JP2013149552A - 冷蔵庫、貯蔵庫などに用いられる面状発熱体 - Google Patents

Abstract

【課題】面状発熱体の作製において、用いる金属箔及び接着テープを減らすことができる面状発熱体を提供する。
【解決手段】面状発熱体２０は、略平行に配置した２本のヒータ線２１、２本のヒータ線２１に接して配置した金属箔２及び接着テープから構成される面状発熱体であって、金属箔２は、２本のヒータ線２１を外側から包み込むように折返したものであり、接着テープは、金属箔２の折返した面及び該折返した面の間にある面に貼り付けた。
【選択図】図３

Description

本発明は、冷蔵庫、貯蔵庫などに用いられる面状発熱体に関するものである。

近年、床暖房、便座、冷蔵庫などの凍結防止用、温度補償用、結露防止用の目的に用いる面状発熱体として、ヒータ線、アルミ箔及び両面接着テープを組み合わせた面状発熱体が、構造が簡単で、設置場所に合わせて形状が容易に変更できる利点から用いられている。

たとえば、実開平４−１３６８９５号公報（特許文献１）では、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、ヒータ線としてのコード状ヒータ７１を片面に離型紙７２の付いた面状体の両面接着テープ７３の接着面に蛇行配線し、その上に他の面状体のアルミ箔７４を貼り付けて、コード状ヒータ７１を挟持した構成の面状発熱体が開示されている。

さらにコード状ヒータ７１を冷蔵庫内部の断熱のための可燃性の発泡ウレタン樹脂に接して用いられる場合、コード状ヒータ７１の短絡等における安全性確保のため、コード状ヒータ７１を面状体のアルミ箔で両面から挟持して用いられている。

面状発熱体をアルミ箔で両面から挟持する方法として、図７の（ｂ）から離型紙７２をはがし、代わりに面状体の不図示のアルミ箔を貼り付けた後、さらにアルミ箔の上面に、面状体である不図示の両面接着テープを貼り付ける。両面接着テープの他方の接着面は、発泡ウレタン樹脂を発泡充填する空間を囲む不図示の側壁面等に貼り付けることで、面状発熱体が固定される。

実開平４−１３６８９５号公報

しかしながら、コード状ヒータ７１を面状体のアルミ箔で両面から挟持した面状発熱体では、アルミ箔７４、コード状ヒータ７１、両面接着テープ７３、不図示のアルミ箔、不図示の両面接着テープの順に重ねた構成となっているので、面状体のアルミ箔及び両面接着テープをそれぞれ２枚用いなければならないという不具合があった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、２本のヒータ線からなる面に接するように配置した面状の金属箔で、２本のヒータを線間の外側から内側に包み込むように折返し、アルミ箔の端面同士は接しないようにした。次に２本のヒータ線の線間にまたがる折返した側のアルミ箔上面に面状体の接着テープを貼り付けることで、用いる面状体のアルミ箔と接着テープはそれぞれ１枚のみとになり、アルミ箔と接着テープの使用量を減らした面状発熱体を提供するものである。

本発明に係る冷蔵庫は、略平行に配置した２本のヒータ線、２本のヒータ線に接して配置した金属箔及び接着テープから構成される面状発熱体であって、金属箔は、２本のヒータ線を外側から包み込むように折返したものであり、接着テープは、金属箔の折返した面及び該折返した面の間にある面に貼り付けたものであることを特徴とする。

本発明によれば、面状発熱体において、金属箔の両端は、２本のヒータ線の線間の外側から内側に包み込むように折返した後、折り返した金属箔の上面に接着テープを貼り付けたことで、用いる面状体の金属箔と接着テープはそれぞれ１枚のみとになり、金属箔と接着テープの使用量を減らすことができる。

第１の実施例となる冷蔵庫の正面図である。 第１の実施例となる冷蔵庫の側断面図である。 第１の実施例となる右扉のＡ−Ａ’断面図である。 第１の実施例となる面状発熱体の図である。（ａ）平面図、（ｂ）側断面図、（ｃ）両面接着テープを追加した側断面図 第２の実施例となる面状発熱体の図である。（ａ）平面図、（ｂ）側断面図、（ｃ）両面接着テープを追加した側断面図 第３の実施例となる面状発熱体の図である。（ａ）平面図、（ｂ）側断面図、（ｃ）両面接着テープを追加した側断面図 従来例となる面状発熱体の図である。（ａ）平面図、（ｂ）側断面図

