯按压部112小,所以,通过在超声波焊接工序中对层叠体110的周边部施加超声波,即使是更低的输出,也能够使表面材料200和背面材料600发热熔融,能够容易地进行焊接。并且,层叠体110的周边部的厚度比其他区域的厚度小,所以,可省略将层叠体110的周边部成型得更薄的热冲压工序。通过省略该热冲压工序,能够减少制造设备和模具等的初期投资费用和制造工序数。
并且,在本实施方式中,励磁线圈722被设定为,其长度尺寸比层叠体110的宽度尺寸大,其宽度尺寸比层叠体110的长度尺寸小。不过,励磁线圈722的尺寸不限于此。例如,励磁线圈722的长度尺寸也可以比层叠体110的宽度尺寸小。当使用这种励磁线圈722时,仅使励磁线圈722通过从层叠体110的一端到终端的范围,无法利用励磁线圈722对层叠体110的整体进行加热。因此,使励磁线圈722沿层叠体110的宽度方向移动,再次使励磁线圈722通过从层叠体110的一端到终端的范围。反复进行该动作,直到层叠体110的整体都被加热为止。即,可以采用这样的方式:以对层叠体110的整体进行扫描的方式,使励磁线圈722相对于层叠体110往复移动多次。这样,励磁线圈722的尺寸减小,电磁感应装置小型化,能够抑制设备投资成本。另外,该情况下,按压工序优选通过冲压来进行按压。
(实施方式3)
在上述实施方式中构成为,在加热工序中至少使用一个励磁线圈即可,优选使用多个励磁线圈,更加优选在面向层叠体的位置处相邻地配置多个励磁线圈。但是,相邻地配置多个励磁线圈的结构没有特别限定,可采用各种配置。并且,作为按压部,也可采用与按压辊730不同的结构。在本实施方式3中,参照附图对励磁线圈的相邻配置结构和按压部的其他结构的一例进行具体说明。
[励磁线圈和辊单元的结构]
在本实施方式中,在加热工序中设置3个励磁线圈,并且,使用了能够确保更长的按压时间的辊单元作为按压部。因此,参照图15(a)、(b)对励磁线圈和辊单元进行说明。图15(a)是以概略剖视图示出本实施方式的加热工序和按压工序的一例的示意图,图15(b)是以概略平面图示出加热工序中的励磁线圈的并列配置的示意图。
本实施方式的面状采暖器1的结构与上述实施方式2相同。另外,作为面状采暖器1,也可以采用实施方式1的结构。并且,本实施方式的面状采暖器1的制造方法和制造装置的结构也基本与上述实施方式2相同,但主体100的制造工序中的加热工序和按压工序的一部分不同。具体而言,不同之处在于:在加热工序中,使用3台电磁感应装置721进行加热,在按压工序中,作为按压部,不使用按压辊730,而是使用了辊单元735。
3台电磁感应装置721从层叠体110的移动方向的上游侧起分别为第1电磁感应装置721a、第2电磁感应装置721b和第3电磁感应装置721c。它们分别具有第1励磁线圈722a、第2励磁线圈722b和第3励磁线圈722c。第1~第3电磁感应装置721a~721c与上述实施方式2中说明的电磁感应装置相同,它们所具有的第1~第3励磁线圈722a~722c的具体结构也与上述实施方式2中说明的励磁线圈相同。
并且,第1~第3励磁线圈722a~722c以在其长度方向上大致平行的方式相邻配置。第1~第3励磁线圈722a~722c可以与上述实施方式2同样,分别为同一形状和同一性能,或者,它们3个也可以是彼此不同的规格。此外,第1~第3励磁线圈722a~722c是能够分别独立地控制电力供给的结构,与层叠体110的搬送速度相关联,能够得到最佳的加热状态。
如图15(a)所示,辊单元735由一对上辊单元735a和下辊单元735b构成,上辊单元735a和下辊单元735b均由3个旋转辊737a、737b、737c以及卷绕在这些旋转辊737a、737b、737c的外周上的转动带736构成。转动带736中的面向上辊单元735a与下辊单元735b彼此相对的位置的区域是用于按压层叠体110的区域。而且,转动带736通过旋转辊737a~737c张紧架设,由此,在上述区域中形成了大致长方形的按压面。
并且,在辊单元735中设有用于冷却层叠体110的冷却部。具体而言,在旋转辊737a、737b、737c的旋转中央部处,分别设有冷却风路738,送出冷风的送风装置(未图示)与该冷却风路738连接。因此,由未图示的送风装置和冷却风路738构成冷却部。
