JP2001126849A - 板状ヒータにおける電気抵抗体の固定構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】板状ヒータの高温化に伴い、金属箔素材からな
る電気抵抗体の熱による膨張・収縮に影響されることの
ない電気抵抗体の固定構造を提供すること。 【構成】金属箔素材からなる電気抵抗体(2) を、板状の
絶縁体(10)で挟持してなる板状ヒータ(1) において、電
気抵抗体(2) を挟持する一対の絶縁体(10)の一方に、電
気抵抗体(2) のパターン形状に合わせた溝(5) を形成
し、同溝(5) 中に電気抵抗体(2) を配置した。また、 電
気抵抗体(2) を挟持する一対の絶縁体(10)の一方に、他
方の絶縁体(10)に形成した溝(5) 内に嵌入する凸部(11)
を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、板状ヒータにお
ける電気抵抗体の固定構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、板状ヒータとして、電気抵抗体と
なるステンレスなどの金属箔素材を用いて蛇行パターン
の抵抗エレメントを形成するとともに、同抵抗エレメン
トを、セラミックスなどの板状の絶縁体で挟持したもの
があり、これは、セラミックヒータとして、半導体や液
晶などの電子部品の製造ラインにおいて、薬液乾燥用な
どに広く使用されている。

【０００３】かかるセラミックスヒータにおける上記抵
抗エレメントは、通常、図１１に示すように、セラミッ
クス板100,100 にサンドイッチ状に挟持された状態で、
クリップ具200 によりクリップされた構造か、あるい
は、図１２に示すように、接着剤300 によりセラミック
ス板100,100 に固着されている固定構造となっていた。
なお、この場合でもクリップ具200 を用いることもあ
る。図中、Ａは抵抗エレメントを構成するステンレス箔
を示す。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年で
は、電子部品における配線の高密度化が進み、それに伴
い薬液などの品質も向上してきた。

【０００５】そして、かかる薬液を乾燥させるために、
セラミックヒータは従来よりも高温化が要求されてい
る。

【０００６】しかし、電気抵抗体である抵抗エレメント
を、その固定構造を上記した従来構造のままで高温化し
た場合、蛇行しているステンレス箔Ａが熱膨張したとき
に隣接するステンレス箔Ａと接触してしまい、断線した
り、温度むらが生じたり、あるいは異常昇温するなどの
不具合を生じるおそれがあった。

【０００７】また、接着剤300 を使用した場合、発熱に
よって膨張・伸縮を繰り返すことから応力が発生し、セ
ラミックス板100 にクラックが生じたり、ステンレス箔
Ａ自体がやはり断線したりするおそれがあった。

【０００８】本発明は、上記課題を解決することのでき
る板状ヒータにおける電気抵抗体の固定構造を提供する
ことを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の本発明では、金属箔素材からなる電
気抵抗体を、板状の絶縁体で挟持してなる板状ヒータに
おいて、電気抵抗体を挟持する一対の絶縁体の一方に、
電気抵抗体のパターン形状に合わせた溝を形成し、同溝
中に電気抵抗体を配置した。したがって、電気抵抗体の
熱による膨張・収縮を許容しながら、隣接する抵抗体同
士の接触を防止でき、断線や異常温、あるいは温度むら
が生じることを防止できる。

【００１０】また、請求項２記載の本発明では、前記電
気抵抗体を挟持する一対の絶縁体の一方に、他方の絶縁
体に形成した溝内に嵌入する凸部を形成した。したがっ
て、電気抵抗体の膨張・収縮による動きを確実に規制で
き、隣接する抵抗体同士の接触を防止できるので、断線
や異常温、あるいは温度むらが生じることを防止でき
る。

【００１１】また、請求項３記載の本発明では、金属箔
素材からなる電気抵抗体を、板状の絶縁体で挟持してな
る板状ヒータにおいて、電気抵抗体のパターンに舌部を
設けてこれをパターン上に折り返し、電気抵抗体が重合
した被挟持部を形成した。したがって、絶縁体による電
気抵抗体の挟持力を簡単な構成で高めることができ、電
気抵抗体の膨張・収縮による動きを規制できる。

【００１２】また、請求項４記載の本発明では、前記舌
部を複数個設けた。したがって、電気抵抗体の膨張・収
縮による動きをより確実に規制できる。

【００１３】また、請求項５記載の本発明では、金属箔
素材からなる電気抵抗体を、板状の絶縁体で挟持してな
る板状ヒータにおいて、電気抵抗体のパターン形状に応
じた複数個の溶接突起を形成し、同溶接突起間に電気抵
抗体を配置した。したがって、電気抵抗体の熱による膨
張・収縮を許容しながら、隣接する抵抗体同士の接触を
防止でき、断線や異常温、あるいは温度むらが生じるこ
とを防止できる。

【００１４】さらに、請求項６記載の本発明では、金属
箔素材からなる電気抵抗体を、板状の絶縁体で挟持して
なる板状ヒータにおいて、電気抵抗体に設けた複数のピ
ン挿通孔にそれぞれピンを挿通して、電気抵抗体を絶縁
体間でピン止めした。したがって、電気抵抗体の膨張・
収縮による動きを確実に規制でき、隣接する抵抗体同士
の接触を防止できるので、断線や異常温、あるいは温度
むらが生じることを防止できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図面を参
照しながら以下に説明する。

【００１６】図１は、本発明に係る電気抵抗体の固定構
造を有する板状ヒータとしてのセラミックヒータの斜視
図、図２は電気抵抗体の固定構造の一形態を示す説明図
である。

【００１７】本実施の形態に係るセラミックヒータ１
は、図１に示すように、円板状に形成されており、図２
に示すように、上下に配した絶縁体としてのセラミック
板10,10 間に、ステンレス箔２からなる電気抵抗体を挟
持状態に配設している。

【００１８】なお、電気抵抗体としては、ステンレス箔
２に代えて他の金属箔を用いても構わない。

【００１９】図１中、３は皿状のケーシング、４は一対
のセラミック板10を重合状態に挟持するクリップであ
る。

【００２０】また、本実施形態では、図示しないが、ス
テンレス箔２を蛇行状に配したパターンで電気抵抗体を
形成したものとしており、温度は400 〜1000℃まで上昇
可能としている。

【００２１】本発明は、かかる蛇行状のパターンを有す
る電気抵抗体の固定構造に特徴がある。

【００２２】すなわち、図２に示すように、ステンレス
箔２を挟持する一対のセラミックス板10の一方に、ステ
ンレス箔２のパターン形状に合わせた溝５を形成し、同
溝５中にステンレス箔２を配置している。なお、溝５は
ショットブラスト法や切削法などを採用することにより
形成することができる。

【００２３】ステンレス箔２が発熱すると、膨張・収縮
を繰り返し、このときに、特に蛇行状のパターンであれ
ば、ステンレス箔２が移動して隣接するステンレス箔２
と接触するおそれがあるが、上記したように、ステンレ
ス箔２は溝５内に配設された構造となっているので、膨
張・収縮による移動そのものは許容しながらも、隣接す
るステンレス箔２同士の接触を防止することができる。

【００２４】したがって、ステンレス箔２同士の接触に
よる断線や異常温、あるいは温度むらが生じることを確
実に防止することができ、高温に耐える高品質のセラミ
ックヒータ１となすことができる。

【００２５】また、図３に示すように、溝５を形成した
セラミック板10ではない方には、前記溝５に対応する凸
部11を形成し、同凸部11を前記溝部５内に嵌入させるよ
うにして、ステンレス箔２を挟持することもできる。

【００２６】かかる構成とすれば、ステンレス箔２を溝
５内で上下からしっかりと押さえることができるので、
溝５を乗り越えたりするおそれもなく、ステンレス箔２
の膨張・収縮による動きを確実に規制でき、隣接するス
テンレス箔２同士の接触を防止して、断線や異常温、あ
るいは温度むらが生じることを、より確実に防止するこ
とができる。なお、凸部11についても、溝５と同様にシ
ョットブラスト法を採用して形成することができる。

【００２７】また、他の実施形態として、図４及び図５
に示すように、ステンレス箔２の蛇行パターンＰに、要
所要所に複数の舌部20を一体的に連設し、これをパター
ン上、すなわち、ステンレス箔２上にそれぞれ折り返
し、ステンレス箔２が重合した肉厚の被挟持部21を形成
し、肉厚である各被挟持部21を、セラミック板10,10 で
しっかりと挟持する構成とすることもできる。

【００２８】かかる構成は極めて簡単であり、 このよう
な簡単な構成によってもセラミック板10によるステンレ
ス箔２の挟持力を高めて、ステンレス箔２の膨張・収縮
による動きを規制することができる。

【００２９】また、さらなる他の実施形態として、図６
に示すように、ステンレス箔２のパターン形状に応じた
複数個の溶接突起12を形成し、同溶接突起12間にステン
レス箔２を配置することもできる。

【００３０】なお、セラミック板10は、約1000℃で溶融
することが分かっており、比較的簡単に溶接突起12を形
成することが可能であるが、突起高さを一様にするため
に、溶接突起12は、突起形成後に頂部を切削するなどし
て加工している。

【００３１】かかる構成によっても、ステンレス箔２の
熱による膨張・収縮を許容しながら、隣接するステンレ
ス箔２同士の接触を防止でき、断線や異常温、あるいは
温度むらが生じることを防止できる。

【００３２】さらに他の実施形態として、図７及び図８
に示すように、ステンレス箔２の適宜個所にピン挿通孔
22を設け、同ピン挿通孔22にそれぞれピン６を挿通し、
ステンレス箔２をセラミック板10,10 間でピン止めする
構成とすることもできる。なお、ピン６は絶縁体若しく
は絶縁加工されたものを用い、また、図７に示すよう
に、ステンレス箔２上でピン挿通孔22を形成する個所
は、同ピン挿通孔22の大きさに応じて膨出状に形成して
抵抗値が一定となるようにしている。

【００３３】かかる構成とすることによっても、ステン
レス箔２の膨張・収縮による動きを確実に規制でき、隣
接するステンレス箔２同士の接触を防止できるので、断
線や異常温、あるいは温度むらが生じることを防止でき
る。

【００３４】また、セラミックヒータ１の温度分布をよ
り一定化するために、ステンレス箔２を二層構造とする
ことができる。

【００３５】すなわち、図９に示すように、一側のセラ
ミック板10に間隔Ｄをあけて溝５を形成し、同溝５内に
第１層ａとしてステンレス箔２を配設するとともに、各
溝５間の間隔Ｄ中にステンレス箔２を配設して第２層ｂ
としている。そして、この第２層ｂのステンレス箔２
は、接着剤７を介して固定しておくものとする。

【００３６】かかる構成とすれば、第１層ａと第２層ｂ
のステンレス箔２同士の間隔ｄのように、ステンレス箔
２同士を接触させることなく、より近接させることがで
きるので、温度むらを可及的に減少させることができ
る。

【００３７】また、同様に二層構造としながら、ステン
レス箔２同士の接触を確実に防止するために、図１０に
示すように、第１層ａ、第２層ｂのステンレス箔２を、
それぞれ溝５内に配設してもよい。

【００３８】この場合、重合する二枚のセラミック板1
0,10 の対向面に、互い違いとなるように溝５を形成す
るもので、かかる構成とすれば、接着剤７を使用しなく
てもよい。

【００３９】以上、各実施の形態を通して本発明を説明
したが、本発明は各実施の形態で示した構成要素に限定
されるものではない。

【００４０】例えば、電気抵抗体を構成する金属箔とし
て鉄クロムアルミ材を用いることができる。

【００４１】これは、比較的に低温で表面に酸化皮膜を
形成するので、これが保護膜として作用し、外部の有害
ガスから電気抵抗体を守り、悪影響を排除してヒータ寿
命を延ばすことが可能となる。

【００４２】また、電気抵抗体のパターン形状について
も、必ずしも蛇行パターンに限るものではなく、適宜設
計可能である。

【００４３】さらに、絶縁体としてはセラミック板10に
限定するものではなく、他の材料で形成しても構わな
い。

【００４４】

【発明の効果】金属箔素材からなる電気抵抗体を、板
状の絶縁体で挟持してなる板状ヒータにおいて、電気抵
抗体を挟持する一対の絶縁体の一方に、電気抵抗体のパ
ターン形状に合わせた溝を形成し、同溝中に電気抵抗体
を配置したことにより、高温発熱させた場合でも、電気
抵抗体の熱による膨張・収縮を許容しながら、隣接する
抵抗体同士の接触を防止でき、断線や異常温、あるいは
温度むらが生じることを防止できる。

【００４５】前記電気抵抗体を挟持する一対の絶縁体
の一方に、他方の絶縁体に形成した溝内に嵌入する凸部
を形成したことにより、電気抵抗体の膨張・収縮による
動きを確実に規制でき、隣接する抵抗体同士の接触を防
止できるので、断線や異常温、あるいは温度むらが生じ
ることを防止できる。

【００４６】金属箔素材からなる電気抵抗体を、板状
の絶縁体で挟持してなる板状ヒータにおいて、電気抵抗
体のパターンに舌部を設けてこれをパターン上に折り返
し、電気抵抗体が重合した被挟持部を形成したことによ
り、絶縁体による電気抵抗体の挟持力を簡単な構成で高
めることができ、電気抵抗体の膨張・収縮による動きを
規制できる。

【００４７】前記舌部を複数個設けたことにより、電
気抵抗体の膨張・収縮による動きをより確実に規制でき
る。

【００４８】金属箔素材からなる電気抵抗体を、板状
の絶縁体で挟持してなる板状ヒータにおいて、電気抵抗
体のパターン形状に応じた複数個の溶接突起を形成し、
同溶接突起間に電気抵抗体を配置したことにより、電気
抵抗体の熱による膨張・収縮を許容しながら、隣接する
抵抗体同士の接触を防止でき、断線や異常温、あるいは
温度むらが生じることを防止できる。

【００４９】金属箔素材からなる電気抵抗体を、板状
の絶縁体で挟持してなる板状ヒータにおいて、電気抵抗
体に設けた複数のピン挿通孔にそれぞれピンを挿通し
て、電気抵抗体を絶縁体間でピン止めしたことにより、
電気抵抗体の膨張・収縮による動きを確実に規制でき、
隣接する抵抗体同士の接触を防止できるので、断線や異
常温、あるいは温度むらが生じることを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】セラミックヒータの斜視図である。

【図２】電気抵抗体の固定構造の一形態を示す説明図で
ある。

【図３】電気抵抗体の固定構造の一形態を示す説明図で
ある。

【図４】舌部の説明図である。

【図５】電気抵抗体の固定構造の一形態を示す説明図で
ある。

【図６】電気抵抗体の固定構造の一形態を示す説明図で
ある。

【図７】ステンレス箔に設けたピン挿通孔の説明図であ
る。

【図８】電気抵抗体の固定構造の一形態を示す説明図で
ある。

【図９】電気抵抗体を二層構造とした一例を示す説明図
である。

【図１０】電気抵抗体を二層構造とした一例を示す説明
図である。

【図１１】従来の電気抵抗体の固定構造を示す説明図で
ある。

【図１２】従来の電気抵抗体の固定構造を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１ セラミックヒータ（板状ヒータ） ２ ステンレス箔（電気抵抗体） ５ 溝 10 セラミック板 11 凸部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牟田 伸幸 福岡県糟屋郡宇美町大字宇美字大谷3351− ８ 昭和鉄工株式会社宇美工場内 Ｆターム(参考） 3K034 AA02 AA15 AA22 BB06 BB14 BC03 BC07 BC09 BC15 BC16 BC22 BC29 CA32 HA01 HA10 JA02 3K092 PP09 QA05 QB02 QB31 QB45 QC25 RF03 RF11 RF17 RF23 RF25 RF26 TT07 TT17 TT19 TT27 VV03 VV22 VV25 VV28 VV36

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属箔素材からなる電気抵抗体を、板状の
   絶縁体で挟持してなる板状ヒータにおいて、 電気抵抗体を挟持する一対の絶縁体の一方に、電気抵抗
   体のパターン形状に合わせた溝を形成し、同溝中に電気
   抵抗体を配置したことを特徴とする板状ヒータにおける
   電気抵抗体の固定構造。
2. 【請求項２】電気抵抗体を挟持する一対の絶縁体の一方
   に、他方の絶縁体に形成した溝内に嵌入する凸部を形成
   したことを特徴とする請求項１記載の板状ヒータにおけ
   る電気抵抗体の固定構造。
3. 【請求項３】金属箔素材からなる電気抵抗体を、板状の
   絶縁体で挟持してなる板状ヒータにおいて、 電気抵抗体のパターンに舌部を設けてこれをパターン上
   に折り返し、電気抵抗体が重合した被挟持部を形成した
   ことを特徴とする板状ヒータにおける電気抵抗体の固定
   構造。
4. 【請求項４】舌部を複数個設けたことを特徴とする請求
   項３記載の板状ヒータにおける電気抵抗体の固定構造。
5. 【請求項５】金属箔素材からなる電気抵抗体を、板状の
   絶縁体で挟持してなる板状ヒータにおいて、 電気抵抗体のパターン形状に応じた複数個の溶接突起を
   形成し、同溶接突起間に電気抵抗体を配置したことを特
   徴とする板状ヒータにおける電気抵抗体の固定構造。
6. 【請求項６】金属箔素材からなる電気抵抗体を、板状の
   絶縁体で挟持してなる板状ヒータにおいて、 電気抵抗体に設けた複数のピン挿通孔にそれぞれピンを
   挿通して、電気抵抗体を絶縁体間でピン止めしたことを
   特徴とする板状ヒータにおける電気抵抗体の固定構造。