JP2016039012A

JP2016039012A - ヒータ用発熱基板

Info

Publication number: JP2016039012A
Application number: JP2014160999A
Authority: JP
Inventors: 神作　克也; Katsuya Kamitsukuri; 克也神作; 祐作阿部; Yusaku Abe
Original assignee: Narumi China Corp
Current assignee: Narumi China Corp
Priority date: 2014-08-07
Filing date: 2014-08-07
Publication date: 2016-03-22

Abstract

【課題】温度分布を均一化し耐久性を向上することができるヒータ用発熱基板を提供すること。
【解決手段】ヒータ用発熱基板１は、電気絶縁性を有する基板２１と、基板２１の表面に形成され通電することにより発熱する発熱体とを備えている。発熱体は、直線状に形成された複数の直線部と、各発熱体における直線部の端部同士を直列につなぐ円弧状の複数の屈曲部とを有している。複数の屈曲部の少なくとも一部は、直線部の間において分岐して形成された内側通電部と内側通電部の径方向外側に形成された外側通電部とを有する分岐屈曲部からなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気絶縁性を有する基板と、通電することにより発熱する発熱体とを備えたヒータ用発熱基板に関する。

暖房器具の一つとしてパネルヒータが知られている。パネルヒータは、セラミックス等の電気絶縁性を備えた材料によって形成された基板と、この基板上に形成された発熱体とを備えたヒータ基板とを有している。ヒータ基板において、発熱体に通電することにより生じる熱は、基板へと伝達され、加熱された基板から照射される遠赤外線によって周囲の空気を温める。

パネルヒータに用いられるヒータ基板としては、例えば特許文献１に示されたものがある。このヒータ基板は、結晶化ガラスに金属抵抗発熱体からなるパターン層を焼き付けて形成されている。金属抵抗発熱体は、互いに平行に配置された複数の直線部と、複数の直線部を直列に接続する接続部とを有する略矩形波形状をなしている。

特開２００１−３１９７６１号公報

しかしながら、特許文献１のヒータ基板において、金属抵抗発熱体における接続部の近傍は、接続部及び直線部が互いに近接しているため熱が集中して高温となりやすい。このように金属抵抗発熱体が局部的に高温となると、高温にさらされた部位に熱劣化が生じ、金属抵抗発熱体の耐久性が低下しやすい。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、温度分布を均一化し耐久性を向上することができるヒータ用発熱基板を提供しようとするものである。

本発明の一態様は、電気絶縁性を有する基板と、
該基板の表面に形成され通電することにより発熱する発熱体とを備えており、
該発熱体は、直線状に形成された複数の直線部と、各直線部の端部同士を直列につなぐ円弧状の複数の屈曲部とを有しており、
該複数の屈曲部の少なくとも一部は、上記直線部の間において分岐して形成された内側通電部と該内側通電部の径方向外側に形成された外側通電部とを有する分岐屈曲部からなることを特徴とするヒータ用発熱基板にある。

上記ヒータ用発熱基板においては、上記分岐屈曲部を形成することにより、上記発熱体における熱の集中を抑制することができる。すなわち、上記発熱体を流通する電流は、上記分岐屈曲部において上記内側通電部と上記外側通電部へと分れて流通する。したがって、上記分岐屈曲部においては、総発熱量を維持しながら、上記内側通電部及び上記外側通電部へと熱を分散することができる。これにより、熱の集中を抑制して熱分布を均一化することができる。それゆえ、上記発熱体における局部的な加熱を抑制し、上記ヒータ用発熱基板の耐久性を向上することができる。
また、上記発熱体における熱分布を均一化することにより、上記発熱体を効率良くかつ安定して発熱させることができる。

以上のごとく、上記ヒータ用発熱基板によれば、温度分布を均一化し耐久性を向上することができる。

実施例１における、ヒータ用発熱基板を示す平面図。実施例１における、発熱体の部分拡大図。実施例１における、補助発熱体の部分拡大図。実施例１における、接続端部近傍の断面図（図１における、Ａ−Ａ矢視断面相当）。実施例１における、第１電極近傍の断面図（図１における、Ａ−Ａ矢視断面相当）。確認試験における、比較例のヒータ用発熱基板を示す平面図。熱解析シミュレーションにおける、略Ｕ字型の発熱体のモデルを示す説明図。熱解析シミュレーションにおける、略Ｌ字型の発熱体のモデルを示す説明図。略Ｕ字型発熱体の解析モデルにおける、解析結果を示すグラフ。略Ｌ字型の発熱体の解析モデルにおける、解析結果を示すグラフ。実施例１における、ヒータ用発熱基板の発熱体を示す部分拡大図。

