JP2023044077A - シート状ヒータ連結体 - Google Patents
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Abstract
【課題】短時間、低コストで、作業者によらず一定品質以上のものを製造することができ、熱膨張によって変形し難いシート状ヒータ連結体の提供。【解決手段】導電性の発熱層を２枚の絶縁層で挟んだ積層構造を備える複数のシート状ヒータが、各々の端部において重なり、その重なった部分Ｘにおいて、積層方向に導電性の貫通部材が貫通していることで、複数の前記シート状ヒータに含まれる前記発熱層の各々が前記貫通部材を介して電気的に繋がっている、シート状ヒータ連結体。【選択図】図４
Description
本発明はシート状ヒータ連結体に関する。
従来、複数のシート状ヒータを連結させたヒータ装置が提案されている。
例えば特許文献１には、ベースフィルム上に箔状に設けられ発熱体として機能する抵抗体と、上記抵抗体に連続して形成され電気母線として機能する一対の電極と、を具備した面状ヒータを任意個数用意して、該任意個数の面状ヒータを、上記一対の電極の端部で、溶接により接続してなることを特徴とするヒータ装置が記載されている。そして、このようなヒータ装置は、従来のように任意個数の面状ヒータを接続端子で接続した構成でなく、溶接によって接続した構成であるため、接続部分が厚くなることはなく、ヒータ装置全体が平坦な状態になっていて、又、接続部分においても可撓性に優れていることから、接続部分を曲面に対応して変形させることができ、そのため、ヒータ装置の全面を加熱対象物の表面に隙間無く密着した状態で装着することができ、例えば、配管やダクト等の加熱対象物の外周面に取り付けられ、凍結を防止するヒータ装置などに好適に用いることができると記載されている。
例えば特許文献１には、ベースフィルム上に箔状に設けられ発熱体として機能する抵抗体と、上記抵抗体に連続して形成され電気母線として機能する一対の電極と、を具備した面状ヒータを任意個数用意して、該任意個数の面状ヒータを、上記一対の電極の端部で、溶接により接続してなることを特徴とするヒータ装置が記載されている。そして、このようなヒータ装置は、従来のように任意個数の面状ヒータを接続端子で接続した構成でなく、溶接によって接続した構成であるため、接続部分が厚くなることはなく、ヒータ装置全体が平坦な状態になっていて、又、接続部分においても可撓性に優れていることから、接続部分を曲面に対応して変形させることができ、そのため、ヒータ装置の全面を加熱対象物の表面に隙間無く密着した状態で装着することができ、例えば、配管やダクト等の加熱対象物の外周面に取り付けられ、凍結を防止するヒータ装置などに好適に用いることができると記載されている。
しかしながら特許文献１に記載のヒータは、電極の端部を溶接して接続するため、作業時間やコストがかかり、また、作業者によって溶接の質のバラツキが大きくなる傾向があった。
本発明は上記のような課題を解決することを目的とする。すなわち、本発明は、短時間、低コストで、作業者によらず一定品質以上のものを製造することができ、熱膨張によって変形し難いシート状ヒータ連結体を提供することを目的とする。
本発明者は上記課題を解決するため鋭意検討し、本発明を完成させた。
本発明は以下の（１）～（７）である。
（１）導電性の発熱層を２枚の絶縁層で挟んだ積層構造を備える複数のシート状ヒータが、各々の端部において重なり、
その重なった部分Ｘにおいて、積層方向に導電性の貫通部材が貫通していることで、複数の前記シート状ヒータに含まれる前記発熱層の各々が前記貫通部材を介して電気的に繋がっている、シート状ヒータ連結体。
（２）導電性の発熱層を２枚の絶縁層で挟んだ積層構造を備える複数のシート状ヒータが、各々の端部において重なり、
前記シート状ヒータは、少なくともその重なった部分Ｘであって、かつ、前記発熱層に隣り合う層として、前記発熱層と電気的に繋がり、前記発熱層よりも抵抗が低い電極箔を有し、
前記部分Ｘにおいて、積層方向に導電性の貫通部材が貫通していることで、前記貫通部材と前記電極箔とが電気的に繋がり、
複数のシート状ヒータに含まれる前記発熱層の各々が前記貫通部材を介して電気的に繋がっている、シート状ヒータ連結体。
（３）前記部分Ｘにおける両外面において、前記貫通部材と接する箇所には前記絶縁層がなく、その箇所には代わりに平座金が配置され、
前記平座金は、前記発熱層および／または前記電極箔と電気的に繋がっている、上記（１）または（２）に記載のシート状ヒータ連結体。
（４）前記部分Ｘにおいて重なる２つの前記シート状ヒータの間に層状のスペーサーを備える、上記（１）～（３）のいずれかに記載のシート状ヒータ連結体。
（５）前記貫通部材がハトメである、上記（１）～（４）のいずれかに記載のシート状ヒータ連結体。
（６）前記貫通部材が真鍮からなる、上記（１）～（５）のいずれかに記載のシート状ヒータ連結体。
（７）前記平座金が真鍮からなる、上記（３）～（６）のいずれかに記載のシート状ヒータ連結体。
本発明は以下の（１）～（７）である。
（１）導電性の発熱層を２枚の絶縁層で挟んだ積層構造を備える複数のシート状ヒータが、各々の端部において重なり、