以下、本発明の実施例を示す図面に基づいて説明する。その他の構成については、冷蔵庫の一般的な技術が適用できることはいうまでもない。
＜実施例１＞
図１は、第１の実施例となる冷蔵庫１を示す正面図である。冷蔵庫１は、貯蔵室の前側に観音開き式の一対の右扉２と左扉３を備える。右扉２及び左扉３の先端面は、閉状態で互いに対向している。

図２は、第１の実施例となる冷蔵庫１の側断面図である。冷蔵庫１は、右扉２、外箱４、内箱５、発泡断熱材６、給水タンク７、仕切壁８、送風機９、制御基板１０、コンプレッサ１１、冷蔵室１２、上部冷凍室１３、下部冷凍室１４、野菜室１５、発泡断熱材１６、面状発熱体１７、１８、２０等から構成される。外箱４は、金属板で形成されている。内箱５は、材料が樹脂で、真空成形により形成されている。発泡断熱材６は、外箱４と内箱５との間の空間に形成されたウレタン断熱層である。発泡断熱材６は、ウレタンを主成分とする発泡ウレタン樹脂が注入され、内部で発泡充填されることにより形成されたウレタン断熱層である。給水タンク７は、不図示の製氷皿に水を供給するためのタンクである。仕切壁８は、冷蔵室１２と上部冷凍室１３、及び下部冷凍室１４と野菜室１５を仕切る壁である。仕切壁８の内部空間には、発泡ウレタン樹脂が注入され、内部で発泡充填されてウレタン断熱層が形成されている。送風機９は、各貯蔵室に冷気を送風する送風機である。制御基板１０は、冷蔵庫１に配置された不図示の電装部品を制御する。コンプレッサ１１は、不図示の冷凍サイクルの一部を構成する。冷蔵室１２、上部冷凍室１３、下部冷凍室１４、野菜室１５は、内箱５の内側にある仕切られた室を上段から下段に配列されている。発泡断熱材１６は、右扉２の外の面に囲まれた空間に形成されたウレタン断熱層である。発泡断熱材１６は、発泡断熱材６と同じウレタン断熱層である。

面状発熱体１７は、給水タンク７の凍結防止用の目的で用いられて、冷蔵室１２と上部冷凍室１３との仕切壁８の内部に埋設されている。このため面状発熱体１７は、外箱４の形成時に仕切壁８に埋設されて、仕切壁８の成形後は取り外しできないようになっている。面状発熱体１８は、温度補償用の目的で用いられて、下段の野菜室１５の発泡断熱材６に埋設されている。このため面状発熱体１８は、外箱４の形成時に発泡断熱材６に埋設され、発泡断熱材６の成形後は取り外しできないようになっている。面状発熱体２０は、結露防止用の目的で用いられて、右扉２の形成時に発泡断熱材１６に埋設され、このため発泡断熱材１６の成形後は取り外しできないようになっている。

図３は、第１の実施例となる右扉のＡ−Ａ’断面図である。
面状発熱体２０は、左扉３に対向する右扉２の側面内部の発泡断熱材１６に埋設されている。面状発熱体２０の一方の面は、不図示の両面接着テープで右扉２の側面内部の側壁面に貼り付けられ、他方の面は、発泡断熱材１６に接している。面状発熱体２０は、ヒータ線２１、アルミ箔２２、絶縁部材２３、リード線２４、圧着端子２５から構成されている。ヒータ線２１とリード線２４との接続箇所は、圧着端子２５で圧着され、接続されている。絶縁部材２３は、材料が耐熱性の塩ビ製チューブで、ヒータ線２１とリード線２４の接続箇所の外側を包み込み、接続箇所の密封と絶縁を行なっている。なお、ヒータ線２１とリード線２４の接続は圧着端子を用いているが、半田付けなどを用いてもよい。リード線２４は、右扉２上端の不図示の回転軸の内部空洞に配線して、冷蔵室１２上部の内部を経由して配線され、面状発熱体２０を制御する制御基板１０に接続されている。

図４は、第１の実施例となる面状発熱体２０の平面図と側断面図である。（ａ）は面状発熱体２０の平面図であり、（ｂ）は側断面図であり、（ｃ）は（ｂ）に両面接着テープ２３を追加した側断面図である。