上記ヒータ用発熱基板において、上記複数の屈曲部のうち少なくとも上記分岐屈曲部を除く上記屈曲部は、該屈曲部の内周縁における半径が上記直線部の幅よりも大きい大径屈曲部からなることが好ましい。この場合には、上記大径屈曲部と上記直線部との間の距離を増大させることができる。これにより、上記大径屈曲部及び上記直線部からの熱集中を低減し、熱分布を均一化することができる。

また、分岐屈曲部において、上記外側通電部における最大幅は、上記内側通電部における最大幅よりも大きいことが好ましい。上記外側通電部は、上記内側通電部の径方向外側に形成されているため、上記内側通電部に比べて全長が長くなり電気抵抗が増大する傾向にあり、この場合、上記内側通電部と上記外側通電部とに流通する電流量に差が生じる。したがって、上記外側通電部の最大幅を上記内側通電部の最大幅よりも大きくし、上記外側通電部における電気抵抗を低減することで、上記内側通電部と上記外側通電部とにおける電流の流通量を均一化することができる。これにより、上記内側通電部と上記外側通電部とにおける発熱量をより均一化することができる。

また、上記直線部の長手方向において、上記内側通電部の中心点と上記外側通電部の中心点との間の距離Ｏは、上記直線部の幅Ｗ及び上記屈曲部の内周縁の半径Ｒに対して、Ｗ≦Ｏ≦Ｗ＋２Ｒの関係を満たしていることが好ましい。この場合には、上記内側通電部と上記外側通電部とを互いに適当な位置に配置することにより、上記内側通電部と上記外側通電部とにおける発熱量をより均一化することができる。また、上記距離Ｏは、１．１Ｗ≦Ｏ≦Ｗ＋Ｒの関係を満たしていることが好ましい。この場合には、上記内側通電部と上記外側通電部との間の距離をより最適化しつつ、上記発熱体の小型化が可能となる。

（実施例１）
上記ヒータ用発熱基板にかかる実施例について図１〜図５を参照して説明する。
図１に示すごとく、ヒータ用発熱基板１は、電気絶縁性を有する基板２１と、基板２１の表面に形成され通電することにより発熱する発熱体（３、５、６）とを備えている。発熱体は、直線状に形成された複数の直線部（３２、４１、５１、６１）と、各発熱体における直線部の端部同士を直列につなぐ円弧状の複数の屈曲部（３３、４２、５２、６２）とを有している。複数の屈曲部の少なくとも一部は、直線部の間において分岐して形成された内側通電部（３４１、４３１ａ、４３２ｂ，６３１）と内側通電部の径方向外側に形成された外側通電部（３４２、４３１ｂ、４３２ｂ、６３２）とを有する分岐屈曲部（３４、４３ａ、４３ｂ、６３）からなる。

図１に示すごとく、本例のヒータ用発熱基板１は、暖房機器としてのパネルヒータに用いられるものである。ヒータ用発熱基板１は、電気絶縁性を有する基板２１と、基板２１上に設けられた発熱回路２２とを有している。尚、本例においては、ヒータ用発熱基板１をパネルヒータに用いたが、これ以外にも、床暖房等のパネルヒータ以外の暖房器具や、ホットプレート等の調理器具等に用いてもよい。
基板２１は、耐熱ガラスを四角形の板状に形成してなり、発熱回路２２によって加熱された基板２１は遠赤外線を発生させる。本例においては、基板２１を耐熱ガラスによって形成したが、セラミックスなどの種々の無機材料を用いることができる。

図１、図４及び図５に示すごとく、発熱回路２２は、基板２１の表面に形成され通電することにより発熱する第１発熱体３、第２発熱体５及び第３発熱体６からなる３つの発熱体と、この３つの発熱体と電気的に接続された４つの電極とを有している。３つの発熱体は、銀ペーストを基板２１上にスクリーン印刷した後、焼成することによって形成される。４つの電極は、第１電極７１、第２電極７２、第３電極７３及び共通電極７４からなる。本例において、３つの発熱体は、共通電極７４と接続された１つの接続端部６６から分岐して形成されている。また、第１発熱体３〜第３発熱体６における接続端部６６と反対側の端部は、第１電極７１〜第３電極７３にそれぞれ接続されている。
また、図４及び図５に示すごとく、第１発熱体３、第２発熱体５、第３発熱体６及び接続端部６６の表面は、絶縁性ガラスからなる保護層２３によって覆われている。

