(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
床部に配置される床暖房ヒータと、床部以外の室内に配置される室温センサと、この室温センサから出力される室温データに基づいて前記床暖房ヒータの発熱量を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、それぞれ傾きの異なる複数の室温と床温との直線状の負の相関関係を選択して電圧値を設定する電圧設定手段と、前記電圧設定手段で設定された電圧値を変化させるボリューム設定手段とを備え、このボリューム設定手段は、室温と床温との直線状の相関関係が互いに平行となるように電圧値を切り換えることを特徴とする床暖房装置。
【請求項２】
請求項１に記載の床暖房装置において、前記床暖房ヒータは、温度の上昇とともに電気抵抗値が増大する正温度係数特性を有する発熱体から形成されるＰＴＣヒータである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、床暖房ヒータと、この床暖房ヒータの発熱量を制御する制御装置とを備えた床暖房装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
快適な暖房装置として床暖房装置が多用されている。この床暖房装置には、床温度センサによって床温度が制御されるもの、室温センサによって室温が制御されるもの、さらには、床温度センサ及び室温センサによって室温−床温が制御されるものがある。従来の床暖房装置には次のものがある。
フロアーヒータの内部と室内とに、温度変化に対して直線的な特性を有する半導体により形成した熱検出素子を配置し、これらの信号によって室温と床温との制御温度の関係が一定の快適線を描くようにフロアーヒータへの給電を制御するもの（特開昭54-47352号公報；従来例１）がある。
【０００３】
交流電源、床ヒータ及び半導体制御素子からなる直列回路と、半導体制御回路をトリガするための感熱サイリスタを使用したトリガ回路とを備え、感熱サイリスタのゲートに温度設定用可変抵抗と温度による可変抵抗素子とを接続し、感熱サイリスタ及び抵抗可変素子で床ヒータ温度及び室温を検出し、室内温度で床ヒータ温度を補正しながら床ヒータ温度と室温とを制御するもの（特開昭55-12314号公報；従来例２）がある。
床面と室温の２点の温度を検出し、床面の温度を室温に対して負の相関をもって制御するとともに、室温が一定値以下になるように床温を保つもの（特開昭59-201119号；従来例３）がある。
【０００４】
発熱体及び温度検知体を配置した本体と、床面付近の第１室温センサ及びそれより上の第２室温センサとを備え、この第２センサが一体温度以下でかつ第１温度センサより一定温度以上低い時に通電するもの（特開平2-130326号公報；従来例４）がある。
加熱手段と、この加熱手段の温度を検出する第１温度加熱手段と、加熱手段の制御温度を設定する温度設定手段と、第１温度検出手段の出力と温度設定手段の出力とを比較して加熱手段の通電を行う加熱駆動手段と、室温の検出を行う室温検出手段と、この室温検出手段の検出する温度に応じた補正量を加える室温補正手段と、この室温補正手段からの出力に応じて温度設定を変化させる制御手段とを備えたもの（特開平8-82426号公報；従来例５）がある。
【０００５】
面状採暖具本体に配置された発熱体と、室内の温度に応じて出力が変化する室温検出手段と、面状採暖具の制御温度を設定する温度設定手段と、この温度設定手段で設定される面状採暖具の設定温度毎に前記室温検出手段の出力値に応じて設定温度を補正する温度設定補正手段と、面状採暖具の温度を検出する温度検出手段と、前記温度設定補正手段によって得られた設定温度と前記温度検出手段の検出値より前記発熱体への通電・非通電を判定する判定手段と、この判定手段の判定値により前記発熱体への通電を行う通電手段とを備えたもの（特開2000-75938号公報；従来例６）がある。
また、従来の床暖房装置では、ヒータの出力制御はON/OFFで制御で行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述の従来例１〜６では、いずれも床温又はヒータ温度を検出するセンサが床部分に設けられており、このセンサが施工時や使用時において、断線したり、故障したりする虞れがある。これらの不都合を回避するためには、ヒータを慎重に施工しなければならず、それでは、施工性がよくないという問題がある。
この点、床温センサによる床温制御にみを行う従来例や、室温センサによる室温制御のみを行う方法が従来例では、床温、室温が設定値に一定になるだけで、室温と床温を負の相関関係に制御する場合に比べて快適な暖房感を得ることができない。
【０００７】
また、従来では、ヒータへの出力をON/OFFして温度制御をしているため、このON/OFF時に床温や室温の温度変動が起こる。
