JP2005133308A - 畳床暖房装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 サーモスタット、リード線、及び電極端子が突設された面状発熱体を有する畳床暖房装置において、畳の柔軟性、機械的強度が損なわれることなく、全体の厚みが薄いとともに軽量であり、しかも歪みが生じ難い畳床暖房装置を提供する。
【解決手段】 少なくとも、畳表、面状発熱体、及び断熱材を備えた畳床暖房装置であって、片面に前記突設部を有する面状発熱体、突設部を貫入することが可能な孔または開口部を有するクッション材、クッション材を介して突設部を収納することが可能な凹溝を有するプラスチック板、及び断熱材をこの順序で積層させた構成を備えてなる畳床暖房装置とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、畳床暖房装置に関するものである。更に詳細には、全体の厚みが薄いとともに軽量であり、歪みが生じ難い畳床暖房装置に関するものである。

従来から、畳が敷設された部屋を暖めるために、面状発熱体が備えられた床暖房装置が多く用いられている。このような床暖房装置の設置方法としては、既存の固定された床暖房装置の上に畳を敷設する構成とする方法のほか、畳と一体に面状発熱体が備えられた構成のもの（以下、畳床暖房装置という）を、フローリングの代わりに敷設する方法がある。畳床暖房装置は、クッション性があるという特長があるが、通常の畳と同様に重いという欠点もある。

畳床暖房装置に用いられる面状発熱体としては、各種の面状の発熱素子を電気絶縁性材料で被覆した構造のものが広く利用されている。例えば、発熱素子としてはカーボン系あるいは金属系の導電性樹脂を、ガラスクロス、ポリエステルシート、ポリイミドシート、マイカ等の基材に含浸、塗布、または印刷により保持させたもの、あるいはアルミニウム、銅、ステンレススチール等の金属箔をエッチングして回路としたもの、そのほかニッケルクロム、銅ニッケル等の金属抵抗線をマイカ等の絶縁基板に張り巡らして回路としたもの等が使われている。

また、発熱素子を被覆するための電気絶縁材料としては、ゴムシート、エポキシ樹脂含浸ガラスクロス等のほか、シリコン樹脂シート、ポリイミド樹脂シート、ポリエーテルイミド樹脂シート、ポリスルフォン樹脂シート、ポリフェニレンサルファイド樹脂シート、芳香族ポリアミド樹脂シート、マイカ等の比較的に耐熱性が高い材料が用いられている。さらに面状発熱体には、電極端子、サーモスタット等が片面の表面に面状発熱体と一体になって装備されているものもあり、これらの突設部を有するものを使用した場合、全体の厚みが厚くなる不都合があった。

一般的な畳床暖房装置の構成としては、前記のような面状発熱体の片面側に畳が、他の片面側に断熱材が備えられたものが多く、これらのほか、面状発熱体の表面に金属箔あるいは金属板が設けられたり、クッション材、プラスチック板、ベニヤ板等を適宜積層させた装置が多く用いられている。
特開平６−２８８０６３号公報 特開２００１−３３６２８０号公報 特開２００２−１６７９５２号公報

畳床暖房装置は、以上のように面状発熱体が畳と一体になって備えられた構成であり、特に電極端子、サーモスタット、リード線等の突設部を有する面状発熱体を使用する場合、全体の厚みが厚くなるとともに重くなるという欠点があった。また、これらの欠点を緩和するために、クッション材を薄くすると畳の柔軟性が損なわれ、プラスチック板等を薄くすると機械的強度が弱くなって面状発熱体が損傷を受けやすくなるほか、歪みが生じやすくなるという不都合があった。

従って、本発明の課題は、サーモスタット、リード線、及び電極端子が突設された面状発熱体を有する畳床暖房装置において、畳の柔軟性、機械的強度が損なわれることなく、全体の厚みが薄いとともに軽量であり、しかも歪みが生じ難い畳床暖房装置を提供することである。

本発明者らは、これらの課題を解決すべく鋭意検討した結果、サーモスタット、リード線、及び電極端子が突設された面状発熱体を有する畳床暖房装置において、面状発熱体と断熱材の間の構成を、面状発熱体の表面に、突設部を貫入することが可能な孔または開口部を有するクッション材、このクッション材を介して該突設部を収納することが可能な凹溝を有するプラスチック板をこの順序で積層させた構成とし、面状発熱体の突設部を、クッション材の孔または開口部、プラスチック板の凹溝に収納することにより、畳の柔軟性、機械的強度が損なわれることなく、全体の厚みが薄いとともに軽量であり、しかも歪みが生じ難くできることを見い出し本発明の畳床暖房装置に到達した。

すなわち本発明は、少なくとも、畳表、面状発熱体、及び断熱材を備えた畳床暖房装置であって、サーモスタット、リード線、及び電極端子が片面に突設された面状発熱体、該突設部を貫入することが可能な孔または開口部を有するクッション材、該クッション材を介して該突設部を収納することが可能な凹溝を有するプラスチック板、及び断熱材をこの順序で積層させた構成を備えてなることを特徴とする畳床暖房装置である。

