JP3447166B2 - 床暖房用温水マット及びその製造方法 - Google Patents
床暖房用温水マット及びその製造方法Info
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Description
る床暖房に用いられる温水マット及びその製造方法に関
する。特には、マットの製造コストを低減することので
きる床暖房用温水マット及びその製造方法に関する。
説明する。床暖房は、床板(フローリング)や畳の下に
敷いた温水マット中の放熱管に温水(一例60℃)を流
すことにより、室内を床から暖める方式の暖房である。
一般の暖房では暖めにくい室内の底部を有効に暖めるこ
とができるので好評であり、近年の住宅向けに多く設置
されつつある。図5は、従来の床暖房用温水マットの構
造を示す平面図である。図2は、本来は本発明の床暖房
用温水マットの構造を示す模式的断面図であるが、図5
の従来の床暖房用温水マットも同様の断面構造を有する
ので、図2をも参照しつつ説明する。
レン等の断熱材で作られている、温水マット本体とも言
うべきマット板5の上表面には、配管溝41が掘り込ま
れている。配管溝41はほぼU字形断面をしており、そ
の中に放熱管(温水配管)2が敷設されている。放熱管
2内には、約60℃の温水が流れる。放熱管2の上表面
は、マット板5の上表面とほぼ面一である。放熱管は、
架橋ポリエチレン等で作られており可撓性がある。マッ
ト板5は所々切り取られたようになっており、ここに小
根太7が埋め込まれている。小根太7は、合板製等の帯
状の板であり、温水マットを補強する役割と釘打ち部材
としての役割の双方を果す。
小根太7の上表面には、アルミ箔からなる放熱シート6
が貼り付けられている。放熱シート6は、放熱管2内の
温水から放出される熱を温水マットの上面に伝えて、温
水マットから上方の室内に向けて放熱するためのもので
ある。なお、温水マット1は、建物の床構造(コンクリ
ートや木組みの床)の上に置かれる。温水マット1上に
は、その室内の種類に応じた床材(フローリング、畳、
カーペット)が敷かれる。
の平面的構造について説明する。図5は、上表面の放熱
シートをはがした状態である。温水マット101には、
図の縦方向に8本の小根太107が入れられている。図
の最左端の小根太107は、温水マット101の上辺1
30からくし歯状に図の下方に延びて、温水マット10
1の下辺131近くにまで達している。左から2番目の
小根太107は、下辺131から上方に延びて上辺13
0の近くにまで達している。このように、小根太は交互
にかみあった2枚のくし歯のように配置されている。
以外の部分は、マット板103が存在しており、マット
板103上にはループ状に放熱管102が敷設されてい
る。すなわち、温水マット101の左半分においては、
温水マット101の上辺130中央部に配置されている
温水入口ヘッダー119から2本の放熱管102aが出
て小根太107間を下辺131方向に延び、小根太10
7の先端108とマット下辺131との間の配管横断路
113を左に進み、さらに小根太107間を上昇し、下
降し、最左端の小根太107の左側に出て上昇して、温
水マット101の左上隅の折り返し部123に達し、こ
こでUターンして、マット左辺132の近傍を下に進
み、その後配管横断路113を右に進み、さらにその後
小根太107を縫うように上昇、下降、上昇して出口ヘ
ッダー121に入っている(放熱管102b)。
115から供給された温水を2本の入側の放熱管102
aに分配する。出口ヘッダー121は、2本の出側の放
熱管102bからの温水をまとめて温水出口管117に
送り出す。小根太107間を小根太107の長手方向に
沿って敷設されている放熱管102の部分を縦行部とい
い、小根太107の先端108とマットの上下辺13
0、131との間の横断路113に敷設されている部分
を横行部という。
下に示す。 マット全体寸法:横幅2,680mm、縦幅1,770m
m、厚さ12mm マット板:発泡ポリエチレン、厚さ12mm 有効放熱面積:4.74m2 放熱管:架橋ポリエチレン管、外径7.2mm、肉厚1.
