JP2008123775A

JP2008123775A - ヒータ装置

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Publication number: JP2008123775A
Application number: JP2006304894A
Authority: JP
Inventors: Kazuhide Okazaki; 一英岡崎; Toshihito Nishikawa; 豪人西川; Masabumi Terada; 正文寺田
Original assignee: Okazaki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Okazaki Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2006-11-10
Filing date: 2006-11-10
Publication date: 2008-05-29
Anticipated expiration: 2026-11-10
Also published as: JP4884173B2

Abstract

【課題】ヒータ装置において、水分による絶縁低下に対する対策手法としてマグネシア粉末にシリコーン樹脂を混合する方法があるが、マグネシア自体の吸湿による絶縁低下は防止できても、マグネシア粉末間に侵入した水分はそのまま残り、残った水分の量が増えると絶縁低下を招くといった問題点を解決することを目的とする。
【解決手段】シース内に無機絶縁粉体を充填して発熱線を収容し、シースの両端にスリーブを連結し、前記発熱線の端部をシースの両端に位置させ、発熱線の端部に非発熱線を接続して非発熱線の他端はスリーブ外に位置させたヒータ装置において、スリーブ内に吸湿絶縁粉体を収容したヒータ装置とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶やプラズマディスプレーなどを製造する装置などに使用するヒータ装置に関するものである。

図１は、従来のヒータ装置の全体の縦断面図を示す。

ヒータ装置１は、発熱部１−１と、発熱部１−１の両端に接続する非発熱線１−１４、非発熱線１−２４と、非発熱線１−１４、非発熱線１−２４のそれぞれの外端に接続するリード線１−７、リード線１−１７とよりなる。発熱部１−１はシース１−４内に充填した無機絶縁粉体１−２内に発熱線１−３を収容する。

非発熱線１−１４は長さＬ３で、発熱線１−３と非発熱線１−１４とは接続部１−１００で接続され、スリーブ１−５の外端部には充填したシール部１−９が形成されている。リード線１−７はリード芯線１−６がリード被覆１−８で被覆されている。

非発熱線１−２４は長さＬ４で、発熱線１−３と非発熱線１−２４とは接続部１−２００で接続され、スリーブ１−１５の外端部には充填したシール部１−１９が形成されている。リード線１−１７はリード芯線１−１６がリード被覆１−１８で被覆されている。

ヒータ装置１の発熱部１−１の長さはＬ１である。

ヒータ装置１の発熱部１−１において、ニクロムやニッケルなどの材質の発熱線１−３は、マグネシアなどの無機絶縁粉体１−２を充填したステンレス鋼などの材質の円筒状のシース１−４の中に置かれる。

発熱線１−３の一端は、溶接などによって電気的に、ニッケルや銅などの材質の非発熱線１−１４に接続される。非発熱線１−１４も、無機絶縁粉体１−２を充填したシース１−４の中に置かれる。発熱線１−３と非発熱線１−１４の接続部１−１００は、シース１−４の内部にあって、非発熱長さＬ３を有する。

したがって、スリーブ１−５は接続部１−１００から十分な距離だけ離れていて、発熱線１−３からの熱が伝達しにくい。ステンレス鋼などの材質の円筒状のスリーブ１−５は、溶接などで隙間なくシース１−４に接合される。

非発熱線１−１４は、スリーブ１−５の端で、ガラスやエポキシ、テフロン（登録商標）などの材質のシール部１−９によって封じられ、周囲環境の水蒸気などがスリーブ１−５内部に入らないようになっている。非発熱線１−１４は、ゴムなどの絶縁剤のリード被覆１−８で被覆されたリード線１−７の銅やニッケルなどのリード芯線１−６に、溶接や銀ロウなどで接続される。

発熱線１−３の他端は、溶接などによって電気的に、ニッケルや銅などの材質の非発熱線１−２４に接続される。非発熱線１−２４も、無機絶縁粉体１−２を充填したシース１−４の中に置かれる。発熱線１−３と非発熱線１−２４の接続部１−２００は、シース１−４の内部にあって、非発熱長さＬ４を有する。

したがって、スリーブ１−１５は接続部１−２００から十分な距離だけ離れていて、発熱線１−３からの熱が伝達しにくい。ステンレス鋼などの材質のスリーブ１−１５は、溶接などで隙間なくシース１−４に接合される。

