(57)【要約】【課題】線径が従来と同等でありながらヒータ線から発生する電磁波を抑制すること。【解決手段】芯糸１と、芯糸１に巻回してなる信号線２と、芯糸１および信号線２の外周に円筒状に被覆してなる機能絶縁層３と、機能絶縁層３に巻回してなる発熱線４と、機能絶縁層３および発熱線４の外周に順次円筒状に被覆してなる絶縁外被５と機能樹脂層６とを備え、機能樹脂層６を電磁波シールド材料とすることにより、電磁波をヒータ線７の外側にほとんど出さず、しかも構成はシンプルであるのでコストは従来とほとんど変わらず、また面状発熱体に配設したとしても表面に凸凹が発生することもなく、アースを取る必要もないので、一般家庭でも容易に使用することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯糸と、該芯糸に巻回してなる信号線と、前記芯糸および前記信号線の外周に円筒状に被覆してなる機能絶縁層と、該機能絶縁層に巻回してなる発熱線と、前記機能絶縁層および前記発熱線の外周に順次円筒状に被覆してなる絶縁外被と外側機能樹脂層とを備え、前記外側機能樹脂層は電磁波シールド材料よりなるヒータ線。
【請求項２】
電磁波シールド材料はＴＰＯ樹脂に磁性体粉末を配合した請求項１に記載のヒータ線。
【請求項３】
ヒータ線を有し、該ヒータ線を配設固定してなる表面材と、断熱材と、裏面材とを備え、前記表面材の少なくとも片面に電磁波シールド材料よりなるフィルムを装着してなる面状発熱体。
【請求項４】
ヒータ線を有し、該ヒータ線を配設固定してなる表面材と、断熱材と、裏面材とを備え、前記表面材の少なくとも片面および裏面材の少なくとも片面に電磁波シールド材料よりなるフィルムを装着してなる面状発熱体。
【請求項５】
表面材の少なくとも片面に装着されている電磁波シールド材料よりなるフィルムと、裏面材の少なくとも片面に装着されている電磁波シールド材料よりなるフィルムとを面状発熱体外周において熱融着により一体化した請求項４に記載の面状発熱体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気カーペットや電気毛布、電気床暖房パネル等に用いられるヒータ線およびこれを利用した面状発熱体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の面状発熱体、例えば電気カーペットは図７のようになっている。すなわち、図７（ａ）に示すように、ヒータ線７’を配設固定した表面材８に発泡ウレタン１５を面状に発泡成形し面状発熱体１１’’を形成している。あるいは、図７（ｂ）に示すように、ヒータ線７’を配設固定した表面材８とニードルパンチフェルト等からなる断熱材９’とを接着させた構成としている。
【０００３】
ヒータ線７’は図８に示すように、ポリエステル繊維等からなる芯糸１に銅合金等からなる信号線２を巻付け、芯糸１および信号線２の上からポリアミド樹脂等からなる機能絶縁層３を被覆し、さらに機能絶縁層３に発熱線４を巻付け、発熱線４および機能絶縁層３の上に塩化ビニル等からなる絶縁外被５を被覆している。
【０００４】
図９は、面状発熱体１１’’の回路図であり、ヒータ線７’の中の発熱線４はリレー１６を介して交流電源１７と繋がっている。温度制御としては、機能絶縁層３に高分子感温体を使用して、その漏れ電流を温度検出回路１８で検出し温度制御回路１９でリレー１６をＯＮ／ＯＦＦする方法やヒータ線７’の他に温度検知線やサーミスタを配設しておき、その特性変化を検出回路で検出し温度制御回路１９でリレー１６をＯＮ／ＯＦＦさせる方法などがある。いずれにしても、発熱線４には交流電流が流れる。
【０００５】
例えば図１０に示すように、発熱線４に紙面の手前から奥に向かって電流が流れると、ヒータ線７’の周囲に時計回りに磁界１２が発生する。逆に発熱線４に紙面の奥から手前に向かって電流が流れるとヒータ線７’の周囲には、反時計回りに磁界１２が発生する。そして交流電流は交互に電流の流れる方向が変わるので、ヒータ線７’の周りに発生する磁界１２も向きが交互に変わる交番磁界として発生する。この交番磁界が電界と相俟って電磁波を放射状に発散させることとなる。
【０００６】
