(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
断熱材としての薄板状の発泡樹脂成形体の表面に形成された溝に温水循環路としての通水管を挿入して成る床暖房用温水マットにおける前記溝の構造であって、前記溝は、平面視して直線部および曲線部を含み且つ前記通水管の外径（Ｄ）の９７〜１０３％に相当する大きさの溝幅（Ｗ０）に形成され、かつ、前記溝の直線部および曲線部には、前記溝幅（Ｗ０）の７５〜９０％に相当する溝幅（Ｗ１）の絞り部が設けられ、当該絞り部は、前記直線部に比べて狭いピッチで前記曲線部に配列されていることを特徴とする床暖房用温水マットにおける通水管配置用の溝構造。
【請求項２】
絞り部は、直線部において溝幅（Ｗ０）の４〜８倍、曲線部において溝幅（Ｗ０）の２〜４倍に各相当する間隔（Ｌ１）及び（Ｌ２）で溝の連続方向に沿って設けられている請求項１に記載の溝構造。
【請求項３】
溝の連続方向に沿った絞り部の長さ（Ｘ）が溝幅（Ｗ０）の１．５〜３．７倍に設定されている請求項１又は２に記載の溝構造。
【請求項４】
平面視した場合の絞り部の形状は、溝の中心に向かって突出する二等辺三角形状または台形状に形成されている請求項１〜３の何れかに記載の溝構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、床暖房用温水マットにおける通水管配置用の溝構造に関するものであり、詳しくは、フローリングの下地として敷設される床暖房用温水マットにおいて薄板状の発泡樹脂成形体の表面に温水循環路としての通水管を配置するための通水管配置用の溝構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
床暖房の施工においては、フローリング等の床仕上材の下地として、断熱材としての薄板状の発泡樹脂成形体の表側に温水循環路としての通水管を配置した床暖房用温水マットが使用される。斯かる温水マットは、例えば「床暖房マット」として知られており、表側に通水管配置用の溝が設けられた薄板状の発泡樹脂成形体（マット板）と、発泡樹脂成形体表面の溝に配置された通水管（放熱管）と、発泡樹脂成形体の表面に貼着された熱拡散用の放熱シート（金属箔）とを備え、ボイラーから供給された温水を通水管に循環させ、温水の熱を放熱シートを介して居室側に供給する様になされている（特許文献１）。
【０００３】
上記の温水マットにおいては、略均等に放熱するため、通水管は、平面視した場合、直線部と曲線部を組み合わせた所定の循環パターンに配置されるが、温水マットの製造技術としては、発泡樹脂成形体の表面の溝に対して、縦横に相対移動する移動体によって通水管を挿入すると共に、その際に通水管を加熱してその巻き癖を除去することにより、前記の溝に効率良く通水管を配置する様にした自動装置に関する技術なども提案されている（特許文献２，３）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２２６６０４号公報
【特許文献２】特許第３７２３８１４号公報
【特許文献３】特許第３７２３８１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記の様な温水マットの製造においては、発泡樹脂成形体表面の溝に通水管を挿入する際、手作業による方法あるいは自動装置を使用する方法の何れで行うにせよ、通水管を構成する樹脂の曲げ応力が強く、一旦溝に収めた通水管がその復元力によって溝から浮き上がるため、熱拡散用の放熱シートの貼付け方法を工夫して通水管の浮き上がりを防止する等、通水管の配置に相当の熟練を必要としている。
【０００６】
本発明は、上記の実情に鑑み、温水マットの基本構造について種々検討の結果なされたものであり、その目的は、通水管の配置作業が極めて容易であり、一層効率的に温水マットを製造することが出来る床暖房用温水マットにおける通水管配置用の溝構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明においては、発泡樹脂成形体の表面に直線部および曲線部を組み合わせて形成された溝に対して、通水管の外径よりも小さな特定の溝幅の絞り部を設け、通水管を挿入した際、絞り部を弾性変形させ、その復元力により通水管の応力変形を規制し、浮き上がりを防止する様にした。
