JP2014212045A - Planar heating element - Google Patents
Planar heating element Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014212045A JP2014212045A JP2013087982A JP2013087982A JP2014212045A JP 2014212045 A JP2014212045 A JP 2014212045A JP 2013087982 A JP2013087982 A JP 2013087982A JP 2013087982 A JP2013087982 A JP 2013087982A JP 2014212045 A JP2014212045 A JP 2014212045A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heating element
- peripheral edge
- inner peripheral
- radius
- planar heating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 92
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 82
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 6
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 5
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 3
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 3
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 2
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920003207 poly(ethylene-2,6-naphthalate) Polymers 0.000 description 2
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910000570 Cupronickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 206010037660 Pyrexia Diseases 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N copper nickel Chemical compound [Ni].[Cu] YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000623 nickel–chromium alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
Abstract
Description
この発明は、蛇行状の発熱体をポリイミド樹脂等の絶縁体で被覆した構造の面状発熱体に関するものである。 The present invention relates to a planar heating element having a structure in which a meandering heating element is covered with an insulator such as polyimide resin.
従来、この種の技術としては、例えば、特許文献1に記載の面状発熱体がある。
この面状発熱体は、SUS等を素材とする帯状の発熱体をポリイミドフィルム上に蛇行状に形成し、別体のポリイミドフィルムをこの発熱体の上に積層した構成を成す。
これにより、所定の電力を発熱体に供給することで、面状発熱体全体を発熱させ、この被加熱物を面状発熱体によって加熱することができる。
通常、このような面状発熱体では、例えば、特許文献2や特許文献3に記載されているように、発熱体のピッチ間を狭くして、電力密度が低くなるように設計する。
これにより、温度の面内均一性を図ると共に、被加熱物と発熱体との温度差を抑制する。
Conventionally, as this type of technology, for example, there is a planar heating element described in
This planar heating element has a configuration in which a belt-like heating element made of SUS or the like is formed in a meandering manner on a polyimide film, and a separate polyimide film is laminated on the heating element.
Thereby, by supplying predetermined electric power to the heating element, the entire sheet heating element can generate heat, and the object to be heated can be heated by the sheet heating element.
Normally, such a planar heating element is designed so that the power density is reduced by narrowing the pitch between the heating elements as described in
This achieves in-plane uniformity of temperature and suppresses the temperature difference between the object to be heated and the heating element.
しかし、上記した従来の技術では、次のような問題がある。
通常の面状発熱体のデザインにおいては、例えば、特許文献1や特許文献3に記載の面状発熱体のように、発熱体の2つの給電端子が近接するように設計する。
このような面状発熱体の場合、発熱体の折返部が多用されることとなり、電力供給時において、電力集中が、これらの折返部の内周部に発生する。このため、各折返部の内周部の温度が、ポリイミド樹脂等の絶縁体の耐熱温度以上になり、絶縁体が焦げて炭化するという事態が生じるおそれがある。
また、高温の発熱が部分的に発生することで、温度の面内均一性が阻害されるおそれもある。
However, the conventional techniques described above have the following problems.
In the design of an ordinary planar heating element, for example, the two heating terminals of the heating element are designed to be close to each other like the planar heating element described in
In the case of such a planar heating element, the folded portions of the heating element are frequently used, and power concentration occurs at the inner peripheral portions of these folded portions during power supply. For this reason, the temperature of the inner peripheral part of each folding | turning part may become more than the heat resistant temperature of insulators, such as a polyimide resin, and there exists a possibility that the insulator may burn and carbonize.
In addition, partial generation of high-temperature heat generation may hinder the in-plane temperature uniformity.
この発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、発熱体の折返部内周部の電力集中を低減化することにより、絶縁体の焼損防止と温度の面内均一性の確保とを図った面状発熱体を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and by reducing the power concentration in the inner periphery of the folded portion of the heating element, it is possible to prevent the insulator from burning and to ensure the uniformity of the temperature in the surface. An object of the present invention is to provide a planar heating element.
