JP2006324182A - 面状発熱体 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、暖房、加熱、乾燥などの熱源として用いることのできる面状発熱体において、折り曲げに対する耐久性等の信頼性を向上することを目的とする。
【解決手段】面状発熱体１の一部に折り曲げ部７を設けるとともに、上記折り曲げ部７の電気絶縁性基材上に形成される電極３は他の部分より幅を広く形成してあるので、折り曲げ部７を規定し、折り曲げに対する耐久性等の信頼性を向上することができるようになり、面状発熱体１を収納時などにコンパクトに折りたためることができ、使い勝手が大幅に向上するようになる。
【選択図】図１

Description

本発明は、暖房、加熱、乾燥などの熱源として用いることのできる発熱体に関するものである。

従来、この種の面状発熱体は、図４、図５に示したように、ポリエステルシートなどの電気絶縁性の基材５０上に、導電性ペーストを印刷・乾燥して得られる一対の櫛形電極５１、５２とこれにより給電される位置に高分子抵抗体インクを印刷・乾燥して得られる高分子抵抗体５３を設けて、さらに基材５０と同様の材質の被覆材５４で櫛形電極５１、５２及び高分子抵抗体５３を被覆して保護する構成としたものである。

基材５０及び被覆材５４としてポリエステルフィルムを用いる場合には被覆材５４に例えばポリエチレン系の熱融着性樹脂５５をあらかじめ接着しておき、熱時加圧することにより、基材５０と被覆材５４とを熱融着性樹脂５５を介して接合してなる。

これにより、櫛形電極５１、５２及び高分子抵抗体５３は外界から隔離され、長期信頼性を付与されるのである。前記した熱時加圧の手段としては、図５に被覆材５４を貼り合わせる例を示したが、２本の加熱ロール５６、５７からなるラミネーター５８が一般的である。

櫛形電極５１、５２及び高分子抵抗体５３が上面に形成された基材５０を左方向より２本の加熱ロール５６、５７間に導入する。一方、被覆材５４は熱融着性樹脂５５面を下面にして、この場合は上部より加熱ロール５６、５７間に導入される。基材５０と被覆材５４の接着は加熱ロール５６、５７の熱及び加圧力で熱融着性樹脂５５を融解してのちに冷却することで行われていた。

この高分子抵抗体５３を形成する高分子抵抗体インクとしては、ベースポリマーと、カーボンブラック、金属粉末、グラファイトなどの導電性物質を溶媒に分散してなり、特にベースポリマーとして結晶性樹脂を用いてＰＴＣ特性を持たせたものが多い（例えば、特許文献１、２、３参照）。

ＰＴＣ特性とは、温度上昇によって抵抗値が上昇し、ある温度に達すると抵抗値が急激に増加する抵抗温度特性（抵抗が正の温度係数を有する意味の英語 Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔの頭文字を取っている）を意味しており、ＰＴＣ特性を有する高分子抵抗体５３は、自己温度調節機能を有する面状発熱体を提供できる。
特開昭５６−１３６８９号公報 特開平６−９６８４３号公報 特開平８−１２０１８２号公報

しかしながら前記従来の構成では、ポリエステルシートなどの電気絶縁性の基材５０に印刷した電極及び抵抗体を同じく電気絶縁性の被覆材５４で保護する多層構造で、基材５０や被覆材５４の材質やその厚さによっては、柔軟性に欠け、折り曲げができないといった課題があった。

また、それに加え、無理に折り曲げをした場合、電極及び抵抗体が折り曲げ部分で折り皺などが生じてしまい、その折り皺部分の印刷した電極及び抵抗体に亀裂などが生じ耐久的に劣化してしまう心配があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、折り曲げ部分を規定し折り曲げに対する耐久性等の信頼性を向上することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明は、電気絶縁性基材上に形成された電極及び電極により給電される高分子抵抗体と、電極と端子部材及び高分子抵抗体を覆い電気絶縁性基材と密着させて配設した被覆材とを備えた面状発熱体において、面状発熱体の一部に折り曲げ部を設けるとともに、上記折り曲げ部の電気絶縁性基材上に形成される電極は他の部分より幅を広く形成するように構成としてある。

上記した構成によって、面状発熱体の一部に折り曲げ部を設けてあるので、所定の位置で折り曲げ部分を規定できるようになり、折り曲げ部に折り曲げやすいような手段や、耐久性を増すような手段等を高じることができるようになる。

