電気カーペット

トップ :: F 機械工学照明加熱武器爆破 :: F24 加熱;レンジ;換気

【発明の名称】	電気カーペット
【発明者】	【氏名】下妻清秋【氏名】服部健治【氏名】吉野利一【氏名】実川茂【氏名】菊池厳夫
【要約】	【課題】断熱性に優れ、座り心地の良いカーペット本体構造によつて省エネルギー化をはかる。【解決手段】床面に接する裏面材６にヒーター８を取付け、そのヒーター８を表面材５で覆って電気カーペット本体２を構成する電気カーペットにおいて、前記裏面材６を繊維材９で構成し、その繊維材９の一面にシート部材１１を設け、前記シート部材１１にシート部材１２を被覆して気密性のある空気層１３を形成し、前記シート部材１２により形成する空気層１３の厚みｃを前記繊維材９と前記シート部材１１との厚みｄよりも小さくする。

【特許請求の範囲】
【請求項１】床面に接する裏面材（６）にヒーター（８）を取付け、そのヒーター（８）を表面材（５）で覆って電気カーペット本体（２）を構成する電気カーペットにおいて、前記裏面材（６）を繊維材（９）で構成し、その繊維材（９）の一面にシート部材（１１）を設け、前記シート部材（１１）に他のシート部材（１２）を被覆して気密性のある空気層（１３）を形成する事を特徴とする電気カーペット。
【請求項２】前記繊維材（９）と気密性のある空気層（１３）を形成するシート部材（１２）他のシート部材（１１）とを張り合わせて一体化する事を特徴とする請求項１記載の電気カーペット。
【請求項３】前記繊維材（９）の一面をヒーター（８）側に、他方をシート部材（１１）（１２）の床面に接する側に配置する事を特徴とする請求項１記載の電気カーペット。
【請求項４】前記シート部材（１１）（１２）に有する空気層（１３）の断面は床面に接する部位を頂点にその鉛直方向に対して対称な形状とする事を特徴とする請求項１記載の電気カーペット。
【請求項５】前記シート部材（１２）により形成する空気層（１３）の厚み（ｃ）を前記繊維材（９）と前記シート部材（１１）との厚み（ｄ）よりも小さくする事を特徴とする請求項１記載の電気カーペット。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヒーターを内蔵させたカーペット本体を床に敷いて採暖に用いる電気カーペットに関し、特に床面に接する裏面材に空気断熱層を設けた電気カーペットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、床面に接する裏面材に空気断熱層を形成して構成する電気カーペットは、例えば、面状発熱体素子（ヒーター）の外側を絶縁体で構成して採暖に用いる面状発熱体等の電気カーペットにおいて、その絶縁体に凹凸表面を形成したものとして、実開昭５１ー５４８４１号公報（以下、従来例Ａという）、特開昭５３ー４９３４５号公報（以下、従来例Ｂという）、実開昭５３ー１０２１４７号公報（以下、従来例Ｃという）、実開昭５６ー４５３８７号公報（以下、従来例Ｄという）等が一般に知られている。
【０００３】いわゆる、従来例Ａは、面状発熱体素子（ヒーター）を被覆した絶縁材料と、その絶縁材料に一体的に被覆された外装材料の少なくとも片面にエンボス模様状を形成し、同発熱体とのラミネーシヨン加工時にボンドやエアーギャップが発生するのを防止し、同発熱体の局部加熱の原因を除去していた。
【０００４】また、従来例Ｂは、気密性を有し、ある程度の弾性を有するシート材料を対向させたエアマット内に面状発熱体素子を封入し、熱風源を用いない暖房用エアマツトの構成で騒音の低減を図っていた。
【０００５】また、従来例Ｃは、面状発熱体素子（ヒーター）を一体的に被覆した絶縁体の外面を、凹凸形状で防水性・絶縁性のある被覆材で覆い、絶縁体と被覆材との間の空間部を減圧または真空に近い状態にして、同発熱体の漏れ電流の改善を図っていた。
【０００６】また、従来例Ｄは、カーペットカバーのパイル反対面に多くの密閉独立した空気層を設けた多気泡フイルムを重ね合わせて、カーペットカバーの防音効果と保温効果を図っていた。この場合、ヒーターとの関係についての言及はない。