这里,本实施方式中使用的冷却部是由冷却风路738和送风装置构成的空冷式部件,但冷却部不限于此,也可以是水冷式等其他方式的冷却装置。并且,冷却部不是辊单元735必需的结构。例如,如果通过减慢层叠体110的搬送速度而在通过辊单元735的期间冷却到使粘接剂层固化的程度,则也可以省略冷却部。
构成辊单元735的上辊单元735a和下辊单元735b中的下辊单元735b固定地设置在固定位置处。另一方面,辊单元735构成为,具有能够使上辊单元735a沿上下方向移动的加压装置(未图示),能够通过上辊单元735a,从上表面向块状箭头C方向按压由搬送装置720搬送而移动的层叠体110。
并且,下辊单元735b具有驱动旋转辊737a~737c中的至少任意一方旋转的驱动装置(未图示),利用该驱动装置使旋转辊737a~737c旋转,由此,使转动带736向箭头B方向转动,能够以规定速度向块状箭头A所示的移动方向对载置在下辊单元735b上的层叠体110进行搬送而使其移动。
另外,在上辊单元735a在加压装置的作用下朝向下辊单元735b向下方施力的状态下,夹着载置在下辊单元735b上的层叠体110与其压接,所以,如果通过下辊单元735b搬送层叠体110而使其移动,则上辊单元735a的转动带736也跟随着旋转。因此,上辊单元735a不需要驱动装置,而在希望以更大的力搬送层叠体110而使其移动的情况下,在上辊单元735a上也可设置驱动装置。
由辊单元735实现的层叠体110的搬送速度可被设定为与加热工序中的由搬送装置720实现的搬送速度同步的速度,但也可根据需要而设定为不同的速度。
这里,在本实施方式中,辊单元735由转动带736和3个旋转辊737a~737c构成。但辊单元735不限于该结构,例如,也可以使用图17所示的辊单元770。该辊单元770包括:由2个旋转辊737a、737c构成的旋转辊737、设置在2个旋转辊737a、737c之间的按压板739、以及卷绕在旋转辊737的外周上的带736。按压板739具有平面,该平面位于2个旋转辊737a、737c共同的切线上。因此。层叠体110经由带736被2个旋转辊737a、737c和按压板739的平面按压。这样,除了旋转辊737a、737c以外,还通过按压板739的平面长时间稳定地按压层叠体110,能够使按压面的压力在整体中都是均匀的。
并且,上述按压板739不仅能使按压面大致平坦,还具有使上辊单元735a的按压面与下辊单元735b的按压面之间的间隔(为了便于说明而称为按压间隔)保持恒定的功能。而且,作为上述按压板739,如果使用了不锈钢板等热传导率高的材料,则层叠体110的热经由转动带736传递到按压板739并向周围扩散,所以,可作为冷却部发挥功能。如果该冷却达到能够使粘接剂充分固化的程度,则也可以不设置送风式或水冷式等的冷却部。
[加热工序和按压工序]
接着,在图15(a)、(b)的基础上,参照图16(a)、(b)对使用了上述结构的面状采暖器1的制造装置的制造方法的一例进行具体说明。图16(a)是示出在加热工序中用一个励磁线圈进行加热时的均热板410和粘接剂层的温度变化的曲线图,图16(b)是示出用3个励磁线圈进行加热时的均热板410和粘接剂层的温度变化的曲线图。
在本实施方式中,准备工序与上述实施方式2相同,所以省略其说明。接着,在加热工序中,通过搬送装置720使准备工序中层叠后的层叠体110沿移动方向(块状箭头A的方向)移动。并且,从配置在上方的第1~第3电磁感应装置721a~721c产生磁场而施加给层叠体110,由此,在加热单元400的均热板410(金属板411)内产生涡电流,由于该涡电流和金属板411的电阻的作用,使得金属板411自身发热升温。然后,通过从金属板411产生的热量,使得涂布在金属板411的两面上的第1粘接层412a和第2粘接层412b、以及紧密地层叠在加热单元400上的粘接板300熔融。
这里,在本实施方式中,与移动方向大致垂直地并列配置了第1励磁线圈722a、第2励磁线圈722b和第3励磁线圈722c这3个励磁线圈。因此,通过第1~第3励磁线圈722a~722c对金属板411的同一部位供给磁场,所以,能够确保较长的感应加热时间。因此,能够降低对第1~第3励磁线圈722a~722c各自供给的输出。并且,不会使金属板411急剧升温,所以,能够持续一定时间平稳地使金属板411发热。
