JPS63910B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は感熱面状発熱体に関する。

（背景技術） 従来、電気カーペツトなどの電熱装置において
は、第１図および第２図に示すように負の温度−
インピーダンス特性を有するポリアミド系物質な
どを用いた感熱樹脂面材１の片面に温度検出電極
２を張設する一方、他面に発熱線路３を張設し、
この感熱樹脂面材１の両面を絶縁フイルム４，４
で被覆した感熱面状発熱体５を用い、その温度制
御は例えば第３図に示すような温度制御回路によ
り次のようにして行なつていた。

すなわち、感熱面状発熱体５の発熱線路３に対
し給電用リレー７の常開接点７ａを介して電源８
を接続し、電源８を定電圧直流電源に変換する電
源回路９の出力電圧V_Dで発振回路１０を動作さ
せ、この発振回路１０より出力される高周波電圧
Ｖを電圧分割用コンデンサ１１で分圧して感熱面
状発熱体５の温度検出電極２、発熱線路３間に印
加し、この感熱面状発熱体５のインピーダンスに
対応する電圧信号をフイルタ回路１２を介して出
力し、その検出値を次段のスイツチング回路１３
の前段部を構成する比較回路１４に入力して、こ
の比較回路１４の基準電圧と前記検出値とを比較
し、検出値がこの基準電圧を下まわるとこの比較
回路１４がそれまでの安全温度範囲においてオン
状態に保持していたスイツチング回路１３の後段
部を構成するトランジスタ１５をオフ状態に反転
させ、このトランジスタ１５に直列接続された給
電用リレー７の励磁コイルが駆動を停止し、電源
８と発熱線路３との間に接続された常開接点７ａ
をそれまでのオン状態からオフ状態に反転させ、
ヒータ回路の給電路をしや断するようにしたもの
である。

ところが、上述の感熱面状発熱体５の構造で
は、感熱樹脂面材１の押出成形のさいにその層中
に鉄粉片やカーボン粒子などの異物６が混入する
と、感熱樹脂面材１の厚みが通常40〜100μｍ程
度と薄いため第４図に示すようにこの異物６で発
熱線路３と温度検出電極２とが短絡してしまい、
温度検出電極２と発熱線路３との間で検出される
インピーダンスは感熱樹脂面材１のインピーダン
スを示さないことになり、温度制御に支障をきた
すという問題点を有する。

このような不都合を回避するためには、感熱樹
脂面材１として予め十分な厚みのものを採用し感
熱樹脂面材１の層中に異物６の混入があつてもそ
の異物６の存在により発熱線路３と温度検出電極
２との間に短絡が生じないようにすることが必要
であるが、他方これを電気カーペツトなどに適用
する場合には適度の屈曲性を具えることが要件と
なるため、前記のように感熱樹脂面材１の厚みを
大きくするという手段には限度があり、素材もそ
れだけ多く要するという難点を有する。

この点に着目して、感熱樹脂材の厚みを増大さ
せることなく発熱線路と温度検出電極との間の異
物の介在による短絡を防止するために、第５図お
よび第６図に示す如き感熱面状発熱体５′が従来
から提供されている。この感熱面状発熱体５′は、
負の温度−インピーダンス特性を示す感熱樹脂面
材１′の片面にアルミニウム箔などからなる発熱
線路３′を配設するとともに、この感熱樹脂面材
１′の同一面上に発熱線路３′との間に所定間隔を
おいて同じくアルミニウム箔などの導電材からな
る温度検出電極２′を並設する一方、感熱樹脂面
材１′の他面全域にわたつて同じくアルミニウム
箔などの導電材からなる複数の補助導電板１６…
を分散させて張設し、さらにこの感熱樹脂面材
１′の両面を絶縁フイルム４′，４′で被覆したも
のである。

