JP2964119B2 - シーズヒータ - Google Patents

シーズヒータ

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JP2964119B2
JP2964119B2 JP5292273A JP29227393A JP2964119B2 JP 2964119 B2 JP2964119 B2 JP 2964119B2 JP 5292273 A JP5292273 A JP 5292273A JP 29227393 A JP29227393 A JP 29227393A JP 2964119 B2 JP2964119 B2 JP 2964119B2
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章祥 阪納
民郎 伊藤
博規 伊藤
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、抵抗発熱線が巻き回さ
れ、無機絶縁材からなる柱状の発熱線保持体が、金属製
の保護管内に粉末体又は半焼成体が圧縮固形化されたチ
ューブ状無機絶縁物を介して、金属製の保護管内に埋設
され、該保護管の開口部がシール性蓋体で閉じられてい
るシーズヒータに関する。
【0002】特に、発熱線保持体が、前記抵抗発熱線と
接続されるリード線が中央部に埋設されたものであると
ともに、前記保護管が有底であることを特徴とするカー
トリッジ型シーズヒータに好適な発明である。
【0003】ここでは、カートリッジ型シーズヒータ
(例えば、外径:36mmφ、40mmφ)を、主として例
に採り説明するが、これに限られるものではない。長手
方向両端にリード線を配する標準形、さらには、広義の
標準形の範疇に入るが、細径長尺金属パイプ(例えば、
外径:1.6mmφ、3.2mmφ、長さ:500〜500
0mm)内に抵抗発熱線を内蔵し、熱処理により自在に曲
げ加工できる長尺シーズヒータにも、本発明は適用可能
である。
【0004】
【従来の技術】図1に、上記カートリッジ型のシーズヒ
ータの一例を示す。
【0005】リード線12、12が中央部に挿通埋設さ
れるとともに、該リード線12、12と接続される抵抗
発熱線(ニクロム線)14が巻き回され、無機絶縁材か
らなる柱状の発熱線保持体16が、粉末体又は半焼成体
が圧縮固形化されたチューブ状無機絶縁物18を介し
て、金属製の有底の保護管(シース)20内に埋設さ
れ、該保護管20の開口部がシール性蓋体22で閉じら
れている。
【0006】なお、図例の発熱線保持体16は、リード
線12、12と抵抗発熱線14との接続線24を保持保
護ために、保持本体26の両端にスペーサ28、28が
嵌着されている。
【0007】そして、上記シーズヒータの製造は、抵抗
発熱線が巻き回され、無機絶縁材からなる柱状の発熱線
保持体を、金属製の保護管に挿入し、該有底保護管と前
記発熱線保持体との間に、粉末体又は半焼成体の無機絶
縁材を充填後、前記保護管の開口側をシール性蓋体で閉
じた状態で、前記保護管を縮径させて無機絶縁材を圧縮
固形化させて行っていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記構成のシ
ーズヒータは、昨今のヒータの小型化、高出力化の要請
に伴い、電力密度(単位:W/ cm2)の高いものが要請
されるようになってきた。
【0009】この要請に応えるためには、抵抗発熱線を
コイル線材に替えることが考えれれるが、本発明者の知
る限りにおいては、上市されていない。
【0010】本発明者が、試験検討した結果、発熱線保
持体16と保護管20の間に充填した粉末を圧縮固形化
してチューブ状無機絶縁物とするために、保護管20を
縮径(通常絞り率70〜80%)する。この際、20%
前後抵抗率が増大することが分かった。このことは、所
定の出力のヒータを得るために、20%前後の抵抗率が
増大することを見込んで試行錯誤を繰り返す必要があ
り、また、不良率も発生しやすく生産性低下につなが
り、望ましくない。
【0011】そして、ヒータを分解して調べたところ、
コイル状電熱線の表面に非常に小さな傷が発生している
ことを見出した。その傷が電熱線の抵抗率増大の一因で
あると推定されるとともに、ヒータの耐久性を低下させ
るおそれがあると推定される。
【0012】請求項1・2に係る本発明は、上記にかん
がみて、電力密度の高く、且つ、耐久性に問題が発生す
るおそれのないシーズヒータを提供することを目的とす
る。
【0013】請求項3・4に係る本発明は、上記電力密
度の高く、且つ、耐久性に問題が発生するおそれのない
シーズヒータを生産性良好に製造できるシーズヒータの
製造方法を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために、鋭意・開発に努力をした結果、下記
構成のシーズヒータ及びその製造方法に想到した。
【0015】 本発明のシーズヒータは、抵抗発熱線が
巻き回されて、無機絶縁材からなる柱状の発熱線保持体
