JP2821749B2 - 放熱フィン付きセラミックヒータ - Google Patents
放熱フィン付きセラミックヒータInfo
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- JP2821749B2 JP2821749B2 JP63247711A JP24771188A JP2821749B2 JP 2821749 B2 JP2821749 B2 JP 2821749B2 JP 63247711 A JP63247711 A JP 63247711A JP 24771188 A JP24771188 A JP 24771188A JP 2821749 B2 JP2821749 B2 JP 2821749B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は温風ヒータ等に利用される放熱フィン付きセ
ラミックヒータに関するものである。
ラミックヒータに関するものである。
従来より、温風ヒータには正の抵抗温度特性を有する
PTCヒータにアルミニウムの放熱フィンを固着したもの
が用いられていた。（例えば、特公昭61−17351号、62
−48350号公報参照） これは、第８図に示すようにチタン酸バリウム系セラ
ミックからなるPTCヒータ11の両面に電極12を形成し、
さらにアルミニウム板を折り曲げて形成した放熱フィン
13を固着したものであった。
PTCヒータにアルミニウムの放熱フィンを固着したもの
が用いられていた。（例えば、特公昭61−17351号、62
−48350号公報参照） これは、第８図に示すようにチタン酸バリウム系セラ
ミックからなるPTCヒータ11の両面に電極12を形成し、
さらにアルミニウム板を折り曲げて形成した放熱フィン
13を固着したものであった。
このPTCヒータ11に電源14によって通電し発熱させ、
放熱フィン13中に空気を通過させて温風を発生させるよ
うになっていた。また、上記PTCヒータ11は正の抵抗温
度特性を有しており、ある温度で急激に抵抗値が増大し
てそれ以上高温になることを防止できるという性質を有
していた。
放熱フィン13中に空気を通過させて温風を発生させるよ
うになっていた。また、上記PTCヒータ11は正の抵抗温
度特性を有しており、ある温度で急激に抵抗値が増大し
てそれ以上高温になることを防止できるという性質を有
していた。
ところが、上記の如き従来の放熱フィン付きPTCヒー
タは、その特性上発熱量が低く、97mm×66mm、または14
8mm×44mm程度の大きさの温風ヒータとして用いた場合
に精々1200W程度の出力しか得られず、高出力の温風ヒ
ータとすることができなかった。
タは、その特性上発熱量が低く、97mm×66mm、または14
8mm×44mm程度の大きさの温風ヒータとして用いた場合
に精々1200W程度の出力しか得られず、高出力の温風ヒ
ータとすることができなかった。
上記に鑑みて本発明は、セラミック体中に発熱抵抗体
を埋設してなるセラミックヒータを用い、このセラミッ
クヒータを直接複数の金属板からなる放熱フィンに形成
した取付孔中に挿入し、ハンダ付け又はロウ付けにより
固定するか、または上記セラミックヒータを、複数の放
熱フィンを備えた金属製のケースに収納するとともに、
上記セラミックヒータとケースとの間隙中にハンダやロ
ウ材を介在させるか、あるいは金属粉末を含むグリース
を介在させて、放熱フィン付きセラミックヒータを構成
したものである。
を埋設してなるセラミックヒータを用い、このセラミッ
クヒータを直接複数の金属板からなる放熱フィンに形成
した取付孔中に挿入し、ハンダ付け又はロウ付けにより
固定するか、または上記セラミックヒータを、複数の放
熱フィンを備えた金属製のケースに収納するとともに、
上記セラミックヒータとケースとの間隙中にハンダやロ
ウ材を介在させるか、あるいは金属粉末を含むグリース
を介在させて、放熱フィン付きセラミックヒータを構成
したものである。
以下、本発明実施例を図によって説明する。
第１図に縦断面図を示すように、本発明の放熱フィン
付きセラミックヒータは、複数のセラミックヒータ１を
用い、これらに金属板から成る複数の放熱フィン２を取
付けて構成されている。
付きセラミックヒータは、複数のセラミックヒータ１を
用い、これらに金属板から成る複数の放熱フィン２を取
付けて構成されている。
セラミックヒータ１はセラミック体中に発熱抵抗体1a
を埋設し、該発熱抵抗体1aに通電するためのリード線３
を備えたものである。例えば、アルミナセラミックの生
シート上にMo−MnまたはＷ等からなるペーストで発熱パ
ターンを印刷して発熱抵抗体1aとし、更にアルミナセラ
ミックの生シートを重ね合わせ、焼結一体化してなるも
のを用いれば良い。また、この他に窒化珪素、窒化アル
ミ等のセラミック体中に発熱抵抗体1aを埋設してなるも
のを用いることもできる。
を埋設し、該発熱抵抗体1aに通電するためのリード線３
を備えたものである。例えば、アルミナセラミックの生
シート上にMo−MnまたはＷ等からなるペーストで発熱パ
