JP2018041598A - Planar heating element and manufacturing method thereof - Google Patents

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敏彦 武本
Toshihiko Takemoto
敏彦 武本
拓馬 福田
Takuma Fukuda
拓馬 福田
栗田 均
Hitoshi Kurita
均 栗田
亘 本田
Wataru Honda
亘 本田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a planar heating element equipped with a new structure and also to provide a manufacturing method thereof.SOLUTION: Disclosed is a planar heating element 20 constituted by metal having conductivity. The planar heating element 20 is formed using a metal lath 21 equipped with a large number of through-holes 22 which are arranged in a staggered array between metal net line parts 23 in a plan view. The planar heating element whose electric resistance value is controlled can be manufactured by changing the pitch width of strand of the metal lath 21 and size of the through-hole and also changing the thickness and width of the net line part 23 by adding force in the thickness direction with respect to the metal lath 21.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、面状発熱体及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a planar heating element and a method for manufacturing the same.

面状発熱体は、種々の分野で利用され、種々の構造を備えたものが提案されている。
特許文献1は、鉄−クロム−アルミ系薄板の母材とアルミニウム箔とのクラッド鋼板を発熱体とし、この発熱体を焼鈍処理後、触媒を担持して触媒層を形成した触媒体を開示することに加えて、前記発熱体は、クラッド鋼板をラス加工後、波付け加工を施し、その後に焼鈍処理を行ってアルミナの皮膜を形成したものであることが開示されている。ところが、この特許文献1では、発熱体を、クラッド鋼板をラス加工(エキスパンド加工)等をすることを示すに止まり、その電気抵抗値などの特性については何らの開示もなされていないし、単に加工されたメタルラスをそのまま用いるものを開示しているに止まる。
Planar heating elements are used in various fields, and those having various structures have been proposed.
Patent Document 1 discloses a catalyst body in which a clad steel plate made of an iron-chromium-aluminum thin plate and an aluminum foil is used as a heating element, and the heating element is annealed and then a catalyst is supported to form a catalyst layer. In addition, it is disclosed that the heating element is obtained by lathing a clad steel sheet, then applying a corrugation process, and then performing an annealing process to form an alumina film. However, this Patent Document 1 only shows that the heating element is subjected to lath processing (expanding processing) or the like on the clad steel plate, and there is no disclosure about characteristics such as electric resistance value, and it is simply processed. Only the one that uses the metal lath as it is is disclosed.

また、特許文献2、3は、メタルラスなどを担体として、これに触媒を担持させた触媒体を、脱臭装置、排ガス浄化装置、V O C除去装置を含む空気清浄機などに利用するとこを開示しているが、メタルラスは単なる触媒の担体にすぎず、自ら発熱するものではない。 Patent Documents 2 and 3 disclose that a metal body or the like is used as a carrier and a catalyst body on which a catalyst is supported is used for an air purifier including a deodorizing device, an exhaust gas purifying device, and a V OC removing device. However, the metal lath is merely a catalyst carrier and does not generate heat by itself.

特開2000−334299号公報JP 2000-334299 A 特開2002−191986号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-191986 特開2007−236638号公報JP 2007-236638 A

上述の事情に鑑み、本発明は、新たな構造を備えた面状発熱体の提供を課題とする。また本発明は、新たな面状発熱体の製造方法を提供するものであって、製造時に電気抵抗値を制御することができる製造方法、特に同一の素材を用いた場合であっても製造時の条件設定のみによって所望の電気抵抗値を有するものを製造することができる面状発熱体の製造方法を提供することを課題とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a planar heating element having a new structure. The present invention also provides a new method for manufacturing a planar heating element, which can control the electrical resistance value during manufacturing, particularly when the same material is used. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a planar heating element that can manufacture a sheet having a desired electric resistance value only by setting the above conditions.

本発明は、導電性を有する金属で構成された面状発熱体において、前記面状発熱体は、金属製の網線部間に、平面視千鳥配列に配置された多数の貫通孔を備えたメタルラスによって構成されたものであるが、単にメタルラスを面状発熱体として用いることではなく、網線部のストランドの刻み幅や貫通孔の大きさ調整、圧延加工などの手段によって、前記網線部の厚みを0.1mm以下とし、幅10mm×長さ1000mmを測定単位とする電気抵抗値が5Ω以上にまで高めた薄肉化メタルラスであることを特徴とする面状発熱体を提供する。この圧延加工など厚み方向に力を加えることによって、前記網線部が変形し、前記メタルラス形状(平面視において菱形の空間が千鳥状に配列された形状)が変化した、新たな面状発熱体を提供し得る。 The present invention relates to a planar heating element composed of a conductive metal, and the planar heating element includes a large number of through-holes arranged in a zigzag arrangement in a plan view between metal mesh portions. It is composed of a metal lath, but it is not simply using a metal lath as a planar heating element, but by means such as adjusting the step width of the strand of the mesh line portion, the size of the through-hole, rolling, etc. The sheet heating element is characterized in that it is a thin metal lath having a thickness of 0.1 mm or less and an electrical resistance value of 5 mm or more with a width 10 mm × length 1000 mm as a measurement unit. By applying a force in the thickness direction such as rolling, the mesh portion is deformed, and the metal lath shape (the shape in which rhombus spaces are arranged in a staggered manner in plan view) is changed. Can provide.

また、本発明は、導電性を有する金属で構成された面状発熱体の製造方法において、前記面状発熱体は、金属製の網線部間に、平面視千鳥配列に配置された多数の貫通孔を備えたメタルラスを用いて形成されたものであり、前記メタルラスに対して厚み方向に力を加えて、前記網線部の厚みを変化させることにより、前記発熱部の電気抵抗値を制御した薄肉化メタルラスを得ることを特徴とする面状発熱体の製造方法を提供する。 Further, the present invention provides a method for manufacturing a planar heating element composed of a conductive metal, wherein the planar heating element is arranged in a zigzag array in plan view between metal mesh portions. It is formed using a metal lath with a through hole, and the electric resistance value of the heat generating part is controlled by applying a force in the thickness direction to the metal lath to change the thickness of the mesh part. Provided is a method for manufacturing a planar heating element, characterized in that a thin metal lath is obtained.

特に、厚み方向に力を加える前の前記網線部の厚みが0.3mm以上であり、このメタルラスに対して圧延加工を施すことにより、前記網線部を厚み0.1mm以下に変化させて、幅10mm×長さ1000mmを測定単位とする電気抵抗値を5Ω以上に制御された前記薄肉化メタルラスを得ることができるものである。 In particular, the thickness of the mesh portion before applying force in the thickness direction is 0.3 mm or more, and by rolling the metal lath, the mesh portion is changed to a thickness of 0.1 mm or less, and the width The thin metal lath having an electric resistance value of 10Ω × 1000 mm in length as a measurement unit is controlled to be 5Ω or more can be obtained.

本発明は、新たな構造を備えた面状発熱体を提供することができたものである。
本発明は、新たな面状発熱体の製造方法を提供することができたものであって、製造時に電気抵抗値を制御することができる製造方法、特に同一の素材を用いた場合であっても製造時の条件設定のみによって所望の電気抵抗値を有するものを製造することができる面状発熱体の製造方法を提供することができたものである。
The present invention has been able to provide a planar heating element having a new structure.
The present invention has been able to provide a new method for manufacturing a planar heating element, in which the electrical resistance value can be controlled during manufacturing, particularly when the same material is used. In addition, it is possible to provide a method for manufacturing a planar heating element capable of manufacturing a device having a desired electric resistance value only by setting conditions during manufacturing.

