JPS62500132A - 電気ヒ−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】 電気ヒータ 本発明は、電気加熱装置に関する。本願出願は、１９８４年２月１５日付は米国 特許出願第５８０，４７２号の一部継続出願である１９８４年８月３１日付は米 国特許第６４６，６８８号の一部継続出願である。

発明の背景 本出願の譲受人が所有し、ここに別用する、１９８０年８月２８日付げで出、顆 され、現在は放棄されている米国特許出願第１８１．９７４号、１９８１年８月 ２１日付けで米国特許出願第２９５．０００として出願され、１９８４年１１月 ２７日付ゆで成立した米国特許第４．４８５，２９７号、１９８３年３月２：３ 日付は米国特許第４７８，０８０号および１９８４年１月２０日付は米国特許第 ５７２，６７８号は、全て、出願第５８０，７４２号松よび第６４６，６８８号 と共に、長手方向に伸長する１対の導体（一般に銅）および導体間を伸長し、且 つ導体と電気的に接続し／辷半導体バタ・−ンを備える可撓シートヒータ（Ｓ１ １θθｔｂＯａｔｅｒ　）を開示している。そこに開示されたヒータば、全体と して優れた性能を備え、略均−な熱分布を可能にするものであり、広範囲な用途 に使用することができる。

しかし、異常または極端な状態でヒータを使用する場合がある。例えば、出願第 ５８０，４７２号は、このビータが、例えば射撃標的として使用することができ ることを明らかに１７でいる。

小型武器の標的として使用しｆｔ８合、弾丸が長手方向に伸長する一方の導体に 当たり、これを切断し、ヒータとしての機能を駄目にしてしま５０Ｔ能性が強い 。同様に、例えば、標的を対戦車武器の射的に使用した場合、導体間の領域に完 全に「的中」したときでさえ、弾径の大きい弾丸の衝撃によって、一部が薄片部 て裂シナ、ま−ｆｒ、ばその他の構造上の損傷を受ける可能性がある。大きい応 力または破損の虞れは、その他の状況または用途においても生ずる虞れがちり、 また、用途によっては、比較的高い電圧または電流を使用して、作動させなげれ ばならないため、その他難点が生ずる可能性がある。

発明の要約 本発明は、構造上の強度および一体性に優れ、導体の破損または切断に起因する 故障の虞れが大幅に減少した電気シートヒータを提供するものでちる。本発明は また、大きな電流保持能力および、特に、導体間の半導体パターンを略連続的な 層とした実施態様の場合、導体の内端縁付近の熱分布をより均一にすることであ る。

一般に、基板と、間隔を置いて配設した１対の導体接点部分および上記導体と電 気的に接続し、その導体間を伸長する加熱部分を有する半導体パターン（一般に コロイドグラファイト）と、および１方が各導体接点部分の上になシ且つその接 点部分と係合する１対の導体とを備えたシートヒータは、各導体が、横方向に間 隔を置き、長手方向に伸長する薄片部分および前記薄片部分間で長手方向に間隔 を置いて設けた複数の開口部を備えることにより、上記利点が得られることを知 った。各導体の１方の端縁に沿った薄片部分は、各導体の接点部分の上になシ且 つこの接点部分と係合し、および導体の反対端縁に沿った開口部並びに薄片部分 は、半導体パターンで覆わハ、ない基板部分の上になる。絶縁材料による密封層 が、各導体の上尾なシ、長手方向に伸長する間隔を置いて設けた開口部を介して 、基板に密封されている。

半導体パターンの加熱部分が、導体の内端縁に沿った半導体材料の存在しない長 手方向に間隔を妬いた複数領域を備え、密封層を上記領域内の基板に密封した好 適実施態様において、導体は、各々長方形で、１辺が約６．３５ｗ（約礒インチ ）以下でない長手方向に伸長する２列の開口部を備え、この２列の開口部間並び て導体の内端縁および外端縁に清って、約３．１８ｒＩＭ（約偽インチ）幅の連 続する薄片部分が設けである。導体が長手方向に伸長する１列の開口部のみを備 える別の好適実施態様において、開口部列の１方の端縁に治って設けた約３．１ ８ａｍ（約偽インチ）幅の連続する薄片部分および反対側端縁に溢って設けた約 １４．２９ａｍ（約９／１６インチ）幅の連続する薄片がちり、また、約１２． ７ｍ（約捧インチ）幅の銅片が、より幅広の連続薄片部分の下にあり（即ち、幅 広の薄片部分と基板の両者と対面係合状態にて、両者の間にある）、さらに大き な電流保持能力を提供することができる。

