発熱装置及びその構成部品、並びにそれらの製造方法及び応用
【課題】 発熱装置内部での空洞をなくし、発熱体から被加熱面への熱伝導を促進し、かつ、面状発熱材の単位面積あたりの出力を上げて発熱温度を上げること。
【解決手段】 発熱体の少なくとも表裏両面に対して合成樹脂シートを挟着してなる面状発熱材を有し、その少なくとも片面が、放熱板またはその加工品で被覆された発熱装置。
【解決手段】 発熱体の少なくとも表裏両面に対して合成樹脂シートを挟着してなる面状発熱材を有し、その少なくとも片面が、放熱板またはその加工品で被覆された発熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発熱装置、とくに高出力、長時間使用する発熱装置（例えば、鉄道の軌道の分岐箇所における転轍機（分岐ポイント）周辺の氷雪を融かすなどの用途に好適なヒーター）及びその構成部品、並びにそれらの製造方法及び応用に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鉄道の分岐ポイント（軌条ポイント）の可動部に氷雪が入り込むと、その動きを阻害し、転轍の機能を損なうので、効率良くかつ迅速に融雪を行うことが必要となる。
【０００３】従来、そのために発熱体を用いたヒーターを用い、軌条のレールの側面に固定することが行われている（例えば、特開平７−１０６０５６号、特開平８−１０５００１号）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように、発熱体で、レールの側面の如き平面を加熱しようとする際、図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示すヒーター１５によれば、発熱体２の一方の面をエポキシ樹脂１０で固め、他の面を粘着シート１１、絶縁材１２及び粘着シート１３を介してアルミニウム伝熱板（放熱板）１４に固着し、この放熱板１４をレールに固定する。なお、図中の３０ａ、３０ｂ及び３１ａ、３１ｂはそれぞれ発熱体２の電極である。
【０００５】このヒーター１５を作製するには、まずアルミニウム放熱板１４に粘着材１３付き絶縁材１２をはりつけてから、電極３０ａなど付きの発熱体２を粘着材１１で絶縁材１２にはりつける。そして、エポキシ１０を注入し、真空脱泡、加熱して、エポキシ１０を硬化（１５０℃、１ｈｒ）させる。
【０００６】しかしながら、このような構造のヒーターでは、図７（Ａ）のＢ部分の拡大図である図７（Ｂ）に示すように、粘着シート１１およびエポキシ１０において発熱体２と電極３０ａおよび３０ｂなどとの段差によって空洞１６が生じてしまう。このような空洞１６が発生すると、その部分の熱伝導率が下がり、発生した熱が被加熱平面（放熱板１４の側）に伝わらず、局部加熱となり易い。この結果、発熱体２が溶けて、電流が流れずに加熱不能となり、またヒーター出力を上げられない。そのために、例えば、前記空洞をなくすように空洞１６の部分を真空にして、樹脂等を充填することがあるが、完全ではなく、空洞が残る。
【０００７】本発明の目的は、発熱装置内部での前記空洞をなくし、発熱体から被加熱面への熱伝導を促進し、かつ、面状発熱材の単位面積あたりの出力を上げて発熱温度を上げることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、発熱体の少なくとも表裏両面を合成樹脂シートで挟着し、または、熱硬化性樹脂含浸非導電性布で被包し、硬化圧着してなる面状発熱材の少なくとも片面が、伝熱板またはその加工品で被覆された発熱装置（例えば鉄道の軌道の分岐箇所における転轍機（分岐ポイント）周辺の氷雪を融かすなどの用途に好適なヒーター）、及び発熱体の少なくとも表裏両面に対して熱硬化性樹脂含浸非導電性布を被包し、硬化圧着してなる面状発熱材、更には、この面状発熱材を用いた食品保温器に係るものである。
【０００９】このように構成することによって、発熱装置中に発熱体をエポキシ封入する前に、合成樹脂シートにより挟着し、または、エポキシや不飽和ポリエステル等の硬化性樹脂を含浸したガラスクロスなどの非導電性布でサンドイッチし、電極部の段差をなくしておく（実質的に平面としておく）ことができるので、装置を組み立てたときに発熱装置内部に空洞が生じることがなく、結果として面状発熱材の出力を向上させ、また熱的及び強度的にも十分なものとなり、被加熱体となる鉄道の分岐ポイント周辺の氷雪を融かすための用途、焼き鳥やハンバーガーなどの食品の保温、その他の各種の用途に好都合となる。
