JPH07147184A - 面発熱体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フレキシビリテイがあり、薄くて軽量で高温
度まで昇温でき、製造が容易で低コストの面発熱体を提
供する。叉規格化された面発熱体ユニットを用意するこ
とにより、これを適宣組合わせて少い種類の面発熱体ユ
ニットで多種類の面発熱体を提供する。 【構成】 薄板の片面叉は両面上に導電性細線を、適宣
間隔で反復折り返してジグザグ状に配設しながら、適宣
間隔で複数の糸でもって薄板と共に導電性細線を編綴
し、薄板と導電性細線とを一体化して形成した面発熱体
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、加熱・暖房等に応用
される電気発熱体、特に平面状ないし曲面状の形態で用
いられる面発熱体に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気エネルギーを熱エネルギーに変換し
て加熱・暖房等に応用するための面発熱体は多数知られ
ている。これらのうち、平面ないし曲面の形態で用いる
ことのできる面発熱体としては、導電性ゴムを平板状に
したもの、導電性プラスチックフィルム、ステンレス板
打抜き叉はエッチングしたものを絶縁体で被覆したも
の、セラミック板からなるもの等が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題点】上記従来技術のう
ち、導電性ゴム叉は導電性プラスチックからなる面発熱
体は、構造が簡単であり適度のフレキシビリテイを有す
るが、素材自体が耐熱性に乏しくせいぜい数１０℃ぐら
いまでしか昇温できない。叉ステンレス板を打抜いたり
エッチングにより形成した発熱部を絶縁体で被覆したも
のは、絶縁体をアスベスト等の耐熱性の良いものを選ぶ
ことによって２００℃程度の高温度を得ることができる
が、重量があるうえフレキシビリテイに欠けたり発熱部
や被覆体の歪みのため高温時に変形したり被覆体が剥離
しやすい等の問題がある。さらにセラミック板からなる
面発熱体は、耐熱性にすぐれ高温度に昇温でき、かつ赤
外線を発生する等のメリットはあるが、厚いうえフレキ
シビリテイがなく衝撃に対して弱く割れやすくかつコス
ト高である等の問題がある。

【０００４】この発明は、上記したような従来技術の問
題点を解消し、フレキシビリテイがあり、薄くて軽量で
高温度まで昇温でき、製造が容易で低コストの面発熱体
を提供することを目的とする。叉規格化された面発熱体
ユニットを用意することにより、これを適宣組合わせて
少い種類の面発熱体ユニットで多種類の面発熱体を得る
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、薄板の片面
叉は両面上に抵抗線を、適宣間隔で反復折り返してジグ
ザグ状に配設しながら、適宣間隔で複数の糸でもって薄
板と共に抵抗線を編綴し、薄板と抵抗線とを一体化して
形成した面発熱体（請求項１）、及びアラミド繊維・ガ
ラス繊維・セラミック繊維等からなる耐熱性絶縁性薄板
の片面叉は両面上に、抵抗線を、適宣間隔で反復折り返
してジグザグ状に配設しながら、適宣間隔で複数のアラ
ミド繊維糸・ガラス繊維糸・セラミック繊維糸等の耐熱
性絶縁性糸でもって前記薄板と共に前記抵抗線を編綴
し、前記薄板と前記抵抗線とを一体化して形成した面発
熱体（請求項２）、さらに、可燃性薄板の片面上に抵抗
線を、適宣間隔で反復折り返してジグザグ状に配設しな
がら、適宣間隔で複数の可燃性糸でもって前記薄板と共
に前記抵抗線を編綴し、前記薄板と前記抵抗線とを一体
化して形成した面発熱体（請求項３）からなる。

【０００６】

【作用】薄板の片面叉は両面上に抵抗線を、適宣間隔で
反復折り返してジグザグ状に配設しながら、適宣間隔で
複数の糸でもって薄板と共に抵抗線を編綴したことによ
り、一定面積の薄板上に連続した長尺の抵抗線を収納す
ることを可能にし、しかもジグザグ状に配設された抵抗
線は互いに接触することなく規則正しく薄板上に固定さ
れているから、通電することによって抵抗線は発熱して
薄板が面発熱体として作用する。叉この構成において、
薄板と編綴糸とを絶縁性にすることによって電気抵抗線
は被覆なしの裸線のまま薄板上に配設することもでき、
効率のよい面発熱体として作用させることができる（請
求項１）。

