(57)【要約】【課題】床暖房施工時或いはヒータパネルによる組み付け施工時に小石等の異物が紛れ込んだ場合や誤ってクギを使用した場合等に於いても、漏電を防止し、床暖房の新規施工というムダな費用と時間を無くし、安全性の高い且つ信頼性の高い均熱シートを安価に提供する。【解決手段】電気式床暖房装置等に使用される面状発熱体の上面側或いは下面側いずれか一方に配設され、前記面状発熱体が発生する熱を均一化するための部材であって、粉末状の熱伝導性の高いアルミナ微粉末に、バインダーとして粘着性があり電気的に絶縁の高分子材料であるブチルゴムを加え、炭酸カルシューム微粉末を充填材として混練し、シート状とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
。
電気式床暖房装置等に使用される面状発熱体の上面側或いは下面側いずれか一方に配設され、前記面状発熱体が発生する熱を均一化するための部材であって、粉末状の熱伝導性の高いアルミナ微粉末に、バインダーとして粘着性があり電気的に絶縁の高分子材料であるブチルゴムを加え、炭酸カルシューム微粉末を充填材として混練し、シート状としたことを特徴とする均熱シート。
【請求項２】
アルミナ微粉末を６０重量％、バインダーとしてのブチルゴムを２５重量％、炭酸カルシューム微粉末を１５重量％としたことを特徴とする請求項１記載の均熱シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  電気式床暖房装置等に使用される面状発熱体或いは床暖房装置用としてユニット化したヒータパネルに内蔵される面状発熱体が発生する熱をムラなく均一にし、効率的な床暖房装置とするための部材である均熱シートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来より、電気式床暖房装置に面状発熱体が使用されることは、広く知られた技術であって、構造は多種多様であるが、床暖房装置用としてユニット化したヒータパネルを例にとると、その基本構造は、フロア部材としての木質製パネル本体の裏側に設けた比較的浅い凹部内に面状発熱体と均熱板即ち均熱シートそして断熱材を内蔵した後、フロア部材裏側に蓋体を重ね合わせるように取り付けて、前記凹部を閉鎖するようになっている。尚、均熱シートの配設は、面状発熱体の上面側で行なわれたり或いは下面側で行なわれたりしている。更に、ヒータパネルとしてユニット化するのではなく、フロアの下側に直接面状発熱体等床暖房部材を配設するものもあるが、床暖房装置としての各部材に於ける配設状態は、前述したユニット化したヒータパネルと基本的には同じである。【０００３】  面状発熱体としては、例えば、平面視方形（床暖房装置に於いては、多くが長方形）を呈しており、導電性の発熱部材（例えばＰＴＣ）でもって平板状に形成した本体に、薄い板状のリボンとして形成された電極がプラス用とマイナス用のそれぞれ２本づつ、等間隔に、平行に、適正に配設され電気的に接続されて、通電することにより、前記本体が発熱して、面状発熱体として昇温するようになっているものがある。そして、この面状発熱体は絶縁性の極薄いシート状部材で被覆されている。然し、この状態では、面状発熱体としての発熱にムラが発生する。それは各電極間の部分にヒートスポットといわれる線状の発熱脈が発生するからであって、これによって均一した発熱が妨げられてしまうのである。【０００４】  均熱シートは、こうした発熱のムラを解消し、ヒータパネル引いては床暖房装置として均一な効率的な発熱を得るために必要なものであり、その役割から、アルミニュームや銅等熱伝導性の高い材料が使用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  然しながら、アルミニューム製や銅製の均熱シートは、熱伝導性が高いことから、優れた均熱効果が得られる反面、他の特性である導電性の高さにより、漏電を引き起こすことがあるのである。一例をあげれば、床暖房装置の施工に於いて、小石等の異物が紛れ込んだままで施工を完了させることで発生する。この状態で時間が経過すると、異物の影響で面状発熱体の外被膜（絶縁性の極薄いシート状部材）が破損して、面状発熱体と均熱シートが接触状態となってしまうことがある。又、フロアへの面状発熱体等床暖房関連部材の組付け或いはヒータパネルによる組付け施工を、誤ってクギを使用して行なう場合が多々あり、このような場合は、クギを介して面状発熱体側と均熱シートが接触状態になり、通電することで漏電が発生する。漏電が発生すると、漏電ブレーカーが作動して使用不能になり、床暖房を新規に貼りなおさなければならないという大きな問題に発展する。当然のこととして、あらたな施工費用が必要となり、その上あらたな施工のための時間も必要となる。更に、従来使用されているアルミニューム製や銅製の均熱シートは、高価な材料を使用していることから、必然的にコスト高とならざるを得ないという問題もある。【０００６】  本発明は、こうした従来技術の問題に鑑み、床暖房施工時或いはヒータパネルによる組み付け施工時に小石等の異物が紛れ込んだ場合や誤ってクギを使用した場合等に於いても、漏電を防止し、床暖房の新規施工というムダな費用と時間を無くし、安全性の高い且つ信頼性の高い均熱シートを安価に提供することを目的としている。
【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、請求項１記載の発明は、電気式床暖房装置等に使用される面状発熱体の上面側或いは下面側いずれか一方に配設され、前記面状発熱体が発生する熱を均一化するための部材であって、粉末状の熱伝導性の高いアルミナ微粉末に、バインダーとして粘着性があり電気的に絶縁の高分子材料であるブチルゴムを加え、炭酸カルシューム微粉末を充填材として混練し、シート状としたものである。この様に構成したことにより、アルミナ微粉末による高い熱伝導性とブチルゴムによる電気的絶縁性を併せ持つことになり、均熱シートとしての本来の機能を果たしながら、床暖房施工時或いはヒータパネルによる組み付け時に、小石等の異物が紛れ込んだ場合や誤ってクギを使用した場合等に於いても、漏電を防止することが出来る。そして漏電を防止することで床暖房の新規施工というムダな費用と時間を無くすことが出来る。又、比較的安価で汎用性のある材料を使用したことから、漏電防止に伴う安全性と信頼性の確保と共に安価な均熱シートを提供することが出来る。更に、粘着性を持たせているので、面状発熱体との配設に於いて密着性を高めることが可能となり、均熱効果を良好ならしめることが出来る。【０００８】  請求項２記載の発明は、請求項１記載の均熱シートに於いて、アルミナ微粉末を６０重量％、バインダーとしてのブチルゴムを２５重量％、炭酸カルシューム微粉末を１５重量％としたものである。この様に構成したことにより、アルミナ微粉末による高い熱伝導性とブチルゴムによる電気的絶縁性が極めて良好になり、均熱シートとしての本来の機能と漏電防止機能を更に向上させることが出来る。
【発明の効果】
【０００９】  本発明は、以上説明したように構成されているので、下記に説明するような効果を奏する。【００１０】  本発明による均熱シートは、電気式床暖房装置等に使用される面状発熱体の上面側或いは下面側いずれか一方に配設され、前記面状発熱体が発生する熱を均一化するための部材であって、粉末状の熱伝導性の高いアルミナ微粉末に、バインダーとして粘着性があり電気的に絶縁の高分子材料であるブチルゴムを加え、炭酸カルシューム微粉末を充填材として混練し、シート状としたので、アルミナ微粉末による高い熱伝導性とブチルゴムによる電気的絶縁性を併せ持つことになり、アルミナ微粉末の熱伝導性により、面状発熱体の発熱ムラを解消するという均熱シートとしての本来の機能を果たしながら、床暖房施工時或いはヒータパネルによる組み付け時に、小石等の異物が紛れ込んだ場合や誤ってクギを使用した場合等に於いても、ブチルゴムの電気的絶縁性により、漏電を防止し、床暖房の新規施工というムダな費用と時間を無くすことが出来る。又、アルミナ微粉末とブチルゴムそして炭酸カルシュームという比較的安価で汎用性のある材料を使用したことから、漏電防止に伴う安全性と信頼性の確保と共に、安価な均熱シートを提供することが出来る。