例如,图16(a)所示的例子是在上述实施方式2中仅具有一台电磁感应装置721时的温度变化的例子。其中,虚线表示金属板411的温度,实线表示粘接板300的温度。并且,图中的“耐热温度”和“熔融温度”是指形成在金属板411的各面上的第1粘接层412a和第2粘接层412b的主成分即聚乙烯树脂的温度。在用1个励磁线圈722对层叠体110进行加热的情况下,金属板411从加热开始后急剧上升到熔融温度,进而达到超过耐热温度的程度。另一方面,粘接板300的温度上升比金属板411的温度上升慢,其相对平缓地上升而达到熔融温度。
这样,在使用1个励磁线圈722的情况下,能够在短时间内进行快速加热,能够缩短加热时间。另一方面,电磁感应装置721对励磁线圈722供给高容量的电力,在短时间内升温。因此,金属板411的温度容易上升到耐热温度以上,可能导致层叠在金属板411的两面上的第1粘接层412a和第2粘接层412b的劣化。
另一方面,图16(b)所示的例子是本实施方式即具有第1~第3电磁感应装置721a~721c的结构中的温度变化的例子。在使用3个励磁线圈(第1~第3励磁线圈722a~722c)的情况下,能够延长加热时间。由此,第1~第3电磁感应装置721a~721c分别能够降低对第1~第3励磁线圈722a~722c供给的电力容量,能够使金属板411的温度上升也变得平缓。
因此,金属板411在达到熔融温度后,以某种程度停止温度上升,不会发热至超过耐热温度的程度。并且,粘接板300的温度上升比金属板411的温度上升慢,温度平缓地上升而达到熔融温度。然后,在粘接板300达到熔融温度的时刻,金属板411的温度并未上升到耐热温度,所以,能够有效地抑制均热板410的第1粘接层412a和第2粘接层412b的劣化,能够充分保持第1粘接层412a和第2粘接层412b的粘接性能。
通过搬送装置720对加热工序中加热后的层叠体110进行搬送,使其移动到辊单元735。辊单元735是进行按压工序的按压装置,在上辊单元735a与下辊单元735b之间夹持层叠体110。在该状态下,通过下辊单元735b所具有的驱动装置,转动带736借助旋转辊737a~737c而旋转。由此,层叠体110在上辊单元735a与下辊单元735b之间朝向移动方向(块状箭头A的方向)持续移动。
在该移动的期间,通过辊单元735所具有的加压装置,上辊单元735a连续按压层叠体110的上表面。在该按压和移动的期间,向设置在旋转辊737a~737c上的冷却风路738送出冷风,所以,粘接板300等粘接剂层被冷却。其结果,加热工序中熔融后的粘接剂固化,所以,板状部件(表面材料200、加热单元400和隔热板500)借助粘接剂层被确切地粘接在一起。
这样,在本实施方式中,具有3个励磁线圈,所以,能够抑制金属板411的急剧的温度上升。因此,能够有效地抑制粘接剂的劣化,能够稳定地确保所得到的面状采暖器1的品质。并且,通过辊单元735,能够确保更长的层叠体110的按压时间,能够保持按压至熔融后的粘接剂层得到充分固化。其结果,能够使板状部件的粘接性能良好,并且,能够确保板状部件的层叠的尺寸精度。
另外,在本实施方式中,在加热工序中使用了第1~第3电磁感应装置721a~721c,所以也使用了3个励磁线圈,但本发明不限于此,如上述实施方式2的优选例那样,也可以使用2个励磁线圈或使用4个以上的励磁线圈。并且,如上所述,一台电磁感应装置可以具有单一的励磁线圈,也可以具有多个励磁线圈,所以,加热工序中所使用的电磁感应装置的台数不必与励磁线圈的数量一致。另外,在一台电磁感应装置具有多个励磁线圈的情况下,优选采用能够单独控制各励磁线圈的结构。
(实施方式4)
在上述实施方式2和3中,使用了具有加热面超过层叠体110的宽度的程度的大小的长板状线圈作为励磁线圈,但本发明不限于此。例如,如果是相邻地配置多个励磁线圈的结构,则可使用更短形状的励磁线圈。在本实施方式4中,参照图18对使用了更短的励磁线圈的结构的一例进行具体说明。图18是以概略平面图示出本实施方式4中在加热工序中使用的电磁感应装置721的励磁线圈的配置例的示意图。
