JPH08306470A - ヒータおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 被加熱体を加熱するためのヒータ本体１を電
気絶縁性および可撓性を有して設ける。一対の給電線３
をヒータ本体１に互いに平行となるように設ける。各給
電線３の長さ方向に沿って上記各給電線３に、複数、取
り付けられた正特性サーミスタであるセラミックスから
なる各発熱体２とを有する発熱ユニット１０を、複数、
本体１に設ける。 【効果】 ヒータ本体１を面状にできるので、大面積の
曲面に対しても単一のヒータ本体１を沿わせて加熱でき
るので、大面積な曲面を加熱する場合でも、ヒータ本体
１の取付けの手間を軽減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水道管の凍結防止や床
暖房や鏡の曇止め等のために被加熱体の表面を効率よく
加熱できるヒータおよびその製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、必要な加熱部位のみを加熱できて
消費電力の増加を回避できるヒータとして、米国特許第
4,072,848号公報に開示されている加熱用ケーブルを用
いることが考えられた。上記公報では、図１２に示すよ
うに、熱可塑性樹脂等の絶縁体からなるケーブル状の本
体５１に、通電されると発熱するチップ形状の各発熱体
５２と、上記各発熱体５２にそれぞれ給電するための銅
からなる一対の各電線５３とが封入されている。

【０００３】上記各発熱体５２は、チタン酸バリウム系
のセラミックスからなる正特性サーミスタであり、上記
本体５１の長さ方向における両側面にオーミックコンタ
クト用の電極５４をそれぞれ有している。

【０００４】そして、上記各発熱体５２は、複数、上記
長さ方向に沿って、所定間隔にて各電線５３の間に配置
されており、上記各電極５４とそれらの側面に沿って当
接する各電線５３とがそれらの側面に沿って半田により
電気的にそれぞれ接続された接合部５５とをそれぞれ有
している。

【０００５】このようなヒータは、水道管等の水が滞留
する滞留部位に本体５１を当接させて用いた場合、各発
熱体５２が温度に応じて発熱して、上記滞留部位内の温
度が０℃未満といった低温時における水の凍結による上
記滞留部位の損傷を防止できるものとなっている。

【０００６】すなわち、発熱体５２の温度が例えば５℃
以下となると、上記発熱体５２が発熱に必要な程度に通
電状態となることから、そのようにして発熱した各発熱
体５２にそれぞれ近接した本体５１の部分と当接した上
記滞留部位が上記各発熱体５２により本体５１を介して
加熱されるので、上記滞留部位内の水温が０℃未満とな
るといった低温環境下における水の凍結による上記滞留
部位の損傷を防止できるものとなっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の従来
のヒータは、可撓性を確保するために、細長いケーブル
状とする必要があり、被加熱体の曲面の全体を沿わせて
加熱するために上記ヒータを用いる場合、上記ヒータが
複数必要となることがあり、各ヒータをそれぞれ曲面上
に固定するのに手間取るという問題を生じている。

【０００８】本発明は、上記の問題点に鑑みなされたも
ので、被加熱体の曲面における必要部位のみを加熱でき
ると共に、曲面への取り付けを簡素化できるヒータおよ
びそれを簡便に製造できる製造方法を提供することを目
的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
ヒータは、上記の課題を解決するために、被加熱体を加
熱するための本体が電気絶縁性および可撓性を有して設
けられ、一対の給電線と、上記各給電線の長さ方向に沿
って上記各給電線に接続された正特性サーミスタである
セラミックスからなる複数の発熱体とを有する発熱ユニ
ットが、複数、上記本体に設けられていることを特徴と
している。

【００１０】本発明の請求項２記載のヒータは、請求項
１記載のヒータにおいて、本体は、シート状に形成さ
れ、各発熱体は、上記本体の表面に対する距離が互いに
異なるように設定されていることを特徴としている。

【００１１】本発明の請求項３記載のヒータの製造方法
は、正特性サーミスタであるセラミックスからなる発熱
体を、複数、一対の給電線に対し、上記各給電線の長さ
方向に沿って取り付けて長尺の発熱ユニットを得た後、
電気絶縁性および可撓性を有する合成樹脂からなるシー
ト状本体に、上記発熱ユニットを、複数、上記合成樹脂
のシート成形により封入して面状のヒータを得ることを
特徴としている。

【００１２】

【作用】上記請求項１の構成によれば、各給電線の本体
の長さ方向に沿って上記各給電線に取り付けられた複数
の各発熱体を有する発熱ユニットが、複数、本体に設け
られているので、硬質なセラミックスからなる各発熱体
を本体に有していても、可撓性を有する本体を撓ませ
て、被加熱体としての水道管等の外面となる曲面に対し
て本体を沿わせることが可能となる。また、上記各発熱
体には各給電線から電力を供給できる。

