JPS60227387A - Panel heater - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は面状ヒータ、特にホーロ基板にヒータエレメン
トをカバーコートで密着固定した面状ヒータに関するも
のであり５暖房器、調理器、乾燥機器などの電気エネル
ギーを利用した機器の熱飾を提供しようとするものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a planar heater, particularly a planar heater in which a heater element is closely fixed to a hollow substrate with a cover coat, and is suitable for use in heaters, cooking appliances, drying equipment, etc. The aim is to provide thermal decoration for equipment using electrical energy.

従来例の構成とその問題点 近年、面状ヒータは機器の薄型化、均一加熱などのニー
ズに合った発熱体として脚光をあびるようになってきた
。しかしながら、面状ヒータの多くは雲母などの絶縁基
板にヒータを巻回した構造であり、被加熱物への熱伝達
が悪く、ヒータエレメントが封口されていないので耐湿
特性に問題があるとともに、放熱基板と点接触であるた
めに、極部加熱の心配があり、放熱面の温度分布を均一
にしにくいなどの問題があった。Conventional configurations and their problems In recent years, planar heaters have come into the spotlight as heating elements that meet the needs of thinning devices and uniform heating. However, most planar heaters have a structure in which the heater is wound around an insulating substrate such as mica, which has poor heat transfer to the heated object, and because the heater element is not sealed, there are problems with moisture resistance and heat dissipation. Since it is in point contact with the substrate, there is a concern that extreme parts may be heated, and there are problems such as making it difficult to make the temperature distribution on the heat dissipation surface uniform.

また、近年、アルミナなどの生シートにタングステンな
どの導電ペーストを用いて導電パターンを形成し、シー
トをはり合わせて焼結した面状ヒータがあるが、焼結温
度が高く、電極の取り出しなどに問題があった。また熱
容量が太きく、立上り時間が長いなどの欠点があった。In addition, in recent years, there have been sheet heaters in which a conductive pattern is formed using conductive paste such as tungsten on raw sheets such as alumina, and the sheets are glued together and sintered, but the sintering temperature is high and it is difficult to take out the electrodes. There was a problem. It also had drawbacks such as a large heat capacity and a long rise time.

しかもこれらの多くは製造の制約９機械的強度などの観
点から大きな面積のヒータが得られないものである。Moreover, in many of these, a heater with a large area cannot be obtained due to manufacturing constraints 9 such as mechanical strength.

その他、有機質フィルム（シリコン、ポリイミドなど）
の間に導電パターンを形成してラミネートなどの方法で
ヒータを構成したものもあるが、これらのヒータは耐熱
温度が低く、寿命特性にも問題があった。以上のように
従来の面状ヒータには種々の問題があり、技術的に解決
すべき課題が非常に多かった。Other organic films (silicon, polyimide, etc.)
Some heaters have been constructed using methods such as lamination with a conductive pattern formed between them, but these heaters have low heat resistance and have problems with their lifespan. As described above, conventional planar heaters have various problems, and there are a large number of technical problems to be solved.

特に本発明が解決しようとする面状ヒータの問題点とし
て、本発明者等が先に出願した、ホーロ基板にヒータエ
レメントを載置し、ヒータエレメントの上からカバーコ
ートを全面に塗布した面状ヒータは加熱時に膨張により
基板が変形し、ヒータエレメント部に応力が加わり、絶
縁層に亀裂が入るなどの欠点があった。In particular, as a problem of the planar heater that the present invention aims to solve, there is a planar heater in which the heater element is mounted on a hollow substrate and a cover coat is applied over the entire surface of the heater element, which was previously filed by the present inventors. Heaters have disadvantages such as deformation of the substrate due to expansion during heating, stress being applied to the heater element, and cracks appearing in the insulating layer.

発明の目的 本発明は耐熱性が高く、薄型で電気特性および耐湿特性
が良好な長寿命の面状ヒータを提供しようとするもので
ある。OBJECTS OF THE INVENTION The present invention seeks to provide a long-life planar heater that is highly heat resistant, thin, has good electrical properties and moisture resistance properties.

発明の構成 本発明はホーロ基板にヒータエレメントをカバーコート
で密着固定した面状ヒータに関するものであり、詳しく
は所望のパターンに形成したヒータエレメントのヒータ
部のみをカバーコートで被覆して、ホーロ基板にヒータ
エレメントを密着固定することにより、通電時にホーロ
基板のそりを少なくし、耐熱性を向上させるとともに、
長寿命化を計ったものである。Structure of the Invention The present invention relates to a planar heater in which a heater element is closely fixed to a hollow substrate with a cover coat, and more specifically, only the heater portion of the heater element formed in a desired pattern is coated with a cover coat to form a hollow substrate. By closely fixing the heater element to the base plate, the warpage of the hollow board is reduced when electricity is applied, and heat resistance is improved.
This is designed to extend the lifespan.

実施例の説明 第１図および第２図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は外観図でホーロ基板１にヒータエレメント（点
線部）２を載置し、カバーコート３で被覆してヒータエ
レメント２をホーロ基板１に密着固定する。第２図は第
１図におけるＡ−に断面図である。図で示しているよう
に所望のパターンに形成したヒータエレメント２のヒー
タ部２′のみをカバーコート３で被覆する。つまり、ヒ
ータエレメント２のヒータ部２′以外の部分イ、イ′に
カバーコート３を被覆しないことにより、通電時にホー
ロ基板１のそりを少なくし、ホーロ基板１のホーロ層４
の亀裂を防止して耐熱性の向上をはかるとともに長寿命
化をはかったものである。なお５は電力取り出し端子部
でカバーコート３は被覆されていない。DESCRIPTION OF EMBODIMENTS FIG. 1 and FIG. 2 show an embodiment of the present invention.
FIG. 1 is an external view in which a heater element (dotted line) 2 is placed on a hollow substrate 1, and covered with a cover coat 3 to tightly fix the heater element 2 to the hollow substrate 1. FIG. 2 is a sectional view taken along line A- in FIG. 1. As shown in the figure, only the heater portion 2' of the heater element 2 formed in a desired pattern is coated with the cover coat 3. In other words, by not covering parts A and A' of the heater element 2 other than the heater portion 2' with the cover coat 3, the warpage of the hollow substrate 1 is reduced when electricity is applied, and the hollow layer of the hollow substrate 1 is
This aims to prevent cracks in the steel, improve heat resistance, and extend life. Note that reference numeral 5 denotes a power extraction terminal portion which is not coated with the cover coat 3.

以下、本発明の特徴を示すために実施例の各構成要素に
ついて具体的に詳述する。Hereinafter, each component of the embodiment will be described in detail in order to show the features of the present invention.

くホーロ基板ン ホーロ基板１は第１図すに示すようにホーロ用鋼板から
なる基材６に電気絶縁ホーロ層４，４′を被覆形成した
ものである。このホーロ基板の特徴は次の通りである。As shown in FIG. 1, the hollow substrate 1 is made by covering a base material 6 made of a steel plate for hollow holes with electrically insulating hollow layers 4, 4'. The characteristics of this hollow substrate are as follows.

（１）芯材がホーロ用鋼板であるのでセラミックスなど
に比して複雑な形状のものができる。(1) Since the core material is a hollow steel plate, it can be made into more complex shapes than ceramics.

（２）　若干のフレキシビリティ−がある。(2) There is some flexibility.

（３）　ヒータエレメントと熱膨張係数を近似させるこ
とができるのでヒートサイクルに対して強い。(3) It is resistant to heat cycles because the coefficient of thermal expansion can be approximated to that of the heater element.

（４）ガラスフリットの選定により、熱時絶縁抵抗の高
いものが製作可能である。(4) By selecting the glass frit, it is possible to manufacture products with high insulation resistance when heated.

（６）外観が実しく、装飾性に優れ、色、柄が自由にデ
ザインできる。(6) It has a realistic appearance, is highly decorative, and can be freely designed with colors and patterns.

（６）有機物に比べて耐熱性が高い。(6) High heat resistance compared to organic substances.

（力　化学的に安定である。(It is chemically stable.

（８）遠赤外線の放射特性に優れ、熱効率が高い。(8) Excellent far-infrared radiation characteristics and high thermal efficiency.

〈ヒータエレメント〉 本発明の面状ヒータのヒータエレメントは、金属の箔体
を所望の形状に打ち抜いたものであり、ヒータ部と少な
くとも二ケ所の電力取り出し端子部から構成されている
。金属の箔体はＦｅ−０ｒ。<Heater Element> The heater element of the planar heater of the present invention is formed by punching a metal foil into a desired shape, and is composed of a heater portion and at least two power extraction terminal portions. The metal foil is Fe-0r.

Ｆｅ−０ｒ−ＡＩ　、　Ｎｉ−０ｒ　、ステンレスなど
、抵抗体となり得るものであれば良いが、Ｆｅ−Ｇｒ４
１は体積抵抗率は高いが延性にとぼしく２００μｍ以下
の箔体化が困難である。またＳｕＳ　−ｓ　ＯＡ系の箔
体は熱膨張係数が１８０Ｘ１０／°Ｃと大きく、絶縁性
基板との整合性に問題があり、ヒートサイクルに弱いな
どの欠点がある。したがって本発明に適用できるヒータ
エレメントはＮｉ　−Ｏｒ　、　Ｆｅ　−Ｏｒ　。Any material that can be used as a resistor, such as Fe-0r-AI, Ni-0r, or stainless steel, may be used, but Fe-Gr4
Although No. 1 has a high volume resistivity, it has poor ductility and is difficult to form into a foil with a thickness of 200 μm or less. Further, the SuS-s OA-based foil has a large coefficient of thermal expansion of 180×10/°C, has problems in compatibility with an insulating substrate, and has drawbacks such as being susceptible to heat cycles. Therefore, heater elements applicable to the present invention include Ni-Or and Fe-Or.

ＳｕＳ　−４３０系のステンレススチールが最も適して
いる。SuS-430 series stainless steel is most suitable.

〈カバーコート〉 本発明に適用できるカバーコートはガラスフリットとミ
ル添加剤からなるホーロスリップ、あるいはガラスフリ
ット、ミル添加剤、−次バインダーからなるホーロ基質
のインク、または無機質の耐熱性接着剤、たとえばスミ
セラム（住友化学製）ボンドエックス（口座化学製）な
ど、耐熱性と密着強度の優れたものであれば良い。塗膜
の厚みは、ヒータエレメントの厚みを考慮すると１００
μｍ程度は必要である。２００μｍを越えると接着面に
亀裂や剥離が発生する場合があり、’ｅｓｏμｍ以下で
はヒータエレメントの被覆が不充分であり、いずれの場
合も好捷しくない。カバーコートの塗布方法は、ハケ塗
り、スプレー、スクリーン印刷などが適用できるが、作
業性、量産性９品質の均一性などを考慮するとスクリー
ン印刷が適していた。<Cover coat> The cover coat applicable to the present invention is a hollow slip made of glass frit and a mill additive, or a hollow substrate ink made of glass frit, a mill additive, and a secondary binder, or an inorganic heat-resistant adhesive, such as Any material with excellent heat resistance and adhesion strength, such as Sumiceram (manufactured by Sumitomo Chemical) or BondX (manufactured by Kaguya Kagaku), may be used. The thickness of the coating film is 100% considering the thickness of the heater element.
A thickness of approximately μm is necessary. If it exceeds 200 μm, cracks or peeling may occur on the adhesive surface, and if it is less than 200 μm, the coating of the heater element will be insufficient, and either case is not preferable. The cover coat can be applied by brushing, spraying, screen printing, etc., but screen printing was suitable in terms of workability, mass production, uniformity of quality, etc.

カバーコートの焼成温度はホーロ基板の焼成温度以下に
することが好ましい。カバーコートの焼成温度がホーロ
基板の焼成温度以上になるとヒータエレメントがホーロ
基板のホーロ層に沈み込んで絶縁耐力（耐電圧）が極端
に低下する。好ましくはカバーコートの焼成温度はホー
ロ基板の焼成温度より５０’Ｃ以上低く設定することで
ある。The firing temperature of the cover coat is preferably lower than the firing temperature of the hollow substrate. When the firing temperature of the cover coat exceeds the firing temperature of the hollow substrate, the heater element sinks into the hollow layer of the hollow substrate, resulting in an extremely low dielectric strength (withstand voltage). Preferably, the firing temperature of the cover coat is set at least 50'C lower than the firing temperature of the hollow substrate.

このようにすれば、カバーコートのない部分へ応力が集
中し、ヒータ部への熱応力が減少し、絶縁層の亀裂が防
止できるとともに、エレメントのホーロ基板への沈み込
みもなくなり、電気特性の優れた面状ヒータが得られる
。In this way, stress concentrates on the part without the cover coat, reducing thermal stress on the heater part, preventing cracks in the insulating layer, and preventing the element from sinking into the hollow substrate, which affects the electrical characteristics. An excellent sheet heater can be obtained.

発明の効果 以上のように本発明の面状ヒータは次のような効果を有
するものである。Effects of the Invention As described above, the planar heater of the present invention has the following effects.

（１）　ヒータ部のみをカバーコートすることにより、
加熱時の基板のソリが少なくなり、絶縁耐力（耐電圧）
が大巾に向上する。(1) By covering only the heater part,
There is less warping of the board during heating, and dielectric strength (withstand voltage) is improved.
will improve dramatically.

（２）　ヒートサイクルに対する抵抗力が増すので、耐
熱性、寿命が大巾に向上する。(2) Since resistance to heat cycles increases, heat resistance and lifespan are greatly improved.

（３）　カバーコートを基板全体に塗布しないので、カ
バーコートの材料が少なくてすむとともに作業性が改善
されるので、経済性に優れている。(3) Since the cover coat is not applied to the entire substrate, less material is required for the cover coat and workability is improved, so it is highly economical.

など本発明の面状ヒータは工業的価値の高いものである
。The planar heater of the present invention is of high industrial value.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の一実施例を示す面状ヒータの斜視図、
第２図は第１図におけるムーＡ′断面図である。 １・・・・・・ホーロ基板、２・・・・・・ヒータエレ
メント、２′・・・・・・ヒータ部、３・・・・・カバ
ーコート。FIG. 1 is a perspective view of a planar heater showing an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a sectional view of Mu A' in FIG. 1... Hollow board, 2... Heater element, 2'... Heater section, 3... Cover coat.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 所望のパターンに形成したヒータエレメントのヒータ部
のみをカバーコートで被覆して、ホーロ基板にヒータエ
レメントを密着固定してなる面状ヒータ。A planar heater in which only the heater portion of the heater element formed in a desired pattern is covered with a cover coat, and the heater element is closely fixed to a hollow substrate.