JP4180217B2

JP4180217B2 - パネルヒータ及びパネルヒータの制御方法

Info

Publication number: JP4180217B2
Application number: JP2000054579A
Authority: JP
Inventors: 剛野口
Original assignee: 株式会社日立ハウステック
Priority date: 2000-02-29
Filing date: 2000-02-29
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2020-02-29
Also published as: JP2001241679A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パネルヒータ及びパネルヒータの制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パネルヒータは、パネル内に熱媒体を通過させるか又はパネルに内蔵させた発熱ヒータに通電することで加熱を行うものであり、床暖房、暖房便座等に多用されている、
【０００３】
図１０は、従来例を示す、パネルヒータの斜視図である。また、図１１は、図１０に示すパネルヒータの断面図である。図１０及び図１１を用いて従来のパネルヒータを説明すると、パネルヒータは、ＰＥＴ等の耐熱性を有するベースフィルム１１の上に、熱可塑性樹脂とカーボン粒子を混錬した導電性ペーストをシルクスクリーン印刷等により印刷して印刷抵抗体１２を印刷し、その印刷抵抗体１２に対して、更に熱可塑性樹脂と銅粒子を混練した導電性ペーストをシルクスクリーン印刷等により印刷して印刷導電体２２を形成し、給電線１３と上記印刷導電体２２とを接続して、給電線１３に通電することで印刷抵抗体１２を発熱させる。印刷抵抗体１２の上には、ベースフィルムと同様の材質用いた絶縁フィルムを粘着剤により接着し、最後に床パネル２０を接着する。
【０００４】
図１２は、暖房便座の断面図である。暖房便座にパネルヒータを適用する場合には、便座本体２４の裏面内側に、アルミ箔等の熱伝導性の高い金属箔シート１８に紐状ヒータ１７を接着固定したものを張り付け、紐状ヒータ１７に通電することで便座本体２４を加熱している。また、紐状ヒータ１７に水がかからないように、便座本体２４には、便座裏ふた２３を接着固定している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のパネルヒータは、電熱ヒータのインサート成形による部品の浮き及び高さばらつき、成形品表面の引け及び光沢むら等の発生を抑えるために、加熱部と被加熱部表面との距離を長くし、更には加熱部と被加熱部とを別部材としていたので、製品厚みが大きくなると共に重量も増え、汎用性が低いという問題を有している。
【０００６】
また、パネルヒータは、加熱すべきパネルの熱容量が大きいことから、急激な昇温を行うことができず、常時通電を行って保温しなければばらないとの問題も有している。
【０００７】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、製品厚みを薄くして汎用性を高め、パネルヒータの制御においては、電気使用量を低くすることができるパネルヒータ及びパネルヒータの制御方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、次のものに関する。
（１）溝を有した２枚のパネルを溝同士が対向するように接続し、上記溝により形成される空間部に熱媒体を通過させることでパネルを加熱するヒータにおいて、載置時に上側となるパネルに設けた溝の熱媒体通過方向と直交する鉛直方向断面の溝辺長さ（溝巾：Ｗａ）が、載置時に下側となるパネルに設けた溝の熱媒体通過方向と直交する鉛直方向断面の溝辺長さ（溝巾：Ｗｂ）よりも短くし断面形状を台形としたパネルヒータ。
（２）パネルが、熱可塑性樹脂により成形され、載置時に上側となるパネルに凸部を設け、載置時に下側となるパネルに凸部と係合する凹部を設け、上記凸部を溶融させることでパネル同士を溶着する上記（１）に記載のパネルヒータ。
