特許 7436025 誘導加熱溶着装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-13

(45)【発行日】2024-02-21

(54)【発明の名称】誘導加熱溶着装置

(51)【国際特許分類】

   H05B 6/06 20060101AFI20240214BHJP

   H05B 6/10 20060101ALI20240214BHJP

【ＦＩ】

H05B6/06 393

H05B6/10 331

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020123093

(22)【出願日】2020-07-17

(65)【公開番号】P2022019318

(43)【公開日】2022-01-27

【審査請求日】2023-01-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000178619

【氏名又は名称】アーキヤマデ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】弁理士法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】庄司 博之

【審査官】土屋 正志

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－２００８４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５１－１５６５５０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】国際公開第２０１３／１０８８２０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｂ ６／０６

Ｈ０５Ｂ ６／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シートによって覆われた固定部材を前記シート上から電磁誘導によって加熱して、前記固定部材に前記シートを溶着する誘導加熱溶着装置であって、
前記固定部材を誘導加熱する加熱コイルと、
前記加熱コイルを収納するハウジングと、
前記ハウジングの下端部に設けられ、前記シートに接当する接当面を有する押圧パッドと、
前記接当面の温度を調整する温度調整装置と、を備え、
前記加熱コイルによる誘導加熱開始前に、前記温度調整装置は前記接当面の温度を上昇させる加熱モードで動作する誘導加熱溶着装置。

【請求項2】

前記シートの加熱溶着に不適当な高温度状態が自動判定されるように構成され、前記高温度状態が判定された場合、前記温度調整装置は、前記接当面の温度を低下させる冷却モードで動作する請求項１に記載の誘導加熱溶着装置。

【請求項3】

前記シートの加熱溶着に不適当な低温度状態が自動判定されるように構成され、前記低温度状態が判定された場合、前記温度調整装置は、前記接当面の温度を上昇させる加熱モードで動作する請求項１または２に記載の誘導加熱溶着装置。

【請求項4】

前記シートまたは前記押圧パッドの温度を検出する温度センサが備えられ、前記温度調整装置は、前記温度センサによる検出信号に基づいて、前記接当面の温度を調整する請求項１から３のいずれか一項に記載の誘導加熱溶着装置。

【請求項5】

前記温度調整装置は、前記加熱コイルによる誘導加熱時間に依存して前記接当面の温度を調整する請求項１から４のいずれか一項に記載の誘導加熱溶着装置。

【請求項6】

前記温度調整装置は、前記押圧パッドに形成された流体ジャケットに熱媒体を供給する熱媒体供給ユニットを備え、前記熱媒体供給ユニットは前記熱媒体を加熱または冷却する熱交換ユニットを有する請求項１から５のいずれか一項に記載の誘導加熱溶着装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シートに覆われた固定部材を前記シート上から電磁誘導によって加熱して、固定部材にシートを溶着する誘導加熱溶着装置に関する。

【背景技術】

【0002】

建築工事又は土木工事の防水作業、例えば屋上等の防水工事において、屋上面に固定された導電性の固定部材に、屋上に張られた防水シートが固定される。この固定部材の表面には熱溶着層が形成されている。誘導加熱溶着装置を用いて、防水シートの表面側から固定部材が誘導加熱されるとともに防水シートが固定部材に押し付けられることで防水シートは固定部材に溶着され、結果的に防水シートは屋上に固定される。

【0003】

特許文献１による誘導加熱溶着装置は、加熱コイルを備えた電磁加熱コイルユニットと、電磁加熱コイルユニットに電流を供給する電源部と、防水シートを押し付ける押圧パッドとを備えている。誘導加熱溶着作業においては、誘導加熱が終了すると、押圧パッドを用いて、防水シートと固定部材との溶着箇所が押し付けられる。その際、冷却機構によって生成される冷却風によって押圧パッドが冷却される。具体的には、冷却制御部が、誘導加熱の終了後、冷却ファンユニットに冷却制御信号を与え、冷却ファンが駆動することで、加熱コイルと押圧パッドとが冷却される。押圧パッドが冷却されることで、溶着箇所が速やかな固着され、熱変形も抑制される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－１１０８２４号公報（段落番号００４０）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

屋上等の防水工事においては、誘導加熱溶着作業は、炎天下や寒冷下での作業になり易い。炎天下での作業では、作業前のシートや固定部材が高温となっており、誘導加熱時においてシートの温度がさらに高くなると、シートのてかり症状などの不都合が生じる。また、誘導加熱後の押圧作業においても押圧パッドの温度が高くなっていると、シートの押圧作業時のシート冷却による溶着箇所の固着に不都合が生じる。逆に、寒冷下での作業では、作業前のシートや固定部材が低温となっており、誘導加熱での固定部材の温度の立ち上がり時間が長くなり、誘導加熱作業の効率が低下するという不都合が生じる。

【0006】

このことから、炎天下や寒冷下での作業現場であっても、良好な加熱溶着結果が得られる誘導加熱溶着装置が要望されている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明による、シートによって覆われた固定部材を前記シート上から電磁誘導によって加熱して、前記固定部材に前記シートを溶着する誘導加熱溶着装置は、前記固定部材を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルを収納するハウジングと、前記ハウジングの下端部に設けられ、前記固定部材に接当する接当面を有する押圧パッドと、前記接当面の温度を調整する温度調整装置と、を備え、前記加熱コイルによる誘導加熱開始前に、前記温度調整装置は前記接当面の温度を上昇させる加熱モードで動作する。
さらなる、本発明による、シートによって覆われた固定部材を前記シート上から電磁誘導によって加熱して、前記固定部材に前記シートを溶着する誘導加熱溶着装置は、前記固定部材を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルを収納するハウジングと、前記ハウジングの下端部に設けられ、前記固定部材に接当する接当面を有する押圧パッドと、前記接当面の温度を調整する温度調整装置と、を備え、前記加熱コイルによる誘導加熱の終了後に、前記温度調整装置は前記接当面の温度を低下させる冷却モードで動作する。

