(57)【要約】【課題】安価な機構で温度調整ができる床暖房システムを提供すること。【解決手段】床下材に敷設される２００Ｖ用の発熱シートＲ１、Ｒ２を備え、発熱シートＲ１、Ｒ２から給電対象の発熱シートＲ１，Ｒ２を選択する発熱領域選択スイッチ６と、全ての発熱シートＲ１、Ｒ２をオンとするか、片方の発熱シートＲ１か発熱シートＲ２をオンとするように選択する全域選択スイッチ７と、発熱シートＲ１、Ｒ２のいずれかに、単相３線式の１００Ｖ又は２００Ｖの交流電源の何れかを選択とする電圧切換スイッチ８とを備えている。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電圧を出力可能な交流電源に接続される床暖房システムであって、
給電対象の面状発熱体に、複数種の電圧の中から何れか一つの電圧を選択的に給電可能な電圧選択手段とを備えることを特徴とする床暖房システム。
【請求項２】
複数枚の前記面状発熱体の中から給電する面状発熱体を選択して、交流電源に接続する第１選択手段と、全ての面状発熱体を前記交流電源に接続可能な第２選択手段とを備えることを特徴とする床暖房システム。
【請求項３】
複数の電圧を出力可能な交流電源に複数枚の面状発熱体を接続する床暖房システムであって、
前記複数枚の面状発熱体の中から給電する面状発熱体を選択して前記交流電源に接続する第１選択手段と、全ての面状発熱体を前記交流電源に接続可能な第２選択手段と、給電対象の面状発熱体に、複数種の電圧の中から何れか一つの電圧を選択的に給電可能な電圧選択手段とを備えることを特徴とする床暖房システム。
【請求項４】
請求項１、請求項３の何れかの床暖房システムであって、前記電圧選択手段はスイッチで構成されていることを特徴とする床暖房システム。
【請求項５】
請求項２〜請求項４の何れかの床暖房システムであって、
前記第１選択手段と前記第２選択手段との少なくとも何れかが、スイッチで構成されていることを特徴とする床暖房システム。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れかの床暖房システムであって、
前記交流電源は１００Ｖと２００Ｖとを選択可能な単相３線式交流電源からなり、前記面状発熱体は２００Ｖ用面状発熱体であることを特徴とする床暖房システム。
【請求項７】
請求項６の床暖房システムであって、
前記第１選択手段は、各面状発熱体の何れかを単相３線式交流電源の一方の１００Ｖ電圧線に選択的に接続するスイッチで構成され、前記第２選択手段は、前記全ての面状発熱体を前記単相３線式交流電源の一方の１００Ｖ電圧線に接続可能なスイッチで構成され、
前記電圧選択手段は、前記単相３線式交流電源の中性線と、前記単相３線式交流電源の線間電圧２００Ｖを発生する他方の１００Ｖ電圧線と、の何れかを選択して、各面状発熱体と接続するスイッチで構成されている
ことを特徴とする床暖房システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数枚の面状発熱体を用いて行う床暖房システムに関し、更に詳しくは、複数枚の面状発熱体の一部を発熱させたり、単相３線交流電源を利用して１００Ｖと２００Ｖとを選択可能な床暖房システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、面状発熱体を用いた床暖房システムは知られている。従来の床暖房システムでは、根太に支えられた床下材の上に複数枚の面状発熱体（ＰＴＣヒータ）が敷設されている。面状発熱体は、各々スイッチを介して交流電源に接続されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の床暖房システムでは、１００Ｖ用又は２００Ｖ用の面状発熱体に定格通りの１００Ｖ又は２００Ｖを給電するので、温度調整のコントローラを要する場合には、製品全体におけるコントローラの費用割合が高くなる。このため、敷設する面状発熱体の面積が小さくなるほど顕著になる問題がある。
【０００４】
他方、コントローラには定格容量制限があるので、定格出力以上の熱量を得るために複数枚の面状発熱体を敷設する場合には、複数のコントローラが必要となる問題がある。
