(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
床暖房装置の主体を構成する床暖房シートが、複数の発熱シートを連結部で連結して構成され、連結部が発熱シートと同一表面で同一厚さで且つ同一部材で構成され、通電により発熱するヒータ線及び温度を検出する感熱線が、連結部を介して発熱シートに亙るように配線されたことを特徴とする床暖房装置。
【請求項２】
床暖房装置の主体を構成する床暖房シートが、複数の発熱シートを連結部で連結して構成され、連結部が発熱シートと同一表面で同一厚さで且つ同一部材で構成され、通電により発熱すると共にその温度を検出する発熱感熱線が、連結部を介して各発熱シートに亙るように配線されたことを特徴とする床暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、住宅の床下に配設して床面を暖める床暖房装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、住宅等の床下に配設して床面を暖める床暖房装置として、図９に示すような構造の床暖房パネル１′が市販されている。これは、商用電力の通電により発熱する金属導体を絶縁樹脂で被覆して形成されるヒータ線４をジグザグ状に配置し、このヒータ線４の上にアルミニウム箔からなる均熱シート３を配設し、その上方にヒータ線４の保護とヒータ線４の発熱を効率良く伝達する機能を有する断面コ字状の鉄板等からなる表面板２を被せるように装着し、ヒータ線４の下方に発熱した熱が床下に逃げるのを防止するため断熱機能を有する繊維不織布（フェルト）からなる裏面材６を装着している。また床暖房パネル１′の内部のヒータ線４の近傍には、異常発熱時にヒータ線４への通電を遮断するサーモスタット５がヒータ線４と直列に接続されて内蔵されている。さらに床暖房パネル１′の１つの角部にはヒータ線４に商用電力を通電するためのリード線８を収納した端子ボックス７ａが設けられ、端子ボックス７ａの上面開口に蓋７ｂが着脱自在に被着されている。
【０００３】
床材を支持する角材からなる根太９は慣例的に１尺（約３０３ｍｍ）の間隔で設置されるが、床暖房パネル１′は隣り合う根太９間に敷設するために床暖房パネル１′の幅を２５０ｍｍ前後にしてあり、また施工性をよくするために床暖房パネル１′の長さは種々のものを用意してある。また床暖房パネル１′はサーモスタット５を内蔵しているために厚さが１２ｍｍ前後となっている。
【０００４】
図１０は複数の床パネル１′を敷設した床構造の一部を切り欠いた斜視図を示す。慣例的に１尺（約３０３ｍｍ）の間隔で配設される角材からなる根太９間には床暖房パネル１′を支持する機能と熱が床下に逃げるのを防止する機能を有するウレタン樹脂やスチレン樹脂等の発泡体からなるボード状の断熱パネル１０と床暖房パネル１′が敷設されている。複数の床暖房パネル１′は、商用電力を入り切りして温度制御を行うコントローラ１３にケーブル線１１で接続されている。根太９上には、木質合板の表面に化粧を施して床としてのデザイン性を向上させる床表面材としての木質床材１２が敷設されている。木質床材１２は、床の剛性を確保するために１２〜１５ｍｍとしたものが一般的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例のような構成では次のような不都合があった。
１）．床暖房パネルの１′の内部にヒータ線の異常発熱を防止するためのサーモスタットを設ける必要があるため、床暖房パネル１が厚くなり、材料費が高くつき、製品重量も増加する。
２）．床暖房パネル１′の内部でヒータ線４とサーモスタット５を必ず接続する必要があるため接続不良が発生する可能性があり、信頼性が低下するという問題がある。
３）．床暖房パネル１′においてジグザグ状に配設されたヒータ線４で発生する異常発熱を部分的に設けたサーモスタット５で検出するために、均熱シート３に加えて、外殻をなす表面板２も鉄板等の熱伝導性のよい材料で構成しなければならないので、製品の構造が複雑で生産性が悪く、製品重量も重くなるために施工性もよくないという問題がある。
【０００６】
本発明は、温度を検出して温度制御できることにより信頼性を向上できる床暖房装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明の床暖房装置は、床暖房装置の主体を構成する床暖房シート１が、複数の発熱シート１ａ，１ｂ…を連結部１４で連結して構成され、連結部１４が発熱シート１ａ，１ｂ…と同一表面で同一厚さで且つ同一部材で構成され、通電により発熱するヒータ線４及び温度を検出する感熱線１６が、連結部１４を介して発熱シート１ａ，１ｂ…に亙るように配線されたことを特徴とする。
