JP2004055313A

JP2004055313A - 平面発熱体

Info

Publication number: JP2004055313A
Application number: JP2002210434A
Authority: JP
Inventors: Yohei Tenkai; 天海　洋平; Nobuhide Uruno; 宇留野　信英
Original assignee: Hitachi Home Tech Ltd
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2002-07-19
Filing date: 2002-07-19
Publication date: 2004-02-19

Abstract

【課題】絶縁性能が確保でき、高い電力が得られる平面発熱体を得る。
【解決手段】ステンレス系の金属からなる平板２の表面にシリコーン系の電気絶縁性を有する絶縁塗料Ａ４を焼成後の厚さが２００μｍ〜３００μｍとなるようエアスプレー等を使用し塗布後焼き付けし、その上に銀を主成分とする導電体３を焼成後の厚さを５μｍ以上となるよう印刷後焼成してなり、さらに導電体３の焼成部のみ、または導電体３が焼成されている平板２全体を覆うように電気絶縁性を有するシリコーン系の絶縁塗料Ｂ５を焼成後の厚さが１００μｍ以下となるように塗布後焼き付けして構成した平面発熱体。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気加熱部品の構造に関するもので、特に家庭用電気用品のクッキングヒーターのフィッシュロースター部分に用いる加熱用の熱源である平面発熱体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の金属基板上に絶縁物を印刷・焼成してなる加熱装置としては、特開平１０−２７５６７１号公報に開示されるごとく、ガラスをベースとする絶縁塗料を金属基板上に印刷後焼成し、その上に発熱抵抗体を印刷後焼成し、さらにその上にガラスベースの絶縁塗料を印刷後焼成してなる画像形成装置におけるシート材上の形成画像の加熱定着ヒーターがある。
【０００３】
この従来例について図４で説明する。金属製の板状体からなるヒーター板２０の表面にガラスをベースとする絶縁膜２１を印刷後焼成し、絶縁膜２１上に発熱抵抗体２２を印刷後焼成し、その表面にまた絶縁塗料２３を印刷後焼成したものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来例で説明した図４（特開平１０−２７５６７１号公報）に開示される方法で絶縁塗料を形成した加熱ヒーターでは、絶縁塗料のベースがガラスであるため、ロースターとして必要な６００℃の高温時に絶縁塗料の絶縁性能が確保できないという欠点があるとともに、画像加熱定着用であるため必要とする電力が小さく、ロースターとして必要な１２００Ｗという高い電力が得られないという欠点があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる欠点を解決するもので、絶縁塗料のベースとなる基材をシリコーンとし６００℃という高温使用時にも確実な絶縁性能を確保するとともに、導電体の厚さ、幅、パターンによって１２００Ｗの高い電圧を得るものとした。
【０００６】
具体的には、金属からなる平板上の表面にシリコーン系の電気絶縁性を有する塗料を、絶縁性能を確保する厚さでエアスプレー等を使用し塗布後焼き付けし、その上に銀を主成分とする導電体を目標とする電力を得る厚さと幅、パターンを決定し印刷後焼成し、さらにそれらの上にシリコーン系の絶縁塗料を塗布後焼き付ける構造としたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明は、平板状の金属からなる平板の表面にシリコーン系の電気絶縁性能を有する塗料を、絶縁性能を確保する厚さでエアスプレー等を使用し塗布後焼き付けし、その上に銀を主成分とする導電体を目標とする電力を得る厚さと幅、パターンを決定し印刷後焼成し、発熱体を構成したものである。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、生成された導電体は、平板の形状、大きさ等に応じて１または２以上の回路からなり、必要とする電力を得ることができるよう導電体が生成されている平面発熱体としたものである。
【０００９】
請求項３では、前記導電体表面にさらにシリコーン系の電気絶縁性を有する塗料を塗布後焼き付けすることにより、発熱体使用時に導電体の表面が酸化減量して寿命が短くなることを防止したものである。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、前記平板にステンレス系の金属を用いたもので、ステンレスは使用時の発熱でも、高温強さのみならず耐酸化性にも優れており、また一般市場流通品を用いることにより製作が安価に行えるものである。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、前記平板の導電体が形成されている側の反対側を加熱面としたものであり、ロースター使用時にシリコーン系の絶縁塗料に食品の水分、油等の付着による絶縁塗料の変化、絶縁不良、またそれに伴う導電体の断線を防止するものである。
【００１２】
【実施例】
以下本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示す平面発熱体の要部詳細図であり、図２は同じく全体図である。図３は同じく要部拡大図である。
【００１３】
図において、１は発熱体組（平面発熱体）であり、以下に示す部品により形成されている。
【００１４】
