JPS61195578A - 面状ヒ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、乾燥器々どの機器において
、電気エネルギーを応用した加熱源として用いられる面
状ヒータに関し、特に、ホーロ基板にヒータエレメント
をヒータ被覆層にて密着固定させた面状ヒータに関する
ものである。

２　・＼− 従来の技術 近年、面状ヒータは、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
より次に示す各種面状ヒータが市場に出ている。

（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、さらにその上にア
ルミナ基板を設け、一体成形した構造を有するもの （３）有機質フィルム（シリコーン、ポリイミド等）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、これらの面状ヒータにおいては、（１）の場合
は、被加熱物への熱伝達が悪く、ヒータが封止されてい
ないだめ、耐湿特性に問題があった。

また（２）の場合は、電気取り出し部の強度が弱く、熱
容量が大きいため、立上り時間が長いという問題があっ
た。さらに（３）の場合は、耐熱温度が低く、３べ−１ 寿命特性に問題があった。

そこで、上記問題を解決するだめに実開昭５７−１７１
２９６号公報に示されているように、ホーロ基板の応用
による面状ヒータが提案されている。

壕だ本発明者らは、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状ヒータを提案
している。

本発明者らの提案による面状ヒータは、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、とのヒータ被
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、とのヒータエレメントに接続され金属箔体
からなる電気取り出し端子板の一部とを埋設した構造を
有している。

発明プ解決しようとする問題点 前述した構造を有する面状ヒータにおいて、ホーロ基板
に使用する金属基板の材質や、ヒータエレメントに使用
する材質、また、ホーロ材として使用するガラス・フリ
ットの作業温度、熱膨張係数等の物理特性などにより、
完成された面状ヒータの特性は著しく異なる。

中でも、熱衝撃特性は、上記組み合わせにより著しく影
響を畳ける。

一方、最近では、暖房以外に、家庭用サウナなどの水が
かかる環境下で使用される商品の加熱源として、面状ヒ
ータが応用されつつある。

しかしながら、本発明者らがすでに提案している面状ヒ
ータでは、金属基板とヒータエレメント、またホーロ材
として使用するガラス・フリットの物理特性などかう甘
く組み合っていないだめ、熱衝撃特性が劣り、したがっ
て家庭用サウナなどの水がかかる環境下で使用するには
、問題があるのが実情であった・ 本発明は、上述した問題点を解決するもので、熱衝撃特
性に優れた面状ヒータを提供することを目的とするもの
である。

問題点を解決するだめの手段 上記問題点を解決するために本発明は、金属基板として
ホーロ用鋼板を、絶縁ホーロ層として、５ベージ ８ｏ〜１１０×１ｏ−７／℃の熱膨張係数を有するホー
ロ材をそれぞれ用いてなるホーロ基板上に、８０〜１１
０×１ｏ−ン℃の熱膨張係数を有するホーロ材からなる
ヒータ被覆層を設けるとともに、とのヒータ被覆層の中
に、５ＵＳ４３０を用いた平滑な網目状の金属箔体から
なるヒータエレメントを埋設したものである。

作　　　　用 一般に、金属の表面にガラス被覆する場合、金属の熱膨
張係数より少し小さ々熱膨張係数を有するガラスで被覆
する方が、ガラス被覆層に圧縮応力がかかり、ガラス被
覆層の機械的強度や熱衝撃性は高まると言われている。

従って、本発明において、ホーロ基板の金属基板として
使用するホーロ用鋼板の熱膨張係数は１２５Ｘ１０’／
℃であシ、この金属基板の上に８０〜１１０×１０−７
／℃の熱膨張係数を有するホーロ材からなる絶縁ホーロ
層を設けたホーロ基板は、熱衝撃特性に非常に優れた組
み合わせであると考えられる。

また、ヒータエレメントとして使用する５ＵＳ４３０１
７）熱膨張係数は１１０Ｘ１０−’／℃　であ６　ベー
ン リ、これを前記ホーロ基板の上に、８０〜１１０Ｘ１０
−７／℃の熱膨張係数を有するホーロ材からなる旌ヒー
タ被覆層により密着固定した面状ヒータにおいても、熱
膨張係数がホーロ基板の金属基板より順次小さくなる方
向に組み合わされているため、熱衝撃特性に対して優れ
た特性を示すようになると考えられる。

一方、ヒータエレメントとして使用する５ＵＳ４３０は
、体積抵抗率が高く、かつ延性に富むため、箔体化およ
び網目状の成型が容易であると共に、箔体で抵抗体とし
て使用することが可能である。