【０００７】また、別の分野で類似技術を見ると、マツトおよびその製造方法として特開平５ー１１１４２２号公報（以下、従来例Ｅという）があり、このものは、裏張り材（裏面材）に発泡材を用い、その裏張り材（裏面材）に間欠的に突起部を設け、ソフトで軽量にも係わらず滑り止め効果のあるマツト及びその製法に関する改善が知られている。
【０００８】前記従来例Ａから従来例Ｅまでの技術内容を整理すると、次のようになる。
【０００９】（１）面状発熱体である電気カーペット裏面材の床面に接する側にエンボス模様の凹凸を形成するのは、その目的に関係なく公知となつている。
【００１０】（２）その凹凸部に気密性のある空気層を形成して、クツシヨン性を持たせて座り心地を良くする、あるいは滑り止めにするという技術も公知となつている。
【００１１】（３）また、その凹凸部を減圧状態にして、漏れ電流の低減を図ることも公知技術となつている。
【００１２】（４）さらに、その凹凸部や空気層を発泡シートを用いて構成する事も公知技術となつている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】この種の電気カーペットにあっては、顧客ニーズとして断熱効果に優れているのはもちろんのこと、省エネルギー効果があり、しかも敷物としての歩行性に優れたものであるが必要である。
【００１４】ところが、従来例Ａから従来例Ｅまでにおいては、ヒーターが発生する放射熱を裏面材あるいは気密性のある中空糸の空気層等では床面へ逃げる放射熱を遮断できない等の省エネルギーを克服するという言及がない。
【００１５】また、歩行性は、滑り止めやクツション性等にも関連する電気カーペットの性能であるが、前記従来例は、これらを歩行性として一元的に捉えた提案ではなく、単なる滑り止めやクツション性として捉え、その改善が残されているという課題があった。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解決するものであり、床面に接する裏面材にヒーターを取付け、そのヒーターを表面材で覆って電気カーペット本体を構成する電気カーペットにおいて、前記裏面材を繊維材で構成し、その繊維材の一面にシート部材を設け、前記シート部材にシート部材を被覆して気密性のある空気層を形成するものとした。
【００１７】また、前記繊維材と気密性のある空気層を形成するシート部材・他のシート部材とを張り合わせて一体化するものとした。
【００１８】また、前記繊維材の一面をヒーター側に、他方をシート部材の床面に接する側に配置するものとした。
【００１９】また、前記シート部材に有する空気層の断面は床面に接する部位を頂点にその鉛直方向に対して対称な形状とするものとした。
【００２０】また、前記シート部材により形成する空気層の厚みを前記繊維材と前記シート部材との厚みよりも小さくするものとした。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明は、床面に接する裏面材にヒーターを取付け、そのヒーターを表面材で覆って電気カーペット本体を構成する電気カーペットにおいて、前記裏面材を繊維材で構成し、その繊維材の一面にシート部材を設け、前記シート部材に他のシート部材を被覆して気密性のある空気層を形成する構成とするか、または、前記繊維材と気密性のある空気層を形成するシート部材・他のシート部材とを張り合わせて一体化するものとし、または、前記繊維材の一面をヒーター側に、他方をシート部材の床面に接する側に配置するものとし、または、前記シート部材に有する空気層の断面は床面に接する部位を頂点にその鉛直方向に対して対称な形状とするものとし、または前記シート部材により形成する空気層の厚みを前記繊維材と前記シート部材との厚みよりも小さくする構成とすることにより、ヒーターから床面へ放射する放射熱を遮断する。
【００２２】また、気密性のある空気層を有するシート部材で、ヒーターの伝導熱を断熱する。さらに、前記気密性のある空気層を有するシート部材との相乗効果で床面に逃げるカーペツト本体の熱を断熱し、省エネルギーを図る。
