(57)【要約】床下加熱部材は、１対以上の加熱並びに/若しくはセンサワイヤーを含んだスクリムを組み込んでいる。これらワイヤーは、対をなした部材が互いに交差する関係で配設されるように、連続したパターンで配列されている。これら対をなした部材は、所定の交差ポイントで電気的な接続を確立するように切断並びに結合され、かくして、制御部材と共に帰還ループ回路を確立することができる。
2008541003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御部材に動作的に接続された第1の細長い導電性のワイヤー構造体と、前記制御部材に動作的に接続された少なくとも第２の細長い導電性のワイヤー構造体とを中に含んだスクリム層を具備し、前記細長い導電性のワイヤー構造体の少なくとも一方は、第1並びに第２の細長い導電性のワイヤー構造体が、前記スクリム層の長さ方向の所定の複数の位置で交差するように、前記スクリム層中にジグザグのパターンの配列で配設され、また、前記第１並びに第２の細長い導電性のワイヤー構造体は、回路が前記制御部材と共に形成されるように、前記制御部材から離れたスクリム層中の位置で互いに動作的に接続されている、床下加熱部材。
【請求項２】
前記第１並びに第２の細長い導電性のワイヤー構造体は、夫々前記スクリム層中の温度を選択的に上昇させるようになっている加熱ワイヤーである請求項１の床下加熱部材。
【請求項３】
前記第１並びに第２の細長い導電性のワイヤー構造体は、織物繊維のコアに巻き付けられた関係で配設された金属ワイヤーを有し、巻き付けられたワイヤーと織物繊維のコアとには、絶縁スリーブが取り囲む関係で配設されている請求項２の床下加熱部材。
【請求項４】
前記第１並びに第２の細長い導電性のワイヤー構造体は、夫々前記スクリム層中の温度をモニタするようになっているセンサワイヤーである請求項１の床下加熱部材。
【請求項５】
前記第１並びに第２の細長い導電性のワイヤー構造体は、織物繊維のコアに巻き付けられた関係で配設された金属ワイヤーを有し、巻き付けられたワイヤーと織物繊維のコアとには、絶縁スリーブが取り囲む関係で配設されている請求項４の床下加熱部材。
【請求項６】
前記第１並びに第２の細長い導電性のワイヤー構造体は、複数の固定糸部材に対して横方向に実質的に連続したジグザグのパターンに配設されている請求項１の床下加熱部材。
【請求項７】
前記第１並びに第２の細長い導電性のワイヤー構造体は、前記スクリム層の側方エッジに対して非垂直に角度付けられた方向に配設されている請求項６の床下加熱部材。
【請求項８】
前記第１並びに第２の細長い導電性のワイヤー構造体の部分は、これら第１並びに第２の細長い導電性のワイヤー構造体の部分が、前記スクリム層の内部で互いにほぼ平行であるように、スクリム層の側方エッジに対してほぼ垂直方向に延びる通路に沿って配設されている請求項６の床下加熱部材。
【請求項９】
前記第１並びに第２の細長い導電性のワイヤー構造体は、前記固定糸部材に接着して結合されている請求項６床下加熱部材。
【請求項１０】
少なくとも１つの絶縁層をさらに具備している請求項１の床下加熱部材。
【請求項１１】
滑り止め層を更に具備している請求項１の床下加熱部材。
【請求項１２】
前記滑り止め層は、接着発泡層若しくは高摩擦発泡層を有している請求項１１の床下加熱部材。
【請求項１３】
前記制御部材は、前記第１並びに第２の細長い導電性のワイヤー構造体に電気接続され、床下加熱部材の温度を少なくとも部分的に調整する請求項１の床下加熱部材。
【請求項１４】
連続的な回路内で電気接続された請求項１の少なくとも２つの床下加熱部材を具備している床下加熱部材システム。
【請求項１５】
前記制御部材は、各細長い導電性のワイヤー構造体に電気接続され、床下加熱部材の温度を少なくとも部分的に調整する請求項１の床下加熱部材。
【請求項１６】
床下加熱部材は、発泡体中に入れられる請求項１の床下加熱部材。
【請求項１７】
床下加熱部材は、カーペットパッドに取着される請求項１の床下加熱部材。
【請求項１８】
加熱部材は、カーペット下地に取着される請求項１の床下加熱部材。
【請求項１９】
制御部材に動作的に接続された第１の細長い導電性の加熱ワイヤー構造体と、前記制御部材に動作的に接続された少なくとも第２の細長い導電性の加熱ワイヤー構造体と、前記制御部材に動作的に接続された第１の細長い導電性のセンサワイヤー構造体と、前記制御部材に動作的に接続された少なくとも第２の細長い導電性のセンサワイヤー構造体とを含むスクリム層を具備し、これら細長い導電性のワイヤー構造体は、前記第１並びに第２の細長い導電性の加熱ワイヤー構造体が、スクリム層の長さ方向の所定の複数の位置で交差し、前記第１並びに第２の細長い導電性のセンサワイヤー構造体が、スクリム層の長さ方向の所定の複数の位置で交差するように、スクリム層中にジグザグのパターンの配列で配設され、前記第１並びに第２の細長い導電性の加熱ワイヤー構造体は、加熱回路が前記制御部材と共に形成されるように、制御部材から離れたスクリム層中の位置で互いに動作的に接続され、前記第１並びに第２の細長い導電性のセンサワイヤー構造体は、センサ回路が前記制御部材と共に形成されるように、制御部材から離れたスクリム層中の位置で互いに動作的に接続されている、床下加熱部材。
