JP2950056B2

JP2950056B2 - シーズヒータ及びシーズヒータを有する加熱装置

Info

Publication number: JP2950056B2
Application number: JP4287910A
Authority: JP
Inventors: 雅彦山田; 幸二滝川; 良樹林; 好昭星野
Original assignee: Daikin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1992-01-08
Filing date: 1992-10-26
Publication date: 1999-09-20
Anticipated expiration: 2014-09-20
Also published as: JPH0696845A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はシーズヒータに関し、よ
り詳細には、家電製品や工業用品に使用されるシーズヒ
ータに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にこの種のシーズヒータは、粉末絶
縁材料が内部に充填された金属製のシースと、シース内
に配設され、シースの中心線方向に沿って略コイル状に
延びる発熱線と、発熱線の巻き端と電気的に接続され、
且つ、上記シースの両端部を封口する絶縁体により保持
される一対のターミナルピンとを備えている。

【０００３】以上の構成によれば、上記ターミナルピン
により電気を発熱線に流すことにより、発熱線が発熱さ
せることができる。ここで、発熱線に流れる電気は、粉
末絶縁材料によって絶縁されているので、シースに流れ
ることはない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記シーズ
ヒータを長時間にわたって使用し続けると、発熱線が徐
々にやせ細り、局部過熱が生じて断線すると共に、断線
時に発熱線からシースに漏電が生じてシースが溶断する
という現象が起きることがこれまで知られている。そし
て、シースが溶断すると、外部に粉末絶縁材料が飛散し
たり、シースの表面にスパークが生じる等の不具合があ
った。

【０００５】しかるに従来は、断線時にシースが溶断す
る理由、特にシースの溶断と発熱線からのシースへの漏
電との関係が充分に解明されていなかったため、充分な
シース溶断対策を立てることができなかった。本発明は
上記課題に鑑みてなされたものであり、シースの溶断を
確実に防止することのできるシーズヒータを提供するこ
とを目的としている。

【０００６】また本発明は、上記シーズヒータを有する
加熱装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願発明者は鋭意研究の
結果、発熱線に局部過熱が発生すると、粉末絶縁材料の
絶縁性が劣化し、発熱線が断線した後には、そこから電
気がシース側へ大きな抵抗を伴って流れようとすること
を発見した。そして、上記絶縁性が劣化した粉末絶縁材
料の電気抵抗により生じる熱によって、局部過熱が発生
している部位が相乗的に過熱状態になり、シースが溶断
するというメカニズムを解明し、本発明の第１の態様を
完成させるに到った。

【０００８】即ち本発明の第１の態様におけるシーズヒ
ータは、粉末絶縁材料が内部に充填された金属製のシー
スと、シース内に配設され、シースの中心線方向に沿っ
て略コイル状に延びる発熱線と、発熱線の巻き端と電気
的に接続され、且つ、上記シースの両端部を封口する絶
縁体により保持される一対のターミナルピンとを備えた
シーズヒータにおいて、上記シース内の、当該シースよ
りも発熱線に近い位置に、上記発熱線に対し僅かな間隔
を隔てて対向する導電体を設けていることを特徴として
いる。

【０００９】上記導電体は、一端が上記ターミナルピン
の何れか一方と電気的に一体に延設された延設部であっ
てもよい。また、上記導電体は、発熱線の径内に配設さ
れていてもよい。さらに本件発明者は、コイル自身を一
つの発熱体とみなし、その単位面積当たりのワット数を
所定の値に設定することにより、上記課題を解決できる
ことを見出し、本発明の第２の態様を完成させるに到っ
た。

【００１０】即ち本発明の第２の態様におけるシーズヒ
ータは、粉末絶縁材料が内部に充填された金属製のシー
スと、発熱線により構成され、シースの中心線方向に沿
って延びた状態でシース内に配設される発熱線コイルと
を備えたシーズヒータにおいて、上記発熱線コイルは、
下記の一般式（Ｆ１）で表されるコイル表面ワット密度
ＫＷＤが下記の不等式（Ｆ２）の範囲内に設定されてい
ることを特徴としている。

