(57)【要約】【課題】電極板の歪みや剥離を確実に防止すると共に、炭ボードの部分的な発熱を防止して、パネルヒータとしての優れた機能を発揮するボード状発熱体を提供することにある。【解決手段】粉炭に接着剤を混ぜてボード状に成形し、この炭ボード１１に電極部１４，１５を設けて通電させるボード状発熱体１０であって、前記電極部１４，１５が炭ボード１１の端部に沿って配置される波形金属板２２と、この波形金属板２２を炭ボード１１の端部に弾設させるために炭ボード１１の端面にコーティングされた導電性接着剤２１と、前記波形金属板２２の外側で該波形金属板２２と接するように配置された平形金属板２３とを有する。【選択図】      図１
2004227947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉炭に接着剤を混ぜてボード状に成形し、この炭ボードに電極を設けて通電させるボード状発熱体において、
前記電極が炭ボードの端部に沿って弾性的に接する波形金属板を備えることを特徴とするボード状発熱体。
【請求項２】
前記波形金属板の外側に、該波形金属板に接するように配置された平形金属板を有する請求項１記載のボード状発熱体。
【請求項３】
前記波形金属板が、炭ボードの端面にコーティングされた導電性接着剤を介して炭ボードに弾接する請求項１又は２記載のボード状発熱体。
【請求項４】
前記波形金属板がアルミニウム板である請求項１又は２記載のボード状発熱体。
【請求項５】
前記平形金属板が銅板、真鍮板、ステンレス板のいずれかである請求項２記載のボード状発熱体。
【請求項６】
前記粉炭が高温炭を主体として構成されている請求項１記載のボード状発熱体。
【請求項７】
前記粉炭が高温炭を主体とし、これに低温炭を混入したものである請求項１記載のボード状発熱体。
【請求項８】
前記接着剤がアルギン酸塩又はでん粉のりを主体としている請求項１記載のボード状発熱体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉炭に接着剤を混ぜてボード状に成形し、この成形体に電極を設けて通電させるボード状発熱体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本願出願人は、この種のボード状発熱体として、特願２００１―２７９０２７号を提案している。これは、特に電気抵抗値の低い高温炭を利用したボード状発熱体１であり、図５に示したように、高温粉炭に接着剤を混ぜて成形した炭ボード２の両側に一対の電極板３，４を接着し、さらに電極板３，４の両端を炭ボード２に釘５で固定したものである。それぞれの電極板３，４に接続端子６，７を設け、この接続端子６，７と電源８とを配線することで、電極板３，４に電圧を印加し、炭ボード２に通電することで炭ボード２の全面を発熱させるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したボード状発熱体１は、炭ボード２の両側に銅の薄板で形成された電極板３，４を全面に亘って接着固定したものであるために、炭ボード２と電極板３，４との熱膨張係数の差から電極板３，４に歪みが生じたり、電極板３，４が炭ボード２から剥れてしまうといった問題があった。
【０００４】
また、それぞれの電極板３，４の両端を炭ボード２に直接釘５で固定しているために、通電時には釘５の付近に電流が集中して炭ボード２の一部が極端に発熱してしまうといった問題もあった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、電極板の歪みや剥離を確実に防止すると共に、炭ボードの部分的な発熱を防止して、パネルヒータとしての優れた機能を発揮するボード状発熱体を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本願発明の請求項１に係るボード状発熱体は、粉炭に接着剤を混ぜてボード状に成形し、この炭ボードに電極を設けて通電させるボード状発熱体において、前記電極が炭ボードの端部に沿って弾性的に接する波形金属板を備えることを特徴とする。
【０００７】
これによれば、電極が炭ボードの端部に固定されず弾性的に接しているだけなので、両者の熱膨張係数の差を電極が動き得ることで吸収することができる。また、電極を釘やネジで直接固定してないので、局部に電流が集中してその部分が極端に発熱してしまうといったことがない。
【０００８】
また、本願発明では前記波形金属板の外側に、該波形金属板に接するように平形金属板を配置してもよい。波形金属板と平形金属板の両者を電極とすることで、波形金属板の思いも寄らない断線等にも対処することができる。
