(57)【要約】【課題】  本発明の課題は、金属箔とヒータ線及び粘着シートとの間に生じる隙間を無くし、温度分布が均一で、且つ高い加熱効率を有するとともに、製造工程が簡略化され、効率よく生産できる面状ヒータを提供することにある。【解決手段】  所望の形状に刳り抜かれた粘着シート３の表面でヒータ線２が固着・配置され、さらに粘着シート３表面に金属箔５が直接貼付されている面状ヒータ１について、ヒータ線２と粘着シート３との接触部が面であり、ヒータ線２の幅が、ヒータ線２の頂点から粘着シート３との接触部に向かうにつれて、狭まること無く、且つ、接触部の幅がヒータ線２の幅の最大値であればよい。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望の形状に刳り抜かれた粘着シートの表面でヒータ線が固着・配置され、さらに該シート表面に金属箔が直接貼付されている面状ヒータについて、該ヒータ線と該粘着シートとの接触部が面であり、該ヒータ線の幅が、該ヒータ線の頂点から該粘着シートとの接触部に向かうにつれて、狭まること無く、且つ、該接触部の幅が該ヒータ線の幅の最大値であることを特徴とする面状ヒータ。
【請求項２】
該ヒータ線の断面が、なだらかなベル型及び／又は舌片状の延出部を有する形状であることを特徴とする、請求項１に記載の面状ヒータ。
【請求項３】
該ヒータ線と該粘着シートとの接触面の形状が平面であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の面状ヒータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面状ヒータに関する。就中、本発明は、電子炊飯器、足温浴器、さらには洋式便器の便座などの加熱・保温用に適した面状ヒータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、面状ヒータとしては、ヒータ線を配置した粘着シート表面に金属箔を直接又は粘着層越しに被覆したものが用いられている。
【０００３】
従来の面状ヒータの例は図１に横断面図で示されている。図１において、１は面状ヒータ、２はヒータ線、３はヒータ線２を配置・固定する両面粘着シート、４は両面粘着シート３の底部の未剥ぎ取り離型紙、５はヒータ線２をその上部から被覆しながら両面粘着シート３に貼り付けられた金属箔（例えば、アルミ箔）である。このようなヒータにおいて、面状ヒータ１の装置本体への装着に際しては、離型紙４を剥ぎ取り、露出した接着面が装置本体に貼付される。
【０００４】
しかし、この従来技術では、図１を見ても明らかなように、ヒータ線２の長手方向における断面形状が丸型であることから、金属箔５、ヒータ線２、粘着シート３間に隙間（空気層）が生じる。この隙間（空気層）があると、伝熱抵抗が上昇するため、金属箔５、ヒータ線２、粘着シート３間の熱移動の妨げとなる。その結果、隙間（空気層）が生じている部分に相当する金属箔５や粘着シート３の表面温度が低下し、加熱効率の低下や温度分布の不均一化を招く。さらに、ヒータ線２と粘着シート３との接触面積が小さいということも相俟って、ヒータ線２のずれや浮きが生じやすくなり、その結果、這わせ工程の作業性が悪化する。その他、金属箔の浮きや剥がれ、加熱時の温度分布が不均一になるなどの問題も発生する。
【０００５】
また、この隙間を無くすため、ローラーで金属箔５を貼り付けた後、さらにヘラで金属箔５をヒータ線２及び粘着シート３に密着させるなどの工程が必要となる。しかし、無理に密着させようとすると、金属箔５の延性が限界を超えてしまい、金属箔５が破れるという問題がある。破れた箇所は金属テープを貼ることで補修可能だが、金属層の厚みが斑になるので、温度分布の均一性が失われる。
【０００６】