【００１１】ＫＷＤ＝Ｗ／｛π（Ｄ＋２ｄ）Ｌ｝（Ｆ１）式中、Ｗは電力、πは円周率、Ｄは発熱線コイルのコイ
ル中心径、ｄは発熱線の線径、Ｌはシース内に収容され
る発熱線コイルの発熱長である。ＫＷＤ≦５．１×ＤＴ（Ｆ２）式中、ＤＴは発熱線コイル(CL)の外径表面からシース(1
2)の内径表面までの絶縁距離である。

【００１２】本発明の第３の態様におけるシーズヒータ
は、内層シース内部に、その長手方向に沿って螺旋状の
発熱線が挿通されていると共に、粉末絶縁材料が充填さ
れたヒータ部と、内層シースより大口径の外層シース内
部に、上記ヒータ部が挿通されていると共に、粉末絶縁
材料が充填され、且つ、外層シースの両端部が耐熱性樹
脂で不完全封口された外層部とを備えたことを特徴とし
ている。

【００１３】さらに本発明の加熱装置は、粉末絶縁材料
が内部に充填された金属製のシース、シース内に配設さ
れてシースの中心線方向に沿って略コイル状に延びる発
熱線、及び発熱線の巻き端と電気的に接続され、且つ、
上記シースの両端部を封口する絶縁体により保持される
一対のターミナルピンを含み、上記シース内の、当該シ
ースよりも発熱線に近い位置に、上記発熱線に対し僅か
な間隔を隔てて対向する導電体を設けているシーズヒー
タと、電源からシーズヒータに加熱用電流を供給する回
路と、回路を流れる電流がしきい値に達した場合に給電
を阻止する電流ヒューズとを備えたことを特徴としてい
る。

【００１４】

【作用】本発明の第１の態様におけるシーズヒータによ
れば、シース内の、当該シースよりも発熱線に近い位置
に、上記発熱線に対し僅かな間隔を隔てて対向する導電
体を設けているので、発熱線に局部過熱が生じて、発熱
線が断線すると、その後に断線した部分を流れるべき電
気は、上記導電体に流れる。この結果、局部過熱が生じ
た部分の粉末絶縁材料の電気抵抗が劣化していても、シ
ース側への漏電を防止することができる。しかもそれに
よって粉末絶縁材料に流れる電気の経路はシース側へ流
れる場合の経路よりも短いことから、電気抵抗による熱
の発生を可及的に低減することができる。

【００１５】特に上記導電体が、発熱線の径内に配設さ
れている場合には、電気をシースの中央側に集めること
ができ、シース側への漏電を一層確実に防止することが
できる。また本発明の第２の態様におけるシーズヒータ
によれば、発熱線コイルが所定のコイル表面ワット密度
ＫＷＤに設定されているので、シースに局部過熱が発生
し、発熱線が溶断しても、シースが溶断することはな
い。

【００１６】さらに本発明の第３の態様におけるシーズ
ヒータによれば、発熱線が挿通されているヒータ部と、
このヒータ部が挿通されている外層部とに区画されてお
り、しかも外層シースの両端部は耐熱性樹脂で不完全封
口され、外層部の内部の粉末絶縁材料に空気が供給され
ており、外層部には発熱線がないので、外層部の粉末絶
縁材料の劣化を、内層部の粉末絶縁材料の劣化に比べ抑
制することができ、さらには発熱線の断線等によるシー
スの溶断を内層シースだけで止めることができる。

【００１７】他方、上記構成の加熱装置によれば、回路
を流れる電流がしきい値に達した場合に電流ヒューズが
給電を阻止し、シーズヒータから漏洩電流が流れるのを
防止することができる。

【００１８】

【実施例】以下、添付図面を参照しつつ本発明の好まし
い実施例について詳述する。図１は、本発明の第１実施
例を示す一部欠載概略断面図である。同図を参照して、
図１の実施例におけるシーズヒータ１０は、中高熱（６
００℃以上）で使用されるものであり、粉末絶縁材料１
１が内部に充填された金属製のシース１２と、シース１
２内に配設され、シース１２の中心線方向に沿って略コ
イル状に延びる発熱線１３と、発熱線１３の巻き端と電
気的に接続され、且つ、上記シース１２の両端部を封口
する絶縁体１４、１５により保持される一対のターミナ
ルピン１６、１７とを備えている。

