JP2558608B2 - 電気ヒータ及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として電気炉等の高
温環境で使用される電気ヒータ及びその製造方法に関す
る。さらに詳しくは、断熱耐火物よりなる成形体に、電
気抵抗発熱体を複数列並べて設け、発熱体の列に沿う列
方向に直交する両側から当該発熱体に当接してこれを成
形体に支持するための鍔部を、当該発熱体の各列におけ
るほぼ全長にわたって設け、両鍔部の間に放熱用の開口
部を有する電気ヒータ、及び、発熱体を成形型に複数列
並べて載置し、成形型に断熱耐火物を充填して発熱体を
埋設するための成形体を成形し、発熱体の列に沿う列方
向に沿って放熱用の開口部を各発熱体に対して形成する
電気ヒータの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上述の如き放熱用の開口部を備え
た電気ヒータ及びその製造方法としては、例えば、特開
昭５９−６６０９４号公報、及び、実開昭６０−５０４
８８号公報記載のものが知られている。これらの従来技
術では、セラミックファイバー層の中に発熱コイルが埋
設され、上記鍔部間の開口部を介して発熱コイルの表面
帯域が放熱面側において露出しており、放熱性の向上が
図られている。特に、第一の公報に記載のものにあって
は、第二の公報に記載の如くコイル内にセラミックファ
イバーが侵入することを防ぎ、これによって過熱による
発熱体の損傷及びセラミックファイバー層の破壊、ひい
ては、発熱コイルの脱落を防いでいる。

【０００３】しかし、上述した従来の電気ヒータにおい
ては、発熱コイルは主としてセラミックファイバーによ
り形成された鍔部に支持されており、この断熱性を目的
として軽量かつ低密度に形成されるセラミックファイバ
ーでは、発熱コイルの脱落を防止できる鍔部を形成する
には強度的に不十分であった。ここに、特開昭５５−１
２２３８２号公報記載の如く、無機ファイバー層の一側
に耐火材を含浸させて他側よりも高密度に形成すること
も考えられるが、単に耐火材を含浸させたのみでは、含
浸部分と非含浸部分との間で層間剥離が発生し、発熱コ
イルを強固に支持することはできない。

【０００４】また、発熱コイルの支持強度を向上させる
ためには、開口部の幅を狭くするように鍔部を形成し、
発熱コイルをより深くセラミックファイバー層に埋め込
むように改変すればよいが、これらの改変によって発熱
コイルの放熱性は妨げられ、ひいてはヒータの性能を低
下させることになる。しかも、開口部を形成する鍔部は
薄肉で入り組んだ形状になっており、この部分にセラミ
ックファイバーを充填することが難しく、電気ヒータの
品質を安定させる妨げとなっていた。

【０００５】さらに、従来技術によれば、複数の発熱体
の各列間における部分によって発熱体を支持するのであ
るが、当該部分は脆いセラミックファイバーにより形成
されているので、各発熱体の間隔を十分にとらなければ
発熱体の支持強度が不十分となる。したがって、成形体
全体に占める発熱体の割合は限られており、ヒータ全体
の発熱量を増加させることが難しかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電気
抵抗発熱体の支持強度及び放熱性が高く、全体の発熱量
も十分に大きくでき、しかも、製造品質の安定した電気
ヒータ及びその製造方法並びに電気抵抗発熱体支持用を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明にかかる電気ヒータの第一の特徴構成は、断
熱耐火物よりなる成形体に、電気抵抗発熱体を複数列並
べて設け、発熱体の列に沿う列方向に直交する直交方向
両側から当該発熱体に当接してこれを成形体に支持する
ための鍔部を、当該発熱体の各列におけるほぼ全長にわ
たって設け、両鍔部の間に放熱用の開口部を有する構成
において、セラミックスを焼成してなる別体の支持体を
各発熱体の直交方向両側に設けて、鍔部の少なくとも一
部を当該支持体に形成し、支持体に設けた脚部を成形体
に埋め込むと共に、この支持体が成形体から抜けること
を防止する抜止手段を脚部に設けたことにある。

【０００８】また、本発明にかかる電気ヒータの第二の
特徴構成は、上記第一の特徴構成において、鍔部を有す
る支持体を、発熱体の各列におけるほぼ全長にわたって
設けたことにある。

【０００９】また、本発明にかかる電気ヒータの第三の
特徴構成は、上記第二の特徴構成において、支持体にお
ける上記直交方向両側に鍔部を設けてこの支持体を発熱
体の各列間に配置し、各支持体を、複数の第一の支持片
と脚部を設けた複数の第二の支持片とに分割形成し、成
形体に第一の支持片と嵌合してこの第一の支持片が上記
直交方向に対して移動することを規制する溝を形成し、
第一の支持片を溝に嵌合させると共に、各第一の支持片
の両端部を第二の支持片で押さえることにより、第一の
支持片の抜けを防止したことにある。

【００１０】

【００１１】

【００１２】一方、本発明にかかる電気ヒータの製造方
法の第一の特徴構成は、電気抵抗発熱体を成形型に複数
列並べて載置し、成形型に断熱耐火物を充填して発熱体
を埋設するための成形体を成形し、発熱体の列に沿う列
方向に沿って放熱用の開口部を各発熱体に対して形成す
る方法において、断熱耐火物よりも硬質且つ良熱伝導性
の絶縁材料よりなると共に発熱体を支持するための鍔部
を列方向に直交する両側に有する支持体を、成形型に列
状に載置し、断熱耐火物が発熱体を通り抜けて開口部に
侵入することを防ぐ侵入防止手段を設けた状態で支持体
の各列間にこれらの発熱体を載置し、断熱耐火物を充填
して成形体を成形し、侵入防止手段を除去することにあ
る。

