JP2022047831A - シーズ型ヒータ - Google Patents

Abstract

【課題】ヒータ自体の大きさを大きくすることなく、単相電源、３相電源など使用する電源に容易に対応できるとともに、ヒータ全体の温度分布を安定させたシーズ型ヒータを提供する。【解決手段】外周に発熱線５ａ、５ｂ、５ｃが巻回されたコア碍子４が耐熱絶縁物を介して金属パイプ２内に収容したシーズ型ヒータ１であって、１個のコア碍子４の外周に絶縁距離を保ちながら少なくとも３本の発熱線５ａ、５ｂ、５ｃを巻回し、３個以上の発熱線回路５０ａ、５０ｂ、５０ｃを形成する。【選択図】図５

Description

この発明は、シーズ型ヒータに係り、特に、絶縁体に発熱線を巻き付け、金属パイプ内に耐熱性絶縁物で封入したシーズ型ヒータに関するものである。

金型加熱などに使用されるヒータとして、絶縁体の外周に発熱線を巻き付け、金属パイプ内に耐熱性絶縁物で封入し、金属パイプを減径圧縮加工して一体化したシーズ型ヒータがある。

従来のシーズ型ヒータ１００は、図１５に示すように、マグネシアからなるコア碍子１０２の内部に設けた小孔内に、例えば、単相電源に対しては２本のリードピン１０３ａ、１０３ｂをそれぞれ互いに離間して挿通し、このコア碍子１０２の外周に発熱用の発熱線１０４を巻回して、この発熱線１０４の両端をそれぞれ上記各リードピン１０３ａ、１０３ｂに接続する。ステンレス系の金属からなる金属パイプ１０１の中心部分に発熱線１０４が巻回されたコア碍子１０２を収容し、コア碍子１０２と金属パイプ１０１との間の空間部分に、マグネシア等の耐熱性絶縁物１０５を充填した後、金属パイプ１０１を減径圧縮加工することにより、シーズ型ヒータ１００が形成される。

このようなシーズ型ヒータ１００は、金属パイプ１０１の近傍に発熱線１０４が位置することによって、金属パイプ１０１表面への熱放出が効率良く行われ、発熱線本体が過熱されることを防ぎ、発熱線の寿命をながくすることができる。

上記したシーズ型ヒータ１００は、１本の発熱線１０４をコア碍子１０２に巻回して構成するため、回路としては１回路の構成となる。単相電源では１電源で１本からのヒータを使用できるが、３相電源ではデルタ結線、またはスター結線した３本のシーズ型ヒータ１００を１組として使用する必要がある。そして、複数のヒータを使用する加熱回路においては、必ず３の倍数本のヒータを設置する構造とする必要性がある。

しかし、これは被加熱物の形状、寸法に合わせたヒータの配置を考える上で、大きな難点となることがあった。

具体的には樹脂加熱の小さな金型においては、１～２本のヒータしか設置するスペースがない。このため、小さな金型の部分だけ単相電源を使用することになる。また、四角形の金型では、それぞれの辺に対して同じ熱を加えるために、３相電源においては、４本で賄えるところを３の倍数となる１２本で設計しなければならないなどの問題がある。

一つの金属パイプに、３個の内部発熱線をそれぞれ並列接続して３相電源に対応したシーズ型ヒータが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に開示された３相電源の場合のシーズ型ヒータ１００ａについて、図１６を参照して説明する。図１６に示すように、軸方向に互いに離間した３個の第１～第３のコア碍子１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと、互いに離間した３本の第１～第３のリードピン１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃと、上記第１～第３のコア碍子１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃにそれぞれ巻回された第１～第３の内部発熱線１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃと、上記コア碍子と内部発熱線とを耐熱絶縁物を介して囲む金属パイプ１０１とよりなる。第１～第３のコア碍子１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの間にはスペーサ１０６が配設されている。第１～第３のコア碍子１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと金属パイプ１０１との間の空間部分には、マグネシア等の耐熱性絶縁物１０５が充填されている。

上記３相電源の場合のシーズ型ヒータの第１～第３の内部発熱線１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃの接続は、次のように行われている。