（３）載置時に上側となるパネルが、その外層表面にエンボス又は凹凸模様を有した上記（１）又は（２）に記載のパネルヒータ。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に用いるパネルの材質は、特に限定されるものではないが、耐薬品性能及び熱伝導性が高く、比熱の小さいものが好ましく、具体的には、ＰＰ、ＰＥＴ及びＰＥ等を好適に用いることができる。また、載置時に上側となるパネルと下側になるパネルとは、溶着により接続するのであれば、同じ材料により成形することが好ましく、更に、設置時に下側となるパネルは、断熱作用を持たせるために発泡成形することが好ましい。
【００１０】
載置時に上側となるパネルと、下側となるパネルとを接続する方法は、熱媒体の流出を阻止可能な方法であれば特に限定されるものではないが、具体的には、接着剤、溶剤又はドープセメント等を成形品の接着面に塗布して接着接続することが可能であり、より好ましくは、熱板溶着、振動溶着、超音波溶着、高周波溶着又は熱線溶着等の溶着接続を行うことができる。
【００１１】
載置時に上側となるパネルと、下側となるパネルとを接続する際の接続面の形状は、特に限定されるものではなく、具体的には、平面同士の形状、凸部と凹部との係合を行う形状等を用いることができる。また、上側となるパネルにボスを設け、下側となるパネルに上記ボスを挿通する貫通孔を設け、ボスを貫通孔に貫通させた後に、下側となるパネルの裏面から熱溶着を行ってもよい。
【００１２】
本発明に用いる溝は、熱媒体の通過を妨げないものであれば特に限定されるものではなく、具体的には、パネル内を蛇行して熱媒体がパネル全面に行き渡るように設けることが好ましい。また、載置時に上面となるパネルに設ける溝の深さは、パネルの残り厚みを１〜３ｍｍ程度にする深さにすることが好ましい。更に、溝の形状は、肉厚の変化が急激とならないようにアールを設けることが好ましく、特に載置時に上側となるパネルに設ける溝は、その溝の熱媒体通過方向と直交する鉛直方向断面の溝辺長さが、載置時に下側となるパネルに設けた溝の熱媒体通過方向と直交する鉛直方向断面の溝辺長さよりも短くする必要がある。
【００１３】
本発明に用いる熱媒体は、熱を伝達可能な液体であれば特に限定されるものではなく、具体的には、水又はプロピレングリコール水溶液等を好適に用いることができる。
【００１４】
本発明に用いるエンボス又は凹凸模様は、万一引け又は光沢むらが発生した場合であっても、それを目立たなくするものであり、５０〜５０００μｍの凹凸を有する金型により成形してもよく、平面状の金型表面を酸により洗浄し、つや消し又はなし地としたものを使用してもよい。
【００１５】
本発明に用いる加熱手段は、上記溝に熱媒体を通過させるもの以外に、エチレンチューブをインサート成形して熱媒体の通路を形成するもの、紐状ヒータ又は箔ヒータを用いたもの、印刷により成形されるフィルムヒータを用いたもの等を好適に使用することができる。
【００１６】
本発明に用いる人体検出手段は、ロードセル等の歪みゲージを用いて使用者の加重を検知するものが容易に使用できるが、それ以外にも、渦巻状に印刷した導電体を電極として、使用者の有無によるインピーダンス変化を捕らえる方法、赤外線を使用したセンサ等も用いることができる。具体的には、赤外線を発光させて使用者からの反射を検出する赤外線近接センサ、超音波を発して使用者との距離を測定する超音波センサ、使用者が発する熱線を検知する集電センサ、扉の開閉を検出する磁石とリードスイッチからなる近接スイッチ等を用いることができる。
【００１７】
本発明に用いるパネルヒータを加熱するタイミングは、使用者の判断により加熱を開始してもよいが、人体検出手段により使用者が検知されてから加熱を開始するようにしても良く、複数のパネルを用いている場合は、使用者が検知されたパネル及びそのパネルに隣接するパネルを加熱するようにすることもできる。また、温度制御は、人体検出手段の人体検出時のみ設定した温度にまで加熱するようにし、人体非検出の場合は、設定温度よりも下げるか、加熱を停止することでエネルギー消費を抑えることができる。また、設定温度に達していることを、視覚的又は聴覚的に使用者に報知するランプ又はブザーを設けてもよい。
