JP3945094B2

JP3945094B2 - 床暖房装置

Info

Publication number: JP3945094B2
Application number: JP29809999A
Authority: JP
Inventors: 勝彦黒山; 義一黒田
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1999-10-20
Filing date: 1999-10-20
Publication date: 2007-07-18
Anticipated expiration: 2019-10-20
Also published as: JP2001116274A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、住宅等の床下に配設して床面を暖める床暖房装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、住宅等の床下に配設して床面を暖める床暖房装置として図１０に示すような構造の床暖房パネル１′が市販されている。これは、商用電力の通電により発熱する金属導体を絶縁性樹脂で被覆して形成される発熱体としてヒータ線４をジグザグ状に配置し、このヒータ線４の上にアルミニウム箔からなる均熱シート３を配設し、その上方にヒータ線４の保護とヒータ線４の発熱を効率良く伝達する機能を有する断面コ字状の鉄板等からなる表面板２を被せるように装着し、ヒータ線４の下方に発熱が床下に逃げるのを防止する断熱機能を有する繊維不織布（フェルト）からなる裏面材６を装着している。また床暖房パネル１′の内部のヒータ線４の近傍には、異常発熱時にヒータ線４への通電を遮断するサーモスタット５がヒータ線４と直列に接続されて内蔵されている。さらに床暖房パネル１′の１つの角部にはヒータ線４に商用電力を通電するためのリード線８を収納した端子ボックス７ａが設けられ、端子ボックス７ａの上面開口に蓋７ｂが着脱自在に被着されている。
【０００３】
床材を支持する角材からなる根太９は慣例的に１尺（約３０３ｍｍ）の間隔で配置されるが、床暖房パネル１′は隣り合う根太９間に敷設するために床暖房パネル１′の幅を２５０ｍｍ前後にしてあり、また施工性をよくするために床暖房パネル１′の長さは種々のものを用意してある。また床暖房パネル１′はサーモスタット５を内蔵しているために厚さが１２ｍｍ前後となっている。
【０００４】
図１１に複数の床暖房パネル１′を敷設した床構造の一部を切り欠いた斜視図を示す。慣例的に１尺（約３０３ｍｍ）間隔で配設される角材からなる根太９間には床暖房パネル１′を支持する機能と熱が床下に逃げるのを防止する機能を有するウレタン樹脂やスチレン樹脂等の発泡体からなるボード状の断熱パネル１０と床暖房パネル１′が敷設されている。複数の床暖房パネル１′は、商用電力を入り切りして温度制御を行うコントローラ１３にケーブル線１１で接続されている。根太９上には、木質合板の表面に化粧を施して床としてのデザイン性を向上させた床表面材としての木質床材１２が敷設されている。木質床材１２は、床の剛性を確保するために１２〜１５ｍｍとしたものが一般的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来例の場合次のような不都合があった。
１）．床暖房パネル１′が複数の根太９間に敷設できるように巾２５０ｍｍ前後の巾で構成されているため、床暖房パネル１′を敷設する根太９間の数だけの複数の床暖房パネル１′を接続するケーブル線１１の接続工事が必要で施工性が悪いという問題がある。
２）．床暖房パネル１′の内部にヒータ線４の異常発熱を防止するためのサーモスタット５を設ける必要があるために床暖房パネル１′の厚さが厚くなり、材料費が高くつき、製品重量も増加するという問題がある。
３）．床暖房パネル１′の内部でヒータ線４とサーモスタット５を設ける必要があるために接続不良が発生する可能性があり信頼性が低下するという問題がある。