【００１０】本発明はまた、発熱体の少なくとも表裏両面に対して熱硬化性樹脂含浸非導電性布を被包し、次いで、熱硬化性樹脂の硬化温度下に２０〜１５０ｋｇ／ｃｍ2の圧力で、前記発熱体の少なくとも表裏両面に前記熱硬化性樹脂含浸非導電性布を硬化圧着する、面状発熱材の製造方法、並びに得られた面状発熱材を次いで伝熱板またはその加工品に、接着剤を介して固着し、さらに伝熱板またはその加工品の凹部に熱硬化性樹脂を充填し、熱硬化する発熱装置の製造方法も提供するものである。
【００１１】この製造方法では、エポキシや不飽和ポリエステル等の熱硬化性樹脂を含浸したガラスクロスなどの非導電性布を発熱体、被包し、上記条件下で熱プレスすることにより硬化させる。このプレスは、２０ｋｇ／ｃｍ2 以上（特に５０ｋｇ／ｃｍ2 以上）の高圧で行うため、空洞が生じる余地がない。また、高圧であることによる面状発熱材の伸びは、ガラスクロスなどにより抑制される。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明においては、発熱体の材料が耐熱性合成樹脂であるＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）であるときは、多少の蓄熱による発熱が仮にあっても、抵抗力があり、有利に用いることができる。
【００１３】また、前記合成樹脂シートは、硬化された熱硬化性樹脂含浸非導電性布が好ましく、ポリエステルとポリエチレンとの積層体、ポリエーテルイミド樹脂をフェノール樹脂でパウチしたものなども用いられる。
【００１４】また、前記熱硬化性樹脂含浸非導電性布が、エポキシ樹脂含浸のガラス繊維のプリプレグであるのがよい。
【００１５】ここに、本発明における単位面積当たりの出力（Ｗ／ｃｍ2 ）は、幅２．７ｃｍ、長さ１５．５ｃｍの発熱体の両端に銅電極を取り付け、それに交流電圧１００Ｖを印加し、２０分後の電流と電圧を測定し、得られた各値から、次式により求められる。
【００１６】単位面積当りの出力 (W/cm2 )＝｛電流(I) ×電圧（100V) ｝／｛発熱体の幅(cm)×電極間距離(cm)｝
【００１７】前記従来の発熱装置中の面状発熱材は、発熱装置内部にある空洞の存在により、上記出力の測定の結果、ほとんどのものが焼損してしまったり、溶断したりして、電流が０となるか、或いは、単位面積当りの出力が２Ｗ／ｃｍ2 未満であるのに対し、本発明による面状発熱材のそれは２〜１０Ｗ／ｃｍ2 である。
【００１８】次に、本発明の好ましい実施の形態を図面について述べる。
【００１９】図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本実施の形態による発熱装置（ヒーター）５５は発熱体２の両面をエポキシ樹脂含浸のガラスクロス（プリプレグ４０と５０）で固め、面状発熱材４１を形成する。この一方の面を粘着シート４３を介してアルミニウム伝熱板（放熱板）１４に固着すると共に、この伝熱板１４の凹部にエポキシ樹脂１０を充填する。この伝熱板１４は例えばレールに固定される。なお、図中の３０ａ、３０ｂ、及び３１ａ、３１ｂはそれぞれ発熱体２の電極である。
【００２０】プリフレグ４０、５０において、使用可能な熱硬化性樹脂は、エポキシ、不飽和ポリエステルなどがある。また、使用可能な無機繊維としては、ガラスクロス、ガラスマットがあり、有機繊維としては、紙パルプ、不織布、ナイロン布、ポリエステル布があり、上記の中では、伸びにくさ、耐熱性の点からガラスクロスが最適である。
【００２１】次に、発熱装置５５の作製方法を説明する。
【００２２】まず、エポキシプリプレグ４０、５０は図２R>２のように、ガラスクロス４２にエポキシ４４を含浸させたものであってよいが、エポキシ以外に、不飽和ポリエステル、フェノール、メラミン等がある。これは、図３R>３のように、例えばエポキシ樹脂液４４中にガラスクロス４２を通すことによって作製できる。
【００２３】そして次に、電極３０ａ、３０ｂ、３１ａ、３１ｂ付きの発熱体２の両面より、上記のエポキシプリプレグ材４０、５０をそれぞれ１５０℃、１ｈｒ、５０ｋｇ／ｃｍ2 で熱プレスする。これによって、エポキシ含浸ガラスクロスで被包された面状発熱材を得る。