【００１９】上記粉末絶縁材料１１は、マグネシアまた
はマグネシアに酸化ニッケル、若しくは酸化鉄を添加し
たものである。上記シース１２は、ステンレス製のパイ
プや、より好ましくは耐食耐熱超合金（例えばＮＣＦ８
００：商品名インコロイ８００）製のパイプで構成され
ており、用途に応じて種々の寸法及び形状（例えばＵ字
形やＷ字形）に設定される。

【００２０】上記発熱線１３は、クロム等を含有する合
金発熱体を略コイル状に形成したものが好適に使用され
る。上記絶縁体１４、１５は、上記シース１２の端部内
径に圧入固定された環状のシール部１４ａ、１５ａと、
このシール部１４ａ、１５ａと共にシース１２の端面を
閉塞する碍子蓋１４ｂ、１５ｂとによって構成されてい
る。上記シール部１４ａ、１５ａとしては、シリコン樹
脂やフッ素樹脂等の耐熱性樹脂を採用することができ
る。シール部１４ａ、１５ａとして耐熱性樹脂を採用し
た場合には、シース１２の内部が完全に封口されていな
い所謂不完全封口タイプのシーズヒータが構成される。
他方、上記シール部１４ａ、１５ａとして、低融点ガラ
スを採用することも可能である。この場合には、シース
１２の内部を完全に封口した所謂完全封口タイプのシー
ズヒータが構成される。

【００２１】上記ターミナルピン１６、１７は、何れも
円柱形状に形成されたステンレス製の棒材である。各タ
ーミナルピン１６、１７は、それぞれ対応する絶縁体１
４、１５からシース１２の外部に突出する外側端部１６
ａ、１７ａと、シース１２の内部に突出する内側端部１
６ｂ、１７ｂとを備えており、各外側端部１６ａ、１７
ａは図外の電源回路に接続可能に構成されていると共
に、各内側端部１６ｂ、１７ｂには、上記発熱線１３の
巻き端が電気的に接続された状態で固定されている。

【００２２】以上のような構成において、図１の実施例
においては、各ターミナルピン１６、１７の内側端部１
６ｂ、１７ｂに小径の延設部ｂ１、ｂ２が一体に延設さ
れている。各延設部ｂ１、ｂ２は、それぞれ削り出しま
たは圧延等の加工方法によって、内側端部１６ｂ、１７
ｂと同心且つ一体に形成されており、発熱線１３の径内
へ突出することにより、シース１２内の、当該シース１
２よりも発熱線１３に近い位置に配設されて、上記発熱
線１３に対し僅かな間隔を隔てて対向する導電体を構成
している。

【００２３】第１実施例のように略棒状のシーズヒータ
１０を製造する際には、予め各部品を組み立ててユニッ
ト化した後、ローリング加工によって圧延することによ
り、シーズヒータ１０の外寸を所定の寸法に設定する。
この過程において発熱線１３に引張力が作用することに
より、発熱線１３が両ターミナルピン１６、１７間に張
設されることになる。

【００２４】上記第１実施例の構成におけるシーズヒー
タ１０によれば、シース１２内の、当該シース１２より
も発熱線１３に近い位置に、上記発熱線１３に僅かな間
隔を隔てて対向する延設部ｂ１、ｂ２を設けているの
で、発熱線１３に局部過熱が生じて、発熱線１３が断線
すると、その後に断線した部分を流れるべき電気は、上
記延設部ｂ１、ｂ２に流れる。この結果、局部過熱が生
じた部分の粉末絶縁材料１１の電気抵抗が劣化していて
も、シース１２側への漏電を防止することができ、しか
もそれによって粉末絶縁材料１１に流れる電気の経路は
シース１２側へ流れる場合の経路よりも短いことから、
電気抵抗による熱の発生を可及的に低減することができ
る。