【０００８】
すなわち、本発明の要旨は、断熱材としての薄板状の発泡樹脂成形体の表面に形成された溝に温水循環路としての通水管を挿入して成る床暖房用温水マットにおける前記溝の構造であって、前記溝は、平面視して直線部および曲線部を含み且つ前記通水管の外径（Ｄ）の９７〜１０３％に相当する大きさの溝幅（Ｗ０）に形成され、かつ、前記溝の直線部および曲線部には、前記溝幅（Ｗ０）の７５〜９０％に相当する溝幅（Ｗ１）の絞り部が設けられ、当該絞り部は、前記直線部に比べて狭いピッチで前記曲線部に配列されていることを特徴とする床暖房用温水マットにおける通水管配置用の溝構造に存する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の溝構造によれば、溝の直線部および曲線部に特定の溝幅の絞り部が設けられており、通水管を挿入した際に絞り部によって通水管の浮き上がりを防止できるため、通水管の配置作業が極めて容易であり、一層効率的に温水マットを製造することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明に係る床暖房用温水マットにおける通水管配置用の溝構造（以下、「溝構造」と略記する。）の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の溝構造における絞り部の形状ならびに通常部分の溝幅と絞り部の溝幅を示す平面図およびＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線に沿った各縦断面図である。図２は、図１の絞り部の溝幅と通水管の外径との関係および絞り部における通水管挿入時の作用を示す縦断面図である。図３は、溝の連続方向に沿った絞り部の配置を示す発泡樹脂成形体表面の部分的な平面図である。図４は、床暖房用温水マットの構造を部分的に破断して示す斜視図であり、図５は、床暖房用温水マットにおける通水管の配置例を示す平面図である。なお、以下の説明は本発明の代表例であり、これらの内容に本発明は限定されるものではない。
【００１１】
先ず、床暖房用温水マット（以下、「温水マット」と言う。）の一例の全体構造について説明する。温水マットは、図４に示す様に、断熱材としての薄板状の発泡樹脂成形体（１）の表面に形成された少なくとも１組の連続的する溝（３）に温水循環路としての通水管（４）を挿入して構成される。そして、床暖房システムを構築するため、フローリング等の床仕上材の下地として、ベニヤ等の構造用合板やパーティクルボード或いはコンクリートスラブ等から成る床下地の上に敷設される。
【００１２】
具体的には、温水マットは、図５に示す様に、施工性の観点から、通常は平面形状を方形（正方形または長方形）に形成される。温水マットは、設置場所を考慮して種々の大きさに設計できるが、居室床の寸法設計に対応するため、通常は、一辺の長さ（幅）を５００〜４０００ｍｍ程度、他の一辺の長さ（長さ）を５００〜４０００ｍｍ程度、厚さを７〜２０ｍｍ程度に設計される。
【００１３】
発泡樹脂成形体（１）は、例えば平面形状が細長の長方形に形成された小片を多数配列して構成される。発泡樹脂成形体（１）を構成する小片は、硬質ポリウレタン発泡体、硬質ポリエチレン発泡体、硬質ポリプロピレン発泡体、ポリスチレン発泡体、フェノール樹脂発泡体、硬質ポリ塩化ビニル発泡体、ポリメチルメタクリレート発泡体、ポリカーボネート発泡体、ポリフェニレンオキサイド発泡体、ポリスチレンとポリエチレン混合物の発泡体などから成る。なお、発泡樹脂成形体（１）は、温水マットを折畳み構造に構成するために分断されていてもよい。また、発泡樹脂成形体（１）の裏面には、遮音材として不織布などが貼設されてもよく、更に、コストダウンを図るため、後述する根太状部材（２）の長さ方向と平行に凹溝が設けられてもよい。