【０００５】
本発明は、このような問題に着目してなされたものであり、高価なコントローラを用いずに安価な機構で温度調整ができる床暖房システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本願の第１の床暖房システムは、複数の電圧を出力可能な交流電源に接続される床暖房システムであって、給電対象の面状発熱体に、複数種の電圧の中から何れか一つの電圧を選択的に給電可能な電圧選択手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
このような構成によれば、所望の電圧を面状発熱体に供給でき、多様な温度調整と消費電力調整を行うことができる。
【０００８】
本願の請求項２の床暖房システムは、複数枚の前記面状発熱体の中から給電する面状発熱体を選択して、交流電源に接続する第１選択手段と、全ての面状発熱体を前記交流電源に接続可能な第２選択手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
このような構成によれば、複数種の面状発熱体の中から面状発熱体を選択して給電することと、全ての面状発熱体に給電すること、更に、給電する面状発熱体への給電する電圧を選択することができるため、
本願の請求項３の床暖房システムは、複数の電圧を出力可能な交流電源に複数枚の面状発熱体を接続する床暖房システムであって、
前記複数枚の面状発熱体の中から給電する面状発熱体を選択して前記交流電源に接続する第１選択手段と、全ての面状発熱体を前記交流電源に接続可能な第２選択手段と、給電対象の面状発熱体に、複数種の電圧の中から何れか一つの電圧を選択的に給電可能な電圧選択手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
このような床暖房システムによれば、複数の電圧源（一例として２００Ｖと１００Ｖの単相３線式交流電源）から、高電圧用（例えば２００Ｖ用）の面状発熱体に高電圧（例えば２００Ｖ）を給電することも低電圧（例えば１００Ｖ）を給電することもできることとなり、また、一部の面状発熱体による暖房を行う一部暖房と、全部の面状発熱体の暖房を行う全部暖房とを選択できると共に、給電電圧の選択若しくは調整により、暖房する温度調整と消費電力調整を行うことができる。従って、高電圧（例えば２００Ｖ）による使用も低電圧（例えば１００Ｖ）による使用も可能であり、暖房部位についても全面暖房と部分暖房を選択可能であるので、安価ながら強弱を含む細かな暖房調整が出来る。
【００１１】
本願の請求項４の床暖房システムは、請求項１、請求項３の何れかの床暖房システムであって、前記電圧選択手段はスイッチで構成されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本願の請求項５の床暖房システムは、請求項２〜請求項４の何れかの床暖房システムであって、前記第１選択手段と前記第２選択手段との少なくとも何れかが、スイッチで構成されていることを特徴とする。
【００１３】
本願の請求項６の床暖房システムは、請求項１〜請求項５の何れかの床暖房システムであって、前記交流電源は１００Ｖと２００Ｖとを選択可能な単相３線式交流電源からなり、前記面状発熱体は２００Ｖ用面状発熱体であることを特徴とする。
【００１４】
更に、本願の請求項７の床暖房システムは、請求項６の床暖房システムであって、前記第１選択手段は、各面状発熱体の何れかを単相３線式交流電源の一方の１００Ｖ電圧線に選択的に接続するスイッチで構成され、前記第２選択手段は、前記全ての面状発熱体を前記単相３線式交流電源の一方の１００Ｖ電圧線に接続可能なスイッチで構成され、前記電圧選択手段は、前記単相３線式交流電源の中性線と、前記単相３線式交流電源の線間電圧２００Ｖを発生する他方の１００Ｖ電圧線と、の何れかを選択して、各面状発熱体と接続するスイッチで構成されていることを特徴とする。
【００１５】