【００１３】また、本発明にかかる電気ヒータの製造方
法の第二の特徴構成は上記製造方法の第一の特徴構成に
おいて、支持体を開口部のほぼ全長にわたって設け、侵
入防止手段に発熱体の開口部とは反対側の面を覆う可燃
性のフィルムを用い、成形体の成形後にフィルムを焼失
させて除去することにある。

【００１４】また、本発明にかかる電気ヒータの製造方
法の第三の特徴構成は、上記第一〜第三のいずれかに記
載の特徴構成を備えた電気ヒータの製造方法であって、
脚部が棒状に形成されており、抜止手段が脚部の側面に
設けた突起であり、且つ、成形体が棒状の脚部を差し込
むための穴を有する既成形板であって、脚部を成形体の
穴に差し込んで回動させ、突起が脚部の差し込み時に通
過した縦溝とは異なる位置に、当該突起を位置させるこ
とにある。

【００１５】

【作用】上記本発明にかかる電気ヒータの第一の特徴構
成によれば、別体の支持体を各発熱体の直交方向両側に
設けて、鍔部の少なくとも一部を当該支持体に形成して
あるので、発熱体は鍔部によりその直交方向両側から支
持される。しかも、支持体は、セラミックスを焼成して
なり、成形体に埋め込んだ脚部の抜止手段により抜けを
防止してあるので、成形体に形成した鍔部による発熱体
の支持強度は、層間剥離などを起こす場合に比して非常
に強固なものとなる。また、開口部は鍔部の間に形成さ
れるが、発熱体を支持する鍔部の一部を断熱耐火物より
も良熱伝導性の絶縁材料である焼成したセラミックスよ
りなる支持体に形成してあるので、支持体をも利用して
発熱体から伝わった熱を放熱することができる。しか
も、硬質の支持体により発熱体を支持するのであるか
ら、各発熱体間の間隔を小さくしてもこれらを十分に支
持できるため、発熱体を従来よりも多数列成形体に詰め
込んで配置することができる。

【００１６】また、上記本発明にかかる電気ヒータの第
二の特徴構成によれば、鍔部を有する支持体を、発熱体
の各列におけるほぼ全長にわたって設けてあるので、発
熱体をそれらの各列におけるほぼ全長にわたって硬質の
鍔部により十分支持でき、しかも、支持体を介しての放
熱性をより向上させる。

【００１７】また、上記本発明にかかる電気ヒータの第
三の特徴構成によれば、第一の支持片を支持体の溝に嵌
合させると共に、各第一の支持片の両端部を第二の支持
片で押さえることにより、第一の支持片の抜けを防止す
ることで、支持体を成形体に対して移動しないように取
り付けることができる。

【００１８】また、上記本発明にかかる電気ヒータの第
四の特徴構成によれば、既成形板上に発熱体を載置する
と共に、既成形板の孔に支持体の脚部を差し込んで、裏
面に抜止手段を取り付けることにより、成形体を組み立
てることができる。

【００１９】

【００２０】一方、上記本発明にかかる電気ヒータの製
造方法の第一の特徴構成によれば、成形型に複数列並べ
て載置した支持体の各列間に発熱体を載置し、断熱耐火
物を充填して成形体を形成しているので、開口部を形成
する入り組んだ鍔部への断熱耐火物の充填が不十分であ
っても、発熱体の支持強度は保たれ、製造品質が安定す
る。

【００２１】特に、上記本発明にかかる電気ヒータの製
造方法の第二の特徴構成に示すように、支持体を開口部
のほぼ全長にわたって設けておけば、発熱体の支持強度
は断熱耐火物の充填にほとんど左右されなくなる。ま
た、侵入防止手段の一手段として発熱体の開口部とは反
対側の面を覆う可燃性のフィルム用いれば、上記支持体
とあいまって、発熱体の開口部側面に断熱耐火物が侵入
することを防ぎ、開口部を介して発熱体を露出させるこ
とができる。ここで、成形体の成形後にフィルムを焼失
させて除去するので、支持体及び成形体と発熱体との間
にはフィルムの厚みに相当する隙間が形成される。

【００２２】また、上記製造方法の第三の特徴構成によ
れば、脚部を成形体の穴に差し込むと、突起は脚部と共
に成形体の中に進入する。そして、脚部を回動させる
と、脚部の突起は横向きの突起を彫りながら回動する。
さらに、突起が脚部の差し込み時に通過した縦溝とは異
なる位置に、当該突起を位置させることによって、突起
により脚部の抜止がなされる。

【００２３】

【発明の効果】このように、上記本発明にかかる電気ヒ
ータの第一の特徴構成によれば、支持体を硬質の部材で
形成して発熱体を支持すると共に、放熱面積を増加させ
ているので、電気抵抗発熱体の支持強度及び放熱性の双
方を向上させることができ、同時に、製造品質を従来よ
り安定させることも可能となった。しかも、発熱体を従
来よりも多数列成形体に詰め込むことができて、ヒータ
全体の発熱量をも十分に大きくすることが可能になっ
た。

【００２４】また、上記本発明にかかる電気ヒータの第
三の特徴構成によれば、上記支持体を、２種類の支持片
に分割形成し、第一の支持片が長くなりすぎないように
形成してあるので、支持体は折損し難く、且つ、製作容
易となる。

【００２５】

【００２６】一方、上記本発明にかかる電気ヒータの製
造方法の第一の特徴構成によれば、支持体を載置するだ
けの簡単な作業を加えることで製造品質を従来より安定
させることが可能となった。

【００２７】また、上記本発明にかかる電気ヒータの製
造方法の第二の特徴構成によれば、製造品質をさらに安
定させることもできる上、開口部を簡単に形成でき、し
かも上記支持体及び成形体と発熱体との間に形成される
隙間をもって発熱体の熱膨張を吸収して、電気ヒータが
損傷することを防止できるようになった。