また、その折り曲げ部の電気絶縁性基材上に形成される電極は他の部分より幅を広く形成するようにしてあるので、電極が折り曲げ部分で折り皺などが生じてしまい、その折り皺部分の印刷した電極に亀裂などが生じ耐久的に劣化してしまう心配が、電極幅に比例して少なくなり、折り曲げに対する耐久性等の信頼性を向上することができるようになる。

本発明の面状発熱体は、面状発熱体の一部に折り曲げ部を設けるとともに、上記折り曲げ部の電気絶縁性基材上に形成される電極は他の部分より幅を広く形成してあるので、折り曲げ部分を規定し折り曲げに対する耐久性等の信頼性を向上することができるようになり、面状発熱体を収納時などにコンパクトに折りたためることができ、使い勝手が大幅に向上するようになる。

第１の発明の面状発熱体は、電気絶縁性基材上に形成された電極及び電極により給電される高分子抵抗体と、電極と端子部材及び高分子抵抗体を覆い電気絶縁性基材と密着させて配設した被覆材とを備え、一部に折り曲げ部を設けるとともに、上記折り曲げ部の電気絶縁性基材上に形成される電極は他の部分より幅を広く形成するように構成してある。

そして、面状発熱体の一部に折り曲げ部を設けてあるので、所定の位置で折り曲げ部分を規定できるようになり、折り曲げ部に折り曲げやすいような手段や、耐久性を増すような手段等を高じることができるようになる。

また、その折り曲げ部の電気絶縁性基材上に形成される電極は他の部分より幅を広く形成するようにしてあるので、電極が折り曲げ部分で折り皺などが生じてしまい、その折り皺部分の印刷した電極に亀裂などが生じ耐久的に劣化してしまう心配が、電極幅に比例して少なくなり、折り曲げに対する耐久性等の信頼性を向上することができるようになる。

つまり、面状発熱体の一部に折り曲げ部を設けるとともに、上記折り曲げ部の電気絶縁性基材上に形成される電極は他の部分より幅を広く形成してあるので、折り曲げ部分を規定し折り曲げに対する耐久性等の信頼性を向上することができるようになり、面状発熱体を収納時などにコンパクトに折りたためることができ、使い勝手が大幅に向上するようになる。

第２の発明の面状発熱体は、特に第１の発明の折り曲げ部の電気絶縁性基材上に形成される電極は複数に分割し、その電極幅の合計が他の部分より広く形成するように構成してある。

そして、折り曲げ部の電気絶縁性基材上に形成される電極は複数に分割し、その電極幅の合計が他の部分より広く形成してあるので、第１の発明の電極を他の部分より幅を広く形成する効果が得られるとともに、電極幅の合計が同じでも分割することによって、電極に亀裂などが生じても電極が複数であるのでその分亀裂が分断されるので、より折り曲げに対する耐久性等の信頼性を向上することができるようになる。

第３の発明の面状発熱体は、特に第１〜２の発明の折り曲げ部の電気絶縁性基材上に貫通孔を配設した構成としてある。

そして、折り曲げ部の電気絶縁性基材上に貫通孔を配設してあるので、面状発熱体の貫通孔部分の強度が局部的に下がり、その部分で面状発熱体を折り曲げしやすくなるとともに、見た目にも他と異なり、使用者に折り曲げ部分であることが分かりやすくでき、使い勝手が大幅に向上するようになる。

第４の発明の面状発熱体は、特に第１〜３の発明の折り曲げ部の電気絶縁性基材上に貫通孔を配設するとともに貫通孔は、電気絶縁性基材上に形成された電極のどちらか一方にのみに挟まれるように位置させた構成としてある。

そして、折り曲げ部の電気絶縁性基材上に貫通孔を配設するとともに貫通孔は電気絶縁性基材上に形成される異極電極を分離するように位置させてあるので、第３の発明効果が得られるとともに、貫通孔は電極のどちらか一方にのみに挟まれるように位置するので、万が一、貫通孔の端部の解れや位置ズレによって、貫通孔の端部に電極の端部が２箇所以上露出しても、同極であるため、電流が流れず、マイグレーションによるショートなどの不具合を防止することができる。

