JP4793084B2 - 温水暖房機能付き床パネル - Google Patents

Description

本発明は、浴室の洗い場やシャワー室に適用される温水暖房機能付き床パネルに関するものである。

従来から、温水暖房機能付き床パネルは、基本的に、床面を形成する合成樹脂製の表面パネルと、その裏側に配置され内部に温水配管が組み込まれた断熱マットと、断熱空間と鋼製の補強板とを上から順に設けた構造である。床面に作用する荷重を支持するために表面パネルの裏面から補強板まで延びる補強用の井桁状のリブが表面パネルの裏面に一体形成されている。

例えば、特許文献１に記載の温水暖房機能付き床パネルにおいては、表面パネルの裏側に、アルミシートと、発泡ポリスチレン製の断熱マットと、前記断熱空間に多数の発泡ポリウレタン製の小球を充填してなる断熱層と、補強板とが上から順に設けられ、断熱マットの内部には温水配管が蛇行状に配設されている。

表面パネルの裏面には、井桁状のリブと外周枠部が裏面全体に一体形成され、この井桁状のリブには温水配管を蛇行状に配設する為に多数の切欠き部が形成されている。切欠き部は、断熱マットの温水流通管の通過位置に対応する部位のリブ部分を根元から切断除去することで形成されている。断熱マットには、温水流通管を組み込む為の蛇行溝と表面パネルの井桁状のリブを通す為のリブ挿通溝が形成されている。

前記床パネルを製作する場合、断熱マットに温水配管を配設するパターンに基づき、井桁状のリブのうちの温水配管と干渉する複数部位をスリット状に根元まで切欠く。次に、断熱マットの上面にアルミシートを接着する。次に、表面パネルの裏面側に断熱マットを組み付け、表面パネルのリブを断熱マットのリブ挿通溝に嵌め合わせて、アルミシートを表面パネルの裏面に接着剤で接着する。その後、断熱マットと補強板との間の断熱空間に多数の発泡体小球を充填してから、補強板を表面パネルの外周枠部とリブの下端に接着剤で接着する。

他方、特許文献２に記載の浴室床構造は、裏面側のリブを省略したＦＲＰ（繊維強化プラスチック）製の床本体と、これの上面に設けられた高密度発泡ウレタン層と、このウレタン層に組み込まれた蛇行状の温水循環用パイプと、前記ウレタン層の表面に設けられた複数のタイルからなる平板状の外装層とを有する。
特開２００４−２０５０８９号公報 特開平１０−２１９７７６号公報

特許文献１の温水暖房機能付き床パネルでは、井桁状のリブが一体形成されているため床パネルの材料費と製作費が非常に高価になる。しかも、井桁状のリブに複数の切欠き部を形成する作業に多大の労力と時間がかかる。そこで、リブに複数の切欠き部が予め形成された床パネルを成形することも可能ではあるが、この場合、温水暖房機能付き床パネルの専用金型となり、温水暖房機能を有しない床パネル用の金型と共用することができず、金型の製作費用が高価になり、床パネルの製作費が高価になる。

さらに、断熱層が発泡ポリウレタン製の小球を多数充填した構造であるので、断熱層を高密度状態とすることができないため、断熱性を十分に高めることができないこと、断熱層の剛性・強度の不足を井桁状のリブで補わなければならないから、井桁状のリブを省略することができないこと、などの問題が残っている。
しかも、補強板をリブの下端に接着剤で接着するだけでは強度不足であるため、補強板の周縁を多数のビスで固定する必要があり、補強板の組付作業に労力と時間を要する。

特許文献２の浴室床構造では、断熱層形成時に、ウレタン発泡時の反応熱により、表面パネルに反りや変形が生じる虞があり、浴室床の排水勾配性能も低下する。床本体の下面が床下の外気にさらされた状態なので、断熱層の下側からの放熱による熱エネルギーのロスを抑制することができない。

本発明の目的は、剛性・強度と断熱性を高め、且つ製作費を大幅に低減可能な温水暖房機能付き床パネルを提供することである。

請求項１の温水暖房機能付き床パネルは、床面を形成する表面材の裏側に、断熱マットと補強板とを上から順に設け、断熱マットの内部に温水配管を配設した温水暖房機能付き床パネルにおいて、断熱マットと補強板の間に充填状に発泡させて形成された合成樹脂発泡体層を備え、前記断熱マットの裏面と合成樹脂発泡体層の上面の間に合成樹脂製の防熱シートを介在させたものである。