ターンを印刷して発熱抵抗体1aとし、更にアルミナセラ
ミックの生シートを重ね合わせ、焼結一体化してなるも
のを用いれば良い。また、この他に窒化珪素、窒化アル
ミ等のセラミック体中に発熱抵抗体1aを埋設してなるも
のを用いることもできる。
さらに、放熱フィン２はアルミニウム、銅、真鍮など
の金属からなる板状体であり、これらの金属は軽く、熱
伝導性が良いためセラミックヒータ１に発生した熱を良
好に伝え放熱するため、温風発生特性を優れたものとで
きる。特にアルミニウムは表面の酸化膜によって保護さ
れ、劣化しにくいため優れていた。
の金属からなる板状体であり、これらの金属は軽く、熱
伝導性が良いためセラミックヒータ１に発生した熱を良
好に伝え放熱するため、温風発生特性を優れたものとで
きる。特にアルミニウムは表面の酸化膜によって保護さ
れ、劣化しにくいため優れていた。
また、放熱フィン２には取付孔2aが形成されており、
第２図に示すように、メタライズ層1bを形成したセラミ
ックヒータ１を上記取付孔2a内に挿入し、ロウ付けする
ことによって、セラミックヒータ１と放熱フィン２は固
着されている。ロウ付けにはAgロウ、AlロウやPb系、Zn
系等のハンダを用いれば良い。また、第３図に示すよう
に高温時のセラミックヒータ１と金属フィン２の熱膨張
差を緩和するために、セラミックヒータ１のメタライズ
層1bを分割させて形成したもので良い。
第２図に示すように、メタライズ層1bを形成したセラミ
ックヒータ１を上記取付孔2a内に挿入し、ロウ付けする
ことによって、セラミックヒータ１と放熱フィン２は固
着されている。ロウ付けにはAgロウ、AlロウやPb系、Zn
系等のハンダを用いれば良い。また、第３図に示すよう
に高温時のセラミックヒータ１と金属フィン２の熱膨張
差を緩和するために、セラミックヒータ１のメタライズ
層1bを分割させて形成したもので良い。
さらに、上記放熱フィン２の取付孔2aは、完全に打ち
抜いたものではなく、折り曲げ部2bを形成したものであ
り、この折り曲げ部2bによって放熱フィン２とセラミッ
クヒータ１を強固に固定することができ、また、第１図
に示すように折り曲げ部2bの長さを放熱フィン２の配置
間隔と一致させておけば、放熱フィン２の取付が容易で
ある。
抜いたものではなく、折り曲げ部2bを形成したものであ
り、この折り曲げ部2bによって放熱フィン２とセラミッ
クヒータ１を強固に固定することができ、また、第１図
に示すように折り曲げ部2bの長さを放熱フィン２の配置
間隔と一致させておけば、放熱フィン２の取付が容易で
ある。
また、上記３本のセラミックヒータ１はそれぞれ並列
に接続されており、各セラミックヒータ１への通電を切
り換えることによって発熱量を調整することができる。
また、セラミックヒータ１の数は必要に応じて適宜変更
することができる。
に接続されており、各セラミックヒータ１への通電を切
り換えることによって発熱量を調整することができる。
また、セラミックヒータ１の数は必要に応じて適宜変更
することができる。
この実施例に示したものは、セラミックヒータ１に直
接放熱フィン２を取付けているため発熱効率が良いとい
う特長を持っている。
接放熱フィン２を取付けているため発熱効率が良いとい
う特長を持っている。
次に本発明の他の実施例を説明する。
これは、第４図、第５図（ａ）（ｂ）に示すように、
セラミックヒータ１を金属製のケース5a,5bで覆い、該
ケース5a,5bに前記実施例と同様の金属板から成る放熱
フィン２を取付け、各セラミックヒータ１を並列に接続
してなるものである。
セラミックヒータ１を金属製のケース5a,5bで覆い、該
ケース5a,5bに前記実施例と同様の金属板から成る放熱
フィン２を取付け、各セラミックヒータ１を並列に接続
してなるものである。
上記金属製のケース5a,5bはアルミニウム、銅など放
熱フィン２と同質の金属材により形成されたものであ
り、第５図（ａ）に示すようにセラミックヒータ１をケ
ース5a,5bで覆った後放熱フィン２の取付孔2aに挿入し
て取付ける。このとき、ケース5a,5bと放熱フィン２と
の固着はロウ付けを行ったり、あるいは単に圧入するだ
けでもよい。
熱フィン２と同質の金属材により形成されたものであ
り、第５図（ａ）に示すようにセラミックヒータ１をケ
ース5a,5bで覆った後放熱フィン２の取付孔2aに挿入し
て取付ける。このとき、ケース5a,5bと放熱フィン２と
の固着はロウ付けを行ったり、あるいは単に圧入するだ
けでもよい。
また、セラミックヒータ１とケース5a,5bとは固着せ
ず、互いの熱伝導を良くするためにセラミックヒータ１
の表面を研磨して滑らかな面とし、セラミックヒータ１
とケース5a,5bの間にグリース６を介在させておけば良
い。このグリース６としては、例えばシリコンオイルに
Al,Ni粉等を混入したものを用いる。
ず、互いの熱伝導を良くするためにセラミックヒータ１
の表面を研磨して滑らかな面とし、セラミックヒータ１
とケース5a,5bの間にグリース６を介在させておけば良
い。このグリース６としては、例えばシリコンオイルに
