(57)【要約】【課題】本発明は、薄膜状の発熱抵抗素子を折り畳むことで成形される発熱抵抗素子部を用いた面状発熱体を提供する。【解決手段】本発明の面状発熱体１は、シート部１０と、少なくとも一部がシート部１０に配置される発熱部２０と、を備える。発熱部２０は、薄膜状の発熱抵抗素子部２００を有し、該発熱抵抗素子部２００は、平面部５０Ａ、５０Ｂ及び平面部５０Ａ、５０Ｂに形成される折り畳み部６０を備える。折り畳み部６０は、平面部５０Ａ、５０Ｂにおける所定面の一部が該所定面の他の一部に互いに向かい合うように折り畳まれて形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート部と、少なくとも一部が前記シート部に配置される発熱部と、を備える面状発熱体であって、
前記発熱部は、薄膜状の発熱抵抗素子部を有し、
前記発熱抵抗素子部は、平面部及び前記平面部に形成される１又は複数の折り畳み部を有し、
前記折り畳み部は、前記平面部における所定面の一部が前記所定面の他の一部に互いに向い合うように折り畳まれて形成される面状発熱体。
【請求項２】
前記発熱抵抗素子部は、１つの略等幅の帯状発熱抵抗素子によって形成される請求項１に記載の面状発熱体。
【請求項３】
前記発熱抵抗素子部は、前記折り畳み部によって形成された１又は複数の折り返し部を備える請求項１又は２に記載の面状発熱体。
【請求項４】
前記１又は複数の折り返し部は、複数の折り返し部であり、
前記発熱抵抗素子部は、前記複数の折り返し部によって蛇行状に成形される蛇行形状部を備える請求項３に記載の面状発熱体。
【請求項５】
前記発熱抵抗素子部は、前記平面部の一部が前記シート部の厚さ方向に折り曲げられた折り曲げ部を有する立体部を更に備える請求項１から４のいずれかに記載の面状発熱体。
【請求項６】
前記発熱部を覆うように、前記発熱部が配置された前記シート部の面に配置されるカバー部を更に備え、
前記シート部及び前記カバー部は、絶縁性を有する請求項１から５のいずれかに記載の面状発熱体。
【請求項７】
前記シート部及び前記カバー部は、柔軟性を有する請求項６に記載の面状発熱体。
【請求項８】
平面部及び前記平面部に形成される１又は複数の折り畳み部を有する薄膜状の発熱抵抗体であって、
前記折り畳み部は、前記平面部における所定面の一部が前記所定面の他の一部に互いに向い合うように折り畳まれて形成される発熱抵抗体。
【請求項９】
１つの略等幅の帯状発熱抵抗素子によって形成される請求項８に記載の発熱抵抗体。
【請求項１０】
平面部を有する薄膜状の発熱抵抗素子を、前記平面部における所定面の一部が前記所定面の他の一部に互いに向い合うように折り畳んで所定形状に成形する折り畳み工程を含む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、薄膜状の発熱抵抗素子を用いた面状発熱体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、発熱抵抗素子を用いた平面ヒータは幅広い分野で利用されている。このような平面ヒータにおいては、例えば、蛇行形状に成形された発熱抵抗素子が用いられるが、この発熱抵抗素子を蛇行形状に成形するためには、例えば、エッチング法による加工や、プレス加工などの打ち抜き加工が必要である。
【０００３】
このように発熱抵抗素子を所定形状に成形する場合において、上記のように成形加工の工程が複雑であるなどの作業面における困難性や、該成形加工時に発熱抵抗素子に無駄が生じるなどのコスト面における課題が存在することは認識されていた。
【０００４】
そこで、複数の帯状発熱抵抗素子を平行に並列配置し、その端部に導体小片を配置して蛇行形状に成形した発熱抵抗体を用いた平面ヒータが発明されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３１３５３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の平面ヒータでは、複数の帯状発熱抵抗素子を平行に配置して、その端部に導電小片を配置して蛇行状の発熱抵抗体を成形している。これにより、一体的な蛇行状の発熱抵抗体を成形する場合に比べ、成形加工時に生じる発熱抵抗素子の無駄などは軽減される。しかし、蛇行形状を成形するために必要な処理工程は複雑になっている。また、特許文献１に記載の平面ヒータにおいては、蛇行形状とは異なる形状に発熱抵抗体を成形することは困難である。そして、これらのことが、本発明の課題といってよい。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑み、薄膜状の発熱抵抗素子を折り畳むことで成形される発熱抵抗素子部を用いた面状発熱体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、薄膜状の発熱抵抗素子を折り畳むことで簡易に所定形状に成形できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
（１）  シート部と、少なくとも一部が前記シート部に配置される発熱部と、を備える面状発熱体であって、前記発熱部は、薄膜状の発熱抵抗素子部を有し、前記発熱抵抗素子部は、平面部及び前記平面部に形成される１又は複数の折り畳み部を有し、前記折り畳み部は、前記平面部における所定面の一部が前記所定面の他の一部に互いに向い合うように折り畳まれて形成される面状発熱体。
【０００９】
（１）の発明における面状発熱体は、シート部と、少なくとも一部が前記シート部に配置される発熱部とを備える。この発熱部は、薄膜状の発熱抵抗素子部を有し、該発熱抵抗素子部は、平面部及び平面部に形成される１又は複数の折り畳み部を備える。そして、この折り畳み部は、平面部の所定面の一部が所定面の他の一部に互いに向い合うように折り畳まれて形成される。これにより、例えば、簡易に所定形状の発熱抵抗素子部を形成することができる。また、例えば、様々な形状の発熱抵抗素子部を形成することができる。また、例えば、打ち抜きなどで所定形状に成形する場合に比べて、この成形時に生じる発熱抵抗素子の無駄を抑制することができる。
【００１０】
（２）  前記発熱抵抗素子部は、１つの略など幅の帯状発熱抵抗素子によって形成される（１）に記載の面状発熱体。
【００１１】
（２）の発明における面状発熱体は、発熱抵抗素子部が、１つの略など幅の帯状発熱抵抗素子によって形成される。これにより、汎用性の高い帯状の発熱抵抗素子を折り畳むことで、所定形状の発熱抵抗素子部を形成することができる。また、例えば、簡易に所定形状の発熱抵抗素子部を形成することができる。また、例えば、様々な形状の発熱抵抗素子部を形成することができる。また、例えば、打ち抜きなどで所定形状に成形する場合に比べて、この成形時に生じる発熱抵抗素子の無駄を抑制することができる。
【００１２】
（３）  前記発熱抵抗素子部は、前記折り畳み部によって形成された１又は複数の折り返し部を備える（１）又は（２）に記載の面状発熱体。
【００１３】
（３）の発明による面状発熱体は、前記発熱抵抗素子部が、折り畳み部によって形成された１又は複数の折り返し部を備える。例えば、帯状の発熱抵抗素子を、１又は複数ヶ所で平面部の所定面の一部が前記所定面の他の一部に互いに向い合うように折り畳むことで、折り返し部を形成することができる。また、例えば、この折り返し部を複数形成する場合には、所定面積内に発熱抵抗素子を高い密度で配置することができるので、発熱性に優れた面状発熱体を構成することができる。また、折り返し部を規則的に形成することで、発熱抵抗素子部が後述する蛇行形状を含む幾何学的な形状に成形された面状発熱体を構成することができる。
【００１４】
（４）  前記１又は複数の折り返し部は、複数の折り返し部であり、前記発熱抵抗素子部は、前記複数の折り返し部によって蛇行状に成形される蛇行形状部を備える（３）に記載の面状発熱体。
【００１５】
（４）の発明による面状発熱体は、前記発熱抵抗素子部が、複数の折り返し部によって蛇行状に成形される蛇行形状部を備える。例えば、折り畳み部で形成される折り返し部を規則的に形成することで、発熱抵抗素子部を蛇行状に成形することができる。この蛇行形状部は、所定面積内に発熱抵抗素子を高い密度で配置することができると共に、柔軟に変形できるので、後述する柔軟性を有するシート部に好適に配置することができる。
【００１６】
（５）  前記発熱抵抗素子部は、前記平面部の一部が前記シート部の厚さ方向に折り曲げられた折り曲げ部を有する立体部を更に備える（１）から（４）のいずれかに記載の面状発熱体。
【００１７】
（５）の発明による面状発熱体は、発熱抵抗素子部が、平面部の一部がシート部の厚さ方向に折り曲げられた折り曲げ部を有する立体部を更に備える。平面部及び折り畳み部により成形される所定平面形状に加え、発熱抵抗素子部における平面部の一部を面状発熱体の幅方向に折り曲げることで、立体部を形成することができる。これにより、所定の折り曲げ部を形成することで、簡易に立体部を有する発熱抵抗素子部を形成することができる。
【００１８】
（６）  前記発熱部を覆うように、前記発熱部が配置された前記シート部の面に配置されるカバー部を更に備え、前記シート部及び前記カバー部は、絶縁性を有する（１）から（５）のいずれかに記載の面状発熱体。
【００１９】
（６）の発明による面状発熱体は、発熱部を覆うように、発熱部が配置されたシート部の面に配置されるカバー部を更に備える。そして、シート部及びカバー部は、絶縁性を有する。例えば、発熱抵抗素子部で構成される発熱部を、絶縁性シート部及び絶縁性カバー部で挟み込んで封入するよう構成することができる。これにより、人体に直接当てるなどの使用が可能な面状発熱体を構成することができる。
【００２０】
（７）  前記シート部及び前記カバー部は、柔軟性を有する（６）に記載の面状発熱体。
【００２１】
（７）の発明による面状発熱体は、シート部及びカバー部が、柔軟性を有する。柔軟に変形可能なシート部と、柔軟に変形可能なカバー部とを用いることで、柔軟性を有する面状発熱体を構成することができる。面状発熱体を柔軟に変形可能とすることで、例えば、曲面を有する物や、人体などの動く物に装着可能に構成することができる。
【００２２】
（８）  平面部及び前記平面部に形成される１又は複数の折り畳み部を有する薄膜状の発熱抵抗体であって、前記折り畳み部は、前記平面部における所定面の一部が前記所定面の他の一部に互いに向い合うように折り畳まれて形成される発熱抵抗体。
【００２３】
（８）の発明による薄膜状の発熱抵抗体は、平面部及び平面部に形成される１又は複数の折り畳み部を有する。そして、折り畳み部は、平面部の所定面の一部が所定面の他の一部に互いに向い合うように折り畳まれて形成される。これにより、例えば、簡易に所定形状の発熱抵抗体を成形することができる。また、例えば、様々な形状の発熱抵抗体を成形することができる。また、例えば、打ち抜きなどで所定形状に成形する場合に比べて、この成形時に生じる発熱抵抗体素子の無駄を抑制することができる。
【００２４】
（９）  １つの略など幅の帯状発熱抵抗素子によって形成される（８）に記載の発熱抵抗体。
【００２５】
（９）の発明による発熱抵抗体は、１つの略など幅の帯状発熱抵抗素子によって形成される。これにより、汎用性の高い帯状の発熱抵抗素子を折り畳むことで、所定形状の発熱抵抗体を成形することができる。また、例えば、簡易に所定形状の発熱抵抗体を成形することができる。また、例えば、様々な形状の発熱抵抗体を成形することができる。また、例えば、打ち抜きなどで所定形状に成形する場合に比べて、この成形時に生じる発熱抵抗体素子の無駄を抑制することができる。
【００２６】
（１０）  平面部を有する薄膜状の発熱抵抗素子を、前記平面部における所定面の一部が前記所定面の他の一部に互いに向い合うように折り畳んで所定形状に成形する折り畳み工程を含む面状発熱体の製造方法。
【００２７】
（１０）の発明による面状発熱体の製造方法は、平面部を有する薄膜状の発熱抵抗素子を、平面部における所定面の一部が所定面の他の一部に互いに向い合うように折り畳んで所定形状に成形する折り畳み工程を含む。薄膜状の発熱抵抗素子の平面部を、該平面部の所定面の一部が同じ面の一部に互いに向かい合うように折り畳んで折り畳み部を形成することで、発熱抵抗素子を所定形状に成形し、この所定形状に成形された発熱抵抗素子を用いた面状発熱体を製造する。また、例えば、発熱抵抗素子が略など幅の帯状の発熱抵抗素子である場合には、ロール状に巻かれた帯状の発熱抵抗素子を、連続して繰り出すと共に、所定の間隔及び所定の角度で、この繰り出された発熱抵抗素子を折り畳んで、所定形状に成形し、該所定形状に成形された発熱抵抗素子を用いて面状発熱体を製造することができる。これにより、例えば、製造上の困難性なく様々な形状に発熱抵抗素子を成形することができる。また、例えば、打ち抜きなどで所定形状に成形する場合に比べて、この成形時に生じる発熱抵抗素子の無駄を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、薄膜状の発熱抵抗素子を折り畳むことで成形される発熱抵抗素子部を用いた面状発熱体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００３０】
図１は、本発明の面状発熱体における第１実施例の平面図である。図２は、本発明の面状発熱体における第２実施例の平面図である。図３は、本発明の面状発熱体における第３実施例の平面図である。図４（ａ）は、本発明の面状発熱体における第４実施例の平面図である。図４（ｂ）は、本発明における第４実施例の斜視図である。図５は、第２実施例における時間―温度グラフである。図６（ａ）は、本発明の面状発熱体における第１応用例の平面斜視図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）におけるＡ―Ａ´断面図である。図７は、本発明の面状発熱体における第２応用例を説明する展開斜視図である。図８は、本発明の面状発熱体における第３応用例を説明する展開斜視図である。図９は本発明の面状発熱体における第４応用例の斜視図である。図１０は、本発明の面状発熱体における第５応用例の斜視図である。図１１は、本発明の面状発熱体における第６応用例を説明する平面図である。図１２（ａ）は、図１の領域Ａの拡大図である。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）における折り畳み部を展開した図である。
【００３１】
「１．１」第１実施例
図１に示すように、面状発熱体１は、シート部１０と、シート部１０の表面に配置される発熱部２０と、を備える。さらに、面状発熱体１は、発熱部２０に電力を供給する電力供給線９０、９３と、電力供給線の他の端部に設けられる電力端子部９５、９７を備える。
【００３２】
発熱部２０は、薄膜状の発熱抵抗素子部２００により形成される。発熱抵抗素子部２００には、発熱部２０の端部に接続される電力供給線９０、９３を介して、電力端子部９５、９７から電力が供給される。発熱部２０を構成する発熱抵抗素子部２００は、供給された電力により発熱する。これにより、面状発熱体１の全体が発熱する。また、不図示の絶縁シートを、発熱部２０を覆うように配置することで、好適に、面状発熱体１を直接人体に当てることができる。
【００３３】
発熱抵抗素子部２００は、発熱抵抗素子が蛇行状（ジグザグ）に成形される蛇行形状部２１０、２２０を有する。蛇行形状部２１０と蛇行形状部２２０とは電気的に連続している。また、蛇行形状部２１０と蛇行形状部２２０とは、略平行に配置される。具体的には、図１に示すように、上段に蛇行形状部２１０が配置され、下段に蛇行形状部２２０が略平行に配置されている。この各蛇行形状部２１０、２２０は、長さがＨで幅がＷの平面部５０Ａが間隔Ｄで略平行に面状発熱体１における長手方向に並列配置されている。また、その平面部５０の端部側に折り畳み部６０Ａ、６０Ｂからなる折り返し部７０が反復形成されてなる。
【００３４】
ここで、蛇行形状部２１０、２２０の蛇行形状を決めるＨ、Ｗ、Ｄは、例えば、求められる発熱特性に応じて変更することができる。具体的には、迅速な昇温や均一な温度保持が求められる場合には、面状発熱体１における発熱抵抗素子部２００を、発熱抵抗素子の総表面積を大きく、かつ、発熱抵抗素子が密になるように形成することができる。例えば、平面部５０Ａの幅Ｗを広くし、間隔Ｄを短くすることができる。
【００３５】
本実施例における蛇行形状部２１０、２２０を有する発熱抵抗素子部２００は、一本の略など幅の帯状発熱抵抗素子により形成される。
【００３６】
具体的には、発熱抵抗素子部２００は、帯状発熱抵抗素子を、例えば、平面部５０Ａと、これに連続する平面部５０Ｂとが互いに略９０度をなすように、かつ、帯状発熱抵抗素子における所定面の一部が互いに向き合うように折り畳むことで折り畳み部６０Ａを形成する。更に、これと同様に、平面部５０Ｂと、これに連続する平面部５０Ａとが略９０度をなすように、かつ、帯状発熱抵抗素子における所定面の一部が互いに向き合うように折り畳むことで折り畳み部６０Ｂを形成する。これにより、折り返し部７０Ａが形成される。
【００３７】
帯状発熱抵抗素子における所定面の一部が互いに向き合うように折り畳むとは、例えば、図１２（ａ）（ｂ）に示すように、発熱抵抗素子部２００の同一面における６０Ｘと６０Ｙとが重なるように折り畳むことをいう。
【００３８】
そして、この折り畳み部６０Ａ、６０Ｂを規則的に形成し、折り返し部７０Ａ及びこれに対向する側に折り返される折り返し部７０Ｂを反復形成することで、蛇行形状部２１０、２２０を有する発熱抵抗素子部２００を形成することができる。また、このように、帯状発熱抵抗素子を折り畳んで蛇行形状部２１０、２２０を形成する場合において、平面部５０の長さＨや、平面部５０同士の幅Ｄは、容易に変更することができるので、蛇行形状部２１０、２２０の形状を容易に変更することができる。
【００３９】
上記のように、汎用性ある帯状発熱抵抗素子を、所定位置で折り畳むことで折り返し部７０を連続的に形成することができ、打ち抜きなどをすることなく蛇行形状を成形することができる。本実施例によれば、非常に簡易、かつ、発熱抵抗素子を無駄にすることなく、蛇行形状部２１０、２２０を有する発熱抵抗素子部２００を形成することができる。
【００４０】
「１．２」第２実施例
図２に示すように、面状発熱体１は、略コ状のシート部１０と、シート部１０の表面に配置される略コ状に成形された発熱部２０と、発熱部２０に電力を供給する電力供給線を接続するための端子部９５０、９６０を備える。
【００４１】
発熱部２０は、薄膜状の発熱抵抗素子部２００により形成される。発熱部２０には、端子部９５０、９６０に接続される不図示の電力供給線を介して電力が供給される。発熱部２０を構成する発熱抵抗素子部２００は、供給された電力により発熱する。これにより、面状発熱体１全体として発熱する。また、不図示の絶縁シートを、発熱部２０を覆うように配置することで、好適に、面状発熱体１を直接人体に当てることができる。
【００４２】
発熱抵抗素子部２００は、蛇行状に成形された細い発熱抵抗素子を有する略など幅の帯状発熱抵抗素子部を、全体として略コ状に成形してなる。具体的には、まず、帯状発熱抵抗素子が、端子部９６０の位置から所定位置までシート部１０の外周Ｂ１に対して略平行に配置されて平面部５０Ｃが形成される。次いで、帯状発熱抵抗素子は、該所定位置で略直角に折り畳まれて、折り返し部７０である折り畳み部６０が形成される。そして、折り畳み部６０に連続し、帯状発熱抵抗素子が外周Ｂ２に略平行に配置されて、平面部５０Ｃに略直交する平面部５０Ｄが形成される。更に、この平面部５０Ｄにおける所定位置で略直角に折り畳むことで、折り返し部７０である折り畳み部６０が形成されると共に、この折り畳み部６０に連続して外周Ｂ３に略平行に配置される平面部５０Ｅが形成される。
【００４３】
このように、面状発熱体１の外周に対して略平行に平面部５０Ｆ、５０Ｇ、５０Ｈ、５０Ｉ、５０Ｊを配置すると共に、各平面部の間に折り返し部７０である折り畳み部６０を形成することで、全体として略コの字を形成するように発熱抵抗素子部２００を成形して配置することができる。そして、平面部５０Ｃから５０Ｊにより形成される略コの字の内側に、該略コの字よりひとまわり小さな略コの字を形成するように、平面部５０Ｊから上述と逆向きに平面部及び折り畳み部を形成してくことで、本実施例における全体として略コの字状に成形された発熱抵抗素子部２００を形成することができる。
【００４４】
発熱抵抗素子部２００は、本実施例において、帯状発熱抵抗素子の幅をＷ２、帯状発熱抵抗素子同士の間隔をＨ２として成形されるが、所望の熱特性に応じて、Ｗ２、Ｈ２を調整することができる。
【００４５】
上記のように、汎用性ある帯状発熱抵抗素子を、所定の位置で折り畳むことで折り返し部７０である折り畳み部６０を連続的に形成することができ、打ち抜きなどをすることなく略コの字状に成形することができる。本実施例によれば、非常に簡易、かつ、発熱抵抗素子を無駄にすることなく、略コの字状の発熱抵抗素子部２００を形成することができる。
【００４６】
また、図５において、本実施例における面状発熱体１を下記条件で使用した場合の表面温度変化を示す。
＜条件＞
シート部      ：形状  １００ｍｍ×１５０ｍｍ（凹部：５０ｍｍ×５０ｍｍ）
：厚さ  ５０μｍ
：材料  ＰＥＴ
発熱抵抗素子部：表面抵抗  ０．１２５Ω／ｓｑ
：材料  ＳＵＳ合金
：幅４ｍｍ×長さ１０００ｍｍ
：蛇行状に成形された細い帯状発熱抵抗素子の表面積  ２２００ｍｍ２
電力          ：乾電池（９Ｖ・６６ｍＡ）×４本、直列配置
【００４７】
図５に示すように、本実施例の面状発熱体１は、短時間で人体を暖めるのに適した温度に昇温できることが分かった。また、不図示の表面温度モニターによる観察の結果、本実施例における面状発熱体１の表面は、略均一に加熱されることが観察された。
【００４８】
「１．３」第３実施例
図３に示すように、面状発熱体１は、略円状のシート部１０と、シート部１０の表面に配置される略星型の発熱部２０と、発熱部２０に電力を供給する電力供給線９０、９３と、電力供給線の他の端部に設けられる電力端子部９５、９７を備える。
【００４９】
発熱部２０は、発熱抵抗素子部２００により形成される。発熱部２０の端部に接続される電力供給線９０、９３を介して、電力端子部９５、９７から電力が供給される。発熱部２０を構成する発熱抵抗素子部２００は、供給された電力により発熱する。これにより、面状発熱体１全体として発熱する。また、不図示の絶縁シートを、発熱部２０を覆うように配置することで、面状発熱体１を直接人体に当てることができる。
【００５０】
本実施例における、略星型の発熱部２０は、一本の略など幅の帯状発熱抵抗素子により形成される。
【００５１】
発熱抵抗素子部２００は、帯状発熱抵抗素子をジグザグになるように折り畳むと共に、略円状のシート部１０における外周に沿うように配置することで略星型に成形する。具体的には、まず、電力供給線９０に接続される帯状発熱抵抗素子を、面状のシート部１０の外周側から中心側に該面状のシート部１０の中心線に対して所定角度をなすように配置して平面部５０Ｐを形成する。次いで、平面部５０Ｐの所定位置で帯状発熱抵抗素を外周側に折り畳むことで、折り返し部７０Ｃである折り畳み部６０Ｃを形成すると共に、外周側に延びるように配置される平面部５０Ｑを形成する。更に、平面部５０Ｑを所定位置で中心側に中心線と所定角度をなすよう帯状発熱抵抗素子を折り畳むことで、折り返し部７０Ｄである折り畳み部６０Ｄを形成する。このように、帯状発熱抵抗素子を所定位置で面状のシート部１０の外周側に折り畳まれる折り畳み部６０Ｃと、中心側に折り畳まれる折り畳み部６０Ｄとを交互に形成することで、略星型の発熱抵抗素子部２００を形成することができる。
【００５２】
上記のように、汎用性のある帯状発熱抵抗素子を、所定の位置で折り畳むことで折り返し部７０Ｃ、Ｄである折り畳み部６０Ｃ、６０Ｄを連続的に形成することができ、打ち抜きなどすることなく、略星型形状を成形することができる。本実施例によれば、非常に簡易、かつ、発熱抵抗素子を無駄にすることなく、略星型の発熱抵抗素子部２００を形成することができる。
【００５３】
「１．４」第４実施例
図４（ａ）（ｂ）に示すように、面状発熱体１は、シート部１０と、シート部１０の表面に配置される一部に立体的に成形された立体部２５を有する発熱部２０と、発熱部２０に電力を供給する電力供給線９０、９３と、不図示の電力供給線の他の端部に設けられる電力端子部を備える。
【００５４】
発熱部２０は、発熱抵抗素子部２００により形成される。発熱抵抗素子部２００には、発熱部２０の端部に接続される電力供給線９０、９３を介して、電力端子部９５、９７から電力が供給される。発熱部２０を構成する発熱抵抗素子部２００は、供給された電力により発熱する。これにより、面状発熱体１全体として発熱する。また、不図示の絶縁シートを、発熱部２０を覆うように配置することで、面状発熱体１を直接人体に当てることができる。
【００５５】
発熱抵抗素子部２００は、一本の略など幅の帯状発熱抵抗素子により、図４（ａ）に示すように、平面的には略蛇行状に成形され、図４（ｂ）に示すように、一部において幅方向に立体的に成形される。
【００５６】
発熱抵抗素子部２００における平面的な蛇行形状は、実施例１における蛇行形状部２１０、２２０に準じて成形される。発熱抵抗素子部２００の幅方向における略中央部が厚さ方向に立体的に成形されてなる立体部２５は、シート部１０の表面に配置される平面部５０を所定位置で厚さ方向に折り曲げた折り曲げ部８０Ａ、８０Ｂを設けることで形成される。
【００５７】
具体的には、まず、電力供給線９０に接続される帯状発熱抵抗素子を、略直角に折り畳んで折り畳み部６０を形成すると共に、幅方向に延びる平面部５０Ａを形成する。次いで、平面部５０Ａを所定位置で厚さ方向に折り曲げることで、折り曲げ部８０Ａを形成する。これにより、折り曲げ部８０Ａに連続して厚さ方向に延びる垂直部５１Ａが形成される。そして、垂直部５１Ａの所定位置を面状発熱体１の幅方向であって平面部５０Ａから離れる側に略直角に折り曲げることで折り曲げ部８１Ａを形成すると共に、シート部１０の表面と略平行に配置される立体部側平面部５０Ｋを形成する。更に、この立体部側平面部５０Ｋを所定位置でシート部１０側に折り曲げることで、折り曲げ部８１Ｂを形成すると共に、シート部１０側に延びる垂直部５１Ｂが形成される。これにより、立体部２５を形成することができる。
【００５８】
更に、垂直部５１Ｂをシート部１０に接する位置で折り曲げて形成される折り曲げ部８０Ｂに連続して幅方向に延びる平面部５０Ａ形成し、該平面部５０Ａの所定位置で略直角に折り畳んで折り畳み部６０を形成する。そして、折り畳み部６０に連続して長手方向に延びる平面部５０Ｂを形成すると共に、該平面部５０Ｂの所定位置を略直角に折り畳んで、折り畳み部６０を形成する。これにより、折り返し部７０を形成することができる。
【００５９】
上述の折り曲げ部８０Ａ、８０Ｂ、８１Ａ、８１Ｂにより形成される立体部２５と、折り畳み部６０により形成される折り返し部７０を反復形成することで、本実施例における発熱抵抗素子部２００を形成することができる。
【００６０】
上記のように、帯状発熱抵抗素子を所定位置で厚さ方向に折り曲げることで、立体部２５を有する発熱抵抗素子部２００を形成することができる。また、汎用性のある帯状発熱抵抗素子を、所定位置で折り畳むことで折り返し部７０を連続的に形成し、平面的には略蛇行形状に成形することができる。これにより、例えば、打ち抜きや金型による成形を要することなく、立体部２５を有する平面的には略蛇行状の発熱抵抗素子部２００を形成することができる。本実施例によれば、非常に簡易、かつ、発熱抵抗素子を無駄にすることなく、所定の平面形状を有すると共に、その全部又は一部において立体的な形状を有する発熱抵抗素子部２００を得ることができる。
【００６１】
「２．１」第１応用例
図６（ａ）（ｂ）に示すように、略板状の面状発熱体２は、シート部１０と、シート部１０の表面に配置される発熱部２０と、発熱部２０に電力を供給する電力供給線９０、９３と、電力供給線の他の端部に設けられる不図示の電力端子部を備える。
【００６２】
シート部１０は、絶縁性を有する柔軟な第１内部層１１と、第１内部層の外側に配置される第１外面膜１２とで形成される。第１外面膜１２は、柔軟であると共に、外部からの衝撃に強い材料からなることが好ましい。この場合、シート部１０は、柔軟な第１内部層１１と柔軟な第１外面膜１２とで形成されるので、柔軟に変形可能に構成される。
【００６３】
発熱部２０は、発熱抵抗素子部２００により形成され、シート部１０の表面に配置される。発熱部２０は、実施例１における蛇行形状部２１０、２２０に準じて形成された不図示の発熱抵抗素子部を有する。
【００６４】
カバー部３０は、絶縁性を有する柔軟な第２内部層３１と、第２内部層の外側に配置される第２外面膜３２とで形成される。カバー部３０は、発熱部２０を覆うようにして、シート部１０と貼り合わされる。第２外面膜３２は、柔軟であると共に、外部からの衝撃に強い材料からなることが好ましい。この場合、カバー部３０は、柔軟な第２内部層３１と柔軟な第２外面膜３２とで形成されるので、シート部１０と同様に柔軟に変形可能に構成される。
【００６５】
シート部１０とカバー部３０とを柔軟に変形可能に構成することで、本応用例における面状発熱体２は、全体として柔軟に変形可能に構成される。また、シート部１０とカバー部３０とを貼り合わせて、発熱部２０が外部に露出しないように構成しているので、例えば、人体に直接的に接触させることができる。
【００６６】
「２．２」第２応用例
図７に示すように、略長板状の面状発熱体３は、断熱部材４５と、複数の面状発熱体１と、床部材４０を備える。具体的には、複数の面状発熱体１を、断熱部材４５の表面に略平行に並列配置し、この並列配置された複数の面状発熱体１を覆うように絶縁性の床部材４０を配置してなる。
【００６７】
面状発熱体１は、実施例１の面状発熱体１であり、シート部１０の表面に、帯状発熱抵抗素子が略蛇行状に成形された発熱抵抗素子部２００が発熱部２０として配置されている。この実施例１の面状発熱体１は、面状発熱体３における長手方向に略平行に並列配置される。
【００６８】
断熱部材４５は、発熱部２０により生じた熱を外部に逃がさないようにすると共に、熱が床部材４０に伝導されるようにする。断熱部材４５には、予め面状発熱体１を並列配置させるための配置部を形成することもできる。
【００６９】
床部材４０は、絶縁性であり、面状発熱体１の発熱部２０を覆うように配置される。床部材４０は、該床部材４０の上面に熱を伝導させるため高熱伝導性であることが好ましい。
【００７０】
本応用例における面状発熱体３は、床暖房用面状発熱体として使用することができる。例えば、所定の大きさの面状発熱体３を、家屋の床面などに敷くことができる。
【００７１】
「２．３」第３応用例
図８に示すように、表面が略波状に成形された面状発熱体４は、断熱部材４５と、複数の面状発熱体１と、シート状のカバー部３０と、屋根部材４１を備える。具体的には、複数の面状発熱体１を、断熱部材４５の表面に該面状発熱体４における長手方向に略平行に並列配置される。そして、この並列配置された複数の面状発熱体１を覆うように絶縁性のカバー部３０を配置し、更に、このカバー部３０の上面に波状の屋根部材４１を配置してなる。
【００７２】
面状発熱体１は、実施例１の面状発熱体１であり、シート部１０の表面に、帯状発熱抵抗素子が略蛇行状に成形された発熱抵抗素子部２００が発熱部２０として配置されている。この実施例１の面状発熱体１は、上述の通り、面状発熱体４における長手方向に略平行に並列配置される。
【００７３】
断熱部材４５は、発熱部２０により生じた熱を外部に逃がさないようにすると共に、カバー部３０を介して、熱が屋根部材４１に伝導されるようにする。断熱部材４５には、予め面状発熱体１を並列配置させるための配置部を形成することもできる。
【００７４】
カバー部３０は、絶縁性であり、面状発熱体１の発熱部２０を覆うように配置される。カバー部３０は、屋根部材４１に熱を伝導させるため高熱伝導性であることが好ましい。
【００７５】
屋根部材４１は、全体として略波状に成形され、外部からの衝撃に強い材料で構成される。また、カバー部３０から伝導される熱を好適に吸収でき、かつ、蓄熱性に優れた材料で構成されることが好ましい。
【００７６】
本応用例における面状発熱体４は、屋根に配置される融雪用発熱面状発熱体として使用することができる。例えば、所定の大きさの面状発熱体３を、家屋の屋根上に配置することができる。これにより、雪下ろし時に屋根から落ちてケガをすることを抑制できる。
【００７７】
「２．４」第４応用例
図９に示すように、ドラム缶の外面を覆うように配置されるシート状の面状発熱体５は、不図示の小型面状発熱体と、この小型面状発熱体を収納する収納部材３５０と、該面状発熱体５をドラム缶を覆うように配置した状態を保つための装着部３６０とを備える。具体的には、面状発熱体５は、柔軟に変形可能な所定の小型面状発熱体を、収納部材３５０に収納してなる。収納部材３５０に収納される小型面状発熱体は、例えば、収納部材３５０に収納可能に形成された上述の実施例における面状発熱体を使用することができる。
【００７８】
収納部材３５０は、絶縁性であり、かつ、柔軟に変形可能な材料で構成される。また、収納部材３５０は、小型面状発熱体を収納可能に形成されており、例えば、所定部に袋状に形成された不図示の収納部を配置することができる。
【００７９】
また、面状発熱体５は、ドラム缶を覆うように配置した場合に表側に露出されるコントロール部５００を更に備える。このコントロール部５００は、バッテリーなどの電力供給部９００を内部に収納すると共に、外側から操作可能な面状発熱体５の発熱温度を調整する温度調整部５１０を備える。
【００８０】
本応用例における面状発熱体５は、ドラム缶用面状発熱体として使用できる。この面状発熱体５を、ドラム缶を覆うように配置して該ドラム缶を加熱することにより、ドラム缶全体を略均一に加熱することができる。これにより、ドラム缶を移動させることなく簡易に全体を加熱することがきる。また、ドラム缶の一部を加熱することで生じていた過加熱により生じる内部の液体などの劣化を防止することができる。
【００８１】
「２．５」第５応用例
図１０に示すように、鍋６００の側面を覆うように配置される面状発熱体６は、不図示の小型面状発熱体と、この小型面状発熱体を収納する収納部材６１０と、面状発熱体６を鍋６００の側面を覆うように配置した状態を保つための装着部６３０とを備える。具体的には、面状発熱体６は、柔軟に変形可能な所定の小型面状発熱体を、収納部材３５０に収納してなる。収納部材３５０に収納される小型面状発熱体は、例えば、収納部材３５０に収納可能に形成された上述の実施例における面状発熱体を使用することができる。
【００８２】
収納部材６１０は、絶縁性であり、かつ、柔軟に変形可能な材料で構成される。また、収納部材６１０は、小型面状発熱体を収納可能に形成されており、例えば、所定部に袋状に形成された不図示の収納部を配置することができる。
【００８３】
また、面状発熱体６は、小型面状発熱体に配置される所定形状に折り畳み成形された発熱抵抗素子部２００に電力を供給する電力供給線９０、９３と、電力供給線の他の端部に設けられる電力端子部９５、９７を有するコンセント部９１０を備える。
【００８４】
本応用例における面状発熱体５は、加熱調理用面状発熱体として使用できる。この面状発熱体６を、鍋６００の側面を覆うように配置して該鍋６００を加熱することで、例えば、鍋６００に収容されている油６５０を加熱し、具材６６０をフライ調理することができる。これにより、加熱機器が設置されていない場所においても鍋６００を加熱することができ、加熱調理することができる。
【００８５】
「２．６」第６応用例
図１１に示すように、手袋状の面状発熱体７は、不図示の小型面状発熱体と、この小型面状発熱体を収納する収納部材７６０と、小型面状発熱体に配置される発熱抵抗素子部２００に電力を供給する電力供給線９０、９３と、電力供給線９０、９３の他の端部に設けられる電力端子部９５、９７を備える。
【００８６】
収納部材７６０は、人の手に装着可能な形状に形成される。具体的には、指挿入部７１から７５及び甲挿入部７６を有する。収納部材７６０は、絶縁性であり、かつ、柔軟に変形可能な材料で構成される。また、収納部材７６０は、小型面状発熱体を収納可能に形成されており、例えば、所定部に袋状に形成された不図示の収納部を配置することができる。
【００８７】
本応用例における面状発熱体７は、手袋用面状発熱体として使用できる。この面状発熱体７を、人の手を覆うように装着する（手を入れる）ことで、好適に手を温めることができる。
【００８８】
「３」発熱抵抗体
本発明における薄膜状の発熱抵抗体は、平面部及び前記平面部に形成される１又は複数の折り畳み部を有する。そして、折り畳み部は、平面部の所定面の一部が所定面の他の一部に互いに向い合うように折り畳まれて形成される。本発明の発熱抵抗体として、例えば、上述した実施例や応用例における発熱抵抗素子部を例示することができる。
【００８９】
上述の通り、本発明の薄膜状の発熱抵抗体は、平面部及び前記平面部により形成される折り畳み部を備える。この折り畳み部は、薄膜状の発熱抵抗素子を所定位置で折り畳むことで形成される。これにより、例えば、簡易に所定形状の発熱抵抗体を形成することができる。また、例えば、様々な形状の発熱抵抗体を形成することができる。また、例えば、打ち抜きなどで所定形状に成形する場合に比べて、この成形時に生じる発熱抵抗素子の無駄を抑制することができる。
【００９０】
発熱抵抗体は、上述のように、一の略など幅の帯状発熱抵抗素子により形成することができる。これにより、汎用性の高い帯状発熱抵抗素子を折り畳むことで、所定形状の発熱抵抗体を形成することができる。また、例えば、簡易に所定形状の発熱抵抗体を形成することができる。また、例えば、様々な形状の発熱抵抗体を形成することができる。また、例えば、打ち抜きなどで所定形状に成形する場合に比べて、この成形時に生じる発熱抵抗素子の無駄を抑制することができる。
【００９１】
「４」製造方法
本発明の面状発熱体の製造方法として、平面部を有する薄膜状の発熱抵抗素子を、前記平面部の所定面の一部が前記所定面の他の一部に互いに向い合うように折り畳んで所定形状に成形する折り畳み工程を含む製造方法を例示することができる。具体的には、上述した実施例や応用例における製造法を例示できる。
【００９２】
この製造方法によれば、薄膜状の発熱抵抗素子における平面部に折り畳み部を形成することで、所定形状の発熱抵抗素子部を形成し、この発熱抵抗素子部を用いて面状発熱体を製造する。また、例えば、発熱抵抗素子部が一の略など幅の帯状発熱抵抗素子からなる場合には、ロール状に巻かれた帯状発熱抵抗素子を連続して繰り出すと共に、所定の間隔及び所定の角度で、ロールから繰り出された発熱抵抗素子を折り畳んで、所定形状に成型して発熱抵抗素子部を製造し、該発熱抵抗素子部を用いて面状発熱体を製造することができる。
【００９３】
これにより、例えば、製造上の困難性なく様々な形状の発熱抵抗素子部を形成することができる。また、例えば、打ち抜きなどで所定形状に成形する場合に比べて、この成形時に生じる発熱抵抗素子の無駄を抑制することができる。
【００９４】
また、カバー部を備える面状発熱体の製造方法として、平面部を有する薄膜状の発熱抵抗素子を、該発熱抵抗素子における所定位置を折り畳んで所定形状に成形する工程を有する発熱抵抗素子部製造工程と、発熱抵抗素子部製造工程により製造された発熱抵抗素子部をシート部の所定位置に配置する発熱抵抗素子部配置工程と、発熱抵抗素子部配置工程により配置された発熱抵抗素子部を覆うようにカバー部を形成するカバー部形成工程と、を含む製造方法を例示することができる。
【００９５】
「５」各種構成物
上述した実施例や応用例における各種構成物について以下に説明する。発熱抵抗素子は、所要の熱エネルギーを発生可能なものであれば特にその種類は限定されず、面状発熱体の用途により適宜選択して用いることができる。例えば、常温で固体であり所要の比抵抗を有する金属や合金（例えば、ＪＩＳに規定の合金など）などが適用できる。具体的には、銅−マンガン系合金（例えば、マンガン１２〜１５重量％、ニッケル２〜４重量％、残部が銅の合金など）、銅−ニッケル系合金（例えば、銅５５重量％、ニッケル４５重量％からなる合金など）、ニッケル−クロム系合金（例えば、ニッケル８０重量％、クロム２０重量％からなる合金など）、ニッケル−リン系合金（例えば、リン１〜２０重量％、残部がニッケルの合金など）、ニッケル−ホウ素−リン系合金（例えば、ホウ素２重量％、リン８〜１６重量％、残部がニッケルの合金など）、鉄−クロム系合金（例えば、クロム２０重量％、アルミニウム３重量％、残部が鉄の合金など）、鉄−ニッケル系合金、鉄−炭素系合金、ステンレス合金などを適用することができる。なお人体に直接接触させる場合にはステンレス合金、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４など）などが好ましい。また、発熱抵抗素子部２００は、電解箔や圧延箔などを用いることもできる。
【００９６】
発熱抵抗素子は、例えば２０℃で２１〜３００μΩ・ｃｍ、好ましくは、２１〜１００μΩ・ｃｍを例示できる。また、発熱抵抗素子部２００の厚みは、面状発熱体の用途により適宜設定することができ、例えば、１〜１０００μｍ、好ましくは１０〜１００μｍを例示できる。
【００９７】
シート部１０は、絶縁性や熱伝導性に優れたものであれば特にその種類は限定されず、面状発熱体の用途により、適宜選択することができき、好ましくは、柔軟に変形可能な材料を選択することができる。シート部１０の材料として、例えば、プラスチックなどの有機高分子物質やプラスチックに粉末や繊維などを混ぜた混合体を用いることができる。プラスチックとしては、例えば、アクリル樹脂、アミノ樹脂（メラミン樹脂、ユリア樹脂、ベンゾグアナミン樹脂など）、アリル樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、液晶ポリマー、ＥＥＡ樹脂（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｅｔｈｙｌａｃｒｙｌａｔｅ  樹脂）、ＡＡＳ樹脂（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ  Ａｃｒｙｌａｔｅ  Ｓｔｙｒｅｎｅ  樹脂）、ＡＢＳ樹脂（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ  Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ  Ｓｔｙｒｅｎｅ  樹脂）、ＡＣＳ樹脂（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ  Ｃｈｌｏｒｉｎａｔｅｄ  ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｓｔｙｒｅｎｅ  樹脂）、ＡＳ樹脂（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ  Ｓｔｙｒｅｎｅ  樹脂）、アイオノマー樹脂、エチレンポリテトラフルオロエチレン共重合体、エポキシ樹脂、珪素樹脂、スチレンブタジエン樹脂、フェノール樹脂、弗化エチレンプロピレン、弗素樹脂、ポリアセタール、ポリアリレート、ポリアミド（６ナイロン、１１ナイロン、１２ナイロン、６６ナイロン、６１０ナイロン、６１２ナイロンなど）、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルホン、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリシクロヘキンジメルテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリトリメチレンナフタレートなど）、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレンなど）、ポリカーボネート、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリサルホン、ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリブタジエン、ポリブテン、ポリメチルペンテンなどを用いることができる。また、発熱抵抗素子部２００の発熱温度に応じて、シリコンゴムなどを用いることができる。
【００９８】
カバー部３０は、絶縁性や熱伝導性に優れたものであれば特にその種類は限定されず、面状発熱体の用途により、適宜選択することができ、好ましくは、柔軟に変形可能な材料を選択することができる。カバー部の材料として、例えば、上述のシート部と同様の材料を用いることができる。
【００９９】
シート部１０やカバー部３０の外側に配置される外面膜としては、衝撃に強い材料が好ましく、例えば、ガラスクロス、ウレタンフィルム、アルミ箔などを例示できる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の面状発熱体における第１実施例の平面図である。
【図２】本発明の面状発熱体における第２実施例の平面図である。
【図３】本発明の面状発熱体における第３実施例の平面図である。
【図４】本発明の面状発熱体における第４実施例の平面図及び斜視図である。
【図５】第２実施例における時間―温度グラフである。
【図６】本発明の面状発熱体における第１応用例の平面斜視図及び断面図である。
【図７】本発明の面状発熱体における第２応用例の展開斜視図である。
【図８】本発明の面状発熱体における第３応用例の展開斜視図である。
【図９】本発明の面状発熱体における第４応用例の斜視図である。
【図１０】本発明の面状発熱体における第５応用例の斜視図である。
【図１１】本発明の面状発熱体における第６応用例の平面図である。
【図１２】図１の領域Ａにおける折り畳み部を拡大した展開図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１      面状発熱体
１０    シート部
２０    発熱部
５０Ａ  平面部
５０Ｂ  平面部
６０Ａ  折り畳み部
６０Ｂ  折り畳み部
７０Ａ  折り返し部
７０Ｂ  折り返し部
２００  発熱抵抗素子部
２１０  蛇行形状部
２２０  蛇行形状部
【図１】
2007115610.tif 000003
【図２】
2007115610.tif 000004
【図３】
2007115610.tif 000005
【図４】
2007115610.tif 000006
【図５】
2007115610.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007115610.tif 000009
【図８】
2007115610.tif 000010
【図９】
2007115610.tif 000011
【図１０】
2007115610.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2007115610.tif 000014