(57)【要約】      （修正有）【課題】施工が簡便で故障が少なく、耐久性に優れ、消費エネルギーが少なく、温度ムラが生じない融雪シートを提供する。【解決手段】通電により発熱する薄膜状の面状発熱体１４と、面状発熱体に電力を供給する給電部と、面状発熱体の表面側および裏面側を覆う被覆材２１を備えた。面状発熱体は、発熱物質として半導体（ゲルマニウム、シリコンおよび金属酸化物）を含む半導体面状発熱体である。被覆材は、ウレタンシート又はアルミニウム板である。【選択図】図３
0003187848.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
通電により発熱する薄膜状の面状発熱体と、
前記面状発熱体に電力を供給する給電部と、
前記面状発熱体の表面側および裏面側を覆う被覆材と
を備えたことを特徴とする融雪シート。
【請求項２】
前記面状発熱体は、発熱物質として半導体を含む半導体面状発熱体である
請求項１に記載の融雪シート。
【請求項３】
前記半導体として、ゲルマニウム、シリコンおよび金属酸化物を含む
請求項２に記載の融雪シート。
【請求項４】
前記被覆材は、ウレタンからなるシート材である
請求項１から３のいずれか一項に記載の融雪シート。
【請求項５】
前記被覆材は、
ウレタンからなり前記面状発熱体の表面側を覆う第１シートと、
ウレタンからなり前記面状発熱体の裏面側を覆う第２シートと
を含み、
これら第１シートおよび第２シートは、前記面状発熱体の外周より周囲に張り出した周縁部をそれぞれ備え、
当該第１シートの周縁部と、当該第２シートの周縁部とを熱圧着により貼り合わせて当該第１シートと第２シートの間に前記面状発熱体を挟持した
請求項１から３のいずれか一項に記載の融雪シート。
【請求項６】
前記被覆材は、金属からなる板状部材である
請求項１から３のいずれか一項に記載の融雪シート。
【請求項７】
前記被覆材は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる板状部材である
請求項６に記載の融雪シート。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、融雪シートに係り、特に面状発熱体を利用して路面や屋根などに降り積もる雪を融かすシート状または板状の融雪器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
降雪地域にあっては、冬季に降り積もる雪の処理が労力面および費用面の双方から大きな負担となっている。このため、積雪を効率良く融かす各種の装置が従来から提案され使用されている。
【０００３】
このような融雪装置は、例えば、融雪を行う路面などに配管を埋設し、ボイラーや地中熱を利用して熱交換器を通じて温めた不凍液や温水を当該配管に循環させて融雪を行うものがあり（下記特許文献１〜３参照）、また、対象路面に電熱線を埋設しあるいは電熱線を内蔵したマット状の部材を敷き並べるもの（下記特許文献４〜６参照）もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３０１４０６号公報
【特許文献２】特開２０１０−２８１２０３号公報
【特許文献３】特開２０１１−２５６５４２号公報
【特許文献４】特開２０１０−１８９９５１号公報
【特許文献５】実開平７−４２７９５号公報
【特許文献６】実用新案登録第３０９１９３３号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような従来の融雪装置は、いずれも次のような問題があり、未だ改良の余地を残している。
【０００６】
まず、不凍液や温水など液状の熱媒体を循環させる装置にあっては、融雪を行う路面の地中に媒体を通すパイプを埋設し、埋設したパイプと熱源（ボイラー等）とを連絡する配管を敷設しなければならず、施工に時間と労力を要する。また、媒体の温度を管理するためのセンサ類や制御機器、またボイラーが必要となるなど、装置が大規模かつ高額なものとならざるを得ない。
【０００７】
さらに、循環系統の定期点検や循環液の交換、ボイラーの定期更新なども必要で、維持費がかかる。また、パイプのつまりや漏水のアクシデントが発生する可能性も否定できない。
【０００８】
一方、電熱線を内蔵したマット形態の装置によれば、上記のような媒体循環型の装置に比べれば、施工労力を軽減することが出来る。
【０００９】
