JPH10214676A

JPH10214676A - 面状発熱体

Info

Publication number: JPH10214676A
Application number: JP3325397A
Authority: JP
Inventors: Suteji Takeuchi; 捨治竹内
Original assignee: RIYOUYUU KOGYO KK
Current assignee: RIYOUYUU KOGYO KK
Priority date: 1996-11-29
Filing date: 1997-01-31
Publication date: 1998-08-11

Abstract

(57)【要約】【課題】電気エネルギーを利用した発熱体であって、
任意の大きさで、簡便に製作することができ、かつ被加
熱物に容易に密着させることのできる面状発熱体を得
る。【解決手段】平板状のゴム状弾性体の片面に、内接す
る円筒状の空隙を平行に複数列設け、この空隙に発熱線
を埋め込み面状発熱体とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は面状発熱体に関す
る。さらに詳細には、ゴム状弾性体に発熱線が埋め込ま
れた面状発熱体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から電気エネルギーを利用し、２０
０℃以下の温度で使用することを目的とした、各種の面
状発熱体が知られている。例えば、カーボン系導電性
塗料をガラスクロスなどの基材に塗布し絶縁材で被覆し
たもの、合成樹脂製の絶縁板に導電性インクをパター
ン印刷した後絶縁板で被覆したもの、あるいは電気抵
抗の大きな金属箔を絶縁材で挟み密封したもの、発熱
線を絶縁板上に並列に配列固定して絶縁板で挟み密封し
たものなどがある。また、これらにマグネットシートを
貼り付けたものなども知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一方、面状発熱体で加
熱される被加熱物は、一般に大小各種のものがあり、さ
らに帯状、矩形状、円形状など形状が一定しておらず、
それらに適応した大きさおよび形状が必要である。しか
しながら、これら〜に記載の面状発熱体ではいずれ
も、その構造上、あらかじめ工場で製造したのちそのま
ま被加熱物に施工せざるを得なかった。即ち、被加熱物
が小さい場合にはそれに合わせて面状発熱体を製作施工
し、また被加熱物が大きな面積を有する場合にはいくつ
かのヒーターをつなぎあわせて施工するなどの方法が採
られていた。また面状発熱体を工場で生産する場合にお
いても、任意の形状、任意の長さで製造することはコス
ト的に大きな負担を生じることとなっていた。

【０００４】一方、被加熱物にリボンヒーター、あるい
は発熱線を貼り付けたり巻き付けて加熱する方法も用い
られているが、被加熱物の形状などによっては貼り付け
が困難であったり、巻き付ける長さが不明確であるため
に任意の発熱量に設定することができない不都合があっ
た。さらに発熱線を被加熱物に巻き付ける場合には発熱
線と被加熱物が密着しない部分を生じることが多く、そ
の場合にはその部分が熱伝導不良となるために過熱し、
発熱線が断線するほか、火災の危険性を有するなどの不
都合があった。以上のことから、工場で製造する場合に
限らず、施工現場周辺であっても任意の大きさの発熱体
を簡便に製作することができ、発熱線から被加熱物への
熱伝達が良好であり、かつ被加熱物に容易に密着させて
用いることができる面状発熱体の開発が望まれていた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、これらの
課題を解決すべ鋭意研究の結果、ゴム状弾性体に発熱線
を埋め込むための円筒状空隙を設け、この空隙に発熱線
を埋め込み、発熱体とすることによって、これらの問題
点が解決しうることを見出し、本発明に到達した。すな
わち本発明は、平板状のゴム状弾性体の片面に円筒状の
空隙が複数列平行して内接させて設けられ、該空隙に発
熱線が埋め込まれて成ることを特徴とする面状発熱体で
ある。また、本発明は、平板状のゴム状弾性体の片面に
スリットを介して円筒状の空隙が複数列平行して設けら
れ、該空隙に発熱線が埋め込まれて成ることを特徴とす
る面状発熱体である。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明は電気エネルギーを利用し
た面状発熱体であって、ゴム状弾性体の片面に内接させ
て円筒状の空隙を複数列平行に設け、その空隙に発熱線
を埋め込んで形成された面状発熱体である。また、円筒
状の空隙をスリットを介して設けその空隙に発熱線を埋
め込んだ面状発熱体である。このように本発明の面状発
熱体は、発熱線の外面の大部分をゴム状弾性体に密着さ
せて埋め込まれたものであり、熱伝達が良好である。さ
らに、面状発熱体の施工現場においても容易に構成する
ことができるものである。

