JP2008057280A - 電気式床暖房パネルおよび床暖房構造 - Google Patents

Abstract

【課題】電気式床暖房パネルＡにおいて、コード状ヒータ５４に引っ張り応力が生じるのを効果的に回避する。
【解決手段】長尺状の木質基材５０Ａの裏面に配線溝５３が形成され、そこにコード状ヒータ５４が配線されている電気式床暖房パネルＡにおいて、配線溝５３のＵターン部５３ｂの溝幅を直線部５３ａの溝幅よりも大きくし、かつその内側壁面５７を平面視で円弧状とする。コード状ヒータ５４はＵターン部５３ｂではその外側壁面５８に沿うようにして配線されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、コード状ヒータを備える電気式床暖房パネルとそれを床下地の上に敷き詰めた床暖房構造に関する。

木質基材の裏面に線ヒータを配線した電気式床暖房パネルを用いて床暖房構造とすることは知られている（特許文献１、特許文献２等参照）。電気式床暖房パネルの製造に際し、木質基材の裏面にコード状ヒータを配線するための配線溝が形成され、該配線溝の中にコード状ヒータが埋め込まれる。埋め込み作業を容易化するために、実際の電気式床暖房パネルで使用される木質基材では、配線溝の横幅は埋め込もうとするコード状ヒータの直径と同じとされ、上から溝内にコード状ヒータを押し込むだけで、摩擦力によりコード状ヒータが溝内に固定されるようにされている。

前記特許文献にも図示されるように、配線溝は、長尺状の木質基材の長辺方向に沿う直線部とそこに続く木質基材の長辺方向の端部近傍におけるＵターン部とで形成されるのが通常であり、Ｕターン部の溝加工を容易にするために、特許文献２には、木質基材の長辺方向の端部近傍に長辺方向に沿う直線部の溝幅よりも溝幅の広い直線状の凹溝を短手方向の全長にわたり形成し、そこをＵターン部として利用することも行われている。

また、床暖房構造としたときの遮音性能を高めるために、木質基材に遮音溝を形成することも知られており、ヒータを組み込んだ木質基材の裏面に弾性を持つ緩衝材を貼り付けて、いわゆる直貼りタイプの電気式床暖房パネルとすることも知られている。

特開２００５−１２０８１０号公報 特開２０００−１７９８７６号公報

上記の形態の電気式床暖房パネルにおいて、床暖房構造として施工した後に電気式床暖パネルの上面から荷重がかかったときに、僅かではあるが木質基材の長辺方向に下に凸の反りが生じる。遮音機能を向上させる目的で木質基材に短辺に平行な多数の遮音溝が形成されている場合、あるいは歩行感を向上させる等の目的で木質基材の裏面に緩衝材を貼り付けた場合にはこの反り量は大きくなる。

配線溝内に配線されたコード状ヒータもこの木質基材の挙動に追従して長辺方向に下向きに湾曲する。従来、コード状ヒータはＵターン部も含めて配線溝内にぴったりと納まるように配線されているために、配線溝の直線部に配線されているコード状ヒータが長辺方向に下向に湾曲すると、Ｕターン部では、その内側壁面が抵抗点となってコード状ヒータに引っ張り方向の応力が発生する。

荷重が開放されると木質基材は元の水平姿勢に戻り、コード状ヒータの引っ張り応力は解消する。再度上からの荷重が木質基材にかかると、コード状ヒータに再び引っ張り応力が生じる。通常、床暖房構造では歩行等により、この上からの荷重の付加と開放が繰り返されるので、コード状ヒータにも引っ張り応力の発生と緩和が反復する。そのような繰り返し応力に耐え得るようにコード状ヒータには十分な強度的配慮がなされているが、そのためにコード状ヒータのコストが高くなっている。

特許文献２に記載のように、配線溝のＵターン部を直線部の溝幅よりも溝幅の広い直線状の凹溝とする場合、該Ｕターン部へのコード状ヒータの埋め込み作業は容易となるが、施工後にコード状ヒータに前記した引っ張り応力が反復して作用するのを避けることはできない。また、配線溝における直線部とＵターン部である直線状の凹溝は直交しており、角部でコード状ヒータに集中応力が発生する恐れもある。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、木質基材の裏面に形成した配線溝内にコード状ヒータを配線する形態の電気式床暖房パネルにおいて、木質基材の反りに起因してコード状ヒータに引っ張り応力が生じるのを抑制することのできる電気式床暖房パネルを提供することを目的とする。また、その形態の電気式床暖房パネルを用いた電気式床暖房構造を提供することを目的とする。