本例のヒータ用発熱基板１は、第１電極７１と共通電極７４との間に１００Ｖの電圧を印加することで第１発熱体３が発熱し、パネルヒータの出力を３５０Ｗとすることができる。また、第１電極７１及び第２電極７２と共通電極７４との間に１００Ｖの電圧を印加することで第１発熱体３及び第２発熱体５が発熱し、パネルヒータの出力を５００ｗとすることができる。また、第１電極７１〜第３電極７３と共通電極７４との間に１００Ｖの電圧を印加することで第１発熱体３〜第３発熱体６が発熱し、パネルヒータの出力を７５０Ｗとすることができる。

図１及び図２に示すごとく、第１発熱体３は、主発熱体３１と補助発熱体４とに分岐している。尚、補助発熱体４は、発熱回路２２における抵抗調整のために設けてある。
主発熱体３１は、直線状に形成された複数の主直線部３２と、複数の主直線部３２を直列に接続する複数の主屈曲部３３と、第１電極７１に接続される主接続部３６とを有している。本例において主直線部３２は、１０本形成されており、各主直線部３２は９つの主屈曲部３３によって接続されている。主発熱体３１において、主直線部３２、主屈曲部３３、主接続部３６における幅Ｗ_aは、８ｍｍである。

主屈曲部３３は、主直線部３２における一端側を接続する主分岐屈曲部３４と、主直線部３２における他端側を接続する主大径屈曲部３５とを有している。
主分岐屈曲部３４は、主内側通電部３４１と、主内側通電部３４１の径方向外側に形成された主外側通電部３４２とを有している。主内側通電部３４１及び主外側通電部３４２は、いずれも円弧状をなしており、内周縁の半径Ｒ_a1は、１１．９ｍｍである。したがって、主分岐屈曲部３４においては、半径Ｒ_a1＞幅Ｗ_aとなる。また、主内側通電部３４１の内周縁の中心点Ｐ_a1と主外側通電部３４２の内周縁の中心点Ｐ_a2との間の距離Ｏ_a1は、１２ｍｍとした。したがって、距離Ｏ_a1は、Ｗ_a≦Ｏ_a1≦Ｗ_a＋２Ｒ_a1の関係を満たしている。
主大径屈曲部３５は、円弧状をなしており、内周縁の半径Ｒ_a2は１７．５ｍｍである。したがって、主大径屈曲部３５においては半径Ｒ_a2＞幅Ｗ_aとなる。

直列に接続された主直線部３２のうち、共通電極７４側に配置された主直線部３２の一端は、共通電極７４と接続されている。また、直列に接続された主直線部３２のうち、共通電極７４と反対側に配置された主直線部３２の一端は、主接続部３６を介して第１電極７１と接続されている。主接続部３６は、第１電極７１と接続された主接続直線部３６１と、主接続直線部３６１と主直線部３２とを繋ぐ主接続屈曲部３６２とを有している。主接続屈曲部３６２の内周縁の半径は、４６．５ｍｍである。

図１〜図３に示すごとく、補助発熱体４は、主直線部３２と平行に形成された複数の補助直線部４１と、複数の補助直線部４１を直列に接続する補助屈曲部４２と、第１電極７１と接続される補助接続部４５とを有している。補助発熱体４において、補助直線部４１、補助屈曲部４２及び補助接続部４５の幅Ｗ_bは３ｍｍである。本例において、補助直線部４１は、２０本形成されており、補助直線部４１は、１９個の補助屈曲部４２によって接続されている。

補助屈曲部４２は、補助直線組４１０における４本の補助直線部４１を接続する補助分岐屈曲部４３ａ、４３ｂと、補助直線組４１０の間を接続する補助大径屈曲部４４とを有している。本例においては、４本の補助直線部４１を補助直線組４１０として、隣り合う補助直線部４１間を補助分岐屈曲部４３ａ、４３ｂによって接続し、補助直線組４１０の間を補助大径屈曲部４４によって接続した。