このように発生した電磁波のうち、周波数の高いものは磁気ノイズとして他の電子機器に影響を及ぼし、また低い周波数のものは、最近人体に悪影響を及ぼす虞れがあると言われ、特に人体との距離が非常に近い電気カーペット、電気毛布等の面状発熱体においては問題となりつつある。
【０００７】
このような問題を解決するために図１１に示すようなヒータ線が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
このヒータ線は、巻芯２１と、巻芯２１に巻回す第１の発熱線２２と、第１の発熱線２２を被覆する第１の絶縁体２３と、第１の絶縁体２３に巻回す導線２４と、導線２４を被覆する第２の絶縁体２５と、第２の絶縁体２５に巻回す第２の発熱線２６と、第２の発熱線２６を覆う絶縁用外被２７から構成し、第１の発熱線２２と第２の発熱線２６との一端を直列に接続し、第１の発熱線２２と第２の発熱線２６の他端に電気を供給するようにしたものである。
【０００９】
このようにすれば、第１の発熱線２２と第２の発熱線２６に流れる電流は逆方向かつ同電流量となるため、互いに発生する磁界が同じ強度で逆の方向性となり、磁界を互いに打ち消し合うこととなる。
【００１０】
また、図１２に示すようなヒータ線を用いた面状採暖具も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１１】
これは、絶縁芯３１の周囲に発熱線３２を螺旋状に巻付け、その上を絶縁外被３３で覆い、さらに導電体３４で覆い隠し、その導電体３４の一端をアース端子Ｅに接続した構成としている。
【００１２】
このようにすれば、発熱線３２により発生する電磁波は導電体３４に吸収され電流に変換されてアース端子Ｅを通って大地に流れていくこととなる。
【特許文献１】特許第３３５１９６８号公報
【特許文献２】実開平５−６７７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、前記特許文献１のような構成では、電流を逆方向に流すために第２の発熱線が必要不可欠であり、また第２の絶縁体も必要となるので、材料費が高くなるとともに、製造工程も複雑になるためコストが大幅に上がってしまうという課題を有していた。また、ヒータ線自体の線径が太くなるため、このヒータ線を配設した面状発熱体では表面に凸凹が発生し感触が悪くなるという課題も有していた。
【００１４】
さらに前記特許文献２のような構成では、面状採暖具にアース端子が必要となってくるが、一般家庭のコンセントにはアース専用端子が設けられておらず、一般家庭では非常に使いづらい製品となってしまうという課題も有していた。
【００１５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、構成がシンプルでコストを上げることなく、線径も従来とほぼ同じでありながらヒータ線から発生する電磁波を抑制することができ、かつ一般家庭で容易に使用できるヒータ線およびそれを利用した面状発熱体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記従来の課題を解決するために、本発明のヒータ線は、芯糸と、芯糸に巻回してなる信号線と、芯糸および信号線の外周に円筒状に被覆してなる機能絶縁層と、機能絶縁層に巻回してなる発熱線と、機能絶縁層および発熱線の外周に順次円筒状に被覆してなる絶縁外被と機能樹脂層とを備え、機能樹脂層は電磁波シールド材料としたものである。
【００１７】
これによって、発熱線に電流が流れると磁界が発生するが、この磁界は最も通りやすい電磁波シールド材料からなる機能樹脂層に集中して通る。したがって、電磁波は機能樹脂層に閉じ込められた格好となり、ヒータ線の外側にはほとんど出てこない。しかも絶縁外被を被覆するまでの製造工程は従来と同じであり、単に絶縁外被の外周に電磁波シールド材料からなる機能樹脂層を被覆しただけで構成はシンプルであるのでコストは従来とほとんど変わらない。また、ヒータ線径も機能樹脂層分だけ大きくなるだけなので、面状発熱体に配設したとしても表面に凸凹が発生することもない。また、アースを取る必要もないので、一般家庭でも容易に使用することができる。
【００１８】
また、本発明の面状発熱体は、上記のヒータ線と、ヒータ線を配設固定してなる表面材と、断熱材と、裏面材とを備え、表面材の少なくとも片面に電磁波シールド材料よりなるフィルムを装着したものである。
