(57)【要約】【課題】  電気絶縁性能に優れ、汎用性が高いリボンヒータを安価に製作する。【解決手段】  このリボンヒータ１は、ステンレス鋼からなる帯状の発熱導体２と、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂からなる接着層３と、ポリイミド樹脂等の耐熱可撓性樹脂からなる絶縁フィルム４とを備えている。そして、ロールラミネート法により、発熱導体２に接着層３を介して絶縁フィルム４を加圧接着し、リボンヒータ１の全体を細長く成形する。【効果】  本発明のリボンヒータによれば、帯状の発熱導体に絶縁フィルムを加圧接着したので、簡単な製造設備を用いて、電気絶縁性能を改善できる効果がある。また、ヒータの全体が細長く形成されているので、取付対象となる機器の細部に簡単に装着でき、折り曲げたり巻き付けたりすることも容易で、ヒータの用途を拡張できる利点もある。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステンレス鋼からなる帯状の発熱導体と、熱硬化性樹脂からなる接着層と、耐熱可撓性樹脂からなる絶縁フィルムとを備え、発熱導体に接着層を介して絶縁フィルムを加圧接着し、全体を細長く成形したことを特徴とするリボンヒータ。
【請求項２】
前記発熱導体の厚さが１５μｍ〜１００μｍである請求項１記載のリボンヒータ。
【請求項３】
前記接着層の厚さが５μｍ〜１００μｍである請求項１または２記載のリボンヒータ。
【請求項４】
前記絶縁フィルムの厚さが８μｍ〜７５μｍである請求項１〜３のいずれか一項に記載のリボンヒータ。
【請求項５】
前記絶縁フィルムをラミネートロールにより接着層を介して発熱導体に加圧接着した請求項１〜４のいずれか一項に記載のリボンヒータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱導体にステンレス鋼を用いたリボンヒータに関する。
【背景技術】
【０００２】
発熱導体にステンレス鋼を用いたヒータとして、従来、図１０に示すように、蛇行状に配線したステンレス線５１に可撓性エポキシ樹脂をコーティングして絶縁皮膜５２を形成した面状ヒータ５３が知られている（例えば特許文献１）。また、図１１に示すように、絶縁フィルム５５の表面全体をステンレス鋼からなる導体膜で被覆し、導体膜をエッチング加工して、発熱部５６を所定パターンに形成したシートヒータ５７も知られている（例えば特許文献２）。
【特許文献１】特開平１０−１０６７２９号公報
【特許文献２】特開２００４−２６５６５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、従来の面状ヒータ５３は、絶縁皮膜５２を樹脂コーティングにより形成しているので、ステンレス線５１と絶縁皮膜５２との間に隙間が生じやすく、この隙間から浸入した水で絶縁不良を招くという不具合があった。従来のシートヒータ５７は、発熱部５６をエッチングによりパターニングしているため、工数が増え、製作コストが高くつくという不都合があった。また、どちらのヒータ５３，５７も、全体が面状またはシート状に形成されているので、取付対象となる機器の細部への装着に不向きであり、折り曲げたり巻き付けたりすることも困難で、用途が制限されるという問題点があった。
【０００４】
本発明の目的は、上記課題を解決し、絶縁性に優れ、安価に製作でき、かつ汎用性の高いリボンヒータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明のリボンヒータは、ステンレス鋼からなる帯状の発熱導体と、熱硬化性樹脂からなる接着層と、耐熱可撓性樹脂からなる絶縁フィルムとを備え、発熱導体に接着層を介して絶縁フィルムを加圧接着し、全体を細長く成形したことを特徴とする。
【０００６】
ここで、発熱導体の厚さは１５μｍ〜１００μｍが好ましく、３０μｍ〜７０μｍがより好ましい。発熱体の厚さが１５μｍ未満になると、機械的強度が不足し、繰り返し折り曲げた場合などに断線する可能性がある。発熱導体の厚さが１００μｍを超えると、屈曲性が低下し、対象機器への装着性が悪くなる。発熱導体の幅は、５ｍｍ〜２００ｍｍが好ましく、長さは限定されず、用途に応じた必要長さとすることができる。発熱導体の材料であるステンレス鋼には、耐熱性、柔軟性および延性に優れたフェライト系ステンレス鋼、例えば、ＹＵＳ２０５（新日本製鉄株式会社製）を好ましく使用できる。
【０００７】
接着層の厚さは５μｍ〜１００μｍが好ましく、４０μｍ〜６０μｍがより好ましい。接着層の厚さが５μｍ未満になると、発熱導体（特にエッジ部）のシール性が不十分になり、厚さが１００μｍを超えると、ヒータの可撓性に悪影響を与える。接着層には、エポキシ樹脂、メラミン樹脂等の熱硬化性樹脂を使用できる。特に、エポキシ樹脂は、耐熱性、耐水性、電気絶縁性が共に優れかつ可撓性に富むため、リボンヒータの接着層に好ましく使用できる。
【０００８】
絶縁フィルムの厚さは８μｍ〜７５μｍが好ましく、３０μｍ〜５０μｍがより好ましい。絶縁フィルムの厚さが８μｍ未満になると、破損による絶縁不良を招きやすくなり、厚さが７５μｍを超えると、ヒータの可撓性に悪影響を与える。絶縁フィルムには、例えば、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）等の耐熱可撓性樹脂を使用できる。
【０００９】
絶縁フィルムを発熱導体に加圧接着する方法は、特に限定されないが、少ない工数で安価に製造できる点でロールラミネート法を採用できる。具体的には、絶縁フィルムをラミネートロールにより発熱導体に加圧接着するのが好ましい。また、発熱導体をスパッタリングにより薄膜加工することも可能である。この場合は、一方の絶縁フィルムに発熱導体をスパッタリング加工し、この絶縁フィルムに他方の絶縁フィルムを加圧接着する方法を採用できる。
【００１０】
なお、リボンヒータ全体の厚さは、３６μｍ〜３５０μｍが好ましく、１５０μｍ〜２３０μｍがより好ましい。リボンヒータ全体の幅は、用途に合わせて適宜設定できるが、標準的には５ｍｍ〜２００ｍｍである。リボンヒータの用途は、特に限定されず、住宅の床や壁の暖房パネル、屋根や玄関の融雪マット、暖房用カーペット、保温用衣料、配水管や舗装道路の凍結防止装置、自動車の内装材、オートバイ用グリップヒータ、車両用座席の加温材、農作物や園芸植物の保温シート等を例示できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のリボンヒータによれば、帯状の発熱導体に絶縁フィルムを加圧接着したので、簡単な製造設備を用いて、電気絶縁性能を改善できる効果がある。また、ヒータの全体が細長く形成されているので、取付対象となる機器の細部に簡単に装着でき、折り曲げたり巻き付けたりすることも容易で、ヒータの用途を拡張できる利点もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は全体が細長く形成されたリボンヒータの外観形状を示す。図２は図１のリボンヒータの絶縁構造を示す。図３は図１のリボンヒータをロールラミネート法で製造する工程を示し、（ａ）は製造工程の全体を示し、（ｂ）は発熱導体に絶縁フィルムを接着する工程を示す。図４は発熱導体に絶縁皮膜をコーティングした絶縁構造を示す。図５はリボンヒータの一適用例として融雪マットを示す。図６、図７はリボンヒータの別の製造方法を示す。図８は絶縁構造の変更例を示す。図９は発熱導体の変更例を示す。
【００１３】
図１、図２に示すように、この実施形態のリボンヒータ１は中心部に帯状の発熱導体２を備え、発熱導体２の周囲に接着層３が設けられ、接着層３に表裏二枚の絶縁フィルム４が接着されている。そして、リボンヒータ１は、ロールラミネート法により発熱導体２に接着層３を介して絶縁フィルム４を加圧接着し、全体を厚さ１５０μｍ、幅２７ｍｍの連続長尺体として成形したのち、この長尺体を用途に応じた長さに切断し、細長いリボンまたはテープの形態で各種機器に装着される。
【００１４】
発熱導体２は、厚さ５０μｍ、幅２０ｍｍのステンレス鋼を使用し、長手方向各部の幅が均一な帯状に形成されている。接着層３には、耐熱温度が１５５℃程度の熱硬化性エポキシ樹脂が用いられ、加圧後の層厚が約２５μｍとなるように、発熱導体２の全表面に塗着されている。絶縁フィルム４には、厚さ約２５μｍ、耐熱温度約２２０℃のポリイミド樹脂フィルムが用いられ、図３に示すラミネートロール１２により接着層３を介して発熱導体２の表裏両側に加熱加圧接着されている。
【００１５】
図３に示すように、リボンヒータ１の製造装置１１には、一対のラミネートロール１２が発熱導体２の供給通路の上下に配設されている。ラミネートロール１２の上流側には、接着層３を発熱導体２に塗着する塗着槽１３が設置されている。絶縁フィルム４は塗着槽１３の下流側からラミネートロール１２に供給され、ロール１２により接着層３に接着される。ラミネートロール１２の下流側には接着層３を硬化させる恒温槽１４が設置され、恒温槽１４の下流側にリボンヒータ１を巻き取る回収ロール１５が設けられている。
【００１６】
図４に示すリボンヒータ１は発熱導体２の全面に絶縁皮膜５を備えている。絶縁皮膜５は発熱導体２に使用するステンレス鋼に予め薄膜コーティング加工され、この皮膜５で覆われた状態の発熱導体２が製造装置１１の塗着槽１３に供給され、発熱導体２に絶縁皮膜５を介して接着層３が塗着される。このため、発熱導体２は絶縁皮膜５と接着層３と絶縁フィルム４とによって三重に絶縁される。なお、絶縁皮膜５にはエポキシ樹脂を好ましく使用できる。
【００１７】
上記構成のリボンヒータ１によれば、発熱導体２に接着層３を介して絶縁フィルム４を接着したので、ラミネートロール１１の加圧力により接着層３を発熱導体２の全面に隙間なく接着し、浸水を確実に防止して、ヒータ１の電気絶縁性能を改善することができる。また、リボンヒータ１をロールラミネート法で成形するので、化学エッチングと比較し、簡単な構成の製造装置１１を使用できて、ヒータ１の製造コストを削減できる。しかも、ヒータ１の全体が細長く形成されているので、機器の細部に簡単に装着できるうえ、曲げたり巻いたりの装着も容易となり、リボンヒータ１の汎用性が向上する。
【００１８】
例えば、図５に示すような融雪マット２１において、リボンヒータ１をゴム製ベース２２の上面にジグザグ状に折り曲げて配線できる。ベース２２の上には金属板２３を介してゴム製の踏マット２４が接合され、金属板２３により踏マット２４の荷重が分散されるとともに、リボンヒータ１の発熱が均一に拡散される。従って、リボンヒータ１の屈曲部における発熱導体２の金属疲労を防止し、かつリボンヒータ１、温度センサー２５、コントローラ２６等の電気部品を靴鋲や落下物による衝撃から保護し、融雪マット２１の熱効率と絶縁性能を高レベルに維持することができる。
【００１９】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して実施することも可能である。
（１）図６に示すように、複数本の発熱導体２を幅広の絶縁フィルム４でラミネートしたのち、切断線Ｃで切り離して、図１と同様のリボンヒータ１を成形すること。こうすれば、表裏の絶縁フィルム４の切断縁を正確に揃えて、リボンヒータ１を見栄えよく製作することができる。
（２）図７に示すように、一方の絶縁フィルム４に発熱導体２をステンレス材料でスパッタリング加工により形成し、この絶縁フィルム４に接着層３を介して他方の絶縁フィルム４を加圧接着すること。こうすれば、リボンヒータ１の全体をより薄く成形できる。
【００２０】
（３）図８に示すように、発熱導体２の幅方向両側面にＲ部２ａを形成すること。こうすれば、発熱導体２のエッジ部に隙間が生じにくくなるため、接着層３をより薄くして、リボンヒータ１の可撓性を高めることができる。
（４）図９に示すように、発熱導体２を蛇行パターンの帯状に形成すること。この場合、発熱導体２をプレスで打抜成形するのが好ましいが、エッチング加工することも可能である。この形状によれば、リボンヒータ１を適宜長さに切断することで、用途に応じた発熱量が簡単に得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態を示すリボンヒータの斜視図である。
【図２】該リボンヒータの絶縁構造を示す断面図である。
【図３】該リボンヒータの製造方法を示す概略図である。
【図４】絶縁構造の変更例を示す断面図である。
【図５】リボンヒータの一使用例を示す融雪マットの斜視図である。
【図６】リボンヒータの別の製造方法を示す平面図である。
【図７】リボンヒータのさらに別の製造方法を示す断面図である。
【図８】絶縁構造のさらに別の変更例を示す断面図である。
【図９】発熱導体の変形例を示す斜視図である。
【図１０】従来の面状ヒータを示す平面図である。
【図１１】従来のシートヒータを示す平面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１    リボンヒータ
２    発熱導体
３    接着層
４    絶縁フィルム
５    絶縁皮膜
１１    製造装置
１２    ラミネートロール
２１    融雪マット
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
2009004232.tif 000010
【図９】
2009004232.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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