JP2012243596A

JP2012243596A - 面状発熱体

Info

Publication number: JP2012243596A
Application number: JP2011113083A
Authority: JP
Inventors: Takeo Teramoto; 武郎寺本; Hidekazu Shirasawa; 秀和白澤; Daigo Kakiuchi; 大吾垣内; Yusuke Yamada; 祐輔山田
Original assignee: Hokuriku Str Coop; HOKURIKU STR COOPERATIVE
Current assignee: Hokuriku Str Coop; HOKURIKU STR COOPERATIVE
Priority date: 2011-05-20
Filing date: 2011-05-20
Publication date: 2012-12-10
Anticipated expiration: 2031-05-20
Also published as: EP2608630A4; EP2608630B1; KR20140015253A; US20130168382A1; JP5436491B2; EP2608630A1; WO2012160995A1; CN103141155A

Abstract

【課題】生産性や耐久性に優れた高性能の面状発熱体を提供する。
【解決手段】編物１からなり、タテ方向に間隔をおいて発熱糸３ａが複数本ヨコ方向に編み込んであり、両側の縁部６，６に導電糸４が複数本タテ方向に編み込んである面状発熱体とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、通電により発熱する面状発熱体に関する。

特許文献１には、車両用シートに埋め込まれる面状発熱体として、複数の加熱線を布部材に並列状に取付け、この布部材の両側の縁部に通電手段を接着又は縫着により取付けたものが記載されている。複数の加熱線を並列状に取付けた布部材としては、織物（実施例１）、編物（実施例２）、レース（実施例３，４）が例示されている。また加熱線には、炭素繊維からなる芯部にカバリング糸を撚り合わせたものを用いている。

上記特許文献１記載の面状発熱体は、布部材に後から接着や縫着により通電手段を取付けるのに手間が掛かり、また使用するうちに通電手段が布部材から取れたりずれたりするおそれがある。また加熱線が断線すると、布部材の幅全体に亘って温度が低い部分が生ずる。

特開２０１０−２１８８１３号公報

本発明は以上に述べた実情に鑑み、生産性や耐久性に優れた高性能の面状発熱体の提供を目的とする。

上記の課題を達成するために請求項１記載の発明による面状発熱体は、編物からなり、タテ方向に間隔をおいて発熱糸が複数本ヨコ方向に編み込んであり、両側の縁部に導電糸が複数本タテ方向に編み込んであることを特徴とする。

請求項２記載の発明による面状発熱体は、請求項１記載の発明の構成に加え、ヨコ方向に編み込んだ発熱糸に交差させて、発熱糸がタテ方向にも複数本編み込んであることを特徴とする。

請求項３記載の発明による面状発熱体は、請求項１又は２記載の発明の構成に加え、発熱糸同士の間に空隙を有するネット状に編成してあることを特徴とする。

請求項４記載の発明による面状発熱体は、請求項１，２又は３記載の発明の構成に加え、発熱糸は、ピッチ系の炭素繊維を用いたものであり、抵抗値が５０〜１０００Ω／ｍであることを特徴とする。

請求項５記載の発明による面状発熱体は、請求項１，２，３又は４記載の発明の構成に加え、樹脂又はゴムのシートで全体を被覆してあることを特徴とする。

請求項１記載の発明による面状発熱体は、タテ方向に間隔をおいて発熱糸を複数本ヨコ方向に編み込み、両側の縁部に導電糸を複数本タテ方向に編み込んで、１枚の編物としたので、後から発熱糸や導電糸を取付ける手間が要らず生産性に優れ、尚且つ発熱糸や導電糸が取れたりずれたりすることもなく耐久性に優れたものとなる。

請求項２記載の発明による面状発熱体は、ヨコ方向に編み込んだ発熱糸に交差させて、発熱糸がタテ方向にも複数本編み込んであることで、全面的にスピーディーに昇温でき、ヨコ方向の発熱糸が断線したとしても、タテ方向の発熱糸を経由して断線した発熱糸に電流が流れるため、発熱しない部分が生ずるのを防ぐことができる。

