(57)【要約】【課題】耐候性、耐熱性、耐寒性が高く、任意の場所に適切かつ非常に強固に設置可能で、しかも利便性が高く、さらには耐久性の高いシート状ヒーターを提供する。【解決手段】本発明に係るシート状ヒーターたる融雪マット１は、面状発熱体１３を上側外皮層１１及び下側外皮層１２のＥＰＤＭ層により両面から挟持して一体的に形成したヒーター部１０と、帯状のヒーター部１０の両端に配置され、各々融雪マット１を固定するための連結穴２３及び連結穴３３を有し、補強布２１及び補強布３１としてケブラー布が一体的に貼着されている端末部２０及び固定部３０とを有する。【選択図】  図１
2007273244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
面状発熱体を有するシート状ヒーターであって、
前記面状発熱体をＥＰＤＭ層により両面から挟持して一体的に形成した面ヒーター部と、
前記面ヒーター部の周縁の対向する位置に配置され、各々前記面ヒーター部と一体的に形成され、各々当該シート状ヒーターを所望の設置位置に設置するための構造を有する２以上の固定部と、
少なくとも前記固定部に当該固定部と一体的に形成され、当該固定部を補強する補強用布部材と
を有するシート状ヒーター。
【請求項２】
帯状の前記面ヒーター部と、当該面ヒーター部の長手方向の両端に配置された前記固定部とを有し、
前記面ヒーター部に対して当該面ヒーター部の略幅方向に装着された帯状の部材であって、前記面ヒーター部を挟んだ両端に、当該シート状ヒーターを前記所望の設置位置に設置するための構造を有する途中固定部をさらに有する請求項１に記載のシート状ヒーター。
【請求項３】
前記補強用布部材又は前記途中固定部の少なくともいずれか一方は、ケブラー布であることを特徴とする請求項１又は２に記載にシート状ヒーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば屋根等に設置して融雪のために用いて好適なシート状ヒーターに関する。
【背景技術】
【０００２】
積雪の多い地方において、屋根等に積もった雪の雪下ろし作業は、危険かつ重労働であり、自動的に雪を融かしてくれる、あるいは積雪を防止してくれる装置が望まれている。
従来のそのような装置としては、パイプに温水を循環させて屋根の温度を高くして雪を融かす装置等が知られているが、建物建築時に装置を設置する必要がある上に、断熱効果の優れた瓦等の屋根部材を加温するためには相当のエネルギーが必要であり、効率よく屋根の温度を上げることは難しい。
【０００３】
ところで、近年、面状発熱体の研究開発が進んでいる。例えば、特許文献１には、電極線に生じる電流負荷の不均一を軽減し、電極線の長手方向に沿っての電圧降下及び発熱の不均一も抑制し、リード線を多数設けることなく、長手方向に細長い使い勝手に優れた面状発熱体が開示されている。したがって、このような面状発熱体を適用して、使い勝手がよく実用的な融雪装置が実現されることが期待されている。
【特許文献１】特開２００５−１３５６７８公報
【０００４】
しかしながら、例えば面状発熱体を屋根上等に設置する場合を考えると、その屋根上等の環境は非常に厳しく、単に面状発熱体を何らかのケースに収容して設置したのみでは実際に使用に耐える装置を提供することはできない。
例えば、積雪がある冬季の屋根の温度は氷点下となるが、同じ地域の夏季で例えばフェーン現象が起きる等して気温が上昇した場合には、屋根の温度は１００℃程度にまで達する。そのような環境に曝された装置においては、発熱体の特性が変化したり部材の溶融が生じたりし、通常の動作を期待するのは非常に酷である。
【０００５】
また、屋根上は風等が直接に吹き付ける場所であり、何を設置するにしても強固に固定、設置をしなければ、吹き飛ばされてしまったり、一部の固定箇所が離脱して適切な姿勢を維持できなくなったり、あるいは部材が剥離してしまう等の症状が容易に生じ得る。