この感熱面状発熱体５′は、感熱樹脂面材１′の
端縁に臨む発熱線路３′の両端子３′ａ，３′ａ間
に通電して発熱させ、同じく感熱樹脂面材１′の
端縁に臨む温度検出電極２′の端子２′ａと前記発
熱線路３′の端子３′ａとの間に前述の第３図に示
すような回路構成で高周波電圧を印加することに
より、両端子２′ａ，３′ａ間の感熱樹脂面材１′
のインピーダンスを検出し、それによつて温度制
御を行うようにしている。

この例にあつては、感熱樹脂面材１′の片面に
分散張設された複数の補助導電板１６…の存在に
より、発熱線路３′と温度検出電極２′との間に
は、この間に印加される電圧が温度検出電極２′
とこの温度検出電極２′に対向する補助導電板１
６との間、補助導電板１６とこの補助導電板１６
に対向する発熱線路３′との間でそれぞれ分圧さ
れる第７図に仮想線で示すような分圧電界経路Ｐ
が複数領域にわたつて与えられることとなり、こ
の分圧電界経路Ｐにおいて感熱樹脂面材１′の層
中に混入する鉄粉片などの異物６により、例えば
前記発熱線路３′と補助導電板１６間、あるいは
温度検出電極２′と補助導電板１６間が短絡して
も発熱線路３′と温度検出電極２′との間が短絡す
ることがなく、しかも異物６の混入が複数個に及
び場合でも、補助導電板１６…が分散して配設さ
れているため前記短絡の発生を大幅に抑えること
ができそのために感熱樹脂面材１′の厚みを大き
くする必要がなく、屈曲性を阻害することもな
い。

また、第８図に示すように感熱樹脂面材１′の
厚みをｔとすると、発熱線路３′と温度検出電極
２′との間に付与される分圧電界経路Ｐには厚み
2tの感熱樹脂面材１′を介在させたのと同等のイ
ンピーダンスが付与されることになり、第９図に
示す従来例の構造においてこれと同一インピーダ
ンスを付与するのに厚み2tの感熱樹脂面材１を用
いる必要があるのに対し、この例ではその半分の
厚みの感熱樹脂面材１′で発熱線路３′と温度検出
電極２′との間に温度検出精度上に支障のない十
分なインピーダンスを付与することが可能であ
る。

更に、発熱線路３の加熱に伴ない感熱樹脂面材
１′のうち発熱線路３′近傍の領域が他部領域に先
立ちインピーダンス低下するが、この感熱面状発
熱体５′では第１図ないし第４図のように感熱樹
脂面材１を挾んで発熱線路３と温度検出電極２と
を感熱樹脂面材の厚み方向に対向配置する構造を
とらないため、その時点では感熱樹脂面材１′の
うち温度検出電極２′近傍はインピーダンスが十
分に変化せず、感熱樹脂面材１′の全域が十分温
度上昇しないうちから局部的な温度上昇に応答し
て温度制御が行われるといつた不都合を生じるこ
となく、全域にわたつて均一な温度制御を行うこ
とができる。

しかも、発熱線路３と温度検出電極２′とを感
熱樹脂面材１′の同一面上に並設する構造である
ため、エツチング処理により発熱線路３′および
温度検出電極２′を形成する場合にはアルミニウ
ム箔などの導電面材の溶去領域がそれだけ少なく
て済み、エツチング処理を短時間で行うことがで
き、導電面材の利用効率も向上する。

そして、並設される発熱線路３′と温度検出電
極２′とが感熱樹脂面材１′の表面に密に分散する
ことにより、これらが感熱面状発熱体の補強材と
して作用し、感熱面状発熱体の耐強度の向上をも
はかることができる等の種々の利点を有してい
る。