1mm、総延長68m 小根太:合板、幅45mm、厚さ12mm
来は一枚物であった。つまり、小根太107の入る部分
に、上辺130及び下辺131から中央部に向かって細
長い切れ込みが入っているものの、マット板103は全
体で一枚につながっていた。そして、マット板103の
配管溝加工は、樹脂溶融工具(切削加工におけるエンド
ミルに相当)を3次元的に動かすことのできるルーター
と呼ばれる加工機械(切削加工におけるプラノミラーに
相当)で行っていた。すなわち、ルーターのテーブルの
上に大きな一枚物の発泡ポリエチレン(又は発泡ポリス
チレン)の板を置き、その板に配管溝の深さまで樹脂溶
融工具を押し込み、配管溝のループパターンに沿って工
具(あるいはテーブル)を動かして配管溝を加工してい
た。
は以下のような問題点があった。 マット板の寸法が大きいため(最大3.3m×2.
4m)、それに応じたテーブルを有するルーターを工場
に設置する必要があり、高額の設備投資を要していた。 配管溝を1本ずつルーターで加工するため、生産能
率が悪く、かつ加工コストも高かった。 マット板の寸法に合った素材が得られないこともあ
るので、端材が出る場合には材料歩留が悪かった。
用温水マット及びその製造方法を提供することを目的と
する。
め、本発明の床暖房用温水マットは、 断熱材からな
り、上表面にループ状の配管溝を有するマットと、 こ
のマットの配管溝に敷設された温水配管(放熱管)と、
マットの上表面に貼り付けられた、良熱伝導材からな
る放熱シートと、を備えた床暖房用温水マットであっ
て; 上記マットは、何本かの配管溝が直線状に並行し
て配列されている部分(縦行部マット板)と、それ以外
の部分(横行部マット板)とに分割して作製されてお
り、 各部マット板を組み合わせてその上に放熱管を敷
設し、マット板及び放熱管上に放熱シートを貼り付ける
ことにより全体が一体化されており、 さらに、 上記
マットの所々に埋め込まれている帯状の板である小根太
と、 配管横断路を含む横行部マット板の、配管横断路
の外側とマット板上辺又は下辺との間において、上記小
根太の延長線上にくるように配置されている小小根太
と、 を備え、 上記縦行部マット板は、互いに、上記
小根太によって分割されており、 上記配管横断路を含
む横行部マット板に、上記小根太の先端部用の切込み、
及び、上記小小根太用切込みが形成されており、各部の
マット板及び小根太は、マット上面に貼り付けられる放
熱シートによって全体に一体物となっていることを特徴
とする。本発明の床暖房用温水マットの製造方法は、
断熱材からなり、上表面にループ状の配管溝を有するマ
ットと、 このマットの配管溝に敷設された温水配管
(放熱管)と、 マットの上表面に貼り付けられた、良
熱伝導材からなる放熱シートと、を備えた床暖房用温水
マットの製造方法であって; 上記マットを、何本かの
配管溝が直線状に並行して配列されている部分(縦行部
マット板)と、それ以外の部分(横行部マット板)とに
分割して作製し、 各部マット板を組み合わせてその上
に放熱管を敷設し、 その後、マット板及び放熱管上に
放熱シートを貼り付けることにより全体を一体化し、
その際、 配管横断路を含む横行部マット板に設けた小
根太の先端部用の切込み及び分割した縦行部マット板間
に小根太を配置し、 上記配管横断路を含む横行部マッ
ト板の配管横断路の外側とマット板上辺又は下辺との間
において、上記小根太の延長線上にくるように設けた切
込みに小小根太を配置し、各部のマット板及び小根太
を、マット上面に貼り付け る放熱シートによって全体に
一体物とすることを特徴とする。
とにより、マット板の加工(あるいは成形)機械を小型
にすることができる。また、並列直線溝のみ存在する部
分のマット板は、押し出し成形で最終品を一発成形する
か、多工具を有するルーターで一気に溝加工するかによ
り作製できるので生産能率が向上する。なお後者の多工
具ルーター加工の場合、溝は必ずしも直線でなくともよ
い。
つより具体的に説明する。まず、本発明の製造方法を実
現するのに適合した床暖房用温水マットの構造について
説明する。図1は、本発明の1実施例に係る床暖房用温
水マットの構造を示す平面図である。図2は、図1の温
水マットの断面構造を模式的に示す断面図である。図1
は、放熱シートを貼る前のマットを上から見た状態であ
る。
従来の温水マットと定性的には変らない。ただし、放熱
管のサイズは従来の外径7.2mmよりも大(10mm)と
