誘導加熱式暖房装置
【課題】発熱層に損傷を与え難くすると共に、装置表面に対して局部的な荷重が加わっても局部的な凹み変形を生じさせ難くする。
【解決手段】外部荷重の支持を分担できるコア層部２の表側に表層部３が設けられ、コア層部２の裏側に誘導加熱用コイル４が設けられ、表層部３は、装置表面１ａを形成する合成樹脂膜製の被覆層５と、被覆層５の裏側に設けられた金属薄膜製の発熱層６と、発熱層６の裏側とコア層部２の表側との間に設けられ、表側から裏側に至る合成樹脂製の耐圧離隔部７ａで囲まれて表側及び／又は裏側が開口する多数の中空部７ｂを形成した断熱層７とを備えたこと。
【解決手段】外部荷重の支持を分担できるコア層部２の表側に表層部３が設けられ、コア層部２の裏側に誘導加熱用コイル４が設けられ、表層部３は、装置表面１ａを形成する合成樹脂膜製の被覆層５と、被覆層５の裏側に設けられた金属薄膜製の発熱層６と、発熱層６の裏側とコア層部２の表側との間に設けられ、表側から裏側に至る合成樹脂製の耐圧離隔部７ａで囲まれて表側及び／又は裏側が開口する多数の中空部７ｂを形成した断熱層７とを備えたこと。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導加熱方式の暖房装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
誘導加熱方式の暖房装置としては、暖房便座があり、便座本体が座面側から便器側へ向かって順番に、薄板金属からなる発熱層と、発熱層を保温する発泡スチロール樹脂製の断熱層と、誘導加熱用コイルとを設け、誘導加熱用コイルへの通電で生じる磁気誘導作用で発熱層を発熱させて着座面を昇温させるものがある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３４５６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の暖房装置は、薄板金属からなる発熱層や発泡スチロール樹脂製の断熱層が局部的な押圧に対して弱いために、着座面等となる装置表面に対して使用のときに大きな荷重が局部的に加わると、荷重の加わった箇所の薄板金属製の発熱層に塑性変形を生じさせて装置表面が局部的に凹む等の永久変形を生じさせることがある。また、従来の暖房装置は、薄板金属製の発熱層の表面が装置表面となるため、表面が露出する発熱層に傷が付いたり破損したりし易く発熱機能を発揮できなくなることがある。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決するために、発熱層に損傷を与え難くすると共に、装置表面に対して局部的な荷重が加わっても局部的な凹み変形を生じさせ難くした誘導加熱式暖房装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発熱層に損傷を与え難くすると共に、装置表面に対して局部的な荷重が加わっても局部的な凹み変形を生じさせ難い請求項１記載の本発明が採用した手段は、外部荷重の支持を分担できるコア層部の表側に表層部が設けられ、コア層部の裏側に誘導加熱用コイルが設けられた誘導加熱式暖房装置であって、前記表層部は、装置表面を形成する合成樹脂膜製の被覆層と、被覆層の裏側に設けられた金属薄膜製の発熱層と、発熱層の裏側とコア層部の表側との間に設けられ、表側から裏側に至る合成樹脂製の耐圧離隔部で囲まれて表側及び／又は裏側が開口する多数の中空部を形成した断熱層とを備えたことを特徴とする誘導加熱式暖房装置である。
【０００７】
断熱層を容易に得るために請求項２記載の本発明が採用した手段は、前記断熱層が、合成樹脂製の多孔板からなり、中空部となる貫通孔の周囲を、表側と裏側に離隔させる板の肉部からなる耐圧離隔部で形成したものである請求項１記載の誘導加熱式暖房装置である。
【０００８】
断熱層を容易に得るために請求項３記載の本発明が採用した手段は、前記断熱層が、合成樹脂製のモノフィラメントからなる径糸及び緯糸で織成され、貫通した中空部となる布目又は網目の周囲を、両糸を当接状態で重ね合わせてなる耐圧離隔部で形成したものである請求項１記載の誘導加熱式暖房装置である。
【０００９】
断熱層を補強するために請求項４記載の本発明が採用した手段は、前記表層部が、断熱層の中空部の開口側に接合された合成樹脂製の補強層を設けた請求項１、２又は３記載の誘導加熱式暖房装置である。
【００１０】
断熱層の中空部へ他の層が食い込むのを防止するために請求項５記載の本発明が採用した手段は、前記断熱層の中空部に合成樹脂製の発泡材を充満させた請求項１乃至４のいずれかに記載の誘導加熱式暖房装置である。
【００１１】
暖房便座に適用するために請求項６記載の本発明が採用した手段は、前記コア層部及び前記表層部で着座可能な便座本体を形成すると共に、前記表層部の表面で便座本体の着座面を形成し、誘導加熱用コイルを便座本体の裏面側に便座本体と一体的に設けた請求項１乃至５のいずれかに記載の誘導加熱式暖房装置である。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の本発明に係る誘導加熱式暖房装置は、金属薄膜製の発熱層を合成樹脂膜製の被覆層で被覆してあるので発熱層に損傷を与え難く、また、断熱機能を発揮する多数の中空部を合成樹脂製の耐圧離隔部で囲んであるので、装置表面に加わった局部的な荷重を耐圧離隔部を介してコア層部へ伝達させることで、断熱層に変形を生じさせることなく発熱層を支持できるので、装置表面に局部的な凹み変形を生じさせ難くい。
【００１３】
請求項２記載の本発明に係る誘導加熱式暖房装置は、貫通孔の内径寸法や断熱層の単位面積に占める貫通孔の個数を選択することで、中空部の最適な開口率を容易に得ることができる。
【００１４】
請求項３記載の本発明に係る誘導加熱式暖房装置は、モノフィラメントの線径や、径糸間隔及び緯糸間隔を選択することで、中空部の最適な開口率を容易に得ることができる。
【００１５】
請求項４記載の本発明に係る誘導加熱式暖房装置は、装置表面に加わった局部的な荷重で断熱層の中空部の開口側が変形しようとしても、接合された合成樹脂製の補強層で変形を阻止することで、断熱層を補強することができる。
【００１６】
請求項５記載の本発明に係る誘導加熱式暖房装置は、装置表面に加わった荷重で発熱層等が断熱層の中空部へ食い込もうとしても、断熱層の中空部に充填されている合成樹脂製の発泡体で食い込を防止することができ、発熱層等に変形を生じさせない。
【００１７】
請求項６記載の本発明に係る誘導加熱式暖房装置は、装置表面である着座面に局部的な凹み変形を生じさることがない便座本体を有する誘導加熱式の暖房便座を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る誘導加熱式暖房装置（以下、「本発明暖房装置」と言う。）の第１の実施の形態を示すものであって、図（Ａ）は本発明暖房装置１の一部破断した平面図、図（Ｂ）は本発明暖房装置１の横断面の一部を拡大した断面図である。
【図２】別態様の層構造の断面図である。
【図３】更に別態様の層構造の断面図である。
【図４】合成樹脂製の多孔板からなる断熱層７を示すものであって、図（Ａ）は断面図、図（Ｂ）は平面図、図（Ｃ）は貫通孔からなる中空部７ｂに発泡体７ｅを充填した断面図である。
【図５】合成樹脂製モノフィラメントの径糸７ｃ及び緯糸７ｄで織成したものからなる断熱層７を示すものであって、図（Ａ）は断面図、図（Ｂ）は平面図、図（Ｃ）は布目又は網目からなる中空部７ｂに発泡体７ｅを充填した断面図である。
【図６】合成樹脂製板にプレス加工等で開口した凹部からなる中空部７ｂを多数形成したものからなる断熱層を示すものであって、図（Ａ）は断面図、図（Ｂ）は平面図、図（Ｃ）は凹部からなる中空部７ｂに発泡体７ｅを充填した断面図である。