この床温や室温が低下することに伴って冷たく感じることが床暖房に影響することがわかっている。
そのため、従来では、実際に必要な温度より高めに温度設定して使用されているので、エネルギを必要以上に消費するという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、断線や故障がないとともに省エネルギを図れる床暖房装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そのため、本発明は室温と床温とが負の相関関係となるように床暖房ヒータに供給される電圧を制御して前記目的を達成しようとするものである。
具体的には、本発明の床暖房装置は、床部に配置される床暖房ヒータと、床部以外の室内に配置される室温センサと、この室温センサから出力される室温データに基づいて前記床暖房ヒータの発熱量を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、それぞれ傾きの異なる複数の室温と床温との直線状の負の相関関係を選択して電圧値を設定する電圧設定手段と、前記電圧設定手段で設定された電圧値を変化させるボリューム設定手段とを備え、このボリューム設定手段は、室温と床温との直線状の相関関係が互いに平行となるように電圧値を切り換えることを特徴とする。
【００１０】
この構成の本発明では、室温と床温とが負の相関関係となるように、床暖房ヒータに供給される電圧値を電圧設定手段で予め設定しておき、室温センサで検出された室温データを基に、床暖房ヒータに供給される電圧を制御する。
すると、床暖房ヒータの発熱量は室温と床温とが負の相関関係となるように電圧制御されることで、従来のON/OFF制御に比べて温度の変動が少なくなる。
そのため、設定温度を低くし、外気温度や室の使用状況が変化しても、略同一の快適性を保つことができるので、省エネルギを達成することができる。
さらに、本発明では、室温センサのみ必要とし、床温センサを不要としているので、センサの施工が容易となり、施工時や使用時のセンサの断線、故障や、これに伴う制御不良を防止できる。
【００１１】
しかも、本発明では、前記電圧設定手段は、それぞれ傾きの異なる複数の室温と床温との相関関係を選択して電圧値を設定する構成である。
そのため、複数の室温と床温との相関関係から１つを室の熱負荷や組み合わせられる床暖房ヒータに合わせて選択し、この選択した相関関係に基づいて電圧制御することで、建築構造や地域に適合した床暖房を達成することができる。
その上、本発明では、前記制御装置は、前記電圧設定手段で設定された電圧値を変化させるボリューム設定手段を備えている。
そのため、電圧値を可変とすることで、制御する温度の範囲を変更することが可能となり、使用者の感覚に応じて、温度を調節することができる。
【００１２】
ここで、本発明では、前記床暖房ヒータは、温度の上昇とともに電気抵抗値が増大する正温度係数特性を有する発熱体から形成されるＰＴＣヒータである構成が好ましい。
この構成の本発明では、床暖房ヒータが正温度係数特性（ＰＴＣ特性）を有するため、温度上昇とともに電気抵抗値が増大し、一定温度になった時には、それ以上電流が流れることがなくので、床暖房装置の過熱が防止される。
そのため、床温センサなしでも、ＰＴＣヒータによって安全性を確保することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１には本実施形態にかかる床暖房装置の概略構成が示されている。
図１において、本実施形態の床暖房装置は、室の床部に配置される床暖房ヒータ１と、室の床部以外（例えば、壁や天井）に配置される室温センサ２と、床暖房ヒータ１及び室温センサ２に接続されるコントローラ３と、このコントローラ３の電源をＯＮ又はＯＦＦする電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４とを備えて構成されている。本実施形態では、タイマースイッチや遠隔コントローラを必要に応じて設けてもよい。
【００１５】
室温センサ２は、室温に応じて出力が変化する構造のもであれば、その具体的な構造は問われるものではなく、例えば、熱電対、サーミスタ、抵抗温度計等を用いることができる。
コントローラ３は、電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４に接続された電源入力端子５と、この電源入力端子５に接続される制御装置６と、この制御装置６に接続され床暖房ヒータ１に所定の電圧を出力する負荷出力端子７とを備えている。
【００１６】
床暖房ヒータ１の具体的な構成が図２及び図３に示されている。図２は床暖房ヒータ１の断面図であり、図３は概略平面図である。
