JP2004152693A - 面状ヒータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の面状ヒータは、ヒータ線1と、ヒータ線1をサンドイッチ状に固定する絶縁シート21,22と、ヒータ線1の両端に結線されたリード線3とを有する面状ヒータであって、ヒータ線1に結線されたリード線3の端部に近い部分と、リード線3の端部に近い部分と当接する絶縁シート21,22の部分とは締結具5によって機械的に固定されていることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、二次元方向に広がる加熱面を持つ加熱器機の熱源などに用いられる、面状ヒータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
面状ヒータは、面状に延びるヒータ線を2枚の絶縁シートでサンドイッチしてシート状に一体化したものである。そしてヒータ線の両端部に結線されたリード線から所定電圧を作用させることによりヒータ線に電流が流れ、ヒータ線の電気抵抗発熱によりヒータ線が加熱され、この熱が面状ヒータに伝熱されて面状ヒータ全体が発熱するものである。
【0003】
かかる面状ヒータは、所定面積を発熱させる必要のある部分に配置あるいは埋設されて用いられる。
【0004】
面状ヒータは、多くの場合、屈曲して隣接する部分と間隔を隔てて面状に延びた帯状もしくは線状のヒータ線の両端部にリード線を結線し、そのヒータ線を2枚の絶縁シートで挟み込んでいる(例えば、特許文献1)のみであるため、ヒータ線とリード線との結線部分やヒータ線の強度は弱いものである。そのため、面状ヒータを取り扱う際にリード線に強い力が掛かった場合に、結線部分およびその周辺が破損したり、ヒータ線自体が切断する恐れがある。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−135463号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑み、面状ヒータの使用時に、特にヒータ線とリード線との結線部分が破損するのを抑えることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の面状ヒータは、ヒータ線と、該ヒータ線をサンドイッチ状に固定する絶縁シートと、該ヒータ線の端部に結線されたリード線とを有する面状ヒータであって、該ヒータ線に結線された該リード線の端部に近い部分と、該リード線の端部に近い部分と当接する該絶縁シートの部分とは締結具によって機械的に固定されていることを特徴とする。リード線の端部に近い部分と、そのリード線の端部に近い部分と当接する絶縁シートの部分とを締結具によって機械的に固定することにより、面状ヒータの使用中にリード線に強い力が掛かっても、面状ヒータ自体の破損、特にヒータ線とリード線との結線部分が破損するのを抑えることができる。
【0008】
前記リード線は前記絶縁シートの一面側で結線され、前記締結具は該リード線のある該絶縁シートの一面側から裏面側に貫通し、さらに該裏面側から該一面側に出て該絶縁シートの一部と一体的に該リード線が結合されているのが好ましい。
【0009】
また、前記締結具は、帯状または線状の金属であるのが好ましい。さらに、前記締結具は、一端に他端が挿入される締結環をもつのが好ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の面状ヒータは、ヒータ線と絶縁シートとで構成されている。
【0011】
ヒータ線は通電により発熱する電気抵抗体で耐熱性の有る金属などで構成される。ヒータ線は線材を屈曲して形成しても、シート材を所定幅の屈曲したパターンに打ち抜いたり、エッチングして形成してもよい。本発明の面状ヒータでは従来のヒータ線をそのままあるいは従来のヒータ線を僅かに変形させて使用できる。
【0012】
絶縁シートも従来と同じく電気絶縁性を持ち耐熱性の有るシートが使用できる。剛性の高いものでも屈曲性のあるものでも良い。
【0013】
リード線は、通常の暖房器具や加熱器具などに用いられるリード線であれば、特に限定はない。また、ヒータ線の端部とリード線とは、通常行われる方法で結線されていればよい。
【0014】
ヒータ線に結線されたリード線の端部に近い部分と、そのリード線の端部に近い部分と当接する絶縁シートの部分とは締結具によって機械的に固定される。締結具は、帯状、線状、環状など、リード線とリード線に当接する絶縁シートとを固定できれば、その形状に特に限定はない。また、締結具には、金属、セラミックス、耐熱性樹脂など、耐熱性があれば特に限定はない。
【0015】
上記の構成により、本発明は、面状ヒータ、特にヒータ線やヒータ線とリード線との結線部分の破損を防止することができる。
【0016】
なお、1枚の面状ヒータに2個以上のヒータ線を組み入れたり、温度センサー等を組み付けたりすることもできる。
【0017】
【実施例】
以下に本発明の一実施例である面状ヒータを、図1〜5を用いて説明する。図1は本実施例の面状ヒータを模式的に示す図であり、図2〜5の主要部分拡大図を用いて、リード線と絶縁シートとが固定される周辺部分を詳しく説明する。
【0018】
本実施例の面状ヒータは、ヒータ線1と、ヒータ線1をサンドイッチ状に固定する絶縁シート21、22と、電極部シート23と、ヒータ線1の両端に結線されたリード線3とからなる。
【0019】
ヒータ線1は、ニッケル−クロム合金からなる帯状の金属箔で、その厚さは80μm、幅は2mmで一定である。ヒータ線1は、図1に示すパターンに配列される。
【0020】
なお、本実施例において、ヒータ線にはニッケル−クロム合金を用いたが、この他にも、従来用いられるような鉄−クロム合金、ニッケル鉄合金、SUS、アルミ、白金、鉄、ニッケル等の合金や純金属などからなる発熱材料でよい。その厚さや形状は、面状ヒータの形状や消費電力、発熱分布に依存するため特に限定する事項ではなく、実施の際に適宜選択すればよい。
【0021】
絶縁シート21、22は、それぞれ同一の外形をもった3枚のシート211,212,213および221,222,223からなり、ずれることなく順に重ねられ一体となって絶縁シート21および22を構成している。なお、図1において、絶縁シート21は一部のみを示している。シート211,212,213および221,222,223は、115mm×135mmの長方形で所定の厚さをもつマイカシートであって、リード線3が延出する辺部に凹状部分をもつ。また、シート211,212,213,221,222,223は、それぞれ、長方形の四隅と中央付近に8個の円形の穴を有し、これら円形の穴は、ヒータ線1を避けて形成されているため、絶縁シート21と22とでヒータ線を挟み込んだ際には、面状ヒータを厚さ方向に貫通する貫通穴4となる。これらの貫通穴4は、面状ヒータを被加熱体へ取り付けるための螺子穴である。
【0022】
なお、本実施例において、絶縁シートにはマイカシートを用いたが、マイカシートの他にも電気絶縁性を持ち耐熱性の有るシートであれば、ポリイミドフィルム、シリコンラバーシート等の従来用いられているシートでよい。また、本実施例では、マイカシートを3枚重ね合わせた絶縁シートを用いたが、シートの枚数に限定はなく、より絶縁性をもたせたい場合は、シートを厚くしたり、さらに複数のシートを重ねて一体化することも可能である。また、その厚さや形状は、ヒータ線の配列や面状ヒータの消費電力や用途に応じて適宜選択すればよい。
【0023】
ヒータ線1は、この分野で一般的な接着方法を用いて一体化された絶縁シート21と絶縁シート22との間に、サンドイッチ状に挟み込まれている。なお、ヒータ線1は、絶縁シート21の1枚であるシート213と絶縁シート22の1枚であるシート221との間に挟み込まれている。リード線3が結線されたヒータ線1の一端部は、絶縁シート21を構成するシート211,212,213に形成された貫通孔215を介して絶縁シート21の裏面側から表面側へ延出した状態とする。なお、この貫通孔215は、絶縁シート21のみに形成し、絶縁シート22、すなわちシート221,222,223には形成されないため、面状ヒータを厚さ方向に貫通するものではない。
【0024】
ヒータ線1に結線されたリード線3の端部に近い部分と、リード線3の端部に近い部分と当接する絶縁シート21、22とは電極部シート23の一部を介して締結具5によって機械的に固定される。なお、図2は、本実施例の面状ヒータの主要部分拡大図であって、リード線3がヒータ線1に結線されていない状態を示す。絶縁シート21および絶縁シート22のうちの1枚であるシート221は、締結具5を挿着する一対2個の貫通スリット25を二対もつ。電極部シート23は、25mm×30mmの長方形で所定厚さをもつマイカシート231,232,233からなる。これらのうちシート233は、締結具5を挿着する一対2個の貫通スリット25を二対もつ。また、締結具5は、厚さ80μmのSUS製で、締結環51と、締結環51と一体的に形成され締結環51に挿入される帯部52を有する。
【0025】
締結具51の帯部52は、シート233の表面から絶縁シート21を貫通しシート221の表面から裏面へと一方の貫通スリット25に挿入し、シート221の裏面から絶縁シート21を貫通しシート233の表面へと他方の貫通スリット25に挿入する。図2では、二対の貫通スリット25のうち、左側の貫通スリット25にのみ締結具51を挿着した状態を示しているが、他方の貫通スリット25にも同様に締結具51が挿着される。また、図2では、シート233および絶縁シート21の一部のみを示している。
【0026】
ヒータ線1の端部は、貫通孔215を介して絶縁シート21の裏面側から表面側へ延出し、ヒータ線1の一端部にそれぞれ結線された2本のリード線3とシート211〜213、221、233は、締結具5によって、図3および図4に示すように固定される。締結具5は、その帯部52を締結環51に挿入することにより、リード線3が絶縁シート21の表面でシート233に狭持された状態で固定される。絶縁シート22を構成するシート222,223および電極部シート23を構成するシート231,232は貫通スリットを持たず、シート222,223はシート221に、シート231,232はシート233に重ねられた状態で接着され、一体化されており、図4および図5のごとく、締結具5によってリード線3が絶縁シートに固定された面状ヒータとなる。
【0027】
なお、絶縁シート21、22、電極部シート23を構成するそれぞれのマイカシートは、231,232,233,211,212,213,221,222,223の順に重なって接着され、一体化されている。
【0028】
なお、絶縁シートや絶縁シートを構成するシート同士の接着方法は、例えば、シリコン系の接着剤等の耐熱性の接着剤をシート全面に塗布して貼り合わせるなど、シートの素材などに合わせて適宜選択すべきものである。
【0029】
本実施例では、リード線は、絶縁シート21の表面側で固定されるが、絶縁シートの表面で固定する他にも、ヒート線を挟み込んでいる2枚の絶縁シートの間にリード線が挟まれた状態で、2枚の絶縁シートの一方または両方に固定しても良い。また、本実施例では、リード線を固定する際に電極部シート23の一部を介しているが、絶縁シートに挿着された締結具を直接リード線に巻き付けて固定してもよい。その際、少なくとも締結具の周辺部分にマイカシート等を接着して被覆すると、その部分がより強固となる。電極部シートは、その大きさや素材に特に限定はないが、絶縁シートと同様の素材が好ましい。締結具は、リード線と絶縁シートとを固定できれば、その形状および素材に限定はないが、帯状または線状の金属であるのが好ましい。その他にも、紐状、リング状などでもよく、また、金属の他にセラミックス、耐熱性を有する樹脂や繊維などの素材を用いても良い。
【0030】
また、締結具と締結具により固定されたリード線が、リード線の線方向にずれないように、リード線の表面の絶縁被膜を摩擦の大きなものとしたり、リード線の表面に突起を設けても良い。
【0031】
【発明の効果】
本発明の面状ヒータは、ヒータ線と、該ヒータ線をサンドイッチ状に固定する絶縁シートと、該ヒータ線の両端に結線されたリード線とを有する面状ヒータであって、該ヒータ線に結線された該リード線の端部に近い部分と、該リード線の端部に近い部分と当接する該絶縁シートの部分とは締結具によって機械的に固定されていることにより、面状ヒータの使用中にリード線に強い力が掛かっても、面状ヒータ自体の破損、特にヒータ線とリード線との結線部分が破損するのを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の面状ヒータの平面図を模式的に示した図である。
【図2】本発明の一実施例である面状ヒータの主要部分拡大図であって、ヒータ線にリード線を結線していない面状ヒータの平面図である。
【図3】本発明の一実施例である面状ヒータの主要部分拡大平面図である。
【図4】図3のIにおける断面図である。
【図5】本発明の一実施例である面状ヒータの主要部分拡大平面図である。
【符号の説明】
1:ヒート線
21,22:絶縁シート
3:リード線
5:締結具
Claims (4)
- ヒータ線と、該ヒータ線をサンドイッチ状に固定する絶縁シートと、該ヒータ線の端部に結線されたリード線とを有する面状ヒータであって、
該ヒータ線に結線された該リード線の端部に近い部分と、該リード線の端部に近い部分と当接する該絶縁シートの部分とは締結具によって機械的に固定されていることを特徴とする面状ヒータ。 - 前記リード線は前記絶縁シートの一面側で結線され、前記締結具は該リード線のある該絶縁シートの一面側から裏面側に貫通し、さらに該裏面側から該一面側に出て該絶縁シートの一部と一体的に該リード線が結合されている請求項1記載の面状ヒータ。
- 前記締結具は、帯状または線状の金属である請求項1または2記載の面状ヒータ。
- 前記締結具は、一端に他端が挿入される締結環をもつ請求項3記載の面状ヒータ。
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