【００２５】従って第１実施例によれば、当該粉末絶縁
材料１１が相乗的に加熱されるのを防止することができ
るので、シース１２の溶断を防止することができるとい
う顕著な効果を奏する。また上述のように、シーズヒー
タ１０の製造時にローリング加工を施すことにより両タ
ーミナルピン１６、１７間で発熱線１３を張設している
ので、発熱線１３の巻き端部分の巻き数が一定せず、局
部過熱が発生しやすい傾向にあるが、第１実施例におい
ては、延設部ｂ１、ｂ２が両ターミナルピン１６、１７
に一体に延設されているので、各延設部ｂ１、ｂ２がそ
れぞれ対応する巻き端近傍部で発熱線１３に対向するこ
とになる結果、局部過熱が起こりやすい発熱線１３の巻
き端近傍での漏電をも効果的に防止できるという利点も
ある。

【００２６】第２実施例を示す図２のシーズヒータ２０
においては、一対のターミナルピン１６、１７のうち、
一方のターミナルピン１６のみに延設部ｂ１を一体に延
設し、これを発熱線１３の略全長にわたって突出させ、
先端部を他方のターミナルピン１７の内側端部１７ｂの
端面に僅かな間隔を隔てて対向させている。そしてこれ
により、延設部ｂ１の基端部を一方のターミナルピン１
６側の巻き端近傍部で発熱線１３に対向させていると共
に、延設部ｂ１の先端部を他方のターミナルピン１７側
の巻き端近傍部で発熱線１３に対向させている。

【００２７】上記構成においても、局部過熱により漏洩
しようとする電気を上記延設部ｂ１に流すことができる
ので、第１実施例と同様の効果を奏することができる。
第３実施例を示す図３のシーズヒータ３０においては、
各ターミナルピン１６、１７とは別部材で構成された導
電体としての導電棒１８をシース１２内に配設してい
る。上記導電棒１８は、例えばステンレス製の棒材で構
成されており、発熱線１３の径内（即ち、シース１２よ
りも発熱線１３に近い位置）に挿入されて、発熱線１
３、及び各ターミナルピン１６、１７に対し、僅かな間
隔を隔てて対向している。そしてこれにより、第３実施
例においても導電棒１８の両端をそれぞれ対応するター
ミナルピン１６、１７の当該巻き端近傍部で発熱線１３
に対向させている。

【００２８】第３実施例の構成におけるシーズヒータ３
０においても、局部過熱により漏洩しようとする電気を
上記導電棒１８に流すことができるので、第１実施例と
同様の効果を奏することができる。次に、上述した第１
〜第３実施例におけるコイル表面ワット密度ＫＷＤにつ
いて詳述する。

【００２９】図１及び図４を参照して、このコイル表面
ワット密度ＫＷＤは、下記の一般式（Ｆ１）によって定
義されるものである。ＫＷＤ＝Ｗ／｛π（Ｄ＋２ｄ）Ｌ｝（Ｆ１）式中、Ｗは電力、πは円周率、Ｄは発熱線コイルＣＬの
コイル中心径、ｄは発熱線１３の線径、Ｌはシース１２
内に収容される発熱線コイルＣＬの発熱長である。

【００３０】上記一般式（Ｆ１）は、発熱線コイルＣＬ
自身を略筒状の発熱体とみなしてその表面積を表すもの
であり、本件発明者がシース１２の内面と発熱線コイル
ＣＬの表面との絶縁距離ＤＴとシース１２の溶断との関
係を研究する過程で用いられたものである。上記コイル
表面ワット密度ＫＷＤは、以下の手順で決定される。即
ち、シーズヒータ１０（２０、３０）の用途に応じて定
格とワット数を決定する。次に、決定された定格とワッ
ト数に応じて発熱線１３の投入抵抗と線径ｄを決定す
る。さらに、決定された投入抵抗と線径ｄに応じて、発熱線の投入抵抗÷発熱線の単位当たりの抵抗＝〔（電
圧）²÷ワット数〕÷発熱線の単位当たりの抵抗値を計算することにより、投入総線長（発熱線１３の当該
発熱線コイルＣＬを構成している部位の全長）を決定す
る。

【００３１】そして、投入総線長及び発熱長が一定であ
れば、コイル中心径を決定することによりコイルのピッ
チが一定の値に定まることから、何れか一方を決定する
ことにより、一定のコイル表面ワット密度ＫＷＤを有す
る発熱線コイルＣＬを構成することができる。そして本
願発明者は、上記コイル表面ワット密度ＫＷＤが、シー
ス１２の溶断現象において上記絶縁距離ＤＴと一定の関
係があることを見出し、下記の不等式（Ｆ２）の範囲に
設定されている場合に、局部過熱が発生した場合でもシ
ース１２が溶断しないことを詳しくは後述する図５の測
定結果より見出した。

