JPH08330053A - 面状発熱体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 電気絶縁性および可撓性を有するヒータ本体
１を長尺に設ける。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２をヒータ本体１の長さ方向に
沿ってヒータ本体１内に封入する。各発熱体２にそれぞ
れ給電するための一対の給電線３をヒータ本体１内に封
入する。熱伝導性を有するフィルム状のアルミシート８
を、複数の各ヒータ本体１の少なくとも片側表面に対し
それぞれ当接するように設ける。 【効果】 アルミシート８によって被加熱体の表面に対
し容易に面状に密着させることができて、被加熱体に対
する各発熱体２の加熱効率を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、寒冷地における給湯器
等に用いられるポンプや床暖房や便座や鏡の曇止め等の
表面を効率よく加熱できる面状発熱体に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、必要な加熱部位を面状に効率的に
加熱できて消費電力の増加を回避できる面状ヒータとし
て、特開平７-14664号公報では、図１０（ｂ）に示すよ
うに、複数の円盤状のチタン酸バリウム系のセラミック
スである正特性サーミスタからなる発熱体４２を、複
数、電気絶縁性を有する熱可塑性樹脂からなる板状の被
覆部材４５に封入したものが開示されている。

【０００３】上記面状ヒータは、図１０（ａ）に示すよ
うに、複数の発熱体４２の各電極４１にそれぞれ電気的
に接続するように金網もしくは有孔金属板からなる一対
の金属端子４３により、上記各発熱体４２を挟み込んだ
後、各発熱体４２および各金属端子４３を被覆部材４５
により板状に被覆して、上記各発熱体４２および各金属
端子４３が外部と電気的に絶縁されて作製されている。

【０００４】このような面状ヒータは、寒冷地等の給湯
器等に用いられ、水が滞留するポンプの滞留部位に被覆
部材４５を当接させて用いた場合、各金属端子４３にそ
れぞれ接続されたリード線４４に通電すると、各発熱体
４２がそれらの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。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の従来
の面状ヒータは、各金属端子４３や各発熱体４２に対す
る外部との電気絶縁性を確保するために、面状ヒータの
全体を被覆部材４５で覆う必要があることから、各発熱
体４２間にも被覆部材４５が充填されたものである。

【０００６】これにより、上記従来の面状ヒータでは、
被覆部材４５によって可撓性が劣化することから、複雑
な表面形状を有する被加熱体の表面に上記被覆部材４５
の表面を密着させることが困難となるので、被加熱体４
５を面状に加熱する際の加熱効率が低下するという問題
を生じている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
面状発熱体は、上記の課題を解決するために、電気絶縁
性および可撓性を有する本体が長尺に設けられ、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が
上記本体の長さ方向に沿って上記本体内に封入され、各
発熱体にそれぞれ給電するための一対の給電線が上記本
体内に封入され、熱伝導性を有するフィルム状の熱伝導
体が、上記本体の少なくとも片側表面に当接するように
設けられていることを特徴としている。

【０００８】本発明の請求項２記載の面状発熱体は、請
求項１記載の面状発熱体において、熱伝導体の表面の少
なくとも一部に接着剤層が形成されていることを特徴と
している。

【０００９】

【作用】上記請求項１の構成によれば、電気絶縁性を有
し、長尺な本体の少なくとも片側表面に当接するように
熱伝導性を有するフィルム状の熱伝導体を設けたから、
本体の少なくとも片側表面を、ほぼ面一となるように熱
伝導体に対し当接して設定することができるので、上記
熱伝導体を介して各発熱体によって被加熱体を面状に加
熱することができる。

【００１０】また、上記構成では、各発熱体には各給電
線から電力を供給できることから、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、常温より温度が低い発熱体を低抵抗値にで
きて大電流が流れ上記発熱体が迅速に発熱して被加熱体
を本体および熱伝導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。

【００１１】この結果、上記構成では、被加熱体の面に
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、被加熱体を面状に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。

【００１２】その上、上記構成では、各給電線の長さ方
向となる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封入した本体は、硬質なセラ
ミックスからなる各発熱体を本体内に有していても、上
記各発熱体および各給電線の電気絶縁性を維持しながら
本体の長さ方向の両端を近づけるように撓ませることが
できることから、本体の少なくとも片側表面に当接し、
可撓性を有する熱伝導体を上記本体を長さ方向に撓ませ
ることが可能となる。

【００１３】また、上記構成では、本体の少なくとも片
側の表面に熱伝導性を有するフィルム状の熱伝導体を設
けたことにより、例えば、上記本体の幅方向に対して
も、上記熱伝導体を撓ませることが可能となる。

【００１４】これらのことから、上記各発熱体および各
給電線の電気絶縁性を本体によって維持しながら、熱伝
導体を被加熱体の表面に沿わせて容易に面状に密着させ
ることができる。