【００１３】これらのことから、正特性サーミスタであ
る発熱体のキュリー温度を、例えば10℃〜80℃程度に設
定すると、外気温が常温より温度が低い発熱体を低抵抗
値にでき、大電流が流れ上記発熱体が迅速に発熱して被
加熱体を本体を介して迅速に加熱できる。また、キュリ
ー温度近傍に到達した部分の発熱体は抵抗値が高くな
り、流れる電流が減少して消費電力が抑制される。

【００１４】この結果、上記構成では、被加熱体に対し
て加熱が必要な部分のみを適切に加熱できることから、
被加熱体を加熱できると共に無駄な電力の消費を抑制す
ることができる。

【００１５】その上、上記構成では、発熱ユニットを複
数、本体に設けたから、上記本体を細長いケーブル状で
はなく、面状とすることが可能となり、大面積の曲面に
対しても単一の本体を沿わせて、上記曲面を加熱でき
る。

【００１６】本発明の請求項２記載の構成によれば、シ
ート状の本体において、各発熱体の表面との距離を、被
加熱体に必要な温度に応じて代えることによって、上記
の両表面における必要な温度分布をそれぞれ容易に得る
ことができる。

【００１７】本発明の請求項３記載の方法によれば、シ
ート状本体に対し、長尺な加熱ユニットを合成樹脂のシ
ート成形によって容易に封入することができると共に、
合成樹脂のシート成形によって、長尺なシート状本体を
その可撓性によってロール状に巻き取ることが可能であ
るので、上記シート状本体の長さに特に限定されずに上
記加熱ユニットを複数封入したシート状本体を製造する
ことが可能となる。

【００１８】

【実施例】本発明の一実施例を図１ないし図１１に基づ
いて以下に説明する。ヒータでは、図１および図２に示
すように、水道管等の水の滞留部位となる被加熱体の曲
面に対して、その表面に容易に沿うように撓ませて当接
や熱輻射によって上記被加熱体を加熱するためのヒータ
本体（本体）１が、塩化ビニル系樹脂等の熱可塑性樹脂
のシート成形によって、例えば厚み 6.0mm、幅 150mmの
長尺なシート状に設けられている。

【００１９】上記のシート状のヒータ本体１内には、通
電によって発熱する帯状の発熱ユニット１０が、その厚
さ方向の両端面をヒータ本体１の表面に対してほぼ平行
となるように、複数封入されている。このような各発熱
ユニット１０は、互いに平行に所定間隔となるように設
置されている。

【００２０】上記発熱ユニット１０では、長方形板状の
正特性サーミスタであるセラミックスからなる発熱体２
が、複数、発熱体２の一端面が発熱ユニット１０の長さ
方向に沿うように所定間隔にて封入されている。

【００２１】上記発熱体２は、ヒータ本体１が前記の寸
法に形成されている場合、例えば縦8.0mm、横 6.0mm、
厚み 1.6mmの寸法に形成され、外部気温が−20℃のとき
に商用電圧である 100Ｖの交流を通電すると各発熱体２
の全消費電力が、発熱ユニット１０における例えば１ｍ
当り約18Ｗとなるように設定されている。なお、上記発
熱体２の形状としては、円盤状のものを用いることも可
能である。

【００２２】このような各発熱体２は、発熱体２におけ
る厚さ方向の両面がヒータ本体１における厚さ方向の両
面に対してほぼ平行となり、かつ、ヒータ本体１の厚さ
方向における発熱体２上のヒータ本体１の各厚さがほぼ
同一となるようにヒータ本体１内に、つまり、上記ヒー
タ本体１内の中央部にそれぞれ設定されている。

【００２３】上記発熱ユニット１０では、各発熱体２に
給電するための一対の給電線３が、互いに平行となるよ
うに上記発熱ユニット１０の長さ方向に沿って設けられ
ており、さらに、上記各給電線３および発熱体２の間を
電気的にそれぞれ接続する保持部材としての止め具５が
上記各給電線３および発熱体２を保持するように上記両
者間に介在するように設けられている。

【００２４】これにより、上記各発熱体２は、各給電線
３間に、互いに所定の間隔に、かつ、電気的に互いに並
列となるように接続されている。このような給電線３と
しては、銅等の導電性を有する単線や集合線を用いるこ
とができ、特に、容易に撓ませることができることから
銅線の編組線が好ましい。