この温水暖房機能付き床パネルには、表面材の裏側に、断熱マットと、合成樹脂発泡体層と、補強板とが上から順に設けられている。床パネル製作の際、断熱マットと補強板との間に合成樹脂発泡材料を注入して発泡させ、高密度の合成樹脂発泡体層が形成されるので、床パネルの剛性・強度を格段に高めることができ、井桁状のリブを省略することができるから、床パネルの製作費を著しく低減することができるうえ、高密度の合成樹脂発泡体層により断熱性も向上する。しかも、合成樹脂発泡体形成時の発泡圧力により、表面材と断熱マットの密着性を高めることができ、発泡体の接着力を介して断熱マットと補強板とを強固に接合できるため、補強板を固定する作業も容易になる。

請求項２の温水暖房機能付き床パネルは、請求項１の発明において、表面材の裏面と断熱マットの上面の間に熱伝導性に優れる金属製シートを介在させ、温水配管は金属製シートの裏面に接触し、合成樹脂発泡体層あるいは防熱シートに接触しない位置に配設されることを特徴とするものである。

請求項３の温水暖房機能付き床パネルは、請求項１の発明において、前記表面材は浴室用のほぼ矩形状の合成樹脂製床パンであり、表面材の裏面の周縁には矩形の枠部が断熱マットと合成樹脂発泡体層の外周を囲繞するように形成され、枠部のうちの表面材の長手方向に延びる１対の長辺部間の略中央位置に枠部と同じ高さの単一のリブが表面材と一体的に且つ前記長辺部と平行に延びるように形成されたことを特徴とするものである。

請求項１の発明によれば、断熱マットと補強板との間に高密度の合成樹脂発泡体層が形成されるので、床パネルの剛性・強度を格段に高めることができ、井桁状のリブを省略することができるから、床パネルの材料費を含めて製作費を著しく低減することできる。
井桁状のリブを省略して床パネル成形用の金型の構造を簡単化できるため、また、温水暖房機能のない床パネル成形用金型と金型を共用できるため、金型の製作費も低減することができるうえ、製作時においては井桁状のリブに切欠き部を形成する必要がないので、製作費を低減することができる。

しかも、高密度の合成樹脂発泡体層により断熱性も向上する。そして、合成樹脂発泡体形成時の発泡圧力により、表面材と断熱マットの密着性を高めることができ、発泡体の接着力を介して断熱マットと補強板とを強固に接合できるため、補強板を固定する作業も容易になる。また、断熱マットの裏面と合成樹脂発泡体層の上面の間に合成樹脂製の防熱シートを介在させたので、合成樹脂発泡体の発泡時の反応熱による断熱マットの反りや変形を防止することができる。表面材の外観品質の低下を確実に防止することができる。

請求項２の発明によれば、表面材の裏面と断熱マットの上面の間に熱伝導性に優れる金属製シートを介在させ、温水配管は金属製シートの裏面に接触し、合成樹脂発泡体層あるいは防熱シートに接触しない位置に配設されるので、温水配管からの熱を表面材の表面全体に一様に効率良く伝達することができる。

請求項３の発明によれば、表面材の裏面の周縁には矩形の枠部が断熱マットと合成樹脂発泡体層の外周を囲繞するように形成され、枠部のうちの表面材の長手方向に延びる１対の長辺部間の略中央位置に枠部と同じ高さの単一のリブが表面材と一体的に且つ前記長辺部と平行に延びるように形成されたので、表面材の剛性・強度を確保し、リブの下端を補強板に当接させることにより、表面材と補強板との一体化を図り、床パネル全体の強度を一層高め、床下側で床パネルを支持する支持構造を簡素化することができる。

