(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電することによって発熱する複数本の発熱抵抗線が並列に接続されてなる並列回路を複数個備えた面状発熱体であって、
各並列回路は互いに隣接しながら平行に延び、隣り合う並列回路同士が順次電気的に直列に接続されることによってヒーター回路を構成し、
前記面状発熱体の、前記並列回路と平行に延びる少なくとも一つの周縁部に沿って、前記発熱抵抗線の不設置領域が設けられ、
前記並列回路の各々は、前記並列回路の延びる方向と直交する方向における、前記不設置領域を含む前記面状発熱体の全幅をＷ、各並列回路の電気抵抗をＲｉ、前記ヒーター回路の全電気抵抗をＲとしたときに、（Ｒｉ／Ｒ）×Ｗによって定められる幅を有する並列回路領域に配置されている、面状発熱体。
【請求項２】
各並列回路を構成する各発熱抵抗線は、各並列回路の前記並列回路領域の幅を各並列回路の前記発熱抵抗線の本数で除した幅を有する発熱抵抗線領域に配置されている、請求項１に記載の面状発熱体。
【請求項３】
各並列回路を構成する前記発熱抵抗線の一部は、各並列回路の前記並列回路領域の幅を各並列回路の前記発熱抵抗線の本数で除した幅を有する発熱抵抗線領域に配置され、
前記不設置領域と少なくとも一部が重なる前記発熱線領域に割り当てられるべき残りの前記発熱抵抗線は、該不設置領域の近傍の前記発熱線領域に配置されている、
請求項１に記載の面状発熱体。
【請求項４】
一部の前記並列回路は他の前記並列回路よりも大きな幅を有し、
前記の大きな幅を有する並列回路は、他の前記並列回路よりも少ない数の前記発熱抵抗線から構成されている、請求項１に記載の面状発熱体。
【請求項５】
前記並列回路は偶数個設けられ、
前記並列回路が直列に連結される個数が相等しくなる中央位置に中央電気接続部が設けられ、
前記中央電気接続部をはさんだ両側の前記並列回路は、該中央電気接続部と対応する端部との間における全電気抵抗が互いに等しくされ、かつ互いに独立した直列回路として通電可能となるようにされている、
請求項１に記載の面状発熱体。
【請求項６】
請求項１に記載の面状発熱体が上面に配置された床暖房用電熱ボードであって、
前記電熱ボードの少なくとも周縁部に沿って、前記面状発熱体の裏面に固定された釘打可能な桟木と、
前記面状発熱体の裏面の、前記桟木に囲まれた部分に固定された断熱材と、
前記面状発熱体の裏面に固定され、電源線と該面状発熱体との電気接続部を含む樹脂製の補強部材と、
を有し、
前記補強部材は、前記電源線を曲げ変形させて収納する空隙部を備えている、床暖房用電熱ボード。
【請求項７】
請求項６に記載の床暖房用電熱ボードが複数枚連結された床暖房用電熱ボード集合体であって、
隣接する前記床暖房用電熱ボード同士は、前記並列回路と平行に延び互いに対向する周縁部の間で、両床暖房用電熱ボードの間を延びる前記電源線によって電気的に接続され、かつ、各電熱ボードが重ねられて折りたたまれるように機械的な連結手段によって連結されており、
前記折りたたまれた床暖房用電熱ボードを開いて各床暖房用電熱ボードの前記対向する周縁部同士が接するように各床暖房用電熱ボードを敷設する際に、前記空隙部は前記電源線の余長部を収納することができる、
床暖房用電熱ボード集合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は面状発熱体、床暖房用電熱ボード、および床暖房用電熱ボード集合体に関し、特に、面状発熱体に用いられる発熱抵抗線の配置方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、建物内を暖める手段として、ストーブ、ファンヒーター、エアコンの他に、熱の放射、伝導熱、および対流を効率よく利用した床暖房システムが注目されている。床暖房システムは熱の３つの伝わり方を効率的に利用するために室内を均一に暖めることができるとともに、静かでクリーンな暖房システムであるため、今後のさらなる需要の増加が見込まれている。【０００３】
床暖房システムは、１枚の床暖房用電熱ボードから構成される場合もあるが、通常は複数枚の床暖房用電熱ボードが互いに連結された床暖房用電熱ボード集合体で構成されている。床暖房用電熱ボードに用いられる発熱手段としては、例えば特許第３４６３８９８号に記載された面状発熱体が知られている。【０００４】
図１は、従来技術の床暖房用電熱ボードの、主面に平行な面で切断した断面図である。床暖房用電熱ボード１２０の上面には面状発熱体１３０が形成されている。面状発熱体１３０は、通電することによって発熱する複数本の発熱抵抗線１３３が並列に接続されてなる複数の並列回路１４１〜１４４を備えている。各並列回路１４１〜１４４は互いに隣接しながら平行に延び、隣り合う並列回路同士が電極１３１ａ、１３１ｄ、１３１ｂ、１３１ｅ、１３１ｃを介して順次電気的に直列に接続されることによってヒーター回路を構成している。【０００５】