(A)本発明の実施の形態に係る処理前メタルラスの平面図、(B)薄肉化メタルラスの平面図。(A) The top view of the metal lath before processing which concerns on embodiment of this invention, (B) The top view of a thin metal lath. 本発明の実施の形態に係るメタルラスの説明図。Explanatory drawing of the metal lath which concerns on embodiment of this invention. 同薄肉化メタルラスを用いた面状発熱体の断面図。Sectional drawing of the planar heating element using the said thin metal lath. (A)同面状発熱体と組み合わせて用いられるメタル箔の断面図、(B)同面状発熱体と同メタル箔との積層体の断面図、(C)同面状発熱体と組み合わせて用いられる他のメタル箔の断面図。(A) Cross-sectional view of a metal foil used in combination with a coplanar heating element, (B) Cross-sectional view of a laminate of the coplanar heating element and the metal foil, (C) In combination with the coplanar heating element Sectional drawing of the other metal foil used. (A)(B)はそれぞれ同メタル箔の要部切断斜視図、(C)(D)はそれぞれ他の実施の形態に係るメタル箔の要部切断斜視図。(A) (B) is a principal part cutting perspective view of the metal foil, respectively, (C) (D) is a principal part cutting perspective view of the metal foil which concerns on other embodiment, respectively. (A)同メタル箔の変形例の平面図、(B)同メタル箔の他の変形例の平面図。(A) The top view of the modification of the metal foil, (B) The top view of the other modification of the metal foil. (A)同積層体により構成されたコイル構造体の構造を示すための斜視図、(B)同積層体により構成されたコイル構造体に対する流体の流れ方向を示すための斜視図。(A) The perspective view for showing the structure of the coil structure comprised by the same laminated body, (B) The perspective view for showing the flow direction of the fluid with respect to the coil structure comprised by the same laminated body. 実施例1〜6に係る処理前メタルラスと薄肉化メタルラスとの平面図。The top view of the metal lath before processing which concerns on Examples 1-6, and a thin metal lath. 加熱試験1の結果を示すグラフ及び各供試体の平面形状を示す説明図。An explanatory view showing a graph which shows a result of heating test 1, and a plane shape of each specimen. 加熱試験3の各供試体の平面形状を示す説明図。Explanatory drawing which shows the planar shape of each test body of the heating test 3. FIG.

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
(面状発熱体について)
本発明の実施の形態に係る面状発熱体20は、その発熱部分がメタルラス21によって構成されたものである。このメタルラス21は、図1に示すように、千鳥配列に配置された多数の貫通孔22を備えたもので、金属板にスリットを形成すると共にエキスパンド加工等を施すラス加工によって製造され、同一形状の多数の貫通孔22を備えている。貫通孔22の形状は菱形などが一般的であるが、長方形状などの矩形状であってもよく適宜変更し得る。貫通孔22で除去されてない部分が網線部23を構成する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(About planar heating elements)
In the sheet heating element 20 according to the embodiment of the present invention, the heat generating portion is constituted by a metal lath 21. As shown in FIG. 1, this metal lath 21 is provided with a large number of through holes 22 arranged in a staggered arrangement, and is manufactured by lath processing that forms slits in a metal plate and performs expansion processing or the like, and has the same shape. A large number of through holes 22 are provided. The shape of the through hole 22 is generally a rhombus or the like, but may be a rectangular shape such as a rectangular shape and can be changed as appropriate. A portion of the through hole 22 that is not removed constitutes the mesh portion 23.

このラス加工されたメタルラス21に対して、網線部のストランドの刻み幅や貫通孔の大きさを調整するとともに、圧延加工などにより厚み方向に力を加えて、網線部23の厚みを変化させることにより、その電気抵抗値を制御した薄肉化メタルラス21bを得る。以下、発明を実施をするための形態では、薄肉化の処理を施したメタルラス21のみを指す場合には薄肉化メタルラス21bと言い、薄肉化の処理を施していないメタルラス21を処理前メタルラス21aといい、両者を区別せずに言う場合にはメタルラス21という。
この薄肉化メタルラス21bの端部などの適宜位置に電極(図示せず)などを設けて通電可能とすることによって面状発熱体20の主要な構造が完成する。
For the metal lath 21 subjected to the lath processing, the step width of the strand of the mesh line portion and the size of the through hole are adjusted, and the thickness of the mesh wire portion 23 is changed by applying a force in the thickness direction by rolling or the like. By doing so, the thin metal lath 21b whose electric resistance value is controlled is obtained. Hereinafter, in the form for carrying out the invention, when only the metal lath 21 subjected to the thinning process is indicated, it is referred to as a thinned metal lath 21b, and the metal lath 21 that has not been subjected to the thinning process is referred to as a pre-processing metal lath 21a. Okay, when we say without distinguishing both, it is called metal lath 21.
The main structure of the planar heating element 20 is completed by providing an electrode (not shown) or the like at an appropriate position such as the end of the thin metal lath 21b to enable energization.

(原料の金属板材)
この面状発熱体20は、その素材として板厚約0.03〜0.1mmの金属板材を用いて製造することができるが、面状発熱体20の用途や求められる発熱性能などによって変更して実施することができる。このメタルラス21の素材は、導電性を有する素材で形成することができるが、特に、鉄やその合金(例えば固有抵抗が高いFe−Cr−Al合金)など、発熱性を持たせるために高い電気抵抗を有する金属を用いて実施することが適当である。
(Raw metal plate)
The planar heating element 20 can be manufactured by using a metal plate material having a thickness of about 0.03 to 0.1 mm as a material thereof. However, the planar heating element 20 is changed depending on the use of the planar heating element 20 or required heating performance. be able to. The material of the metal lath 21 can be formed of a material having electrical conductivity, but in particular, high electrical property is required for providing heat generation such as iron or an alloy thereof (for example, Fe—Cr—Al alloy having a high specific resistance). It is appropriate to use a metal having resistance.

(処理前メタルラス21)
処理前メタルラス21aは、エキスパンドメタルとも呼ばれ、例えば、素材の前記金属板材をエキスパンド製造機の金型によって千鳥状に切れ目を入れながら押し広げて(エキスパンドして)、その切れ目を菱形や亀甲形に成形したメッシュ状の板材で、この実施の形態では、メッシュの開口を貫通孔22と呼び、金属部分を網線部23と呼ぶ。この網線部23のうち、線状の部分をストランド24と言い、ストランド24同士が交った部分をボンド25と言う。また、メッシュの短目方向中心間距離をSW、メッシュの長目方向中心間距離をLW、ストランドの刻み幅をWと言う。(図1(A)及び図2参照)。このメッシュの大きさ及びラス厚みは適宜変更して実施することができるが、特に、次の範囲で実施することができる。
SW:1.0〜3.0mm
LW:1.5〜6.0mm
W:0.3〜0.8mm
ラス厚み:0.3〜1.0mm
(Pre-treatment metal lath 21)
The pre-processing metal lath 21a is also called an expanded metal. For example, the metal plate material is expanded (expanded) in a zigzag pattern by using a mold of an expand manufacturing machine, and the cut is rhombus or turtle shell shape. In this embodiment, the mesh opening is referred to as a through hole 22, and the metal portion is referred to as a mesh portion 23. Of the mesh portion 23, the linear portion is referred to as a strand 24, and the portion where the strands 24 intersect with each other is referred to as a bond 25. Further, the distance between the centers in the short direction of the mesh is referred to as SW, the distance between the centers in the long direction of the mesh is referred to as LW, and the step width of the strand is referred to as W. (See FIGS. 1A and 2). The size of the mesh and the lath thickness can be changed as appropriate, and can be carried out in the following ranges.
SW: 1.0-3.0mm
LW: 1.5-6.0mm
W: 0.3-0.8mm
Lath thickness: 0.3-1.0mm

但し、図2に示すように、SWはメッシュの短目方向の中心間距離であり、LWは同長目方向中心間距離であり、ラス厚み(図2では単に、厚みと表示した)はメタルラス21の厚み方向の下端から上端までの距離である。処理前メタルラス21aは、素材の金属板材に単にスリットを形成するだけではなくエキスパンド加工がなされるため、その断面においては網線部23が傾斜するなどして、立体的な形状を示すものであり、図2に示すように、その上下の面(図では左右の面)が網線部23の角によって構成される。従って、他との接触は、原則的に、面接触ではなく、線接触となる。 However, as shown in FIG. 2, SW is the distance between the centers in the short direction of the mesh, LW is the distance between the centers in the long direction, and the lath thickness (simply indicated as thickness in FIG. 2) is the metal lath. 21 is a distance from the lower end to the upper end in the thickness direction. The pre-processing metal lath 21a is not only simply formed with a slit in the metal plate material, but also expanded, so that the cross-section of the metal lath 23 inclines in a three-dimensional shape. As shown in FIG. 2, the upper and lower surfaces (left and right surfaces in the figure) are constituted by the corners of the mesh portion 23. Therefore, in principle, contact with others is not a surface contact but a line contact.

