(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性繊維と非導電性繊維とバインダーとから成る混抄紙と、混抄紙に取り付けられた複数の電極とを備え、電極の間で延在する混抄紙が湾曲しており且つ当該湾曲が複数の円弧で形成されており、前記複数の円弧中曲率半径が最小の円弧の中心角を２等分する方向に導電性繊維が配向されていることを特徴とする面状ヒータ。
【請求項２】
導電性繊維と非導電性繊維とバインダーとから成る混抄紙と、混抄紙に取り付けられた複数の電極とを備え、電極の間で延在する混抄紙が全体として湾曲しており且つ当該湾曲が複数の直線で形成されており、前記複数の直線の交点の内角中最小の内角を２等分する方向に導電性繊維が配向されていることを特徴とする面状ヒータ。
【請求項３】
請求項１又は２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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性繊維と非導電性繊維とバインダーとから成る混抄紙と、混抄紙に取り付けられた複数の電極とを備える面状ヒータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１に示すように、導電性繊維と非導電性繊維とバインダーとから成る混抄紙１と、混抄紙１に取り付けられた一対の電極２とを備える面状ヒータ３が、暖房便座の発熱体として使用されている。暖房便座が馬蹄形なので、電極２間の混抄紙１は湾曲している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
湾曲した混抄紙１の外縁１ａの長さは、内縁１ｂの長さよりも大なので、混抄紙１の外縁部の電極２間の抵抗値は、内縁部の電極２間の抵抗値よりも大である。この結果、電極２間に電圧を印加すると、混抄紙１の外縁部の電流密度が内縁部の電流密度に比べて微小になり、混抄紙１の外縁部の単位面積当たりの発熱量が内縁部の単位面積当たりの発熱量に比べて微小になり、面状ヒータ３に温度むらが生じ、暖房便座の快適性が損なわれる。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、導電性繊維と非導電性繊維とバインダーとから成る混抄紙と、混抄紙に取り付けられた複数の電極とを備え、電極の間で延在する混抄紙が湾曲した面状ヒータであって、温度むらの発生が抑制された面状ヒータ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】
本発明においては、上記課題を解決するために、導電性繊維と非導電性繊維とバインダーとから成る混抄紙と、混抄紙に取り付けられた複数の電極とを備え、電極の間で延在する混抄紙が湾曲しており且つ当該湾曲が複数の円弧で形成されており、前記複数の円弧中曲率半径が最小の円弧の中心角を２等分する方向に導電性繊維が配向されていることを特徴とする面状ヒータを提供する。
混抄紙の湾曲が複数の円弧で形成されている場合、複数の円弧中曲率半径が最小の円弧が存在している部分が最も曲がりがきつい部分である。従って、この部分で、混抄紙の内縁と外縁の長さの差が最大になり、内縁部と外縁部の電流密度差が最大になり、内縁部と外縁部の単位面積当たりの発熱量差が最大になり、面状ヒータの温度むらが最大になる。曲率半径が最小の円弧の中心角を２等分する方向に導電性繊維が配向されていれば、最も曲がりがきつく内縁部と外縁部の温度差が最大になる部位において、内縁部を混抄紙の延在方向へ流れる電流が外縁部の方向へ誘導され、外縁部の電流密度が増加する。この結果、内縁部と外縁部の電流密度差が減少し、内縁部と外縁部の単位面積当たりの発熱量差が減少し、面状ヒータの温度むらの発生が抑制される。
【０００５】
本発明においては、導電性繊維と非導電性繊維とバインダーとから成る混抄紙と、混抄紙に取り付けられた複数の電極とを備え、電極の間で延在する混抄紙が全体として湾曲しており且つ当該湾曲が複数の直線で形成されており、前記複数の直線の交点の内角中最小の内角を２等分する方向に導電性繊維が配向されていることを特徴とする面状ヒータを提供する。
電極の間で延在する混抄紙が全体として湾曲しており且つ当該湾曲が複数の直線で形成されている場合、複数の直線の交点の内角中最小の内角が存在している部分が最も曲がりがきつい部分である。従って、この部分で、混抄紙の内縁と外縁の長さの差が最大になり、内縁部と外縁部の電流密度差が最大になり、内縁部と外縁部の単位面積当たりの発熱量差が最大になり、面状ヒータの温度むらが最大になる。最小の内角を２等分する方向に導電性繊維が配向されていれば、最も曲がりがきつく内縁部と外縁部の温度差が最大になる部位において、内縁部を混抄紙の延在方向へな流れる電流が外縁部の方向へ誘導され、外縁部の電流密度が増加する。この結果、内縁部と外縁部の電流密度差が減少し、内縁部と外縁部の単位面積当たりの発熱量差が減少し、面状ヒータの温度むらの発生が抑制される。
【０００６】
本発明においては、上記面状ヒータを備えることを特徴とする暖房便座を提供する。
温度むらの発生が抑制された面状ヒータを備える暖房便座は高い快適性を有する。
【０００７】
【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２に示すように、面状ヒータ１３は、導電性繊維と非導電性繊維とバインダーとから成る混抄紙１１と、混抄紙１１に取り付けられた一対の電極１２とを備えている。電極１２間の混抄紙１１は湾曲している。湾曲は複数の円弧で形成されている。複数の円弧中曲率半径が最小の円弧Ｒの中心角θを２等分する方向に、すなわち図２で矢印αで示す方向に、導電性繊維が配向されている。
【０００８】
混抄紙１１は、図３に示すように、紙漉槽１４に蓄えた水に炭素繊維等の導電性繊維とパルプ等の非導電性繊維とを分散させ、紙漉槽１４内に予め配置したロール状の網１５を巻き取りつつ、混ざり合った導電性繊維と非導電性繊維とを網１５上に漉き取り、脱水し、バインダーを溶剤に溶かしたバインダー溶液を滴下し、乾燥して製造する。所定の速度で巻き取られる網１５によって混ざり合った導電性繊維と非導電性繊維とが漉き取られるので、導電性繊維は図３で矢印で示す網１５の巻き取り方向に配向される。従って、製造時の巻き取り方向に図２の矢印αの方向を一致させて、混抄紙１１を裁断すれば、導電性繊維を図２の矢印αの方向へ配向させることができる。
【０００９】
円弧Ｒが存在している部分は最も曲がりがきつい部位である。従って、この部位で、混抄紙１１の外縁と内縁の長さの差が最大になり、外縁部１１ａと内縁部１１ｂの電流密度差が最大になり、外縁部１１ａと内縁部１１ｂの単位面積当たりの発熱量差が最大になり、面状ヒータ１３の温度むらが最大になる。しかし、円弧Ｒの中心角θを２等分する方向に導電性繊維が配向されているので、最も曲がりがきつく外縁部１１ａと内縁部１１ｂの温度差が最大になる部位において、図２で破線矢印で示すように内縁部１１ｂを混抄紙１１の延在方向へ流れる電流が、導電性繊維の配向方向ヘ曲げられて、図２で実線矢印で示すように外縁部１１ａの方向へ導かれ、外縁部１１ａの電流密度が増加する。この結果、外縁部１１ａと内縁部１１ｂの電流密度差が減少し、外縁部１１ａと内縁部１１ｂの単位面積当たりの発熱量差が減少し、面状ヒータ１３の温度むらの発生が抑制される。
【００１０】
図４に示すように、混抄紙１１が全体として湾曲しており且つ当該湾曲が複数の直線で形成されている場合には、複数の直線の交点の内角中最小の内角Θを２等分する方向、すなわち図４で矢印βで示す方向に導電性繊維を配向させれば良い。内角Θが存在している部分が最も曲がりがきつい部分である。従って、この部分で混抄紙１１の外縁部１１ａと内縁部１１ｂの単位面積当たりの発熱量差が最大になり、面状ヒータ１３の温度むらが最も大になる。しかし、円角Θを２等分する方向に導電性繊維が配向されていれば、最も曲がりがきつく外縁部１１ａと内縁部１１ｂの温度差が最大になる部位において、図４で破線矢印で示すように内縁部１１ｂを混抄紙１１の延在方向へ流れる電流が、導電性繊維の配向方向ヘ曲げられて、図４で実線矢印で示すように外縁部１１ａの方向へ導かれ、外縁部１１ａの電流密度が増加する。この結果、外縁部１１ａと内縁部１１ｂの電流密度差が減少し、外縁部１１ａと内縁部１１ｂの単位面積当たりの発熱量差が減少し、面状ヒータ１３の温度むらの発生が抑制される。
【００１１】
上記面状ヒータを暖房便座の発熱体として使用すれば、暖房便座に高い快適性が付与される。
【００１２】
上記実施例においては、電極の数は２であったが、３以上の電極を配設しても良い。向かい合う電極間の混抄紙が全体的に湾曲している場合には、上記実施例と同様にして、温度むらの発生を抑制することができる。
面状ヒータの適用対称は暖房便座に限定されない。椅子の座部、敷物等の暖房に使用しても良い。
【００１３】
【発明の効果】
上記説明から分かるように、混抄紙の湾曲が複数の円弧で形成されている場合、曲率半径が最小の円弧の中心角を２等分する方向に導電性繊維を配向することにより、最も曲がりがきつく内縁部と外縁部の温度差が最大になる部位において、当該温度差を減少させることができ、面状ヒータの温度むらの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来構造の面状ヒータの平面図である。
【図２】本発明の実施例に係る面状ヒータの平面図である。
【図３】炭素繊維混抄紙の製造工程を示す図である。
【図４】本発明の実施例に係る面状ヒータの部分平面図である。
【符号の説明】
１、１１  混抄紙
２、１２  電極
３、１３  面状ヒータ
１４  紙漉槽
１５  網
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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