JPS63271878A - 面ヒ−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？）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だめ、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５８−２
２５５９２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
１６０〜２００μｍ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３００〜６００
μｍ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、気泡があるだめ、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。

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、ヒータニレ！ンＩ
ｆ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
うにしているため、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１＆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、酸洗エツチ
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１ｅ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８
４６℃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、熱時絶縁抵抗を確作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
どかあり、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。

筐た、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に添刀口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重重部未満で
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か弱くなった。実施例では１０重量
部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、エツチングに
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３０ａ
ｅｇ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８ｏ。

°Ｃ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０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金子す面ヒータの要部断面図
、第２図は四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。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名１−
一一把縁基板 ｒｃｔ−ｍ−金属基板 ｔｂ−一一電気絶縁眉 ？−し一タユレメント ４−−と−タ攻覆１ 第１図 第２図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （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。
2. （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。
3. （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。
4. （４）セラミック繊維がアルミナ質繊維かジルコニア繊
   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。