JP2987781B2 - 面状ヒータおよびその製造方法 - Google Patents
面状ヒータおよびその製造方法Info
- Publication number
- JP2987781B2 JP2987781B2 JP3008997A JP899791A JP2987781B2 JP 2987781 B2 JP2987781 B2 JP 2987781B2 JP 3008997 A JP3008997 A JP 3008997A JP 899791 A JP899791 A JP 899791A JP 2987781 B2 JP2987781 B2 JP 2987781B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- planar heater
- temperature sensor
- heater element
- thin film
- platinum thin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Surface Heating Bodies (AREA)
- Control Of Resistance Heating (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、乾燥機，調理器などの
熱源に使用される面状ヒータおよびその製造方法に関
し、さらに詳述すれば、温度センサを内蔵した面状ヒー
タおよびその製造方法に関するものである。
熱源に使用される面状ヒータおよびその製造方法に関
し、さらに詳述すれば、温度センサを内蔵した面状ヒー
タおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、温度センサ付きの面状ヒータは、
温度センサとして絶縁物に熱電対を埋設したもの、せん
移金属酸化物を主成分としたセラミックスを焼結したサ
ーミスタを制御面に圧接したもの等がある。また、その
他の温度センサとして、アルミナなどのセラミックスの
チップに白金薄膜を形成した白金薄膜温度センサが知ら
れている。
温度センサとして絶縁物に熱電対を埋設したもの、せん
移金属酸化物を主成分としたセラミックスを焼結したサ
ーミスタを制御面に圧接したもの等がある。また、その
他の温度センサとして、アルミナなどのセラミックスの
チップに白金薄膜を形成した白金薄膜温度センサが知ら
れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、絶縁物
に埋設した熱電対は、起電力が小さいので、増幅回路を
必要とし、温度制御回路が複雑になり、制御ユニットの
コストが高くなるという問題があった。
に埋設した熱電対は、起電力が小さいので、増幅回路を
必要とし、温度制御回路が複雑になり、制御ユニットの
コストが高くなるという問題があった。
【０００４】温度制御面に圧接したサーミスタは、耐熱
温度が低く、温度が300℃以上の温度制御には信頼性が
乏しいという問題があった。
温度が低く、温度が300℃以上の温度制御には信頼性が
乏しいという問題があった。
【０００５】一方、アルミナなどのセラミックスのチッ
プに白金薄膜を形成した白金薄膜温度センサは、耐熱温
度が高く、抵抗温度係数もサーミスタほどではないが抵
抗変化を検出できるだけの値であり、高温用の温度セン
サとしては優れた特性を有するが、白金薄膜温度センサ
を面状ヒータ素子の温度制御面に圧接して使用した場
合、制御面とセンサは機械的に接触しているだけなの
で、接触状態により検出温度がばらついたり、長期使用
中に接触圧が変化して検出温度がばらつくという問題が
あった。また、センサを圧接する固定金具は、熱容量が
大きく、しかも、接触面が点接触であるため、熱応答性
が悪いという問題もあった。
プに白金薄膜を形成した白金薄膜温度センサは、耐熱温
度が高く、抵抗温度係数もサーミスタほどではないが抵
抗変化を検出できるだけの値であり、高温用の温度セン
サとしては優れた特性を有するが、白金薄膜温度センサ
を面状ヒータ素子の温度制御面に圧接して使用した場
合、制御面とセンサは機械的に接触しているだけなの
で、接触状態により検出温度がばらついたり、長期使用
中に接触圧が変化して検出温度がばらつくという問題が
あった。また、センサを圧接する固定金具は、熱容量が
大きく、しかも、接触面が点接触であるため、熱応答性
が悪いという問題もあった。
【０００６】さらに、従来の面状ヒータは、片面の放射
効率を高めるために片面を断熱材で断熱する構成になっ
ているため、固定が難しいという問題もあった。
効率を高めるために片面を断熱材で断熱する構成になっ
ているため、固定が難しいという問題もあった。
【０００７】本発明は上記の問題を解決するもので、熱
応答性が良く、ばらつきの少ない、高温用の温度センサ
を有する面状ヒータおよびその製造方法を、また、面状
