JP2007018792A

JP2007018792A - ヒーター線およびそれを用いた面状発熱体

Info

Publication number: JP2007018792A
Application number: JP2005197153A
Authority: JP
Inventors: Takahiko Yamakita; 隆彦山北; Kiyoshi Ishikawa; 清志石川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-07-06
Filing date: 2005-07-06
Publication date: 2007-01-25

Abstract

【課題】電磁波を抑制する機能を有しながら、安価なヒーター線を提供することを目的とする。
【解決手段】第１の発熱線３と、第２の発熱線６と、検知線４と、感温層２と、絶縁層５とを有し、前記第１の発熱線３と第２の発熱線６と検知線４を略平行に配置するとともに、感温層２に第１の発熱線３と検知線４を、絶縁層５に第２の発熱線６をそれぞれ包含させたもので、これによって、発熱線と検知線の巻き付け工程とチュ−ビング工程を廃止でき、製造工程の簡素化で低コストのヒーター線の提供が可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気カーペットや電気毛布、電気床暖房パネルなどの熱源に用いられるヒーター線に関するものである。

従来、電気カーペットなどに用いられる発熱体は、図５に示すように不織布の表面材５１にコード状のチュービングヒーターであるヒーター線５２を折り返して均一に配設し、その下には放熱防止用のフェルトまたはウレタンなどで構成された断熱材５３を、表面側にはデザイン性の良いカバー５４をそれぞれ設けたものであった。

ヒーター線５２は図６に示すように、ポリエステル繊維などからなる芯糸５５の外周に銅合金などの第１発熱線５６を巻き付け、その外周に塩化ビニルなどからなる絶縁層５７を設け、またその外周に銅合金などの第２発熱線５８を巻き付け、さらにその外周にナイロンなどかなる感温層５９を設け、その外周に銅合金などからなる検知線６０を巻き付け、最外周に絶縁の目的で塩化ビニルなどの外被６１を設けていた。

以上のような構成において、第１，２発熱線５６，５８に交流電流が流れると、ヒーター線５２の温度が上がり、感温層５９のインピーダンスが温度に対応して変化する。この感温層５９インピーダンスの変化を第２発熱線５８と検知線６０の間で検知することで、ヒーター線５２への通電の入り切りを行い、制御装置（図示せず）により温度制御していた。

また、ヒーター線５２の一部が座布団などで保温され、温度が異常に上昇すると感温層５９が溶融し第２発熱線５８と検知線６０が接触することを検知して制御装置（図示せず）により通電を停止して発煙発火などに至らない構成となっている。

つまり、検知線６０は抵抗値が大きいので、第２発熱線５８と短絡しても危険に至るような電流は流れないようにしてある。

さらに、座布団などが保温され、温度が異常に上昇しても絶縁層５７は、感温層５９より融点が高い材料を使用することで、第１，２発熱線５６，５８が通電状態のままで短絡することを防止し、安全性を高めている。

加えて、第１，２発熱線５６，５８に流れる電流を逆方向で同電流量となるように設定しており、これによって、互いに発生する磁界は同じ強度で逆の方向性となってうち消しあい、ヒーター線５２より発生する磁界の強度を低減するようにしていた（例えば、特許文献１参照）。
特許第３３１２３３１号公報

しかしながら、前記従来の構成では、芯糸に第１の発熱線を巻き付け、次に絶縁層で覆い（チュ−ビングと言う）、さらにその上に第２の発熱線を巻き付け、感温層をチュ−ビング、検知線を巻き付け、外被チュービングと線の巻き付けを３回、チュ−ビングを３回行わねばならず、製造工程が複雑になるためコストが大幅に上がってしまうという課題を有していた。

また、第１，２発熱線では、巻き付け径が違うために、それら第１，２発熱線の展開長さが違うことになり、長さの長い第２発熱線の磁界が勝ってしまうものであった。

そのために、第１発熱線と第２発熱線との相互磁界の打ち消し効果が十分ではなく、ヒーター線からの漏れ磁界が多少発生してしまうという課題も有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、構成がシンプルで、コストを上げることなくヒーター線から発生する電磁波を抑制することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明のヒーター線は、第１の発熱線と、第２の発熱線と、検知線と、感温層と、絶縁層とを有し、前記第１の発熱線と第２の発熱線と検知線を略平行に配置するとともに、感温層に第１の発熱線と検知線を、絶縁層に第２の発熱線をそれぞれ包含させたものである。