図２及び図３において、床暖房ヒータ１は、木枠３０Ａと、線状発熱体１０と、この線状発熱体１０の下面に隣接し木枠３０Ａの内部に収納された断熱材３１と、線状発熱体１０の断熱材３１とは反対側に配置された絶縁シート３２と、この絶縁シート３２に重ね合わされた均熱板層３３とを備えたパネル状の床暖房ユニットである。
【００１７】
断熱材３１は、ポリウレタン等の断熱性を有する合成樹脂から所定の厚さ寸法（例えば、９mm）を有する略板状に形成されており、その裏面に不織布が必要に応じて設けられている。
絶縁シート３２は、ポロプロピレン（PP）の所定厚さ寸法（例えば、0.8mm）のシート材であり、その裏面には線状発熱体１０が図示しない両面テープで貼付されている。本実施形態では、電気的な絶縁機能を有する素材であれば、ポリプロピレン以外の合成樹脂シートを用いてもよい。
均熱板層３３は、アルミニウムの所定厚さ寸法（例えば、0.05mm）の平板から形成されている。
【００１８】
線状発熱体１０は蛇行配列されてヒータエレメント１０Ａが構成されており、このヒータエレメントは１０Ａは断熱材３１の上で３列に並んで配置され、コントローラ３に接続されている。
線状発熱体１０の具体的な構造が図４及び図５に示されている。図４は線状発熱体１０の要部斜視図であり、図５は、その断面図である。
【００１９】
図４及び図５において、線状発熱体１０は、互いに対向配置された２本の金属芯線部１１と、この金属芯線部１１に被覆された発熱部１２と、この発熱部１２の外周部に被覆されたチューブ状の絶縁外装部１３とから断面円形に形成されたコード状部材である。
金属芯線部１１は、中心部に設けられたフッ素樹脂（テフロン（登録商標））製の略円柱状のコア部１４と、このコア部１４の周囲に設けられた導電部１５とから構成されている。
金属芯線部１１は、直径寸法が所定寸法（例えば、0.38mm）であり、隣り合う金属芯線部１１の相互の間隔は５mm以内、好ましくは、0.05mm〜４mm（例えば、３mm）である。第１実施形態では、２本の金属芯線部１１が一対の電極として機能する。
【００２０】
コア部１４は、ポリテトラフルオロエチレンをはじめとするフッ素樹脂系樹脂（ポリフッ化エチレン系樹脂）又はポリエステル系樹脂から形成され、１本の円柱状部材、あるいは、複数本の糸材を断面円柱状に束ね又はよって形成されている。さらに、コア部１４の断面形状は図１及び図２で示される通り、円形のものでもよく、あるいは、三角形、四角形等の多角形でもよく、さらには、中空であっても、中空でなくてもよい。
導電部１５は、導電線１５Ａをコア部１４の外周に巻き付けて螺旋状に形成されている。この導電線１５Ａは、導電性の高い金属、例えば、銅や銅合金、金、銀、ニッケル、アルミニウム等の金属線が好適に用いられ、必要に応じて、銀、ニッケル、錫によるメッキ等のコート材が表面に形成される。
この導電線１５Ａは、単線でもよく、より線でもよい。
【００２１】
発熱部１２は、２本の金属芯線部１１の外周部にそれぞれに被覆されたチューブ状の第１発熱層１６と、これらの第１発熱層１６の外周部にそれぞれ被覆されたチューブ状の第２発熱層１７と、この第２発熱層１７と絶縁外装部１３との間に設けられた第３発熱層１８とから構成されている。
第１発熱層１６は、外径寸法が所定寸法（例えば、0.58mm）であり、断面厚肉寸法が所定寸法（例えば、0.1mm）である。第２発熱層１７は、外径寸法が所定寸法（例えば、1.5mm）であり、断面厚肉寸法が所定寸法（例えば、0.46mm）である。第３発熱層１８は、外径寸法が所定寸法（例えば、３mm）である。
【００２２】
第１発熱層１６、第２発熱層１７及び第３発熱層１８は、少なくとも熱可塑性樹脂及び導電性粒子を含有する発熱組成物を被覆して正温度係数特性（ＰＴＣ特性）を有する構成であるが、第１発熱層１６と、第２発熱層１７及び第３発熱層１８とは、正温度係数特性の異なる発熱組成物から形成されている。
第１発熱層１６、第２発熱層１７及び第３発熱層１８に用いる熱可塑性樹脂としては、結晶性熱可塑性樹脂が好ましく、具体的には、ポリオレフィン樹脂及びその共重合樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール樹脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、ジェン系重合体、ポリフェニレンオキシド樹脂、ノニル樹脂、ポリスルフォン樹脂等を挙げることができる。
【００２３】
前記ポリオレフィン樹脂としては、例えば、高密度ポリエチレン、中、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン等のポリエチレン類、アイソタクチックポリプロピレン、シンジオタクチックポリプロピレン等のポリプロピレン類、ポリブテン、４−メチルペンテン−１樹脂等を挙げることができる。