（ａ）に示すように、面状発熱体２０は、ヒータ線２１、アルミ箔２２、絶縁部材２３及びリード線２４から構成される。ヒータ線２１は、円形の芯線に抵抗線を巻き付け、抵抗線の外周に絶縁体のポリ塩化ビニル（ＰＶＣ；Polyvinyl chloride）樹脂を被覆して形成されている。ヒータ線２１は、一本の線をＵ字状に曲げてできた２本の線が略平行に配置されている。面状発熱体２０は、ヒータ線２１の発熱による熱を周囲に接しているアルミ箔２２に伝え、さらにアルミ箔２２全体に伝えている。なお、本実施例では、金属箔の一例として、アルミ箔２２を用いたが、材料としてアルミ以外の金属又はアルミを含む合金としてもよい。

次にこの構成から成る面状発熱体２０の作製について説明する。
まずアルミ箔２２とヒータ線２１とを溶着させる冶具として、不図示のプレス冶具に直線のヒータ線２１をＵ字状に曲げて配置する。Ｕ字状に配置したヒータ線２１の下側に接して、加熱で溶融し冷却すると固まる接着剤が塗布されたアルミ箔２２を置く。プレス冶具は、設置したアルミ箔２２を加熱して接着剤を溶かし、次に加圧してアルミ箔２２とヒータ線２１とを溶着させる。アルミ箔２２は、２本のヒータ線２１の外側の部分が、ヒータ線２１より外側に突き出した折返し部２２ａで折返され、端部２２ｂは、略平行なヒータ線２１間の内側にヒータ線２１を包み込むように折返した。折返された端部２２ｂ間同士は互いに接しないように配置した。次に、ヒータ線２１のＵの字形状の部分をＵ字部Ｅと定義する。アルミ箔２２は、図面でＵ字部Ｅの頂点より上側にあるアルミ箔２２の折返し部２２ｃで折返された。折返された端部２２ｄは、ヒータ線２１に密着してＵ字部Ｅより下側に配置された。ヒータ線２１のＵ字部Ｅは、アルミ箔２２の折返し部２２ｃ、端部２２ｄ、図面の左右の折返し部２２ａからできる４直線で囲まれた長方形で覆われた。ヒータ線２１のＵ字部Ｅは、アルミ箔で周囲も含めて覆われて、可燃性である発泡断熱材１６に触れることなく隔離させることができた。面状発熱体２０のヒータ線２１は、すべてアルミ箔に覆われた。なお、アルミ箔２２に塗布された接着剤及び両面接着テープに使用された接着剤は、隔離させる材料から除外した。

（ｂ）は、Ｂ−Ｂ′断面図である。アルミ箔２２は、アルミ箔２２を曲げるための冶具として、不図示の曲げ治具を用いて縁部２２ａで折返した。アルミ箔２２の端部２２ｂは、略平行なリード線間の内側に配置された。

（ｃ）は、（ｂ）の面状発熱体２０に両面接着テープ２３を追加した側断面図である。両面接着テープ２３は、アルミ箔２２の上面に接着されている。両面接着テープ２３により、アルミ箔２２の端部２２ｂの浮き上がりを防止している。なお、面状発熱体２０の固定の一例として、両面接着テープ２３を用いているが、片面接着テープでもよい。なお、両面接着テープ２３は、接着面に離型紙が付いていてもよい。

本実施例では、両面接着テープの枚数を２枚から1枚に減らすことができ、使用量を減らすことができた。

ヒータ線２１を包み込むように、アルミ箔２２を縁部２２ａで折返したことで、面状のアルミ箔で挟持した場合と比べて、面状のアルミ箔の枚数を２枚から１枚に減らすことができ、使用量を減らすことができた。
＜実施例２＞
図５は、第２の実施例となる面状発熱体３０の平面図と側断面図である。（ａ）は、面状発熱体３０の平面図であり、（ｂ）は、側断面図であり、（ｃ）は（ｂ）に両面接着テープ３３を追加した側断面図である。

（ａ）に示すように、面状発熱体３０は、ヒータ線２１、アルミ箔３２、絶縁部材２３及びリード線２４から構成される。

面状発熱体３０の作製において、アルミ箔３２は、２本のヒータ線２１の外側の部分が折返し部３２ａで折返され、端部３２ｂは、略平行なヒータ線２１間の内側に配置した。面状のアルミ箔３２をヒータ線２１の外周に接して折返した以外は、第１の実施例と同一とした。