在本实施方式中,如图18所示,作为励磁线圈,使用了多个比层叠体110的宽度方向短的励磁线圈。这些励磁线圈在与移动方向大致垂直的方向上相邻配置。具体而言,励磁线圈共使用了9个,从移动方向(块状箭头A)的上游侧起按顺序配置成3列。从上游观察,在第1列中,在两侧配置有长度尺寸较大的长形励磁线圈722d和722f,在中央配置有小型的圆形励磁线圈722e。第2列也同样是在两侧配置有长形励磁线圈722g和722i,在中央配置有圆形励磁线圈722h。第3列也同样是在两侧配置有长形励磁线圈722j和722l,在中央配置有圆形励磁线圈722k。
长形励磁线圈722d、722g和722j按照该顺序沿着移动方向排列,且以长度方向彼此一致的方式平行地排列。由这3个励磁线圈构成1个加热区域。同样,长形励磁线圈722f、722i和722l也是按照该顺序沿着移动方向排列,且以长度方向彼此一致的方式平行地排列。由这3个励磁线圈构成1个加热区域。并且,圆形励磁线圈722e、722h和722k也是按照该顺序沿着移动方向排列,以嵌入由长形励磁线圈722d、722g和722j构成的加热区域与由长形励磁线圈722f、722i和722l构成的加热区域之间的形式,形成加热区域。
另外,各列的两侧的长形励磁线圈以间隔比较窄的方式配置,其之间的各圆形励磁线圈在移动方向上略微偏移而配置。由此,由各列的3个励磁线圈实现的加热区域覆盖了层叠体110的宽度方向的全部区域。即,在层叠体110在各列的下方移动时,不会产生脱离于加热区域的部分。
这9个励磁线圈构成为,能够独立地控制对各自的供电,能够与由搬送装置720实现的层叠体110的搬送速度相关联地实现良好的加热。
另外,这些励磁线圈可以构成为,分别为一台电磁感应装置721所拥有,整体使用9台电磁感应装置721,也可以构成为,一台电磁感应装置721具有多个励磁线圈,并使用多台电磁感应装置721。因此,一台电磁感应装置721所具有的励磁线圈的数量可以相同(例如一台3个),也可以不同(例如一台5个、另一台4个等)。并且,还可以构成为,全部9个励磁线圈均为一台电磁感应装置721所拥有。
并且,本实施方式中使用的层叠体110的结构也基本与上述实施方式2或3相同,也可以采用与实施方式1相同的结构。但是,金属板411不是一张大面积的金属板,而是将更小面积的部分金属板411a和411b连接起来而形成的,本实施方式的加热工序的设备很适合用于具有这种金属板411的层叠体110。
这些部分金属板411a、411b的面积比层叠体110的面积的一半稍大。更准确地说,比连接起来的金属板411的一半面积稍大。如图18所示,长方形状的部分金属板411a、411b排列成,该部分金属板411a、411b的一部分(一边部分)重合。该部分金属板411a、411b的重合部411c的宽度例如为1~2cm。将部分金属板411a、411b的重合部411c接合,使得部分金属板411a、411b一体化,形成与层叠体110对应的大小的矩形状的金属板411。
这样形成的金属板411具有:仅作为部分金属板411a的区域、仅作为部分金属板411b的区域、以及图中绘有格线的重合部411c。重合部411c的厚度是仅作为部分金属板411a、411b的区域的2倍。另外,重合部411c包含部分金属板411a、411b。但是,以下,为了与重合部411c进行区分,有时部分金属板411a指仅作为部分金属板411a的区域,部分金属板411b指仅作为部分金属板411b的区域。
另外,金属板411虽然是由2个部分金属板411a、411b构成的,但也可以由2个以上的部分金属板形成。并且,部分金属板411a、411b的大小可以相同,也可以不同。而且,部分金属板411a、411b的重合部411c的接合方法也可以是粘接以外的方法。此外,金属板411的两面分别被第1粘接层412a和第2粘接层412b覆盖。在该金属板411的两面涂布第1粘接层412a和第2粘接层412b的时机可以在重合部411c的接合后,也可以在重合部411c的接合前。即,可以在用粘接剂等将部分金属板411a、411b的重合部411c接合后,在金属板411上涂布第1粘接层412a和第2粘接层412b。另外,也可以在部分金属板411a、411b的两面涂布了第1粘接层412a和第2粘接层412b后,使它们的一部分重合而进行接合。