が、粉末体または半焼成体が圧縮固形化されたチューブ
状無機絶縁物を介して、金属製の保護管内に埋設され、
該保護管の開口部がシール性蓋体で閉じられているシー
ズヒータにおいて、抵抗発熱線がチューブ状無機絶縁物
同等の剛性を有する無機絶縁材で内側も充填されてな
るコイル線材であることを特徴とする。
【0016】 本発明のシーズヒータの製造方法は、抵
抗発熱線が巻き回されて、無機絶縁材からなる柱状の発
熱線保持体を、金属製の保護管に挿入し、該保護管と発
熱線保持体との間に、粉末体または半焼成体の無機絶縁
材を充填後、保護管の開口部の開口側をシール性蓋体で
閉じた状態で、保護管を縮径させ無機絶縁材を圧縮固形
化させて製造するシーズヒータの製造方法において、抵
抗発熱線として、チューブ状無機絶縁物と同等の剛性を
有する無機線状芯材が挿通されたコイル線材を使用する
ことを特徴とする。
【0017】
【実施例】以下、本発明の一例を図2〜4に基づいて、
説明する。既述例と同一部分については、同一図符号と
付して、それらの説明の全部または一部を省略する。
【0018】ここでは、図1に示すような、カートリッ
ジ型のシーズヒータを例に採り説明するが、これに限ら
れるものではない。
【0019】(1) リード線12、12が中央部に挿通埋
設されるとともに、該リード線12、12と接続される
抵抗発熱線14が巻き回され、無機絶縁材からなる柱状
の発熱線保持体16が、粉末体又は半焼成体(通常、粉
末体)が圧縮固形化されたチューブ状無機絶縁物18を
介して、金属製の有底の保護管(シース)20内に埋設
され、該保護管20の開口部がシール性蓋体22で閉じ
られている。
【0020】 発熱線保持体16は、リード線12、1
2と抵抗発熱線14との接続線24を保持保護するため
及び保護管20発熱線保持体16を挿入時の位置決め
のために、保持本体26の両端にスペーサ28、28が
嵌着されている。このスペーサ28は、スペーサ28の
裏側へも、無機絶縁物粉体を回り込ませるため、部分的
に切り欠き部28aを有する。
【0021】ここで、抵抗発熱線14は、通常、ニクロ
ム製とするが、白金、タングステン、クロム−Al、タ
ンタル等であってもよい。
【0022】発熱線保持体(スペーサ28、28も含め
て)16の無機絶縁材、及び、チューブ状無機絶縁物1
8の粉末体または半焼成体の各材料としては、通常、マ
グネシアを使用するが、ボロンナイト等であってもよ
い。
【0023】保護管20の金属材料は、通常、ステンレ
スを使用するが、他の金属であってもよい。
【0024】ここまでは、従来構成と同様である。
【0025】(2) 上記構成において、本実施例では、抵
抗発熱線14が無機絶縁材で内側も充填されてなるコイ
ル線材であることを特徴的構成とする。ここで、コイル
線材としては、例えば、ニクロム線の場合、線径0.1
mm、コイル径0.5mmのものを使用する。そして、巻き
ピッチは、発熱線保持体14の径が10mmのとき、例え
ば、1mmとする。
【0026】 また、本実施例では、抵抗発熱線14で
あるコイル線材の中に、チューブ状無機絶縁物と同等の
剛性を有する無機絶縁材が充満しているため、発熱線保
持体16と保護間20との間に充填しで粉末を圧縮固形
化してチューブ状無機絶縁物18とする際、コイル線材
の変形がなく、即ち、コイル線材の傷つきがほとんど発
生しないと推定される。したがって、本実施例のシーズ
ヒータは、電力密度高く、かつ、耐久性に問題がほと
んど発生しない。
【0027】(3) 次に、上記実施例のシーズヒータの製
造方法を説明する。
【0028】 まず、無機線状芯材30が挿通されたコ
イル線材からなる抵抗発熱線14Aを用意する(図3参
照)。ここで、無機線状芯材30としては、通常、チュ
ーブ状無機絶縁物と同じ材料(通常MgO)から押出成
形して可撓性を有するものを使用する。ここで、無機線
状芯材30の成形材料としては、チューブ状無機絶縁物
と同等の剛性を有すれば、チューブ状無機絶縁物と同じ
無機絶縁材でなくてもよい。抵抗発熱線14Aは、例え
ば、下記のようにして製造する。
【0029】 そして、該無機線状芯材30が挿通され
たコイル線材32である抵抗発熱線14Aを、無機絶縁
材からなり、中央部に一対のリード線12、12が挿通
埋設されたる円柱状の保持本体26に巻き回すと共に、
該抵抗発熱線14Aの両端を、各リード線12、12に
接続線24、24を介して接続し、さらに、スペーサ2
8、28を保持本体26に嵌着させる。
【0030】この発熱線保持体16を、金属製の有底保
護管20に挿入し、該有底保護管20と発熱線保持体1
6との間に、粉末体の無機絶縁材を充填する。
【0031】その後、保護管20の開口側を、リード線
挿通孔を有するゴム栓(例えば、シリコーンゴム製)3
4で閉じた状態で、保護管20を、カシメ装置(減面装
置)の分割カシメダイス36で縮径させて粉末体の無機
絶縁材Mを圧縮固形化させる。
【0032】 この際、コイル線材である抵抗発熱線3
2のコイル内部には、チューブ状無機絶縁物と同等の剛