非発熱線１−２４は、スリーブ１−１５の端で、ガラスやエポキシ、テフロン（登録商標）などの材質のシール部１−１９によって封じられ、周囲環境の水分などがスリーブ１−１５内部に入らないようになっている。非発熱線１−２４は、ゴムなどの材質のリード被覆１−１８で被覆されたり、リード線１−１７のニッケルや銅などのリード芯線１−１６に、溶接や銀ロウなどで接続される。

このような構造のヒータ装置１では、特に発熱部１−１１の長さＬ１が５メートル以上のように長い場合、その箇所に充填された無機絶縁粉体１−２に含まれる微量な水分が通電によって温度が上昇することにより蒸発し、温度が高い発熱部からシース１−４の内部を移動して温度の低いスリーブ１−５の中の無機絶縁粉体１−２まで移動して凝縮することが経験的にあった。

同じく、無機絶縁粉体１−２に含まれる微量な水分が、通電によって温度が上昇することにより蒸発し、温度が高い発熱部から、シース１−４の内部を反対方向に移動して、温度の低いスリーブ１−１５の中の無機絶縁粉体１−２まで移動して凝縮することが経験的あった。

加熱長さＬ１が長いと、発熱部１−１１の中の無機絶縁粉体１−２の総量が多くなり、それだけ含まれる水分の量が多いことになる。

ここで、発熱線１−３は高い電気抵抗を持ち発熱しやすい。非発熱線１−１４や非発熱線１−２４は、低い電気抵抗を持ち発熱しにくい。非発熱長さＬ３や非発熱長さＬ４が例えば５０センチ以上あると、スリーブ１−５やスリーブ１−１５の中の無機絶縁粉体１−２で低温になり、移動してきた水蒸気が凝縮するとスリーブ１−５やスリーブ１−１５の内部でシース１−４と非発熱線１−２４の間の絶縁抵抗が低下する。

水分による絶縁低下に対する従来の対策手法として、特開２００６−１３４６７１に示されるような、マグネシア粉末にシリコーン樹脂を混合する方法がある。これはシリコーン樹脂の熱処理などにより、マグネシア表面にシリコーン被膜を作り、水分がマグネシアに吸湿されるのを防ぐものであるが、この方法では、マグネシア自体の吸湿による絶縁低下は防止できるが、マグネシア粉末間に侵入した水分はそのままに残り、残った水分の量が増えると絶縁低下を招くという問題がある。
特開２００６−１３４６７１号公報

ヒータ装置において、水分による絶縁低下に対する対策手法としてマグネシア粉末にシリコーン樹脂を混合する方法があるが、マグネシア自体の吸湿による絶縁低下は防止できても、マグネシア粉末間に侵入した水分はそのまま残り、残った水分の量が増えると絶縁低下を招くといった問題点がある。

本発明は、上記の事情に鑑み、マグネシア自体の吸湿による絶縁低下は防止できるが、マグネシア粉末間に侵入した水分はそのままに残り、残った水分の量が増えると絶縁低下を招くという問題を解決すべく、シース内に無機絶縁粉体を充填して発熱線を収容し、シースの両端にスリーブを連結し、前記発熱線の端部をシースの両端に位置させ、発熱線の端部に非発熱線を接続して非発熱線の他端はスリーブ外に位置させたヒータ装置において、スリーブ内に吸湿絶縁粉体を収容したヒータ装置とした。

また、本発明は、具体的には発熱線の長さが５メートル以上であるヒータ装置とした。

さらに、本発明は、具体的にはスリーブの端末のシール部がガラスであるヒータ装置とした。

さらにその上に、本発明は、具体的には発熱線が１芯又は２芯であるヒータ装置とした。

また、本発明は、具体的には非発熱線の長さが５０センチメートル以上であるヒータ装置とした。

本発明は、シース内に無機絶縁粉体を充填して発熱線を収容し、シースの両端にスリーブを連結し、前記発熱線の端部をシースの両端に位置させ、発熱線の端部に非発熱線を接続して非発熱線の他端はスリーブ外に位置させたヒータ装置において、スリーブ内に吸湿絶縁粉体を収容したヒータ装置としたので、絶縁低下の原因となる水分をスリーブ内部の無機絶縁粉体の中に混ぜたシリカゲルなどの吸湿材で吸収して、絶縁低下を防止することができる。

