(57)【要約】【課題】新たな構造を備えた面状発熱体とその製造方法を提供する。【解決手段】導電性を有する金属で構成された面状発熱体２０である。面状発熱体２０は、金属製の網線部２３間に、平面視千鳥配列に配置された多数の貫通孔２２を備えたメタルラス２１を用いて形成されたものである。メタルラス２１のストランドの刻み幅及び貫通孔の大きさを変化させるとともに、メタルラス２１に対して厚み方向に力を加えて網線部２３の厚み及び幅を変化させることにより、その電気抵抗値を制御された面状発熱体を製造することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を有する金属で構成された面状発熱体において、
前記面状発熱体は、金属製の網線部間に、平面視千鳥配列に配置された多数の貫通孔を備えたメタルラスによって構成されたものであり、
前記網線部の厚みが0.1ｍｍ以下であり、
幅10ｍｍ×長さ1000ｍｍを測定単位とする電気抵抗値が5Ω以上であることを特徴とする面状発熱体。
【請求項２】
導電性を有する金属で構成された面状発熱体の製造方法において、
前記面状発熱体は、金属製の網線部間に、平面視千鳥配列に配置された多数の貫通孔を備えたメタルラスを用いて形成されたものであり、
前記網線部のストランドの刻み幅及び貫通孔の大きさを変化させるとともに、前記メタルラスに対して厚み方向に力を加えて、前記網線部の厚みを変化させることにより、その電気抵抗値を制御した薄肉化メタルラスを得て、前記薄肉化メタルラスにより面状発熱体を構成することを特徴とする面状発熱体の製造方法。
【請求項３】
厚み方向に力を加える前の前記メタルラスの前記網線部の厚みが0.3ｍｍ以上であり、このメタルラスに対して圧延加工を施すことにより、前記網線部の厚みを0.1ｍｍ以下に変化させて、幅10ｍｍ×長さ1000ｍｍを測定単位とする電気抵抗値を5Ω以上に制御された前記薄肉化メタルラスを得ること特徴とする請求項２記載の面状発熱体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面状発熱体及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
面状発熱体は、種々の分野で利用され、種々の構造を備えたものが提案されている。
特許文献１は、鉄−クロム−アルミ系薄板の母材とアルミニウム箔とのクラッド鋼板を発熱体とし、この発熱体を焼鈍処理後、触媒を担持して触媒層を形成した触媒体を開示することに加えて、前記発熱体は、クラッド鋼板をラス加工後、波付け加工を施し、その後に焼鈍処理を行ってアルミナの皮膜を形成したものであることが開示されている。ところが、この特許文献１では、発熱体を、クラッド鋼板をラス加工（エキスパンド加工）等をすることを示すに止まり、その電気抵抗値などの特性については何らの開示もなされていないし、単に加工されたメタルラスをそのまま用いるものを開示しているに止まる。
【０００３】
また、特許文献２、３は、メタルラスなどを担体として、これに触媒を担持させた触媒体を、脱臭装置、排ガス浄化装置、Ｖ Ｏ Ｃ除去装置を含む空気清浄機などに利用するとこを開示しているが、メタルラスは単なる触媒の担体にすぎず、自ら発熱するものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３３４２９９号公報
【特許文献２】特開２００２−１９１９８６号公報
【特許文献３】特開２００７−２３６６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の事情に鑑み、本発明は、新たな構造を備えた面状発熱体の提供を課題とする。また本発明は、新たな面状発熱体の製造方法を提供するものであって、製造時に電気抵抗値を制御することができる製造方法、特に同一の素材を用いた場合であっても製造時の条件設定のみによって所望の電気抵抗値を有するものを製造することができる面状発熱体の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、導電性を有する金属で構成された面状発熱体において、前記面状発熱体は、金属製の網線部間に、平面視千鳥配列に配置された多数の貫通孔を備えたメタルラスによって構成されたものであるが、単にメタルラスを面状発熱体として用いることではなく、網線部のストランドの刻み幅や貫通孔の大きさ調整、圧延加工などの手段によって、前記網線部の厚みを0.1ｍｍ以下とし、幅10ｍｍ×長さ1000ｍｍを測定単位とする電気抵抗値が5Ω以上にまで高めた薄肉化メタルラスであることを特徴とする面状発熱体を提供する。この圧延加工など厚み方向に力を加えることによって、前記網線部が変形し、前記メタルラス形状（平面視において菱形の空間が千鳥状に配列された形状）が変化した、新たな面状発熱体を提供し得る。