【００２８】また、上記本発明にかかる電気ヒータの製
造方法の第三の特徴構成によれば、脚部を既成形板の穴
に差し込んで回すだけで、発熱体の取付をできるように
なり、電気ヒータの製造を一層簡素化できるようになっ
た。

【実施例】まず、図１〜図９を参照しながら、本発明の
第一の実施例を説明する。図１〜図５に示すように、本
発明にかかる電気ヒータ１は、大略、セラミックファイ
バーを主体とする軽量の断熱耐火物よりなる成形体２
に、電気抵抗発熱体（以下、単に「発熱体」とする。）
４を複数列並べて設けてなる。前記発熱体４は、各列端
部に繋ぎ部４ａを有しており、一対の入力端子４ｂ，４
ｂ間で全体が直列状に連なっており、繋ぎ部４ａ及び入
力端子４ｂと共に、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系の発熱線やニク
ロム線を蛇行状に折り曲げて形成したものである。な
お、入力端子を複数組設けるようにしてもよいし、全て
の発熱体を並列に組み合わせてもよい。

【００２９】発熱体４は、セラミックスを焼成してなる
支持体６を、発熱体４の各列におけるほぼ全長にわたっ
て設けることにより、支持体２に支持してある。しか
も、この支持体６は、発熱体４の列に沿う列方向Ｌに直
交する両側から当該発熱体４に当接してこれを成形体２
に支持するための鍔部８ｂ，１０ｂを有している。した
がって、鍔部８ｂ，１０ｂは当該発熱体の各列における
ほぼ全長にわたっており、両鍔部８ｂ，１０ｂの間に放
熱用の開口部５を有している。

【００３０】ここに、本実施例の電気ヒータは高温環境
を前提とした工業用電気炉に用いられるものであって、
成形体２を構成する断熱耐火物としては、セラミックフ
ァイバーやセラミック粉末に有機・無機のバインダーを
混入したものなど、様々なものを用いることができる。
また、支持体６を構成する絶縁材料は、アルミナ質、ア
ルミナシリカ質、ムライト質、ジルコン質又はコージラ
イトを主体とするセラミックスの他、成形体の断熱耐火
物よりも硬質且つ良熱伝導性のものであれば、様々なも
のを用いることができる。これら成形体及び支持体を構
成する材料の種類や配合は、電気ヒータの使用温度等に
対応して適宜変更できる。

【００３１】上記支持体６は、複数個の第一の支持片８
と第二の支持片１０とにより分割形成してあり、第二の
支持片１０の下部に、成形体２内に埋め込むための脚部
１２を突設してある。また、成形体２には、第一の支持
片８の下部と嵌合してこの第一の支持片が上記列方向Ｌ
に直交する直交方向Ｗに対して移動することを規制する
第一の溝２ａを形成し、第一の支持片８の下部をこの第
一の溝２ａに嵌合させてある。そして、各第一の支持片
８の両端部に夫々形成した斜め上向きの面８ａに、第二
の支持片１０の頭部に形成した斜め下向きの面１０ａを
接当させ、第一の支持片８を第二の支持片１０で押さえ
ることにより後述の抜止手段１１とあいまって第一の支
持片８の抜けを防止し、これら両支持片８，１０が成形
体２に固定されるように構成してある。

【００３２】第二の支持片１０の頭部の上記列方向Ｌ視
における外形は第一の支持片８の同方向視における外形
とほぼ同様である。これら第一・第二支持片８，１０
は、上記列方向Ｌに直交する両側に夫々開口部５側へ張
り出して発熱体４を支持する鍔部８ｂ，１０ｂを備えて
いる。また、鍔部８ｂ，１０ｂの裏側は、夫々発熱体４
と係合して発熱体４の上記直交方向Ｗへの移動を規制す
る係合部８ｃ、１０ｃとして機能し、この係合部の規制
によって、発熱体４が上記直交方向Ｗの一方側に移動す
るに伴って他方の側が支持体６から離脱することを防止
している。なお、係る鍔部８ｂ，１０ｂ及び係合部８
ｃ、１０ｃは、本実施例以外の後述する他の実施例にお
いても同様に構成してある。

【００３３】第二の支持片１０に設けた脚部１２の両側
面１２ａ，１２ａは、下部に向かうに従って上記直交方
向Ｗに対して末広がりとなる形状に形成されて、第二の
支持片１０の抜け止めの役割を果たす。しかも、脚部１
２の末端部に設けた孔１２ｂに固定ピン１４を貫通させ
てこの固定ピンを脚部と交差させる姿勢で成形体２内に
埋め込んであるため、第二支持片１０の抜け止め効果は
より一層強化される。すなわち、本実施例では、上記脚
部の側面１２ａ及び固定ピン１４により、支持体６が成
形体２から抜けることを防止する抜止手段１１を形成し
てある。

【００３４】電気ヒータは、放熱面を下側にして炉内の
天井に取り付けられることもあり、発熱体４が開口部５
から抜け落ちないようにする必要がある。そこで、発熱
体４の幅方向中央部を成形体２側に突出させるように湾
曲させてある。本実施例のごとく発熱線の蛇行により面
状に形成すると共に中央部を湾曲させて発熱体４を形成
する場合、先の鍔部８ｂ，１０ｂに応力集中が生じ易く
なるので、かかる部分を硬質の部材で構成した本発明
は、面状の発熱体を用いる場合に特に好適に実施するこ
とができる。面状の発熱体の他の例としては、平板状の
ものや、平板状のものに交互に切目を入れて蛇行させた
ものが考えられる。なお、本発明では、上記直交方向Ｗ
に対してできるだけ多数列の発熱体４を詰め込めるよう
に、セラミックスの材料強度を考慮して、各支持片８，
１０の直交方向Ｗに対する幅をできるだけ狭めに形成す
ることが望ましい。発熱体をより多数詰め込むことによ
って、電気ヒータ全体の発熱量を十分に大きくできる割
に、発熱体一列当たりの負荷を軽減できて、ヒータの寿
命を向上させ得る点でも利益がある。