第１図は、密封層を除去した、本発明を具体化する電気加熱装置の平面図、 第２図は、密封上部層を除去した、第１図のヒータ部分の一部断面平面図、 第３図は密封層が所定位置にある第２図の線３−３に関する断面図である。

詳細な説明 Ｎ面を参照すると、コロイドグラファイトの半導体パターン１４全印刷し、たプ ラスチック基板１２を備える全体として１゜で示した電気シートヒータがある。

各々約３．８ｗ（約１１４インチ）幅の薄片を備える非被覆側部境界領域８が、 パターン】４の外側端縁から、基板１２の側（縦）端縁まで伸長している。

基板１２は、約０．１　ｍ　（０，００４，インチ）厚のポリエステル（「Ｍｙ ｌａｒ−Ｊ　）であり、図面から明かなように、略透明である３半導体バター・ ン１４は、ｆ２当り約１５ワツトのワット密度（即ち、ｒ２当り約２００オーム の抵抗値）を得るのと必要な厚みで基板に印刷されて治り、各々約３．９７　ｍ 　Ｃ５／３２インチ）幅で約６１ｔ１ｎ（２４インチ）間隔を置いで配設した平 行な１対の長ト方向導体接点部分または「薄片」１Ｇと、および薄片１６間の略 全領域に亘って印刷されている中央または「加熱」部分１８とを備えている。薄 片１６間の被覆されていない唯一の領域ＩＪ−，、各薄片１６の内側に清って、 間隔を置いて配設した各々、高さ約３．１８ｍ（約μインチ）（薄片１６尾対し 平行シて測定した場合）および幅約４．７６ｍ（３７１６インチ）（薄片１６に 対し直角に測定（，７た場合）の連続する小径の長方形部分＝ｉ　ｏである。隣 接する長方形部分。４０間の間隔は約６．３５１１ｕ（１７４インチ）である。

各々、幅トインチおよび厚さ約０．０７６ｙｓ　（０，００３インチ）のすずめ つぎ銅片ｌを備える１対の電極２２が、ヒータの長手方向に伸長し、１方の電極 は、各薄片１４に活って伸長し且つ薄片１４と係合している。第２図で最も明確 に示すように、各電極は、横方向に間隔を置いて配設し、長手方向に伸長する２ 列の間隔を置いて設けた角穴２４を備えている。それぞれ、２６．２８および３ ０で示した連続する銅片が、電極の内端縁および外”：Ｍ！＋、に渚って、また 、２列の穴２４間に設けてちる〜図示しん、実施態様において、各穴２４は約７ ．９４ｍ（５／１．６インチ）角、各薄片２６．２８および３０は、幅約３．１ ８ａｚＣ偽インチ）、各列の隣接する穴間の空隙も幅約３．１８ｆｆａ（Ｖｔ３ インチ）である。明らかなよ５に、薄片２６の約３．１８ａｘＣ％インチ）幅は 、薄片が上になる半導体薄片１６の約７．９４　ｍｘ　（５／１６インチ）＠よ りも若干狭小である。

）　薄厚のプラスチック被覆シート３２（第３図に示し、ｏ、ｏ　ｏ　ｓｃｍ　 （０，００２インチ）厚のポリエステル（１−ＭｙｌａｒＪ　）と、０．００７ 節（０，００３インチ）厚の接着結合剤の略透明の複積層を備える）は、基板１ ２．半導体パターン１４および導体２２の上になる。導体２２自体は、下になる 基板または半導体材料に接着されず、被覆シートは半導体パターンに軽く接着さ れている６、しかし、被覆シート３２の底部層を形成するポリエチレンは、基板 １２に強固に接着されている。特に、被覆シートおよび基板は相互に積層しく米 国特許第４，４８５，２９７号および］　出願第５７２，６７８号に開示するよ うに）、被覆シート３２のポリエチレン底部層は、名導体２２の外端縁とヒータ の隣接する外端縁間の基板】２の長手方向に伸長する非被覆（半導体材料による ）領域および各導体２２の２列の穴２４を介して、被覆シートを強固に接着する 。シート：３２はまた、各導体２２の内端縁に活って間隔を置いて設けた非被覆 （半導体材料による）の長方形領域４ｏに接着されている。このようにして、シ ー）・３２　ｉ−，１、下になる半導体）；１片】６：ｆこ対して、導体２２を 所定位置に強固Ｖこ保持する。さらに、基板１２と被覆シート３２は、導体の外 端縁とヒータの外端縁間の領域にて、相互に強く密封されて℃・るグーめ、ユニ ット全体は略密閉密封される。