【００２４】次いで、このヒーター素子に粘着シート４３をはりつけた後、例えば、アルミニウム放熱板１４へはりつける。しかる後、エポキシ１０を封入し、加熱してエポキシ１０を硬化（１５０℃、１ｈｒ）させる。この場合、前記従来技術で必要であった真空脱泡の工程は原則として必要がない。ただ必要に応じ、真空脱泡工程を採用することは自由である。
【００２５】本実施の形態によるヒーター５５は、図４に示すように、軌条の分岐ポイントのレール６１の側面などに固着される。ヒーター５５の加熱温度は１１０℃とし、レールの温度を２〜２０℃とすることができる。このヒーターにおいては上記したように空洞が生じないために、エポキシ充填後に真空脱泡を行う必要はなく、空洞部の存在による局部発熱（断線）を起こすことがなく、これによってヒーター出力を上げ、単位面積あたりの出力を２〜５Ｗ／ｃｍ2 （通常のものは１Ｗ／ｃｍ2 以下）と大きくできる。
【００２６】次に、本実施の形態によるヒーターの面状発熱材４１の構成をその作製工程に沿って説明すると、まず図５に示すように、発熱体２の両端に銅箔電極を取り付ける。これらの電極はそれぞれ一対の銅箔３０ａ、３０ｂ及び３１ａ、３１ｂからなり、これらを発熱体２の両面からミシン縫い、ホッチキス止め又はリベット止めなどで固定し、その周辺で互いに接し合うようにしておく。
【００２７】次いで、熱ロール（例えば１５０℃、１ｈｒ、５０ｋｇ／ｃｍ2 ）を使用して上記のプリプレグ４０及び５０と、電極３０ａ、３０ｂ及び３１ａ、３１ｂに電源コード３６の一方のコード３６Ａ、他方のコード３６Ｂを接続した発熱体２とをラミネートし、面状発熱材４１を得る。ここで、一方のコード３６Ａを電極３１ａ、３１ｂに、他方のコード３６Ｂを電極３０ａ、３０ｂに接続させる。
【００２８】こうして作製された面状発熱材４１を組み込んだ図１のヒーター５５において注目すべき構成は、ヒーターとして発熱体２が組み込まれていることである。この発熱体２は、従来のシーズヒーターなどとは全く異なり、ヒーター面（上記では放熱板１４）の面を一様（均等）に加熱することができ、導電性合成樹脂シート、合成樹脂シート基材に導電性塗料を塗布したものなどである。導電性付与物質としては、導電性カーボンなどが挙げられる。
【００２９】このような発熱体２としては、図６（Ａ）、および図６（Ｂ）に例示する如きものが使用可能である。即ち、図６（Ａ）は、１６０ｍｍ幅のＰＴＦＥシート２１ｂの両端に銅箔３０、３１を取り付けたヒーターを示し、更に図６（Ｂ）は、シリコンゴム４２内にコードヒーター２１ｃを蛇行させたシリコンゴムヒーターを示す。いずれも、面加熱に適しており、特に図６（Ｂ）の如きヒーターでは、ヒーター間ピッチＰが１５ｍｍ以下であることが必要である。
【００３０】なお、図５に仮想線で示すように、発熱体２の近傍（特にプリプレグ４０との間）にサーモスタットや温度ヒューズなどの温度過上昇防止手段６４や、サーミスタおよび制御装置を配置してもよい。
【００３１】上記のサーモスタットなど６４を配置することによって、温度が過熱状態になると、自動的に発熱体２をオフして安全な動作を可能とする。また、急激に温度が降下した際、サーモスタットに代えてサーミスタおよび制御回路を配しておけば、精度高く温度調節することができる。
【００３２】以上に述べた実施の形態は、本発明の技術的思想に基づいて、更に変形が可能である。
【００３３】例えば、発熱体２、面状発熱材４１、プリプレグ４０、５０などをはじめ、ヒーター構成部分の構造、形状や材質などは種々に変化させてよい。発熱体２に対する電極及び電源コードの取り付け方法又は取り付け構造は、上述したものに限られることはない。また、加熱対象は、上述のレールに限られるものではなく、種々であってよい。
【００３４】
【発明の作用効果】本発明は上述した如く、発熱体の少なくとも表裏両面に合成樹脂シートを挟着してなる面状発熱材を有し、その少なくとも片面が、伝熱板またはその加工品で被覆されているので、発熱装置中に発熱体をエポキシ封入する前に、合成樹脂シートにより挟着し、又はエポキシや不飽和ポリエステル等の硬化性樹脂を含浸したガラスクロスなどの非導電性布でサンドイッチし、電極部の段差をなくしておくことができる。このため、装置を組み立てたときに発熱装置内部に空洞が生じることがなく、結果として面状発熱材の出力を向上させることができ、又熱的および強度的にも十分なものとなり、被加熱体である鉄道の分岐ポイント周辺の融氷雪装置や食品の保温用に用いられる。また、硬化圧着時に、高圧で行うために、空洞が生じる余地がなく、また、高圧であることによる発熱体の伸びは、ガラスクロスなどの非導電性布により抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図１（Ａ）】本発明の実施の形態による発熱装置（ヒーター）の断面図である。