すなわち、面状発熱体を、通常考えられる実装方法や固定方法により、例えば野外のしかも屋根上等の非常に厳しい環境に設置し、長期に渡って適切に動作を行わせるのは、非常に困難である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、耐候性、耐熱性、耐寒性が高く、任意の場所に適切かつ非常に強固に設置可能で、しかも利便性が高く、さらには耐久性の高いシート状ヒーターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係るシート状ヒーターは、面状発熱体を有するシート状ヒーターであって、
前記面状発熱体をＥＰＤＭ層により両面から挟持して一体的に形成した面ヒーター部と、
前記面ヒーター部の周縁の対向する位置に配置され、各々前記面ヒーター部と一体的に形成され、各々当該シート状ヒーターを所望の設置位置に設置するための構造を有する２以上の固定部と、
少なくとも前記固定部に当該固定部と一体的に形成され、当該固定部を補強する補強用布部材とを有する。
【０００８】
当該シート状ヒーターを所望の設置位置に設置するための構造とは、例えば固定部に一体的に形成された固定部材を係止するための開口や凹凸等の形状的、機械的構造や、固定部に強固に設置された何らかの固定手段等であることが好ましい。
【０００９】
好ましくは、帯状の前記面ヒーター部と、当該面ヒーター部の長手方向の両端に配置された前記固定部とを有し、前記面ヒーター部に対して当該面ヒーター部の略幅方向に装着された帯状の部材であって、前記面ヒーター部を挟んだ両端に、当該シート状ヒーターを前記所望の設置位置に設置するための構造を有する途中固定部をさらに有する。
【００１０】
また好ましくは、前記補強用布部材又は前記途中固定部の少なくともいずれか一方は、ケブラー布である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、耐候性、耐熱性、耐寒性に優れ、任意の場所に適切かつ非常に強固に設置可能で、しかも利便性が高く、さらには耐久性の高いシート状ヒーターを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明のシート状ヒーターの一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態においては、屋根等に設置して加温することにより屋根等に降り積もる雪を融かすことのできる融雪マットについて説明する。
図１は、その融雪マット１の全体構成を示す斜視図であり、
図２は、図１に示した融雪マット１のヒーター部１０の構造を示す分解斜視図であり、
図３は、図１に示した融雪マット１の端末部２０付近の構造を示す上面図であり、
図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、融雪マット１の構造を示す断面図であり、各々、図３のＡ−Ａ，Ｂ−Ｂ及びＣ−Ｃにおける断面図である。
図１に示すように、融雪マット１は、ヒーター部（面ヒーター部）１０、端末部（固定部）２０、固定部３０及び中央固定部（途中固定部）５０を有する。
【００１３】
ヒーター部１０は、融雪マット１の中で実際に発熱して雪を融かす部分である。
ヒーター部１０は、図２に示すように、上側外皮層１１と下側外皮層１２との間に面状発熱体１３が挟まれた積層構造である。
ヒーター部１０の外皮たる上側外皮層１１及び下側外皮層１２は、耐候性、耐熱性が良好なＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム）により形成される。
【００１４】
面状発熱体１３は、ヒーター部１０の長手方向の両辺近傍に平行に配置された１対の電極線１４間に発熱素子が配列される並列電極タイプの面状発熱体である。面状発熱体１３の構成は、任意の構成でよい。例えば、並列に配置された電極線１４間に、面状の導電フィルムなどからなる発熱素子を配置するいわゆる純粋面状タイプの面状発熱体であってもよいし、電極線１４間に線状の発熱素子を並列に配置するいわゆる線面タイプの面状発熱体であってもよい。
本実施形態において、ヒーター部１０の幅は２８０ｍｍであり、面状発熱体１３は、図３及び図４（Ｃ）に示すように、ヒーター部１０の長手方向の周縁から（長辺から）２０ｍｍ内側に配置される。すなわち、面状発熱体１３の幅は、略２４０ｍｍである。
