JPH087102B2 - シート状温度センサならびにその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電気カーペット等面状発熱体を有する加熱器
における温度制御装置の温度検知素子として用いるシー
ト状温度センサに関する。

（従来の技術） 面状発熱体の発熱温度を局部的でなく全面における平
均的な所謂２次元的に温度検知し得る温度検知素子とし
て、薄く平たくて異物存在感を覚えさせることなく任意
の配列パターンを容易に形成し得る長所を備えたテープ
状温度センサに関し、本出願人はさきに特開昭63−1202
34号公報によって提案した。

（発明が解決しようとする課題） 上述する従来のテープ状温度センサは温度検知素子と
してもすぐれた特性を有していることが判っているが、
電極の取り出しに際しては可成り高度な加工を必要とす
るものである。

このテープ状温度センサは例えば厚さが100μｍ、幅
が10mm、帯電極の幅が1.3mm、帯電極の間隔が4.0mmの薄
く狭幅の構造であるので、端面の処理手段を慎重に行わ
ないと、たとえば単純に幅切断したとすると、抵抗体が
圧縮されたり、端面に付着した湿分などの異物の影響で
帯電極間の短絡現象が生じてセンサとしての機能を失す
るおそれがあり、従って端面を清浄にした後、絶縁被覆
をするなどの厄介な加工を必要とする問題がある。

さらに、組み合わせる面発熱体に対応させるために、
製品種別毎にセンサの長さ，配列パターンを変えなけれ
ばならないのも実用性の面で改善が望まれる点でもあっ
た。

本発明はかかる従来の問題点に対処して改善の実効を
挙げるべく発明されたものであって、温度センサを薄い
シート状で任意の大きさのものを容易に作製し得る如く
なすとともに、端面の電極間沿面距離を十分に大きくと
らせる製造加工を可能ならしめることによって、配線，
配置の簡略化ならびに温度検知特性の向上化を果たさせ
ることを目的とする。

（課題を解決するための手段） しかして本発明は上記目的の達成をはかるために、実
施例を示す図面に示されるごとく請求項１の発明はシー
ト状温度センサとして、周囲温度の変化に応じてインピ
ーダンスが変化する特性を持つ塩化ビニール混合物など
の高分子感熱抵抗体からなる感熱シート（２）を芯に有
しその両面に、アルミニウム箔などの導電箔からなる電
極シート（３），（３）を夫々密着せしめた３層シート
に形成されていて、両電極シート（３），（３）は対応
する各辺が所定間隔を保持して互いにずれた配置関係を
なしており、一方、感熱シート（２）は、片方で対向す
る二辺が、両電極シート（３），（３）の対応辺におけ
る外にはみ出した方の各辺に夫々合致し、他方で対向す
る二辺が、両電極シート（３），（３）の対応辺におけ
る隣り合う各二辺の中間に位置し得る所定形状で設けら
れてなることを特徴とする。

次いで請求項２の発明は両電極シート（３），（３）
がプラスチック絶縁層（４）の外表面に夫々密着して有
し、電極シート（３）の充電部を絶縁させた構成を請求
項１の発明に付加したものであり、また、請求項３の発
明は、前記両電極シート（３），（３）における重なり
合う部分が、合着により組み合わせる織発熱体など面発
熱体（８）の有効面積に対して、同一面積又は全周縁部
をその周りにはみ出させ得る広い面積を有してなること
により、保護電極を兼用している構成を請求項１又は２
の発明に特性したものである。