ヒータ素子が簡単に固定できる面状ヒータとその製造方
法を提供するものである。
応答性が良く、ばらつきの少ない、高温用の温度センサ
を有する面状ヒータおよびその製造方法を、また、面状
ヒータ素子が簡単に固定できる面状ヒータとその製造方
法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は、耐熱性電気絶縁板の間にヒータエレメン
トを挾持して一体化した面状ヒータ素子と、その片面の
一部に白金薄膜を形成した温度センサとで面状ヒータを
構成する。
め、本発明は、耐熱性電気絶縁板の間にヒータエレメン
トを挾持して一体化した面状ヒータ素子と、その片面の
一部に白金薄膜を形成した温度センサとで面状ヒータを
構成する。
【０００９】また、上記の温度センサは、上記面状ヒー
タ素子の外面の一部に絶縁層と白金薄膜を順次積層して
構成する。
タ素子の外面の一部に絶縁層と白金薄膜を順次積層して
構成する。
【００１０】上記の面状ヒータの製造方法は、マイカ粉
末、骨材および無機バインダからなる耐熱性電気絶縁板
の間に発熱体を挿入して一体化して面状ヒータ素子を得
る工程と、面状ヒータ素子の片面の一部にガラス質の絶
縁層を形成する工程と、次いで所望の抵抗値に設定した
白金薄膜層を形成する工程とからなるものである。
末、骨材および無機バインダからなる耐熱性電気絶縁板
の間に発熱体を挿入して一体化して面状ヒータ素子を得
る工程と、面状ヒータ素子の片面の一部にガラス質の絶
縁層を形成する工程と、次いで所望の抵抗値に設定した
白金薄膜層を形成する工程とからなるものである。
【００１１】さらに、絶縁素子と面状ヒータ素子を、皿
状の反射板と円環状の固定金具の間に挿入し加締により
一体化するものである。
状の反射板と円環状の固定金具の間に挿入し加締により
一体化するものである。
【００１２】
【作用】上記の構成により、一体化した面状ヒータ素子
の片面の一部に白金薄膜を形成するので接触圧による問
題を生じない、熱容量が小さく熱応答性のよい温度セン
サが得られる。
の片面の一部に白金薄膜を形成するので接触圧による問
題を生じない、熱容量が小さく熱応答性のよい温度セン
サが得られる。
【００１３】また、白金薄膜は、白金ペーストを用いた
スクリーン印刷又はスパッタリング等で簡単に形成でき
る。
スクリーン印刷又はスパッタリング等で簡単に形成でき
る。
【００１４】面状ヒータ素子を構成する耐熱性電気絶縁
板は、その一部にガラス質の絶縁層が形成されるので、
表面が平滑となり白金薄膜は、厚みが均一となり、従っ
て、抵抗値のばらつきが少なくなる。
板は、その一部にガラス質の絶縁層が形成されるので、
表面が平滑となり白金薄膜は、厚みが均一となり、従っ
て、抵抗値のばらつきが少なくなる。
【００１５】マイカ粉末と骨材を無機バインダで結合し
た耐熱性電気絶縁板は、熱絶縁特性，耐電圧特性，耐熱
衝撃性，などに優れているが、電気絶縁層には若干の気
孔が存在するので、ガラス質の絶縁層を形成する工程を
加えることにより表面の平滑性が確保される。プレス成
形された反射板と円環状の固定金具を使用して固定した
面状ヒータ素子は、組立時に破壊が防止されるととも
に、機械的衝撃に対しても弾力性により破損が予防され
る。
た耐熱性電気絶縁板は、熱絶縁特性，耐電圧特性，耐熱
衝撃性，などに優れているが、電気絶縁層には若干の気
孔が存在するので、ガラス質の絶縁層を形成する工程を
加えることにより表面の平滑性が確保される。プレス成
形された反射板と円環状の固定金具を使用して固定した
面状ヒータ素子は、組立時に破壊が防止されるととも
に、機械的衝撃に対しても弾力性により破損が予防され
る。
【００１６】
【実施例】本発明の実施例について図１ないし図５によ
り説明する。
り説明する。
【００１７】図１および図２は、本発明による第１の実
施例を示す面状ヒータ素子の一部を切り欠いて示した平
面断面図およびそのＡ−Ａ′線で切断した側面断面図で
ある。
施例を示す面状ヒータ素子の一部を切り欠いて示した平
面断面図およびそのＡ−Ａ′線で切断した側面断面図で
ある。
【００１８】
【外１】
【００１９】なお、本実施例では、上記の円板１aおよ
び１bは、マイカ粉末および骨材を無機バインダで結合
して得た。
び１bは、マイカ粉末および骨材を無機バインダで結合
して得た。
【００２０】次に、以上のように構成された面状ヒータ
素子の製造方法について説明する。円板１aおよび１b
は、まず、80mesh以下の合成金雲母100重量部、骨材と
してアルミナ10重量部および無機バインダとしてＢaＯ-
Ｐ2Ｏ5系ガラス15重量部、燐酸マグネシウム10重量部に
水90重量部をボールミルで１hr湿式混合して、粘度5000
cpsのスラリーを作成する。
素子の製造方法について説明する。円板１aおよび１b
は、まず、80mesh以下の合成金雲母100重量部、骨材と