【図７】本発明暖房装置を暖房便座に適用した第２の実施の形態を示すものであって、暖房便座２１を一部破断して示す平面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線で断面した暖房便座２１の側面図である。
【図９】図７のＩＸ−ＩＸ線で断面して拡大した暖房便座２１の端面図である。
【図１０】図９の四角線Ｘで囲まれた箇所を拡大した断面図である。
【図１１】図（Ａ）は真空成型方法で暖房便座２１の表層部３を成型している状態を中間省略して示す側面図、図（Ｂ）は成型に用いる便座成形用シート２７の拡大した断面図である。
【図１２】暖房便座２１のコア層部２を成型している状態を中間省略して示す側面図であって、図（Ａ）の右側の図は開いた金型３５ａのキャビテイ３５ａ−１に表層部３を装填する前の状態を示し、図（Ａ）の左側の図はキャビテイ３５ａ−１に表層部３を装填して金型３５ａを閉じた状態を示し、図（Ｂ）の左側の図はキャビテイ３５ａ−１に合成樹脂を射出してコア層部２を成型している状態を示し、図（Ｂ）の右側の図はコア層部２を成型した後に金型３５ａを開いている状態を示すものである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明に係る誘導加熱式暖房装置を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００２０】
（第１の実施の形態）
図１乃至図６に示す第１の本実施の形態に係る本発明暖房装置１は、リビングや廊下等の床部又は階段の踏み板等に適用されるものであり、装置表面１ａが踏まれる等して圧縮荷重が負荷されるものである。本発明暖房装置１は、図１に示す如く、踏まれて生じる外部荷重の支持を分担できるコア層部２の表側に表層部３が設けられ、コア層部２の裏側に誘導加熱用コイル４が設けられたものであって、誘導加熱用コイル４への通電で生じる磁気誘導作用で発熱層６を発熱させて装置表面１ａ（表層部３の表面）を昇温させるようになっている。
【００２１】
前記表層部３は、装置表面１ａを形成する合成樹脂膜製の被覆層５と、被覆層５の裏側に設けられた金属薄膜製の発熱層６と、発熱層６の裏側とコア層部２の表側との間に設けられた断熱層７とを備えている。表層部３は、被覆層５、発熱層６及び断熱層７の層どうしが接合されて一体化されている。
【００２２】
前記表層部３の被覆層５は、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエステル（ＰＥＴ）、ＡＢＳ又はポリアミド等の合成樹脂製で厚み寸法Ｔ５が０．０２〜０．８０ｍｍの範囲で選択される。被覆層５は、単一種類の合成樹脂製のものや、複数種類の合成樹脂の組合せからなる複数層の隣接する層どうしをドライラミネート（一方の合成樹脂製シート材に接着剤（二液硬化型）を塗布した後に乾燥させて他方の合成樹脂製シート材を貼合わせて接合）したものが用いられる。被覆層５は、薄膜金属製の発熱層６の腐食を防止する必要があるときには、ガスバリヤー性に優れたポリアミドを含めるか、又は任意層の樹脂表面に塩化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＣ）を塗着したものを含め、装置表面１ａから層内を通過しようとする水蒸気や空気を遮断するとよい。被覆層５は、表面から発熱層６を透視できないように着色されることもある。なお、被覆層５は、本発明暖房装置１を湾曲成形するときには熱可塑性の合成樹脂を選択して加熱成形できるようにするが、湾曲成形することなく平坦に形成するときには熱可塑性以外に熱硬化性の合成樹脂を選択することもできる。
【００２３】
前記表層部３の発熱層６は、アルミニウム又は銅等の薄膜金属製で厚み寸法Ｔ６が０．０１〜０．２０ｍｍの範囲で選択される。なお、発熱層６は、本発明暖房装置１を湾曲成形するときには塑性変形可能な軟質の薄膜金属を選択して曲げ成形できるようにするが、湾曲成形することなく平坦に形成するときには軟質以外に硬質の薄膜金属を選択することもできる。
【００２４】
前記表層部３の断熱層７は、表側から裏側に至るポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）又ＡＢＳ等の合成樹脂製の耐圧離隔部７ａで囲まれて表側及び／又は裏側が開口する多数の中空部７ｂを形成したものであって、厚み寸法Ｔ７が０．７５０〜１．５００ｍｍの範囲で選択される。断熱層７は、装置表面１ａに加わった荷重を耐圧離隔部７ａを介してコア層部２へ伝達させ、圧縮による塑性変形（永久ひずみ）を生じさせることなく発熱層６を支持できるようにするために、荷重による圧縮応力α（例えば、α＝４０〜１００ｋｇｆ／ｃｍ2 ）が加わっても弾性変形のみを生じさせて塑性変形を生じさせないような耐圧離隔部７ａの肉厚み寸法や、中空部７ｂの開口率Ａ（断熱層７の単位面積に占める複数個の中空部７ｂの開口面積の総和を単位面積で除した値に１００を乗した値。例えば、Ａ＝５０〜８０％）が選択される。また、表層部３をインサート成形用金型の開いた固定金型のキャビテイに装填し、次に、移動金型を前進移動させてキャビテイを閉じ、その後に閉じた金型と表層部３の断熱層７の間の空間へ溶融樹脂を射出し、断熱層７の裏側にコア層部２を形成する場合には、断熱層７は、射出する合成樹脂の射出圧力β（例えば、β＝１５０〜４００ｋｇｆ／ｃｍ2 ）に耐えるだけの強度を有するものを用いる。なお、断熱層７は、本発明暖房装置１を湾曲成形するときには熱可塑性の合成樹脂を選択して加熱成形できるようにするが、湾曲成形することなく平坦に形成するときには熱可塑性以外に熱硬化性の合成樹脂を選択することもできる。
【００２５】
前記断熱層７は、例えば図４に示す如く、合成樹脂製の多孔板からなり、中空部７ｂとなる貫通孔の周囲を、表側と裏側に離隔させる板の肉部からなる耐圧離隔部７ａで形成したもの、図５に示す如く、合成樹脂製の線径が０．３５〜０．７５ｍｍφのモノフィラメントからなる径糸７ｃ及び緯糸７ｄで織成され、貫通した中空部７ｂとなる布目又は網目の周囲を、両糸７ｃ，７ｄを当接状態で重ね合わせてなる耐圧離隔部７ａで形成したもの、または、図６に示す如く、合成樹脂板の片面に軟化温度状態でのプレス加工等で多数の凹部を開口させ、中空部７ｂとなる凹部の周囲を、表側と裏側に離隔させる耐圧離隔部７ａで形成したもの等が選択される。前記断熱層７を多孔板で形成した場合には、貫通孔の内径寸法や断熱層７の単位面積に占める貫通孔の個数を選択することで、中空部７ｂの最適な開口率Ａを容易に得ることができる。また、前記断熱層７を合成樹脂製の多孔板で形成した場合には、モノフィラメントからなる径糸７ｃ及び緯糸７ｄで織成した布又は網で形成した場合には、モノフィラメントの線径や、径糸間隔Ｄｃ及び緯糸間隔Ｄｄを選択することで、中空部７ｂの最適な開口率Ａを容易に得ることができる。
【００２６】
前記表層部３は、図２に示す如く、断熱層７を補強するために、断熱層７の中空部７ｂの開口側にポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）又ＡＢＳ等で厚み寸法Ｔ８が０．０２〜０．８０ｍｍの合成樹脂製の補強層８を接合することもある。多孔板（図４参照）又は織成したもの（図５）からなり貫通した中空部７ｂを形成した断熱層７の場合には、図２に示すように表側及び裏側に補強層８を設け、一方に開口した凹部（中空部７ｂ）を形成した（図６参照）断熱層７の場合には、図示は省略たが、凹部（中空部７ｂ）の開口側に補強層８を設けるとよい。表層部３は、装置表面１ａに加わった荷重で断熱層７の中空部７ｂの開口側が変形しようとしても、補強層８で変形を阻止して断熱層７を補強することができる。なお、補強層８は、本発明暖房装置１を湾曲成形するときには熱可塑性の合成樹脂を選択して加熱成形できるようにするが、湾曲成形することなく平坦に形成するときには熱可塑性以外に熱硬化性の合成樹脂を選択することもできる。
