(57)【要約】【課題】  繰り返しの使用でも平面状電極から剥がれることがないと共に、リード線が引き抜かれ難く、耐久性に優れた接続端子および面状発熱体を提供すること。【解決手段】  ボタン状取付具３０のピン３０ａを通すための装着孔４６が形成してある導電性の平板部４０を有する接続端子２０である。平板部４０の裏面が取り付けられる平面状電極６に対して食い込む導電性の爪部４８が、平板部４０に一体的に形成してある。平板部４０と取付具３０との間に電気的に接続されるリード線２２を軸方向移動不能に把持することが可能な断面略Ｕ字形状の小把持部４２が、平板部４０の軸方向に連続して一体的に形成してある。リード線２２の外周に被覆してある絶縁チューブ２２ｂを軸方向移動不能に把持することが可能な断面略Ｕ字形状の大把持部４４が、小把持部４２の軸方向に連続して一体的に形成してある。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
取付具を通すための装着孔が形成してある導電性の平板部と、
前記平板部に一体的に形成してあり、前記平板部の裏面が取り付けられる平面状電極に対して食い込む導電性の爪部と、
前記平板部の軸方向に連続して一体的に形成してあり、前記平板部に電気的に接続されるリード線を軸方向移動不能に把持することが可能な断面略Ｕ字形状の小把持部と、
前記小把持部の軸方向に連続して一体的に形成してあり、前記リード線の外周に被覆してある絶縁チューブを軸方向移動不能に把持することが可能な断面略Ｕ字形状の大把持部と、を有する接続端子。
【請求項２】
前記装着孔の内周縁には、前記取付具が回転することを防止する凹凸が孔の内周縁に沿って複数形成してある請求項１に記載の接続端子。
【請求項３】
前記装着孔の周囲４カ所に、前記爪部が形成してある請求項１または２に記載の接続端子。
【請求項４】
前記取付具が、ボタン状取付具であり、
前記装着孔の内径と同等以下の外径を持つピンと、
前記ピンの頭部に形成され、前記装着孔の内径よりも大きな外径を持つピンヘッドと、
前記ピンの先端部に着脱自在に取り付けられるピン受けとを有する請求項１〜３のいずれかに記載の接続端子。
【請求項５】
発熱用導電性糸を少なくとも含み、所定間隔で配置される横糸と、
絶縁性糸からなり、前記横糸に交差して所定間隔で編み込まれて配置される縦糸と、
前記横糸の両端部に電気的に接続するようにそれぞれ配置される一対の平面状電極と、
前記横糸、縦糸および平面状電極で織り込まれた織布を被覆する絶縁被覆層と、
を有する面状発熱体であって、
それぞれの前記平面状電極の所定位置において、両側に位置する前記絶縁被覆層が除去され、請求項１〜４のいずれかに記載の接続端子が取り付けてあることを特徴とする面状発熱体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面状電極とリード線とを接続するための接続端子およびそれを用いた面状発熱体に係り、さらに詳しくは、繰り返しの使用でも平面状電極から剥がれることがないと共に、リード線が引き抜かれ難く、耐久性に優れた接続端子および面状発熱体に関する。
【背景技術】
【０００２】
面状発熱体としては、種々のタイプのものが知られているが、電極形状により分類すると、直列電極タイプの面状発熱体と、並列電極タイプの面状発熱体とがある。直列電極タイプの面状発熱体では、ニクロム線や金属箔などの線状の発熱素子が、蛇行状に配置されて面を形成し、その線状の発熱素子の両端に電圧を印加して、線状の発熱素子を発熱させる。
【０００３】
並列電極タイプの面状発熱体には、二つのタイプの面状発熱体がある。一つは、並列に配置された一対の電極間に、面状の導電フィルムなどからなる発熱素子を配置するタイプ（純粋面状タイプ）である。もう一つは、並列に配置された一対の電極間に、線状の発熱素子を並列に配置するタイプ（線面タイプ）である。