４）．床暖房パネル１′においてジグザグ状に配設されたヒータ線４で発生する異常発熱を部分的に設けたサーモスタット５で検出するために、均熱シート３に加えて、外殻をなす表面板２も鉄板等の熱伝導性の良い材料で構成しなければならないので、製品の構造が複雑で生産性が悪く、製品重量も重くなるために施工性も良くないという問題がある。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、施工性等を向上できる床暖房装置を提供することを課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の床暖房装置は、複数の発熱パネル２０ａ，２０ｂ…を連結部１４で連結すると共に発熱パネル２０ａ，２０ｂ…と連結部１４とが略同一表面で略同一厚さで且つ同一部材で構成されて成る床暖房シート２０を有し、根太９間に熱が床下に逃げるのを防止する発泡体からなる断熱パネル１０を設け、根太９の上に下地床材１７を敷設し、下地床材１７の上に上記床暖房シート２０を配置すると共に、下地床材１７の上に床暖房シート２０の発熱パネル２０ａ，２０ｂ…の間で且つ平面視で根太９に沿わせるように小根太１８を配置し、直線状に配置した小根太１８の間に連結部１４と略同一巾で同一厚さの隙間１６ｂを設けて、この隙間１６ｂに床暖房シート２０の連結部１４を挿通し、表面を仕上げる床表面材としての木質床材１２を小根太１８に支持させて成ることを特徴とする。複数の発熱パネル２０ａ，２０ｂ…を連結部１４で予め連結したものを用いて施工でき、小根太１８を介して隣接する発熱パネル２０ａ，２０ｂ…を接続するケーブル線の接続工事が必要でなくなり、施工性を向上できる。
【０００８】
また上記連結部１４に電線や発熱線が挿通されて発熱パネル２０ａ，２０ｂ…が電気的に連結されたことを特徴とすることも好ましい。この場合、複数の発熱パネル２０ａ，２０ｂ…を機械的に確実に連結できると共に電気的にも接続できる。
【０００９】
また前記連結部１４は可撓性を有するように形成されていることを特徴とすることも好ましい。この場合、連結部１４が屈曲できて施工性を向上できる。
【００１０】
また複数の発熱パネル２０ａ，２０ｂ…を重ねたりできるように連結部１４の部分が折り畳み可能にされていることを特徴とすることも好ましい。この場合、複数の発熱パネル２０ａ，２０ｂ…を連結してあっても折り畳んでコンパクトにできて保管性や輸送性等を向上できる。
【００１１】
また床暖房シート２０に配置される発熱体を線状または面状の発熱体としたことを特徴とすることも好ましい。
【００１２】
また前記発熱体に温度制御手段が接続され、温度検知手段を発熱体の近傍に設けたことを特徴とすることも好ましい。この場合、発熱体の温度を正確に検出して精度のよい温度制御ができる。
【００１３】
また温度検知手段を、線状又は面状の感熱体としたことを特徴とすることも好ましい。この場合、サーモスタットを用いるものに比べて薄型にでき、材料費が安くなると共に製品重量も軽くなる。
【００１４】
また前記温度検知手段を感熱体とし、前記発熱体は感熱体を兼ねるように構成したことを特徴とすることも好ましい。この場合、サーモスタットを用いるもののように接続不良を発生するするおそれがない。また従来のように表面材や均熱シートを必要としないので、製品の構造が簡単になって生産性がよくなり、また製品の重量も軽くなるために施工性を向上できる。
【００１５】
また小根太１８の一部または全部は並列的に配置されていることを特徴とすることも好ましい。
【００１６】