【００２７】
前記断熱層７は、図３、図４（Ｃ）、図５（Ｃ）及び図６（Ｃ）に示す如く、中空部７ｂへ発熱層６及び／又はコア層部２が食い込むのを防止するために、中空部７ｂに発泡ウレタン等の合成樹脂製発泡体７ｅを充満させ、発熱層等６に変形を生じさせないようにすることもある。
【００２８】
前記表層部３における被覆層５と発熱層６の接合、発熱層６と断熱層７の接合、及び断熱層７と補強層８の接合の各々は、ドライラミネートによる接着剤（二液硬化型）での接合、又はエクストルージョン式ラミネートによるポリエチレン（ＰＥ）樹脂による接合等が選択される。すなわち、表層部３となる積層シート材の製造は、被覆層５となるシート材及び発熱層６となるシート材の接合、発熱層６となるシート材及び断熱層７となるシート材の接合、並びに、断熱層７となるシート材及び補強層８となるシート材の接合を、一方のシート材に接着剤を塗布した後に乾燥させて他方のシート材をドライラミネートする方法、又は二つのシート材の間にダイからポリエチレン（ＰＥ）樹脂膜を押し出してラミネートする方法等で接合して得られる。得られた積層シート材は、所定寸法に切断されると共に、必要に応じて湾曲成形されて表層部３となる。
【００２９】
前記コア層部２は、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエステル（ＰＥＴ）、ＡＢＳ又はポリアミド等の合成樹脂製又は天然ゴム等のゴム製で、その表面から裏面までの厚み寸法Ｔ２が１．００〜４．００ｍｍの範囲で選択される。前記表層部３の裏側とコア層部２の表側の間には、図示は省略したが、ポリエステル（ＰＥＴ）又はポリプロピレン（ＰＰ）等の樹脂からなる保護層を部分的に設けて、コア層部２を射出成型するときの射出溶融樹脂で表層部２に損傷を与えないように保護層で保護することもある。なお、予め所定寸法に成形したコア層部２を表層部３に接着剤で接合するときには、保護層は不要である。
【００３０】
前記誘導加熱用コイル６は、図１（Ａ）に示す如く、導線を四角状又は円形状等に巻き上げた薄い面状のものであって、複数個を直列又は並列に接続されている。誘導加熱用コイル６は、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）にエッチングして形成したものや、コイル線を面状に巻回してフレキシブル板に接合したものが選択され、コア層部５の裏面に当接又は接近して設けられている。なお、コア層部２の裏面が平坦な場合には、フレキシブルな基板等を用いることなく硬質の基板等とすることも可能である。
【００３１】
本発明暖房装置１は、金属薄膜製の発熱層６を合成樹脂膜製の被覆層５で被覆してあるので発熱層６に損傷を与え難く、また、断熱機能を発揮する多数の中空部７ｂを合成樹脂製の耐圧離隔部７ａで囲んであるので、装置表面１ａに加わった局部的な荷重を耐圧離隔部７ａを介してコア層部２へ伝達させることで、断熱層７に変形を生じさせることなく発熱層６を支持できるので、装置表面１ａに局部的な凹み変形を生じさせ難いものとなる。
【００３２】
（第２の実施の形態）
図７乃至図１２に示す第２の実施の形態に係る本発明暖房装置は、暖房便座２１に適用したものであって、使用者の着座により着座荷重が負担されるものである。
【００３３】
暖房便座２１は、図７に示す如く、便座支持部２２との組合せで誘導加熱式の暖房便座装置２０を構成するものであり、便座支持部２２に揺動自在に支持され、図示する伏倒状態（着座使用可能状態）から、図示は省略したが、手前側を上昇させた起立状態（男子小便使用可能状態）まで仰伏するようにしてある。暖房便座２１は、便座支持部２２との間に一次側コイル２３ａ及び二次側コイル２３ｂの組合せからなる給電装置２３が設けられ、暖房便座２１が伏倒位置に在るとき、対向接近する一次側コイル２３ａと二次側コイル２３ｂの相互誘導作用により、便座支持部２２の電源部（図示略）から暖房便座２１の誘導加熱用コイル４へ給電するようにして、便座支持部２２との間で給電用コードを無くしてある。給電装置２３の一次側コイル２３ａ及び二次側コイル２３ｂは、その配置を図示した箇所に限定するものではなく、暖房便座２１を枢支するヒンジ部に配置して、便座２１の仰伏に関係なく常時給電可能にすることもある。暖房便座２１は、便座支持部２２に対して着脱自在になっており、便座支持部２２から分離して洗浄等の保守ができるようになっている。なお、便座支持部２２から暖房便座２１への給電は、上記給電装置２３を用いることなく、給電用コードで行うようにしてもよい。
【００３４】
暖房便座２１は、図７乃至図１０に示す如く、上面側に着座面２４ａを形成する上部２４と、上部２４の下面側開口部２４ｂを覆蓋する底部２５とを備え、上部２４が厚肉部２６と誘導加熱用コイル４とからなる。暖房便座２１が洗浄可能な仕様の場合、底部２５は、外部から上部２４の内側へ水分が侵入しないように、下面側開口部２４ｂを水密に覆蓋するようになっている。上部２４の厚肉部２６は、上面側に着座面２４ａを形成する表層部３と、着座面２４ａに使用者が着座したときに生じる着座荷重の支持を分担できるコア層部２とからなり、コア層部２の表面に表層部３が設けられ、コア層部２の裏面に誘導加熱用コイル４が当接又は接近して設けられている。
【００３５】
前記厚肉部２６のコア層部２は、第１の実施の形態と同様に、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエステル（ＰＥＴ）、ＡＢＳ又はポリアミド等の熱可塑性合成樹脂製又は天然ゴム等のゴム製からなり、加熱が必要な領域である着座面領域に対応する箇所における表面から裏面までの厚み寸法Ｔ２が１．００〜４．００ｍｍの範囲で選択される。また、前記厚肉部２６の表層部３は、図１０に示す如く、表面が着座面２４ａとなる被覆層５と、被覆層５の裏面に接合した発熱層６と、一方面に発熱層６が接合され他方面にコア層部２が接合され断熱層７とからなる。前記厚肉部２６のコア層部２と表層部３の間には、保護層（図示略）が設けられる場合がある。この保護層は、コア層部２を射出成型するときに、射出する溶融樹脂で表層部３に損傷を与えないように部分的に設けられるものであり、ポリアミド又はポリエステル（ＰＥＴ）等の熱可塑性合成樹脂製で厚み寸法が０．０２〜０．８０ｍｍの範囲で選択される。予め成形されているコア層部２を表層部３に接着剤で接合する場合には、保護層は不要である。
【００３６】
前記表層部３を構成する被覆層５、発熱層６及び断熱層７は、第１の実施の形態（図１（Ｂ）乃至図６参照）と同様の仕様のものが用いられ、図示は省略したが、断熱層７の中空部７ｂの開口側にポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）又ＡＢＳ等で厚み寸法が０．０２〜０．８０ｍｍの合成樹脂製の補強層８（図２参照）を接合して断熱層７を補強することもある。
【００３７】
前記誘導加熱コイル４は、第１の実施の形態と同様の仕様のものが用いられる。誘導加熱用コイル４は、発熱層６との間の距離の違いに応じ導線の捲き数及び／又は平面積（外側の導線で囲まれた内側の面積）を調整して、発熱層６の発熱量を均等化してある。なお、暖房便座２１が洗浄可能な仕様の場合には、底部２５で水密に覆蓋された上部２４の密閉状態の内側の内圧の変動を押さえるために、上部２４の内側に充填する発泡樹脂製の充填剤（図示略）で誘導加熱コイル４を固定して、コア層部２の裏面に誘導加熱コイル４を当接又は接近させるとよい。
【００３８】