【０００４】
直列電極タイプの面状発熱体では、線状発熱素子の長手方向の一部が切断されると、発熱体の全体に電流が流れなくなり、面状発熱体としての機能を有しなくなるという課題を有する。これに対して、並列電極タイプの面状発熱体では、面状の発熱素子または線状の発熱素子の一部が切断されても、その他の発熱素子に電流が流れ、面状発熱体としての機能を維持することができる。
【０００５】
ところが、並列電極タイプの一つである純粋面状タイプの面状発熱体では、発熱素子の発熱量が一般に小さく、十分な発熱量を得ることが困難である。また、この純粋面状タイプの面状発熱体では、面状の発熱素子の一部に破損が生じると、その破損が生じた部分の周囲に電界が集中し、電流が流れすぎることにより異常発熱を生じやすいという課題がある。
【０００６】
それに対して、線面タイプの面状発熱体では、線状の発熱素子を用いているために比較的に大きな発熱量を得ることができる。また、線状の発熱素子の一本が切れたとしても、その切れた発熱素子には、電流が流れず、発熱しなくなるのみであり、他の線状の発熱素子には電界が集中することもなく、正常に発熱し続ける。
【０００７】
そこで、並列電極で線面タイプの面状発熱体が、様々な分野において好ましく用いられている。従来の線面タイプの面状発熱体では、たとえば特許文献１に示すように、縦糸と横糸とを密に編み込んだ織布を樹脂フィルムで被覆して構成してある。横糸の両端には、縦糸と平行に、平面状電極が接続してある。平面状電極も、織布の一部となり、樹脂フィルムで被覆される。各平面状電極は、たとえば特許文献２に示すように、複数の導電線で構成してあり、それらの導電線は、ハニカム状に接続される。
【０００８】
線面タイプの面状発熱体において、各平面状電極に電力を供給するために、平面時用電極の所定位置に、電力を供給するためのリード線が接続された接続端子が接続される。従来では、接続端子は、単純なリング形状の端子であった。また、このリング形状の端子は、平面状電極の所定位置で、その表面に形成された絶縁被覆層が剥がされた位置に、ボタン状取付具により取り付けられている。その際に、従来では、平面状電極の片側表面に形成された絶縁被覆層のみを剥がし、他方の面に形成された絶縁被覆層は剥がさないままであった。
【０００９】
このため従来では、面状発熱体を長時間使用すると、ボタン状取付具と絶縁被覆層との間に緩みが生じ、接触抵抗が上がり、異常発熱が生じるおそれがある。また、従来の接続端子は、平面状電極に対して回転して位置ズレしやすいと共に、平面状電極から剥がれやすい。さらに、従来の接続端子は、リード線に引き抜き力や回転力が作用した場合に、リード線が接続端子から取り外されやすい構造であった。
【特許文献１】実公昭６２−４０３８９号公報
【特許文献２】特公平１−３０２６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、繰り返しの使用でも平面状電極から剥がれることがないと共に、リード線が引き抜かれ難く、耐久性に優れた接続端子および面状発熱体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明に係る接続端子は、
取付具を通すための装着孔が形成してある導電性の平板部と、
前記平板部に一体的に形成してあり、前記平板部の裏面が取り付けられる平面状電極に対して食い込む導電性の爪部と、
前記平板部の軸方向に連続して一体的に形成してあり、前記平板部に電気的に接続されるリード線を軸方向移動不能に把持することが可能な断面略Ｕ字形状の小把持部と、
前記小把持部の軸方向に連続して一体的に形成してあり、前記リード線の外周に被覆してある絶縁チューブを軸方向移動不能に把持することが可能な断面略Ｕ字形状の大把持部と、を有する。
【００１２】
