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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6421000
(24)【登録日】2018年10月19日
(45)【発行日】2018年11月7日
(54)【発明の名称】ヒータモジュール及びヒータユニット
(51)【国際特許分類】
   H05B 3/06 20060101AFI20181029BHJP
   H05B 3/20 20060101ALI20181029BHJP
   H05B 3/34 20060101ALI20181029BHJP
   H05B 3/14 20060101ALI20181029BHJP
   H05B 3/03 20060101ALI20181029BHJP
   F24D 13/02 20060101ALN20181029BHJP
【FI】
   H05B3/06 B
   H05B3/20 301
   H05B3/34
   H05B3/14 A
   H05B3/03
   !F24D13/02 E
【請求項の数】9
【全頁数】21
(21)【出願番号】特願2014-180483(P2014-180483)
(22)【出願日】2014年9月4日
(65)【公開番号】特開2016-54115(P2016-54115A)
(43)【公開日】2016年4月14日
【審査請求日】2017年7月24日
(73)【特許権者】
【識別番号】000231361
【氏名又は名称】NISSHA株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149216
【弁理士】
【氏名又は名称】浅津 治司
(74)【代理人】
【識別番号】110001818
【氏名又は名称】特許業務法人R&C
(72)【発明者】
【氏名】中村 一登
【審査官】 根本 徳子
(56)【参考文献】
【文献】 特開2010−040186(JP,A)
【文献】 実開平02−050996(JP,U)
【文献】 米国特許第04937435(US,A)
【文献】 特開2000−150118(JP,A)
【文献】 特開平11−141901(JP,A)
【文献】 実開平02−136992(JP,U)
【文献】 米国特許第03417229(US,A)
【文献】 特開2007−134283(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F24D 13/00−15/04
H05B 3/02− 3/86
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
可撓性を有する第一基板と、
前記第一基板に対向配置された第二基板と、
前記第一基板における前記第二基板側の面に形成された第一電極と、
前記第二基板上において前記第一電極に対向配置された第二電極と、
前記第一電極と前記第二電極との対向領域において前記第一電極及び前記第二電極のうちの一方に接する状態で離散的に設けられた、通電によって発熱する複数の発熱部材と、
外力が作用していない無加圧状態で、前記第一電極及び前記第二電極のうちの他方と前記発熱部材との間に間隔を保持させ、予め定められた大きさ以上の外力が作用している加圧状態で、複数の前記発熱部材のうち一部の前記発熱部材のみを介して前記第一電極と前記第二電極とを導通させる隙間保持部材と、
を備えるヒータモジュール。
【請求項2】
前記隙間保持部材が、
前記第一基板と前記第二基板における周縁部において、前記第一電極、前記発熱部材、及び前記第二電極の周囲を取り囲むように設けられ、前記第一基板と前記第二基板に接する矩形枠状の粘着スペーサと、
前記第一電極及び前記第二電極のうちの前記発熱部材が接する一方の上面で、複数の前記発熱部材の形成位置を避けて、隣接する2つの前記発熱部材の辺部どうしの間又は突き合わされる4つの前記発熱部材の角部どうしの間に設けられた複数のドットスペーサ又はリブ状スペーサと、を含む請求項1に記載のヒータモジュール。
【請求項3】
前記第一電極及び前記第二電極のうち少なくとも前記発熱部材が設けられる方の電極が、網目状、櫛歯状、蛇行状、又は渦巻状に形成されている請求項1又は2に記載のヒータモジュール。
【請求項4】
前記第一基板における前記第二基板とは反対側の全面に形成された機能層をさらに備える請求項1から3のいずれか一項に記載のヒータモジュール。
【請求項5】
前記第二基板が可撓性を有する素材で構成され、
前記第一基板及び前記第二基板が、立体形状を有する設置対象物の外面形状に応じた形状に姿勢保持されている請求項1から4のいずれか一項に記載のヒータモジュール。
【請求項6】
請求項1から5のいずれか一項に記載のヒータモジュールを複数用い、当該複数のヒータモジュールを前記第一基板及び前記第二基板の面方向に規則的に配列させてなるヒータユニット。
【請求項7】
前記複数のヒータモジュールが、それぞれにおける前記第一基板として1つの基板を共有するとともに、
前記第一基板を構成する1つの基板に設定される複数の第一区画領域毎に、前記複数のヒータモジュールのそれぞれの前記第一電極及び前記隙間保持部材が設けられている請求項6に記載のヒータユニット。
【請求項8】
前記複数のヒータモジュールが、それぞれにおける前記第二基板として1つの基板を共有するとともに、
前記第二基板を構成する1つの基板に設定される複数の第二区画領域毎に、前記複数のヒータモジュールのそれぞれの前記第二電極及び前記隙間保持部材が設けられている請求項6又は7に記載のヒータユニット。
【請求項9】
前記第一基板を構成する1つの基板に設定される複数の第一区画領域どうしの境界部、又は、前記第二基板を構成する1つの基板に設定される複数の第二区画領域どうしの境界部に、切り離し用の脆弱部を有する請求項7又は8に記載のヒータユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ヒータモジュール及びヒータユニットに関する。
【背景技術】
【0002】
例えば電気カーペットや温熱治療器、融雪機等の各種の機器において、面状に形成されるヒータ(面状ヒータ)が用いられる場合がある。この場合、各機器の採暖領域の全体が一括的に加熱される構成となっていても良いが、省エネルギ性の観点からは、採暖領域が複数領域に分割されて採暖を必要とする領域のみを個別に加熱可能に構成されていることが好ましい。
【0003】
例えば電気カーペットに関しては、特開平11−159781号公報(特許文献1)に、面状発熱体と板状圧力センサとを組み合わせてなる電気カーペットが開示されている。特許文献1の図1をそのまま引用して本願の図21に示すように、この電気カーペットは、表面布(1)と裏面布(2)との間に、対向配置された面状発熱体(3)及び板状圧力センサ(4)の複数組が並べて配置されて構成されている。そして、電気カーペットの特定位置(9)に外力が作用した際に、当該外力による荷重を検出した板状圧力センサ(4)に対応する面状発熱体(3)を選択的に発熱させることで、手動操作を要することなく自動的に、人の存在する領域を局所的に温める。
【0004】