【0008】

この構成では、加熱コイルによる誘導加熱時に、シートに接当する押圧パッドの接当面の温度が調整可能であり、これにより、シートの温度を調整することが可能となる。例えば、炎天下の現場などにおいてシートの温度が高過ぎる場合には、加熱によってシートの温度が直ぐに上昇することで、過剰加熱によるシートのてかりが発生しやすいが、本発明によれば、押圧パッドの温度を低くして、接当面を通じてシートから熱を奪うことで、そのようなてかりなどの症状が回避される。また、寒冷下の現場などにおいてシートの温度が低過ぎる場合には、押圧パッドの温度を高くして、接当面を通じてシートに熱を与えることで、シートや固定部材の加熱温度の立ち上がり不足による溶着不良を回避することができる。温度調整装置は、押圧パッドを冷却するだけの構成であってもよいし、押圧パッドを加熱するだけの構成であってもよい。もちろん、誘導加熱が終了した後に行われる押圧パッドによる押し付け作業においても、押圧パッドの接当面の温度を適正にすることも可能である。

【0009】

温度調整装置の動作モードとして、接当面の温度を低下させる冷却モード、または接当面の温度を上昇させる加熱モード、あるいはその両方のモードが用意され、この動作モードが自動的に切り替えられると、作業者の判断に頼らずに、上述したような環境温度などに起因する加熱溶着不良が抑制される。このための、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記シートの加熱溶着に不適当な高温度状態が自動判定されるように構成され、前記高温度状態が判定された場合、前記温度調整装置は前記接当面の温度を低下させる冷却モードで動作するように構成されている。他の１つの本発明の好適な実施形態では、前記シートの加熱溶着に不適当な低温度状態が自動判定されるように構成され、前記低温度状態が判定された場合、前記温度調整装置は前記接当面の温度を上昇させる加熱モードで動作するように構成されている。

【0010】

平穏な環境状況での誘導加熱溶着作業では、誘導加熱前からシートに熱エネルギーを与えることで（必要な場合、誘導加熱後も熱エネルギーを与えてもよい）、誘導加熱による温度上昇の立ち上がりを支援することができる。また、誘導加熱後にはシートから熱エネルギーを奪って（必要な場合誘導加熱の終了前から熱エネルギーを奪ってもよい）、溶融状態から固着状態への移行を支援することができる。このような支援により、効率の良い加熱溶着作業が実現する。このことから、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記加熱コイルによる誘導加熱開始前に、前記温度調整装置は前記接当面の温度を上昇させる加熱モードで動作し、前記加熱コイルによる誘導加熱の終了後に、前記温度調整装置は前記接当面の温度を低下させる冷却モードで動作するように構成されている。

【0011】

シートの温度や押圧パッドの温度は、場所、季節、日時から推測することは可能であるが、より正確に検知するためには、シートの温度を温度センサなどで直接検出すことが好ましい。このことから、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記シートまたは前記押圧パッドの温度を検出する温度センサが備えられ、前記温度調整装置は、前記温度センサによる検出信号に基づいて、前記接当面の温度を調整する。

【0012】

また、シートの温度は、加熱コイルによる誘導加熱により急激に上昇していく。このことから、温度調整装置によるシートに対する温度調整は、加熱コイルによる誘導加熱の進行を考慮することが重要である。従って、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記温度調整装置は、前記加熱コイルによる誘導加熱時間に依存して前記接当面の温度を調整する。

【0013】

押圧パッドを急速に冷却または加熱するための好適な方法は、押圧パッドに、熱媒体（冷媒体または温媒体）を流通させる流路を形成すること、つまり流体ジャケットを形成することである。加熱のための熱媒体は、電気ヒータやペルチェ素子を用いた熱交換ユニットにより作り出すことができ、冷却のための熱媒体は、冷却ファンやペルチェ素子を用いた熱交換ユニットにより作り出すことができる。このことから、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記温度調整装置は、前記押圧パッドに形成された流体ジャケットに熱媒体を供給する熱媒体供給ユニットを備え、前記熱媒体供給ユニットは前記熱媒体を加熱または冷却する熱交換ユニットを有する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】加熱溶着管理装置と誘導加熱溶着装置と防水シートと固定部材とを示す斜視図である。

【図2】誘導加熱溶着装置の縦断面図である。

【図3】押圧パッド領域での誘導加熱溶着装置の縦断面図である。

【図4】加熱コイルと位置ずれ検出コイルとの位置関係を示す平面図である。

【図5】押圧パッドに形成された流体ジャケットを示す横断面図である。

【図6】温度調整装置の機能を示す機能ブロック図である。

【図7】加熱溶着管理装置と誘導加熱溶着装置との機能を示す機能ブロック図である。

【図8】誘導加熱溶着処理の一例を示すフローチャートである。

【図9】サブルーチンとしての温調処理の一例を示すフローチャートである。

【図10】別実施形態における加熱溶着管理装置と誘導加熱溶着装置との機能を示す機能ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本明細書では、「上、上部、天」または「下、下部、底」は、装置本体の縦軸心方向（鉛直方向）での位置関係であり、シートからの高さにおける関係を示している。