上記課題を解決するために、請求項1の発明は、通電によって発熱する帯状の発熱体を、シート状の絶縁体内に蛇行状に配設して、当該発熱体を、間隙幅t1で平行に隣り合う幅t2の直線部とこれら隣り合う直線部の端部に連結した折返部とで形成した面状発熱体であって、隣り合う直線部の間隙幅t1を、直線部の幅t2の2倍よりも狭く設定し、折返部の外周縁の形状を、隣り合う直線部の外縁の延長線で挟まれる領域内に収まるように形成し、折返部の内周縁の形状を、中心角が180度を超える円弧状に形成すると共に、当該内周縁の半径R1を、隣り合う直線部における外縁間距離W(=t1+2×t2)の半分の0.26倍〜0.51倍の範囲内に設定した構成とする。
かかる構成により、帯状の発熱体に通電すると、発熱体が発熱し、その熱が絶縁体を伝搬して、外部に放射される。これにより、被加熱物を絶縁体表面に接触させておくことで、被加熱物を所望の温度に加熱することができる。
ところで、この発熱体では、隣り合う直線部の間隙幅t1が、直線部の幅t2の2倍よりも狭く設定されており、直線部の間隙、つまりピッチが狭い。このため、通電時には、電力集中がこれらの直線部を連結する折返部の内周部に発生し、内周部の温度が、直線部や折返部の外周部に比べて高温になる。この結果、折返部の内周部に位置する絶縁体部分が耐熱温度以上に加熱されることとなり、焦げて炭化するおそれがある。また、このように、高温の発熱が部分的に発生することで、温度の面内均一性が阻害されるおそれがある。
しかし、この発明では、折返部の内周縁の形状を、中心角が180度を超える円弧状に形成すると共に、当該内周縁の半径R1を、隣り合う直線部における外縁間距離Wの半分の0.26倍〜0.51倍の範囲内に設定しているので、折返部の内周縁の大きさが、直線部の間隙幅t2よりも極めて大きくなっている。このため、折返部の内周部における電力密度が小さくなり、この内周部での電力集中が低減する。この結果、折返部の内周部の温度上昇が抑えられ、内周部に位置する絶縁体部分の焼損を防止することができる。また、折返部の内周部の温度上昇が抑えられるので、温度の面内均一性を確保することができる。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of
With this configuration, when the belt-shaped heating element is energized, the heating element generates heat, and the heat propagates through the insulator and is radiated to the outside. Thereby, a to-be-heated material can be heated to desired temperature by making a to-be-heated material contact the insulator surface.
By the way, in this heating element, the gap width t1 between the adjacent straight portions is set to be narrower than twice the width t2 of the straight portions, and the gap between the straight portions, that is, the pitch is narrow. For this reason, at the time of energization, power concentration occurs in the inner peripheral part of the folded part that connects these linear parts, and the temperature of the inner peripheral part becomes higher than that of the outer peripheral part of the linear part and the folded part. As a result, the insulator part located in the inner peripheral part of the turned-up part is heated to a temperature higher than the heat-resistant temperature, and there is a risk of charring and carbonization. In addition, since the high-temperature heat generation is partially generated in this way, the in-plane temperature uniformity may be hindered.
However, in the present invention, the shape of the inner peripheral edge of the folded portion is formed in an arc shape having a central angle exceeding 180 degrees, and the radius R1 of the inner peripheral edge is set to 0 which is half of the distance W between the outer edges in the adjacent linear portions. Since it is set in the range of .26 times to 0.51 times, the size of the inner peripheral edge of the folded portion is extremely larger than the gap width t2 of the straight portion. For this reason, the electric power density in the inner peripheral part of a folding | returning part becomes small, and the electric power concentration in this inner peripheral part reduces. As a result, the temperature rise in the inner peripheral portion of the folded portion can be suppressed, and burning of the insulator portion located in the inner peripheral portion can be prevented. Moreover, since the temperature rise of the inner peripheral part of a folding | returning part is suppressed, the in-plane uniformity of temperature can be ensured.