このような構成によれば、単相３線式交流電源の１００Ｖ、２００Ｖ電圧線から１００Ｖを給電することも可能であり、２００Ｖの電圧を給電することも可能であると共に、２００Ｖ用の面状発熱体に１００Ｖを給電すると、１００Ｖの面状発熱体に給電する場合より、電力消費量が減少し、暖房の温度が下がるので、多様な温度調整や消費電力調整を行うことができる。
【００１６】
また、スイッチで構成されているので、構成が簡単であり、スイッチの切換により調整できるので低コストな温度調整手段とすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態にかかる床暖房システムを図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は、実施の形態にかかる床暖房システム１を示している。符号Ｒ１，Ｒ２はＰＴＣヒータからなる発熱シート、符号２は単相３線式交流電源となる柱上変圧器、符号３は変圧器２の一方の１００Ｖ電圧線、符号４は変圧器２の他方の１００Ｖ電圧線、符号５は変圧器２の中性線であり、中性線５は接地されている。変圧器２は屋内の図示しない配電盤及びブレーカＢＬを介して屋内電灯線である電線１２に接続されている。符号６は第１選択手段としての発熱領域選択スイッチ、符号７は第２選択手段として発熱シートＲ１，Ｒ２の両者を選択する全域選択スイッチ、符号８は１００Ｖと２００Ｖとを選択する電圧選択手段としての電圧切換スイッチである。
【００１９】
発熱シートＲ１、Ｒ２は、交互に発熱するグループに分けられており、第１グループは発熱シートＲ１により構成され、第２グループは発熱シートＲ２により構成されている。発熱シートＲ１，Ｒ２の各々は、図３に示すように、細幅の矩形状を有しており、一方の端部にリード線９が延びている。
（発熱シートの構成）
発熱シートＲ１，Ｒ２は、３層の絶縁防水保護フィルムＦ１〜Ｆ３を貼り合わせたものであり、下部のフィルムＦ１の内面に導電性のある半導体インク１０が塗布されている。半導体インク１０の上部には、変圧器２からの電流が給電される一対の電極部１１Ａ，１１Ｂが設けられ、電極部１１Ａ、１１Ｂは基板１１Ｃに取り付けられている。この一方の電極部１１Ａには、リード線９の一方の導線Ｌ１が接続され、他方の電極部１１Ｂには、リード線９の他方の導線Ｌ２が接続されている。リード線９内の一対の電線Ｌ１、Ｌ２から一対の電極部１１Ａ、１１Ｂに通電することで半導体インク１０が発熱するようになっている。
【００２０】
半導体インク１０の層の上には中間層を形成するフィルムＦ２が載せられている。中間層のフィルムＦ２の上には熱を均一に分散させるアルミ箔ＡＬが接着されている。中間層のフィルムＦ２の上には上部のフィルムＦ３が貼り付けられている。フィルムＦ１、Ｆ２、Ｆ３は容易に開かないように密封している。また、リード線９の導線Ｌ１，Ｌ２は作業中に引っ張り力が加わっても抜けたり、断線しないように電極部１１Ａ、１１Ｂにハンダ付けされており、発熱シートＲ１，Ｒ２の膨らみが極力生じないように取り付けられている。
【００２１】
図１はこの実施の形態の床暖房システムの回路構成を示し、図２は図４のコントローラ１３の回路構成を示す。コントローラ１３は、発熱領域選択スイッチ６を操作するボタンＢ１と、全域選択スイッチ７を操作するボタン２と、電圧選択スイッチ８を操作するボタンＢ３と、発熱量を制御するボタン（図示省略）とを供えている。
【００２２】
発熱シートＲ１のリード線９の内部には一対の導線Ｌ１，Ｌ２が通されている。また、発熱シートＲ２のリード線９の内部には一対の導線Ｌ３，Ｌ４が通されている。
【００２３】
発熱シートＲ１の電極部１１Ａから延びる導線Ｌ１は発熱領域選択スイッチ６の接点６Ａに接続され、電極部１１Ｂから延びる導線Ｌ２は可変抵抗器１４を介して電圧選択スイッチ８の接触子８Ｃに接続されている。
【００２４】
また、発熱シートＲ２の電極部１１Ａから延びる導線Ｌ３は発熱領域選択スイッチ６の接点６Ｂに接続されている。また、発熱シートＲ２の電極部１１Ｂから延びる導線Ｌ４は可変抵抗器１４を介して電圧選択スイッチ８の接触子８Ｃに接続されている。
【００２５】
発熱領域選択スイッチ６の接触子６Ｃは壁面に沿う電線１２及びブレーカＢＬを経由して変圧器２の電圧線３に接続されている。