【０００９】
さらに、炭ボードの端面に導電性接着剤をコーティングし、これに波形金属板を弾接させることによっても電極としての安定性を増すことができる。
【００１０】
前記波形金属板は、波板状に加工し易いアルミニウム板が好適である。また、前記平形金属板は、導電性のよい銅板、真鍮板、ステンレス板などが好適である。
【００１１】
本願発明の炭ボードは電気抵抗値の低い高温炭を主体とした粉炭を成形した場合にパネルヒーターとしての効果が大きい。また、高温炭に電気抵抗値の大きい低温炭を混入することで、炭ボードの抵抗値を容易に調整することができる。
【００１２】
本願発明の炭ボードは、粉炭に接着剤を混ぜることによって所定形状に成形しているが、アルギン酸塩やでん粉のり等の天然の接着剤を利用することで、環境や健康に配慮したパネルヒーターを製造することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図４に基づいて本願発明に係るボード状発熱体の実施形態を詳細に説明する。図１はこの実施形態に係るボード状発熱体の分解斜視図を示したものであり、図２は電極部分の拡大図である。図３は組み付けられたボード状発熱体の正面図であり、図４は前記図３におけるボード状発熱体のＡ−Ａ線断面図である。
【００１４】
図１及び図２に示されるように、この実施形態に係るボード状発熱体１０は、パネル状に形成された四角形の炭ボード１１と、この炭ボード１１の前面及び後面にそれぞれ貼付される絶縁紙１２，１３と、前記炭ボード１１の上端及び下端にそれぞれ取り付けられる電極部１４，１５と、この電極部１４，１５を保持するための保護カバー１６，１７と、前記炭ボード１１の左右両側に取り付けられたプラスチック製の枠体１８，１９とを備える。
【００１５】
前記炭ボード１１は、高温炭を粉砕して所定の粒径に調整したもの、又はこれに所定量の低温炭を混合したものにアルギン酸ナトリウムやでん粉のり等を接着剤として混ぜて粘性の強いゲル状とし、これを所定寸法の型枠の中に流し込み、一定の厚さになるように上から押し固めて成形し、最後に乾燥炉内で常温若しくは加熱して乾燥させたものである。炭ボード１１の材料となる高温炭とは８００℃以上の温度で蒸し焼きした時に生産される炭のことで、体積抵抗値が１０Ω・ｃｍ２以下の導電性を示すものである。原料となる木材は、針葉樹や広葉樹は勿論のこと、取り壊した家屋から出る廃材や電柱など幅広く利用され、また竹材なども原料となる。粉砕した高温炭を所定のフィルタ・メッシュを通すことで粒径の均一化を図ることができる。一方、高温炭に混入される低温炭とは５００℃以下の温度で蒸し焼きした時に生産される炭のことで、一般には体積抵抗値が１０６Ω・ｃｍ２以上のものをいう。このように体積抵抗値の大きい低温炭を加えることで、ボード状発熱体の電気抵抗値を高めの方向に容易に調整することができる。
【００１６】
また、接着剤として使用されるアルギン酸塩やでん粉のりは、天然材料であるので、環境面や健康面での効果が期待できる他、これら接着剤の混入量を増減することで電気抵抗値を調整することもできる。高温炭及び低温炭に対する接着剤の混入割合は、用途や発熱温度などによって異なるものの、約５〜２０重量％の範囲で設定されるのが望ましい。
【００１７】
本願発明のボード状発熱体１０には、上記の高温炭及び低温炭の他に、繊維材が混入される場合がある。繊維材の混入によって炭ボード１１の強度を高めることができる。繊維材としては、例えばマニラ麻や木材パルプ等が望ましく、短繊維状のマニラ麻や細かく粉砕した木材パルプを接着剤と一緒に高温炭に混入する。
【００１８】
前記炭ボード１１の前後面には安全性を配慮して絶縁紙１２，１３が全面に貼られている。絶縁性と共に耐久性が要求される。この点で絶縁性の不織布や織物布を利用することもできる。
【００１９】
上記炭ボード１１の上下端に取り付けられる電極部１４，１５は、図１及び図２に示されるように、炭ボード１１の端面に沿ってコーティングされた導電性接着剤２１と、その上に弾接する波形金属板２２と、さらにその上に重なる平形金属板２３の三層構造からなる。なお、図１及び図２では炭ボード１１の上部電極部１４の三層構造を図示してあるが、下部電極部１５も同様の構造である。
【００２０】
前記導電性接着剤２１は、エポキシ樹脂の中に銀粉を混ぜてペースト状にしたものを炭ボード１１の端面に沿って印刷し、これを乾燥させることで形成される。
【００２１】
波形金属板２２は、０．１〜０．５ｍｍ厚、好ましくは０．１〜０．３ｍｍ厚のアルミニウム板を帯状に成形し、これを長手方向に沿って波形に形成したものであり、炭ボード１１の横幅とほぼ同じ長さを有する。アルミニウム板は加工し易いので波形の形状や波数を容易に調整できる他、導電性にも優れた材料である。