床暖房用電熱ボードを設置するには、床暖房用電熱ボードを根太間あるいは床下地の上に１枚ずつ敷設固定し、その上に床材を敷設する。床暖房用電熱ボードを床下地に固定したり、床暖房用電熱ボードの上にフローリング床等を固定したりするためには釘打ち領域が必要である。このため、一般に面状発熱体１３０の裏面には外周部に沿って桟木１２２が固定され、桟木１２２の設けられた領域は釘打ち領域１０５となっている。【０００６】
図２は、床暖房用電熱ボードの端部の一例を示す平面図である。面状発熱体は、並列回路１４１〜１４４の延びる方向（以下、敷設方向ｘという。）と直交する方向（以下、敷設直交方向ｙという。）に幅Ｗを有している。しかし、図１のように、面状発熱体１３０の外周部に桟木１２２を配置し、釘打ち領域１０５を形成する場合、釘打ち領域１０５には発熱抵抗線１３３を配置することができない（以下、釘打ち領域に代えて不設置領域１０５という場合もある。）。このため、面状発熱体１３０の不設置領域１０５を含まない幅ｗの領域を等間隔に領域Ａ１４１〜Ａ１４４に分割して、各領域Ａ１４１〜Ａ１４４に並列回路１４１〜１４４を配置していた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような従来技術の発熱抵抗線の配置方式では、面状発熱体の敷設方向ｘと平行して延びる外周部の釘打ち領域に発熱抵抗線を配置することができないため、このエリアの温度が低下し、コールドゾーンが発生しやすい。特に、複数の床暖房用電熱ボードを並べて配置した場合、釘打ち領域同士が隣接して配置されるため、発熱抵抗線を配置することができない範囲が拡大する。このため、コールドゾーンが広がり、温度低下も拡大するおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的は、発熱抵抗線の不設置領域がある場合でも、不設置領域における温度低下を抑制することのできる面状発熱体を提供することである。【０００９】
本発明の他の目的は、かかる面状発熱体を用いた床暖房用電熱ボードおよび床暖房用電熱ボード集合体を提供することである。【００１０】
本発明の面状発熱体は、通電することによって発熱する複数本の発熱抵抗線が並列に接続されてなる並列回路を複数個備えた面状発熱体である。各並列回路は互いに隣接しながら平行に延び、隣り合う並列回路同士が順次電気的に直列に接続されることによってヒーター回路を構成している。面状発熱体の、並列回路と平行に延びる少なくとも一つの周縁部に沿って、発熱抵抗線の不設置領域が設けられている。並列回路の各々は、並列回路の延びる方向と直交する方向における、不設置領域を含む面状発熱体の全幅をＷ、各並列回路の電気抵抗をＲｉ、ヒーター回路の全電気抵抗をＲとしたときに、（Ｒｉ／Ｒ）×Ｗによって定められる幅を有する並列回路領域に配置されている。【００１１】
各並列回路は、不設置領域を含む面状発熱体の全幅を各並列回路の抵抗比、すなわち発熱比に比例して割り振った幅の並列回路領域に配置されている。したがって、不設置領域を含む並列回路領域では、不設置領域自体には発熱抵抗線を設置できないものの、それ以外の領域に発熱抵抗線を設置することによって、各並列回路領域の単位面積当たりの平均発熱量を揃えることが可能となる。換言すれば、不設置領域からの発熱は生じないが、その近傍領域における単位面積当たりの平均発熱量を増加させることによって、不設置領域の温度低下を抑制することが可能となる。【００１２】
各並列回路を構成する各発熱抵抗線は、各並列回路の並列回路領域の幅を各並列回路の発熱抵抗線の本数で除した幅を有する発熱抵抗線領域に配置されていることが好ましい。【００１３】
本発明の床暖房用電熱ボードは、上述の面状発熱体が上面に配置された床暖房用電熱ボードである。床暖房用電熱ボードは、電熱ボードの少なくとも周縁部に沿って、面状発熱体の裏面に固定された釘打可能な桟木と、面状発熱体の裏面の、桟木に囲まれた部分に固定された断熱材と、面状発熱体の裏面に固定され、電源線と面状発熱体との電気接続部を含む樹脂製の補強部材と、を有している。補強部材は、電源線を曲げ変形させて収納する空隙部を備えている。【００１４】
