JP2550386Y2 - Planar heating element - Google Patents
Planar heating elementInfo
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- 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
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H05B2203/002—Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements
- H05B2203/006—Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements using interdigitated electrodes
Description
【考案の詳細な説明】 （１）考案の目的 ［産業上の利用分野］ 本考案は、発熱体層に対して電極の配設された面状発
熱体に関し、特に、一面に配設されたニッケル層上に配
設された亜鉛層を介して発熱体層に接合された銅箔によ
って電極を形成することにより連続給電に際し電極およ
び発熱体層の間の接触抵抗が徐々に増大することを抑制
してなる面状発熱体に関するものである。[Detailed description of the invention] (1) Purpose of the invention [Industrial application field] The present invention relates to a planar heating element in which electrodes are disposed on a heating element layer, and in particular, disposed on one surface. Suppresses the gradual increase in contact resistance between the electrode and the heating element layer during continuous power supply by forming the electrode with copper foil bonded to the heating element layer via the zinc layer disposed on the nickel layer The present invention relates to a sheet-like heating element made of
［従来の技術］ 従来、この種の面状発熱体としては、第４図に示した
面状発熱体10のごとく、銅箔12a1,12b1あるいはニッケ
ル箔からなる電極形成用金属箔12を熱溶着したのちエッ
チング加工することにより、発熱体層11の表面に対して
一対の電極12A,12Bを配設してなるものが提案されてい
た。[Prior Art] Conventionally, as a sheet heating element of this type, as in the sheet heating element 10 shown in FIG. 4, an electrode forming metal foil 12 made of copper foils 12a 1 and 12b 1 or nickel foil is used. There has been proposed a configuration in which a pair of electrodes 12A and 12B are disposed on the surface of the heating element layer 11 by performing thermal etching and then etching.
［解決すべき問題点］ しかしながら、従来の面状発熱体10では、（ｉ）電極
形成用金属箔12が銅箔12a1,12b1である場合、表裏両面
に亜鉛層12a2,12b2；12a4,12b4が形成されていたため、
電極形成用金属箔12が発熱体層11に対して亜鉛層12a4,1
2b4を介して接合されることとなり、連続給電に際して
発熱体層11と電極12A,12Bとの間の接触抵抗が徐々に増
大してしまう欠点があり、ひいては連続給電に際して作
動電流ならびに発熱温度が徐々に低下しかつ発熱温度の
分布が徐々に悪化してしまう欠点があり、また（ii）電
極形成用金属箔12がニッケル箔である場合、銅箔12a1,1
2b1に付随した接触抵抗の増大などの欠点を回避するこ
とはできても、エッチング加工に長時間を要し製造能率
を改善できない欠点があった。[Problems to be Solved] However, in the conventional planar heating element 10 , when (i) the metal foil 12 for forming an electrode is the copper foil 12 a 1 , 12 b 1 , the zinc layers 12 a 2 , 12 b 2 on both front and back surfaces; Because 12a 4 and 12b 4 were formed,
The metal foil 12 for forming an electrode has a zinc layer 12a 4 , 1 with respect to the heating element layer 11.
2b 4 , there is a disadvantage that the contact resistance between the heating element layer 11 and the electrodes 12A and 12B gradually increases during continuous power supply, and the operating current and heat generation temperature during continuous power supply are reduced. (2) When the metal foil 12 for forming an electrode is a nickel foil, the copper foil 12a 1 , 1
Even can to avoid the drawbacks of such increase of concomitant contact resistance 2b 1, there is a drawback that can not improve production efficiency requires a long time etching.
