JP2903131B2

JP2903131B2 - 電熱ヒータおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2903131B2
Application number: JP2135863A
Authority: JP
Inventors: 玄秀吉沢; 博三田寺; 雅史長澤; 誠二桜井; 芳之本吉; 正一成瀬; 力夫福田
Original assignee: Nihon Dennetsu Co Ltd; Nichias Corp
Current assignee: Nihon Dennetsu Co Ltd; Nichias Corp
Priority date: 1990-05-25
Filing date: 1990-05-25
Publication date: 1999-06-07
Anticipated expiration: 2014-06-07
Also published as: JPH0432185A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、クツキング等の用いられる電熱ヒータおよ
びその製造方法に関するものである。

［従来の技術］従来、この種の電熱ヒータとして、コイル状の電熱線
を電気絶縁材料で形成した渦巻溝付き受台の渦巻溝内に
嵌め込み、次いで充填材を充填して固定するかあるいは
電気絶縁材料にピン等で電熱線を止めたいわゆる嵌め込
み型電熱ヒータが多く用いられている。

また、鋳鉄等で作った渦巻溝付き受台の渦巻溝内に、
充填絶縁材を介してコイル状電熱線を埋め込んだ埋め込
み型電熱ヒータも提案されている。

［発明が解決しようとする課題］前記電熱ヒータのうち、前者はコイル状電熱線が露出
されているので熱効率は良いが、埋め込み型であるの
で、予め受台の溝切り加工を必要とし、さらに溝内への
充填材の充填あるいは別途固定治具を必要とするといっ
た欠点がある。

一方、後者は埋め込み型であるから、電熱線は充填材
を介して溝内に固く保持され、脱離の恐れはないが、そ
の半面コイル状電熱線は露出部が少ないという構造のた
め、熱効率は非常に悪いという欠点がある。

［発明の目的］本発明は上記の問題を解決するためになされたもので
あって、前記従来の電熱ヒータと比べて極めて良好な熱
効率を発揮し、しかも電熱線を安定よく保持させること
のできる電熱ヒータおよびその製造方法を提供すること
を主たる目的とするものである。

［課題を解決するための手段］本発明による電熱ヒータは、セラミック質材料で形成
した座体に、コイル状電熱線がその底部で植え込まれた
状態で、前記座体を形成するセラミック質材料混練物の
乾燥固化時の収縮力および結合力により支持されている
構造を要旨としている。

また、本発明による電熱ヒータの製造法は、セラミッ
ク繊維、無機質結合剤およびアルミナ粉末を主材として
調整した混練物から板状の座体を形成し、未硬化状態に
ある座体に、コイル状電熱線の底部を圧入して植え込ま
せ、座体の乾燥固化により、コイル状電熱線を固く保持
することを特徴としているものである。

［作用］上記構成の電熱ヒータにおいては、コイル状電熱線は
セラミック繊維、無機質結合剤およびアルミナ粉末を主
材として調整した混練物から板状の座体を形成し、未硬
化状態にある座体に、コイル状電熱線の底部を圧入して
植え込ませ、座体の乾燥固化によりコイル状電熱線を固
く保持することによって、コイルの底部のみが座体に植
え込まれ、大部分が露出されているので、従来の嵌め込
み型と比べて格段に優れた熱効率が得られる。

また、コイル状電熱線はその底部のみが座体に植え込
まれていても、座体がセラミック繊維を配合したセラミ
ック質材料で形成されているので、その材質により、強
固なコイル支持力が得られる。

［実施例］第１図は、本発明の一実施例を示す電熱ヒータの要部
の断面図である。

同図において、（１）は渦巻状にしたコイル状電熱線
（巻き径5mm、電熱線直径0.8mm）で、この電熱線（１）
はセラミック繊維20wt％、コロイダルシリカ（30％溶
液）70wt％、アルミナ粉末10wt％の混合物をシート状に
成形したセラミック質材料で形成した厚さ3mmの板状の
薄い座体（２）に1.5mmの深さまで、植え込まれて支持
されている。（３）はセラミック繊維70wt％、コロイダ
ルシリカ（30％溶液）30wt％に水を加えたセラミック質
材料で形成した厚い板状の盆形座体であって、前記薄い
座体（２）を支持するものである。