(圧延加工)
上記の処理前メタルラス21aに対して、圧延加工を施すなどしてメタルラス21に対して厚み方向に力を加えて、網線部23の厚み及び幅を変化させて薄肉化メタルラス21bを得ることができる。図1(A)から図1(B)の変化に示すように、圧延加工を施すことによって、網線部23の厚みが小さくなり平面視の幅が大きくなる。これによって得られた薄肉化メタルラス21bは、その網線部23が略平坦な薄板状となり、上下の面は、図3に示すように略平面状となるもので、他との接触は、原則的に、面接触となる。
(Rolling process)
Applying a force in the thickness direction to the metal lath 21 by, for example, rolling the pre-treatment metal lath 21a to change the thickness and width of the mesh portion 23 to obtain the thin metal lath 21b. it can. As shown in the change from FIG. 1A to FIG. 1B, the thickness of the mesh portion 23 is reduced and the width in plan view is increased by rolling. The thinned metal lath 21b obtained in this manner has a thin flat plate shape with the mesh portion 23 being flat, and the upper and lower surfaces are substantially flat as shown in FIG. Therefore, it becomes surface contact.

(面状発熱体)
薄肉化メタルラス21bに、電極(図示せず)などを設けて通電可能な面状発熱体20を完成させる。この面状発熱体20は、その電気抵抗値が変化すると共に表面積が変化することによって、その発熱性能並びにヒーターとしての性能を変化させることができるものである。特に、素材の金属板材との比較では、4倍以上(好ましくは10倍以上)に電気抵抗値を高くすることができる。具体的には、幅10mm×長さ1000mmを測定単位とする電気抵抗値が、金属板材(鉄−クロム−アルミニウム合金)では約1〜2Ωであったところ、薄肉化メタルラス21bにあっては約5Ω以上、好ましくは約10〜60Ωにまで高めることができたことは、発明者にとっても大きな驚きであった。特に、20〜40Ω程度を示すものが、発熱性能と強度とのバランスの点から好ましいと考えられる。
(Surface heating element)
An electrode (not shown) or the like is provided on the thin metal lath 21b to complete the planar heating element 20 that can be energized. The planar heating element 20 can change its heat generation performance and performance as a heater by changing its electric resistance value and its surface area. In particular, in comparison with the metal plate material, the electric resistance value can be increased by 4 times or more (preferably 10 times or more). Specifically, the electrical resistance value having a measurement unit of width 10 mm × length 1000 mm was about 1 to 2Ω in the case of a metal plate (iron-chromium-aluminum alloy), but in the case of the thin metal lath 21b, about It was a great surprise for the inventor that the voltage could be increased to 5Ω or more, preferably about 10 to 60Ω. In particular, a material exhibiting about 20 to 40Ω is considered preferable from the viewpoint of a balance between heat generation performance and strength.

この薄肉化メタルラス21bのメッシュの大きさは適宜変更して実施することができるが、特に、次の範囲で実施することができる。
SW:1.0〜3.0mm
LW:1.5〜6.0mm
W:0.3〜0.8mm
ラス厚み:0.03mm〜0.1mm以下(特に好ましくは0.03〜0.07mm)
薄肉化メタルラス21bを用いた面状発熱体20は、その電気抵抗値が大幅に増加すると共に、ラス加工のメッシュ形状や圧延の程度(圧延後の厚み)によって電気抵抗値を変化させることができる。さらに、薄肉化メタルラス21bを用いた面状発熱体20は、金属板材及び処理前メタルラス21aに比して、同一の発熱温度(金属の表面温度)を得るために要する消費電力量を小さくすることができ、同一消費電力量では、より大きな温度上昇を得ることができる。
Although the size of the mesh of the thin metal lath 21b can be changed as appropriate, it can be carried out in the following range.
SW: 1.0-3.0mm
LW: 1.5-6.0mm
W: 0.3-0.8mm
Lath thickness: 0.03 mm to 0.1 mm or less (particularly preferably 0.03 to 0.07 mm)
The sheet heating element 20 using the thin metal lath 21b has a significantly increased electric resistance value, and can change the electric resistance value depending on the mesh shape of the lath processing and the degree of rolling (thickness after rolling). . Furthermore, the planar heating element 20 using the thin metal lath 21b reduces the power consumption required to obtain the same heating temperature (metal surface temperature) as compared with the metal plate material and the pre-processing metal lath 21a. Thus, a greater temperature increase can be obtained with the same power consumption.

(適用例)
本発明に係る面状発熱体20は、開口率を70%以上とする事で太陽光の遮蔽量を低減できるため、寒冷地域で使用される融雪用シートヒーターとして用いることができるものであり、例えば太陽光発電用パネルやビニールハウスに対する融雪用シートヒーターに適用し得る。また自動車のシートヒーター、二輪車や自転車ハンドルの加温シート、家庭用ホットカーペット等に適用される均一加熱ができる高効率シートヒーターとして実施することができる。その際、面状発熱体20に通電して用いられるため、その前面や背面など絶縁が必要な部分には、絶縁処理がなされたり、他の絶縁シートなどが配置されて用いられる。なお、薄肉化メタルラス21bは、処理前メタルラス21aに比して厚みが小さく、また網線部23の形状もフラットに近くなるため、処理前メタルラス21aよりも屈曲性や可撓性が高くなり、使用する部分の形状に応じた形状に変形させ易いため、例示したものは勿論それ以外の種々の用途に適用することができる。薄肉化メタルラス21bを用いた面状発熱体20は種々の用途に適用することができるが、その際、電極、温度制御手段、配線、スイッチ、絶縁層などの絶縁手段などを用途に応じて付加して実施することができる。
(Application example)
Since the planar heating element 20 according to the present invention can reduce the amount of sunlight shielded by setting the aperture ratio to 70% or more, it can be used as a sheet heater for melting snow used in cold regions, For example, the present invention can be applied to a solar heater panel or a snowmelt sheet heater for a greenhouse. It can also be implemented as a high-efficiency seat heater capable of uniform heating applied to automobile seat heaters, heated seats for motorcycles and bicycle handles, and hot carpets for household use. At that time, since the sheet heating element 20 is energized and used, portions such as the front surface and the back surface that require insulation are subjected to insulation treatment or other insulating sheets are disposed. The thin metal lath 21b has a smaller thickness than the pre-processing metal lath 21a and the shape of the mesh portion 23 is almost flat, so that it has higher flexibility and flexibility than the pre-processing metal lath 21a. Since it is easy to deform | transform into the shape according to the shape of the part to be used, what was illustrated can of course be applied to various other uses. The planar heating element 20 using the thin metal lath 21b can be applied to various uses. At that time, an insulating means such as an electrode, a temperature control means, a wiring, a switch, and an insulating layer is added depending on the use. Can be implemented.

(メタル箔について)
さらに、本発明に係る面状発熱体20は、本願出願人の開発に係るメタル箔10との併用も可能である。
このメタル箔10について図4及び図5を参照して説明する。
(About metal foil)
Furthermore, the planar heating element 20 according to the present invention can be used in combination with the metal foil 10 according to the development of the present applicant.
The metal foil 10 will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

このメタル箔10は、山部12と谷部13とが周期的に繰り返す波形構造部11を備えるものである。このメタル箔10の全体形状は自由であるが、例えば一定幅で連続して伸びるウエブ状であったり、矩形であったり、円形であったり、種々の形状で実施することができる。 The metal foil 10 includes a corrugated structure portion 11 in which a peak portion 12 and a valley portion 13 are periodically repeated. Although the overall shape of the metal foil 10 is arbitrary, it can be implemented in various shapes such as a web shape continuously extending with a constant width, a rectangular shape, or a circular shape.