請求項2の発明は、請求項1に記載の面状発熱体において、発熱体における折返部の外周縁の形状を、半径R2の半円状に形成すると共に、当該折返部の内周縁の半径R1を、半径R2の0.26倍〜0.51倍の範囲内に設定した構成とする。 According to a second aspect of the present invention, in the planar heating element according to the first aspect, the shape of the outer peripheral edge of the folded portion of the heating element is formed in a semicircular shape with a radius R2, and the radius of the inner peripheral edge of the folded portion. R1 is set to be within a range of 0.26 to 0.51 times the radius R2.
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載の面状発熱体において、折返部の内周縁の半径R1を、隣り合う直線部における外縁間距離Wの半分の0.39倍に設定した構成とする。
かかる構成により、発熱体における折返部の内周部の温度上昇を最も低く抑えることができる。
According to a third aspect of the present invention, in the planar heating element according to the first or second aspect, the radius R1 of the inner peripheral edge of the folded portion is set to 0.39 times half the distance W between the outer edges of the adjacent straight portions. The configuration is set.
With this configuration, the temperature rise in the inner peripheral portion of the folded portion of the heat generator can be minimized.
請求項4の発明は、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の面状発熱体において、折返部の内周縁と上記直線部の縁との連結部に面取り部を設けた構成とする。
かかる構成により、他の部分に比べて著しく低温になりがちな連結部の温度を、他の部分の温度に近づけることができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the planar heating element according to any one of the first to third aspects, a chamfered portion is provided at a connecting portion between the inner peripheral edge of the folded portion and the edge of the straight portion. .
With this configuration, the temperature of the connecting portion that tends to be significantly lower than that of other portions can be brought close to the temperature of the other portions.
以上詳しく説明したように、この発明の面状発熱体によれば、発熱体の折返部内周部の電力集中を低減化することができ、この結果、絶縁体の焼損防止と温度の面内均一性の確保とを図ることができるという、優れた効果がある。
特に、請求項3の発明によれば、発熱体における折返部の内周部の温度上昇を最も低く抑えることができるので、より優れた温度の面内均一性を有した面状発熱体を提供することができるという効果がある。
さらに、請求項4の発明によれば、他の部分に比べて著しく低温になりがちな連結部の温度を、他の部分の温度に近づけることができるので、さらに温度の面内均一性を高めることができるという効果がある。
As explained in detail above, according to the planar heating element of the present invention, it is possible to reduce the power concentration in the inner periphery of the folded portion of the heating element. As a result, the insulation is prevented from being burned out and the temperature is uniform in the plane. There is an excellent effect that it is possible to ensure the property.
In particular, according to the invention of
Furthermore, according to the invention of claim 4, the temperature of the connecting portion, which tends to be significantly lower than other portions, can be brought close to the temperature of the other portions, so that the in-plane uniformity of the temperature is further improved. There is an effect that can be.