その重なった部分Ｘにおいて、積層方向に導電性の貫通部材が貫通していることで、複数の前記シート状ヒータに含まれる前記発熱層の各々が前記貫通部材を介して電気的に繋がっている、シート状ヒータ連結体。
（２）導電性の発熱層を２枚の絶縁層で挟んだ積層構造を備える複数のシート状ヒータが、各々の端部において重なり、
前記シート状ヒータは、少なくともその重なった部分Ｘであって、かつ、前記発熱層に隣り合う層として、前記発熱層と電気的に繋がり、前記発熱層よりも抵抗が低い電極箔を有し、
前記部分Ｘにおいて、積層方向に導電性の貫通部材が貫通していることで、前記貫通部材と前記電極箔とが電気的に繋がり、
複数のシート状ヒータに含まれる前記発熱層の各々が前記貫通部材を介して電気的に繋がっている、シート状ヒータ連結体。
（３）前記部分Ｘにおける両外面において、前記貫通部材と接する箇所には前記絶縁層がなく、その箇所には代わりに平座金が配置され、
前記平座金は、前記発熱層および／または前記電極箔と電気的に繋がっている、上記（１）または（２）に記載のシート状ヒータ連結体。
（４）前記部分Ｘにおいて重なる２つの前記シート状ヒータの間に層状のスペーサーを備える、上記（１）～（３）のいずれかに記載のシート状ヒータ連結体。
（５）前記貫通部材がハトメである、上記（１）～（４）のいずれかに記載のシート状ヒータ連結体。
（６）前記貫通部材が真鍮からなる、上記（１）～（５）のいずれかに記載のシート状ヒータ連結体。
（７）前記平座金が真鍮からなる、上記（３）～（６）のいずれかに記載のシート状ヒータ連結体。
本発明によれば、短時間、低コストで、作業者によらず一定品質以上のものを製造することができ、熱膨張によって変形し難いシート状ヒータ連結体を提供することができる。
本発明について説明する。
本発明は、導電性の発熱層を２枚の絶縁層で挟んだ積層構造を備える複数のシート状ヒータが、各々の端部において重なり、その重なった部分Ｘにおいて、積層方向に導電性の貫通部材が貫通していることで、複数の前記シート状ヒータに含まれる前記発熱層の各々が前記貫通部材を介して電気的に繋がっている、シート状ヒータ連結体である。
このようなシート状ヒータ連結体を、以下では「本発明の第１の連結体」ともいう。
本発明は、導電性の発熱層を２枚の絶縁層で挟んだ積層構造を備える複数のシート状ヒータが、各々の端部において重なり、その重なった部分Ｘにおいて、積層方向に導電性の貫通部材が貫通していることで、複数の前記シート状ヒータに含まれる前記発熱層の各々が前記貫通部材を介して電気的に繋がっている、シート状ヒータ連結体である。
このようなシート状ヒータ連結体を、以下では「本発明の第１の連結体」ともいう。
また、本発明は、導電性の発熱層を２枚の絶縁層で挟んだ積層構造を備える複数のシート状ヒータが、各々の端部において重なり、前記シート状ヒータは、少なくともその重なった部分Ｘであって、かつ、前記発熱層に隣り合う層として、前記発熱層と電気的に繋がり、前記発熱層よりも抵抗が低い電極箔を有し、前記部分Ｘにおいて、積層方向に導電性の貫通部材が貫通していることで、前記貫通部材と前記電極箔とが電気的に繋がり、複数のシート状ヒータに含まれる前記発熱層の各々が前記貫通部材を介して電気的に繋がっている、シート状ヒータ連結体である。
このようなシート状ヒータ連結体を、以下では「本発明の第２の連結体」ともいう。
このようなシート状ヒータ連結体を、以下では「本発明の第２の連結体」ともいう。
本発明の第２の連結体は電極箔を有する態様であり、これに対して本発明の第１の連結体は電極箔を有さなくてもよい態様である。
また、本発明の第２の連結体では貫通部材と電極箔とが電気的に繋がっており、電極箔と発熱層とが電気的に繋がっている。すなわち、貫通部材と発熱層とは電極箔を介して電気的に繋がっているのであって、貫通部材と発熱層とが直接、電気的に繋がっていなくてもよい。
ただし、本発明の第２の連結体では貫通部材と発熱層とが直接、電気的に繋がっていることが好ましく、この場合、この態様は本発明の第１の連結体がさらに電極箔を有する態様に該当する。
また、本発明の第２の連結体では貫通部材と電極箔とが電気的に繋がっており、電極箔と発熱層とが電気的に繋がっている。すなわち、貫通部材と発熱層とは電極箔を介して電気的に繋がっているのであって、貫通部材と発熱層とが直接、電気的に繋がっていなくてもよい。
ただし、本発明の第２の連結体では貫通部材と発熱層とが直接、電気的に繋がっていることが好ましく、この場合、この態様は本発明の第１の連結体がさらに電極箔を有する態様に該当する。
以下において単に「本発明の連結体」と記した場合、「本発明の第１の連結体」および「本発明の第２の連結体」のいずれをも意味しているものとする。
＜好適態様１＞
本発明の第１の連結体の好適態様について、図を用いて説明する。
図１は本発明の第１の連結体の好適態様の概略断面図を示している。また、図２は本発明の第１の連結体の好適態様における端部の構造を説明するための概略斜視図である。図２は、２つのシート状ヒータを繋げる直前の状態を示す概略斜視図とも言える。
図１、図２は、本発明の第１の連結体の好適態様を示しており、本発明の第１の連結体はこれに限定されない。