以上の理由により、金属基板としてホーロ用鋼板を、ま
たヒータエレメントとして５ＵＳ４３０を用い、ホーロ
基板の絶縁ホーロ層およびヒータエレメントを密着固定
させるヒータ被覆層として８０〜１１０×１０７℃　の
熱膨張係数を有するホーロ材を使用した面状ヒータは、
非常に優れた熱衝撃特性を示すと考えられる。

実施例 ７ベー／ 以下、本発明の一実施例を第１図および第２図にもとづ
いて説明する。

金属基板１ａとして、ホーロ用鋼板を用い、この金属基
板１ａに、表に示すように、Ｎａ２Ｏ，に２ｏ。

Ｌ　１２０．Ｐ２Ｏ６などのイオン伝導を起とす物質を
含まず、ＫＦを含み、熱膨張係数が９２Ｘ１０　７℃。

作業温度が８６０℃である高絶縁ガラス・フリットを主
成分とするホーロ材からなる絶縁ホーロ層１ｂを形成し
たホーロ基板１を準備した。

表 また、拐質として５ＵＳ４３０を使用した平滑な網目状
の金属箔体からなる第２図に示すヒータエレメント２に
、材質として同様の５ＵＳ４３０を使用した平滑な金属
箔体から々る電気取り出し端子板３をスポット溶接で接
続しだヒータエレメント２を準備した。

上記方法にて準備したホーロ基板１の上に、熱膨張係数
が８８×１ｏ　７℃のガラス・フリットを主成分とする
ホーロスリップを薄く塗布し、未乾燥状態で、電気取り
出し端子板３を接続したヒータエレメント２を置き、さ
らにその上に同様のホーロスリップを塗布した。

そしてこれを乾燥した後、８ｏｏ℃で熱処理し上記ガラ
ス・フリットを主成分とするホーロ材からなるヒータ被
覆層４の中にヒータエレメント２を埋設することにより
、ホーロ基板１の上に、ヒータエレメント２を密着固定
し、第１図に示す構造を有する本発明の面状ヒータを完
成した。

完成した面状−ヒ−りの熱衝撃特性を評価するだめに、
面状ヒータの表面温度を３００℃に設定し９ベ−２ ２ｃｃ　　の水を１ｏ回滴下し、ヒータ被覆層４および
絶縁ホーロ層１ｂのクラックまたは、剥離状況を調べた
。

この結果、ヒータ被覆層４および絶縁ホーロ層１ｂとも
、クラックおよび剥離はまったく見られず、著しく優れ
た熱衝撃特性が得られた。

なお、本発明の実施例においては、絶縁ホーロ　゛層１
ｂおよびヒータ被覆層４に使用したホーロ材として、熱
膨張係数がそれぞれ、９２×１０−７／℃および８８×
１ｏ　７℃のものを使用したが、特にこれに限定される
ものではなく、熱膨張係数が８０〜１１０×１０７℃の
範囲のホーロ材であればよいものである。

発明の効果 以上の説明から明らかなように本発明によれば、金属基
板としてホーロ用鋼板を、絶縁ホーロ層として８０〜１
１０×１ｏ　７℃の熱膨張係数を有するホーロ材をそれ
ぞれ用いてなるホーロ基板上に、８０〜１１０×１ｏ　
７℃の熱膨張係数を有するホーロ材からなるヒータ被覆
層を設けるとと１ｏｌく−７ もに、このヒータ被覆層の中に５ＵＳ４３０を用いた平
滑な網目状の金属箔体からなるヒータエレメントを埋設
しているため、熱衝撃特性に優れた面状ヒータを提供す
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状ヒータの要部拡大
断面図、第２図は同ヒータのヒータエレメントの上面図
である。 １・・・・・・ホーロ基板、１ａ・・・・・・金属基板
、１ｂ・・・・・・絶縁ホーロ層、２・・・・・・ヒー
タエレメント、４・・・・・・ヒータ被覆層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属基板としてホーロ用鋼板を、絶縁ホーロ層として、
   ８０〜１１０×１０＾−＾７／℃の熱膨張係数を有する
   ホーロ材をそれぞれ用いてなるホーロ基板上に、８０〜
   １１０×１０＾−＾７／℃の熱膨張係数を有するホーロ
   材からなるヒータ被覆層を設けるとともに、このヒータ
   被覆層の中に、ＳＵＳ４３０を用いた平滑な網目状の金
   属箔体からなるヒータエレメントを埋設したことを特徴
   とする面状ヒータ。