(57)【要約】【課題】異常時にもスパークが起きにくいという安全な面状発熱体を提供することを目的とする。【解決手段】電気絶縁性基板２と、この電気絶縁性基板２に対向するように配置さあれた主電極３ａ〜３ｄと、それぞれの主電極３ａ〜３ｄに対し交互に配置された櫛形形状の枝電極４ａ〜４ｄと、これら枝電極４ａ〜４ｄと電気的に接続して形成される高分子抵抗体５とを備えた面状発熱体１において、同一電気絶縁性基板２内に主電極３ａ〜３ｄを少なくとも２対以上配設した構成としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気絶縁性基板と、前記電気絶縁性基板に対向して形成された主電極と、それぞれの主電極に対し交互に配置した櫛形形状の枝電極と、前記枝電極と電気的に接続して形成される高分子抵抗体とを具備し、同一電気絶縁性基板内に前記主電極を少なくとも２対以上を配設した面状発熱体。
【請求項２】
主電極の近傍の発熱密度は、前記主電極から所定距離以上離れた部位よりも大きく設定した請求項１記載の面状発熱体。
【請求項３】
主電極の近傍の高分子抵抗体は、前記主電極から所定距離以上離れた部位よりも密に設定した請求項２記載の面状発熱体。
【請求項４】
主電極の近傍の枝電極間の距離は、前記主電極から所定距離以上離れた部位よりも短く設置した請求項２記載の面状発熱体。
【請求項５】
主電極に給電用端子を同一端面の近傍に配設した請求項１〜４いずれか１項記載の面状発熱体。
【請求項６】
請求項１〜５いずれか１項記載の面状発熱体を熱源として搭載した面状採暖具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電気床暖房パネル、電気カーペット等の面状採暖具に使われる大面積を有する面状発熱体に関するものであり、特に電極、抵抗体が同一面上で形成される面状発熱体の電極および抵抗体の構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、図２に示すように、この種の面状発熱体１０１は、複数の面状の発熱部材１０２を所定の間隔をおいて並列に配置した発熱部１０３と、電源１０４に接続され、発熱部１０３に通電する複数の面状電極１０５ａ〜１０５ｄと、これらを挟んでラミネートする外層材１０６とを具備したものであった。
【０００３】
複数の発熱部材１０２はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの絶縁性フィルムシート上に一定の幅、厚さ及び間隔で、短冊状に印刷されて形成される。
【０００４】
この発熱部１０３は複数のブロックＡ，Ｂ，Ｃより形成され、ブロック毎に発熱密度が設定されている。すなわち、中央の大きいブロックＢと、これに比較して両側の小さいブロックＡ，Ｃとに分割され、前記中央のブロックＢは発熱密度が低く設定され、これに比して両側のブロックＡ，Ｃは発熱密度が高く設定される。
【０００５】
このようにして、サーミスタ等の温度検出素子１０７の設置場所に相当するブロックＡ，Ｃの電極１０５ａ〜１０５ｄ間距離が縮められることにより、そのブロックＡまたはＣの発熱量が他のブロックＢより任意に増加させることにより温度検出素子１０７の温度検出精度を高めている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−３３９８９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の面状発熱体の構成で堀座卓用面状発熱体のように縦横ともに大きな面状発熱体を構成しようとした場合、図の上下方向は同一パターンの繰り返しにより延伸可能であるが図の左右方向に対しては従来の面状発熱体を複数枚用意する必要があった。
【０００７】
当然、複数枚を使用する形態をとった場合、従来の面状発熱体の幅の整数倍の大きさにしか設計できないため設計自由度が少なかった。
【０００８】
また、上下方向の延伸に対しても長くしすぎた場合には、電源に近い電極には大電流が流れて発熱してしまうため、これら電極を太くするなどして抵抗値を下げる必要があった。
【０００９】
したがって、外形幅を保ちながら電極間の距離を一定に保つことができなくなり、発熱体の固有抵抗値を都度変更する必要があった。
【００１０】
さらに、異常な使われ方や釘打ち等により電源に近い部分の電極が断線した場合、電流量に応じスパークが発生する可能性が考えられる。
【００１１】
特に、この種の面状発熱体には発熱部の材料としてベースポリマーとして結晶性樹脂を用いたＰＴＣ特性を有する高分子抵抗体がよく用いられる。
【００１２】
ＰＴＣ特性とは、温度上昇によって抵抗値が上昇し、ある温度に達すると抵抗値が急激に増加する抵抗温度特性（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ＣＯｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）を意味しており、ＰＴＣ特性を有する発熱皮膜は、自己温度調節機能を有する面状発熱体を提供できる。
【００１３】
このようなＰＴＣ特性を有する面状発熱体は低温では抵抗値が低いため、使用状態によっては電極に大電流が流れる可能性が高く、異常時のスパークが大きくなる場合もある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記課題を解決するために、本発明の面状発熱体は、電気絶縁性基板と、前記電気絶縁性基板に対向して形成された主電極と、それぞれの主電極に対し交互に配置した櫛形形状の枝電極と、前記枝電極と電気的に接続して形成される高分子抵抗体とを具備し、同一電気絶縁性基板内に前記主電極を少なくとも２対以上を配設したものである。
【００１５】
