JP2010244786A - Sheathed heater, and heating method using the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sheathed heater providing two or more sites each having different heating temperature with the use of a single coil-shaped sheathed heater, and to provide a heating method using the same. <P>SOLUTION: An electrode pole 15 is welded to either end of a heating wire 13 with a given resistance value, and the heating wire 13 is inserted into a metal pipe 12. The metal pipe 12 is formed by sealing electrode poles 15 at either terminal part by filling electric insulation powder 14 around the heating wire 13 in the metal pipe 12. The metal pipe 12 is molded into a coil shape. Upon molding it into a coil shape, a coil inner diameter 16 of the metal pipe 12 is set so as a distance between a surface of the metal pipe 12 and a heated object is to be small at a site making a heating temperature of the heated object high, and the distance is to be long at a site lowering the heating temperature. By changing the coil inner diameter 16 or a coil pitch of the coil molded in a coil shape, two sites or more of different heating temperature areas can be given to the heated object with a single coil-shaped sheath heater 11. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、シーズヒータに係り、特に加熱対象物表面に異なる加熱温度領域を有するシーズヒータとそれを用いた加熱方法に関するものである。   The present invention relates to a sheathed heater, and more particularly to a sheathed heater having different heating temperature regions on the surface of an object to be heated and a heating method using the same.

特許文献1に開示された従来例1のシーズヒータは、図9(a)に示すように、金属パイプ12に電熱線13を挿入するとともに、この電熱線13の周囲に電気絶縁粉末14を充填して構成し、2箇所以上の異なる発熱領域を設けたものである。このシーズヒータは、電熱線13を金属パイプ12内の途中で分割し、それぞれの電熱線13の金属パイプ12内途中の端部に接続される電極棒15を残りの電熱線13の中心部内を通して設けた構成としてある。   As shown in FIG. 9A, the sheathed heater of Conventional Example 1 disclosed in Patent Document 1 inserts a heating wire 13 into the metal pipe 12 and is filled with an electrically insulating powder 14 around the heating wire 13. And two or more different heat generation regions are provided. In this sheathed heater, the heating wire 13 is divided in the middle of the metal pipe 12, and the electrode rod 15 connected to the end of the heating wire 13 in the middle of the metal pipe 12 passes through the center of the remaining heating wire 13. The configuration is provided.

また、前述した従来例1に加えて、特許文献2に開示された従来例2として、図9(b)に示すように、金属パイプ12内に異なる線径を有する複数の電熱線13,13’を用いた構成がある。この方法によれば、異なる線径の電熱線13,13’を用いることにより、2箇所以上の異なる発熱領域を設けることができるが、従来例1と同様に部品点数が多くなることや、ヒータ構成時に複雑な加工を有することは変わらない。   In addition to Conventional Example 1 described above, as Conventional Example 2 disclosed in Patent Document 2, as shown in FIG. 9B, a plurality of heating wires 13 and 13 having different wire diameters in the metal pipe 12 are provided. There is a configuration using '. According to this method, two or more different heat generation regions can be provided by using the heating wires 13 and 13 ′ having different wire diameters. However, the number of parts increases as in the conventional example 1, and the heater Having complex processing during construction remains the same.

特開平2−148683号公報JP-A-2-148683 特開2001−185335号公報JP 2001-185335 A

図9(a)に示す前記従来例1のシーズヒータは、1本のシーズヒータに対して電熱線が2本、電極棒が4本になり、部品点数が多くなるという問題がある。また、構造が複雑なため、他の部品と接近しないように絶縁距離を確保しながら組み立てなければならず、従って、組立て作業が困難であるという課題がある。また、シーズヒータの内部構成、および表面形状が均一なものであるため、放射される熱流速についても均等になるのみである。均一加熱のみならず、加熱対象物に異なる温度分布を設けるという点においては実現が困難である。   The sheathed heater of Conventional Example 1 shown in FIG. 9 (a) has a problem that the number of parts is increased because there are two heating wires and four electrode bars for one sheathed heater. Moreover, since the structure is complicated, it must be assembled while ensuring an insulation distance so as not to approach other parts, and therefore there is a problem that the assembling work is difficult. In addition, since the internal structure and surface shape of the sheathed heater are uniform, the radiated heat flow rate is only uniform. It is difficult to realize not only uniform heating but also different temperature distributions on the object to be heated.