そこで、本考案は、これらの欠点を除去する目的で、
一面に配設されたニッケル層上に配設された亜鉛層を介
して発熱体層に接合された銅箔によって電極を形成する
ことにより連続給電に際し電極および発熱体層の間の接
触抵抗が徐々に増大することを抑制してなる面状発熱体
を提供せんとするものである。Therefore, the present invention aims to eliminate these disadvantages,
The contact resistance between the electrode and the heating element layer during continuous power supply is gradually increased by forming the electrode with a copper foil bonded to the heating element layer via a zinc layer disposed on the nickel layer disposed on one side. It is an object of the present invention to provide a sheet-like heating element which is suppressed from increasing in number.
（２）考案の構成 ［問題点の解決手段］ 本考案により提供される問題点の解決手段は、 「発熱体層に対して電極が配設された面状発熱体におい
て、電極（12A,12B）が、 （ａ）一面に配設されたニッケル層（12a3,12b3）と、 （ｂ）ニッケル層（12a3,12b3）上に配設されており、
発熱体層（11）に接合された亜鉛層（12a4,12b4）と を包有してなる銅箔（12a1,12b1）によって形成されて
いることを特徴とする面状発熱体」 である。(2) Configuration of the Invention [Means for Solving the Problem] The solution for the problem provided by the present invention is as follows: "A planar heating element in which an electrode is disposed on a heating element layer, the electrode (12A, 12B ) Are disposed on (a) a nickel layer (12a 3 , 12b 3 ) disposed on one side and (b) a nickel layer (12a 3 , 12b 3 ),
Heat generating layer (11) of zinc is bonded to layer (12a 4, 12b 4) and a copper foil (12a 1, 12b 1) formed by inclusion of the planar heating element, characterized in that it is formed by a " It is.
［作用］ 本考案にかかる面状発熱体は、上記の［問題点の解決
手段］の欄に開示したごとく、発熱体層に対して電極が
配設された面状発熱体であって、特に、一面に配設され
たニッケル層上に配設された亜鉛層を介して銅箔によっ
て電極が形成されているので、 （ｉ）連続給電に際して発熱体層と電極との間の接触抵
抗が徐々に増大することを抑制する作用 をなし、ひいては （ii）連続給電に際して作動電流ならびに発熱温度が徐
々に低下することを抑制し、かつ発熱温度の分布が徐々
に悪化することを回避する作用 をなし、また （iii）エッチング加工が長時間となることを回避して
製造能率を改善する作用 をなす。[Operation] The sheet heating element according to the present invention is a sheet heating element in which electrodes are disposed on the heating element layer, as disclosed in the section of [Means for Solving the Problems]. Since the electrode is formed of copper foil via the zinc layer provided on the nickel layer provided on one side, (i) the contact resistance between the heating element layer and the electrode during continuous power supply gradually decreases. (Ii) The function of suppressing the gradual decrease in operating current and heat generation temperature during continuous power supply and preventing the heat generation temperature distribution from gradually deteriorating. And (iii) an effect of improving the manufacturing efficiency by avoiding a long etching process.
［実施例］ 次に、本考案にかかる面状発熱体について、その好ま
しい実施例を挙げ、添付図面を参照しつつ、具体的に説
明する。[Example] Next, the sheet heating element according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, showing preferred embodiments thereof.
しかしながら、以下に説明する実施例は、本考案の理
解を容易化ないし促進化するために記載されるものであ
って、本考案を限定するために記載されものではない。However, the embodiments described below are described for facilitating or facilitating the understanding of the present invention, and are not described for limiting the present invention.
換言すれば、以下に説明される実施例において開示さ
れる各要素は、本考案の精神ならびに技術的範囲に属す
る全ての設計変更ならびに均等物置換を含むものであ
る。In other words, each element disclosed in the embodiments described below includes all design changes and equivalent replacements that fall within the spirit and scope of the present invention.
（添付図面の説明） 第１図は、本考案にかかる面状発熱体の第１の実施例
を示すための斜視図である。(Description of the accompanying drawings) Fig. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a sheet heating element according to the present invention.
第２図は、本考案にかかる面状発熱体の第２の実施例
を示すための斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a second embodiment of the sheet heating element according to the present invention.