本発明は、上記のような絶縁低下の原因となる水分を、スリーブ内部の無機絶縁粉体の中に混ぜたシリカゲルなどの吸湿材で吸収して、絶縁低下を防止することにある。

本発明を図２のヒータ装置の全体の縦断面図により説明する。

ヒータ装置２は、発熱部２−１と、発熱部２−１の両端に接続する非発熱線２−１４、非発熱線２−２４と、非発熱線２−１４、非発熱線２−２４のそれぞれの外端に接続するリード線２−７、リード線２−１７とよりなる。

発熱部２−１はシース２−４内に充填した無機絶縁粉体２−２内に発熱線２−３を収容する。

非発熱線２−１４は長さＬ５で、発熱線２−３と非発熱線２−１４は長さＬ５で、発熱線２−３と非発熱線２−１４とは接続部２−１００で接続され、スリーブ２−５の外端部には充填したシール部２−９が形成されている。リード線２−７はリード芯線２−６がリード被覆２−８で被覆されている。スリーブ２−５には吸湿絶縁粉体２−２０が収容されている。

非発熱線２−２４は長さＬ６で、発熱線２−３と非発熱線２−２４とは接続部２−２００で接続され、スリーブ２−１５の外端部には充填したシール部２−１９が形成されている。リード線２−１７はリード芯線２−１６がリード被覆２−１８で被覆されている。スリーブ２−１５には吸湿絶縁粉体２−３０が収容されている。

ヒータ装置２の発熱部２−１の長さはＬ２である。

発熱部２−１において、ニクロムやニッケルなどの材質の発熱線２−３は、マグネシアなどの無機絶縁粉体２−２を充填した、ステンレス鋼などの材質の円筒状のシース２−４の中に置かれる。

発熱線２−３の一端は、溶接などによって電気的に、ニッケルや銅などの材質の非発熱線２−１４に接続される。非発熱線２−１４も、無機絶縁粉体２−２を充填したシース２−４の中に置かれる。発熱線２−３と非発熱線２−１４の接続部２−１００は、シース２−４の内部にあって、非発熱長さＬ５を有する。したがって、スリーブ２−５は接続部２−１００から十分な距離だけ離れていて、発熱線２−３からの熱が伝達しにくい。ステンレス鋼などの材質の円筒状のスリーブ２−５は、溶接などでシース２−４に隙間なく接合される。非発熱線２−１４は、電気絶縁性を持つ吸湿粉体２−２０を充填したスリーブ２−５の端で、ガラスやエポキシ、テフロン（登録商標）などの材質のシール部２−９によって封じられ、周囲環境の水分などが内部に入らないようになっている。非発熱線２−１４は、ゴムなどの材質のリード被膜２−８で被覆されたリード線２−７のニッケルや銅のリード芯線２−６に、溶接や銀ロウなどで接続される。

発熱線２−３の他端は、溶接などによって電気的に、ニッケルや銅などの材質の非発熱線２−２４に接続される。非発熱線２−２４も、無機絶縁粉体２−２を充填したシース２−４の中に置かれる。発熱線２−３と非発熱線２−２４の接続部２−２００は、シース２−４の内部にあって、非発熱長さＬ６を有する。したがって、スリーブ２−１５は接続部２−２００から十分な距離だけ離れていて、発熱線２−３からの熱が伝達しにくい。ステンレス鋼などの材質のスリーブ２−１５は、溶接などでシース２−４に隙間なく接合される。非発熱線２−２４は、電気絶縁性を持つ吸湿粉体２−３０を充填したスリーブ２−１５の端で、ガラスやエポキシ、テフロン（登録商標）などの材質のシール部２−１９によって封じられ、周囲環境の水分などが内部に入らないようになっている。非発熱線２−２４は、ゴムなどの材質のリード被膜２−１８で被覆されたリード線２−１７のリード芯線２−１６に、溶接や銀ロウなどで接続される。

ここで、発熱線２−３は、高い電気抵抗を持ち、発熱しやすい。非発熱線２−１４や非発熱線２−２４は低い電気抵抗を持ち、発熱しにくい。

このような構造のヒータ装置２では、特に発熱部２−１１の中さＬ２が５メートル以上のように長い場合、その箇所に充填された無機絶縁粉体２−２に含まれる微量な水分が、通電によって温度が上昇することにより蒸発し、温度が高い加熱部から、シース２−４の内部を移動して、温度の低いスリーブ２−５の中の吸湿粉体２−２０まで移動しても、凝縮せずに吸湿粉体２−２０に吸着される。