【００２２】
一方、平形金属板２３は０．１〜０．５ｍｍ厚、好ましくは０．１〜０．３ｍｍの銅板を帯状に成形したものであり、一端に接続端子２４が屈曲形成されている。平形金属板２３に銅板を用いることで電極としての信頼性を増すことができる。なお、銅板の他に、真鍮板やステンレス板など導電性の高い金属材料を用いることもできる。
【００２３】
上述したように、炭ボード１１の上端及び下端に形成された三層構造の電極部１４，１５は、それぞれの保護カバー１６，１７によって保持される。この保護カバー１６，１７は、前記炭ボード１１の横幅よりやや長い断面コ字形部材であり、炭ボード１１の端部に溝部２５，２６がピッタリと嵌り込むことで、前記の波形金属板２２及び平形金属板２３を押さえ込み保持する。これにより、波形金属板２２が弾性変形して導電性接着剤２１に圧接すると共に平形金属板２３にも圧接するので、電極部１４，１５の全体に亘って炭ボード１１に通電されることになり、炭ボード１１が均一に発熱することになる。
【００２４】
上記炭ボード１１の左右両側は、断面コ字形の枠体１８，１９によって保持されている。この枠体１８，１９は、前述の保護カバー１６，１７と同様、断面コ字形のプラスチック部材で形成され、炭ボード１１の左右の端部に枠体１８，１９の溝部２７，２８を嵌め入れることで装着される。この枠体１８，１９および前記保護カバー１６，１７を炭ボード１１の左右、上下に装着した後、両者を保護カバー１６，１７の左右両端にねじ込んだネジ３０によって固定することで、炭ボード１１の回りにフレームが出来上がる。
【００２５】
図３及び図４は、このようにして構成されたボード状発熱体１０を示すものである。上下の電極部１４，１５の端部に設けられた屈曲端子２４，２９から導線３１，３２を引き出し、この導線３１，３２に電源３３に接続されている。電源３３は家庭用のＡＣ１００Ｖ、太陽電池のＤＣ１５〜２５Ｖ、又は各種バッテリーなどを選択することができ、用途や使用場所などによって適宜選択する。ボード状発熱体１０を暖房用の壁材や床材として利用する場合には、炭ボード１１の表面温度を３５〜５０℃程度に設定するのが望ましい。
【００２６】
しかも、上記のボード状発熱体１０は、高温炭単独で又は高温炭と低温炭との混合物で成形されているので、炭本来の特徴である調湿性や断熱性などは勿論のこと、ベンゼン、トルエン、ホルムアルデヒド、アンモニア等の有害ガスに対する吸着性にも優れた特性を有する。
【００２７】
上述したボード状発熱体１０の電極部１４，１５は、導電性接着剤２１、波形金属板２２及び平形金属板２３の三層構造であるが、波形金属板２２のみ、又は波形金属板２２と導電性接着剤２１、あるいは波形金属板２２と平形金属板２３との組み合わせによって電極部１４，１５を構成することもできる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るボード状発熱体によれば、電極が炭ボードの端部に固定されず弾性的に接しているだけなので、両者の熱膨張係数の差を電極が動き得ることで吸収することができる。また、電極を釘やネジで直接固定してないので、局部に電流が集中してその部分が極端に発熱してしまうといったことがない等の効果を奏する。そのため、電極板の歪みや剥離を確実に防止すると共に、炭ボードの部分的な発熱を防止され、パネルヒータとして使用した時には優れた機能を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るボード状発熱体の分解斜視図である。
【図２】本発明に係るボード状発熱体の電極部分の拡大図である。
【図３】組み付けられたボード状発熱体の正面図である。
【図４】前記図３におけるボード状発熱体のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】先に提案したボード状発熱体の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０  ボード状発熱体
１１  炭ボード
１２，１３  絶縁紙
１４，１５  電極部
１６，１７  保護カバー
１８，１９  枠体
２１  導電性接着剤
２２  波形金属板
２３  平形金属板
【図１】
2004227947.tif 000003
【図２】
2004227947.tif 000004
【図３】
2004227947.tif 000005
【図４】
2004227947.tif 000006
【図５】
2004227947.tif 000007