一方、従来例2においては、図9(b)に示すようにシーズヒータ内部に異なる線径を有する電熱線を複数配置し、それらを接続する方法を採っている。この方法では、線径に応じて電熱線の発熱量を変化させることが可能であるため、均一加熱に加えて局所的な加熱も可能である。シーズヒータの内部構成自体を変更し、構成材料である金属パイプ内の電熱線の線径を複数設けるという手段は、多くの温度変化を設けたい場合には、それに応じた電熱線が必要となる上、接続点も増加することとなる。組立てが複雑であるという課題は解決されていない。   On the other hand, in Conventional Example 2, as shown in FIG. 9B, a plurality of heating wires having different wire diameters are arranged inside the sheathed heater and connected to each other. In this method, since the amount of heat generated by the heating wire can be changed according to the wire diameter, local heating is also possible in addition to uniform heating. The means of changing the internal configuration of the sheathed heater itself and providing a plurality of wire diameters of the heating wires in the metal pipe, which is a constituent material, requires a heating wire corresponding to that when many temperature changes are desired. In addition, the number of connection points will also increase. The problem of complicated assembly has not been solved.

加熱対象物によっては、領域ごとにそれぞれ温度を与えなければ加工が実現されない場合がある。一例としてガラスや樹脂材料の加熱加工が挙げられる。これらの材料は軟化点程度まで加熱された後、外力を加えることにより加工を実現する。しかし、加熱曲げ加工では、目的とする加工形状を得た後、アニールが終了した段階から、直ちに温度低下が始まることが望ましい。この場合、既に曲げ形状が得られた箇所に意図しない変形が生じないよう、加工完了後には熱量が加わらない加熱方法が必要である。しかし、2つの従来例では前記の通り、異なる温度分布を付与できないシーズヒータ形状、もしくは異なる温度分布を付与することはできるがシーズヒータの組立てが複雑であるという課題が存在するため、新たなシーズヒータと、それを用いた加熱方法が必要である。   Depending on the object to be heated, machining may not be realized unless a temperature is applied to each region. An example is heat processing of glass or resin material. These materials are heated to the softening point and then processed by applying an external force. However, in the heat bending process, it is desirable that the temperature decrease starts immediately after the completion of annealing after obtaining the desired processed shape. In this case, a heating method in which the amount of heat is not applied after the completion of processing is necessary so that unintended deformation does not occur in a portion where a bent shape has already been obtained. However, as described above, in the two conventional examples, there is a problem that the shape of the sheathed heater that cannot give different temperature distributions, or the problem that the assembly of the sheathed heater can be complicated although different temperature distributions can be given. A heater and a heating method using the heater are necessary.

本発明は、前記従来技術の問題を解決するものであり、単体のコイル状のシーズヒータを用いて加熱温度の異なる領域が2箇所以上を与えるシーズヒータとそれを用いた加熱方法を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described problems of the prior art, and provides a sheathed heater that provides two or more regions having different heating temperatures using a single coiled sheathed heater and a heating method using the sheathed heater. With the goal.

本発明は、前記の目的を達成するためになされたものであり、金属パイプ内部に電熱線を配置し、電気絶縁粉末を封入した後に、金属パイプをコイル状に成形し、成形したコイル状のコイル内径やコイルピッチを変えることにより、加熱対象物の加熱温度領域を2箇所以上の異なる領域に設けるようにしたものである。   The present invention has been made in order to achieve the above-mentioned object, and after arranging a heating wire inside a metal pipe and enclosing an electrically insulating powder, the metal pipe is formed into a coil shape, and the formed coil shape By changing the coil inner diameter and the coil pitch, the heating temperature region of the object to be heated is provided in two or more different regions.

このような構成とすることにより、従来の技術より部品点数が少なく、かつ、容易に絶縁距離を確保できる組立て作業となり、単体で加熱温度の異なる領域を加熱対象物に与えることができるシーズヒータを提供するものである。   By adopting such a configuration, a sheathed heater can be provided that has a smaller number of parts than the conventional technology and can easily secure an insulation distance, and can provide a heating object with a region having a different heating temperature. It is to provide.

本発明のシーズヒータによれば、従来の金属パイプ内の電熱線の形状加工や、異なる線径を有する電熱線同士の接続といった前処理が不要となり、さらに、異なる線径の電熱線を用いることがないため、接続部品点数が増えることなく、容易に絶縁距離を確保した組立て作業が可能となり、単純な構成で電熱線を内部に配置した金属パイプをコイル状に成形し、成形したコイル状のコイル内径および/またはコイルピッチを変えることにより、単体で加熱対象物表面に対して加熱温度の異なる領域を2箇所以上与えることができるという効果を奏する。   According to the sheathed heater of the present invention, it is not necessary to perform pre-processing such as shape processing of a heating wire in a conventional metal pipe or connection of heating wires having different wire diameters, and furthermore, heating wires having different wire diameters are used. Therefore, without increasing the number of connecting parts, it is possible to easily assemble the insulation distance and to form a metal pipe with a heating wire in a simple configuration into a coil shape. By changing the coil inner diameter and / or the coil pitch, there is an effect that two or more regions having different heating temperatures can be given to the surface of the object to be heated.