してアルミナ10重量部および無機バインダとしてＢaＯ-
Ｐ2Ｏ5系ガラス15重量部、燐酸マグネシウム10重量部に
水90重量部をボールミルで１hr湿式混合して、粘度5000
cpsのスラリーを作成する。
【００２１】次に、ドクターブレード装置を用い、ポリ
エステルフィルム上に、上記のスラリーを厚さ2.0mmの
膜厚になるように調整して塗布した後、温度80℃で乾燥
する。乾燥後、所望の形状に打ち抜き、フィルムを剥が
して円板１aおよび１bを得た。
エステルフィルム上に、上記のスラリーを厚さ2.0mmの
膜厚になるように調整して塗布した後、温度80℃で乾燥
する。乾燥後、所望の形状に打ち抜き、フィルムを剥が
して円板１aおよび１bを得た。
【００２２】次に、２枚の上記の円板の間に発熱体２を
挿入し、圧力100kg／cm2、温度180℃の条件に設定した
ホットプレスを用いて一体化した。
挿入し、圧力100kg／cm2、温度180℃の条件に設定した
ホットプレスを用いて一体化した。
【００２３】次に、スクリーン印刷によって上記の円板
１aの一部に、白金ペーストを用いて抵抗値が100Ω前後
になるようにパターンと膜厚を調整して、白金薄膜を形
成した後、温度700℃で焼き付けた。ついで出力端子３
をろう付けした後、所定の抵抗値になるようにトリミン
グを行なって白金薄膜温度センサ４を形成し、面状ヒー
タ素子を得た。
１aの一部に、白金ペーストを用いて抵抗値が100Ω前後
になるようにパターンと膜厚を調整して、白金薄膜を形
成した後、温度700℃で焼き付けた。ついで出力端子３
をろう付けした後、所定の抵抗値になるようにトリミン
グを行なって白金薄膜温度センサ４を形成し、面状ヒー
タ素子を得た。
【００２４】このような方法で得られた面状ヒータ素子
は、上記の白金薄膜温度センサ４で温度を制御すると、
立上がり時のオーバーランが少なく、熱応答性に優れた
温度制御ができた。
は、上記の白金薄膜温度センサ４で温度を制御すると、
立上がり時のオーバーランが少なく、熱応答性に優れた
温度制御ができた。
【００２５】次に、第２の実施例について、図３および
図４により説明する。
図４により説明する。
【００２６】図３および図４は、第２の実施例の面状ヒ
ータ素子の要部拡大側面断面図および平面図である。
ータ素子の要部拡大側面断面図および平面図である。
【００２７】図３において、本実施例が図２に示した第
１の実施例と異なる点は、円板１aの表面の一部に形成
したガラス質の絶縁層５の上に、白金薄膜温度センサ４
を設けた点である。その他は第１の実施例と変りがない
ので、同じ構成部品には同一符号を付して、その説明を
省略する。
１の実施例と異なる点は、円板１aの表面の一部に形成
したガラス質の絶縁層５の上に、白金薄膜温度センサ４
を設けた点である。その他は第１の実施例と変りがない
ので、同じ構成部品には同一符号を付して、その説明を
省略する。
【００２８】以上のように構成された面状ヒータ素子の
製造方法を説明するが、温度センサの形成以外は第１の
実施例と同じなので、説明を省略する。
製造方法を説明するが、温度センサの形成以外は第１の
実施例と同じなので、説明を省略する。
【００２９】温度センサは、まず、上記の円板１aの表
面の一部に、スクリーン印刷で、ＰbＯ-ＳiＯ2系のガラ
スを主成分として、長方形の皮膜を形成した後、温度85
0℃で焼き付けて絶縁層５を得た。次に、同様にスクリ
ーン印刷により、白金ペーストで両端に電極部４aおよ
び４bを有するパターンを形成し、温度700℃前後で焼き
付け処理を行って白金薄膜温度センサ４を形成した後、
上記の電極部４aおよび４bに出力端子３をろう付けし、
さらに、トリミングにより抵抗値を合わせた。
面の一部に、スクリーン印刷で、ＰbＯ-ＳiＯ2系のガラ
スを主成分として、長方形の皮膜を形成した後、温度85
0℃で焼き付けて絶縁層５を得た。次に、同様にスクリ
ーン印刷により、白金ペーストで両端に電極部４aおよ
び４bを有するパターンを形成し、温度700℃前後で焼き
付け処理を行って白金薄膜温度センサ４を形成した後、
上記の電極部４aおよび４bに出力端子３をろう付けし、
さらに、トリミングにより抵抗値を合わせた。
【００３０】このような方法で得られた白金薄膜温度セ
ンサは、抵抗値のばらつきが少なく、30％のトリミング
ですんだ。なお、絶縁層５がない第１の実施例では、10
0％トリミングを行わないと規格値に入らなかった。
ンサは、抵抗値のばらつきが少なく、30％のトリミング
ですんだ。なお、絶縁層５がない第１の実施例では、10
0％トリミングを行わないと規格値に入らなかった。
【００３１】次に、第３の実施例について図５により説
明する。
明する。
【００３２】図５は、第３の実施例を示す面状ヒータの
側面断面図で、面状ヒータは、中央に貫通孔６a、外周
に系合用つば６bおよびその内側に段部６cをそれぞれプ
レス成形した皿状の反射板６と、上記の段部６cに嵌合