【0016】

図１に、固定部材ＦＸを電磁誘導によって加熱するとともに防水シートＳＨ（シートの一例）を固定部材ＦＸに押し付けることで、防水シートＳＨを固定部材ＦＸに溶着させる誘導加熱溶着装置２が示されている。この実施形態による誘導加熱溶着装置２では、加熱溶着作業を管理する機能部が加熱溶着管理装置１として別体で構成されており、加熱溶着管理装置１と誘導加熱溶着装置２とが動力線と制御線とを含む接続ケーブルＣＡで接続されている。もちろん、加熱溶着管理装置１が有する機能を誘導加熱溶着装置２に組み込んで、誘導加熱溶着装置２単体で、加熱溶着作業が行えるようにしてもよい。

【0017】

加熱溶着管理装置１には、電源ユニット１１、ＧＮＳＳユニット１２、データロガーユニット１３、環境温度検出ユニット１４と、操作パネル１５、表示パネル１６などが備えられている。電源ユニット１１は、商用電源または自家発電を入力として、誘導加熱のために必要な電力を誘導加熱溶着装置２に出力する電力変換部１１ａを備えている。ＧＮＳＳユニット１２は、衛星測位システムを用いて加熱溶着場所の位置座標を算出する。これによって算出される位置座標はアンテナ（非図示）の位置であることから、加熱溶着管理装置１と誘導加熱溶着装置２との間隔が長くなる可能性がある場合には、アンテナだけは加熱溶着管理装置１に設けられる。データロガーユニット１３は、各加熱溶着場所の位置座標とともに、そこで行われた加熱溶着作業のデータを記録する。環境温度検出ユニット１４は、作業環境温度を検出する。操作パネル１５には、各種操作ボタンや操作スイッチ、さらには各種報知ランプが配置されている。表示パネル１６は、作業者に対する情報を視覚的に報知するための液晶ディスプレイである。

【0018】

図１では、誘導加熱溶着装置２は、屋上などにおけるコンクリート製の防水下地にアンカー等によって固定されている固定部材ＦＸに、防水シートＳＨを溶着する作業の様子が示されている。この実施形態での固定部材ＦＸは、円形状の導電体であり、例えば、鋼板によって構成されている。固定部材ＦＸの上面には、防水シートＳＨに対する熱溶着層として、例えばポリエステル樹脂等の熱可塑性合成樹脂からなる面状のホットメルト接着層が形成されている。固定部材ＦＸは、スラブ本体上に、縦横に所定の間隔を開けた多数の固定箇所に配置されている。作業者は、誘導加熱溶着装置２を用いて、防水シートＳＨを挟んで固定部材ＦＸの上面を押え付けながら固定部材ＦＸを誘導加熱することで、防水シートＳＨを固定部材ＦＸに溶着し、さらに誘導加熱の停止後に、防水シートＳＨを固定部材ＦＸに押し付けることで、防水シートＳＨを固定部材ＦＸに固着する。固定部材ＦＸの形状はその他の形状、矩形や多角形などであってもよいし、固定部材ＦＸの材料は、導電体であれば、鋼以外の金属等であってもよい。さらには、防水シートＳＨに代えて、その他の目的を持つシート、例えば、耐火シートや耐摩耗シートが用いられてもよい。

【0019】

図２と図３とに示すように、誘導加熱溶着装置２は、電源ユニット１１の電力変換部１１ａから送られてきた電流によって固定部材ＦＸを誘導加熱する加熱コイル６を収納するハウジング２０とを備えている。電力変換部１１ａは、電源ユニット１１を入力した交流電力を、インバータ回路等を通じて電力変換して、所定のタイミングで加熱コイル６に給電する。

【0020】

ハウジング２０は、中心軸ＣＬを有する円筒状の胴体部２１と、胴体部２１の上端に接続している上端部２２と、胴体部２１の下端に接続している下端部２３とを有する。胴体部２１の側壁には、接続ケーブルＣＡが接続される第２コネクターボックス１９ｂが形成されている。第２コネクターボックス１９ｂの上面には位置ずれ表示パネル６６が設けられている。上端部２２はハウジング２０の上部を閉鎖する天壁である。上端部２２の下面側には上収容室２２ａが形成され、上端部２２の上面側には上方に環状突起２２ｂが形成されている。下端部２３はハウジング２０の下部を閉鎖する底壁である。下端部２３の上面側には下収容室２３ａが形成され、下端部２３の下面側には円形の底凹部２３ｂが形成されている。底凹部２３ｂに加熱コイル６が収納されている。上端部２２の周壁には、回動式の取っ手２４が設けられている。

【0021】

図４に示されているように、加熱コイル６は、中心軸ＣＬを中心として薄く平坦状に巻かれたコイルである。加熱コイル６は、図３に示されているように、下端部２３の端面２３ｃに設けられた薄い樹脂プレート６４によって保持されている。樹脂プレート６４は端面２３ｃと面一となるように設けられており、その面にシリコンゴム製の押圧パッド５が設けられている。つまり、押圧パッド５の下面は、この誘導加熱溶着装置２の下面でもあり、固定部材ＦＸの上に位置する防水シートＳＨに接当可能な接当面５０となる。押圧パッド５の上に樹脂プレート６４を挟んで加熱コイル６、さらに上にフェライト６５が配置されている。また、加熱コイル６と押圧パッド５との間には、図４に示されているように、９０度の円周角で分布した４つの位置ずれ検出コイル６３が配置されている。