また、図１、図２は理解を容易にするために単純化した図（概略図）であり、縮尺等はこれに限定されない。
本発明の第１の連結体の好適態様について、図を用いて説明する。
図１は本発明の第１の連結体の好適態様の概略断面図を示している。また、図２は本発明の第１の連結体の好適態様における端部の構造を説明するための概略斜視図である。図２は、２つのシート状ヒータを繋げる直前の状態を示す概略斜視図とも言える。
図１、図２は、本発明の第１の連結体の好適態様を示しており、本発明の第１の連結体はこれに限定されない。
また、図１、図２は理解を容易にするために単純化した図（概略図）であり、縮尺等はこれに限定されない。
図１、図２において本発明の第１の連結体１０は、２枚のシート状ヒータ２０が、各々端部において重なってなる。その重なっている部分Ｘの大きさや幅等は特に限定されない。本発明の第１の連結体１０が図１（および後述する図３）のように見える方向から見た場合において、シート状ヒータ２０の主面と平行方向における部分Ｘの長さ（図１および図３における左右方向の部分Ｘの幅）は５～１５ｍｍであることが好ましく、７～１２ｍｍであることがより好ましい。本発明の連結体において同様である。
また、本発明の第１の結合体１０を積層方向から見た場合、すなわち、後述する図５、図７のように見える方向から見た場合において、本発明の第１の結合体１０の全面積に対する部分Ｘが占める面積の比率は４～２０％であることが好ましく、６～１０％であることがより好ましい。本発明の連結体において同様である。
なお、本発明の連結体においてシート状ヒータの枚数は限定されない。
また、本発明の第１の結合体１０を積層方向から見た場合、すなわち、後述する図５、図７のように見える方向から見た場合において、本発明の第１の結合体１０の全面積に対する部分Ｘが占める面積の比率は４～２０％であることが好ましく、６～１０％であることがより好ましい。本発明の連結体において同様である。
なお、本発明の連結体においてシート状ヒータの枚数は限定されない。
そして、１枚のシート状ヒータ２０は導電性の発熱層２２を、２枚の絶縁層２４、２６で挟んだ積層構造を備える。
本発明の連結体において絶縁層の枚数は２以上であればよく、そのうちの２枚の絶縁層によって発熱層２２を挟んでいればよい。
本発明の連結体を構成する各層間を密着する方法は特に限定されず、例えば接着によって密着することができる。ただし、後述するように発熱層２２と電極箔２８とは接着剤によって着けられていない方が好ましい。
本発明の連結体において絶縁層の枚数は２以上であればよく、そのうちの２枚の絶縁層によって発熱層２２を挟んでいればよい。
本発明の連結体を構成する各層間を密着する方法は特に限定されず、例えば接着によって密着することができる。ただし、後述するように発熱層２２と電極箔２８とは接着剤によって着けられていない方が好ましい。
発熱層２２について説明する。
発熱層２２は通電することで発熱するシート状のものであればよい。
発熱層２２は、例えば金属箔、シート状の金属メッシュ、シート状の金属繊維であってよい。
発熱層２２は通電することで発熱するシート状のものであればよい。
発熱層２２は、例えば金属箔、シート状の金属メッシュ、シート状の金属繊維であってよい。
発熱層２２の材質は、通電することで発熱するものであれば特に限定されず、ステンレスであることが好ましいが、Ｃｕ（銅）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｎｉ（ニッケル）、ニクロムであってもよい。
発熱層２２の厚さは１０～６００μｍであることが好ましく、２０～１５０μｍであることがより好ましく、可撓性や強度の観点から３０μｍ程度であることが好ましい。
発熱層２２の主面の形状や大きさは、加熱対象物の形状や大きさ等に合わせて、適宜、調整することができる。
発熱層２２は、その抵抗値が１０～８００Ωのものであることが好ましく、８０～２００Ωのものであることがより好ましい。
ここで発熱層の抵抗は、ＪＩＳ Ｋ ７１９４に準拠して求めた値とする。
ここで発熱層の抵抗は、ＪＩＳ Ｋ ７１９４に準拠して求めた値とする。
発熱層２２は主として金属繊維からなることが好ましく、金属繊維のみからなることがより好ましい。
ここで「主として」とは、７０質量％以上であることを意味するものとする。すなわち、発熱層２２はその７０質量％以上が金属繊維であることが好ましい。発熱層２２に含まれる金属繊維の割合は８０質量％以上であることがより好ましく、９０質量％以上であることがより好ましく、９５質量％以上であることがさらに好ましい。
ここで「主として」とは、７０質量％以上であることを意味するものとする。すなわち、発熱層２２はその７０質量％以上が金属繊維であることが好ましい。発熱層２２に含まれる金属繊維の割合は８０質量％以上であることがより好ましく、９０質量％以上であることがより好ましく、９５質量％以上であることがさらに好ましい。
なお、発熱層２２に含まれる金属繊維の割合は次の方法によって特定するものとする。
発熱層２２の表面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて１，０００倍に拡大して得たＳＥＭ像において、その視野内に占める全ての成分（空隙を除く）の面積を画像処理装置を用いて求め、２分の３乗とすることで体積比に換算し、さら比重を乗じることで質量比を求めて、金属繊維の含有率を算出する。
