JPH0842867A

JPH0842867A - パネルヒータの製造方法

Info

Publication number: JPH0842867A
Application number: JP19716694A
Authority: JP
Inventors: Masami Harada; 優身原田
Original assignee: Dairin Shoji KK; Harada Sangyo Co Ltd
Current assignee: Dairin Shoji KK; Harada Sangyo Co Ltd
Priority date: 1994-08-01
Filing date: 1994-08-01
Publication date: 1996-02-16

Abstract

(57)【要約】【目的】薄く軽量で遠赤外線放射効率が良く、温度暴
走を生じることがなく、表面全体で均一な遠赤外線を安
定して放射するとともに、所定温度に速やかに発熱する
ことができ、広範囲の用途に使用でき、見栄えが良く、
しかも、充分な強度を有するとともにヒータとしての安
全性が高く、容易にかつ安価に組み立てることができる
パネルヒータの製造方法を提供する。【構成】炭素繊維混抄紙からなり遠赤外線を放射する
面状発熱体３９と対向する表面側にアルミシート反射板
３６を設けたハニカムコア３７をロッド３８を介して配
置し、面状発熱体３９の前面周縁部に前部枠体４０を当
接し、反射板３６の裏面に後部枠体３４を間隔を有して
設け、固定部材により前記前部枠体と前記後部枠体とを
連結し前記各部材を一体化することによりパネルヒータ
の製造方法を構成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、炭素繊維面状発熱体を
発熱源として使用するパネルヒータの製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】暖房装置として石油、ガス燃焼器具及び
電熱器具等が広く用いられているが、特に、局部的な暖
房を行う暖房器具としては電熱によるパネルヒータが用
いられている。このような電熱によるパネルヒータにお
いては、近年遠赤外線を放射するパネルヒータが、被服
等の貫通力が大きく暖房効率が高いことで注目されてい
る。

【０００３】遠赤外線を放射するパネルヒータの熱源と
しては主としてニクロム線等の電気抵抗値の高い金属発
熱体を用い表面にカーボンパウダー、セラミックス等を
設け、これを加熱することによって、カーボンやセラミ
ックスから遠赤外線を放射させることが行われている。
また、パネルヒータの熱源として、炭素繊維面状発熱体
を用いることも提案されているが、実用化のために多く
の解決すべき課題が存在し、普及するには至っていな
い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のニクロム線
等の金属発熱体表面にカーボンやセラミックス等の設け
たパネルヒータにおいては、発熱源としてのニクロム
線、及び熱放射源としてのカーボンやセラミックスが嵩
ばり、かつ重いため、その使用範囲が限定されるほか、
遠赤外線は発熱源から遠赤外線放射源に熱を伝達させて
いるので伝熱効率が悪く、遠赤外線の放射効率が悪い欠
点がある。また、発熱源としてのニクロム線の配置等に
より発熱ムラが生じるほか、発熱源の熱が裏面にも伝達
されるため熱効率が悪く、これを防止するため断熱ボー
ト等を設けると更に重量が増加することとなる。

【０００５】一方、炭素繊維面状発熱体をパネルヒータ
として用いる場合には、パネル全面に亘って均一に発熱
するとともに、所定温度に速やかに発熱する炭素繊維面
状発熱体が開発されておらず、しかも低温に温度調節す
ることが困難であり、局部的な熱暴走を生じることがあ
るため、その実用化はきわめて困難であった。更にこの
ような炭素繊維面状発熱体の上記欠点を解消するため、
面状発熱体に各種部材を積層し一体化してパネルヒータ
を形成する必要があるが、その適切な形成手段が開発さ
れていなかった。また、炭素繊維面状発熱体は薄く、軽
量で自由に変形する長所を有する一方、所定形状を維持
するためには補強部材及び枠体等を必要とするが、それ
等の部材を製品としての見栄えが良く、軽量でありなが
ら充分な強度を有し、ヒータとしての安全性が高く、容
易にかつ安価に組み立てることができパネルヒータの開
発が必要とされる。

【０００６】したがって、本発明は、薄く軽量で遠赤外
線放射効率が良く、温度暴走を生じることがなく、表面
全体で均一な遠赤外線を安定して放射するとともに、所
定温度に速やかに発熱することができ、広範囲の用途に
使用でき、見栄えが良く、しかも、充分な強度を有する
とともにヒータとしての安全性が高く、容易にかつ安価
に組み立てることができるパネルヒータの製造方法を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、炭素繊維混抄紙からなり遠赤外線を放射す
る面状発熱体と対向する表面側にアルミシート反射板を
設けたハニカムコアをロッドを介して配置し、前記面状
発熱体の前面周縁部に前部枠体を当接し、前記反射板の
裏面に後部枠体を間隔を有して設け、固定部材により前
記前部枠体と前記後部枠体とを連結し前記各部材を一体
化することによりパネルヒータの製造方法を構成したも
のである。