【００２５】また、各給電線３の一端部には、外部の電
源と接続するための電気供給コード６が半田付けにて接
続されており、電気供給コード６から各給電線３および
各止め具５を介して、発熱体２に電力が供給されるよう
になっている。

【００２６】このような発熱ユニット１０を、前記の熱
可塑性樹脂からなる被覆部材４のシート成形によって形
成したヒータ本体１内に封入することにより、上記発熱
ユニット１０は、ヒータ本体１内に支持されると共に外
部と絶縁した状態を維持できるものとなっている。

【００２７】このようなヒータ本体１は、シート状のよ
うに面状に形成しても、容易に撓ませることができるの
で、被加熱体としての水道管等の水が滞留する滞留部位
の湾曲した表面に沿わせた状態にて、各発熱体２に通電
すると、上記各発熱体２がそれぞれ発熱し、その熱がヒ
ータ本体１の表面に伝達され、上記ヒータ本体１を介し
て被加熱体が加熱される。

【００２８】このとき、上記熱が、被覆部材４よりも熱
伝導性が大きい各給電線３を介しても伝達されることか
ら、上記ヒータ本体１の表面をより均一に加熱すること
が可能となる。これにより、上記構成は、被加熱体をヒ
ータ本体１によってより均一に加熱することができるも
のとなっている。

【００２９】また、上記実施例の構成では、発熱ユニッ
ト１０を複数、面状となるシート状のヒータ本体１に設
けたから、上記ヒータ本体１を細長いケーブル状ではな
く、面状とすることが容易に可能となり、大面積な被加
熱体の曲面に対しても単一のヒータ本体１を沿わせて取
り付け固定して、上記曲面を加熱できるので、複数のヒ
ータをそれぞれ曲面上に固定していた従来と比べて上記
ヒータ本体１を曲面に固定する手間を軽減できる。

【００３０】発熱体２には、図３に示すように、発熱体
２における厚さ方向の両端面上に、かつ、発熱ユニット
１０の長さ方向の両側部に電極７が、発熱ユニット１０
の長さ方向に沿うようにそれぞれ形成されている。上記
電極７は、オーミックコンタクト電極形成用の銀ペース
ト（デグザ社製）を塗布した後、発熱体２を 560℃にて
５分間加熱することにより得られる。

【００３１】このように各電極７が形成されていること
により、発熱体２は、給電されると、発熱体２における
厚さ方向の両面上にてそれぞれ対抗する各電極７間に
て、まず、発熱体２の両面の表面およびその近傍にて通
電によって発熱し、それらが昇温するに伴い、発熱体２
の内部が順次発熱する。

【００３２】これにより、上記のように各電極７を配置
することにより、まず、発熱体２の厚さ方向の両端面側
から面発熱することから、上記両面に近い、ヒータ本体
１の厚さ方向の両面が迅速に加熱される。したがって、
上記構成は、上記各電極７の配置によって、各発熱体２
による加熱効率を向上できるものとなっている。

【００３３】発熱ユニット１０には、その長さ方向に対
する上記の発熱体２の両側部に形成された各電極７と各
給電線３とをそれぞれ電気的に接続する一対の止め具５
が、発熱体２およびその両側面に沿って配設された各給
電線３をそれぞれ保持するように設けられている。ま
た、各止め具５は導電性および可撓性を有している。

【００３４】さらに、上記止め具５は、発熱体２を厚さ
方向の両側から挟むように把持して各電極７と止め具５
とを電気的に接続するための２組の１対の各発熱体把持
片３３と、給電線３の周方向に沿って上記給電線３をそ
れぞれ挟むように形成された１対の各給電線把持片３４
とを互いに背向するようにそれぞれ備えている。

【００３５】その上、上記構成は、止め具５によって各
発熱体２と給電線３との電気的な接続を、撓ませた状態
においても、確実に維持できて、上記滞留部位の加熱を
安定化できるものとなっている。

【００３６】すなわち、上記構成によれば、給電線３に
上記発熱体２が各止め具５の各給電線把持片３４を介し
て接続され、かつ、上記各給電線把持片３４が給電線３
の周方向に沿って給電線３をそれぞれ挟むように形成さ
れているから、従来のような半田による発熱体の側面の
全体にわたる給電線との線の接続と比べて、給電線３の
長さ方向における給電線３と給電線把持片３４との接触
長さをより小さくできて、従来より点接触に近づけるこ
とが可能となる。

【００３７】このため、上記構成では、ヒータ本体１を
曲率を有する被加熱体に沿わせるために撓ませて用いた
場合、給電線３がヒータ本体１と共に撓んだ際に生じる
給電線把持片３４に対する曲げ応力による給電線３と給
電線把持片３４との接続に対する悪影響を従来より軽減
することができる。