第５の発明の面状発熱体は、特に第１〜４の発明の折り曲げ部の電気絶縁性基材上に形成される電極に位置する近傍に、電気絶縁性基材側、または被覆材側あるいは両面に強度を向上させる保護材を配設した構成としてある。

そして、折り曲げ部の電気絶縁性基材上に形成される電極に位置する近傍に、電気絶縁性基材側、または被覆材側あるいは両面に強度を向上させる保護材を配設してあるので、面状発熱体の折り曲げ部の強度が保護材で大幅に向上して折り曲げ部の電極の耐久性が向上するとともに、保護材の厚さ分面状発熱体の折り曲げ部の曲げ曲率が大きくなるのでさらに折り曲げに対する耐久性等の信頼性を向上することができるようになる。

第６の発明の面状発熱体は、特に第１〜５の折り曲げ部の電気絶縁性基材上に形成される電極に位置する近傍に、折り曲げ部の折り曲げの曲率を規制する手段を配設した構成としてある。

そして、折り曲げ部の電気絶縁性基材上に形成される電極に位置する近傍に、折り曲げ部の折り曲げの曲率を規制する手段を配設してあるので、面状発熱体の折り曲げ部の曲げ曲率が大きくすることができ、その分耐久性が向上するようになる。つまり、折り曲げ部の曲率が小さいと折り曲げに対する耐久性が大幅に悪くなり、その部分の電極の耐久性が劣化しやすくなるが、曲率を規制する手段例えば折り曲げ部に丸棒を配設することで、折り曲げ部の曲げ曲率が大きくすることができ、耐久性が向上するとともに、見た目にも他と異なり、使用者に折り曲げ部分であることが分かりやすくでき、使い勝手が大幅に向上するようになる。

第７の発明の面状発熱体は、特に第１〜６の発明の折り曲げ部が位置する近傍に、電極により給電される高分子抵抗体が位置しないようにした構成としてある。

そして、折り曲げ部位置に高分子抵抗体を配設すると、高分子抵抗体の折り曲げ部分で折り皺などが生じてしまい、その折り皺部分の印刷した高分子抵抗体に亀裂などが生じ、その部分の高分子抵抗体に異常加熱などの心配を生じるが、折り曲げ部が位置する近傍に、電極により給電される高分子抵抗体が位置しないようしてあるので、異常加熱などの心配をなくなり安全性が向上する。

第８の発明の面状発熱体は、特に第１〜７の発明の折り曲げ部が位置する近傍に、折り曲げ部分を意味する表示手段を配設した構成としてある。

そして、面状発熱体の表面の折り曲げ部が位置する部分近傍に、折り曲げ部分を意味する表示手段を配設してあるので、明確に使用者に折り曲げ部分であることが分かりやすくでき、使い勝手が大幅に向上するとともに、他の部分で折り曲げられる心配がなくなるので、他の部分で折り曲げられて電極の耐久性や高分子抵抗体の異常加熱などの安全性の心配がなくなる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１，２において、面状発熱体１は、ポリエステル不織布２ａにラミネートされたポリエステルフィルム等の薄肉の電気絶縁性基材２上に銀ペーストの印刷・乾燥により形成した一対の電極３と、この電極３に重なるように高分子抵抗体インクを印刷・乾燥により形成した高分子抵抗体４を形成している。

そして、上記電極３、高分子抵抗体４、及び電気絶縁性基材２と接着性を有するアクリル系接着剤等の接着性樹脂層５を予め形成されたポリエステルフィルム等の薄肉の電気絶縁性オーバコート材をラミネートした被覆材６を貼り合わせて形成される。

上記電極３は、対向するように幅が広い主電極３ａ，３ｂを配設し、それぞれの主電極３ａ，３ｂから交互に櫛形形状の複数の枝電極３ｃ，３ｄを設けてあり、これに重なるように配設した高分子抵抗体４に枝電極３ｃ，３ｄより給電することで、高分子抵抗体４に電流が流れ、発熱するようになる。

この高分子抵抗体４はＰＴＣ特性を有し、温度が上昇すると抵抗値が上昇し、所定の温度になるように自己温度調節機能を有するようになり、温度コントロールが不要で安全性の高い面状発熱体としての機能を有するようになる。

また、面状発熱体１のほぼ中央部に形成した折り曲げ部７の電気絶縁性基材２上に形成される電極３は他の部分より幅を広く形成し、その内側に空白部８を設けている。その空白部８に貫通孔９を配設するとともに、折り曲げ部７が位置する近傍には、電極３により給電される高分子抵抗体４が位置しないようにしてある。