【００１４】
図４及び図５に示す様に、通常、発泡樹脂成形体（１）には、温水マットの幅と平行に根太状部材（２）が所定の間隔で配置される。根太状部材（２）は、上方から加わる鉛直荷重を支持するための小割り状の部材であり、スギ、サクラ、ヒノキ、ラワン及び合板などの木材、または、樹脂の硬質発泡材で構成される。また、根太状部材（２）は、上面に敷設されるフローリングを釘や接着剤で固定し、床下地にビスや釘を使用して当該温水マットを固定するのに利用される。根太状部材（２）の長さ及び厚さは、各々、温水マットの上記の幅および厚さに応じて設計され、根太状部材（２）の幅は、施工性の観点から４０〜５０ｍｍ程度とされる。
【００１５】
通水管（４）は、図４に示す様に、発泡樹脂成形体（１）の成型時にその表面に形成された溝（３）に対し、後述する放熱シート（５）に接触する状態で配置される。通水管（４）としては、架橋ポリエチレン管、ポリブテン管、ポリプロピレン管、ポリエチレン管などの樹脂管が使用される。一般的には、架橋ポリエチレン管、ポリブテン管が使用される。通水管（４）の大きさは、流れる温水の圧力損失を小さくして平均温度をより高い温度に維持するため、外径が通常は４〜１０mm、好ましくは５〜８ｍｍ、内径が通常は４〜７mm、好ましくは５〜６mmとされる。
【００１６】
また、図５に示す様に、温水マットの１つの縁部（図５では左下隅の下縁部）には、発泡樹脂成形体（１）に切込み形状を設けてヘッダー取付部（６）が備えられており、上記の通水管（４）は、ヘッダー取付部（６）に取り付けられる温水分配回収用のヘッダー（流体分岐ブロック）（図示省略）に繋ぎ込まれ、複数系統（複数回路）、例えば図示する様な４系統の循環路を構成する様になされている。上記の様に、循環路を複数組構成することにより、各系統における温水の温度低下を少なくしてパネル全体で均一に放熱し且つ出力を高めることが出来る。
【００１７】
通水管（４）は、例えば、温水マットの幅方向に沿って直線状に配置され且つ幅方向の両端側、すなわち、温水マットの長さ方向に沿った縁部で折り返す様に配置される。換言すれば、通水管（４）は、平行に複数配列した直線部と曲線部との組合せにより、温水マットの略全面を所定のパターンで循環する循環路を複数構成している。根太状部材（２）の幅を十分に確保して施工性を高め、かつ、通水管（４）の敷設長さを十分に確保して単位面積当たりの放熱量をより大きくするため、温水マットの単位面積当たりの通水管（４）の合計敷設長さは、１５〜３０ｍ／ｍ２程度、好ましくは１９〜２７ｍ／ｍ２とされ、また、通水管（４）の配列ピッチは、通常、根太状部材（２）の両側で５５〜９０ｍｍ、根太状部材（１２）の両側以外の部位で３０〜５５ｍｍに設定される。出力を高める関係から、１つの循環路を構成する通水管（４）の全長は、通常３〜４０ｍ、好ましくは１０〜３５ｍである。
【００１８】
更に、図示しないが、温水マットの好ましい態様においては、上面側への出力を高め且つ上面側への放熱効率を高めるため、通水管（４）の少なくとも一部分、例えば直線部は、その長さ方向に直交する断面がＵ字状に形成され且つその上端縁に鍔が付設された樋状の金属製伝熱部材に収容され、そして、通水管（４）は、発泡樹脂成形体（１）の表側に形成された絞り部（３１）に伝熱部材と共に配置される。伝熱部材は、厚さが約１０〜５００μｍ程度、好ましくは５０〜１５０μｍのアルミニウム（又はアルミニウム合金）の箔によって構成される。上記の様な伝熱部材を配置した場合には、通水管（４）から放出される熱を放熱シート（５）へ効率的に伝達でき、温水マット上面側への放熱効率を高めることが出来る。
【００１９】