発熱層２２の表面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて１，０００倍に拡大して得たＳＥＭ像において、その視野内に占める全ての成分（空隙を除く）の面積を画像処理装置を用いて求め、２分の３乗とすることで体積比に換算し、さら比重を乗じることで質量比を求めて、金属繊維の含有率を算出する。
金属繊維は、断面の等面積円相当径が２～１００μｍ（好ましくは５～２０μｍ）、長さが２～２０ｍｍの金属製の繊維であることが好ましい。
また、発熱層２２は、このような金属性の繊維が無数に複雑に絡み合ってシート状に構成されたもの（金属繊維シート）であることが好ましい。ここで金属繊維シートは金属繊維のみからなってよいが、金属繊維に加え、発熱性を妨げない範囲で金属繊維以外（例えばバインダーとしての機能がある樹脂繊維等）も含むものであってよい。
ここで、金属繊維シートを構成する金属繊維同士は通電する程度に接している。金属繊維同士は接点においてつながっていることが好ましい。例えば高温にて焼結することで金属繊維の一部が溶けた後、凝固した履歴を有することで、金属繊維同士が接点において融着していることが好ましい。
また、発熱層２２は、このような金属性の繊維が無数に複雑に絡み合ってシート状に構成されたもの（金属繊維シート）であることが好ましい。ここで金属繊維シートは金属繊維のみからなってよいが、金属繊維に加え、発熱性を妨げない範囲で金属繊維以外（例えばバインダーとしての機能がある樹脂繊維等）も含むものであってよい。
ここで、金属繊維シートを構成する金属繊維同士は通電する程度に接している。金属繊維同士は接点においてつながっていることが好ましい。例えば高温にて焼結することで金属繊維の一部が溶けた後、凝固した履歴を有することで、金属繊維同士が接点において融着していることが好ましい。
金属繊維シートは耐熱性や耐薬品性が高いことからＳＵＳ繊維シートであることが好ましい。ＳＵＳ繊維シートとして、ステンレス繊維シート（例えば、トミーファイレックＳＳ、巴川製紙所社製）が挙げられる。
金属繊維シートは坪量が２５ｇ／ｍ2以上であることが好ましく、５０ｇ／ｍ2以上であることが好ましい。また、１０００ｇ／ｍ2以下であることが好ましく、２００ｇ／ｍ2以下であることがより好ましい。
なお、坪量はＪＩＳ Ｐ ８１２４に準拠して求めた値とする。
なお、坪量はＪＩＳ Ｐ ８１２４に準拠して求めた値とする。
金属繊維シートの密度は１．０～５．０ｇ／ｃｍ3であることが好ましく、１．４～２．０ｇ／ｃｍ3であることがより好ましく、１．７ｇ／ｃｍ3程度であることが好ましい。
なお、金属繊維シートの密度は、ＪＩＳ Ｐ ８１１８に従い、密度（ｇ／ｃｍ3）＝坪量（ｇ／ｍ2）／厚さ（ｍｍ）×１０００により求めた値とする。
なお、金属繊維シートの密度は、ＪＩＳ Ｐ ８１１８に従い、密度（ｇ／ｃｍ3）＝坪量（ｇ／ｍ2）／厚さ（ｍｍ）×１０００により求めた値とする。
金属繊維シートは、乾式不織布の製造方法によっても、湿式抄造法によっても製造することができる。湿式抄造法によって製造する場合には、断面の等面積円相当径が２～１００μｍ、長さが２～２０ｍｍの無数の金属性の繊維を分散媒（水や有機溶媒等）内で撹拌した後、有機系の凝集剤等を加え、角形手漉き装置（東洋精機社製など）を用いてシート化し、フェロタイプの乾燥装置を用いて坪量が５０～１１００ｇ／ｍ2の乾燥シートを得る。その後、４００～１３００℃で焼成すると金属繊維シートが得られる。なお、原則として、金属繊維シート内に有機系の凝集剤は残存しないことが好ましい。
絶縁層２４、２６について説明する。
なお、絶縁層２４と絶縁層２６とは同一のものであってよいし、異なるものであってもよい。
なお、絶縁層２４と絶縁層２６とは同一のものであってよいし、異なるものであってもよい。
絶縁層２４、２６は発熱層２２と他層とを電気的に絶縁する役割を果たす。したがって絶縁性が高い材質からなるシート状のものであることが好ましい。
また、絶縁層２４、２６は絶縁性に加え、熱伝導性を備えることが好ましい。
また、絶縁層２４、２６は絶縁性に加え、熱伝導性を備えることが好ましい。
絶縁層２４、２６は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）、セラミック等からなるものであることが好ましい。これらは絶縁性が高いからである。これらの中でもＰＩ（ポリイミド）からなる絶縁層２４、２６は耐熱性、絶縁性が優れるため好ましい。
絶縁層２４、２６の厚さは特に限定されないが、５０～７００μｍであることが好ましく、１００～６００μｍであることがより好ましく、２００～５００μｍであることがさらに好ましい。
ここで絶縁層の厚さは、次のように求めるものとする。
図１に示すような、本発明の連結体の主面に垂直な方向における断面の拡大写真（２００倍）を得た後、その断面の拡大写真において絶縁層２４、２６の厚さを無作為に選択した１００か所にて測定し、それらの単純平均値を求める。そして、得られた平均値をその絶縁層２４、２６の厚さとする。