【０００７】
また、本発明は、導電性を有する金属で構成された面状発熱体の製造方法において、前記面状発熱体は、金属製の網線部間に、平面視千鳥配列に配置された多数の貫通孔を備えたメタルラスを用いて形成されたものであり、前記メタルラスに対して厚み方向に力を加えて、前記網線部の厚みを変化させることにより、前記発熱部の電気抵抗値を制御した薄肉化メタルラスを得ることを特徴とする面状発熱体の製造方法を提供する。
【０００８】
特に、厚み方向に力を加える前の前記網線部の厚みが0.3ｍｍ以上であり、このメタルラスに対して圧延加工を施すことにより、前記網線部を厚み0.1ｍｍ以下に変化させて、幅10ｍｍ×長さ1000ｍｍを測定単位とする電気抵抗値を5Ω以上に制御された前記薄肉化メタルラスを得ることができるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、新たな構造を備えた面状発熱体を提供することができたものである。
本発明は、新たな面状発熱体の製造方法を提供することができたものであって、製造時に電気抵抗値を制御することができる製造方法、特に同一の素材を用いた場合であっても製造時の条件設定のみによって所望の電気抵抗値を有するものを製造することができる面状発熱体の製造方法を提供することができたものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（Ａ）本発明の実施の形態に係る処理前メタルラスの平面図、（Ｂ）薄肉化メタルラスの平面図。
【図２】本発明の実施の形態に係るメタルラスの説明図。
【図３】同薄肉化メタルラスを用いた面状発熱体の断面図。
【図４】（Ａ）同面状発熱体と組み合わせて用いられるメタル箔の断面図、（Ｂ）同面状発熱体と同メタル箔との積層体の断面図、（Ｃ）同面状発熱体と組み合わせて用いられる他のメタル箔の断面図。
【図５】（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ同メタル箔の要部切断斜視図、（Ｃ）（Ｄ）はそれぞれ他の実施の形態に係るメタル箔の要部切断斜視図。
【図６】（Ａ）同メタル箔の変形例の平面図、（Ｂ）同メタル箔の他の変形例の平面図。
【図７】（Ａ）同積層体により構成されたコイル構造体の構造を示すための斜視図、（Ｂ）同積層体により構成されたコイル構造体に対する流体の流れ方向を示すための斜視図。
【図８】実施例１〜６に係る処理前メタルラスと薄肉化メタルラスとの平面図。
【図９】加熱試験１の結果を示すグラフ及び各供試体の平面形状を示す説明図。
【図１０】加熱試験３の各供試体の平面形状を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
（面状発熱体について）
本発明の実施の形態に係る面状発熱体２０は、その発熱部分がメタルラス２１によって構成されたものである。このメタルラス２１は、図１に示すように、千鳥配列に配置された多数の貫通孔２２を備えたもので、金属板にスリットを形成すると共にエキスパンド加工等を施すラス加工によって製造され、同一形状の多数の貫通孔２２を備えている。貫通孔２２の形状は菱形などが一般的であるが、長方形状などの矩形状であってもよく適宜変更し得る。貫通孔２２で除去されてない部分が網線部２３を構成する。
【００１２】
このラス加工されたメタルラス２１に対して、網線部のストランドの刻み幅や貫通孔の大きさを調整するとともに、圧延加工などにより厚み方向に力を加えて、網線部２３の厚みを変化させることにより、その電気抵抗値を制御した薄肉化メタルラス２１ｂを得る。以下、発明を実施をするための形態では、薄肉化の処理を施したメタルラス２１のみを指す場合には薄肉化メタルラス２１ｂと言い、薄肉化の処理を施していないメタルラス２１を処理前メタルラス２１ａといい、両者を区別せずに言う場合にはメタルラス２１という。
この薄肉化メタルラス２１ｂの端部などの適宜位置に電極（図示せず）などを設けて通電可能とすることによって面状発熱体２０の主要な構造が完成する。
【００１３】
（原料の金属板材）
この面状発熱体２０は、その素材として板厚約0.03〜0.1ｍｍの金属板材を用いて製造することができるが、面状発熱体２０の用途や求められる発熱性能などによって変更して実施することができる。このメタルラス２１の素材は、導電性を有する素材で形成することができるが、特に、鉄やその合金（例えば固有抵抗が高いＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金）など、発熱性を持たせるために高い電気抵抗を有する金属を用いて実施することが適当である。