本発明の床暖房用電熱ボード集合体は、上述の床暖房用電熱ボードが複数枚連結された床暖房用電熱ボード集合体である。隣接する床暖房用電熱ボード同士は、並列回路と平行に延び互いに対向する周縁部の間で、両床暖房用電熱ボードの間を延びる電源線によって電気的に接続され、かつ、各電熱ボードが重ねられて折りたたまれるように機械的な連結手段によって連結されている。折りたたまれた床暖房用電熱ボードを開いて各床暖房用電熱ボードの対向する周縁部同士が接するように各床暖房用電熱ボードを敷設する際に、空隙部は前記電源線の余長部を収納することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、発熱抵抗線の不設置領域がある場合でも、不設置領域における温度低下を抑制することのできる面状発熱体を提供することができる。また、本発明によれば、かかる面状発熱体を用いた床暖房用電熱ボードおよび床暖房用電熱ボード集合体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来技術の床暖房用電熱ボードの、主面に平行な面で切断した断面図である。
【図２】床暖房用電熱ボードの端部の一例を示す平面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る床暖房用電熱ボードの、主面と平行な面で切断した断面図である。
【図４Ａ】図３に示した床暖房用電熱ボードの、線Ａ−Ａ’に沿って切断した断面図である。
【図４Ｂ】図３に示した床暖房用電熱ボードの、線Ｂ−Ｂ’に沿って切断した断面図である。
【図５】床暖房用電熱ボード集合体の施工方法を説明する模式図である。
【図６】補強部材１０の内部を示す、主面に平行な面で切断した断面図である。
【図７Ａ】図３に示した床暖房用電熱ボードの、均熱板の設けられた主面の反対側から見た平面図である。
【図７Ｂ】図７ＡのＡ−Ａ’線に沿った面状発熱体の部分断面図である。
【図８】面状発熱体への電源線の接続方法を説明するための図である。
【図９】図７Ａに示す面状発熱体の、同図中Ｂ部付近の部分詳細図である。
【図１０】並列回路内の各発熱抵抗線の配置パターンを説明するための、図７Ａに示す面状発熱体のＢ部付近の部分詳細図である。
【図１１】並列回路領域の幅が異なる場合の、図７ＡのＢ部付近に対応する面状発熱体の部分詳細図である。
【図１２】並列回路領域の幅が異なる場合の、図７ＡのＢ部付近に対応する面状発熱体の部分詳細図である。
【図１３】実施例１における２つの床暖房用電熱ボードの温度分布を示すグラフである。
【図１４】実施例２における２つの床暖房用電熱ボードの温度分布を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図３は、本発明の一実施形態に係る床暖房用電熱ボードの、主面と平行な面で切断した断面図である。図４Ａは、図３に示した床暖房用電熱ボードの、線Ａ−Ａ’に沿って切断した断面図、図４Ｂは、線Ｂ−Ｂ’に沿って切断した断面図である。【００１８】
床暖房用電熱ボード２０が敷設可能な床下地は特に限定されないが、例えば、木質床下地、コンクリート床下地、乾式遮音二重床などが挙げられる。床暖房用電熱ボード２０の上に敷設可能な床材も特に限定されないが、床暖房用の畳、床暖房用木質フロアー材、合板＋カーペットなどが好適に使用できる。【００１９】
床暖房用電熱ボード２０の上面には、面状発熱体３０が配置されている。面状発熱体３０の裏面には、床暖房用電熱ボード２０の周縁部に沿って桟木２２が配置されている。面状発熱体３０の裏面の桟木２２に囲まれた部分には、断熱材２１と樹脂製の補強部材１０とが固定されている。補強部材１０は、電源線１２と面状発熱体３０との電気接続部を含んでいる。面状発熱体３０の上面は均熱板２４で覆われている。床暖房用電熱ボード２０の裏面の一部または全面には補強シート２５が配されている。以下、各部の構造について詳細に説明する。【００２０】
断熱材２１は、面状発熱体３０から発生した熱が床暖房用電熱ボード２０の裏面に伝わることを抑え、熱を床暖房用電熱ボード２０の上方の床材に有効に伝えるために用いられる。断熱材２１としては、軽量で断熱効果が高く、床暖房用電熱ボード２０の通常使用温度に対する耐熱性を有するものが好ましい。断熱材２１は、例えば、発泡ポリウレタン、発泡ポリエチレン、発泡ポリプロピレンなどの発泡樹脂、硬質木質繊維板あるいは軽量木質繊維板などの木質繊維成形体、ポリエステル繊維あるいはポリエーテルケトン繊維などの合成繊維などからなるフェルトマットで形成される。【００２１】
桟木２２は、軽量で強度のある材料、例えば、木材、合板、軽量プラスチックなどから形成される。桟木２２を設けることで、床暖房用電熱ボード２０の全体としての強度が高められる。桟木２２は床暖房用電熱ボード２０の外周部に枠状に配されており、これによって、床暖房用電熱ボード２０全体の重量が軽減され、自重による反り等の変形が抑制され、かつ床暖房用電熱ボード２０の設置作業性が向上する。【００２２】