第１のコア碍子１０２ａに巻回された第１の内部発熱線１０４ａの一端Ａ_１を対応する第１のコア碍子１０２ａの一端位置で第１のリードピン１０３ａに接続する。上記第１の内部発熱線１０４ａの他端Ｂ_１を対応する第１のコア碍子１０２ａの他端位置で第２のリードピン１０３ｂに接続する。上記第１の内部発熱線１０４ａに隣接する第２の内部発熱線１０４ｂの一端Ａ_２を対応する第２のコア碍子１０２ｂの一端位置で上記第２のリードピン１０３ｂに接続する。上記第２の内部発熱線１０４ｂの他端Ｂ_２を対応する第２のコア碍子１０２ｂの他端位置で上記一方のリードピン１０３ｃに接続する。上記第２の内部発熱線１０４ｂに隣接する第３の内部発熱線１０４ｃの一端Ａ_３を対応する第３のコア碍子１０２ｃの一端位置で上記第３のリードピン１０３ｃに接続する。上記第３の内部発熱線１０４ｃの他端Ｂ_３を対応する第３のコア碍子１０２ｃの他端位置で上記第１のリードピン１０３ａに接続する。このようにして、３相電源の場合のシーズ型ヒータ１００ａが形成される。

特開平６－５２９７６号公報

上述の特許文献１に開示されているシーズ型ヒータ１００ａは、金属パイプ１０１内に第１から第２の内部発熱線４ａ～４ｃを設け、これら内部発熱線４ａ～４ｃを３相電源に対応するリードピン１０３ａ～１０３ｃに接続して、１つの金属パイプ１０１内に３相電源用のヒータを構成している。

しかしながら、上記特許文献１のシーズ型ヒータ１００ａにおいては、軸方向に互いに離間した３個の第１～第３のコア碍子１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのそれぞれの間でリードピンと内部発熱線を接続しているので、接続作業が煩わしいという難点がある。

さらに、接続部近傍では発熱線を巻き付けることはできないので、コア碍子１０２ａとコア碍子１０２ｂ、コア碍子１０２ｂとコア碍子１０２ｃのそれぞれの継ぎ目の間に非発熱部が生ずることを避けることができない。

この発明は、ヒータ自体の大きさを大きくすることなく、単相電源、３相電源など使用する電源に容易に対応できるとともに、従来方式で発熱線ブロックの継ぎ目に生じていた非発熱部分を解消して、ヒータ全体の温度分布を安定させたシーズ型ヒータを提供することを目的とする。

この発明の一実施形態は、外周に発熱線が巻回されたコア碍子が耐熱絶縁物を介して金属パイプ内に収容したシーズ型ヒータであって、１個の前記コア碍子の外周に絶縁距離を保ちながら少なくとも２本以上の発熱線を巻回し、２個以上の発熱線回路を形成する。

これにより、コア碍子の外周に発熱線を巻回するいわゆる外線方式において、コア碍子を軸方向に分割することなく、複数の発熱線回路を構成できる。発熱線回路間の接続は、軸方向の端部で行えるので、発熱線の接続作業も容易にできる。よって、発熱線回路を用途によって、単相、３相など容易に変更することができる。

さらに、コア碍子を軸方向に分割することなく、コア碍子の長手方向に連続して発熱線を巻回することができる。これにより、継ぎ目なくコア碍子の長手方向を加熱でき、ヒータ全体の温度分布を安定させたシーズ型ヒータを提供することができる。

他の観点によれば、この発明のシーズ型ヒータは、以下の構成を含むことが好ましい。３本の前記発熱線が前記コア碍子の外周に絶縁距離を保ちながら巻回され、前記３本の発熱線により３個の発熱線回路を形成し、前記発熱線回路の一端は共通接続し、他端は３本のリード端子と接続される。

３本の発熱線と３本のリード端子の構成により、３相Ｙ字結線に構成することができ、３相電源に容易に対応できる。リード線の接続により、単相接続にも容易に対応できる。単相接続の場合、電力は３相接続の２／３になる。

また、３相接続時に３本の発熱線回路のうちいずれか１つの断線により容量は１／２になる。また、３相接続時に３本の発熱線回路のうちいずれか１つが断線した場合も、容量は小さくなるが、コア碍子の長手方向の全体の加熱は継続できるので、ヒータ全体の温度分布の安定状態は維持できる。

他の観点によれば、この発明のシーズ型ヒータは、以下の構成を含むことが好ましい。前記コア碍子は、３個以上の貫通孔が設けられ、前記コア碍子の外周に３本の前記発熱線が絶縁距離を保ちながら巻回され、前記３本の発熱線により３個の発熱線回路を形成し、前記発熱線回路は、互いに独立した発熱線回路を形成し、各発熱線回路の一端は、前記貫通孔を介してリード端子に接続され、６個のリード端子を設ける。

これにより、単相電源で種々の結線の利用が可能となる。例えば、各発熱線を異なる抵抗として組み合わせれば、種々の抵抗値のヒータを構成することが容易にできる。単相電源による使用の場合、３線の内、１線または２線を予備の発熱線として使用することもできる。
また、３相電源によるΔ結線型の対応も容易にできる。