しかしながら、融雪路面には人間や車両が載り相当の荷重負荷が長年に亘りかかることがあることから、電熱線が断線する故障が生じることがある。また、蛇行させるように配置したとしても電熱線は線状の発熱体であることから、温度ムラが生じ、部分的に雪が融けずに路面に残ってしてしまうことがある。さらに、従来の電熱線は熱エネルギーへの変換効率が十分とは言えず、電気代が嵩む難がある。
【００１０】
したがって、本考案の目的は、従来に比べて施工が簡便で故障が少なく、耐久性に優れ、消費エネルギーが少なく、温度ムラが生じない新たな融雪器具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決し目的を達成するため、本考案に係る融雪シートは、通電により発熱する薄膜状の面状発熱体と、前記面状発熱体に電力を供給する給電部と、前記面状発熱体の表面側および裏面側を覆う被覆材とを備えた。
【００１２】
本考案の融雪シートでは、流体を熱媒体としてこれを循環させたり電熱線を使用することなく、薄膜状に成形した面状発熱体を使用して融雪を行う。この面状発熱体は、従来のニクロム線のような線状の電熱体とは異なり、薄膜状に薄く成形した発熱体の両端に電圧をかけることにより当該発熱体全体が面状に発熱するものである。
【００１３】
本考案に使用する面状発熱体としては、朝日電子工業株式会社（本考案の考案者の一人である美澤尚が代表者）が提供している半導体熱恒温素子（半導体面状発熱体）を好ましく使用することが出来る。この半導体熱恒温素子は、半導体（多結晶体）を金属酸化物と組み合わせて薄く小さく整列化させた半導体面状発熱体に通電を行えるようにしたフィルム状の素子で、次のような優れた特長を有する。
【００１４】
（１）ニクロム線などの従来の電熱線に比べ、電気エネルギーから熱エネルギーへの変換効率が高く（従来のニクロム線と比べて５０％以上の効率向上が可能）、少ない電力で大きな熱量を発生させることが出来る。
（２）設定温度に向けて突入電力なしで迅速に温度を上昇させ（立ち上がりが速い）、設定温度に達した時点で恒常的にその温度を保つ性質（過昇温防止機能）がある。したがって、温度制御回路が不要で、頻繁に電源をオンオフしても電力消費が少なく、省電力である。また、印加電圧も、３Ｖの低電圧から４００Ｖの高電圧までとすることが可能であり、１００Ｖや２００Ｖの通常の商用電源は勿論、様々な電圧の電源を利用することが出来る。なお、上記設定温度は、金属酸化物の選定および素子の配列構造を変えることにより、３０℃〜４００℃まで自由に設計が可能である。
【００１５】
（３）ニクロム線は、温度上昇と共に発熱体自身の温度を上昇させるため、熱暴走（温度が上昇しすぎて壊れる）を引き起こすことがあるが、当該半導体熱恒温素子にはそのような熱暴走を起こすことがない。
（４）印加する電流は、直流と交流のどちらでも良く、例えば、商用電源や直流バッテリなど様々な電源を使用することが出来る。また、小さな電圧（例えば３Ｖ〜）でも駆動することが可能である。
（５）発熱による劣化や経年変化が無く、耐久性に優れ、メンテナンス費用を低く抑えることが出来る。電熱線（ニクロム線）や白熱灯は、起動時に大きな電流が流れる突入電流が生じるが、半導体による発熱は、ＬＥＤと同様に突入電力が発生しないから、発熱体の寿命が格段に長い。例えば、ニクロム線の寿命は２千時間程度であるが、この半導体熱恒温素子は、当該素子を構成する分子群が安定した分子（熱劣化しない安定した物質）であるため、寿命は半永久的である。
【００１６】
（６）損傷に強い。上記半導体面状発熱体は、微小な発熱粒子（半導体結晶）が大量に整列された状態となっているから、例えば釘を打ち込んで穴を開けるようなことをしてもその部分が破損するだけで、発熱体全体として通電が遮断されたり、短絡や自己発火が生じることがない。
（７）半導体面状発熱体自体が不燃材料であり、安全性が高い。
（８）発熱にあたって二酸化炭素（ＣＯ2）の発生が無いため、環境面にも優れる。
【００１７】
（９）面全体から発熱するため、線状の発熱を均熱板により全体に広げるニクロム線方式と比較して熱効率が格段に良い。
（１０）フィルム状に成形した面状発熱体のどの部分でも発熱量が一定で温度ムラが生じないから、融雪面で雪が融け残ることがない。
（１１）施工性が良く、複雑な現場作業が不要で簡便な敷設作業で済むから、設置コストを抑えることが出来る。また、施工管理が省け、工期の短縮が可能である。
（１２）運転時にも電磁波の発生がなく、人体に悪影響を及ぼすことがない。
【００１８】
面状発熱体に通電を行う前記給電部としては、面状発熱体の両端部に設ける電極と、これらの電極と電源とを電気的に接続する導体線路（ケーブル／電源コード）とを備えれば良い。
【００１９】
また、面状発熱体の表面および裏面を覆う前記被覆材として、本考案の一態様では、ウレタンからなるシート材を使用する。この場合、好ましい態様として、当該被覆材は、ウレタンからなり面状発熱体の表面側を覆う第１シートと、ウレタンからなり面状発熱体の裏面側を覆う第２シートとを含み、これら第１シートおよび第２シートは、面状発熱体の外周より周囲に張り出した周縁部をそれぞれ備え、当該第１シートの周縁部と、当該第２シートの周縁部とを熱圧着により貼り合わせて当該第１シートと第２シートの間に前記面状発熱体を挟み込んだ構造とする。
【００２０】
このようなシート構造によれば、防水性や耐久性が高く、薄く柔軟で取り扱いが楽な施工性に優れた融雪シートが得られるうえに、当該融雪シートの量産性も良好なものとすることが出来る。
【００２１】
一方、前記被覆材について、本考案の別の態様では、当該被覆材が金属（例えばアルミニウム又はアルミニウム合金）からなる板状部材とする。このような態様によれば、シート表面の耐久性が高められるだけでなく、被覆材に高い熱伝導性を付与することが出来るから、融雪効率をより一層向上させることが出来る。
【００２２】
本考案の融雪シートの設置場所は特に問わない。例えば、玄関先などの建物周りや、車道や歩道などの路面、駐車場のほか、屋根やバルコニーなどにも設置することが可能である。
【考案の効果】
【００２３】
本考案によれば、従来に比べて施工が容易で故障が少なく、耐久性に優れ、消費エネルギーが少なく、温度ムラが生じない融雪シートを提供することが出来る。
【００２４】
本考案の他の目的、特徴および利点は、図面に基づいて述べる以下の本考案の実施の形態の説明により明らかにする。なお、各図中、同一の符号は、同一又は相当部分を示す。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本考案の第一の実施形態に係る融雪シートを示す斜視図である。
【図２】図２は、前記第一実施形態に係る融雪シートを示す断面図（図１のＡ−Ａ断面）である。
【図３】図３は、前記第一実施形態に係る融雪シートを分解して示す斜視図である。
【図４】図４は、前記第一実施形態に係る融雪シートに備える半導体熱恒温素子を分解して示す斜視図である。
【図５】図５は、前記第一実施形態に係る融雪シートの変形例を示す平面図である。
【図６】図６は、本考案の第二の実施形態に係る融雪シートを分解して示す斜視図である。
【考案を実施するための形態】
【００２６】
〔第１実施形態〕
図１から図４に示すように本考案の第一の実施形態に係る融雪シート１は、半導体熱恒温素子１１と、当該半導体熱恒温素子１１の表面および裏面を覆う被覆材２１，２２とからなる。
【００２７】
半導体熱恒温素子１１は、図４に示すように半導体面状発熱体１４を耐熱性の樹脂フィルム１２，１３でラミネートしたフィルム状の発熱素子であり、樹脂フィルム１２の表面に短冊状に薄く広げた面状発熱体１４と、その両端に接続した電極１５と、電源からの電力を当該半導体熱恒温素子１１内に導入する電源コード１６ａと、当該電源コード１６ａと前記電極１５とを電気的に接続する導体線路１６と、当該導体線路１６および前記電極１５と共に面状発熱体１４の表面を覆う樹脂フィルム１３とを有する。
【００２８】
面状発熱体１４は、前述した朝日電子工業株式会社が現在製造販売している半導体面状発熱体であり、ゲルマニウム、シリコンおよび金属酸化物からなる多結晶半導体を整列化させ、フッ素および炭素などを混合し薄く成形したものである。
【００２９】
一方、表面側および裏面側の被覆材２１，２２は共にウレタンシートからなり、半導体熱恒温素子１１の周囲に張り出した周縁部分を熱圧着により互いに溶着し（熱圧着部分を符号２３で示す）、半導体熱恒温素子１１を両シート２１，２２の間に挟み込んだ。なお、両ウレタンシート２１，２２の間から電源コード１６ａを引き出す部分には、融雪シート１の内部に水が入り込まないように防水性の樹脂を充填し、水密構造とする。
【００３０】
また、融雪シート１（ウレタンシート２１，２２）の四隅には、複数枚のシート１を連結したり地面に固定するのに使用可能な貫通孔２４を設けてある。