本発明における実施の形態1のコイル内径を可変したコイル状シーズヒータとその部分断面を示す図The figure which shows the coiled sheathed heater which varied the coil internal diameter of Embodiment 1 in this invention, and its partial cross section 本実施の形態1のシーズヒータの製造工程で(a)はコイル内径、(b)はコイルピッチを変える場合を示す流れ図In the manufacturing process of the sheathed heater according to the first embodiment, (a) is a flowchart showing a case where the coil inner diameter is changed, and (b) is a case where the coil pitch is changed. (a)はコイル状に成形されたシーズヒータの加熱対象物との相対位置関係、(b)はコイル状に成形前のシーズヒータを示す図(A) is a relative positional relationship with the heating target of the sheathed heater molded in a coil shape, and (b) is a diagram showing the sheathed heater before being molded into a coil shape. 輻射伝熱の形態係数を求める(a)は加熱物および加熱対象物のパラメータ、(b)は一例を示すグラフObtaining the form factor of radiant heat transfer (a) is the parameter of the heated object and the object to be heated, (b) is a graph showing an example 本実施の形態2のコイルピッチを可変したコイル状シーズヒータとその部分断面を示す図The figure which shows the coiled sheathed heater which varied the coil pitch of this Embodiment 2, and its partial cross section 本実施の形態3のコイル内径とコイルピッチを可変としたコイル状シーズヒータとその部分断面を示す図The figure which shows the coil-shaped sheathed heater which made the coil internal diameter and coil pitch of this Embodiment 3 variable, and its partial cross section. 本実施の形態4のガラス管の加熱曲げ加工工程への適用例を示す図The figure which shows the example of application to the heating bending process of the glass tube of this Embodiment 4. 加熱曲げ加工を数値解析したガラス管の温度プロファイルTemperature profile of glass tube by numerical analysis of heat bending process 従来のシーズヒータで(a)は従来例1、(b)は従来例2の断面図In the conventional sheathed heater, (a) is a sectional view of Conventional Example 1, (b) is a sectional view of Conventional Example 2.

本発明は、金属パイプ内に電熱線を挿入するとともに、電熱線の周囲に電気絶縁粉末を充填してなるシーズヒータにおいて、金属パイプをコイル状に成形したことを特徴とするシーズヒータである。また、シーズヒータの金属パイプをコイル状に成形し、このコイル状の内径やピッチを変えることにより、単体で加熱温度の異なる2箇所以上の領域を加熱対象物に与えることができるシーズヒータを提供するものである。   The present invention is a sheathed heater in which a metal pipe is formed in a coil shape in a sheathed heater in which a heating wire is inserted into a metal pipe and an electric insulating powder is filled around the heating wire. In addition, a sheathed heater is provided that can give two or more regions with different heating temperatures to the object to be heated by forming the metal pipe of the sheathed heater into a coil shape and changing the inner diameter and pitch of the coil shape. To do.

以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1におけるコイル状のシーズヒータとその部分断面を示す図である。また、図2(a)は図1のシーズヒータを製造する時の製造工程を示す流れ図である。ここで、前記従来例を示す図9において説明した構成部材に対応し同等の機能のものには同一の符号を付して示し、以下の各図においても同様とする。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram showing a coiled sheathed heater and a partial cross section thereof according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2A is a flowchart showing a manufacturing process when the sheathed heater of FIG. 1 is manufactured. Here, components having the same functions corresponding to the components described in FIG. 9 showing the conventional example are given the same reference numerals, and the same applies to the following drawings.

図1に示すように、金属パイプ12の内部には電熱線13を有している。また、電熱線13の周囲には電気絶縁粉末14が充填してある。電熱線13の両端に溶接した電極棒15がある。   As shown in FIG. 1, the metal pipe 12 has a heating wire 13. In addition, an electric insulating powder 14 is filled around the heating wire 13. There are electrode rods 15 welded to both ends of the heating wire 13.