【００２６】
発熱シートＲ１の導線Ｌ１には、発熱シートＲ１，Ｒ２の全域選択スイッチ７の接点７Ａが接続され、発熱シートＲ２の導線Ｌ３には、電線１２を経由して全域選択スイッチ７の接点７Ｂが接続されている。
【００２７】
発熱領域選択スイッチ６は、一例としてスライドスイッチ若しくはシーソースイッチで構成され、接触子６Ｃを接点６Ａに接続すると、発熱シートＲ１が通電されて発熱し、接触子６Ｃを接点６Ｂに接続すると、発熱シートＲ２が通電されて発熱する。発熱領域選択スイッチ６の接触子６Ｃは、図２に示すコントローラ１３のボタンＢ１に保持されており、ボタンＢ１を矢印に示すようにスライド操作すると、接点６Ａ若しくは６Ｂに接触してその接触状態を維持する。
【００２８】
全域選択スイッチ７は、一例としてスライドスイッチ若しくはシーソースイッチで構成されている。全域選択スイッチ７の接触子７Ｃはコントローラ１３のボタンＢ２を備えており、通常時には全域選択スイッチ７の接触子７Ｃは接点７Ａ，７Ｂから離れて両者を遮断している。ユーザーがコントローラ１３のボタンＢ２を矢印方向に手動操作することにより、接触子７Ｃが接点７Ａ，７Ｂを導通若しくは遮断する。発熱シートＲ１，Ｒ２の両方を発熱させるときには、全域選択スイッチ７のボタンＢ２をスライド操作して、接触子７Ｃを接点７Ａ、７Ｂを導通させ、その導通状態を維持する。接点７Ａ、７Ｂから離すように接触子７Ｃを操作するとその非導通状態を維持する。
【００２９】
電圧切換スイッチ８は、一例としてスライドスイッチで構成されており、中性線５に接続される接点８Ａと、電圧線３との線間電圧が２００Ｖとなる電圧線４に接続される接点８Ｂと、接触子８Ｃとを備えている。接触子８Ｃはコントローラ１３のボタンＢ３を矢印方向にスライド操作すると、接触子８Ｃが接点８Ａ、８Ｂ、８Ｄの何れかに接触してその状態を維持する。
【００３０】
接触子８Ｃを接点８Ａに接続すると、１００Ｖの電力が発熱シートＲ１、Ｒ２の少なくとも何れかに給電される。また、接触子８Ｃを接点８Ｂに接続すると、２００Ｖの電力が発熱シートＲ１、Ｒ２の少なくとも何れかに給電される。８Ｄはオフ用の接点であり、接触子８Ｃを接点８Ｄに接触させると、発熱シートＲ１，Ｒ２への給電は停止される。中性線５は接地されている。
【００３１】
符号１４は発熱量を調整する可変抵抗器であり、発熱シートＲ１，Ｒ２のリード線９に接続される電線１２と電圧切換スイッチ８の接触子８Ｃとの間に接続されている。
【００３２】
図４，図５は建物の床下地材に発熱シートＲ１，Ｒ２を敷いた床暖房システムの一例を示す。図４において床下地材１５の上には発熱シートＲ１，Ｒ２が敷設されている。発熱シートＲ１，Ｒ２は、変圧器２からコントローラ１３を経由して床下地材１５の下側に延びる電線１２に接続されている。
【００３３】
コントローラ１３は、図４に示すように、配電盤・ブレーカＢＬ（図１、図２参照）を経由して変圧器２に接続される電線１２の中間部に設けられ、発熱シートＲ１、Ｒ２の通電状態を切り換える。
【００３４】
発熱シートＲ１と発熱シートＲ２は床下地材１５の上に交互に並べられており、コントローラ１３のボタン操作により、発熱シートＲ１と発熱シートＲ２とをそれぞれ独立に発熱させ得るように、発熱シートＲ１、Ｒ２に選択して通電したり、発熱シートＲ１，Ｒ２の両者を同時に通電可能とされている。また、発熱シートＲ１，Ｒ２には、２００Ｖの電力を給電したり、１００Ｖの電力を選択して給電可能とされている。
【００３５】
次に、床下地材１５に敷設する場合、床下地材１５は、図３に示すように、大引き１６に支持された根太１７に固定されており、大引き１６は束１８に固定支持されている。符号１９は根太１７の間に設置される断熱材である。床下地材１５は合板等からなるものであり、電線１２を床下地材１５の下側から通す開口部２０が複数個形成されている。
【００３６】
電線１２に接続されるリード線９は、発熱シートＲ１，Ｒ２の一端部から延びており、リード線９の根元部分は樹脂製素材からなる嵌合部材２１により固定されている。
【００３７】