なっている。
ットの平面的構造を説明する。図1の温水マット1も、
図5の従来の温水マットと同様に、8本の小根太7が縦
方向に延びるように配列されている。隣合う小根太7の
ピッチは303mmで従来の温水マットと同じである。し
かし、小根太7の平面的形状は、図5の温水マットとは
異なっている。すなわち、図1の温水マット1は、形状
の異なる2種類の小根太(両端横断路型小根太7aと片
端横断路型小根太7b)を有する。例えば、最左端の小
根太7aは、その両端23、25がいずれもマット板内
でとどまっており、マットの上辺19又は下辺21にま
では達していない。そして、両小根太の上下端部23、
25と、上下辺19、21との間には、配管横断路13
aと小小根太9とが存在している。
(横行部マット板3a)が残っている部分であり、また
放熱管2が1本その中央部を通過している。小小根太9
は、長さの短い(一例40mm)小根太である。小小根太
9は、配管横断路13aの外側と上辺19又は下辺21
との間に、小根太7aの延長線上にくるように配置され
ている。小小根太9は、マット1の上辺19及び下辺2
1にも釘打ちできる部位が必要との観点から設置されて
いるものである。
には、補助小根太11が設置されている。補助小根太1
1は、厚さと幅が小根太7や小小根太9と同じ(12m
m、45mm)で、長さは一例で175mmであり、マット
の上下辺19、21から、小根太7に平行にマット内側
に延びるように設けられている。補助小根太11は、配
管横断路13aの部分の耐圧強度を補強するのが主目的
である。すなわち、配管横断路13a上を図の横方向に
フローリング材が置かれた場合、そのフローリング材を
支える板材がマット1内に必要とされることとなる。特
に、左上の1列目、2列目、3列目の小根太7の上部に
は、横方向に3列つづけて配管横断路13a、13b、
13aが存在するので、補助小根太11がもし存在しな
いと、この3列つづきの配管横断路上にくるフローリン
グ材にかかる荷重が、放熱管2にかかってしまい変形
(床沈み)のおそれがでてくる。
7bは、片端横断路型の小根太である。すなわち、小根
太7bの下側はマット下辺21にまで達していて配管横
断路がなく、上側は上辺19まで達しておらず、小根太
端部27の先に配管横断路13bと小小根太9が存在す
る。これらの役割は、最左端の小根太7aの場合と同じ
である。なお、配管横断路13bには、2本の放熱管が
通過している。左から3番目の小根太7aは再び両端横
断路型であり、4番目の小根太7bは片端横断路型であ
る。以降、右に向かって、交互に両端横断路型の小根太
7aと片端横断路型の小根太7bとが配列されている。
ロックに分割されている。まず上下方向の分割として
は、上辺及び下辺の補助小根太11の内側端を結ぶ線
(マット板切れ目4)で、中央部の縦行部マット板5と
両端部の横行部マット板3とに分けられている。さら
に、縦行部マット板5は、小根太7によって左右方向に
分割されている。また、横行部マット板3は、補助小根
太11や小根太7によって左右方向に分割されている。
このように分割されているのは、主にマット板の配管溝
加工能率を向上させるという製造合理化の観点からであ
る。なお、各部のマット板及び小根太は、マット上面に
貼り付けられる放熱シート(図2の6)によって全体に
一体物となる。
をも参照しつつ、具体的に説明する。図3は、図1の床
暖房用温水マットに用いられる各種横行部マット板の平
面形状を示す平面図である。図4は、図1の床暖房用温
水マットに用いられる縦行部マット板の平面形状を示す
平面図である。図3(a)に示されている横行部マット
板3aは、1本溝の配管横断路13aを含むタイプのマ
ット板である。図1の温水マット1では、左上隅等の4
カ所に使用されている。横行部マット板3aの左右勝手
違いのものが横行部マット板3a´であり、図1の温水
マット1には、上辺の左から3番目等の4カ所に使用さ
れている。図3中において、符号51は小小根太用切込
み、符号53は小根太の先端部用の切込みである。
3bは、2本溝の配管横断路13bを含むタイプのマッ
ト板である。図1の温水マット1では、上辺左から2番
目等の3カ所に使用されている。図3(e)に示されて
いる横行部マット板3eは、横行部マット板3bの幅を
やや広くしたタイプであり、図1の温水マット1では、
下辺右隅に使用されている。図3(c)に示されている