そして、図3(a)に示す通り、シーズヒータの金属パイプ12はコイル状に成形されており、コイル状に成形した内部に直管形状の加熱対象物31を挿入して加熱することを想定する。以下、図2(a)に基づき前記図1のシーズヒータの製造工程について説明する。   Then, as shown in FIG. 3A, the metal pipe 12 of the sheathed heater is formed in a coil shape, and it is assumed that a heating object 31 having a straight pipe shape is inserted into the coil shape and heated. To do. Hereinafter, the manufacturing process of the sheathed heater of FIG. 1 will be described with reference to FIG.

まず、所定の抵抗値を有する電熱線13の両端に電極棒15を溶接する(ステップS1)。電極棒15を溶接した電熱線13を金属パイプ12内に挿入する(ステップS2)。金属パイプ12内に挿入した電熱線13の周囲に電気絶縁粉末14を充填し(ステップS3)、図3(b)に示すように、その両端末部をシールする(ステップS4)。   First, the electrode rod 15 is welded to both ends of the heating wire 13 having a predetermined resistance value (step S1). The heating wire 13 with the electrode rod 15 welded is inserted into the metal pipe 12 (step S2). An electric insulating powder 14 is filled around the heating wire 13 inserted into the metal pipe 12 (step S3), and both ends are sealed as shown in FIG. 3B (step S4).

この状態で金属パイプ12をコイル状に成形する(ステップS5)。図3(a)に示す直管形状の加熱対象物31を加熱することを想定し、より加熱温度を高く設定したい箇所に対して、コイル状シーズヒータ11における金属パイプ12の表面と加熱対象物31との距離が小さく、また、加熱温度を低く設定したい箇所に対しては距離が大きくなるように、金属パイプ12のコイル内径16を設定する(ステップS6)。   In this state, the metal pipe 12 is formed in a coil shape (step S5). Assuming that the straight pipe-shaped heating object 31 shown in FIG. 3 (a) is heated, the surface of the metal pipe 12 and the heating object in the coiled sheathed heater 11 with respect to a location where the heating temperature is desired to be set higher. The coil inner diameter 16 of the metal pipe 12 is set so that the distance to the coil 31 is small and the distance is large for a portion where the heating temperature is desired to be set low (step S6).

以上のようにコイル状シーズヒータ11を成形することによって、加熱対象物31の所定領域を他の領域に比べてより加熱することができる。これは、シーズヒータの加熱対象物を加熱する形態が輻射伝熱を用いるからである。   By forming the coiled sheathed heater 11 as described above, the predetermined area of the heating object 31 can be heated more than the other areas. This is because the form of heating the heating object of the sheathed heater uses radiant heat transfer.

金属パイプ12の表面と加熱対象物31の距離によって加熱対象物31に加わる熱流速が求められる((数1)、(数2)を参照)。この(数1)、(数2)によれば、金属パイプ12の表面と加熱対象物31の初期温度関係が同一であっても、加熱対象物31が受ける熱量は距離によって変化することは明確である。つまり、シーズヒータをコイル状に成形し、かつコイル状シーズヒータ11のコイル内径16を部位ごとに変化させることにより、加熱対象物31の受ける熱流速qが部位によって変化し、これによって、加熱温度を局所的に変化させることが可能となる。   The heat flow rate applied to the heating object 31 is determined by the distance between the surface of the metal pipe 12 and the heating object 31 (see (Equation 1) and (Equation 2)). According to (Equation 1) and (Equation 2), it is clear that even if the initial temperature relationship between the surface of the metal pipe 12 and the heating object 31 is the same, the amount of heat received by the heating object 31 varies depending on the distance. It is. That is, by forming the sheathed heater in a coil shape and changing the coil inner diameter 16 of the coiled sheathed heater 11 for each part, the heat flow rate q received by the heating object 31 changes depending on the part, and thereby the heating temperature Can be changed locally.

Figure 2010244786
Figure 2010244786

(数1)において、qは直管形状の加熱対象物31が受ける熱量、εは輻射率、σはステファン・ボルツマン定数、Tは金属パイプ13の表面温度、Tは直管形状の加熱対象物31の初期温度である。また、Fは形態係数であり、主に加熱物と加熱対象物との距離および配置により決まる数値である。 In equation (1), q is the amount of heat heating object 31 in the straight pipe shape is subjected, epsilon is emissivity, sigma is the Stefan-Boltzmann constant, T h is the surface temperature of the metal pipe 13, T 0 is heated in straight shape This is the initial temperature of the object 31. F is a form factor and is a numerical value mainly determined by the distance and arrangement between the heated object and the object to be heated.