【００３５】上記発熱体４は、上記列方向Ｌに対しても
移動を規制することが望ましく、図２に示す如く発熱体
４の下側部分を成形体２に埋没させてある。また、後述
するように、製造時に用いるフィルムによって、支持体
６及び成形体２と発熱体４との間に隙間７を形成してあ
り、これをもって発熱体４の熱膨張を吸収して、電気ヒ
ータが損傷することを防止してある。なお、電源に接続
される発熱体４の終端４ａは成形体２の裏面側に突出さ
せてあるが、成形体２の横側に突出させてもよい。

【００３６】次に、図６〜図９を参照しながら上記電気
ヒータの製造方法を説明する。図６（ａ）に示すよう
に、まず、上面が開放された箱型の成形型２０へ支持体
６を構成する第一・第二支持片８，１０を複数列並べて
載置すると共に、これら各支持体６の間に木型２２を載
置する。なお、この木型２２は、図７に示すように、大
略蒲鉾形を呈し、その上面２２ａを発熱体４の湾曲にほ
ぼ沿うような曲面状に形成してある。

【００３７】次いで、図６（ｂ）に示すように、支持体
６の各列間に発熱体４を載置する。この際、図８に示す
ように、発熱体４の開口部５とは反対側の上面を覆う可
燃性のフィルム２４を、発熱体４の下面まで巻き込んで
前記係合部８ｃ、１０ｃと係合させる。その後、前記脚
部１２の孔１２ｂに固定ピン１４を挿入する。なお、本
実施例では、断熱耐火物が発熱体４を通り抜けて開口部
５に侵入することを防ぐ侵入防止手段として、上記木型
２２とフィルム２４との双方を用いている。

【００３８】次いで、図６（ｃ）に示すように、断熱耐
火物２を充填し、蓋２６を載置して加圧成形機２８にて
圧力を加えて成形を行った後、成形型２０及び木型２２
を除去する。ここで、図９から、発熱体４を構成する発
熱線の間に断熱耐火物２が入り込んで上記列方向Ｌに対
する移動を規制する。また、さらにその後、電気ヒータ
を焼成してフィルム２４を焼失除去し、第一・第二の支
持片８，１０及び成形体２と発熱体４との間に上述の隙
間７を形成する。なお、図６では図２に示した発熱体の
４の終端４ａを省略してあるが、この終端を貫通させる
ための孔を蓋２６に形成しておけば、成形作業に支障を
来すこともない。

【００３９】次に、図１０〜図１２を参照しながら本発
明の第二の実施例を説明する。本実施例の基本的な構成
は第一の実施例とほぼ同であるが、支持体６が、上記第
二の支持片に類似する支持片３２のみよりなる点で相違
する。すなわち、支持片３２には、これを成形体２内に
埋め込んで固定するための脚部３４を突設してあり、こ
の支持片３２を、断熱耐火物の成形体２に対し互いに間
隔を開けて列状に配置し、部分的に発熱体４の支持強度
を向上させてある。

【００４０】支持片３２は、第一の実施例とほぼ同様の
構成であって、発熱体支持用の鍔部３２ａと上記直交方
向Ｗへの移動を規制する係合部３２ｂとを備えている。
脚部３４の両側面３４ａ，３４ａを列方向Ｌに対して末
広がりとなるように形成し、さらに固定ピン貫通用の孔
３４ｂも設けてあり、これら脚部３４の側面３４ａ，３
４ａ及び固定ピン１４により、上記抜止手段１１を形成
してある。

【００４１】図１２に示すように、製造時においては、
成形型２０に支持片３２、木型２２及び発熱体４を順次
載置した後、断熱耐火物２を充填して加圧成形する。支
持片３２が位置しない場所においては、先の鍔部３２ａ
に相当する部分２ａに、断熱耐火物２が充填されて発熱
体４を支持する。なお、先のフィルムを用いずに、発熱
体４を木型２２の上面に密着させておけば、発熱体４の
放熱面側部分に断熱耐火物が充填されず、この部分は外
部に露出することとなる。本実施例の構成によれば、加
圧成形のみならず、真空成形によって成形体２を成形し
てもよい。

【００４２】次に、図１３及び図１４を参照しながら本
発明の第三の実施例を説明する。本実施例の特徴は、支
持体６が、一体形成された平面視長方形の支持片４２よ
りなり、この支持片４２を発熱体４の各列におけるほぼ
全長にわたって設けた点にある。先の第一、第二の実施
例とほぼ同様に、支持片４２には発熱体支持用の鍔部と
発熱体の上記直交方向Ｗへの移動を規制する係合部とを
発熱体４の各列におけるほぼ全長にわたって設けてあ
る。

【００４３】支持片４２には上下に貫通する孔４２ａを
複数個形成してあり、この孔４２ａにコの字型の耐熱性
の優れた鋼線４４を挿入して前記脚部４４ａ，４４ａを
一対形成すると共に、それら各脚部の先端部４４ｂ，４
４ｂを折り曲げて、上述の抜止手段１１を構成してあ
る。また、支持片４２の上面には、鋼線４４が放熱面側
に突出することを防ぐための凹部４２ｂを上記孔４２
ａ，４２ａに連続させて形成してある。なお、本実施例
では、断熱耐火物２の成形前に鋼線４４を設けている
が、断熱耐火物４４の成形後に鋼線４４を孔４２ａから
突き刺して裏面側で折り曲げるようにしてもよい。ま
た、鋼線４４に加え、第一、第二の実施例に記載の如き
脚部及び抜止手段を更に設けてもよい。

