JP2005294092A - 発熱体 - Google Patents

Abstract

【課題】半田接続ができない素材を用いた電極であっても、発熱体の表面に被覆を施した状態での半田によるリード線接続を可能にすると共に、許容電流が大きく、信頼性に優れた端子接続を有する発熱体を提供すること。
【解決手段】電極２と端子部材４とが導電性樹脂材料を介して電気的及び物理的に接合されてなると共に、外装材６あるいは基材１の熱溶融によって形成される貫通穴を経由して、端子部材４に形成される半田相溶性金属とリード線９に形成される半田８とが溶融接合されて端子部材４とリード線９が電気的及び物理的に接続されてなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、暖房、加熱、乾燥などの熱源として用いることのできる発熱体に関するものである。

従来、この種の発熱体は、半田形成が可能な銅箔電極のリード接続部に半田をあらかじめ形成し、その上から電気絶縁フィルムを被覆し、半田を溶着したリード線を半田ごてによって加熱し、電気絶縁フィルムに貫通穴を形成すると共に半田による接続をしている（例えば、特許文献１参照）。

図６（ａ）及び（ｂ）は、特許文献１に記載された従来の発熱体を示すものである。図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、電気絶縁基板２１に銅箔電極２２がホットメルト接着剤２３によって貼り付けられており、この一対の銅箔電極２２の間に発熱体材料２４が形成されている。これらの電気絶縁基板２１及び銅箔電極２２及び発熱体材料２４の表面はホットメルト接着剤付きの電気絶縁フィルム２５で被覆されている。銅箔電極２２のリード接続部にはあらかじめ半田２６が形成され、その後に電気絶縁フィルム２５が被覆されている。リード線２７との接続は、半田２８を溶着したリード線２７を半田ごてによって加熱し、ホットメルト接着剤付き電気絶縁フィルム２５に貫通穴を形成すると共に半田２６及び半田２８による接続を可能にする構成となっている。
特開昭５７−２０２０７９号公報

しかしながら、前記従来の構成では、例えば、細かく枝分かれしたり、曲線を伴う複雑な電極パターンを形成しようとしても、金属箔材をホットメルト接着剤で基板上に貼りつける方法では加工が困難であり、実用上は、単純な平行電極パターンに留まっていた。当然ながら、エッチングのような高度な工程を使用すれば複雑なパターンを描くことは可能であるが、通常、電極が形成される面積は極めて小さく、大半の電極材料を除去することになり、特に、大きな面積の発熱体の場合、省資源及び材料価格の観点から、極めて実現性に乏しい状況にあった。また、金属箔材からなる電極では、伸縮性や柔軟性のある発熱体を形成しようとしても、強度が強すぎるためにおのずから限界がある上に、伸縮や曲げを繰返されたときの耐久性が大きな課題であった。

一方、エポキシ樹脂中に銀粉末を分散させたような導電性ペーストを用い、印刷によって電極を形成するような場合は、曲線を伴う複雑な電極パターンを形成することは容易であり、伸縮性や柔軟性にも対応できるが、従来の発熱体のように、被覆を施す前に、端子部に半田付けをしようとしても、樹脂成分によってはじかれるために半田を形成することはできなかった。したがって、被覆を貫通してリード線を半田付けするという構成は実現できなかった。このように、半田付けのできない材料を電極に使用する場合には、被覆した後に電極の一部が露出するように様々な工夫を凝らし、その部分に圧着端子でリード線を接続する方法が一般的であった。被覆した後に電極の一部を露出させるためには、電極の一部が被覆の外に出るように延長するか、蛇行させる等の余分なパターンが必要であった。

また、電極の一部に離型紙を設けておいて、被覆後にその箇所に孔を開けるか、被覆材にあらかじめ孔を開け、その孔が電極の所定の位置に来るような工法で加工する等、複雑な工程が必要であった。なお、圧着による端子接続では、樹脂収縮による圧着力低下が伴うので、接触抵抗を増大させない格別の対策が別途必要であった。

なお、特例的には、電極の一部を露出させる必要がなく、被覆の外側から端子を食い込ませる方式の端子も考案されているが、電流に制約があり、電流が大きい用途には対応できなかった。このように、従来の発熱体では、細かく枝分かれしたり、曲線を伴う複雑な電極パターンを形成できず、柔軟性や伸縮性にも乏しいものであったが、被覆の外から半田でリード線を接続することは可能であった。

一方、印刷可能な導電性ペーストによる電極では、細かく枝分かれしたり、曲線を伴う複雑な電極パターンを形成することは容易であり、柔軟性や伸縮性にも対応可能なものであったが、被覆の外から半田でリード線を接続することはできなかった。また、その代替のリード線接続方法も、構成や工程が複雑であったり、樹脂収縮による接触抵抗対策が必要であったり、大電流では使用できない等、様々な課題があった。

本発明は、半田接続ができない素材を用いた電極であっても、発熱体の表面に被覆を施した状態での、半田によるリード線接続を可能にするものであり、端子形成の生産性に優れるばかりでなく、許容電流が大きく、信頼性に優れた端子接続を有する発熱体を提供することを目的とするものである。特に、導電性ペーストを用いた印刷による電極のように、パターン成形性、柔軟性、伸縮性等に優れている半面、半田接続ができない素材であっても、発熱体の表面に被覆を施した状態での、半田によるリード線接続を可能にするものである。

前記従来の課題を解決するために、本発明の発熱体は、基材と前記基材面に形成される１対以上の電極と、前記電極の間の前記基材面に形成される発熱可能な抵抗体と、前記電極の給電部に配置されるとともに導電性樹脂材料及び半田相溶性金属が表裏の対向する面に形成された端子部材と、前記電極、前記抵抗体、前記基材、前記端子部材が形成された前記基材の上面を接着被覆する熱溶融性の外装材と、前記端子部材に接続されるリード線と、前記リード線の接続部の充填材を備え、前記端子部材が前記導電性樹脂材料を介して前記電極の給電部に面接合されてなるとともに、前記端子部材と前記リード線が前記半田相溶性金属の介在によって前記外装材の熱溶融による貫通穴を経由して半田接続され、前記リード線が前記外装材側に引き出されるとともに前記リード線の接続部を充填材で封止してなるようにしたものである。

これによって、電極の給電部に形成される端子部材は導電性樹脂材料を介して電極に接合することができるために、電極の材質に係わらず電気的及び物理的接合を可能にする。特に、印刷可能な樹脂系の電極材料はほとんど半田を直接形成することは不可能であるが、導電性樹脂材料を介することによって端子部材を接合することができる。導電性樹脂材料は薄肉の面状に形成することによって接合抵抗値を極めて低くすることができるため、大電流を流すことができる。また、面状に接合することによって十分な強度を確保できる。このような端子部材が形成された基材全体を熱溶融性の外装材で被覆することは極めて容易な作業である。この熱溶融性の外装材の外側からリード線を半田によって接続しようとすると、通常は、半田が外装材にはじかれ、端子部材の表面に到達できない。しかし、端子部材に導電性樹脂材料が形成された面の背面、すなわち、外装材に接する面には半田相溶性金属が形成されているために、リード線を接続するための半田が溶融温度以上に加熱された時に、外装材の熱溶融によって形成される貫通穴を経由して半田が端子部材に形成される半田相溶性金属の親和力によって引き寄せられる。この作用によって、外装材の外側からの半田接続が可能になり、リード線は強固に端子部材に接続される。このように、半田形成ができない素材を用いた電極であっても、しかも、基材の表面全体に外装材を施した状態であっても、外装材の外側からに半田によるリード線接続を可能にする。上記構成は、リード線を外装材側の面から引き出すことが可能で、基材側の面を被加熱体に密着させるには場合などには有用な構成である。

本発明の発熱体は、複雑な電極パターンを描け、柔軟性にも優れる半面、半田接続が不可能な場合が多い印刷によって形成された電極であっても、しかも、外装材を形成する際に、外装材のリード線接続部に特別な工夫をすることなく全面に外装を施した外側から、半田によってリード線を接続することを可能にするものであり、生産性に極めて優れていると同時に、電気的にも物理的にも極めて強固な接続であり、高電流に耐え、高信頼性である。特に、多くの電流を必要とする大面積の発熱体、電源電圧が低いために多くの電流が必要とされる発熱体、速熱性を得るために大きな突入電流を必要とする正抵抗温度特性を有する発熱体などの場合には、極めて有用である。

請求項１に記載の発明は、基材と前記基材面に形成される１対以上の電極と、前記電極の間の前記基材面に形成される発熱可能な抵抗体と、前記電極の給電部に配置されるとともに導電性樹脂材料及び半田相溶性金属が表裏の対向する面に形成された端子部材と、前記電極、前記抵抗体、前記基材、前記端子部材が形成された前記基材の上面を接着被覆する熱溶融性の外装材と、前記端子部材に接続されるリード線と、前記リード線の接続部の充填材を備え、前記端子部材が前記導電性樹脂材料を介して前記電極の給電部に面接合されてなるとともに、前記端子部材と前記リード線が前記半田相溶性金属の介在によって前記外装材の熱溶融による貫通穴を経由して半田接続され、前記リード線が前記外装材側に引き出されるとともに前記リード線の接続部を充填材で封止してなるようにしたものである。

電極の給電部に形成される端子部材は導電性樹脂材料を介して電極に接合されるために、電極の材質に係わらず電気的及び物理的接合を可能にする。特に、印刷可能な樹脂系の電極材料はほとんど半田を直接形成することは不可能であるが、導電性樹脂材料を介することによって端子部材を接合することができる。また、導電性樹材料は薄肉の面状に形成することによって接合抵抗値を極めて低くすることができるため、大電流を流すことができる。また、面状に接合することによって十分な強度を確保できる。このような端子部材が形成された基材全体を熱溶融性の外装材で被覆することは極めて容易な作業である。この熱溶融性の外装材の外側からリード線を半田によって接続しようとすると、通常は、半田が外装材にはじかれ、端子部材の表面に到達できない。

しかし、端子部材に導電性樹脂材料が形成された面の背面、すなわち、外装材に接する面に半田相溶性金属が形成されているために、リード線を接続するための半田が溶融温度以上に加熱された時に、外装材の熱溶融によって形成される貫通穴を経由して半田が端子部材に形成される半田相溶性金属の親和力によって引き寄せられる。

この作用によって、外装材の外側からの半田接続が可能になり、リード線は強固に端子部材に接続される。このように、半田形成ができない素材を用いた電極であっても、しかも、基材の表面全体に外装材を施した状態であっても、熱溶融性の外装材の外側からに半田によるリード線接続を可能にする。この端子部材は外装材によっても保持されるために、電極とリード線を電気的に安定に接続するだけでなく、物理的にも強固に接続することができる。また、外装材に形成される貫通穴は半田及び外装材の溶融材が相互に充填するために、気密性も得られる。

さらに、リード線の接続部を充填材で封止することによって、気密性のみならず、引張強度を高め、電気絶縁性を付与することができる。また、この端子部材は電極の任意の位置に形成することが可能であり、リード線の接続位置の変更も容易である。また、外装材の形成に関しては、リード線形成位置を考慮する必要が全くなくなるために、加工性が大きく改善される。この結果、発熱体の任意の位置に、許容電流が大きく、高信頼性かつ高生産性の給電部を形成できるようになる。この構成は、電源電圧が低いために多くの電流が必要とされる場合や、速熱性を得るために大きな突入電流を必要とする正抵抗温度特性を有する発熱体を形成する場合には、極めて効果的である。そして、上記構成は、リード線を外装材側の面から引き出すことが可能で、基材側の面を被加熱体に密着させるような場合に極めて有利な構成である。

請求項２に記載の発明は、基材が熱溶融性であり、端子部材の同一の面に導電性樹脂材料と半田相溶性金属が形成されるものである。この構成であれば、特に、端子部材に導電性樹脂材料が形成された面、すなわち、電極あるいは基材に接する面に半田相溶性金属が形成されることになる。熱溶融性の基材の外側からリード線及び溶融した半田を接すると、基材が溶融温度以上に加熱された時に、基材の熱溶融によって形成される貫通穴を経由して半田が入りこもうとするが、通常は、基材にはじかれて端子部材の表面に到達できないが、端子部材に形成される半田相溶性金属の親和力によって半田が引き寄せられ、基材を介しての半田接続が可能になる。この作用によって、リード線は半田による強固な端子部材との接続が可能になる。このように、半田形成ができない素材を用いた電極であっても、しかも、基材の表面全体に外装材を施した状態であっても、熱溶融性の基材の外側からの半田によるリード線接続を可能にする。上記構成は、リード線を基材側の面から引き出すことが可能で、外装材側の面を被加熱体に密着させるような場合に極めて有利な構成である。

請求項３に記載の発明は、基材及び外装材が共に熱溶融性であり、端子部材の一方の面に導電性樹脂材料が形成され、半田相溶性金属が表裏の面に形成されるものである。この構成であれば、特に、端子部材に導電性樹脂材料が形成された面、すなわち、電極あるいは基材に接する面だけでなく、外装材に接する面にも半田相溶性金属が形成されることになる。熱溶融性の基材の外側から、あるいは、熱溶融性の外装材の外側からリード線及び溶融した半田を接すると、基材あるいは外装材が溶融温度以上に加熱された時に、基材あるいは外装材の熱溶融によって形成される貫通穴を経由して半田が入りこもうとするが、通常は、基材あるいは外装材にはじかれて端子部材の表面に到達できないが、端子部材に形成される半田相溶性金属の親和力によって半田が引き寄せられ、基材あるいは外装材を介しての半田接続が可能になる。この作用によって、リード線は半田による強固な端子部材との接続が可能になる。このように、半田形成ができない素材を用いた電極であっても、しかも、基材の表面全体に外装材を施した状態であっても、熱溶融性の基材あるいは外装材の外側からの半田によるリード線接続を可能にする。上記構成は、リード線を引き出す方向を変更することができるため、被加熱体に接する面が外装材側であっても基材側であっても自在に対応できる利点がある。

請求項４に記載の発明は、半田相溶性金属がメッキによって端子部材に形成されてなるものである、この構成であれば、半田相溶性金属を均一に形成することができるため、端子部材の厚みが一定になり、導電性樹脂材料を印刷などの方法で精度良く塗布することが可能になる。また、端子部材の耐食性を向上したり、接触抵抗を減らしたりすることができる。また、オレフィン系樹脂に銅箔を用いる場合の銅害を緩和することもできるなど、信頼性の高い端子接続を可能にする。さらに、端子部材の両面に半田相溶性金属を形成することも可能になる。

請求項５に記載の発明は、導電性樹脂材料が電極に対して熱接着性を示すと共に熱硬化性であるものである。電極に接合される際は未硬化の状態であって、熱による接着が可能であり、電極に熱接着した後に硬化させることにより、導電性樹脂材料の本来の接着強度を発揮することができる。このために、加工性のみならず信頼性の高いリード線接続が可能になる。

請求項６に記載の発明は、端子部材に粘着性材料が併置されてなるものである。導電性樹脂材料は電極との電気的接続とともに物理的接続を担うものであるが、粘着性材料はこの物理的接続を補強し、端子部材としての信頼性を高める作用がある。また、この粘着性材料の粘着力によって、端子部材を所定の位置に仮固定するものであり、外装材を形成した後に本固定を行なう加工手順を可能にする。したがって、加工性のみならず信頼性の高いリード線接続が可能になる。

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。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における発熱体の平面図、図２はその断面図であり、図３はその部分断面図である。図１、図２、図３において、１は基材であり、１８８μｍ厚みのポリエチレンテレフタレートフィルムを用いている。２は一対の電極であり、導電性銀ペーストを印刷、乾燥することによって基材１上に形成したものである。導電性銀ペーストは共重合ポリエステル樹脂中に導電性付与材として銀粉末を分散し、さらに、硬化剤としてイソシアネートを適量添加して作製されたものを使用している。電極２は主電極と主電極から分岐される枝電極から構成され、一対の枝電極が交互に対向するように配置されている。

また、３は正抵抗温度特性を有する抵抗体であり、エチレン酢酸ビニル共重合体とカーボンブラックの混練物をペースト化したものを、電極２の面に印刷、乾燥して形成している。電極２の給電部分には端子部材４が形成されており、電極２と端子部材４の間は導電性樹脂材料５によって電気的及び物理的に接合されている。端子部材４は３５μｍ厚みの銅板を使用し、導電性樹脂材料５は共重合ポリエステルに導電性付与材として銀粉末を分散し、さらに、硬化剤としてイソシアネートを適量添加して作製された導電性ペーストを使用している。これらの電極２及び抵抗体４が形成された基材１の全体は、５０μｍ厚みのポリエチレンテレフタレートフィルムに３０μｍ厚みの熱溶融性樹脂フィルムを積層した外装材６によって被覆されている。外装材６は熱溶融性樹脂フィルムの融点以上に設定されたラミネートロールによって熱融着によって形成されている。そして、端子部材４には錫メッキによる半田相溶性金属７が形成され、リード線９には半田８が形成され、外装材６を貫通する穴に半田相溶性金属７と半田８の溶融相が充填され、端子部材４とリード線９が電気的及び物理的に接続されている。そして、リード線９の接続部にはホットメルト樹脂を流し込み、封止材１０を形成している。

以上のように構成された発熱体について、以下その製造方法に引続き、動作、作用を説明する。まず、発熱体の製造方法から説明する。ポリエチレンテレフタレートフィルムからなる基材１に導電性銀ペーストを印刷し、乾燥させて一対の電極２を形成する。導電性銀ペーストは共重合ポリエステル樹脂中に導電性付与材として銀粉末を分散し、さらに、硬化剤としてイソシアネートを適量添加して作製されたものを使用している。乾燥条件は１５０℃で３０分とし、電極２を構成する共重合ポリエステル樹脂がイソシアネートによって完全に硬化するようにしている。次いで、抵抗体ペーストを印刷し、１５０℃で３０分の乾燥条件で抵抗体３を形成する。

次に、図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、電極２の端子接続部分に、端子部材４を置く。端子部材４は３５μｍ厚みの銅板であり、その両面に錫メッキによる半田相溶性金属７を施し、その１面には、導電性樹脂材料５をあらかじめ形成したものを使用している。その導電性樹脂材料５が形成されている面が、電極２に接するように置く。導電性樹脂材料５は、共重合ポリエステルに導電性付与材として銀粉末を分散し、さらに、硬化剤としてイソシアネートを適量添加して作製された導電性ペーストを使用している。この段階の導電性樹脂材料５は、イソシアネートによる硬化反応が生じないように低温で乾燥されているために熱可塑性を保持しており、融点以上の温度で加熱すれば電極２との熱融着が可能な状態にある。この場合、特に、電極２と導電性樹脂材料５は同種の樹脂を使用しているために熱融着性は極めて良く、十分な熱融着強度が得られる。この後、図４ｃに示すように、外装材６を表面温度１７０℃のラミネートロールで熱融着して、発熱体本体部分が完成する。このラミネートロールによる加熱と加圧によって導電性樹脂材料５は電極２に熱融着するとともに、これまで未反応状態におかれていたイソシアネートによる共重合ポリエステルの硬化反応が進み、電極２と強固に接合される。

次に、端子部材４にリード線９を接続して発熱体が完成する。図４（ｄ）に示すように、リード線９の先端には半田８を溶着しておき、この半田８の部分を半田ごてで加熱しながら、端子部材４に形成された錫メッキからなる半田相溶性金属７を被覆する外装材６の表面に押し当てる。この時、半田ごての熱によって外装材６が溶融すると同時に、端子部材４の表面に形成されていた錫メッキからなる半田相溶性金属７とリード線９の先端に溶着された半田８が一体に溶融する。この結果、錫メッキからなる半田相溶性金属７と半田８が相互に溶融して接合した相が外装材６の溶融穴を埋め、溶融相が形成されるとともに、端子部材４とリード線９の電気的及び物理的な接続が完了する。この時の加熱によってイソシアネートによる共重合ポリエステルの硬化反応はさらに進み、電極２との接合はさらに強固なものとなる。

実施の形態１の発熱体は、あらかじめ、端子部材４に電極２と接合される面には導電性樹脂材料５を、他方の面には錫メッキからなる半田相溶性金属７を形成するものである。この構成であれば、特に、リード線９を接続したいと思われる電極２の部位に、導電性樹脂材料５と半田相溶性金属７が備わった端子部材４をリード線９の接続部分に配置させるだけの、極めて簡易な構成とすることができる。

実施の形態１の発熱体についてリード線９の破断強度を測定した結果、１０ｋｇｆ近辺の強度があり、十分に実用に耐えることを確認した。また、端子部分に連続５Ａの電流を流しても温度上昇はほとんど測定されず、これも実用上、問題がないことを確認した。

電極２の給電部に形成される端子部材４は、導電性樹脂材料５を介して電極２に接合されるために、電極２の材質が共重合ポリエステル樹脂中に導電性付与材として銀粉末を分散したような、いわゆる、樹脂系の導電性ペーストであっても、電気的及び物理的接合を可能にする。当然、金属の薄板ような電極であっても電気的及び物理的接合が可能であって、電極の材質による制約を受けることなく端子部材４を接合できる。また、導電性樹脂材料５は薄肉の面状で介在するために、接合部の抵抗値を極めて低く設定することが可能であり、大電流を流し続けてもほとんど発熱しないようにすることができる。また、接合面積を確保することによって十分な強度を確保することができる。

さらに、端子部材４の外側に形成される外装材６が端子部材４を支えるので、この接合強度を一層、強固なものとすることができる。そして、この端子部材４に形成される錫メッキからなる半田相溶性金属７とリード線の接続部に溶着される半田８は、溶融温度以上の加熱状態において、外装材６の熱溶融による貫通穴を経由して、半田相溶性金属７と半田８が互いに熱溶融することによって溶着される。この結合は金属同士の結合であり、電極２とリード線９を電気的及び物理的に強固に接続することができる。また、外装材６に設けられる貫通穴は半田相溶性金属７あるいは半田８が相互に充填するために、気密性が保持される。

さらに、リード線の接続部を充填材で封止することによって、気密性のみならず、引張強度を高め、電気絶縁性を付与することができる。この端子部材４は電極２の任意の位置に形成することが可能であり、リード線９の接続位置の変更が容易である。また、端子部材４がどの位置に形成されようとも、外装材６を施した後から、リード線９を接続することを可能にする。この結果、発熱体の任意の位置に、許容電流が大きく、高信頼性かつ高生産性の給電部を形成できる。この構成は、電源電圧が低いために多くの電流が必要とされる場合や、速熱性を得るために大きな突入電流を必要とする正抵抗温度特性を有する発熱体を形成する場合には、極めて効果的である。そして、上記構成は、リード線を外装材側の面から引き出すことができるために、基材側を被加熱体に接するような場合に極めて有用である。

（実施の形態２）
図５は本発明における実施の形態２を示す部分断面図である。図５において、端子部材１４が導電性樹脂材料１５によって電極１２に接合される構成は第１の実施の形態と同様であるが、端子部材１４の一部が電極１２から突出していて、この突出部分にリード線１９が接続されている。さらに、リード線１９は導電性樹脂材料１５が形成されている端子部材１４の面、すなわち、基材１１に対向する面で接続されている。端子部材１４の表面は錫メッキからなる半田相溶性金属１７が両面に施されており、その一部に導電性樹脂材料１５が形成されている。この導電性樹脂材料１５が形成されていない部分、すなわち、銀メッキからなる半田相溶性金属１７が露出した面に、基材１１の外側からリード線１９が半田１８によって接続されている。

この構成であれば、特に、端子部材１４に導電性樹脂材料１５が形成された面、すなわち、電極１２あるいは基材１１に接する面に半田相溶性金属１７が形成されることになる。熱溶融性のポリエステルフィルムからなる基材１１の外側からリード線１９及び溶融した半田１８を接すると、基材１１が溶融温度以上に加熱された時に、基材１１の熱溶融によって形成される貫通穴を経由して半田１８は入りこもうとするが、通常は、基材１１にはじかれて端子部材１４の表面に到達できないが、端子部材１４に形成される半田相溶性金属１７の親和力によって半田１８が引き寄せられ、基材１１を介しての半田接続が可能になる。この作用によって、リード線１９は半田１８による強固な端子部材１４との接続が可能になる。このように、半田形成ができない素材を用いた電極であっても、しかも、基材の表面全体に外装材を施した状態であっても、熱溶融性の基材の外側から半田によるリード線接続を可能にする。そして、上記構成は、リード線を基材側の面から引き出すことができるために、外装材側を被加熱体に接するような場合に極めて有用である。

また、本実施の形態２の端子部材は、端子部材１４の両面に半田相溶性金属１７を形成するものであり、実施の形態１のように、リード線を外装材側の面から引き出すことも可能である。基材側あるいは外装材側のどちら側からでもリード線を引き出すことができる構成であれば、外装材側あるいは基材側のどちらでも被加熱面に装着することが可能になり、装着状態に応じてより柔軟な対応ができるようになる。極めて有用な発熱体である。

また、実施の形態２の端子部材は、端子部材１４の両面に半田相溶性金属１７を形成するものであるが、リード線を引き出す方向が基材側に固定されている場合には、端子部材１４の基材１１に対向する面のみに半田相溶性金属１７を形成することも可能である。

また、本実施の形態の端子部材は、電極に接合される面の端子部材に導電性樹脂材料だけでなく、粘着性材料を併置させることによって、導電性樹脂材料による電極との物理的接続を補強し、端子部材としての信頼性を高めることができる。また、この粘着性材料の粘着力によって、端子部材を所定の位置に仮固定することが容易にできるようになる。仮固定ができれば、生産性が高まるとともに位置精度が改善される。仮固定された端子部材は、外装材によって完全に固定されるために、剥離強度及び信頼性に優れた端子部材を形成することができる。

また、本実施の形態の導電性樹脂材料としては、共重合ポリエステルに限定されるものではなく、エポキシ、シリコン、アクリルなどの多くの反応性を有する樹脂の中から選択できる。また、硬化剤もイソシアネートに限定されるものではなく、樹脂に応じた様々な材料の中から選定できる。

また、本実施の形態の半田相溶性金属としては錫メッキに限定されるものではなく、材料としてはニッケルや半田などでも同等の作用効果が得られる。また、加工法も、半田付け、クリーム半田、溶射、クラッドなどから選択できる。また、全面に施すのではなく、部分的に施しても良く、メッキを全面に施した後に施すことによって耐食性などを改善できる。

また、本実施の形態の端子部材としては、銅板のような単なる金属の薄板を使用するのではなく、導電性樹脂材料との接合面を粗面化した金属板に置き換えることによって、導電性樹脂材料との間の接着表面積を増大させ、剥離強度を強化することができる。また、金属板を粗面化する際に、粗面凸部の先端が広がるような形状とすることによって、アンカー効果を付与し、剥離強度をなお一層高めることができる。このような粗面化の方法としては、表面研磨，電気的あるいは化学的な手法によるメッキ、エッチングなどが有用である。

また、本実施の形態の端子部材としては、銅板のような単なる金属の薄板を使用するのではなく、電解金属箔に置き換えることによって、厚みが均質で純度の高い箔を作製することが可能となり、薄肉でも充分な導電性が得られるために、柔軟性に優れた端子部材を形成できる。

また、本実施の形態の端子部材としては、銅板のような単なる金属の薄板を使用するのではなく、圧延金属箔に置き換えることによって、伸びに対して容易に破断しない性質が付与され、耐屈曲性に優れた端子部材を形成できる。

以上のように、本発明にかかる発熱体は、全面に外装を施した後に、発熱体の任意の位置、発熱体の任意の面に、許容電流が大きく、高信頼性かつ高生産性の給電部を形成できるものである。この給電部を有する発熱体は、消費電力の大きな大面積の暖房や加熱用の発熱体、電源電圧が低いために多くの電流を必要とする車載用の発熱体、速熱性を得るために大きな突入電流を必要とする正抵抗温度特性を有する発熱体などを形成する場合には、極めて有用である。また、給電部の信頼性が高いために、フレキシブル性を要求される用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における発熱体の構造を示す平面図 同発熱体の構造を示すＡ−Ａ’線断面図 同発熱体の構造を部分的に示すＡ−Ａ’線部分拡大断面図 （ａ）同発熱体の製造手順において電極に端子部材が配設される前の状態を示す部分断面図（ｂ）同電極に端子部材が配設された後の状態を示す部分断面図（ｃ）同端子部材を覆うように外装材を配設した後の状態を示す部分断面図（ｄ）同端子部材にリード線を接続した状態を示す部分断面図 本発明の実施の形態２における発熱体の構造を示すＡ−Ａ’線部分断面図 （ａ）従来の発熱体の構造を示す平面図（ｂ）同発熱体の構造を示すＢ−Ｂ’線断面図

符号の説明

１、１１ 基材
２、１２ 電極
３、１３ 抵抗体
４、１４ 端子部材
５、１５ 導電性樹脂材料
６、１６ 外装材
７、１７ 半田相溶性金属
８、１８ 半田
９、１９ リード線
１０、２０ 封止材

Claims (6)

1. 基材と前記基材に形成される１対以上の電極と、前記電極の間の前記基材に形成される発熱可能な抵抗体と、前記電極の給電部に配置されるとともに導電性樹脂材料及び半田相溶性金属が表裏の対向する面に形成された端子部材と、前記電極、前記抵抗体、前記基材及び前記端子部材が形成された前記基材の上面を接着被覆する熱溶融性の外装材と、前記端子部材に接続されるリード線と、前記リード線の接続部の充填材を備え、前記端子部材が前記導電性樹脂材料を介して前記電極の給電部に面接合されてなるとともに、前記端子部材と前記リード線が前記半田相溶性金属の介在によって前記外装材の熱溶融による貫通穴を経由して半田接続され、前記リード線が前記外装材側に引き出されるとともに前記リード線の接続部を充填材で封止してなる発熱体。
2. 熱溶融性の基材と前記基材に形成される１対以上の電極と、前記電極の間の前記基材に形成される発熱可能な抵抗体と、前記電極の給電部に配置されるとともに導電性樹脂材料及び半田相溶性金属が同一の面に形成された端子部材と、前記電極、前記抵抗体、前記基材及び前記端子部材が形成された前記基材の上面を接着被覆する外装材と、前記端子部材に接続されるリード線と、前記リード線の接続部の充填材を備え、前記端子部材が前記導電性樹脂材料を介して前記電極の給電部に面接合されてなるとともに、前記端子部材と前記リード線が前記半田相溶性金属の介在によって前記基材の熱溶融による貫通穴を経由して半田接続され、前記リード線が前記基材側に引き出されるとともに前記リード線の接続部を充填材で封止してなる発熱体。
3. 熱溶融性の基材と前記基材に形成される１対以上の電極と、前記電極の間の前記基材に形成される発熱可能な抵抗体と、前記電極の給電部に配置されるとともに導電性樹脂材料が一方の面に形成され、半田相溶性金属が表裏の面に形成された端子部材と、前記電極、前記抵抗体、前記基材及び前記端子部材が形成された前記基材の上面を接着被覆する熱溶融性の外装材と、前記端子部材に接続されるリード線と、前記リード線の接続部の充填材を備え、前記端子部材が前記導電性樹脂材料を介して前記電極の給電部に面接合されてなるとともに、前記端子部材と前記リード線が、前記半田相溶性金属の介在によって、前記基材あるいは前記外装材の両者の熱溶融による貫通穴を経由しての半田接続がなされ、前記リード線が前記基材側あるいは前記外装材側のいずれかに引き出引き出されるとともに前記リード線の接続部を充填材で封止してなる発熱体。
4. 半田相溶性金属がメッキによって端子部材に形成されてなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の発熱体。
5. 導電性樹脂材料が電極に対して熱接着性を示すと共に熱硬化性である請求項１〜４のいずれか１項に記載の発熱体。
6. 端子部材に粘着性材料が併置されてなる請求項１〜５のいずれか１項に記載の発熱体。

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