(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
面状発熱体と、面状発熱体に密着して面状発熱体を被覆する絶縁層とを備え、支持体の湾曲表面に貼着される面状ヒータであって、絶縁層表面に凹凸が形成されており、貼着の際に延伸する絶縁層表面部位の凹凸の配列方向が、延伸方向に対して傾斜していることを特徴とする面状ヒータ。
【請求項２】
絶縁層表面の部位によって凹凸の寸法が異な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】
人体に対峙する絶縁層表面の凹凸の凸部の面積が、人体に対峙しない絶縁層表面の凹凸の凸部の面積よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の面状ヒータ。
【請求項４】
絶縁層表面に電装部品の敷設に十分な広さの平坦部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の面状ヒータ。
【請求項５】
絶縁層表面の凹凸の深さと、凹凸が対峙する湾曲表面の曲率との間に、正の相関が在ることを特徴とする請求項１乃至４何れか１項に記載の面状ヒータ。
【請求項６】
絶縁層表面の凹凸の配設密度と、凹凸が対峙する湾曲表面の曲率との間に、正の相関が在ることを特徴とする請求項１乃至４何れか１項に記載の面状ヒータ。
【請求項７】
絶縁層表面の凹凸の巾と、凹凸が対峙する湾曲表面の曲率との間に、負の相関が在ることを特徴とする請求項１乃至４何れか１項に記載の面状ヒータ。
【請求項８】
貼着後に凹に湾曲する絶縁層表面部位の凹凸の凹部の面積が、貼着後に凸に湾曲する絶縁層表面部位の凹凸の凹部の面積よりも広いことを特徴とする請求項１乃至４何れか１項に記載の面状ヒータ。
【請求項９】
貼着の際に延伸する絶縁層表面部位の延伸方向と、絶縁層の易延伸方向とが一致することを特徴とする請求項１乃至４何れか１項に記載の面状ヒータ。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか１項に記載の面状ヒータを備えることを特徴とする暖房便座装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、面状発熱体と、面状発熱体に密着して面状発熱体を被覆する絶縁層とを備える面状ヒータとその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
面状発熱体と、面状発熱体に密着して面状発熱体を被覆する絶縁層とを備える面状ヒータが、各種暖房装置に使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
面状ヒータは自立性を有さないので、支持体に貼着して使用される。支持体の湾曲表面に面状ヒータを貼着すると、面状ヒータに皺ができ、面状発熱体が折れ曲がって面状ヒータの性能が低下する。
面状ヒータは一般に薄膜状の面状発熱体と薄膜状の絶縁層とを積層し加熱プレスすることにより製造される。両者を積層し加熱プレスする際に、薄膜状の絶縁層が面状発熱体に一度に全面密着するので、両者の境界面にエア溜まりが発生し、面状ヒータの性能が低下する。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、支持体の湾曲表面に貼着しても皺ができ難く、面状発熱体と絶縁層との間にエア溜まりが無い面状ヒータと、その製造方法とを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明においては、面状発熱体と、面状発熱体に密着して面状発熱体を被覆する絶縁層とを備え、支持体の湾曲表面に貼着される面状ヒータであって、絶縁層表面に凹凸が形成されており、貼着の際に延伸する絶縁層表面部位の凹凸の配列方向が、延伸方向に対して傾斜していることを特徴とする面状ヒータを提供する。