【００４４】次に、図１５を参照しながら本発明の第四
の実施例を説明する。本実施例では、発熱体５０とし
て、発熱線をコイル状に形成したものを用いている。ま
た、支持体６を第一実施例と同様に第五・第六の支持片
５２，５４で分割形成してある。ここで、第五の支持片
５２は先の第一の支持片８に、第六の支持片は先の第二
の支持片１０に夫々近似するものであって、第五・第六
の支持片５２，５４には、先の第一〜第三の実施例とほ
ぼ同様に、発熱体支持用の鍔部５２ａ，５４ａと発熱体
の上記直交方向Ｗ方向への移動を規制する係合部５２
ｂ，５４ｂとを設けてある。

【００４５】次に、図１６〜１９を参照しながら本発明
の第五の実施例を説明する。本実施例の基本的な構成は
第一の実施例とほぼ同様であるが、成形体２が既成形板
である点がまず異なる。すなわち、本実施例の成形体２
は、既成の板状成形体である既成形板に、第一実施例同
様第一の支持片８の下部に嵌合する第一の溝２ａを、前
記延設方向に沿って形成し、さらに、この第一の溝の各
間に、上記発熱体４の湾曲に沿う第二の溝２ｂを形成
し、脚部を差し込むための貫通孔２ｃを穿設してなる。

【００４６】また、第二の支持片６４の頭部及び第一の
支持片８は、第一実施例のものとほぼ同様の構成であ
り、第一の支持片８の斜め上向きの斜面８ａに第二の支
持片６４の斜め下向きの斜面６４ａを押しつけるように
なっているが、第二の支持片６４に設けた脚部が６６が
成形体の裏面まで貫通している点が異なる。脚部６６は
断面円形の棒状に形成してあり、この脚部６６を既成形
板の裏面まで貫通させ、その先端にセラミック製のワッ
シャ６６ａを嵌め込んでから、先端部に設けた孔６６ｂ
に割ピン６６ｃを差し込むことにより、既成形板の裏面
に抜止手段１１を形成してある。なお、既成形板２の裏
面は平坦に形成しておいてもよいが、本実施例では、脚
部６６の先端及び抜止手段１１が裏面から突出しないよ
うに、既成形板２の裏面における貫通孔２ｃの周りに凹
部２ｄを形成してある。

【００４７】発熱体４は、上記開口部に沿う蛇行状部分
の各端部間に、繋ぎ部４ａを有している。この繋ぎ部４
ａは、既成形板２の端部に形成した溝２ｅと、第二の支
持片６４に形成した斜め下向きの斜面６４ａとの間に収
めてある。

【００４８】上記第五の実施例に係るヒーターを組み立
てるに際しては、まず、発熱体４を第二の溝２ｂ上にそ
の湾曲に沿わせるように載置してから、第一の支持片８
第一の溝２ａに嵌め込む。その後、脚部６６を貫通孔２
ｃに差し込み、第二の支持片６４によって第一の支持片
８を押さえつけ、脚部６６に裏面からワッシャ６６ａ及
び割ピンｃを嵌め込んで、第二の支持体６４の抜けを防
止すれば、ヒータの組立は終了する。なお、既成形板２
に上記溝２ａ，２ａ及び貫通孔２ｃ等を設けるに当たっ
ては、既成の板材にこれら溝や孔をカッターやドリル等
を用いて形成してもよいが、型に未硬化の断熱耐火物を
詰め込んで成形することにより作成してもよい。

【００４９】ここで、上記第一〜第五実施例の改変例を
列挙する。上記第一、第五の実施例においては、第一の
支持片８が上記直交方向Ｗに対して移動することを規制
する第一の溝２ａを成形体２に形成したが、係る溝２ａ
を形成しない場合には、図２０に示すように、これら両
支持片８，１０どうしの間に嵌合部８ｄ，１０ｄを設け
て、第一の支持片８が発熱体４の幅方向に移動すること
を規制してもよい。同様の規制は、図２１に示すように
第一の支持片８の下面に成形体２に食い込む突起８ｅを
設けることによっても可能である。

【００５０】第一の実施例では、上記列方向Ｌに対する
発熱体４の移動を規制するために発熱体４の下側部分を
成形体２に埋没させたが、同様の規制をするため、図２
２に示すように第一の支持片８の下面に複数の突起８ｆ
を設けてこれを発熱体４に接当させてもよい。なお、複
数の突起８ｆは、これら各突起間に発熱体４の屈曲部が
ほとんど隙間なく嵌合するように配置してもよいが、各
突起間と発熱体４の屈曲部との間にかなりの余裕を持た
せて、支持片８に対して発熱体４が列方向Ｌに多少移動
するように構成してもよい。この列方向Ｌに対する発熱
体の移動規制をする手段としては、上記突起８ｆの他
に、発熱体４の屈曲部が入り込む凹部を採用してもよ
い。

【００５１】第五の実施例における脚部６６及び抜止手
段１１については次のように改変してもよい。まず、図
２３に示すように、先端部に向かうにしたがって次第に
直径の小さくなる円錐台６８ａを連続的に設けて、脚部
６８を構成してもよい。この場合、各円錐台の角部６８
ｂが成形体に食い込んで、抜止手段１１として機能す
る。なお、脚部６８先端部に、上記ワッシャ等を更に設
けてもよい。

【００５２】また、図２４に示すように、脚部７０を四
角柱状に形成し、各孔の開いたワッシャ７０ａを挿通
し、抜止用の針金７０ｃを孔７０ｂに挿通するようにし
てもよい。

【００５３】ワッシャ６６ａを固定するにあたっては、
図２５に示すように、ハードセラミックスのボンド６６
ｄを塗布してもよい。更に、図２６に示すように、脚部
６６の先端に一対の溝６６ｅを形成し、先端部の解放さ
れたばね７０を上記溝６６ｅに嵌め込んでワッシャ６６
ａを固定してもよい。