本発明は、少なくとも、畳表、面状発熱体、及び断熱材を備え、面状発熱体がサーモスタット、リード線、及び電極端子等の突設部を有する畳床暖房装置に適用される。
以下、本発明の畳床暖房装置を、図１及び図２に基づいて詳細に説明するが、本発明がこれらにより限定されるものではない。
図１は、本発明の畳床暖房装置の一例を示す厚み方向の断面図（サーモスタットを含む断面図）である。また、図２は、本発明の畳床暖房装置の面状発熱体における面の一例を示す平面図である。

本発明の畳床暖房装置は、図１に示すように、少なくとも、畳表１、面状発熱体５、及び断熱材８を備えた畳床暖房装置であって、面状発熱体５と断熱材８の間に、クッション材６、プラスチック板７を積層させた畳床暖房装置である。本発明において、クッション材６は、図１に示すように、面状発熱体のサーモスタット９、リード線１０、及び電極端子１１等の突設部を貫入することが可能な孔または開口部１２を有するものである。また、プラスチック板７は、クッション材を介して前記突設部を収納することが可能な凹溝１３を有するものである。

本発明の畳床暖房装置において、クッション材６としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリウレタン等の発泡体を挙げることができる。クッション材６の厚みは、荷重がない状態で通常は０．５〜５ｍｍである。また、プラスチック板７としては、畳表、面状発熱体等を支える強度を有するものであれば特に制限されることはないが、軽量である点でＰＥＴ圧縮板からなるものが好ましい。プラスチック板７の厚みは、通常は２〜１５ｍｍである。尚、面状発熱体の突設部を図１に示すような状態でクッション材６に貫入したときの突設部とクッション材の間隙（側面）は、通常は０．５〜５ｍｍ程度である。同様に突設部とプラスチック板の間隙（側面及び底面）も、通常は０．５〜５ｍｍ程度である。

また、プラスチック板の凹溝の深さは、通常はプラスチック板の厚みの２０〜８０％となるように設定される。プラスチック板の凹溝の深さがプラスチック板の厚みの２０％未満である場合は、サーモスタット、リード線、電極端子１１等の突設部を収納し難くなり、プラスチック板の厚みの８０％を超える場合は、機械的強度が弱くなるとともに歪みが生じやすくなる虞がある。また、クッション材６の厚みは、通常はプラスチック板の厚みの１０〜８０％となるように設定される。クッション材６の厚みがプラスチック板の厚みの１０％未満である場合は、衝撃を受けた際に面状発熱体が損傷を受けやすくなる虞があり、プラスチック板の厚みの８０％を超える場合は、機械的強度が弱くなる虞がある。

本発明の畳床暖房装置において、面状発熱体としては、通常は面状の発熱素子を電気絶縁性材料で被覆した構成のものが使用される。例えば、発熱素子としてはカーボン系あるいは金属系の導電性樹脂を、ガラスクロス、ポリエステルシート、ポリイミドシート、マイカ等の基材に含浸、塗布、または印刷により保持させたもの、アルミニウム、銅、ステンレススチール等の金属箔をエッチングして回路としたもの、ニッケルクロム、銅ニッケル等の金属抵抗線をマイカ等の絶縁基板に張り巡らして回路としたもの等が用いられる。また、電気絶縁材料としては、ゴムシート、エポキシ樹脂含浸ガラスクロス、シリコン樹脂シート、ポリイミド樹脂シート、ポリエーテルイミド樹脂シート、ポリスルフォン樹脂シート、ポリフェニレンサルファイド樹脂シート、芳香族ポリアミド樹脂シート、マイカ等を例示することができる。

本発明の畳床暖房装置は以上のような構成を有するものであるが、図１に示すように、さらに面状発熱体の突設部と反対側の面に、金属箔４、ベニヤ板３、クッション材２、及び畳表１をこの順序で積層させた構成とすることが好ましい。
前記の構成において、金属箔４により畳表１に均一に熱を導伝することができ、ベニヤ板３により外部の衝撃から面状発熱体を保護することができ、またクッション材２により畳の柔軟性を向上させることができる。これらの畳表１から断熱材８までの各層は、互いに接着剤あるいは両面テープ等により接着されて本発明の畳床暖房装置とされる。

本発明の畳床暖房装置は、面状発熱体と断熱材の間の構成を、面状発熱体の表面に、突設部を貫入することが可能な孔または開口部を有するクッション材、このクッション材を介して突設部を収納することが可能な凹溝を有するプラスチック板をこの順序で積層させた構成であるので、畳の柔軟性、機械的強度が損なわれることなく、全体の厚みが薄いとともに軽量であり、しかも歪みが生じ難くい。また、面状発熱体とプラスチック板の間にクッション材を介しているので、面状発熱体が外部からの衝撃による損傷を受け難い。