また小根太１８は略等間隔で並列的に配設されていることを特徴とすることも好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。先ず図１乃至図３に示す実施の形態の前提となる例から述べる。図２は床暖房装置の主体を構成する床暖房パネル１を示す斜視図である。この床暖房パネル１は発熱部材としての３枚の発熱パネル１ａ，１ｂ，１ｃを連結部１４で連結したものである。この床暖房パネル１の発熱パネル１ａ，１ｂ，１ｃと連結部１４は略同一表面で略同一厚さで且つ同一部材（表面材２、均熱シート３、発熱体としてのヒータ線４、裏面材６）で構成されている。
【００１８】
床暖房パネル１は、商用電力の通電により発熱する金属導体を絶縁性樹脂で被覆して構成される発熱体としてのヒータ線４をジグザグ状に配置し、このヒータ線４の上にアルミニウム箔からなる均熱シート３を配設し、その上方にヒータ線４の保護とヒータ線４の発熱を効率良く伝達する機能を有する断面コ字状で真上から見た形状がアルファベットのＥの字状をした鉄板等からなる表面板２を被せるように装着し、ヒータ線４の下方に発熱が床下に逃げるのを防止する断熱機能を有する繊維不織布（フェルト）からなる裏面材６を装着している。また床暖房パネル１の内部のヒータ線４の近傍には、異常発熱時にヒータ線４への通電を遮断する温度検知手段としてのサーモスタット５がヒータ線４と直列に接続されて内蔵されている。さらに床暖房パネル１の外周の１つの角部にはヒータ線４に商用電力を通電するためのリード線８を収納した端子ボックス７ａが設けられ、端子ボックス７ａの上面開口に蓋７ｂが着脱自在に被着されている。
【００１９】
床材を支持する角材からなる根太９は慣例的に１尺（約３０３ｍｍ）の間隔で配置されるが、床暖房パネル１の各発熱パネル１ａ，１ｂ，１ｃは隣り合う根太９間に敷設するために発熱パネル１ａ，１ｂ，１ｃの幅を２５０ｍｍにしてある。また床暖房パネル１の発熱パネル１ａ，１ｂ，１ｃ間の隙間も、慣例的に使用する根太９の巾４５ｍｍを考慮して５３ｍｍとしてある。本例では、床暖房パネル１は３枚の発熱パネル１ａ，１ｂ，１ｃを連結したものとしてあるが３枚に限定されるものでないことはいうまでもない。上記連結部１４は各発熱パネル１ａ，１ｂ，１ｃを少なくとも電気的に接続するものであり、本例の場合、ヒータ線４が発熱パネル１ａ，１ｂ，１ｃと連続するように配線されている。
【００２０】
図１、図３は上記床暖房パネル１を敷設した床暖房装置の一部を切り欠いた斜視図である。図１の例では床表面材支持部材は根太９にて構成され、この根太９の上に直接木質表面材としての木質床材１２を配設する場合の床構造である。慣例的に１尺（３０３ｍｍ）間隔で配設された角材からなる根太９には、床暖房パネル１を支持する機能と熱が床下に逃げるのを防止する機能を有するウレタン樹脂やスチレン樹脂等の発泡体からなるボード状の断熱パネル１０と床暖房パネル１の発熱パネル１ａ，１ｂ，１ｃが敷設されている。床暖房パネル１は商用電力を入り切りして温度制御を行うコントローラ１３にケーブル線１５で接続されている。根太９上には、木質合板の表面に化粧を施して床としてのデザイン性を向上させた床表面材としての木質床材１２が敷設されている。根太９と床暖房パネル１の連結部１４との干渉する部分では根太９に空間１６が設けられ、この空間１６に連結部１４が挿通されている。本例の場合、空間１６としては連結部１４と略同一巾で同一厚さの上面を開口せる切欠１６ａを設けてあり、連結部１４を切欠１６ａに上から嵌め込んで挿通してある。このように床暖房装置を施工した場合、図１１に示す従来例と比較すると１枚の床暖房パネル１で３倍の面積を１度に敷設でき、ケーブル線１５で結線する数も１ヶ所で済むために施工性がよい。
【００２１】
図３の例では根太９の上に仮の床として、合板等の下地床材１７を敷設した後、下地床材１７の上に床表面材としての木質床材１２を支持するための小根太１８と床暖房パネル１を敷設し、表面を木質床材１２で仕上げた場合の床暖房装置の構造である。この例の場合、根太９の上に下地床材１７を介して小根太１８が配置され、小根太１８が木質床材支持部材となっている。このように平面に仕上げた下地床に床暖房パネル１を敷設し、小根太１８を用いて木質床材１２を支持する施工方法は、根太組を行わない２×４住宅に適する。また、根太組を行う在来（軸組）工法住宅でも木質床材１２の養生を省ける利点がある。
【００２２】
図３の例の場合、根太９間には熱が床下に逃げるのを防止する機能を有するウレタン樹脂やスチレン樹脂等の発泡体からなるボード状の断熱パネル１０が設けられている。下地床材１７の上には床暖房パネル１と略同じ厚さでは４５ｍｍの巾の小根太１８が略１尺（約３０３ｍｍ）の間隔で敷設されている。小根太１８間には床暖房パネル１の３枚の発熱パネル１ａ，１ｂ，１ｃが敷設されている。小根太１８と床暖房パネル１の連結部１４との干渉する部分では小根太１８に空間１６が設けられ、この空間１６に連結部１４が挿通されている。本例の場合、空間１６としては連結部１４と略同一巾で同一厚さの隙間１６ｂを設けてあり、連結部１４を隙間１６ｂに上から嵌め込んで挿通してある。床暖房パネル１は商用電力を入り切りして温度制御を行うコントローラ１３にケーブル線１５で接続されている。根太９上には、木質合板の表面に化粧を施して床としてのデザイン性を向上させた床表面材としての木質床材１２が敷設されている。
【００２３】
次に図４乃至図８に示す例について述べる。本例の場合、上記床暖房パネル１の代わりに床暖房シート２０を用いており、床暖房シート２０は発熱部材としての３枚の発熱パネル２０ａ，２０ｂ，２０ｃを連結部１４で連結したものである。図４は感熱発熱線２１をジグザグ状に配設したものを熱源とする床暖房シート２０の斜視図であり、図５は床暖房シートの断面図であり、図６は感熱発熱線の部分斜視図である。
【００２４】
発熱体と温度検知手段として感熱体を兼ねる感熱発熱線２１は図６に示すようにポリエステル繊維等からなる電気絶縁性の糸２１ｄに金属導体線をスパイラル状に巻装して商用電力の通電により発熱する発熱線２１ａを形成し、その表面にインピーダンスが負の変化をする有機系の感熱材料２１ｃで被覆し、さらにその表面に金属導体線をスパイラル状に巻装して検知線２１ｂを形成し、最後にその表面を電気絶縁性の樹脂の被覆層２１ｅで被覆したものとして形成している（この感熱発熱線の外径は２〜３ｍｍである）。この感熱発熱線２１の発熱線２１ａの両端間に商用電源を接続し、感熱発熱線２１のどちらか一方端の発熱線２１ａと検知線２１ｂを短絡させれば、発熱線２１ａより感熱材料２１ｃを介して検知線２１ｂに流れ込む交流電流によって検知線２１ｂの両端間に図７に示す特性の温度・交流電圧特性電圧Ｖ_ＴＣが発現する。感熱材料２１ｃは温度が上昇するとインピーダンスが低下する方向に変化する負の特性を持つために温度が上昇すると検知線３１ｂに流れ込む交流電流が増加する。温度・交流電圧特性電圧Ｖ_ＴＣは、一定の抵抗値を持つ検知線２１ｂを前記交流電流が流れることにより発現するために正の温度特性を持つこととなる。この温度・交流電圧特性電圧Ｖ_ＴＣを利用して、電力の通電に伴って上昇する感熱発熱線２１の温度を検出し、予め設定した温度まで到達したとき、リレー等を用いて電力の通電を停止し、一定時間経過後、通電を開始する動作を繰り返すことにより、設定温度を保たせるものである。
【００２５】
床暖房シート２０の断面構成は、図５に示すように感熱発熱線２１をジグザグ状に配設して、上方にアルミニウム箔等の熱伝導性のよい材料からなるシート状の表面材２３を装着し、下方に感熱発熱線２１の発熱が床下に逃げるのを防止する断熱機能を有する繊維不織布からなる裏面材２４を装着して形成したものである。床暖房シート２０の外周の１つの隅部には感熱発熱線２１に商用電力を通電するためのケーブル結線するための端子ボックス２５が設けられている。
【００２６】
床材を支持する角材からなる根太９は慣例的に１尺（約３０３ｍｍ）の間隔で配置されるが、床暖房シート２０の各発熱パネル２０ａ，２０ｂ，２０ｃは隣り合う根太９間に敷設するために発熱パネル２０ａ，２０ｂ，２０ｃの幅を２５０ｍｍにしてある。また床暖房シート２０の発熱パネル２０ａ，２０ｂ，２０ｃ間の隙間も、慣例的に使用する根太９の巾４５ｍｍを考慮して５３ｍｍとしてある。このように構成せる床暖房シート２０も上記床暖房パネル１と同様に図１や図３に示すように施工される。床暖房シート２０を図３に示すように施工したものが、すなわち本発明の実施の形態の例である。床暖房シート２０の連結部１４は根太９の切欠１６ａや小根太１８の間隙１６ｂ等に嵌めて挿通される。
【００２７】
なお、本例の場合、熱源として温度検出機能を有する感熱発熱線２１を使用したものを示したが、一般に２線式と呼ばれている温度を検出する感熱線と電力を通電することで発熱する発熱線とを別々に配設したものや、前記感熱発熱線、発熱線、感熱線を面状に形成したものを複数種組み合わせたものを熱源とするものであってもよい。
【００２８】
また上記床暖房シート２０の連結部１４は可撓性のある材料である感熱発熱線２１、アルミニウム箔からなる表面材２３、繊維不織布からなる裏面材２４で構成されているため可撓性があって容易に折り畳むことができ、複数の発熱シート２０ａ，２０ｂ，２０ｃを重ねるように折り畳むことができ、保管性、輸送性等が優れる。また発熱シート２０ａ，２０ｂ，２０ｃ及び連結部１４に内蔵された感熱発熱線２１は、接続部のない１本の電線で構成されているために接続不良等が発生することがなく、信頼性が高い。さらに床暖房シート２０はサーモスタット等の温度制御素子を内蔵する必要がないために最小３ｍｍ程度まで薄く構成でき、部材費用を安くすることが可能で、製品重量も軽くできるために輸送性、施工性が優れる。
【００２９】
また、上記実施の形態の例の床暖房シート２０は、発熱シート２０ａ，２０ｂ，２０ｃを同一巾、且つ連結間隔を同一間隔とすることで、床材を支持する根太の巾と敷設間隔を均一化でき、床の荷重強度を均一にすることができる。
【００３０】
次に図８、図９に示す実施の形態の例を示す。発熱体と温度検知手段としての感熱体を兼ねる感熱発熱線の他の例を示すものである。この感熱発熱線２６は図８に示すように電気絶縁性の糸２６ｄに金属導体線をスパイラル状に巻装して第１の電極線２６ａを形成し、その表面に感熱発熱材２６ｃで被覆し、さらにその表面に金属導体線をスパイラル状に巻装して第２の電極線２６ｂを形成し、最後にその表面を電気絶縁性の被覆材２６ｅで被覆したものとして形成している。かかる第１及び第２の電極線２６ａ，２６ｂに商用電源を通電して感熱材料２６ｃを発熱させる。感熱発熱材２６ｃは図９に示すように温度が上昇すると抵抗値が上昇する方向に変化する正の特性を持つため、温度が上昇すると第１及び第２の電極線２６ａ，２６ｂに流れ込む交流電流が減少する。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の請求項１の発明は、複数の発熱パネルを連結部で連結すると共に発熱パネルと連結部とが略同一表面で略同一厚さで且つ同一部材で構成されて成る床暖房シートを有し、根太間に熱が床下に逃げるのを防止する発泡体からなる断熱パネルを設け、根太の上に下地床材を敷設し、下地床材の上に上記床暖房シートを配置すると共に、下地床材の上に床暖房シートの発熱パネルの間で且つ平面視で根太に沿わせるように小根太を配置し、直線状に配置した小根太の間に連結部と略同一巾で同一厚さの隙間を設けて、この隙間に床暖房シートの連結部を挿通し、表面を仕上げる床表面材としての木質床材を小根太に支持させたので、複数の発熱パネルを連結部で予め連結したものを用いて施工でき、小根太を介して隣接する発熱パネルを接続するケーブル線の接続工事が必要でなくなり、施工性を向上できるものである。
【００３２】
また本発明の請求項３の発明は、前記連結部は可撓性を有するように形成されているので、連結部が屈曲できて施工性を向上できるものである。
【００３３】
また本発明の請求項４の発明は、複数の発熱パネルを重ねたりできるように連結部の部分が折り畳み可能にされているので、複数の発熱パネルを連結してあっても折り畳んでコンパクトにできて保管性や輸送性等を向上できるものである。
