(57)【要約】      （修正有）【課題】発熱部における発熱素子と絶縁層との密着性及び発熱部と放熱板との界面の密着性に優れた電気ヒータを提供する。【解決手段】面状の発熱部３を放熱板２に設けた電気ヒータ１であって、発熱部は、電流を流すと発熱する帯状の金属箔抵抗体よりなりジグザグ状に整列した形状の発熱素子３１と、発熱素子を埋設する絶縁層３２とを有し、絶縁層が電気絶縁性の樹脂で構成されている。絶縁層は、電気絶縁性の第１の樹脂層と第２の樹脂層とにより構成され、発熱部は、第１の樹脂層と第２の樹脂層との間に発熱素子を密着状態に設けて一体化した成形品であることが好ましく、また、樹脂は、フッ素樹脂であることが好ましい。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
面状の発熱部を放熱板に設けた電気ヒータであって、
上記発熱部は、電流を流すと発熱する帯状の金属箔抵抗体よりなりジグザグ状に整列した形状の発熱素子と、この発熱素子を埋設する絶縁層とを有し、
上記絶縁層が電気絶縁性の樹脂で構成されている電気ヒータ。
【請求項２】
上記発熱部の絶縁層は、電気絶縁性の樹脂よりなる第１の樹脂層と第２の樹脂層とにより構成され、
上記発熱部は、第１の樹脂層と第２の樹脂層との間に発熱素子を密着状態に設けて一体化した成形品である請求項１に記載の電気ヒータ。
【請求項３】
上記電気絶縁性の樹脂は、フッ素樹脂である請求項１又は２に記載の電気ヒータ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、面状の電気ヒータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電気ヒータは、発熱部を放熱板に設けたものであり、発熱部は、発熱素子を絶縁層で挟持した構成とする。絶縁層は、マイカ箔などの無機物により形成されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２８０１５１号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
絶縁層としてマイカ箔などの無機物を用いたものでは、部分的に空隙が形成される。この空隙が原因となって絶縁層と発熱素子との密着性を低下させ、また、発熱部と放熱板との界面の密着性も低下させる。そのため、発熱部から放熱板への熱伝導性を低下させ、電力消費が多くなってしまう不都合が生じていた。
【０００５】
本考案は、上記事情に鑑みてなされたものであり、発熱部における発熱素子と絶縁層との密着性、及び発熱部と放熱板との界面の密着性に優れた電気ヒータ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】
【０００６】
本考案に係る電気ヒータは、
面状の発熱部を放熱板に設けた電気ヒータであって、
上記発熱部は、電流を流すと発熱する帯状の金属箔抵抗体よりなりジグザグ状に整列した形状の発熱素子と、この発熱素子を埋設する絶縁層とを有し、
上記絶縁層が電気絶縁性の樹脂で構成されたものである。
【０００７】
上記発熱部の絶縁層は、電気絶縁性の樹脂よりなる第１の樹脂層と第２の樹脂層とにより構成され、上記発熱部は、第１の樹脂層と第２の樹脂層との間に発熱素子を密着状態に設けて一体化した成形品であることが好ましく、また、上記電気絶縁性の樹脂は、フッ素樹脂であることが好ましい。
【考案の効果】
【０００８】
本考案に係る電気ヒータでは、発熱部として従来はマイカ箔などの無機物で形成していた絶縁層を電気絶縁性の樹脂で形成し、この樹脂に発熱素子を埋め込んだ構成としたものである。これにより、絶縁層となる樹脂と発熱素子との密着性が高くなり、また、発熱部と放熱板との界面の密着性も高くすることができる。従って、発熱部から放熱板への熱伝導性に優れ、発熱部での電力消費が抑えられ、省エネを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態による電気ヒータの構成を示す断面図である。
【図２】実施形態の電気ヒータにおける発熱素子のパターン形状を示す平面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本考案の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、実施形態の電気ヒータ１は、放熱板２と、放熱板２上に形成された面状の発熱部３と、発熱部３上に形成された熱反射板４とを備え、全体として板状に形成されている。この電気ヒータ１は、発熱部３に通電し発熱部３を発熱させると、この発熱部３からの直接の熱と熱反射板４からの反射熱とが放熱板２に伝わり、放熱板２の放熱面側から遠赤外線などの熱線５が放出される。
【００１１】
放熱板２は、所定温度に加熱されると遠赤外線などの熱線５を放出する基材であって、例えば、アルミニウムなどの金属板、石英ガラス板、セラミック板、プラスチック板などが使用される。放熱板２の厚さは、とくに限定されないが、約０．５ｍｍ〜３０ｍｍ程度とされる。この放熱板２の放熱面側（発熱部３を形成しない面側）には、耐熱保護膜２１が形成されている。耐熱保護膜２１は、セラミックコーティング膜などの表面保護膜となるものであり、透明、半透明、また、白、黒、赤など種々な色に着色されていてもよい。耐熱保護膜２１の色によって放熱板２の放熱面から発せられる熱線５の波長レベル域を異ならすこともできる。なお、本考案の電気ヒータ１において、このような耐熱保護膜２１を形成しない構成としてもよい。
【００１２】
熱反射板４は、例えば、アルミニウムなどの金属板、石英ガラス板、セラミック板、プラスチック板などの基材に、発熱部３と対向する面側に金、銀、白金などの熱反射膜４１を形成したものである。熱反射板４の厚さは、とくに限定されないが、約０．５ｍｍ〜３０ｍｍ程度とされる。熱反射板４は、図示しないが、放熱板２に達するボルトによって発熱部３上に密着するように固定される。なお、本考案の電気ヒータ１において、このような熱反射板４を設けない構成としてもよい。
【００１３】
発熱部３は、放熱板２に伝熱させる熱を発生させるものであり、発熱素子３１と、発熱素子３１を埋設する絶縁層３２とにより構成されている。絶縁層３２は、第１の樹脂層３２ａと第２の樹脂層３２ｂとにより構成されている。発熱部３は、第１の樹脂層３２ａと第２の樹脂層３２ｂとの間に発熱素子３１を密着状態に設けて一体化した成形品である。この発熱部３は、例えば、薄板状に形成した第１の樹脂層３２ａ上に発熱素子３１を形成したものをインサート部品として射出成形法により第２の樹脂層３２ｂを形成することにより製造することができる。インサート部品としては、放熱板２上に第１の樹脂層３２ａ、発熱素子３１を形成したものでもよい。なお、発熱部３は、成形品に限らず、例えば、放熱板２上に素材樹脂液を塗布して第１の樹脂層３２ａを形成し、この第１の樹脂層３２ａ上に発熱素子３１を形成した後、この上に素材樹脂液を塗布して第２の樹脂層３２ｂを形成することにより製造したものでもよい。
【００１４】
発熱素子３１は、電流を流すと発熱する帯状の金属箔抵抗体よりなり、図２に示すように、ジグザグ状に整列させた形状を有している。発熱素子３１の両端部には、電気入力端子３１Ａ，３１Ｂが設けられている。発熱素子３１は、例えば、ニッケル、タングステン、モリブデン、ステンレス、白金、銅、黄銅などの導電性金属が使用される。また、発熱素子３１をジグザグ状のパターン形状に形成することにより、発熱素子３１の面積を大きくできると共に発熱素子３１の熱膨張による絶縁層３２（第１、第２の樹脂層３２ａ，３２ｂ）への応力を緩和できる。この発熱素子３１は、絶縁層３２を構成する第１の樹脂層３２ａ上に、プラズマジェット溶射、印刷、エッチングなどの方法により形成することができる。発熱素子３１の厚さは、１０μｍ〜２００μｍの範囲で形成される。発熱素子３１の厚さが１０μｍ以上であれば、電気ヒータ１のオンオフによって発熱素子３１が熱で膨張収縮を繰り返しても断線することがなく、また、発熱素子３１の厚さが２００μｍ以下であれば、発熱時の電力消費が抑えられる。なお、発熱素子３１を複数個並べて設置してもよく、この場合は、各発熱素子３１を独立して発熱させて局部的な放熱を行うことができる。
【００１５】
絶縁層３２は、上述のとおり、第１の樹脂層３２ａと第２の樹脂層３２ｂとにより構成される。この第１、第２の樹脂層３２ａ，３２ｂの間に発熱素子３１を密着状態に設けて一体化した成形品を発熱部３とするものである。これら第１、第２の樹脂層３２ｂは、電気絶縁性の樹脂から形成されている。電気絶縁性の樹脂として、例えば、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂などが使用されるが、好ましくは、フッ素樹脂が使用される。フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体、クロロトリフルオエチレン・エチレン共重合体、ポリビニリデンフルオライドなどの各フッ化物のフッ素樹脂が使用される。中でも、絶縁性、耐熱性、耐薬品性、加工性などの点から、ポリテトラフルオロエチレン又はテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体を使用するのが好ましい。第１、第２の樹脂層３２ａ，３２ｂは、各々を異なる樹脂から形成してもよいが、ともに同じ樹脂から形成するのが好ましい。
【００１６】
以上のように、本実施形態による電気ヒータ１では、発熱部３を成形品により形成している。すなわち、発熱部３は、従来はマイカ箔などの無機物で構成していた絶縁層を電気絶縁性の樹脂（３２ａ，３２ｂ）により形成し、この樹脂で発熱素子３１を埋め込んで一体化した構成とする。これにより、絶縁層３２となる樹脂と発熱素子３１との密着性が高くなり、また、発熱部３と放熱板２との界面の密着性も高くすることができる。従って、発熱部３から放熱板２への熱伝導性に優れ、発熱部３での電力消費が抑えられ、省エネを実現することができる。また、熱伝導性に優れるので、電気ヒータ１の表面温度が発熱素子３１の温度変化に対して迅速に追従し、電気ヒータ１の温度制御性にも優れたものとなる。
【００１７】
第１、第２の樹脂層３２ａ，３２ｂの各々の層厚は、０．５ｍｍ〜５ｍｍの範囲で形成される。層厚が０．５ｍｍ以上であれば、発熱素子３１の熱膨張にも抗し、第１、第２の樹脂層３２ａ，３２ｂにクラック等が発生することがない。また、層厚が５ｍｍ以下であれば、発熱素子３１から放熱板２への熱伝導も効率よく行うことができ、発熱部３での電力消費を良好に抑えることができる。
【００１８】
発熱素子３１が第１の樹脂層３２ａと第２の樹脂層３２ｂとの間に強固に保持されるので、実用時に発熱素子３１が熱膨張しても第１の樹脂層３２ａや第２の樹脂層３２ｂが剥離することもなく高温時の耐熱性に優れると共に、実用時の振動や衝撃での耐久性にも優れる。また、熱伝導性や耐久性に優れるので、電気ヒータ１としてコンパクトなものを実現できる。
【００１９】
発熱部３は、成形品により構成するので、発熱部３を筒状、湾曲状など種々の形状に容易に形成することができ、様々な形状用途への対応が容易となる。また、絶縁層３２の樹脂としてフッ素樹脂を用いることにより、発熱部３の耐水性、耐薬品性が優れるので、水環境、薬品環境などの苛酷な環境への対応も可能となる。さらに、発熱部３は従来のようなマイカを使わないので、マイカの剥がれによるホコリの発生がなく無塵でクリーンなものを実現できる。
【００２０】
なお、本考案は、以上の実施形態のみに限定されず、実用新案登録請求の範囲内で様々な変更を施すことが可能である。例えば、発熱部３を複数個積層させたものでもよい。また、熱反射板４を無くして発熱部３の両面に放熱板２を設けてもよい。また、発熱素子３１のジグザグの間隔を適所で疎密に構成して温度勾配を生じさせるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００２１】
１  電気ヒータ
２  放熱板
３  発熱部
４  熱反射板
５  熱線
２１  耐熱保護膜
３１  発熱素子
３１Ａ，３１Ｂ  電気入力端子
３２  絶縁層
３２ａ  第１の樹脂層
３２ｂ  第２の樹脂層
４１  熱反射膜
【図１】
0003218123.tif 000003
【図２】
0003218123.tif 000004