一般（て、半導体材料は、各導体２２の１方の長手方向伸長薄片部分、即ち、内 側薄片部分２６の下にのみあることに気付くであろう。

完成したヒータの導体２２ば、上記米国特許第４，４６５，２９７号および出願 第５７２，６７８号に記載したものを含む様々なコ序りタの何２１かによって、 電源に接続することができる。

その池の実施態様 その他の実施態様にて、幾多の変形例が可能である。

例えば、基板１２の略全体の上になる密封層に代えて、アクリル系ヒーティング （一般に、ミネソタ州、セント・ポールのスリー・二ｌ・コーポレーションまた はマサチュセッッ州、ローウェルのアイディアルテープ・インコーホレイテッド の何れかから入手可能な透明な［Ｍ　ｙｌａｒ　Ｊテープ）を有する狭小な（約 ３．８ｃｒｎ約１μインチ）幅）ポリエステルテープ薄片を各導体の上にしく但 し、導体間の半導体パターンの主要部分は除く）、下になる基板および半導体薄 片に対して、対面係合状態にて、強固に保持する。各テープ薄片は、導体よりも 少なくとも約６．３５ＴＲｘないし１２．７ｙｓ（’１４乃至捧インチ）だけ幅 広とし、各導体の内端縁、外端縁に泊って、月つ・５２体の開口部を介１．て、 基板に密封する。中央半導体パターン領域は、テープ片で被覆されていないとき には、一般に、マサチューセッツ州、レキシングトンのアミコンコーポレーショ ンから入手可能な絶縁性。

熱伝導性のあるポリエステル材料で被覆する。

同様に、導体自体（ｄ、長手方向シて間隔を置いて配設した１列のみの中央開口 部を備えることができる。例えば、必要な電流保持能力を得る念め、導体の全幅 を僅か約１２．７ｙｓ（約殆インチ）にしなければならない場合、外側列の開「 １部２４および薄片の外端縁３０は省略することができる。より大きい電流保持 能力が必要な場合には、導体の２．５４ｃｒｎ（１インチ）全幅を維持し、外側 列の開口部２４は省略し、導体２２の外端縁に沿って約１４．２９＋ｓ（約９／ １６インチ）幅の連続量る銅片を提供することができる。導体２２の外端縁にて 、幅広な薄片の下に、第２銅片（例えば、厚み約０．０６７ｍ　（０，００３イ ンチ）、幅約１２．７ジ（約μインチ））を置くことによって、さらに大きな電 流保持能力を得ることができる。上記側れの実施態様においても、導体２２の内 端縁は、 １列の開口部２４を介し且つ導体２２の内端縁に沿って基板工２の非被覆（半導 体材料による）部分に接着したプラスチックシート部分によって、下の半導体薄 片と対面係合状態に保持される。プラスチックシート３２はまた、導体の外端縁 に洛って、基板の非被覆部分に接着されている。

上述した何れの導体も採用することのできるさらに別の実施態様において、導体 は相互に心合せするか、または非平行状態の半導体パターン部分と係合すること ができ、導体間の半導体パターンの加熱部分は間隔を置いて配設した略平行の複 数の棒（米国特許第４，４８５，２９７号に開示した如き）または、幅広で略Ｕ 字形のパターンを備えることができる。

