JP2009252505A - セラミックファイバーヒータ用ヒータエレメント及びその製造方法 - Google Patents

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忠之 植松
Isao Sakaguchi
功 坂口
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Abstract

【課題】従来の蛇行状ヒータエレメントは、８００℃〜１２００℃の高温で長期間に亘り繰り返し使用した場合、線膨張による膨張と冷却による歪みが繰り返し湾曲部２に集中し、この部分から亀裂が発生し、破断するおそれがあった。
【解決手段】本発明のセラミックファイバーヒータ用ヒータエレメントは、湾曲部と直線部とを有し、上記直線部の断面形状が円形であり、上記湾曲部の断面形状が略矩形であることを特徴とする。また、セラミックファイバーヒータ用ヒータエレメントの製造方法は、断面形状が円形である発熱線を折り曲げ、湾曲部と直線部とよりなる蛇行状ヒータエレメントを形成せしめる工程と、上記ヒータエレメントの湾曲部を加熱・加圧してその断面形状を略矩形とする工程とよりなることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明はセラミックファイバーヒータ用ヒータエレメント及びその製造方法、特にセラミックファイバーヒータ用蛇行状ヒータエレメント及びその製造方法に関するものである。
従来、蛇行状ヒータエレメントとしては、一定線径からなる断面形状が円形のヒータエレメントが使用されていた。
図４は上記従来の蛇行状ヒータエレメントを示し、１は発熱線、２は１８０°に亘る折り曲げられた湾曲部、３は上記折り曲げ湾曲部２，２間を結ぶ直線部を示す。
このようなヒータエレメントとしては例えば特許文献１に示すものがある。
特開平７−１３０４５８号公報（第３図）
上記従来の蛇行状ヒータエレメントを有するセラミックファイバーヒータにおいては、発熱線１をセラミックファイバー（図示せず）の表面上に載置し、折り曲げ湾曲部２をフックなどの固定具を介してセラミックファイバーに固定するか、蛇行状ヒータエレメントの折り曲げ湾曲部２をセラミックファイバー内に埋め込んで固定していた。従って発熱線１を８００℃〜１２００℃の高温で長期間に亘り繰り返し使用した場合、線膨張による膨張と冷却による歪みが繰り返し湾曲部２に集中し、この部分から亀裂が発生し、破断するおそれがあった。
本発明は上記の欠点を除くようにしたものである。
本発明のセラミックファイバーヒータ用ヒータエレメントは、湾曲部と直線部とを有し、上記直線部の断面形状が円形であり、上記湾曲部の断面形状が略矩形であることを特徴とする。
また、上記湾曲部は１８０°に亘り折り曲げられていることを特徴とする。
また、本発明のセラミックファイバーヒータ用ヒータエレメントの製造方法は、断面形状が円形である発熱線を折り曲げて、湾曲部と直線部とよりなる蛇行状ヒータエレメントを形成せしめる工程と、上記ヒータエレメントの湾曲部を加熱・加圧してその断面形状を略矩形とする工程とよりなることを特徴とする。
本発明のセラミックファイバヒータ用ヒータエレメント及びその製造方法によれば、湾曲部の断面形状が略矩形となるため、断面形状が円形である直線部に比べ、発熱線の単位長さ当たりの表面積が増加し、これにより発熱密度が減少し局部的な温度上昇が抑えられ、また、発熱線の加熱収縮による応力集中が抑制され、これらの相乗効果によって、上記湾曲部は、加熱冷却による局所的な熱疲労歪を受けにくくなり、長期に亘って安定的な耐熱性能を維持でき、ヒータエレメントの破断寿命を著しく向上せしめることができるという大きな利益がある。
以下図面によって本発明の実施例を説明する。
本発明においては、図１及び図２に示すように、一定線径からなる断面形状が円形の発熱線１を折り曲げ機により折り曲げ、複数の１８０°に亘る折り曲げ湾曲部２と直線部３を有する蛇行状ヒータエレメントを形成せしめ、その後、上記ヒータエレメントの湾曲部２を加熱・加圧して、図３に示すように、上記湾曲部２の断面形状を略矩形にする。
上記湾曲部２の形成においては、ヒータエレメント全体を高温加熱し、湾曲部のみを加圧してもよいが、略矩形断面とする湾曲部のみを、バーナーまたはレーザ加熱等により局部的に加熱し加圧するのが好ましい。
また、上記加圧手段は、プレスでも鍛造でも良い。
なお、上記湾曲部２の断面形状には、加熱・加圧前の断面形状が円形の発熱線の両側面または上下面をプレスにより加圧した時に形成される２辺が直線状で他の２辺が円弧状からなる形状の断面も含むものとする。
本発明のセラミックファイバヒータ用ヒータエレメント及びその製造方法によれば、湾曲部の断面形状が円形から略矩形となるため、断面形状が円形である直線部に比べ、発熱線の単位長さ当たりの表面積が増加し、これにより発熱密度が減少し局部的な温度上昇が抑えられ、また、発熱線の加熱収縮による歪が湾曲部に集中することを防止し、また、発熱線の応力集中が抑制され、これらの相乗効果によって、上記湾曲部は、加熱冷却による局所的な熱疲労歪を受けにくくなり、亀裂の発生を遅らせ、長期に亘って安定的な耐熱性能を維持でき、ヒータエレメントの破断寿命を著しく向上せしめることができるという大きな利益がある。
本発明のセラミックファイバーヒータ用ヒータエレメントの平面図である。 図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。 図１のＢ−Ｂ線拡大断面図である。 従来のセラミックファイバーヒータ用ヒータエレメントの平面図である。
符号の説明
１ 発熱線
２ 湾曲部
３ 直線部

Claims (3)

  1. 湾曲部と直線部とを有し、上記直線部の断面形状が円形であり、上記湾曲部の断面形状が略矩形であることを特徴とするセラミックファイバーヒータ用ヒータエレメント。
  2. 上記湾曲部は１８０°に亘り折り曲げられていることを特徴とする請求項１記載のセラミックファイバーヒータ用ヒータエレメント。
  3. 断面形状が円形である発熱線を折り曲げて、湾曲部と直線部とよりなる蛇行状ヒータエレメントを形成せしめる工程と、
    上記ヒータエレメントの湾曲部を加熱・加圧してその断面形状を略矩形とする工程と
    よりなることを特徴とするセラミックファイバーヒータ用ヒータエレメントの製造方法。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5267046U (ja) * 1975-11-12 1977-05-18
JPH07130458A (ja) * 1993-11-04 1995-05-19 Sakaguchi Dennetsu Kk セラミックファイバーヒーター
JP2000275078A (ja) * 1999-03-26 2000-10-06 Omron Corp 薄膜ヒータ
JP2004185899A (ja) * 2002-12-02 2004-07-02 Minolta Co Ltd シート状ヒータ及びそれを使用した定着装置

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