本発明による電気式床暖房パネルは、長辺側は直線状であり短辺側は直線状または雁木状とされた長尺状の木質基材の裏面に長辺方向に沿う直線部とそこに続く木質基材の長辺方向の端部近傍におけるＵターン部とを少なくとも有する配線溝が形成されており、該配線溝にはコード状ヒータが配線されている電気式床暖房パネルであって、前記配線溝の前記Ｕターン部は前記直線部よりも溝幅が広くかつ内側壁面は平面視で円弧状とされており、コード状ヒータは前記Ｕターン部ではその外側壁面に沿うようにして配線されていることを特徴とする。

上記の電気式床暖房パネルでは、配線溝のＵターン部は直線部よりも溝幅が広くなっている。通常、配線溝の直線部の溝幅は、埋め込み作業の容易性を考慮して、コード状ヒータの直径とほぼ同じであり、従って、Ｕターン部の溝幅はコード状ヒータの直径よりも広い。そして、前記Ｕターン部において、コード状ヒータはＵターン部の外側壁面に沿うようにして配線されており、通常の状態では、Ｕターン部の内側壁面とコード状ヒータとの間には所要の広さの隙間が形成される。配線溝の直線部の溝幅をコード状ヒータの直径よりもわずかに広く形成してもよい。その場合でも、Ｕターン部の溝幅は該直線部の溝幅よりも広くなるようにされるので、やはり前記した隙間は形成される。

本発明による電気式床暖房パネルにおいても、床暖房構造として施工した後に、上面から荷重がかかったときに、木質基材には下に凸である長辺方向の反りが発生する。そして、配線溝の直線部に配線されているコード状ヒータも長辺方向に下向に湾曲して変形するが、その変形による長辺方向の長さの変化は前記隙間によって吸収されるので、コード状ヒータに引っ張り方向の応力が作用するのは回避できる。さらに、Ｕターン部の内側壁面は平面視で円弧状とされており、該内側壁面にコード状ヒータが接する状態となっても、コード状ヒータに集中応力がかかるのも回避できる。そのために比較的低コストのコード状ヒータを支障なく床暖房に用いることができ、施工コストが低減する。

前記した隙間の大きさをどの程度とするかは、電気式床暖房パネルが床暖房構造として施工されたときに生じる木質基材の長辺方向の反り量を勘案して実験的にまたは計算により設定する。一例として、前記隙間は配線溝の直線部の長さ４５０ｍｍ当たり２〜３ｍｍ程度である。

本発明による電気式床暖房パネルにおいて、前記Ｕターン部の外側壁面の平面視での輪郭形状に特に制限はない。ほぼＵ字状であってもよく、円弧状であってもよい。Ｕターン部を木質基材の長辺方向の端部近傍のどの辺に作るか、コード状ヒータの可撓性はどの程度か、等を考慮して適宜選択すればよい。

本発明による電気式床暖房パネルにおいて、前記木質基材の裏面に、その短辺に平行な多数の遮音溝を形成するようにしてもよい。この態様では、形成した多数の遮音溝により木質基材に高い可撓性が与えられ、それにより、電気式床暖房パネルの衝撃音等に対する遮音性は向上する。短辺に平行な多数の遮音溝を形成することで、表面からの荷重によって木質基材により大きな下に凸の反りが生じやすくなるが、本発明による電気式床暖房パネルでは、前記のように、その反りに対応するだけの大きさ隙間をＵターン部の内側壁面とコード状ヒータとの間に形成することにより、コード状ヒータに引っ張り応力が生じるのを確実に阻止することができる。

本発明による電気式床暖房パネルにおいて、木質基材の裏面に緩衝材が貼り付けられていることは好ましく、より高い歩行感と遮音機能が得られる。この場合にも、電気式床暖房パネルの沈み込み量は大きくなり、木質基材の反り量が大きくなるが、この場合にも、その反りに対応するだけの大きさ隙間をＵターン部の内側壁面とコード状ヒータとの間に形成することで、コード状ヒータに引っ張り応力が生じるのを確実に阻止することができる。

