(57)【要約】【課題】電気式床暖房構造の施工をきわめて容易化することのできるヒータ線ユニットおよび暖房床構造を開示する。【解決手段】並列に配置した複数本のヒータ線２１が一方端側で並列接続されているヒータ線ユニット２０を床下地面に配置する。次に、前記ヒータ線２１を収容するための収容溝１６を短手方向に並行に加工してなる長尺状床材Ｂと収容溝１６内にヒータ線２１を収容するようにして床下地面に配置する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列に配置した複数本のヒータ線が一方端側で並列接続されている構成を少なくとも備えることを特徴とするヒータ線ユニット。
【請求項２】
並列に配置した複数本のヒータ線が一方端側で並列接続されており、前記ヒータ線の並列接続部を収容するようにして長尺状床材が一体に組み込まれていることを特徴とするヒータ線ユニット。
【請求項３】
前記長尺状床材は無垢材からなる床材であることを特徴とする請求項２に記載のヒータ線ユニット。
【請求項４】
並列に配置した複数本のヒータ線が一方端側で並列接続されているヒータ線ユニットと、前記ヒータ線を収容するための収容溝を短手方向に並行に加工してなる長尺状床材とを少なくとも用い、前記ヒータ線ユニットが床下地面に配置されており、配置されたヒータ線ユニットの上には、ヒータ線の配列方向に直交する方向に、前記長尺状床材の多数枚が前記ヒータ線を前記収容溝内に収容するようにして配置されている構成を少なくとも備えることを特徴とする暖房床構造。
【請求項５】
前記ヒータ線ユニットとして、前記一方端側に形成されている前記ヒータ線の並列接続部を収容するようにして長尺状床材が一体に組み込まれているヒータ線ユニットを用いることを特徴とする請求項４に記載の暖房床構造。
【請求項６】
前記長尺状床材は無垢材からなる床材であることを特徴とする請求項４または５に記載の暖房床構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は床暖房に用いられるヒータ線ユニットとそれを用いた床暖房構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
合板等を基材に持つ床材の裏面側にヒータ線を組み込んだヒータパネルを用いて、電気式の床暖房構造を構築することは知られている（特許文献１等参照）。通常、合板等を基材に持つ床材は、３００〜３３０ｍｍ（幅）×８００〜１９００ｍｍ（長さ）のものであり、広い横幅が得られることから、その裏面全面にわたるようにして一定パターンにヒータ線収容のための凹溝を形成することができ、そこに長さの長いヒータ線を埋め込んで一体型ヒータパネルとされる。床暖房構造を施工するときは、床構造である大引きや根太の間に発泡樹脂のような断熱材を入れ、その上に下地合板を不陸のないように貼り付けた後、下地合板を床下地面として、前記したヒータ線を一体に組み込んだ一体型ヒータパネルの必要枚数を電気的に接続しながら敷設する。また、周辺部にはヒータを備えないボーダーパネルが敷設される。ヒータパネルから延出する電源線は例えば下地合板の裏を通して壁面等まで引き出され、壁面に取り付けたコントローラ等へ接続される。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１７９８７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、高級感や無垢材独特の深み・味わい・木の温かさを求めて、オーク、バーチ、ビーチ等の樹種の無垢材からなる床材が用いられるようになってきている。しかし、無垢材から床材を切り出す場合、均質性を確保するために大幅のものを切り出すことができず、７０〜８０ｍｍ（幅）×８００〜１９００ｍｍ（長さ）という、合板等を基材に持つ床材と比較して、幅の狭いものとならざるを得ない。幅の狭い一枚の無垢床材の裏面内に長さの長いヒータ線を埋め込むために必要な凹溝を形成することができないこと、また、電源接続コンセント等の電気接続部のための空間を裏面に形成することも困難であることから、現在、無垢材からなる床材にヒータ線を一体に組み込んだ、一体型ヒータパネルを製造することは行われていない。