桟木２２は、床暖房用電熱ボード２０を床下地に固定するための領域を確保するという機能も有している。床暖房用電熱ボード２０は床下地に、例えば、釘打ち、ビス止め、接着、嵌め込みなどによって固定される。床暖房用電熱ボード２０を固定する際には、桟木２２が設けられた領域が利用される。床暖房用電熱ボード２０に釘打ち可能領域を表示しておくことにより、釘打ち等により床暖房用電熱ボード２０を床下地に固定する際に電気配線や面状発熱体３０の電気部品等に悪影響を及ぼすことを防止できる。面状発熱体３０の桟木２２が固定された領域は、発熱抵抗線（後述）を設置することができない不設置領域１０５となる。【００２３】
均熱板２４は、面状発熱体３０から発生した熱を面内方向に均一に分散させ、床材に伝える。均熱板２４は例えば、アルミニウムや銅といった金属の箔あるいは板で形成される。均熱板２４は、例えば厚さ４０〜１５０μmのアルミ板からなり、面状発熱体３０の表面に貼りつけられている。均熱板２４を設けることによって、面状発熱体３０の温度分布のばらつきを小さくすることができる。【００２４】
補強シート２５は、床暖房用電熱ボード２０の裏面に固定されている。補強シート２５は、補強部材１０、断熱材２１および桟木２２の下面に固定され、床暖房用電熱ボード２０の強度を向上させるとともに、床暖房用電熱ボード２０の内部回路を保護する。補強シート２５は、例えば、クレープ紙などの紙、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル等のワリフ（登録商標）、あるいはワリフと紙のラミネート品、プラスチック系やアスファルト系の各種防水シート、ベークライト（登録商標）等のプラスチック成形板、ブリキやアルミあるいはステンレス等の金属板で形成される。補強シート２５は、これらの材料の複合材で形成することもできる。【００２５】
補強部材１０は、基体１５から立ち上がるリブ１３によって厚さ方向の形状が保持されている。補強部材１０の内部にはリブ１３によって空隙部１４が確保されている。空隙部１４には、面状発熱体３０に電源を供給する電源線１２が収納される。電源線１２から分岐したリード線１２ａ〜１２ｃ（図８参照）が面状発熱体３０に設けられた電極３１ａ〜３１ｃ（図７Ａ参照）に向けて立ち上がるためのスペースを確保するため、補強部材１０には、厚さ方向に延びる貫通穴１１ａ〜１１ｃが設けられている。【００２６】
敷設方向ｘに延びる周縁部２８同士を隣接させることによって、複数枚の床暖房用電熱ボード２０を隣接して用いることができる。床暖房用電熱ボードが複数枚連結された構成を、本明細書では床暖房用電熱ボード集合体１００と呼ぶ。電源線１２は、隣接する床暖房用電熱ボード２０の間を敷設直交方向ｙに延びて、２つの床暖房用電熱ボード２０を電気的に接続している。床暖房用電熱ボード２０の周縁部２８には孔２２ｃが設けられ、隣接する床暖房用電熱ボード２０の孔２２ｃと連結帯２７で連結されている。これによって、隣り合う床暖房用電熱ボード２０が機械的に連結されている。隣接する床暖房用電熱ボード２０間には連結帯２７によって適宜の間隔が確保され、床暖房用電熱ボード２０同士を無理なく重ねて折りたたむことができる。床暖房用電熱ボード２０同士の間隔は連結帯２７の長さによって調整することができる。【００２７】
図５は、床暖房用電熱ボード集合体の施工方法を説明する模式図である。まず、左上図に示すように、集合体１００を床暖房用電熱ボード２０の連結部で交互に折り畳んだ状態で室内に搬入する。次に、右上図に示すように、集合体１００を引き伸ばして展開する。次いで、左下図に示すように、集合体１００を完全に展開して、床下地上に敷き込む。次いで、床暖房用電熱ボード２０同士を連結している連結帯２７を引き上げて、床暖房用電熱ボードの対向する周縁部２８同士が接するように床暖房用電熱ボード２０同士の間隔を詰め、その後、連結帯２７を切断、除去する。以上の工程を経て、右下図に示すように、床暖房用電熱ボード２０が互いに密着した状態で据付けられ、集合体１００の設置が完了する。【００２８】
このように、床暖房用電熱ボード２０は折りたたまれた状態では、隣接する床暖房用電熱ボード２０との間に間隔が設けられ、据付け後は隣接する床暖房用電熱ボード２０と密着させられる。そのため、図６に示すように、補強部材１０の空隙部１４には、床暖房用電熱ボード２０同士が密着したときに生じる電源線１２の余長部を、電源線１２を破線のように曲げ変形させることによって収納するだけの余裕が設けられている。【００２９】
面状発熱体３０は、炭素繊維からなる複数本の発熱抵抗線から構成されている。面状発熱体３０の厚さは、好ましくは２ｍｍ以下、より好ましくは０．８ｍｍ以下である。面状発熱体３０の例としては、例えば、特開平８−２０７１９１号公報に開示された繊維強化樹脂成形体が挙げられる。繊維強化樹脂成形体は、非導電性繊維と炭素繊維からなる導電性繊維との交点を接合してなる網目構造体の両端で導電性繊維と電極とを接続した後、ガラスエポキシなどからなる繊維強化プリプレグシートおよびポリエステルフィルムなどの絶縁用の樹脂フィルムを積層して形成される。【００３０】
