(57)【要約】      （修正有）【課題】伝導性設計（直並列方式）における優れた屈曲性および柔軟性を特徴とし、電気毛布など大きな面積を有する物品に適用可能である、電気毛布またはカーペットのための加熱装置、その製造方法、および加熱システムを提供する。【解決手段】電気毛布またはカーペット用の加熱装置は、加熱要素１と、加熱要素に一体に結合されて加熱要素をその中に包む接着テープ材料２と、加熱要素と接着テープ材料との各々の両端部に直並列に接続された金属導体５，６と、金属導体と電源端子１４，１５とを接続するリード１３と、を備える。隣接する加熱要素間には、空間１２が形成されている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気毛布またはカーペット用の加熱装置であって、
加熱要素と、
前記加熱要素に一体に結合されて前記加熱要素を包む接着テープ材料と、
前記加熱要素と前記接着テープ材料との各々の両端部に直並列に接続された金属導体と、
前記金属導体と電源端子とを接続するリードと、を備え、
隣接する加熱要素間に空間が形成されている、加熱装置。
【請求項２】
前記金属導体は前記接着テープ材料で包まれている、請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
前記金属導体は銅である、請求項１に記載の加熱装置。
【請求項４】
前記接着テープ材料は耐熱ＰＥＴまたはＰＩである、請求項１または２に記載の加熱装置。
【請求項５】
前記接着テープ材料は、自身の接着性によって一体に結合された自己接着性材料である、請求項１または２に記載の加熱装置。
【請求項６】
電気毛布またはカーペット用の加熱装置を製造する方法であって、
（ａ）加熱要素を使用する工程と、
（ｂ）前記加熱要素に接着テープ材料を一体に結合させて、接着テープ材料に前記加熱要素を包ませる工程と、
（ｃ）前記加熱要素と前記接着テープ材料との各々の両端部に直並列に金属導体を接続する工程と、
（ｄ）前記金属導体と電源端子とにリードを接続する工程と、を備える方法。
【請求項７】
電気毛布またはカーペット用の加熱システムであって、
請求項１に記載の加熱装置と、
前記加熱装置に電気的に接続されたコントローラと、
前記コントローラに電気的に接続されたリレーと、
前記リレーに動力を供給する電源と、を備えるシステム。
【請求項８】
前記リレーは耐圧リレーであり、３０００ＶＡＣのアイソレーション電圧を有する、請求項７に記載の加熱システム。
【請求項９】
前記コントローラは温度コントローラである、請求項７に記載の加熱システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気毛布またはカーペット用の加熱装置、その製造方法、および加熱システムに関する。より詳細には、本発明は、加熱要素（例えば、電気加熱フィラメント、炭素繊維織物、炭素繊維フィラメントなど）を有する電気毛布またはカーペット用の電気加熱装置、その製造方法、および加熱システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
柔軟なシート状ヒータは、その屈曲性、軽量性、および薄さを特徴とし、使用者を暖めておくべく、衣類、膝当て、腰サポータ、手袋、靴の中敷、イヤーマフ、または腰当てにおいて広く使用されている。
【０００３】
先行技術における柔軟なシート状ヒータの構造は、主として、２枚の柔軟な耐熱絶縁シート（それらの間に、金属ループが挟まれている）と、金属ループを通じて流れて熱を発生させる電流を供給させるべく、金属ループの２つの端部に接続され、上記２枚の絶縁シートを越えて延びている２つの電源リードと、を備える。別の先行技術の柔軟なシート状ヒータは、第１の柔軟な耐熱絶縁シートと、印刷技術によって第１の絶縁シート上に印刷された炭素ループと、第１の柔軟な耐熱絶縁シート上に配置された第２の柔軟な耐熱絶縁シート（それらの間に上記炭素ループが配置されている）と、を備える。先と同様、このヒータは、炭素ループの両端にそれぞれ接続され、２枚の絶縁シートを越えて延びている２つの電源リードを備える。上記の２つの先行技術による柔軟なシート状ヒータは軽量かつ薄く、またわずかに曲げることも可能であるが、折りたたむことは不可能であり、したがって、適用範囲は非常に制限されている。それらを電気毛布及び布団など大きな面積を有する物品を製造するために使用すると、柔軟性が不足しているので物品が堅くなる。
