JP2003168543A - 面状発熱体の端子構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】発熱線とリード線との接続部を可及的に薄くす
ることができ、しかも部品点数および組み付け工程数を
少なくした面状発熱体の端子構造を値供する。 【解決手段】面状発熱体４の両面に電気絶縁板（上マイ
カ５-2、下マイカ５-3）を取り付け、前記絶縁板の少な
くとも一方に被加熱体（図示せず）を配置した発熱体２
において、面状発熱体４を電源に接続するリード線３に
接続する金属板からなる接続部材１を、発熱線固定部１
-1、リード線固定部１-2および前記両固定部の間に所定
長さを確保するリード部１-3を設け、発熱線固定部１-1
は発熱線４を溶接によって取り付け、リード線固定部１
-2は加締手段によりリード線３を圧着して固定する面状
発熱体の端子構造。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気抵抗線からな
る面状発熱体の端子構造に関し、更に詳細には、例えば
半導体製造工程や基板熱処理工程で使用される加熱体の
面状ヒータ、特にマイカヒータの発熱線に電気を供給す
るリード線を接続する端子部分の構造に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より面状ヒータとしてマイカヒータ
が広く使用されている。例えば卓上電気湯沸し器に使用
されるマイカヒータを例に説明すると、一般に水を入れ
る容器の底部を平坦に形成し、この底面に接して配置さ
れ、その構造は、芯マイカにニクロムなどのリボン状発
熱線を巻回して発熱部を形成し、両面をマイカ板で絶縁
したものが使用されている。また他の例としては、前記
底面のほぼ全面に所定の単位面積当たりの発熱量が得ら
れるように、所定の幅と長さとした箔状発熱線を所定の
間隔を開けて、通常蛇行させたて配置したものが使用さ
れる。

【０００３】箔状発熱線からなる発熱体をかかる形状に
配線するには、通常は電気抵抗体からなる薄い板を打ち
抜きまたはエッチングにより配線形状に切り出すことに
より行なわれている。この際の発熱線の形状は、厚みよ
りも幅を広くした箔状に形成し、その両面にマイカなど
の耐熱性絶縁板を配置したものが使用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般的電線
の接続方法は、筒状の圧着端子内に接続対象の電線を差
し込み、圧着端子を押し潰して圧着するものである。と
ころが、例えば１．２５ｍｍ² のリード線と、厚み０．
１〜０．２ｍｍ、幅２．３〜３．４ｍｍのリボン状発熱
線とを、外径５．５ｍｍの圧着端子で接続すると、通常
厚みが銅の圧着端子で５．４ｍｍ、ニッケルの圧着端子
で５．６ｍｍとなり、接続部分の厚みが他の部分より遥
かに厚くなり、前記絶縁シートで挟んだ発熱部分に収容
できないという問題がある。

【０００５】そこで発熱線を絶縁シートで挟んだ発熱部
の外に引き出してリード線と接続すると、この引き出し
部分で発熱する熱は水を加熱することに使用されず、周
囲温度を上昇させ、製品寿命が短くなるなどの問題が生
じる。以上の問題は前記半導体製造工程や基板熱処理工
程においても同様に問題となる。

【０００６】その他の従来例としては、例えば特開平４
―２２０９２号公報に開示された提案は、箔状とした発
熱線を絶縁板で挟み、発熱線端部にターミナル板からな
るリード部を取り付け、このリード部を発熱部から外部
に引き出すようにしたものである。前記リード部は発熱
線から延設され、発熱体の上に配置した絶縁板の外側に
折り曲げ、この部分に取り付けたターミナル板にリード
線を接続するものである。

【０００７】また特開平６―１５１０３９号公報には、
箔状発熱線の端部を幅広く形成し、この部分をほぼ９０
°屈曲し、その先端部に電源と接続するリード線をスポ
ット溶接することを提案している。

