JP2008275213A - ヒータマット - Google Patents

Abstract

【課題】 少量の発熱部材でマット全面を均一に発熱させることができる安価で耐久性に優れたヒータマットを提供する。
【解決手段】 ヒータマット１のベース部材２上に発熱部材３を装着する。発熱部材３に薄くて細長いリボンヒータ７を用い、リボンヒータ７の発熱導体を帯状のステンレス鋼で形成する。発熱導体に接着層を介して表裏二枚の絶縁フィルムを加圧接着する。リボンヒータ７をジグザグ状に折り曲げて配線し、上下二枚の絶縁用ゴムシート１６，１７で被覆する。上側のゴムシート１６に伝熱用の金属板８を被せ、金属板８にコントローラ１０をネジ１８で組み付ける。金属板８に接合するクッション部材５を通水性のゴムチップ集合材で成形する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、発熱部材を内蔵したヒータマットに関する。

従来、発熱部材にシートヒータやコードヒータを使用した融雪または凍結防止用のマットが知られている。例えば、特許文献１には、図６に示すように、周縁部材５１の内側に下層チューブ５２と上層チューブ５３とを縦横に配列し、上層チューブ５３にコードヒータ５４を挿通した電熱マット５５が記載されている。特許文献２には、ゴム製のマット本体に炭素繊維混抄紙からなるシートヒータを埋設した融雪用マットが記載されている。
特開平６−３４１６５３号公報 特開平７−９０８２３号公報

ところが、特許文献１の電熱マット５５は、発熱部材としてコードヒータ５４を使用しているので、マット全面を均一に発熱させるためには、多量のコードヒータ５４を配線する必要があるうえ、チューブ５２，５３等の配線用部品の数も増え、構成が複雑化し、製作コストが高くつくという問題点があった。特許文献２の融雪マットは、靴鋲や落下物等の衝撃荷重によってシートヒータが早期に破損するという不具合があった。

本発明の目的は、上記課題を解決し、少量の発熱部材でマット全面を均一に発熱させることができる安価で耐久性に優れたヒータマットを提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明のヒータマットは、床面に敷設されるベース部材と、ベース部材上に装着された発熱部材と、発熱部材を覆う伝熱部材と、伝熱部材に接合するクッション部材とを備え、発熱部材にリボン状のヒータを用い、該リボンヒータをステンレス鋼からなる帯状の発熱導体と、発熱導体を被覆する絶縁フィルムとから構成したことを特徴とする。

ここで、伝熱部材としては、発熱部材の熱を拡散する機能と、リボンヒータを衝撃から保護する機能とを備えた材料、例えば、金属板やカーボンプレート等の高剛性、高熱伝導性材料を使用できる。特に、ヒータマットを安価に製作できる点で、伝熱部材にリボンヒータの装着域全体を覆う面積の金属板を用いるのが好ましい。また、金属板にリボンヒータの通電を制御するコントローラを組み付けることで、コントローラと電源コードをヒータマット上に強固に保持することができる。

発熱部材の構成に関しては、絶縁性能を高めるために、リボンヒータを上下二枚の絶縁シートで被覆するのが好ましい。リボンヒータ自体を二重絶縁構造とすることも可能で、例えば、リボンヒータに熱硬化性樹脂からなる接着層を設け、発熱導体に接着層を介して表裏二枚の絶縁フィルムを加圧接着してもよい。

リボンヒータの発熱導体には帯状のステンレス鋼を使用しているので、発熱導体の幅または厚さを変えることで、所要の電気抵抗値が容易に得られる。また、ステンレス鋼製の発熱導体は折り曲げたときの形状を自己保持するので、別途の配線部材を使用することなく、リボンヒータを多様なパターンで配線できる利点がある。例えば、リボンヒータをジグザグ状に折り曲げて配線することで、伝熱効率を高めることができる。

ベース部材およびクッション部材には、ゴムまたは樹脂からなる柔軟材料を使用できる。特に、踏面側に位置するクッション部材は、排水をよくするために、通水性のゴムチップ集合材で成形するのが好ましい。ベース部材には、床面上で滑りにくいＳＢＲゴム等を好ましく使用できる。

