(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略Ｕ字形状に屈曲され、両端部分以外が移動自在な少なくとも２本の発熱線と、
前記各発熱線の両端部分を固定、保持する固定部材と、
前記固定部材内において前記発熱線の端部を電気的に接続する接続線と、
を備えたことを特徴とする融雪装置。
【請求項２】
前記発熱線は地中に埋設されるものであることを特徴とする請求項１記載の融雪装置。
【請求項３】
前記発熱線は互いに並列回路を構成するように電気的に接続されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の融雪装置。
【請求項４】
前記各発熱線の端部は接続線及び電源コードと圧着端子によって前記固定部材内において電気的に接続されていることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載の融雪装置。
【請求項５】
前記固定部材は、各発熱線の端部を接続線及び電源コードとの接続部分を含めてゴム又は合成樹脂にて被覆し、一体的に成形されたものであることを特徴とする請求項４記載の融雪装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、融雪装置、詳しくは、降雪地域における車道、歩道、駐車場等の積雪や凍結を防止するために敷設される融雪装置に関する。
【０００２】
【従来の技術と課題】
降雪地域の道路等では、路面への積雪や凍結が発生し、危険であるばかりか、交通機関の渋滞を引き起こし、ひいては物流経済の停滞を招いている。
【０００３】
このような路面の積雪や凍結を防止するために、機械的な除雪以外に種々の工夫がなされている。その一例として、ニクロム線等を媒介とした電気発熱装置を路面に埋設する方法が挙げられる。
【０００４】
従来の電気発熱装置としては、実用新案登録第３００６７５８号公報に記載されているように、線状発熱体を繊維構造体で被覆したロードヒータが知られている。しかし、このヒータは１本の長尺物を引き回しつつ、適宜位置で固定しながら敷設する必要があり、敷設作業が非能率であった。また、１本の長尺物では電気抵抗の増大を防止するためにどうしても径が太くなり、これでは屈曲性がなくなって折れやすく、さらに、１箇所でも断線すると全体として使用不能になるという問題点をも有していた。
【０００５】
さらに、特開平１０−１０６７２９号公報に記載されている面状発熱体、即ち、導線を蛇行させて可撓性エポキシ樹脂で被覆したマット状の発熱体が知られている。この面状発熱体はコンクリートの基層とアスファルトの表面層との間に敷設される。しかし、基層と表面層とが面状発熱体で完全に分離されるため、路面が強度的に弱くなるという問題点を有していた。また、屈曲性がないため、カーブした道路に沿わせて敷設するという適応性に欠けていた。
【０００６】
さらに、特開平９−７８５１７号公報に記載されているように、線状発熱体をネット上に引き回した融雪ユニットも知られている。この融雪ユニットは網目状のネットで構成されているため、道路の基層と表面層との接合力不足といった問題点は解消されている。しかし、屈曲性の点からカーブした道路に沿って敷設しにくいこと、１本の線状発熱体で構成されているために１箇所での断線で全体が使用不能になる問題点は残されている。
【０００７】
一方、施工現場では、発熱線と電源コードとを電気的に接続している。しかし、この接続作業はいちいち被覆を剥離して絶縁テープを巻回して絶縁シールしながら接続しなければならず、かつ、発熱線と電源コードの線径が異なるために作業が煩雑であった。しかも、アスファルトの熱や荷重で絶縁不良が生じるおそれも有していた。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、屈曲性を有し、道路の基層と表面層との接合性を損なうことがない融雪装置を提供することにある。本発明の他の目的は、１箇所の断線でも全体がダウンしない融雪装置を提供することにある。さらに、本発明の他の目的は、現場での作業性が良好で絶縁破壊のおそれのない融雪装置を提供することにある。
【０００９】
【発明の構成、作用及び効果】
以上の目的を達成するため、本発明に係る融雪装置は、略Ｕ字形状に屈曲され、両端部分以外が移動自在な少なくとも２本の発熱線と、各発熱線の両端部分を固定、保持する固定部材と、該固定部材内において発熱線の端部を電気的に接続する接続線とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