【００３２】ＫＷＤ≦５．１×ＤＴ（Ｆ２）式中、ＤＴは発熱線コイルＣＬの外径表面からシース１
２の内径表面までの絶縁距離である（図４参照）。この
ように図１ないし図３に示す実施例におけるシーズヒー
タによれば、発熱線コイルＣＬが所定のコイル表面ワッ
ト密度ＫＷＤに設定されているので、発熱線１３に局部
過熱が発生し、発熱線１３が溶断しても、シース１２が
溶断することはない。

【００３３】〔具体例〕定格が２００Ｖ、１ＫＷのシー
ズヒータを得るために、以下の粉末絶縁材料料１１、シ
ース１２及び発熱線１３を採用し、絶縁距離ＤＴが１．
７５ｍｍから３．６０ｍｍ迄の範囲内において種々のコ
イル表面ワット密度ＫＷＤを有する発熱線コイルＣＬ１
〜ＣＬ１２（投入総線長＝５６５ｍｍ）を製造した。発
熱線コイルＣＬ１〜ＣＬ１２はコイル表面ワット密度Ｋ
ＷＤ上記不等式（Ｆ２）を満たす本発明の具体例に係る
ものであり（図５のグラフ中の領域ＤＮ１内に入るも
の）、発熱線コイルＣＬ１３〜ＣＬ２２は、コイル表面
ワット密度ＫＷＤが上記不等式（Ｆ２）を満たさない比
較例に係るもの（図５のグラフ中の領域ＤＮ２内に入る
もの）である。なおこの具体例では、コイル表面ワット
密度ＫＷＤと絶縁距離ＤＴとの関係を明確にするため
に、上記延設部ｂ１、ｂ２、及び導電棒１８を省略して
いる。・粉末絶縁材料料酸化マグネシウム（２．９ｇ／ｃｍ³）・シース耐食耐熱超合金（ＮＣＦ８００：直径＝１０ｍｍ、肉厚
＝０．７５）・発熱線ニッケル−クローム線（線径ｄ＝０．４ｍｍ、投入総線
長＝４．６５７ｍ、単位当たりの抵抗＝８．５９Ω／
ｍ）先ず、発熱線１３の投入抵抗は〔（２００）²÷１０００〕＝４０Ω であるから、発熱線１３の投入総線長は、４０Ω÷８．５９Ω／ｍ＝４．６５７ｍである。

【００３４】そして、この発熱線１３から発熱長Ｌ＝５
６５ｍｍの発熱線コイルＣＬを得る場合、コイル中心径
Ｄを例えば３．４ｍｍに設定すると、コイル表面ワット
密度ＫＷＤは、上記一般式（Ｆ１）より 1000／〔π（０．３４＋０．０８）×５６．５〕＝１３．４Ｗ／ｃｍ² となり、発熱線コイルＣＬ９を採用したシーズヒータに
該当することになる。

【００３５】ここで、上記発熱線コイルＣＬ９の直径はコイル中心径Ｄ＋２ｄ＝３．４＋０．８＝４．２ｍｍであり、外径が１１．４ｍｍ、肉厚が０．７５ｍｍのシ
ーズ１２を採用することによって、絶縁距離ＤＴが２．
８５ｍｍに設定されている。これにより、発熱線コイル
ＣＬ９のコイル表面ワット密度ＫＷＤは、上記不等式
（２）を満たし、領域ＤＮ１内に設定されることにな
る。

【００３６】他方、発熱線コイルＣＬ１３の直径も４．
２ｍｍであるが、外径が１０．６ｍｍ、肉厚が０．７５
ｍｍのシーズを採用することによって、絶縁距離ＤＴが
２．４５に設定されている。このため発熱線コイルＣＬ
１３のコイル表面ワット密度ＫＷＤは、発熱線コイルＣ
Ｌ９と同一の値でありながら、上記不等式（２）を満た
しておらず、領域ＤＮ２内に設定されることになる。