第３図は、第１図実施例および第２図実施例の細部を
拡大して示すためのIII-III線にそった部分拡大断面図
である。FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view taken along the line III-III for showing details of the embodiment of FIGS. 1 and 2 in an enlarged manner.
（第１の実施例の構成） まず、第１図および第３図を参照しつつ、本考案にか
かる面状発熱体の第１の実施例について、その構成を詳
細に説明する。(Configuration of First Embodiment) First, the configuration of the first embodiment of the sheet heating element according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 3.
10は、本考案にかかる面状発熱体であって、発熱体層
11と、発熱体層11の表面に対して配設された適宜の形状
（ここでは櫛歯状）の電極12A,12Bと、電極12A,12Bを電
源に接続するために電極12A,12Bに対してそれぞれ配設
された接続端子13A,13Bとを備えている。Reference numeral 10 denotes a planar heating element according to the present invention, and the heating element layer
11, electrodes 12A and 12B of an appropriate shape (here, comb teeth) provided on the surface of the heating element layer 11, and electrodes 12A and 12B for connecting the electrodes 12A and 12B to a power source. And connection terminals 13A and 13B respectively provided.
発熱体層11は、高分子材料（たとえばエチレンビニル
アセテートコポリマ，エチレンアクリレートコポリマ，
ポリオレフィンあるいはこれらの配合物などの樹脂、も
しくはエチレンプロピレンジエンターポリマあるいはシ
リコンゴムなどの合成ゴム）に対して導電性炭素粒子
（カーボンブラックあるいはグラファイト）もしくは金
属粒子などを導電性物質として適宜の割合で分散せしめ
てなる導電性エラストマを適宜の肉厚（たとえば50〜30
0μｍ）のシートに成形したのち適宜の形状（たとえば
矩形状）に裁断することにより、作成されている。発熱
体層11は、十分の可撓性を有していることが好ましい。
発熱体層11には、織布あるいは不織布で形成された布基
材（図示せず）が補強のために配設されていてもよい。
ちなみに、導電性炭素粒子は、（ｉ）折曲もしくは引張
に際して電気抵抗の変化を抑制できるので、ローストラ
クチャーであることが好ましく、また（ii）粒径が比較
的に大きいことが好ましい。ローストラクチャーの導電
性炭素粒子としては、たとえば、ギャボット社製の“ス
ターリングV"あるいは中部カーボン社製の“HTC”な
どがある。The heating element layer 11 is made of a polymer material (for example, ethylene vinyl acetate copolymer, ethylene acrylate copolymer,
Conductive carbon particles (carbon black or graphite) or metal particles are used as conductive materials in a suitable ratio to resins such as polyolefins or their blends, or synthetic rubbers such as ethylene propylene diene terpolymer or silicon rubber). The thickness of the dispersed conductive elastomer (for example, 50-30
0 μm) and then cut into an appropriate shape (for example, a rectangular shape). The heating element layer 11 preferably has sufficient flexibility.
The heating element layer 11 may be provided with a cloth base (not shown) formed of a woven or nonwoven fabric for reinforcement.
Incidentally, the conductive carbon particles are preferably (i) low-structured because they can suppress a change in electric resistance during bending or tension, and (ii) preferably have a relatively large particle size. Examples of the low-structure conductive carbon particles include “Sterling V” manufactured by Gabbott and “HTC” manufactured by Chubu Carbon.
