JP5540579B2

JP5540579B2 - 面状発熱体

Info

Publication number: JP5540579B2
Application number: JP2009146215A
Authority: JP
Inventors: 雅貴花田; 幸夫阿部
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2009-06-19
Filing date: 2009-06-19
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2029-06-19
Also published as: JP2011003429A

Description

本発明は、薄くて長尺の面状発熱体に関するものであり、特に電極および抵抗体のパターン構成に関するものである。

図３，４は従来の面状発熱体を示し、ポリエステルシートなどの電気絶縁性の基材５１上に導電性ペーストを印刷・乾燥して一対の櫛形形状の接続電極５２ａ，５３ｂを有する給電電極５２，５３を形成するとともに、この接続電極５２ａ，５３ｂにより給電される位置に高分子抵抗体インクを印刷・乾燥して高分子抵抗体５４を設け、さらに、基材５１と同様の材質の被覆材５５で接続電極５２，５３および高分子抵抗体５４を被覆して保護する構成としたものである。

基材５１および被覆材５５としてポリエステルフィルムを用いる場合には、被覆材５５に、例えばポリエチレン系の熱融着性樹脂５６を予め接着しておき、熱時加圧することにより、基材５１と被覆材５５とがこの熱融着性樹脂５６を介して接合されるものである。

これにより、接続電極５２ａ，５３ｂおよび高分子抵抗体５４は外界から隔離され、長期信頼性を付与されるのである。

前記した熱時加圧の手段としては、図５に示すように、２本の加熱ロール５７，５８からなるラミネーター５９を用いるのが一般的である。

ＰＴＣ特性とは、温度上昇によって抵抗値が上昇し、ある温度に達すると抵抗値が急激に増加する抵抗温度特性（ＰｏｓｉｔｉｖｅＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）を意味しており、ＰＴＣ特性を有する高分子抵抗体５４は、自己温度調節機能を有する面状発熱体を提供できる（例えば、特許文献１，２，３参照）。

また、面状発熱体に開口部を配設してその可撓性を向上させるべく、複数個の小さな貫通穴を面状発熱体全体に分布させたものも見受けられる（例えば、特許文献４参照）。

特開昭５６−１３６８９号公報特開平６−９６８４３号公報特開平８−１２０１８２号公報特開２００８−２１５４５号公報

面状発熱体の可撓性を向上するため、複数個の小さな貫通穴を全体に分布させた前記従来のものでは、複数個の小さな貫通穴を全体に分布させる技術的課題が未だ解決されていないのが現状で、さらに、その位置精度をさらに向上させる課題があった。

上記従来の技術の問題点に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、位置精度に優れた開口部を持つ面状発熱体を提供することである。

前記目的達成のため、本発明は、電気絶縁性の基材と、この基材上にスクリーン印刷により対向配設され、それぞれから交互に櫛形形状の接続電極を分岐した給電電極と、前記給電電極に重ねてスクリーン印刷された分子抵抗体とを備え、前記基材の給電電極と高分子抵抗体とが存在しない部位に開口部を形成した。

本発明は、位置精度に優れた開口部を形成することができるので、面状発熱体の枠材などへの取付けを容易、かつ簡便に行うことができるものである。

本発明の実施の形態１における面状発熱体の平面図本発明の実施の形態２における面状発熱体の平面図従来の面状発熱体の平面図図３のＸ−Ｙ断面図同面状発熱体の製造説明図

第１の発明は、電気絶縁性の基材と、この基材上にスクリーン印刷により対向配設され、それぞれから交互に櫛形形状の接続電極を分岐した給電電極と、前記給電電極に重ねてスクリーン印刷された高分子抵抗体とを備えた面状発熱体であって、前記基材の給電電極と高分子抵抗体とが存在しない部位には、前記面状発熱体を取り付ける際の固定位置となる開口部形成用のマーキングを施し、給電電極および高分子抵抗体のスクリーン印刷と同時に印刷により施した前記マーキングにしたがって開口部を形設した。

これにより、開口部にしたがって形成することが可能となり、面状発熱体における開口部の位置精度が向上し、面状発熱体の枠材への取り付けを容易かつ簡便に行うことができるようになる。

また、外形から開口部までの位置精度が向上する。開口部の位置精度は被取付部への取付けの際、外形からの距離が重要であるため、位置精度が向上することで取付け性の向上を図ることができる。

第２の発明は、前記第１の発明において、複数の形状の開口部を形成した。

これにより、略中央の開口部を螺子等の基準位置とすることができ、端部までの距離公差を小さくすることができるため、取り付け性の向上を提供することができる。特に床暖房などに用いる比較的長尺の面状発熱体の場合、外形の寸法公差も大きくなるが、略中央の開口部を基準位置とし、開口部の位置ずれを規制することで、枠材と面状発熱体の外形端部との距離公差も小さくすることができる。

第３の発明は、前記第１の発明において、開口部をコーナ部がＲ形状の長方形に設定した。

これにより、電気絶縁性基材が裂けやすい材料を用いた際にでもＲ形状部に応力が集中することがないため、開口部からの裂けを防ぐことができる。

また、開口部を長方形とすることで、比較的大きな開口部を設けやすく、さらに縦横の位置決め精度を高めることができる。

（実施の形態１）
図１において、ポリエステルフィルムなどの電気絶縁性の基材１上に複数対の給電電極２ａ，２ｂおよびこれら給電電極２ａ，２ｂと電気的に接続して高分子抵抗体３を形設して面状発熱体４が構成されている。

前記給電電極２ａ，２ｂは対向する相手極へ向け複数の接続電極５ａ，５ｂを分岐した櫛歯状をなしており、銀ペーストをスクリーン印刷し、乾燥することで形成してある。

また、高分子抵抗体３は、高分子抵抗体インキとして樹脂にカーボンを練り込んだ高分子抵抗材を溶剤に溶かしたもの、あるいは結晶性樹脂にカーボンを練り込んだ高分子抵抗体材を溶剤に溶かしたものを使用し、同じく印刷し、乾燥することで形成している。

接続電極５ａ，５ｂを分岐した給電電極２ａ，２ｂ、高分子抵抗体３の印刷としてはＲｏｌｌ−ｔｏ−Ｒｏｌｌで電気絶縁性の基材１を送り出し、巻取り可能な設備にて所定の距離だけ移動させながらスクリーン印刷を行う方法が一般的である。

給電電極２ａ，２ｂ、接続電極５ａ，５ｂ、高分子抵抗体３を繰り返し印刷することで長尺の面状発熱体４を形成することが可能である。

基材１において、接続電極５ａ，５ｂの印刷版内には外形を示す外形線６および開口部７，８を形成するためのマーキング９，１０が形成されており、接続電極５ａ，５ｂと同時に印刷される構成となっている。

また、図１では省略したが、面状発熱体４の絶縁性を確保するため電気絶縁性の基材１全体にホットメルトや粘着材などの固定手段を備えた電気絶縁性被覆材を取り付けるのが一般的である。

開口部７，８を形成する方法としては、トムソンなどで型抜きする方法やレーザーなどで基材１焼き切る方法などがあり、いずれの方法でもマーキング９，１０を位置決めとして用いる。

全ての印刷が終了した後、外形線６に沿って電気絶縁性の基材１を切断し、開口部７，８を形成することで、所定の長さ形状を持つ面状発熱体４の形態となる。

さらに、給電電極２ａ，２ｂにそれぞれ端子やリード線などの給電手段を取り付けることで完成する。

次に、動作、作用について説明する。

図１において、開口部８は略円形であり、開口部７は略楕円形となっており、開口部８の方が開口部７よりも面積が小さくなっている。

これにより、面状発熱体４を床暖房や堀こたつなどのパネルに取り付ける際に、開口部８を基準穴とすることができ、取付け性の向上につながる。

開口部８は面状発熱体４において長さ方向で略中央に位置している。略中央の開口部を螺子等の基準位置とすることができ、端部までの距離公差を小さくすることができるため、取付け性が向上する。

特に、床暖房などに用いる比較的長尺の面状発熱体の場合、長さ方向の外形の寸法公差も大きくなるが、略中央の開口部８を基準位置とし、その位置ずれを規制することで、枠材などの被取付部と面状発熱体４の外形端部との距離公差を面状発熱体４の端面基準で枠材などへ取付けた際の約半分にすることができる。

もちろん、取付け公差が小さくなることは開口部７，８の面積を小さくできる。即ち非発熱部を小さくできるため、良好な発熱分布を持つ面状発熱体４が得られることにもつながることは言うまでも無い。

開口部７，８は給電電極２ａ，２ｂおよび接続電極５ａ，５ｂ、高分子抵抗体３のいずれも配設されていない位置にある。

これにより、開口部７，８によって、面状発熱体４の絶縁性を低下させることなく開口部７，８を配設することができる。

当然のことながら、マーキング９，１０も給電電極２ａ，２ｂおよび接続電極５ａ，５ｂ、高分子抵抗体４のいずれとも接続されていないため、端面にあっても絶縁性を低下させることはない。

開口部７，８のそれぞれの位置決めマーキング９，１０と外形を示すマーキング６は接続電極２ａ，２ｂと同時に印刷される構成としてある。

これにより、位置決めマーキング９，１０にしたがって開口部７，８を形成することができるため、穴空け加工時の位置精度が向上するだけでなく、外形から開口部７，８までの位置精度が向上する。

面状発熱体４を枠材などへ取り付ける際においては、外形を所定の場所に収めるだけでなく開口部７，８を枠材などに配置する場所にも螺子などの固定手段で取付けるため、外形から開口部７，８の距離精度を向上させることが重要である。

なお、外形線６やマーキング９，１０の線の種類としては実線とか点線に特定されるものではなく、場合によっては、十字形状の印にしても良い。

（実施の形態２）
図２は実施の形態２を示し、図１と同作用を行うものには便宜上同一符号を付し、具体的説明は実施の形態１のものを援用する。

図１と異なる点は、開口部１１を長方形とし、加えてそのコーナ部分をＲ形状に設定したところである。

面状発熱体４は枠材などに挟まれて取付けられ、接着剤などの固定手段によって上下の枠材同士が固定される。

この時、長方形の開口部１１では上下の枠材同士が直接当接する。

長方形の開口部１１のコーナ部をＲ形状にした場合、製造の過程などにおいて電気絶縁性基材２に応力が加わっても破れ、裂けなどを可及的に抑制することができる。

開口部１１の位置精度は外形線６と接続電極５ａ，５ｂと同じ版で印刷された位置決めマーキング１２を参考にできるため、その位置精度が向上し、枠材にとりつける螺子など
の固定手段と干渉することがない。

以上のように、本発明にかかる面状発熱体は、さまざまな形状の開口部の位置精度を高めることができるため、被取付部への取付けが簡便になる。そのため、比較的長尺の面状発熱体にもかかわらず高い位置精度を要求される床暖房や堀座卓などの暖房商品に特に有用である。

１電気絶縁性の基材
２ａ，２ｂ給電電極
３高分子抵抗体
５ａ，５ｂ接続電極
６外形線
７，８，１１開口部
９，１０マーキング

Claims

電気絶縁性の基材と、この基材上にスクリーン印刷により対向配設され、それぞれから交互に櫛形形状の接続電極を分岐した給電電極と、前記給電電極に重ねてスクリーン印刷された高分子抵抗体とを備えた面状発熱体であって、前記基材の給電電極と高分子抵抗体とが存在しない部位には、前記面状発熱体を取り付ける際の固定位置となる開口部形成用のマーキングを施し、給電電極および高分子抵抗体のスクリーン印刷と同時に印刷により施した前記マーキングにしたがって開口部を形設した面状発熱体。
複数の形状の開口部を形成した請求項１記載の面状発熱体。
開口部をコーナ部がＲ形状の長方形に設定した請求項１記載の面状発熱体。
前記面状発熱体は長尺であって、円形の開口部と、前記円形の開口部から長さ方向で所定の間隔に位置する楕円形の開口部とを形設した請求項１記載の面状発熱体。