図１に示すような、本発明の連結体の主面に垂直な方向における断面の拡大写真（２００倍）を得た後、その断面の拡大写真において絶縁層２４、２６の厚さを無作為に選択した１００か所にて測定し、それらの単純平均値を求める。そして、得られた平均値をその絶縁層２４、２６の厚さとする。
なお、本発明の連結体が備える他の層（電極箔、平座金、スペーサーを含む）の厚さも、上記の絶縁層の場合と同様の方法によって測定して得た値を意味するものとする。
絶縁層２４、２６の主面の形状や大きさは特に限定されない。ただし、絶縁層２４、２６は発熱層２２と他層とを電気的に絶縁する役割を果たすため、絶縁層２４、２６の主面の大きさは、通常、発熱層２２の主面と同じか、発熱層２２の主面よりも大きい。
貫通部材３０について説明する。
本発明の第１の連結体１０は、図１、図２に示すように、２枚のシート状ヒータ２０が、各々端部において重なっており、その重なった部分Ｘにおいて積層方向に導電性の貫通部材３０が貫通している。これによって２枚のシート状ヒータ２０は繋がった状態が保たれる。
また、積層方向に導電性の貫通部材３０が貫通し、発熱層２２が貫通部材３０に接していることで、複数のシート状ヒータ２０に含まれる発熱層２２の各々は貫通部材３０を介して電気的に繋がっている。発熱層２２および貫通部材３０は共に導電性を備えるため、これらが接触していれば、通常、２つの発熱層２２は電気的に繋がる。
本発明の第１の連結体１０は、図１、図２に示すように、２枚のシート状ヒータ２０が、各々端部において重なっており、その重なった部分Ｘにおいて積層方向に導電性の貫通部材３０が貫通している。これによって２枚のシート状ヒータ２０は繋がった状態が保たれる。
また、積層方向に導電性の貫通部材３０が貫通し、発熱層２２が貫通部材３０に接していることで、複数のシート状ヒータ２０に含まれる発熱層２２の各々は貫通部材３０を介して電気的に繋がっている。発熱層２２および貫通部材３０は共に導電性を備えるため、これらが接触していれば、通常、２つの発熱層２２は電気的に繋がる。
貫通部材３０は通電可能であり、一定以上の強度を備えるものであって、２枚のシート状ヒータ２０の各々の端部（部分Ｘ）において積層方向に貫通し、これらを繋げた状態で保つことができるものであれば特に限定されない。
貫通部材３０は円筒状の部分を有し、その円筒状の部分が２枚のシート状ヒータ２０をその積層方向に貫通していることが好ましい。また、その円筒状の部分の外径Φが３～１０ｍｍであることが好ましく、５～８ｍｍであることがより好ましい。貫通部材３０の円筒状の部分における外径Φがこの範囲よりも小さいと、ヒータ連結時の作業性が悪くなる傾向があり、逆に、この範囲よりも大きいとシート状ヒータ連結体としての発熱効率が悪くなる傾向がある。
貫通部材３０は、例えば図１、図２に示すようなハトメであってよい。ハトメは従来公知のものであってよい。
貫通部材３０は円筒状の部分を有し、その円筒状の部分が２枚のシート状ヒータ２０をその積層方向に貫通していることが好ましい。また、その円筒状の部分の外径Φが３～１０ｍｍであることが好ましく、５～８ｍｍであることがより好ましい。貫通部材３０の円筒状の部分における外径Φがこの範囲よりも小さいと、ヒータ連結時の作業性が悪くなる傾向があり、逆に、この範囲よりも大きいとシート状ヒータ連結体としての発熱効率が悪くなる傾向がある。
貫通部材３０は、例えば図１、図２に示すようなハトメであってよい。ハトメは従来公知のものであってよい。
貫通部材３０の材質は導電性を備えるものであれば特に限定されず、例えばステンレス、Ｃｕ（銅）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｎｉ（ニッケル）、ニクロムまたはこれらの合金であってよく、真鍮であることが好ましい。
＜好適態様２＞
本発明の第２の連結体の好適態様について、図を用いて説明する。
図３は本発明の第２の連結体の好適態様の概略断面図を示している。また、図４は本発明の第２の連結体の好適態様における端部の構造を説明するための概略斜視図である。図４は、２つのシート状ヒータを繋げる直前の状態を示す概略斜視図とも言える。
図３、図４は、本発明の第２の連結体の好適態様を示しており、本発明の第２の連結体はこれに限定されない。
また、図３、図４は理解を容易にするために単純化した図（概略図）であり、縮尺等はこれに限定されない。
本発明の第２の連結体の好適態様について、図を用いて説明する。
図３は本発明の第２の連結体の好適態様の概略断面図を示している。また、図４は本発明の第２の連結体の好適態様における端部の構造を説明するための概略斜視図である。図４は、２つのシート状ヒータを繋げる直前の状態を示す概略斜視図とも言える。
図３、図４は、本発明の第２の連結体の好適態様を示しており、本発明の第２の連結体はこれに限定されない。
また、図３、図４は理解を容易にするために単純化した図（概略図）であり、縮尺等はこれに限定されない。
なお、本発明の第２の連結体における発熱層２２、絶縁層２４、２６および貫通部材３０の各々は、前述の本発明の第１の連結体が備えるものと同様であってよい。
図３、図４において、これらは図１、図２と同じ符号を付して示した。