【００１５】本発明の請求項２記載の構成によれば、さ
らに、熱伝導体の表面の少なくとも一部に接着剤層を設
けたから、上記接着剤層により、熱伝導体を被加熱体に
対し密着性を維持しながら容易に取り付けることができ
る。

【００１６】

【実施例】本発明の一実施例を図１ないし図９に基づい
て以下に説明する。面状発熱体は、図１に示すように、
給湯器等のポンプ等の水の滞留部位となる被加熱体の表
面の曲面に対して、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面状に加熱する
ためのヒータ本体（本体）１を、例えば厚み 5.1mm、幅
16.6mm、長さ７cmの長尺なコード状に形成されて有して
いる。

【００１７】上記コード状とは、ヒータ本体１の厚み方
向の断面が円や楕円状の電線状や、断面が長方形となる
帯状のものをいう。なお、ヒータ本体１の形状として
は、可撓性および延性を有するフィルム状の熱伝導体と
しての後述するアルミシート８との密着性を向上できる
平面部をヒータ本体１の表面に有していることが望まし
く、このことから、特に帯状が好ましい。このことか
ら、以下のヒータ本体１については帯状としたものとし
て説明する。

【００１８】ヒータ本体１には、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複数の発熱体２
が、ヒータ本体１の長さ方向に沿って、互いに間隔を有
してヒータ本体１の被覆部材４によって封入されてい
る。このような各発熱体２は、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各給電線３と電気
的にそれぞれ接続されている。

【００１９】さらに、ヒータ本体１では、互いに平行な
一対の給電線３が上記各発熱体２にそれぞれ給電できる
ように上記被覆部材４内に封入されている。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。

【００２０】このような各発熱体２および各給電線３
は、ハシゴ状の発熱ユニット１０を形成している。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、発熱ユ
ニット１０の長さ方向に沿うように所定間隔にて被覆部
材４内に封入されている。被覆部材４としては、電気絶
縁性および可撓性を有する熱可塑性樹脂である、例えば
塩化ビニル樹脂が用いられる。

【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上の被覆部材４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】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を介し
て、各発熱体２に電力がそれぞれ供給されるようになっ
ている。

【００２４】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の押出成形によって形成
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。

【００２５】このようなヒータ本体１は、セラミックス
である硬質な発熱体２を複数有していても、可撓性を有
する被覆部材４および各給電線３と、上記各発熱体２を
ヒータ本体１の長さ方向に沿って間隔を有して設けたこ
ととにより、ヒータ本体１の長さ方向の両端を互いに近
づけるように撓ませることができるものとなっている。

【００２６】そして、本実施例の面状発熱体では、前述
のフィルム状のアルミニウムからなる一対のアルミシー
ト８が、複数のヒータ本体１の厚さ方向の両面にそれぞ
れ密着するように設けられている。上記各ヒータ本体１
は、各アルミシート８間にて、互いに間隔を有してほぼ
平行となるように、かつ、電気的に互いに並列に接続さ
れるように挟まれている。

【００２７】したがって、各ヒータ本体１間を電気的に
接続する各接続線１２が設けられている。上記各接続線
１２には、図示しないが、外部に対して電気的に絶縁さ
れるようにシリコン接着剤がそれぞれ塗布され、それら
が硬化した後、電気絶縁性を有する熱収縮チューブによ
る被覆がそれぞれ形成されている。

【００２８】その上、上記各アルミシート８は、一方の
アルミシート８がその表面をほぼ面一となるように、か
つ、各ヒータ本体１の周囲において互いに対面する部分
では互いに接着されているように各ヒータ本体１に対し
て形成されている。また、アルミシート８の厚さは、可
撓性および引張強度を有するように例えば 0.2mmに設定
されている。

【００２９】このような各アルミシート８は、各ヒータ
本体１が長さ方向の両端を互いに近づけるように上記各
ヒータ本体１を容易に撓ませることができ、かつ、各ヒ
ータ本体１をそれらの幅方向にて互いに間隔を有してほ
ぼ平行となるように設けたことによりヒータ本体１の幅
方向に対しても撓ませることが可能となる。

【００３０】それゆえ、上記各アルミシート８は、被加
熱体としてのポンプ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およびアルミシ
ート８を介して被加熱体が加熱される。

【００３１】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。また、上記構成は、被加熱体をヒータ本
体１を介し熱伝導性に優れたアルミシート８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。

【００３２】すなわち、比較例として、上記実施例にお
けるアルミシート８に代えて、それと同様な可撓性を有
する紙を用い、他は同様にして面状発熱体を形成し、そ
の表面の各部位における通電時の温度変化をそれぞれ測
定し、その結果を図２に示した。その測定部位として
は、発熱体２上、ヒータ本体１における各発熱体２の中
間点上、上記各中間点の間上、面状発熱体の隅部を選択
し、図２において、それぞれア．、イ．、ウ．、エ．に
て表記し、また室温をオ．にて表記した。