一方、請求項４の発明は前記請求項１におけるシート
状温度センサを連続的に製造するのに最も適した製造方
法に関するものであって、周囲温度の変化に応じてイン
ピーダンスが変化する特性を持つ高分子感熱抵抗体から
なる所定幅の感熱シート（２）を連続して繰り出させる
とともに、その両面に夫々沿わせて前記感熱シート
（２）と略々等幅の導電箔からなる２枚の電極シート
（３），（３）を同様に繰り出させて感熱シート（２）
に各々貼着する工程を有し、それ等各電極シート
（３），（３）を前記感熱シート（２）基準に、幅方向
の一側と他側とに若干長ずらせた対称的な配置で夫々繰
り出させる一方、テープ状の離型紙（10）を片方の電極
シート（３）と感熱シート（２）との間、他方の電極シ
ート（３）と感熱シート（２）との間の交互に、所定ピ
ッチを存する幅方向に亘って介挿せしめて、この介挿個
所において区分されてなる電極シート（３）の単層体と
電極シート（３）・感熱シート（２）相互を貼り合わせ
てな二層体とを、該二層体がはみ出す如き長手方向に若
干長ずれた位置で幅方向に亘らせ夫々切断せしめること
を特徴とする。

次いで請求項５の発明は前記請求項２の発明に係るシ
ート状温度センサの製造方法であって、２枚の電極シー
ト（３），（３）が、感熱シート（２）に貼着する面と
は反対側の面にプラスチック絶縁層（４）を密着して有
する構成を請求項４の製造方法に特定したものである。

（作用） 本発明に係るシート状温度センサは電極シート
（３），（３）における少なくとも一方の端部と感熱シ
ート（２）の端部とが喰い違っていて、電極シート
（３），（３）間の感熱シート（２）表面に添った沿面
距離を十分長くとれるために、特別な端面処理を施すこ
となく、短絡の心配の全くないセンサが得られる。

また、電極シート（３），（３）は互いに反対の辺側
において適当幅の充電露出部が各々存するような構造と
なっているので、導線接続のために感熱シート（２）の
一部分をわざわざ削り取って電極シート（３）の露出部
を形成するなどの面倒な加工は必要としない。

そして電極シート（３），（３）間に存在する感熱シ
ート（２）の立方体構造を温度検知用インピーダンスの
担体に利用しているので、組み合わせた面発熱体の発熱
温度を部分的でなく全面的に検知することが可能とな
り、きめ細やかな温度調節が可能である。

さらに電極シート（３），（３）を平面に展延してな
ることにより針が突き刺さった場合などの異常現象を確
実に検知し得て漏電防止用の保護電極としても兼用し得
る。

また、本発明方法は、離形紙（10）を所要個所に介在
させるようにしているのでくい違い個所で切断すること
が簡単に行え、さらに、感熱シート（２）に対して電極
シート（３），（３）を前後又は左右にずれさせて貼着
しているのて、端縁部における導線と電極シート（３）
との電気的接続をそのままで容易に行わせる得る。

しかも離形紙（10）の介挿ならびにこの介挿個所での
離れた二個所における切断の簡単な工程を三層ラミネー
ト処理手段に付加してなる製造方法であるから、工程の
単純化が可能であることはもとより量産に適した実用的
な製造方法を提供し得る。

（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづき説明す
る。

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示し、図示の
シート状温度センサ（１）は感熱シート（２）を芯に有
してその両面に電極シート（３）とプラスチック絶縁層
（４）とを順次ラミネート加工したものであり、感熱シ
ート（２）は、ナイロン混合物など、周囲温度の変化に
応じてインピーダンス例えば体積固有抵抗が変化する負
特性を持つ高分子感熱抵抗体を素材として厚さ100μｍ
程度のシートに形成している。

一方、電極シート（３）は銅箔、アルミニウム箔、錫
箔などの導電箔を素材として厚さ15μｍ程度のシートに
形成し、感熱シート（２）の両面に接着材により密着せ
しめるが一対の電極シート（３），（３）は例えば等形
をなす合同形状に形成している。