【０００７】叉薄板と編綴糸とをアラミド繊維・ガラス
繊維・セラミック繊維等の耐熱性絶縁性材料とすること
によって、高温の面発熱体として作用させることができ
る。なおこの構成に追い風、電気抵抗線は被覆なしの裸
線のまま薄板上に配設することもでき、効率がよくかつ
高温の面発熱体として作用させる事もできる。

【０００８】さらに薄板と編綴糸とを可燃性材料とした
うえ、抵抗線を裸線叉は可燃性被覆線とすることによ
り、面発熱体をセラミック材料に埋設後に焼成加工して
薄板と編綴糸とを焼却し去り、抵抗線のみを当初の配設
状態のままセラミック中に封じ込めたた高発熱温度が可
能なセラミック発熱体を形成させることができる（請求
項３）

【０００９】

【実施例】本発明の薄板は、ペーパー・フィルム・布帛
等の薄い平板であって、所望によって予め樹脂加工・糊
付加工等を施して適度の腰付を行うこともある。編綴糸
は編綴の作業に耐える強度が必要とされる。叉抵抗線
は、裸の金属線・被覆された金属線・金属繊維糸・導電
性繊維糸等の電気抵抗を有する線である。

【００１０】図１は第１実施例の面発熱体１を一方の片
面からみた平面図である。面発熱体１は、薄板２の片側
の表面２ａ上のみに抵抗線３を、間隔ｄを保って反復折
り返して巾ｗのジグザグ状に配設しながら、間隔Ｌで５
本の糸４でもって薄板２と共に抵抗線３を編綴し、薄板
２と抵抗線３とを一体化して形成されている。図２はこ
の面発熱体１を薄板２のもう一方の片側の表面２ｂ側か
らみた平面図である。表面２ｂ側には５本の糸４が、そ
れぞれ多数のループ５を形成している。ループ５は間隔
ｄを保って形成されている。図３は、図１のΑーＡ線に
よる切断面の拡大図である。抵抗線３は、薄板２の表面
２ａ上に糸４で固定保持されている。糸４は穴６を介し
て表面２ａ側と表面２ｂ側とに跨がり、表面２ｂ側にル
ープ５を形成して鎖編によってループ同志が連なって編
綴され、薄板２と抵抗線３とを一体化しているのであ
る。

【００１１】第２実施例は、薄板２の両面に抵抗線３
ａ、３ｂが配設された面発熱体１である。図４は薄板２
の表面２ａ側から、叉図５は表面２ｂ側からみたそれぞ
れの平面図である。表面２ａ上および表面２ｂ上に、そ
れぞれ抵抗線３ａ、３ｂを、間隔ｄを保って反復折り返
して巾ｗのジグザグ状に配設しながら、間隔Ｌで７本の
糸４でもって薄板２と共に抵抗線３ａ、３ｂを編綴し、
薄板２と抵抗線３ａ、３ｂとを一体化して面発熱体１を
形成している。図６は図４のＢーＢ線による切断面の拡
大図である。糸４は、穴６を介して表面２ａ側と表面２
ｂ側とに跨がり、表面２ｂ側にはループ５を形成して鎖
編によってループ同志が連なって編綴され、それぞれの
表面に抵抗線３ａ、３ｂを固定保持しているのである。
表面２ａ側と表面２ｂ側の抵抗線３ａおよび３ｂには、
図７のように端子７ａ、７ｂ及び８ａ、８ｂを設け、こ
れら端子からそれぞれ独立の電源にて通電してもよい
し、叉図８のように抵抗線３ａの一方の端子７ｂと抵抗
線３ｂの一方の端子８ｂとをリード線９にて結線して直
列とし、端子７ａと８ａに通電するか、さらに図９のよ
うに端子７ａと８ａとをリード線１０にて結線して端子
１１ａを設け、叉端子７ｂと８ｂとをリード線９にて結
線して端子１１ｂを設けて並列とし、端子１１ａ、１１
ｂに通電してもよい。

【００１２】上記実施例において、抵抗線の間隔ｄは、
面発熱体１に要求される発熱量（Ｗ／cm²）によっても
異なるが、２〜１０ｍｍ程度が好ましい。間隔ｄを変え
るには、編綴のピッチを変えてもよいし、叉編綴のピッ
チを変えずに、図１０のように抵抗線３を編目毎に編綴
せず、適宣編目を飛ばして編綴してもよい（実施例
３）。さらに薄板２の両面に抵抗線３ａ、３ｂを配設す
る場合において、両面の抵抗線３ａ、３ｂの間隔ｄを異
ならせてもよい。