させた面状ヒータ素子７と、上記の貫通孔６aに内側か
ら装着し、中央部に形成した複数個の取出し孔８aから
発熱体２の端子部２aおよび白金薄膜温度センサ４の出
力端子３を外部に取り出す絶縁がいし８と、上記の段部
６cとの間で面状ヒータ素子７の外周部を固定するプレ
スで成形した環状固定板９とから構成されている。
側面断面図で、面状ヒータは、中央に貫通孔６a、外周
に系合用つば６bおよびその内側に段部６cをそれぞれプ
レス成形した皿状の反射板６と、上記の段部６cに嵌合
させた面状ヒータ素子７と、上記の貫通孔６aに内側か
ら装着し、中央部に形成した複数個の取出し孔８aから
発熱体２の端子部２aおよび白金薄膜温度センサ４の出
力端子３を外部に取り出す絶縁がいし８と、上記の段部
６cとの間で面状ヒータ素子７の外周部を固定するプレ
スで成形した環状固定板９とから構成されている。
【００３３】以上のように構成された面状ヒータを組み
立てるには、まず、絶縁がいし８の取出し孔８aに、面
状ヒータ素子７の端子部２aおよび出力端子３を通して
置き、その上から、上記の絶縁がいし８を貫通孔６aに
挿通させながら反射板６を組み合わせると、面状ヒータ
素子７は、段部６cに納まる。逆にして、図５に破線で
示した立上り縁９aが形成された環状固定板９をかぶせ
た後、プレスを用いて、内側に加締めて系合用つば６b
を挾持するように固定する。
立てるには、まず、絶縁がいし８の取出し孔８aに、面
状ヒータ素子７の端子部２aおよび出力端子３を通して
置き、その上から、上記の絶縁がいし８を貫通孔６aに
挿通させながら反射板６を組み合わせると、面状ヒータ
素子７は、段部６cに納まる。逆にして、図５に破線で
示した立上り縁９aが形成された環状固定板９をかぶせ
た後、プレスを用いて、内側に加締めて系合用つば６b
を挾持するように固定する。
【００３４】このような方法で固定すると、面状ヒータ
素子７の端部が欠けることもなく、落下などの機械的衝
撃に対しても強くなる。
素子７の端部が欠けることもなく、落下などの機械的衝
撃に対しても強くなる。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
熱応答性が良く、品質の安定した、製造コストの安い面
状ヒータ素子と、その製造方法が得られる。また、面状
ヒータ素子を用いた機械的衝撃に強い面状ヒータが得ら
れる。
熱応答性が良く、品質の安定した、製造コストの安い面
状ヒータ素子と、その製造方法が得られる。また、面状
ヒータ素子を用いた機械的衝撃に強い面状ヒータが得ら
れる。
【図１】本発明の第１の実施例の面状ヒータ素子の平面
図である。
図である。
【図２】本発明の第１の実施例の面状ヒータ素子の側面
断面図である。
断面図である。
【図３】本発明の第２の実施例の面状ヒータ素子の要部
拡大側面断面図である。
拡大側面断面図である。
【図４】本発明の第２の実施例の平面図である。
【図５】本発明の第３の実施例の面状ヒータの側面断面
図である。
図である。
１a，１b…円形耐熱板(円板)、 ２…発熱体、 ２a…
端子部、 ３…出力端子、４…白金薄膜温度センサ、
５…絶縁層、 ６…反射板、 ６a…貫通孔、６b…系合
用つば、 ６c…段部、 ７…面状ヒータ素子、 ８…
絶縁がいし、９…環状固定板、 ９a…立上り縁。
端子部、 ３…出力端子、４…白金薄膜温度センサ、
５…絶縁層、 ６…反射板、 ６a…貫通孔、６b…系合
用つば、 ６c…段部、 ７…面状ヒータ素子、 ８…
絶縁がいし、９…環状固定板、 ９a…立上り縁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H05B 3/20 H05B 3/00 365
Claims (4)
- 【請求項１】 少なくとも、一対の耐熱性電気絶縁板の
間に発熱体を位置させて一体化した面状ヒータ素子の片
面の一部に、白金薄膜を形成して温度センサとしたこと
を特徴とする面状ヒータ。 - 【請求項２】 面状ヒータ素子の外表面の一部に絶縁層
と白金薄膜を順次積層して温度センサとしたことを特徴
とする請求項１記載の面状ヒータ。 - 【請求項３】 ヒータ端子と温度センサ端子の引出し孔
を有する絶縁がいしと、面状ヒータ素子とを、皿状の反
射板と、環状の固定板の間に加締めて一体化したことを
特徴とする面状ヒータ。 - 【請求項４】 マイカ粉末と骨材と無機バインダーから
なる耐熱性電気絶縁板の間に発熱体を挿入して一体化す
る工程と、面状ヒータ素子の片面の一部にガラス質の絶
縁層を形成する工程と、上記の絶縁層の上に白金薄膜層
を形成して所望の抵抗値にトリミングして温度センサを