請求項３記載の発明による面状発熱体は、発熱糸同士の間に空隙を有するネット状に編成してあることで、軽量化、コストダウンを図ることができる。

請求項４記載の発明による面状発熱体は、発熱糸にピッチ系の炭素繊維を用い、抵抗値を５０〜１０００Ω／ｍとしたので、耐久性に優れ、且つ発熱効率が高く消費電力の少ない高性能の面状発熱体となる。

請求項５記載の発明による面状発熱体は、樹脂又はゴムのシートで全体を被覆したことで、温度の均一化、保温性の向上、耐久性の向上といった効果が得られる。

本発明の面状発熱体の一実施形態を概略的に示す平面図である。面状発熱体を構成する発熱基布の拡大平面図である。発熱基布の一部をさらに拡大して示す平面図である。発熱基布を構成する組織を個々に分離して示す平面図である。発熱糸を拡大して示す側面図である。面状発熱体の発熱状態を示すグラフである。異なる炭素繊維を用いた発熱糸について、電圧を印加したときの電流値、消費電力、抵抗及び温度を測定した結果を示す表である。図７に示す測定結果より消費電力と表面温度の関係をグラフ化したものである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の面状発熱体の一実施形態を示している。この面状発熱体は、ネット状の編物からなる発熱基布１と、発熱基布１を表裏から挟み込んでラミネート接着した保護シート２とで構成される。発熱基布１は、炭素繊維を用いてなる発熱糸３ａ，３ｂがタテ・ヨコに間隔をおいて格子状に編み込まれており、両側の縁部６，６には銅線４が複数本タテ方向に編み込まれており、その一端部に端子８，８が取り付けてある。発熱糸３ａ，３ｂ同士の間には、タテ・ヨコがそれぞれ２〜４ｃｍ程度の空隙５が形成されている。この面状発熱体は、端子８，８をリード線９，９で電源１０に繋ぐことで各発熱糸３ａ，３ｂに電流が流れ、全面的に発熱する。電源１０は、家庭用のコンセントから供給される１００Ｖの交流電源でもよいし、電池を用いた直流電源でもよい。

発熱基布１は、編ゲージ１２Ｇ／インチのラッセル編機を用い、打込み回数２２回／インチで編成している。発熱基布１の全体構成としては、図２，３に示すように、縁部６に鎖編の綿糸１１を２２Ｗ続けて入れ、次のメッシュ部７は８ニードル空けて鎖編の綿糸１１を２Ｗ続けて入れる。この８ｏｕｔ２ｉｎを３８回繰り返したのち、８ニードル空けて鎖編の綿糸１１を２２Ｗ続けて糸入れする。両側の縁部６，６は、２２Ｗの鎖編の綿糸１１に、図４の挿入組織−４の編み方で綿糸１２を配列して編み込み、鎖編の綿糸１１と共に生地としている。この縁部６，６に、メッシュ部７を構成する側より銅線４を、図４の挿入組織−３の編み方で、鎖編の綿糸１１に沿ってジグザグ状に１Ｗにつき２本ずつ引き揃えて糸入れし、１５Ｗ連続で計３０本配列して編み込んでいる。メッシュ部７は、発熱糸３ｂを図４の挿入組織−４の編み方で、続けて２Ｗで編成された鎖編の綿糸１１に跨るようにジグザグ状にタテ方向に１本編み込み、８Ｗ離れて配列されている２Ｗの鎖編の綿糸１１を、図４の挿入組織−１，−２の編み方の綿糸１３，１４で連結し、２Ｗの鎖編の綿糸１１と発熱糸３ｂが動く（ずれる）のを防いでいる。そして、挿入組織−１の綿糸１３が左へ１２Ｗ動き、又右へ１２Ｗ戻ってくる時に、ヨコイトとしての発熱糸３ａを全幅に亘って挿入している。この発熱糸３ａは、鎖編の綿糸１１の編目が１８編目ごとに繰り返し挿入している。

発熱糸３ａ，３ｂは、図５に示すように、ピッチ系の炭素繊維１５の束にアラミド繊維１６を撚り合わせて構成してある。１本の発熱糸３ａ，３ｂには、約５００本の炭素繊維１５が含まれる。発熱糸３ａ，３ｂは、抵抗値が３００Ω／ｍとなっている。

発熱基布１を被覆する保護シート２は、例えば厚さ０．１ｍｍのＰＥＴフィルム、厚さ１ｍｍの天然ゴムシート等を用いることができる。なお、保護シート２は必ずしも必要ではなく、発熱基布１がむき出しの状態で使用することもできる。

図６は、１０Ｖ、２０Ｖ、３０Ｖ、３３Ｖの電圧を印加したときの面状発熱体の発熱状態を示している。同図に示すように、電圧を印加すると速やかに温度が上昇し、３３Ｖ印加時には約４６℃に上昇した。

図７は、異なる炭素繊維１５を用いた発熱糸３ａ，３ｂについて、電圧を印加したときの電流値、消費電力、抵抗及び温度を測定した結果を示す表であり、図８は、その測定結果より消費電力と表面温度との関係をグラフ化したものである。これらの図に示すように、炭素繊維１５からなる発熱糸３ａ，３ｂを用いると、僅かな消費電力で十分な温度上昇が得られる。発熱糸３ａ，３ｂを格子状に編んだ発熱基布１では、発熱糸３ａ，３ｂ単体の場合よりも温度がより高くなる。

以上に述べたように本面状発熱体は、発熱基布１を発熱糸３ａ，３ｂと銅線４を含めて一体の編物することで、後から発熱糸３ａ，３ｂや銅線４を取付ける手間が掛からず、生産性に優れている。発熱糸３ａ，３ｂと銅線４は、綿糸１１，１２，１３，１４と絡み付いているため、取れたりずれたりすることがなく、耐久性に優れている。さらに、発熱基布１を保護シート２で被覆したことで、耐久性がより一層向上すると共に、温度の均一化、保温性の向上といった効果も得られる。発熱基布１は、発熱糸３ａ，３ｂがタテ方向とヨコ方向に格子状に編み込んであるため、全体を効率よくスピーディーに昇温でき、また仮にヨコ方向の発熱糸３ａが断線したとしても、その発熱糸３ａと交差して配置されたタテ方向の発熱糸３ｂを経由して、断線した発熱糸３ａにも電流が流れるため、発熱しない部分が生ずるのを防ぐことができる。さらに発熱基布１は、発熱糸３ａ，３ｂ同士の間に空隙５を有するネット状に編成してあることで、軽量化、コストダウンを図ることができる。発熱糸３ａ，３ｂにピッチ系の炭素繊維１５を用い、抵抗値を５０〜１０００Ω／ｍとしたので、耐久性に優れ、且つ発熱効率が高く消費電力の少ない高性能の面状発熱体となる。

本発明は以上に述べた実施形態に限定されない。発熱基布１の編み方は適宜変更することができ、発熱基布１に使用する糸３ａ，３ｂ，４，１１，１２，１３，１４の種類も適宜変更することができる。導電糸４として、銅線以外に、ナイロン等の合成繊維に銅等の金属をメッキ加工したものを用いることもできる。本発明の面状発熱体の用途としては、例えば椅子の座面に埋め込んだり、毛布や衣服等に埋め込んだり、住宅の床暖房や屋外の融雪等に利用することもできる。保護シート２で発熱基布１を被覆することは必ずしも必要ではなく、発熱基布１を直接椅子の座面等に埋め込んでもよい。発熱糸は、通電により発熱する糸であればよく、ピッチ系以外の炭素繊維（例えばＰＡＮ系の炭素繊維）を用いたものでもよい。

１発熱基布（編物）
２保護シート（シート）
３ａヨコ方向の発熱糸
３ｂタテ方向の発熱糸
４銅線（導電糸）
５空隙
６縁部
７メッシュ部
１５炭素繊維

Claims

編物からなり、タテ方向に間隔をおいて発熱糸が複数本ヨコ方向に編み込んであり、両側の縁部に導電糸が複数本タテ方向に編み込んであることを特徴とする面状発熱体。
ヨコ方向に編み込んだ発熱糸に交差させて、発熱糸がタテ方向にも複数本編み込んであることを特徴とする請求項１記載の面状発熱体。
発熱糸同士の間に空隙を有するネット状に編成してあることを特徴とする請求項１又は２記載の面状発熱体。
発熱糸は、ピッチ系の炭素繊維を用いたものであり、抵抗値が５０〜１０００Ω／ｍであることを特徴とする請求項１，２又は３記載の面状発熱体。
樹脂又はゴムのシートで全体を被覆してあることを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の面状発熱体。