図３、図４において、これらは図１、図２と同じ符号を付して示した。
図３、図４において本発明の第２の連結体１０´は、本発明の第１の連結体と同様、２枚のシート状ヒータ２０´が、各々端部において重なってなり、１枚のシート状ヒータ２０は導電性の発熱層２２を２枚の絶縁層２４、２６で挟んだ積層構造を備える。
そして、本発明の第２の連結体１０´は、本発明の第１の連結体１０と同様、図３、図４に示すように、２枚のシート状ヒータ２０´が各々端部において重なっており、その重なった部分Ｘにおいて積層方向に導電性の貫通部材３０が貫通している。これによって２枚のシート状ヒータ２０´は繋がった状態が保たれる。
そして、本発明の第２の連結体１０´は、本発明の第１の連結体１０と同様、図３、図４に示すように、２枚のシート状ヒータ２０´が各々端部において重なっており、その重なった部分Ｘにおいて積層方向に導電性の貫通部材３０が貫通している。これによって２枚のシート状ヒータ２０´は繋がった状態が保たれる。
また、積層方向に導電性の貫通部材３０が貫通していることで、貫通部材３０と後述する電極箔２８とが電気的に繋がっている。貫通部材３０と後述する電極箔２８とが接触していれば、通常、これらは電気的に繋がるし、貫通部材３０と電極箔２８とが導電性を備えるものを介して電気的に繋がる場合もある。また、電極箔２８と発熱層２２とは隣り合う層であり電気的に繋がっている。つまり、本発明の第２の結合体１０´では貫通部材３０は電極箔２８と電気的に繋がり、さらに電極箔２８は発熱層２２と電気的に繋がるので、発熱層２２は貫通部材３０と電気的に繋がることとなる。そして、複数のシート状ヒータ２０に含まれる発熱層２２の各々は電気的に繋がる。
ここで、さらに発熱層２２と貫通部材３０とが直接接していて電気的に繋がっていてもよい。発熱層２２および貫通部材３０は共に導電性を備えるため、これらが接触していれば、通常、これらは電気的に繋がる。この場合、図３、図４に示す態様は、本発明の第１の連結体の好適態様に該当することとなる。
電極箔２８について説明する。
本発明の第２の連結体は電極箔２８を有する。
電極箔２８は複数のシート状ヒータ２０´が重なった部分Ｘに少なくとも存在する。
ここで電極箔２８は部分Ｘの一部に存在していてもよいし、部分Ｘの少なくとも一部に存在したうえで部分Ｘ以外の部分にも存在してよい。
本発明の第２の連結体は電極箔２８を有する。
電極箔２８は複数のシート状ヒータ２０´が重なった部分Ｘに少なくとも存在する。
ここで電極箔２８は部分Ｘの一部に存在していてもよいし、部分Ｘの少なくとも一部に存在したうえで部分Ｘ以外の部分にも存在してよい。
電極箔２８は発熱層２２に隣り合う層として存在する。すなわち、電極箔２８と発熱層２２とは主面同士が接している。電極箔２８は発熱層２２の外側（絶縁層２４に近い側）に存在することが好ましい。そして、電極箔２８は導電性を備えるので、電極箔２８は発熱層２２と電気的に繋がる。
これらの主面同士は密着していることが好ましい。
これらの主面の間に接着剤は無いことが好ましい。
これらの主面同士は密着していることが好ましい。
これらの主面の間に接着剤は無いことが好ましい。
電極箔２８の材質は特に限定されず、例えば、発熱層２２と同様の材料からなるものであってよい。
電極箔２８の厚さは特に限定されず、１０～６００μｍであることが好ましく、２０～１５０μｍであることがより好ましく、５０μｍ程度であることが好ましい。
電極箔２８の主面の形状や大きさは、加熱対象物の形状や大きさ等に合わせて、適宜、調整することができる。
電極箔２８の主面の面積は、貫通部材３０の主面の投影面積の２～５倍であることが好ましい。電極箔２８の主面の面積がこの範囲よりも小さいと電気的な接続が不安定となる可能性があり、逆にこの範囲よりも大きいとシート状ヒータ連結体の発熱効率が悪くなる可能性がある。なお、本発明の第２の結合体１０´を積層方向から見た（後述する図５のような）場合において貫通部材３０が占める面積を、その主面の投影面積とする。
電極箔２８の主面の面積は、貫通部材３０の主面の投影面積の２～５倍であることが好ましい。電極箔２８の主面の面積がこの範囲よりも小さいと電気的な接続が不安定となる可能性があり、逆にこの範囲よりも大きいとシート状ヒータ連結体の発熱効率が悪くなる可能性がある。なお、本発明の第２の結合体１０´を積層方向から見た（後述する図５のような）場合において貫通部材３０が占める面積を、その主面の投影面積とする。
このように電極箔２８の材質、厚さ、形状、大きさ等は特に限定されないものの、その抵抗値は発熱層２２よりも低い。
具体的には、電極箔２８の抵抗値は、発熱層２２の抵抗値の２．５×１０-4～０．３倍であることが好ましい。
具体的には、電極箔２８の抵抗値は、発熱層２２の抵抗値の２．５×１０-4～０．３倍であることが好ましい。
電極箔２８の抵抗値は０．２～２．０Ωであることが好ましく、０．４～０．６Ωであることがより好ましい。
なお、電極箔の抵抗値は、発熱層の場合と同様の方法によって測定して得た値を意味するものとする。
例えば、発熱層２２がステンレス製の金属繊維からなるものであり、電極箔２８がステンレス製のシートであることが好ましい。この場合、通常、電極箔２８は発熱層２２よりも抵抗値は低くなる。