したがって、櫛形形状の枝電極の採用により枝電極間距離を部位ごとに変えたり、高分子抵抗体を適切な配置したりすることにより部位ごとに発熱分布を自由に、簡便に変化させることができるだけでなく、主電極を２対以上配設しているため電源に近い主電極でも大きな電流は流れず、異常時にもスパークが起きにくいという安全な面状発熱体を簡便に提供することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の面状発熱体によれば、主電極に対し櫛形形状の枝電極と、前記枝電極と電気的に接続して形成される高分子抵抗体と、同一電気絶縁性基板内に前記主電極を少なくとも２対以上配設した構成としているので、枝電極間距離を部位ごとに変えたり、高分子抵抗体の適切な配置したりすることにより部位ごとに発熱分布を自由に、簡便に変化させることができるだけでなく、主電極を２対以上配設しているため電源に近い主電極でも大きな電流は流れず、異常時にもスパークが起きにくいという安全な面状発熱体を簡便に提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
第１の発明は、電気絶縁性基板と、前記電気絶縁性基板に対向して形成された主電極と、それぞれの主電極に対し交互に配置した櫛形形状の枝電極と、前記枝電極と電気的に接続して形成される高分子抵抗体とを具備し、同一電気絶縁性基板内に前記主電極を少なくとも２対以上を配設したものである。
【００１８】
したがって、櫛形形状の枝電極の採用により枝電極間距離を部位ごとに変えたり、高分子抵抗体を適切な配置したりすることにより部位ごとに発熱分布を自由に、簡便に変化させることができるだけでなく、主電極を２対以上配設しているため電源に近い主電極でも大きな電流は流れず、異常時にもスパークが起きにくいという安全な面状発熱体を簡便に提供することができる。
【００１９】
第２の発明は、前記第１の発明において、主電極の近傍の発熱密度は、前記主電極から所定距離以上離れた部位よりも大きく設定したものである。
【００２０】
通常、主電極は発熱しないため、通電時主電極近傍の温度は低いままであるが、主電極近傍の高分子抵抗体の発熱量を主電極から所定距離以上離れた部位より大きくすることで主電極近傍の温度も上昇することとなり、面状発熱体全体を均一に暖めることが可能となる。
【００２１】
第３の発明は、前記第２の発明において、主電極の近傍の高分子抵抗体は、前記主電極から所定距離以上離れた部位よりも密に設定したものである。
【００２２】
これにより、主電極近傍の発熱分布を均一にするだけでなく、高分子抵抗体・枝電極を配設しない部位を設けているため、使用材料量を減らすことができる。
【００２３】
さらに、高分子抵抗体・枝電極を配設しない部位は電流が流れていないため、面状発熱体取り付け用のビス穴やサーモスタット取り付け用のビス穴などを簡便に作成することができる。
【００２４】
第４の発明は、前記第２の発明において、主電極の近傍の枝電極間の距離は、前記主電極から所定距離以上離れた部位よりも短く設置したものである。
【００２５】
これにより、高分子抵抗体は枝電極間にのみ配設しているため高分子抵抗体材料の使用量を減らすことができる。さらに、主電極近傍の発熱とそれ以外の部位との発熱量を大きく調整することが可能であるため、発熱分布をよりよくすることができる。
【００２６】
第５の発明は、前記第１〜４いずれか一つの発明において、主電極に給電用端子を同一端面の近傍に配設したものである。
【００２７】
これにより、給電端子を電源に繋ぎやすく施工性が向上するだけでなく、視認性に優れ電源への繋ぎ忘れを防ぐことが可能である。さらに給電用端子を持つ端面と電源の位置関係を設計上、近づけることでリード線の線長を短くすることができ、リード線材料使用量を減らすことができる。
【００２８】
第６の発明は、前記第１〜５いずれか一つの発明の面状発熱体を面状採暖具に搭載して、合理的な暖房を行うようにしたものである。
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００３０】
（実施の形態１）
図１において、面状発熱体１は、ポリエステルフィルム等の電気絶縁性基板２上に銀ペーストを印刷・乾燥して２対の主電極３ａ，３ｂ、３ｃ，３ｄと枝電極４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを形成したものである。
【００３１】
枝電極４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、主電極３ａ、３ｂ，３ｃ，３ｄから櫛形形状に分岐され、さらに高分子抵抗体５との接続部では鍵形状に分岐しており、枝電極４ａ，４ｂ及び枝電極４ｃ，４ｄ同志は対向する位置に配置している。
【００３２】
前記高分子抵抗体５は、各枝電極４ａ，４ｂ及び枝電極４ｃ，４ｄと電気的、物理的に接続するよう高分子抵抗体インキを印刷・乾燥して形成されている。
【００３３】
高分子抵抗体インキとしては、樹脂にカーボンを練り込んだ高分子抵抗体を溶剤に溶かしたもの、あるいは、特に結晶性樹脂にカーボンを練り込んだ高分子抵抗体を溶剤に溶かしたものを使用している。
【００３４】
主電極３ａ，３ｂ及び３ｃ，３ｄにはそれぞれ給電用端子６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが面状発熱体１の同一端面に配置され、電源７と電気的・物理的に接続される。
【００３５】
さらに、主電極３ａ，３ｂ及び３ｃ，３ｄに沿って枝電極４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、並びに高分子抵抗体５を蜜に配設した高発熱領域８を形成し、主電極３ａ，３ｂ及び３ｃ，３ｄと所定の距離以上離れており、かつ高発熱領域８よりも枝電極４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ並びに高分子抵抗体５を疎に配設してある低発熱領域９を形成している。
