JPH088141B2

JPH088141B2 - 面ヒ−タ

Info

Publication number: JPH088141B2
Application number: JP10665887A
Authority: JP
Inventors: 忠視鈴木; 恒雄柴田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1987-04-30
Filing date: 1987-04-30
Publication date: 1996-01-29
Anticipated expiration: 2011-01-29
Also published as: JPS63271878A

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，乾燥機器などの電気エネ
ルギーを利用した機器に使用される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
に合っ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）アルミナなどのセラミック基板に、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
らにその上にセラミック基板を設けて一体成形した構造
を有するもの。

（３）シリコン，ポリイミド等の有機質フィルムの間
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、これらのうち、（１）の面ヒータは被加熱物
への熱伝達が悪く、ヒータが封止されていないため、耐
湿特性に問題があり、また（２）の面ヒータは、電気取
り出し部の強度が弱く、かつ熱容量が大きいため、立ち
上がり時間が長かったり、機械的あるいは熱的衝撃に弱
いため、大面積のヒータができない。さらに（３）の面
ヒータは、耐熱温度が低く、寿命特性に問題がある等、
それぞれ問題があるのが実情であった。

このため、上記問題を解決するために、特開昭58−22
5592号公報に示されているホーロ基板の応用による面ヒ
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、かつ
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部の一部を埋設した構造を有して
いる。

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ヒータにおいては、金属基板
に形成されるホーロ材からなる電気絶縁層のホーロ膜厚
が150〜200μｍであるため、ヒータエレメントを被覆す
るヒータ被覆層の膜厚を合計すると300〜500μｍ程度の
膜厚となり、その結果、ホーロ層の膜厚としては非常に
厚くなるため、熱衝撃性に問題があった。また、ホーロ
層は本質的に泡構造をとることにより、耐熱衝撃性と機
械的衝撃への耐性を得ているものであり、したがってホ
ーロ被膜は気泡を有するのが当然と考えられていた。そ
のため、このホーロ被膜を電気絶縁層として用いた場
合、気泡があるため、絶縁耐力，絶縁抵抗などの電気特
性が不安定となって好ましくないという問題があった。

本発明はこのような問題点を解決した面ヒータを提供
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、金属基板に少
なくともホーロ質ガラスとセラミック繊維を含む電気絶
縁層を形成してなる絶縁基板に、ヒータエレメントをヒ
ータ被覆層にて固着したものである。

作用上記構成によれば、金属基板に少なくともホーロ質ガ
ラスとセラミック繊維を含む電気絶縁層を形成してなる
絶縁基板にヒータエレメントをヒータ被覆層で固定する
ようしているため、電気絶縁層に含まれるセラミック繊
維の作用により、気泡の減少，巨大泡の発生防止，耐熱
衝撃性，耐機械的衝撃性などを向上させることができ
る。その理由は、電気絶縁層の焼成工程でセラミック繊
維が、ホーロ質ガラスの粒子と粒子が溶融し合う際のガ
ス放出の通路の役目を果たすため、気泡が減少して気孔
率の小さな被膜が形成され、その結果、電気特性が安定
する。また同時に、添加されたセラミック繊維はホーロ
質ガラスの粒子間にマトリックスに配列されているた
め、熱衝撃あるいは機械衝撃時の緩衝材としての作用も
なし、その結果、電気絶縁層にクラックが発生すること
もないため、電気特性の低下も防止できる。

実施例以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明
する。第１図は本発明の面ヒータの一実施例を示すもの
で、金属基板1aに少なくともホーロ質ガラスとセラミッ
ク繊維を含む電気絶縁層16を被覆形成した絶縁基板１
に、ヒータエレメント２と、このヒータエレメント２に
接続された電気取り出し端子板３の一部をヒータ被覆層
４により固着したものである。

前記絶縁基板１は、ホーロ用鋼板（SPP）を用いた金
属基板1aにホーロ用の前処理（Ni処理、酸洗エッチング
など）を施し、ホーロ質ガラスとセラミック繊維を含む
適度に調整されたスリップを塗布，乾燥，焼成して電気
絶縁層16を形成したものである。

なお、電気絶縁層16は用途によって、１〜３回がけの
いずれの方法でも形成できるものである。また、焼成温
度はホーロ質ガラスの作業点を考慮して845℃で行なっ
た。

このような方法で形成された電気絶縁層16は前述のよ
うに少なくともホーロ質ガラスとセラミック繊維を含む
ものである、なお、本実施例では、ホーロ質ガラスとし
て、熱時絶縁抵抗を確保するためにアルカリ成分の非常
に少ないホウケイ酸系ガラスを用いたが、本発明ではガ
ラスの種類は限定されない。

セラミック繊維としては、ムライト質繊維，ジルコニ
ア繊維，アルミナ質繊維，チタン酸カリウムウィスカー
などがあり、この中で、特に顕著な効果があったものは
ジルコニア繊維とアルミナ質繊維であった。ムライト質
繊維は熱膨張率が小さいため、ホーロ質ガラスおよび金
属基板との熱膨張差が大きく、熱衝撃性の改善がはかれ
なかった。また、チタン酸カリウムウィスカーは熱衝撃
性の改善には効果があるが、電気特性を極端に損うもの
で、特に絶縁抵抗に影響を与えるものであった。したが
って本発明の実施例ではジルコニア繊維を用いた。

電気絶縁層1bに添加するセラミック繊維の添加量はホ
ーロ質ガラスフリット100重量部に対して１〜20重量部
の範囲が適していた。すなわち、１重量部未満では熱衝
撃性の改善が見られず、また20重量部を越えると電気絶
縁層の強度が弱くなった。実施例では10重量部に添加し
たものを用いた。

またヒータエレメント２は平滑な網目状の金属箔体を
所望のパターンに形成し、そして電気取り出し端子板３
をスポット溶接して設けたものを用いたが、エッチング
にてパターンを形成したものでもよい。

ヒータ被覆層４は電気絶縁層1bの焼成温度より30deg
以上低い温度で焼成する必要がある。これは電気絶縁層
1bへのヒータエレメント２の沈み込みを防止するためで
ある。本実施例ではチタン系のホーロ質ガラスを用い、
焼成温度は800℃で行なった。なお、セラミック繊維と
しては、ジルコニア繊維を３重量部添加した。

上記のような方法で製作した面ヒータのサンプルにつ
いて評価した結果、耐熱衝撃性の改善と電気特性の向上
と安定化に顕著な効果があることが確認できた。

発明の効果上記実施例から明らかなように、本発明の面ヒータ
は、絶縁基板に形成される電気絶縁層にセラミック繊維
を添加しているため、電気特性の向上と安定化をはかる
ことができるとともに、熱衝撃性，機械的衝撃性を大巾
に改善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断面
図、第２図は同面ヒータに用いられるヒータエレメント
の上面図である。 1a……金属基板、1b……電気絶縁層、１……絶縁基板、
２……ヒータエレメント、４……ヒータ被覆層。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属基板に少なくともホーロ質ガラスとセ
ラミック繊維を含む電気絶縁層を形成してなる絶縁基板
に、ヒータエレメントをヒータ被覆層にて固着したこと
を特徴とする面ヒータ。
【請求項２】電気絶縁層がホーロ質ガラス100重量部に
対してセラミック繊維が１〜20重量部添加されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の面ヒータ。
【請求項３】ヒータ被覆層が少なくともホーロ質ガラス
とセラミック繊維を含むことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の面ヒータ。
【請求項４】セラミック繊維がアルミナ質繊維がジルコ
ニア繊維のいずれかである特許請求の範囲第１項〜第３
項のいずれかに記載の面ヒータ。