【請求項２０】
前記第１並びに第２の細長い導電性の加熱ワイヤー構造体と、前記第１並びに第２の細長い導電性のセンサワイヤー構造体とは、前記スクリム層の側方エッジに対して非垂直に角度付けられた方向に配設されている請求項１９の発明。
【請求項２１】
前記第１並びに第２の細長い導電性の加熱ワイヤー構造体の部分と、前記第１並びに第２の細長い導電性のセンサワイヤー構造体の部分とは、第１並びに第２の細長い導電性の加熱ワイヤー構造体の部分と、第１並びに第２の細長い導電性のセンサワイヤー構造体とが、前記スクリム層の内部で互いにほぼ平行であるように、スクリム層の側方エッジに対してほぼ垂直方向に延びる通路に沿って配設されている請求項１９の発明。
【請求項２２】
少なくとも１つの絶縁層を更に具備している請求項１９の床下加熱部材。
【請求項２３】
滑り止め層を更に具備している請求項１９の床下加熱部材。
【請求項２４】
前記制御部材は、前記第１並びに第２の細長い導電性のワイヤー構造体に電気接続され、床下加熱部材の温度を少なくとも部分的に調整する請求項１９の床下加熱部材。
【請求項２５】
連続的な回路内で電気接続された請求項１９の少なくとも２つの床下加熱部材を具備している床下加熱部材システム。
【請求項２６】
床下加熱部材は、発泡体中に入れられる請求項１９の床下加熱部材。
【請求項２７】
床下加熱部材は、カーペットパッドに取着される請求項１９の床下加熱部材。
【請求項２８】
加熱部材は、カーペット下地に取着される請求項１９の床下加熱部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、床下加熱部材に関する。より詳細には、本発明は、所定のパターンに配設され、かつ互いに協働し対をなした加熱部材並びに/若しくはセンサ部材の配列を有する床下加熱部材に関する。また、このような床下加熱部材を形成するための方法と、加熱部材とセンサ部材とを配列するための方法とが、提供される。
【背景技術】
【０００２】
床下暖房を提供するための多くのシステムが、知られている。一方法の温水床暖房システムが、一般的である。しかし、温水システムは、代表的にコンクリートの床板に導入されポンプ並びにボイラーシステムに接続される管材料を必要とする。十分な放射加熱効果が通常は与えられるが、これら導入の複雑性は、一般に、新しい構造体並びに加熱されない比較的大きなエリアに対する温水システムの使用を制限する。
【０００３】
フロアの放射加熱は、フロア並びに/若しくはフロア上の使用スペースを加熱するために、長く使用されてきた。このタイプの加熱システムは、幾つかの点で、とりわけ、使用者の快適度において、他の加熱システムより優れた効果を有している。フロアからの熱は、比較的均一で通気のない暖かさを与えるように、自然に上昇する。しかし、フロアを暖めるためにフロアの下に延びる温風ダクトは、複雑であり、構造のコストが高く、また、配管のためのスペースを必要とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
加熱部材を保持する網細工の構造を有する電気抵抗の加熱システムが、様々な加熱の適用のために、提案されている。しかし、これまでに提案されたシステムは、様々な実用的な理由で、床暖房の適用に適していない。これらシステムの大部分は、床の敷物材料に使用されるのには厚すぎる。また、電気加熱部材を電源に接続するには、現実的並びに美的の両方において、かなりの問題がある。加熱部材の確実な取着に対しては、更なる問題がある。部材が充分な電磁界を発生させるという傾向は、懸念される他の原因である。さらに、電流抵抗の加熱システムは、電気ワイヤーの構成のためにサイズが限定され、温度の検出並びに調整システムを制限する。この明細書に参照される全ての特許文献は、以下に十分に説明されるように、全体の参照により以下に明確に組み込まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、１対以上の加熱並びに/若しくはセンサワイヤーを含んだスクリム構造体を組み込んだ床下加熱部材を与えることにより、知られた技術より優れた効果並びに/若しくは代替案を提供する。これら加熱並びに/若しくはセンサワイヤーは、対をなした部材の少なくとも１つが、スクリム層の少なくとも一部全体に渡って側方に前後に延びる横方向のジグザグパターンになるように、配列されている。対をなした部材は、制御部材により帰還ループ回路を確立するように、切断並びに動作的に結合されることができる。かくして、スクリム層は、これの長さ方向のいずれの位置でも区画され、さらに、連続的な帰還ループの形成を可能にすることができる。かくして、本発明は、実質的にいずれの長さにも形成されることができる加熱並びに/若しくはセンサワイヤーの効果並びに効率的な連続パターンと、スクリム層中の対をなした相補的なワイヤー部材間の、回路を形成する電気接続体とを床下加熱部材システムに与える。
【０００６】
説明されたスクリム層は、ラミネートのフローリング、堅木張りのフローリング、ビニールのフローリング、若しくは、タイルのフローリングのようなフローリングシステムの下に位置されるマットの形態であり得る。代わって、スクリム層は、カーペットパッドとして使用される発泡層中に埋設されても良いし、カーペット複合体中に組み込まれても良い。