【００３６】
また、通常は主電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄや高分子抵抗体５を保護するために、面状発熱体１全体を覆うように電気絶縁性被覆材１０をホットメルトや接着剤で貼り付けている。
【００３７】
次に、動作、作用について説明する。
【００３８】
図において、面状発熱体１は２対の主電極３ａ，３ｂ及び３ｃ，３ｄに同一電気絶縁性基板２上で回路的に分割されている。
【００３９】
本実施の形態では、堀座卓用面状発熱体の様に大面積で高発熱が必要な面状採暖房具を想定しており、面状発熱体１全体として１．０〜２０Ａ程度の電流量が必要な場合を想定している。
【００４０】
本実施の形態では２対の主電極３ａ，３ｂ及び３ｃ，３ｄに分けたことで、各々の主電極３ａ，３ｂ及び３ｃ，３ｄには０．５〜１０Ａ程度の電流が流れることとなり、各回路の電流量を制限することができる。
【００４１】
そのため、釘打ち等で主電極３ａまたは３ｂまたは３ｃまたは３ｄが断線した時のスパークや、給電用端子６ａまたは６ｂまたは６ｃまたは６ｄが一時剥離した時に起こりうる異常過熱の心配を少なくすることが可能である。
【００４２】
さらに、主電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは印刷により形成されているため、膜厚を厚くすることには限界があり、かつ銀ペーストの固有抵抗値は銀単体よりも大きいことから大電流を流すと主電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ自身が異常発熱してしまう懸念がある。
【００４３】
特に、面状発熱体１にはＰＴＣ特性を持つ高分子抵抗体５を選定することが多く、低温では定格の電流よりも大電流になる。
【００４４】
その点でも、図１のように同一電気絶縁性基板内で２対の主電極３ａ，３ｂ及び３ｃ，３ｄに分割することで電流量を制限することが安全につながっていると言える。
【００４５】
通常の使用状態では主電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは発熱しないため、通電時主電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの近傍の温度は低いままであるが、主電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ近傍を高発熱領域８とすることで、高発熱領域８からの熱伝導により主電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ近傍の温度も上昇することとなり、面状発熱体１全体を均一に暖めることが可能となっている。
【００４６】
また、高発熱領域８を形成する方法としては枝電極４ａと４ｂまたは枝電極４ｃと４ｄの間の距離を近くすることでも可能である。
【００４７】
特に、本実施の形態１の様に、主電極３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄから所定の距離離れた領域を低発熱領域９とし、枝電極４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ並びに高分子抵抗体５を疎に配設することで使用材料の量を減らすことが可能となる。
【００４８】
給電用端子６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが面状発熱体１の同一端面にあることで、給電用端
子６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを電源７に繋ぎやすく施工性が向上するだけでなく、視認性に優れ電源への繋ぎ忘れを防ぐことが可能である。
【００４９】
給電用端子６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを持つ端面と電源の位置関係を設計上、近づけることでリード線の線長を短くすることができ、リード線材料使用量を減らすことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
以上のように、本発明にかかる面状発熱体は、同一電気絶縁性基板内で主電極回路を分割し、主電極近傍の発熱量を大きくすることにより安全で均熱性の高い面状発熱体を簡便に提供することが出来る。特に大面積を暖め、大電流を必要とする堀座卓や電気カーペット等の面状採暖具の発熱体として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態１における面状発熱体の概略平面図
【図２】従来の他の面状発熱体の概略平面図
【符号の説明】
【００５２】
１  面状発熱体
２  絶縁性基板
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ    主電極
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ    枝電極
５  高分子抵抗体
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ  給電用端子
８  高発熱領域
９  低発熱領域
【図２】
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【図１】
2010198751.tif 000004