而且,由长形励磁线圈722d、722g和722j构成的磁通产生区域将部分金属板411a(图18中为图中上侧)的单层部分作为基于电磁感应的发热对象。由长形励磁线圈722f、722i和722l构成的磁通产生区域将部分金属板411b(图18中为图中下侧)的单层部分作为基于电磁感应的发热对象。并且,圆形励磁线圈722e、722h和722k具有与重合部411c的宽度大致相同的尺寸(换言之,按照圆形励磁线圈722e等的宽度形成重合部411c),使该重合部411c单独发热。
本实施方式非常适于制造大型的面状采暖器1。特别是在加热单元400大型化的情况下,存在不容易提供均热板410所使用的宽度较宽的金属板411的倾向,所以,有时要接合2个部分金属板411a、411b来使用。此时,接合的部位(重合部411c)比金属板411的厚度大,容易流过电流。其结果,重合部411c的发热量增加,与重合部411c对应的部位的温度比其他部位高,所以,可能发生粘接剂局部劣化等不良情况。
本实施方式能够应对上述不良情况,即,一边以规定速度搬送层叠体110,一边对9个励磁线圈供给电力,使得由部分金属板411a和411b接合而成的金属板411发热。此时,与对配置在两侧的长形励磁线圈722d、722g和722j、或长形励磁线圈722f、722i和722l的输出相比,使得对与金属板411中央的重合部411c对应的小型的圆形励磁线圈722e、722h和722k的输出相对较低。由此,圆形励磁线圈722e、722h和722k中产生的磁场与长形励磁线圈中产生的磁场相比,所产生的电磁感应的程度小。因此,流过重合部411c的涡电流的大小减小,抑制了重合部411c中的发热量。由此,能够使金属板411整体均匀地发热。另外,发热后的金属板411的温度被设定为比第1粘接层412a和第2粘接层412b的熔融温度高。
(实施方式5)
图19是示出金属板与励磁线圈的位置关系的示意图。
本实施方式的金属板与上述实施方式4同样,是通过接合2个部分金属板来形成均热板410的金属板。但是,与上述实施方式4的不同之处在于,在与搬送方向大致成直角的方向上、即与励磁线圈722大致平行地配设重合部。
如图19所示,励磁线圈722的长度方向、金属板411的宽度方向以及重合部411c的长边方向与移动方向(块状箭头A)垂直。加热线420弯曲地铺设在金属板411的整体上。加热线420具有较长地延伸的长线段和比该长线段短的短线段。加热线420的长线段与重合部411c的长边方向大致平行,但配置成与形成重合部411c的部分金属板411a、411b的端部不重合。通过这样地配设加热线420,由此,即使部分金属板411a、411b的端部中的磁通密度较大、从而该端部成为高温,也能够防止加热线420的绝缘层425等受热损伤。
并且,在对金属板411的端部进行加工的时刻、或者在配设了加热线420之后使层叠体110移动的时刻等,有时会在金属板411的端部无意地产生裂缝。与金属板411的端部同样,裂缝的末端部分中的磁通密度大。其结果,以从裂缝的末端部呈带状延伸的方式,产生温度过度上升的部位(过度高温部)。根据状况不同,该过度高温部可能会到达加热线420的附近或配设部位。该情况下,加热线420可能会受到过度高温部的过度加热而损坏。
另一方面,在金属板411的端部的附近区域中,如在实施方式2中记述的那样,在加热工序中磁通密度变小,所以,抑制了该金属板411的发热。具体而言,金属板411的端部即始端部411d和终端部411e的磁通密度容易变大,所以端部本身成为高温。相反,始端部411d和终端部411e各自附近的磁通密度容易变小,所以,在该端部附近抑制了金属板411的发热。由此,抑制了端部附近的金属板411的温度上升,可能无法使第1粘接层412a和第2粘接层412b充分熔融。
这样,在利用电磁感应使金属板411的端部发热时,以提高粘接性为目的,较高地设定对励磁线圈722的输出,使得金属板411因感应加热产生的发热量增多。但是,如果考虑随裂缝的产生而带来的过度高温部的影响,最好避免对励磁线圈722设定高输出。