補助分岐屈曲部４３ａ、４３ｂは、補助内側通電部４３１ａ、４３１ｂと、補助内側通電部４３１ａ、４３１ｂの径方向外側にそれぞれ形成された補助外側通電部４３２ａ、４３２ｂとを有している。補助内側通電部４３１ａ、４３１ｂ及び補助外側通電部４３２ａ、４３２ｂは、いずれも円弧状をなしている。尚、補助内側通電部４３１ａ及び補助外側通電部４３２ａの内周縁の半径Ｒ_b1は、１ｍｍである。また、補助内側通電部４３１ｂ及び補助外側通電部４３２ｂの内周縁の半径Ｒ_b2は、１．８７９ｍｍである。したがって、補助分岐屈曲部４３ａ、４３ｂにおいては、半径Ｒ_b1＜幅Ｗ_b、半径Ｒ_b2＜幅Ｗ_bとなる。

また、補助内側通電部４３１ａの内周縁の中心点Ｐ_b1と補助外側通電部４３２ａの内周縁の中心点Ｐ_b2との間の距離Ｏ_b1及び、補助内側通電部４３１ｂの内周縁の中心点Ｐ_b3と補助外側通電部４３２ｂの内周縁の中心点Ｐ_b4との間の距離Ｏ_b2はいずれも５ｍｍとした。したがって、距離Ｏ_b1は、幅Ｗ_b≦Ｏ_b1≦Ｗ_b＋２Ｒ_b1の関係を満たしている。また、距離Ｏ_b2は、幅Ｗ_b≦Ｏ_b2≦Ｗ_b＋２Ｒ_b2の関係を満たしている。

補助大径屈曲部４４は、円弧状をなしており、内周縁の半径Ｒ_b3は、２７．５ｍｍである。したがって、補助大径屈曲部４４においては、半径Ｒ_b3＞幅Ｗ_bとなる。

直列に接続された補助直線部４１のうち、共通電極７４側の端部は、共通電極７４と接続されている。また、直列に接続された補助直線部４１のうち、共通電極７４と反対側の端部は、補助接続部４５を介して第１電極７１と接続されている。補助接続部４５は、第１電極７１と接続された補助接続直線部４５１と、補助接続直線部４５１とを繋ぐ補助接続屈曲部４５２とを有している。補助接続屈曲部４５２は円弧状をなしており、内周縁の半径は、４１．４ｍｍである。

図１及び図２に示すごとく、第２発熱体５は、直線状に形成された複数の第２直線部５１と、複数の第２直線部５１を直列に接続する複数の第２屈曲部５２と、第２電極７２と接続される第２接続部５４とを有している。本例において第２直線部５１は、１０本形成されており、各第２直線部５１は９つの第２屈曲部５２によって接続されている。第２直線部５１、第２屈曲部５２及び第２接続部５４における幅Ｗ_dは３．６ｍｍである。

第２屈曲部５２は、円弧状をなしており、内周縁の半径が異なる２つの第２大径屈曲部５３ａ、５３ｂからなる。第２大径屈曲部５３ａは、第２直線部５１における一端側を接続しており、第２大径屈曲部５３ｂは、第２直線部５１における他端側を接続している。一方の第２大径屈曲部５３ａにおける内周縁の半径Ｒ_d1は２１．９ｍｍである。また、もう一方の第２大径屈曲部５３ｂにおける内周縁の半径Ｒ_d2は、１１．８ｍｍである。したがって、第２大径屈曲部５３ａにおいては、半径Ｒ_d1＞幅Ｗ_dとなり、第２大径屈曲部５３ｂにおいては、半径Ｒ_d2＞幅Ｗ_dとなる。

直列に接続された第２直線部５１うち、共通電極７４側に配置された端部は、共通電極７４と接続されている。また、直列に接続された第２直線部５１のうち、共通電極７４と反対側の端部は、第２接続部５４を介して第２電極７２と接続されている。第２接続部５４は、第２電極７２と接続された第２接続直線部５４１と、第２接続直線部５４１と第２直線部５１とを繋ぐ第２接続屈曲部５４２とを有している。第２接続屈曲部５４２の内周縁の半径は、５６．５ｍｍである。