なおコイル状電熱線（１）を直接支持する薄い座体
（２）は、前記混練物が乾燥固化する前の生シート（グ
リーンシート）を用い、それに前記コイル状電熱線
（１）の底部を圧入して植え込み状としたあと、乾燥固
化して形成する。

一方、厚い座体（３）は、前記混練物を所要の形状に
成形したあと、乾燥固化した成形体が用いられる。前記
コイル状電熱線（１）を支持している薄い座体（２）
は、厚い座体（３）に接着剤にて固定される。

第２図および第３図は、前記構成の電熱ヒータを製造
する方法を示したものである。

同図において、（２）は前述したセラミック質材料の
混練物からなる未固化状態の薄い座体であり、これを基
板（４）上におき、そのうえにコイル状電熱線（１）を
渦巻状にして置き、さらにそのうえに押し板（５）をの
せて押圧、この押圧操作により、コイル状電熱線（１）
の底部をグリーンシートの座体（２）に圧入して植え込
ませる。

上記のようにグリーンシートの座体（２）にコイル状
電熱線（１）の底部を植え込ませると、座体を構成して
いるセラミック質材料の混練物の一部はコイルの内側に
回り込むように塑性変形するので、コイルの植え込み部
分は混練物内に埋設状態にされる。したがって、このあ
とコイル状電熱線付き座体（２）を乾燥炉などに入れて
乾燥固化させると、コイル状電熱線（１）はセラミック
質材料の座体（２）に植え込み状態で固く支持される。
このコイル支持力は、主として混練物の乾燥固化時の収
縮力おび結合材による結合力によって得られるが、これ
らセラミック繊維の絡みによるアンカー作用が加わるの
で、コイル状電熱線はその底部だけが植え込まれたもの
でも、薄い座体に強固に支持される。

上記工程で得られたコイル状電熱線付き座体は、別に
成形された厚い座体に接着剤にて接着され、電熱ヒータ
製品とされる。

次に、前記構成にもとづいて、第４図に示す電熱ヒー
タを作製し、比較例として第５図に示す電熱ヒータを作
製し、両者を下記の試験方法により、過渡効率、シマー
リング効果、応答速度を測定した場合の熱効率の試験結
果を第１表に示す。

なお、同図において、（１）はコイル状電熱線、
（２）は薄い座体、（３）は厚い座体、（６）はガラス
セラミックプレートである。試験条件は、100V−12A、1
200W定格とした。電熱ヒータ内径は180mmである。

過渡効率定格電圧でヒータを作動した時、アルミニウム・ブロ
ックを規定温度まで昇温度させるに要する時間を計測す
る（AHAMによる試験法）。

シマーリング効率 2lの水を95℃に維持するように、ヒータ入力を間欠作
動した時の１時間の消費エネルギー量を測定する。

100％効率とみなせる投込型ヒータ方式での消費エネ
ルギー量との比較である。

応答速度冷水が80℃に昇温されるまでヒータに通電する。80℃
に達した時点で通電を停止し、水温を再び80℃に戻るま
での時間を測定する。

上記測定結果に示すように、過渡効率、シマーリング
効果のいずれにおいても、本実施例の電熱ヒータの方
が、比較例の電熱ヒータよりも熱効率の点で優れている
ことが認められた。また、応答速度では、本実施例の方
が比較例よりも、座体およびガラスセラミックプレート
への蓄熱損失が少ないため、電源を切った後の冷却時間
が早くなっていることも認められた。これも被加熱物へ
効率よく熱がふく射されていることを示している。

これらの結果は、コイル状電熱線の埋め込み深さに起
因するものであり、本実施例の如く、電熱線のコイル径
の1/2以上を露出させた電熱ヒータの方が加熱調理機器
の熱源として、機能性、経済性、安全性に優れているこ
とがわかる。

なお、第１図に示した実施例では、セラミック質材料
の薄い座体にコイル状電熱線を植え込ませ、これを別の
セラミック質材料からなる厚い座体に重ね合わせて構成
する例を示しているが、乾燥固化する前の厚い座体に直
接コイル状電熱線を植え込ませ構成にしてもよく、その
場合には薄い座体を接着する工程は不要となる。