しかし、特許文献1の機器では、板状圧力センサの検出結果に基づいて対応する面状発熱体のみを加熱するための制御部が必要になるという課題がある。また、面状発熱体及び板状圧力センサのそれぞれから同一平面状に引き回し配線が引き出されるとともに、面状発熱体と板状圧力センサとを含むユニット毎に引き回し配線の配設領域が必要であるため、発熱領域の有効面積が減少して機器全体としての加熱効率が低下するという課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平11−159781号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
そこで、簡易な構成で、広範囲に亘る領域を対象として効率的に自動局所加熱を行うことができるヒータモジュール及びヒータユニットの実現が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明に係るヒータモジュールは、
可撓性を有する第一基板と、
前記第一基板に対向配置された第二基板と、
前記第一基板における前記第二基板側の面に形成された第一電極と、
前記第二基板上において前記第一電極に対向配置された第二電極と、
前記第一電極と前記第二電極との対向領域において前記第一電極及び前記第二電極のうちの一方に接する状態で離散的に設けられた、通電によって発熱する複数の発熱部材と、
外力が作用していない無加圧状態で、前記第一電極及び前記第二電極のうちの他方と前記発熱部材との間に間隔を保持させる隙間保持部材と、
を備える。
【0008】
この構成によれば、ヒータモジュールを構成する第一基板、第一電極、発熱部材、第二電極、及び第二基板が、第一電極又は第二電極と発熱部材とが間隔を隔てた状態で積層される。無加圧状態では、隙間保持部材の存在によって第一電極又は第二電極と発熱部材との間の隙間が保持されるので、第一電極と第二電極とは導通しない。一方、予め定められた大きさ以上の外力が第一基板に作用すると、当該外力による荷重を受けた部位において第一基板が第二基板側に向かって撓み、一部の発熱部材を介して第一電極と第二電極とが導通する。このため、第一電極と第二電極との間に電位差をつけておけば、外部から荷重を受けた際に第一電極と第二電極とが導通する部位に存在する一部の発熱部材のみを発熱させることができる。各発熱部材からの引き回し配線は不要であり、第一電極及び第二電極からの引き回し配線もそれぞれ1本ずつで良いので、引き回し配線の配設領域を小さく抑えることができ、発熱領域を大きく確保することができる。よって、ヒータモジュール全体としての加熱効率を高めることができる。また、複雑な制御を要することなく、簡易な構成で自動局所加熱を行うことができる。従って、簡易な構成で、広範囲に亘る領域を対象として効率的に自動局所加熱を行うことができるヒータモジュールが実現される。
【0009】
以下、本発明に係るヒータモジュールの好適な態様について説明する。但し、以下に記載する好適な態様例によって、本発明の範囲が限定される訳ではない。
【0010】
1つの態様として、前記発熱部材が、PTC(Positive Temperature Coefficient)発熱体を用いて形成されていると好適である。
【0011】
この構成によれば、温度が上昇するにつれて電気抵抗が増大するというPTC発熱体の性質を利用して、ヒータモジュールに自己温度制御機能を備えさせることができる。そして、必要時には早期に昇温させつつ、所定温度に達した後は発熱量を抑えて省エネルギ性や安全性を高めることができる。
【0012】
1つの態様として、前記第一電極及び前記第二電極のうち少なくとも前記発熱部材が設けられる方の電極が、網目状、櫛歯状、蛇行状、又は渦巻状に形成されていると好適である。
【0013】
この構成によれば、当該電極が例えば対応する基板の表面に沿って面状に形成されている構成に比べて、電極を介した熱拡散を抑制することができる。よって、目的の部位における局所加熱効率を高めることができる。
【0014】
1つの態様として、前記第一基板における前記第二基板とは反対側の全面に形成された機能層をさらに備えると好適である。
【0015】
この構成によれば、第一基板における外力の作用を受ける側の面の全域に、ヒータモジュールの設置目的・設置場所・設置態様等に応じた各種の機能を付与することができる。例えば機能層として加飾層を備える場合には、ヒータモジュールの意匠性を高めることが容易となる。また、例えば機能層として防汚層を備える場合には、ヒータモジュールの外面を清浄に維持することが容易となる。また、例えば機能層として保護層を備える場合には、場合によっては突発的に作用する可能性のある大荷重によるヒータモジュールの損傷を抑制することができる。
【0016】
1つの態様として、前記第二基板が可撓性を有する素材で構成され、前記第一基板及び前記第二基板が、立体形状を有する設置対象物の外面形状に応じた形状に姿勢保持されていると好適である。
【0017】
この構成によれば、設置対象物が立体形状を有する場合でも、設置対象物の外面に沿って第一基板及び第二基板を変形させることでヒータモジュールを適切に設置することができ、設置対象物上で自動局所加熱を行うことができる。ヒータモジュールの構成が非常に簡易であり、少なくとも無加圧状態において第一電極又は第二電極と発熱部材との間に隙間が保持されれば良いため、立体的な設置対象物に対してもヒータモジュールを適切に適用できる。
【0018】
本発明に係るヒータユニットは、
上述したヒータモジュールを複数用い、当該複数のヒータモジュールを前記第一基板及び前記第二基板の面方向に規則的に配列させてなる。
【0019】
この構成によれば、第一基板及び第二基板の面方向に沿ってヒータモジュールを順次配列させるだけで、用いるヒータモジュールの個数に応じてヒータユニットを容易に大型化できる。上述のとおり個々のヒータモジュールにおいて発熱領域を大きく確保することができるため、ヒータユニット全体としても発熱領域を大きく確保でき、大型のヒータユニット全体について高い加熱効率を実現することができる。
【0020】
以下、本発明に係るヒータユニットの好適な態様について説明する。但し、以下に記載する好適な態様例によって、本発明の範囲が限定される訳ではない。
【0021】
1つの態様として、前記複数のヒータモジュールが、それぞれにおける前記第一基板として1つの基板を共有するとともに、前記第一基板を構成する1つの基板に設定される複数の第一区画領域毎に、前記複数のヒータモジュールのそれぞれの前記第一電極及び前記隙間保持部材が設けられていると好適である。
【0022】
この構成によれば、複数のヒータモジュールのそれぞれの第一基板が共通化されるので、各ヒータモジュールの第一基板を一括的に支持する部材が不要となる。よって、ヒータユニットの簡素化及び薄型化を図ることができる。
【0023】
1つの態様として、前記複数のヒータモジュールが、それぞれにおける前記第二基板として1つの基板を共有するとともに、前記第二基板を構成する1つの基板に設定される複数の第二区画領域毎に、前記複数のヒータモジュールのそれぞれの前記第二電極及び前記隙間保持部材が設けられていると好適である。
【0024】
この構成によれば、複数のヒータモジュールのそれぞれの第二基板が共通化されるので、各ヒータモジュールの第二基板を一括的に支持する部材が不要となる。よって、ヒータユニットの簡素化及び薄型化を図ることができる。
【0025】
1つの態様として、前記第一基板を構成する1つの基板に設定される複数の第一区画領域どうしの境界部、又は、前記第二基板を構成する1つの基板に設定される複数の第二区画領域どうしの境界部に、切り離し用の脆弱部を有すると好適である。