暖房便座２１は、発熱層６を覆う合成樹脂製の被覆層５の厚みＴ５が０．０２〜０．８０ｍｍと非常に薄いため、発熱層６で生じた熱が被覆層５を短時間に伝達して着座面を迅速に昇温させることができる。また、暖房便座２１は、厚肉部２６の表層部３の表面（着座面２４ａ）から誘導加熱コイル４が設けられるコア層部２の裏面までの厚み寸法Ｔ１１を必要最小限（例えば、４．５〜７．５ｍｍ）に収めて、発熱層６から誘導加熱コイル４までの距離を短くして、誘導加熱用コイル４への通電で生じる磁気誘導作用で発熱層６を効率良く発熱させるようにしてある。
【００３９】
本実施の形態に係る暖房装置２１は、金属薄膜製の発熱層６を合成樹脂膜製の被覆層５で被覆してあるので発熱層６に損傷を与え難く、また、断熱機能を発揮する多数の中空部７ｂを合成樹脂製の耐圧離隔部７ａで囲んであるので、装置表面１ａに加わった局部的な荷重を耐圧離隔部７ａを介してコア層部２へ伝達させることで、断熱層７に変形を生じさせることなく発熱層６を支持できるので、上部表面（着座面）２４ａに局部的な凹み変形を生じさせ難くいものとなる。
【００４０】
前記暖房便座２１の上部２４の製造方法は、次の通りである。
第１工程：図１１（Ａ）（Ｂ）に示す便座成形用シート材２７を予め製造し、便座成形用シート材２７を所定の大きさに切断することである。所定の大きさとは、次の第２工程で所定形状の表層部３を得ることができる大きさである。便座成形用シート材２７は、図１１（Ｂ）に示す如く、被覆層５となるシート材、発熱層６となるシート材及び断熱層７となるシート材を備え、これらシート材どうしをドライラミネートによる接着剤（二液硬化型）での接合、又はエクストルージョン式ラミネートによるポリエチレン（ＰＥ）樹脂による接合等で一体化して得る。被覆層５及び断熱層７は、第１の実施の形態（図１（Ｂ）乃至図６参照）と同様の仕様のものであって熱可塑性の合成樹脂製のものを用い、また発熱層６は、第１の実施の形態（図１（Ｂ）乃至図６参照）と同様の仕様のものであって塑性変形可能な軟質の薄膜金属製のものを用いる。また、断熱層７は、後述する第３工程におけるコア層２を形成するときの合成樹脂の射出圧力β（例えば、β＝１５０〜４００ｋｇｆ／ｃｍ2 ）に耐えるだけの強度を有するものを用いる。
【００４１】
第２工程：図１１（Ａ）に示す如く、所定の大きさに切断された便座成形用シート材２７を軟化温度にして真空成型方法で表層部３を成型することである。この成型は、便座成形用シート材２７の熱可塑性合成樹脂製の被覆層５及び断熱層７の軟化温度までヒータ（図示略）で加熱し、軟化温度を維持させたまま便座成形用シート材２７を真空成型装置３３の金型３４に装填し、その後に金型３４の吸引で便座成形用シート材２７を成型面３４ａに圧着させて表層部３の所定形状とし、表層部３を形状維持できる温度まで冷却した後に脱型する。便座成形用シート材２７の薄膜金属製の発熱層６は、金型３４の吸引で便座成形用シート材２７を成型面３４ａに圧着させるとき、塑性変形して表層部３の所定形状となる。成型された表層部３は、はみ出た余分な部分をカツター等で切除する。なお、表層部３の成型は、上記真空成型方法以外に、プレス成型方法で行なうことも可能である。プレス成型方法による成型は、図示は省略したが、切断された便座成形用シート材２７を軟化温度までヒータ（図示略）で加熱し、軟化温度を維持させたまま便座成形用シート材２７をプレス成型装置の固定金型に装填し、その後に移動金型を移動させて固定金型と移動金型で便座成形用シート材２７を加圧成型して所定形状の表層部３とし、表層部３を形状維持できる温度まで冷却した後に脱型する。
【００４２】
第３工程：第２工程で得た表層部３を、図１２に示す如く、インサート成型装置３５の開いた固定金型３５ａのキャビテイ３５ａ−１（図１２（Ａ）の右側参照）に装填し、次に、移動金型３５ｂを前進移動させてキャビテイ３５ａ−１を閉じ（図１２（Ａ）の左側参照）、その後に閉じた金型３５ｂと表層部３の間の空間へ溶融樹脂を射出し、加熱が必要な領域である着座面領域に対応する箇所における表面から裏面までの厚み寸法Ｔ２（図１０参照）が１．００〜４．００ｍｍのコア層部２を成型（図１２（Ｂ）の左側参照）し、その後に移動金型３５ｂを後退移動させ（図１２（Ｂ）の右側参照）、最後に、表層部３とコア層部２が一体となっている厚肉部２６を固定金型３５ａから脱型することである。コア層部２は、射出成型するときに、表層部３に自着して強力に接合されることになる。なお、表層部３が射出する高圧の溶融樹脂で損傷を受ける場合には、損傷を受ける可能性のある表層部３の箇所に、予めシートからなる保護層（図示略）が配置される。
【００４３】
第４工程：脱型して得られた厚肉部２６のコア層部２の裏面に、誘導加熱コイル４を当接又は接近して設け、図８及び図９に示す如く、暖房便座２１の上部２４を得る。誘導加熱コイル４は、コア層部２の裏面に対する接着剤による接着又は粘着テープによる粘着で所定位置に固定配置される。なお、上部２の内側に充填する発泡樹脂製の充填剤（図示略）で誘導加熱コイル４を固定して、コア層部２の裏面に誘導加熱コイル４を当接又は接近させることもある。
【００４４】
暖房便座２１の上部２４の製造は、第１工程乃至第４工程の順番で行なわれる。
【００４５】
前記暖房便座２１の上部２４の製造方法は、切断された便座成形用シート材２７を軟化温度にして真空成型方法又はプレス成型方法で成型することで、発熱層６を覆う合成樹脂製の被覆層５の厚み寸法Ｔ５を０．０２〜０．８０ｍｍと非常に薄くして、発熱層６で生じた熱が被覆層５を短時間に伝達して着座面２４ａを迅速に昇温させることができる暖房便座１の表層部３を容易に得ることができると共に、この表層部３をインサート成型装置３５のキャビテイ３５ａ−１に装填して、移動金型３５ｂでキャビテイ３５ａ−１を閉じた金型３５ａ，３５ｂ内の充填空間へ溶融樹脂を射出してコア層部２を成型することで、表層部３とコア層部２とを接合した便座部分（厚肉部）２６を容易に得ることができるため、便座２１の生産性を向上させることができる。また、厚肉部２６の表層部３の表面から誘導加熱コイル４が設けられるコア層部２の裏面までの厚み寸法Ｔ１１（図１０参照）を必要最小限に収めて暖房便座１の生産性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００４６】
１…本発明暖房装置、１ａ…装置表面、２…コア層部、３…表層部、４…誘導加熱用コイル、５…被覆層、６…発熱層、７…断熱層、７ａ…耐圧離隔部、７ｂ…中空部、７ｅ…発泡体、８…補強層、２１…暖房便座
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導加熱方式の暖房装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
誘導加熱方式の暖房装置としては、暖房便座があり、便座本体が座面側から便器側へ向かって順番に、薄板金属からなる発熱層と、発熱層を保温する発泡スチロール樹脂製の断熱層と、誘導加熱用コイルとを設け、誘導加熱用コイルへの通電で生じる磁気誘導作用で発熱層を発熱させて着座面を昇温させるものがある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３４５６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の暖房装置は、薄板金属からなる発熱層や発泡スチロール樹脂製の断熱層が局部的な押圧に対して弱いために、着座面等となる装置表面に対して使用のときに大きな荷重が局部的に加わると、荷重の加わった箇所の薄板金属製の発熱層に塑性変形を生じさせて装置表面が局部的に凹む等の永久変形を生じさせることがある。また、従来の暖房装置は、薄板金属製の発熱層の表面が装置表面となるため、表面が露出する発熱層に傷が付いたり破損したりし易く発熱機能を発揮できなくなることがある。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決するために、発熱層に損傷を与え難くすると共に、装置表面に対して局部的な荷重が加わっても局部的な凹み変形を生じさせ難くした誘導加熱式暖房装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発熱層に損傷を与え難くすると共に、装置表面に対して局部的な荷重が加わっても局部的な凹み変形を生じさせ難い請求項１記載の本発明が採用した手段は、外部荷重の支持を分担できるコア層部の表側に表層部が設けられ、コア層部の裏側に誘導加熱用コイルが設けられた誘導加熱式暖房装置であって、前記表層部は、装置表面を形成する合成樹脂膜製の被覆層と、被覆層の裏側に設けられた金属薄膜製の発熱層と、発熱層の裏側とコア層部の表側との間に設けられ、表側から裏側に至る合成樹脂製の耐圧離隔部で囲まれて表側及び／又は裏側が開口する多数の中空部を形成した断熱層とを備えたことを特徴とする誘導加熱式暖房装置である。