【００３３】一方、本実施例の面状発熱体についても、
上記と同様にして各測定部位をそれぞれ測定し、その結
果を図３にて同様に示した。図２および図３から明らか
なように、本実施例の面状発熱体では、アルミシート８
上の温度分布が比較例より均一なものとなっていること
が判る。

【００３４】また、上記実施例の構成では、各ヒータ本
体１間には電気絶縁性を有する被覆部材を省くことがで
きることから、軽量化、可撓性および曲げ性をより発揮
できるので、大面積な被加熱体の凹凸を有する複雑な形
状の表面に対してもアルミシート８を沿わせて取り付け
て、上記表面をより均一に加熱でき、被加熱体に対する
加熱効率を向上できる。

【００３５】このことから、上記構成では、複数のヒー
タをそれぞれ曲面上に固定していた場合と比べてアルミ
シート８を被加熱体に固定する手間を軽減でき、また、
軽量化によって被加熱体に対して固定する力を軽減でき
るので、さらに固定する手間を抑制できる。

【００３６】なお、上記実施例では、各ヒータ本体１を
互いに電気的に並列に接続するために、各ヒータ本体１
の各給電線３の端部をそれぞれ露出させ、それら露出さ
せた各給電線３間を電気的に接続していたが、例えば図
４に示すように、長尺なヒータ本体１において、隣合う
各発熱体２の間の被覆部材４を、上記各発熱体２および
上記各発熱体２間の各給電線３を露出しないように、切
り欠いた切欠部１ａを、例えばカッター等により形成し
て、その切欠部１ａによりヒータ本体１を折り曲げて用
いてもよい。

【００３７】このようなヒータ本体１を各アルミシート
８間に挟むことにより、上記実施例と同様な効果を有す
る面状発熱体を得ることができる。また、このような面
状発熱体は、上記実施例と比べて、各ヒータ本体１を電
気的に接続する手間を省くことができるので、面状発熱
体を容易に作製することが可能となる。

【００３８】なお、上記の変形例では、切欠部１ａにお
ける各給電線３は、互いに重なり合うようにヒータ本体
１が折り曲げられていたが、給電線３および被覆部材４
が可撓性を有することから、上記各給電線３を互いに重
ならない、つまり一方の給電線３を蛇腹状に折り曲げて
ヒータ本体１を折り曲げてもよい。

【００３９】さらに、上記実施例および各変形例におい
て、図５に示すように、面一となるアルミシート８の表
面上の全面に接着剤層９を設けてもよい。このような接
着剤層９の素材としては、アルミシート８に対して親和
性を有し、かつ、目的とする被加熱体の表面に対して親
和性を有するものであればよく、例えば両面テープを挙
げることができる。

【００４０】このような接着剤層９上には、面状発熱体
の取り扱いを容易とするために、使用時に容易に剥がし
て上記接着剤層９の接着効果を発揮できるように紙等の
保護膜１１が設けられている。このような保護膜１１
は、アルミシート８上において、例えば長さ方向に沿っ
て分割して設けられており、被加熱体の表面形状に応じ
て、面状発熱体における必要な箇所にて接着剤層９の接
着効果を発揮できるようになっている。

【００４１】また、保護膜１１を分割したことにより生
じた上記保護膜１１の境界部分となる縁部では、上記保
護膜１１を引き剥がし易いように、略Ｖ字状の切り欠き
が、保護膜１１およびアルミシート８に形成されてい
る。

【００４２】なお、上記実施例および各変形例では、ヒ
ータ本体１における厚さ方向の両面にそれぞれアルミシ
ート８を設けた例を挙げたが、上記両面の一方にアルミ
シート８を設け、他方に対し、アルミシート８に代えて
断熱性および電気絶縁性を有する紙や発泡樹脂シートや
樹脂フィルムを設けてもよい。これにより、一方のアル
ミシート８からの放熱効率を向上できて、被加熱体への
加熱効率をさらに改善できる。

【００４３】また、上記実施例および各変形例では、熱
伝導体としてのアルミシート８の素材としてアルミニウ
ムを用いた例を挙げたが、熱伝導性および曲げ性を有し
ていれば特に上記に限定されるものではなく、例えば、
銅シート、ステンレスシート等を用いることができる。

【００４４】次に、前記発熱体２の細部について説明す
ると、発熱体２には、図６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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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、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。

【００５１】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。

【００５２】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により説明できる。

【００５３】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。

【００５４】このことから、上記構成では、アルミシー
ト８を被加熱体の表面に沿わせるためにヒータ本体１を
撓めて用いた場合に発熱体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。

【００５５】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、つまりアルミシート８の複雑な
被加熱体の表面に沿わせて用いることができる。