図１及び図２に示すごとく、第３発熱体６は、直線状に形成された複数の第３直線部６１と、複数の第３直線部６１を直列に接続する複数の第３屈曲部６２と、第３電極７３と接続される第３接続部６５とを有している。本例において第３直線部６１は、１０本形成されており、各第３直線部６１は９つの第３屈曲部６２によって接続されている。第３発熱体６における第３直線部６１、第３屈曲部６２及び第３接続部６５の幅Ｗ_eは６ｍｍである。

第３屈曲部６２は、第３直線部６１における一端側を接続する第３分岐屈曲部６３と、第３直線部６１における他端側を接続する第３大径屈曲部６４とを有している。
第３分岐屈曲部６３は、第３内側通電部６３１と、第３内側通電部６３１の径方向外側に形成された第３外側通電部６３２とを有している。第３内側通電部６３１及び第３外側通電部６３２は、いずれも円弧状をなしており、内周縁の半径Ｒ_e1は３．９ｍｍである。したがって、第３分岐屈曲部６３においては、半径Ｒ_e1＞幅Ｗ_eとなる。また、第３内側通電部６３１の内周縁の中心点と第３外側通電部６３２の内周縁の中心点との間の距離Ｏ_e1は１０ｍｍである。したがって、距離Ｏ_e1は、Ｗ_e≦Ｏ_e1≦Ｗ_e＋２Ｒ_e1の関係を満たしている。
第３大径屈曲部６４は、円弧状をなしており、内周縁の半径Ｒ_e2は、２７．５ｍｍである。したがって、第３大径屈曲部６４においては、半径Ｒ_e2＞幅Ｗ_eである。

直列に接続された第３直線部６１のうち、共通電極７４側の端部は、共通電極７４と接続されている。また、直列に接続された第３直線部６１のうち、共通電極７４と反対側の端部は、第３接続部６５を介して第３電極７３と接続されている。第３接続部６５は、第３電極７３と接続された第３接続直線部６５１と、第３接続直線部６５１と第３直線部６１とを繋ぐと第３接続屈曲部６５２とを有している。第３接続屈曲部６５２の内周縁の半径は、６２．１ｍｍである。

次に、本例の作用効果について説明する。
ヒータ用発熱基板１においては、分岐屈曲部を形成することにより、発熱体における熱の集中を抑制することができる。すなわち、発熱体を流通する電流は、分岐屈曲部において内側通電部と外側通電部へと分流される。したがって、分岐屈曲部においては、総発熱量を維持しながら、内側通電部及び外側通電部へと熱を分散することができる。これにより、熱の集中を抑制して熱分布を均一化することができる。それゆえ、ヒータ用発熱基板１の耐久性を向上することができる。
また、発熱体における熱分布を均一化することにより、発熱体を効率良くかつ安定して発熱させることができる。

また、複数の屈曲部のうち少なくとも分岐屈曲部を除く屈曲部は、屈曲部の内周縁における半径が直線部の幅よりも大きい大径屈曲部からなる。そのため、大径屈曲部によって接続される直線部の間の距離を増大させることができる。これにより、大径屈曲部及び直線部からの熱集中を低減し、熱分布を均一化することができる。

また、直線部の長手方向において、内側通電部の中心点と外側通電部の中心点との間の距離Ｏは、直線部の幅Ｗ及び屈曲部の内周縁の半径Ｒに対して、Ｗ≦Ｏ≦Ｗ＋２Ｒの関係を満たしている。そのため、内側通電部と外側通電部とを互いに適当な位置に配置することにより、内側通電部と外側通電部とにおける発熱量をより均一化することができる。

以上のごとく、本例のヒータ用発熱基板１によれば、温度分布を均一化し耐久性に優れるヒータ用発熱基板１を提供することができる。

（確認試験）
本確認試験においては、ヒータ用発熱基板１における耐久性を確認した。
確認試験は、実施例と比較例の２種類のヒータ用発熱基板１を用いて行った。
実施例は、実施例１に示したヒータ用発熱基板１と同様の構成を有しており、第１発熱体３〜第３発熱体６に電圧を印加する。