例えば、5mmのコイル状電熱線を厚さ3mmの座体に深さ
1.5mmに植え込ませるだけで、十分なコイル支持力が得
られる。

薄い座体にコイル状電熱線を植え込ませ、それを厚い
座体に接着して一体化するほうが、座体へのコイル状電
熱線の植え込み作業性の簡易化と、全体の製造工程の能
率化にとって有利である。

［発明の効果］本発明の構成によれば、コイル状電熱線はその底部だ
けセラミック質材料の座体に植え込まれ、座体を形成す
るセラミック質材料混練物の乾燥固化時の収縮力および
結合力により固く支持され、コイル状電熱線の大部分が
露出されているので、強固なコイル支持力を有し、かつ
露出コイルによる熱放散と座体による下部への熱放散防
止作用とがあいまって高い熱効率が発揮される電熱ヒー
タが得られる。

加えて、本発明では、コイル状電熱線の支持用座体に
電気絶縁性、耐熱性、耐熱衝撃性等に優れたセラミック
質材料が使用されているので、少なくとも座体だけ電熱
ヒータの主要部を構成できる利点があり、また従来の電
熱ヒータのように予め所定の溝を形成した受台を省い
て、ヒータ構造の大幅な簡易化が図れる。

また、本発明の製造方法によれば、オイル状電熱線を
植え込ませる座体に、セラミック質材料で調整した混練
物を使用し、それが未固化状態にあるときに、コイル状
電熱線を圧入して植え込ませ、乾燥固化してコイル支持
力を発現するものであるから、コイル状電熱線の底部を
座体に対して極めて浅く植え込ませ、コイルの大部分を
露出させた状態でコイルを固く支持させることができ
る。また、このコイル状電熱線の植え込み溝を形成する
作業やコイル状電熱線の取付け部材が不要となるため、
電熱ヒータの製造効率の向上改善も寄与できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す電熱ヒータ要部の縦
断面図、第２図および第３図は製造工程の一例を示す説
明図、第４図は本発明による供試用電熱ヒータの縦断面
図、第５図は比較例による供試用電熱ヒータの縦断面図
である。（１）……コイル状電熱線、（２）……薄い座体、
（３）……厚い座体、（４）……基板、（５）……押し
板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者長澤雅史長野県南安曇郡豊科町大字豊科500番１号日本電熱株式会社内 (72)発明者桜井誠二神奈川県横浜市戸塚区柏尾町1252―５ (72)発明者本吉芳之神奈川県横浜市緑区青葉台１―６―９ (72)発明者成瀬正一神奈川県横浜市緑区青葉台１―６―９ (72)発明者福田力夫長野県上水内郡牟礼村大字牟礼708―４ (56)参考文献特開平１−227386（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−116387（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H05B 3/00 - 3/82

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】セラミック質材料で形成した座体に、コイ
ル状電熱線がその底部で植え込まれた状態で、前記座体
を形成するセラミック質材料混練物の乾燥固化時の収縮
力および結合力により支持されていることを特徴とする
電熱ヒータ。
【請求項２】コイル状電熱線の植え込み深さが、該コイ
ル状電熱線の直径（外径）の半分以下である第１請求項
記載の電熱ヒータ。
【請求項３】セラミック繊維、無機質結合剤およびアル
ミナ粉末を主材として調整した混練物から板状の座体を
形成し、未硬化状態にある座体に、コイル状電熱線の底
部を圧入して植え込ませて乾燥固化し、座体を形成する
前記混練物の乾燥固化時の収縮力および結合力により、
コイル状電熱線を座体に固く保持することを特徴とする
電熱ヒータの製造方法。
【請求項４】前記座体に、薄い座体と厚い座体とを用
い、未硬化状態にある薄い座体にコイル状電熱線の底部
を圧入して植え込ませて乾燥固化し、その座体を予め乾
燥固化した厚い座体上に接着する第３請求項記載の電熱
ヒータの製造方法。
【請求項５】コイル状電熱線の植え込み深さが、該コイ
ル状電熱線の直径（外径）の半分以下である第３請求項
記載の電熱ヒータの製造方法。