ここで、一例として、図4(a)に示すパラメータでの形態係数Fを(数2)に示す。   Here, as an example, the form factor F with the parameters shown in FIG.

Figure 2010244786
Figure 2010244786

とLは加熱物および加熱対象物の寸法、hは両者の距離である。 L 1 and L 2 are the dimensions of the heated object and the object to be heated, and h is the distance between them.

いま、L=L=10mm、h=10mmの場合に形態係数Fを求めたものを図4(b)に示す。加熱物と加熱対象物の距離hが大きくなると急激に形態係数Fが小さくなることが分かる。このことは、数式でもある程度は予測が可能であるが、実際に用いるシーズヒータと加熱対象物における形態係数を数表化しておくことが有効である。 FIG. 4B shows the shape factor F obtained when L 1 = L 2 = 10 mm and h = 10 mm. It can be seen that as the distance h between the heated object and the object to be heated increases, the form factor F decreases rapidly. Although this can be predicted to some extent by using mathematical formulas, it is effective to tabulate the form factors of the sheathed heater and the heating object that are actually used.

本実施の形態1は、コイル状シーズヒータ11のコイル内径16(距離h)を変化させることによって、加熱対象物に付与される熱流速qを変化させることができる。この効果によって、加熱対象物の表面に異なる加熱温度となる領域を与えることができる。さらに、本実施の形態1は、加熱加工中に加熱対象物31と接触しないよう、コイル状シーズヒータ11の幅寸法に制約がある場合に有効な手段である。   In the first embodiment, the heat flow rate q applied to the object to be heated can be changed by changing the coil inner diameter 16 (distance h) of the coiled sheathed heater 11. By this effect, the area | region used as a different heating temperature can be given to the surface of a heating target object. Furthermore, this Embodiment 1 is an effective means when the width dimension of the coiled sheathed heater 11 has restrictions so that it may not contact with the heating target 31 during heat processing.

(実施の形態2)
本発明の実施の形態2について、図2(b)に示すシーズヒータを製造する時の製造工程を示す流れ図に基づき説明する。図2(b)に示す手順の通り、処理S1〜S5までは、前記実施の形態1と同様であり、金属パイプ12をコイル状に成形した後、このコイル状シーズヒータ11のコイルピッチ17を変化させる(ステップS7)。このように、シーズヒータを成形することも、実施の形態1と同等の効果を発現する(図5参照)。
(Embodiment 2)
Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to a flowchart showing manufacturing steps when manufacturing the sheathed heater shown in FIG. As shown in the procedure shown in FIG. 2B, the processes S1 to S5 are the same as in the first embodiment. After the metal pipe 12 is formed in a coil shape, the coil pitch 17 of the coiled sheathed heater 11 is set. Change (step S7). Thus, forming the sheathed heater also exhibits the same effect as that of the first embodiment (see FIG. 5).

すなわち、前述した(数2)から、コイル状シーズヒータ11のコイルピッチ17が密である部分では、複数が近接配置となった金属パイプ12の表面から加熱対象物31が多くの熱量を受けることになる。また、コイル状シーズヒータ11のコイルピッチ17が疎である部分では、金属パイプ12間の距離が離れ、その表面から加熱対象物31が受ける熱量は小さくなる。   That is, from the above-described (Equation 2), in the portion where the coil pitch 17 of the coiled sheathed heater 11 is dense, the heating object 31 receives a large amount of heat from the surface of the metal pipe 12 in which a plurality are closely arranged. become. Moreover, in the part where the coil pitch 17 of the coiled sheathed heater 11 is sparse, the distance between the metal pipes 12 is increased, and the amount of heat received by the heating object 31 from the surface is reduced.

本実施の形態2は、コイルピッチ17を変化させることでシーズヒータ11から加熱対象物31に放射される熱流速を変化させるため、加熱対象物表面の単位面積あたりの入熱が変化する。この効果によって、加熱対象物表面に異なる加熱温度領域を与えることができる。さらに、本実施の形態2は、加熱加工中に加熱対象物31と接触しないよう、コイル状シーズヒータ11の径寸法に制約がある場合に有効な手段である。   In the second embodiment, since the heat flow rate radiated from the sheathed heater 11 to the heating object 31 is changed by changing the coil pitch 17, the heat input per unit area of the surface of the heating object changes. Due to this effect, different heating temperature regions can be given to the surface of the object to be heated. Furthermore, this Embodiment 2 is an effective means when the diameter dimension of the coiled sheathed heater 11 has restrictions so that it may not contact with the heating target object 31 during heat processing.