【０００７】
断熱層を容易に得るために請求項２記載の本発明が採用した手段は、前記断熱層が、合成樹脂製の多孔板からなり、中空部となる貫通孔の周囲を、表側と裏側に離隔させる板の肉部からなる耐圧離隔部で形成したものである請求項１記載の誘導加熱式暖房装置である。
【０００８】
断熱層を容易に得るために請求項３記載の本発明が採用した手段は、前記断熱層が、合成樹脂製のモノフィラメントからなる径糸及び緯糸で織成され、貫通した中空部となる布目又は網目の周囲を、両糸を当接状態で重ね合わせてなる耐圧離隔部で形成したものである請求項１記載の誘導加熱式暖房装置である。
【０００９】
断熱層を補強するために請求項４記載の本発明が採用した手段は、前記表層部が、断熱層の中空部の開口側に接合された合成樹脂製の補強層を設けた請求項１、２又は３記載の誘導加熱式暖房装置である。
【００１０】
断熱層の中空部へ他の層が食い込むのを防止するために請求項５記載の本発明が採用した手段は、前記断熱層の中空部に合成樹脂製の発泡材を充満させた請求項１乃至４のいずれかに記載の誘導加熱式暖房装置である。
【００１１】
暖房便座に適用するために請求項６記載の本発明が採用した手段は、前記コア層部及び前記表層部で着座可能な便座本体を形成すると共に、前記表層部の表面で便座本体の着座面を形成し、誘導加熱用コイルを便座本体の裏面側に便座本体と一体的に設けた請求項１乃至５のいずれかに記載の誘導加熱式暖房装置である。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の本発明に係る誘導加熱式暖房装置は、金属薄膜製の発熱層を合成樹脂膜製の被覆層で被覆してあるので発熱層に損傷を与え難く、また、断熱機能を発揮する多数の中空部を合成樹脂製の耐圧離隔部で囲んであるので、装置表面に加わった局部的な荷重を耐圧離隔部を介してコア層部へ伝達させることで、断熱層に変形を生じさせることなく発熱層を支持できるので、装置表面に局部的な凹み変形を生じさせ難くい。
【００１３】
請求項２記載の本発明に係る誘導加熱式暖房装置は、貫通孔の内径寸法や断熱層の単位面積に占める貫通孔の個数を選択することで、中空部の最適な開口率を容易に得ることができる。
【００１４】
請求項３記載の本発明に係る誘導加熱式暖房装置は、モノフィラメントの線径や、径糸間隔及び緯糸間隔を選択することで、中空部の最適な開口率を容易に得ることができる。
【００１５】
請求項４記載の本発明に係る誘導加熱式暖房装置は、装置表面に加わった局部的な荷重で断熱層の中空部の開口側が変形しようとしても、接合された合成樹脂製の補強層で変形を阻止することで、断熱層を補強することができる。
【００１６】
請求項５記載の本発明に係る誘導加熱式暖房装置は、装置表面に加わった荷重で発熱層等が断熱層の中空部へ食い込もうとしても、断熱層の中空部に充填されている合成樹脂製の発泡体で食い込を防止することができ、発熱層等に変形を生じさせない。
【００１７】
請求項６記載の本発明に係る誘導加熱式暖房装置は、装置表面である着座面に局部的な凹み変形を生じさることがない便座本体を有する誘導加熱式の暖房便座を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る誘導加熱式暖房装置（以下、「本発明暖房装置」と言う。）の第１の実施の形態を示すものであって、図（Ａ）は本発明暖房装置１の一部破断した平面図、図（Ｂ）は本発明暖房装置１の横断面の一部を拡大した断面図である。
【図２】別態様の層構造の断面図である。
【図３】更に別態様の層構造の断面図である。
【図４】合成樹脂製の多孔板からなる断熱層７を示すものであって、図（Ａ）は断面図、図（Ｂ）は平面図、図（Ｃ）は貫通孔からなる中空部７ｂに発泡体７ｅを充填した断面図である。
【図５】合成樹脂製モノフィラメントの径糸７ｃ及び緯糸７ｄで織成したものからなる断熱層７を示すものであって、図（Ａ）は断面図、図（Ｂ）は平面図、図（Ｃ）は布目又は網目からなる中空部７ｂに発泡体７ｅを充填した断面図である。
【図６】合成樹脂製板にプレス加工等で開口した凹部からなる中空部７ｂを多数形成したものからなる断熱層を示すものであって、図（Ａ）は断面図、図（Ｂ）は平面図、図（Ｃ）は凹部からなる中空部７ｂに発泡体７ｅを充填した断面図である。
【図７】本発明暖房装置を暖房便座に適用した第２の実施の形態を示すものであって、暖房便座２１を一部破断して示す平面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線で断面した暖房便座２１の側面図である。
【図９】図７のＩＸ−ＩＸ線で断面して拡大した暖房便座２１の端面図である。
【図１０】図９の四角線Ｘで囲まれた箇所を拡大した断面図である。
【図１１】図（Ａ）は真空成型方法で暖房便座２１の表層部３を成型している状態を中間省略して示す側面図、図（Ｂ）は成型に用いる便座成形用シート２７の拡大した断面図である。
【図１２】暖房便座２１のコア層部２を成型している状態を中間省略して示す側面図であって、図（Ａ）の右側の図は開いた金型３５ａのキャビテイ３５ａ−１に表層部３を装填する前の状態を示し、図（Ａ）の左側の図はキャビテイ３５ａ−１に表層部３を装填して金型３５ａを閉じた状態を示し、図（Ｂ）の左側の図はキャビテイ３５ａ−１に合成樹脂を射出してコア層部２を成型している状態を示し、図（Ｂ）の右側の図はコア層部２を成型した後に金型３５ａを開いている状態を示すものである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明に係る誘導加熱式暖房装置を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００２０】
（第１の実施の形態）
図１乃至図６に示す第１の本実施の形態に係る本発明暖房装置１は、リビングや廊下等の床部又は階段の踏み板等に適用されるものであり、装置表面１ａが踏まれる等して圧縮荷重が負荷されるものである。本発明暖房装置１は、図１に示す如く、踏まれて生じる外部荷重の支持を分担できるコア層部２の表側に表層部３が設けられ、コア層部２の裏側に誘導加熱用コイル４が設けられたものであって、誘導加熱用コイル４への通電で生じる磁気誘導作用で発熱層６を発熱させて装置表面１ａ（表層部３の表面）を昇温させるようになっている。
【００２１】
前記表層部３は、装置表面１ａを形成する合成樹脂膜製の被覆層５と、被覆層５の裏側に設けられた金属薄膜製の発熱層６と、発熱層６の裏側とコア層部２の表側との間に設けられた断熱層７とを備えている。表層部３は、被覆層５、発熱層６及び断熱層７の層どうしが接合されて一体化されている。
【００２２】
