JP3920674B2 - 面状発熱装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は面状発熱装置に係り、とくにグラファイトシートから成る面状発熱体を用いた面状発熱装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
所定の抵抗値を有する抵抗の中に電流を流すと、ジュール熱が発生して発熱する。従ってこのようなジュール熱による発熱を利用した装置が広く用いられている。すなわち電気コンロや電熱発熱装置が従来より用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来のこの種の電熱を用いた発熱装置は、例えばニクロム線をコイル状に巻いたものを所定の配列にしているために、厚さ方向の寸法が大きくなる欠点がある。そこで例えばリボン状をなす抵抗板によって発熱装置を組立てるようにした発熱装置が知られている。ここでも抵抗板は数mmの厚さを有し、しかも絶縁手段を介して基体上に取付けられる構造になっているために、厚さ方向あるいは高さ方向の寸法が大きくなる欠点がある。
【0004】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、とくに厚さ方向あるいは高さ方向の寸法を極めて小さくするようにした面状発熱装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本願の主要な発明は、カーボングラファイトを圧延してシート状にしたグラファイトシートを所定の形状に打抜いた面状発熱体と、
前記面状発熱体の表面に接合されて該面状発熱体を包むようにして絶縁する耐熱性樹脂フィルムから成る絶縁手段と、
前記面状発熱体の端部に取付けられた電極を有し、前記面状発熱体に対して通電する通電手段と
前記絶縁手段によって包まれた前記面状発熱体が裏面に接合されるとともに、表面から熱を放する放熱パネルと、
前記放熱パネルの外周部に取付けられ、かつ吊下げ手段を備える枠体と、
前記放熱パネルの裏面に突出するようにして取付けられ、吊下げられたときに壁面との間に所定の空間を形成するスペーサと、
を具備する面状発熱装置に関するものである。
ここで、前記放熱パネルの表面に所定の表示が施され、壁に掛けたときに装飾物を兼ねるようにしてよい。
【0007】
本願の別の主要な発明は、カーボングラファイトを圧延してシート状にしたグラファイトシートを所定の形状に打抜いた面状発熱体と、
前記面状発熱体の表面に接合されて該面状発熱体を包むようにして絶縁する耐熱性樹脂フィルムから成る絶縁手段と、
前記面状発熱体の端部に取付けられた電極を有し、前記面状発熱体に対して通電する通電手段と、
前記絶縁手段によって包まれた前記面状発熱体が表面に形成された凹部に受入れられるとともに、樹脂成形体から成り、外表面から熱を放射するトレー状容器と、
前記面状発熱体が受入れられた凹部を覆うとともに表面から熱を放射する耐光性アクリル樹脂に天然骨材を配合し、外表面に模様を形成した化粧パネルと、
を具備する面状発熱装置に関するものである。
ここで、前記トレー状容器がエポキシ樹脂から成るものであってよい。
【0008】
本願のさらに別の主要な発明は、カーボングラファイトを圧延してシート状にしたグラファイトシートを所定の形状に打抜いた面状発熱体と、
前記面状発熱体の表面に接合されて該面状発熱体を包むようにして絶縁する耐熱性樹脂フィルムから成る絶縁手段と、
前記面状発熱体の端部に取付けられた電極を有し、前記面状発熱体に対して通電する通電手段と、
自動車のインストルメントパネルに引出し自在に取付けられ、前記絶縁手段によって包まれた前記面状発熱体がその上に取付けられる飲料用トレーと、
前記飲料用トレー上に取付けられた前記面状発熱体の上に取付けられる金属製の放熱パネルと、
を具備する面状発熱装置に関するものである。
ここで、前記面状発熱体および前記放熱パネルがほぼ円形であってよい。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下本願に含まれる発明を図示の実施の形態によって説明する。まず第1の実施の形態を図1〜図7によって説明する。この実施の形態の面状発熱装置は、壁掛け型の面状発熱装置であって、図1〜図4に示すように、矩形の放熱パネル10を備えるとともに、この矩形の放熱パネル10の周縁部に枠体11を取付けた構造になっている。
【0010】
放熱パネル10はアルミニウム板、アルミ合金板、銅板、真鍮板、その他放熱性に優れた金属板から構成されることが好ましい。そしてこのような放熱パネル10の裏面には図1および図2に示すように矩形の面状発熱体15が接合される。面状発熱体15は図5〜図7に示すように、グラファイトシート16を所定の形状に打抜いたものである。
【0011】