【００５４】上記第一の実施例では、断熱耐火物が発熱
体を通り抜けて開口部に侵入することを防ぐ侵入防止手
段として、上記木型２２とフィルム２４との双方を用い
たが、この侵入防止手段としては、木型２２又はフィル
ム２４の何れか一方を単独で用いても構わない。フィル
ムのみを用いた場合は、支持体６を並べた延設方向の両
端部から開口部内に多少断熱耐火物が侵入するが、開口
部はセラッミックスの支持体に囲まれているので、侵入
した断熱耐火物を除去するのは容易だからである。

【００５５】次に、図２７〜３０を参照しながら本発明
の第六の実施例を説明する。本実施例の基本的な構成は
第五の実施例とほぼ同様で、成形体２は既成形板であ
る。また、第一、第五実施例と同様の構成のものには同
じ符号を付してある。セラミック製の第二の支持片８０
は、棒状の脚部８２上にドライバーを差し込んで回動さ
せるための溝８０ａを有する膨大部を備え、膨大部の下
面は円錐面８０ｂとなっている。円錐面８０ｂは第一の
支持片８の斜め上向きの面８ａに線接触して、第一の支
持片の抜けを防止する。また、円錐面８０ｂは、発熱体
４と接触する部分において、上述の鍔部と同様の機能を
有する。脚部８２には抜止用のピン８２ａを２本差し込
んで、上述の抜止手段１１として機能する脚部の側面に
突起を形成してある。また、成形体２には脚部８２を差
し込むための穴２ｇを穿設してある。この穴２ｇは貫通
孔として形成しても良いが、本実施例のごとく有底の穴
２ｇとして形成することによって、裏面側への伝熱を減
少させることができて有益である。なお、請求の範囲に
記載の「穴」とは貫通孔も含むものとする。

【００５６】次に、上記構成の第二の支持片８０を用い
てヒータを組み立てる工程について説明する。まず、発
熱体４を成形体２上に配置しておいてから、図３０に示
すように、抜止用ピン８２ａの長手方向をヒータ４の列
方向Ｌに向けつつ、脚部８２をその全長の半分程度だけ
孔８ｇに差し込む。この状態で、ピン８２ａと円錐面８
０ｂとの間に第一の支持片８の端部を位置させる。な
お、図示しない隣の孔には既に他の第二の支持片８０が
差し込まれており、当該第二の支持片８の他の端部を、
図示しない他の第二の支持片の円錐面８０ｂの下側に嵌
合させてある。

【００５７】その後、成形体の第一の溝２ａの底部に第
二の支持片８０の膨大部の下部が接当するまで第二の支
持片８０を差し込む。これら一連の差し込みで、抜止用
のピン８２ａにより穴２ｇの前後に縦溝２ｈが彫られ
る。次いで、膨大部の溝８０ａにドライバーを差し込ん
で、第二の支持片８０を９０度程度右方向に回動させる
と、脚部の抜止用のピン８２ａは横溝２ｉを形成する。
この回転により、ピン８２ａが脚部８２の差し込み時に
通過した縦溝２ｈとは異なる位置にピン８２ａを位置さ
せることととなり、ピン８２ａにより第二の支持片８０
の抜止がなされる。第二の支持片８０の回動は、差し込
み時に彫り込んだ縦溝２ｈとは異なる位置の縦溝２ｈに
横溝２ｉが連通する恐れのない範囲で１８０度に程度ま
で行うことができるし、その方が縦溝２ｈにピン８２ａ
の符号する危険性が減少する。なお、縦溝２ｈはあらか
じめ成形体２に形成しておいてもよく、また、ピン８２
ａや穴２ｇにセラミックボンドを塗布しておくことによ
って、脚部８２の差し込み回動後に縦溝２ｈや横溝２ｉ
にボンドが侵入し、第二の支持片８０の回り止めを行う
ことができる。

【００５８】次に、上記抜止用の突起であるピン８２ａ
の改変例を説明する。図３１に示す第一の改変例では、
上述の抜止手段１１として機能する抜止用の突起が、脚
部８２の側面より右ねじ状に突出する同形状の３つの板
状突起８３，８４，８５よりなる。各板状突起８３，８
４，８５は縦方向に向かうに従って交互に１８０度位置
をずらせるように配置してある。各板状突起８３，８
４，８５は穴２ｇへの差し込みが容易となるように、同
図（ｂ）に示すごとく平面視で先端部ほど幅狭になるよ
うに形成してある。また、同図（ｃ）に中間の板状突起
８４を代表して示すが、各板状突起のねじ込み方向の先
端部８４ａを支持片８０の回動が容易となるように鋭利
な先端に形成する一方、その後端部８４ｂを支持片の逆
方向への回り止め用に上下方向に垂直に形成してある。
なお、本改変例のごとく各板状突起８３，８４，８５を
交互に設けると、第二の成形体８０をより３６０度に近
いところまで回動させることができ、各板状突起８３，
８４，８５が縦溝２ｈに符号して抜ける恐れがより減少
する。

【００５９】上記板状突起８３，８４，８５を有する第
二の支持片８０を用いて第一の支持片８の抜止を行うに
は、上述のごとく穴２ｇに脚部８２を縦方向に最後まで
差し込んで右方向に回動させるとよい。このとき各板状
突起８３，８４，８５の傾斜によって第二の支持片８０
はより十分成形体２に食い込む。なお、本改変例におい
ては、脚部を穴２ｇに差し込む当初から右方向に回動さ
せることにより、各板状突起８３，８４，８５の傾斜を
利用して脚部８２をねじ込むように差し込んでいっても
よい。

