(57)【要約】【課題】発熱シートの炭素繊維混抄紙両端の電極を釘打ち作業によって損傷させずに両根太間の床下地の上に敷設固定できるようにする。【解決手段】炭素繊維混抄紙２を、左右の電極３同士の間隔が短くなるよう、縦横の比率が約２：１の縦長矩形状に切断して発熱ユニット１ａを構成する。また、発熱ユニット１ａは、その２枚、３枚、４枚、５枚のいずれか複数枚が隙間１０を介して長手方向に連設して成る連設ユニット１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅを構成する。【選択図】図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
炭素繊維及びパルプ繊維がシート状に混抄された炭素繊維混抄紙と、該炭素繊維混抄紙の表面に互いに対向して配された導電性の電極とを有して成る発熱シートを備えた電気加熱装置であって、炭素繊維混抄紙を、左右の電極同士の間隔が短くなるよう、縦横の比率が約２：１の縦長矩形状に切断して発熱ユニットを構成したことを特徴とする電気加熱装置。
【請求項２】
前記発熱ユニットは、その２枚、３枚、４枚、５枚のいずれか複数枚が隙間を介して長手方向に連設して成る連設ユニットを構成したことを特徴とする請求項１記載の電気加熱装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、例えば床暖房用、施設園芸用、寝具、健康器具等といったものから、融雪、水道管等の凍結防止、保温用等、幅広い用途に使用するための様々な面状発熱体が組み込まれた電気加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この電気加熱装置として使用される面状発熱体としては、軽量で取扱いが容易、かつ消費電力も少ない炭素繊維混抄紙からなる発熱シートが幅広く利用されている。
【０００３】
この発熱シートを構成する炭素繊維混抄紙は、例えば特許文献１に開示されているように、パルプ繊維に、ピッチ系炭素繊維及び／又はＰＡＮ（ポリアクリロニトリル）系炭素繊維を混ぜて抄紙して形成され、この炭素繊維混抄紙に少なくとも対向する２個の導電性ペースト電極と、該導電性ペースト電極に沿って金属箔の補助電極とを備えてなる。すなわち、この炭素繊維混抄紙に給電するために、当該炭素繊維混抄紙の辺に沿って帯状の銀ペーストが互いに対向するように印刷され、導電性の接着剤が塗布された銅箔テープからなる電流供給用電極層が銀ペースト上に接着されている。
【０００４】
このような発熱シートは、炭素繊維混抄紙に含まれる炭素繊維の状態及び／又は炭素繊維混抄紙の形状に合わせて、電極の配設位置、形状、個数、種類等を調節することによって、電気抵抗値を調節することができ、所望の温度に発熱シートを昇温させることができるものとなっている。しかも、パルプ繊維の紙質によっても大きく抵抗値が変わる。
【０００５】
例えば、特許文献２に開示されているように、炭素繊維混抄紙は、面積抵抗値を高くするため、左右の電極同士の間隔が長く、例えば縦横の比率が約１：２の横長矩形状となって切断形成され、この炭素繊維混抄紙が隙間を介して縦方向に沿って５枚連設されている。この際、炭素繊維混抄紙には紙目が形成され、紙目方向に沿って炭素繊維が配向される。そのため、紙目方向と、これに直交する方向とで電気抵抗値が異なっている。ここで、炭素繊維混抄紙の各辺は、紙目方向と平行又はこれに直交するように矩形状に形成されている。この場合、紙目方向の電気抵抗値は最も低く、紙目方向と直交する方向の電気抵抗値は最も高い。そして、一対のペースト電極が、例えば炭素繊維混抄紙の紙目方向に直交する両辺に沿って配される。
【０００６】
また、この発熱シートを使用してフローリング等の床暖房機能を構成する場合には、床板の下に渡した横木材である根太が、床下地（大引き）の上に垂直方向に張られる。そして、上記した構成の発熱シートが根太と根太の間（約３００〜３０３ｍｍ）に、例えば発泡ポリウレタン等の断熱材を介して挟み込むようにして床下地の上に敷設され、その上面全体を表装材であるフローリングで覆ってから根太の釘打ち可能範囲に沿って釘打ちを行うものとしていた。
【特許文献１】特許第２９０３２１９号公報