【０００５】
そのために、無垢材からなる床材を用いて電気式の床暖房構造を施工するには、床下地面に所定のパターンに長さの長いヒータ線を配置した電気式床下地パネルを敷設する施工と、施工後の電気式床下地パネルの上から多数枚の無垢材からなる床材を配置していく工程の２工程が必要となっている。この施工では、床暖房をする範囲以外の周辺領域を床下地パネルと同じ高さに調整する作業が必要となる。例えば、周辺領域を電気式床下地パネルと同じ厚みの合板で嵩上げする、あるいは、電気式床下地パネルの箇所だけ床高さを下げる、等の作業を必要としている。また、施工する無垢材からなる床材は幅が狭いことから、床材の固定時に誤って固定用釘でヒータに傷を付けることも起こりかねなかった。
【０００６】
そのために、無垢材からなる床材を用いて電気式の床暖房構造を施工する作業は、時間もかかり費用も高くなっているのが現状である。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、電気式の床暖房構造を施工するに当たって、各工程の作業内容をきわめて容易化することのできるヒータ線ユニットを開示することを第１の課題とする。また、そのヒータ線ユニットを用いることにより短時間でかつ低コストで構築することのできる暖房床構造を開示することを第２の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によるヒータ線ユニットは、並列に配置した複数本のヒータ線が一方端側で並列接続されている構成を少なくとも備えることを特徴とする。本発明によるヒータ線ユニットの他の態様では、並列に配置した複数本のヒータ線が一方端側で並列接続されており、前記ヒータ線の並列接続部を収容するようにして長尺状床材が一体に組み込まれていることを特徴とする。
【０００９】
上記のヒータ線ユニットは、並列に配置した複数本のヒータ線によって必要な発熱量を確保することができる。同じ発熱量を一本のヒータ線で得るのではなく、並列接続した複数本のヒータ線で得るようにしたことにより、各ヒータ線の長さを短いものとすることができる。それにより、ヒータ線ユニットを床下地面上に配置する作業はきわめて容易となる。
【００１０】
本発明による暖房床構造は、上記したヒータ線ユニットと、前記ヒータ線を収容するための収容溝を短手方向に並行に加工してなる長尺状床材とを少なくとも用い、前記ヒータ線ユニットが床下地面に配置されており、配置されたヒータ線ユニットの上には、ヒータ線の配列方向に直交する方向に、前記長尺状床材の多数枚が前記ヒータ線を前記収容溝内に収容するようにして配置されている構成を少なくとも備えることを特徴とする。
【００１１】
上記の暖房床構造では、前記したように本発明によるヒータ線ユニットを床下地面上に配置する作業は容易であること、また、使用する複数枚の長尺状床材も、ヒータ線が並列接続されている一方端側に配置するものを除き、ヒータ線を収容するための収容溝を短手方向に並行に加工してなる同一形状の長尺状床材を用いることができることから、暖房床構造の施工全体が容易となりかつ施工コストも低減する。また、ヒータ線ユニットを配置しない周辺領域にも同じ長尺状床材を用いることで、高さ調整処理を行うことなく暖房床構造とすることができる。この点からも、施工の容易さと低コスト化がもたらされる。
【００１２】