また、上記課題を解決するため本発明の床暖房装置は、床暖房装置の主体を構成する床暖房シート１が、複数の発熱シート１ａ，１ｂ…を連結部１４で連結して構成され、連結部１４が発熱シート１ａ，１ｂ…と同一表面で同一厚さで且つ同一部材で構成され、通電により発熱すると共にその温度を検出する発熱感熱線が、連結部１４を介して各発熱シート１ａ，１ｂ…に亙るように配線されたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１乃至図８により説明する。図１のように本発明の床暖房装置の主体を構成する床暖房シート１は、３枚の発熱シート１ａ，１ｂ，１ｃを連結部１４で連結した構造のものである。この床暖房シート１の発熱シート１ａ，１ｂ，１ｃと連結部１４は略同一表面で略同一厚さで且つ同一部材（表面材１５、発熱体としてのヒータ線４、感熱体としての感熱線１６、裏面材１８）で構成されている。
【００１４】
床暖房シート１は、商用電力の通電により発熱するヒータ線４、及び温度を検出する感熱線１６をジグザグ状に配置して面状の感熱発熱体を形成し、この感熱発熱体の上にアルミニウム等の熱伝導性のよい材料からなる表面材１５を被せるように装着し、感熱発熱体の下方に繊維不織布（フェルト）等の断熱機能を有する材料からなる裏面材１７を装着している。表面材１５は、ヒータ線４の発熱を効率よく上方の床材に伝達すると共に面状の発熱体の温度を均一化する機能を有する。裏面材１７は、ヒータ線４の発熱が床下に逃げることを防止する機能を有する。さらに床暖房シート１の外周の１つの角部には端子ボックス７ａが設けられ、ヒータ線４及び感熱線１６とリード線８とを接続するための中継基板１８が端子ボックス７ａに収納されており、端子ボックス７ａの上面開口に蓋７ｂが着脱自在に被着されている。
【００１５】
ヒータ線４は図３に示すようにポリエステル繊維等からなる電気絶縁性の芯糸４ａに金属導体線をスパイラル状に巻装して商用電力の通電により発熱する発熱線１４ｂを形成し、その表面を電気絶縁性の樹脂で被覆して被覆層１４ｃを形成したものである。
【００１６】
また感熱線１６は図４に示すように、ポリエステル繊維等からなる電気絶縁性の芯糸１６ａに金属導体線をスパイラル状に巻装して第１の電極１６ｂを形成し、その表面に温度に応じてインピーダンスが負の変化をする有機系の感熱材料１６ｃを被覆し、さらにその表面に金属導体線をスパイラル状に巻装して第２の電極１６ｄを形成し、最後に、その表面を電気絶縁性の樹脂で被覆して被覆層１６ｅを形成したものである。感熱線１６の第１の電極１６ｂと第２の電極１６ｄの電極間のインピーダンスと温度の関係を図５に示すが、感熱線１６の温度が上昇するに従って、インピーダンスが低下する所謂負の温度特性となっている。
【００１７】
ヒータ線４に商用電力を通電して発熱させることにより、感熱線１６のインピーダンスがある任意の値まで低下したとき、ヒータ線４への通電を停止させ、また別のある任意の値までインピーダンスが上昇したとき、もしくは、一定時間経過後、ヒータ線４への通電を再開するように温度制御手段をオン−オフ制御することによって床暖房シート１の温度をある任意の一定温度に保つようにしている。またヒータ線４への通電を停止させるインピーダンス値及び再開させるインピーダンス値を可変にすることにより、床暖房シート１の温度を所望の温度で調節することも可能である。
【００１８】
床材を支持する角材からなる根太９は慣例的に１尺（３０３ｍｍ）の間隔で配置されるが、床暖房シート１の発熱シート１ａ，１ｂ，１ｃは隣り合う根太９間に敷設するために発熱シート１ａ，１ｂ，１ｃの幅を２５０ｍｍにしてある。また発熱シート１ａ，１ｂ，１ｃを連結する連結部１４の幅（発熱シート１ａ，１ｂ，１ｃの間の隙間）も慣例的に使用する小根太１９の幅４５ｍｍを考慮して５３ｍｍとしてある。本実施の形態の例では床暖房シート１は３枚の発熱シート１ａ，１ｂ，１ｃを連結したものとしてあるが、３枚に限定されるものでないことはいうまでもない。
【００１９】
図６の例では根太９の上に仮の床として、合板等の下地床材２０を敷設した後、下地床材２０の上に床表面材としての木質床材１２を支持するための小根太１９と床暖房シート１を敷設し、表面を木質床材１２で仕上げた場合の床暖房装置の構造である。この例の場合、根太９の上に下地床材２０を介して小根太１９が配置され、小根太１９が床表面材支持部材となっている。
【００２０】
根太９間には、熱が床下に逃げるのを防止する機能を有するウレタン樹脂やスチレン樹脂等の発泡体からなるボード状の断熱パネル１０が設けられている。下地床材２０の上には床暖房パネル１と略同じ厚さで４５ｍｍ幅で長尺板状の小根太１９が略１尺（３０３ｍｍ）の間隔で敷設されている。一般に市販されている木質床材１２は、幅１０１〜３０３ｍｍで長さ９０９〜１８１８ｍｍの方形状のものが多い。施工は、複数枚の木質床材１２の各辺を当接させて行われる。木質床材１２の支持部材である小根太１９を長尺板状にして、木質床材１２の短辺同士の当接部を小根太１９の上方に位置させること、及び複数の小根太１９を略等間隔（１尺）で設けることにより、各部の床強度が略均一なるようにしている。