【００３８】これは、上述したように給電線３と給電線
把持片３４との接続がほぼ点接触にできることと、給電
線３と各給電線把持片３４との電気的な接続が上記各給
電線把持片３４のかしめによることとから説明できる。

【００３９】その上、止め具５が可撓性を有することか
ら上記止め具５が半田や発熱体２と比べてより容易に撓
むことができることにより、前記曲げ応力による給電線
３と給電線把持片３４との接続に対する悪影響をさらに
軽減することができる。

【００４０】このことから、上記構成では、ヒータ本体
１を撓めて用いた場合、発熱体２が発熱を繰り返して止
め具５の温度変化が大きく、かつ頻繁に変動しても、容
易に撓む給電線３と撓み難い発熱体２との電気的な接続
を維持できる。

【００４１】このことから、上記構成は、温度変化の大
きい環境下においても、止め具５の給電線把持片３４に
よって、ヒータ本体１を撓ませて用いた場合に対して電
気的な接続を維持できる強い構造となっており、ヒータ
本体１の曲率を大きくして用いることができる。

【００４２】これにより、上記構成では、例えば、被加
熱体の大面積な曲面にヒータ本体１を撓ませて固定する
場合に、上記の曲面にヒータ本体１を密着させて用いる
ことが可能となり、ヒータ本体１と共に給電線３が撓ん
でも発熱体２と給電線３との接続を止め具５によって、
より確実に維持できるものとなっている。

【００４３】次に、上記ヒータの製造方法について説明
する。図４に示すように、塩化ビニル系樹脂等の熱可塑
性樹脂の各シート４１間に、複数の発熱ユニット１０を
互いに平行となるように挟んで、上記各シート４１を互
いに加熱ロール４２により熱圧着することにより、各発
熱ユニット１０が熱可塑性樹脂内に封入されたヒータ本
体１が作製される。

【００４４】このような方法により、プレス成形によっ
てシート本体を作製する場合と比べて、上記ヒータ本体
１を巻取ロール（図示せず）に巻き取ることができるの
で、長尺なヒータ本体１の作製が容易となり、その上、
各シート４１を加熱圧着するだけであるので、ヒータ本
体１の製造工程を簡素化できる。

【００４５】なお、上記方法では、シート４１の素材と
して、塩化ビニル系樹脂を用いた例をあげたが、例えば
自己融着性のあるブチルゴムをシート４１の素材として
用いてもよい。

【００４６】この場合、各発熱ユニット１０における発
熱体２の厚さ方向の両側から、各発熱ユニット１０を一
対のシート４１にて挟み、上記各シート４１をそれらの
厚さ方向の両面から互いに押圧するように成形すると、
シート４１の自己融着性によって、各シート４１同士が
互いに接着して一体化して、各発熱ユニット１０が各シ
ート４１にて被覆されたヒータ本体１が得られる。

【００４７】したがって、上記方法では、各発熱ユニッ
ト１０を被覆するために各シート４１間を接着したり、
その接着のための接着材を乾燥したりする手間を省くこ
とができ、製造工程をさらに簡略化することができる。

【００４８】次に、止め具５の作製方法について説明す
ると、図５（ａ）に示すように、金属板のプレスによる
打抜き加工で、スリット溝を有し、長方形状の底面部３
２の各長辺に対して左右対象となるように形成された平
板材３１を、折曲げ線Ｌｖに沿って順次折り曲げるとい
う簡素な工程によって、同図（ｂ）に示すように、底面
部３２、各発熱体把持片３３および各給電線把持片３４
を有する形状に形成される。なお、上記止め具５の素材
には、導電性を有すると共に柔軟に折り曲げることがで
きる可撓性を有する、例えば銅等の金属板が適してい
る。

【００４９】また、上記方法では、発熱ユニット１０
を、直接、ヒータ本体１に封入した例を挙げたが、上記
に特に限定されるものではなく、例えば図６に示すよう
に、上記発熱ユニット１０を熱可塑性樹脂に予め封入し
たコード状のヒータ中間体２１を作製し、そのようなヒ
ータ中間体２１を複数、互いに平行となるように各シー
ト４１間に挟み、各加熱ロール４２による各シート４１
の加熱溶着によるシート成形によってヒータ本体１を作
製してもよい。

【００５０】このようなヒータ中間体２１を用いること
により、発熱ユニット１０における凹凸を軽減できるの
で、得られたヒータ本体１における両面での平滑度を向
上させることが可能となる。