【0026】
この構成によれば、ヒータユニットに含まれる各ヒータモジュールを所望の位置で個別に切り離すことが容易となる。よって、設置対象物の状態に応じてヒータユニットの全体形状を適合させることが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
図1】第1の実施形態に係るヒータモジュールの分解斜視図
図2】ヒータモジュールの無加圧状態での断面図
図3】ヒータモジュールの加圧状態での断面図
図4】複数の発熱部材の形成態様の一例を示す平面図
図5】複数の発熱部材の形成態様の一例を示す平面図
図6】ヒータユニットの分解斜視図
図7】第2の実施形態に係るヒータモジュールの断面図
図8】第3の実施形態に係るヒータモジュールの分解斜視図
図9】ヒータモジュールの透過平面図
図10】ヒータモジュールの断面図
図11】第4の実施形態に係るヒータモジュールの断面図
図12】ヒータユニットの設置態様の一例を示す模式図
図13】ヒータユニットの設置態様の一例を示す模式図
図14】ヒータユニットの設置態様の一例を示す模式図
図15】電極形成の別態様を示す平面図
図16】電極形成の別態様を示す平面図
図17】電極形成の別態様を示す透過平面図
図18】電極形成の別態様を示す断面図
図19】ヒータユニットの別態様を示す断面図
図20】ヒータモジュールの別態様を示す断面図
図21】従来型のヒータモジュールの構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【0028】
〔第1の実施形態〕
ヒータモジュール及びヒータユニットの第1の実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態に係るヒータモジュールM及びヒータユニットUは、例えば電気カーペットや温熱治療器、融雪機等の各種の加熱機器Hに備えられて、面状の発熱デバイスとして機能する。本実施形態では、そのような発熱デバイスを構成する最小単位を「ヒータモジュールM」と言い、複数のヒータモジュールMを用いて構成される集合体を「ヒータユニットU」と言う。
【0029】
図1及び図2に示すように、ヒータモジュールMは、第一基板1と、第一基板1に対向配置された第二基板2と、第一基板1に形成された第一電極3と、第二基板2上において第一電極3に対向配置された第二電極4とを備えている。ヒータモジュールMは、第一電極3と第二電極4との対向領域Rにおいて第一電極3及び第二電極4のうちの一方に接する状態で離散的に設けられた複数の発熱部材5と、無加圧状態で第一電極3及び第二電極4のうちの他方と発熱部材5との間に間隔を保持させる隙間保持部材6とをさらに備えている。これにより、簡易な構成で、広範囲に亘る領域を対象として効率的に自動局所加熱を行うことができる。以下、本実施形態に係るヒータモジュールM及びヒータユニットUについて、詳細に説明する。
【0030】
なお、以下の説明では、便宜上、積層状態で対向配置される第一基板1と第二基板2との位置関係に関して、第一基板1が存在する側を「上」と定義し、第二基板2が存在する側を「下」と定義する。つまり、「上」とは第一基板1と第二基板2との積層方向における相対的に第一基板1側の位置を表す概念であり、「下」とは相対的に第二基板2側の位置を表す概念であるものとする。また、以下の説明で参照する図面においては、図示の容易化や理解の容易化等の観点から、縮尺や上下左右の寸法比率等が実際の製品とは異なる場合がある。
【0031】
第一基板1、第一電極3、発熱部材5、第二電極4、及び第二基板2は、上側から下側に向かって記載の順に積層されている。これらは、平面視(上下方向に見た状態)で互いに重複するように配置されている。また、第一基板1と第二基板2との間には、隙間保持部材6を構成する粘着スペーサ6Aが介在されている。
【0032】
第一基板1は、可撓性及び絶縁性(電気絶縁性)を有している。第一基板1は、例えばポリエチレンテレフタレートやアクリル系樹脂等の汎用樹脂、ポリアセタール系樹脂やポリカーボネート系樹脂等の汎用エンジニアリング樹脂、ポリスルホン系樹脂やポリフェニレンサルファイド系樹脂等のスーパーエンジニアリング樹脂等からなる樹脂板を用いて形成することができる。本実施形態では、ポリエチレンテレフタレートフィルムにより第一基板1が形成されている。第一基板1は耐傷性及び防汚性等を具備していることも好ましく、この場合、可撓性を有する限り、例えばソーダガラスや強化ガラス等からなるガラス薄板を用いて第一基板1が形成されても良い。なお、第一基板1は透明であっても良いし不透明であっても良い。また、第一基板1は矩形状に形成されている。
【0033】
第二基板2は、第一基板1に対向配置されている。第二基板2は、その外縁が上下方向に見て第一基板1の外縁と一致する状態(完全重複状態)で、第一基板1に対向配置されている。第二基板2は、絶縁性(電気絶縁性)を有している。また、第二基板2は、高剛性を有していることも好ましく、或いは、可撓性を有していることも好ましい。高剛性の第二基板2は、例えばソーダガラスや強化ガラス等からなるガラス板を用いて形成することができ、可撓性の第二基板2は、例えば上述した樹脂板を用いて形成することができる。本実施形態では、ポリエチレンテレフタレートフィルムにより第二基板2が形成されている。なお、第二基板2は透明であっても良いし不透明であっても良い。また、第二基板2は矩形状に形成されている。なお、第一基板1及び第二基板2の形状に係る「矩形状」とは、完全な矩形と、実質的に矩形とみなすことができる形状との両者を含む概念である。
【0034】
第一基板1の上面1aは、外力の作用を受ける面(被圧面)となっている。第一基板1の下面1b(第一基板1における第二基板2側の面)には、第一電極3が形成されている。第一電極3は、例えば金、銀、銅、又はニッケル等からなる金属ペーストや、カーボンペースト等を用いて形成することができる。この場合、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、又はフレキソ印刷等の印刷法等によって第一電極3を形成することができる。また、第一電極3は、例えば金、銀、銅、又はニッケル等からなる金属や、酸化錫、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化亜鉛、酸化カドミウム、又はITO(酸化インジウムスズ)等からなる金属酸化物、又は導電性ポリマー等の薄膜を用いて形成することができる。この場合、材料に応じて例えば真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、CVD法、又はロールコーター法等によって全面的に成膜した後、フォトリソグラフィー法等によってパターン化して第一電極3を形成することができる。本実施形態では、銀ペーストを用いたスクリーン印刷によって第一電極3が形成されている。
【0035】
本実施形態では、第一電極3は、第一基板1の周縁部を除く全体領域に、第一基板1の下面1bに沿って面状に形成されている。第一電極3は、第一基板1の外形に対応する全体形状(本例では矩形状)を有するように形成されている。また、第一基板1の下面1bには、第一電極3における特定位置から引き出された第一引き回し配線31も形成されている。このような第一引き回し配線31は、1つのヒータモジュールMにつき1本だけ設けられている。なお、第一引き回し配線31は、第一電極3と同様の材料を用いて同様の方法によって形成することができる。