【０００７】本発明で用いられるゴム状弾性体としては
ゴム弾性を有し、熱による不可逆変形および容易に熱劣
化を生じないとともに、熱伝導上特に大きな抵抗を有し
ないものであれば、いずれも用いることができる。例え
ば、シリコンゴム、フッ素系ゴム、塩素系ゴム、ウレタ
ン系ゴムその他の合成ゴム、天然ゴム、軟質塩化ビニル
などを用いることができる。これらの内でもシリコンゴ
ム、フッ素系ゴム、塩素系ゴムが好ましく、シリコンゴ
ムは耐熱性が高く、経時劣化が少なく、絶縁性に優れた
点で特に好ましい。

【０００８】ゴム状弾性体の厚さとしては埋め込まれる
発熱線の径によって異なり一概には特定できないが厚す
ぎる場合は発熱体の重量が過大となり、薄すぎる場合は
発熱線を埋め込むことが困難になることから通常は２〜
２０ｍｍ、好ましくは５〜１０ｍｍ程度である。また、
ゴム状弾性体の幅、長さに関しては、使用される用途に
よって異なり一概には特定されないが、通常は幅２０〜
１０００ｍｍ、また長さとしては５０ｍｍ〜１００ｍ程
度である。

【０００９】ゴム状弾性体に設けられる円筒状の空隙と
しては、ゴム状弾性体の片面に内接する位置に設けられ
るほか、短いスリット状の隙間を介してゴム状弾性体の
中心部分に設けることもできる。ここで円筒状の空隙と
は発熱線を埋め込むための空隙であって、円柱状空隙と
も表現できるが、本願では円筒状空隙とする。円筒状の
空隙の径としては、埋め込まれる発熱線の径と同じ程度
とされる。

【００１０】スリットを有する場合のスリットの深さ
は、発熱線の径によっても異なるが通常は０．１〜１．
５ｍｍ程度である。ここでスリットの深さとは弾性体の
片面から円筒状空隙に接するまでの深さをいう。なお、
スリットの形状としてゴム状弾性体の平面に対して垂直
な面を形成するスリットに限らず、円筒状空隙の曲面に
対して接線となるようにスリット形状を設けることもで
きる。

【００１１】また、円筒状の空隙が複数列平行して設け
られるが、その間隔は発熱線の径および発熱量の設定値
によっても異なり一概に特定できないが、広すぎる場合
は均一な加熱ができないこと、また狭すぎる場合は円筒
状空隙を設けることが困難になることから通常は３〜３
０ｍｍ、好ましくは５〜１５ｍｍ程度である。ゴム状弾
性体に平行に設ける円筒状空隙の数としては、ゴム状弾
性体の大きさが小さい場合には奇数であっても偶数であ
ってもよいが、ゴム状弾性体が大きい場合には発熱線の
取り出しを片側にしうる点から偶数列の方が好ましい。

【００１２】発熱線としては、通常は電気抵抗の大きな
導線がガラス繊維製の芯にスパイラル状に巻かれその上
を絶縁材料によって被覆されたもの、および電気抵抗の
大きな導線が絶縁材料によって直接被覆されたものなど
である。発熱線に用いられる導線の材質として特に制限
はないが通常はニッケルークロム、銅ーニッケル、鉄ー
クロムなどが用いられる。発熱線の断面形状として、円
形および楕円形などのものを用いることもできるが、ゴ
ム状弾性体の円筒状空隙との接触が確実に行われる点か
ら円形状のものが好ましい。