【0022】

図２に示されているように、ハウジング２０の胴体部２１の内部には、位置ずれ算出部６２が収容されている。位置ずれ算出部６２は、４つの位置ずれ検出コイル６３からの検出信号を用いて、誘導加熱溶着装置２の中心軸ＣＬが固定部材ＦＸの中心に一致しているかどうか、つまり加熱コイル６の固定部材ＦＸに対するずれ具合を算出する。位置ずれ算出部６２による判定結果は、第２コネクターボックス１９ｂの上面に設けられた位置ずれ表示パネル６６に表示される。加熱コイル６が固定部材ＦＸに対して位置ずれしていれば、その位置ずれ方向を示すエラーが表示され、加熱コイル６が固定部材ＦＸに対して位置ずれしていなければ、位置ずれなしが表示される。

【0023】

図２に示されているように、ハウジング２０の上端部２２には、押圧操作具３が取り付けられている。押圧操作具３は、押圧キャップ３１と、スライドロッド３２と、スイッチ作動体３３とを備えている。スライドロッド３２は、中心軸ＣＬと同軸状に、上端部２２を形成している天壁を貫通している。押圧キャップ３１は、スライドロッド３２の上端に固定されている。

【0024】

押圧キャップ３１の下面と上端部２２を形成している天壁との間に、押圧バネ３０が配置されている。この構成により、作業者が、押圧キャップ３１を下方へ変位させて、所定の変位位置で押圧キャップ３１を保持した場合、圧縮された押圧バネ３０は、そのバネ変位に応じて規定されるバネ力で押圧パッド５を防水シートＳＨに押し付ける。

【0025】

上収容室２２ａの内部には、加熱スイッチ３４が設けられている。加熱スイッチ３４は、接続ケーブルＣＡを介して、電力変換部１１ａに接続されている。押圧キャップ３１の第１位置から第２位置へのスライド変位により、スイッチ作動体３３が加熱スイッチ３４のレバーと接触し、加熱スイッチ３４がＯＮ操作される。これに応答して、電力変換部１１ａが加熱コイル６に給電することで、加熱コイル６による固定部材ＦＸの誘導加熱が開始される。

【0026】

この誘導加熱溶着装置２には、温度センサとして、非接触式の第１温度センサ７ａ（例えば、赤外線方式）と、この第１温度センサ７ａの検出信号に基づいて、防水シートＳＨの表面温度を算出する温度測定回路７０とが備えられている。第１温度センサ７ａ及び温度測定回路７０は、加熱コイル６の励起による信号妨害をできるだけ受けないように、加熱コイル６からできるだけ離れた位置に配置する必要がある。このため、第１温度センサ７ａと防水シートＳＨとの間に形成される赤外線通過路は長くなる。この赤外線通過路を確保するため、ハウジング２０の下端部２３に第１貫通孔２３ｄ（図２参照）が設けられ、樹脂プレート６４や押圧パッド５にも第２貫通孔５１が設けられている。さらに加熱コイル６は、図４に示されているように、内側コイル部と外側コイル部とに分けられ、内側コイル部の最外周の巻き線と外側コイル部の最内周の巻き線との間隔が広げられていることにより、内側コイル部と外側コイル部との間に、隙間ＳＰが形成されている。この構造により、第１温度センサ７ａの赤外線通過路が作り出される。

【0027】

さらに、この誘導加熱溶着装置２には、温度センサとして、接触式の第２温度センサ７ｂが押圧パッド５の表面に設けられている。第２温度センサ７ｂの検出信号に基づいて、温度測定回路７０は、押圧パッド５の表面温度を算出する。もちろん、第２温度センサ７ｂも第１温度センサ７ａと同様な非接触式の温度センサとして構成されてもよい。さらには、第１温度センサ７ａが非接触式の温度センサでなく、接触式の温度センサで構成されてもよい。

【0028】

図３に示されているように、ハウジング２０の下端部２３に、スカートユニット８が備えられている。スカートユニット８の内周形状は、防水シートＳＨを含む固定部材ＦＸの外周寸法にほぼ一致している。スカートユニット８の先端が防水シートＳＨで覆われた固定部材ＦＸに嵌め合わされると、押圧パッド５の接当面５０が固定部材ＦＸの上方に適切に位置決めされる。この実施形態では接当面５０及び固定部材ＦＸの外形輪郭は実質的に同じサイズの円である。

【0029】

スカートユニット８は、スカート体８１を有する。スカート体８１は、接当面５０の中心を通る鉛直線（中心軸ＣＬに一致する）に沿って摺動可能なように下端部２３の外周面に装着される円筒体である。下端部２３とスカート体８１との間にスカート体８１を下方に付勢するバネ８０が配置されている。スカート体８１の下方移動は、係止ピン８３により制限されている。スカート体８１、押圧パッド５、加熱コイル６が中心軸ＣＬに対して同軸配置されている。これにより、スカート体８１の先端が防水シートＳＨを挟んで固定部材ＦＸに嵌め合わされると、固定部材ＦＸの中心と、スカート体８１の中心、さらに押圧パッド５及び加熱コイル６中心が実質的に一致する。この時の誘導加熱溶着装置２姿勢が、固定部材ＦＸを誘導加熱するための適切な位置である。