【００２３】その繊維材はヒーター側に、シート部材は床面側にそれぞれ配置し、しかもその空気層の厚みを繊維材の厚みよりも小さくして歩行性が良くなる。
【００２４】その結果として、付帯的に座り心地や滑り止めの性能が向上する。
【００２５】
【実施例】以下、本発明の一実施例を示す電気カーペットを図に従って説明する。
【００２６】図１において、１はカーペットカバーであり、２はカーペット本体であり、３はコントローラーである。
【００２７】図２において、４はカーペットカバー１のパイルである。
【００２８】５はカーペット本体２の表面材であり、６は裏面材であり、７は熱溶着シートであり、８はヒーターである。
【００２９】ヒーター８は、表面材５と裏面材６の間に熱溶着シート７によって３者が一体的に溶着されている。
【００３０】図３において、９は裏面材６を構成する繊維材であり、１０は同じくシート材である。
【００３１】１１・１２はそのシート材１０を構成するシート部材であり、１３はシート部材１１と他のシート部材１２とで囲われる空気層である。
【００３２】前記シート部材１２により形成する空気層１３の厚みｃを前記繊維材９と前記シート部材１１との厚みｄよりも小さくしてある。
【００３３】１４はシート部材１１及び他のシート部材１２との熱溶着部である。
【００３４】１３は空気層であり、シート部材１１と他のシート部材１２とで気密性を有するように形成するものであり、前記熱溶着部１４で気密性が保たれる。
【００３５】繊維材９は、１０デニールのポリエステル中実繊維（比重約１．６）を用いている。
【００３６】又、シート部材１１及び１２には厚さ５００μｍのポリエチレンシートを用い、両者を熱溶着するプロセスでブロワーにより空気を送込み両者間に空気層１３を形成している。熱溶着温度は約１３０℃で空気は常温のものを用いている。
【００３７】シート材１０の構成は、シート部材１１を平坦面として繊維材６に接着する。空気層１３はシート部材１２側にを設け、シート部材１１を繊維材６に接着する構成とする。
【００３８】空気層１３の断面形状は、床に接する部位を頂点とする略半円球状で、各部の寸法はそれぞれ約ａ＝５ｍｍ、ｂ＝３ｍｍ、ｃ＝２ｍｍとしている。
【００３９】繊維材９は目付量が約４００ｇ／ｍ×ｍのフェルトを用い、厚みは約ｄ＝４ｍｍとしている。
【００４０】次に、前記構成における作用を説明する。
【００４１】まず、断熱について説明すると次のごとくである。
【００４２】図４において、カーペット本体２から床面に逃げる熱量Ｑは次式で与えられる。
【００４３】Ｑ＝λ（θ１ーθ２）／Ｌここで、λ ：カーペット裏面材の熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）
θ１：ヒーター部温度（℃）
θ２：裏面材の床面温度（℃）
Ｌ：ヒーター部から床面までの距離（ｍ）
したがって、カーペット本体２から床面に逃げる熱を少なくするには、、ヒーター部から床面までの距離Ｌを大きくするか、裏面材６の熱伝導率λを小さくするかのいずれかである。
【００４４】本実施例では、Ｌ＝ｃ＋ｄ＝６（ｍｍ）としている。
【００４５】又、熱伝導率λは、繊維材９と空気層１３との合成の熱伝導率のなるが、空気層１３の熱伝導率が繊維材９のそれに比べて小さいことから、合成の熱伝導率は空気層９のない場合、すなわち繊維材９だけの裏面材６の構成に比べて小さくなる。
【００４６】図５は、２畳タイプの定格消費電力６００ｗのカーペット本体を用い、室温２０℃・フローリング床温１５℃において、標準目盛（５目盛中の３目盛）の測定条件で通電し、安定した状態における１時間当りの平均消費電力（ｗ）を測定したものである。
【００４７】図中において、特性Ａは裏面材６を繊維材９だけで裏面材６を構成した場合の特性を示す。
【００４８】この時、繊維材の目付量は単位厚み当り等しくしている。
【００４９】又、ｅ、ｆ、ｇ、の各点はそれぞれの特性を代表する動作点である。
【００５０】ｅ点は、従来の電気カーペットの動作点を示し、繊維材９で厚み４ｍｍの裏面材を構成したときの平均消費電力である。この時の平均消費電力は３００ｗである。
