(57)【要約】【課題】パネル状ヒータの用途を広げ、様々な環境で利用可能にする。【解決手段】パネル状ヒータ１において、炭を含有して通電により発熱する炭シート１０を、繊維強化樹脂によって構成される保護ボード１２、１３によって挟みこむようにし、更にこの炭シート１０の端縁に沿って電極１４を配置するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭を含有し、通電により発熱する炭シートと、
前記炭シートの両面にそれぞれ配置されて前記炭シートを挟みこむと共に、繊維強化樹脂によって構成される保護ボードと、
前記炭シートの端縁に沿って配置され、前記炭シートに電流を流して発熱させる電極と、
を備える事を特徴とするパネル状ヒータ。
【請求項２】
前記保護ボードの前記繊維強化樹脂として、硝子繊維強化樹脂を用いることを特徴とする請求項１記載のパネル状ヒータ。
【請求項３】
前記電極が、前記保護ボードに固定されていることを特徴とする請求項１又は２記載のパネル状ヒータ。
【請求項４】
前記電極が、長方形の金属プレート部材によって構成されると共に、前記炭シートの厚さ方向に重なるように配置されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載のパネル状ヒータ。
【請求項５】
前記炭が、竹炭であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載のパネル状ヒータ。
【請求項６】
前記炭シートの外周を囲むようにシリコン樹脂が配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載のパネル状ヒータ。
【請求項７】
道路の地中側に、請求項１乃至６のいずれか記載のパネル状ヒータが複数配置され、前記パネル状ヒータによって道路表面を融雪する事を特徴とする路面融雪装置。
【請求項８】
複数の前記パネル状ヒータの前記電極が、電源に対して並列接続されることを特徴とする請求項７記載の路面融雪装置。
【請求項９】
人体と接触可能なプレート状の石材と、前記石材の背面側に配置された請求項１乃至６のいずれか記載のパネル状ヒータと、を備えることを特徴とする岩盤浴装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭に通電する事で熱を発生させるパネル状ヒータに関するものであり、特にこのパネル状ヒータの耐久性を高める技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種加熱や暖房等を目的として、発熱シートに電流を流すことで発熱作用を得るパネル状ヒータが利用されている。このパネル状ヒータは、簡易な構造であると共に、省スペース化が達成されるので、様々な場所で利用されるようになっている。
【０００３】
近年、この種のシートの中でも、炭素繊維等を含有した発熱シートが開発されている。この発熱シートに電流を流すと、炭素繊維に電流が流れるので、炭素繊維同士の接点において発熱現象が起こるようになっている。
【特許文献１】実用新案公開平７−４４８１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在、発熱シートとしては、銅等の金属シートを利用したパネル状ヒータが普及しているが、道路や家屋の屋根の融雪、サウナ等の暖房設備等では、湿度が極めて高い環境になるため、金属シートを利用したパネル状ヒータでは、腐食してしまうという問題があった。腐食を回避するため、金属シートをビニル素材等によって被覆することが行われているが、高温にさらされる環境では、このビニル素材が溶けてしまったり、経年劣化が生じたりするという問題があった。
【０００５】
また、炭素繊維を含有した発熱シートの場合、基材として他の繊維シートが用いられている場合が多く、強度が不十分で、更に湿度にも弱いという問題があった。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、高温多湿等の劣悪環境下においても安心して利用可能なパネル状ヒータを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は、以下の手段によって達成されるものである。
【０００８】