Al,Ni粉等を混入したものを用いる。
この実施例によれば、セラミックヒータ１をケース5
a,5bで覆って保護していることからセラミックヒータ１
の割れ、欠け等を防止することができ、圧入によって容
易に放熱フィン２を取付けることができる。
a,5bで覆って保護していることからセラミックヒータ１
の割れ、欠け等を防止することができ、圧入によって容
易に放熱フィン２を取付けることができる。
また、他の実施例として、第６図に示すように、上記
ケース5a,5bをセラミックヒータ１の長軸方向に複数に
分割しておいて、各ケース5a,5bをセラミックヒータ１
にロウ付けによって固着し、各ケース5a,5bに放熱フィ
ン２を取付けたものでも良い。セラミックヒータ１と金
属ケース5a,5bをロウ付けすると高温時の熱膨張差が問
題となるが、上記のようにケース5a,5bを複数に分割し
てあることによって熱膨張差を緩和することができる。
ケース5a,5bをセラミックヒータ１の長軸方向に複数に
分割しておいて、各ケース5a,5bをセラミックヒータ１
にロウ付けによって固着し、各ケース5a,5bに放熱フィ
ン２を取付けたものでも良い。セラミックヒータ１と金
属ケース5a,5bをロウ付けすると高温時の熱膨張差が問
題となるが、上記のようにケース5a,5bを複数に分割し
てあることによって熱膨張差を緩和することができる。
さらに他の実施例として、第７図に示すように、セラ
ミックヒータ１を覆うケース5a,5bに予め一体的に放熱
フィン２を形成しておいてもよい。
ミックヒータ１を覆うケース5a,5bに予め一体的に放熱
フィン２を形成しておいてもよい。
また、第１図、第４図に示す放熱フィン付きセラミッ
クヒータを構成る複数のセラミックヒータ１のうち少な
くとも一つの正の抵抗温度特性を有するPTCヒータで置
き換えて、これらのセラミックヒータ、PTCヒータを直
列に接続すれば、PTCヒータがある温度で急激に抵抗値
が増大するため、全体としての自己温度制御を行うこと
ができる。
クヒータを構成る複数のセラミックヒータ１のうち少な
くとも一つの正の抵抗温度特性を有するPTCヒータで置
き換えて、これらのセラミックヒータ、PTCヒータを直
列に接続すれば、PTCヒータがある温度で急激に抵抗値
が増大するため、全体としての自己温度制御を行うこと
ができる。
実験例１ 第４図に示す構造の放熱フィン付きセラミックヒータ
を試作し、さまざまな実験を行った。セラミックヒータ
１はアルミナセラミックスからなり、厚み0.9mm,幅10m
m,長さ97mmのものを３本用い、ケース5a,5bはアルミニ
ウムからなり厚み1mmとし、放熱ファン２はアルミニウ
ムからなり、厚み0.5mm、長さ66.5mmのものを43枚用い
た。
を試作し、さまざまな実験を行った。セラミックヒータ
１はアルミナセラミックスからなり、厚み0.9mm,幅10m
m,長さ97mmのものを３本用い、ケース5a,5bはアルミニ
ウムからなり厚み1mmとし、放熱ファン２はアルミニウ
ムからなり、厚み0.5mm、長さ66.5mmのものを43枚用い
た。
この放熱フィン付きセラミックヒータについて、セラ
ミックヒータ１の表面を研磨し、セラミックヒータ１と
ケース5a,5bの間にグリース６を介在させたもの（C1）
と、セラミックヒータ１を研磨せず、グリース６を介在
させなかったもの（C2）の２種類を用意した。また、比
較例として全く同じ大きさのチタン酸バリウム系セラミ
ックスから成るPTCヒータを用いたもの（Ｐ）を用意し
た。これら３種類について、それぞれヒータ１の温度
（℃）と出力（Ｗ）の関係を調べたところ第９図に示す
通りであった。
ミックヒータ１の表面を研磨し、セラミックヒータ１と
ケース5a,5bの間にグリース６を介在させたもの（C1）
と、セラミックヒータ１を研磨せず、グリース６を介在
させなかったもの（C2）の２種類を用意した。また、比
較例として全く同じ大きさのチタン酸バリウム系セラミ
ックスから成るPTCヒータを用いたもの（Ｐ）を用意し
た。これら３種類について、それぞれヒータ１の温度
（℃）と出力（Ｗ）の関係を調べたところ第９図に示す
通りであった。
第９図中、比較例のＰは、その特性上出力を1200W以
上にすることができなかった。これに対し、本発明実施
例であるC1は、1500W以上とすることができ、高出力で
あることが確認された。ただし、C2は放熱特性が悪かっ
たことから、セラミックヒータ１の表面を研磨しておく
こと、セラミックヒータ１とケース5a,5bの間にグリー
スを介在させることが重要であることがわかる。
上にすることができなかった。これに対し、本発明実施
例であるC1は、1500W以上とすることができ、高出力で
あることが確認された。ただし、C2は放熱特性が悪かっ
たことから、セラミックヒータ１の表面を研磨しておく
こと、セラミックヒータ１とケース5a,5bの間にグリー
スを介在させることが重要であることがわかる。
実験例２ 次に、前記実験例１と同じ放熱フィン付きセラミック
ヒータで、セラミックヒータ１の表面を研磨し、グリー