本発明に係る接続端子では、平板部に形成してある爪部が、平面状電極に対して食い込むので、接続端子が、平面状電極に対して回転して位置ズレすることがないと共に、長期間の使用でも、平面状電極から剥がれ難い。また、本発明の接続端子では、小把持部と大把持部とで、絶縁チューブで被覆されたリード線を軸方向移動不能に把持する。このため、接続端子は、リード線に引き抜き力や回転力が作用した場合に、リード線が接続端子から取り外され難い。すなわち、本発明によれば、耐久性に優れた接続端子を実現することができる。
【００１３】
好ましくは、前記装着孔の内周縁には、前記取付具が回転することを防止する凹凸が孔の内周縁に沿って複数形成してある。この凹凸により、取付具が接続端子に対して相対回転することを有効に防止することができ、結果として、接続端子と平面状電極との接続が緩むことを有効に防止することができる。
【００１４】
好ましくは、前記装着孔の周囲４カ所に、前記爪部が形成してある。このような構造とすることで、接続端子が平面状電極に対して相対回転することを有効に防止することができる。また、接続端子と平面状電極との接続もより強固になる。
【００１５】
好ましくは、前記取付具が、ボタン状取付具であり、
前記装着孔の内径と同等以下の外径を持つピンと、
前記ピンの頭部に形成され、前記装着孔の内径よりも大きな外径を持つピンヘッドと、
前記ピンの先端部に着脱自在に取り付けられるピン受けとを有する。
ボタン状取付具を用いれば、平面状電極に対して、接続端子を容易に取り付けることができる。
【００１６】
本発明に係る面状発熱体は、
発熱用導電性糸を少なくとも含み、所定間隔で配置される横糸と、
絶縁性糸からなり、前記横糸に交差して所定間隔で編み込まれて配置される縦糸と、
前記横糸の両端部に電気的に接続するようにそれぞれ配置される一対の平面状電極と、
前記横糸、縦糸および平面状電極で織り込まれた織布を被覆する絶縁被覆層と、
を有する面状発熱体であって、
それぞれの前記平面状電極の所定位置において、両側に位置する前記絶縁被覆層が除去され、前記接続端子が取り付けてあることを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る接続端子は、平面状電極を有する全ての電気製品に用いることができるが、特に、いわゆる線面タイプの面状発熱体に対して適用することが、より好ましい。その場合において、平面状電極の所定位置において、両側に位置する前記絶縁被覆層が除去され、前記接続端子が取り付けてあるため、長期間の使用でも、接続端子および取付具と平面状電極との接続に緩みが生じにくく、耐久性に優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る面状発熱体の全体斜視図、
図２は図１に示す面状発熱体野II−II線に沿う断面図、
図３は図１に示す面状発熱体のIII−III線に沿う要部断面図、
図４は図１に示す接続端子の斜視図である。
【００１９】
図１および図２に示すように、本発明の一実施形態に係る面状発熱体２は、絶縁被覆層４，４を有し、これらの絶縁被覆層４，４の間に、横糸８と縦糸１０とから成る織布５が挟み込まれている。織布５の横糸８は、発熱用導電性糸と、必要に応じて絶縁糸を含む糸で構成してある。横糸８を構成する発熱用導電性糸は、たとえば絶縁性フィラメントの外周を導電性塗料で被覆したものおよび炭素繊維からなるものなどがある。この発熱用導電性糸は、単線でも撚り線でも良い。絶縁性フィラメントの材質としては、特に限定されないが、ポリエステル、コットン、ナイロン、ガラス繊維などである。導電性塗料としては、たとえば導電性粒子を混入して得られる温度依存性の高い正温度特性（ＰＴＣ）型の導電性塗料などが用いられる。
【００２０】