并且,通过实施方式2中说明的超声波焊接工序对层叠体110的周边部施加超声波,由此,能够充分地对主体100的整周进行焊接。因此,即使在加热工序中端部附近区域的第1粘接层412a和第2粘接层412b未能充分地熔融,也能够通过超声波焊接工序充分地固定面状采暖器1的周围。即,即使在加热工序中在端部附近区域中产生了粘接较弱的部分,也能够通过超声波焊接工序对该部分进行补偿。
因此,在本实施方式中,在电磁感应装置721的控制部723对励磁线圈722的控制中,与提高端部粘接性相比,更注重消除因产生裂缝而引起加热线420损坏的可能。即,控制部723进行如下控制:提高从励磁线圈722发出的磁通密度,使得重合部411c的温度比其他平面区域的温度高,另一方面,在始端部411d和终端部411e中,减小从励磁线圈722发出的磁通密度(即减小磁通密度的频率和/或最大振幅),使得比其他平面区域的温度低。
参照图20对该控制进行具体说明。图20是示出励磁线圈722相对于金属板411的位置与励磁线圈722的输出之间的关系的曲线图。另外,图20中的输出表示对励磁线圈722输出的交流频率的大小或交流电流的大小。因此,当对励磁线圈722的输出被设定为比标准输出高的“高输出”时,受到励磁线圈722的感应加热的金属板411的发热量增大。另一方面,当对励磁线圈722的输出被设定为比标准输出低的“低输出”时,受到励磁线圈722的感应加热的金属板411的发热量减小。
金属板411通过搬送装置720而相对于励磁线圈722移动,来自励磁线圈722的磁场沿箭头D所示的方向依次供给到金属板411。当励磁线圈722位于金属板411的始端部411d的附近位置a时,控制部723将对励磁线圈722的输出设定为低输出。由此,金属板411的发热量比标准输出时的发热量少,抑制了金属板411的温度上升。这里,可根据金属板411的状况决定从标准输出降低的程度。例如,当低输出比标准输出小10%时,金属板411的发热量过少,成为第1粘接层412a和第2粘接层412b等要熔融的程度,第1粘接层412a和第2粘接层412b等的粘接力大幅降低,可能发生不良情况。因此,可根据因制造过程的状况而产生的端部裂缝的产生状态,将从标准输出降低的量适当设定在0~10%的范围内。
接着,当励磁线圈722通过了始端部411d的附近位置b时,控制部723提高对励磁线圈722的输出,从低输出变更为标准输出。
进而,在励磁线圈722从重合部411c的附近位置c通过至超过重合部411c的位置d以前,控制部723控制为,使得励磁线圈722的输出成为高输出。高输出被设定为比标准输出高1~5%。这里,以提高从励磁线圈722发出的磁通密度而对端部附近的磁通密度的下降进行补偿为目的,将对励磁线圈722的输出设定得较高。因此,当高输出比标准输出高10%时,重合部411c的端部(部分金属板411a的端部、部分金属板411b的端部)过热。此时,在粘贴了加热线420的状态下金属板411的温度过度上升,可能产生损害加热线420的性能的过度升温状态而发生不良情况。另外,为了避免这种过度升温,如在实施方式4中说明的那样,在与重合部411c对应的位置c~d之间存在励磁线圈722的情况下,可以将对励磁线圈的输出设定为比标准输出略低。
然后,在励磁线圈722通过重合部411c的附近位置d后,控制部723控制为,使得对励磁线圈722的输出成为标准输出。
进而,在励磁线圈722通过终端部411e的附近位置e与f之间的期间内,将对励磁线圈722的输出设定为低输出。
然后,在励磁线圈722通过终端部411e的附近位置f后,停止对励磁线圈722的通电。
另外,金属板411相对于励磁线圈722的位置a~f由所述位置检测部进行检测。控制部根据由位置检测部检测到的位置,控制对励磁线圈722的输出,从而对金属板411因来自励磁线圈722的磁场而产生的发热量进行调整。
另外,图20所示的曲线图示意地示出了对一个励磁线圈(例如励磁线圈722a)的输出,但对其他励磁线圈722b、722c的输出也同样如此。
