JPS61190886A - 感熱面状発熱体 - 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。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分胃） 本発明は電気カーペットやＴｉ熱シート等の広面禎採暖
具に用いられるサーミスタ８ｉ陣付の面状発熱体の改良
に関するものである。″　　　・（背景技術） フィルム状の＠熱面状発熱体は、絶縁フィルムに貼った
２０ミクロン程度の厚さのアルミニクム等の金属箔にレ
ジ・ストインキで発熱線路と温度検知線を描き、エツチ
ングによって回路を形成した後、吸湿性の少ないナイロ
ン１２等の樹脂にＫｌ（ヨウ化カリウム）等のイオン伝
導性の添加剤を添加したイオン伝導性のプラスチックサ
ーミスタ材料よりなる感熱樹脂フィルムを貼り合わせ、
その上に別の絶縁フィルムを貼り合わせる等の方法で作
られるものであり、■製造工程が簡単になる。

■高温になって感熱樹脂フィルムのインピー　′ダンス
が急激に低下しても感熱樹脂の発熱がほとんど発生しな
い。

■感熱樹脂中に導電性の異物があってもセンサ機能が正
常に保たれる。

等の理由で従来より提案されているが、いまだに実用化
されていない状態である。

その理由は、感熱樹脂フィルムの温度−インピーダンス
特性の検出精度が使用する雰囲気条件、特に湿度によっ
て大ぎく変化してしまうためである。すなわち、その原
因としては、 ■感熱面状発熱体の発熱線路と温度検知線との隙間は通
常１ｗ程度、感熱樹脂フィルムの厚さは５０ミクロン程
度、絶縁フィルムの厚さは０．２ｍ程度という微細構造
となること。

■実用的に感熱樹脂フィルムのＢ定数（サーミスタ定数
）が大きく設計できるものとしては、電子伝導型の材料
では今だに開発されていないこともあって、上述の如く
イオン伝導型の感熱材料を用いていゐため、分極現象を
発生させないために温度検知信号を取り出すための印加
電圧に交流を使用しなければならないこと。

といった問題が関連しあい、特に絶縁フィルムの表面が
湿気を持つような雰囲気状況で使用されろ場合は、絶縁
フィルムの外表面に湿気によって電極が形成されること
によりコンデンサ容量が発生し、正確な温度を検知でき
なくなるものである。

第４図は上記の様子を概略的に示したものであり、１，
２は絶縁フィルム４上に形成された発熱線路および温度
検知線、３は感熱樹脂フィルム、５は絶縁フィルム、Ａ
Ｃは交流定電圧源、Ｚｏは電圧検出用のインピーダンス
素子である・すなわち、発熱線路１と温度検知線２との
間に！！　２１　度検知のために交流定電圧源ＡＣがイ
ンピーダンス素子Ｚ０を介して接続されており、温度に
よる感熱樹脂フィルム３のインピーダンス変化に応じた
信号電圧ｖ０をインピーダンス素子Ｚ０の両端から得る
ようにしている。しかして、本来の電流経路は図中にａ
で示すものであるが、絶縁フィルム５の表面に水滴Ｗが
付着すると絶縁フィルム５の表面の伝導度が増して電極
があるのと同様に作用し、印加電圧が交流であることか
ら、コンデンサ容量により図中のｂの経路によっても電
流が流れるようになる。

第５図は感熱面状発熱体の温度と１００Ｈｚの交流信号
におけるインピーダンスとの関係を示したものであり、
Ａは乾燥時における値、Ｂは湿度が９０％の雰囲気にお
ける値を示している。しかして、湿気によりインピーダ
ンスの低下が起こると温度制−回路（図示せず）は温度
上昇したものと判断するため、実際には温度上昇してい
なくても高温時と同様な動作を行い、発熱線路への通電
を停止し、その結果、温度が上がらなくなる等の不都合
があった。

（発明の目的） 本発明は上記の点に鑑み提案されたものであり、その目
的とするところは、湿度雰囲気条件の影響を受けない感
熱面状発熱体を提供することにある。

（発明の開示） 以下、実施例を示す図面に沿って本発明を詳述する。な
お、発熱線路が一方の温度検知線を兼用するタイプの感
熱面状発熱体について説明するが、発＃１ｌＩｓＩｓと
は独立に２本の温度検知線を有するタイプのものにも同
様に適用できることは言うまでもない。

第１図は本発明の一実施例を示す感熱面状発熱体の断面
図であり、温度検知のための構成も概略的に示しである
。図において１，２は絶縁フィルム４上にエツチング等
により形成された金属箔からなる発熱線路および温度検
知線である。そして、これらに接するようにプラスチッ
クサーミスタ等の感熱樹脂フィルム３が貼り付けられて
おり、その上面には他の絶縁フィルム５が貼り付けられ
ている。また、絶縁フィルム５の表面には金属箔の如き
導電性のガード電極６が設けられている。

一方、温度検知のための電気的な構成としては、センサ
印加電源とじての交流定電圧源ＡＣがインピーダンス素
子ｚ０を介して発熱線路１と温度検知線２との間に接続
されると共に、ガード電１１ｉ６が交流定電圧源ＡＣの
一端に接続されている。なお、発熱線路とは別に２本の
温度検知線を有する場合には図の１，２が夫々の温度検
知線となる。

しかして、ガード電極６を開放しておく場合には、第４
図の従来構成において水滴Ｗが付着した場合と同様に、
発熱！１ＩＩＮ！１１および温度検知綿２との間のコン
デンサ容量に起因した電流が流れようとするが、本発明
にあってはガード電極６を交流定電圧源ＡＣの一端に接
続し、温度検知線２とはｆ同電位となるようにしている
ので、ガード電極６と温度検知１ｉ１２との間には電流
は流れず、ガード電極６と発熱線路１との間に電流Ｃが
流れるのみである。すなわち、交流定電圧源ＡＣからは
ガード電極６と発熱線路１間のコンデンサ容量に起因し
て流れる電流Ｃと温度検知線２と発熱Ｓ路１間を流れる
温度変化に追従した電流ａとの和の電流ａ＋ｃが流れる
が、インピーダンス素子Ｚ０には本来の温度検知電流ａ
のみしか流れず、よってインピーダンス素子ｚ０の両端
に発生する電圧信号ｖ０は絶縁フィルム５の表面状態に
左右されなくなる。

第２図は本発明の他の実施例を示したものであり、イン
ピーダンス素子を挿入して温度検知信号を取り出す代わ
りにセンサ電流検出用変流器ＣＴを電流ａの経路に設け
、電流ａに比例した信号を取り出すようにしている。な
お、他の構成は第１図と同様である。

第３図は第１図もしくは第２図の構成による面状発熱体
のインピーダンス特性を示したものであり、乾燥状態と
湿気を含んだ状態とで全く　　　□変化がなくなる。な
お、低温側においては従来のものよりインピーダンスの
絶対値が大きくなるが、これは従来の構成では乾燥した
条件下の測定であっても絶縁フィルムの表面電流が多少
加算されていたため、その分がなくなったからである。

なお、上記の実施例ではガード電極を一方の絶縁フィル
ムの外面に設けた場合を示したが、より完全な効果を得
るために絶縁フィルムの両面にガード電極を設けてもよ
い。また、ガード電極の外側には必要に応じて別の絶縁
フィルムを設けても何ら差し支えない。

更に、ガード電極の材質としては、導電性の点から金属
箔によるものが好ましいが、フレキシブル性を優先する
場合には導電性プラスチックや金属繊維等の混毛された
不織布等を利用することも可能である。

（発明の効果） 以上のように、本発明にあっては、同−半固上に金属箔
より成る発熱線路および温度検知線をほぼ並列して配線
し、前記発熱４１回路および温度検知線の双方に接する
ように負特性の感熱樹脂フィルムを設け、その両面より
絶縁フィルムを貼って成る感熱面状発熱体において、前
記絶縁フィルムの少なくとも一方の外面に金属箔の如き
導電性のガード電極を設け、このガード電極とセンサ印
加電源の一端とを短絡し、このガード電極とセンサ印加
電源との短絡側と一方の温度検知線間に流れるセンサ電
流を検知することにより温度検知信号を得ろようにした
ので、（イ）電気カーペット等に使用した際に高湿度雰
囲気中での設定温度の低下がなくなり、実用化が・ｉＪ
能となる。

（胃）従来の感熱面状発熱体に比べ製造工程が簡単にな
る。

（ハ）電気カーペット上にユーザが誤って水をこぼした
場合にも通電が保たれるので乾燥スピードが早くなる。

（ニ）従来の感熱面状発熱体よりもセンサ電流の値が充
分に小さいので、部分的な高温が発生しても感熱樹脂自
身の発熱がほとんどない。

（ホ）感熱樹脂フィルム中に導電性の異物が混入しても
センサ短絡が発生しない。

（へ）絶縁フィルム自身の熱劣化が発生してもセンサ特
性が以上にならない。

（ト）ガード電極−が金属箔の場合は発熱を均一化させ
る均熱効果が生じる。

（チ）ガード電極が透湿性を有する導電性プラスチック
材料等の場合は、感熱樹脂材料の吸湿によるインピーダ
ンス低下が通電による乾燥スピードが早くなるためにほ
とんど問題なくなる。

等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の感熱面状発熱体の一実施例を示す断面
構成図、第２図は他の実施例を示す断面構成図、第３図
は本発明の感熱面状発熱体の温度−インピーダンス特性
図、第４図は従来の感熱面状発熱体と温度検知の概略説
明図、第５図は従来の感熱面状発熱体の温度−インピー
ダンス特性図である。 １・・・・・・発熱線路、２・・・・・・温度検知線、
３・・・・・・ｆｉ　Ｍ　樹脂フィルム、４，５・・・
・・・絶縁フィルム、６−゛・・・・・ガード電極、Ａ
Ｃ・・・・・・交流定電圧源、ｚｏ・・・・・・インピ
ーダンス素子、ＣＴ・・・・・・センサ電流検出用層流
器、Ｗ・・・・・・水滴 ほかｌる 第３図 第４図 第５図 手続ネｍＬＥ書（自発） 昭和６０年　４月９日 １、事件の表示 昭和６０年　特　許　願　第２９４５５号２、発明の名
称 感熱面状発熱体 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名　称　　＋５８３）松下電工株式会社４、代　　理　
　人　　　〒１６０ 住　　所　　　東京都新宿区西新宿７丁目５番１０号第
２ミゾタビルディング７階

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 同一平面上に金属箔より成る発熱線路および温度検知線
   をほぼ並列して配線し、前記発熱線路および温度検知線
   の双方に接するように負特性の感熱樹脂フィルムを設け
   、その両面より絶縁フィルムを貼って成る感熱面状発熱
   体において、前記絶縁フィルムの少なくとも一方の外面
   に金属箔の如き導電性のガード電極を設け、このガード
   電極とセンサ印加電源の一端とを短絡し、このガード電
   極とセンサ印加電源との短絡側と一方の温度検知線間に
   流れるセンサ電流を検知することにより温度検知信号を
   得るようにしたことを特徴とする感熱面状発熱体。