（ｂ）は、Ｃ−Ｃ′断面図である。アルミ箔３２をヒータ線２１の円形の外周に接して折返した。

（ｃ）は、（ｂ）の面状発熱体３０に両面接着テープ３３を追加した側断面図である。なお、両面接着テープ３３のアルミ箔３２上面への接着は、第１の実施例と同一とした。

本実施例では、外縁部３２ａで折返すことで、両面接着テープ３３の枚数を２枚から１枚に減らすことができた。

アルミ箔３２をヒータ線２１の円形の外周に接して折返したことにより、アルミ箔３２の使用量を第１の実施例からさらに減らすことができた。アルミ箔３２をヒータ線２１の円形の外周に接して折返したことで、面状発熱体３０はヒータ線２１の略直線方向と同じアルミ箔３２の短辺寸法が短くなり、設置幅が狭い場所でも設置が可能となった。
＜実施例３＞
図６は、第３の実施例となる面状発熱体４０の平面図と側断面図である。（ａ）は、面状発熱体４０の平面図であり、（ｂ）は、側断面図であり、（ｃ）は（ｂ）に両面接着テープ４３を追加した側断面図である。

（ａ）に示すように、面状発熱体４０は、ヒータ線２１、アルミ箔４２、絶縁部材２３及びリード線２４から構成される。面状のアルミ箔４２をヒータ線２１の外周に接して巻いたこと及びヒータ線２１のＵ字部Ｅでの折返し方法を変えたこと以外は、第１の実施例と同一とした。

面状発熱体４０の作製において、面状のアルミ箔４２は、２本のヒータ線２１の外側の部分が外縁部４２ａで巻かれ、端部４２ｂは、それぞれのヒータ線２１の外周に接して巻き、外縁部４２ａの内側に配置させた。面状のアルミ箔４２の展開寸法の横幅、すなわち端部４２ｂから巻きはじめる前の横幅は、外縁部４２ｅとした。まず、ヒータ線２１のＵ字部Ｅに近い直線部でアルミ箔４２に切れ目Ｆを入れ、端部４２ｂから巻いた。次に、ヒータ線２１のＵ字部Ｅの上側にあるアルミ箔４２は、折返し部４２ｃで折返された。端部４２ｄは、ヒータ線２１に密着してヒータ線２１のＵ字部Ｅより下側に配置された。切れ目Ｆの線は、端部４２ｄと同一の線上とした。すなわちヒータ線２１のＵ字部Ｅは、アルミ箔４２の折返し部４２ｃ、端部４２ｄ、図面の左右の外縁部４２ｅからできる４直線で囲まれた長方形で覆われた。ヒータ線２１に面状のアルミ箔を巻いたことにより、ヒータ線２１は可燃性である発泡断熱材１６から触れないように隔離させることができた。面状発熱体４０のヒータ線２１は、すべてアルミ箔に覆われた。

（ｂ）は、Ｄ−Ｄ′断面図である。アルミ箔４２をヒータ線２１の外周に接して巻いたことと、アルミ箔４２をヒータ線２１に溶着しないようにした。

（ｃ）は、（ｂ）の面状発熱体４０に両面接着テープ４３を追加した側断面図である。なお、両面接着テープ４３のアルミ箔４２上面への接着は、第１の実施例と同一とした。

本実施例では、外縁部４２ａで折返すことで、両面接着テープ４３の枚数を２枚から１枚に減らすことができた。

アルミ箔４２をヒータ線２１の外周に接して巻いたことにより、アルミ箔４２の使用量を第１の実施例からさらに減らすことができた。アルミ箔４２をヒータ線２１の外周に接して巻いたので、面状発熱体３０はヒータ線２１の略直線方向と同じアルミ箔４２の短辺寸法が短くなり、設置幅が狭い場所でも設置が可能となった。ヒータ線２１は、アルミ箔４２にＵ字状に形成及び固定するために、接着剤の付いたアルミ箔４２にヒータ線２１を溶着していたが、巻くことにより溶着が不要となった。このためアルミ箔とヒータ線を溶着させるプレス冶具が不要となった。アルミ箔４２をヒータ線２１の円形の外周に接して巻くことで、面状発熱体４０のヒータ線２１間側のアルミ箔４２の幅が短くなり、幅の狭い箇所でも設置が可能となった。