(実施の形態3)
図6は本発明の実施の形態3におけるコイル状のシーズヒータとその部分断面図を示す図である。本実施の形態3は、前述した実施の形態1および2で挙げた、加熱加工中に加熱対象物31と接触しないために、シーズヒータ11の寸法(幅、径)において、特に制約がない場合、実施の形態1および2を組み合わせたものである。コイル状シーズヒータ11のコイル内径16およびコイルピッチ17を同時に変化させる。これにより、より大きな加熱温度差を得ることができる領域を加熱対象物31に与えることができる。
(Embodiment 3)
FIG. 6 is a diagram showing a coiled sheathed heater and a partial cross-sectional view thereof according to Embodiment 3 of the present invention. In the third embodiment, the dimensions (width, diameter) of the sheathed heater 11 are not particularly limited because they do not come into contact with the heating object 31 during the heat processing described in the first and second embodiments. Embodiments 1 and 2 are combined. The coil inner diameter 16 and the coil pitch 17 of the coiled sheathed heater 11 are changed simultaneously. Thereby, the area | region which can obtain a bigger heating temperature difference can be given to the heating target object 31.

(実施の形態4)
図7は本発明の実施の形態4におけるガラス管の加熱曲げ加工工程に適用した例を示す図である。前述の各実施の形態のコイル状シーズヒータ11は、図7に示すように、パイプ状のガラス管71を加熱するとともに曲げる工程に適用できる。
(Embodiment 4)
FIG. 7 is a view showing an example applied to the glass tube heating bending process in Embodiment 4 of the present invention. The coiled sheathed heater 11 of each of the embodiments described above can be applied to a process of heating and bending a pipe-shaped glass tube 71 as shown in FIG.

ガラス管の加熱曲げ加工工程は主に、加熱工程とモーメント付与工程からなるが、ガラス管の加熱曲げが実施された部位は、次の段階では軟化点以下まで冷却されていることが必要である。   The glass tube heat bending process mainly consists of a heating process and a moment application process, but the part where the glass tube is heated and bent must be cooled to the softening point or lower in the next stage. .

コイル状シーズヒータ11の内径が一定の場合では、既に曲げ加工が終了した箇所にも加熱が行われ、ガラス管の意図した箇所が曲がらない不具合が発生する。本発明で提案する形状を用いれば、加熱前の余熱を十分に行うことができる上、曲げ終了後の箇所に過剰な加熱を行わないようにすることが可能となる。   In the case where the inner diameter of the coiled sheathed heater 11 is constant, the portion where the bending process has already been performed is also heated, and a problem that the intended portion of the glass tube does not bend occurs. If the shape proposed in the present invention is used, it is possible to sufficiently carry out the preheating before heating, and it is possible to prevent excessive heating from being performed on the location after the end of bending.

図7に示すように、コイル状シーズヒータ11(この例では実施の形態1の形状)の内部にパイプ状のガラス管71が配置されている。コイル状シーズヒータ11は通電された状態でx軸負方向(矢印m)に移動し、ガラス管71の曲げR成形箇所72で曲げRの円運動を行い、同時にガラス管71に曲げモーメント73が付与される。その後、y軸正方向に移動する。   As shown in FIG. 7, a pipe-shaped glass tube 71 is disposed inside the coiled sheathed heater 11 (in this example, the shape of the first embodiment). When the coiled sheathed heater 11 is energized, it moves in the negative x-axis direction (arrow m), performs a circular motion of bending R at the bending R forming portion 72 of the glass tube 71, and simultaneously a bending moment 73 is applied to the glass tube 71. Is granted. Then, it moves in the y-axis positive direction.

この際に、必要となる条件は下記の3つである。
(条件1)この曲げR成形箇所72をコイル状シーズヒータ11が通過する直前ではガラス管71は十分に加熱される。
(条件2)曲げR成形箇所72では軟化点に到達、付与される曲げモーメント73により曲げ変形が生じる。
(条件3)コイル状シーズヒータ11の通過後は加熱変形しないよう、先刻曲げられた曲げR成形箇所72は直ちに冷却される。
At this time, the following three conditions are necessary.
(Condition 1) The glass tube 71 is sufficiently heated immediately before the coiled sheathed heater 11 passes through the bent R-formed portion 72.
(Condition 2) Bending deformation occurs due to the bending moment 73 that reaches and is applied to the softening point at the bending R forming portion 72.
(Condition 3) After the passage through the coiled sheathed heater 11, the bent R-formed portion 72 bent in advance is immediately cooled so as not to be deformed by heating.

これらの条件を満足するために、コイル状シーズヒータ11の運動方向に向かって内径が小さくなるようなコイル形状を提供する。これにより、曲げの前段階ではコイル状シーズヒータ11とガラス管71との距離18が小さいことでガラス管71により多くの熱量を与え、曲げの後段階では距離18’が大きくなることから、過剰な熱量を与えない。   In order to satisfy these conditions, a coil shape is provided such that the inner diameter decreases in the direction of movement of the coiled sheathed heater 11. Accordingly, since the distance 18 between the coiled sheathed heater 11 and the glass tube 71 is small at the stage before bending, a larger amount of heat is given to the glass tube 71, and the distance 18 ′ becomes large at the stage after bending. Do not give a large amount of heat.

具体的には、コイル状シーズヒータ11の金属パイプ12の直径は2.0mm、コイル状シーズヒータ11のコイルピッチは2.2mmで均一である。また、曲げ加工中にガラス管71と接触しないようにするため、コイル状シーズヒータ11の巻数は4である。コイル状シーズヒータ11の平均内径は6.5mm、最大内径は8.0mm、最小内径は5.0mmである。コイル状シーズヒータ11の運動速度は直線部で1.0mm/sec、曲げR成形箇所では0.05rad/secと設定した。すなわち、コイル状シーズヒータ11の内径は、最大内径:平均内径:最小内径=16:13:10の関係にある。   Specifically, the diameter of the metal pipe 12 of the coiled sheathed heater 11 is 2.0 mm, and the coil pitch of the coiled sheathed heater 11 is uniform at 2.2 mm. Further, the number of turns of the coiled sheathed heater 11 is 4 so as not to contact the glass tube 71 during the bending process. The coiled sheathed heater 11 has an average inner diameter of 6.5 mm, a maximum inner diameter of 8.0 mm, and a minimum inner diameter of 5.0 mm. The movement speed of the coiled sheathed heater 11 was set to 1.0 mm / sec at the straight line portion and 0.05 rad / sec at the bending R forming portion. That is, the inner diameter of the coiled sheathed heater 11 has a relationship of maximum inner diameter: average inner diameter: minimum inner diameter = 16: 13: 10.

また、加熱対象物は外径4.0mm、内径3.0mmのガラス管71(ホウケイ酸ガラス)である。加熱曲げ加工後の曲げRは10.0mmである。曲げR成形箇所72の温度プロファイルを数値解析により求めたものが図8の実線(A)である。図8の破線(B)は、コイル状シーズヒータ11の内径を6.5mm均一にした場合の曲げR成形箇所72の温度プロファイルである。   The object to be heated is a glass tube 71 (borosilicate glass) having an outer diameter of 4.0 mm and an inner diameter of 3.0 mm. The bending R after the heat bending process is 10.0 mm. A solid line (A) in FIG. 8 is obtained by numerical analysis of the temperature profile of the bent R-formed portion 72. A broken line (B) in FIG. 8 is a temperature profile of the bending R forming portion 72 when the inner diameter of the coiled sheathed heater 11 is made uniform by 6.5 mm.

本発明のコイル状シーズヒータ11においては、曲げモーメント付与時にはガラス軟化点に到達し、その後速やかに温度が低下していることが分かる。   In the coiled sheathed heater 11 of the present invention, it can be seen that the glass softening point is reached when the bending moment is applied, and the temperature rapidly decreases thereafter.

このように、本発明のコイル状シーズヒータ11は、ヒータの内部構造を複雑にすることなく、シーズヒータをコイル状に成形し、かつコイル状の内径やピッチを変えることによって加熱対象物が受ける熱量を変化させるものである。   As described above, the coiled sheathed heater 11 of the present invention receives the object to be heated by forming the sheathed heater in a coil shape without complicating the internal structure of the heater and changing the coiled inner diameter and pitch. The amount of heat is changed.