本発明による暖房床構造の他の態様では、前記ヒータ線ユニットとして、前記一方端側に形成されている前記ヒータ線の並列接続部を収容するようにして長尺状床材が一体に組み込まれているヒータ線ユニットを用いる。この態様では、施工現場でのヒータ線ユニットの取り扱いが容易となり、暖房床構造の施工はさらに容易化する。
【００１３】
本発明による暖房床構造において、用いる長尺状床材は任意の材料で作ることができる。合板等を基材として用いる長尺状床材であってもよい。しかし、無垢材からなる床材は、切り出し上の制限から、前記したように横幅が７０〜８０ｍｍのものとならざるを得ないので、長尺状床材として無垢材からなる床材を用いることは、本発明による暖房床構造において、特に好ましい態様である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電気式床暖房構造、制限されるものではないが特に無垢材からなる床材を用いる電気式床暖房構造を、容易にかつ低コストで施工することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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は本発明によるヒータ線ユニットの一例を分解して示しており、図１（ａ）はヒータ線ユニットを構成する発熱回路体の一方端側に取り付けられる端部用長尺状床材１０の背面図であり、図１（ｂ）は発熱回路体２０の平面図である。この例において、発熱回路体２０は、並列に配置した複数本（図示の例では２４本）のヒータ線２１と、各ヒータ線２１の一方端側で各ヒータ線２１を並列に接続する電源線２２とで構成される。各ヒータ線２１の本数や長さには制限はなく、施工しようとする床暖房構造に応じて適宜設定する。一例として、ヒータ線２１の本数は１２本あるいは２４本のものを１ユニットとすることができる。各ヒータ線の長さ、すなわち電源線２２からの突出長さは３００〜４５００ｍｍの範囲が施工性の点から好ましい。また、各ヒータ線２１間の間隔は床暖房能力の設計値に応じて接されるが、１００〜６０ｍｍ程度が好ましい。
【００１６】
ヒータ線２１は、従来の電気式床暖房で用いられている通常のヒータ線でもよく、一例を図８に示すＰＴＣヒータ線４０でもよく、図９に示す３線式ヒータ線５０でもよい。なお、ＰＴＣヒータ線および３線式ヒータ線については、後述する。いずれのヒータ線を用いる場合も、各ヒータ線２１は可撓性を持つものであってもよく、直線状の姿勢を維持できるだけの剛性を持つものであってもよい。
【００１７】
図７は、発熱回路体２０の部分的な回路図であり、電源線２２は図示しない絶縁層を介在して＋側および−側の２本の線が一本化されており、各ヒータ線２１の一方端は＋側の電源線に、他方端は−側の電源線にそれぞれ接続している。それにより、並列に配置した複数本のヒータ線２１は、各ヒータ線２１が電気的に並列接続するように一方端側を電源線２２に接続し、他方端側は自由端となっている。好ましくは、各ヒータ線２１と電源線２２との接続部には、防水性を確保する目的で、樹脂によるコーティングもしくはポッティングが施される。
【００１８】
端部用長尺状床材１０は、この例では、オーク、バーチ、ビーチ等の樹種の無垢材からなる床材であり、厚さは１２ｍｍ程度、幅は７５ｍｍ程度である。長さは、発熱回路体２０の横幅よりわずかに長い長さとされる。図１（ａ）に示すように、端部用長尺状床材１０の裏面には、前記電源線２２が入り込むための長手方向に平行な第１の凹溝１１と、ヒータ線２１の電源線２２に接続した部分が入り込むための短手方向に平行な複数本の第２の凹溝１２が形成されている。
【００１９】
前記長尺状床材１０は、図２に示すように、その凹溝１１及び１２内に電源線２２および各ヒータ線２１の並列接続部を収容するようにして、ヒータ線の一方端側に適宜の手段で取り付けられる。それにより、本発明によるヒータ線ユニットＡとされる。
