JP3434185B2 - 低電磁波対応面状発熱体 - Google Patents

低電磁波対応面状発熱体

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JP3434185B2 JP27583697A JP27583697A JP3434185B2 JP 3434185 B2 JP3434185 B2 JP 3434185B2 JP 27583697 A JP27583697 A JP 27583697A JP 27583697 A JP27583697 A JP 27583697A JP 3434185 B2 JP3434185 B2 JP 3434185B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、低電磁波対応面状
発熱体に関するものであり、更に詳しくは、家庭用・業
務用の電熱加熱機器(例えば、電気カーペット,電気毛
布,パネルヒーター等の電気採暖具;ホットプレート等
の電気加熱調理機器)に用いられる低電磁波対応面状発
熱体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電気カーペット等の電熱加熱機器に使用
される面状発熱体は、ニクロム線ヒーター等の線状発熱
体で構成されるのが一般的であるが、他の種類の面状発
熱体も近年知られるようになってきた。例えば、絶縁基
材にAg系,カーボン系等の抵抗発熱体をコーティング
又は印刷により形成して成る面状発熱体が既に開発され
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の面状発
熱体には、交流電流が流れると電磁波が発生するといっ
た問題がある。電流が流れている導電体の周囲には磁界
が作り出され、電流が波打つとその周囲に同じ周波数の
磁界が発生し、その結果、電界・磁界の両方を含む波動
(すなわち電磁波)が発生するのである。
【0004】電磁波のなかでも大きなものは、映像・音
声電気製品(いわゆるAV製品)や精密機器等にノイズを
与えるおそれがある。また、人体に与える電磁波の影響
を懸念する報告もあるため、電気カーペットや電気毛布
のように人体に触れるような製品については特に電磁波
の低減が望まれる。しかしながら、電気カーペットのよ
うに発熱面積が広い電気採暖具からの電磁波を遮断する
ことは困難である。
【0005】本出願人は面状発熱体の電磁波低減対策に
関する出願を先に行ったが(特願平8-155458号)、製造上
の欠点,コスト等の問題が未だ充分に解決されていると
はいえない。本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであって、製造に適した簡単かつコンパクトな構
造でありながら、電磁波を低減することができる低電磁
波対応面状発熱体を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第1の発明の低電磁波対応面状発熱体は、絶縁基材
の表面に抵抗発熱体がコーティング又は印刷により形成
された面状発熱体であって、前記絶縁基材の裏面に全面
又は抵抗発熱体と同様のパターンに金属箔が貼り付けら
れており、前記抵抗発熱体に流れる電流の方向とは逆方
向の電流が前記金属箔に流れ、そのとき前記金属箔から
発生する磁界が前記抵抗発熱体から発生する磁界を打ち
消して前記抵抗発熱体から発生する電磁波を低減するよ
うに構成されていることを特徴とする。
【0007】第2の発明の低電磁波対応面状発熱体は、
上記第1の発明の構成において、前記金属箔を前記絶縁
基材の裏面からはみ出した状態で貼り付け、導体接着剤
付き金属箔電極用テープを前記絶縁基材の端部で折り返
すことなく前記金属箔のはみ出した部分から前記抵抗発
熱体の一部にかけて貼り付けることにより、抵抗発熱体
と金属箔とを電気的に直列に接続したことを特徴とす
る。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施した低電磁波
対応面状発熱体を、図面を参照しつつ説明する。なお、