他の観点によれば、この発明のシーズ型ヒータは、以下の構成を含むことが好ましい。前記コア碍子は、２個以上の貫通孔が設けられ、前記コア碍子の外周に２本の前記発熱線が絶縁距離を保ちながら巻回され、前記２本の発熱線により２個の発熱線回路を形成し、前記発熱線回路は、互いに独立した発熱線回路を形成し、各発熱線回路の一端は、前記貫通孔を介してリード端子に接続され、４個のリード端子を設ける。

同抵抗値の発熱線を２本、または、抵抗値の異なる発熱線を用いて構成し、単相電源において、用途に応じて種々の抵抗値のヒータを容易に構成することができる。
また、１線の発熱線を予備の発熱線として使用することもできる。

他の観点によれば、この発明のシーズ型ヒータは、以下の構成を含むことが好ましい。２本の前記発熱体が前記コア碍子の外周に絶縁距離を保ちながら巻回され、前記２本の発熱線により２個の発熱線回路を形成し、前記発熱線回路は並列に接続される。

発熱線回路を並列に接続することにより、小型で高電力のヒータを得ることができる。また、１線の断線により容量は１／２になる。２本の発熱線回路のうちいずれかが断線した場合も、容量は小さくなるが、コア碍子の長手方向の全体の加熱は継続できるので、ヒータ全体の温度分布の安定状態は維持できる。

本明細書で使用される専門用語は、特定の実施形態のみを定義する目的で使用されるのであって、前記専門用語によって発明を制限する意図はない。

以下の説明では、この発明の完全な理解を提供するために多数の具体的な例を述べる。しかしながら、当業者は、これらの具体的な例がなくてもこの発明を実施できることが明らかである。

よって、以下の開示は、この発明の例示として考慮されるべきであり、本発明を以下の図面または説明によって示される特定の実施形態に限定することを意図するものではない。

［シーズ型ヒータ］
本明細書において、シーズ型ヒータは、発熱線を金属パイプで覆い、発熱線と金属パイプとの間に耐熱性絶縁材が封入されたヒータであり、リード端子を金属パイプの両端から引き出すいわゆるシーズヒータ、リード端子を金属パイプの片側から引き出すいわゆるカートリッジヒータを含む。

本発明の一実施形態によれば、ヒータ自体の大きさを大きくすることなく、単相電源、３相電源など使用する電源に容易に対応できるシーズ型ヒータを提供することができる。また、従来方式で発熱線ブロックの継ぎ目に生じていた非発熱部分を解消して、ヒータ全体の温度分布を安定させたシーズ型ヒータを提供することができる。

図１は、この発明の実施形態１に係るシーズ型ヒータの一部を断面にした説明図である。 図２は、この発明の実施形態１に係るシーズ型ヒータの一部を断面にし、３本の発熱線を示す線を変えて区別した説明図である。 図３は、この発明の実施形態１に係るシーズ型ヒータの一部を断面にし、３本の発熱線の接続状態を示す説明図である。 図４は、この発明の実施形態１に係るシーズ型ヒータのリード端子側を示す上面図である。 図５は、この発明の実施形態１に係るシーズ型ヒータの発熱線回路を示す説明図である。 図６は、この発明の実施形態１に係るシーズ型ヒータの発熱線間の接続と発熱線とリード端子の接続を示す、一部を断面した説明図である。 図７は、図６のＡ－Ａ線断面図である。 図８は、図６のＢ－Ｂ線断面図である。 図９は、この発明の実施形態２に係るシーズ型ヒータの一部を断面にした説明図である。 図１０は、この発明の実施形態２に係るシーズ型ヒータの一部を断面にし、３本の発熱線の接続状態を示す説明図である。 図１１は、この発明の実施形態２に係るシーズ型ヒータの端子部分を示す側面図である。 図１２は、この発明の実施形態２に係るシーズ型ヒータの発熱線回路を示す説明図である。 図１３は、この発明の実施形態３に係るシーズ型ヒータの発熱線回路を示す説明図である。 図１４は、この発明の実施形態４に係るシーズ型ヒータの発熱線回路を示す説明図である。 図１５は、従来のシーズ型ヒータを示す断面図である。 図１６は、従来の３相電源に対応したシーズ型ヒータを示す断面図である。

以下で、各実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、説明の重複を避けるためにその説明は繰返さない。また、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。