【００５１】次に、熱可塑性樹脂の押出成形の方法を用
いて作製される上記ヒータ中間体２１の製造方法につい
て図３に基づいて説明すると、まず、図３に示すよう
に、発熱体２の電極７が形成されている部分を、各発熱
体把持片３３が各電極７に当接するように発熱体２の厚
さ方向の両端面側から挟み込み、発熱体２を挟み込んだ
上記各発熱体把持片３３を互いに近づける方向にかしめ
て、止め具５を発熱体２に取り付ける。なお、このと
き、必要に応じて、各発熱体把持片３３が互いに対抗し
た内面上に予めクリーム半田等を塗布してもよい。

【００５２】続いて、このように止め具５を発熱体２に
取り付けた結果、発熱体２の外方へ突出する片となる各
給電線把持片３４に給電線３を通した後、上記各給電線
把持片３４を互いに近づける方向にかしめることによ
り、上記各給電線把持片３４を給電線３の周方向に沿わ
せてそれぞれ上記各給電線把持片３４が給電線３を挟み
込んで把持するようになる。なお、このとき、必要に応
じて、給電線把持片３４を給電線３に対してスポット溶
接してもよい。

【００５３】このようにして上記各止め具５の各給電線
把持片３４に各給電線３をそれぞれ通し、上記各給電線
把持片３４を上記各給電線３に対してそれぞれ固定する
ことにより、上記各止め具５を介して上記各発熱体２を
各給電線３間に順次挟んだ長尺な発熱ユニット１０が作
製される。このような発熱ユニット１０は、巻取ドラム
にロール状に容易に巻き取ることが可能となる。

【００５４】次に、上記のような押出成形について説明
すると、まず、図７に示すように、電気絶縁性および可
撓性を有する塩化ビニル系樹脂等の熱可塑性樹脂４’を
押出成形機のクロスヘッド１３から所定圧力にて押し出
して帯状の成形体を押出成形によって作製する際に、上
記発熱ユニット１０を、押し出される各熱可塑性樹脂
４’間に順次挟み込むことにより、上記成形体の長さ方
向に沿って上記成形体内に封入する。

【００５５】このとき、各熱可塑性樹脂４’は、クロス
ヘッド１３のダイ１３ａとニップル１３ｂとの間をそれ
ぞれ押し出される一方、発熱ユニット１０は、ニップル
１３ｂ内を通過することにより、各熱可塑性樹脂４’が
各発熱体２の厚さ方向の両端面に向かうように発熱ユニ
ット１０に対してそれぞれ押し出される。

【００５６】その際に、ニップル１３ｂ内の発熱ユニッ
ト１０が通過する貫通孔１３ｃを介して吸引しており、
ダイ１３ａとニップル１３ｂとの間からチューブ状に押
し出された各熱可塑性樹脂４’およびニップル１３ｂの
先端により囲まれた空間を減圧状態としている。これに
より、上記各熱可塑性樹脂４’が、迅速に発熱ユニット
１０に密着すると共に一体化するようになっている。

【００５７】このようにして発熱ユニット１０を挟んだ
各熱可塑性樹脂４’が一体化した後、図示しないが、水
冷槽内にて水冷することにより、上記発熱ユニット１０
を有する帯状のヒータ中間体２１が形成される。このよ
うなヒータ中間体２１は、巻取ドラムにロール状に容易
に巻き取ることができる。

【００５８】このように上記方法では、発熱ユニット１
０や得られたヒータ中間体２１、およびヒータ本体１を
ロール状に容易に巻き取ることができるから、圧縮成形
の場合のようにヒータ中間体２１やヒータ本体１の長さ
に応じた金型を用いる必要がなく、省スペース化が可能
となる。この結果、上記方法では、ヒータ中間体２１や
ヒータ本体１を作製することが容易となる。

【００５９】さらに、上記方法では、発熱体２と各止め
具５の各発熱体把持片３３との当接と、上記各止め具５
の各給電線把持片３４と各給電線３との当接とによって
上記発熱体２が各給電線３にそれぞれ接続され、かつ、
押出成形時に加熱によって膨張した熱可塑性樹脂の冷却
による収縮によって各発熱体把持片３３が発熱体２に、
かつ、各給電線把持片３４が各給電線３に押圧されなが
ら発熱ユニット１０がヒータ本体１内に封入される。

【００６０】このことから、上記方法では、発熱体２と
各止め具５の各発熱体把持片３３との、かつ、上記各止
め具５の各給電線把持片３４と各給電線３との接続が、
ヒータ本体１を撓ませた場合においても熱可塑性樹脂の
冷却時の収縮力によってヒータ本体１内にて維持できる
ので、従来のように発熱体および給電線とを接続する半
田による結合を省くことができる。

