JP6723935B2 - 立体型面状ヒータ - Google Patents

Description

本発明は、電子炊飯器、足温浴器、さらには洋式便器の便座、車の座席などの加熱・保温用に使用される面状ヒータに適用される、立体型面状ヒータに関する。

昨今、面状ヒータが組み込まれる機器本体の小型化が進むのに伴い、面状ヒータにおいても外形寸法の更なる縮小が要求されている。

この要求に応える面状ヒータの例が、特許文献１に記載されている。
特許文献１の図には、粘着部材上にヒータ線が配置され、その上部から金属箔が貼り付けられて貼り代部が設けられた面状ヒータにおいて、貼り代部の粘着テープをヒータ線の外縁部から内縁部に向かって折り返し、ヒータ線を覆って固定した面状ヒータが記載されている。

この特許文献１に記載された面状ヒータ（特許文献１の図１〜図３）は、粘着部材上にヒータ線を配置し、その上から金属箔を貼り付けた従来の面状ヒータ（特許文献１の図）において、狭小化に対応するため、幅方向を縮小しヒータ線の左右に広がる貼り代部が狭くなると、金属箔が剥がれやすくなり、ヒータ線のはみ出しや位置ずれに繋がるという問題の解決を図ったものである。

しかしながら、特許文献１に記載された面状ヒータでは、金属箔の端面が離型紙に対して直交状態で接触しているに過ぎず、今度は金属箔が離型紙との接触面を起点として剥がれやすいという問題が存在する。
加えて、ヒータ線の頂部に力が掛かった場合、特に面状ヒータの縁部に向かってヒータ線の位置ずれが発生しやすく、ヒータ線の位置ずれは意図しない加熱分布の変化といった悪影響に繋がる。
この特許文献１に記載された面状ヒータが有する問題を解決する手段として、特許文献２に記載の面状ヒータが提案されている。

特許文献２に記載された面状ヒータは、先行技術に比べて小型化され、金属箔の剥がれやヒータ線の位置ずれ等の強度的な問題が改善された一方、面状ヒータが組み込まれる機器本体の進化は著しく、面状ヒータの配置されるスペースは益々狭くなっている。そこで、ヒータ特性は維持したまま、機器本体（以下、被加熱体という）の狭小化に対応した面状ヒータの更なる開発が切望されている。

特開２００７−３５３８５号公報 特開２００８−２８８００９号公報

本発明の課題は、被加熱体のさらなる狭小化に対応し、かつ、ヒータ特性に優れる立体型面状ヒータを提供することにある。

本発明者らは、従来技術のように、面状ヒータを被加熱体の水平方向に配設する他、壁部のような略垂直部分への配設も可能とし、さらに、面状ヒータが分割されていることで、ヒータ特性を犠牲にすることなく、さらなる狭小化へ対応できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の立体型面状ヒータの要旨は、以下のとおりである。

（１）面状部材の表面に、両端に一対の接続子を設けた一条のヒータ線を配設し、少なくとも２つ以上の面を立体的に有する立体型面状ヒータであって、立体型面状ヒータは、少なくとも２つ以上に分割されており、分割された各面状ヒータのうち少なくとも２つの面状ヒータは、水平面に対する角度がそれぞれ異なり、少なくとも２つ以上に分割されている立体型面状ヒータは、ヒータ線で連結されていることを特徴とする。
（２）所望形状の両面粘着部材の表面にヒータ線を配設かつ固着され、さらに両面粘着部材の表面上にヒータ線を覆うように熱伝導部材が貼付され、水平方向、及び、略垂直方向の少なくとも２つ以上の面を立体的に有することが好ましい。
（３）立体型面状ヒータは、構成する面状ヒータのうち、少なくとも一部が略垂直に折り曲げられることが好ましい。
（４）第１面状ヒータ、及び、第２面状ヒータの２つに分割された立体型面状ヒータであって、第１面状ヒータ部は被加熱体の主要部に水平配置され、かつ、第２面状ヒータ部は被加熱体の壁部に沿って略垂直配置されることが好ましい。

本発明の立体型面状ヒータにあっては、以下に記載した優れた効果が期待できる。
（１）従来同様、水平方向への配設の他、壁部などの略垂直方向等への配設も可能となるため、被加熱体が狭小部であってもヒータ特性を犠牲とする必要がない。すなわち、被加熱体の設計自由度が増し、更なる小型化に貢献できる。
（２）本発明の立体型面状ヒータは、被加熱体の形状に合わせて、元より立体的であるため、面状ヒータを折るなど変形させる必要なく、被加熱体へ配設可能である。
（３）少なくとも２つ以上に分割されており、さらに各面状ヒータが線状部材で連結されるため、被加熱体へ配設する際、面状ヒータを変形させる、あるいは、線条部材を捻る必要がないため、面状ヒータの破損や線状部材の断線等のリスクがない。
（４）被加熱体の形状に合わせた面状ヒータであるため、被加熱体への貼り付け作業の際、被加熱体と面状ヒータ間に隙間やしわができにくく、結果として、加工性及び熱分布の均一性に優れる。
（５）線状部材としてヒータ線を使用するため、接続子を減らすことが可能であり、加工費・材料費の節約の他、発熱面を広く確保でき、均一な熱分布が得られる。
（６）狭小部への加熱が可能となることで、省エネルギー化にも貢献する。

本発明の立体型面状ヒータの一例を示す図である。 本発明の立体型面状ヒータの他の一例を示す図である。 図１のＡ−Ａ断面（水平方向の配設）の一例を示す図である。 図１のＢ−Ｂ断面（略垂直方向への配設）の一例を示す図である。

以下、本発明の立体型面状ヒータの一例について、図面を参照しながら説明する。

図１〜４において、１は本発明の一例である立体型面状ヒータ、２は第１面状ヒータ、３は第２面状ヒータ、４は長尺状の線条部材、５は熱伝導部材、６は接続子（コネクタ）、７はリード線、８は（両面）粘着部材、９は離型紙である。図１における線状部材４は、発熱部材（ヒータ線１０）である。

本発明で特徴的なことは、面状部材（例えば粘着部材８）の表面に、両端に一対の接続子６を設けた一条のヒータ線１０を配設し、少なくとも２つ以上の面を立体的に有することである。

本発明の立体型面状ヒータ１は、従来技術のように水平方向への配設のみに限定されることなく、例えば、被加熱体の壁部（略垂直方向）のように水平方向以外への配設が可能である。

すなわち、本発明の立体型面状ヒータ１は、被加熱体の形状に合わせて、元より（すなわち、被加熱体へ配設する前より）、水平方向、及び、略垂直方向の少なくとも２つ以上の面を立体的に有し、立体型であることが特徴である。
立体型の面方向は特に限定されず、様々な面に対して自由に、立体型に配設される。

そのため、立体型面状ヒータ１を被加熱体へ配設する際、面状ヒータを折り曲げる等の変形が不要であり、被加熱体と立体型面状ヒータ１間に隙間やしわができにくく、加工性及び熱分布の均一性に優れる。

さらに、本発明の立体型面状ヒータ１における特徴として、少なくとも２つ以上に分割されており、分割された各面状ヒータのうち少なくとも２つの面状ヒータは、水平面に対する角度がそれぞれ異なることが挙げられる。
ここで、水平面に対する角度とは、水平方向の面は０度であり、垂直方向の面は９０度であることを意味する。

水平面に対する角度が異なるため、立体型面状ヒータ１を被加熱体へ配設する際、面状ヒータそのものを変形させる必要なく、被加熱体の形状に沿って立体的に配設が可能である。

図１〜２に示す２分割の他、３つ以上に分割されてもよく、水平方向、及び、略垂直方向の他、複数面に対応することも可能であり、被加熱体の形状に合わせて適宜設計される。

分割された立体型面状ヒータ１は、線状部材４で連結されており、ヒータ線１０を使用する。
線状部材にリード線を用いる場合と比較して、接続子を省略でき、加工費・材料費を節約する他、発熱面を広く確保でき、均一な熱分布が得られることから、ヒータ線がより好ましく、第１面状ヒータ２及び第２面状ヒータ３で用いられるヒータ線１０と共通（一条）である。

線状部材４は、保護の目的で例えばガラス編組チューブを被せる、蓄熱の目的で熱伝導部材を被せる等、別の部材で覆ってもよい。

図１が示す本願発明の一例では、第１面状ヒータ２は被加熱体の水平方向に沿って配設され、第２面状ヒータ３は、被加熱体の壁部に沿って略垂直方向に配設され、ヒータ線を介して第１面状ヒータ２及び第２面状ヒータ３が一体化されている。被加熱体に配設する場合、被加熱体の主要部に第１面状ヒータ２を水平方向に配設・固着されると同時に、第２面状ヒータ３は璧部に略垂直方向に配設・固着される。

図２が示す本願発明の他の一例において、図１と異なる点は、第１面状ヒータ２及び第２面状ヒータ３が、ヒータ線を介して直列配置されている点である。 被加熱体に配設する場合、被加熱体の主要部に第１面状ヒータ２を水平方向に配設・固着した後、第２面状ヒータ３は璧部に沿って略垂直方向に配設・固着される。すなわち、第１面状ヒータ２及び第２面状ヒータ３の配設作業は分割されていることが特徴である。

図１及び図２は共に、元より立体型の面状ヒータであるため、面状ヒータを折るなどして変形させる、線状部材を捻る等の作業が不要である。

図３は、図１の第１面状ヒータ２のＡ−Ａ断面図の一例、及び、図４は、図１の第２面状ヒータ３のＢ−Ｂ断面図の一例（ａ）〜（ｃ）であり、第２面状ヒータ３はいずれも壁部に沿って略垂直方向に配設されている。

図４のうち、（ａ）はヒータ線１０が第１面状ヒータ２のヒータ線と同じく水平方向にのみ配設される場合、（ｂ）はヒータ線１０が第１面状ヒータ２の水平方向より略垂直方向に向かって配設される（すなわち、ヒータ線１０が第２面状ヒータの中央付近に配設される）場合である。

さらに、立体型面状ヒータ１は、構成する面状ヒータのうち、少なくとも一部が略垂直方向に折り曲げられても良い。（図４（ｃ））
水平方向に配設された面状ヒータのうち、少なくとも一部を略垂直方向へ折り曲げ、被加熱体の壁部に沿って配設することで、さらに多様な方法で立体型の配設が可能となる。

面状ヒータの具体的な構造例としては、被加熱体の仕様に対応した所望形状の両面粘着部材８の表面に、ヒータ線１０を配設かつ固着し、さらに両面粘着部材８の表面上にヒータ線１０を覆うように熱伝導部材５が貼付される。

ヒータ線１０の仕様は限定されず、例えば、絶縁性芯材の上に抵抗線を巻き付けたものに、絶縁性弾性体を押出被覆した態様のヒータ線や、平角状の抵抗線に絶縁性弾性体を押出被覆した態様のヒータ線など、公知のヒータ線を適宜選択して使用すれば良い。

以下、絶縁性芯材の上に抵抗線を巻き付けたものに、絶縁性弾性体を押出被覆した態様のヒータ線を使用する際の、各材料について述べる。

絶縁性芯材の材料としては、ガラス芯、ガラス繊維（素線）を撚ったもの、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ゴム弾性芯などが使用でき、その中でも複数本のガラス繊維（素線）を撚ったガラス芯が特に好ましい。

抵抗線の材料としては、ニクロム線、銅ニッケル線、鉄クロム線などを適宜選択して使用すれば良い。抵抗線の寸法（径）は、必要な熱量に応じて適宜決められ、中でもφ０．０〜φ０．２６のものが好適に用いられる。

絶縁弾性体の材質は、シリコーンゴム、フッ素樹脂、塩化ビニル樹脂などが好適に用いられ、特にコスト、耐熱性、加工性の点からシリコーンゴムが最も好ましく用いられる。

本発明に使用する両面粘着部材８は、市販の離型紙付き両面テープを適宜選択して使用すれば良いが、熱伝導を確保する観点から、離型紙を除く厚さが０．２ｍｍ以下のものを使用するのが好ましい。

本発明に使用する熱伝導性部材５は、厚さ０．１ｍｍ以下の熱伝導部材５を使用するのが好ましく、アルミニウム、銅など、熱伝導材料として一般的に使用されている金属を使用すれば良い。

以上の例は、本発明の立体型面状ヒータの一例に過ぎず、本発明の思想の範囲内であれば、種々の変更及び応用が可能であることは言うまでもない。例えば、炊飯器等の小型家電の蓋用ヒータとして、特に好適に利用できる。

１ 立体型面状ヒータ
２ 第１面状ヒータ
３ 第２面状ヒータ
４ 線状部材
５ 熱伝導部材
６ 接続子
７ リード線
８ 面状部材、または、（両面）粘着部材
９ 離型紙
１０ 発熱部材（ヒータ線）

Claims (4)

1. 面状部材の表面に、両端に一対の接続子を設けた一条のヒータ線を配設し、少なくとも２つ以上の面を立体的に有する立体型面状ヒータであって、
   該立体型面状ヒータは、少なくとも２つ以上に分割されており、分割された各面状ヒータのうち少なくとも２つの面状ヒータは、水平面に対する角度がそれぞれ異なり、
   少なくとも２つ以上に分割されている立体型面状ヒータは、ヒータ線で連結されていることを特徴とする立体型面状ヒータ。
2. 所望形状の両面粘着部材の表面にヒータ線を配設かつ固着され、さらに該両面粘着部材の表面上に該ヒータ線を覆うように熱伝導部材が貼付され、水平方向、及び、略垂直方向の少なくとも２つ以上の面を立体的に有することを特徴とする、
   請求項１に記載の立体型面状ヒータ。
3. 該立体型面状ヒータは、構成する面状ヒータのうち、少なくとも一部が略垂直方向に折り曲げられることを特徴とする、
   請求項１または２のいずれか１項に記載の立体型面状ヒータ。
4. 第１面状ヒータ、及び、第２面状ヒータの２つに分割された立体型面状ヒータであって、
   該第１面状ヒータは被加熱体の主要部に沿って水平方向に配設され、かつ、第２面状ヒータは被加熱体の壁部に沿って略垂直方向に配設されることを特徴とする、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の立体型面状ヒータ。
   

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