電極12A,12Bは、肉厚が18〜50μｍ程度の銅箔12a1,12
b1の外表面すなわち非接合面に対して亜鉛層12a2,12b2
が適宜の肉厚にコーティングされかつ内表面すなわち接
合面に対してニッケル層12a3,12b3および亜鉛層12a4,12
b4が順次積層して適宜の肉厚にコーティングされた電極
形成用金属箔12を発熱体層11の一面に対して熱溶着する
ことによって配設したのち、エッチングレジストを塗布
してエッチング加工することにより、形成されている。
電極12A,12Bには、それぞれ電源に接続するための接続
端子13A,13Bが配設されている。銅箔12a1,12b1の接合面
は、電極形成用金属箔12の発熱体層11に対する接合強度
を確保する目的で、粗面（すなわち凹凸の多い面）とさ
れていることが、好ましい。Electrodes 12A, 12B is a wall thickness of about 18~50μm copper foil 12a 1, 12
Zinc layers 12a 2 to the outer surface or the non-bonding surface of the b 1, 12b 2
There nickel layer 12a 3 against a suitable meat is coated to a thickness and a surface or joint surfaces, 12b 3 and zinc layer 12a 4, 12
After b 4 is sequentially laminated, an electrode forming metal foil 12 coated to an appropriate thickness is disposed by heat-welding to one surface of the heating element layer 11, and then an etching resist is applied and etched. Thus, it is formed.
Connection terminals 13A and 13B for connecting to a power source are provided on the electrodes 12A and 12B, respectively. The bonding surface of the copper foils 12a 1 and 12b 1 is preferably a rough surface (that is, a surface with many irregularities) for the purpose of securing the bonding strength of the metal foil 12 for forming electrodes to the heating element layer 11.
（第１の実施例の作用） 更に、第１図および第３図を参照しつつ、本考案にか
かる面状発熱体の第１の実施例について、その作用を詳
細に説明する。(Operation of First Embodiment) Further, the operation of the first embodiment of the planar heating element according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 3.
本考案にかかる面状発熱体10は、電極形成用金属箔12
ひいては電極12A,12Bの銅箔12a1,12b1が銅箔12a1,12b1
の一面にコーティングされたニッケル層12a3,12b3上の
亜鉛層12a4,12b4を介して発熱体層11の表面に接合され
ているので、（ｉ）連続給電に際して発熱体層11と電極
12A,12Bとの間の接触抵抗が徐々に増大することを抑制
でき、ひいては（ii）連続給電に際して作動電流ならび
に発熱温度が徐々に低下することを抑制でき、かつ発熱
温度の分布が徐々に悪化することを阻止でき、また（ii
i）エッチング加工が長時間となることを回避して製造
能率を改善できる。The sheet heating element 10 according to the present invention includes a metal foil 12 for forming an electrode.
Consequently, the copper foils 12a 1 and 12b 1 of the electrodes 12A and 12B become copper foils 12a 1 and 12b 1
Is connected to the surface of the heating element layer 11 via zinc layers 12a 4 and 12b 4 on the nickel layers 12a 3 and 12b 3 coated on one surface of the heating element layer.
The contact resistance between 12A and 12B can be prevented from gradually increasing, and (ii) the operating current and the heating temperature can be prevented from gradually decreasing during continuous power supply, and the distribution of the heating temperature gradually deteriorates. And (ii)
i) The manufacturing efficiency can be improved by avoiding a long etching process.
（第２の実施例） 加えて、第２図および第３図を参照しつつ、本考案に
かかる面状発熱体の第２の実施例について、その構成お
よび作用を詳細に説明する。Second Embodiment In addition, the configuration and operation of a second embodiment of the planar heating element according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3. FIG.
第２の実施例は、発熱体層11および電極12A,12Bの外
周に対して絶縁カバー14が配設され、かつ絶縁カバー14
の表面に対して発熱温度を均一化するための熱伝導手段
（たとえばアルミニウム箔）15が配設されたことを除
き、第１の実施例と実質的に同一の構成を有している。
絶縁カバー14としては、たとえば、ポリエチレンテレフ
タレートフィルムあるいはダイアラミーなどがある。In the second embodiment, an insulating cover 14 is provided around the outer periphery of the heating element layer 11 and the electrodes 12A and 12B.
It has substantially the same configuration as that of the first embodiment except that a heat conducting means (for example, aluminum foil) 15 for making the heat generation temperature uniform on the surface is provided.