【００３４】
また本発明の請求項７の発明にあっては、温度検知手段を、線状又は面状の感熱体としたので、サーモスタットを用いるものに比べて薄型にでき、材料費が安くなると共に製品重量も軽くなるものである。
【００３５】
また本発明の請求項８の発明は、前記温度検知手段を感熱体とし、前記発熱体は感熱体を兼ねるように構成したので、サーモスタットを用いるものように接続不良を発生するするおそれがないものであり、また従来のように表面材や均熱シートを必要としないので、製品の構造が簡単になって生産性がよくなり、また製品の重量も軽くなるために施工性を向上できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の前提の一例の一部切欠斜視図である。
【図２】同上の床暖房パネルの一部切欠斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態の例に適用される図１とは異なる施工例の一部切欠斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態の例に用いる床暖房シートの斜視図である。
【図５】同上の床暖房シートの一部切欠断面図である。
【図６】同上の感熱発熱体の部分斜視図である。
【図７】同上の感熱発熱体の温度・交流電圧特性電圧を示すグラフである。
【図８】同上の感熱発熱体の他の例の部分斜視図である。
【図９】同上の感熱発熱体の抵抗と温度の特性を示すグラフである。
【図１０】従来の床暖房パネルを示す一部切欠斜視図である。
【図１１】従来の施工した状態の一部切欠斜視図である。
【符号の説明】
１４連結部
４ヒータ線
９根太
１３コントローラ
１６空間
１８小根太
２０床暖房シート
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ発熱シート

Claims

複数の発熱パネルを連結部で連結すると共に発熱パネルと連結部とが略同一表面で略同一厚さで且つ同一部材で構成されて成る床暖房シートを有し、根太間に熱が床下に逃げるのを防止する発泡体からなる断熱パネルを設け、根太の上に下地床材を敷設し、下地床材の上に上記床暖房シートを配置すると共に、下地床材の上に床暖房シートの発熱パネルの間で且つ平面視で根太に沿わせるように小根太を配置し、直線状に配置した小根太の間に連結部と略同一巾で同一厚さの隙間を設けて、この隙間に床暖房シートの連結部を挿通し、表面を仕上げる床表面材としての木質床材を小根太に支持させて成ることを特徴とする床暖房装置。
上記連結部に電線や発熱線が挿通されて発熱パネルが電気的に連結されたことを特徴とする請求項１記載の床暖房装置。
前記連結部は可撓性を有するように形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の床暖房装置。
複数の発熱パネルを重ねたりできるように連結部の部分が折り畳み可能にされていることを特徴とする請求項３記載の床暖房装置。
床暖房シートに配置される発熱体を線状または面状の発熱体としたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の床暖房装置。
前記発熱体に温度制御手段が接続され、温度検知手段を発熱体の近傍に設けたことを特徴とする請求項５に記載の床暖房装置。
温度検知手段を、線状又は面状の感熱体としたことを特徴とする請求項６記載の床暖房装置。
前記温度検知手段を感熱体とし、前記発熱体は感熱体を兼ねるように構成したことを特徴とする請求項６記載の床暖房装置。
小根太の一部または全部は並列的に配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の床暖房装置。
小根太は略等間隔で並列的に配設されていることを特徴とする請求項９記載の床暖房装置。