以下の説明では、ウエブ状のメタル箔10を前提に説明するが、種々の形態で実施できるものである。
ウエブ状のメタル箔10の場合、その長手方向に山部12及び谷部13が交互に配列されているもので、山部12及び谷部13の伸びる方向はウエブの幅方向に伸びることになる。以下、上記の長手方向を縦方向又は前後方向とし、上記の幅方向を横方向又は左右方向として説明するが、これらの記載は相対的な位置関係を示すに止まり、絶対的な位置を特定するものではない。また、ウエブの長手方向と、山部12及び谷部13の伸びる方向とは固定的に理解されるべきではなく、山部12及び谷部13の伸びる方向が、ウエブの幅方向としたものとして実施したり、ウエブの幅方向及び長手方向に対して傾斜したものとして実施したりしてもかまわない。
In the following description, the web-shaped metal foil 10 will be described as a premise, but can be implemented in various forms.
In the case of the web-like metal foil 10, the ridges 12 and the valleys 13 are alternately arranged in the longitudinal direction, and the direction in which the ridges 12 and the valleys 13 extend extends in the width direction of the web. . Hereinafter, the longitudinal direction will be described as the vertical direction or the front-rear direction, and the width direction will be described as the horizontal direction or the left-right direction. However, these descriptions only indicate a relative positional relationship and specify an absolute position. It is not a thing. Further, the longitudinal direction of the web and the direction in which the peak portion 12 and the valley portion 13 extend should not be understood in a fixed manner, and the direction in which the peak portion 12 and the valley portion 13 extend is the width direction of the web. It may be carried out or it may be carried out as inclined with respect to the width direction and the longitudinal direction of the web.

メタル箔10の素材は金属や合成樹脂などの種々の素材で形成することができるが、特に、鉄やその合金(例えば固有抵抗が高いFe−Cr−Al合金)など、自己発熱性を持たせる場合などでは導電性を有する金属を用いて実施することが好ましい。板厚は0.05mmなどの約0.02〜0.1mm薄板(箔)を用いて実施することが好ましいがその用途などに応じて変更することができる。 The material of the metal foil 10 can be formed of various materials such as metal and synthetic resin, and in particular, it has self-heating properties such as iron and its alloys (for example, Fe-Cr-Al alloy having high specific resistance). In some cases, it is preferable to use a conductive metal. The plate thickness is preferably about 0.02 to 0.1 mm thin plate (foil) such as 0.05 mm, but can be changed depending on the use.

(波形構造部について)
このメタル箔10は、山部12及び谷部13が交互に配列された波形構造部11を備えるが、波形構造部11はメタル箔10の全体に形成されたものとして実施することができるが、一部にのみ形成されたものとして実施してもかまわない。一部にのみ形成する場合には、例えば、メタル箔10の中央部分や、幅方向の例えば半分の部分や、周辺部分などに設けてもかまわない。
(About the waveform structure)
The metal foil 10 includes the corrugated structure 11 in which the crests 12 and the troughs 13 are alternately arranged. The corrugated structure 11 can be implemented as being formed on the entire metal foil 10, You may implement as what was formed only in part. When forming only in a part, for example, it may be provided in the central portion of the metal foil 10, the half portion in the width direction, the peripheral portion, or the like.

山部12と谷部13とは、上下方向において対称をなすものとして実施することができるが、山部12と谷部13とで幅や高さが異なるものであってもかまわない。
この実施の形態では、山部12と谷部13は、フラットな山上面16と谷底面17を備えており、山上面16と谷底面17との間が斜面18でつながれた断面略台形状をなしている。なお、山上面16及び谷底面17と、斜面18との間コーナー部分はアールを形成するなどしてもよく、台形状は幾何学的な意味に限定して理解されるべきではない。山上面16と谷底面17とがフラットであることにより、前述の面状発熱体20との接触面積を増やすことができるなどの効果を発揮することができる。
The peak portion 12 and the valley portion 13 can be implemented as symmetrical in the vertical direction, but the peak portion 12 and the valley portion 13 may have different widths and heights.
In this embodiment, the peak portion 12 and the valley portion 13 have a flat peak top surface 16 and a valley bottom surface 17, and have a substantially trapezoidal cross section in which a slope 18 connects the peak top surface 16 and the valley bottom surface 17. There is no. Note that a corner portion between the mountain top surface 16 and the valley bottom surface 17 and the slope 18 may form a round shape, and the trapezoidal shape should not be understood to be limited to a geometric meaning. Since the top surface 16 and the bottom surface 17 of the valley are flat, an effect of increasing the contact area with the planar heating element 20 can be exhibited.

(切開部及び突片ついて)
メタル箔10は、その波形構造部11に切開部14及び突片15を備えている。
切開部14及び突片15は、適宜手段で形成することができるが、たとえばメタル箔10に対するバーリング加工によって形成することができる。
(Incision and protrusion)
The metal foil 10 includes an incision 14 and a projecting piece 15 in the corrugated structure 11.
The incision 14 and the projecting piece 15 can be formed by appropriate means, but can be formed by, for example, burring processing on the metal foil 10.

具体的にはバーリング加工を施すことにより形成されるバリとして実施することができるもので、一つの切開部14に対して複数の突片15を形成することができる。突片15は互いに分離して突出しているもので少なくともその先端は互いに独立している(なお、突片15同士はその基部同士で繋がっていてもかまわないが、先端は互いに独立しているものとして独立している)ものであり、突片15同士の間に流通空間19が存在し、空気などのガスに代表される流体が突片15同士の間の流通空間19からメタル箔10の厚み方向(内外方向)に流れることができる。 Specifically, it can be implemented as a burr formed by performing a burring process, and a plurality of protruding pieces 15 can be formed for one incision 14. The projecting pieces 15 are separated and protrude from each other, and at least their tips are independent from each other (note that the projecting pieces 15 may be connected to each other at their bases, but the tips are independent from each other. And a flow space 19 exists between the projecting pieces 15, and a fluid represented by a gas such as air flows from the flow space 19 between the projecting pieces 15 to the thickness of the metal foil 10. It can flow in the direction (inside and outside).

各突片15は、波形構造部11の内側に向けて突出しているものである。波形構造部11は全体として板状をなすため、内外の意味は相対的なものでしかないが、波形構造部11を山部12側と谷部13側との間の仮想線で2分し、山部12側の突片15は、その仮想線と山部12とのによって規定される空間内に突出し、谷部13側の突片15は、その仮想線と谷部13とのによって規定される空間内に突出するものとして実施することができる。言い換えれば、突片15は、山上面16よりも上方に突出せず、突片15は谷底面17よりも下方に突出しないものとする。これによって、前述の略フラットな山上面16と谷底面17との相乗効果により、図4(B)に示すように、面状発熱体20との接触面積を増やしたりロウ付け不良を抑制したりすることができる。また、当接する相手方の素材を傷つけないといった効果も発揮することができる。 Each protrusion 15 protrudes toward the inside of the corrugated structure 11. Since the corrugated structure 11 has a plate shape as a whole, the inside and outside meanings are only relative, but the corrugated structure 11 is divided into two by a virtual line between the peak 12 side and the valley 13 side. The projecting piece 15 on the mountain portion 12 side protrudes into a space defined by the virtual line and the mountain portion 12, and the projecting piece 15 on the valley portion 13 side is defined by the virtual line and the valley portion 13. It can be implemented as protruding into the space to be made. In other words, it is assumed that the projecting piece 15 does not protrude above the mountain top surface 16 and the projecting piece 15 does not project below the valley bottom surface 17. Thereby, due to the synergistic effect of the above-described substantially flat mountain top surface 16 and valley bottom surface 17, as shown in FIG. can do. Moreover, the effect of not damaging the material of the other party that abuts can also be exhibited.