この複数に分割された折り曲げ部７の電極３は、その幅の合計が他の部分より広くなるように構成してあり、また、貫通孔９は、電気絶縁性基材２上に形成された電極３のどちらか一方にのみに挟まれるように位置させてある。

そしてまた、電気絶縁性基材２上に形成される電極３の折り曲げ部７に位置する近傍の被覆材６側に強度を向上させる保護材１０を配設してあり、この保護材１０の表面に折り曲げ部分の表示手段１１として折り曲げ部７を意味する「折り曲げ位置」と「点線」の記載表示がしてある。

ここで、面状発熱体１の一部に折り曲げ部７を設けてあるので、所定の位置で折り曲げ部７分を規定できるようになり、折り曲げ部７に折り曲げやすいような手段や、耐久性を増すような手段等を高じることができるようになる。

また、その折り曲げ部７の電気絶縁性基材２上に形成される電極３は他の部分より幅を広く形成するようにしてあるので、電極３が折り曲げ部７の分で折り皺などが生じてしまい、その折り皺部分の印刷した電極３に亀裂などが生じ耐久的に劣化してしまう心配が、電極３幅に比例して少なくなり、折り曲げに対する耐久性等の信頼性を向上することができるようになる。

つまり、面状発熱体１の一部に折り曲げ部７を設けるとともに、電気絶縁性基材２上に形成される電極３は他の部分より幅を広く形成してあるので、折り曲げ部７分を規定し折り曲げに対する耐久性等の信頼性を向上することができるようになり、面状発熱体１を収納時などにコンパクトに折りたためることができ、使い勝手が大幅に向上するようになる。

そして、電気絶縁性基材２上に形成される電極３は他の部分より幅を広く形成し、その幅の広い電極３部分の内側に空白部８を設け、その空白部８に貫通孔９を配設して、複数に分割された折り曲げ部７の電極３はその幅の合計が他の部分より広く形成するようにしてあり、亀裂などが生じても電極３が複数であるのでその分亀裂が分断されるので、より折り曲げに対する耐久性等の信頼性を向上することができるようになる。

また、折り曲げ部７の電気絶縁性基材２上に貫通孔９を配設してあるので、面状発熱体１の貫通孔９部分の強度が局部的に下がり、その部分で面状発熱体１を折り曲げしやすくなるとともに、見た目にも他と異なり、使用者に折り曲げ部７分であることが分かりやすくでき、使い勝手が大幅に向上するようになる。

さらに、貫通孔９は電極３のどちらか一方にのみに挟まれるように位置するので、万が一、貫通孔９の端部の解れや位置ズレによって、貫通孔９の端部に電極３の端部が２箇所以上露出しても、同極であるため、電流が流れず、マイグレーションによるショートなどの不具合を防止することができる。

そしてまた、折り曲げ部７の電気絶縁性基材２上に形成される電極３に位置する近傍に、被覆材６側に強度を向上させる保護材１０を配設してあるので、面状発熱体１の折り曲げ部７の強度が保護材１０で大幅に向上して折り曲げ部７の電極３の耐久性が向上するとともに、保護材１０の厚さ分面状発熱体１の折り曲げ部７の曲げ曲率が大きくなるので、さらに折り曲げに対する耐久性等の信頼性を向上することができるようになる。

さらに、折り曲げ部７位置に高分子抵抗体４を配設すると、その折り曲げ部７分で折り皺などが生じてしまい、その折り皺部分の印刷した高分子抵抗体４に亀裂などが生じ、その部分の高分子抵抗体４に異常加熱などの心配を生じるが、折り曲げ部７位置する部分近傍に、電極３により給電される高分子抵抗体４が位置しないようにしてあるので、異常加熱などの心配をなくなり安全性が向上する。

そして、面状発熱体１の折り曲げ部７が位置する近傍の保護材１０の表面に折り曲げ部分の表示手段１１として折り曲げ部７を意味する「折り曲げ位置」と「点線」の記載表示を配設してあるので、明確に使用者に折り曲げ部７であることが分かりやすくでき、使い勝手が大幅に向上するとともに、他の部分で折り曲げられる心配がなくなるので、他の部分で折り曲げられて電極３の耐久性や高分子抵抗体４の異常加熱などの安全性の心配がなくなる。