ス６は用いずに、1200Wに調整したものを用意した。
ヒータで、セラミックヒータ１の表面を研磨し、グリー
ス６は用いずに、1200Wに調整したものを用意した。
これに対し、５分間通電ON、２分間OFFのサイクルを2
1.5時間（184サイクル）くり返した後、出力量、発熱温
度の変化を調べた。結果は第１表に示すように、初期値
とほとんど変わらず、耐久性にも優れていた。
1.5時間（184サイクル）くり返した後、出力量、発熱温
度の変化を調べた。結果は第１表に示すように、初期値
とほとんど変わらず、耐久性にも優れていた。
〔発明の効果〕 叙上のように、本発明によれば、セラミック体中に発
熱抵抗体を埋設してなるセラミックヒータを用い、この
セラミックヒータを直接複数の金属板からなる放熱フィ
ンに形成した取付孔中に挿入し、ハンダ付け又はロウ付
けにより固定したり、または上記セラミックヒータを金
属製のケースで覆い、該ケースに複数の金属製放熱フィ
ンを取着するとともに、上記セラミックヒータとケース
との間にハンダやロウ材を介在させるか、あるいは金属
粉末を含むグリースを介在させて放熱フィン付きセラミ
ックヒータを構成したことによって、セラミックヒータ
の熱が放熱フィンを通じて効率よく放熱され、またセラ
ミックヒータ自体は高出力とできることから、出力が大
きく発熱特性に優れた放熱フィン付きセラミックヒータ
を提供することができる。
熱抵抗体を埋設してなるセラミックヒータを用い、この
セラミックヒータを直接複数の金属板からなる放熱フィ
ンに形成した取付孔中に挿入し、ハンダ付け又はロウ付
けにより固定したり、または上記セラミックヒータを金
属製のケースで覆い、該ケースに複数の金属製放熱フィ
ンを取着するとともに、上記セラミックヒータとケース
との間にハンダやロウ材を介在させるか、あるいは金属
粉末を含むグリースを介在させて放熱フィン付きセラミ
ックヒータを構成したことによって、セラミックヒータ
の熱が放熱フィンを通じて効率よく放熱され、またセラ
ミックヒータ自体は高出力とできることから、出力が大
きく発熱特性に優れた放熱フィン付きセラミックヒータ
を提供することができる。
第１図は本発明実施例に係る放熱フィン付きセラミック
ヒータの全体構造を示す縦断面図、第２図は同じく一部
分解斜視図、第３図はセラミックヒータの他の例を示す
斜視図である。 第４図は本発明の他の実施例の全体構造を示す縦断面
図、第５図（ａ）は同じく一部分解斜視図、第５図
（ｂ）は同図（ａ）中のＸ−Ｘ線断面図である。 第６図、第７図はそれぞれ本発明のさらに他の実施例を
示す縦断面図である。 第８図は従来の放熱フィン付きPTCヒータを示す縦断面
図である。 第９図は本発明実施例に係る放熱フィン付きセラミック
ヒータの出力と発熱温度の関係を示すグラフである。 １……セラミックヒータ、３……リード線 ２……放熱フィン、5a,5b……ケース
ヒータの全体構造を示す縦断面図、第２図は同じく一部
分解斜視図、第３図はセラミックヒータの他の例を示す
斜視図である。 第４図は本発明の他の実施例の全体構造を示す縦断面
図、第５図（ａ）は同じく一部分解斜視図、第５図
（ｂ）は同図（ａ）中のＸ−Ｘ線断面図である。 第６図、第７図はそれぞれ本発明のさらに他の実施例を
示す縦断面図である。 第８図は従来の放熱フィン付きPTCヒータを示す縦断面
図である。 第９図は本発明実施例に係る放熱フィン付きセラミック
ヒータの出力と発熱温度の関係を示すグラフである。 １……セラミックヒータ、３……リード線 ２……放熱フィン、5a,5b……ケース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−67296（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−81787（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−211890（ＪＰ，Ａ) 実開 昭48−66139（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−4194（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭51−2755（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−52795（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H05B 3/18 H05B 3/14
Claims (2)
- 【請求項１】セラミック体中に発熱抵抗体を埋設してな
るセラミックヒータを、複数の金属板からなる放熱フィ
ンに形成した取付孔中に挿入するとともに、上記放熱フ
ィンをセラミックヒータにハンダ付け又はロウ付けにて
固定してなる放熱フィン付きセラミックヒータ。 - 【請求項２】セラミック体中に発熱抵抗体を埋設してな
るセラミックヒータを、複数の金属製放熱フィンを備え
る金属製のケースに収納するとともに、該ケースと上記