【００３７】次に、各発熱線コイルＣＬ１〜ＣＬ２２を
有するシーズヒータに定格の１１０パーセントの電圧を
印加し、シースの溶断現象を検査したところ、具体例に
係るシーズヒータ（発熱線コイルＣＬ１〜ＣＬ１２を有
するシーズヒータ）は、何れも発熱線１３が溶断した後
に電圧を印加してもシース１２が溶断しなかった。これ
に対して比較例に係るシーズヒータ（発熱線コイルＣＬ
１３〜ＣＬ２２を有するシーズヒータ）は、発熱線１３
が溶断した後に電圧を印加した場合、シース１２が溶断
してしまった。

【００３８】特に、発熱線コイルＣＬ１３、ＣＬ１４、
ＣＬ１９、ＣＬ２２は、発熱線コイルＣＬ２、ＣＬ３よ
りも絶縁距離ＤＴが大きいにも拘らず、シース１２が溶
断してしまっている。このことから、単に絶縁距離ＤＴ
を大きくとっても、シース１２の溶断を防止することが
できないことが明らかになった。第４実施例を示す図６
のシーズヒータ４０においては、発熱線１３を覆う内層
シース１９をシース１２内に設け、この内層シース１９
によって、導電体を構成している。より詳細に説明する
と、内層シース１９は、ステンレスまたは耐食耐熱超合
金で形成された筒体であり、その内部には粉末絶縁材料
１１が充填されていると共に、両端に固定された低融点
ガラス１４ｃ、１５ｃによって完全封口されている。そ
して、上記内層シース１９は、当該シース１２よりも発
熱線１３に近い位置に配置され、上記発熱線１３に対し
僅かな間隔を隔てて発熱線１３全体を覆っている。

【００３９】第４実施例の構成におけるシーズヒータ４
０においても、局部過熱により漏洩しようとする電気を
上記内層シース１９に流すことができるので、第１実施
例と同様の効果を奏することができる。さらに図６の実
施例のシーズヒータ４０は、内層シース１９、発熱線コ
イルＣＬ、及び粉末絶縁材料１１が、発熱線１３を有す
るヒータ部１を構成していると共に、耐熱性樹脂１４ａ
で不完全封口されたシース１２及びシース１２内に充填
された粉末絶縁材料１１１等が、外層部２を構成してい
る。従って、外層部２の内部の粉末絶縁材料料１１１に
は空気が供給されると共に、外層部２には発熱線がない
ので、外層部２の粉末絶縁材料料１１１の劣化を、ヒー
タ部１の粉末絶縁材料料１１の劣化に比べ抑制すること
ができ、さらには、発熱線１３の断線等によるシースの
溶断を内層シース１９だけで止めることができるという
利点がある。

【００４０】また、ヒータ部１は、その両端部が低融点
ガラス４で完全封口されたシーズヒータ４０と略同様の
構成を有するので、通電直後においても不完全封口タイ
プのシーズヒータ４０のように、初期絶縁抵抗が低下す
ることなく、すぐに温度上昇できるものが得られる。次
に上記シーズヒータ１０、２０、３０、４０の利用例に
ついて、図７を参照しつつ、詳細に説明する。

【００４１】図７は加熱装置としての電気ストーブの概
略配線図である。同図に示す通電率コントローラ７１に
は、電源７２を含む電源回路７０と、上記シーズヒータ
１０〜４０を含むヒータ側回路７５とが電気的に接続さ
れており、図示しないスイッチ機構を操作して通電率コ
ントローラ７１の、インターバルに対する通電時間の割
合（通電率）を制御することにより、上記電源７２から
シーズヒータ１０〜４０の通電を制御している。なお７
３は、パイロットランプである。

【００４２】ここで、シーズヒータ１０〜４０に何らか
の原因によって局部過熱が発生した場合、その部分のマ
グネシアが劣化して微小な電流が、上述した導電体とし
ての延設部ｂ１、ｂ２（図１、図２参照）や、導電棒１
８（図３参照）、或いは内層シース１９（図６参照）に
流れる。この状態が長く続いて、上記漏洩電流が大きく
なると、シース１２にも漏洩電流が生じ、遂にはシーズ
ヒータ１０〜４０から電気ストーブ本体等を構成する金
属部材に大きな漏洩電流が流れるおそれがある。