配線溝のＵターン部は、配線溝のパターンによっては、木質基材の長辺方向の端部近傍のみでなく、より中央部においても形成されることがある。必要な場合には、そのような長辺方向の端部近傍以外に形成されるＵターン部においても、端部近傍のＵターン部におけると同じ構成を採用するようにしてもよい。

なお、本発明による電気式床暖房パネルにおいて、木質基材は、３プライ、５プライ、７プライ等の合板基材であってもよく、また、上記合板基材の表面に薄ものの木質繊維板（ＭＤＦ）を積層接着した複合基材であってもよい。さらに、ＭＤＦのような木質系の基材であってもよく、無垢材による基材であってもよい。木質基材の表面に化粧単板等の化粧材が積層されていてもよい。

本発明は、上記した電気式床暖房パネルを床下地の上に敷き詰めた床暖房構造も開示する。床下地は任意であり、コンクリート床下地、コンクリート床の上に捨て貼り合板を貼り付けた床下地、小根太間に断熱材を配置してその上に合板を貼り付けた床下地、等が例として挙げられる。床下地の上に電気式床暖房パネルを直接敷き詰めてもよく、厚さ２ｍｍ程度のポリオレフィン系樹脂発泡シートのような材料からなる緩衝層を形成し、その上に電気式床暖房パネルを敷き詰めるようにしてもよい。床下地の上に緩衝層を形成する場合には、木質基材の裏面に緩衝材が貼り付けてない電気式床暖房パネルであっても、そのまま有効に用いることができる。

本発明によれば、配線溝内にコード状ヒータを配線する形態の電気式床暖房パネルにおいて、木質基材に生じる下に凸である長辺方向の反りに起因してコード状ヒータに不要な引っ張り応力がかかるのを効果的に抑制することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施の形態に基づき説明する。図１は本発明による電気式床暖房パネルの一例を示す平面図、図２は図１のＩ−Ｉ線による断面図、図３は図１のＩＩ−ＩＩ線による断面図である。図４は図１に示す電気式床暖房パネルの底面図であり、緩衝材層は外してある。図５は電気式床暖房パネルにおいて上からの荷重によって生じる木質基材等の挙動を説明するための図であり、図６は電気式床暖房パネルにおける配線溝のＵターン部とコード状ヒータとの関係を説明するための図である。

図示される本発明による電気式床暖房パネルＡにおいて、木質基材５０Ａは、図２に示すように、周囲に雄実５１と雌実５２が形成された長尺状の単位ピース５０が長辺方向に位置をずらしながら雁木状に組み付けられて、１つの木質基材５０Ａとされている。すなわち、図１に示すように、木質基材５０Ａは、長辺側は直線状であり、短辺側は雁木状とされた長尺状である。図示しないが、短辺側も直線状である全体が長方形であってもよい。木質基材５０Ａの全体としての大きさは、３００ｍｍ×９００ｍｍ程度である。各単位ピース５０には合板が用いられ、厚みは８ｍｍ程度である。各単位ピース５０の表面には突き板等の表面化粧材（不図示）が好ましくは積層される。

各単位ピース５０の裏面には配線溝５３が形成される。配線溝５３は、図４に示すように、主に、木質基材５０Ａの長辺方向に沿う直線部５３ａと、そこに続く木質基材５０Ａの長辺方向の端部近傍におけるＵターン部５３ｂ（その一部が図４で○で囲んで示される）とで構成される。場所によっては蛇行部となっている箇所もある。図示のものにおいて、配線溝５３は、各単位ピース当たり３本となるように連続して形成されている。また、隣接する単位ピース５０、５０の接合部でも配線溝５３同士は連続している。連続する配線溝５３の中には、コード状ヒータ５４が埋め込まれており、コード状ヒータ５４の端部はコネクターに５５、５６に電気的に接続している。