【０００８】以上いづれの提案も、打ち抜き加工やエッ
チングで形成される箔状ヒータの特性を有効に利用し発
熱部の箔幅を広げて延設したリード部として電流密度を
低下させ温度上昇を抑制しようとしているが、発熱線を
リード部と称して絶縁部から露出させた部分で発熱する
という前出の問題が解決されていない。また断面形状が
一定のリボン状ヒータには適用できないという問題があ
る。

【０００９】本発明は、以上の問題に着目してなされた
ものであり、発熱線とリード線との接続部を可及的に薄
くすることができ、しかも部品点数および組み付け工程
数を少なくした面状発熱体の端子構造を値供することを
目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の面状発熱体の端子構造は、面状発熱体の両面
に電気絶縁板を取り付け、該絶縁板の少なくとも一方の
側に被加熱体を配置するようにした発熱体において、前
記面状発熱体のリボン状発熱線または箔状発熱線と該発
熱線を電源回路に接続するリード線とを接続部材によっ
て接続し、前記接続部材は、金属板からなり、発熱線固
定部、リード線固定部および前記両固定部の間に所定長
さを確保するリード部を設け、前記発熱線固定部は前記
発熱線を溶接によって取り付け可能に形成し、前記リー
ド線固定部は加締手段により前記リード線を圧着して固
定するようにしたものである。

【００１１】前記金属板の材質には特に限定は無いが、
物理的および化学的に耐久性があり、使用する発熱線と
の溶接特性および加締部のリード線を圧着性能を可及的
薄板によって確保可能であり、且つ可及的に電気抵抗が
少なく、また熱伝導率の低いい材質が好ましく、通常
は、ステンレス（ＳＵＳ３０４）を使用することができ
る。

【００１２】前記リボン状または箔状発熱線およびリー
ド線の材質には特に限定はなく、従来から使用されるも
のを適宜使用することができる。

【００１３】前記発熱線固定部に前記発熱線を溶接する
部分に、該発熱線の長手方向と交差する方向に伸びる突
条からなるリブを設け、前記溶接の際、前記リブに前記
発熱線を当てて溶接するようにすることができる。

【００１４】前記リード線を圧着する部分に、前記リー
ド線の長手方向と交差する方向に伸びる突条からなるリ
ブを形成し、機械的・電気的接続力を増強させることが
できる。

【００１５】前記リード線の固定手段として、前記リー
ド線固定部本体から伸び出す舌片からなる加締め部を設
けることができる。更に、前記リード線が被覆電線から
なる場合であって、前記リード線固定部に被覆部を固定
する舌片からなる加締め部を設け、リード線の固定を更
に安定させることができる。

【００１６】前記接続部に発熱線およびリード線を取り
付ける位置は、設計上の都合により様々な配置が選択さ
れる。したがってリード部は、屈曲可能としてリード線
を所定方向に引き出し可能にすることができる。

【００１７】前記接続部材は、一般に小さな部品であ
り、溶接および加締作業を連続作業工程に乗せるため、
使用時に切断して使用できるようにすることが好まし
い。そのため、接続部材を連続的に形成し、前記接続部
材を切り離して使用するようにすることができる。なお
接続部材を連続的に形成する際に、プレス型加工上、切
離し面の品質などの理由で各接続部材の間にカット代を
設けることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下添付の図面を参照する一実施
の形態により、本発明の面状発熱体の端子構造を具体的
に説明する。

【００１９】図１は第１実施の形態の接続部材１を発熱
体２およびリード線３に取り付けた様子を示している。
本実施の形態に使用した発熱体２は、半導体製造工程や
基板熱処理工程の加熱体（図示せず）などに使用するも
のであり、ニクロム線などのリボン状発熱線４を、配線
パターン（図示せず）に合わせて切り出した芯マイカ５
-1に巻回して発熱部を形成し、両面から上マイカ５-2お
よび下マイカ５-3からなる絶縁板で挟み絶縁したもので
ある。なお被加熱体（図示せず）は、前記絶縁板の少な
くともいずれかの側に配置するように構成することがで
きる。

【００２０】接続部材１の発熱線固定部１-1は、発熱線
４の先端部４-1と点溶接（図示せず）により機械的・電
気的に接続している。

【００２１】本実施の形態に使用したリード線３は、図
に示すように撚り線からなり、絶縁被覆したものを使用
した。なお図１に示す符号６は絶縁被覆の外皮である。
そして本実施の形態のリード線固定部１-2は、リード線
３を圧着して固定する舌片７-1と、リード線固定部１-2
を外方に延長して外皮６の部分を圧着して固定する舌片
７-2とを設け、舌片７-1を加締めてリード線を接続部材
１に機械的・電気的に接続すると共に、舌片７-2を加締
めて外皮６を圧着・保持しリード線３の固定を確実なも
のにした。

【００２２】そして接続部材１のリード部１-3を直角に
折り曲げリード線３を発熱体２に対し直角方向に引き出
すようにした。この構成は、発熱体２を使用する機器の
設計に由来するものであり、リード部１-3の形状をどの
ようにするかは使用する機器との関係で決まるものであ
る。本実施の形態においては、発熱体２およびリード線
３に接続部材１を取り付ける際に図のように折り曲げる
ようにした。この折り曲げ操作をいつ行うかは作業工程
上の問題であり、本発明にとって本質的ではない。

【００２３】次に図２〜５により図１に示す接続部材１
について更に説明する。本実施の形態の接続部材１は厚
さ０.４mmのステンレス鋼板を打ち抜きおよびプレス加
工により図２〜５に示す形状に加工したものである。

【００２４】発熱線固定部１-1には例えば打ち出し加工
などにより発熱線配置方向と交差する方向に突条からな
るリブ８を設け、溶接時にこの部分に溶接電流を集中さ
せるようにした。

【００２５】またリード線固定部１-2には舌片７-1に達
するＳ状の突条からなるリブ９を打ち出し加工により設
け、リード線３にリブ９を食い込ませて圧着効果を向上
させるようにした。なお、図４および５において、舌片
７-1は底部を円弧状に加工し、舌片７-2は平底状に加工
したのは、それぞれの対象に合わせ、より圧着性の向上
を図ったものであり、これらの形状を任意に変形して本
発明を実施することができる。また舌片先端部は外側面
を端部に向かって薄くし、加締め工程で、加締め用工具
に習って容易に変形できるようにバレル面取りを行っ
た。

【００２６】図６は前記実施の形態の変形例であり、図
２〜５によって説明した接続部材１を１単位とし、カッ
ト代１０によって直列的に１枚の板から連続体として製
造し、使用の際に１単位ごとにカットして使用するよう
にしたものである。このようにすると、発熱線とリード
線と（いずれも図６には図示せず）の接続工程を自動ま
たは半自動的とするのに役立てることができる。なおカ
ット代１０の形状は図示したものに限定されず、カット
する工具に合わせ適宜の幅および長さとすることができ
る。

【００２７】図７は本発明の第２実施の形態において
は、リード部１-3を下マイカ５-3の外側に折り重ね、更
に接続部材１、リード線４および下マイカ５-3の外側を
ガラスウールなどの断熱材１１で覆った以外は図１に示
した第１実施の形態と同様にして実施した。したがって
図１と同様の部材には同じ符号を付し重複する説明を省
略する。このように本発明の接続端子を各種の取付け方
で発熱体に取り付けることができる。

【００２８】以上の各実施の形態に使用した発熱体４に
厚み０．１ｍｍのリボン状発熱線を使用し、接続部材１
に使用した板厚を０．４ｍｍとした。また接続端子１と
リード線3との接続部の厚みを３ｍｍ弱の厚さとするこ
とができた。したがって、通常の厚みが５．４ｍｍの圧
着端子を使用した場合に比較して２ｍｍ以上薄くするこ
とができ、その分発熱がしにくい構造とすることができ
る。

【００２９】したがって、第２実施の形態のように発熱
体２に接続部材１を重ね合わせる場合に、接続部材１と
断熱材１１との間にできる隙間がより薄くなり、断熱材
１１の厚みを薄くできるなどの効果が得られる。

【００３０】また、設計上の要求によって接続端子を別
な形体で取付ける方法として、リード部１-3は、図３に
向かって右側に折り曲げるようにしたり、中間部に捻り
を入れたり、折り曲げ方向をリード部長手方向に対し斜
めに折るなどの操作によって、発熱線固定部とリード線
固定部との配置方向を任意の方向に向けることができ
る。

【００３１】更に、従来の方法で厚さ０．１ｍｍ、幅
０．８ｍｍから１．５ｍｍの極細いリボン状発熱線を圧
着端子でリード線と加締める場合、圧着端子が細くなり
隙間は小さくなるが、発熱線から外に引き出して圧着し
ているため、発熱線が切れ易いという欠点がある。本発
明の端子を使用すればこの欠点も解消される。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明の面状発熱体
の端子構造は、発熱線をマイカなどの絶縁板で挟んだ薄
い発熱体の内部で接続部を厚くすること無く発熱線と接
続部材とを接続するようにしたため、簡単な構成で発熱
線を外部に引き出す必要が無くなり、しかも、部品点数
および組み付け工程数をより少なくして、発熱線固定部
およびリード線固定部の配置上の制約を可及的に取り除
くことができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施の態様による発熱線接続端子
を発熱体に取り付けた様子を、発熱体を破断して示す側
面図である。

【図２】図１に使用した発熱線接続端子の使用前の平面
図である。

【図３】図２の側面図である。

【図４】図２のIV−IV線断面図である。

【図５】図２のＶ−Ｖ線断面図である。

【図６】図２〜５に示す発熱線接続端子を連続して一体
的に製造した一例を示す部分平面図である。

【図７】本発明の第２実施の形態による発熱線接続端子
を発熱体に取り付けた様子を発熱体を破断して示した側
面図である。

【符号の説明】

１ 接続部材 １-1 発熱線固定部 １-2 リード線固定部 １-3 リード部 ２ 発熱体 ３ リード線 ４ 発熱線 ５-1 芯マイカ ５-2 上マイカ（絶縁板） ５-3 下マイカ（絶縁板）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 面状発熱体の両面に電気絶縁板を取り付
   け、該絶縁板の少なくとも一方の側に被加熱体を配置す
   るようにした発熱体において、前記面状発熱体のリボン
   状発熱線または箔状発熱線と該発熱線を電源回路に接続
   するリード線とを接続部材によって接続し、前記接続部
   材は、金属板からなり、発熱線固定部、リード線固定部
   および前記両固定部の間に所定長さを確保するリード部
   を設け、前記発熱線固定部は前記発熱線を溶接によって
   取り付け可能に形成し、前記リード線固定部は加締手段
   により前記リード線を圧着して固定するようにした面状
   発熱体の端子構造。
2. 【請求項２】 前記発熱線固定部に前記発熱線を溶接す
   る部分に、該発熱線の長手方向と交差する方向に伸びる
   突条からなるリブを設け、前記溶接の際、前記リブに前
   記発熱線を当てて溶接するようにした請求項１記載の面
   状発熱体の端子構造。
3. 【請求項３】 前記リード線を圧着する部分に、前記リ
   ード線の長手方向と交差する方向に伸びる突条からなる
   リブを形成した請求項１または２記載の面状発熱体の端
   子構造。
4. 【請求項４】 前記リード線の固定手段として前記リー
   ド線固定部本体から伸び出す舌片からなる加締め部を設
   けた請求項１〜３のいずれかに記載の面状発熱体の端子
   構造。
5. 【請求項５】 前記リード線が被覆電線からなる場合で
   あって、前記リード線固定部に被覆部を固定する舌片か
   らなる加締め部を設けた請求項４記載の面状発熱体の端
   子構造。
6. 【請求項６】 前記リード部を屈曲可能に形成し、前記
   リード線を所定方向に引き出し可能にした請求項１〜５
   のいずれかに記載の面状発熱体の端子構造。
7. 【請求項７】 前記接続部材を連続的に形成し、前記接
   続部材を切り離して使用するようにした請求項１〜６の
   いずれかに記載の面状発熱体の端子構造。