図１～図８は、この発明の実施形態１の構成を示し、図１はこの発明の実施形態１に係るシーズ型ヒータの一部を断面にした説明図、図２はこの発明の実施形態１に係るシーズ型ヒータの一部を断面にし、３本の発熱線を示す線を変えて区別した説明図、図３はこの発明の実施形態１に係るシーズ型ヒータの一部を断面にし、３本の発熱線の接続状態を示す説明図、図４はこの発明の実施形態１に係るシーズ型ヒータのリード端子側を示す上面図、図５はこの発明の実施形態１に係るシーズ型ヒータの発熱線回路を示す説明図、図６はこの発明の実施形態１に係るシーズ型ヒータの発熱線間の接続と発熱線とリード端子の接続を示す、一部を断面した説明図、図７は図６のＡ－Ａ線断面図、図８は図６のＢ－Ｂ線断面図である。

図１に示すように、この発明の実施形態１に係るシーズ型ヒータ１は、リード端子が金属パイプ２の片側から引き出されるカートリッジヒータである。金属パイプ２は、銅、鋼、ステンレス、アルミなどが用いられ、使用用途に応じて材質は適宜選択される。この実施形態１においては、金属パイプ２は、有底筒状に形成され、金属パイプ２の開口部側からリード端子６ａ、６ｂ、６ｃが導出されている。

絶縁体からなるコア碍子４の外周に絶縁距離を保って２以上、この実施形態１においては、３本の発熱線５ａ、５ｂ、５ｃが螺旋状に巻回されている。コア碍子４は、例えば、マグネシア（酸化マグネシウム）の粉末を焼結して円柱状に成形し、必要に応じて、軸方向に貫通孔が設けられる。後述するように、貫通孔は、発熱線と接続されるニッケルなどで形成されたリードピンが挿入される。金属パイプ２の外部に導出されるリードピンは、リード端子として用いられる。

発熱線５ａ、５ｂ、５ｃは、ニクロム線のような電気抵抗の大きい抵抗線が使用される。発熱線５ａ、５ｂ、５ｃは、コア碍子４の軸長方向に螺旋状に絶縁距離を保って巻回されている。これにより、コア碍子４の軸長方向に３つの発熱線５ａ、５ｂ、５ｃが配列され、３個の発熱線回路５０ａ、５０ｂ、５０ｃが形成される(図４参照)。

図２は、発熱線５ａ、５ｂ、５ｃのコア碍子４に巻回した状態を模式的に示している。この図２においては、発熱線５ａ、５ｂ、５ｃの巻線状態を分かりやすくするために、発熱線５ａは、破線、発熱線５ｂは、実線、発熱線５ｃは、一点鎖線で示している。この図２に示すように、コア碍子４の外周に絶縁距離を保って３本の発熱線５ａ、５ｂ、５ｃが螺旋状に巻回されている。発熱線５ａの一端は、端子接続部６０ａを介してリード端子６ａに接続され、発熱線５ｂの一端は、端子接続部６０ｂを介してリード端子６ｂに接続され、発熱線５ｃの一端は、端子接続部６０ｃを介してリード端子６ｃに接続され、金属パイプ２の一端側から３つのリード端子が導出されている。

発熱線５ａ、５ｂ、５ｃは、結線状態に対応してリード端子に接続される。図１～図８に示すシーズ型ヒータ１は、３相Ｙ字結線型のヒータを示している。３相Ｙ字結線型のヒータは、金属パイプ２の一端側から外部に導出される３つのリード端子６ａ、６ｂ、６ｃに接続部６０ａ、６０ｂ、６０ｃを介して発熱線５ａ、５ｂ、５ｃの一端がそれぞれ接続され、他端は接続部６１により共通接続される(図５参照)。

発熱線５ａ、５ｂ、５ｃが外周に巻回されたコア碍子４が金属パイプ２内に挿入され、金属パイプ２内に耐熱絶縁物７、例えば、マグネシア粉末を封入されている。金属パイプ２を減径圧縮加工することのより、シーズ型ヒータ１が形成される。

金属パイプ２と発熱線５ａ、５ｂ、５ｃとの隙間には、耐熱絶縁物７が充填され、金属パイプ２と発熱線５ａ、５ｂ、５ｃとの間は絶縁されている。なお、図１においては、耐熱絶縁物７の図示は省略している。

これにより、コア碍子４の外周に発熱線を巻回するいわゆる外線方式において、コア碍子４を軸方向に分割することなく、複数、この実施形態１においては、３つの発熱線回路５０ａ、５０ｂ、５０ｃを構成できる。発熱線回路間の接続は、軸方向の端部で行えるので、発熱線の接続作業も容易にできる。このように，実施形態１に係るシーズ型ヒータ１は、熱線回路を用途に従い、発熱線の接続を変更することで、単相、３相など容易に変更することができる。

さらに、コア碍子４を軸方向に分割することなく、コア碍子４の長手方向に連続して発熱線５ａ、５ｂ、５ｃを巻回することができる。これにより、継ぎ目なく、コア碍子４の長手方向を加熱でき、ヒータ全体の温度分布を安定させたシーズ型ヒータを提供することができる。