図４に示す様に、発泡樹脂成形体（１）及び根太状部材（２）の表側の表面、すなわち、温水マットの上面には、通水管（４）の温水の熱をフローリング側に伝える放熱シート（５）が配置される。放熱シート（５）は、厚さが通常は１０μｍ〜２００μｍ、好ましくは３０μｍ〜１００μｍで且つ熱伝導性に優れた可撓性のフィルム又はシート、例えば、アルミニウム箔、錫箔、銅箔、ステンレス鋼箔などの金属箔、金属製の織布や不織布、樹脂フィルム又は樹脂シート、あるいは、これらを組合せた積層シート等によって構成される。放熱シート（５）は、発泡樹脂成形体（１）及び根太状部材（２）の表面に接着剤や接着剤フイルム等よって貼着される。
【００２０】
次に、上記の様な温水マットにおける通水管配置用の溝構造について説明する。温水マットの溝（３）は、通水管（４）の配置に応じて発泡樹脂成形体（１）に設けられる。すなわち、溝（３）は、平面視して直線部および曲線部を含み且つ所定の循環パターンで発泡樹脂成形体（１）の表面に少なくとも１組が連続的に形成され、そして、溝（３）には、温水循環路としての通水管（４）がその一部を露出させた状態（上面に張られる放熱シート（５）に接する状態）に挿入される。
【００２１】
図３は、図５に示す温水マットの一部（図５における左上隅部）の発泡樹脂成形体（１）を示したものであり、例えば図３に示す様に、溝（３）は、平面視して直線部および曲線部を備えている。そして、溝（３）は、通水管（４）を抵抗なく挿入でき且つ隙間なく通水管（４）を嵌合させ得る幅に形成される。具体的には、図１（ａ）及び（ｃ）に示す様に、溝（３）の通常部分の溝幅（Ｗ０）は、通水管（４）の外径（Ｄ）（図２参照）の９７〜１０３％に相当する大きさ、好ましくは通水管（４）の外径（Ｄ）と同等の大きさに形成される。例えば溝（３）の溝幅（Ｗ０）は、通水管（４）の外径（Ｄ）と同等の７．２ｍｍに設定される。
【００２２】
本発明においては、溝（３）に沿わせて通水管（４）を配置する際、当該通水管の曲げ応力による浮き上がりを規制するため、図３に示す様に、溝（３）の直線部および曲線部には、当該溝を幅狭に形成した絞り部（３１）が設けられる。これにより、本発明においては、溝（３）に通水管（４）を挿入した際、絞り部（３１）を幅が拡がる方向に弾性変形させ、その復元力によって通水管（４）を拘束することが出来、溝（３）の内部に通水管（４）を収めることが出来る。
【００２３】
具体的には、溝（３）の形状は、図１（ｃ）に示す様に、溝（３）の連続方向に直交する断面で視た場合、通常、底面が円弧状のＵ字状に形成され、絞り部（３１）の同様の断面形状は、溝（３）の通常部分よりも狭い幅の同様のＵ字状に形成される。また、平面視した場合の絞り部（３１）の形状（平面形状）は、図１（ｂ）に示す様に、溝（３）の中心に向って緩やかに突出する二等辺三角形状または台形状、換言すれば、溝（３）の側壁に対して斜辺部分が３〜１０度の角度で膨出する前記の形状に形成される。そして、溝（３）の連続方向に沿った絞り部（３１）の長さ（Ｘ）は溝幅（Ｗ０）の１．５〜３．７倍に設定される。絞り部（３１）を上記の様な形状および長さに形成することにより、溝（３）に通水管（４）を挿入した際、絞り部（３１）やその周辺の樹脂に損傷を与えることなく当該絞り部を弾性変形させることが出来る。
【００２４】
図１（ａ）及び（ｂ）に示す様に、上記の絞り部（３１）の溝幅（Ｗ１）は、溝（３）の通常部分の溝幅（Ｗ０）の７５〜９０％に相当する大きさ、好ましくは８０〜８５％に相当する大きさに設定される。例えば、溝幅（Ｗ０）が７．２ｍｍの場合、絞り部（３１）の溝幅（Ｗ１）は５．４〜６．５ｍｍ、好ましくは５．８〜６．１ｍｍに設定される。
【００２５】
絞り部（３１）の溝幅（Ｗ１）を上記の範囲に設定する理由は次の通りである。すなわち、絞り部（３１）の溝幅（Ｗ１）が通常部分の溝幅（Ｗ０）の７５％未満の場合には、溝（３）に通水管（４）を挿入し難くなる上、通水管（４）を挿入した際に溝（３）を構成する樹脂の反発力が大きくなり過ぎて通水管（４）が押し出されることがある。一方絞り部（３１）の溝幅（Ｗ１）が通常部分の溝幅（Ｗ０）の９０％を超えた場合には、通水管（４）の曲げ応力に対抗し得るだけの拘束力を十分に発揮できず、通水管（４）の浮き上がり現象を抑制できない。
【００２６】