【００１４】
（処理前メタルラス２１）
処理前メタルラス２１ａは、エキスパンドメタルとも呼ばれ、例えば、素材の前記金属板材をエキスパンド製造機の金型によって千鳥状に切れ目を入れながら押し広げて（エキスパンドして）、その切れ目を菱形や亀甲形に成形したメッシュ状の板材で、この実施の形態では、メッシュの開口を貫通孔２２と呼び、金属部分を網線部２３と呼ぶ。この網線部２３のうち、線状の部分をストランド２４と言い、ストランド２４同士が交った部分をボンド２５と言う。また、メッシュの短目方向中心間距離をＳＷ、メッシュの長目方向中心間距離をＬＷ、ストランドの刻み幅をＷと言う。（図１（Ａ）及び図２参照）。このメッシュの大きさ及びラス厚みは適宜変更して実施することができるが、特に、次の範囲で実施することができる。
ＳＷ：1.0〜3.0ｍｍ
ＬＷ：1.5〜6.0ｍｍ
Ｗ：0.3〜0.8ｍｍ
ラス厚み：0.3〜1.0ｍｍ
【００１５】
但し、図２に示すように、ＳＷはメッシュの短目方向の中心間距離であり、ＬＷは同長目方向中心間距離であり、ラス厚み（図２では単に、厚みと表示した）はメタルラス２１の厚み方向の下端から上端までの距離である。処理前メタルラス２１ａは、素材の金属板材に単にスリットを形成するだけではなくエキスパンド加工がなされるため、その断面においては網線部２３が傾斜するなどして、立体的な形状を示すものであり、図２に示すように、その上下の面（図では左右の面）が網線部２３の角によって構成される。従って、他との接触は、原則的に、面接触ではなく、線接触となる。
【００１６】
（圧延加工）
上記の処理前メタルラス２１ａに対して、圧延加工を施すなどしてメタルラス２１に対して厚み方向に力を加えて、網線部２３の厚み及び幅を変化させて薄肉化メタルラス２１ｂを得ることができる。図１（Ａ）から図１（Ｂ）の変化に示すように、圧延加工を施すことによって、網線部２３の厚みが小さくなり平面視の幅が大きくなる。これによって得られた薄肉化メタルラス２１ｂは、その網線部２３が略平坦な薄板状となり、上下の面は、図３に示すように略平面状となるもので、他との接触は、原則的に、面接触となる。
【００１７】
（面状発熱体）
薄肉化メタルラス２１ｂに、電極（図示せず）などを設けて通電可能な面状発熱体２０を完成させる。この面状発熱体２０は、その電気抵抗値が変化すると共に表面積が変化することによって、その発熱性能並びにヒーターとしての性能を変化させることができるものである。特に、素材の金属板材との比較では、4倍以上（好ましくは10倍以上）に電気抵抗値を高くすることができる。具体的には、幅10ｍｍ×長さ1000ｍｍを測定単位とする電気抵抗値が、金属板材（鉄−クロム−アルミニウム合金）では約1〜2Ωであったところ、薄肉化メタルラス２１ｂにあっては約5Ω以上、好ましくは約10〜60Ωにまで高めることができたことは、発明者にとっても大きな驚きであった。特に、20〜40Ω程度を示すものが、発熱性能と強度とのバランスの点から好ましいと考えられる。
【００１８】
この薄肉化メタルラス２１ｂのメッシュの大きさは適宜変更して実施することができるが、特に、次の範囲で実施することができる。
ＳＷ：1.0〜3.0ｍｍ
ＬＷ：1.5〜6.0ｍｍ
Ｗ：0.3〜0.8ｍｍ
ラス厚み：0.03ｍｍ〜0.1ｍｍ以下（特に好ましくは0.03〜0.07ｍｍ）
薄肉化メタルラス２１ｂを用いた面状発熱体２０は、その電気抵抗値が大幅に増加すると共に、ラス加工のメッシュ形状や圧延の程度（圧延後の厚み）によって電気抵抗値を変化させることができる。さらに、薄肉化メタルラス２１ｂを用いた面状発熱体２０は、金属板材及び処理前メタルラス２１ａに比して、同一の発熱温度（金属の表面温度）を得るために要する消費電力量を小さくすることができ、同一消費電力量では、より大きな温度上昇を得ることができる。
【００１９】
（適用例）