図６は発熱シートＲ１，Ｒ２のリード線９の接続状態を示す。嵌合部材２１は床下地材１５の開口部２０に嵌合する皿状の形態を有しており、周囲にフランジを有すると共に、底部にリード線９を通す穴２１Ａを備えている。リード線９の根元部分を固定する嵌合部材２１を形成する樹脂は、熱溶融性のホットメルト樹脂よりなるものであるが、例えば弾性を有するウレタン樹脂・合成ゴム・軟質ポリエチレン等により構成されていても良い。嵌合部材２１は開口部２０に嵌合されたときに開口部２０を塞ぐと共にリード線９を締め付けるように保持している。嵌合部材２１の外周部は床下地材１５の開口部２０に嵌合しており、開口部２０を塞いでいる。
【００３８】
床下地材１５に発熱シートＲ１，Ｒ２を取り付ける場合には、床下地材１５のリード線９を配置する部位に開口部２０を形成し、電線１２と接続する。次に、発熱シートＲ１，Ｒ２のリード線９を嵌合部材２１の穴２１Ａに挿入し、嵌合部材２１を開口部２０に嵌合させて発熱シートＲ１，Ｒ２を敷設すると、発熱シートＲ１，Ｒ２の敷設が完了し、開口部２０が閉鎖される。発熱シートＲ１，Ｒ２を敷設した後はフロアの化粧材ＦＬを敷設すれば床面が形成される。
【００３９】
これによって、床下地材１５の気密性が確保されると共に、従来のように開口部２０へのウレタン樹脂等の充填が不要となり、施工時間や手間が大幅に改善されることとなり、コストの低廉化を図ることができる。
【００４０】
この床暖房システムでは、床下材に敷設される２００Ｖ用の発熱シートＲ１、Ｒ２を備え、発熱シートＲ１、Ｒ２から給電対象の発熱シートＲ１，Ｒ２を選択する発熱領域選択スイッチ６と、全ての発熱シートＲ１、Ｒ２をオンとするか、片方の発熱シートＲ１若しくは発熱シートＲ２をオンとするように選択する全域選択スイッチ７と、給電対象の発熱シートＲ１、Ｒ２のいずれかに、単相３線式の１００Ｖ又は２００Ｖの交流電源の何れかを選択とする電圧切換スイッチ８とを備えている。
【００４１】
発熱シートＲ１，Ｒ２は２００Ｖ用であるので、１００Ｖを供給すると、発生する熱量が減少し、２００Ｖを供給すると発生熱量が増大する。このため、強弱を含めた細かな温度調節が可能となる。また、発熱シートＲ１、Ｒ２を交互に敷設し、発熱領域選択スイッチ６によりどちらかの発熱シートＲ１かＲ２を選択できるので、発熱面積を選択でき、全域選択スイッチ７により発熱シートＲ１，Ｒ２全体を発熱することも出来る。更に、電圧切換スイッチ８により２００Ｖの電力を供給することも出来るので、簡単な構成で発熱量を細かく調整でき、低コストなものとすることができる。
【００４２】
尚、上記の実施の形態では可変抵抗器１４を設けたが、図７に示すように、可変抵抗器１４は省略しても良い。図７の床暖房システムでは、可変抵抗器１４を設けず、電圧の変更のみで発熱シートＲ１、Ｒ２の温度を高・低にコントロールすることができるので、更にコスト低減効果を有するものである。
【００４３】
【発明の効果】
本発明にかかる床暖房システムによれば、安価な機構で温度調整ができる床暖房システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる床暖房システムの回路図。
【図２】本発明の図１に示すコントローラの等価回路図。
【図３】図３は図１に示す発熱シートの層構成を示す部分分解斜視図。
【図４】図４は室内の床に実施の形態にかかる床暖房システムを設けた模式図。
【図５】図５は図４の床面の構成を示す断面図。
【図６】図６は床下地材に敷設した発熱シートのリード線の取付状態の説明図。
【図７】図１の床暖房システムの変形例を示す回路図。
【符号の説明】
１　床暖房システム
２　単相３線交流電源
３、４　１００Ｖ電圧線
５　中性線
６　発熱領域選択スイッチ
７　全域選択スイッチ
８　スイッチ
９　リード線
１４　可変抵抗器
Ｒ１　発熱シート
Ｒ２　発熱シート
Ｌ１、Ｌ２　発熱シートＲ１の導線
Ｌ３、Ｌ４　発熱シートＲ２の導線
【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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