【００６１】さらに、上記方法では、発熱体２を止め具
５の各発熱体把持片３３間に差し込み、かつ、給電線３
を上記止め具５の各給電線把持片３４間に差し込んだ
後、それらをかしめることにより、発熱体２を各給電線
３に各止め具５を介して接続して発熱ユニット１０を作
製することができるから、差し込んだり、かしめたりと
いう自動化し易い工程を用いることができ、その上、半
田付けの工程を上述のように省くことができることか
ら、発熱体２を各給電線３に接続した発熱ユニット１０
の作製を容易に自動化できる。

【００６２】その上、そのように自動化により省力化さ
れて作製できる発熱ユニット１０を熱可塑性樹脂のシー
ト成形によって連続的に熱可塑性樹脂からなる面状の成
形体内に封入してヒータ本体１を作製できるから、上記
発熱ユニット１０を封入したヒータ本体１を特に長さの
制限がなく作製することが容易となる。

【００６３】これらのことから、上記方法では、長尺で
面状な上記ヒータ本体１の連続的な作製を自動化して簡
素化できるから、上記ヒータ本体１の製造コストを軽減
することが可能となる。

【００６４】なお、上記実施例では、ヒータ本体１にお
ける各発熱体２は、それらの両面がヒータ本体１の表面
からほぼ等距離となるように設定されていたが、例えば
図８に示すように、各発熱体２のヒータ本体１の表面か
らの距離を互いに異なるように設定してもよい。

【００６５】これにより、上記ヒータ本体１の両表面で
の温度が互いに異なるように設定でき、上記ヒータ本体
１における両面においてそれぞれ異なる位置を十分に加
熱することが可能となる。

【００６６】また、上記実施例の構成では、ヒータ本体
１における各発熱ユニット１０は、互いに平行に設けら
れた例を挙げたが、例えば図９に示すように、各発熱ユ
ニット１０を格子状に配してヒータ本体１内に封入して
もよい。

【００６７】これにより、ヒータ本体１の表面上での温
度をより均一化、かつ、高温にできて、被加熱体の外面
を均一に、かつ、より高温によって迅速に加熱すること
ができる。

【００６８】このようなヒータ本体１の製造方法として
は、例えば図１０に示すように、シート成形時に、得ら
れたヒータ本体１の送り方向に張力が発生している各ヒ
ータ中間体２１に対して、ほぼ直角方向となるヒータ中
間体２１を順次、各発熱体２が重なり合わない位置とな
るように載置することにより、格子状となった各ヒータ
中間体２１を封入したヒータ本体１を容易に製造するこ
とが挙げられる。なお、上記格子状に配された各ヒータ
中間体２１の交差する部位を予め熱融着しておいてもよ
い。

【００６９】また、図１１に示すように、ヒータ本体１
に封入された格子状の各ヒータ中間体２１を、１本毎に
互い違いとなる平織状に配してもよい。これにより、上
記各ヒータ中間体２１における発熱体２を、ヒータ本体
１のほぼ中央部にそれぞれ配することが可能となり、ヒ
ータ本体１における温度分布をより均一化できる。

【００７０】次に、上記発熱体２の素材について説明す
ると、発熱体２は、正特性サーミスタの特性であるＰＴ
Ｃ（Positive Temperature Coefficient）特性を有する
セラミックス半導体からなる素材、例えばチタン酸バリ
ウム等を主原料としたセラミックス半導体からなり、室
温からキュリー温度Ｔc （抵抗急変温度）までは低抵抗
であるが、キュリー温度Ｔc を越えると急峻に抵抗値が
増大する特性を有する感熱素子である。

【００７１】この特性により、発熱体２は、キュリー温
度Ｔc を下回る低温下において電圧が印加されると、最
初は、低温であるために抵抗値が小さいため大電流が流
れ、この結果、急激に温度が上昇する。一方、温度がキ
ュリー温度Ｔc を越えると抵抗値が急峻に増大し、流れ
る電流値が低下して発熱量が減少することにより、一定
温度以上には温度が上がらず、温度を安定に保つことと
なる。すなわち、発熱体２は自己温度制御機能を有して
いる。

【００７２】なお、上記発熱体２は、材料組成によりキ
ュリー温度Ｔc をおよそ−15〜250℃の範囲で任意に設
定することができる。発熱体２のキュリー温度Ｔc は、
ヒータ本体１の厚さや各発熱体２の間隔および被加熱体
の熱容量に合わせて設定すればよいが、本実施例１では
40℃〜50℃に設定されている。