本発明に係る面状発熱体２０は、開口率を70%以上とする事で太陽光の遮蔽量を低減できるため、寒冷地域で使用される融雪用シートヒーターとして用いることができるものであり、例えば太陽光発電用パネルやビニールハウスに対する融雪用シートヒーターに適用し得る。また自動車のシートヒーター、二輪車や自転車ハンドルの加温シート、家庭用ホットカーペット等に適用される均一加熱ができる高効率シートヒーターとして実施することができる。その際、面状発熱体２０に通電して用いられるため、その前面や背面など絶縁が必要な部分には、絶縁処理がなされたり、他の絶縁シートなどが配置されて用いられる。なお、薄肉化メタルラス２１ｂは、処理前メタルラス２１ａに比して厚みが小さく、また網線部２３の形状もフラットに近くなるため、処理前メタルラス２１ａよりも屈曲性や可撓性が高くなり、使用する部分の形状に応じた形状に変形させ易いため、例示したものは勿論それ以外の種々の用途に適用することができる。薄肉化メタルラス２１ｂを用いた面状発熱体２０は種々の用途に適用することができるが、その際、電極、温度制御手段、配線、スイッチ、絶縁層などの絶縁手段などを用途に応じて付加して実施することができる。
【００２０】
（メタル箔について）
さらに、本発明に係る面状発熱体２０は、本願出願人の開発に係るメタル箔１０との併用も可能である。
このメタル箔１０について図４及び図５を参照して説明する。
【００２１】
このメタル箔１０は、山部１２と谷部１３とが周期的に繰り返す波形構造部１１を備えるものである。このメタル箔１０の全体形状は自由であるが、例えば一定幅で連続して伸びるウエブ状であったり、矩形であったり、円形であったり、種々の形状で実施することができる。
【００２２】
以下の説明では、ウエブ状のメタル箔１０を前提に説明するが、種々の形態で実施できるものである。
ウエブ状のメタル箔１０の場合、その長手方向に山部１２及び谷部１３が交互に配列されているもので、山部１２及び谷部１３の伸びる方向はウエブの幅方向に伸びることになる。以下、上記の長手方向を縦方向又は前後方向とし、上記の幅方向を横方向又は左右方向として説明するが、これらの記載は相対的な位置関係を示すに止まり、絶対的な位置を特定するものではない。また、ウエブの長手方向と、山部１２及び谷部１３の伸びる方向とは固定的に理解されるべきではなく、山部１２及び谷部１３の伸びる方向が、ウエブの幅方向としたものとして実施したり、ウエブの幅方向及び長手方向に対して傾斜したものとして実施したりしてもかまわない。
【００２３】
メタル箔１０の素材は金属や合成樹脂などの種々の素材で形成することができるが、特に、鉄やその合金（例えば固有抵抗が高いＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金）など、自己発熱性を持たせる場合などでは導電性を有する金属を用いて実施することが好ましい。板厚は0.05ｍｍなどの約0.02〜0.1ｍｍ薄板（箔）を用いて実施することが好ましいがその用途などに応じて変更することができる。
【００２４】
（波形構造部について）
このメタル箔１０は、山部１２及び谷部１３が交互に配列された波形構造部１１を備えるが、波形構造部１１はメタル箔１０の全体に形成されたものとして実施することができるが、一部にのみ形成されたものとして実施してもかまわない。一部にのみ形成する場合には、例えば、メタル箔１０の中央部分や、幅方向の例えば半分の部分や、周辺部分などに設けてもかまわない。
【００２５】
山部１２と谷部１３とは、上下方向において対称をなすものとして実施することができるが、山部１２と谷部１３とで幅や高さが異なるものであってもかまわない。
この実施の形態では、山部１２と谷部１３は、フラットな山上面１６と谷底面１７を備えており、山上面１６と谷底面１７との間が斜面１８でつながれた断面略台形状をなしている。なお、山上面１６及び谷底面１７と、斜面１８との間コーナー部分はアールを形成するなどしてもよく、台形状は幾何学的な意味に限定して理解されるべきではない。山上面１６と谷底面１７とがフラットであることにより、前述の面状発熱体２０との接触面積を増やすことができるなどの効果を発揮することができる。
【００２６】
（切開部及び突片ついて）
メタル箔１０は、その波形構造部１１に切開部１４及び突片１５を備えている。
切開部１４及び突片１５は、適宜手段で形成することができるが、たとえばメタル箔１０に対するバーリング加工によって形成することができる。
【００２７】
具体的にはバーリング加工を施すことにより形成されるバリとして実施することができるもので、一つの切開部１４に対して複数の突片１５を形成することができる。突片１５は互いに分離して突出しているもので少なくともその先端は互いに独立している（なお、突片１５同士はその基部同士で繋がっていてもかまわないが、先端は互いに独立しているものとして独立している）ものであり、突片１５同士の間に流通空間１９が存在し、空気などのガスに代表される流体が突片１５同士の間の流通空間１９からメタル箔１０の厚み方向（内外方向）に流れることができる。
【００２８】
各突片１５は、波形構造部１１の内側に向けて突出しているものである。波形構造部１１は全体として板状をなすため、内外の意味は相対的なものでしかないが、波形構造部１１を山部１２側と谷部１３側との間の仮想線で２分し、山部１２側の突片１５は、その仮想線と山部１２とのによって規定される空間内に突出し、谷部１３側の突片１５は、その仮想線と谷部１３とのによって規定される空間内に突出するものとして実施することができる。言い換えれば、突片１５は、山上面１６よりも上方に突出せず、突片１５は谷底面１７よりも下方に突出しないものとする。これによって、前述の略フラットな山上面１６と谷底面１７との相乗効果により、図４（Ｂ）に示すように、面状発熱体２０との接触面積を増やしたりロウ付け不良を抑制したりすることができる。また、当接する相手方の素材を傷つけないといった効果も発揮することができる。
【００２９】
切開部１４及び突片１５の形成位置については、図４（Ａ）、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、切開部１４及び突片１５を、山上面１６又は谷底面１７にのみ形成して斜面１８には形成しないようにすることができるし、図４（Ｃ）、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、切開部１４及び突片１５を、山上面１６又は谷底面１７と斜面１８とに連続して形成するようにすることができる。
【００３０】
突片１５は、金型の構造などによって種々変更することができるが、切開部１４の前後の２箇所から突出した２つの突片１５として実施できるし、切開部１４の３箇所以上から突出した突片１５として実施することもできる。また、切開部１４の平面視の形状は矩形であってもよく、円形や楕円形であってもよい。
【００３１】
突片１５は、バーリング以外の方法で形成することもでき、例えば切開部１４を刃物で切開しその余剰部分を曲げ加工して形成することもできる。
このメタル箔１０は、触媒を担持する担体としての利用や、電気抵抗の高い金属で実施することによる発熱体としての利用を示すことができる。
【００３２】
担体としてのメタル箔１０は、自動車排ガスや工場等から排出されるPMなどに汚染された空気を浄化する触媒を担持する担体として用いることができる。この場合、触媒成分としては、例えば、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）などの白金族触媒や、酸化チタンを主成分にし、バナジウム（Ｖ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）などの活性成分を添加したものを用いることができ、必要に応じて、メタルラス２１の表面にアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）などの耐熱性の酸化層を形成し、触媒を担体させることができる。
【００３３】
いずれの場合にも、メタル箔１０周辺（メタル箔１０の厚み方向と波形構造部１１の長手方向）の流体の流れを良好に保ちつつ、且つ、面状発熱体２０に対する接触面積の増大をなすことが好ましいが、上述のメタル箔１０の構造はこれに適した構造を提示する。特に、突片１５が山部１２又は谷部１３の内側に突出していることによって、山上面１６又は谷底面１７と、斜面１８とによって制限された空間において突片１５と山上面１６とが存在することによる流体の乱れの発生を促すことができると共に、切開部１４と突片１５の形態は、メタル箔１０の厚み方向と波形構造部１１の長手方向の流体の双方への流れを適度に保つことができるため、流体の流れの良好性、流体との接触時間、接触面積の増大をなすことができる。
【００３４】
（積層体としての適用例）
メタル箔１０と面状発熱体２０とは、両者を組み合わせた積層体３０としての利用することがきる。
メタル箔１０と面状発熱体２０とは互いに接合されていない状態（両者が接触している状態としていない状態の双方を含む）で利用することもできるし、メタル箔１０と面状発熱体２０とを接合させた状態で利用することもできるものであり、これらの状態を併せてメタル箔１０と面状発熱体２０を厚み方向に重ねた構造体を積層体３０と言うが、いずれの場合でも、メタル箔１０に対して面状発熱体２０を上下いずれか一方に配置させた形態と双方に配置させた形態とを取ることができる。
【００３５】
（メタル箔と面状発熱体とが接合されていない形態）
メタル箔１０と面状発熱体２０とは、次に述べるように、両者が接合されたものとして実施することもできるが、両者が接合されていない形態としても実施することができる。両者が接合されていない形態としては、メタル箔１０と面状発熱体２０とを接触（特に略フラットな山上面１６又は谷底面１７を備えている場合には面接触）させた状態であることが好ましいが、両者を接触（面接触を含む）させずに両者間に空間がある状態であってもかまわない。但し、接触させた状態で実施する場合では、前述の突片１５が内側に突出する効果を有効に発揮し得る。
【００３６】
（メタル箔と面状発熱体とが接合された形態）
メタル箔１０と面状発熱体２０とを接合させた形態は、両者を接合手段で一体化させるものであり、一つの分離しないシート構造体を構成する。接合手段は、両者を一体化させるものであればよいが、その好適な一例としてロウ付けや溶接を示すことができる。これらの接合手段を実施する場合、メタル箔１０と面状発熱体２０とはロウ付けや溶接が可能な金属などである必要があるが、その際、前述のように、突片１５が波形構造部１１の内側に向けて突出しているものであると共に山上面１６と谷底面１７とが略フラットなものであることによって、メタル箔１０と面状発熱体２０とを面接触させることができ、ロウ付けや溶接の不良を抑制することが可能となる。他の接合手段としては、ネジやリベットなどの締結体による接合や、接着剤などによる接着、各種テープによる固定などを例示することができ、各種接合手段を併用することも可能である。
なお、メタル箔１０と面状発熱体２０とを接合させる場合には、ロウ付け等をその一部分にのみ形成するようにして実施することも出来る。その際、図６（Ａ）に示すように、ウエブ状のメタル箔１０の幅方向の両側縁を面状発熱体２０にロウ付けする場合には、当該ロウ付けする部分３３に、切開部１４や突片１５を形成しないことで、ロウ付け面積をさらに増やすことができる。なお、この切開部１４や突片１５を形成しない領域は、ウエブ状のメタル箔１０の幅方向の中央に設けるなど、種々変更して実施することができる（図６（Ｂ）参照））。
なお後述するように、メタル箔１０と面状発熱体２０を重ねてコイル状に巻き付ける場合には、予め両者を接合した状態で巻きつけることもできるが、両者の周率差を考慮して予め接合しない状態で巻き付け、巻きつけ完了後にコイル状になされた端面にロウ剤を配置してロウ付けするようにしてもよい。また、巻きつけ完了後に同者を接合する場合、巻き付けの終端のみで両者を接合すると共にその内周に対して接合するだけに止めることもできる。
【００３７】
なお、メタル箔１０と面状発熱体２０とを接合させる場合には、ロウ付け等をその一部分にのみ形成するようにして実施することも出来る。その際、ウエブ状のメタル箔１０の幅方向の両側縁を面状発熱体２０にロウ付けする場合には、当該ロウ付け部分には、切開部１４や突片１５を形成しないことで、ロウ付け面積をさらに増やすことができる。なお、この切開部１４や突片１５を形成しない領域は、ウエブ状のメタル箔１０の幅方向の中央に設けるなど、種々変更して実施することができる。
【００３８】
（積層体３０の作用効果）
上述の接合の有無に関わらず、積層体３０では、前述のメタル箔１０単体としての利点に加えて、面状発熱体２０との相乗効果が発揮され得る。
積層体３０とその周辺の流体との関係では、山上面１６又は谷底面１７と、斜面１８とに加えて、面状発熱体２０の存在によって、その空間がさらに制限される。その際、面状発熱体２０が流体の通過を許さないか或いは制限するものとして実施した場合には、各積層体３０間の流体の移動を制限できる。他方、貫通孔２２を備える場合などには、各積層体３０間の流体の移動を許容することができる。その際、突片１５間の流通空間１９と切開部１４との存在によって、各積層体３０間の流体の移動を充分に確保することができる。特に、各積層体３０間の流体の移動を必要とする場合や、積層体３０間の流体の移動が有る方が有利な場合には、貫通孔２２を備えることが好ましい。
【００３９】
（積層体の具体的利用形態）
メタル箔１０は前述のように触媒を担持させておき、面状発熱体２０と厚み方向に重ねた積層体３０として用いることができる。そして例えば、この積層体３０は、平板状のシート構造体として利用することができるが、図７（Ａ）に示すように、渦巻き状に巻回させたコイル構造体３１としても実施することができる。
【００４０】
その具体的な適用例としては、メタル箔１０をメタル担体に適用する例を示すことができる。また、メタル箔１０と面状発熱体２０との双方に触媒を担持させることもできる。
その際、メタル箔１０と面状発熱体２０との少なくとも何れか一方に触媒を担持させた後に、両者を重ね合わせて、渦巻き状に巻回するようにしてもかまわないが、メタル箔１０と面状発熱体２０とを重ねて巻回した後に、両者に触媒を担持させるようにすると、巻回などの加工時に担持させた触媒が傷つけられるおそれを解消することができる。
いずれの場合にあっても、メタル箔１０と面状発熱体２０との双方が厚み方向への貫通部を有しているため、コイル構造体３１の径方向へ複数の層に渡って流体が流れることもでき、３次元的な流体の移動が促進される。
【００４１】
なお、メタル箔１０と面状発熱体２０とは、接合されていなくてもよく、接合されたものであってもよい。メタル箔１０の山上面１６と谷底面１７とが略フラットなものであると共に突片１５が内側に突出しているため、面状発熱体２０を傷つけることがなく、また、接合する場合には、ロウ付けや溶接の不良を抑制することが可能となる。
【００４２】
巻回の方向は、ウエブの長手方向の一端側が内周端、他端側が外周端となるように、言い換えれば、山部１２及び谷部１３の伸びる方向はウエブの幅方向が、コイル構造体３１の軸方向に略一致するように巻回すればよい。これによって、コイル構造体３１の軸方向の一端面から他端面へ（図７（Ｂ）の下面から上面へ）流体を流すことができ、流された流体は、一端面から他端面への移動中に、積層体３０の周方向へも移動することができ、流体の乱流化を促進することができる。
【００４３】
この積層体３０は、排ガス浄化装置、ＰＭ除去装置、脱臭装置などの各種のガス浄化装置に適用することができるし、各種の加熱装置にも適用することができる。さらに具体的には、本願出願人の出願に係る特開２０１５−２２３５７９号の空気浄化装置における加熱ユニットと浄化ユニットとを一体化させた複合ユニットとしても実施することができる。またヒーターとしての一適用例としては、過熱蒸気生成器を示すことができるものであり、電極を設けた電気加熱ヒーターとして積層体３０を採用し、水蒸気を直接加熱し過熱蒸気を生成するものとして実施することができる。この例では、水蒸気をコイル構造体３１の一方の端面から他方の端面へ通過させることによって、水蒸気を直接過熱することができ、小型化が可能であり、加熱効率の向上を図ることができるものである。
【実施例】
【００４４】
以下本発明の理解を高めるために実施例を示すが、本発明はこの実施例に限定して理解されるべきではない。
実施例１〜６は、１種類の素材の金属板材に、異なるラス加工を施して６種類の処理前メタルラス２１ａを製造し、それぞれについて圧延加工を施して６種類の薄肉化メタルラス２１ｂを得たものである。
【００４５】
（原料の金属板材）
各実施例の素材の金属板材には、共通したものを用いた。具体的には、板厚0.05ｍｍ、長さ1ｍ、幅80ｍｍの合金（Ｆｅ−18％Ｃｒ−3％Ａｌ）製の板材を用いた。
【００４６】
（処理前メタルラス）
前記金属板材をエキスパンド製造機の金型によって千鳥状に切れ目を入れながら押し広げて、その切れ目を略菱形のメッシュ状の板材を得た。表１に、６種類（実施例１〜６）の金型の設計寸法と、これによって得られた処理前メタルラス２１ａの測定値を示す。各寸法の意味は実施の形態で示したとおりである。
【００４７】
【表１】
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【００４８】
（薄肉化メタルラス）
６種類の処理前メタルラス２１ａに対して、圧延加工を施して、それぞれ0.05ｍｍ厚みの薄肉化メタルラス２１ｂ（実施例１〜６）を得た。図８に、実施例１〜６に係る処理前メタルラス２１ａと薄肉化メタルラス２１ｂとの平面図（写真）を示す。また、表２に実施例１〜６に係る薄肉化メタルラス２１ｂの電気抵抗値（抵抗値（Ω））を、素材原料の金属板材の電気抵抗値との比と共に示す。なお、電気抵抗値は、いずれも幅10ｍｍ、長さ1000ｍｍ、厚み0.05ｍｍのものに対して長手方向の両端に電極を設けて測定した。
このように、実施例の肉薄化メタルラスは、素材原料に比して約4倍から30倍近くにまで電気抵抗値を高めることができたものである。
【００４９】
【表２】
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【００５０】
（加熱試験１）
加熱試験１として、実施例３に係る薄肉化メタルラス２１ｂ（供試体１）と同処理前メタルラス２１ａ（供試体２）とその素材の金属板材（供試体３）との加熱試験を行った。その結果を表３と図９とに示す。なお、表３においては、参考例として、SUS+Cu(0.03mm厚)からなる無加工の板材の結果も示した。
この加熱試験１は、供試体１〜３と参考例とのそれぞれを図９に示す略Ｍ字状の平面形状の形状としたものについて、その両端に電極を設けて通電させたもので、通電した電力と発熱温度（表面温度）とを測定した。