なお、本発明のコイル状シーズヒータ11は、液晶のバックライト用の冷陰極管を曲げる際に、特に顕著な効果を奏する。これは、液晶のバックライトに使われる冷陰極管では、明るさのバラツキの影響が大きく、曲げられた冷陰極管の曲げ部の加工精度が重要になるためである。本発明のコイル状シーズヒータ11を用いて液晶のバックライト用の冷陰極管を曲げることにより、冷陰極管が受ける熱量を制御して曲げることが可能であり、明るさのバラツキの小さい曲げ冷陰極管を作ることが可能となる。   The coiled sheathed heater 11 of the present invention has a particularly remarkable effect when a cold cathode tube for a liquid crystal backlight is bent. This is because a cold cathode tube used for a liquid crystal backlight is greatly affected by variations in brightness, and the processing accuracy of the bent portion of the bent cold cathode tube is important. By bending the cold cathode tube for the backlight of the liquid crystal using the coiled sheathed heater 11 of the present invention, it is possible to bend by controlling the amount of heat received by the cold cathode tube, and bending cooling with little variation in brightness. It becomes possible to make a cathode tube.

本発明におけるコイル状シーズヒータは、電熱線を挿入する金属パイプの内部構成を複雑にすることなく、金属パイプをコイル状に成形し、かつ成形したコイル状のコイル内径やコイルピッチを変えることによって、加熱対象物が受ける熱量を変化させることができ、加熱対象物の局所加熱を実現することが可能となり、ガラスや熱可塑性樹脂などの加熱曲げ加工に用いることができる。   The coiled sheathed heater in the present invention is formed by forming a metal pipe into a coil shape without complicating the internal configuration of the metal pipe into which the heating wire is inserted, and changing the formed coiled coil inner diameter and coil pitch. The amount of heat received by the object to be heated can be changed, local heating of the object to be heated can be realized, and it can be used for heat bending processing of glass or thermoplastic resin.

11 コイル状シーズヒータ
12 金属パイプ
13 電熱線
14 電気絶縁粉末
15 電極棒
16 コイル内径
17 コイルピッチ
18,18’ 距離
31 加熱対象物
71 ガラス管
72 曲げR成形箇所
73 曲げモーメント
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Coiled sheath heater 12 Metal pipe 13 Heating wire 14 Electrical insulation powder 15 Electrode rod 16 Coil inner diameter 17 Coil pitch 18, 18 'Distance 31 Heating object 71 Glass tube 72 Bending R molding location 73 Bending moment

Claims (6)

その内部に電熱線および前記電熱線の周囲に充填された電気絶縁粉末を備えるシーズヒータにおいて、
コイル状の前記金属パイプのコイル内径の大きさが部分的に異なることを特徴とするシーズヒータ。
In a sheathed heater comprising a heating wire therein and an electrically insulating powder filled around the heating wire,
A sheathed heater, characterized in that the coil inner diameter of the coiled metal pipe is partially different.
その内部に電熱線および前記電熱線の周囲に充填された電気絶縁粉末を備えるシーズヒータにおいて、
コイル状の前記金属パイプのコイルピッチが部分的に異なることを特徴とするシーズヒータ。
In a sheathed heater comprising a heating wire therein and an electrically insulating powder filled around the heating wire,
A sheathed heater, wherein the coil pitch of the coiled metal pipe is partially different.
その内部に電熱線および前記電熱線の周囲に充填された電気絶縁粉末を備えるシーズヒータにおいて、
コイル状の前記金属パイプのコイル内径およびコイルピッチが部分的に異なることを特徴とするシーズヒータ。
In a sheathed heater comprising a heating wire therein and an electrically insulating powder filled around the heating wire,
A sheathed heater, wherein the coiled metal pipe has a partially different coil inner diameter and coil pitch.
コイル状の前記金属パイプのコイル内径は、最大内径:平均内径:最小内径=16:13:10の関係を満たすことを特徴とする請求項1に記載のシーズヒータ。   The sheathed heater according to claim 1, wherein a coil inner diameter of the coiled metal pipe satisfies a relationship of maximum inner diameter: average inner diameter: minimum inner diameter = 16: 13: 10. 請求項1〜4のいずれか1項に記載のシーズヒータを用いて、加熱対象物に異なる加熱温度領域を2箇所以上形成することを特徴とするシーズヒータを用いた加熱方法。   A heating method using a sheathed heater, wherein the sheathed heater according to any one of claims 1 to 4 is used to form two or more different heating temperature regions on an object to be heated. 前記加熱対象物が液晶のバックライト用の冷陰極管であることを特徴とする請求項5に記載のシーズヒータを用いた加熱方法。   The heating method using a sheathed heater according to claim 5, wherein the object to be heated is a cold cathode tube for a backlight of liquid crystal.
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WO2013177257A1 (en) * 2012-05-25 2013-11-28 Watlow Electric Manufacturing Company Variable pitch resistance coil heater
US20140078408A1 (en) * 2012-09-19 2014-03-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Liquid crystal shutter and image capturing apparatus

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