また、特許文献１のように、コア碍子を軸方向に複数分割し、それぞれのコア碍子に発熱線を巻回した場合、いずれかの発熱線が断線した場合には、軸方向で発熱しない箇所が存在することになる。このため、ヒータの軸方向で温度分布が大きくばらつくことになる。これに対して、この実施形態１においては、コア碍子４の長手方向に連続して発熱線５ａ、５ｂ、５ｃが巻回されている。従って、この実施形態１のシーズ型ヒータ１は、いずれかの発熱線が断線した場合にも、コア碍子４の長手方向において、断線していない他の発熱線が存在することになる。この結果、発熱量は落ちるが、長手方向全体に加熱状態が維持され、ヒータの軸方向の温度分布は安定する。

次に、３相Ｙ字結線したシーズ型ヒータ１の実施形態１につき、図２～図８を参照してさらに説明する。この実施形態１は、図４、図６、図７及び図８に示すように、円柱状のコア碍子４に軸方向に４つの貫通孔６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄが設けられている。貫通孔６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄは、ニッケルからなるリードピン６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄが挿入される。

図３、図６に示すように、貫通孔６２ａ、６２ｂ、６２ｃに挿入されるリードピン６３ａ、６３ｂ、６３ｃは、金属パイプ２より長さが長く形成されている。リードピンの金属パイプ２の一端側から導出される部分がリード端子６ａ、６ｂ、６ｃとなる。

コア碍子４の外周に絶縁距離を保って３本の発熱線５ａ、５ｂ、５ｃが螺旋状に巻回されている。３本の発熱線５ａ、５ｂ、５ｃの他端は共通接続される。

図６及び図７に示すように、この実施形態１においては、３本の発熱線５ａ、５ｂ、５ｃの他端側をリードピン６３ｄに沿わせ、３本の発熱線５ａ、５ｂ、５ｃの他端側は、リードピン６３ｄとともに貫通孔６２ｄ内に挿入される。このリードピン６３ｄは、コア碍子４の長さより短く、貫通孔６２ｄ内にリードピン６３ｄが配設されることになる。金属パイプ２の減径圧縮加工により、リードピン６３ｄと３本の発熱線５ａ、５ｂ、５ｄが密着し、３本の発熱線５ａ、５ｂ、５ｃの他端は共通接続される。３本の発熱線５ａ、５ｂ、５ｃが共通接続された箇所が図５に示す接続部６１である。

図６及び図８に示すように、発熱線５ａの一端は、金属パイプ２の開口側に位置するコア碍子４側からリードピン６３ａに沿って、貫通孔６２ａ内に挿入される。リードピン６３ａとともに貫通孔６２ａに挿入された発熱線５ａは、金属パイプ２の減径圧縮加工によりリードピン６３ａと密着し、リードピン６３ａと発熱線５ａが接続され、リード端子６ａに発熱線５ａが接続される。貫通孔６２ａ内のリードピン６３ａと発熱線５ａとが図５に示す接続部６０ａとなる。

同様に、発熱線５ｂの一端は、金属パイプ２の開口側に位置するコア碍子４側からリードピン６３ｂに沿って、貫通孔６２ｂ内に挿入される。リードピン６３ｂとともに貫通孔６２ｂに挿入された発熱線５ｂは、金属パイプ２の減径圧縮加工によりリードピン６３ｂと密着し、リードピン６３ｂと発熱線５ｂが接続され、リード端子６ｂに発熱線５ｂが接続される。貫通孔６２ｂ内のリードピン６３ｂと発熱線５ｂとが図５に示す接続部６０ｂとなる。

同様に、発熱線５ｃの一端は、金属パイプ２の開口側に位置するコア碍子４側からリードピン６３ｃに沿って、貫通孔６２ｃ内に挿入される。リードピン６３ｃとともに貫通孔６２ｃに挿入された発熱線５ｃは、金属パイプ２の減径圧縮加工によりリードピン６３ｃと密着し、リードピン６３ｃと発熱線５ｃが接続され、リード端子６ｃに発熱線５ｃが接続される。貫通孔６２ｃ内のリードピン６３ｃと発熱線５ｃとが図５に示す接続部６０ｃとなる。

３個の発熱線回路５０ａ、５０ｂ、５０ｃと３本のリード端子６ａ、６ｂ、６ｃからなる３相Ｙ字結線型のシーズ型ヒータ１を、リードピンを用いて発熱線を接続することにより、容易に製造することができる。３相Ｙ字結線に構成することにより、３相電源に容易に対応できる。リードピンと発熱線の接続により、単相接続にも容易に対応できる。単相接続の場合、電力は３相接続の２／３になる。