図７Ａは、図３に示した床暖房用電熱ボードの、均熱板の設けられた主面の反対側から見た平面図である。図７Ｂは、図７ＡのＡ−Ａ’線に沿った面状発熱体の部分断面図である。図７Ｂは、上下を逆に表示している。図７Ａでは、厳密には桟木や発熱抵抗線は表示されないが、説明の便宜上図示している。面状発熱体３０は、一定の長さを有し、直線的にかつ互いに平行に配置された発熱抵抗線３２ａ〜３２ｅ、３３ａ〜３３ｅ、３４ａ〜３４ｅ、３５ａ〜３５ｅを有している。図７Ａにおいて、面状発熱体３０は床暖房用電熱ボード２０の平面寸法と一致している。発熱抵抗線３２ａ〜３５ｅは矩形状の繊維強化プリプレグ２、４に挟み込まれている。繊維強化プリプレグ２には、樹脂フィルム１が積層され、その上に均熱板２４が積層されている。繊維強化プリプレグ４には、樹脂フィルム５が積層されている。【００３１】
発熱抵抗線３２ａ〜３５ｅは通電することによって発熱する。発熱抵抗線３２ａ〜３２ｅは、電極３１ａと電極３１ｄとの間で並列に接続され、電極３１ａと電極３１ｄとを接続する一つの並列回路４１を形成している。発熱抵抗線３３ａ〜３３ｅは、電極３１ｄと電極３１ｂとの間で並列に接続され、電極３１ｄと電極３１ｂとを接続する一つの並列回路４２を形成している。発熱抵抗線３４ａ〜３４ｅは、電極３１ｂと電極３１ｅとの間で並列に接続され、電極３１ｂと電極３１ｅとを接続する一つの並列回路４３を形成している。発熱抵抗線３５ａ〜３５ｅは、電極３１ｅと電極３１ｃとの間で並列に接続され、電極３１ｅと電極３１ｃとを接続する一つの並列回路４４を形成している。このように、各並列回路は互いに隣接しながら平行に延び、隣り合う並列回路同士が順次電気的に直列に接続されることによってヒーター回路を構成している。電極３１ａと電源線１２の間にサーモスタット等の過熱防止装置（図示せず）を設け、これを床暖房用電熱ボード２０に内蔵する構成とすることもできる。【００３２】
並列回路４１〜４４を構成する発熱抵抗線の本数は特に限定されないが、３〜１２本程度が望ましい。並列回路の個数も特に限定されないが、４個〜８個の並列回路を直列に接続してヒーター回路を構成することが望ましい。【００３３】
なお、直線状の発熱抵抗線を、電源線１２に接続されない電極３１ｄ、３１ｅを介して、床暖房用電熱ボード２０の両端間で折り返す構成に代えて、電極３１ｄ、３１ｅを設けずに発熱抵抗線自身を折り返す構成を採用することも可能である。【００３４】
発熱抵抗線３２ａ〜３５ｅは、全て同じ径を有する炭素繊維から構成されている。炭素繊維は耐久性に優れ、発熱抵抗線３２ａ〜３５ｅに適した材料である。発熱抵抗線３２ａ〜３５ｅはニクロム線で形成してもよく、あるいはカーボン系導電性塗料を印刷技術を用いて塗布形成することもできる。【００３５】
直列に連結される並列回路の個数が相等しくなる中央位置、すなわち並列回路４２と並列回路４３の間には、中央電気接続部となる電極３１ｂが設けられている。このため、電極３１ｂをはさんだ両側の並列回路（並列回路４１、４２の組、および並列回路４３、４４の組）は、電極３１ｂと対応する端部（電極３１ａ、３１ｃ）との間の電気抵抗が互いに等しくされている。【００３６】
本実施形態の床暖房用電熱ボード２０では、並列回路４１〜４４全体を一つの直列回路として、電極３１ａと電極３１ｃとの間に通電することが可能である（運転パターン１）。また、並列回路４１、４２の組を電極３１ａ、３１ｂ間の直列回路として通電し、これと同時に並列回路４３、４４の組を電極３１ｂ、３１ｃ間の別の直列回路として通電することも可能である（運転パターン２）。２つの運転モードは、電極３１ｂの電源への接続を切替えることによって容易に切替えることができる。【００３７】
このような運転モード切替え方法は、床暖房用電熱ボード２０を異なる電源電圧で使用する際に有効である。発熱量は電圧の二乗に比例するため、電源電圧が異なると床暖房用電熱ボード２０の発熱量が大きく異なり好ましくない。しかし、電源電圧は国によって異なるものの、大きく１００Ｖ系と２００Ｖ系とに大別できるため、両者の電源電圧に対して発熱量を同程度に制御することができれば十分である。【００３８】
電極３１ａ、３１ｂ間の抵抗値、および電極３１ｂ、３１ｃ間の並列回路の抵抗値を各々Ｒとすると、運転パターン１での面状発熱体３０の抵抗値は２Ｒとなる。発熱量は電圧Ｖ、抵抗Ｒに対してＶ２／Ｒで求められるので、２００［Ｖ］の電源電圧に対して運転パターン１を選択すれば、発熱量はＰ＝２００２／２Ｒ＝２００００／Ｒとなる。一方、運転パターン２では抵抗Ｒの回路が２列並列して設けられた状態になるので、面状発熱体３０の抵抗値は１／｛（１／Ｒ）＋（１／Ｒ）｝＝Ｒ／２となる。１００［Ｖ］の電源電圧に対して運転パターン２を選択すれば、発熱量はＰ＝１００２／（Ｒ／２）＝２００００／Ｒとなり、理論的には１００［Ｖ］電源電圧と２００［Ｖ］の電源電圧に対して同じ発熱量が得られる。このように、印加される電圧が１００［Ｖ］である場合と２００［Ｖ］である場合とで、電源線に接続する電極を変えるだけで、発生する熱量を等しくすることができる。【００３９】