ポリオレフィン共重合体としては、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）、エチレン−メチルアクリレート共重合体等のエチレン−アクリレート系共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体等のオレフィンとビニル化合物との共重合体及びフッ素含有エチレン系重合体、ならびに、これらの変成物も使用できる。
【００２４】
前記酢酸ビニル系樹脂としては、例えば、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアセトアセタール、ポリビニルブチラール等を挙げることができる。
前記ポリアミド樹脂としては、例えば、ナイロン６、ナイロン８、ナイロン11、ナイロン66、ナイロン610 等を挙げることができる。
前記ポリアセタールは、単一重合体であっても共重合体であってもよい。
前記熱可塑性ポリエステル樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等を挙げることができる。
また、ジェン系重合体としては、トランス−１，３−ポリイソプレン、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン等のジエン系重合体及び共重合体等も使用することができる。
【００２５】
前記各種の結晶性熱可塑性樹脂は、１種単独で用いてもよいし、２種以上をポリマーブレンド等として併用してもよい。
もっとも、前記各種の結晶性熱可塑性樹脂の中でも、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状ポリエチレンやエチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体等のオレフィン系共重合体やトランス−１，４−ポリイソプレン等が好ましい。
前記各種の結晶性熱可塑性樹脂は、必要に応じて他のポリマーや添加物との組成物として使用することもできる。
【００２６】
前記導電性粒子としては、例えば、カーボンブラック粒子、グラファイト粒子等の粒状物、鉄（Fe）、ニッケル（Ni）、プラチナ（Pt）、銅（Cu）、銀（Ag）、金（Au）等の金属微粒子、金属粉体、金属酸化粉体等の粉状物、炭素繊維等の繊維状物、導電性無機材料（In-Sn-O等）、チタン酸バリウム（BaTiO3），チタン酸ストロンチウム（SrTiO3）等の正温度係数特性を有する無機材料等を挙げることができる。これらの中でもカーボンブラック粒子、グラファイト粒子等の粒状物、特に、カーボンブラック粒子が好ましい。
前記各種の導電性粒子は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を混合物として併用してもよい。
導電性粒子の粒径としては、特に制限はないが、例えば、平均粒径が通常10〜200 nm、好ましくは、15〜100 nmである。導電性粒子が繊維状である場合には、そのアスペクト比は通常１〜1000、好ましくは、１〜100 程度である。
【００２７】
前記結晶性樹脂と導電性粒子との配合割合は、重量比として、通常、10〜80：90〜20、好ましくは、55〜75：45〜25である。導電性粒子の配合割合がこの範囲より少ないと発熱部１２の抵抗値が大きくなり、線状発熱体１０が実用上、十分に発熱しないことがあり、一方、導電性粒子の配合割合がこの範囲より多いと正温度係数特性が十分に発現しないことになる。
発熱組成物中の熱可塑性結晶性樹脂を架橋して発熱組成物を硬化させることが好ましい。この発熱組成物を硬化させると、正温度特性が改良されるとともに、面状発熱体の熱変形あるいは熱軟化等による不良を防止することができる。
【００２８】
結晶性熱可塑性樹脂の架橋は、架橋剤及び／又は放射線を利用して行うことができる。前記架橋剤は、結晶性熱可塑性樹脂の種類に応じて、有機過酸化物、硫黄化合物、オキシム類、ニトロソ化合物、アミン化合物、ポリアミン化合物等から適宜選択して決定することができる。
例えば、前記結晶性熱可塑性樹脂がポリオレフィン系樹脂等である場合には、好適な架橋剤として、例えば、有機過酸化物を利用することができる。この有機過酸化物としては、例えば、ベンゾイルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド、ジクミルパーオキシド、tert−ブチルパーオキシド、tert−ブチルパーオキシベンゾエート、tert−ブチルクミルパーオキシド、tert−ブチルヒドロパーオキシド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（tert−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、１，１−ビス（tert−ブチルペルオキシイソプロピル）ベンゼン、１，１−ビス（tert−ブチルペルオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、ｎ−ブチル−４，４−ビス（tert−ブチルペルオキシ）バレレート、２，２−ビス（tert−ブチルペルオキシ）ブタン、tert−ブチルペルオキシベンゼン等を挙げることができる。