【0030】

図２に示されているように、下端部２３の下収容室２３ａには、温度調整装置９が備えられている。温度調整装置９は、加熱コイル６による誘導加熱時に、押圧パッド５の接当面５０の温度を調整する。このため、押圧パッド５の内部には、図５で示すように、流体ジャケット９５が形成されており、温度調整装置９は、図６に示すように、流体ジャケット９５に熱媒体を供給する熱媒体供給ユニット９０を備えている。流体ジャケット９５は、押圧パッド５の接当面５０の温度を効率よく調整するため、熱媒体が接当面５０に沿って一様に流れるように押圧パッド５に形成されている。その際、第１貫通孔２３ｄと第２貫通孔５１とによって、第１温度センサ７ａの赤外線通過路が確保されている。流体ジャケット９５は、押圧パッド５に設けられた流入口５２と流出口５３とを介して、押圧パッド５の外に延びて、熱交換ユニット９１に接続している。温度調整装置９は、押圧パッド５を冷却する冷却モードと押圧パッド５を冷却する加熱モードとを有する。第２コネクターボックス１９ｂの上面に温調スイッチ３５が設けられており、この温調スイッチ３５により、温度調整装置９の起動及び停止が可能である。

【0031】

熱交換ユニット９１は、温調器９２と熱交換器９３とを備える。温調器９２は熱交換器９３を冷却または加熱するため、ペルチェ素子を有する。ペルチェ素子に代えて、冷却ファンやヒータを用いてもよいし、それらを組み合わせて用いてもよい。熱交換器９３は、流体ジャケット９５と接続されており、ポンプ９４により循環される熱媒体を加熱または冷却する。

【0032】

温調器９２及びポンプ９４の動作は、温度状態判定部７１による判定結果に基づいて、温度制御部７２によって制御される。この実施形態では、温度状態判定部７１は、第２温度センサ７ｂの検出信号から温度測定回路７０が算出する押圧パッド５の温度に基づいて、誘導加熱溶着のための温度状態を自動判定する。なお、温度制御部７２は、第１温度センサ７ａの検出信号から温度測定回路７０が算出する防水シートＳＨの温度に基づいて、誘導加熱溶着のための温度状態を自動判定することも可能である。さらには、温度制御部７２は、押圧パッド５の温度と防水シートＳＨの温度との両方に基づいて自動判定することも可能である。

【0033】

誘導加熱前では、押圧パッド５の温度は、環境温度にほぼ等しくなるので、環境温度が低い場合、予め押圧パッド５を温めておくことが好ましい。誘導加熱中は、誘導加熱される固定部材ＦＸからの熱エネルギーが防水シートＳＨを介して押圧パッド５に伝達されるので、押圧パッド５の温度は、上昇する。したがって、押圧パッド５の温度が高過ぎるようになった場合には、冷却することが好ましい。誘導加熱の終了近く、及び誘導加熱の終了後では、押圧パッド５を用いて防水シートＳＨを押し付けるとともに、防水シートＳＨを冷却する必要があるので、この押圧パッド５を冷却することが好ましい。したがって、温度調整装置９による押圧パッド５の温度調整が、作業段階が誘導加熱前または誘導加熱中または誘導加熱後であるかによって、変更されることが好ましい。このため、作業段階に応じて、異なる温度状態の判定条件が温度状態判定部７１に設定できるように構成されている。

【0034】

この実施形態では、温度状態判定部７１が防水シートＳＨの加熱溶着に不適当な高温度状態を判定した場合、温度制御部７２は、押圧パッド５の接当面５０の温度を低下させるべく、温度調整装置９が冷却モードで動作するように、温調器９２及びポンプ９４を制御する。逆に、温度状態判定部７１が防水シートＳＨの加熱溶着に不適当な低温度状態を判定した場合、温度制御部７２は、押圧パッド５の接当面５０の温度を上昇させるべく、温度調整装置９が加熱モードで動作するように、温調器９２及びポンプ９４を制御する。もちろん、適温状態と判定された場合には、温度調整装置９による押圧パッド５の温度調整が不要であるので、熱媒体供給ユニット９０は停止される。

【0035】

なお、温度状態判定部７１における判定条件となる、加熱溶着に不適当な高温度状態、または加熱溶着に不適当な低温度状態は、誘導加熱前、誘導加熱中、誘導加熱後によって、変えることができる。基本的には、誘導加熱前では、押圧パッド５の温度（結果的には接当面５０の温度）は環境温度よりも高い方が好ましく、誘導加熱後では、接当面５０の温度は環境温度よりも低い方が好ましい。したがって、誘導加熱前と誘導加熱後との判定条件は、これを満たすことが好ましい。誘導加熱中では、押圧パッド５は、加熱される固定部材ＦＸにより温度上昇する防水シートＳＨから熱を受けるので、誘導加熱終了間際に、押圧パッド５の温度が防水シートＳＨより低い温度となるように、調整されることが好ましい。このことから、誘導加熱中の判定条件は、誘導加熱時間によって変化するような条件とするか、または防水シートＳＨと押圧パッド５との温度差によって変化するような条件とするとよい。