本発明に係る温水暖房機能付き床パネルは、床面を形成する表面材の裏側に、断熱マットと補強板とを上から順に設け、断熱マットの内部に温水配管を配設し、断熱マットと補強板の間に充填状に発泡させて形成された合成樹脂発泡体層を備えたものである。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
本実施例は、浴室の洗い場やシャワー室等の床に使用する温水暖房機能付き床パネルに本発明を適用した場合の一例である。
図１に示すように、この温水暖房機能付き床パネル１（以下、床パネルという）は、床面を形成する表面材２と、その裏側の金属製シート１４（図２参照）と、その裏側の断熱マット３と、その裏側の合成樹脂製の防熱シート４と、その裏側の合成樹脂発泡体層５とその裏側の補強板６とを有する。床パネル１は床下の矩形枠状の基台７上に載置されて固定される。この鋼製角パイプ材で構成された基台７は、１対の長尺材７ａと１対の短尺材７ｂで構成されている。

図１〜図４に示すように、表面材２は、ほぼ矩形状（本実施例では長方形状）に形成され、熱硬化性樹脂にガラス繊維を複合した厚手のシート状の複合材（ＳＭＣ）を金型を用いてプレス成形した浴室用の洗い場床パンである。この表面材２は、排水口２ａに向かって流れ勾配を有す排水勾配（例えば、１〜３°）を有し、床面に落ちた洗い水等がスムーズに排水されるように構成されている。

表面材２の裏面には枠部８と単一のリブ９が一体的に形成されている。枠部８は、表面材２の裏面の周縁に沿って矩形状に形成され、長手方向に延びる１対の長辺部８ａと、１対の短辺部８ｂとを有する。これら長辺部８ａと短辺部８ｂは、表面材２の裏面から下方に向かって突出し、断熱マット３と合成樹脂発泡体層５の外周を囲繞するように形成されている。リブ９は、１対の長辺部８ａ間の略中央位置に長辺部８ａと平行に延びるように形成され、枠部８と同じ高さを有する。

図１〜図３，図５に示すように、断熱マット３は、例えば、１５ｍｍの厚さの発泡ポリスチレン樹脂で構成され、表面材２と同様の形状で表面材２の裏面側に枠部８の内側に納まる大きさに構成されている。断熱マット３の上部側約２／３厚さ部分には、温水配管１０を配設する為の温水配管用の溝１１が形成されるともに、断熱マット３には、表面材２のリブ９とを挿通させる為のスリット部１２が設けられている。

温水配管用の溝１１は、温水配管１０の形状に合わせた蛇行状に形成されている。スリット部１２は、表面材２のリブ９とほぼ同様の長さで、断熱マット３に対して縦方向に貫通状に形成されている。このスリット部１２は、表面材２のリブ９と対向状に設けられている。

温水配管１０は、断熱マット３の溝１１に配設され、金属製シート１４の裏面に接触し且つ防熱シート４に接触しない位置に配設される。図６に示すように、この温水配管１０の一端部には温水供給管１３ａが接続され、その他端部には、温水排出管１３ｂが接続されている。給湯器等の熱源機からの温水は、温水供給管１３ａを介して供給され、温水配管１０内を蛇行状に循環してから、温水排出管１３ｂを介して排出される。これにより、温水床暖房を行うことができる。

図２，図３に示すように、温水配管１０を配設した断熱マット３の上面には、金属製シート１４が貼り付けられる。この金属製シート１４は、断熱マット２の上面全体を覆う大きさで、例えば、厚み１００μｍの熱伝導性に優れるアルミシートで構成されている。金属製シート１４は、表面材２の裏面と断熱マット３の上面の間に密着状に介在され、温水配管１０に接触している。金属製シート１４は接着剤にて表面材２の裏面に固着され、また、両面テープにより断熱マット３の上面に固着される。

合成樹脂製の防熱シート４は、ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン系樹脂からなる主原料に発泡剤などを加えて発泡成形された断熱性と耐熱性に優れるシート部材で構成され、断熱マット３と同様の大きさに構成されている。
この合成樹脂製の防熱シート４は、断熱マット３と合成樹脂発泡体層５の間に密着状に介在され、防熱シート４の上面が断熱マット３の裏面に接着剤で固着され、下面が合成樹脂発泡体層５に接合される。実施例の合成樹脂製の防熱シート４は、例えば厚さ３ｍｍで１００℃の温度に耐えるものであり、合成樹脂発泡体層５を形成する際に発生する発泡熱が断熱マット３に伝熱するのを防止する為のものである。