【００２０】
図３は、前記ヒータ線ユニットＡと共に用いられる長尺状床材Ｂの背面図である。この例で、長尺状床材Ｂは、前記した端部用長尺状床材１０と同様にオーク、バーチ、ビーチ等の樹種の無垢材から作られており、厚さは１２ｍｍ程度、幅は７５ｍｍ程度、長さは１８００ｍｍ程度である。長尺状床材Ｂの裏面には、図示のように、発熱回路体２０における前記ヒータ線２１が入り込むことのできる複数本の凹溝１６が短手方向に平行に形成されている。必須ではないが、長尺状床材Ｂの周囲および前記した端部用長尺状床材１０の周囲に、接合用のさね加工を施すこともできる。
【００２１】
次に、上記のヒータ線ユニットＡおよび長尺状床材Ｂを用いて暖房床構造を施工する手順の一例を説明する。図４は、施工する床下地構造の一例を示す。ここでは、この床下地構造は大引き３０および根太３１を備え、根太３１、３１間に発泡樹脂のような断熱材３４を入れ、その上に下地合板３５を不陸のないように貼り付けている。この下地合板３５の上に、直接、または、発泡シートのような断熱機能を備えたシートやフィルムや防湿性を備えたシートやフィルムのいずれかあるいは双方を敷き詰めた後、上記したヒータ線ユニットＡの所要枚数を配置する。望ましくは、下地合板３５の周縁部には、裏面に凹溝を有しない床材（不図示）、より好ましく長尺状床材Ｂと同じ材質からなる裏面に凹溝を有しない（または有する）床材が周辺パネルとして配置され、その内側にヒータ線ユニットＡを配置する。
【００２２】
図５は１枚のヒータ線ユニットＡを下地合板３５の上に配置した状態を示しており、図示の例では、各ヒータ線２１は直線状をなしている。配置後、必要な場合には、ヒータ線２１同士が互いに平行になるように、ヒータ線２１の位置の微調整を行う。なお、各ヒータ線２１が可撓性を有し、施工直前に直線状をなしていない場合には、各ヒータ線２１が直線状となるように姿勢を整える作業を行う。そして、電源線２２のヒータ線ユニットＡから延出している部分２２ａを床下地の下方に落とし込む作業を行い、その後で、適宜の手段でヒータ線ユニットＡを下地合板３５に固定する。なお、ヒータ線ユニットＡを下地合板３５に固定した後、電源線２２の延出部分２２ａを、床下地の下方に落とし込む作業を行ってもよいが、作業効率的には、延出部分２２ａを落とし込む作業を先に行うことが望ましい。
【００２３】
必要枚数のヒータ線ユニットＡを同じようにして下地合板３５上に配置し、電源線２２の延出部分２２ａを床下地の下方に落とし込んだ後、電源線同士の接続を行い、図示しない壁面まで引き出して商用電源への結線工事や壁面に取り付けたコントローラへの接続などを行う。
【００２４】
それと並行して、図６に示すように、下地合板３５上に平行に並んだ姿勢で配置している多数本の直線状をなすヒータ線２１の上に、長尺状床材Ｂの必要枚数をヒータ線２１の配列方向に直交するようにして、ヒータ線ユニットＡの端部用長尺状床材１０側から順次配置する。配置したし長尺状床材Ｂは、接着剤や釘打ち等の適宜の手段で下地合板３５に固定する。その際に、ヒータ線２１の位置を目視で確認しながら作業を行うことができるので、長尺状床材Ｂを釘打ちで固定する場合に、打ち込んだ釘でヒータ線に傷を付けることを確実に回避することができる。また、前記したように、長尺状床材Ｂの裏面には短手方向に平行に凹溝１６が形成されており、長尺状床材Ｂの配置作業は容易である。なお、前記のように、長尺状床材Ｂは１８００ｍｍ程度の長さであり、ヒータ線ユニットＡの配置領域の端部では、適宜の長さに切断して配置する。
【００２５】