【００１９】
これによって、ヒータ線から発生する磁界のうちヒータ線の最外層の機能樹脂層を抜けて出てくる漏れ磁界は電磁波シールド材料よりなるフィルムの中を集中して通るので、表面材より上面には磁界が出てこない。したがって、電磁波はヒータ線の機能樹脂層および表面材に装着されたフィルムに閉じ込められたような格好となって表面材よりも上面に出てこないこととなる。
【００２０】
また、本発明の面状発熱体は、上記のヒータ線と、ヒータ線を配設固定してなる表面材と、断熱材と、裏面材とを備え、表面材の少なくとも片面および裏面材の少なくとも片面に電磁波シールド材料よりなるフィルムを装着したものである。
【００２１】
これによって、ヒータ線から発生する磁界のうち裏面材の方向に出てくる漏れ磁界も裏面材に装着された電磁波シールド材料よりなるフィルムの中を集中して通るので、裏面材より下側に磁界が出てこない。したがって、電磁波はヒータ線の機能樹脂層、表面材に装着された電磁波シールド材料よりなるフィルム、裏面材に装着された電磁波シールド材料よりなるフィルムの３層で閉じ込められた格好となり面状発熱体の上面だけでなく、下面にも出てこないこととなる。
【００２２】
また、本発明の面状発熱体は、表面材の少なくとも片面に装着されている電磁波シールド材料よりなるフィルムと裏面材の少なくとも片面に装着されている電磁波シールド材料よりなるフィルムを面状発熱体外周において熱融着により一体化したものである。
【００２３】
これによって、ヒータ線から発生する電磁界のうち面状発熱体外周から出てくる漏れ磁界も面状発熱体外周の熱融着によって一体化された電磁波シールド材料からなるフィルムの中を集中して通るので、面状発熱体の外周からも磁界は出てこない。
【００２４】
したがって、電磁波は面状発熱体の表面材の上面、裏面材の下面および外周すべてから出てこないこととなる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のヒータ線は、芯糸と、芯糸に巻回してなる信号線と、芯糸および信号線の外周に円筒状に被覆してなる機能絶縁層と、機能絶縁層に巻回してなる発熱線と、機能絶縁層および発熱線の外周に順次円筒状に被覆してなる絶縁外被と機能樹脂層とを備え、機能樹脂層は電磁波シールド材料とした構成で、電磁波をヒータ線の外側にほとんど出さず、しかも絶縁外被を被覆するまでの製造工程は従来と同じであり、単に絶縁外被の外周に電磁波シールド材料からなる機能樹脂層を被覆しただけで構成はシンプルであるのでコストは従来とほとんど変わらない。また、ヒータ線径も機能樹脂層分だけ大きくなるだけなので、面状発熱体に配設したとしても表面に凸凹が発生することもない。また、アースを取る必要もないので、一般家庭でも容易に使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
第１の発明は、芯糸と、芯糸に巻回してなる信号線と、芯糸および信号線の外周に円筒状に被覆してなる機能絶縁層と、機能絶縁層に巻回してなる発熱線と、機能絶縁層および発熱線の外周に順次円筒状に被覆してなる絶縁外被と機能樹脂層とを備え、機能樹脂層は電磁波シールド材料とすることにより、発熱線から発生する磁界は最も通りやすい電磁波シールド材料からなる機能樹脂層に集中して通り、電磁波は機能樹脂層に閉じ込められた格好となり、ヒータ線の外側にはほとんど出てこない。しかも絶縁外被を被覆するまでの製造工程は従来と同じであり、単に絶縁外被の外周に電磁波シールド材料からなる機能樹脂層を被覆しただけで構成はシンプルであるのでコストは従来とほとんど変わらない。また、ヒータ線径も機能樹脂層分だけ大きくなるだけなので、面状発熱体に配設したとしても表面に凸凹が発生することもない。また、アースを取る必要もないので、一般家庭でも容易に使用することができる。
【００２７】
第２の発明は、特に、第１の発明の電磁波シールド材料をＴＰＯ樹脂に磁性体粉末を配合したものとすることにより、ＴＰＯ樹脂のゴムのように柔らかく伸びる性質を利用して磁性体粉末同志を接触させながら、電磁波シールド材料を薄く被覆することができる。また、ヒータ線としての可撓性を損なわせることもない。
【００２８】
