JP2006286372A - 赤外線カーボンヒータ - Google Patents

Abstract

【課題】 炭素質発熱体は、温度の上昇に伴って抵抗値が小さくなって高温になりやすい性質があるので過熱に対する保護回路を必要とする。保護回路としては温度ヒューズが知られているものの、その温度ヒューズが切れた場合、銅線などで短絡させ、不適切な応急措置を施したままで使い続けられる可能が高い。
【解決手段】 ガラス製保護管１内に封入された炭素質発熱体３と、ガラス製保護管の外に引き出されたリード線４との間にスプリングジョイント６を介在させると共に、そのスプリングジョイント６の中心を貫通させた電流ヒューズ９を、リード線４の内リード部４ｂと炭素質発熱体３とにそれぞれ電気的接続する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ガラス製保護管内に炭素質発熱体が封入されており、そのガラス製保護管内に封入された炭素質発熱体の両端部にそれぞれ電気的接続したリード線がガラス製保護管管の外に引き出された赤外線カーボンヒータに関する。

赤外線ヒータにあっては、例えば特許文献１に記載のように、ガラス製保護管内に発熱体を封入し、そのガラス管内に封入した発熱体の両端部にそれぞれ電気的接続したリード線をガラス管の外に引き出した形態を呈し、前記発熱体とリード線との間にコイルスプリングを介在させることによって、発熱体の膨張による長手方向の延びを吸収し、リード線との接続部との相互間にストレスが生じないように工夫したものが実用化されている。

又、赤外線カーボンヒータに限らず、発熱体を利用した暖房機器全般に言えることであるが、特にこたつのような保温性を重視した機器では、特許文献２に記載のように、機器内に温度ヒューズを取り付け、過熱時に赤外線ヒータへの通電を遮断して機器を保護する対策が施されている。

特開２００１−６８５０号公報 特開平６−２５７８６１号公報

赤外線ヒータには、タングステン製の発熱体ばかりでなく炭素質の発熱体も採用されており、炭素質の発熱体が採用された赤外線カーボンヒータにあっては、炭素質材が温度の上昇に伴って抵抗値が小さくなる性質を持っているので、高温になると通電量が増えて定格値をオーバーしやすい。
定格値以上の電流が流れれば、発熱量が増え、温度も上がるので、発熱体自体やガラス保護管、コイルバネ等の耐久性が低下する。
保温性を重視したこたつ等では、温度ヒューズが敏感に反応して通電を遮断するが、熱を発散させる解放型のストーブ等では、温度ヒューズが取り付けられていてもその温度ヒューズの反応が鈍いし、一旦温度ヒューズが働けば、赤外線ヒータへの通電が遮断されたままになってしまうので、新しい温度ヒューズと交換して復旧させる必要がある。
予備の温度ヒューズを買い置きしている家庭は少ないので、応急措置として銅線などの代用品が使用されることも多く、そのような間違った使用が続けられれば火事の原因となる虞れがあるし、勝手に交換することが可能なこと自体に問題がある。

本発明は、ガラス製保護管内に炭素質発熱体を封入し、そのガラス製保護管内に封入された炭素質発熱体に電気的接続されたリード線をガラス製保護管の外に引き出した赤外線カーボンヒータにあって、前記炭素質発熱体とリード線とが、スプリングジョイントと電流ヒューズとを介して電気的接続されていることを特徴とする。
前記スプリングジョイントは、コイル状にして電流ヒューズを前記コイル状スプリングジョイントの筒状内を貫通するよう並列配置したり、前記連結体を折り曲げタイプとし、電流ヒューズを前記折り曲げタイプのスプリングジョイントと直列に配置することができる。
又、前記炭素質発熱体は、細長い板状で、長手方向両サイドには長手方向と直交方向へ交互にスリットを切り込み形成することができる。

発熱に伴って抵抗値が小さくなると、その小さくなった抵抗値の分発熱量が減少し、流れる電流がそれだけ増え、通過電流が許容値を超えれば電流ヒューズが切れ、オーバーヒートが防止される。
電流ヒューズはガラス製保護管内に封入されているので、切れても、銅線などの代用品と交換することはできない。

本発明に係る赤外線カーボンヒータの実施例を図面に基づいて説明する。
図１において、１は細い長い円筒形のガラス製保護管であり、このガラス製保護管１内には、細長い板状で、長手方向の両サイドに所定間隔で交互にスリット２，２・・が切り込み形成された炭素質発熱体３が、不活性ガスと共に封入され、その炭素質発熱体３が封入されたガラス製保護管１の両端に形成された封入部１ａ，１ａからは、前記炭素質発熱体３の端部に電気的接続されたリード線４，４がそれぞれ導出されている。

前記炭素質発熱体３は金属に比べると脆いが、幅がガラス製保護管１の内径にほぼ一致していて、両サイドがガラス製保護管１の内壁面と接触した状態にて支持されているし、前記リード線４、４は、ガラス製保護管１の外に導出されている外リード部４ａと、ガラス製保護管１内に引き込まれている内リード部４ｂとが、それぞれガラス製保護管１の封止部１ａ，１ａ内にてコネクタ片４ｃを介して接続されることにより、ガラス製保護管内にて確実に位置決めされているので、振動が加わってもガラス製保護管１内でずれたり踊ったりしない。

この赤外線カーボンヒータは、一方のリード線４における内リード部４ｂの先は、炭素質発熱体３の端部に固着されている接続用ブラケット５とダイレクトに接続されているが、他方のリード線４における内リード部４ｂの先と、炭素質発熱体３の端部に固着されている接続用ブラケット５とは、図２の部分拡大図で示すように、コイル状のスプリングジョイント６を介して接続されている。
前記接続用ブラケット５は炭素質発熱体３に対してカシメ手段により固着されており、その接続用ブラケット５とコイル状のスプリングジョイント６及び、リード線４の内リード部４ｂとの相互間接続には、溶着手段が利用されている。

ガラス製保護管１の外に導出されたリード線４の外リード部４ａは、耐熱性のチューブ７，７で覆われ、ガラス製保護管１の各封止部１ａ．１ａにそれぞれ装着されたヒータ固定用のブラケット８，８によって保持されている。
ブラケット８には、固定用のビスを挿通するためのビス穴８ａ，８ａが設けられており、扁平に押し潰されたガラス製保護管１の封止部に対し、両サイドから内側に折り曲げた爪８ｂ、８ｂで抱き込むようにして装着されている。

実施例の赤外線カーボンヒータは、前記コイル状のスプリングジョイント６を介して接続されているリード線４の内リード部４ｂと炭素質発熱体３との接続部分に、コイル状のスプリングジョイント６の中心を貫通し、内リード部４ｂと炭素質発熱体３とにそれぞれ電気的に接続された電流ヒューズ９が取り付けられている。

このように形成された赤外線カーボンヒータは、炭素質発熱体３の両サイドにスリット２、２が交互に切り込み形成されているので、スリット２，２の間隔と切り込み深さとを調整することによって実質的な抵抗値を変更することが可能となり、抵抗値を調整するためのバインダや添加物などによって耐久性が低下するリスクを負うことはない。
又、炭素質発熱体３が膨張して長手方向に延びれば、スプリングジョイント６の介在により延びが吸収されるので、従来と同様、炭素質発熱体３とリード線４との相互間にストレスが加わることはない

更に、電流ヒューズ９がコイル状のスプリングジョイント６にて覆われているので、外観から電流ヒューズ９が内蔵されていることを意識させないし、電流ヒューズ９が切断した場合、ガラス保護管１を割って銅線にて短絡させても、炭素製発熱体が空気にさらされて燃え尽きてしまうので、そのような応急措置を施して不適切な状態で使用し続けることは防止できる。

前記実施例はコイル状のスプリングジョイント６と温度ヒューズ９とが並列接続されたものを説明したが、図３に示すように、折り曲げタイプのスプリングジョイント６と電流ヒューズ９とを直列に接続配置したり、図４に示すように、炭素質発熱体３の片端に、コイル状（折り曲げタイプ）のスプリングジョイント６を介してリード線４の内部リード部４ｂを接続し、他端に、電流ヒューズ９を介してリード線４の内部リード部４ｂを接続するといったように、スプリングジョイント６と電流ヒューズ９とを左右に分けて配置することもできる。

本発明は、温度の上昇に伴って抵抗値が小さくなる炭素性発熱体を使用した赤外線カーボンヒータにおいて顕著な効果を発揮するものであるが、炭素質発熱体以外の、例えばタングステン製発熱体を利用した赤外線ヒータや、スリットを有しない炭素製発熱体を利用した赤外線ヒータにも適用可能である。
又、ガラス製保護管は、真直な細長い形状に限らず、Ｕ状やＣ状に湾曲した形状も含まれ、スプリングジョイントと電流ヒューズの両者ともを左右両方に設けたり、更には、スプリングジョイントと電流ヒューズとを並列接続させた場合、スプリングジョイントのみは、炭素質発熱体とリード線とに対して通電させないよう接続することもできる。

本発明に係る赤外線カーボンヒータを示した説明図である。 ガラス製保護管の封止部付近を拡大して示した説明図である。 変更例を示した説明図である。 別の変更例を示した説明図である。

符号の説明

１・・ガラス製保護管、１ａ・・封止部、２・・スリット、３・・炭素質発熱体、４・・リード線、４ａ・・外リード部、４ｂ・・内リード部、４ｃ・・コネクタ片、５・・接続用ブラケット、６・・スプリングジョイント、７・・チューブ、８・・ブラケット、８ａ・・ビス穴、８ｂ・・爪、９・・電流ヒューズ。

Claims (4)

1. ガラス製保護管内に炭素質発熱体を封入し、そのガラス製保護管内に封入された炭素質発熱体に電気的接続したリード線がガラス製保護管の外に引き出された赤外線カーボンヒータにあって、前記炭素質発熱体とリード線とが、スプリングジョイントと電流ヒューズとを介して電気的接続されていることを特徴とする赤外線カーボンヒータ。
2. スプリングジョイントがコイル状であり、電流ヒューズを前記コイル状スプリングジョイントの筒状内を貫通するように並列配置した請求項１に記載の赤外線カーボンヒータ。
3. スプリングジョイントが折り曲げタイプで、電流ヒューズを前記折り曲げタイプのスプリングジョイントと直列配置した請求項２に記載の赤外線カーボンヒータ。
4. 炭素質発熱体が細長い板状で、長手方向両サイドには長手方向と直交方向へ交互にスリットが切り込み形成されている請求項１〜３のいずれかに記載の赤外線カーボンヒータ。

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