運転パターン２を可能とするためには、電極３１ｂを中央電気接続部として用いることが必要となるため、電極３１ｂは電極３１ａ、３１ｃと同じ側に設けられているのが有利である。したがって、並列回路の数は偶数が望ましく、さらに中央電気接続部の両側の電気抵抗を揃えるために、各並列回路および各並列回路内の発熱抵抗線の配置は、中央電気接続部を通り敷設方向ｘに延びる中心線ｃを中心に線対称であることが望ましい。【００４０】
電極３１ａ〜３１ｅは、例えば、銅やアルミなどの金属箔片から構成されている。電極３１ａ〜３１ｃには、電源線１２と接続される接続部３６ａ〜３６ｃがそれぞれ設けられている。【００４１】
図７Ｂを参照すると、電極３１ａ〜３１ｅは、発熱抵抗線３２ａ〜３５ｅを片面から覆うように形成されている（図７Ｂは電極３１ｂのみを表示。他の部材についても同様。）。電極３１ａ〜３１ｃの上には金属金網３ａ〜３ｃがそれぞれ積層されている。金属金網３ａ〜３ｃは、金属繊維、金属繊維織物、パンチングメタル、エキスパンドメタル、金属メッシュベルトなどから構成されている。金属金網３ａ〜３ｃは、電源線１２に接続されたリード線１２ａ（図８参照）を電極３１ａ〜３１ｃに接続する際に、接続手段である半田を固定する効果を有している。【００４２】
繊維強化プリプレグ４の電極３１ａ〜３１ｃの近傍となる位置には、電源線１２と電極３１ａ〜３１ｃとの電気接続をとるために貫通穴４ａ〜４ｃが形成されている。貫通穴４ａ〜４ｃは５〜５０ｍｍ程度の直径を有している。繊維強化プリプレグ４上に積層される樹脂フィルム５にも、貫通穴４ａ〜４ｃを含む大きさの貫通穴５ａ〜５ｃが形成されている。【００４３】
図８は、面状発熱体への電源線の接続方法を説明するための図である。まず、面状発熱体３０を、繊維強化プリプレグ４に設けられた貫通穴４ａ〜４ｃが、補強部材１０に設けられた貫通穴１１ａ〜１１ｃと各々対向するように、床暖房用電熱ボード２０に組み込む。なお、図には貫通孔４ａ、１１ａのみ示しており、以下の説明は貫通孔４ａ、１１ａについておこなうが、貫通穴４ｂ、４ｃ、１１ｂ、１１ｃについても全く同様である。次に、電源線１２に接続されたリード線１２ａを貫通穴４ａ、１１ａを介して電極３１ａにはんだ６によって接続する。はんだ６は、電極３１ａ上に設けられた金属金網３ａのアンカー効果によって、電極３１ａに強固に接続される。電極３１ａを設けず、金属金網３ａのみを介して発熱抵抗線に接続することも考えられるが、成形時に繊維強化プリプレグ２から樹脂が染み込んで金属金網３ａを被覆してしまう可能性がある。したがって、電極３１ａを設け、その上に金属金網３ａを積層する構成が好ましい。【００４４】
その後、補強部材１０に設けられた貫通穴１１ａに樹脂７を充填することによって、電源線１２に接続されたリード線１２ａを面状発熱体３０に強固に接続し、防水することができる。貫通穴１１ａに充填する樹脂７としては、例えば、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂や、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂等が挙げられる。【００４５】
次に、発熱抵抗線の配置パターンについて説明する。図９は、図７Ａに示す面状発熱体の、同図中Ｂ部付近の部分詳細図である。各並列回路４１〜４４は、面状発熱体３０の敷設直交方向ｙにおける全幅Ｗ、各並列回路４１〜４４の電気抵抗Ｒｉ（ただし、ｉ＝４１〜４４）、ヒーター回路の全電気抵抗Ｒ（すなわち、各並列回路４１〜４４の電気抵抗の和）に対して、
ｗｉ＝（Ｒｉ／Ｒ）×Ｗ    （式１）
によって定められる幅ｗ４１〜ｗ４４を有する並列回路領域Ａ４１〜Ａ４４の中に配置されている。発熱体３０の全幅Ｗは不設置領域１０５の幅を含んでいる。【００４６】
まず、簡単な例として、並列回路領域Ａ４１〜Ａ４４の幅ｗ４１〜ｗ４４がすべて同一である場合を考える。この場合、式（１）より並列回路４１〜４４の電気抵抗Ｒ４１〜Ｒ４４はすべて同一となる。並列回路領域Ａ４１は、桟木２２を配置したことにより生じる発熱抵抗線の不設置領域１０５を含んでいるが、並列回路４１は不設置領域１０５には配置できない。このため、発熱抵抗線３２ａ〜３２ｅは、並列回路領域Ａ４１のうち不設置領域１０５を除いた幅ｗ４１’の領域に集中して配置される。すなわち、発熱抵抗線３２ａ〜３２ｅは、並列回路領域Ａ４２に設置される発熱抵抗線３３ａ〜３３ｅの配列ピッチよりも小さな配列ピッチで配置される。並列回路４１、４２の電気抵抗Ｒ４１、Ｒ４２は同じであるから、並列回路領域Ａ４１で発生する熱量と並列回路領域Ａ４２で発生する熱量とは等しい。同様にして、並列回路領域Ａ４３で発生する熱量と並列回路領域Ａ４４で発生する熱量とは等しくなり、結局、各並列回路領域Ａ４１〜Ａ４４で発生する熱量は全て等しい。並列回路領域Ａ４１〜Ａ４４の幅ｗ４１〜ｗ４４も全て等しいので、並列回路領域Ａ４１〜Ａ４４の単位面積当たりの平均発熱量は等しくなる。このようにして、並列回路領域Ａ４１、Ａ４４が一部発熱抵抗線を設置できないエリアを含んでいても、発熱抵抗線を密に配置することによって、式（１）を満たすように発熱抵抗線を配置し、面状発熱体３０の発熱を均等化することができる。【００４７】