【００１５】
電極線１４の端末部２０側の端部は、ヒーター部１０と端末部２０側の境界部においてケーブル２５の素線と各々接続されている。また、電極線１４の固定部３０側の端部は、上側外皮層１１と下側外皮層１２との間及び固定部３０のゴム層３１に覆われた状態でヒーター部１０と固定部３０との境界部に埋設される。このような構成としておくことにより、たとえ融雪マット１が高温環境下におかれる等して電極線１４が熱膨張した場合であっても、その膨張を固定部３０のゴム層３１で吸収することができ、シート状のヒーター部１０が波うった状態に変形することを防ぐことができる。
【００１６】
ヒーター部１０は、上側外皮層１１と下側外皮層１２との間に面状発熱体１３をサンドイッチ状に配置してプレスすることにより、これらが一体的に接合される。この際、上側外皮層１１と面状発熱体１３及び面状発熱体１３と下側外皮層１２との間に、耐熱性の接着剤を介在させるようにしてもよい。
なお、本実施形態において、上側外皮層１１及び下側外皮層１２は、端末部２０や固定部３０との接続部付近を除いて０．５〜２．５ｍｍの厚さであり、ヒーター部１０全体としては、１〜５ｍｍ程度の厚さである。
また、端末部２０及び固定部３０と接続する部分付近では、図３及び図４（Ａ）に示すように、端末部２０に近づくにつれて上側外皮層１１の厚みが徐々に厚くなり、端末部２０との接続位置においては、端末部２０とヒーター部１０とで全体の厚みは同じとなり、これらが段差なく接続されるように形成される。
【００１７】
端末部２０は、外部からケーブル２５を介して供給される電力をヒーター部１０の面状発熱体１３に印加する電気的接続部であり、また、融雪マット１を例えば屋根部材等に接続する支持部・固定部である。
端末部２０は、図１に示すように、ゴム層２１、補強布２２及びケーブル２５を有する。
【００１８】
ケーブル２５は、融雪マット１のヒーター部１０に電力を供給するための電源ケーブルであり、本実施形態ではゴムキャブタイヤケーブルである。ケーブル２５は、図３及び図４（Ｂ）に示すように端末部２０のゴム層２１に挿入され、ゴム層２１の内部において被覆が除去されて素線とされて、ヒーター部１０の面状発熱体１３の電極線１４の各々と接続される。この際、ゴムキャブタイヤケーブルの状態のケーブル２５は、ヒーター部１０の面状発熱体１３とは１０ｍｍ以上離れるように配線する。また、融雪マット１の端部（端末部２０の端部）とヒーター部１０の面状発熱体１３の端部とは、図３及び図４（Ａ）に示すように５０ｍｍ以上離れるように配線する。すなわち、端末部２０は５０ｍｍ以上の幅を有するように形成される。
ケーブル２５の他端は、図示せぬコントローラ等に接続される。その結果、ケーブル２５を介して融雪マット１に供給される電力が調節され、融雪マット１は所望の発熱量で発熱することになる。
【００１９】
端末部２０は、ケーブル２５の素線と面状発熱体１３の２本の電極線１４とを接続し、これを未加硫ゴムで挟み込み、さらにその外側を未加硫ゴムを添加したケブラー布で挟んで加硫して形成する。その結果、中心部のゴム層２１の内部に、ケーブル２５及びその面状発熱体１３への配線が埋設された状態とされる。また、その表裏両面に補強布２２としてのケブラー布が一体的に貼着された状態とされる。
なお、ケーブル２５の径によっては、ケーブル２５が端末部２０に導入される部分において、図３に示すような起伏２４が生じる場合があるが、このような形態であっても何ら問題ない。
【００２０】
また、端末部２０には、連結穴２３が設けられている。これにより、融雪マット１は、端末部２０の部分において、例えば屋根部材等に設置、固定することができる。
【００２１】
固定部３０は、端末部２０とは反対側の端部で、融雪マット１を例えば屋根部材等に接続する支持部・固定部である。
固定部３０は、図１に示すように、ゴム層３１及び補強布３２を有する。