なお、本発明のヒータマットは融雪、凍結防止、暖房、保温等の目的で使用される。具体的な用途としては、住宅の床マット、浴室マット、玄関マット、路面の融雪・凍結防止マット、自動車用床マット、ペット用暖房マット、育苗マット等を例示できる。

本発明のヒータマットによれば、帯状ステンレス鋼からなるリボンヒータを伝熱部材で被覆したので、少量の発熱部材でマット全面を均一に発熱させることができる。伝熱部材に金属板を使用した場合は、衝撃荷重によるリボンヒータの絶縁不良や断線を確実に防止でき、マットの耐久性が向上する。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明を具体化した融雪用ヒータマットの全体的な構成を示す。図２はヒータマットの内部構造を示す。図３はヒータマットの発熱部に使用するリボンヒータの一部を拡大して示す。図４はリボンヒータの絶縁構造を示し、（ａ）は二重絶縁構造を示し、（ｂ）は三重絶縁構造を示し、（ｃ）は接着剤を使用しない絶縁構造を示す。図５（ａ），（ｂ）はそれぞれヒータマットの変更例を示す。

図１、図２に示すように、この実施形態のヒータマット１は、玄関や車庫入口等の床面に敷設されるベース部材２と、ベース部材２上に装着された発熱部材３と、発熱部材３を覆う伝熱部材４と、伝熱部材４に接合するクッション部材５とを備えている。ベース部材２は、床面上で滑りにくいＳＢＲゴムで矩形に成形されている。クッション部材５はゴムチップをバインダで結合した通水性のゴムチップ集合材で矩形に成形されている。クッション部材５の上面には凹凸の滑り止め６が設けられている。

発熱部材３には薄くて細長いリボンヒータ７が用いられ、ジグザグ状に折り曲げた状態で配線されている。リボンヒータ７は上下二枚の絶縁用ゴムシート１６，１７で被覆され、下側のゴムシート１７がベース部材２の上面に接着され、上側のゴムシート１６が伝熱部材４の下面に接着されている。伝熱部材４には、リボンヒータ７の装着域全体を覆い得る面積の鉄板、アルミ板、ステンレス板等の金属板８が用いられている。

ベース部材２上には、発熱部材３の温度を検出する温度センサー９と、リボンヒータ７への通電を制御するコントローラ１０とが設けられ、コントローラ１０に電源コード１１が接続されている。コントローラ１０の上面は金属板８で覆われ、金属板８にコントローラ１０が複数のネジ１８で組み付けられている。金属板８は絶縁用ゴムシート１６，１７と一緒にベース部材２とクッション部材５との間に挟着固定され、コントローラ１０が金属板８と共にヒータマット１の内部に強固に保持されている。

図３、図４（ａ）に示すように、リボンヒータ７はステンレス鋼からなる帯状の発熱導体１２を備え、発熱導体１２が接着層１３を介して表裏二枚の絶縁フィルム１４で被覆されている。接着層１３にはエポキシ等の絶縁用熱硬化性樹脂が用いられ、絶縁フィルム１４にポリイミド等の耐熱可撓性樹脂が用いられている。そして、発熱導体１２が絶縁性の接着層１３および絶縁フィルム１４によって二重に絶縁されている。

図４（ｂ）に示すリボンヒータ７では、発熱導体１２の全面に絶縁皮膜１５が予め薄膜コーティング加工され、発熱導体１２が絶縁皮膜１５、接着層１３および絶縁フィル１４によって三重に絶縁されている。図４（ｃ）に示すリボンヒータ７では、絶縁フィルム１４にポリエーテルイミド樹脂が用いられている。ポリエーテルイミド樹脂は、寸法安定性に優れかつ金属との熱融着力が強いので、接着層１３を介さずに発熱導体１２を絶縁することができる。