以下、この発明の最良の形態について図面を参照して説明する。 The best mode of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施例1)
図1は、この発明の第1実施例に係る面状発熱体を示す分解斜視図であり、図2は、面状発熱体を一部破断して示す平面図であり、図3は、図2の矢視A−A断面図である。
図1に示すように、面状発熱体1は、絶縁体2と、この絶縁体2内に配設された帯状の発熱体3とで構成されている。
Example 1
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a planar heating element according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view showing the planar heating element in a partially broken state, and FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
As shown in FIG. 1, the
絶縁体2は、下側の絶縁シート21と上側の絶縁シート22とで成る。これら絶縁シート21,22は、ポリイミド,PET(ポリエチレンテレフタレート),PEN(ポリエチレンナフタレート)やポリアミド等の樹脂を長方形のシート状に成形することにより形成することができる。
また、樹脂の他に、窒化アルミ、アルミナ、マイカ等のセラミックを絶縁体2として用いることができる。この場合にも、樹脂製同様に面内温度均一性を期待することができるが、無機物であるので、異常温度による炭化は発生しない。しかし、クラックや割れ発生の可能性があり、後述する発熱体3を適用することで、クラックや割れ等を抑制することが期待できる。
The
In addition to the resin, ceramics such as aluminum nitride, alumina, and mica can be used as the
発熱体3は、通電すると温度が上昇して発熱する導電体であり、例えば、ステンレススチール、ニクロム線(ニッケル−クロム合金)、カンタル、鉄−ニッケル合金、銅−ニッケル合金等を薄い帯状にすることで形成することができる。さらに、導電性インクをスクリーン印刷でパターニングすることでも形成することができる。例えば、絶縁体2として、ポリイミド等の樹脂を使用する場合には、銀インクを樹脂上にスクリーン印刷でパターニングし、窒化アルミ等のセラミックを使用する場合には、白金インクをセラミック上にスクリーン印刷でパターニングすることで、発熱体3を形成するもできる。
この発熱体3は、図3に示すように、絶縁シート21上に形成されており、絶縁シート22が、発熱体3を覆うようにして絶縁シート21上に積層されている。
The
As shown in FIG. 3, the
図2に示すように、発熱体3は、絶縁シート21上に蛇行状に形成され、その両給電端子3a,3bが、絶縁体2の外部に露出されている。
ここで、発熱体3について具体的に説明する。
発熱体3は、直線部31と折返部32とで成り、折返部32が、平行に隣り合う直線部31,31の端部を連結した蛇行形状を成す。
図4は、直線部31と折返部32との連結部分を拡大して示す部分拡大平面図である。
図4に示すように、各直線部31(31A,31B)の幅はt2に設定され、隣り合う直線部31A,31Bの間隙幅はt1に設定されている。そして、この隣り合う直線部31A,31Bの間隙幅t1は、各直線部31(31A,31B)の幅t2の2倍よりも狭く設定されている。つまり、直線部31A,31Bの間隙幅t1は、各直線部31(31A,31B)の幅t2に比べて狭く設定され、発熱体3による温度の面内均一性の確保が図られている。
As shown in FIG. 2, the
Here, the
The
FIG. 4 is a partially enlarged plan view showing the connecting portion between the
As shown in FIG. 4, the width of each linear portion 31 (31A, 31B) is set to t2, and the gap width between the adjacent
折返部32は、外周縁33と内周縁34とを有した略C字状の形状をしている。
折返部32の外周縁33は、半径R2の半円状に形成され、外周縁33の形状が、隣り合う直線部31A,31Bの外縁31a,31bの延長線a,bで挟まれる領域S内に収まるように設定されている。
一方、内周縁34は、点Oを中心とする中心角が180度を超える円弧状に形成され、内周縁34の半径R1は、隣り合う直線部31A,31Bの外縁間距離W(=t1+2×t2)の半分の0.26倍〜0.51倍の範囲内に設定されている。つまり、折返部32の内周縁34の半径R1を、外周縁33の半径R2の0.26倍〜0.51倍の範囲内に設定した。
The folded
The outer
On the other hand, the inner
次に、この実施例の面状発熱体1の作用及び効果について説明する。
図5は、折返部と直線部との連結部における電流密度分布を説明するための平面図である。
図1〜図3に示した面状発熱体1において、所定の電圧を発熱体3の両給電端子3a,3b間に印加し、発熱体に通電すると、温度が上昇して、発熱体3が発熱する。この熱は絶縁体2を伝搬して、絶縁体2の表面から外部に放射される。したがって、図示しない被加熱物を面状発熱体1の絶縁体2表面に接触させておくことで、被加熱物を所望の温度に加熱することができる。
Next, the operation and effect of the
FIG. 5 is a plan view for explaining the current density distribution in the connecting portion between the folded portion and the straight portion.