以上の構成からなる本発明においては、略Ｕ字形状に屈曲された少なくとも２本の発熱線はその両端部分が固定部材によって固定、保持され、他の部分は移動自在であるため、発熱線の端部が固定されて整列状態を保ち、道路等のカーブに沿って敷設することが可能である。しかも、道路の基層と表面層との接合を損なうことがなく、表面層の強度を低下させることがない。
【００１１】
さらに、前記本発明では、複数の発熱線を使用しているため、接続線を介して電気的に並列回路を構成することにより、全体としての電気抵抗の増大が抑えられるために発熱線の大径化を来すことがなく、しかも、その１本に断線を生じたとしても全体が使用不能となるおそれが解消される。
【００１２】
さらに、各発熱線の端部を接続線及び電源コードと圧着端子によって前記固定部材内において予め電気的に接続しておけば、施工現場において配線を行うという煩雑な作業を省略することができる。しかも、固定部材をゴム製や樹脂製とすれば、絶縁性、耐荷重性が良好となる。
【００１３】
さらに、前記固定部材がゴムや樹脂で製作する際、各発熱線の端部を接続線及び電源コードと予め接続しておき、これらの接続部分を含めてゴム又は樹脂で被覆し、一体的に成形することができる。固定部材をこのように製作すれば、電気的接続部分がゴムや樹脂内に埋設され、絶縁性等が確実に保障されることになる。
【００１４】
【発明の実施形態】
以下、本発明に係る融雪装置の実施形態につき、添付図面を参照して説明する。
【００１５】
（第１実施形態、図１〜６参照）
本発明の第１実施形態である融雪装置１は、図１に示すように、所定の間隔で互いに平行状態に並べられた複数の発熱線１０と、各発熱線１０の両端部分を固定、保持するための固定部材２０と、各発熱線１０の中間部分を所定の間隔に保持するための略棒状の補助固定部材３０と、電源コード３５とで構成されている。
【００１６】
各発熱線１０は、図２に示すように、中心部から外側に、発熱体１１、絶縁体１２、シース１３、ブレード１４にて構成されている。さらに、発熱体１１は芯線１１ａと発熱抵抗線１１ｂとからなる。芯線１１ａは耐熱性で高強度を有する糸であり、芳香族ポリアミド繊維（例えば、デュポン社から商品名ケブラーとして販売されているもの）やグラスファイバーを使用することが好ましい。
【００１７】
発熱抵抗線１１ｂは芯線１１ａの外周面にスパイラル状に巻回したもので、マイクロメタルファイバー、例えば、日本精線株式会社製ステンレス鋼繊維（商品名：ナスロン）を使用することができる。本第１実施形態では、芳香族ポリアミド繊維からなる芯線１１ａの外周面に、前記ステンレス鋼繊維（直径１２μｍ×１００本を１本として）を８本並べてスパイラル状に巻回した。なお、発熱抵抗線１１ｂとしては、ニッケルクロム線、銅線、銅ニッケル線等を使用することもできる。
【００１８】
絶縁体１２は耐熱性のゴム材が好ましく、例えば、エチレンプロピレンゴム、シリコンゴムを使用することができる。シース１３も絶縁性を有する材料、例えば、クロロプレンゴムが好適である。ブレード１４は外圧や引っ張り力に対応するため、ステンレスワイヤからなるメッシュを使用することが好ましい。
【００１９】
固定部材２０は、ゴム材あるいは樹脂材からなり、各発熱線１０の両端部を固定、保持している。補助固定部材３０は、ゴム材あるいは樹脂材からなり、図３に示すように、切欠き部３１に前記発熱線１０を嵌合状態で保持する。この補助固定部材３０は複数の発熱線１０を所定の間隔に保持するために使用されるものであり、その設置個数は任意である（図１参照）。
【００２０】
また、各発熱線１０は、図４に示すように、固定部材２０の内部において、３本を一組として並列に電気的に接続されている。即ち、各発熱線１０の端部には端子１５が取り付けられ、接続線１６によって配線されている。また、電源コード３５とも端子１５で配線されている。端子１５として圧着端子を使用すれば、接続作業が容易である。しかも、施工前に予め工場で配線しておくことにより、現場での配線作業が不要であり、配線のチェックも確実なものとなる。
【００２１】
また、固定部材２０はゴム製あるいは樹脂製とされているため、絶縁性を確保できることは勿論、道路等に敷設した際の表面層（アスファルト）からの荷重にも耐えることができる。
【００２２】
ところで、固定部材２０は、図示しない金型内に、各発熱線１０の両端部を接続線１６及び電源コード３５と電気的に接続した状態で挿入したうえ、金型内に未加硫ゴム生地を充填し、プレス成形により加硫成形したものである。従って、各発熱線１０の両端接続部分はゴム層内に埋設されて確実に固定、保持されることになる。
【００２３】
また、固定部材２０は、前記プレス成形に限らず、ゴム材あるいは樹脂材を射出成形法等によって発熱線１０の両端接続部分を被覆した状態に一体的に成形したものであってもよい。
【００２４】