【0036】

温度調整装置９による押圧パッド５の接当面５０の温度調整は、加熱コイル６による誘導加熱時に限定されるわけではなく、誘導加熱の前後にも行われる。冬場などの寒い環境下での誘導加熱溶着作業では、加熱コイル６による誘導加熱の前に、押圧パッド５を加熱し、押圧パッド５と接触している防水シートＳＨを温かくしておくことは誘導加熱時の温度上昇のスムーズな立ち上がりに貢献する。また、誘導加熱後に、冷たい押圧パッド５を用いて防水シートＳＨを固定部材ＦＸに押し付けることで、ホットメルト接着層がスムーズに固まるので、冷却された押圧パッド５は固定部材ＦＸと防水シートＳＨとの固着に貢献する。このため、加熱コイル６による誘導加熱開始前に、温度調整装置９が接当面５０の温度を上昇させる加熱モードで動作し、加熱コイル６による誘導加熱の終了前に、及び誘導加熱の終了後に、温度調整装置９が接当面５０の温度を低下させる冷却モードで動作することは、押圧パッド５に対する好適な温度調整制御の一例である。

【0037】

図７に示されているように、加熱溶着管理装置１には、加熱溶着管理装置１側における加熱溶着処理を制御する第１制御ユニット１０ａが備えられている。第１制御ユニット１０ａは、上述した、電源ユニット１１、ＧＮＳＳユニット１２、データロガーユニット１３、環境温度検出ユニット１４、操作パネル１５、表示パネル１６と接続されている。

【0038】

誘導加熱溶着装置２には、誘導加熱溶着装置２側における加熱溶着処理を制御する第２制御ユニット１０ｂが備えられている。第２制御ユニット１０ｂは、上述した、加熱スイッチ３４、位置ずれ算出部６２、位置ずれ表示パネル６６、温度測定回路７０、温度調整装置９と接続されている。

【0039】

加熱溶着管理装置１から誘導加熱溶着装置２へは、誘導加熱用の電力が送られ、誘導加熱溶着装置２から加熱溶着管理装置１へは、誘導加熱データや各種信号が送られる。このような電力、データ、信号の入出力のために、加熱溶着管理装置１には第１コネクターボックス１９ａが設けられ、誘導加熱溶着装置２には第２コネクターボックス１９ｂが設けられている。第１コネクターボックス１９ａは、第１制御ユニット１０ａ及び電源ユニット１１と接続しており、第２コネクターボックス１９ｂは、第２制御ユニット１０ｂ及び加熱コイル６と接続している。第１コネクターボックス１９ａと第２コネクターボックス１９ｂとの間は接続ケーブルＣＡで接続されている。

【0040】

固定部材ＦＸに対する誘導加熱は、電源ユニット１１の電力変換部１１ａで生成された電力が加熱コイル６に供給されることで行われる。電源ユニット１１は、第１制御ユニット１０ａからの制御指令に基づいて、商用電源の交流電力を誘導加熱用電力に変換する。誘導加熱用電力仕様は、操作パネル１５を通じて入力された、防水シートＳＨの厚さや環境温度検出ユニット１４によって検出された環境温度などに基づいて算出される。

【0041】

誘導加熱用電力は、第１コネクターボックス１９ａ、接続ケーブルＣＡ、第２コネクターボックス１９ｂを介して加熱コイル６に送られる。電源ユニット１１は、加熱スイッチ３４のＯＮ操作に応答して、誘導加熱用電力を加熱コイル６に供給するとともに、温度調整装置９にも必要電力を供給する。誘導加熱の停止タイミング、つまり加熱コイル６への給電停止タイミングは、予め設定されている加熱時間で決定されるが、その給電停止タイミングは温度測定回路７０によって測定された防水シートＳＨの表面温度によって調整されてもよい。

【0042】

給電停止タイミングの決定を作業者に委ねる場合は、加熱スイッチ３４がＯＮからＯＦＦに切り替わるタイミングが利用される。作業者が押圧キャップ３１への力を抜いて、押圧キャップ３１を第１位置へ戻しスライド変位させ、スイッチ作動体３３と加熱スイッチ３４のレバーとの接触が解除されることで、加熱スイッチ３４はＯＮからＯＦＦに切り替わる。

【0043】

第２制御ユニット１０ｂは、誘導加熱用電力の供給時間データ、加熱スイッチ３４の状態を示すデータ、温度測定回路７０の測定結果データなどを、データロガーユニット１３に送る。第１制御ユニット１０ａは、ＧＮＳＳユニット１２からの測位データ、環境温度検出ユニット１４による環境温度データ、電源ユニット１１によって生成された誘導加熱用電力の仕様データなどを、データロガーユニット１３に送る。第２制御ユニット１０ｂでは、加熱コイル６の動作状態、温度測定回路７０の測定結果、位置ずれ算出部６２の算出データ、温度調整装置９の動作状態などが生成される。これらの生成データは、第１制御ユニット１０ａに送られ、データロガーユニット１３に転送される。データロガーユニット１３は、受け取ったデータを所定のフォーマットで、誘導加熱ポイント毎に測位データとともに格納する。

【0044】

次に図８と図９とを用いて、温度調整装置９を用いた押圧パッド５の温度調整処理と、加熱コイル６を用いた誘導加熱溶着処理とにおける制御の流れを簡素化して説明する。

【0045】

この処理がスタートすると、初期操作として、温度調整装置９の起動、防水シートＳＨの厚さ入力、などを行う（＃０１）。

【0046】

作業者は、誘導加熱溶着装置２を固定部材ＦＸの真上となるように、防水シートＳＨの上に置き、さらに、位置ずれ表示パネル６６に表示される位置ずれ判定結果を見ながら、加熱コイル６と固定部材ＦＸとの位置ずれを微調整する（＃０２）。位置ずれ算出部６２による判定結果が適正位置となるまで、微調整が繰り返される（＃０３）。加熱コイル６が固定部材ＦＸに対して正確に位置決めされると（＃０３でＹｅｓ分岐）、温調スイッチ３５がＯＮ操作されることで、温度調整装置９が起動される（＃０４）。なお、温調スイッチ３５を省略して、位置ずれ算出部６２により適正位置と判定されると、温度調整装置９が起動されるように構成してもよい。さらには、位置ずれ算出部６２により不適正位置と判定されると、温度調整装置９が停止するように構成してもよい。