そのようにして、配置したヒータ線ユニットＡの全面を長尺状床材Ｂで覆うことにより、本発明による暖房床構造の施工は終了する。なお、各ヒータ線２１が可撓性を有し、施工直前に直線状をなしていない場合に、各ヒータ線２１を予め直線状の姿勢に整えることなく、長尺状床材Ｂを配置するときに、その裏面に形成した凹溝６１をいわば治具として用いて、その都度直線状の姿勢に整えて行くように作業をすることも可能である。
【００２６】
また、上記では、ヒータ線ユニットＡとして、発熱回路体２０と端部用長尺状床材１０があらかじめ一体となったものを説明したが、発熱回路体２０のみをヒータ線ユニットＡとして用いることができる。その場合には、ヒータ線ユニットＡである発熱回路体２０を下地合板３５の上に配置した後、別途用意した端部用長尺状床材１０と長尺状床材Ｂの双方をヒータ線ユニットＡである発熱回路体２０の上に配置する。
【００２７】
次に、ヒータ線ユニットＡで用いるヒータ線の一例であるＰＴＣヒータ線４０の一例を説明する。ＰＴＣヒータは、正の抵抗温度係数を有する発熱体層を有しており、そこに電流が流れ温度が上昇すると、発熱体層の抵抗値が増加して発熱体層に流れる電流を減少させ、発熱体層の発熱を抑制し、逆に、発熱体層の温度が低下すると、発熱体層の抵抗値が減少して発熱体層に流れる電流を増加させ、発熱体層の発熱を高める機能を有している。そのために、サーモスタット等の過昇温防止装置を用いなくても、長い時間にわたり所要の温度条件範囲を維持することができる利点があり、本発明によるヒータ線ユニットＡで用いるヒータ線として極めて好適である。
【００２８】
図８に示すＰＴＣヒータ線４０は、線状電極４１ａと４１ｂを長手方向に一定の間隔を隔てて平行に配置し、この線状電極４１ａと４１ｂの軸方向外周全体を覆うように正の抵抗温度係数を有する発熱体層４２を断面円形または楕円形状に押出成形し、さらに、この発熱体層４２の外周に絶縁シース層４３を押出被覆して短手方向の断面を円形または楕円形状に形成した構造を持つ。発熱体層４２と絶縁シース層４３の間には、バリア層４５が介在しており、さらに、発熱体層４２の熱による経時的な劣化を防止し、長期間安定した発熱が具現されるように、一対の線状電極４１ａと４１ｂ間にポリエチレン樹脂等で形成される絶縁体障壁４４が配置されている。
【００２９】
図９は、ヒータ線ユニットＡで用いるヒータ線の一例である３線式ヒータ線５０を示している。この３線式ヒータ線５０は、第１の発熱線５１と、第２の発熱線５２と、検知線５３とからなる３線式ヒータであり、各線は、発熱線の異常発熱等で溶融する非導電性材料からなる被覆樹脂５４，５５，５６でそれぞれ被覆されている。図９（ｂ）に示すように３本の線は寄り合わされて一本の線となり、その全体が図９（ａ）に示すように耐熱ＰＶＣのような断熱性のある非導電性材料からなる被覆材５７により覆われている。
【００３０】
被覆樹脂５４，５５，５６は、ナイロン系樹脂、フッ素樹脂あるいはポリエステル系樹脂のような熱可塑性樹脂である。ただし、第１の発熱線５１を被覆する第１の被覆樹脂５４と第２の発熱線５２を被覆する第２の被覆樹脂５５には、溶融温度の異なる樹脂が用いられており、この例で、第１の被覆樹脂５４の溶融温度は１７５℃、第２の被覆樹脂５５の溶融温度は２７０℃である。すなわち、第２の発熱線５２は第１の被覆樹脂５４の溶融温度よりも高い溶融温度を持つ第２の被覆樹脂５５で被覆されている。また、検知線５３を覆う被覆樹脂５６には、前記した比較して溶融温度の低い第１の被覆樹脂５４と同じ樹脂が用いられており、その溶融温度は１７５℃である。
【００３１】
これらの被覆樹脂５４，５５，５６は、通常の運転時ではそのままで存在しており、絶縁材として機能している。しかし、第１の発熱線５１または第２の発熱線５２に断線あるいは部分断線等が生じてスパーク等が発生して、溶融温度を超える異常加熱状態が部分的に発生したときには、溶融して絶縁機能を喪失する。
【００３２】