【特許文献２】実用新案登録第３１４４３８４号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来においては、炭素繊維混抄紙は、横長矩形状となって切断形成されていることから、根太と根太の間の横幅間隔が約３００〜３０３ｍｍである場合では、両根太間で発熱シートを挟み込むようにして床下地（大引き）の上に敷設した際に、当該発熱シートの横幅員が両根太間の間隔より大きくはみ出してしまい、これによって根太の釘打ち可能範囲に沿っての釘打ちの際に炭素繊維混抄紙の両端の電極を損傷させてしまう虞がある。
【０００８】
また、従来の炭素繊維混抄紙は、面積抵抗値を高くするため、左右の電極同士の間隔が長く、例えば縦横の比率が約１：２の横長矩形状となって切断形成され、この炭素繊維混抄紙が隙間を介して縦方向に沿って５枚連設されていることから、根太と根太の間の長手方向に沿っての発熱シートの敷設に際し、炭素繊維混抄紙に不足分が生じた場合に、これを継ぎ足すのが困難となる。しかも、この不足分を見込んで炭素繊維混抄紙の連設枚数を予め増やしておいたとしても、フローリングの施工条件に応じてその都度切断して使用しなければならないため、切断された残りの炭素繊維混抄紙の長さ分が無駄になってしまう。
【０００９】
そこで、本考案は叙上のような従来存した諸事情に鑑み案出されたもので、発熱シートの炭素繊維混抄紙両端の電極を釘打ち作業によって損傷させずに両根太間の床下地の上に敷設固定することができ、また、両根太間の長手方向に沿っての発熱シートの敷設に際し、炭素繊維混抄紙に不足分が生じた場合でも、これを容易に継ぎ足すことができるようにした電気加熱装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するため、本考案にあっては、炭素繊維及びパルプ繊維がシート状に混抄された炭素繊維混抄紙と、該炭素繊維混抄紙の表面に互いに対向して配された導電性の電極とを有して成る発熱シートを備えた電気加熱装置であって、炭素繊維混抄紙を、左右の電極同士の間隔が短くなるよう、縦横の比率が約２：１の縦長矩形状に切断して発熱ユニットを構成したことを特徴とする。
【００１１】
また、前記発熱ユニットは、その２枚、３枚、４枚、５枚のいずれか複数枚が隙間を介して長手方向に連設して成る連設ユニットを構成したことを特徴とする。
【考案の効果】
【００１２】
本考案によれば、発熱シートの炭素繊維混抄紙両端の電極を釘打ち作業によって損傷させずに両根太間の床下地の上に敷設固定することができ、また、両根太間の長手方向に沿っての発熱シートの敷設に際し、炭素繊維混抄紙に不足分が生じた場合でも、これを容易に継ぎ足すことができる。
【００１３】
すなわち、本考案は、炭素繊維混抄紙を、左右の電極同士の間隔が短くなるよう、縦横の比率が約２：１の縦長矩形状に切断して発熱ユニットを構成したので、発熱シートの炭素繊維混抄紙両端の電極を釘打ち作業によって損傷させてしまうのを未然に防止することができる。
【００１４】
前記発熱ユニットは、その２枚、３枚、４枚、５枚のいずれか複数枚が隙間を介して長手方向に連設して成る連設ユニットを構成したので、両根太間の長手方向に沿っての発熱シートの敷設に際し、炭素繊維混抄紙に不足分が生じた場合でも、これら複数種類の連設ユニットを適宜組み合わせて継ぎ足すことで、容易にその不足分が補えるものとなる。
【００１５】
例えば、フローリング床暖房等の施工において、発熱ユニットを５枚分の長さだけ必要とあれば、発熱ユニットの５枚から成る連設ユニットを使用するか、あるいは、発熱ユニットの２枚から成る連設ユニットと、発熱ユニットの３枚から成る連設ユニットとを併用することで、施工が簡単に行える。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本考案を実施するための最良の一形態を詳細に説明する。
本考案に係る電気加熱装置は、図１（ａ）乃至図１（ｃ）、および図２（ａ）に示すように、パルプ繊維に、ピッチ系炭素繊維及び／又はＰＡＮ（ポリアクリロニトリル）系炭素繊維を混ぜて抄紙して形成された炭素繊維混抄紙２と、該炭素繊維混抄紙２の表面に互いに対向して印刷もしくは塗布等によって配された導電性の電極３とから成り、全体をヒートシール等の方式で加熱圧着されたコーティング層４によって密封して成る発熱シート１によって構成されている。
【００１７】
この発熱シート１は、図２（ａ）に示すように、炭素繊維混抄紙２を、左右の電極３同士の間隔が短くなるよう、縦横の比率が約２：１程度、例えば縦幅員Ｌが５００ｍｍ、横幅員Ｗが２４０ｍｍの縦長矩形状に切断して発熱ユニット１ａによって構成されている。