ＰＴＣ型の導電性塗料としては、高温になるにつれて、抵抗が増大し、良好な自己温度調節機能を発揮するものであれば特に限定されず、たとえば金属粒子、カーボン粒子（カーボンブラック粒子、グラファイトカーボン粒子、黒鉛粒子）などの、導電性粒子を含有するものが用いられる。導電性粒子としては、カーボン粒子が好ましく用いられる。
【００２１】
このような導電性塗料中に、絶縁性フィラメントを浸漬して乾燥させれば、本実施形態の横糸８を構成する導電性糸が得られる。導電性糸の電気抵抗値は、おおむね、１０〜１５０００Ω／ｃｍである。
【００２２】
本実施形態では、縦糸１０は、面状発熱体２の長手方向Ｌに沿って延び、その長手方向Ｌに直交する幅方向Ｗに沿って所定間隔で配置され、絶縁性糸で構成してある。
【００２３】
縦糸１０を構成する絶縁性糸は、たとえば導電性塗料で被覆されていない以外は同様な導電性糸の芯材として用いられる絶縁性フィラメントで構成される。また、例えば金属線を絶縁被覆したものでも良い。この縦糸１０も、単線でも撚り線でも良い。
【００２４】
横糸８の幅方向Ｗの両端には、一対の平面状電極６が織布５の長手方向Ｌに沿って配置してある。各平面状電極６は、平面状に配置された複数の電極線で構成してある。電極線は、たとえば銅、および銅に錫、ニッケルまたは真鍮をメッキしたもの、鉄、ステンレスなどからなる。電極線は、単線でも撚り線でも良い。この電極線の線径は、縦糸１０おび横糸８の線径と略同じであり、好ましくは１０〜１０００μｍである。
【００２５】
平面状電極６を構成する電極線は、横糸８および縦糸１０と共に編み込まれて、織布５を構成する。本実施形態では、織布５における隣り合う横糸８相互間の間隔Ｌ１は、好ましくは０．０１〜５０mmである。また、織布５における隣り合う縦糸１０相互間の間隔Ｗ１は、好ましくは０．０１〜５０mmである。
【００２６】
横糸８の配置間隔Ｌ１が狭すぎると、単位面積あたりの発熱量が大きくなりすぎる傾向にあり、横糸８の配置間隔Ｌ１が広すぎると、面状発熱体全体としての発熱能力が低下する傾向にある。なお、縦糸１０は、ほとんど発熱に寄与しないため、織布５としての強度を保持できる限り、縦糸１０の配置間隔Ｗ１は、横糸８の配置間隔Ｌ１よりも広くすることができる。ただし、横糸８と縦糸１０との織布５を形成する作業性を考慮すると、横糸の配置間隔Ｗ１と、縦糸の配置間隔Ｌ１とは、実質的に同じ程度がよい。平面状電極６を構成する電線の間隔も、織布５を形成する作業性を考慮すると、縦糸の配置間隔Ｌ１と同程度が好ましい。
【００２７】
縦糸１０と、横糸８と、平面状電極６とからなる織布５は、図２に示すように、透明または不透明な絶縁被覆層４で被覆される。絶縁被覆層４は、特に限定されないが、たとえば塩化ビニルシート、ＰＥＴシート、ポリオレフィンシート、ポリウレタンシート、アクリルシートなどで構成される。
【００２８】
織布５を絶縁被覆層４で被覆するための方法としては、特に限定されないが、接着剤による方法、熱融着による方法などが例示される。接着剤を用いる場合には、接着剤としては、ポリウレタン系やエポキシ樹脂系の接着剤が好ましく使用される。
【００２９】
また、上述した実施形態における面状発熱体２の絶縁被覆層４は、単層膜でも良いが、たとえば塩化ビニルシートとポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シートとの多層膜で構成しても良い。この絶縁被覆層４を、塩化ビニルシートとＰＥＴシートとの多層膜で構成する場合には、内側を塩化ビニルシートで構成し、外側をＰＥＴシートで構成することが好ましい。ＰＥＴシートを外側に配置することで、外側からの液体の浸透を有効に防止することができる。また、内側に比較的に柔軟な塩化ビニルシートを配置することで、発熱体となる織布を挟み込んでの熱融着が容易になると共に、外側のＰＥＴシートの破損を、内側の塩化ビニルシートで補填することができる。多層膜は、たとえば熱ラミネーション工法などで製造することができる。
【００３０】
各平面状電極６の長手方向Ｌの端部には、接続端子２０およびボタン状取付具３０を介して、電源に接続するためのリード線２２が接続してある。このリード線２２を介して、一対の平面状電極６間に印加される電圧は、特に限定されないが、たとえば２５０ボルト以下である。平面状電極６の間に電圧が印加されると、横糸８の長手方向Ｗに電流が流れ、横糸８が発熱する。本実施形態では、面状発熱体における発熱部の発熱温度は、絶縁被覆層４の材質などにもよるが、８０℃以下程度が好ましい。
【００３１】
本実施形態では、接続端子２０は、図３および図４に示すように、ボタン状取付具３０のピン３０ａを通すための装着孔４６が形成してある導電性の平板部４０を有する。平板部４０は、長手方向に沿って長方形状を有している。この平板部４０には、平板部４０の裏面が取り付けられる平面状電極６に対して食い込む導電性の爪部４８が、装着孔４６の周囲４カ所に、プレス加工などにより、一体的に形成してある。装着孔４６の内周縁には、ギア形状の凹凸が形成してある。
【００３２】
この平板部４０の長手方向の後端部には、断面略Ｕ字形状の小把持部４２と、同じく断面略Ｕ字形状で、小把持部４２の内径よりは大きな内径を持つ大把持部４４とが一体的に形成してある。平板部４０、小把持部４２および大把持部４４は、たとえば一枚の金属板からプレス打ち抜き加工などにより一体に形成することができる。端子電極２０を構成する金属としては、導電性に優れたものであれば、特に限定されず、たとえば鉄、ステンレス、銅、および銅に錫、ニッケルまたは真鍮をメッキしたものなどが例示される。
【００３３】
リード線２２の先端で、絶縁チューブ２２ｂが剥がされ、導電線２２ａがむき出しの状態とされ、そのむき出し状態の導電線２２ａを、小把持部４２は、両側から挟み込み、軸方向に移動不能に保持する。大把持部４４は、絶縁チューブ２２ｂが剥がされる直前の絶縁チューブ２２ｂの先端部を、両側から挟み込み、軸方向に移動不能に保持する。
【００３４】
導電線２２ａの先端には、図３に示すように、リング状端子２６が接続してある。リング状端子２６には、貫通孔が形成してあり、その貫通孔および平板部４０の装着孔４６を通して、ボタン状取付具３０のピン３０ａが貫通する。図３に示すように、接続端子２０が取り付けられる部分では、面状発熱体２における絶縁被覆層４は、表裏面の双方において、その一部分のみが、加熱などの手段で除去され、平面状電極６の表裏面が露出している。
【００３５】
露出している平面状電極６の一方の表面に対して、本実施形態の接続端子３０における平板部４０の裏面が接触するように配置される。リード線２２の先端に露出している導電線２２ａの先端に接続してあるリング状端子２６の貫通孔に、ボタン状取付具３０のピン３０ａを通し、さらに、そのピン３０ａを、平板部４０の装着孔４６を通して、平面状電極６を貫通させ、電極６の裏面から突出させる。電極６の裏面から突き出ているピン３０ａの先端には、ボタン状のピン受け３２が着脱自在に取り付けられる。
【００３６】
ピン受け３２は、平面状電極６の裏面に圧着する。その結果、ボタン状取付具３０のピンヘッド３０ｂは、リング状端子２６および接続端子２０の平板部４０を平面状電極６の表面に押し付ける。そのため、接続端子２０の平板部４０の裏面から突き出ている爪部４８が平面状電極６に食い込み、接続端子２０は、平面状電極６に対して強固に接続される。
【００３７】
リード線２２の先端が接続された接続端子２０が平面状電極６に対して接続された後、その接続部分における面状発熱体２の表裏面は、絶縁被覆層４が剥がされているので、その他の絶縁シート、絶縁フィルムなどで被覆したり、絶縁性接着剤を塗布乾燥して、絶縁被覆しても良い。
【００３８】