横行部マット板3cは、図1の温水マット1の上辺右隅
に使用されている。図3(d)に示されている横行部マ
ット板3dは、放熱管のUターン部31を含むタイプ
で、図1の温水マット1の下辺左隅に使用されている。
板5は2種類しかない。すなわち、縦に直線的に延びる
配管溝41を3本有する縦行部マット板5aと、配管溝
41を2本有する縦行部マット板5bである。図1の温
水マットでは、左端から右に8枚の縦行部マット板5a
が用いられており、最右端の1枚のみが縦行部マット板
5bである。これらの縦行部マット板5は、いずれも配
管溝41が直線かつ平行であるので溝加工が楽である。
例えば、発泡樹脂の押し出しや、あるいはルーターを用
いた溶融加工によるにしても、ルーターのヘッドをある
ピッチで3本設けておいてヘッドを1パスさせるだけ
で、3本の配管溝41を能率よく加工できる。
の配置について説明する。図1の温水マット1の放熱管
2には、右上隅に温水の入口15及び出口17が近接し
て設けられている。入口15から行き放熱管2aが延
び、小根太7間を縫うように上下に蛇行してマット左下
隅のUターン部31に到り、そこから戻り放熱管2bと
なって同様にマット右上隅の出口17にまで戻ってく
る。具体的には、右上隅からスタートした行き放熱管2
aは図の下方向に小根太7bと平行してマットの下辺2
1近くまで進み(この部分を縦行部33という)、横行
部マット板3e部で左方向に90°曲がって配管横断路
13bを横方向に通過する(この部分を横行部35とい
う)。つづいて縦行部マット板5a内を上に進み、横行
部マット板3a´部でUターンし、小根太7a(右から
2本目)に沿って下に進み、横行部マット板3a´部で
曲がって配管横断路13aを通って左に進む。そして右
から3番目の小根太7bに沿って上に進み横行部マット
板3b部の配管横断路13bでUターンし小根太7bに
沿って下に進む。その後は同様にして進む。
で製造するのが最も生産能率が高い。すなわち、溝の側
壁の部分を構成するポリエチレン(又はポリスチレン)
の複数の棒状の部材を、溝の底部を構成する薄い一枚の
シート(同一材料製)の上に溶着により貼りつける。な
お、棒状の部材は押し出し成形した板をスリット加工に
より作製する。また、溶着の際にも、棒状の部材とシー
トを同時に押し出して成形することもできる。押し出し
加工の諸元の一例は以下のとおりである。 押し出し温度:170℃ 押し出し速度:3m/sec
した複数のルーターヘッドで発泡ポリエチレン(又は発
泡ポリスチレン)を部分的に溶かし、複数列の溝を同時
加工する。この際、素材の板は、真空(減圧)チャック
テーブルに固定して溝長手方向に送る。諸元例は以下の
とおりである。 ヘッド温度:200〜300℃ テーブル送り速度:1〜2m/sec
ミル又はグラインダーで溝を削り取る方法である。その
諸元例は以下のとおりである。 切削刃先回転速度:5,000 〜 6,000rpm テーブル送り速度:1〜2m/sec
生産能率よく製造できる方法である。発泡剤入りの溶融
ポリエチレン(又はポリスチレン)を、曲線溝付きのマ
ット板の形状を有す金型キャビティーに射出・冷却して
一発成形する。その諸元例は以下のとおりである。 金型温度:130〜140℃
曲線溝マット板の溝加工に用いられる。配管溝形状の凹
部を有する型を発泡ポリエチレン平板の表面に押し付け
て、アールや小根太用切欠きを一発で加工する方法であ
る。溝断面形状がややシャープさに欠ける傾向もある
が、用いることのできる方法の1つである。
の床暖房用温水マット及びその製造方法は以下の効果を
発揮する。 製造あるいは加工するマット板の寸法が
小さくてすむので、製造装置が小型のものですむ。
各部を標準的な形状を有するようにすれば、様々な形状
寸法の温水マットを標準部分品の組合せとして作製でき
る。 製造しやすいような形状(例えば直線平行溝)
の部分に分けて、その形状に合った高能率の生産方法が
とれる。 〜の結果、温水マットのマット板の製
造コストを低減できる。 マットが分割してあるた
め、小根太のピッチ(一例303mm)が正確に規定で
きる。 広い一枚物のマットの場合、ルーター加工中
にマットが変形することがあるが、本発明のマットでは
そのようなことはなく、外形寸法の精度が向上する。
直線溝部分の長さを変えることにより様々な寸法のマ
ットの生産に対応できる。
構造を示す平面図である。
面図である。
行部マット板の平面形状を示す平面図である。