セラミックヒータとの間隙中にハンダやロウ材を介在さ
せるか、あるいは金属粉末を含むグリースを介在させて
なる放熱フィン付きセラミックヒータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63247711A JP2821749B2 (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 放熱フィン付きセラミックヒータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63247711A JP2821749B2 (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 放熱フィン付きセラミックヒータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0294384A JPH0294384A (ja) | 1990-04-05 |
| JP2821749B2 true JP2821749B2 (ja) | 1998-11-05 |
Family
ID=17167528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63247711A Expired - Fee Related JP2821749B2 (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 放熱フィン付きセラミックヒータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2821749B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020047605A (ja) * | 2017-05-10 | 2020-03-26 | ダイソン テクノロジー リミテッド | 金属フィンをセラミックヒータ要素に取付ける方法 |
| US11589661B2 (en) | 2017-01-12 | 2023-02-28 | Dyson Technology Limited | Hand held appliance |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0737142B2 (ja) * | 1986-11-27 | 1995-04-26 | キヤノン株式会社 | 記録装置 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5116502Y2 (ja) * | 1971-11-25 | 1976-05-01 | ||
| JPS512755U (ja) * | 1974-06-20 | 1976-01-10 | ||
| JPS5552795U (ja) * | 1978-10-04 | 1980-04-08 | ||
| JPS574194U (ja) * | 1980-06-06 | 1982-01-09 | ||
| JPS5767296A (en) * | 1980-10-15 | 1982-04-23 | Kyoto Ceramic | Silicon nitride ceramic heater |
| JPH07111899B2 (ja) * | 1986-03-11 | 1995-11-29 | 松下電器産業株式会社 | ヒータ素子の製造方法 |
| JP2537606B2 (ja) * | 1986-09-25 | 1996-09-25 | 京セラ株式会社 | セラミツクヒ−タ |
-
1988
- 1988-09-30 JP JP63247711A patent/JP2821749B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11589661B2 (en) | 2017-01-12 | 2023-02-28 | Dyson Technology Limited | Hand held appliance |
| US11712098B2 (en) | 2017-01-12 | 2023-08-01 | Dyson Technology Limited | Hand held appliance |
| JP2020047605A (ja) * | 2017-05-10 | 2020-03-26 | ダイソン テクノロジー リミテッド | 金属フィンをセラミックヒータ要素に取付ける方法 |
| US11168924B2 (en) | 2017-05-10 | 2021-11-09 | Dyson Technology Limited | Heater |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0294384A (ja) | 1990-04-05 |
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