また、固定部３０には連結穴２３が設けられている。これにより、融雪マット１は、端末部２０の部分とともに固定部３０の部分においても屋根部材等に固定することができる。すなわち、端末部２０と固定部３０に各々設けられた連結穴２３及び連結穴３３により、融雪マット１は屋根等に強固に固定される。なお、これら端末部２０の連結穴２３及び固定部３０の連結穴３３は、複数の融雪マット１を順次連結するために用いてもよい。
端末部３０は、未加硫ゴムを未加硫ゴムを添加したケブラー布で挟んで加硫することにより形成する。これにより、ゴム層３１の表裏両面に、補強布２２としてのケブラー布が一体的に貼着された状態となる。
【００２２】
中央固定部５０は、融雪マット１が中央部で浮いたりずれたりすることを防止するために、融雪マット１の中央部（ヒーター部１０の中央部）を屋根等に固定するための部材であり、る。中央固定部５０は、図１に示すように両端にハトメ５１が装着された帯状のケブラー布であり、融雪マット１の長手方向の中央部において、図示のごとく融雪マット１を幅方向に横切るように装着される。
【００２３】
中央固定部５０は、ハトメ５１を介して屋根部材等に融雪マット１を固定するために用いてもよいし、長手方向並列に複数の融雪マット１が配置された場合にそれらを順次並列に連結するために用いてもよいし、さらに隣接する融雪マット１を連結しながらそれらを屋根部材等に固定するために用いてもよい。
中央固定部５０は、ヒーター部１０を前述したようにプレス工程により形成する際に、一緒にプレスすることにより融雪マット１に装着するようにしてもよいし、あるいはまた、ヒーター部１０に接着剤等により接着するようにしてもよい。
【００２４】
このような構成の融雪マット１は、例えば積雪の多い寒冷地の家屋の屋根等に設置される。設置形態は任意の方法でよい。例えば、屋根全面に敷設してもよいし、屋根の一部に敷設するようにしてもよい。
融雪マット１の敷設にあたっては、端末部２０の連結穴２３、固定部３０の連結穴３３及び中央固定部５０のハトメ５１により、融雪マット１を屋根部材に固定する。
【００２５】
その際、複数の融雪マット１を長手方向に敷き詰めるのであれば、連続する融雪マット１の固定部３０の連結穴３３と端末部２０の連結穴２３とを合わせて同一の部材により屋根に固定していくことにより、融雪マット１を縦方向（長手方向）に容易かつ正確に敷き詰めていくことができる。
また、複数の融雪マット１を幅方向（短手方向）に敷き詰めるのであれば、連続する融雪マット１の中央固定部５０のハトメ５１同士を順次合わせて同一の部材により屋根に固定していくことにより、融雪マット１を幅方向（短手方向）に容易かつ正確に敷き詰めていくことができる。
【００２６】
融雪マット１を屋根等に敷設したら、ケーブル２５を図示せぬコントローラに接続し、ケーブル２５を介して電力を印加する。その結果、電力が融雪マット１のヒーター部１０の面状発熱体１３の２本の電極線１４間に供給され、面状発熱体１３が発熱する。その結果、融雪マット１のヒーター部１０が面全体として加熱され、ヒーター部１０上に積もっていた雪が融かされる。
ヒーター部１０の発熱量、すなわち、雪を融かす速度等は、ケーブル２５を介して供給する電力を調整することにより任意に調整することができる。
【００２７】
このように、本実施形態の融雪マット１によれば、融雪マット１を屋根等の上に容易に敷設することができ、例えば積雪があった場合にこれを容易に融かすことができる。
また、融雪マット１の敷設にあたっては、縦方向（長手方向）及び幅方向（短手方向）の両方に渡って、複数の融雪マット１を容易に連結し正確に敷き詰めることができ好適である。
また、融雪マット１は、端末部２０、固定部３０及び中央固定部５０により確実に屋根等に固定されるので、融雪マット１が浮いたり、ずれたり、剥離したりすることを防ぐことができる。
また、融雪マット１は、そのほとんど、すなわちヒーター部１０、端末部２０及び固定部３０の大半の部分にＥＰＤＭを用いている。したがって、弾性に優れており、どのような形状の屋根等であっても、その形状に合わせて直ちに敷設することができる。
【００２８】
また、ＥＰＤＭは耐候性、耐熱性、耐寒性に非常に優れており、屋根等の屋外の気候環境等の厳しい場所に設置しても、長期に渡って適切に機能することができる。すなわち、長寿命で信頼性の高い融雪マット１を提供することができる。