（１）炭を含有し、通電により発熱する炭シートと、前記炭シートの両面にそれぞれ配置されて前記炭シートを挟みこむと共に、繊維強化樹脂によって構成される保護ボードと、前記炭シートの端縁に沿って配置され、前記炭シートに電流を流して発熱させる電極と、を備える事を特徴とするパネル状ヒータ。
【０００９】
（２）前記保護ボードの前記繊維強化樹脂として、硝子繊維強化樹脂を用いることを特徴とする上記（１）記載のパネル状ヒータ。
【００１０】
（３）前記電極が、前記保護ボードに固定されていることを特徴とする上記（１）又は（２）記載のパネル状ヒータ。
【００１１】
（４）前記電極が、長方形の金属プレート部材によって構成されると共に、前記炭シートの厚さ方向に重なるように配置されていることを特徴とする上記（１）、（２）又は（３）記載のパネル状ヒータ。
【００１２】
（５）前記炭が、竹炭であることを特徴とする上記（１）乃至（４）のいずれか記載のパネル状ヒータ。
【００１３】
（６）前記炭シートの外周を囲むようにシリコン樹脂が配置されていることを特徴とする上記（１）乃至（５）のいずれか記載のパネル状ヒータ。
【００１４】
（７）道路の地中側に、上記（１）乃至（６）のいずれか記載のパネル状ヒータが複数配置され、前記パネル状ヒータによって道路表面を融雪する事を特徴とする路面融雪装置。
【００１５】
（８）複数の前記パネル状ヒータの前記電極が、電源に対して並列接続されることを特徴とする上記（７）記載の路面融雪装置。
【００１６】
（９）人体と接触可能なプレート状の石材と、前記石材の背面側に配置された上記（１）乃至（６）のいずれか記載のパネル状ヒータと、を備えることを特徴とする岩盤浴装置。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、パネル状ヒータの耐久性を高めると共に、路面融雪等の過酷な環境における加熱作業を安心して実行できるという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００１９】
図１には、本発明の第１実施形態に係るパネル状ヒータ１の構成が示されている。このパネル状ヒータ１は、炭を含有して通電により発熱する炭シート１０、この炭シート１０の両面にそれぞれ配置される保護ボード１２、１３、炭シート１０の端縁に沿って配置される一対の電極１４を備える。
【００２０】
炭シート１０は、炭を含有した樹脂シートであるが、ここでは、粒径が３ミクロン以下になるまで微細化した炭素粉末をバインダーに溶かしてペースト状態にした素材を、一方の保護ボード１２上に塗布し、室内乾燥を１２時間以上させることで形成している。また、この炭シート１０は、長方形をなしており、厚さは保護ボード１２よりも薄く設定される。具体的に炭シート１０の寸法は、長手方向が６００ｍｍ、幅方向が９０ｍｍ、厚みが０．２ｍｍに設定されている。また、この炭シート１０に含まれる炭には、竹を炭化した後に粉末状にした竹炭が用いられている。
【００２１】
炭シート１０の両面に配置される保護ボード１２、１３は、互いに厚さが異なるように設定されている。一方の保護ボード１２は厚さが３ｍｍに設定され、長手方向が６４０ｍｍ、幅方向が１００ｍｍに設定される。この保護ボード１２には、炭シート１０を形成するためのペースト状樹脂素材が塗布される。他方の保護ボード１３の厚さは１ｍｍに設定されており、長手方向が６４５ｍｍ、幅方向が９５ｍｍに設定されている。この結果、保護ボード１２、１３によって炭シート１０が挟持されることになる。
【００２２】
また、これらの保護ボード１２、１３は、繊維強化樹脂によって構成されており、本実施形態では特に硝子繊維を主に含有した硝子繊維硬化樹脂を用いている。この結果、外力に対して十分な強度を有しながらも、曲げ力に対してある程度の柔軟性を発揮できる。また、硝子繊維の高い絶縁性によって、炭シート１０に印加される電流が外部に漏れる（短絡する）ことを抑制出来る。
【００２３】
電極１４は、炭シート１０の長手方向両端に位置する端縁１０Ａに沿って、それぞれ配置される。電極１４は、長方形（帯状）のステンレス板を素材として用いており、水分の影響で錆びないようになっている。また、この電極１４の厚みは、炭シート１０の厚みと略同様に０．２ｍｍに設定されており、幅は１５ｍｍ、長さは９０ｍｍに設定される。従って、この電極１４の長さは、炭シート１０の端縁１０Ａと略同じ長さに設定される。
【００２４】
