(57)【要約】【課題】特別に過大電流を遮断する機器を搭載しなくとも、過大電流の流れを遮断し、品質の安定した面状発熱体を提供すること。【解決手段】本発明の面状発熱体は、電気絶縁性を有する基材上にスクリーン印刷により形成し並設した２つの長尺の矩形形状の主電極３ａ（３ｂ）と、それぞれの主電極３ａ（３ｂ）から、もう一方の主電極の方向に向かって櫛状に複数本の枝電極３ｃ（３ｄ）が延伸するとともに、複数本の枝電極３ｃ（３ｄ）の上面をスクリーン印刷により形成される高分子抵抗体４で覆い、さらに高分子抵抗体４の上面を電気絶縁性を有する被覆材５で覆った面状発熱体において、主電極３ａ（３ｂ）の短い方の幅の一部を狭くする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気絶縁性を有する基材上にスクリーン印刷により形成し並設した２つの長尺の矩形形状の主電極と、それぞれの主電極から、他方の主電極の方向に向かって櫛状に複数本の枝電極が延伸するとともに、前記複数本の枝電極の上面をスクリーン印刷により形成される高分子抵抗体で覆い、さらに前記高分子抵抗体の上面を電気絶縁性を有する被覆材で覆った面状発熱体において、前記主電極の短幅の一部を狭くしたことを特徴とする面状発熱体。
【請求項２】
前記電極は、導電性樹脂ペーストを印刷することにより形成したことを特徴とする請求項１に記載の面状発熱体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、居住空間の床面に配設して、床面全体を暖める面状発熱体に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３は、ＰＴＣ特性を持たせた従来の面状発熱体の要部斜視図、図４は従来の面状発熱体の平面透過図、図５は従来の面状発熱体のＸ−Ｙ断面図である。
【０００３】
図３に示すように、従来からの面状発熱体１１は、ポリエステルシート等の電気絶縁性を有する基材１２の上面に、導電性ペーストを印刷・乾燥して得られる正極と負極からなる一対の主電極１３ａ、１３ｂが並設されている。なお、図４に示すように前記主電極１３ａ、１３ｂは一方向に長尺の辺を持つ矩形形状を成しており、主電極１３ａ、１３ｂの長尺した辺より、対向する他の主電極（１３ａから１３ｂに向けて、もしくは１３ｂから１３ａに向けて）の方向に、複数本の枝電極１３ｃ、１３ｄが延伸している。
【０００４】
また、図４に示すように、枝電極１３ｃおよび１３ｄの上面には、高分子抵抗体インクを印刷・乾燥して得られる高分子抵抗体１４を設けている。高分子抵抗体１４は、ベースポリマーと、カーボンブラック、金属粉末、グラファイトなどの導電性物質を溶媒に分散して構成され、特にベースポリマーとして結晶性樹脂を用いてＰＴＣ特性を持たせたものがある（例えば、特許文献１、２、３参照）。
【０００５】
そして、高分子抵抗体１４には、多数の枝電極１３ｃ、１３ｄから給電され、電流が流れることにより発熱する。なお、ＰＴＣ特性（抵抗が正の温度係数を有する意味の英語Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔの頭文字）とは、温度上昇によって抵抗値が上昇し、ある温度に達すると抵抗値が急激に増加する抵抗温度特性を意味しており、ＰＴＣ特性を有する高分子抵抗体１４は、自己温度調節機能を有する面状発熱体を提供することができる。
【０００６】
さらに、基材１２と同じ材質の被覆材１５で、主電極１３ａ、１３ｂと枝電極１３ｃ、１３ｄと高分子抵抗体１４の上面を被覆して保護する構成としている。基材１２および被覆材１５としてポリエステルフィルムを用いる場合には、被覆材１５に、例えばポリエチレン系の熱融着性樹脂（図示せず）を予め接着しておき、熱を与えながら加圧する（熱時加圧）ことにより、基材１１２と被覆材１５とを熱融着性樹脂を介して接合する。
【特許文献１】特開昭５６−１３６８９号公報
【特許文献２】特開平６−９６８４３号公報
【特許文献３】特開平８−１２０１８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の面状発熱体においては長期使用することによって製品劣化による不安全事故の発生しており、不安全事故の一つとして発火が挙げられる。発火の原因には様々な原因があるが、原因の一つには過大電流が流れることによって発熱し、発火に至ってしまうことがある。
【０００８】
従来の面状発熱体には、過大電流を遮断する手段を搭載しておらず、施工時に搭載する漏電ブレーカーのみが設けられているが、床面全体を暖める床暖房用ヒータのような面状発熱体は、施工する床の面積に合わせて、複数枚設置することが多く、また漏電ブレーカーも大容量のものが使われるため、過大電流が流れる一部分の面状発熱体のみに対応でき
ない場合がある。
【０００９】
一方、一部分の面状発熱体に対応するために、各々の面状発熱体にそれぞれ漏電ブレーカーまたは電流ヒューズを配設するには、空間や面状発熱体の厚みがないという課題を有していた。
【００１０】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、特別に過大電流を遮断する機器を搭載しなくとも、過大電流の流れを遮断し、品質の安定し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】
【００１１】
前記従来の課題を解決するために、本発明の面状発熱体は、電気絶縁性を有する基材上にスクリーン印刷により形成し並設した２つの長尺の矩形形状の主電極と、それぞれの主電極から、もう一方の主電極の方向に向かって櫛状に複数本の枝電極が延伸するとともに、前記複数本の枝電極の上面をスクリーン印刷により形成される高分子抵抗体で覆い、さらに前記高分子抵抗体の上面を電気絶縁性を有する被覆材で覆った面状発熱体において、前記主電極の短幅の一部を狭くしたことにより、面状発熱体の長期使用によって被覆材の劣化や傷つき、剥がれ等によって水や異物が混入し、ショートして過大電流が発生しても、主電極の短い方の幅の一部を狭くした箇所が箔ヒューズの役割をして過大電流を遮断できるので、異常発熱による発火を防止することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の面状発熱体は、特別に過大電流を遮断する機器を搭載しなくとも、過大電流の流れを遮断し、品質の安定し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】
【００１３】
第１の発明の面状発熱体は、電気絶縁性を有する基材上にスクリーン印刷により形成し並設した２つの長尺の矩形形状の主電極と、それぞれの主電極から、もう一方の主電極の方向に向かって櫛状に複数本の枝電極が延伸するとともに、前記複数本の枝電極の上面をスクリーン印刷により形成される高分子抵抗体で覆い、さらに前記高分子抵抗体の上面を電気絶縁性を有する被覆材で覆った面状発熱体において、前記主電極の短い方の幅の一部を狭くしたことにより、面状発熱体の長期使用によって被覆材の劣化や傷つき、剥がれ等によって水や異物が混入し、ショートして過大電流が発生しても、主電極の短い方の幅の一部を狭くした箇所が箔ヒューズの役割をして過大電流を遮断できるので、異常発熱による発火を防止することができる。
【００１４】
また、電流ヒューズ構成のような電気接続部は構成されず、厚みは主電極と同じ厚みでヒューズ機能を持たせることができるので、安全性を高め、かつ、薄く構成することができる。
【００１５】
また、主電極は電気絶縁性を有する基材の上に配設されており、さらに電気絶縁性を有する被覆材を主電極に密着させるように覆っているので、通常使用時の場合に、電気絶縁性を有する基材および被覆材への熱伝導により、主電極が加熱することは無く、瞬間的な過大電流が流れた時のみに溶断するように構成している。
【００１６】
第２の発明の面状発熱体は、特に第１の発明において、前記電極は、導電性樹脂ペーストを印刷することにより形成したことにより、さらに低い温度で主電極の狭小部が溶断されるように構成されている。従って過大電流に対して、迅速かつ確実に遮断する構成としているので、さらに安全性の高まった構成となっている。
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１８】
（実施の形態１）
図１と図２は、本発明の実施の形態１および形態２における面状発熱体の概略構成図を示し、図１は要部斜視図、図２は要部平面図である。
【００１９】
図１において、面状発熱体１は、ポリエステルフィルム等の薄肉のロール状の電気絶縁性基材２の上面に銀ペーストの印刷・乾燥により形成した一対（電気的に正側と負側）の電極３と、電極３に重なるように高分子抵抗体インクを印刷・乾燥により形成した高分子抵抗体としての高分子抵抗体４を有している。
【００２０】
そして、上記電極３、高分子抵抗体４、及び電気絶縁性基材２と接着性を有するアクリル系接着剤等の接着性樹脂層（図示せず）を予め形成されたポリエステルフィルム等の薄肉の電気絶縁性の被覆材５を貼り合わせて面状発熱体１が形成される。
【００２１】
電極３は、相対向するように一対の長尺の矩形形状の主電極３ａ、３ｂ（直流電源の正側と負側に対応）を有し、主電極３ａ、３ｂは面状発熱体１の長手方向の外側部に沿って配設されている。
【００２２】
そして、それぞれの主電極３ａ、３ｂから交互に相手側の主電極に向って複数の枝電極３ｃ、３ｄを導出して全体として櫛形形状になっており、これに重なるように配設した高分子抵抗体４に多数の枝電極３ｃ、３ｄより給電することで、高分子抵抗体４に電流が流れ、発熱する。主電極３ａ、３ｂには給電用配線６ａ、６ｂが、溶着された銅箔端子（図示せず）に半田付けされ、電源へ接続される。
【００２３】
主電極３ａ、３ｂの給電部付近には、主電極３ａ、３ｂの短幅の一部が狭くなった箇所が設けられており、幅の狭い狭小電極３ｅを形成している。配設された狭小電極３ｅは、通常使用時の電流では断線せず、ショート時に発生する過大電流によって溶断する断面積に設定した構成としてある。従って、いわゆる箔ヒューズと同じ効果を持っている。
【００２４】
また、本発明おける面状発熱体の電流が最大になる部位は給電部であるので、効果的に作用するように、狭小電極３ｅは給電部付近に配設している。また、主電極３ａ、３ｂの一部に配設した狭小電極３ｅは、スクリーン印刷により配設してあるので、電流ヒューズや漏電ブレーカーのような部品を必要とせずに、過大電流を遮断できる機能を備えることができ、さらに電流ヒューズ構成のような電気接続部は構成されず、厚みは主電極と同じ厚みで配設することができている。従って、長期的な床の振動等での断線の心配はなく、安全性を高めながら、薄く構成することができている。
【００２５】
さらに主電極３ａ、３ｂおよび狭小電極３ｅは電気絶縁性基材２上に配設しており、また主電極３ａ、３ｂおよび狭小電極３ｅを覆うように被覆材５を密着させてあるので、通常使用時の場合には電気絶縁性基材２および被覆材５への熱伝導により、狭小電極３ｅが過熱することはなく、瞬間的な過大電流が流れた時には、電気絶縁性基材２および被覆材５にはポリエステルフィルム等の電気絶縁性基材を使用しているため、熱が瞬時には放熱できず、迅速に溶断するように構成している。従って、床のパネルに組み込んで床暖房用のヒータとして用いられるようにしてある。
【００２６】
また、狭小電極３ｅを給電部付近に配設することによって、狭小電極３ｅと給電部を、アルミテープまたはガラスクロステープのような不燃性の材料で覆うことで、さらに発火に対する安全性を高めることができる。
【００２７】
（実施の形態２）
実施の形態２の面状発熱体の形状は、実施の形態１の面状発熱体の形状と同じ形状をしているため、同一の図面で説明をするものとする。
【００２８】
実施の形態２の面状発熱体は、実施の形態１における主電極３ａ、３ｂを、導電性樹脂ペーストで印刷、乾燥することにより配設しており、さらに低い温度で狭小電極３ｅが溶断するように構成している。従って、過大電流に対して、迅速かつ確実に遮断する構成としているので、さらに安全性の高まった構成となっている。
【００２９】
なお、これら狭小電極の配設に関しては、主電極と別のスクリーン印刷用の版を使用することで、厚みを薄くして断面積を小さくして構成しても良く、その他各部の構成も本発明の目的を達成する範囲であればその構成はどのようなものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
以上のように、本発明にかかる面状発熱体は、ショートによる過大電流を遮断する手段を搭載しながら、薄くて長尺の面状発熱体を構成することができるようになり、床に配設して床面全体を暖めるような暖房ヒータや、その他暖房を必要する器具に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態１および形態２における面状発熱体を示す要部斜視図
【図２】同実施の形態１および形態２における面状発熱体の要部平面図
【図３】従来の面状発熱体の要部斜視図
【図４】従来の面状発熱体の要部平面図
【図５】従来の面状発熱体の概略構成断面図
【符号の説明】
【００３２】
１  面状発熱体
２  電気絶縁性基材
３  電極
３ａ、３ｂ  主電極
３ｃ、３ｄ  枝電極
３ｅ  狭小電極
４  高分子抵抗体
５  被覆材
６  給電用配線
【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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