【図１（Ｂ）】同、発熱装置の要部の拡大断面図である。
【図２】同、発熱装置に用いる熱硬化性樹脂含浸ガラスクロスの断面図である。
【図３】同、熱硬化性樹脂含浸ガラスクロスの作製方法を示す断面図である。
【図４】同、発熱装置の固定状態を示す断面図である。
【図５】同、発熱装置の要部分解断面図である。
【図６（Ａ）】同、発熱装置に用いる発熱体の具体例の斜視図である。
【図６（Ｂ）】同、他の具体例の斜視図である。
【図７（Ａ）】従来例による発熱装置（ヒーター）の断面図である。
【図７（Ｂ）】同、発熱装置の要部の拡大断面図である。
【符号の説明】
２…発熱体、１０、４４…エポキシ樹脂、１１、１３、４３…粘着シート、１２…絶縁材、１４…アルミニウム放熱板（伝熱板）、１５、５５…発熱装置（ヒーター）、１６…空洞、３０、３１、３０ａ、３０ｂ、３１ａ、３１ｂ…電極、３６…電源コード、４０、５０…エポキシ含浸ガラスクロス、４１…面状発熱材、４２…ガラスクロス、６０…分岐ポイント、６１…レール
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発熱装置、とくに高出力、長時間使用する発熱装置（例えば、鉄道の軌道の分岐箇所における転轍機（分岐ポイント）周辺の氷雪を融かすなどの用途に好適なヒーター）及びその構成部品、並びにそれらの製造方法及び応用に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鉄道の分岐ポイント（軌条ポイント）の可動部に氷雪が入り込むと、その動きを阻害し、転轍の機能を損なうので、効率良くかつ迅速に融雪を行うことが必要となる。
【０００３】従来、そのために発熱体を用いたヒーターを用い、軌条のレールの側面に固定することが行われている（例えば、特開平７−１０６０５６号、特開平８−１０５００１号）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように、発熱体で、レールの側面の如き平面を加熱しようとする際、図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示すヒーター１５によれば、発熱体２の一方の面をエポキシ樹脂１０で固め、他の面を粘着シート１１、絶縁材１２及び粘着シート１３を介してアルミニウム伝熱板（放熱板）１４に固着し、この放熱板１４をレールに固定する。なお、図中の３０ａ、３０ｂ及び３１ａ、３１ｂはそれぞれ発熱体２の電極である。
【０００５】このヒーター１５を作製するには、まずアルミニウム放熱板１４に粘着材１３付き絶縁材１２をはりつけてから、電極３０ａなど付きの発熱体２を粘着材１１で絶縁材１２にはりつける。そして、エポキシ１０を注入し、真空脱泡、加熱して、エポキシ１０を硬化（１５０℃、１ｈｒ）させる。
【０００６】しかしながら、このような構造のヒーターでは、図７（Ａ）のＢ部分の拡大図である図７（Ｂ）に示すように、粘着シート１１およびエポキシ１０において発熱体２と電極３０ａおよび３０ｂなどとの段差によって空洞１６が生じてしまう。このような空洞１６が発生すると、その部分の熱伝導率が下がり、発生した熱が被加熱平面（放熱板１４の側）に伝わらず、局部加熱となり易い。この結果、発熱体２が溶けて、電流が流れずに加熱不能となり、またヒーター出力を上げられない。そのために、例えば、前記空洞をなくすように空洞１６の部分を真空にして、樹脂等を充填することがあるが、完全ではなく、空洞が残る。
【０００７】本発明の目的は、発熱装置内部での前記空洞をなくし、発熱体から被加熱面への熱伝導を促進し、かつ、面状発熱材の単位面積あたりの出力を上げて発熱温度を上げることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、発熱体の少なくとも表裏両面を合成樹脂シートで挟着し、または、熱硬化性樹脂含浸非導電性布で被包し、硬化圧着してなる面状発熱材の少なくとも片面が、伝熱板またはその加工品で被覆された発熱装置（例えば鉄道の軌道の分岐箇所における転轍機（分岐ポイント）周辺の氷雪を融かすなどの用途に好適なヒーター）、及び発熱体の少なくとも表裏両面に対して熱硬化性樹脂含浸非導電性布を被包し、硬化圧着してなる面状発熱材、更には、この面状発熱材を用いた食品保温器に係るものである。