実施の形態相互で同一の部分や相当する部分には同一の
符号を付して重複説明を適宜省略する。 《第1の実施の形態(図1,図2)》 図1に、第1の実施の形態に係る低電磁波対応面状発熱
体の概略縦断面構造を示す。この面状発熱体は、絶縁基
材1,抵抗発熱体2,アルミ箔3,銅箔(導体接着剤付
き金属箔電極用テープ)4,絶縁フィルム(オーバーコー
ト用ラミネートフィルム)5,温度コントローラー6,
位相変換装置7等で構成されている。絶縁基材1はPE
T(polyethylene terephthalate)フィルムから成ってい
るが、これに限らない。絶縁基材1には、面状発熱体の
用途に応じた絶縁性材料から成る基材を用いればよい。
【0009】絶縁基材1の表面には、抵抗発熱体2が長
方形状に印刷されている。抵抗発熱体2は、Ag系,カ
ーボン系等の抵抗発熱材料から成り、その導電性ペース
トを絶縁基材1の表面(すなわち片面)のほぼ全体にわた
ってスクリーン印刷することによって形成される。な
お、抵抗発熱体2の形成は、他の印刷方法やコーティン
グにより行ってもよい。
【0010】一方、絶縁基材1の裏面(すなわち絶縁基
材1が形成されている面の反対側の面)には、抵抗発熱
体2と同じ長方形状のアルミ箔3が貼り付けられてい
る。アルミ箔3は、熱伝導性に優れた低コストの導電性
材料であるという点で、この面状発熱体に好適である。
つまり、熱伝導性の良い導電性材料から成る箔状のシー
トであれば、他の種類の金属箔等をアルミ箔3の代わり
に使用することはできるが、抵抗発熱体としての機能は
必要ないので安価なアルミ箔3が適しているのである。
【0011】図1に示すように、この面状発熱体は、抵
抗発熱体2に流れる電流の方向とは逆方向の電流がアル
ミ箔3に流れるように構成されている。電流が流れてい
る導電体の周囲には電流の流れる方向の右ネジ方向に磁
界が生じるので、抵抗発熱体2とアルミ箔3のように平
行導線間で逆向きの電流が流された場合には、逆向きに
発生した磁界が互いに打ち消し合うように作用する。つ
まり、絶縁基材1の表面と裏面とで逆向きに発生した磁
界が、相互に打ち消し合うことになる(いわゆる消磁効
果)。その結果、トータルの電磁波が低減されて、電磁
波低減効果が得られる。さらに、熱伝導性の良いアルミ
箔3が絶縁基材1の温度ムラを解消するように作用する
ため、絶縁基材1や抵抗発熱体2の温度が均一化され
て、いわゆる均熱効果が得られる。なお、発生する磁界
の強さは流れる電流の大きさに比例するので、抵抗発熱
体2に流れる電流の大きさとアルミ箔3に流れる電流の
大きさとは等しい方が望ましい。
【0012】図2のグラフに、第1の実施の形態におけ
る電流と磁界の強さ(つまり発生する電磁波の大きさ)と
の関係を示す。このグラフは、抵抗発熱体2とアルミ箔
3に同じ大きさの電流を流し、その時の電流(A)と磁界
の強さ(mG)を、電磁波環境測定器(アルヌ医療器株式会
社製マイクロELF)で測定した結果(測定距離:0mm)を
示している。同図において、 △:抵抗発熱体2とアルミ箔3の両方に電流を流した場
合(第1の実施の形態), ◆:抵抗発熱体2のみに電流を流した場合(比較例)であ
る。
【0013】図2のグラフから分かるように、アルミ箔
3に電流を流すと磁界の強さが1/4になり、明らかな
消磁効果がみられた。また一般に、一面に印刷された抵
抗発熱体の中央付近は局部的に温度上昇する傾向にある
が、第1の実施の形態においては、アルミ箔3の良熱伝
導性によって絶縁基材1の温度ムラが解消された結果、
均熱効果がみられた。
【0014】第1の実施の形態では、絶縁基材1の表面
に抵抗発熱体2が印刷された構成となっているが、ニク
ロム線ヒーター等の線状発熱体を絶縁基材1の表面に貼
り付けた構成においても、絶縁基材1の裏面にアルミ箔
3を貼り付けることにより、上記と同様の効果を得るこ
とができる。また、第1の実施の形態では、絶縁基材1
の裏面にアルミ箔3が貼り付けられた構成となっている
が、アルミ等の金属を蒸着することによって金属箔と同
等の性質を有する膜を形成した場合でも、上記と同様の
効果を得ることができる。
【0015】第1の実施の形態に係る面状発熱体の製造
には、主として以下の工程(1)〜(3)が含まれる。
【0016】(1)絶縁基材1の表面に抵抗発熱体2をコ
ーティング又は印刷により形成する工程。
【0017】(2)絶縁基材1の裏面にアルミ箔3を貼り
付ける工程。
【0018】(3)絶縁フィルム5でラミネートする工
程。
【0019】工程(1)→(2)→(3)の順で製造を行って
も、工程(2)→(1)→(3)の順で製造を行ってもよいが、
PETフィルム等の絶縁基材1にアルミ箔3等の金属箔
があらかじめラミネートされて成る基材が既に市販され
ているので、そのような市販の積層品に対して抵抗発熱
体2を形成する後者の製造方法を採用すれば、工程(2)
を省略することができるため、製造工程が簡単になると
ともに製造時間が短縮されて、面状発熱体の製造をスム
ーズに行うことが可能になる。 《第2の実施の形態(図3)》 図3に、第2の実施の形態に係る低電磁波対応面状発熱
体の概略縦断面構造を示す。この面状発熱体の特徴は、
銅箔(導体接着剤付き金属箔電極用テープ)4を絶縁基材
1の端部で表面側から裏面側に折り返し、抵抗発熱体2
とアルミ箔3とに貼り付けることによって、抵抗発熱体
2とアルミ箔3とを電気的に直列に接続した点にある。
【0020】絶縁基板1の表面側の抵抗発熱体2と裏面
側のアルミ箔3とが電気的に直列に接続されているの
で、抵抗発熱体2に流れる電流の方向とは逆方向の電流
がアルミ箔3に流れることになる。したがって、位相変
換装置7無しに第1の実施の形態と同様の効果を得るこ
とができる。実際に、抵抗発熱体2とアルミ箔3との間
に電圧をかけて電流を流し発熱させたところ、第1の実
施の形態と同様な消磁効果と均熱効果が得られた。ま
た、銅箔4で抵抗発熱体2とアルミ箔3とを短絡させる
構成によって簡単・コンパクトな電気的接続になるた
め、電磁波の低減をコンパクトな設計で達成することが
できる。 《第3の実施の形態(図4)》 図4に、第3の実施の形態に係る低電磁波対応面状発熱
体の概略平面構造を示す。この面状発熱体の特徴は、抵
抗発熱体2のパターンがストライプ状に形成されている
点にある。抵抗発熱体2がストライプ状(電極を構成す
る銅箔4に対して各ストライプが垂直になっている)に
パターン形成されている点以外は、第2の実施の形態と
同様の構成となっているため、第2の実施の形態と同様
の効果が得られる。また、抵抗発熱体2のパターンがス
トライプ状に形成されているため、抵抗調整を容易に行
うことが可能である。実際に、抵抗発熱体2とアルミ箔
3との間に電圧をかけて電流を流し発熱させたところ、
アルミ箔3に電流を流さない場合と比べて電磁波の大き
さは1/4程度になり、第1の実施の形態と同様の消磁
効果と均熱効果が得られた。 《第4の実施の形態(図5)》 図5に、第4の実施の形態に係る低電磁波対応面状発熱
体の概略平面構造を示す。この面状発熱体の特徴は、抵
抗発熱体2のパターンがS字状に形成されている点にあ
る。抵抗発熱体2がS字状にパターン形成されている点
以外は、第2の実施の形態と同様の構成となっているた
め、第2の実施の形態と同様の効果が得られる。また、
抵抗発熱体2のパターンがS字状に形成されているた
め、抵抗調整を容易に行うことが可能である。
【0021】図5に示すように抵抗発熱体2のパターン
をS字状にすると、抵抗発熱体2の各ラインが長くなる
と同時に、部分的には電磁波が強められることになる。
しかし、面状発熱体全体としてはトータルの電磁波が弱
められることになる。実際に、抵抗発熱体2とアルミ箔
3との間に電圧をかけて電流を流し発熱させたところ、
アルミ箔3に電流を流さない場合と比べて電磁波の大き
さは1/2程度になった。なお、アルミ箔3も抵抗発熱
体2と同様にパターン形成すれば、部分的に電磁波が強
められることはないので、第3の実施の形態と同様の消
磁効果を得ることができる。ただしその場合、均熱効果
が低下するおそれがある。 《第5の実施の形態(図6)》 図6に、第5の実施の形態に係る低電磁波対応面状発熱
体の概略縦断面構造を示す。この面状発熱体の特徴は、
アルミ箔3を絶縁基材1の裏面からはみ出した状態で貼
り付け、銅箔(導体接着剤付き金属箔電極用テープ)4を
絶縁基材1の端部で折り返すことなくアルミ箔3のはみ
出した部分から抵抗発熱体2の一部にかけて貼り付ける
ことにより、抵抗発熱体2とアルミ箔3とを電気的に直
列に接続した点にある。
【0022】アルミ箔3は絶縁基材1よりも面積が大き
くなっているので、絶縁基材1の裏面からはみ出したア
ルミ箔3から抵抗発熱体2の一部にかけて銅箔4を貼り
付けると、銅箔4を折り返さなくても抵抗発熱体2とア
ルミ箔3とを短絡させることができる。したがって、銅
箔4の貼り付けの工程を簡単・スムーズに行うことがで
き、第2の実施の形態よりも簡単に、第1の実施の形態
と同様の消磁効果と均熱効果を得ることができる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、絶縁基材
の裏面に金属箔を貼り付けるという、製造に適した簡単
かつコンパクトな構造でありながら、その構成によれ
ば、抵抗発熱体に流れる電流の方向とは逆方向の電流が
金属箔に流れるため、逆向きの磁界が相互に打ち消し合
って電磁波の低減が達成される。しかも、金属箔が絶縁
基材や抵抗発熱体の温度ムラを解消するように作用する
ため、均熱効果も得られる。
【0024】また、本発明によれば、導体接着剤付き金
属箔電極用テープを折り返さなくても抵抗発熱体と金属
箔とを短絡させることができるので、金属箔の貼り付け
の工程を簡単・スムーズに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態の概略縦断面構造を示す端面
図。
【図2】第1の実施の形態における電流と電磁波との関
係を示すグラフ。
【図3】第2の実施の形態の概略縦断面構造を示す端面
図。
【図4】第3の実施の形態の概略構造を示す平面図。
【図5】第4の実施の形態の概略構造を示す平面図。
【図6】第5の実施の形態の概略縦断面構造を示す端面
図。
【符号の説明】
1 絶縁基材 1a 凸状加工部 2 抵抗発熱体 3 アルミ箔(金属箔) 4 銅箔(導体接着剤付き金属箔電極用テープ) 5 絶縁フィルム(オーバーコート用ラミネートフィ
ルム) 6 温度コントローラー 7 位相変換装置 8 透孔 9 リセクタブルコネクター 10 補強板
フロントページの続き (72)発明者 小浜 晴之 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−181377(JP,A) 特開 昭61−156645(JP,A) 実開 昭60−29394(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05B 3/20 H05B 3/03

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁基材の表面に抵抗発熱体がコーティ
    ング又は印刷により形成された面状発熱体であって、前
    記絶縁基材の裏面に全面又は抵抗発熱体と同様のパター
    ンに金属箔が貼り付けられており、前記抵抗発熱体に流
    れる電流の方向とは逆方向の電流が前記金属箔に流れ、
    そのとき前記金属箔から発生する磁界が前記抵抗発熱体
    から発生する磁界を打ち消して前記抵抗発熱体から発生
    する電磁波を低減するように構成されていることを特徴
    とする低電磁波対応面状発熱体。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の面状発熱体において、前
    記金属箔を前記絶縁基材の裏面からはみ出した状態で貼
    り付け、導体接着剤付き金属箔電極用テープを前記絶縁
    基材の端部で折り返すことなく前記金属箔のはみ出した
    部分から前記抵抗発熱体の一部にかけて貼り付けること
    により、抵抗発熱体と金属箔とを電気的に直列に接続し
    たことを特徴とする低電磁波対応面状発熱体。
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