次に、合成樹脂発泡体層５について説明する。
図１〜図３に示すように、合成樹脂発泡体層５は、例えば、ポリイソシアネールとポリオール触媒、発泡剤及び整泡剤とを混合して泡化反応と樹脂化反応を同時に行わせて発泡させた高密度のポリウレタン発泡体で構成されている。この合成樹脂発泡体層５は、例えば、厚さ１０ｍｍ〜４０ｍｍに形成される。合成樹脂発泡体の発泡倍率は、例えば２０倍〜３５倍に設定される、この倍率で発泡させることにより、合成樹脂発泡体層５が剛性・強度と断熱性に優れたものとなる。

ここで、図９に示すように、合成樹脂発泡体層５を形成する発泡装置２０は、例えば、ポリイソシアネール（図９でＡ液に相当）とポリオール化合物（図９でＢ液に相当）の２成分を含む物質が夫々収納された原液タンク２１，２２と、前記２成分の原液が加圧されるポンプ１８と、これら２成分を混合して泡化反応と樹脂化反応とを同時に行わせると共に、その混合液（発泡材料）を、枠部８と防熱シート４と補強板６とで区画された発泡空間１５（図９参照）に注入する２本の注入ノズル１６と、充填時に注入ノズル１６に加圧空気を供給するコンプレッサ１７とを備えている。

補強板６は、例えば厚み０．４ｍｍの鋼板で構成され、断熱マット３のスリット部１２を貫通した表面材２のリブ９と枠部８の下端に当接し、合成樹脂発泡体層５の裏面に接合された状態になる。

次に、温水暖房機能付き床パネル１の製造方法について説明する。
図４〜６に示すように、作業者は、断熱マット３の上面の温水配管用の溝１１に、温水配管１０を収納し、断熱マット３の上面に金属製シート１４の裏面を両面テープで貼り付ける。次に、表面材２のリブ９を断熱マット３のスリット部１２に嵌め合わせ、断熱マット３が表面材２の裏面内部に納まるように断熱マット３を嵌め込み、断熱マット３の上面の金属製シート１４の上面を接着剤で表面材２の裏面に貼り付ける。

次に、図７に示すように、合成樹脂発泡材料の充填時における、合成樹脂発泡体の回り込み防止用ブロック２３をリブ９の両端部と枠部８の短辺部８ｂとの間に介装する。次に防熱シート４を両面テープで断熱マット３の裏面に貼り付ける。次に、図８に示すように補強板６を表面材２のリブ９の下端に当接させつつ、補強板６の周縁を表面材２の枠部８に少数のビスで固定する。こうして、枠部８の内側において防熱シート４の裏面と補強板６との間に合成樹脂発泡材料を充填する為の注入空間１５が形成される。この注入空間１５は、表面材２のリブ９を隔てて２区画に区画されている。

次に、図９に示すように、上記の表面材２などの組立体をプレス機１９の下型１９ａと上型１９ａの間に押圧状態にセットした状態で、発泡装置２０の原液タンク２１，２２からポンプ１８内へ吸入された２成分の原液が、枠部８の２つの注入孔８ａに装着された２本の注入ノズル１６から注入空間１５の２つの区画に注入充填されて発泡し、高密度の合成樹脂発泡体層５が２つの区画に形成される。上記のようにして、剛性・強度と断熱性に優れた温水機能付き床パネル１が得られる。

次に、温水暖房機能付き床パネル１の作用効果について説明する。
表面材２の裏側に、金属製シート１４と断熱マット３と防熱シート４と補強板６とを上から順に設け、断熱マット３の下面に固着された防熱シート４と補強板６との間に充填状に発泡させて形成された合成樹脂発泡体層５を有するので、高密度の合成樹脂発泡体層５を介して床パネル１の剛性・強度と断熱性を著しく高めることができる。
それ故、表面材２の裏面に井桁状のリブを設ける必要がないため、床パネル１の材料費を含む製作費を大幅に低減することができる。しかも、表面材２を成形する為の金型の構造を簡単化し金型の製作費を低減できる。しかも、床パネル製作時に井桁状のリブに複数の切欠き部形成する必要がないので、床パネル１の製作費を低減することができる。