【０００９】このように構成することによって、発熱装置中に発熱体をエポキシ封入する前に、合成樹脂シートにより挟着し、または、エポキシや不飽和ポリエステル等の硬化性樹脂を含浸したガラスクロスなどの非導電性布でサンドイッチし、電極部の段差をなくしておく（実質的に平面としておく）ことができるので、装置を組み立てたときに発熱装置内部に空洞が生じることがなく、結果として面状発熱材の出力を向上させ、また熱的及び強度的にも十分なものとなり、被加熱体となる鉄道の分岐ポイント周辺の氷雪を融かすための用途、焼き鳥やハンバーガーなどの食品の保温、その他の各種の用途に好都合となる。
【００１０】本発明はまた、発熱体の少なくとも表裏両面に対して熱硬化性樹脂含浸非導電性布を被包し、次いで、熱硬化性樹脂の硬化温度下に２０〜１５０ｋｇ／ｃｍ2の圧力で、前記発熱体の少なくとも表裏両面に前記熱硬化性樹脂含浸非導電性布を硬化圧着する、面状発熱材の製造方法、並びに得られた面状発熱材を次いで伝熱板またはその加工品に、接着剤を介して固着し、さらに伝熱板またはその加工品の凹部に熱硬化性樹脂を充填し、熱硬化する発熱装置の製造方法も提供するものである。
【００１１】この製造方法では、エポキシや不飽和ポリエステル等の熱硬化性樹脂を含浸したガラスクロスなどの非導電性布を発熱体、被包し、上記条件下で熱プレスすることにより硬化させる。このプレスは、２０ｋｇ／ｃｍ2 以上（特に５０ｋｇ／ｃｍ2 以上）の高圧で行うため、空洞が生じる余地がない。また、高圧であることによる面状発熱材の伸びは、ガラスクロスなどにより抑制される。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明においては、発熱体の材料が耐熱性合成樹脂であるＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）であるときは、多少の蓄熱による発熱が仮にあっても、抵抗力があり、有利に用いることができる。
【００１３】また、前記合成樹脂シートは、硬化された熱硬化性樹脂含浸非導電性布が好ましく、ポリエステルとポリエチレンとの積層体、ポリエーテルイミド樹脂をフェノール樹脂でパウチしたものなども用いられる。
【００１４】また、前記熱硬化性樹脂含浸非導電性布が、エポキシ樹脂含浸のガラス繊維のプリプレグであるのがよい。
【００１５】ここに、本発明における単位面積当たりの出力（Ｗ／ｃｍ2 ）は、幅２．７ｃｍ、長さ１５．５ｃｍの発熱体の両端に銅電極を取り付け、それに交流電圧１００Ｖを印加し、２０分後の電流と電圧を測定し、得られた各値から、次式により求められる。
【００１６】単位面積当りの出力 (W/cm2 )＝｛電流(I) ×電圧（100V) ｝／｛発熱体の幅(cm)×電極間距離(cm)｝
【００１７】前記従来の発熱装置中の面状発熱材は、発熱装置内部にある空洞の存在により、上記出力の測定の結果、ほとんどのものが焼損してしまったり、溶断したりして、電流が０となるか、或いは、単位面積当りの出力が２Ｗ／ｃｍ2 未満であるのに対し、本発明による面状発熱材のそれは２〜１０Ｗ／ｃｍ2 である。
【００１８】次に、本発明の好ましい実施の形態を図面について述べる。
【００１９】図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本実施の形態による発熱装置（ヒーター）５５は発熱体２の両面をエポキシ樹脂含浸のガラスクロス（プリプレグ４０と５０）で固め、面状発熱材４１を形成する。この一方の面を粘着シート４３を介してアルミニウム伝熱板（放熱板）１４に固着すると共に、この伝熱板１４の凹部にエポキシ樹脂１０を充填する。この伝熱板１４は例えばレールに固定される。なお、図中の３０ａ、３０ｂ、及び３１ａ、３１ｂはそれぞれ発熱体２の電極である。
【００２０】プリフレグ４０、５０において、使用可能な熱硬化性樹脂は、エポキシ、不飽和ポリエステルなどがある。また、使用可能な無機繊維としては、ガラスクロス、ガラスマットがあり、有機繊維としては、紙パルプ、不織布、ナイロン布、ポリエステル布があり、上記の中では、伸びにくさ、耐熱性の点からガラスクロスが最適である。
【００２１】次に、発熱装置５５の作製方法を説明する。
【００２２】まず、エポキシプリプレグ４０、５０は図２R>２のように、ガラスクロス４２にエポキシ４４を含浸させたものであってよいが、エポキシ以外に、不飽和ポリエステル、フェノール、メラミン等がある。これは、図３R>３のように、例えばエポキシ樹脂液４４中にガラスクロス４２を通すことによって作製できる。
【００２３】そして次に、電極３０ａ、３０ｂ、３１ａ、３１ｂ付きの発熱体２の両面より、上記のエポキシプリプレグ材４０、５０をそれぞれ１５０℃、１ｈｒ、５０ｋｇ／ｃｍ2 で熱プレスする。これによって、エポキシ含浸ガラスクロスで被包された面状発熱材を得る。
【００２４】次いで、このヒーター素子に粘着シート４３をはりつけた後、例えば、アルミニウム放熱板１４へはりつける。しかる後、エポキシ１０を封入し、加熱してエポキシ１０を硬化（１５０℃、１ｈｒ）させる。この場合、前記従来技術で必要であった真空脱泡の工程は原則として必要がない。ただ必要に応じ、真空脱泡工程を採用することは自由である。
【００２５】本実施の形態によるヒーター５５は、図４に示すように、軌条の分岐ポイントのレール６１の側面などに固着される。ヒーター５５の加熱温度は１１０℃とし、レールの温度を２〜２０℃とすることができる。このヒーターにおいては上記したように空洞が生じないために、エポキシ充填後に真空脱泡を行う必要はなく、空洞部の存在による局部発熱（断線）を起こすことがなく、これによってヒーター出力を上げ、単位面積あたりの出力を２〜５Ｗ／ｃｍ2 （通常のものは１Ｗ／ｃｍ2 以下）と大きくできる。
【００２６】次に、本実施の形態によるヒーターの面状発熱材４１の構成をその作製工程に沿って説明すると、まず図５に示すように、発熱体２の両端に銅箔電極を取り付ける。これらの電極はそれぞれ一対の銅箔３０ａ、３０ｂ及び３１ａ、３１ｂからなり、これらを発熱体２の両面からミシン縫い、ホッチキス止め又はリベット止めなどで固定し、その周辺で互いに接し合うようにしておく。
【００２７】次いで、熱ロール（例えば１５０℃、１ｈｒ、５０ｋｇ／ｃｍ2 ）を使用して上記のプリプレグ４０及び５０と、電極３０ａ、３０ｂ及び３１ａ、３１ｂに電源コード３６の一方のコード３６Ａ、他方のコード３６Ｂを接続した発熱体２とをラミネートし、面状発熱材４１を得る。ここで、一方のコード３６Ａを電極３１ａ、３１ｂに、他方のコード３６Ｂを電極３０ａ、３０ｂに接続させる。
【００２８】こうして作製された面状発熱材４１を組み込んだ図１のヒーター５５において注目すべき構成は、ヒーターとして発熱体２が組み込まれていることである。この発熱体２は、従来のシーズヒーターなどとは全く異なり、ヒーター面（上記では放熱板１４）の面を一様（均等）に加熱することができ、導電性合成樹脂シート、合成樹脂シート基材に導電性塗料を塗布したものなどである。導電性付与物質としては、導電性カーボンなどが挙げられる。
【００２９】このような発熱体２としては、図６（Ａ）、および図６（Ｂ）に例示する如きものが使用可能である。即ち、図６（Ａ）は、１６０ｍｍ幅のＰＴＦＥシート２１ｂの両端に銅箔３０、３１を取り付けたヒーターを示し、更に図６（Ｂ）は、シリコンゴム４２内にコードヒーター２１ｃを蛇行させたシリコンゴムヒーターを示す。いずれも、面加熱に適しており、特に図６（Ｂ）の如きヒーターでは、ヒーター間ピッチＰが１５ｍｍ以下であることが必要である。
【００３０】なお、図５に仮想線で示すように、発熱体２の近傍（特にプリプレグ４０との間）にサーモスタットや温度ヒューズなどの温度過上昇防止手段６４や、サーミスタおよび制御装置を配置してもよい。
【００３１】上記のサーモスタットなど６４を配置することによって、温度が過熱状態になると、自動的に発熱体２をオフして安全な動作を可能とする。また、急激に温度が降下した際、サーモスタットに代えてサーミスタおよび制御回路を配しておけば、精度高く温度調節することができる。
【００３２】以上に述べた実施の形態は、本発明の技術的思想に基づいて、更に変形が可能である。
【００３３】例えば、発熱体２、面状発熱材４１、プリプレグ４０、５０などをはじめ、ヒーター構成部分の構造、形状や材質などは種々に変化させてよい。発熱体２に対する電極及び電源コードの取り付け方法又は取り付け構造は、上述したものに限られることはない。また、加熱対象は、上述のレールに限られるものではなく、種々であってよい。
【００３４】
【発明の作用効果】本発明は上述した如く、発熱体の少なくとも表裏両面に合成樹脂シートを挟着してなる面状発熱材を有し、その少なくとも片面が、伝熱板またはその加工品で被覆されているので、発熱装置中に発熱体をエポキシ封入する前に、合成樹脂シートにより挟着し、又はエポキシや不飽和ポリエステル等の硬化性樹脂を含浸したガラスクロスなどの非導電性布でサンドイッチし、電極部の段差をなくしておくことができる。このため、装置を組み立てたときに発熱装置内部に空洞が生じることがなく、結果として面状発熱材の出力を向上させることができ、又熱的および強度的にも十分なものとなり、被加熱体である鉄道の分岐ポイント周辺の融氷雪装置や食品の保温用に用いられる。また、硬化圧着時に、高圧で行うために、空洞が生じる余地がなく、また、高圧であることによる発熱体の伸びは、ガラスクロスなどの非導電性布により抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図１（Ａ）】本発明の実施の形態による発熱装置（ヒーター）の断面図である。
【図１（Ｂ）】同、発熱装置の要部の拡大断面図である。
【図２】同、発熱装置に用いる熱硬化性樹脂含浸ガラスクロスの断面図である。
【図３】同、熱硬化性樹脂含浸ガラスクロスの作製方法を示す断面図である。
【図４】同、発熱装置の固定状態を示す断面図である。
【図５】同、発熱装置の要部分解断面図である。
【図６（Ａ）】同、発熱装置に用いる発熱体の具体例の斜視図である。
【図６（Ｂ）】同、他の具体例の斜視図である。
【図７（Ａ）】従来例による発熱装置（ヒーター）の断面図である。
【図７（Ｂ）】同、発熱装置の要部の拡大断面図である。
【符号の説明】
２…発熱体、１０、４４…エポキシ樹脂、１１、１３、４３…粘着シート、１２…絶縁材、１４…アルミニウム放熱板（伝熱板）、１５、５５…発熱装置（ヒーター）、１６…空洞、３０、３１、３０ａ、３０ｂ、３１ａ、３１ｂ…電極、３６…電源コード、４０、５０…エポキシ含浸ガラスクロス、４１…面状発熱材、４２…ガラスクロス、６０…分岐ポイント、６１…レール
【特許請求の範囲】
【請求項１】 発熱体の少なくとも表裏両面を合成樹脂シートで挟着してなる面状発熱材を有し、その少なくとも片面が、伝熱板またはその加工品で被覆された発熱装置において、前記面状発熱材の少なくとも一方の表面が実質的に平面であることを特徴とする発熱装置。
【請求項２】 前記合成樹脂シートが硬化された熱硬化性樹脂含浸非導電性布である、請求項１に記載した発熱装置。
【請求項３】 前記面状発熱材は、その単位面積当りの出力が２〜１０Ｗ／ｃｍ2 である、請求項１又は２に記載した発熱装置。
【請求項４】 前記発熱体が導電性カーボン含有合成樹脂シートである、請求項１〜３のいずれか１項に記載した発熱装置。
【請求項５】 前記合成樹脂がポリテトラフルオロエチレンである、請求項４に記載した発熱装置。
【請求項６】 前記発熱体が、ヒーター間ピッチが１５ｍｍ以下となるようにコードヒーターをゴム内に配したものによって構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載した発熱装置。
【請求項７】 前記熱硬化性樹脂含浸非導電性布が、エポキシ樹脂含浸のガラス繊維のプリプレグである、請求項２〜６のいずれか１項に記載した発熱装置。
【請求項８】 発熱体の少なくとも表裏両面に対して熱硬化性樹脂含浸非導電性布を被包し、硬化圧着してなる面状発熱材。
【請求項９】 前記発熱体が導電性カーボン含有合成樹脂シートである、請求項８に記載した面状発熱材。
【請求項１０】 前記合成樹脂がポリテトラフルオロエチレンである、請求項９に記載した面状発熱材。
【請求項１１】 前記熱硬化性樹脂含浸非導電性布が、エポキシ樹脂含浸のガラス繊維のプリプレグである、請求項８〜１０のいずれか１項に記載した面状発熱材。
【請求項１２】 発熱体の少なくとも表裏両面に対して熱硬化性樹脂含浸非導電性布を被包し、次いで、熱硬化性樹脂の硬化温度下に２０〜１５０ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で、前記発熱体の少なくとも表裏両面に前記熱硬化性樹脂含浸非導電性布を硬化圧着する、面状発熱材の製造方法。
【請求項１３】 請求項１２で得られた面状発熱材を、次いで伝熱板またはその加工品に接着材を介して固着し、さらに前記伝熱板またはその加工品の凹部に熱硬化性樹脂を充填し、熱硬化する、発熱装置の製造方法。
【請求項１４】 被加熱体であるレール本体に金属製の前記伝熱板又はその加工品が接した状態で装着乃至固着され、前記発熱体の加熱により軌条ポイント周辺の氷雪を融かす、請求項１〜７のいずれか１項に記載した発熱装置。
【請求項１５】 請求項８〜１１のいずれか１項に記載した面状発熱材をヒーターとして用いる食品保温器。
【請求項１】 発熱体の少なくとも表裏両面を合成樹脂シートで挟着してなる面状発熱材を有し、その少なくとも片面が、伝熱板またはその加工品で被覆された発熱装置において、前記面状発熱材の少なくとも一方の表面が実質的に平面であることを特徴とする発熱装置。
【請求項２】 前記合成樹脂シートが硬化された熱硬化性樹脂含浸非導電性布である、請求項１に記載した発熱装置。
【請求項３】 前記面状発熱材は、その単位面積当りの出力が２〜１０Ｗ／ｃｍ2 である、請求項１又は２に記載した発熱装置。
【請求項４】 前記発熱体が導電性カーボン含有合成樹脂シートである、請求項１〜３のいずれか１項に記載した発熱装置。
【請求項５】 前記合成樹脂がポリテトラフルオロエチレンである、請求項４に記載した発熱装置。
【請求項６】 前記発熱体が、ヒーター間ピッチが１５ｍｍ以下となるようにコードヒーターをゴム内に配したものによって構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載した発熱装置。
【請求項７】 前記熱硬化性樹脂含浸非導電性布が、エポキシ樹脂含浸のガラス繊維のプリプレグである、請求項２〜６のいずれか１項に記載した発熱装置。
【請求項８】 発熱体の少なくとも表裏両面に対して熱硬化性樹脂含浸非導電性布を被包し、硬化圧着してなる面状発熱材。
【請求項９】 前記発熱体が導電性カーボン含有合成樹脂シートである、請求項８に記載した面状発熱材。
【請求項１０】 前記合成樹脂がポリテトラフルオロエチレンである、請求項９に記載した面状発熱材。
【請求項１１】 前記熱硬化性樹脂含浸非導電性布が、エポキシ樹脂含浸のガラス繊維のプリプレグである、請求項８〜１０のいずれか１項に記載した面状発熱材。
【請求項１２】 発熱体の少なくとも表裏両面に対して熱硬化性樹脂含浸非導電性布を被包し、次いで、熱硬化性樹脂の硬化温度下に２０〜１５０ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で、前記発熱体の少なくとも表裏両面に前記熱硬化性樹脂含浸非導電性布を硬化圧着する、面状発熱材の製造方法。
【請求項１３】 請求項１２で得られた面状発熱材を、次いで伝熱板またはその加工品に接着材を介して固着し、さらに前記伝熱板またはその加工品の凹部に熱硬化性樹脂を充填し、熱硬化する、発熱装置の製造方法。
【請求項１４】 被加熱体であるレール本体に金属製の前記伝熱板又はその加工品が接した状態で装着乃至固着され、前記発熱体の加熱により軌条ポイント周辺の氷雪を融かす、請求項１〜７のいずれか１項に記載した発熱装置。
【請求項１５】 請求項８〜１１のいずれか１項に記載した面状発熱材をヒーターとして用いる食品保温器。
【図１（Ａ）】
【図１（Ｂ）】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６（Ａ）】
【図６（Ｂ）】
【図７（Ａ）】
【図７（Ｂ）】
【図１（Ｂ）】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６（Ａ）】
【図６（Ｂ）】
【図７（Ａ）】
【図７（Ｂ）】
【公開番号】特開２０００−５８２３４（Ｐ２０００−５８２３４Ａ）
【公開日】平成１２年２月２５日（２０００．２．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１０−２２４７５４
【出願日】平成１０年８月７日（１９９８．８．７）
【出願人】（０００００２８５３）ダイキン工業株式会社 (7,604)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１２年２月２５日（２０００．２．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１０年８月７日（１９９８．８．７）
【出願人】（０００００２８５３）ダイキン工業株式会社 (7,604)
【Ｆターム（参考）】
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