上記配線溝５３のＵターン部５３ｂ近傍の拡大図の一例が図６ａ，ｂに示される。図示のように、Ｕターン部５３ｂの溝幅ｗｂは、その全域にわたって、配線溝５３の直線部５３ａの溝幅ｗａよりも広い。この例において、配線溝５３の直線部５３ａの溝幅ｗａは、配線するコード状ヒータ５４の直径ｄにほぼ等しく、従って、Ｕターン部５３ｂの溝幅ｗｂは全域にわたってコード状ヒータ５４の直径ｄよりも大きい。配線溝５３の直線部５３ａの溝幅ｗａを、配線するコード状ヒータ５４の直径ｄの１．１〜１．３程度に広くすることにより、コード状ヒータ５４の摩耗等による損耗を回避できるが、その場合でも、Ｕターン部５３ｂの溝幅ｗｂは全域にわたって直線部５３ａの溝幅ｗａよりも広く設定される。図示されないが、配線溝５３の深さは、直線部５３ａおよびＵターン部５３ｂにおいてすべて等しく、コード状ヒータ５４の直径ｄとほぼ同じである。

図６ａ，ｂに示す例において、前記Ｕターン部５３ｂの内側壁面５７の平面視での形状は円弧状であり、外側壁面５８の平面視での形状はほぼＵ字状である。従って、Ｕターン部５３ｂでの溝幅ｗｂは全域において等しくなく、中央部よりも両角部で広くなっている。Ｕターン部５３ｂの溝幅ｗｂが全域においてほぼ等しくなるように、外側壁面５８の平面視での形状を内側壁面５７の曲率半径とは異なる曲率半径の円弧状としてもよい。

電気式床暖房パネルＡを製造するに際して、木質基材５０Ａの裏面に形成した配線溝５３内にコード状ヒータ５４が埋め込まれる。配線溝５３の直線部５３ａにおいては、上から単に押し込むようにする。Ｕターン部５４ｂではその外側壁面５８に接するようにしてコード状ヒータ５４を配線する。その状態が図６ａに示される。前記のように、Ｕターン部５４ｂの溝幅ｗｂは、直線部５３ａの溝幅ｗａよりも広く、すなわちコード状ヒータ５４の直径ｄよりも広くされており、上記のようにしてコード状ヒータ５４をＵターン部５４ｂに配線することにより、Ｕターン部５４ｂの内側壁面５７とコード状ヒータ５４の間には、大きな隙間Ｓが形成される。

この例において、各単位ピース５０の裏面には、配線溝５３の主に直線部５３ａに交差するようにして単位ピース５０の短辺に平行な多数の遮音溝５９が形成されている。限定されるものではないが、この例において、遮音溝５９の溝幅はほぼ２ｍｍ、各遮音溝５９間のピッチはほぼ１５ｍｍ程度である。また、この遮音溝５９は省略することもできる。

木質基材５０Ａの裏面には、コネクター５５、５６の収容部を除いて、全面に緩衝材６０が貼り付けられている。この例において、緩衝材６０は、図２，図３に示すように、クッション材として不織布層６１と断熱材として機能する軟質樹脂発泡体層６２との２層構成であり、軟質樹脂発泡体層６２が外側となるようにして木質基材５０Ａの裏面側に面して貼り付けられている。不織布層６１と軟質樹脂発泡体層６２はともに４ｍｍ程度の厚さであり、緩衝材６０の全体厚さはほぼ８ｍｍである。従って、上記した電気式床暖房パネルＡの厚さはほぼ１６ｍｍ程度である。好ましくは、前記不織布層６１はポリエチレン繊維製の不織布で形成され、前記軟質樹脂発泡体層６２はポリウレタンの発泡体で形成される。なお、緩衝材６０はこの構成に限られるものではなく、例えば不織布層６１のみ、軟質樹脂発泡体層６２のみ等、任意である。緩衝材６０そのものを省略することもできる。

上記の電気式床暖房パネルＡを、例えばコンクリートスラブのような床下地１０の上に電気的に接続しながら敷き詰めることにより、電気式床暖房構造とされる。敷き詰めた状態の一枚の電気式床暖房パネルＡの断面が図５ａに模式的に示される。なお、図５ａは、前記図３に相当する図であり、電気式床暖房パネルＡの長辺に沿う断面が模式的に示される。歩行者が電気式床暖房の上を歩くことにより、電気式床暖房パネルＡには上からの荷重がかかる。その状態が図５ｂに模式的に示される。すなわち、上から加圧されることにより、木質基材５０Ａには下に凸である長辺方向の反りが発生し、配線溝５３の直線部５３ａに配線されているコード状ヒータ５４も長辺方向に下向に湾曲して変形して、矢印ａに示すように、中心方向に向けて引っ張られるようになる。