【００１８】
そして、この発熱シート１は、炭素繊維混抄紙２に給電するために、当該炭素繊維混抄紙２の縦辺に沿って幅員約２０ｍｍ程度の帯状の銀ペースト５が互いに対向するように印刷され、導電性の接着剤が塗布された銅箔テープからなる幅員約１０ｍｍ程度の電流供給用電極層６が銀ペースト５上に接着されている。
【００１９】
この際、炭素繊維混抄紙２には紙目が形成されており、紙目方向に沿って炭素繊維が配向される。そのため、紙目方向と、これに直交する方向とで電気抵抗値が異なることから、炭素繊維混抄紙２の各辺は、紙目方向と平行又はこれに直交するように矩形状に形成されている。
【００２０】
また、電気加熱装置には、発熱シート１の加熱部の一部に配された温度センサ及び温度ヒューズと、加熱部同士及び温度ヒューズを結線するための結線部と、加熱部に電力供給するための分電盤と、コントローラ及びリレー（リミッター）ボックス等を備えている。
【００２１】
また、図２（ｂ）乃至（ｅ）に示すように、発熱ユニット１ａは、その２枚、３枚、４枚、５枚のいずれか複数枚の各組が互いに隙間１０を介して長手方向に連設して成る連設ユニット１ｂを構成してある。すなわち、図２（ｂ）は発熱ユニット１ａを２枚組み合わせた連設ユニット１ｂ、図２（ｃ）は発熱ユニット１ａを３枚組み合わせた連設ユニット１ｃ、図２（ｄ）は発熱ユニット１ａを４枚組み合わせた連設ユニット１ｄ、図２（ｅ）は発熱ユニット１ａを５枚組み合わせた連設ユニット１ｅを示すものである。
【００２２】
具体的には、これらの連設ユニット１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅは、図１に示すように、複数の発熱ユニット１ａを電気的に並列となるように接続する一対の補助電極７と、補助電極７と接続された一対の主電極８と、複数の発熱ユニット１ａ全体を、例えばＰＥＴ等の熱可塑性樹脂フィルムによるラミネート加工等により密封して成るコーティング層４とを備えている。
【００２３】
そして、図３乃至図５に示すように、フローリング床暖房等の施工に際し、これら複数の発熱ユニット１ａが長手方向に沿って並列となって、例えば発泡ポリウレタン等の断熱材９を介して、約３００〜３０３ｍｍ程度の間隔の根太１１間に挟まれるように床下地１２の上に敷設される。
【００２４】
次に、以上のように構成された最良の形態についての使用の一例について説明する。
この電気加熱装置の発熱シート１を使用してフローリング等の床暖房機能を構成するに際し、先ず、床の重量や床が受けた荷重を大引に伝えるようにするため、床板の下に渡した横木材である根太１１が、床下地１２（大引き）の上に垂直方向に張られる（図５参照）。
【００２５】
そして、図３に示すように、発熱シート１をその周囲を囲繞する例えば発泡ポリウレタン等の断熱材９を介して、根太１１と根太１１の間（約３００〜３０３ｍｍ）に挟み込むようにして床下地１２の上に敷設させる。
【００２６】
このとき、発熱ユニット１ａを５枚分の長さだけ必要とあれば、図２（ｅ）に示す、発熱ユニット１ａの５枚から成る連設ユニット１ｅを使用するか、あるいは、図２（ｂ）に示す、発熱ユニット１ａの２枚から成る連設ユニット１ｂと、図２（ｃ）に示す、発熱ユニット１ａの３枚から成る連設ユニット１ｃとを併用する。
【００２７】
また、発熱ユニット１ａを９枚分の長さだけ必要とあれば、図２（ｄ）に示す、発熱ユニット１ａの４枚から成る連設ユニット１ｄと、図２（ｅ）に示す、発熱ユニット１ａの５枚から成る連設ユニット１ｅとを併用する。
【００２８】
また、発熱ユニット１ａを７枚分の長さだけ必要とあれば、図２（ｃ）に示す、発熱ユニット１ａの３枚から成る連設ユニット１ｃと、図２（ｄ）に示す、発熱ユニット１ａの４枚から成る連設ユニット１ｄとを併用する。
【００２９】
このように、発熱ユニット１ａと、これら４つの連接ユニット１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅとを使用すれば、それらの任意の組み合わせによっては、根太１１相互間での敷設範囲の制約されたフローリング床暖房の施工に十分に対応できるのである。
【００３０】
そして、図３、図４、図５に示すように、高さ調整部材１３を敷設してから、その上面全体を表装材であるフローリング材１４で覆ってから根太１１の釘打ち可能範囲に沿って釘打ちを行うことで施工が完了する。
【００３１】