また、例えば、発熱層２２がステンレス製のシートであり、電極箔２８が銅製のシートであってもよい。この場合も、通常、電極箔２８は発熱層２２よりも抵抗値は低くなる。
また、例えば、発熱層２２がステンレス製のシートであり、電極箔２８が銅製のシートであってもよい。この場合も、通常、電極箔２８は発熱層２２よりも抵抗値は低くなる。
電極箔２８は発熱層２２よりも抵抗値が低いので、電極箔２８における発熱層２２と接触している部分では、発熱層２２に流れる電気が電極箔２８へ移動する。その結果、発熱層２２のうち電極箔２８に接触している部分は発熱が抑制される。そして、部分Ｘにおける発熱層２２の温度上昇が抑制され、部分Ｘの熱変形を抑制することができる。部分Ｘにおける発熱層２２の温度が高くなり、本発明の第２の連結体の端部が熱変形してしまうと、２つの発熱層２２の間の電気的な接続が不安定になる可能性がある。
平座金３２について説明する。
本発明の第２の連結体１０´は、図３、図４に示すように、部分Ｘにおける両外面（絶縁層２４側）において、貫通部材３０と接する箇所には絶縁層２４がなく、その箇所には代わりに平座金３２が配置されていることが好ましい。
本発明の第２の連結体１０´は、図３、図４に示すように、部分Ｘにおける両外面（絶縁層２４側）において、貫通部材３０と接する箇所には絶縁層２４がなく、その箇所には代わりに平座金３２が配置されていることが好ましい。
平座金３２の形状、材質、大きさ等は、例えば従来公知のものであってよい。
平座金３２の厚さは例えば０．３～１．０ｍｍであることが好ましく、０．５ｍｍ程度であることがより好ましい。
平座金３２は真鍮からなるものであることが好ましい。この場合、２つの発熱層２２の間の電気的な接続の安定性が増す傾向がある。
平座金３２の厚さは例えば０．３～１．０ｍｍであることが好ましく、０．５ｍｍ程度であることがより好ましい。
平座金３２は真鍮からなるものであることが好ましい。この場合、２つの発熱層２２の間の電気的な接続の安定性が増す傾向がある。
また、平座金３２と貫通部材３０の材質は同種であっても異種であってもよいが、同種であることが好ましく、いずれも真鍮からなることがより好ましい。平座金３２と貫通部材３０と同種であると電蝕の影響が少なく、長期耐久性に優れるからである。
図３、図４に示す態様において、平座金３２は貫通部材３０および電極箔２８と直接接しており、電気的にも繋がっている。また、平座金３２は発熱層２２と直接は接していないが、電極箔２８を介して発熱層２２と電気的には繋がっている。つまり、図３、図４に示す態様の本発明の第２の結合体１０´では、貫通部材３０は平座金３２と電気的に繋がり、平座金３２は電極箔２８と電気的に繋がり、さらに電極箔２８は発熱層２２と電気的に繋がるので、発熱層２２は貫通部材３０と電気的に繋がることとなる。そして、複数のシート状ヒータ２０´に含まれる発熱層２２の各々は電気的に繋がる。
なお、前述の本発明の第１の連結体であって電極箔を有さない態様の場合でも、平座金を有してよい。この場合、平座金は発熱層と電気的に繋がる。
スペーサー４０について説明する。
本発明の第２の連結体１０´は、図３、図４に示すように、部分Ｘにおいて重なる２つのシート状ヒータ２０´の間に層状のスペーサー４０を備えることが好ましい。
スペーサー４０は貫通部材３０を設置しやすくする役割を果たすので、変形し難いものであることが好ましい。厚さがある程度以上あれば剛性を備えるので変形し難い。例えば貫通部材３０がハトメである場合、一定以上の厚さを備え、剛性が高いスペーサー４０が存在すると、ハトメを取り付ける際の押圧が安定するので好ましい。
スペーサー４０の厚さは例えば０．０５～０．３ｍｍであることが好ましく、０．１２５ｍｍ程度であることがより好ましい。
本発明の第２の連結体１０´は、図３、図４に示すように、部分Ｘにおいて重なる２つのシート状ヒータ２０´の間に層状のスペーサー４０を備えることが好ましい。
スペーサー４０は貫通部材３０を設置しやすくする役割を果たすので、変形し難いものであることが好ましい。厚さがある程度以上あれば剛性を備えるので変形し難い。例えば貫通部材３０がハトメである場合、一定以上の厚さを備え、剛性が高いスペーサー４０が存在すると、ハトメを取り付ける際の押圧が安定するので好ましい。
スペーサー４０の厚さは例えば０．０５～０．３ｍｍであることが好ましく、０．１２５ｍｍ程度であることがより好ましい。
また、スペーサー４０は絶縁性を備えるものであることが好ましい。
スペーサー４０の材質は特に限定されないが、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）、セラミック等からなるものであることが好ましい。これらは絶縁性が高いからである。これらの中でもＰＩ（ポリイミド）からなるスペーサー４０は耐熱性、絶縁性が優れるため好ましい。
スペーサー４０の材質は特に限定されないが、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）、セラミック等からなるものであることが好ましい。これらは絶縁性が高いからである。これらの中でもＰＩ（ポリイミド）からなるスペーサー４０は耐熱性、絶縁性が優れるため好ましい。
＜別の好適態様＞