図１０は、並列回路内の各発熱抵抗線の配置パターンを説明するための、図７Ａに示す面状発熱体のＢ部付近の部分詳細図である。発熱抵抗線領域（ａ１１〜ａ４５）と不設置領域１０５とが重なり、配置できない発熱抵抗線の全ては、不設置領域付近の配置可能な発熱抵抗線領域に配置されている。すなわち、各並列回路を構成する発熱抵抗線の一部は、各並列回路の並列回路領域の幅を各並列回路の発熱抵抗線の本数で除した幅を有する発熱抵抗線領域に配置されている。しかし、不設置領域と少なくとも一部が重なる発熱線領域に割り当てられるべき残りの発熱抵抗線は、不設置領域の近傍の発熱線領域に配置されている。具体的には、並列回路領域Ａ４１は領域ａ１１〜ａ１５に５分割され、発熱抵抗線３２ｂ〜３２ｅは対応する領域ａ１２〜ａ１５に配置される。しかし、発熱抵抗線３２ａは対応する領域ａ１１に配置できないため、不設置領域１０５付近の隣接する領域ａ１２に発熱抵抗線３２ｂとともに配置される。並列回路領域Ａ４４の発熱抵抗線３５ｅについても同様である。この配置パターンでは、並列回路領域Ａ４１〜Ａ４４の単位面積当たりの平均発熱量が等しくなるだけでなく、並列回路領域Ａ４１のうち領域ａ１３〜ａ１５の単位面積当たりの平均発熱量、および並列回路領域Ａ４４のうち領域ａ４１〜ａ４３の単位面積当たりの平均発熱量が並列回路領域Ａ４２、Ａ４３のそれと等しくなり、面状発熱体３０の発熱を一層均等化することができる。また、不設置領域１０５で必要な熱量を隣接する領域ａ１２から供給できるので、温度低下を最小限にすることができる。【００４８】
なお、本実施形態では発熱抵抗線の不設置領域１０５は敷設方向ｘに延びる両方の周縁部２８に沿って設けられているが、片側の周縁部２８だけに設ける構成も可能である。この場合、不設置領域が設けられていないほうの領域では、発熱抵抗線は中央部と同一ピッチで配置すればよい。【００４９】
次に、並列回路領域の幅ｗ４１〜ｗ４４が異なる場合は、まず、電気抵抗Ｒ４１〜Ｒ４４を式（１）によって算出する。式（１）より、電気抵抗Ｒ４１〜Ｒ４４は対応する並列回路領域Ａ４１〜Ａ４４の幅ｗ４１〜ｗ４４に比例した値となるため、電気抵抗Ｒ４１〜Ｒ４４も異なる。電気抵抗Ｒ４１〜Ｒ４４を互いに異ならせるには２つの方法がある。一つは、各発熱抵抗線の単位長さ当りの抵抗値を並列回路領域Ａ４１〜Ａ４４ごとに異ならせる方法で、具体的には、個々の並列回路中の発熱抵抗線の太さを全部または部分的に変えることが考えられる。例えば後述する実施例では、３０００フィラメントの発熱抵抗線を１０００フィラメントあるいは６０００フィラメント等の発熱抵抗線に変更すればよい。【００５０】
もう一つの方法は、発熱抵抗線の本数を並列回路領域Ａ４１〜Ａ４４ごとに異ならせる方法である。図１１は、並列回路領域の幅が異なる場合において、発熱抵抗線の本数を並列回路領域の幅に応じて変えた場合の発熱抵抗線の配置パターンを説明するための図で、図７ＡのＢ部付近に対応する面状発熱体の部分詳細図である。並列回路領域Ａ４１の幅ｗ４１と並列回路領域Ａ４２の幅ｗ４２の比率は７：４であるとする。したがって、式（１）より並列回路４１の抵抗Ｒ４１と並列回路４２の抵抗Ｒ４２の抵抗比は７：４となる。この抵抗比を実現するため、図に示すように、並列回路領域Ａ４１には同一径の４本の発熱抵抗線を、並列回路領域Ａ４２には当該４本の発熱抵抗線と同一径の７本の発熱抵抗線を設けている。【００５１】
以上は次のように言い換えることもできる。すなわち、並列回路領域の発熱抵抗線の本数を減らすと、電気抵抗が本数と反比例で増加する結果、式（１）より並列回路領域の幅が大きくなる。そして、発熱抵抗線の本数自体も減少しているので、両者の相乗効果によって各発熱抵抗線の領域幅を大きく確保することが可能となる。この結果、不設置領域を含む領域にも発熱抵抗線を配置することができる。本配置パターンでは、各並列回路領域Ａ４１〜Ａ４４の領域ａ１１〜ａ１４、ｂ１１〜ｂ１７、ｃ１１〜ｃ１７、ｄ１１〜ｄ１４のすべてに発熱抵抗線を配置することができる。【００５２】