第３の発明は、上記のヒータ線と、ヒータ線を配設固定してなる表面材と、断熱材と、裏面材とを備え、前記表面材の少なくとも片面に電磁波シールド材料よりなるフィルムを装着することにより、ヒータ線から発生する磁界のうちヒータ線の最外層の機能樹脂層を抜けて出てくる漏れ磁界は電磁波シールド材料よりなるフィルムの中を集中して通るので、表面材より上面には磁界が出てこない。したがって、電磁波はヒータ線の機能樹脂層および表面材に装着されたフィルムに閉じ込められたような格好となって表面材よりも上面に出てこないこととなる。
【００２９】
第４の発明は、上記のヒータ線と、ヒータ線を配設固定してなる表面材と、断熱材と、裏面材とを備え、前記表面材の少なくとも片面および裏面材の少なくとも片面に電磁波シールド材料よりなるフィルムを装着することにより、ヒータ線から発生する磁界のうち裏面材の方向に出てくる漏れ磁界も裏面材に装着された電磁波シールド材料よりなるフィルムの中を集中して通るので、裏面材より下側に磁界が出てこない。したがって、電磁波はヒータ線の機能樹脂層、表面材に装着された電磁波シールド材料よりなるフィルム、裏面材に装着された電磁波シールド材料よりなるフィルムの３層で閉じ込められた格好となり面状発熱体の上面だけでなく、下面にも出てこないこととなる。
【００３０】
第５の発明は、表面材の少なくとも片面に装着されている電磁波シールド材料よりなるフィルムと裏面材の少なくとも片面に装着されている電磁波シールド材料よりなるフィルムを面状発熱体外周において熱融着により一体化することにより、ヒータ線から発生する磁界のうち面状発熱体外周から出てくる漏れ磁界も面状発熱体外周の熱融着によって一体化された電磁波シールド材料からなるフィルムの中を集中して通るので、面状発熱体の外周からも磁界は出てこない。したがって、電磁波は面状発熱体の表面材の上面、裏面材の下面および外周すべてから出てこないこととなる。
【００３１】
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、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００３２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるヒータ線の構造図を示すものである。
【００３３】
図１において、ポリエステル繊維からなる芯糸１に銅合金からなる信号線２が巻き付けられており、この芯糸１と信号線２の上にポリアミド樹脂をベースとした高分子感温体が機能絶縁層３として被覆されている。この機能絶縁層３には銅合金からなる発熱線４が巻付けられており、機能絶縁層３と発熱線４の上に塩化ビニル樹脂からなる絶縁外被５、さらにその上に機能樹脂層６が被覆されている。機能樹脂層６は、電磁波シールド材料、具体的にはＦｅを主成分としたナノ結晶軟磁性材料をポリウレタン系ＴＰＯ樹脂に３０〜５０ｖｏｌ．％配合した材料で構成されており、被覆厚みは０．１〜０．３ｍｍである。
【００３４】
図２は、本発明の第１の実施の形態におけるヒータ線を利用した面状発熱体の斜視断面図を示すものである。
【００３５】
図２において、図１のように構成されたヒータ線７を表面材８に熱融着によって配設固定し、発泡ポリウレタン樹脂からなる断熱材９をヒータ線７が配設固定されている側に塗布して発泡成形している。１０はポリエチレンフィルムからなる裏面材であり、断熱材を保護するものである。
【００３６】
以上のように構成されたヒータ線について、以下その動作、作用を説明する。
【００３７】
まず、発熱線４に電流が流れると本来は図  に示すような磁界１２が発生する。しかし、磁界１２は空気よりも磁性体の方を良く通るので、図３に示すように発生した磁界１２のほとんどはヒータ線７の最外周にある機能樹脂層６の中を通ることとなる。電磁波１３は電界と磁界が交互に並んだ電磁界の中を進んで行くと言われているが、上記のように磁界１２がある場所に集中し広がっていない場合は、電磁波１３も進んでいかない。すなわち、電磁波１３は機能樹脂層６よりも外側に出て行くことができないということになる。
【００３８】
以上のように、本実施の形態においては従来のヒータ線の最外周に電磁波シールド材料からなる機能樹脂層６を被覆することにより、電磁波１３が機能樹脂層６よりも外側に出ていくことがなく、電磁波１３を抑制することができる。また、本実施の形態においては絶縁外被５を被覆するまでの製造工程は従来と変わることがなく、単に絶縁外被５の外周に機能樹脂層６を被覆するだけなので構成としてはシンプルであり、コストは従来とほとんど変わらない。また、機能樹脂層６の厚みは０．１〜０．３ｍｍといたって薄く、面状発熱体１１に配設したとしても表面に凸凹が発生することもない。さらに、電磁波を電流に変換してアースする必要がないので、アース端子を必要とせず、コンセントにアース端子が付いていない一般家庭でも容易に使用することができる。
【００３９】
また、本実施の形態の表面材８に図４に示すように機能樹脂層６を構成している電磁波シールド材料と同じ材料からなるフィルム１４を熱融着することにより、機能樹脂層６にピンホール等の不具合があって磁界１２がヒータ線７の外側に漏れてきたとしても、漏れ磁界１２’はフィルム１４内を集中して通るようになり、表面材８より上面に広がることはない。すなわち、電磁波１３は表面材８の上面に出てこないこととなる。
【００４０】
また、本発明の形態の表面材８と裏面材１０に図５に示すように機能樹脂層６を構成している電磁波シールド材料と同じ材料からなるフィルム１４を熱融着することにより、機能樹脂層６にピンホール等の不具合があって磁界１２がヒータ線７の外側に漏れてきたとしても、漏れ磁界１２’はフィルム１４内を集中して通るようになり、表面材８の上面および裏面材１０の下面に広がることはない。すなわち、電磁波１３は表面材８の上面および裏面材１０の下面には出てこないこととなる。
【００４１】
また、本発明の形態の表面材８と裏面材１０に機能樹脂層６を構成している電磁波シールド材料と同じ材料からなるフィルム１４を熱融着するとともに、面状発熱体１１’の外周を図６に示すように熱融着することにより、表面材８側のフィルム１４と裏面材１０側のフィルム１４は融けて一体化するので、漏れ磁界１２’は表面材８側のフィルム１４と裏面材１０側のフィルム１４を連続して通ることとなり、面状発熱体１１’の外周から外に広がることはない。すなわち、電磁波１３は表面材８の上面、裏面材１０の下面、面状発熱体１１’の外周から出てこないこととなる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上のように、本発明にかかるヒータ線およびそれを利用した面状発熱体は、電磁波をヒータ線の外側にほとんど出さず、しかも構成はシンプルであるのでコストは従来とほとんど変わらず、また面状発熱体に配設したとしても表面に凸凹が発生することもなく、アースを取る必要もないので、一般家庭でも容易に使用することが可能となるので、電気カーペットのみならず電気毛布、電気床暖房パネル、電気アンカ、電気足温器などの電気暖房機器や暖房便座等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態１におけるヒータ線の構造図
【図２】本発明の実施の形態１における面状発熱体の部分断面図
【図３】本発明の実施の形態１におけるヒータ線の拡大断面図
【図４】本発明の実施の形態１における他の面状発熱体の部分断面図
【図５】本発明の実施の形態１における他の面状発熱体の部分断面図
【図６】本発明の実施の形態１における他の面状発熱体の外周部断面図
【図７】従来の面状発熱体の部分断面図
【図８】従来のヒータ線の構造図
【図９】従来の面状発熱体の回路図
【図１０】従来の面状発熱体の電磁波発生模式図
【図１１】従来の他のヒータ線の構造図
【図１２】従来の他のヒータ線の構造図
【符号の説明】
【００４４】
１  芯糸
２  信号線
３  機能絶縁層
４  発熱線
６  機能樹脂層
７  ヒータ線
８  表面材
９  断熱材
１０  裏面材
１１  面状発熱体
１２  磁界
１３  電磁波
１４  フィルム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2006079834.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2006079834.tif 000012
【図１１】
2006079834.tif 000013
【図１２】
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