その他の実施態様も、次の請求の範囲に属するものでちる。

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. １．基板と、間隔を置いて配設した１対の導体接点部分および前記導体接点部分 と電気的に接続され、且つ前記導体接点間で伸長している加熱部分を有する前記 基板上に設けた半導体パターンと、１方が前記導体接点の各々の上になり且つ前 記導体接点と係合する１対の導体とを備えるシートヒータにおいて、 少なくとも１方の導体が、横方向に間隔をあけられ、長手方向に伸長する１対の 薄片部分を備えかつ、長手方向に間隔を置かれた複数の開口部を有する中央部分 を前記１対の薄片部分間に備え、 前記１方の導体の１端縁に沿つた前記薄片部分が、それぞれ、前記導体接点部分 の１方の上になり且つ前記１方の接点部分と係合し、 絶縁材料の密封層が、前記導体の１方の上になり且つ前記１方の導体の長手方向 に間隔を置いて配設した開口部を介して、前記基板に密封されるように改良した ことを特徴とするシートヒータ。
2. ２．前記開口部および前記１方の導体の反対側端縁に沿つた前記薄片部分が、半 導体パターンで被覆されていない基板部分の上になることを特徴とする請求の範 囲第１項に記載したシートヒータ。
3. ３．前記密封層が、前記１方の導体の前記反対側端縁に隣接する前記基板に密封 されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載したシートヒータ。
4. ４．前記半導体パターンが、前記１方の導体の前記１方の端縁に隣接する、半導 体材料が存在しない、長手方向に間隔を置いて配設した複数領域を提供するよう に配置されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載したシートヒータ。
5. ５．前記導体が、それぞれの導体接点領域よりも幅広であることを特徴とする請 求の範囲第１項に記載したシートヒータ。
6. ６．前記導体の接点領域が平行に間隔を置いて配設し長手方向に伸長する１対の 薄片を備え、前記導体の各々が前記薄片の１方よりも広い幅を備え且つ前記各１ 方の薄片の上になる前記薄片部分と、および縦方向に間隔を置いて配設した複数 の開口部とを備え、前記密封層が前記各導体の上になり、また、前記導体の内端 縁および外端縁に隣接し且つ前記縦方向に伸長する開口部を介して、前記基板に 密封されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載したシートヒータ。
7. ７．前記１方の導体の前記１方の端縁に沿つた前記薄片部分が、比較的狭小幅で および前記１方の導体の前記他方の端縁に沿つた前記薄片部分が、比較的幅広で あることを特徴とする請求の範囲第１項に記載したシートヒータ。
8. ８．前記他方の端縁に沿つた前記薄片部分の幅が、前記１方の端縁に沿つた前記 薄片部分の幅の約４倍であることを特徴とする請求の範囲第７項に記載したシー トヒータ。
9. ９．前記他方の端縁に沿つた前記薄片部分の下になり、前記薄片部分並びに前記 基板と対面状態にて係合する、前記１方の導体の前記反対側端縁に沿つた前記薄 片部分の幅より幅広でない幅の別の導体を備えることを特徴とする請求の範囲第 １項に記載したソートヒータ。
10. １０．前記薄片部分が、前記導体の長手方向に伸長する両端縁に隣接して位置決 めされることを特徴とする請求の範囲第１項に記載したシートヒータ。
11. １１．前記各導体が、前記各反対側薄片部分の中間で且つ前記薄片部分から間隔 を置いて配設した状態で、長手方向に伸長する中央薄片部分を備え、前記各隣接 対の薄片部分間の中間に前記中央薄片部分を備えることを特徴とする請求の範囲 第１項に記載したシートヒータ。
12. １２．前記開口部が略長方形であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載し たシートヒータ。
13. １３．前記各薄片が約３．１８ｍｍ（１／８インチ）幅を備え、前記開口部が長 方形で、前記導体に対し直角に測定した場合、約３．１８ｍｍ（１／８インチ） 以上の幅を備えることを特徴とする請求の範囲第１項に記載したシートヒータ。
14. １４．前記各開口部が１辺約６．３５ｍｍ（約１／４インチ）以下でない正方形 であることを特徴とする請求の範囲第１３項に記載したシートヒータ。
15. １５．前記一方の薄片部分が、前記各導体の長手方向に伸長する端縁に隣接して 位置決めされ、および前記各導体の全幅の約６．３５ｍｍ（約１／４インチ）以 上でない幅を備えることを特徴とする請求の範囲第６項に記載したシートヒータ 。
16. １６．前記各開口部が、約６．３５ｍｍ（約１／４インチ）以下でない幅を備え ることを特徴とする請求の範囲第１項に記載したシートヒータ。