【０００４】
特許文献１には、電気伝導性の織物を熱源として使用することによって柔軟なシート状ヒータを製造する方法について、開示されている。この方法は、電気伝導性の織物および支持部材を準備する工程（支持部材は、ＰＥＴフィルムと、該ＰＥＴフィルムの１つの側に付着したアクリル接着剤とから形成される）と、プレス処理を通じて電気伝導性の織物の１つの側にアクリル接着剤を付着させることにより、ＰＥＴフィルムと電気伝導性の織物とを一体に連結する工程と、所定のループパターンを有する加熱要素を形成するべく電気伝導性の織物に型押しをする工程と、加熱要素の両端の各々に導電性接着剤を付与し、それぞれの電源リードを加熱要素に取り付けた後、加熱要素においてＰＥＴフィルムが付着させられる側に対向する側に熱可塑性材料製の柔軟な保護シートを結合する工程と、ＰＥＴフィルムの除去後に柔軟なヒータを完成させるべく、加熱要素において保護シートを備える側に対向する側へ熱可塑性材料製の柔軟な保護シートを結合する工程と、を備える。しかしながら、このヒータには、電気伝導性の織物に所定のループパターンをスタンプするため、製造に別個の型が必要であるという欠点がある。これによって、製造工程がより複雑になり、そのコストが著しく増加する。さらに、この方法を使用して製造される柔軟なシート状ヒータは、衣類、膝当て、腰サポータ、手袋、靴の中敷、イヤーマフ、または腰当てなど、小型の物品にしか適用可能でなく、電気毛布もしくはカーペット、または布団など、大きな面積を有する物品に使用することは不可能である。したがって、電気伝導性の織物を熱源として使用して柔軟なシート状ヒータを製造する方法には欠点が存在し、改良される必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】台湾特許第Ｉ３０８４６５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の１つの目的は、電気加熱フィラメント、炭素繊維フィラメント、または加熱要素として機能する炭素繊維織物と、加熱要素を包む自己接着性の耐熱テープ材料と、加熱装置を形成するべく加熱要素と接着テープ材料との各々の両端部に直並列に接続された金属導体と、を備え、その中に複数の空間が形成されることによる伝導性設計（直並列方式）における優れた屈曲性および柔軟性を特徴とし、電気毛布など大きな面積を有する物品に適用可能である、電気毛布またはカーペットのための加熱装置、その製造方法、および加熱システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するべく、電気毛布またはカーペット用の加熱装置は、加熱要素と、加熱要素に一体に結合されて加熱要素をその中に包む接着テープ材料と、加熱要素と接着テープ材料との各々の両端部に直並列に接続された金属導体と、金属導体と電源端子とを接続するリードと、を備える。隣接する加熱要素間には、空間が形成されている。
【０００８】
好適には、金属導体は接着テープ材料によって包まれている。
好適には、金属導体は銅である。
好適には、接着テープ材料は耐熱ＰＥＴまたはＰＩである。
【０００９】
好適には、接着テープ材料は、自身の接着性によって一体化された自己接着性材料である。
電気毛布またはカーペット用の加熱装置を製造する方法は、（ａ）加熱要素を使用する工程と、（ｂ）加熱要素に接着テープ材料を一体に結合させて、接着テープ材料に加熱要素を包ませる工程と、（ｃ）加熱要素と接着テープ材料との各々の両端部に直並列に金属導体を接続する工程と、（ｄ）金属導体と電源端子とにリードを接続する工程と、を備える。
【００１０】
電気毛布またはカーペット用の加熱システムは、加熱装置と、加熱装置に電気的に接続されたコントローラと、コントローラに電気的に接続されたリレーと、リレーに動力を供給する電源と、を備える。
【００１１】
好適には、リレーは、３０００Ｖ交流（ＶＡＣ）のアイソレーション電圧を有する耐圧性リレーである。
好適には、コントローラは温度コントローラである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による加熱装置の製造方法を示すフローチャート。
【図２Ａ】第１の実施形態による加熱要素と接着テープ材料との結合を示す概略図。
【図２Ｂ】図２ＡにおけるＣ−Ｃ線に沿った断面図。
【図３Ａ】第２の実施形態による加熱要素と接着テープ材料との結合を示す概略図。
【図３Ｂ】図３ＡにおけるＤ−Ｄ線に沿った断面図。