前記したように、従来の電気式床暖房パネルでは、図６ｃに模式的に示すように、コード状ヒータ５４はＵターン部５３ｃも含めて配線溝５３内にぴったりと納まるように配線されているために、Ｕターン部５３ｃでは内側壁面５７ｃが抵抗点として作用し、その引っ張り力ａがコード状ヒータ５４に引っ張り方向の応力を生じさせる。しかし、本発明による電気式床暖房パネルでは、Ｕターン部５３ｂの内側壁面５７とコード状ヒータ５４との間には前記した所要の広さの隙間Ｓが存在するために、その隙間Ｓが、図６ｂに示すように、コード状ヒータ５４の変形を吸収する。すなわち、隙間Ｓの間をコード状ヒータ５４は自由に変位することができる。そのために、Ｕターン部５３ｂにおいてコード状ヒータ５４に引っ張り方向の応力が作用するのは回避される。

さらに、Ｕターン部５３ｂの内側壁面５７は平面視で円弧状とされているので、内側壁面５７にコード状ヒータ５４が接する状態となっても、コード状ヒータ５４に集中応力が生じるのも回避できる。これらのことから、コード状ヒータ５４の長寿命化がもたらされる。

さらに、図示の例では、木質基材５０Ａの裏面に、配線溝５３に交差するようにして短辺に平行な多数の遮音溝５９が形成されており、木質基材５０Ａの可撓性が大きくなることから、電気式床暖房パネルＡを敷き詰めた床暖房構造は高い遮音機能を備えることができる。また、裏面に緩衝材６０を積層しているので、遮音機能を備えることはさることながら、高い歩行感と高い断熱性も得られる。なお、図示しないが、床下地１０の上に厚さ２ｍｍ程度のポリオレフィン系樹脂発泡シートのような材料からなる緩衝層を形成し、その上に、電気式床暖房パネルＡを敷き詰めて床暖房構造としてもよい。この場合には、裏面に緩衝材６０を貼り付けていない電気式床暖房パネルＡを用いても、高い歩行感と高い断熱性を備えた床暖房構造を得ることができる。

本発明による電気式床暖房パネルの一例を示す平面図。 図１のＩ−Ｉ線による断面図。 図１のＩＩ−ＩＩ線による断面図。 図１に示す電気式床暖房パネルから緩衝材を外した状態での底面図。 電気式床暖房パネルが上から加圧されたときの挙動を説明するための図。 図６ａ、ｂは本発明による電気式床暖房パネルにおける配線溝のＵターン部近傍を拡大して示しており、図６ａは上からの荷重を受けないときの状態を、図６ｂは上からの荷重を受けたときの状態を示している。図６ｃは従来の電気式床暖房パネルにおける配線溝のＵターン部近傍を拡大して示している。

符号の説明

Ａ…本発明による電気式床暖房パネル、１０…床下地、５０Ａ…木質基材、５０…単位ピース、５１…雄実、５２…雌実、５３…配線溝、５３ａ…配線溝の直線部、５３ｂ…配線溝のＵターン部、５４…コード状ヒータ、５５，５６…コネクター、５７…Ｕターン部の内側壁面、５８…Ｕターン部の外側壁面、５９…遮音溝、６０…緩衝材、６１…不織布層、６２…樹脂発泡体層

Claims (5)

1. 長辺側は直線状であり短辺側は直線状または雁木状とされた長尺状の木質基材の裏面に長辺方向に沿う直線部とそこに続く木質基材の長辺方向の端部近傍におけるＵターン部とを少なくとも有する配線溝が形成されており、該配線溝にはコード状ヒータが配線されている電気式床暖房パネルであって、
   前記配線溝の前記Ｕターン部は前記直線部よりも溝幅が広くかつ内側壁面は平面視で円弧状とされており、コード状ヒータは前記Ｕターン部ではその外側壁面に沿うようにして配線されていることを特徴とする電気式床暖房パネル。
2. 前記木質基材には短辺に平行な多数の遮音溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気式床暖房パネル。
3. 前記木質基材の裏面には緩衝材が貼り付けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の電気式床暖房パネル。
4. 床下地の上に請求項１から３のいずれかに記載の電気式床暖房パネルが敷き詰められていることを特徴とする床暖房構造。
5. 床下地の上に緩衝層が形成されており、該緩衝層の上に電気式床暖房パネルが敷き詰められていることを特徴とする請求項４に記載の床暖房構造。

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