また、融雪マット１は、ＥＰＤＭの端末部２０、固定部３０及び中央固定部５０をケブラー布により補強しているので、より丈夫で信頼性の高い融雪マット１を提供することができる。
【００２９】
また、本実施形態の融雪マット１が用いられる地域は比較的寒暖の差の激しい地域が多く、冬季には積雪があり本実施形態のような融雪マットを必要とする一方で、夏季には例えばフェーン現象等により屋根が１００℃程度の高温にもなる場合がある。しかしながら、本実施形態の融雪マット１においては、ヒーター部１０の外皮たる上側外皮層１１及び下側外皮層１２がＥＰＤＭにより形成されているので、耐候性、耐熱性、耐寒性に優れており、そのような高温環境下あるいは低温環境下におかれた場合でも、例えば電極線１４が導通不良になる等の問題が生じることはなく、適切に面状発熱体１３を機能させることができる。
【００３０】
また、本実施形態の融雪マット１においては、ヒーター部１０の面状発熱体１３の電極線１４のケーブル２５と接続されていない方の端部は、固定部３０のゴム層３１に当接する形態で配置されるので、例えば融雪マット１の配置環境温度が高くなり、電極線１４が熱膨張した場合であっても、その膨張を固定部３０のゴム層３１で吸収することができ、シート状のヒーター部１０が波うった状態に変形することを防ぐことができる。
【００３１】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
例えば、本実施形態の融雪マット１においては、端末部２０や固定部３０の表裏両面にケブラー布を補強材として貼着しているが、例えばより耐候性の強い構造としたい場合には、さらにもう１枚、あるいはさらに複数枚、ケブラー布を貼着するようにしてもよい。あるいはまた、より強固な、耐候性の強い補強部材を装着するようにしてもよい。
【００３２】
また、本実施形態において、中央固定部５０は、融雪マット１の長手方向の中央部に１つ配置するものとしたが、中央部でなくとも任意の場所でよいし、１つに限らず任意の個数設けてよい。例えば、複数の融雪マット１を連結するために中央固定部５０を使用するのであれば、その複数の融雪マット１の配置や連結形態等に応じてい、中央固定部５０を任意の場所に任意の個数設置してよい。もちろん、融雪マット１は、中央固定部５０を有していなくてもよい。
【００３３】
また、本実施形態においては、本発明のシート状ヒーターを融雪マットに適用した場合について説明したが、本発明のシート状ヒーターは、融雪マット１にのみ適用されるものではない。例えば、水道管等の凍結防止等にも適用可能であり、任意の場所、用途に用いてよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は本発明の一実施形態の融雪マットの構成を示す斜視図である。
【図２】図２は図１に示した融雪マットのヒーター部の構造を示す分解斜視図である。
【図３】図３は図１に示した融雪マットの端末部付近の構造を示す上面図である。
【図４】図４は図１に示した融雪マットの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１…融雪マット
１０…ヒーター部
１１…上側外皮層
１２…下側外皮層
１３…面状発熱体
１４…電極線
２０…端末部
２１…ゴム層
２２…補強布
２３…連結穴
２４…隆起部分
２５…ケーブル
３０…固定部
３１…ゴム層
３２…補強布
３３…連結穴
５０…中央固定部
５１…ハトメ
【図１】
2007273244.tif 000003
【図２】
2007273244.tif 000004
【図３】
2007273244.tif 000005
【図４】
2007273244.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成18年4月3日(2006.4.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
前記補強用布部材又は前記途中固定部の少なくともいずれか一方は、ケブラー布であることを特徴とする請求項１又は２に記載のシート状ヒーター。