比較例のヒータ用発熱基板８は、図６に示すごとく、互いに平行に形成された第１平行発熱体８１と第２平行発熱体８２とを有している。第１平行発熱体８１及び第２平行発熱体８２は、１０本の直線部８１１、８２１と、９個の屈曲部８１２、８２２とをそれぞれ有している。尚、直線部８１１、８２１及び屈曲部８１２、８２２の幅は、いずれも１０．１ｍｍとした。また、第１平行発熱体８１の直線部８１１は、内周縁の半径が４．８ｍｍの小径屈曲部８１３と、内周縁の半径が２１．８ｍｍの大径屈曲部８１４とによって直列に接続されている。また、第２平行発熱体８２の直線部８２１は、内周縁の半径₃が４．９５ｍｍの小径屈曲部８２３と、内周縁の半径が２１．９５ｍｍの大径屈曲部８２４とによって、直列に接続されている。

第１平行発熱体８１及び第２平行発熱体８２における一端は、接続部８１５、８２５を介して電極と接続されている。接続部８１５は、電極８３２と接続された接続直線部８１６と、接続直線部８１６と直線部８１１とを繋ぐ接続屈曲部８１７とを有している。第１平行発熱体８１における接続屈曲部８１７の内周縁の半径は、５８．８ｍｍである。また、接続部８２５は、電極８３１と接続された接続直線部８２６と、接続直線部８２６と直線部８２１とを繋ぐ接続屈曲部８２７とを有している。第２平行発熱体８２における接続屈曲部の内周縁の半径は、４１．９５ｍｍである。また、第２平行発熱体８２及び第２平行発熱体８２における他端は、電極８３２と接続されている。

本確認試験においては、連続耐久試験、高負荷試験、断続試験の３種類を行った。
連続耐久試験は、実施例及び比較例のヒータ用発熱基板１に、１１３Ｖの電圧を印加し断線の有無を確認した。
高負荷試験は、実施例及び比較例のヒータ用発熱基板１に、１２０Ｖの電圧を２４０時間印加し、ヒータ用発熱基板１における電気抵抗の変化率を確認した。
断続試験は、実施例及び比較例のヒータ用発熱基板１に、１１３Ｖの電圧を１５分ＯＮ−１５分ＯＦＦとなるように断続的に印加し、１０００ｈ後のヒータ用発熱基板１における電気抵抗の変化率を確認した。

次に、本確認試験の試験結果について説明する。
連続試験の結果、実施例は３０００ｈ経過時においても断線は発生しなかった。比較例は、１９３１ｈ経過時に断線が発生した。
また、高負荷試験の結果、実施例における電気抵抗の変化率は３．０％であり、比較例における電気抵抗の変化率は５．６％であった。
また、断続試験の結果、実施例における電気抵抗の変化率は１３％であり、比較例においては断線が発生した。
本確認試験の結果から、屈曲部が分岐屈曲部及び大径屈曲部からなる実施例１のヒータ用発熱基板１は、小径屈曲部を有する比較例よりも耐久性に優れていることが確認された。

（熱解析シミュレーション）
本熱解析シミュレーションにおいては、屈曲部における内周縁の半径Ｒと幅Ｗの比Ｒ／Ｗを変化させた際における発熱集中度をシミュレーションした。発熱集中度は、直線部におけるワット密度Ａｓ（ＧＷ／ｍｍ^２）と、屈曲部近傍における最大ワット密度Ａｍ（ＧＷ／ｍｍ^２）との比Ａｍ／Ａｓで示されるものである。尚、ワット密度は、単位表面積あたりの電力（Ｗ）で表される表面負荷の度合いを示すものであり、ワット密度が大きくなるほど温度が高くなる。

図７及び図８に示すごとく本熱解析シミュレーションは、平行に配設された一対の直線部１１１と１つの半円形状の屈曲部１１２とを備えた略Ｕ字型の発熱体の解析モデル１１と、互いに直角に配置された一対の直線部１２１と一対の直線部１２１を繋ぐ円弧状の屈曲部１２２とを備えた略Ｌ字型の発熱体の解析モデル１２とを用いた。
略Ｕ字型の発熱体の解析モデルにおいては、直線部１１１及び屈曲部１１２の幅を５ｍｍ及び１０ｍｍとし、屈曲部１１２における内周縁の半径Ｒ₁を、５ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、４０ｍｍと変化させた。
また、略Ｌ字型の発熱体の解析モデル１２においては、直線部１２１及び屈曲部１２２の幅を１０ｍｍとし、屈曲部１２２における内周縁の半径Ｒ₂を、０ｍｍ（直角）、１ｍｍ、２ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、４０ｍｍと変化させた。