【０００８】

【作用】本発明は、上記のように構成したので、炭
素繊維混抄紙から放射される遠赤外線は表面全体から均
一に放射され、その発熱開始時には、炭素繊維混抄紙の
裏面に位置するアルミシートからなる反射板に反射され
た面状発熱体自身の放射熱によって加熱され、速やかに
所定の温度に立ち上がる。このような機能を有する炭素
繊維面状発熱体は、薄く軽量に形成され、反射体はアル
ミシート製であり、裏面の発熱体はハニカムコアからな
るので、全体が薄く軽量となっている。また、その製造
に際しては、後部枠体上に反射板、ハニカムコア、ロッ
ド、面状発熱体を順に載置し、その上から前部枠体を覆
せ、両枠体を連結する固定部材により両者を固定するこ
とにより全部材は一体化してパネルヒータが形成され
る。

【０００９】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
本発明が適用される炭素繊維面状発熱体は、その断面を
図８に示すように、コウゾ、ミツマタ、マニラ麻等から
なる和紙用靭皮繊維及び／又はパルプ繊維２１と、炭素
繊維２２とを混合し抄紙して形成されている。炭素繊維
としては、フィラメント径６．８μ、比抵抗２０μΩｍ
程度のＰＡＮ系炭素繊維を約５〜１５％程混合したもの
が用いられる。

【００１０】このような靭皮繊維を混合して抄造する際
には、例えばトロロアオイの根から抽出した粘液を混合
する。トロロアオイの根の粘液は、和紙の「ネリ」とし
て使用されているものであるが、特に炭素繊維と混抄す
る際には、炭素繊維の分散を良好とし、また、抄紙後に
乾燥すると、粘性が消える特性は面状発熱体として好特
性であり、かつこの粘液は炭素繊維が相互に重なり合う
部分に接着剤のように付着し、炭素繊維の接触抵抗を安
定化し、面状発熱体の温度暴走を防止し、通電電流に応
じた一定の温度維持特性を発揮させる。その他、炭素繊
維と靭皮繊維とを結合する粘剤、例えばポリアクリルア
ミド、ポリエチレンオキサイド、ＣＭＣ等の合成粘剤を
用いてもよい。

【００１１】上記のような組成をなす炭素繊維面状発熱
体素材２は、バッチ方式でも、あるいは長網、短網、丸
網を用いた連続抄紙法でも製造することができ、連続長
に製造された場合においても、本素材からなる炭素繊維
面状発熱体の厚さは０．３ｍｍ程度であり、しかも炭素
繊維は塊りでなく、数ミクロンの単繊維に分離分散して
いるので、通常の刃物で容易に所定長に裁断し、例えば
８００×６００ｍｍの矩形等、所望の形状、寸法の通電
発熱体を形成することができる。

【００１２】上記のようにして形成された面状発熱体に
対して、例えば図９に示す矩形の炭素繊維面状発熱体１
の相対向する長辺側の側縁３，４に沿って、後に詳述す
る手段によって電極５，６を設け、電極に設けた端子か
ら各々リード線７を導出している。このようにして形成
される面状発熱体は、例えば両電極間に１００Ｖの交流
電圧を印加した時、その面上に直接触れても人体に重大
な危険を及ぼすことはないが、実際上の電気製品とする
には、防水、防湿のため、また安全性の見地から、ある
いは発熱体の損傷防止の点から、発熱体の部分及び電極
を含め、図１０に示すように、例えば、芳香族ポリアミ
ド繊維にエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、テトラフルオ
ロエチレン樹脂を含浸させたＦＲＰシート８でラミネー
トする。このプラスチックラミネートは、本素材を外気
から密封する状態で施すのが、炭素繊維及び紙質繊維を
酸化劣化から保護するのに好適である。このようなラミ
ネートの表面を、更に図１１に示すような植毛布９でカ
バーしても良い。なお、この植毛布の代わりに、プラス
チックシート８の表面に直接植毛加工することもでき
る。

【００１３】上記図８に示すように、靭皮繊維と炭素繊
維をねり等の粘着剤と共に混合し抄出した炭素繊維面状
発熱体素材２に対し、図９に示すように電極５を形成す
るに際しては、図１２の電極形成後の状態に示すよう
に、炭素繊維面状発熱体２の側縁３に近接して銀ペース
トを載せ、これを加熱溶触することにより、発熱体素材
２中に含浸した電極基部１０を形成する。この電極基部
１０は炭素繊維にも充分含浸されるので、発熱体と電極
間の通電特性は極めて良好である。この時、発熱体素材
２側縁近傍には含浸されなかった電極基部１０の表面が
露出している。