実施例１〜３は、面状発熱体を結露防止用の目的として用いたが、凍結防止用、温度補償用の目的として用いてもよい。実施例は、冷蔵室、冷凍室、野菜室に限定するものでなく、面状発熱体を使用する貯蔵室であればよく、また図示した設置場所以外でもよい。実施例１〜３において、面状のアルミ箔の形状は２本のヒータ線の直線方向中央の左右で対称としたが、実施例１と２、実施例１と３、実施例２と３のそれぞれ片側の左右を組み合わせることで、左右非対称としてもよい。

ヒータ線のＵ字部形状は、Ｕ字形状にしているが、コの字、Ｖ字、蛇行状等に形成してもよい。ヒータ線の被覆の材質は、ＰＶＣ以外にシリコン、難燃ポリエチレン等を用いてもよい。ヒータ線の形状は、コード状のヒータ、抵抗線または本発明の実施例１〜３となるＵ字状に形成できるヒータであればよい。

実施例１、２では、固定方法としてヒータ線とアルミ箔とを溶着していたが、接着剤、接着テープ等の固定させることができるものであればよい。なお、ヒータ線とアルミ箔との固定を面状でなく、部分的に複数の箇所に分けて、接着してもよい。面状発熱体は、不図示の側壁面等への固定に接着テープを用いていたが、液体または固体の接着剤、固定具等で固定できるものでもよい。

以上で説明した実施例はあくまで本発明を実施するにあたっての例であって、本発明はそれらに限定されるものではない。本発明の実施例に開示された技術的手段に周知慣用技術を適宜組み合わせて得られる態様についても本発明の実施例となる技術的範囲に含まれる。

本発明の面状発熱体は、ヒータ線を面状体の金属箔で包み込んでいるので、冷蔵庫、貯蔵庫などの可燃性のウレタン断熱層に接して配置しても安全に用いることが可能である。

１ 冷蔵庫
２ 右扉
３ 左扉
４ 外箱
５ 内箱
６、１６ 発泡断熱材
７ 給水タンク
８ 仕切壁
９ 送風機
１０ 制御基板
１１ コンプレッサ
１２ 冷蔵室
１３ 上部冷凍室
１４ 下部冷凍室
１５ 野菜室
１７、１８、２０、３０、４０ 面状発熱体
２１ ヒータ線
２２、３２、４２ アルミ箔
２２ａ、２２ｃ、３２ｃ、４２ｃ 折返し部
２２ｂ、２２ｄ、３２ｂ、３２ｄ、４２ｂ、４２ｄ 端部
２３、３３、４３ 両面接着テープ
３２ａ、４２ａ、４２ｅ 外縁部

Claims (7)

1. 略平行に配置した２本のヒータ線、前記２本のヒータ線に接して配置した金属箔及び接着テープから構成される面状発熱体であって、
   前記金属箔は、前記２本のヒータ線を外側から包み込むように折返したものであり、
   前記接着テープは、前記金属箔の折返した面及び該折返した面の間にある面に貼り付けたものであることを特徴とする面状発熱体。
2. 前記金属箔は、前記２本のヒータ線の線間の幅よりも広い幅で折返し、前記ヒータ線を包み込んだものであることを特徴とする請求項１記載の面状発熱体。
3. 前記金属箔は、前記ヒータ線の外周に接して折返し、前記ヒータ線を包み込んだものであることを特徴とする請求項１記載の面状発熱体。
4. 前記面状発熱体は、冷蔵庫の発泡断熱材内に設けたことを特徴とする請求項１から３までのいずれか1項に記載の面状発熱体。
5. 略平行に配置した２本のヒータ線、前記２本のヒータ線に接して配置した金属箔及び接着テープから構成される面状発熱体であって、
   前記金属箔は、前記２本のヒータ線を外側から前記ヒータ線の外周に接して巻き込んだものであり、
   前記接着テープは、前記巻き込んだ金属箔の上面及び該上面の間にある面に貼り付けたものであることを特徴とする面状発熱体。
6. 前記金属箔は、材料がアルミであることを特徴とする請求項１、２、３、５に記載の面状発熱体。
7. 請求項１から６までのいずれか1項に記載の前記面状発熱体を備えたことを特徴とする冷蔵庫または貯蔵庫。