切開部14及び突片15の形成位置については、図4(A)、図5(A)及び図5(B)に示すように、切開部14及び突片15を、山上面16又は谷底面17にのみ形成して斜面18には形成しないようにすることができるし、図4(C)、図5(A)及び図5(B)に示すように、切開部14及び突片15を、山上面16又は谷底面17と斜面18とに連続して形成するようにすることができる。 About the formation position of the incision part 14 and the protrusion piece 15, as shown in FIG. 4 (A), FIG. 5 (A) and FIG. 5 (B), the incision part 14 and the protrusion piece 15 are connected to the mountain top surface 16 or the valley bottom surface. 17 and not on the inclined surface 18, and as shown in FIGS. 4 (C), 5 (A) and 5 (B), the incision 14 and the projecting piece 15 are formed. The upper surface 16 or the bottom surface 17 of the valley and the inclined surface 18 can be formed continuously.

突片15は、金型の構造などによって種々変更することができるが、切開部14の前後の2箇所から突出した2つの突片15として実施できるし、切開部14の3箇所以上から突出した突片15として実施することもできる。また、切開部14の平面視の形状は矩形であってもよく、円形や楕円形であってもよい。 The projecting piece 15 can be variously changed depending on the structure of the mold or the like, but can be implemented as two projecting pieces 15 projecting from two places before and after the incision 14, and projecting from three or more of the incision 14. It can also be implemented as a projecting piece 15. Further, the shape of the incision 14 in plan view may be a rectangle, or a circle or an ellipse.

突片15は、バーリング以外の方法で形成することもでき、例えば切開部14を刃物で切開しその余剰部分を曲げ加工して形成することもできる。
このメタル箔10は、触媒を担持する担体としての利用や、電気抵抗の高い金属で実施することによる発熱体としての利用を示すことができる。
The projecting piece 15 can also be formed by a method other than burring. For example, the incision 14 can be incised with a blade and the surplus portion thereof can be bent.
The metal foil 10 can be used as a carrier for supporting a catalyst, or can be used as a heating element by using a metal having high electrical resistance.

担体としてのメタル箔10は、自動車排ガスや工場等から排出されるPMなどに汚染された空気を浄化する触媒を担持する担体として用いることができる。この場合、触媒成分としては、例えば、白金(Pt)、パラジウム(Pd)などの白金族触媒や、酸化チタンを主成分にし、バナジウム(V)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)などの活性成分を添加したものを用いることができ、必要に応じて、メタルラス21の表面にアルミナ(Al23)などの耐熱性の酸化層を形成し、触媒を担体させることができる。 The metal foil 10 as a carrier can be used as a carrier carrying a catalyst for purifying air contaminated with automobile exhaust gas or PM discharged from a factory or the like. In this case, as the catalyst component, for example, a platinum group catalyst such as platinum (Pt) or palladium (Pd), or an active component such as vanadium (V), molybdenum (Mo), or tungsten (W) mainly composed of titanium oxide. What added the component can be used, and if necessary, a heat resistant oxide layer such as alumina (Al 2 O 3 ) can be formed on the surface of the metal lath 21 to support the catalyst.

いずれの場合にも、メタル箔10周辺(メタル箔10の厚み方向と波形構造部11の長手方向)の流体の流れを良好に保ちつつ、且つ、面状発熱体20に対する接触面積の増大をなすことが好ましいが、上述のメタル箔10の構造はこれに適した構造を提示する。特に、突片15が山部12又は谷部13の内側に突出していることによって、山上面16又は谷底面17と、斜面18とによって制限された空間において突片15と山上面16とが存在することによる流体の乱れの発生を促すことができると共に、切開部14と突片15の形態は、メタル箔10の厚み方向と波形構造部11の長手方向の流体の双方への流れを適度に保つことができるため、流体の流れの良好性、流体との接触時間、接触面積の増大をなすことができる。 In any case, the fluid flow around the metal foil 10 (the thickness direction of the metal foil 10 and the longitudinal direction of the corrugated structure 11) is kept good, and the contact area with the planar heating element 20 is increased. Preferably, the structure of the metal foil 10 described above presents a structure suitable for this. In particular, since the protruding piece 15 protrudes inside the peak portion 12 or the valley portion 13, the protruding piece 15 and the mountain top surface 16 exist in a space limited by the mountain top surface 16 or the valley bottom surface 17 and the slope 18. The occurrence of fluid turbulence can be promoted, and the shape of the incision 14 and the projecting piece 15 appropriately controls the flow of fluid in both the thickness direction of the metal foil 10 and the longitudinal direction of the corrugated structure 11. Therefore, it is possible to improve the fluid flow, the contact time with the fluid, and the contact area.

(積層体としての適用例)
メタル箔10と面状発熱体20とは、両者を組み合わせた積層体30としての利用することがきる。
メタル箔10と面状発熱体20とは互いに接合されていない状態(両者が接触している状態としていない状態の双方を含む)で利用することもできるし、メタル箔10と面状発熱体20とを接合させた状態で利用することもできるものであり、これらの状態を併せてメタル箔10と面状発熱体20を厚み方向に重ねた構造体を積層体30と言うが、いずれの場合でも、メタル箔10に対して面状発熱体20を上下いずれか一方に配置させた形態と双方に配置させた形態とを取ることができる。
(Application example as a laminate)
The metal foil 10 and the planar heating element 20 can be used as a laminate 30 in which both are combined.
The metal foil 10 and the planar heating element 20 can be used in a state where they are not joined to each other (including both the states where they are not in contact), or the metal foil 10 and the planar heating element 20. Can be used in a state of being joined together, and a structure in which these states are combined and the metal foil 10 and the planar heating element 20 are stacked in the thickness direction is referred to as a laminated body 30. However, the form which arrange | positioned the planar heat generating body 20 with respect to the metal foil 10 in any one of the upper and lower sides, and the form arrange | positioned at both can be taken.

(メタル箔と面状発熱体とが接合されていない形態)
メタル箔10と面状発熱体20とは、次に述べるように、両者が接合されたものとして実施することもできるが、両者が接合されていない形態としても実施することができる。両者が接合されていない形態としては、メタル箔10と面状発熱体20とを接触(特に略フラットな山上面16又は谷底面17を備えている場合には面接触)させた状態であることが好ましいが、両者を接触(面接触を含む)させずに両者間に空間がある状態であってもかまわない。但し、接触させた状態で実施する場合では、前述の突片15が内側に突出する効果を有効に発揮し得る。
(The form in which the metal foil and the planar heating element are not joined)
As will be described below, the metal foil 10 and the planar heating element 20 can be implemented as being joined together, but can also be implemented as a form in which the two are not joined. As a form in which the two are not joined, the metal foil 10 and the planar heating element 20 are in contact with each other (particularly in the case of having a substantially flat mountain top surface 16 or valley bottom surface 17). However, it does not matter even if there is a space between the two without bringing them into contact (including surface contact). However, when it implements in the state made to contact, the effect which the above-mentioned protrusion 15 protrudes inside can be exhibited effectively.

(メタル箔と面状発熱体とが接合された形態)
メタル箔10と面状発熱体20とを接合させた形態は、両者を接合手段で一体化させるものであり、一つの分離しないシート構造体を構成する。接合手段は、両者を一体化させるものであればよいが、その好適な一例としてロウ付けや溶接を示すことができる。これらの接合手段を実施する場合、メタル箔10と面状発熱体20とはロウ付けや溶接が可能な金属などである必要があるが、その際、前述のように、突片15が波形構造部11の内側に向けて突出しているものであると共に山上面16と谷底面17とが略フラットなものであることによって、メタル箔10と面状発熱体20とを面接触させることができ、ロウ付けや溶接の不良を抑制することが可能となる。他の接合手段としては、ネジやリベットなどの締結体による接合や、接着剤などによる接着、各種テープによる固定などを例示することができ、各種接合手段を併用することも可能である。
なお、メタル箔10と面状発熱体20とを接合させる場合には、ロウ付け等をその一部分にのみ形成するようにして実施することも出来る。その際、図6(A)に示すように、ウエブ状のメタル箔10の幅方向の両側縁を面状発熱体20にロウ付けする場合には、当該ロウ付けする部分33に、切開部14や突片15を形成しないことで、ロウ付け面積をさらに増やすことができる。なお、この切開部14や突片15を形成しない領域は、ウエブ状のメタル箔10の幅方向の中央に設けるなど、種々変更して実施することができる(図6(B)参照))。
なお後述するように、メタル箔10と面状発熱体20を重ねてコイル状に巻き付ける場合には、予め両者を接合した状態で巻きつけることもできるが、両者の周率差を考慮して予め接合しない状態で巻き付け、巻きつけ完了後にコイル状になされた端面にロウ剤を配置してロウ付けするようにしてもよい。また、巻きつけ完了後に同者を接合する場合、巻き付けの終端のみで両者を接合すると共にその内周に対して接合するだけに止めることもできる。
(Metal foil and planar heating element joined together)
The form in which the metal foil 10 and the planar heating element 20 are joined is one in which both are integrated by a joining means, and constitutes one non-separated sheet structure. Any joining means may be used as long as both are integrated, but brazing or welding can be shown as a suitable example. When performing these joining means, the metal foil 10 and the planar heating element 20 need to be a metal that can be brazed or welded. At this time, as described above, the projecting piece 15 has a corrugated structure. The metal foil 10 and the planar heating element 20 can be brought into surface contact with each other by projecting toward the inside of the portion 11 and the top surface 16 and the bottom surface 17 of the mountain being substantially flat. It is possible to suppress brazing and welding defects. Examples of other joining means include joining with a fastening body such as a screw or rivet, adhesion with an adhesive, fixing with various tapes, and the like, and various joining means can be used in combination.
In addition, when joining the metal foil 10 and the planar heating element 20, brazing etc. can also be implemented only in the part. At this time, as shown in FIG. 6 (A), when both side edges in the width direction of the web-shaped metal foil 10 are brazed to the planar heating element 20, the incised portion 14 is formed in the brazed portion 33. Further, the brazing area can be further increased by not forming the projecting pieces 15. In addition, the area | region which does not form this incision part 14 or the protrusion 15 can be implemented in various changes, such as providing in the center of the width direction of the web-shaped metal foil 10 (refer FIG.6 (B)).
As will be described later, when the metal foil 10 and the planar heating element 20 are overlapped and wound in a coil shape, they can be wound together in advance, but in advance, considering the difference in the peripheral ratio between them. Wrapping may be performed without joining, and brazing may be performed by placing a brazing agent on the end face formed into a coil after completion of winding. Moreover, when joining the same person after completion of winding, it is also possible to stop both by joining both at the end of winding and at the inner periphery.

なお、メタル箔10と面状発熱体20とを接合させる場合には、ロウ付け等をその一部分にのみ形成するようにして実施することも出来る。その際、ウエブ状のメタル箔10の幅方向の両側縁を面状発熱体20にロウ付けする場合には、当該ロウ付け部分には、切開部14や突片15を形成しないことで、ロウ付け面積をさらに増やすことができる。なお、この切開部14や突片15を形成しない領域は、ウエブ状のメタル箔10の幅方向の中央に設けるなど、種々変更して実施することができる。 In addition, when joining the metal foil 10 and the planar heating element 20, brazing etc. can also be implemented only in the part. At that time, when both side edges of the web-shaped metal foil 10 in the width direction are brazed to the planar heating element 20, the incised portion 14 and the projecting piece 15 are not formed in the brazed portion. The attachment area can be further increased. In addition, the area | region which does not form this incision part 14 or the protrusion 15 can be implemented in various changes, such as providing in the center of the width direction of the web-shaped metal foil 10. FIG.

(積層体30の作用効果)
上述の接合の有無に関わらず、積層体30では、前述のメタル箔10単体としての利点に加えて、面状発熱体20との相乗効果が発揮され得る。
積層体30とその周辺の流体との関係では、山上面16又は谷底面17と、斜面18とに加えて、面状発熱体20の存在によって、その空間がさらに制限される。その際、面状発熱体20が流体の通過を許さないか或いは制限するものとして実施した場合には、各積層体30間の流体の移動を制限できる。他方、貫通孔22を備える場合などには、各積層体30間の流体の移動を許容することができる。その際、突片15間の流通空間19と切開部14との存在によって、各積層体30間の流体の移動を充分に確保することができる。特に、各積層体30間の流体の移動を必要とする場合や、積層体30間の流体の移動が有る方が有利な場合には、貫通孔22を備えることが好ましい。
(Operation effect of the laminated body 30)
Regardless of the presence or absence of the above-mentioned joining, in addition to the advantages of the metal foil 10 as a single body, the laminated body 30 can exhibit a synergistic effect with the planar heating element 20.
In the relationship between the laminated body 30 and the surrounding fluid, the space is further limited by the presence of the sheet heating element 20 in addition to the mountain top surface 16 or the valley bottom surface 17 and the slope 18. At that time, when the planar heating element 20 does not allow or restricts the passage of fluid, the movement of the fluid between the stacked bodies 30 can be restricted. On the other hand, when the through holes 22 are provided, fluid movement between the stacked bodies 30 can be allowed. At that time, due to the presence of the flow space 19 between the projecting pieces 15 and the incision 14, the movement of the fluid between the stacked bodies 30 can be sufficiently ensured. In particular, when fluid movement between the stacked bodies 30 is required, or when it is advantageous to have fluid movement between the stacked bodies 30, it is preferable to provide the through holes 22.

(積層体の具体的利用形態)
メタル箔10は前述のように触媒を担持させておき、面状発熱体20と厚み方向に重ねた積層体30として用いることができる。そして例えば、この積層体30は、平板状のシート構造体として利用することができるが、図7(A)に示すように、渦巻き状に巻回させたコイル構造体31としても実施することができる。
(Specific usage of laminate)
The metal foil 10 can carry the catalyst as described above, and can be used as the laminated body 30 that overlaps the planar heating element 20 in the thickness direction. For example, the laminate 30 can be used as a flat sheet structure, but can also be implemented as a coil structure 31 wound in a spiral as shown in FIG. it can.

その具体的な適用例としては、メタル箔10をメタル担体に適用する例を示すことができる。また、メタル箔10と面状発熱体20との双方に触媒を担持させることもできる。
その際、メタル箔10と面状発熱体20との少なくとも何れか一方に触媒を担持させた後に、両者を重ね合わせて、渦巻き状に巻回するようにしてもかまわないが、メタル箔10と面状発熱体20とを重ねて巻回した後に、両者に触媒を担持させるようにすると、巻回などの加工時に担持させた触媒が傷つけられるおそれを解消することができる。
いずれの場合にあっても、メタル箔10と面状発熱体20との双方が厚み方向への貫通部を有しているため、コイル構造体31の径方向へ複数の層に渡って流体が流れることもでき、3次元的な流体の移動が促進される。
As a specific application example, an example in which the metal foil 10 is applied to a metal carrier can be shown. Further, the catalyst can be supported on both the metal foil 10 and the planar heating element 20.
At that time, after the catalyst is supported on at least one of the metal foil 10 and the planar heating element 20, they may be overlapped and wound in a spiral shape. If the catalyst is carried on both of the planar heating elements 20 after being wound on each other, the risk of damage to the catalyst carried during processing such as winding can be eliminated.
In any case, since both the metal foil 10 and the planar heating element 20 have through portions in the thickness direction, fluid flows across a plurality of layers in the radial direction of the coil structure 31. It can also flow and promotes three-dimensional fluid movement.

なお、メタル箔10と面状発熱体20とは、接合されていなくてもよく、接合されたものであってもよい。メタル箔10の山上面16と谷底面17とが略フラットなものであると共に突片15が内側に突出しているため、面状発熱体20を傷つけることがなく、また、接合する場合には、ロウ付けや溶接の不良を抑制することが可能となる。 In addition, the metal foil 10 and the planar heating element 20 may not be joined but may be joined. When the top surface 16 and the bottom surface 17 of the metal foil 10 are substantially flat and the projecting piece 15 projects inward, the planar heating element 20 is not damaged, and when joining, It is possible to suppress brazing and welding defects.