マット板の平面形状を示す平面図である。
である。
管) 3 横行部マット板 4 マット板切れ目 5 縦行部マット板 6 放熱シート 7 小根太 9 小小根太 11 補助小根太 13 配管横断路 15 温水入口 17 温水出口 19 上辺 21 下辺 23、25、27 小根太端部 31 Uターン部 33 縦行部 35 横行部 41 配管溝 51 小小根太用切
込み 53 小根太用切込み 101 温水マット 102 放熱管 103 マット板 107 小根太 108 小根太先端 113 配管横断
路 115 温水入口管 117 温水出口
管 119 入口ヘッダ 121 出口ヘッ
ダ 123 折り返し部 130 マット上
辺 131 マット下辺 132 マット左
辺 133 マット右辺
Claims (4)
- 【請求項1】 断熱材からなり、上表面にループ状の配
管溝を有するマットと、 このマットの配管溝に敷設さ
れた温水配管(放熱管)と、 マットの上表面に貼り付
けられた、良熱伝導材からなる放熱シートと、を備えた
床暖房用温水マットであって; 上記マットは、何本かの配管溝が直線状に並行して配列
されている部分(縦行部マット板)と、それ以外の部分
(横行部マット板)とに分割して作製されており、 各部マット板を組み合わせてその上に放熱管を敷設し、
マット板及び放熱管上に放熱シートを貼り付けることに
より全体が一体化されており、 さらに、 上記マットの所々に埋め込まれている帯状の板である小
根太と、 配管横断路を含む横行部マット板の、配管横断路の外側
とマット板上辺又は下辺との間において、上記小根太の
延長線上にくるように配置されている小小根太と、 を備え、 上記縦行部マット板は、互いに、上記小根太によって分
割されており、 上記配管横断路を含む横行部マット板に、上記小根太の
先端部用の切込み、及び、上記小小根太用切込みが形成
されており、 各部のマット板及び小根太は、マット上面に貼り付けら
れる放熱シートによって全体に一体物となって いること
を特徴とする床暖房用温水マット。 - 【請求項2】 上記横行部マット板のうちの曲線溝付き
のマット板が、発泡剤入りの溶融ポリエチレン(又はポ
リスチレン)を、曲線溝付きのマット板の形状を有する
金型キャビティーに射出・冷却して成形されていること
を特徴とする請求項1記載の床暖房用温水マット。 - 【請求項3】 断熱材からなり、上表面にループ状の配
管溝を有するマットと、 このマットの配管溝に敷設さ
れた温水配管(放熱管)と、 マットの上表面に貼り付
けられた、良熱伝導材からなる放熱シートと、を備えた
床暖房用温水マットの製造方法であって; 上記マットを、何本かの配管溝が直線状に並行して配列
されている部分(縦行部マット板)と、それ以外の部分
(横行部マット板)とに分割して作製し、 各部マット板を組み合わせてその上に放熱管を敷設し、 その後、マット板及び放熱管上に放熱シートを貼り付け
ることにより全体を一体化し、 その際、 配管横断路を含む横行部マット板に設けた小根太の先端
部用の切込み及び分割した縦行部マット板間に小根太を
配置し、 上記配管横断路を含む横行部マット板の配管横断路の外
側とマット板上辺又は下辺との間において、上記小根太
の延長線上にくるように設けた切込みに小小根太を配置
し、 各部のマット板及び小根太を、マット上面に貼り付ける
放熱シートによって全体に一体物と することを特徴とす
る床暖房用温水マットの製造方法。 - 【請求項4】 発泡剤入りの溶融ポリエチレン(又はポ
リスチレン)を、曲線溝付きのマット板の形状を有する
金型キャビティーに射出・冷却して成形して上記横行部
マット板のうちの曲線溝付きのマット板を製造すること
を特徴とする請求項1記載の床暖房用温水マットの製造
方法。
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- 1995-11-30 JP JP33432595A patent/JP3447166B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2013100984A (ja) * | 2013-01-24 | 2013-05-23 | Mitsubishi Plastics Inc | 床暖房パネルの製造方法 |
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