尚、大引きや床梁などを使わずに、根太１１のみで床を支えた床組構造によって形成される根太床や、床の表面仕上げとコンクリートスラブとの間に根太１１を設置する根太床工法等にこの発熱シート１を使用しても良い。
【実施例１】
【００３２】
炭素繊維混抄紙２（以下、原紙と称す）原紙面積抵抗３０Ω〜９０Ω、原紙厚さ２０μ〜２００μの範囲で製造された原紙。実施例として、原紙の長さ（１×１，２３０）１，２３０平方メートル、原紙面積抵抗６４Ω、原紙厚さ１００μ、１枚ヒーターサイズ（２４０×５００）、１枚面積抵抗２８．１６Ω、電圧１００・２００Ｖ、電力密度０．０２０２Ｐ、設定温度４１℃の条件においてのヒーター計算結果を説明する。
【００３３】
ヒーター枚数１枚組が８枚では、１００Ｖ、１枚、２並列４枚直列で２８．１６÷２×４＝５６．３２Ω、消費電流１００／５６．３２＝１．７７Ａ、消費電力１００×１．７７＝１７７Ｗとなる。
【００３４】
２００Ｖ、１枚、８枚直列で２８．１６×８＝２２５．２８Ω、消費電流２００／２２５．２８＝０．８８７Ａ、消費電力２００×０．８８７＝１７７Ｗとなる。
【００３５】
ヒーター枚数  並列２枚組  ８枚では、１００Ｖ、２枚並列２並列４枚直列で２８．１６÷２÷２×４＝２８．１６Ω、消費電流１００／２８．１６＝３．５５Ａ、消費電力１００×３．５５＝３５５Ｗとなる。
【００３６】
２００Ｖ、２枚並列、８枚直列で２８．１６÷２×８＝１１２．６４Ω、消費電流２００／１１２．６４＝１．７７５Ａ、消費電力２００×１．７７５＝３５５Ｗとなる。
【００３７】
ヒーター枚数  並列３枚組  ８枚では、１００Ｖ、３枚並列２並列４枚直列で２８．１６÷３÷２×４＝１８．７７３Ω、消費電流１００／１８．７７３＝５．３２Ａ、消費電力１００×５．３２＝５３２Ｗとなる。
【００３８】
２００Ｖ、３枚並列、８枚直列で２８．１６÷３×８＝７５．０９Ω、消費電流２００／７５．０９＝２．６６３Ａ、消費電力２００×２．６６３＝５３２Ｗとなる。
【００３９】
ヒーター枚数  並列４枚組  ８枚では、１００Ｖ、４枚並列２並列４枚直列で２８．１６÷４÷２×４＝１４．０８Ω、消費電流１００／１４．０８＝７．１０Ａ、消費電力１００×７．１０＝７１０Ｗとなる。
【００４０】
２００Ｖ、４枚並列、８枚直列で２８．１６÷４×８＝５６．３２Ω、消費電流２００／５６．３２＝３．５５Ａ、消費電力２００×３．５５＝７１０Ｗとなる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本考案を実施するための最良の形態における電気加熱装置の発熱シートの一例を示し、（ａ）は発熱シート１枚から成る発熱ユニットの概略構成を示す斜視図、（ｂ）は発熱シート複数枚から成る連設ユニットの概略構成を示す斜視図、（ｃ）は（ｂ）のＸ−Ｘ断面図である。
【図２】同じく発熱シートの一例を示し、（ａ）は発熱シート１枚から成る発熱ユニットの平面図、（ｂ）は発熱シート２枚から成る連設ユニットの平面図、（ｃ）は発熱シート３枚から成る連設ユニットの平面図、（ｄ）は発熱シート４枚から成る連設ユニットの平面図、（ｅ）は発熱シート５枚から成る連設ユニットの平面図である。
【図３】フローリング床暖房等の施工に発熱シートを使用した状態の要部を示す拡大斜視図である。
【図４】同じくフローリング床暖房等の施工に発熱シートを使用した状態の斜視図である。
【図５】同じくフローリング床暖房等の施工に発熱シートを使用した状態の断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
Ｌ          縦巾員
Ｗ          横幅員
１          発熱シート
１ａ〜１ｅ  発熱ユニット
２          炭素繊維混抄紙
３          電極
４          コーティング層
５          銀ペースト
６          電流供給用電極層
７          補助電極
８          主電極
９          断熱材
１０        隙間
１１        根太
１２        床下地
１３        高さ調整部材
１４        フローリング材
【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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