以下に示す表１は本発明者らが実際に製作し、実験を行った２種類の仕様表であり、実施例１は全長が２ｍタイプ、実施例２は４ｍタイプで、いずれもワット密度が３００Ｗ／ｍ2とされている。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
次に、以上の構成からなる融雪装置１を模型的に製作したアスファルト道路に埋設し、発熱線１０上と発熱線１０間のそれぞれの温度の上昇具合を測定した結果を図５に示す。この測定は、図６に示すように、発熱線１０を深さ２ｃｍでアスファルトの表面層５１の下に敷設して行われた。なお、符号５２はコンクリート製の基層である。
【００２７】
以上の融雪装置１においては、複数の発熱線１０及び補助固定部材３０の間にアスファルトが充填されるため、基層と表面層との接合性を損なうことがなく、表面層の強度を充分に保持することができる。また、発熱線１０の間隔は補助固定部材３０によって所定の間隔に保持されているために施工が容易であると共に、全体としての屈曲性をも保持し、カーブした道路に沿って敷設することも容易である。
【００２８】
また、複数の発熱線１０を電気的に並列回路を構成するように接続しているため、全体としての電気抵抗の増大が抑えられ、発熱抵抗線１１ｂの大径化を来すことがなく、しかも、１本の発熱線に断線が生じたとしても他の発熱線の機能が損なわれることはなく、全体が使用不能となるおそれはない。
【００２９】
（第２実施形態、図７参照）
本発明の第２実施形態である融雪装置６０は、図７に示すように、略Ｕ字形状に屈曲された２本の発熱線１０と、各発熱線１０の両端部分を固定、保持するための固定部材２０とからなり、電源コード３５及び接続線１６は各発熱線１０の端部に圧着端子１５によって接続されている。この配線は２本の発熱線１０が並列回路となるように構成され、図７に示す１ユニットの融雪装置６０を複数ユニット敷設した場合、１本の発熱線１０が断線しても他の発熱線１０には影響を及ぼさないようになっている。但し、２本の発熱線１０は直列回路となるように配線されていてもよい。また、前記第１実施形態で示した補助固定部材３０を使用してもよい。
【００３０】
本第２実施形態で使用されている発熱線１０や固定部材２０は前記第１実施形態で説明したものと同様であり、その説明は省略する。また、第２実施形態の作用効果も基本的には前記第１実施形態と同様である。
【００３１】
（発熱線と固定部材の接合部の耐屈曲性）
前記第１，２実施形態では、発熱線１０の端部はゴム製あるいは樹脂製の固定部材２０に接続、固定されている。そこで、本発明者らは、発熱線１０の固定部材２０への接続部分を角度約１００°で左右に首を振るように、１０００回、１００００回、５００００回屈曲させ、その後の状態を調べた。結果を表２に示す。なお、実験に用いた固定部材２０はゴム製であり、発熱線１０は前述した芳香族ポリアミド繊維とマイクロメタルファイバーとの組み合わせからなる。
【００３２】
【表２】
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【００３３】
表２から明らかなように、５００００回の屈曲後であっても、抵抗値の変化はなく、絶縁抵抗値及び外観に異常はみられなかった。
【００３４】
なお、本発明に係る融雪装置は前記実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
【００３５】
特に、寸法的には前記実施例１，２以外にも道路状況や発熱性能に合わせて任意に設定することができる。また、発熱線の構造や電気的配線も任意に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態である融雪装置を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図。
【図２】前記融雪装置を構成する発熱線を示す斜視図。
【図３】前記融雪装置の補助固定部材を示す斜視図。
【図４】前記融雪装置における発熱線の電気的接続状態を示す説明図。
【図５】前記融雪装置の昇温特性を示すグラフ。
【図６】前記昇温特性を測定したときの状態を示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は平面図。
【図７】本発明の第２実施形態である融雪装置を示す平面図。
【符号の説明】
１，６０…融雪装置
１０…発熱線
１１…発熱体
１１ａ…芯線
１１ｂ…発熱抵抗線
１５…圧着端子
１６…接続線
２０…固定部材
３０…補助固定部材
３５…電源コード
【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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