前記表層部３の被覆層５は、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエステル（ＰＥＴ）、ＡＢＳ又はポリアミド等の合成樹脂製で厚み寸法Ｔ５が０．０２〜０．８０ｍｍの範囲で選択される。被覆層５は、単一種類の合成樹脂製のものや、複数種類の合成樹脂の組合せからなる複数層の隣接する層どうしをドライラミネート（一方の合成樹脂製シート材に接着剤（二液硬化型）を塗布した後に乾燥させて他方の合成樹脂製シート材を貼合わせて接合）したものが用いられる。被覆層５は、薄膜金属製の発熱層６の腐食を防止する必要があるときには、ガスバリヤー性に優れたポリアミドを含めるか、又は任意層の樹脂表面に塩化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＣ）を塗着したものを含め、装置表面１ａから層内を通過しようとする水蒸気や空気を遮断するとよい。被覆層５は、表面から発熱層６を透視できないように着色されることもある。なお、被覆層５は、本発明暖房装置１を湾曲成形するときには熱可塑性の合成樹脂を選択して加熱成形できるようにするが、湾曲成形することなく平坦に形成するときには熱可塑性以外に熱硬化性の合成樹脂を選択することもできる。
【００２３】
前記表層部３の発熱層６は、アルミニウム又は銅等の薄膜金属製で厚み寸法Ｔ６が０．０１〜０．２０ｍｍの範囲で選択される。なお、発熱層６は、本発明暖房装置１を湾曲成形するときには塑性変形可能な軟質の薄膜金属を選択して曲げ成形できるようにするが、湾曲成形することなく平坦に形成するときには軟質以外に硬質の薄膜金属を選択することもできる。
【００２４】
前記表層部３の断熱層７は、表側から裏側に至るポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）又ＡＢＳ等の合成樹脂製の耐圧離隔部７ａで囲まれて表側及び／又は裏側が開口する多数の中空部７ｂを形成したものであって、厚み寸法Ｔ７が０．７５０〜１．５００ｍｍの範囲で選択される。断熱層７は、装置表面１ａに加わった荷重を耐圧離隔部７ａを介してコア層部２へ伝達させ、圧縮による塑性変形（永久ひずみ）を生じさせることなく発熱層６を支持できるようにするために、荷重による圧縮応力α（例えば、α＝４０〜１００ｋｇｆ／ｃｍ2 ）が加わっても弾性変形のみを生じさせて塑性変形を生じさせないような耐圧離隔部７ａの肉厚み寸法や、中空部７ｂの開口率Ａ（断熱層７の単位面積に占める複数個の中空部７ｂの開口面積の総和を単位面積で除した値に１００を乗した値。例えば、Ａ＝５０〜８０％）が選択される。また、表層部３をインサート成形用金型の開いた固定金型のキャビテイに装填し、次に、移動金型を前進移動させてキャビテイを閉じ、その後に閉じた金型と表層部３の断熱層７の間の空間へ溶融樹脂を射出し、断熱層７の裏側にコア層部２を形成する場合には、断熱層７は、射出する合成樹脂の射出圧力β（例えば、β＝１５０〜４００ｋｇｆ／ｃｍ2 ）に耐えるだけの強度を有するものを用いる。なお、断熱層７は、本発明暖房装置１を湾曲成形するときには熱可塑性の合成樹脂を選択して加熱成形できるようにするが、湾曲成形することなく平坦に形成するときには熱可塑性以外に熱硬化性の合成樹脂を選択することもできる。
【００２５】
前記断熱層７は、例えば図４に示す如く、合成樹脂製の多孔板からなり、中空部７ｂとなる貫通孔の周囲を、表側と裏側に離隔させる板の肉部からなる耐圧離隔部７ａで形成したもの、図５に示す如く、合成樹脂製の線径が０．３５〜０．７５ｍｍφのモノフィラメントからなる径糸７ｃ及び緯糸７ｄで織成され、貫通した中空部７ｂとなる布目又は網目の周囲を、両糸７ｃ，７ｄを当接状態で重ね合わせてなる耐圧離隔部７ａで形成したもの、または、図６に示す如く、合成樹脂板の片面に軟化温度状態でのプレス加工等で多数の凹部を開口させ、中空部７ｂとなる凹部の周囲を、表側と裏側に離隔させる耐圧離隔部７ａで形成したもの等が選択される。前記断熱層７を多孔板で形成した場合には、貫通孔の内径寸法や断熱層７の単位面積に占める貫通孔の個数を選択することで、中空部７ｂの最適な開口率Ａを容易に得ることができる。また、前記断熱層７を合成樹脂製の多孔板で形成した場合には、モノフィラメントからなる径糸７ｃ及び緯糸７ｄで織成した布又は網で形成した場合には、モノフィラメントの線径や、径糸間隔Ｄｃ及び緯糸間隔Ｄｄを選択することで、中空部７ｂの最適な開口率Ａを容易に得ることができる。
【００２６】
前記表層部３は、図２に示す如く、断熱層７を補強するために、断熱層７の中空部７ｂの開口側にポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）又ＡＢＳ等で厚み寸法Ｔ８が０．０２〜０．８０ｍｍの合成樹脂製の補強層８を接合することもある。多孔板（図４参照）又は織成したもの（図５）からなり貫通した中空部７ｂを形成した断熱層７の場合には、図２に示すように表側及び裏側に補強層８を設け、一方に開口した凹部（中空部７ｂ）を形成した（図６参照）断熱層７の場合には、図示は省略たが、凹部（中空部７ｂ）の開口側に補強層８を設けるとよい。表層部３は、装置表面１ａに加わった荷重で断熱層７の中空部７ｂの開口側が変形しようとしても、補強層８で変形を阻止して断熱層７を補強することができる。なお、補強層８は、本発明暖房装置１を湾曲成形するときには熱可塑性の合成樹脂を選択して加熱成形できるようにするが、湾曲成形することなく平坦に形成するときには熱可塑性以外に熱硬化性の合成樹脂を選択することもできる。
【００２７】
前記断熱層７は、図３、図４（Ｃ）、図５（Ｃ）及び図６（Ｃ）に示す如く、中空部７ｂへ発熱層６及び／又はコア層部２が食い込むのを防止するために、中空部７ｂに発泡ウレタン等の合成樹脂製発泡体７ｅを充満させ、発熱層等６に変形を生じさせないようにすることもある。
【００２８】
前記表層部３における被覆層５と発熱層６の接合、発熱層６と断熱層７の接合、及び断熱層７と補強層８の接合の各々は、ドライラミネートによる接着剤（二液硬化型）での接合、又はエクストルージョン式ラミネートによるポリエチレン（ＰＥ）樹脂による接合等が選択される。すなわち、表層部３となる積層シート材の製造は、被覆層５となるシート材及び発熱層６となるシート材の接合、発熱層６となるシート材及び断熱層７となるシート材の接合、並びに、断熱層７となるシート材及び補強層８となるシート材の接合を、一方のシート材に接着剤を塗布した後に乾燥させて他方のシート材をドライラミネートする方法、又は二つのシート材の間にダイからポリエチレン（ＰＥ）樹脂膜を押し出してラミネートする方法等で接合して得られる。得られた積層シート材は、所定寸法に切断されると共に、必要に応じて湾曲成形されて表層部３となる。
【００２９】
前記コア層部２は、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエステル（ＰＥＴ）、ＡＢＳ又はポリアミド等の合成樹脂製又は天然ゴム等のゴム製で、その表面から裏面までの厚み寸法Ｔ２が１．００〜４．００ｍｍの範囲で選択される。前記表層部３の裏側とコア層部２の表側の間には、図示は省略したが、ポリエステル（ＰＥＴ）又はポリプロピレン（ＰＰ）等の樹脂からなる保護層を部分的に設けて、コア層部２を射出成型するときの射出溶融樹脂で表層部２に損傷を与えないように保護層で保護することもある。なお、予め所定寸法に成形したコア層部２を表層部３に接着剤で接合するときには、保護層は不要である。
【００３０】
前記誘導加熱用コイル６は、図１（Ａ）に示す如く、導線を四角状又は円形状等に巻き上げた薄い面状のものであって、複数個を直列又は並列に接続されている。誘導加熱用コイル６は、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）にエッチングして形成したものや、コイル線を面状に巻回してフレキシブル板に接合したものが選択され、コア層部５の裏面に当接又は接近して設けられている。なお、コア層部２の裏面が平坦な場合には、フレキシブルな基板等を用いることなく硬質の基板等とすることも可能である。