【図４】第３の実施形態による加熱要素と接着テープ材料との結合を示す断面図。
【図５】第４の実施形態による加熱要素と接着テープ材料との結合を示す断面図。
【図６】金属導体と、加熱要素と、接着テープ材料との結合による、加熱装置の形成を示す概略図。
【図７】本発明の加熱システムを示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明について好適な実施形態および添付の図面によって完全に記載するが、当業者が本明細書に記載の発明に対して修正を行いながら同じ効果を得ることと、以下の記載が当業者に対する一般的な表現であり、本発明の範囲を限定することを意図したものでないこととが、予め理解される。
【００１４】
図１は、本発明の電気毛布またはカーペット用の加熱装置の製造方法を示すフローチャートである。この方法は、次のステップを含む。
ステップ１：加熱要素１を使用する。図２Ａは、加熱要素と接着テープ材料との結合を示す概略図である。この実施形態では、本発明は、電気加熱フィラメント、炭素繊維織物、または炭素繊維フィラメントなど、アクセス可能な材料である、柔軟な加熱要素１を使用する。加熱要素１の特徴は、加熱要素１を電流が通じる時に熱を発生することである。
【００１５】
ステップ２では、加熱要素１に接着テープ材料２を一体に結合させて、接着テープ材料２の中に加熱要素１を包ませる。図２Ａを参照すると、接着テープ材料２は、ＰＥＴまたはＰＩであってよく、耐熱性であってよい。接着テープ材料２は、自身の接着性によって一体に結合された自己接着性材料である。接着テープ材料２で加熱要素１を包む４つの実施形態について、より詳細に以下に説明する。
【００１６】
第１の実施形態について図２Ａおよび図２Ｂに示す。図２Ａは、加熱要素と接着テープ材料との結合を示す概略図であり、図２Ｂは、図２ＡにおけるＣ−Ｃ線に沿った断面図である。接着テープ材料２は加熱要素１をその中に包む。接着テープ材料２の最も内側の第１の層が自身に結合するジョイント部４は、加熱要素１の上側にあり、接着テープ材料２の中間の第２の層が自身に結合するジョイント部４’は、加熱要素１の下側にあり、接着テープ材料２の最も外側の第３の層が自身に結合するジョイント部４”は、加熱要素１の上側にある。なお、接着テープ材料２が自身に結合するジョイント部４，４’，４”が、加熱要素１の左右の側に交互に配置されることも可能である。さらに、加熱要素１は、接着テープ材料２の３つ以上の層によって包まれることになる。
【００１７】
第２の実施形態について図３Ａおよび図３Ｂに示す。図３Ａは、加熱要素と接着テープ材料との結合を示す概略図である。図３Ｂは、図３ＡにおけるＤ−Ｄ線に沿った断面図である。接着テープ材料２は加熱要素１をその中に包む。接着テープ材料２の最も内側の第１の層はコ字状に加熱要素１を包み、接着テープ材料２の中間の第２の層は逆コ字状に接着テープ材料２の第１の層を包み、接着テープ材料２の最も外側の第３の層は、コ字状に接着テープ材料２の中間の第２の層を包む。なお、加熱要素１は、接着テープ材料２の３つ以上の層によって包まれることになる。
【００１８】
第３の実施形態について図４に示す。図４は、加熱要素と接着テープ材料との結合を示す概略図である。接着テープ材料２は加熱要素１をその中に包む。接着テープ材料２が自身に結合するジョイント部４，４’，４”は、加熱要素１の左右の側に配置される。これは第１の実施形態の変形である。なお、加熱要素１は、接着テープ材料２の３つ以上の層によって包まれることになる。
【００１９】
第４の実施形態について図５に示す。図５は、加熱要素と接着テープ材料との結合を示す概略図である。接着テープ材料２は加熱要素１をその中に包む。接着テープ材料２の最も内側の第１の層はＵ字状に加熱要素１をそれぞれ包み、２つのジョイント部４を形成する。接着テープ材料２の中間の第２の層は接着テープ材料２の第１の層を包み、ジョイント部４’を形成する。接着テープ材料２の最も外側の第３の層は接着テープ材料２の中間の第２の層を包み、ジョイント部４”を形成する。接着テープ材料２のジョイント部４，４’，４”は、加熱要素１の上下左右の側に交互に配置される。これは第１の実施形態の
別の変形である。なお、加熱要素１は、接着テープ材料２の３つ以上の層によって包まれることになる。
【００２０】
様々な他の実施形態が必要に応じて想定され、それらの実施形態は第１〜第４の実施形態の組み合わせであってもよい。