【００１３】叉編綴糸４の間隔Ｌは、薄板２の表面へ抵
抗線３を固定保持する必要上十分に吟味されなければな
らない。間隔Ｌが大きすぎると抵抗線３の固定保持が不
十分で、隣合った抵抗線３同志が接触して短絡を起し、
異常昇温、発火等の事故につながる恐れがある。叉間隔
Ｌは、間隔ｄとの関連もあるが、３〜１５ｍｍぐらいが
好ましく、最も好ましくは５〜１０ｍｍである。

【００１４】なお絶縁性被覆のない抵抗線を用いて形成
した面発熱体（請求項４は除く）において、上記抵抗線
が配置された面発熱体表面に絶縁性を付与する必要があ
るとき、叉は絶縁性被覆のある抵抗線が配設された薄板
面であっても、さらに面発熱体表面の絶縁性を高める必
要があるときは、アラミド繊維・ガラス繊維・セラミッ
ク繊維等からなる耐熱性絶縁性薄板を面発熱体表面に接
着・縫合等の手段で積層一体化することもできる。

【００１５】次に実施の具体例に付いて説明する。表１
は４つの具体例を示したものである。具体例１（請求項
１に対応）は、薄板２に糊付加工した綿布、編綴糸４に
綿糸、抵抗線３に被覆したφ０．０８ｍｍのステンレス
線をそれぞれ用いて図１〜３の実施例に準じて表１に記
載の寸法で面発熱体１を形成した。この面発熱体は、５
０Ｖで４７℃、７０Ｖで６９℃、９０Ｖで１００℃の温
度をそれぞれ示した。叉この面発熱体の厚さは、最も厚
い部分で０．７５ｍｍであり、折り曲げが自在であっ
た。

【００１６】具体例２（請求項２に対応）は、薄板２に
ガラス繊維ペーパー、編綴糸４にガラス繊維糸、そして
抵抗線３にφ０．０８ｍｍのステンレス線の裸線をそれ
ぞれ用いて、図４〜６の実施例（抵抗線３を薄板４の両
面に配設）に準じて表１に記載の寸法で面発熱体１を形
成した。この面発熱体への通電は、図９のように両面の
抵抗線に並列の結線で行った。５０Ｖ、７０Ｖ、１００
Ｖの通電によるこの面発熱体の温度は、それぞれ７４
℃、１０６℃、１７５℃であった。なお、この面発熱体
の厚さは、最も厚い部分で０．９５ｍｍであり、折り曲
げが自在であった。

【００１７】具体例３（請求項２の他の例）は、薄板２
にアラミド繊維ペーパー、編綴糸４にアラミド繊維糸、
そして抵抗線３にφ０．１９ｍｍのステンレス線の裸線
をそれぞれ用いて、図１〜３の実施例に準じて表１に記
載の寸法で面発熱体１を形成した。この面発熱体は、１
００Ｖの通電で発熱温度２１０℃を示した。この条件で
長時間通電を行ってもアラミド繊維ペーパーおよびアラ
ミド繊維糸は、熱収縮や熱劣化を起こさず満足な使用結
果を示した。叉この面発熱体は、厚さが０．８０ｍｍ
で、折り曲げが自在であった。

【００１８】叉、具体例４（請求項３に対応）は、薄板
２に和紙、編綴糸４にレーヨン糸、そして抵抗線３にφ
０．１９ｍｍのステンレス線の裸線をそれぞれ用いて、
図１〜３の実施例に準じて表１に記載の寸法で面発熱体
１を形成した。

【００１９】次に具体例４の面発熱体１を用いたセラミ
ックスヒータ製作の応用例を説明する。１１０ｍｍ角の
コージエライト基板上に、面発熱体１をその両端の抵抗
線の一部を基板の外に出した状態で積層し、その上にコ
ージエライト系セラミックスのグリーンシートを積層し
て圧着し、８００℃で焼成を行った。この焼成によって
和紙からなる薄板２とレーヨン糸からなる編綴糸４は焼
失して、セラミックス板の中にステンレス線だけが埋設
されたセラミックスヒータ板１２が製造された（図１
１）。このセラミックスヒータ板に１００Ｖの電源を通
電したところ、１．４７Ａ（１４７Ｗ）の電流が流れ表
面の温度は４１０℃であった。叉このヒータの表面から
は多量の遠赤外線が放射されるので、遠赤外線ヒータと
しての利用が可能である。

【００２０】

【発明の効果】この発明は、薄板の片面叉は両面に抵抗
線を、適宣間隔で反復折り返してジグザグ状に配設しな
がら、適宣間隔で複数の糸でもって薄板と共に抵抗線を
編綴し、薄板と抵抗線とを一体化して形成した面発熱体
であるから（請求項１）、（１）薄地の面発熱体を提供
でき、それによって被加熱体の容積をわずかに増すだけ
で保温・加熱等が行える、（２）折り曲げが自在であ
り、それによって樋形・円筒系・Ｌ形・角筒形等の種々
の形に成形でき、被加熱体の形状に容易に沿わせやす
い、（３）材料の選択巾が広く、それによって広い温度
域に使用できる多種類の面発熱体が提供できる、（４）
少ない種類の規格品を用意し、これらを組合わせて使用
することによって、多くの用途に対応することができ
る、（５）構成が簡単で、かつ製造が容易であることに
よって、安価な面発熱体を提供できる。

【００２１】叉薄板と編綴糸とを絶縁性とすることによ
り、抵抗線を絶縁性被覆なしとすることもできるから、
（６）被覆に妨げられることなく、抵抗線からの発熱を
効果的に利用することができる、（７）絶縁性と耐熱性
を併せもつ高価な被覆材が不要であることによって安価
な面発熱体を提供できる。

【００２２】薄板と編綴糸とをアラミド繊維・ガラス繊
維・セラミック繊維等の耐熱性絶縁性とし、かつ抵抗線
を絶縁性なしとすることにより（請求項２）、（８）発
熱温度が２００〜３００℃の高温度域の面発熱体を提供
できる。

【００２３】薄板と編綴糸とを可燃性とし、かつ抵抗線
を被覆なしとするか、叉は可燃性被覆とすることによ
り、（９）この面発熱体をセラミックス材料に埋設後焼
成加工して薄板と編綴糸、ないしは被覆を焼却し去り、
抵抗線のみを当初の配設状態のままセラミック中に封じ
込めた、数百℃の発熱温度を有するセラミック発熱体を
簡単な方法で形成できる。（請求項３）

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施例の平面図。

【図２】 第１の実施例の反対面からみた平面図。

【図３】 第１の実施例の断面図。

【図４】 第２の実施例の平面図。

【図５】 第２の実施例の反対面からみた平面図。

【図６】 第２の実施例の断面図。

【図７】 第２の実施例の通電の仕方を示す平面図。

【図８】 第２の実施例の別の通電の仕方を示す平面
図。

【図９】 第２の実施例のさらに別の通電の仕方を示す
平面図。

【図１０】第３の実施例の平面図。

【図１１】セラミックスヒータ製作の応用例を示す一部
切欠き斜視図。

【符号の説明】

１ 面発熱体 ２ 薄板 ３ 抵抗線 ４ 糸 ５ ループ ６ 穴

【表１】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 薄板の片面叉は両面上に抵抗線を、適宣
   間隔で反復折り返してジグザグ状に配設しながら、適宣
   間隔で複数の糸でもって薄板と共に抵抗線を編綴し、薄
   板と抵抗線とを一体化して形成した面発熱体。
2. 【請求項２】 アラミド繊維・ガラス繊維・セラミック
   繊維等からなる耐熱性絶縁性薄板の片面叉は両面上に、
   抵抗線を、適宣間隔で反復折り返してジグザグ状に配設
   しながら、適宣間隔で複数のアラミド繊維糸・ガラス繊
   維糸・セラミック繊維糸等の耐熱性抵抗絶縁性糸でもっ
   て前記薄板と共に前記抵抗線を編綴し、前記薄板と前記
   抵抗線とを一体化して形成した面発熱体。
3. 【請求項３】 可燃性薄板の片面上に抵抗細線を、適宣
   間隔で反復折り返してジグザグ状に配設しながら、適宣
   間隔で複数の可燃性糸でもって前記薄板と共に前記抵抗
   線を編綴し、前記薄板と前記抵抗線とを一体化して形成
   した面発熱体。