以上,根据本实施方式,通过控制对励磁线圈722的输出,对来自励磁线圈722的磁场的磁通密度、以及受到磁场的感应加热的金属板411的发热量进行调整。由此,能够使包含重合部411c在内的金属板411的整体均匀地发热。
而且,根据本实施方式,只要调整从励磁线圈722输出的磁通密度,就能够使不包含重合部411c的金属板411也均匀地发热。因此,与有无重合部411c无关,均能够利用相同的电磁感应装置721使金属板411发热。由此,与有无重合部411c无关,能够使用相同的制造设备,所以,能够抑制设备费用。
而且,包含励磁线圈722的电磁感应装置721的结构简单,所以,能够实现设备费用等成本的进一步降低。
而且,即使重合部411c的数量增加,也能够利用同一制造设备来制造主体100。由此,从小型的面状采暖器1到大型的面状采暖器1均能够利用同一制造设备来进行制造。
并且,在本实施方式中,使用了并列配设的3个励磁线圈722a~722c,但励磁线圈的数量不限于此,可根据需要进行变更。
另外,本发明不限于上述实施方式的记载,可在权利要求书所示的范围内进行各种变更,适当组合不同实施方式或多个变形例中分别公开的技术手段而得到的实施方式也包含在本发明的技术范围内。
如上所述,在本发明中,通过使构成面状采暖器1的主体的板状部件中含有金属材料的均热板410发热,能够使热熔融型的粘接剂熔融来粘接各板状部件。因此,可广泛应用于面状采暖器1的制造领域,并且,还可应用于具有同样的均热板410的其他制热器具的制造等用途。

Claims (12)

1.一种面状采暖器,其特征在于,该面状采暖器具有:
表面材料,其构成所述面状采暖器的表面;
加热单元,其具有加热线和均热板,该均热板对所述加热线发出的热进行扩散而传递到所述表面材料;以及
隔热板,其抑制从所述加热单元放出的热传递到所述面状采暖器的背面侧,
所述均热板具有:
金属板;以及
配置在所述金属板的两面各自上的含有热塑性树脂的第1粘接层和第2粘接层,其中,
所述表面材料具有:表面板;以及配置在所述表面板与所述加热单元之间的硬度不同的至少2个第1表面层和第2表面层,
在所述表面板与所述加热单元之间配置有2个无纺布以及夹在所述2个无纺布之间的第3粘接层,
所述第1表面层由所述2个无纺布中所述加热单元侧的所述无纺布形成,所述第2表面层由所述第3粘接层形成,
所述加热单元侧的所述第1表面层比所述表面板侧的所述第2表面层软。
2.一种面状采暖器,其特征在于,该面状采暖器具有:
表面材料,其构成所述面状采暖器的表面;
加热单元,其具有加热线和均热板,该均热板对所述加热线发出的热进行扩散而传递到所述表面材料;以及
隔热板,其抑制从所述加热单元放出的热传递到所述面状采暖器的背面侧,
所述均热板具有:
金属板;以及
配置在所述金属板的两面各自上的含有热塑性树脂的第1粘接层和第2粘接层,
所述隔热板具有:发泡板;配置在所述发泡板的两面中与所述加热单元相面对的一个面上的第1无纺布;以及配置在所述发泡板的两面中的另一个面上的第2无纺布,
所述第1无纺布比所述第2无纺布厚。
3.根据权利要求2所述的面状采暖器,其中,
所述第1无纺布和第2无纺布由含有聚酯树脂和聚丙烯树脂的合成树脂形成,
与所述第2无纺布相比,所述第1无纺布的所述合成树脂中的聚酯树脂的含有率和单位面积重量大。
4.根据权利要求1~3中任意一项所述的面状采暖器,其中,
该面状采暖器构成为:以所述加热线配置在所述隔热板侧、所述均热板配置在所述表面材料侧的方式,形成了由所述表面材料、所述加热单元和所述隔热板层叠而成的层叠体,通过来自所述层叠体的两面中的至少一方的磁场对所述金属板进行感应加热,使得形成在所述金属板的两面各自上的所述第1粘接层和第2粘接层熔融,并且,熔融后的所述第1粘接层和第2粘接层将所述表面材料、所述加热单元和所述隔热板粘接起来。
5.一种面状采暖器的制造方法,该面状采暖器具有:表面材料;加热单元,其具有加热线和均热板,该均热板对所述加热线发出的热进行扩散而传递到所述表面材料;以及隔热板,其抑制从所述加热单元放出的热传递到所述面状采暖器的背面侧,
所述均热板具有:金属板;以及配置在所述金属板的两面各自上的含有热塑性树脂的第1粘接层和第2粘接层,
该制造方法的特征在于,该制造方法包括以下工序:
准备工序,形成由多个部分金属板的一部分重合后的重合部相连而成的所述金属板,并且,以将所述加热线配置在所述隔热板侧、将所述均热板配置在所述表面材料侧的方式,形成由所述表面材料、所述加热单元和所述隔热板层叠而成的层叠体;
加热工序,通过来自所述层叠体的两面中的至少一方的磁场对所述金属板进行感应加热,使所述第1粘接层和第2粘接层熔融;以及
按压工序,通过按压部按压所述层叠体,将所述表面材料、所述加热单元和所述隔热板粘接起来,
在所述加热工序中,使得与所述金属板的所述重合部和所述重合部附近对应的因感应加热产生的发热量比与所述金属板的其他平面区域对应的发热量大。
6.一种面状采暖器的制造方法,该面状采暖器具有表面材料、加热单元和隔热板,该加热单元具有:由多个部分金属板的一部分重合后的重合部相连而成的金属板、具有配置在所述金属板的两面各自上的含有热塑性树脂的第1粘接层和第2粘接层的均热板、以及铺设在所述均热板上的加热线,其特征在于,该制造方法包括以下工序:
准备工序,以将所述加热线配置在所述隔热板侧、将所述均热板配置在所述表面材料侧的方式,形成由所述表面材料、所述加热单元和所述隔热板层叠而成的层叠体;
加热工序,通过来自所述层叠体的两面中的至少一方的磁场对所述金属板进行感应加热,使所述第1粘接层和第2粘接层熔融;以及
按压工序,通过按压部按压所述层叠体,将所述表面材料、所述加热单元和所述隔热板粘接起来,
在所述加热工序中,使得与所述金属板的所述重合部和所述重合部附近对应的因感应加热产生的发热量比与所述金属板的除所述重合部和所述重合部附近以外的平面区域对应的发热量大。
7.根据权利要求6所述的面状采暖器的制造方法,其特征在于,
所述加热工序包括以下工序:对所述金属板因感应加热产生的发热量进行控制;以及检测所述重合部的位置,
在检测到所述重合部和所述重合部附近的情况下,对发热量进行控制,使得与所述重合部和所述重合部附近对应的因感应加热产生的发热量比与所述平面区域对应的发热量大。
8.根据权利要求7所述的面状采暖器的制造方法,其特征在于,
在所述加热工序中,通过各自的感应加热单元进行对所述重合部和所述重合部附近的感应加热以及对所述平面区域的感应加热。
9.根据权利要求6~8中任意一项所述的面状采暖器的制造方法,其特征在于,
在所述加热工序中,使得与所述平面区域的端部和所述端部附近对应的因感应加热产生的发热量比与所述平面区域的除端部和所述端部附近以外的区域对应的发热量小。
10.一种面状采暖器的制造装置,该面状采暖器具有表面材料、加热单元和隔热板,该加热单元具有:由多个部分金属板的一部分重合后的重合部相连而成的金属板、具有配置在所述金属板的两面各自上的含有热塑性树脂的第1粘接层和第2粘接层的均热板、以及铺设在所述均热板上的加热线,其特征在于,该面状采暖器的制造装置具有:
产生磁场的励磁线圈;
控制对所述励磁线圈的输出的控制部;以及
对所述重合部的位置进行检测的位置检测部,
当所述位置检测部检测到所述重合部和所述重合部附近时,所述控制部控制对所述励磁线圈的输出,
所述励磁线圈向由所述表面材料、所述加热单元和所述隔热板层叠而成的层叠体的两面中的至少一方发出磁场,对所述金属板进行感应加热,使所述第1粘接层和第2粘接层熔融,
当所述位置检测部检测到所述金属板的所述重合部和所述重合部附近时,所述控制部执行如下控制:使得与所述金属板的所述重合部和所述重合部附近对应的因感应加热产生的发热量比与所述金属板的除所述重合部和所述重合部附近以外的平面区域对应的发热量大。
11.根据权利要求10所述的面状采暖器的制造装置,其特征在于,
所述励磁线圈具有与所述重合部和所述重合部附近对应的第1励磁线圈、以及与所述平面区域对应的第2励磁线圈。
12.根据权利要求10或11所述的面状采暖器的制造装置,其特征在于,
所述位置检测部对所述平面区域的端部进行检测,
在所述位置检测部检测到所述平面区域的端部和所述端部附近时,所述控制部执行如下控制:使得与所述平面区域的端部和所述端部附近对应的因感应加热产生的发热量比与所述平面区域的除端部和所述端部附近以外的区域对应的发热量小。
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