【００６０】次に、図３２に示す改変例では、同図
（ａ），（ｂ）のごとく形状の異なる３つの突起８６，
８７，８８を脚部の 片側に縦方向に配列して、上述の
抜止手段１１として機能する抜止用の突起を構成してあ
る。中間部の突起８７及び最下部の突起８８の上面８７
ａ，８８ａは支持片８０の回動後に抜止効果を向上させ
るべく、正面視でほぼ水平に形成してある。また、最上
部の突起８６の上面８６ａは、回動時に脚部８２をより
深く食い込ませるように正面視で左下がりに形成してあ
る。また、最上部及び中間部の突起８６，８７の正面視
左側のねじ込み方向先端部８６ｂ，８７ｂを鋭利に形成
して、第二の支持片８０の回動を容易にしてある。さら
に、最下部の突起８８の下部８８ｂを鋭利に形成すると
共に、同図（ｃ）に示すように、各突起８６，８７，８
８の下面を先端部に向かうほど上方に傾斜する斜面とし
て形成し、成形体２への差し込みを容易にしてある。な
お、同図（ｄ）に示すように、中間部の突起８７のねじ
込み方向後端部の上角には、ねじ込み方向先端部側ほど
左下がりとなり且つねじ込み方向後端部を上下方向に垂
直に形成した回り止め用の小さな突起８７ｃを設けてあ
る。

【００６１】次に、図３３を参照しながら第七の実施例
を説明する。本実施例の支持体は、上記直交幅方向Ｗに
対する断面形状が第三の実施例における支持片４２とほ
ぼ同じである支持片９０を複数個組み合わせてなる。各
支持片９０はその中間部に鋼線４４により形成した脚部
４４ａ及び拡大部４４ｂを有しており、上記列方向Ｌに
対する一方の端部に斜め下向き面９０ｂを有する一方、
他方の端部に斜め下向き面９０ｂに押さえつけられる斜
め上向き面９０ａを有している。また、本施例では成形
体２を円筒状に形成してあり、図３３はその一部を示し
たものである。かかる円筒状のヒータを作成するに当た
っては、開口部を形成するための先の木型２２をゴム等
の可撓部材で構成し、これを成形型の一部となる円筒の
外面に螺旋状に巻き付け、支持片９０をその巻き付けた
可撓部材の両側に交互に配置し、発熱体を巻き付ける。
その後、底板と外側の円筒状の成形型を嵌め込んで、断
熱耐火物を充填し、成形すればよい。上記第一の実施例
に示した如き形状の第一・第二の支持片８，１０を用い
てもよいし、さらに、上記列方向Ｌが上記円筒面を構成
する母線方向に向くように、発熱体４及び支持体６を配
置してもよい。

【００６２】なお、上記第三実施例では、支持片４２を
上記列方向Ｌに連続させて形成したが、成形体２が平面
状である場合は、第七の実施例のような支持片９０を用
いなくとも、図３４に示すように、端面を垂直に形成し
た複数個の支持片９２を組み合わせて支持体６を形成す
ることができる。本改変例では、１つの支持片９２の両
端部にそれぞれ１組ずつの脚部を設けるように構成して
ある。

【００６３】上記図１７、２３〜３２に記載の抜止手段
１１は、第一〜第四実施例にも適用可能である。すなわ
ち、抜止手段１１を形成するに、上記深さ方向に直交す
る断面の少なくとも一辺が拡大するように形成されてい
れば支持体６の抜止を行える。

【００６４】なお、発明の理解を容易にするために特許
請求の範囲に符号を付すが、本発明は図面に記載の構成
に限定されるものではなく、種々の改変が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一の実施例における電気ヒータの平面図であ
る。

【図２】図１のＡ−Ａ線縦断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ線縦断面図である。

【図４】第一の支持片の拡大図であり、（ａ）は正面
図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。

【図５】第二の支持片の拡大図であり、（ａ）は正面
図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。

【図６】電気ヒータの製造方法を示すための図であっ
て、図１におけるＡ−Ａ線相当部での縦断面図であり、
（ａ）は支持体を成形型にセットした状態を、（ｂ）は
発熱体及び固定ピンをセットした状態を、（ｃ）は断熱
耐火物を詰め込んで加圧成形する状態を夫々示してい
る。

【図７】木型の斜視図である。

【図８】図６（ｂ）の一部拡大図である。

【図９】図６（ｃ）のＣ−Ｃ縦線断面図である。

【図１０】第二の実施例における電気ヒータの平面図で
ある。

【図１１】支持片の拡大図であり、（ａ）は正面図、
（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。

【図１２】電気ヒータの製造方法を示すための図１０に
おけるＤ−Ｄ線相当部での縦断面図である。

【図１３】第三の実施例における電気ヒータの平面図で
ある。

【図１４】図１３のＥ−Ｅ線縦断面図である。

【図１５】第四の実施例を示す縦断面図である。

【図１６】第五の実施例における電気ヒータの平面図で
ある。

【図１７】図１６のＦ−Ｆ線縦断面図である。

【図１８】図１６のＧ−Ｇ線縦断面図である。

【図１９】第五の実施例における第二の支持片の斜視図
である。

【図２０】第一・第二の支持片の改変例を示す図であっ
て、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。

【図２１】第一・第二の支持片のさらに他の改変例を示
す縦断面図である。

【図２２】第一の支持片のさらに他の改変例を示す図で
あって、（ａ）は裏面図、（ｂ）は（ａ）のＨ−Ｈ線縦
断面図である。

【図２３】第五の実施例における抜止手段の改変例を示
す第二の支持片の斜視図である。

【図２４】第五の実施例における抜止手段の他の改変例
を示す要部斜視図である。

【図２５】第五の実施例における抜止手段のさらに他の
改変例を示す要部縦断面図である。

【図２６】第五の実施例における抜止手段のさらに他の
改変例を示す要部底面図である。

【図２７】第六の実施例を示す要部平面図である。

【図２８】図２７のＩ−Ｉ線縦断面図である。

【図２９】図２７のＪ−Ｊ線縦断面図である。

【図３０】第二の支持体を差し込む状態を示す縦断面図
である。

【図３１】第六の実施例の改変例を示し、（ａ）は正面
図、（ｂ）は（ａ）のＫ−Ｋ線断面図であり、（ｃ）は
板状突起の拡大図である。

【図３２】第六の実施例の他の改変例を示し、（ａ）は
正面図、（ｂ）は（ａ）のＬ−Ｌ線断面図であり、
（ｃ）は側面図、（ｄ）は中間の突起の拡大正面図であ
る。

【図３３】第七の実施例を示す縦断面図である。

【図３４】第八の実施例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

２ 成形体 ４，５０ 発熱体 ５ 開口部 ６ 支持体 ８ｂ，１０ｂ 鍔部 １１ 抜止手段 １２，３４，４４ａ，６６，６８，７０，８２ 脚部 Ｌ 列方向 Ｗ 直交方向

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断熱耐火物よりなる成形体に（２）、電
   気抵抗発熱体（４，５０）を複数列並べて設け、前記発
   熱体（４，５０）の列に沿う列方向（Ｌ）に直交する直
   交方向（Ｗ）両側から当該発熱体（４，５０）に当接し
   てこれを前記成形体（２）に支持するための鍔部（８
   ｂ，１０ｂ）を、当該発熱体（４，５０）の各列におけ
   るほぼ全長にわたって設け、前記両鍔部（８ｂ，１０
   ｂ）の間に放熱用の開口部（５）を有する電気ヒータに
   おいて、セラミックスを焼成してなる別体の支持体
   （６）を前記各発熱体（４，５０）の前記直交方向
   （Ｗ）両側に設けて、前記鍔部（８ｂ，１０ｂ，８０
   ｂ）の少なくとも一部を当該支持体（６）に形成し、前
   記支持体（６）に設けた脚部（１２，３４，４４ａ，６
   ６，６８，７０，８２）を前記成形体（２）に埋め込む
   と共に、この支持体（６）が前記成形体（２）から抜け
   ることを防止する抜止手段（１１）を前記脚部（１２，
   ３４，４４ａ，６６，６８，７０，８２）に設けた電気
   ヒータ。
2. 【請求項２】 前記鍔部（８ｂ，１０ｂ，８０ｂ）を有
   する前記支持体（６）を、前記発熱体（４，５０）の各
   列におけるほぼ全長にわたって設けた請求項１記載の電
   気ヒータ。
3. 【請求項３】 前記支持体（６）における前記直交方向
   （Ｗ）両側に前記鍔部（８ｂ，１０ｂ）を設けてこの支
   持体（６）を前記発熱体（４）の各列間に配置し、前記
   各支持体（６）を、複数の第一の支持片（８）と前記脚
   部（１２，３４，６６，６８，７０）を設けた複数の第
   二の支持片（１０，６４，８０）とに分割形成し、前記
   成形体（２）に前記第一の支持片（８）と嵌合してこの
   第一の支持片（８）が前記直交方向（Ｗ）に対して移動
   することを規制する溝（２ａ）を形成し、前記第一の支
   持片（８）を前記溝（２ａ）に嵌合させると共に、前記
   各第一の支持片（８）の両端部を前記第二の支持片（１
   ０，６４）で押さえることにより、第一の支持片（８）
   の抜けを防止してある請求項２記載の電気ヒータ。
4. 【請求項４】 電気抵抗発熱体（４，５０）を成形型
   （２０）に複数列並べて載置し、前記成形型（２０）に
   断熱耐火物を充填して前記発熱体（４，５０）を埋設す
   るための成形体（２）を成形し、前記発熱体（４，５
   ０）の列に沿う列方向（Ｌ）に沿って放熱用の開口部
   （５）を前記各発熱体（４，５０）に対して形成する電
   気ヒータの製造方法において、前記断熱耐火物よりも硬
   質且つ良熱伝導性の絶縁材料よりなると共に前記発熱体
   （４，５０）を支持するための鍔部（８ｂ，１０ｂ）を
   前記列方向（Ｌ）に直交する両側に有する支持体（６）
   を、前記成形型（２０）に列状に載置し、前記断熱耐火
   物が前記発熱体（４，５０）を通り抜けて前記開口部
   （５）に侵入することを防ぐ侵入防止手段（２２，２
   ４）を設けた状態で前記支持体（６）の各列間にこれら
   の発熱体（４，５０）を載置し、前記断熱耐火物を充填
   して前記成形体を成形し、前記侵入防止手段（２２，２
   ４）を除去する電気ヒータの製造方法。
5. 【請求項５】 前記支持体（６）を前記開口部（５）の
   ほぼ全長にわたって設け、前記侵入防止手段に前記発熱
   体（４，５０）の前記開口部（５）とは反対側の面を覆
   う可燃性のフィルム（２４）を用い、前記成形体（２）
   の成形後に前記フィルム（２４）を焼失させて除去する
   請求項４記載の電気ヒータの製造方法。
6. 【請求項６】 請求項１〜３のいずれかに記載の電気ヒ
   ータの製造方法であって、前記脚部（８２）が棒状に形
   成されており、前記抜止手段（１１）が脚部の側面に設
   けた突起（８２ａ，８３〜８８）であり、且つ、前記成
   形体（２）が前記棒状の脚部（８２）を差し込むための
   穴（２ｇ）を有する既成形板であって、前記脚部（８
   ２）を前記成形体の穴（２ｇ）に差し込んで回動させ、
   前記突起が脚部（８２）の差し込み時に通過した縦溝
   （２ｈ）とは異なる位置に、当該突起（８２ａ，８３〜
   ８８）を位置させることを特徴とする電気ヒータの製造
   方法。