【００５６】これにより、上記構成では、例えば、被加
熱体の大面積な表面にアルミシート８を沿わせて固定す
る場合に、上記の表面にアルミシート８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。

【００５７】次に、止め具５の作製方法について説明す
ると、図７（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
きる可撓性や延性を有する、例えば銅等の金属板が適し
ている。

【００５８】次に、熱可塑性樹脂の押出成形の方法を用
いて作製されるヒータ本体１の製造方法について説明す
ると、まず、図８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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】次に、上記のヒータ本体１を発熱ユニット
１０と被覆部材４とによる押出成形によって作製する方
法について説明すると、まず、図９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。

【００６２】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。

【００６３】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。

【００６４】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本体１が形成される。このような
ヒータ本体１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。

【００６５】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、ヒータ本体
１を作製することが容易となる。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】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。

【００６９】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。

【００７０】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。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】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
を一定温度に維持できると共に各発熱体２の全体として
の消費電力を抑制することができる。

【００７６】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。

【００７７】この結果、上記構成では、ポンプ等の水の
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ので被加熱
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。

【００７８】なお、本実施例では、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３２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。

【００７９】また、上記の実施例や各変形例の構成は、
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ものとなってい
る。

【００８０】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、電気絶縁性、可撓性および耐候性を有する材料で
ある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、耐候性を有する樹脂やゴムを用いることが可能で
ある。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。

【００８１】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。

【００８２】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。

【００８３】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。

【００８４】また、上記実施例では、本願発明の面状発
熱体を適用する被加熱体としての水の滞留部位にポンプ
を例に挙げたが、特にそれに限定されるものではなく、
水槽、排水溝、便座、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。

【００８５】さらに、上記面状発熱体は、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、鏡の裏面や、便座の裏側に容易に取り付
けて加熱することができるものであり、上記床暖房や鏡
の曇止めや便座の加温に好適に用いることができるもの
となっている。

【００８６】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の面状発熱体は、
以上のように、電気絶縁性および可撓性を有する本体が
長尺に設けられ、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が上記本体の長さ方向に沿って上
記本体内に封入され、各発熱体にそれぞれ給電するため
の一対の給電線が上記本体内に封入され、熱伝導性を有
するフィルム状の熱伝導体が、上記本体の少なくとも片
側表面に当接するように設けられている構成である。

【００８７】それゆえ、上記構成は、各発熱体および各
給電線に対する電気絶縁性を本体によって維持しなが
ら、熱伝導体の可撓性を向上できるので、熱伝導体を被
加熱体の表面に沿わせて密着させることができるので、
熱伝導性を有する熱伝導体により、上記被加熱体を効率
よく面状に加熱することができるという効果を奏する。

【００８８】本発明の請求項２記載の面状発熱体は、さ
らに、熱伝導体の表面の少なくとも一部に接着剤層が形
成されている構成である。

【００８９】それゆえ、上記構成では、さらに、接着剤
層により、熱伝導体を被加熱体に対し密着性を維持しな
がら容易に取り付けることができるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の面状発熱体の一実施例を示す説明図で
あって、図１（ａ）は要部破断平面図であり、図１
（ｂ）は図１（ａ）のＩ−Ｉ線矢視断面図である。

【図２】比較例としての面状発熱体の表面の温度分布を
示すグラフである。

【図３】上記実施例の面状発熱体における表面の温度分
布を示すグラフである。

【図４】上記面状発熱体の一変形例を示す要部破断平面
図である。

【図５】上記面状発熱体の他の一変形例を示す説明図で
あって、図５（ａ）は要部破断平面図であり、図５
（ｂ）は図５（ａ）のII−II線矢視断面図である。

【図６】上記面状発熱体におけるヒータ本体の要部破断
平面図である。

【図７】上記ヒータ本体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８】上記ヒータ本体における発熱ユニットの要部斜
視図である。

【図９】上記ヒータ本体の製造方法の一工程を示し、発
熱ユニットをヒータ本体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１０】従来の面状ヒータの説明図であり、（ａ）
は、上記面状ヒータにおける各発熱体および各金属端子
の分解斜視図であり、（ｂ）は、上記面状ヒータの断面
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 ８ アルミシート（熱伝導体）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電気絶縁性および可撓性を有する本体が長
   尺に設けられ、 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
   熱体が上記本体の長さ方向に沿って上記本体内に封入さ
   れ、 各発熱体にそれぞれ給電するための一対の給電線が上記
   本体内に封入され、 熱伝導性を有するフィルム状の熱伝導体が、上記本体の
   少なくとも片側表面に当接するように設けられているこ
   とを特徴とする面状発熱体。
2. 【請求項２】請求項１記載の面状発熱体において、 熱伝導体の表面の少なくとも一部に接着剤層が形成され
   ていることを特徴とする面状発熱体。