合成樹脂発泡層５の形成時の発泡圧力により、表面材２と断熱マット３の密着性を高めることができ、発泡体の接着力を介して断熱マット３と補強板６とを強固に接合できるため、補強板６を固定する作業も容易になり、床パネル１の製作費を低減できる。

断熱マット３の裏面と合成樹脂発泡体層５の上面の間に合成樹脂製の防熱シート４を介在させたので、合成樹脂発泡層５の発泡時の反応熱が、断熱マット３に直接伝熱することがなく、断熱マット３の軟化による表面材２への影響を防止できる。
表面材２の裏面と断熱マット３の上面の間に金属製シート１４を介在させ、温水配管１０は金属製シート１４の裏面に接触し、温水配管１０と防熱シート４の間には断熱マット３の厚さ方向の一部があるので、温水配管１０からの熱を表面材２の表面全体に一様に効率良く伝達することができる。しかも、防熱シート４は合成樹脂発泡体シートからなるので、断熱性に優れ、製作費の面でも有利である。

枠部８のうちの表面材２の長手方向に延びる１対の長辺部８ａ間の略中央位置に枠部８と同じ高さの単一のリブ９が表面材２と一体的に且つ前記長辺部８ａと平行に延びるように形成されたので、リブ９の下端に補強板６が当接して、表面材２と補強板６との一体化を図り、床パネル１の全体の剛性・強度を一層高めることができる。その結果、床パネル１を支持する基台７の構造を簡素化し、基台７の製作費を低減できる。

次に、前記実施例を部分的に変更する例について説明する。
１］合成樹脂製の防熱シート４は、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂やフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂で構成してもよい。尚、防熱シート４は、合成樹脂性の発泡体でない中実のシートで構成してもよい。
２］前記実施例では、表面材２の裏面のリブ９を枠部８の１対の長辺部８ａ間の略中央位置に設けたが、断熱マット３の温水配管１０に接触しない位置で、枠部８の短辺部８ｂと平行方向に延びるように設けてもよい。

３］その他、本発明は前記の実施例に限定されるものではなく、当業者ならば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態をも包含するものである。

本発明の実施例に係る温水暖房機能付き床パネルの分解斜視図である。 床パネルの要部の断面を示す要部斜視図である。 図２のIII −III 線断面図である。 表面材の裏面図である。 断熱マットと温水配管の平面図である。 温水配管を組み込んだ断熱マットを表面材の裏面に組み付けた状態を示す裏面図である。 表面材に組み込んだ断熱マットの裏面に防熱シートを貼り付けた状態を示す裏面図である。 図７に示すものに補強板を組み付けた状態を示す裏面図である。 床パネルの注入空間に合成樹脂発泡材料を充填する状態を示す説明図である。

１ 温水暖房機能付き床パネル
２ 表面材
３ 断熱マット
４ 防熱シート
５ 合成樹脂発泡体層
６ 補強板
８ 枠部
８ａ 長辺部
９ リブ
１０ 温水配管
１４ 金属製シート

Claims (3)

1. 床面を形成する表面材の裏側に、断熱マットと補強板とを上から順に設け、断熱マットの内部に温水配管を配設した温水暖房機能付き床パネルにおいて、
   前記断熱マットと補強板の間に充填状に発泡させて形成された合成樹脂発泡体層を備え、
   前記断熱マットの裏面と合成樹脂発泡体層の上面の間に合成樹脂製の防熱シートを介在させたことを特徴とする温水暖房機能付き床パネル。
2. 前記表面材の裏面と断熱マットの上面の間に熱伝導性に優れる金属製シートを介在させ、
   前記温水配管は前記金属製シートの裏面に接触し且つ合成樹脂発泡体層あるいは防熱シートに接触しない位置に配設されたことを特徴とする請求項１に記載の温水暖房機能付き床パネル。
3. 前記表面材は浴室用のほぼ矩形状の合成樹脂製床パンであり、表面材の裏面の周縁には矩形の枠部が断熱マットと合成樹脂発泡体層の外周を囲繞するように形成され、
   前記枠部のうちの表面材の長手方向に延びる１対の長辺部間の略中央位置に枠部と同じ高さの単一のリブが表面材と一体的に且つ前記長辺部と平行に延びるように形成されたことを特徴とする請求項１に記載の温水暖房機能付き床パネル。

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