本発明の連結体の別の好適態様を、図５を用いて説明する。図５は本発明の連結体の上面を表す概略上面図である。
本発明の連結体の別の好適態様を、図５を用いて説明する。図５は本発明の連結体の上面を表す概略上面図である。
図５において本発明の連結体１０´´は、３枚のシート状ヒータ２０´´が各々端部において重なり、その重なった部分Ｘにおいて貫通部材３０が積層方向に貫通して、結合されている。
また、本発明の連結体１０´´の短手方向において２つの貫通部材３０が用いられている。このように１カ所の部分Ｘにおいて２以上の貫通部材３０が用いられてもよい。
また、本発明の連結体１０´´の短手方向において２つの貫通部材３０が用いられている。このように１カ所の部分Ｘにおいて２以上の貫通部材３０が用いられてもよい。
また、図５では発熱層２２を点線で示している。本発明の連結体において発熱層２２の形状は、図５に示すような帯が蛇行した形状であってもよい。
＜さらに別の好適態様＞
本発明の連結体のさらに別の好適態様を、図６、図７を用いて説明する。図６は２つのシート状ヒータ２０ａ、２０ｂの上面を表す概略上面図であり、図７は本発明の連結体１０´´´の上面を表す概略上面図である。
図６に示す２つのシート状ヒータ２０ａ、２０ｂを、図７に示すように重ね、その重なった部分Ｘ（部分Ｘを図７では太線で示す）において貫通部材３０が積層方向に貫通して、結合されている。
本発明の連結体のさらに別の好適態様を、図６、図７を用いて説明する。図６は２つのシート状ヒータ２０ａ、２０ｂの上面を表す概略上面図であり、図７は本発明の連結体１０´´´の上面を表す概略上面図である。
図６に示す２つのシート状ヒータ２０ａ、２０ｂを、図７に示すように重ね、その重なった部分Ｘ（部分Ｘを図７では太線で示す）において貫通部材３０が積層方向に貫通して、結合されている。
また、図６、図７では発熱層２２を点線で示している。図５に示した態様と同様、本発明の連結体において発熱層２２の形状は、図６、図７に示すような帯が蛇行した形状であってもよい。
図６、図７に示す態様の本発明の連結体は、例えば分岐配管等のヒータとして用いることができる。配管用ヒータは多種多様な形状、大きさが有り得るが、本発明の連結体は多種多様な形状、大きさとすることができるため、これに対応することができる。
また、本発明の連結体は、従来公知のシート状ヒータを組み合わせて得ることができるので、基本的パーツのシート状ヒータの形状、大きさ等は変更せずに接続態様を変更するだけで多種多様な形状の配管へ対応することができる。
また、本発明の連結体は、従来公知のシート状ヒータを組み合わせて得ることができるので、基本的パーツのシート状ヒータの形状、大きさ等は変更せずに接続態様を変更するだけで多種多様な形状の配管へ対応することができる。
本発明の連結体は、配管用途以外では、例えば成膜装置用途や温風発生装置用途に適用可能である。
１０ 本発明の第１の連結体
１０´ 本発明の第２の連結体
１０´´、１０´´´ 本発明の連結体
２０、２０´、２０´´、２０ａ、２０ｂ シート状ヒータ
２２ 発熱層
２４、２６ 絶縁層
２８ 電極箔
３０ 貫通部材
３２ 平座金
４０ スペーサー
１０´ 本発明の第２の連結体
１０´´、１０´´´ 本発明の連結体
２０、２０´、２０´´、２０ａ、２０ｂ シート状ヒータ
２２ 発熱層
２４、２６ 絶縁層
２８ 電極箔
３０ 貫通部材
３２ 平座金
４０ スペーサー
Claims (7)
- 導電性の発熱層を２枚の絶縁層で挟んだ積層構造を備える複数のシート状ヒータが、各々の端部において重なり、
その重なった部分Ｘにおいて、積層方向に導電性の貫通部材が貫通していることで、複数の前記シート状ヒータに含まれる前記発熱層の各々が前記貫通部材を介して電気的に繋がっている、シート状ヒータ連結体。 - 導電性の発熱層を２枚の絶縁層で挟んだ積層構造を備える複数のシート状ヒータが、各々の端部において重なり、
前記シート状ヒータは、少なくともその重なった部分Ｘであって、かつ、前記発熱層に隣り合う層として、前記発熱層と電気的に繋がり、前記発熱層よりも抵抗が低い電極箔を有し、
前記部分Ｘにおいて、積層方向に導電性の貫通部材が貫通していることで、前記貫通部材と前記電極箔とが電気的に繋がり、
複数のシート状ヒータに含まれる前記発熱層の各々が前記貫通部材を介して電気的に繋がっている、シート状ヒータ連結体。 - 前記部分Ｘにおける両外面において、前記貫通部材と接する箇所には前記絶縁層がなく、その箇所には代わりに平座金が配置され、
前記平座金は、前記発熱層および／または前記電極箔と電気的に繋がっている、請求項１または２に記載のシート状ヒータ連結体。 - 前記部分Ｘにおいて重なる２つの前記シート状ヒータの間に層状のスペーサーを備える、請求項１～３のいずれかに記載のシート状ヒータ連結体。
- 前記貫通部材がハトメである、請求項１～４のいずれかに記載のシート状ヒータ連結体。
- 前記貫通部材が真鍮からなる、請求項１～５のいずれかに記載のシート状ヒータ連結体。
- 前記平座金が真鍮からなる、請求項３～６のいずれかに記載のシート状ヒータ連結体。
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