【００１３】発熱線の外径として特に制限はないが、発
熱線の太さに応じてゴム状弾性体の円筒状空隙を大きな
ものとしなければならないことから、通常は１．０〜
３．７ｍｍ、好ましくは１．５〜２．５ｍｍ程度であ
る。また、導線を被覆する絶縁材としてはシリコンゴ
ム、フッ素系ゴム、塩素系ゴムなどが好ましく、耐熱性
が高く、径時劣化の少ない点でシリコンゴムが特に好ま
しい。本発明の面状発熱体は上記のゴム状弾性体に発熱
線を埋め込むことによって製作することができる。発熱
線の埋め込みは、発熱線を円筒状空隙の上に重ね押し込
むことにより容易に埋め込むことができる。

【００１４】このように、被加熱物の大きさに合わせて
ゴム状弾性体を切り、発熱線を埋め込むことによって任
意の大きさの面状発熱体を得ることができる。又、通電
する電圧を規定し、発熱線の埋め込む長さに応じて発熱
線を並列接続あるいは直列接続に接続することにより、
面状発熱体の発熱量を比較的任意に設定することができ
る。

【００１５】また、面状発熱体を被加熱物に密着固定さ
せ得るように、ゴム状弾性体に磁性を持たせることもで
きる。磁性を持たせる方法としてはゴム状弾性体の成型
時にゴム状弾性体原料の全体に磁性粉末を混合分散させ
た後成型する方法、あるいは被加熱物に接する側に磁性
粉末を分布させて成型する方法などがある。さらに成型
の際に磁気異方性を持たせ磁力の向上を図ることもでき
る。また、発熱線が埋め込まれた面の上にマグネット層
を設けることもできる。マグネット層を設ける方法とし
ては、ゴム状弾性体の発熱線の埋め込まれた面にマグネ
ットシートを貼りあわせることで行なうことができる。
磁性を有するゴム状弾性体およびマグネット層は、面状
発熱体を磁気に感応する被加熱物に固定し得る程度の磁
力を有するとともに、熱伝導が良好であり、経時的に材
質および磁力の劣化の少ない物が好ましい。

【００１６】またマグネット層に変えて粘着剤層を設け
ることもできる。粘着剤層を設ける方法としては両面粘
着フイルムを貼りあわせる方法、あるいはゴム状弾性体
に粘着剤を直接塗布する方法などがある。粘着剤として
は、面状発熱体を粘着固定しうる粘着力を有し、熱劣化
の少ないものであれば何れも用いることができる。粘着
剤層を設けた場合は、使用されるまでのあいだ他の物質
に粘着しないように、通常は剥離紙が重ね合わされる。

【００１７】このように、粘着剤層あるいはマグネット
層を設けることにより面状発熱体を被加熱物に密着させ
て用いることができる結果、熱の伝達が効率よく行なわ
れるために、発熱線に過熱を生じることがなく、長期間
にわたり安定した加熱ができる。

【００１８】本発明の面状発熱体の具体的な用途として
は、ガラスの曇り防止、衛生機器の保温、情報機器の部
品加熱など従来広く行われている加熱のほか、例えば自
動倉庫のレールの凍結防止、精密金型取り替え時におけ
る保温、橋梁の保温など特殊な用途にも用いることがで
きる。また、施工現場でゴム状弾性体を被加熱物に合わ
せて切り、発熱線を埋め込み面状発熱体を作ることがで
きることから、きわめて便利である。

【００１９】本発明におけるゴム状弾性体の例を図１、
２に示した。また、面状発熱体の例を図３に、さらに図
３のＡ−Ａ線断面拡大図を図４に示した。次に本発明を
実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらによ
り限定されるものではない。