巻回の方向は、ウエブの長手方向の一端側が内周端、他端側が外周端となるように、言い換えれば、山部12及び谷部13の伸びる方向はウエブの幅方向が、コイル構造体31の軸方向に略一致するように巻回すればよい。これによって、コイル構造体31の軸方向の一端面から他端面へ(図7(B)の下面から上面へ)流体を流すことができ、流された流体は、一端面から他端面への移動中に、積層体30の周方向へも移動することができ、流体の乱流化を促進することができる。 The winding direction is such that one end side in the longitudinal direction of the web is the inner peripheral end and the other end side is the outer peripheral end. In other words, the direction in which the peak portion 12 and the valley portion 13 extend is the width direction of the web. What is necessary is just to wind so that it may correspond to the axial direction of 31 substantially. As a result, a fluid can flow from one end surface in the axial direction of the coil structure 31 to the other end surface (from the lower surface to the upper surface in FIG. 7B), and the fluid that has flowed moves from the one end surface to the other end surface. Inside, it can move also to the peripheral direction of layered product 30, and turbulent fluidization can be promoted.

この積層体30は、排ガス浄化装置、PM除去装置、脱臭装置などの各種のガス浄化装置に適用することができるし、各種の加熱装置にも適用することができる。さらに具体的には、本願出願人の出願に係る特開2015−223579号の空気浄化装置における加熱ユニットと浄化ユニットとを一体化させた複合ユニットとしても実施することができる。またヒーターとしての一適用例としては、過熱蒸気生成器を示すことができるものであり、電極を設けた電気加熱ヒーターとして積層体30を採用し、水蒸気を直接加熱し過熱蒸気を生成するものとして実施することができる。この例では、水蒸気をコイル構造体31の一方の端面から他方の端面へ通過させることによって、水蒸気を直接過熱することができ、小型化が可能であり、加熱効率の向上を図ることができるものである。 The laminate 30 can be applied to various gas purification devices such as an exhaust gas purification device, a PM removal device, and a deodorization device, and can also be applied to various heating devices. More specifically, the present invention can also be implemented as a combined unit in which the heating unit and the purification unit in the air purification device of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-223579 related to the application of the present applicant are integrated. Moreover, as an application example as a heater, a superheated steam generator can be shown, and the laminated body 30 is adopted as an electric heater provided with electrodes, and steam is directly heated to generate superheated steam. Can be implemented. In this example, the water vapor can be directly heated by passing the water vapor from one end surface of the coil structure 31 to the other end surface, the size can be reduced, and the heating efficiency can be improved. It is.

以下本発明の理解を高めるために実施例を示すが、本発明はこの実施例に限定して理解されるべきではない。
実施例1〜6は、1種類の素材の金属板材に、異なるラス加工を施して6種類の処理前メタルラス21aを製造し、それぞれについて圧延加工を施して6種類の薄肉化メタルラス21bを得たものである。
Examples are shown below to enhance the understanding of the present invention, but the present invention should not be understood to be limited to these Examples.
In Examples 1 to 6, six kinds of pre-treatment metal laths 21a were manufactured by applying different lath processing to a metal plate material of one type of material, and six types of thinned metal laths 21b were obtained by rolling each of them. Is.

(原料の金属板材)
各実施例の素材の金属板材には、共通したものを用いた。具体的には、板厚0.05mm、長さ1m、幅80mmの合金(Fe−18%Cr−3%Al)製の板材を用いた。
(Raw metal plate)
The common metal plate material of each example was used. Specifically, a plate material made of an alloy (Fe-18% Cr-3% Al) having a plate thickness of 0.05 mm, a length of 1 m, and a width of 80 mm was used.

(処理前メタルラス)
前記金属板材をエキスパンド製造機の金型によって千鳥状に切れ目を入れながら押し広げて、その切れ目を略菱形のメッシュ状の板材を得た。表1に、6種類(実施例1〜6)の金型の設計寸法と、これによって得られた処理前メタルラス21aの測定値を示す。各寸法の意味は実施の形態で示したとおりである。
(Metal lath before processing)
The metal plate material was spread while being cut in a zigzag pattern by a mold of an expand manufacturing machine, and a substantially rhombic mesh-like plate material was obtained. Table 1 shows the design dimensions of the six types (Examples 1 to 6) of the molds and the measured values of the pre-treatment metal lath 21a obtained thereby. The meaning of each dimension is as shown in the embodiment.

(薄肉化メタルラス)
6種類の処理前メタルラス21aに対して、圧延加工を施して、それぞれ0.05mm厚みの薄肉化メタルラス21b(実施例1〜6)を得た。図8に、実施例1〜6に係る処理前メタルラス21aと薄肉化メタルラス21bとの平面図(写真)を示す。また、表2に実施例1〜6に係る薄肉化メタルラス21bの電気抵抗値(抵抗値(Ω))を、素材原料の金属板材の電気抵抗値との比と共に示す。なお、電気抵抗値は、いずれも幅10mm、長さ1000mm、厚み0.05mmのものに対して長手方向の両端に電極を設けて測定した。
このように、実施例の肉薄化メタルラスは、素材原料に比して約4倍から30倍近くにまで電気抵抗値を高めることができたものである。
(Thinned metal lath)
Six types of pre-treatment metal laths 21a were rolled to obtain thin metal laths 21b (Examples 1 to 6) each having a thickness of 0.05 mm. In FIG. 8, the top view (photograph) of the metal lath 21a before processing which concerns on Examples 1-6 and the thin metal lath 21b is shown. Table 2 shows the electrical resistance value (resistance value (Ω)) of the thin metal lath 21b according to Examples 1 to 6 together with the ratio of the electrical resistance value of the metal plate material. The electrical resistance values were measured by providing electrodes at both ends in the longitudinal direction with respect to those having a width of 10 mm, a length of 1000 mm, and a thickness of 0.05 mm.
Thus, the thin metal lath of the example was able to increase the electric resistance value from about 4 times to nearly 30 times compared to the raw material.

(加熱試験1)
加熱試験1として、実施例3に係る薄肉化メタルラス21b(供試体1)と同処理前メタルラス21a(供試体2)とその素材の金属板材(供試体3)との加熱試験を行った。その結果を表3と図9とに示す。なお、表3においては、参考例として、SUS+Cu(0.03mm厚)からなる無加工の板材の結果も示した。
この加熱試験1は、供試体1〜3と参考例とのそれぞれを図9に示す略M字状の平面形状の形状としたものについて、その両端に電極を設けて通電させたもので、通電した電力と発熱温度(表面温度)とを測定した。
供試体1については、60℃の表面温度に達するのに10.9wの消費電力を要したのに対して、供試体2については、59℃の表面温度に達するのに15.2wの消費電力を要したものであり、薄肉化メタルラス21b(供試体1)にあっては、処理前メタルラス21a(供試体2)に比して、約3分の2の電力消費量によって同等の発熱効果を得ることができたものである。また、供試体3や参考例と供試体1とを比較すると、さらにその差は明瞭である。
従って、本発明にあっては、金属板材及び処理前メタルラス21aに比して、同一の発熱温度(金属の表面温度)を得るために要する消費電力量を小さくすることができ、また、同一消費電力量ではより大きな温度上昇を得ることができることが確認された。
(Heating test 1)
As the heating test 1, a heating test was performed on the thin metal lath 21b (sample 1) according to Example 3, the pre-treatment metal lath 21a (sample 2), and the metal plate material (sample 3). The results are shown in Table 3 and FIG. In Table 3, as a reference example, the result of an unprocessed plate material made of SUS + Cu (0.03 mm thick) is also shown.
In this heating test 1, each of the specimens 1 to 3 and the reference example was made to have a substantially M-shaped planar shape shown in FIG. The measured power and heat generation temperature (surface temperature) were measured.
Specimen 1 required 10.9 w of power to reach a surface temperature of 60 ° C, while Specimen 2 required 15.2 w of power to reach a surface temperature of 59 ° C. In the thin metal lath 21b (specimen 1), the same heat generation effect can be obtained by the power consumption of about two-thirds compared to the pre-treatment metal lath 21a (specimen 2). Was made. Further, when the specimen 3 and the reference example are compared with the specimen 1, the difference is clear.
Therefore, in the present invention, compared with the metal plate material and the pre-processing metal lath 21a, it is possible to reduce the power consumption required to obtain the same heat generation temperature (metal surface temperature) and the same consumption. It was confirmed that a larger temperature increase can be obtained with the amount of electric power.

