(57)【特許請求の範囲】
【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、全体に一体物となって建物の床構造の上に置かれる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、
上記小根太は、その両端部が、上記横行部マット板の切込み、又は、隣り合う横行部マット板間に配置されており、
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】
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、全体に一体物となって建物の床構造の上に置かれる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、
小根太を、その両端部が、上記横行部マット板の切込み、又は、隣り合う横行部マット板間に位置するように配置し、
各部マット板を組み合わせてその上に放熱管を敷設し、
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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、床から室内を暖め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。
【０００２】
【従来の技術】
まず、従来の温水マットの構造について説明する。
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。
【０００３】
図２に示されているように、発泡ポリエチ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。
【０００４】
配管溝４１を含むマット板５の上表面及び小根太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。
【０００５】
次に、図５を参照しつつ従来の温水マット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１３０からくし歯状に図の下方に延びて、温水マット１０１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１３０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。
【０００６】
温水マット１０１の表面の、小根太１０７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１０７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）。
【０００７】
なお、入口ヘッダー１１９は、温水入口管１１５から供給された温水を２本の入側の放熱管１０２ａ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１３０、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。
【０００８】
図５の従来の温水マットの諸元の一例を以下に示す。
マット全体寸法：横幅２，６８０mm、縦幅１，７７０mm、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
【０００９】
図５の温水マットのマット板１０３は、従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。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の製造方法には以下のような問題点があった。
▲１▼  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。
▲２▼  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。
▲３▼  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。
【００１１】
本発明は、製造コストを低減できる床暖房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。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、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、全体に一体物となって建物の床構造の上に置かれる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、 上記小根太は、その両端部が、上記横行部マット板の切込み、又は、隣り合う横行部マット板間に配置されており、 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、全体に一体物となって建物の床構造の上に置かれる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、 小根太を、その両端部が、上記横行部マット板の切込み、又は、隣り合う横行部マット板間に位置するように配置し、 各部マット板を組み合わせてその上に放熱管を敷設し、 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。
【００１３】
マットを何部分かのマット板に分割することにより、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。
【００１４】
【発明の実施の形態及び実施例】
以下、図面を参照しつ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。
【００１５】
図２に示されている基本的な断面構造は、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。
【００１６】
次に図１を参照しつつこの実施例の温水マ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１３ａと小小根太９とが存在している。図１に示されているように、小根太７は、その両端部が、横行部マット板３の切込み５３（図３参照）、あるいは隣り合う横行部マット板３の間に配置されている。
【００１７】
左上隅の配管横断路１３ａは、マット板（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２１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。
【００１８】
配管横断路１３ａの近傍（左脇又は右脇）には、補助小根太１１が設置されている。補助小根太１１は、厚さと幅が小根太７や小小根太９と同じ（１２mm、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。
【００１９】
図１の温水マットの左から２番目の小根太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。
【００２０】
図１の温水マット１のマットは、多数のブ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。
【００２１】
マットの各ブロックについて図３及び図４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。
【００２２】
図３（ｂ）に示されている横行部マット板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。
【００２３】
図４に示されているように、縦行部マット板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。
【００２４】
図１の床暖房用温水マットにおける放熱管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２ａは図の下方向に小根太７ｂと平行してマットの下辺２１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。
【００２５】
次にマットの製造方法の詳細を説明する。
（１）溶着法：
平行溝マット板については、この溶着法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
【００２６】
（２）同時多溝加工法（ルーター）：
加熱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
【００２７】
（３）機械加工：
ルーターの替りにエンド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
【００２８】
（４）型内発泡成形法：
曲線溝マット板を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℃
【００２９】
（５）焼き印式型押し付け法：
この方法も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。
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明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。
ア）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。
イ）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。
ウ）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。
エ）ア）〜ウ）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。
オ）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。
カ）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。
キ）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。
【図面の簡単な説明】
【図１】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】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３】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】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５】従来の床暖房用温水マットの構造を示す平面図である。
【符号の説明】
１  温水マット                  ２  温水配管（放熱管）
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
【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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