【００２０】

【実施例】実施例１シリコンゴムを用いて厚さ５ｍｍ、幅７０ｍｍ、長さ１
０ｍ、また上面に深さ１ｍｍ、のスリットを介して直径
１．８ｍｍの円筒状空隙を８ｍｍの間隔で長さ方向に８
列平行に設けられたゴム状弾性体を製作した。この円筒
状空隙を手で広げるようにしながら太さ１．８ｍｍの発
熱線を弾性体の端部から埋め込み同じ端部で取り出すこ
とにより、面状発熱体を得た。さらにこの面状発熱体の
発熱線埋め込み側面にゴム状弾性体と同じ大きさで厚さ
２ｍｍのマグネットシートを貼り合わせた。このマグネ
ットシート付き面状発熱体を自動倉庫のレールに貼りつ
け、外気温度−５℃の条件下、レールの温度が５℃以上
となるように通電加熱した。その結果レールが水に濡れ
た状態であったが、全くレール部分での凍結は認められ
なかった。また、レール上を走行する搬送車両のブレー
キ使用時において、制動作用に不具合は生じなかった。

【００２１】実施例２ニトリル系コポリマーに磁性粉末を混合分散させたのち
押し出し成型して長さ１．５ｍ、幅２００ｍｍ、厚さ３
ｍｍの板状で、内径２ｍｍ、長さ１．５ｍの円筒状空隙
を幅方向の端面１０ｍｍから２０ｍｍ間隔で１０列平行
に内接して設けられたゴム状弾性体を製作した。このゴ
ム状弾性体の円筒状空隙にシリコンゴムで被覆された外
径２ｍｍの発熱線１５ｍを直列に埋め込んだ。次に、発
熱線が埋め込まれた面に厚さ０．０８ｍｍのポリプロピ
レンフイルムを貼り合わせて面状発熱体を得た。この面
状発熱体のポリプロピレンフイルム面が、鋼鉄製歩道橋
の歩道部分の下面に接するようにして張り付けたとこ
ろ、面状発熱体は磁力により保持固定された。

【００２２】この方法で歩道の幅１．８ｍ部分の下面
に、幅０．４５ｍ毎に１枚の割合で４枚の面状発熱体を
固定した。また、歩道橋の階段部分の下にも各段毎に１
枚づつ面状発熱体を固定した。さらにこの面状発熱体の
固定された部分の外側全体を断熱材で覆ったのち、外気
温度−６℃の条件下、面状発熱体と歩道下面の間、およ
び面状発熱体と階段下面の間が３５℃となるように通
電、加熱した。その結果、この歩道面および階段部分と
もに、水で濡れた場合においても凍結を生じることはな
かった。

【００２３】

【発明の効果】本発明により、任意の大きさの面状発熱
体を容易に、しかも簡便に製作することができるように
なった。また、ゴム状弾性体に磁性の付与あるいはマグ
ネット層または粘着剤層を設けることによって、固定用
器材を用いることなく被加熱物に密着固定させることが
できるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】ゴム状弾性体の例１である。

【図２】ゴム状弾性体の例２である。

【図３】面状発熱体の例である。

【図４】図３のＡ−Ａ線断面拡大図である。

【符号の説明】

１ゴム状弾性体２円筒状空隙３円筒状空隙の内接部切れ目４スリット５面状発熱体６リード線７発熱線８マグネットシート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平板状のゴム状弾性体の片面に円筒状の
空隙が複数列平行して内接させて設けられ、該空隙に発
熱線が埋め込まれて成ることを特徴とする面状発熱体。
【請求項２】平板状のゴム状弾性体の片面にスリット
を介して円筒状の空隙が複数列平行して設けられ、該空
隙に発熱線が埋め込まれて成ることを特徴とする面状発
熱体。
【請求項３】ゴム状弾性体が磁性を有するものである
請求項１、２に記載の面状発熱体。
【請求項４】ゴム状弾性体の発熱線が埋め込まれた側
にマグネット層が設けられた請求項１、２に記載の面状
発熱体。
【請求項５】ゴム状弾性体の発熱線が埋め込まれた側
に粘着剤層が設けられた請求項１、２に記載の面状発熱
体。