平板状の金属である平板２はステンレス材などからなり、ロースターやその他発熱体組１を組み込む製品の形状や大きさに合わせ、型等を使用し切断および曲げ加工を自由に行うことが可能である。平板２を、例えばＳＵＳ３０４などの板を使用する場合、市場流通品を使用すると、家電品に使用するなど大量に購入することにより、購入価格を低く抑えることが可能となる。また材質としてＳＵＳ３０４などのオーステナイト系ステンレスを使用することにより、６００℃以上の温度範囲ではフェライト系ステンレスを使用するよりも高温度に対する強さ、クリープ強さ、クリープ破断強さ、耐酸化性にも優れているため好適に使用することができる。尚、平板２の板厚は通常は１．０ｍｍ前後を使用するが、使用用途などにより適宜な厚さに設定されるものである。
【００１５】
４はシリコーン系の絶縁塗料Ａであり、絶縁性能を確保する厚さでエアスプレー等を使用し塗布後焼き付けを行うもので、絶縁塗料Ａ４の焼成後の厚さが２００μｍ〜３００μｍとすることで、電気安全法で定める絶縁抵抗、絶縁耐力を十分満足することができるとともに、剥離を防止することができるものである。
【００１６】
電気絶縁性を有するシリコーン系の絶縁塗料４は、一例としてＳｉＯ_２　３０．０重量％、石英フィラー　３３．４重量％、ほうろう顔料　１３．３重量％、セラミックブラック　６．７重量％、窒化ホウ素　３．３重量％、溶剤　１３．３重量％で構成されており、ベースである平板２に塗装後３００℃で２０分間焼成し形成することができる。
【００１７】
３は導電体であり、銀を主成分とするペーストであり目標とする電力に合わせ、また、平板２の形状、大きさなどに応じて１または２以上の回路からなり、図２にあるように厚さと幅、パターンを自由に決定しスクリーン印刷等で絶縁塗料Ａ４の上面に印刷後焼成して導電体３を形成するものである。そして、導電体３は焼成後の厚さを５μｍ以上、５０μｍ以下とすることにより、導電体３としては最適なものが得られるものである。
【００１８】
導電体３の焼成後の厚さが５μｍより薄くなってしまうと、図３にあるように絶縁塗料Ａ４に導電体３が均一に印刷できず、絶縁塗料Ａ４上に導電体３が焼成できない部分ができてしまい、目標抵抗が得られなくなるとともに局部加熱や断線の原因になってしまうものである。また、必要以上に厚くしてしまうと剥離が起こる可能性や、材料費等余分なコストが必要となってしまう。
【００１９】
今回用いた銀をベースとする導電体３は、銀ベースのペーストであり目標の定格に合わせ厚さ、幅、パターンを決定した後、スクリーン印刷等で印刷後、約８００℃で１０分間焼成して成形することができる。
【００２０】
５は電気絶縁性を有するシリコーン系の絶縁塗料Ｂであり、平板２に焼成した導電体３の表面のみ、または導電体３を焼成した平板２全体を、電気絶縁性を有するシリコーン系の絶縁塗料Ｂ５を焼成後の厚さが１０μｍ〜１００μｍとなるように、塗布後焼き付けすることにより、発熱体組１を使用時に導電体３の表面が酸化減量して寿命が短くなることを防止する。電気絶縁特性を有する絶縁塗料Ｂ５は導電体３の表面のみ、または導電体３を焼成した平板２全体を覆うなど、どちらか特定するものではない。また、絶縁塗料Ｂ５の厚さが１００μｍを超えると剥離などが起こりやすくなるものである。
【００２１】
６は加熱面であり、前記平板２の導電体３が形成されている側の反対側を加熱面６としたものであり、ロースターとして使用時に食品の水分、油等の付着による絶縁塗料Ｂ５の変化、剥れなどによる絶縁不良、それに伴う導電体３の断線を防止するものである。
【００２２】
【発明の効果】
以上、本発明はこのような構成としたことにより、平面発熱体のベースには一般市場流通品である材質の金属板を使用することにより、成形形状の自由度が増すとともに容易な取り付け形状も実現することができ、また大量生産に対応できるとともに、製造コストも低く抑えることができるものである。
【００２３】
また、絶縁塗料は焼成後の膜厚が２００μｍ〜３００μｍになるように塗布後焼成することにより、非常に薄い絶縁層で電気安全法を満足することのできる絶縁性能を確保できるものである。
【００２４】
さらに、導電体の膜厚の均一性を確保するため、焼成後の膜厚が５μｍ以上となるよう確保すればスクリーン印刷などで平板上に印刷して成形するため、厚さ、幅、パターンを比較的自由に決定することができる。また、絶縁塗料で導電体表面を被覆しているため、導電体が酸化減量して寿命が短くなることを防止することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す平面発熱体の詳細断面図である。
【図２】同じく全体図である。
【図３】同じく詳細断面図であり、導電体の不均一な印刷を示す図である。
【図４】従来例の平面発熱体の製作工程を示す図である。
【符号の説明】
１：発熱体組（平面発熱体）
２：平板
３：導電体
４：絶縁塗料Ａ
５：絶縁塗料Ｂ
６：加熱面

Claims

金属からなる平板（２）の表面にシリコーン系の電気絶縁性を有する絶縁塗料Ａ（４）を焼成後の厚さが２００μｍ〜３００μｍとなるようエアスプレー等を使用し塗布後焼き付けし、その上に銀を主成分とする導電体（３）を焼成後の厚さを５μｍ以上となるよう印刷後焼成してなることを特徴とする平面発熱体。
前記導電体（３）は１または２以上の回路から生成されていることを特徴とする請求項１記載の平面発熱体。
前記導電体（３）の焼成部のみ、または導電体（３）が焼成されている平板（２）全体を覆うように、電気絶縁性を有するシリコーン系の絶縁塗料Ｂ（５）を焼成後の厚さが１００μｍ以下となるように、塗布後焼き付けしたことを特徴とする請求項１及び請求項２記載の平面発熱体。
前記平板（２）はステンレス系の金属からなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の平面発熱体。
前記平板（２）の導電体（３）が形成されている側の反対側が加熱面（６）であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の平面発熱体。