この３線式ヒータ線５０を前記電源線２２に接続するには、第１と第２の２本の発熱線５１、５２の一方端を＋側と−側の電源線２２に接続し、他方端は互いに接続して自由端としておけばよい。この形態の３線式ヒータ線５０を用いることにより、ヒータ線ユニットＡの発熱回路体２０の組みつけをきわめて容易化することができる。
【００３３】
３線式ヒータ線５０をヒータ線２１として用いて図１０に示す抵抗器付き温度ヒューズ６０を備えた発熱回路とすることにより、床暖房構造の高い安全性を確保することができる。この例では、電源線２２は、＋側と−側の２本の電源線２２ａ，２２ｂに加えて、前記した３線式ヒータ線５０の検知線５３に接続するリード線２４を有し、かつ、一方の電源線２２ａには抵抗器付き温度ヒューズ６０が接続されている。すなわち、各ヒータ線２１である各３線式ヒータ線５０の第１の発熱線５１は一方の電源線２２ｂに接続し、第２の発熱線５２は他方の電源線２２ａに接続し、検知線５３は前記リード線２４にそれぞれ接続している。
【００３４】
抵抗器付き温度ヒューズ６０は、温度ヒューズ６１と抵抗器６２をとからなり、温度ヒューズ６１は一方側を電源線２２ａを介して３線式ヒータ線５０の第２の発熱線５２側接続し、抵抗器６２の一方側は、リード線２４を介して３線式ヒータ線５０の検知線５３に接続し、他方側は温度ヒューズ６０が第２の発熱線５２と接続する側に接続している。３線式ヒータ線５０の前記第１の発熱線５１は他方の電源線２２ｂに接続している。
【００３５】
この発熱回路において、正常に運転している環境では、電力は各ヒータ線２１である各３線式ヒータ線５０の第１の発熱線５１と第２の発熱線５２とを循環するように流れ、その発熱により床暖房が行われる。いずれかの３線式ヒータ線５０において、第１の発熱線５１と検知線５３との間に短絡が発生したときには、短絡電流が抵抗器付き温度ヒューズ６０の抵抗器６２に流れ、その熱により温度ヒューズ６１が溶断する。それにより、暖房床構造は、確実に安全サイドに導かれる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明によるヒータ線ユニットの一例を分解して示し、図１（ａ）はヒータ線ユニットを構成する発熱回路体の一方端側に取り付けられる端部用長尺状床材の背面図であり、図１（ｂ）は発熱回路体の平面図である。
【図２】本発明によるヒータ線ユニットの一例を示す図。
【図３】ヒータ線ユニットと共に用いられる長尺状床材の背面図。
【図４】本発明による暖房床構造を施工するときの床下地構造の一例を示す図。
【図５】ヒータ線ユニットを床下地面に配置した状態を示す図。
【図６】床下地面に配置したヒータ線ユニットの上に長尺状床材を配置していく状態を説明する図。
【図７】発熱回路体２０の部分的な回路図。
【図８】ヒータ線の一例であるＰＴＣヒータ線を説明するための図。
【図９】ヒータ線の一例である３線式ヒータ線を説明するための図。
【図１０】３線式ヒータ線を用いる場合の発熱回路の一例を説明するための図。
【符号の説明】
【００３７】
Ａ…ヒータ線ユニット、
Ｂ…長尺状床材、
１０…端部用長尺状床材、
１１…電源線が入り込むための長手方向に平行な第１の凹溝、
１２…ヒータ線の電源線に接続した部分が入り込むための短手方向に平行な第２の凹溝、
１６…ヒータ線が入り込むことのできる凹溝、
２０…発熱回路体、
２１…コータ線ユニットを構成するヒータ線、
２２…コータ線ユニットを構成する電源線
２２ａ…電源線の延出部分、
２３…樹脂によるコーティングまたはポッティング部
３０…大引き、
３１…根太、
３４…断熱材、
３５…床下地面である下地合板、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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