【００２１】
小根太１９間には床暖房シート１の３枚の発熱シート１ａ，１ｂ，１ｃが敷設されている。床暖房シート１の連結部１４と干渉する部分には小根太１９が設けられていない。また床暖房シート１は商用電力を入り切りして温度制御を行う温度制御手段としてのコントローラ１３にケーブル線２１で接続されている。施工例では、慣例にしたがって、小根太１９の幅を４５ｍｍ、小根太１９の間隔を１尺（３０３ｍｍ）としてあるが、本発明の範囲を逸脱しない限り、特に限定されるものでない。
【００２２】
図７は、前記感熱線１６の第１の電極１６ｂを発熱線、第２の電極１６ｄを検知線として利用するようにした感熱発熱線を熱源とした床暖房シート１の斜視図である。
【００２３】
第１の電極（発熱線）１６ｂの両端間に商用電源を接続し、感熱発熱線のどちらか一方端の第１の電極（発熱線）１６ｂと第２の電極（検知線）１６ｄを短絡させれば、第１の電極（発熱線）１６ｂより感熱材料１６ｃを介して第２の電極（検知線）に流れ込む交流電流によって第２の電極（検知線）１６ｄの両端間に図８に示す特性の温度・交流電圧特性電圧ＶTCが発現する。感熱材料１６ｃは、温度が上昇するとインピーダンスが低下する負の特性を持つため、温度が上昇すると第２の電極（検知線）１６ｄに流れ込む交流電流が増加する。温度・交流電圧特性電圧ＶTCは、一定の抵抗値を持つ第２の電極（検知線）１６ｄを前記交流電流が流れることにより発現するために正の温度特性を有する。
【００２４】
この温度・交流電圧特性電圧ＶTCを利用して、電力の通電に伴って上昇する感熱発熱線の温度を検出し、予め設定した温度まで到達したとき、リレー等を用いて電力の通電を停止し、一定時間経過後、通電を開始する動作を繰り返すことにより、設定温度を保たせるものでものである。
【００２５】
上記床暖房シート１の断面構成は、図７に示すように感熱発熱線をジグザグ状に配設して、その上方にアルミニウム等から熱伝導性のよい材料からなる表面材１５を被せるように装着し、下方に繊維不織布（フェルト）等の断熱機能を有する材料からなる裏面材１７を装着している。さらに床暖房シート１の外周の１つの角部には端子ボックス７ａが設けられ、感熱発熱線とリード線８とを接続するための中継基板１８が端子ボックス７ａに収納されており、端子ボックス７ａの上面開口に蓋７ｂが着脱自在に被着されている。リード線８は３本設けられていて、うち２本は発熱線１６ｂに商用電力に通電するためのものであり、残る１本は検知線１６ｄに発現した温度・交流電圧特性電圧ＶTCを出力するためのものである。
【００２６】
図７に示す床暖房シート１も、３枚の発熱シート１ａ，１ｂ，１ｃは、慣例的に１尺（約３０３ｍｍ）の等間隔で配設され、床材を支持する小根太１９の間に敷設するために幅を２５０ｍｍとしてある。また発熱シート１ａ，１ｂ，１ｃを連結する連結部１４の幅（発熱シートと発熱シートとの間）も慣例的に使用する小根太１９の幅４５ｍｍを考慮して５３ｍｍとしてある。本実施の形態の例では、発熱シート１ａ，１ｂ，１ｃを３枚連結したものであるが、特に３枚に限定されるものではないことはいうまでもない。
【００２７】
感熱発熱線を熱源とする一般的に１線式と呼ばれる床暖房シートは、ヒータ線を熱源として、別途、感熱線を設ける一般に２線式と呼ばれる床暖房シートに比べて構造がより簡単で部材費用を安くすることが可能である。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は、温度を検出して温度制御できることにより信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の床暖房シートの斜視図である。
【図２】同上の要部の断面図である。
【図３】同上のヒータ線の斜視図である。
【図４】同上の感熱線の斜視図である。
【図５】同上の感熱線の特性を説明するグラフである。
【図６】同上の床暖房装置を施工した状態の一部切欠斜視図である。
【図７】同上の床暖房シートの他の例の斜視図である。
【図８】同上の感熱発熱線の特性を説明するグラフである。
【図９】従来例の床暖房パネルの一部切欠斜視図である。
【図１０】従来の床暖房装置を施工した状態の一部切欠斜視図である。
【符号の説明】
１  床暖房シート
１ａ，１ｂ，１ｃ  発熱シート
４  ヒータ線
９  根太
１３  コントローラ
１６  感熱線
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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