【００４３】かかる不具合を解決するために、従来のシ
ーズヒータ７４を採用した加熱装置においては、図８に
示すように、当該シーズヒータ７４のシース部分の漏洩
電流を検知する漏洩電流検知手段ｓｗをヒータ側回路７
５内に設け、シーズヒータ７４からの漏洩電流がしきい
値を越えた場合に、シーズヒータ７４に対する給電を停
止するようにしていた。

【００４４】ところがこの構造を本実施例のシーズヒー
タ１０〜４０に採用すると、ヒータ部１への漏洩電流が
微小な間は導電体（延設部ｂ１、ｂ２、導電棒１８、内
層シース１９）側に流れる結果、シース１２にまで電気
が流れないため、漏洩電流が相当大きくならないと漏洩
電流検知手段ｓｗによって漏洩電流を検出することがで
きなくなるという不具合があった。そのため、従来の漏
洩電流検知手段ｓｗを本実施例のシーズヒータ１０〜４
０に流用しても、漏洩電流が微小な間は、シーズヒータ
１０〜４０の異常状態を検出することができず、大きな
漏洩電流が発生して初めて異常が分かり安全性に欠ける
という問題があった。

【００４５】そこで上記シース１２の漏洩電流が微小で
も、電源回路７０やヒータ側回路７５の電流が増加し、
各回路７０、７５に過電流が生じることを利用して、図
７に示す実施例においては電源回路７０を流れる電流が
しきい値（本実施例では、シーズヒータ１０〜４０の定
格の例えば１．５倍）に達した場合に、給電を阻止する
電流ヒューズＨを電源回路７０内に設けている。

【００４６】図７の構成を採用すれば、電源回路７０の
電流が上記しきい値に達すると、電流ヒューズＨが給電
を阻止するので、シーズヒータ１０〜４０から大きな漏
洩電流が流れるのを防止し、製品の使用者が感電するの
を防止することができる。また、電流ヒューズＨを採用
していることから、廉価な電源回路７０を提供すること
が可能になる。しかも電流ヒューズＨが切れることによ
り、シーズヒータ１０〜４０の異常をも検出することが
可能になる。

【００４７】なお、図７の実施例においては、電源回路
７０に電流ヒューズＨを設けているが、電流ヒューズＨ
をヒータ側回路７５に設けてもよい。さらに加熱装置と
しては、電気ストーブの他、オーブントースター等の家
電製品や電気炉等の工業製品等、種々の電気装置であっ
ても良く、その他、この発明の要旨を変更しない範囲
で、種々の設計変更を施すことが可能である。

【００４８】

【発明の効果】以上のように、本発明の第１の態様にお
けるシーズヒータによれば、粉末絶縁材料が相乗的に加
熱されるのを防止することができる結果、シースの溶断
を防止することができる。また本発明の第２の態様にお
けるシーズヒータによれば、発熱線コイルが所定のコイ
ル表面ワット密度ＫＷＤに設定されているので、シース
に局部過熱が発生し、発熱線が溶断しても、シースが溶
断することはない。

【００４９】さらに本発明の第３の態様におけるシーズ
ヒータによれば、発熱線の断線等によるシースの溶断を
内層シースだけで止めることができる。従って本発明の
シーズヒータによれば、シースの溶断によるシース外部
に粉末絶縁材料が飛散したり、シース表面でスパークが
発生したりすることがなく、安全性に優れたものが得ら
れるという顕著な効果を奏する。

【００５０】しかも本発明の加熱装置によれば、回路の
電流がしきい値に達すると、電流ヒューズが給電を阻止
するので、シーズヒータから大きな漏洩電流が流れるの
を防止し、製品の使用者が感電するのを防止して安全性
を確保することができるという顕著な効果を奏すること
ができる。また、電流ヒューズを採用していることか
ら、廉価な回路を提供することが可能になるという利点
もある。しかも電流ヒューズが切れることにより、シー
ズヒータの異常をも検出することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す一部欠載概略断面図で
ある。