In the
ところで、発熱体3の折返部32と直線部31との連結部における電流密度は、内周縁34を含む内周部が最も高く、その外側にいくに従って、電流密度が低くなっていく。
したがって、従来型の面状発熱体の発熱体では、図5の(a)に示すように、内周縁34が短いため、 電力が、内周縁34を含む狭い内周部L1に集中する。この結果、内周部L1の電流密度が極端に高くなり、その外側の領域L2,L3,L4の電流密度は極めて低くなる。このため、内周部L1の温度が、他の部分に比べて高温になり、内周部L1に位置する絶縁体2の部分が耐熱温度以上に加熱され、焦げて炭化するおそれがある。また、このように、高温の発熱が部分的に発生することで、温度の面内均一性が阻害されるおそれがある。
By the way, the current density in the connection part of the folding | returning
Therefore, in the heating element of the conventional planar heating element, since the inner
これに対して、この実施例の面状発熱体1では、図4に示したように、発熱体3の折返部32において、その内周縁34が、中心角が180度を超える円弧状に形成され、内周縁34の半径R1が、外周縁33の半径R2の0.26倍〜0.51倍の範囲内に設定されており、内周縁34が長い。このため、図5の(b)に示すように、内周縁34を含む内周部L1の広い領域で、電流密度が、上記従来型に比べて低くなり、その外側の領域L2,L3,L4の電流密度も、グラディーションの如く、順次低くなると想定される。
この結果、折返部32の内周部L1への電力集中が回避され、内周部L1の温度上昇が抑えられて、内周部L1に位置する絶縁体2部分の焼損が防止される。また、内周部L1の温度上昇が抑えられるので、面状発熱体1全体における温度の面内均一性が確保される。
On the other hand, in the
As a result, power concentration on the inner peripheral portion L1 of the folded
発明者は、かかる効果を確認すべく、次のようなシミュレーションを行った。
具体的には、図4に示す発熱体3を、単位長さ当たりの抵抗が3.6Ω/mのSUS()ステンレススチール)304で形成し、その直線部31の幅t2と厚さを7.4mmと0.03mmにそれぞれ設定すると共に、間隙幅t1を0.7mmに設定することで、折返部32の外周縁33の半径R2を7.75mm設定した。そして、200Vの電圧を両給電端子3a,3b間に印加して、8Aの電流を発熱体3に通電することとした。
かかる条件下で、内周縁34の半径R1の外周縁33の半径R2に対する倍率を変化させて、各倍率のときの折返部32の内周部L1(図5参照)における最大電流密度をシミュレーションした。
図6は、シミュレーション結果を示す線図である。
図6のP0点で示すように、内周縁34の半径R1の外周縁33の半径R2に対する倍率が「0」、即ち、外周縁33の形状が図5の(a)に示した従来型の場合には、内周部の最大電流密度が、1.5×108 (A/m2 )にも達した。
そして、半径R1の半径R2に対する倍率を上げていくに従って、最大電流密度は高勾配で低下し、P3点の「0.39」倍を境に低勾配で上昇していった。
つまり、半径R1の半径R2に対する倍率を「0.29」倍にすると、図6のP1点で示すように、最大電流密度が、1.0×108 (A/m2 )に至り、最大電流密度が、図5の(a)に示した従来型の発熱体に対して約40%も減少した。さらに、倍率を「0.39」倍迄上げると、図6のP3点で示すように、最大電流密度が、0.71×108 (A/m2 )に至り、最大電流密度が、従来型の発熱体に対して約53%も減少した。そして、倍率を「0.51」倍迄上げると、図6のP2点で示すように、最大電流密度が、0.74×108 (A/m2 )に上昇したが、最大電流密度は、従来型の発熱体に対して約51%も減少していた。
以上のシミュレーションの結果を踏まえ、発明者は、内周縁34の半径R1の外周縁33の半径R2に対する倍率を0.26〜0.51の範囲内(図6のP1点からP2点内)に設定した。これは、絶縁体2の焼損防止などの見地から、内周部における最大電流密度の低減率が、少なくとも40%以上必要であること、及び、折返部32の強度等の面から、折返部32の幅が、直線部31の半分程度は必要であることによる。勿論、図6の点P3で示すように、内周縁34の半径R1の外周縁33の半径R2に対する倍率を「0.39」に設定することが、最も好ましい。
The inventor performed the following simulation to confirm the effect.
Specifically, the
Under such conditions, the maximum current density in the inner peripheral portion L1 (see FIG. 5) of the folded
FIG. 6 is a diagram showing simulation results.
As indicated by the point P0 in FIG. 6, the magnification of the radius R1 of the inner
As the magnification of radius R1 with respect to radius R2 was increased, the maximum current density decreased with a high gradient, and increased with a low gradient at the point of “0.39” times P3.
That is, when the magnification of radius R1 with respect to radius R2 is “0.29” times, the maximum current density reaches 1.0 × 10 8 (A / m 2 ) as shown by point P1 in FIG. The current density was reduced by about 40% compared to the conventional heating element shown in FIG. Further, when the magnification is increased to “0.39” times, the maximum current density reaches 0.71 × 10 8 (A / m 2 ) as shown by the point P3 in FIG. It decreased by about 53% with respect to the heating element of the mold. When the magnification is increased to “0.51” times, the maximum current density increases to 0.74 × 10 8 (A / m 2 ) as shown by point P2 in FIG. This was about 51% lower than that of the conventional heating element.
Based on the results of the above simulation, the inventor sets the magnification of the radius R1 of the inner
(実施例2)
次に、この発明の第2実施例について説明する。
図7は、この発明の第2実施例に係る面状発熱体の要部を示す平面図であり、図8は、折返部の内周縁と直線部の縁との連結部における電流密度を説明するための平面図である。
(Example 2)
Next explained is the second embodiment of the invention.
FIG. 7 is a plan view showing a main part of a planar heating element according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 8 explains the current density at the connecting portion between the inner peripheral edge of the folded portion and the edge of the straight portion. It is a top view for doing.
この実施例の面状発熱体は、図7に示すように、面取り部35,36を有する点が、上記第1実施例と異なる。
具体的には、折返部32の内周縁34の右端と直線部31Aの縁31a’との連結部に面取り部35を形成し、内周縁34の左端と直線部31Bの縁31b’との連結部に面取り部36を形成した。
図8に示すように、面取り部35,36がない発熱体3においては、折返部32の内周縁34の右,左端と直線部31A,31Bとの連結部L6の電流密度が、他の領域に比べて著しく低くなってしまい、発熱体3の温度の面内均一性を害するおそれがある。
このため、この実施例のように、他の領域に比べて著しく低温になりがちな連結部L6を削除して、面取り部35,36を設けることで、温度の面内均一性を確保することができる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第1実施例と同様であるので、それらの記載は省略する。
The planar heating element of this embodiment is different from the first embodiment in that chamfered
Specifically, a chamfered
As shown in FIG. 8, in the
For this reason, as in this embodiment, the in-plane uniformity of temperature can be ensured by removing the connecting portion L6 that tends to be extremely low in temperature compared to other regions and providing the chamfered
Since other configurations, operations, and effects are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.
なお、この発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内において種々の変形や変更が可能である。
例えば、上記第1及び第2実施例では、折返部32の外周縁33の形状を半円状にしたが、この外周縁の形状は隣り合う直線部31A,31Bの外縁31a,31bの延長線a,bで挟まれる領域S内に収まるように設定されていればよく、図9に示すように、半円状でない形状の外周縁33’を有する面状発熱体もこの発明の範囲に含まれることは、勿論である。
In addition, this invention is not limited to the said Example, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary of invention.