【0036】
第二基板2の上面2a(第二基板2における第一基板1側の面)には、第二電極4が形成されている。本実施形態では、第二電極4は、第二基板2の周縁部を除く全体領域に、第二基板2の上面2aに沿って面状に形成されている。第二電極4は、第二基板2の外形に対応する全体形状(本例では矩形状)を有するように形成されている。また、第二電極4は、第一電極3に対向配置されている。第二電極4は、その外縁が上下方向に見て第一電極3の外縁と一致する状態(完全重複状態)で、第一電極3に対向配置されている。また、第二基板2の上面2aには、第二電極4における特定位置から引き出された第二引き回し配線41も形成されている。このような第二引き回し配線41は、1つのヒータモジュールMにつき1本だけ設けられている。なお、第二電極4及び第二引き回し配線41は、第一電極3と同様の材料を用いて同様の方法によって形成することができる。
【0037】
第一電極3と第二電極4とが対向する領域(対向領域R)において、第一電極3及び第二電極4のうちの一方に接する状態で複数の発熱部材5が設けられている。本実施形態では、面状に形成される第二電極4の上面に接する状態で、複数の発熱部材5が設けられている。なお、第一電極3及び第二電極4のうち、発熱部材5が設けられる方の電極を「設置側電極」と定義し、残余の電極を「非設置側電極」と定義すると、本実施形態では第二電極4が設置側電極となり、第一電極3が非設置側電極となる。
【0038】
発熱部材5は、通電によって発熱する(より具体的には、単位時間当たり予め定められた熱量以上のジュール熱を発する)部材である。本実施形態では、発熱部材5は、PTC(Positive Temperature Coefficient)発熱体を用いて形成されている。良く知られているように、PTC発熱体は、自身の温度が上昇するにつれて電気抵抗が増大する特性を有する。電気抵抗の増大に伴って流れる電流が小さくなり、結果的に発熱量が小さくなる。
【0039】
複数の発熱部材5は、互いに接することなく離散的に設けられている。本実施形態では、複数の発熱部材5は平面視で矩形状(完全な矩形と、実質的に矩形とみなすことができる形状との両者を含む概念)に形成されており、これらは互いに前後左右に間隔を隔てて規則的(本例ではマトリクス状)に配置されている。但し、そのような構成に限定されることなく、形状に関しては、複数の発熱部材5が平面視で矩形状以外の多角形状又はドット状等に形成されても良い(図4及び図5を参照)。また、配列に関しては、複数の発熱部材5がハニカム状又は千鳥状等に配置されても良いし(図4を参照)、非規則的(無秩序)に配置されても良い(図5を参照)。
【0040】
発熱部材5は、例えばポリエチレン等の結晶性樹脂中にカーボンブラック等を混練して得られるPTC発熱体ペーストを用いて形成することができる。この場合、例えばスクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、又はフレキソ印刷等の印刷法によって発熱部材5を形成することができる。
【0041】
第一基板1と第二基板2との間に、隙間保持部材6が介在されている。隙間保持部材6は、ヒータモジュールMに外力が作用していない状態(無加圧状態)で、第二電極4上に設けられた発熱部材5と、第一電極3との間に間隔(空隙G)を保持させる(図2を参照)。本実施形態では、このような隙間保持部材6として、第一基板1の下面1bと第二基板2の上面2aとに亘って両者に接する粘着スペーサ6Aが設けられている。粘着スペーサ6Aは、例えばエポキシアクリレート系又はウレタンアクリレート系等の光硬化型樹脂や、例えばシリコーン系、ポリエステル系、又はエポキシ系等の熱硬化型樹脂等を用いて形成することができる。
【0042】
空隙Gの大きさは、ヒータモジュールMを構成する各部材の厚み等にも依存するが、例えば1μm〜10mmであることが好ましい。間隔が過小であれば、僅かな変形によって第一電極3と第二電極4とが接触して通電状態となってしまう虞がある。逆に、間隔が過大であれば、第一電極3と第二電極4とが接触できず通電状態を適切に確保できない虞がある。
【0043】
図1に示すように、粘着スペーサ6Aは、矩形枠状に形成されている。粘着スペーサ6Aは、完全重複状態にある第一基板1及び第二基板2における周縁部において、第一電極3、発熱部材5、及び第二電極4の周囲を取り囲むように設けられている。なお、粘着スペーサ6Aの形状に係る「矩形枠状」とは、完全な矩形の枠状と、実質的に矩形とみなすことができる枠形状との両者を含む概念である。後者の場合には、例えば第一基板1と第二基板2とを貼り合わせた後に側面から接続端子(図示せず)を挿入できるように、第一引き回し配線31や第二引き回し配線41の接続端子との接続部を露出させるための切欠部(図示せず)が粘着スペーサ6Aに設けられも良い。
【0044】
図2に示すように、粘着スペーサ6Aの厚み(上下方向に沿った長さ)は、第一電極3の厚み、第二電極4の厚み、及び発熱部材5の厚みの総和よりも大きく設定されている。これにより、上述したように発熱部材5と第一電極3との間に空隙Gが形成される。また、粘着スペーサ6Aの厚みは、予め定められた大きさの荷重が第一基板1に作用した際に第一基板1が撓むことによって上記の空隙Gが解消可能なサイズに設定されている(図3を参照)。
【0045】
本実施形態では、第二電極4の上面に複数のドットスペーサ6Bが互いに間隔を隔てて設けられている。複数のドットスペーサ6Bは、同じく第二電極4の上面に設けられた複数の発熱部材5の形成位置を避けて、隣接する2つの発熱部材5の辺部どうしの間又は突き合わされる4つの発熱部材5の角部どうしの間に設けられている。ドットスペーサ6Bは、例えばエポキシ系、シリコーン系、又はポリエステル系等の絶縁樹脂を用いて形成することができる。
【0046】
ドットスペーサ6Bの厚みは、発熱部材5の厚みよりも大きく設定されている。これにより、粘着スペーサ6Aの存在にもかかわらず例えば無加圧状態で第一基板1及び第一電極3が撓んだ際にも、発熱部材5と第一電極3との間の空隙Gを確保することができる。また、ドットスペーサ6Bの厚みは、予め定められた大きさの荷重が第一基板1に作用した際には空隙Gが解消可能なサイズに設定されている。なお、発熱部材5と第一電極3との間の空隙Gを解消して両者を接触可能とする荷重のしきい値は、ヒータモジュールMの設置目的に応じて設定可能である。粘着スペーサ6Aの厚みやドットスペーサ6Bの厚みは、上述した空隙Gの好適なサイズに加え、そのような荷重閾値や第一基板1の可撓性の程度等をも考慮して設定されている。本実施形態では、粘着スペーサ6Aとドットスペーサ6Bとを含んで隙間保持部材6が構成されている。
【0047】
第一引き回し配線31及び第二引き回し配線41は、接続端子(図示せず)を介して電源部(図示せず)に接続されている。電源部は、インバータやコンバータ等の基本的な制御回路を含むことができる。電源部は、その基本機能により、第一電極3及び第二電極4を、互いに異なる定電位とする(第一電極3と第二電極4との間に一定の電位差をつける)ことができる。なお、本実施形態では、電源部は、外力による荷重の作用位置を検出してその位置のみに選択的に通電する等の、より高度な機能は備えていない。
【0048】
このように本実施形態では、ヒータモジュールMを構成する第一基板1、第一電極3、発熱部材5、第二電極4、及び第二基板2が、第一電極3と第二電極4上の発熱部材5とが空隙Gを隔てた状態で積層される。図2に示される無加圧状態では、隙間保持部材6の存在によって第一電極3と発熱部材5との間の空隙Gが保持されるので、第一電極3と第二電極4とは導通しない。一方、図3に示すように予め定められた大きさ以上の外力が可撓性を有する第一基板1に作用すると、当該外力による荷重Lを受けた部位において第一基板1が第二基板2側に向かって撓み、一部の発熱部材5の位置において空隙Gが解消される。そして、その位置において発熱部材5を介して第一電極3と第二電極4とが導通し、当該部位に存在する発熱部材5のみが発熱する。
【0049】
よって、ヒータモジュールMの全面が常時加熱される構成に比べて消費電力を少なく抑えることができ、省エネルギ性を高めることができる。しかも、外力による荷重の作用位置を検出してその位置のみに選択的に通電する等の複雑な制御を要することなく、簡易な構成で、荷重Lによる第一電極3と発熱部材5との接触の有無のみに基づいて自動局所加熱を行うことができる。さらに、各発熱部材5からの引き回し配線は不要であり、第一電極3及び第二電極4からの引き回し配線もそれぞれ1本ずつで良いので、引き回し配線31,41の配設領域を小さく抑えることができ、発熱領域を大きく確保することができる。従って、簡易な構成で、広範囲に亘る領域を対象として効率的に自動局所加熱を行うことができるヒータモジュールMを実現することができる。
【0050】
また、本実施形態では、発熱部材5がPTC発熱体を用いて形成されている。これにより、温度が上昇するにつれて電気抵抗が増大するというPTC発熱体の性質を利用して、ヒータモジュールMに自己温度制御機能を備えさせることができる。発熱部材5の温度が比較的低い加熱の初期段階では、大電流を流すことで発熱量を大きくして早期に昇温させることができる。一方、加熱によって温度が上昇するに従って流れる電流を漸減させ、発熱量を抑えて、この点からも省エネルギ性を高めることができる。また、過度の温度上昇が抑制されるので、安全性を高めることもできる。
【0051】
図6に示すように、ヒータユニットUは、上述したヒータモジュールMを複数用い、当該複数のヒータモジュールMを第一基板1及び第二基板2の面方向に規則的に配列させて構成されている。なお、第一基板1及び第二基板2の面方向とは、各基板1,2の延在面に沿う方向(各基板1,2の積層方向に直交する方向)である。本実施形態では、矩形状に形成された複数のヒータモジュールMは、隣接する他のヒータモジュールMと各辺を揃えて規則的(本例ではマトリクス状)に配置されている。
【0052】
本実施形態では、ヒータユニットUを構成する複数のヒータモジュールMが、それぞれにおける第一基板1として1つの基板(第一共通基板10)を共有している。言い換えれば、ヒータユニットUが有する単一の第一共通基板10に複数の第一区画領域11が設定され、これら複数の第一区画領域11のそれぞれが、各ヒータモジュールMの第一基板1となっている。そして、第一共通基板10に設定される複数の第一区画領域11毎に、複数のヒータモジュールMのそれぞれの第一電極3及び隙間保持部材6(本例では粘着スペーサ6A)が設けられている。また、各第一区画領域11において4辺に第一引き回し配線31が設けられ、隣接する第一区画領域11の第一電極3どうしは第一引き回し配線31によって接続されている(図示省略)。
【0053】
また、ヒータユニットUを構成する複数のヒータモジュールMは、それぞれにおける第二基板2として1つの基板(第二共通基板20)を共有している。言い換えれば、ヒータユニットUが有する単一の第二共通基板20に複数の第二区画領域21が設定され、これら複数の第二区画領域21のそれぞれが、各ヒータモジュールMの第二基板2となっている。そして、第二共通基板20に設定される複数の第二区画領域21毎に、複数のヒータモジュールMのそれぞれの第二電極4及び隙間保持部材6(本例では粘着スペーサ6A及びドットスペーサ6B)が設けられている。また、各第二区画領域21において4辺に第二引き回し配線41が設けられ、隣接する第二区画領域21の第二電極4どうしは第二引き回し配線41によって接続されている(図示省略)。
【0054】
本実施形態では、第一共通基板10における第一区画領域11どうしの境界部に、切り離し用の脆弱部12が形成されている。また、第二共通基板20における第二区画領域21どうしの境界部にも、切り離し用の脆弱部22が形成されている。これらの脆弱部12,22は、各共通基板10,20における他の部位に比べて機械的強度が低い部位である。脆弱部12,22は、例えばハーフカット又は破線状穿孔等によって形成することができる。ハーフカットは、各共通基板10,20を厚み方向に完全には切断しない程度の切れ込みである。破線状穿孔は、各共通基板10,20を厚み方向に貫通する切れ込みと非貫通部分とが交互に連なる非連続な切れ込み(いわゆるミシン目)である。
【0055】
このように本実施形態では、第一基板1及び第二基板2の面方向に沿ってヒータモジュールMを順次配列させるだけで、用いるヒータモジュールMの個数に応じてヒータユニットUを容易に大型化できる。よって、加熱機器Hの大型化(自動局所加熱領域の大型化)にも容易に対応することができる。しかも、個々に発熱領域を大きく確保することが可能なヒータモジュールMを複数用いて、ヒータユニットU全体としても発熱領域を大きく確保でき、大型のヒータユニットU全体についても高い加熱効率を実現することができる。
【0056】
また、ヒータユニットUを構成する複数のヒータモジュールMが、それぞれにおける第一基板1として第一共通基板10を共有するとともに、それぞれにおける第二基板2として第二共通基板20を共有している。このため、各ヒータモジュールMの第一基板1を一括的に支持する部材や、第二基板2を一括的に支持する部材が不要となる。よって、ヒータユニットUの構成を簡素化することができるとともに、薄型化を図ることができる。
【0057】
また、第一共通基板10における第一区画領域11どうしの境界部と、第二共通基板20における第二区画領域21どうしの境界部とに、脆弱部12,22が形成されている。このため、ヒータユニットUに含まれる各ヒータモジュールMを所望の位置で個別に切り離すことが容易となる。よって、ヒータユニットUを設置する対象物の状態に応じて、当該ヒータユニットUの全体形状を適合させることが容易となる。例えば、設置対象物の表面側の一部に障害物がある場合等に、当該障害物を避けてヒータユニットUを設置することが容易となる。
【0058】
なお、ヒータモジュールMの個別の切り離しが不要である場合等には、脆弱部12,22は必ずしも形成されていなくても良い。この場合、各第一区画領域11は、隣接する第一区画領域11のうち少なくとも1つと第一引き回し配線31で接続されていれば良く、第一共通基板10の外縁に臨む第一区画領域11のうち少なくとも1つに接続端子と接続するための第一引き回し配線31を設けておけば良い。第二引き回し配線41についても同様である。
【0059】
〔第2の実施形態〕
ヒータモジュール及びヒータユニットの第2の実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態では、発熱部材5及びドットスペーサ6Bの形成位置が上述した第1の実施形態とは異なっている。以下、本実施形態に係るヒータモジュールM及びヒータユニットUについて、主に第1の実施形態との相違点について説明する。なお、特に明記しない点に関しては、第1の実施形態と同様であり、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【0060】
図7に示すように、本実施形態では、第一電極3と第二電極4との対向領域Rにおいて、第一電極3に接する状態で複数の発熱部材5が設けられている。複数の発熱部材5は、面状に形成される第一電極3の下面に接する状態で設けられている。本実施形態では第一電極3が設置側電極となり、第二電極4が非設置側電極となる。また、本実施形態では、第一電極3の下面に複数のドットスペーサ6Bが互いに間隔を隔てて設けられている。このように、本実施形態に係るヒータモジュールMにおいては、発熱部材5及びドットスペーサ6Bが、外力の作用を受ける被圧基板としての第一基板1側に設けられている。このような構成であっても、第1の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【0061】
〔第3の実施形態〕
ヒータモジュール及びヒータユニットの第3の実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態では、第一電極3及び第二電極4の形成態様が上述した各実施形態とは異なっている。以下、本実施形態に係るヒータモジュールM及びヒータユニットUについて、主に第1の実施形態との相違点について説明する。なお、特に明記しない点に関しては、第1の実施形態と同様であり、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【0062】
図8に示すように、本実施形態では、設置側電極(発熱部材5が設けられる方の電極)としての第二電極4が網目状(メッシュ状)に形成されている。本実施形態では、第二電極4は、互いに直交する複数の縦電極と複数の横電極との集合体からなる直交格子状に形成されている。図9に示すように、第二電極4を構成する複数の縦電極及び複数の横電極は、複数の発熱部材5の配列に対応する形状をなすように形成されている。網目状の第二電極4と発熱部材5とは、平面視で部分的に重複して上下方向に接する状態に設けられている。本例では、第二電極4の互いに直交する縦電極及び横電極と矩形状の発熱部材5の隣接する2辺に沿う領域とが平面視で重複して上下方向に接するように、第二電極4と発熱部材5とが設けられている。なお、本例では、図10に示すように、発熱部材5のうち平面視で網目状の第二電極4と重複しない部分は第二基板2の上面2aに接している。このように、発熱部材5は、網目状の第二電極4を構成するいずれかの縦電極又は横電極を跨ぐ状態で、第二基板2の上面2aに設けられている。
【0063】
本実施形態では、非設置側電極(発熱部材5が設けられない方の電極)としての第一電極3も、網目状に形成されている。本実施形態では、第一電極3も直交格子状に形成されている。第一電極3を構成する複数の縦電極及び複数の横電極は、複数の発熱部材5の配列に対応する形状をなすように形成されている。網目状の第一電極3と発熱部材5とは、平面視で互いに重複するように配置されている。本例では、第一電極3の互いに直交する縦電極及び横電極と、矩形状の発熱部材5における第二電極4に接する2辺以外の隣接する2辺に沿う領域とが平面視で重複するように、第一電極3と発熱部材5とが設けられている。図9に示すように、網目状の第一電極3と網目状の第二電極4とは、平面視で、第一電極3の縦電極と第二電極4の縦電極とが交互に現れ、かつ、第一電極3の横電極と第二電極4の横電極とが交互に現れる状態となるように対向配置されている。
【0064】
このような構成では、第一電極3と第二電極4とが導通して発熱部材5が発熱した際に、第一電極3及び第二電極4を介した熱拡散を抑制することができる。例えば第1の実施形態及び第2の実施形態のように第一電極3及び第二電極4がいずれも対応する基板1,2の表面に沿って面状に形成される構成に比べて、熱拡散を有効に抑制することができる。よって、本実施形態の構成により、予め定められた大きさ以上の外力が作用した部位における局所加熱効率を高めることができる。
【0065】
なお、本実施形態において、複数の発熱部材5が設けられる「第一電極3と第二電極4との対向領域R」は、網目状の第一電極3と網目状の第二電極4とが全体として対向する領域である(図10を参照)。
【0066】
〔第4の実施形態〕
ヒータモジュール及びヒータユニットの第4の実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態では、特定の機能を有する機能層7がヒータモジュールMに追加的に備えられている点で、上述した各実施形態とは異なっている。以下、本実施形態に係るヒータモジュールM及びヒータユニットUについて、主に第1の実施形態との相違点について説明する。なお、特に明記しない点に関しては、第1の実施形態と同様であり、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【0067】
図11に示すように、本実施形態では、第一基板1における第二基板2とは反対側の面(上面1a)に機能層7が設けられている。第一基板1と機能層7とは、例えば感圧接着剤(Pressure Sensitive Adhesive;PSA)等によって貼り合わされている。機能層7、第一基板1、第一電極3、発熱部材5、第二電極4、及び第二基板2は、上側から下側に向かって記載の順に積層されている。機能層7は、第一基板1の上面1aに沿って面状に形成されている。本実施形態では、機能層7は、第一基板1の上面1aの全面に形成されている。なお、ここで言う「全面」とは、当該平面における完全に全ての領域と、実質的に全てとみなすことのできる領域との両者を含む概念である。後者の場合、例えば第一基板1の上面1aの中央部の大部分を占める領域であって周縁部の一部を除く領域に、機能層7が形成されていても良い。機能層7は、ヒータモジュールMの設置目的・設置場所・設置態様等に応じた各種の機能を有する層である。このような機能層7としては、例えば加飾層、防汚層、又は保護層等を例示することができる。
【0068】
加飾層は、例えば第一基板1の上面1a側に文字・絵柄・色彩等(これらの組み合わせを含む)を付与することによって装飾を施すための層である。加飾層は、例えばバインダ樹脂中に適切な色の顔料又は染料を着色剤として含有する着色インキを用いて形成することができる。加飾層は、例えばスクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、又はフレキソ印刷等の印刷法によって形成することができる。特に、多色刷りや階調表現を行う場合には、オフセット印刷やグラビア印刷が適している。また。加飾層は、例えば金属薄膜層や、金属薄膜層と印刷層との組み合わせ等として形成することもできる。このような加飾層が機能層7として備えられる場合には、ヒータモジュールMの意匠性を高めることが容易となる。或いは、ヒータモジュールMの外面に各種の情報を付与することが容易となる。
【0069】
防汚層は、例えば第一基板1の上面1a側に撥水性及び撥油性を付与することによって汚れの付着を防止又は抑制するための層である。防汚層は、例えばフッ素系シラン化合物等のシラン化合物や、フラクタル構造を有する酸化ケイ素等の金属酸化物等を主体とする皮膜として構成することができる。防汚層は、例えば印刷法、コーティング法、浸漬法、又は真空蒸着法等によって形成することができる。このような防汚層が機能層7として備えられる場合には、ヒータモジュールMの外面を清浄に維持することが容易となる。
【0070】
保護層は、例えば第一基板1の上面1a側に耐衝撃性及び/又は耐摩耗性を付与することによってヒータモジュールMの各構成部品を外的要因(例えば衝撃、磨耗、又は薬品等)から保護するための層である。保護層は、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエステルサルホン、又はポリアリレート等を主体とするプラスチックフィルムとして構成することができる。保護層は、第一基板1の可撓性に好ましくない影響を与えない範囲で、例えばHB〜2Hの鉛筆硬度を有していることが好ましい。また、保護層の上面には、ハードコート層がさらに設けられても良い。このような保護層が機能層7として備えられる場合には、場合によっては突発的に作用する可能性のある大荷重によるヒータモジュールMの損傷や、長期の継続使用に伴うヒータモジュールMの摩耗劣化等を抑制することができる。
【0071】
なお、個々の機能が適切に発揮される状態に設けられるのであれば、加飾層、防汚層、及び保護層のうちの2つ以上の層が組み合わされて複層構造の機能層7が構成されても良い。例えば防汚層及び保護層が透明(好ましくは無色透明)に形成される場合に、防汚層、保護層、及び加飾層が上側から下側に向かって記載の順に積層されて3層構造の機能層7が構成されても良い。この場合おいて、防汚層、保護層、及び加飾層のいずれかが省略されて2層構造の機能層7が構成されても良い(加飾層が省略される場合には、防汚層及び保護層は不透明であっても良い)。さらに、上述した加飾層、防汚層、及び保護層とは異なる機能を有する層が、機能層7として、単独で又は他の層と組み合わせて設けられても良い。
【0072】
〔適用例〕
以下、各種の加熱機器Hにおける、本実施形態に係るヒータモジュールM(ヒータユニットU)の適用例について、いくつかの非限定的な具体例を挙げて説明する。本実施形態に係るヒータモジュールM(ヒータユニットU)は、直接的な熱伝達によって被加熱物を加熱するあらゆる加熱機器Hに適用できるが、中でも自動局所加熱が求められる加熱機器Hに好ましく適用することができる。また、本実施形態に係るヒータモジュールM(ヒータユニットU)が設置される対象物(設置対象物9)の設置面は、平坦面(二次元平面)であっても良いし、立体的な面(三次元平面)であっても良い。
【0073】
図12には、本実施形態に係るヒータモジュールM(ヒータユニットU)を含む加熱機器Hを定置型の融雪機に適用した例を示す。本例の融雪機は、設置対象物9としての建築物(例えば戸建住宅や集合住宅)の屋根91に載置及び固定されて用いられる。通常時(無加圧状態のとき)は通電オフの状態に維持されるが、降雪によって融雪機の上に予め定められた重量以上の雪が積もると通電オンの状態となり、融雪機能が発揮される。融雪機の上の雪が予め定められた重量未満となる(典型的には融雪が完了する)と自動的に再度通電オフの状態となるため、消費電力を少なく抑えることができ、省エネルギ性の高い融雪機を実現することができる。しかも、立地や近隣の建築物の影響等で積雪量にムラが生じるような場合にも、積雪量の多い領域のみを選択的に加熱して融雪することができる。よって、この点からも、省エネルギ性の高い融雪機を実現することができる。
【0074】
ヒータモジュールM(ヒータユニットU)を融雪機に適用する場合には、機能層7として加飾層及び保護層の少なくとも一方が設けられることが好ましい。加飾層を備えることで、建築物の外観の見栄えの低下を抑制することができる。この場合、加飾層は、例えば瓦調、レンガ調、又は太陽光発電パネル調等の模様を付与するものであって良い。また、保護層を設けることで、例えば木枝や雹等が直撃するような場合にも、融雪機が損傷を受けるのを抑制することができる。
【0075】
図13には、本実施形態に係るヒータモジュールM(ヒータユニットU)を含む加熱機器Hを食品用の保温器に適用した例を示す。本例の保温器は、例えばスーパーマーケットや弁当屋において、設置対象物9としての保温台92に載置及び固定されて用いられる。保温台92は、商品として販売される例えば各種の惣菜や弁当等を保温状態で陳列するための台である。保温台92に商品が陳列されているときは、当該商品が存在する位置において通電オンの状態となり、保温機能が発揮される。商品が購入されてなくなると、当該なくなった位置において局所的かつ自動的に通電オフの状態となるため、消費電力を少なく抑えることができ、省エネルギ性の高い保温器を実現することができる。
【0076】
ヒータモジュールM(ヒータユニットU)を保温器に適用する場合には、機能層7として防汚層が設けられることが好ましい。防汚層を設けることで、例えば商品の容器から出汁や油等がこぼれたとしても容易に拭き取ることができ、保温器の外面を清浄に維持することが容易となる。また、機能層7として加飾層が設けられることも好ましく、この場合、保温器の外面に各種の情報を付与することができる。加飾層は、例えば宣伝・広告のための絵柄や文字列等を付与するものであっても良いし、購入者に対する感謝の意を表すための文字列等を付与するものであっても良い。
【0077】
図14には、本実施形態に係るヒータモジュールM(ヒータユニットU)を含む加熱機器Hを健康増進用の温熱治療器に適用した例を示す。本例の温熱治療器は、例えば頭痛、肩こり、又は不眠症等の緩解を目的とする治療時に、設置対象物9としての人体93に載置して用いられる。温熱治療器を人体93に載置した状態で自身又は他者によって押圧力を加えると、当該押圧部位において通電オンの状態となり、温熱治療効果が発揮される。押圧力の付与が解除されると自動的に通電オフの状態となるため、消費電力を少なく抑えることができ、省エネルギ性の高い温熱治療器を実現することができる。また、押圧部位を調節することで温熱治療を行いたい部位のみを選択的に加熱することができるため、この点からも、省エネルギ性の高い温熱治療器を実現することができる。なお、通電オンとするためには押圧力を付与する必要があるため、指圧と温熱とによる相乗効果を期待できる可能性もある。
【0078】
ヒータモジュールM(ヒータユニットU)を温熱治療器に適用する場合には、第一基板1及び第二基板2の両方が可撓性を有する素材で構成され、これらが設置対象物9(本例では人体93)の外面形状に応じた形状に姿勢保持されていることが好ましい。このようにすれば、人体93のように立体形状(三次元形状)を有する設置対象物9であっても、当該設置対象物9(人体93)の外面に沿って温熱治療器を適切に設置することができ、局所加熱による温熱治療を適切に行うことができる。この場合、例えば第二基板2における第一基板1とは反対側の全面に、粘着層(第2の機能層の一例)がさらに設けられても良い。また、機能層7として例えば抗菌層等が設けられても良い。
【0079】
なお、ここで説明した適用例はあくまで一例であって、これら以外の加熱機器HにヒータモジュールM(ヒータユニットU)を適用することも当然に可能である。
【0080】
〔その他の実施形態〕
最後に、ヒータモジュール及びヒータユニットのその他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。同様に、上記の各実施形態で開示された個々の構成どうしを、矛盾が生じない範囲内で適宜組み合わせることも可能である。
【0081】
(1)上記の各実施形態では、設置側電極(発熱部材5が設けられる方の電極)にドットスペーサ6Bが設けられている構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。粘着スペーサ6Aだけで第一電極3又は第二電極4と発熱部材5との間に適切に空隙Gが形成されるのであれば、ドットスペーサ6Bは必ずしも設けられなくても良い。また、ドットスペーサ6Bに代えて又はこれと併用して、例えばエポキシ系、シリコーン系、又はポリエステル系等の絶縁樹脂を用いて形成されるリブ状スペーサが設けられても良い。また、ドットスペーサ6B又はリブ状スペーサが、非設置側電極(発熱部材5が設けられない方の電極)に設けられても良い。
【0082】
(2)上記の各実施形態では、発熱部材5がPTC発熱体を用いて形成されている構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば、自身の温度によらずに実質的に一定の電気抵抗を示す発熱体を用いて発熱部材5が構成されても良い。或いは、使用目的等によっては、NTC(Negative Temperature Coefficient)発熱体を用いて発熱部材5が構成されても良い。
【0083】
(3)上記の各実施形態では、隣接する第一区画領域11の第一電極3どうしが第一引き回し配線31によって互いに接続された構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば隣接する第一区画領域11の第一電極3どうしが直接的には接続されずに、各第一区画領域11の第一電極3が個別に接続端子に接続されるように構成されても良い。
【0084】
(4)上記の各実施形態では、第二電極4と発熱部材5とが少なくとも部分的に平面視で重複して上下方向に接するように設けられた構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば上記第3の実施形態のように第二電極4が網目状に形成される場合において、第二電極4と発熱部材5とが平面視で重複することなく第二基板2の面方向に接しても良い。この場合のように、外力が作用した際の発熱部材5を介した第一電極3と第二電極4との導通ルートが、上下方向に沿う一直線状ではなく、上下方向及び水平方向のそれぞれに沿う折線状(L字状)となっていても良い。
【0085】
(5)上記第3の実施形態では、第一電極3及び第二電極4の両方が網目状に形成されている構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば第一電極3及び第二電極4が、図15に示すように櫛歯状に形成されても良いし、図16に示すように蛇行状に形成されても良い。或いは、第一電極3及び第二電極4が渦巻状に形成されても良いし(図示せず)、その他の形状を有するように形成されても良い。例えば図17及び図18に示すように、第一電極3及び第二電極4が、平面視で発熱部材5と重複する領域に発熱部材5と同形状の肥大部分を有するように形成されても良い。これらの場合において、第一電極3と第二電極4とが異なる形状を有するように形成されても良い。また、必ずしも第一電極3及び第二電極4の両方が面状以外の形態に形成される必要はなく、設置側電極(発熱部材5が設けられる方の電極)のみが網目状、櫛歯状、蛇行状、又は渦巻状等に形成されても良い。或いは、非設置側電極(発熱部材5が設けられない方の電極)のみが網目状、櫛歯状、蛇行状、又は渦巻状等に形成されても良い。
【0086】
(6)上記の各実施形態では、ヒータユニットUを構成する複数のヒータモジュールMが、それぞれにおける第一基板1として第一共通基板10を共有するとともに、それぞれにおける第二基板2として第二共通基板20を共有する構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば図19に示すように、ヒータユニットUにおいて、複数のヒータモジュールMのそれぞれの第一基板1が第一支持基板15によって支持されても良い。また、複数のヒータモジュールMのそれぞれの第二基板2が第二支持基板25によって支持されても良い。或いは、複数のヒータモジュールMのそれぞれの第一基板1及び第二基板2の一方が対応する共通基板10/20における区画領域11/21として構成され、他方が対応する支持基板15/25によって支持されても良い。
【0087】
(7)上記の実施形態では、発熱部材5が第一電極3及び第二電極4のうちの一方のみに設けられた構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば図20に示すように、発熱部材5が第一電極3及び第二電極4の両方に設けられた構成も、本明細書によって開示される。この場合におけるヒータモジュールMは、
可撓性を有する第一基板1と、
第一基板1に対向配置された第二基板2と、
第一基板1における第二基板2側の面に形成された第一電極3と、
第二基板2上において第一電極3に対向配置された第二電極4と、
第一電極3と第二電極4との対向領域Rにおいて第一電極3に接する状態に設けられた、通電によって発熱する第一発熱部材5A(第1の発熱部材5)と、
対向領域Rにおいて第二電極4に接する状態に設けられた、通電によって発熱する第二発熱部材5B(第2の発熱部材5)と、
外力が作用していない無加圧状態で、第一発熱部材5Aと第二発熱部材5Bとの間に間隔(空隙G)を保持させる隙間保持部材6と、
を備える。
このような構成であっても、第一発熱部材5Aと第二発熱部材5Bとの間の接触抵抗によって多少のロスは生じるものの、その点を除いては上述した各実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【0088】
(8)その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の範囲はそれらによって限定されることはないと理解されるべきである。当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜改変が可能であることを容易に理解できるであろう。従って、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変された別の実施形態も、当然、本発明の範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【0089】
本発明は、ヒータモジュール及びヒータユニットに利用することができる。
【符号の説明】
【0090】
1 第一基板
2 第二基板
3 第一電極
4 第二電極
5 発熱部材
5A 第一発熱部材
5B 第二発熱部材
6 隙間保持部材
6A 粘着スペーサ
6B ドットスペーサ
7 機能層
9 設置対象物
10 第一共通基板
11 第一区画領域
12 脆弱部
20 第二共通基板
21 第二区画領域
22 脆弱部
91 屋根
92 保温台
93 人体
U ヒータユニット
M ヒータモジュール
G 空隙
R 対向領域
L 荷重
図1
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図5
図6
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