本実施形態に係る面状発熱体２は、並列電極タイプで、いわゆる線面タイプの面状発熱体である。そのため、面状発熱体の一部に破損が生じて、横糸８からなる線状発熱素子の一部が切断されたとしても、他の横糸８には電流が供給され、発熱を維持することができる。また、切断された横糸８は、電流が流れずに発熱しないのみであり、他の横糸８に印加される電圧も変化せず、異常発熱などが発生するおそれもない。
【００３９】
しかも、本実施形態に係る面状発熱体２では、平板部４０に形成してある爪部４８が、平面状電極６に対して食い込むので、接続端子２０が、平面状電極６に対して回転して位置ズレすることがないと共に、長期間の使用でも、平面状電極から剥がれ難い。また、接続端子２０では、小把持部４２と大把持部４４とで、絶縁チューブ２２ｂで被覆されたリード線２２を軸方向移動不能に把持する。このため、接続端子２０は、リード線２２に引き抜き力や回転力が作用した場合に、リード線２２が接続端子２０から取り外され難い。すなわち、本実施形態によれば、耐久性に優れた接続端子２０を実現することができる。また、平面状電極上の絶縁被膜層を、表裏両面側ともに剥離し、接続端子を強固に接続させるため、大幅に電極給電容量を上げることができる。
【００４０】
さらに、本実施形態では、装着孔４６の内周縁には、ボタン状取付具３０のピン３０ａの回転を防止する凹凸が孔４６の内周縁に沿って複数形成してある。この凹凸により、ピン３０ａが接続端子２０に対して相対回転することを有効に防止することができ、結果として、接続端子２０と平面状電極６との接続が緩むことを有効に防止することができる。さらに、本実施形態では、ボタン状取付具を用いているので、平面状電極６に対して、接続端子２０を容易に取り付けることができる。
【００４１】
図４に示す接続端子２０を実際に作製し、図１〜図２に示す面状発熱体２の平面状電極６の端部に、図３に示す方法で、接続端子２０をリード線２２と共に接続し、面状発熱体２の表面発熱温度が約８０°Ｃになるように通電し、次に示す条件で屈曲試験を行った。すなわち、面状発熱体２を、発熱状態を維持しながら、１秒間に１回のタイミングで屈曲する、屈曲回数１０万回の連続屈曲試験を、試験体数１０個で実施したが、いずれも、接続端子の接続部分に異常は見あたらなかった。
【００４２】
これに対して、本実施形態の接続端子２０を用いることなく、リング状端子のみを用い、従来の方法で、同様な試験を行った結果、リング状端子の浮き上がりなどの異常が、１０個の試験のうち、３個の試験で見つかった。
【００４３】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
たとえば、接続端子２０が平面状電極６に対して接続される位置は、図１に示すように、一対の平面状電極における長手方向Ｌの同じ側の一端ではなく、相互に異なる側の端部であっても良い。
【００４４】
また、本発明の取付具も、ボタン状取付具３０に限定されず、その他の取付具を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係る面状発熱体の全体斜視図である。
【図２】図２は図１に示す面状発熱体野II−II線に沿う断面図である。
【図３】図３は図１に示す面状発熱体のIII−III線に沿う要部断面図である。
【図４】図４は図１に示す接続端子の斜視図である。
【符号の説明】
【００４６】
２…  面状発熱体
４…  絶縁被覆層
５…  織布
６…  平面状電極
８…  横糸
１０…  縦糸
２０…  端子電極
２２…  リード線
３０…  ボタン状取付具
４０…  平板部
４６…  装着孔
４８…  爪部
【図１】
2006338900.tif 000003
【図２】
2006338900.tif 000004
【図３】
2006338900.tif 000005
【図４】
2006338900.tif 000006