しかしながら、この従来例において、第５図の
ように補助導電板１６を分散・配設する場合、必
ず補助導電板１６相互が分離していなくてはなら
ないために、発熱線路３′および温度検出電極
２′の一部に、感熱樹脂面材１′の反対面に補助導
電板１６のない部分１７が発生し、この種の感熱
面状発熱体５′にあつては、第１図ないし第４図
に示す感熱面状発熱体５に比べて、補助導電板１
６のない部分１７の存在により繰返し折り曲げ、
繰返し踏み付け等の強度において劣るという欠点
があつた。これは、感熱樹脂面材１′の反対面に
補助導電板１６のない部分１７の発熱線路３′及
び温度検出電極２′にクラツクが発生して断線に
至るというトルブルに直結するものであり、その
理由は、補助導電板１６のない部分１７において
応力が集中してしまうためと考えられる。

更に、第５図のような補助導電板１６のパター
ン配置をすると、補助導電板１６側のエツチング
量が増すのみでなく、感熱面状発熱体５′の寸法
安定性が悪くなる欠点がある。これは、補助導電
板１６側のエツチング量が多いためエツチング工
程における発熱のために、フイルムの強度が低下
してテンシヨンにより伸びやすくなること、およ
び絶縁フイルム４のラミネート工程においてもテ
ンシヨンによりパターンの一部が伸びやすくなる
こと等によるものである。

（発明の目的） 本発明は上記の欠点を解消するべく提案された
もので、その目的は、感熱樹脂面材と、この感熱
樹脂面材の片面に配設した金属箔からなる発熱線
路と、前記感熱樹脂面材の片面に前記発熱線路と
分離して並設されかつ前記発熱線路との間の前記
感熱樹脂面材のインピーダンス変化を検出する温
度検出電極と、前記感熱樹脂面材の他面に分散配
設され、かつこの感熱樹脂面材を介して前記発熱
線路および温度検出電極に対面する金属箔からな
る複数の補助導電板とを備えた感熱面状発熱体に
おいて、前記補助導電板を、前記発熱線路および
温度検出電極の長手方向に沿わせ、かつ前記補助
導電板相互間の〓間のほぼ全域が平面から見て前
記発熱線路または、温度検出電極に対して重なり
合うように配設することにより、繰返しの折り曲
げや繰返しの踏み付け等に伴う集中荷重が加わつ
た際にも発熱線路や温度検出電極が断線しにくい
パターン形状を有し、かつ寸法安定性が良好でエ
ツチング処理を一層短時間で行い得る感熱面状発
熱体を提供することにある。

（発明の開示） 以下、図に沿つて本発明を説明する。

先ず第１０図および第１１図は本発明の一実施
例を示すものであり、感熱面状発熱体５″は、負
の温度−インピーダンス特性を示す感熱樹脂面材
１′の片面にアルミニウムの如き金属箔からなる
発熱線路３′をジグザグ状に配設するとともに、
この感熱樹脂面材１′の同一面上に発熱線路３′と
の間に所定間隔を付して同じくアルミニウム箔な
どの金属箔よりなる櫛状の温度検出電極２′を並
設する。一方、感熱樹脂面材１′の他面全域にわ
たつて同じくアルミニウム箔などからなる複数の
補助導電板１６′を発熱線路３′および温度検出電
極２′の長手方向にそうように、しかも平面から
見て、発熱線路３′または温度検出電極２′に補助
導電板１６′相互の〓間１６″のほぼ全域が重なる
ように配設し、かつ第１１図に示す如く、感熱樹
脂面材１′の両面を絶縁フイルム４′，４′にて被
覆することにより構成されるものである。（第１
０図において絶縁フイルム４′，４′は便宜上省略
してある）。