【００３１】
本発明暖房装置１は、金属薄膜製の発熱層６を合成樹脂膜製の被覆層５で被覆してあるので発熱層６に損傷を与え難く、また、断熱機能を発揮する多数の中空部７ｂを合成樹脂製の耐圧離隔部７ａで囲んであるので、装置表面１ａに加わった局部的な荷重を耐圧離隔部７ａを介してコア層部２へ伝達させることで、断熱層７に変形を生じさせることなく発熱層６を支持できるので、装置表面１ａに局部的な凹み変形を生じさせ難いものとなる。
【００３２】
（第２の実施の形態）
図７乃至図１２に示す第２の実施の形態に係る本発明暖房装置は、暖房便座２１に適用したものであって、使用者の着座により着座荷重が負担されるものである。
【００３３】
暖房便座２１は、図７に示す如く、便座支持部２２との組合せで誘導加熱式の暖房便座装置２０を構成するものであり、便座支持部２２に揺動自在に支持され、図示する伏倒状態（着座使用可能状態）から、図示は省略したが、手前側を上昇させた起立状態（男子小便使用可能状態）まで仰伏するようにしてある。暖房便座２１は、便座支持部２２との間に一次側コイル２３ａ及び二次側コイル２３ｂの組合せからなる給電装置２３が設けられ、暖房便座２１が伏倒位置に在るとき、対向接近する一次側コイル２３ａと二次側コイル２３ｂの相互誘導作用により、便座支持部２２の電源部（図示略）から暖房便座２１の誘導加熱用コイル４へ給電するようにして、便座支持部２２との間で給電用コードを無くしてある。給電装置２３の一次側コイル２３ａ及び二次側コイル２３ｂは、その配置を図示した箇所に限定するものではなく、暖房便座２１を枢支するヒンジ部に配置して、便座２１の仰伏に関係なく常時給電可能にすることもある。暖房便座２１は、便座支持部２２に対して着脱自在になっており、便座支持部２２から分離して洗浄等の保守ができるようになっている。なお、便座支持部２２から暖房便座２１への給電は、上記給電装置２３を用いることなく、給電用コードで行うようにしてもよい。
【００３４】
暖房便座２１は、図７乃至図１０に示す如く、上面側に着座面２４ａを形成する上部２４と、上部２４の下面側開口部２４ｂを覆蓋する底部２５とを備え、上部２４が厚肉部２６と誘導加熱用コイル４とからなる。暖房便座２１が洗浄可能な仕様の場合、底部２５は、外部から上部２４の内側へ水分が侵入しないように、下面側開口部２４ｂを水密に覆蓋するようになっている。上部２４の厚肉部２６は、上面側に着座面２４ａを形成する表層部３と、着座面２４ａに使用者が着座したときに生じる着座荷重の支持を分担できるコア層部２とからなり、コア層部２の表面に表層部３が設けられ、コア層部２の裏面に誘導加熱用コイル４が当接又は接近して設けられている。
【００３５】
前記厚肉部２６のコア層部２は、第１の実施の形態と同様に、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエステル（ＰＥＴ）、ＡＢＳ又はポリアミド等の熱可塑性合成樹脂製又は天然ゴム等のゴム製からなり、加熱が必要な領域である着座面領域に対応する箇所における表面から裏面までの厚み寸法Ｔ２が１．００〜４．００ｍｍの範囲で選択される。また、前記厚肉部２６の表層部３は、図１０に示す如く、表面が着座面２４ａとなる被覆層５と、被覆層５の裏面に接合した発熱層６と、一方面に発熱層６が接合され他方面にコア層部２が接合され断熱層７とからなる。前記厚肉部２６のコア層部２と表層部３の間には、保護層（図示略）が設けられる場合がある。この保護層は、コア層部２を射出成型するときに、射出する溶融樹脂で表層部３に損傷を与えないように部分的に設けられるものであり、ポリアミド又はポリエステル（ＰＥＴ）等の熱可塑性合成樹脂製で厚み寸法が０．０２〜０．８０ｍｍの範囲で選択される。予め成形されているコア層部２を表層部３に接着剤で接合する場合には、保護層は不要である。
【００３６】
前記表層部３を構成する被覆層５、発熱層６及び断熱層７は、第１の実施の形態（図１（Ｂ）乃至図６参照）と同様の仕様のものが用いられ、図示は省略したが、断熱層７の中空部７ｂの開口側にポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）又ＡＢＳ等で厚み寸法が０．０２〜０．８０ｍｍの合成樹脂製の補強層８（図２参照）を接合して断熱層７を補強することもある。
【００３７】
前記誘導加熱コイル４は、第１の実施の形態と同様の仕様のものが用いられる。誘導加熱用コイル４は、発熱層６との間の距離の違いに応じ導線の捲き数及び／又は平面積（外側の導線で囲まれた内側の面積）を調整して、発熱層６の発熱量を均等化してある。なお、暖房便座２１が洗浄可能な仕様の場合には、底部２５で水密に覆蓋された上部２４の密閉状態の内側の内圧の変動を押さえるために、上部２４の内側に充填する発泡樹脂製の充填剤（図示略）で誘導加熱コイル４を固定して、コア層部２の裏面に誘導加熱コイル４を当接又は接近させるとよい。
【００３８】
暖房便座２１は、発熱層６を覆う合成樹脂製の被覆層５の厚みＴ５が０．０２〜０．８０ｍｍと非常に薄いため、発熱層６で生じた熱が被覆層５を短時間に伝達して着座面を迅速に昇温させることができる。また、暖房便座２１は、厚肉部２６の表層部３の表面（着座面２４ａ）から誘導加熱コイル４が設けられるコア層部２の裏面までの厚み寸法Ｔ１１を必要最小限（例えば、４．５〜７．５ｍｍ）に収めて、発熱層６から誘導加熱コイル４までの距離を短くして、誘導加熱用コイル４への通電で生じる磁気誘導作用で発熱層６を効率良く発熱させるようにしてある。
【００３９】
本実施の形態に係る暖房装置２１は、金属薄膜製の発熱層６を合成樹脂膜製の被覆層５で被覆してあるので発熱層６に損傷を与え難く、また、断熱機能を発揮する多数の中空部７ｂを合成樹脂製の耐圧離隔部７ａで囲んであるので、装置表面１ａに加わった局部的な荷重を耐圧離隔部７ａを介してコア層部２へ伝達させることで、断熱層７に変形を生じさせることなく発熱層６を支持できるので、上部表面（着座面）２４ａに局部的な凹み変形を生じさせ難くいものとなる。
【００４０】
前記暖房便座２１の上部２４の製造方法は、次の通りである。
第１工程：図１１（Ａ）（Ｂ）に示す便座成形用シート材２７を予め製造し、便座成形用シート材２７を所定の大きさに切断することである。所定の大きさとは、次の第２工程で所定形状の表層部３を得ることができる大きさである。便座成形用シート材２７は、図１１（Ｂ）に示す如く、被覆層５となるシート材、発熱層６となるシート材及び断熱層７となるシート材を備え、これらシート材どうしをドライラミネートによる接着剤（二液硬化型）での接合、又はエクストルージョン式ラミネートによるポリエチレン（ＰＥ）樹脂による接合等で一体化して得る。被覆層５及び断熱層７は、第１の実施の形態（図１（Ｂ）乃至図６参照）と同様の仕様のものであって熱可塑性の合成樹脂製のものを用い、また発熱層６は、第１の実施の形態（図１（Ｂ）乃至図６参照）と同様の仕様のものであって塑性変形可能な軟質の薄膜金属製のものを用いる。また、断熱層７は、後述する第３工程におけるコア層２を形成するときの合成樹脂の射出圧力β（例えば、β＝１５０〜４００ｋｇｆ／ｃｍ2 ）に耐えるだけの強度を有するものを用いる。
【００４１】