形成する工程とからなる面状ヒータの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3008997A JP2987781B2 (ja) | 1991-01-29 | 1991-01-29 | 面状ヒータおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3008997A JP2987781B2 (ja) | 1991-01-29 | 1991-01-29 | 面状ヒータおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05174952A JPH05174952A (ja) | 1993-07-13 |
| JP2987781B2 true JP2987781B2 (ja) | 1999-12-06 |
Family
ID=11708330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3008997A Expired - Fee Related JP2987781B2 (ja) | 1991-01-29 | 1991-01-29 | 面状ヒータおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2987781B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11889866B2 (en) | 2020-02-07 | 2024-02-06 | Kt&G Corporation | Heater for aerosol generating device |
-
1991
- 1991-01-29 JP JP3008997A patent/JP2987781B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11889866B2 (en) | 2020-02-07 | 2024-02-06 | Kt&G Corporation | Heater for aerosol generating device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05174952A (ja) | 1993-07-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4527050A (en) | Hotplate | |
| US3987275A (en) | Glass plate surface heating unit with sheathed heater | |
| US4032750A (en) | Flat plate heating unit with foil heating means | |
| JP4124832B2 (ja) | 投込み式加熱要素 | |
| JPH05101870A (ja) | 加熱装置を備えた家庭用料理器具 | |
| JPH0251235B2 (ja) | ||
| CN109587840A (zh) | 一种电子烟加热元件的加热方法及电子烟加热元件 | |
| JPH025392A (ja) | ガラス―セラミック加熱素子及びその製造方法 | |
| JP2987781B2 (ja) | 面状ヒータおよびその製造方法 | |
| US6875957B2 (en) | Glass or glass ceramic cooking top with an electrical heating unit | |
| JPH11307233A (ja) | 発熱体 | |
| JPS6351356B2 (ja) | ||
| JP3078402B2 (ja) | 石油気化装置 | |
| JP2701565B2 (ja) | 薄膜サーミスタおよびその製造方法 | |
| JP2727541B2 (ja) | 薄膜サーミスタの製造法 | |
| JPH0682559B2 (ja) | 面ヒータの製造法 | |
| JPS6246963B2 (ja) | ||
| JPH0646072Y2 (ja) | 定温発熱体 | |
| JPH0329160Y2 (ja) | ||
| JPH01124990A (ja) | 面状発熱体 | |
| KR100269860B1 (ko) | 가스감지나 습도제거용 피티씨히터의 후막성형방법 및 절연막의 솔코팅방법 | |
| JPS6244482Y2 (ja) | ||
| JPH0546675B2 (ja) | ||
| JPS589133Y2 (ja) | タ−ンテ−ブル装置 | |
| JPS60227387A (ja) | 面状ヒ−タ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081008 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091008 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |