JPH0963752A - 面状ヒータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 正特性サーミスタであるセラミックスからな
る複数の発熱体を有する面状ヒータを、大面積に作製す
ることに手間取る。 【解決手段】 被加熱体を面状に加熱するための帯状の
成形体１０を、複数、互いに平行に、各成形体１０の厚
さ方向の端面１０ａにて、各成形体１０の幅方向に連結
した本体１を設ける。そして、各成形体１０に、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
と、上記各発熱体２にそれぞれ給電するための給電線３
とを、成形体１０の長さ方向に沿って封入する。これに
より、小型の成形装置で容易に成形できる成形体１０
を、上記成形体１０の端部に選択的に圧力をかけて圧着
等することにより容易に連結させることができて、面状
の本体１を容易に作製できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水の滞留部位の凍
結防止、床暖房、融雪ヒータ等に使用され、広面積の表
面を効率よく加熱できる面状ヒータに関するものであ
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を被覆するよう
に樹脂からなる被覆部材４５を板状に圧縮成形すること
によって、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
の面状ヒータでは、各発熱体４２と各金属端子４３を、
平板状の被覆部材４５に封入して、大面積のものを作製
しようとすると、大面積の被覆部材４５を圧縮成形する
必要があるために、大型の成形装置が必要となり、大面
積の面状ヒータを作製することに手間取るという問題を
有している。

【０００６】本発明は、上記の問題点に鑑みなされたも
ので、その目的は、大面積であっても、容易に作製可能
な面状ヒータを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の面状ヒータは、
上記の課題を解決するために、電気絶縁性および可撓性
を有する樹脂からなる帯状の成形体を、複数、互いに平
行に、各成形体の厚さ方向の端面にて、各成形体の幅方
向に連結した本体が設けられ、少なくとも１つの成形体
には、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、上記各発熱体にそれぞれ給電するための
給電線とが、成形体の長さ方向に沿って封入されている
ことを特徴としている。

【０００８】上記構成では、成形体は、帯状であるか
ら、小型の成形装置、例えば押出成形装置で容易に成形
することができ、また、本体は、帯状の各成形体を、各
成形体の厚さ方向の端面にて連結することにより面状に
作製される。

【０００９】このため、上記構成では、帯状の成形体を
連結した本体を一体成形する必要がなく、大面積の本体
を作製するために従来必要であった大型の成形装置を用
いることが省ける。

【００１０】このとき、各成形体を連結する際、各成形
体の連結部分に、各成形体の厚さ方向から圧力を加えて
も、発熱体や給電線に対する影響を回避できるので、各
成形体の連結部分を圧着等することにより、連結された
本体を、発熱体の機能を損なうことなく、確実に得るこ
とができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図１ない
し図９に基づいて以下に説明する。本発明にかかる面状
ヒータは、図１および図２に示すように、被加熱体を面
状に加熱するための本体１を有している。本体１は、電
気絶縁性および可撓性を有する樹脂としての被覆部材４
からなる帯状の成形体１０を、複数、互いに平行に、各
成形体１０の厚さ方向の端面１０ａにて、各成形体１０
の幅方向に連結したものである。よって、端面１０ａ
は、成形体１０の長さ方向の側部に、長さ方向に沿って
位置することになる。

【００１２】そして、全ての成形体１０には、複数の各
発熱体２と、上記各発熱体２にそれぞれ給電するための
一対の給電線３とが、成形体１０の長さ方向に沿ってそ
れぞれ封入されている。

【００１３】成形体１０は、例えば、各成形体１０の寸
法が、厚み 4.0mm、幅60mm、長さ1000mmに設定され、端
面１０ａの寸法が、幅５mm、長さ1000mmに設定される。
そして、上記のように設定した場合、例えば、成形体１
０の数を１０個に設定すると、本体１は、最大外形が厚
み 8.0mm、幅 555mm、長さ1000mmとなる。このように各
成形体１０を連結することにより、本体１の厚さ方向の
各表面には、各成形体１０の長さ方向に沿った複数の溝
１ａが、互いに平行に所定間隔にて形成されている。

【００１４】次に、各成形体１０の連結方法について説
明する。まず、成形体１０・１０を、互いに平行になる
ように、成形体１０・１０の厚さ方向の端面１０ａ・１
０ａが互いに密着するように、重ね合わせる。そして、
高周波ウェルダを用いて、端面１０ａ・１０ａを高周波
接着する。

【００１５】つまり、図３に示すように、端面１０ａを
厚さ方向に含む成形体１０の端部に高周波を照射しなが
ら、矢印で示すように端面１０ａに対し垂直な方向に、
幅２mmの圧子で各成形体１０に圧力を加えて、各成形体
１０を端面１０ａにて熱融着する。これにより、各成形
体１０が、端面１０ａにて互いに連結される。このよう
な操作を繰り返して、各成形体１０の端面１０ａを互い
に高周波接着して、各成形体１０を幅方向に順次連結さ
せることにより、本体１が得られる。

【００１６】このように、上記方法では、高周波接着に
よって各成形体１０を互いに連結させることができるか
ら、接着剤によって各成形体１０の端面１０ａを互いに
接着する場合のように別部材を用いる必要がなく、製造
コストを軽減することができる。

【００１７】また、接着剤により接着する場合やヒート
シールにより熱融着する場合のように、確実に固着され
るまで圧力をかけて固定しておく必要がなく、短時間で
各成形体１０を互いに連結させることができる。これに
より、各成形体１０間の連結を連続的に行うことがで
き、本体１を効率的に製造することができる。

【００１８】また、上記方法では、成形体１０の端部の
みに圧力をかけるため、連結時に、給電線３と発熱体２
に対し圧力が加わることが防止できる。よって、連結時
に、給電線３と発熱体２との電気的な接続の障害が生じ
ることを回避できる。

【００１９】次に、成形体１０の構成について説明す
る。成形体１０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、成形体１
０の長さ方向に沿って、互いに間隔を有して成形体１０
の被覆部材４によって封入されている。

【００２０】さらに、成形体１０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、かつ、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。このようにして、各発熱体２および各給電線３によ
り、ハシゴ状の発熱ユニット８が形成されている。

【００２１】上記給電線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。

【００２２】上記被覆部材４としては、電気絶縁性およ
び可撓性を有するものであれば、特に限定されるもので
はないが、成形体１０を熱融着し易いように、熱可塑性
を有する合成樹脂がより好ましい。そして、成形体１０
を高周波接着できるように、高周波により発熱する合成
樹脂、例えば、塩化ビニル樹脂がさらに好ましい。

【００２３】上記発熱体２は、成形体１０が前記寸法に
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、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。

【００２４】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成形体１０における厚さ方向の両面
に対してほぼ平行となり、かつ、成形体１０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
なるように成形体１０内に、つまり、上記成形体１０内
の中央部にそれぞれ設定されている。

【００２５】そして、このような各発熱体２および各給
電線３により形成された発熱ユニット８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成形し
た成形体１０内に封入することにより、上記発熱ユニッ
ト８は、成形体１０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。

【００２６】各成形体１０の各給電線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。そして、各成形体１０の各電気供給コ
ード６は、電気的に互いに並列に接続されている。すな
わち、上記各成形体１０の発熱ユニット８は、電気的に
互いに並列に接続されている。

【００２７】このように、成形体１０には、可撓性を有
する被覆部材４および各給電線３とが設けられ、上記各
発熱体２を成形体１０の長さ方向に沿って間隔を有して
設けられている。また、本体１は、各成形体１０を、そ
れらの幅方向の側部、かつ、各成形体１０の厚さ方向の
端面１０ａにて、互いに平行となるように連結してなっ
ている。これらのことにより、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、成形体１０
の長さ方向および幅方向のどちらに対しても撓ませるこ
とができるものとなっている。

【００２８】さらに、本体１の各表面に同一方向に沿っ
た溝１ａが複数形成されているため、本体１を、溝１ａ
の幅方向の両端を近づけるように撓ませた場合、片面側
の溝１ａ…の開口部が広がり、もう一方の面側の溝１ａ
…の開口部が狭まるように、各成形体１０が撓む。これ
により、本体１を撓ませた場合、各成形体１０の内部に
加わる曲げ応力を軽減することができ、従来の面状ヒー
タに比べて容易に本体１を撓ませることができる。

【００２９】このため、例えば、円柱状等の、曲率の大
きな被加熱体の表面に対しても、成形体１０の幅方向に
撓ませることにより、本体１を被加熱体の表面に巻き付
けることができる。これにより、被加熱体に対向する各
成形体１０の対向面１０ｂを、被加熱体の表面に沿わせ
て密着させることができる。

【００３０】それゆえ、本体１を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、その熱が各成形体１０の表面に伝達さ
れ、被加熱体が面状に加熱される。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、上記各成形体１０の表面を
より均一に加熱することが可能となる。

【００３１】通常、従来の帯状ヒータで、大面積な被加
熱体の凹凸を有する複雑な形状の表面を加熱すると、温
度分布の偏りが顕著である。本体１は、円柱状等の、曲
率の大きな被加熱体の表面に成形体１０の対向面１０ｂ
をほぼ沿わせて密着させることができるので、均一に加
熱された複数の成形体１０によって面状に上記被加熱体
を加熱することができる。これにより、本体１は、上記
表面をより均一に加熱でき、上記被加熱体に対する加熱
効率を向上できる。

【００３２】また、上記構成では、成形体１０の対向面
１０ｂを円柱状等の、曲率の大きな被加熱体の表面にほ
ぼ沿わせて、大面積な本体１を被加熱体に対し密着させ
ることができるので、複数の帯状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、上記被加熱体に固定
する手間を軽減できる。

【００３３】さらに、本体１は、両面に同一方向に沿っ
た溝１ａが設けられていることから、溝１ａの幅方向に
大きく曲げることができる。これにより、使用していな
いときには、溝１ａの幅方向にロール状に巻いて保管す
ることができる。このため、保管時に本体１が占有する
面積を小さく抑えることができる。

【００３４】また、上記構成では、成形体１０の被加熱
体に対向する対向面１０ｂの裏面は、ほぼ全面が溝１ａ
となっており、空間が存在している。このため、本体１
を道路の表層の下側に埋設する等して、成形体１０の対
向面１０ｂに垂直方向の強い応力が加わった場合、成形
体１０の中央部分が、上記空間を狭めるように撓むこと
によって、上記応力を軽減することができる。これによ
り、成形体１０の対向面１０ｂに垂直方向の強い応力が
加わった場合にも、各発熱体２および各給電線３の電気
的接続を確実に維持できる。

【００３５】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４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８の長
さ方向の両側部に電極７が、発熱ユニット８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。

【００３６】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。

【００３７】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、成形体１０
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。

【００３８】発熱ユニット８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。

【００３９】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組の一対の各発熱体把持
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一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。

【００４０】上記構成は、成形体１０を撓ませた状態に
おいても、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。

【００４１】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、点接触に近づけることが可能となる。

【００４２】このため、上記構成では、成形体１０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は成形体１０と共に撓むが、その際生じる
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、半田により
発熱体の両側面に沿って接続した場合と比べて、軽減す
ることができる。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】このことから、上記構成では、被加熱体の
表面に沿わせるために成形体１０を撓ませて用いた場合
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。

【００４６】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、成形体１０を撓ませて用いた場合にも各発熱体
２と各給電線３との間の電気的な接続を維持できる強い
構造となっている。

【００４７】これにより、上記構成では、曲率の大き
い、つまり複雑な被加熱体の表面を加熱する場合にも、
成形体１０を被加熱体の表面に沿わせて撓ませることが
でき、成形体１０と共に給電線３が撓んでも、発熱体２
と給電線３との電気的接続を止め具５によって、より確
実に維持できるものとなっている。

【００４８】なお、上記実施の形態では、全ての成形体
１０に、発熱ユニット８を設けていたが、例えば図５に
示すように、連結された成形体に対して、１つおきに、
発熱ユニット８を設けてもよい。すなわち、面状ヒータ
は、発熱ユニット８が設けられた成形体１０と、発熱ユ
ニット８が設けられていない成形体１０’とが交互に連
結している本体１’を有していてもよい。

【００４９】上記構成では、各成形体１０の対向面１０
ｂを被加熱体の表面に沿わせることにより、被加熱体を
加熱するようになっている。このとき、各成形体１０の
材料を断熱材にすると、成形体１０の断熱効果に加え
て、各成形体１０の対向面１０ｂの裏側の溝１ａの空気
の断熱効果によって、成形体１０から被加熱体と逆方向
への熱拡散を抑制することができる。これにより、成形
体１０は、被加熱体に対し加熱が必要な部位を効率良く
加熱することができるので、加熱のための電気コストを
抑制できるものとなっている。

【００５０】次に、止め具５の作製方法について説明す
ると、図６（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称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。

【００５１】次に、熱可塑性樹脂の押出成形の方法を用
いて作製される成形体１０の製造方法について説明す
る。まず、図７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８が作製
される。このような発熱ユニット８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、上記の成形体１０を発熱ユニット８
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８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１１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８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１１のダイ１１ａとニップル１１ｂとの間をそれ
ぞれ押し出される一方、発熱ユニット８は、ニップル１
１ｂ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８に対してそれぞれ押し出される。

【００５６】その際に、ニップル１１ｂ内の発熱ユニッ
ト８が通過する貫通孔１１ｃを介して吸引しており、ダ
イ１１ａとニップル１１ｂ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１１ｂ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８
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８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８を有
する長尺な成形体１０が形成される。このような成形体
１０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。その後、上記成形体１０を所定の長さに切断し
て、成形体１０を得る。

【００５８】このように上記方法では、発熱ユニット８
や得られた帯状ヒータ１０’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成形体１
０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、長尺な成形
体１０を作製することが容易となる。

【００５９】また、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８が成形体１０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、
成形体１０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成形体１０内にて維持できるの
で、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８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８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８を熱可塑性樹脂の押出成
形によって連続的に熱可塑性樹脂からなる帯状の成形体
内に封入して成形体１０を作製できるから、上記発熱ユ
ニット８を封入した成形体１０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、成形体
１０の連続的な作製を自動化して簡素化できるから、本
体１の製造コストを軽減することが可能となる。

【００６４】また、上記方法では、任意の長さの成形体
１０を連続的に作製することができるとともに、成形体
１０間の結合を連続的に行うことができる。これによ
り、本体１の長さ方向および幅方向の長さを任意に設定
することが可能となる。

【００６５】このように、上記方法では、大面積の本体
１であっても、小型の成形装置で成形体１０を容易に成
形でき、しかも任意の数の成形体１０…を連続的に連結
することにより、大面積の本体１を容易に作製できる。

【００６６】尚、上記方法では、各成形体１０を互いに
結合させるために、端面１０ａを互いに高周波接着して
いるが、ヒートシールにより端面１０ａを互いに熱融着
してもよい。これにより、被覆部材４として高周波によ
り発熱し難い材料を用いても、各成形体１０を容易に連
結させることができる。

【００６７】また、端部１０ｂを互いに熱融着する代わ
りに、端面１０ａを互いに接着剤により接着してもよ
い。これにより、被覆部材４として熱融着しにくい材料
を用いても、各成形体１０を容易に連結させることがで
きる。

【００６８】また、上記実施の一形態では、得られた帯
状の成形体１０はその厚さがほぼ一定なものである例を
挙げたが、このような成形体１０を用いることに特に限
定されることがなく、例えば図９に示す一変形例のよう
に、樹脂からなる被覆部材の厚さを一定にして押し出し
て成形するチューブ成形と呼ばれる方法を用いた成形体
１０" を用いた本体１" であってもよい。

【００６９】このような成形法では、チューブ状の被覆
部材の中空部に、各発熱体２と各給電線３とからなる発
熱ユニット８を上記被覆部材の長さ方向に沿って挿入
し、上記被覆部材を発熱ユニット８の厚さ方向の両側か
ら押圧することにより成形体１０" が作製される。

【００７０】このような成形体１０" では、内部構造物
となる発熱ユニット８が厚さ方向にて存在する成形体１
０" の部分では、上記被覆部材の厚さにて上記発熱ユニ
ット８を覆う被覆部材４' が形成される一方、発熱体ユ
ニット８が厚さ方向にて存在しない成形体１０" におけ
る幅方向の両端部１０ａ" では、仮想面１０ｃ" にて対
面する各被覆部材が一体化して、元の被覆部材の厚さの
ほぼ２倍の厚さの被覆部材４' が形成される。

【００７１】これにより、成形体１０" の表面には、内
部構造物となる発熱ユニット８が厚さ方向にて存在する
成形体１０" の部分と、各発熱体２や各給電線３が厚さ
方向にて存在しない成形体１０" における幅方向の両端
部１０ａ" とで凹凸が生じることになる。

【００７２】両端部１０ａ" や、各発熱体２の間の成形
体１０" の厚さを、発熱体２等の厚さに限定されること
なく設定できて、上記実施の一形態より薄いものにでき
るから、このような成形体１０" を、図中矢印で示すよ
うに、複数、各両端部１０ａ" にて互いに幅方向に連結
した本体１" では、上記実施の一形態より、成形体１
０" の幅方向や長さ方向での柔軟性をさらに向上させる
ことができる。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】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、成形体１０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、本実施の形態
１では40℃〜50℃に設定されている。

【００７６】上記のように成形体１０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。

【００７７】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。

【００７８】このように、成形体１０は、被加熱体に対
し加熱が必要な部位のみを選択的に加熱することができ
るので、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。

【００７９】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、成形体１０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。

【００８０】なお、本実施の形態では、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に維持できる。

【００８１】また、上記の実施の形態や各変形例の構成
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。

【００８２】なお、上記の実施の形態は本発明を限定す
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、上記実施の形態で説明した被覆部材４
の素材として、電気絶縁性、可撓性、耐候性および熱可
塑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。

【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、上記の実施の形態において説明した
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、上記実施の形態では、本願発明の面
状ヒータを適用する被加熱体として、水の滞留部位とし
ての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
入したりすることができる。また、線路の側部や道路の
表層の下側に埋設して、融雪用ヒータとして用いること
ができる。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】さらに、上記面状ヒータは、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。

【００８８】なお、本願発明者らは、２枚のシート間
に、複数の帯状ヒータを互いに間隔を有して挟持した面
状ヒータも考えた。すなわち、上記面状ヒータでは、２
枚のシート間に複数の帯状ヒータを挿入した後、２枚の
シートを互いに貼着して各帯状ヒータを固定して、２枚
のシート間に帯状ヒータが挟持される。そして、２枚の
シートの貼着は、両シート全体を熱融着するか、あるい
は接着剤により接着することにより行われる。

【００８９】ところが、上記面状ヒータでは、熱融着す
る場合、２枚の平面状シート間に複数の帯状ヒータが互
いに間隔を有して挿入されているために、凸凹が生じ
る。そのため、熱融着する際に圧力を加える部材も、生
じる凸凹に合った特別のものが必要となる。また、接着
剤により接着する場合には、接着剤という別部材を要す
ることで、コストが増加する。

【００９０】さらに、上記面状ヒータでは、大面積のも
のを容易に作製することができない。すなわち、熱融着
する場合には、大面積に熱がかかるようにしなくてはな
らず、また大面積に圧力を加える必要がある。このた
め、多くの発熱量を発生して大面積に熱をかけることが
でき、しかも大面積に圧力をかけることができる非常に
大型の装置が必要である。一方、接着剤により接着する
場合には、大面積に接着剤を塗布する必要があり、手間
がかかる。

【００９１】しかしながら、本願発明の構成では、本体
１が各成形体１０を連結してなるので、大面積の本体１
を得る場合においても、大型の装置を用いる手間や接着
剤を塗布する手間を省くことが可能となる。

【００９２】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の面状ヒータは、
以上のように、電気絶縁性および可撓性を有する樹脂か
らなる帯状の成形体を、複数、互いに平行に、各成形体
の厚さ方向の端面にて、各成形体の幅方向に連結した本
体が設けられ、少なくとも１つの成形体には、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、
上記各発熱体にそれぞれ給電するための給電線とが、成
形体の長さ方向に沿って封入されている構成である。

【００９３】それゆえ、上記構成は、小型の成形装置で
容易に成形できる帯状の成形体を連結することにより作
製できる。しかも、上記成形体は、端部に選択的に圧力
をかけて圧着等することにより、発熱体や給電線には影
響を与えることなく、各成形体の厚さ方向の端面にて容
易に連結させることができる。これにより、上記構成
は、大面積であっても、容易に作製できるものとなると
いう効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の面状ヒータの一例を一部断面図で示す
斜視図である。

【図２】上記面状ヒータにおいて、各成形体が、端面に
て連結されていることを示す説明図である。

【図３】上記面状ヒータの製造方法の一工程を示し、各
成形体の端面を高周波接着する工程を示す説明図であ
る。

【図４】上記面状ヒータにおける成形体の要部を示す説
明図である。

【図５】本発明の面状ヒータの他の一例を一部断面図で
示す斜視図である。

【図６】上記成形体における止め具の構成を示し、図６
（ａ）は、上記止め具の展開図、図６（ｂ）は上記止め
具の斜視図である。

【図７】上記成形体における発熱ユニットの要部斜視図
である。

【図８】上記面状ヒータの製造方法の一工程を示し、発
熱ユニットを成形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９】本発明の面状ヒータのさらに他の一例を示す要
部断面図である。

【図１０】従来の面状ヒータの説明図であり、図１０
（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、図１０（ｂ）は、上記面状
ヒータの断面図である。

【符号の説明】

１ 本体 ２ 発熱体 ３ 給電線 ４ 被覆部材（樹脂） １０ 成形体 １０ａ 端面

Claims (1)

【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樹脂から
   なる帯状の成形体を、複数、互いに平行に、各成形体の
   厚さ方向の端面にて、各成形体の幅方向に連結した本体
   が設けられ、 少なくとも１つの成形体には、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、上記各発熱体に
   それぞれ給電するための給電線とが、成形体の長さ方向
   に沿って封入されていることを特徴とする面状ヒータ。