上述したように、不設置領域と隣接する領域では発熱抵抗線を均等に配置することが困難な場合がある。しかし、本実施形態では不設置領域を含む並列回路領域で発熱抵抗線の本数を減らすことにより各発熱抵抗線の分担幅を大きくすることができるため、発熱抵抗線同士の間隔を広げることが可能となる。このため、本配置パターンでは、並列回路領域Ａ４１〜Ａ４４の単位面積当たりの平均発熱量が等しくなるだけでなく、並列回路領域を等分した各領域の単位面積当たりの平均発熱量もすべて揃えることができ、面状発熱体３０の発熱を一層均等化することができる。【００５３】
桟木２２の幅を縮小すると領域ａ１１に発熱抵抗線３２ａを配置しやすくなり、一層効果的である。しかし、領域ａ１１に発熱抵抗線３２ａを配置できない場合でも、図１２に示すように不設置領域と隣接する領域に２本の発熱抵抗線をまとめて設置することで、同等の効果が得られる。
【実施例】
【００５４】
（実施例１）
まず、発熱抵抗線を４本並列に接続した並列回路４１、４４と、７本並列に接続した並列回路４２、４３とからなる面状発熱体を作成した。本実施例で作成した面状発熱体は図７Ａに示すものと同様であるが、並列回路４１〜４４を構成する発熱抵抗線の本数と配置は、図１２のようになっている。【００５５】
まず、各並列回路領域の幅を式（１）より表１のように求め、並列回路４１〜４４が対応する並列回路領域Ａ４１〜Ａ４４に配置されるように、各発熱抵抗線を配置した。発熱抵抗線としては、１ｍ当たりの抵抗値が１５３Ω／ｍの炭素繊維（東レＴ３００  ３０００フィラメント）を用いた。並列回路領域Ａ４１、Ａ４４を４等分した領域のうち、領域ａ１１、ｄ１４には幅３０ｍｍの釘打ち領域があり、発熱抵抗線を配置する余裕がなかったため、領域ａ１２、ｄ１３に２本の発熱抵抗線を配置した。その他の領域には発熱抵抗線を１本ずつ配置した。【００５６】
次に、発熱抵抗線を目開き５mmのガラス繊維組布によって上下から挟み込み、熱可塑性樹脂で交点を接合した網目状の組布を作った。この組布を長さ１７２０ｍｍに切断し、幅１５ｍｍの銅箔テープによって隣り合う並列回路を順次電気的に接続して、所定の並列回路と直列回路を形成した。その後、組布をガラス繊維織物にエポキシ樹脂を含浸したプリプレグで上下から挟み込み、積層体を形成した。積層体の上側に、厚さ１００μｍのアルミ板と厚さ１００μｍのＰＥＴフィルムとを貼り合わせたアルペットを、ＰＥＴフィルムが積層体側になるように乗せた。さらに、積層体の下側に厚さ５０μｍのＰＥＴフィルムを置き、圧力をかけながら加熱してエポキシ樹脂を硬化させた。以上によって、発熱抵抗線が直線的かつ平行に長さ１６９０ｍｍで配置された、長さ１８２０ｍｍ、幅４５５ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの面状発熱体を得た。【００５７】
次に、この面状発熱体のアルミ板の付いていない方の面の外周に幅３０ｍｍ、厚さ８．５ｍｍの桟木を貼り付けた。さらに、桟木に囲まれた部分に厚さ８．５ｍｍの発泡ポリプロピレン製断熱材（発泡倍率１２倍）を貼り付けた。そして、面状発熱体の電源との接続部に図６の樹脂製の補強部材を取り付け、電極に電源線を取り付けた。その後、桟木と断熱材の部分にクレープ紙を貼り、補強部材の部分に厚さ0.4mmのアルミ板を貼って蓋をして、床暖房用電熱ボードを形成した。この床暖房用電熱ボード２枚を、面状発熱体のアルミ板が付いている方を上にして床下地に並べて固定し、フローリングを模擬した厚さ１２ｍｍの合板を乗せて、気温２０℃の環境下で２００Ｖの電圧を印加した。その際、合板表面温度が約３０℃となるように制御し、合板表面の幅方向（敷設直交方向ｙ）の温度分布を測定した。【００５８】
その結果、図１３に示すように、２つの床暖房用電熱ボードの継ぎ目における温度低下が１℃程度に抑えられ、コールドゾーンの少ない床暖房が実現できた。【００５９】
【表１】
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【００６０】
（実施例２）
実施例１と同様に、発熱抵抗線を４本並列に接続した並列回路４１、４４と、７本並列に接続した並列回路４２、４３とからなる面状発熱体を作成した。本実施例では桟木の幅を１５ｍｍと小さく設定した。このため、図１１のように並列回路領域Ａ４１、Ａ４４を４等分した領域、および並列回路領域Ａ４２、Ａ４３を７等分した領域のすべてに１本の発熱抵抗線を配置することができた。その他の作成方法および測定方法は実施例１と同じである。【００６１】
その結果、図１４に示すように、２つの電熱ボードの継ぎ目における温度低下は０．５℃程度とさらに小さく抑えられ、コールドゾーンがほとんど生じない床暖房を実現することができた。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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