【００２９】
これらの中でも、特に、２，５−ジメチル−２，５−ジ（tert−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３等が好ましい。なお、これらの各種の有機過酸化物は１種単独で使用してもよいし、必要に応じて、トリアリルシアヌレートやジビニルベンゼン、トリアリルイソシアヌレート等の架橋補助剤を添加してもよい。
前記有機過酸化物の使用割合は、前記結晶性樹脂100 重量部に対して、通常、0.01〜５重量部、好ましくは、0.05〜２重量部である。この割合が0.01重量部未満では、架橋化が不十分となり、正温度係数特性が十分に発現しなかったり、高温領域での抵抗の低下がみられる等の問題が生じやすい。一方、５重量部を越えると、架橋化度が高くなりすぎて、成形性が低下したり、正温度係数特性の低下する現象がみられることになる。
【００３０】
第１発熱層１６に用いる発熱組成物は、その正温度係数特性における抵抗の立上がり倍率が、第２発熱層１７及び第３発熱層１８の発熱組成物の抵抗の最大立上がり倍率を示す温度以下の範囲において、第１発熱層１６の発熱組成物の抵抗立上がり倍率よりも低く、好ましくは、0.5倍以下となるように、熱可塑性樹脂と導電性粒子の種類や配合比率等を調整した発熱組成物を用いる。
この場合、前記に代えて、第１発熱層１６に用いる発熱組成物の抵抗温度特性における抵抗値の立上がり開始温度が、第２発熱層１７及び第３発熱層１８の発熱組成物の抵抗値の立上がり開始温度よりも高い温度、好ましくは、５℃以上高い温度となるように熱可塑性樹脂と導電性粒子の種類や配合比率等を調整した発熱組成物を用いても良い。
ここで、正温度係数特性における抵抗値の立上がり倍率とは、横軸を温度、縦軸を抵抗値として、発熱組成物の昇温時の抵抗値をプロットした時、抵抗値の最大値の最小値に対する倍率である。また、抵抗温度特性における抵抗値の立上がり開始温度とは、前記発熱組成物の室温（２３℃）における抵抗値の２倍の抵抗値を示す時の温度である。
【００３１】
絶縁外装部１３は、外径寸法が所定寸法（例えば、４mm）であり、断面厚肉寸法が所定寸法（例えば、0.5mm）である。絶縁外装部１３の材質は、電気的な絶縁層として機能する合成樹脂が使用される。この合成樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ナイロン、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン、その他のオレフィン系樹脂を例示できる。
【００３２】
図１において、制御装置６は、室温センサ２から出力される室温データに基づいて床暖房ヒータ１の発熱量を制御するものであって、電圧を設定する電圧設定手段６１と、この電圧設定手段６１で設定される電圧値を変化させるボリューム設定手段６２と、電圧設定手段６１で設定された電圧値を調節する電圧調節手段６３とを備えて構成されている。
電圧設定手段６１は、室温センサ２から出力された室温と、温度制御する床温とが負の相関関係となるように電圧値を設定するものであり、本実施形態では、１つの室温と床温との相関関係から電圧値を設定してもよく、あるいは、それぞれ傾きの異なる複数の室温と床温との相関関係のうち１つを選択して電圧値を設定してもよい。
ボリューム設定手段６２は、設定される電圧値を複数（例えば、１０個）に切り換えるもので、図示しないダイヤル等の操作部を有する。ボリュームが小さいと、設定電圧が小さくなり、ボリュームが大きいと、設定電圧が大きくなる。
【００３３】
図６は外気温度を変化させた場合の室温と床温との相関関係が示されるグラフである。このグラフでは、電圧値をボリューム設定手段６２によって変化させた状態における相関関係が示されている。
図６において、室温と床温との双方が高い温度にある時は、ボリューム（設定される電圧値）が大きく、室温と床温との双方が低い温度にある時は、ボリューム（設定される電圧値）が小さい。いずれのボリュームの時も室温と床温とは負の相関関係となっており、その傾きは平行である。なお、本実施形態では、各ボリュームにおける室温と床温との相関関係は負であればよく、想像線で示されるような放物線であってもよいが、実線で示される直線であれば、快適性が増加する。つまり、点線で示される領域の幅αが狭い程、大きな快適さを感じることができる。
【００３４】
室温と床温との相関関係が図６で示される関係となるように、電圧設定手段６１で設定する電圧値を求める。
この電圧値は、室温センサ２で出力される室温との関係で求められる。その一例が表１に示される。