図２に拡大して示されているように、この電極１４にも炭シート１０のペースト素材が塗布されている。即ち、保護ボード１２に対して予め電極１４を設置した状態で、保護ボード１２及び電極１４の双方に炭シート１０のペースト素材が塗布される。この結果、電極１４と炭シート１０の端縁１０Ａ近傍が、厚さ方向に重なるようになり、これによって炭シート１０と電極１４との間に広い接触面が確保されるので、通電効率を高める事が可能となっている。また、炭シート１０が熱変化により膨張・収縮しても、厚さ方向に重なっているので接触状態を常に維持する事が可能となる。
【００２５】
また、この電極１４の長手方向両端近傍には、配線固定用となる直径４ｍｍの貫通孔１４Ａが形成されている。保護ボード１２にも、同位置に直径４ｍｍの貫通孔１２Ａが形成されており、両貫通孔１２Ａ，１４Ａを締結ボルト１６が同時に貫通する事で、電極１４が保護ボード１２に固定されるようになっている。またこの締結ボルト１６を利用して、配線２０を電極１４に固定することができる。
【００２６】
この結果、電極１４及び配線２０が確実に保護ボード１２に固定されるので、炭シート１０への通電不良等を回避できる。なお、図１に戻って、保護ボード１３の隅部には切り欠き１３Ａが形成されており、電極１４における貫通孔１４Ａ近傍が外部に露出するようになっている。これは、締結ボルト１６や配線２０を電極１４に固定する際に、保護ボード１３が邪魔にならないようにするためである。ただし、電極１４の露出領域は、後述するシリコン樹脂によって後から被覆される事になる。
【００２７】
図３に示されるように、このパネル状ヒータ１では、下側の保護ボード１２に対して、上側の保護ボード１３が多少小さく構成されている。この寸法差を利用して保護ボード１３の外周に沿ってシリコン樹脂２２が塗布される。この際、切り欠き１３Ａによって露出している電極１４の表面にもシリコン樹脂２２が塗布される。この結果、炭シート１０の外周を囲むようにシリコン樹脂２２が配置されていることになり、外部から水や埃が炭シート１０側に侵入することを防止できる。
【００２８】
本第１実施形態のパネル状ヒータ１によれば、炭シート１０が繊維強化性樹脂の保護ボード１２、１３に挟持された構造となっているので、高い強度を確保することが可能となる。また、ボルトや釘等を利用して、この保護ボード１２、１３を加熱対象部材（例えば床や外壁）等に固定する事ができるので、簡単且つ確実に施行する事ができる。一方、炭シート１０は樹脂によって極めて薄く構成されているので、炭粉末が少ない量であっても、炭素の含有比率を高めることが可能となり、効率よく発熱させることができる。また、炭シート１０が薄いので、柔軟性も有することになり、仮に保護ボード１２、１３が湾曲したり、膨張したりしても、炭シート１０がそれに追従できる構造となっており、炭シート１０の断裂等による加熱機能の低下を低減できる。また、本実施形態では粉末状の竹炭を利用しているので、遠赤外線による高い加熱効果を得ることができる。
【００２９】
また、このパネル状ヒータ１では、保護ボード１２、１３の素材として硝子繊維強化樹脂が用いられているので、高温環境でも高い耐久性を有すると共に、高い絶縁性と耐水性を確保する事が可能となり、劣悪な環境でも利用できるようになる。つまり、炭シート１０と保護ボード１２、１３を合理的に積層させることで、相乗的に優れた効果を発揮しうる。
【００３０】
更に本実施形態では、電極１４がステンレス材によって構成され、炭シート１０と積層状態で配置されているので、電極１４と炭シート１０の接触面積を広く確保する事ができるので、安定して通電させることが可能となっている。
【００３１】
また、このパネル状ヒータ１では、上側の保護ボード１３が小さく形成されて、電極１４が露出する構造になっているので、複数のパネル状ヒータ１を用意し、電極１４を配線によって連結していくことで、加熱面積を自在に変更することが可能となっている。つまり、このパネル状ヒータ１は、複数個を組み合わせるようなモジュール化対応が図られていることになる。
【００３２】
次に、図４を参照しながら、本発明の第２実施形態の路面融雪装置１００を説明する。なお、この路面融雪装置１００で利用されているパネル状ヒータ１０１は、第１実施形態で示したパネル状ヒータ１と同じであるため、ここでは同パネルヒータ１で付した符号と下二桁を一致させる事で、各部材等の説明を省略する。
【００３３】