これによって、発熱線と検知線の巻き付け工程とチュ−ビング工程を廃止できることで製造工程を簡素化でき、また、第１発熱線と第２発熱線の長さが同じになるため、磁界強度の差がなくなる。

また、本発明のヒーター線は、断面形状を円形としたものである。

これによって、表面材にヒーター線を折り返して均一に配設するとき、折り返しのコーナー部でたるみが無く、配線時によじれ等が発生しないので、スムーズに配線できる。

また、本発明のヒーター線は、感温層と絶縁層の接触面を凹凸形状としたものである。

これによって、感温層と絶縁層の接触面の接触面積を増す事で種類の違う樹脂の接着力を大きく出来、感温層と絶縁層の剥がれを防止できる。

また本発明のヒーター線は、長さ方向にねじった形状としたものである。

本発明のヒーター線は、発熱線と検知線の巻き付け工程とチュ−ビング工程を廃止できることで製造工程を簡素化できるため低コストのヒーター線の提供が可能となる。第１，２発熱線の長さを同じにして磁界強度の差をなくし、それらの間の磁界の打ち消しあい作用が十分に得られ、漏れ磁界を最小限に抑えることができる。

第１の発明は、第１の発熱線と、第２の発熱線と、検知線と、感温層と、絶縁層とを有し、前記第１の発熱線と第２の発熱線と検知線を略平行に配置するとともに、感温層に第１の発熱線と検知線を、絶縁層に第２の発熱線をそれぞれ包含させたものである。

第２の発明は、特に、第１の発明のヒーター線の断面形状を円型の構成とすることによ
り、表面材にヒーター線を折り返して均一に配設するとき、折り返しのコーナー部でたるみがなく、配線の際などによじれなどが発生しない。

第３の発明は、特に、第１の発明の感温層と絶縁層の接触面を凹凸形状の構成とすることにより、感温層と絶縁層の接触面の接触面積を増すことで種類の違う樹脂の接着力を大きくでき、感温層と絶縁層の剥がれを防止できる。

第４の発明は、特に、第３の発明の凸部は幅広の頭部を有し、凹部はこの幅広の頭部に係合する形状に設定し、それらの結合力を強くした。

第５の発明は、特に、第１の発明のヒーター線を長さ方向に捻った形状とした。これにより、表面材にヒーター線を折り返して均一に配設するとき、折り返しのコーナー部でたるみがなく、配線などに捩れなどが発生しないので、スムーズに配線できる。

第６の発明は、特に、第５の発明のヒーター線の捻りを、感温層および絶縁層を形状記憶機能を有する樹脂層で包囲することによって実現した。

第７の発明は、特に、第６の発明の形状記憶機能を紫外線を照射して樹脂層に記憶させた。

第８の発明は、特に、第６の発明の形状記憶機能を熱により樹脂層に記憶させた。

第９の発明は、第１〜第８の発明のいずれかのヒーター線を面状発熱体としたものである。

第１０の発明は、第９の発明の面状発熱体を面状暖房装置の熱源としたものである。

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において、ヒーター線１は角状に構成されている。すなわち、ポリアミド樹脂をベースにした感温層２に銅合金からなる第１発熱線３と銅合金からなる検知線４が包含されている。

また、塩化ビニル樹脂からなる絶縁層５に、先の第１発熱線３に略平行になるように第２発熱線６が包含されており、上記感温層２と絶縁層５の接触面は凹凸部７で結合されている。

以上のように構成されたヒーター線１について、以下その動作、作用を説明する。

ここで、ヒーター線１への入り切りによる温度制御方法と座布団保温などによる異常温度上昇時の通電停止方法は、背景技術と同じ動作なので説明はそれを援用する。

ヒーター線１は図１のように構成したので、単純に第１発熱線３と検知線４を包含した形で感温層２を、第２発熱線６を包含した形で絶縁層５をそれぞれ押し出しで成型すればよく、従来の発熱線と検知線の巻き付け工程やチュ−ビング工程を廃止して製造工程の簡素化が図れる。

また、第１，２発熱線３，６には逆方向の電流が流れるようにして、それらの間で発生
する磁界が打ち消しあう構成となっている。

したがって、第１，２発熱線３，６の長さが同じになるため、磁界強度の差がなく、漏れ磁界を最小限に抑えることができる。しかも、第１，２発熱線３，６が略平行であるために、発生した磁界の方向が完全な逆方向となり、効率的に磁界の打ち消しあいが行われることとなる。