【0047】

温度調整装置９が起動すると、温調処理が実行される（＃０５、＃Ａ）。図９に示されているように、温調処理（＃Ａ）では、まず、作業段階が、誘導加熱前であるか、誘導加熱中であるか、誘導加熱後であるか、がチェックされる（＃５１）。作業段階が誘導加熱前であれば、温度状態判定部７１で用いられる判定条件として、誘導加熱前判定条件が設定される（＃５２ａ）。作業段階が誘導加熱中であれば、温度状態判定部７１で用いられる判定条件として、誘導加熱中判定条件が設定される（＃５２ｂ）。作業段階が誘導加熱後であれば、温度状態判定部７１で用いられる判定条件として、誘導加熱後判定条件が設定される（＃５２ｃ）。

【0048】

判定条件が設定されると、第２温度センサ７ｂによって、押圧パッド５の表面温度が検出される（＃５３）。検出された押圧パッド５の表面温度から、温度状態判定部７１により、温度状態がチェックされる（＃５４）。判定された温度状態が、高温状態であれば、温度制御部７２が低温モードで熱媒体供給ユニット９０を動作させる（＃５５ａ）。判定された温度状態が、低温状態であれば、温度制御部７２が高温モードで熱媒体供給ユニット９０を動作させる（＃５５ｂ）。判定された温度状態が、適温状態であれば、温度制御部７２が熱媒体供給ユニット９０の動作を停止させる（＃５５ｃ）。

【0049】

温調処理から戻ると、加熱スイッチ３４がＯＮ操作され、誘導加熱が開始かどうか、チェックされる（＃０６）。誘導加熱が開始されていない場合（＃０６でＮｏ分岐）、ステップ＃５にジャンプして、温調処理＃Ａを実行する。誘導加熱が開始された場合（＃０６でＹｅｓ分岐）、加熱コイル６への給電が開始され、固定部材ＦＸに対する誘導加熱が行われる（＃０７）。さらに、誘導加熱中の温調処理が行われる（＃０８、＃Ａ）。

【0050】

温調処理から戻ると、加熱スイッチ３４がＯＦＦ操作されたかどうか、チェックされる（＃０９）。加熱スイッチ３４がＯＦＦ操作されていない場合（＃０９でＮｏ分岐）、ステップ＃０７にジャンプして、誘導加熱が続行される。加熱スイッチ３４がＯＦＦ操作された場合（＃０９でＹｅｓ分岐）、加熱コイル６への給電が停止され、誘導加熱が終了する（＃１０）。さらに、誘導加熱後の温調処理が行われる（＃１１、＃Ａ）。

【0051】

温調処理から戻ると、温調スイッチ３５がＯＦＦ操作されたかどうかチェックされる（＃１２）。温調スイッチ３５がＯＦＦ操作されていない場合（＃１２でＮｏ分岐）、誘導加熱後の温調処理が行われる（＃Ａ）。温調スイッチ３５がＯＦＦ操作された場合（＃１２でＹｅｓ分岐）、温度調整装置９が停止する（＃１３）。最後に、データロガーユニット１３は、この加熱溶着場所の位置座標とともに、そこで行われた加熱溶着作業のデータ（作業環境温度、作業日時、加熱強度、加熱時間、誘導加熱溶着装置２と固定部材ＦＸとの位置ずれ、防水シートＳＨの温度、温度調整装置９による温度調整処理データなど）を記録する（＃１４）。

【0052】

〔別実施の形態〕
（１）上述した実施形態では、温度調整装置９は、誘導加熱中において加熱モードと冷却モードとの２つの動作モードで動作するように構成されていたが、加熱モードだけで、または冷却モードだけで動作するように構成されてもよい。

【0053】

（２）上述した実施形態では、加熱スイッチ３４のＯＮ操作で誘導加熱が開始され、加熱スイッチ３４のＯＦＦ操作で誘導加熱が停止されている。これに代えて、誘導加熱の開始だけが、加熱スイッチ３４のＯＮ操作で行われ、誘導加熱の停止をタイマーによる時間制御、または防水シートＳＨの温度と時間とによる熱エネルギー制御で自動停止させてもよい。加熱スイッチ３４は、誘導加熱溶着装置２の外から指操作できるスイッチでもよい。

【0054】

（３）上述した実施形態では、温度調整装置９のＯＮ・ＯＦＦ動作は、温調スイッチ３５の操作によって行われるように構成されていたが、自動制御することも可能である。例えば、誘導加熱溶着装置２の固定部材ＦＸに対する位置合わせが完了した時点で、温度調整装置９をＯＮ動作し、誘導加熱溶着装置２が固定部材ＦＸから離れた時点（位置ずれ算出部６２で検知可能）で、温度調整装置９をＯＦＦ動作してもよい。