表１では、電圧設定手段で予め設定される電圧値は、１〜１０までの各ボリュームにおいて求められており、ボリュームの値が低い場合（例えば、表１でボリューム１の場合）では、低い室温の時に高い電圧が設定されのに対して、ボリュームの値が高い場合（例えば、表１でボリューム１０の場合）では、低い室温の時だけでなく高い室温の時にも高い電圧が設定されている。
【００３５】
【表１】
0003977143.tif 000002
【００３６】
図７は外気温度を変化させた場合の室温と床温との相関関係が示されるグラフであって、図６とは異なり、それぞれ傾きの異なる２つの相関関係が実線と点線とで示されている。
室温と床温との相関関係が図７で示される関係となるように、電圧設定手段６１で設定する電圧値を求めるが、図７の場合では、電圧設定手段６１は、２つの室温と床温との相関関係のうち１つを選択するための図示しないスイッチを有する。
本実施形態では、等しい暖房感を得るために、図８に示される室温と床温との相関関係に基づいて電圧が設定される。
【００３７】
従って、本実施形態によれば、次の作用効果を奏することができる。
（１）床部に配置される床暖房ヒータ１と、床部以外の室内に配置される室温センサ２と、この室温センサ２から出力される室温データに基づいて床暖房ヒータ１の発熱量を制御する制御装置３とを備え、この制御装置３は、室温と床温とが負の相関関係となるように電圧を設定する電圧設定手段６１を有する構成としたので、従来のON/OFF制御に比べて温度の変動が少なくなり、設定温度を低くし、外気温度や室の使用状況が変化しても、略同一の快適性を保つことができることになり、省エネルギを達成することができる。
さらに、室温センサ２のみ必要とし、従来必要とされた床温センサを不要としているので、センサの施工が容易となり、施工時や使用時のセンサの断線、故障や、これに伴う制御不良を防止できる。
【００３８】
（２）電圧設定手段６１は、それぞれ傾きの異なる２つの室温と床温との相関関係を選択して電圧値を設定する構成を採用するので、１つの相関関係から１つを室の熱負荷や組み合わせられる床暖房ヒータ１に合わせて選択するとともに、この選択した相関関係に基づいて電圧を制御することで、建築構造や地域に適合した床暖房を達成することができる。
（３）制御装置３は、電圧設定手段６１で設定された電圧値を変化させるボリューム設定手段６２を備えた構成としたので、電圧値を可変とすることで、制御する温度範囲を変更することが可能となる。そのため、使用者が寒いと感じる際には温度を上げる等、使用者の感覚に応じて、温度を調節することができる。
【００３９】
（４）電圧設定手段６１で電圧を設定するに際して用いられる室温と床温との負の相関関係は直線状のものとしたので、室温と床温とが反比例するように温度設定されることで、所定の温度で急激に床温が上昇することがなく、そのため、快適性が向上する。
（５）床暖房ヒータ１は、温度の上昇とともに電気抵抗値が増大する正温度係数特性（ＰＴＣ特性）を有するため、温度上昇とともにヒータの電気抵抗値が増大し、一定温度になった時には、それ以上電流が流れることがなくので、床上が断熱されたり炬燵等で覆われても床暖房装置の過熱が防止される。例えば、床上に１５０mmのグラスウール３２Ｋで断熱した時の温度は６０℃であるが、このような床上断熱をしても、床材自体の変質が起こることがなかった。
そのため、本実施形態では、床温センサなしでも、床暖房ヒータ１によって安全性をより確実に確保することができる。
【００４０】
なお、本発明では、前記各実施の形態の構成に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲であれば次に示す変形例を含むものである。
例えば、前記実施形態では、床暖房ヒータ１を正温度係数特性（ＰＴＣ特性）を有するＰＴＣヒータとしたが、本発明では、床暖房ヒータをニクロム線からなる発熱体を有するヒータとしてもよい。仮に、ＰＴＣヒータとする場合であっても、線状発熱体１０を有するものに限定されるものではなく、正温度係数特性を有する発熱組成物から面状発熱部を形成し、この面状発熱部の両端部にそれぞれ電極を設けた面状発熱体を有するものであってもよい。
さらに、本発明では、電圧設定手段６１は、それぞれ傾きの異なる３以上の複数の室温と床温との相関関係を選択して電圧値を設定する構成としてもよい。
また、電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４や負荷出力端子７は必要に応じて設けるものでもよい。
さらに、床暖房ヒータ１を床暖房パネルとしたが、本発明では、電気カーペット等の他のヒータでもよい。
【００４１】
【実施例】
次に、本発明の効果を確認するために実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１は、前記実施形態のうち図６で示される床温と室温との相関関係に基づいて電圧値が制御されているものである。