第２工程：図１１（Ａ）に示す如く、所定の大きさに切断された便座成形用シート材２７を軟化温度にして真空成型方法で表層部３を成型することである。この成型は、便座成形用シート材２７の熱可塑性合成樹脂製の被覆層５及び断熱層７の軟化温度までヒータ（図示略）で加熱し、軟化温度を維持させたまま便座成形用シート材２７を真空成型装置３３の金型３４に装填し、その後に金型３４の吸引で便座成形用シート材２７を成型面３４ａに圧着させて表層部３の所定形状とし、表層部３を形状維持できる温度まで冷却した後に脱型する。便座成形用シート材２７の薄膜金属製の発熱層６は、金型３４の吸引で便座成形用シート材２７を成型面３４ａに圧着させるとき、塑性変形して表層部３の所定形状となる。成型された表層部３は、はみ出た余分な部分をカツター等で切除する。なお、表層部３の成型は、上記真空成型方法以外に、プレス成型方法で行なうことも可能である。プレス成型方法による成型は、図示は省略したが、切断された便座成形用シート材２７を軟化温度までヒータ（図示略）で加熱し、軟化温度を維持させたまま便座成形用シート材２７をプレス成型装置の固定金型に装填し、その後に移動金型を移動させて固定金型と移動金型で便座成形用シート材２７を加圧成型して所定形状の表層部３とし、表層部３を形状維持できる温度まで冷却した後に脱型する。
【００４２】
第３工程：第２工程で得た表層部３を、図１２に示す如く、インサート成型装置３５の開いた固定金型３５ａのキャビテイ３５ａ−１（図１２（Ａ）の右側参照）に装填し、次に、移動金型３５ｂを前進移動させてキャビテイ３５ａ−１を閉じ（図１２（Ａ）の左側参照）、その後に閉じた金型３５ｂと表層部３の間の空間へ溶融樹脂を射出し、加熱が必要な領域である着座面領域に対応する箇所における表面から裏面までの厚み寸法Ｔ２（図１０参照）が１．００〜４．００ｍｍのコア層部２を成型（図１２（Ｂ）の左側参照）し、その後に移動金型３５ｂを後退移動させ（図１２（Ｂ）の右側参照）、最後に、表層部３とコア層部２が一体となっている厚肉部２６を固定金型３５ａから脱型することである。コア層部２は、射出成型するときに、表層部３に自着して強力に接合されることになる。なお、表層部３が射出する高圧の溶融樹脂で損傷を受ける場合には、損傷を受ける可能性のある表層部３の箇所に、予めシートからなる保護層（図示略）が配置される。
【００４３】
第４工程：脱型して得られた厚肉部２６のコア層部２の裏面に、誘導加熱コイル４を当接又は接近して設け、図８及び図９に示す如く、暖房便座２１の上部２４を得る。誘導加熱コイル４は、コア層部２の裏面に対する接着剤による接着又は粘着テープによる粘着で所定位置に固定配置される。なお、上部２の内側に充填する発泡樹脂製の充填剤（図示略）で誘導加熱コイル４を固定して、コア層部２の裏面に誘導加熱コイル４を当接又は接近させることもある。
【００４４】
暖房便座２１の上部２４の製造は、第１工程乃至第４工程の順番で行なわれる。
【００４５】
前記暖房便座２１の上部２４の製造方法は、切断された便座成形用シート材２７を軟化温度にして真空成型方法又はプレス成型方法で成型することで、発熱層６を覆う合成樹脂製の被覆層５の厚み寸法Ｔ５を０．０２〜０．８０ｍｍと非常に薄くして、発熱層６で生じた熱が被覆層５を短時間に伝達して着座面２４ａを迅速に昇温させることができる暖房便座１の表層部３を容易に得ることができると共に、この表層部３をインサート成型装置３５のキャビテイ３５ａ−１に装填して、移動金型３５ｂでキャビテイ３５ａ−１を閉じた金型３５ａ，３５ｂ内の充填空間へ溶融樹脂を射出してコア層部２を成型することで、表層部３とコア層部２とを接合した便座部分（厚肉部）２６を容易に得ることができるため、便座２１の生産性を向上させることができる。また、厚肉部２６の表層部３の表面から誘導加熱コイル４が設けられるコア層部２の裏面までの厚み寸法Ｔ１１（図１０参照）を必要最小限に収めて暖房便座１の生産性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００４６】
１…本発明暖房装置、１ａ…装置表面、２…コア層部、３…表層部、４…誘導加熱用コイル、５…被覆層、６…発熱層、７…断熱層、７ａ…耐圧離隔部、７ｂ…中空部、７ｅ…発泡体、８…補強層、２１…暖房便座
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部荷重の支持を分担できるコア層部の表側に表層部が設けられ、コア層部の裏側に誘導加熱用コイルが設けられた誘導加熱式暖房装置であって、前記表層部は、装置表面を形成する合成樹脂膜製の被覆層と、被覆層の裏側に設けられた金属薄膜製の発熱層と、発熱層の裏側とコア層部の表側との間に設けられ、表側から裏側に至る合成樹脂製の耐圧離隔部で囲まれて表側及び／又は裏側が開口する多数の中空部を形成した断熱層とを備えたことを特徴とする誘導加熱式暖房装置。
【請求項２】
前記断熱層が、合成樹脂製の多孔板からなり、中空部となる貫通孔の周囲を、表側と裏側に離隔させる板の肉部からなる耐圧離隔部で形成したものである請求項１記載の誘導加熱式暖房装置。
【請求項３】
前記断熱層が、合成樹脂製のモノフィラメントからなる径糸及び緯糸で織成され、貫通した中空部となる布目又は網目の周囲を、両糸を当接状態で重ね合わせてなる耐圧離隔部で形成したものである請求項１記載の誘導加熱式暖房装置。
【請求項４】
前記表層部が、断熱層の中空部の開口側に接合された合成樹脂製の補強層を設けた請求項１、２又は３記載の誘導加熱式暖房装置。
【請求項５】
前記断熱層の中空部に合成樹脂製の発泡材を充満させた請求項１乃至４のいずれかに記載の誘導加熱式暖房装置。
【請求項６】
前記コア層部及び前記表層部で着座可能な便座本体を形成すると共に、前記表層部の表面で便座本体の着座面を形成し、誘導加熱用コイルを便座本体の裏面側に便座本体と一体的に設けた請求項１乃至５のいずれかに記載の誘導加熱式暖房装置。
【請求項１】
外部荷重の支持を分担できるコア層部の表側に表層部が設けられ、コア層部の裏側に誘導加熱用コイルが設けられた誘導加熱式暖房装置であって、前記表層部は、装置表面を形成する合成樹脂膜製の被覆層と、被覆層の裏側に設けられた金属薄膜製の発熱層と、発熱層の裏側とコア層部の表側との間に設けられ、表側から裏側に至る合成樹脂製の耐圧離隔部で囲まれて表側及び／又は裏側が開口する多数の中空部を形成した断熱層とを備えたことを特徴とする誘導加熱式暖房装置。
【請求項２】
前記断熱層が、合成樹脂製の多孔板からなり、中空部となる貫通孔の周囲を、表側と裏側に離隔させる板の肉部からなる耐圧離隔部で形成したものである請求項１記載の誘導加熱式暖房装置。
【請求項３】
前記断熱層が、合成樹脂製のモノフィラメントからなる径糸及び緯糸で織成され、貫通した中空部となる布目又は網目の周囲を、両糸を当接状態で重ね合わせてなる耐圧離隔部で形成したものである請求項１記載の誘導加熱式暖房装置。
【請求項４】
前記表層部が、断熱層の中空部の開口側に接合された合成樹脂製の補強層を設けた請求項１、２又は３記載の誘導加熱式暖房装置。
【請求項５】
前記断熱層の中空部に合成樹脂製の発泡材を充満させた請求項１乃至４のいずれかに記載の誘導加熱式暖房装置。
【請求項６】
前記コア層部及び前記表層部で着座可能な便座本体を形成すると共に、前記表層部の表面で便座本体の着座面を形成し、誘導加熱用コイルを便座本体の裏面側に便座本体と一体的に設けた請求項１乃至５のいずれかに記載の誘導加熱式暖房装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−１６５５７６（Ｐ２０１０−１６５５７６Ａ）
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７４３９（Ｐ２００９−７４３９）
【出願日】平成２１年１月１６日（２００９．１．１６）
【出願人】（００００００４７９）株式会社ＩＮＡＸ (1,429)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月１６日（２００９．１．１６）
【出願人】（００００００４７９）株式会社ＩＮＡＸ (1,429)
【Ｆターム（参考）】
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