【００１８】
本発明に用いる制御回路は、熱媒体又は電気の加熱回路を切り換えることができるものであれば特に限定されるものではなく、熱媒体を使用する場合は、複数の通路開閉切替弁又は熱源機の運転切替装置を制御する外部接点を用いることができ、電気を使用する場合は、リレー、トランジスタ、トライアック等の電源切替手段を用いることができる。
【００１９】
【実施例】
以下図面を用いて、本発明の実施例を説明する。図１は、本発明の実施例を示す、パネルヒータの外観斜視図である。パネルヒータ２５は、表面に直径５〜５０ｍｍ、深さ０．０５〜１ｍｍの略円形形状のエンボス加工を施した本体ケース４と、裏ふた３とを溶着して形成されており、その側壁には、パネルヒータ２５を加熱する温水を流入させる給湯管１及び熱交換を終え冷却された水を排出する排水管２とが設けられている。
【００２０】
図２は、図１に示すパネルヒータの分解斜視図である。本体ケース４のエンボス加工を施した面の裏側には、パネル全体を加熱するための通水溝（Ａ）７、及び、溶着リブ６が設けられている。また、裏ふた３には、通水溝（Ａ）７と対向する部位に、通水溝（Ｂ）８が設けられ、通水溝（Ａ）７、（Ｂ）８により通水路が形成されるようになっている。更に、裏ふた３には、通水路（Ｂ）８以外に、溶着リブ６が係合する溶着溝９も設けられている。
【００２１】
図３は、図１に示すパネルヒータの本体ケースと裏ふたとを示す斜視図である。図３に示すように、本体ケース４と、裏ふた３とは、溶着リブ６と溶着溝９とで係合し、溶着リブ６が溶着溝９の底部に接した状態で本体ケース４の表面側から超音波発信子を当てて、溶着リブを溶融させる。
【００２２】
図４は、図１に示すパネルヒータの本体ケースと裏ふたとの溶着時を示す斜視図である。溶融した溶着リブ６の熱可塑性樹脂は、溶着溝９を次第に埋めることで溶着部１６となり、通水路１５が形成される。
【００２３】
図５は、図１に示すパネルヒータの通水路断面図である。図５に示すように、通水路１５は、通水溝（Ａ）７及び通水溝（Ｂ）８から形成され、本体ケース４の肉厚が急激に変化しないように、断面形状を台形となし、溝巾では、Ｗａ＜Ｗｂの関係を保ち、溝深さでは、Ｄａ＜Ｄｂの関係を保つようにしている。
【００２４】
図６は、本発明の別の実施例を示すパネルヒータの透視斜視図である。図６に示すパネルヒータでは、本体ケース４に対して、紐状ヒータ１７をインサート成形により埋め込んであり、このようにして成形したパネルヒータを複数並べて床暖房を行うことができる。また、本体ケース４には、ひずみゲージ１４を埋設してあり、このひずみゲージ１４により、使用者の検出が行えるようになっている。
【００２５】
図７は、本発明の更に別の実施例を示す、パネルヒータの透視斜視図である。本実施例では、ＰＥＴ製のベースフィルム１１に導電性ペーストにより形成した印刷抵抗体１２及びひずみゲージ１４を設けてあり、そのベースフィルム１１をインサート成形している。印刷抵抗体１２への給電は、印刷抵抗体１２にはとめにより接続された給電線１３から行われる。
【００２６】
図８は、図７に示すパネルヒータを居室、洗面室及びトイレに設置した平面図であり、（ａ）は居室の１／３を加熱した状態を示し、（ｂ）は居室の１／２を加熱した状態を示し、（ｃ）は居室の３／４を加熱した状態を示し、（ｄ）は居室の１／３、洗面室及びトイレを加熱した状態を示す。図８を用いてパネルヒータをの制御方法を説明すると、図８（ａ）は、パネル１のひずみゲージのみが人体検出を行っており、パネル１はもちろん、隣接するパネル２、４、５も加熱を行い、使用者が多少の移動を行っても暖かいようにしてある。図８（ｂ）は、使用者がパネル１の上部からパネル２に移動した状態で、パネル２のひずみゲージが人体検出を行っている。この場合は、パネル１、２、３、４、５、６の加熱を行っている。図８（ｃ）は、使用者がパネル２の上部からパネル５に移動した状態で、パネル５のひずみゲージが人体検出を行っている。この場合は、パネル１、２、３、４、５、６、７、８、９の加熱を行っている。このように人体検出を行ったパネル及びそのパネルに隣接したパネルの加熱を行う場合は、使用者の移動を予測して次々と加熱パネルの加熱状態を切り換えるので、使用者が冷たさを感じることがない。図８（ｄ）は、使用者がドアに近いパネル１２の上で検出されている場合であり、この際には、使用者がドアを開けて洗面室又はトイレへと移動することを考え、パネル８、９、１１、１２を加熱すると共に、洗面室のパネル１３、１４と、トイレのパネル１５とを同時に加熱する。
【００２７】
図９は、本発明の実施例であるパネルヒータを便座に適用した透視平面図である。本実施例では、便座の内部に通水路１５を設け、給湯管１から温水を流入させ、排水口２より温水を排出することで、容易に便座を加熱することができ、人体検出手段と併用することで、常時加熱を行う必要がなくなる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は、パネルヒータを上下２枚のパネルを接続することで通路を形成し、その通路に熱媒体を通過させることで加熱を行うので、パネルヒータの厚みを薄くすることができ、汎用性に富むパネルヒータを提供することができる。また、溝辺長さを調整することにより、引け及び光沢むらの発生を抑え、例え引け等が発生してもエンボス加工により目立たなくすることができる。また、人体検出手段を設けたパネルヒータでは、即暖性を生かし、使用者を検出した部分の加熱を行うことができ、消費エネルギーを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す、パネルヒータの外観斜視図である。
【図２】図１に示すパネルヒータの分解斜視図である。
【図３】図１に示すパネルヒータの本体ケースと裏ふたとを示す斜視図である。
【図４】図１に示すパネルヒータの本体ケースと裏ふたとの溶着時を示す斜視図である。
【図５】図１に示すパネルヒータの通水路断面図である。
【図６】本発明の別の実施例を示すパネルヒータの透視斜視図である。
【図７】本発明の更に別の実施例を示す、パネルヒータの透視斜視図である。
【図８】図７に示すパネルヒータを居室、洗面室及びトイレに設置した平面図であり、（ａ）は居室の１／３を加熱した状態を示し、（ｂ）は居室の１／２を加熱した状態を示し、（ｃ）は居室の３／４を加熱した状態を示し、（ｄ）は居室の１／３、洗面室及びトイレを加熱した状態を示す。
【図９】本発明の実施例であるパネルヒータを便座に適用した透視平面図である。
【図１０】従来例を示す、パネルヒータの斜視図である。
【図１１】図１０に示すパネルヒータの断面図である。
【図１２】暖房便座の断面図である。
【符号の説明】
１．給湯管２．排水管
３．裏ふた４．本体ケース
５．エンボス６．溶着リブ
７．通水溝（Ａ）８．通水溝（Ｂ）
９．溶着溝１０．チューブ
１１．ベースフィルム１２．印刷抵抗体
１３．給電線１４．ひずみゲージ
１５．通水路１６．溶着部
１７．紐状ヒータ１８．金属箔シート
１９．便座ゴム２０．床パネル
２１．絶縁フィルム２２．印刷導電体
２３．便座裏ふた２４．便座本体
２５．パネルヒータ

Claims

溝を有した２枚のパネルを溝同士が対向するように接続し、上記溝により形成される空間部に熱媒体を通過させることでパネルを加熱するヒータにおいて、載置時に上側となるパネルに設けた溝の熱媒体通過方向と直交する鉛直方向断面の溝辺長さ（溝巾：Ｗａ）が、載置時に下側となるパネルに設けた溝の熱媒体通過方向と直交する鉛直方向断面の溝辺長さ（溝巾：Ｗｂ）よりも短くし断面形状を台形としたパネルヒータ。
パネルが、熱可塑性樹脂により成形され、載置時に上側となるパネルに凸部を設け、載置時に下側となるパネルに凸部と係合する凹部を設け、上記凸部を溶融させることでパネル同士を溶着する請求項１に記載のパネルヒータ。
載置時に上側となるパネルが、その外層表面にエンボス又は凹凸模様を有した請求項１又は２に記載のパネルヒータ。