図９は、縦軸を解析モデル１１における発熱集中度Ａｍ／Ａｓとし、横軸を内周縁の半径Ｒ₁と幅Ｗ₁の比Ｒ₁／Ｗ₁としたグラフである。尚、図９のＳ１〜Ｓ４はＷ₁＝５ｍｍのデータを示し、Ｓ５〜Ｓ８はＷ₁＝１０ｍｍのデータを示している。また、図１０は、縦軸を解析モデル１２における発熱集中度Ａｍ／Ａｓとし、横軸を内周縁の半径Ｒ₂と幅Ｗ₂の比Ｒ₂／Ｗ₂としたグラフである。
図９及び図１０に示すごとく、略Ｕ字型の発熱体の解析モデル１１及び略Ｌ字型の発熱体の解析モデル１２のいずれにおいても、比Ｒ／Ｗが小さいほど発熱集中度が大きくなり、比Ｒ／Ｗが大きくなるにつれて発熱集中度が小さくなる。また、比Ｒ／Ｗが１を下回ると発熱集中度の上昇率が増大しており、屈曲部における熱の集中が発生していると言える。したがって、比Ｒ／Ｗを１以上とすることにより、熱の集中を抑制しヒータ用発熱基板の耐久性を向上することができる。

（実施例２）
本例は、図１１に示すごとく、実施例１のヒータ用発熱基板１における構造を一部変更した例である。
本例のヒータ用発熱基板１において、第１発熱体３の主発熱体３１を構成する分岐屈曲部３４の外側通電部３４２における最大幅Ｗ₃を１０ｍｍに設定してある。つまり、外側通電部３４２における最大幅Ｗ₃が、内側通電部３４１における最大幅Ｗ₄（８ｍｍ）よりも大きく設定してある。外側通電部３４２は、分岐屈曲部３４によって接続された一対の主直線部３２の中間位置に向かうにつれて徐々に幅が拡大し、中間位置において最大幅となるように形成されている。また、外側通電部３４２における最小幅は８ｍｍである。
その他の構成は実施例１と同様である。

外側通電部３４２は、内側通電部３４１の径方向外側に形成されているため、内側通電部３４１に比べて全長が長くなり、電気抵抗が増大する傾向にある。この場合、内側通電部３４１と外側通電部３４２とに流通する電流量に差が生じる。本例においては、外側通電部３４２の最大幅を内側通電部３４１の最大幅よりも大きくし、外側通電部３４２における電気抵抗を低減することができる。これにより、内側通電部３４１と外側通電部３４２とにおける電流の流通量を均一化することができる。これにより、内側通電部３４１と外側通電部３４２とにおける発熱量をより均一化することができる。

１ヒータ用発熱基板１
２１基板２１
３、４、５、６発熱体
３２、４１、５１、６１直線部
３３、４２、５２、６２屈曲部
３４、４３ａ、４３ｂ、６３分岐屈曲部
３４１、４３１ａ、４３１ｂ、６３１内側通電部
３４２、４３２ａ、４３２ｂ、６３２外側通電部
３５、４４、５３、６４大径屈曲部

Claims

電気絶縁性を有する基板と、
該基板の表面に形成され通電することにより発熱する発熱体とを備えており、
該発熱体は、直線状に形成された複数の直線部と、該複数の直線部を直列につなぐ円弧状の複数の屈曲部とを有しており、
該複数の屈曲部の少なくとも一部は、円弧状の内側通電部と該内側通電部の径方向外側に形成された円弧状の外側通電部とに分岐する分岐屈曲部からなることを特徴とするヒータ用発熱基板。
上記複数の屈曲部のうち少なくとも上記分岐屈曲部を除く上記屈曲部は、該屈曲部の内周縁における半径が上記直線部の幅よりも大きい大径屈曲部からなることを特徴とする請求項１に記載のヒータ用発熱基板。
上記分岐屈曲部において、上記外側通電部における最大幅は、上記内側通電部における最大幅よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載のヒータ用発熱基板。
上記直線部の長手方向において、上記内側通電部の中心点と上記外側通電部の中心点との間の距離Ｏは、上記直線部の幅Ｗ及び上記屈曲部の内周縁の半径Ｒに対して、Ｗ≦Ｏ≦Ｗ＋２Ｒの関係を満たしていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のヒータ用発熱基板。