一般に炭素はダイヤモンド、グラファイト(黒鉛)および無定形炭素の形態で安定に存在する。この内とくにグラファイトは黒色不透明であって六方晶系の結晶構造を有し、電気および熱の導体である。
【0012】
このようなグラファイト(黒鉛)は、天然に存在する。そしてこのような天然のグラファイトを圧延することによってグラファイトシートが得られる。またアクリロニトリルを用いたアクリル樹脂フィルム等の有機合成フィルムを無酸素下で焼成すると、シート状のグラファイトが得られる。シート状のグラファイトは柔軟性および圧縮弾性があり、しかも相手材との馴染みがよいために、ガスケットやパッキンの原料として用いられている。ここではこのようなグラファイトシートの電気的特性、すなわち所定の抵抗を有する導体であるという性質を利用して、このグラファイトシート16によって面状発熱体15を構成している。
【0013】
厚さが0.2〜2mmの範囲内のグラファイトシート16の一端には配線パターン17が接続されるとともに、グラファイトシート16の右端と配線パターン17の右端にそれぞれ電極19、20が取付けられる。そしてこのように配線パターン17および電極19、20を取付けたグラファイトシート16が上下一対の絶縁フィルム21、22によって接合され、これによって図7に示すような絶縁構造を構成する。
【0014】
ここで絶縁フィルム21としては、耐熱性の各種の樹脂フィルムが用いられてよい。またポリエステルフィルムによって絶縁フィルム21、22を構成することができる。この場合には難燃性ポリエステル系接着剤をグラファイトシート16と接する面に塗布しておき、このような接着剤によって互いに接合される絶縁フィルム21、22を接着することが好ましい。
【0015】
このようなグラファイトシート16から成る発熱体15を取付けた放熱パネル10は枠体11によって吊紐25が取付けられるとともに、放熱パネル10の背面側には図1、図2、および図4に示すように所定の寸法のスペーサ26がそのコーナの部分に取付けられる。また放熱パネル10の表面側には図3に示すように所定の表示が施される。ここで表示27としては、各種の絵画、デザイン、模様、その他の意匠的な表示であってよい。
【0016】
このような放熱パネル10は図4に示すように吊紐25によって壁に沿って掛けられる。このときに放熱パネル10の背面側と壁の表面との間にスペーサ26によって所定の寸法の空間が確保される。そしてこのような放熱パネル10の背面側の面状発熱体15の電極19、20間に電流を通ずると、グラファイトシート16中を流れる電流によってジュール熱が発生する。このような面状発熱体16の発生する熱が放熱パネル10を通して放熱される。従って極めて偏平であってしかも広い面積の放熱面を有する放熱パネル10によって熱を発生することができる。またこの面状発熱装置は表示27によって部屋の壁面を飾る装飾手段と兼用される。
【0017】
次に第2の実施の形態を図8〜図12によって説明する。この実施の形態はトレー状容器30内に組込まれて持運び可能で移動可能な面状発熱装置から構成される。すなわちエポキシ樹脂等の樹脂成形体から成るトレー状容器30の表面には浅い凹部31が形成されるとともに、この凹部31の所定の位置には水抜き用のスリット32が形成される。
【0018】
上記トレー状容器30の凹部31に収納される面状発熱体15は図12および図13に示すように外形がほぼ正方形であって部分的に円形の開口を有するように打抜かれたグラファイトシート16から成る。そしてこのようなグラファイトシート16の両側には図12に示すように一対の電極19、20が取付けられる。あるいはまた図13に示すように、グラファイトシート16がスリット34によって分断されるとともに、分断された端部に電極19、20が形成される。
【0019】
そしてこのようなグラファイトシート16が上下一対の絶縁フィルム21、22によって図11に示すように上下面から挟着されるように接合され、絶縁構造を構成する。
【0020】
このような面状発熱体15が上記トレー状容器30の凹部31の内部に収納されるとともに、さらにその上側には化粧パネル33が取付けられる。化粧パネル33は耐侯性シリコンアクリル樹脂に天然骨材を配合し、外表面に石目模様を形成した自然石調化粧外装シートであってよい。このような化粧シートは、例えば株式会社大成イーアンドエルより供給される自然石調化粧外装シート「リリーフウォール」(商品名)であってよい。
【0021】
このような化粧シートは厚さが3mm以下、例えば1〜2mmの厚さであって非常に薄く、しかも軽いために、面状発熱体15の熱をより完全に放散することができるとともに、この面状発熱装置の可搬性を損なうことがない。
【0022】
このような面状発熱装置を使用する場合には、所定の位置にこの発熱装置を配置するとともに、面状発熱体15の電極19、20を介して、図外の給電手段によって給電し、これによって面状発熱体15をジュール熱によって発熱させる。すると面状発熱体15の熱が化粧パネル33に伝達され、この化粧パネル33の表面が温められてこのパネル33の表面から放熱が行なわれる。
【0023】
次に第3の実施の形態を図14〜図18によって説明する。この実施の形態は自動車のインストルメントパネル37の部分に組込まれたカップ用トレー46に取付けられるようにしたものである。すなわち自動車のインストルメントパネル37であって運転席の前方にはメータ取付け部38が設けられ、このメータ取付け部38に車速を表示する速度計やエンジンの回転数を表示する回転計40か取付けられている。これに対してインストルメントパネル37の左側であって助手席の前方にはクローブボックス41が設けられる。
【0024】
またインストルメントパネル37のほぼ中央部にはラジオ受信機等の各種のオーディオ装置が取付けられる。またその下側にはエアコンの吹出し口を構成するルーバ45が設けられる。そしてルーバ45の下側にはカップ用トレー46が引出しおよび収納自在に取付けられる。
【0025】
トレー46が引出されると図15および図16に示すように、その上に飲料カップ50や飲料缶を保持しておくことができる。なおカップ用トレー46上に載置された飲料カップ50が倒れないように高さ方向の中間位置を保持リング47で保持する。
【0026】
このようなトレー46の底部には図17および図18に示す面状発熱体15と放熱パネル10とが取付けられる。面状発熱体15は中心部が欠如されたほぼ円形であって周方向の所定の位置に半径方向に延びるスリット34を形成したパターンになっており、このスリット34の両側にそれぞれ電極19、20が取付けられるようになっている。しかもこのようなグラファイトシート16は上下一対の絶縁フィルム21、22によって挟着された状態で絶縁される。そしてこのような面状発熱体15の上部に円形の放熱パネル10が取付けられる。放熱パネル10はアルミニウム板、あるいはアルミ合金板等の放熱性に優れた材料から構成されてよい。
【0027】
このようなカップ用トレー46によると、このトレー46を引出すとともに、図外のスイッチによって電極19、20を介してグラファイトシート16に通電すると、このグラファイトシート16が発熱する。そして発熱した熱が放熱パネル10を通して飲料カップ50や飲料缶に伝達され、これによって飲料を温めることが可能になり、あるいはまた飲料を保温した状態で維持することができる。あるいはまたカップ麺等のようなインスタント食品を温めて食べることが可能になる。しかもグラファイトシート16から成る面状発熱体15によって発熱を行なうようにしているために、このような発熱体15を設けてもスペースがほとんど増えることがなく、コンパクトにインストルメントパネル内に組込むことが可能になる。
【0028】
【発明の効果】
本願の一発明は、カーボングラファイトを圧延してシート状にしたグラファイトシートを所定の形状に打抜いた面状発熱体と、面状発熱体の表面に接合されて該面状発熱体を包むようにして絶縁する耐熱性樹脂フィルムから成る絶縁手段と、面状発熱体の端部に取付けられた電極を有し、面状発熱体に対して通電する通電手段と絶縁手段によって包まれた面状発熱体が裏面に接合されるとともに、表面から熱を放する放熱パネルと、放熱パネルの外周部に取付けられ、かつ吊下げ手段を備える枠体と、放熱パネルの裏面に突出するようにして取付けられ、吊下げられたときに壁面との間に所定の空間を形成するスペーサと、を具備するものである。
【0029】
従ってこのような面状発熱装置によれば、とくに厚さ方向の寸法を著しく小さくした壁掛け式の発熱装置が提供される。
【0032】
本願の別の主要な発明は、カーボングラファイトを圧延してシート状にしたグラファイトシートを所定の形状に打抜いた面状発熱体と、面状発熱体の表面に接合されて該面状発熱体を包むようにして絶縁する耐熱性樹脂フィルムから成る絶縁手段と、面状発熱体の端部に取付けられた電極を有し、面状発熱体に対して通電する通電手段と、絶縁手段によって包まれた面状発熱体が表面に形成された凹部に受入れられるとともに、樹脂成形体から成り、外表面から熱を放射するトレー状容器と、面状発熱体が受入れられた凹部を覆うとともに表面から熱を放射する耐光性アクリル樹脂に天然骨材を配合し、外表面に模様を形成した化粧パネルと、を具備するものである。
【0033】
従ってこのような面状発熱装置によれば、偏平であってしかも持運びが自由な発熱装置を提供することが可能になり、各種の用途にフレキシブルに対応できる面状発熱装置が提供される。
【0034】
本願のさらに別の主要な発明は、カーボングラファイトを圧延してシート状にしたグラファイトシートを所定の形状に打抜いた面状発熱体と、面状発熱体の表面に接合されて該面状発熱体を包むようにして絶縁する耐熱性樹脂フィルムから成る絶縁手段と、面状発熱体の端部に取付けられた電極を有し、面状発熱体に対して通電する通電手段と、自動車のインストルメントパネルに引出し自在に取付けられ、絶縁シートによって包まれた面状発熱体がその上に取付けられる飲料用トレーと、飲料用トレー上に取付けられた面状発熱体の上に取付けられる金属製の放熱パネルと、を具備するものである。
【0035】
従ってこのような面状発熱装置によれば、トレー上に載置される飲料カップや飲料缶を上記面状発熱装置によって発生される熱で保温あるいは加熱することが可能になる。しかも面状発熱装置が偏平であるために、スペースがほとんど増加することなく従来の飲料用トレー上に組込むことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態の放熱パネルの裏面側の外観斜視図である。
【図2】同裏面図である。
【図3】同正面図である。
【図4】壁に掛けた状態の側面図である。
【図5】面状発熱体の分解斜視図である。
【図6】上側の絶縁フィルムを除去した状態の面状発熱体の平面図である。
【図7】面状発熱体の縦断面図である。
【図8】トレー状容器に組込まれる面状発熱装置の分解斜視図である。
【図9】同組立て斜視図である。
【図10】同縦断面図である。
【図11】面状発熱体の縦断面図である。
【図12】上側の絶縁フィルムを除去した状態の面状発熱体の平面図である。
【図13】別の面状発熱体の上側の絶縁フィルムを除去した状態の平面図である。
【図14】面状発熱体を組込んだカップ用トレーを備える自動車のインストルメントパネルの正面図である。
【図15】同カップ用トレーの外観斜視図である。
【図16】同要部側面図である。
【図17】面状発熱体の上側の絶縁フィルムを除去した状態の平面図である。
【図18】面状発熱体の縦断面図である。
【符号の説明】
10 放熱パネル
11 枠体
15 面状発熱体
16 グラファイトシート
17 配線パータン
19、20 電極
21、22 絶縁フィルム
25 吊紐
26 スペーサ
27 表示
30 トレー状容器
31 凹部
32 スリット
33 化粧パネル
34 スリット
37 インストルメントパネル
38 メータ取付け部
39 速度計
40 回転計
41 クローブボックス
44 ラジオ受信機
45 ルーバ
46 カップ用トレー
47 保持リング
50 飲料カップ

Claims (6)

  1. カーボングラファイトを圧延してシート状にしたグラファイトシートを所定の形状に打抜いた面状発熱体と、
    前記面状発熱体の表面に接合されて該面状発熱体を包むようにして絶縁する耐熱性樹脂フィルムから成る絶縁手段と、
    前記面状発熱体の端部に取付けられた電極を有し、前記面状発熱体に対して通電する通電手段と
    前記絶縁手段によって包まれた前記面状発熱体が裏面に接合されるとともに、表面から熱を放する放熱パネルと、
    前記放熱パネルの外周部に取付けられ、かつ吊下げ手段を備える枠体と、
    前記放熱パネルの裏面に突出するようにして取付けられ、吊下げられたときに壁面との間に所定の空間を形成するスペーサと、
    を具備する面状発熱装置。
  2. 前記放熱パネルの面に所定の表示が施され、壁に掛けたときに装飾物を兼ねることを特徴とする請求項1に記載の面状発熱装置。
  3. カーボングラファイトを圧延してシート状にしたグラファイトシートを所定の形状に打抜いた面状発熱体と、
    前記面状発熱体の表面に接合されて該面状発熱体を包むようにして絶縁する耐熱性樹脂フィルムから成る絶縁手段と、
    前記面状発熱体の端部に取付けられた電極を有し、前記面状発熱体に対して通電する通電手段と、
    前記絶縁手段によって包まれた前記面状発熱体が表面に形成された凹部に受入れられるとともに、樹脂成形体から成り、外表面から熱を放射するトレー状容器と、
    前記面状発熱体が受入れられた凹部を覆うとともに表面から熱を放射する耐光性アクリル樹脂に天然骨材を配合し、外表面に模様を形成した化粧パネルと、
    を具備する面状発熱装置。
  4. 前記トレー状容器がエポキシ樹脂から成ることを特徴とする請求項3に記載の面状発熱装置。
  5. カーボングラファイトを圧延してシート状にしたグラファイトシートを所定の形状に打抜いた面状発熱体と、
    前記面状発熱体の表面に接合されて該面状発熱体を包むようにして絶縁する耐熱性樹脂フィルムから成る絶縁手段と、
    前記面状発熱体の端部に取付けられた電極を有し、前記面状発熱体に対して通電する通電手段と、
    自動車のインストルメントパネルに引出し自在に取付けられ、前記絶縁手段によって包まれた前記面状発熱体がその上に取付けられる飲料用トレーと、
    前記飲料用トレー上に取付けられた前記面状発熱体の上に取付けられる金属製の放熱パネルと、
    を具備する面状発熱装置。
  6. 前記面状発熱体および前記放熱パネルがほぼ円形であることを特徴とする請求項5に記載の面状発熱装置。
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