JPH0244116B2 - Menhiita - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、暖房器、調理器、乾燥器などの電気
エネルギーを利用した機器の熱源として用いら
れ、かつ特定の化学組成の金属箔を網目状の平滑
な面に仕上げたヒータエレメントをホーロ基板に
固着した面ヒータに関するものである。

従来の技術 近年、面ヒータは機器の薄型化、均一加熱など
の要望に合つた発熱体として脚光を浴びるように
なり、従来より次に示すような各種面ヒータが開
発されている。

(1) 雲母などの絶縁基板にヒータを巻回した構造
を有するもの。

(2) アルミナ基板にタングステンなどの導電ペー
ストにより導電パターンを形成し、さらにその
上にアルミナ基板を設けて一体化した構造を有
するもの。

(3) シリコン、ポリイミドなどの有機質フイルム
の間に導電パターンを形成し、ラミネート化し
た構造を有するもの しかしながら、(1)の面ヒータは被加熱物への熱
伝達が悪く、かつヒータが封止されていないため
に耐湿特性に問題があつた。また(2)の面ヒータの
場合は、電気取り出し部の強度が弱く、熱容量が
大きいために立ち上がり時間が長い。さらに(3)の
面ヒータの場合は、耐熱温度が低く、寿命特性に
問題があるなど、それぞれ問題があるのが実情で
あつた。

そこで、上記問題を解決するために、特開昭58
−225592号公報で示されているホーロ基板の応用
による面状ヒータが提案されている。

また本発明者らは上記ホーロ基板の応用による
面状ヒータをさらに改善し、平滑な網目状の金属
箔体からなるヒータエレメントの応用による新し
い面ヒータを提案している。本発明者らの提案に
よる面状ヒータは、ホーロ基板の上にホーロ材よ
りなるヒータ被覆層を設け、このヒータ被覆層の
中に、平滑な網目状の金属箔体からなるヒータエ
レメントとこのヒータエレメントに接続された電
気取り出し端子板の一部とを埋設した構造を有
し、前記ヒータエレメントの材料はSUS430を用
いていた。

発明が解決しようとする問題点 前述した構造を有する面状ヒータにおいては、
ヒータエレメントに使用する材質によつて完成さ
れた面状ヒータの特性は著しくなる。

中でも、ヒータエレメントの抵抗温度係数、体
積固有抵抗などの電気特性や、熱膨張係数、硬
度、伸び率などの物理特性によつて、ホーロ基板
やヒータ被覆層との整合性、ヒータエレメントの
加工性、設定抵抗値、基板の大きさなどが著しく
影響を受ける。特にヒータエレメントの材質とし
てSUS430を使用すると、体積固有抵抗が小さい
ために、面積の小さい面状ヒータの製作は困難で
あり、また、抵抗温度係数が大きいために雰囲気
条件により設定抵抗値が大巾に変化するので、消
費電力の設定が非常に煩雑であつた。

本発明は前述した問題点を解決するもので、適
用範囲の広い面ヒータを提供することを目的とす
るものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明は、Crが
18.00〜19.00％、Siが2.00〜3.00％、Ｃが0.07％以
下、Mnが0.50％以下、Ｐが0.04％以下、Ｓが0.03
％以下で残部がFeである合金を用いた平滑な網
目状の金属箔体からなるヒータエレメントをホー
ロ基板にヒータ被覆層で固着したものである。

作 用 一般に、面ヒータに使用されるヒータエレメン
トの材料としては体積固有抵抗が大きく、かつ、
抵抗温度係数が小さく、耐熱温度が高いもので、
箔体化できる材料が良いとされている。加えて、
本発明ではヒータエレメントをホーロ用基板に固
着するので、膨張係数をホーロ基板と整合させる
必要がある。

また本発明のヒータエレメントは平滑な網目状
の金属箔体であるため、加工時に割れたり、変形
したりせずにフラツトな面が得られるものでなけ
ればならない。したがつて、伸びの大きな材料を
用いる必要がある。以上のような特性を満足させ
るための材料として、Crが18.00〜19.00％、Siが
2.00〜3.00％、Ｃが0.07％以下、Mnが0.50％以
下、Ｐが0.04％以下、Ｓが0.03％以下で残部がFe
である合金が適していると考えられる。

実施例 以下、本発明の一実施例を第１図および第２図
にもとづいて説明する。第１図において、金属基
板１ａとして、ホーロ用鋼板を用い、この金属基
板１ａに高絶縁ガラスフリツトを主成分とするホ
ーロ材からなる絶縁ホーロ層１ｂを形成したホー
ロ基板１を準備した。

また、第２図に示すように、材質としてCrが
18.00〜19.00％、Siが2.00〜3.00％、Ｃが0.07％以
下、Mnが0.50％以下、Ｐが0.04％以下、Ｓが0.03
％以下で残部がFeである合金を使用した平滑な
網目状の金属箔体からなるヒータエレメント２
に、材質としてこのヒータエレメント２と同様の
合金を使用した平滑な金属箔体からなる電気取り
出し端子板３をスポツト溶接で接続することによ
り、ヒータエレメント２を準備した。

上記方法にて準備したホーロ基板１の上にホー
ロスリツプを薄く塗布し、未乾燥状態で電気取り
出し端子板３と接続したヒータエレメント２を置
き、さらにその上に同様のスリツプを塗布した。
そしてこれを乾燥後、800℃で熱処理し、上記ガ
ラスフリツトを主成分とするホーロ材からなるヒ
ータ被覆層４の中にヒータエレメント２を埋設さ
せることにより、ホーロ基板１の上に、ヒータエ
レメント２を密着固定し、第１図に示す構造を有
する本発明の面ヒータを完成した。

完成した面ヒータは体積抵抗率が96μΩ・cm
（at20℃）で、ヒータエレメントとしてSUS430を
使用した場合の約1.6倍（SUS430は60μΩ・cm
at20℃）となり、消費電力の設定範囲が大巾に向
上した。また、抵抗温度係数が42×10^-6／℃で、
SUS430を使用した場合の約1/4（SUS430は179
×10^-6／℃）となり、使用雰囲気での設定抵抗値
の変化が少なくなり、消費電力の設定が非常に容
易になつた。これに加えて、平均熱膨張係数が
10.3×10^-6／℃（０〜100℃）であり、これはホ
ーロ基板１の絶縁ホーロ層１ｂおよびヒータ被覆
層４とうまく整合するので熱衝撃特性も優れたも
のとなるものである。

発明の効果 以上のように本発明によれば、Crが18.00〜
19.00％、Siが2.00〜3.00％、Ｃが0.07％以下、
Mnが0.50％以下、Ｐが0.04％以下、Ｓが0.03％以
下で残部がFeである合金を用いた平滑な網目状
の金属箔体からなるヒータエレメントをホーロ基
板にヒータ被覆層で固着しているため、体積抵抗
率が高く、かつ抵抗温度係数が小さくて、ホーロ
層とよく整合し、熱衝撃性に優れた面ヒータを提
供することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す面ヒータの要
部拡大断面図、第２図は同ヒータのヒータエレメ
ントを示す正面図である。 １……ホーロ基板、２……ヒータエレメント、
４……ヒータ被覆層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ Crが18.00〜19.00％、Siが2.00〜3.00％、Ｃ
   が0.07％以下、Mnが0.50％以下、Ｐが0.04％以
   下、Ｓが0.03％以下で残部がFeである合金を用い
   た平滑な網目状の金属箔体からなるヒータエレメ
   ントをホーロ基板にヒータ被覆層で固着したこと
   を特徴とする面ヒータ。