【００７３】上記のようにヒータ本体１は、所定の間隔
に配置された個々の発熱体２が外気の温度に対応して抵
抗値が迅速に上昇（または低下）する。すなわち、被加
熱体の周囲の外気温が常温より低い、例えば氷点温度未
満の部位においては、その部位に位置する発熱体２の抵
抗値は小さくなり、電流が流れ易くなって被加熱体が加
熱される。

【００７４】一方、被加熱体の周囲の外気温が高い部位
では、その部位に位置する発熱体２の抵抗値は大きくな
り、流れる電流が減少して発熱量が減少し、上記の部位
を一定温度に保つと共に発熱体２の消費電力を下げるこ
とができる。

【００７５】このように、被加熱体に対し加熱が必要な
部位のみを部分的に加熱することができるので、ヒータ
本体１全体としての消費電力を、ニクロム線をフィーダ
ー状に用いた帯状ヒータよりも低下させることができ、
加熱のための電気料金を抑制できるものとなっている。

【００７６】この結果、上記構成では、水道管等の水の
滞留部位等の被加熱体の加熱を必要な箇所のみに対して
加熱でき、かつ、ヒータ本体１を曲げて用いた場合でも
温度が大きく変動する発熱体２への給電不良を回避でき
るから、無駄な電力の消費を抑制することが可能となる
と共に、発熱体２による加熱を安定化できるから被加熱
体としての滞留部位の水の凍結をより確実に防止できる
ようになっている。

【００７７】なお、上記実施例１では、電極７を発熱体
２の厚さ方向の両端面にそれぞれ設けた例を挙げたが、
特に上記に限定されることはなく、図示しないが、電極
７を止め具５における発熱体把持片３３および底面部３
２の双方と当接し得るように断面コの字状に発熱体２の
両側部にそれぞれ形成してもよい。これにより、止め具
５と発熱体２との当接面積を増加させることができるか
ら、上記両者間の電気的接続を確実化できる。

【００７８】また、図１および図２に示す前記被覆部材
４としては、電気絶縁性、可撓性および耐候性を有する
材料である、例えば塩化ビニル系樹脂を用いることがで
きる。なお、上記耐候性とは、耐熱性および耐寒性に優
れて、例えば50℃程度の加熱と−10℃程度の冷却が繰り
返されても、物性の変化が少ない特性をいう。

【００７９】また、上記の実施例の構成は、発熱体２を
用いたことにより、局部過熱による発火等のおそれがな
いと共に、温度制御回路や過熱防止回路を省くことがで
き、装置の小型化を図れるという効果も奏している。

【００８０】ところで、従来のフィーダー線状の帯状ヒ
ータを用い、加熱防止回路が設けられていない場合で
は、ＯＮ状態のとき水道管に対して一定量、常時加熱す
るため、家屋内の露出した水道管の各部分での外気温の
バラツキのために、水道管内の水が加熱によって50〜60
℃の湯になることがあり、水道の利用者を驚かせること
があった。

【００８１】しかしながら、上記実施例の構成では、上
記のように各位置での外気温に応じて各発熱体２の発熱
量が変化するので、加熱防止回路を省いても、水道管内
の水が50〜60℃の湯になることを回避することができ
て、使用者に不快感を与えることが防止できる。

【００８２】なお、上記の実施例は本発明を限定するも
のではなく、発明の範囲において種々の変更が可能であ
る。例えば、上記実施例で説明した被覆部材４の素材と
して、塩化ビニル系樹脂を用いた例を挙げたが、これに
限らず、発熱体２の発熱温度による溶融や変形が生じ
ず、かつ、上記発熱体２による加熱と氷点温度以下の外
気温による冷却とが繰り返されても物性の変化が少ない
樹脂やゴムを用いることが可能である。

【００８３】上記被覆部材４のゴム材料の例としては、
天然ゴム、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴ
ム、クロロプレンゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブ
タジエンゴム、アクリルゴム、クロロスルホン化ゴム、
シリコーンゴム、フルオロシリコーンゴム、フッ素樹脂
ゴム等を挙げることができる。

【００８４】また、上記被覆部材４の樹脂材料の他の例
としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等の
ポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ−4-メ
チルペンテン-1、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ポリカ
ーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンオキ
シド樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン
テレフタレート、ポリイミド樹脂等を挙げることができ
る。

【００８５】また、上記の実施例において説明した止め
具５の素材としては、前記した銅の他に、例えば、リン
青銅、鉄、鉄ニッケル合金、金、銀、アルミニウム等を
用いることが可能である。