ステップ３では、金属導体５および金属導体６が、加熱要素１および接着テープ材料２の各々の対向する両端にそれぞれ接続される。図６は、金属導体と、加熱要素と、接着テープ材料との結合による、加熱装置の形成を示す概略図である。複数の加熱要素１と、接着テープ材料２とは、並列に配置され、複数の金属導体５，６は、直並列に各加熱要素１および接着テープ材料２の対向する両端（すなわち、左端および右端）にそれぞれ接続される。これによって、本発明の加熱装置７が形成される。複数の金属導体５，６が、加熱要素１に接続されている。
【００２１】
ステップ４では、リード１３に金属導体５，６と、アノード電源端子１４と、カソード電源端子１５とを接続する。金属導体６はリード１３を介してアノード電源端子１４に接続され、金属導体５はリード１３を介してカソード電源端子１５に接続される。加熱装置７は、アノード電源端子１４およびカソード電源端子１５に電流を供給することによって、熱を発生させることができる。
【００２２】
図６を参照すると、本発明の加熱装置７は、複数の加熱要素１を備える。この実施形態では、加熱要素１が互いに対し並列に配置され、隣接した加熱要素間に空間１２が形成されること、接着テープ材料２が加熱要素１に一体に結合されて加熱要素１を包むこと、また、複数の金属導体５，６が各加熱要素１と接着テープ材料２との対向する両端にそれぞれ配置されて電源端子として機能すること、が最適である。なお、金属導体５，６は銅の金属であり、随意で電気のリークを防止するべく接着テープ材料２で包まれることが可能である。電流が金属導体５，６に流される場合、この電流は加熱要素１を通じて流れ、加熱要素１に熱を発生させる。本発明の加熱装置７が図６の構成で使用され、織物製品２０（例えば、大きな面積を有する電気毛布またはカーペット）に包まれる場合、その重量を著しく減らすことができるとともに、複数の空間１２によって柔軟性を増加させることができる（金属導体５，６の直並列配置によって伝導性設計における柔軟性を高めることができる）ので、この電気毛布またはカーペットは依然として軽量かつ柔軟である。
【００２３】
図７は、本発明の加熱システムを示すブロック図である。また図６も参照されたい。本発明の加熱システム１０は、金属導体５，６と、加熱要素１と、接着テープ材料２とを結合することによって形成される加熱装置７と、加熱装置７に電気的に接続されたコントローラ９と、コントローラ９に電気的に接続されたリレー８と、リレー８に動力を供給する電源１１と、を備える。好適には、リレー８は、少なくとも２５００ＶＡＣのアイソレーション電圧を有する耐圧力性のリレーである。好適には、リレー８は、３０００ＶＡＣのアイソレーション電圧を有する。コントローラ９は、本発明の加熱装置７が発生した熱の温度を調節するために使用可能な温度コントローラである。
【００２４】
本発明についての安全仕様書は以下の通りである。
１．加熱要素が１層の接着テープ材料のみで包まれる場合、接着テープ材料の層厚は少なくとも１ｍ／ｍを越える必要があり、加熱要素が３層を越える接着テープ材料で包まれる場合、接着テープ材料の層厚は制限されない。
【００２５】
２．１１０ＶＡＣ電源については、接着テープ材料の沿面距離（ＣＲ）は少なくとも６ｍｍを越える必要がある。２２０ＶＡＣ電源については、接着テープ材料の沿面距離（ＣＲ）は少なくとも８ｍｍを越える必要がある。
【００２６】
本発明の加熱装置は次の利点を有する。
１．加熱要素と接着テープ材料との各々の両端部に直並列に配置された金属導体を用いて、総出力電力を調節することができるので、材料の特性によって制限されることなく伝導性設計における柔軟性が増加する。
【００２７】
２．軽量性、薄さ、および柔軟性を特徴とする本発明は、電気毛布またはカーペットなど、使用者を暖めるために大きな面積を有する（大型の）物品に関する広範囲の用途を有する。
【００２８】
本発明を好適な実施形態によって説明したが、本発明がそれに限定されないこと、当業者によって、添付の特許請求の範囲によって定められる本発明の精神および範囲から逸脱することなく、本明細書において様々な変更及び改変がなされ得ることが理解される。
【図１】
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【図７】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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