【００１４】この電極基部１０の露出表面に対し、厚さ
３０〜５０μ程度の銅箔１１の帯を載置する。この銅箔
１１の表面１２に対しては、予めメッキ等による厚さ１
〜２μ程度の金の表面被覆層１３を形成している。銅箔
に対して金メッキを施すに際しては、銅箔の表面に厚さ
０．５μ程度のニッケルメッキ層を設け、これに対して
金メッキを施すと、接触抵抗が減少し、端子として好特
性を示す。また、銅箔の表面にパラジウムをメッキ後、
金メッキを施してもよい。

【００１５】発熱体素材２上に、その表面に金の表面被
覆を施した銅箔を積層後、図１３に示すように、炭素繊
維面状発熱体素材２の裏面に適宜の台１４を当て、銅箔
１１の金の表面被覆１３側の表面からミシン針１５を当
て、直線またはジグザグ等により、上記積層した端子付
き面状発熱体の積層端子部分をミシン針１５で挿通させ
る。

【００１６】ミシン針１５の挿通長さは、銅箔を貫通
し、銀を含浸している電極基層１０に充分突入しうる長
さにすることが望ましいが、炭素繊維面状発熱体素材２
の裏面まで貫通させてもよい。また、ミシン針１５によ
る挿通孔の模様は、直線またはジグザグのほか任意の模
様でもよい。

【００１７】上記のようにしてミシン針１５による穿孔
１７を施してなる面状発熱体の電極１８は、図１４に一
部拡大して示すように、銅箔１１の穿孔１７外周に、電
極基層１０に突入する結合部１９が形成される。それに
より、銅箔１１は従来のような接着剤等を用いることな
く、容易にかつ強固に電極基層１０に固定することがで
きる。なお、炭素繊維面状発熱体素材２を１対のニード
ルローラ間に通過させ、ミシン針１５により炭素繊維面
状発熱体素材２の表裏両面からミシン針による穿孔を施
してもよい。

【００１８】電極１８を設けた後、図１５に示すように
電極１８の端部に端子２０をリベット止め等の適宜の手
段により固定し、この端子２０からリード線７を引き出
し、両端子からのリード線をプラグに接続して電流の供
給を可能としている。その後、前記したように、電極部
分を含めて図１０に示すようにプラスチックシート８で
上下面をラミネート被覆する。

【００１９】上記実施例において、銀素材からなる電極
基層に銅箔を固定例を示したが、銅箔以外にアルミニウ
ム箔でも良く、その際にアルミニウム箔表面に金のメッ
キ層を形成する時は、予めニッケルメッキを施すことが
好ましい。

【００２０】また、銅箔あるいはアルミニウム箔等の金
属箔の表面に金の表面被覆層を施す際には、上記実施例
におけるメッキのほか、蒸着等、各種の手段を採用する
ことができる。

【００２１】また、上記実施例において、ニードルロー
ラのニードルにより穿孔を施した例を示したが、そのほ
か、ミシン掛けによる穿孔手段等、各種穿孔手段を採用
できる。

【００２２】更に、上記実施例においては、ニードルロ
ーラを両側に当て、両側から穿孔した例を示したが、必
ずしも両側から穿孔する必要はなく、例えば面状発熱体
素材の裏面、即ち電極を固着する面と反対側の面は平面
状ローラを当て、金属箔を載せた側からのみニードルロ
ーラを当てる等の穿孔を施しても良い。

【００２３】次いで、図１６に示すような、リベット３
０の頭部１４にナイロン６６等の合成樹脂製キャップ２
８を被せ、頭部２７の近傍の軸部２５の一部に軸方向に
沿って多数のローレット溝２６を設けたリベット３０
を、図１７に示すように、ナイロン等の合成樹脂製ワッ
シャ３３を組込み、リード線７を備えた端子３１を貫通
させた状態で、その先端３２を上記のようにして形成し
た電極板の端部に当て、先端３２を押し込み、発熱体素
材２の裏面のプラスチックフィルム８側に配置したかし
め受け具中に強く押し込むと、図１７に示すように先端
３２はかしめられる。