【００８６】また、上記実施例では、本願発明のヒータ
を適用する被加熱体としての水の滞留部位に水道管を例
に挙げたが、特にそれに限定されるものではなく、ポン
プや、水槽、排水溝、排水管におけるＵ字状の水封部等
の外面に密着させて用いたり、水中に直接投入したり、
線路の側部や道路の表層の下側に埋設して用いたりする
ことが可能であり、特に、道路のセンターラインの下側
に埋設することにより、積雪時において上記センターラ
インの目視状況を向上できる。

【００８７】その上、本願発明のヒータは、加熱するた
めの大きな面積を有する被加熱体の、例えば床暖房のた
めの床の裏面や、鏡の裏面に容易に取り付けて加熱する
ことができるものであり、上記床暖房や鏡の曇止めに好
適に用いることができるものとなっている。

【００８８】

【発明の効果】本発明のヒータは、以上のように、被加
熱体を加熱するための本体が電気絶縁性および可撓性を
有して設けられ、一対の給電線と、上記各給電線の長さ
方向に沿って上記各給電線に接続された正特性サーミス
タであるセラミックスからなる複数の発熱体とを有する
発熱ユニットが、複数、上記本体に設けられている構成
である。

【００８９】それゆえ、上記構成は、発熱ユニットを複
数、本体に設けたから、上記本体を細長いケーブル状で
はなく、面状とすることが可能となり、大面積の曲面に
対しても単一の本体を沿わせて、上記曲面を加熱できる
ので、上記本体を曲面に固定する手間を、複数のヒータ
を用いて固定していた従来より軽減できるという効果を
奏する。

【００９０】本発明のヒータの製造方法は、正特性サー
ミスタであるセラミックスからなる発熱体を、複数、一
対の給電線に対し、上記各給電線の長さ方向に沿って取
り付けて長尺の発熱ユニットを得た後、電気絶縁性およ
び可撓性を有する合成樹脂からなるシート状本体に、上
記発熱ユニットを、複数、上記合成樹脂のシート成形に
より封入して面状のヒータを得る方法である。

【００９１】それゆえ、上記方法では、シート状本体に
対し、長尺な加熱ユニットを合成樹脂のシート成形によ
って容易に封入することができると共に、合成樹脂のシ
ート成形によって、長尺なシート状本体をその可撓性に
よってロール状に巻き取ることが可能である。

【００９２】このことから、上記シート状本体の長さに
特に限定されずに上記加熱ユニットを複数封入したシー
ト状本体を製造することが可能となるので、長尺で面状
なヒータを簡便に、かつ、安定に製造できるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のヒータの一実施例を示す要部破断平面
図である。

【図２】上記ヒータの要部断面図である。

【図３】上記ヒータにおける発熱ユニットの要部斜視図
である。

【図４】上記ヒータの製造方法の一工程を示し、各発熱
ユニットをシート成形によって封入することを示す斜視
図である。

【図５】上記ヒータにおける止め具の構成を示し、同図
（ａ）は、上記止め具の展開図、同図（ｂ）は上記止め
具の斜視図である。

【図６】上記ヒータの製造方法の他の例を示し、ヒータ
中間体をシート成形によって封入することを示す斜視図
である。

【図７】上記ヒータ中間体の製造方法の一工程を示し、
発熱ユニットをヒータ中間内に押出成形機によって封入
する工程を示す構成図である。

【図８】上記ヒータの他の例の要部断面図である。

【図９】上記ヒータのさらに他の例の要部概略構成図で
ある。

【図１０】上記ヒータの製造方法の一工程を示す斜視図
である。

【図１１】上記ヒータのさらに他の例の要部概略構成図
である。

【図１２】従来のヒータを示す説明図である。

【符号の説明】

１ ヒータ本体（本体） ２ 発熱体 ３ 給電線 １０ 発熱ユニット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被加熱体を加熱するための本体が電気絶縁
   性および可撓性を有して設けられ、 一対の給電線と、上記各給電線の長さ方向に沿って上記
   各給電線に接続された正特性サーミスタであるセラミッ
   クスからなる複数の発熱体とを有する発熱ユニットが、
   複数、上記本体に設けられていることを特徴とするヒー
   タ。
2. 【請求項２】請求項１記載のヒータにおいて、 本体は、シート状に形成され、 各発熱体は、上記本体の表面に対する距離が互いに異な
   るように設定されていることを特徴とするヒータ。
3. 【請求項３】正特性サーミスタであるセラミックスから
   なる発熱体を、複数、一対の給電線に対し、上記各給電
   線の長さ方向に沿って取り付けて長尺の発熱ユニットを
   得た後、 電気絶縁性および可撓性を有する合成樹脂からなるシー
   ト状本体に、上記発熱ユニットを、複数、上記合成樹脂
   のシート成形により封入して面状のヒータを得ることを
   特徴とするヒータの製造方法。