実施例１において、床温と室温とを時間経過とともに測定した。その結果を図９に示す。
図９に示される通り、実施例１では、時間の経過に伴って、床温は室温に対応して上昇するが、一定の時間が経過すると、床温と室温とは変動しない。
［実施例２］
実施例２は前記実施形態のうち図７で示される床温と室温との相関関係の１つに基づいて電圧値が制御されているものである。
実施例２においても、床温と室温とを時間経過とともに測定したが、その結果は実施例１と変わらない。
【００４２】
［比較例１］
比較例１は室温センサのみ用い、電圧値を制御することなく、電源をON/OFF制御したものである。この場合の各ボリュームでの床温と室温との相関関係を図１０に示す。
比較例１において、床温と室温とを時間経過とともに測定した。その結果を図１１に示す。
図１１に示される通り、比較例１では、時間の経過に伴って、床温は室温に対応して上昇する。一定の時間が経過すると、室温は一定で安定しているが、床温は所定の範囲β（β＝３℃）で変動している。この変動は、特に、温度降下時に冷たく感じることが暖房感に影響を与えることになる。そのため、実施例１，２は、比較例１と平均床温、室温が同じであっても、比較例１に比べて温かく感じることになる。
【００４３】
［実施例２］
比較例２は床温センサのみを用い、電源をON/OFF制御したものである。この場合の各ボリュームでの床温と室温との相関関係を図１２に示す。
比較例２において、床温と室温とを時間経過とともに測定したが、その結果を図１２に示す。
図１２に示される通り、比較例２では、時間の経過に伴って、床温は室温に対応して上昇する。一定の時間が経過すると、床温は一定で安定しているが、室温は所定の範囲γで変動している。
この変動により、実施例１，２は、比較例２と平均床温、室温が同じであっても、比較例２に比べて温かく感じることになる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明では、室温センサで検出された室温データを基に、この室温と床温とが負の相関関係となるように、床暖房ヒータに供給される電圧を電圧設定手段で設定するため、床暖房ヒータの発熱量が室温と床温とが負の相関関係となるように電圧制御されることで、従来のON/OFF制御に比べて温度の変動が少なくなる。
そのため、設定温度を低くし、外気温度や室の使用状況が変化しても、略同一の快適性を保つことができるので、省エネルギを達成することができる。その上、室温センサのみ必要とし、床温センサを不要としているので、センサの施工が容易となり、施工時や使用時のセンサの断線、故障や、これに伴う制御不良を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる床暖房装置の概略構成図である。
【図２】床暖房ヒータの断面図である。
【図３】床暖房ヒータの概略平面図である。
【図４】床暖房ヒータを構成する線状発熱体の要部斜視図である。
【図５】前記線状発熱体の断面図である。
【図６】外気温度を変化させた場合の室温と床温との相関関係を示すグラフである。
【図７】外気温度を変化させた場合の室温と床温との相関関係を示すグラフであって、それぞれ傾きの異なる２つの相関関係が示される。
【図８】等しい暖房感を得るための室温と床温との相関関係を示すグラフである。
【図９】実施例１において床温と室温とを時間経過とともに測定した結果を示すグラフである。
【図１０】比較例１における図６に相当するグラフである。
【図１１】比較例１において床温と室温とを時間経過とともに測定した結果を示すグラフである。
【図１２】比較例２における図６に相当するグラフである。
【符号の説明】
１      床暖房ヒータ
２      室温センサ
３      コントローラ
４      電源ON/OFFスイッチ
６      制御装置
１０      線状発熱体
６１      電圧設定手段
６２      ボリューム設定手段
６３      電圧調節手段
【図１】
0003977143.tif 000003
【図２】
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【図３】
0003977143.tif 000005
【図４】
0003977143.tif 000006
【図５】
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【図６】
0003977143.tif 000008
【図７】
0003977143.tif 000009
【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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