また、３相接続時に３本の発熱線５ａ、５ｂ、５ｃのうちいずれか１つの発熱線の断線により容量は１／２になる。また、３相接続時に３本の発熱線５ａ、５ｂ、５ｃのうちいずれか１つの発熱線が断線した場合も、容量は小さくなるが、コア碍子４の長手方向の全体の加熱は継続できるので、ヒータ全体の温度分布の安定状態は維持できる。

なお、上記した実施形態１においては、コア碍子４に４つの貫通孔を設けているが、貫通孔を設けずに、発熱線の一端を共通接続し、他端をリードピンに接続するように構成してもよい。また、貫通孔を１個設け、発熱線の共通接続を貫通孔に挿入するリードピンで構成してもよい。このように、コア碍子４に設ける貫通孔の数は用途などに応じて適宜選択すればよい。

また、上記した実施形態１においては、リードピン６３ｄは、コア碍子４の長さより短く、貫通孔６２ｄ内にリードピン６３ｄを配設しているが、リードピン６３ｄは、他のリードピン６３ａ～６３ｃと同じ長さとし、金属パイプ２より外部に導出するように構成してもよい。リード端子を４本外部に導出した構成においては、リードピン６３ｄで構成されるリードピンを電気的に接続しない場合には、３相Ｙ字結線型のシーズ型ヒータとして使用できる。リードピン６３ｄで構成されるリード端子を使用すれば、発熱線が３本の並列回路を構成することができる。

次に，この発明の実施形態２について、図９～図１２を参照して説明する。
この実施形態２のシーズ型ヒータ１ａは、図９、図１０、図１１に示すように、円柱状のコア碍子４に軸方向に６つの貫通孔６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ、６２ｆが設けられている。貫通孔６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ、６２ｆは、ニッケルからなるリードピン６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄ、６３ｅ、６３ｆがそれぞれ挿入される。

コア碍子４の外周に絶縁距離を保って３本の発熱線５ａ、５ｂ、５ｃが螺旋状に巻回されている。３本の発熱線５ａ、５ｂ、５ｃにより、３個の発熱線回路５０ａ、５０ｂ、５０ｃを形成する。発熱線回路５０ａは、互いに独立した発熱線回路を形成する。各発熱線回路からは２個のリード端子が導出され、金属パイプ２の一端側から６つのリード端子６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆが導出されている（図１２参照）。

図９～図１２に示すように、貫通孔６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｅ、６２ｆに挿入されるリードピン６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄ、６３ｅ、６３ｆは、金属パイプ２より長さが長く、金属パイプ２の一端側から導出される部分がリード端子６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆとなる。

リード端子６ａ、６ｄが、発熱線５ａに接続される端子、リード端子６ｂ、６ｅが、発熱線５ｂに接続される端子、リード端子６ｃ、６ｄｆ、発熱線５ｃに接続される端子である。

発熱線回路５０ａを構成する発熱線５ａの一端は、貫通孔６２ｄ内にリードピン６３ｄとともに挿入され、端子接続部６１ａを介してリード端子６ｄに接続される。発熱線５ａの他端は、貫通孔６２ａ内に挿入されるリードピン６３ａに端子接続部６０ａを介してリード端子６ａに接続される。

発熱線回路５０ｂを構成する発熱線５ｂの一端は、貫通孔６２ｅ内にリードピン６３ｅとともに挿入され、端子接続部６１ｂを介してリード端子６ｅに接続される。発熱線５ｂの他端は、貫通孔６２ｂ内に挿入されるリードピン６３ｂに端子接続部６０ｂを介してリード端子６ｂに接続される。

発熱線回路５０ｃを構成する発熱線５ｃの一端は、貫通孔６２ｆ内にリードピン６３ｆとともに挿入され、端子接続部６１ｃを介してリード端子６ｆに接続される。発熱線５ｃの他端は、貫通孔６２ｃ内に挿入されるリードピン６３ｃに端子接続部６０ｃを介してリード端子６ｃに接続される。

上述したように、この実施形態２においては、３本の発熱線５ａ、５ｂ、５ｃの金属パイプ２の底部側に配置される発熱線（一端側）をリードピン６３ｄ、６３ｅ、６３ｆに沿わせ、リードピン６３ｄ、６３ｅ、６３ｆとともに貫通孔６２ｄ、６２ｅ、６２ｆにそれぞれ挿入される。３本の発熱線５ａ、５ｂ、５ｃの他端は、貫通孔６２ｄ、６２ｅ、６２ｆとリードピン６３ｄ、６３ｅ、６３ｆを介して、金属パイプ２の開口部側に電気的に導出される。