性を有する無機絶縁材からなる芯材30が挿入されてい
るため、抵抗発熱線32が変形して傷つくおそれがな
い。このため、発熱線の傷つきに伴う抵抗率の増大がな
い。したがって、設定出力のシーズヒータを製造するに
際して、試行錯誤をする必要がないとともに、設定出力
のシーズヒータをバラツキ小さく製造でき、生産性の向
上に寄与する。
【0033】そして、減面後の保護管20は余分な部分
を、ゴム栓34の部分とともに切除し、できた保護管2
0の入口にシール性蓋体22を無機材料を圧入成形す
る。こうして、カートリッジ型のシーズヒータの製造を
終了する。
【0034】なお、標準型のカートリッジヒータの場合
は、無機絶縁材として半焼成のものを使用し、保護管は
両端開口のものを使用して、両側をゴム栓で閉じて製造
すればよい。
【0035】
【発明の作用・効果】本発明のシーズヒータ及びその製
造方法は、上記のような構成により、下記のような作用
・効果を奏する。
【0036】 抵抗発熱線がコイル線材であるため、シ
ーズヒータの電力密度を高めることが容易である。ま
た、コイル線材の中に、チューブ状無機絶縁物と同等の
剛性を有する無機絶縁材が充満している。このため、
熱線保持体と保護管との間に充填した粉末を圧縮固形化
してチューブ状無機絶縁物とする際、変形がなくて、コ
イル線材が傷付きにくい。従って、本発明のシーズヒー
タは、電力密度が高く、かつ、耐久性に問題が発生し難
い。
【0037】コイル線材である抵抗発熱線の、コイル内
部には無機絶縁材からなる芯材が挿入されているため、
抵抗発熱線が変形して傷つくおそれがない。このため、
発熱線の傷つきに伴う抵抗率の増大がない。従って、設
定出力のシーズヒータを製造するに際して、試行錯誤す
る必要がないとともに、設定出力のシーズヒータをバラ
ツキ小さく製造でき、生産性の向上に寄与する。従っ
て、本発明のシーズヒータの製造方法は、電力密度の高
く、且つ、耐久性に問題が発生するおそれのないシーズ
ヒータを生産性良好に製造できる。
【0038】なお、前述の仕様のニクロム線を使用し
て、線状芯材を挿入したものと挿入しないものとにおい
て、保護管を減面(縮径率70%:15mmから10mm)
した後の、各ヒータについて、電力密度を測定したとこ
ろ、本発明の方法で製造した前者は、減面前後で電力密
度は変わらなかったのに対し、後者は、減面後約20%
電力密度が増大した。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用するカートリッジ型のシーズヒー
タの一例を示す縦断面図
【図2】図1のシーズヒータの製造における縮径工程途
中を示す概略縦断面図
【図3】本発明のシーズヒータの製造に使用する抵抗発
熱線の斜視図
【符号の説明】
12…リード線 14、14A…抵抗発熱線 16…発熱線保持体 18…チューブ状絶縁物 20…保護管(シース) 22…シール性蓋体 30…無機線状芯材 32…コイル線材
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H05B 3/48

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 抵抗発熱線が巻き回されて、無機絶縁材
    からなる柱状の発熱線保持体が、粉末体または半焼成体
    が圧縮固形化されたチューブ状無機絶縁物を介して、金
    属製の保護管内に埋設され、該保護管の開口部がシール
    性蓋体で閉じられているシーズヒータにおいて、 前記抵抗発熱線が前記チューブ状無機絶縁物と同等の剛
    性を有する無機絶縁材で内側も充填されてなるコイル線
    材であることを特徴とするシーズヒータ。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記発熱線保持体
    が、前記抵抗発熱線と接続されるリード線が中央部に埋
    設されたものであるとともに、前記保護管が有底である
    ことを特徴とするカートリッジ型シーズヒータ。
  3. 【請求項3】 抵抗発熱線が巻き回されて、無機絶縁材
    からなる柱状の発熱線保持体を、金属製の保護管に挿入
    し、該保護管と前記発熱線保持体との間に、粉末体また
    は半焼成体の無機絶縁材を充填後、前記保護管の開口部
    の開口側をシール性蓋体で閉じた状態で、前記保護管を
    縮径させ前記無機絶縁材を圧縮固形化させて製造するシ
    ーズヒータの製造方法において、 前記抵抗発熱線として、前記チューブ状無機絶縁物と
    等の剛性を有する無機線状芯材が挿通されたコイル線材
    を使用することを特徴とするシーズヒータの製造方法。
  4. 【請求項4】 前記発熱線保持体が、前記抵抗発熱線と
    接続されるリード線が中央部に埋設されたものであると
    ともに、前記保護管が有底であることを特徴とするカー
    トリッジ型シーズヒータの製造方法。
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