供試体１については、60℃の表面温度に達するのに10.9ｗの消費電力を要したのに対して、供試体２については、59℃の表面温度に達するのに15.2ｗの消費電力を要したものであり、薄肉化メタルラス２１ｂ（供試体１）にあっては、処理前メタルラス２１ａ（供試体２）に比して、約３分の２の電力消費量によって同等の発熱効果を得ることができたものである。また、供試体３や参考例と供試体１とを比較すると、さらにその差は明瞭である。
従って、本発明にあっては、金属板材及び処理前メタルラス２１ａに比して、同一の発熱温度（金属の表面温度）を得るために要する消費電力量を小さくすることができ、また、同一消費電力量ではより大きな温度上昇を得ることができることが確認された。
【００５１】
【表３】
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【００５２】
（加熱試験２）
加熱試験２として、実施例３に係る薄肉化メタルラス２１ｂを用いた加熱試験を行った。その結果を表４に示す。
この加熱試験２は、実施例３に係る薄肉化メタルラス２１ｂであって幅40ｍｍで長さの異なるもの（大：電気抵抗値5Ω、小：電気抵抗値7Ω）の２種類を作成して、電極を設けて通電した。加熱試験開始時の室内環境は室温24.3℃、湿度46％であった。通電後10秒経過した時点での実施例３の表面温度を測定し、その結果などを表４に示す。12Ｖの電圧を印加することで、10秒後に41℃と31℃に温度が上昇したものであり、電気抵抗値が大きい方が消費電力が少なく、温度上昇が低いことが示された。
【００５３】
【表４】
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【００５４】
（加熱試験３）
加熱試験３として、実施例１、実施例３及び実施例４に係る薄肉化メタルラス２１ｂを用いた加熱試験を行った。その条件と結果を表５及び図１０に示す。
この加熱試験３は、次の４種のパターンで行った。
【００５５】
パターン１：実施例１係る薄肉化メタルラス２１ｂをそのまま用いたものであって、幅80ｍｍ×長さ980ｍｍとしたものについて、6Ｖ、8Ｖ、12Ｖの３種類の電圧を印加した。
【００５６】
パターン２：実施例１係る薄肉化メタルラス２１ｂを用いたものであって、幅80ｍｍ×長さ980ｍｍとしたものについて、長さ40ｍｍのスリットを40ｍｍ間隔で対向する両辺から交互に設けたものについて、6Ｖ、8Ｖ、12Ｖの３種類の電圧を印加した。
【００５７】
パターン３：実施例１係る薄肉化メタルラス２１ｂを用いたものであって、幅80ｍｍ×長さ980ｍｍとしたものについて、長さ50ｍｍ幅10ｍｍのスリットを30ｍｍ間隔で対向する両辺から交互に設けたものについて、6Ｖ、8Ｖ、12Ｖの３種類の電圧を印加した。
【００５８】
パターン４：実施例３及び実施例４に係る薄肉化メタルラス２１ｂを用いたものであって、幅40ｍｍ×長さ280ｍｍとしたものについて、実施例３のものを２枚と、実施例４のものを２枚とを環状に直列で接続し、12Ｖの電圧を印加した。
加熱試験開始時の室内環境は室温27.0℃、湿度50％であった。通電後10秒経過した時点での各パターンの実施例１、３及び４の表面温度を測定し、その結果などを表５に示す。
【００５９】
パターン１と、パターン２及び３との比較において、スリットを設けたものの方が電気抵抗値が大きくなると考えられ、抵抗値が大きい方が消費電力が少なく、温度上昇が低いことが示された。
【００６０】
【表５】
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【符号の説明】
【００６１】
１０  メタル箔
１１  波形構造部
１２  山部
１３  谷部
１４  切開部
１５  突片
１６  山上面
１７  谷底面
１８  斜面
１９  流通空間
２０  面状発熱体
２１  メタルラス
２１ａ  処理前メタルラス
２１ｂ  薄肉化メタルラス
２２  貫通孔
２３  網線部
２４  ストランド
２５  ボンド
３０  積層体
３１  コイル構造体
【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】
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【図９】
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【図１０】
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