【０００７】
一態様に従えば、加熱並びに/若しくはセンサワイヤーが、三次元のパターンでスクリム層中に配設され得ることが、考えられる。このようなパターンでは、ワイヤーは、側方エッジに対して角度をなした関係で、スクリム層の側方境界エッジに対して横方向に延びる通路に沿って前後に延びている。互いに協働する対をなしたワイヤーは、スクリム層の内面に沿ってほぼダイヤモンド形状のゾーンの反復パターンを形成している。これらダイヤモンド形状のゾーンの先端と基端とは、対をなした部材間の交差ポイントを規定している。対をなした部材は、これら交差ポイント近くで接続されても良いし、離れた位置間に延びる延長の電気コネクタにより接続されても良い。
【０００８】
他の態様に従えば、相補的な対をなした加熱並びに/若しくはセンサワイヤーが、一直線のほぼ平行な関係でスクリム層の側方エッジ間に延びる実質的に二次元のパターンに配列され得ることが、考えられる。個々の対をなした部材は、方向を逆転させた側方エッジのところで互いに交差するように配列され、従って、接続ポイントを規定し、制御部材と共に回路を形成することができる。
【０００９】
他の態様に従えば、１対の相補的な加熱並びに/若しくはセンサワイヤーが、サイドバイサイドでスタックされたパターンに配列され得ることが、考えられる。１対のうちの第１の部材が、スクリム層の一側に沿って延びるジグザグのパターンで前後に延び、また、１対のうちの第２の部材は、スクリム層の隣接した他側に沿って延びるジグザグのパターンで前後に延びている。対をなした個々の部材は、スプライスコネクタ、若しくは、延長の電気コネクタにより結合され、従って、制御部材により完全な回路を形成する。
【００１０】
他の態様に従えば、１対の相補的な加熱並びに/若しくはセンサワイヤーは、１対のうちの第１の部材が以下のような状態で配列され得ることが考えられる。即ち、１対のうちの第１の部材は、スクリム層の少なくとも一部全体に渡って、スクリム層の側方エッジに対して横方向に、また、１対のうちの第２の部材に対して横方向に延びるジグザグのパターンで前後に延びる。第２の部材は、スクリム層の長さ方向に沿って少なくとも部分的に延びる細長い導線の形態である。対をなした個々の部材は、スプライスコネクタ、若しくは、延長の電気コネクタにより結合され、従って、制御部材により完全な回路を形成することができる。
【００１１】
更なる他の態様に従えば、互いに相補的な対をなしたワイヤーの所望のパターンの配列は、スクリム層の幅全体に渡って複数回繰り返され、従って、フロア全体の異なる位置で別々に制御可能な加熱ゾーンを与え得ることが、考えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
できる限り同じ部材が、様々な視点から見て同じ参照符号で示されている図面が、参照される。
【００１３】
以下に十分に説明されるように、図１は、１対以上の細長い加熱ワイヤー部材２０，２０ａ、並びに/若しくは、１対以上の細長いセンサワイヤー部材２２，２２ａを組み込んでいるスクリム層体１８を示している。即ち、このスクリム層体は、互いに相補的な回路を形成する少なくとも２つの加熱ワイヤー部材２０，２０ａ、並びに/若しくは、互いに相補的な回路を形成する少なくとも２つのセンサワイヤー部材２２，２２ａを有することが好ましい。これら加熱ワイヤー部材２０，２０ａとセンサワイヤー部材２２，２２ａとは、床下加熱部材１８の側面に対して横方向に連続した関係で前後に延びる所定のジグザグパターンに配設されることが好ましい。図示されているように、相補的な加熱ワイヤー部材２０，２０ａは、加熱ワイヤー結合部２４で一緒に接続されることができる。同様に、相補的なセンサワイヤー部材２２，２２ａは、床下加熱部材１８中のセンサワイヤー結合部２６で一緒に結合されることができる。これら結合部は、個々のワイヤーを切断して、これらワイヤーを標準的な技術により一緒に電気接続することにより、形成されることができる。図１並びに１Ａに最も良く示されているように、これら結合部２４，２６は、ユーザー設定装置３０に動作的に接続された制御部材２８と共に閉回路を形成するのに使用されることができる。容易に理解されるように、制御部材２８は、床下加熱部材１８中に収容されるように示されているが、この制御部材２８が、ワイヤー部材との動作的な接続が維持されている限り、所望に応じて、ユーザー設定装置３０中に収容されても良いし、他の外部の位置にあっても良いと、考えられる。
【００１４】
図示されているように、床下加熱部材１８は、スクリム層３６の側面に対して横方向に延びる通路に沿ってジグザグのパターンに延びる加熱ワイヤー部材２０，２０ａとセンサワイヤー部材２２，２２ａとの所定のパターンを使用することが好ましい。理解されるように、「ジグザグのパターン」という用語によって意味されるのは、ワイヤー部材が、スクリム層の側方エッジに対して横方向に向けられたパスに沿って延び、かつ、このワイヤーが、所定の境界位置間を前後に行き来するいずれのパターンである。
【００１５】
実際の応用では、床下加熱部材１８が、複数の異なる構造をとり得ると、考えられる。単なる非限定的な一例として、床下加熱部材１８のための一構造が、図１に示されている。加熱ワイヤー部材２０，２０ａとセンサワイヤー部材２２，２２ａとは、各々が、スクリム層３６の側方エッジに対して所定の角度をなして延びるパターンに配設され、かくして、三次元(tri-directional)のパターンを有するスクリムを形成している。このスクリム層３６は、オプションとして、取扱いを容易にするように軽量の不織物等に結合されることができる。このスクリム層は、また、固定糸(stabilizing yarn)と結合されることもできる。図示されているように、このスクリム層３６の外側エッジは、加熱ワイヤー部材の側方の範囲を越えて延びることが好ましい。
【００１６】
実用に際しては、前記スクリム層３６は、織物業の当業者に良く知られるように、レイド(laid)スクリム技術、若しくは、横入れたて編み等により形成されることができる。このような技術を使用することにより、ワイヤー部材は、比較的大きなデニールのマルチフィラメント若しくはモノフィラメントのポリマー糸のようなたて糸部材３８の集合体に対して横方向に配設されることができる。これらたて糸部材３８は、各糸の間にほぼ等しいスペースが形成された形態で配設されるように図示されているが、たて糸部材が、所望の安定の特性を与えるように、スクリム層３６全体に渡って対若しくはグループにまとめられ得ることも、考えられる。好ましい構造では、互いに隣接した平行の加熱部材が、４ないし６インチ（１０．１６ないし１５．２６ｃｍ）離れて配設されている。スクリム構造体の支持糸は、５００ないし３０００デニールの、テナシティが強いポリエステル若しくは同様の糸である。単なる非限定的な一例として、レイドスクリムの形成技術並びにそのパターンが、Curinierらによる米国特許第４，２４２，７７９号に開示され、この教示は、参照により本明細書に組み込まれる。横入れたて編みの技術は、米国特許第２，８９０，５７９号並びに米国特許第３，０３０，７８６号に開示されている。もちろん、当業者に知られるような他の応用例並びに備品が、所望に応じて利用されることもできる。
【００１７】
Curinerらの特許の備品、技術、並びにそのパターンを使用したスクリム層３６の一実施形態では、たて糸３８が、第1の耳糸(selvage yarn)３８ａと第２の耳糸３８ｂとを有している。たて糸３８は、また、上側のたて糸３８ｃと下側のたて糸３８ｄとを有することができる。第１の耳糸３８ａと第２の耳糸３８ｂとは、スクリム構造体３６の両側面に配設されている。加熱ワイヤー部材２０，２０ａとセンサワイヤー部材２２，２２ａとは、スクリム構造３４を形成するように、第１の耳糸３８ａと第２の耳糸３８ｂとに巻かれているので、加熱ワイヤー部材２０，２０ａとセンサ部材２２，２２ａとは、各々が、第１の耳糸３８ａを上下交互に通り、また、第２の耳糸３８ｂを上下交互に通る。前記上側のたて糸３８ｃと下側のたて糸３８ｄとは、加熱部材２０，２０ａとセンサ部材２２，２２ａとが、第１の耳糸３８ａと第２の耳糸３８ｂとに巻かれた後に、スクリム構造体３４の両側に配設され、従ってスクリム層３６の一側若しくは他側に全長に渡って残っている。隣接若しくは近接近した関係の複数の糸が、第１の耳糸３８ａ、第２の耳糸３８ｂ、上側のたて糸３８ｃ、並びに/若しくは、下側のたて糸３８ｄの位置に使用され得ることも、考えられる。
【００１８】
前記加熱部材ワイヤー２０，２０ａと、センサワイヤー２２，２２ａと、たて糸３８とは、適切な接着コーティングの使用により、所定の位置で、たて糸部材３８に結合され得ることが、考えられる。このような接着剤は、また、利用され得る所望のスクリム層３６への適用のために使用されることもできる。単なる非限定的な一例として、使用され得ると考えられる１つの接着剤は、硬化の際に柔軟性を実質的に残すＰＶＣ接着剤である。もちろん、柔軟性を残したままの状態で結合の安定性を与える他の接着システムが、所望に応じて使用されることもできる。
【００１９】
図示されているように、加熱ワイヤー部材２０，２０ａとセンサワイヤー部材２２，２２ａとが、スクリム層３６の側面とたて糸３８とに対して横方向に角度をなして延ばされることにより、ほぼダイヤモンド形状のゾーンの三次元のパターンが、スクリム層３６の長さ方向に沿って確立される。このとき、これらワイヤー部材は、対応したワイヤー部材と中央近くで交差している。図１に示されている配列において、互いに相補的なワイヤー部材が繰り返し交差している配列は、対をなした部材間の接続部を交差ポイント近くに形成することにより、制御回路をスクリム層３６中に形成するのに、使用されることができる。交差ポイントの規則的な形成により、かくして、床下加熱部材は、実質的にいずれの長さにも切断されることができる。そして、互いに相補的な対をなした部材を、区画された領域内の所定の位置で簡単に結合することにより、帰還ループが、制御部材の元に確立されることができる。かくして、加熱ワイヤー部材とセンサワイヤー部材との自己反転したサイドバイサイドの配列は、床下加熱の使用に非常に適応した構造をもたらしている。図１に示されているように、ワイヤー結合部２４，２６は、制御部材２８に対して、スクリム構造体の離れた端部に位置されることが好ましい。これは、形成された帰還回路が、床下加熱部材１８中の最大エリアをカバーするのを可能にし、従って、床下加熱部材全体中にある特徴に基づいた制御を与える。
【００２０】
スクリム構造体中の回路の構成をより明瞭に示すために、図１Ａは、図１のスクリム構造体より短い構造体の形態を示している。加熱ワイヤー結合部２４’とセンサワイヤー結合部２６’とは、制御部材２８’に近接して位置されている。この図に見られ得るように、互いに相補的な１対の加熱ワイヤー部材２０’，２０ａ’は、スクリム構造体に沿って上方に延びるパターンの配列を想定するように、制御部材２８’から離れるように延びている。加熱ワイヤー部材２０’，２０ａ’は、制御部材２８’から離れた位置で互いに交差している。この交差ポイントのところで、加熱ワイヤー部材２０’，２０ａ’は、加熱ワイヤー結合部２４’により、好適に結合されることができる。かくして、閉成された帰還ループが、好適に確立されることができる。同様に、互いに相補的な１対のセンサワイヤー部材２２’，２２ａ’が、また、制御部材２８’から延び、制御部材２８’から離れた遠い位置で交差している。従って、センサワイヤー結合部２６’のところでセンサワイヤー部材２２’，２２ａ’を互いに結合させることにより、閉成されたセンサループが、確立される。スクリム構造体を加熱ワイヤー結合部２４とセンサワイヤー結合部２６’との範囲から区画することにより、確立された閉回路が、ダメージを受けることはない。さらに、実質的にいずれの長さにも、選択されることができる。もちろん、複数の対をなした加熱ワイヤー部材並びに/若しくはセンサワイヤー部材が、所望に応じて利用され得ることは、理解される。理解されるように、２対以上の加熱ワイヤー部材並びに/若しくはセンサワイヤー部材を使用することにより、複数の並列回路が、床下加熱部材のモニタ並びに制御のために確立されることができる。
【００２１】
前に説明したように、２対以上の加熱ワイヤー並びに/若しくはセンサワイヤーは、床下加熱部材の幅全体に渡って２つ以上の異なる加熱ゾーンを確立するように、スクリム層の別々の部分全体に渡って延びるパターンに配列され得ることが、また、考えられる。単なる非限定的な一例として、このような一配列が、図２に示されている。理解されるように、これら図では、前に説明された部材に対応した部材が、１００が加えられた(100 series)同様の参照符号により示されている。
【００２２】
図示されている例示的な床下加熱部材１１８では、対をなした第１の加熱ワイヤー部材１２０，１２０ａと、対をなした第１のセンサワイヤー部材１２２，１２２ａとが、加熱ワイヤー結合部１２４とセンサワイヤー結合部１２６とでの動作的な接続のために、制御部材１２８から離れるようにそれぞれ延びている。図示されているように、加熱ワイヤー部材１２０，１２０ａとセンサワイヤー部材１２２，１２２ａとは、スクリム層１３６の側方境界線に対して横方向に延びる通路に沿って前後に延びている。しかし、図示されている実施形態では、これらワイヤー部材が、スクリム層１３６の第１のエッジ近くからスクリム層の中央位置に延びる第１の分離した幅方向の(discrete width)セグメント全体に渡ってパターンを形成している。かくして、この分離した幅方向のセグメントは、床下加熱部材１１８の幅全体の第１の加熱ゾーンを規定している。図示されているように、対をなした第２の加熱ワイヤー部材１２０’，１２０ａ’と、対をなした第２のセンサワイヤー部材１２２’，１２２ａ’とが、加熱ワイヤー結合部１２４’とセンサワイヤー結合部１２６’とでの動作的な接続のために、制御部材１２８’から離れるように延びている。図示されているように、これら加熱ワイヤー部材１２０’，１２０ａ’とセンサワイヤー部材１２２’，１２２ａ’とは、スクリム層１３６の側方境界部に対して横方向に延びる通路に沿って延びている。図示されている実施形態では、これらワイヤー部材１２０’，１２０ａ’，１２２’，１２２ａ’は、スクリム層１３６の第２のエッジ近くからスクリム層の内部の中央位置に延びる第２の分離した幅方向のセグメント全体に渡ってパターンを形成している。かくして、この分離した幅方向のセグメントは、床下加熱部材１１８の幅全体の第２の加熱ゾーン１３９を規定している。もちろん、幾つもの分離した幅方向の加熱ゾーンが、所望され得るように加熱部材１１８全体に渡って使用され得ることも、考えられる。
【００２３】
２つ以上の分離した幅方向の加熱ゾーンを使用することの潜在的な利点は、床下加熱部材が使用される部屋の異なる区画で温度を別々に制御可能なことである。かくして、図示されている配列において、各加熱ゾーンは、独立した制御ユニットとユーザー設定装置とに動作的に接続されることができる。しかし、２つ以上の加熱ゾーンが、床下加熱部材全体に渡ってほぼ均一な温度をもたらすように、共通の制御ユニットに接続され得ることも、考えられる。このような配列は、かなりの幅がある部屋に所望され得る。
【００２４】
単なる非限定的な一例として、図３は、異なるパターンの配列を示している。前に説明された部材に対応した部材は、２００が加えられた同様の参照符号により示されている。図示されているように、この配列では、細長い加熱ワイヤー部材２２０，２２０ａと、センサワイヤー部材２２２，２２２ａとが、スクリム構造体の側方エッジに対してほぼ垂直であるように、スクリム構造体全体に渡って互いにほぼ平行に延びている。理解されるように、このようなパターンは、織物業の当業者に知られるような技術により、確立されることができる。単なる非限定的な一例として、このようなスクリムの形成技術とそのパターンとは、Curinierらによる米国特許第４，２４２，７７９号に開示されている。このタイプの構造体は、また、米国特許第２，８９０，５７９号並びに３,０３，７８６号に開示されている横入れたて編み技術を使用して形成されることができる。もちろん、当業者に知られるような他の方法ならびに装置が、所望に応じて、同様に利用されることができる。
【００２５】
図示されているように、図３の構造体では、個々の加熱ワイヤー部材２２０，２２０ａとセンサワイヤー部材２２２，２２２ａとが、スクリム層２３６の側方境界エッジのところで互いに交差している。かくして、加熱ワイヤー結合部２２４とセンサワイヤー結合部２２６とが、側方エッジの交差ポイントに容易に形成され、従って、制御部材２２８に対する加熱ワイヤーの帰還ループとセンサワイヤーの帰還ループとを確立することができる。全ての他の点において、このような構造体は、前の実施形態に関連して説明された方法と同じ方法で動作する。
【００２６】
互いに協働する１対のワイヤーのための更なる他のパターンの配列が、図４に示されている。この配列では、相補的な１対の加熱ワイヤー並びに/若しくはセンサワイヤー３５０，３５０ａが、サイドバイサイドにスタックされたパターンに配列されることができる。このような配列では、１対のうちの第１の部材３５０が、制御部材３２８から離れるように、第１の分離した幅方向のゾーン３５５全体に渡って延びるジグザグのパターンで前後に延びている。１対のうちの第２の部材３５０ａは、前記制御部材３２８から離れるように、第２の分離した幅方向のゾーン３５７全体に渡って延びるジグザグのパターンで、前後に延びている。このパターンの長さ方向の所望の位置で、これら相補的な対をなした部材は、制御部材３２８と共に回路を閉じるように、結合部３３６で動作的に互いに接続されることができる。もちろん、対をなした別のワイヤー部材が、また、加熱と検出との両方の機能が与えられるように、組み込まれることもできる。さらに、実質的に二次元のワイヤーのパターンが図示されているが、三次元のワイヤーのパターンが、また、所望に応じて、このような配列に使用され得ることが、考えられる。
【００２７】
互いに協働する１対のワイヤーのための他のパターンの配列が、図５に示されている。この配列では、互いに相補的な１対の加熱ワイヤー並びに/若しくはセンサワイヤーが、帰還回路を形成するように、制御部材４２８から離れるように延びている。１対のうちの第１の部材４５０が、スクリム層の少なくとも一部分全体に渡って、スクリム層の側方エッジに対して横方向に延びるジグザグのパターンで、前後に延びている。さらに、この１対のうちの第１の部材４５０は、パターンの長さ方向に沿って少なくとも部分的に延びる細長い導線の形態の、１対のうちの第２の部材４５０ａに実質的に直交するパターンで延びている。所望に応じて、１対のうちの第２の部材４５０ａは、スクリム層中の耳糸、即ちたて糸であってもよい。１対の個々の部材４５０，４５０ａは、スプライスコネクタ４３６、即ち、延長した長さの電気コネクタにより互いに結合され、従って、制御部材と共に回路を形成することができる。もちろん、１対の別のワイヤー部材が、また、加熱と検出との両方の機能が与えられるように、組み込まれることもできる。さらに、実質的に二次元のワイヤーのパターンが図示されているが、三次元のパターンが、また、所望に応じて、このような配列に使用され得ることも、考えられる。
【００２８】
互いに協働する１対のワイヤーのための更なる他のパターンの配列が、図６に示されている。この配列では、互いに相補的な１対の加熱ワイヤー５２０，５２０ａと、互いに相補的な１対のセンサワイヤー５２２，５２２ａとが、図１並びに２に関連して説明並びに示されたように、制御部材５２８から離れるように、三次元のスクリムの配列で延びている。しかし、図６の配列では、これら相補的な１対の部材が、１対の加熱ワイヤー結合部５２４間とセンサワイヤー結合部５２６間とにそれぞれ延びる細長い導線部材５７０，５７２により、互いに動作的に接続されている。理解されるように、このような配列は、パターン中の交差ポイントでワイヤー部材を互いに接続する必要性をなくしている。
【００２９】
もちろん、いずれのパターンの配列も、所望に応じて、床下加熱部材の幅全体に渡った複数の分離したゾーンに使用され得ることは、理解される。同様に、このようなパターンの組み合わせが、所望に応じて、異なるゾーンに使用されることができる。さらに、スクリム層は、図１ないし３に示されているが、オプションとして、床下加熱部材が、スクリム層なしで形成されることができる。一実施形態では、複数の床下加熱部材が、連続した回路中に電気接続されている。この結果、非常に広いエリア若しくは複数のエリアでの集中的な加熱並びに温度制御が、可能である。
【００３０】
好ましくは、床下加熱部材は、また、少なくとも１つの絶縁層を有している。この層は、加熱部材を、電気並びに/若しくは物理的に絶縁するように機能している。この加熱部材は、部材に電圧が加えられたときに発生する電磁界を最小にするジグザグのパターンに配列されている。この加熱部材の配列は、サイドバイサイドの内側並びに外側のラン(runs)を有し、これら２つのサイドバイサイドのランの界は、互いに実質的にキャンセルされている。
【００３１】
加熱ワイヤー部材とセンサワイヤー部材とは、互いに異なる機能を果たすが、ほぼ同じ構造を有し得ることが、考えられる。単なる非限定的な一例として、このような細長い部材のための例示的な構造が、図７並びに８に示されている。図７に示されている構造では、単一の導電性の金属ワイヤー４０が、高分子繊維のような可撓性のコア４２の周りに巻き付いた関係で延びている。また、２つ以上の導電性の金属ワイヤーが、可撓性のコアの周りに巻き付けられても良い。金属ワイヤー４０は、銅と、銅合金と、ニッケル及びスチール等を含む他の非鉄金属及び鉄金属とを含む適切な材料で形成されることができる。考えられる１つの応用例に従えば、金属ワイヤー４０は、約３３ないし約４２のアメリカンワイヤーゲージ（ａｗｇ）の厚さを有するフィスク合金(Fisk Alloy)から利用可能なような銅合金ワイヤーであり得る。この金属ワイヤー４０は、ＰＥＴの繊維のコアの周りに巻き付けられても良いし、ケブラー(Kevlar)、ガラス繊維、並びに、約５００ないし約１０００デニールの綿密度を有する他の強いテナシティの糸のような他の織編用糸の周りに巻き付けられても良い。ＰＶＣのような絶縁層４４が、巻き付けられた構造体を取り囲む関係で延びている。このような構造の細長い構造体が、必要以上のひずみ硬化並びに脆化を伴うことなくスクリム構造体に挿入され得るように、必要以上のレベルのひずみ硬化を伴うことなくかなりの可撓性を示すことは、判っている。所望に応じて、金属ワイヤー４０は、また、エナメルのような非道電性のコーティングを有することができる。しかし、このようなコーティングを有することのない金属ワイヤーが、所望に応じて、利用されることもできる。
【００３２】
図８に示されている構造では、前に説明されたような金属材料で形成された１対の導電性の金属ワイヤー４０’，４１’が、高分子繊維のような可撓性のコア４２’の周りに巻き付けられた関係で延びている。全ての他の点において、この構造は、図７の構造に一致している。理解されるように、ワイヤーが２重に巻き付けられた構造体が利用される場合、個々のワイヤー部材は、１対の所望のワイヤー回路を形成するように、一端部が互いに電気接続されることができる。この結果、結合部は、分離されたワイヤーの交差ポイントではなく、スクリム構造体中の実質的にいずれの位置にも形成されることができる。所望に応じて、２重の巻き付けられたワイヤー構造体は、また、１対の回路が確立されるように、他の２重の巻き付けられた交差ワイヤーに接続されることもできる。かくして、１対の帰還ループが、細長いワイヤーの対の数を増やすことなく確立されることができる。
【００３３】
考えられる潜在的な好ましい応用に従った図１の実施形態を参照すると、床下加熱部材の動作時に、ユーザーは、システムを電源に接続し、ユーザー設定装置３０での所望のユーザーの設定を選択する。信号が、１つ以上の加熱ワイヤー部材２０，２０ａ中に電流を送出するように、ユーザー設定装置３０から制御部材２８に送られる。システムの駆動に関連して、検出電流（sensing current)が、また、制御部材２８からセンサワイヤー部材２２，２２ａに送られる。この検出電流の送出の間、電圧センサが、センサワイヤー部材２２，２２ａ全体に渡る電圧を測定する。知られた検出電流の出力と、センサワイヤー部材全体に渡った測定電圧とを基礎にして、制御部材２８は、制御部材中にグラムされた伝達関数、若しくは、ルックアップ表にストアされたデータに基づいたセンサワイヤー部材２２，２２ａの温度を算出する。センサワイヤーの測定温度を基礎にして、制御部材２８は、選択されたユーザー設定を達成するのに必要なように、加熱ワイヤー部材２０，２０ａへの電流の流れを調節並びに調整する。
【００３４】
もちろん、図２に示されているような分離された加熱ゾーンの実施形態では、分離したユーザー設定装置１３０，１３０’が、床下加熱部材の異なる部分の温度をそれぞれ制御するために使用されることができる。しかし、全ての他の点において、動作は、実質的に同じである。
【００３５】
好ましくは、床下加熱部材は、滑り止めの層を有している。この滑り止めの層は、加熱部材が床下で動くのを防止するのを助け、接着発泡層(tackified foam layer)若しくは高摩擦発泡層であることが好ましい。このソフトで変形可能な発泡材料は、例えば、発泡ラバー、即ち粘着性の発泡ラバー、ウレタン発泡、ゴム、若しくは、粘着性のウレタン発泡であるが、これらに限定されない。この粘着性の発泡体は、化学活性剤、若しくは、放射加熱により粘着性が高められ得る。湿気は、化学活性剤としての役割を果たすことができる。フォームの放射加熱により、発泡層は、粘着性が、例えば、ガンマ線、紫外線、若しくは電子ビームで高められる。
【００３６】
一実施形態では、床下加熱部材は、発泡体中に装填される。また、他の実施形態では、床下加熱部材は、カーペットパッドに装着される。装填する発泡体並びにカーペットパッドは、未使用の(virgin)発泡体でも良いし、再結合用の(re-bond)カーペットパッドでも良い。発泡体中に装填される床下加熱部材のための構造体の幾つかの例は、加熱部材の周りの発泡のラミネート層や、発泡性のあるコーティング材料並びに発泡材料を有している。
【００３７】
カーペットパッドを床下加熱部材に装着することは、知られた手段、例えば、感圧型接着剤、紫外線硬化型接着剤、火炎貼合せ、並びに、ステープル留めのような物理的手段により果たされ得るが、これらに限定されない。発泡体若しくはカーペットパッド層は、１立方フート当り約１２ポンドないし１立方フート当り約２０ポンド、より好ましくは、１立方フート当り１４ポンドないし１立方フート当り１６ポンドの密度を有することが好ましい。
【００３８】
床下加熱部材が、新たな構造のみならず、変形並びに変更例に好適に適用されることは、本発明の特別な特徴である。変更に用いられるのに不適切なパイピング、配管、若しくは、他の複雑な機械的取付けの必要性はない。代わりに、本発明の加熱マットは、下地床に容易に配設されることができ、仕上がったフローリングは、通常の方法で設置される。加熱部材並びにスクリムにメッシュ状の開口部が形成されることは、セラミックタイルの貼り付けに使用されるモルタル、並びに、板張りの床を押さえつけるのに使用される接着剤を含む少なくとも１つの配設の実施形態において、重要である。床下加熱部材は、床一面のカーペット、部屋の一部に敷く絨毯、カーペットタイル、セラミック若しくは石のタイル、板張りのフローリング、積層板、並びに、リノリウム床を含む多くの床張りのオプションの下に使用されることができるが、これらに限定されない。
【００３９】
加熱マットは、隣の部屋に対して出入口のフロアの高さを著しく変更することなく１つの部屋に設置され得るのに十分な薄さであることが好ましい。加熱部材は、また、床の高さを著しく変更することなく、１つの部屋のわずか一部に設置されることもできる。設置は、簡単であり、加熱部材が、床の敷物の下に完全に設置された後に、電気技師により容易に確立され得る建物の電源への電気的な接続のみを必要とする。
【００４０】
本発明は、ある種潜在的に好ましい実施形態並びに応用に関連して図示並びに説明されているが、図示並びに説明された実施形態並びに応用が、単なる例示であり、本発明が、これらに限定されるものではないことは、理解される。むしろ、当業者が、本発明の以上の説明を読み、並びに/若しくは本発明の応用を通して、本発明に対する変更並びに変形に恐らく思い当たることは、十分に考えられる。従って、本発明が、本発明の十分な精神並びに範囲内にある本発明の広範な態様を組み込み得るような全ての変更並びに変形にまで及ぶことが、意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態に従ったスクリム層の１対の加熱ワイヤーと１対のセンサワイヤーとのための例示的な三次元のパターンの配列を示す図である。
【図１Ａ】図１のパターンの配列の一部の拡大図であり、スクリム層の長さ方向に沿って接続部を適合可能に配設することにより形成された回路ループの例示的な構成を示している。
【図２】２対の加熱ワイヤーと相補的なセンサワイヤーとのための例示的なパターンの配列を示す図であり、これらワイヤーは、互いに隣接した１対の加熱ゾーンを有する本発明の他の実施形態に従って、互いに隣接し制御された１対の加熱ゾーンをスクリム層に与えるように配列されている。
【図３】スクリム層への１対の加熱ワイヤーと１対のセンサワイヤーとのための例示的な二次元のパターンを示している。
【図４】サイドバイサイドにスタックされたパターンで配列された互いに相補的な１対の加熱並びに/若しくはセンサワイヤーのための例示的なパターンを示しており、１対のうちの第１の部材は、スクリム層の一側に沿って延びるパターンで前後に延び、１対のうちの第２の部材は、スクリム層の隣接した他側に沿って延びるパターンで前後に延びている。
【図５】１対の相補的な加熱並びに/若しくはセンサワイヤーのための例示的なパターンを示しており、１対のうちの第１の部材は、スクリム層の側方エッジに対して横方向、かつ第２の対部材に対して更に横方向に、スクリム層の少なくとも一部全体に渡って延びるパターンで前後に延び、１対のうちの第２の部材は、スクリム層の長さ方向に沿って少なくとも部分的に延びている細長い導線の形態のたて糸、若しくは、耳部材のようである。
【図６】互いに相補的な対をなした加熱並びに/若しくはセンサワイヤーのための他の電気接続の実施形態を示している。
【図７】繊維のコアの周りに巻き付けられた１つのワイヤーを加熱若しくはセンサ部材として使用している、巻き付けられたワイヤー構造体の断面図である。
【図８】繊維のコアの周りに巻き付けられた１対のワイヤーを加熱若しくはセンサ部材として使用している、巻き付けられたワイヤー構造の断面図である。
【図１】
2008541003.tif 000003
【図１Ａ】
2008541003.tif 000004
【図２】
2008541003.tif 000005
【図３】
2008541003.tif 000006
【図４】
2008541003.tif 000007
【図５】
2008541003.tif 000008
【図６】
2008541003.tif 000009
【図７】
2008541003.tif 000010
【図８】
2008541003.tif 000011
【国際調査報告】
2008541003.tif 000012