特許文献１には、前述の隙間のように、線状ヒータと金属箔との間に形成される隙間に粘着剤が充填されていることを特徴とする便座ヒータが記載されている。この場合、線状ヒータと金属箔との間の熱の伝達効率が向上するとしており、特許文献１で問題となっていた隙間の問題が解決できる。しかし、粘着剤を施すことによる製造工程の煩雑化、製造原価の上昇という問題が生じる。例えば、温度分布を均一にするためには、粘着剤の充填量を正確に管理する必要があり、また、粘着剤が少なすぎると隙間が埋まらず、従来の面状ヒータと同様の問題が生じる。
【０００７】
【特許文献１】特許第４７３４３６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、金属箔とヒータ線及び粘着シートとの間に生じる隙間を無くし、温度分布が均一で、且つ高い加熱効率を有するとともに、製造工程が簡略化され、効率よく生産できる面状ヒータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決すべく種々検討を重ねた結果、所望の形状に刳り抜かれた粘着シートの表面でヒータ線が固着・配置され、さらに該シート表面に金属箔が直接貼付されている面状ヒータについて、該ヒータ線と該粘着シートとの接触部が面であり、該ヒータ線の幅が、該ヒータ線の頂点から該粘着シートとの接触部に向かうにつれて、狭まること無く、広まる及び／又は一定であり、且つ、該接触部の幅が該ヒータ線の幅の最大値であればよいことを見出し、本発明を完成するに至った。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、粘着シートの表面でヒータ線が固着・配置され、さらに該シート表面に金属箔が直接貼付されている面状ヒータについて、該ヒータ線を所定の形状にすることで、特別な工程を追加すること無く、金属箔とヒータ線及び粘着シートとの間に生じる隙間を無くすことができる。また、隙間が無くなるため、ヘラで金属箔をヒータ線及び粘着シートに密着させる工程や、粘着剤を隙間に充填する工程が不要になる。さらに、本発明の面状ヒータにおけるヒータ線の形状について、粘着シートと接触する面を平面にすることで、粘着シートとの接触面積が増加して接着強度が向上し、ヒータ線のずれや浮き、捻れが生じ難くなる。これらの結果、例えば次に示すような効果が得られる。
（１）加熱効率や加熱時の温度分布の均一性が改善され、高い省エネ効果が得られる。
（２）製造工程が簡略化され、生産性が大幅に向上する。
（３）這わせ工程時のヒータ線の安定性が向上し、作業性が改善される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】従来の面状ヒータの一態様を示す横断面図
【図２】本発明における面状ヒータに係わるヒータ線の一態様を示す斜視図
【図３】本発明における面状ヒータの一態様を示す横断面図
【図４】本発明における面状ヒータの他の態様を示す横断面図
【図５】ヒータ線の曲げ部の加工例を示す概略図
【図６】本発明における面状ヒータの実施例を示す概略図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明において、粘着シートを形容する“所望の形状”とは、面状ヒータが組み込まれる機器内の配置スペースの形状に対応する。具体的には、円環状（電子炊飯器用）、足形状（足温浴器用）、さらには馬蹄形状（洋式便器の便座用）が挙げられる。そのほか、機器内での設置スペースに応じて矩形状、多角形状も採用され、この場合も、必要に応じて、内部に刳り抜き部分（中空部分）を設けてもよい。
【００１３】
以下、本発明を、電子炊飯器のフタ用として適用する円環状面状ヒータの場合について説明する。図２は本発明における面状ヒータに係わるヒータ線の一態様を示す斜視図、図３は本発明における面状ヒータの一態様を示す横断面図、図４は本発明における面状ヒータの他の態様を示す横断面図、図５はヒータ線の曲げ部の加工例を示す概略図である。図２において、２ａは抵抗線、２ｂは絶縁性芯材、２ｃは絶縁弾性体、２ｄは舌片状の延出部、Ａは粘着シートと接触する面である。また、図５において、６は凹型の切り欠き部、７はＶ字型の切り欠き部、８は切り込み部である。その他、図１と同一部分については、同一の符号を付して説明を省略する。ここでは、ヒータ線２について詳しく説明する。
【００１４】
本発明のヒータ線２の成型方法として、抵抗線２ａが巻き付けられた絶縁性芯材２ｂの上に、絶縁弾性体２ｃが押出被覆されていることが好ましい。ヒートシーラーやヒートプレスなどによっても成形は可能だが、生産性が悪く、コスト面から見ても不適当である。
【００１５】
抵抗線２ａの材質は、特に限定しないが、一般的にはニクロム線、銅ニッケル線、鉄クロム線が用いられる。抵抗線２ａの寸法は、必要な熱量に応じて適宜決められ、中でもφ０．０４〜φ０．２６のものが好適に用いられる。絶縁性芯材２ｂの材質は、ガラス芯、ガラス繊維（素線）を撚ったもの、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、さらには、ゴム弾性芯等が使用でき、その中でも複数本のガラス繊維（素線）を撚ったガラス芯が特に好ましい。絶縁弾性体２ｃの材質は、シリコーンゴム、フッ素樹脂などが好適に用いられ、特にコスト、耐熱性、加工性の点からシリコーンゴムが最も好ましく用いられる。
【００１６】
本発明における面状ヒータに係わるヒータ線２の形状について、通常、図３のように左右対称であることが好ましい。但し、ヒータ線２が粘着シート３の縁部に配置される場合はこの限りで無く、非左右対称であってもよい。また、粘着シート３と接触する面Ａについて、通常は平面であるが、粘着シート３の表面が凹凸である場合はこの限りで無く、粘着シート３とより密着しうる形状であれば平面でなくても良い。
【００１７】
ヒータ線２の断面形状は、図２及び図３のように、なだらかなベル型で舌片状の延出部２ｄを有していることが最も好ましいが、ヒータ線２の形状は、ヒータ線２を固着・配線した粘着シート３上に金属箔５を貼り付ける際、金属箔５とヒータ線２及び粘着シート３とが難なく密着しうる形状であれば、これに限定せず、図４（ａ）のように舌片状の延出部２ｄを有する形状や、図４（ｂ）のような蒲鉾型、さらには図４（ｃ）のようにヒータ線２の幅が一定である部分を有する形状であっても良い。但し、これらの場合、金属箔５をローラーで貼り付けただけではヒータ線２の角部Ｂに隙間が生じることがあり、ヘラで金属箔５をヒータ線２や粘着シート３に密着させる工程が別途必要となるため、生産性に対する効果は図３の形状よりも劣る。
【００１８】
ヒータ線２の寸法は、面状ヒータの大きさやヒータ線の配線パターンなどにより適宜変更されるが、一般的な電子炊飯器のフタ用として適用する円環状面状ヒータであれば、Ａ面を基準面として、幅２〜１０ｍｍ、厚さ５ｍｍ以下であることが好ましい。ヒータ線２の幅がこれより広くても配線は可能だが、幅が広くなればなる程、粘着シート３と金属箔５の接触面積が少なくなり、金属箔５の浮き、ズレ、剥がれ等が発生しやすくなるため不適当である。厚みについて、厚過ぎると可撓性が低下し、粘着シート３上への配線が困難となるため不適当である。逆に薄すぎると十分な強度が得られず、押圧や屈伸などの負荷がかかると絶縁弾性体２ｃが破断し、短絡や異常発熱、発火などの危険があるため不適当である。
【００１９】
また、配線パターンによってはヒータ線２の曲げＲが小さくなり、Ｒの内側によれが発生することがある。この場合、図５（ａ）〜（ｃ）のように、絶縁弾性体２ｃを切除、又は絶縁弾性体２ｃに切り込みを入れる等の加工を施すことで解決できる。この加工は通常、図５（ａ）〜（ｃ）のようにＲの内側にのみ施すが、Ｒの内側と外側の両側に設けても良い。この加工箇所の選択や加工範囲は、曲げＲの大きさや絶縁弾性体２ｃの可撓性に応じて適宜決定される。但し、絶縁弾性体２ｃを切除しすぎると本発明の効果が薄れてしまうため、その切除範囲、切除箇所ができるだけ少なくなるよう配慮して配線パターンを設計する必要がある。
【実施例】
【００２０】
本実施例で用いるヒータ線２は、１００Ｖ２０Ｗ、抵抗値５００オーム、そしてワット密度５８．５Ｗ／ｍのガラス芯（絶縁性芯材２ｂ）にニクロム線（抵抗線２ａ）を横巻きしたものをシリコーンゴム（絶縁弾性体２ｃ）にて押出被覆したヒータ線である。ヒータ線２の断面形状は、図３の通りなだらかなベル型で舌片状の延出部２ｄを有しており、その寸法は幅７ｍｍ、高さ２．５ｍｍである。
【００２１】
外径１１８ｍｍ、厚さ０．２ｍｍ（本体厚さ０．１２ｍｍ、離型紙４の厚さ０．０８ｍｍ）の粘着シート３を図６に示すような形状に刳り抜いた。次いで、この粘着シート３の表面に、ヒータ線２を固着・配置した（図６）。ここで、図６のＣ部のヒータ線２については、図５（ａ）のように、Ｒの内側の絶縁弾性体２ｃを幅２ｍｍ×長さ８ｍｍ切除して配置した。
【００２２】
次に、フッ素樹脂で被覆され、片端に接続コネクタ１１が装着されたリード線加工品（全長約３００ｍｍ）の内、２本のリード線１０とヒータ線２とを接続子９にて接続し、所定の位置に固着・配置した。さらに、リード線加工品（全長約３００ｍｍ）の内、残りの２本のリード線１０ａと温度ヒューズ１２とを接続子９ａにて接続した。
【００２３】
この状態で、図６に示すような形状に刳り抜いたアルミニウム金属箔５を上方から貼り付け、ローラーを用いて密着させた。この後、アルミニウム金属箔５と、ヒータ線２及び粘着シート３との密着の度合いを確認したが、従来例で発生していたような隙間が発生していなかったため、ヘラで密着させる工程は行わなかった。用いたアルミニウム金属箔５は、外径１２０ｍｍ、厚さ０．０５ｍｍで、内部の刳り抜き形状は、粘着シート３の刳り抜き形状に一致させた。このようにして、図６に示す面状ヒータ１が完成した。
【００２４】
引用例の面状ヒータ１について、使用するヒータ線２の絶縁弾性体２ｃは、断面形状が円形であり、その寸法がφ２．５ｍｍである。また、この引用例では、アルミニウム金属箔５を貼り付け、ローラーで密着させた後、従来例で発生していたものと同様の隙間が発生していたため、ヘラで密着させる工程を追加で行った。その他については実施例と同様である。
【００２５】
本実施例と引用例について、温度分布の均一性と生産性、ヒータ線のずれやすさの評価を行った結果を表１に示す。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
表１に示す通り、本願発明の実施例では、ヒータ線２の断面形状がなだらかなベル型で舌片状の延出部２ｄを有していることにより、温度分布の均一性、生産性が改善され、また、ヒータ線のずれやすさにおいても優位性を確認できた。
【００２８】
以上の例は、本発明の一例に過ぎず、本発明の思想の範囲内であれば、種々の変更及び応用が可能であることは言うまでもない。例えば、本発明の面状ヒータは、使用される箇所などに応じて、ヒータ線の形状や厚み、大きさ、抵抗線の種類、配線パターンなどを、適宜変更されて供されることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００２９】
１      面状ヒータ
２      ヒータ線
２ａ    抵抗線
２ｂ    絶縁性芯材
２ｃ    絶縁弾性体
２ｄ    舌片状の延出部
３      粘着シート
４      離型紙
５      金属箔
６      凹型の切り欠き部
７      Ｖ字型の切り欠き部
８      切り込み部
９      接続子
９ａ    接続子
１０    リード線
１０ａ  リード線
１１    接続コネクタ
１２    温度ヒューズ
Ａ      粘着シート３と接する面
Ｂ      ヒータ線２の角部
Ｃ      ヒータ線２の曲げ加工部
【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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