絶縁層表面に凹凸を有する面状ヒータを、支持体の湾曲表面に貼着すると、凹凸が変形して絶縁層表面が伸縮し、面状ヒータは支持体の湾曲表面に追随して変形する。従って、面状ヒータには皺はできず、面状ヒータの性能は低下しない。絶縁層表面の凹凸は、凹凸を形成した金型を用いて積層体を加熱プレスする、凹凸を形成した型板を被成形体と金型との間に挟んで積層体を加熱プレスする等の方法により形成される。この場合、金型、型板の凹凸の凸部に対峙する絶縁層の部位が、凹部に対峙する絶縁層の部位よりも先に面状発熱体に押圧されるので、絶縁層は面状発熱体に一度に全面密着しない。従って、両者の境界面にエア溜まりは形成されず、エア溜まりの存在による面状ヒータの性能低下は起こらない。
貼着の際に延伸する絶縁層表面部位の凹凸の配列方向が、延伸方向に対して傾斜していれば、凹凸は延伸方向へ容易に伸びるので、面状ヒータは支持体の湾曲表面に追随することができる。
【０００５】
本発明の好ましい態様においては、絶縁層表面の部位によって凹凸の寸法が異なる。
凹凸の寸法が変わると絶縁層表面の伸縮性が変わる。従って、支持体の湾曲表面の曲率が部位によって異なる場合、絶縁層表面の凹凸の寸法を、当該凹凸が対峙する湾曲表面の曲率に応じて適正に異ならせることにより、曲率が部位によって異なる支持体の湾曲表面に、面状ヒータを追随させることができる。
【０００６】
本発明の好ましい態様においては、人体に対峙する絶縁層表面の凹凸の凸部の面積が、人体に対峙しない絶縁層表面の凹凸の凸部の面積よりも小さい。
人体に接触する暖房装置に、本発明の面状ヒータを使用する場合、人体に対峙する絶縁層表面の凹凸の凸部の面積を、人体に対峙しない絶縁層表面の凹凸の凸部の面積よりも小さくすることにより、暖房装置の人体に接触する部位の加熱を防止し、火傷を防止することができる。
【０００７】
本発明の好ましい態様においては、面状ヒータの絶縁層表面に電装部品の敷設に十分な広さの平坦部が形成されている。
面状ヒータの絶縁層表面に温度検出素子等の電装部品を敷設する場合がある。面状ヒータの絶縁層表面に電装部品の敷設に十分な広さの平坦部が形成されていれば、電装部品の敷設を容易に行うことができる。
【０００８】
本発明の好ましい態様においては、絶縁層表面の凹凸の深さと、凹凸が対峙する湾曲表面の曲率との間に、正の相関が在る。
本発明の好ましい態様においては、絶縁層表面の凹凸の配設密度と、凹凸が対峙する湾曲表面の曲率との間に、正の相関が在る。
絶縁層表面の凹凸の深さが増加し、或いは凹凸の配設密度が増加すると、絶縁層表面の伸縮性が増加する。従って、上記何れかの面状ヒータを支持体の湾曲表面に貼着する場合、絶縁層表面の凹凸の深さと凹凸が対峙する湾曲表面の曲率との間に正の相関が在り、或いは絶縁層表面の凹凸の配設密度と凹凸が対峙する湾曲表面の曲率との間に正の相関が在れば、貼着に際して大きな曲率で湾曲すべき部位では絶縁層表面が大きく伸縮できるので、面状ヒータは支持体の湾曲表面に追随することができる。
本発明の好ましい態様においては、絶縁層表面の凹凸の巾と、凹凸が対峙する湾曲表面の曲率との間に、負の相関が在る。
絶縁層表面の凹凸の巾が減少すると、絶縁層表面の伸縮性が増加する。従って、上記何れかの面状ヒータを支持体の湾曲表面に貼着する場合、絶縁層表面の凹凸の巾と凹凸が対峙する湾曲表面の曲率との間に負の相関が在れば、貼着に際して大きな曲率で湾曲すべき部位では絶縁層表面が大きく伸縮できるので、面状ヒータは支持体の湾曲表面に追随することができる。
【０００９】
本発明の好ましい態様においては、貼着後に凹に湾曲する絶縁層表面部位における凹凸の凹部の面積が、貼着後に凸に湾曲する絶縁層表面部位の凹凸の凹部の面積よりも広い。
【００１０】
凹凸の凹部の面積が増加すると、絶縁層表面の縮性が増加する。従って、貼着後に凹に湾曲する絶縁層表面部位における凹凸の凹部の面積が、貼着後に凸に湾曲する絶縁層表面部位の凹凸の凹部の面積よりも広ければ、面状ヒータは支持体の湾曲表面に追随することができる。
【００１１】
本発明の好ましい態様においては、貼着の際に延伸する絶縁層表面部位の延伸方向と、絶縁層の易延伸方向とが一致する。
【００１２】
絶縁層の延伸性が非等方である場合、面状ヒータの貼着の際に延伸する絶縁層表面部位の延伸方向と、絶縁層の易延伸方向とが一致すれば、絶縁層表面は容易に延伸するので、面状ヒータは支持体の湾曲面に容易に追随することができる。
【００１３】
本発明においては、上記何れかの面状ヒータを備えることを特徴とする暖房便座装置を提供する。
【００１４】
本発明に係る面状ヒータは、湾曲した便座の下面に貼着するのに適している。従って、本発明に係る面状ヒータは暖房便座に使用可能である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例に係る面状ヒータを説明する。
図１に示すように、面状ヒータ１は、導電性繊維混抄紙２と、導電性繊維混抄紙２の両端に取り付けられた１対の金属箔電極３と、これらをサンドイッチ状に挟んで被覆する絶縁樹脂層４とを備えている。絶縁層４の表面には、凹凸５が形成されている。
面状ヒータ１は、図２に示すように、金属箔電極３が取り付けられた導電性繊維混抄紙２を、ホットメルトやエチレンビニルアセテートコポリマー（ＥＶＡ）等の熱可塑性樹脂から成る接着層４ａが積層されたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレン（ＰＥ）等から成る絶縁樹脂層４でサンドイッチ状に挟んで積層体を形成し、予め凹凸形状を形成した金型内で前記積層体を積層方向に加圧加熱することにより、製造される。導電性繊維混抄紙２と絶縁層４との圧着と凹凸５の形成とが同時に行われ、面状ヒータ１が効率良く生産される。
自立できない面状ヒータ１は、図３に示すように、支持体である便座６の湾曲した裏面に貼着され、便座６と協働して暖房便座７を構成している。
【００１６】
図３から分かるように、便座6裏面の湾曲部６ａにおいて、湾曲部６ａに貼着される絶縁層４表面の凹凸５が拡大して絶縁層４表面が伸び、反対側の湾曲部６ａに貼着されない絶縁層４表面の凹凸５が縮小して絶縁層４表面が縮むことにより、面状ヒータ１は便座６裏面の湾曲部６ａに追随して、湾曲部６ａ密着することができる。従って、面状ヒータ１には皺は発生せず、皺による導電性繊維混抄紙２の極端な屈曲は発生せず、面状ヒータ１の性能は低下しない。
図３から分かるように、面状ヒータ１においては、便座６裏面の曲率の大きな部位６ａに対峙する凹凸５の面積、深さを、便座６裏面の曲率の小さな部位６ｂに対峙する凹凸５の面積、深さよりも大きくしている。寸法の大きな凹凸５が形成された絶縁層４表面は、寸法の小さな凹凸５が形成された絶縁層４表面に比べて伸縮性が大きいので、便座６裏面の曲率の大きな部位６ａに対峙する絶縁層４表面は大きく伸縮でき、便座６裏面の曲率の小さな部位に対峙する絶縁層４表面は小さく伸縮できる。従って、面状ヒータ１は、部位によって曲率が異なる便座６裏面の湾曲に追随して、当該裏面に密着することができる。従って、面状ヒータ１を暖房便座６の裏面に貼着する際に、面状ヒータ１には皺は発生せず、導電性繊維混抄紙２は極端に屈曲せず、面状ヒータ１の性能は低下しない。
図３に示すように、絶縁層４表面に平坦部４ｂを形成すれば、サーミスタ等の電装部品８を絶縁層４表面に容易に敷設することができ、暖房便座７の利便性が向上する。
【００１７】
以上本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されない。
面状発熱体１の使用目的に応じて、非導電性繊維混抄紙２の片面のみを絶縁層４で被覆しても良い。
金型に凹凸を形成するのに代えて、テフロン、シリコン等の樹脂製の凹凸指示材により凹凸５を形成しても良い。
凹凸５の形状は、円形でも良く、矩形でも良く、或いは他の任意の形状でも良い。
【００１８】
面状ヒータ１において、人体に対峙する絶縁層４表面、すなわち便座６の裏面に貼着される絶縁層４表面の凹凸５の凸部の面積を、人体に対峙しない絶縁層４表面、すなわち便座６の裏面に貼着されない絶縁層４表面の凹凸５の凸部の面積よりも小さくしても良い。係る構成により、暖房便座６の人体に接触する部位の加熱を防止し、便座利用者の火傷を防止することができる。
【００１９】
面状ヒータ１において、凹凸５の深さと、当該凹凸５が対峙する便座６裏面の曲率との間に、正の相関を持たせても良い。
面状ヒータ１において、凹凸５の配設密度と、当該凹凸５が対峙する便座６裏面の曲率との間に、正の相関を持たせても良い。
絶縁層４表面の凹凸５の深さが増加し、或いは凹凸５の配設密度が増加すると、絶縁層４表面の伸縮性が増加する。従って、面状ヒータ１を便座６の湾曲裏面に貼着する場合、絶縁層４表面の凹凸５の深さと凹凸５が対峙する湾曲裏面の曲率との間に正の相関が在り、或いは絶縁層４表面の凹凸５の配設密度と凹凸５が対峙する湾曲裏面の曲率との間に正の相関が在れば、貼着に際して大きな曲率で湾曲すべき部位では絶縁層４表面が大きく伸縮できるので、面状ヒータ１は便座６の湾曲裏面に追随して密着することができる。
【００２０】
面状ヒータ１において、凹凸５の巾と、当該凹凸５が対峙する便座６裏面の曲率との間に、負の相関を持たせても良い。
絶縁層４表面の凹凸５の巾が減少すると、絶縁層４表面の伸縮性が増加する。従って、面状ヒータ1を便座6の湾曲裏面に貼着する場合、絶縁層4表面の凹凸5の巾と凹凸5が対峙する湾曲裏面の曲率との間に負の相関が在れば、貼着に際して大きな曲率で湾曲すべき部位では絶縁層4表面が大きく伸縮できるので、面状ヒータ1は便座6の湾曲裏面に追随して密着することができる。
【００２１】
面状ヒータ１において、便座６の裏面に貼着後に凹に湾曲する絶縁層4表面部位４ｃの凹凸５の凹部の面積を、便座６の裏面に貼着後に凸に湾曲する絶縁層４表面部位４ｄの凹凸５の凹部の面積よりも広くしても良い。凹凸５の凹部の面積が増加すると、絶縁層４表面の縮性が増加する。従って、貼着後に凹に湾曲する絶縁層４表面部位４ｃにおける凹凸５の凹部の面積が、貼着後に凸に湾曲する絶縁層４表面部位４ｄの凹凸５の凹部の面積よりも広ければ、面状ヒータ１は便座６の湾曲裏面に追随して密着することができる。
【００２２】
面状ヒータ１において、便座６に貼着する際に延伸する絶縁層４表面部位４ｄの凹凸５の配列方向を、図３で白抜き矢印で示す延伸方向に対して、傾斜させても良い。図４に、格子状にエンボス加工を施した面状ヒータ１の、延伸方向と格子の配設方向との成す角αと、引っ張り応力と、伸びとの関係を、ＪＩＳ規格引っ張り試験に準じた引っ張り試験に基づいて調査した結果を示す。図４から、延伸方向が格子の配設方向に対して傾斜していると、延伸方向が格子の配設方向と平行である場合に比べて、伸びが大きいことが分かる。従って、便座６に貼着する際に延伸する絶縁層４表面部位４ｄの凹凸５の配列方向を、図３で白抜き矢印で示す延伸方向に対して、傾斜させることにより、絶縁層４表面部位４ｄの延伸量を増加させることができ、面状ヒータ１を便座６の湾曲裏面追随させて密着させることができる。
【００２３】
面状ヒータ１において、便座６に貼着する際に延伸する絶縁層４表面部位４ｄの延伸方向（図３で白抜き矢印で示す）と、表面部位４ｄを含む絶縁層４の易延伸方向とを一致させても良い。
図５に、ポリエチレンフィルムの、延伸方向とのロール巻き取り方向との成す角βと、引っ張り応力と、伸びとの関係をＪＩＳ規格引っ張り試験に準じた引っ張り試験に基づいて調査した結果を示す。図５から、延伸方向がポリエチレンフィルムのロール巻き取り方向と一致する場合に、伸びが大きいことが分かる。ロールに巻き取ったポリエチレンフィルムのように、易延伸性が非等方である素材を絶縁層４として使用する場合には、便座６に貼着する際に延伸する絶縁層４表面部位４ｄの延伸方向と、表面部位４ｄを含む絶縁層４の易延伸方向とを一致させることにより、絶縁層４表面部位４ｄの延伸量を増加させることができ、面状ヒータ１を暖房便座６の湾曲裏面に追随させて密着させることができる。
【００２４】
面状ヒータ１は、便座６の湾曲裏面に貼着して暖房便座７を構成するのに適しているが、便座６に限らず種々の湾曲面に貼着可能であり、暖房便座７に限らず種々の暖房器具を構成可能である。
【００２５】
【発明の効果】
上記説明から分かるように、絶縁層表面に凹凸を有する面状ヒータを、支持体の湾曲表面に貼着すると、凹凸が変形して絶縁層表面が伸縮し、面状ヒータは支持体の湾曲表面に追随して変形する。従って、面状ヒータには皺はできず、面状ヒータの性能は低下しない。従って、本発明により、支持体の湾曲表面に貼着しても皺ができにくい面状ヒータが提供される。絶縁層表面の凹凸は、凹凸を形成した金型を用いて積層体を加熱プレスする、凹凸を形成した型板を被成形体と金型との間に挟んで積層体を加熱プレスする等の方法により形成される。この場合、金型、型板の凹凸の凸部に対峙する絶縁層の部位が、凹部に対峙する絶縁層の部位よりも先に面状発熱体に押圧されるので、絶縁層は面状発熱体に一度に全面密着しない。従って、両者の境界面にエア溜まりは形成されず、エア溜まりの存在による面状ヒータの性能低下は起こらない。
貼着の際に延伸する絶縁層表面部位の凹凸の配列方向が、延伸方向に対して傾斜していれば、凹凸は延伸方向へ容易に伸びるので、面状ヒータは支持体の湾曲表面に追随することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る面状ヒータの断面図である。
【図２】図１の面状ヒータの製造過程での断面図である。
【図３】図１の面状ヒータが湾曲裏面に貼着された便座の断面図である。
【図４】面状ヒータの延伸方向と伸びとの関係を示す図である。（ａ）は絶縁層表面に形成した格子状凹部の配設方向と引っ張り方向との成す角度αを説明する図であり、（ｂ）は引っ張り試験結果を示す線図である。
【図５】エチレンフィルムの延伸方向と伸びとの関係を示す図である。（ａ）はエチレンフィルムのロール方向と引っ張り方向との成す角度βを説明する図であり、（ｂ）は引っ張り試験結果を示す線図である。
【符号の説明】
１  面状ヒータ
２  導電性繊維混抄紙
３  金属箔電極
４  絶縁層
５  凹凸
６  便座
７  暖房便座
【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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