同じく、無機絶縁粉体２−２に含まれる微量な水分が、通電によって温度が上昇することにより蒸発し、温度が高い発熱部からシース２−４の内部を反対方向に移動して、温度の低いスリーブ２−１５の中の吸湿粉体２−３０まで移動しても、凝縮せずに吸湿粉体２−３０に吸着される。

スリーブ２−５やスリーブ２−１５の中の吸湿粉体２−２０や吸湿粉体２−３０で、移動してきた水分が吸着されると、スリーブ２−５やスリーブ２−１５の内部でシース２−４と非発熱線２−１４や非発熱線２−２４の間の絶縁抵抗が低下しない。

非発熱長さＬ５や非発熱長さＬ６が例えば５０センチ以上あると、発熱線２−３から距離が離れ、スリーブ２−５やスリーブ２−１５では温度が十分低下している。そのような場合に、水蒸気の吸湿粉体２−２０、吸湿粉体２−３０での吸湿効果は大きい。

ここで、スリーブ２−５、スリーブ２−１５の内部に充填された吸湿粉体２−１０や吸湿粉体２−２０は、シリカゲル粉体でもよいし、そのほかの電気絶縁の良い吸湿粉体でもよい。また、マグネシアやシリカなどの無機絶縁粉体に一定量のシリカゲル等の吸湿粉体を混ぜたようなものでもよい。

また、スリーブ２−５、スリーブ２−１５の内部の絶縁材全体を吸湿粉体とするのではなく、通電時、スリーブの発熱部に近い部分が高温となり、水分の凝縮の恐れがない場合は、図３のように発熱部に近い部分の絶縁材は発熱部２−１と同じ無機絶縁粉体２−２としてもよい。

さらに、図４のように、吸湿粉体または無機絶縁粉体にシリカゲル等の吸湿粉体２−１０を混ぜた粉体をスリーブの中間位置に設けてもよい。なお、図３、図４は図２の左側スリーブ部を図示しているが、右側スリーブ部も同様である。

シール部２−９やシール部２−１９の材質は、ガラスやエポキシ、あるいはテフロン（登録商標）であってもよい。

シース部２−４は、ここでは一体形状のパイプのような形状で示されているが、いくつかの短いパイプを互いに溶接して長くしたパイプのような構造でも構わない。

ここで、ヒータ装置２は、発熱線２−３が一本だけシース２−４の内部にあり、シース２−４の両端にスリーブ２−５やスリーブ２−１５が接続される、いわゆる１芯両端子タイプであるが、シース内部に２本の発熱線を有し、ヒータの片方の端で発熱線はシースと絶縁されたまま折り返し、ヒータのもう一方の端だけにスリーブがあって、リード線２本と発熱線２本が各々接続されるいわゆる２芯片端子タイプであっても構わない。そのときは、吸湿粉体は一つのスリーブの中だけにある。

本発明は、シース内に発熱線を収容したヒータ装置について述べたが、シース内に熱電対素線を収容した測温装置に利用できる。

従来のヒータ装置の全体の縦断面図である。ヒータ装置の全体の縦断面図である。図２の左側スリーブ部の要部断面図である。図２の右側スリーブ部の要部断面図である。

符号の説明

２−４…シース
２−２…無機絶縁粉末
２−３…発熱線
２−５，２−１５…スリーブ
２−１４，２−２４…非発熱素線
２−２０，２−３０…吸湿粉体（吸湿絶縁粉体）
２−９，２−１９…シール部

Claims

シース内に無機絶縁粉体を充填して発熱線を収容し、シースの両端にスリーブを連結し、前記発熱線の端部をシースの両端に位置させ、発熱線の端部に非発熱線を接続して非発熱線の他端はスリーブ外に位置させたヒータ装置において、スリーブ内に吸湿絶縁粉体を収容したヒータ装置。
発熱線の長さが５メートル以上である請求項１記載のヒータ装置。
スリーブの端末のシール部がガラスである請求項１記載のヒータ装置。
発熱線が１芯又は２芯である請求項１記載のヒータ装置。
非発熱線の長さが５０センチメートル以上である請求項１記載のヒータ装置。