【００２４】この時、頭部２７に被せた合成樹脂製キャ
ップ２８は、かしめ時の強い圧力により塑性変形し、か
つ表面のプラスチックシート８に強く喰い込む。同時に
頭部２７の周囲も端子２５も含めて合成樹脂製キャップ
によって強い力でシールされる。また、この時、リベッ
ト３０の軸部２５の外周に形成した多数の溝２６は、炭
素繊維混抄紙からなる発熱体素材２を貫通する時、その
周囲において炭素繊維と広い面積で接触し、同様に貫通
した電極板の電極基部１０及び銅箔１１ともその周囲に
おいて広い面接で接触することとなり、端子３１からの
電流を電極及び発熱体に確実に流すことができる。

【００２５】上記のようにして形成された所要の電極を
備えてなる面状発熱体を、パネルヒータとして用いる際
には、図１〜図５に示すように、各種部材と共に重ね合
わせる。即ち、パネルヒータの背面部から後部枠体３
４、裏面板３５、表面にアルミシート製反射板３６を設
けたハニカムコア３７、２本のロッド３８、前記面状発
熱体３９、前部枠体４０を順に重ね合わせ、固定部材と
してのピン４１により前部枠体４０と後部枠体３４とを
連結することにより各部材を一体化し、更に後部枠体３
４の背面に脚を固定して立設可能なパネルヒータを形成
している。

【００２６】前記後部枠体３４は、裏面板３５と空間４
３を有するように配置される背面板４４と、パネルヒー
タの側面を形成する側枠部４５と、ハニカムコア３７の
表面に設けたアルミシート製反射板３６の表面周縁部に
当接する全面枠部４６からなり、側枠部４５にはピン４
１を挿通する孔４７を備えている。背面板４４の上方に
は把手部４８を凹設しており、その底部４９は裏面板３
５の背面に当接している。把手部４８の上端縁中央には
切り溝５０を設けており、壁等の掛け具に吊り下げ可能
とし、また裏面板３５と背面板４４間の空間４３内の高
温空気を排出可能とし、断熱性を向上している。

【００２７】ロッド３８の端部には切り欠き５１を形成
しており、後部枠体３４に裏面板３５、表面にアルミシ
ート製反射板３６を設けたハニカムコア３７を積層し、
その上にロッド４８を積層する時、反射板３６の周縁を
押える後部枠体３５の前面枠部４６をこの切り欠き５１
内に収容するよう構成している。

【００２８】ロッド３８の表面には面状発熱体３９を積
層し、その表面の周縁には前部枠体４０の表面枠部５２
の端部が当接している。前部枠体４０の側枠部５３には
孔５４を設けており、上記のように全部材を積層させた
時、前部枠体４０の側枠部５３の孔５４と後部枠体３４
の側枠部４５の孔４７とはその位置が一致し、両孔４
７、５４にピン４１を押し込むことによって両枠体は連
結するとともに、全部材は一体化してパネルヒータが製
作される。

【００２９】面状発熱体３９には、前記のようにして導
出されたリード線と接続する電源コード５５を備え、電
源コード５５の端部に設けたプラグ５６との間に、電源
スイッチ温度コントローラ５７を備えた操作部材５７を
備えている。

【００３０】後部枠体３４の背面板４４には、正方形の
四隅に対応する位置にねじ孔５８を形成しており、取付
部５９、延設部６０、支持部６１からなる支持台６２の
前記取付部５９に形成した前記ねじ孔５８と対応する位
置に設けたねじ孔６３にねじ６４を螺合し、取付部５９
を背面板４４に螺着することによって支持台６２をパネ
ルヒータ４２に固定している。ねじ孔５８、６３は正方
形の四隅に対応する位置に設けているので、図に示すよ
うにパネルヒータ４２を縦長に支持するほか、支持台６
２を９０度回転してねじ６４で固定し、パネルヒータ４
２を横長に支持して使用することもできる。支持台６２
の支持部６１の底面にはゴム板等の弾性板６５を接着
し、パネルヒータ使用中の移動を防止している。

【００３１】上記のようにして構成されたパネルヒータ
の使用に際しては、支持台６２を固定することなく、背
面板４４の裏面にマグネットプレートを固着し、例えば
事務机等スティール机における足元内側面や裏内側面、
あるいは引き出し下面等に対して、マグネットプレート
の吸着力を利用して吸着固定して使用することもでき
る。また、支持台６２を設けて室内の所要位置に立設配
置して使用することもできる。更に、把部部４８に設け
た切り溝５０に壁等に設けた掛け具の先端を係合し吊り
下げ支持することもできる。

【００３２】このパネルヒータに用いている面状発熱体
は、紙質材料から形成されれているので、ポリエステル
やエポキシ樹脂をガラス繊維にて強化したＦＲＰに積層
することも可能であり、その紙質材料からなる面状発熱
体は、任意の大きさ及び形状に切断しても発熱可能であ
るので、超横長、矩形等、あるいは任意の３次元形状に
形成することができ、きわめて広範囲の局所暖房あるい
は各種物体の加熱用に使用することができる。

【００３３】また、炭素繊維混抄紙からなる面状発熱体
は、ヒータ面に直接触れた際は、熱く感じるものの、ヒ
ータ面に触れた部分の熱は、直ちに肌に吸収されて低温
となり、その低温部分を高温化しようとする作用は、ヒ
ータ側に存在しないので、ヒータ面に触り続けても火傷
することがなくきわめて安全である。

【００３４】特に、本発明によるパネルヒータの使用に
際して、面状発熱体に通電すると、面状発熱体はそれ自
身の発熱性により除々に高温化するが、その際、面状発
熱体の両面から除々に遠赤外線が放射されることとなる
が、裏面側に放射した遠赤外線は、アルミシート反射板
に発射されて面状発熱体自身を加熱することとなり、ハ
ニカムコアの断熱性と相まって面状発熱体は所定の温度
に急速に上昇する。その結果、面状発熱体に通電してか
ら所定温度の使用状態となる立ち上がり時間が短くな
る。

【００３５】

【発明の効果】本発明は、上記のように構成し作用する
ので、薄くかつ軽量であり、反射体及びハニカムコアの
断熱作用及びハニカムコアと後部枠体の背面板間の空間
の断熱作用によって面状発熱体表面からの遠赤外線の放
射効率が良く、特に面状発熱体に通電後所定温度に達す
るまでの時間を短時間にすることができる、しかもパネ
ルヒータ背面部の温度上昇を防止でき、安全性をより高
めることができる。また、面状発熱体として炭素繊維混
抄紙を用いているので、任意の大きさ及び形状に形成す
ることができ、広範囲の局所暖房に使用することができ
る。

【００３６】また、前部枠体と後部枠体とを固定部材で
連結するのみで、パネルヒータを構成する各種部材が一
体化され、その製作は極めて容易である。更に、固定部
材を両枠体の側面部に設けたものにおいては、前面から
固定部材が見えず、パネルヒータとして美観が向上しす
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す分解斜視図である。

【図２】組立状態における図５のＡ−Ａ部分断面図であ
る。

【図３】同正面図である。

【図４】同側面図である。

【図５】同背面図である。

【図６】本発明の他の実施例を示す背面図である。

【図７】本発明に用いる面状発熱体に電極及び端子を設
けた状態を示す一部拡大平面図である。

【図８】本発明に用いる面状発熱体の発熱体素材の拡大
断面図である。

【図９】同面状発熱体の全体を示す平面図である。

【図１０】同断面図である。

【図１１】同面状発熱体に植毛布を設けた例を示す断面
図である。

【図１２】同面状発熱体の素材上に電極を形成する部材
を載置した状態を示す断面図である。

【図１３】図１０に示す部材に穿孔する状態を示す断面
図である。

【図１４】同穿孔後の状態を示す断面図である。

【図１５】同発熱体の電極に端子を設ける前の状態を示
す断面図である。

【図１６】端子固定に用いるリベットの斜視図である。

【図１７】面状発熱体に端子をリベットで取付けた状態
を示す断面図である。

【符号の説明】

１面状発熱体２発熱体素材３側縁４側縁５電極６電極７リード線８プラスチックシート９植毛布１０電極基部１１銅箔２０端子２１和紙用靱皮繊維２２炭素繊維３０リベット３４後部枠体３５裏面板３６反射板３７ハニカムコア３８ロッド３９面状発熱体４０前部枠体４１ピン４３空間４４背面板４５側枠部４６前面枠部４７孔４８把手部５０切り溝５１切り欠き５２表面枠部５３側枠部５４孔５５電源コード５７コントローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炭素繊維混抄紙からなり遠赤外線を放射
する面状発熱体と対向する表面側にアルミシート反射板
を設けたハニカムコアをロッドを介して配置し、前記面
状発熱体の前面周縁部に前部枠体を当接し、前記反射板
の裏面に後部枠体を間隔を有して設け、固定部材により
前記前部枠体と前記後部枠体とを連結し前記各部材を一
体化することを特徴とするパネルヒータの製造方法。
【請求項２】固定部材を前部枠体と後部枠体における
側面部分に配置してなる請求項１記載のパネルヒータの
製造方法。
【請求項３】後部枠体の裏面に脚を固定してなる請求
項１又は請求項２記載のパネルヒータの製造方法。
【請求項４】後部枠体の裏面に把手部を凹設してなる
請求項１、請求項２又は請求項３記載のパネルヒータの
製造方法。