金属パイプ２の減径圧縮加工により、各リードピン６３ｄ、６３ｅ、６３ｆと３本の発熱線５ａ、５ｂ、５ｄのそれぞれが密着し、３個のリード端子６ｄ、６ｅ、６ｆと発熱線５ａ、５ｂ、５ｃとそれぞれ接続される。

発熱線５ａの他端は、金属パイプ２の開口側に位置するコア碍子４側からリードピン６３ａに沿って、貫通孔６２ａ内に挿入される。リードピン６３ａとともに貫通孔６２ａに挿入された発熱線５ａは、金属パイプ２の減径圧縮加工によりリードピン６３ａと密着し、リードピン６３ａと発熱線５ａが接続され、リード端子６ａに発熱線５ａが接続される。貫通孔６２ａ内のリードピン６３ａと発熱線５ａとが接続部６０ａとなる。

同様に、発熱線５ｂの一端は、金属パイプ２の開口側に位置するコア碍子４側からリードピン６３ｂに沿って、貫通孔６２ｂ内に挿入される。リードピン６３ｂとともに貫通孔６２ｂに挿入された発熱線５ｂは、金属パイプ２の減径圧縮加工によりリードピン６３ｂと密着し、リードピン６３ｂと発熱線５ｂが接続され、リード端子６ｂに発熱線５ｂが接続される。

同様に、発熱線５ｃの一端は、金属パイプ２の開口側に位置するコア碍子４側からリードピン６３ｃに沿って、貫通孔６２ｃ内に挿入される。リードピン６３ｃとともに貫通孔６２ｃに挿入された発熱線５ｃは、金属パイプ２の減径圧縮加工によりリードピン６３ｃと密着し、リードピン６３ｃと発熱線５ｃが接続され、リード端子６ｃに発熱線５ｂが接続される。

これにより、３本の発熱線５ａ、５ｂ、５ｃからなる発熱線回路５０ａ、５０ｂ、５０ｃと６本のリード端子６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆで構成されるシーズ型ヒータ１ａが得られる（図１２参照）。

上記の構成により、単相電源による種々の結線の利用が可能となる。また、リード端子の接続により、例えば、Δ結線型、Ｙ字結線型の３相電源対応のシーズ型ヒータ１ａを得られる。

実施形態２のシーズ型ヒータ１ａの単相電源の利用対応例について説明する。例えば、３本の発熱線５ａ、５ｂ、５ｃの電気容量をそれぞれ異なるものとする。例えば、電気容量１００Ｖ１００Ｗ用の発熱線５ａ、１００Ｖ２００Ｗ用の発熱線５ｂ、１００Ｖ３００Ｗの用の発熱線を用意する。これら発熱線５ａ、５ｂ、５ｃをコア碍子４の外周に絶縁距離を保って螺旋状に巻回する。３本の発熱線５ａ、５ｂ、５ｃにより、電気容量が異なる３個の発熱線回路５０ａ、５０ｂ、５０ｃを形成する。形成された発熱線回路５０ａ、５０ｂ、５０ｃは、上記の異なる電気容量の回路となる。

この場合、１００Ｗ、２００Ｗ、３００Ｗ、４００Ｗ、５００Ｗ、６００Ｗの中から任意の容量を持つ回路を構成することができる。

また、単相電源による使用の場合、同じ電気容量の発熱線を用い、３線の内、１線または２線を予備の発熱線として使用することもできる。このように、実施形態２のシーズ型ヒータ１ａによれば、種々の使用態様が簡単に得られる。

上記した実施形態２においては、コア碍子４に６個の貫通孔を設けたが、貫通孔を３個設け、金属パイプ２の底側に位置する発熱線を開口部側へ導線する場合に貫通孔を用いるように構成する。金属パイプ２の開口部側に位置する発熱線の端部は、貫通孔を介さずに開口部側に配置されるリード端子に接続するように構成してもよい。

次に，この発明の実施形態３について、図１３を参照して説明する。
この実施形態３のシーズ型ヒータ１ｃにおいては、コア碍子４は、２個以上の貫通孔が設けられている。コア碍子４の外周に２本の発熱線５ａ、５ｂが絶縁距離を保ちながら巻回される。２本の発熱線５ａ、５ｂにより２個の発熱線回路５０ａ、５０ｂを形成する。

発熱線回路５０ａ、５０ｂは、互いに独立した発熱線回路を形成する。発熱線回路５０ａの一端は、貫通孔６２ａを介してリード端子６ｄに接続される。発熱線回路５０ｂの一端は、貫通孔６２ｅ、接続部６１ａを介してリード端子６ｅに接続される。