上記構成のヒータマット１は次のような作用効果を発揮する。
（１）リボンヒータ７の発熱導体１２に帯状のステンレス鋼を使用したので、従来のコードヒータと比較し、より少ない配線量でクッション部材５の全面を効率よく発熱させることができる。
（２）金属板８がリボンヒータ７の発熱をクッション部材５の全域に拡散するため、マット１の表面全体を均一に発熱させ、融雪または凍結防止効果を高めることができる。
（３）発熱導体１２の幅や厚さを変えることでリボンヒータ７の電気抵抗値を容易に変更でき、ヒータマット１の用途や大きさ適合する発熱量が得られる。

（４）リボンヒータ７はジグザグ状の配線形態を自己保持するので、別途の配線部品を使用することなく、発熱部材３を簡単に装着でき、ヒータマット１を安価に製作できる。
（５）発熱導体１２に接着層１３を介して絶縁フィルム１４を加圧接着したので、発熱導体１２を接着層１３中に空隙なく埋設し、浸水を確実に防止して、リボンヒータ７の電気絶縁性能を高めることができる。
（６）さらに、リボンヒータ７を上下二枚の絶縁用ゴムシート１６，１７で被覆したので、発熱部材３の電気絶縁を万全とすることができる。

（７）発熱部材３のほぼ全域が金属板８で被覆されているので、リボンヒータ７、温度センサー９、コントローラ１０等の電気部品を靴鋲や落下物等による衝撃荷重から確実に保護できる。
（８）コントローラ１０はネジ１８で金属板８に固定されているので、電源コード１１が強く引かれた場合でも、コントローラ１０がずれたり脱落したりするおそれがない。
（９）金属板８が通行人の踏圧を発熱部材３の全域に分散するので、特に、リボンヒータ７の折曲部の金属疲労を軽減できる。
（１０）踏面側のクッション部材５が通水性のゴムチップ集合材で成形されているので、雨水や融雪水を金属板８の四方へスムーズに排水できる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するように、発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部の構成を適宜に変更して実施することも可能である。
（１）図５（ａ）に示すように、伝熱部材４の金属板８と同様の金属板２１をベース部材２側にも設け、上下二枚の金属板８，２１でリボンヒータ７を保護すること。こうすれば、ヒータマット１を凹凸の床面や砂利道等において耐久性よく使用できる。
（２）図５（ｂ）に示すように、ベース部材２とクッション部材５を共に通水性のゴムチップ集合材で成形し、ベース部材２の表面に凹凸の滑り止め２２を形成すること。こうすれば、ヒータマット１をリバーシブルに使用できる。

本発明の一実施形態を示すヒータマットの斜視図である。 該ヒータマットの内部構造を示す断面図である。 該ヒータマットの発熱部材に使用するリボンヒータの斜視図である。 該リボンヒータの絶縁構造を示す断面図である。 ヒータマットの変更例を示す断面図である。 従来のヒータマットを示す斜視図である。

符号の説明

１ ヒータマット
２ ベース部材
３ 発熱部材
４ 伝熱部材
５ クッション部材
７ リボンヒータ
８ 金属板
１２ 発熱導体
１３ 接着層
１４ 絶縁フィルム
１６ 絶縁用ゴムシート
１７ 絶縁用ゴムシート

Claims (6)

1. 床面に敷設されるベース部材と、ベース部材上に装着された発熱部材と、発熱部材を覆う伝熱部材と、伝熱部材に接合するクッション部材とを備え、前記発熱部材にリボン状のヒータを用い、該リボンヒータをステンレス鋼からなる帯状の発熱導体と、発熱導体を被覆する絶縁フィルムとから構成したことを特徴とするヒータマット。
2. 前記伝熱部材にリボンヒータの装着域全体を覆う面積の金属板を用いた請求項１記載のヒータマット。
3. 前記金属板にリボンヒータの通電を制御するコントローラを組み付けた請求項２記載のヒータマット。
4. 前記リボンヒータを上下二枚の絶縁シートで被覆した請求項１〜３のいずれか一項に記載のヒータマット。
5. 前記リボンヒータをジグザグ状に折り曲げて配線した請求項１〜４のいずれか一項に記載のヒータマット。
6. 前記クッション部材を通水性のゴムチップ集合材で成形した請求項１〜５のいずれか一項に記載のヒータマット。

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