また、感温層２と絶縁層５は凹凸部７で結合しているところから、それら感温層２と絶縁層５の接触面積が増大され、その結果、種類の違う樹脂の結合力が大となり、それらの剥がれを防止できる。

（実施の形態２）
実施の形態１に示すヒーター線１は断面が長方形の角状であるため、これを折り返す場合には、折り返しのコーナー部でたるみが発生し、配線時によじれなどが発生して、スムーズに配線できないことがある。

図２に示すものは、この課題に対処すべく、ヒーター線１の断面形状を丸形状としたものである。そして凹凸部７として、凸部は幅広の頭部を有する形状に、凹部はその凸部形状に対応した形状にそれぞれ設定してある。

このように、断面を丸形状にしたので、配線時に折り返しコーナー部でのよじれなどが発生せず、それに伴ってたるみの発生がなくなり、スムーズに配線できる。また感温層２と絶縁層５の接続も強固にできる。

なお、図１と同一作用を奏する構成については同一符号を付し、具体的説明は実施の形態１のものを援用する。

（実施の形態３）
図４において、実施の形態１の角状のヒーター線１を長さ方向に捻った構成としたものである。

捻りを保持する手段としては、感温層２と絶縁層５を加温した状態で捻りを加え、形状を記憶させてものが考えられる。

また、図４に示すように、感温層２のインピーダンスが低くなりすぎ絶縁性能に課題がある場合は、絶縁機能を有する樹脂層８をヒーター線１の外周に設けることで解決できる。そして、この樹脂層８に形状記憶機能を持たせれば、ヒーター線１に捻りを加えた後、この樹脂層８に紫外線を照射して捻り形状を記憶させる。或いは、熱により捻り形状を記憶させても良い。

図３のように、長さ方向に捻った構成としたので配線時に折り返しコーナー部でのよじれなどが発生せず、これに伴いたるみの発生もなく、スムーズな配線ができる。

また、捻る回数で第１，２発熱線３，６の長さを調整できるので、ヒーター線１の全体の抵抗値を自在に変えることが可能で、その結果、消費電力の変更調整ができ、面状発熱体に適応した場合には、その仕様に合わせた発熱量を設定できる。

前記ヒーター線１を面状発熱体に用いることができ、さらに、この面状発熱体は電気カーペットや電気毛布、電気床暖房パネルなどの熱源に最適である。

以上のように、本発明にかかるヒーター線は、製造工程を簡素化できるため低コストのヒーター線の提供が可能となり、これを面状発熱体とすることで、電気カーペットのみならず電気毛布、電気床暖房パネル、電気アンカー、電気足温器などの電気暖房機器や暖房便座などの用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１におけるヒーター線の構成図本発明の実施の形態２におけるヒーター線の断面図本発明の実施の形態３におけるヒーター線の上面図本発明の実施の形態３におけるヒーター線の構成図従来の面状発熱体の斜視図同ヒーター線の構造図

符号の説明

１ヒーター線
２感温層
３第１発熱線
４検知線
５絶縁層
６第２発熱線
７凹凸部
８樹脂層

Claims

第１の発熱線と、第２の発熱線と、検知線と、感温層と、絶縁層とを有し、前記第１の発熱線と第２の発熱線と検知線を略平行に配置するとともに、感温層に第１の発熱線と検知線を、絶縁層に第２の発熱線をそれぞれ包含させたヒーター線。
断面形状を円型とした請求項１記載のヒーター線。
感温層と絶縁層の接触面を凹凸形状とした請求項１または２記載のヒーター線。
凸部は幅広の頭部を有し、凹部はこの幅広の頭部に係合する形状に設定した請求項３記載のヒーター線。
長さ方向に捻った形状とした請求項１〜４いずれか１項記載のヒーター線。
感温層および絶縁層を形状記憶機能を有する樹脂層で包囲した請求項５記載のヒーター線。
紫外線を照射して樹脂層に捻り形状を記憶させた請求項６記載のヒーター線。
熱により樹脂層に捻り形状を記憶させた請求項６記載のヒーター線。
請求項１〜８いずれか１項記載のヒーター線を配備した面状発熱体。
請求項９記載の面状発熱体を熱源とした面状暖房装置。