次に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明がこれらにより限定されるものではない。

グラフトカーボン（登録商標、菱有工業（株）製）を合成樹脂液に分散させた導電性樹脂を、ガラスクロスに均一に含浸させた後、乾燥、加熱処理して発熱素子を製作した。この発熱素子の対向する二辺に銅箔を重ねて電極とした後、ポリエステルフィルムを重ね合せ、加熱圧着して絶縁被覆した。次に、電極に電極端子を設けるとともに、リード線を接続して、図２に示すような縦７５ｃｍ、横７５ｃｍ、厚さ０．８ｍｍの面状発熱体を得た。また、面状発熱体の電極端子を設けた側の中央部にサーモスタットを設けた。尚、リード線は外径３ｍｍであり、電極端子は外径２３ｍｍ、厚み（突設部の高さ）４ｍｍであり、サーモスタットは縦３４ｃｍ、横２１ｃｍ、厚み（突設部の高さ）６ｍｍであった。

前記の面状発熱体の突設部側表面に、突設部を貫入することが可能な孔または開口部を有するクッション材としてポリエチレン発泡体、突設部を収納することが可能な凹溝を有するプラスチック板としてＰＥＴ圧縮板をこの順序で積層させ、互いに接着剤により接着した。尚、ポリエチレン発泡体の厚みは２ｍｍ（荷重がない状態）、ＰＥＴ圧縮板の厚みは１０ｍｍ、凹溝の深さは５ｍｍであった（凹溝の深さ：ＰＥＴ圧縮板の５０％）。また、突設部とポリエチレン発泡体の側面の間隙、及び突設部とＰＥＴ圧縮板の側面の間隙は１ｍｍであった。

以上のようにして得られた積層体の面状発熱体に、１００Ｖの交流電圧を通電し、発熱体の表面温度が５０℃となるように温度調節して、積層体の歪みの発生状況を観測した。その結果を表１に示す。
歪み試験終了後、ＰＥＴ圧縮板の表面に断熱材として、厚み１５ｍｍのポリスチレンフォ−ムを積層させ接着剤により接着した。また、面状発熱体の突設部と反対側表面に、金属箔としてアルミ箔、ベニヤ板、クッション材としてポリウレタン発泡体、及び畳表をこの順序で積層させ互いに接着剤により接着することにより、全体の厚みが薄いとともに軽量であり、しかも歪みが生じ難い畳床暖房装置が得られた。尚、金属箔の厚みは０．０５ｍｍ、ベニヤ板の厚みは２ｍｍ、クッション材の厚みは４ｍｍ、畳表の厚みは２ｍｍであった。
（実施例２、３）

実施例１の面状発熱体、ポリエチレン発泡体、及びＰＥＴ圧縮板からなる積層体の製作において、凹溝の深さを変更することにより、ＰＥＴ圧縮板の厚みに対する凹溝の深さを各々６５％、８０％にしたほかは、実施例１と同様にして積層体を製作した。これらの積層体の面状発熱体に、１００Ｖの交流電圧を通電し、発熱体の表面温度が５０℃となるように温度調節して、積層体の歪みの発生状況を観測した。その結果を表１に示す。

（比較例１）
実施例１積層体の製作において、ＰＥＴ圧縮板の凹溝に相当する部分を貫通（凹溝の深さ：ＰＥＴ圧縮板の１００％）させたほかは、実施例１と同様にして積層体を製作した。この積層体の面状発熱体に、１００Ｖの交流電圧を通電し、発熱体の表面温度が５０℃となるように温度調節して、積層体の歪みの発生状況を観測した。その結果を表１に示す。

（比較例２）
実施例１の積層体の製作において、ポリエチレン発泡体を用いなかったほかは、実施例１と同様にして積層体を製作した。この積層体の面状発熱体に、１００Ｖの交流電圧を通電し、発熱体の表面温度が５０℃となるように温度調節して、積層体の歪みの発生状況を観測した。その結果を表１に示す。

本発明の畳床暖房装置の一例を示す厚み方向の断面図 本発明の畳床暖房装置の面状発熱体における面の一例を示す平面図

符号の説明

１ 畳表
２ クッション材
３ ベニヤ板
４ 金属箔
５ 面状発熱体
６ クッション材
７ プラスチック板
８ 断熱材
９ サーモスタット
１０ リード線
１１ 電極端子
１２ 孔または開口部
１３ 凹溝

Claims (6)

1. 少なくとも、畳表、面状発熱体、及び断熱材を備えた畳床暖房装置であって、サーモスタット、リード線、及び電極端子が片面に突設された面状発熱体、該突設部を貫入することが可能な孔または開口部を有するクッション材、該クッション材を介して該突設部を収納することが可能な凹溝を有するプラスチック板、及び断熱材をこの順序で積層させた構成を備えてなることを特徴とする畳床暖房装置。
2. プラスチック板の凹溝の深さが、プラスチック板の厚みの２０〜８０％である請求項１に記載の畳床暖房装置。
3. クッション材の厚みが、プラスチック板の厚みの１０〜８０％である請求項１に記載の畳床暖房装置。
4. 面状発熱体の突設部と反対側の面に、金属箔、ベニヤ板、クッション材、及び畳表をこの順序で積層させた請求項１に記載の畳床暖房装置。
5. クッション材が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、またはポリウレタンの発泡体からなるものである請求項１に記載の畳床暖房装置。
6. プラスチック板がＰＥＴ圧縮板からなるものである請求項１に記載の畳床暖房装置。
   

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