（実施の形態２）
図３において、本実施の形態は、被覆材６の折り曲げ部７の曲率を規制する手段を配設した構成が実施の形態１と異なるもので、同一作用を有する構成部分は同一番号を付して説明は実施の形態１のものを援用し、異なる部分のみを説明する。

折り曲げ部７の電気絶縁性基材２上に形成される電極３に位置する近傍に、折り曲げ部７の折り曲げ曲率を規制する丸棒１２を配設した構成としてある。

そして、折り曲げ部７の電気絶縁性基材２上に形成される電極３に位置する近傍に電極３にまたがるように、折り曲げ部７の折り曲げの曲率を規制する丸棒１２を配設してあるので、面状発熱体１の折り曲げ部７の曲げ曲率が大きくすることができ、その分耐久性が向上するようになる。

つまり、折り曲げ部７の曲率が小さいと折り曲げに対する耐久性が大幅に悪くなり、その部分の電極３の耐久性が劣化しやすくなるが、曲率を規制する手段例えば折り曲げ部７に丸棒を配設することで、折り曲げ部７の曲げ曲率が大きくすることができ、耐久性が向上するとともに、見た目にも他と異なり、使用者に折り曲げ部７分であることが分かりやすくでき、使い勝手が大幅に向上するようになる。

なお、上記実施の形態２では、折り曲げ部７の曲率を規制する手段として、電極３に位置する近傍に、折り曲げ部７の折り曲げ曲率を規制する丸棒１２を配設したが、これは丸棒でなくても折り曲げ部７の曲げ曲率が大きくする構成であればよく、また、電極３にまたがるように丸棒１２を配設したが、これは電極３部分のみ位置するようにしてもよく、その他各部の構成も本発明の目的を達成する範囲であればその構成はどのようなものであってもよい。

以上のように、本発明は面状発熱体を収納時などにコンパクトに折りたためることができ、使い勝手が大幅に向上するものであり、主に車輌に用いられるカーシートヒータや、ハンドルヒータ等の車輌用や暖房器具や加熱器具等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における面状発熱体の構成を示す平面図 同面状発熱体の概略斜視図 本発明の実施の形態２における面状発熱体の概略斜視図 （ａ）従来の面状発熱体の構成を示す横断面図（ｂ）縦断面図 従来の面状発熱体の製造説明図

符号の説明

１ 面状発熱体
２ 電気絶縁性基材
３ 電極
４ 高分子抵抗体
６ 被覆材
７ 折り曲げ部
９ 貫通孔
１０ 保護材
１１ 表示手段

Claims (8)

1. 電気絶縁性基材上に形成された電極により給電される高分子抵抗体と、この電極と端子部材及び高分子抵抗体を覆い前記電気絶縁性基材と密着させて配設した被覆材とを備え、一部に折り曲げ部を設けるとともに、上記折り曲げ部の電気絶縁性基材上に形成される電極は他の部分より幅を広く形成するように構成した面状発熱体。
2. 折り曲げ部の電気絶縁性基材上に形成される電極は複数に分割し、それら電極幅の合計が他の部分より広くなるように構成した請求項１記載の面状発熱体。
3. 折り曲げ部の電気絶縁性基材上に貫通孔を配設した請求項１または２記載の面状発熱体。
4. 折り曲げ部の電気絶縁性基材上に貫通孔を配設するとともに、この貫通孔は電気絶縁性基材上に形成された電極のどちらか一方にのみに挟まれるように位置させた請求項１〜３いずれか１項記載の面状発熱体。
5. 折り曲げ部の電気絶縁性基材上に形成される電極に位置する近傍に、電気絶縁性基材側、または被覆材側、あるいは両面に強度を向上させる保護材を配設した請求項１〜４記載いずれか１項記載の面状発熱体。
6. 折り曲げ部の電気絶縁性基材上に形成される電極に位置する近傍に、折り曲げ部の曲げの曲率を規制する手段を配設した請求項１〜５いずれか１項記載の面状発熱体。
7. 折り曲げ部が位置する近傍に、電極により給電される高分子抵抗体が位置しないよう構成した請求項１〜６いずれか１項記載の面状発熱体。
8. 折り曲げ部位置する部分近傍に、折り曲げ部分を意味する表示手段を配設した請求項１〜７いずれか１項記載の面状発熱体。