なお、ここで、補助導電板１６′相互の〓間１
６″は、これが重なる部分の発熱線路３′または温
度検出電極２′の線幅よりも細く設定することが
必要である。

この感熱面状発熱体５″は、感熱樹脂面材１′の
端縁に臨む発熱線路３′の両端子３′ａ，３′ａ間
に通電して発熱させ、同じく感熱樹脂面材１′の
端縁に臨む温度検出電極２′の端子２′ａと発熱線
路３′の端子３′ａとの間に前述の第３図に示すよ
うな回路構成で高周波電圧を印加することによ
り、両端子２′ａ，２′ａ間の感熱樹脂面材１′の
インピーダンスを検出し、それによつて温度制御
を行なうものである。なお、第１２図は、本発明
の他の実施例を示しており、この実施例は、発熱
線路３′および温度検出電極２′の他に、発熱線路
３′とは抵抗値の異なる別の発熱線路３″を並設し
て形成したもので、消費電力等を切替できるよう
に構成してある。他の基本的構成および動作は先
の実施例とほぼ同一であるため詳述を省略する。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、感熱樹脂面材
と、この感熱樹脂面材の片面に配設した金属箔か
らなる発熱線路と、前記感熱樹脂面材の片面に前
記発熱線路と分離して並設されかつ前記発熱線路
との間の前記感熱樹脂面材のインピーダンス変化
を検出する温度検出電極と、前記感熱樹脂面材の
他面に分散配設され、かつこの感熱樹脂面材を介
して前記発熱線路および温度検出電極に対面する
金属箔からなる複数の補助導電板とを備えた感熱
面状発熱体において、前記補助導電板を、前記発
熱線路および温度検出電極の長手方向に沿わせ、
かつ前記補助導電板相互間の〓間のほぼ全域が平
面から見て前記発熱線路または温度検出電極に対
して重なるように配設したから、感熱樹脂面材の
両面に金属箔を貼り合わせた後にレジストインク
にて発熱線路、温度検出線および補助導電板を印
刷し、その後、エツチングにてパターンを形成
し、次いで両面に絶縁フイルムを貼るという通常
の一連の製造工程において、感熱面状発熱体のパ
ターンがほぼ均一に配置され、金属箔のない部分
が連続的ではないために部分的に強度が弱い箇所
がなく、製造工程のテンシヨンによつて伸びや部
分的なタルミ等を生じることなく寸法安定性が改
善される効果がある。しかも、金属箔のエツチン
グ量が少なくて済むからエツチング工程での発熱
が少なく、感熱樹脂面材の強度も低下することが
ないので寸法安定性が一層改善されると共に、エ
ツチング量が少ないためエツチング工程のスピー
ドが更に向上する利点がある。

更に、この感熱面状発熱体を電気カーペツト等
の広面積採暖器具に使用した場合には、踏み付け
や折り曲げ等の外力が加えられて感熱面状発熱体
に応力が発生するが、局部的に応力が集中する部
分がなくなり、発熱線路等が断線しにくい製品を
提供できる等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は一従来例を示すもので第
１図は斜視図、第２図および第４図は夫々断面
図、第３図は温度制御回路の回路図、第５図ない
し第９図は他の従来例を示すもので第５図は一部
を切欠いた平面図、第６図ないし第９図は夫々断
面図、第１０図および第１１図は本発明の一実施
例を示しており、第１０図は平面図、第１１図は
第１０図のＡ−Ａ断面図、第１２図は本発明の他
の実施例を示す平面図である。 １′……感熱樹脂面材、２′……温度検出電極、
２′ａ……端子、３′，３″……発熱線路、３′ａ…
…端子、４′……絶縁フイルム、５″……感熱面状
発熱体、１６′……補助導電板、１６″……〓間。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 感熱樹脂面材と、この感熱樹脂面材の片面に
   配設した金属箔からなる発熱線路と、前記感熱樹
   脂面材の片面に前記発熱線路と分離して並設され
   かつ前記発熱線路との間の前記感熱樹脂面材のイ
   ンピーダンス変化を検出する温度検出電極と、前
   記感熱樹脂面材の他面に分散配設され、かつこの
   感熱樹脂面材を介して前記発熱線路および温度検
   出電極に対面する金属箔からなる複数の補助導電
   板とを備えた感熱面状発熱体において、前記補助
   導電板を、前記発熱線路および温度検出電極の長
   手方向に沿わせ、かつ前記補助導電板相互間の〓
   間のほぼ全域が平面から見て前記発熱線路または
   温度検出電極に対して重なり合うように配設した
   ことを特徴とする感熱面状発熱体。