【0055】

（４）上述した実施形態では、第２温度センサ７ｂによって検出された押圧パッド５の温度に基づいて判定される温度状態により、押圧パッド５に対する温度調整の制御が行われた。これに代えて、加熱コイル６による誘導加熱時間に依存して押圧パッド５、詳しくは接当面５０の温度を調整する制御を採用してもよい。この場合、誘導加熱時間と熱媒体供給ユニット９０に対する制御量とがテーブル化されて、温度制御部７２に設定され、温度制御部７２には、誘導加熱時間が入力される。

【0056】

（５）上述した実施形態では、加熱溶着状態を判定するために、第１温度センサ７ａによる防水シートＳＨの表面温度の測定結果が用いられていたが、固定部材ＦＸの温度を直接測定する温度センサ（固定部材ＦＸからの放射光を検知する温度センサなど）による測定結果が用いられてもよい。

【0057】

（６）図５で示された、押圧パッド５に設けられた流体ジャケット９５の形状、つまり流入口５２から流出口５３まで熱媒体が流れる流路の形状は一例であり、蛇行状の流路や階層状の流路など種々の流路形状が採用可能である。押圧パッド５の温度調整に用いられる熱媒体としては、水や油などの液体、あるいは空気や二酸化炭素などの気体が用いられる。流体ジャケット９５の形状は、熱媒体の種類、特に流れ特性に応じて適正に選択される。

【0058】

（７）上述した実施形態では、熱媒体供給ユニット９０は、誘導加熱溶着装置２に組み込まれていたが、加熱溶着管理装置１に組み込まれてもよい。その場合、熱媒体供給ユニット９０からの熱媒体は、接続ケーブルＣＡに纏められたホース（もちろん、接続ケーブルＣＡとは別体で接続されてもよい）を介して、押圧パッド５に供給される。また、熱媒体供給ユニット９０は、加熱溶着管理装置１及び誘導加熱溶着装置２以外の別装置として、ホースを介して誘導加熱溶着装置２に接続される構成でもよい。さらに、加熱溶着管理装置１と誘導加熱溶着装置２とは、信号線によって接続されているので、温度状態判定部７１や温度制御部７２は、加熱溶着管理装置１に組み込まれてもよい。

【0059】

（８）押圧パッド５に対する温度調整を行う熱媒体供給ユニット９０は、流体ジャケット９５を用いる方法以外に、直接押圧パッド５に温風または冷却風を吹きかける方法を採用してもよい。

【0060】

（９）上述した実施形態では、作業者は、押圧キャップ３１と上端部２２との間に配置された押圧バネ３０を介して、誘導加熱溶着装置２の底部である押圧パッド５を防水シートＳＨに押し付けていた。この構成は、一定圧力で防水シートＳＨを固定部材ＦＸに押し付けるには好都合であるが、押圧力を大きくするには、大きなバネ係数を有する押圧バネ３０が必要となる。このことから、押圧バネ３０を省略し、押圧キャップ３１と上端部２２とを剛性構造とする構成を採用してもよい。その場合、誘導加熱溶着装置２の外からＯＮ／ＯＦＦ操作される加熱スイッチ３４が適している。

【0061】

（１０）上述した実施形態では、誘導加熱溶着装置２は、加熱溶着管理装置１の電源ユニット１１から接続ケーブルＣＡを介して、給電されたが、誘導加熱溶着装置２にバッテリを備えて、自己給電できる構成を採用してもよい。その際、加熱溶着管理装置１との間のデータ交換が無線通信で行われると、誘導加熱溶着装置２はコードレスとして構成できる。もちろん、ＧＮＳＳユニット１２やデータロガーユニット１３なども、誘導加熱溶着装置２に組み込むと、誘導加熱溶着装置２は単独で、誘導加熱溶着作業を行うことができる。

【0062】

（１１）上述した実施形態では、温度測定回路７０は、誘導加熱溶着装置２に組み込まれていたが、これに代えて、温度測定回路７０は、加熱溶着管理装置１に組み込まれてもよい。

【0063】

（１２）図１０で示された別実施形態では、電力変換部１１ａが誘導加熱溶着装置２に組み込まれている。この実施形態では、電力変換部１１ａは、電源ユニット１１から接続ケーブルＣＡを介して送られてくる電力を変換して、加熱コイル６に供給する。電力変換部１１ａは、その他の誘導加熱溶着装置２に組み込まれている機器に適正な電力を供給することもできる。

【産業上の利用可能性】

【0064】

本発明は、押圧パッドを用いた誘導加熱溶着装置に適用可能である。

【符号の説明】

【0065】

１ ：加熱溶着管理装置
２ ：誘導加熱溶着装置
１０ａ ：第１制御ユニット
１０ｂ ：第２制御ユニット
１１ ：電源ユニット
１１ａ ：電力変換部
１２ ：ＧＮＳＳユニット
１３ ：データロガーユニット
１４ ：環境温度検出ユニット
１５ ：操作パネル
１６ ：表示パネル
３５ ：温調スイッチ
５ ：押圧パッド
５０ ：接当面
５２ ：流入口
６ ：加熱コイル
６２ ：位置ずれ算出部
６３ ：位置ずれ検出コイル
７ａ ：第１温度センサ
７ｂ ：第２温度センサ
７０ ：温度測定回路
７１ ：温度状態判定部
７２ ：温度制御部
９ ：温度調整装置
９０ ：熱媒体供給ユニット
９１ ：熱交換ユニット
９２ ：温調器
９３ ：熱交換器
９４ ：ポンプ
９５ ：流体ジャケット
ＦＸ ：固定部材
ＳＨ ：防水シート
ＳＰ ：隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】