【図２】本発明の別の実施例を示す一部欠載概略断面図
である。

【図３】本発明のさらに別の実施例を示す一部欠載概略
断面図である。

【図４】図１から図３の実施例におけるコイル表面ワッ
ト密度を説明する横断面図である。

【図５】コイル表面ワット密度と絶縁距離の関係を示す
グラフである。

【図６】本発明のさらに別の実施例を示す一部欠載概略
断面図である。

【図７】加熱装置としての電気ストーブの概略配線図で
ある。

【図８】従来のシーズヒータを有する電気ストーブの概
略配線図である。

【符号の説明】

１ヒータ部２外層部１０シーズヒータ２０シーズヒータ３０シーズヒータ４０シーズヒータ１１粉末絶縁材料１２シース１３発熱線１４絶縁体１５絶縁体１６ターミナルピン１７ターミナルピン１８導電棒（導電体）１９内層シース（導電体）ｂ１延設部（導電体）ｂ２延設部（導電体）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者星野好昭大阪府摂津市西一津屋１番１号ダイキン工業株式会社淀川製作所内 (56)参考文献特開昭54−113546（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−19784（ＪＰ，Ａ) 特開昭51−43245（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−59933（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−77395（ＪＰ，Ａ) 特公昭13−420（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H05B 3/48

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】粉末絶縁材料(11)が内部に充填された金属
製のシース(12)と、発熱線(13)により構成され、シース(12)の中心線方向に
沿って延びた状態でシース(12)内に配設される発熱線コ
イル(CL)とを備えたシーズヒータにおいて、上記発熱線コイル(CL)は、下記の一般式（Ｆ１）で表さ
れるコイル表面ワット密度ＫＷＤが下記の不等式（Ｆ
２）の範囲内に設定されていることを特徴とするシーズ
ヒータ。ＫＷＤ＝Ｗ／｛π（Ｄ＋２ｄ）Ｌ｝（Ｆ１）式中、Ｗは電力、πは円周率、Ｄは発熱線コイル(CL)の
コイル中心径、ｄは発熱線(13)の線径、Ｌはシース(12)
内に収容される発熱線コイル(CL)の発熱長である。ＫＷＤ≦５．１×ＤＴ（Ｆ２）式中、ＤＴは発熱線コイル(CL)の外径表面からシース(1
2)の内径表面までの絶縁距離である。
【請求項２】上記シース(12)内の、当該シース(12)より
も発熱線(13)に近い位置に、上記発熱線(13)に対し僅か
な間隔を隔てて対向する導電体(18,19,b1,b2) を設けて
いる請求項１記載のシーズヒータ。
【請求項３】上記導電体は、一端が上記ターミナルピン
(16,17) の何れか一方と電気的に一体に延設された延設
部(b1,b2) である請求項１または２記載のシーズヒー
タ。
【請求項４】上記導電体(18,b1,b2)は、発熱線(13)の径
内に配設されている請求項１、２、または３記載のシー
ズヒータ。
【請求項５】内層シース(19)内部に、その長手方向に沿
って螺旋状の発熱線(13)が挿通されていると共に、粉末
絶縁材料(11)が充填されたヒータ部(1) と、内層シース(19)より大口径の外層シース(12)内部に、上
記ヒータ部(1) が挿通されていると共に、粉末絶縁材料
(111) が充填され、且つ、外層シース(12)の両端部が耐
熱性樹脂(14a, 15a)で不完全封口された外層部(2) とを
備えた請求項１、２、３、または４記載のシーズヒー
タ。
【請求項６】粉末絶縁材料(11)が内部に充填された金属
製のシース(12)、シース(12)内に配設されてシース(12)
の中心線方向に沿って略コイル状に延びる発熱線(13)、
及び発熱線(13)の巻き端と電気的に接続され、且つ、上
記シース(12)の両端部を封口する絶縁体(14,15) により
保持される一対のターミナルピン(16,17) を含み、上記
シース(12)内の、当該シース(12)よりも発熱線(13)に近
い位置に、上記発熱線(13)に対し僅かな間隔を隔てて対
向する導電体(18,19,b1,b2) を設けているシーズヒータ
(10,20,30,40) と、電源(72)からシーズヒータ(10,20,30,40) に加熱用電流
を供給する回路(70,75) と、回路(70, 75)を流れる電流がしきい値に達した場合に給
電を阻止する電流ヒューズ(H) とを備えたことを特徴と
する加熱装置。