【００５１】ｆ点は繊維材の厚みを増すことでｅ点の平均消費電力を１０％低減させる動作点である。
【００５２】この時には、裏面材６の厚みを約７ｍｍにしなければならない。
【００５３】ｇ点は本発明の実施例の動作点である。繊維材４ｍｍ、空気層２ｍｍ、合計６ｍｍの裏面材６の厚みで約２７５ｗとなり、ｅ点に対し約９％の平均消費電力の低減効果が得られた。これは、ｅ点に対して裏面材６の厚みが増えたことと、熱伝導率が小さくなったこととの断熱効果の総合効果である。
【００５４】次に、歩行性について説明する。
【００５５】歩行性の定性的概念は図６で説明する。
【００５６】図において、１５は人間の足を想定した荷重であり、その大きさがＷである。
【００５７】Ｒはカーペット本体２にＷの荷重を受けたときに、カーペット本体２が変形する曲率半径を示している。
【００５８】（１）はＲ〓∞、すなわちカーペット本体２に全くたわみが生じない状態を示している。
【００５９】（２）はＲ：小、すなわち大きくたわむ場合、（３）はＲ：大、すなわち小さくたわむ場合をそれぞれ示している。
【００６０】（１）の場合は、荷重Ｗの床面からの反発力が全て跳ね返って来るので、蹴りが大きくなるが膝にはやさしくない。
【００６１】（２）の場合は、（１）とは逆に荷重Ｗの反発力が少ないので、膝にはやさしいが蹴りが小さくなる。
【００６２】カーペット本体２が滑らないことを前提とすると、歩行性の良さ、すなわち歩き易さは、（３）＞（１）＞（２）の順となる。
【００６３】本実施例において、前記のことを踏まえて、空気層１３を床面に接する面に配置し、しかもその空気層１３を厚み２ｍｍとして、裏面材９を構成する繊維材９の厚み４ｍｍよりも少なくしている。
【００６４】このことで、荷重Ｗを受けたときのたわみ依存性が繊維材９が支配的となり、空気層１３によって歩行性を阻害されることがなくなる。
【００６５】次に、図３及び図７を用いて本実施例における空気層１３の作用について説明する。
【００６６】図３において、空気層１３は、ａ＝５ｍｍ、ｃ＝２ｍｍの略半円球状に形成している。
【００６７】すなわち、空気層１３の中央部を頂点にすそに行くほど広がる形状で、かつその中央部鉛直な軸に対して前後左右他が対称な形状になっている。このことの作用効果は以下の通りである。
【００６８】図７において、カーペットに荷重が加わるとその反発力Ｆは空気層１３の中央部に図中に示すように加わる。その荷重は空気層内で分散し、分散力Ｆ１～Ｆ４が熱溶着部１４に加わることになる。その分散力はそれぞれＦ１＝Ｆ３、Ｆ２＝Ｆ４である。カーペットの荷重が取り除かれると、この分散力の反発で空気層１３は元状態に復元する。その復元力は均等であり、カーペット本体２を移動させる力が生じない。
【００６９】したがって、繰返し荷重を受けてもカーペットの位置がずれることはない。
【００７０】さらに、熱溶着部１４には全周均にわたり均等な力が加わるので、局部的に集中して荷重を受けることがなく、耐久性にすぐれたものとなる。
【００７１】これらの作用は、空気層１３を略半円球状にするだけではなく、図８に示すような形状においても得られる。
【００７２】すなわち、中央部を頂点としてすそが広がる形状で、その頂点に鉛直な軸に対称形状にすることで、同等の効果を得る。
【００７３】
【発明の効果】本発明は、前述した構成とすることにより次の効果を得る。すなわち、（１）裏面材を繊維材及びシート材で構成し、シート材に気密性のある空気層を形成して、その繊維材及び空気層でヒーターから床面へ逃げる伝導熱を遮断する効果がある。
【００７４】（２）その繊維材は、ヒーター側に、シート材は床面側にそれぞれ配置し、しかも空気層の厚み繊維材の厚みよりも小さくして歩行性を良くする効果がある。
【００７５】以上によつて、省エネルギー性と歩行性に優れた電気カーペットを提供出来た。

【出願人】	【識別番号】０００００５１３１【氏名又は名称】株式会社日立ホームテック
【出願日】	平成９年（１９９７）１２月９日
【代理人】
【公開番号】	特開平１１－１７３５８５
【公開日】	平成１１年（１９９９）６月２９日
【出願番号】	特願平９－３３７５６４