発熱線回路５０ａの他端は、接続部６０ａを介してリード端子６ａに接続される。発熱線回路５０ｂの他端は、接続部６０ｂを介してリード端子６ｂに接続される。

実施形態３のシーズ型ヒータ１ｃは、金属パイプ２の一端側から４個のリード端子６ａ、６ｄ、６ｂ、６ｅが導出される。

上記実施形態３のシーズ型ヒータ１ｃは、同抵抗値の発熱線を２本、または、抵抗値の異なる発熱線を用いて構成する。単相電源において、用途に応じて種々の抵抗値のヒータを容易に構成することができる。例えば、発熱線回路が５００Ｗのものを２個独立に設けている場合、直列接続すると２５０Ｗのヒータが構成され、並列接続すると１ｋＷのヒータを構成することができる。また、１線の発熱線を予備の発熱線として使用することもできる。

次に、この発明の実施形態３について、図１４を参照して説明する。
実施形態３のシーズ型ヒータ１ｄは、２本の発熱線５ａ、５ｂがコア碍子４の外周に絶縁距離を保ちながら巻回される。２本の発熱線５ａ、５ｂにより２個の発熱線回路５０ａ、５０ｂを形成する。発熱線回路５０ａ、５０ｂは並列に接続される。発熱線５ａと発熱線５ｂは，一端側が接続部６１ａ、６１ｂで接続され、他端側が接続部６０ａ、６０ｂで接続されることにより、並列接続されている。並列接続された発熱線回路５０ａ、５０ｂの一端側は貫通孔６２ｅを介して金属パイプ２の開口部側まで導出され、リード端子６ｂと接続される。リード端子６ｂと接続部６１ｂと接続される接続部６１ｇを介して接続される。

発熱線回路５０ａ、５０ｂを並列に接続することにより、小型で高電力のヒータを得ることができる。また、１線の断線により容量は１／２になる。２本の発熱線回路のうちいずれかが断線した場合も、容量は小さくなるが、コア碍子の長手方向の全体の加熱は継続できるので、ヒータ全体の温度分布の安定状態は維持できる。

（その他の実施形態）
以上、この発明の実施形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。

上記した実施形態においては、シーズ型ヒータとしてカートリッジヒータについて説明したが、この発明は、カートリッジヒータに限らず他のシーズ型ヒータ、例えば，金属パイプの両端からリード端子が導出されるいわゆるシーズヒータにもこの発明は適用することができる。

１ ：シーズ型ヒータ
２ ：金属パイプ
４ ：コア碍子
５ａ ：発熱線
５ｂ ：発熱線
５ｃ ：発熱線
５ｄ ：発熱線
６ａ ：リード端子
６ｂ ：リード端子
６ｃ ：リード端子
７ ：耐熱絶縁物
５０ａ ：発熱線回路
５０ｂ ：発熱線回路
５０ｃ ：発熱線回路

Claims (5)

1. 外周に発熱線が巻回されたコア碍子が耐熱絶縁物を介して金属パイプ内に収容したシーズ型ヒータであって、
   前記１個のコア碍子の外周に絶縁距離を保ちながら少なくとも２本以上の発熱線を巻回し、２個以上の発熱線回路を形成する、
   シーズ型ヒータ。
2. ３本の前記発熱線が前記コア碍子の外周に絶縁距離を保ちながら巻回され、３本の前記発熱線により３個の発熱線回路を形成し、前記発熱線回路の一端は共通接続し、他端は３本のリード線と接続される、
   請求項１に記載のシーズ型ヒータ。
3. 前記コア碍子は、３個以上の貫通孔が設けられ、前記コア碍子の外周に３本の前記発熱線が絶縁距離を保ちながら巻回され、前記３本の発熱線により３個の発熱線回路を形成し、前記発熱線回路は、互いに独立した発熱線回路を形成し、各発熱線回路の一端は、前記貫通孔を介してリード端子に接続され、６個のリード端子を設けた、
   請求項１に記載のシーズ型ヒータ。
4. 前記コア碍子は、２個以上の貫通孔が設けられ、前記コア碍子の外周に２本の前記発熱線が絶縁距離を保ちながら巻回され、前記２本の発熱線により２個の発熱線回路を形成し、前記発熱線回路は、互いに独立した発熱線回路を形成し、各発熱線回路の一端は、前記貫通孔を介してリード端子に接続され、４個のリード端子を設けた、
   請求項１に記載のシーズ型ヒータ。
5. ２本の前記発熱線が前記コア碍子の外周に絶縁距離を保ちながら巻回され、前記２本の発熱線により２個の発熱線回路を形成し、前記発熱線回路が並列に接続される、
   請求項１に記載のシーズ型ヒータ。
   

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