更に、バインダーとして、粘着性がある高分子材料のブチルゴムを使用したことから、粘着性を持ったシートとなっており、面状発熱体との配設に於いて密着性を高めることが可能となり、これによりスムースな熱伝導が行なわれ均熱効果を良好ならしめることが出来る。【００１１】  更に、本発明による均熱シートは、アルミナ微粉末を６０重量％、バインダーとしてのブチルゴムを２５重量％、炭酸カルシューム微粉末を１５重量％としたので、アルミナ微粉末による熱伝導性とブチルゴムによる電気的絶縁性のバランスが極めて良好になり、均熱シートとしての本来の機能と漏電防止機能を更に向上させることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】  以下、本発明の実施の形態を図１〜図４に基づき詳細に説明する。図１は本発明による均熱シートの一実施形態を示す斜視図であって、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。図３は本発明による均熱シートの使用方法に於ける一実施形態を示したヒータパネルの平面図であり、図４は図３のＢ−Ｂ断面図である。【００１３】  それでは、図１及び図２により、本発明による均熱シート１について説明することにする。該均熱シート１は、粉末状の熱伝導性の高い材料と粘着性があり電気的に絶縁の高分子材料であるバインダーに充填材を加えたものを基本組成としており、これを混練してシート状に加工したものである。【００１４】  均熱シート１は、前述のような組成を基本とするものであるが、その詳細について説明を加える。粉末状の熱伝導性の高い材料としてはアルミナ微粉末が有利であり、粘着性があり電気的に絶縁の高分子材料であるバインダーとしてはブチルゴム、充填材としては炭酸カルシューム微粉末が有利である。粉末状の熱伝導性の高い材料としてはアルミナ微粉末の他、水酸化アルミニューム微粉末や水酸化マグネシュームの微粉末等も使用可能であるが、均熱シートとしての性能とコスト及び汎用性を考慮した結果、アルミナ微粉末が最も有利であることを確認した。そして粘着性があり電気的に絶縁の高分子材料であるバインダーとしては、シリコンゴムやアクリルゴムも使用可能であるが、アルミナ微粉末の場合と同じ理由により、ブチルゴムを使用することとした。【００１５】  ここで、本発明による均熱シート１の働きを見直すと共に、その働きを裏付ける根拠に付き説明する。均熱シート１の働きは、ヒートスポットといわれる線状の発熱脈（電極と電極の間で発生する高温部）により、面状発熱体に於ける温度にムラが発生するのを均一にすることであり、この点は、従来の均熱シートと何等変わることはない。そして、従来の均熱シートの働き即ち役割は、この熱均一化のみであるといっても過言ではなく、又、それが当然の考え方であるとも言える。そのため、熱伝導性の高さのみに力点が置かれ、アルミニュームや銅等が採用されるようになり、結果として、前述したように、他の特性である導電性の高さによる弊害が発生することになる。そこで本出願人は、均熱シートとしての本来の働きはそのままに、導電性の高さによる弊害を取り除いた均熱シートを研究し、本発明に至ったのである。【００１６】  導電性の高さによる弊害を取り除くには、電気的な絶縁性を高めなくてはならない。熱伝導性の高さと電気的絶縁性を併せ持たせるという通常では考えられない二つの特性を持たせたものが本発明による均熱シート１である。既に説明したように、均熱シート１は、粉末状の熱伝導性の高い材料としてアルミナ微粉末を使用し、バインダーとしては、粘着性があり電気的に絶縁であるブチルゴム、そして充填材としては炭酸カルシューム微粉末を使用している。ここで重要なのが、アルミナ微粉末の熱伝導性の高さとブチルゴムが電気的に絶縁であるということである。この両者に、充填材としての炭酸カルシューム微粉末等を適正な混合割合で混練し、且つ適正な硬度でもって、シート状に加工したのが均熱シーット１である。こうした構成により、該均熱��ート１は、アルミナ微粉末による高い熱伝導性とブチルゴムによる電気的絶縁性を併せ持つことになるのである。そして、均熱シーット１の板厚は、０．５ｍｍ〜１ｍｍが有利であり、試験結果としては、０．８ｍｍが良好であった。更に、図１に於いては、均熱シート１を平面視長方形の平板状として示し、説明したが、これに限定されず、ロール状としても良く、使用時に必要な大きさにカットしても良いのは云うまでもないことである。尚、バインダーとしてブチルゴムを使用し、必要とする特性を電気的に絶縁であることの他粘着性を取り上げているが、これは均熱効率を良くするために、面状発熱体２との密着性を高める必要があるからであり、又、ケースバイケースであるが、面状発熱体２とのサブアセンブリ化を狙ったものである。【００１７】  尚、アルミナ微粉末とブチルゴムそして充填材（例えば炭酸カルシューム微粉末）の混合割合は、一例として上げれば、アルミナ微粉末を６０重量％前後（５０〜７０重量％）、ブチルゴムを２５重量％前後（３０〜１５重量％）、そして充填材を１５重量％前後（２０〜１５重量％）とするのが有利であり、硬度については、３０°（試験方法ＪＩＳＫ２２０７；５０ｇ荷重、２５℃）前後としている。特に硬度については、直接の相手部材である面状発熱体への接触状態を考慮することが必要であり、その他均熱シート１単体の搬送や保管更には施工に於ける作業性をも考慮する必要があることから、前記混合割合を含めて充分注意しなくてはならないことを付言して置くこととする。【００１８】  引き続き、図３及び図４により、本発明による均熱シート１の使用方法に於ける一実施形態を説明する。ヒータパネルＰは、床暖房装置用としてユニット化したものであって、敷設面積に応じて複数枚使用するよう構成されている。勿論各ヒータパネルＰは、電気的に接続可能となっていて、図示しないリード線でもって、電源への接続が行なわれ、通電することで前記各ヒータパネルＰが昇温するようになっている。【００１９】  図３に於けるＢ−Ｂ断面図である図４には、ヒータパネルＰの構造が示されており、本図を用いて詳細に説明する。ヒータパネルＰは、木製のフロア部材４の裏側（図４に於ける左側）に形成した凹部内に、導電性の発熱部材（例えばＰＴＣ）でもって平板状に形成された本体に、薄い板状のリボンとして形成された電極３，３，３、３がプラス用とマイナス用のそれぞれ２本づつ、等間隔に、平行に、適正に配設されていて電気的に接続され、外面を絶縁性の極薄いシート状部材で被覆している面状発熱体２と均熱シート１そしてウレタン製の断熱材５を積層状態に重ね合わせて内蔵させ、そして後蓋体６を取り付け固定して閉鎖したものである。尚、本実施形態に於いては、面状発熱体２の下面側に均熱シート１が配設されているが、勿論これに限定するものではなく、面状発熱体２の上面側即ちフロア部材４の裏側に形成した凹部内上面に接触するよう配設しても良い。要は、均熱シート１は面状発熱体２の上面そして下面、いずれの側に配設しても良いということである。【００２０】  尚、本発明による均熱シート１の使用方法を床暖房装置用としてユニット化したヒータパネルＰによって説明したが、均熱シート１の使用範���は、ヒータパネルＰにとどまるものではなく、フロアの下側に直接面状発熱体等床暖房部材を配設する場合等、面状発熱体を使用する暖房装置すべてに使用可能であることは云うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による均熱シートの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明による均熱シートの使用方法に於ける一実施形態を示したヒータパネルの平面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
【００２２】    １  均熱シート
２  面状発熱体
３  電極
４  フロア部材
５  断熱材
６  蓋体
Ｐ  ヒータパネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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