For example, in the first and second embodiments, the shape of the outer
1…面状発熱体、 2…絶縁体、 3…発熱体、 3a,3b…給電端子、 21,22…絶縁シート、 31,31A,31B…直線部、 31a,31b…縁、 32…折返部、 33,33’…外周縁、 34…内周縁、 35,36…面取り部、 L1…内周部、 L2,L3,L4…領域、 L6…連結部。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
隣り合う直線部の上記間隙幅t1を、直線部の上記幅t2の2倍よりも狭く設定し、
上記折返部の外周縁の形状を、隣り合う直線部の外縁の延長線で挟まれる領域内に収まるように形成し、
上記折返部の内周縁の形状を、中心角が180度を超える円弧状に形成すると共に、当該内周縁の半径R1を、隣り合う直線部における外縁間距離W(=t1+2×t2)の半分の0.26倍〜0.51倍の範囲内に設定した、
ことを特徴とする面状発熱体。 A belt-shaped heating element that generates heat when energized is arranged in a meandering manner in a sheet-like insulator, and the heating element is arranged in parallel with a gap width t1 and adjacent straight line portions of width t2, and ends of these adjacent straight line portions. A planar heating element formed with a folded portion connected to the portion,
The gap width t1 between adjacent straight portions is set to be narrower than twice the width t2 of the straight portions,
The shape of the outer peripheral edge of the folded portion is formed so as to be within the region sandwiched between the extension lines of the outer edges of the adjacent straight portions,
The shape of the inner peripheral edge of the folded portion is formed in an arc shape with a central angle exceeding 180 degrees, and the radius R1 of the inner peripheral edge is half of the distance W (= t1 + 2 × t2) between the outer edges in the adjacent linear portions. Set within the range of 0.26 times to 0.51 times,
A planar heating element characterized by that.
上記発熱体における折返部の外周縁の形状を、半径R2の半円状に形成すると共に、当該折返部の内周縁の半径R1を、上記半径R2の0.26倍〜0.51倍の範囲内に設定した、
ことを特徴とする面状発熱体。 The planar heating element according to claim 1,
The shape of the outer peripheral edge of the folded part in the heating element is formed in a semicircular shape with a radius R2, and the radius R1 of the inner peripheral edge of the folded part is in the range of 0.26 to 0.51 times the radius R2. Set in
A planar heating element characterized by that.
上記折返部の内周縁の半径R1を、隣り合う直線部における上記外縁間距離Wの半分の0.39倍に設定した、
ことを特徴とする面状発熱体。 In the planar heating element according to claim 1 or 2,
The radius R1 of the inner periphery of the folded portion is set to 0.39 times half of the distance W between the outer edges in the adjacent straight portions,
A planar heating element characterized by that.