【００３１】
本実施形態に係る融雪シート１の具体的な仕様の一例を示せば、外形寸法が縦１８００ｍｍ、横４００ｍｍ、厚さ１．７４ｍｍ（ウレタンシート２１，２２の肉厚：０．８ｍｍ、半導体熱恒温素子１１の肉厚：０．１４ｍｍ）、シート内に備える半導体熱恒温素子１１の使用電力が２００Ｖ、発熱能力（設定温度）が気温Ｏ℃の環境下で３０℃、最大使用電力が９７Ｗとすることが出来る。なお、シートの寸法や形状、内部に備える半導体熱恒温素子（したがって本シートの融雪能力）は、使用場所や要求される融雪能力等に応じて様々な仕様とすることができ、上記各値に特に限定されるものではない。また、図５に示すように、上記融雪シートを横に配列させたような構造とすることも可能である。
【００３２】
本実施形態のシート構造によれば、接着剤を使用することなく、半導体熱恒温素子を挟み込んで熱圧着により両被覆シートを溶着するだけで良いから、効率よく融雪シートを量産することが出来る。また、シート全体として薄く、軽く、柔軟性があるから、敷設作業がやり易く施工性に優れる。また、配管作業やコンクリートの打設なども不要であるから、施工にあたって専門的な技能を必要とせず、熟練した施工技術者でなくても簡易に設置することが出来る利点がある。
【００３３】
さらに、前に述べた半導体熱恒温素子の優れた諸特性、即ち、高いエネルギー変換効率による省電力、設定温度への迅速な立ち上がり、設定温度を正確に保つ恒常性、面発熱による融雪面の温度の均一性、熱暴走・短絡・自己発火がなく不燃材料であることによる安全性、格段に高い耐久性、ならびに、損傷への耐性などを備え、これらのメリットを享受することが出来るから、本実施形態の融雪シートは、従来の融雪装置に比べて格段に機能性および実用性に優れたものである。
【００３４】
〔第２実施形態〕
図６に示すように本考案の第二の実施形態に係る融雪シート２は、前記第一実施形態に係る融雪シート１と同様に、半導体熱恒温素子１１を２枚の被覆材３１，３２の間に挟み込むように配置したものであるが、当該被覆材３１，３２として、アルミニウム板を使用する。
【００３５】
アルミニウム板３１，３２の周縁部には、適宜の間隔を開けて全周に亘ってボルト孔３３を設けてあり、これらのボルト孔３３に通したボルトによって両アルミニウム板３１，３２を圧着するように固定し、半導体熱恒温素子１１を挟み込む。なお、アルミニウム板３１，３２の周縁部（半導体熱恒温素子１１の周囲）には、半導体熱恒温素子１１を取り囲むように防水用のシール材（図示せず）を備える。
【００３６】
また、融雪シート２（アルミニウム板３１，３２）の四隅には、前記第一実施形態と同様に、複数枚の融雪シート２を連結したり地面に固定するのに使用可能な貫通孔３４を設けてある。
【００３７】
この第二実施形態によれば、前記第一実施形態と比べて熱伝導率の高い被覆材（アルミニウム板３１，３２）を使用することで、半導体熱恒温素子１１で発生させた熱を融雪シート２の表面に効率よく供給することが出来るから、融雪効率をより良好にすることが出来る。また、アルミニウム板３１，３２は、比較的（スチール板などと比べれば）軽量であるから、前記第一実施形態の融雪シート１とさほど遜色のない施工性を確保することが出来る。また、前記第一実施形態より外力に対する高い耐性を備えることが出来る。
【００３８】
以上、本考案の実施の形態について説明したが、本考案はこれらに限定されるものではなく、実用新案登録請求の範囲に記載の範囲内で種々の変更を行うことができることは当業者に明らかである。
【符号の説明】
【００３９】
１，２  融雪シート
１１  半導体熱恒温素子
１２，１３  樹脂フィルム
１４  半導体面状発熱体
１５  電極
１６  導体線路
１６ａ  半導体熱恒温素子１１内への電源コードの導入部
２１  表面側被覆材（ウレタンシート）
２２  裏面側被覆材（ウレタンシート）
２３  ウレタンシートの熱圧着部分
２４，３４  貫通孔
３１  表面側被覆材（アルミニウム板）
３２  裏面側被覆材（アルミニウム板）
３３  ボルト孔
【図１】
0003187848.tif 000003
【図２】
0003187848.tif 000004
【図３】
0003187848.tif 000005
【図４】
0003187848.tif 000006
【図５】
0003187848.tif 000007
【図６】
0003187848.tif 000008