更に、図３に示す様に、上記の絞り部（３１）は、溝（３）の直線部において溝幅（Ｗ０）の４〜８倍、溝（３）の曲線部において溝幅（Ｗ０）の２〜４倍に各相当する間隔（Ｌ１）及び（Ｌ２）で溝（３）の連続方向に沿って設けられる。具体的には、例えば溝幅（Ｗ０）が７．２ｍｍの場合、溝（３）の直線部においては、絞り部（３１）を配置する間隔（Ｌ１）が２９〜５８ｍｍとされ、溝（３）の曲線部（図３にける上部の曲がり部分）においては、絞り部（３１）を配置する間隔（Ｌ２）が１５〜２９ｍｍとされる。
【００２７】
絞り部（３１）の配置間隔（Ｌ１）及び（Ｌ２）を上記の様に規定する理由は次の通りである。すなわち、絞り部（３１）は、より多く設けた方が通水管（４）に対する固定効果は向上するが、絞り部（３１）の数が増えるに従って溝（３）への通水管（４）の挿入速度（作業速度）が低下し、製造効率の低下を惹起する。また、溝（３）に通水管（４）を挿入する際に当該通水管に生じる応力は通水管（４）の直線部よりも曲線部の方が大きいため、絞り部（３１）も、溝（３）の曲線部に対し、直線部に比べて狭いピッチで配列する必要がある。そこで、温水マット製造時における通水管（４）の配置作業の効率をさほど低下させることなく、かつ、通水管（４）に対する必要な拘束力を発揮し得る絞り部（３１）の配置間隔として、上記の範囲に間隔（Ｌ１）及び（Ｌ２）が設定される。
【００２８】
前述の温水マットは、発泡樹脂成形体（１）の小片を組み合わせてマット形状を形成し且つ必要に応じて根太状部材（２）を配置した後、発泡樹脂成形体（１）の表面の溝（３）に通水管（４）を配置し、次いで、発泡樹脂成形体（１）及び根太状部材（２）の上面に放熱シート（５）を貼着して通水管（４）を被うことにより製造される。
【００２９】
本発明の溝構造においては、発泡樹脂成形体（１）の表面に直線部および曲線部を組み合わせて形成された溝（３）に対して、当該溝の通常部分の溝幅（Ｗ０）よりも小さな特定の溝幅、換言すれば、通水管（４）の外径（Ｄ）よりも小さな特定の溝幅（Ｗ１）の絞り部（３１）が設けられており、図２に鎖線で示す様に、上記の様な温水マットの製造時に溝（３）に沿わせて当該溝に通水管（４）を挿入した際、絞り部（３１）が弾性変形し、その復元力により通水管（４）を拘束し、通水管（４）の応力変形を規制する。その結果、通水管（４）を挿入した際の通水管の浮き上がりを防止できる。従って、本発明によれば、通水管（４）の配置作業が極めて容易であり、一層効率的に温水マットを製造することが出来る。
【００３０】
なお、本発明は、前述の構造の温水マットに限らず、薄板状の発泡樹脂成形体表面の溝に温水循環路としての通水管が挿入された各種の床暖房用温水マットに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の溝構造における絞り部の形状ならびに通常部分の溝幅と絞り部の溝幅を示す平面図およびＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線に沿った各縦断面図である。
【図２】図１の絞り部の溝幅と通水管の外径との関係および絞り部における通水管挿入時の作用を示す縦断面図である。
【図３】溝の連続方向に沿った絞り部の配置を示す発泡樹脂成形体表面の部分的な平面図である。
【図４】床暖房用温水マットの構造を部分的に破断して示す斜視図である。
【図５】床暖房用温水マットにおける通水管の配置例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  ：発泡樹脂成形体
２  ：根太状部材
３  ：溝
４  ：通水管
５  ：放熱シート
６  ：ヘッダー取付部
３１：絞り部
Ｄ  ：通水管の外径
Ｌ１：直線部における絞り部の配置間隔
Ｌ２：曲線部における絞り部の配置間隔
Ｗ０：溝幅
Ｗ１：絞り部の溝幅
Ｘ  ：絞り部の長さ
【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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