上記折返部の内周縁と上記直線部の縁との連結部に面取り部を設けた、
ことを特徴とする面状発熱体。 The planar heating element according to any one of claims 1 to 3,
A chamfered portion was provided at the connecting portion between the inner peripheral edge of the folded portion and the edge of the linear portion,
A planar heating element characterized by that.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013087982A JP6108163B2 (en) | 2013-04-19 | 2013-04-19 | Planar heating element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013087982A JP6108163B2 (en) | 2013-04-19 | 2013-04-19 | Planar heating element |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014212045A true JP2014212045A (en) | 2014-11-13 |
JP6108163B2 JP6108163B2 (en) | 2017-04-05 |
Family
ID=51931642
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013087982A Active JP6108163B2 (en) | 2013-04-19 | 2013-04-19 | Planar heating element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6108163B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016192714A1 (en) * | 2015-05-30 | 2016-12-08 | Webasto SE | Electric heating device for mobile applications |
WO2023275948A1 (en) * | 2021-06-28 | 2023-01-05 | 日本たばこ産業株式会社 | Aerosol generation system |
WO2023275949A1 (en) * | 2021-06-28 | 2023-01-05 | 日本たばこ産業株式会社 | Aerosol generation system |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS53144544U (en) * | 1977-04-21 | 1978-11-14 | ||
JPH0592955U (en) * | 1992-05-12 | 1993-12-17 | 株式会社クラベ | Film heater |
JP2004185899A (en) * | 2002-12-02 | 2004-07-02 | Minolta Co Ltd | Sheet-like heater, and fixing device using it |
JP2006170862A (en) * | 2004-12-16 | 2006-06-29 | Kyocera Corp | Ceramic heater element and gas sensor |
JP2007035475A (en) * | 2005-07-28 | 2007-02-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Plane heating element |
-
2013
- 2013-04-19 JP JP2013087982A patent/JP6108163B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS53144544U (en) * | 1977-04-21 | 1978-11-14 | ||
JPH0592955U (en) * | 1992-05-12 | 1993-12-17 | 株式会社クラベ | Film heater |
JP2004185899A (en) * | 2002-12-02 | 2004-07-02 | Minolta Co Ltd | Sheet-like heater, and fixing device using it |
JP2006170862A (en) * | 2004-12-16 | 2006-06-29 | Kyocera Corp | Ceramic heater element and gas sensor |
JP2007035475A (en) * | 2005-07-28 | 2007-02-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Plane heating element |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016192714A1 (en) * | 2015-05-30 | 2016-12-08 | Webasto SE | Electric heating device for mobile applications |
CN107771411A (en) * | 2015-05-30 | 2018-03-06 | 韦巴斯托股份公司 | Electric heater unit for Mobile solution |
JP2018516198A (en) * | 2015-05-30 | 2018-06-21 | ベバスト エスエーWebasto SE | Electric heating device for mobile applications |
CN107771411B (en) * | 2015-05-30 | 2019-04-19 | 韦巴斯托股份公司 | Electric heater unit for mobile application |
US10314114B2 (en) | 2015-05-30 | 2019-06-04 | Webasto SE | Electric heating device for mobile applications |
WO2023275948A1 (en) * | 2021-06-28 | 2023-01-05 | 日本たばこ産業株式会社 | Aerosol generation system |
WO2023275949A1 (en) * | 2021-06-28 | 2023-01-05 | 日本たばこ産業株式会社 | Aerosol generation system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6108163B2 (en) | 2017-04-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5518080B2 (en) | Heater and image heating apparatus equipped with the heater | |
JPH0529067A (en) | Structure of heating element and heater for office automation equipment | |
JP2010049864A (en) | Heater | |
JP2777488B2 (en) | Structure of heating body and heating device of OA equipment | |
JP6108163B2 (en) | Planar heating element | |
JP5424786B2 (en) | Heater and image heating apparatus equipped with the heater | |
JP5777764B2 (en) | Heater and image heating apparatus equipped with the heater | |
JP2017199565A5 (en) | ||
JP6307286B2 (en) | heater | |
JP7004395B2 (en) | heater | |
JP6387864B2 (en) | Heater and image forming apparatus | |
CN206030784U (en) | New heat -generating body structure thermal printing head | |
JP2011240641A (en) | Thermal print head | |
JP6561609B2 (en) | Heater and image forming apparatus | |
JP2017050050A (en) | Heater and image forming apparatus | |
JP6285157B2 (en) | heater | |
US10631371B2 (en) | Heater | |
JP6129248B2 (en) | Heater and image heating apparatus equipped with the heater | |
JP6589434B2 (en) | Heater and image forming apparatus | |
JP2016039012A (en) | Heating board for heater | |
JP5449797B2 (en) | Planar heating element | |
JP2010061834A (en) | Method for manufacturing heater | |
JP2018063801A (en) | heater | |
JP2010061833A (en) | Heater | |
JP2013008458A (en) | Planar heating element |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160401 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20161227 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170106 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170206 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170210 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170222 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6108163 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |