JP2001506056A - 加熱要素抵抗部材取付け用マイクロワイヤ製ステープル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 台所用加熱器具のための加熱装置（Ｈ）はリボン状加熱要素（Ｅ）を含んでいる。この加熱要素は多孔質の絶縁材の層（Ｉ）の表面上に取り付けられている。加熱要素は絶縁材上に予め定められた模様に配列され、複数のステープル（１０）によりその位置に保持されている。各ステープルはマイクロワイヤ製であり、複数のステープルが加熱要素に沿って隔置され、加熱要素を絶縁材に固定している。マイクロワイヤ製ステープルはその熱的質量が小さく、その使用位置にヒートシンクを形成しないようになっている。かくしてステープルは加熱要素と被加熱物体との間の熱伝達の効率に悪影響を及ぼさない。ステープルは加熱要素と同じ材料より作られるのが好ましく、これによって加熱要素と同様に高温と多数回の繰返し加熱に耐えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】 加熱要素抵抗部材取付け用マイクロワイヤ製ステープル発明の背景 本発明は加熱要素を構成する抵抗導電体を用いた加熱装置に係り、より詳細に はそのような要素を熱的電気的絶縁材上の所定位置に取り付けるために使用され るマイクロワイヤ製ステープルに係る。 レンジの発熱部に使用されるこの種の電気式加熱装置には、空気に露呈される 抵抗導電体を用いた加熱要素がある。そのような抵抗導電体に電流が通されると 、発散される電力によって導電体の温度が上昇する。こうして放射されるエネル ギーが加熱要素の過熱機能となる。かかる加熱要素のうちには、細く引き伸ばさ れた金属リボンよりなる加熱材がこれを波形に形成する機械に通されたものがあ る。そのような構造のものは、例えば米国特許第５３９３９５８号に示されてい る。その他にもリボン状の加熱要素としては、米国特許第５４５３５９７号、同 第５３６９８７４号、同第４１６１６４８号に示されたものがある。かかるリボ ン状加熱要素に電流が通されると、I²ｒなる損失に基づいて発生した熱は加熱装 置に入れられた容器に放射される。加熱が繰り返されるうちに加熱要素は膨張と 収縮を繰返す。加熱要素が不動に保持されていると、その内部に応力が生じ、や がて応力による割れ目から加熱要素の破壊が生ずる。 リボン状加熱要素の縁を絶縁材内に圧入する代りに、それを単に絶縁材上に載 せることが知られている。しかし専ら加熱要素は所定位置に金属製ステープルに より取り付けられている。しかしこの方法には幾つかの問題がある。まずかかる ステープルは、各ステープルの位置に質量の集中を起こさせることから、不均一 な加熱スポットを形成する。更にかかるステープルは、それが設けられている部 分にてリボン状加熱要素により発生された熱を吸収することから、ステープルは その部分にて加熱されるべき物体に対する熱の放射を妨げる。従来のワイヤステ ープルは非常に剛固であり、加熱要素に対する押し付けが強過ぎると、加熱要素 を破損する。従来のステープルはその断面積が大きく、取付け間隔を小さくでき ない。これは、電流の短絡を避けるため、また絶縁用充填材を充填する際に、加 熱要素が破壊されることを防ぐために必要である。このように従来のステープル が互いに近付けて配置できないことから、ヒータの導電部には支持されない部分 が長く残され、そのため加熱器具の取り扱い中や搬送中に、加熱装置の導電部に 意図されざる移動が生ずる虞れがある。また従来のワイヤステープルはその導電 質量が大きく、加熱要素の導電体より熱を逃がし、この部分にて導電体の温度上 昇を妨げる。これは加熱装置の全体的性能を損なう。従来のワイヤステープルは 、加熱要素の導電体より熱を吸収することによりそれ自身も発光体となるほど十 分に導電体より熱を吸収することはできない。また従来のワイヤステープルは、 その寸法が大きいことから、加熱装置の白熱状になった導電体の一部を覆い隠し 、ヒータの諸所に黒ずんだ部分を生じさせ、これは美的観点からも好ましくない ものである。発明の要旨 本発明の目的の一つは、料理用加熱器具等に用いられるリボン状加熱要素の取 り付けに用いられるステープルを提供することである。 他の一つの目的は、直径が０．０１インチ（０．０２５cm）以下であり熱的質 量が従来のステープルの熱的容量の約５％であるようなマイクロワイヤ製ステー プルを提供することである。 本発明の他の一つの目的は、加熱要素上に絶縁用充填材が施されるときその浸 透を妨げないように加熱要素を所定の位置に取り付け、また加熱要素が加熱を繰 返す間その膨張及び収縮を妨げないステープルを提供することである。 本発明の他の一つの目的は、加熱要素と被加熱物との間の熱伝達の効率を妨げ ず、またそれが設けられている位置にホットスポットを表示させないようなステ ープルを提供することである。 本発明の他の一つの目的は、両足の長さが異なるステープルであって、それが 取り付けられたとき、短い方の足は絶縁用充填材より浮き上がっており、それに よって長い方の足が絶縁用充填材を支持する金属板に接していないことを視覚的 に検査することのできるステープルを提供することである。 本発明の他の一つの目的は、加熱要素に暗点を生じさせず、使用中加熱要素に 一様な外観を提示せしめるステープルを提供することである。 本発明の他の一つの目的は、加熱要素が形成される材料に対応した材料よりな るステープルを提供することである。 本発明の他の一つの目的は、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金材料よりなるステープルを 提供することである。 本発明の他の一つの目的は、加熱要素の多数回に亘る繰返し加熱に耐えるに十 分な機械的強度を有するマイクロワイヤ製ステープルを提供することである。 本発明の他の一つの目的は、自動製造工程により容易に取り付けられて加熱装 置の組立て費用を安くするマイクロワイヤ製ステープルを提供することである。 本発明の他の一つの目的は、安価なマイクロワイヤ製ステープルを提供するこ とである。 本発明によれば、台所用加熱器具等の加熱装置としてリボン状加熱要素を用い たものが提供される。この加熱要素は微細な多孔質の絶縁材の層の表面に装着さ れる。加熱要素は該絶縁材上に予め定められた模様をなすよう配置され、複数の ステープルが該加熱要素を絶縁材上に保持するよう使用される。各ステープルは マイクロワイヤ製ステープルであり、加熱要素の長さ方向に沿って隔置されて用 いられる。ステープルは従来のステープルの５％以下の熱的質量を有し、従って それが用いられている位置にヒートシンクを形成することはない。従ってステー プルの使用は加熱要素と加熱されるべき物体との間の熱伝達効率に影響すること はない。ステープルは加熱要素と同じ材料にて作られているのが好ましい。ステ ープルはその両足の長さが互いに異なっている。短い方の足はステープルが絶縁 材を保持する板に短絡していないことを視覚的に確認することを可能にする。本 発明のその他の目的及び特徴は以下の説明より明らかとなるであろう。図面の簡単な説明 図１は絶縁材の層とその上に取り付けられたリボン状加熱要素とを含む料理用 加熱器具の加熱装置の平面図である。 図２は加熱要素を絶縁材に取り付けるのに用いられている本発明によるマイク ロワイヤ製ステープルの側面図である。 図３はステープルの使用状態を示す図１の線III−IIIによる断面図である。 図４同じくステープルの使用状態を示す図１の線IV−IVによる断面図である。 図５は加熱要素を絶縁材に取り付けるのに用いられている従来のステープルを 示す側面図である。 各図に於いて対応する部分は対応する符号にて示されている。実施例の説明 図について見ると、Ｈはストーブやレンジの上部に設けられている加熱装置で ある。この加熱装置は円形の金属製平皿Ｐを含んでいる。この平皿はほぼ平らな 低部とその周りより立ち上げられた側縁とを有している。微細な孔を有する絶縁 材の層Ｉが平皿内に設けられている。Ｅが加熱要素であり、この加熱要素は絶縁 材の表面に所望の模様或いは形に従って取り付けられている。図１に示されてい る模様は単に一つの例である。図１及び４に示されている如く、加熱要素はリボ ン状加熱要素であり、即ちその長さ方向に沿って形成された一連の波形を有する ものである。これまでリボン状加熱要素は絶縁材にその縁部が圧入され、こうし て絶縁材に溝を形成し、その溝内に加熱要素の縁部が挿入された状態にあるか、 或いは加熱要素は絶縁材の表面上に単に置かれ、図５に示されている如きワイヤ 製ステープルＳが加熱要素の上から絶縁材へ向けて圧入されることにより取り付 けられていた。かかるステープルを用いることに係る問題は上述の通りである。 この種のステープルをリボン状加熱要素に用いることは、製造に於いても使用に 於いても多くの問題を起こす。 本発明によれば、ステープルＳに代えて、図２に示されている如きステープル １０が加熱要素Ｅを絶縁材の層Ｉの表面に取り付けるのに用いられる。ステープ ル１０は０．０１インチ(０．０２５cm)、好ましくは０．００８インチ（０．０ ２cm）以下の直径を有する合金よりなるマイクロワイヤ製ステープルである。マ イクロワイヤ製ステープル１０の一つの好ましい実施例は、高温と加熱要素によ る繰返し加熱に耐える材料より作られている。ステープル１０は従来のステープ ルＳに比して多くの利点を有する。その主たる利点は、かかるマイクロワイヤ製 ステープル１０は優れた熱伝達特性を有し、またその熱的質量が小さいというこ とである。従来のステープルＳとほぼ同じ高さを有するステープル１０の熱的質 量は従来のステープルＳのそれの僅かに約５％である。従ってかかるステープル の使用は加熱要素Ｅと加熱される物体との間の熱伝達の効率に何ら影響しない。 またかかるステープルはその位置にヒートシンクを形成することはなく、またホ ットスポットも生じない。またかかるマイクロワイヤ製ステープルを用いるとき には、加熱要素の発熱中に従来のステープルにより生じていた暗点が生じないこ とから、使用中の加熱要素の外観がよくなる。またこのように小径のステープル を用いるときには、絶縁材の層へステープルを差し込むのが非常に容易となる。 マイクロワイヤステープル１０はほぼＵ字形をしており、その一方の足１２は 他方の足１８より長くされている。このことはステープルが平皿Ｐと接触して電 気的短絡を起こす可能性に鑑みて重要である。この場合ステープルはその短い方 の足の端が絶縁材の層内に挿入されないように取り付けられる。そうされること により、その長い方の足が平皿の底部より尚ある最小距離だけ隔たっていてステ ープルが平皿に短絡していないことを視覚的に確認することができる。ステープ ルの基部或いは頂部１６は、図３に示されている如く、加熱要素の幅を跨ぐに十 分な幅に作られている。このことは加熱中に加熱要素が膨張することから重要で ある。加熱要素は、所望の加熱模様を維持するよう、その位置を保持されなけれ ばならないが、加熱要素の保持に十分な可撓性がないために加熱要素に応力が生 ずるほどその保持がきつくされてはならない。 最後に、マイクロワイヤ製ステープル１０のもう一つの特徴は、これが自動製 造工程に適することであり、加熱装置の組立て工程に於いて自動的に所定位置へ 挿入されることである。 以上に記載されたのは、リボン状加熱要素を、それが載置される絶縁材の層を 損傷することなくまた加熱の繰返しに対しても加熱要素の膨張と収縮を許すよう 、リボン状加熱要素を絶縁材の層上に取り付けるのに使用されるマイクロワイヤ 製ステープルである。 このマイクロワイヤ製ステープルは、その熱的質量が小さいことにより、それ が設けられた位置にホットスポットが形成される度合を低減し、加熱要素の効率 を増大するものである。またこのステープルは加熱要素に暗点を生ぜしめること なく一様な外観を与える。このステープルは加熱要素と同じ合金材料にて作られ るのが好ましい。このステープルはその直径が０．０１インチ（０．０２５cm） 以下であっても割れや破損を生ずることなく多数回の加熱繰返しに耐えるに十分 な機械的強度を有する。更にこのステープルは自動製造工程により取り付け可能 なものであり、従来のワイヤステープルに比してコストを下げる効果を有するの である。 以上の記載より本発明の上記の目的が達成され又種々の利益が得られることが 明らかであろう。 本発明の範囲内にて上に記載した構造について種々の修整が可能であることは 当業者にとって明らかであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ， ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，Ｌ Ｕ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ， ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，Ｕ Ｇ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ 【要約の続き】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．電流が通されることにより熱を発生する加熱要素が絶縁材上に所定の模様に 配置された加熱装置に於いて該加熱要素を絶縁材に固定するためのステープルに して、該ステープルの位置に生ずるヒートシンクを減じ、前記加熱要素より加熱 される物体への熱伝達の効率を増大すべく熱的質量の小さいマイクロワイヤより 形成されているステープル。 ２．前記加熱要素と同じ材料よりなる請求の範囲１に記載のステープル。 ３．Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金よりなる請求の範囲２に記載のステープル。 ４．前記加熱要素の長さ方向に沿って隔置されて複数のステープルが取り付けら れるようになっている請求の範囲２に記載のステープル。 ５．直径が０．０１インチ（０．０２５cm）以下である請求の範囲２に記載のス テープル。 ６．全体としてＵ形であり、一方の足か他方の足より長い請求の範囲２に記載の ステープル。 ７．電流が通されるとき熱を発生するリボン状加熱要素と、 前記加熱要素を所定の模様に配列された状態にて支持する表面を有する絶縁材 と、 前記加熱要素を前記絶縁材の表面に保持するステープルであって、前記加熱要 素と加熱される物体との間の熱伝達の効率を向上させるマイクロワイヤ製ステー プルと を有する加熱装置。 ８．前記ステープルは前記加熱要素と同じ材料よりなる請求の範囲７に記載の加 熱装置。 ９．前記ステープルはＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金よりなる請求の範囲８に記載の加熱 装置。 １０．前記加熱要素を前記絶縁材に取り付けるために該加熱要素の長手方向に沿 ってステープルが複数設けられている請求の範囲７に記載の加熱装置。 １１．前記ステープルはその直径が０．０１インチ（０．０２５cm）以下である 請求の範囲７に記載の加熱装置。 １２．前記ステープルは全体としてＵ字形であり、その一方の足は他方の足より 長くされている請求の範囲７に記載の加熱装置。