The insulating cover 14 is, for example, a polyethylene terephthalate film or dialyme.
したがって、第２の実施例は、周囲部材から絶縁さ
れ、かつ発熱温度の分布が改善されていることを除き、
第１の実施例と実質的に同一の作用を有している。Therefore, the second embodiment is insulated from the surrounding members, except that the heat generation temperature distribution is improved.
The operation is substantially the same as that of the first embodiment.
それ故、ここでは、説明が煩雑となることを回避する
目的で、第１の実施例に含まれた要素と実質的に同一の
要素に対して同一の参照番号を付すことにより、その他
の説明を省略する。Therefore, for the purpose of avoiding complicating the description, the same reference numerals are given to substantially the same elements as those included in the first embodiment, and the other description will be omitted. Is omitted.
（具体例） 併せて、本考案にかかる面状発熱体の理解を促進する
目的で、具体的な数値などを挙げて、説明する。(Specific Examples) In addition, for the purpose of promoting understanding of the sheet heating element according to the present invention, specific numerical values and the like will be described.
実施例 ニッケル層および亜鉛層をコーティングした銅箔をそ
の亜鉛層を介して発熱体層の表面に熱溶着したのちエッ
チング加工して櫛歯状の電極を形成し、かつ電極に対し
て接続端子を取付けることにより、面状発熱体を作製し
た。面状発熱体の接続端子間の抵抗は、2kΩであった。Example A copper foil coated with a nickel layer and a zinc layer was thermally welded to the surface of the heating element layer via the zinc layer, and then etched to form a comb-shaped electrode, and a connection terminal was formed on the electrode. By mounting, a sheet heating element was produced. The resistance between the connection terminals of the sheet heating element was 2 kΩ.
面状発熱体の電極に対して直流電源から電圧を連続し
て印加し65〜75℃の温度範囲で発熱せしめたところ、20
00時間以上にわたって発熱温度および作動電流に大きな
変化がみられなかった。When a voltage was continuously applied from a DC power supply to the electrodes of the sheet heating element to generate heat in a temperature range of 65 to 75 ° C., 20
No significant changes were observed in the exothermic temperature and operating current over 00 hours.
また、このときの発熱体層と電極との間の接触抵抗
は、０Ωであったが、面状発熱体を100℃の恒温槽に200
0時間にわたって放置したところ僅かに100Ωに増大し
た。At this time, the contact resistance between the heating element layer and the electrode was 0Ω, but the sheet heating element was placed in a 100 ° C constant temperature bath.
When left for 0 hours, the value increased slightly to 100Ω.
ちなみに、電極形成のためのエッチング加工に要した
時間は、比較例に比べて延長されなかった。Incidentally, the time required for the etching process for forming the electrode was not extended as compared with the comparative example.
比較例 亜鉛層をコーティングした銅箔をその亜鉛層を介して
発熱体層の表面に熱溶着したのちエッチング加工して櫛
歯状の電極を形成し、かつ電極に対して接続端子を取付
けることにより、面状発熱体を作製した。面状発熱体の
接続端子間の抵抗は、2kΩであった。Comparative Example A copper foil coated with a zinc layer was thermally welded to the surface of the heating element layer via the zinc layer, and then etched to form a comb-shaped electrode, and a connection terminal was attached to the electrode. Thus, a sheet heating element was manufactured. The resistance between the connection terminals of the sheet heating element was 2 kΩ.
面状発熱体の電極に対して直流電源から電圧を連続し
て印加し65〜75℃の温度範囲で発熱せしめたところ、20
0〜700時間経過したとき発熱温度および作動電流が大き
く低下した。When a voltage was continuously applied from a DC power supply to the electrodes of the sheet heating element to generate heat in a temperature range of 65 to 75 ° C., 20
When 0 to 700 hours had passed, the exothermic temperature and operating current decreased significantly.
また、このときの発熱体層と電極との間の接触抵抗
は、０Ωであったが、面状発熱体を100℃の恒温槽に200
0時間にわたって放置したところ10kΩに増大した。At this time, the contact resistance between the heating element layer and the electrode was 0Ω, but the sheet heating element was placed in a 100 ° C constant temperature bath.
When left for 0 hours, it increased to 10 kΩ.
（変形例） なお、上述では、電極12A,12Bが発熱体層11の一面に
配設される場合についてのみ説明したが、本発明は、こ
れに限定されるものではなく、電極が発熱体層の両面に
配設される場合も包摂している。(Modification) In the above description, only the case where the electrodes 12A and 12B are provided on one surface of the heating element layer 11 has been described. However, the present invention is not limited to this. Also included on both sides is included.
（３）考案の効果 上述より明らかなように、本考案にかかる面状発熱体
は、発熱体層に対して電極が配設された面状発熱体であ
って、特に、一面に配設されたニッケル層上に配設され
た亜鉛層を介して銅箔によって電極が形成されているの
で、 （ｉ）連続給電に際して発熱体層と電極との間の接触抵
抗が徐々に増大することを抑制できる効果 を有し、ひいては （ii）連続給電に際して作動電流ならびに発熱温度が徐
々に低下することを抑制でき、かつ発熱温度の分布が徐
々に悪化することを回避できる効果 を有し、また （iii）エッチング加工が長時間となることを回避で
き、製造能率を改善できる効果 を有する。(3) Effects of the Invention As is clear from the above description, the sheet heating element according to the present invention is a sheet heating element in which electrodes are arranged on the heating element layer, and in particular, is arranged on one surface. Since the electrodes are formed of copper foil via the zinc layer disposed on the nickel layer, (i) the contact resistance between the heating element layer and the electrodes during continuous power supply is prevented from gradually increasing (Ii) It is possible to suppress the gradual decrease in operating current and heat generation temperature during continuous power supply, and to prevent the heat generation temperature distribution from gradually deteriorating. ) It is possible to avoid a long etching process and to improve the production efficiency.
第１図は本考案にかかる面状発熱体の第１の実施例を示
すための斜視図、第２図は本考案にかかる面状発熱体の
第２の実施例を示すための斜視図、第３図は第１図実施
例および第２図実施例の細部を拡大して示すためのIII-
III線にそった部分拡大断面図、第４図は従来例を示す
ための部分断面図である。10 ……面状発熱体 11……発熱体層 12……電極形成用金属箔 12A,12B……電極 13A,13B……接続端子 14……絶縁層 15……熱伝導層FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a sheet heating element according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a second embodiment of the sheet heating element according to the present invention, FIG. 3 shows a detail of the embodiment of FIG. 1 and FIG.
FIG. 4 is a partial sectional view showing a conventional example along a line III. 10 … Planar heating element 11… Heating element layer 12… Metal foil for electrode formation 12A, 12B… Electrode 13A, 13B… Connection terminal 14… Insulating layer 15… Thermal conductive layer
Claims (1)
熱体において、電極（12A,12B）が、 （ａ）一面に配設されたニッケル層（12a3,12b3）と、 （ｂ）ニッケル層（12a3,12b3）上に配設されており、
発熱体層（11）に対して接合された亜鉛層（12a4,12
b4）と を包有してなる銅箔（12a1,12b1）によって形成されて
いることを特徴とする面状発熱体。In a planar heating element having electrodes disposed on a heating element layer, the electrodes (12A, 12B) are composed of (a) a nickel layer (12a 3 , 12b 3 ) disposed on one surface. (B) is disposed on the nickel layer (12a 3 , 12b 3 ),
Zinc layer which is joined to the heat generating layer (11) (12a 4, 12
b 4) and a planar heating element, characterized in that it is formed by a copper foil formed by inclusions of (12a 1, 12b 1).
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Legal Events
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |