JP3577691B2

JP3577691B2 - 面状発熱体

Info

Publication number: JP3577691B2
Application number: JP37711798A
Authority: JP
Inventors: 中村章夫
Original assignee: 藤沢電工株式会社
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1998-12-28
Publication date: 2004-10-13
Anticipated expiration: 2018-12-28
Also published as: JP2000200674A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、便座ヒータ等に用いられる面状発熱体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知の通り、面状発熱体は抵抗発熱線とアルミ箔とから成り、主に便座ヒータ、電気冷蔵庫の霜取り用ヒータ、電気ガマの保温用ヒータ、床パネルヒータ等に利用されている。そして、上記便座ヒータに着目すると、従来は抵抗発熱線の被覆材として塩化ビニルが使用されていた。この塩化ビニルは、それ自体の耐熱温度が約１０５℃である。そして、上記塩化ビニルを被覆材として用いた抵抗発熱線は、上記のように塩化ビニルの耐熱温度が約１０５℃であるため抵抗発熱線１ｍ当りに約１０Ｗの電力が限度であり、それ以上の電力が出力されると、上記塩化ビニルでできた被覆材はその限界とされている耐熱温度を越えてしまうものであった。
【０００３】
例えば、上記面状発熱体を便座ヒータとして使用する場合は、人がその便座に座って暖かいと感じるためには抵抗発熱線の電力が約５５〜６０Ｗ必要であり、この大きさの電力を出力しても、上記抵抗発熱線の被覆材が熱により溶けないようにする為には、上記抵抗発熱線の長さが約５．５〜６．０ｍ必要であった。
【０００４】
このような長さを有する抵抗発熱線を用いた面状発熱体は、上記アルミ箔の面積に比して抵抗発熱線の長さが十分長いので、上記抵抗発熱線を上記アルミ箔の表面に略均一に行き渡らせることができるものである。
【０００５】
しかし、上記抵抗発熱線の長さが上記アルミ箔の長さに比して長いので、上記抵抗発熱線を上記アルミ箔の表面に溶着して固定するために、上記アルミ箔の表面上で上記抵抗発熱線を引きまわす工数が多くなり、面状発熱体の製造コストが高くなってしまうものである。
【０００６】
そこで、上記抵抗発熱線の被覆材としてシリコン樹脂等の耐熱温度の高い材質のものが用いられることが考えられる。例えば上記シリコン樹脂は、それ自体の耐熱温度が約２００℃となっており、理論上は、抵抗発熱線１ｍ当りに約５０Ｗの電力を出力させることができるものである。従って、上記便座ヒータとして使用する場合に必要な電力を出力させるには上記抵抗発熱線の長さは、約１．１〜１．２ｍで十分である。
【０００７】
しかし、上記抵抗発熱線の長さが約１．１〜１．２ｍでは上記便座ヒータの面状発熱体のアルミ箔上に十分行き渡らないので、最低限行き渡らせるためには、上記抵抗発熱線の長さをある程度長くしなければならない。そうすると、上記抵抗発熱線全体に必要以上の電力が出力されてしまい、特に上記抵抗発熱線近傍では、要求以上に便座シート等の伝熱面が局部的に熱くなってしまい、皮膚が部分的にヤケドをしてしまう恐れがあるものである。これは他の用途の場合、例えば床パネルヒータ等でも同様である。
【０００８】
従って、本発明の目的とする所は、上述の如き従来の技術の有する問題点を解決するものであって、抵抗発熱線の長さを短くしても必要とする電力を出力することができ、而も上記抵抗発熱線の被覆材がその限界とされている耐熱温度を越えたりすることがなく、且つアルミ箔の表面に固定された抵抗発熱線上の伝熱面全体の温度を略均一にすることができる面状発熱体を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決する為の手段】
上記目的を達成する為に本発明は次の技術的手段を有する。即ち、発明の実施の形態に対応する添付図面中に使用した符号を用いて説明すると、本発明はアルミ箔２と抵抗発熱線３とからなる面状発熱体１であって、上記アルミ箔２の表面４に上記抵抗発熱線３を固定した状態で上記抵抗発熱線３に電源１２から電流を流すことにより上記抵抗発熱線３が発熱し、この熱が上記アルミ箔２に伝わり、上記アルミ箔２の表面４に固定された抵抗発熱線３上の伝熱面１１が熱を帯びるような面状発熱体に於て、
上記アルミ箔２には複数の穴６が形成されており、この複数の穴６は、上記アルミ箔２に固定されている抵抗発熱線３に近づくに従い大きく形成され、遠ざかるに従い小さく形成されていることを特徴とする面状発熱体１である。
【００１０】
また、その他の特徴とする所は、上記抵抗発熱線３の被覆材８として、シリコン樹脂を用いることを特徴とするものである。
【００１１】
そして、他の特徴とする所は、便座シート１０の下面に設置することにより便座ヒータ９とすることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明は、上記技術的手段より成り、アルミ箔２に複数の穴６が形成されており、上記複数の穴６は上記アルミ箔２の表面４に固定された抵抗発熱線３に近づくに従い大きく形成され、且つ遠ざかるに従い小さく形成されているので、上記抵抗発熱線３に電流を流すことにより上記抵抗発熱線３が発熱し、その熱が上記アルミ箔２全体に伝わるが、上記アルミ箔２上の抵抗発熱線３に近い部分の熱は大きな穴６により発散され易く、遠くなるに従い上記穴６は小さくなるため、熱が発散されにくくなり、上記アルミ箔２の表面４に固定された抵抗発熱線３上の伝熱面１１の温度をほぼ均一にすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づき詳細に説明する。図１から図６は本発明の面状発熱体１を便座ヒータ９として用いた場合の実施の形態である。本発明の面状発熱体１はアルミ箔２と抵抗発熱線３とから成る。そして、上記抵抗発熱線３に着目すると、上記抵抗発熱線３は、電源１２から電流を流すことにより電力が生じて発熱するものである。更に、上記抵抗発熱線３は、図４に示すように芯線７と被覆材８とから成る。上記抵抗発熱線３を上記アルミ箔２の表面４に固定するには、上記抵抗発熱線３に外部から熱を加えることにより、上記被覆材８を上記アルミ箔２の表面４に溶着して固定するものである。
【００１４】
そして、上記被覆材８に着目すると、本発明の抵抗発熱線３は、被覆材８としてシリコン樹脂等の耐熱温度の高い材質のものを使用している。例えば、上記シリコン樹脂を被覆材８として用いた場合、上記シリコン樹脂の耐熱温度は約２００℃となっており、上記抵抗発熱線３は１ｍ当たり約５０Ｗの電力を出力することができ、而も上記被覆材８が、その限界とされている耐熱温度を越えてしまうようなことがないものである。
【００１５】
このようにして、上記本発明の抵抗発熱線３は、被覆材８の耐熱温度が高いため、同じ長さであっても、従来の塩化ビニルを被覆材８として用いた抵抗発熱線３に比べてより大きな電力を出力することができるので、上記抵抗発熱線３の長さを短くすることができ、上記抵抗発熱線３をアルミ箔２の表面４に固定する際、上記アルミ箔２上で上記抵抗発熱線３を途中で折り返したり、湾曲させる回数を減らすことができ、上記抵抗発熱線３のアルミ箔２上への引き回し工数を少なくすることができると共に、上記面状発熱体１の製造コストを低く抑えることができるものである。
【００１６】
そして、上記アルミ箔２に着目すると、上記アルミ箔２は、プレス機等により複数の穴６が形成されている。更に、上記複数の穴６に着目すると、図２に示すように、上記複数の穴６は、上記アルミ箔２に固定された抵抗発熱線３に近づくに従い大きく形成され、且つ抵抗発熱線３から遠ざかるに従い小さく形成されている。尚、抵抗発熱線３と抵抗発熱線３との間は、図２に示すように、その略中間点に近づくに従い上記穴６を小さく形成する。
【００１７】
次に、上記面状発熱体１の動作について説明する。上記面状発熱体１を便座シート１０の下面に設置するには、図６に示すように上記面状発熱体１の表面４側、即ち、上記アルミ箔２に上記抵抗発熱線３を固定した面を上向きにして、上記便座シート１０の下面に対向するように取り付けることにより、便座ヒータ９を形成するものである。そして、上記面状発熱体１の抵抗発熱線３に接続されている電源１２から抵抗発熱線３に電流を流し、電力を出力する。これにより、上記抵抗発熱線３が発熱し、この熱が上記抵抗発熱線３を固定しているアルミ箔２に伝わる。このようにして上記アルミ箔２全体が熱を帯びるものである。所で、上記アルミ箔２は、熱源である上記抵抗発熱線３に近い部分ほど高温になり易く、抵抗発熱線３から近い部分と遠い部分とで温度差が生じてしまう。
【００１８】
しかし、図１に示すように、本発明のアルミ箔２は複数の穴６が形成されており、この複数の穴６に着目すると、上記複数の穴６は、図２に示すように、上記アルミ箔２に固定されている抵抗発熱線３に近づくに従い大きく形成され、且つ抵抗発熱線３から遠ざかるに従い小さく形成されているものである。このような複数の穴６が形成されていることにより、上記抵抗発熱線３の近傍では、上記穴６が大きく形成されているので熱が発散され易く、上記抵抗発熱線３から遠い部分では上記穴６が小さく形成されているので熱が発散されにくくなるため、これにより、上記便座ヒータ９の伝熱面１１の温度をほぼ均一にすることができると共に、上記便座ヒータ９に人が座ってもヤケドする恐れがなく、上記便座ヒータ９の伝熱面１１全体が均等に暖かいものである。
【００１９】
尚、上記アルミ箔２に形成された複数の穴６のうち、最も大きい穴６、即ち上記抵抗発熱線３に最も近い穴６は、上記抵抗発熱線３の下部に位置しても良く、上記複数の穴６は、平面から見た場合、図２に示すような円形だけでなく、楕円形や多角形等の穴６としても良く、またスリット状としてもよい。
【００２０】
【発明の効果】
以上詳述した如く、本発明によると次のような効果を奏する。
即ち、請求項１記載の発明によると、アルミ箔に複数の穴が形成されており、上記複数の穴は、上記アルミ箔の表面に固定された抵抗発熱線に近づくに従い大きく形成され、且つ遠ざかるに従い小さく形成されているので、上記抵抗発熱線に電流を流すことにより上記抵抗発熱線が発熱し、その熱が上記アルミ箔全体に伝わるが、上記アルミ箔上の抵抗発熱線に近い部分の熱は、大きな穴により発散され易く、遠くなるに従い上記穴は小さくなるため熱が発散されにくくなり、上記アルミ箔の表面に固定された抵抗発熱線上の伝熱面の温度をほぼ均一にすることができて、上記伝熱面に人の皮膚が触れてもヤケドをする恐れがない。
【００２１】
そして、請求項２記載の発明によると、抵抗発熱線の被覆材としてシリコン樹脂を用いており、このシリコン樹脂は、耐熱温度が約２００℃となっているため、上記抵抗発熱線に高い電力を出力することができ、上記抵抗発熱線の長さを短くすることができるので、アルミ箔の表面に上記抵抗発熱線を固定する際の引き回し工数を少なくすることができ、面状発熱体の製造コストを低く抑えることができる。
【００２２】
そして、請求項３記載の発明によると、面状発熱体を便座シートの下面に設置することにより、便座ヒータとすることで、上記便座ヒータの伝熱面の温度をほぼ均一にすることができると共に、上記便座ヒータに人が座ってもヤケドをする恐れがなく、上記便座ヒータの伝熱面全体が均等に暖かいものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の面状発熱体を示す平面図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図４】本発明の面状発熱体を構成する抵抗発熱線の一部断面斜視図である。
【図５】本発明の面状発熱体を便座ヒータに適用した使用例を示す平面図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
１面状発熱体
２アルミ箔
３抵抗発熱線
４表面
５裏面
６穴
７芯線
８被覆材
９便座ヒータ
１０便座シート
１１伝熱面
１２電源

Claims

アルミ箔２と抵抗発熱線３とから成る面状発熱体１であって、上記アルミ箔２の表面４に上記抵抗発熱線３を固定した状態で上記抵抗発熱線３に電源１２から電流を流すことにより上記抵抗発熱線３が発熱し、この熱が上記アルミ箔２に伝わり、上記アルミ箔２の表面４に固定された抵抗発熱線３上の伝熱面１１が熱を帯びるような面状発熱体に於て、
上記アルミ箔２には複数の穴６が形成されており、この複数の穴６は、上記アルミ箔２に固定されている抵抗発熱線３に近づくに従い大きく形成され、遠ざかるに従い小さく形成されていることを特徴とする面状発熱体。
上記抵抗発熱線３の被覆材８として、シリコン樹脂を用いることを特徴とする請求項１記載の面状発熱体。
便座シート１０の下面に設置することにより、便座ヒータ９とすることを特徴とする請求項１又は２記載の面状発熱体。