(加熱試験2)
加熱試験2として、実施例3に係る薄肉化メタルラス21bを用いた加熱試験を行った。その結果を表4に示す。
この加熱試験2は、実施例3に係る薄肉化メタルラス21bであって幅40mmで長さの異なるもの(大:電気抵抗値5Ω、小:電気抵抗値7Ω)の2種類を作成して、電極を設けて通電した。加熱試験開始時の室内環境は室温24.3℃、湿度46%であった。通電後10秒経過した時点での実施例3の表面温度を測定し、その結果などを表4に示す。12Vの電圧を印加することで、10秒後に41℃と31℃に温度が上昇したものであり、電気抵抗値が大きい方が消費電力が少なく、温度上昇が低いことが示された。
(Heating test 2)
As the heating test 2, a heating test using the thin metal lath 21b according to Example 3 was performed. The results are shown in Table 4.
In this heating test 2, two types of thin metal laths 21b according to Example 3 having a width of 40 mm and different lengths (large: electrical resistance value 5Ω, small: electrical resistance value 7Ω) were prepared, and the electrodes And was energized. The room environment at the start of the heating test was room temperature 24.3 ° C. and humidity 46%. The surface temperature of Example 3 was measured when 10 seconds had passed after energization, and the results are shown in Table 4. When a voltage of 12 V was applied, the temperature rose to 41 ° C. and 31 ° C. after 10 seconds. It was shown that the larger the electrical resistance value, the lower the power consumption and the lower the temperature rise.

(加熱試験3)
加熱試験3として、実施例1、実施例3及び実施例4に係る薄肉化メタルラス21bを用いた加熱試験を行った。その条件と結果を表5及び図10に示す。
この加熱試験3は、次の4種のパターンで行った。
(Heating test 3)
As the heating test 3, the heating test using the thin metal lath 21b according to Example 1, Example 3, and Example 4 was performed. The conditions and results are shown in Table 5 and FIG.
This heating test 3 was performed with the following four types of patterns.

パターン1:実施例1係る薄肉化メタルラス21bをそのまま用いたものであって、幅80mm×長さ980mmとしたものについて、6V、8V、12Vの3種類の電圧を印加した。 Pattern 1: Three types of voltages of 6V, 8V, and 12V were applied to a thin metal lath 21b according to Example 1 that was used as it was and had a width of 80 mm and a length of 980 mm.

パターン2:実施例1係る薄肉化メタルラス21bを用いたものであって、幅80mm×長さ980mmとしたものについて、長さ40mmのスリットを40mm間隔で対向する両辺から交互に設けたものについて、6V、8V、12Vの3種類の電圧を印加した。 Pattern 2: For the thin metal lath 21b according to Example 1 having a width of 80 mm and a length of 980 mm, slits having a length of 40 mm were alternately provided from both sides facing each other at intervals of 40 mm. Three types of voltages of 6V, 8V, and 12V were applied.

パターン3:実施例1係る薄肉化メタルラス21bを用いたものであって、幅80mm×長さ980mmとしたものについて、長さ50mm幅10mmのスリットを30mm間隔で対向する両辺から交互に設けたものについて、6V、8V、12Vの3種類の電圧を印加した。 Pattern 3: Using the thin metal lath 21b according to Example 1 and having a width of 80 mm × a length of 980 mm, slits having a length of 50 mm and a width of 10 mm were alternately provided from both sides facing each other at intervals of 30 mm. About three, the voltage of 6V, 8V, and 12V was applied.

パターン4:実施例3及び実施例4に係る薄肉化メタルラス21bを用いたものであって、幅40mm×長さ280mmとしたものについて、実施例3のものを2枚と、実施例4のものを2枚とを環状に直列で接続し、12Vの電圧を印加した。
加熱試験開始時の室内環境は室温27.0℃、湿度50%であった。通電後10秒経過した時点での各パターンの実施例1、3及び4の表面温度を測定し、その結果などを表5に示す。
Pattern 4: Using the thin metal lath 21b according to Example 3 and Example 4 and having a width of 40 mm × a length of 280 mm, two of Example 3 and those of Example 4 Were connected in series in a ring and a voltage of 12V was applied.
The room environment at the start of the heating test was room temperature 27.0 ° C and humidity 50%. Table 5 shows the results of measuring the surface temperatures of Examples 1, 3 and 4 of each pattern when 10 seconds passed after energization.

パターン1と、パターン2及び3との比較において、スリットを設けたものの方が電気抵抗値が大きくなると考えられ、抵抗値が大きい方が消費電力が少なく、温度上昇が低いことが示された。 In comparison between Pattern 1 and Patterns 2 and 3, it was considered that the one provided with the slit was considered to have a larger electric resistance value, and the larger the resistance value, the lower the power consumption and the lower the temperature rise.

10 メタル箔
11 波形構造部
12 山部
13 谷部
14 切開部
15 突片
16 山上面
17 谷底面
18 斜面
19 流通空間
20 面状発熱体
21 メタルラス
21a 処理前メタルラス
21b 薄肉化メタルラス
22 貫通孔
23 網線部
24 ストランド
25 ボンド
30 積層体
31 コイル構造体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Metal foil 11 Corrugated structure part 12 Mountain part 13 Valley part 14 Incision part 15 Projection piece 16 Mountain top surface 17 Valley bottom surface 18 Slope 19 Distribution space 20 Planar heating element 21 Metal lath 21a Metal lath 21b before processing Thin metal lath 22 Through-hole 23 Network Wire part 24 Strand 25 Bond 30 Laminate 31 Coil structure

Claims (3)

導電性を有する金属で構成された面状発熱体において、
前記面状発熱体は、金属製の網線部間に、平面視千鳥配列に配置された多数の貫通孔を備えたメタルラスによって構成されたものであり、
前記網線部の厚みが0.1mm以下であり、
幅10mm×長さ1000mmを測定単位とする電気抵抗値が5Ω以上であることを特徴とする面状発熱体。
In a planar heating element composed of a conductive metal,
The planar heating element is constituted by a metal lath having a large number of through holes arranged in a zigzag arrangement in a plan view between metal mesh portions,
The mesh portion has a thickness of 0.1 mm or less,
A planar heating element characterized by having an electric resistance value of 5Ω or more with a measurement unit of width 10 mm × length 1000 mm.
導電性を有する金属で構成された面状発熱体の製造方法において、
前記面状発熱体は、金属製の網線部間に、平面視千鳥配列に配置された多数の貫通孔を備えたメタルラスを用いて形成されたものであり、
前記網線部のストランドの刻み幅及び貫通孔の大きさを変化させるとともに、前記メタルラスに対して厚み方向に力を加えて、前記網線部の厚みを変化させることにより、その電気抵抗値を制御した薄肉化メタルラスを得て、前記薄肉化メタルラスにより面状発熱体を構成することを特徴とする面状発熱体の製造方法。
In the method for manufacturing a planar heating element composed of a conductive metal,
The planar heating element is formed using a metal lath having a large number of through-holes arranged in a staggered arrangement in plan view between metal mesh portions,
By changing the step width of the strand of the mesh line portion and the size of the through-hole, and applying a force in the thickness direction to the metal lath to change the thickness of the mesh line portion, the electrical resistance value is changed. A method for producing a planar heating element, comprising obtaining a controlled thinned metal lath and forming the planar heating element with the thinned metal lath.
厚み方向に力を加える前の前記メタルラスの前記網線部の厚みが0.3mm以上であり、このメタルラスに対して圧延加工を施すことにより、前記網線部の厚みを0.1mm以下に変化させて、幅10mm×長さ1000mmを測定単位とする電気抵抗値を5Ω以上に制御された前記薄肉化メタルラスを得ること特徴とする請求項2記載の面状発熱体の製造方法。 The thickness of the mesh line part of the metal lath before applying force in the thickness direction is 0.3 mm or more, and by rolling the metal lath, the thickness of the mesh line part is changed to 0.1 mm or less. 3. The method of manufacturing a planar heating element according to claim 2, wherein the thin metal lath having an electrical resistance value of 5 Ω or more with a measurement unit of width 10 mm × length 1000 mm is obtained.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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