この路面融雪装置１００は、アスファルトによる道路１７０の地中に、複数のパネル状ヒータ１０１が埋設されている。パネル状ヒータ１０１は、その長手方向が道路１７０の幅方向に沿うように配置されており、道路１７０の進行方向に複数個設置される。複数のパネル状ヒータ１０１における電極１１４は、電源１７５に対して並列接続されている。この結果、複数のパネル状ヒータ１０１が直列接続されないので、一部の配線が断線した場合、その配線に対応するパネル状ヒータ１０１のみが加熱機能を停止し、他のパネル状ヒータ１０１は通常通り発熱できるようになっている。
【００３４】
本実施形態の路面融雪装置１００によれば、道路１７０を舗装する際に、アスファルトの中にパネル状ヒータ１０１を埋設することができる。特に、施工時において１５０度以上に加熱されるアスファルトに対してパネル状ヒータ１が接触することになるが、硝子繊維強化樹脂による保護ボード１１２、１１３によって炭シート１０が覆われているため、炭シート１０を含めたヒータ全体が溶けたり、変形したりする事を防止できる。また、施工後に、トラック等の走行によって道路１７０が変形しても、硝子繊維強化樹脂の保護ボード１１２、１１３が適度に湾曲する事により、破断することを防止できる。従って、このパネル状ヒータ１０１を利用した路面融雪装置１００によれば、長期間に亘って安定した融雪効果を得ることが出来るようになる。
【００３５】
次に図５を参照しながら、本発明の第３実施形態の岩盤浴装置２００について説明する。なお、この岩盤浴装置２００で利用されているパネル状ヒータ１０１は、第１実施形態で示したパネル状ヒータ１と同じであるため、同パネルヒータ１で付した符号と下二桁を一致させる事で、各部材等の説明は省略する。
【００３６】
この岩盤浴装置２００は、人体と接触可能なプレート状の石材２７０、この石材２７０の背面側に配置され複数のパネル状ヒータ２０１、これらを支える基台２７２を備える。パネル状ヒータ２０１は複数個配置されており、これらが電源２７５に対して並列接続されている。従って、配線の一部が断線しても、全体の発熱機能の停止を回避できる。
【００３７】
本実施形態の岩盤浴装置２００によれば、パネル状ヒータ２０１に電流を流す事で、内部の炭シート２１０が石材２７０を加熱することができるので、利用者が岩盤浴をすることが可能になる。また、このパネル状ヒータ２０１によれば、竹炭による遠赤外線効果を利用して石材２７０を加熱することになるので、利用者を効果的に発汗させる事が可能となる。また、石材２７０の重さに対しても、パネル状ヒータ２０１が高い耐久性を有すると共に、この種の多湿環境でも高い防水性が得られるので、長期に亘って安定して運転する事が可能となる。
【００３８】
尚、本実施形態では、炭として竹炭を利用した場合に限って示したが、本発明はそれに限定されず、他の炭素材を利用することも可能である。また、本実施形態では、パネル状ヒータの利用形態として、路面融雪装置及び岩盤浴装置を示したが、本発明はそれに限定されず、床暖房や他の過熱目的に利用することも可能である。
【００３９】
また、本発明のパネル状ヒータや路面融雪装置、岩盤欲装置等は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明のパネル状ヒータは、対象物を加熱することを要する様々な場所で利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るパネル状ヒータの全体構成を示す上面図
【図２】同パネル状ヒータの電極及び結線状態を格段して示す断面図
【図３】同パネル状ヒータにシリコン樹脂を塗布した状態を示す上面図及び断面図
【図４】本発明の第２実施形態に係る融雪装置の全体構成を示す上面図
【図５】本発明の第３実施形態に係る岩盤浴装置の全体構成を示す上面図及び断面図
【符号の説明】
【００４２】
１、１０１、２０１        パネル状ヒータ
１０                      炭シート
１２、１３                保護ボード
１４、１１４              電極
１００                    路面融雪装置
２００                    岩盤浴装置
【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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