次に、プラスチック絶縁層（４）は、これが電気絶縁
保護のためにまた、前記両シート（２），（３）の耐析
強度を補強するために設けらている点から、両機能を十
分に発揮し得る素材から形成する場合は単一層のもので
あっても良いが、図示例は電極シート（３）に対し強力
な接着作用を有せしめるために厚さ20μｍのポリエチレ
ンシート（５）を電極シート（３）との接着面側に有す
るとともに、このポリエチレンシート（５）に合着させ
て体析強度に優れてなる厚さ16μｍ程度のポリエステル
シート（６）を有し、さらに該シート（６）に合着させ
て接着性及び電気絶縁性に優れてなる厚さ20μｍのポリ
エチレンシート（７）を有する３層構造の絶縁層に形成
している。

かくして多層体になるシート状温度センサ（１）が構
成されるが、方形状をなすセンサ（１）の縦横寸法はこ
れと組み合わせる面発熱体との関係から決定されるもの
であって、電気カーペット、Ｘ線検査用横臥台等に用い
られる場合はその対象に応じた規格寸法の単位体に形成
すれば良い。

しかして感熱シート（２）と両電極シート（３），
（３）とは中心、周辺が合致するように重ね合わせるの
ではなくて、下記の通りの重合関係が成立するものであ
る。

所定大きさの方形をなす感熱シート（２）に対して２
枚の電極シート（３），（３）は中心が夫々X,Y両軸方
向にずれた配置となっていて、両電極シート（３），
（３）相互では、対応する各辺が所定間隔例えば15〜17
mmを有して平行に保たれる如く、X,Y両軸方向に夫々ず
れた配置となっている。

一方、感熱シート（２）と電極シート（３），（３）
との位置及び大きさの関係をみると、片方で対向する感
熱シート（２）の二辺、すなわち第１図上で上辺及び下
辺が、両電極シート（３），（３）の対応辺（上辺及び
下辺）に対して外にはみ出した方の各辺、すなわち第１
図上で奥側の電極シート（３）の上辺と同じく手前側の
電極シート（３）の下辺とに夫々一線に揃って合致して
おり、また他方で対向する感熱シート（２）の二辺、す
なわち第１図上で左辺及び右辺が、両電極シート
（３），（３）の対応辺である各左辺及び右辺に対し
て、両辺間の中間位置に存在するような配置をとらせて
おり、例えば奥側の電極シート（３）に対しては左辺側
で２〜5mm出ており、同じく右辺側で15〜10mm引っ込ん
でおり、また、手前側の電極シート（３）に対しては左
辺側で15〜10mm引っ込んでおり、同じく右辺側で２〜5m
m出てなる如き配置となっている。

以上説明した重合関係を有する３層シートの温度セン
サ（１）は、電極シート（３），（３）の感熱シート
（２）との接着面側において、一方の電極シート（３）
の一辺側と他方の電極シート（３）の他辺側とに夫々幅
10〜15mmの帯状をなす露出充電部分を有するようにな
り、第２図上では上側（手前側）の電極シート（３）の
左辺と下側（奥側）の電極シート（３）の右辺に夫々沿
って露出充電部分が形成されることになり、従ってこの
充電部分の適当個所に端子を半田づけ等により固着する
ことにより導線の取り出しは容易にかつ確実に行われ
る。

しかして両電極シート（３），（３）間における感熱
シート（２）端面に沿って形成される沿面距離は、第１
図及び第２図から明らかなように、感熱シート（２）の
厚さの他に、２〜5mmの距離が確保されるために、十分
長い距離を持たせることが可能であり、従って沿面にお
ける漏電を確実に防止することができる。

この温度センサ（１）を第４図及び第５図に示すよう
に、面発熱体（８）の上面に沿わせて密着させた後、面
発熱体（８）の下面側及び温度センサ（１）の上面側に
外装材（９）を夫々貼り合わせることによって、平板状
のヒータを構成することが可能であり、温度センサ
（１）が面発熱体（８）の発熱面に面接触しているの
で、平均化された２次元的な温度検出が行える。

一方、第６図は第４図，第５図に示した例と同要領の
処理によって平板状ヒータを構成しているが、温度セン
サ（１）自体が、その両電極シート（３），（３）にお
ける重なり合う部分（左下り斜線で範囲を示す）が面発
熱体（８）（右下り斜線で範囲を示す）に比して、その
周りに全周縁部を若干寸法はみ出させることが可能な広
い面積を持つ構造となっており、従って電極シート
（３），（３）が面発熱体（８）の全面を余裕を存して
掩っているので保護電極として兼用される。

以上説明した構造を有するシート状温度センサ（１）
を連続的に製造する方法について第７図及び第８図にも
とづき説明する。

上段から３段に配設した電極シート（３）用、感熱シ
ート（２）用及び電極シート（３）用の各送り出しロー
ラ（12_A）、（11），（12_B）から、所定厚さで接着剤が
片面に塗布されてなる電極シート（３），（３）を感熱
シート（２）の上下両側にそれぞれ等速で繰り出させ
て、後段に設けられたニップローラ（13）に通過させ互
いに密着した３層シートを連続的に製造するが、この製
造過程において、感熱シート（２）を基準にして両電極
シート（３），（３）を幅方向の一側と他側とに若干長
ずらせた対称的配置で夫々繰り出させる。

例えば、上段の電極シート（３）は第８図上で左辺側
が10〜15mm、右辺側が２〜5mmの幅だけ感熱シート
（２）の左寄りにずれ、下段の電極シート（３）は右辺
側が10〜15mm、左辺側が２〜5mmの幅だけ逆に右寄りに
ずれる如く繰り出させる。

さらに、適当幅を有するテープ状の両面形離型紙（1
0）を位置（イ）の個所で上段の電極シート（３）と感
熱シート（２）の間に全幅に亘らせて介挿させ、また位
置（イ）とは所定ピッチ（P₁）隔てた位置（ロ）の個所
で感熱シート（２）と下段の電極シート（３）の間に全
幅に亘らせて同時に介挿せしめる。

この両位置（イ），（ロ）における離型紙（10）の介
挿を所定ピッチ（P₁）の２倍の送りが成される毎に間欠
的に行われる。

なお、所定ピッチ（P₁）移動毎に、位置（イ）におい
て離型紙（10）を感熱シート（２）の上又は下に交互に
介挿させるようにしても差し支えない。

このようにして離型紙（10）が介挿された個所におい
てニップローラ（13）通過後の３層シートを、電極シー
ト（３）のみの単層シートと感熱シート（２）・電極シ
ート（３）相互を貼り合わせた二層体とに対し、長手方
向（シート繰り出し方向）に若干長位置をずらせるよう
にして幅方向に夫々切断せしめる（第３図参照）。

その際、切断個所は、二層体側が単層体から前後に若
干長だけはみ出す如くなるように適正位置を選んで切断
処理する。

以上説明した製造方法により得られたシート状温度セ
ンサ（１）は、四辺における感熱シート（２）の沿面距
離を十分大きくとることが可能であるとともに、電極シ
ート（３），（３）の左右両辺に導線用端子の取付け個
所が露出している構造となり、目的に叶う温度センサを
連続的に、かつ高速下に製造し得る。

なお、電極シート（３），（３）の感熱シート（２）
とは反対側の面に予めプラスチック絶縁層（４）を密着
しておくことによって、当然、請求項２の温度センサ
（１）を容易に得ることができる。

（発明の効果） 本発明に係る温度センサは、高分子感熱抵抗体からな
る感熱シート（２）が２次元的な容積抵抗体として展延
していて、これに電極シート（３），（３）が両側で密
着してなることによって、組み合わされる面発熱体の各
部の温度を２次元的に確実に検知でき、従ってきめ細か
い温度調節を行う感熱素子として最適である。

さらに電極シート（３），（３）に端子接続用の充電
部を部分的に露出させているとともに、この露出部に関
係する感熱シート（２）端面の沿面距離を十分大きく取
っているので、短絡などの漏電現象を解消でき高信頼性
の温度センサを提供し得る。

しかも電極シート（３）として、極端に薄くて、厚み
の変化の殆どない均一層のものを使用することによっ
て、Ｘ線の透過に支障を来さないようにすることがで
き、Ｘ線用横臥台の加熱ヒータとして適切である。

また、本発明方法は、電極シート（３），（３）を感
熱シート（２）に対して幅方向にずらせた状態で繰り出
させるとともに、離型紙（10）を所定ピッチでシート層
間に介挿させる単純な工程で良いので、生産コストなら
びに量産の面で最適な製造方法である。

【図面の簡単な説明】 第１図及び第２図は本発明の例に係る温度センサの平面
図及び厚み方向に拡大した断面示正面図、第３図は同じ
く側面図で製造過程の説明図、第４図及び第５図は本発
明の実施例に係る平板状ヒータの平面図及び断面示正面
図、第６図は本発明の実施例に係る平板状ヒータの略示
平面図、第７図及び第８図は本発明方法の製造工程を説
明するための略示正面図及び要部示平面図である。 （２）……感熱シート、 （３）……電極シート、 （４）……プラスチック絶縁層、 （８）……面発熱体、 （10）……離型紙。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】周囲温度の変化に応じてインピーダンスが
   変化する特性を持つ高分子感熱抵抗体からなる感熱シー
   ト（２）を芯に有しその両面に、アルミニウム箔などの
   導電箔からなる電極シート（３），（３）を夫々密着せ
   しめた３層シートに形成されていて、両電極シート
   （３），（３）は対応する各辺が所定間隔を保持して互
   いにずれた配置関係をなしており、一方、感熱シート
   （２）は、片方で対向する二辺が、両電極シート
   （３），（３）の対応辺における外にはみ出した方の各
   辺に夫々合致し、他方で対向する二辺が、両電極シート
   （３），（３）の対応辺における隣り合う各二辺の中間
   に位置し得る所定形状で設けられてなることを特徴とす
   るシート状温度センサ。
2. 【請求項２】両電極シート（３），（３）がプラスチッ
   ク絶縁層（４）の外表面に夫々密着して有する請求項１
   記載のシート状温度センサ。
3. 【請求項３】前記両電極シート（３），（３）における
   重なり合う部分が、合着により組み合わせる織発熱体な
   ど面発熱体（８）の有効面積に対して、同一面積又は全
   周縁部をその周りにはみ出させ得る広い面積を有してな
   ることにより、保護電極を兼用している請求項１又は２
   記載のシート状温度センサ。
4. 【請求項４】周囲温度の変化に応じてインピーダンスが
   変化する特性を持つ高分子感熱抵抗体からなる所定幅の
   感熱シート（２）を連続して繰り出させるとともに、そ
   の両面に夫々沿わせて前記感熱シート（２）と略々等幅
   の導電箔からなる２枚の電極シート（３），（３）を同
   様に繰り出させて感熱シート（２）に各々貼着する工程
   を有し、それ等各電極シート（３），（３）を前記感熱
   シート（２）基準に、幅方向の一側と他側とに若干長ず
   らせた対称的な配置で夫々繰り出させる一方、テーブ状
   の離型紙（10）を片方の電極シート（３）と感熱シート
   （２）との間、他方の電極シート（３）と感熱シート
   （２）との間の交互に、所定ピッチを存する幅方向に亘
   って介挿せしめて、この介挿個所において区分されてな
   る電極シート（３）の単層体と電極シート（３）・感熱
   シート（２）相互を貼り合わせてなる二層体とを、該二
   層体がはみ出す如き長手方向に若干長ずれた位置で幅方
   向に亘らせ夫々切断せしめることにより請求項１記載の
   シート状温度センサを連続的に製造することを特徴とす
   るシート状センサの製造方法。
5. 【請求項５】２枚の電極シート（３），（３）が、感熱
   シート（２）に貼着する面とは反対側の面にプラスチッ
   ク絶縁層（４）を密着して有する請求項４記載のシート
   状センサの製造方法。